JP6088566B2 - 封口板、封口板の製造方法、及び、密閉型電池 - Google Patents

Description

本発明は、容器内部の圧力を逃がす弁を備える封口板、この封口板の製造方法、及び、密閉型電池に関する。

密閉型電池は、容器内の圧力が設計許容値以上になった場合に内部のガスを放出する安全弁（圧力逃し弁または防爆弁）を備えている。この安全弁は、電池の容器に設けられている場合と、容器内に電極などを入れた後でこの容器を密閉するために取り付けられる封口板に設けられる場合がある。一般に、加工のしやすさから、安全弁を封口板に一体に設けることが多い。

特許文献１に記載された封口体（封口板）とその製造方法によれば、四角形の凹部の内周に沿う環状溝と対角線に沿うＸ字状の裂け目予定溝を有している。そして、それぞれ浅溝部と深溝部による２段階に刻印加工（型押し成形）することで封口体に一体に安全弁を形成することが開示されている。

特許文献２に記載された二次電池によれば、ガス排出弁（安全弁）を電池蓋に一体に設けているガス排出弁は、小判形の楕円形の凹部の内周に沿う外周溝部と、円弧の中心を結ぶ中央溝要素と、円弧の中心から外周溝部に延びる放射溝要素と、を有している。そして、これらの溝によって作られる２つの台形領域および２つの三角形領域が飛散しないように電池蓋（封口板）に繋ぎ止める不連続部を外周溝部の途中に有している。

特許文献３に記載された密閉型電池の封口板及びその製造方法によれば、封口板の凹部に一体に形成された小判形の凹部に弁を有している。凹部の内周に沿う一定幅の第１の溝と、第１の溝の底面にさらに幅の細い第２の溝をコイニング（圧縮加工）によって封口板に一体に成形している。この弁の製造方法の手順は以下のとおりであることが開示されている。まず、第１の圧縮加工の前段の工程で小判形の凹部を形成し、後段の工程で凹部の内周に沿い一定幅の第１の溝をコイニングによって形成する。これによって、第１の溝よりも内側に膨出部が形成される。次に、第２の圧縮加工において、膨出部を囲繞する所定領域の輪郭に沿って第２の溝をコイニングによって形成すると、所定領域が段部となってさらに膨出部が溝の深さと反対方向に膨出される。そして、第２の溝部の破断圧力を安定させるために、圧縮加工後に焼鈍処理を行っている。

特許第５０５９０３３号公報 特開２０１１−１８１２１４号公報 特開平１１−２７３６４０号公報

ところで、密閉型電池の中でも充放電を繰り返す二次電池の場合、充電または放電の際に内部に発生するガスによって、設計上の許容圧力に近い内圧が掛ることがある。二次電池の利用分野は広がっており、安全弁（防爆弁）の信頼性が求められている。特に、内圧による繰り返し負荷に対する耐久性、すなわち許容圧力未満で繰り返される引張応力に対する安全弁の耐久性が重要視されている。繰り返し負荷に対する安全弁の耐久性を向上させるためには、封口板に一体に形成される安全弁の開封部分となる溝の底部の板厚を大きくすればよい。

しかしながら、溝の底部の板厚を大きくするということは、所望する圧力でその安全弁が作動しなくなることを意味する。つまり、安全弁の耐久性を向上させることと、作動圧力で確実に安全弁が開かれる安定性と確保することとは、両立させることが難しい。そして、特許文献１−３に記載されたいずれの技術でも、安全弁に対する許容圧力未満での繰り返し耐久性に関する検討はされていない。

そこで、本発明は、許容圧力未満の内圧による繰り返し応力に対する耐久性と、作動圧力で確実に開封される安定性とを両立する信頼性の高い安全弁を備える封口板、この封口板の製造方法、及び、この封口板が設けられた密閉型電池を提供する。

本発明に係る一実施形態の封口板は、プレート部と安全弁とを備える。プレート部は、密閉型電池の容器の開口部を塞いで、容器とともに外殻を形成する。安全弁は、プレート部の一部に一体に形成される。この安全弁は、外側凹部と、内側凹部と、外周湾曲部と、２つのハッチ部と、リガメント部と、第１の周溝と、第１の横断溝と、第２の周溝と、を含む。外側凹部は、プレート部の外表面から凹んでいる。内側凹部は、外側凹部に一致する位置にプレート部の内表面から凹んでいる。外周湾曲部は、外側凹部と内側凹部との間にプレート部から一続きにかつ外側凹部の内周に沿って一定の幅に形成され、外側凹部の方へ膨出している。ハッチ部は、外周湾曲部の内側に外周湾曲部から一続きに形成され、外側凹部の方へそれぞれ膨出している。リガメント部は、ハッチ部のそれぞれを外周湾曲部に連結させる。第１の周溝は、外周湾曲部とハッチ部との間に配置され、外側凹部側から凹んでいる。第１の横断溝は、２つのハッチ部の間に配置され、外側凹部側から凹み、第１の周溝に連続する。第２の周溝は、少なくともリガメント部を除いて第１の周溝の中に形成される。

このとき、上記封口板において、外側凹部は外表面に垂直な内周縁を有し、内側凹部は内周縁に対応する位置から外へ拡開する傾斜縁を有する。また、上記封口板において、ハッチ部は第１の周溝及び第１の横断溝で囲われた内側に外周湾曲部よりも厚みの大きい厚肉部を有していることも好ましい。また、上記封口板は、第１の横断溝に形成されて第２の周溝に連続する第２の横断溝をさらに備えてもよい。

また、上記封口板において、第１の周溝はリガメント部で不連続に形成され、リガメント部は外周湾曲部と同じ板厚でハッチ部へ連結されてもよい。または、上記封口板において、第１の周溝はリガメント部において不連続に形成され、第２の周溝はリガメント部から第１の周溝よりも離間して不連続に形成され、リガメント部は外周湾曲部と同じ板厚でハッチ部へ連結されていてもよい。または、上記封口板において、第１の周溝はリガメント部において連続して形成され、リガメント部は第１の周溝の底部と同じ板厚で外周湾曲部をハッチ部に連結されていてもよい。

また、上記封口板において、外側凹部及び内側凹部が楕円形に形成され、第１の横断溝が楕円形の長径方向に対して斜めに第１の周溝に連続する斜角溝を含むか、第１の横断溝が楕円形の長径方向に延びた中央溝とこの中央溝から第１の周溝へ斜めに連続する斜角溝とを含んでもよい。または、上記封口板において、外側凹部及び内側凹部が平行な一対の直線縁部を含む楕円形に形成され、第１の周溝が直線縁部に沿う直線溝を含み、第１の横断溝が直線溝に斜めに連続する斜角溝を含むか、第１の横断溝が直線溝に対して短くかつ平行に延びた中央溝とこの中央溝から直線溝に斜めに連続する斜角溝とを含んでもよい。また、このとき上記封口板において、リガメント部は斜角溝に対して鋭角を成す直線溝の離れた位置に配置されるか、リガメント部は斜角溝に対して鈍角を成す直線溝の離れた位置に配置されるとよい。

そして、本発明に係る一実施形態の密閉型電池は、開口部を有した容器とこの開口部を塞ぐ封口板とによって外殻を形成する密閉型電池であって、封口板が上述のいずれかの封口板であることが好ましい。

本発明に係る一実施形態の封口板の製造方法は、上述の封口板のプレート部に安全弁を形成する封口板の製造方法であって、凹部加工工程と、第１の刻印工程と、第２の刻印工程とを含む。凹部加工工程では、外側凹部を形成する外型と内側凹部を外側凹部に一致させて形成する内型とで板厚方向にプレート部を挟んで成形する。第１の刻印工程では、第１の周溝及び第１の横断溝を外側凹部に形成する第１の刻印と内側凹部に当てられる受型とで板厚方向にプレート部を挟んで外側凹部の方へ膨出するように外周湾曲部及びハッチ部を成形する。第２の刻印工程では、第２の周溝を少なくともリガメント部を除いて第１の周溝の中に形成する第２の刻印と受型とで挟んで成形する。

このとき、凹部加工工程において外型が第１の周溝及び第１の横断溝で囲われる範囲の内側のハッチ部のそれぞれに外周湾曲部よりも板厚の大きい厚肉部を形成してもよい。また、凹部加工工程において、外型が外表面に対して垂直な内周縁を外周凹部に形成し、内型が内周縁に対応する位置から外へ拡開する傾斜縁を内側凹部に形成してもよい。

本発明に係る封口板によれば、プレート部の一部に一体に安全弁が形成され、その安全弁は、外周湾曲部とこの内側に配置される２つのハッチ部とを有している。外周湾曲部とハッチ部はいずれも外側凹部の方へ膨出した形に形成されている。外周湾曲部とハッチ部との間には第１の周溝が形成され、ハッチ部どうしの間には第１の横断溝が形成されている。また、第１の周溝の中に少なくともリガメント部を残して第２の周溝が形成される。したがって、内表面側から圧力がかかった場合、圧力が小さいと外周湾曲部が延ばされるように撓むことで、外周湾曲部とハッチ部との間の第１の周溝及び第２の周溝はすぼまる方向に変位し、第２の周溝の底部は圧縮応力を受けることになる。したがって、ハッチが開かれない程度、すなわち安全弁が開放されない作動圧力以下の内圧が繰り返し加わっても、第２の周溝の底部に作用する応力の変化は小さいため、繰り返し内圧が加わることに対する安全弁の耐久性が向上する。また、第１の周溝に対して第１の横断溝が連続する交差部に開放起点が設けられる。この交差部は、安全弁の中心部から外れた位置であり、密閉型電池の容器の内部圧力によって安全弁に作用する応力は、中心部よりも交差部の方が小さい。安全弁に設定される作動圧力は、開放起点に対して設定されるので、設定された作動圧力に対して実際にハッチ部が開放される内部圧力は、ばらつきが小さくなる。

そして本発明に係る密閉型電池によれば、上述の安全弁が形成された封口板を有するので、充電と放電が繰り返された場合に容器の中で発生するガスによって内部圧力が安全弁の作動圧力以下で繰り返し変動しても、安全弁が疲労によって開封されることを防止でき、密閉型電池の耐用年数を延ばすことができる。

本発明に係る封口板の製造方法によれば、封口板に安全弁を一体に形成する際に、凹部加工工程と第１の刻印工程と第２の刻印工程との３段階に分けて施工される。一度に加工される変形量が少なくなるので、加工部分及びその周辺に及ぼす熱や応力の負荷を軽減することができるとともに、加工の際に型に加わる負荷も軽減できる。特に、第２の刻印は、リガメント部を除いて第２の周溝を加工する、すなわちリガメント部が設けられる範囲に第２の周溝を加工しないように型面の一部が切り欠かれているので、プレート部と第２の刻印との間に介在される潤滑油などが切り欠かれた部分から排出されやすくなる。その結果、第２の刻印の耐用年数を延ばすことができる。

本発明に係る第１の実施形態の密閉型電池の斜視図。 図１中のＦ２部の安全弁を拡大した斜視図。 図２の安全弁を示し、（Ａ）は安全弁の平面図、（Ｂ）はＦ３１−Ｆ３１線に沿う安全弁の断面図、（Ｃ）はＦ３２−Ｆ３２線に沿う安全弁の断面図。 図２の安全弁の凹部加工工程、第１の刻印工程、及び第２の刻印工程のそれぞれで変形される領域を模式的に示す図。 図２の安全弁の凹部加工工程を施した封口板を示し、（Ａ）は外側凹部が加工された封口板の平面図、（Ｂ）はＦ５１−Ｆ５１線に沿う封口板の断面図。 図５の封口板に第１の刻印工程を施した封口板を示し、（Ａ）は第１の周溝及び第１の横断溝が加工された封口板の平面図、（Ｂ）はＦ６１線を通る封口板の部分的な断面図、（Ｃ）はＦ６２線及びＦ６３線を通る封口板の部分的な断面図。 図６の封口板に第２の刻印工程を施した封口板を示し、（Ａ）は第２の周溝及び第２の横断溝が加工された封口板の平面図、（Ｂ）はＦ７１線を通る封口板の部分的な断面図、（Ｃ）はＦ７２線及びＦ７３線を通る封口板の部分的な断面図。 図２のハッチ部が開放された状態の安全弁の斜視図。 本発明に係る第２の実施形態の封口板に設けられる安全弁の斜視図。 図９の安全弁を示し、（Ａ）は安全弁の平面図、（Ｂ）はＦ１０１−Ｆ１０１線に沿う安全弁の断面図、（Ｃ）はＦ１０２−Ｆ１０２線に沿う安全弁の断面図。 図９の安全弁の凹部加工工程、第１の刻印工程、及び第２の刻印工程のそれぞれで変形される領域を模式的に示す図。 図９の安全弁の凹部加工工程を施した封口板を示し、（Ａ）は外側凹部が加工された封口板の平面図、（Ｂ）はＦ１２１−Ｆ１２１線に沿う封口板の断面図、（Ｃ）はＦ１２２−Ｆ１２２線に沿う封口板の断面図。 図１２の封口板に第１の刻印工程を施した封口板を示し、（Ａ）は第１の周溝及び第１の横断溝が加工された封口板の平面図、（Ｂ）はＦ１３１線を通る封口板の部分的な断面図、（Ｃ）はＦ１３２線を通る封口板の部分的な断面図。 図１３の封口板に第２の刻印工程を施した封口板を示し、（Ａ）は第２の周溝及び第２の横断溝が加工された封口板の平面図、（Ｂ）はＦ１４１線を通る封口板の部分的な断面図、（Ｃ）はＦ１４２線を通る封口板の部分的な断面図。 本発明に係る第３の実施形態の封口板に設けられる安全弁の斜視図。 図１５の安全弁の凹部加工工程、第１の刻印工程、及び第２の刻印工程のそれぞれで変形される領域を模式的に示す図。 図１５の安全弁の凹部加工工程及び第１の刻印工程を施した封口板を示し、（Ａ）は第１の周溝及び第１の横断溝が加工された封口板の平面図、（Ｂ）はＦ１７１線〜Ｆ１７３線を通る封口板の部分的な断面図。 図１７の封口板に第２の刻印工程を施した封口板を示し、（Ａ）は第２の周溝及び第２の横断溝が加工された封口板の平面図、（Ｂ）はＦ１８１線を通る封口板の部分的な断面図、（Ｃ）はＦ１８２線及びＦ１８３線を通る封口板の部分的な断面図。 本発明に係る第４の実施形態の封口板に設けられる安全弁の斜視図。 図１９の安全弁の凹部加工工程、第１の刻印工程、及び第２の刻印工程のそれぞれで変形される領域を模式的に示す図。 図１９の安全弁の凹部加工工程、第１の刻印工程、及び第２の刻印工程を施した封口板を示し、（Ａ）は第２の周溝が加工された封口板の平面図、（Ｂ）はＦ２１１線を通る封口板の部分的な断面図、（Ｃ）はＦ２１２線を通る封口板の部分的な断面図、（Ｄ）はＦ２１３線を通る封口板の部分的な断面図。 本発明に係る第５の実施形態の封口板に設けられる安全弁の斜視図。 図２２の安全弁の凹部加工工程及び第１の刻印工程を施した封口板を示し、（Ａ）は第１の周溝及び第１の横断溝が加工された封口板の平面図、（Ｂ）はＦ２３１線を通る封口板の部分的な断面図、（Ｃ）はＦ２３２線及びＦ２３３線を通る封口板の部分的な断面図。 図２３の封口板に第２の刻印工程を施した封口板を示し、（Ａ）は第２の周溝及び第２の横断溝が加工された封口板の平面図、（Ｂ）はＦ２４１線を通る封口板の部分的な断面図、（Ｃ）はＦ２４２線及びＦ２４３線を通る封口板の部分的な断面図。 本発明に係る第６の実施形態の封口板に設けられる安全弁の斜視図。 図２５の安全弁の凹部加工工程、第１の刻印工程、及び第２の刻印工程のそれぞれで変形される領域を模式的に示す図。 図２５の安全弁の凹部加工工程、第１の刻印工程、及び第２の刻印工程を施した封口板を示し、（Ａ）は第２の周溝及び第２の横断溝が加工された封口板の平面図、（Ｂ）はＦ２７１線を通る封口板の部分的な断面図、（Ｃ）はＦ２７２線を通る封口板の部分的な断面図、（Ｄ）はＦ２７３線を通る封口板の部分的な断面図。 本発明に係る第７の実施形態の封口板に設けられる安全弁の斜視図。 図２８の安全弁の凹部加工工程、第１の刻印工程、及び第２の刻印工程のそれぞれで変形される領域を模式的に示す図。 図２８の安全弁の凹部加工工程を施した封口板を示し、（Ａ）は外側凹部及び厚肉部が加工された封口板の平面図、（Ｂ）はＦ３０１−Ｆ３０１線に沿う封口板の断面図、（Ｃ）はＦ３０２−Ｆ３０２線に沿う封口板の断面図。 図３０の封口板に第１の刻印工程を施した封口板を示し、（Ａ）は第１の周溝及び第１の横断溝が加工された封口板の平面図、（Ｂ）はＦ３１１線を通る封口板の部分的な断面図、（Ｃ）はＦ３１２線を通る封口板の部分的な断面図、（Ｄ）はＦ３１３線を通る封口板の部分的な断面図。 図３１の封口板に第２の刻印工程を施した封口板を示し、（Ａ）は第２の周溝及び第２の横断溝が加工された封口板の平面図、（Ｂ）はＦ３２１線を通る封口板の部分的な断面図、（Ｃ）はＦ３２２線を通る封口板の部分的な断面図、（Ｄ）はＦ３２３線を通る封口板の部分的な断面図。 他の実施形態の安全弁の溝のパターンを示す図。

本発明に係る第１の実施形態の密閉型電池１について、図１から図８を参照して説明する。図１に示す密閉型電池１は、開口部２Ａを有した容器２とこの開口部２Ａを塞ぐ封口板３とによって密封された外殻が形成されている。容器２は、コアを電解液とともに格納している。コアは、セパレータを介在させ、正極及び負極を積層してあるいは捲回して造られている。正極及び負極の端子４１，４２は、容器２の内側から外側へ封口板３を貫通し、絶縁部材４３を介して封口板３に固定されている。本実施形態の密閉型電池１の容器２は、端子４１，４２が並ぶ方向を横切る方向に偏平した角形に形成されている。

また、封口板３は、プレート部３Ａと安全弁３Ｂとを備えている。プレート部３Ａは、密閉型電池１の容器２の開口部２Ａを塞いで容器２とともに外殻を形成する。安全弁３Ｂは、端子４１，４２どうしの間となる位置のプレート部３Ａの一部に一体に形成されている。プレート部３Ａは、容器２の開口部２Ａと嵌り合う段差を外周部３Ｃに有している。プレート部３Ａの外周部３Ｃと容器２の開口部２Ａの縁とが付き合わされることで造られた開先は、レーザ溶接などによってシール溶接される。なお、密閉型電池１に適用される密封手段であれば、容器２と封口板３との密封手段は、溶接以外の方法で接合されてもよい。

安全弁３Ｂは、図２に示すように、外側凹部３０１と、内側凹部３０２と、外周湾曲部３０３と、ハッチ部３０４と、リガメント部３０５と、第１の周溝３１、第１の横断溝３２と、第２の周溝３３と、を少なくとも含む。本実施形態の場合、さらに第２の横断溝３４を含んでいる。図２及び図３の（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、外側凹部３０１は、外殻となる封口板３すなわちプレート部３Ａの外表面から凹んでいる。内側凹部３０２は、外側凹部３０１に対して一致し、外殻となる封口板３すなわちプレート部３Ａの内表面から凹んでいる。外側凹部３０１は、プレート部３Ａの外表面に垂直な内周縁３０６を有し、内側凹部３０２は、内周縁３０６に対応する位置から容器２の内側に向かって拡開する傾斜縁３０７を有している。本実施形態の場合、外側凹部３０１及び内側凹部３０２は、楕円形、より詳しくは平行な一対の直線縁部を含む楕円形に形成される。

外周湾曲部３０３は、図３の（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、外側凹部３０１と内側凹部３０２との間にプレート部３Ａに一続きにかつ外側凹部３０１の内周縁３０６に沿って一定幅に形成され、外側凹部３０１の方に膨出している。このとき、外周湾曲部３０３は、プレート部３Ａの外表面よりも突出しないように形成される。また、外周湾曲部３０３の内表面側は、外周湾曲部３０３が外側に膨らんでいることによって、内側凹部３０２の傾斜縁３０７になだらかに連続するように形成される。これにより、加工の際の変形や密閉型電池１の内部圧力によって外周湾曲部３０３とプレート部３Ａとの連続部に作用する応力は、緩和される。

ハッチ部３０４は、少なくとも２つ、本実施形態では図２及び図３の（Ａ）に示すように、楕円形に形成された外側凹部３０１及び内側凹部３０２の平行な直線縁部に沿う方向に２つ配置される。ハッチ部３０４は、図３の（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように外周湾曲部３０３の内側にこの外周湾曲部３０３に一続きに形成され、外側凹部３０１側へ膨出している。

リガメント部３０５は、図２、図３（Ａ）及び（Ｃ）に示すように、ハッチ部３０４のそれぞれを外周湾曲部３０３に連結させる。このリガメント部３０５は、密閉型電池１の容器２の内部圧力が安全弁３Ｂに設定された作動圧力を超えた場合に開放されたハッチ部３０４を異物として飛散させないために設けられる。したがって、リガメント部３０５は、ハッチ部３０４が開放される際の起点に設定される位置から遠い位置に設けられることが好ましい。

第１の周溝３１は、図２及び図３に示すように、外周湾曲部３０３とハッチ部３０４との間に配置され、外側凹部３０１側から凹んでいる。第１の周溝３１は、直線溝３１１と円弧溝３１２とを含む。直線溝３１１は、外側凹部３０１の一対に設けられる直線縁部に沿う部分である。円弧溝３１２は、平行に延びた２つの直線溝３１１の一方の直線溝３１１の端部から他方の直線溝３１１の端部へ向かって円弧でつなぐように延びている。また、第１の横断溝３２は、２つのハッチ部３０４の間を横断するように配置され、外側凹部３０１側から第１の周溝３１と同じ深さに凹んでおり、第１の周溝３１の直線溝３１１を一方から他方に向かって接続する。

本実施形態の場合、図２及び図３に示すように、第１の周溝３１は、リガメント部３０５において不連続に形成されている。言い換えると、リガメント部３０５は、第１の周溝３１を横切って配置される。具体的には、リガメント部３０５は、直線溝３１１の端部と円弧溝３１２の間に配置される。したがって、リガメント部３０５は、外周湾曲部３０３と同じ板厚でハッチ部３０４へ連結される。

また、第１の横断溝３２は、楕円形に形成された外側凹部３０１の長径方向に対して、すなわち直線溝３１１に対して、斜めに連続する斜角溝３２１を含んでいる。直線溝３１１と斜角溝３２１との交差する角度は、本実施形態において３０°〜６０°の間、好ましくは約４５°に傾いた状態である。

第２の周溝３３は、図２及び図３に示すように、少なくともリガメント部３０５を除いて第１の周溝３１の中に形成される。本実施形態では、第２の周溝３３は第１の周溝３１の全域にわたって設けられる。第２の横断溝３４は、第１の横断溝３２の中に第２の周溝３３と同じ深さに形成され、第２の周溝３３に連続する。つまり、第２の周溝３３及び第２の横断溝は、第１の周溝３１及び第１の横断溝３２と同じ範囲にわたって形成されており、したがって、第２の周溝３３は、直線溝３３１及び円弧溝３３２を含み、第２の横断溝３４は、斜角溝３４１を含む。

既に述べたように、リガメント部３０５は、ハッチ部３０４が開放されるときの起点となる位置から離れた位置に設けることが好ましい。本実施形態の場合、上述のように第１の周溝３１、第１の横断溝３２、第２の周溝３３および第２の横断溝３４が形成される結果、第１の周溝と第１の横断溝３２が交差する部分、すなわち第２の周溝３３と第２の横断溝３４が交差する部分が開放起点Ｘとなりやすい。そこで、リガメント部３０５は、それぞれのハッチ部３０４に対して開放起点Ｘから溝伝いに遠い位置、すなわち斜角溝３２１に対して鋭角を成す側の直線溝３１１の端部と円弧溝３１２の間にリガメント部３０５を設ける。

以上のように構成される安全弁３Ｂをプレート部３Ａに一体に形成する封口板３の製造方法を図４から図７を参照して説明する。本発明に係る一実施形態の封口板３の製造方法によれば、凹部加工工程と、第１の刻印工程と、第２の刻印工程とを含み、三段階に分けて加工されることで、プレート部３Ａの一部に一体に安全弁３Ｂが形成される。

図４は、各工程において加工される範囲を模式的に示している。図４中の下から順番に、凹部加工工程で型押しされる領域Ｐ１、第１の刻印工程で第１の刻印によって型押しされる領域Ｐ２、第２の刻印工程で第２の刻印によって型押しされる領域Ｐ３を示す。いずれも、説明上分かりやすいように誇張して図示されている。

図５は封口板３の材料に対して凹部加工工程を施した状態を示し、図６は図５の封口板３に対して第１の刻印工程を施した状態を示し、図７は図６の封口板に対して第２の刻印工程を施した状態を示す。

凹部加工工程では、封口板３のプレート部３Ａを外型と内型とで板厚方向に挟んで押しつぶすプレス加工によって、図５に示すように外側凹部３０１及び内側凹部３０２をプレート部３Ａの一部に同時に成形する。このとき、プレート部３Ａは、安全弁３Ｂが加工される前の一次材料である。外型は、板厚方向に外殻の外表面から外側凹部３０１を形成する凸型である。内型は、板厚方向に外殻の内表面から内側凹部３０２を外側凹部３０１に一致させて形成する凸型である。加工された範囲を外側凹部３０１側から見た平面図を図５（Ａ）に示し、外側凹部３０１及び内側凹部３０２が形成された範囲の断面図を図５（Ｂ）に示す。

第１の刻印工程では、凹部加工工程を経たプレート部３Ａを第１の刻印と受型とで板厚方向に挟んでプレス加工することによって、外周湾曲部３０３と、２つのハッチ部３０４と、リガメント部３０５とを形成する。第１の刻印は、第１の周溝３１及び第１の横断溝３２を成形する凸型を有しており、外側凹部３０１に押し当てられる。受型は、内側凹部３０２に嵌る凸型を有し、内側凹部３０２に当てられる。第１の刻印工程を経ることで外側凹部３０１に第１の周溝３１及び第１の横断溝３２が加工された平面図を図６（Ａ）に示し、図６（Ａ）中のＦ６１線に沿う断面（リガメント部３０５の断面）を図６（Ｂ）に、図６（Ａ）中のＦ６２線に沿う断面（第１の周溝３１の断面）及びＦ６３線に沿う断面（第１の横断溝３２の断面）を図６（Ｃ）にそれぞれ示す。

また、第１の刻印工程を経ることで、外周湾曲部３０３は第１の周溝３１の外側に形成され、２つのハッチ部３０４は第１の周溝３１及び第１の横断溝３２で囲われる内側に形成される。外周湾曲部３０３及びハッチ部３０４は、平坦な受型に対して第１の刻印を押し当てることで、外側凹部３０１側に膨出する。また、第１の周溝３１を加工しない不連続部がリガメント部３０５となるべく残される。

第２の刻印工程では、第１の刻印工程を経たプレート部３Ａを第２の刻印と受型とで板厚方向に挟んでプレス加工することによって、第１の周溝３１の中に第２の周溝３３を少なくともリガメント部３０５を除いて形成する。本実施形態の場合、安全弁３Ｂは第２の横断溝３４も有しているので、第２の刻印は、第２の周溝３３及び第２の横断溝３４を第１の周溝３１の中及び第１の横断溝３２の中にそれぞれ形成する凸型を有している。

第２の周溝３３は、第１の周溝３１の不連続部に合致する不連続部を有している。リガメント部３０５は、この不連続部、すなわちハッチ部３０４のそれぞれを外周湾曲部３０３に連結する部分である。第２の刻印工程を経ることで第１の周溝３１及び第１の横断溝３２の中に第２の周溝及び第２の横断溝がそれぞれ加工され平面図を図７（Ａ）に示し、図７（Ａ）中のＦ７１線に沿う断面（リガメント部３０５の断面）を図７（Ｂ）に、図７（Ａ）中のＦ７２線に沿う断面（第１の周溝３１及び第２の周溝３３の断面）及びＦ７３線に沿う断面（第１の横断溝３２及び第２の横断溝３４の断面）を図７（Ｃ）にそれぞれ示す。

以上の製造方法によって作られた封口板３は、図２及び図３に示す安全弁３Ｂがプレート部３Ａに一体に形成され、密閉型電池１に組み込まれる。密閉型電池１の容器２に内部圧力が加わると、安全弁３Ｂが容器２の外側に向かって押圧される。このとき、外周湾曲部３０３及びハッチ部３０４は、外側凹部３０１側に膨出しているので、内圧が比較的小さい間は、外周湾曲部３０３が外側へ押し出されるように変位することによって、外周湾曲部３０３の内周、すなわち第１の周溝３１及び第２の周溝３３が設けられた部分がすぼまるように変位する。したがって、第１の周溝３１及び第２の周溝３３の底部に圧縮応力が作用する。安全弁３Ｂの作動圧力（開封される圧力）として予め設定された圧力に内部圧力が近づくと、第１の周溝３１及び第２の周溝３３の底部に引張応力が作用するようになる。

また、第１の横断溝３２及び第２の横断溝３４は、第１の周溝３１及び第２の周溝３３に対して傾斜した斜角溝３２１，３４１であるため、ハッチ部３０４は、斜角溝３２１，３４１と鈍角を成す直線溝３１１，３３１に面した縁３０４Ａよりも斜角溝３２１，３４１と鋭角を成す直線溝３１１，３３１に面した縁３０４Ｂの方が長い。さらに、斜角溝３２１，３４１と鋭角を成す直線溝３１１，３３１の端部と円弧溝３１２，３３２との間にリガメント部３０５が設けられている。したがって、ハッチ部３０４は、直線溝３１１，３３１に沿って長い縁３０４Ｂの方が外周湾曲部３０３に対する結合力が強い。その結果、斜角溝３２１，３４１である第１の横断溝３２及び第２の横断溝３４の底部には、この溝に沿う方向の剪断応力が作用することとなる。

そして、安全弁３Ｂの作動圧力よりも内部圧力が高くなると、斜角溝３２１，３４１と直線溝３１１，３３１とが鈍角を成す角部が開放起点Ｘとなって、この開放起点Ｘから第２の周溝３３及び第２の横断溝３４の底部に沿って安全弁３Ｂが開封され、内部圧力を発生していたガスが放出される。リガメント部３０５は、安全弁３Ｂの開放起点Ｘに対して溝伝いに遠い位置に配置されている。具体的には、ハッチ部３０４の中心に対してほぼ対称となる位置にリガメント部３０５と開放起点Ｘとが配置される。安全弁３Ｂが開放されると、放出されるガスの勢いによって、ハッチ部３０４は、図８に示すようにリガメント部３０５を支点に容器２の外側へ、リガメント部３０５を捩るように回動する。ハッチ部３０４を開放させるエネルギーは、リガメント部３０５を変形させるエネルギーとして吸収される。

以上のように、本発明に係る密閉型電池１の封口板３に設けられた安全弁３Ｂは、設定された作動圧力を超える圧力が容器２の内部に発生することによって開放された場合でも、リガメント部３０５を有しているので、ハッチ部３０４が飛散しない。また、外周湾曲部３０３及びハッチ部３０４は、外側に向かって膨出しているが、外側凹部３０１の内側に収まっている。つまり、安全弁３Ｂは、封口板の外表面を突出しないように成形されている。したがって、密閉型電池１の製造工程において、封口板３を重ねても、安全弁３Ｂに傷がつくことを防止できる。

安全弁３Ｂを開放させる内部圧力に起因する引張応力は、安全弁３Ｂの中心部分に集中する。安全弁３Ｂが楕円形である場合、長径方向に沿う溝があると、その溝に応力が集中しやすい。したがって、安全弁３Ｂが平行な直線部分を有している場合、そのどちら側があるいは直線部分のどの位置が開放起点Ｘになるか定まりにくく、安全弁３Ｂの作動性能が安定しなくなる。本願発明に係る封口板３の安全弁３Ｂは、第１の横断溝３２及び第２の横断溝３４を設けているので、開放起点Ｘは、第１の周溝３１及び第２の周溝３３と第１の横断溝３２及び第２の横断溝３４との交差部（溝の連結部）に特定される。つまり、安全弁３Ｂの作動性能が安定する。

特に、第１の横断溝３２及び第２の横断溝３４は、第１の周溝３１及び第２の周溝３３の直線溝３１１，３３１に対して斜めに接続される斜角溝３２１，３４１である。したがって、第２の横断溝３４の底部に作用する溝に交差する方向の引張応力は、第２の横断溝３４が直線溝３１１，３３１に対して平行に配置された場合に底部に作用する引張応力に比べて小さくなり、代わりに、第２の横断溝３４の底部には、この溝に沿う方向に剪断応力が作用する。密閉型電池１が充電と放電を繰り返される二次電池である場合、安全弁３Ｂを開封する作動圧力よりも低い内部圧力が繰り返し作用することが想定される。内部圧力によって第２の横断溝３４の底部に繰り返し作用する応力が第２の横断溝３４に沿う剪断応力であることで、繰り返し応力による疲労破壊に至るまでの耐久性が向上する。つまり、作動圧力に対する安全弁３Ｂの作動性能が安定するとともに、作動圧力以下における安全弁３Ｂの耐久性も向上する。

さらに、この封口板３の製造方法によれば、凹部加工工程においてプレス加工で押しつぶして外側凹部３０１及び内側凹部３０２を成形するので、安全弁３Ｂ及びその周辺の材料強度が高まるとともに、安全弁３Ｂの安定した作動性能を得ることができる。また、第１の周溝３１及び第１の横断溝３２の中に第２の周溝３３および第２の横断溝３４を形成することで、一度に加工される変形量を少なくできるので、変形による熱や高い応力が加工時に局部的に発生することを防止できる。つまり、本発明に係る封口板の製造方法によれば、プレス加工によって形成された安全弁３Ｂの材料特性のばらつきを抑えることができ、安全弁３Ｂの作動性能が安定する。

以下に、本発明に係る第２から第７の実施形態の封口板３について説明する。各実施形態において、第１の実施形態の封口板３と同じ機能を有する構成は、各実施形態中でも同じ符号を付し、詳細な説明は第１の実施形態の対応する記載及び図面を参酌することとする。したがって、以下の各実施形態の説明では、異なる点を中心に説明し、そのほかの詳細は、第１の実施形態から当該実施形態のひとつ前までの実施形態中に説明されたものとする。

本発明に係る第２の実施形態の封口板３について、図９から図１４を参照して説明する。図９は、封口板３の一部に一体に形成された安全弁３Ｂの斜視図である。外周湾曲部３０３及びハッチ部３０４は、第１の周溝３１及び第１の横断溝３２によって区画され、外側凹部３０１側に膨出している。また、第１の周溝３１及び第１の横断溝３２の中には、第２の周溝３３および第２の横断溝３４が形成されている。第２の実施形態では、それぞれのハッチ部３０４の中央部に厚肉部３０８を有している点が、第１の実施形態の安全弁３Ｂと異なっている。

図１０（Ａ）は、図９の安全弁３Ｂを外側凹部３０１側から見た平面図であり、第１の横断溝３２及び第２の横断溝３４が斜めに配置された中央部（Ｆ１０１−Ｆ１０１線）の断面図を図１０（Ｂ）に、リガメント部３０５を通る（Ｆ１０２−Ｆ１０２線）断面図を図１０（Ｃ）に、それぞれ示す。図１０（Ｃ）に示されるように、厚肉部３０８は、ハッチ部３０４の中央部において外側凹部３０１側に突出し、内側凹部３０２側には突出していない。また、ハッチ部３０４は、厚肉部３０８を有していても、外側凹部３０１の中に収まっている。

この厚肉部３０８は、封口板３に安全弁３Ｂを形成する過程で造られる。図１１は、凹部加工工程、第１の刻印工程、及び第２の刻印工程においてそれぞれ加工される範囲を模式的に示している。図１１中の下から順番に、凹部加工工程で型押しされる領域Ｐ１、第１の刻印工程で第１の刻印によって型押しされる領域Ｐ２、第２の刻印工程で第２の刻印によって型押しされる領域Ｐ３を示す。凹部加工工程で型押しされる領域Ｐ１の中に、異なるハッチングを施した領域Ｐ４は、厚肉部３０８を形成するために外側凹部３０１よりも型が引っ込んでいる。

図１２は、凹部加工工程が施された封口板３の安全弁３Ｂの部分を示す。図１２（Ａ）は、外側凹部３０１側から見た加工部分の平面図であり、図１２（Ｂ）は、外側凹部３０１及び内側凹部３０２が加工された中央部（Ｆ１２１−Ｆ１２１線）を通る断面図であり、図１２（Ｃ）は、厚肉部３０８が形成された部分（Ｆ１２２−Ｆ１２２線）を通る断面図である。図１２（Ｃ）を見てわかるように、厚肉部３０８は、外側凹部３０１側に突出しており、内側凹部３０２側には突出していない。また、図１２に示すように凹部加工工程では、外周湾曲部３０３及びハッチ部３０４が区画されておらず、外側凹部３０１側にも膨出していない。

図１３は、凹部加工工程の後、さらに第１の刻印工程が施された封口板３の安全弁３Ｂの部分を示す。図１３（Ａ）は平面図、図１３（Ｂ）はリガメント部３０５を通る部分（Ｆ１３１線）の断面図、図１３（Ｃ）は第１の周溝３１の円弧溝３１２を横切る部分（Ｆ１３２線）の断面図である。図からは分かりにくいが、厚肉部３０８が設けられていることによって、外周湾曲部３０３に対してハッチ部３０４が外側凹部３０１側へ膨出する大きさは、少し小さく抑えられる。

図１４は、第１の刻印工程の後、第２の刻印工程が施された封口板３の完成した安全弁３Ｂを示す。図１４（Ａ）は完成した安全弁３Ｂの平面図、図１４（Ｂ）はリガメント部３０５を通る部分（Ｆ１４１線）の断面図、図１４（Ｃ）は第２の周溝３３の円弧溝３３２を横切る部分（Ｆ１４２線）の断面図である。図１４に示すように、第２の周溝３３及び第２の横断溝３４は、第１の周溝３１及び第１の横断溝３２の全長にわたって形成される。

以上のように構成された第２の実施形態の封口板３は、密閉型電池１に組み立てられ、容器２内に発生するガスによって安全弁３Ｂの作動圧力以上の内部圧力を受けると、第１の実施形態の図８に示したのと同様に、ハッチ部３０４が開放される。安全弁３Ｂの作動圧力に対して十分に低い圧力を繰り返し受ける場合、ハッチ部３０４に厚肉部３０８を有しているので変形量が少なく、第１の実施形態の封口板３に設けられた安全弁３Ｂよりも繰り返し応力による疲労に対する耐久性が向上する。

本発明に係る第３の実施形態の封口板３について、図１５から図１８を参照して説明する。図１５は、封口板３の一部に一体に形成された安全弁３Ｂの斜視図である。外周湾曲部３０３及びハッチ部３０４は、第１の周溝３１及び第１の横断溝３２によって区画され、外側凹部３０１側に膨出している。また、第２の周溝３３及び第２の横断溝３４は、第１の周溝３１及び第１の横断溝３２の中に形成されている。第３の実施形態の安全弁３Ｂは、第１の周溝３１がリガメント部３０５においても連続して、すなわちリガメント部３０５を横切って形成されている点が、第１の実施形態の安全弁３Ｂと異なっている。

図１６は、凹部加工工程、第１の刻印工程、及び第２の刻印工程においてそれぞれ加工される範囲を模式的に示している。図１６中の下から順番に、凹部加工工程で型押しされる領域Ｐ１、第１の刻印工程で第１の刻印によって型押しされる領域Ｐ２、第２の刻印工程で第２の刻印によって型押しされる領域Ｐ３をそれぞれ示す。本実施形態では、この第１の刻印工程で使用される第１の刻印の形状が異なっている。具体的には、第１の刻印は、リガメント部３０５を横切る凸型、すなわち図１６の領域Ｐ２に示すように第１の周溝３１を全周にわたって形成する凸型を有している。

凹部加工工程は、第１の実施形態と同じであるので、図５及びその説明を参酌するものとする。図１７は、第１の刻印工程が施された封口板３の安全弁３Ｂの部分を示す。図１７（Ａ）は加工部分の平面図、図１７（Ｂ）はリガメント部３０５を横切る第１の周溝３１の部分（Ｆ１７１線）、第１の周溝３１の円弧溝３１２の部分（Ｆ１７２線）、及び第１の横断溝３２の部分（Ｆ１７３線）のそれぞれ共通する断面図である。第１の刻印工程が施されることによって、外周湾曲部３０３及びハッチ部３０４は、区画され、外側凹部３０１側へ膨出する。

図１８は、第２の刻印工程が施された封口板３の安全弁３Ｂの部分を示す。図１８（Ａ）は完成した安全弁３Ｂの平面図、図１８（Ｂ）はリガメント部３０５を通る（Ｆ１８１線）の断面図、図１８（Ｃ）は第２の周溝３３の円弧溝３３２を横切る部分（Ｆ１８２線）及び第２の横断溝３４を横切る部分（Ｆ１８３線）の共通する断面図である。図１６及び図１８で分かるように、リガメント部３０５は、第２の周溝３３が形成されていない部分で構成されることになる。

以上のように構成される安全弁３Ｂにおいて、第２の周溝３３が形成されていない部分に、リガメント部３０５が形成されているが、リガメント部３０５の機能を満たすべく、第１の周溝３１の深さを浅くする、あるいは、リガメント部３０５を形成するために第２の周溝を設けない範囲を広くする等、寸法が調整される。リガメント部３０５の形状が異なっている点を除いて、第３の実施形態の封口板３に設けられた安全弁３Ｂは、第１の実施形態の封口板３に設けられた安全弁３Ｂと同じである。したがって、密閉型電池１の封口板３に第３の実施形態の封口板３を採用した場合、第１の実施形態と同様に安全弁３Ｂの作動圧力以上の内部圧力を受けると、ハッチ部３０４が開放される。また、第３の実施形態の安全弁３Ｂもまた、外周湾曲部３０３及びハッチ部３０４が外側凹部３０１側に膨出しているとともに第１の横断溝３２及び第２の横断溝３４を有していることで、安全弁３Ｂの作動圧力に対して十分に低い圧力を繰り返し受ける場合、繰り返し応力に対する耐久性が高い。また第１及び第２の実施形態の封口板３の安全弁３Ｂと同様に、開放起点Ｘが決まっているので、作動圧力によってハッチ部３０４が開放される作動安定性に優れている。

本発明に係る第４の実施形態の封口板３について、図１９から図２１を参照して説明する。図１９は、封口板３の一部に一体に形成された安全弁３Ｂの斜視図である。外周湾曲部３０３及びハッチ部３０４は、第１の周溝３１及び第１の横断溝３２によって区画され、外側凹部３０１側に膨出している。第１の周溝３１は、リガメント部３０５を除いて形成されている。第２の周溝３３は、第１の周溝３１の全体に形成されている。第４の実施形態の安全弁３Ｂは、第２の横断溝３４が形成されない点が、第１の実施形態と異なっている。

図２０は、凹部加工工程、第１の刻印工程、及び第２の刻印工程においてそれぞれ加工される範囲を模式的に示している。図２０中の下から順番に、凹部加工工程で型押しされる領域Ｐ１、第１の刻印工程で第１の刻印によって型押しされる領域Ｐ２、第２の刻印工程で第２の刻印によって型押しされる領域Ｐ３をそれぞれ示す。本実施形態では、この第２の刻印工程で使用される第２の刻印の形状が異なっている。具体的には、第２の刻印は、第２の横断溝３４を含まない凸型、すなわち図２０の領域Ｐ３に示すように、リガメント部３０５を除く範囲の第２の周溝３３を有した凸型を有している。

凹部加工工程及び第１の刻印工程は、第１の実施形態と同じであるので、図５、図６及びそれらの説明を参酌するものとする。図２１は、第２の刻印工程が施された封口板３の安全弁３Ｂの部分を示す。図２１（Ａ）は完成した安全弁３Ｂの平面図、図２１（Ｂ）はリガメント部３０５を通る部分（Ｆ２１１線）の断面図、図２１（Ｃ）は第２の周溝３３の円弧溝３３２を横切る部分（Ｆ２１２線）の断面図、図２１（Ｄ）は第２の横断溝が加工されなかった第１の横断溝３２を横切る部分（Ｆ２１３線）の断面図である。

以上のように構成された第４の実施形態の封口板３の安全弁３Ｂは、第２の横断溝が設けられていない分だけ、第１の横断溝３２に沿う方向に作用する剪断応力に対して高い強度を有する。したがって、第４の実施形態の封口板３の安全弁３Ｂは、作動圧力に対してハッチ部３０４が開放される作動安定を維持しつつ、作動圧力よりも低い圧力が繰り返しかかった場合の繰り返し応力による疲労に対する耐久性が、第１の実施形態よりも向上する。また、繰り返し応力の大きさも比較して大きい応力まで耐えることが可能になる。

本発明に係る第５の実施形態の封口板３について、図２２から図２４を参照して説明する。図２２は、封口板３の一部に一体に形成された安全弁３Ｂの斜視図である。外周湾曲部３０３及びハッチ部３０４は、第１の周溝３１及び第１の横断溝３２によって区画され、外側凹部３０１側に膨出している。第２の周溝３３および第２の横断溝３４は、第１の周溝３１及び第１の横断溝３２の中に形成されている。第５の実施形態の封口板３の安全弁３Ｂは、第１の横断溝３２及び第２の横断溝３４が第１の実施形態の安全弁３Ｂと異なっている。

図２２に示すように、第１の横断溝３２は、第１の周溝３１の直線溝３１１よりも短く平行に延びた中央溝３２２と、この両端から第１の周溝３１の直線溝３１１へ斜めに延びた斜角溝３２１とを含む。したがって、第２の横断溝３４もまた第１の横断溝３２の中に形成されるので、中央溝３４２及び斜角溝３４１を含む。

第５の実施形態の場合も他の実施形態と同様に、凹部加工工程、第１の刻印工程、及び第２の刻印工程によって、安全弁３Ｂが封口板３の一部に一体に形成される。凹部加工工程で型押しされる領域Ｐ１は、第１の実施形態と同じであるので、図５及びその説明を参酌するものとする。

図２３は、第１の刻印工程が施された封口板３の安全弁３Ｂの部分を示す。図２３（Ａ）は加工部分の平面図、図２３（Ｂ）はリガメント部３０５を通る部分（Ｆ２３１線）の断面図、図２３（Ｃ）は第１の周溝３１の円弧溝３１２を横切る部分（Ｆ２３２線）及び第１の横断溝３２の中央溝３２２を横切る部分（Ｆ２３３線）のそれぞれ共通する断面図である。したがって、第１の刻印工程において使用される第１の刻印は、図２３（Ａ）に示すように、中央溝３２２及び斜角溝３２１を含む第１の横断溝３２を形成する凸型を有している。

図２４は、第２の刻印工程が施された封口板３の安全弁３Ｂの部分を示す。図２４（Ａ）は完成した安全弁３Ｂの平面図、図２４（Ｂ）はリガメント部３０５を通る部分（Ｆ２４１線）の断面図、図２４（Ｃ）は第２の周溝３３の円弧溝３３２を横切る部分（Ｆ２４２線）及び第２の横断溝３４の中央溝３４２を横切る部分（Ｆ２４３線）のそれぞれ共通する断面図である。図２４に示すように、第２の周溝３３及び第２の横断溝３４は、第１の実施形態と同様に、第１の周溝３１及び第１の横断溝３２の全長にわたって形成されている。

第５の実施形態では、安全弁３Ｂが中央溝３２２，３４２を有していることによって、開放起点Ｘは、中央溝３２２，３４２と斜角溝３２１，３４１との交点に設定される。つまり、中央溝３２２，３４２の長さ及び中央溝３２２，３４２と斜角溝３２１，３４１との交差角度を調整することによって、安全弁３Ｂの作動圧力を設定しやすくなる。溝の深さを調整するよりも中央溝３２２，３４２の長さや斜角溝３２１，３４１の配置を変更する方が、自由度が大きく調整しやすい。

本発明に係る第６の実施形態の封口板３について、図２５から図２７を参照して説明する。図２５は、封口板３の一部に一体に形成された安全弁３Ｂの斜視図である。外周湾曲部３０３及びハッチ部３０４は、第１の周溝３１及び第１の横断溝３２によって区画され、外側凹部３０１側に膨出している。また、第１の周溝３１は、第５の実施形態と同様に、リガメント部３０５を除いて形成されている。

第６の実施形態の安全弁３Ｂは、第２の周溝３３および第２の横断溝３４が形成される範囲が第５の実施形態の安全弁３Ｂと異なっている。具体的には、第２の周溝３３は、リガメント部３０５及びその近傍を除く範囲に形成される。すなわち、第２の周溝３３は、第１の周溝３１よりもリガメント部３０５から離間して不連続に形成される。また、第２の横断溝３４は、第１の横断溝３２の中央溝３２２に形成されない。

図２６は、凹部加工工程、第１の刻印工程、及び第２の刻印工程においてそれぞれ加工される範囲を模式的に示している。図２６中の下から順番に、凹部加工工程で型押しされる領域Ｐ１、第１の刻印工程で第１の刻印によって型押しされる領域Ｐ２、第２の刻印工程で第２の刻印によって型押しされる領域Ｐ３をそれぞれ示す。つまり、第１の刻印工程で使用される第１の刻印は、図２６の領域Ｐ２に対応する凸型を有し、第２の刻印工程で使用される第２の刻印は、図２６の領域Ｐ３に対応する凸型を有している。

凹部加工工程は、第１の実施形態と同様であるので、図５及びその説明を参酌するものとする。また、第１の刻印工程は、第５の実施形態と同様であるので、図２３及びその説明を参酌するものとする。図２７は、第２の刻印工程が施された封口板３の安全弁３Ｂの部分を示す。図２７（Ａ）は完成した安全弁３Ｂの平面図、図２７（Ｂ）はリガメント部３０５を通る部分（Ｆ２７１線）の断面図、図２７（Ｃ）は第２の周溝３３の円弧溝３３２を横切る部分（Ｆ２７２線）の断面図、図２７（Ｄ）は第２の横断溝３４のうち中央溝３４２が形成されない第１の横断溝３２の中央溝３２２を横切る部分（Ｆ２７３線）の断面図である。

以上のように構成された第６の実施形態の封口板３の安全弁３Ｂは、中央溝３２２が第１の横断溝３２の深さに形成される。つまり、第２の横断溝３４の中央溝３４２が形成されない分だけ、第５の実施形態の場合よりも中央溝３２２の部分の溝が浅く、底部が分厚い。また、リガメント部３０５近傍も、第２の周溝３３が形成されない分だけリガメント部３０５の剛性が増す。したがって、第６の実施形態の安全弁３Ｂは、安全弁３Ｂの作動圧力よりも低い内部圧力による繰り返し応力が加わる場合、第５の実施形態の安全弁３Ｂに比べて、繰り返し応力による疲労に対する耐久性が増すとともに、繰り返し応力の大きさも比較して大きい応力まで耐えることが可能になる。

開放起点Ｘは、第２の周溝３３の直線溝３３１と第２の横断溝３４の斜角溝３４１とが交差する位置に設定されてもよいし、第２の横断溝３４の斜角溝３４１と第１の横断溝３２の中央溝３２２とが交差する位置に設定してもよい。第２の横断溝３４の中央溝３４２を図２６や図２７に示すように全く形成しなくてもよいし、部分的にあるいは断続的に設けてもよい。第２の横断溝３４の中央溝３４２が形成される範囲を変えることで、安全弁３Ｂの作動圧力に対する応答性、及び、作動圧力よりも低い内部圧力に起因する繰り返し応力として許容できる大きさ及びその繰り返し応力による疲労に対する耐久性を調整することが可能である。

本発明に係る第７の実施形態の封口板３について、図２８から図３２を参照して説明する。図２８は、封口板３の一部に一体に形成された安全弁３Ｂの斜視図である。外周湾曲部３０３及びハッチ部３０４は、第１の周溝３１及び第１の横断溝３２によって区画され、外側凹部３０１側に膨出している。第１の周溝３１は、第１の実施形態と同様にリガメント部３０５を除いて形成され、第１の横断溝３２は、第５の実施形態と同様に中央溝３２２及び斜角溝３２１を含んでいる。また、第２の周溝３３および第２の横断溝３４は、第１の周溝３１及び第１の横断溝３２の全長にわたって形成されている。つまり、第２の横断溝３４も中央溝３４２及び斜角溝３４１を含んでいる。

第７の実施形態の安全弁３Ｂは、それぞれのハッチ部３０４の中央部に厚肉部３０８を有している点が、第５の実施形態の安全弁３Ｂと異なっている。厚肉部３０８は、封口板３に安全弁３Ｂを形成する凹部加工工程において作られる。図２９は、凹部加工工程、第１の刻印工程、及び第２の刻印工程においてそれぞれ加工される範囲を模式的に示している。図２９中の下から順番に、凹部加工工程で型押しされる領域Ｐ１，Ｐ４、第１の刻印工程で第１の刻印によって型押しされる領域Ｐ２、第２の刻印工程で第２の刻印によって型押しされる領域Ｐ３を示す。凹部加工工程において厚肉部３０８が形成される領域Ｐ４は、第１の横断溝３２の中央溝３２２及び第２の横断溝３４の中央溝３４２が設けられているため、その分だけ第２の実施形態の厚肉部３０８が形成される領域Ｐ４に比べて小さい。

図３０は、凹部加工工程が施された封口板３の安全弁３Ｂの部分を示す。図３０（Ａ）は、外側凹部３０１側から見た加工部分の平面図であり、図３０（Ｂ）は、外側凹部３０１及び内側凹部３０２が加工された中央部（Ｆ３０１−Ｆ３０１線）を通る断面図であり、図３０（Ｃ）は、厚肉部３０８が形成された部分（Ｆ３０２−Ｆ３０２線）を通る断面図である。第２の実施形態と同様に、図３０（Ｃ）に示すように厚肉部３０８は、外側凹部３０１側に突出しており、内側凹部３０２側には突出していない。

図３１は、第１の刻印工程が施された封口板３の安全弁３Ｂの部分を示す。図３１（Ａ）は平面図、図３１（Ｂ）はリガメント部３０５を通る部分（Ｆ３１１線）の断面図、図３１（Ｃ）は第１の周溝３１の円弧溝３１２を横切る部分（Ｆ３１２線）の断面図、図３１（Ｄ）は第１の横断溝３２の中央溝３２２を横切る部分（Ｆ３１３線）の断面図である。図からは分かりにくいが、厚肉部３０８が設けられていることによって、外周湾曲部３０３に対してハッチ部３０４が外側凹部３０１側へ膨出する大きさは少し小さく抑えられる。

図３２は、第２の刻印工程が施された封口板３の完成した安全弁３Ｂを示す。図３２（Ａ）は完成した安全弁３Ｂの平面図、図３２（Ｂ）はリガメント部３０５を通る部分（Ｆ３２１線）の断面図、図３２（Ｃ）は第２の周溝３３の円弧溝３３２を横切る部分（Ｆ３２２線）の断面図、図３２（Ｄ）は第２の横断溝３４の中央溝３４２を横切る部分（Ｆ３２３線）の断面図である。

以上のように構成された第７の実施形態の安全弁３Ｂは、第５の実施形態と同じ溝のパターンを有するとともに第２の実施形態と同様にハッチ部３０４に厚肉部３０８を備えている。厚肉部３０８が設けられているので、封口板３の安全弁３Ｂとして内部圧力を受ける場合、ハッチ部３０４の中央が撓む変形を抑えることができる。その結果、中央溝３２２，３４２に作用する応力が軽減されるため、繰り返し応力による疲労に対する耐久性が向上する。また、安全弁３Ｂの作動圧力に対する開放起点Ｘは、斜角溝３２１，３４１と中央溝３２２，３４２との交差部に設定される。

最後に、上述した封口板３に設けられる安全弁３Ｂの第１の周溝３１、第１の横断溝３２、第２の周溝３３、及び第２の横断溝３４の配置、すなわち外周湾曲部３０３とハッチ部３０４とを区画する溝のパターンについて、種々の変形例を図３３に示す。図３３中において、類似するパターンのものどうしを枠で囲っている。図３３では、リガメント部３０５が第１の周溝３１を横切るように表記しているが、第３の実施形態のように第１の周溝３１がリガメント部を横切って形成されていてもよい。また、第２の周溝３３及び第２の横断溝３４は、第１の周溝３１及び第１の横断溝３２の全長にわたって配置されていてもよいし、第３、第４、または第６の実施形態のように部分的に配置されていてもよい。さらに、第２及び第７の実施形態のようにハッチ部３０４に厚肉部３０８を有していてもよい。

第１の実施形態の安全弁３Ｂに対して第１の横断溝３２及び第２の横断溝３４の角度が鈍角なものを図３３（Ａ）に、鋭角なものを図３３の（Ｂ）に示す。また、第１の実施形態の安全弁３Ｂに対して第１の周溝３１及び第２の周溝３３の直線溝３１１，３３１どうしの間の距離が広いものを図３３の（Ｃ）示し、第１の周溝３１及び第２の周溝３３が楕円形であるが直線部を有さないものを図３３の（Ｄ）に示す。

第５の実施形態の安全弁３Ｂに対して第１の横断溝３２及び第２の横断溝３４の中央溝３２２，３４２が短いものを図３３の（Ｅ）に示し、長いものを図３３（Ｆ）に示す。第１の実施形態の安全弁３Ｂに対し、第１の横断溝３２及び第２の横断溝３４の角度が逆向きに傾斜しかつリガメント部３０５が鈍角側に設けられるものを図３３の（Ｇ）に示し、第１の横断溝３２及び第２の横断溝３４が第１の周溝３１及び第２の周溝３３に垂直かつリガメント部３０５が交差部の近傍に配置されるものを図３３（Ｈ）に示す。

図３３の（Ｉ）および（Ｊ）は第１の横断溝３２及び第２の横断溝３４において中央溝３２２，３４２が交差するように配置されている。図３３の（Ｋ）及び（Ｌ）は（Ｇ）及び（Ｈ）に比べてリガメント部３０５の配置が異なっており、第１の周溝３１及び第２の周溝３３の直線溝３１１，３３１に対して第１の横断溝３２及び第２の横断溝３４の斜角溝３２１，３４１が鈍角を成す側の端部にリガメント部３０５を配置している。

第１の実施形態の安全弁３Ｂに対して第１の横断溝３２及び第２の横断溝３４が「Ｓ」字形に屈曲したものを図３３の（Ｍ）及び（Ｎ）に示し、緩やかに湾曲したものを図３３の（Ｑ）及び（Ｒ）に示す。このとき（Ｍ）と（Ｑ）は曲りが浅く、（Ｎ）と（Ｒ）は曲りが深い。図３３の（Ｑ）では第１の横断溝３２及び第２の横断溝３４が安全弁３Ｂの中心に点対称であることに対し、直線溝３１１，３３１に沿う中心面で面対称に設けたものを（Ｓ）に示す。また、第１の実施形態の安全弁３Ｂに対して円弧溝３１２，３３２を横切るようにリガメント部３０５を配置したものを（Ｏ）、複数のハッチ部３０４を有したものを（Ｐ）及び（Ｔ）にそれぞれ示す。

以上の各実施形態及び変形例は、安全弁３Ｂを有した封口板３及びその封口板３を備える密閉型電池１について説明したが、この安全弁３Ｂの構造は、封口板３とともに密閉型電池１の外殻を構成する容器２に設けられてもよいし、他の密閉型の電子部品、例えば電解コンデンサの容器に設けられていてもよい。また、各実施形態の間で異なる構成及び構造は、他の実施形態にも応用可能であり、その構成及び構造に起因する効果を同様に得ることができるとともに、それらの組み合わせは制限されない。

以上、本発明の封口板、この封口板を備える密閉型電池、及び封口板の製造方法について、いくつかの実施形態を説明した。これらの実施形態は、発明を理解しやすくするために一例を示したに過ぎない、したがって、これらの実施形態に発明を限定することを意図したものではない。本発明は、他の様々な形でも実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更をすることが可能である。また、上述の各実施形態の変形例は、発明の範囲に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明に対しそれらの均等の範囲も含む。

１…密閉型電池、２…容器、３…封口板、３Ａ…プレート部、３Ｂ…安全弁、３０１…外側凹部、３０２…内側凹部、３０３…外周湾曲部、３０４…ハッチ部、３０５…リガメント部、３０８…厚肉部、３１…第１の周溝、３１１…直線溝、３１２…円弧溝、３２…第１の横断溝、３２１…斜角溝、３２２…中央溝、３３…第２の周溝、３３１…直線溝、３３２…円弧溝、３４…第２の横断溝、３４１…斜角溝、３４２…中央溝。

Claims (17)

1. 密閉型電池の容器の開口部を塞いで前記容器とともに外殻を形成するプレート部と、
   前記プレート部の一部に一体に形成される安全弁と、を備え、
   前記安全弁は、
   前記プレート部の外表面から凹んだ外側凹部と、
   前記外側凹部に一致して前記プレート部の内表面から凹んだ内側凹部と、
   前記外側凹部と前記内側凹部との間に前記プレート部に一続きにかつ前記外側凹部の内周に沿って一定の幅に形成され前記外側凹部の方へ膨出した外周湾曲部と、
   前記外周湾曲部の内側に前記外周湾曲部に一続きに形成され前記外側凹部の方へ膨出した２つのハッチ部と、
   前記ハッチ部のそれぞれを前記外周湾曲部に連結させるリガメント部と、
   前記外周湾曲部と前記ハッチ部との間に前記外側凹部側から凹んだ第１の周溝と、
   ２つの前記ハッチ部の間に前記外側凹部側から凹み前記第１の周溝に連続する第１の横断溝と、
   少なくとも前記リガメント部を除いて前記第１の周溝の中に形成される第２の周溝と、
   を含むことを特徴とする封口板。
2. 前記外側凹部は、前記外表面に垂直な内周縁を有し、
   前記内側凹部は、前記内周縁に対応する位置から拡開する傾斜縁を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載された封口板。
3. 前記第１の横断溝に形成されて前記第２の周溝に連続する第２の横断溝をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載された封口板。
4. 前記第１の周溝は、前記リガメント部において不連続に形成され、
   前記リガメント部は、前記外周湾曲部と同じ板厚で前記ハッチ部へ連結される
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載された封口板。
5. 前記第１の周溝は、前記リガメント部において不連続に形成され、
   前記第２の周溝は、前記リガメント部から前記第１の周溝よりも離間して不連続に形成され、
   前記リガメント部は、前記外周湾曲部と同じ板厚で前記ハッチ部へ連結される
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載された封口板。
6. 前記第１の周溝は、前記リガメント部において連続して形成され、
   前記リガメント部は、前記第１の周溝の底部と同じ板厚で前記外周湾曲部を前記ハッチ部に連結する
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載された封口板。
7. 前記外側凹部及び前記内側凹部は、楕円形に形成され、
   前記第１の横断溝は、前記楕円形の長径方向に対して斜めに前記第１の周溝に連続する斜角溝を含む
   ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載された封口板。
8. 前記外側凹部及び前記内側凹部は、楕円形に形成され、
   前記第１の横断溝は、前記楕円形の長径方向に延びた中央溝と、前記中央溝から前記第１の周溝へ斜めに連続する斜角溝と、を含む
   ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載された封口板。
9. 前記外側凹部及び前記内側凹部は、平行な一対の直線縁部を含む楕円形に形成され、
   前記第１の周溝は、前記直線縁部に沿う直線溝を含み、
   前記第１の横断溝は、前記直線溝に斜めに連続する斜角溝を含む
   ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載された封口板。
10. 前記外側凹部及び前記内側凹部は、平行な一対の直線縁部を含む楕円形に形成され、
    前記第１の周溝は、前記直線縁部に沿う直線溝を含み、
    前記第１の横断溝は、前記直線溝に対して短くかつ平行に延びた中央溝と、前記中央溝から前記直線溝に斜めに連続する斜角溝を含む
    ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載された封口板。
11. 前記リガメント部は、前記斜角溝に対して鋭角を成す前記直線溝の離れた位置に配置される
    ことを特徴とする請求項９又は請求項１０のいずれか１項に記載された封口板。
12. 前記リガメント部は、前記斜角溝に対して鈍角を成す前記直線溝の離れた位置に配置される
    ことを特徴とする請求項９又は請求項１０のいずれか１項に記載された封口板。
13. 前記ハッチ部は、前記第１の周溝及び前記第１の横断溝で囲われた内側に前記外周湾曲部よりも厚みの大きい厚肉部を有する
    ことを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載された封口板。
14. 開口部を有した容器と前記開口部を塞ぐ封口板とによって外殻を形成する密閉型電池であって、
    前記封口板は、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載された封口板である
    ことを特徴とする密閉型電池。
15. 請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載された封口板の前記プレート部に前記安全弁を形成する封口板の製造方法であって、
    前記外側凹部を形成する外型と前記内側凹部を前記外側凹部に一致させて形成する内型とで板厚方向に前記プレート部を挟んで成形する凹部加工工程と、
    前記第１の周溝及び前記第１の横断溝を前記外側凹部に形成する第１の刻印と前記内側凹部に当てられる受型とで板厚方向に前記プレート部を挟んで前記外側凹部の方へ膨出するように前記外周湾曲部及び前記ハッチ部を成形する第１の刻印工程と、
    前記第２の周溝を少なくとも前記リガメント部を除いて前記第１の周溝の中に形成する第２の刻印と前記受型とで挟んで成形する第２の刻印工程と、
    を含むことを特徴とする封口板の製造方法。
16. 前記凹部加工工程において、
    前記外型は、前記第１の周溝及び前記第１の横断溝で囲われる範囲の内側の前記ハッチ部のそれぞれに前記外周湾曲部よりも板厚の大きい厚肉部を形成する
    ことを特徴とする請求項１５に記載された封口板の製造方法。
17. 前記凹部加工工程において、
    前記外型は、前記外表面に対して垂直な内周縁を前記外側凹部に形成し、
    前記内型は、前記内周縁に対応する位置から外へ拡開する傾斜縁を前記内側凹部に形成する
    ことを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載された封口板の製造方法。

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