JP2017216156A - 電流遮断装置、蓄電装置及び蓄電装置の製造方法 - Google Patents

電流遮断装置、蓄電装置及び蓄電装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 端子と第1通電板との溶接品質を確保しながら、蓄電装置の寸法が大きくなることを抑制する。【解決手段】 この蓄電装置では、第1通電板20が溶接される端子7の下面には、ホルダ80の下部78に隣接して設けられ、第1通電板20の外周部分が溶接される溶接面98cと、溶接面98cの内側に設けられ、溶接面98cよりも端子取付壁側に位置するシフト面98aを有している。第1通電板20と第2通電板30とが積層される積層方向において、シフト面98aから溶接面98cまでの距離l2は、シフト面98aから下部78の第2通電板30側の端面までの距離l1の1/2よりも短い。【選択図】図2

Description

本明細書は、蓄電装置に関する。詳しくは、蓄電装置に備えられる電流遮断装置に関する。
蓄電装置には、過充電等が発生したときに通電を遮断する電流遮断装置が設けられることがある(例えば、特許文献1)。電流遮断装置は、電極組立体と端子とを接続する通電経路上に設けられている。具体的には、電流遮断装置は、端子に溶接される第1通電板と、第1通電板及び電極組立体に接続される第2通電板を備えている。過充電等によってケース内の圧力が設定圧力を超えると、第1通電板が変形して、第1通電板と第2通電板とが離間する。これによって、通電経路を流れる電流が遮断される。特許文献1の電流遮断装置では、リベット型の端子が用いられ、端子の上端にかしめ部が設けられている。かしめ部は、端子の中間部から屈曲し、ケースの外面に沿って半径方向に広がっている。端子の下端部とかしめ部によってケースが挟持されることで、端子がケースに取付けられている。
特開2015−125798号公報
特許文献1に開示される電流遮断装置のようにリベット型の端子を用いると、かしめ部をかしめる際に、端子を下方から支持しなければならない。すなわち、かしめ部をかしめる際は、端子の下方に配置された治具を端子の下面に当接させ、端子を下方から支持しなければならない。一方、端子には第1通電板が溶接されるため、端子の下面には溶接面が設けられる。ここで、溶接面に治具が当接するようにすると、溶接面に傷が生じ、第1通電板と端子との溶接品質を低下させる。そこで、端子の下面に、第1通電板が溶接される溶接面とは別に治具が当接する当接面を形成し、溶接面と当接面を上下方向(すなわち、第1通電板と第2通電板の積層方向)にシフトさせ、治具が溶接面に当接しないようにすることが考えられている。
しかしながら、端子に溶接面と当接面とを形成すると、電流遮断装置(すなわち、蓄電装置)の寸法が大きくなるという問題が生じる。すなわち、電流遮断装置が作動した後の再導通を防止するためには、溶接面と第2通電板との距離をある程度大きくする必要がある。すなわち、電流遮断装置が作動して第1通電板が第2通電板から離間する際は、第1通電板は溶接面を起点に第2通電板から離れる方向に変形する。再導通を防止するためには、変形後の第1通電板と第2通電板との距離を確保する必要があるため、溶接面と第2通電板との距離をある程度大きくする必要がある。ここで、従来の電流遮断装置では、端子の下端近傍に溶接面が形成されている。このため、第2通電板と溶接面との距離を確保しつつ、溶接面に対して積層方向にシフトした当接面を形成するためには、当接面をシフトさせた分だけ端子を大きくしなければならない。端子の寸法が大きくなると、その分だけ電流遮断装置の寸法が大きくなり、蓄電装置の寸法も大きくなってしまう。
本明細書は、リベット型の端子を用いた蓄電装置において、端子と第1通電板との溶接品質を確保しながら、蓄電装置の寸法が大きくなることを抑制することができる技術を提供する。
本明細書が開示する蓄電装置は、端子取付壁を有するケースと、ケース内に収容される電極組立体と、端子取付壁に取付けられる端子と、ケース内に収容され、電極組立体と端子とが電気的に接続される導通状態と、電極組立体と端子とが電気的に非接続となる非導通状態とに切換える電流遮断機構と、を備えている。端子取付壁は、ケースの内外を連通する取付孔を有している。端子は、ケース外に位置する第1端部と、ケース内に位置する第2端部と、その一端が第1端部に接続されると共にその他端が第2端部に接続される中間部と、を有している。電流遮断機構は、ケースと端子との間に配置され、その内部空間に端子の第2端部を収容する絶縁性のホルダと、ホルダの内部空間に収容され、端子の第2端部と電気的に接続される第1通電板と、第1通電板と対向して配置され、ホルダの一端に当接してホルダの内部空間を閉じると共に、電極組立体と電気的に接続される第2通電板と、を備えている。導通状態では、第1通電板と第2通電板とが当接して電極組立体と端子とが電気的に接続しており、非導通状態では、第1通電板が端子取付壁側に変形して第2通電板から離間し、電極組立体と端子とが電気的に非接続となっている。端子の中間部は、端子取付壁の取付孔に挿入されている。端子の第1端部は、中間部の一端から端子取付壁の外面に沿って半径方向に広がる第1部分を有している。端子の第2端部は、中間部の他端から端子取付壁の内面に沿って半径方向に広がる第2部分と、第2部分の外周端から第2通電板に向かって伸びる第3部分を有している。端子は、第1部分と第2部分とがホルダ及び端子取付壁を挟持することで、端子取付壁に取付けられている。第2部分の前記第1通電板側の面は、第3部分に隣接して設けられ、第1通電板の外周部分が溶接されている溶接面と、溶接面の内側に設けられ、溶接面よりも端子取付壁側に位置するシフト面と、を有している。第1通電板と第2通電板とが積層される積層方向において、シフト面から溶接面までの距離は、シフト面から第3部分の第2通電板側の端面までの距離の1/2よりも短い。
上記の蓄電装置では、端子にシフト面と溶接面が形成されているため、第1通電板と端子との溶接品質を確保することができる。また、第1通電板と第2通電板とが積層される積層方向において、シフト面から溶接面までの距離は、シフト面から第3部分の第2通電板側の端面(すなわち、端子の第2通電板側の端面)までの距離の1/2よりも短くされている。すなわち、溶接面は、シフト面の近傍に形成され、端子の第2通電板側の端面から溶接面までの距離が大きくされている。このため、電流遮断機構の作動後の再導通を好適に防止することができる。その一方、溶接面がシフト面の近傍に形成され、溶接面からシフト面までの距離が短くされている。これによって、電流遮断機構の寸法、すなわち、蓄電装置の寸法が大きくなることを抑制することができる。
また、本明細書は、新規な電流遮断装置を開示する。本明細書が開示する電流遮断装置は、蓄電装置のケースに設けられ、ケースに収容される電極組立体に電流が流れることが可能な導通状態と、電極組立体に電流が流れることができない非導通状態とに切換える。この電流遮断装置は、ケースの端子取付壁に取付けられる端子と、ケース内に収容され、電極組立体と端子とが電気的に接続される導通状態と、電極組立体と端子とが電気的に非接続となる非導通状態とに切換える電流遮断機構と、を備えている。端子取付壁は、ケースの内外を連通する取付孔を有している。端子は、ケース外に位置する第1端部と、ケース内に位置する第2端部と、その一端が第1端部に接続されると共にその他端が第2端部に接続される中間部と、を有している。電流遮断機構は、ケースと端子との間に配置され、その内部空間に端子の第2端部を収容する絶縁性のホルダと、ホルダの内部空間に収容され、端子の第2端部と電気的に接続される第1通電板と、第1通電板と対向して配置され、ホルダの一端に当接してホルダの内部空間を閉じると共に、電極組立体と電気的に接続される第2通電板と、を備えている。導通状態では、第1通電板と第2通電板とが当接して電極組立体と端子とが電気的に接続しており、非導通状態では、第1通電板が端子取付壁側に変形して第2通電板から離間し、電極組立体と端子とが電気的に非接続となっている。端子の中間部は、端子取付壁の取付孔に挿入されている。端子の第1端部は、中間部の一端から端子取付壁の外面に沿って半径方向に広がる第1部分を有している。端子の第2端部は、中間部の他端から端子取付壁の内面に沿って半径方向に広がる第2部分と、第2部分の外周端から第2通電板に向かって伸びる第3部分を有している。端子は、第1部分と第2部分とがホルダ及び端子取付壁を挟持することで、端子取付壁に取付けられている。第2部分の第1通電板側の面は、第3部分に隣接して設けられ、第1通電板の外周部分が溶接されている溶接面と、溶接面の内側に設けられ、溶接面よりも端子取付壁側に位置するシフト面と、を有している。第1通電板と第2通電板とが積層される積層方向において、シフト面から溶接面までの距離は、シフト面から第3部分の第2通電板側の端面までの距離の1/2よりも短い。この電流遮断装置においても、端子と第1通電板との溶接品質を確保しながら、蓄電装置の寸法が大きくなることを抑制することができる。
本明細書は、溶接面とシフト面とが形成された端子を備える蓄電装置を好適に製造するための製造方法を開示する。本明細書に開示の方法によって製造される蓄電装置は、端子取付壁を有するケースと、ケース内に収容される電極組立体と、端子取付壁に取付けられる端子と、ケース内に収容され、電極組立体と端子とが電気的に接続される導通状態と、電極組立体と端子とが電気的に非接続となる非導通状態とに切換える電流遮断機構と、を備えている。端子取付壁は、ケースの内外を連通する取付孔を有している。端子は、ケース外に位置する第1端部と、ケース内に位置する第2端部と、その一端が第1端部に接続されると共にその他端が第2端部に接続される中間部と、を有している。電流遮断機構は、ケースと端子との間に配置され、その内部空間に端子の第2端部を収容する絶縁性のホルダと、ホルダの内部空間に収容され、端子の第2端部と電気的に接続される第1通電板と、第1通電板と対向して配置され、ホルダの一端に当接してホルダの内部空間を閉じると共に、電極組立体と電気的に接続される第2通電板と、を備えている。導通状態では、第1通電板と第2通電板とが当接して電極組立体と端子とが電気的に接続しており、非導通状態では、第1通電板が端子取付壁側に変形して第2通電板から離間し、電極組立体と端子とが電気的に非接続となっている。端子の中間部は、端子取付壁の取付孔に挿入されている。端子の第1端部は、中間部の一端から端子取付壁の外面に沿って半径方向に広がる第1部分を有している。端子の第2端部は、中間部の他端から端子取付壁の内面に沿って半径方向に広がる第2部分と、第2部分の外周端から第2通電板に向かって伸びる第3部分を有している。端子は、第1部分と第2部分とがホルダ及び端子取付壁を挟持することで、端子取付壁に取付けられている。第2部分の第1通電板側の面は、第3部分に隣接して設けられ、第1通電板の外周部分が溶接されている溶接面と、溶接面の内側に設けられ、溶接面よりも端子取付壁側に位置するシフト面と、シフト面と溶接面とを接続する接続面と、を有している。この蓄電装置の製造方法は、準備工程と、挿入工程と、押圧工程と、形成工程と、溶接工程を備えている。準備工程では、第1端部が中間部の軸線と平行に伸びる変形前端子を準備する。挿入工程では、ホルダの内部空間に変形前端子の第2端部が収容された状態で、端子取付壁の取付孔に第1端部の側から変形前端子を挿入する。押圧工程では、挿入工程後に、第1治具によって端子取付壁の外面を押圧すると共に、第2治具によって変形前端子のシフト面を端子取付壁側に押圧することで、変形前端子及びホルダを端子取付壁に押圧する。形成工程では、第1治具及び第2治具によって押圧した状態で、変形前端子の第1端部を屈曲させて第1部分を形成する。溶接工程では、形成工程後に、第1通電板の外周部分を溶接面に溶接する。そして、押圧工程及び形成工程では、第2治具が、溶接面に非接触となる一方でシフト面に接触し、かつ、接続面の少なくとも一部に当接している。
上記の蓄電装置の製造方法では、第1冶具によって端子取付壁の外面を押圧し、また、第2冶具によって端子及びホルダを介して端子取付壁の内面を押圧した状態で、変形前端子の第1端部を屈曲させて第1部分を形成する。端子取付壁の外面に沿って第1部分が形成されるため、第1冶具で端子取付壁の外面を押圧する部位は、端子の中心から離れた位置となる。一方、第2冶具は、端子の中心側に形成されたシフト面を押圧する。このため、端子の中心から見て、第1冶具で押圧する部位は、第2冶具で押圧する部位よりも外側に位置する場合がある。かかる場合、第1冶具による押圧力によって、端子に曲げ応力が作用することとなる。上記の蓄電装置の製造方法では、第2冶具が端子の接続面(シフト面と溶接面を接続する面)の少なくとも一部にも当接する。このため、端子に作用する曲げ応力を第2冶具(詳細には、接続面に接触する部位)で受けることができ、端子が曲げ変形することを抑制することができる。これによって、端子と第1通電板との溶接品質を確保することができる。
なお、上記の溶接工程では、第1通電板の外周部分のうち、第2冶具が接続面に接触していた部位に隣接する部位を溶接してもよい。このような構成によると、第1通電板を溶接する部位に隣接する部分において接続面と第2冶具が接触し、端子の曲げ変形を抑制することができる。このため、端子と第1通電板との溶接品質を好適に維持することができる。
蓄電装置の断面図。 電流遮断機構を拡大して示す断面図。 ケース内の圧力が上昇して端子と電極との間の通電が遮断されたときの電流遮断機構を示す図(図2に対応する断面図)。 蓄電装置の製造工程を説明するための図。 変形例に係る電流遮断機構を拡大して示す断面図。
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。
(特徴1) 本明細書に開示する蓄電装置は、端子の中間部は、ケースの内外を連通する貫通孔を有していてもよい。そして、中間部の貫通孔の内側面と第2部分の第1通電板側の面とがなす角部が面取りされていてもよい。このような構成によると、電流遮断機構が作動したときに第1通電板が変形するための空間を広くすることができる。このため、第1通電板が大きく変形することができ、第1通電板と第2通電板との再導通を好適に防止することができる。
(特徴2) 本明細書に開示する蓄電装置では、第2部分の第1通電板側の面は、シフト面と溶接面とを接続する接続面をさらに有していてもよい。この場合、シフト面と溶接面は、積層方向に直交する平坦面であり、接続面は、積層方向に平行な面であってもよい。
(特徴3) 本明細書に開示する蓄電装置では、第3部分の第2通電板側の端面は、内周側から外周側に向かって第2通電板との距離が長くなるように傾斜していてもよい。この場合に、電流遮断機構は、第3部分の第2通電板側の端面の外側であって、第3部分と第2通電板とホルダで囲まれた空間内に配置されるシールリングをさらに有していてもよい。シールリングは、第3部分の第2通電板側の端面と第2通電板に当接して両者の間をシールしていてもよい。このような構成によると、第3部分の傾斜する端面にシールリングが当接するため、第3部分と第2通電板の間を好適にシールすることができる。
(特徴4) 本明細書に開示する蓄電装置では、電流遮断機構は、第2通電板に対して、第1通電板とは反対側に配置されていると共に、第2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変形板をさらに備えていてもよい。そして、変形板は、電極組立体と端子とが導通しているときは突起が第1位置に位置して第2通電板と第1通電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ときは突起が第1位置から第2通電板側の第2位置に移動して第2通電板と第1通電板とを離間させる第2状態とに切り替えられてもよい。
以下、実施例1に係る蓄電装置100について説明する。図1に示すように、蓄電装置100は、ケース1と、ケース1内に収容された電極組立体3と、ケース1に取付けられた電極端子としての接続端子5,7とを備えている。電極組立体3と接続端子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と接続端子7との間に配置された電流遮断機構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。
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(端子取付壁の一例)とを備えている。蓋部112は、本体111の上部を覆っている。蓋部112には、ケース1の内外を連通する取付孔81、82が形成されている。接続端子5は、取付孔81を介してケース1の内外に通じており、接続端子7は、取付孔82を介してケース1の内外に通じている。
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、正極電極、負極電極及びセパレータからなる積層体が複数積層されて構成されている。複数の正極電極のそれぞれ及び複数の負極電極のそれぞれは、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、正極電極に用いられるものは、例えばアルミ箔であり、負極電極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、正極電極毎に設けられた正極集電タブ51と、負極電極毎に設けられた負極集電タブ52を備えている。正極集電タブ51は、正極電極の上端部に形成されている。負極集電タブ52は、負極電極の上端部に形成されている。正極集電タブ51及び負極集電タブ52は、電極組立体3の上方に突出している。複数の正極集電タブ51は、1つに纏められて正極リード53に固定されている。複数の負極集電タブ52は、1つに纏められて負極リード54に固定されている。
正極リード53は、正極集電タブ51と接続端子5とに接続されている。正極リード53を介して、正極集電タブ51と接続端子5とが電気的に接続されている。正極リード53とケース1との間には、絶縁部材70が配置されている。絶縁部材70は、正極リード53とケース1の蓋部112とを絶縁している。
負極リード54は、負極集電タブ52と接続端子56とに接続されている。接続端子56は、電流遮断機構10を介して接続端子7に電気的に接続されている。よって、負極リード54、接続端子56及び電流遮断機構10を介して、負極集電タブ52と接続端子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と接続端子7とを接続する通電経路が形成されている。電流遮断機構10は、この通電経路を遮断可能である。電流遮断機構10の構成については後述する。負極リード54とケース1との間には、絶縁部材71が配置されている。絶縁部材71は、負極リード54とケース1とを絶縁している。なお、電流遮断機構10は、正極電極と接続端子5の通電経路上に配置してもよいし、負極電極と接続端子7の通電経路上及び正極電極と接続端子5の通電経路上の双方に配置してもよい。
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、接続端子5に固定されている。また、正極外部端子(金属プレート)60が、ガスケット62の上面に配置されている。正極外部端子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と正極外部端子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を通って正極外部端子60の上方に突出している。接続端子5、正極外部端子60及びボルト64は、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、接続端子7に固定されている。負極外部端子61が、ガスケット63の上面に配置されている。負極外部端子61には、正極外部端子60の貫通孔60aと同様の貫通孔61aが形成されている。貫通孔61a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61aを通って、負極外部端子61の上方に突出している。ガスケット63、負極外部端子61及びボルト65の構成は、上述したガスケット62、正極外部端子60及びボルト64の構成と同様である。接続端子7、負極外部端子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。
図2を参照して接続端子7について説明する。図2に示すように、接続端子7は、蓋部112にかしめ固定されている。接続端子7は、円筒部94(中間部の一例)、基底部8(第2端部の一例)及びかしめ部96(第1端部の一例であって第1部分の一例)を備えている。円筒部94は取付孔82に挿入されている。円筒部94にはケース1の内外を貫通する貫通孔97が形成されている。基底部8は環状に形成されている。具体的には、基底部8は、円筒部94の下端から蓋部112の内面に沿って半径方向に広がるリング状部95(第2部分の一例)と、リング状部95の外周端から下方(第2通電板30側)に伸びる延伸部99(第3部分の一例)を有している。基底部8は円筒部94の下端部に固定されている。基底部8はケース1の内部に配置されている。基底部8には、凹部98が形成されている。凹部98は貫通孔97と連通しており、凹部98内の空間12は大気圧に保たれる。かしめ部96は環状に形成されており、円筒部94の上端部に固定されている。かしめ部96はケース1の外部に配置されている。かしめ部96は、円筒部94の上端から蓋部112の外面に沿って半径方向に広がっている。接続端子7は、かしめ部96によりケース1の蓋部112に固定されている。すなわち、接続端子7は、かしめ部96と基底部8(詳しくは、リング状部95)によってホルダ80、蓋部112、ガスケット63及び負極外部端子61を挟持することで、蓋部112に取付けられている。
ここで、基底部8(詳しくは、リング状部95)の下面(第2通電板30側の面)には、溶接面98cと、接続面98bと、シフト面98aと、傾斜面98dが形成されている。溶接面98cは、延伸部99の内周側に配置され、延伸部99に隣接している。溶接面98cは、リング状の平坦な面であり、蓋部112の上面と平行となっている。溶接面98cには、第1通電板20の外周部分22が溶接されている。接続面98bは、溶接面98cとシフト面98aとを接続している。接続面98bは、溶接面98cに直交する円筒形状の曲面である。なお、接続面は溶接面98cに直交しなくてもよく、例えば、溶接面98cに対して傾斜する傾斜面としてもよい。シフト面98aは、溶接面98cの内側に配置されている。シフト面98aは、溶接面98cよりも蓋部112側に位置(シフト)している。シフト面98aは、リング状の平坦な面であり、溶接面98c(すなわち、蓋部112の上面)と平行となっている。このため、シフト面98aと接続面98bとは直交している。傾斜面98dは、シフト面98aの内側に配置され、円筒部94の中心に向かうに従って蓋部112に接近するように傾斜している。すなわち、傾斜面98dは、内周側から外周側に向かって蓋部112からの距離が長くなるように傾斜している。傾斜面98dは、円筒部94の貫通孔97の内側面とシフト面98とがなす角部を面取りすることで形成されている。
図2から明らかなように、溶接面98cは、延伸部99の下端よりもシフト面98aの近傍に形成されている。このため、シフト面98aから溶接面98cまでの距離l(詳しくは、上下方向(z方向)の距離)は、シフト面98aから延伸部99の下端(第2通電板30側の端部)までの距離lの1/2よりも短くされている。これによって、溶接面98cから第2通電板30までの距離が長くされている。なお、延伸部99の下端面99aは、内周側から外周側に向かって第2通電板30からの距離が長くなるように傾斜している。したがって、下端面99aの傾斜する方向は、傾斜面98dの傾斜する方向と反対となっている。
本実施例では、電流遮断装置は、接続端子7と電流遮断機構10によって構成されている。電流遮断装置(7,10)は、ケース1内に収容され、電極組立体3と接続端子7とが電気的に接続される導通状態と、電極組立体3と接続端子7とが電気的に非接続となる非導通状態とに切換える。電流遮断機構10は、接続端子7の下端に組付けられている。電流遮断機構10は、ホルダ80と、第1通電板20と、第2通電板30と、変形板40と、シールリング89を備えている。第1通電板20と第2通電板30と変形板40は、上下方向(z方向)に積層されている。
ホルダ80は、熱可塑性樹脂(例えば、PPS等)によって形成され、上部79及び下部78を有している。上部79は、ケース1の蓋部112の内面に沿って広がっており、ケース1の蓋部112と接続端子7の基底部8の間に配置されている。上部79には、中央側に位置する薄肉部79bと、薄肉部79bの上面に突設された凸部79aを有している。薄肉部79bの上面と蓋部112の内面との間には隙間が形成されており、凸部79aと蓋部112の内面との間には隙間が形成されている。薄肉部79bの下面は、接続端子7の基底部8に接触している。なお、上部79は、薄肉部79b及び凸部79a以外の部位では、蓋部112の内面と接触している。凸部79aは、周方向に連続して形成されており、接続端子7の円筒部94の周囲を一巡している。接続端子7の円筒部94は、薄肉部79bの内周端の内側に配置されている。また、蓋部112の内面のうち、薄肉部79bより内周側の位置には凸部113が形成されている。凸部113は、蓋部112側から接続端子7の基底部8に向かって突出している。凸部113は、周方向に連続して形成されており、接続端子7の円筒部94の周囲を一巡している。凸部113と基底部8との間には隙間が形成されている。基底部8と蓋部112の内面の間、及び、薄肉部79bと蓋部112の内面の間にはガスケット66が配置されている。ガスケット66は、基底部8と蓋部112の内面の両者に当接し、両者の間を封止している。詳細には、蓋部112の凸部113がガスケット66を基底部8に向かって押圧することで、ガスケット66は基底部8と蓋部112の間を封止している。これによって、ケース1内が気密に保たれている。ホルダ80は、接続端子7と共に、ケース1に固定されている。ホルダ80は、絶縁性を有する材料で形成されており、ケース1と接続端子7を絶縁している。ホルダ80の下部78は、上部79の外周縁から下方に伸び、円筒形状を呈している。接続端子7の基底部8は、下部78の内側に配置されている。すなわち、ホルダ80の内部空間に接続端子7の基底部8が収容されている。下部78の下面78bは、第2通電板30に当接し、第2通電板30に固定されている。下部78の下面78bに第2通電板30が当接することで、ホルダ80の内部空間の下端が閉じられている。なお、ホルダ80と第2通電板30とは、例えば、熱かしめを利用して固定することができる。すなわち、ホルダ80の下面78bに図示しない熱かしめ用ボスを形成する一方、第2通電板30に図示しない貫通孔を形成する。そして、ホルダ80の熱かしめ用ボスを第2通電板30の貫通孔に挿入し、次いで、熱かしめ用ボスの下端を熱かしめすることで、ホルダ80に第2通電板30を固定することができる。
第1通電板20は、ホルダ80の内部空間に収容されており、平面視すると円形となる導電性のダイアフラムである。第1通電板20は、接続端子7の下方に配置されている。第1通電板20は、中央部21と、外周部22と、中央部21と外周部22とを接続する傾斜部23を有している。第1通電板20の中央部21は、外周部22よりも下方に位置しており、第2通電板30と接続されている。第1通電板20の外周部22は、接続端子7の基底部8(詳しくは、溶接面98c)に溶接されている。なお、本実施例では、外周部22が溶接面98cに全周に亘って溶接されているが、このような例に限られず、外周部22の周方向の一部が溶接面98cに溶接されていてもよい。傾斜部23は、内周側から外周側に向かって第2通電板30からの距離が長くなるように傾斜している。上述したように、溶接面98cがシフト面98aの近傍に形成されていることから、第1通電板20の傾斜部23の傾斜角度も比較的大きな角度となっている。接続端子7の凹部98は、第1通電板20により覆われている。凹部98内の空間は接続端子7の貫通孔97を介してケース外の空間に連通する。
第2通電板30は、金属製の部材であり、導電性を有している。第2通電板30は、平面視において円形状に形成されている。第2通電板30は、第1通電板20の下方に配置され、第1通電板20と対向している。第2通電板30と基底部8の延伸部99との間には間隔が設けられている。第2通電板30は、ホルダ80の下方に配置されており、ホルダ80の内部空間を閉じている。第2通電板30は、中央部31及び外周部32を有している。第2通電板30の裏面には、溝33が設けられている。溝33は、中央部31と外周部32の間に、周方向に全周に亘って設けられている。溝33が形成された部位における第2通電板30の機械的強度は、中央部31の機械的強度より低く、かつ、外周部32の機械的強度よりも低い。第2通電板30の中央部31は、第1通電板20の中央部21と接合している。外周部32には、接続端子56が接続されている。すなわち、第2通電板30は、接続端子56を介して負極電極と接続されている。外周部32には、通気孔34が形成されている。通気孔34により、第1通電板20と第2通電板30との間の空間14は、第2通電板30と変形板40との間の空間16と連通している。なお、本実施例では、溝33は周方向に全周に亘って設けられているが、周方向の一部に設けられていてもよい。
変形板40は、第2通電板30の下方に配置されている。変形板40は、金属製の部材である。変形板40は、中央部41と外周部42を有し、中央部41が下方に凸となっている。変形板40の外周部42は、第2通電板30の下面に溶接で固定されている。変形板40の下面には、ケース1内の圧力が作用する。一方、変形板40の上面には、ケース1内の空間から隔離された空間16内の圧力が作用する。中央部41の上面には、絶縁性の突起43が設けられている。突起43は、円柱状に形成されている。変形板40及び第2通電板30を平面視したとき、突起43は、溝33で囲まれた部分より小さくされている。すなわち、突起43の上方には、第2通電板30の中央部31が位置している。
シールリング89は、ホルダ80に形成された凹部78aに収容されている。詳細には、延伸部99の下端面99aの外側であって、延伸部99とホルダ80と第2通電板30で囲まれた空間内に配置されている。シールリング89は、延伸部99の下端面99aと第2通電板30とホルダ80に当接することで、第2通電板30と接続端子7との間をシールしている。これによって、ケース1内の空間と、電流遮断機構10内の空間14,16とが連通することを防止している。なお、ホルダ80の下端面99aが傾斜しているため、ケース1内の圧力が上昇したときにシールリング89が下端面99aに押付けられ、シールリング89が位置ずれすることを防止している。
蓄電装置100は、ケース1内の圧力が所定値以下のときは、接続端子7と負極集電タブ52が電流遮断機構10を介して電気的に接続している。すなわち、図2に示すように、接続端子7は第1通電板20及び第2通電板30を介して負極電極と導通している。ケース1内の圧力が所定値を超えると、電流遮断機構10が、接続端子7と負極集電タブ52の導通を遮断し、蓄電装置100に電流が流れることを防止する。具体的には、ケース1内の圧力が上昇すると、変形板40の下面に作用する圧力が上昇する。一方、変形板40の上面には大気圧が作用する。このため、図3に示すように、ケース1の内圧が上昇して所定値に達すると、変形板40の上面に設けられた突起43が第2通電板30の中央部31に衝突する。そして、第2通電板30の機械的強度の低い溝33を起点に第2通電板30が破断する。そして、第1通電板20が反転して、上方に凸の状態に変化する。これによって、第2通電板30と第1通電板20を接続する通電回路が遮断され、電極組立体3(負極電極)と接続端子7とが非通電状態となる。
上述したように、第1通電板20の外周部22が溶接される溶接面98cは、第2通電板30から離れた位置に設けられている。すなわち、溶接面98cは、シフト面98aの近傍に位置し、第2通電板30から溶接面98cまでの距離が大きくされている。このため、第1通電板20が反転したときに、第1通電板20と第2通電板30との距離を大きくすることができる。その結果、電流遮断機構10が作動した後に、第1通電板20と第2通電板30とが再導通することを好適に防止することができる。また、図3に示すように、接続端子7には傾斜面98dが形成され、傾斜面98dで広げられた空間に、反転した第1通電板20が収容される。これによって、第1反転板20の反転が接続端子7によって阻害されることが抑制され、第1通電板20と第2通電板30との再導通を好適に防止することができる。
次に、図4を参照して、蓄電装置100の製造方法について説明する。なお、本実施例では、接続端子7のかしめ部96をかしめる工程に特徴があり、その他の工程については従来公知の工程を用いることができる。このため、以下では、本実施例の特徴部分のみを説明し、その他の工程については説明を省略する。
蓄電装置100の製造方法では、まず、かしめ部96がかしめられる前(変形前)の接続端子7を準備する。図4に示すように、変形前の接続端子7では、変形前のかしめ部96a(以下、単にかしめ部96aという)が円筒部94の軸線と平行に伸びている。すなわち、変形前の接続端子7では、かしめ部96aと円筒部94によって1つの円筒部が形成されている。このため、変形前の接続端子7では、かしめ部96a及び円筒部94をホルダ80の貫通孔(薄肉部79bの貫通孔)及び蓋部112の取付孔82に挿入することができる。また、変形前の接続端子7にガスケット66を取付ける。
次に、ホルダ80の内部空間に接続端子7の基底部8が収容された状態で、蓋部112の内側から、かしめ部96a及び円筒部94を蓋部112の取付孔82に挿入する。また、蓋部112の外側からは、かしめ部96a及び円筒部94にガスケット63と負極外部端子61を取付ける。
次に、負極外部端子61を第1冶具116,118によって蓋部112に向かって押圧すると共に、接続端子7を第2冶具114によって蓋部112に向かって押圧する。本実施例では、かしめ部96aがかしめられることで、半径方向外側に広がるかしめ部96が形成される(図2参照)。このため、第1冶具116,118が負極外部端子61を押圧する位置は、接続端子7の中心から比較的に離れた位置が押圧される。具体的には、接続端子7の延伸部99に対応する位置が押圧される。一方、第2冶具114は、ベース部112と、ベース部112の上面に設けられた凸部110が形成されている。第2冶具114で接続端子7を押圧する際は、凸部110を接続端子7の貫通孔97に挿入し、ベース部112の上面をシフト面98aに当接させる。ベース部112の上面がシフト面98aに当接した状態では、ベース部112の側面が接続面98bに接触する一方、溶接面98cには第2冶具114が接触していない。
次に、第1冶具116,118及び第2冶具114によって負極外部端子61及び接続端子7を蓋部112に向かって押圧した状態で、かしめ工具120によって、変形前の接続端子7のかしめ部96aを屈曲させてかしめ部96を形成する。これによって、接続端子7蓋部112に取付けられる。しかる後、第1通電板20の外周部22を接続端子7の溶接面98cに溶接する。以下、従来と同様の工程を実施することで、蓄電装置100が製造される。
上述したように、本実施例の蓄電装置100では、接続端子7にシフト面98aと溶接面98cが形成されている。そして、接続端子7のかしめ部96aをかしめる際は、第2冶具114をシフト面98aに当接させて接続端子7を蓋部112に押圧する。このため、第2冶具114が溶接面98cに当接しないため、溶接面98cに傷が形成されることを防止することができる。これによって、溶接面98cと第1通電板20との溶接品質を高めることができる。
また、本実施例では、第1冶具116,118によって負極外部端子61を押圧し、第2冶具114によって接続端子7を押圧する際は、第2冶具114のベース部112の側面が接続面98bに接触する。このため、第1冶具116,118からの押圧力によって接続端子7の外周部分(溶接面98cより外側の部分)が変形しようとしても、その変形がベース部112の側面によって抑制される。これによって、溶接面98cの変形が抑えられ、溶接面98cと第1通電板20との溶接品質をさらに高めることができる。
また、本実施例では、第1通電板20と第2通電板30とが積層される積層方向(z方向)において異なる位置に、溶接面98cとシフト面98aとが形成されているが、シフト面98aから溶接面98cまでの距離lは小さくされている。このため、電流遮断機構10の寸法が大きくなることが抑制でき、その結果、蓄電装置100の寸法が大きくなることを抑制できる。その一方、第2通電板30から溶接面98cまでの距離は比較的に大きくできるため、反転後の第1通電板20と第2通電板30との間隔が比較的広く確保することができる。このため、第1通電板20が反転した後に、第1通電板20と第2通電板30とが再導通することを好適に防止することができる。
なお、上述した実施例の蓄電装置100は、第1通電板20、第2通電板30及び変形板40を備える電流遮断機構10を備えていたが、電流遮断機構の構成はこのような構成に限定されない。例えば、図5に示すように、電流遮断装置は変形板を備えていない構成であってもよい。すなわち、上述した電流遮断機構10と同様に第1通電板20及び第2通電板30を備え、第2通電板30にケース1内の圧力が作用するように構成する。ケース1内の圧力が上昇すると、第2通電板30の下面に作用する圧力が上昇し、第2通電板30の機械的強度の低い溝を起点に第2通電板30が破断する。すると、第1通電板20が反転して、上方に凸の状態に変化する。これによって、第2通電板30と第1通電板20を接続する通電回路が遮断され、電極組立体3(負極電極)と接続端子7とが非通電状態となる。このような電流遮断装置においても、接続端子7に溶接面98cとシフト面98aを形成することで、上述した実施例と同様の作用効果を奏することができる。
また、上述した実施例では、第2冶具114のベース部112の側面が全周に亘って接続端子7の接続面98bに接触しているが、このような構成に限られない。例えば、ベース部112の側面の一部(周方向の一部)が接続面98bに当接するようにしてもよい。このような構成によると、接続面98bが全周に亘って第2冶具114と接触しないため、両者の間の接触抵抗が低減され、第2冶具114の接続端子7への当接を容易に行うことができる。なお、この場合には、溶接面98cのうち、第2冶具114が接続面98bに接触する部位に隣接した部分において、第1通電板20が溶接されていることが好ましい。溶接個所近傍の接続面98bが第2冶具114で支持されるため、第1通電板20と接続端子7との溶接品質を好適に維持することができる。
以上、本明細書に開示の技術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。
1:ケース
3:電極組立体
5,7:接続端子
10:電流遮断機構
20:第1通電板
30:第2通電板
35:当接領域
40:変形板
43 突起
74:熱溶着フィルム
75:シール層
75a:第1層
75b:第2層
75c:第3層
77:当接領域
80:ホルダ

Claims (8)

  1. 端子取付壁を有するケースと、
    前記ケース内に収容される電極組立体と、
    前記端子取付壁に取付けられる端子と、
    前記ケース内に収容され、前記電極組立体と前記端子とが電気的に接続される導通状態と、前記電極組立体と前記端子とが電気的に非接続となる非導通状態とに切換える電流遮断機構と、を備えており、
    前記端子取付壁は、前記ケースの内外を連通する取付孔を有しており、
    前記端子は、前記ケース外に位置する第1端部と、前記ケース内に位置する第2端部と、その一端が前記第1端部に接続されると共にその他端が前記第2端部に接続される中間部と、を有しており、
    前記電流遮断機構は、
    前記ケースと前記端子との間に配置され、その内部空間に前記端子の前記第2端部を収容する絶縁性のホルダと、
    前記ホルダの内部空間に収容され、前記端子の前記第2端部と電気的に接続される第1通電板と、
    前記第1通電板と対向して配置され、前記ホルダの一端に当接して前記ホルダの内部空間を閉じると共に、前記電極組立体と電気的に接続される第2通電板と、を備えており、
    前記導通状態では、前記第1通電板と前記第2通電板とが当接して前記電極組立体と前記端子とが電気的に接続しており、前記非導通状態では、前記第1通電板が端子取付壁側に変形して前記第2通電板から離間し、前記電極組立体と前記端子とが電気的に非接続となっており、
    前記端子の前記中間部は、前記端子取付壁の前記取付孔に挿入されており、
    前記端子の前記第1端部は、前記中間部の前記一端から前記端子取付壁の外面に沿って半径方向に広がる第1部分を有しており、
    前記端子の前記第2端部は、前記中間部の前記他端から前記端子取付壁の内面に沿って半径方向に広がる第2部分と、前記第2部分の外周端から前記第2通電板に向かって伸びる第3部分を有しており、
    前記端子は、前記第1部分と前記第2部分とが前記ホルダ及び前記端子取付壁を挟持することで、前記端子取付壁に取付けられており、
    前記第2部分の前記第1通電板側の面は、
    前記第3部分に隣接して設けられ、前記第1通電板の外周部分が溶接されている溶接面と、
    前記溶接面の内側に設けられ、前記溶接面よりも端子取付壁側に位置するシフト面と、を有しており、
    前記第1通電板と前記第2通電板とが積層される積層方向において、前記シフト面から前記溶接面までの距離は、前記シフト面から第3部分の第2通電板側の端面までの距離の1/2よりも短い、蓄電装置。
  2. 前記端子の前記中間部は、前記ケースの内外を連通する貫通孔を有しており、
    前記中間部の貫通孔の内側面と前記第2部分の前記第1通電板側の面とがなす角部が面取りされている、請求項1に記載の蓄電装置。
  3. 前記第2部分の前記第1通電板側の面は、前記シフト面と前記溶接面とを接続する接続面をさらに有しており、
    前記シフト面と前記溶接面は、前記積層方向に直交する平坦面であり、
    前記接続面は、前記積層方向に平行な面である、請求項1又は2に記載の蓄電装置。
  4. 前記第3部分の第2通電板側の端面は、内周側から外周側に向かって前記第2通電板との距離が長くなるように傾斜しており、
    前記電流遮断機構は、前記第3部分の第2通電板側の端面の外側であって、前記第3部分と前記第2通電板と前記ホルダで囲まれた空間内に配置されるシールリングをさらに有しており、
    前記シールリングは、前記第3部分の第2通電板側の端面と前記第2通電板に当接して両者の間をシールしている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の蓄電装置。
  5. 前記電流遮断機構は、前記第2通電板に対して、前記第1通電板とは反対側に配置されていると共に、前記第2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変形板をさらに備えており、
    前記変形板は、前記電極組立体と前記端子とが導通しているときは前記突起が第1位置に位置して前記第2通電板と前記第1通電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ときは前記突起が前記第1位置から前記第2通電板側の第2位置に移動して前記第2通電板と前記第1通電板とを離間させる第2状態とに切り替えられる、請求項1〜4のいずれか一項に記載の蓄電装置。
  6. 蓄電装置のケースに設けられ、前記ケースに収容される電極組立体に電流が流れることが可能な導通状態と、前記電極組立体に電流が流れることができない非導通状態とに切換える電流遮断装置であって、
    前記ケースの端子取付壁に取付けられる端子と、
    前記ケース内に収容され、前記電極組立体と前記端子とが電気的に接続される導通状態と、前記電極組立体と前記端子とが電気的に非接続となる非導通状態とに切換える電流遮断機構と、を備えており、
    前記端子取付壁は、前記ケースの内外を連通する取付孔を有しており、
    前記端子は、前記ケース外に位置する第1端部と、前記ケース内に位置する第2端部と、その一端が前記第1端部に接続されると共にその他端が前記第2端部に接続される中間部と、を有しており、
    前記電流遮断機構は、
    前記ケースと前記端子との間に配置され、その内部空間に前記端子の前記第2端部を収容する絶縁性のホルダと、
    前記ホルダの内部空間に収容され、前記端子の前記第2端部と電気的に接続される第1通電板と、
    前記第1通電板と対向して配置され、前記ホルダの一端に当接して前記ホルダの内部空間を閉じると共に、前記電極組立体と電気的に接続される第2通電板と、を備えており、
    前記導通状態では、前記第1通電板と前記第2通電板とが当接して前記電極組立体と前記端子とが電気的に接続しており、前記非導通状態では、前記第1通電板が端子取付壁側に変形して前記第2通電板から離間し、前記電極組立体と前記端子とが電気的に非接続となっており、
    前記端子の前記中間部は、前記端子取付壁の前記取付孔に挿入されており、
    前記端子の前記第1端部は、前記中間部の前記一端から前記端子取付壁の外面に沿って半径方向に広がる第1部分を有しており、
    前記端子の前記第2端部は、前記中間部の前記他端から前記端子取付壁の内面に沿って半径方向に広がる第2部分と、前記第2部分の外周端から前記第2通電板に向かって伸びる第3部分を有しており、
    前記端子は、前記第1部分と前記第2部分とが前記ホルダ及び前記端子取付壁を挟持することで、前記端子取付壁に取付けられており、
    前記第2部分の前記第1通電板側の面は、
    前記第3部分に隣接して設けられ、前記第1通電板の外周部分が溶接されている溶接面と、
    前記溶接面の内側に設けられ、前記溶接面よりも端子取付壁側に位置するシフト面と、を有しており、
    前記第1通電板と前記第2通電板とが積層される積層方向において、前記シフト面から前記溶接面までの距離は、前記シフト面から第3部分の第2通電板側の端面までの距離の1/2よりも短い、電流遮断装置。
  7. 端子取付壁を有するケースと、
    前記ケース内に収容される電極組立体と、
    前記端子取付壁に取付けられる端子と、
    前記ケース内に収容され、前記電極組立体と前記端子とが電気的に接続される導通状態と、前記電極組立体と前記端子とが電気的に非接続となる非導通状態とに切換える電流遮断機構と、を備えており、
    前記端子取付壁は、前記ケースの内外を連通する取付孔を有しており、
    前記端子は、前記ケース外に位置する第1端部と、前記ケース内に位置する第2端部と、その一端が前記第1端部に接続されると共にその他端が前記第2端部に接続される中間部と、を有しており、
    前記電流遮断機構は、
    前記ケースと前記端子との間に配置され、その内部空間に前記端子の前記第2端部を収容する絶縁性のホルダと、
    前記ホルダの内部空間に収容され、前記端子の前記第2端部と電気的に接続される第1通電板と、
    前記第1通電板と対向して配置され、前記ホルダの一端に当接して前記ホルダの内部空間を閉じると共に、前記電極組立体と電気的に接続される第2通電板と、を備えており、
    前記導通状態では、前記第1通電板と前記第2通電板とが当接して前記電極組立体と前記端子とが電気的に接続しており、前記非導通状態では、前記第1通電板が端子取付壁側に変形して前記第2通電板から離間し、前記電極組立体と前記端子とが電気的に非接続となっており、
    前記端子の前記中間部は、前記端子取付壁の前記取付孔に挿入されており、
    前記端子の前記第1端部は、前記中間部の前記一端から前記端子取付壁の外面に沿って半径方向に広がる第1部分を有しており、
    前記端子の前記第2端部は、前記中間部の前記他端から前記端子取付壁の内面に沿って半径方向に広がる第2部分と、前記第2部分の外周端から前記第2通電板に向かって伸びる第3部分を有しており、
    前記端子は、前記第1部分と前記第2部分とが前記ホルダ及び前記端子取付壁を挟持することで、前記端子取付壁に取付けられており、
    前記第2部分の前記第1通電板側の面は、
    前記第3部分に隣接して設けられ、前記第1通電板の外周部分が溶接されている溶接面と、
    前記溶接面の内側に設けられ、前記溶接面よりも端子取付壁側に位置するシフト面と、
    前記シフト面と前記溶接面とを接続する接続面と、を有している蓄電装置を製造する方法であって、
    第1端部が中間部の軸線と平行に伸びる変形前端子を準備する準備工程と、
    前記ホルダの内部空間に前記変形前端子の第2端部が収容された状態で、前記端子取付壁の取付孔に前記第1端部の側から前記変形前端子を挿入する挿入工程と、
    前記挿入工程後に、第1治具によって前記端子取付壁の外面を押圧すると共に、第2治具によって前記変形前端子の前記シフト面を端子取付壁側に押圧することで、前記変形前端子及び前記ホルダを前記端子取付壁に押圧する押圧工程と、
    前記第1治具及び前記第2治具によって押圧した状態で、前記変形前端子の前記第1端部を屈曲させて前記第1部分を形成する形成工程と、
    前記形成工程後に、前記第1通電板の外周部分を前記溶接面に溶接する溶接工程と、を有しており、
    前記押圧工程及び前記形成工程では、前記第2治具が、前記溶接面に非接触となる一方で前記シフト面に接触し、かつ、前記接続面の少なくとも一部に当接している、蓄電装置の製造方法。
  8. 前記溶接工程では、前記第1通電板の外周部分のうち、前記第2冶具が前記接続面に接触していた部位に隣接する部位を溶接する、請求項7に記載の蓄電装置の製造方法。
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