電池箱用蓋體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明在通過壓印加工將環(huán)狀薄壁部(50)與蓋體主體(4)形成為一體的結(jié)構(gòu)中，使以從蓋體主體(4)突出的方式與蓋體主體(4)形成為一體的一對肋部(6、7)，沿著蓋體主體(4)的短尺寸方向(4a)延伸，并且將一對肋部(6、7)配置在沿著蓋體主體(4)的長尺寸方向(4b)的環(huán)狀薄壁部(50)的兩側(cè)。
【專利說明】電池箱用蓋體
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種由構(gòu)成電池的電池箱的金屬板構(gòu)成的電池箱用蓋體，特別是涉及一種新的改進，該新的改進用于通過在環(huán)狀薄壁部的兩側(cè)設(shè)置一對肋部，或者在蓋體主體的短邊與肋部之間設(shè)置環(huán)狀薄壁部，能夠避免在環(huán)狀薄壁部的一部分應(yīng)力過度地集中，能夠使安全閥更可靠地開裂。
【背景技術(shù)】
[0002]以往使用的這種電池箱用蓋體，能夠舉出例如專利文獻I等所示的結(jié)構(gòu)。圖8是表示使用以往的蓋體的電池箱的分解立體圖。在圖中，蓋體I與有底筒狀的箱主體2 —起構(gòu)成電池箱3。蓋體I以及箱主體2是由鋁、鋁合金、鍍鎳鋼板或不銹鋼等金屬板構(gòu)成的。在蓋體I中設(shè)有蓋體主體4和安全閥5。蓋體主體4是在俯視觀察時形成為具有短邊40和長邊41的矩形形狀的平面部。安全閥5用于:為了防止電池箱3內(nèi)的壓力(以下稱為箱內(nèi)壓力)上升使電池箱3破裂，而在電池箱3內(nèi)的壓力超過規(guī)定值的情況下開裂以將電池箱3內(nèi)的壓力向外部釋放。該安全閥5包括環(huán)狀薄壁部50，該環(huán)狀薄壁部50通過將壓印沖壓機推碰到作為蓋體I的材料的金屬板上的壓印加工(coining process)(沖壓加工(pressprocess)),與蓋體主體4形成為一體。在電池箱3內(nèi)的壓力超過規(guī)定值的情況下通過環(huán)狀薄壁部50的整體或者大部分斷裂，從而使安全閥5開裂。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開2000-285892號公報。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明要解決的課題
[0007]本申請
【發(fā)明者】在反復(fù)進行上述那樣電池箱3的試制以及安全閥5的動作檢驗中，發(fā)現(xiàn)如下情況:在由金屬板構(gòu)成的蓋體主體4上利用壓印加工一體形成環(huán)狀薄壁部50會導(dǎo)致產(chǎn)生特有的課題。
[0008]圖9是表示箱內(nèi)壓力上升時圖8的蓋體I的變形的說明圖。如圖9所示，在箱內(nèi)壓力上升的情況下,蓋體I的蓋體主體4以在沿著蓋體主體4的短尺寸方向4a的大致中央形成沿著蓋體主體4的長尺寸方向4b延伸的脊線4c的方式，變形為山狀。因此，與長尺寸方向相比，向配置在蓋體主體4的中央部的安全閥5的環(huán)狀薄壁部50施加的拉伸應(yīng)力在短尺寸方向更高。另一方面，由于環(huán)狀薄壁部50的內(nèi)周區(qū)域因壓印加工的影響而增厚，所以箱內(nèi)壓力上升時的環(huán)狀薄壁部50的內(nèi)周區(qū)域的變形進行地比蓋體主體4整體的變形緩慢。因此，應(yīng)力過度地集中于環(huán)狀薄壁部50的更加遠離脊線4c的一部分(蓋體主體4的長邊41側(cè)的部分)。
[0009]當對環(huán)狀薄壁部50作用的應(yīng)力過度地集中于環(huán)狀薄壁部50的一部分時，僅該一部分斷裂。在這種情況下，電池箱3內(nèi)的壓力從斷裂的一部分泄露，因此，安全閥5不能正常開裂，箱內(nèi)壓力的釋放速度變慢(將該狀態(tài)稱為緩慢泄露(slow leak))。即，在上述那樣的以往的結(jié)構(gòu)中，由于沒有對伴隨箱內(nèi)壓力上升時的蓋體主體4的變形的應(yīng)力集中采取相應(yīng)的對策，所以有時安全閥5不能正常開裂。
[0010]本發(fā)明是為了解決上述那樣的課題而完成的，其目的是提供一種能夠避免應(yīng)力過度集中于環(huán)狀薄壁部的一部分并能夠使安全閥更可靠地開裂的電池箱用蓋體。
[0011]用于解決課題的方案
[0012]本發(fā)明所涉及的電池箱用蓋體是由構(gòu)成電池箱的金屬板構(gòu)成的電池箱用蓋體，其具備:蓋體主體，其形成為在俯視觀察時具有短邊以及長邊的矩形形狀；安全閥，其包括通過壓印加工與蓋體主體形成為一體的環(huán)狀薄壁部，該安全閥在電池箱內(nèi)的壓力超過規(guī)定值的情況下開裂以將電池箱內(nèi)的壓力向外部釋放；以及一對肋部，其以從蓋體主體突出的方式與蓋體主體形成為一體，沿著蓋體主體的短尺寸方向延伸，并且配置在沿著蓋體主體的長尺寸方向的環(huán)狀薄壁部的兩側(cè)。
[0013]另外，由構(gòu)成電池箱的金屬板構(gòu)成的電池箱用蓋體，其具備:蓋體主體，其形成為在俯視觀察時具有短邊以及長邊的矩形形狀；以及安全閥，其包括通過壓印加工與蓋體主體形成為一體的環(huán)狀薄壁部，該安全閥在電池箱內(nèi)的壓力超過規(guī)定值的情況下開裂以將電池箱內(nèi)的壓力向外部釋放，短邊包括相互相向的第一短邊和第二短邊，環(huán)狀薄壁部被配置在相比第一短邊更接近第二短邊的位置處，在沿著蓋體主體的長尺寸方向的環(huán)狀薄壁部的兩側(cè)，配置有第二短邊與肋部，該肋部以從蓋體主體突出的方式與蓋體主體形成為一體，并且沿著蓋體主體的短尺寸方向延伸。
[0014]發(fā)明效果
[0015]根據(jù)本發(fā)明的電池箱用蓋體，由于在沿著蓋體主體的長尺寸方向的環(huán)狀薄壁部的兩側(cè)，配置有沿著蓋體主體的短尺寸方向延伸的一對肋部，或者配置有蓋體主體的短邊與肋部，所以即使在箱內(nèi)壓力上升的情況下也能夠?qū)h(huán)狀薄壁部的周邊區(qū)域的變形抑制地較小。由此，能夠避免應(yīng)力過度地集中于環(huán)狀薄壁部的一部分，能夠使安全閥更可靠地開裂。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的實施方式I的電池箱用蓋體的立體圖。
[0017]圖2是表不圖1的蓋體的俯視圖。
[0018]圖3是沿著圖2的線II1-1II的剖視圖。
[0019]圖4是表示箱內(nèi)壓力上升時的圖1的蓋體的變形的說明圖。
[0020]圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的實施方式2的電池箱用蓋體的俯視圖。
[0021]圖6是表示根據(jù)本發(fā)明的實施方式3的電池箱用蓋體的俯視圖。
[0022]圖7是表示根據(jù)本發(fā)明的實施方式4的電池箱用蓋體的俯視圖。
[0023]圖8是表示使用以往的蓋體的電池箱的分解立體圖。
[0024]圖9是表示箱內(nèi)壓力上升時的圖8的蓋體的變形的說明圖。
【具體實施方式】
[0025]下面，參照附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行說明。
[0026]實施方式I[0027]圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的實施方式I的電池箱3用的蓋體I的立體圖，圖2是表示圖1的蓋體I的俯視圖，圖3是沿著圖2的線II1-1II的剖視圖。此外，使用相同的附圖標記來對與以往的電池箱用蓋體(參照圖8以及圖9)相同或者等同部分進行說明。圖1所示的蓋體I與有底筒狀的箱主體2 (參照圖8) —起構(gòu)成例如在鋰離子電池等電池中用于收容電解液的電池箱3(參照圖8)。蓋體I整體由不銹鋼制的金屬板構(gòu)成。
[0028]蓋體I具有蓋體主體4、安全閥5、以及一對肋部6、7。如圖2所示，蓋體主體4是形成為俯視觀察時具有短邊40以及長邊41的矩形形狀的大致平面狀的平板部。從蓋體主體4的外緣沿著蓋體主體4的板厚方向豎立設(shè)置有側(cè)壁部42。從側(cè)壁部42的前端部起，凸緣部43彎曲成大致直角。
[0029]安全閥5包括環(huán)狀薄壁部50與彎曲部51。環(huán)狀薄壁部50是構(gòu)成安全閥5的邊緣部的橢圓形的槽，通過對作為蓋體I的材料的金屬板進行多級的壓印加工從而與蓋體主體4形成為一體。如圖3所示，該環(huán)狀薄壁部50與蓋體I內(nèi)的其他板面相比壁厚較薄，在電池箱3的箱內(nèi)壓力超過規(guī)定值的情況下最先裂開，使安全閥5整體開裂。彎曲部51是環(huán)狀薄壁部50的內(nèi)周側(cè)的板部，通過吸收利用壓印加工形成環(huán)狀薄壁部50時的壁部余下部分，沿著板厚方向彎曲變形(參照圖3)。
[0030]在此，如以往的結(jié)構(gòu)那樣，在箱內(nèi)壓力(電池箱3內(nèi)的壓力)上升時，以在沿著蓋體主體4的短尺寸方向4a的大致中央形成沿著蓋體主體4的長尺寸方向4b延伸的脊線4c方式蓋體主體4整體變形成山狀的情況下(參照圖9)，有可能安全閥5無法正常開裂。在本實施方式中，通過在沿著蓋體主體4的長尺寸方向4b的環(huán)狀薄壁部50的兩側(cè)以從蓋體
主體4突出的方式配置與蓋體主體4形成為一體的一對肋部6、7，安全閥5能夠更可靠地開
裂 ο
[0031]如圖1以及圖2所示，各肋部6、7沿著蓋體主體4的短尺寸方向4a延伸。具體地說，如圖2所示，各肋部6、7在俯視觀察時，形成為對拐角部賦予R的長方形形狀。這樣，通過使各肋部6、7沿著短尺寸方向4a延伸，能夠在肋部6、7間的區(qū)域，即環(huán)狀薄壁部50的周邊區(qū)域中，針對如圖9所示那樣的蓋體主體4的變形得到剛性。
[0032]在將蓋體主體4的短邊40的長度設(shè)為W的情況下，沿著長尺寸方向4b的肋部6、7間的分離距離8設(shè)為3W以下。在將蓋體主體4的板厚設(shè)為t的情況下，沿著蓋體主體4的板厚方向的各肋部6、7的肋部高度9(參照圖3)設(shè)為1.25t以上。沿著短尺寸方向4a的各肋部6、7的肋部長度10 (參照圖2)設(shè)為0.6W以上。沿著長尺寸方向4b的各肋部6、7的肋部寬度11 (參照圖3)設(shè)為It以上。關(guān)于這些尺寸的意義會在后述的實施例中示出。
[0033]此外，分離距離8是各肋部6、7的突出緩坡部6a、7a的相互接近側(cè)之間的距離。肋部高度9是從蓋體主體4的板面到相隔最遠的突出頂部6d、7d的外端面的高度。肋部長度10是沿著短尺寸方向4a的突出緩坡部6a、7a的兩端間的距離。肋部寬度11是沿著長尺寸方向4b的突出緩坡部6a、7a的兩端間的距離。
[0034]在利用蓋體I以及箱主體2構(gòu)成電池箱3時，各肋部6、7形成為朝向電池箱3的內(nèi)部突出。通過以這樣的朝向突出肋部6、7，能夠針對由箱內(nèi)壓力的上升而作用于肋部6、7的應(yīng)力，得到更大的剛性。
[0035]在本實施方式中，環(huán)狀薄壁部50為點對稱的形狀，環(huán)狀薄壁部50的中心位置50a(中心點)配置為與連結(jié)各肋部6、7的端部間的2個線段6b的交點6c —致(參照圖2)。這樣，通過使線段6b的交點6c與環(huán)狀薄壁部50的中心位置50a —致，在環(huán)狀薄壁部50的周邊區(qū)域變形時，能夠使應(yīng)力均等地分散于環(huán)狀薄壁部50整體。
[0036]接下來，對作用進行說明。圖4是表示箱內(nèi)壓力上升時的圖1的蓋體I的變形的說明圖。如圖4所示，通過在環(huán)狀薄壁部50的兩側(cè)設(shè)置肋部6、7，箱內(nèi)壓力上升時的蓋體主體4的變形被肋部6、7隔斷。因此，與以往的結(jié)構(gòu)相比環(huán)狀薄壁部50的周邊區(qū)域的變形被抑制地較小，伴隨著箱內(nèi)壓力上升時的蓋體主體4的變形，能夠避免應(yīng)力過度地集中于環(huán)狀薄壁部50的一部分。由此，能夠防止環(huán)狀薄壁部50的一部分斷裂，能夠使安全閥5更可靠地開裂。
[0037]接下來，示出實施例。本
【發(fā)明者】們以壁厚0.8mm的SUS430的板為材料，制作圖1所示的蓋體1，將該蓋體I焊接于箱主體2來制成電池箱3。此外，蓋體主體4的長邊41設(shè)為160mm,蓋體主體4的短邊40設(shè)為40mm,電池箱3整體的高度設(shè)為100mm。安全閥5的環(huán)狀薄壁部50設(shè)為IOmmX 15mm的長橢圓,利用多級壓印加工使環(huán)狀薄壁部50的最薄部的厚度為50 μ m。安全閥5的工作內(nèi)壓的目標為0.8~1.4MPa的范圍。
[0038]各肋部6、7以在如圖1所示的位置朝向電池箱3的內(nèi)部突出的方式形成。肋部6、7的尺寸設(shè)為高度2mm、寬度4mm、長度32mm、以及分離距離26mm。此外,肋部6、7的端的半徑設(shè)為2R，相當于肋部6的打孔(punch)R以及沖模(die)R的位置考慮成形性設(shè)為肋部高度的I / 2。另外，也制作了使用未設(shè)置肋部6、7的以往的蓋體的電池箱3來用于比較。
[0039]如上所述，在制作了電池箱3之后，在電池箱3的底面(與蓋體I相對的面)連接水壓試驗機，不限制于電池箱3的周圍地對電池箱3內(nèi)施加壓力。將安全閥5的工作狀態(tài)與工作壓的結(jié)果示于以下的表1。此外，利用目視判斷安全閥5的開裂狀態(tài)。
[0040]表1
【權(quán)利要求】
1.一種由構(gòu)成電池箱(3)的金屬板構(gòu)成的電池箱用蓋體，其具備: 蓋體主體(4)，其形成為在俯視觀察時具有短邊(40)以及長邊(41)的矩形形狀；安全閥(5)，其包括通過壓印加工與上述蓋體主體(4)形成為一體的環(huán)狀薄壁部(50)，該安全閥(5)在上述電池箱(3)內(nèi)的壓力超過規(guī)定值的情況下開裂以將上述電池箱(3)內(nèi)的壓力向外部釋放；以及 一對肋部出、7)，其以從上述蓋體主體(4)突出的方式與上述蓋體主體(4)形成為一體，沿著上述蓋體主體(4)的短尺寸方向(4a)延伸，并且配置在沿著上述蓋體主體(4)的長尺寸方向(4b)的上述環(huán)狀薄壁部(50)的兩側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池箱用蓋體,其中， 在設(shè)上述短邊(40)的長度為W的情況下，沿著上述長尺寸方向(4b)的上述肋部(6、7)間的分離距離⑶為3W以下， 在設(shè)上述蓋體主體(4)的板厚為t的情況下，沿著上述蓋體主體(4)的板厚方向的各肋部(6、7)的肋部高度(9)為1.25t以上， 沿著上述短尺寸方向(4a)的各肋部(6、7)的肋部長度(10)為0.6W以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者權(quán)利要求2所述的電池箱用蓋體，其中， 上述環(huán)狀薄壁部(50)被配置成使得連結(jié)各肋部出、7)的端部間的2個線段^b)的交點(6c)從上述環(huán)狀薄壁部(50)的中心位置(50a)偏移。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或者權(quán)利要求3所述的電池箱用蓋體，其中， 沿著上述長尺寸方向(4b)的各肋部(6、7)的肋部寬度(11)為It以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求4中任一項所述的電池箱用蓋體，其中， 各肋部(6、7)形成為從上述蓋體主體(4)向上述電池箱(3)的內(nèi)部突出。
6.一種由構(gòu)成電池箱(3)的金屬板構(gòu)成的電池箱用蓋體，其具備: 蓋體主體(4)，其形成為在俯視觀察時具有短邊(40)以及長邊(41)的矩形形狀；以及安全閥(5)，其包括通過壓印加工與上述蓋體主體(4)形成為一體的環(huán)狀薄壁部(50)，該安全閥(5)在上述電池箱(3)內(nèi)的壓力超過規(guī)定值的情況下開裂以將上述電池箱(3)內(nèi)的壓力向外部釋放， 上述短邊(40)包括相互相向的第一短邊(40a)和第二短邊(40b)， 上述環(huán)狀薄壁部(50)被配置在相比上述第一短邊(40a)更接近上述第二短邊(40b)的位置處， 在沿著上述蓋體主體(4)的長尺寸方向(4b)的上述環(huán)狀薄壁部(50)的兩側(cè)，配置有上述第二短邊(40b)和肋部(6)，該肋部(6)以從上述蓋體主體(4)突出的方式與上述蓋體主體(4)形成為一體,并且沿著上述蓋體主體(4)的短尺寸方向(4a)延伸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求6中任一項所述的電池箱用蓋體，其中， 上述金屬板為不銹鋼。
【文檔編號】H01M2/12GK103718332SQ201280038911
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月9日
【發(fā)明者】大塚雅人 申請人:日新制鋼株式會社