特許第6052113号(P6052113)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6052113
(24)【登録日】2016年12月9日
(45)【発行日】2016年12月27日
(54)【発明の名称】蓄電装置
(51)【国際特許分類】
   H01M 2/30 20060101AFI20161219BHJP
   H01M 2/34 20060101ALI20161219BHJP
   H01M 2/20 20060101ALI20161219BHJP
   H01M 2/10 20060101ALI20161219BHJP
【FI】
   H01M2/30 D
   H01M2/30 C
   H01M2/34 A
   H01M2/20 A
   H01M2/10 E
   H01M2/10 S
【請求項の数】7
【全頁数】14
(21)【出願番号】特願2013-184302(P2013-184302)
(22)【出願日】2013年9月5日
(65)【公開番号】特開2015-53140(P2015-53140A)
(43)【公開日】2015年3月19日
【審査請求日】2015年11月10日
(73)【特許権者】
【識別番号】000003218
【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機
(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】弘瀬 貴之
(72)【発明者】
【氏名】奥田 元章
(72)【発明者】
【氏名】西原 寛恭
(72)【発明者】
【氏名】南形 厚志
(72)【発明者】
【氏名】田丸 耕二郎
【審査官】 田中 永一
(56)【参考文献】
【文献】 特開2006−147319(JP,A)
【文献】 特開2012−028008(JP,A)
【文献】 独国特許出願公開第102007063176(DE,A1)
【文献】 特開平11−329405(JP,A)
【文献】 国際公開第2013/093987(WO,A1)
【文献】 国際公開第2013/154166(WO,A1)
【文献】 特開2014−041791(JP,A)
【文献】 特開2014−207095(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01M 2/30
H01M 2/10
H01M 2/20
H01M 2/34
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ケースと、
前記ケース内に収容される電極組立体と、
前記ケースに取付けられる端子と、
バスバーを前記端子に締結可能なバスバーボルトと、
前記ケース内に収容され、かつ前記端子と前記電極組立体とを電気的に接続する導電性部材と、を備え
前記端子は、前記ケースの内側に位置する端面から前記ケースの外側に位置する端面まで貫通する貫通孔を有し、
前記導電性部材は、前記ケースの前記端子が取付けられる面を平面視したときに、前記貫通孔及び前記貫通孔を通過する前記バスバーボルトの下方に位置し、
前記バスバーボルトは、雄ねじ部を有し、
前記貫通孔は、前記バスバーボルトの雄ねじ部が螺合する雌ねじ部と、前記雌ねじ部より前記導電性部材側に位置すると共に前記バスバーボルトの雄ねじ部の山径よりも小径な第1小径部を有し、
前記バスバーボルトの先端は前記第1小径部より大径である、蓄電装置。
【請求項2】
前記第1小径部の径が前記バスバーボルトの雄ねじ部の谷径よりも小さい請求項1に記載の蓄電装置。
【請求項3】
前記バスバーボルトは、前記雄ねじ部より前記導電性部材側に配置されると共に当該バスバーボルトの先端に位置し、前記雄ねじ部の谷径よりも小径な第2小径部をさらに有し、
前記第2小径部の軸方向の長さは、前記雌ねじ部の前記第1小径部側の端部から前記第1小径部の前記雌ねじ部側の端部までの長さよりも長く、
前記第2小径部の径が前記第1小径部の径より大きい請求項1又は2に記載の蓄電装置。
【請求項4】
前記貫通孔は、前記雌ねじ部と前記第1小径部の間に配置され、前記雄ねじ部の山径より大きい大径部をさらに有する、請求項1又は2に記載の蓄電装置。
【請求項5】
前記ケース内の内圧が所定値を超えたときに、前記端子と前記電極組立体との間を流れる電流を遮断する電流遮断装置をさらに備えており、
前記導電性部材は、前記電流遮断装置の構成部品である請求項1〜4のいずれかに記載の蓄電装置。
【請求項6】
前記蓄電装置は二次電池である請求項1〜5のいずれかに記載の蓄電装置。
【請求項7】
請求項1〜6のいずれかに記載の蓄電装置を複数備え、それら複数の蓄電装置がバスバーにより連結されている蓄電装置モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書に開示の技術は、蓄電装置に備えられる端子構造の改良に関する。
【背景技術】
【0002】
リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、その他の二次電池(蓄電池)等の蓄電装置は、車両搭載用電源、あるいはパソコンおよび携帯端末の電源として重要性が高まっている。特に、リチウムイオン電池は、車両搭載用の高出力電源として用いることが期待されている。リチウムイオン電池は、軽量でありながら高いエネルギー密度が得られる。二次電池の典型的な構造として、ケース内に電極組立体及び電解質が収容されており、そのケースを密閉した密閉構造の電池(密閉型電池)が挙げられる(例えば、特許文献1等)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2012−28008号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
この種の二次電池では、ケースに取付けられた端子にバスバーが締結される。具体的には、端子にはケースの内側と外側とを連通する貫通孔が形成され、この貫通孔に雌ねじ部が形成される。端子にバスバーを接続するには、端子の貫通孔(詳細には、雌ねじ部)にバスバーボルトを螺合し、バスバーボルトの頭部と端子との間にバスバーを挟持する。これによって、バスバーと端子とが締結される。このような二次電池では、何らかの原因で、誤った長さのバスバーボルトが使用されることがある。その場合、端子にバスバーボルトを締結すると、ボルトの下端がケース内に突出し、ケース内の他の部材を損傷する虞がある。本明細書では、誤った長さのバスバーボルトが使用されたとしても、ケース内の他の部材が損傷することを防止することができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本明細書で開示する蓄電装置は、ケースと、ケース内に収容される電極組立体と、ケースに取付けられる端子と、バスバーを前記端子に締結可能なバスバーボルトと、ケース内に収容され、かつ前記端子と前記電極組立体とを電気的に接続する導電性部材とを備える。導電性部材は、ケースの端子が取付けられる面を平面視したときにバスバーボルトの下方に位置している。端子は、ケースを貫通すると共に、ケースの内側から外側に貫通する貫通孔を有している。バスバーボルトは、雄ねじ部を有している。貫通孔は、バスバーボルトの雄ねじ部が螺合する雌ねじ部と、雌ねじ部より導電性部材側に位置すると共にバスバーボルトの雄ねじ部の山径よりも小径な第1小径部を有している。バスバーボルトの先端は、第1小径部より大径である。ここで、雄ねじ部の山径とは、雄ねじ部の山の頂点の部分における外径を意味する。
【発明の効果】
【0006】
上述の構成によれば、端子の貫通孔には、バスバーボルトの雄ねじ部の山径よりも小径で、かつ、バスバーボルトの先端より小径な第1小径部が形成されている。このため、仮に誤った長さのバスバーボルトが使用されても、ケースの外側から端子の雌ねじ部に螺合されるバスバーボルトの先端は、第1小径部に当接して停止し、それ以上はケースの内側に向かって進むことはない。したがって、バスバーボルトがケース内の導電性部材に接触することが防止される。さらに、バスバーボルトが第1小径部に当接して停止すると、バスバーボルトの頭部とバスバーの間に隙間が生じ、バスバーを端子に締結することができない。よって、誤った長さのバスバーボルトが使用されていることを組立作業者が容易に発見することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
図1】蓄電装置の縦断面図。
図2】負極端子、バスバーボルト、電流遮断装置の縦断面図。
図3】誤った長さのバスバーボルトが端子に螺合された状態を示す図。
図4】第2実施例における負極端子、バスバーボルトの縦断面図。
図5】第3実施例における負極端子、バスバーボルトの縦断面図。
図6】第4実施例における負極端子、バスバーボルトの縦断面図。
図7A】他の構造の電流遮断装置を取付けた負極端子、バスバーボルトの縦断面図(電流遮断装置が動作していない状態)。
図7B】他の構造の電流遮断装置を取付けた負極端子、バスバーボルトの縦断面図(電流遮断装置が動作した状態)。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本明細書で開示する実施例の技術的特徴の幾つかを記す。なお、以下に記す事項は、各々単独で技術的な有用性を有している。
【0009】
(特徴1) 本明細書で開示される蓄電装置では、第1小径部の径がバスバーボルトの雄ねじ部の谷径より小さく形成されてもよい。このような構成によれば、第1小径部の径が雄ねじ部の谷径より小さいため、より確実に、バスバーボルトのケース内への進入を防止することができる。ここで、雄ねじ部の谷径とは、雄ねじ部の谷の底の部分における外径を意味する。
【0010】
(特徴2) 本明細書で開示される蓄電装置では、バスバーボルトは、雄ねじ部より導電性部材側に配置されると共に当該バスバーボルトの先端に位置し、雄ねじ部の谷径よりも小径な第2小径部をさらに有してもよい。第2小径部の軸方向の長さは雌ねじ部の第1小径部側の端部から第1小径部の雌ねじ部側の端部までの長さよりも長く、第2小径部の径は第1小径部の径より大きくてもよい。このような構成によれば、バスバーボルトの第2小径部が第1小径部に当接し、雄ねじ部が第1小径部に接触することはない。このため、雄ねじ部の損傷を防止することできる。
【0011】
(特徴3) 本明細書で開示される蓄電装置では、貫通孔は、雌ねじ部と第1小径部の間に配置され、雄ねじ部の山径より大きい大径部をさらに有してもよい。このような構成によれば、雌ねじ部の全長を完全ねじで形成することができる。つまり、雌ねじ部の第1小径部側の端部には不完全ねじ部がなくてもよい。よって、バスバーボルトの雄ねじ部が雌ねじ部の不完全ねじ部に接触することはなく、雄ねじ部の損傷を防止することができる。なお、完全ねじ部とは、山の頂と谷底の形状が両方とも完全な山形となっているねじ部を意味する。また、不完全ねじ部とは、ねじの加工工具の面取り部または食い付き部などによって作られた山形が不完全なねじ部を意味する。
【0012】
(特徴4) 本明細書で開示される蓄電装置では、ケース内の内圧が所定値を超えたときに、端子と電極組立体との間を流れる電流を遮断する電流遮断装置をさらに備えており、導電性部材は、電流遮断装置の構成部品であってもよい。このような構成によれば、端子の貫通孔の延長線上に電流遮断装置を配置することができ、蓄電装置をコンパクト化することができる。
【0013】
なお、本明細書で開示される蓄電装置は、二次電池であってもよい。また、本明細書で開示される蓄電装置を複数備え、それら複数の蓄電装置がバスバーにより連結することで、蓄電装置モジュールが構成されていてもよい。このような構成によれば、容量の大きい蓄電装置モジュールを容易に構成することができる。
【実施例】
【0014】
(第1実施例)
以下、第1実施例の蓄電装置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、電極組立体3と、電極端子としての負極端子5、及び正極端子7と、バスバーボルト47と、電流遮断装置30を備えている。ケース1は、金属製であり、略直方体形状である。ケース1の内部には、電極組立体3と電流遮断装置30が収容されている。また、ケース1の内部は、電解液で満たされている。ケース1の上面9において、負極端子5と正極端子7が、ケース1の外部に露出している。上面9には、開口部11、13が形成されている。負極端子5が開口部11から露出しており、正極端子7が開口部13から露出している。バスバーボルト47は負極端子5及び正極端子7に取付けられている。なお、ケース1の形状に制限はなく、例えば、円筒状、直方体状であってもよい。
【0015】
負極端子5は、円筒部14と基底部15を有している。基底部15は円板形状であり、円筒部14の一端(図1において下端)に位置している。基底部15の径は、円筒部14の径より大きくされている。円筒部14と基底部15は同心円状に配置されている。また、負極端子5は、ケース1の内側から外側に貫通する貫通孔51を有している。貫通孔51は、円筒部14を貫通する貫通孔と、基底部15を貫通する貫通孔によって構成されている。また、負極端子5の外周面には絶縁部材17が取付けられている。すなわち、円筒部14の外周面に絶縁部材17が取付けられている。絶縁部材17が円筒部14に取付けられると、絶縁部材17の下端が基底部15の上面に当接している。絶縁部材17は、その上端にフランジを有する円筒形状に形成されている。絶縁部材17は、そのフランジがケース1の外側に位置するように、開口部11に取付けられる。一方、負極端子5は、基底部15がケース1の内部に位置するように、開口部11に取付けられている。基底部15とケース1の上面9の間にはシール部材19が備えられている。シール部材19は円環形状の部材で、円筒部14の周囲を一巡している。ケース1と負極端子5は、絶縁部材17とシール部材19により電気的に絶縁されている。外部ナット21は負極端子5に取付けられ、負極端子5をケース1に固定している。基底部15には、電流遮断装置30及び接続部材23を介して、負極リード25が接続されている。負極リード25は絶縁シート27によって電極組立体3から絶縁されている。負極端子5は、負極リード25を介して、電極組立体3の負極電極(図示せず)と導通している。
【0016】
正極端子7は、負極端子5と同様に円筒部28と基底部29を有している。基底部29は円板形状であり、円筒部28の一端(図1において下端)に位置している。基底部29の径は、円筒部28の径より大きくされている。円筒部28と基底部29は同心円状に配置されている。また、正極端子7は、円筒部28の上面から取付穴35を有している。取付穴35は、円筒部28に形成されており、取付穴35の底部は基底部29によって塞がれている。正極端子7の円筒部28の外周面には、絶縁部材31が取付けられている。絶縁部材31が円筒部28に取付けられると、絶縁部材31の下端が基底部29の上面に当接している。絶縁部材31は、その上端にフランジを有する円筒形状に形成されている。絶縁部材31は、そのフランジがケース1の外側に位置するように、開口部13に取付けられる。一方、正極端子7は、基底部29がケース1の内部に位置するように、開口部13に取付けられている。基底部29とケース1の上面9の間にはシール部材33が備えられている。シール部材33は円環形状の部材で、円筒部28の周囲を一巡している。ケース1と正極端子7は、絶縁部材31とシール部材33により電気的に絶縁されている。外部ナット39は正極端子7に取付けられ、正極端子7をケース1に固定している。基底部29には正極リード41が接続されている。正極リード41は絶縁シート37によってケース1から絶縁されている。正極端子7は、正極リード41を介して、電極組立体3の正極電極(図示せず)と導通している。
【0017】
バスバーボルト47は、頭部61とねじ加工が施された首下部63から構成されている(図2参照)。首下部63には、軸方向に平行な外周面に雄ねじ溝が形成されている。雄ねじ溝は、首下部63の先端から首下部63の上端の近傍の位置まで形成されている。このため、バスバーボルト47の先端まで雄ねじ溝が形成され、バスバーボルトの先端の径は雄ねじ溝の山径となる。以下の説明では、雄ねじ溝が形成されている部分を雄ねじ部65という。バスバーボルト47は、負極端子5の貫通孔51に取付けられる。バスバーボルト47の頭部61と負極端子5の間にはバスバー49が配置されている。バスバーボルト47が貫通孔51に取付けられると、バスバー49が頭部61と負極端子5によって挟持される。なお、正極端子7にも、負極端子5と同様に、バスバーボルト47が取付けられる。バスバーボルト47によって、正極端子7にもバスバーが接続される。
【0018】
なお、複数の蓄電装置100を備えた蓄電装置モジュールでは、各蓄電装置100が直列に接続されることがある。すなわち、一方の蓄電装置100の負極端子5にバスバー49の一端が接続され、そのバスバー49の他端は他方の蓄電装置100の正極端子7に接続される。以下、必要な電圧が得られるまで蓄電装置100を直列に接続し、高出力で大容量の蓄電装置モジュールを構成することができる。
【0019】
電流遮断装置30は、負極端子5の下方に位置している。電流遮断装置30は、ケース1内の圧力が上昇したときに、負極端子5と電極組立体3とを接続する通電経路を遮断する。電流遮断装置30の構成については後述する。なお、電流遮断装置30を構成する反転板32は、負極端子5の下方に位置している。反転板32の外周部は、負極端子5の基底部15と接続され、負極端子5の貫通孔51を覆うように位置している。後述するように、反転板32は電流遮断装置30の通電経路上に位置している。バスバーボルト47は貫通孔51に取付けられるため、反転板32はバスバーボルト47の下方に位置している。反転板32が、請求項でいう「導電性部材」の一例である。
【0020】
電極組立体3は、ケース1の上面9側に突出する凸部を備えている。電極組立体3は、正極電極と、負極電極と、正極電極と負極電極の間に介在しているセパレータを備えている。正極電極、負極電極及びセパレータの図示は省略する。正極電極は、正極集電体と、正極集電体上に形成されている正極活物質層を有する。正極電極には、正極集電タブ45が固定されている。正極集電タブ45には、正極活物質層が塗布されていない。負極電極は、負極集電体と、負極集電体上に形成されている負極活物質層を有する。負極電極には、負極集電タブ43が固定されている。負極集電タブ43には、負極活物質層が塗布されていない。なお、活物質層に含まれる材料(活物質、バインダ、導電助剤等)には特に制限がなく、公知の蓄電装置等の電極に用いられる材料を用いることができる。
【0021】
ここで、正極集電体には、例えば、アルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)、ステンレス鋼又はそれらの複合材料もしくは合金を用いることができる。特に、アルミニウム又はアルミニウムを含む複合材料もしくは合金であることが好ましい。また、正極活物質には、リチウムイオンが侵入及び脱離可能な材料であればよく、LiMnO、Li(NiCoMn)0.33、Li(NiMn)0.5、LiMn、LiMnO、LiNiO、LiCoO、LiNi0.8Co0.15Al0.05、LiMnO、LiMn等を使用することができる。また、正極活物質としてリチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、あるいは、硫黄などを用いることもできる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用して用いてもよい。正極活物質は、必要に応じて導電材,結着剤等とともに正極集電体に塗布される。
【0022】
一方、負極集電体としては、アルミニウム、ニッケル、銅(Cu)等、又はそれらの複合材料もしくは合金等を使用することができる。特に、銅又は銅を含む複合材料もしくは合金であることが好ましい。また、負極活物質としては、リチウムイオンが侵入及び脱離可能な材料を用いることができる。リチウム(Li)、ナトリウム(Na)等のアルカリ金属、アルカリ金属を含む遷移金属酸化物、天然黒鉛、メソカーボンマイクロビーズ、高配向性グラファイト、ハードカーボン、ソフトカーボン等の炭素材料、シリコン単体又はシリコン含有合金又はシリコン含有酸化物を使用することができる。なお、負極活物質は、電池容量を向上させるため、リチウム(Li)を含まない材料であることが特に好ましい。負極活物質は、必要に応じて導電材,結着剤等とともに負極集電体に塗布される。
【0023】
なお、セパレータは、絶縁性を有する多孔質を用いることができる。セパレータとしては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、あるいは、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、メチルセルロース等からなる織布または不織布を使用することができる。
【0024】
また、電解液は、非水系の溶媒に支持塩(電解質)を溶解させた非水電解液であることが好ましい。非水系の溶媒として、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート(EMC)等の鎖状エステルを含んでいる溶媒、酢酸エチル、プロピロン酸メチルなどの溶媒、又はこれらの混合液を使用することができる。また、支持塩(電解質)として、例えば、LiPF、LiBF、LiAsF等を使用することができる。
【0025】
図2を参照して、負極端子5の貫通孔51について詳細に説明をする。貫通孔51には、雌ねじ部53と第1小径部57が形成されている。雌ねじ部53には、バスバーボルト47の雄ねじ溝と螺合する雌ねじ溝が形成されている。第1小径部57の径は、バスバーボルト47の雄ねじ部65の山径(雌ねじ部53の谷径(雌ねじ溝の谷の底の位置における径))よりも小さく形成されている。雌ねじ部53と第1小径部57は、負極端子5の上面から雌ねじ部53、第1小径部57の順番で位置している。すなわち、第1小径部57は、雌ねじ部54より電流遮断装置30が配置される側に位置する。第1小径部57は、負極端子5の下面(基底部15の下面)に開口している。
【0026】
なお、第1小径部57及び雌ねじ部53は、種々の方法によって形成することができ、例えば、下記の方法により形成することができる。先ず、負極端子5の上面から下面に貫通する貫通孔を形成する。この貫通孔の内径は、雌ねじ部53の山径(雌ねじ溝の山の頂部における径)に対応した下穴径となる。その後、ねじ切り加工により、雌ねじ部53が貫通孔に形成される。そして、ねじ切り加工がされず、雌ねじ部53の下方に残った部分が第1小径部57となる。つまり、第1小径部57の径は雌ねじ部53の下穴径(雌ねじ部53の山径)となる。よって、第1小径部57の径は、雌ねじ部53の谷径、つまり雄ねじ部65の山径より小さくなる。
【0027】
電流遮断装置30について説明する。電流遮断装置30は、金属製の反転板32と、金属製の破断板34を備えている。反転板32と破断板34及び負極端子5の基底部15は、絶縁性の支持部材36により支持されている。反転板32は、ケース1の上方からみたときに円形の導電性のダイアフラムであり、ケース1の下方に凸形状である。上述のように、反転板32の外周部は基底部15と接続され、反転板32の中心部は破断板34と接続されている。破断板34は円形の板材であり、反転板32の下方に位置している。破断板34の外周部の一部に接続部材23が接続されている。破断板34の下面の中央には溝部34aが形成されている。溝部34aは、底面視すると円形状に形成され、溝部34aの内側で反転板32の中心部と接続されている。溝部34aが形成されることで、溝部34aが形成された位置における破断板34の機械的強度は、溝部34a以外の位置における破断板34の機械的強度よりも低くなる。破断板34の一部に通気孔34bが形成され、反転板32と破断板34の間の空間が、ケース1内の空間と連通している。また、反転板32の外周部と破断板34の外周部の間には円環形状の絶縁部材38が備えられている。
【0028】
つまり、電流遮断装置30は、接続部材23と、破断板34と、反転板32と、負極端子5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と負極端子5は、電流遮断装置30の通電経路を介して電気的に接続されている。
【0029】
ここで、電流遮断装置30の遮断動作について説明をする。上述した蓄電装置100においては、負極端子5と負極集電タブ43(負極電極)が導通しており、正極端子7と正極集電タブ45(正極電極)が導通している。そのため、負極端子5と正極端子7の間が通電可能な状態となっている。ケース1内の圧力が上昇すると、反転板32の下面に作用する圧力が上昇する。ただし、ケース1内の圧力が所定値を超えるまでは、反転板32は反転しない。ケース1内の圧力が所定値を超えると、反転板32がケース1内の圧力を受けて反転して、下方に凸な状態から上方に凸な状態に変化する。すると、反転板32の変化に応じて、反転板32の中央部に接続されていた破断板34が、機械的に脆弱な溝部34aを起点に破断する。そして、破断板34は、溝部34aで囲まれていた部分と、溝部34aの外周部分とに分離する。これによって、破断板34と反転板32を接続する通電経路が遮断され、電極組立体3と負極端子5との間の通電が遮断される。
【0030】
上述のように構成された蓄電装置100の負極端子5に、誤った長さのバスバーボルト47aが取付けられた場合を説明する(図3の状態)。ここで、誤った長さのバスバーボルト47aとは、首下部63aの軸方向の長さが設計値より長いものをいい、それ以外についてはバスバーボルト47と同一構成を備えているもの(設計値通りに形成されたもの)をいう。すなわち、バスバーボルト47aの首下部63aの軸方向の長さは、バスバー49の上端から第1小径部57の上端までの長さよりも長く、その他の各部の寸法はバスバーボルト47と同一となる。バスバーボルト47aを負極端子5の雌ねじ部53に螺合すると、バスバーボルト47aの先端は第1小径部57の上端に当接して停止し、それ以上進むことはない。すなわち、第1小径部57の径は、バスバーボルト47aの先端の径より小さいため、バスバーボルト47aの先端は第1小径部57の上端に当接して停止し、バスバーボルト47aの先端が貫通孔51の下に位置する空間87まで進むことはない。よって、バスバーボルト47aと第2反転板75との接触が防止される。この時、バスバーボルト47aの頭部61aとバスバー49の上面は接触せず、その間に隙間ができる。このため、組立作業者は、誤った長さのバスバーボルト47aが螺合されたことを容易に発見することができる。
【0031】
ここで、上述した実施例では、電流遮断装置30が負極端子5側に設けられていたが、電流遮断装置30は正極端子7側に設けられてもよいし、負極端子5と正極端子7の双方に設けられてもよい。
【0032】
(第2実施例)
第2実施例の蓄電装置100は、第1実施例の負極端子5を負極端子5bに変更したものであり、それ以外の構成は第1実施例と同一構成を有している。図4を参照して、第1実施例と構造が異なる点について説明をする。負極端子5bには、その上面から下面までを貫通するように貫通孔51bが形成されている。貫通孔51bには、雌ねじ部53bと、第1小径部57bが形成されている。第1小径部57bの径は、バスバーボルト47bの雄ねじ部65bの谷径(雄ねじ部の谷の底の位置における径)よりも小さく形成されている。言い換えると、円環形状の段付き部91が貫通孔51bの内面に形成されている。段付き部91はバスバーボルト47bの下方に位置している。段付き部91の内周部分が第1小径部57bとなる。
【0033】
この構成によれば、誤った長さのバスバーボルトが雌ねじ部53bに螺合されたとき、バスバーボルトの先端は第1小径部57bの上端(段付き部91の上面)で止まる。特に、第1小径部57bの径が雄ねじ部65bの谷径よりも小さいため、第1小径部57bと段付き部91とが当接する面積を大きく取ることができる。これによりバスバーボルトの締め付けトルクが大きい場合にも、不完全ねじ部を削りながらバスバーボルトが侵入するのを防ぐことができる。このため、誤った長さのバスバーボルトを確実に停止することができ、バスバーボルトが空間87に侵入することを確実に防止することができる。ここで、誤った長さの意味は第1実施例と同様である(以下の実施例においても同様)。
【0034】
(第3実施例)
第3実施例の蓄電装置100は、第2実施例のバスバーボルト47bをバスバーボルト47cに変更したものであり、それ以外の構成は第2実施例と同一構成を有している。図5を参照して、第1実施例及び第2実施例と構造が異なる点について説明する。バスバーボルト47cの首下部63cには、雄ねじ部65cと第2小径部93が形成されている。第2小径部93は雄ねじ部65cの下方に形成され、第2小径部93の下端は、バスバーボルト47b(首下部63c)の先端となっている。第2小径部93の軸方向の長さ95は、雌ねじ部53cの下端から第1小径部57cの上端までの長さよりも長く形成されている。第2小径部93の径は第1小径部57cの径よりも大きく、雄ねじ部65cの谷径よりも小さく形成されている。また、本実施例では、雌ねじ部53cの下端と第1小径部57cの上端の間に中間部が存在している。中間部の径は、雌ねじ部53cの谷径(雄ねじ部65cの山径)より小径である。
【0035】
この構成によれば、誤った長さのバスバーボルトが雌ねじ部53cに螺合されたとき、第2小径部93の下端が段付き部91cの上端に当接して停止し、バスバーボルトが空間87に侵入することを防止することができる。また、第2小径部93が段付き部91cに当接するため、バスバーボルトの雄ねじ部の下端が第1小径部57cに接触することはない。このため、バスバーボルトの雄ねじ部の損傷を防止することができる。また、雄ねじ部の損傷に伴って雄ねじ部等が削れてしまうことにより異物が混入してしまうことが防止できる。
【0036】
さらに第3実施例においては、雌ねじ部53cに隣接して中間部(雌ねじ部53cの谷径より小径)を形成するため、雌ねじ部53cの下端には不完全ねじ部が形成される。仮に、雄ねじ部65cが雌ねじ部53cの不完全ねじ部に接触すると、雄ねじ部65cが損傷する虞がある。第3実施例においては、第2小径部93の長さ95が雌ねじ部53cの下端から第1小径部57cの上端までの長さよりも長いため、雌ねじ部53cの不完全ねじ部が雄ねじ部65cに接触することを防止することができる。
【0037】
(第4実施例)
第4実施例の蓄電装置100は、第2実施例の負極端子5bを負極端子5dに変更したものであり、それ以外の構成は第2実施例と同一構成を有している。図6を参照して、第1実施例及び第2実施例と構造が異なる点について説明する。貫通孔51dには、雌ねじ部53d、大径部97、第1小径部57dが形成されている。大径部97は雌ねじ部53dの下端から、第1小径部57dの上端の間に形成されている。大径部97の径は、バスバーボルト47dの雄ねじ部65dの山径より大きく形成されている。ここで、雌ねじ部53dは、その上端から下端まで全長にねじ溝を形成されている(いわゆる、ねじ切りがされている)。したがって、雌ねじ部53dは不完全ねじ部を有していない。
【0038】
この構成によっても、誤った長さのバスバーボルトが雌ねじ部53dに螺合されると、バスバーボルトの先端が段付き部91dの上端に当接し、それ以上進むことはない。このため、バスバーボルトが空間87に侵入することを防止することができる。また、本実施例では、雌ねじ部53dが不完全ねじ部を有していないため、バスバーボルト47dの雄ねじ部が不完全ねじ部により損傷を受けることがない。
【0039】
なお、電流遮断装置は、上述の実施例で示されている構造に限られない。例えば、図7Aに第1実施例において、電流遮断装置30を電流遮断装置70に変更した蓄電装置100を示す。電流遮断装置以外の構成は第1実施例と同一の構成を有している。図7Aを参照して、第1実施例と構造が異なる点について説明する。図7Aに示されるように電流遮断装置70は、負極端子5eの下方に配置され、負極端子5と一体に形成されている。電流遮断装置70は、金属製の第1反転板71と、金属製の破断板73と、金属製の第2反転板75を備えている。第1反転板71、破断板73、第2反転板75及び負極端子5の基底部15は、絶縁性の支持部材77により支持されている。すなわち、支持部材77は、第1反転板71と破断板73と第2反転板75と基底部15に対して外側より嵌め込まれる。支持部材77は、第1反転板71と破断板73と第2反転板75と基底部15を積層した状態で支持している。支持部材77の外周面には、金属製の板材79が取付けられている。具体的には、支持部材77が第1反転板71、破断板73、第2反転板75、及び基底部15eを上下から挟み込んだ状態で、板材79が支持部材77の外周面にカシメられている。この構成により、電流遮断装置70が負極端子5に取付けられている。なお、図示は省略するが、板材79とケース1の間は絶縁部材を挟むことにより絶縁されている。
【0040】
第1反転板71は、円形状の板材であり、破断板73の下方に配置されている。第1反転板71の外周縁の下面は、全周に亘って支持部材77に支持されている。第1反転板71の外周縁の上面には絶縁部材81が配置されている。絶縁部材81は、リング状の部材であり、第1反転板71と破断板73とを絶縁している。また、第1反転板71の上面には突出部83が設けられ、突出部83は第1反転板71の中央に位置している。突出部83は、破断板73に向かって上方に突出している。突出部83の上方には破断板73の中央部73bが位置している。底面視したとき、突出部83の外周は、中央部73bの外周より小さくされている。なお、第1反転板71の下面にはケース1内の空間の圧力が作用する。第1反転板71の上面には、第1反転板71と破断板73の間の空間86の圧力が作用する。空間86はケース1内の空間からシールされている。よって、ケース1内の空間の圧力が高くなると、第1反転板71の上面と下面に作用する圧力は相違することとなる。
【0041】
破断板73は、円形状の板材であり、第1反転板71と第2反転板75の間に配置されている。破断板73の外周部の一部に接続部材23eが接続されている。破断板73の下面の中央には溝部73aが形成されている。溝部73aは、底面視すると円形状に形成されている。また、図2に示されるように、溝部73aの断面形状は上方に凸となる三角形状をしている。溝部73aが形成されることで、溝部73aが形成された位置における破断板73の機械的強度は、溝部73a以外の位置における破断板73の機械的強度よりも低くなる。破断板73は、溝部73aによって、溝部73aに囲まれた中央部73bと、溝部73aの外周側に位置する外周部73cに区分されている。中央部73bの板厚は薄く、外周部73cの板厚は厚くされている。
【0042】
第2反転板75は、円形状の板材であり、破断板73の上方に配置されている。第2反転板75の中央部は、図2に示される状態では下方に凸となり、かつ破断板73の中央部73bに固定されている。第2反転板75の外周部は、負極端子5の基底部15に電気的に接続されている。第2反転板75と破断板73の間には、絶縁部材85が配置されている。絶縁部材85は、リング状の部材であり、第2反転板75の外周部と破断板73の外周部とに接触している。第2反転板75の上面と基底部15の下面の間には空間87が形成される。破断板73と基底部15の外周部の間にはシール部材89が配置されている。シール部材89は、円環状の部材であり、絶縁部材85の外側に配置されている。シール部材89は、基底部15の下面及び破断板73の上面に接触し、基底部15及び破断板73の外周部に沿って一巡している。シール部材89は、基底部15と破断板73との隙間を封止(シール)している。
【0043】
空間87は、負極端子5に設けられた貫通孔51と連通し、雌ねじ部53に螺合されたバスバーボルト47の下方に位置する。また、バスバーボルト47の下方には、第2反転板75が位置する。第2反転板75が、請求項でいう「導電性部材」の一例である。
【0044】
電流遮断装置70の通電経路について説明する。破断板73に接続される接続部材23eがケース1内部に配置された電極組立体3(図1参照)と負極リードにより電気的に接続されている。破断板73は中央部73bで、第2反転板75と接続されている。第2反転板75の外周部は、負極端子5eに接続されている。よって、電流遮断装置70は、接続部材23eと、破断板73と、第2反転板75と、負極端子5e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と負極端子5eは、電流遮断装置70の通電経路を介して電気的に接続されている。
【0045】
ここで、電流遮断装置70の遮断動作について説明をする。上述した蓄電装置100においては、図7Aに示す状態では、負極端子5eと負極集電タブ43(負極電極)が導通しており、正極端子7と正極集電タブ45(正極電極)が導通している。そのため、負極端子5eと正極端子7の間が通電可能な状態となっている。ケース1内の圧力が上昇して予め設定された所定値を超えると、図7Bに示されるように、破断板73が溝部73aで破断し、破断板73の外周部73cと第2反転板75(負極端子5)の間の通電経路が遮断される。すなわち、ケース1内の圧力が上昇すると、第1反転板71の下面に作用する圧力が上昇する。ただし、ケース1内の圧力が所定値を超えるまでは、第1反転板71は反転しない(図7Aの状態)。第1反転板71の上面に作用する圧力(空間86からの圧力)は、ケース1内の圧力上昇の影響を受けることはなく変化しない。このため、ケース1内の圧力が所定値を超えると、第1反転板71が反転して、下方に凸な状態から上方に凸な状態に変化する。第1反転板71が反転すると、第1反転板71の突出部83が破断板73の中央部73bに衝突し、破断板73が溝部73aで破断する。すると、第1反転板71の変位に応じて第2反転板75も反転し、第2反転板75、破断板73の中央部、及び第1反転板71が上方に変位する(図7Bの状態)。これによって、破断板73と第2反転板75を接続する通電経路が遮断され、電極組立体3と負極端子5との間の導通が遮断される。
【0046】
なお、前述の電流遮断装置70は、第1実施例だけでなく第2実施例、第3実施例、第4実施例についても同様に取付けられてもよい。
【0047】
なお図3図6に示される例において、図2に示される第1実施例と同一の構成部品には同一符号を付している。一方、図2に示される第1実施例と構成が一部相違する部品には、図2に示される第1実施例の対応する部品と同一の符号に加えてa、b、c、d、eをさらに付している。
【0048】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、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、出願時の請求項に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の目的を同時に達成し得るものであり、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】
【0049】
1:ケース
3:電極組立体
5:負極端子
7:正極端子
21、39:外部ナット
47:バスバーボルト
49:バスバー
53:雌ねじ部
57:第1小径部
51:貫通孔
61:頭部
63:首下部
65:雄ねじ部
30:電流遮断装置
32:反転板(導電性部材)
93:第2小径部
97:大径部
100:蓄電装置

図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7A
図7B