电池箱用盖体的制作方法
【专利摘要】本发明在通过压印加工将环状薄壁部(50)与盖体主体(4)形成为一体的结构中，使以从盖体主体(4)突出的方式与盖体主体(4)形成为一体的一对肋部(6、7)，沿着盖体主体(4)的短尺寸方向(4a)延伸，并且将一对肋部(6、7)配置在沿着盖体主体(4)的长尺寸方向(4b)的环状薄壁部(50)的两侧。
【专利说明】电池箱用盖体
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种由构成电池的电池箱的金属板构成的电池箱用盖体，特别是涉及一种新的改进，该新的改进用于通过在环状薄壁部的两侧设置一对肋部，或者在盖体主体的短边与肋部之间设置环状薄壁部，能够避免在环状薄壁部的一部分应力过度地集中，能够使安全阀更可靠地开裂。
【背景技术】
[0002]以往使用的这种电池箱用盖体，能够举出例如专利文献I等所示的结构。图8是表示使用以往的盖体的电池箱的分解立体图。在图中，盖体I与有底筒状的箱主体2 —起构成电池箱3。盖体I以及箱主体2是由铝、铝合金、镀镍钢板或不锈钢等金属板构成的。在盖体I中设有盖体主体4和安全阀5。盖体主体4是在俯视观察时形成为具有短边40和长边41的矩形形状的平面部。安全阀5用于:为了防止电池箱3内的压力(以下称为箱内压力)上升使电池箱3破裂，而在电池箱3内的压力超过规定值的情况下开裂以将电池箱3内的压力向外部释放。该安全阀5包括环状薄壁部50，该环状薄壁部50通过将压印冲压机推碰到作为盖体I的材料的金属板上的压印加工(coining process)(冲压加工(pressprocess)),与盖体主体4形成为一体。在电池箱3内的压力超过规定值的情况下通过环状薄壁部50的整体或者大部分断裂，从而使安全阀5开裂。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2000-285892号公报。
【发明内容】
[0006]发明要解决的课题
[0007]本申请
【发明者】在反复进行上述那样电池箱3的试制以及安全阀5的动作检验中，发现如下情况:在由金属板构成的盖体主体4上利用压印加工一体形成环状薄壁部50会导致产生特有的课题。
[0008]图9是表示箱内压力上升时图8的盖体I的变形的说明图。如图9所示，在箱内压力上升的情况下,盖体I的盖体主体4以在沿着盖体主体4的短尺寸方向4a的大致中央形成沿着盖体主体4的长尺寸方向4b延伸的脊线4c的方式，变形为山状。因此，与长尺寸方向相比，向配置在盖体主体4的中央部的安全阀5的环状薄壁部50施加的拉伸应力在短尺寸方向更高。另一方面，由于环状薄壁部50的内周区域因压印加工的影响而增厚，所以箱内压力上升时的环状薄壁部50的内周区域的变形进行地比盖体主体4整体的变形缓慢。因此，应力过度地集中于环状薄壁部50的更加远离脊线4c的一部分(盖体主体4的长边41侧的部分)。
[0009]当对环状薄壁部50作用的应力过度地集中于环状薄壁部50的一部分时，仅该一部分断裂。在这种情况下，电池箱3内的压力从断裂的一部分泄露，因此，安全阀5不能正常开裂，箱内压力的释放速度变慢(将该状态称为缓慢泄露(slow leak))。即，在上述那样的以往的结构中，由于没有对伴随箱内压力上升时的盖体主体4的变形的应力集中采取相应的对策，所以有时安全阀5不能正常开裂。
[0010]本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的是提供一种能够避免应力过度集中于环状薄壁部的一部分并能够使安全阀更可靠地开裂的电池箱用盖体。
[0011]用于解决课题的方案
[0012]本发明所涉及的电池箱用盖体是由构成电池箱的金属板构成的电池箱用盖体，其具备:盖体主体，其形成为在俯视观察时具有短边以及长边的矩形形状；安全阀，其包括通过压印加工与盖体主体形成为一体的环状薄壁部，该安全阀在电池箱内的压力超过规定值的情况下开裂以将电池箱内的压力向外部释放；以及一对肋部，其以从盖体主体突出的方式与盖体主体形成为一体，沿着盖体主体的短尺寸方向延伸，并且配置在沿着盖体主体的长尺寸方向的环状薄壁部的两侧。
[0013]另外，由构成电池箱的金属板构成的电池箱用盖体，其具备:盖体主体，其形成为在俯视观察时具有短边以及长边的矩形形状；以及安全阀，其包括通过压印加工与盖体主体形成为一体的环状薄壁部，该安全阀在电池箱内的压力超过规定值的情况下开裂以将电池箱内的压力向外部释放，短边包括相互相向的第一短边和第二短边，环状薄壁部被配置在相比第一短边更接近第二短边的位置处，在沿着盖体主体的长尺寸方向的环状薄壁部的两侧，配置有第二短边与肋部，该肋部以从盖体主体突出的方式与盖体主体形成为一体，并且沿着盖体主体的短尺寸方向延伸。
[0014]发明效果
[0015]根据本发明的电池箱用盖体，由于在沿着盖体主体的长尺寸方向的环状薄壁部的两侧，配置有沿着盖体主体的短尺寸方向延伸的一对肋部，或者配置有盖体主体的短边与肋部，所以即使在箱内压力上升的情况下也能够将环状薄壁部的周边区域的变形抑制地较小。由此，能够避免应力过度地集中于环状薄壁部的一部分，能够使安全阀更可靠地开裂。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是表示根据本发明的实施方式I的电池箱用盖体的立体图。
[0017]图2是表不图1的盖体的俯视图。
[0018]图3是沿着图2的线II1-1II的剖视图。
[0019]图4是表示箱内压力上升时的图1的盖体的变形的说明图。
[0020]图5是表示根据本发明的实施方式2的电池箱用盖体的俯视图。
[0021]图6是表示根据本发明的实施方式3的电池箱用盖体的俯视图。
[0022]图7是表示根据本发明的实施方式4的电池箱用盖体的俯视图。
[0023]图8是表示使用以往的盖体的电池箱的分解立体图。
[0024]图9是表示箱内压力上升时的图8的盖体的变形的说明图。
【具体实施方式】
[0025]下面，参照附图对本发明的【具体实施方式】进行说明。
[0026]实施方式I[0027]图1是表示根据本发明的实施方式I的电池箱3用的盖体I的立体图，图2是表示图1的盖体I的俯视图，图3是沿着图2的线II1-1II的剖视图。此外，使用相同的附图标记来对与以往的电池箱用盖体(参照图8以及图9)相同或者等同部分进行说明。图1所示的盖体I与有底筒状的箱主体2 (参照图8) —起构成例如在锂离子电池等电池中用于收容电解液的电池箱3(参照图8)。盖体I整体由不锈钢制的金属板构成。
[0028]盖体I具有盖体主体4、安全阀5、以及一对肋部6、7。如图2所示，盖体主体4是形成为俯视观察时具有短边40以及长边41的矩形形状的大致平面状的平板部。从盖体主体4的外缘沿着盖体主体4的板厚方向竖立设置有侧壁部42。从侧壁部42的前端部起，凸缘部43弯曲成大致直角。
[0029]安全阀5包括环状薄壁部50与弯曲部51。环状薄壁部50是构成安全阀5的边缘部的椭圆形的槽，通过对作为盖体I的材料的金属板进行多级的压印加工从而与盖体主体4形成为一体。如图3所示，该环状薄壁部50与盖体I内的其他板面相比壁厚较薄，在电池箱3的箱内压力超过规定值的情况下最先裂开，使安全阀5整体开裂。弯曲部51是环状薄壁部50的内周侧的板部，通过吸收利用压印加工形成环状薄壁部50时的壁部余下部分，沿着板厚方向弯曲变形(参照图3)。
[0030]在此，如以往的结构那样，在箱内压力(电池箱3内的压力)上升时，以在沿着盖体主体4的短尺寸方向4a的大致中央形成沿着盖体主体4的长尺寸方向4b延伸的脊线4c方式盖体主体4整体变形成山状的情况下(参照图9)，有可能安全阀5无法正常开裂。在本实施方式中，通过在沿着盖体主体4的长尺寸方向4b的环状薄壁部50的两侧以从盖体
主体4突出的方式配置与盖体主体4形成为一体的一对肋部6、7，安全阀5能够更可靠地开
裂 ο
[0031]如图1以及图2所示，各肋部6、7沿着盖体主体4的短尺寸方向4a延伸。具体地说，如图2所示，各肋部6、7在俯视观察时，形成为对拐角部赋予R的长方形形状。这样，通过使各肋部6、7沿着短尺寸方向4a延伸，能够在肋部6、7间的区域，即环状薄壁部50的周边区域中，针对如图9所示那样的盖体主体4的变形得到刚性。
[0032]在将盖体主体4的短边40的长度设为W的情况下，沿着长尺寸方向4b的肋部6、7间的分离距离8设为3W以下。在将盖体主体4的板厚设为t的情况下，沿着盖体主体4的板厚方向的各肋部6、7的肋部高度9(参照图3)设为1.25t以上。沿着短尺寸方向4a的各肋部6、7的肋部长度10 (参照图2)设为0.6W以上。沿着长尺寸方向4b的各肋部6、7的肋部宽度11 (参照图3)设为It以上。关于这些尺寸的意义会在后述的实施例中示出。
[0033]此外，分离距离8是各肋部6、7的突出缓坡部6a、7a的相互接近侧之间的距离。肋部高度9是从盖体主体4的板面到相隔最远的突出顶部6d、7d的外端面的高度。肋部长度10是沿着短尺寸方向4a的突出缓坡部6a、7a的两端间的距离。肋部宽度11是沿着长尺寸方向4b的突出缓坡部6a、7a的两端间的距离。
[0034]在利用盖体I以及箱主体2构成电池箱3时，各肋部6、7形成为朝向电池箱3的内部突出。通过以这样的朝向突出肋部6、7，能够针对由箱内压力的上升而作用于肋部6、7的应力，得到更大的刚性。
[0035]在本实施方式中，环状薄壁部50为点对称的形状，环状薄壁部50的中心位置50a(中心点)配置为与连结各肋部6、7的端部间的2个线段6b的交点6c —致(参照图2)。这样，通过使线段6b的交点6c与环状薄壁部50的中心位置50a —致，在环状薄壁部50的周边区域变形时，能够使应力均等地分散于环状薄壁部50整体。
[0036]接下来，对作用进行说明。图4是表示箱内压力上升时的图1的盖体I的变形的说明图。如图4所示，通过在环状薄壁部50的两侧设置肋部6、7，箱内压力上升时的盖体主体4的变形被肋部6、7隔断。因此，与以往的结构相比环状薄壁部50的周边区域的变形被抑制地较小，伴随着箱内压力上升时的盖体主体4的变形，能够避免应力过度地集中于环状薄壁部50的一部分。由此，能够防止环状薄壁部50的一部分断裂，能够使安全阀5更可靠地开裂。
[0037]接下来，示出实施例。本
【发明者】们以壁厚0.8mm的SUS430的板为材料，制作图1所示的盖体1，将该盖体I焊接于箱主体2来制成电池箱3。此外，盖体主体4的长边41设为160mm,盖体主体4的短边40设为40mm,电池箱3整体的高度设为100mm。安全阀5的环状薄壁部50设为IOmmX 15mm的长椭圆,利用多级压印加工使环状薄壁部50的最薄部的厚度为50 μ m。安全阀5的工作内压的目标为0.8~1.4MPa的范围。
[0038]各肋部6、7以在如图1所示的位置朝向电池箱3的内部突出的方式形成。肋部6、7的尺寸设为高度2mm、宽度4mm、长度32mm、以及分离距离26mm。此外,肋部6、7的端的半径设为2R，相当于肋部6的打孔(punch)R以及冲模(die)R的位置考虑成形性设为肋部高度的I / 2。另外，也制作了使用未设置肋部6、7的以往的盖体的电池箱3来用于比较。
[0039]如上所述，在制作了电池箱3之后，在电池箱3的底面(与盖体I相对的面)连接水压试验机，不限制于电池箱3的周围地对电池箱3内施加压力。将安全阀5的工作状态与工作压的结果示于以下的表1。此外，利用目视判断安全阀5的开裂状态。
[0040]表1
【权利要求】
1.一种由构成电池箱(3)的金属板构成的电池箱用盖体，其具备: 盖体主体(4)，其形成为在俯视观察时具有短边(40)以及长边(41)的矩形形状；安全阀(5)，其包括通过压印加工与上述盖体主体(4)形成为一体的环状薄壁部(50)，该安全阀(5)在上述电池箱(3)内的压力超过规定值的情况下开裂以将上述电池箱(3)内的压力向外部释放；以及 一对肋部出、7)，其以从上述盖体主体(4)突出的方式与上述盖体主体(4)形成为一体，沿着上述盖体主体(4)的短尺寸方向(4a)延伸，并且配置在沿着上述盖体主体(4)的长尺寸方向(4b)的上述环状薄壁部(50)的两侧。
2.根据权利要求1所述的电池箱用盖体,其中， 在设上述短边(40)的长度为W的情况下，沿着上述长尺寸方向(4b)的上述肋部(6、7)间的分离距离⑶为3W以下， 在设上述盖体主体(4)的板厚为t的情况下，沿着上述盖体主体(4)的板厚方向的各肋部(6、7)的肋部高度(9)为1.25t以上， 沿着上述短尺寸方向(4a)的各肋部(6、7)的肋部长度(10)为0.6W以上。
3.根据权利要求1或者权利要求2所述的电池箱用盖体，其中， 上述环状薄壁部(50)被配置成使得连结各肋部出、7)的端部间的2个线段^b)的交点(6c)从上述环状薄壁部(50)的中心位置(50a)偏移。
4.根据权利要求2或者权利要求3所述的电池箱用盖体，其中， 沿着上述长尺寸方向(4b)的各肋部(6、7)的肋部宽度(11)为It以上。
5.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的电池箱用盖体，其中， 各肋部(6、7)形成为从上述盖体主体(4)向上述电池箱(3)的内部突出。
6.一种由构成电池箱(3)的金属板构成的电池箱用盖体，其具备: 盖体主体(4)，其形成为在俯视观察时具有短边(40)以及长边(41)的矩形形状；以及安全阀(5)，其包括通过压印加工与上述盖体主体(4)形成为一体的环状薄壁部(50)，该安全阀(5)在上述电池箱(3)内的压力超过规定值的情况下开裂以将上述电池箱(3)内的压力向外部释放， 上述短边(40)包括相互相向的第一短边(40a)和第二短边(40b)， 上述环状薄壁部(50)被配置在相比上述第一短边(40a)更接近上述第二短边(40b)的位置处， 在沿着上述盖体主体(4)的长尺寸方向(4b)的上述环状薄壁部(50)的两侧，配置有上述第二短边(40b)和肋部(6)，该肋部(6)以从上述盖体主体(4)突出的方式与上述盖体主体(4)形成为一体,并且沿着上述盖体主体(4)的短尺寸方向(4a)延伸。
7.根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的电池箱用盖体，其中， 上述金属板为不锈钢。
【文档编号】H01M2/12GK103718332SQ201280038911
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2012年8月3日 优先权日:2011年8月9日
【发明者】大塚雅人 申请人:日新制钢株式会社