JP6900765B2 - 蓄電装置及び蓄電装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、外装体と外部端子を備えた蓄電装置に関する。

エンジン自動車のエンジンルームには、通例、比較的低電圧（例えば１２Ｖ）の蓄電装置が搭載される。特許文献１に開示されているように、この種の蓄電装置としては、主として鉛蓄電池が用いられる。鉛蓄電池は、外装体の上面から突出した一対の円錐台状の外部端子（所謂ポール端子）を有する。各外部端子の外側には、車体側の接続部材の先端に設けられたリング状の嵌合部が嵌め込まれて締め付けられ、これにより、車体側の電気系統に蓄電装置が接続される。

近年、上述した車載用の蓄電装置として、鉛蓄電池に代えて、リチウムイオン電池のような、鉛蓄電池以外の電池が用いられることがある。鉛蓄電池では、部品の材料として有害物質である鉛の使用が例外的に認められていることから、通例、鋳造によって製造された鉛製の外部端子が用いられる。これに対して、鉛蓄電池以外の電池では、鉛製の外部端子の使用が制限されている。

外部端子の材料として用いられる鉛以外の材料としては、例えば、銅、真鍮、アルミニウム、及びアルミニウム合金が挙げられる。これらの金属材料を用いて外部端子を製造する場合、鉛に比べて融点が高いことから鋳造は行われず、通例、金型を用いた冷間圧造によって成形された後、転造又は切削による表面の加工が行われる。

特開２０１７−０３３６６２号公報

ところで、上述した銅、真鍮、アルミニウム、及びアルミニウム合金のような金属材料は、鉛に比べて高価である。また、上述した圧造及び表面加工によって外部端子を製造する場合、鋳造によって鉛製の外部端子を製造する場合に比べて製造コストが高くなりやすい。さらに、従来の外部端子は、通例、中実の円柱状又は円錐台状であることから、重量が大きくなりやすい。したがって、蓄電装置の軽量化及びコストの低減を図る上で改善の余地がある。

しかしながら、鉛以外の材料からなる外部端子を備えた蓄電装置において、外部端子の軽量化及びコストの低減を図るための有効な提案は今日までなされていない。

そこで、本発明は、外部端子の軽量化及びコストの低減を図ることができる蓄電装置を提供することを課題とする。

本発明の一態様は、蓄電素子を収容する外装体と、前記外装体の外側に露出する外部端子とを備え、前記外部端子は、前記外装体の表面から外側に突出した周壁と該周壁の先端開口を塞ぐ端壁とを有する中空の端子本体を備えている、蓄電装置を提供する。

この蓄電装置では、外部端子の端子本体が中空であるため、中実の端子本体を用いる場合に比べて外部端子の軽量化を図ることができる。また、周壁と端壁とで構成される端子本体は、１枚の板材の絞り加工によって成形できるため、圧造又は鋳造によって中実の端子本体を製造する場合に比べて、製造コストの低減を図ることができる。さらに、端子本体の先端に設けられた端壁によって、端子本体の周壁の先端部の変位が規制されるため、外力が加えられたときの周壁の変形を抑制できる。また、端子本体おける周壁の先端開口が端壁で塞がれていることにより、蓄電装置の気密性を確保できる。

上記の蓄電装置において、前記外部端子は、前記端子本体の内面の少なくとも一部を覆う樹脂層を備えていることが好ましい。

この場合、端子本体の内面を覆う樹脂層によって、端子本体の周壁と端壁を補強することができる。また、樹脂層による補強によって端子本体の薄肉化が可能になり、これにより、外部端子の更なる軽量化が可能になる。仮に、端子本体の内部空間全体に溶融樹脂を充填して固化させる場合、及び、予め成形された樹脂成形品を端子本体の内部に取り付ける場合は、端子本体の内面と樹脂部との間に隙間が生じやすい。これに対して、上記のように端子本体の内面を覆う樹脂層は、例えばインサート成形によって、端子本体の内面に対して隙間無く重ねられた状態で形成されやすい。したがって、端子本体に加えられる外力が樹脂層によって確実に受けられることで、効果的な補強を図ることができる。

上記の蓄電装置において、前記外装体の少なくとも一部が樹脂製部材からなる場合、前記樹脂層は、前記樹脂製部材の一部であってもよい。

この場合、例えばインサート成形によって外装体の少なくとも一部と一体に樹脂層を成形することで、端子本体を内側から補強するための専用部品を省略でき、これにより、部品点数及び組立工数の低減を図ることができる。

上記の蓄電装置において、前記周壁は、前記樹脂層と前記樹脂製部材の前記樹脂層以外の部分との間に挟み込まれた非露出部を備えてもよく、前記非露出部に貫通穴が設けられてもよい。

この蓄電装置における外部端子、外装体の少なくとも一部、及び樹脂層を、インサート成形によって一体成形する場合において、金型内に樹脂を注入するとき、外部端子の周壁の貫通穴を経由して、周壁の内部と外部との間で樹脂を流動させることができる。そのため、金型の内部において、周壁の内側及び外側の周囲全体にスムーズに樹脂を供給することができ、これによって、高精度のインサート成形が可能になる。また、外部端子の周壁の貫通穴には、外装体と樹脂層とを繋ぐ樹脂製の連絡部が成形されるため、該連絡部によって周壁の周方向への変位が規制される。これにより、外装体に対する外部端子の相対回転を規制する回り止め機能を果たすことができる。

上記の蓄電装置において、前記端子本体の内部に、前記樹脂層における複数箇所間を繋ぐ樹脂製の梁部が設けられてもよい。この場合、樹脂層の複数箇所が、端子本体とは反対側から樹脂製の梁部によって支持されることで、より効果的に端子本体を補強することができる。

上記の蓄電装置において、前記外部端子は、前記周壁の内面に設けられた突起部を備えてもよく、前記突起部は、前記樹脂層で覆われてもよい。この場合、外部端子の周壁の内側に設けられた突起部の周方向の変位が、外装体と一体の樹脂層によって規制されることで、外装体に対する外部端子の相対回転を規制できる。

上記の蓄電装置において、前記外部端子は、前記周壁から径方向外側に突出した突起部を備えてもよく、前記突起部は、その表面全体が前記外装体の材料で覆われるように前記外装体に埋め込まれてもよい。この場合、外部端子に設けられた突起部の周方向及び軸方向の変位が外装体によって規制されることで、外装体に対する外部端子の相対回転を規制できるとともに、外装体からの外部端子の抜け止めが果たされる。

上記の蓄電装置において、前記外部端子は、前記端子本体と一体成形された接続部を更に備えてもよく、前記蓄電素子と前記端子本体とは、前記接続部を介して電気的に接続されてもよい。この場合、外部端子が接続部を一体に備えていることにより、バスバーのような接続部材の部品点数を低減できる。また、蓄電装置の製造時において、バスバーのような接続部材に端子本体を固定する工程を省略することができる。

上記の蓄電装置において、前記接続部の少なくとも一部は、前記外装体に埋め込まれていてもよい。この場合、外部端子の接続部が外装体に埋め込まれることで、接続部と他の導電部材との接触による短絡の発生を抑制することができる。

本発明の他の態様は、蓄電装置の外装体の外側に露出する外部端子を、プレス金型によって１枚の金属板を絞り加工することで成形する、蓄電装置の製造方法を提供する。

この蓄電装置の製造方法によれば、絞り加工によって中空状の端子本体を有する外部端子を容易に成形できる。そのため、銅、真鍮、アルミニウム、及びアルミニウム合金のような、鉛よりも融点が高い金属材料を用いて外部端子を製造する場合、鋳造又は圧造によって中実の外部端子を製造する場合に比べて、外部端子の軽量化及び製造コストの低減を図ることができる。

上記の蓄電装置の製造方法において、前記絞り加工によって成形された前記外部端子をインサート成形金型内に挿入し、前記インサート成形金型内に挿入された前記外部端子の周囲に樹脂を注入し、前記インサート成形金型内で、前記樹脂からなる前記外装体を成形するようにしてもよい。この場合、１枚の金属板からなる外部端子に対して、樹脂製の外装体をインサート成形によって容易に一体化できる。

上記の蓄電装置の製造方法において、前記インサート成形金型内で前記外装体を成形するとき、前記外部端子の内面の少なくとも一部を覆う樹脂層を、前記外装体と一体に成形するようにしてもよい。この場合、インサート成形金型内において、外部端子の外側に充填された樹脂によって外装体を成形し、外部端子の内側に充填された樹脂によって樹脂層を成形することで、外部端子、外装体、及び樹脂層を容易に一体化できる。また、外部端子の内面を樹脂層によって補強しつつ、外部端子を構成する金属板の薄肉化を図ることができ、これにより、外部端子の更なる軽量化が可能になる。

本発明によれば、外部端子の端子本体が中空であることにより、中実の端子本体を用いる場合に比べて外部端子の軽量化を図ることができる。また、１枚の板材の絞り加工によって端子本体を成形できるため、圧造又は鋳造によって中実の端子本体を製造する場合に比べて、製造コストの低減を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る蓄電装置を示す斜視図。 図１に示す蓄電装置の分解斜視図。 外部端子を上方から見た斜視図。 外部端子を下方から見た斜視図。 外部端子及びその周辺部を上方から見た斜視図。 外部端子及びその周辺部を下方から見た斜視図。 外部端子及びその周辺部の平面図。 外部端子及びその周辺部の側面図。 外部端子及びその周辺部を側方から見た図７のＡ−Ａ線断面図。 外部端子の下端部及びその周辺部を下方から見た図８のＢ−Ｂ線断面図。 外部端子の端子本体の内部を下方から見た図８のＣ−Ｃ線断面図。 外部端子と蓋体を一体化させるインサート成形の工程の一例を示す断面図。 変形例に係る蓄電装置における外部端子及びその周辺部を側方から見た図９と同様の断面図。 図１３に示す外部端子の端子本体の内部を下方から見た図１３のＤ−Ｄ線断面図。

以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態に係る蓄電装置を説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「横」、「側」、「端」を含む用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。つまり、それらの用語は、添付図面に示される蓄電装置の姿勢における方向を示すものであり、必ずしも実際の使用状態における方向と一致するものでない。また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。

［全体構成］
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る蓄電装置としての組電池（電池モジュール）１は、蓄電素子としての単電池（電池セル）４（図２参照）と、単電池４を収容する外装体２０とを備えている。組電池１の用途は限定されるものでないが、例えば、自動車のような移動体に搭載されてもよい。この場合、例えば、ガソリン自動車又はディーゼル自動車のような車両に搭載される比較的低電圧（例えば１２Ｖ）の補機バッテリとして、組電池１を使用することができる。

図２に示す単電池４は、例えば、リチウムイオン二次電池のような非水電解質二次電池である。単電池４は、いわゆる角形電池である。単電池４は、例えば横方向に複数個積層されている。これらの単電池４は、例えば金属製の拘束バンド６を用いて積層状態に保持されている。ただし、単電池４の積層方向は、特に限定されるものでなく、例えば上下方向に複数の単電池４が積層されてもよい。

各単電池４は、例えばその上面に配置された正極及び負極の端子（図示せず）を有する。各単電池４の端子は、バスバー（図示せず）を介して別の単電池４の端子に電気的に接続されている。このようにして相互に積層され且つ電気的に接続された複数の単電池４によって、モジュール本体２が構成されている。

モジュール本体２における単電池４の積層方向一方側の側面には、遮断器のような電気部品を含む電気部品ユニット８が取り付けられている。モジュール本体２の上面には、モジュール本体２を構成する一部の単電池４の正極端子に電気的に接続された第１バスバー１０の端部、及び、モジュール本体２を構成する別の単電池４の負極端子に電気的に接続された第２バスバー１４の端部が配置されている。第１バスバー１０及び第２バスバー１４は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、銅、又は真鍮からなる。

第１バスバー１０は、例えば電気部品ユニット８の電気部品を介して、単電池４の正極端子に接続されている。第２バスバー１４は、例えばシャント抵抗器（図示せず）を介して、単電池４の負極端子に接続されている。ただし、第１バスバー１０及び第２バスバー１４は、電気部品を介することなく単電池４の端子に直接接続されてもよい。

モジュール本体２の上面において、第１バスバー１０の端部は、単電池４の積層方向の一端部に配置され、第２バスバー１４の端部は、単電池４の積層方向の他端部に配置されている。なお、モジュール本体２の上面において、第１バスバー１０の端部と第２バスバー１４の端部との間には、制御基板（図示せず）を有する監視ユニット１８が配置されている。

外装体２０は、上面が開口した箱形のケース本体２２と、該ケース本体２２の上面開口を塞ぐ蓋体３０とを備えている。ケース本体２２及び蓋体３０は、樹脂製の部材である。ただし、ケース本体２２及び蓋体３０の材料は、樹脂以外の絶縁性材料であってもよい。

ケース本体２２の上縁近傍部には、周方向に延びるリブ状の係合部２４が設けられている。蓋体３０は、モジュール本体２の上面に対向する上面部３２と、該上面部３２の周縁部から下方に延びる周壁部３４とを有する。蓋体３０の上面部３２には、例えば一対の把手部３６が設けられている。蓋体３０は、周壁部３４がケース本体２２の上縁部の外側に嵌合された状態で、ケース本体２２に取り付けられる（図１参照）。この取付状態において、蓋体３０の周壁部３４の内周面は、ケース本体２２の係合部２４に係合される。

ただし、ケース本体２２に蓋体３０を取り付けるための構成は特に限定されるものでなく、例えば、ねじを用いた締結、接着、又は溶着によって、ケース本体２２に蓋体３０が取り付けられるようにしてもよい。

蓋体３０には、正極の外部端子５０Ａ及び負極の外部端子５０Ｂが設けられている。各外部端子５０Ａ，５０Ｂは、蓋体３０の上面部３２から上側に突出しており、これにより、外装体２０の外側に露出している。

［外部端子］
以下、外部端子５０（５０Ａ，５０Ｂ）の構成について説明する。なお、正極の外部端子５０Ａと負極の外部端子５０Ｂは、同様の構成を有する。

図３及び図４に示すように、外部端子５０は、中空の端子本体５２と、端子本体５２に一体に連なる接続部６８とを備えている。端子本体５２と接続部６８は、一体成形されている。端子本体５２及び接続部６８の材料は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金であるが、その他の金属又は金属以外の導電材料であってもよい。

端子本体５２は、軸方向に延びる周壁５４と、周壁５４の先端開口を塞ぐ端壁５８とを有する。端壁５８の形状は例えば円形であり、周壁５４は例えば断面円形である。周壁５４は、端壁５８の周縁部から下方に延びるメイン周壁部５５と、メイン周壁部５５の下端から径方向外側に拡がるフランジ部５６と、フランジ部５６の周縁部から下方に延びる下側周壁部５７とを有する。

図５に示すように、メイン周壁部５５は、蓋体３０の上面部３２から上側に突出して配置される。これにより、メイン周壁部５５及び端壁５８は、外装体２０の外側に露出して配置される。メイン周壁部５５及び端壁５８は、軸方向の先端側に向かって次第に縮径された円錐台状の輪郭を有する所謂ポール端子を構成している。

ただし、メイン周壁部５５及び端壁５８からなるポール端子の輪郭は、軸方向の全長に亘って一定の径を有する円柱状であってもよいし、軸方向の先端側に向かって次第に拡径された逆円錐台状であってもよい。

組電池１が自動車に搭載される場合、メイン周壁部５５の外側には、一般的に「バッテリターミナル」と呼ばれる接続部材（図示せず）が嵌合される。該接続部材を介して、組電池１は、車体側の電気系統に接続される。

図３及び図４に示すように、下側周壁部５７は、メイン周壁部５５よりも大径のリング状部である。下側周壁部５７には、貫通穴６６が設けられている。貫通穴６６は、周方向に間隔を空けて複数設けられている。

端子本体５２は、周壁５４の下端部、すなわち下側周壁部５７の下端部から径方向外側に突出したフランジ状の突起部６０を更に有する。突起部６０は、周壁５４における所定の周方向領域に亘って連続して設けられている。突起部６０の外周には、複数の歯部６２が周方向に間隔を空けて設けられている。隣接する歯部６２間には、それぞれ歯溝６４が形成されている。

外部端子５０の接続部６８は、周壁５４の下端部から径方向外側に向かって帯板状に延びるように設けられている。接続部６８の基端部は、周壁５４における上記の突起部６０が形成された周方向領域を除いた残りの周方向領域に連なっている。接続部６８の先端部は、上記の第１バスバー１０又は第２バスバー１４（図２参照）の端部に、例えばボルトとナットによる固定、又は溶接によって接合される。

これにより、正極の外部端子５０Ａの端子本体５２は、接続部６８及び第１バスバー１０を介して単電池４の正極端子に電気的に接続され、負極の外部端子５０Ｂの端子本体５２は、接続部６８及び第２バスバー１４を介して単電池４の負極端子に電気的に接続される。

なお、接続部６８は、その基端部から先端部にかけて直線状に延びるように設けられてもよいし、接続部６８における基端部と先端部との間に折曲部ないし湾曲部が設けられてもよい。

正極の外部端子５０Ａにおける接続部６８の材料は、第１バスバー１０と同じ種類の金属であることが好ましく、負極の外部端子５０Ｂにおける接続部６８の材料は、第２バスバー１４と同じ種類の金属であることが好ましい。これにより、溶接による第１バスバー１０及び第２バスバー１４に対する接続部６８の接合を良好に行うことができる。

端子本体５２の厚さは、例えば、１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることが好ましい。端子本体５２の厚さが１．０ｍｍ以上であることにより、端子本体５２の剛性及び強度が良好に確保され、端子本体５２の厚さが３．０ｍｍ以下であることにより、外部端子５０の軽量化が効果的に実現される。接続部６８の厚さは、端子本体５２と同じであってもよいし、異なっていてもよい。

図５〜図１１を参照しながら、外部端子５０及びその周辺部の構成について更に説明する。

図５〜図９に示すように、外部端子５０は、例えばインサート成形によって、蓋体３０に一体化されている。蓋体３０の上面部３２には、端子本体５２の下側周壁部５７を覆う第１被覆部４２、端子本体５２の突起部６０を覆う第２被覆部４４、及び、外部端子５０の接続部６８を覆う第３被覆部４６が設けられている。

特に図５及び図９に示すように、第１被覆部４２は、蓋体３０の上面部３２から上側（外装体２０の外側）に突出して設けられている。第１被覆部４２は、端子本体５２の下側周壁部５７の外周面に沿って全周に亘って周方向に延びる環状部である。これにより、下側周壁部５７は、蓋体３０における第１被覆部４２を含む部分によって径方向外側から覆われた非露出部となっている。

第１被覆部４２の上端部は、端子本体５２の下側周壁部５７とフランジ部５６とのコーナ部を被覆している。これにより、フランジ部５６は、その径方向内側部分のみが露出している。

特に図６及び図９に示すように、第２被覆部４４は、蓋体３０の上面部３２から下側（外装体２０の内側）に突出して設けられている。第２被覆部４４は、端子本体５２の周壁５４の下端部に沿って周方向に延びる環状部である。

端子本体５２の周壁５４の下端部に設けられた突起部６０は、蓋体３０における第２被覆部４４を含む部分によって、軸方向の上側及び下側、並びに、径方向の外側及び内側から覆われている。すなわち、突起部６０は、その表面全体が蓋体３０の材料で覆われるように蓋体３０に埋め込まれている。これにより、軸方向及び径方向において、蓋体３０に対する端子本体５２の相対移動が規制されている。特に軸方向の相対変位が規制されることで、蓋体３０からの外部端子５０の抜け止めが果たされている。

図１０に示すように、第２被覆部４４には、端子本体５２の突起部６０における歯溝６４に嵌まり込んだ歯部４５が設けられている。第２被覆部４４の歯部４５を構成する樹脂材料は、突起部６０の歯溝６４全体に充填されている。第２被覆部４４の歯部４５は、突起部６０における全ての歯溝６４に対応して設けられている。このようにして端子本体５２の歯溝６４に蓋体３０の歯部４５が係合されていることにより、蓋体３０に対する外部端子５０の相対回転が規制されている。

特に図５、図６、図９、及び図１０に示すように、第３被覆部４６は、蓋体３０の上面部３２から下側（外装体２０の内側）に突出して設けられている。第３被覆部４６は、外部端子５０の接続部６８に沿って延びる帯板状部である。第３被覆部４６は、接続部６８の全長に亘って設けられる必要はなく、接続部６８における第１バスバー１０又は第２バスバー１４との接合部は露出されることが好ましい。

外部端子５０の接続部６８は、蓋体３０の上面部３２に平行に配置されており、第３被覆部４６によって少なくとも下側から覆われている。より具体的に、接続部６８は、第３被覆部４６が設けられた長さ方向部分において、蓋体３０に埋め込まれている。これにより、接続部６８は、蓋体３０における第３被覆部４６を含む部分によって、厚さ方向の上側及び下側（外装体２０の外側及び内側）、並びに、短手方向（幅方向）の両側から覆われている。

第３被覆部４６で覆われた接続部６８は、周辺の導電部材との接触が規制されるため、短絡の発生を抑制することができる。また、接続部６８の厚さ方向及び短手方向において、蓋体３０に対する接続部６８の相対移動が規制されていることで、蓋体３０からの外部端子５０の抜け止め、及び、蓋体３０に対する外部端子５０の回り止めが果たされている。

特に図９及び図１１に示すように、外部端子５０は、端子本体５２の内面を覆う樹脂層７０を更に有する。樹脂層７０は、蓋体３０と一体成形されている。すなわち、樹脂層７０は、蓋体３０の一部である。

樹脂層７０は、端子本体５２の周壁５４の内周面を覆う第１層部７２と、端子本体５２の端壁５８の下面を覆う第２層部７４とを有する。

第１層部７２は、周壁５４の全周に亘って設けられている。第１層部７２は、周壁５４の上端部から下端部にかけて軸方向の全長に亘って設けられている。第１層部７２の下端部は、上記の第２被覆部４４に一体に連なっている。

第１層部７２の下端部は、周壁５４の下側周壁部５７の内周面に沿って配置されている。これにより、下側周壁部５７は、蓋体３０における樹脂層７０以外の部分（第１被覆部４２を含む部分）と、樹脂層７０の第１層部７２との間に挟み込まれている。

下側周壁部５７の貫通穴６６には、蓋体３０の樹脂材料が充填されている。これにより、下側周壁部５７を貫通して径方向に延びる樹脂製の連絡部８０が、貫通穴６６毎に形成されている。連絡部８０は、蓋体３０における下側周壁部５７を外側から覆う樹脂部分と、下側周壁部５７を内側から覆う樹脂層７０の第１層部７２とを繋いでいる。

樹脂層７０は、複数の連絡部８０を介して蓋体３０に支持されるため、蓋体３０による樹脂層７０の支持強度の向上を図ることができる。また、連絡部８０によって端子本体５２の周方向への変位が規制されるため、蓋体３０に対する外部端子５０の相対回転が規制される。

第２層部７４は、端壁５８の全面に亘って設けられている。第２層部７４の周縁部は、第１層部７２の上端部に一体に連なっている。

端子本体５２の内部には、樹脂層７０における複数箇所間を繋ぐ樹脂製の第１梁部７６及び第２梁部７８が設けられている。第１梁部７６と第２梁部７８は、端子本体５２の内部に空間を残すように形成されている。第１梁部７６と第２梁部７８は、樹脂層７０と一体成形されている。すなわち、第１梁部７６と第２梁部７８は、樹脂層７０と共に、蓋体３０の一部を構成している。

図１１に示すように、第１梁部７６は、樹脂層７０の第１層部７２における所定の周方向部分からこれに対向する周方向部分にかけて径方向に延びるように設けられている。同様に、第２梁部７８は、第１層部７２における別の２箇所の周方向部分間を繋ぐように径方向に延設されている。

第１梁部７６と第２梁部７８は、軸方向から見て交差するように配置されている。より具体的に、第１梁部７６と第２梁部７８は、直角に交わっている。第１梁部７６と第２梁部７８は、軸方向から見て、端子本体５２のメイン周壁部５５の中心を通るように配置されている。

図９に示すように、第１梁部７６と第２梁部７８は、軸方向における樹脂層７０の全長に亘って設けられている。これにより、端子本体５２の内部空間は、第１梁部７６と第２梁部７８によって複数の空間に仕切られている。第１梁部７６と第２梁部７８の上端は、樹脂層７０における第２層部７４に連なっている。

以上のように設けられた第１梁部７６及び第２梁部７８によって、樹脂層７０は、端子本体５２とは反対側から支持されている。また、第１梁部７６及び第２梁部７８は、樹脂層７０を介して端子本体５２を内側から補強している。

［製造方法］
組電池１の製造に関して、外部端子５０を成形して蓋体３０に一体化させる方法の一例について説明する。

外部端子５０は、先ず、１枚の金属板をプレス加工することによって、図３及び図４に示す形状に成形される。ここで、外部端子５０の端子本体５２は、プレス金型を用いて、１枚の金属板を絞り加工することで成形される。これにより、円錐台状の輪郭を有し且つ中空状のポール端子を成形できる。

続いて、上記のように成形された外部端子５０は、インサート成形によって、蓋体３０に一体化される。インサート成形金型としては、例えば、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すような第１金型２０１及び第２金型２０２が用いられる。

なお、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）には、金型２０１，２０２の一部、具体的には、蓋体３０における一方の外部端子５０の周辺部を成形する部分のみが図示されている。

先ず、図１２（ａ）に示すように、第２金型２０２が開いた状態で、上記のように成形された外部端子５０が第１金型２０１にセットされる。その後、図１２（ｂ）に示すように、第２金型２０２が閉じられ、これにより、金型２０１，２０２内に外部端子５０が挿入される。このとき、第１金型２０１と外部端子５０との間には第１空間Ｓ１が形成され、第２金型２０２と外部端子５０との間には第２空間Ｓ２が形成されている。

続いて、外部端子５０の周囲の第１空間Ｓ１及び第２空間Ｓ２に溶融状態の樹脂が注入される。このとき、樹脂の注入は、第１空間Ｓ１又は第２空間Ｓ２の一方のみに行われてもよいし、両方に行われてもよい。

第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２は、外部端子５０の端子本体５２に設けられた貫通穴６６を介して連通しているため、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２との間での樹脂の流動が可能となっている。これにより、第１空間Ｓ１及び第２空間Ｓ２の全体に亘って樹脂がスムーズに供給される。

その後、樹脂が冷却されて固化することで、樹脂からなる蓋体３０が成形される。また、上述した樹脂層７０、第１梁部７６、第２梁部７８、及び連絡部８０が、蓋体３０と一体成形される。

最後に、離型することで、蓋体３０と外部端子５０とを一体化した部材が得られる。

［作用効果］
以上の製造方法によれば、絞り加工によって中空状の端子本体５２を有する外部端子５０を容易に成形できる。そのため、銅、真鍮、アルミニウム、及びアルミニウム合金のような、鉛よりも融点が高い金属材料を用いて外部端子５０を製造する場合、鋳造又は圧造によって中実の外部端子を製造する場合に比べて、外部端子５０の軽量化及び製造コストの低減を図ることができる。

また、１枚の金属板からなる外部端子５０に対して、樹脂製の蓋体３０をインサート成形によって容易に一体化できる。特に、インサート成形金型２０１，２０２内において、外部端子５０の外側の第１空間Ｓ１に充填された樹脂によって蓋体３０が成形され、外部端子５０の内側の第２空間Ｓ２に充填された樹脂によって樹脂層７０、第１梁部７６、及び第２梁部７８が成形され、端子本体５２の貫通穴６６に充填された樹脂によって連絡部８０が成形されることで、外部端子５０、蓋体３０、樹脂層７０、第１梁部７６、第２梁部７８、及び連絡部８０を容易に一体化できる。

さらに、仮に、インサート成形の際、端子本体５２の内部空間全体に溶融樹脂を充填して固化させる場合、及び、予め成形された樹脂成形品を端子本体５２の内部に取り付ける場合は、端子本体５２の内面と樹脂部との間に隙間が生じやすくなる。

これに対して、本実施形態では、インサート成形金型２０１，２０２内において、端子本体５２の内面に沿って層状の樹脂が充填されるため、樹脂層７０を、端子本体５２の内面に対して隙間無く重ねられた状態で形成しやすい。

したがって、以上のように製造された組電池１では、端子本体５２に外力が加えられたとき、端子本体５２に加えられた荷重が、端子本体５２の内側の樹脂層７０によって確実に受けられるため、端子本体５２の内面を樹脂層７０によって効果的に補強できる。しかも、樹脂層７０は、上述した第１梁部７６及び第２梁部７８（図６及び図９〜図１１参照）によって、端子本体５２とは反対側から支持されており、これにより、端子本体５２は、より効果的に補強されている。

また、樹脂層７０は、インサート成形によって蓋体３０と一体成形されるため、端子本体５２を内側から補強するための専用部品を省略でき、これにより、部品点数及び組立工数の低減を図ることができる。

さらに、上記のように製造された組電池１では、端子本体５２が中空であるため、中実のポール端子を用いる場合に比べて、外部端子５０の軽量化を図ることができる。しかも、樹脂層７０、第１梁部７６、及び第２梁部７８による補強によって、端子本体５２の薄肉化を図ることができるため、外部端子５０の更なる軽量化が可能になっている。

また、中空の端子本体５２において、周壁５４の先端開口は端壁５８によって塞がれているため、組電池１の気密性を確保することができる。さらに、周壁５４の先端部の変位が端壁５８によって規制されることで、例えば、メイン周壁部５５の外側に嵌合された接続部材が締め付けられるときなど、外力が加えられたときにおける周壁５４の変形を抑制できる。

またさらに、外部端子５０は、単電池４の端子への接続に用いられる接続部６８を一体に備えているため、バスバーのような接続部材の部品点数を低減できる。また、組電池１の製造時において、バスバーのような接続部材に端子本体５２を固定する工程を省略することができる。

以上において説明した外部端子５０の構成は一例に過ぎず、本発明において、外部端子の構成には種々の変更が可能である。

［変形例］
図１３及び図１４を参照しながら、変形例に係る外部端子１５０の構成を説明する。なお、図１３及び図１４に示す変形例の説明において、既に説明した実施例と同様の構成要素については説明を省略するとともに、図１３及び図１４において上記の実施例と同じ符号を付している。

変形例に係る外部端子１５０には、上記の実施例における突起部６０（図３、図４、及び図１０参照）に加えて、図１３及び図１４に示す突起部１６０が設けられている。なお、変形例では、実施例と同様の突起部６０が省略されてもよい。突起部１６０は、端子本体５２の周壁５４の内周面に設けられている。

より具体的には、図１３に示すように、周壁５４の上端部の内周面に突起部１６０が設けられている。すなわち、突起部１６０は、メイン周壁部５５と端壁５８とのコーナ部から内側に突出するように設けられている。ただし、突起部１６０は、軸方向における周壁５４の別の部分に設けられてもよい。

また、図１４に示すように、突起部１６０は、周方向に間隔を空けて複数設けられている。周方向に隣接する突起部１６０間には、それぞれ溝部１６２が形成されている。突起部１６０は、その表面全体が樹脂層７０で覆われている。樹脂層７０には、突起部１６０に係合された係合部１４０が形成されている。係合部１４０は、突起部１６０に対応して、周方向に間隔を空けて複数設けられている。各係合部１４０は、端子本体５２の溝部１６２に充填された樹脂材料で構成されている。

以上のように構成された外部端子１５０においては、端子本体５２に設けられた突起部１６０の周方向の変位が、突起部１６０に係合された樹脂層７０の係合部１４０によって規制されている。また、樹脂層７０は蓋体３０と一体である。そのため、蓋体３０に対する外部端子１５０の相対回転を効果的に規制できる。

以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、上述の実施形態では、外部端子５０の樹脂層７０が、端子本体５２の内面全体に設けられる例を説明したが、本発明において、樹脂層は、端子本体の内面に対して部分的に設けられてもよい。

また、上述の実施形態では、端子本体５２の内部に、２本の梁部７６，７８が軸方向から見てＸ字状に設けられる例を説明したが、梁部の形状、大きさ、厚さ、個数、及び配置については、種々の変更が可能であり、梁部を省略することも可能である。

さらに、端子本体５２の内面は、滑らかな面に限られず、凹凸面であってもよい。この場合、樹脂層７０は、端子本体５２の内面の凹部に食い込むように設けられることが好ましく、これにより、端子本体５２の内面に対する樹脂層７０の位置ずれが効果的に抑制される。

また、図９では、外部端子５０の端子本体５２及び接続部６８が全体に亘って均一の厚みを有する例が図示されているが、端子本体５２と接続部６８の厚みは互いに異なっていてもよいし、端子本体５２及び接続部６８の厚みは、それぞれ部位によって異なっていてもよい。

さらに、上述の実施形態では、端子本体の断面形状が円形である例を説明したが、本発明において、端子本体の断面形状は特に限定されるものでない。

また、上述の実施形態では、外部端子５０が蓋体３０に設けられる例を説明したが、本発明において、外部端子は、外装体における蓋体以外の部分に設けられてもよい。

さらに、本発明に係る蓄電装置を構成する蓄電素子は、上述の実施形態のような角形の電池に限定されるものでなく、例えば、円筒形電池又はラミネート形（パウチ形）の電池であってもよい。

また、上述の実施形態では、蓄電素子としてリチウムイオン二次電池のような非水電解質二次電池を有する蓄電装置を例に本発明に係る蓄電装置を説明したが、本発明に係る蓄電装置を構成する蓄電素子は、非水電解質二次電池以外の二次電池、一次電池、キャパシタを含む種々の蓄電素子であってもよい。

さらに、本発明に係る蓄電装置の外装体には、個別に容器を有する蓄電素子が容器ごと収容されてもよいし、電極や電解液が直接収容されてもよい。

１ 組電池（蓄電装置）
４ 単電池（蓄電素子）
２０ 外装体
３０ 蓋体
５０（５０Ａ，５０Ｂ） 外部端子
５２ 端子本体
５４ 周壁
５８ 端壁
６０ 突起部
６２ 歯部
６６ 貫通穴
６８ 接続部
７０ 樹脂層
７６ 第１梁部
７８ 第２梁部
８０ 連絡部
１５０ 外部端子
１６０ 突起部

Claims (13)

1. 容器及び端子を有する非水電解質二次電池である蓄電素子を収容する外装体と、
   前記外装体の外側に露出し、かつ、前記蓄電素子の前記端子に電気的に接続される外部端子とを備え、
   前記外部端子は、前記外装体の表面から外側に突出した周壁と該周壁の先端開口を塞ぐ端壁とを有する中空の端子本体を備えている、蓄電装置。
2. 蓄電素子を収容する外装体と、
   前記外装体の外側に露出する外部端子とを備え、
   前記外部端子は、前記外装体の表面から外側に突出した周壁と該周壁の先端開口を塞ぐ端壁とを有する中空の端子本体と、前記端子本体の内面の少なくとも一部を覆う樹脂層とを備えている、蓄電装置。
3. 前記外装体の少なくとも一部は、樹脂製部材からなり、
   前記樹脂層は、前記樹脂製部材の一部である、請求項２に記載の蓄電装置。
4. 前記周壁は、前記樹脂層と前記樹脂製部材の前記樹脂層以外の部分との間に挟み込まれた非露出部を備え、
   前記非露出部に貫通穴が設けられている、請求項３に記載の蓄電装置。
5. 前記端子本体の内部に、前記樹脂層における複数箇所間を繋ぐ樹脂製の梁部が設けられている、請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の蓄電装置。
6. 前記外部端子は、前記周壁の内面に設けられた突起部を備え、
   前記突起部は、前記樹脂層で覆われている、請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の蓄電装置。
7. 前記外部端子は、前記周壁から径方向外側に突出した突起部を備え、
   前記突起部は、その表面全体が前記外装体の材料で覆われるように前記外装体に埋め込まれている、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の蓄電装置。
8. 前記外部端子は、前記端子本体と一体成形された接続部を更に備え、
   前記蓄電素子と前記端子本体とは、前記接続部を介して電気的に接続されている、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の蓄電装置。
9. 前記接続部の少なくとも一部は、前記外装体に埋め込まれている、請求項８に記載の蓄電装置。
10. 蓄電素子を収容する外装体と、
    前記外装体の外側に露出する外部端子とを備え、
    前記外部端子は、前記外装体の表面から外側に突出した周壁と該周壁の先端開口を塞ぐ端壁とを有する中空の端子本体と、前記端子本体と一体成形された接続部とを備え、
    前記蓄電素子と前記端子本体とは、前記接続部を介して電気的に接続され、
    前記接続部の少なくとも一部は、前記外装体に埋め込まれている、蓄電装置。
11. 蓄電装置の外装体であって、容器及び端子を有する非水電解質二次電池である蓄電素子を収容する外装体の外側に露出し、かつ、前記蓄電素子の前記端子に電気的に接続される外部端子を、プレス金型によって１枚の金属板を絞り加工することで、前記外装体の表面から外側に突出した周壁と該周壁の先端開口を塞ぐ端壁とを有する中空の端子本体を成形する、蓄電装置の製造方法。
12. 蓄電装置の外装体の外側に露出する外部端子を、プレス金型によって１枚の金属板を絞り加工することで、前記外装体の表面から外側に突出した周壁と該周壁の先端開口を塞ぐ端壁とを有する中空の端子本体を成形し、前記端子本体の内面の少なくとも一部を樹脂層で覆う、蓄電装置の製造方法。
13. 前記絞り加工によって成形された前記外部端子をインサート成形金型内に挿入し、
    前記インサート成形金型内に挿入された前記外部端子の周囲に樹脂を注入し、
    前記インサート成形金型内で、前記樹脂からなる前記外装体を成形する、請求項１１または１２に記載の蓄電装置の製造方法。
    

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