KR101881627B1 - 전지 케이스용의 덮개체 - Google Patents

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Abstract

코이닝 가공에 의해 덮개체 본체(4)와 일체로 환상 박육부(50)가 형성되는 구성에 있어서, 덮개체 본체(4)로부터 돌출하도록 덮개체 본체(4)와 일체로 형성된 한 쌍의 리브(6,7)를 덮개체 본체(4)의 짧은 쪽 방향(4a)에 따라서 연장됨과 동시에 덮개체 본체(4)의 긴 쪽 방향(4b)에 따른 환상 박육부(50)의 양측에 배치한다.

Description

전지 케이스용의 덮개체{COVER BODY FOR BATTERY CASE}
본 발명은 전지의 전지 케이스를 구성하는 금속판으로 이루어지는 전지 케이스용의 덮개체에 관해서, 특히 환상 박육부의 양측에 한 쌍의 리브를 마련하거나, 혹은 덮개체 본체의 짧은 변과 리브의 사이에 환상 박육부를 마련함으로써, 환상 박육부의 일부분에 과잉하게 응력이 집중하는 것을 회피할 수 있고, 안전 벨브를 더욱 확실하게 개열시킬 수 있도록 하기 위한 신규 개량에 관한 것이다.
종래 이용되고 있던 이 종류의 전지 케이스용의 덮개체로서는 예를 들면, 특허 문헌 1 등에 나타나고 있는 구성을 들 수 있다. 도 8은 종래의 덮개체가 이용되는 전지 케이스를 나타내는 분해 사시도이다. 도면에 있어서, 덮개체(1)는 바닥을 가지는 통형상의 케이스 본체(2)와 함께 전지 케이스(3)를 구성하는 것이다. 덮개체(1) 및 케이스 본체(2)는 알루미늄, 알루미늄 합금, 니켈 도금 강판과 스테인리스 강 등의 금속판에 의해 구성되어 있다. 덮개체(1)에는 덮개체 본체(4)와 안전 밸브(5)가 마련되어 있다. 덮개체 본체(4)는 평면에서 보았을 때에 짧은 변(40)과 긴 변(41)을 갖는 직사각형 형상으로 형성된 평면부이다. 안전 밸브(5)는 전지 케이스(3)내의 압력(이하, 케이스 내 압력이라고 부른다)이 상승하여 전지 케이스(3)가 파열하는 것을 방지하기 위해서, 전지 케이스(3)내의 압력이 소정값을 넘었을 경우에 개열하여 전지 케이스(3)내의 압력을 외부에 개방하기 위한 것이다. 이 안전 밸브(5)는 덮개체(1)의 소재로 되는 금속판에 각인 펀치를 꽉 누르는 코이닝 가공(프레스 가공)에 의해 덮개체 본체(4)와 일체로 형성된 환상 박육부(50)를 포함하고 있다. 전지 케이스(3) 내의 압력이 소정값을 넘었을 경우에 환상 박육부(50)의 전체 또는 대부분이 파단됨으로서 안전 밸브(5)가 개열된다.
일본국 특허공개공보 제2000-285892호
본원 발명자는 상술한 바와 같은 전지 케이스(3)의 시작(試作) 및 안전 밸브(5)의 동작 확인을 반복해서 실행하는 중에, 금속판으로 이루어지는 덮개체 본체(4)에 코이닝 가공에 의해 환상 박육부(50)를 일체로 형성하는 것에 기인하여 특유의 과제가 생기는 것을 발견했다.
도 9는 케이스 내 압력이 상승했을 때의 도 8의 덮개체(1)의 변형을 나타내는 설명도이다. 도 9에 나타나듯이 케이스 내 압력이 상승한 경우, 덮개체(1)의 덮개체 본체(4)는 덮개체 본체(4)의 짧은 쪽 방향(4a)에 따른 대략 중앙에 있어서, 덮개체 본체(4)의 긴 쪽 방향(4b)에 따라 연장되는 능선(4c)을 형성하도록 호형으로 변형된다. 이 때문에, 덮개체 본체(4)의 중앙부에 배치되어 있는 안전 밸브(5)의 환상 박육부(50)에 가해지는 인장 응력은 긴 쪽 방향보다도 짧은 쪽 방향이 높아진다. 한편, 환상 박육부(50)의 내주 영역이 코이닝 가공의 영향에 의해 두께가 증가하기 때문에, 케이스 내 압력이 상승할 때의 환상 박육부(50)의 내주 영역의 변형은 덮개체 본체(4) 전체의 변형보다도 완만하게 진행된다. 이 때문에, 능선(4c)에서 더욱 멀어진 환상 박육부(50)의 일부분(덮개체 본체(4)의 긴 변(41) 측의 부분)에 응력이 과잉하게 집중되어 버린다.
환상 박육부(50)에 작용하는 응력이 환상 박육부(50)의 일부분에 과잉하게 집중되면, 그 일부분만이 파단되어 버린다. 이 경우, 파단된 부분에서 전지 케이스(3)내의 압력이 달아나 버리기 때문에 안전 밸브(5)를 정상적으로 개열할 수 없어 케이스 내 압력의 개방 속도가 늦어 버리게 된다(이 상태를 슬로우 리크라고 부른다). 즉, 상술과 같은 종래 구성에서는 케이스 내 압력이 상승했을 때의 덮개체 본체(4)의 변형에 수반하는 응력 집중에 대한 대책이 취해져 있지 않기 때문에 안전 밸브(5)를 정상적으로 개열할 수 없는 경우가 있다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어지는 것이며, 그 목적은 환상 박육부의 일부분에 과잉하게 응력이 집중하는 것을 회피할 수 있고, 안전 벨브를 더욱 확실하게 개열시킬 수 있는 전지 케이스용의 덮개체를 제공하는 것이다.
본 발명에 관한 전지 케이스용의 덮개체는 전지 케이스를 구성하는 금속판으로 이루어지는 전지 케이스용의 덮개체로서, 평면에서 보았을 때에 짧은 변 및 긴 변을 가지는 직사각형 형상으로 형성된 덮개체 본체와 코이닝 가공에 의해 덮개체 본체와 일체로 형성된 환상 박육부를 포함하고, 전지 케이스 내의 압력이 소정값을 넘은 경우에 개열되어 전지 케이스 내의 압력을 외부에 개방하는 안전 밸브와 덮개체 본체로부터 돌출하도록 덮개체 본체와 일체로 형성되고, 덮개체 본체의 짧은 쪽 방향을 따라서 연장됨과 동시에, 덮개체 본체의 긴 쪽 방향을 따른 환상 박육부의 양측에 배치된 한 쌍의 리브를 갖춘다.
또, 전지 케이스를 구성하는 금속판으로 이루어지는 전지 케이스용의 덮개체로서, 평면에서 보았을 때에 짧은 변 및 긴 변을 가지는 직사각형 형상으로 형성된 덮개체 본체와 코이닝 가공에 의해 덮개체 본체와 일체로 형성된 환상 박육부를 포함하고, 전지 케이스 내의 압력이 소정값을 넘은 경우에 개열되어 전지 케이스 내의 압력을 외부에 개방하는 안전 밸브를 갖추고, 짧은 변에는 서로 마주 보는 제 1 짧은 변과 제 2 짧은 변이 포함되어 있으며, 환상 박육부는 제 1 짧은 변보다 제 2 짧은 변에 가까운 위치에 배치되어 있고, 덮개체 본체의 긴 쪽 방향을 따른 환상 박육부의 양측에는 제 2 짧은 변과, 덮개체 본체로부터 돌출하도록 덮개체 본체와 일체로 형성되는 동시에, 덮개체 본체의 짧은 쪽 방향을 따라서 연장된 리브가 배치되어 있다.
본 발명의 전지 케이스용의 덮개체에 의하면, 덮개체 본체의 긴 쪽 방향에 따라서 환상 박육부의 양측에 덮개체 본체의 짧은 쪽 방향에 따라서 연장된 한 쌍의 리브가 배치되거나 또는 덮개체 본체의 짧은 변과 리브가 배치되므로, 케이스 내 압력이 상승한 경우에도, 환상 박육부의 주변 영역의 변형을 작게 억제할 수 있다. 이것에 의해, 환상 박육부의 일부분에 과잉하게 응력이 집중되는 것을 회피할 수 있고, 안전 벨브를 더욱 확실하게 개열시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 전지 케이스용의 덮개체를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 덮개체를 나타내는 평면도이다.
도 3은 리브 높이에 따른 안전 밸브의 작동 상태를 나타내는 표이다.
도 4는 케이스 내 압력이 상승했을 때의 도 1의 덮개체의 변형을 나타내는 설명도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태 2에 의한 전지 케이스용의 덮개체를 나타내는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태 3에 의한 전지 케이스용의 덮개체를 나타내는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태 4에 의한 전지 케이스용의 덮개체를 나타내는 평면도이다.
도 8은 종래의 덮개체가 이용된 전지 케이스를 나타내는 분해 사시도이다.
도 9의 케이스 내 압력이 상승했을 때의 도 8의 덮개체의 변형을 나타내는 설명도이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
<실시 형태 1>
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 전지 케이스(3)용의 덮개체(1)를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 덮개체(1)를 나타내는 평면도이다, 또, 종래의 전지 케이스용의 덮개체(도 8 및 도 9 참조)와 동일 또는, 동등 부분에 대해서는 동일한 부호를 이용하여 설명한다. 도 1에 나타나는 덮개체(1)는 바닥을 갖는 통 형상의 케이스 본체(2)(도 8참조)와 함께 예를 들면, 리튬 이온 전지 등의 전지에 있어서 전해액을 수용하기 위한 전지 케이스(3)(도 8 참조)를 구성하는 것이다. 덮개체(1)는 전체적으로 스테인리스 강제의 금속판에 의해 구성되어 있다.
덮개체(1)는 덮개체 본체(4), 안전 밸브(5) 및 한 쌍의 리브(6,7)를 갖고 있다. 덮개체 본체(4)는 도 2에 나타나듯이, 평면에서 보았을 때에 짧은 변(40) 및 긴 변(41)을 가지는 직사각형 형상으로 형성된 대략 평면 형상의 평판부이다. 덮개체 본체(4)의 외부 가장자리로부터는 덮개체 본체(4)의 판두께 방향에 따라서 외벽부(42)가 세워 마련되어 있다. 외벽부(42)의 선단부로부터는 플랜지부(43)가 대략 직각으로 굴곡되어 있다.
안전 밸브(5)는 환상 박육부(50)와 굴곡부(51)를 포함하고 있다. 환상 박육부(50)는 안전 밸브(5)의 가장자리부를 구성하는 타원형의 홈이며, 덮개체(1)의 소재인 금속판에 대해 복수단의 코이닝 가공이 실행됨으로서 덮개체 본체(4)와 일체로 형성되고 있다. 이 환상 박육부(50)는 덮개체(1)내의 다른 판면에 비해 두께가 얇게 되어 있으며, 전지 케이스(3)의 케이스 내 압력이 소정값을 넘은 경우에 가장 먼저 찢겨져 안전 밸브(5) 전체를 개열시키는 것이다. 굴곡부(51)는 환상 박육부(50)의 내주측의 판부이며, 코이닝 가공에 의해 환상 박육부(50)를 형성할 때의 두께 나머지를 흡수하는 것에 의해 판두께 방향에 따라서 구부림 변형되어 있다.
여기서, 종래 구성과 같이, 케이스 내 압력(전지 케이스(3) 내의 압력)이 상승했을 때에, 덮개체 본체(4)의 짧은 쪽 방향(4a)에 따른 대략 중앙에 있어서, 덮개체 본체(4)의 긴 쪽 방향(4b)에 따라서 연장되는 능선(4c)을 형성하도록 덮개체 본체(4) 전체가 호형으로 변형되는 경우(도 9 참조)에는 안전 밸브(5)를 정상적으로 개열할 수 없을 가능성이 있다. 본 실시 형태에서는 덮개체 본체(4)로부터 돌출하도록 덮개체 본체(4)와 일체로 형성된 한 쌍의 리브(6,7)를 덮개체 본체(4)의 긴 쪽 방향(4b)에 따른 환상 박육부(50)의 양측에 배치함으로서, 더욱 확실하게 안전 밸브(5)를 개열할 수 있도록 하고 있다.
도 1 및 도 2에 나타나듯이, 각 리브(6,7)는 덮개체 본체(4)의 짧은 쪽 방향(4a)에 따라서 연장되어 있다. 구체적으로는 각 리브(6,7)는 도 2에 나타나듯이, 평면에서 보았을 때에 코너부에 R이 부여된 직사각형 모양으로 형성되어 있다. 이처럼, 각 리브(6,7)를 짧은 쪽 방향(4a)에 따라서 연장시키는 것으로 리브(6,7)간의 영역 즉, 환상 박육부(50)의 주변 영역에 있어서 도 9에 나타나는 바와 같은 덮개체 본체(4)의 변형에 대한 강성을 얻을 수 있다.
긴 쪽 방향(4b)에 따른 리브(6,7)간의 이간 거리(8)는 덮개체 본체(4)의 짧은 변(40)의 길이를 W로 한 경우에 3W 이하로 되어 있다. 덮개체 본체(4)의 판두께 방향에 따른 각 리브(6,7)의 리브 높이는 덮개체 본체(4)의 판두께를 t로 한 경우에 1.25t 이상으로 되어 있다. 짧은 쪽 방향(4a)에 따른 각 리브(6,7)의 리브 길이(10)(도 2참조)는 0.6W 이상으로 되어 있다. 긴 쪽 방향(4b)에 따른 각 리브(6,7)의 리브 폭은 1t 이상으로 되어 있다. 이들 치수의 의의에 대해서는 후술하는 실시예에서 나타낸다.
또, 이간 거리(8)는 각 리브(6,7)의 돌출 베이스부(6a,7a)의 서로 근접하는 측끼리의 거리이다. 리브 높이는 덮개체 본체(4)의 판면에서 가장 떨어진 돌출 정상부의 외단면까지의 높이이다. 리브 길이(10)는 짧은 쪽 방향(4a)에 따른 돌출 베이스부(6a,7a)의 양단 간의 거리이다. 리브 폭은 긴 쪽 방향(4b)에 따른 돌출 베이스부(6a,7a)의 양단 간의 거리이다.
각 리브(6,7)는 덮개체(1) 및 케이스 본체(2)에 의해 전지 케이스(3)가 구성되었을 때에, 전지 케이스(3)의 내부를 향해서 돌출하여 형성되어 있다. 이러한 방향에서 리브(6,7)를 돌출함으로서, 케이스 내 압력 상승에 의해 리브(6,7)에 작용하는 응력에 대해서 더욱 큰 강성을 얻을 수 있도록 하고 있다.
본 실시 형태에서는 환상 박육부(50)는 점대칭인 형상으로 되어 있으며, 환상 박육부(50)의 중심 위치(50a)(중심점)가 각 리브(6,7)의 단부 사이를 2개의 선분(6b)의 교점(6c)과 일치하도록 배치되어 있다(도 2 참조). 이처럼, 선분(6b)의 교점(6c)과 환상 박육부(50)의 중심 위치(50a)를 일치시키는 것으로, 환상 박육부(50)의 주변 영역이 변형될 때에 환상 박육부(50) 전체에 균등하게 응력을 분산시킬 수 있도록 하고 있다.
다음으로, 작용에 대해서 설명한다. 도 4는 케이스 내 압력이 상승했을 때의 도 1의 덮개체(1)의 변형을 나타내는 설명도이다. 도 4에 나타나듯이, 환상 박육부(50)의 양측에 리브(6,7)가 마련됨으로서, 케이스 내 압력이 상승했을 때의 덮개체 본체(4)의 변형이 리브(6,7)에 의해서 분단된다. 이 때문에, 종래 구성에 비해서 환상 박육부(50)의 주변 영역의 변형이 작게 억제되어, 케이스 내 압력이 상승했을 때의 덮개체 본체(4)의 변형에 수반하여, 환상 박육부(50)의 일부분에 과잉하게 응력이 집중하는 것을 피할 수 있다. 이것에 의해, 환상 박육부(50)의 일부 파단을 방지할 수 있고, 안전 밸브(5)를 더욱 확실하게 개열시킬 수 있다.
다음으로, 실시 예를 나타낸다. 본 발명자들은 두께 0.8㎜의 SUS430의 판을 소재로해서 도 1에 나타나는 덮개체(1)를 제작하고, 이 덮개체(1)를 케이스 본체(2)에 용접해서 전지 케이스(3)를 제작하였다. 또, 덮개체 본체(4)의 긴 변(41)은 160㎜로 하고, 덮개체 본체(4)의 짧은 변(40)은 40㎜로 하며, 전지 케이스(3) 전체의 높이는 100㎜로 했다. 안전 밸브(5)의 환상 박육부(50)는 10㎜×15㎜의 긴 타원으로 하고, 다단 코이닝에 의해 환상 박육부(50)의 최박부(가장 얇은부)의 두께를 50㎛로 하였다. 안전 밸브(5)의 작동 내압은 0.8∼1.4MPa의 범위를 목표로 하였다.
각 리브(6,7)는 도 1에 나타난 바와 같은 위치에 있어서, 전지 케이스(3)의 내부를 향해서 돌출하도록 형성했다. 리브(6,7)의 치수는 높이 2㎜, 폭 4㎜, 길이 32㎜ 및 이간 거리 26㎜로 하였다. 또한, 리브(6,7)의 단의 반경은 2R로 하고, 리브(6)의 펀치 R 및 다이 R에 상당하는 개소는 성형성을 고려하여 리브 높이의 1/2로 하였다. 또, 리브(6,7)가 마련되어 있지 않은 종래의 덮개체를 이용한 전지 케이스(3)도 비교를 위해서 제작했다.
상술한 바와 같이, 전지 케이스(3)를 제작한 후에 전지 케이스(3)의 저면(덮개체(1)에 대향하는 면)에 수압 시험기를 접속하고, 전지 케이스(3)의 주위를 구속하지 않고 전지 케이스(3)내에 압력을 부여하였다. 안전 밸브(5)의 작동 상태와 작동 압력의 결과를 이하의 표 1에 나타낸다. 또, 안전 밸브(5)의 개열 상태는 육안으로 판정했다.
[표 1]
Figure 112014020094532-pct00001
표 1에 나타내듯이, 리브(6,7)가 마련되어 있지 않은 종래의 덮개체(1)를 이용한 전지 케이스(3)에서는 0.8MPa의 압력을 부여한 단계에서 환상 박육부(50)의 일부분이 파단하여 슬로우 리크가 발생했다. 한편으로, 리브(6,7)가 마련된 덮개체(1)를 이용한 전지 케이스(3)에서는 1.2MPa의 압력을 부여한 단계에서 안전 밸브(5)의 정상적인 개열을 확인할 수 있다.
다음으로, 상술한 리브(6,7)의 치수로부터 리브(6,7)간의 이간 거리(8)만을 하기의 표 2에 나타나도록 변경하여, 마찬가지의 시험을 실행했다.
[표 2]
Figure 112014020094532-pct00002
표 2에 나타나듯이, 이간 거리(8)를 120㎜ 이하로 한 경우(짧은 변(40)의 길이를 W로 했을 경우에 이간 거리(8)를 3W 이하로 한 경우)에는 안전 밸브(5)의 정상적인 개열을 확인할 수 있었지만, 이간 거리(8)를 140㎜로 하면(이간 거리(8)를 3W 보다도 크게 하면), 환상 박육부(50)의 일부분이 파단하여 슬로우 리크가 발생했다. 이것은 이간 거리(8)가 크면, 케이스 내 압력이 상승했을 때에 환상 박육부(50) 주변의 넓은 영역에 있어서 변형이 진행되고, 해당 영역의 변형을 작게 억제할 수 없어, 환상 박육부(50)에 가해지는 인장 응력이 긴 쪽 방향보다도 짧은 쪽 방향에 너무 높아져, 해당 응력을 균등하게 분산할 수 없었기 때문으로 생각된다.
다음에, 상술한 리브(6,7)의 치수로부터 리브 높이만을 하기의 표 3에 나타나도록 변경하고 마찬가지의 시험을 실행했다.
[표 3]
Figure 112014020094532-pct00003
표 3에 나타나듯이, 리브 높이를 1.0㎜ 이상으로 한 경우(덮개체 본체(4)의 두께를 t로 한 경우에 리브 높이를 1.25t 이상으로 한 경우)는 안전 밸브(5)의 정상적인 개열을 확인할 수 있었지만, 리브 높이를 0.8㎜로 하면(리브 높이를 1.25t 보다도 작게 하면), 환상 박육부(50)의 일부분이 파단하여 슬로우 리크가 발생했다. 리브 높이가 작으면 케이스내 압력에 의해 덮개체 본체(4)가 변형될 때에, 해당 변형의 응력에 리브(6,7)가 견뎌내지 못하여, 환상 박육부(50)의 주변 영역의 변형을 작게 억제할 수 없었기 때문으로 생각된다.
다음으로, 상술한 리브(6,7)의 치수로부터 리브 길이(10)만을 하기의 표 4에 나타나도록 변경하고, 마찬가지의 시험을 실행했다.
[표 4]
Figure 112014020094532-pct00004
표 4에 나타나듯이, 리브 길이(10)를 24mm 이상으로 한 경우(짧은 변(40)의 길이를 W로 했을 경우에 리브 길이(10)를 0.6W 이상으로 한 경우)는 안전 밸브(5)의 정상적인 개열을 확인할 수 있었지만, 리브 길이(10)를 20㎜, 16㎜로 하면(리브 길이(10)를 0.6W보다도 작게 하면), 환상 박육부(50)의 일부분이 파단하여 슬로우 리크가 발생하였다. 리브 길이(10)가 짧으면, 환상 박육부(50)의 주변 영역의 강성을 확보할 수 없어, 해당 영역의 변형을 작게 억제할 수 없었기 때문으로 생각된다.
다음에, 상술한 리브(6,7)의 치수로부터 리브 폭만을 하기의 표 5에 나타나도록 변경하고, 마찬가지의 시험을 실행했다.
[표 5]
Figure 112014020094532-pct00005
표 5에 나타나듯이, 리브 폭을 0.8㎜ 이상으로 한 경우(덮개체 본체(4)의 두께를 t로 한 경우에 리브 폭을 1t 이상으로 한 경우)는 리브(6,7)를 정상적으로 형성할 수 있고, 안전 밸브(5)의 정상적인 개열을 확인할 수 있었지만, 리브 폭을 0.6㎜로 하면(리브 폭을 1t보다 작게 하면), 리브(6,7)의 형성 단계에서 가공 균열이 발생하여, 시험을 실시할 수 없었다. 리브 폭이 너무 좁으면, 리브(6,7)를 형성할 때의 가공 조건이 엄격해지기 때문으로 생각된다.
이러한 전지 케이스(3)용의 덮개체(1)에서는 덮개체 본체(4)의 짧은 쪽 방향(4a)에 따라서 연장된 한 쌍의 리브(6,7)가 덮개체 본체(4)의 긴 쪽 방향(4b)에 따른 환상 박육부(50)의 양측에 배치되어 있으므로, 케이스 내 압력이 상승한 경우에도 환상 박육부(50)의 주변 영역의 변형을 작게 억제할 수 있다. 이것에 의해, 환상 박육부(50)의 일부분에 과잉하게 응력이 집중하는 것을 회피할 수 있고, 안전 밸브(5)를 더욱 확실하게 개열시킬 수 있다. 또, 덮개체(1)를 구성하는 금속판이 스테인리스 강인 경우, 스테인리스 강이 알루미늄 등에 비해 고강도이기 때문에 환상 박육부(50)를 안정적으로 개열시키는 것이 어렵다는 과제가 생기지만, 본 실시 형태와 같이, 환상 박육부(50)의 양측에 리브(6,7)를 배치함으로서, 안전 밸브(5)를 더욱 확실하게 개열시킬 수 있다. 즉, 본 발명은 덮개체(1)를 구성하는 금속판이 스테인리스 강인 경우에 특히 유효하다.
또, 긴 쪽 방향(4b)에 따른 리브(6,7)간의 이간 거리(8)는 짧은 변(40)의 길이를 W로 한 경우에 3W 이하로 되며, 덮개체 본체(4)의 판 두께 방향에 따른 각 리브(6,7)의 리브 높이는 덮개체 본체(4)의 판두께를 t로 한 경우에 1.25t 이상으로 되며, 짧은 쪽 방향(4a)에 따른 각 리브(6,7)의 리브 길이(10)는 0.6W 이상으로 되어 있으므로, 더욱 확실하게 환상 박육부(50)의 일부분에 과잉하게 응력이 집중하는 것을 회피할 수 있고, 안전 밸브(5)를 더욱 확실하게 개열시킬 수 있다.
또, 긴 쪽 방향(4b)에 따른 각 리브(6,7)의 리브 폭은 1t 이상으로 되어 있으므로, 각 리브(6,7)의 형성 단계에서 가공 균열이 발생하는 것을 더욱 확실하게 회피할 수 있다.
또, 각 리브(6,7)는 덮개체 본체(4)로부터 전지 케이스(3)의 내부를 향해서 돌출하도록 형성되어 있으므로, 케이스 내 압력의 상승에 의해 리브(6,7)에 작용하는 응력에 대해서 더욱 큰 강성을 얻을 수 있고, 더욱 확실하게 환상 박육부(50)의 일부분에 과잉하게 응력이 집중하는 것을 회피할 수 있다.
<실시 형태 2>
도 5는 본 발명의 실시 형태 2에 의한 전지 케이스용의 덮개체(1)를 나타내는 평면도이다. 실시 형태 1에서는 리브(6,7)의 단부 사이를 잇는 2개의 선분(6b)의 교점(6c)이 환상 박육부(50)의 중심 위치(50a)와 일치하도록 배치되어 있다고 설명했지만(도 2참조), 이 실시 형태 2에서는 환상 박육부(50)는 선분(6b)의 교점(6c)이 환상 박육부(50)의 내주 영역내에 들어가는 동시에, 환상 박육부(50)의 중심 위치(50a)로부터 어긋나도록 배치되어 있다. 또, 환상 박육부(50)의 내주 영역은 환상 박육부(50)의 내측 뿐만 아니라 환상 박육부(50) 자체도 포함하는 영역이다. 기타 구성은 실시 형태 1과 마찬가지이다.
다음으로, 작용에 대해서 설명한다. 케이스 내 압력이 상승한 경우, 예를 들면, 도 4 등에 나타난 것처럼 환상 박육부(50)의 주변 영역은 리브(6,7)의 단부를 기단으로서 변형한다. 이 때문에, 실시 형태 1과 같이, 선분(6b)의 교점(6c)과 환상 박육부(50)의 중심 위치(50a)를 일치시키면, 환상 박육부(50)의 주변 영역이 변형될 때의 응력은 환상 박육부(50) 전체에 균등하게 분산된다.
한편으로, 도 5에 나타나듯이, 리브(6,7)의 단부 사이를 잇는 2개의 선분(6b)의 교점(6c)이 환상 박육부(50)의 중심 위치(50a)에서 어긋나도록 환상 박육부(50)가 배치되어 있는 경우에는 교점(6c)으로부터의 중심 위치(50a)의 어긋남 방향 및 어긋남량에 따라서, 환상 박육부(50)로의 응력에 구배가 생긴다. 이 응력 구배에 의해, 환상 박육부(50)의 파단의 진전을 조정할 수 있다.
구체적으로는 도 5에 나타나듯이, 중심 위치(50a)가 교점(6c)보다도 리브(6)에 근접하도록 환상 박육부(50)를 배치한 경우, 리브(7)측부터 환상 박육부(50)의 파단이 시작되도록 구성할 수 있다. 이 때, 어긋남량을 조절하는 것으로 환상 박육부(50)의 대부분을 파단시키면서, 환상 박육부(50)의 일부분을 덮개체 본체(4)에 연결한 채로 할 수 있다. 이렇게 구성함으로서, 안전 밸브(5)가 개열한 경우에도, 안전 밸브(5)가 전지 케이스(3)로부터 탈락하는 것을 방지할 수 있다.
이러한 전지 케이스(3)용의 덮개체(1)에서는 환상 박육부(50)는 리브(6,7)간에서 서로 교차되도록 리브(6,7)의 선단 사이를 잇는 2개의 선분(6b)의 교점(6c)이 환상 박육부(50)의 중심 위치(50a)로부터 어긋나도록 배치되어 있으므로, 환상 박육부(50)에 작용하는 응력에 의도적인 구배를 발생시킬 수 있고, 이 응력 구배에 의해 환상 박육부(50)의 파단의 진전을 조정할 수 있다.
<실시 형태 3>
도 6은 본 발명의 실시 형태 3에 의한 전지 케이스용의 덮개체(1)를 나타내는 평면도이다. 실시 형태(1,2)에서는 각 리브(6,7)는 덮개체 본체(4)의 짧은 쪽 방향(4a)에 완전히 따르도록 마련되고 있었지만, 각 리브(6,7)는 전체로서 짧은 쪽 방향(4a)에 따라서 연장되어 있으면 다른 형상으로 형성되어도 좋고 예를 들면, 도 6에 나타나듯이, 각 리브(6,7)의 긴 쪽 방향이 덮개체 본체(4)의 짧은 쪽 방향(4a)에 대해서 경사되도록 형성되어도 좋다.
이처럼, 각 리브(6,7)가 덮개체 본체(4)의 짧은 쪽 방향(4a)에 완전히 따르도록 마련되지 않아도, 각 리브(6,7)가 전체로서 짧은 쪽 방향(4a)에 따라서 연장되어 있으면, 케이스 내 압력이 상승했을 때의 덮개체 본체(4)의 변형에 대한 강성을 각 리브(6,7)에게 갖게 할 수 있다. 이것에 의해, 환상 박육부(50)의 주변 영역의 변형을 작게 억제할 수 있기 때문에, 안전 밸브(5)를 더욱 확실하게 개열시킬 수 있다.
또, 실시 형태 1~3에서는 한 쌍의 리브(6,7)만이 마련되어 있도록 설명하고 있지만, 이들 리브(6,7)와 평행하게 적어도 1개의 리브가 더 마련되어 있어도 좋다.
<실시 형태 4>
도 7은 본 발명의 실시 형태 4에 의한 전지 케이스용의 덮개체(1)를 나타내는 평면도이다. 도면에 있어서, 덮개체 본체(4)의 짧은 변(40)에는 서로 마주 보는 제 1 짧은 변(40a)과 제 2 짧은 변(40b)이 포함되어 있다. 실시 형태 1~3에서는 긴 쪽 방향(4b)에 따른 제 1 짧은 변(40a)과 제 2 짧은 변(40b) 사이의 대략 중앙 위치에 환상 박육부(50)가 배치되도록 설명하고 있지만, 도 7에 나타나듯이, 환상 박육부(50)는 제 1 짧은 변(40a) 보다도 제 2 짧은 변(40b)에 가까운 위치에 배치되어도 좋다.
환상 박육부(50)가 제 2 짧은 변(40b)에 가까운 위치에 배치된 경우에는 제 2 짧은 변(40b)과의 사이에 환상 박육부(50)를 배치하도록 제 2 짧은 변(40)b과 평행하게 리브(6)를 마련하면, 제 2 짧은 변(40b)과 리브(6)에 의해서 환상 박육부(50)의 주변 영역의 변형을 작게 억제할 수 있다. 제 2 짧은 변(40b)과의 사이에 환상 박육부(50)를 배치하도록 평행하게 리브(6)를 마련하는 경우, 제 2 짧은 변(40b)과 리브(6)의 사이의 이간 거리(8)가 3W 이하로 된다. 또, 환상 박육부(50)는 제 2 짧은 변(40b)과 리브(6) 사이에 서로 교차하도록 제 2 짧은 변(40b) 및 리브(6)의 단부 사이를 잇는 2개의 선분(6b)의 교점(6c)이 환상 박육부(50)의 중심 위치(50a)와 일치하도록 배치된다. 즉, 본 실시 형태에서는 덮개체 본체(4)의 긴 쪽 방향(4b)에 따른 환상 박육부(50)의 양측에는 제 2 짧은 변(40b)과, 덮개체 본체(4)로부터 돌출하도록 덮개체 본체(4)와 일체로 형성되는 동시에, 덮개체 본체(4)의 짧은 쪽 방향(4a)에 따라서 연장된 리브(6)가 배치되도록 구성되어 있고, 제 2 짧은 변(40b)이 실시 형태 1~3의 리브(7)와 마찬가지의 기능을 한다.
또, 도 7에서는 환상 박육부(50)는 제 2 짧은 변(40b)과 리브(6)의 사이에 서로 교차하도록 제 2 짧은 변(40b) 및 리브(6)의 단부 사이를 잇는 2개의 선분(6b)의 교점(6c)이 환상 박육부(50)의 중심 위치(50a)와 일치하도록 배치되도록 나타내고 있지만, 실시 형태 2와 마찬가지로, 환상 박육부(50)는 교점(6c)이 중심 위치(50a)로부터 어긋나도록 배치해도 좋다. 또, 리브(6)와 평행하게 적어도 1개의 리브가 더 마련되어 있어도 좋다. 그 외의 구성은 실시 형태 1~3과 마찬가지이다.
이러한 전지 케이스용의 덮개체(1)에서는 덮개체 본체(4)의 긴 쪽 방향(4b)에 따른 환상 박육부(50)의 양측에 제 2 짧은 변(40b)과, 덮개체 본체(4)의 짧은 쪽 방향(4a)에 따라서 연장된 리브(6)가 배치되어 있으므로, 실시 형태 1 등의 구성과 마찬가지로, 케이스 내 압력이 상승한 경우에도 환상 박육부(50)의 주변 영역의 변형을 작게 억제할 수 있다. 이것에 의해, 환상 박육부(50)의 일부분에 과잉하게 응력이 집중하는 것을 회피할 수 있고, 안전 밸브(5)를 더욱 확실하게 개열시킬 수 있다.
또, 실시 형태 1~4에서는 리브(6,7)는 전지 케이스(3)의 내부를 향해서 돌출하도록 형성한다고 설명하고 있지만, 각 리브는 전지 케이스의 외부를 향해서 돌출하도록 형성되어 있어도 좋다.
또, 실시 형태 1~4에서는 환상 박육부(50)는 타원형의 홈이라고 설명하고 있지만, 환상 박육부의 외형은 닫힌 외부 가장자리를 갖는 것이면 좋고, 예를 들면, 진원형, 다각형(비점대칭인 형상을 포함) 등이라도 좋다. 또, 환상 박육부가 예를 들면, 타원형 등의 진원 이외의 형상으로 구성되는 경우, 환상 박육부의 방향은 임의이다. 예를 들면, 실시 형태 1과 마찬가지의 타원형의 환상 박육부를 도 1의 방향에서 90도 회전시켜 마련해도 좋다(환상 박육부의 긴 지름 방향을 덮개체 본체의 짧은 쪽 방향을 따르게 해도 좋다).
또, 실시 형태 1~4에서는 덮개체(1)를 구성하는 금속판이 스테인리스 강인 것처럼 설명하고 있지만, 금속판은 예를 들면, 알루미늄, 알루미늄 합금 및 니켈 도금 강판 등의 다른 금속이라도 좋다.
1; 덮개체 2; 케이스 본체
3; 전지 케이스 4; 덮개체 본체
5; 안전 밸브 8; 이간 거리
9; 리브 높이 10; 리브 길이
11; 리브 폭 40; 짧은 변
41; 긴 변 42; 외벽부
50; 환상 박육부 51; 굴곡부

Claims (7)

  1. 전지 케이스(3)를 구성하는 금속판으로 이루어지는 전지 케이스용의 덮개체로서,
    평면에서 보았을 때에 짧은 변(40) 및 긴 변(41)을 가지는 직사각형 형상으로 형성된 덮개체 본체(4)와,
    코이닝 가공에 의해 상기 덮개체 본체(4)와 일체로 형성된 환상 박육부(50)를 포함하고, 상기 전지 케이스(3) 내의 압력이 소정값을 넘은 경우에 개열되어 상기 전지 케이스(3) 내의 압력을 외부에 개방하는 안전 밸브(5)와,
    상기 덮개체 본체(4)로부터 돌출하도록 상기 덮개체 본체(4)와 일체로 형성되고, 상기 덮개체 본체(4) 짧은 쪽 방향(4a)을 따라서 연장됨과 동시에, 상기 덮개체 본체(4)의 긴 쪽 방향(4b)을 따른 상기 환상 박육부(50)의 양측에 배치된 한 쌍의 리브(6,7)를 갖추고,
    상기 긴 쪽 방향(4b)을 따른 상기 리브(6,7)간의 이간 거리(8)는 상기 짧은 변(40)의 길이를 W로 한 경우에 3W 이하로 되고,
    상기 덮개체 본체(4)의 판두께 방향을 따른 각 리브(6,7)의 리브 높이는 상기 덮개체 본체(4)의 판두께를 t로 한 경우에 1.25t 이상으로 되고,
    상기 짧은 쪽 방향(4a)을 따른 각 리브(6,7)의 리브 길이(10)는 0.6W 이상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 전지 케이스용의 덮개체.
  2. 전지 케이스(3)를 구성하는 금속판으로 이루어지는 전지 케이스용의 덮개체로서,
    평면에서 보았을 때에 짧은 변(40) 및 긴 변(41)을 가지는 직사각형 형상으로 형성된 덮개체 본체(4)와,
    코이닝 가공에 의해 상기 덮개체 본체(4)와 일체로 형성된 환상 박육부(50)를 포함하고, 상기 전지 케이스(3) 내의 압력이 소정값을 넘은 경우에 개열되어 상기 전지 케이스(3) 내의 압력을 외부에 개방하는 안전 밸브(5)와,
    상기 덮개체 본체(4)로부터 돌출하도록 상기 덮개체 본체(4)와 일체로 형성되고, 상기 덮개체 본체(4) 짧은 쪽 방향(4a)을 따라서 연장됨과 동시에, 상기 덮개체 본체(4)의 긴 쪽 방향(4b)을 따른 상기 환상 박육부(50)의 양측에 배치된 한 쌍의 리브(6,7)를 갖추고,
    상기 환상 박육부(50)는 각 리브(6,7)의 단부 사이를 잇는 2개의 선분(6b)의 교점(6c)이 상기 환상 박육부(50)의 중심 위치(50a)로부터 어긋나도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전지 케이스용의 덮개체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 긴 쪽 방향(4b)을 따른 각 리브(6,7)의 리브 폭은 1t 이상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 전지 케이스용의 덮개체.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    각 리브(6,7)는 상기 덮개체 본체(4)로부터 상기 전지 케이스(3)의 내부를 향해서 돌출하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지 케이스용의 덮개체.
  5. 제 3 항에 있어서,
    각 리브(6,7)는 상기 덮개체 본체(4)로부터 상기 전지 케이스(3)의 내부를 향해서 돌출하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지 케이스용의 덮개체.
  6. 전지 케이스(3)를 구성하는 금속판으로 이루어지는 전지 케이스용의 덮개체로서,
    평면에서 보았을 때에 짧은 변(40) 및 긴 변(41)을 가지는 직사각형 형상으로 형성된 덮개체 본체(4)와,
    코이닝 가공에 의해 상기 덮개체 본체(4)와 일체로 형성된 환상 박육부(50)를 포함하고, 상기 전지 케이스(3) 내의 압력이 소정값을 넘은 경우에 개열되어 상기 전지 케이스(3) 내의 압력을 외부에 개방하는 안전 밸브(5)를 갖추고,
    상기 짧은 변(40)에는 서로 마주 보는 제 1 짧은 변(40a)과 제 2 짧은 변(40b)이 포함되어 있고,
    상기 환상 박육부(50)는 상기 제 1 짧은 변(40a)보다 상기 제 2 짧은 변(40b)에 가까운 위치에 배치되어 있고,
    상기 덮개체 본체(4)의 긴 쪽 방향(4b)을 따른 상기 환상 박육부(50)의 양측에는 상기 제 2 짧은 변(40b)과, 상기 덮개체 본체(4)로부터 돌출하도록 상기 덮개체 본체(4)와 일체로 형성되는 동시에, 상기 덮개체 본체(4)의 짧은 쪽 방향(4a)을 따라서 연장된 리브(6)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전지 케이스용의 덮개체.
  7. 제 1 항, 제2항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 금속판은 스테인리스 강인 것을 특징으로 하는 전지 케이스용의 덮개체.
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