(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】
(24)【登録日】2022-07-25
(45)【発行日】2022-08-02
(54)【発明の名称】電気機器
(51)【国際特許分類】
H01M 50/204 20210101AFI20220726BHJP
H01M 50/209 20210101ALI20220726BHJP
H01M 50/244 20210101ALI20220726BHJP
H01M 50/227 20210101ALI20220726BHJP
H01M 50/262 20210101ALI20220726BHJP
H01G 11/82 20130101ALI20220726BHJP
H01G 2/10 20060101ALI20220726BHJP
【ＦＩ】
H01M50/204 101
H01M50/209
H01M50/244 Z
H01M50/227
H01M50/262 S
H01G11/82
H01G2/10 C
H01G2/10 M
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2018039045
(22)【出願日】2018-03-05
(65)【公開番号】P2019153518
(43)【公開日】2019-09-12
【審査請求日】2021-01-06
(73)【特許権者】
【識別番号】507151526
【氏名又は名称】株式会社ＧＳユアサ
(74)【代理人】
【識別番号】100153224
【弁理士】
【氏名又は名称】中原 正樹
(72)【発明者】
【氏名】殿西 雅光
【審査官】村岡 一磨
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１３－２２９１８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１９４９０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－０９３５０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平０４－０４２６８７（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１２－２１９８５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－３３４１１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０７－２８６６１３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｍ ５０／２０－５０／２９８
Ｈ０１Ｇ １１／８２
Ｈ０１Ｇ ２／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
外装体と、前記外装体内に収容された電気要素と、
前記電気要素を前記外装体に固定する締結構造と
を備え、
前記締結構造は、
前記外装体に形成された貫通孔と、
前記貫通孔に挿通される第１部分と、前記外装体の前記貫通孔が形成された部分に隣接する第２部分とを備え、前記電気要素を前記外装体に締結する締結部材と、
前記外装体の前記貫通孔が形成された部分と前記第２部分とのうち、樹脂製である一方から他方に向けて突出し、かつ前記貫通孔を取り囲み、前記外装体と前記第２部分との間に圧接状態で変形された断面が非対称形状の第１突起とを備え、
前記第１突起の変形前の断面形状は、第１辺と、前記第１辺よりも前記貫通孔側に位置する第２辺とを備え、前記第２辺の長さは前記第１辺の長さよりも長く、
前記第２辺が前記他方と接している、
電気機器。
【請求項2】
前記第１突起よりも前記貫通孔側に設けられている第２突起を備える、請求項１に記載の電気機器。
【請求項3】
前記第２突起の変形前の断面形状は、第３辺と、
前記第３辺に対して前記貫通孔とは反対側に位置する第４辺と
を備え、
前記第４辺の長さは前記第３辺の長さよりも長い、請求項２に記載の電気機器。
【請求項4】
前記第１突起は前記外装体の外部に配置されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電気機器に関する。
【背景技術】
【0002】
電気機器の一種である蓄電装置では、外装体としての樹脂製のハウジング内に、複数の単電池が収容されている。これらの単電池は一列に並べられた単電池群を構成し、この単電池群の両端にはエンドプレートがそれぞれ配置されている。単電池群とエンドプレート、つまり電池要素は、締結部材としてのボルトによってハウジングに固定されている。具体的には、ハウジングに形成された貫通孔に挿通されたボルトによって、エンドプレートがハウジングに固定されている（特許文献１参照）。
【0003】
外装体に形成された貫通孔に挿通した締結部材によって、電気要素を外装体に固定する場合、貫通孔における密閉性、つまり外装体の内部と外部との間での気体及び液体の漏洩の遮断性を確保する必要がある。このような密閉性の確保に適用し得る種々の締結構造が知られている（特許文献２～４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１７－０５９５１０号
【文献】実開平５－５０１３６号
【文献】特開２０１２－２５１５８３号
【文献】特開２００５－７３４０７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献２～４に開示されたものを含め、従来の締結構造では、電気機器のハウジングの密閉性の確保と、締結構造の簡素化とを両立できない。
【0006】
本発明は、外装体の内部に収容された電気要素を外装体に固定するための締結構造を備える電気機器において、締結構造の部分における外装体の密閉性の確保と、締結構造の簡素化の両立を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一態様は、外装体と、前記外装体内に収容された電気要素と、前記電気要素を前記外装体に固定する締結構造とを備え、前記締結構造は、前記外装体に形成された貫通孔と、前記貫通孔に挿通される第１部分と、前記外装体の前記貫通孔が形成された部分に隣接する第２部分とを備え、前記電気要素を前記外装体に締結する締結部材と、前記外装体の前記貫通孔が形成された部分と前記第２部分とのうち、樹脂製である一方から他方に向けて突出し、かつ前記貫通孔を取り囲み、前記外装体と前記第２部分との間に圧接状態で変形された断面が非対象形状の突起とを備える、電気機器を提供する。
【0008】
この態様によれば、前記外装体の前記貫通孔が形成された部分と前記第２部分とのうち、樹脂製である一方に、貫通孔を取り囲むように突起が設けられている。この突起が圧接状態で変形されることで、密閉性、つまり貫通孔を介する外装体の内部と外部との間での、気体と液体の漏洩の遮断性が確保される。従って、Ｏリングやシール部材のような、密閉性を確保するために別部品を使用する必要がなく、簡素化された構成で密閉性を確保できる。
【0009】
変形前の前記突起の断面形状が非対象な三角形状である。この態様によれば、断面が三角形状の突起が変形されることで、貫通孔を取り囲んで、前記外装体の前記貫通孔が形成された部分と前記第２部分とのうち、樹脂製である一方が他方に対して狭い面積で強固に押し付けられた領域が形成される。その結果、密閉性が向上する。
【0010】
前記突起は、第１突起と第２突起とを備え、前記第２突起は前記第１突起よりも前記貫通孔側に設けられている。突起が外装体の外部に配置されている場合、貫通孔を取り囲むように設けられた第１突起が変形されることで、外装体の外部から内部への気体と液体の漏洩が遮断される。また、第１突起よりも貫通孔側に設けられた第２突起が変形されることで、外装体の内部から外部への気体と液体の漏洩が遮断される。突起が外装体の内部に配置されている場合、貫通孔を取り囲むように設けられた第１突起が変形されることで、外装体の内部から外部への気体と液体の漏洩が遮断される。また、第１突起よりも内側に設けられた第２突起が変形されることで、外装体の外部から内部への気体と液体の漏洩が遮断される。このように、突起が第１突起と第２突起を備えることで、外装体の内部から外部への気体と液体の漏洩、並びに外装体の外部から内部への気体と液体の漏洩を、両方とも効果的に遮断できる。
【0011】
前記第１突起の変形前の断面形状は、第１辺と、前記第１辺よりも前記貫通孔側に位置する第２辺とを備え、前記第２辺の長さは前記第１辺の長さよりも長い。この態様によれば、第１突起は、貫通孔とは反対側に倒れるように圧縮されつつ変形される。よって、突起が外装体の外部に配置されている場合、外装体の外部から内部へ向かう気体又は液体の圧力は、第１突起をより強固に密接させるように作用する。また、突起が外装体の内部に配置されている場合、外装体の内部から外部へ向かう気体又は液体の圧力は、第１突起をより強固に密接させるように作用する。その結果、外装体の外部と内部の間での気体と液体の漏洩を、より効果的に遮断できる。
【0012】
前記第２突起の変形前の断面形状は、第３辺と、前記第３辺に対して前記貫通孔とは反対側に位置する前記の第４辺とを備え、前記第４辺の長さは前記第３辺の長さよりも長い。この態様によれば、第２突起は、貫通孔側に倒れるように圧縮されつつ変形される。よって、突起が外装体の外部に配置されている場合、外装体の内部から外部へ向かう気体又は液体の圧力は、第２突起をより強固に密接させるように作用する。また、突起が外装体の内部に配置されている場合、外装体の外部から内部へ向かう気体又は液体の圧力は、第２突起をより強固に密接させるように作用する。その結果、外装体の内部と外部の間での気体と液体の漏洩を、より効果的に遮断できる。
【0013】
前記突起は前記外装体の外部に配置されている。ここで、突起が外装体の内部に形成される場合、突起は、固定対象の電気要素に当接し、締結部材には当接しない。これに対して、この態様のように、突起が外装体の内部に形成される場合、突起は、締結部材の第２部分に当接し、強固に密接するため、締結部材の弛みを抑制できる。よって、電気要素の固定に有効である。
【発明の効果】
【0014】
本発明の電気機器では、貫通孔を取り囲むように設けられた突起が圧接状態で変形されることで、貫通孔を介する外装体の内部と外部との間での、気体と液体の漏洩の遮断性が確保される。従って、簡素化された構成で密閉性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の第１実施形態に係る蓄電装置を示す断面図。
【図3A】締結前の状態を示す一部拡大断面図。
【図4】突起の変形例を示す拡大断面図。
【図5】突起の他の変形状態を示す拡大断面図。
【図6】第２実施形態の突起を示す拡大断面図。
【図7】第３実施形態の突起を示す拡大断面図。
【図8】第４実施形態の突起を示す拡大断面図。
【図9】第５実施形態の突起を示す拡大断面図。
【図10】第６実施形態に係る蓄電装置を示す断面図。
【図12】密閉性を確保するための従来の締結構造を示す断面図。
【図13】密閉性を確保するための従来の他の締結構造を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
【0017】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る電気機器である蓄電装置１０を示す。この蓄電装置１０は、複数の電池セル１４（蓄電素子）からなる電池モジュール（電気要素）１２と、バスバーユニット２０とを備え、これらを外装体２２の内部に収容した構成である。本実施形態では、電池モジュール１２が外装体２２に固定され、これらの締結構造による外装体２２の密閉性の確保と、締結構造の簡素化の両立を図るものである。
図１は、本発明の第１実施形態に係る電気機器である蓄電装置１０を示す。この蓄電装置１０は、複数の電池セル１４（蓄電素子）からなる電池モジュール（電気要素）１２と、バスバーユニット２０とを備え、これらを外装体２２の内部に収容した構成である。本実施形態では、電池モジュール１２が外装体２２に固定され、これらの締結構造による外装体２２の密閉性の確保と、締結構造の簡素化の両立を図るものである。
【0018】
以下の説明では、電池セル１４の配列方向である電池セル１４の短手方向をＸ方向ということがある。また、電池セル１４の長手方向をＹ方向といい、電池セル１４の高さ方向をＺ方向ということがある。本実施形態の電池モジュール１２は、Ｘ方向の寸法がＹ方向の寸法よりも長い直方体であるが、これらの寸法は、電池セル１４の形状及び数によって変わる。
【0019】
（蓄電装置の概要）
図１に示すように、電池モジュール１２は、複数（本実施形態では８個）の電池セル１４をＸ方向に配列したものである。隣接した電池セル１４の間には、絶縁を確保するためのスペーサ（図示せず）が配置されている。
図１に示すように、電池モジュール１２は、複数（本実施形態では８個）の電池セル１４をＸ方向に配列したものである。隣接した電池セル１４の間には、絶縁を確保するためのスペーサ（図示せず）が配置されている。
【0020】
電池セル１４としては、リチウムイオン電池等の非水電解質二次電池が用いられている。但し、リチウムイオン電池以外にも、キャパシタを含む種々の電池セル１４も適用できる。個々の電池セル１４は金属製の容器を備え、この容器の内部には、セパレータを介して正極と負極の電極シートを積層した電極体、正極と負極の集電体、及び電解液が収容されている。
【0021】
電池セル１４は角形であり、ＹＺ平面に沿って延びる一対の長側面１５と、ＸＺ平面に沿って延びる一対の短側面１６とを備える。Ｘ方向における短側面１６の寸法は、Ｙ方向における長側面１５の寸法よりも短い。また、電池セル１４は、ＸＹ平面に沿って延びる底面１７と端子面１８を備える。Ｚ方向の上側に位置する端子面１８には、Ｙ方向の一端側に正極端子（図示せず）が配置され、Ｙ方向の他端側に負極端子（図示せず）が配置されている。
【0022】
バスバーユニット２０は、複数のバスバーを備え、全ての電池セル１４の端子面１８を覆うように、電池モジュール１２上に配置されている。複数のバスバーは、所定の電池セル１４の正極端子と負極端子に電気的に接続され、複数の電池セル１４の電力を供給する給電回路を構成する。例えば複数のバスバーは、樹脂製のバスバーフレームに取り付けられ、一体化されている。
【0023】
外装体２２は樹脂製であり、１つの面（Ｚ方向の上面）を開口した本体２３と、本体２３の開口を塞ぐ蓋体２７とを備える。本体２３と蓋体２７は、溶着等によって液密かつ気密に固定されている。
【0024】
本体２３は、Ｘ方向の寸法がＹ方向の寸法よりも長い直方体状であり、長方形状の底壁２４を備える。底壁２４のＸ方向両端には、電池モジュール１２の配列方向の外側に位置する一対の端壁２５がそれぞれ立設されている。底壁２４のＹ方向両側には、電池モジュール１２の配列方向と交差する方向の外側に位置する一対の側壁２６がそれぞれ立設されている。
【0025】
蓋体２７には、Ｘ方向の一端側に正極外部端子２８が設けられ、Ｘ方向の他端側に負極外部端子２９が設けられている。外部端子２８，２９は、蓋体２７からＺ方向上向きに突出しており、バスバーユニット２０にそれぞれ電気的に接続されている。バスバーユニット２０及び外部端子２８，２９を介して電池モジュール１２は、電気の充電と、電気の放電が可能になっている。
【0026】
本実施形態の電池モジュール１２は、複数の電池セル１４を拘束する拘束部材３２を備え、この拘束部材３２を介して外装体２２に固定（締結）されている。
【0027】
拘束部材３２は、電池モジュール１２の外周を取り囲む枠体であり、電池セル１４の配列方向（Ｘ方向）の両端に配置された一対のエンドプレート３３と、電池セル１４の配列方向と直交するＹ方向の両側に配置された一対のサイドプレート３４とを備える。これらのプレート３３，３４は、本実施形態では金属製であるが、外装体２２よりも硬質な樹脂によって形成してもよい。
【0028】
エンドプレート３３は、Ｘ方向両端に位置する電池セル１４の外側の長側面１５（電池モジュール１２の端面）を概ね覆う板状である。サイドプレート３４は、全ての電池セル１４の短側面１６に跨がってＸ方向に延びる帯状である。エンドプレート３３のＹ方向両側には、Ｘ方向内側に突出するように、屈曲された固定部３５が設けられている。ボルト止め等によって固定部３５にサイドプレート３４の両端が固定されることで、複数の電池セル１４が移動不可能に拘束され、一体化される。
【0029】
図２Ａを併せて参照すると、エンドプレート３３のＺ方向の下端には、電池モジュール１２を外装体２２に固定するためのブラケット３６が設けられている。ブラケット３６は、Ｘ方向外側に突出するように、屈曲して設けられている。
【0030】
（締結構造の概要）
図２Ａに示すように、電池モジュール１２を外装体２２に固定する締結構造は、外装体２２に形成された貫通孔３９と、電池モジュール１２を外装体２２に締結するボルト４５と、外装体２２とボルト４５の間で変形された突起５１とを備える。
図２Ａに示すように、電池モジュール１２を外装体２２に固定する締結構造は、外装体２２に形成された貫通孔３９と、電池モジュール１２を外装体２２に締結するボルト４５と、外装体２２とボルト４５の間で変形された突起５１とを備える。
【0031】
貫通孔３９は、ボルト４５の軸部４６よりも大径の孔であり、本体２３の底壁２４の四隅に形成された凹部３８にそれぞれ設けられている。凹部３８は、エンドプレート３３のブラケット３６の下部に位置するように、底壁２４をＺ方向上向きに窪ませて設けられており、そのＺ方向の端壁３８ａに貫通孔３９が形成されている。凹部３８のＺ方向の深さは、ボルト４５の頭部４７が下方へ突出しない寸法に設定されている。
【0032】
拘束部材３２のブラケット３６は、凹部３８上に配置されている。ブラケット３６には、貫通孔３９に対応する貫通部４１が設けられ、この貫通部４１にボルト４５が締結されるナット（締結受部）４２が配置されている。ナット４２は、雌ねじが設けられたネジ穴４３を備え（図３Ａ参照）、本実施形態ではブラケット３６に固定されている。
【0033】
ボルト４５は、金属製であり、外装体２２に対して拘束部材３２を含む電池モジュール１２を締結する締結部材である。ボルト４５は、雄ねじが設けられた軸部４６と、軸部４６の軸方向から見た形状が正六角形の頭部４７とを備える。軸部４６は、外装体２２の貫通孔３９に挿通される第１部分である。頭部４７は、貫通孔３９が形成された部分に隣接する第２部分である。本実施形態では、頭部４７が外装体２２の外部に位置するように、外装体２２の外部からボルト４５が取り付けられている。頭部４７の軸部４６側には、軸部４６の軸線を中心として径方向外向きに突出し、凹部３８における貫通孔３９の周囲に圧接されるフランジ部（座面部）４８が形成されている。
【0034】
突起５１は、貫通孔３９が形成された凹部３８及びボルト４５の頭部４７のうち、これらの相対的な圧接によって塑性変形し易い方に設けられている。つまり、本実施形態の突起５１は、樹脂製の外装体２２に設けられている。突起５１は、貫通孔３９を取り囲む円環状に形成され、凹部３８から頭部４７（外装体２２の外部）に向けて突出している。
【0035】
本実施形態では、凹部３８における貫通孔３９の周囲には、頭部４７から離れる向きに窪む円環状の凹み５０が設けられ、この凹み５０内に２個の突起５１Ａ，５１Ｂが同心円状に設けられている。突起５１Ａ，５１Ｂは、凹み５０の開口よりも外側（Ｚ方向下側）へ突出している。第１突起５１Ａの直径は、ボルト４５のフランジ部４８の直径よりも小さい。第２突起５１Ｂの直径は第１突起５１Ａの直径よりも小さい。つまり、第２突起５１Ｂは、凹部３８の径方向において第１突起５１Ａよりも内側に位置する貫通孔３９側に位置している。
【0036】
図２Ｂに最も明瞭に示すように、蓄電装置１０の組立状態では、突起５１Ａ，５１Ｂは凹部３８と頭部４７の間で、圧接状態で変形されている。図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、変形前（組立前）の突起５１Ａ，５１Ｂの断面形状は三角形状である。変形する前と後の突起５１Ａ，５１Ｂの断面形状は、径方向における突起５１Ａ，５１Ｂの中央を通り、貫通孔３９の中心線と平行な基準線Ｌ１，Ｌ２に対して、いずれも非対象である。
【0037】
図３Ｂに最も明瞭に示すように、変形前の第１突起５１Ａの断面形状は、径方向外側の角部を直角とした直角三角形状である。つまり、第１突起５１Ａは、径方向外側に位置し、基準線Ｌ１に沿って延びる第１辺５２ａと、第１辺５２ａよりも貫通孔３９側に位置する第２辺（斜辺）５２ｂとを備える。そして、第２辺５２ｂの長さは、第１辺５２ａの長さよりも長い。
【0038】
変形前の第２突起５１Ｂの断面形状は、径方向内側の角部を直角とした直角三角形状である。つまり、第２突起５１Ｂは、第２突起５１Ａの径方向内側に位置し、基準線Ｌ２に沿って延びる第３辺５２ｃと、第３辺５２ｃよりも貫通孔３９とは反対側に位置する第４辺（斜辺）５２ｄとを備える。そして、第４辺５２ｄの長さは、第３辺５２ｃの長さよりも長い。
【0039】
ここで、断面三角形状の突起５１Ａ，５１Ｂとは、第１辺５２ａと第２辺５２ｂ、及び第３辺５２ｃと第４辺５２ｄが、鋭角に交わる幾何学的な意味の三角形に限定されず、実質的な意味の三角形も含まれる。具体的には、図４に示すように、第１辺５２ａと第２辺５２ｂの間、及び第３辺５２ｃと第４辺５２ｄの間に、角面取りによる辺５２ｅを備えていてもよい。この場合、辺５２ｅの寸法Ｓ１は、辺５２ａ，５２ｃの寸法Ｓ２以下である。また、第１辺５２ａと第２辺５２ｂの間、及び第３辺５２ｃと第４辺５２ｄの間には、角面取りの代わりに丸面取りを施してもよい。そして、これらのような形状も、本発明の三角形状に含まれる。
【0040】
図２Ａ及び図３Ａを参照すると、貫通孔３９内には、ナット４２と頭部４７の間に介在する金属製のカラー５４が配置されている。カラー５４の外径は貫通孔３９の内径と概ね同一であり、カラー５４の内径は軸部４６の外径よりも大きい。カラー５４の軸方向（Ｚ方向）の全長は、凹部３８の下側端面からナット４２の下側端面までの寸法と略等しい。カラー５４は、本体２３の製造時にインサート成形してもよく、成形後の貫通孔３９に後から圧入してもよい。
【0041】
（蓄電装置の組立作業）
蓄電装置１０を組み立てる際には、複数の電池セル１４をＸ方向に配列し、これら電池セル１４群の外周を拘束部材３２によって拘束する。その後、電池モジュール１２にバスバーユニット２０を配置するとともに、拘束した電池モジュール１２を外装体本体２３内に配置する。なお、バスバーユニット２０の配置は、本体２３内への電池モジュール１２の配置後に行ってもよい。
蓄電装置１０を組み立てる際には、複数の電池セル１４をＸ方向に配列し、これら電池セル１４群の外周を拘束部材３２によって拘束する。その後、電池モジュール１２にバスバーユニット２０を配置するとともに、拘束した電池モジュール１２を外装体本体２３内に配置する。なお、バスバーユニット２０の配置は、本体２３内への電池モジュール１２の配置後に行ってもよい。
【0042】
次に、ボルト４５によって本体２３に対して電池モジュール１２（拘束部材３２）を固定する。図３Ａに示すように、この締結時には、貫通孔３９（カラー５４）内を通して底壁２４の外側から内側へボルト４５の軸部４６を通し、ナット４２にボルト４５を締め付ける。これにより、凹み５０から突出した突起５１Ａ，５１Ｂの先端にフランジ部４８が当接し、突起５１Ａ，５１Ｂが変形される。この際、第１突起５１Ａは、辺５２ａ，５２ｂの寸法設定により、貫通孔３９とは反対側に倒れるように、圧縮されつつ押し潰される。また、第２突起５１Ｂは、辺５２ｃ，５２ｄの寸法設定により、貫通孔３９側に倒れるように、圧縮されつつ押し潰される。
【0043】
ナット４２に対するボルト４５の締め付けは、カラー５４の端にボルト４５の頭部４７とナット４２が当接するまで行われる。つまり、ボルト４５とナット４２の間には金属製のカラー５４が介在するため、より強固な締結が可能となり、蓄電装置１０の使用中における振動等により締結が緩むことを効果的に防止できる。
【0044】
電池モジュール１２を本体２３に固定すると、バスバーユニット２０と蓋体２７の外部端子２８，２９とを電気的に接続した後、蓋体２７を本体２３に対して熱溶着によって固着する。
【0045】
この蓄電装置１０では、外装体２２の突起５１Ａ，５１Ｂが圧接状態で変形されることで、締結構造部分の密閉性、つまり貫通孔３９を介する外装体２２の内部と外部との間での、気体と液体の漏洩の遮断性を確保できる。従って、Ｏリングやシール部材のような、密閉性を確保するために別部品を使用する必要がなく、簡素化された構成で密閉性を確保できる。
【0046】
また、図２Ｂに示すように、断面が三角形状の突起５１Ａ，５１Ｂが押し潰されることで、樹脂による弾性的な反発力が得られる。この反発力によって、貫通孔３９を取り囲み、ボルト４５の頭部４７に対して狭い面積で強固に押し付けられた領域が形成される。その結果、密閉性が向上する。特に、本実施形態では、第１突起５１Ａと第２突起５１Ａを備えるため、外装体２２の内部から外部への気体と液体の漏洩、並びに外装体２２の外部から内部への気体と液体の漏洩を、両方とも効果的に遮断できる。
【0047】
具体的には、図２Ｂに破線で示すように、外装体２２の外部から内部へ向かう気体又は液体の圧力は、第１突起５１Ａを起き上がらせる向きに作用するため、樹脂による弾性的な反発力が高まり、頭部４７に第１突起５１Ａがより強固に密接する。また、外装体２２の内部から外部へ向かう気体又は液体の圧力は、第２突起５１Ｂを起き上がらせる向きに作用するため、樹脂による弾性的な反発力が高まり、頭部４７に第２突起５１Ｂがより強固に密接する。その結果、第１突起５１Ａによって、外装体２２の外部から内部への気体と液体の漏洩が遮断され、第２突起５１Ｂによって、外装体２２の内部から外部への気体と液体の漏洩が遮断される。
【0048】
しかも、本実施形態では、突起５１Ａ，５１Ｂが外装体２２の外部に形成されているため、電池モジュール１２の固定に有効である。つまり、突起５１Ａ，５１Ｂが外装体２２の内部に形成される場合、突起５１Ａ，５１Ｂは、電池モジュール１２（エンドプレート３３）に当接し、ボルト４５には当接しない。これに対して、突起５１Ａ，５１Ｂが外装体２２の外部に形成される場合、突起５１Ａ，５１Ｂは、ボルト４５の頭部４７に当接する。よって、突起５１Ａ，５１Ｂがボルト４５に対して強固に密接するため、ボルト４５の弛みを抑制できる。
【0049】
（突起の他の変形状態）
図５に示すように、突起５１Ａ，５１Ｂは、押し潰されることなく、凹部３８の径方向の外側と内側へ倒れるように、互いに離れる向きに変形することがある。この場合でも、突起５１Ａ，５１Ｂは、樹脂による弾性的な反発力が作用するため、頭部４７に圧接される。このような変形も考慮し、突起５１Ａ，５１Ｂは、変形状態で凹み５０から突出しないように、突出量及び形成位置を調整することが好ましい。
図５に示すように、突起５１Ａ，５１Ｂは、押し潰されることなく、凹部３８の径方向の外側と内側へ倒れるように、互いに離れる向きに変形することがある。この場合でも、突起５１Ａ，５１Ｂは、樹脂による弾性的な反発力が作用するため、頭部４７に圧接される。このような変形も考慮し、突起５１Ａ，５１Ｂは、変形状態で凹み５０から突出しないように、突出量及び形成位置を調整することが好ましい。
【0050】
このように変形した場合、突起５１Ａ，５１Ｂ間の空間は、吸盤のように真空に近い状態になる。この場合、外部からの大気圧によって、常に突起５１Ａ，５１Ｂが起き上がる向きに力が作用する。よって、樹脂による弾性的な反発力が高まり、頭部４７に突起５１Ａ，５１Ｂが強固に密接する。また、外装体２２の外部から内部へ向かう気体又は液体の圧力は、頭部４７に第１突起５１Ａをより強固に密接させ、外装体２２の内部から外部へ向かう気体又は液体の圧力は、頭部４７に第２突起５１Ｂをより強固に密接させる。その結果、第１突起５１Ａによって、外装体２２の外部から内部への気体と液体の漏洩が遮断され、第２突起５１Ｂによって、外装体２２の内部から外部への気体と液体の漏洩が遮断される。
【0051】
（第２実施形態）
図６は、第２実施形態の蓄電装置の外装体２２に形成した突起５１Ａ，５１Ｂを示す。この第２実施形態では、凹部３８の端壁３８ａに凹みを設けることなく、端壁３８ａの端面から突出するように突起５１Ａ，５１Ｂを設けた点で、第１実施形態と相違する。
図６は、第２実施形態の蓄電装置の外装体２２に形成した突起５１Ａ，５１Ｂを示す。この第２実施形態では、凹部３８の端壁３８ａに凹みを設けることなく、端壁３８ａの端面から突出するように突起５１Ａ，５１Ｂを設けた点で、第１実施形態と相違する。
【0052】
（第３実施形態）
図７は、第３実施形態の蓄電装置の外装体２２に形成した突起５１を示す。この第３実施形態では、第１突起５１Ａと第２突起５１Ｂの間に第３突起５１Ｃを設けた点で、第１実施形態と相違する。なお、第３突起５１Ｃの断面形状は、貫通孔と反対側に位置する辺の寸法と、貫通孔側に位置する辺の寸法とが同じ、二等辺三角形状である。
図７は、第３実施形態の蓄電装置の外装体２２に形成した突起５１を示す。この第３実施形態では、第１突起５１Ａと第２突起５１Ｂの間に第３突起５１Ｃを設けた点で、第１実施形態と相違する。なお、第３突起５１Ｃの断面形状は、貫通孔と反対側に位置する辺の寸法と、貫通孔側に位置する辺の寸法とが同じ、二等辺三角形状である。
【0053】
（第４実施形態）
図８は、第４実施形態の蓄電装置の外装体２２に形成した突起５１Ａ，５１Ｂを示す。この第４実施形態では、第１突起５１Ａの第１辺５２ａと第２突起５１Ｂの第３辺５２ｃの傾斜角度を変更した点で、第１実施形態と相違する。詳しくは、第１突起５１Ａの第１辺５２ａは、先端が貫通孔に近づく向き傾斜するように設けられている。第２突起５１Ｂの第３辺５２ｃは、先端が貫通孔から離れる向きに傾斜するように設けられている。なお、第１突起５１Ａの第１辺５２ａと第２辺５２ｂ、及び第２突起５１Ｂの第３辺５２ｃと第４辺５２ｄの長さ関係は、第１実施形態と同様である。
図８は、第４実施形態の蓄電装置の外装体２２に形成した突起５１Ａ，５１Ｂを示す。この第４実施形態では、第１突起５１Ａの第１辺５２ａと第２突起５１Ｂの第３辺５２ｃの傾斜角度を変更した点で、第１実施形態と相違する。詳しくは、第１突起５１Ａの第１辺５２ａは、先端が貫通孔に近づく向き傾斜するように設けられている。第２突起５１Ｂの第３辺５２ｃは、先端が貫通孔から離れる向きに傾斜するように設けられている。なお、第１突起５１Ａの第１辺５２ａと第２辺５２ｂ、及び第２突起５１Ｂの第３辺５２ｃと第４辺５２ｄの長さ関係は、第１実施形態と同様である。
【0054】
（第５実施形態）
図９は、第５実施形態の蓄電装置の外装体２２に形成した突起５１Ａ，５１Ｂを示す。この第５実施形態では、第１突起５１Ａの第１辺５２ａと第２突起５１Ｂの第３辺５２ｃを、第４実施形態とは逆向きに傾斜させた点で、第１実施形態と相違する。つまり、第１突起５１Ａの第１辺５２ａは、先端が貫通孔から離れる向きに傾斜するように設けられている。第２突起５１Ｂの第３辺５２ｃは、先端が貫通孔に近づく向きに傾斜するように設けられている。なお、第１突起５１Ａの第１辺５２ａと第２辺５２ｂ、及び第２突起５１Ｂの第３辺５２ｃと第４辺５２ｄの長さ関係は、第１実施形態と同様である。
図９は、第５実施形態の蓄電装置の外装体２２に形成した突起５１Ａ，５１Ｂを示す。この第５実施形態では、第１突起５１Ａの第１辺５２ａと第２突起５１Ｂの第３辺５２ｃを、第４実施形態とは逆向きに傾斜させた点で、第１実施形態と相違する。つまり、第１突起５１Ａの第１辺５２ａは、先端が貫通孔から離れる向きに傾斜するように設けられている。第２突起５１Ｂの第３辺５２ｃは、先端が貫通孔に近づく向きに傾斜するように設けられている。なお、第１突起５１Ａの第１辺５２ａと第２辺５２ｂ、及び第２突起５１Ｂの第３辺５２ｃと第４辺５２ｄの長さ関係は、第１実施形態と同様である。
【0055】
以上のように、突起５１Ａ，５１Ｂは、図６の第２実施形態から図９の第５実施形態のようにしてもよく、このようにしても第１実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。また、図６の第２実施形態から図９の第５実施形態の突起５１Ａ，５１Ｂにおいても、図４の変形例のように面取りした辺５２ｅを設けてもよい。
【0056】
（第６実施形態）
図１０は、第６実施形態の蓄電装置１０を示す。この第６実施形態では、外装体２２に形成する凹部３８のＺ方向の全高を高くし、本体２３の開口付近で、ボルト４５によって本体２３に対して電池モジュール１２（エンドプレート３３）を締結した点で、第１実施形態と相違する。
図１０は、第６実施形態の蓄電装置１０を示す。この第６実施形態では、外装体２２に形成する凹部３８のＺ方向の全高を高くし、本体２３の開口付近で、ボルト４５によって本体２３に対して電池モジュール１２（エンドプレート３３）を締結した点で、第１実施形態と相違する。
【0057】
図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、突起５１Ａ，５１Ｂは、凹部３８の端壁３８ａの上面側に設けられ、エンドプレート３３を介して、凹部３８とボルト４５の頭部４７との間で変形されている。なお、突起５１Ａ，５１Ｂは、図４の変形例、図６の第２実施形態から図９の第５実施形態と同様に形成してもよい。
【0058】
この第６実施形態では、突起５１Ａ，５１Ｂがボルト４５に密接しないため、ボルト４５の弛み抑制に関する効果は低くなるが、貫通孔３９を介する外装体２２の内部と外部との間での、気体と液体の漏洩の遮断性については、同様に確保できる。
【0059】
詳しくは、図１１Ｂに破線で示すように、外装体２２の内部から外部へ向かう気体又は液体の圧力は、第１突起５１Ａをより強固に密接させるように、第１突起５１Ａを起き上がらせる向きに作用する。また、外装体２２の外部から内部へ向かう気体又は液体の圧力は、第２突起５１Ｂをより強固に密接させるように、第２突起５１Ｂを起き上がらせる向きに作用する。その結果、第１突起５１Ａによって、外装体２２の内部から外部への気体と液体の漏洩が遮断され、第２突起５１Ｂによって、外装体２２の外部から内部への気体と液体の漏洩が遮断される。また、図５のように、突起５１Ａ，５１Ｂが押し潰されることなく、凹部３８の径方向の外側と内側へ倒れるように変形した場合でも、外装体２２の内部と外部との間での、気体と液体の漏洩の遮断性を確保できる。
【0060】
（比較例）
図１２及び図１３は、特殊な気密ボルト６０Ａ，６０Ｂを用いた従来の締結構造を示す。図１２の気密ボルト６０Ａは、軸部６１の外周に位置するように頭部６２（フランジ部６３）に凹部６４を設け、この凹部６４にＯリング６５を配置した構成である。図１３の気密ボルト６０Ｂは、軸部６１と同じ向きに突出するように、頭部６２（フランジ部６３）に環状のパッキン部６６を一体に設けた構成である。
図１２及び図１３は、特殊な気密ボルト６０Ａ，６０Ｂを用いた従来の締結構造を示す。図１２の気密ボルト６０Ａは、軸部６１の外周に位置するように頭部６２（フランジ部６３）に凹部６４を設け、この凹部６４にＯリング６５を配置した構成である。図１３の気密ボルト６０Ｂは、軸部６１と同じ向きに突出するように、頭部６２（フランジ部６３）に環状のパッキン部６６を一体に設けた構成である。
【0061】
これらの気密ボルト６０Ａ，６０ＢのＯリング６５と環状パッキン部６６は、内部から外部へ向かう気体又は液体の圧力、及び外部から内部へ向かう気体又は液体の圧力のうち、いずれか一方にしか対応していない。しかし、蓄電装置１０では、電池セル１４の異常による内圧上昇、及び外気温上昇又は水没等による外圧上昇等、双方向の圧力変動が生じ得るため、一方向だけの対策では不十分である。
【0062】
Ｏリング６５を装着した気密ボルト６０Ａの場合、フランジ部６３とカラー５４の間しか気密を確保できない。よって、気密を確保する場合、カラー５４を外装体２２にインサート成形する必要があるため、蓄電装置１０の製造コストが高くなる。
【0063】
環状パッキン部６６を設けた気密ボルト６０Ｂの場合、圧接される環状パッキン部６６と外装体２２（凹部３８の端壁３８ａ）との強度や硬さの違いによって、環状パッキン部６６が外装体２２に食い込み、圧縮不足で十分に気密を確保できない。よって、気密を確保する場合、カラー５４を外装体２２にインサート成形し、気密ボルト６０Ｂに特殊な加工を更に施す必要があるため、蓄電装置１０の製造コストが高くなる。
【0064】
これに対して、本発明の蓄電装置１０では、塑性変形し易い外装体２２に設けた突起５１Ａ，５１Ｂが押し潰されることで、外装体２２の内部と外部との間での、気体と液体の漏洩の遮断性を確保できる。従って、高価な気密ボルト６０Ａ，６０Ｂを用いることなく、簡素化された構成で密閉性を確保できる。
【0065】
なお、本発明は、前記実施形態の構成に限定されず、種々の変更が可能である。
【0066】
例えば、外装体２２の本体２３を金属製とし、ボルト（締結部材）４５を樹脂製とし、突起５１をボルト４５に設けてもよい。ボルト４５は、フランジ部４８を備えない構成であってもよい。締結部材を構成する軸部（第１部分）４６は、エンドプレート３３のブラケット３６に一体に設けてもよい。
【0067】
電気要素を構成する電池セル１４は、帯状の電極シートとセパレータを巻回した巻回式であってもよいし、矩形状とした複数枚の電極シートとセパレータを積層した積層式であってもよい。また、電池セル１４は、電極体を容器内に収容した角形電池に限られず、積層式の電極体をラミネートフィルムによって封止したラミネート型電池であってもよい。
【0068】
外装体に形成された貫通孔と、電気要素を外装体に締結する締結部材と、外装体と締結部材の間に圧接状態で変形された突起とを含む締結構造は、蓄電装置１０に限られず、外装体と、外装体内に収容された電気要素とを備え、電気要素を外装体に固定する電気機器であれば適用可能であり、同様の作用及び効果を得ることができる。
【符号の説明】
【0069】
１０…蓄電装置（電気機器）
１２…電池モジュール（電気要素）
１４…電池セル
１５…長側面
１６…短側面
１７…底面
１８…端子面
２０…バスバーユニット
２２…外装体
２３…本体
２４…底壁
２５…端壁
２６…側壁
２７…蓋体
２８…正極外部端子
２９…負極外部端子
３２…拘束部材
３３…エンドプレート
３４…サイドプレート
３５…固定部
３６…ブラケット
３８…凹部
３８ａ…端壁
３９…貫通孔
４１…貫通部
４２…ナット（締結受部）
４３…ネジ穴
４５…ボルト（締結部材）
４６…軸部（第１部分）
４７…頭部（第２部分）
４８…フランジ部
５０…凹み
５１…突起
５１Ａ…第１突起
５１Ｂ…第２突起
５１Ｃ…第３突起
５２ａ…第１辺
５２ｂ…第２辺
５２ｃ…第３辺
５２ｄ…第４辺
５２ｅ…面取りした辺
５４…カラー
６０Ａ，６０Ｂ…気密ボルト
６１…軸部
６２…頭部
６３…フランジ部
６４…凹部
６５…Ｏリング
６６…パッキン部
１２…電池モジュール（電気要素）
１４…電池セル
１５…長側面
１６…短側面
１７…底面
１８…端子面
２０…バスバーユニット
２２…外装体
２３…本体
２４…底壁
２５…端壁
２６…側壁
２７…蓋体
２８…正極外部端子
２９…負極外部端子
３２…拘束部材
３３…エンドプレート
３４…サイドプレート
３５…固定部
３６…ブラケット
３８…凹部
３８ａ…端壁
３９…貫通孔
４１…貫通部
４２…ナット（締結受部）
４３…ネジ穴
４５…ボルト（締結部材）
４６…軸部（第１部分）
４７…頭部（第２部分）
４８…フランジ部
５０…凹み
５１…突起
５１Ａ…第１突起
５１Ｂ…第２突起
５１Ｃ…第３突起
５２ａ…第１辺
５２ｂ…第２辺
５２ｃ…第３辺
５２ｄ…第４辺
５２ｅ…面取りした辺
５４…カラー
６０Ａ，６０Ｂ…気密ボルト
６１…軸部
６２…頭部
６３…フランジ部
６４…凹部
６５…Ｏリング
６６…パッキン部
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12】
【図13】