JPH0589861A - 電池缶とその製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 封口部分の強度を増して封口用キャップの締
付力を高めることができる電池缶とその製造装置を提供
する。 【構成】 電池缶２は、封口部分２ｅ側周壁２ｄの他の
部分よりも厚肉に形成されてなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、乾電池用の電池缶と、
その製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】乾電池の製造工程において、電池缶の製
造に際してはフープ材を打ち抜きプレス成形してカップ
状の缶基材を形成し、この缶基材をこれより小径で長寸
の円筒に成形して電池缶を得るのが一般である。例え
ば、単三等の乾電池を製作する場合においては、缶基材
より小径で超硬材からなるパンチを前進させて缶基材の
缶内にその先端部を挿入し、かつパンチの前進方向に向
けて漸次内径が小となるダイス内に挿通してゆく。する
と、缶基材がパンチの前進に伴って絞りがかけられると
共にしごかれるため、全てのダイスを通過すると、図１
１に示すように、側周壁５０ａの肉厚がその封口部分５
０ｂを含めて同一となる電池缶５０が形成される。

【０００３】そして、この電池缶５０により、例えばニ
ッケル−カドミウム電池を構成する場合は、電池缶５０
の後端部分を切断し、所定の長さにし、つぎにこの電池
缶５０内に、図示は省略しているが、正極集電体と負極
集電体との間にセパレータを介して巻回された正極板お
よび負極板を収容し電解液を加える。このとき、負極集
電体は、導電部を介して負極となる底面５０ｃに接続し
ておき、正極集電体は、導電部を介して正極となるキャ
ップに接続される。このキャップは、封口装置によって
電池缶５０の封口部分５０ｂに対し絶縁ガスケットを介
して強固に挟着される。

【０００４】前記封口装置としては、加圧ローラを備え
たものが一般に採用されており、この加圧ローラを、封
口部分５０ｂの外周に沿って相対回動させながら、漸次
求心方向に移動させる。すると、封口部分５０ｂの端縁
が電池缶５０の径方向内側に折曲するので、キャップの
周縁と封口部分５０ｂの端縁との間に絶縁ガスケットを
挟んだ状態となる。これにより、電池缶５０にキャップ
が施されて缶内が密閉されたニッケル−カドミウム電池
が得られるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の乾
電池は、軽量化および材料節減の観点から電池缶５０の
肉厚を薄くすることが望まれる。しかし、側周壁５０ａ
の肉厚を薄くしすぎると、封口部分５０ｂも薄肉となっ
ていることから、前記加圧ローラ等により、この封口部
分５０ｂを折曲加工するとき、破損を防止するため、キ
ャップに対して強固な締付力が与えられず、電池のシー
ル性が不十分となる難点があった。

【０００６】本発明は、上記課題を解決することを目的
としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電池缶は、封口
部分が側周壁の他の部分よりも厚肉に形成されてなるこ
とを特徴とする。

【０００８】また、本発明の電池缶の製造装置において
は、所定位置に搬送されてきたカップ状の缶基材の缶内
に先端部が挿入されるロッド状のパンチと、このパンチ
を進退させる駆動手段と、前記パンチの前進方向に向け
て漸次内径が小となるダイスを複数個連設してなり、前
記パンチの前進時に缶基材に絞りをかけて缶基材より小
径で長寸の電池缶を形成するダイス機構とを備えた電池
缶の製造装置において、前記パンチの缶形成部の後端部
をこれより前側の部分より小径に形成し、前記後端部と
前側の部分との境界をテーパ面としたことを特徴とす
る。

【０００９】

【作用】上記構成の電池缶により、例えばニッケル−カ
ドミウム電池を構成する場合、この電池缶内に、正極集
電体と負極集電体との間にセパレータを介して巻回され
た正極板および負極板を電解液を加えて収容する。この
後、電池缶の封口にキャップを挟着する。例えば加圧ロ
ーラを用い、封口部分の外周に沿って相対回動させなが
ら、漸次求心方向に移動させる。すると、封口部分の端
縁が電池缶の径方向内側に折曲されることになる。この
とき、封口部分が側周壁の他の部分よりも厚肉に形成さ
れて高強度となっているので、前記側周壁の肉厚を小に
形成しても、キャップに対する締付力が高められる。

【００１０】また、電池缶の製造においては、パンチの
先端部が挿入された缶基材をパンチの前進方向に向けて
漸次内径が小となる複数個のダイスに押入したとき、前
記パンチの缶形成部の後端部は、これより前側の部分よ
り小径に形成しているので、この後端部の外周面とダイ
スの内周面との間の間隔が他の部分のそれより大とな
る。ここで、缶基材が全てのダイスを通過するとき、絞
り（狭義の絞りと、しごきとを含む）がかけられて、電
池缶が形成されるが、前記大きな間隔の部分における缶
基材の肉厚が増すことになり、電池缶の封口部分が側周
壁の他の部分よりも厚肉に形成される。この際、前記パ
ンチの缶形成部の後端部と前側の部分との境界をテーパ
面としているので、缶基材がしごかれるときの金属変形
がスムースに行なわれ、前記側周壁の薄肉部と厚肉部と
の間に生ずるストレスを小さくして、強度上のウィーク
ポイントを有しない電池缶を製造することができる。ま
た、電池缶をパンチから離脱させるときに、前記テーパ
面に導かれて側周壁の厚肉部が円滑にパンチより離脱す
るという作用もある。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【００１２】図１は本発明の実施例に係る電池缶の縦断
面図である。この電池缶２は、円筒状で封口部分２ｅが
側周壁２ｄの他の部分よりも厚肉に形成されており、外
周面２ｂおよび内周面２ｃは平滑面に形成されている。
例えば、封口部分２ｅの肉厚を０．２mm、側周壁２ｄの
他の部分の肉厚を０．１mm、底面壁２ｆの肉厚を０．２
mmとすることができる。

【００１３】図２は本発明の実施例に係る電池缶の製造
装置を示す縦断面図である。この電池缶の製造装置は、
フープ材を打ち抜いてカップ状に形成してなる缶基材１
を、これより小径で長寸の電池缶２に成形するもので、
缶基材搬送部３、パンチ４、パンチ駆動部５、ダイス機
構６、爪拡縮手段７および複数個の爪８等を備えて構成
されている。

【００１４】前記缶基材搬送部３は、支持台９上に固定
板３ａを立設し、この固定板３ａにガイドレール３ｂを
固着して構成されている。このガイドレール３ｂは、上
端が図示しない搬送レールを介して缶基材成形部に連設
される一方、下端は支持台９の中央部に形成された缶基
材載置部１０に臨ませている。なお、この缶基材搬送部
３は、図示しない送り機構を備えており、缶基材成形部
においてフープ材を打ち抜きカップ状に形成された缶基
材１をガイドレール３ｂから缶基材載置部１０に順次搬
送するようになっている。この缶基材載置部１０は、缶
基材１の外径に匹敵する空間を設けたもので、搬送され
てきた缶基材１の開口１ａをスライドガイド１１側に向
けて載置する。このスライドガイド１１は、パンチ４の
スライド軸受けであって、支持台９とこの支持台９に固
着されたガイド受板１２とに嵌着されている。

【００１５】前記パンチ４は、図４に示すように、先端
側の超硬材からなるパンチ工具４ａと、これを支持する
支持ロッド４ｂとからなり、支持ロッド４ｂの後端は後
述の可動部５ａに連結されている。このパンチ４は、前
記パンチ工具４ａの缶形成部４ｃの後部側４ｅをこれよ
り前側の部分４ｄより小径に形成し、前記後部側４ｅと
前側の部分４ｄとの境界をテーパ面４ｆとしている。そ
して、パンチ工具４ａの後部側４ｅには雌ネジ４ｇが形
成されていて、この雌ネジ４ｇを支持ロッド４ｂの先端
に設けた螺軸（図示省略）に結合して取付けるようにな
っている。

【００１６】前記パンチ駆動部５は、パンチ４を前進ま
たは後退させるもので、シリンダにより駆動される可動
部５ａを有している。そして、可動部５ａの前進時にパ
ンチ４の缶形成部４ｃを缶基材１の缶内に挿入してダイ
ス機構６に押入する一方、電池缶２の成形後にダイス機
構６より前方に突出したパンチ４を後退させるようにな
っている。

【００１７】前記ダイス機構６は、缶基材１に絞りをか
け、かつしごくもので、基台１３上に固定された外筒１
４に内設されている。この外筒１４の中空部１４ａに
は、長さ方向に５個のダイス受台１５〜１９を連設する
とともに、各ダイス受台１５〜１９には、パンチ４の前
進方向に向けて漸次内径が小となるダイス２０〜２４が
それぞれ固定されている。本例では、第１のダイス２０
の内径を１４．５mmとし、第５のダイス２４の内径を１
４mmとし、第２ないし第４のダイス２１〜２３の内径
を、その中間の値で順次小径となるように設定してい
る。なお、缶基材１の外径は２２mm、長さは１８mmであ
り、パンチ４の前進時に第１のダイス２０によって缶基
材１に絞りをかけ、第２ないし第５のダイス２１〜２４
にてしごくことにより、外径１４mm、長さが６０mm程度
の電池缶２を形成するようになっている。

【００１８】前記爪拡縮手段７は、複数個の爪８を作動
させるもので、クリックリング２５、圧縮バネ３２、ボ
−ル３６およびクリックリング揺動手段等を備えて構成
されている。クリックリング２５は、図３に示す如く前
記外筒１４の前端側１４ｂに設けられたダイス受台１９
にベースリング２７を接合している。このベースリング
２７は、外周にネジ孔を設けており、固定ネジにて外筒
１４に固着されていて、内筒部２８の内周面２８ａとパ
ンチ４の外周面４ｃとの間に小間隙を生じさせるように
なっている。そして、このベースリング２７には、爪８
を収容する中空孔２９が設けられるとともに、この中空
孔２９に連通してクリックリング２５を収容する溝３０
が形成されている。また、中空孔２９の前部開口である
ベースリング２７の前端には、蓋体３１が取付けられて
いる。この蓋体３１は、図５に示すように、爪８に対応
して外周面３１ａから内周面３１ｂに向けて貫通する８
個の貫通孔３１ｃが設けられている。これらの貫通孔３
１ｃには圧縮バネ３２が挿入されて、この圧縮バネ３２
の一端をバネ係数調整可能に係止する止めネジ３３が螺
合されるようになっている。なお、この蓋体３１は、図
３の如くベースリング２７の前端に嵌合され、固定ネジ
にて取付けられている。

【００１９】前記爪８は、電池缶２をパンチ４より離脱
させるもので、図３および図６に示すように、８個がダ
イス機構６の前端部周縁６ａに配設されている。各爪８
は図３に示す如く前端側外周面に凹部８ｃが形成されて
おり、後端側８ｂの外周面が当接面８ｄとなっていて、
略中央内周面に突起８ｅが設けられている。この突起８
ｅは前記内筒部２８の外周面２８ｂに当接し、突起８ｅ
を支点にして爪８が回動自在となっている。爪８の凹部
８ｃには、前記圧縮バネ３２の他端が係止され、この圧
縮バネ３２により求心方向にバネ付勢されている。な
お、爪８の後端側８ｂは、中空孔２９の凹所２９ａに嵌
着された弾性部材３４が当接しており、電池缶２をパン
チ４より離脱させるときに加えられる衝撃を吸収して、
爪８の保護を図っている。

【００２０】前記爪拡縮手段７のクリックリング２５
は、図６に示すように円環状で、外周部に求心方向のネ
ジ孔２５ａを設けており、このネジ孔２５ａにカムレバ
ー３５のネジ部３５ａが螺入されている。なお、このカ
ムレバー３５は、前記外筒１４に形成されたガイド溝１
４ｄに沿って回動自在となっており、上端にガイド孔３
５ｂを有している（図２参照）。前記クリックリング２
５の内周部には、８等分した傾斜カム面２５ｂを形成し
ており、前記各爪８との間にボ−ル３６がそれぞれ収容
されている。傾斜カム面２５ｂは、時計方向に向けて内
径が漸次大となり、最大の内径部分が凹状部２５ｃ、最
小の内径部分が凸状部２５ｄとなっている。そして、カ
ムレバー３５が図４の実線位置にあって、凹状部２５ｃ
がボ−ル３６側に移動している状態では、爪８の前端部
８ａが圧縮バネ３２により求心方向にバネ付勢されて爪
８が縮小状態に保たれる（図３，図５の状態）。一方、
カムレバー３５が同図の鎖線位置に移動し、クリックリ
ング２５が時計方向に回動して凸状部２５ｄがボ−ル３
６側に移動した状態では、爪８の当接面８ｄが押圧され
て突起８ｅを支点に回動し、爪８の前端部８ａが遠心方
向に退避することにより、圧縮バネ３２に抗して各爪８
が遠心方向に拡開するものである。

【００２１】前記クリックリング揺動手段を構成するモ
ータ２６は、外筒１４の上方に配設されており、シャフ
トに回転板２６ａが連結されている。この回転板２６ａ
には、偏心位置ピン２６ｂが突設されていて、前記カム
レバー３５のガイド孔３５ｂにこの偏心位置ピン２６ｂ
が係合しており、モータ２６が回転駆動すると偏心位置
ピン２６ｂに案内されてカムレバー３５が揺動し、前記
クリックリング２５を所定範囲内で揺動させるようにな
っている。前記モータ２６は、前記パンチ駆動部５のシ
リンダとタイミングを合わせており、シリンダがパンチ
４を前進動させてこのパンチ４の缶形成部４ｃが爪８部
を前進方向に通過するときは、偏心位置ピン２６ｂおよ
びカムレバー３５を介しクリックリング２５を揺動させ
て前記複数個の爪８を遠心方向に退避させ、図９の如く
爪８の内周面８ｆと電池缶２の外周面２ｂとの間に間隙
を生じさせる。また、前記パンチ４が後退動してその缶
形成部４ｃが爪８部を後退方向に通過するときは、クリ
ックリング２５を逆方向に揺動させて前記複数個の爪８
を求心方向に移動させ、電池缶２の後端面２ａに爪８の
前端面８ｇを係合させるようにタイミングが設定されて
いる。

【００２２】次に、上記電池缶の製造工程について説明
する。

【００２３】まず、缶基材成形部においてフープ材を打
ち抜くことによりカップ状に形成された缶基材１がガイ
ドレール３ｂから缶基材載置部１０に順次搬送されてく
る。

【００２４】すると、図２および図７に示すように、缶
基材１の開口１ａがスライドガイド１１側に向けられて
載置される。つぎに、前記パンチ駆動部５の４可動部５
ａがシリンダにより駆動され、前進時にパンチ４の缶形
成部４ｃを缶基材１の缶内に挿入してダイス機構６に押
入する。そして、第１のダイス２０をパンチ４が通過す
ると、缶基材１が絞りをかけられ、図７のように缶基材
１の外径が小となる。続いて、パンチ４が前進すると缶
基材１は、第２ないし第５のダイス２１〜２４によりし
ごかれる。このため、全てのダイス２０〜２４を通過す
ると、図１に示したように、缶基材１よりも小径で長寸
となった電池缶２が形成される。

【００２５】このとき、モータ２６はシリンダに連動し
て回転駆動しているが、カムレバー３５が図８の鎖線位
置から実線位置に移動したときは、矢印のようにクリッ
クリング２５が時計方向に回動しており、ボ−ル３６が
爪８の当接面８ｄを押圧して複数個の爪８を拡開させ、
図９のように爪８の内周面８ｆと電池缶２の外周面２ｂ
との間に間隙を生じさせる。このため、電池缶２の外周
面２ｂに爪８が摺接することなくパンチ４の缶形成部４
ｃおよび電池缶２が爪８部を通過する。従って、電池缶
２の外周面２ｂに傷がつくことはない。

【００２６】そして、パンチ４の缶形成部４ｃが爪８部
を通過すると、図２のように、電池缶２がダイス機構６
の前端部周縁６ａ、つまり外筒１４の前端部１４ｂより
突出する状態となり、パンチ４は後退に転じる。このと
き、偏心位置ピン２６ｂの案内によってカムレバー３５
が図６の鎖線位置から実線位置に移動し、クリックリン
グ２５が反時計方向に揺動して圧縮バネ３２により爪８
の前端部８ａが求心方向にバネ付勢され複数個の爪８が
縮小状態となる。すると、パンチ４の外周面４ｃに爪８
の内周面８ｆが摺接するとともに、電池缶２の後端面２
ａに爪８の前端面８ｇが係合するから、パンチ４から電
池缶２が離脱する。この際、爪８の後端部８ｂが中空孔
２９の凹所２９ａに嵌着された弾性部材３４に当接する
ので、電池缶２をパンチ４より離脱させるときに加えら
れる衝撃が吸収されてこれらの爪８が保護される。

【００２７】以上のように、上記電池缶の製造装置によ
れば、図１に示したように、封口部分２ｅが側周壁２ｄ
の他の部分よりも厚肉の電池缶２が形成される。即ち、
パンチ４の缶形成部４ｃが挿入された缶基材１を、複数
個のダイス２０〜２４に押入したとき、前記パンチ４の
缶形成部４ｃの後端部４ｅは、これより前側の部分４ｄ
より小径に形成されているので、この後端部４ｅの外周
面とダイス２０〜２４の内周面との間の間隔が他の部分
のそれより大となる。このため、缶基材１がダイス２０
〜２４を通過して缶基材１に絞りがかけられると共にし
ごかれるとき、この大きな間隔の部分における缶基材１
の肉厚が増すことになり、封口部分２ｅが側周壁２ｄの
他の部分よりも厚肉に形成される。この際、前記後端部
４ｅと前側の部分４ｄとの境界をテーパ面４ｆとしてい
るので、缶基材１がしごかれるとき、このしごきが滑ら
かに行われる。本例では、電池缶２の外径が80.0mmで、
側周壁２ｄを0.1 mmの肉厚にするとき、封口部分２ｅの
肉厚を２倍の0.2 mm程度に厚くしている。なお、電池缶
２の底面壁２ｆは、封口部分２ｅの肉厚と同程度の肉厚
となしている。

【００２８】しかして、上記電池缶２により、例えばニ
ッケル−カドミウム電池を構成する場合、電池缶２の封
口部分２ｅの端縁を図１の鎖線に示すように切断し、所
定の長さに整えておく。そして、図１０に示す如く電池
缶２内に、正極集電体４４と負極集電体４５との間にセ
パレータ４１を介して巻回された正極板４２および負極
板４３を収容し電解液を加える。この際、負極集電体４
５は、導電部４７を介して負極となる底面壁２ｆに接続
しておき、正極集電体４４は、導電部４６を介して正極
となるキャップ４９に接続する。そして、このキャップ
４９は、電池缶２の封口部分２ｅに対し強固に挟着する
が、ここでは、図示しない封口装置によって電池缶２の
封口部分２ｅに対し絶縁ガスケット４８を介して強固に
挟着される。

【００２９】すなわち、封口装置の加圧ローラを、封口
部分２ｅの外周に沿って相対回動させながら、漸次求心
方向に移動させる。すると、封口部分２ｅの端縁が電池
缶２の径方向内側に折曲するので、キャップ４９の周縁
と封口部分２ｅの端縁との間に絶縁ガスケット４８を挟
んだ状態となる。これにより、電池缶２にキャップ４９
が施されて缶内が密閉されたニッケル−カドミウム式の
乾電池が得られるものである。

【００３０】なお、上記実施例においては、電池缶をニ
ッケル−カドミウム電池に適用する場合について説明し
たが、本発明をアルカリ−マンガン電池やその他の電池
に広く適用し得ることは勿論である。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の電池缶によ
れば、封口部分が側周壁の他の部分よりも厚肉に形成さ
れているので、この封口部分の強度を高めることがで
き、側周壁の他の部分を薄肉にして軽量化、材料節減を
可能としながら、封口用キャップに対する締付力を高め
ることができる。

【００３２】また、本発明の電池缶の製造装置によれ
ば、前記パンチの缶形成部の後端部をこれより前側の部
分より小径に形成し、前記後端部と前側の部分との境界
をテーパ面とするという簡単な構造上の改善を加えるだ
けで、封口用キャップに対する締付力を高めることがで
きるとともに、強度上のウイークポイントを持たず、パ
ンチからの離脱が容易な電池缶を製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る電池缶の縦断面図であ
る。

【図２】本発明に係る電池缶の製造装置の縦断面図であ
る。

【図３】図２の要部拡大断面図である。

【図４】パンチの縦断面図である。

【図５】図３のＡ−Ａ線に沿った爪拡縮手段の横断面図
である。

【図６】図３のＢ−Ｂ線に沿った爪拡縮手段の横断面図
である。

【図７】電池缶の形成状態を示す動作説明図である。

【図８】爪拡縮手段の動作説明図である。

【図９】爪の退避状態を示す動作説明図である。

【図１０】本発明の電池缶を適用した乾電池の縦断面図
である。

【図１１】従来の電池缶の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 缶基材 ２ 電池缶 ２ｅ 封口部分 ２ｄ 側周壁 ４ パンチ ４ａ 先端部 ５ 駆動手段 ６ ダイス機構 ７ 爪拡縮手段 ８ 爪 ２０〜２４ ダイス

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【手続補正書】

【提出日】平成４年１０月２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１１】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 封口部分が側周壁の他の部分よりも厚肉
   に形成されてなることを特徴とする電池缶。
2. 【請求項２】 所定位置に搬送されてきたカップ状の缶
   基材の缶内に先端部が挿入されるロッド状のパンチと、
   このパンチを進退させる駆動手段と、前記パンチの前進
   方向に向けて漸次内径が小となるダイスを複数個連設し
   てなり、前記パンチの前進時に缶基材に絞りをかけて缶
   基材より小径で長寸の電池缶を形成するダイス機構とを
   備えた電池缶の製造装置において、前記パンチの缶形成
   部の後端部をこれより前側の部分より小径に形成し、前
   記後端部と前側の部分との境界をテーパ面としたことを
   特徴とする電池缶の製造装置。