JP6533299B2 - 電流遮断装置及びこれを用いた蓄電装置 - Google Patents

Description

本出願は、２０１５年８月２７日に出願された日本国特許出願第２０１５−１６８２７８号に基づく優先権を主張する。その出願の全ての内容はこの明細書中に参照により援用される。本明細書に開示の技術は、電流遮断装置及びこれを用いた蓄電装置に関する。

特許文献１に開示の蓄電装置は、ケース内の圧力が上昇したときに、通電経路を遮断する電流遮断装置を有している。この電流遮断装置は、ケース内の発電要素と電気的に接続された集電体と、集電体と電極端子とを電気的に接続する感圧部材と、集電体を支持するホルダとを有している。ケース内の圧力が上昇すると、感圧部材が変形して集電体と非接続となり、電極端子と発電要素との電気的接続が遮断される。

特開２０１３−２２５５００号公報

ところで、この種の電流遮断装置の作動時には、集電板と電極端子との間に大きな電圧が印加されることがある。かかる場合、集電板と電極端子との間に電解液が存在すると、電解液から導電性異物が生成して液絡し、集電板と電極端子とが再導通する虞がある。このため、このような液絡を防止するために、電流遮断装置のホルダとケースの間にガスケットを配置してホルダとケースの間をシールし、電解液の侵入を遮断することがある。しかしながら、ホルダとケースの間にガスケットを配置する従来構造では、ガスケットの反力によってケースが撓んでシールが不完全となったり、電極端子をケースに組付ける際に過剰な荷重がガスケットに作用して、ガスケットが破壊されるといった問題が生じる。本明細書は、ホルダとケースの間にガスケットが配置される蓄電装置において、ガスケットの破壊が生じることを防止しながら、ホルダとケースの間からの電解液の侵入を好適に防止することができる電流遮断装置及びこれを用いた蓄電装置を開示する。

本明細書に開示する電流遮断層装置は、端子取付面を備えるケースと、ケースに収容される電極組立体と、ケースの端子取付面に取付けられる電極端子とを備える蓄電装置に装備される。端子取付面には、ケースの内部とケースの外部とを連通する挿通孔が形成されている。電極端子は、ケースの内部に位置し、挿通孔の径より大径となる大径部と、該大径部から挿通孔を通ってケースの外部に向かって伸びる小径部と、ケースの外部において該小径部から折れ曲がって外側に広がる先端部とを備えている。電流遮断装置は、ケース内に収容され、電極組立体と電極端子とが電気的に接続される導通状態と、電極組立体と電極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。電流遮断装置は、大径部を収容するホルダを備えており、ホルダには、小径部が挿通するホルダ側挿通孔が形成されている。ホルダの端子取付面の内面と対向する対向面には、ホルダ側挿通孔の周囲を一巡する凹部と、該凹部の内側と外側の少なくとも一方に位置し、端子取付面の内面と当接する当接部とが形成されている。凹部には、端子取付面の内面とホルダの対向面との間をシールする絶縁性のガスケットの少なくとも一部が収容されている。電極端子とホルダを小径部の軸線に沿って見ると、当接部の少なくとも一部が先端部と重複している。

上記の電流遮断装置では、ホルダの対向面に当接部と凹部が形成され、当接部が端子取付面の内面と当接している。そして、ホルダと電極端子を電極端子の小径部の軸線方向に沿って見ると、当接部の少なくとも一部が先端部と重複している。したがって、電極端子の先端部からの圧縮力が作用する領域において、ホルダの当接部が端子取付面の内面に当接している。ホルダの凹部に収容されたガスケットに作用する荷重は、端子取付面の内面からホルダの凹部の底面までの距離によって決まり、この距離はホルダによって決まる。すなわち、当接部の寸法と凹部の寸法によって決まる。ホルダの寸法は管理することができるため、ガスケットに作用する荷重も管理することができる。このため、ガスケットの反力が過大となることによるシール不良や、過剰な荷重によるガスケットの破壊を防止することができる。

本明細書は、また、別の電流遮断装置も開示する。電流遮断装置は、端子取付面を備えるケースと、ケースに収容される電極組立体と、ケースの端子取付面に取付けられる電極端子と、ケースと電極端子とを固定する締結部材を備える蓄電装置に装備される。端子取付面には、ケースの内部とケースの外部とを連通する挿通孔が形成されている。電極端子は、ケースの内部に位置し、挿通孔の径より大径となる大径部と、該大径部から挿通孔を通ってケースの外部に向かって伸びる小径部とを備えている。大径部及び小径部には、ケースの内部とケースの外部とを連通する貫通孔が形成されている。締結部材は、ケースの内部側に配置されるボルトと、ケースの外部側に配置されボルトに螺合されるナットとを備えている。ボルトは、大径部の内面に当接する頭部と、貫通孔内に配置される軸部を備えている。電流遮断装置は、ケース内に収容され、電極組立体と電極端子とが電気的に接続される導通状態と、電極組立体と電極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。電流遮断装置は、大径部を収容するホルダを備えており、ホルダには、小径部が挿通するホルダ側挿通孔が形成されている。ホルダの端子取付面の内面と対向する対向面には、ホルダ側挿通孔の周囲を一巡する凹部と、該凹部の内側と外側の少なくとも一方に位置し、端子取付面の内面と当接する当接部とが形成されている。凹部には、端子取付面の内面とホルダの対向面との間をシールする絶縁性のガスケットの少なくとも一部が収容されている。締結部材とホルダを小径部の軸線に沿って見ると、当接部の少なくとも一部がボルトの頭部及びナットと重複している。

上記の電流遮断装置では、ホルダの対向面に当接部と凹部が形成され、当接部が端子取付面の内面と当接している。そして、ホルダと締結部材を電極端子の小径部の軸線方向に沿って見ると、当接部の少なくとも一部がボルトの頭部及びナットと重複している。したがって、ボルト及びナットからの圧縮力（締付力）が作用する領域において、ホルダの当接部が端子取付面の内面に当接している。ガスケットに作用する荷重は、端子取付面の内面からホルダの凹部の底面までの距離によって決まり、この距離はホルダによって決まる。すなわち、当接部の寸法と凹部の寸法によって決まる。ホルダの寸法は管理することができるため、ガスケットに作用する荷重も管理することができる。このため、ガスケットの反力が過大となることによるシール不良や、過剰な荷重によるガスケットの破壊を防止することができる。

また、本明細書は、上述した電流遮断装置を備える蓄電装置を開示する。

実施例１の蓄電装置の断面図。 図１の破線部２００ａの拡大図。 実施例２の蓄電装置の要部拡大図（図１の破線部２００ａに相当）。 実施例３の蓄電装置の要部拡大図（図１の破線部２００ａに相当）。 実施例４の蓄電装置の要部拡大図（図１の破線部２００ａに相当）。 実施例５の蓄電装置の要部拡大図（図１の破線部２００ａに相当）。 実施例６の蓄電装置の要部拡大図（図１の破線部２００ａに相当）。

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、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。

（特徴１） 本明細書に開示の電流遮断装置では、凹部の底面には、凹部の内側面及び外側面から離間し、かつ、凹部内を一巡すると共に端子取付面の内面に向かって突出する凸部が形成されていてもよい。このような構成によると、凸部によってガスケットが端子取付面の内面に部分的に強固に押し付けられる。一方、凸部以外の位置では、ガスケットが端子取付面の内面に強固に押し付けられることが抑制される。これにより、ホルダとケースの間のシールを適切に行いながら、ガスケットの破壊を抑制することができる。

（特徴２） 本明細書に開示する電流遮断装置では、凹部の底面は、第１平面と、第２平面とを有していてもよい。また、端子取付面の挿通孔の軸方向における、凹部の第１平面部分の深さは、凹部の第２平面部分の深さより深くてもよい。このような構成によっても、第２平面によってガスケットが端子取付面の内面に部分的に強固に押し付けられる一方、第１平面によってガスケットに作用する荷重が過大となることが抑制される。これにより、特徴１と同様の作用効果を奏することができる。

（特徴３） 本明細書に開示する電流遮断装置では、凹部の径方向において、第１平面は凹部の外周側に形成されており、第２平面は凹部の第１平面より内周側に形成されていてもよい。このような構成によると、ホルダとケースの間のシールを行う位置が内周側となり、シール長を短くすることができる。このため、ホルダとケースの間のシールをより適切に行うことができる。

（特徴４） 本明細書に開示する電流遮断装置では、電極端子とガスケットを小径部の軸線に沿って見ると、ガスケットの端子取付面の内面に当接するシール面の少なくとも一部が先端部と重複していてもよい。このような構成によると、電極端子の先端部からの圧縮力をガスケットに効率的に作用させることができ、ガスケットにかかる荷重をより好適に管理することができる。

（特徴５） 本明細書に開示する電流遮断装置は、電極組立体に電気的に接続される通電板と、ホルダに支持され、電極端子に電気的に接続される第１変形板とをさらに備えていてもよい。また、第１変形板は、導通状態においては通電板と当接して電気的に接続している一方で、非導通状態においては通電板から離間して通電板と電気的に非接続となってもよい。

（特徴６） 本明細書に開示する電流遮断装置は、通電板に対して第１変形板とは反対側に配置されているとともに、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第２変形板をさらに備えていてもよい。また、第２変形板は、電極組立体と電極端子とが導通しているときは突起が第１位置に位置して通電板と第１変形板とが当接している第１状態と、電極組立体と電極端子とが非導通のときは突起が第１位置から通電板側の第２位置に移動して通電板と第１変形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の蓄電装置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に収容された電極組立体３と、ケース１に固定された電極端子としての端子５、７とを備えている。電極組立体３と端子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と端子７との間に配置された電流遮断装置１０を備えている。ケース１の内部には、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とを備えている。蓋部１１２は、本体１１１の上部を覆っている。ケース１の蓋部１１２は、端子取付面１１３を備えている。端子取付面１１３には、挿通孔８１、８２が形成されている。端子５は、挿通孔８１を介してケース１の内外に通じており、端子７は、挿通孔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、正極シートと、負極シートと、正極シートと負極シート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、複数の正極シート、複数の負極シート及び複数のセパレータが積層されて構成されている。正極シート及び負極シートは、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、正極シートに用いられるものは例えばアルミ箔であり、負極シート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、正極集電タブ４１及び負極集電タブ４２を備えている。正極集電タブ４１は、正極シートの上端部に形成されている。負極集電タブ４２は、負極シートの上端部に形成されている。正極集電タブ４１及び負極集電タブ４２は、電極組立体３の上方に突出している。正極集電タブ４１は正極リード４３に固定されている。負極集電タブ４２は負極リード４４に固定されている。

正極リード４３は、正極集電タブ４１と端子５とに接続されている。正極リード４３を介して、正極集電タブ４１と端子５とが電気的に接続されている。正極リード４３とケース１との間には、絶縁部材７２が配置されている。絶縁部材７２は、正極リード４３とケース１の蓋部１１２とを絶縁している。

負極リード４４は、負極集電タブ４２と接続端子４６とに接続されている。接続端子４６は、電流遮断装置１０を介して端子７に電気的に接続されている。よって、負極リード４４、接続端子４６及び電流遮断装置１０を介して、負極集電タブ４２と端子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。電流遮断装置１０は、この通電経路を、電気的に接続される導通状態と、電気的に非接続となる非導通状態とに切換えることができる。すなわち、電流遮断装置１０は、この通電経路を遮断することができる。電流遮断装置１０の構成については後述する。負極リード４４とケース１との間には、絶縁部材７３が配置されている。絶縁部材７３は、負極リード４４とケース１とを絶縁している。

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の上面には、外部端子６０が配置されている。外部端子６０には、貫通孔６０ａが形成されている。貫通孔６０ａは、外部端子６０の上面側に比べ、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と外部端子６０とを絶縁している。ボルト６４は、貫通孔６０ａを通過している。具体的には、ボルト６４の頭部は、貫通孔６０ａ内に収容されている。また、ボルト６４の軸部は、貫通孔６０ａを通って外部端子６０の上方に突出している。端子５、外部端子６０及びボルト６４は、互いに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、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、外部端子６０及びボルト６４の構成と同様である。端子７、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。

ここで、図２を参照して端子７について説明する。端子７は、小径部９４、大径部９５及び先端部９６を備えている。大径部９５は、ケース１の内部に配置されており、環状に形成されている。大径部９５の径は、挿通孔８２の径より大きくされており、大径部９５の外周面は、ホルダ８０の基部７８（後で詳述）の内壁面と当接する。大径部９５には、凹所９８が形成されている。凹所９８は、貫通孔９７と連通しており、凹所９８内は大気圧に保たれる。小径部９４は、挿通孔７６ａ（後述）及び挿通孔８２に挿通されケース１の内外へ通じている。小径部９４は、環状に形成されており、その中心に貫通孔９７が形成されている。小径部９４の下端は、大径部９５の内周縁に固定されている。先端部９６は、環状に形成されており、小径部９４の上端に配置されている。先端部９６は、ケース１の外部に配置されており、小径部９４の上端から折れ曲がって径方向外側に広がるように形成されている。端子７は、先端部９６によりケース１の蓋部１１２の端子取付面１１３の外面に固定されている。大径部９５には、突出部９９が形成されている。突出部９９は、大径部９５の下面の外周縁に沿って環状に形成されている。突出部９９は、大径部９５の下面から下方（後述する通電板２０側）に突出している。

次に、電流遮断装置１０について説明する。図２に示すように、電流遮断装置１０は、通電板２０と、第１変形板３０と、ホルダ８０とを備えている。第１変形板３０は、円形の導電性ダイアフラムであり、下方に凸となっている。第１変形板３０は、中央部３２及び外周部３１を有している。第１変形板３０の中央部３２は、通電板２０と接続されている。第１変形板３０の外周部３１は、大径部９５の下面の外周部と接続されている。詳細には、第１変形板３０の外周部３１は、大径部９５の下面のうち、突出部９９が形成されていない領域に溶接されている。第１変形板３０が大径部９５の下面に接続されると、第１変形板３０の外周面が突出部９９の内壁面に当接する。これによって、第１変形板３０の大径部９５（すなわち、端子７）に対する接続位置を安定化することができる。大径部９５の凹所９８の下端は、第１変形板３０により覆われている。凹所９８内は大気圧に保たれているため、第１変形板３０の上面には大気圧が作用する。通電板２０は金属製の部材であり、導電性を有している。通電板２０は、平面視において円形状に形成されており、第１変形板３０の下方に配置されている。通電板２０には接続端子４６が接続されている。通電板２０は、中央部２２及び外周部２１を有している。通電板２０の下面には溝部２０ａが形成されている。溝部２０ａは中央部２２の周囲に形成されており、溝部２０ａの内側で通電板２０と第１変形板３０の中央部３２とが接続されている。溝部２０ａが形成された位置における通電板２０の機械的強度は、溝部２０ａ以外の位置における通電板２０の機械的強度よりも低い。

ホルダ８０は、環状に形成されており、その内部に端子７の小径部９４及び大径部９５と、第１変形板３０と、シール部材７５を収容し、これらを保持する。ホルダ８０の下面には、通電板２０が当接している。ホルダ８０は、弾性を有する絶縁材料により形成されている。ホルダ８０には、例えば、ポリフェニルスルファイド（ＰＰＳ）が用いられる。なお、ホルダ８０の材料は上記のＰＰＳに限られず、絶縁性及び耐電解液性を有する材料（例えば、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等）であればよい。

ホルダ８０は、中央部７９と基部７８と上端部７６とを有している。中央部７９は、ケース１の蓋部１１２の端子取付面１１３の下面と、端子７の大径部９５の上面との間に配置されている。中央部７９の下面は、端子７の大径部９５の上面と当接している。中央部７９の上面には、凹部７９ｂが環状に形成されている。凹部７９ｂは、上端部７６（後述）の周囲を一巡している。凹部７９ｂの縦断面の形状は、矩形状に形成されている。中央部７９の上面に凹部７９ｂが形成されることで、中央部７９には、その上面（端子取付面１１３と対向する面）が端子取付面１１３の下面と当接する当接部７９ａが形成されている。当接部７９ａは、凹部７９ｂの内側及び外側に形成されている。端子取付面１１３の下面と凹部７９ｂの底面との間には、絶縁性のガスケット８６が配設されている。ガスケット８６は、ケース１の蓋部１１２（端子取付面１１３）とホルダ８０（凹部７９ｂ）との間をシールしている。すなわち、ガスケット８６は、上下方向に圧縮された状態で凹部７９ｂ内に収容され、端子取付面１１３の下面と凹部７９ｂの底面との間をシールしている。凹部７９ｂが上端部７６の周囲を一巡していることから、ガスケット８６も上端部７６の周囲を一巡している。なお、ガスケット８６と凹部７９ｂの内側面との間には隙間が形成され、ガスケット８６と凹部７９ｂの外側面の間にも隙間が形成されている。すなわち、ガスケット８６は、凹部７９ｂの内側面及び外側面との間に隙間が形成されるように、その寸法（径，断面寸法）が定められている。

ここで、端子７とホルダ８０とを、端子７の小径部９４の軸線方向（矢印Ａの方向）に沿って見ると、ホルダ８０の当接部７９ａの一部（内側に位置する当接部７９ａ）は、端子７の先端部９６と重複している。すなわち、図２に示すように、小径部９４の軸線方向において、Ｓ１の範囲内（先端部９６が位置する範囲内）に当接部７９ａの一部が位置している。図２から明らかなように、ガスケット８６もＳ１の範囲内に位置し、端子取付面１１３の下面と当接している。したがって、本実施例では、ガスケット８６のシール面（端子取付面１１３の下面と当接している面）もＳ１の範囲内に位置している。

上端部７６は、中央部７９の内周縁から上方に伸びている。上端部７６は、環状に形成されており、その中心に挿通孔７６ａが形成されている。上端部７６は、蓋部１１２の挿通孔８２と端子７の小径部９４との間に位置しており、挿通孔７６ａには、上述したように小径部９４が挿通されている。上端部７６の上端は、ガスケット６３には接していない。なお、挿通孔７６ａが請求項でいう「ホルダ側挿通孔」の一例に相当する。

基部７８は、中央部７９の外周縁から下方に伸びている。基部７８は、ケース１の蓋部１１２の下面と、通電板２０の上面との間に配置されている。基部７８は、環状に形成されており、その内部に大径部９５と第１変形板３０とを収容する。基部７８の内面には、大径部９５の外周面と当接する第１部分と、第１部分の下方に位置する凹所７７が形成されている。第１部分は、基部７８の上端側に形成され、凹所７７は、基部７８の下端側に形成されている。凹所７７の径は、大径部９５の径（第１部分の径）より大きくされている。大径部９５の下面には突出部９９が形成されていることから、基部７８内に大径部９５が収容されると、突出部９９の一部が凹所７７内に突出することとなる。凹所７７内に突出部９９が突出することで、シール部材７５を収容する空間が凹所７７に形成される。なお、基部７８の下面は、通電板２０の上面に当接している。

シール部材７５は、凹所７７の突出部９９より外側の空間に収容される。シール部材７５は、端子７の大径部９５の外周側を周方向に一巡している。シール部材７５は、上記の空間に圧縮された状態で収容されており、通電板２０とホルダ８０と突出部９９に接触している。シール部材７５は、各接触部において、両者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、ケース１外の空間とがシールされている。シール部材７５は、例えば、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）などのエチレン−プロピレン系ゴム（ＥＰＭ）を材料とするＯリングである。なお、シール部材７５は上記に限られず、シール性、絶縁性、耐電解液性及び弾性を有する材料が用いられてもよい。なお、大径部９５の下面に形成される突出部９９の下端は、凹所７７の上端よりも下方に位置する一方、通電板２０には接触していない。シール部材７５が突出部９９に当接することにより、シール部材７５が通電板２０やホルダ８０に対して位置ズレすることが防止されている。

通電板２０及びホルダ８０は、固定部材７０により固定されている。固定部材７０は、通電板２０及びホルダ８０をカシメ固定している。固定部材７０の内側には、絶縁部材７１が配置されている。絶縁部材７１は、通電板２０を固定部材７０から絶縁している。

上述した説明から明らかなように、電流遮断装置１０は、接続端子４６と、通電板２０と、第１変形板３０と、端子７とを直列につなぐ通電経路を有している。このため、電極組立体３と端子７は、電流遮断装置１０の通電経路を介して電気的に接続されている。

ここで、電流遮断装置１０の遮断動作について説明する。上述した蓄電装置１００においては、端子５と端子７との間が外部機器（例えば、発電機やモータ等）を介して通電可能な導通状態で用いられる。蓄電装置１００の過充電等によってケース１内の圧力が上昇すると、通電板２０の下面に作用する圧力が上昇する。一方、第１変形板３０の上面には大気圧が作用する。このため、ケース１の内圧が上昇して所定値に達すると、第１変形板３０の中央部３２に接続されていた通電板２０が、機械的に脆弱な溝部２０ａを起点に破断する。そして、第１変形板３０が反転して、上方に凸の状態に変化する。これによって、通電板２０と第１変形板３０とを接続する通電経路が遮断され、電極組立体３と端子７とが非導通状態となる。このとき、第１変形板３０は接続端子４６から絶縁されると共に、通電板２０は端子７から絶縁される。

実施例１の蓄電装置１００では、ホルダ８０の当接部７９ａがケース１の端子取付面１１３の内面と当接している。また、中央部７９の下面は、端子７の大径部９５の上面と当接している。そして、端子７の小径部９４の軸線方向に沿って見ると、当接部７９ａの一部が先端部９６と重複している。ここで、端子７の先端部９６をケース１にかしめ固定する際には、先端部９６に小径部９４の軸線方向の荷重が作用する。本実施例の蓄電装置１００では、端子７をかしめ固定する際の荷重を、ホルダ８０の当接部７９ａで受けることができるため、凹部７９ｂに収容されたガスケット８６に過剰な荷重がかかり、ガスケット８６が破壊されることを防止することができる。また、凹部７９ｂの深さを調節することによって、ガスケット８６の潰し代を容易に管理することができるため、好適に端子取付面１１３とホルダ８０との間をシールすることができる。さらに、ガスケット８６と凹部７９ｂの内側面及び外側面との間に隙間が形成され、ガスケット８６が変形するスペースが凹部７９ｂ内に確保されている。これによって、ガスケット８６に適切な荷重が作用し、端子取付面１１３とホルダ８０との間を適切にシールしながら、ガスケット８６の破壊を防止することができる。なお、本実施例では、当接部７９ａは、凹部７９ｂの内側及び外側に形成されているが、これに限られない。当接部７９ａは、凹部７９ｂの外側のみに形成されていてもよい。すなわち、凹部７９ｂの内側面と上端部７６の外周面とが、同一面として構成されていてもよい。

次に、図３を参照して、実施例２の蓄電装置について説明する。以下では、実施例１と相違する点についてのみ説明し、実施例１と同一の構成についてはその詳細な説明を省略する。その他の実施例についても同様である。

図３に示すように、ホルダ８０の上面には凹部１８１が環状に形成されている。凹部１８１はホルダ８０の上端部７６の周囲を一巡している。凹部１８１の底面には、端子取付面１１３に向かって突出する凸部１８２が形成されている。凸部１８２は、凹部１８１の内側面及び外側面から離間する位置に形成されており、上端部７６の周囲を一巡している。凸部１８２の上面は、端子取付面１１３の下面（当接部７９ａが当接する面）と平行に形成されている。端子取付面１１３の下面と凸部１８２の上面との間には、ガスケット８６が配設されている。ガスケット８６は、ケース１の端子取付面１１３とホルダ８０（詳細には、凸部１８２）との間をシールしている。すなわち、ガスケット８６は、上下方向に圧縮された状態で凹部１８１内に収容され、端子取付面１１３の下面と凸部１８２の上面との間をシールしている。ガスケット８６は、凹部１８１内に配置され、上端部７６の周囲を一巡している。なお、凹部１８１の凸部１８２の上面は、凹部１８１内の他の部分よりも平面度が高く、面の粗さは低くされていることが好ましい。

実施例２の蓄電装置では、端子取付面１１３とホルダ８０との間のシール面積を凸部の上面の面積を適宜変更することよって管理することができる。このため、ガスケット８６の圧縮率の管理が容易となり、好適に端子取付面１１３とホルダ８０との間をシールすることができる。なお、ここでいう圧縮率とは、ガスケット８６を外力から解放した状態のガスケット８６の高さと、シールしている状態のガスケット８６の高さ（本実施例では、端子取付面１１３の下面と凸部１８２の上面との距離）との比をいう。

また、実施例２の蓄電装置においても、ホルダ８０の当接部７９ａがケース１の端子取付面１１３の内面と当接しており、ホルダ８０の中央部７９の下面は端子７の大径部９５の上面と当接している。そして、当接部７９ａの一部がＳ１の範囲内に位置する。このため、実施例１の蓄電装置１００と同様の作用効果を奏することができる。

次に、図４を参照して、実施例３の蓄電装置について説明する。実施例３の蓄電装置では、ホルダ８０の上面に凹部１９１が形成されている。凹部１９１はホルダ８０の上端部７６の周囲を一巡している。凹部１９１の底面は、第１平面１９１ａと、第１平面１９１ａと平行となる第２平面１９１ｂとを有している。第１平面１９１ａは、凹部１９１の径方向外周側にリング状に形成されている。第２平面１９１ｂは、第１平面１９１ａより内周側にリング状に形成されている。凹部１９１の第１平面部分の深さは、凹部１９１の第２平面部分の深さより深く形成されている。図４から明らかなように、第１平面１９１ａと第２平面１９１ｂとの境界には、第１平面１９１ａと直交する面が形成されている。換言すると、第１平面１９１ａと第２平面１９１ｂとの境界には段差が形成されており、当該段差は上端部７６の周囲を一巡するように形成されている。

端子取付面１１３の下面と凹部１９１の底面との間には、ガスケット８６が配設されている。ガスケット８６は、端子取付面１１３とホルダ８０（詳細には、第２平面１９１ｂ）との間をシールしている。すなわち、ガスケット８６は、上下方向に圧縮された状態で凹部１９１に収容され、端子取付面１１３の下面と第２平面１９１ｂとの間をシールしている。なお、凹部１９１の第２平面１９１ｂの上面は、凹部１９１内の他の部分よりも平面度が高く、面の粗さは低くされていることが好ましい。

実施例３の蓄電装置では、実施例２の蓄電装置と同様に、ガスケット８６の圧縮率の管理が容易となり、好適に端子取付面１１３とホルダ８０との間をシールすることができる。また、この構成によっても、実施例１の蓄電装置と同様の作用効果を奏することができる。

次に、図５を参照して、実施例４の蓄電装置について説明する。実施例４の蓄電装置では、ホルダ及びガスケットの構成が実施例１のそれと異なっており、その他の構成は実施例１と同様である。

ホルダ１８０は、環状に形成されており、その内部に端子７の大径部９５と、第１変形板３０と、シール部材７５を収容し、これらを保持する。図５に示すように、ホルダ１８０は、端部１７７と基部１７８を有している。端部１７７は、ケース１の蓋部１１２の端子取付面１１３の下面と、端子７の大径部９５の上面との間に配置されている。端部１７７の下面は、大径部９５の上面と当接している。端部１７７の上面には、凹部１７７ｂが環状に形成されている。凹部１７７ｂの縦断面の形状は、矩形状に形成されている。端部１７７の上面に凹部１７７ｂが形成されることで、端部１７７には、その上面（端子取付面１１３と対向する面）が端子取付面１１３の下面と当接する当接部１７７ａが形成されている。当接部１７７ａは、径方向において凹部１７７ｂの外側に形成されている。また、径方向における凹部１７７ｂの内側には、端子取付面１１３の下面と対向する対向部１７７ｃが形成されている。対向部１７７ｃは、凹部１７７ｂよりも端子取付面１３３側に位置する一方、端子取付面１１３の下面とは当接しておらず、これらの間には隙間が形成されている。なお、基部１７８の構成は、実施例１のホルダ８０の基部７８の構成と同様である。

ケース１の蓋部１１２（端子取付面１１３）と端子７との間には、絶縁性のガスケット１８６が配設されている。ガスケット１８６は環状に形成されており、端子取付面１１３の挿通孔８２と端子７の小径部９４とに当接すると共に、端子取付面１１３の下面と端子７の大径部９５の上面とに当接している。そして、ガスケット１８６は、対向部１７７ｃで圧縮されることによって、端子取付面１１３の下面と対向部１７７ｃとの間（すなわち、端子取付面１１３の下面とホルダ１８０の間）をシールしている。ガスケット１８６の外周端部は、凹部１７７ｂ内部に位置している。詳細には、ガスケット１８６は、その一部が対向部１７７ｃによって上下方向に圧縮されることによって、その一部（外周端部）が凹部１７７ｂの内部に収容されている。

実施例４の蓄電装置においても、実施例２の蓄電装置と同様に、ガスケット１８６の圧縮率の管理が容易となる。すなわち、対向部１７７ｃの面積を適宜変更することにより、シール面積を管理することができるため、好適に端子取付面１１３とホルダ１８０との間をシールすることができる。また、この構成によっても、実施例１の蓄電装置と同様の作用効果を奏することができる。

なお、ガスケット１８６は、対向部１７７ｃによる圧縮前の状態において、その一部が凹部１７７ｂの内部に収容されるように構成してもよい。また、この構成においては、ガスケット１８６が対向部１７７ｃによって上下方向に圧縮されると、ガスケット１８６のうち凹部１７７ｃの内部に収容される部分の体積が大きくなるように構成してもよい。

次に、図６を参照して、実施例５の蓄電装置について説明する。本実施例では、実施例４と相違する点についてのみ説明する。本実施例の蓄電装置は、端子の構成が実施例４のそれと異なっており、端子とケースを固定する締結部材２２０をさらに備えている。

図６に示すように、端子１７は、小径部１９４及び大径部１９５を備えている。別言すると、実施例４の蓄電装置（図４）と本実施例の蓄電装置（図５）を比較すると明らかなように、端子１７は、実施例４の端子７の先端部９６を有さない構成である。小径部１９４の上端は、外部端子６１と略同一平面に位置している。

締結部材２２０は、ボルト２２１とナット２２２を備えている。端子１７とケース１は、ボルト２２１とナット２２２により締結されている。ボルト２２１は、ケース内部側から貫通孔９７内に差込まれている。ボルト２２１は、頭部２２１ａと軸部２２１ｂを有している。頭部２２１ａは、ケース１の内部側に配置されており、大径部１９５の内面に当接している。軸部２２１ｂは、貫通孔９７内に挿通されており、ケース１の外部側に突出している。小径部１９４の上面及び外部端子６１の上面において、軸部２２１ｂにナット２２２が螺合している。ボルト２２１にナット２２２が螺合することで、端子１７がケース１に固定されている。ボルト２２１とナット２２２は、例えば、導電性の金属により構成されている。ボルト２２１とナット２２２の材料は、これに限られず、例えば、絶縁性の材料により構成されていてもよい。

締結部材２２０（ボルト２２１、ナット２２２）とホルダ１８０を、端子１７の小径部１９４の軸線方向（矢印Ｂの方向）に沿って見ると、ホルダ１８０の当接部１７７ａの一部は、ボルト２２１及びナット２２２と重複している。すなわち、図６に示すように、小径部１９４の軸線方向において、Ｓ２の範囲内（ボルト２２１の頭部２２１ａ及びナット２２２が位置する範囲内）に当接部１７７ａの一部が位置している。図６から明らかなように、ガスケット１８６もＳ２の範囲内に位置し、端子取付面１１３の下面と当接している。したがって、ガスケット１８６のシール面（端子取付面１１３の下面と対向部１７７ｃの上面とに当接している面）もＳ２の範囲内に位置している。

実施例５の蓄電装置では、ホルダ１８０の当接部１７７ａが端子取付面１１３の内面と当接している。また、端部１７７の下面は、端子１７の大径部１９５の上面と当接している。そして、端子１７の小径部１９４の軸線方向に沿って見ると、当接部１７７ａの一部がボルト２２１及びナット２２２と重複している。ここで、締結部材２２０により端子１７をケース１に固定する際には、小径部９４の軸線方向の荷重がホルダ１８０とガスケット１８６に作用する。本実施例の蓄電装置では、当該荷重を、ホルダ１８０の当接部１７７ａで受けることができるため、ガスケット１８６に過剰な荷重がかかり、ガスケット１８６が破壊されることを防止することができる。また、対向部１７７ｃの高さ及び面積を調節することによって、ガスケット１８６の潰し代を容易に管理することができるため、好適に端子取付面１１３とホルダ１８０との間をシールすることができる。なお、本実施例の端子１７と締結部材２２０の構成は、その他の実施例に用いてもよい。

次に、図７を参照して、実施例６の蓄電装置について説明する。本実施例の蓄電装置では、電流遮断装置の構成が実施例１のそれと異なっており、それ以外の構成は実施例１と同様である。

図７に示すように、電流遮断装置１０ａは、通電板２０と、第１変形板３０と、第２変形板４０とを備えている。

第２変形板４０は、中央部４７と外周部４８とを有している。第２変形板４０は、通電板２０の下方に配置されており、その中央部４７が下方に突出している。第２変形板４０の外周部４８の上面と、通電板２０の外周部２１の下面は、溶接により固定されている。また、第２変形板４０の上面中央には、上方に突出する突出部４０ａが設けられている。突出部４０ａの上方には通電板２０の中央部２２が位置している。第２変形板４０の下面には、ケース１内の圧力が作用する。

通電板２０は、第２変形板４０と第１変形板３０との間に配置されており、通電板２０には、通気孔２０ｂが形成されている。第２変形板４０と通電板２０との間の空間１２０は、通気孔２０ｂを介して第１変形板３０と通電板２０との間の空間１２２と連通している。第１変形板３０は、通電板２０の上方に配置されている。第１変形板３０の上面には、空間１２４が形成されており、空間１２４は大気圧に保たれている。

電流遮断装置１０ａは、接続端子４６と、通電板２０と、第１変形板３０と、端子７とを直列に繋ぐ通電経路を有している。このため、電極組立体３と端子７は、電流遮断装置１０ａの通電経路を介して電気的に接続されている。

ここで、電流遮断装置１０ａの遮断動作について説明する。上述した蓄電装置では、ケース１の内圧が上昇すると、第２変形板４０の下面に作用する圧力が上昇する。一方、第２変形板４０の上面には、ケース１内の空間からシールされた空間１２０の圧力が作用する。このため、ケース１内の圧力が所定値を超えると、第２変形板４０が反転して、下方に凸の状態から、上方に凸の状態に変化する。このとき、空間１２０内の空気は通気孔２０ｂを通って空間１２２に移動し、空間１２２内の圧力が上昇する。また、第２変形板４０が下方に凸の状態から上方に凸の状態に変化すると、第２変形板４０の突出部４０ａが第１位置から第２位置に移動して通電板２０の中央部２２に衝突し、通電板２０が溝部２０ａで破断する。これにより、第１変形板３０が反転し、第１変形板３０及び通電板２０の中央部２２が上方に変位する。このため、通電板２０と第１変形板３０を接続する通電経路が遮断され、電極組立体３と端子７との間の導通が遮断される非導通状態となる。このとき、第１変形板３０は接続端子４６から絶縁されるとともに、通電板２０は端子７から絶縁される。実施例６の蓄電装置においても、ケース１の端子取付面１１３とホルダ８０の構成が実施例１の蓄電装置１００と同一の構成であるため、実施例１の蓄電装置１００と同様の作用効果を奏することができる。なお、上記の電流遮断装置１０ａは、実施例１〜５のいずれの蓄電装置に取付けられてもよい。

以上、本明細書が開示する技術の実施例について詳細に説明したが、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。

例えば、実施例３において、ホルダ８０の凹部１９１に形成される第１平面１９１ａと第２平面１９１ｂは、第１平面１９１ａが凹部１９１の径方向内周側に形成されていてもよい。そして、第２平面１９１ｂは第１平面１９１ａより外周側に形成されていてもよい。この構成によっても、実施例３と同様の作用効果を奏することができる。

また、電流遮断装置１０及び１０ａは、端子５側に設けられてもよいし、端子５と端子７の双方に設けられてもよい。また、上記の実施例では、第１変形板３０が反転することで通電板２０との導通が遮断される。しかしながら、第１変形板３０の変形の態様は反転に限られない。例えば、第１変形板３０の中央部３２が上方に撓むことで通電板２０が溝部２０ａを起点に破断し、第１変形板３０と通電板２０との導通が遮断される構成であってもよい。第１変形板３０は、第１変形板３０と通電板２０との導通が遮断されるのであればどのように変形してもよい。第２変形板４０についても同様である。

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。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、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。

１：ケース
３：電極組立体
５、７：端子
１０：電流遮断装置
２０：通電板
３０：第１変形板
４０：第２変形板
４１：正極集電タブ
４２：負極集電タブ
４３：正極リード
４４：負極リード
４６：接続端子
６０、６１：外部端子
６２、６３：ガスケット
６４、６５：ボルト
７５：シール部材
７６：上端部
７６ａ：挿通孔
７７：凹所
７８：基部
７９：中央部
７９ａ：当接部
７９ｂ：凹部
８０：ホルダ
８１、８２：挿通孔
８６：ガスケット
９４：小径部
９５：大径部
９６：先端部
９７：貫通孔
１００：蓄電装置
１１１：本体
１１２：蓋部
１１３：端子取付面

Claims (9)

1. 端子取付面を備えるケースと、
   前記ケースに収容される電極組立体と、
   前記ケースの前記端子取付面に取付けられる電極端子と、を備えており、
   前記端子取付面には、前記ケースの内部と前記ケースの外部とを連通する挿通孔が形成されており、
   前記電極端子は、前記ケースの内部に位置し、前記挿通孔の径より大径となる大径部と、該大径部から前記挿通孔を通って前記ケースの外部に向かって伸びる小径部と、前記ケースの外部において該小径部から折れ曲がって外側に広がる先端部と、を備えている蓄電装置に装備され、
   前記ケース内に収容され、前記電極組立体と前記電極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電極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装置であって、
   前記大径部を収容するホルダを備えており、
   前記ホルダには、前記小径部が挿通するホルダ側挿通孔が形成されており、
   前記ホルダの前記端子取付面の内面と対向する対向面には、前記ホルダ側挿通孔の周囲を一巡する凹部と、該凹部の内側と外側の少なくとも一方に位置し、前記端子取付面の内面と当接する当接部と、が形成されており、
   前記凹部には、前記端子取付面の内面と前記ホルダの対向面との間をシールする絶縁性のガスケットの少なくとも一部が収容されており、
   前記電極端子と前記ホルダを前記小径部の軸線に沿って見ると、前記当接部の少なくとも一部が前記先端部と重複している、電流遮断装置。
2. 端子取付面を備えるケースと、
   前記ケースに収容される電極組立体と、
   前記ケースの前記端子取付面に取付けられる電極端子と、
   前記ケースと前記電極端子とを固定する締結部材と、を備えており、
   前記端子取付面には、前記ケースの内部と前記ケースの外部とを連通する挿通孔が形成されており、
   前記電極端子は、前記ケースの内部に位置し、前記挿通孔の径より大径となる大径部と、該大径部から前記挿通孔を通って前記ケースの外部に向かって伸びる小径部と、を備えており、
   前記大径部及び前記小径部には、前記ケースの内部と前記ケースの外部とを連通する貫通孔が形成されており、
   前記締結部材は、前記ケースの内部側に配置されるボルトと、前記ケースの外部側に配置され前記ボルトに螺合されるナットと、を備えており、
   前記ボルトは、前記大径部の内面に当接する頭部と、前記貫通孔内に配置される軸部を備えている蓄電装置に装備され、
   前記ケース内に収容され、前記電極組立体と前記電極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電極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装置であって、
   前記大径部を収容するホルダを備えており、
   前記ホルダには、前記小径部が挿通するホルダ側挿通孔が形成されており、
   前記ホルダの前記端子取付面の内面と対向する対向面には、前記ホルダ側挿通孔の周囲を一巡する凹部と、該凹部の内側と外側の少なくとも一方に位置し、前記端子取付面の内面と当接する当接部と、が形成されており、
   前記凹部には、前記端子取付面の内面と前記ホルダの対向面との間をシールする絶縁性のガスケットの少なくとも一部が収容されており、
   前記締結部材と前記ホルダを前記小径部の軸線に沿って見ると、前記当接部の少なくとも一部が前記ボルトの頭部及び前記ナットと重複している、電流遮断装置。
3. 前記凹部の底面には、前記凹部の内側面及び外側面から離間し、かつ、前記凹部内を一巡すると共に前記端子取付面の内面に向かって突出する凸部が形成されている、請求項１または２に記載の電流遮断装置。
4. 前記凹部の底面は、第１平面と、第２平面とを有しており、
   前記端子取付面の前記挿通孔の軸方向における、前記凹部の第１平面部分の深さは、前記凹部の第２平面部分の深さより深い、請求項１または２に記載の電流遮断装置。
5. 前記凹部の径方向において、前記第１平面は前記凹部の外周側に形成されており、前記第２平面は前記凹部の前記第１平面より内周側に形成されている、請求項４に記載の電流遮断装置。
6. 前記電極端子と前記ガスケットを前記小径部の軸線に沿って見ると、前記ガスケットの前記端子取付面の内面に当接するシール面の少なくとも一部が前記先端部と重複している、請求項１に記載の電流遮断装置。
7. 前記電極組立体に電気的に接続される通電板と、前記ホルダに支持され、前記電極端子に電気的に接続される第１変形板と、をさらに備えており、
   前記第１変形板は、前記導通状態においては前記通電板と当接して電気的に接続している一方で、前記非導通状態においては前記通電板から離間して前記通電板と電気的に非接続となる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電流遮断装置。
8. 前記通電板に対して前記第１変形板とは反対側に配置されているとともに、前記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第２変形板をさらに備えており、
   前記第２変形板は、前記電極組立体と前記電極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通電板と前記第１変形板とが当接している第１状態と、前記電極組立体と前記電極端子とが非導通のときは前記突起が前記第１位置から前記通電板側の第２位置に移動して前記通電板と前記第１変形板とを離間させる第２状態とに切り替えられる、請求項７に記載の電流遮断装置。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の電流遮断装置を備える蓄電装置。
   

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