(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正面および背面が他の４面よりも広面である偏平形の直方体の外形であり、上面が開放された箱体に板材を成形してなる本体と、前記上面を封止する蓋と、からなり、内部圧力が上昇して０．２５ＭＰａ以上の所定値を超えたときに一部が開裂する防爆機構を設けた密封構造の電池ケースであって、
前記本体は、その幅狭面である側面または底面の略中央に、前記電池ケースの内部圧力が上昇して正面または背面の中央が外側へ膨らんだときに座屈変形を生じることによって他の幅狭面よりも優先的に折れ曲がるように、当該本体の内部側において突出した、傾き８０〜９０°の側壁と平坦な内底面とを有する凹部が形成され、
前記凹部の内底面に、前記板材を線状に薄肉化した破断用溝部が、前記防爆機構として形成され、
前記破断用溝部は、曲線からなるまたは一部に曲線を含む閉曲線、あるいは前記閉曲線の一部が不連続となる不連続閉曲線に形成され、
内部圧力の上昇に伴い、前記本体の正面または背面の広面の中央が外側へ膨らんで前記広面の各辺の中央が内側へ引き寄せられて、前記辺のいずれかを共有する前記側面または底面が、前記凹部の側壁を起点として前記座屈変形を生じることによって当該凹部の形成された箇所で内側に折れ曲がり、さらに前記広面が一部に座屈変形を生じ、共に折れ曲がることによって、前記側面または底面の折れ曲がり線上にある前記破断用溝部の一部を開裂させることを特徴とする電池ケース。
【請求項２】
前記破断用溝部は、前記板材を薄肉化した第１破断用溝と、前記第１破断用溝の底部をさらに薄肉化した第２破断用溝からなり、
前記第２破断用溝の底部を前記破断用溝部の底部とすることを特徴とする請求項１に記載の電池ケース。
【請求項３】
前記不連続閉曲線の破断用溝部は、少なくとも前記閉曲線の半分以上の連続部分を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電池ケース。
【請求項４】
前記本体は、耐力２００〜３００ＭＰａのアルミニウム合金板からなり、
前記破断用溝部の底部である最薄肉部の残厚は４０〜７０μｍであり、
前記内部圧力が０．４ＭＰａ以下で前記凹部に座屈変形を生じて前記破断用溝部が破断することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の電池ケース。
【請求項５】
前記本体が３０００系のアルミニウム合金板からなる請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の電池ケース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の内部圧力がかかると、その内部圧力を開放する防爆機構を備えた電池ケースに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やノート型パーソナルコンピュータ等の電源として、リチウムイオン二次電池が広く使用されている。この二次電池の外装であるケース（以下、電池ケース）は、電池の充放電や使用環境下の温度上昇によって内部圧力が上昇することがあり、この内部圧力で電池ケースが変形したり、さらには破裂する危険性を抱えている。このような電池ケースの破裂を防ぐため、破裂しない程度の内部圧力で電池ケースの一部が開裂して内部圧力を開放するような防爆機構が設けられている。
【０００３】
一般的な防爆機構は、電池ケースを構成する板材の一部を溝状に薄肉加工したもので、この溝を内部圧力の小幅な上昇で選択的に破断、開裂させるものである。また、電池ケースを構成する板材には金属が使用されていることが多く、特許文献１〜３ではＳＵＳ等の鉄合金が、特許文献４〜７ではアルミニウム合金が使用された電池ケースが開示されている。
【０００４】
板材の一部を薄肉加工する方法としては、特許文献１，２には貫通孔を形成した板材と別の板材とを貼り合わせる方法が、特許文献３にはダイとポンチを用いた冷間鍛造による方法が、特許文献４〜７にはプレス加工による方法が、それぞれ開示されている。また、薄肉部の形状としては、平面視で、特許文献２，５は１本の直線、特許文献１，４，６は十字型等の１点以上で交差する複数の直線からなり、特許文献３，７は環状と、様々な形状が開示されている。薄肉部を設ける部位は、特許文献１，２は蓋（封口板）に、特許文献４，５は本体広面、特許文献６は本体広面または本体狭面としている。また、特許文献７は外装ではなく、内部の隔壁として備えられるものとしている。
【特許文献１】特開平５−３１４９５９号公報（段落００１５〜００２０、図４）
【特許文献２】特開２００２−８３５７８号公報（段落０００７〜０００８、図２）
【特許文献３】特開２００５−２５１４４７号公報（段落００１６〜００２３、図４）
【特許文献４】特開２００１−３５４６７号公報（段落００２４〜００３２、図１）
【特許文献５】特開２００１−３４５０８３号公報（段落００２６〜００２９、図２）
【特許文献６】特開２００１−１４３６６４号公報（段落００１９〜００２１、図１、図５）
【特許文献７】特開平１１−２０４０９３号公報（段落００１５〜００２０、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電池ケースが破裂する前に確実に開裂させるためには、薄肉部の残厚の精度確保が必須である。上記従来技術において、複数の板材を熱圧着等により貼り合わせる方法や冷間鍛造による方法は、薄肉部の残厚の精度確保が困難である。ここで、電池ケースを構成する板材として、アルミニウム合金は、加工性や軽量化およびコスト面に優れているが、軟質であるので、本体の他の部分を極端に変形させずに薄肉部を破断させるために一層薄くする必要があり、例えば特許文献２，７では３０μｍと極薄で、その分、元の板厚との差が大きくなって薄肉加工による加工量が大きい。このような薄肉加工は、プレス加工、中でも高精度のコイニング加工であっても、薄肉部の残厚を精度よく加工することは困難である。
【０００６】
また、薄肉部を電池ケース本体広面に設けた場合は、広面はアルミニウム合金の軟質性により内部圧力の上昇に伴い緩やかに変形するため、破断に至るまで相当量の内部圧力の上昇を要する。また、幅狭面である側面に設けた場合も、内部圧力を多く受けるための広域の薄肉部を要し、長辺に沿った長い線状の薄肉部を形成するため、広域の薄肉加工を精度よく行う必要がある。一方、薄肉部を電池ケースの蓋に設けた場合は、蓋に備えられた端子や電解液注入口を避ける必要があるため、薄肉部の位置は電池の仕様により制約される。また、蓋の板厚は本体より厚いため、薄肉加工による加工量を大きくするか、防爆機構を別途作製して嵌め込む工程を要する。
【０００７】
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、薄肉部の残厚の精度確保が容易で、破裂する前に確実に開裂する防爆機構を備えるアルミニウム合金製の電池ケースを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明者らは、小さな負荷では広面である正背面と比較して変形を生じにくい電池ケース本体の幅狭面である側面に防爆機構を設けることとし、さらに、側面内で変形応力が集中しやすい中央部分に、薄肉加工領域を小さく収められ得る薄肉部形状の防爆機構を設ける思想に至った。
【０００９】
すなわち、請求項１に係る電池ケースは、正面および背面が他の４面よりも広面である偏平形の直方体の外形であり、上面が開放された箱体に板材を成形してなる本体と、前記上面を封止する蓋と、からなり、内部圧力が上昇して０．２５ＭＰａ以上の所定値を超えたときに一部が開裂する防爆機構を設けた密封構造であって、前記本体は、その幅狭面である側面または底面の略中央に、前記電池ケースの内部圧力が上昇して正面または背面の中央が外側へ膨らんだときに座屈変形を生じることによって他の幅狭面よりも優先的に折れ曲がるように、当該本体の内部側において突出した、傾き８０〜９０°の側壁と平坦な内底面とを有する凹部が形成され、前記凹部の内底面に、前記板材を線状に薄肉化した破断用溝部が前記防爆機構として形成され、前記破断用溝部は、曲線からなるまたは一部に曲線を含む閉曲線、あるいは前記閉曲線の一部が不連続となる不連続閉曲線に形成され、内部圧力の上昇に伴い、前記本体の正面または背面の広面の中央が外側へ膨らんで前記広面の各辺の中央が内側へ引き寄せられて、前記辺のいずれかを共有する前記側面または底面が、前記凹部の側壁を起点として前記座屈変形を生じることによって当該凹部の形成された箇所で内側に折れ曲がり、さらに前記広面が一部に座屈変形を生じ、共に折れ曲がることによって、前記側面または底面の折れ曲がり線上にある前記破断用溝部の一部を開裂させることを特徴とする。
【００１０】
このように構成された電池ケースは、内部圧力が上昇して対向する広面同士が互いに離間する方向に膨れると、側面は広面との稜線（長辺）に引き寄せられ、側面において変形応力が集中しやすい略中央がそこに形成された破断用溝部も含めて変形し、内部圧力がさらに上昇すると、この変形した破断用溝部が容易に破断して内部圧力を開放する。また、板厚の比較的厚い蓋と異なり、薄肉加工による加工量が小さい。
【００１２】
そして、破断用溝部の周囲近傍に、当該破断用溝部を囲む凹部による段差が形成されていることにより、内部圧力の上昇により凹部に座屈変形を生じるため、側面がこの部分で折れ曲がりやすくなり、破断用溝部がより確実に破断する。
【００１３】
さらに、請求項２に係る電池ケースは、請求項１に記載の電池ケースにおいて、前記破断用溝部が、前記板材を薄肉化した第１破断用溝と、前記第１破断用溝の底部をさらに薄肉化した第２破断用溝からなり、前記第２破断用溝の底部を前記破断用溝部の底部とすることを特徴とする。
【００１４】
このように、破断用溝部を第１破断用溝とその底部に形成した第２破断用溝との２段構造にしたことにより、最薄肉部である第２破断用溝の底部の残厚を精度よく加工することが容易となる。
【００１５】
さらに、請求項３に係る電池ケースは、請求項１または請求項２に記載の電池ケースにおいて、前記不連続閉曲線の破断用溝部は、少なくとも前記閉曲線の半分以上の連続部分を備えることを特徴とする。
【００１６】
このような形状の破断用溝部は、少なくとも閉曲線の半分以上の連続した溝部分があることで、電池ケースの変形による破断が容易となる。
【００１７】
また、請求項４に係る電池ケースは、請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の電池ケースにおいて、前記本体は耐力２００〜３００ＭＰａのアルミニウム合金板からなり、前記破断用溝部の底部である最薄肉部の残厚は４０〜７０μｍであり、前記内部圧力が０．４ＭＰａ以下で前記凹部に座屈変形を生じて前記破断用溝部が破断することを特徴とする。
【００１８】
このように、本体を構成する材料の耐力および薄肉部の残厚を制御することにより、所定の内部圧力で確実に開裂する防爆機構とすることができる。
【００１９】
また、請求項５に係る電池ケースは、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の電池ケースにおいて、前記本体が３０００系のアルミニウム合金板からなることを特徴とする。
このような材料を適用することにより、加工が容易で耐食性の高い電池ケースとすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る電池ケースは、以下に示す優れた効果を奏するものである。
電池ケースは、内部圧力が所定値以上になると、防爆機構である破断用溝部が開裂して内部圧力を開放することができる。また、溝部分の形状を閉曲線または不連続閉曲線としたことにより、薄肉加工領域を小さく収めることができる上、角がないので薄肉加工が容易である。
さらに、防爆機構は、破断用溝部の周囲に凹部を形成したことで、内部圧力が所定値以上になるとより確実に開裂させることができる。
また、破断用溝部を２段構造にしたことで、破断用溝部の残厚を容易に精度よく加工することができる。特に、２段構造にした破断用溝部の周囲に凹部があることで、内部圧力が所定値以上になると、凹部に座屈変形を生じ、かつ、確実に破断用溝部がより確実に開裂させることができる。
さらに、破断用溝部を形成する薄肉加工が、軟質性のアルミニウム合金等の材料であっても容易であり、また、凹部の加工も容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る電池ケースを実現するための最良の形態について図面を参照して説明する。図１は電池ケースの外観斜視図で、（ａ）は本発明の実施の形態である電池ケースの外観斜視図、（ｂ）は本発明の別の実施の形態の電池ケースの外観斜視図である。
【００２２】
図１（ａ）に示すように、電池ケース１は、アルミニウム合金板で形成され、正面および背面が側面および上下面に比べて広面である偏平形の略直方体である。この電池ケース１は、上面が蓋２を構成し、他の五面で本体３を構成している。そして、電池ケース１は、本体３の幅狭面である側面３２の略中央に、防爆機構４が形成されている。
【００２３】
電池ケース１の形状は、広面である正面および背面と、幅狭面である側面および上下面から構成される偏平形の略直方体であるが、大きさは二次電池の仕様に従うものとする。
【００２４】
電池ケース１の本体３は、上面が開放された箱体であり、その材料としては、例えば、３０００（Ａｌ−Ｍｎ）系のアルミニウム合金が加工性および耐食性の面から好ましい。また、適度な内部圧力で開裂させるため、その材料強度は耐力２００〜３００ＭＰａが好ましい。また、本体３の板厚（図２（ｂ）のＴｃに該当）は二次電池の仕様や加工方法等によるものであり、特に限定されないが、好ましくは、底面０．３〜０．７ｍｍ、正背面および側面０．１５〜０．２５ｍｍである。なお、本体３の成形方法としては、板厚０．３〜０．７ｍｍのアルミニウム合金板を、例えば絞り加工等の公知の方法により成形することが挙げられる。
【００２５】
蓋２を形成する材料は特に限定されないが、本体３と同じ材質のアルミニウム合金板が好ましい。また、蓋２の板厚は二次電池の仕様や加工方法等によるものであり、特に限定されないが、好ましくは、０．７〜１．５ｍｍである。なお、蓋２の成形方法としては、例えばプレス加工等の公知の方法が挙げられる。
【００２６】
図１（ｂ）に、本発明に係る別の実施形態の電池ケースを示す。電池ケース１Ａは、電池ケース１（図１（ａ）参照）と同様に、正面および背面が側面および上下面に比べて広面である偏平形の略直方体で、上面が蓋２Ａを構成し、他の五面で本体３Ａを構成している。ただし、電池ケース１が正面視で縦長であるのに対して、電池ケース１Ａは、図１（ｂ）に示すように、正面視で横長である。したがって、電池ケース１Ａは、本体３Ａにおいて、側面よりも底面３２Ａの方が縦横比の大きい幅狭面で、この底面３２Ａの略中央に防爆機構４が形成されている。その他の構成については、電池ケース１と同様であるので、説明を省略する。なお、後記の防爆機構４の説明においては、幅狭面を側面３２とするが、本実施形態の電池ケース１Ａでは、底面３２Ａに置き換えるものとする。
【００２７】
次に、電池ケース１における防爆機構４について説明する。図２は第１の実施形態の防爆機構の模式図で、（ａ）は平面図（電池ケースの側面視部分拡大図）、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は第１の実施形態の変形例の断面図である。
【００２８】
図２（ａ）に示すように、本実施形態の防爆機構４は、本体３の幅狭面である側面３２の略中央に設けられ（図１（ａ）参照）、長円形状の溝部（破断用溝部）５からなる。この溝部５は、曲線または一部に曲線を含む閉曲線に形成されている。また、溝部５は、図２（ｂ）に示すように、側面３２の厚みより薄くなるように形成されている。本実施形態では、溝部５の周囲の部分と溝部５に囲まれる部分とが同一平面になるように形成されている。
【００２９】
この、溝部５の底部である最薄肉部の残厚Ｔｓ（図２（ｂ）参照）は、適度な内部圧力で開裂させるため、好ましくは、２０〜１１０μｍであり、さらに好ましくは、４０〜７０μｍである。また、最薄肉部の幅Ｗｓは、特に限定されないが、加工性および強度の点で好ましくは１０〜１００μｍである。また、溝部５の長辺からの距離Ｌｓは、側面３２の幅等によるので特に限定されないが、加工性および強度の点で好ましくは２００〜７００μｍである。この溝部５は、コイニング加工等のプレス加工で形成されることが好ましい。
【００３０】
電池ケース１では、溝部５を含む側面３２は、幅狭面であり、対向する２本の長辺が近接しているので、小さな負荷では正面および背面と比較して変形を生じにくい。一方で、本体３の広面である正背面は、内部圧力の上昇に伴い、詳細は図４および図５を参照して後述するが、次第に広面の中央同士が互いに離間する方向に膨らんでいく。それに伴い正背面の各辺の中央が引き寄せられ、その辺を長辺として共有する側面３２の中央部が内側に引き寄せられる。そして、内部圧力がさらに上昇すると、側面３２が変形応力（座屈、曲げ、圧縮、引張等）の集中しやすい中央部で折れ曲がり、この折れ曲がり部と接する広面の一部も座屈し、角状に盛り上がって変形する。このような不均一な変形の結果、折れ曲がり箇所にある溝部５に形成された薄肉部である溝部５の底部が容易に破断して、内部圧力を開放する。
【００３１】
次に、本実施形態の防爆機構の変形例の断面図を図２（ｃ）に示す。本変形例の平面視形状は前記第１の実施形態と略一致であるので省略し、同一の要素については同じ符号を付す。
【００３２】
本変形例は、溝部５が、第１の実施形態では１回のプレス加工で形成されるのに対して、２段階のプレス加工で形成される。すなわち、最初のプレス加工では所定の最薄肉部の残厚に達するまで薄肉化せずに第１溝部５１（第１破断用溝）を形成する。そして次に、第１溝部５１の底部をプレス加工して、所定の最薄肉部の残厚に達するように第２溝部５２（第２破断用溝）を形成する。したがって、溝部５の断面形状は、図２（ｃ）に示すように段差のある溝となる。そして、このように形成された溝部５は、１回のプレス加工による加工量が小さいため、最薄肉部の残厚Ｔｓを精度よく加工することが容易となる。なお、最薄肉部の残厚Ｔｓおよび幅Ｗｓ、ならびに溝部５の長辺からの距離Ｌｓは、第１の実施形態にしたがうものとする。また、第１溝部５１の底部の残厚および幅は、プレス加工の工法等に合わせ、特に限定されない。
【００３３】
次に、図３を参照して、本発明の第２の実施形態の防爆機構について説明する。図３は第２の実施形態の防爆機構の模式図で、（ａ）は平面図（電池ケースの側面視部分拡大図）、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。なお、第１の実施形態（図２参照）と同一の要素については同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００３４】
本実施形態の防爆機構４１は、第１の実施形態と同様に本体３の幅狭面である側面３２の略中央に設けられている（図１（ａ）参照）。そして、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、平面視長円形状の凹部６と、凹部６の内側に形成された平面視略相似な溝部５とからなる。
【００３５】
この、凹部６の平面視形状は、曲線または一部に曲線を含む溝部５と略相似な閉曲線が好ましい。これは、凹部６の立ち下がり部からの溝部５の距離Ｌｓ’が極度に離れないようにして、凹部６で側面３２が折れ曲がった際、その折れ曲がり線上から溝部５が外れないようにするためである。この、距離Ｌｓ’は、特に限定されないが、加工性および強度の点で好ましくは１ｍｍ以下である。また、凹部６の立ち下がり部の長辺からの距離Ｌｄは、側面３２の幅等によるので特に限定されないが、座屈の生じやすさおよび加工性の点で好ましくは０．４〜１．５ｍｍである。また、凹部６の深さＤは、特に限定されないが、座屈の生じやすさおよび加工性の点で好ましくは０．５〜３ｍｍである。凹部６の立ち下がり部（側壁）の角度は、特に限定されないが、座屈の生じやすさおよび加工性の点で好ましくは８０〜９０°である。この凹部６は、コイニング加工等のプレス加工で形成されることが好ましい。
【００３６】
また、溝部５の形状（幅および残厚）については、第１の実施形態にしたがうものとする。また、溝部５を、第１の実施形態の変形例のように２段階のプレス加工で形成してもよい（図２（ｃ）参照）。なお、本実施形態では、溝部５および凹部６の平面視形状を長円としたが、凹部６は楕円、真円、角丸四角形等の他の閉曲線でもよい。
【００３７】
溝部５および凹部６を含む側面３２は、小さな負荷では変形を生じにくい。そして、内部圧力が上昇すると、第１の実施形態と同様に、側面３２の中央部が内側に引き寄せられ、内部圧力がさらに上昇すると、凹部６の肩部（立ち下がり部）が座屈の起点となって側面３２が折れ曲がると共に、折れ曲がり部と接する広面の一部が座屈し、角状に盛り上がって変形する。このような不均一な変形の結果、凹部６の内側に形成された薄肉部である溝部５が容易に破断して、内部圧力を開放する。このように、溝部５を内包した凹部６が座屈の起点となるので、確実に溝部５の形成された箇所で側面３２が折れ曲がり、破断しやすくなる。
【００３８】
以上のように構成されることで、所定の内部圧力を超えると防爆機構４が開裂する電池ケース１とすることができる。防爆機構４が開裂する内部圧力は、好ましくは、０．２５〜０．４２ＭＰａである。内部圧力が０．４２ＭＰａを超えても開裂しないと、電池ケース１の破裂に至る虞が生じる。また、防爆機構４が開裂する内部圧力の下限値は特に限定されないが、製造過程等における衝撃や、夏季使用時等の一時的かつ小幅な内部圧力の上昇で開裂しないために、０．２５ＭＰａ以上とすることが好ましい。開裂する内部圧力においてさらに好ましくは、０．３５〜０．４ＭＰａである。なお、第１の実施形態では、溝部５の平面視形状を長円としたが、曲線または一部に曲線を含む閉曲線であれば、楕円、真円、角丸四角形等の他の形状でもよいし、これらの閉曲線の一部が不連続となるＣ字型、Ｕ字型等の不連続閉曲線でもよい。これは、長方形等のように角のある形状の溝部の場合、薄肉加工時に破損する虞がある上、角により溝部の剛性が高くなって開裂する内部圧力が高くなるからである。また、第２の実施形態では、溝部５は凹部６と略相似な閉曲線でもよいし、略相似な閉曲線の一部を欠いた不連続閉曲線でもよい。なお、溝部５を不連続閉曲線とする場合、第１、第２の実施形態共、元の閉曲線に対して半分以上の連続した溝を形成することが好ましい。
【００３９】
次に、本発明に係る電池ケースの製造方法について、その一例を説明する。
【００４０】
まず、電池ケース１の蓋２および本体３を構成するアルミニウム合金を公知の方法によりそれぞれ所定厚さにして、アルミニウム合金板を得る。そして、蓋２は、アルミニウム合金板を所定の形状に切断して、端子用の孔や注入口等を形成する。本体３は、アルミニウム合金板を所定の形状に切断して、絞り加工等で上面が開放された箱体に成形する。
【００４１】
次に、本体３の内外に金型を配してコイニング加工により側面３２の略中央部を所定形状に窪ませて凹部６とする。さらに別の金型を配してコイニング加工により凹部６の内側に溝部５を形成する。
【００４２】
この本体３に二次電池材料（正極材料、負極材料、セパレータ等）を格納し、上面に蓋２を接合する。そして電解液を注入して、注入口を封止して二次電池とする。
【００４３】
次に、本発明に係る電池ケースにおける防爆機構が開裂する過程を、図を参照して説明する。図４は本発明の第２の実施形態である電池ケースの、防爆機構が開裂した状態を示す外観斜視図である。図５は、本発明の第２の実施形態である電池ケースの防爆機構が開裂する過程を説明する平面図で、（ａ）は内部圧力が正常な状態、（ｂ）〜（ｄ）は内部圧力が上昇していく状態、（ｅ）は開裂した状態を示す。なお、図４，５は正面（広面）を上に向けて示す。
【００４４】
まず、内部圧力が上昇し始めると、図５（ａ）の正常時から図５（ｂ）に示すように対向する２枚の広面が中央から互いに離間する方向へ膨らむ。このとき、側面３２は両広面との稜線（長辺）に引き寄せられて、面中央が内部（図面奥方向）に引き込まれる。なお、このとき、側面３２と対向する図示しない側面も同様に内部に引き込まれる。内部圧力がさらに上昇すると、側面３２の中央は一層内部に引き込まれ、図５（ｃ）に示すように凹部６の立ち下がり部が座屈の起点となって内部に折れ曲がり始める。また、同時に、この折れ曲がり部と接する広面（正面３１）にも座屈が生じ、急峻に折れ曲がって変形し角状部７が生じる。この角状部７およびその付近は、急峻な折れ曲がり線により広面の他の部分よりも剛性が高くなる。この剛性の高い部分には、内部圧力が引き続き作用すると、特に大きな引張応力が作用する。その結果、角状部７付近の側面部３２における部分すなわち中央にも大きい引張応力が作用する。
【００４５】
そして、内部圧力がさらに上昇すると、図５（ｄ）に示すように側面３２の折れ曲がりが大きくなることと、正面３１における角状部７の拡張に伴って側面３２の中央に作用する応力が大きくなることにより、折れ曲がり線上にある溝部５が破断する（図５（ｅ））。この応力により、溝部５の残厚を極端に薄肉化しなくても、比較的低い内部圧力で溝部５を破断させることができる。また、溝部５の平面視形状を閉曲線またはその一部が不連続となる不連続閉曲線としたことにより、側面３２の折れ曲がり線を横断する溝（薄肉部）が２箇所となり、より確実に破断する。図４の斜視図に示すように、側面３２は、凹部６および溝部５が形成された中央部で、二点鎖線で示した正常時よりも電池ケース内部側に折れ曲がり、それに伴い、辺を共有する正面３１も側面３２寄りで折れを生じて角状部７を形成している。なお、本実施形態では正面３１に角状部７が生じているが、背面においても同様の変形が生じることがある。
【００４６】
以上のように、側面３２は長手方向中央付近で変形しやすく、さらに凹部６を設けることで、確実に溝部５の位置で変形させることができ、また、溝部５を設けていない対向する側面よりも優先的に変形させることができる。
【実施例】
【００４７】
以上、本発明を実施するための最良の形態について述べてきたが、以下に、本発明の効果を確認した実施例を、本発明の要件を満たさない比較例と比較して具体的に説明する。なお、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００４８】
（実施例）
まず、表１に示す耐力の３０００系アルミニウム合金を、板厚０．５ｍｍのアルミニウム合金板とし、これを絞り加工により、板厚が、底面０．５ｍｍ、正面および背面（広面）０．２０ｍｍ、側面（幅狭面）０．２０ｍｍの、上面が開放された箱体に成形した。次に、一方の側面の略中央に、コイニング加工により、幅２．０ｍｍおよび長さ４．０ｍｍの長円形状で、最薄肉部の幅８０μｍで残厚が表１に示す厚さの溝部を形成して本体とした。この本体に板厚１ｍｍの３０００系アルミニウム合金板で作製した蓋を溶接により接合して実施例１とした。また、同様に成形された別の箱体において、一方の側面の略中央に、コイニング加工により、幅３．０ｍｍおよび長さ５．０ｍｍの長円形状で、深さ１ｍｍの凹部を形成した後、この凹部の内側に実施例１と同じ形状の溝部を形成して本体とし、実施例１と同様に蓋を接合して実施例２〜６とした。なお、完成した実施例１〜６の形状は、幅３０ｍｍ×高さ５０ｍｍ×奥行（幅狭面の幅）５ｍｍの直方体で、これは、携帯電話に搭載するリチウムイオン二次電池の仕様とほぼ同じものである。
【００４９】
（比較例）
比較例１〜３は、表１に示す位置に防爆機構を形成し、それ以外は実施例２と同じ仕様で作製した。
【００５０】
（作動圧力試験）
作動圧力試験は、実施例および比較例の電池ケースに内部圧力をかけて、溝部が破断、開裂した圧力を作動圧力として、測定を行った。作動圧力の合格基準は０．２５〜０．４２ＭＰａとし、測定結果を表１に示す。
【００５１】
【表１】
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【００５２】
実施例１〜６は、防爆機構の形成位置が本発明の範囲内であるので、内部圧力が０．２５〜０．４２ＭＰａで開裂した。特に、実施例１，２は、本体のアルミニウム合金の耐力および最薄肉部の残厚が好ましい値であるので、内部圧力が０．３５〜０．４ＭＰａで開裂した。なお、防爆機構に凹部を形成した実施例２は、凹部のない実施例１と比較して、少し低い内部圧力で開裂した。さらにこれらと比較して、アルミニウム合金の耐力の低い実施例３、および最薄肉部の残厚が薄い実施例５は、低い内部圧力で開裂した。一方、アルミニウム合金の耐力の高い実施例４、および最薄肉部の残厚が厚い実施例６は、高い内部圧力で開裂した。
【００５３】
比較例１は、防爆機構を形成した位置が、本体と比較して板厚が厚くて変形に至る内部圧力が高い蓋である上、その中央から外れていたため、内部圧力が０．４２ＭＰａを大きく超えて開裂した。また、比較例２，３の防爆機構は、本体側面ではあるが、それぞれ蓋側寄り、底側寄りに形成されたため、側面変形の影響を受けにくく、いずれも内部圧力が０．４２ＭＰａを超えて開裂した。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】電池ケースの外観斜視図で、（ａ）は本発明の実施の形態の電池ケースの外観斜視図、（ｂ）は本発明の別の実施の形態の電池ケースの外観斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の防爆機構の模式図で、（ａ）は平面図（電池ケースの側面視部分拡大図）、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は第１の実施形態の変形例の断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の防爆機構の模式図で、（ａ）は平面図（電池ケースの側面視部分拡大図）、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明の実施の形態である電池ケースが開裂した状態を示す外観斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施形態である電池ケースの防爆機構が開裂する過程を説明する平面図で、（ａ）は内部圧力が正常な状態、（ｂ）〜（ｄ）は内部圧力が上昇していく状態、（ｅ）は開裂した状態における図である。
【符号の説明】
【００５５】
１，１Ａ  電池ケース
２，２Ａ  蓋
３，３Ａ  本体
３１，３１Ａ  本体正面（広面）
３２    本体側面（幅狭面）
３２Ａ  本体底面（幅狭面）
４，４１  防爆機構
５      溝部（破断用溝部）
５１    第１溝部（第１破断用溝）
５２    第２溝部（第２破断用溝）
６      凹部
【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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