JP2810257B2

JP2810257B2 - 電池用缶および該缶形成材料

Info

Publication number: JP2810257B2
Application number: JP3172845A
Authority: JP
Inventors: 裕文杉川
Original assignee: 片山特殊工業株式会社
Priority date: 1991-07-12
Filing date: 1991-07-12
Publication date: 1998-10-15
Anticipated expiration: 2013-10-15
Also published as: JPH0521044A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＤＩ(Drawing and Iro
ning)絞り加工した電池用缶および該電池用缶の形成材
料に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通常、主としてプラス側とする一端閉鎖
面と、マイナス側としてカバーを取り付ける他端開口部
を有する円筒形状の電池用缶は、一般に、図８に示すよ
うに順送りプレス方式で製造している。この順送りプレ
ス製造方法では、缶形成材料となるコイル状のシート鋼
板Ｓから円板形状に打ち抜いた基板Ｍを設け、この円板
形状の基板Ｍを図示のように底面Ｍ−１の外周部に周壁
Ｍ−２を立設するように深絞り加工し、該深絞りプレス
加工を８〜１２工程で繰り返して行い、最終的に所要の
深さと径を有する電池用缶となる円筒管を製造してい
る。

【０００３】上記順送りプレス方式では、周壁Ｍ−２の
板厚は底面Ｍ−１の板厚と均一に引き伸ばし加工され、
よって、板厚を０.２５μmで絞った場合、缶の外周部の
板厚も０.２４μm程度である。電池用缶では外径が規定
されているため、板厚を薄くして内径を大とすると、缶
中空部の容積が増大し、内部に充填する充填材の充填量
を多く出来、電池のパワーアップを図ることが出来る。
しかしながら、上記のように従来の順送りプレス方式で
は、周壁は底壁と均一な板厚でしごかれ、底壁の板厚は
所要厚以上にする必要があるため、周壁の板厚のしごき
率(減少率)を大きくすることは困難であった。よって、
この順送りプレス方式では周壁の薄肉化を図って充填材
の増量に伴う電池のパワーアップを図ることが困難であ
り、かつ、加工工程が多いことにより製造コストの低減
を図ることも困難であった。

【０００４】上記順送りプレス加工方法の他に、電池用
缶の製造方法として、図９に示すような、ＤＩ絞り加工
方法が近時開発されている。このＤＩ絞り加工方法はシ
ート鋼板Ｓから基材Ｍを打ち抜く際に、底壁Ｍ−１と周
壁Ｍ−２とを有する浅底円筒形状のカップとして絞りな
がら打ち抜き、このカップを次の１工程の深絞り加工で
所要の深さと径を有する円筒形状に加工するものであ
る。

【０００５】上記ＤＩ絞り加工を用いる場合、カップを
深絞りする工程で、周壁のみを引き伸ばし加工するた
め、底壁の板厚０.４mmで、周壁の板厚を０.１８mmまで
絞ることが可能で、板厚に対するしごき率(減少率)は従
来の２倍強とすることが出来る。このように、周壁を薄
肉とすると中空部の容積が大となり、充填材が増加して
電池特性を向上させることが出来る。また、加工工程が
シート鋼板からカップを打ち抜くと共に絞り加工する１
工程と、該カップを深絞りする１工程との合計２工程の
みで良いため、加工工程の大幅な減少、それに伴う製造
コストの低減を図ることが出来る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＤＩ絞
り加工方法を用いる場合、下記に列挙する問題点があ
る。即ち、上記順送りプレス加工方法では、８〜１２程
の工程で徐々に絞っていくため、長さ方向、横方向及び
斜め方向の伸び率(面内異方性)はあまり問題とされない
が、ＤＩ絞りにおいては、一度の工程で急激に絞るた
め、長さ方向、横方向、斜め方向の伸び率を一定にする
必要がある。一定でない場合には、図１０に示すよう
に、円筒部開口端に大きな高低差が生じる所謂イヤリン
グが発生しやすい。

【０００７】上記イヤリングが発生した際、このイヤリ
ングの最高位置のＡ点と最低位置のＢ点の間のＣ点でカ
ットすると所要の缶の長さになる場合、Ｂ点では不足す
るため、所要長さの缶とならない問題がある。上記した
所要長さより短い部分が生じないようにするため、円筒
部の長さが長くなるように絞り、最低位置のＢ点をＣ点
より上げるようにすると、今度はＣ点と最高位置のＡ点
との差が大きくなり、材料が無駄になる欠点がある。ま
た、上記最高位置Ａ点、最低位置Ｂ点に接する金型面の
傷み、消耗が速くなり、金型が耐久性の点で問題があ
る。

【０００８】上記した問題はイヤリングの発生自体を防
止できれば解消できるが、イヤリング発生防止のために
は、長さ方向、横方向、斜め方向のランクホード値の差
が±０.１５以下が望ましく、 ±０.１５以上になるとイ
ヤリングが発生しやすい。また。上記各ランクホード値
が平均１.２以上とすることが好ましい。しかしなが
ら、平均ランクホード値を上記１．２以上とすると共に
長さ方向、横方向、斜め方向のランクホード値の差を±
０．１５以下とすることは極めて困難で、従来は達成さ
れていなかった。

【０００９】また、従来の順送りプレス加工では、徐々
に絞っていくため表面粗度が荒いが、ＤＩ絞り加工では
２工程で板厚の約１／２位を１発で絞るため、表面粗度
はしごかれて細かな鏡面光沢となる。即ち、充填材と接
触する周壁の内周面は鏡面光沢の平滑面となり、接触抵
抗が高くなり、電池特性が悪化する。電池用缶では、周
壁の内面側では表面粗度を荒くして接触抵抗を低くする
方が電池特性の点から好ましいが、周壁の外面側では耐
食性および美観の点より平滑な光沢面を有することが好
ましい。

【００１０】このように、ＤＩ絞り加工により電池用缶
を製造する場合、絞り性が鋼板を選択する際の最重要要
件となり、次に、電池特性に影響する周壁内面となる面
の粗度および周壁外面となる面の耐食性および光沢性が
要件となり、これらの要件を充足すると電池用缶として
の性能が向上することになる。

【００１１】上記した絞り性、電池特性、耐食性および
光沢性は相関関係にあり、一般に、絞り性が良好であれ
ば電池特性が悪くなり、一方、電池特性が良好であると
絞り性が悪くなる。例えば、鋼板の両面にニッケルメッ
キを施し、メッキ面と鋼板の間にＦe−Ｎi拡散層を５〜
６μm備えた基材を用いた場合、電池用缶の内面側とな
る面側では上記拡散層が厚く硬くなるため、ＤＩ絞り時
に楔模様の割れが発生する。この状態では缶内部に充填
する充填材との接触抵抗が低くなるため電池特性の点で
は良好である。しかしながら、絞り性については、開口
端面にイヤリングが発生する等、絞り性が極端に悪くな
る。また、耐食性についても、缶周壁外面となる面側の
拡散層が厚いと、ＤＩ絞り後の表面にクラックが入りや
すく耐食性が落ちる問題がある。

【００１２】また、ニッケルメッキ鋼板で拡散層がない
ものを用いた場合、絞り性の点では拡散層が無い方が有
利であるが、電池特性や耐食性においては拡散層が有る
方が良好となる。即ち、電池特性の点からは缶周壁内面
となる面側では５〜６μmの厚い拡散層を備えているこ
とが好ましく、耐食性の点からは缶周壁外面となる面側
では拡散層が２〜３μmと薄い方が好ましく、また、絞
り性の点からは両面側とも拡散層が薄い方が好ましい。

【００１３】本発明は、上記した問題に鑑みてなされた
もので、面内異方性が良く、開口部端面でのイヤリング
発生を防止し、しかも、周壁内面側の表面粗度が荒い一
方、外面側の表面粗度は細かく、耐食性や外観光沢が良
好で、性能的に電池用缶としての要求を満たす電池用缶
の形成材料及び、該形成材料によりＤＩ絞り加工で形成
した電池用缶を提供するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、請求項
１で、冷延鋼板の内外両面にメッキを施したメッキ鋼板
を、ＤＩ絞り加工で一端開口の円筒形状の電池用缶とす
るものにおいて、上記缶周壁の内面に、ＤＩ絞り時に表
面に発生した多数の割れを有する硬質メッキ層を備え、
この割れにより缶中空部に充填する充填材との接触面積
を増大させていることを特徴とする電池用缶を提供する
ものである。

【００１５】さらに、本発明は、請求項２で、冷延鋼板
の内外両面にメッキを施したメッキ鋼板を、ＤＩ絞り加
工で一端開口の筒形状の電池用缶としているものであっ
て、上記メッキ鋼板の縦方向、横方向、および斜め方向
のランクフォード値（幅方向の変形度／板厚方向の変形
度）の差が±０．１５以下で、その長さ方向、長さ方向
と直交する横方向および斜め方向の伸び率が略一定のも
のであることを特徴とする電池用缶を提供している。

【００１６】また、請求項３で、ＤＩ絞り加工で電池用
缶を形成するために用いられるもので、冷延鋼板の両面
にメッキを施したメッキ鋼板からなり、上記ＤＩ絞り加
工時に周壁内面となるメッキ鋼板の一面に、ＤＩ絞り加
工時に多数の割れが生じる硬質メッキ層を備えているこ
とを特徴とする電池用缶の形成材料を提供するものであ
る。

【００１７】さらに、請求項４で、冷延鋼板の両面にメ
ッキを施したメッキ鋼板からなり、ＤＩ絞り加工で電池
用缶を形成するために用いられるもので、上記メッキ鋼
板の縦方向、横方向、および斜め方向のランクフォード
値（幅方向の変形度／板厚方向の変形度）の差を±０．
１５以下に設定し、その長さ方向、長さ方向と直交する
横方向および斜め方向の伸び率を略一定に設定している
ことを特徴とする電池用缶の形成材料を提供している。

【００１８】また、上記請求項４の電池用缶の形成材料
においても、当然、上記ＤＩ絞り加工時に周壁内面とな
るメッキ鋼板の一面に、ＤＩ絞り加工時に多数の割れが
生じる硬質メッキ層を備えていることが好ましい（請求
項５）。さらに、上記メッキ鋼板の縦方向、横方向、お
よび斜め方向の各ランクフォード値（幅方向の変形度／
板厚方向の変形度）の平均が１．２以上とすることが好
ましい（請求項６）。

【００１９】また、絞り加工で電池用缶の周壁外面とな
る面に、光沢メッキ層を設けていることが好ましい（請
求項７）。その際、調質圧延時の圧下条件により缶周壁
外面となるＦｅ−Ｎｉ拡散層の表面に表面光沢を付与す
ることも可能であり、この場合には上記光沢メッキを省
略してもある程度の外観光沢要件は満たされる。

【００２０】さらに、冷延鋼板の一面にＦｅ−Ｎｉ拡散
層を介して上記硬質メッキ層を設ける一方、冷延鋼板の
他面にＦｅ−Ｎｉ拡散層を設けている（請求項８）。さ
らにまた、上記冷延鋼板の両面に形成するＦｅ−Ｎｉ拡
散層の厚さを異ならせていることが好ましい（請求項
９）。

【００２１】

【作用】上記のように、本発明では、ＤＩ絞りの電池用
缶の周壁内面に多数の割れを設け、表面粗度を荒らして
充填材との表面積を増大させているため、電池特性を向
上させることができ、従来のＤＩ絞り加工による場合の
問題点を完全に解消することが出来る。

【００２２】また、電池用缶の形成材料では、ＤＩ絞り
加工時に周壁内面となるメッキ鋼板の一面に硬質メッキ
層を設けているため、ＤＩ絞り加工時に上記多数の割れ
を発生させることが出来る。また、長さ方向、横方向お
よび斜め方向のランクフォード値の差を±０．１５以下
として伸び率を略一定としていること、各ランクフォー
ド値を平均１．２以上としているため、絞り性が良く、
開口端縁にイヤリングが発生するのを防止出来る。

【００２３】さらに、電池用缶の周壁外面となる面に光
沢メッキ層を設け、かつ、該光沢メッキ層および上記硬
質メッキ層と鋼板の間に夫々薄肉のＦe−Ｎi拡散層を設
けると、電池用缶において要求される耐食性、光沢性も
向上させることが出来る。尚、上記したように、光沢メ
ッキを施す代わりに、調質圧延時の圧下条件によりＦｅ
ーＮｉ拡散層に光沢を賦与することも出来る。

【００２４】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例により詳細
に説明する。図１および図２は本発明に係わる電池用缶
１を示し、底壁２および周壁３を備えた上端開口の深底
円筒形状である。この缶１の底壁２にプラス側接点２a
を形成しており、底壁２と周壁３に囲繞された中空部に
充填材(図示せず)を充填した後、上端開口にマイナス側
接点を形成した蓋(図示せず)を被せて固着し、電池を組
み立てている。

【００２５】上記電池用缶１はニッケルメッキ鋼板より
形成しており、このニッケルメッキ鋼板は図３に示す順
序で製造している。即ち、第１ステップとして、未焼鈍
冷延鋼材をガス雰囲気中で、５００℃〜６６０℃で１０
〜３６時間じっくりと焼いてバッチ焼鈍を行う。第２ス
テップで、０.２〜１.５％の圧下率で調質圧延を行う。
第３ステップで、上記冷延鋼板の外面に３〜４μm、内
面に０.５〜１.０μmのニッケルメッキを施す。第４ス
テップで、再度ガス雰囲気中で６８０℃〜７５０℃で１
分間、連続焼鈍を行う。この焼鈍により鋼板の内外両面
とニッケルメッキとの間に略同一厚さ２.０〜３.０μm
のＦe−Ｎi拡散層を形成する。第５ステップで、調質圧
延を圧下率０.５〜１.５％で行う。第６ステップで、再
度、外面側に０.５〜１.０μmの光沢ニッケルメッキ、
内面側に硬質メッキ０.５〜２.５μmを施す。

【００２６】上記第６ステップの硬質メッキは、高電流
密度１００〜１５０Ａ／dm²で、流速を通常の１／１０
以下(３００m／分→３０m／分)に落として付着すること
により、硬いメッキ層を形成している。尚、上記方法に
よらずに、有機物を混入させた光沢ニッケルメッキを施
すことにより、硬いメッキ層を得ることができる。ま
た、上記光沢ニッケルメッキを上記と同様に高電流密度
で流速を落として付着すことにより、当然のことながら
非常に硬い硬質メッキ層を得ることが出来る。

【００２７】上記第１ステップから第６ステップで電池
用缶の形成材料となる図４に示すニッケルメッキ鋼板１
０が製造される。図４において、１１は冷延鋼板からな
る基板、１２Ａ,１２ＢはＦｅ−Ｎｉ拡散層、１３が絞
り加工で電池用缶周壁の内面側となる硬質ニッケルメッ
キ層、１４が電池用缶周壁の外面側となる光沢ニッケル
メッキ層である。該ニッケルメッキ鋼板１０を、次に、
前記図９に示すＤＩ絞り方法により図１および図２に示
す形状の電池用缶１として成形加工している。

【００２８】上記ＤＩ絞り加工時において、重要なこと
は、図５に示すように、長さ方向Ｌ、横方向Ｗ、斜め方
向Ｘの伸び率が略一定となり、開口端にイヤリングが発
生しないようにすることである。そのためには、前記し
たように、ランクホード値が平均１.２以上で、上記Ｌ
方向、Ｗ方向およびＸ方向のランクホード値の差が±
０.１５以下としなければならない。このランクホード
値を得るためには、冷延鋼板材のバッチ焼鈍において、
金属組織(グレーン)を一定の大きさ(ＪＩＳ規格Ｎo.９
〜１０)にする必要がある。

【００２９】上記ニッケルメッキ鋼板の製造工程におい
て、第４ステップの２回目の連続焼鈍で１分程の短時間
で焼鈍をするため、高温にて焼鈍を行った場合、金属組
織が急激に生長し、表層部の金属組織が粗大粒(ミック
スグレーン)となり、内部と表層部との差が生じ、長さ
方向Ｌ、横方向Ｗ、斜め方向Ｘの伸びが異なることとな
る。よって、上記２回目の連続焼鈍では、金属組織が変
化しない温度で焼鈍を行う必要がある。実験では６８０
〜７５０℃で１分間の焼鈍を行うと金属組織が何等変化
しないことが確認された。かつ、該連続焼鈍後、第５ス
テップで０．５％〜１．５％の調質圧延を行うことによ
り、金属組織の結晶粒度はＪＩＳ規格Ｎｏ．９〜１０の
細かい結晶粒となり、この細かい結晶粒が鋼板の内部お
よび表面側に均質に存在することが確認された。

【００３０】このように、上記工程で製造されたニッケ
ルメッキ鋼板１０では、その金属組織が表層部と内部と
で変化していないため、長さ方向、横方向および斜め方
向のランクフォード値が夫々１．２以上で、かつ、長さ
方向、横方向および斜め方向のランクフォード値の差が
±０．１５以下となり、伸び率を略均一となっているこ
とが確認出来た。よって、絞り加工時に開口端にイヤリ
ングが発生するのを防止でき、絞り性を良好とすること
ができる。

【００３１】また、上記２回目の連続焼鈍は、冷延鋼板
と両側メッキ層との間に夫々Ｆe−Ｎi拡散層を形成する
ことを目的としており、上記６８０〜７５０℃での１分
間の焼鈍で冷延鋼板１１の両面に略同一厚さの２.０〜
３.０μmの拡散層１２Ａ、１２Ｂを形成している。

【００３２】更に、上記第６ステップにおいて、上記拡
散層１２Ａの表面に硬質ニッケルメッキを０.５〜２.５
μm施して硬質メッキ層１３を設けている。この硬質メ
ッキ層１３は電池用缶の絞り加工時に缶周壁の内面に位
置するもので、このように周壁内面を硬質メッキ層１３
としているため、ＤＩ絞り加工時に、板厚を略１／２以
下にしごきながら引き延ばし加工する際に、拡散層１２
Ａと硬質メッキ層１３との間にズレを起こさせることが
出来る。このズレにより、ＤＩ絞り加工で形成した図１
に示す円筒管１の周壁３の内面には、縦方向、横方向、
斜め方向等にランダムに割れ、言わば、楔模様の割れ１
５を生じさせることが出来る。この楔模様の割れ１５
は、充填する充填材との接触抵抗が低下するに好ましい
状態で表面を荒れさせ、その結果、電池特性を向上させ
ることが出来る。

【００３３】一方、絞り加工で電池缶周壁外面となるニ
ッケルメッキ鋼板１０の面側には、Ｆｅ−Ｎｉ拡散層１
２Ｂの表面に光沢ニッケルメッキ層１４を設けている。
この電池缶周壁外面となる面に付着する光沢ニッケルメ
ッキは、上記硬質メッキ層１３を形成するために使用す
る光沢ニッケルメッキより有機物の混入量を減量してい
る。よって、該光沢ニッケルメッキ層１４の硬度は大き
くなく、しかも、該光沢ニッケルメッキ層の厚さを０.
５〜１.０μmと薄くしていると共に、該光沢ニッケルメ
ッキ層１４より内層のＦｅ−Ｎｉ拡散層１２Ｂの厚さが
２.０〜３.０μmの薄肉であるため、絞り加工時に発生
しやすいコーナ部のクラック発生が防止でき、耐食性を
向上させることが出来る。

【００３４】また、ＤＩ絞りにおいては、板厚を約１／
２以下にしごくことが出来るため、缶１の周壁３の外面
の表面粗度が細かく鏡面光沢となるが、底壁２の表面は
しごかれないため、光沢が無い場合があり、その場合に
は外観上の商品価値が下がることになる。上記ニッケル
メッキ鋼板１０では、最後の第６ステップで外面側に光
沢ニッケルメッキ層１４を設けているため、底壁２の表
面に鏡面光沢を与えることが出来る。尚、上記光沢ニッ
ケルメッキを付着して光沢を出させる以外に、調質圧延
時の圧下条件によりＦｅ−Ｎｉ拡散層の表面に光沢を与
えることも出来る。

【００３５】このように、上記ニッケルメッキ鋼板１０
からＤＩ絞り加工で図１および図２に示す電池用缶１を
形成した場合、ＤＩ絞り加工であるため、周壁３の厚さ
を０.１mm程度にまで薄肉と出来るため、充填材を充填
する中空部の容積を拡大して、電池のパワーアップを図
ることが出来る。しかも、上記したように、ニッケルメ
ッキ鋼板の長さ方向、横方向、斜め方向のランクフォー
ド値の差を±０．１５以下として、ＤＩ絞り加工時に伸
び率を略一定としているため、イヤリングの発生を防止
出来るため、材料の歩留まりが向上し、かつ、加工工程
数の減少に伴い大幅なコストダウンを図ることが出来
る。さらに、缶周壁内面の表面粗度を荒くできるため、
充填材との接触抵抗を低下して電池特性の向上を図るこ
とが出来ると共に、缶周壁外面の耐食性、美観を向上さ
せることが出来る。このように、電池用缶として要求さ
れる全ての特性を具備させることが出来る。

【００３６】図６は、本発明に係わる電池用缶１の形成
材料の第２の製造方法を示すフローチャートである。第
１ステップとして、図３に示す製造方法と同様に、未焼
鈍冷延鋼板をガス雰囲気中で６３０℃で２０時間じっく
りと焼いてバッチ焼鈍を行う。第２ステップで、０.５
％の圧下率で調質圧延を行う。第３ステップで、絞り加
工で電池用缶周壁の外面となる上記冷延鋼板の一面に軟
質メッキ(ワット浴)３.０μmを施した後に光沢メッキ１
μm施す一方、冷延鋼板の他面に軟質メッキ０.５μmを
施した後に硬質メッキ(光沢メッキ)２.０μmを施す。第
４ステップで、再度、ガス雰囲気中で７３０℃で１分間
の連続焼鈍を行う。この焼鈍により冷延鋼板の両面とメ
ッキ層との間に略同一厚さのＦe−Ｎi拡散層を形成す
る。第５ステップで、調質圧延を１.０％の圧下率で行
う。尚、上記第２ステップの１回目の調質圧延および第
４ステップの２回目の調質圧延での圧延率１.５％で
は、表面に粗大粒が発生しない。上記第１ステップから
第５ステップで缶形成材料となるニッケルメッキ鋼板を
製造し、このニッケルメッキ鋼板よりＤＩ絞りにより電
池缶を形成している。

【００３７】上記ＤＩ絞り時に、電池用缶周壁の内面側
に楔模様の割れが良好な状態で形成された。この要因は
缶周壁内面側において、拡散層の表面に付着する２.０
μmの光沢メッキ(硬質メッキ)の中に有機物が含まれて
おり、通常より多くの有機物をメッキ液中に添加したこ
とでメッキ層が硬くなり、そのために、上記良好な割れ
が生じたと認められる。また、第３ステップのメッキ後
の連続焼鈍において、７３０℃以上、例えば７８０℃で
１分間の焼鈍を行うと有機物は焼き飛ばされ変質する
が、７３０℃で１分間の焼鈍では有機物が炭化される
が、この温度条件下では焼き飛ばされないため炭化物と
して残り硬質メッキ層を形成する。この光沢メッキ層
(硬質メッキ層)と冷延鋼板との間に２.０μmのＦe−Ｎi
拡散層があり、この拡散層と表面の光沢メッキ層との間
にＤＩ絞り加工時にズレが生じ、このズレにより上記割
れが発生したと認められる。

【００３８】また、缶周壁外面となる面側では、拡散層
は２.０μmであると共に、有機物の含有量が通常で硬度
が高くない光沢メッキ層を設け、しかも、この光沢メッ
キ層の厚さが１μｍと薄いため、クラックが発生しにく
く、耐食性を有する。また、第４ステップの連続焼鈍前
に光沢メッキを施しているため、その後の連続焼鈍後に
有機物が炭化されても光沢は保持され、調質圧延により
更に良好な鏡面光沢が得られた。尚、Ｆｅ−Ｎｉ拡散層
の表面に光沢メッキ層を設けなくても、調質圧延の圧下
条件を適宜に設定することにより、表面光沢を与えるこ
とが出来る。

【００３９】図７は、缶形成材料の第３の製造方法を示
すフローチャートである。第３の製造方法では、第１ス
テップで未焼鈍冷延鋼板を、ガス雰囲気中で６３０℃で
２０時間バッチ焼鈍する。第２ステップで、１.３％の
圧下率で調質圧延を行う。第３ステップで、缶周壁外面
となる冷延鋼板の一面に軟質メッキ(ワット浴)３.５μm
を施した後、光沢ニッケルメッキ１.５μmを施す一方、
冷延鋼板の他面に軟質メッキ(ワット浴)０.５μmを施し
た後、光沢ニッケルメッキ２.０μmのメッキを施す。上
記第１ステップから第３ステップのみで缶形成材料とな
るニッケルメッキ鋼板を製造し、このニッケルメッキ鋼
板よりＤＩ絞り加工により電池用缶を成形加工してい
る。

【００４０】上記第３の製造方法で製造した缶形成材料
では、冷延鋼板と表層メッキ層の間にＦｅ−Ｎｉ拡散層
が形成されていない。しかしながら、ＤＩ絞り加工時
に、周壁内面側となる面には、表面の硬質メッキ層と軟
質メッキ層とのズレにより楔模様の割れが発生した。ま
た、周壁外面となる面側では、その耐食性は２.０μmの
拡散層がある場合と同程度の耐食性を具備しており、絞
り性においては拡散層がないために良好であった。尚、
本製造方法では、缶周壁外面となる面のメッキ厚を、Ｄ
Ｉ絞りの場合の標準３.０μmに対して５.０μmと厚くす
る必要があるためにコスト高になる欠点がある。

【００４１】さらに、本発明においては、前記した電池
用缶として要求される特性を充足するために、冷延鋼板
の両面に形成するＦｅ−Ｎｉ拡散層の厚さを相違させて
もよい。即ち、未焼鈍鋼板の一面(缶周壁内面となる面)
に０.５〜１.０μm、他面(缶周壁外面となる面)に０.１
〜０.２μmのニッケルメッキを施して、バッチ焼鈍を行
い。ついで、再度、上記一面に０.５μm、上記他面に３
μmの軟質メッキを施し、その後、連続焼鈍を行う。

【００４２】上記最初のバッチ焼鈍においては、上記一
面に３.０〜５.０μm、上記他面に０.５〜１.０μmの拡
散層が形成することが出来る。２回目の連続焼鈍におい
て上記一面に２μm、上記他面に２μmの拡散層を形成す
ることが出来る。上記した２回の拡散層の形成により、
冷延鋼板の一面側には５.０〜７.０μm、他面側には２.
０〜３.０μmの拡散層が形成される。このように、缶周
壁の内面と外面とになる両方の面に差厚の拡散層を形成
することが出来る。

【００４３】上記のように差厚の拡散層を形成した場
合、缶周壁内面となる面には５.０〜７.μmの厚い拡散
層が形成されているため、絞り加工時に割れが発生し、
周壁内面の表面積を増大させることが出来る。また、缶
周壁外面となる面の拡散層は２.０〜３.０μmと薄いた
め、クラックが入りにくく、耐食性がある。このよう
に、冷延鋼板の両面に形成する拡散層の厚さを各面側の
要求に応じて異ならせることにより、電池用缶の特性を
さらに向上させることが出来る。

【００４４】尚、上記本発明に係わるニッケルメッキ鋼
板に対する比較例として、下記のニッケルメッキ鋼板を
製造し、その性能を試験した。まず、図３に示す第１の
ニッケルメッキ鋼板の製造工程において、第６ステップ
で拡散層の缶周壁内面側となる面に硬質メッキに代え
て、軟質メッキ(ワット浴)２.０μmを施した。上記ニッ
ケルメッキ鋼板の場合、ＤＩ絞り加工時に上記楔模様の
割れは発生せず、縦目の割れが発生するものであった。
この縦目の割れのみでは、缶周壁内面の面積増大率が少
なく、本発明に係わる楔模様の割れと比較して電池特性
の点では６０％程度でしかなかった。

【００４５】また、未焼鈍冷延鋼板に対して、その缶周
壁外面となる面に３.０μm、缶周壁内面となる面に０.
５μmのメッキを施した後、バッチ焼鈍を行い拡散層を
成形する方法もあるが、その場合、機械特性を確保する
ために低温でじっくりと長時間焼鈍を行う必要がある。
しかしながら、この長時間焼鈍により缶周壁外面となる
面に５〜１０μm、缶周壁内面となる面に３〜５μmと厚
い拡散層が成形される。このように拡散層が厚い場合に
は、ＤＩ絞り時に、缶周壁外面側においてクラックが発
生することにより耐食性が極端に落ちると共に、絞り性
も悪くなりイヤリングが発生した。

【００４６】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
によれば、冷延鋼板の両面にニッケルメッキを施したニ
ッケルメッキ鋼板を、ＤＩ絞り加工で上端開口の円筒形
状の電池用缶とするものにおいて、缶周壁内面となる面
に、ＤＩ絞り時に表面に発生した多数の割れを有する硬
質メッキ層を備えているため、缶中空部に充填する充填
材との接触面積が増大し、接触抵抗が低下して、電池特
性を向上させることが出来る。また、ＤＩ絞り加工で電
池用缶を形成するため、周壁の厚さを従来の順送りプレ
ス方法による場合と比較して１／２以下にすることがで
き、この周壁の薄肉分だけ中空部の容積を増大させるこ
とが出来る。よって、中空部に充填する充填材を増量し
て電池のパワーアップを図ることが出来る。

【００４７】また、この電池用缶の形成材料では、その
長さ方向、長さ方向と直交する横方向および斜め方向の
ランクフォード値の差を±０．１５以下として、伸び率
を一定としているため、電池用缶とするためにＤＩ絞り
加工する際、開口端縁にイヤリングが発生するのを防止
でき、材料の歩停まりを良くして、コストダウンを図る
ことが出来ると共に、金型の耐久性を向上することが出
来る。

【００４８】さらに、上記缶形成材料の缶周壁内面とな
る面に硬質メッキ層を設けているため、絞り加工時に引
き延ばし加工される際、硬質メッキ層に縦、横、斜め方
向等のランダム方向の割れ(言わば、楔模様の割れ)が発
生し、この割れにより缶周壁内面の表面積が増大し、上
記充填材との接触抵抗が低下して電池特性を飛躍的に向
上させることが出来る。

【００４９】さらに、上記缶形成材料の缶周壁の最外面
となる面に光沢メッキ層を設けると、あるいは調質圧延
の圧下条件により光沢を与えると電池用缶の外観が良好
となる。また、冷延鋼板の両面に薄肉にＦe−Ｎi拡散層
を成形した場合には、さらに、耐食性、電池特性の点で
優れたものとすることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる電池用缶の正面図である。

【図２】図１の一部拡大断面図である。

【図３】本発明に係わる電池用缶の形成材料の第１の
製造方法を示すフローチャートである。

【図４】図３に示す製造方法で製造された缶形成材料
の断面図である。

【図５】缶形成材料における延び方向を示す説明図で
ある。

【図６】本発明に係わる缶形成材料の第２の製造方法
を示すフローチャートである。

【図７】本発明に係わる缶形成材料の第３の製造方法
を示すフローチャートである。

【図８】従来の順送りプレス方法による電池用缶の製
造方法を示す図面である。

【図９】ＤＩ絞り方法による電池用缶の製造方法を示
す図面である。

【図１０】ＤＩ絞り方法により缶を製造した場合の問
題点を示す斜視図である。

【符号の説明】

１電池用缶２底壁３周壁１０ニッケルメッキ鋼板１１基板１２Ａ,１２ＢＦe−Ｎi拡散層１３硬質メッキ層１４光沢ニッケルメッキ層

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】冷延鋼板の内外両面にメッキを施したメ
ッキ鋼板を、ＤＩ（ＤｒａｗｉｎｇａｎｄＩｒｏｎ
ｉｎｇ）絞り加工で一端開口の筒形状の電池用缶とした
ものであって、上記缶周壁の内面に、縦、横、斜め方向にランダムな多
数の楔模様の割れを表面に有する硬質メッキ層を備え、
この割れにより缶中空部に充填する充填材との接触面積
を増大させていることを特徴とする電池缶。
【請求項２】冷延鋼板の内外両面にメッキを施したメ
ッキ鋼板を、ＤＩ絞り加工で形成した一端開口の筒形状
の電池用缶であって、上記メッキ鋼板の縦方向、横方向、および斜め方向のラ
ンクフォード値（幅方向の変形度／板厚方向の変形度）
の差が±０．１５以下で、その長さ方向、長さ方向と直
交する横方向および斜め方向の伸び率が略一定のもので
あることを特徴とする電池用缶。
【請求項３】冷延鋼板の両面にメッキを施したメッキ
鋼板からなり、ＤＩ絞り加工で電池用缶を形成するため
に用いられるもので、上記ＤＩ絞り加工に周壁内面となるメッキ鋼板の一面
に、ＤＩ絞り加工時に縦、横、斜め方向にランダムな多
数の楔模様の割れを発生させる硬質メッキ層を備えてい
ることを特徴とする電池用缶の形成材料。
【請求項４】冷延鋼板の両面にメッキを施したメッキ
鋼板からなり、ＤＩ絞り加工で電池用缶を形成するため
に用いられるもので、上記メッキ鋼板の縦方向、横方向、および斜め方向のラ
ンクフォード値（幅方向の変形度／板厚方向の変形度）
の差を±０．１５以下に設定し、その長さ方向、長さ方
向と直交する横方向および斜め方向の伸び率を略一定に
設定していることを特徴とする電池用缶の形成材料。
【請求項５】上記メッキ鋼板は、上記ＤＩ絞り加工時
に周壁内面となるメッキ鋼板の一面に、ＤＩ絞り加工時
に縦、横、斜め方向にランダムな多数の楔模様の割れを
発生させる硬質メッキ層を備えている請求項４に記載の
電池用缶の形成材料。
【請求項６】上記メッキ鋼板の縦方向、横方向、およ
び斜め方向の各ランクフォード値（幅方向の変形度／板
厚方向の変形度）の平均が１．２以上である請求項３乃
至請求項５のいずれか１項に記載の電池用缶の形成材
料。
【請求項７】上記メッキ鋼板の絞り加工で缶周壁外面
となる面に、光沢メッキ層を備えている請求項３乃至請
求項６のいずれか１項に記載の電池用缶の形成材料。
【請求項８】上記冷延鋼板の一面にＦｅ−Ｎｉ拡散層
を介して硬質メッキ層を備えると共に、冷延鋼板の他面
にＦｅ−Ｎｉ拡散層を備えていることを特徴とする請求
項３乃至請求項７のいずれか１項に記載の電池用缶の形
成材料。
【請求項９】上記冷延鋼板の両面に形成するＦｅ−Ｎ
ｉ拡散層の厚さを異ならせていることを特徴とする請求
項８に記載の電池用缶の形成材料。