(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】P2024146406
(43)【公開日】2024-10-15
(54)【発明の名称】ガス排出用構造体及び蓄電ユニット
(51)【国際特許分類】
H01M 50/35 20210101AFI20241004BHJP
H01M 50/342 20210101ALI20241004BHJP
【FI】
H01M50/35 201
H01M50/342 101
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023059272
(22)【出願日】2023-03-31
(71)【出願人】
【識別番号】000000158
【氏名又は名称】イビデン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100119552
【弁理士】
【氏名又は名称】橋本 公秀
(72)【発明者】
【氏名】藤井 雅也
(72)【発明者】
【氏名】向山 健司
(72)【発明者】
【氏名】國枝 雅文
【テーマコード(参考)】
5H012
【Fターム(参考)】
5H012BB02
5H012CC08
(57)【要約】
【課題】連通部材の高さ方向の長さを調整可能とし、蓄電素子に対する配置を安定的に維持する。
【解決手段】ガス排出用構造体100は、複数の蓄電素子11の各々のガス排出弁11fと対応する複数の開口部112aを有し、ガス排出弁11fからのガスを外部に排出するための排出管110と、排出管110の複数の開口部112aをそれぞれ囲うように排出管110の複数の開口部112aが形成される面に配置され、ガス排出弁11fから排出管110までのガスの排出経路101を連通させる複数の連通部材120と、を備え、連通部材120は、連通部材120の高さ方向に弾性変形して、連通部材120の蓄電素子側の端部124の高さを調整する高さ調整部1203と、高さ調整部1203と連結され、高さ方向に沿って延在する断面形状が一様な筒状部1204と、を含む。
【選択図】
図4B
【特許請求の範囲】
【請求項1】
それぞれガス排出弁を有する複数の蓄電素子が、前記ガス排出弁をそれぞれ同一方向に向く姿勢で積層された蓄電装置に設けられ、前記蓄電素子から発生するガスを排出するために用いられるガス排出用構造体であって、
前記複数の蓄電素子の各々の前記ガス排出弁と対応する複数の開口部を有し、前記ガス排出弁からのガスを外部に排出するための排出管と、
前記排出管の前記複数の開口部をそれぞれ囲うように前記排出管の前記複数の開口部が形成される面に配置され、前記ガス排出弁から前記排出管までの前記ガスの排出経路を連通させる複数の連通部材と、を備え、
前記連通部材は、前記連通部材の高さ方向に弾性変形して、前記連通部材の蓄電素子側の端部の高さを調整する高さ調整部と、前記高さ調整部と連結され、前記高さ方向に沿って延在する断面形状が一様な筒状部と、を含む、
ガス排出用構造体。
【請求項2】
前記高さ調整部は、前記筒状部の端部から、前記高さ方向に対して直交する方向に延びる平面部分を含む、
請求項1に記載のガス排出用構造体。
【請求項3】
前記高さ調整部は、蛇腹形状の部分を含む、
請求項1に記載のガス排出用構造体。
【請求項4】
前記蛇腹形状の部分は、前記排出管側又は前記蓄電素子側の一端部と、前記筒状部に繋がる他端部までの間に、前記高さ調整部の軸方向に沿って、径方向外側に拡がる拡径部と、前記拡径部の最大径部から径方向内側に縮む縮径部とが少なくとも一組、連続して設けられている、
請求項3に記載のガス排出用構造体。
【請求項5】
前記筒状部は、前記高さ調整部よりも前記蓄電素子側に配置されている、
請求項1に記載のガス排出用構造体。
【請求項6】
前記連通部材の一方の端部は、前記蓄電素子の前記ガス排出弁の配置面に接着されている、
請求項5に記載のガス排出用構造体。
【請求項7】
前記蓄電素子側の端部と前記排出管側の端部との少なくとも一方は、全周に亘って内向きに突出し、平坦面を持った第1突出部を有する、請求項1に記載のガス排出用構造体。
【請求項8】
前記蓄電素子側の端部は、前記連通部材の軸方向に平行に形成される端部内壁面を有する、請求項7に記載のガス排出用構造体。
【請求項9】
前記高さ調整部は、前記ガス排出弁の側から前記排出管の側に向かう方向に沿って、外側に拡がる、
請求項1に記載のガス排出用構造体。
【請求項10】
前記筒状部は、前記高さ調整部よりも前記蓄電素子側に配置されている、
請求項9に記載のガス排出用構造体。
【請求項11】
ガス排出弁をそれぞれ有し、前記各ガス排出弁が同一方向に向く姿勢で積層してなる複数の蓄電素子を有する蓄電装置と、
前記複数の連通部材が前記ガス排出弁を囲うように前記複数の蓄電素子上にそれぞれ配置され、前記蓄電素子から発生するガスを排出するために用いられる、請求項1から10のいずれか1項に記載のガス排出用構造体と、を備える蓄電ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ガス排出用構造体及び蓄電ユニットに関する。
【背景技術】
【0002】
ガス排出弁を安全弁として設けた複数の蓄電素子を、所定の方向に配列して形成した蓄電装置が知られている(例えば、特許文献1、2参照)。この蓄電装置には、各蓄電素子のガス排出弁から放出されるガスの排出流路を形成する排気部材が取り付けられている。排気部材には、ガス排出弁から排出されたガスを排気部材内に導入するための開口部が形成され、排気部材の流路の先端部から、ガス排出弁からのガス、及びガスと共に放出される電解液等が排出されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2010-277735号公報
【特許文献2】特許第6017539号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
各蓄電素子の間には、製造時に発生する寸法公差が不可避的に生ずるため、排気部材との距離が相対的に異なることとなる。よって、排気部材を各蓄電素子に取り付けても、蓄電素子毎に排気部材との相対的な距離が異なることとなり、蓄電素子に対する配置を安定的に維持することが困難である。
【0005】
また、排気部材は、開口部から各蓄電素子に延びる複数の連通部材を介して各蓄電素子と接続される。複数の連通部材の間にも、製造時に発生する寸法公差が不可避的に生ずるため、上述した問題が生じ得る。
【0006】
本発明は、連通部材の高さ方向の長さを調整可能とすることにより、蓄電素子に対する配置を安定的に維持できるガス排出用構造体及び蓄電ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
(1)本発明の一態様に係るガス排出用構造体は、
それぞれガス排出弁を有する複数の蓄電素子が、前記ガス排出弁をそれぞれ同一方向に向く姿勢で積層された蓄電装置に設けられ、前記蓄電素子から発生するガスを排出するために用いられるガス排出用構造体であって、
前記複数の蓄電素子の各々の前記ガス排出弁と対応する複数の開口部を有し、前記ガス排出弁からのガスを外部に排出するための排出管と、
前記排出管の前記複数の開口部をそれぞれ囲うように前記排出管の前記複数の開口部が形成される面に配置され、前記ガス排出弁から前記排出管までの前記ガスの排出経路を連通させる複数の連通部材と、を備え、
前記連通部材は、前記連通部材の高さ方向に弾性変形して、前記連通部材の蓄電素子側の端部の高さを調整する高さ調整部と、前記高さ調整部と連結され、前記高さ方向に沿って延在する断面形状が一様な筒状部と、を含む、
ガス排出用構造体である。
【0008】
上記(1)の態様によれば、連通部材が蓄電素子に接触することで、高さ調整部が連通部材に作用する応力を吸収しつつ、連通部材の高さ方向の長さを調整することができるので、蓄電素子及びガス排出用構造体の製造時に発生する寸法公差があったとしても、ガス排出用構造体の蓄電素子に対する配置を安定的に維持できる。
【0009】
(2)本発明の一態様に係るガス排出用構造体は、前記高さ調整部は、前記筒状部の端部から、前記高さ方向に対して直交する方向に延びる平面部分を含む、(1)に記載のガス排出用構造体である。
【0010】
上記(2)の態様によれば、連通部材の高さ調整部が軸方向に対して直交する方向(径方向)に延びる部分を含むため、発生した応力を効果的に吸収できる。
【0011】
(3)本発明の一態様に係るガス排出用構造体は、前記高さ調整部は、蛇腹形状の部分を含む、(1)に記載のガス排出用構造体である。
【0012】
上記(3)の態様によれば、連通部材の高さ調整部が蛇腹形状の部分を含むため、連通部材が円滑に変形し、発生した応力を効果的に吸収できる。
【0013】
(4)本発明の一態様に係るガス排出用構造体は、前記蛇腹形状の部分は、前記排出管側又は前記蓄電素子側の一端部と、前記筒状部に繋がる他端部までの間に、前記高さ調整部の軸方向に沿って、径方向外側に拡がる拡径部と、前記拡径部の最大径部から径方向内側に縮む縮径部とが少なくとも一組、連続して設けられている、(3)に記載のガス排出用構造体である。
【0014】
上記(4)の態様によれば、蛇腹形状の部分を、径方向外側に拡がる拡径部と、拡径部の最大径部から径方向内側に縮む縮径部とにより、容易に形成することができる。
【0015】
(5)本発明の一態様に係るガス排出用構造体は、前記筒状部は、前記高さ調整部よりも前記蓄電素子側に配置されている、(1)に記載のガス排出用構造体である。
【0016】
上記(5)の態様によれば、ガス排出弁からのガス発生時に、筒状部によってガスの整流効果が得られ、熱風や高温の粒子が排気管内へ確実に取り込まれる。
【0017】
(6)本発明の一態様に係るガス排出用構造体は、前記連通部材の一方の端部は、前記蓄電素子の前記ガス排出弁の配置面に接着されている、(5)に記載のガス排出用構造体である。
【0018】
上記(6)の態様によれば、ガス排出弁の配置面に連通部材を接着する際に、蓄電素子側の端部に横方向の力が作用することが抑制され、ガス排出弁の配置面に連通部材を容易に接着することができる。
【0019】
(7)本発明の一態様に係るガス排出用構造体は、前記蓄電素子側の端部と前記排出管側の端部との少なくとも一方は、全周に亘って内向きに突出し、平坦面を持った第1突出部を有する、(1)に記載のガス排出用構造体である。
【0020】
上記(7)の態様によれば、連通部材の蓄電素子側の端部と排出管側の端部の少なくとも一方が、平坦面を持った第1突出部により面接触を確保するため、連通部材と蓄電素子又は排出管側との少なくとも一方の密着性を向上できる。
【0021】
(8)本発明の一態様に係るガス排出用構造体は、前記蓄電素子側の端部は、前記連通部材の軸方向に平行に形成される端部内壁面を有する、(7)に記載のガス排出用構造体である。
【0022】
上記(8)の態様によれば、ガス排出弁からのガス発生時に、ガスの整流効果が得られるとともに、連通部材が熱風や高温の粒子に晒されることが抑制され、連通部材の劣化を抑制できる。
【0023】
(9)本発明の一態様に係るガス排出用構造体は、前記高さ調整部の側壁は、前記ガス排出弁の側から前記排出管の側に向かう方向に沿って、外側に拡がる、(8)に記載のガス排出用構造体である。
【0024】
上記(9)の態様によれば、連通部材の高さ調整部の側壁が、ガス排出弁の側から排出管の側に向かう方向に沿って、外側に拡がっているため、排出管の側から連通部材を圧縮する応力が発生しても、連通部材が傾くように変形することを効果的に抑制できる。
【0025】
(10)本発明の一態様に係るガス排出用構造体は、前記筒状部は、前記高さ調整部よりも前記蓄電素子側に配置されている、(9)に記載のガス排出用構造体である。
【0026】
上記(10)の態様によれば、ガス排出弁からのガス発生時に、筒状部によってガスの整流効果が得られ、たとえ高さ調整部が外側に拡がっていても、熱風や高温の粒子が排気管内へ確実に取り込まれる。
【0027】
(11)本発明の一態様に係る蓄電ユニットは、
ガス排出弁をそれぞれ有し、前記各ガス排出弁が同一方向に向く姿勢で積層してなる複数の蓄電素子を有する蓄電装置と、
前記複数の連通部材が前記ガス排出弁を囲うように前記複数の蓄電素子上にそれぞれ配置され、前記蓄電素子から発生するガスを排出するために用いられる、(1)から(10)のいずれかに記載のガス排出用構造体と、を備える蓄電ユニットである。
【0028】
上記(11)の態様によれば、連通部材の高さ調整部が蓄電素子に接触することで連通部材に作用する応力を吸収しつつ、連通部材の高さ方向の長さを調整することができるので、蓄電素子及びガス排出用構造体の製造時に発生する寸法公差があったとしても、ガス排出用構造体の蓄電素子に対する配置を安定的に維持できる。
【発明の効果】
【0029】
本発明によれば、連通部材の高さ調整部が、連通部材に作用する応力を吸収しつつ、連通部材の高さ方向の長さを調整することができるので、蓄電素子及びガス排出用構造体の製造時に発生する寸法公差があったとしても、ガス排出用構造体の蓄電素子に対する配置を安定的に維持できる。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【
図1】
図1は、実施の形態1に係る蓄電ユニットの外観を示す斜視図である。
【
図2】
図2は、蓄電ユニットを分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。
【
図3】
図3は、
図1のIII-III線に沿った部分の一部の断面図である。
【
図4A】
図4Aは、実施の形態1に係るガス排出用構造体における連通部材を下方から見た状態における斜視図である。
【
図6A】
図6Aは、実施の形態2に係るガス排出用構造体における連通部材を下方から見た状態における斜視図である。
【
図7】
図7は、実施の形態3に係るガス排出用構造体における連通部材の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0031】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係るガス排出用構造体及び蓄電ユニットについて説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。
【0032】
図1は、実施の形態1に係る蓄電ユニット1の外観を示す斜視図である。以下の説明及び図面において、蓄電ユニット1が備える複数の蓄電素子11の並び方向を長手方向、Y軸方向と定義し、鉛直方向である蓄電ユニット1の高さ方向をZ軸方向と定義する。また、Z軸方向及びY軸方向に直交する方向を幅方向、X軸方向と定義する。
【0033】
また、以下の説明において、例えば、Z軸プラス方向とは、上向きの方向であり、Z軸マイナス方向とは、Z軸プラス方向と反対の下向きの方向である。X軸方向及びY軸方向についても同様に、軸に沿った一方の向きをプラス方向、他方の向きをマイナス方向と定義する。また、平行及び直交等の、相対的な方向又は姿勢を示す表現は、厳密には、その方向又は姿勢ではない場合も含む。例えば、2つの方向が直交している、とは、当該2つの方向が完全に直交していることを意味するだけでなく、実質的に直交していること、すなわち、例えば数%程度の差異を含むことも意味する。
【0034】
(実施の形態1)
本実施の形態におけるガス排出用構造体(ガス排気部材)100及びこのガス排出用構造体100を用いた蓄電ユニット1の構成について説明する。
【0035】
蓄電ユニット1は、外部から供給された電気を充電し、また外部へ電気を放電できる装置であり、本実施の形態では、略直方体形状を有している。例えば、蓄電ユニット1は、電力貯蔵用途又は電源用途等に使用される。具体的には、蓄電ユニット1は、例えば、家庭用又は産業用の蓄電設備等に使用される定置用のバッテリー等として使用される。また、蓄電ユニット1は、例えば、自動車、自動二輪車、ウォータークラフト、船舶、スノーモービル、農業機械、建設機械、又は電気鉄道用の鉄道車両等の移動体の駆動用又はエンジン始動用等のバッテリー等として使用できる。上記の自動車としては、電気自動車(EV)、ハイブリッド電気自動車(HEV)、プラグインハイブリッド電気自動車(PHEV)及びガソリン自動車が例示される。上記の電気鉄道用の鉄道車両としては、電車、モノレール及びリニアモーターカーが例示される。
【0036】
図2は、実施の形態1に係る蓄電ユニット1を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。
図1及び
図2に示すように、蓄電ユニット1は、蓄電装置10と、ガス排出用構造体100と、を備える。蓄電装置10は、扁平な略直方体形状を有する複数の電池モジュール(組電池)を、Y軸方向に沿って配列させた長尺状の形状を有する。具体的には、蓄電装置10は、Y軸方向に並べられて一体にされた複数の蓄電素子11と、複数の蓄電素子11を収容する外装体18とを含む。また、蓄電装置10は、図示しないケーブル、検出線等の電線、バスバー等を含んでもよい。また、蓄電装置10は、複数の蓄電素子11を拘束する拘束部材(エンドプレート19等)を更に有していてもよい。
【0037】
ここで、上記した蓄電素子11のZX平面に平行な面を「長側面」、YZ平面に平行な面を「短側面」と呼ぶ。つまり、蓄電装置10は、複数の蓄電素子11の長側面同士が対向するように配列され、各短側面が同じ向きに配置されている。
【0038】
蓄電素子11は、電気を充電し、また、電気を放電することのできる二次電池(単電池)であり、より具体的には、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。なお、蓄電素子11は、二次電池には限定されず、一次電池又はキャパシタでもよい。蓄電素子11は、扁平な直方体状の形状を有する金属製の容器11aを備える。容器11aには、電極端子である正極端子11b及び負極端子11cが、それぞれ周囲と絶縁された状態で同じ面内に配置される。ここで、正極端子11b及び負極端子11cが配置される面を電極面11dという。正極端子11bと負極端子11cとは、電極面11dの一方の端部と他方の端部に離れて配置される。電極面11dの正極端子11b及び負極端子11cの間には、容器11a内の圧力上昇時にガスを排出して圧力を開放する安全弁としてのガス排出弁11fが設けられる。ガス排出弁11fは、容器11a内の規定圧以上の圧力上昇時に、容器11a内のガスを排出して圧力を開放することによって、蓄電装置10の安全性を保っている。
【0039】
また、複数の蓄電素子11は、それぞれのガス排出弁11fが同一の方向(
図1のZ軸プラス方向)を向く姿勢で配列されている。また、複数の蓄電素子11は、長側面を
図1のY方向に積層して、配列されている。容器11aの電極面11dには、電解液を注液するための注液部等が設けられていてもよい。また、容器11aの内部には、蓄電要素又は発電要素である電極体と、正極集電体及び負極集電体を含む集電体等が配置され、電解液(非水電解質)等が封入されている。蓄電素子11の内部構造については公知であるため、ここでは詳細な説明を省略する。蓄電素子11の構成は上記例に限らず、他の形態でもよい。
【0040】
正極端子11b及び負極端子11cは、容器11aの電極面11dから外側(
図1のZ軸プラス方向)に向けて突出して配置される。そして、各蓄電素子11は、適宜なバスバー(不図示)等を介して電気的にそれぞれ接続されており、バスバーは不図示のケーブルに接続される。これにより、蓄電装置10が、外部から供給される電気を充電し、また、充電した電気を外部へ放電できる。
【0041】
外装体18は、蓄電装置10を収容する矩形の箱状の筐体(モジュールケース)である。つまり、外装体18は、蓄電装置10の外側を覆って設けられ、蓄電装置10を含む各部を所定の位置で固定することで収容物を衝撃等から保護する。外装体18は、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、メッキ鋼板等の金属製の部材により形成されるが、特にその材料は限定されない。
【0042】
ガス排出用構造体100は、排出管110と、複数の連通部材120と、各蓄電素子11のガス排出弁11fから発生するガスを外部に排出するために使用される。複数の連通部材120は、排出管110と蓄電装置10との間に挟持される。
【0043】
図3は、
図1のIII-III線に沿った部分の一部の断面図である。
図1および
図2に示すように、ガス排出用構造体100および排出管110の形状は、蓄電素子11の並び方向(Y軸方向)に連続して延びる長尺状である。
図3に示すように、排出管110は、幅方向(X軸方向)の端部に形成された一対の鍔部115と、一対の鍔部115同士の間に設けられた突出部116とを有する。また排出管110は、連通部材120に対向する側に、排出管110の底部の大部分を形成する底板112を有する。つまり、排出管110は、突出部116と底板112で囲まれる内部空間を排出経路101とした有底の筒状体111で構成される。
【0044】
鍔部115は、幅方向(X軸方向)の端部に形成された一対の端部側壁114から、筒状体111の幅方向(X軸方向)中央に向けて延びて形成される。突出部116は、一対の鍔部115の筒状体111の幅方向中央側の端部から、蓄電装置10が位置する側の反対方向(Z軸プラス方向)に向けて突出して形成される。この筒状体111は、インサート成形品で構成され、本体部インサート132と、本体部インサート132を覆う外層樹脂131とを有する。
【0045】
突出部116は、幅方向(X軸方向)の幅を突出先端側ほど狭くするように傾斜している。これにより、突出部116は、底板112から離れるにつれて先細りするテーパー形状となる。突出部116と底板112とに囲まれた排出経路101は、断面形状が台形であり、十分な排気容量が確保される。
【0046】
上記した筒状体111は、例えば、樹脂を射出する金型にあらかじめ本体部インサート132をセットしておき、樹脂を金型に射出して外層樹脂131を形成することにより製造できる。ただし、排出管110の製造方法は、上記方法には限定されない。
【0047】
底板112は、連通部材120を介して蓄電装置10に対向して設けられ、複数のガス排出弁11fに対応した複数の開口部112aが形成されている。底板112と蓄電装置10との間に介装される連通部材120には、開口部112aに対応して貫通路120aが設けられている。貫通路120aは、排出経路101の一部を形成する。底板112は、例えば樹脂により形成されるが、その材料は特に限定されない。
【0048】
筒状体111の突出部116の内部空間は、底板112の開口部112a及び連通部材120の貫通路120aに連通されて、ガス排出弁11fから排出されるガスを外部に排出する排出経路101を画定する。これにより、蓄電素子11からガス排出弁11fを介して排出されたガスは、連通部材120の貫通路120a、底板112の開口部112aを通して排出経路101に進入する。さらに排出経路101に進入したガスは、排出経路101の一端に設けられた排出パイプに向けて流れ、排出パイプを介して外部の接続管等の外部排出経路に排出される。
【0049】
外層樹脂131は、筒状体111の底部の一部と、底部から突出した突出部116の外側面と内側面に形成されている。外層樹脂131は、蓄電素子11から排出される高温のガスの排出経路101の表面を形成する。そのため、外層樹脂131は耐熱性の高い樹脂から形成される。
【0050】
外層樹脂131は、例えば耐熱性の高い樹脂材料であるポリフェニレンスルファイド(PPS)又はポリブチレンテレフタレート(PBT)で形成してもよい。本体部インサート132は、例えば金属製であり、突出部116の芯体を構成する。本体部インサート132は、排出管110に必要な剛性が付与されるとともに、その長手方向(Y軸方向)の両端部には、外装体18と接続する固定部132bが設けられている。
【0051】
上記した外層樹脂131は、本体部インサート132の外側面及び内側面を覆っているが、内側面には設けずに本体部インサート132の内側面を露出させた構成にしてもよい。
【0052】
図3に示すように、鍔部115と突出部116とは、蓄電素子11の並び方向(Y軸方向)に沿って連続した表面を有して形成されている。また、鍔部115と突出部116は、X軸方向に沿って階段形状を有するが、鍔部115と突出部116との間には隙間がなく、それぞれが連続した表面で繋がっている。
【0053】
図1及び
図2に示すように、外装体18は、長手方向(Y軸方向)の両端部にエンドプレート19を備える。エンドプレート19は外装体18の剛性を高めるとともに、ガス排出用構造体100との連結に用いられる。
【0054】
ガス排出用構造体100は、蓄電装置10に対向して配置され、蓄電装置10に対して締結具を用いて固定される。具体的には、排出管110の長手方向(Y方向)の両端部から本体部インサート132の固定部132bが突出し、複数の連通部材120を挟んだ状態で、固定部132bがビス13aを用いて外装体18に固定される。
【0055】
また、排出管110の長手方向の中央部に、ビス孔を有するタブ117を設け、蓄電素子11の並び方向(Y軸方向)の中間位置に、ビス固定孔を有する補強板14を配置してもよい。この構成によれば、ビス13bを用いてタブ117を補強板14に固定でき、排出管110に生じる撓みを軽減できる。よって、排出管110と蓄電素子11との間に設けられる連通部材120がより均等に圧縮されて、密封性が向上する。
【0056】
図4Aは、実施の形態1に係るガス排出用構造体100における連通部材120を下方から見た状態における斜視図である。
図4Bは、
図4AのIV-IV線に沿った断面図である。
【0057】
本実施形態の連通部材120は、高さ調整部1203と筒状部1204とを備える。高さ調整部1203は、排出管110の開口部112aを有する面の法線方向、すなわち軸方向(Z軸方向)に弾性変形して、連通部材120の蓄電素子側の端部124の高さを調整する。一方、筒状部1204は、高さ調整部1203と蓄電素子側の端部124との間で高さ方向、すなわち軸方向(Z軸方向)に沿って延在し、高さ方向に直交する断面形状が一様である。
【0058】
高さ調整部1203は、ガス排出弁11fの側から排出管110の側に向かう方向に沿って、外側、すなわちX軸方向およびY軸方向において、貫通路120aに対し反対側に拡がっている。よって、高さ調整部1203が、ガス排出弁11fの側から排出管110の側に向かう方向に沿って、外側に拡がっているため、排出管110の側から連通部材120を圧縮する応力が発生しても、連通部材120が傾くことを抑制できる。なお、高さ調整部1203の広がりは、二つの直線部121と二つの曲線部122(
図4)の全てにおいて存在している。
【0059】
筒状部1204は、Z軸方向から見た平面視において(XY平面上において)、二つの直線部121と二つの曲線部122が連結されて形成される環状閉曲線、より具体的にはオーバル形状を呈する。
【0060】
すなわち、連通部材120の高さ調整部1203は、蓄電素子側の端部124が蓄電素子11に接触することで連通部材120に作用する応力を吸収しつつ、連通部材120の軸方向長さ(高さ)を調整できる。そのため、蓄電素子11及びガス排出用構造体100の製造時に発生する寸法公差があっても、ガス排出用構造体100の蓄電素子11に対する配置を安定的に維持できる。
【0061】
さらに高さ調整部1203は、筒状部1204の端部から、軸方向に対して直交する方向に延びる平面部分1205を含む。これにより、連通部材120の変形領域が軸方向に対して直交する方向(径方向)に延びる部分を含むため、発生した応力を効果的に吸収できる。
【0062】
図5は、
図4BのB領域の拡大図である。連通部材120は、蓄電素子側の端部124に、全周に亘って内向きに突出し、平坦面127を持った第1突出部1206を有する。これにより、連通部材120の蓄電素子側の端部124が、平坦面127を持った第1突出部1206により面接触を確保するため、矢印Pの様にガス圧が生じても、連通部材120と蓄電素子11との密着性を向上できる。なお、排出管側の端部125にも、
図5と同様な第1突出部1206を設けることが可能であり、連通部材120と排出管110との密着性を向上できる。
【0063】
また、連通部材の一方の端部は、蓄電素子11のガス排出弁11fの配置面に接着されていることが望ましい。これによれば、蓄電素子11に連通部材120を接着する際に、蓄電素子側の端部124に横方向の力が作用することが抑制され、蓄電素子11に連通部材120を容易に接着することができる。
【0064】
また、筒状部1204は、高さ調整部1203よりも蓄電素子11側に配置されている。これにより、ガス排出弁11fからのガス発生時に、筒状部1204によってガスの整流効果が得られ、熱風や高温の粒子が排気管内へ確実に取り込まれる。
【0065】
特に本実施形態においては、高さ調整部1203が外側に拡がる一方で、筒状部1204が、高さ調整部1203よりも蓄電素子11側に配置されている。これにより、ガス排出弁11fからのガス発生時に、筒状部1204によってガスの整流効果が得られ、たとえ高さ調整部1203が外側に拡がっていても、熱風や高温の粒子が排気管内へ確実に取り込まれる。
【0066】
特に、高さ調整部1203が外側に拡がっているため、ガスの整流効果により、熱風や高温の粒子が高さ調整部1203の内壁側に入り込むのを抑制し、高さ調整部1203の劣化を防止できる。
【0067】
さらに連通部材120の蓄電素子側の端部124は、連通部材120の軸方向に平行に形成される端部内壁面124aを有する。
【0068】
端部内壁面124aは、連通部材120の軸方向に平行に延びており、且つ所定の厚みTを有している。このため、ガス排出弁11fから排出されたガスは、端部内壁面124aの整流効果により、矢印Qで示すように直進する傾向を示す。上述したように、高さ調整部1203の外側への拡がりと、筒状部1204および端部内壁面124aによるガスの整流効果により、高さ調整部1203の内壁と熱風や高温の粒子が通る通路との間の空間に、熱風や高温の粒子が入り込むことが抑制される。これにより、連通部材120がガスの高温の熱、ガス中の粒子等にさらされることが抑制され、長期間にわたって気密を維持できる。
【0069】
すなわち、ガス排出弁11fからのガス発生時に、外側へ拡がっている高さ調整部1203の形態と、筒状部1204及び端部内壁面124aによるガスの整流効果によって、連通部材120が熱風や高温の粒に晒されることが抑制され、連通部材120の劣化を抑制できる。
【0070】
なお、端部内壁面124aの厚みTは、例えば、連通部材120の軸方向高さの1/10以上、1/3以下にしてもよい。
【0071】
連通部材120をゴム材料により構成することにより、各々の連通部材120が変形し、蓄電素子11及びガス排出用構造体100の製造時に発生する寸法公差を吸収でき、ガス排出用構造体100の蓄電素子11に対する配置を安定して維持できる。ただし、その材料は特に限定されない。
【0072】
(実施の形態2)
図6Aは、実施の形態2に係るガス排出用構造体100における連通部材120を下方から見た状態における斜視図である。
図6Bは、
図6AのVI-VI線に沿った断面図である。
【0073】
本実施形態の連通部材120は、実施の形態1と同様に、高さ調整部1203を有するが、高さ調整部1203が蛇腹形状(凹凸の繰り返し形状)の部分を含んでいる。これにより、連通部材120が円滑に変形し、発生した応力を効果的に吸収できる。
【0074】
具体的に、蛇腹形状の部分は、拡径部(凸部に相当)1207と縮径部(凹部に相当)1208とが少なくとも一組、連続して設けられている。拡径部1207は、排出管側又は前記蓄電素子側の一端部と、筒状部1204に繋がる他端部までの間に、高さ調整部1203の軸方向に沿って、径方向(軸方向に直交する方向)外側に拡がる。一方、縮径部1208は、拡径部1207の最大径部から径方向内側に縮むように形成される。
【0075】
これにより、蛇腹形状の部分を、径方向外側に拡がる拡径部1207と、拡径部1207の最大径部から径方向内側に縮む縮径部1208とにより、容易に形成することができる。拡径部1207と縮径部1208との組み合わせは、二組以上であってもよい。
【0076】
(実施の形態3)
図7は、実施の形態3に係るガス排出用構造体100における連通部材120の断面図である。本実施形態は、実施の形態2の構成に加えて、蓄電素子側の端部124に、全周に亘って外向きに突出し、蓄電素子のガス排出弁11fが形成される面と面接触可能な平坦面127を有する第2突出部1209を有している。
【0077】
これにより、連通部材120の蓄電素子側の端部124が、内向きの第1突出部1206に加えて外向きの第2突出部1209を有するため、連通部材120と蓄電素子11との密着性をさらに向上でき、ガス排出弁11fからのガスが排出経路外へ漏れるのをより確実に防止できる。また、第2突出部1209は、連通部材120が傾斜するのを抑制することもできる。
【0078】
外向きの第2突出部は、排出管側の端部125にも設けることができる。この場合、連通部材120と排出管110との密着性をさらに向上できる。
【0079】
蓄電ユニット1は、ガス排出弁11fをそれぞれ有して、各ガス排出弁11fが同一方向に向く姿勢で積層してなる複数の蓄電素子11を有する蓄電装置10と、上述したガス排出用構造体100と、を備える。
【0080】
これにより、連通部材120の高さ調整部1203が蓄電素子11に接触することで連通部材120に作用する応力を吸収しつつ、連通部材120の高さ方向の長さを調整することができるので、蓄電素子11及びガス排出用構造体100の製造時に発生する寸法公差があったとしても、ガス排出用構造体100の蓄電素子11に対する配置を安定的に維持できる。
【0081】
なお、上述した連通部材120の実施の形態は、いずれも、筒状部1204が高さ調整部1203よりも蓄電素子11の側に位置している。しかしながら、連通部材120は、高さ調整部1203が、筒状部1204と蓄電素子11との間に位置するような形態であってもよい。
【符号の説明】
【0082】
1 蓄電ユニット
10 蓄電装置
11 蓄電素子
11a 容器
11b 正極端子
11c 負極端子
11d 電極面
11f ガス排出弁
13a,13b ビス
14 補強板
18 外装体
19 エンドプレート
100 ガス排出用構造体
101 排出経路
110 排出管
111 筒状体
112 底板
112a 開口部
114 端部側壁
115 鍔部
116 突出部
117 タブ
120 連通部材
120a 貫通路
121 直線部
122 曲線部
124 蓄電素子側の端部
124a 端部内壁面
125 排出管側の端部
127 平坦面
131 外層樹脂
132 本体部インサート
132b 固定部
1203 高さ調整部
1204 筒状部
1205 平面部分
1206 第1突出部
1207 拡径部
1208 縮径部
1209 第2突出部