JP2020087572A - Support structure and installation method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書に開示する技術は、支持構造及びそれの設置方法に関する。 The technology disclosed in this specification relates to a support structure and a method for installing the support structure.
特許文献1には、燃料電池を支持する支持構造が開示されている。特許文献1の支持構造は、板状の支持部材と、支持部材と燃料電池との間に配置されているベローズとを備えている。支持部材の内部には、支持部材の板厚方向に延びている流体導入孔が形成されている。流体導入孔がベローズの内側の空間と連通しており、流体導入孔を通じてベローズの内側の空間に圧縮性流体が導入される。
現在、自動車等の車両に搭載される全固体電池の開発が進んでいる。全固体電池は、正極活物質層、固体電解質層及び負極活物質層を備えている。全固体電池では、充電時に体積が膨張することによって大きな荷重が生じることがある。そのため、全固体電池で生じる大きな荷重を支持することができる技術が求められている。また、全固体電池が車両に搭載されるときに、全固体電池を支持する支持構造の設置スペースが十分に確保できないことがある。特許文献1の支持構造では、ベローズの内側の空間に圧縮性流体を導入するために支持部材の板厚方向に延びている流体導入孔しか形成されていないので、例えば大きな荷重を支持するために複数のベローズを要する場合には、全てのベローズの内側の空間に圧縮性流体を導入することが困難であった。全てのベローズの内側の空間に圧縮性流体を導入するためには、複数の配管が必要になり、支持構造の設置スペースが大きくなるという問題があった。そこで、本明細書は、全固体電池で生じる大きな荷重を小さなスペースで支持することができる技術を提供する。
Currently, development of all-solid-state batteries mounted on vehicles such as automobiles is in progress. The all-solid-state battery includes a positive electrode active material layer, a solid electrolyte layer, and a negative electrode active material layer. In an all-solid-state battery, a large load may be generated due to the volume expansion during charging. Therefore, a technique capable of supporting a large load generated in an all-solid-state battery is required. Further, when the all-solid-state battery is mounted on a vehicle, it may not be possible to secure a sufficient installation space for a support structure that supports the all-solid-state battery. In the support structure of
本明細書に開示する支持構造は、正極活物質層、固体電解質層及び負極活物質層を備えている全固体電池を支持する。この支持構造は、板状の支持部材と、前記支持部材と前記全固体電池との間に配置されて前記全固体電池を支持するバネと、を備えている。前記支持部材の内部に流体導入孔が形成されている。前記流体導入孔は、前記支持部材の板厚方向に延びている第1部分と、前記板厚方向と直交する方向に延びて前記第1部分と連通している第2部分と、を備えている。前記バネは、前記支持部材の前記板厚方向に伸縮する金属のベローズ部を備えている。前記ベローズ部の内側の空間が前記支持部材の前記流体導入孔と連通しており、前記流体導入孔を通じて前記ベローズ部の内側の空間に圧縮性流体が導入される。 The support structure disclosed herein supports an all-solid-state battery including a positive electrode active material layer, a solid electrolyte layer, and a negative electrode active material layer. The support structure includes a plate-shaped support member and a spring that is disposed between the support member and the all-solid-state battery to support the all-solid-state battery. A fluid introduction hole is formed inside the support member. The fluid introduction hole includes a first portion extending in the plate thickness direction of the support member, and a second portion extending in a direction orthogonal to the plate thickness direction and communicating with the first portion. There is. The spring includes a metal bellows portion that expands and contracts in the plate thickness direction of the support member. A space inside the bellows portion communicates with the fluid introduction hole of the support member, and a compressive fluid is introduced into the space inside the bellows portion through the fluid introduction hole.
全固体電池では、充電時に体積が膨張することによって大きな荷重が生じることがある。上記の支持構造によれば、ベローズ部の内側の空間に導入された圧縮性流体が圧縮されたときに生じる圧力によって大きな荷重を支持することができる。また、上記の支持構造によれば、流体導入孔の第2部分を通じて支持部材の板厚方向と直交する方向に沿って圧縮性流体を導入することができるので、板厚方向のみに沿って圧縮性流体を導入する構成と比較して、支持部材を薄くすることができ、支持構造の設置スペースを小さくすることができる。そのため、全固体電池で生じる大きな荷重を小さなスペースで支持することができる。また、例えば大きな荷重を支持するために複数のベローズを要する場合には、支持部材の板厚方向と直交する方向に延びている第2部分を介して複数のベローズ部のそれぞれの内側の空間に圧縮性流体を導入することができるので、複数の配管が必要にならず、支持構造の設置スペースを小さくすることができる。 In an all-solid-state battery, a large load may be generated due to the volume expansion during charging. According to the above support structure, a large load can be supported by the pressure generated when the compressive fluid introduced into the space inside the bellows portion is compressed. Further, according to the above support structure, the compressive fluid can be introduced through the second portion of the fluid introduction hole along the direction orthogonal to the plate thickness direction of the support member, so that the compressive fluid is compressed only along the plate thickness direction. The support member can be made thinner and the installation space of the support structure can be made smaller than the configuration in which the sexual fluid is introduced. Therefore, a large load generated in the all-solid-state battery can be supported in a small space. Further, for example, when a plurality of bellows is required to support a large load, the space inside each of the plurality of bellows portions is provided via the second portion extending in the direction orthogonal to the plate thickness direction of the support member. Since the compressive fluid can be introduced, a plurality of pipes are not required and the installation space of the support structure can be reduced.
前記支持部材は、前記板厚方向に積層されている複数の板状部材を備えていてもよい。複数の前記板状部材の少なくとも1つに前記流体導入孔の一部が形成されていてもよい。複数の前記板状部材が前記板厚方向に接合されることによって前記支持部材及び前記流体導入孔が形成されていてもよい。 The support member may include a plurality of plate-shaped members stacked in the plate thickness direction. A part of the fluid introduction hole may be formed in at least one of the plurality of plate-shaped members. The support member and the fluid introduction hole may be formed by joining a plurality of the plate-shaped members in the plate thickness direction.
この構成によれば、支持部材の板厚が薄くても支持部材に流体導入孔を容易に形成することができる。そのため、支持部材を薄くすることができ、支持構造の設置スペースを小さくすることができる。 With this configuration, the fluid introduction hole can be easily formed in the support member even if the plate thickness of the support member is thin. Therefore, the support member can be made thin, and the installation space of the support structure can be made small.
支持構造は、前記支持部材と前記全固体電池との間に配置されて前記全固体電池を支持する複数の前記バネを備えていてもよい。複数の前記バネのそれぞれは、前記支持部材の前記板厚方向に伸縮する金属の前記ベローズ部を備えていてもよい。複数の前記バネのそれぞれの前記ベローズ部の内側の空間が前記支持部材の前記流体導入孔と連通しており、前記流体導入孔を通じてそれぞれの前記ベローズ部の内側の空間に圧縮性流体が導入されてもよい。 The support structure may include a plurality of springs arranged between the support member and the all-solid-state battery to support the all-solid-state battery. Each of the plurality of springs may include the metal bellows portion that expands and contracts in the plate thickness direction of the support member. A space inside the bellows portion of each of the plurality of springs communicates with the fluid introduction hole of the support member, and a compressive fluid is introduced into the space inside each bellows portion through the fluid introduction hole. May be.
この構成によれば、複数のバネに対して1系統の流体導入孔により圧縮性流体を導入することができる。そのため、圧縮性流体の圧力管理を1系統で行うことができる。 According to this structure, the compressive fluid can be introduced into the plurality of springs through the fluid introduction holes of one system. Therefore, the pressure control of the compressive fluid can be performed by one system.
支持部材は、複数の前記バネと前記全固体電池との間に配置されている1個の板状の介在部材を備えていてもよい。複数の前記バネが1個の前記介在部材を介して前記全固体電池を支持してもよい。 The support member may include one plate-shaped interposition member arranged between the plurality of springs and the all-solid-state battery. A plurality of springs may support the all-solid-state battery via one intervening member.
この構成によれば、複数のバネによって全固体電池を支持するときに、それぞれのバネに作用する荷重を均一にすることができる。 According to this configuration, when the all-solid-state battery is supported by the plurality of springs, the load acting on each spring can be made uniform.
前記支持部材の前記板厚方向の上下両側に前記全固体電池が配置されていてもよい。支持部材は、前記支持部材と上側の前記全固体電池との間に配置されて上側の前記全固体電池を支持する上側バネと、前記支持部材と下側の前記全固体電池との間に配置されて下側の前記全固体電池を支持する下側バネと、を備えていてもよい。前記上側バネと前記下側バネのそれぞれは、前記支持部材の前記板厚方向に伸縮する金属のベローズ部を備えていてもよい。前記上側バネと前記下側バネのそれぞれの前記ベローズ部の内側の空間が前記支持部材の前記流体導入孔と連通しており、前記流体導入孔を通じてそれぞれの前記ベローズ部の内側の空間に圧縮性流体が導入されてもよい。 The all-solid-state battery may be arranged on both upper and lower sides of the support member in the plate thickness direction. The support member is disposed between the support member and the upper all-solid-state battery to support the upper all-solid-state battery, and between the support member and the lower all-solid-state battery. And a lower spring that supports the all-solid-state battery on the lower side. Each of the upper spring and the lower spring may include a metal bellows portion that expands and contracts in the plate thickness direction of the support member. Spaces inside the bellows portions of the upper spring and the lower spring communicate with the fluid introduction holes of the support member, and are compressible into spaces inside the bellows portions through the fluid introduction holes. Fluid may be introduced.
この構成によれば、支持部材の板厚方向の上下両側で全固体電池を支持することができる。そのため、小さな設置スペースで多くの全固体電池を支持することができる。 According to this structure, the all-solid-state battery can be supported on the upper and lower sides of the support member in the plate thickness direction. Therefore, many all-solid-state batteries can be supported in a small installation space.
また、本明細書は、正極活物質層、固体電解質層及び負極活物質層を備えている全固体電池を支持する支持構造の設置方法を開示する。前記支持構造は、板状の支持部材と、前記支持部材と前記全固体電池との間に配置されて前記全固体電池を支持するバネと、を備えている。前記支持部材の内部に流体導入孔が形成されている。前記流体導入孔は、前記支持部材の板厚方向に延びている第1部分と、前記板厚方向と直交する方向に延びて前記第1部分と連通している第2部分と、を備えている。前記バネは、前記支持部材の前記板厚方向に伸縮する金属のベローズ部を備えている。前記ベローズ部の内側の空間が前記支持部材の前記流体導入孔と連通している。前記設置方法は、前記ベローズ部を前記支持部材の前記板厚方向に縮めた状態で前記全固体電池に対して前記支持構造を配置する第1工程と、前記第1工程の後に、前記流体導入孔を通じて前記ベローズ部の内側の空間に圧縮性流体を導入する第2工程と、を備えている。 In addition, the present specification discloses a method of installing a support structure that supports an all-solid-state battery including a positive electrode active material layer, a solid electrolyte layer, and a negative electrode active material layer. The support structure includes a plate-shaped support member and a spring disposed between the support member and the all-solid-state battery to support the all-solid-state battery. A fluid introduction hole is formed inside the support member. The fluid introduction hole includes a first portion extending in the plate thickness direction of the support member, and a second portion extending in a direction orthogonal to the plate thickness direction and communicating with the first portion. There is. The spring includes a metal bellows portion that expands and contracts in the plate thickness direction of the support member. A space inside the bellows portion communicates with the fluid introduction hole of the support member. The installation method includes a first step of arranging the support structure with respect to the all-solid-state battery in a state where the bellows portion is contracted in the plate thickness direction of the support member, and the fluid introduction after the first step. A second step of introducing a compressive fluid into the space inside the bellows portion through a hole.
この構成によれば、第1工程ではベローズ部の内側の空間に圧縮性流体が導入されていないので、ベローズ部を支持部材の板厚方向に容易に伸縮させることができる。そのため、スペースが小さい場合であっても、その小さいスペースに支持構造を容易に配置することができる。また、第2工程では支持部材と全固体電池との間にバネが配置されている状態でベローズ部の内側の空間に圧縮性流体を導入するので、圧縮性流体を容易に導入することができる。上記の構成によれば、小さな設置スペースであっても支持構造を容易に設置することができる。 According to this configuration, since the compressive fluid is not introduced into the space inside the bellows portion in the first step, the bellows portion can be easily expanded and contracted in the plate thickness direction of the support member. Therefore, even if the space is small, the support structure can be easily arranged in the small space. Further, in the second step, since the compressive fluid is introduced into the space inside the bellows portion with the spring arranged between the support member and the all-solid-state battery, the compressible fluid can be introduced easily. .. According to the above configuration, the support structure can be easily installed even in a small installation space.
(第1実施例)
図1に示すように、第1実施例に係る支持構造3は、全固体電池10を支持している。まず、全固体電池10について説明する。全固体電池10は、図示省略する複数の電池セルを備えている。各電池セルは、正極活物質層、固体電解質層及び負極活物質層を備えている(図示省略)。正極活物質層と負極活物質層の間に固体電解質層が配置されている。全固体電池10は、電解質が液体ではなく固体である電池である。正極活物質層、固体電解質層及び負極活物質層の全てが固体である。正極活物質層は、例えばリチウムの酸化物(例えば、コバルト酸リチウム、又は、マンガン酸リチウム等)を含む材料から構成されている。負極活物質層は、例えばシリコン(SiC)又はカーボン(C)を含む材料から構成されている。固体電解質層は、例えばリチウム等を含む材料から構成されている。全固体電池10は、充電時に体積が膨張することがある。これによって、全固体電池10を支持する支持構造3に荷重Pが作用する。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the
次に、支持構造3について説明する。支持構造3は、バネ1と、上側支持部材11と、下側支持部材12とを備えている。上側支持部材11の上側に全固体電池10が配置されている。上側支持部材11と下側支持部材12の間にバネ1が配置されている。
Next, the
支持構造3のバネ1は、金属のベローズ部2を備えている。ベローズ部2の上側に上側支持部材11が配置されており、ベローズ部2の下側に下側支持部材12が配置されている。ベローズ部2の内側には密閉空間51が形成されている。
The
ベローズ部2は、例えば鉄(Fe)を含む合金から形成されている。ベローズ部2の金属は特に限定されるものではない。ベローズ部2は、軸方向(Z方向)に伸縮する。図2に示すように、ベローズ部2は、軸方向(Z方向)に視たときに円環状に構成されている。
The
図3に示すように、ベローズ部2は、外径部71と内径部72を備えている。図3ではベローズ部2の外径部71と内径部72を破線で示している。ベローズ部2の外径部71は、ベローズ部2の軸方向(Z方向)に沿って略直線状に形成されている。ベローズ部2の外径D1は、ベローズ部2の軸方向(Z方向)に沿って略一定である。ベローズ部2の軸方向(Z方向)の中央部31における外径D1と、中央部31より軸方向(Z方向)の端部側に位置する端部側部32における外径D1とが略同じ外径である。なお、ベローズ部2の中央部31は、例えば、ベローズ部2を軸方向(Z方向)に三等分したときの中央の部分であり、端部側部32は、その中央部31より上側の部分及び下側の部分である。
As shown in FIG. 3, the
ベローズ部2の内径部72は、ベローズ部2の軸方向(Z方向)に沿って略直線状に形成されている。ベローズ部2の内径D2は、ベローズ部2の軸方向(Z方向)に沿って略一定である。ベローズ部2の軸方向(Z方向)の中央部31における内径D2と、中央部31より軸方向(Z方向)の端部側に位置する端部側部32における内径D2とが略同じ内径である。
The
図4に示すように、ベローズ部2は、複数の外側突出部41と、複数の内側突出部42とを備えている。複数の外側突出部41は、ベローズ部2の外径部71に対応している。複数の内側突出部42は、ベローズ部2の内径部72に対応している。外側突出部41は、ベローズ部2の外側に突出している。内側突出部42は、ベローズ部2の内側に突出している。ベローズ部2は、複数の板部材21を備えている。板部材21は、ベローズ部2の軸方向(Z方向)に視たときに円環状に構成されている(図2)。ベローズ部2は、複数の板部材21が組み合わされることによって構成されている。ベローズ部2の軸方向(Z方向)に隣り合っている板部材21同士が例えば溶接や拡散接合によって接合されている。ベローズ部2の外側突出部41では、軸方向(Z方向)に隣り合う板部材21の外周部61同士が接合されている。ベローズ部2の内側突出部42では、軸方向(Z方向)に隣り合う板部材21の内周部62同士が接合されている。
As shown in FIG. 4, the
図1に示すように、ベローズ部2の上側に配置されている上側支持部材11は、板状の部材であり、ベローズ部2の上端部に密着した状態で固定されている。また、ベローズ部2の下側に配置されている下側支持部材12は、板状の部材であり、ベローズ部2の下端部に密着した状態で固定されている。上側支持部材11と下側支持部材12は、密閉空間51を密閉している。上側支持部材11と下側支持部材12の間に密閉空間51が形成されている。密閉空間51には圧縮性流体が封入される。密閉空間51に封入される圧縮性流体は、例えば、空気、ガス等の気体である。また、水、オイル等の非圧縮性流体と組み合わせて用いられることもある。
As shown in FIG. 1, the
下側支持部材12の内部には、流体導入孔90が形成されている。流体導入孔90は、下側支持部材12の板厚方向(Z方向)に延びている第1部分91と、板厚方向(Z方向)と直交する方向(X方向)に延びている第2部分92とを備えている。第1部分91と第2部分92は互いに連通している。流体導入孔90の第1部分91は、バネ1の密閉空間51と連通している。流体導入孔90の第2部分92は、後述する流体導入装置100の流体導入路101と連通している。
A
図5に示すように、下側支持部材12は、平板状の上端部材121と、平板状の中央部材123と、平板状の下端部材122とを備えている。上端部材121、中央部材123及び下端部材122は、下側支持部材12の板厚方向(Z方向)に積層されており、互いに拡散接合されている。拡散接合は、複数の板状の部材を積層した状態で板厚方向に加圧・加熱することによって複数の板状の部材を接合する技術である。上端部材121、中央部材123及び下端部材122が接合されることによって、下側支持部材12及び流体導入孔90が形成されている。上端部材121は、流体導入孔90の第1部分91を備えているが、第2部分92を備えていない。中央部材123は、流体導入孔90の第1部分91及び第2部分92を備えている。下端部材122は、流体導入孔90の第1部分91及び第2部分92を備えていない。
As shown in FIG. 5, the
図1に示すように、流体導入装置100は、流体導入路101及び封止弁102を備えている。流体導入路101は、下側支持部材12の流体導入孔90に接続されている。流体導入装置100は、流体導入路101を通じて流体導入孔90に圧縮性流体を導入する。流体導入装置100は、ポンプ(図示省略)によって圧縮性流体を圧縮して流体導入孔90に導入する。流体導入孔90に導入された圧縮性流体は、流体導入孔90を流れてバネ1の密閉空間51に導入される。封止弁102は、流体導入路101に設けられており、流体導入路101を開閉する。封止弁102が閉状態になると、流体導入路101が閉鎖されると共に、流体導入孔90と密閉空間51とが密閉される。
As shown in FIG. 1, the
上記の支持構造3では、図1に矢印で示すように全固体電池10の荷重Pが支持構造3に作用する。また、全固体電池10の体積が充電時に膨張することによって支持構造3に大きな荷重Pが作用することがある。このときに、支持構造3のベローズ部2の内側の密閉空間51に導入された圧縮性流体の圧力によって支持構造3が荷重Pを支持する。
In the
次に、支持構造3の設置方法について説明する。支持構造3の設置方法は、第1工程と、第2工程とを備えている。第1工程の後に第2工程が行われる。第1工程では、バネ1のベローズ部2を下側支持部材12の板厚方向(Z方向、すなわち、ベローズ部2の軸方向)に縮めた状態で全固体電池10に対して支持構造3を配置する。全固体電池10の下側に支持構造3を配置する。第2工程では、下側支持部材12の流体導入孔90を通じてベローズ部2の内側の密閉空間51に圧縮性流体を導入する。流体導入装置100からバネ1の密閉空間51に圧縮性流体を導入する。
Next, a method of installing the
以上、第1実施例に係る支持構造3について説明した。上記の説明から明らかなように、支持構造3は、板状の下側支持部材12と、下側支持部材12と全固体電池10との間に配置されて全固体電池10を支持するバネ1と、を備えている。下側支持部材12の内部には流体導入孔90が形成されている。流体導入孔90は、下側支持部材12の板厚方向(Z方向)に延びている第1部分91と、板厚方向(Z方向)と直交する方向(X方向)に延びて第1部分91と連通している第2部分92と、を備えている。バネ1は、下側支持部材12の板厚方向(Z方向)に伸縮する金属のベローズ部2を備えている。ベローズ部2の内側の密閉空間51が下側支持部材12の流体導入孔90と連通しており、流体導入孔90を通じてベローズ部2の内側の空間に圧縮性流体が導入される。
The
上記の支持構造3によれば、ベローズ部2の内側の密閉空間51に導入された圧縮性流体が圧縮されたときに生じる圧力によって荷重Pを支持するので、全固体電池10で生じる大きな荷重Pを支持することができる。また、上記の支持構造3によれば、下側支持部材12に形成されている流体導入孔90の第2部分92を通じて、下側支持部材12の板厚方向(Z方向)と直交する方向(X方向)に沿って圧縮性流体を導入することができる。そのため、下側支持部材12の板厚方向(Z方向)のみに沿って圧縮性流体を導入する構成と比較して、下側支持部材12の板厚を薄くすることができ、支持構造3の設置スペースを小さくすることができる。その結果、全固体電池10で生じる大きな荷重Pを小さなスペースで支持することができる。また、支持構造3によって全固体電池10が支持されることによって、全固体電池10の体積が充電時に膨張することを抑制することができる。そのため、全固体電池10の正極活物質層、固体電解質層及び負極活物質層が互いに良好に接触することになるので、全固体電池10の性能が低下することを抑制することができる。
According to the
また、下側支持部材12は、板厚方向(Z方向)に積層されている上端部材121、中央部材123及び下端部材122を備えている。上端部材121には流体導入孔90の第1部分91の一部が形成されている。また、中央部材123には流体導入孔90の第1部分91及び第2部分92が形成されている。上端部材121、中央部材123及び下端部材122が板厚方向(Z方向)に接合されることによって下側支持部材12及び流体導入孔90が形成されている。そのため、下側支持部材12の板厚が薄くても流体導入孔90を容易に形成することができる。複数の板状部材(上端部材121、中央部材123及び下端部材122)で下側支持部材12を形成することによって、下側支持部材12を薄くすることができ、支持構造3の設置スペースを小さくすることができる。
The
以上、一実施例について説明したが、具体的な態様は上記実施例に限定されるものではない。以下の説明において、上記の説明における構成と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。 Although one embodiment has been described above, the specific mode is not limited to the above embodiment. In the following description, the same components as those in the above description will be designated by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
上記の実施例では、支持構造3の設置方法において、第1工程でバネ1のベローズ部2を軸方向(Z方向)に縮めた後に、第2工程でベローズ部2の内側の密閉空間51に圧縮性流体を導入していたが、他の実施例では、これとは反対に、バネ1のベローズ部2の内側の密閉空間51に圧縮性流体を導入した後に、ベローズ部2を軸方向(Z方向)に縮めてもよい。
In the above embodiment, in the method of installing the
(第2実施例)
図6に示すように、第2実施例に係る支持構造3は、複数のバネ1と、複数の上側支持部材11と、複数の下側支持部材12とを備えている。また、支持構造3は、平板状の中間支持部材50(介在部材の一例)を備えている。複数のバネ1と1個の全固体電池10との間に1個の中間支持部材50が配置されている。1個の中間支持部材50は、複数のバネ1に跨って配置されている。中間支持部材50の上側に全固体電池10が配置されている。1個の中間支持部材50を介して、複数のバネ1によって1個の全固体電池10が支持されている。複数のバネ1は、中間支持部材50の板厚方向と直交する方向(X方向)に間隔をあけて並んで配置されている。
(Second embodiment)
As shown in FIG. 6, the
この構成によれば、複数のバネ1で1個の全固体電池10を支持するときに複数のバネ1に作用する荷重が均一になる。全固体電池10をバランス良く支持することができる。
According to this configuration, when the one all-solid-
(第3実施例)
図7に示すように、第3実施例に係る支持構造3は、複数のバネ1に対して1個の下側支持部材12を備えている。図7及び図8に示すように、下側支持部材12の内部に形成されている流体導入孔90は、複数の第1部分91と、複数の第2部分92とを備えている。流体導入孔90の複数の第1部分91それぞれは、複数のバネ1のそれぞれの密閉空間51と連通している。第1部分91と第1部分91の間に第2部分92が形成されている。流体導入孔90の端部の第2部分92は、流体導入装置100の流体導入路101と連通している。
(Third embodiment)
As shown in FIG. 7, the
この構成によれば、1系統の流体導入孔90により複数の密閉空間51に圧縮性流体を導入することができる。そのため、圧縮性流体の圧力管理を1系統で行うことができる。圧力管理を容易かつ正確に行うことができる。
According to this configuration, the compressive fluid can be introduced into the plurality of
(第4実施例)
図9に示すように、第4実施例に係る支持構造3は、複数のバネ1に対して1個の上側支持部材11(介在部材の他の一例)を備えている。複数のバネ1と1個の全固体電池10との間に1個の上側支持部材11が配置されている。1個の上側支持部材11は、複数のバネ1に跨って配置されている。1個の上側支持部材11を介して、複数のバネ1によって1個の全固体電池10が支持されている。1個の上側支持部材11が複数のバネ1の密閉空間51を密閉している。この構成によれば、複数のバネ1に作用する荷重が均一になる。
(Fourth embodiment)
As shown in FIG. 9, the
(第5実施例)
図10に示すように、第5実施例に係る支持構造3は、複数の上側バネ1aと、複数の下側バネ1bとを備えている。下側支持部材12の板厚方向(Z方向)の上側に複数の上側バネ1aが配置されている。下側支持部材12の板厚方向(Z方向)の下側に複数の下側バネ1bが配置されている。下側支持部材12の上下両側に複数のバネ1(1a、1a)が配置されている。下側支持部材12の流体導入孔90が、複数のバネ1(1a、1a)のそれぞれの密閉空間51と連通している。なお、下側支持部材12より上側の構成については第1実施例から第4実施例で説明した通りである。下側支持部材12より上側と下側の構成は、上下反対なだけで同様の構成である。よって、下側支持部材12より下側の構成については詳細な説明を省略する。
(Fifth embodiment)
As shown in FIG. 10, the
この構成によれば、下側支持部材12の板厚方向(Z方向)の上下両側で全固体電池10を支持することができる。そのため、小さな設置スペースで多くの全固体電池10を支持することができる。
With this configuration, the all-solid-
(第6実施例)
図11に示すように、第4実施例に係る支持構造3は、複数のバネ1がX方向とY方向に並んでいる。それに応じて、下側支持部材12に形成されている流体導入孔90の複数の第1部分91と複数の第2部分92とがX方向とY方向に並んでいる。なお、図11では、全固体電池10と上側支持部材11を図示省略している。
(Sixth embodiment)
As shown in FIG. 11, in the
(変形例)
上記の実施例では、ベローズ部2の外径部71がベローズ部2の軸方向(Z方向)に沿って略直線状に形成されていたが、他の実施例では、図12に示すように、ベローズ部2の外径部71が湾曲していてもよい。ベローズ部2の外径部71は、ベローズ部2の軸方向(Z方向)の中央部31においてベローズ部2の外側に突出している。ベローズ部2の外径D1は、ベローズ部2の軸方向(Z方向)に沿って変化している。ベローズ部2の軸方向(Z方向)の中央部31における外径D1が、中央部31より軸方向(Z方向)の端部側に位置する端部側部32における外径D1より小さい。そのため、ベローズ部2の軸方向(Z方向)の中央部31における外径D1と内径D2の差が、中央部31より軸方向(Z方向)の端部側に位置する端部側部32における外径D1と内径D2の差より大きい。
(Modification)
In the above-described embodiment, the
また、上記の実施例では、ベローズ部2の内径部72がベローズ部2の軸方向(Z方向)に沿って略直線状に形成されていたが、他の実施例では、図13に示すように、ベローズ部2の内径部72が湾曲していてもよい。ベローズ部2の内径部72は、ベローズ部2の軸方向(Z方向)の中央部31においてベローズ部2の内側に突出している。ベローズ部2の内径D2は、ベローズ部2の軸方向(Z方向)に沿って変化している。ベローズ部2の軸方向(Z方向)の中央部31における内径D2が、中央部31より軸方向(Z方向)の端部側に位置する端部側部32における内径D2より小さい。そのため、ベローズ部2の軸方向(Z方向)の中央部31における外径D1と内径D2の差が、中央部31より軸方向(Z方向)の端部側に位置する端部側部32における外径D1と内径D2の差より大きい。
Further, in the above-described embodiment, the
上記の実施例では、外側突出部41が尖っていたが、他の実施例では、図14に示すように、外側突出部41が湾曲していてもよい。同様に、内側突出部42が湾曲していてもよい。
In the above embodiment, the outer protruding
(第7実施例)
第7実施例では、図15に示すように、ベローズ部2が1個の外側突出部41のみを備えている。ベローズ部2は内側突出部42を備えていない。ベローズ部2は、上下一対の板部材21、21を備えている。上下に隣り合っている板部材21、21の外周部61同士が接合されている。上側の板部材21の内周部62は上側支持部材11に接合されており、下側の板部材21の内周部62は下側支持部材12に接合されている。ベローズ部2の内側には密閉空間51が形成されている。
(Seventh embodiment)
In the seventh embodiment, as shown in FIG. 15, the
(第8実施例)
第8実施例では、図16に示すように、ベローズ部2が複数の板状の中間部材81を備えている。ベローズ部2の内側には、複数の中間部材81で区切られることによって複数の分割空間52が形成されている。複数の中間部材81のそれぞれには、複数の連通孔82が形成されている。複数の連通孔82を通じて複数の分割空間52が連通している。ベローズ部2の内側には、複数の分割空間52を備えている密閉空間51が形成されている。なお、各中間部材81における連通孔82の数は1個であってもよい。
(Eighth Example)
In the eighth embodiment, as shown in FIG. 16, the
中間部材81は、上側に配置されている中間上部材811と、下側に配置されている中間下部材812とを備えている。中間上部材811の下面と中間下部材812の上面とが例えば拡散接合(熱圧着)によって接合されている。
The
ベローズ部2の軸方向(Z方向)に隣り合っている中間部材81と中間部材81の間には、上下一対の板部材21、21が配置されている。上下に隣り合っている板部材21、21の外周部61同士が接合されている。一対の板部材21のうちの上側の板部材21の内周部62が、上側の中間部材81の中間下部材812に接合されている。一対の板部材21のうちの下側の板部材21の内周部62が、下側の中間部材81の中間上部材811に接合されている。ベローズ部2は内側突出部42を備えていない。一対の板部材21が接合された構造が、ベローズ部2の軸方向(Z方向)に沿って複数存在している。この構造が軸方向(Z方向)に多段で積層されている。
A pair of upper and
上記の実施例では、ベローズ部2が軸方向(Z方向)に視たときに円環状に構成されていたが(図2参照)、他の実施例では、図17に示すように、ベローズ部2が軸方向(Z方向)に視たときにトラック形状に構成されていてもよい。トラック形状は、長円の環状、楕円の環状、又は角が丸くされた四角形の環状等の形状を含む概念である。
In the above embodiment, the
上記の変形例では、ベローズ部2の内径部72が湾曲していたが(図13参照)、他の実施例では、図18に示すように、ベローズ部2の内径部72が階段状に構成されていてもよい。ベローズ部2の中央部31の内径部72と、端部側部32の内径部72との間に段差が存在している。中央部31の内径部72が、端部側部32の内径部72より内側に突出している。中央部31における複数の板部材21のX方向の長さは統一されている。また、端部側部32における複数の板部材21のX方向の長さも統一されている。中央部31における板部材21のX方向の長さは、端部側部32における板部材21のX方向の長さより長い。この構成によれば、ベローズ部2を製造するために用いる板部材21の種類を少なくすることができる。
In the above modification, the
上記の第8実施例では、ベローズ部2の中間部材81が中間上部材811と中間下部材812の2個の部材を備えていたが(図16参照)、他の実施例では、図19に示すように、中間上部材811と中間下部材812を省略し、中間部材81が1個の部材から構成されていてもよい。
In the above-described eighth embodiment, the
また、図19に示す実施例では、板部材21と中間部材81が別部材で構成されていたが、他の実施例では、図20に示すように、板部材21と中間部材81が一体の部材で構成されていてもよい。また、中間部材81を挟んで上側の板部材21と一体の部材と、下側の板部材21と一体の部材とが拡散接合(熱圧着)によって接合されることによって中間部材81が形成されていてもよい。
In addition, in the embodiment shown in FIG. 19, the
上記の実施例では、下側支持部材12が、平板状の上端部材121と中央部材123と下端部材122の3枚の部材を備えていたが、他の実施例では、図21に示すように、下側支持部材12が、平板状の上端部材125と下端部材126の2枚の部材を備えていてもよい。上端部材125と下端部材126は、下側支持部材12の板厚方向(Z方向)に積層されており、互いに拡散接合されている。上端部材125と下端部材126が接合されることによって、下側支持部材12及び流体導入孔90が形成されている。上端部材125は、孔部93と溝部94を備えている。孔部93は流体導入孔90の第1部分91の一部を形成する。溝部94は流体導入孔90の第2部分92の一部を形成する。下端部材126は、凹部95と溝部96を備えている。凹部95は、流体導入孔90の第1部分91の一部を形成する。溝部96は、流体導入孔90の第2部分92の一部を形成する。
In the above-described embodiment, the
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、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。本明細書又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。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Specific examples of the present invention have been described above in detail, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in the present specification or the drawings exert technical utility alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. Further, the technique illustrated in the present specification or the drawings can simultaneously achieve a plurality of purposes, and achieving the one purpose among them has technical utility.
1:バネ、1a:上側バネ、1b:下側バネ、2:ベローズ部、3:支持構造、10:全固体電池、11:上側支持部材、12:下側支持部材、50:中間支持部材、51:密閉空間、52:分割空間、90:流体導入孔、91:第1部分、92:第2部分、100:流体導入装置、101:流体導入路、102:封止弁、121:上端部材、122:下端部材、123:中央部材 1: Spring, 1a: Upper spring, 1b: Lower spring, 2: Bellows part, 3: Support structure, 10: All solid state battery, 11: Upper support member, 12: Lower support member, 50: Intermediate support member, 51: closed space, 52: divided space, 90: fluid introduction hole, 91: first portion, 92: second portion, 100: fluid introduction device, 101: fluid introduction passage, 102: sealing valve, 121: upper end member , 122: lower end member, 123: central member
Claims (6)
板状の支持部材と、
前記支持部材と前記全固体電池との間に配置されて前記全固体電池を支持するバネと、を備えており、
前記支持部材の内部に流体導入孔が形成されており、
前記流体導入孔は、前記支持部材の板厚方向に延びている第1部分と、前記板厚方向と直交する方向に延びて前記第1部分と連通している第2部分と、を備えており、
前記バネは、前記支持部材の前記板厚方向に伸縮する金属のベローズ部を備えており、
前記ベローズ部の内側の空間が前記支持部材の前記流体導入孔と連通しており、前記流体導入孔を通じて前記ベローズ部の内側の空間に圧縮性流体が導入される、支持構造。 A support structure for supporting an all-solid-state battery comprising a positive electrode active material layer, a solid electrolyte layer and a negative electrode active material layer,
A plate-shaped support member,
A spring disposed between the support member and the all-solid-state battery to support the all-solid-state battery,
A fluid introduction hole is formed inside the support member,
The fluid introduction hole includes a first portion extending in the plate thickness direction of the support member, and a second portion extending in a direction orthogonal to the plate thickness direction and communicating with the first portion. Cage,
The spring includes a metal bellows portion that expands and contracts in the plate thickness direction of the support member,
A support structure in which a space inside the bellows portion communicates with the fluid introduction hole of the support member, and a compressive fluid is introduced into the space inside the bellows portion through the fluid introduction hole.
前記支持部材は、前記板厚方向に積層されている複数の板状部材を備えており、
複数の前記板状部材の少なくとも1つに前記流体導入孔の一部が形成されており、
複数の前記板状部材が前記板厚方向に接合されることによって前記支持部材及び前記流体導入孔が形成されている、支持構造。 The support structure according to claim 1, wherein
The support member includes a plurality of plate-shaped members stacked in the plate thickness direction,
A part of the fluid introduction hole is formed in at least one of the plurality of plate-shaped members,
A support structure in which the support member and the fluid introduction hole are formed by joining a plurality of the plate-shaped members in the plate thickness direction.
前記支持部材と前記全固体電池との間に配置されて前記全固体電池を支持する複数の前記バネを備えており、
複数の前記バネのそれぞれは、前記支持部材の前記板厚方向に伸縮する金属の前記ベローズ部を備えており、
複数の前記バネのそれぞれの前記ベローズ部の内側の空間が前記支持部材の前記流体導入孔と連通しており、前記流体導入孔を通じてそれぞれの前記ベローズ部の内側の空間に圧縮性流体が導入される、支持構造。 The support structure according to claim 1 or 2, wherein
It is provided with a plurality of the springs arranged between the support member and the all-solid-state battery to support the all-solid-state battery,
Each of the plurality of springs includes the metal bellows portion that expands and contracts in the plate thickness direction of the support member,
A space inside the bellows portion of each of the plurality of springs communicates with the fluid introduction hole of the support member, and a compressive fluid is introduced into the space inside each bellows portion through the fluid introduction hole. Support structure.
複数の前記バネと前記全固体電池との間に配置されている1個の板状の介在部材を備えており、
複数の前記バネが1個の前記介在部材を介して前記全固体電池を支持する、支持構造。 The support structure according to claim 3, wherein
A plate-shaped interposing member arranged between the plurality of springs and the all-solid-state battery,
A support structure in which a plurality of the springs support the all-solid-state battery via one intervening member.
前記支持部材の前記板厚方向の上下両側に前記全固体電池が配置されており、
前記支持部材と上側の前記全固体電池との間に配置されて上側の前記全固体電池を支持する上側バネと、
前記支持部材と下側の前記全固体電池との間に配置されて下側の前記全固体電池を支持する下側バネと、を備えており、
前記上側バネと前記下側バネのそれぞれは、前記支持部材の前記板厚方向に伸縮する金属の前記ベローズ部を備えており、
前記上側バネと前記下側バネのそれぞれの前記ベローズ部の内側の空間が前記支持部材の前記流体導入孔と連通しており、前記流体導入孔を通じてそれぞれの前記ベローズ部の内側の空間に圧縮性流体が導入される、支持構造。 The support structure according to any one of claims 1 to 4,
The all-solid-state battery is arranged on both upper and lower sides of the support member in the plate thickness direction,
An upper spring that is arranged between the support member and the upper all-solid-state battery and supports the upper all-solid-state battery,
A lower spring disposed between the support member and the lower all-solid-state battery to support the lower all-solid-state battery,
Each of the upper spring and the lower spring includes the metal bellows portion that expands and contracts in the plate thickness direction of the support member,
Spaces inside the bellows portions of the upper spring and the lower spring communicate with the fluid introduction holes of the support member, and are compressible into spaces inside the bellows portions through the fluid introduction holes. A support structure into which a fluid is introduced.
前記支持構造は、
板状の支持部材と、
前記支持部材と前記全固体電池との間に配置されて前記全固体電池を支持するバネと、を備えており、
前記支持部材の内部に流体導入孔が形成されており、
前記流体導入孔は、前記支持部材の板厚方向に延びている第1部分と、前記板厚方向と直交する方向に延びて前記第1部分と連通している第2部分と、を備えており、
前記バネは、前記支持部材の前記板厚方向に伸縮する金属のベローズ部を備えており、
前記ベローズ部の内側の空間が前記支持部材の前記流体導入孔と連通しており、
前記設置方法は、
前記ベローズ部を前記支持部材の前記板厚方向に縮めた状態で前記全固体電池に対して前記支持構造を配置する第1工程と、
前記第1工程の後に、前記流体導入孔を通じて前記ベローズ部の内側の空間に圧縮性流体を導入する第2工程と、を備えている、設置方法。 A method of installing a support structure for supporting an all-solid-state battery comprising a positive electrode active material layer, a solid electrolyte layer and a negative electrode active material layer,
The support structure is
A plate-shaped support member,
A spring disposed between the support member and the all-solid-state battery to support the all-solid-state battery,
A fluid introduction hole is formed inside the support member,
The fluid introduction hole includes a first portion extending in the plate thickness direction of the support member, and a second portion extending in a direction orthogonal to the plate thickness direction and communicating with the first portion. Cage,
The spring includes a metal bellows portion that expands and contracts in the plate thickness direction of the support member,
A space inside the bellows portion communicates with the fluid introduction hole of the support member,
The installation method is
A first step of disposing the support structure with respect to the all-solid-state battery in a state where the bellows portion is contracted in the plate thickness direction of the support member;
And a second step of introducing a compressive fluid into the space inside the bellows portion through the fluid introduction hole after the first step.
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