JP6023179B2 - 電流遮断装置及びそれを用いた蓄電装置 - Google Patents
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Description
図1に示すように、蓄電装置100は、ケース1と、電極組立体60と、負極外部端子19と、正極外部端子119と、電流遮断装置2を備えている。ケース1は、矩形箱状の本体部分62と、本体部分62を閉塞する矩形平板状の蓋部分63を備えている。本体部分62及び蓋部分63は、金属製(例えば、ステンレス、アルミニウム)である。以下の説明では、本体部分62及び蓋部分63を、単にケース1と称することがある。ケース1の内部には、正極電極及び負極電極を備える電極組立体60が収容されている。ケース1と電極組立体60は、絶縁シート61によって絶縁されている。正極集電タブ65が、正極電極に固定されている。負極集電タブ67が、負極電極に固定されている。
図3A,3Bを参照し、蓄電装置200について説明する。蓄電装置200は、蓄電装置100の変形例であり、電流遮断装置202の構造が蓄電装置100の電流遮断装置2と相違する。蓄電装置100と同じ部材には、蓄電装置100と同じ参照番号を付すことにより、説明を省略することがある。図3Aは通電経路の破断前の状態を示し、図3Bは通電経路の破断後の状態を示している。なお、以下の実施例では、蓄電装置の全体の図示を省略し、電流遮断装置の周囲の構造だけを図示することがある。
図4A,4Bを参照し、蓄電装置300について説明する。蓄電装置300は、蓄電装置100の変形例であり、電流遮断装置302の構造が蓄電装置100の電流遮断装置2と相違する。蓄電装置100と同じ部材には、蓄電装置100と同じ参照番号を付すことにより、説明を省略することがある。図4Aは通電経路の破断前の状態を示し、図4Bは通電経路の破断後の状態を示している。
図5A,5Bを参照し、蓄電装置400について説明する。蓄電装置400は、蓄電装置300の変形例であり、電流遮断装置402の構造が蓄電装置300の電流遮断装置302と相違する。蓄電装置300と同じ部材には、蓄電装置300と同じ参照番号を付すことにより、説明を省略することがある。図5Aは通電経路の破断前の状態を示し、図5Bは通電経路の破断後の状態を示している。
図6を参照し、蓄電装置500について説明する。蓄電装置500は、蓄電装置100の変形例であり、電流遮断装置502の構造が蓄電装置100の電流遮断装置2と相違する。蓄電装置100と同じ部材には、蓄電装置100と同じ参照番号を付すことにより、説明を省略することがある。
図7,8を参照し、蓄電装置600について説明する。蓄電装置600は、蓄電装置100の変形例であり、電流遮断装置602を取り付ける位置が、蓄電装置100の電流遮断装置2を取り付ける位置と相違する。蓄電装置100と同じ部材には、蓄電装置100と同じ参照番号を付すことにより、説明を省略することがある。
図9を参照し、蓄電装置700について説明する。蓄電装置700は、蓄電装置100の変形例であり、電流遮断装置702の構造が蓄電装置100の電流遮断装置2と相違する。蓄電装置100と同じ部材には、蓄電装置100と同じ参照番号を付すことにより、説明を省略することがある。
図10を参照し、蓄電装置800について説明する。蓄電装置800は、蓄電装置600の変形例であり、電流遮断装置802の構造が蓄電装置600の電流遮断装置602と相違する。蓄電装置600と同じ部材には、蓄電装置600と同じ参照番号を付すことにより、説明を省略することがある。
図12A,12B,12Cを参照し、蓄電装置900について説明する。蓄電装置900は、蓄電装置100の変形例であり、電流遮断装置902の構造が蓄電装置100の電流遮断装置2と相違する。蓄電装置100と同じ部材には、蓄電装置100と同じ参照番号を付すことにより、説明を省略することがある。図12Aは通電経路の破断前の状態を示し、図12Bは通電経路の破断直後の状態を示し、図12Cは通電経路が破断してから所定時間が経過した状態を示している。
図13A,13Bを参照し、蓄電装置1000について説明する。蓄電装置1000は、蓄電装置100の変形例であり、電流遮断装置1002の構造が蓄電装置100の電流遮断装置2と相違する。蓄電装置100と同じ部材には、蓄電装置100と同じ参照番号を付すことにより、説明を省略することがある。図13Aは通電経路の破断前の状態を示し、図13Bは通電経路の破断後の状態を示している。
図15を参照し、蓄電装置1100について説明する。蓄電装置1100は、蓄電装置1000の変形例であり、電流遮断装置1102の構造が蓄電装置1000の電流遮断装置1002と相違する。蓄電装置1000と同じ部材には、蓄電装置1000と同じ参照番号を付すことにより、説明を省略することがある。
図16A,16B,16Cを参照し、蓄電装置1200について説明する。蓄電装置1200は、蓄電装置100の変形例であり、電流遮断装置1202の構造が蓄電装置100の電流遮断装置2と相違する。蓄電装置100と同じ部材には、蓄電装置100と同じ参照番号を付すことにより、説明を省略することがある。図16Aは通電経路の破断前の状態を示し、図16B、16Cは通電経路の破断後の状態を示している。
図17A,17B,17Cを参照し、蓄電装置1300について説明する。蓄電装置1300は、蓄電装置1200の変形例であり、電流遮断装置1302の構造が蓄電装置1200の電流遮断装置1202と相違する。蓄電装置1200と同じ部材には、蓄電装置1200と同じ参照番号を付すことにより、説明を省略することがある。図17Aは通電経路の破断前の状態を示し、図17B、17Cは通電経路の破断後の状態を示している。
図18A,18Bを参照し、蓄電装置1400について説明する。蓄電装置1400は、蓄電装置100の変形例であり、電流遮断装置1402の構造が蓄電装置100の電流遮断装置2と相違する。蓄電装置100と同じ部材には、蓄電装置100と同じ参照番号を付すことにより、説明を省略することがある。図18Aは通電経路の破断前の状態を示し、図18Bは通電経路の破断後の状態を示している。
図19を参照し、蓄電装置1500について説明する。蓄電装置1500は、蓄電装置100の変形例であり、電流遮断装置1502の構造が蓄電装置100の電流遮断装置2と相違する。蓄電装置100と同じ部材には、蓄電装置100と同じ参照番号を付すことにより、説明を省略することがある。
図20を参照し、蓄電装置1600について説明する。蓄電装置1600は、蓄電装置100の変形例であり、電流遮断装置1602の構造が蓄電装置100の電流遮断装置2と相違する。蓄電装置100と同じ部材には、蓄電装置100と同じ参照番号を付すことにより、説明を省略することがある。
図21を参照し、蓄電装置1700について説明する。蓄電装置1700は、蓄電装置1600の変形例であり、電流遮断装置1702の構造が蓄電装置1600の電流遮断装置1602と相違する。蓄電装置1600と同じ部材には、蓄電装置1600と同じ参照番号を付すことにより、説明を省略することがある。
図22を参照し、蓄電装置1800について説明する。蓄電装置1800は、蓄電装置1700の変形例であり、電流遮断装置1802の構造が蓄電装置1700の電流遮断装置1702と相違する。蓄電装置1700と同じ部材には、蓄電装置1700と同じ参照番号を付すことにより、説明を省略することがある。
図23を参照し、蓄電装置1900について説明する。蓄電装置1900は、蓄電装置1700の変形例であり、電流遮断装置1902の構造が蓄電装置1700の電流遮断装置1702と相違する。蓄電装置1700と同じ部材には、蓄電装置1700と同じ参照番号を付すことにより、説明を省略することがある。
図24A,24Bを参照し、蓄電装置2000について説明する。蓄電装置2000は、蓄電装置1600の変形例であり、電流遮断装置2002の構造が蓄電装置1600の電流遮断装置1602と相違する。蓄電装置1600と同じ部材には、蓄電装置1600と同じ参照番号を付すことにより、説明を省略することがある。図24Aは通電経路の破断前の状態を示し、図24Bは通電経路の破断後の状態を示している。
図25A,25Bを参照し、蓄電装置2100について説明する。蓄電装置2100は、蓄電装置1600の変形例であり、電流遮断装置2102の構造が蓄電装置1600の電流遮断装置1602と相違する。蓄電装置1600と同じ部材には、蓄電装置1600と同じ参照番号を付すことにより、説明を省略することがある。図25Aは通電経路の破断前の状態を示し、図25Bは通電経路の破断後の状態を示している。
図26A,26Bを参照し、蓄電装置2200について説明する。蓄電装置2200は、蓄電装置1600の変形例であり、電流遮断装置2202の構造が蓄電装置1600の電流遮断装置1602と相違する。蓄電装置1600と同じ部材には、蓄電装置1600と同じ参照番号を付すことにより、説明を省略することがある。図26Aは通電経路の破断前の状態を示し、図26Bは通電経路の破断後の状態を示している。
図27を参照し、蓄電装置2300について説明する。蓄電装置2300は、蓄電装置2200の変形例であり、電流遮断装置2302の構造が蓄電装置2200の電流遮断装置2202と相違する。蓄電装置2200と同じ部材には、蓄電装置2200と同じ参照番号を付すことにより、説明を省略することがある。
Claims (29)
- 正極及び負極を備える電極組立体と、ケースに設けられた孔を通じて前記ケースの内外を貫通して伸びている正極外部端子又は負極外部端子と、を電気的に接続し、前記ケースと前記正極外部端子又は前記負極外部端子の間をシールすることによりケース外空間からシールされているとともに前記電極組立体を収容しているケース内空間の圧力が所定レベルを超えて上昇したときに前記電極組立体と前記正極外部端子又は前記負極外部端子との通電経路を遮断する電流遮断装置であって、
前記電流遮断装置は、前記ケース内空間に配置されており、
前記ケース内空間の圧力が所定レベルを超えて上昇したときに変形する変形板と、
前記通電経路を構成する通電板と、
接点板と、を備えており、
前記通電板は、前記接点板と接触する第1接点部を含んでおり、
前記接点板は、前記第1接点部と接触する第2接点部を含んでおり、
前記第1接点部と第2接点部は、前記通電経路上に設けられており、
前記変形板は、前記ケース内空間の圧力を受圧可能な受圧部と、前記第1接点部に接触する当接部を含んでおり、
前記当接部が前記接点板側へ移動するように前記変形板が変形することにより、前記第1接点部及び前記第2接点部のうち、少なくとも前記第2接点部が前記通電板と分離可能であり、
前記変形板は、前記通電板及び前記接点板の少なくとも一方と絶縁されているとともに、前記電流遮断装置の外面を構成し、前記ケース内空間における前記電流遮断装置の外部の雰囲気から前記通電板及び前記接点板をシールするように配置されており、
前記通電板が、前記変形板と前記接点板に挟まれるように配置されている電流遮断装置。 - 前記第1接点部及び前記第2接点部は、各々前記通電板及び前記接点板の中央部に設けられている請求項1に記載の電流遮断装置。
- 前記通電板の中央部に、前記当接部が当接する部分の周囲に溝が設けられており、
前記変形板が前記通電板に接触することにより、前記通電板の前記溝が設けられている部分が破断し、前記当接部が当接する部分とその部分の周囲とが分離する請求項1又は2に記載の電流遮断装置。 - 前記変形板が反転板であり、
前記変形板が反転するときの弾性力が、前記通電板の前記溝部分を破断する力よりも大きい請求項3に記載の電流遮断装置。 - 前記通電板の前記溝で囲まれた範囲が、前記溝の外側の前記通電板の表面よりも、前記変形板とは反対側に窪んでいる請求項3又は4に記載の電流遮断装置。
- 前記溝が、前記当接部が当接する部分の周囲を一巡している請求項3から5のいずれか1項に記載の電流遮断装置。
- 正極及び負極を備える電極組立体と、ケースに設けられた孔を通じて前記ケースの内外を貫通して伸びている正極外部端子又は負極外部端子と、を電気的に接続し、前記ケースと前記正極外部端子又は前記負極外部端子の間をシールすることによりケース外空間からシールされているとともに前記電極組立体を収容しているケース内空間の圧力が所定レベルを超えて上昇したときに前記電極組立体と前記正極外部端子又は前記負極外部端子との通電経路を遮断する電流遮断装置であって、
前記電流遮断装置は、前記ケース内空間に配置されており、
前記ケース内空間の圧力が所定レベルを超えて上昇したときに変形する変形板と、
前記通電経路を構成する通電板と、
接点板と、を備えており、
前記通電板は、中央部に貫通孔が設けられているとともに、前記接点板と接触する第1接点部を含んでおり、
前記接点板は、前記第1接点部と接触する第2接点部を含んでおり、
前記第1接点部と第2接点部は、前記通電経路上に設けられており、
前記変形板は、前記ケース内空間の圧力を受圧可能な受圧部と、前記接点板に向けて突出しているとともに前記貫通孔を通過して前記第2接点部に接触する当接部を含む突起を中央部に含んでおり、
前記突起が前記接点板側へ移動するように前記変形板が変形することにより、前記第1接点部及び前記第2接点部のうち、少なくとも前記第2接点部が前記通電板と分離可能であり、
前記変形板は、前記通電板及び前記接点板の少なくとも一方と絶縁されているとともに、前記電流遮断装置の外面を構成し、前記電流遮断装置の外部から前記通電板及び前記接点板をシールするように配置されており、
前記通電板が、前記変形板と前記接点板に挟まれるように配置されている電流遮断装置。 - 前記変形板の中央部に、前記接点板に向けて突出する突起が設けられており、
前記当接部が、前記突起に含まれている請求項1から6のいずれか1項に記載の電流遮断装置。 - 前記突起を覆う絶縁性のキャップをさらに備えている請求項7又は8に記載の電流遮断装置。
- 前記キャップは、前記通電板の外周部とともに支持されるガイド部を備えている請求項9に記載の電流遮断装置。
- 前記ケースの内圧が所定レベル未満のときに、前記変形板と前記通電板との間に隙間が設けられている第1状態と、
前記ケースの内圧が所定レベルを超えて上昇した時に、前記変形板の前記突起が、前記通電板に向けて移動し、前記接点板に衝撃を加えるとともに前記接点板を前記通電板から離反させる第2状態と、
前記接点板が前記通電板側に移動する力と、前記変形板が前記接点板を前記通電板から離反させる力とが釣り合っている第3状態とに移行可能であり、
前記第3状態のときに、前記接点板が、前記通電板と導通しないように前記通電板から離反している請求項8から10のいずれか1項に記載の電流遮断装置。 - 前記変形板と前記通電板との間に、絶縁性を有する絶縁部材が配置されている請求項1から11のいずれか1項に記載の電流遮断装置。
- 前記通電板の前記変形板側の中央部に窪みが設けられている請求項1から12のいずれか1項に記載の電流遮断装置。
- 前記接点板の前記第2接点部の周囲には、前記接点板の他の部分よりも脆弱な脆弱部が設けられている請求項1から13のいずれか1項に記載の電流遮断装置。
- 前記接点板における外周部と前記第2接点部の間には、前記接点板の外周部から中央に向かうに従って前記通電板との距離が増大する離反部が設けられており、
前記脆弱部が、前記離反部に設けられている請求項14に記載の電流遮断装置。 - 前記通電板の前記接点板側表面の前記第1接点部の周囲が窪んでいる請求項1から15のいずれか1項に記載の電流遮断装置。
- 前記変形板及び前記接点板が、薄板で構成されている請求項1から16のいずれか1項に記載の電流遮断装置。
- 前記変形板が、円弧状の波形部を有する薄板で構成されており、
前記接点板が、平板状の薄板で構成されている請求項17に記載の電流遮断装置。 - 前記変形板が、平板状の薄板で構成されており、
前記接点板が、円弧状の波形部を有する薄板で構成されている請求項17に記載の電流遮断装置。 - 前記通電板に、前記変形板の変形に伴う圧力変動を前記接点板に作用させるための圧力孔が設けられている請求項1から19のいずれか1項に記載の電流遮断装置。
- 前記接点板の外側を覆うように導電性の封口蓋体が設けられており、
前記封口蓋体が、前記外部端子とネジ結合している請求項1から20のいずれか1項に記載の電流遮断装置。 - 前記接点板の外側を覆うように導電性の封口蓋体が設けられており、
前記封口蓋体が、接続部材を介して前記外部端子と接続されている請求項1から20のいずれか1項に記載の電流遮断装置。 - 前記封口蓋体の外周部が前記接点板と接触しており、
前記接点板の外周部と前記通電板の外周部との間に絶縁性の第1シール部材が配置されており、
前記変形板の外周部と前記通電板の外周部との間に第2シール部材が配置されており、
平面視したときにリング状であるとともに断面が略U字状である支持部材が、前記封口蓋体、前記接点板、前記通電板、前記第1シール部材、前記変形板及び第2シール部材を支持しており、
前記支持部材の前記略U字状の部分に、前記封口蓋体、前記接点板、前記通電板、前記第1シール部材、前記変形板及び第2シール部材の外周部が位置している請求項21又は22に記載の電流遮断装置。 - 前記通電板と前記接点板の間にシール部材が配置されており、
前記通電板と前記接点板との間の空間が、前記電流遮断装置の外部の前記ケース内空間からシールされている請求項1から23のいずれか1項に記載の電流遮断装置。 - 電流遮断装置が、前記負極外部端子と前記電極組立体との間に形成される前記通電経路上に配置されている請求項1から24のいずれか1項に記載の電流遮断装置。
- 前記変形板は、前記負極の材質と同等の性質の材質であることを特徴とする請求項1から25のいずれか1項に記載の電流遮断装置。
- 請求項1から26のいずれか1項に記載の電流遮断装置を備える蓄電装置。
- 前記電流遮断装置によって前記電極組立体と電気的に接続されている前記正極外部端子又は前記負極外部端子は、
前記正極外部端子又は前記負極外部端子が伸びる方向に観察したときに、前記接点板、前記通電板、前記変形板の少なくとも一部と重複するように配置されている請求項27に記載の蓄電装置。 - 前記蓄電装置は、二次電池である請求項27又は28に記載の蓄電装置。
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