JP2004087194A

JP2004087194A - Sealing plate

Info

Publication number: JP2004087194A
Application number: JP2002243861A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Fujinaka; 藤中　博行; Mitsuhiko Hayashi; 林　実彦; Akihiro Mukoda; 向田　明博; Koichi Yokose; 横瀬　耕一
Original assignee: Nok Corp; Kohoku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nok Corp; Kohoku Kogyo Co Ltd
Priority date: 2002-08-23
Filing date: 2002-08-23
Publication date: 2004-03-18

Abstract

【課題】電池またはコンデンサー等の圧力容器の封口板１において、外部端子４の材料として銅等の電気抵抗値の低いものを使用する場合であっても、この外部端子４を一般の抵抗溶接手段を用いてリベット部３に接合することができる封口板１を提供する。
【解決手段】リベット部３と外部端子４との間に、リベット部３と外部端子４よりも電気抵抗値の大きな材料からなるワッシャー形状をした部材５を挟み、両者３，４を抵抗溶接したことを特徴とする。またこれに加えて、外部端子４、前記部材５またはリベット部３の少なくとも何れかに接合力を一層高めるための突起を設けることにする。
【選択図】　図２An object of the present invention is to provide a sealing plate for a pressure vessel, such as a battery or a capacitor, in which even if a material having a low electric resistance such as copper is used as a material for the external terminal, the external terminal is connected to a general resistance welding means. To provide a sealing plate 1 that can be joined to the rivet portion 3 by using the sealing plate 1.
Kind Code: A1 A washer-shaped member made of a material having a higher electric resistance than the rivet part and the external terminal is sandwiched between the rivet part and the external terminal, and the two parts are resistance-welded. It is characterized by the following. In addition to this, at least one of the external terminal 4, the member 5, and the rivet portion 3 is provided with a projection for further increasing the bonding force.
[Selection] Fig. 2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池（一次電池および二次電池を含む）またはコンデンサー（電解コンデンサーおよび電気二重層キャパシタを含む）等において、電池素子や電解液等の収容物を収容する圧力容器の開口部を閉塞するために用いられる封口板に関するものであり、また、高分子材料等からなる電子部品の封口板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１２に示すように、従来公知のアルミ電解コンデンサー等の封口板６１でラグ端子タイプの外部端子６２付きのものにおいて、当該品は、ラグ端子タイプの外部端子６２を封口板本体６３に取付後、リベット部６４に溶接しており、その溶接手段として抵抗溶接が実施されている。従来は、外部端子６２の材質が例えばリベット部より電気抵抗値の比較的大きなＳＰＣＣ等の材料であるため、外部端子６２またはリベット部６４の接合部の形状を工夫することにより、溶接強度の高い溶接部を得る手段が既に考案されている。
【０００３】
しかしながら、かかる封口板６１の端子部の電気抵抗値を抑制する目的で、外部端子６２の材料として銅を使用する要求があり、これに対して従来の溶接手段では外部端子６２の電気抵抗値が低いため、溶接時に抵抗発熱が発生せず、接合ができない状況となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上の点に鑑みて、電池またはコンデンサー等の圧力容器に用いられる封口板において、外部端子の材料として銅等の電気抵抗値の低いものを使用する場合であっても、この外部端子を一般の抵抗溶接手段を用いてリベット部に接合することができる封口板を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１による封口板は、リベット部と外部端子との間に、前記リベット部および外部端子より電気抵抗値の大きな材料からなるワッシャー形状をした部材を挟み、両者を抵抗溶接したことを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明の請求項２による封口板は、外部端子に突起を設けたことを特徴とする請求項１に記載の封口板である。
【０００７】
また、本発明の請求項３による封口板は、外部端子、前記部材またはリベット部の少なくとも何れかに突起を設けたことを特徴とする請求項１に記載の封口板である。
【０００８】
また、本発明の請求項４による封口板は、高分子材料よりなる封口板本体にリベット部をインサート成形した封口板であって、リベット部と外部端子との間に、前記リベット部および外部端子より電気抵抗値の大きな材料からなるワッシャー形状をした部材を挟み、両者を抵抗溶接したことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項５による封口板は、外部端子に突起を設けたことを特徴とする請求項４に記載の封口板である。
【００１０】
更にまた、本発明の請求項６による封口板は、外部端子、前記部材またはリベット部の少なくとも何れかに突起を設けたことを特徴とする請求項４に記載の封口板である。
【００１１】
上記構成を備えた本発明の封口板によれば、リベット部と外部端子との間にこのリベット部および外部端子よりも電気抵抗値の大きな材料からなるワッシャー形状をした部材を挟み込んだ状態で抵抗溶接を行なうようにしたために、この部材の介在により、外部端子が銅等の電気抵抗値の低いものよりなる場合であっても、この外部端子を一般の抵抗溶接手段を用いてリベット部に接合することが可能となる。外部端子、前記部材またはリベット部に設けられる突起は、接合強度を高める作用をなす。
【００１２】
尚、本件出願には、以下の技術的事項が含まれる。
【００１３】
すなわち、上記目的を達成するため、本件出願が提案する一の封口板は、以下の内容を有している。
【００１４】
（１）リベット部外面に銅で製作したラグ端子タイプの外部端子を溶接した封口板であって、リベット部と外部端子間にシムを挟み込んだ構成を有している。
【００１５】
（２）先ず、アルミ等を成形材料としてリベット部を製作し、次いで、このリベット部をフェノール樹脂またはＰＰＳ樹脂等の耐熱性樹脂よりなる封口板本体にインサート成形により一体化し、次いで、このリベット部にラグ端子タイプの外部端子を接合する。この外部端子が銅の場合、これを抵抗溶接により接合する際にリベット部と外部端子との間にＳＰＣＣ等のシムを挟み込み、この状態で抵抗溶接を行なう。
【００１６】
これらの実施形態は、以下のとおりである。
【００１７】
（１）リベット部
端子用に用いられる純度の高いアルミ等の材料でリベット部を製作する。
【００１８】
（２）封口板の成形
上記（１）で製作したリベット部を封口板の型内に必要個数インサートし、射出成形等により一体成形する。また、当該封口板の外周部には、Ｏリング等の弾性体を装着する段差または溝を設け、かかる弾性体は封口板成形時に同時成形も可とする。
【００１９】
本発明で使用する高分子材料からなる封口板は、樹脂材料、エラストマー（ゴム、熱可塑性エラストマー、樹脂材料とゴムの混合物またはブロック共重合体またはグラフト共重合体等の弾性体）、樹脂材料とエラストマーの積層板材料から選ばれる。
【００２０】
樹脂材料としては、ポリオレフィン系樹脂、メタロセン触媒にて重合したポリオレフィン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド、シンジオタクチックポリスチレン、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、液晶性樹脂等の熱可塑性樹脂、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、イミド系樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられ、ガラス繊維、炭素繊維またはウィスカー等の繊維状充填剤、炭素粒子、マイカ、ガラスビーズ等の粒子状充填剤等の充填剤・補強材、金属酸化物または加工助剤等が適宜配合される。
【００２１】
エラストマーとしては、ゴム材料では、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、ビニル変性ブチルゴム、エチレンプロピレン系ゴム、フッ素系ゴム、アクリル系ゴム、水素添加ニトリルゴム等の飽和系ゴムが挙げられ、架橋剤、充填剤、可塑剤または老化防止剤等を適宜配合する。また熱可塑性エラストマーでは、オレフィン系熱可塑性エラストマー、エステル系熱可塑性エラストマー、アミド系熱可塑性エラストマー、水素添加スチレン・ブタジエンブロック共重合体、水素添加スチレン・イソプレンブロック共重合体等が挙げられ、ブロック共重合方法、グラフト共重合方法、動的架橋方法等で製造され、架橋剤、可塑剤、老化防止剤または充填剤を適宜配合する。樹脂材料とゴムの混合物またはブロック共重合体またはグラフト共重合体等のエラストマーでは、フェノール系樹脂と水素化ニトリルゴム、フェノール系樹脂とアクリルゴム、ブチルゴムまたはフッ素ゴム等との混合物等が挙げられる。
【００２２】
上記高分子材料は、要求される耐熱性に応じて適宜選択される。実施例では、耐熱性、コストの面で熱硬化性樹脂の一つであるフェノール樹脂を用いた例を示す。
【００２３】
（３）ラグ端子タイプの外部端子の接合
ラグ端子タイプの外部端子は銅製で所定の寸法に製作し、特に接合面にはリベット部との係合箇所近傍に３等配以上の突起部を有している。またその表面に錫メッキ等を施す。上記（２）で成形した封口板のリベット部外面にＳＰＣＣ等のシムを係合する。シムは以下の仕様のものが望ましい。
▲１▼外径：リベット部の外径以下
▲２▼内径：リベット部の外部端子挿入箇所の径より大きく、外部端子におけるリベット部と係合箇所とほぼ同一かそれ以下
▲３▼厚み：０．２ｍｍ以下
▲４▼材質：体積抵抗率ρが端子用に用いられる純度の高いアルミおよび銅よりも大きく、好ましくは、端子用に用いられる純度の高いアルミおよび銅の２倍以上のもので、かつ線膨張率αが端子用に用いられる純度の高いアルミおよび銅対比が１／２の範囲内、好ましくは、端子用に用いられる純度の高いアルミおよび銅対比同等のもの。具体的には、ＳＰＣＣ等の鉄系、ニッケル、コバルト等あるいはそれらの合金が考えられる。実施例では、ＳＰＣＣを用いた例を示す。
【００２４】
更に、シムの上に外部端子を係合、位置決めし、抵抗溶接等によりリベット部と外部端子を接合する。かかる構成により、抵抗溶接等を実施する際にはシムに抵抗発熱が発生するため、リベット部と外部端子との溶着がシムを介して実現する。尚、溶接時の電流密度を上げ、シムの発熱を高くし、接合部の強度を向上させるため、シムに突起部を設けたもの、またはリベット部の接合面に突起部を設けた構成も考えられ、シムの材質も抵抗発熱が発生し易いものであれば鉄系に限らない。
【００２５】
上記構成の封口板によれば、以下の作用効果を発揮することが可能となる。
【００２６】
すなわち、リベット部と、銅で製作したラグ端子タイプの外部端子の溶接は、従来は銅の電気抵抗値が低いため溶接時に抵抗発熱が発生せず、如何なる形状の工夫を施しても実現できなかったが、リベット部と外部端子との間にシムを挟み込むことで、溶接時にシムの抵抗発熱が発生し、リベット部と外部端子との溶着が可能となる。また、当該方法により接合した端子部の電気抵抗値は、シムを介さない場合と同等であることも確認しており、要求に対しても問題を生じない。したがって以上より、本発明により、リベット部と、銅で製作したラグ端子タイプの外部端子の溶接を従来の溶接手段を変更することなく、実現することができる。
【００２７】
尚、以上は、リベット部を封口板本体に一体成形した封口板について説明したが（請求項４〜６）、本発明は、リベット部を封口板本体に一体成形しない封口板についても適用できるものである（請求項１〜３）。またリベット部の形状は問わず、その頭部にワッシャー形状をした電気抵抗値の大きな部材を挟み込むことができる円柱部を備えていればどのような形状でも構わない。また封口板本体の材質は樹脂に限られない。
【００２８】
更にまた、本件提案のポイントはこれを、電気抵抗値の小さい外部端子とリベット部とを抵抗溶接する際に、両者間に両者より電気抵抗値の大きな部材を挟み込み、この部材を発熱させることで両者を接合するものと捉えることもできる。
【００２９】
溶接方法および溶接条件の一例は、以下のとおりである。
▲１▼溶接方法
抵抗溶接
▲２▼抵抗溶接の条件
溶接時間：１０ｍｓ
電流値：４．５ｋＡ
加圧Ｐ：数１０ｋｇ
【００３０】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【００３１】
図１は、本発明の実施例に係る封口板１の製造工程を示す斜視図、図２は同じく要部断面図である。
【００３２】
当該実施例に係る封口板１は、以下のように構成されている。
【００３３】
すなわち先ず、高分子材料としてフェノール樹脂によってプレート状に成形された封口板本体２が設けられており、この封口板本体２にアルミニウム等よりなるリベット部３が厚さ方向に貫通するように埋設されており、このリベット部３の外面（外側端面、図上上面）に銅よりなるラグ端子タイプの外部端子４が取り付けられ、このリベット部３と外部端子４との間に、リベット部３と外部端子４よりも電気抵抗値が大きな材料よりなるＳＰＣＣに代表されるワッシャー（シムとも称する）５が挟み込まれた状態で、このリベット部３と外部端子４とが抵抗溶接されている。
【００３４】
封口板本体２は、上記したようにフェノール樹脂によってプレート状に成形されており、例えば円板状に成形されて、図示しないコンデンサーの開口部等に封着される。
【００３５】
リベット部３は、封口板本体２に対してインサート成形により一体化されており、また一般に、二本が一組として封口板本体２に一体化されている。
【００３６】
また、このリベット部３には、円筒状を呈するその外周面に環状の鍔部６が一体成形されており、この鍔部６の軸方向端面であって図上上面および下面の何れか一方または双方（図では双方）に環状の係合溝７が所要数、同心状に形成されている（図では上面に一本、下面に二本形成されている）。また、このリベット部３には、その外面の中心位置に、ピン状を呈するカシメ部（円柱部とも称する）８が一体成形されている。
【００３７】
外部端子４は、平板状の取付部９と、この取付部９の一端に一体成形された立ち上がり板状の端子部１０とを一体に有しており、前者の取付部９に、上記ピン状のカシメ部８を差し通すための透孔１１が設けられている。
【００３８】
ワッシャー５は、上記材質によって円板状に成形されており、その中心位置に上記ピン状のカシメ部８を差し通すための透孔１２が設けられている。
【００３９】
このワッシャー５の仕様は、以下のとおりとされている。
▲１▼外径ａ：リベット部３の外面の外径ｂ以下の寸法
ワッシャー５が発熱して溶けた際、ワッシャー５のリベット部３より大きな部分の溶融物がリベット部３よりはみ出すのを避けるためである。
外径ａ：外部端子４の取付部９の幅ｇ以下の寸法
ワッシャー５を発熱させて溶かす際、ワッシャー５の外部端子４より大きな部分が溶けずに残るのを避けるためである。
▲２▼内径ｃ：リベット部３のカシメ部８の外径ｄよりも大きく、外部端子４の透孔１１の内径ｅとほぼ同一かそれ以下の寸法
▲３▼厚みｆ：実寸で０．２ｍｍ以下の寸法
▲４▼材質：体積抵抗率ρが端子用に用いられる純度の高いアルミおよび銅よりも大きく、好ましくは、端子用に用いられる純度の高いアルミおよび銅の２倍以上のもので、かつ線膨張率αが端子用に用いられる純度の高いアルミおよび銅対比が１／２の範囲内、好ましくは、端子用に用いられる純度の高いアルミおよび銅対比同等のもの。具体的には、ＳＰＣＣ等の鉄系、ニッケル、コバルト等あるいはそれらの合金が考えられる。
【００４０】
また、リベット部３の外面の外径ｂとワッシャー５の外径ａと外部端子４の幅ｇとの関係は、
ａ＜ｇ＜ｂ
であることが好ましい。これは、リベット部３と外部端子４との間にワッシャー５を入れてカシメた際、ワッシャー５がリベット部３にめり込んで図３に示すような段差１７が形成され、この段差１７にはワッシャー５が存在しないため、電流がリベット部３および外部端子４間を直接通り易くなり、よってリベット部３の外部端子４との接合力が増すだけでなく、ワッシャー５を挟んでも電気抵抗値が殆ど変わらない低抵抗の端子が作成可能となるからであり、また図４に示すように、リベット部３と外部端子４が接合される接合箇所を図上Ａ部とＢ部の２箇所とすることで、より接合強度を高め、良好な電気的接合を図るためである。
このように、ワッシャーの材質（主に電気抵抗）、ワッシャーの外径、ワッシャーの厚みと溶接条件（時間、電流値、圧力など）を適宜組み合わせることで、外部端子とリベット部との溶接がＡ部近傍で封口板として使用に耐える程度に高められる。また、ワッシャーがリベット部にめり込むような溶接条件で溶接を行なうと、Ａ部とＢ部の溶接強度がより高められる。
【００４１】
上記構成の封口板１において、リベット部３に外部端子４を接合するに際しては、先ず、図２に示したようにリベット部３のカシメ部８にワッシャー５および外部端子４を各透孔１１，１２において順次差し通し、次いで、一対の電極１４，１５を備えた抵抗溶接装置１３を用いて加圧Ｐしながら電流を流して抵抗溶接を実施する。すると、外部端子４が銅よりなり、その電気抵抗値が低いために溶接時に十分な抵抗発熱が発生せず、よって接合しにくいものであるにもかかわらず、リベット部３と外部端子４との間に、リベット部３と外部端子４よりも電気抵抗値が大きな材料よりなるＳＰＣＣに代表されるワッシャー５が挟み込まれた状態で抵抗溶接が行なわれるために、この電気抵抗値の大きな材料よりなるワッシャー５が介在することにより、銅よりなる外部端子４を従来一般の抵抗溶接装置１３を用いてリベット部３に接合することができる。
【００４２】
尚、本発明によるワッシャー５の仕様に至るまでの検討結果を以下に示す。
・比較例１：材質　真鍮、内外径　本発明の範囲内、厚みｆ＝０．１ｍｍ
・比較例２：材質　ＳＰＣＣ、内外径　本発明の範囲内、厚みｆ＝０．３ｍｍ
・比較例３：材質　ＳＰＣＣ、内径　本発明の範囲内、外径　φａ＞φｂ、厚みｆ＝０．１ｍｍ
サンプル数は、各ｎ＝３として実施した。

評価方法
・溶接部強度
外部端子溶接後に封口板を固定し、外部端子を上方に引っ張り、破断部を観察した。
○：溶接箇所以外で破断、×：溶接箇所で破断
・電気抵抗値
外部端子溶接後に、外部端子上端部とリベット部素子側端部間の電気抵抗値を測定した。溶接なしでリベット部をカシメたものの電気抵抗値を基準とし、溶接品の電気抵抗値上昇が
○：１０％未満、×：１０％以上
・断面観察
外部端子溶接後に、接合面に垂直に端子を切断し、外部端子、ワッシャー、リベット部の界面を顕微鏡（×１００）により観察した。
○：接触面の１０％以上が密着、△：接触面の５％程度が密着、×：接触面の１％未満が密着
【００４３】
また、リベット部３とワッシャー５、ワッシャー５と外部端子４との接合力を一層高めるには、以下の構成が有効である。
【００４４】
（１）図５に示すように、ワッシャー５に対する外部端子４の接合面に、接合力を高めるための突起１６を設ける。図では、透孔１１の周りに突起１６が設けられている。
【００４５】
（２）図６に示すように、外部端子４に対するワッシャー５の接合面（同図（Ａ））もしくはリベット部３に対するワッシャー５の接合面（同図（Ｂ））またはその双方（同図（Ｃ））に、接合力を高めるための突起１６を設ける。図ではそれぞれ、透孔１２の周りに突起１６が設けられている。
【００４６】
（３）図７に示すように、ワッシャー５に対するリベット部３の接合面に、接合力を高めるための突起１６を設ける。図では、カシメ部８の周りに突起１６が設けられている。
【００４７】
また、本発明は抵抗溶接に関する技術であるため、封口板本体２は、樹脂製に限らず、例えば図８に示すように、紙フェノール１８とゴム１９とを重ね合わせたものでも良い。
【００４８】
また、リベット部３は、封口板本体２に一体成形されるものに限らず、図８に示したように、封口板本体２に別体で組み付けたものでも良い。
【００４９】
また、外部端子４は、図９（Ａ）に示すようなラグ端子に限らず、例えば同図（Ｂ）に示すようなツメ端子でも良い。
【００５０】
また、ワッシャー５の形状すなわちリベット部３と外部端子４との間に挟む電気抵抗値の大きな部材の形状は、ワッシャー形状のみ、すなわち図１０（Ａ）（Ｂ）または（Ｃ）に示すように、部材の内径が円形であればどのような形状の部材でも構わない。
【００５１】
また、ワッシャー５の材質は、ＳＰＣＣに限らず、端子用に用いられる純度の高いアルミ、銅と比較してこれよりも電気抵抗値の大きなものであれば良い。
【００５２】
また、突起１６は、各透孔１１，１２近傍に３等配以上が好適である。また各接合面にランダムにあるものや、各接合面を粗面化したものも適用可能である。
【００５３】
更にまた、図１１に示すように、リベット部３の外側端面に段差部２０を設けることにより、リベット部３と外部端子４の接合力を更に一層強化することができる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明は、以下の効果を奏する。
【００５５】
すなわち、上記構成を備えた本発明の請求項１ないし請求項３による封口板においては、リベット部と外部端子との間に、リベット部と外部端子よりも電気抵抗値の大きな材料からなるワッシャー形状をした部材を挟み込んだ状態で抵抗溶接を行なうようにしたために、この部材の介在により、外部端子が銅等の電気抵抗値の低いものよりなる場合であっても、この外部端子を一般の抵抗溶接手段を用いてリベット部に接合することができる。また、外部端子、前記部材またはリベットの少なくとも何れかに突起を設けた場合には、溶接の際にこの箇所の電流密度が高く、抵抗発熱が大きくなり、その密接により接合力を一層高めることができる。
【００５６】
また、上記構成を備えた本発明の請求項４ないし請求項６による封口板においては、高分子材料よりなる封口板本体にリベット部をインサート成形した封口板において、外部端子とリベット部との間に、リベット部と外部端子よりも電気抵抗値の大きな材料からなるワッシャー形状をした部材を挟み込んだ状態で抵抗溶接を行なうようにしたために、この部材の介在により、高分子材料よりなる封口板本体にリベット部をインサート成形した封口板において、外部端子が銅等の電気抵抗値の低いものよりなる場合であっても、この外部端子を一般の抵抗溶接手段を用いてリベット部に接合することができる。また、外部端子、前記部材またはリベットの少なくとも何れかに突起を設けた場合には、溶接の際にこの箇所の電流密度が高く、抵抗発熱が大きくなり、その密接により接合力を一層高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る封口板の製造工程を示す斜視図
【図２】同要部断面図
【図３】同要部断面図
【図４】同要部断面図
【図５】外部端子の単品図であって、（Ａ）はその正面断面図、（Ｂ）はその底面図
【図６】（Ａ）（Ｂ）および（Ｃ）ともワッシャーの単品図であって、それぞれその正面断面図
【図７】リベット部の単品図であって、その正面断面図
【図８】本発明の他の実施例に係る封口板の要部断面図
【図９】（Ａ）はラグ端子の一例を示す平面図、（Ｂ）はツメ端子の一例を示す平面図
【図１０】（Ａ）（Ｂ）および（Ｃ）ともワッシャーの単品図であって、それぞれその平面図
【図１１】本発明の他の実施例に係る封口板の説明図
【図１２】従来例に係る封口板の要部断面図
【符号の説明】
１　封口板
２　封口板本体
３　リベット部
４　外部端子
５　ワッシャー（部材）
６　鍔部
７　係合溝
８　カシメ部
９　取付部
１０　端子部
１１，１２　透孔
１３　抵抗溶接装置
１４，１５　電極
１６　突起
１７　段差
１８　紙フェノール
１９　ゴム
２０　段差部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention closes an opening of a pressure vessel for accommodating a container such as a battery element and an electrolyte in a battery (including a primary battery and a secondary battery) or a capacitor (including an electrolytic capacitor and an electric double layer capacitor). The present invention also relates to a sealing plate used for the sealing of electronic components made of a polymer material or the like.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 12, in a conventional sealing plate 61 such as an aluminum electrolytic capacitor with a lug terminal type external terminal 62, the lug terminal type external terminal 62 is attached to the sealing plate body 63. , Rivet portion 64, and resistance welding is performed as welding means. Conventionally, since the material of the external terminal 62 is, for example, a material such as SPCC having a relatively higher electric resistance value than that of the rivet portion, high welding strength can be obtained by devising the shape of the joint of the external terminal 62 or the rivet portion 64. Means for obtaining a weld have already been devised.
[0003]
However, for the purpose of suppressing the electric resistance value of the terminal portion of the sealing plate 61, there is a demand for using copper as a material of the external terminal 62, whereas the electric resistance value of the external terminal 62 is reduced by the conventional welding means. Because of the low temperature, resistance heating does not occur during welding, and joining is impossible.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above, the present invention, in the case of a sealing plate used for a pressure vessel such as a battery or a capacitor, even if a material having a low electric resistance such as copper is used as a material for the external terminal, this external terminal It is an object of the present invention to provide a sealing plate which can be joined to a rivet portion by using a general resistance welding means.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the sealing plate according to claim 1 of the present invention sandwiches a washer-shaped member made of a material having a higher electric resistance value than the rivet portion and the external terminal between the rivet portion and the external terminal. Characterized in that both are resistance-welded.
[0006]
A sealing plate according to a second aspect of the present invention is the sealing plate according to the first aspect, wherein a projection is provided on an external terminal.
[0007]
The sealing plate according to a third aspect of the present invention is the sealing plate according to the first aspect, wherein a projection is provided on at least one of the external terminal, the member, and the rivet portion.
[0008]
The sealing plate according to claim 4 of the present invention is a sealing plate in which a rivet portion is insert-molded in a sealing plate body made of a polymer material, wherein the rivet portion and the external terminal are provided between the rivet portion and the external terminal. The present invention is characterized in that a washer-shaped member made of a material having a higher electric resistance value is sandwiched, and both members are resistance-welded.
[0009]
The sealing plate according to claim 5 of the present invention is the sealing plate according to claim 4, wherein a projection is provided on the external terminal.
[0010]
Furthermore, the sealing plate according to claim 6 of the present invention is the sealing plate according to claim 4, wherein a projection is provided on at least one of the external terminal, the member, and the rivet portion.
[0011]
According to the sealing plate of the present invention having the above-described configuration, a resistance is formed in a state where a washer-shaped member made of a material having a higher electric resistance value than the rivet portion and the external terminal is sandwiched between the rivet portion and the external terminal. Since the welding is performed, even if the external terminal is made of copper or the like having a low electric resistance value, the external terminal is joined to the rivet portion by using a general resistance welding means even if the external terminal is made of copper or the like having a low electric resistance value. It is possible to do. The protrusion provided on the external terminal, the member, or the rivet portion serves to increase the bonding strength.
[0012]
The present application includes the following technical matters.
[0013]
That is, in order to achieve the above object, one sealing plate proposed by the present application has the following contents.
[0014]
(1) A sealing plate in which a lug terminal type external terminal made of copper is welded to the outer surface of the rivet portion, and has a configuration in which a shim is sandwiched between the rivet portion and the external terminal.
[0015]
(2) First, a rivet portion is manufactured using aluminum or the like as a molding material, and then the rivet portion is integrated with a sealing plate body made of a heat-resistant resin such as phenol resin or PPS resin by insert molding, and then the rivet portion is formed. To the lug terminal type external terminal. When the external terminal is made of copper, a shim such as SPCC is sandwiched between the rivet portion and the external terminal when the external terminal is joined by resistance welding, and resistance welding is performed in this state.
[0016]
These embodiments are as follows.
[0017]
(1) A rivet portion is manufactured from a material such as aluminum having a high purity used for a rivet terminal.
[0018]
(2) Molding of sealing plate The required number of rivets produced in the above (1) are inserted into a mold of the sealing plate, and are integrally formed by injection molding or the like. In addition, a step or a groove for mounting an elastic body such as an O-ring is provided on an outer peripheral portion of the sealing plate, and such an elastic body can be simultaneously molded at the time of molding the sealing plate.
[0019]
The sealing plate made of a polymer material used in the present invention includes a resin material, an elastomer (rubber, a thermoplastic elastomer, a mixture of a resin material and rubber or an elastic body such as a block copolymer or a graft copolymer), and a resin material. Selected from elastomeric laminate materials.
[0020]
Examples of the resin material include polyolefin resins, polyolefin resins polymerized with a metallocene catalyst, polyphenylene sulfide, syndiotactic polystyrene, polyamide resins, polyester resins, polyimide resins, polyamideimide resins, and liquid crystal resins. Thermosetting resins such as plastic resins, phenolic resins, epoxy resins, imide resins, etc .; fibrous fillers such as glass fibers, carbon fibers or whiskers; and particulate fillings such as carbon particles, mica, and glass beads. Fillers such as agents, reinforcing materials, metal oxides, processing aids and the like are appropriately compounded.
[0021]
Examples of the elastomer include, in rubber materials, saturated rubbers such as butyl rubber, halogenated butyl rubber, vinyl-modified butyl rubber, ethylene propylene rubber, fluorine rubber, acrylic rubber, and hydrogenated nitrile rubber, and a crosslinking agent, a filler, A plasticizer or an antioxidant is appropriately blended. Examples of the thermoplastic elastomer include olefin-based thermoplastic elastomers, ester-based thermoplastic elastomers, amide-based thermoplastic elastomers, hydrogenated styrene / butadiene block copolymers, and hydrogenated styrene / isoprene block copolymers. It is manufactured by a polymerization method, a graft copolymerization method, a dynamic crosslinking method, and the like, and a crosslinking agent, a plasticizer, an antioxidant, or a filler is appropriately blended. Elastomers such as a mixture of a resin material and a rubber or a block copolymer or a graft copolymer include a mixture of a phenolic resin and a hydrogenated nitrile rubber, a mixture of a phenolic resin and an acrylic rubber, butyl rubber, a fluorine rubber, or the like.
[0022]
The polymer material is appropriately selected according to the required heat resistance. In the embodiment, an example using a phenol resin which is one of thermosetting resins in terms of heat resistance and cost will be described.
[0023]
(3) Connection of lug terminal type external terminal The lug terminal type external terminal is made of copper and manufactured to a predetermined size, and particularly has three or more protruding portions on the joint surface in the vicinity of the engagement with the rivet portion. are doing. The surface is plated with tin or the like. A shim such as SPCC is engaged with the outer surface of the rivet portion of the sealing plate formed in the above (2). The shim should have the following specifications.
(1) Outer diameter: less than or equal to the outer diameter of the rivet part (2) Inner diameter: larger than the diameter of the external terminal insertion point of the rivet part, almost the same as or less than the rivet part and engagement part of the external terminal (3) Thickness: 0 Material: Volume resistivity ρ is larger than high purity aluminum and copper used for terminals, preferably more than twice that of high purity aluminum and copper used for terminals, In addition, the coefficient of linear expansion α is within the range of 対 of the high purity aluminum and copper used for the terminal, preferably equivalent to the high purity aluminum and copper used for the terminal. Specifically, an iron-based material such as SPCC, nickel, cobalt, or an alloy thereof can be considered. In the embodiment, an example using SPCC will be described.
[0024]
Further, the external terminal is engaged and positioned on the shim, and the rivet portion and the external terminal are joined by resistance welding or the like. With this configuration, when resistance welding or the like is performed, resistance heat is generated in the shim, so that welding between the rivet portion and the external terminal is realized via the shim. In addition, in order to increase the current density during welding, increase the heat generation of the shim, and improve the strength of the joint, a configuration in which a projection is provided on the shim or a configuration in which a projection is provided on the joint surface of the rivet is also considered. However, the material of the shim is not limited to the iron-based material as long as resistance heat is easily generated.
[0025]
According to the sealing plate having the above configuration, the following functions and effects can be exhibited.
[0026]
That is, welding of the rivet portion and the external terminal of the lug terminal type made of copper conventionally does not generate resistance heating at the time of welding because the electric resistance value of copper is low, and it cannot be realized even if any shape is devised. However, by sandwiching the shim between the rivet portion and the external terminal, the shim generates resistance heat during welding, and the rivet portion and the external terminal can be welded. In addition, it has been confirmed that the electric resistance value of the terminal portion joined by the method is the same as that without the use of the shim, so that there is no problem with the request. Therefore, as described above, according to the present invention, welding of the rivet portion and the external terminal of the lug terminal type made of copper can be realized without changing the conventional welding means.
[0027]
In the above, the sealing plate in which the rivet portion is integrally formed with the sealing plate body has been described (claims 4 to 6). However, the present invention is also applicable to a sealing plate in which the rivet portion is not integrally formed with the sealing plate body. (Claims 1 to 3). Also, regardless of the shape of the rivet portion, any shape may be used as long as the rivet portion is provided with a columnar portion on its head capable of sandwiching a washer-shaped member having a large electric resistance value. The material of the sealing plate body is not limited to resin.
[0028]
Furthermore, the point of the present proposal is that, when the external terminal having a small electric resistance value and the rivet portion are resistance-welded, a member having a larger electric resistance value is sandwiched between the two and the member is heated. It can also be considered that both are joined.
[0029]
An example of the welding method and welding conditions are as follows.
(1) Resistance welding resistance welding (2) Resistance welding conditions Welding time: 10 ms
Current value: 4.5 kA
Pressure P: several tens kg
[0030]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0031]
FIG. 1 is a perspective view showing a manufacturing process of a sealing plate 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG.
[0032]
The sealing plate 1 according to the embodiment is configured as follows.
[0033]
That is, first, a sealing plate main body 2 formed in a plate shape from a phenol resin as a polymer material is provided, and a rivet portion 3 made of aluminum or the like is embedded in the sealing plate main body 2 so as to penetrate in the thickness direction. A lug terminal type external terminal 4 made of copper is attached to the outer surface (outer end surface, upper surface in the figure) of the rivet portion 3, and between the rivet portion 3 and the external terminal 4, the rivet portion 3 and the external The rivet portion 3 and the external terminal 4 are resistance-welded with a washer (also referred to as a shim) 5 typified by SPCC made of a material having a higher electric resistance value than the terminal 4 sandwiched therebetween.
[0034]
The sealing plate main body 2 is formed in a plate shape from phenol resin as described above, and is formed, for example, in a disk shape and sealed in an opening or the like of a capacitor (not shown).
[0035]
The rivet part 3 is integrated with the sealing plate main body 2 by insert molding, and generally two rivets 3 are integrated with the sealing plate main body 2 as a set.
[0036]
Further, the rivet portion 3 is formed integrally with an annular flange 6 on the outer peripheral surface having a cylindrical shape, and is an axial end surface of the flange 6 and either one of the upper surface and the lower surface in the drawing or A required number of annular engagement grooves 7 are formed concentrically on both sides (both sides in the figure) (one on the upper surface and two on the lower surface in the figure). The rivet portion 3 is integrally formed with a pin-shaped caulking portion (also referred to as a column portion) 8 at a center position on the outer surface thereof.
[0037]
The external terminal 4 integrally has a flat mounting portion 9 and a rising plate-shaped terminal portion 10 integrally formed at one end of the mounting portion 9. Is provided with a through hole 11 through which the caulking portion 8 is inserted.
[0038]
The washer 5 is formed in a disc shape from the above-mentioned material, and has a through hole 12 at the center thereof for inserting the pin-shaped caulking portion 8 therethrough.
[0039]
The specifications of the washer 5 are as follows.
{Circle around (1)} Outer Diameter a: When the washer 5 is smaller than the outer diameter b of the outer surface of the rivet part 3 due to heat generation and melts, it is necessary to prevent the molten material of a part larger than the rivet part 3 of the washer 5 from protruding from the rivet part 3. That's why.
Outer diameter a: when the washer 5 having a width of not more than the width g of the mounting portion 9 of the external terminal 4 is heated and melted, this is to prevent a portion of the washer 5 larger than the external terminal 4 from remaining without being melted.
(2) Inner diameter c: dimension larger than outer diameter d of caulking section 8 of rivet section 3 and substantially the same as or smaller than inner diameter e of through hole 11 of external terminal 4 (3) Thickness f: 0.2 mm in actual size The following dimensions (4): Material: Volume resistivity ρ is larger than high purity aluminum and copper used for terminals, preferably more than twice as high purity aluminum and copper used for terminals, In addition, the coefficient of linear expansion α is within the range of 対 of the high purity aluminum and copper used for the terminal, preferably equivalent to the high purity aluminum and copper used for the terminal. Specifically, an iron-based material such as SPCC, nickel, cobalt, or an alloy thereof can be considered.
[0040]
The relationship between the outer diameter b of the outer surface of the rivet part 3, the outer diameter a of the washer 5, and the width g of the external terminal 4 is as follows.
a <g <b
It is preferable that This is because when the washer 5 is inserted between the rivet portion 3 and the external terminal 4 and caulked, the washer 5 sinks into the rivet portion 3 to form a step 17 as shown in FIG. 5 does not exist, the current easily passes directly between the rivet portion 3 and the external terminal 4, thereby not only increasing the joining force of the rivet portion 3 with the external terminal 4, but also almost eliminating the electric resistance value even with the washer 5 interposed therebetween. This is because a low-resistance terminal that does not change can be formed. Further, as shown in FIG. 4, the rivet portion 3 and the external terminal 4 are joined to each other at two portions A and B in the drawing. Therefore, the bonding strength is further improved and good electrical bonding is achieved.
As described above, by appropriately combining the material of the washer (mainly the electric resistance), the outer diameter of the washer, the thickness of the washer, and the welding conditions (time, current value, pressure, etc.), the welding between the external terminal and the rivet portion is A. In the vicinity of the part, the height is increased to such an extent that it can be used as a sealing plate. Further, when welding is performed under welding conditions such that the washer sinks into the rivet portion, the welding strength of the A portion and the B portion is further increased.
[0041]
In joining the external terminal 4 to the rivet portion 3 in the sealing plate 1 having the above-described configuration, first, as shown in FIG. 2, the washer 5 and the external terminal 4 are connected to the caulking portion 8 of the rivet portion 3 by the respective through holes 11. At 12, resistance welding is performed by applying a current while applying pressure P using a resistance welding apparatus 13 having a pair of electrodes 14 and 15. Then, since the external terminal 4 is made of copper and its electric resistance value is low, sufficient resistance heat is not generated at the time of welding, so that the rivet portion 3 and the external terminal 4 are hardly joined. Between the rivet portion 3 and the external terminal 4, the resistance welding is performed in a state where the washer 5 typified by SPCC, which is made of a material having a higher electric resistance than the external terminal 4, is sandwiched. With the washer 5 interposed, the external terminal 4 made of copper can be joined to the rivet portion 3 using a conventional general resistance welding device 13.
[0042]
In addition, the examination result up to the specification of the washer 5 according to the present invention will be described below.
Comparative Example 1: Material Brass, Inner / Outer Diameter Within the range of the present invention, thickness f = 0.1 mm
Comparative Example 2: Material SPCC, inner and outer diameters Within the range of the present invention, thickness f = 0.3 mm
Comparative Example 3: Material SPCC, inner diameter Within the range of the present invention, outer diameter φa> φb, thickness f = 0.1 mm
The number of samples was set as n = 3.

Evaluation method and strength of welded portion After the external terminal was welded, the sealing plate was fixed, the external terminal was pulled upward, and the fractured portion was observed.
：: rupture other than at the welded part, ×: rupture at the welded part. Electric resistance value After the external terminal was welded, the electric resistance value between the upper end of the external terminal and the rivet element side was measured. Based on the electric resistance value of the rivet part that was crimped without welding, the electric resistance value of the welded product increased: less than 10%, ×: 10% or more. After cutting, the interface between the external terminal, the washer, and the rivet was observed with a microscope (× 100).
：: 10% or more of the contact surface adhered, Δ: about 5% of the contact surface adhered, ×: less than 1% of the contact surface adhered
In order to further increase the joining force between the rivet portion 3 and the washer 5, and between the washer 5 and the external terminal 4, the following configuration is effective.
[0044]
(1) As shown in FIG. 5, a projection 16 for increasing the joining force is provided on the joining surface of the external terminal 4 to the washer 5. In the figure, a projection 16 is provided around the through hole 11.
[0045]
(2) As shown in FIG. 6, the joining surface of the washer 5 to the external terminal 4 (FIG. 6A) or the joining surface of the washer 5 to the rivet 3 (FIG. 6B) or both (FIG. C)), a projection 16 for increasing the bonding force is provided. In the figures, a projection 16 is provided around the through hole 12.
[0046]
(3) As shown in FIG. 7, a projection 16 for increasing the joining force is provided on the joining surface of the rivet 3 to the washer 5. In the figure, a projection 16 is provided around the caulking portion 8.
[0047]
Further, since the present invention is a technique relating to resistance welding, the sealing plate main body 2 is not limited to a resin-made one, and for example, as shown in FIG.
[0048]
Further, the rivet portion 3 is not limited to being integrally formed with the sealing plate main body 2, and may be separately assembled to the sealing plate main body 2 as shown in FIG. 8.
[0049]
Further, the external terminal 4 is not limited to a lug terminal as shown in FIG. 9A, but may be a nail terminal as shown in FIG. 9B, for example.
[0050]
Further, the shape of the washer 5, that is, the shape of the member having a large electric resistance value sandwiched between the rivet portion 3 and the external terminal 4 is only the washer shape, that is, as shown in FIGS. 10A, 10B, or 10C. The member may have any shape as long as the member has a circular inner diameter.
[0051]
Further, the material of the washer 5 is not limited to SPCC, but may be any material having an electric resistance greater than that of high purity aluminum or copper used for terminals.
[0052]
Further, it is preferable that the protrusions 16 are arranged in three or more positions in the vicinity of the through

holes

11 and 12. In addition, a material that is randomly provided on each bonding surface or a material that has each bonding surface roughened can be applied.
[0053]
Further, as shown in FIG. 11, by providing the step portion 20 on the outer end surface of the rivet portion 3, the joining force between the rivet portion 3 and the external terminal 4 can be further enhanced.
[0054]
【The invention's effect】
The present invention has the following effects.
[0055]
That is, in the sealing plate according to the first to third aspects of the present invention having the above-described configuration, a washer shape made of a material having a larger electric resistance value than the rivet portion and the external terminal is provided between the rivet portion and the external terminal. Since the resistance welding is performed while the member having the resistance is held between the terminals, even if the external terminal is made of copper or the like having a low electric resistance value, the external terminal can be connected to the general resistance by the presence of the member. It can be joined to the rivet using welding means. In addition, when a projection is provided on at least one of the external terminal, the member, or the rivet, the current density at this location is high during welding, resistance heat is increased, and the bonding strength is further increased by close contact. it can.
[0056]
Further, in the sealing plate according to claims 4 to 6 of the present invention having the above configuration, in the sealing plate in which a rivet portion is insert-molded in a sealing plate main body made of a polymer material, between the external terminal and the rivet portion. In order to perform resistance welding with a washer-shaped member made of a material having a higher electric resistance value than the rivet portion and the external terminal sandwiched therebetween, the sealing plate body made of a polymer material is interposed by this member. Even if the external terminals are made of copper or the like having a low electric resistance value in the sealing plate in which the rivet portion is insert-molded, the external terminals can be joined to the rivet portion using general resistance welding means. it can. In addition, when a projection is provided on at least one of the external terminal, the member, or the rivet, the current density at this location is high during welding, resistance heat is increased, and the bonding strength is further increased by close contact. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a manufacturing process of a sealing plate according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the main part. FIG. 3 is a cross-sectional view of the main part. (A) is a front sectional view, (B) is a bottom view of the external terminal. (A), (B) and (C) are single-piece drawings of a washer, respectively. FIG. 7 is a single-piece view of a rivet part, and FIG. 8 is a sectional view of a main part of a sealing plate according to another embodiment of the present invention. FIG. FIG. 11B is a plan view showing an example of a terminal, FIG. 10B is a plan view showing an example of a claw terminal, and FIGS. FIG. 12 is an explanatory view of a sealing plate according to another embodiment of the present invention. FIG. 12 is a sectional view of a main part of a sealing plate according to a conventional example.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sealing plate 2 Sealing plate main body 3 Rivet part 4 External terminal 5 Washer (member)
Reference Signs List 6 Flange section 7 Engagement groove 8 Caulking section 9 Mounting section 10

Terminal section

11, 12 Through hole 13 Resistance welding device 14, 15 Electrode 16 Projection 17 Step 18 Paper phenol 19 Rubber 20 Step

Claims

A washer-shaped member (5) made of a material having a higher electric resistance than the rivet part (3) and the external terminal (4) is sandwiched between the rivet part (3) and the external terminal (4). 3) A sealing plate wherein (4) is resistance-welded.

The sealing plate according to claim 1, wherein the external terminal (4) is provided with a projection (16).

The sealing plate according to claim 1, wherein at least one of the external terminal (4), the member (5), and the rivet portion (3) is provided with a projection (16).

A sealing plate (1) obtained by insert-molding a rivet part (3) into a sealing plate body (2) made of a polymer material,
A washer-shaped member (5) made of a material having a higher electric resistance than the rivet portion (3) and the external terminal (4) is sandwiched between the rivet portion (3) and the external terminal (4). 3) A sealing plate wherein (4) is resistance-welded.

The sealing plate according to claim 4, wherein the external terminal (4) is provided with a projection (16).

The sealing plate according to claim 4, characterized in that at least one of the external terminal (4), the member (5) or the rivet part (3) is provided with a projection (16).