JP5454642B1 - 蓄電装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】シール性能を発揮できる位置にシール部材を簡単に位置させることができる蓄電装置を提供すること。
【解決手段】二次電池10は、ケース本体13と、蓋14と、電極組立体20と、正極端子41及び負極端子と、を有する。正極端子41及び負極端子は、基部43、及び基部43から立設された極柱部44を有し、蓋14に形成された挿通孔14bを通って極柱部44がケース本体13の内部から外部に突出している。Oリング56は、蓋14におけるケース本体13側の内面14aと、この内面14aと対向する基部43の座面43aとの間に挟持されて挿通孔14bをシールしている。極柱部44は、極柱部44の根本部分には、軸線Lに沿った断面形状で基部43に向けて広がるテーパ部Tを有する。
【選択図】図5
【解決手段】二次電池10は、ケース本体13と、蓋14と、電極組立体20と、正極端子41及び負極端子と、を有する。正極端子41及び負極端子は、基部43、及び基部43から立設された極柱部44を有し、蓋14に形成された挿通孔14bを通って極柱部44がケース本体13の内部から外部に突出している。Oリング56は、蓋14におけるケース本体13側の内面14aと、この内面14aと対向する基部43の座面43aとの間に挟持されて挿通孔14bをシールしている。極柱部44は、極柱部44の根本部分には、軸線Lに沿った断面形状で基部43に向けて広がるテーパ部Tを有する。
【選択図】図5
Description
本発明は、基部、及び基部から立設されるとともに挿通孔を通ってケース本体の内部から外部に突出する極柱部を有し、電極組立体と電気的に接続される電極端子と、蓋におけるケース本体側の内面と、該内面と対向する基部の座面との間に挟持される環状のシール部材と、を有する蓄電装置に関する。
EV(Electric Vehicle)やPHV(Plug in Hybrid Vehicle)などの車両には、走行用モータへの供給電力を蓄える蓄電装置としての二次電池が搭載されている。二次電池としては、電極組立体をケース内に収容して構成されたものがある。ケースは、ケース本体と、このケース本体に溶接された蓋と、を備える。また、ケース本体内に収容された電極組立体には、電極端子が電気的に接続され、電極端子は、蓋の挿通孔を貫通してケース本体の内部から外部に突出している。挿通孔の内周面と、この内周面に対向する電極端子の外周面との間には絶縁距離が確保されている。そして、二次電池には、隙間のシール構造が設けられている(例えば、特許文献1参照)。
図10に示すように、特許文献1の電池80は、筒体81の両端部に蓋体82を溶接してなる外装缶83の内部に、巻き取り電極体84を収容して構成されている。蓋体82には電極端子機構85が取り付けられ、巻き取り電極体84と電極端子機構85が接続されている。
電極端子機構85は、外装缶83の蓋体82を貫通して取り付けられたネジ部材からなる正極導出端子86を備え、この正極導出端子86の基端部は鍔部86aを備える。また、貫通孔82aの内周面と正極導出端子86の外周面との隙間には樹脂製の絶縁部材87が装着され、この絶縁部材87によって蓋体82と正極導出端子86の間のシール性が確保されるとともに電気的絶縁性が確保されている。正極導出端子86には、外装缶83の外側からワッシャ88が嵌められると共に、第1ナット89a及び第2ナット89bが螺合されている。そして、第1ナット89aを締め付けて、正極導出端子86の鍔部86aとワッシャ88によって絶縁部材87を挟圧することにより、貫通孔82aのシール性が高められている。
ところが、特許文献1においては、貫通孔82aのシール性を確保するには、複雑な形状をなす絶縁部材87をかしめながら貫通孔82aの周囲に密接させなければならず、絶縁部材87の形状が複雑で、しかもその装着が面倒であり、シール構造の形成が面倒であった。そこで、シール部材として簡単な構造のOリングを採用したものが特許文献2に開示されている。
図11に示すように、特許文献2の密閉型電池90において、蓋体91は端子引出孔91aを備え、この端子引出孔91aに取り付けられた正極端子92は、内側部材93と外側部材94を備える。内側部材93及び外側部材94のシール部材圧縮部93a,94aはそれぞれ環状溝93b,94bを備え、各環状溝93b,94bにはOリング製のシール部材95,96が装着されている。そして、内側部材93と外側部材94が溶接されることで、シール部材95,96がシール部材圧縮部93a,94aと蓋体91との間で圧縮状態で挟まれている。
ところで、特許文献2において、シール部材95が環状溝93bに正確に装着されず、周方向の一部が環状溝93bよりも内側に乗り上げ、端子引出孔91aに対し位置ずれした状態で、内側部材93と外側部材94が溶接される場合がある。この場合には、シール部材95が割れてしまったり、シール部材95が蓋体91とシール部材圧縮部93aに密着せず、シール性能が低下してしまう。
本発明は、シール性能を発揮できる位置にシール部材を簡単に位置させることができる蓄電装置を提供することにある。
上記問題点を解決するために、請求項1〜3に記載の発明は、開口部を有するケース本体と、前記開口部を閉塞し、電極端子が挿通される挿通孔を有する蓋と、前記ケース本体内に収容された電極組立体と、前記ケース本体内に配置され、前記挿通孔の面積よりも大きい断面積からなる基部、及び前記基部から立設されるとともに前記挿通孔を通って前記ケース本体の内部から外部に突出する極柱部を有し、前記電極組立体と電気的に接続される前記電極端子と、前記蓋における前記ケース本体側の内面と、該内面と対向する前記基部の座面との間に挟持される環状のシール部材と、を有する蓄電装置であって、前記極柱部の少なくとも前記基部に連結される根本部分には、前記極柱部の軸線に沿った断面形状で前記基部に向けて広がるテーパ部を前記軸線の周りの少なくとも一部に有し、前記シール部材は前記テーパ部の位置における径方向外側に配置されている。
これによれば、シール部材を蓋の内面と基部の座面で挟持するため、まず、シール部材を極柱部に外装したとき、シール部材の内周縁の一部がテーパ部に接触して乗り上げ、シール部材が挿通孔を外周側から囲んでいない位置に配置されたとする。この場合、極柱部を挿通孔に通し、蓋に電極端子を組み付ける際、蓋の内面によってシール部材が押されると、シール部材はテーパ部に沿って移動する。すると、テーパ部に乗り上げていた部位は、テーパ部によって極柱部の径方向に沿って、該極柱部から離れる方向へ案内され、径方向に反対側の部位は、極柱部の径方向に沿って、該極柱部に向けて引寄せられる。その結果、テーパ部によって、シール部材を、テーパ部における径方向外側で、極柱部を囲む位置に配置することができる。そして、極柱部は挿通孔に挿通されるため、その極柱部を囲むシール部材により挿通孔の周囲を囲むことができる。したがって、シール部材がテーパ部に乗り上げ、挿通孔に対し位置ずれしていても、蓋に電極端子を組み付ける際に、シール部材をシール性を発揮できる位置に簡単に位置させることができる。
請求項1に記載の発明は、前記挿通孔の内面と、該内面に対向する前記極柱部の側面との間に挿通される端子絶縁部材を備え、前記端子絶縁部材は前記極柱部の軸方向から見て前記シール部材の少なくとも一部に重なっていることを要旨とする。
これによれば、端子絶縁部材は、蓋と電極端子との間を絶縁するために設けられるとともに、挿通孔の内面と、極柱部の側面との間からのシール部材の抜け出しを防止することができる。特に、蓄電装置内の内圧が上昇し、シール部材が内圧で押されても、挿通孔の内面と、極柱部の側面との間からのシール部材の抜け出しを防止することができる。
請求項2に記載の発明は、前記シール部材はOリングであることを要旨とする。
これによれば、テーパ部によってシール部材を挿通孔をシールできる位置に配置することができる。よって、シール部材として構成の簡単なOリングを採用しても、挿通孔を確実にシールすることができる。
請求項3に記載の発明は、前記蓋における前記ケース本体側の内面と、該内面に対向する前記基部の座面との間を絶縁する絶縁カバーを備え、前記絶縁カバーは、前記極柱部の挿通部を有するとともに、前記極柱部の径方向において、前記シール部材は、前記挿通部の内側に配置されていることを要旨とする。
これによれば、極柱部にシール部材が外装されたとき、シール部材がテーパ部に乗り上げていても、シール部材の外周縁が絶縁カバーの内周縁に接触して、シール部材が極柱部の径方向において大きく位置ずれすることを防止することができる。
これによれば、テーパ部によってシール部材を挿通孔をシールできる位置に配置することができる。よって、シール部材として構成の簡単なOリングを採用しても、挿通孔を確実にシールすることができる。
請求項3に記載の発明は、前記蓋における前記ケース本体側の内面と、該内面に対向する前記基部の座面との間を絶縁する絶縁カバーを備え、前記絶縁カバーは、前記極柱部の挿通部を有するとともに、前記極柱部の径方向において、前記シール部材は、前記挿通部の内側に配置されていることを要旨とする。
これによれば、極柱部にシール部材が外装されたとき、シール部材がテーパ部に乗り上げていても、シール部材の外周縁が絶縁カバーの内周縁に接触して、シール部材が極柱部の径方向において大きく位置ずれすることを防止することができる。
また、前記テーパ部は、前記断面形状が前記基部に向けて直線状に広がるテーパ状をしていてもよい。
これによれば、テーパ部に沿ってシール部材が移動するとき、シール部材をスムーズに移動させることができる。
これによれば、テーパ部に沿ってシール部材が移動するとき、シール部材をスムーズに移動させることができる。
また、前記蓄電装置は二次電池である。
本発明によれば、シール性能を発揮できる位置にシール部材を簡単に位置させることができる。
以下、本発明を具体化した一実施形態を図1〜図9にしたがって説明する。
図1〜図3に示すように、蓄電装置としての二次電池10において、金属製のケース12には電極組立体20が収容されている。ケース12は、開口部13dを有する直方体状のケース本体13と、ケース本体13の開口部13dを閉塞する矩形平板状の蓋14とからなる。ケース本体13と蓋14は、何れも金属製(例えば、ステンレスやアルミニウム)であり、ケース本体13と蓋14はレーザー溶接によって接合されている。ケース本体13は、長方形状の底板13aと、底板13aの対向する一対の短側縁から立設された短側壁13bと、底板13aの対向する一対の長側縁から立設された長側壁13cとを備える。また、本実施形態の二次電池10は、その外形が角型をなす角型電池である。また、本実施形態の二次電池10は、リチウムイオン電池である。
図1〜図3に示すように、蓄電装置としての二次電池10において、金属製のケース12には電極組立体20が収容されている。ケース12は、開口部13dを有する直方体状のケース本体13と、ケース本体13の開口部13dを閉塞する矩形平板状の蓋14とからなる。ケース本体13と蓋14は、何れも金属製(例えば、ステンレスやアルミニウム)であり、ケース本体13と蓋14はレーザー溶接によって接合されている。ケース本体13は、長方形状の底板13aと、底板13aの対向する一対の短側縁から立設された短側壁13bと、底板13aの対向する一対の長側縁から立設された長側壁13cとを備える。また、本実施形態の二次電池10は、その外形が角型をなす角型電池である。また、本実施形態の二次電池10は、リチウムイオン電池である。
図6に示すように、電極組立体20は、正極電極21と負極電極22と、を備えるとともに、正極電極21と負極電極22の間を絶縁するセパレータ23を介在させて層状をなす積層体とされている。正極電極21は、矩形状の正極用金属箔(本実施形態ではアルミニウム箔)21aと、その正極用金属箔21aの両面の極活物質層21bとを有する。負極電極22は、矩形状の負極用金属箔(本実施形態では銅箔)22aと、その負極用金属箔22aの両面の負極活物質層22bとを有する。
図1に示すように、正極電極21は、その一辺方向の一部には、突出した形状の正極集電タブ31が設けられている。正極集電タブ31は、電極組立体20を構成する各正極電極21において同位置に配置され、かつ同一形状である。負極電極22の一辺方向の一部には、突出した形状の負極集電タブ32が設けられている。負極集電タブ32は、電極組立体20を構成する各負極電極22において同位置に配置され、かつ同一形状である。
正極集電タブ31は、それぞれの正極集電タブ31が積層方向に沿って列状に配置されるように積層される。同様に、負極集電タブ32は、それぞれの負極集電タブ32が、正極集電タブ31と重ならないように積層方向に沿って列状に配置されるように積層される。そして、複数の正極集電タブ31は、電極組立体20における積層方向の一端から他端までの範囲に集められる。また、複数の負極集電タブ32も同様に、電極組立体20における積層方向の一端から他端までの範囲に集められる。
電極組立体20は、正極集電タブ31を集めてなる正極タブ群45を備える。この正極タブ群45は、正極導電部材33と溶接されている。また、電極組立体20は、負極集電タブ32を集めてなる負極タブ群46を備える。この負極タブ群46は、負極導電部材37と溶接されている。
正極導電部材33及び負極導電部材37は、四角板状をなす端子接続部34を有する。正極導電部材33及び負極導電部材37は、端子接続部34から立ち上がる立上げ部35を有するとともに、端子接続部34から離れる方向に向けて立上げ部35から延びるタブ溶接部36を有し、タブ溶接部36は矩形板状である。そして、正極導電部材33のタブ溶接部36は、電極組立体20の正極タブ群45に溶接され、負極導電部材37のタブ溶接部36は、電極組立体20の負極タブ群46に溶接されている。
また、正極導電部材33の端子接続部34には電極端子としての正極端子41が溶接されるとともに、負極導電部材37の端子接続部34には電極端子としての負極端子42が溶接されている。正極端子41及び負極端子42は、それぞれ四角板状をなす基部43を有する。基部43の中央からは円筒状の極柱部44が立設され、基部43における蓋側の座面43aは、正極端子41及び負極端子42を極柱部44の先端部側から見て、極柱部44を取り囲んでいる。極柱部44は、その外周面に雄ねじ44aを備えるとともに、内周面に雌ねじ44bを備える。
図5及び図6に示すように、極柱部44は、その基部43に連結される根本部分にテーパ部Tを備える。このテーパ部Tは、極柱部44の軸線Lに沿って基部43に向かうに従い極柱部44の直径が徐々に拡径している。テーパ部Tは、軸線Lに沿った断面形状が、基部43に向けて直線状に広がるテーパ状をしている。また、蓋14において、ケース本体13側の内面14aを通る直線を仮想線Mで示すと、テーパ部Tは、仮想線Mから拡径してケース本体13内に位置する。そして、極柱部44の軸線Lに沿った断面形状において、テーパ部Tの表面が極柱部44から基部43に向けて直線状に傾斜する形状に形成されている。また、テーパ部Tの表面を通過する仮想線Nが基部43の座面43aに達する位置を点Pとすると、この点Pは、蓋14の厚み方向に沿って挿通孔14bの内周面を通過する基準線R上に位置している。
図1に示すように、基部43には、樹脂製の絶縁カバー50が装着されている。絶縁カバー50は、基部43の座面43aと、蓋14の内面14aとの間に挟持される蓋側絶縁板51を備え、この蓋側絶縁板51により、蓋14と正極端子41及び負極端子42が電気的に絶縁されている。蓋側絶縁板51は、極柱部44が挿通される挿通部51aを厚み方向に貫通して有し、蓋側絶縁板51の内周縁は円弧状である。また、蓋側絶縁板51は、挿通部51aを蓋側絶縁板51の一側方に開口させる切れ込み状の連通部51bを有し、挿通部51aと連通部51bによって、蓋側絶縁板51は平面視U字状をなす。
蓋側絶縁板51の端縁のうち、挿通部51aを挟んだ連通部51bの反対側の端縁からは、ケース側絶縁板52が蓋14から離れる方向に延び、このケース側絶縁板52により、ケース本体13と、正極端子41及び負極端子42とが電気的に絶縁されている。ケース側絶縁板52は矩形板状であるとともに、蓋側絶縁板51に対し垂直に延びている。また、ケース側絶縁板52の蓋側絶縁板51からの延設長さは、基部43の厚みより長く設定されている。ケース側絶縁板52において、蓋14から離れた側の先端からは、組立体側絶縁板53が蓋側絶縁板51と同じ方向に向けて延び、この組立体側絶縁板53により、電極組立体20と正極端子41及び負極端子42とが電気的に絶縁されている。ケース側絶縁板52は矩形板状である。そして、蓋側絶縁板51と組立体側絶縁板53の対向面同士の間隔は、基部43の厚みより若干長く設定されている。
上記構成の絶縁カバー50は、正極端子41及び負極端子42に対し、ケース本体13の短側壁13b側から装着されている。蓋側絶縁板51の挿通部51aには極柱部44が挿通され、蓋側絶縁板51が極柱部44のテーパ部Tの部分のほぼ全周を囲んでいる。また、蓋側絶縁板51は基部43の座面43a上に支持されている。
図4及び図5に示すように、基部43の座面43a上には、シール部材としてのOリング56が極柱部44のテーパ部Tを囲む状態に設けられている。Oリング56は、断面円形状のゴム材料により円環状である。Oリング56は、径方向に沿った厚みのうち、外周縁側の半分が基準線Rよりも外側に位置するとともに、基部43側の内周縁が全周に亘ってテーパ部Tに接触し、Oリング56はテーパ部Tの位置における径方向の外側に配置されている。Oリング56は、極柱部44の径方向において、蓋側絶縁板51の挿通部51a内に配置されるとともに、Oリング56は、ほぼ全周が蓋側絶縁板51によって囲まれている。すなわち、Oリング56は、連通部51bと対向する部位以外は、蓋側絶縁板51の内周縁によって囲まれている。
Oリング56が、極柱部44を同心円状に囲み、かつ内周縁のうちの基部43側がテーパ部Tに接触する状態では、Oリング56の内周縁のうちの蓋14側と極柱部44の外周面との間に間隙Kaが存在する。また、Oリング56が、極柱部44を中心として同心円状に囲む状態では、Oリング56の外周縁と、蓋側絶縁板51の内周縁との間に間隙Kbが存在し、この間隙Kbは、極柱部44との間の間隙Kaより狭く設定されている。
図5及び図6に示すように、蓋側絶縁板51の挿通部51aに挿通された極柱部44は、蓋14に設けられた挿通孔14bを通ってケース本体13の内部から外部に突出(露出)している。そして、正極端子41及び負極端子42の基部43は、ケース本体13内に配置されている。また、極柱部44の軸線Lに直交し、かつ座面43aに沿った基部43の断面積は、挿通孔14bの面積よりも大きく設定されている。このため、基部43は、ケース本体13の内側で挿通孔14bから抜け出し不能になっている。
挿通孔14bの内面としての内周面と、極柱部44の側面としての外周面との間は、端子絶縁部材19によって絶縁されている。端子絶縁部材19は、円筒状のリング19aと、このリング19aの一端縁から外方へ延設されたフランジ部19bと、を有する。リング19aは、挿通孔14bの内周面と、極柱部44の外周面との間に介装されている。端子絶縁部材19は、極柱部44の軸方向から見て、そのリング19aの外周縁側が全周に亘ってOリング56の内周縁側に重なっている。また、リング19aにおいて、フランジ部19bから離れた側の先端は、Oリング56に当接している。
フランジ部19bにおいて、リング19aが延設された面は、蓋14の外面14cにおいて挿通孔14bの外側に係止される係止面19cとなっている。係止面19cからのリング19aの延設長さは、蓋14の厚みと同じに設定されている。このため、リング19aの先端は、蓋14の内面14aと同一面上に位置するとともに、Oリング56を蓋14側から覆っている。
極柱部44にはナット55が螺合されている。ナット55と蓋14の外面14cとの間には、端子絶縁部材19のフランジ部19bが介装され、フランジ部19bによってナット55と蓋14が絶縁されている。また、ナット55と基部43によってフランジ部19b、蓋14、及び蓋側絶縁板51が挟持され、極柱部44が蓋14に締結されている。この締結状態では、Oリング56は、蓋14の内面14aと、基部43の座面43aとの間で圧縮され、蓋14の内面14a及び基部43の座面43aに密接し、挿通孔14bの周囲を囲んで挿通孔14bをシールしている。
次に、二次電池10の作用を製造方法とともに説明する。
まず、正極導電部材33及び負極導電部材37において、各端子接続部34に正極端子41及び負極端子42の基部43を溶接し、正極導電部材33と正極端子41を一体化して電気的に接続するとともに、負極導電部材37と負極端子42を一体化して電気的に接続する。次に、正極導電部材33のタブ溶接部36を、電極組立体20の正極タブ群45に溶接し、負極導電部材37のタブ溶接部36を、電極組立体20の負極タブ群46に溶接する。
まず、正極導電部材33及び負極導電部材37において、各端子接続部34に正極端子41及び負極端子42の基部43を溶接し、正極導電部材33と正極端子41を一体化して電気的に接続するとともに、負極導電部材37と負極端子42を一体化して電気的に接続する。次に、正極導電部材33のタブ溶接部36を、電極組立体20の正極タブ群45に溶接し、負極導電部材37のタブ溶接部36を、電極組立体20の負極タブ群46に溶接する。
正極端子41に絶縁カバー50を装着し、図7に示すように、基部43の座面43aに蓋側絶縁板51を支持させるとともに、組立体側絶縁板53を基部43の下側に配置する。また、絶縁カバー50は、ケース側絶縁板52が対向する基部43に当接するまで押し込む。なお、図示しないが、負極端子42にも絶縁カバー50を装着する。
次に、各極柱部44にOリング56を外装する。
図7及び図8に示すように、Oリング56が、周方向の一部の内周縁がテーパ部Tに乗り上げたとする。この場合、Oリング56は、周方向の一部がテーパ部Tに接触し、その接触部に対し径方向の反対側がテーパ部Tから離れた状態になり、Oリング56は極柱部44の軸線Lに対し傾斜した状態になる。
図7及び図8に示すように、Oリング56が、周方向の一部の内周縁がテーパ部Tに乗り上げたとする。この場合、Oリング56は、周方向の一部がテーパ部Tに接触し、その接触部に対し径方向の反対側がテーパ部Tから離れた状態になり、Oリング56は極柱部44の軸線Lに対し傾斜した状態になる。
次に、蓋14の挿通孔14bに、端子絶縁部材19のリング19aを挿入するとともに、フランジ部19bを蓋14の外面14cに係止させる。そして、Oリング56が傾斜した状態で、挿通孔14bにおけるリング19a内に極柱部44を挿通させながら蓋14を組み付ける。このとき、リング19aによって、挿通孔14bの内周面と極柱部44の外周面との間にはリング19aが存在し、Oリング56が挿通孔14bの内周面と極柱部44の外周面との間に噛み込まれることが防止される。
そして、蓋14を組み付けると、蓋14の内面14aがOリング56に接触し、Oリング56が基部43に向けて押される。すると、Oリング56は、テーパ部Tに沿って基部43側に移動させられる。このとき、テーパ部Tは基部43に向けて広がるため、Oリング56がテーパ部Tに沿うことで、テーパ部Tに接触していた側は、極柱部44の径方向に沿って極柱部44から離れる方向に案内されるとともに、径方向の反対側の部位は、極柱部44の径方向に沿って極柱部44に向けて引寄せられる。その結果、図9に示すように、Oリング56は、極柱部44を中心に同心円状に配置されるとともに、蓋側絶縁板51の内側に配置される。
そして、蓋14がOリング56に支持されたら、極柱部44の雄ねじ44aにナット55を螺合する。すると、蓋14の内面14aが蓋側絶縁板51に接触するとともに、蓋14によりOリング56が基部43に向けて押し潰される。このとき、蓋側絶縁板51の厚みによって、Oリング56が蓋14によって過度に押し潰されることが防止される。その結果、Oリング56が、蓋14の内面14aと基部43の座面43aに密接するとともに挿通孔14bの周囲を囲む位置に位置決めされる。
また、ナット55の螺合に伴いフランジ部19bが蓋14に向けて押され、リング19aが端子絶縁部材19に向けて押し込まれ、Oリング56に対し、蓋14側からリング19aが重なる。その後、電極組立体20がケース本体13内に収容されるとともに、蓋14がケース本体13に溶接され、ケース12が形成される結果、二次電池10が製造される。
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)正極端子41及び負極端子42を、基部43と極柱部44とから形成し、極柱部44は基部43に連結される根本部分に、断面形状で基部43に向けて広がるテーパ部Tを有する。このため、Oリング56を極柱部44に外装したとき、Oリング56がテーパ部Tに乗り上げ、挿通孔14bに対し位置ずれしていても、蓋14に正極端子41及び負極端子42を組み付ける際に、蓋14によってOリング56が押されると、テーパ部TによってOリング56が極柱部44を同心円状に囲む位置に移動させることができる。このため、テーパ部Tを設けることで、Oリング56が、挿通孔14bの周囲を囲んでシールできる位置に配置でき、しかも、蓋14の組み付けと同時に行うことができる。
(1)正極端子41及び負極端子42を、基部43と極柱部44とから形成し、極柱部44は基部43に連結される根本部分に、断面形状で基部43に向けて広がるテーパ部Tを有する。このため、Oリング56を極柱部44に外装したとき、Oリング56がテーパ部Tに乗り上げ、挿通孔14bに対し位置ずれしていても、蓋14に正極端子41及び負極端子42を組み付ける際に、蓋14によってOリング56が押されると、テーパ部TによってOリング56が極柱部44を同心円状に囲む位置に移動させることができる。このため、テーパ部Tを設けることで、Oリング56が、挿通孔14bの周囲を囲んでシールできる位置に配置でき、しかも、蓋14の組み付けと同時に行うことができる。
(2)Oリング56が蓋14によって押され、テーパ部Tの周りに配置されれば、その後は、Oリング56の内周縁がテーパ部Tに接触して、Oリング56が径方向に移動することを規制することができる。
(3)挿通孔14bの内周面と極柱部44の外周面との間には、極柱部44と蓋14との間を絶縁する端子絶縁部材19のリング19aが挿入されている。そして、端子絶縁部材19のリング19aは、極柱部44の軸方向から見てOリング56に重なっている。このため、例えば、ケース12の内圧が上昇し、Oリング56に内圧が作用しても、端子絶縁部材19により、Oリング56が蓋14側に浮き上がることを防止でき、さらには、Oリング56が内周面と、極柱部44の外周面との間からケース12外へ抜け出てしまうことを防止することができる。
(4)正極端子41及び負極端子42の極柱部44にテーパ部Tを設けることによって、Oリング56が挿通孔14bをシールできる位置に簡単に配置することができる。よって、シール部材として構成の簡単なゴム製のOリング56を採用しても、挿通孔14bを確実にシールすることができる。
(5)テーパ部Tは、その断面形状では基部43に向けて直線状に広がるテーパ状である。このため、Oリング56が蓋14によって押されたとき、Oリング56をスムーズに移動させることができる。
(6)正極端子41及び負極端子42の基部43には絶縁カバー50が装着され、蓋側絶縁板51の挿通部51aに極柱部44が挿通される。そして、極柱部44にOリング56が外装されると、Oリング56は、極柱部44の径方向において蓋側絶縁板51の内側に配置される。極柱部44の径方向外側に、Oリング56が極柱部44に対し同心円状に配置されたとき、Oリング56の内周縁と極柱部44との間隙Kaは、Oリング56の外周縁と蓋側絶縁板51の内周縁との間隙Kbより大きくなっている。このため、Oリング56が径方向にずれても、Oリング56の外周縁が蓋側絶縁板51の内周縁に接触し、Oリング56の内周縁が極柱部44に接触するまで移動することを防止でき、Oリング56をテーパ部Tに接触させることができる。したがって、蓋14によってOリング56を押したとき、Oリング56を移動させる量を少なくすることができる。
(7)また、絶縁カバー50の蓋側絶縁板51は、ナット55を極柱部44の雄ねじ44aに螺合したとき、蓋14と基部43との間に介装される。このため、蓋側絶縁板51が蓋14と基部43との間のスペーサとして機能し、ナット55の過度な螺進を防止することができる。よって、蓋側絶縁板51が介装されることで、Oリング56が過度に押し潰されることを防止することができる。
(8)極柱部44の根本部分にテーパ部Tを形成し、テーパ部TによってOリング56を極柱部44の径方向の外側で、極柱部44を中心に同心円状に位置させ、挿通孔14bの周囲を囲む位置に配置することができる。このため、蓋14でOリング56を押し潰したとき、挿通孔14bの内周縁がOリング56に角当たりすることを防止することができる。また、蓋14の挿通孔14bに端子絶縁部材19を挿入した状態で、蓋14に正極端子41及び負極端子42を組み付けるため、端子絶縁部材19のリング19aにより、Oリング56が挿通孔14bの内周面と極柱部44の外周面との間に噛み込まれることを防止できる。
(9)極柱部44が根本部分にテーパ部Tを有することで、Oリング56が挿通孔14bから位置ずれしていても、蓋14に正極端子41及び負極端子42を組み付けるのと同時に、Oリング56が挿通孔14bの周囲を囲む位置に位置させることができる。したがって、Oリング56の位置を手作業等で修正する必要がなく、二次電池10の組み付け性、生産性を向上させることができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 絶縁カバー50は無くてもよい。
○ 実施形態では、軸線Lに沿った断面形状では、テーパ部Tが基部43に向けて直線状に傾斜する形状としたが、テーパ部Tは、極柱部44の軸線Lに沿った断面形状が極柱部44の基端に向けて広がっていれば、直線状に傾斜していなくてもよく、テーパ部Tは、外側に膨らむ円弧状や、逆に内側に凹む円弧状に湾曲していてもよい。
○ 絶縁カバー50は無くてもよい。
○ 実施形態では、軸線Lに沿った断面形状では、テーパ部Tが基部43に向けて直線状に傾斜する形状としたが、テーパ部Tは、極柱部44の軸線Lに沿った断面形状が極柱部44の基端に向けて広がっていれば、直線状に傾斜していなくてもよく、テーパ部Tは、外側に膨らむ円弧状や、逆に内側に凹む円弧状に湾曲していてもよい。
○ 実施形態では、シール部材として断面円形状のOリング56に具体化したが、断面形状は円形状に限らず、その他の断面形状のOリングでもよい。
○ 実施形態では、シール部材としてOリング56に具体化したが、樹脂製のガスケット等に変更してもよい。
○ 実施形態では、シール部材としてOリング56に具体化したが、樹脂製のガスケット等に変更してもよい。
○ 実施形態では、端子絶縁部材19のリング19aが、極柱部44の軸方向から見てOリング56に重なるようにしたが、Oリング56に対しリング19aは重なっていなくてもよい。
○ 実施形態では、端子絶縁部材19を円筒状に形成し、挿通孔14bの内周面と、極柱部44の外周面との間の全周に亘ってリング19aを挿入したが、端子絶縁部材19は、挿通孔14bの内周面と、極柱部44の外周面との間の周方向の一部のみに挿入されていてもよい。そして、端子絶縁部材19は、極柱部44の軸方向から見てOリング56の周方向の一部のみに重なっていてもよい。また、端子絶縁部材19のリング19aは、極柱部44の軸方向から見てOリング56の全体に重なっていてもよい。
○ 実施形態では、テーパ部Tを極柱部44の全周に亘り形成したが、極柱部44の周方向の一部だけに形成されていてもよい。
○ 極柱部44を軸方向の全体に亘って円錐状に形成し、極柱部44の全体をテーパ部Tとしてもよい。
○ 極柱部44を軸方向の全体に亘って円錐状に形成し、極柱部44の全体をテーパ部Tとしてもよい。
○ 電極組立体20を構成する正極電極21、及び負極電極22の枚数は適宜変更してもよい。
○ ケース12の形状は、円筒状や、楕円柱状であってもよい。
○ ケース12の形状は、円筒状や、楕円柱状であってもよい。
○ 本発明は、蓄電装置としてのニッケル水素二次電池や、電気二重層キャパシタとして具体化してもよい。
L…軸線、T…テーパ部、10…蓄電装置としての二次電池、13…ケース本体、13d…開口部、14…蓋、14a…内面、14b…挿通孔、19…端子絶縁部材、20…電極組立体、41…電極端子としての正極端子、42…電極端子としての負極端子、43…基部、43a…座面、44…極柱部、50…絶縁カバー、51a…挿通部、56…シール部材としてのOリング。
Claims (5)
- 開口部を有するケース本体と、
前記開口部を閉塞し、電極端子が挿通される挿通孔を有する蓋と、
前記ケース本体内に収容された電極組立体と、
前記ケース本体内に配置され、前記挿通孔の面積よりも大きい断面積からなる基部、及び前記基部から立設されるとともに前記挿通孔を通って前記ケース本体の内部から外部に突出する極柱部を有し、前記電極組立体と電気的に接続される前記電極端子と、
前記蓋における前記ケース本体側の内面と、該内面と対向する前記基部の座面との間に挟持される環状のシール部材と、を有する蓄電装置であって、
前記極柱部の少なくとも前記基部に連結される根本部分には、前記極柱部の軸線に沿った断面形状で前記基部に向けて広がるテーパ部を前記軸線の周りの少なくとも一部に有し、
前記シール部材は前記テーパ部の位置における径方向外側に配置されており、
前記挿通孔の内面と、該内面に対向する前記極柱部の側面との間に挿通される端子絶縁部材を備え、前記端子絶縁部材は前記極柱部の軸方向から見て前記シール部材の少なくとも一部に重なっていることを特徴とする蓄電装置。 - 開口部を有するケース本体と、
前記開口部を閉塞し、電極端子が挿通される挿通孔を有する蓋と、
前記ケース本体内に収容された電極組立体と、
前記ケース本体内に配置され、前記挿通孔の面積よりも大きい断面積からなる基部、及び前記基部から立設されるとともに前記挿通孔を通って前記ケース本体の内部から外部に突出する極柱部を有し、前記電極組立体と電気的に接続される前記電極端子と、
前記蓋における前記ケース本体側の内面と、該内面と対向する前記基部の座面との間に挟持される環状のシール部材と、を有する蓄電装置であって、
前記極柱部の少なくとも前記基部に連結される根本部分には、前記極柱部の軸線に沿った断面形状で前記基部に向けて広がるテーパ部を前記軸線の周りの少なくとも一部に有し、
前記シール部材は前記テーパ部の位置における径方向外側に配置されるOリングである蓄電装置。 - 開口部を有するケース本体と、
前記開口部を閉塞し、電極端子が挿通される挿通孔を有する蓋と、
前記ケース本体内に収容された電極組立体と、
前記ケース本体内に配置され、前記挿通孔の面積よりも大きい断面積からなる基部、及び前記基部から立設されるとともに前記挿通孔を通って前記ケース本体の内部から外部に突出する極柱部を有し、前記電極組立体と電気的に接続される前記電極端子と、
前記蓋における前記ケース本体側の内面と、該内面と対向する前記基部の座面との間に挟持される環状のシール部材と、を有する蓄電装置であって、
前記極柱部の少なくとも前記基部に連結される根本部分には、前記極柱部の軸線に沿った断面形状で前記基部に向けて広がるテーパ部を前記軸線の周りの少なくとも一部に有し、
前記シール部材は前記テーパ部の位置における径方向外側に配置されており、
前記蓋における前記ケース本体側の内面と、該内面に対向する前記基部の座面との間を絶縁する絶縁カバーを備え、前記絶縁カバーは、前記極柱部の挿通部を有するとともに、前記極柱部の径方向において、前記シール部材は、前記挿通部の内側に配置されている蓄電装置。 - 前記テーパ部は、前記断面形状が前記基部に向けて直線状に広がるテーパ状をしている請求項1〜請求項3のうちいずれか一項に記載の蓄電装置。
- 前記蓄電装置は二次電池である請求項1〜請求項4のうちいずれか一項に記載の蓄電装置。
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