電池用金属部品及び電池
【課題】機器側接触端子との電気的接続性が良好であり、外観性、生産性及びコスト性にも優れた電池に用いるのに好適な電池用金属部品を提供すること。
【解決手段】本発明の電池用金属部品２１は、端子部２４を有する形状にプレス加工してなる。この電池用金属部品２１は、鉄を含有する母材２５と、母材２５の外側表面２５ａ上に形成され、硫黄及び硫黄化合物を実質的に含有しない第１ニッケルめっき層２６と、第１ニッケルめっき層２６上に形成され、硫黄及び硫黄化合物を含有する第２ニッケルめっき層２７とを備える。
【解決手段】本発明の電池用金属部品２１は、端子部２４を有する形状にプレス加工してなる。この電池用金属部品２１は、鉄を含有する母材２５と、母材２５の外側表面２５ａ上に形成され、硫黄及び硫黄化合物を実質的に含有しない第１ニッケルめっき層２６と、第１ニッケルめっき層２６上に形成され、硫黄及び硫黄化合物を含有する第２ニッケルめっき層２７とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス加工により形成される電池用金属部品及びこの部品を用いてなる電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えばデジタル・スチル・カメラなどのように、大電流を必要とする電池利用機器が多くなってきており、これに対応して例えばニッケル電池（ＺＲ型）のように、重負荷（大電流放電）用の高容量アルカリ電池の需要が増えつつある。
【０００３】
一般的に電池は、負荷である機器に備えられた電池ホルダ（電池ケース）に装填され、この状態で当該ホルダの接触端子を介して機器に動作電流を供給する。例えばＬＲ型などの乾電池の起電圧は１．５Ｖ程度と低いが、このような低電圧電池から大電流を効率良く取り出すためには、電池と機器との間における電気的接続性を長期間にわたって良好な状態に維持する必要がある。
【０００４】
アルカリ電池などの電池の場合、発電要素を密閉封止状態で収容するために金属製の電池缶が使用されている。このような電池缶は、電池用金属部品の一種であって、正極または負極の端子部を兼ねている。例えばＬＲ型のアルカリ電池では、有底円筒状の金属製電池缶に筒状または環状の正極合剤を圧入状態で装填し、この正極合剤の内側に筒状セパレータ及びゲル状負極合剤を装填することにより、発電要素が形成される。この場合、電池缶は正極端子及び正極集電体を兼ねたものとなる。
【０００５】
ところで、一般的なアルカリ電池の金属製電池缶は電池缶用めっき鋼鈑の深絞りプレス加工により製造されるが、錆の発生を防ぐことを目的として、ＮＰＳ（Nickel Plated Steel）と呼ばれるニッケルを主体としためっき鋼板が最近ではよく用いられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
その例として、外観性を向上させて商品価値を高めるために、例えば母材である鋼板としてブライト材を用い、その表面に光沢ニッケルめっき層を形成して、表面を鏡面状に仕上げた電池缶用めっき鋼鈑が従来提案されている。しかし、この構成であると、端子部表面が平滑な鏡面であるため、機器側の接触端子に対して端子部表面全体が接触することで、接触圧が分散されて小さくなってしまう。よって、低電圧にて接触圧が十分に確保されていないと、接触不良が生じやすい。これを回避するためには、機器側にて十分な接触圧を付与できるような対策を講じる必要があり、それゆえ機器側の負担が大きくなる。
【０００７】
これとは別の例として、機器との接触抵抗を低減して実用性を高めるために、例えば母材である鋼板としてダル材を用い、その表面に無光沢ニッケルめっき層を形成することで、表面を粗面状に仕上げた電池缶用めっき鋼鈑が近年提案されている。この種のものでは、電池缶表面に微細な凹凸が形成されるため、その凹凸の凸部分への接触圧集中により、低電圧でも安定した電気的接続状態が確実に得られるものと考えられている。
【特許文献１】特開平６−３１４５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、ダル材である鋼板の表面に無光沢ニッケルめっき層を形成した上記従来の電池缶は、低電圧でも安定した電気的接続状態が確実に得られるという利点がある反面、以下に示すような欠点があり好ましくない。
【０００９】
即ち、無光沢ニッケルめっき層と光沢ニッケルめっき層とでは硫黄及び硫黄化合物の含有量が異なっており、硫黄及び硫黄化合物を殆ど含まない無光沢ニッケルめっき層のほうが軟らかい。それゆえ、金型を用いたプレス加工を繰り返し行うと、軟らかい無光沢ニッケルめっき層が剥れて金型内面（成形面）に残ってしまう。その結果、摩擦抵抗が増大して金型の潤滑性が悪くなり、金型の磨耗が著しく促進され、金型の寿命が短くなってしまう。これは生産性低下やコスト高の要因となる。またこの場合には、めっきの付着によって凹凸の生じた金型内面との擦れにより、電池缶側の無光沢ニッケルめっき層が剥れて母材の鉄が露出し、電池缶外面に錆が起こりやすくなる。これは接触抵抗の増大や商品の外観性低下などの要因となる。
【００１０】
これとは別に、仮に相対的に硬質の光沢ニッケルめっき層を電池缶の最表層に設けたとすると、無光沢ニッケルめっき層のような剥れが起こりにくくなり、摩擦抵抗の増大をある程度回避できるものと予想される。しかし、光沢ニッケルめっき層は硫黄及び硫黄化合物を含んでいるため、その硫黄分によって酸化しやすくなり、最表層に酸化被膜が形成されやすくなる。従ってこの場合には、接触抵抗を十分に小さくすることができず、大電流を得ることが難しくなる。また、光沢ニッケルめっき層はそもそも硬いので、接触抵抗の低減という観点からすると、不利である。
【００１１】
ここで、機器に対する端子部の接触抵抗を低減するための手段としては、端子部表面に導電性及び化学的安定性に優れた金属層（例えば金めっき層など）を形成する方法もあるが、この構成では生産性低下やコスト高につながってしまう。
【００１２】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、機器側接触端子との電気的接続性が良好であり、外観性、生産性及びコスト性にも優れた電池、及びそのための電池用金属部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、端子部を有する形状にプレス加工してなる電池用金属部品であって、鉄を含有する母材と、前記母材の外側表面上に形成され、硫黄及び硫黄化合物を実質的に含有しない第１ニッケルめっき層と、前記第１ニッケルめっき層上に形成され、硫黄及び硫黄化合物を含有する第２ニッケルめっき層とを備えたことを特徴とする電池用金属部品をその要旨とする。
【００１４】
第１ニッケルめっき層及び第２ニッケルめっき層を比較すると、前者は硫黄及び硫黄化合物を実質的に含有しないため、相対的に光沢の程度が小さくて軟質である。一方、後者は硫黄及び硫黄化合物を含有するため、相対的に光沢の程度が大きくて硬質である。本発明では、第１ニッケルめっき層上に第２ニッケルめっき層を設けたことにより、プレス加工時における金型内面との摩擦抵抗が小さくなり、金型内面の潤滑性を維持することができる。よって、金型の磨耗が抑制され、金型の寿命を延長することが可能となる。また、表層のニッケルめっき層がプレス加工時に剥がれにくくなる結果、鉄の露出が回避され、耐錆性が向上する。また、表層の第２ニッケルめっき層は硬質であるものの、下地層である第１ニッケルめっき層は軟質であるため、めっき層全体としてみるとある程度軟らかい性質を保持しており、このことが接触抵抗の増大防止に寄与している。さらに、第１ニッケルめっき層に比べて光沢のある第２ニッケルめっき層を最表層に配置しているので、外観性に優れたものとすることができる。
【００１５】
従って、本発明の電池用金属部品を用いて電池を構成した場合には、機器側接触端子との電気的接続性が良好であり、外観性に優れた電池を実現することができる。しかも、ニッケルめっき層以外の金属（例えば金、銀、銅など）のめっきを伴わないので、生産性及びコスト性にも優れた電池を実現することができる。
【００１６】
ここで、鉄を含有する母材の外側表面及び内側表面の仕上げ状態は、いわゆるダル仕上げ面（粗面）及びブライト仕上げ面（平滑面）のどちらでもよいが、母材の外側表面をダル仕上げ面とし、母材の内側表面をブライト仕上げ面とすることが好適である。このようにすると、機器側接触端子との電気的接続性が向上されやすくなるとともに、母材の内側表面における鉄露出が回避されることでガス発生が抑制されやすくなる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記第１ニッケルめっき層は硫黄及び硫黄化合物を実質的に含有しない無光沢ニッケルめっき層であり、前記第２ニッケルめっき層は硫黄及び硫黄化合物の含有量が０．０２重量％以上０．１０重量％以下の光沢ニッケルめっき層であることをその要旨とする。
【００１８】
従って、請求項２に記載の発明によると、硫黄及び硫黄化合物の含有量が一般的な光沢ニッケルめっき層に比べて少ないニッケルめっき層を第２ニッケルめっき層として最表層に設けたことにより、若干の光沢を有しているにもかかわらず、酸化被膜の形成が回避される。よって、外観性を向上しつつ機器との接触抵抗を低減することができる。なお、第２ニッケルめっき層の硫黄及び硫黄化合物の含有量が０．０２重量％未満であると、外観性の向上につながるような光沢を付与できなくなる。逆に、当該含有量が０．１０重量％を越えると、より硬質のニッケルめっき層となるため、光沢の付与及び剥がれの防止という観点からは望ましい反面、酸化被膜が形成されやすくなり、接触抵抗の低減を達成しにくくなる。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２において、前記第２ニッケルめっき層は前記第１ニッケルめっき層よりも薄いことその要旨とする。
【００２０】
ここで、第２ニッケルめっき層が第１ニッケルめっき層よりも厚いと、めっき層全体として硬質なものとなり、接触抵抗の低減が達成しにくくなる。その点、請求項３に記載の発明では、第２ニッケルめっき層が前記第１ニッケルめっき層よりも薄いため、めっき層全体として軟らかい性質を保持することができ、接触抵抗の低減が達成しやすくなる。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項において、前記第１ニッケルめっき層の厚さは０．９μｍ以上２．０μｍ以下、前記第２ニッケルめっき層の厚さは０．１μｍ以上１．０μｍ以下、前記第１ニッケルめっき層及び前記第２ニッケルめっき層の厚さの総和は１．０μｍ以上であることをその要旨とする。
【００２２】
従って、請求項４に記載の発明によると、第１ニッケルめっき層の厚さ、第２ニッケルめっき層の厚さ及び両者の厚さの総和がそれぞれ好適範囲となるため、耐錆性の向上、金型内面の潤滑性維持、所望とする光沢の付与、接触抵抗の低減、電池の長寿命化を図ることができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項において、前記電池用金属部品は、金型を用いた深絞りプレス加工により作製された有底筒状のアルカリ電池用正極缶であることをその要旨とする。
【００２４】
ここで、深絞りプレス加工によって有底筒状のアルカリ電池用正極缶を作製する場合、所望の形状とするために鋼板を大幅に引き伸ばすようにして塑性変形させる必要があり、特に大きく引き伸ばされる缶外周面と金型内面との摩擦抵抗の増大が顕著となる。従って、何ら対策を講じないと缶外周面における錆の発生が顕著になるが、本発明を適用することで錆の発生を未然に抑えることができる。
【００２５】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電池用金属部品を使用した電池をその要旨とする。
【発明の効果】
【００２６】
以上詳述したように、請求項１〜５に記載の発明によると、機器側接触端子との電気的接続性が良好であり、外観性、生産性及びコスト性にも優れた電池に用いるのに好適な構造の電池用金属部品を提供することができる。また、請求項６に記載の発明によると、機器側接触端子との電気的接続性が良好であり、外観性、生産性及びコスト性にも優れた電池を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を具体化した一実施の形態のアルカリ電池を図面に基づき詳細に説明する。
【００２８】
図１には、本実施形態におけるＬＲ６型（単３型）のアルカリ電池１１が示されている。アルカリ電池１１を構成する正極缶２１は、正極集電体を兼ねる有底円筒状の電池用金属部品である。正極缶２１の内部空間には、発電要素３０（正極合剤３１、セパレータ４１及び負極合剤５１）が収納可能となっている。正極缶２１の底部中央には突起状の正極端子２４（端子部）が形成されている。このような正極缶２１の筒部外周面には、絶縁性の付与及び意匠性の向上等のために外装ラベル２３が巻き付けられている。
【００２９】
正極缶２１の内部には、中空円筒状に成形された３個の正極合剤３１が縦積みかつ同心状に収納されている。発電要素３０の一部をなす正極合剤３１は、二酸化マンガン及び黒鉛をおよそ１５：１の比率で混合し、それにバインダーを添加した材料を成形して得た部材である。これら正極合剤３１の内側には、ビニロン繊維やレーヨン繊維を基材とした混抄紙からなる有底円筒状のセパレータ４１が挿入されている。セパレータ４１及び正極合剤３１中には、強いアルカリ性を示す電解液が浸潤されている。セパレータ４１の中空部には、亜鉛粉、ゲル化剤、アルカリ電解液などを混合してなるゲル状の負極合剤５１が充填されている。ゲル化剤としては、例えば、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸及びその塩類などが好適である。アルカリ電解液としては、例えば、水酸化カリウム水溶液などが好適である。
【００３０】
正極缶２１の開口部２２の内面側には、複数の部品を組み付けてなる負極集電体６０が装着されかつカシメ付けられ、その結果として正極缶２１が気密に封口されている。この負極集電体６０は、負極端子板６１と、負極集電子７１と、封口ガスケット８１とによって構成されている。
【００３１】
封口ガスケット８１は、例えばポリプロピレン樹脂などといったポリオレフィン系のような合成樹脂材料からなる射出成形部品である。ポリプロピレン樹脂の代わりにポリアミド樹脂等のようなアミド系樹脂を用いてもよい。この封口ガスケット８１は中央部にボス部８２を備えており、そのボス部８２を貫通するボス孔８２ａ内には負極集電子７１が挿通可能となっている。
【００３２】
負極端子板６１は、正極缶２１とともにアルカリ電池１１の外郭を構成する電池用金属部品であって、略円盤状に形成されている。この負極端子板６１は、外側面に平坦な端子面が形成された中央平板部６２（端子部）を備えている。中央平板部６２の内側面には、封口ガスケット８１が具備されている。
【００３３】
負極集電子７１は導電性金属からなる断面円形状の棒材であって、その先端部７３は負極合剤５１中に挿入配置されるようになっている。一方、負極集電子７１の基端部７２は、ボス部８２のボス孔８２ａに挿通されるとともに、負極端子板６１の中央平板部６２の中央部に対してスポット溶接等により固着されている。その結果、負極端子板６１の中央平板部６２に対して垂直な方向に負極集電子７１が延設されている。
【００３４】
以上のように構成された負極集電体６０は、正極缶２１の開口部２２の内面側に装着されるとともに、開口部２２側の端部がガスケット外周部分とともに径方向中心に向けて直角に折曲されている。その結果、負極集電体６０が正極缶２１の開口部２２に強固にかつ気密的に取り付けられている。
【００３５】
ところで、本実施形態の正極缶２１は、鉄を含有する母材２５の表面にニッケルめっきを施した、いわゆるニッケルめっき鋼板を材料とし、金型を用いてこれを深絞りプレス加工することで作製されたものである。図１中の円領域Ａ１に示すように、本実施形態における母材２５の外側表面２５ａの上には、下地層として無光沢ニッケルめっき層２６（第１ニッケルめっき層）が形成されている。その無光沢ニッケルめっき層２６上には、光沢ニッケルめっき層２７（第２ニッケルめっき層）が形成されている。無光沢ニッケルめっき層２６は露出していないのに対し、光沢ニッケルめっき層２７は最表部に位置しているため全体的に露出している。なお、母材２５の内側表面２５ｂに存在する無光沢ニッケルめっき層２６上には、導電性の向上のためにカーボン等からなる導電膜（図示略）がさらに形成されていてもよい。
【００３６】
本実施形態の無光沢ニッケルめっき層２６は、硫黄及び硫黄化合物の含有量が０．００１重量％未満（検出限界以下）であり、硫黄及び硫黄化合物を実質的に含有しないものとなっている。これに対して、本実施形態の光沢ニッケルめっき層２７は、硫黄及び硫黄化合物の含有量が０．０２重量％以上０．１０重量％以下となっている。ここで、硫黄及び硫黄化合物は光沢付与剤の一種であるため、光沢ニッケルめっき層２７は若干光沢を有したものとなる。
【００３７】
光沢ニッケルめっき層２７の厚さＴ２は、無光沢ニッケルめっき層２６の厚さＴ１よりも薄くなっている。この場合において具体的には、無光沢ニッケルめっき層２６の厚さＴ１が０．９μｍ以上２．０μｍ以下の範囲内で設定され、光沢ニッケルめっき層２７の厚さＴ２が０．１μｍ以上１．０μｍ以下の範囲内で設定される。また、無光沢ニッケルめっき層２６及び光沢ニッケルめっき層２７の厚さの総和Ｔ３は１．０μｍ以上となっている。
【００３８】
この母材２５における缶外側に位置する面２５ａ及び缶外側に位置する面２５ｂは、いずれも微細な凹凸を有するダル仕上げ面となっていて、具体的にはその表面粗さＲａが０．６μｍ以上（本実施形態では１．９μｍ前後）となっている。そして、このような母材２５に形成された無光沢ニッケルめっき層２６及び光沢ニッケルめっき層２７の表面状態は、母材２５の表面状態を反映している。従って、無光沢ニッケルめっき層２６及び光沢ニッケルめっき層２７の表面もダル仕上げ面となっていて、その表面粗さＲａも母材２５と同程度である。ここで「表面粗さＲａ」とは、ＪＩＳ Ｂ０６０ １９７６に規定された中心線平均粗さのことを指している。
【００３９】
さらに、本実施形態の負極端子板６１は、正極缶形成用のニッケルめっき鋼板と共通のニッケルめっき鋼板を材料とし、金型を用いてこれをプレス加工することで作製されたものである。従って、図１中の円領域Ａ２に示すように、この負極端子板６１も正極缶２１と同じ層構造を有している。当該ニッケルめっき鋼板は、煮沸洗浄→電解脱脂→活性処理→無光沢ニッケルめっき→光沢ニッケルめっきという製造工程を経て作製されたものであって、無光沢ニッケルめっきには実質的に硫黄及び硫黄化合物が含まれない。
［実施例１］
【００４０】
本実施例では、ＬＲ６型（単３型）のアルカリ電池１１の試験用サンプルを１４種類作製し、これらを対象として下記の特性に関する試験を行った。
【００４１】
ここでは、下地層である無光沢ニッケルめっき層２６（第１ニッケルめっき層）の厚さＴ１、及び、最表層である光沢ニッケルめっき層２７（第２ニッケルめっき層）の厚さＴ２を０μｍ〜２μｍの範囲で変更した。なお、サンプル２，３，４，５，７，８，９，１０を、本発明の技術的思想の範囲内のサンプルとして位置づけた。
【００４２】
試験項目としては、素材ニッケルめっき鋼板の耐食性、寿命加工数、ＤＳＣ枚数及び発錆数の４つとした。
素材ニッケルめっき鋼板の耐食性：塩水噴霧試験（ＳＳＴ）での顕著な点錆が発生するまでの時間を、Ａ（１２０分超）、Ｂ（６０分〜１２０分）、Ｃ（６０分以内）の３段階で評価した。
【００４３】
寿命加工数：旭精機製社製のシングルプレス機を用いて正極缶２１の深絞りプレス加工を行い、磨耗等により加工不能になったときのショット回数（２５００００回、５０００００回または１００００００回）を調査した。
【００４４】
ＤＳＣ枚数：ＬＲ６型（単３型）のアルカリ電池１１の試験用サンプルをデジタル・スチル・カメラに実装して撮影可能枚数を計測した。試験用サンプルとしては、室温で２０日保存したものを使用した。デジタル・スチル・カメラとしては、ＳＯＮＹ社製「ＤＳＣ−Ｈ１」を使用した。試験条件及び試験方法については、ＣＩＰＡ規格「電池寿命測定法」（ＣＩＰＡ ＤＣ−００２−２００３）に準拠し、２１℃にて撮影枚数を計測した。撮影時の明るさは約７５０ルクスとした。撮影は、起動（手順１）→所要時間を５分間とし、ズーム、フラッシュ撮影、ズーム、無フラッシュ撮影を５回繰り返す（手順２）→１０分間の休止期間をおく（手順３）という方法で行った。そして、上記手順２，３を繰り返し行い、撮影できた枚数を計測した。
【００４５】
発錆数：ＬＲ６型（単３型）のアルカリ電池１１の試験用サンプルを各々１０個用意し、これらを６０℃かつ湿度９０％で７日保存した後、目視検査を行って錆の発生の有無を確認した。そして、１０個の試験用サンプルのうち、錆が発生しているものの数をカウントした。
【００４６】
以上の３つの項目について得られた試験結果を表１に示す。また、それら試験結果を総合して判定した良否についても、併せて表１に示す。表中、○は良好、×は不良を意味している。
【表１】
【００４７】
表１に示されるように、素材ニッケルめっき鋼板の耐食性は、めっき層２６が薄くなるほど低下し、点錆が発生しやすくなる傾向があった。寿命加工数は、光沢ニッケルめっき層２７が厚くなるほど増加する傾向があった。即ち、光沢ニッケルめっき層２７の厚さ増大は、プレス用金型内面の潤滑性の維持に寄与し、これにより金型の磨耗が抑制されやすくなることがわかった。ＤＳＣ枚数は、光沢ニッケルめっき層２７が薄くなるほど増加する傾向があった。従って、光沢ニッケルめっき層２７の厚さ増大が電気抵抗の増大をもたらしていると推測された。発錆数は、無光沢ニッケルめっき層２６及び光沢ニッケルめっき層２７の厚さの総和Ｔ３がある程度大きければ、０に抑えられることがわかった。これに対し、前記総和Ｔ３が１．０μｍ未満になると、錆が発生するという結果が得られた。そして、これらの結果を考慮して評価を行ったところ、サンプル２，３，４，７，８，９が良好と言いうるものであった。
［実施例２］
【００４８】
本実施例では、ＬＲ６型（単３型）のアルカリ電池１１の試験用サンプルを６種類作製し（サンプル１５〜２０）、これらを対象として下記の特性に関する試験を行った。
【００４９】
ここでは、最表層である光沢ニッケルめっき層２７（第２ニッケルめっき層）における硫黄及び硫黄化合物の含有量を０重量％〜０．１５重量％の範囲で変更した。具体的には、前記含有量をサンプル１５では０重量％、サンプル１６では０．０１重量％、サンプル１７では０．０２重量％、サンプル１８では０．０５重量％、サンプル１９では０．１０重量％、サンプル２０では０．１５重量％にそれぞれ設定した。
【００５０】
試験項目としては、ＤＳＣ枚数及び光沢の有無の２つとした。ＤＳＣ枚数の測定方法は実施例１と同様とした。光沢の有無については目視により判定した。これら試験の結果を表２に示す。２つの試験結果を総合して判定した良否も併せて表２に示す。表中、○は良好、×は不良を意味している。
【表２】
【００５１】
表２に示されるように、ＤＳＣ枚数は、硫黄及び硫黄化合物の含有量が増加するほど減少する傾向があり、特にサンプル２０では減少が顕著であった。これは、硫黄及び硫黄化合物の含有量増加により最表層に酸化被膜が形成され、この酸化被膜が接触抵抗の増大をもたらしているからであると考えられた。そして、以上の結果を考慮して評価を行ったところ、サンプル１７，１８，１９が良好と言いうるものであった。
［結論］
【００５２】
従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００５３】
（１）上述したとおり本実施形態では、母材２５上に無光沢ニッケルめっき層２６を設け、さらにその上に光沢ニッケルめっき層２７を設けた正極缶２１及び負極端子板６１の構造を採用している。それゆえ、深絞りプレス加工時における金型内面との摩擦抵抗が小さくなり、金型内面の潤滑性を維持することができる。よって、金型の磨耗が抑制され、金型の寿命を延長することが可能となる。また、最表層である光沢ニッケルめっき層２７が深絞りプレス加工時に剥がれにくくなる結果、鉄の露出が回避され、耐錆性が向上する。また、最表層の光沢ニッケルめっき層２７は硬質であるものの、下地層である無光沢ニッケルめっき層２６は軟質であるため、めっき層全体としてみるとある程度軟らかい性質を保持しており、このことが接触抵抗の増大防止に寄与している。さらに、光沢ニッケルめっき層２７を最表層に配置しているので、外観性に優れたものとすることができる。
【００５４】
従って、このような正極缶２１及び負極端子板６１を用いてアルカリ電池１１を構成した場合には、機器側接触端子との電気的接続性が良好であり、外観性に優れたアルカリ電池１１を実現することができる。
【００５５】
（２）また本実施形態では、ニッケルめっき層以外の金属（例えば金、銀、銅など）のめっきを伴わないめっき鋼板を用いて、正極缶２１及び負極端子板６１を作製している。そのため、生産性及びコスト性にも優れたアルカリ電池１１を実現することができる。
【００５６】
なお、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。
【００５７】
・上記実施形態では、本発明をＬＲ６型（単３型）の円筒形アルカリ電池に具体化したが、他のタイプの円筒形アルカリ電池、例えば、ＬＲ２０型（単１型）、ＬＲ１４型（単２型）、ＬＲ１型（単５型）、ＬＲ０３型（単４型）などに具体化してもよい。あるいは、本発明をニッケル乾電池（ＺＲ型）、ニッケル水素電池、ニカド電池、リチウム電池、キャパシタ等に具体化してもよい。また、電池の形状も筒状に限定されず、例えば扁平なボタン状などであってもよい。
【００５８】
・上記実施形態では、母材２５の外側表面２５ａ及び内側表面２５ｂの両方をダル仕上げ面としたが、どちらか一方をブライト仕上げ面とした場合や、両面をブライト仕上げ面とした場合でも、効果は得られる。例えば、図２に示す別の実施形態では、母材２５の外側表面２５ａがダル仕上げ面とされている一方、内側表面２５ｂがブライト仕上げ面とされている。この場合、下地の鉄の露出によるガス発生を抑制して耐漏液性を十分に確保するために、ブライト仕上げ面の表面粗さＲａを０．４μｍ以下に設定しておくことが有効である。
【００５９】
・上記実施形態では、母材２５の内側表面２５ｂに無光沢ニッケルめっき層２６を設けた正極缶２１等を例示した。この他、例えば、図３に示す別の実施形態のように、内側表面２５ｂにおいて無光沢ニッケルめっき層２６及び光沢ニッケルめっき層２７を付加した構成としてもよい。
【００６０】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００６１】
（１）請求項１乃至６のいずれか１項において、前記母材の外側表面はダル仕上げ面であること。
【００６２】
（２）請求項１乃至６のいずれか１項において、前記母材の外側表面はダル仕上げ面であり、内側表面はブライト仕上げ面であること。
【００６３】
（３）請求項１乃至６のいずれか１項において、前記母材の缶外側に位置する面の表面粗さＲａは０．６μｍ以上、缶内側に位置する面の表面粗さＲａは０．４μｍ以下であること。
【００６４】
（４）請求項１乃至６のいずれか１項において、前記母材の内側表面上には、前記第１ニッケルめっき層のみが形成される一方で前記第２ニッケルめっき層が形成されていないこと。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明を具体化した一実施形態のアルカリ電池を示す概略断面図。
【図２】別の実施形態のアルカリ電池における正極缶の部分拡大断面図。
【図３】別の実施形態のアルカリ電池における正極缶の部分拡大断面図。
【符号の説明】
【００６６】
１１…電池としてのアルカリ電池
２１…電池用金属部品としてのアルカリ電池用正極缶
２４…端子部としての正極端子
２５…母材
２５ａ…母材の外側表面
２６…第１ニッケルめっき層
２７…第２ニッケルめっき層
６１…電池用金属部品としての中央平板部
６２…端子部としての負極端子部
Ｔ１…第１ニッケルめっき層の厚さ
Ｔ２…第２ニッケルめっき層の厚さ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス加工により形成される電池用金属部品及びこの部品を用いてなる電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えばデジタル・スチル・カメラなどのように、大電流を必要とする電池利用機器が多くなってきており、これに対応して例えばニッケル電池（ＺＲ型）のように、重負荷（大電流放電）用の高容量アルカリ電池の需要が増えつつある。
【０００３】
一般的に電池は、負荷である機器に備えられた電池ホルダ（電池ケース）に装填され、この状態で当該ホルダの接触端子を介して機器に動作電流を供給する。例えばＬＲ型などの乾電池の起電圧は１．５Ｖ程度と低いが、このような低電圧電池から大電流を効率良く取り出すためには、電池と機器との間における電気的接続性を長期間にわたって良好な状態に維持する必要がある。
【０００４】
アルカリ電池などの電池の場合、発電要素を密閉封止状態で収容するために金属製の電池缶が使用されている。このような電池缶は、電池用金属部品の一種であって、正極または負極の端子部を兼ねている。例えばＬＲ型のアルカリ電池では、有底円筒状の金属製電池缶に筒状または環状の正極合剤を圧入状態で装填し、この正極合剤の内側に筒状セパレータ及びゲル状負極合剤を装填することにより、発電要素が形成される。この場合、電池缶は正極端子及び正極集電体を兼ねたものとなる。
【０００５】
ところで、一般的なアルカリ電池の金属製電池缶は電池缶用めっき鋼鈑の深絞りプレス加工により製造されるが、錆の発生を防ぐことを目的として、ＮＰＳ（Nickel Plated Steel）と呼ばれるニッケルを主体としためっき鋼板が最近ではよく用いられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
その例として、外観性を向上させて商品価値を高めるために、例えば母材である鋼板としてブライト材を用い、その表面に光沢ニッケルめっき層を形成して、表面を鏡面状に仕上げた電池缶用めっき鋼鈑が従来提案されている。しかし、この構成であると、端子部表面が平滑な鏡面であるため、機器側の接触端子に対して端子部表面全体が接触することで、接触圧が分散されて小さくなってしまう。よって、低電圧にて接触圧が十分に確保されていないと、接触不良が生じやすい。これを回避するためには、機器側にて十分な接触圧を付与できるような対策を講じる必要があり、それゆえ機器側の負担が大きくなる。
【０００７】
これとは別の例として、機器との接触抵抗を低減して実用性を高めるために、例えば母材である鋼板としてダル材を用い、その表面に無光沢ニッケルめっき層を形成することで、表面を粗面状に仕上げた電池缶用めっき鋼鈑が近年提案されている。この種のものでは、電池缶表面に微細な凹凸が形成されるため、その凹凸の凸部分への接触圧集中により、低電圧でも安定した電気的接続状態が確実に得られるものと考えられている。
【特許文献１】特開平６−３１４５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、ダル材である鋼板の表面に無光沢ニッケルめっき層を形成した上記従来の電池缶は、低電圧でも安定した電気的接続状態が確実に得られるという利点がある反面、以下に示すような欠点があり好ましくない。
【０００９】
即ち、無光沢ニッケルめっき層と光沢ニッケルめっき層とでは硫黄及び硫黄化合物の含有量が異なっており、硫黄及び硫黄化合物を殆ど含まない無光沢ニッケルめっき層のほうが軟らかい。それゆえ、金型を用いたプレス加工を繰り返し行うと、軟らかい無光沢ニッケルめっき層が剥れて金型内面（成形面）に残ってしまう。その結果、摩擦抵抗が増大して金型の潤滑性が悪くなり、金型の磨耗が著しく促進され、金型の寿命が短くなってしまう。これは生産性低下やコスト高の要因となる。またこの場合には、めっきの付着によって凹凸の生じた金型内面との擦れにより、電池缶側の無光沢ニッケルめっき層が剥れて母材の鉄が露出し、電池缶外面に錆が起こりやすくなる。これは接触抵抗の増大や商品の外観性低下などの要因となる。
【００１０】
これとは別に、仮に相対的に硬質の光沢ニッケルめっき層を電池缶の最表層に設けたとすると、無光沢ニッケルめっき層のような剥れが起こりにくくなり、摩擦抵抗の増大をある程度回避できるものと予想される。しかし、光沢ニッケルめっき層は硫黄及び硫黄化合物を含んでいるため、その硫黄分によって酸化しやすくなり、最表層に酸化被膜が形成されやすくなる。従ってこの場合には、接触抵抗を十分に小さくすることができず、大電流を得ることが難しくなる。また、光沢ニッケルめっき層はそもそも硬いので、接触抵抗の低減という観点からすると、不利である。
【００１１】
ここで、機器に対する端子部の接触抵抗を低減するための手段としては、端子部表面に導電性及び化学的安定性に優れた金属層（例えば金めっき層など）を形成する方法もあるが、この構成では生産性低下やコスト高につながってしまう。
【００１２】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、機器側接触端子との電気的接続性が良好であり、外観性、生産性及びコスト性にも優れた電池、及びそのための電池用金属部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、端子部を有する形状にプレス加工してなる電池用金属部品であって、鉄を含有する母材と、前記母材の外側表面上に形成され、硫黄及び硫黄化合物を実質的に含有しない第１ニッケルめっき層と、前記第１ニッケルめっき層上に形成され、硫黄及び硫黄化合物を含有する第２ニッケルめっき層とを備えたことを特徴とする電池用金属部品をその要旨とする。
【００１４】
第１ニッケルめっき層及び第２ニッケルめっき層を比較すると、前者は硫黄及び硫黄化合物を実質的に含有しないため、相対的に光沢の程度が小さくて軟質である。一方、後者は硫黄及び硫黄化合物を含有するため、相対的に光沢の程度が大きくて硬質である。本発明では、第１ニッケルめっき層上に第２ニッケルめっき層を設けたことにより、プレス加工時における金型内面との摩擦抵抗が小さくなり、金型内面の潤滑性を維持することができる。よって、金型の磨耗が抑制され、金型の寿命を延長することが可能となる。また、表層のニッケルめっき層がプレス加工時に剥がれにくくなる結果、鉄の露出が回避され、耐錆性が向上する。また、表層の第２ニッケルめっき層は硬質であるものの、下地層である第１ニッケルめっき層は軟質であるため、めっき層全体としてみるとある程度軟らかい性質を保持しており、このことが接触抵抗の増大防止に寄与している。さらに、第１ニッケルめっき層に比べて光沢のある第２ニッケルめっき層を最表層に配置しているので、外観性に優れたものとすることができる。
【００１５】
従って、本発明の電池用金属部品を用いて電池を構成した場合には、機器側接触端子との電気的接続性が良好であり、外観性に優れた電池を実現することができる。しかも、ニッケルめっき層以外の金属（例えば金、銀、銅など）のめっきを伴わないので、生産性及びコスト性にも優れた電池を実現することができる。
【００１６】
ここで、鉄を含有する母材の外側表面及び内側表面の仕上げ状態は、いわゆるダル仕上げ面（粗面）及びブライト仕上げ面（平滑面）のどちらでもよいが、母材の外側表面をダル仕上げ面とし、母材の内側表面をブライト仕上げ面とすることが好適である。このようにすると、機器側接触端子との電気的接続性が向上されやすくなるとともに、母材の内側表面における鉄露出が回避されることでガス発生が抑制されやすくなる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記第１ニッケルめっき層は硫黄及び硫黄化合物を実質的に含有しない無光沢ニッケルめっき層であり、前記第２ニッケルめっき層は硫黄及び硫黄化合物の含有量が０．０２重量％以上０．１０重量％以下の光沢ニッケルめっき層であることをその要旨とする。
【００１８】
従って、請求項２に記載の発明によると、硫黄及び硫黄化合物の含有量が一般的な光沢ニッケルめっき層に比べて少ないニッケルめっき層を第２ニッケルめっき層として最表層に設けたことにより、若干の光沢を有しているにもかかわらず、酸化被膜の形成が回避される。よって、外観性を向上しつつ機器との接触抵抗を低減することができる。なお、第２ニッケルめっき層の硫黄及び硫黄化合物の含有量が０．０２重量％未満であると、外観性の向上につながるような光沢を付与できなくなる。逆に、当該含有量が０．１０重量％を越えると、より硬質のニッケルめっき層となるため、光沢の付与及び剥がれの防止という観点からは望ましい反面、酸化被膜が形成されやすくなり、接触抵抗の低減を達成しにくくなる。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２において、前記第２ニッケルめっき層は前記第１ニッケルめっき層よりも薄いことその要旨とする。
【００２０】
ここで、第２ニッケルめっき層が第１ニッケルめっき層よりも厚いと、めっき層全体として硬質なものとなり、接触抵抗の低減が達成しにくくなる。その点、請求項３に記載の発明では、第２ニッケルめっき層が前記第１ニッケルめっき層よりも薄いため、めっき層全体として軟らかい性質を保持することができ、接触抵抗の低減が達成しやすくなる。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項において、前記第１ニッケルめっき層の厚さは０．９μｍ以上２．０μｍ以下、前記第２ニッケルめっき層の厚さは０．１μｍ以上１．０μｍ以下、前記第１ニッケルめっき層及び前記第２ニッケルめっき層の厚さの総和は１．０μｍ以上であることをその要旨とする。
【００２２】
従って、請求項４に記載の発明によると、第１ニッケルめっき層の厚さ、第２ニッケルめっき層の厚さ及び両者の厚さの総和がそれぞれ好適範囲となるため、耐錆性の向上、金型内面の潤滑性維持、所望とする光沢の付与、接触抵抗の低減、電池の長寿命化を図ることができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項において、前記電池用金属部品は、金型を用いた深絞りプレス加工により作製された有底筒状のアルカリ電池用正極缶であることをその要旨とする。
【００２４】
ここで、深絞りプレス加工によって有底筒状のアルカリ電池用正極缶を作製する場合、所望の形状とするために鋼板を大幅に引き伸ばすようにして塑性変形させる必要があり、特に大きく引き伸ばされる缶外周面と金型内面との摩擦抵抗の増大が顕著となる。従って、何ら対策を講じないと缶外周面における錆の発生が顕著になるが、本発明を適用することで錆の発生を未然に抑えることができる。
【００２５】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電池用金属部品を使用した電池をその要旨とする。
【発明の効果】
【００２６】
以上詳述したように、請求項１〜５に記載の発明によると、機器側接触端子との電気的接続性が良好であり、外観性、生産性及びコスト性にも優れた電池に用いるのに好適な構造の電池用金属部品を提供することができる。また、請求項６に記載の発明によると、機器側接触端子との電気的接続性が良好であり、外観性、生産性及びコスト性にも優れた電池を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を具体化した一実施の形態のアルカリ電池を図面に基づき詳細に説明する。
【００２８】
図１には、本実施形態におけるＬＲ６型（単３型）のアルカリ電池１１が示されている。アルカリ電池１１を構成する正極缶２１は、正極集電体を兼ねる有底円筒状の電池用金属部品である。正極缶２１の内部空間には、発電要素３０（正極合剤３１、セパレータ４１及び負極合剤５１）が収納可能となっている。正極缶２１の底部中央には突起状の正極端子２４（端子部）が形成されている。このような正極缶２１の筒部外周面には、絶縁性の付与及び意匠性の向上等のために外装ラベル２３が巻き付けられている。
【００２９】
正極缶２１の内部には、中空円筒状に成形された３個の正極合剤３１が縦積みかつ同心状に収納されている。発電要素３０の一部をなす正極合剤３１は、二酸化マンガン及び黒鉛をおよそ１５：１の比率で混合し、それにバインダーを添加した材料を成形して得た部材である。これら正極合剤３１の内側には、ビニロン繊維やレーヨン繊維を基材とした混抄紙からなる有底円筒状のセパレータ４１が挿入されている。セパレータ４１及び正極合剤３１中には、強いアルカリ性を示す電解液が浸潤されている。セパレータ４１の中空部には、亜鉛粉、ゲル化剤、アルカリ電解液などを混合してなるゲル状の負極合剤５１が充填されている。ゲル化剤としては、例えば、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸及びその塩類などが好適である。アルカリ電解液としては、例えば、水酸化カリウム水溶液などが好適である。
【００３０】
正極缶２１の開口部２２の内面側には、複数の部品を組み付けてなる負極集電体６０が装着されかつカシメ付けられ、その結果として正極缶２１が気密に封口されている。この負極集電体６０は、負極端子板６１と、負極集電子７１と、封口ガスケット８１とによって構成されている。
【００３１】
封口ガスケット８１は、例えばポリプロピレン樹脂などといったポリオレフィン系のような合成樹脂材料からなる射出成形部品である。ポリプロピレン樹脂の代わりにポリアミド樹脂等のようなアミド系樹脂を用いてもよい。この封口ガスケット８１は中央部にボス部８２を備えており、そのボス部８２を貫通するボス孔８２ａ内には負極集電子７１が挿通可能となっている。
【００３２】
負極端子板６１は、正極缶２１とともにアルカリ電池１１の外郭を構成する電池用金属部品であって、略円盤状に形成されている。この負極端子板６１は、外側面に平坦な端子面が形成された中央平板部６２（端子部）を備えている。中央平板部６２の内側面には、封口ガスケット８１が具備されている。
【００３３】
負極集電子７１は導電性金属からなる断面円形状の棒材であって、その先端部７３は負極合剤５１中に挿入配置されるようになっている。一方、負極集電子７１の基端部７２は、ボス部８２のボス孔８２ａに挿通されるとともに、負極端子板６１の中央平板部６２の中央部に対してスポット溶接等により固着されている。その結果、負極端子板６１の中央平板部６２に対して垂直な方向に負極集電子７１が延設されている。
【００３４】
以上のように構成された負極集電体６０は、正極缶２１の開口部２２の内面側に装着されるとともに、開口部２２側の端部がガスケット外周部分とともに径方向中心に向けて直角に折曲されている。その結果、負極集電体６０が正極缶２１の開口部２２に強固にかつ気密的に取り付けられている。
【００３５】
ところで、本実施形態の正極缶２１は、鉄を含有する母材２５の表面にニッケルめっきを施した、いわゆるニッケルめっき鋼板を材料とし、金型を用いてこれを深絞りプレス加工することで作製されたものである。図１中の円領域Ａ１に示すように、本実施形態における母材２５の外側表面２５ａの上には、下地層として無光沢ニッケルめっき層２６（第１ニッケルめっき層）が形成されている。その無光沢ニッケルめっき層２６上には、光沢ニッケルめっき層２７（第２ニッケルめっき層）が形成されている。無光沢ニッケルめっき層２６は露出していないのに対し、光沢ニッケルめっき層２７は最表部に位置しているため全体的に露出している。なお、母材２５の内側表面２５ｂに存在する無光沢ニッケルめっき層２６上には、導電性の向上のためにカーボン等からなる導電膜（図示略）がさらに形成されていてもよい。
【００３６】
本実施形態の無光沢ニッケルめっき層２６は、硫黄及び硫黄化合物の含有量が０．００１重量％未満（検出限界以下）であり、硫黄及び硫黄化合物を実質的に含有しないものとなっている。これに対して、本実施形態の光沢ニッケルめっき層２７は、硫黄及び硫黄化合物の含有量が０．０２重量％以上０．１０重量％以下となっている。ここで、硫黄及び硫黄化合物は光沢付与剤の一種であるため、光沢ニッケルめっき層２７は若干光沢を有したものとなる。
【００３７】
光沢ニッケルめっき層２７の厚さＴ２は、無光沢ニッケルめっき層２６の厚さＴ１よりも薄くなっている。この場合において具体的には、無光沢ニッケルめっき層２６の厚さＴ１が０．９μｍ以上２．０μｍ以下の範囲内で設定され、光沢ニッケルめっき層２７の厚さＴ２が０．１μｍ以上１．０μｍ以下の範囲内で設定される。また、無光沢ニッケルめっき層２６及び光沢ニッケルめっき層２７の厚さの総和Ｔ３は１．０μｍ以上となっている。
【００３８】
この母材２５における缶外側に位置する面２５ａ及び缶外側に位置する面２５ｂは、いずれも微細な凹凸を有するダル仕上げ面となっていて、具体的にはその表面粗さＲａが０．６μｍ以上（本実施形態では１．９μｍ前後）となっている。そして、このような母材２５に形成された無光沢ニッケルめっき層２６及び光沢ニッケルめっき層２７の表面状態は、母材２５の表面状態を反映している。従って、無光沢ニッケルめっき層２６及び光沢ニッケルめっき層２７の表面もダル仕上げ面となっていて、その表面粗さＲａも母材２５と同程度である。ここで「表面粗さＲａ」とは、ＪＩＳ Ｂ０６０ １９７６に規定された中心線平均粗さのことを指している。
【００３９】
さらに、本実施形態の負極端子板６１は、正極缶形成用のニッケルめっき鋼板と共通のニッケルめっき鋼板を材料とし、金型を用いてこれをプレス加工することで作製されたものである。従って、図１中の円領域Ａ２に示すように、この負極端子板６１も正極缶２１と同じ層構造を有している。当該ニッケルめっき鋼板は、煮沸洗浄→電解脱脂→活性処理→無光沢ニッケルめっき→光沢ニッケルめっきという製造工程を経て作製されたものであって、無光沢ニッケルめっきには実質的に硫黄及び硫黄化合物が含まれない。
［実施例１］
【００４０】
本実施例では、ＬＲ６型（単３型）のアルカリ電池１１の試験用サンプルを１４種類作製し、これらを対象として下記の特性に関する試験を行った。
【００４１】
ここでは、下地層である無光沢ニッケルめっき層２６（第１ニッケルめっき層）の厚さＴ１、及び、最表層である光沢ニッケルめっき層２７（第２ニッケルめっき層）の厚さＴ２を０μｍ〜２μｍの範囲で変更した。なお、サンプル２，３，４，５，７，８，９，１０を、本発明の技術的思想の範囲内のサンプルとして位置づけた。
【００４２】
試験項目としては、素材ニッケルめっき鋼板の耐食性、寿命加工数、ＤＳＣ枚数及び発錆数の４つとした。
素材ニッケルめっき鋼板の耐食性：塩水噴霧試験（ＳＳＴ）での顕著な点錆が発生するまでの時間を、Ａ（１２０分超）、Ｂ（６０分〜１２０分）、Ｃ（６０分以内）の３段階で評価した。
【００４３】
寿命加工数：旭精機製社製のシングルプレス機を用いて正極缶２１の深絞りプレス加工を行い、磨耗等により加工不能になったときのショット回数（２５００００回、５０００００回または１００００００回）を調査した。
【００４４】
ＤＳＣ枚数：ＬＲ６型（単３型）のアルカリ電池１１の試験用サンプルをデジタル・スチル・カメラに実装して撮影可能枚数を計測した。試験用サンプルとしては、室温で２０日保存したものを使用した。デジタル・スチル・カメラとしては、ＳＯＮＹ社製「ＤＳＣ−Ｈ１」を使用した。試験条件及び試験方法については、ＣＩＰＡ規格「電池寿命測定法」（ＣＩＰＡ ＤＣ−００２−２００３）に準拠し、２１℃にて撮影枚数を計測した。撮影時の明るさは約７５０ルクスとした。撮影は、起動（手順１）→所要時間を５分間とし、ズーム、フラッシュ撮影、ズーム、無フラッシュ撮影を５回繰り返す（手順２）→１０分間の休止期間をおく（手順３）という方法で行った。そして、上記手順２，３を繰り返し行い、撮影できた枚数を計測した。
【００４５】
発錆数：ＬＲ６型（単３型）のアルカリ電池１１の試験用サンプルを各々１０個用意し、これらを６０℃かつ湿度９０％で７日保存した後、目視検査を行って錆の発生の有無を確認した。そして、１０個の試験用サンプルのうち、錆が発生しているものの数をカウントした。
【００４６】
以上の３つの項目について得られた試験結果を表１に示す。また、それら試験結果を総合して判定した良否についても、併せて表１に示す。表中、○は良好、×は不良を意味している。
【表１】
【００４７】
表１に示されるように、素材ニッケルめっき鋼板の耐食性は、めっき層２６が薄くなるほど低下し、点錆が発生しやすくなる傾向があった。寿命加工数は、光沢ニッケルめっき層２７が厚くなるほど増加する傾向があった。即ち、光沢ニッケルめっき層２７の厚さ増大は、プレス用金型内面の潤滑性の維持に寄与し、これにより金型の磨耗が抑制されやすくなることがわかった。ＤＳＣ枚数は、光沢ニッケルめっき層２７が薄くなるほど増加する傾向があった。従って、光沢ニッケルめっき層２７の厚さ増大が電気抵抗の増大をもたらしていると推測された。発錆数は、無光沢ニッケルめっき層２６及び光沢ニッケルめっき層２７の厚さの総和Ｔ３がある程度大きければ、０に抑えられることがわかった。これに対し、前記総和Ｔ３が１．０μｍ未満になると、錆が発生するという結果が得られた。そして、これらの結果を考慮して評価を行ったところ、サンプル２，３，４，７，８，９が良好と言いうるものであった。
［実施例２］
【００４８】
本実施例では、ＬＲ６型（単３型）のアルカリ電池１１の試験用サンプルを６種類作製し（サンプル１５〜２０）、これらを対象として下記の特性に関する試験を行った。
【００４９】
ここでは、最表層である光沢ニッケルめっき層２７（第２ニッケルめっき層）における硫黄及び硫黄化合物の含有量を０重量％〜０．１５重量％の範囲で変更した。具体的には、前記含有量をサンプル１５では０重量％、サンプル１６では０．０１重量％、サンプル１７では０．０２重量％、サンプル１８では０．０５重量％、サンプル１９では０．１０重量％、サンプル２０では０．１５重量％にそれぞれ設定した。
【００５０】
試験項目としては、ＤＳＣ枚数及び光沢の有無の２つとした。ＤＳＣ枚数の測定方法は実施例１と同様とした。光沢の有無については目視により判定した。これら試験の結果を表２に示す。２つの試験結果を総合して判定した良否も併せて表２に示す。表中、○は良好、×は不良を意味している。
【表２】
【００５１】
表２に示されるように、ＤＳＣ枚数は、硫黄及び硫黄化合物の含有量が増加するほど減少する傾向があり、特にサンプル２０では減少が顕著であった。これは、硫黄及び硫黄化合物の含有量増加により最表層に酸化被膜が形成され、この酸化被膜が接触抵抗の増大をもたらしているからであると考えられた。そして、以上の結果を考慮して評価を行ったところ、サンプル１７，１８，１９が良好と言いうるものであった。
［結論］
【００５２】
従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００５３】
（１）上述したとおり本実施形態では、母材２５上に無光沢ニッケルめっき層２６を設け、さらにその上に光沢ニッケルめっき層２７を設けた正極缶２１及び負極端子板６１の構造を採用している。それゆえ、深絞りプレス加工時における金型内面との摩擦抵抗が小さくなり、金型内面の潤滑性を維持することができる。よって、金型の磨耗が抑制され、金型の寿命を延長することが可能となる。また、最表層である光沢ニッケルめっき層２７が深絞りプレス加工時に剥がれにくくなる結果、鉄の露出が回避され、耐錆性が向上する。また、最表層の光沢ニッケルめっき層２７は硬質であるものの、下地層である無光沢ニッケルめっき層２６は軟質であるため、めっき層全体としてみるとある程度軟らかい性質を保持しており、このことが接触抵抗の増大防止に寄与している。さらに、光沢ニッケルめっき層２７を最表層に配置しているので、外観性に優れたものとすることができる。
【００５４】
従って、このような正極缶２１及び負極端子板６１を用いてアルカリ電池１１を構成した場合には、機器側接触端子との電気的接続性が良好であり、外観性に優れたアルカリ電池１１を実現することができる。
【００５５】
（２）また本実施形態では、ニッケルめっき層以外の金属（例えば金、銀、銅など）のめっきを伴わないめっき鋼板を用いて、正極缶２１及び負極端子板６１を作製している。そのため、生産性及びコスト性にも優れたアルカリ電池１１を実現することができる。
【００５６】
なお、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。
【００５７】
・上記実施形態では、本発明をＬＲ６型（単３型）の円筒形アルカリ電池に具体化したが、他のタイプの円筒形アルカリ電池、例えば、ＬＲ２０型（単１型）、ＬＲ１４型（単２型）、ＬＲ１型（単５型）、ＬＲ０３型（単４型）などに具体化してもよい。あるいは、本発明をニッケル乾電池（ＺＲ型）、ニッケル水素電池、ニカド電池、リチウム電池、キャパシタ等に具体化してもよい。また、電池の形状も筒状に限定されず、例えば扁平なボタン状などであってもよい。
【００５８】
・上記実施形態では、母材２５の外側表面２５ａ及び内側表面２５ｂの両方をダル仕上げ面としたが、どちらか一方をブライト仕上げ面とした場合や、両面をブライト仕上げ面とした場合でも、効果は得られる。例えば、図２に示す別の実施形態では、母材２５の外側表面２５ａがダル仕上げ面とされている一方、内側表面２５ｂがブライト仕上げ面とされている。この場合、下地の鉄の露出によるガス発生を抑制して耐漏液性を十分に確保するために、ブライト仕上げ面の表面粗さＲａを０．４μｍ以下に設定しておくことが有効である。
【００５９】
・上記実施形態では、母材２５の内側表面２５ｂに無光沢ニッケルめっき層２６を設けた正極缶２１等を例示した。この他、例えば、図３に示す別の実施形態のように、内側表面２５ｂにおいて無光沢ニッケルめっき層２６及び光沢ニッケルめっき層２７を付加した構成としてもよい。
【００６０】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００６１】
（１）請求項１乃至６のいずれか１項において、前記母材の外側表面はダル仕上げ面であること。
【００６２】
（２）請求項１乃至６のいずれか１項において、前記母材の外側表面はダル仕上げ面であり、内側表面はブライト仕上げ面であること。
【００６３】
（３）請求項１乃至６のいずれか１項において、前記母材の缶外側に位置する面の表面粗さＲａは０．６μｍ以上、缶内側に位置する面の表面粗さＲａは０．４μｍ以下であること。
【００６４】
（４）請求項１乃至６のいずれか１項において、前記母材の内側表面上には、前記第１ニッケルめっき層のみが形成される一方で前記第２ニッケルめっき層が形成されていないこと。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明を具体化した一実施形態のアルカリ電池を示す概略断面図。
【図２】別の実施形態のアルカリ電池における正極缶の部分拡大断面図。
【図３】別の実施形態のアルカリ電池における正極缶の部分拡大断面図。
【符号の説明】
【００６６】
１１…電池としてのアルカリ電池
２１…電池用金属部品としてのアルカリ電池用正極缶
２４…端子部としての正極端子
２５…母材
２５ａ…母材の外側表面
２６…第１ニッケルめっき層
２７…第２ニッケルめっき層
６１…電池用金属部品としての中央平板部
６２…端子部としての負極端子部
Ｔ１…第１ニッケルめっき層の厚さ
Ｔ２…第２ニッケルめっき層の厚さ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端子部を有する形状にプレス加工してなる電池用金属部品であって、
鉄を含有する母材と、前記母材の外側表面上に形成され、硫黄及び硫黄化合物を実質的に含有しない第１ニッケルめっき層と、前記第１ニッケルめっき層上に形成され、硫黄及び硫黄化合物を含有する第２ニッケルめっき層とを備えたことを特徴とする電池用金属部品。
【請求項２】
前記第１ニッケルめっき層は硫黄及び硫黄化合物を実質的に含有しない無光沢ニッケルめっき層であり、前記第２ニッケルめっき層は硫黄及び硫黄化合物の含有量が０．０２重量％以上０．１０重量％以下の光沢ニッケルめっき層であることを特徴とする請求項１に記載の電池用金属部品。
【請求項３】
前記第２ニッケルめっき層は前記第１ニッケルめっき層よりも薄いことを特徴とする請求項１または２に記載の電池用金属部品。
【請求項４】
前記第１ニッケルめっき層の厚さは０．９μｍ以上２．０μｍ以下、前記第２ニッケルめっき層の厚さは０．１μｍ以上１．０μｍ以下、前記第１ニッケルめっき層及び前記第２ニッケルめっき層の厚さの総和は１．０μｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電池用金属部品。
【請求項５】
前記電池用金属部品は、金型を用いた深絞りプレス加工により作製された有底筒状のアルカリ電池用正極缶であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電池用金属部品。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電池用金属部品を使用した電池。
【請求項１】
端子部を有する形状にプレス加工してなる電池用金属部品であって、
鉄を含有する母材と、前記母材の外側表面上に形成され、硫黄及び硫黄化合物を実質的に含有しない第１ニッケルめっき層と、前記第１ニッケルめっき層上に形成され、硫黄及び硫黄化合物を含有する第２ニッケルめっき層とを備えたことを特徴とする電池用金属部品。
【請求項２】
前記第１ニッケルめっき層は硫黄及び硫黄化合物を実質的に含有しない無光沢ニッケルめっき層であり、前記第２ニッケルめっき層は硫黄及び硫黄化合物の含有量が０．０２重量％以上０．１０重量％以下の光沢ニッケルめっき層であることを特徴とする請求項１に記載の電池用金属部品。
【請求項３】
前記第２ニッケルめっき層は前記第１ニッケルめっき層よりも薄いことを特徴とする請求項１または２に記載の電池用金属部品。
【請求項４】
前記第１ニッケルめっき層の厚さは０．９μｍ以上２．０μｍ以下、前記第２ニッケルめっき層の厚さは０．１μｍ以上１．０μｍ以下、前記第１ニッケルめっき層及び前記第２ニッケルめっき層の厚さの総和は１．０μｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電池用金属部品。
【請求項５】
前記電池用金属部品は、金型を用いた深絞りプレス加工により作製された有底筒状のアルカリ電池用正極缶であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電池用金属部品。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電池用金属部品を使用した電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００８−２２６７９５（Ｐ２００８−２２６７９５Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６７６７２（Ｐ２００７−６７６７２）
【出願日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【出願人】（５０３０２５３９５）ＦＤＫエナジー株式会社 (142)
【出願人】（３９００２５６８９）片山特殊工業株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【出願人】（５０３０２５３９５）ＦＤＫエナジー株式会社 (142)
【出願人】（３９００２５６８９）片山特殊工業株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
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