(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カップ状中間製品に、少なくとも一つの絞りダイスによる絞り加工と多段配置したしごきダイスによるしごき加工とを施すことにより、側周壁の厚みｔ1 が底壁の厚みｔ0 に対してｔ1 ＝αｔ0 （α＝0.2 〜0.7 ）となる電池缶素体を製作する第１の工程と、
前記電池缶素体を、複数段に配置した絞りダイスで絞り加工して側周壁の厚みを変えることなく所定の外径に縮径することにより、電池缶を製作する第２の工程とを有している電池缶の製造方法であって、
カップ状の中間製品を、外部パンチで押動しながら、直列に配列した第１の工程の各ダイス内を通過させることにより、電池缶素体を製作し、
前記外部パンチを、その先端部が前記第１の工程の最終段のしごきダイスを通過し終えた時点で停止させ、且つ前記外部パンチの内部に出入自在の内部パンチを前記外部パンチから突出して進行を継続させ、
前記電池缶素体を、前記内部パンチで押動しながら、前記第１の工程の各ダイスの後段側に連続して直列に配列した第２の工程の各絞りダイス内を通過させることにより、電池缶を製缶するようにしたことを特徴とする電池缶の製造方法。
【請求項２】
第２の工程において、電池缶の外径ｒの電池缶素体の外径Ｒに対する絞り比ｒ／Ｒが0.4 〜0.9 となる絞り加工を施すようにした請求項１に記載の電池缶の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルカリ乾電池やニッケルカドミウム蓄電池或いはリチウム二次電池などの各種電池の外体ケースとして用いられる電池缶をＤＩ（drawing とironinｇ、つまり絞り加工としごき加工の両方）加工を少なくとも一製造工程に用いて製造することのできる製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電池缶の製造方法としては、トランスファプレス機による深絞り加工および抜き加工を10〜13工程繰り返すことによって所定形状の電池缶を製作する、いわゆるトランスファ絞り加工法と、プレス機による深絞り工程によってカップ状中間製品を製作した後、絞りダイスを用いた絞り工程およびしごきダイスを用いたしごき工程によって前記カップ状中間製品から所定形状の電池缶を製作するＤＩ加工法が主に採用されている。ＤＩ加工法は、トランスファ絞り加工法に比較して、工程数の削減により生産性が向上し、カップ状中間製品をしごき加工する工程において側周壁のみを引き延ばして薄肉とできることから、内容積が大となるので、充填剤を増大させることによる容量アップに応じて電池特性が向上し、且つ軽量化を図ることができるなどの長所を有しているので、その利用率が近年において高まっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＤＩ加工法で製缶した電池缶は、上述の種々の長所を有する反面、しごき加工時に電池缶の側周壁の内面がポンチの胴部に強く押し付けられて、その側周壁の内面の表面が平滑化されてしまう。その結果、電池缶の内部に収容した活物質または正極合剤と側周壁の内面との接触面積が少なくなり、電池内部抵抗が高くなって電池特性が劣化するという課題がある。特に、アルカリ乾電池では、正極を兼ねる電池缶の側周壁の内面とペレット状の正極合剤との二次的な接触のみにより正極側の電気的導通を図っているので、上述の接触面積の低減による電池内部抵抗の増大は電池性能を大きく低下させ、中でも大きな電流を取り出すことのできる高負荷放電特性が低下してしまう。
【０００４】
そこで、従来では、電池缶の側周壁の内周面に、電池保存後の内部抵抗を低減させることを目的として、カーボンなどの導電塗料や導電剤を塗布したり、側周壁内面にニッケル−錫めっき合金層を形成して、側周壁内面と正極合剤や活物質との間の電池内部抵抗の低減を図っている。ところが、このような手段では、電池内部抵抗の低減がどうしても不十分となる上に、側周壁内面自体の表面が平滑面であることから、導電塗料や導電剤を保持する能力が弱く、所要の電池保存後特性を得ることができない。
【０００５】
一方、上記のＤＩ加工法以外の加工法、例えば上述のトランスファ絞り加工法で製缶された電池缶は、絞り工程を多数回繰り返すときの小さなしわの発生によって側周壁内面が粗面化されるので、正極合剤や活物質との接触面積が大きくなって電池内部抵抗の上昇を抑えることが可能である。ところが、トランスファ絞り加工法では、しごき加工を殆ど行なわないことが多く、その場合には側周壁の厚みが底壁の厚みに比較して殆ど薄くならないので、電池缶の内容積を大きくすることができず、活物質などの充填量が少なくなって充放電特性が低下する欠点がある。しかも、この電池缶の製造方法では、上述のように工程数が多いために、生産性の向上を図ることができない上に、製造コストが高くつく。
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたもので、内容積を大きく保ちながらも側周壁内面と正極合剤や活物質との接触面積の増大を図ることのできる形状を有する電池缶を高い生産性で確実に製造することのできる製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の電池缶の製造方法は、カップ状中間製品に、少なくとも一つの絞りダイスによる絞り加工と多段配置したしごきダイスによるしごき加工とを施すことにより、側周壁の厚みｔ1 が底壁の厚みｔ0 に対してｔ1 ＝αｔ0 （α＝0.2 〜0.7 ）となる電池缶素体を製作する第１の工程と、前記電池缶素体を、複数段に配置した絞りダイスで絞り加工して側周壁の厚みを変えることなく所定の外径に縮径することにより、電池缶を製作する第２の工程とを有している電池缶の製造方法であって、カップ状の中間製品を、外部パンチで押動しながら、直列に配列した第１の工程の各ダイス内を通過させることにより、電池缶素体を製作し、前記外部パンチを、その先端部が前記第１の工程の最終段のしごきダイスを通過し終えた時点で停止させ、且つ前記外部パンチの内部に出入自在の内部パンチを前記外部パンチから突出して進行を継続させ、前記電池缶素体を、前記内部パンチで押動しながら、前記第１の工程の各ダイスの後段側に連続して直列に配列した第２の工程の各絞りダイス内を通過させることにより、電池缶を製缶するようにしたことを特徴としている。
【００１０】
この電池缶の製造方法では、第２の工程にしごき加工が存在しないので、電池缶素体を、その側周壁の厚みをそのまま保持しながら、その外径が所定の小さな外径となるように縮径する状態に塑性変形される。したがって、電池缶の側周壁の内周面は、側周壁の厚みを変えることなく縮径する過程で発生する極めて小さく、且つ多数のしわによって粗面化されるので、微小な凹凸が全体にわたり疎密なく形成されて、正極合剤や活物質との接触面積を確実に増大させることができる粗面となる。しかも、側周壁の内周面の粗面化は、特別な工程を要することなく、電池缶の一連の製造過程を経ることによって形成されるので、高い生産性で製造することができる。
【００１１】
また、第１の工程では、カップ状中間製品をしごき加工するので、側周壁の厚みが底壁の厚みより薄くなり、第２の工程では側周壁の厚みを変えることなく縮径するので、大きな内容積を有するものとなる。さらに、第２の工程では、電池缶素体の縮径に伴う変形分の材料が底壁に逃がすように流動されるので、側周壁よりも大きな厚みを有する底壁の周端部分に段部が形成され、座屈などの発生を防止できる強度を有した電池缶を得ることができる。
【００１２】
また、上記製造方法は、カップ状の中間製品を、外部パンチで押動しながら、直列に配列した第１の工程の各ダイス内を通過させることにより、電池缶素体を製作し、前記外部パンチを、その先端部が前記第１の工程の最終段のしごきダイスを通過し終えた時点で停止させ、且つ前記外部パンチの内部に出入自在の内部パンチを前記外部パンチから突出して進行を継続させ、前記電池缶素体を、前記内部パンチで押動しながら、前記第１の工程の各ダイスの後段側に連続して直列に配列した第２の工程の各絞りダイス内を通過させることにより、電池缶を製缶するようにしているので、カップ状中間製品に対して第１の工程と第２の工程とを連続的に行って一挙に電池缶を製作することができ、生産性が格段に向上する利点がある。
【００１４】
さらに、上記製造方法の第２の工程において、電池缶の外径ｒの電池缶素体の外径Ｒに対する絞り比ｒ／Ｒが0.4 〜0.9 となる絞り加工を施すことが好ましい。
【００１５】
このように第２の工程における絞り比を0.4 〜0.9 の範囲に設定すれば、電池缶の側周壁の内周面を、充填剤に対し大きな接触面積を得るのに必要な0.2μｍ〜2.0 μｍの範囲の平均表面粗さに形成することができる。絞り比を0.4 以下に設定した場合には、電池缶素体を絞り加工して歪みの少ない好ましい電池缶を製缶すること自体が困難となり、絞り比を0.9 以上に設定した場合には、電池缶の側周壁が十分に粗面化されないことから、上記接触面積を大きくする効果が不十分となる。より好ましくは絞り比を０．５〜０．８の範囲に設定するものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１（ａ）は本発明の一実施の形態に係る電池缶１を示す一部破断した側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線で切断した拡大断面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ部を模式的に示した拡大図である。（ａ）に示すように、この電池缶１の側周壁１ａの厚みｔ1 は、底壁１ｂの厚みｔ0 に対してｔ1 ＝αｔ0 （α＝0.2 〜0.7 ）に形成されている。これにより、この電池缶１は、側周壁１ａの厚みｔ1 が薄くなっている分だけ内容積を大きくすることができる。したがって、この電池缶１は、活物質または正極合剤の充填量を多くして電池容量の増大を図りながらも、比較的厚い底壁１ｂおよび底壁１ｂと側周壁１ａとの境界となる底周端部分の段部１ｃの存在によって十分な耐圧強度を有する。
【００１９】
また、この電池缶１は、（ｂ）に示すように、鋼鉄板２の表面にニッケルめっき層３が形成されてなるニッケルめっき鋼板を素材として製作されている。このニッケルめっき鋼板を用いているのは、この電池缶１の主な適用対象となるアルカリ乾電池やニッケルカドミウム蓄電池などの電解液として用いられる強アルカリ性の水酸化カリウムに対してニッケルが耐アルカリ腐食性に強いこと、電池を外部端子に接続する際にニッケルが安定した接触抵抗を有していること、電池を組み立てる際のスポット溶接に対してニッケルがスポット溶接性に優れているなどの理由による。
【００２０】
さらに、（ｃ）に示すように、電池缶１の側周壁１ａの内面は、多数の凹凸が全体にわたり疎密のない微細な配置に形成されて、平均表面粗さＲａが0.2 μｍ〜2.0 μｍになるよう設定されている。（ｄ）は、（ｃ）の比較のために示したＤＩ加工法により製缶された従来の電池缶における側周壁の内面の粗度を模式的に示したものである。この（ｄ）との比較から明らかなように、この実施の形態の電池缶１では、その側周壁１ａの内面が従来の電池缶に比較して比較的大きな凹凸が微細な配置に形成された粗面になっているので、電池缶１内に収容される正極合剤や活物質との接触面積が大きくなって電池内部抵抗を格段に低減することができ、また、側周壁１ａの内面にカーボンなどの導電材を塗布する場合には、その導電材などの保持力が向上して、電池の保存後特性が高くなる。
【００２１】
つぎに、上述した顕著な効果を有する実施の形態の電池缶１を生産性良く高精度に製作することのできる製造方法について説明する。先ず、本発明の第１の実施の形態に係る電池缶１の製造方法では、図２に示す第１の工程と図３に示す第２の工程とを経て電池缶１を製造する。図２の第１の工程には、周知の絞り兼しごき機を用いたＤＩ加工法が採用されている。この絞り兼しごき機は、この第１の工程の前工程において製作されて送給されてくるカップ状中間製品４に、１段の絞り加工および３段のしごき加工を一挙に施して、同図（ｂ）に示す電池缶素体７を製作する。なお、カップ状中間製品４は、周知の工程を経ることから図示を省略しているが、フープ状としてプレス機に供給される電池缶素材を、所定形状に打ち抜いたのちに、深絞り加工を行うことにより製作される。このカップ状中間製品４の側周壁の厚みＴ1 と底壁の厚みＴ0 とはほぼ同一である。
【００２２】
前記第１の工程に用いる絞り兼しごき機は、第１のパンチ８、ダイス機構９およびストリッパ（図示せず）を備えて構成されており、ダイス機構９は、絞りダイス１０および第１ないし第３しごきダイス１１〜１３が第１のパンチ８の軸心と同心となる配置で直列に配列された構成になっている。中間製品搬送部（図示せず）により搬送されて図２（ａ）に図示の成形箇所に位置決めされたカップ状中間製品４は、（ａ）の位置から図示矢印方向に進行する第１のパンチ８で押動されることにより、先ず絞りダイス１０によって、その形状が第１のパンチ８の先端形状に沿った形状になるように絞られる。この絞り加工によって、カップ状中間製品４は若干小径、且つ胴長に塑性変形されるが、その肉厚における変化は殆どない。
【００２３】
カップ状中間製品４は、第１のパンチ８の押動がさらに進むことにより、第１しごきダイス１１によって第１段のしごき加工が施されて、側周壁１ａが展延されて肉厚が小となるとともに加工硬化によって硬度が高められる。さらに第１のパンチ８の押動が進むと、カップ状中間製品４は、第１しごきダイス１１よりも内径が小さい第２しごきダイス１２によって次の第２段のしごき加工が施され、続いて、第２しごきダイス１２よりも内径がさらに小さい第３しごきダイス１３によって次の第３段のしごき加工が施されて、同図（ｂ）に示すように、側周壁１ａが順次展延されて肉厚がさらに小となるとともに硬度が高められる。このＤＩ加工法による絞り加工およびしごき加工を経て製作完了した電池缶素体７は、ストリッパによって絞り兼しごき機から取り外される。この電池缶素体７は、側周壁７ａの厚みｔ1 が底壁７ｂの厚みｔ0 に対してｔ1 ＝αｔ0 （α＝0.2 〜0.7 ）と小さくなる。
【００２４】
つぎの第２の工程では、第１の工程で製作した電池缶素体７に対して、図３に示すような絞りプレス機を用いた絞り加工が行われる。この絞りプレス機は、第１の工程で製作されたのちに送給されてくる電池缶素体７に、２段の絞り加工を施して、同図（ｂ）に示す所要の電池缶１を製作する。この第２の工程に用いる絞りプレス機は、第２のパンチ１４、ダイス機構１７およびストリッパ（図示せず）を備えて構成されており、ダイス機構１７は、第１絞りダイス１８および第２絞りダイス１９が第２のパンチ１４の軸心と同心となる配置で直列に配列された構成になっている。
【００２５】
電池缶素体搬送部（図示せず）により搬送されて図３（ａ）に図示の成形箇所に位置決めされた電池缶素体７は、第２のパンチ１４が図示矢印方向に進行するのに伴う押動を受けて、第１絞りダイス１８によって、その形状が第２のパンチ１４の先端形状に沿った形状になるように絞られる。その絞り加工によって、電池缶素体７は、側周壁７ａの厚みが殆ど変化しない状態を保持したまま若干小径、且つ胴長に塑性変形される。この電池缶素体７は、第２のパンチ１４の押動がさらに進むことにより、第１絞りダイス１８よりも内径が小さい第２絞りダイス１９によって、上述と同様の状態にさらに絞られて、同図（ｂ）に示すように、所要の電池缶１が出来上がる。製作完了した電池缶１は、ストリッパによって絞りプレス機から取り外される。
【００２６】
このようにして製作された電池缶１は、第１の工程のＤＩ加工法により製作された電池缶素体７が、第２の工程において絞り加工を施されただけであって、しごき加工を施されないので、電池缶素体７における側周壁７ａの厚みｔ1 をそのまま保持しながら電池缶素体７の外径Ｒが所定の小さな外径ｒとなるように縮径する状態に塑性変形される。但し、この第２の工程では、電池缶素体７の縮径に伴う変形分の材料が底壁１ｂに逃がすように流動されるので、底壁の厚みｔ0 は殆ど変わらないが、底壁１ｂの周端部分に段部１ｃが形成される。
【００２７】
この電池缶１の製造方法では、第２の工程において、電池缶素体７の側周壁７ａの厚みｔ1 を変化させずに、その外径Ｒを所定の小さな外径ｒになるよう縮径させることから、必然的に側周壁７ａの内周面が粗面化され、図１に示した本発明の実施の形態の電池缶１を高精度に製造することができる。ここで、側周壁７ａの内周面は、側周壁の厚みｔ1 を変えることなく縮径する過程で発生する極めて小さく、且つ多数のしわによって粗面化されることから、極めて微小な凹凸が全体にわたり疎密なく形成された良好な粗面となるので、正極合剤や活物質との接触面積を確実に増大させることができる。これに対し、例えば、胴部に縦溝を設けたパンチを用いてＤＩ加工を行うことにより側周壁の内面に縦溝などを形成した従来の電池缶では、上述の接触面積がさほど大きくならない。また、製造後の電池缶１は、電池缶素体７の側周壁７ａの薄い厚みをそのまま保持するので、大きな内容積を維持する。
【００２８】
また、この電池缶１の製造方法では、電池の一連の製造工程を経ることによって側周壁１ａの内周面を粗面化することができ、粗面化するための工程を別途必要としないので、電池缶１を高い生産性で製造することができる。
【００２９】
本発明は、図１（ｅ）に示すように正極端子１ｐが電池缶の底壁１ｄに一体形成された電池缶に適用されることができる。この電池缶においても、しごきダイスを多段配置したしごき工程を経て側周壁１ａの厚みｔ１が底壁１ｄの厚みｔ０に対してｔ１＝αｔ０（α＝０．２〜０．７）に形成され、前記側周壁1ａの内周面が、前記しごき工程後の絞り工程を経ることによって平均表面粗さが０．２μｍ〜２．０μｍの粗面に形成されている。なお、前記正極端子１ｐは前記しごき工程の前の工程である絞りダイスによる絞り加工によって形成される。
【００３０】
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る電池缶１の製造方法を具現化した製造工程を示す概略断面図であり、同図において、図２および図３と同一若しくは同等のものには、同一の符号を付して、その説明を省略する。この実施の形態では、カップ状中間製品４に対し、第１の実施の形態における第１の工程のＤＩ加工法による絞り加工およびしごき加工と第２の工程における絞り加工とを一連の工程で一挙に施すことにより、電池缶１を製造するものである。
【００３１】
この実施の形態の製造方法に用いる加工プレス機は、第１の実施の形態の第１の工程で用いた第１のパンチ８と同一の外形を有し、且つ中空となった外部パンチ２０の内部に、第１の実施の形態の第２の工程で用いた第２のパンチ１４とほぼ同一形状の内部パンチ２１が、出入自在に収容されている。一方、ダイス機構２２は、第１の工程Ｐ１用の絞りダイス１０と、第１ないし第３しごきダイス１１〜１３と、第２の工程Ｐ２用の第１絞りダイス１８および第２絞りダイス１９とが、両パンチ２０，２１の軸心と同心となる配置で直列に配列された構成になっている。
【００３２】
上記プレス加工機では、内部パンチ２１を収容した外部パンチ２０が、カップ状中間製品４を押動しながら図示矢印方向に進行して、絞りダイス１０および第１ないし第３しごきダイス１１〜１３を順次通過することにより、第１の工程Ｐ１であるＤＩ加工によってカップ状中間製品４から電池缶素体７が製作される。外部パンチ２０は、（ｂ）に示すように、先端部が第１の工程Ｐ１の最終段の第３しごきダイス１３を通過し終えた時点で停止され、且つ内部パンチ２１のみが外部パンチ２０内から突出して進行を継続する。この内部パンチ２１は、電池缶素体７を押動しながら進行して、第１絞りダイス１８および第２絞りダイス１９を順次通過することにより、第２の工程Ｐ２である絞り加工によって電池缶素体７から所要の電池缶１が製作される。
【００３３】
したがって、上記第２の実施の形態の製造方法では、第１の実施の形態の第１および第２の工程とほぼ同様の第１および第２の工程Ｐ１，Ｐ２を経てカップ状中間製品４から一実施の形態で示した電池缶１を製缶することができるのに加えて、カップ状中間製品４を一連の一工程で一挙に電池缶１に塑性変形することができるから、生産性が格段に向上する利点がある。
【００３４】
本発明者は、上記の第１の実施の形態の製造方法により電池缶１を実際に製缶して、その電池缶１における側周壁１ａの内周面の平均表面粗さの状態の確認を行った。図５（ａ），（ｂ）は、電池缶素体７の側周壁７ａおよび電池缶１の側周壁１ａのそれぞれの表面粗さを周方向（軸心に対し直交方向）に沿って測定した実測値を示すグラフであり、図６（ａ），（ｂ）は、電池缶素体７の側周壁７ａおよび電池缶１の側周壁１ａのそれぞれの表面粗さを軸心方向に沿って測定した実測値を示すグラフである。
【００３５】
上記の表面粗さの測定には、商品名「サーフコム１４００（株式会社東京精密製）」の表面粗さ形状測定機を用いて行った。各グラフにおける横軸は、平均表面粗さＲａ（ＪＩＳＢ０６０１−１９８２）を求めるための評価長さである測定長さを示し、縦軸は表面粗さを示している。この図５および図６の表面粗さ曲線から明らかなように、本発明の製造方法により得られた電池缶１における側周壁１ａの内周面の表面は、ＤＩ加工法で製作しただけの電池缶素体７における側周壁７ａの内表面、換言すると、従来の電池缶における側周壁の内表面に比較して格段に粗面化されていることが確認できた。
【００３６】
図７は、図５および図６の表面粗さ曲線のデータに基づき算出した電池缶１の電池缶素体７に対する絞り比と平均表面粗さＲａとの関係を示す特性図である。絞り比は、第２の工程における電池缶１の外径ｒと電池缶素体７の外径Ｒとの比（ｒ／Ｒ）である。また、図７において、Ｃ１は電池缶１の周方向における平均表面粗さＲａの特性曲線、Ｃ２は電池缶１の軸心方向における平均表面粗さＲａの特性曲線である。同図に示すように、絞り比をそれぞれ「1.00」，「0.87」，「0.79」および「0.65」に設定したときに、これに対応して周方向の平均表面粗さが「0.24」，「0.48」，「0.58」，「0.76」となり、且つ軸心方向の平均表面粗さが「0.15」，「0.28」，「0.41」，「0.68」となる。
【００３７】
ところで、電池缶１内に収容する正極合剤または活物質と側周壁１ａとの接触面積の増大を図るための指標となるパラメータは、電池缶１の周方向における平均表面粗さＲａである。上記接触面積を増大させるには、前記平均表面粗さＲａを、0.2μｍ〜2.0 μｍの範囲に設定するのが好ましい。そのためには、第２の工程における絞り比を0.4 〜0.9 の範囲に設定すればよく、より好ましくは0.5 〜0.8 の範囲である。絞り比を0.4 以下に設定した場合には、第２の工程において電池缶素体７を歪みの少ない好ましい電池缶１に製缶すること自体が困難となり、絞り比を0.9 以上に設定した場合には、電池缶１の側周壁１ａが十分に粗面化されないことから、上記接触面積を大きくするという効果が不十分となる。
【００３８】
さらに、第２の工程で絞り比（ｒ／Ｒ）を上述の範囲に設定して形状に歪みの少ない電池缶１を得るためには、第１の工程において、側周壁７ａの厚みｔ1 と底壁７ｂの厚みｔ2 との比（ｔ1 ／ｔ2 ）が0.2 〜0.7 の範囲となる電池缶素体７を製作することが好ましい。
【００３９】
図８は単３型アルカリ乾電池を示す一部切欠き断面図であり、この乾電池の電池缶２３は、上記実施の形態の製造方法により製缶されたものである。正極を兼ねる電池缶２３の内部には、正極活物質である二酸化マンガンと導電剤である黒鉛と電解質の水酸化カリウムとを混練してペレット状に成型された複数個の正極合剤２４が加圧状態で挿入されている。その正極合剤２４の内方中空部にはセパレータ２７が挿入され、そのセパレータ２７の内側には、電解液としてのか性カリの水溶液と、粘性物質および亜鉛粉末からなる負極ゲル状物質２８とが注入されている。
【００４０】
電池缶２３の開口部は、防爆機構を備えた封口体２９の中央部に、負極集電体３０と負極端子底板３１とを一体化した部品をワッシャ３２を間に圧入状態に介在させてなる組立体が挿入されたのちに、封口体２９の嵌合部に強く密着させることによって封口されている。正極を兼ねる電池缶２３の底部には正極端子３３が一体形成されている。また、電池缶２３の外周面には外装ラベル３４が巻き付け状態で貼着されている。
【００４１】
このアルカリ乾電池における正極合剤２４と電池缶２３とは、互いの二次的な接触のみによって電気的導通が図られている。電池缶２３は、上述の第１または第２の製造方法によって製缶されて、図１に示したように側周壁２３ａの内周面に微細な凹凸を極めて多数有する粗面になっている。そのため、このアルカリ乾電池では、正極合剤２４と電池缶２３の側周壁２３ａの内周面との接触面積が従来電池缶に比較して格段に増大し、電池内部抵抗が低減して極めて優れた電池性能を発揮する。また、電池缶２３の内周面にカーボンなどの導電剤を塗着する場合には、粗面化された内周面によって導電剤の保持力が向上し、電池内部抵抗のさらなる低減を図ることができるとともに、電池の保存後特性が向上する。
【００４２】
電池缶２３は、第１の工程におけるＤＩ加工法によりカップ状中間製品４が電池缶素体７とされる工程を経ているので、側周壁２３ａが延伸されてその厚みが底壁に比較して薄くなり、第２の工程においてその側周壁２３ａの厚みを変えることなく縮径されているから、大きな内容積を有している。したがって、電池缶２３には、より多くの正極合剤２４や負極ゲル状物質２８を充填することができるから、充放電特性などの電池性能が向上する。しかも、電池缶２３は、第２の工程において電池缶素体の側周壁の厚みを変えることなく縮径されるので、縮径に伴う変形分の材料が底壁に逃がすように流動され、側周壁よりも厚みの大きい底壁の周端部分に段部が形成される。したがって、電池缶２３は、側周壁２３ａの厚みを薄くして内容積の増大を図りながらも、厚みの大きい底壁と段部の存在とによって強度が向上しているので、座屈などが発生するのを確実に防止される。
【００４３】
図９はニッケルカドミウム蓄電池を示す一部破断した斜視図であり、この電池の電池缶３７も上記実施の形態の製造方法により製缶されたものである。この電池缶３７の内部に収容された電極群３８は、水酸化ニッケルを主成分とする正極活物質が芯材に塗着されてなる正極電極板３９と、水素吸蔵合金粉を主成分とする負極活物質が芯材に塗着されてなる負極電極板４０とが、これらの間にセパレータ４１を介在して積層した状態て渦巻き状に巻回されてなる。電池缶３７には、上記電極群３８が収容されたのちに、電解液（図示せず）が注液され、その開口部が、封口板４３、安全弁４４、絶縁ガスケット４７および金属キャップ４６を組み立ててなる封口体４２で密閉されている。
【００４４】
このニッケルカドミウム蓄電池では、一般には渦巻き状に巻回されている電極群３８の正極電極板３９からは正極リードが引き出されて封口板４３に接続され、負極電極板４０からは負極リードが引き出されて電池缶３７の底部に接続されている。
【００４５】
このような構成のニッケルカドミウム蓄電池では、負極電極板４０の負極リードが負極を兼ねる電池缶３７に接続されているので、電池缶３７の側周壁３７ａの内周面と負極電極板４０との接触による電気的導通を特に必要としないが、電極群３８が、電池缶３７の側周壁３７ａの粗面化された内周面に大きな接触面積で接触することによって電池缶３７の内部で固定化されるため、外部からの衝撃や、落下などに対して電極群３８が電池缶３７の内面とのズレが抑制され、内部ショートを防止することができる。また、この電池は、アルカリ乾電池と同様に、側周壁３７ａの厚みを薄くして内容積の増大を図りながらも、厚みの大きい底壁とその周壁とその周端部の段部とによって強度が向上しているので、座屈などの発生が確実に防止されている。
【００４６】
また、ニッケルカドミウム蓄電池には、電極群３８の最外周に位置する負極電極板４０が負極を兼ねる電池缶３７の内周面に面接触されていることにより、負極側の電気的導通を図っている構成のものもある。すなわち、この構成の電池では、負極電極板４０のリード部が電池缶３７の底部にスポット溶接されていない。したがって、最外周の負極電極板４０と電池缶３７の内周面とは大きな接触面積で接触させる必要があるが、この電池缶３７は、上述の第１または第２の製造方法によって製缶されて、側周面３７ａの内周面に微細な凹凸を極めて多数有する粗面になっているため、最外周の負極電極板４０と電池缶３７の側周壁３７ａの内周面との接触面積は、従来電池缶に比較して格段に増大し、電池内部抵抗が低減して優れた充放電特性を得ることができる。
【００４７】
図１０は円筒型リチウム二次電池を示す縦断面図であり、この電池の電池缶４８も上記実施の形態の製造方法により製缶されたものである。この電池缶４８内には、正極電極板４９および負極電極板５０がこれらの間にセパレータ５１を介在して積層した状態で渦巻き状に巻回されてなる電極群５２が収容されている。正極電極板４９からは正極リード５３が引き出されて封口板５４に接続され、負極電極板５０からは負極リード５７が引き出されて電池缶４８の底部に接続されている。電極群５２の上下部にそれぞれ絶縁リング５８，５８が設けられている。電池缶４８の開口部は、電解液（図示せず）を注液したのちに、安全弁５９を設けた封口板５４および絶縁パッキング６０によって封口されている。
【００４８】
このリチウム二次電池では、負極電極板５０の負極リード５７が負極を兼ねる電池缶４８に接続されているので、電池缶４８の側周壁４８ａの内周面と負極電極板５０との接触による電気的導通を特に必要としないが、電極群５２が、電池缶４８の側周壁４８ａの粗面化された内周面に大きな接触面積で接触することによって電池缶４８の内部で固定化されているので、外部からの衝撃に対して電極群５２が電池缶４８の内部で妄りに動くのが防止されて、電池内部抵抗の変化が抑制される利点がある。
【００５０】
【発明の効果】
本発明の電池缶の製造方法によれば、第１の工程で製作した電池缶素体を、しごき加工が存在しない第２の工程において、側周壁の厚みをそのまま保持しながら所定の小さな外径に縮径する状態に塑性変形させるようにしたので、電池缶の側周壁の内面は、極めて小さく、且つ多数のしわの発生により粗面化され、微小な凹凸が全体にわたり疎密なく形成されて、正極合剤や活物質との接触面積が確実に増大する粗面に形成することができる。また、第１の工程では、カップ状中間製品をしごき加工するので、側周壁の厚みが底壁の厚みより薄くなり、第２の工程では側周壁の厚みを変えることなく縮径するので、大きな内容積を有する電池缶を製造できる。さらに、第２の工程では、電池缶素体の縮径に伴う変形分の材料が底壁に逃がすように流動されるので、底壁の厚みは、電池缶素体のときよりも若干大きくなり、且つ底壁の周端部分に段部が形成されるので、座屈などの発生を防止できる強度を有した電池缶を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施の形態に係る電池缶を示す一部破断した側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線で切断した拡大断面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ部を模式的に示した拡大図、（ｄ）は（ｃ）に対する比較のために示した従来の電池缶の模式的な拡大断面図、（ｅ）は同実施の形態に係る他の電池缶を示す一部破断した側面図。
【図２】（ａ），（ｂ）は同上の電池缶を製造するための本発明の第１の実施の形態に係る製造方法を具現化した第１の工程の製造過程を順に示した概略断面図。
【図３】（ａ），（ｂ）は同上の製造方法の第２の工程の製造過程を順に示した概略断面図。
【図４】（ａ），（ｂ）は同上の電池缶を製造するための本発明の第２の実施の形態に係る製造方法を具現化した製造過程を順に示す概略断面図。
【図５】（ａ），（ｂ）は同上の製造方法における第１の工程で製作された電池缶素体の側周壁および製造完了後の電池缶の側周壁のそれぞれの内周面の表面粗さを周方向に沿って測定した実測値を示すグラフ。
【図６】（ａ），（ｂ）は、同上の電池缶素体の側周壁および電池缶の側周壁のそれぞれの内周面の表面粗さを軸心方向に沿って測定した実測値を示すグラフ。
【図７】電池缶の電池缶素体に対する絞り比と側周壁の平均表面粗さとの関係を示す特性図。
【図８】単３型アルカリ乾電池を示す一部切欠き断面図。
【図９】ニッケル・カドミウム蓄電池を示す一部破断した斜視図。
【図１０】円筒型リチウム二次電池を示す縦断面図。
【符号の説明】
１  電池缶
１ａ  電池缶の側周壁
１ｂ  電池缶の底壁
４  カップ状中間製品
７  電池缶素体
１０  第１の工程の絞りダイス
１１〜１３  しごきダイス
２０  外部パンチ
２１  内部パンチ
２３，３７，４８  電池缶
２３ａ，３７ａ，４８ａ  電池缶の側周壁
２４  正極合剤（発電要素）
３８，５２  電極群（発電要素）
【図１】
0004064642.tif 000002
【図２】
0004064642.tif 000003
【図３】
0004064642.tif 000004
【図４】
0004064642.tif 000005
【図５】
0004064642.tif 000006
【図６】
0004064642.tif 000007
【図７】
0004064642.tif 000008
【図８】
0004064642.tif 000009
【図９】
0004064642.tif 000010
【図１０】
0004064642.tif 000011