(57)【要約】      （修正有）【課題】密閉型の電池ケース蓋であって、内部の気密性の保持と、電気抵抗の小さい電池室外への導通手段と、取り付端子の保持強度の高い、製造コストの安価な、電池ケース蓋の製造方法を提供する。【解決手段】電池蓋１の貫通孔を経由して外部に導通させる電極２を、一体の単一部品電極とすることにより、接合に伴う接触抵抗を無くすことが出来、また、電池蓋と電極に、レーザーによる微細な溝を複数本形成し、樹脂３によるインサート成形により、前記溝部に密着させる事で、気密性をもたせ、また、前記電極を、前記樹脂で覆うことにより、電極の外部端子としての十分な保持強度を得ることにより、性能に優れた、安価な電池ケース蓋を提供出来るものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池ケースと、蓋貫通孔を有する電池ケース蓋と、電池ケース内部の電極から、電池ケース外部に導通させるための手段を持ち、密閉構造を必要とする、気密性を持った電池蓋において、内部の電極と外部端子を一つの部品で構成したことを特長とする電池ケース蓋の製造方法。
【請求項２】
前記電池蓋と電極の所定の箇所に、レーザーで微細な溝を所定の数だけ形成するとともに、前記電極の一部を覆う樹脂を有し、前記樹脂と電池蓋との間で機密性を持たせるとともに、前記電極と前記樹脂との間で機密性を持たせたことを特長とする、電池ケース蓋の製造方法。
【請求項３】
前記電池蓋の外側表面に、蓋貫通孔を囲むように、環状の溝を所定の数だけ形成するとともに、溝の始点と終点が重なり、溝が連通していることを特長とする、請求項２に記載の電池ケース蓋の製造方法。
【請求項４】
前記電極の樹脂に覆われる箇所に、電極の全周に掛けて、微細な溝を形成した事を特長とする、請求項２に記載の電池ケース蓋の製造方法。
【請求項５】
前記電池蓋の外側表面に、蓋貫通孔を囲むように、環状の溝を形成するとともに、貫通孔より所定の距離で、第２のレーザーによる溝を形成したことを特長とする、請求項２に記載の電池ケース蓋の製造方法。
【請求項６】
前記電池蓋の貫通孔を経由して、蓋の裏側、電池室内側に、電池蓋を挟むように樹脂を形成したことを特長とする電池ケースの製造方法
【請求項７】
前記電極は、樹脂に覆われる箇所に、断面積の小さいくびれ部を設け、その周囲にレーザーでの溝部を全周に形成したことを特長とする電池ケースの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、電池ケース蓋の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、電池ケース蓋（蓋板）の表側に配置される外部接続端子と、電池ケース内部に設置される正極、及び負極の端子部を蓋板に開けられた貫通穴を通して電気的に接続させ、その結合方法をカシメと溶接により行い、電池室内の機密を保つために、樹脂製のガスケットを介在させて、カシメと同時に圧接させることにより、シール性も確保する方法が知られている。
（例えば特許文献１参照）。【０００３】  また、前述したカシメの際に、カシメ部の割れを防ぐものとして、カシメ円筒部の形状を改良したものが提案されている。
（例えば特許文献２参照）。【０００４】  また、前述したカシメによる締結の際に、カシメ部の構造において、外部接続端子の挿通口に斜面と溝部を形成して、より強固な締結力を得るための方法が提案されている。
（例えば特許文献３参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４３０４９１９号公報
【特許文献２】特開２００９−２５９５２４号公報
【特許文献３】特開２０１８−７８０２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  特許文献１の締結方法では、電極と、外部接続端子をカシメ加工と溶接をすることにより、電池室内部の気密性と、端子間の導通を得ている。しかしながら、片側だけでも２個の端子と絶縁用の樹脂部品が２個必要となるため、構成部品が多く、更にカシメと溶接の２工程が必要なので、製造原価が高いものとなっていた。また、構造が複雑で高価な方式にかかわらず、気密性を保つための方法として、カシメによる樹脂製のガスケットへの圧力に依存しているため、樹脂と金属の線膨張係数の差による寸法変化の影響を受けてしまう。この温度による圧力変動が生じることより、気密性能にばらつきが生じる事になっていた。特に極低温環境では、押圧力の低下が起き、気密性の低下が発生し、信頼性が損なわれるため、車両などの、温度変化の大きい環境での使用が想定される機器には、不向きであった。【０００７】  特許文献２の締結方法では、カシメによる割れなどの製造上の不具合は解消されるものの、前述で記載の特許文献１と同様に、構造が複雑で高価なだけでなく、気密性を保つための方法として、カシメによる樹脂製のカスケットへの圧力に頼ることになり、前述した環境変化への対応性に欠ける課題が解決されていなかった。【０００８】  また特許文献３では、挿通口に斜面と窪み形成をして、カシメ強度を増す提案がされているが、形状を複雑にして、製造コストが上がる問題があった。しかも、前述の引用文献と同様に、構造が複雑で高価なだけでなく、気密性を保つための方法として、カシメによる樹脂製のカスケットへの圧力に頼ることになり、前述した環境変化への対応性に欠ける課題は解決されていなかった。そのため、過酷な環境での気密性の確保に改良が必要であった。【０００９】  本発明の電池ケース蓋の製造方法では、上記のような課題を解決するために為されたものであり、部品点数を少なく、また、簡略された製造工程により、安価に製造出来るだけでなく、電極の抵抗値が小さく、機密度の高い、強固な保持が出来るとともに、環境変化に対しても、気密性の確保が十分であり、過酷な環境にさらされる車両等の搭載にも適した、電池ケース蓋の製造方法を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  前記目的を達成するために、本発明の電極保持の方法として、レーザーによる蓋、及び電極への微細な溝加工と、樹脂による一体成形により、電極の単品化を達成することができ、しかも、環境に左右されない気密性、及び電極の取付け強度が高い蓋構造が実現できる、電池ケース蓋の製造方法を提供するものである。【００１１】  本発明の電池蓋構造によれば、今まで２部品が必須であった電池室内の電極と、外部取付け兼導通部材の単品化が可能になり、接合部に生じる電気的な接触抵抗を排除できるとともに、一般的に用いられる溶接等の、導通を確保するための追加工程が不要である。しかも溶接工程における不良が生じる事もなく、電気的に極めて信頼性の高い密閉型電池の電極保持構造が提供出来るものである。【００１２】  本発明の電池蓋構造によれば、カシメ等の工程が不要であり、樹脂による一体成形により、蓋と電極が強固に締結されるので、工程のばらつきも生じなく、強度と信頼性が極めて高い、密閉型電池の電極保持機構が実現できるものである。【００１３】  すなわち、本発明は、以下の通りである。
本発明（１）は、蓋板に貫通穴を開けるとともに、その上面（電池室と反対面）、貫通穴を囲むように、複数のレーザーによる溝を環状に形成しており、その溝と溝形成時の隆起部を金属表面に形成している。端子部は、前記蓋板の開口部より小さな断面を有した貫通部を有しており、プレス加工などの安価な製造法で製作されている。
電極の外部端子側には、後述する樹脂との成形で覆われるシール部を有しており、そのシール部の断面方向周囲に複数の溝を、前述した方法と同じにレーザー光で形成している。
前述した、溝付の蓋板と電極を、所定の間隔で保持して、樹脂と一体成形することにより、電極の保持と気密性を確保した電池室の蓋部が提供できるものである。すなわち、蓋板と樹脂との間でシールし、電極を覆って、電極と樹脂との間でシール出来るので、完璧な気密性を有した電池蓋が提供でいるものである。
本発明（２）は、前記樹脂部を蓋板の長手方向に延伸して大きくし、レーザー加工による溝部形成を２箇所にして、密着箇所を増やす事により、電極の保持力をさらに高めたものである
本発明（３）は、前記樹脂部を蓋板の内側まで延長して、蓋板を挟むようにリブを付加したもので、樹脂の固定が確実になり、電極の保持力向上をなし得たものである。
【発明の効果】
【００１４】  本発明にかかる電池蓋構造によれば、電池室内外を導通させる電極を一つの部品で構成した事により、電気的抵抗が極めて小さな電極を有する電池蓋が提供出来るものである。【００１５】  本発明にかかる電池蓋構造によれば、レーザーによる溝加工により、樹脂との密着性が高まり、気密性の高い、電池蓋が実現出来るものである。また、温度による影響を受けないので、極寒地における、電池の使用に対しても、極めて高い信頼性が得られるものである。【００１６】  本発明にかかる電池蓋構造によれば、樹脂による一体成型により、電極部を覆うことにより、極めて係合強度の高い外部電極端子が形成されるので、振動や衝撃に強い電池蓋を提供出来るものである。【００１７】  本発明にかかる電池蓋構造によれば、蓋板と電極と成形用樹脂の３部品で片側電極部が構成できるので、部品点数が少なく、工程も簡素な方式でよく、安価に製品が提供出来るものである。【００１８】  本発明にかかる電池蓋構造によれば、電極を汎用技術であるプレス加工で製造出来るので、安価な電池蓋を提供出来るものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る電池蓋の上方から見た全体斜視図である。
【図２】図１に示す電池蓋の構造を分解した全体斜視図である。
【図３】図１に示す電池蓋の電極挿通口の断面図である。
【図４】図１に示す電池蓋のレーザー処理による溝部の断面拡大図である。
【図５】図１に示す電池蓋の電極シール部を示す断面図である。
【図６】図１に示す電池蓋の蓋板表面に施したレーザー処理部の部分拡大斜視図である。
【図７】図１に示す電池蓋の電極シール部のレーザー加工溝の部分拡大斜視図である。
【図８】本発明の第二の実施形態に係る、全体斜視図である。
【図９】図８に示す電池蓋の蓋板表面に施したレーザー処理部の部分拡大斜視図である。
【図１０】図８に示す電池蓋の部分拡大断面図である。
【図１１】本発明の第二の実施形態に係る、裏面から見た部分斜視図である。
【図１２】図１１に示す電池蓋の部分拡大断面図ある。
【発明を実施するための形態】
【００２０】  以下、本発明の電池蓋の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２１】（第一の実施形態）
【００２２】  図１〜図７は、この発明の実施の形態を示す電池蓋の上から見た全体斜視図と内部の構造を示す部分斜視図、断面図、部分拡大図である。
【００２３】  図１及び図２において、１は電池蓋のベースとなる蓋板で、アルミ等の金属材料で製造され、後述する電極と、樹脂が封入される貫通穴１ａを両端部に一対で形成されている。電池蓋は、図示しない電池ケースに溶接等で固着されて、内部の気密性を保つ部材となっている。２は電極、３は封入するための成形用樹脂である。
図３は前記蓋板に、レーザー処理で形成された環状の溝部を示したもので、複数本の溝部１ｂ、１ｃ，１ｄ、１ｅ、１ｆが形成されている。
溝は、レーザースキャンの際に、始点と終点が重なり合うようにして、溝が繋がる形状で形成される。
溝の間隔は、０．１５〜０．５ｍｍピッチで、溝深さは２０μｍから６０μｍ
が適当な値と言えるが、この数値に限定されるものではない。
図４は溝部の断面を拡大したもので、溝の一本、例えば溝１ｂの両側辺の面上にバリからなる凸部１ｇが形成されている様子を示す。この凸部と溝部により、樹脂との密着性と機密性が得られている。
【００２４】２は電極で、内部電池室と外部接続端子を導通させる機能を持った一体型として形成されている。電極は電池の正極と負極で左右一対設置されるが、図示しない電池を構成する電解質に合わせて、アルミまたはアルミ合金と、銅または銅合金の２種類の金属を用いている。本発明では片側の電極部の構造を説明するが、他方も同様なので、割愛する。
前記電極２は、電池内部の電極としての、２ａと電池室外部に延伸して、外部接続端子と取り付構造体としての取り付部２ｂで形成されている。また、気密性を保つために、全周にレーザー処理で微細な溝を施したシール部２ｃが形成されている。
図５は、電極２のシール部２ｃのレーザー処理による、溝部２ｄ〜２ｈを示す拡大斜視図である。電極２に形成される溝部は前述した蓋板１と同様の処理がされる。気密性を保するために、板厚と直角方向に全周４面への溝を数本形成してある。全周への処理方法は、レーザー処理角度が４５度まで可能なので、まず、直角の２面へ処理後、電極２を１８０度反転して残りの２面を処理すれば良い。
【００２５】  ３はホルダー樹脂で、インサート成形法で形成される。前記蓋板１と前記電極２をインサート成形機内で、所定の位置に保持して、射出成形により一体に形成される。
図６は、成形後の状態を示す、貫通穴周辺の拡大断面図で、ホルダー樹脂３は、前記蓋板１に形成された溝部１ｂ〜１ｆに入り込み、密着して気密性を得られるとともに、凸部と相まって、接合強度を得ることができる。
図７は、ホルダー樹脂１と電極２のシール部２ｃの接合状態を示す拡大断面図で、ホルダー樹脂３は前記電極２のシール部２ｃの溝部に入り込み密着して、気密性を得ている。ホルダー樹脂は、蓋板１と電極２をシールすることにより、電池蓋の内と外との気密性を得ている。また、ホルダー樹脂は、電極２を覆うように形成されるので、電極の保持を確実にでき。その強度も、樹脂の材質と厚みによって確保されている。ホルダー樹脂３の密着強度は、前述したレーザー処理による溝の本数と溝深さによって決まる。例えば１５ｍｍ×１０ｍｍの面積で、金属材料アルミニウム、樹脂材料ナイロンでは約２００Ｎの剥離強度が得られ、電池の取り付板として、強度は十分に満足できる性能が得られている。
【００２６】（第二の実施形態）
【００２７】  図８は、本発明の第二の実施形態に係る電池蓋の全体斜視図である。
【００２８】  図９は、蓋板１にレーザー処理を施した溝部を示す部分拡大斜視図である。
図１０は、構造を示した部分拡大断面図である。
第一の実施形態と同じ機能の部材については、同様の符号を振ってある。
ホルダー樹脂３は、電極２の取り付部下方まで、延伸しており、大型化されている。
蓋板１には、前述した第一の実施形態による蓋板へのレーザー処理に加え、第二の溝１０１が形成されている。
この第二の溝１０１は、気密性は不要であるため、強度の向上だけに特化すればいいので、環状でなく、クロス溝や、各種のパターンを使用しても良い。
ホルダー樹脂３を延伸して大型化し、２箇所のレーザー処理部を有することにより、ホルダー樹脂３の剥離強度が増して、取り付強度のさらなる性能向上が達成される
気密性の確保に付いては、第一の実施例と同様である。
【００２９】（第三の実施形態）
【００３０】  図１１は、本発明の第三の実施形態に係る電池蓋の下方から見た部分斜視図である。
【００３１】  図１２はその断面図である。
第一の実施形態と同じ機能の部材については、同様の符号を振ってある。
ホルダー樹脂３は蓋板１の貫通穴を通して、電池室側に回り込み、裏リブ３ａを形成している。ホルダー樹脂３で蓋板１を挟み込む形態となっている。
図１１に示すように、蓋板１と電極２は、樹脂により覆われる形態となるので、電極２の取り付強度は、樹脂の強度に依存することになる。そのため、必要な厚みと材質を選定すれば良い。強度をホルダー樹脂で確保することにより、レーザー処理による溝部は、気密性の確保のために機能すれば良いので、貫通穴周囲の溝の本数や、溝の周長を短くして、レーザー処理時間の短縮が可能になる。そのため製造原価の低減が可能になり、さらなる安価な電池蓋が提供できるものである。
なお、第二の実施例と、第３の実施例を組み合わせることも容易であり、更に強固な保持力を持った、電池の取り付部が提供可能である。
【００３２】  以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述した形態に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で当業者が想到し得る他の形態または各種の変更例についても本発明の技術的範囲に属するものと理解される。
【発明の効果】
【００３３】  本発明に係る電池蓋の製造方法によれば、従来のカシメ方式に比べ、気密性の確保が格段に優れるとともに、一体型電極により、電気的導通性能も向上し、インサート成形により、保持強度も十分に得られることができるようになった。しかも、部品点数を大幅に削減した事と、簡素な組み立て工程により、大幅に製造原価の低減をなし得ることが出来た。
【符号の説明】
【００３４】１…蓋板
２…電極
３…ホルダー樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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