(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板より一体成形により形成された、底部および円筒状の側壁部を有する電池用缶であって、底部の厚さが０．１３０〜０．１９５ｍｍで、側壁部の厚さが０．０７０〜０．１９５ｍｍで、底部はその周縁部に環状のコイニング部を形成した薄肉部とその内側に形成された厚肉部とからなることを特徴とする電池用缶。
【請求項２】
側壁部の口縁部のマイクロビッカース硬さが、１６０〜２４０である請求項１に記載の電池用缶。
【請求項３】
側壁部が円筒形の側壁主部と、開口端部に形成された、側壁主部より内径が大きい拡開部を有する請求項１又は２に記載の電池用缶。
【請求項４】
厚さが０．１３０〜０．１９５ｍｍの鋼板を円筒形のカップ体に絞り加工した後、１回以上の再絞り加工を行なって縮径と同時にフランジ部を形成し、次いでしごき加工して、均一な厚さの側壁主部を形成すると同時に、フランジ部直下に側壁主部より厚い側壁上部を形成し、
側壁部の下方外面を拘束した状態で底部の周縁部をアンビルとポンチ間でコイニングしたのち前記側壁上部をトリミングにより除去するか、
前記側壁上部をトリミングにより除去したのち側壁部の下方外面を拘束した状態で底部の周縁部をアンビルとポンチ間でコイニングする、ことを特徴とする電池用缶の製造方法。
【請求項５】
厚さが０．１３０〜０．１９５ｍｍの鋼板を円筒形のカップ体に絞り加工した後、１回以上の再絞り加工を行なって縮径と同時にフランジ部を形成し、次いでしごき加工して、均一な厚さの側壁主部を形成すると同時に、フランジ部直下に側壁主部より厚い側壁上部を形成し、その後側壁上部を除いて、ダイとポンチのクリアランスを側壁主部の厚さと同じにした単純再絞り加工を行なって、側壁上部の下方に外側斜め上方に向う段差部を形成し、次いで段差部の外面基部を通って軸方向にトリミングして段差部とその上方の部分を除去することを特徴とする電池用缶の製造方法。
【請求項６】
厚さが０．１３０〜０．１９５ｍｍの鋼板を円筒形のカップ体に絞り加工した後、１回以上の再絞り加工を行なって縮径と同時にフランジ部を形成し、次いでしごき加工して、均一な厚さの側壁主部と、フランジ部直下に側壁主部より厚い側壁上部を形成し、その後側壁上部を除いて、ダイとポンチのクリアランスを側壁主部の厚さと同じにした単純再絞り加工を行なって側壁上部の下方に短円筒部を残して外側斜め上方に向う第１の段差部を形成し、短円筒部と第１の段差部を単純再絞り加工して第１の段差部に対応する部分と側壁上部との間に外側斜め上方に向う第２の段差部を形成し、次いで第２の段差部の外面基部を通って軸方向にトリミングして第２の段差部とその上方の部分を除去することを特徴とする電池用缶の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルカリマンガン乾電池、充電式ニッケル・カドニウム電池、充電式リチウムイオン電池、充電式ニッケル水素電池等の端子を兼ねて容器として用いられる電池用缶およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話や携帯用音響機器あるいは携帯型コンピュータ等の普及が目覚ましく、これ等の電源としての乾電池や充電式電池の軽量化および高電気容量化（高寿命化）が望まれている。これ等のニーズに対応するため、乾電池等の端子を兼ねて容器として用いられる電池用缶として、底部の厚さが０．２〜０．７ｍｍ、側部の厚さが０．１〜０．３ｍｍの鉄製の一体成形電池用缶が提案されている（特開昭６０−１８００５８号公報）。
しかしながら乾電池等は、単３形等のサイズ別に外寸が規格で決められているので、上記厚さでは、軽量化および高電気容量化のニーズに応えるには不十分であるという問題を有する。
【０００３】
また従来の電池用缶を用いた乾電池等は、過放電時などにおけるガス発生による内圧の上昇（例えば２０ｋｇ／ｃｍ2）によって底部が外方に膨らんだり、密封の際のかしめの時に加わる高い軸荷重によって底部が内方に凹む（段落番号００２６参照）等して平坦性が失われるという問題があった。
さらに従来の電池用缶は、乾電池等を形成する時の密封のためのかしめの際に、かしめ部に縦皺を生じたり、あるいはかしめ部が緩んで内容液の漏洩を招き易いという問題があった。
従来の電池用缶は乾電池等を形成する時に、外径が電池用缶の内径とほぼ等しい固状の正電極合剤等や封口体を挿入する際に、正電極合剤等が電池用缶の端部に引っ掛って正電極合剤等が傷付き易いという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
請求項１に係わる発明の目的は、軽量化および高電気容量化を可能にする電池用缶を提供することにある。また、底部の耐内圧強度および軸荷重強度が改善された電池用缶を提供することにある。請求項２に係わる発明の目的は、請求項１に係わる発明の目的に加えて、かしめの際に、かしめ部に縦皺を生じ難く、かつかしめ部が緩み難い電池用缶を提供することにある。請求項３に係わる発明の目的は、請求項１、請求項２に係わる発明の目的に加えて、正電極合剤等や封口体を挿入する際に、正電極合剤等が傷付き難い電池用缶を提供することにある。
【０００５】
請求項４に係わる発明の目的は、軽量化および高電気容量化を可能にする電池用缶の製造方法を提供することにある。請求項５に係わる発明の目的は、請求項４に係わる発明の目的に加えて、正電極合剤や封口体を挿入する際に、正電極合剤等が傷付き難い電池用缶の製造方法を提供することにある。請求項６に係わる発明の目的は、請求項５に係わる発明の目的に加えて、乾電池等に形成された後のかしめ部が緩み難い電池用缶の製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の電池用缶は、鋼板より一体成形により形成された、底部および円筒状の側壁部を有する電池用缶であって、底部の厚さが０．１３０〜０．１９５ｍｍで、側壁部の厚さが０．０７０〜０．１９５ｍｍで、底部はその周縁部に環状のコイニング部を形成した薄肉部とその内側に形成された厚肉部とからなることを特徴とする。
鋼板としては、裸の低炭素鋼板、および少なくとも片面が表面処理された表面処理鋼板等が挙げられる。一体成形とは、成形品の底部と側壁部が一体となるような成形をいい、絞り加工、再絞り加工、しごき加工等の何れか、またはこれらの適宜の組み合わせ等による加工をいう。一体成形により形成された電池用缶は通常、側壁部、底部および側壁部と底部を接続する曲率部を備えている。底部は、平坦の場合、およびピップ（端子となる中央突起部）が形成されている場合等がある。側壁部の端面は、軸方向に垂直な環状平面であってもよく、また内側下方に延びる環状斜面であってもよい。電池用缶とは、正極、負極および電解剤からなる発電要素を内蔵する容器となり、かつ端子を兼ねる缶をいう。
【０００７】
請求項１に係わる発明は、底部の厚さが０．１９５ｍｍ以下で、側壁部の厚さが０．１９５ｍｍ以下であるので、軽量であり、内容積が大きい。従ってこれを用いた電池は、軽量で、かつ電気容量が大きく、高寿命となる。
底部の厚さが０．１３０ｍｍより小さくなると、底部の耐内圧強度および軸荷重強度が低下して、実用に供することが困難になるので、底部の厚さの下限を０．１３０ｍｍとした。
側壁部の厚さが０．０７０ｍｍより小さくなると、製造の際に側壁部が破断し易く、生産性が低下するので、下限を０．０７０ｍｍにした。
【０００８】
また、請求項１に係る発明は、底部の周縁部に環状のコイニング部が形成されている電池用缶である。コイニング部は圧縮により僅かに凹んで強化され、硬度が高くなり変形し難い。このコイニング部が、底部が膨らんだり、凹んだりする時の基部となる底部周縁部に環状に形成されているので、底部の内圧または軸荷重による膨らみ、または凹みが起こり難くなる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、側壁部の口縁部のマイクロビッカース硬さ（ＭＨｖ、荷重：１００ｇｒ．；以下同じ）が、１６０〜２４０である請求項１に記載の電池用缶である。口縁部とは、電池用缶に発電要素等を充填した後、内側に向って曲げられて、封口体（ガスケット）に密接、係合する、すなわちかしめられる側壁部の開口端部部分をいう。通常端面より高さ方向５ｍｍ以内の部分をいう。上記硬さが２４０より高いと、かしめの際に、円周方向の圧縮力によってかしめ部に縦皺が発生して、密封性が損なわれ易い。硬さが１６０より低いと、かしめ部の強度が小さくなって、内圧によってかしめ部が緩んで、密封性が損なわれ易い。請求項３に係わる発明は、上記硬さが１６０〜２４０であるので、かしめ部の縦皺の発生や緩みが起こり難い。
【００１０】
請求項３に係わる発明は、側壁部が円筒形の側壁主部と、開口端部に形成された、側壁主部より内径が大きい拡開部を有する請求項１または請求項２に記載の電池用缶である。拡開部はかしめ部となる口縁部を含んでいる。側壁主部より内径が大きい拡開部が開口端部に形成されているので、発電要素等を充填し易く、傷付け難く、かつかしめの際に円周方向の圧縮量が大きくなる故、かしめ力が強くなり、密封性が向上する。
【００１１】
請求項４に係わる発明の電池用缶の製造方法は、厚さが０．１３０〜０．１９５ｍｍの鋼板を円筒形のカップ体に絞り加工した後、１回以上の再絞り加工を行なって縮径と同時にフランジ部を形成し、次いでしごき加工して、均一な厚さの側壁主部を形成すると同時に、フランジ部直下に側壁主部より厚い側壁上部を形成し、
側壁部の下方外面を拘束した状態で底部の周縁部をアンビルとポンチ間でコイニングしたのち前記側壁上部をトリミングにより除去するか、
前記側壁上部をトリミングにより除去したのち側壁部の下方外面を拘束した状態で底部の周縁部をアンビルとポンチ間でコイニングする、ことを特徴とする。
【００１２】
１回以上の再絞り加工における再絞り加工回数は、通常５回以下であり、好ましくは２回以上である。
本明細書において再絞り加工とは、有底成形体の側壁部の直径を小さくする加工を含む加工いう。
従って単に再絞り加工という場合、比較的大きな曲率半径の加工コーナのダイを用いて行なう通常の再絞り加工（本明細書では単純再絞り加工とよぶ）の他に、特開平１−２５８８２２号公報に記載のような加工コーナの曲率半径Ｒのブランク厚さｔ0（すなわち図８のカップ体３１の底部３１ｂの厚さｔ0）に対する比Ｒ／ｔ0が１．０〜２．９である曲率半径Ｒが極く小さいダイを用いて、側壁部を延伸、薄肉化しながら再絞りする、所謂薄肉化再絞り加工、および特開平７−２７５９６１号公報に記載のような薄肉化再絞り加工としごき加工を同工程で同時に行なう薄肉化再絞り−しごき加工、および単純再絞り−しごき加工等を含むものとする。
【００１３】
また本明細書においてしごき加工とは、しごき用リングダイを用いて有底成形体の側壁部の肉厚を小さく、かつ高さ方向に均一にする加工を最後に含む加工をいう。
従って単にしごき加工という場合、しごき加工のみよりなる単独のしごき加工（本明細書では単純しごき加工とよぶ）の他に、単純再絞りーしごき加工および薄肉化再絞りーしごき加工等を含むものとする。
再絞り加工やしごき加工によって形成された成形体の底部の厚さは、素材である鋼板の厚さと実質的に等しい。厚さが０．１３０〜０．１９５ｍｍの鋼板を素材（ブランク）とするので、底部の厚さが０．１３０〜０．１９５ｍｍの電池用缶を製造することができる。
再絞り加工によって側壁部の厚さが底部の厚さ以上になることがある。しかし最終工程でしごき加工が行なわれるので、側壁部の厚さを、底部の厚さ以下である０．０７０〜０．１９５ｍｍにすることができる。
フランジ部を残すことにより、しごき後の側壁部が薄くてもポンチの抜出しが容易になる。
【００１４】
請求項５に係わる発明の電池用缶の製造方法は、厚さが０．１３０〜０．１９５ｍｍの鋼板を円筒形のカップ体に絞り加工した後、１回以上の再絞り加工を行なって縮径と同時にフランジ部を形成し、次いでしごき加工して、均一な厚さの側壁主部を形成すると同時に、フランジ部直下に側壁主部より厚い側壁上部を形成し、その後側壁上部を除いて、ダイとポンチのクリアランスを側壁主部の厚さと同じにした単純再絞り加工を行なって、側壁上部の下方に外側斜め上方に向う段差部を形成し、次いで段差部の外面基部を通って軸方向にトリミングして段差部とその上方の部分を除去することを特徴とする。
【００１５】
厚さが０．１３０〜０．１９５ｍｍの鋼板を素材（ブランク）とするので、底部の厚さが０．１３０〜０．１９５ｍｍの電池用缶を製造することができる。
しごき加工後に行なう単純再絞り加工は、ダイとポンチのクリアランスが側壁主部の厚さと等しい状態で行なわれる。従って最終工程である単純再絞り加工によって側壁主部の厚さが増大することがない。よって請求項５の発明の場合と同様に、側壁部の厚さが０．０７０〜０．１９５ｍｍの電池用缶を製造することができる。
段差部の外面基部を通って軸方向にトリミングするので、環状斜面よりなる端面を有する電池用缶を製造することができる。
【００１６】
請求項６に係わる発明の電池用缶の製造方法は、厚さが０．１３０〜０．１９５ｍｍの鋼板を円筒形のカップ体に絞り加工した後、１回以上の再絞り加工を行なって縮径と同時にフランジ部を形成し、次いでしごき加工して、均一な厚さの側壁主部と、フランジ部直下に側壁主部より厚い側壁上部を形成し、その後側壁上部を除いて、ダイとポンチのクリアランスを側壁主部の厚さと同じにした単純再絞り加工を行なって、側壁上部の下方に短円筒部を残して外側斜め上方に向う第１の段差部を形成し、短円筒部と第１の段差部を単純再絞り加工して、第１の段差部に対応する部分と側壁上部との間に外側斜め上方に向う第２の段差部を形成し、次いで第２の段差部の外面基部を通って軸方向にトリミングして第２の段差部とその上方の部分を除去することを特徴とする。
【００１７】
請求項６に係わる発明は、請求項５に係わる発明に加えて、短円筒部と第１の段差部を単純再絞り加工して、第１の段差部に対応する部分と側壁上部との間に外側斜め上方に向う第２の段差部を形成し、次いで第２の段差部の外面基部を通って軸方向にトリミングするものである。厚さが０．１３０〜０．１９５ｍｍの鋼板を素材（ブランク）とするので、底部の厚さが０．１３０〜０．１９５ｍｍの電池用缶を製造することができる。最終工程で短円筒部と第１の段差部を単純再絞り加工し、側壁主部は加工されないから、側壁主部の厚さはしごき加工後変化しない。従って請求項６の発明の場合と同様に、側壁部の厚さが０．０７０〜０．１９５ｍｍの電池用缶を製造することができる。 第２の段差部の外面基部を通って軸方向にトリミングするので、短円筒部と第１の段差部に対応する部分、すなわち拡開部を開口端部に形成された、かつ環状斜面よりなる端面を有する電池用缶を製造することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１に示す電池用缶１は、本発明の電池用缶の実施の１形態を示すものである。円筒形の側壁部２は曲率部３を介して平坦な底部４に接続する。側壁部２の厚さは全長にわたり均一であり、０．０７〜０．１９５ｍｍの範囲内のある値である。底部４の厚ｔさも均一であり、０．１３０〜０．１９５ｍｍの範囲内のある値である。
側壁部２の厚さは底部３の厚さ以下である。側壁部２の外径は２０ｍｍ以下であることが好ましい。
電池用缶１は、非金属介在物を実質的に含まない清浄な連続鋳造鋼より製造された低炭素アルミニウムキルド鋼板より形成されるのが好ましい。
電池用缶１の内面には防錆および導電性の点から、表１に示すようなニッケル単独、コバルト単独またはニッケルを含むめっき層が形成されている。ここで１、２、の数字はめっき種別の番号（Ｎｏ．）を示し、「−」印は「存在しない」こと、例えばＮｏ．１のめっき層はニッケルのみよりなることを示す。
【００２０】
【表１】
0003759553.tif 000002
【００２１】
電池用缶１の外面には、表２に示すようなニッケル単独、錫単独またはニッケルを含むめっき層が形成されている。
【００２２】
【表２】
0003759553.tif 000003
【００２３】
めっき層は、これらのめっきを施された表面処理鋼板を一体成形することによって形成されてもよいし、一体成形後にめっきすることによって形成されてもよい。めっき層は、基体である鋼板と合金化したものでもよい。めっき層の厚さは、０．５〜７．０μｍであるのが好ましい。
側壁部２の端面５は実線で示すような軸方向に垂直な環状平面、もしくは点線で示すような内側斜め下方に向う環状斜面でもよい。点線５の端面の場合は、断面が凸円弧状になっているが、断面が直線、もしくは上部が直線、下部が円弧状であってもよい。
【００２４】
図２、図３は、図１の形態の電池用缶１の底部外面に形成された環状の、僅かに凹んだコイニング部６を示す。
図２の場合、コイニング部６の外周線６ａは、コイニング形成後の曲率部３（コイニングにより下部が加工されてコイニング部６形成前に比べて僅かに短くなっている）の下端に接続している。底部４の強度向上の点からは、この態様が好ましい。しかしコイニング部６の外周線６ａと曲率部３とが若干離れていてもよい。すなわち外周線６ａと曲率部３との距離が、０〜５ｔ（ｔは底部の厚さ）であってもよい。０の場合は、図２の態様を含む。コイニング部６の幅ｗは、２ｔ以上で、１５ｔ以下であることが好ましい。
特に上記距離が０（ｍｍ）であること、すなわち外周線６ａが、コイニング形成前の曲率部に接するか、コイニング形成前の曲率部の底部近傍部内にある（図２の場合）ことが望ましい。
コイニング部６の深さｄは通常約１０〜３０μｍであり、コイニング加工による硬度上昇は通常約５〜２０％である。
【００２５】
図４に示す乾電池７は、端子を兼ねた容器として電池用缶１を用いて作製された乾電池の例である。電池用缶１の底部４が正極端子となり、８が負極端子である。９が封口体（ガスケット）、１０が正極合剤、１１が負極ゲルであり、セパレータ１２が正極合剤１０と負極ゲル１１を分離している。正極合剤１０は通常、中空円柱体形のペレットよりなり、その外径は側壁部２の内径と実質的に等しく、正極合剤１０は側壁部２内面に密接可能になっている。集電体１３が負極端子８に接続している。１４はプラスチック包装体であって、通常は印刷を施した包装フィルムで、ラベルと呼ばれるものである。
【００２６】
乾電池７は例えば次のようにして作製される。正極合剤１０を電池用缶１内に挿入した後、セパレータ１２を挿入し、負極ゲル１１をセパレータ１２内に入れる。電池用缶１の側壁部２の正極合剤１０の上面よりやや高い位置にビード部２ａを形成した後、集電体１３を溶接した負極端子８と封口体９を組み立てたものを挿着し、封口体９の大径部の下部曲率部９ａをビード部２ａに係合させる。次いで図５に示すように、電池用缶１の下方部をぴったりと挿入可能な凹部１６ａを有するアンビル１６の凹部１６ａに電池用缶１を挿入した後、上狭で、軸方向に垂直に延びるリング状押え面１７ａ1を上部に有する凹部１７ａを有するかしめ具１７を下降させて、電池用缶１の側壁部２の口縁部２ｂを押圧して内方に向ってほぼ直角に曲げ、封口体９の上面に密接させてかしめ部１８を形成して密封する。なお図５において、正極合剤１０等の発電要素や封口体９等の記入を省略した。かしめ部１８に縦皺の発生や緩みが起こり難くするため、口縁部２ｂのマイクロビッカース硬さが１６０〜２４０であるのが好ましい。このような硬さの口縁部２ｂを有する電池用缶１の作製は、めっき前のマイクロビッカース硬さが、８０〜１４０の鋼板をブランクとすることによって行なわれる。なお上記かしめ作業の際に、側壁部２に軸荷重Ｆが加わる。この軸荷重Ｆが曲率部３を介して底部４に半径方向内方に向う力を作用させるためと思われるが、底部４が一点鎖線４で示されるように凹み易い。この傾向は、底部４が薄い程、顕著である。
【００２７】
図６に示す電池用缶２１は、請求項４に係わる発明の実施の１形態を示すもので、側壁部２２が円筒形の側壁主部２２ａと拡開部２２ｂよりなっている。拡開部２２ｂは、側壁主部２２ａに接続する逆円錐台形部２２ｂ2と、開口部となる短円筒形部２２ｂ1よりなっている。短円筒形部２２ｂ1の端面２５は、内側斜め下方に延びる環状斜面となっている。そのため正極合剤１０や封口体９を電池用缶２２内に挿入の際に引っ掛かり等のトラブルが起こり難く、上記挿入が容易である。
環状斜面の断面は、図６の場合円弧状であるが、全体が直線、または上部が直線で下部が円弧状であってもよい。
電池を形成する時に、逆円錐台形部２２ｂ2がほぼビード部（２ａ）となり、短円筒形部２２ｂ1がほぼ封口体９を覆う部分となる。かしめの際に短円筒形部２２ｂ1は縮径されて、側壁部２２は全長が実質的に同じ外径になる。そのため短円筒形部２２ｂ1の外径と、側壁主部２２ａの外径との差は約０．２〜０．５ｍｍであることが好ましい。
【００２８】
次に端面５が環状平面である電池用缶１の製造方法の実施の１形態について説明する。
板厚０．１３０〜０．１９５ｍｍの鋼板ブランク（図示されない）を浅絞り加工して、図７に示すような円筒形の側壁部３０ａを有する、浅いカップ体３０を形成する。次にカップ体３０を単純再絞り加工して、側壁部３１ａの高さが底部３１ｂの直径より若干小さい縮径されたカップ体３１を形成する（図８）。
更にカップ体３１を単純再絞り加工して、図９に示すような、側壁部３２ａの高さが底部３２ｂの直径のほぼ２倍で、フランジ部３２ｃが付いたカップ体３２を形成する。次にカップ体３２を単純再絞り加工して、図１０に示すような、側壁部３３ａ、底部３３ｂおよびフランジ部３３ｃを有する、縮径された有底円筒体３３を形成する。その後カップ体３３を単純再絞り加工して、図１１に示すような、側壁部３４ａ、底部３４ｂおよびフランジ部３４ｃを有する、縮径された有底円筒体３４を形成する。
【００２９】
次いで有底円筒体３４を、図１２に示すようなアプローチ部３６ａ、ランド部３６ｂおよび逃げ部３６ｃを有するしごき用リングダイ３６、およびポンチ（図示されない）によってしごき加工して、高さが増大した側壁部３５ａと、フランジ部３５ｃを有する有底円筒体３５を形成する。
側壁部３５ａは、均一な肉厚の側壁主部３５ａ1と、側壁主部３５ａ1より肉厚が大きい側壁上部３５ａ2よりなっている。側壁上部３５ａ2は、フランジ部３５ｃ直下の肉厚が有底円筒体３４の側壁部３４ａの肉厚に等しく、しごき加工を受けなかった短円筒形部３５ａ3と、側壁主部３５ａ1に接続する外面が下向き内方に傾斜し、軸線に対する傾斜角がアプローチ部３６ａの傾斜角に等しいテーパ部３５ａ4よりなっている。
最後に図１３に示すように、側壁主部３５ａ1の上端近傍部をロータリカッター（図示されない）によって軸線に垂直方向にトリミングして、側壁上部３５ａ2を除去して、端面５が軸線に垂直で平坦な電池用缶１を作製する。
【００３０】
次に端面５が環状斜面である電池用缶１の製造方法の実施の１形態について説明する。
図１１に示す有底円筒体３４をしごき加工して、有底円筒体３５（図１２）と断面形状が同様な、図１４に示す、均一な肉厚で円筒形の側壁主部４０ａ1と、側壁主部４０ａ1より肉厚が大きい側壁上部４０ａ2よりなる側壁部４０ａを有する有底円筒体４０を形成する。側壁上部４０ａ2は、フランジ部４０ｃ直下の肉厚が有底円筒体３４の側壁部３４ａの肉厚に等しい短円筒形部４０ａ3と、側壁主部４０ａ1に接続する外面が下向き内方に傾斜したテーパ部４０ａ4よりなっている。
次に有筒円筒体４０の側壁主部４０ａ1を、ダイ（図示されない）とポンチ（図示されない）間のクリアランスが側壁主部４０ａ1の肉厚に等しい再絞り工具を用いて、単純再絞り加工して、図１５に示す側壁部４１ａ、底部４１ｂおよびフランジ部４１ｃを有する有底円筒状体４１を形成する。側壁部４１ａは、円筒形の側壁主部４１ａ1、側壁主部４１ａ1より全体として肉厚が大きい側壁上部４１ａ2（側壁上部４０ａ2にほぼ対応する）、および側壁主部４１ａ1と側壁上部４１ａ2の間の外側斜め上方に向う段差部４１ａ3よりなっている。
段差部４１ａ3の主部と側壁主部４１ａ1との間に曲率部４１ｄがあるが、曲率部４１ｄは段差部４１ａ3の一部を構成するものである。
【００３１】
上記単純再絞り加工の際に、有底円筒体４０の底部４０ｂの周辺部が側壁主部４１ａ1の下方部を形成する。そして有底円筒体４０の底部４０ｂの厚さは、側壁主部４０ａ1の厚さより大きいが、上記クリアランスの工具を用いて再絞り加工を行なうので、側壁主部４１ａ1の下方部の厚さは、側壁主部４１ａ1の他の部分の厚さと実質的に等しくなる。
次に段差部４１ａ3の外面の基部４１ａ’3、すなわち側壁主部４１ａ1の外面上端を通って垂直方向に、すなわち一点鎖線４２で示すトリミング方向に、ポンチとダイ方式のカッターで段差部４１ａ3をトリミングし、側壁上部４１ａ2と段差部４１ａ3の大部分を除去する。
この場合、トリミングによって形成された端面５は、曲率部４１ｄの内面側によって大部分が占められる。従って図１６に示すような環状凸曲面よりなる端面５を有する電池用缶１が作製される。曲率部４１ｄの内面側曲率半径が極めて小さい時は、端面５の断面は実質的に直線になる。曲率部４１ｄの内面側曲率半径が前記の時よりやや大きい場合は、端面５の断面は上部が直線、下部がこの直線となだらかに接続する円弧状になる。
【００３２】
次に拡開部２２ｂを有する電池用缶２１の製造方法の実施の１形態について説明する。
図９に示すフランジ部３２ｃが付いたカップ体３２を単純再絞り加工して、図１７に示すような側壁部５０ａの高さが底部５０ｂの直径のほぼ３倍で、フランジ部５０ｃが付いた有底円筒体５０を形成する。 有底円筒体５０をしごき加工して、有底円筒体３５（図１２）と断面形状が同様な、図１８に示す均一な肉厚で円筒形の側壁主部５１ａ1と、側壁主部５１ａ1より肉厚が大きい側壁上部５１ａ2よりなる側壁部５１ａを有する有底円筒体５１を形成する。側壁上部５１ａ2は、フランジ部５１ｃ直下の肉厚が有底円筒体５０の側壁部５０ａの肉厚に等しい短円筒形部５１ａ3と、側壁主部５１ａ1に接続する外面が下向き内方に傾斜したテーパ部５１ａ4よりなっている。
次に有筒円筒体５１の側壁主部５１ａ1を、ダイ（図示されない）とポンチ（図示されない）間のクリアランスが側壁主部５１ａ1の肉厚に等しい再絞り工具を用いて、単純再絞り加工して、図１９に示す側壁部５２ａ、底部５２ｂおよびフランジ部５２ｃを有する有底円筒状体５２を形成する。側壁部５２ａは、円筒形の側壁主部５２ａ1、側壁主部５２ａ1より肉厚が大きい側壁上部５２ａ2（側壁上部５１ａ2に対応する）、側壁上部５２ａ2より垂下する短円筒部５２ａ3、および側壁主部５２ａ1と短円筒部５２ａ3の間の外側斜め上方に向う段差部５２ａ4よりなっている。
【００３３】
次いで有底円筒状体５２の短円筒形部５２ａ3および段差部５２ａ4を、側壁主部５２ａ1と側壁上部５２ａ2の直径を保持したまま再絞り加工して、図２０に示すような２段段差部を有する円筒状体５３を形成する。すなわち図２０において、５３ａ1は側壁主部、５３ａ2は側壁上部、５３ａ3は上段差部、５３ａ4は短円筒部であり、５３ａ5は軸線となす角αが比較的小さい下段差部であって、下段差部５３ａ5は側壁主部５３ａ1に接続する。
次に上段差部５３ａ3の外面の基部５３ａ’3、すなわち短円筒部５３ａ4の外面上端を通って垂直方向に、すなわち一点鎖線５４で示すトリミング方向に、ポンチとダイ方式のカッターで上段差部５３ａ3をトリミングし、側壁上部５３ａ2と上段差部５３ａ3の大部分を除去する。このようにして図２１に示すような、断面凸円弧状の環状曲面よりなる端面２５を有する電池用缶２１を作製する。
【００３４】
次に底部をコイニングする実施の１形態について説明する。
図２２において、６０はアンビル、６１はリング体、６２は、エア抜き孔６２ａを備えるポンチである。アンビル６０は、外径が電池用缶１の側壁部２の外径に等しく、幅がコイニング部６の幅ｗより僅かに大きく、上面が平坦な環状突起部６０ａを備えている。リング体６１は内径が環状突起部６０ａの外径より僅かに大きく、環状突起部６０ａおよび側壁部２をぴったりと挿入可能の孔部６１ａを有している。ポンチ６２の直径は側壁部２の内径より僅かに小さく、ポンチ６２と側壁部２間のクリアランスは、ポンチ６２が電池用缶１内にスムースに挿入することが可能の範囲内で小さくなっている。
【００３５】
以上の工具によって、コイニングは次のようにして行なわれる。
アンビル６０の環状突起部６０ａにリング体６１を外挿して、リング体６１をアンビル６０上に載置した状態で、電池用缶１の側壁部２をリング体６１に挿入する。次にポンチ６２を電池用缶１内に挿入して底部４の周縁部４ａをポンチ６２と環状突起部６０ａの間で押圧する。この押圧によって、図２３に示すように僅かに凹んだコイニング部６が形成される。コイニング部６の形成は、トリミング直前またはトリミング後に行なわれる。
【００３６】
【実施例】
実験例１：両面にニッケルめっき（厚さ２．５μｍ）を施した、厚さ０．１９０ｍｍで、めっき前のマイクロビッカース硬さ（ＭＨｖ）が１１０の連続鋳造アルミニウムキルド低炭素鋼板を、図７〜図１３に示すような順序で、絞り加工、再絞り加工、しごき加工、およびトリミングを行なって電池用缶１を作製した。
ブランクの直径は４５ｍｍで、カップ体３０（図７）形成時の絞り比が１．５、カップ体３１（図８）形成時の再絞り比が１．２５、カップ体３２（図９）形成時の再絞り比が１．２５、有底円筒体３３（図１０）形成時の再絞り比が１．２４、有底円筒体３４（図１１）形成時の再絞り比が１．１６、有底円筒体３５（図１２）形成時のしごき率が５０％であった。
日本工作油（株）製の水溶性潤滑剤（Ｇ２７００ＮＴ：商品名）をブランクとしごき前の有底円筒体３４に塗布した後成形を行なった。洗浄は４０℃の温水を６０秒間スプレーすることによって行なった。
電池用缶１の高さは５０．３ｍｍ、側壁部外径は１３．８ｍｍ、底部４の厚さは０．１９０ｍｍ、側壁部２の厚さは０．０９５ｍｍであった。
電池用缶１の平坦な底部４に、図２２に示す工具を使用して、図２に示すような曲率部３に隣接する幅ｗが１．２ｍｍ、深さｄが１７μｍのコイニング部６を、６０トンの汎用プレスで押圧形成した。
【００３７】
この電池用缶１について、コイニング部６および側壁部の口縁部２ｂの硬さ、２０ｋｇｆ／ｃｍ2の内圧を加えた時の底部４の膨らみ高さ、および１００ｋｇｆの軸荷重を加えた時の底部４の凹み深さを試験した結果を、表３に実験例１として示す。
なお上記内圧の印加は、電池用缶１の開口部を密閉した状態で、油圧ポンプで加圧することにより行なった。
実験例２：コイニング部を形成しない点を除いては、実験例１の電池用缶１と同様な電池用缶１について同様な試験を行なった結果を、実験例２として表３に示す。表３において、対応部とは、底部のコイニング対応部をいい、括弧内の数値はコイニング対応部の硬さを示す。
【００３８】
【表３】
0003759553.tif 000004
【００３９】
実験例３：鋼板の厚さが０．１６０ｍｍで、マイクロビッカース硬さが１１２であり、しごき率が４７％である点を除いては、実験例１の場合と同様にして作製され、同様な試験を行なった結果を、実験例３として表３に示す。
実験例４：コイニング部を形成しない点を除いては、実験例３の電池用缶１と同様な電池用缶１について同様な試験を行なった結果を、実験例４として表３に示す。
【００４０】
実験例５：比較のため鋼板の厚さが０．２５０ｍｍで、マイクロビッカース硬さが９５であり、かつコイニング部を形成しない点、およびブランクの直径が５１ｍｍで、カップ体３０（図７）形成時の絞り比が１．６２、カップ体３１（図８）形成時の再絞り比が１．３１、有底円筒体３５（図１２）形成時のしごき率が２８％である点を除いては、実験例１の場合と同様にして作製され、同様な試験を行なった結果を、実験例５として表３に示す。
実験例６：さらに比較のため鋼板の厚さが０．２１０ｍｍで、マイクロビッカース硬さが９７であり、かつコイニング部を形成しない点、およびブランクの直径が６０ｍｍで、カップ体３０（図７）形成時の絞り比が１．９１、カップ体３１（図８）形成時の再絞り比が１．３１、有底円筒体３５（図１２）形成時のしごき率が０％である点を除いては、実験例１の場合と同様にして作製され、同様な試験を行なった結果を、実験例６として表３に示す。
なお乾電池作製のためのかしめによる縦皺の発生状況をも試験したが、縦皺は何の実験例１〜６の場合にも発生しなかった。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１に係わる発明の電池用缶は、軽量化および高電気容量化が可能であるという効果を奏する。また、底部の耐内圧強度および軸荷重強度が改善されるという効果を奏する。
請求項２に係わる発明の電池用缶は、請求項１に係わる発明の効果に加えて、かしめの際に、かしめ部に縦皺を生じ難く、かつかしめ部が緩み難いという効果を奏する。
請求項３に係わる発明の電池用缶は、請求項１および請求項２に係わる発明の効果に加えて、正電極合剤等や封口体を挿入する際に、正電極合剤等が傷付き難いという効果を奏する。
【００４２】
請求項４に係わる発明の電池用缶の製造方法は、軽量化および高電気容量化を可能にする電池用缶を製造できるという効果を奏する。請求項５に係わる発明の電池用缶の製造方法は、請求項４に係わる発明の効果に加えて、正電極合剤や封口体を挿入する際に、正電極合剤等が傷付き難い電池用缶を製造できるという効果を奏する。
請求項６に係わる発明の電池用缶の製造方法は、請求項５に係わる発明の効果に加えて、乾電池等に形成された後のかしめ部が緩み難い電池用缶を製造できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の電池用缶の第１の形態を示す説明用縦断面図である。
【図２】図２は、図１のＡ部の拡大図面である。
【図３】図３は、コイニング部が形成された場合における、図１の電池用缶の拡大底面図である。
【図４】図４は、図１の電池用缶を用いた乾電池の例の縦断面図である。
【図５】図５は、図４に示す乾電池のかしめが終わった状態を示す説明用要部縦断面図である。
【図６】図６は、本発明の電池用缶の第２の形態を示す説明用縦断面図である。
【図７】図７は、本発明の製造方法の第１の形態において、第１の工程で形成されたカップ体の縦断面図である。
【図８】図８は、本発明の製造方法の第１の形態において、第２の工程で形成されたカップ体の縦断面図である。
【図９】図９は、本発明の製造方法の第１の形態において、第３の工程で形成されたカップ体の縦断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の製造方法の第１の形態において、第４の工程で形成された有底円筒体の縦断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の製造方法の第１の形態において、第５の工程で形成された有底円筒体の縦断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の製造方法の第１の形態において、第６の工程で形成された有底円筒体の縦断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の製造方法の第１の形態において、電池用缶が形成された直後の状態を示す縦断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の製造方法の第２の形態において、第６の工程で形成された有底円筒体の縦断面図である。
【図１５】図１５は、本発明の製造方法の第２の形態において、第７の工程で形成された有底円筒体の縦断面図である。
【図１６】図１６は、本発明の製造方法の第２の形態において、電池用缶が形成された直後の状態を示す縦断面図である。
【図１７】図１７は、本発明の製造方法の第３の形態において、第４の工程で形成された有底円筒体の縦断面図である。
【図１８】図１８は、本発明の製造方法の第３の形態において、第５の工程で形成された有底円筒体の縦断面図である。
【図１９】図１９は、本発明の製造方法の第３の形態において、第６の工程で形成された有底円筒体の縦断面図である。
【図２０】図２０は、本発明の製造方法の第３の形態において、第７の工程で形成された有底円筒体の縦断面図である。
【図２１】図２１は、本発明の製造方法の第３の形態において、電池用缶が形成された直後の状態を示す縦断面図である。
【図２２】図２２は、本発明の電池用缶の底部にコイニング部を形成している状態を示す縦断面図である。
【図２３】図２３は、図２２のＢ部の拡大図面である。
【符号の説明】
１ 電池用缶
２ 側壁部
２ｂ 口縁部
４ 底部
４ａ 周縁部
６ コイニング部
２１ 電池用缶
２２ 側壁部
２２ａ 側壁主部
２２ｂ 拡開部
３５ａ1 側壁主部
３５ａ2 側壁上部
４０ｃ フランジ部
４０ａ1 側壁主部
４０ａ2 側壁上部
４１ａ3 段差部
４１ａ’3 外面基部
４２ トリミング方向
５０ｃ フランジ部
５１ａ1 側壁主部
５１ａ2 側壁上部
５２ａ3 短円筒形部
５２ａ4 （第１の段差部）段差部
５３ａ3 （第２の段差部）上段差部
５３ａ5 （第１の段差部に対応する部分）下段差部
５４ トリミング方向
６０ アンビル
６１ リング体（側壁部の下方外面を拘束する部材）
６２ ポンチ
【図１】
0003759553.tif 000005
【図２】
0003759553.tif 000006
【図３】
0003759553.tif 000007
【図４】
0003759553.tif 000008
【図５】
0003759553.tif 000009
【図６】
0003759553.tif 000010
【図７】
0003759553.tif 000011
【図８】
0003759553.tif 000012
【図９】
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【図１０】
0003759553.tif 000014
【図１１】
0003759553.tif 000015
【図１２】
0003759553.tif 000016
【図１３】
0003759553.tif 000017
【図１４】
0003759553.tif 000018
【図１５】
0003759553.tif 000019
【図１６】
0003759553.tif 000020
【図１７】
0003759553.tif 000021
【図１８】
0003759553.tif 000022
【図１９】
0003759553.tif 000023
【図２０】
0003759553.tif 000024
【図２１】
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【図２２】
0003759553.tif 000026
【図２３】
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