(57)【要約】【課題】精度良く、かつ効率よく、アルミニウム合金板を扁平度の高い角型電池ケースに成形できる成形方法を提供する。【解決手段】素材アルミニウム合金板を絞り加工して、斜壁面２ｆを側壁部２aの四周囲に亘って部分的に形成された第１の角筒体２に成形するとともに、この第１の角筒体２の底部２ｄを、角形電池ケースの底部として残しながら、続く再絞り加工や仕上げ加工を行って、側壁部の板厚が前記アルミニウム合金板の板厚の６０％以下であるような最終の角形電池ケースに成形する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
素材アルミニウム合金板を絞り加工して、底部と、この底部周縁から立ち上がる側壁部とからなるとともに、前記底部に向かって縮径する斜壁面が前記側壁部の四周囲に亘って部分的に形成された、第１の角筒体に成形する第１の絞り加工工程と、
前記第１の角筒体を再絞り加工して、底部と、この底部周縁から立ち上がる側壁部とからなるとともに、前記底部に向かって縮径する斜壁面が前記側壁部の四周囲に亘って部分的に形成され、かつ、前記第１の角筒体よりも前記側壁部の高さが高く、更に、前記第１の角筒体の底部を前記底部として残した、第２の角筒体に成形する第２の絞り加工工程と、
前記第２の角筒体を加工して、底部と、この底部周縁から立ち上がる側壁部とからなるとともに、前記第２の角筒体よりも前記側壁部の高さが高く、かつ、前記側壁部の板厚が前記アルミニウム合金板の板厚の６０％以下であり、更に、前記第２の角筒体の底部を前記底部として残した、角形電池ケースに成形する仕上げ加工工程とからなる、
ことを特徴とする角形電池ケースの成形方法。
【請求項２】
前記第１の絞り加工工程においては、先端側に向かって縮径する斜壁面を四周囲に亘って部分的に形成した第１の角形パンチと第１の角形ダイスとにより、前記素材アルミニウム合金板を絞り加工し、
前記第２の絞り加工工程においては、先端側に向かって縮径する斜壁面を四周囲に亘って部分的に形成した第２の角形パンチと、前記第２の角筒体の前記斜壁面に対応する斜壁面を形成した第２の角形ダイスにより、前記第１の角筒体を再絞り加工し、
前記仕上げ加工工程はしごき加工により行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の角形電池ケースの成形方法。
【請求項３】
前記角形電池ケースの底部の面積が、前記第１の角筒体の底部の面積の７０〜１００％の範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の角形電池ケースの成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｌｉイオン電池などのケースである角形電池ケースの成形方法に関するものである。
【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、あるいは電気自動車やハイブリッド自動車等の電源として、リチウムイオン二次電池（Ｌｉイオン電池）が広く使用されている。このＬｉイオン電池ケース（以下、単に電池ケースとも言う）を構成する板材には、その蓋を含めて金属が使用されていることが多く、ステンレス鋼等の鉄合金やアルミニウム合金が使用されている。特に、電池ケースの蓋や本体（缶）などを、アルミニウム合金板（冷延板）素材をプレス成形した成形品から構成させると、耐食性や軽量化および加工性やコスト面からも有利である。
【０００３】
これらの電池ケースの形状としては、実装効率が高く、放熱性能にも優れた、横断面形状が角型の電池ケースとして、扁平度、すなわち側面の広幅面の幅と狭幅面の幅の比の大きい（長辺側に比して短辺側が著しく小さい）扁平形の電池ケースが広く用いられている。このような、薄型の角形電池ケースを用いた角形電池は、機器の薄型化や軽量化に適し、且つスペース効果が高いことから、重要視されている。
【０００４】
このような扁平度の高い、有底の角型電池ケース（電池缶）の成形方法としては、トランスファ絞り工法として、アルミニウム合金などの金属板を成形素材とし、トランスファプレス機による深絞り加工およびしごき加工を１０〜２０工程（段）繰り返すことにより、成形形状を得ることが行われてきた。しかしながら、このような成形方法では、多工程のため高価な金型を多数必要とすることや、大型のトランスファプレスによる設備費の増大、また大型プレスによる加工のため、プレス速度を大きく出来ず、生産性が低いなどの問題があった。
【０００５】
このため、従来から、上記のような角型電池ケースの成形に関わる課題を解決するために、種々の提案がなされている。
【０００６】
例えば、特許文献１では、所定形状に打ち抜いた電池缶素材として、炭素を０．１％以下含む冷延鋼板を深絞り加工して、横断面形状が略楕円形の第１の角筒体を成形したのち、絞り加工としごき加工とを連続的に一挙に行うＤＩ加工によって、角型電池ケースを成形している。
【０００７】
しかし、特許文献1など、従来の絞りとしごきとを連続的に行うＤＩ成形の方法を用いる方法では、アルミニウム合金板を扁平度の高い角型電池ケースに、板厚や形状精度を確保した上での成形が難しい。剛性が高い前記ＳＵＳ等の鉄合金や鋼に対して、軟質で、かつ弾性係数が低い特性を有するアルミニウム合金板は、その成形時の挙動や特性が大きく異なるためである。
【０００８】
これに対して、特許文献２や非特許文献１では、最初の絞り加工（初絞り）による容器の上縁にテーパを設けるか、製品底面部よりも小さな外径の予備底面部と、この予備底面部から傾斜立設する予備傾斜側壁部とを形成して、中間の（予備の）成形体を得ることが開示されている。そして、これを再絞り成形することによって、前記テーパや予備傾斜側壁部の存在によって、中間成形体の側壁部のダイフェースによる曲げ角度を９０度よりも小さくし、摩擦などの材料の流動に対する抵抗を小さくした上で、再絞り加工を行うことが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第４１１９６１２号公報
【特許文献２】特許第４３２５５１５号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】塑性加工学２、Ｗ.ジョンソン、Ｐ.Ｂ．メラー共著、昭和40年10月30日培風館発行、「１１・１０底付き容器の再絞り加工」２６-２７頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ただ、これら特許文献２や非特許文献１の成形方法によっても、絞りとしごきとを連続的に行うＤＩ成形の方法によって、アルミニウム合金板を扁平度の高い角型電池ケースに成形する際に板厚や形状精度を確保することは、やはり難しい。
【００１２】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、精度良く、かつ効率よく、アルミニウム合金板を扁平度の高い角型電池ケースに成形できる成形方法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】
【００１３】
上記目的達成のために、本発明の角形電池ケースの成形方法の要旨は、
素材アルミニウム合金板を絞り加工して、底部と、この底部周縁から立ち上がる側壁部とからなるとともに、前記底部に向かって縮径する斜壁面が前記側壁部の四周囲に亘って部分的に形成された、第１の角筒体に成形する第１の絞り加工工程と、
前記第１の角筒体を再絞り加工して、底部と、この底部周縁から立ち上がる側壁部とからなるとともに、前記底部に向かって縮径する斜壁面が前記側壁部の四周囲に亘って部分的に形成され、かつ、前記第１の角筒体よりも前記側壁部の高さが高く、更に、前記第１の角筒体の底部を前記底部として残した、第２の角筒体に成形する第２の絞り加工工程と、
前記第２の角筒体を加工して、底部と、この底部周縁から立ち上がる側壁部とからなるとともに、前記第２の角筒体よりも前記側壁部の高さが高く、かつ、前記側壁部の板厚が前記アルミニウム合金板の板厚の６０％以下であり、更に、前記第２の角筒体の底部を前記底部として残した、角形電池ケースに成形する仕上げ加工工程とからなる、
ことである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、第１の絞り加工工程において、底部に向かって縮径する斜壁面が側壁部の四周囲に亘って部分的に形成された第１の角筒体を形成する。この斜壁面の存在によって、第１の角筒体を第２の絞り加工工程によって再絞り加工する際の、成形される第１の角筒体の側壁部の曲げ角度を９０度よりも小さくする。
【００１５】
これによって、第１の角筒体を再絞り加工する際に、その側壁部の曲げによる変形抵抗を小さくする。この結果、第２の工程における絞り成形が、よりスムーズになされ、成形性が高められるので、薄肉の素材金属板を、扁平度の高い有底の角型電池ケースに成形加工することができる。
【００１６】
また、これに加えて、第１の角筒体の底部が、そのまま角形電池ケースの底部として残るように、第２の絞り加工や仕上げ加工を行うことで、第１、第２の角筒体の各底部を除いて、第１、第２の角筒体の斜壁面を含めた側壁部が主として成形されることとなる。このため、第１、第２の角筒体の各底部と側壁部とが合わせて成形される場合に比して、曲げによる変形抵抗がより軽減される。
【００１７】
これらの斜壁面形成と、第１の角筒体の底部をそのまま角形電池ケースの底部とすることの組み合わせによって、第２の角筒体よりもその高さが高く、側壁部の最終板厚を素材アルミニウム合金板の板厚の６０％以下に減少させた、アルミニウム合金製角形電池ケースを、精度良く、かつ少ない工程数で，効率よく、成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の絞り加工工程の一態様を示す、プレス装置の断面図である。
【図２】本発明の第２の絞り加工工程の一態様を示す、プレス装置の断面図である。
【図３】本発明の仕上げ加工工程の一態様を示す、プレス装置の断面図である。
【図４】図１で成形される素材ブランク１を示す斜視図である。
【図５】図１で成形された第１の角筒体２を示す斜視図である。
【図６】図２で成形される第２の角筒体３を示す斜視図である。
【図７】図３で成形された最終の角形電池ケース４を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に図面を参照しながら、素材アルミニウム合金板を角形電池ケースに成形する、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２０】
本発明では、図１の第１の絞り加工工程、図２の第２の絞り加工工程（再絞り加工）を行った後で、図３の第３の仕上げ加工工程によって、図７に示す製品角形電池ケースを成形する。図３の仕上げ加工の態様はしごき加工例を示し、前段での図１、２の絞り加工と組み合わせることによって、図７に示す製品角形電池ケースを成形する態様を示している。ここで、本発明でいう工程の第１、第２、第３という呼称は、単に工程の順序や区別を示すのみであって、工程が第１、第２、第３のみに限られたり、第１、第２、第３の工程間に他の工程が入らないことを意味しない。すなわち、第１、第２、第３の工程や、第１、第２、第３の工程間に、他の成形加工や表面処理などの工程を、適宜加えるなり、入れることを範囲に含める。
【００２１】
第１の絞り加工工程
図１の第１の絞り加工工程においては、図４に示すような素材アルミニウム合金板１を、図1に示すような第１の角形パンチ（ポンチ）１０と、第１の角形ダイス（金型）１１とにより絞り加工する。そして、図５に示すような、平面視で角形の第１の角筒体２に成形する。
【００２２】
このため、先ず、平面視で円形あるいは角形、楕円形（図４に示す態様）などの所定形状に予め打ち抜いた、素材アルミニウム合金板（素材ブランク）１を、図１に示すプレス装置に装着する。
【００２３】
そして、ブランクホルダ１２と第１のダイス１１により、素材アルミニウム合金板１の周辺部１ｂを挟持して押さえた上で、第１の角形パンチ１０を下降、あるいは第１の角形ダイス１１を上昇させ、これら第１のパンチ１０と第１のダイス１１との協働で、素材アルミニウム合金板１を、図５に示す角形の第１の角筒体２に絞り加工する。
【００２４】
ここで、図1の第１のパンチ１０と第１の角形ダイス１１とは、平面視で、図５のように同じく平面視で角形の第１の角筒体２に対応あるいは相似する角形（長方形の横断面形状）を有している。また、第１の角形パンチ１０は、その先端１０ｂ側に向かって縮径する斜壁面（テーパ面）１０aを、その四周囲に亘って部分的に形成している。
【００２５】
これによって、図１の断面図あるいは図５の斜視図で示すような、平面視で角形の底部２ｄと、この底部２ｄ周縁から立ち上がる四つの各側壁部２a、２a、２ｂ、２ｂとからなるとともに、底部２ｄに向かって縮径する４つの斜壁面２ｆ、２ｆ、２ｇ、２ｇが、前記側壁部２a、２a、２ｂ、２ｂの四周囲に亘って部分的に形成された第１の角筒体２を成形する。図５の第１の角筒体２において、２a、２aは大きくて広幅な長辺側にある対向する二つの側壁部、２ｂ、２ｂは狭幅な短辺側にある対向する二つの側壁部、２ｃは中空部上方の開口部、２ｄは底部、２eは各側壁２a、２ｂの周縁部から外側に向かって広がる、平坦な製品外フランジである。
【００２６】
（斜壁面）
前記した通り、第１の角形パンチ１０には、その先端１０ｂ側に向かって径が小さくなるように縮径する、斜壁面（テーパ面）１０aを四周囲に亘って部分的に形成している。この斜壁面１０aによって、斜壁面（傾斜壁）２ｆ、２ｆを、第１の角筒体２の広幅な長辺側の二つの側壁部２a、２aに各々形成するとともに、図５に示す通り、斜壁面２ｇ、２ｇを、狭幅な短辺側の二つの側壁部２ｂ、２ｂに各々形成する。
【００２７】
この結果、第１の角筒体２には、底部２ｄと、四つの各側壁部２a、２a、２ｂ、２ｂとの間に、各側壁部２a、２a、２ｂ、２ｂの四周囲（全長あるいは全幅）に亘って、斜壁面２ｆ、２ｆ、２ｇ、２ｇが各々形成されている。ここで、斜壁面２ｆ、２ｆは広幅な長辺側の二つの側壁部２a、２aの幅（長さ）に亘って各々存在し、斜壁面２ｇ、２ｇは狭幅な短辺側の二つの側壁部２ｂ、２ｂの幅（長さ）に亘って各々存在する。
【００２８】
これらの斜壁面２ｆ、２ｆ、２ｇ、２ｇは、各側壁部２a、２a、２ｂ、２ｂから底部２ｄに向かって、各側壁部２a、２a、２ｂ、２ｂが形成する略長方形形状の横断面の長辺と短辺とが順次狭まり、斜壁面２ｆ、２ｆ同士および２ｇ、２ｇ同士の間隔が、底部２ｄの長辺と短辺とになるように順次狭まるように傾斜した壁面となっている。
【００２９】
この斜壁面２ｆ、２ｆ、２ｇ、２ｇは、図２にて後述する、第２の絞り加工工程で成形される際の、第１の角筒体２の斜壁面２ｆ、２ｆ、２ｇ、２ｇの各曲げ角度を９０度よりも小さくするために設ける。この斜壁面２ｆ、２ｆ、２ｇ、２ｇによって、第１の角筒体２を、図２に示すように、再絞り加工（成形）する際に、第２の角筒体２の斜壁面３ｆ、３ｆ、３ｇ、３ｇの各曲げ角度Ｒ（図２に示すＲ）を９０度よりも小さくできる。このため、第２の角筒体の斜壁面３ｆ、３ｆ、３ｇ、３ｇを含めた、各側壁部３a、３a、３ｂ、３ｂの曲げによる変形抵抗が小さくなる。この結果、再絞り加工が、よりスムーズになされ、成形性が高められるので、 薄肉の素材金属板を、扁平度の高い有底の角型電池ケースに成形加工することができる。ここで、第２の角筒体２の斜壁面３ｆ、３ｆ、３ｇ、３ｇの各曲げ角度Ｒとは、図２に示す、前記各側壁３ｆ、３ｆ、３ｇ、３ｇが垂直方向となす角度Ｒである。
【００３０】
この第１の角筒体２において、斜壁面２ｆ、２ｆ、２ｇ、２ｇの傾斜度あるいは高さなどの形状条件は、後の第２の工程におけるダイフェースで成形される際の、第１の角筒体２の斜壁面２ｆ、２ｆ、２ｇ、２ｇの各曲げ角度を９０度よりも小さくできる設計条件から決定される。
【００３１】
なお、この第１の絞り加工工程では、肉厚は元の素材アルミニウム合金板１と同じか、増加しており、横断面形状が長方形で、一定の高さ（深さ）を有する第１の角筒体２として成形される。
【００３２】
（第１の角筒体底部）
第１の角筒体２の底部２ｄの大きさ（幅と長さ）は、斜壁面２ｆ、２ｆ、２ｇ、２ｇを設けるために、底部２ｄの長辺と短辺とは、第１の角筒体２の長辺と短辺よりも、各々小さくなっており、底部２ｄの横断面は、その面積が、第１の角筒体２の横断面よりも小さくなっている。
【００３３】
このことを前提として、本発明では、この第１の工程の絞り工程で成形された第１の角筒体２の底部２ｄを、後述する図７に示す最終の角形電池ケース４の底部４ｄとする、あるいは底部４ｄとして残す。
【００３４】
このためには、底部２ｄを、製品である角形電池ケース４の底部４ｄに見合った大きさや形状となるように、底部４ｄと同じか、若干大きくなるように成形する。また、第１の角筒体２の底部２ｄが、そのままか、あるいはできるだけ残して、第２の角筒体３の底部３ｄおよび角形電池ケース４の底部４ｄとなって残るように、後述する第２の絞り加工および仕上げ加工を行う。
【００３５】
ここで、第１の角筒体２の底部２ｄが、そのままか、あるいはできるだけ残して、最終の角形電池ケース４の底部４ｄとなるとは、この底部２ｄ自身は、再絞り加工や仕上げ加工によっても概ね成形されることなく残り、この底部２ｄと同じか、一定の割合以上の大きさ、そして、同じ形状の、第２の角筒体３の底部３ｄおよび角形電池ケース４の底部４ｄとなることを意味する。ただ、底部２ｄが再絞り加工および仕上げ加工において、多少の成形を受けて、その大きさや形状が、部分的に、あるいは底部周縁において、多少変化することは許容する。ここで、第１の角筒体２の底部２ｄを、そのままか、あるいはできるだけ残して、角形電池ケース４の底部４ｄとするための目安は、図７の角形電池ケース４の底部の面積（長辺×短辺）が、図５の第１の角筒体２の底部２ｄの面積（長辺×短辺）の７０〜１００％の範囲となるようにする。
【００３６】
前記特許文献２や非特許文献１でも、最初の絞り加工（初絞り）による容器の上縁にテーパを設けるか、製品底面部よりも小さな外径の予備底面部と、この予備底面部から傾斜立設する予備傾斜側壁部とを形成して、中間の（予備の）成形体を得ている。しかし、この中間の（予備の）成形体の底部は、本発明のように、製品形状の底部として、そのまま残ることはなく、側壁とともに成形されてしまう。言い換えると、図７の角形電池ケース４の底部の面積（長辺×短辺）が、第１の角筒体２の底部２ｄの面積（長辺×短辺）の７０％未満と必然的に小さくなるか（非特許文献１）、逆に１００％を超えて必然的に大きくなる（特許文献２）。このため、底部は底部として、また側壁は側壁として、順次成形されていく本発明に比して、成形の際の材料の流動に対する抵抗はより大きくなる。
【００３７】
また、本発明の場合、第一の絞り加工後の第１の角筒体２の形状は、図１、図５に示すように、底部２ｄと斜壁面２ｆ、２ｆ、２ｇ、２ｇから構成される凸面が、第１の角筒体２の底部２ｄ側に形成されることとなる。これにより、底部２ｄ側の材料は、第一の絞り加工中に、張出成形を受けることになり、薄肉化が起こる。このため、図７で示す、最終的に得られる角形電池ケースにおいても、底部の肉厚は薄くなり、側壁側に材料が流動するため、より少ない材料使用量で深い角形電池ケースの形状が得られる。したがって、電池缶に対する材料の使用量を減らす効果も得られる。さらに本発明の場合、後述する再絞り加工における、ダイ肩部での曲げ角度が小さいため、図７で示す、最終的に得られる角形電池ケース（電池缶）の縦壁部に生じる、曲げ変形に起因する表面凹凸も軽減され、より強度の高い電池ケースが得られる。
【００３８】
この第１の絞り加工工程は、１段でも複数段あるいは多段で行っても良く、通常のプレス装置が使用できる。そして、絞り成形における、成形速度も１〜６０ｍ／ＳＰＭの範囲の、しわ押さえ荷重も０．５〜５００ｋＮの、通常のプレス装置あるいは絞り成形における条件で可能である。また、第１の絞り加工工程だけでなく、第２の絞り加工工程や、仕上げ加工工程では、通常のプレス装置あるいは絞り成形同様、必要に応じて、種々の市販の潤滑剤乃至潤滑油が使用できる。
【００３９】
第２の絞り加工工程
次に、図２の第２の絞り加工工程である再絞り工程においては、図５に示す成形された第１の角筒体２を、図２に示すように、第２の角形パンチ１３と第２の角形ダイス１４とにより、更に長方形の横断面形状を有する第２の角筒体３に再絞り加工する。すなわち、先端側に向かって縮径する斜壁面を四周囲に亘って部分的に形成した第２の角形パンチ１３と第２の角形ダイス１４とにより、図５に示す第２の角筒体３に再絞り加工する。
【００４０】
ここで、図２の第２のパンチ１３と第２の角形ダイス１４とは、平面視で、図６のように同じく平面視で角形の第２の角筒体３に対応あるいは相似する角形（長方形の横断面形状）を有している。また、第２の角形パンチ１３には、図1の角形パンチ１０と同様に、その先端１３ｂ側に向かって縮径する斜壁面（テーパ面）１３aを、その四周囲に亘って部分的に形成している。また第２の角形ダイス１４には、その下側に向かって開口部が縮径する傾斜面（テーパ面）１４ａをその４周囲に亘って部分的に形成している。
【００４１】
この斜壁面１３aによって、前記第１の角筒体２の斜壁面（傾斜壁）２ｆ、２ｆを含めた各側壁部２a、２aを、第２の角筒体３の広幅な長辺側の二つの側壁部３a、３aと、斜壁面（傾斜壁）３ｆ、３ｆに各々成形する。また、前記第１の角筒体２の斜壁面（傾斜壁）２ｇ、２ｇを含めた各側壁部２ｂ、２ｂを、第２の角筒体３の狭幅な短辺側の二つの側壁部３ｂ、３ｂと、斜壁面（傾斜壁）３ｇ、３ｇに各々成形する。
【００４２】
この結果、図６に示す、底部３ｄと、この底部３ｄ周縁から立ち上がる側壁部３a、３a、３ｂ、３ｂとからなるとともに、前記底部３ｄに向かって縮径する斜壁面３ｆ、３ｆ、３ｇ、３ｇが前記側壁部の四周囲に亘って部分的に形成され、第１の角筒体２よりも、前記側壁部３a、３a、３ｂ、３ｂの高さが高く、第１の角筒体の底部２ｄをその底部３ｄとして残した第２の角筒体３が成形できる。
【００４３】
そして、このような先端の斜壁面１３aなど、角形パンチ１３を第１の角筒体と相似形の断面形状とすることによって、第１の角筒体２を再絞り加工する際に、角形パンチ１３の先端の斜壁面１３aと、第１の角筒体の斜壁面２ｆ、２ｆ、２ｇ、２ｇとを対応、適合させる。これによって、成形される際の、第１の角筒体２の側壁部２a、２a、２ｂ、２ｂや、斜壁面２ｆ、２ｆ、２ｇ、２ｇの各曲げ角度Ｒを９０度よりも小さくできる。ここで、曲げ角度Ｒは、図２に示すＲであり、ダイス１４に設けられたテーパ部１４a乃至成形されている第２の角筒体３の広幅な長辺側の二つの側壁部３a、３aと、垂直方向とのなす角度である。
【００４４】
また、前記した通り、第１の工程の絞り工程で成形された第１の角筒体２の底部２ｄを、そのままか、あるいはできるだけ残して、後述する図７に示す最終の角形電池ケース４の底部４ｄとする。すなわち、第１の角筒体２の底部２ｄを、最終の角形電池ケース４の底部４ｄに見合った大きさや形状となるように、底部４ｄと同じか、若干大きくなるように、第１の角筒体２を成形する。すなわち、図７の角形電池ケース４の底部４ｄの面積（長辺×短辺）が、図５の第１の角筒体２の底部２ｄの面積（長辺×短辺）の７０〜１００％の範囲となるように成形する。
【００４５】
これによって、第１の角筒体２の底部２ｄは第２の角筒体３の底部３ｄとして、また第１の角筒体２の側壁部２a、２a、２ｂ、２ｂや斜壁面２ｆ、２ｆ、２ｇ、２ｇは、第２の角筒体３の側壁３a、３a、３ｂ、３ｂや斜壁面３ｆ、３ｆ、３ｇ、３ｇとして、順次成形されていくので、成形の際の材料の流動に対する抵抗はより小さくなる。後述する仕上げ加工工程においても、これと同じ効果が得られる。
【００４６】
図２の再絞り工程において、より具体的には、図２のように、前記図１の第１の絞り加工で成形された第１の角筒体２を、プレス装置に装着する。この際、図２のように、スリーブ１５を、第１の角筒体と第２の角形パンチ１３との間の空間（隙間）１８に挿入することが好ましい。これは、第２の角形パンチ１３の外周側（外表面側）に、スリーブ１５を予め装着しておき、このスリーブ１５を第２の角形パンチ１３とともに、第１の角筒体２の内壁面２aに沿って下降（あるいは第２のダイス１４を上昇）させることによって挿入する。    
【００４７】
このスリーブ１５は、第２の角形パンチ１３の外寸や横断面形状に対応した内寸や横断面形状を有するとともに、この第２の再絞り工程で成形する第１の角筒体２の内側において、第２の角形パンチで支えられない空間（隙間）を埋める形状を有している。
【００４８】
その上で、図２のように、第２の角形パンチ１３を下降あるいは第２の角形ダイス１４を上昇させて、第２の角形パンチ１３のみを、第２の角形ダイス１４内に前進（進入）させ、これら第２の角形パンチ１３と第２の角形ダイス１４との協働で、前記スリーブ１５を介して、更に再絞り加工する。そして、図６で示す第２の角筒体３に成形する。
【００４９】
この第２の角筒体３は、第１の角筒体２の横断面形状よりも、短辺／長辺の比が小さく（より扁平で）、前記第１の角筒体２の高さｈ１よりも、その高さｈ２が高い、長方形の横断面形状をその高さ方向に亘って有する。なお、図２に示す絞り加工の段階でも、図６のような外側に広がるような製品外フランジ３eを残しているが、このような製品外フランジ３eを残さずに、第２の角筒体３に絞り加工しても良い。
【００５０】
図２、図６の第２の角筒体３において、３a、３aは大きくて広幅な長辺側の対向する二つの側壁、３ｂ、３ｂは小さくて狭い短辺側の対向する二つの側壁、３ｃは中空部上方の開口部、３ｄは底部、３eは各側壁３a、３ｂの周縁部から外側に向かって広がる、平坦な製品外フランジである。
【００５１】
この図２の例では、再絞り成形時のダイス１４の形状において、第２の角形ダイス１４の上方の面１５を、再絞り成形前の第１の角筒体２の外面、特に斜壁面２ｆ、２ｆ、２ｇ、２ｇに沿った傾斜面としている。これにより、再絞り成形中に流動する材料が、上方の面１５にそって移動するため、しわ発生などが起こらず、よりスムーズな変形となり、更に成形性が向上する。
【００５２】
（スリーブの使用）
本発明では、この第２の絞り加工工程の際に、第２のパンチ１３に被嵌されたスリーブ１５を用いることが好ましい。第２の絞り加工工程において、第１の角筒体２を再絞り加工して、より小さい長方形横断面形状のより背の高い（より深い）第２の角筒体３を成形する際には、当然ながら第２のパンチ１３は、第１の角筒体２よりも小型の長方形横断面形状となる。この結果、図２に示す通り、この角筒体２の周囲には、第２のパンチ１３で支えられない空間（隙間）が必然的に存在する。
【００５３】
スリーブを用いない再絞り工程では、この第２のパンチ１３で支えられない空間の存在のために、第１の角筒体２の周囲の金型１４から成形力が加わった場合に、この成形力の負荷部分が座屈して、しわが生じやすい。このため、部位によって不均一な加工となって成形できないか、成形できたとしても板厚や形状精度が確保できない可能性がある。これに対して、横断面形状が長方形の第１の角筒体２から、より小径でより背の高い（より深い）横断面形状が長方形の第２の角筒体３をつくる際に、スリーブ１５を用いることによって、前記空間を埋めることができる。このため、第１の角筒体２の周囲のダイス(金型)１４から成形力が加わっても、第１の角筒体２における、この成形力の負荷部分が座屈することがなくなり、しわが生じない。このため、部位によらず均一な加工となって成形でき、板厚や形状精度も確保できる。
【００５４】
このような長方形の横断面形状を有する空間（隙間）を埋めるスリーブ１５は、当然ながら、この空間（隙間）１８に近似あるいは相似する、角環状の横断面形状を有する必要がある。また、この第２の再絞り加工の成形中には、スリーブ１５は、その成形初期の挿入位置に停止した状態として、第２のパンチ１３だけが第２のダイス１４内に前進して成形が進むようにする。スリーブの材質は、成形されるアルミニウム合金の種類に応じて、金型用の鋼材のほか、同種のアルミニウム合金製あるいは、ゴムや樹脂製などの材質が適宜選択できる。
【００５５】
この第２の絞り加工工程も、前記第１の絞り加工工程と同様に、１段でも複数段あるいは多段で行っても良く、通常のプレス装置が使用できる。そして、絞り成形における条件も、成形速度：１〜６０個／分、しわ押さえ荷重：０．５〜５００ｋＮなどの、通常のプレス装置あるいは絞り成形における範囲から、前記第１の絞り加工工程の条件との関係で設定可能である。
【００５６】
第３の仕上げ加工工程：
以上のような複数段あるいは多段の絞り加工の後で、第２の角筒体３を、更に、第３の工程である仕上げ加工として、絞り加工かしごき加工によって、あるいは絞り加工としごき加工とを組み合わることによって、第２の角筒体３よりもその高さが高く、側壁部の最終板厚を少なくともアルミニウム合金板の板厚の６０％以下に減少させた、図７に示す角形電池ケース４を成形する。
【００５７】
図３は、仕上げ加工工程として、しごき工程によって、横断面形状が長方形の第２の角筒体３を、第３の角形パンチ１６と、第３の角形しごきダイス（ダイス列）１７とで、特にその側壁３aをしごき加工して薄肉化（減肉化）し、図７に示す最終の角形電池ケース４を成形する態様を示している。ここで、図３の第３の角形パンチ１６と、第３の角形しごきダイス１７とは、平面視で、図７のように同じく平面視で角形の、角形電池ケース４に対応あるいは相似する角形（長方形の横断面形状）を有している。このしごき加工についても、複数回の加工を繰り返し行い、側壁の肉厚を段階的に薄くしていっても良い。
【００５８】
このようなしごき加工の際に、第２の角筒体３の斜壁面３ｆ、３ｆ、３ｇ、３ｇは、全て角形電池ケース４の側壁４a、４a、４ｂ、４ｂに成形される。
【００５９】
また、再絞り工程で成形された第２の角筒体３の底部３ｄを、角形電池ケース４の底部４ｄの面積（長辺×短辺）が、第１の角筒体２の底部２ｄの面積（長辺×短辺）の７０〜１００％の範囲となるよう、そのままか、あるいはできるだけ残して、角形電池ケース４の底部４ｄとする。これによって、第２の角筒体２の底部３ｄは角形電池ケース４の底部４ｄとして、また第２の角筒体３の側壁部３a、３a、３ｂ、３ｂや斜壁面３ｆ、３ｆ、３ｇ、３ｇは、角形電池ケース４の側壁４a、４a、４ｂ、４ｂとして、順次成形されていくので、成形の際の材料の流動に対する抵抗はより小さくなる。
【００６０】
この最終の角形電池ケース４は、第２の角筒体３の長方形横断面形状と比較して、短辺／長辺の比はほぼ同一で、第２の角筒体３（の高さｈ２）よりも、その高さｈ３が高いあるいは深い、長方形の最終横断面形状を有する。そして、しごき加工によって、少なくとも側壁の最終板厚を前記素材金属板の板厚の６０％以下に減少させている。図７の最終の角形電池ケース４において、４aは大きくて広幅な長辺側の対向する二つの側壁、４ｂは小さくて狭い短辺側の対向する二つの側壁、４ｃは中空部上方の開口部、４ｄは底部である。なお、図７の角形電池ケース４の段階でも、外側に広がるような製品外フランジ４eを残しているが、このような製品外フランジ４eを残さずに、角形電池ケース４に仕上げ加工しても良い。このような製品外フランジ４eはトリミング工程によって除去される。
【００６１】
本発明では、図１、２に示す絞り加工を繰り返して、角型断面形状の第２の角筒体３を作ったのち、図３のしごき加工では、前記したスリーブを使わず、また断面形状を変化させずに、板厚（肉厚）だけを減少させるしごき加工を行って最終の角形電池ケース４を成形する。このため、従来の絞り加工としごき加工との組み合わせ加工のような、しわなどの成形不良の発生が生じず、形状や肉厚精度にも優れた、安定した成形が可能となる。
【００６２】
この仕上げ加工工程であるしごき工程は、図３に示すような１段だけでなく、多段のしごき加工を行うプレス装置や条件、潤滑油が使用できる。
【００６３】
角形電池ケース：
図７に示す、最終の角形電池ケース４は、前記第２の角筒体３の長方形横断面形状と短辺／長辺の比がほぼ同一の、長方形の扁平な薄型の横断面形状を有し、前記第２の角筒体３（の高さｈ２）よりも、その高さｈ３（背が高いあるいは深い）が高い、箱型（箱体）形状である。また、その板厚（肉厚）は、前記しごき加工された二つの両側壁４a、４ｂの最終板厚を、前記素材金属板の板厚の６０％以下に減少させた薄肉となっている。
【００６４】
この側壁３aの最終板厚は、長辺の側壁４aや、短径の側壁４ｃの長さ（幅）や高さｈ３、短辺／長辺の比、角形電池ケース４の用途からの要求特性、などによって定まる。この点、通常のＬｉイオン二次電池などの仕様に従うと、角形電池ケース４の側壁４aの板厚は０．３〜２ｍｍの範囲から選択される。側壁４aの厚さが０．３ｍｍ未満では、素材金属板の強度によっては、要求される剛性や強度が不足する可能性がある。一方、側壁４aの厚さが２ｍｍを超えると、重量が重くなるとともに、薄肉部や安全弁の破断用凹溝などの精度の良い加工が難しくなる。底部４ｄの最終板厚は、角形電池ケース４の用途からの要求特性によって、図１に示す素材金属板と同じとしてもよく、これとは異なる板厚としてもよく、これとは異なる板厚として、より薄くしても良い。
【００６５】
この角形電池ケース４には、図示はしないが、Ｌｉイオン電池ケースとして、通常の、外部正極、電解液の注入口やカバー、安全弁などの他の必要部品を備える封口用の蓋が装着される。
【００６６】
素材アルミニウム合金板：
本発明に用いる素材アルミニウム合金板は、絞りとしごきの両加工によって、前記素材板の板厚の６０％以下に減少させた際に、前記した側壁４aが０．３〜２ｍｍの範囲の板厚となる、板厚を有するものとする。電池ケース４の薄肉化は、内容積の増加に直結し、電池特性の高容量化を図る重要な要素となるが、電池ケース４は、この薄肉化によっても必要な耐圧性を維持でき、また絞りとしごきの両加工も可能とする必要がある。このため、素材アルミニウム合金板は、絞り加工としごき加工とを組み合わせた場合の薄型の角形電池ケースへの成形性に優れ、薄肉化しても、耐食性に優れ、強度や剛性が高いことが必要である。これらの点や軽量化の点で、アルミニウム合金板が好ましい。
【００６７】
素材アルミニウム合金板の材料強度は、必要により溶体化および焼入れ処理や時効硬化処理あるいは冷間圧延、焼鈍などの調質した後の０．２％耐力で、３０〜１８０ＭＰａの範囲とすることが好ましい。これらを満足するアルミニウム合金としては、ＪＩＳ乃至ＡＡに規格される３０００（Ａｌ−Ｍｎ）系アルミニウム合金、中でもＡ３００３アルミニウム合金が好ましく、ＪＩＳ乃至ＡＡに規格される１０００系アルミニウム合金、中でも、レーザ溶接を用いて封口される場合には、純アルミニウム合金であるＡ１０５０合金が好ましい。これらの合金は耐食性の面からも好ましい。ただ、使用条件や成形条件によっては、これら合金の耐クリープ性（耐クリープ変形性）などをより改良した合金や、これらのより高強度な５０００系や６０００系アルミニウム合金を用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
以上、本発明は、精度良く、かつ効率よく、アルミニウム合金板を扁平度の高い角型電池ケースに成形できる成形方法を提供できる。このため、リチウムイオン二次電池用の角形電池ケースの製造工程に好適に使用することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１：素材金属板、２：第１の角筒体、２a、２ｂ：側壁、２ｄ：底部、２ｆ、２ｇ：斜壁面、３：第２の角筒体、２a、２ｂ：側壁、３ｄ：底部、３ｆ、３ｇ：斜壁面、４：角形電池ケース、４a、４ｂ：側壁、４ｄ：底部、１０：第１の角形パンチ、１１：第１の角形ダイス、１２：ブランクホルダ、１３：第２の角形パンチ、１４：第２の角形ダイス、１５：スリーブ、１６：第３の角形パンチ、１７：第３の角形しごきダイス
【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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