(57)【要約】【課題】角缶壁面のキャニングが良好で、壁の張り剛性が高く、冷却効率が良好な深絞り角缶、および深絞り角缶の壁キャニング矯正方法を提供する。【解決手段】絞り加工が終了した缶あるいはその後トリミング加工が施された缶の壁面に、缶底に垂直な方向に波状の凹凸を有する波板状のビード部３を付加成型する。ビード部３は、凹部および凸部の幅Ｌが１．０ｍｍ〜４．０ｍｍ、壁面４からの凹凸の高さｈが±０．０３ｍｍ〜±０．２０ｍｍである。これにより、缶外寸に対する缶内寸が小さく、キャニングが良好で壁の張り剛性が高く冷却効率が良好な深絞り角缶が得られる。【選択図】図２
2011005540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板を素材とした深絞り角缶の壁面に、缶底に垂直な方向に波状の凹凸を有する波板状のビード部が付加成型されたことを特徴とする深絞り角缶。
【請求項２】
前記ビード部は、凹部および凸部の幅が１．０ｍｍ〜４．０ｍｍ、前記壁面からの前記凹凸の高さが±０．０３ｍｍ〜±０．２０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の深絞り角缶。
【請求項３】
金属板を素材とした深絞り角缶の壁面のキャニング（壁反り）矯正方法であって、
絞り加工が終了した缶あるいはその後トリミング加工が施された缶の壁面に、缶底に垂直な方向に波状の凹凸を有する波板状のビード部を付加成型することを特徴とする深絞り角缶の壁キャニング矯正方法。
【請求項４】
前記ビード部は、凹部および凸部の幅が１．０ｍｍ〜４．０ｍｍ、前記壁面からの前記凹凸の高さが±０．０３ｍｍ〜±０．２０ｍｍであることを特徴とする請求項３に記載の深絞り角缶の壁キャニング矯正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷延鋼板、Ｎｉめっき等の表面処理鋼板、Ａｌ板等の金属板を素材とした電池用深絞り角缶その他深絞り角缶の壁キャニング矯正に関するものであり、詳しくは、角缶壁面に波板状のビード形状を深絞り缶底に平行な方向に付加成型してキャニングを矯正し、壁の張り剛性を高め、冷却効率を良好にした深絞り角缶およびそのキャニング矯正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷延鋼板、Ｎｉめっき等の表面処理鋼板、Ａｌ板等の金属板を素材として、電池用深絞り角缶、その他深絞り角缶が成形される。このような深絞り角缶においては、缶深さ、成型条件によって程度の差はあるが、長壁にキャニング（スプリングバックにより長壁が弓なりに湾曲した壁反り）が生じることがある。そこで、角缶壁面に波板状のビード形状が深絞り角缶底に平行な方向に付加成型されたキャニングが良好な深絞り角缶、壁の張り剛性の高い深絞り角缶、冷却効率が良好な深絞り角缶、および深絞り角缶の壁キャニング矯正方法に関する従来技術を調査した。
【０００３】
ところが、深絞り角缶の長壁面のキャニング矯正に関連する従来技術は、見出すことは出来なかった。また、壁の張り剛性の高い深絞り角缶に関する従来技術は、壁の張り剛性（弾性変形強度）の良好な技術についても従来技術は見いだせなかったが、特許文献１に、開口部上端の折り曲げによりかしめ封口する角形アルカリ二次電池において、ビードが高さ方向に沿って形成されていることを特徴とする角形アルカリ二次電池で、かしめ封口の際に容器に変形が生じるのを抑制することが出来、封口強度が向上された角形アルカリ二次電池を提供する技術が開示されている。これは、同文献の図２に示されているように、断面形状が幅（Ｈ）の角形断面で突出量（Ｐ）であるビードをも受けることで封口時の缶の高さ方向の軸圧縮力に対する塑性変形を防止する技術で、そのビード形状の具体的な形状は、表３の例１４〜例１８に示されているように、ビード幅（Ｈ）＝０．２ｍｍ、ビード突出量（Ｐ）＝０．２ｍｍである。
【０００４】
この特許文献１の技術を、本願が目的とする「キャニングが良好で壁の張り剛性の高い深絞り角缶」に適用できるかどうかについて検討した。例えばｔ＝０．４ｍｍのＮｉメッキ鋼板でプレス成型した大型の深絞り角缶の長壁面に、特許文献１の表３の例１４〜例１８に示されているようにビード幅（Ｈ）＝０．２ｍｍ、ビード突出量（Ｐ）＝０．２ｍｍのようなビード形状を、プレス加工等で長壁面に施すと、このビード部位ではｔ＝０．４ｍｍの長壁にＨ＝０．２ｍｍのビード、即ち板厚の５０％もある０．２ｍｍの突出をプレス成型することになる。そのため、長壁の、突出したビード部の周囲部位の材料は突出部位方向へと流れ込み、ビード部周辺の板形状が大きくひずむことが分かった。つまり、特許文献１に記載されているように長壁の缶幅が１７ｍｍの様な狭幅の壁面の缶では有効であっても、本発明のように長壁面を有する深絞り角缶で且つ本発明の目的を達成するためには、特許文献１の適用は、逆に長壁面のキャニングそのものを悪化させてしまうことが分かった。尚、特許文献１の技術は、付加するビードの方向は缶底に垂直であり、本発明の缶底に平行なビード付加技術とは異なるもので、又、ビード付加の目的も本発明とは異なるものであり、本発明に関連するものではない。
【０００５】
また、ビード方向と直行する方向に冷却ガスを流すことにより冷却効率が上がる深絞り角缶に関する従来技術は、見あたらなかった。
【０００６】
尚、丸缶については、特許文献２に、金属製円筒状素材の外周部をしごきダイスによりしごき加工で冷却フィンを形成することを特徴とする電池ケースの製造方法および電池ケースを提供する技術が開示されているが、この技術を角缶には適用できない。
【０００７】
特許文献２の方法は、冷却効率が上がる深絞り電池缶という点については、本発明の方法と同じであるが、特許文献２の技術のように、丸缶の缶外面にしごき加工を行い、冷却フィンを形成させる方法では、本発明が対象とする深絞り角缶においては、缶短辺壁或いは缶コーナー部を含め全缶壁全周を均一にしごき加工で形成するのは不可能で、特に角缶コーナー部も均一にしごき加工を施すのは不可能である。従って、例えば、角缶の長壁のみに特許文献２の技術を適用してしごき加工で冷却フィンを施すと、冷却フィンを施した長壁はしごき加工により缶高さが高くなり、フィン加工が施されない缶コーナー部は缶高さがそのままであるため、コーナー部近傍では伸び量の大きな差が生じ、割れが発生する。又、缶壁形状もゆがみが生じ、所望の缶が成型出来ない。
【０００８】
尚、その他、先行従来技術について調査したが、先行技術は見あたらなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−１１３８６２号公報
【特許文献２】特開２００５−７８８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、冷延鋼板、Ｎｉめっき等の表面処理鋼板、Ａｌ板等の金属板を素材とした電池用深絞り角缶、その他深絞り角缶において、角缶壁面のキャニングが良好で、缶外寸に対する缶内寸差が小さく、壁の張り剛性が高く、ビード方向と直行する方向に冷却ガスを流すことにより冷却効率が上がる深絞り角缶、および深絞り角缶の壁キャニング矯正方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、冷延鋼板、Ｎｉめっき等の表面処理鋼板、Ａｌ板等の金属板を素材とした電池用深絞り角缶、その他深絞り角缶において、上記課題を解決する深絞り角缶、および深絞り角缶の壁キャニング矯正方法を提供することについて検討を行い本発明を完成したものであり、その要旨とするところは下記の通りである。
【００１２】
（１）金属板を素材とした深絞り角缶の壁面に、缶底に垂直な方向に波状の凹凸を有する波板状のビード部が付加成型されたことを特徴とする深絞り角缶。
（２）前記ビード部は、凹部および凸部の幅が１．０ｍｍ〜４．０ｍｍ、前記壁面からの前記凹凸の高さが±０．０３ｍｍ〜±０．２０ｍｍであることを特徴とする（１）に記載の深絞り角缶。
（３）金属板を素材とした深絞り角缶の壁面のキャニング（壁反り）矯正方法であって、絞り加工が終了した缶あるいはその後トリミング加工が施された缶の壁面に、缶底に垂直な方向に波状の凹凸を有する波板状のビード部を付加成型することを特徴とする深絞り角缶の壁キャニング矯正方法。
（４）前記ビード部は、凹部および凸部の幅が１．０ｍｍ〜４．０ｍｍ、前記壁面からの前記凹凸の高さが±０．０３ｍｍ〜±０．２０ｍｍであることを特徴とする（３）に記載の深絞り角缶の壁キャニング矯正方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の深絞り角缶および深絞り角缶のキャニング矯正方法は、冷延鋼板、Ｎｉめっき等の表面処理鋼板、Ａｌ板等の金属板を素材とした電池用深絞り角缶、その他深絞り角缶において、角缶壁面のキャニングが良好で、壁の張り剛性が高く、冷却効率が良好な深絞り角缶、および深絞り角缶の壁キャニング矯正方法を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る深絞り角缶の代表例で、キャニング矯正前の深絞り角缶を示す斜視図である。
【図２】本発明のキャニング矯正用ポンチの代表例を示す図である。
【図３】本発明のキャニング矯正効果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に本発明について詳細に述べる。
【００１６】
しごき加工を行わない多段プレス成型法で成型した深絞り角缶は、缶深さ、成型条件によって程度の差はあるが、長壁にキャニング（スプリングバックにより長壁が弓なりに湾曲した壁反り）が生じる。本発明者らは、先ず、そのキャニング矯正方法について、種々検討した。
【００１７】
最初に、代表的なキャニングであり、長壁上半分が幅方向に長軸の楕円山形凸で長壁下半分が幅方向に長軸の楕円山形凹みとなる長壁キャニングを反転した金型、即ち長壁上半分が幅方向に長軸の楕円山形凹みで長壁下半分が幅方向に長軸の楕円山形凸の雄雌金型で、キャニングを矯正する方法を検討した。そして、金型の凹凸の山高さを変化させ、矯正プレス後のキャニング量の高さを評価したが、若干の改善はするものの良好なキャニング矯正効果が得られなかった。
【００１８】
次に、複数本のエンボスをキャニングの凹凸面に施すなど種々のキャニング矯正方法を試みた結果、本発明のビード加工を施す方法のみが良好で、種々のキャニング量にも安定して良好なキャニング矯正能力が得られた。
【００１９】
具体的には、角缶の壁面のキャニング（壁反り）矯正方法において、絞り加工が終了した缶あるいはその後トリミング加工が施された缶の壁面に、缶底に平行な方向に延びる複数のビードからなるビード部を、缶底に垂直な方向に波状の凹凸を有する波板状に付加成型することで、キャニング矯正を行い壁反り改善を行う。そして、この矯正方法において、ビード部の個々の凹部および凸部の幅は１．０ｍｍ〜４．０ｍｍ、缶の壁面からの凹凸の高さは±０．０３ｍｍ〜±０．２０ｍｍであり、缶外寸に対する缶内寸差（ロス）の小さい深絞り角缶の壁キャニング矯正方法である。
【００２０】
そして、これらの深絞り角缶を上記方法でキャニング矯正し、得られた長壁面にビード加工が施された角缶は、角缶の壁面に波板状のビード形状が深絞り角缶底に平行な方向に付加成型され、良好なキャニングが得られていることのみならず、凹部および凸部の幅、即ち個々のビードの幅が１．０ｍｍ〜４．０ｍｍ、缶の壁面からの凹凸の高さが±０．０３ｍｍ〜±０．２０ｍｍである波板状のビード形状が缶底に平行な方向に付加成型された深絞り角缶は、缶外寸に対する缶内寸差（ロス）が小さく、且つ、ビードが形成されたことにより長壁面の肉余りが無く軽く張力が付加されたことおよびビード付加による形状剛性の増大とが相まって、壁の張り剛性の高い深絞り角缶が得られる。更に、角缶の壁面に、このような波板状のビード形状が深絞り角缶底に平行な方向に付加成型されたことによって、ビードの長手方向と直行する方向に冷却ガスを流すことで、波板状のビード付加による表面積の増大（本ビード形状での表面積増大は微）による冷却能力の向上のみではなく、波板状のビード付加によって冷却ガスの流れが乱流となり、缶壁最表面近傍での冷却ガス流の停滞が改善され冷却効率が上がる効果があること、を知見した。
【００２１】
以下に、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
【００２２】
本発明の実施により成型される角缶は、例えば図１に示すような深絞り角缶で、深い角電池缶等として用いられ、ハイブリッド自動車などに使われる大型のＮｉ−Ｈ角電池、Ｌｉ角電池用角缶等がその代表例である。又、本発明の深絞り角缶は、所定の缶高さ寸法にするためのトリミング加工、壁面等の形状矯正、或いは穴開け加工等が施された後、完成した深絞り角電池缶或いは深絞り角容器缶となる。
【００２３】
図１〜３を用いて本発明の実施の形態を具体的に説明する。図１は、キャニング矯正に用いた代表的な深絞り角缶１であり、深絞り加工ままのキャニング矯正前の缶で、寸法は、例えば缶内幅＝８５ｍｍ、缶内厚み＝１５ｍｍ、缶高さ＝４５ｍｍである。
【００２４】
図２は、キャニング矯正を行う金型の代表的なポンチ２の平面図、正面図、および側面図を示すものである。このポンチ２は、目的とする角缶の缶内幅、缶内厚み、缶コーナー内Ｒの寸法になっている。そして、図２に示すように、その前後の長壁には、缶底に平行な方向に、複数のビード３ａが連続して設けられている。それぞれのビード３ａは缶底に平行な方向に延び、缶底に対して垂直方向に波状の凹凸が連続し、ビード部３全体が波板状に形成されている。個々のビード３ａの寸法は、例えば、凹部および凸部の幅、即ち個々のビード３ａの幅Ｌ＝２．０ｍｍ、壁面４からの凹凸の高さｈ＝０．０７５ｍｍである。ポンチ２にビード３を施す領域は、矯正すべき缶のキャニングの大きな部位をカバーできるように施せばよいが、キャニングの状況によってはアレンジするのが好ましい場合がある。又、ビード部３の凹凸の高さｈは、キャニング量が大きいほど高めの方が好ましいが、その範囲は±０．０３０ｍｍ〜±０．２００ｍｍで、図３に示す矯正前のキャニング量のレベルでは、±０．１００ｍｍ〜±０．０５０ｍｍが好ましい。尚、長壁面の張り剛性および冷却効率がより良好な角缶を得ようとする場合は、ビード部３の凹凸の高さｈを大きくすればよい。ただし、ビード部３の凹凸の高さｈが±０．２００ｍｍを超えるようになると、缶外容積に対する缶内容積比率が悪くなるので好ましくない。又、キャニングの矯正効果が十分でないときは、例えば、残存するキャニング凸の領域ではビード部３の凹凸の高さｈの中心線レベルを−０．０５０ｍｍ低くしてやることで、ビード部３の凹凸の高さを大きくしないで十分なキャニング矯正効果が得られる。
【００２５】
キャニング矯正プレスは、図２に示すビード部３が施されたポンチ２、および、そのポンチ２の長壁外面寸法から缶の板厚分をオフセットした形状のダイスを作り、ポンチ２を固定し、オフセットしたビード形状を設けたダイスを押し付ける金型、例えば、寄せ型方式の金型を作成し、供試缶長壁面にビード形成させるプレス加工を施せばよい。
【００２６】
図３は、図１に示す深絞り角缶１を図２に示すポンチ２を用いた金型で長壁面にビード加工を行いキャニング矯正を行った時の、ビード加工によるキャニング矯正前後のキャニング量を示した図である。キャニング矯正前の深絞り角缶は、長壁の缶底から２０ｍｍ位置を中心とした深さ−０．８７ｍｍの大きな凹みを持ち且つ缶上端では＋０．８０ｍｍの大きな凸のキャニングを持つが、本発明のキャニング矯正方法によって、缶底から約３０ｍｍ位置まではほぼフラットなキャニングの良好な缶が得られている。尚、缶上端部（電池缶製品の上端となるトリム位置）のキャニング量は＋０．４０ｍｍと凸であるが、これは、この角缶は、その後、電池の中味が挿入され電池となるため、その工程では缶上端が少し開いている方が電池中味の挿入がし易いのでそのように調整した。
【００２７】
以上のように、本発明によって深絞り角缶のキャニング矯正を施せば、良好なキャニング特性を持つ深絞り角缶が得られる。
【００２８】
尚、深絞り角缶の長壁の缶幅が約３０ｍｍ以上になると長壁のキャニングや長壁の張り剛性が大きくなり問題になるので、そのような場合に本発明のキャニング矯正方法を適用すると有効な効果が得られ、更に、長壁の幅が５０ｍｍ以上になると本発明の適用が顕著な効果を生む。又、このような作用効果は、缶断面形状が正方形でも長方形でも、長壁面が約３０ｍｍ以上更には５０ｍｍ以上の場合に、有効な効果或いは顕著な効果を発揮できる。
【００２９】
又、角缶の壁面に、凹部および凸部の幅＝１．０ｍｍ〜４．０ｍｍ、凹凸の高さ＝±０．０３ｍｍ〜±０．２０ｍｍである波板状のビード部を缶底に平行な方向に付加成型して試作した深絞り角缶は、缶外寸に対する缶内寸差が小さく、壁の張り剛性が高く、ビード方向と直行する方向に冷却ガスを流すと冷却効率が上がった。
【００３０】
本発明の深絞り角缶に供試される鋼板は、冷延鋼板、Ｎｉめっき等の表面処理鋼板、Ａｌ板等の金属板を素材、更には樹脂フイルム被覆鋼板などの表面処理鋼板、更には、鉄系鋼板（ステンレス等も含む）において有効な効果を発揮できる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、各種鋼板による角缶の壁キャニング矯正に適用できる。
【符号の説明】
【００３２】
１    深絞り角缶
２    ポンチ
３    ビード部
３ａ  ビード
４    壁面
【図１】
2011005540.tif 000003
【図２】
2011005540.tif 000004
【図３】
2011005540.tif 000005