WO2021187089A1

WO2021187089A1 - 電池蓋

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Publication number: WO2021187089A1
Application number: PCT/JP2021/007949
Authority: WO
Inventors: 啓藤井; 敏弘小田垣; 克尚河合
Original assignee: 冨士発條株式会社
Priority date: 2020-03-18
Filing date: 2021-03-02
Publication date: 2021-09-23
Also published as: CN113497306A; CN214378736U; US20230048535A1; DE112021001687T5; JP6935955B1; JP2022007852A

Abstract

弁とこの周囲の板部が一体に成形された金属板からなる電池蓋において弁を所定圧力で開裂させるための管理を容易にする。弁（１）は、圧力の作用によって折り溝（４）から屈曲させられる受圧板部（５）と、周囲の板部（２）の厚さよりも薄く受圧板部（５）と周囲の板部（２）とを繋ぐ薄板部（６）とからなる。薄板部（６）は、折り溝（４）の延長上の部位を通るように刻印された破裂溝（７）を有する。弁（１）に作用する圧力によって受圧板部（５）が折り溝（４）から屈曲させられる変形に伴って弁（１）の中で当該延長上の部位が他の部位よりも強く引っ張られることにより、所定圧力のときに弁（１）が破裂溝（７）の当該延長上の部位を起点として開裂させられる。

Description

電池蓋

　この発明は、電池ケースの封口に用いられる金属板製の電池蓋に関する。

　従来、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等では、その発電要素を収容する電池ケースとして、有底筒状のケース本体の筒口部に電池蓋を取り付けた密閉形のものが採用されている。

　その電池蓋として、所定圧力のときに開裂する弁と、当該弁に連なる周囲の板部とが一体に成形された金属板からなるものが普及している。この種の電池蓋は、一般に、順送金型を用いたプレス加工によって大量生産されている。その弁は、電池内圧の異常上昇時に電池ケースの爆発を避けるための安全弁として機能する。

　従来、その弁のプレス加工においては、一方側へ突き出されたダボ部と、ダボ部の最大厚さよりも薄くかつ周囲の板部よりも薄い厚さをもってダボ部と周囲の板部とを繋ぐ薄板部とを成形する半抜き加工が採用されている（例えば、特許文献１）。半抜き加工を用いて弁部を成形する場合、金属板の一方側にダボ部を突出させる分、弁部の成形のために金属板の順送方向や幅方向に逃がす無駄な肉量を抑えることができ、また、金型強度やプレス加圧能力を高めずにより厚い金属板の採用や、より材料強度の高い金属板の採用に対応することもできる。

　特許文献１の電池蓋では、一方側の板面全面が一定高さに成形された円形状のダボ部と、ダボ部の周囲全周に連なる薄板部とが成形されている。薄板部の一方側の板面及び他方側の板面は、それぞれの横断面形状が凹円弧状に成形されている。薄板部には、一定の溝深さをもって円周状に延びる破裂溝が刻印されている。破裂溝の溝底部の厚さは、その弁の中で最小に設定されている。弁の周囲の板部が薄板部よりも厚くて剛性に優れるため、弁に作用する圧力（電池内圧）が上昇することによって、円環状の薄板部が全周に亘って外部側へ引っ張られて弁が膨らんでいく。所定圧力のときに破裂溝の溝底部のいずれか一か所が前述の引っ張り応力に耐えられず、ここを起点として破裂溝の裂けが急速に広がり、弁が急速に開裂させられる。このため、異常上昇した電池内圧を外部に急速に逃がすことができる。

特開２００１－１０２０２３号公報

　電池容量の増大は、今も追及されている。電池容量の増大に伴い、電池の異常発生時の急激な電池内圧上昇に対する防爆性を向上させることが重要になる。このため、電池ケースを大型化し、前述の弁の開放面積を大きくする事態が起こり得る。

　しかしながら、特許文献１のような電池蓋の場合、弁を大きく開き易くするために破裂溝を含む薄板部の全長を長くすると、弁が開裂するときの圧力（開裂圧力）を所定に管理するためのコストの増加が予想される。

　すなわち、薄板部に破裂溝を刻印する際の肉の塑性流動により、破裂溝付近で薄板部の厚さや形状が不規則に変化することは、プレス加工上、不可避である。したがって、例え、円環状の薄板部に円周状の破裂溝を刻印するとしても、破裂溝に作用する前述の引っ張り応力や薄板部の変形具合は、全周で同一にならず、若干のばらつきが不可避である。その不規則性を考慮し、開裂圧力を保証する品質管理は、引っ張り応力に対して最も弱い破裂溝の溝底部の厚さを周方向に分散した多数箇所で測定することで行われている。

　特許文献１のような電池ケースの大型化に対応して弁の開放面積を大きくする場合、金型の精度を同程度のままで製造すると、前述の不規則な変化が大きくなり、開裂圧力が安定しない傾向がある。このため、金型の精度が今以上に必要となり、金型製作が困難になって製造コストに大きく影響する。さらに、破裂溝の全長が長くなるため、厚さ管理を要する範囲が長くなり、開裂圧力を保証する品質管理に必要な測定箇所が増加し、品質管理コストに影響する。

　上述の背景に鑑み、この発明が解決しようとする課題は、電池蓋の弁を所定圧力で開裂させるための管理を容易にすることである。

　上記の課題を達成するため、この発明は、所定圧力のときに開裂する弁と、当該弁に連なる周囲の板部とが一体に成形された金属板からなる電池蓋において、前記弁が、圧力の作用によって折り溝から屈曲させられる受圧板部と、前記周囲の板部の厚さよりも薄く当該受圧板部と当該周囲の板部とを繋ぐ薄板部とからなり、前記薄板部が、厚さ方向に溝深さをもって前記折り溝の延長上の部位を通るように刻印された破裂溝を有し、前記弁に作用する圧力によって前記受圧板部が前記折り溝から屈曲させられる変形に伴って当該弁の中で前記延長上の部位が他の部位よりも強く引っ張られることにより、前記所定圧力のときに前記弁が前記破裂溝の前記延長上の部位を起点として開裂させられる構成を採用したものである。

　この発明に係る電池蓋は、上記構成の採用により、弁の薄板部の破裂溝における厚さの測定対象を受圧板部の折り溝の延長上に限定し、他の部位の厚さ管理を緩和することが可能になるので、弁を所定圧力で開裂させるための管理を容易にすることができる。

この発明の第一実施形態に係る電池蓋を示す正面図図１の弁を拡大して示す部分正面図図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線の断面図図２のＩＶ－ＩＶ線の断面図図２の折り溝を成形する刻印工程を示す断面図図２の受圧板部及び薄板部を成形する工程を示す断面図図２の破裂溝を成形する刻印工程を示す断面図図１の受圧板部が屈曲させられる状態を示す断面図図８の状態の弁を示す部分正面図図８の弁が開裂させられた様子を示す部分斜視図破裂溝の変更例を示す断面図この発明の第二実施形態に係る電池蓋を示す部分正面図図１２の弁の断面図図１３の受圧板部が屈曲させられる状態を示す断面図この発明の第三実施形態に係る電池蓋を示す部分正面図図１５の弁の断面図この発明の第四実施形態に係る電池蓋を示す部分正面図図１７の弁の断面図この発明の第五実施形態に係る電池蓋を示す部分正面図図１９の弁の断面図

　以下、この発明に係る電池蓋の一例としての第一実施形態を添付図面に基づいて説明する。

　図１に示す電池蓋は、所定圧力のときに開裂する弁１と、弁１に連なる周囲の板部２とが一体に成形された金属板からなるものである。この電池蓋は、角形電池用のものを例示している。電池蓋の周縁３は、有底筒状のケース本体の筒口部（図示省略）に接合される。

　その金属板は、一般に、アンコイラから引き出して順送金型でプレス加工可能な材料であり、代表的なものとしては、アルミニウム合金板等が挙げられる。

　図２～図４に示すように、弁１は、圧力の作用によって折り溝４から屈曲させられる受圧板部５と、周囲の板部２の厚さｔ１よりも薄く受圧板部５と周囲の板部２とを繋ぐ薄板部６とからなる。

　周囲の板部２の厚さｔ１は、弁１に隣接する部位の厚さであり、素材とした金属板の板厚と実質的に同等に設定されている。その金属板の板厚は、２．０ｍｍ以上、より好ましくは３．０ｍｍよりも大きく、５．０ｍｍ以下であることが好ましい。金属板の板厚が２．０ｍｍ以上であれば、電池ケースの大型化に好適な強度の電池蓋にすることができ、３．０ｍｍよりも大きくすれば、これまで困難であった電池ケースの大型化に対応することができ、５．０ｍｍ以下であれば、順送金型によるプレス加工に対応することができる。

　受圧板部５は、薄板部６から一方側へ高く突出しており、また、周囲の板部２に対しても一方側に突出高さをもっている。ここで、「一方側」とは、厚さ方向に一方へ進む方向のことをいい、一方側と反対側に進む方向のことを「他方側」という。図３、図４において、厚さ方向は上下方向に相当し、一方側は上方側に相当し、他方側は下方側に相当する。

　折り溝４は、受圧板部５の最も一方側に高い板面から厚さ方向に溝深さをもって直線状に延びている。折り溝４の溝横断面形状は、厚さ方向に対して直角な方向に延びる平坦面状の溝底部を有するＶ字状に成形されている。折り溝４として受圧板部５を直線状に横断するものを例示したが、折り溝の両端部又は一端部を受圧板部の外周で閉塞することも可能である。以下、厚さ方向に対して直角な方向に延びる表面形状のことを単に「平坦面状」という。

　受圧板部５は、折り溝４を一本だけ有する。受圧板部５及び薄板部６は、折り溝４の溝幅の中央を通りかつ厚さ方向に沿う対称面に関して面対称状に成形されている。その対称面は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線の切断面を含む仮想平面に相当する。図２～図４では、受圧板部５として、折り溝４以外の突出部分が円すい台状に成形されたものを例示したが、円柱状、長楕円状、菱形等の他の形状に変更することも可能である。

　受圧板部５及び薄板部６の他方側の板面は、周囲の板部２の他方側の板面から一方側へ深さをもった凹状の底面部を成し、かつ平坦面状に成形されている。

　薄板部６は、受圧板部５に沿って円環状に延びている。薄板部６は、厚さ方向に溝深さをもって折り溝４の延長上の部位を通るように刻印された破裂溝７を有する。ここで、折り溝４の延長上の部位とは、折り溝４の延びる方向に向かって折り溝４の端部から延長した仮想延長線を考えたとき、当該仮想延長線と厚さ方向に対向又は交差する領域のことをいい、図示例のように折り溝４の溝底部と薄板部６との間に高低差がある場合、当該仮想延長線と厚さ方向に対向する領域が該当し、当該高低差がない場合、当該仮想延長線と交差する領域が該当する。

　図示の破裂溝７は、薄板部６の一方側に円周溝状に刻印されている。その円周溝状は、受圧板部５の外周の円周状と同心に設定されている。破裂溝７の溝横断面形状は、平坦面状の溝底部を有するＶ字状である。

　薄板部６のうち、破裂溝７と受圧板部５との間に連なる板面、並びに破裂溝７と周囲の板部２との間に連なる板面は、それぞれ平坦面状に成形されている。その破裂溝７と周囲の板部２との間に連なる板面と、当該板部２の一方側の板面とは、同一面状になっている。

　受圧板部５の最小厚さｔ２は、折り溝４の溝底部の厚さであって、薄板部６の最大厚さｔ３よりも大きく、かつ周囲の板部２の厚さｔ１よりも小さい。薄板部６の最小厚さｔ４は、破裂溝７の溝底部の厚さであり、厚さｔ１～ｔ３のそれぞれよりも十分に小さい。受圧板部５の最小厚さｔ２は、弁１の開裂の起点を破裂溝７上に確実に限定して折り溝４の溝底部の厚さ管理を不要とするため、破裂溝７の溝底部の厚さｔ４よりも大きくすればよい。受圧板部５が所定圧力を超えるまで開裂しない限り、受圧板部５の最小厚さｔ２を薄板部６の最大厚さｔ３と同じ又は小さい寸法に変更することも可能である。

　上述の弁１を順送金型でプレス加工する方法を図５～図７に例示する。先ず、図５に示すように、帯状の金属板のワーク部Ｗを上型Ｍ１と下型Ｍ２との間に送り、上型Ｍ１の刻印金型Ｍ３で折り溝４を刻印する。このワーク部Ｗを図６に示す上型Ｍ４と下型Ｍ５との間に送り、下型のパンチＭ６と上型Ｍ４のダイでワーク部Ｗに受圧板部５を成形すると共に薄板部６の両側の板面を成形する。このワーク部Ｗを図７に示す上型Ｍ７と下型Ｍ８との間に送り、上型Ｍ７の刻印金型Ｍ９で破裂溝７を刻印する。その後の工程では、ワーク部Ｗにトリミングを施し、図１に示す電池蓋の周縁３を成形する。なお、弁１の製法は、この例に限定されず、例えば、折り溝４と破裂溝７を同時加工することも可能である。

　図３、図４に示す各厚さｔ１～ｔ４に関し、厚さ（ｔ１－ｔ３）の差分、厚さ（ｔ２－ｔ３）の差分、及び厚さ（ｔ３－ｔ４）の差分の各差分は、破裂溝７の刻印時の不規則な変形を考慮して、破裂溝７の溝底部以外の他の部位での厚さ管理を緩和するのに十分な正の値に設定されている。

　例えば、周囲の板部２の厚さｔ１を２ｍｍ以上とする場合、圧力が作用する弁１の面積の５０％以上の領域を受圧板部５として前述の金属板の板厚の５０％以上の厚さに成形することができる。また、弁１の最大直径Ｄ１は、例えば、２２ｍｍ以上にすることができる。受圧板部５の突出部分の最大直径Ｄ２は、例えば、直径Ｄ１よりも小さく１８ｍｍ以上にすることができる。また、薄板部６の最大厚さｔ３を０．３ｍｍ以下とし、薄板部６の最小厚さｔ４を０．０６ｍｍ以下とし、受圧板部５の最小厚さｔ２を０．３ｍｍ以上、１ｍｍ以下とすることができる。

　図１に示す電池蓋を備える電池（図示省略）の内圧が上昇すると、その弁１に対して他方側から一方側に向かって圧力（電池内圧）Ｐが作用し、受圧板部５及び薄板部６は周囲の板部２に対して一方側へ押されることになる。このため、図８、図９に示すように、その圧力Ｐによって受圧板部５が折り溝４から屈曲させられる。この屈曲変形に伴って、受圧板部５の折り溝４のところが弁１の中で変形量が大きくなるため、弁１の中で折り溝４の延長上の部位が他の部位よりも強く引っ張られることになる。すなわち、薄板部６のうち、折り溝４の延長上の部位（図９において折り溝４の溝幅で上下方向に延びる仮想延長線と重なる部位）が、弁１の中で最も強く折り溝４側へ引っ張られることになる。この最大の引っ張り応力は、弁１に作用する圧力Ｐの大きさに応じて変化する。弁１に作用する圧力Ｐが所定圧力になると、破裂溝７の溝底部のうち、折り溝４の延長上の部位におけるいずれか一か所が、引っ張り応力に耐え切れずに破裂し、ここを起点として弁１が開裂させられ、破裂溝７の溝底部に沿って破裂が急速に進むに連れて弁１の開放面積が図１０に示すように大きくなる。

　仮に、薄板部６の最小厚さｔ４（破裂溝７の溝底部の厚さ）を測定する対象領域である折り溝４の延長上の部位から外れた部位において、当該測定対象領域内の最小厚さよりも薄い箇所が存在したとしても、受圧板部５の屈曲変形に伴う引っ張り応力の強弱差があるため、折り溝４の延長上の部位以外の領域を起点として弁１の開裂が始まることはない。

　上述のように、図１に示す電池蓋は、弁１の中で破裂溝７が引っ張り応力に対して特に弱い部位となる。その弁１に圧力が作用することで受圧板部５が折り溝４から屈曲させられると、弁１の中で折り溝４の延長上の部位が他の部位よりも強く引っ張られるので、所定圧力のときに弁１が開裂を開始する起点の箇所は破裂溝７の中でも折り溝４の延長上の部位に限定される。これにより、弁１を所定圧力で開裂させるための管理に必要な破裂溝７の溝底部の厚さ測定については折り溝４の延長上の部位だけで済ますことができ、また、他の部位の厚さを厚くする、又は厚くする方向で管理精度を落とすことができる。したがって、この電池蓋は、薄板部６の破裂溝７における厚さの測定対象を受圧板部５の折り溝４の延長上に限定し、他の部位の厚さ管理を緩和することが可能になるので、弁１を所定圧力で開裂させるための管理を容易にすることができる。

　また、電池ケースの大型化に対応するため、金属板の板厚を厚くし、弁１の開放面積を大きくする場合でも、成形加工により受圧板部５を突出させることでプレス圧力、幅方向に逃がす無駄な肉量、金型精度等を抑えて製造コストを抑えると共に、弁１の開裂圧力を管理する品質管理コストを抑えた電池蓋を提供することができる。

　特に、この電池蓋は、折り溝４の延長上の部位が受圧板部５の周囲の二か所だけにあり、折り溝４の溝幅の中央を通りかつ厚さ方向に沿う対称面に関して面対称状に成形されていることにより、厚さ測定の部位を最小限の二か所で済むと共に、折り溝４の成形に伴う肉部の塑性流動を抑えてプレス加工の難化を抑えることができる。

　例えば、互いに交差する方向に延びる二本の折り溝を受圧板部に成形することも可能だが、そうすると、受圧板部５の周囲において折り溝４の延長上に位置する部位が四か所になって管理が面倒になり、塑性流動で逃がす肉部の量が多くなる等、製造上、不利となる。

　また、この電池蓋は、受圧板部５の外周が全周に亘って薄板部６から一方側に突出していることにより、受圧板部５の最小厚さｔ２と薄板部６の最大厚さｔ３を同等にする場合に比して、受圧板部５及び薄板部６を成形する加工の際に肉部を受圧板部５の突出部分に逃がして塑性流動を抑え、プレス加工の難化を抑えることができる。

　また、この電池蓋は、薄板部６の破裂溝７と反対側の板面が厚さ方向に対して直角な方向に延びる平坦面状に成形されているので、破裂溝７の溝底部の厚さの測定が三次元的にならず、厚さの測定を容易に行うことができる。なお、図３、図４例では、破裂溝７を薄板部６の一方側に刻印したが、図１１に示すように、破裂溝７を薄板部６の他方側に刻印し、薄板部６の一方側の板面を同様の平坦面状に成形してもよく、この場合でも厚さの測定を容易に行うことができる。

　また、この電池蓋は、金属板の板厚（周囲の板部２の板厚ｔ１）が２．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であることにより、順送金型による製造で単価を抑えつつ、電池ケースの大型化に好適な強度及び弁１の開放面積を十分なものとすることができる。

　第一実施形態では、ケース本体の外側となる側にだけ受圧板部を突出させた例を述べたが、受圧板部は、破裂溝の開裂によって離断されることを許容する金属板部分のうち、折り溝と、折り溝の両側に連続して薄板部から突出した厚板部とで構成し、所定圧力を超えるまで開裂せずに折り溝から屈曲させられるように形成されていればよい。例えば、受圧板部をケース本体の内側となる側にだけ突出させてもよいし、好ましくは、両側に突出させるとよい。その一例としての第二実施形態を図１２～図１４に示す。なお、以下では、第一実施形態との相違点を述べるに留める。

　図１２、図１３に示すように、弁１０の受圧板部１１の外周は、薄板部１２から一方側と他方側の両側に突出している。受圧板部１１が薄板部１２から一方側へ突出した高さは、受圧板部１１が薄板部１２から他方側へ突出した高さよりも大きくなっている。

　この電池蓋は、他方側を外側とし、一方側を内側として使用される。ここで、外側は、ケース本体（図示省略）に取り付けたときにケースの外側となる側をいい、内側は、ケース内側となる側のことをいう。

　弁１０は、周囲の板部１３の外側板面１３ａから内側に凹んでいる。破裂溝１４は、薄板部１２の外側に刻印されている。折り溝１５は、受圧板部１１の内側に延びている。

　図１３に示す電池蓋を備える電池（図示省略）の内圧が上昇すると、図１４に示すように、弁１０に対して圧力（電池内圧）Ｐが作用し、受圧板部１１及び薄板部１２は周囲の板部１３に対して外側へ押され、受圧板部１１が折り溝１５から屈曲させられ、この屈曲変形に伴って折り溝１５の溝幅が狭まるが、折り溝１５が閉じて屈曲変形が阻害される前に圧力Ｐが所定圧力になって、弁１０が開裂させられる。

　この電池蓋は、弁１０が周囲の板部１３の外側板面１３ａから内側に凹んでいることにより、電池組立後に外部からの弁１０の機械的損傷を受けにくくすることができる。

　また、この電池蓋は、受圧板部１１の最小厚さが薄板部１２の最大厚さよりも大きく、受圧板部１１の外周が全周に亘って薄板部１２から両側に突出していることにより、一方側にだけ突出している第一実施形態に比して、片側からの成形材料の体積移動量（ダボ出しの凹み）が小さくなり、プレス加工をより容易にして金型の負荷を軽減することができ、また、受圧板部１１の外側への突出高さを抑えて、電池組立後に外部からの弁１０の機械的損傷を受けにくくすることができる。

　特に、受圧板部１１の薄板部１２から外側への突出高さに比して、受圧板部１１の薄板部１２から内側への突出高さを高くすることにより、周囲の板部１３の外側板面１３ａに対して弁１０を内側へ配置し易くすることができる。

　上述の第一、第二実施形態では、折り溝の溝底部の厚さを折り溝の溝深さのみで設定しているが、折り溝と反対側の部位に凹部を成形することで溝底部の厚さをさらに薄くしてもよい。その一例としての第三実施形態を図１５、図１６に示す。

　図１５、図１６に示す弁２０は、受圧板部２１の両側に折り溝２２、２３を有する点でのみ第二実施形態と相違する。両側の折り溝２２、２３の一方は、他方に対して反対側の部位で厚さ方向に深さをもった凹部として成形されている。

　外側の折り溝２３は、受圧板部２１を横断しておらず、受圧板部２１は、外側の折り溝２３を閉じる中実の外周部分２３ａを有する。

　この電池蓋は、受圧板部２１が折り溝２２又は２３と反対側の部位で厚さ方向に深さをもった凹部としての折り溝２３又は２２を有することにより、折り溝２２、２３を成形する際の体積移動が薄板部１２の成形に及ぼす影響を緩和することができる。すなわち、折り溝２２、２３の厚さを薄くする程、受圧板部２１を折れ易くすることは可能だが、受圧板部の片側にだけ折り溝を有する第二実施形態の場合、片側に深く折り溝を成形する際の体積移動量を片側だけで板面方向に逃がすことになって薄板部の成形に比較的影響が出やすくなるが、この電池蓋のように折り溝２２、２３を両側から比較的浅く成形することにより、各片側で板面方向に逃がす体積移動量を抑えることができる。

　なお、片側の折り溝２３を外周部分２３ａで終端させずに受圧板部２１を横断させることも可能だが、外周部分２３ａを有する方が折り溝２３の延長上の部位付近での体積移動量を緩和し易い点で有利である。

　また、この電池蓋は、受圧板部２１の両側に折り溝２２、２３を有するが、いずれも溝幅の中央が対称面上を通る折り溝２２、２３だけなので、折り溝２２、２３の延長上の部位は、受圧板部２１の周囲の二か所だけに限定することができる。

　折り溝と反対側の部位に凹部を成形する他の例として、この発明の第四実施形態を図１７、図１８に示す。

　図１７、図１８に示す弁３０の受圧板部３１は、折り溝３２を内側にだけ有し、外側に円形に凹んだ凹部３３を有する点でのみ第三実施形態と相違する。

　凹部３３の凹底面は、平坦面状になっており、凹部３３の凹内周は、受圧板部３１の中心と同心であって外側に向かって拡径した円すい状になっている。凹部３３の厚さ方向の深さは、凹底面で規定されている。凹部３３の凹底面は、その凹内周よりも中心側の全域で折り溝３２の溝幅よりも広くなっている。

　この電池蓋も、受圧板部３１が折り溝３２と反対側の部位で厚さ方向に深さをもった凹部３３を有するので、折り溝３２を成形する際の体積移動が薄板部１２の成形に及ぼす影響を緩和することができる。凹部３３が溝状ではなく、平坦面状の凹底面でのみ折り溝３２と厚さ方向に対向する形状であるから、成形に際し、第三実施形態に比して外側での体積移動量が比較的多くなるが、その反面、折り溝３２の溝底にき裂が生じにくい利点がある。

　折り溝と反対側の部位に凹部を成形するさらに他の例として、この発明の第五実施形態を図１９、図２０に示す。

　図１９、図２０に示す弁４０の受圧板部４１は、受圧板部４１の最小厚さ（折り溝４２、４３の溝底部の厚さ）を薄板部１２の最大厚さよりも小さくした点で第三実施形態から変更したものである。このように、折り溝４２、４３の溝底部の厚さを薄板部１２の最大厚さよりも小さくすることは、弁４０の開裂圧力を比較的小さく設定する場合に好適である。

　この弁４０では、受圧板部４１の最小厚さを小さくするため、受圧板部４１が薄板部１２から内側にだけ突出しており、外側の折り溝４３と破裂溝１４との間が平坦面状になっている。また、内側の折り溝４２の深さは、外側の折り溝４３の深さよりも大きい。外側の折り溝４３の両端は、それぞれ中実部分４３ａで閉塞されている。両端の中実部分４３ａは、受圧板部４１の折り溝４２、４３からの屈曲変形に抵抗する部位となる。このため、受圧板部４１の最小厚さを薄板部１２の最大厚さよりも小さくしても、受圧板部４１には、電池内圧や外部からの負荷に対する所要の耐屈曲変形性をもたせることができる。

　また、上述の各実施形態では、受圧板部５，１１，２１，３１，４１が、折り溝４，１５，２２，２３，３２，４２，４３と、折り溝４，１５，２２，２３，３２，４２，４３に連続して薄板部６，１２から厚さ方向に一方側又は両側に突出している突出部分とを有し、受圧板部５，１１，２１，３１，４１及び薄板部６，１２の厚さ方向に他方側の板面が、周囲の板部２，１３の厚さ方向に他方側の板面から厚さ方向に一方側へ深さをもった凹状の底面部を成しており、受圧板部５，１１，２１，３１，４１の突出部分の厚さが薄板部６，１２の厚さよりも大きいことにより、次の利点ある。すなわち、受圧板部５，１１，２１，３１，４１及び薄板部６，１２の厚さ方向他方側の板面が周囲の板部２，１３の厚さ方向他方側の板面から一方側へ深さをもった凹状の底面部を成す場合、受圧板部５，１１，２１，３１，４１及び薄板部６，１２の成形に際し、金属板を厚さ方向に押すことで凹状の底面部を成し、この際、塑性流動する肉部を厚さ方向に逃がして受圧板部５，１１，２１，３１，４１の突出部分を薄板部６，１２よりも厚く成形することができる。このため、プレス圧力、幅方向に逃がす無駄な肉量、金型精度等を抑えることが可能である。電池内圧Ｐが弁１，１０，２０，３０，４０に作用した際、比較的厚く変形しにくい受圧板部５，１１，２１，３１，４１の突出部分が折り溝４，１５，２２，２３，３２，４２，４３に連続して前述の面対称状に存在するため、受圧板部５，１１，２１，３１，４１を折り溝４，１５，２２，２３，３２，４２，４３から確実に屈曲させることができる。従い、電池ケースの大型化に対応するため、金属板の板厚を厚くし、弁１，１０，２０，３０，４０の開放面積を大きくする場合でも、成形加工により受圧板部５，１１，２１，３１，４１を突出させることでプレス圧力、幅方向に逃がす無駄な肉量、金型精度等を抑えて製造コストを抑え、弁１，１０，２０，３０，４０の品質管理コストを抑えることができる。

　また、第三、第五実施形態では、折り溝２３，４３の一端又は両端が受圧板部２１，４１の外周部分２３ａ又は中実部分４３ａで閉塞されているため、プレス加工に際し、折り溝２３，４３の延長上付近での体積移動量を緩和することができる。このことは、折り溝２３，４３の延長上の部位で薄板部６，１２の成形への影響を抑えて破裂溝７，１４の不規則な変化を抑えることにも有利である。

　また、上述の各実施形態では、折り溝４，１５，２２，２３，３２，４２，４３と、破裂溝７，１４が非連続であることにより、折り溝を成形する際の塑性流動を抑えたり、折り溝４，１５，２２，２３，３２，４２，４３を含む受圧板部５，１１，２１，３１，４１を厚くしたりすることが可能である。

　また、第一～第三実施形態では、受圧板部５，１１，２１の外周が全周に亘って薄板部６，１２から厚さ方向に一方側又は両側に突出しており、前記折り溝４，１５，２２，２３の溝底部の厚さである受圧板部５，１１，２１の最小厚さｔ２が、薄板部６，１２の最大厚さよりも大きいことにより、折り溝と破裂溝を連続させて交差部を設けずとも開裂起点の位置限定が可能であり、折り溝４，１５，２２，２３を含む受圧板部５，１１，２１を厚くすることが可能である。このように受圧板部５，１１，２１が全体的に薄肉部６，１２よりも厚く、かつ厚さ方向一方側又は両側に突出しているので、プレス加工の際の肉部を塑性流動で逃がす体積移動量を抑え、プレス加工の難化を抑えることができ、厚い金属板を採用するときの製造コスト抑制に特に好適である。

　また、上述の各実施形態では、薄板部６，１２が、破裂溝７，１４と受圧板部５，１１，２１，３１，４１との間に連なる板面と、破裂溝７，１４と周囲の板部２，１３との間に連なる板面と、これら両板面及び破裂溝７，１４に対して厚さ方向に反対側に位置する板面とを有し、これら３つの板面が、それぞれ厚さ方向に対して直角な方向に延びる平坦面状に成形されており、周囲の板部２，１３の厚さ方向に一方側の板面と、薄板部６，１２の厚さ方向に一方側の板面とが同一面状になっていることにより、金型を簡素化することができ、また、開裂圧力が安定し易くなる。

　すなわち、薄板部と周囲の板部が一方側で同一面状でない場合、薄板部を周囲の板部に対して厚さ方向の両側から凹ませるために上下から金型で打つ必要があり、そのための金型要素を追加しなければならず、また、その追加により、薄板部の厚さの加工精度に影響する金型要素の数も増え、薄板部を上下に打つ金型要素が破損し易い。これに対し、上述の各実施形態では、薄板部６，１２を両側から凹ませていないため、図６に示すような簡単な金型構造にして金型の剛性を高くすると共に、金型を安価に製作することができ、また、薄板部６，１２の厚さの精度を良くすることが容易である。

　また、薄板部を周囲の板部に対して厚さ方向の両側から凹ませるために上下から金型で打つと、周囲の板部に対する薄板部の厚さ方向の位置がずれたとき、その後の工程で薄板部に破裂溝を刻印する際、刻印金型が薄板部を不正に変形させてしまい、これにより、開裂圧力が安定しない可能性がある。これに対し、上述の各実施形態では、薄板部６，１２を上下から打たないため、周囲の板部に対する薄板部の厚さ方向の位置が安定し易く、ひいては開裂圧力が安定し易くなる。

　今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。したがって、本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１、１０、２０、３０、４０　弁
２、１３　周囲の板部
４、１５、２２、２３、３２、４２、４３　折り溝
５、１１、２１、３１、４１　受圧板部
６、１２　薄板部
７、１４　破裂溝

Claims

　所定圧力のときに開裂する弁と、当該弁に連なる周囲の板部とが一体に成形された金属板からなる電池蓋において、
　前記弁が、圧力の作用によって折り溝から屈曲させられる受圧板部と、前記周囲の板部の厚さよりも薄く当該受圧板部と当該周囲の板部とを繋ぐ薄板部とからなり、
　前記薄板部が、厚さ方向に溝深さをもって前記折り溝の延長上の部位を通るように刻印された破裂溝を有し、
　前記弁に作用する圧力によって前記受圧板部が前記折り溝から屈曲させられる変形に伴って当該弁の中で前記延長上の部位が他の部位よりも強く引っ張られることにより、前記所定圧力のときに前記弁が前記破裂溝の前記延長上の部位を起点として開裂させられることを特徴とする電池蓋。
　前記折り溝の延長上の部位が前記受圧板部の周囲の二か所だけにあり、前記受圧板部及び前記薄板部が、前記折り溝の溝幅の中央を通りかつ厚さ方向に沿う対称面に関して面対称状に成形されている請求項１に記載の電池蓋。
　前記受圧板部の外周が全周に亘って前記薄板部から一方側又は両側に突出している請求項１又は２に記載の電池蓋。
　前記薄板部の前記破裂溝と反対側の板面が、厚さ方向に対して直角な方向に延びる平坦面状に成形されている請求項１から３のいずれか１項に記載の電池蓋。
　前記弁が、前記周囲の板部の外側板面から内側に凹んでいる請求項１から４のいずれか１項に記載の電池蓋。
　前記受圧板部が、前記折り溝と反対側の部位で厚さ方向に深さをもった凹部を有する請求項１から５のいずれか１項に記載の電池蓋。
　前記金属板の板厚が２．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である請求項１から６のいずれか１項に記載の電池蓋。
　前記受圧板部が、前記折り溝と、前記折り溝に連続して前記薄板部から厚さ方向に一方側又は両側に突出している突出部分とを有し、
　前記受圧板部及び前記薄板部の厚さ方向に他方側の板面が、前記周囲の板部の厚さ方向に他方側の板面から厚さ方向に一方側へ深さをもった凹状の底面部を成しており、
　前記受圧板部の突出部分の厚さが前記薄板部の厚さよりも大きい請求項１から７のいずれか１項に記載の電池蓋。
　前記折り溝の一端又は両端が前記受圧板部の外周部分又は中実部分で閉塞されている請求項１から８のいずれか１項に記載の電池蓋。
　前記折り溝と前記破裂溝が非連続である請求項１から９のいずれか１項に記載の電池蓋。
　前記折り溝の溝底部の厚さである前記受圧板部の最小厚さが、前記薄板部の最大厚さよりも大きい請求項３に記載の電池蓋。
　前記薄板部が、前記破裂溝と前記受圧板部との間に連なる板面と、前記破裂溝と前記周囲の板部との間に連なる板面と、これら両板面及び破裂溝に対して厚さ方向に反対側に位置する板面とを有し、これら３つの板面が、それぞれ厚さ方向に対して直角な方向に延びる平坦面状に成形されており、
　前記周囲の板部の厚さ方向に一方側の板面と、前記薄板部の厚さ方向に一方側の板面とが、同一面状になっている請求項１から１１のいずれか１項に記載の電池蓋。