JP2018045785A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外装体に蓄電ユニットを容易に固定することができる蓄電装置を提供する。【解決手段】蓄電装置１であって、第一方向に配列した複数の蓄電素子１００を有する蓄電ユニット２０と、蓄電ユニット２０の外方に配置される外装体１０と、外装体１０を第一方向と交差する第二方向に挿通し、外装体１０に蓄電ユニット２０を固定する固定部材５０とを備え、蓄電ユニット２０は、固定部材５０が固定される、第二方向と交差する方向に移動可能な被固定部材４３１を有し、被固定部材４３１は、第二方向と交差する方向のうち、第一方向の方が第一方向と直交する方向よりも移動可能距離が大きい。【選択図】図６

Description

本発明は、複数の蓄電素子と外装体とを備える蓄電装置に関する。

従来、複数の蓄電素子を備える蓄電ユニットと外装体とを備え、外装体に蓄電ユニットを固定した構成の蓄電装置が広く知られている。例えば、特許文献１には、１列に配列された複数の二次電池セル（蓄電素子）を備える電池ブロック（蓄電ユニット）が、貫通ねじによって冷却プレート（外装体）に固定された電源装置（蓄電装置）が開示されている。

特開２０１３−２２９１８２号公報

しかしながら、上記従来の蓄電装置では、外装体に蓄電ユニットを固定する作業が困難な場合があるという問題がある。つまり、上記従来の蓄電装置では、複数の蓄電素子が１列に配列されて配置されている構成であるため、配列方向において寸法のばらつきが大きくなる傾向にある。このため、外装体と蓄電ユニットとの位置決めを正確に行うことができず、外装体に蓄電ユニットを固定する作業が困難になるおそれがある。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、外装体に蓄電ユニットを容易に固定することができる蓄電装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電装置は、第一方向に配列した複数の蓄電素子を有する蓄電ユニットと、前記蓄電ユニットの外方に配置される外装体と、前記外装体を前記第一方向と交差する第二方向に挿通し、前記外装体に前記蓄電ユニットを固定する固定部材とを備え、前記蓄電ユニットは、前記固定部材が固定される、前記第二方向と交差する方向に移動可能な被固定部材を有し、前記被固定部材は、前記第二方向と交差する方向のうち、前記第一方向の方が前記第一方向と直交する方向よりも移動可能距離が大きい。

これによれば、蓄電装置において、外装体に蓄電ユニットを固定する固定部材は、蓄電ユニットの被固定部材に固定され、被固定部材は、外装体への挿通方向（第二方向）と交差する方向のうち複数の蓄電素子の配列方向（第一方向）の方が当該第一方向と直交する方向よりも移動可能距離が大きい。ここで、蓄電ユニットは、一般的に、第一方向において寸法のばらつきが大きくなるが、第一方向への被固定部材の移動可能距離が大きいため、当該寸法のばらつきを吸収することができる。このため、蓄電ユニットの寸法がばらついて、被固定部材の位置にずれが生じても、被固定部材に固定部材を容易に固定することができるため、外装体に蓄電ユニットを容易に固定することができる。

また、前記固定部材は、前記外装体の前記固定部材が挿通される挿通孔を封止する封止部を有することにしてもよい。

これによれば、外装体には、固定部材が挿通される挿通孔が形成されているが、封止部によって当該挿通孔を封止することで、外装体の当該挿通孔の部分における気密性を確保することができる。

また、前記固定部材は、前記蓄電ユニットを前記第二方向に挿通した状態で前記被固定部材に固定され、前記外装体の前記固定部材が挿通される挿通孔は、前記蓄電ユニットの前記固定部材が挿通される挿通孔よりも、前記第一方向における前記固定部材との幅の差が小さいことにしてもよい。

これによれば、外装体の挿通孔の固定部材との幅の差を小さくしても、被固定部材が移動することで固定部材を被固定部材に固定することができるため、当該挿通孔を小さくすることができる。これにより、外装体の当該挿通孔の部分における気密性を確保しやすい構成にすることができる。

また、前記被固定部材は、前記蓄電ユニットの前記第一方向の端部に配置されていることにしてもよい。

これによれば、被固定部材が、蓄電ユニットの第一方向（複数の蓄電素子の配列方向）の端部に配置されているため、被固定部材の位置に比較的大きなばらつきが生じるが、被固定部材は第一方向に移動可能な構成であるため、当該ばらつきを吸収することができる。これにより、被固定部材に固定部材を容易に固定することができるため、外装体に蓄電ユニットを容易に固定することができる。

また、前記固定部材は、前記被固定部材に螺合により固定され、前記蓄電ユニットは、さらに、前記被固定部材の、前記固定部材の軸まわりの回転を規制する規制部材を有することにしてもよい。

これによれば、固定部材が被固定部材に螺合される際に、被固定部材が移動することで固定部材が傾くのが抑制され、また、規制部材により被固定部材の回転が規制されるため、容易に、固定部材を被固定部材に強固に固定することができる。

また、前記規制部材は、前記被固定部材が収容される収容空間を有し、前記第二方向から見た場合の、前記収容空間の最小の幅は、前記被固定部材の最大外寸よりも小さいことにしてもよい。

これによれば、規制部材に形成された被固定部材の収容空間の最小幅が、被固定部材の最大外寸よりも小さいため、当該収容空間内で被固定部材が回転しようとしても規制部材の内面と当接して、被固定部材の回転が規制される。これにより、例えば、ねじ締めによって被固定部材に固定部材を固定するような場合に、被固定部材の回転が規制されるため、被固定部材に固定部材を容易に固定することができる。

また、前記固定部材は、前記被固定部材に挿入される第一軸部と、前記第一軸部よりも先端側に配置され、前記第一軸部よりも細い第二軸部とを有することにしてもよい。

これによれば、固定部材は、被固定部材に挿入される第一軸部よりも細い第二軸部を先端側に有しているため、固定部材を被固定部材に挿入しやすい形状になっている。これにより、被固定部材に固定部材を容易に挿入することができるため、被固定部材に固定部材を容易に固定することができる。

また、前記被固定部材は、前記固定部材が挿入される第一開口部と、前記第一開口部よりも入口側に配置され、前記第一開口部よりも開口面積が大きい第二開口部とを有することにしてもよい。

これによれば、被固定部材は、固定部材が挿入される第一開口部よりも開口面積が大きい第二開口部を入口側に有しているため、固定部材を被固定部材に挿入しやすい形状になっている。これにより、被固定部材に固定部材を容易に挿入することができるため、被固定部材に固定部材を容易に固定することができる。

なお、本発明は、このような蓄電装置として実現することができるだけでなく、当該蓄電装置が備える固定部材、被固定部材または規制部材としても実現することができる。

本発明における蓄電装置によれば、外装体に蓄電ユニットを容易に固定することができる。

実施の形態に係る蓄電装置の外観を示す斜視図である。 実施の形態に係る蓄電装置を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。 実施の形態に係る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。 実施の形態に係る挟持部材の接続部の構成を示す斜視図である。 実施の形態に係る蓄電ユニットを第二外装体に固定する構成を示す斜視図である。 実施の形態に係る接続部に固定部材が接続された状態の構成を示す断面図である。 実施の形態に係る接続部の被固定部材及び規制部材の構成を示す平面図である。 実施の形態に係る被固定部材に固定部材が固定される工程を示す図である。 実施の形態に係る被固定部材に固定部材が固定される工程を示す図である。 実施の形態の変形例に係る接続部の被固定部材及び規制部材の構成を示す平面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係る蓄電装置について説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体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、製造方法における各工程、各工程の順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、添付の図面における各図は、模式的な図であり、寸法等は厳密に図示したものではない。

また、以下の説明及び図面中において、蓄電素子の配列方向、外部端子の並び方向、蓄電素子の容器の長側面の対向方向、または、当該容器の厚さ方向をＸ軸方向（以下では第一方向とも称する）と定義する。また、１つの蓄電素子における電極端子の並び方向、または、蓄電素子の容器の短側面の対向方向をＹ軸方向と定義する。また、蓄電素子の上下方向（容器の蓋を上方に向けて設置した状態での重力の作用する方向）をＺ軸方向（以下では第二方向とも称する）と定義する。これらＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、互いに交差（本実施の形態では直交）する方向である。なお、使用態様によってはＺ軸方向が上下方向にならない場合も考えられるが、以下では説明の便宜のため、Ｚ軸方向を上下方向として説明する。また、以下の説明において、例えば、Ｘ軸方向プラス側とは、Ｘ軸の矢印方向側を示し、Ｘ軸方向マイナス側とは、Ｘ軸方向プラス側とは反対側を示す。Ｙ軸方向やＺ軸方向についても同様である。

（実施の形態）
まず、蓄電装置１の構成について、説明する。図１は、本実施の形態に係る蓄電装置１の外観を示す斜視図である。また、図２は、本実施の形態に係る蓄電装置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。

蓄電装置１は、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電することができる装置である。例えば、蓄電装置１は、電力貯蔵用途や電源用途などに使用される電池モジュールである。具体的には、蓄電装置１は、例えば、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）またはプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）等の自動車、自動二輪車、ウォータークラフト、スノーモービル、農業機械、建設機械などの移動体のエンジン始動用バッテリーとして用いられる。

ここで、図１及び図２に示すように、蓄電装置１は、第一外装体１１と第二外装体１２とからなる外装体１０、及び、外装体１０内方に収容される蓄電ユニット２０と保持部材３０とバスバー４１、４２等を備えている。

外装体１０は、蓄電装置１の外装体を構成する矩形状（箱状）の容器（モジュールケース）である。つまり、外装体１０は、蓄電ユニット２０、保持部材３０及びバスバー４１、４２の外方に配置され、この蓄電ユニット２０等を所定の位置に配置し、蓄電ユニット２０等を衝撃などから保護する。また、外装体１０は、軽量化等の観点から、例えばポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）またはＡＢＳ樹脂等の絶縁性の樹脂材料により構成されている。外装体１０は、これにより、蓄電ユニット２０等が外部の金属部材などに接触することを回避する。

ここで、外装体１０は、外装体１０の蓋体を構成する第一外装体１１と、外装体１０の本体を構成する第二外装体１２とを有している。第一外装体１１は、第二外装体１２の開口を閉塞する扁平な矩形状のカバー部材であり、正極外部端子１３と負極外部端子１４とが設けられている。蓄電装置１は、この正極外部端子１３と負極外部端子１４とを介して、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電する。また、第二外装体１２は、開口が形成された有底矩形筒状のハウジングであり、蓄電ユニット２０、保持部材３０及びバスバー４１、４２等を収容する。なお、第一外装体１１と第二外装体１２とは、同じ材質の部材で形成されていてもよいし、異なる材質の部材で形成されていてもかまわない。

蓄電ユニット２０は、複数の蓄電素子１００（本実施の形態では、１２個の蓄電素子１００）と複数のバスバー２００とを有しており、バスバー４１、４２を介して、第一外装体１１に設けられた正極外部端子１３と負極外部端子１４とに電気的に接続される。また、蓄電ユニット２０は、複数の蓄電素子１００が縦置きになった状態で第一方向（Ｘ軸方向）に配列されて、第二外装体１２内に配置される。そして、蓄電ユニット２０は、上方から第一外装体１１が被せられて、外装体１０の内方に収容される。なお、蓄電ユニット２０の詳細な構成の説明については、後述する。

保持部材３０は、バスバー４１、４２や、その他リレーなどの電装部品、配線類等（図示せず）を保持し、当該バスバー４１、４２等と他の部材との絶縁、及び、当該バスバー４１、４２等の位置規制を行うことができる電装品トレーである。保持部材３０は、例えばＰＣ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＰＳ、ＰＢＴまたはＡＢＳ樹脂等の絶縁性の樹脂材料により形成されている。また、バスバー４１、４２は、蓄電ユニット２０内のバスバー２００と、第一外装体１１に設けられた正極外部端子１３及び負極外部端子１４とを電気的に接続する導電性の部材である。バスバー４１、４２は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等で形成されている。

次に、蓄電ユニット２０の構成について、詳細に説明する。図３は、本実施の形態に係る蓄電ユニット２０を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。

同図に示すように、蓄電ユニット２０は、複数の蓄電素子１００と、複数のバスバー２００と、複数のスペーサ３００（複数のスペーサ３１０及び一対のスペーサ３２０）と、一対の挟持部材４００と、複数の拘束部材５００と、バスバーフレーム６００と、遮熱プレート７００とを備えている。

蓄電素子１００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などの非水電解質二次電池である。蓄電素子１００は、扁平な矩形状を有しており、スペーサ３１０に隣接して配置されている。つまり、複数の蓄電素子１００のそれぞれが、複数のスペーサ３１０のそれぞれと交互に配置され、第一方向（Ｘ軸方向）に配列されている。本実施の形態では、１２個の蓄電素子１００が１１個のスペーサ３１０と交互に隣接して配置されている。

また、同図に示すように、蓄電素子１００は、金属製の容器１１０と、正極端子１２０及び負極端子１３０とを備えている。また、容器１１０の内方には、電極体（発電要素）及び集電体（正極集電体及び負極集電体）等が配置され、電解液（非水電解質）などが封入されているが、詳細な説明は省略する。なお、蓄電素子１００は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよい。

バスバー２００は、蓄電ユニット２０内の複数の蓄電素子１００が有するそれぞれの電極端子と電気的に接続される導電性の部材である。バスバー２００は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等で形成されている。また、スペーサ３００は、複数のスペーサ３１０と一対のスペーサ３２０とを有しており、例えばＰＣ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＰＳ、ＰＢＴまたはＡＢＳ樹脂等の絶縁性の樹脂により形成されている。スペーサ３１０は、隣り合う２つの蓄電素子１００の間に配置され、当該２つの蓄電素子１００間を絶縁する板状部材である。スペーサ３２０は、後述する挟持部材４００と外装体１０との間に配置され、挟持部材４００と外装体１０との間を絶縁する板状部材である。

挟持部材４００及び拘束部材５００は、蓄電素子１００の電極体の積層方向において、蓄電素子１００を外方から圧迫する部材である。つまり、挟持部材４００及び拘束部材５００は、複数の蓄電素子１００を当該積層方向の両側から挟み込むことで、複数の蓄電素子１００に含まれるそれぞれの蓄電素子１００を両側から圧迫する。なお、蓄電素子１００の電極体の積層方向とは、電極体の正極板、負極板及びセパレータが積層される方向であり、複数の蓄電素子１００の配列方向（Ｘ軸方向）と同じ方向である。

具体的には、挟持部材４００は、複数の蓄電素子１００のＸ軸方向両側に配置された平板状部材（エンドプレート）であり、複数の蓄電素子１００及び複数のスペーサ３１０を、当該複数の蓄電素子１００及び複数のスペーサ３１０の配列方向（Ｘ軸方向）の両側から挟み込んで保持する。挟持部材４００は、絶縁性及び強度確保の観点等から、内側（蓄電素子１００と対向する側）にスペーサ３００と同様の絶縁部材を有し、外側に鋼やステンレス等の金属部材を有する２層構造となっている。なお、挟持部材４００は、強度の高い１つの絶縁部材で形成されていてもよい。

また、それぞれの挟持部材４００は、下端部に、第二外装体１２と接続される部位である接続部４３０を有している。なお、この接続部４３０の構成、及び、挟持部材４００と第二外装体１２との接続の構成についての詳細な説明は、後述する。

拘束部材５００は、両端が挟持部材４００に取り付けられて、複数の蓄電素子１００を拘束する長尺状かつ平板状の部材（拘束バー）である。つまり、拘束部材５００は、当該複数の蓄電素子１００及び複数のスペーサ３１０を跨ぐように配置され、当該複数の蓄電素子１００及び複数のスペーサ３１０に対してこれらの配列方向（Ｘ軸方向）における拘束力を付与する。なお、拘束部材５００は、挟持部材４００と同様に、例えば鋼やステンレス等の金属製の部材で形成されているのが好ましいが、金属以外の部材で形成されていてもかまわない。

バスバーフレーム６００は、バスバー２００と他の部材との絶縁、及び、バスバー２００の位置規制を行うことができる部材である。バスバーフレーム６００は、例えばＰＣ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＰＳ、ＰＢＴまたはＡＢＳ樹脂等の絶縁性の樹脂材料により形成されている。また、遮熱プレート７００は、蓄電素子１００のガス排出弁の排気の流路に配置される断熱性を有する板状の部材である。

次に、蓄電ユニット２０を外装体１０に固定する構成、つまり、挟持部材４００と第二外装体１２との接続の構成について、詳細に説明する。図４は、本実施の形態に係る挟持部材４００の接続部４３０の構成を示す斜視図である。また、図５は、本実施の形態に係る蓄電ユニット２０を第二外装体１２に固定する構成を示す斜視図である。なお、同図では、スペーサ３２０を透過して蓄電ユニット２０の構成を示している。

まず、図４に示すように、挟持部材４００は、挟持部材本体部４１０と、挟持部材底部４２０と、接続部４３０とを備えている。挟持部材本体部４１０は、挟持部材４００の本体を構成する平板状の部材である。また、挟持部材底部４２０は、挟持部材４００の底壁であり、挟持部材本体部４１０の下端部（Ｚ軸方向マイナス側の端部）から外方（Ｘ軸方向プラス側）へ立設し、かつ、当該下端部に沿う方向（Ｙ軸方向）に延びる帯状の壁部である。また、接続部４３０は、挟持部材底部４２０の上面に配置される略直方体形状の部材であり、挟持部材底部４２０のＹ軸方向の両端部に１つずつ設けられている。つまり、挟持部材底部４２０には、２つの接続部４３０が固定されており、挟持部材底部４２０における２つの接続部４３０の下方には、２つの円形状の挿通孔４２１が形成されている。また、挟持部材底部４２０において、当該２つの挿通孔４２１の間には、波板状に湾曲した２つの補強部４２２が形成されている。

また、図５に示すように、蓄電装置１は、外装体１０を第一方向（Ｘ軸方向）と交差する第二方向（Ｚ軸方向）に挿通し、外装体１０に蓄電ユニット２０を固定する固定部材５０を備えている。具体的には、固定部材５０は、第二外装体１２の底面部１２ａに形成された挿通孔１２ｂに挿通され、挟持部材４００の接続部４３０と接続される。なお、固定部材５０及び挿通孔１２ｂの形状は特に限定されないが、本実施の形態では、固定部材５０は、円柱形状の部材であり、円形状の挿通孔１２ｂに挿通される。また、固定部材５０の材質も特に限定されないが、強度の観点等から、鋼やステンレスなどの金属製の部材であるのが好ましい。

ここで、図４に示すように、接続部４３０は、被固定部材４３１と、規制部材４３２とを有している。被固定部材４３１は、固定部材５０が固定される部材であり、蓄電ユニット２０の第一方向（Ｘ軸方向）の端部に配置された挟持部材底部４２０上に載置されて配置されている。具体的には、被固定部材４３１は、直方体形状の部材であり、中央部分に、雌ねじ部分となるねじ溝が形成された第一開口部４３１ａを有している。固定部材５０は、この被固定部材４３１の雌ねじ部分に対応した雄ねじ部分を有しており、固定部材５０は、被固定部材４３１に螺合（ねじ締め）により固定される。また、被固定部材４３１は、挟持部材底部４２０に対して固定されておらず、固定部材５０が固定される際には、第二方向（Ｚ軸方向）と交差する方向（ＸＹ平面内の任意の方向）に移動可能な構成となっている。なお、被固定部材４３１の材質は特に限定されないが、強度の観点等から、鋼やステンレスなどの金属製の部材であるのが好ましい。

規制部材４３２は、被固定部材４３１の側方及び上方を覆うように、平板状部材を折り曲げて形成された全体として直方体形状のカバー部材であり、挟持部材底部４２０に溶接等により固定されている。具体的には、規制部材４３２は、被固定部材４３１の四側方（Ｘ軸方向の両側方及びＹ軸方向の両側方）を覆う平板状の側面部４３２ａと、被固定部材４３１の上方を覆う平板状の上面部４３２ｂとを有している。また、上面部４３２ｂには、固定部材５０が挿通される矩形状の挿通孔４３２ｃが形成されている。

この構成により、規制部材４３２は、側面部４３２ａによって被固定部材４３１の回転を規制する。つまり、固定部材５０が、挟持部材底部４２０に形成された挿通孔４２１に挿通され、かつ、被固定部材４３１の第一開口部４３１ａに挿入されて、螺合のために固定部材５０の軸まわりに回転する。この際に、規制部材４３２が、被固定部材４３１の、固定部材５０の軸まわりの回転を規制することで、固定部材５０が被固定部材４３１に固定される。また、規制部材４３２は、上面部４３２ｂによって、被固定部材４３１の上方への移動を規制する機能も有している。なお、規制部材４３２の材質は特に限定されないが、強度の観点等から、鋼やステンレスなどの金属製の部材であるのが好ましい。

次に、接続部４３０の被固定部材４３１及び規制部材４３２と、固定部材５０の構成について、さらに詳細に説明する。図６は、本実施の形態に係る接続部４３０に固定部材５０が接続された状態の構成を示す断面図である。また、図７は、本実施の形態に係る接続部４３０の被固定部材４３１及び規制部材４３２の構成を示す平面図である。なお、同図では、説明の便宜のため、規制部材４３２の上面部４３２ｂは省略して、被固定部材４３１及び規制部材４３２を上方から見た場合の図を示している。

固定部材５０は、気密ボルトのボルト部分の先端を細くしたような形状を有している。具体的には、図６に示すように、固定部材５０は、Ｚ軸方向に延設された第一軸部５１と、第一軸部５１よりも先端側（Ｚ軸方向プラス側）に配置される第二軸部５２と、第一軸部５１よりも基端側（Ｚ軸方向マイナス側）に配置される封止部５３とを有している。

第一軸部５１は、被固定部材４３１に挿入される円柱形状の部位である。具体的には、第一軸部５１は、被固定部材４３１の第一開口部４３１ａの雌ねじ部分に螺合される部位であり、外周に雄ねじ部分（ねじ山）が形成されている。

第二軸部５２は、固定部材５０の先端部に配置された円柱形状の部位であり、第一軸部５１よりも細く形成されている。同図では、第二軸部５２の径はａ１であり、第一軸部５１の径ａ２よりも半径がｂ１小さくなるように形成されている。また、第一軸部５１と第二軸部５２との間は、第一軸部５１から第二軸部５２に向けて徐々に縮径する形状となっている。なお、第二軸部５２の先端部分においても、径ａ１から徐々に縮径した形状となっている。なお、第一軸部５１にはねじ山が形成されているが、第二軸部５２には、ねじ山は形成されていない。また、上記のｂ１は、第一軸部５１のねじ山の高さよりも大きい。

封止部５３は、固定部材５０の基端部に配置された円盤形状の部位であり、外装体１０の固定部材５０が挿通される挿通孔１２ｂを封止する。具体的には、封止部５３は、第二外装体１２の底面部１２ａに形成された挿通孔１２ｂの全体を覆うように挿通孔１２ｂよりも大きい形状を有しており、外周にガスケット部５３ａが設けられている。ガスケット部５３ａは、封止部５３の上方、下方及び側方を囲むように形成された樹脂製の部材である。この構成により、封止部５３が底面部１２ａに押圧されると、ガスケット部５３ａが底面部１２ａに密着し、圧縮されて潰されることで、挿通孔１２ｂを封止することができる。なお、封止部５３にガスケット部５３ａが設けられておらず、樹脂製の底面部１２ａの挿通孔１２ｂの周囲に封止部５３が食い込むことで、挿通孔１２ｂを封止するような構成であってもかまわない。

また、被固定部材４３１は、固定部材５０が挿入される上述のＺ軸方向に延設された第一開口部４３１ａに加えて、第一開口部４３１ａよりも入口側（Ｚ軸方向マイナス側）に配置される第二開口部４３１ｂを有している。第二開口部４３１ｂは、第一開口部４３１ａのようなねじ溝は有しておらず、第一開口部４３１ａよりも開口面積が大きく形成されている。つまり、第二開口部４３１ｂは、第一開口部４３１ａから入口側の端部に向かうほど徐々に拡径する形状となっている。同図では、第一開口部４３１ａの径は第一軸部５１の径と同じａ２であり、第二開口部４３１ｂの入口側の端部の径はａ３であり、ａ３は、ａ２よりも半径がｂ２大きくなるように形成されている。なお、第一開口部４３１ａにはねじ溝が形成されているが、上記のｂ２は、当該ねじ溝の深さよりも大きい。また、同図では、第二開口部４３１ｂの断面形状は、直線で構成されているが、上に凸または下に凸の曲線で構成されていてもよい。

また、規制部材４３２は、被固定部材４３１が収容される収容空間Ｓ（側面部４３２ａと上面部４３２ｂとで囲まれた空間）を有している。被固定部材４３１は、この規制部材４３２の内方の収容空間Ｓ内で、移動可能に配置されている。具体的には、被固定部材４３１の外幅ａ４は、規制部材４３２の側面部４３２ａの内幅ａ５よりも、片側がｂ３（両側でｂ３×２）小さくなるように形成されている。これにより、被固定部材４３１は、固定部材５０が固定される際には、規制部材４３２の中心から、Ｘ軸方向両側へ向けて、それぞれｂ３の距離が移動可能となっている。なお、この移動可能距離ｂ３は、例えば、１〜２ｍｍ程度である。

ここで、本実施の形態では、第一軸部５１と第二軸部５２との半径の差ｂ１は、被固定部材４３１の両側への移動可能距離ｂ３以上の大きさを有している。また、第一開口部４３１ａと第二開口部４３１ｂの入口側の端部との半径の差ｂ２は、被固定部材４３１の両側への移動可能距離ｂ３以上の大きさを有している。なお、ｂ１、ｂ２、ｂ３の大小関係は上記には限定されないが、被固定部材４３１と固定部材５０との位置がずれていた場合でも、固定部材５０の第二軸部５２を、被固定部材４３１の第二開口部４３１ｂの入口から円滑に挿入するためには、ｂ１＋ｂ２が、ｂ３以上の大きさを有しているのが好ましい。

以上のような構成により、固定部材５０は、外装体１０及び蓄電ユニット２０を第二方向（Ｚ軸方向）に挿通した状態で、被固定部材４３１に固定される。つまり、固定部材５０は、第二外装体１２の底面部１２ａの挿通孔１２ｂ、挟持部材底部４２０の挿通孔４２１、及び、規制部材４３２の上面部４３２ｂの挿通孔４３２ｃに挿通される。ここで、固定部材５０を、被固定部材４３１の第二開口部４３１ｂに円滑に挿入するために、挿通孔４２１の径ｃ２は、第二開口部４３１ｂの入口側の端部の径ａ３よりも大きく形成されている。

また、外装体１０の気密性を確保するために、外装体１０の固定部材５０が挿通される挿通孔１２ｂは、蓄電ユニット２０の固定部材５０が挿通される挿通孔４２１よりも、第一方向（Ｘ軸方向）における固定部材５０との幅の差が小さい。具体的には、挿通孔１２ｂの径ｃ１は、挿通孔４２１の径ｃ２よりも小さく形成されているため、挿通孔１２ｂの径ｃ１と固定部材５０の第一軸部５１の径ａ２との差（ｃ１−ａ２）は、挿通孔４２１の径ｃ２と第一軸部５１の径ａ２との差（ｃ２−ａ２）よりも小さい。

また、同様に、挿通孔１２ｂの径ｃ１は、挿通孔４３２ｃの径ｃ３よりも小さく形成されている。なお、被固定部材４３１が移動しても、挿通孔４３２ｃに固定部材５０の第一軸部５１を挿入できるように、挿通孔４３２ｃの径ｃ３と第一軸部５１の径ａ２との差（ｃ３−ａ２）は、被固定部材４３１の移動可能距離（ａ５−ａ４＝ｂ３×２）以上の大きさを有している。

また、図７の（ａ）に示すように、第二方向（Ｚ軸方向）から見た場合の、収容空間Ｓの最小の幅は、被固定部材４３１の最大外寸よりも小さい。本実施の形態では、規制部材４３２の側面部４３２ａは上面視（平面視）で正方形状を有しており、収容空間Ｓも上面視で正方形状を有しているため、収容空間Ｓの最小の幅は、収容空間Ｓの１辺の長さａ５である。また、被固定部材４３１の上面視での最大外寸は、被固定部材４３１の対角線の長さのａ７である。なお、この最大外寸（ａ７）は、上面視において、被固定部材４３１の外縁の最大の幅、被固定部材４３１の外縁上の２点の最大距離、被固定部材４３１の外接円の直径、または、被固定部材４３１を内部に含む最小の円の直径、などと定義することもできる。

このように、規制部材４３２及び被固定部材４３１は、ａ５がａ７よりも小さくなるように構成されている。この構成により、図７の（ｂ）に示すように、被固定部材４３１が回転しようとしても、被固定部材４３１が規制部材４３２の側面部４３２ａに当接することで、被固定部材４３１の回転が規制される。

また、図７の（ａ）に示すように、上面視で、規制部材４３２の側面部４３２ａが正方形状を有しているのに対し、被固定部材４３１はＹ軸方向に長い（ａ４よりａ６の方が長い）長方形状を有している。つまり、収容空間Ｓ内で、被固定部材４３１は、Ｘ軸方向への移動可能距離がａ５−ａ４であるのに対し、Ｙ軸方向への移動可能距離はａ５−ａ６（ａ５−ａ４よりも小さい）である。このため、被固定部材４３１は、第二方向（Ｚ軸方向）と交差する方向のうち、第一方向（Ｘ軸方向）の方が第一方向と直交する方向（Ｙ軸方向）よりも移動可能距離が大きい。

次に、蓄電装置１を製造する際に、被固定部材４３１に固定部材５０が固定される工程について、詳細に説明する。なお、以下では、接続部４３０と第二外装体１２の挿通孔１２ｂとの位置がずれていた場合を例として、被固定部材４３１に固定部材５０が固定される工程を説明する。図８及び図９は、本実施の形態に係る被固定部材４３１に固定部材５０が固定される工程を示す図である。

まず、図８の（ａ）に示すように、接続部４３０が、第二外装体１２の挿通孔１２ｂに対して、Ｘ軸方向プラス側にずれていたとする。この場合、図８の（ｂ）に示すように、挿通孔１２ｂ及び４２１に固定部材５０が挿通され、固定部材５０の第二軸部５２の先端部分が被固定部材４３１の第二開口部４３１ｂに当接する。

そして、図９の（ａ）に示すように、固定部材５０をさらに挿入していくと、被固定部材４３１がＸ軸方向マイナス側に移動していく。そして、図９の（ｂ）に示すように、固定部材５０をさらに挿入し、かつ、第一軸部５１を被固定部材４３１に螺合させていくことで、被固定部材４３１がＸ軸方向マイナス側に移動した状態で固定部材５０が被固定部材４３１に固定される。また、固定部材５０の封止部５３に設けられたガスケット部５３ａが第二外装体１２の底面部１２ａに密着し、圧縮されて潰されることで、挿通孔１２ｂが封止される。

以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電装置１によれば、外装体１０に蓄電ユニット２０を固定する固定部材５０は、蓄電ユニット２０の被固定部材４３１に固定され、被固定部材４３１は、外装体１０への挿通方向（第二方向）と交差する方向に移動可能であって、当該方向のうち複数の蓄電素子１００の配列方向（第一方向）への移動可能距離が最も大きい。ここで、蓄電ユニット２０は、一般的に、第一方向において寸法のばらつきが大きくなるが、第一方向への被固定部材４３１の移動可能距離が最も大きいため、当該寸法のばらつきを吸収することができる。このため、蓄電ユニット２０の寸法がばらついて、被固定部材４３１の位置にずれが生じても、被固定部材４３１に固定部材５０を容易に固定することができるため、外装体１０に蓄電ユニット２０を容易に固定することができる。

また、外装体１０には、固定部材５０が挿通される挿通孔１２ｂが形成されているが、封止部５３によって挿通孔１２ｂを封止することで、外装体１０の挿通孔１２ｂの部分における気密性を確保することができる。

また、外装体１０の挿通孔１２ｂの固定部材５０との幅の差を小さくしても、被固定部材４３１が移動することで固定部材５０を被固定部材４３１に固定することができるため、挿通孔１２ｂを小さくすることができる。これにより、外装体１０の挿通孔１２ｂの部分における気密性を確保しやすい構成にすることができる。

また、被固定部材４３１が、蓄電ユニット２０の第一方向（複数の蓄電素子１００の配列方向）の端部に配置されているため、被固定部材４３１の位置に比較的大きなばらつきが生じるが、被固定部材４３１は第一方向に移動可能な構成であるため、当該ばらつきを吸収することができる。これにより、被固定部材４３１に固定部材５０を容易に固定することができるため、外装体１０に蓄電ユニット２０を容易に固定することができる。

また、固定部材５０が被固定部材４３１に螺合される際に、被固定部材４３１が移動することで固定部材５０が傾くのが抑制され、また、規制部材４３２により被固定部材４３１の回転が規制されるため、容易に、固定部材５０を被固定部材４３１に強固に固定することができる。

ここで、外装体１０が金属製の場合には、固定部材５０が傾いていたとしても、固定部材５０の封止部５３に設けられた樹脂製のガスケット部５３ａを十分に圧縮して潰すことで挿通孔１２ｂを封止して、外装体１０に蓄電ユニット２０を強固に固定することができる。しかしながら、本実施の形態では、外装体１０は樹脂で形成されている。このため、樹脂製のガスケット部５３ａを必要以上に圧縮すると、圧縮されて硬くなったガスケット部５３ａに外装体１０が負けてしまい、挿通孔１２ｂを十分に封止することができないおそれが生じるとともに、外装体１０に蓄電ユニット２０を強固に固定することができなくなる。したがって、本実施の形態の構成とすることで、固定部材５０が傾くのが抑制されるため、外装体１０の気密性を確保しながら、外装体１０に蓄電ユニット２０を強固に固定することができる。

また、規制部材４３２に形成された被固定部材４３１の収容空間Ｓの最小幅が、被固定部材４３１の最大外寸よりも小さいため、収容空間Ｓ内で被固定部材４３１が回転しようとしても規制部材４３２の内面と当接して、被固定部材４３１の回転が規制される。これにより、ねじ締めによって被固定部材４３１に固定部材５０を固定する際に、被固定部材４３１の回転が規制されるため、被固定部材４３１に固定部材５０を容易に固定することができる。

また、固定部材５０は、被固定部材４３１に挿入される第一軸部５１よりも細い第二軸部５２を先端側に有しているため、固定部材５０を被固定部材４３１に挿入しやすい形状になっている。これにより、被固定部材４３１に固定部材５０を容易に挿入することができるため、被固定部材４３１に固定部材５０を容易に固定することができる。

また、被固定部材４３１は、固定部材５０が挿入される第一開口部４３１ａよりも開口面積が大きい第二開口部４３１ｂを入口側に有しているため、固定部材５０を被固定部材４３１に挿入しやすい形状になっている。これにより、被固定部材４３１に固定部材５０を容易に挿入することができるため、被固定部材４３１に固定部材５０を容易に固定することができる。

また、１つの固定部材５０に対し、１つの第一開口部４３１ａを有する被固定部材４３１が設けられている。言い換えれば、１つの被固定部材４３１には１つの第一開口部４３１ａしか形成されていない。ここで、例えば、１つの被固定部材に２つの第一開口部４３１ａが形成されているような場合には、一方の第一開口部４３１ａに一方の固定部材５０を挿入して螺合させると、被固定部材が回転止めまで回転するため、他方の第一開口部４３１ａの位置がずれてしまい、他方の第一開口部４３１ａに他方の固定部材５０を挿入するのが困難になる。また、被固定部材は、２つの第一開口部４３１ａを有する構成にするために、サイズを大きくする必要が生じ、コストが増加したり、重量が増加したりする等の課題が生じる。また、図４に示したように、挟持部材底部４２０が２つの接続部４３０の間に補強部４２２を有しているような形状の場合には、当該２つの接続部４３０の被固定部材４３１を繋げて１つの被固定部材とするのが困難である。これに対し、本実施の形態では、１つの固定部材５０に、１つの第一開口部４３１ａを有する被固定部材４３１が設けられているため、他の固定部材５０の固定によって第一開口部４３１ａの位置がずれることはなく、かつ、被固定部材４３１を小さいサイズとしたり、挟持部材底部４２０に容易に補強部４２２を形成したりすることができる。

以上、本発明の実施の形態に係る蓄電装置１について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。また、上記実施の形態が備える各構成要素を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

例えば、上記実施の形態では、上面視（平面視）で規制部材４３２が正方形状を有しているのに対し、被固定部材４３１はＹ軸方向に長い長方形状を有していることとした。しかし、図１０に示すように、上面視で規制部材４３４がＸ軸方向に長い長方形状を有しているのに対し、被固定部材４３３は正方形状を有していることにしてもよい。この場合でも、被固定部材４３３は、第一方向（Ｘ軸方向）の移動可能距離（ａ５−ａ４）の方が第一方向と直交する方向（Ｙ軸方向）の移動可能距離（ａ８−ａ４）よりも大きくなっている。また、上面視で、収容空間Ｓの最小の幅（ａ８）は、被固定部材４３３の最大外寸（ａ９）よりも小さくなっている。なお、図１０は、本実施の形態の変形例に係る接続部４３０ａの被固定部材４３３及び規制部材４３４の構成を示す平面図である。

また、被固定部材の第一方向の移動可能距離の方が第一方向と直交する方向の移動可能距離よりも大きいのであれば、規制部材及び被固定部材の形状は、上記には限定されない。例えば、規制部材及び被固定部材ともに上面視で長方形状を有していてもよいし、規制部材または被固定部材が、上面視で三角形状、六角形状等の四角形状以外の多角形状や、円形状、長円形状、楕円形状を有するなど、どのような形状を有していてもかまわない。

また、上記実施の形態では、固定部材５０は、外装体１０の挿通孔１２ｂを封止する封止部５３を有していることとしたが、外装体１０の気密性を確保する必要がない場合には、固定部材５０は、封止部５３を有していない構成でもかまわない。また、外装体１０の挿通孔１２ｂは、挟持部材４００の挿通孔４２１よりも、固定部材５０との幅の差が大きくてもよい。

また、上記実施の形態では、被固定部材４３１は、蓄電ユニット２０の端部の挟持部材４００に配置されていることとした。しかし、被固定部材４３１は、挟持部材４００に代えて、または挟持部材４００に加えて、蓄電ユニット２０の中央部分などに配置されていてもよい。

また、上記実施の形態では、固定部材５０が雄ねじ部分となる第一軸部５１を有し、被固定部材４３１が雌ねじ部分となる第一開口部４３１ａを有していることとした。しかし、固定部材５０が雌ねじ部分を有し、被固定部材４３１が雄ねじ部分を有しており、固定部材５０が被固定部材４３１に螺合により固定されることにしてもよい。または、固定部材５０は、被固定部材４３１に螺合により固定されるのではなく、例えば、嵌合や係合などによって固定されることにしてもよい。この場合、第一軸部５１の断面形状、及び、第一軸部５１が挿入される挿通孔１２ｂ、４２１、第一開口部４３１ａ等の断面形状は、円形状には限定されないが、挿通孔１２ｂ、４２１、第一開口部４３１ａ等の断面形状は、第一軸部５１の断面形状に対応した形状であるのが好ましい。

また、上記実施の形態では、固定部材５０は、第一軸部５１と、第一軸部５１よりも細い第二軸部５２とを有することとした。しかし、固定部材５０は、第二軸部５２を有していなくてもかまわない。

また、上記実施の形態では、固定部材５０は、封止部５３の上方、下方及び側方を囲む樹脂性のガスケット部５３ａが設けられた、いわゆる気密ボルトの構成を有することとした。しかし、固定部材５０として、Ｏリングまたは樹脂製ワッシャ等の気密部材と、従来技術による通常のボルトとを組み合わせて、気密構造をとるように構成してもよい。

また、上記実施の形態では、被固定部材４３１は、第一開口部４３１ａと、第一開口部４３１ａよりも開口面積が大きい第二開口部４３１ｂとを有することとした。しかし、被固定部材４３１は、第二開口部４３１ｂは有していなくてもかまわない。

また、上記実施の形態では、規制部材４３２を、被固定部材４３１の上方を覆って折り曲げるカバー部材として構成した。しかし、被固定部材４３１を内包するように規制部材４３２を加工して予めユニット化した、例えばフローティングナットのような構成とし、当該ユニット化したものを、挟持部材底部４２０にかしめや圧入等により固定する構成としてもかまわない。

また、本発明は、このような蓄電装置１として実現することができるだけでなく、蓄電装置１が備える固定部材５０、被固定部材または規制部材としても実現することができる。

本発明は、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子を複数備えた蓄電装置等に適用できる。

１ 蓄電装置
１０ 外装体
１２ 第二外装体
１２ｂ、４２１、４３２ｃ 挿通孔
２０ 蓄電ユニット
５０ 固定部材
５１ 第一軸部
５２ 第二軸部
５３ 封止部
１００ 蓄電素子
４００ 挟持部材
４３０、４３０ａ 接続部
４３１、４３３ 被固定部材
４３１ａ 第一開口部
４３１ｂ 第二開口部
４３２、４３４ 規制部材

Claims (8)

1. 第一方向に配列した複数の蓄電素子を有する蓄電ユニットと、
   前記蓄電ユニットの外方に配置される外装体と、
   前記外装体を前記第一方向と交差する第二方向に挿通し、前記外装体に前記蓄電ユニットを固定する固定部材とを備え、
   前記蓄電ユニットは、前記固定部材が固定される、前記第二方向と交差する方向に移動可能な被固定部材を有し、
   前記被固定部材は、前記第二方向と交差する方向のうち、前記第一方向の方が前記第一方向と直交する方向よりも移動可能距離が大きい
   蓄電装置。
2. 前記固定部材は、前記外装体の前記固定部材が挿通される挿通孔を封止する封止部を有する
   請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記固定部材は、前記蓄電ユニットを前記第二方向に挿通した状態で前記被固定部材に固定され、
   前記外装体の前記固定部材が挿通される挿通孔は、前記蓄電ユニットの前記固定部材が挿通される挿通孔よりも、前記第一方向における前記固定部材との幅の差が小さい
   請求項１または２に記載の蓄電装置。
4. 前記被固定部材は、前記蓄電ユニットの前記第一方向の端部に配置されている
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電装置。
5. 前記固定部材は、前記被固定部材に螺合により固定され、
   前記蓄電ユニットは、さらに、前記被固定部材の、前記固定部材の軸まわりの回転を規制する規制部材を有する
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の蓄電装置。
6. 前記規制部材は、前記被固定部材が収容される収容空間を有し、
   前記第二方向から見た場合の、前記収容空間の最小の幅は、前記被固定部材の最大外寸よりも小さい
   請求項５に記載の蓄電装置。
7. 前記固定部材は、
   前記被固定部材に挿入される第一軸部と、
   前記第一軸部よりも先端側に配置され、前記第一軸部よりも細い第二軸部とを有する
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の蓄電装置。
8. 前記被固定部材は、
   前記固定部材が挿入される第一開口部と、
   前記第一開口部よりも入口側に配置され、前記第一開口部よりも開口面積が大きい第二開口部とを有する
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の蓄電装置。

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