特開 2017-45620 電流遮断装置とそれを用いた蓄電装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-45620(P2017-45620A)

(43)【公開日】2017年3月2日

(54)【発明の名称】電流遮断装置とそれを用いた蓄電装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/34 20060101AFI20170210BHJP

   H01G 11/16 20130101ALN20170210BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/34 A

   H01G11/16

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-167205(P2015-167205)

(22)【出願日】2015年8月26日

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(71)【出願人】

【識別番号】000101879

【氏名又は名称】イーグル工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】特許業務法人快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】栗田 幹也

(72)【発明者】

【氏名】弘瀬 貴之

(72)【発明者】

【氏名】大井手 竜二

(72)【発明者】

【氏名】岩 俊昭

(72)【発明者】

【氏名】小川 義博

(72)【発明者】

【氏名】光安 淳

(72)【発明者】

【氏名】秋吉 騎慎

【テーマコード（参考）】

5E078

5H043

【Ｆターム（参考）】

5E078AA11

5H043AA19

5H043BA19

5H043CA04

5H043CA13

5H043CA22

5H043CB04

5H043CB09

5H043DA09

5H043DA20

5H043EA35

5H043EA36

5H043EA60

5H043GA13

5H043GA22

5H043GA24

5H043HA06

5H043HA08E

5H043JA01E

5H043JA02E

5H043JA13E

5H043LA21

(57)【要約】

【課題】 簡易な構造でありながら、変形板の作動圧力の変化を抑制することができる技術を開示する。
【解決手段】 電流遮断装置１０は、ケース１内に収容されており、通電板２０と、第１変形板３０と、絶縁性のホルダ８０とを備える。通電板２０は、電極組立体３に電気的に接続されている。第１変形板３０は、端子７に電気的に接続されている。ホルダ８０は、通電板２０とケース１の間に配置され、通電板２０を支持する。第１変形板３０は、電極組立体３と端子７とが導通している状態では通電板２０と電気的に接続しており、電極組立体３と端子７とが非導通の状態では通電板２０と電気的に非接続である。ホルダ８０と通電板２０の一方は、凹部７９を有している。ホルダ８０と通電板２０の他方は、凹部７９と対応する位置に凸部２４を有している。凸部２４を凹部７９に圧入することにより、通電板２０がホルダ８０に固定されている。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ケース内に収容されており、前記ケースに収容された電極組立体と、前記ケースに設けられた正極又は負極の端子とを電気的に接続し、前記ケースの内圧が所定値を超えて上昇したときに前記電極組立体と前記端子とを電気的に接続する通電経路を遮断する電流遮断装置であり、
前記電極組立体に電気的に接続されている通電板と、
前記端子に電気的に接続されていると共に、前記通電板に対向して配置される第１変形板と、
前記ケースと前記通電板の間に配置され、前記通電板を支持する絶縁性のホルダと、を備えており、
前記第１変形板は、前記電極組立体と前記端子とが導通している状態では前記通電板と前記通電板の中央部において当接した状態で電気的に接続しており、前記電極組立体と前記端子とが非導通の状態では前記通電板から離間した状態で前記通電板と電気的に非接続であり、
前記ホルダと前記通電板の一方は、凹部を有しており、
前記ホルダと前記通電板の他方は、前記凹部と対応する位置に凸部を有しており、
前記凸部が前記凹部に圧入された状態で、前記通電板が前記ホルダに固定されている、電流遮断装置。

【請求項2】

前記通電板は、前記ホルダよりも引張強度が高い材料で形成されており、
前記ホルダが前記凹部を有しており、前記通電板が前記凸部を有している、請求項１に記載の電流遮断装置。

【請求項3】

前記ホルダは、前記通電板側に第１面を有しており、
前記通電板は、前記ホルダ側に第２面を有しており、
前記通電板が前記ホルダに固定された状態では、前記第１面と前記第２面とが、少なくとも前記凹部と前記凸部の圧入箇所の周囲において当接しており、かつ、前記凸部の圧入方向の先端は、前記凹部の壁面に接触していない、請求項１又は２に記載の電流遮断装置。

【請求項4】

前記通電板に対して前記第１変形板とは反対側に配置されているとともに、前記通電板の中央部に向かって突出している突起が設けられている第２変形板をさらに備えており、
前記第２変形板は、前記電極組立体と前記端子とが導通している状態では前記突起が第１位置に位置して前記通電板と前記第１変形板とが当接している第１状態と、前記電極組立体と前記端子とが非導通の状態では前記突起が前記第１位置から前記通電板側の第２位置に移動して前記通電板と前記第１変形板とを離間させる第２状態とに切り替えられる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電流遮断装置。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか一項に記載の電流遮断装置を備える蓄電装置。

【請求項6】

前記蓄電装置は、二次電池である請求項５に記載の蓄電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示の技術は、電流遮断装置とそれを用いた蓄電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に開示の蓄電装置は、ケース内の圧力が上昇したときに、通電経路を遮断する電流遮断装置を有している。電流遮断装置は、ケース内の発電要素と電気的に接続された集電体と、集電体と電極端子とを電気的に接続する感圧部材と、集電体を支持するホルダとを有している。ケース内の圧力が上昇すると、感圧部材が変形して、電極端子と発電要素との電気的接続が遮断される。集電体は、熱カシメ処理によってホルダに固定されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−２２５５００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の蓄電装置では、集電体として用いられる通電板を熱カシメ処理によってホルダに固定するため、通電板をホルダに固定するための部材が不要となり、その構成を簡易にすることができる。しかしながら、通電板とホルダとを熱カシメ処理によって固定すると、熱カシメ処理時の熱が感圧部材（いわゆる変形板）に伝わり、感圧部材の作動圧力が変化する虞がある。本明細書は、簡易な構造でありながら、変形板の作動圧力の変化を抑制することができる技術を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本明細書に開示する電流遮断装置は、ケース内に収容されている。電流遮断装置は、ケースに収容された電極組立体と、ケースに設けられた正極又は負極の端子とを電気的に接続し、ケースの内圧が所定値を超えて上昇したときに電極組立体と端子とを電気的に接続する通電経路を遮断する。電流遮断装置は、通電板と、第１変形板と、絶縁性のホルダとを備える。通電板は、電極組立体に電気的に接続されている。第１変形板は、端子に電気的に接続されていると共に、通電板に対向して配置される。ホルダは、通電板とケースの間に配置され、通電板を支持する。第１変形板は、電極組立体と端子とが導通している状態では通電板と通電板の中央部において当接した状態で電気的に接続しており、電極組立体と端子とが非導通の状態では通電板から離間した状態で通電板と電気的に非接続である。ホルダと通電板の一方は、凹部を有している。ホルダと通電板の他方は、凹部と対応する位置に凸部を有している。凸部が凹部に圧入された状態で、通電板がホルダに固定されている。

【0006】

上記の電流遮断装置では、ホルダと通電板の一方が有する凸部を、ホルダと通電板の他方が有する凹部に圧入することにより、通電板がホルダに固定される。圧入することで通電板をホルダに固定するため、電流遮断装置の構造を簡易なものとすることができる。また、熱カシメ処理が不要となるため、熱により変形板の作動圧力が変化することを抑制することができる。

【0007】

また、本明細書は、上記の電流遮断装置を備えた蓄電装置を開示する。また、上記の蓄電装置は、二次電池であってもよい。この構成によると、電流が端子間を適切に流れることができる。

【0008】

本明細書が開示する技術の詳細、及び、さらなる改良は、発明を実施するための形態、及び、実施例にて詳しく説明する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施例１の蓄電装置の縦断面図。

【図2】図１の二点鎖線部２００の部分拡大図。

【図3】圧入前の通電板の凸部近傍の部分拡大図。

【図4】圧入前のホルダの凹部近傍の部分拡大図。

【図5】実施例２の蓄電装置の負極端子近傍の部分拡大図。

【図6】実施例３の蓄電装置の負極端子近傍の部分拡大図であり、電流遮断装置が動作していない状態を示す。

【図7】実施例３の蓄電装置の負極端子近傍の部分拡大図であり、電流遮断装置が動作した状態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。

【0011】

（特徴１） 本明細書に開示する電流遮断装置では、通電板が、ホルダよりも引張強度が高い材料で形成されていてもよい。ホルダが凹部を有しており、通電板が凸部を有していてもよい。この構成によると、圧入の際に凸部が破損し難くなり、凸部を凹部に適切に圧入できる。

【0012】

（特徴２） 本明細書に開示する電流遮断装置では、ホルダが、通電板側に第１面を有しており、通電板が、ホルダ側に第２面を有していてもよい。通電板がホルダに固定された状態では、第１面と第２面とが、少なくとも凹部と凸部の圧入箇所の周囲において当接していてもよく、かつ、凸部の圧入方向の先端が、凹部の壁面に接触していなくてもよい。この構成によると、圧入終了のタイミングを、ホルダの第１面と通電板の第２面とが当接したときとすることができる。このため、圧入終了のタイミングを容易に検知できる。また、圧入終了時に凸部の先端が凹部の壁面に接触しないため、圧入荷重が不必要に過大となることを抑制できる。

【0013】

（特徴３） 本明細書に開示する電流遮断装置は、通電板に対して第１変形板とは反対側に配置されているとともに、通電板の中央部に向かって突出している突起が設けられている第２変形板をさらに備えていてもよい。第２変形板は、電極組立体と端子とが導通している状態では突起が第１位置に位置して通電板と第１変形板とが当接している第１状態と、電極組立体と端子とが非導通の状態では突起が第１位置から通電板側の第２位置に移動して通電板と第１変形板とを離間させる第２状態とに切り替えられてもよい。

【実施例1】

【0014】

以下、図１〜図４を参照して実施例１の蓄電装置１００について説明する。蓄電装置１００は、二次電池の一種であるリチウムイオン二次電池である。図１に示すように、蓄電装置１００は、ケース１と、ケース１に収容された電極組立体３と、ケース１に固定された端子５、７とを備えている。電極組立体３と端子５、７とは電気的に接続されている。また、蓄電装置１００は、電極組立体３と端子７との間に配置された電流遮断装置１０を備えている。ケース１の内部は、電解液が注入されており、電極組立体３は、電解液に浸漬している。

【0015】

ケース１は、金属製であり、略直方体形状の箱型部材である。ケース１は、本体１１１と、本体１１１に固定された蓋部１１２とを備えている。蓋部１１２は、本体１１１の上部を覆っている。ケース１の蓋部１１２には、開口部１１、１３が形成されている。端子５は、開口部１１を介してケース１の内外に通じており、端子７は、開口部１３を介してケース１の内外に通じている。

【0016】

電極組立体３は、正極シートと、負極シートと、正極シートと負極シートとの間に配置されたセパレータとを備えている。電極組立体３は、複数の正極シート、複数の負極シート及び複数のセパレータが積層されて構成されている。正極シート及び負極シートは、集電部材と、集電部材上に形成されている活物質層とを備えている。集電部材としては、正極シートに用いられるものは例えばアルミ箔であり、負極シートに用いられるものは例えば銅箔である。また、電極組立体３は、正極集電タブ４１及び負極集電タブ４２を備えている。正極集電タブ４１は、正極シートの上端部に形成されている。負極集電タブ４２は、負極シートの上端部に形成されている。正極集電タブ４１及び負極集電タブ４２は、電極組立体３の上方に突出している。正極集電タブ４１は正極リード４３に固定されている。負極集電タブ４２は負極リード４４に固定されている。

【0017】

正極リード４３は、正極集電タブ４１と端子５とに接続されている。正極リード４３を介して、正極集電タブ４１と端子５とが電気的に接続されている。正極リード４３とケース１との間には、絶縁部材７２が配置されている。絶縁部材７２は、正極リード４３とケース１の蓋部１１２とを絶縁している。

【0018】

負極リード４４は、負極集電タブ４２と接続端子４６とに接続されている。接続端子４６は、電流遮断装置１０を介して端子７に電気的に接続されている。よって、負極リード４４、接続端子４６及び電流遮断装置１０を介して、負極集電タブ４２と端子７とが電気的に接続されている。これにより、電極組立体３と端子７とを接続する通電経路が形成されている。電流遮断装置１０は、この通電経路を遮断可能である。電流遮断装置１０の構成については後述する。負極リード４４とケース１との間には、絶縁部材７３が配置されている。絶縁部材７３は、負極リード４４とケース１とを絶縁している。

【0019】

蓋部１１２の上面には、樹脂製のガスケット６２、６３が配置されている。ガスケット６２は端子５に固定されている。ガスケット６２の上面には、平板状の外部端子６０が配置されている。外部端子６０には、貫通孔６０ａが形成されている。貫通孔６０ａは、上面側に比べ、下面側のサイズが大きくなっている。ガスケット６２は、蓋部１１２と外部端子６０を絶縁している。ボルト６４が、貫通孔６０ａを通過している。具体的には、ボルト６４の頭部が、貫通孔６０ａ内に収容されている。また、ボルト６４の軸部が、貫通孔６０ａを通って外部端子６０の上方に突出している。端子５、外部端子６０及びボルト６４は、互いに電気的に接続されており、正極端子を構成している。ガスケット６３は、端子７に固定されている。ガスケット６３の上面には、平板状の外部端子６１が配置されている。外部端子６１には外部端子６０の貫通孔６０ａと同様の貫通孔が形成されており、貫通孔内にボルト６５の頭部が収容され、ボルト６５の軸部が貫通孔を通って外部端子６１の上方に突出している。ガスケット６３、外部端子６１及びボルト６５の構成は、上述したガスケット６２、外部端子６０及びボルト６４の構成と同様である。端子７、外部端子６１及びボルト６５は、互いに電気的に接続されており、負極端子を構成している。

【0020】

ここで、図２を参照して端子７について説明する。図２に示すように、端子７は、ケース１にカシメ固定されている。端子７は、円筒部１４、基底部１５及び固定部１６を備えている。円筒部１４は開口部１３に挿通されている。円筒部１４には貫通孔１４ａが形成されている。基底部１５は環状に形成されている。基底部１５は円筒部１４の下端部に位置しており、ケース１の内部に配置されている。基底部１５には、凹所１５ａが形成されている。凹所１５ａは貫通孔１４ａと連通しており、凹所１５ａ内は大気圧に保たれる。固定部１６は環状に形成されている。固定部１６は円筒部１４の上端部に位置しており、ケース１の外部に配置されている。端子７は、固定部１６によりケース１の蓋部１１２に固定されている。

【0021】

ケース１の蓋部１１２と端子７との間には、シール部材１９が配置されている。シール部材１９は環状であり、端子７の円筒部１４を一巡している。シール部材１９は、ケース１の蓋部１１２の下面及び開口部１３の内周面と、端子７の基底部１５及び円筒部１４に当接しており、これにより、ケース１の内外をシールしている。シール部材１９は、絶縁性及び耐電解液性を有する材料（本実施例ではパーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ））によって形成されている。蓋部１１２と端子７とは、シール部材１９によって絶縁されている。なお、シール部材１９の材料は、絶縁性及び耐電解液性を有するものであればこれに限られない。

【0022】

次に、電流遮断装置１０について説明する。図２に示すように、電流遮断装置１０は、変形板３０と、通電板２０と、ホルダ８０を備えている。変形板３０は、下方に凸となった円形の導電性のダイアフラムであり、通電板２０に対向して配置されている。変形板３０は、例えば銅によって形成される。変形板３０は、中央部３２と外周部３１を有している。変形板３０の中央部３２は通電板２０と接続されている。変形板３０の外周部３１は、端子７の基底部１５の外周部と接続されている。即ち、変形板３０は端子７に電気的に接続されている。基底部１５の凹所１５ａは変形板３０により覆われている。凹所１５ａ内は大気圧に保たれているため、変形板３０の上面には大気圧が作用する。なお、変形板３０は、「第１変形板」の一例に相当する。

【0023】

通電板２０は、導電性を有する金属部材であり、本実施例では銅によって形成されている。通電板２０は、平面視において変形板３０よりも大径である円形状に形成されており、変形板３０の下方に配置されている。通電板２０の上面２０ａは平坦であり、ケース１の蓋部１１２と略平行である。通電板２０には接続端子４６が接続されている。即ち、通電板２０は、接続端子４６及び負極リード４４を介して電極組立体３に電気的に接続されている。通電板２０は、中央部２２と外周部２１を有している。外周部２１は、通電板２０の半径方向において、後述の通気孔２０ｂより外周側に位置している。通電板２０の下面には溝部２０ｃが形成されている。溝部２０ｃは中央部２２の周囲に形成されており、溝部２０ｃの内側で通電板２０の中央部２２と変形板３０の中央部３２とが接続されている。溝部２０ｃが形成された位置における通電板２０の機械的強度は、溝部２０ｃ以外の位置における通電板２０の機械的強度よりも低い。通電板２０には通気孔２０ｂが形成されており、変形板３０と通電板２０との間の空間５０が通気孔２０ｂを介してケース１内の空間と連通している。変形板３０の外周部３１と通電板２０の外周部２１との間には環状の絶縁部材７５が配置されている。なお、通電板２０の上面２０ａは、「第２面」の一例に相当する。

【0024】

図２及び図３に示すように、通電板２０は、複数の凸部２４を有する。凸部２４は略円柱形状であり、通電板２０の上面２０ａ（厳密には、平面視した状態で変形板３０よりも外周側の上面２０ａ）から、上面２０ａと略直交する方向に上方に延びている。複数の凸部２４は、通電板２０の外周に沿って周方向に等間隔（例えば、９０°間隔で４箇所）で配置されている。図２に示すように、凸部２４は、ホルダ８０に形成された凹部７９に圧入されている（後述）。通電板２０は、凸部２４が凹部７９に圧入されることでホルダ８０に固定され、ホルダ８０によって支持されている。

【0025】

図２に示すように、ホルダ８０は、ケース１の蓋部１１２と通電板２０の間に配置されている。ホルダ８０は、その内部に端子７の基底部１５と、変形板３０と、絶縁部材７５を収容し、これらを保持する。ホルダ８０は環状であり、その中心には端子７が挿通されている。ホルダ８０は、絶縁性及び耐電解液性を有し、通電板２０よりも引張強度が低く、かつ、通電板２０よりもヤング率が低い材料（本実施例ではポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ））によって形成されている。即ち、通電板２０は、ホルダ８０よりも引張強度が高く、かつ、ヤング率が高い材料によって形成されている。なお、通電板２０の材料である銅の引張強度及びヤング率はそれぞれ約２２０〜２７５ＭＰａ、約１１０〜１２８ＧＰａであり、ホルダ８０の材料であるＰＰＳの引張強度及びヤング率はそれぞれ約６６〜８６ＭＰａ、約３３００〜３８００ＭＰａである。なお、ホルダ８０の材料は上記に限られず、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）等であってもよく、シール部材１９よりも高い圧縮強度を有する材料が好ましい。

【0026】

ホルダ８０は、上端部７７と側部７８を有する。上端部７７は、ケース１の蓋部１１２と端子７の基底部１５の間に配置されている。上端部７７は、蓋部１１２の下面と基底部１５の上面に当接しており、蓋部１１２と基底部１５との間隔を決定するスペーサの役割を果たす。蓋部１１２と基底部１５とは、上端部７７によって絶縁されている。側部７８は、上端部７７の外周縁から下方に延びている。側部７８は、その内部に基底部１５と変形板３０と絶縁部材７５を収容する。側部７８の下面７８ａは平坦であり、ケース１の蓋部１１２と略平行である。なお、側部７８の下面７８ａは、「第１面」の一例に相当する。

【0027】

図２、４に示すように、側部７８は、複数の凹部７９を有する。凹部７９は略円柱形状であり、側部７８の下面７８ａから、下面７８ａと略直交する方向に上方に延びている。通電板２０の複数の凸部２４のそれぞれは、複数の凹部７９のそれぞれと対応する位置（厳密には、凸部２４の軸線が凹部７９の軸線と一致する位置）に形成されている。

【0028】

図３、４に示すように、圧入前においては、通電板２０の凸部２４の径Ｄ１は、ホルダ８０の凹部７９の径Ｄ２よりも僅かに大きい（いわゆる締め代）。ここで、径Ｄ１とは凸部２４を軸方向から平面視したときの凸部２４の直径であり、径Ｄ２とは凹部７９を軸方向から平面視したときの凹部７９の直径である。また、凸部２４の軸方向の長さＬ１は、凹部７９の軸方向の長さＬ２よりも僅かに短い。また、凸部２４の長さＬ１は、径Ｄ１よりも大きい。

【0029】

上述したように、通電板２０はホルダ８０よりもヤング率が高い材料により形成されている。このため、凸部２４を凹部７９に圧入していくと、凹部７９の径が比較的に大きく拡張すると共に凸部２４の径が比較的に小さく縮小し、凸部２４の外周面と凹部７９の内周面とが密着して、凹部７９と凸部２４との接触面には摩擦力が生じる。凸部２４は、凸部２４と凹部７９との間に生じる摩擦力によって凹部７９内に固定され、これにより、通電板２０がホルダ８０に固定される。圧入作業は、通電板２０の上面２０ａがホルダ８０の下面７８ａ全体に当接するまで実施される（図２参照）。上述したように、Ｌ１＜Ｌ２であるため、圧入が終了して通電板２０がホルダ８０に固定された状態では、凸部２４の軸方向（圧入方向）の先端面２４ａ（図３参照）は凹部７９の底面７９ａ（図４参照）に接触しておらず、両者の間には隙間５２（図２参照）が形成されている。この構成によると、圧入終了のタイミングを、通電板２０の上面２０ａとホルダ８０の下面７８ａとが当接したときとすることができる。このため、圧入終了のタイミングを容易に検知できる。また、凸部２４の凹部７９への圧入が完了したときに、凸部２４の先端面２４ａが凹部７９の底面７９ａに接触しない構成とするため、凸部２４を凹部７９へ圧入するときの圧入荷重が不必要に過大となることを抑制できる。なお、凸部２４の先端面２４ａは、「凸部の圧入方向の先端」の一例に相当し、凹部７９の底面７９ａは、「凹部の壁面」の一例に相当する。

【0030】

上述した説明から明らかなように、電流遮断装置１０は、接続端子４６と、通電板２０と、変形板３０と、端子７とを直列につなぐ通電経路を有している。このため、電極組立体３と端子７は、電流遮断装置１０の通電経路を介して電気的に接続されている。

【0031】

ここで、電流遮断装置１０の遮断動作について説明する。上述した蓄電装置１００においては、変形板３０は、通電板２０と、通電板２０の中央部２２において当接した状態で電気的に接続しており、端子５と端子７との間が通電可能な導通状態となっている。蓄電装置１００の過充電等によってケース１内の圧力が上昇すると、通気孔２０ｂを介して変形板３０の下面に作用する圧力が上昇する。一方、変形板３０の上面には大気圧が作用する。このため、ケース１の内圧が上昇して所定値に達すると、変形板３０が反転して、上方に凸の状態に変化する。すると、変形板３０の中央部３２に接続されていた通電板２０が、機械的に脆弱な溝部２０ｃを起点に破断し、変形板３０が通電板２０の残部（通電板２０のうち溝部２０ｃの外周側の部分）から離間する。これによって、通電板２０と変形板３０とを接続する通電経路が遮断され、電極組立体３と端子７とが非導通状態となる。このとき、変形板３０は接続端子４６から絶縁されると共に、通電板２０は端子７から絶縁される。

【0032】

実施例１の電流遮断装置１０の作用効果について説明する。上記の電流遮断装置１０では、通電板２０が有する凸部２４を、ホルダ８０が有する凹部７９に圧入することにより、通電板２０がホルダ８０に固定される。圧入することで通電板２０をホルダ８０に固定するため、電流遮断装置１０の構造を簡易なものとすることができる。また、通電板２０をホルダ８０に固定するために熱カシメ処理を行う必要がないため、熱により変形板３０の作動圧力が変化することを抑制できる。

【0033】

また、実施例１の電流遮断装置１０では、凸部２４を有する通電板２０が、凹部７９を有するホルダ８０よりも引張強度が高い材料で形成されている。このため、凸部２４を凹部７９に圧入する際に凸部２４が破損し難くなり、凸部２４を凹部７９に適切に圧入できる。また、通電板２０を引張強度が高い材料で形成することにより、凸部２４がより大きな圧入荷重に耐え得るようになるため、凸部２４と凹部７９の締め代を大きくでき、圧入による固定力を増大させることができる。

【実施例2】

【0034】

次に、図５を参照して実施例２の蓄電装置について説明する。以下では、実施例１と相違する点についてのみ説明し、実施例１と同一の構成についてはその詳細な説明を省略する。その他の実施例でも同様である。

【0035】

図５の二点鎖線部３００は、図１の二点鎖線部２００に相当する。この蓄電装置では、電流遮断装置１１０の構成が実施例１の電流遮断装置１０と異なっている。この電流遮断装置１１０では、通電板１２０が凹部１２４を有しており、ホルダ１８０が凸部１７９を有している。具体的には、通電板１２０は、中央部２２と外周部１２１を有している。外周部１２１は、実施例１の外周部２１よりも肉厚となっている。通電板１２０は、複数の凹部１２４を有する。凹部１２４は略円柱形状であり、通電板１２０の上面１２０ａから、上面１２０ａと略直交する方向に下方に延びている。ホルダ１８０は、上端部７７と側部１７８を有する。側部１７８は、複数の凸部１７９を有する。凸部１７９は略円柱形状であり、側部１７８の下面１７８ａから、下面１７８ａと略直交する方向に下方に延びている。複数の凸部１７９のそれぞれは、通電板１２０の複数の凹部１２４のそれぞれと対応する位置に形成されている。なお、通電板１２０の上面１２０ａは、「第２面」の一例に相当し、ホルダ１８０の下面１７８ａは、「第１面」の一例に相当する。

【0036】

ホルダ１８０の凸部１７９の径は、通電板１２０の凹部１２４の径よりも僅かに大きい。凸部１７９の長さは、凹部１２４の長さよりも僅かに短い。凸部１７９の長さは、凸部１７９の径よりも大きい。凸部１７９は、凸部１７９と凹部１２４との接触面に生じる摩擦力によって凹部１２４内に固定され、これにより、通電板１２０がホルダ１８０に固定される。通電板１２０がホルダ１８０に固定された状態では、通電板１２０の上面１２０ａとホルダ１８０の下面１７８ａとが当接しており、かつ、凸部１７９の圧入方向の先端面は凹部１２４の底面に接触しておらず、両者の間には隙間１５２が形成されている。このため、圧入終了のタイミングを容易に検知できると共に、圧入荷重が不必要に過大となることを抑制できる。

【0037】

この構成によっても、ホルダ１８０の凸部１７９を通電板１２０の凹部１２４に圧入することで通電板１２０をホルダ１８０に固定するため、電流遮断装置１１０の構造を簡易なものとすることができる。また、熱カシメ処理が不要となるため、熱により変形板３０の作動圧力が変化することを抑制できる。

【実施例3】

【0038】

次に、図６及び図７を参照して実施例３の蓄電装置について説明する。図６の二点鎖線部４００は、図１の二点鎖線部２００に相当する。この蓄電装置では、電流遮断装置２１０の構成が実施例１の電流遮断装置１０と異なっている。電流遮断装置２１０は、第１変形板２３０と、通電板２２０と、ホルダ８０と、第２変形板２４０を備えている。第１変形板２３０、通電板２２０及び第２変形板２４０はいずれも銅によって形成されている。

【0039】

第１変形板２３０は、実施例１の変形板３０と略同一の構成を有する。即ち、第１変形板２３０は、その外周部が基底部１５の外周部と接続されており、基底部１５の凹所１５ａは第１変形板２３０により覆われている。第１変形板２３０の上面には大気圧が作用する。

【0040】

通電板２２０は、第１変形板２３０の下方に配置されており、中央部２２２と外周部２２１を有している。通電板２２０は、外周部２２１が実施例１の外周部２１よりも肉厚となっている点を除いて、実施例１の通電板２０と略同一の構成を有する。即ち、通電板２２０の上面２２０ａに設けられた凸部２２４は、ホルダ８０の凹部７９に圧入されており、これにより、通電板２２０はホルダ８０に固定されている。第１変形板２３０と通電板２２０との間の空間２５０は、通電板２２０の通気孔２２０ｂを介して、通電板２２０と第２変形板２４０との間の空間２５４（後述）と連通している。ホルダ８０の内周部の下面７８ａには、切欠部７８ｂが形成されている。切欠部７８ｂには、シール部材２９０が配置されている。シール部材２９０は、ホルダ８０と通電板２２０の両者に当接しており、これにより、ケース１内の空間と、空間２５０及び空間２５４とをシールしている。なお、通電板２２０の上面２２０ａは、「第２面」の一例に相当する。

【0041】

第２変形板２４０は、通電板２２０の下方に配置されている。即ち、第２変形板２４０は、通電板２２０に対して第１変形板２３０とは反対側に配置されている。第２変形板２４０は、その中央部が下方に突出している。第２変形板２４０の外周部は、通電板２２０の外周部２２１に接続されている。第２変形板２４０の上面中央には、上方に突出する突出部２４２が設けられている。突出部２４２の上方には通電板２２０の中央部２２２（溝部２２０ｃに囲まれた部分）が位置している。第２変形板２４０の上面には空間２５４の圧力が作用し、第２変形板２４０の下面にはケース１内の空間の圧力が作用する。なお、突出部２４２は、「突起」の一例に相当する。

【0042】

図６に示すように、電流遮断装置２１０は、接続端子４６と、通電板２２０と、第１変形板２３０と、端子７とを直列につなぐ通電経路を有している。このため、電極組立体３と端子７は、電流遮断装置２１０の通電経路を介して電気的に接続されている。

【0043】

ここで、電流遮断装置２１０の遮断動作について説明する。上述した蓄電装置では端子５と端子７の間が通電可能な状態となっている。ケース１の内圧が上昇すると、第２変形板２４０の下面に作用する圧力が上昇する。一方、第２変形板２４０の上面には、ケース１内の空間からシールされた空間２５４の圧力が作用する。このため、ケース１内の圧力が所定値を超えると、第２変形板２４０が下方に凸の状態から上方に変位した状態に変化する（図７参照）。このとき、空間２５４内の空気は通気孔２２０ｂを通って空間２５０に移動し、空間２５０内の圧力が上昇する。また、第２変形板２４０が上方に変位すると、第２変形板２４０の突出部２４２が通電板２２０の中央部２２２に衝突し、通電板２２０が溝部２２０ｃで破断する。これにより、第１変形板２３０が反転し、第１変形板２３０及び通電板２２０の中央部２２２が上方に変位する（図７参照）。このため、通電板２２０と第１変形板２３０を接続する通電経路が遮断され、電極組立体３と端子７との間の導通が遮断される。このとき、第１変形板２３０は接続端子４６から絶縁されると共に、通電板２２０は端子７から絶縁されている。なお、第２変形板２４０が下方に凸の状態のときの突出部２４２の位置が「第１位置」の一例に相当し、第２変形板２４０が上方に変位した状態のときの突出部２４２の位置が「第２位置」の一例に相当する。また、通電板２２０が破断しておらず、中央部２２２において第１変形板２３０と当接している状態が「第１状態」の一例に相当し、通電板２２０が破断し、通電板２２０と第１変形板２３０とが電気的に離間した状態が「第２状態」の一例に相当する。

【0044】

この構成によっても、実施例１の蓄電装置１００と同様の作用効果を奏することができる。なお、上記の電流遮断装置２１０は、実施例２の蓄電装置に取付けられてもよい。

【0045】

以上、本明細書が開示する技術の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、本明細書が開示する電流遮断装置とそれを用いた蓄電装置は、上記の実施例を様々に変形、変更したものが含まれる。

【0046】

例えば、凸部２４の形状は略円柱形状に限られない。例えば、凸部２４は円筒形状であってもよいし、圧入方向に向かって先細りとなるテーパ形状であってもよい。凹部７９は、凸部２４を圧入固定するのに適した形状とされることが好ましい。また、凸部２４及び凹部７９の個数は４個に限られず、要求される固定力に応じて３個以下としてもよいし、５個以上としてもよい。

【0047】

また、実施例１、３の構成において、ホルダ８０を通電板２０よりも引張強度の低い材料で形成する代わりに、ホルダ８０の凹部７９の壁面に、通電板２０よりも引張強度の低い材料をコーティングする構成としてもよい。この場合、コーティングの膜厚は、圧入による変形量よりも厚いことが好ましい。この構成によると、凸部２４を破損させずに凹部７９に圧入できるという効果に加えて、ホルダ８０の材料を、通電板２０の引張強度によらずに選択することができる。或いは、通電板２０の凸部２４の表面に、ホルダ８０よりも引張強度の高い材料をコーティングする構成としてもよい。この場合も、コーティングの膜厚は、圧入による変形量よりも厚いことが好ましい。この構成によると、通電板２０の材料を、ホルダ８０の引張強度によらずに選択することができる。

【0048】

また、実施例１、３の構成において、通電板２０がホルダ８０よりも引張強度が低い材料によって形成されていてもよい。このとき、凸部２４と凹部７９の締め代は、十分な固定力を確保でき、かつ、圧入荷重により凸部２４が破損することがない大きさに設定されることが好ましい。

【0049】

また、実施例１、３の構成において、ホルダ８０を通電板２０よりもヤング率の低い材料で形成する代わりに、ホルダ８０の凹部７９の壁面に、通電板２０よりもヤング率の低い材料をコーティングする構成としてもよい。或いは、通電板２０の凸部２４の表面に、ホルダ８０よりもヤング率の高い材料をコーティングする構成としてもよい。いずれの場合も、コーティングの膜厚は、圧入による変形量よりも厚いことが好ましい。

【0050】

また、上記の実施例では、通電板２０がホルダ８０に固定された状態では、通電板２０の上面２０ａはホルダ８０の下面７８ａ全体に当接していたが、この構成に限られない。例えば、通電板２０の上面２０ａは、凸部２４と凹部７９の圧入箇所の周囲においてホルダ８０の下面７８ａと当接する一方で、圧入箇所から離間した箇所では下面７８ａと当接していなくてもよい。また、圧入終了のタイミングを検知する別の手段がある場合は、通電板２０の上面２０ａとホルダ８０の下面７８ａは当接していなくてもよい。また、凸部２４の長さが凹部７９の長さよりも長く、圧入時に通電板の上面２０ａがホルダ８０の下面７８ａに当接する前に、凸部２４の先端面２４ａが凹部７９の底面７９ａに当接する構成であってもよい。

【0051】

また、電流遮断装置１０は、端子５側に設けられてもよいし、端子５と端子７の双方に設けられてもよい。また、上記の実施例では、変形板３０が反転することで通電板２０との導通が遮断される。しかしながら、変形板３０の変形の仕方は反転に限られない。例えば、変形板３０の中央部が上方に撓むことで通電板２０が溝部２０ｃを起点に破断し、変形板３０と通電板２０との導通が遮断される構成であってもよい。変形板３０は、変形板３０と通電板２０との導通が遮断されるのであればどのように変形してもよい。第２変形板２４０についても同様である。

【0052】

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0053】

１：ケース
３：電極組立体
５、７：端子
１０：電流遮断装置
２０：通電板
２０ａ：上面
２１：外周部
２２：中央部
２４：凸部
２４ａ：先端面
３０：変形板
７８ａ：下面
７９：凹部
７９ａ：底面
８０：ホルダ
１００：蓄電装置
２２０：通電板
２２１：外周部
２２２：中央部
２３０：第１変形板
２４０：第２変形板
２４２：突出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】