JP2018055884A - 絶縁体、二次電池及び絶縁体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接続ボルトの頭部を収容する絶縁体として、接続ボルトの頭部から加えられる回転力への耐性を高めることのできる絶縁体、及び該絶縁体を備える二次電池、及び該絶縁体の製造方法を提供すること。【解決手段】樹脂製の絶縁体６は、長尺形状であって、電池ケースと外部配線が接続される接続ボルトとの間に電気的な絶縁性を確保する。絶縁体６は、裏面６Ｒと表面６Ｆとを有し、表面６Ｆは、長手方向の一方側には発電要素の電力を外部に取り出す集電端子が挿通される集電端子挿通部６２を有し、長手方向の他方側には接続ボルトの頭部が収容される凹部であって接続ボルトの回り止めを兼ねる周壁部６６，６７，６８を備える収容穴５０を有する。収容穴５０の底部５１の短手方向の中央には長手方向に延びる溝部５５を有し、裏面６Ｒにおいて溝部５５の長手方向の線上、かつ、収容穴５０を過ぎた位置に樹脂の供給口となったゲートＧ１口が設けられている。【選択図】図４

Description

本発明は、電池ケースと接続ボルトとの間の電気的絶縁性を確保する絶縁体、及び該絶縁体を備える二次電池、及び該絶縁体の製造方法に関する。

従来、二次電池を高容量、高出力とするため、複数の電池をバスバーで接続した組電池が知られている。バスバーは、電池の外部端子から突出する接続ボルトにナットを締結することにより外部端子に電気的かつ機械的に固定されるが、バスバーを介して外部端子に上下・左右方向の外力が加わると、外部端子を二次電池に支持しつつ電極であって電池内部から電気を引き出す集電端子に大きな負荷がかかるおそれがある。そこで、集電端子にかかる負荷を軽減する技術の一例が特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載の二次電池は、発電要素を収容する有底筒状の電池ケースの蓋体の外部に設けられ、他の電池との接続に用いられる接続ボルト（端子電極）を有している。また二次電池は、蓋体を貫通して発電要素の電力を電池ケースの外部に取り出すための集電端子と、集電端子に取り付けられてボルト状の接続ボルト（端子電極）を支持する外部端子（接続電極）とを有している。外部端子（接続電極）は、電池ケースの外部に設けられ、接続ボルト（端子電極）が接続される第１の平板部と、集電端子が接続される第２の平板部とを段違いに有している。第１及び第２の平板部は、外部端子（接続電極）の板厚方向に対して直交する直交方向視において、重なる領域を有する。

国際公開第ＷＯ２０１３／０３０８６９号

特許文献１に記載の技術によれば、外部端子（接続電極）を通じて集電端子に加わる応力が接続ボルト（端子電極）と集電端子との間に外部端子（接続電極）が介在することで軽減されるようになる。

ところで、接続ボルト、集電端子及び外部端子は、電池ケース等に対して絶縁性を確保する必要があるため、電池ケースとの間に絶縁体を設ける必要がある。また、接続ボルトは、電池から突出するねじ部にバスバーが締結されるとき、ナットの締め付けに応じて頭部に回転する力が加わるが、この力が、その頭部を収容する絶縁体の凹部の内周面で受け止められる。これにより、ナットの締め付けに伴う接続ボルトの連れ回しが防止され、接続ボルトにナットが締め付けられるようになる。しかしながら、絶縁体は樹脂製であるため、強度に制約があり、ナットが過度に締め付けられたりすると、ひびが生じたり、破損したりするおそれがある。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、接続ボルトの頭部を収容する絶縁体として、接続ボルトの頭部から加えられる回転力への耐性を高めることのできる絶縁体、及び該絶縁体を備える二次電池、及び該絶縁体の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決する絶縁体は、発電要素を収容する電池ケースの外表面に沿って配置され、当該電池ケースと外部配線が接続される接続ボルトとの間に電気的な絶縁性を確保する長尺形状の樹脂製の絶縁体であって、当該絶縁体は、前記電池ケースの外表面に対向する裏面と、前記裏面に反対側の面である表面とを有し、前記表面は、長手方向の一方側には前記発電要素の電力を前記電池ケースの外部に取り出す集電端子が挿通される集電端子挿通部を有するとともに、長手方向の他方側には前記接続ボルトの頭部が収容される凹部であって当該接続ボルトの回り止めを兼ねる周壁部を備える収容穴を有し、前記収容穴の底部の短手方向の中央には長手方向に延びる溝部を有し、前記裏面において、前記溝部の長手方向の線上であるとともに、前記溝部から見て前記収容穴を過ぎた位置に形成の際に樹脂の供給口となったゲート口が設けられていることを特徴とする。

上記課題を解決する二次電池は、発電要素を収容する電池ケースの外側に外部配線が接続される接続ボルトを有する二次電池であって、前記電池ケースの外表面に沿って配置され、当該電池ケースと前記接続ボルトとの間に電気的絶縁を確保するとともに、前記接続ボルトの頭部を収容する収容穴を有する長尺形状の樹脂製の絶縁体を備え、前記絶縁体として、上記記載の絶縁体を備えることを特徴とする。

上記課題を解決する絶縁体の製造方法は、発電要素を収容する電池ケースの外表面に沿って配置され、当該電池ケースと外部配線が接続される接続ボルトとの間に電気的な絶縁性を確保する長尺形状の樹脂製の絶縁体を製造する方法であって、当該絶縁体は、前記電池ケースの外表面に対向する裏面と、前記裏面に反対側の面である表面とを有し、前記表面は、長手方向の一方側には前記発電要素の電力を前記電池ケースの外部に取り出す集電端子が挿通される集電端子挿通部を有するとともに、長手方向の他方側には前記接続ボルトの頭部が収容される凹部であって当該接続ボルトの回り止めを兼ねる周壁部を備える収容穴を有し、前記収容穴の底部の短手方向の中央には長手方向に延びる溝部を有するものであり、前記絶縁体の形成の際、前記裏面において前記溝部の長手方向の線上であるとともに、前記溝部から見て前記収容穴を過ぎた位置に樹脂の供給口であるゲートを設け、その設けたゲートから前記絶縁体を形成する樹脂を注入することを特徴とする。

固化した樹脂の配向は、形成のときの樹脂の流れに沿って生じるものの、配向と同じ方向にひびが発生しやすく、そこから破損するおそれがある。この点、このような構成によれば、形成の際の樹脂の供給口であるゲートが、電池ケースの外表面に対向する面である裏面において溝部の長手方向の線上であるとともに、溝部から見て収容穴を過ぎた位置に配置されていた。よって、ゲートから供給された樹脂は、その流れが流動に対して抵抗となる溝部で分割されて周壁部の方向に変わり、この変わった方向に対して突き当りとなる周壁部は少なくともその一部で樹脂の配向が絶縁体の裏面から表面へ向かう方向である上下方向に向く。樹脂の配向が絶縁体の上下方向に傾くことによって周壁部が回り止めとして接続ボルトの頭部から受ける押圧に対する耐性も向上し、ひび割れの発生やそれに伴う破損等のおそれが抑制される。例えば、ボルトを回す際、収容穴に周壁部をせん断するような横方向（ボルトの回転方向）の力が加わる。このとき、絶縁体においては、収容穴の周壁部を構成する樹脂の配向が上下方向である場合、同樹脂の配向が横方向である場合に比較してひび割れが生じづらいことを発明者らは見出した。

また、例えば、絶縁体が長尺である場合、絶縁体の短手方向への幅に制約があることが多く、絶縁体の長手方向に沿う周壁部は、その厚さが制約のある幅の規制を受け、絶縁体の短手方向に沿う周壁部の壁の厚さよりも壁厚が薄くなることが少なくない。このようなとき、壁厚の薄い周壁部について樹脂の配向が絶縁体の上下方向に傾くことで、薄い壁厚の周壁部についてもその強度を維持することができるようになり、有用性が高い。

好ましい構成として、当該絶縁体の前記裏面であって、前記溝部の両側には、前記溝部の長手方向に沿う凹溝が設けられている。
このような構成によれば、凹溝により、樹脂の流れが溝部から離れる方向により強く向くことから、長手方向の周壁部の樹脂の配向の裏面から表面方向へ沿う度合いが大きくなる。

好ましい構成として、前記長手方向に沿う周壁部の壁の厚さは、当該絶縁体の前記裏面から前記収容穴の底部までの厚さよりも薄く、かつ、前記裏面にある前記凹溝の底部から前記表面にある前記収容穴の底部までの厚さよりも薄い。

このような構成によれば、長手方向に沿う周壁部の樹脂の長手方向への流れに作用する抵抗が高くなるので、樹脂が絶縁体の裏面（収容穴の底部）から周壁部の方向に流れるようになることから、長手方向に沿う周壁部の樹脂の配向が絶縁体の裏面から表面の方向に沿う、もしくは、同方向に傾くようになる。

好ましい構成として、前記長手方向に沿う周壁部の高さは、前記周壁部の長手方向の長さよりも短く、当該絶縁体の前記裏面にある前記凹溝の底部から前記表面にある前記収容穴の底部までの厚さは、当該絶縁体の裏面から前記溝部の底面までの厚さよりも厚い。

このような構成によれば、周壁部は長手方向の長さよりも高さが短くなるから周壁部では樹脂が長さの短い高さ方向に流れやすくなる。また、底部において溝部の下側よりも厚くなる凹溝の上側で樹脂が流れやすくなる。これにより、樹脂は、長手方向に沿う周壁部の樹脂の配向が絶縁体の裏面から表面の方向に沿う、もしくは、同方向に傾く傾向がより一層高まる。

この絶縁体、該絶縁体を備える二次電池、及び該絶縁体の製造方法によれば、接続ボルトの頭部を収容する絶縁体において、接続ボルトの頭部から印加される回転力への耐性を高くすることがする。

二次電池を具体化した一実施形態について、その概略斜視構造を示す斜視図。 同実施形態における絶縁体、接続ボルト及び外部端子の斜視構造を示す斜視図。 同実施形態における絶縁体の表面構造を示す表面図。 同実施形態における絶縁体の図３の４−４線における断面構造を示す断面図。 同実施形態における絶縁体の樹脂の配向の概略を模式的に示す図であって、（ａ）は裏面から見たときの配向を示す図、（ｂ）は表面から見たときの配向を示す図。 従来の二次電池の絶縁体における樹脂の配向の概略を模式的に示す模式図。 同実施形態における絶縁体の図３の７−７線における断面構造において樹脂の配向を模式的に示す断面図。 同実施形態における絶縁体のボルト装着部が樹脂成形されるときの樹脂の流れを模式的に示す図であって、（ａ）はゲートに近い位置の流れを示す図、（ｂ）は収容穴に流れ込むときの流れを示す図、（ｃ）は収容穴の先における流れを示す図。

図１に従って、二次電池１を具体化した一実施形態について説明する。本実施形態の二次電池１は、バスバーで複数が接続されることにより組電池を構成する。組電池は、電気自動車もしくはハイブリッド自動車に搭載され、電動モータ等に電力を供給する。二次電池１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り、外形が直方体形状の密閉式電池である。

二次電池１は、電池ケース２を備える。電池ケース２は、発電要素１０及び電解液を収容する直方体形状を有する。電池ケース２は、上部に開口を有する容器部に容器部の開口を封止する蓋体３が溶接されている。

二次電池１は、発電要素１０の電力を電池ケース２の蓋体３を貫通して外部に取り出す集電端子４と、集電端子４に接続されて蓋体上部に配置される外部端子７と、外部端子７に接続され、バスバー等の外部配線が接続される接続ボルト８とを電池ケース２の外表面に備える。接続ボルト８は２つあり、一方が正極側の接続ボルト８Ｐであり、他方が負極側の接続ボルト８Ｎであって、それぞれが蓋体３から離間する方向に突出している。

発電要素１０は、正極体と、負極体と、正極体及び負極体の間に配置されるセパレータとを含む。発電要素１０の正極側の一端部には、正極側の集電端子４Ｐが電気的及び機械的に接続されており、発電要素１０の負極側の一端部には、負極側の集電端子４Ｎが電気的及び機械的に接続されている。なお以下では、正極側と負極側とを区別する必要のないときは単に、集電端子４や接続ボルト８と示す。

蓋体３は、長方形状の板状の部材であり、レーザ溶接等によって容器部の開口部に溶接されている。蓋体３は、２つの接続ボルト８の間に、電池ケース２の内圧が作動圧に達すると破壊されるガス放出弁３ａと、電池ケース２内への電解液注入用の電解液注入口３ｂとを備える。

蓋体３は、電池ケース２から離間する側の面である表面と接続ボルト８との間に絶縁体（インシュレータ）６が配置されている。絶縁体６は、長尺形状の樹脂成形品であって、その長手方向を蓋体３の長手方向に沿わせるかたちで、蓋体３と、外部端子７及び接続ボルト８との間に設けられている。

集電端子４は、外部端子７を介して接続ボルト８に機械的及び電気的に接続されている。よって、発電要素１０の電力が、集電端子４及び外部端子７を介して接続ボルト８から取り出される。また、二次電池１は、集電端子４と蓋体３との間に密閉性及び電気的な絶縁性が確保されている。

図２及び図３を参照して、接続ボルト８が発電要素１０に接続されている構造について詳述する。なお、本実施形態では、説明の便宜上、蓋体３において発電要素１０から離間する方向（図１及び図２において上方）を「上」とし、同蓋体３において発電要素１０に向く方向（図１及び図２において下方）を「下」とする。なお図２は、組み立て後の各部品の斜視構造を、仮想的に各部品を離間させて示す図である。

図２に示すように、接続ボルト８は、角に丸みを帯びた矩形板状の頭部８１と、頭部８１の上部面を拡大するフランジ部８４と、この頭部８１のフランジ部８４側の表面から該表面に垂直方向に凸設される柱状部８３とを備える。柱状部８３は、垂直方向に延びる円柱形状をしており、外周面の一部には図示しないねじ溝が形成されている。よって、接続ボルト８の頭部８１は、その矩形状の外周に接続ボルト８の柱状部８３の中心軸に対して距離差のある部分を有している。具体的には、頭部８１は、角に丸みを帯びた四角形状であり、接続ボルト８の回転力に起因して加わる圧力をその４辺から当接する部材に分散させる。柱状部８３は、頭部８１のフランジ部８４に接続する外周部分にくびれ状の凹部８２を備える。凹部８２は、フランジ部８４の表面の面方向に生じる接続ボルト８と外部端子７との間のずれを許容する。

外部端子７は、アルミニウム等の導電性を有する金属板を折曲することにより構成されている板状の部材であり、蓋体３の上部に延在している。外部端子７は、接続ボルト８が接続される端子締結部７３と、この端子締結部７３とは段違いの部分であり、集電端子４の一部である延出部の上端の拡開部４４が接続される端子固定部７１と、これら端子締結部７３及び端子固定部７１の間の段差を構成する段部７２とを備える。端子締結部７３はその平面に中央を貫通する端子挿通孔７５を有している。端子固定部７１はその平面に中央を貫通するカシメ孔７４を有している。段部７２は、端子締結部７３の平面方向に対して交差する方向、例えば垂直方向に延びている。集電端子４は、カシメ孔７４の貫通した拡開部４４が押し潰されて、カシメ孔７４よりも広がることで端子固定部７１に接続・固定される。

端子締結部７３の端子挿通孔７５には、接続ボルト８の柱状部８３が挿通される。端子挿通孔７５を挿通された柱状部８３は、図示しないバスバーの貫通孔が挿入されるとともに、バスバーの上部から図示しない締結ナットが締結される。これにより、バスバーの一端が接続ボルト８に対して電気的及び機械的に接続され、バスバーの他端が隣接する図示しない他の電池の接続ボルトに電気的及び機械的に接続される。接続ボルト８の凹部８２は、その垂直方向の高さが端子締結部７３の厚さよりも高いことから端子挿通孔７５において接続ボルト８の頭部８１の表面方向に対する遊びが確保され、この遊びによりバスバーから印加される力の伝達が緩和される。

図３に示すように、絶縁体６は、接続ボルト８の頭部８１を収容する凹みを有するボルト装着部６１と、端子固定部７１を支持する集電端子挿通部６２とを備えている。ボルト装着部６１と集電端子挿通部６２とは、絶縁体６は、図３において左右方向である長手方向に並ぶように配置されており、それらの間に段差部６５が設けられている。例えば、集電端子挿通部６２は、絶縁体６の長手方向の一方側（図３において右側）に配置され、ボルト装着部６１は同長手方向の他方側（図３において左側）に配置される。絶縁体６は、電気的な絶縁性を有し、蓋体３と、外部端子７及び接続ボルト８との間に介在することで、蓋体３と、外部端子７や接続ボルト８との間の電気的な絶縁性を確保する。絶縁体６は、絶縁材料からなる樹脂を用いた射出成形により形成される。樹脂は、例えば、ナイロン（ＰＡ）樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂であってもよい。

ボルト装着部６１は、接続ボルト８の頭部８１を収容する凹みである収容穴５０を備える。収容穴５０は、接続ボルト８の頭部８１に対応した形状であって、長手方向の長さは「長さＤ５０」である。また、収容穴５０は、内周が角に丸みを帯びた四角形状の有底穴であり、穴の周囲には、４つの周壁部６８，６６，６７からなる周壁を備える。収容穴５０は、接続ボルト８の回転力に起因して接続ボルト８の頭部８１から加わる圧力を周壁部６８，６６，６７に分散することで耐性を高めている。周壁部６８は絶縁体６の短手方向（図３において上下方向）の厚さが「厚さＤ６８」であり、周壁部６７は絶縁体６の長手方向の厚さ「厚さＤ６７Ｗ」が周壁部６８の厚さ「厚さＤ６８」よりも厚く構成されている。収容穴５０は、周壁となる各周壁部６８，６６，６７により、そこに収容された接続ボルト８の頭部８１の外周を包囲することによって、接続ボルト８の頭部８１が水平方向に位置ずれを生じること、及び、接続ボルト８にナットが締結されるとき等に柱状部８３から伝達される軸回転に対抗して回転することをそれぞれ抑制する。接続ボルト８は、絶縁体６の収容穴５０に保持されるため、収容穴５０から外れて蓋体３に接触することで電池ケース２に短絡するようなことが防止される。

集電端子挿通部６２は、厚さが「厚さＤ６２」であり、その外周が表面に凸設された外壁部６４で囲われており、外壁部６４に囲われる部分に外部端子７（図２参照）の端子固定部７１が載置される。集電端子挿通孔６３は、集電端子挿通部６２に載置された端子固定部７１のカシメ孔７４（図２参照）と重なる位置に配置されており、カシメ孔７４の円形と同様の直径である円形の開口を有している。集電端子挿通部６２は、そこに載置された端子固定部７１を外壁部６４で包囲することにより、端子固定部７１の水平方向への移動を抑制する。よって、外部端子７が絶縁体６から外れて蓋体３に接触することで二次電池１が短絡することを防止している。

図４に示すように、絶縁体６は、蓋体３に対向する裏面６Ｒに一対の第１及び第２の突部６９，６９Ｂを備える。第１の突部６９は、収容穴５０の下方に設けられ、第２の突部６９Ｂは、集電端子挿通部６２の下方であって、第１の突部６９から離れた位置に設けられている。

図３及び図４に示すように、ボルト装着部６１は、裏面６Ｒから表面６Ｆに向かう方向である上下方向（図４において上下方向）の厚さが「厚さＤ６１」である。収容穴５０は、ボルト装着部６１の中央部に設けられた穴である。収容穴５０は、穴の周囲壁である各周壁部６８，６６，６７の上端から深さが「深さＤ６７」の位置に底部５１を備えている。また底部５１は、絶縁体６の裏面６Ｒからの厚さが「厚さＤ５１」である。ここで絶縁体６は、第１条件及び第２条件を満足する。第１条件は、「厚さＤ５１」が長手方向に沿う周壁部６８の壁の厚さである「厚さＤ６８」（図７参照）よりも厚いこと、すなわち「厚さＤ５１＞厚さＤ６８」である。第２条件は、底部５１で薄い厚さである「薄い厚さＤ６９Ａ」（図７参照）が上記「厚さＤ６８」（図７参照）よりも厚いこと、すなわち「薄い厚さＤ６９Ａ＞厚さＤ６８」である。第１条件によれば、「厚さＤ５１」よりも「厚さＤ６８」が薄いことから、成形時、周壁部６６の方向から流れてくる樹脂の流れ対する抵抗が底部５１に比べて周壁部６８の長手方向が高くなるので、樹脂が、底部５１の「厚さＤ５１」から周壁部６８へ向かうとともに、周壁部６８を上下方向へ流れるようになる。第２条件によれば、「薄い厚さＤ６９Ａ」よりも「厚さＤ６８」が薄いことから、成形時、周壁部６６の方向から流れてくる樹脂の流れに対する抵抗が底部５１に比べて周壁部６８の長手方向が高くなるので、樹脂が、底部５１の「薄い厚さＤ６９Ａ」から周壁部６８へ向かうとともに、周壁部６８を上下方向へ流れるようになる。このように、成形時、樹脂が絶縁体の裏面（収容穴の底部）から周壁部の方向に流れるようになることから、長手方向に沿う周壁部の樹脂の配向が絶縁体の裏面から表面の方向に沿う、もしくは、同方向に傾くようになる。

底部５１と各周壁部６８，６６，６７との間には、底部５１を囲んでいる周状の周溝５２，５３，５４が設けられている。底部５１は、絶縁体６の短手方向の中央には、絶縁体６の長手方向に沿って溝部５５が延設されている。溝部５５は、長手方向の長さが底部５１の長手方向に収まる長さであるとともに、底部５１の表面から「厚さＤ５１」だけ凹んだ位置に底を有している。また、ボルト装着部６１は、絶縁体６の裏面６Ｒには、溝部５５の開口よりも広い範囲で厚さを「厚さＤ６９」として下方に突出させた第１の突部６９を備えている。本実施形態では、ボルト装着部６１の第１の突部６９以外の部分の上下方向の「厚さＤ６１」が、溝部５５の底までの深さである「深さＤ６７＋厚さＤ５１」と同じであるが、第１の突部６９の部分に溝部５５が形成されることで、溝部５５は厚さが「厚さＤ６９」である底を有する有底溝として設けられる。なお、ボルト装着部６１の「厚さＤ６１」が溝部５５の底までの深さである「深さＤ６７＋厚さＤ５１」と同じでなくてもよく、この場合であれ、第１の突部６９の部分に溝部５５が形成されることで、溝部５５には必要な厚さの底が確保される。

図５に示すように、絶縁体６の裏面６Ｒにおいて第１の突部６９の短手方向における両側は、第１の突部６９に沿って裏面６Ｒから凹む凹溝６９Ａが設けられている。よって底部５１は、その裏面６Ｒからの「厚さＤ５１」が、凹溝６９Ａが形成される部分では、凹溝６９Ａの底部までの薄い厚さである「厚さＤ６９Ａ」（図７参照）になっている。ここで絶縁体６は、第３条件及び第４条件を満足する。第３条件は、周壁部６８の壁の高さとなる「深さＤ６７」は、長手方向に沿う周壁部６８の長さ「長さＤ５５」（図３参照）よりも短いこと、すなわち「深さＤ６７＜長さＤ５５」である。第４条件は、収容穴５０の底部５１の「厚さＤ５１」から凹溝６９Ａの凹みを引いた「厚さＤ６９Ａ」は、溝部５５の底の「厚さＤ６９」よりも厚いこと、すなわち「厚さＤ６９Ａ＞厚さＤ６９」である。第３条件によれば、成形時、樹脂は、距離が短い方が流れやすいので、周壁部６８よりも底部５１の長手方向へ流れやすくなり、底部５１から周壁部６８へ向かう流れになり、周壁部６８では上下方向になる。第４条件によれば、成形時、樹脂の流れに対して「厚さＤ６９」の抵抗が「厚さＤ６９Ａ」よりも高くなるので、周壁部６６の方向から流れてくる樹脂の流れに対して溝部５５は抵抗となるので溝部５５の両側に樹脂を確実に分散することができるようになる。そして、樹脂は、溝部５５によって分散されて凹溝６９Ａの部分を流れるとともに、凹溝６９Ａから周壁部６８へ向かう流れになり、周壁部６８では上下方向になる。また、凹溝６９Ａの「厚さＤ６９Ａ」は「厚さＤ５１」よりも薄いため、樹脂の流れの抵抗となり、樹脂の流れは「厚さＤ６９Ａ」の部分から「厚さＤ５１」の部分の方向、つまり、周壁部６８へ向かう方向により強められるようになる。

図５〜図７を参照して、絶縁体６を形成する樹脂の配向について説明する。なお、樹脂の配向は、射出成形されたときの樹脂の流れに沿って生じる。
図５（ａ），（ｂ）に示すように、絶縁体６は、絶縁体６を成形する型の樹脂の供給口であるゲートＧ１から供給された樹脂によって射出成形される。本実施形態では、ゲートＧ１は裏面６Ｒであって、ボルト装着部６１において集電端子挿通部６２側の位置に設けられる。なお、ゲートＧ１は、上述するゲートＧ１の位置を含む範囲であって、絶縁体６の長手方向においてボルト装着部６１側の長手方向に「長さＤ６６」（図４参照）の範囲内であって、溝部５５から見て収容穴５０を過ぎた位置に設けられてもよい。なお、絶縁体６では、ゲートＧ１の位置はゲート口として残る。

ゲートＧ１から供給された樹脂は、ゲートＧ１の近傍から遠方へと移動することで型の内部に充填されて、その後冷えて固形化することで絶縁体６を形成する。このゲートＧ１から供給された樹脂は、集電端子挿通部６２では、集電端子挿通孔６３を迂回するものの、ほぼ絶縁体６の長手方向に沿うかたちで集電端子挿通部６２の端部へ流れる。つまり、集電端子挿通部６２は、長手方向に沿うかたちに樹脂が配向する。また、ボルト装着部６１では、ゲートＧ１から供給された樹脂は、第１の突部６９や凹溝６９Ａを通ってゲートＧ１から一番離れた周壁部６７へ流れる。このとき、上述した第１条件〜第４条件によって樹脂の流れが長手方向から短手方向に向かうようになる。そして、樹脂の流れは、短手方向の先にある周壁部６８に対して下から上に向う流れになる。よって周壁部６８は、樹脂が下から上に流れるかたちで充填され、この流れに沿うように樹脂が配向する。ゲートＧ１から一番離れた周壁部６７には、第１の突部６９や凹溝６９Ａに沿って移動してきた樹脂が充填される。

これに対し、従来、図６に示すように、ボルト装着部６１Ａの絶縁体６Ａの長手方向の一端にゲートＧ２が設けられていることがある。この場合、ゲートＧ２に供給された樹脂は、収容穴５０Ａの周りに沿って流れる。すなわち、樹脂は、同長手方向の一端にあり絶縁体６Ａの短手方向に延びる周壁部６７Ａから、同長手方向に延びる周壁部６８Ａを通り、段差部６５Ａを経て集電端子挿通部６２Ａの同長手方向の他端まで、ほぼ同長手方向に沿って流れる。よって、周壁部６８Ａにおける樹脂の配向は、樹脂の流れた方向に沿う長手方向であった。

上述したように、固形化した樹脂の配向は、樹脂の流れた方向に沿って生じる。本実施形態の絶縁体６は、樹脂成形された長手方向に沿う周壁部６８が、その樹脂の配向が上下方向に傾くことで回り止めとして接続ボルト８の頭部８１から受ける押圧に対する耐性も向上し、ひび等が生じづらくなり、押圧力に対する強度が高い。例えば、発明者らは、接続ボルト８を回す際、収容穴５０に周壁部６８をせん断するような横方向（ボルトの回転方向）の力が加わる。このとき、絶縁体６においては、収容穴５０の周壁部６８を構成する樹脂の配向が上下方向である場合、同樹脂の配向が横方向である場合に比較してひび割れが生じづらいことを発明者らは見出した。換言すると、発明者らは、従来、絶縁体６の周壁部６８に横方向のひび割れが発生し易いことを認識していた。なお、樹脂の配向による強度の低下は、樹脂の厚さを厚くすることで補うこともできる。

図７及び図８を参照して、絶縁体６が樹脂成形されるときの樹脂が流れる動作について説明する。
図８（ａ）の矢印ＦＤで示すように、ゲートＧ１に供給された樹脂は、ゲートＧ１から広がるようにしてボルト装着部６１が構成される方向に流れていく。そして、供給樹脂は、ゲートＧ１に一番近い周壁部６６を通ってから収容穴５０の底部５１が構成される方向に流れる。

図８（ｂ）の矢印ＦＤで示すように、収容穴５０の底部５１には溝部５５や凹溝６９Ａが設けられており、周壁部６８に近い方の流通抵抗が低くなるように構成されていることから、供給樹脂は、流通抵抗の低い方向に向かうように流れの向きを変えて、収容穴５０の底部５１から長手方向に延びる周壁部６８の下側に向かう。換言すると、ボルト装着部６１の溝部５５等が樹脂の流れを変化させる。また、ゲートＧ１から供給された樹脂は、収容穴５０の底部５１にある溝部５５で左右に分割される。このときにも、樹脂の流れに左右の周壁部６８に向かう成分が生じる。さらに、周壁部６８よりも底部５１の方が流通抵抗が低くなっているため、樹脂は、周壁部６６から左右の周壁部６８へ流れるよりも、一旦底部５１の方へ流れてから左右の周壁部６８に向かうようにもなっている。

図８（ｃ）の矢印ＦＤで示すように、供給された樹脂は、収容穴５０の底部５１に沿って進むが、流通抵抗が高い溝部５５から周壁部６８の方向へ流れの向きを変えて、収容穴５０の底部５１から長手方向に延びる周壁部６８の下側に向かう。

換言すると、第２条件である「周壁部６８の壁の厚さＤ６８」＜「底部５１の薄い厚さＤ６９Ａ」により、樹脂は、まず収容穴５０の底部５１に流れ、そこから肉厚の薄い周壁部６８へ流れるようになる。つまり、周壁部６８への樹脂の流れが、樹脂はゲートＧ１から短距離となる壁伝いを長手方向に流れるよりも、ボルト装着部６１を迂回しての流れる方が多くなる。これにより、周壁部６８には収容穴５０の底部５１から樹脂が充填されるようになり、周壁部６８の配向が上下方向に傾くようになる。また、第３条件及び第４条件が、周壁部６８の配向が上下方向に傾くように、成形時の樹脂の流れの変化をより強める。

図７を参照して、収容穴５０の底部５１から長手方向に延びる周壁部６８の下側に向かう樹脂の流れについて説明する。まず、ゲートＧ１から供給された樹脂は、収容穴５０の底部５１を長手方向端部の周壁部６７に向かう。このとき、溝部５５の底の「厚さＤ６９」よりも凹溝６９Ａの上側の「厚さＤ６９Ａ」の方が厚いので、樹脂の流れは、溝部５５の底から凹溝６９Ａの上側に向かう方向に変化する。また、凹溝６９Ａの上側の「厚さＤ６９Ａ」よりも収容穴５０の底部５１の「厚さＤ５１」の方が厚いので、樹脂の流れは、収容穴５０の底部５１において、凹溝６９Ａから周壁部６８の方向に変化する。すなわち供給された樹脂は、周壁部６８へ向かう方向へと流れる方向を変化させる。こうして、横方向、又は横方向成分を含む方向に流れが変化した樹脂は、矢印ＦＤに示すように、溝部５５と第１の突部６９との間と、底部５１と凹溝６９Ａとの間と、裏面６Ｒと周溝５２との間とを通過して長手方向に沿う周壁部６８の下側に到達する。そして、周壁部６８の下側に到達した樹脂は、周壁部６８の下側から上側に移動して周壁部６８に充填される。つまり、周壁部６８では、充填された樹脂が下側から上側に流れ、これが冷えて固形化することで樹脂の配向も下側から上側に、いわゆる上下方向になる。

ところで、底部５１が周溝５２を介して周壁部６８につながっていることにより、底部５１から周壁部６８までの流通経路が周溝５２によって湾曲することから、底部５１から周壁部６８が垂直に立ち上がる場合に比べて流通抵抗が低下する。これにより、より好適に周壁部６８の樹脂の流れが下側から上側になる。

以上説明したように、本実施形態の絶縁体、二次電池及び絶縁体の製造方法によれば、以下に記載するような効果が得られるようになる。
（１）形成の際の樹脂の供給口であるゲートＧ１が、電池ケース２の外表面に対向する面である裏面６Ｒにおいて溝部５５の長手方向の線上であるとともに、溝部５５から見て収容穴５０を過ぎた位置、例えば集電端子挿通部６２側の位置に配置されていた。よって、ゲートＧ１から供給された樹脂は、その流れが流動に対して抵抗となる溝部５５で分割されて周壁部６８の方向に変わり、この変わった方向に対して突き当りとなる周壁部６８は少なくともその一部で樹脂の配向が絶縁体６の裏面６Ｒから表面６Ｆへ向かう方向である上下方向に向く。樹脂の配向が絶縁体６の上下方向に傾くことによって周壁部６８が回り止めとして接続ボルト８の頭部８１から受ける押圧に対する耐性も向上し、ひび割れの発生やそれに伴う破損等のおそれが抑制される。例えば、接続ボルト８を回す際、収容穴５０に周壁部６８をせん断するような横方向（接続ボルト８の回転方向）の力が加わる。

また、例えば、絶縁体６が長尺である場合、絶縁体６の短手方向への幅が蓋体３の大きさによる制約を受ける。つまり、絶縁体６の長手方向に沿う周壁部６８は、その厚さが蓋体３の幅による規制を受け、絶縁体６の短手方向に沿う周壁部６８の壁の厚さよりも壁厚が薄い。このようなとき、壁厚の薄い周壁部６８について樹脂の配向が絶縁体６の上下方向に傾くことで、薄い壁厚の周壁部６８についてもその強度を維持することができるようになる。

（２）凹溝６９Ａにより、樹脂の流れが溝部５５から離れる方向により強く向くことから、長手方向の周壁部６８の樹脂の配向の裏面６Ｒから表面６Ｆ方向へ沿う度合いが大きくなる。

（３）第１条件及び第２条件によって、長手方向に沿う周壁部６８の樹脂の長手方向への流れに作用する抵抗が高くなるので、樹脂が絶縁体６の裏面６Ｒ（収容穴５０の底部５１）から周壁部６８の方向に流れるようになる。これにより、樹脂は、長手方向に沿う周壁部６８の樹脂の配向が絶縁体６の裏面６Ｒから表面６Ｆの方向に沿う、もしくは、同方向に傾くようになる。

（４）第３条件及び第４条件によって、周壁部６８は長手方向の長さ「長さＤ５５」よりも高さ「深さＤ６７」が短くなるから周壁部６８では樹脂が長さの短い上下方向（高さ方向）に流れやすくなる。また、底部５１において溝部５５の下側よりも厚くなる凹溝６９Ａの上側で樹脂が流れやすくなる。これにより、樹脂は、長手方向に沿う周壁部６８の樹脂の配向が絶縁体６の裏面６Ｒから表面６Ｆの方向に沿う、もしくは、同方向に傾く傾向がより一層高まる。

（その他の実施形態）
なお上記実施形態は、以下の態様で実施することもできる。
・上記実施形態では、収容穴５０はその内周が角に丸みを帯びた四角形状である場合について例示したが、これに限らず、接続ボルトの回り止めとして機能するのであれば、収容穴の内周は、円以外の形状、例えば、楕円や三角形や五角以上の多角形状であってもよい。また、接続ボルトの柱状部の軸心が円の中心からずれているような場合、回り止めとして機能を発揮することができるので、収容穴の内周は円であってよい。これにより、絶縁体を形成する上での自由度が高められる。

・上記実施形態では、絶縁体６の裏面６Ｒにおいて溝部５５から集電端子挿通部６２側にゲート口が設けられている場合について例示した。このとき、ゲート口は、絶縁体への樹脂の注入口として特定可能であれば、外見上識別可能な口であってもよいし、絶縁体を解析したり、切断したりすること等で特定可能な口であってもよい。

・上記実施形態では、絶縁体６が電池ケース２の蓋体３に配置されている場合について例示したが、これに限らず、絶縁体は、それが必要とされる位置であれば、電池ケースの外表面のどこに配置されていてもよい。

・上記実施形態では、絶縁体６のボルト装着部６１は、第１条件及び第２条件と、第３条件及び第４条件とを充足する場合について例示した。しかしこれに限らず、第１条件及び第２条件、又は、第３条件及び第４条件のいずれか一方のみが充足されるのみでもよい。これにより、絶縁体の形成に係る自由度が高められるようになる。

・上記実施形態では、第３条件及び第４条件が成立する場合について例示した。しかしこれに限らず、周壁部の樹脂の配向が上下方向に傾くのであれば、これらのうち少なくとも１つ以上の条件が成立しなくてもよい。これにより、絶縁体の設計自由度が高められる。

・上記実施形態では、第１条件及び第２条件が成立する場合について例示した。しかしこれに限らず、周壁部の樹脂の配向が上下方向に傾くのであれば、これらのうち少なくともいずれか一方の条件が成立すればよい。これにより、絶縁体の設計自由度が高められる。

・上記実施形態では、溝部５５に沿って凹溝６９Ａが設けられている場合について例示したが、長手方向に沿う周壁部の樹脂の配向が上下方向になるのであれば、溝部に沿って凹溝が設けられなくてもよいし、その長さが長くなったり、短くなったりしてもよい。これにより、樹脂の流れを調整する自由度が高められる。

・上記実施形態では、収容穴５０の底部５１の周囲には周溝５２，５３，５４が設けられている場合について例示した。しかしこれに限らず、長手方向に沿う周壁部の樹脂の配向が上下方向になるのであれば、収容穴の底部の周囲に周溝が設けられていなくてもよいし、底部の周囲の一部だけに溝が設けられていてもよい。例えば、長手方向の周壁部の収容穴の底部との接続部分における周溝５２を無くしてもよい。これにより、樹脂の流れを調整する自由度が高められる。

・上記実施形態では、二次電池１はリチウムイオン二次電池から構成される場合について例示したが、これに限らず、他の二次電池、例えば、ニッケル水素二次電池等であってもよい。

・上記実施形態では、複数の二次電池１が組電池として電気自動車もしくはハイブリッド自動車に搭載される場合について例示したが、これに限らず、二次電池は、ガソリン自動車やディーゼル自動車等、電気自動車やハイブリッド自動車以外の車両に搭載されてもよい。また二次電池は、電源として、自動車以外の移動体や、固定設置される電源として用いられてもよい。例えば、自動車以外の電源としては、鉄道、船舶、航空機やロボット等の移動体や、情報処理装置等の電気製品の電源等が挙げられる。

１…二次電池、２…電池ケース、３…蓋体、３ａ…ガス放出弁、３ｂ…電解液注入口、４，４Ｎ，４Ｐ…集電端子、６，６Ａ…絶縁体、６Ｆ…表面、６Ｒ…裏面、７…外部端子、８，８Ｎ，８Ｐ…接続ボルト、１０…発電要素、４４…拡開部、５０，５０Ａ…収容穴、５１…底部、５２，５３，５４…周溝、５５…溝部、６１，６１Ａ…ボルト装着部、６２，６２Ａ…集電端子挿通部、６３…集電端子挿通孔、６４…外壁部、６６，６７，６７Ａ…周壁部、６８，６８Ａ…周壁部、６９…第１の突部、６９Ａ…凹溝、６９Ｂ…第２の突部、７１…端子固定部、７２…段部、７３…端子締結部、７４…カシメ孔、７５…端子挿通孔、８１…頭部、８２…凹部、８３…柱状部、８４…フランジ部、Ｇ１，Ｇ２…ゲート。

Claims (6)

1. 発電要素を収容する電池ケースの外表面に沿って配置され、当該電池ケースと外部配線が接続される接続ボルトとの間に電気的な絶縁性を確保する長尺形状の樹脂製の絶縁体であって、
   当該絶縁体は、前記電池ケースの外表面に対向する裏面と、前記裏面に反対側の面である表面とを有し、前記表面は、長手方向の一方側には前記発電要素の電力を前記電池ケースの外部に取り出す集電端子が挿通される集電端子挿通部を有するとともに、長手方向の他方側には前記接続ボルトの頭部が収容される凹部であって当該接続ボルトの回り止めを兼ねる周壁部を備える収容穴を有し、前記収容穴の底部の短手方向の中央には長手方向に延びる溝部を有し、
   前記裏面において、前記溝部の長手方向の線上であるとともに、前記溝部から見て前記収容穴を過ぎた位置に形成の際に樹脂の供給口となったゲート口が設けられている
   ことを特徴とする絶縁体。
2. 当該絶縁体の前記裏面であって、前記溝部の両側には、前記溝部の長手方向に沿う凹溝が設けられている
   請求項１に記載の絶縁体。
3. 前記長手方向に沿う周壁部の壁の厚さは、当該絶縁体の前記裏面から前記収容穴の底部までの厚さよりも薄く、かつ、前記裏面にある前記凹溝の底部から前記表面にある前記収容穴の底部までの厚さよりも薄い
   請求項２に記載の絶縁体。
4. 前記長手方向に沿う周壁部の高さは、前記周壁部の長手方向の長さよりも短く、
   当該絶縁体の前記裏面にある前記凹溝の底部から前記表面にある前記収容穴の底部までの厚さは、当該絶縁体の裏面から前記溝部の底面までの厚さよりも厚い
   請求項２又は３に記載の絶縁体。
5. 発電要素を収容する電池ケースの外側に外部配線が接続される接続ボルトを有する二次電池であって、
   前記電池ケースの外表面に沿って配置され、当該電池ケースと前記接続ボルトとの間に電気的絶縁を確保するとともに、前記接続ボルトの頭部を収容する収容穴を有する長尺形状の樹脂製の絶縁体を備え、
   前記絶縁体として、請求項１〜４のいずれか一項に記載の絶縁体を備える
   ことを特徴とする二次電池。
6. 発電要素を収容する電池ケースの外表面に沿って配置され、当該電池ケースと外部配線が接続される接続ボルトとの間に電気的な絶縁性を確保する長尺形状の樹脂製の絶縁体を製造する方法であって、
   当該絶縁体は、前記電池ケースの外表面に対向する裏面と、前記裏面に反対側の面である表面とを有し、前記表面は、長手方向の一方側には前記発電要素の電力を前記電池ケースの外部に取り出す集電端子が挿通される集電端子挿通部を有するとともに、長手方向の他方側には前記接続ボルトの頭部が収容される凹部であって当該接続ボルトの回り止めを兼ねる周壁部を備える収容穴を有し、前記収容穴の底部の短手方向の中央には長手方向に延びる溝部を有するものであり、
   前記絶縁体の形成の際、前記裏面において前記溝部の長手方向の線上であるとともに、前記溝部から見て前記収容穴を過ぎた位置に樹脂の供給口であるゲートを設け、その設けたゲートから前記絶縁体を形成する樹脂を注入する
   ことを特徴とする絶縁体の製造方法。