JP2016213154A - 蓄電装置のシール構造 - Google Patents

Abstract

【課題】シールパッキンによってセルのシール機能を発揮し、セルの調芯及び位置決めと、セルの装着作業をきわめて簡単に行える蓄電装置のシール構造の提供。【解決手段】シールパッキン6は、パッキン装着部21内に装着されるパッキン本体61と、セル3が挿入される複数の挿入口62と、挿入口62の内周面に、セル3の挿入方向に沿って傾斜するように設けられた第１のリップ部と、パッキン本体61の外周面に、セル3の挿入方向と反対方向に沿って傾斜するように設けられた第２のリップ部とを有し、カバー2のパッキン装着部21内にシールパッキン6が装着されることによって、第２のリップ部がパッキン装着部21の内周面に接してシールし、第１のリップ部が、挿入口62に挿入されたセル3の外周面に接してシールすると共に、セル3の位置決めがなされている。【選択図】図１

Description

本発明は蓄電装置のシール構造に関し、詳しくは、蓄電装置に収容されているセルのシール機能を発揮とすると共に、セルの調芯及び位置決めを行うことができ、セルの装着作業をきわめて簡単に行うことができる蓄電装置のシール構造に関する。

近年、ハイブリッド車等の自動車用の蓄電装置（キャパシタやバッテリー）として、ケース内にセルを複数装着したものが知られている。セルは冷却が必要であるため、隣接するセルとの間に隙間をあけるように筐体内に並設されている。

特許文献１には、組電池を構成する平板状の各セル（電池）の上下に、セル毎の保持部を有するホルダ部材を装着すると共に、櫛状の間隔保持部の棒状スペーサーを各セルの間に挿入して隣接するセル間の間隔を保持した状態で、ホルダ部材間に２枚のエンドプレートを固定し、このエンドプレート間で全てのセルを一体化することが記載されている。

特許文献２には、各単電池（セル）間に、該セルの四隅を保持する電池ホルダを挟むと共に、２枚のエンドプレートの間に全てのセルを挟み込み、両エンドプレート間をシャフトで挟着することによって一体化することが記載されている。

特許文献３には、各二次電池（セル）間に伝熱プレートを挟んだ状態で、複数のセルを帯状の拘束部材によって一体化することが記載されている。

特許文献４には、複数の二次電池モジュール（セル）を樹脂によって一体にモールドすることが記載されている。

特開２０１２−５９５８１号公報 ＷＯ２０１２／１４７１５０号公報 特開２０１４−９９３５４号公報 特開２０１５−８０７１号公報

特許文献１〜３記載のものでは、各セル間の間隔を保持するために専用の部材が必要であり、また、各セル間に専用部材を装着する必要があるため、セルの位置決めや装着作業が煩雑である。

一方、特許文献４は、複数のセルを樹脂によって一体にモールドしてしまうため、セルの交換等が不可能である。

また、いずれもセルに対してシールして、ガスや電解液の漏出に対してバックアップする機能を有するものではない。

そこで、本発明は、シールパッキンによって、セルのシール機能を発揮とすると共に、セルの調芯及び位置決めを行うことができ、セルの装着作業をきわめて簡単に行うことができる蓄電装置のシール構造を提供することを課題とする。

本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。

上記課題は、以下の各発明によって解決される。

１．カバー及びケースからなる筐体内に複数のセルが並設されると共に、前記カバーにパッキン装着部が設けられ、前記複数のセルの間が前記パッキン装着部内に装着されたシールパッキンによってシールされる蓄電装置のシール構造であって、
前記シールパッキンは、
前記パッキン装着部内に装着されるパッキン本体と、
前記パッキン本体に設けられ、前記セルが各々挿入される複数の挿入口と、
前記挿入口の各々の内周面に、前記セルの挿入方向に沿って傾斜するように設けられた第１のリップ部と、
前記パッキン本体の外周面に、前記セルの挿入方向と反対方向に沿って傾斜するように設けられた第２のリップ部とを有してなり、
前記パッキン装着部内に前記シールパッキンが装着されることによって、前記第２のリップ部が該パッキン装着部の内周面に接してシールし、
前記挿入口に前記セルがそれぞれ挿入されることにより、前記第１のリップ部が前記セルの外周面に接して該外周面との間をシールすると共に、前記セルの位置決めがなされることを特徴とする蓄電装置のシール構造。

２．前記シールパッキンは、隣接する前記挿入口の間に、隣接する前記セルの間を一定間隔に規制する間隔保持部を有しており、
前記間隔保持部は、前記パッキン本体よりも高さが高く形成されていることを特徴とする前記１記載の蓄電装置のシール構造。

３．前記パッキン装着部に係合突起が突設されていると共に、前記シールパッキンの下面に、前記係合突起に係合する係合溝が形成されていることを特徴とする前記１又は２記載の蓄電装置のシール構造。

４．前記セルは、バッテリーセル又はキャパシタセルであることを特徴とする請求項１、２又は３記載の蓄電装置のシール構造。

本発明によれば、シールパッキンによって、セルのシール機能を発揮とすると共に、セルの調芯及び位置決めを行うことができ、セルの装着作業をきわめて簡単に行うことができる蓄電装置のシール構造を提供することができる。

本発明に係るシールパッキンが適用された蓄電装置の分解斜視図 ダクトカバーにセルが装着された状態を示す斜視図 （ａ）は本発明に係るシールパッキンを示す平面図、（ｂ）はその底面図 図３（ｂ）中の(iv)−(iv)線に沿う断面図 （ａ）は、図３及び図４に示すシールパッキンをダクトカバーに装着する様子を説明する図、（ｂ）は、図３及び図４に示すシールパッキンにセルを挿入する様子を説明する図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明に係るシールパッキンが適用された蓄電装置の分解斜視図、図２はダクトカバーにセルが装着された状態を示す斜視図、図３（ａ）は本発明に係るシールパッキンを示す平面図、（ｂ）はその底面図、図４は、図３（ｂ）中の(iv)−(iv)線に沿う断面図、図５（ａ）は、図３及び図４に示すシールパッキンをダクトカバーに装着する様子を説明する図、（ｂ）は、図３及び図４に示すシールパッキンにセルを挿入する様子を説明する図である。なお、図１においてケースは図示省略している。

蓄電装置１は、ダクトカバー２に複数のセル３が装着され、全体がケース４で覆われることによって、これらダクトカバー２及びケース４によって構成される筐体内に複数のセル３を収容している。各セル３は直方体形状の箱型部品であり、図１、図２における下側の面に防爆弁や電極（図示せず）が設けられている。ここでは４つのセル３が、防爆弁側が下となるように揃えて並設され、ダクトカバー２内の所定の位置に装着されている。図１中の符号５は、防爆弁からのガスや電解液の漏出を防止してダクトカバー２に設けられた排出口（図示せず）から排出させるための面シールである。

なお、本明細書において上下を指す場合、図示の状態を基準とし、図示上側を「上」、図示下側を「下」とする。

ダクトカバー２は、並設された全てのセル３の周囲を取り囲むように、平面視矩形状のパッキン装着部２１が凹状に形成されており、このパッキン装着部２１内にシールパッキン６が装着されている。

シールパッキン６は、パッキン装着部２１の平面形状と同様に平面視矩形の枠状に形成されたパッキン本体６１の内側に、セル３の横断面形状に対応する矩形状の挿入口６２を複数有している。本実施形態に示すシールパッキン６は、４つのセル３に対応する４つの挿入口６２を有している。隣接する挿入口６２、６２間は、隣接するセル３、３同士の間隔が冷却を考慮した所定の間隔となるように規定する棒状の間隔保持部６３となっている。

これらパッキン本体６１及び間隔保持部６３は、ゴム状弾性体によって一体に形成されている。ゴム状弾性体としては、パッキン素材として用いられる適宜公知の素材を用いることができる。例えばニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、シリコンゴムや、これらの少なくとも一種を含む合成ゴム（発泡ゴムを含む。）を使用することができる。これらの中でも、セル３の挿入性を良好にする観点から低μ材（低摩擦材）であることが好ましい。

各挿入口６２の内周面６２ａには、各セル３の外周面３ａに接してシールする第１のリップ部６４を有している。また、パッキン本体６１の外周面６１ａには、ダクトカバー２のパッキン装着部２１の内周面２１ａに接してシールする第２のリップ部６５を有している。これら第１のリップ部６４及び第２のリップ部６５の詳細については後述する。

この蓄電装置１の組み立ては次のようにして行われる。まず、図５（ａ）に示すように、ダクトカバー２のパッキン装着部２１に対して、該パッキン装着部２１の上方からシールパッキン６を装着する。次いで、図５（ｂ）に示すように、このパッキン装着部２１内に装着されたシールパッキン６の各挿入口６２内に対して、その上方から、それぞれ防爆弁側がダクトカバー２側となるようにセル３を挿入することによって、該ダクトカバー２内にセル３を装着する。

これにより、シールパッキン６は、各セル３の外周面３ａが第１のリップ部６４と接触することで、挿入口６２の内周面６２ａとの間をシールすると同時に、この第１のリップ部６４との接触によって各セル３を各挿入口６２内でそれぞれ調芯し、位置決めする。また、シールパッキン６は、第２のリップ部６５がパッキン装着部２１の内周面２１ａと接することで、該パッキン装着部２１との間をシールする。

シールパッキン６は、第１のリップ部６４及び第２のリップ部６５によって、各セル３の外周面３ａ及びパッキン装着部２１の内周面２１ａにおいてそれぞれシール部位を形成することにより、万が一、面シール５からガスや電解液が漏れたとしても、このシールパッキン６がバックアップ機能を発揮して、蓄電装置１の外部への漏出を防ぐことができる。また、ダクトカバー２とケース４との間から内部に水やダストが侵入したとしても、シールパッキン６によってセル３の防爆弁や電極付近への侵入を防ぐことができる。

その後、ダクトカバー２にケース４が取り付けられることにより、内部に複数のセル３が収容された蓄電装置１とされる。

このように、このシールパッキン６を使用した蓄電装置１のシール構造によれば、パッキン装着部２１に装着されたシールパッキン６に対して、その挿入口６２に対してセル３を挿入していくだけで、各セル３の装着作業が完了するので、セル３の装着作業を極めて簡単に行うことができる。

また、シールパッキン６が、隣接するセル３、３の間を間隔保持部６３によって、冷却を考慮した一定の間隔となるように規制すると同時に、各セル３を第１のリップ部６４によって挿入口６２内に位置決めするので、セル３の調芯及び位置決め機能を兼ねることができる。従って、シールパッキン６の１部品のみで、シール機能と併せて、セル３の間隔保持、調芯、位置決めを行うことができ、蓄電装置１の部品点数を大幅に削減することができる。

次に、かかるシールパッキン６の構成の詳細について、図３〜図５を用いて説明する。

このシールパッキン６は、平面視矩形状となる枠状のパッキン本体６１の内側に棒状の３本の間隔保持部６３が、パッキン本体６１の対向する２つの短辺に亘って設けられている。これにより、パッキン本体６１と間隔保持部６３との間及び間隔保持部６３、６３間に、４つのセル３の挿入口６２が形成されている。

シールパッキン６（パッキン本体６１及び間隔保持部６３）の下面には、ダクトカバー２のパッキン装着部２１に設けられた係合突起２１ｂに係合する係合溝６６が形成されている。この係合溝６６がパッキン装着部２１の係合突起２１ｂと係合することによって、パッキン装着部２１内の所定の位置にシールパッキン６を固定することができるようになっている。

第１のリップ部６４は、各挿入口６２の内周面６２ａの高さ方向の中ほどから、挿入口６２の内方且つ下方に向けて突出し、セル３の挿入方向に沿って下り傾斜するように一体形成されている。第１のリップ部６４は、一定の傾斜角度を保って挿入口６２の内周面６２ａの全周に亘って形成されている。

従って、このシールパッキン６によれば、図５（ｂ）に示すように、各挿入口６２にセル３をそれぞれ挿入していくだけで、間隔保持部６３によって隣接するセル３、３間の間隔を一定の間隔となるように規定することができる。しかも、セル３を挿入口６２に挿入するだけで、第１のリップ部６４がセル３との間のシール機能を発揮とすると同時に、セル３の調芯及び位置決めを行うことができる。このため、セル３の装着作業も極めて簡単に行える。

この第１のリップ部６４は、セル３の挿入方向に沿って下り傾斜状に形成されているため、セル３を挿入する際に、セル３を第１のリップ部６４の内側に案内する機能を向上させることができると共に、挿入抵抗も低減することができる。従って、セル３の挿入作業性を向上させることができる。

この第１のリップ部６４は、内周縁の長手方向の幅及び短手方向の幅が、いずれもセル３の長手方向の幅及び短手方向の幅よりも僅かに小さな寸法となるように形成される。しかし、万が一、セル３からガスや電解液が漏れても、シールパッキン６にはほとんど圧力がかからないため、第１のリップ部６４の内周縁の幅をセル３の幅と同等とすることにより、第１のリップ部６４の締め代を実質的に０にすることもできる。これにより、シール機能を確保しつつ、セル３の挿入抵抗をより小さくすることができ、セル３の挿入作業性をさらに向上させることができる。

また、第１のリップ部６４は、内方且つ下方に向けて下り傾斜状に突出するリップ形状であることから、第１のリップ部６４の全体が挿入口６２の径方向に容易に撓むことができる。このため、ある程度締め代を形成しても挿入抵抗を増大させるおそれはない。従って、挿入抵抗を増大させずに、第１のリップ部６４自体が発揮する弾性によってシール機能を向上させることもできる。

第２のリップ部６５は、パッキン本体６１の外周面６１ａの中ほどから、パッキン本体６１の外方且つ上方に向けて突出し、セル３の挿入方向と反対方向に沿って上り傾斜するように一体形成されている。第２のリップ部６５は、一定の傾斜角度を保ってパッキン本体６１の外周面６１ａの全周に亘って形成され、ダクトカバー２のパッキン装着部２１の内周面２１ａに対して僅かに締め代を形成している。

このように第２のリップ部６５は上り傾斜状に形成されているため、図５（ａ）に示すように、このシールパッキン６をダクトカバー２のパッキン装着部２１に、その上方から装着する際の挿入抵抗を低減できると共に、第２のリップ部６５が内側に向けて容易に撓み変形することで、装着作業が良好に行える。

また、このシールパッキン６は、ダクトカバー２のパッキン装着部２１に装着された際、第２のリップ部６５自体が発揮する弾性によってパッキン装着部２１の内周面２１ａに対して安定した良好なシール状態を形成することができる。

シールパッキン６の間隔保持部６３は、図４に示すように、高さ（厚み）がパッキン本体６１よりも高く（厚く）形成されていることが好ましい。これにより、間隔保持部６３の剛性を高めることができるため、間隔保持部６３がヨレにくくなり、セル３の調芯及び位置決めをより良好に行うことができる。

また、このシールパッキン６は、パッキン装着部２１の係合突起２１ｂに係合溝６６が係合することによって、パッキン装着部２１内の所定の位置に確実に位置決めされている。これにより、各セル３の調芯及び位置決めをより確実に行うことができるため、本発明において好ましい態様である。

以上の説明では、直方体形状のセルを例示したが、本発明においてセルは、このような直方体形状のものに何ら限定されず、様々な外形形状のものとすることができる。従って、シールパッキン６の挿入口６２の開口形状は、このセルの様々な外形形状に対応する形状となることはもちろんである。

本発明において、蓄電装置１のセルはバッテリーセル又はキャパシタセルであってもよい。これにより蓄電装置１は、バッテリー又はキャパシタを構成する。バッテリーとしては、リチウムイオンバッテリー等の二次電池が考えられる。

本発明に係る蓄電装置のシール構造は、バッテリーセル又はキャパシタセルをシールパッキン６によってシールすることにより、上記同様の効果を奏する。

１：蓄電装置
２：ダクトカバー
２１：パッキン装着部
２１ａ：内周面
２１ｂ：係合突起
３：セル
３ａ：外周面
４：ケース
５：面シール
６：シールパッキン
６１：パッキン本体
６１ａ：外周面
６２：挿入口
６２ａ：内周面
６３：間隔保持部
６４：第１のリップ部
６５：第２のリップ部
６６：係合溝

Claims (4)

1. カバー及びケースからなる筐体内に複数のセルが並設されると共に、前記カバーにパッキン装着部が設けられ、前記複数のセルの間が前記パッキン装着部内に装着されたシールパッキンによってシールされる蓄電装置のシール構造であって、
   前記シールパッキンは、
   前記パッキン装着部内に装着されるパッキン本体と、
   前記パッキン本体に設けられ、前記セルが各々挿入される複数の挿入口と、
   前記挿入口の各々の内周面に、前記セルの挿入方向に沿って傾斜するように設けられた第１のリップ部と、
   前記パッキン本体の外周面に、前記セルの挿入方向と反対方向に沿って傾斜するように設けられた第２のリップ部とを有してなり、
   前記パッキン装着部内に前記シールパッキンが装着されることによって、前記第２のリップ部が該パッキン装着部の内周面に接してシールし、
   前記挿入口に前記セルがそれぞれ挿入されることにより、前記第１のリップ部が前記セルの外周面に接して該外周面との間をシールすると共に、前記セルの位置決めがなされることを特徴とする蓄電装置のシール構造。
2. 前記シールパッキンは、隣接する前記挿入口の間に、隣接する前記セルの間を一定間隔に規制する間隔保持部を有しており、
   前記間隔保持部は、前記パッキン本体よりも高さが高く形成されていることを特徴とする請求項１記載の蓄電装置のシール構造。
3. 前記パッキン装着部に係合突起が突設されていると共に、前記シールパッキンの下面に、前記係合突起に係合する係合溝が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の蓄電装置のシール構造。
4. 前記セルは、バッテリーセル又はキャパシタセルであることを特徴とする請求項１、２又は３記載の蓄電装置のシール構造。

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