JP7110626B2 - electrical equipment - Google Patents
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Description
本発明は、電気機器に関する。 The present invention relates to electrical equipment.
電気機器の一種である蓄電装置では、外装体としての樹脂製のハウジング内に、複数の単電池が収容されている。これらの単電池は一列に並べられた単電池群を構成し、この単電池群の両端にはエンドプレートがそれぞれ配置されている。単電池群とエンドプレート、つまり電池要素は、締結部材としてのボルトによってハウジングに固定されている。具体的には、ハウジングに形成された貫通孔に挿通されたボルトによって、エンドプレートがハウジングに固定されている(特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art In a power storage device, which is a type of electrical equipment, a plurality of cells are accommodated in a resin housing as an exterior body. These single cells constitute a single cell group arranged in a line, and end plates are arranged at both ends of the single cell group. The unit cell group and end plates, ie, battery elements, are fixed to the housing by bolts as fastening members. Specifically, the end plate is fixed to the housing by bolts inserted through through holes formed in the housing (see Patent Document 1).
外装体に形成された貫通孔に挿通した締結部材によって、電気要素を外装体に固定する場合、貫通孔における密閉性、つまり外装体の内部と外部との間での気体及び液体の漏洩の遮断性を確保する必要がある。このような密閉性の確保に適用し得る種々の締結構造が知られている(特許文献2~4参照)。
When an electrical element is fixed to an exterior by a fastening member inserted through a through-hole formed in the exterior, the through-hole is sealed, that is, the leakage of gas and liquid between the inside and outside of the exterior is blocked. It is necessary to ensure the reliability. Various fastening structures that can be applied to ensure such tightness are known (see
しかしながら、特許文献2~4に開示されたものを含め、従来の締結構造では、電気機器のハウジングの密閉性の確保と、締結構造の簡素化とを両立できない。
However, in the conventional fastening structures including those disclosed in
本発明は、外装体の内部に収容された電気要素を外装体に固定するための締結構造を備える電気機器において、締結構造の部分における外装体の密閉性の確保と、締結構造の簡素化の両立を課題とする。 The present invention provides an electrical device having a fastening structure for fixing electrical elements housed inside an exterior body to the exterior body. The challenge is to achieve both.
本発明の一態様は、外装体と、前記外装体内に収容された電気要素と、前記電気要素を前記外装体に固定する締結構造とを備え、前記締結構造は、前記外装体に形成された貫通孔と、前記貫通孔に挿通される第1部分と、前記外装体の前記貫通孔が形成された部分に隣接する第2部分とを備え、前記電気要素を前記外装体に締結する締結部材と、前記外装体の前記貫通孔が形成された部分と前記第2部分とのうち、樹脂製である一方から他方に向けて突出し、かつ前記貫通孔を取り囲み、前記外装体と前記第2部分との間に圧接状態で変形された断面が非対象形状の突起とを備える、電気機器を提供する。 One aspect of the present invention includes an exterior body, an electrical element housed in the exterior body, and a fastening structure for fixing the electrical element to the exterior body, wherein the fastening structure is formed in the exterior body. A fastening member for fastening the electric element to the exterior body, comprising a through hole, a first portion inserted into the through hole, and a second portion adjacent to the portion of the exterior body in which the through hole is formed. and a portion of the exterior body formed with the through hole and the second portion, which are made of resin and protrude from one toward the other, surround the through hole, and surround the exterior body and the second portion. and a protrusion with an asymmetric cross-section that is deformed in a state of pressure contact between and.
この態様によれば、前記外装体の前記貫通孔が形成された部分と前記第2部分とのうち、樹脂製である一方に、貫通孔を取り囲むように突起が設けられている。この突起が圧接状態で変形されることで、密閉性、つまり貫通孔を介する外装体の内部と外部との間での、気体と液体の漏洩の遮断性が確保される。従って、Oリングやシール部材のような、密閉性を確保するために別部品を使用する必要がなく、簡素化された構成で密閉性を確保できる。 According to this aspect, the projection is provided so as to surround the through-hole on one of the portion of the exterior body where the through-hole is formed and the second portion, which is made of resin. By deforming the projections in a press-contact state, airtightness, that is, the ability to block leakage of gas and liquid between the inside and the outside of the exterior body via the through-hole is ensured. Therefore, it is not necessary to use a separate part for ensuring the tightness, such as an O-ring or a sealing member, and the tightness can be secured with a simplified configuration.
変形前の前記突起の断面形状が非対象な三角形状である。この態様によれば、断面が三角形状の突起が変形されることで、貫通孔を取り囲んで、前記外装体の前記貫通孔が形成された部分と前記第2部分とのうち、樹脂製である一方が他方に対して狭い面積で強固に押し付けられた領域が形成される。その結果、密閉性が向上する。 The cross-sectional shape of the projection before deformation is an asymmetric triangular shape. According to this aspect, by deforming the protrusion having a triangular cross section, the portion surrounding the through hole and formed with the through hole and the second portion of the exterior body are made of resin. A region is formed in which one is strongly pressed against the other with a small area. As a result, the tightness is improved.
前記突起は、第1突起と第2突起とを備え、前記第2突起は前記第1突起よりも前記貫通孔側に設けられている。突起が外装体の外部に配置されている場合、貫通孔を取り囲むように設けられた第1突起が変形されることで、外装体の外部から内部への気体と液体の漏洩が遮断される。また、第1突起よりも貫通孔側に設けられた第2突起が変形されることで、外装体の内部から外部への気体と液体の漏洩が遮断される。突起が外装体の内部に配置されている場合、貫通孔を取り囲むように設けられた第1突起が変形されることで、外装体の内部から外部への気体と液体の漏洩が遮断される。また、第1突起よりも内側に設けられた第2突起が変形されることで、外装体の外部から内部への気体と液体の漏洩が遮断される。このように、突起が第1突起と第2突起を備えることで、外装体の内部から外部への気体と液体の漏洩、並びに外装体の外部から内部への気体と液体の漏洩を、両方とも効果的に遮断できる。 The projection includes a first projection and a second projection, and the second projection is provided closer to the through hole than the first projection. When the projection is arranged outside the exterior body, the first projection provided so as to surround the through-hole is deformed to block leakage of gas and liquid from the exterior to the interior of the exterior body. Further, the deformation of the second projection provided closer to the through hole than the first projection blocks leakage of gas and liquid from the inside of the exterior body to the outside. When the projection is arranged inside the exterior body, the first projection provided so as to surround the through hole is deformed to block leakage of gas and liquid from the inside of the exterior body to the outside. In addition, the deformation of the second protrusion provided inside the first protrusion blocks leakage of gas and liquid from the outside to the inside of the exterior body. In this way, since the protrusion includes the first protrusion and the second protrusion, both gas and liquid leakage from the inside of the exterior body to the outside and gas and liquid leakage from the exterior to the interior of the exterior body can be prevented. can be blocked effectively.
前記第1突起の変形前の断面形状は、第1辺と、前記第1辺よりも前記貫通孔側に位置する第2辺とを備え、前記第2辺の長さは前記第1辺の長さよりも長い。この態様によれば、第1突起は、貫通孔とは反対側に倒れるように圧縮されつつ変形される。よって、突起が外装体の外部に配置されている場合、外装体の外部から内部へ向かう気体又は液体の圧力は、第1突起をより強固に密接させるように作用する。また、突起が外装体の内部に配置されている場合、外装体の内部から外部へ向かう気体又は液体の圧力は、第1突起をより強固に密接させるように作用する。その結果、外装体の外部と内部の間での気体と液体の漏洩を、より効果的に遮断できる。 The cross-sectional shape of the first projection before deformation includes a first side and a second side positioned closer to the through hole than the first side, and the length of the second side is the length of the first side. Longer than length. According to this aspect, the first projection is deformed while being compressed so as to fall on the side opposite to the through hole. Therefore, when the protrusion is arranged outside the package, the pressure of gas or liquid directed from the outside to the inside of the package acts to bring the first protrusions into closer contact with each other. Further, when the projection is arranged inside the exterior body, the pressure of the gas or liquid directed from the inside of the exterior body to the outside acts to bring the first projections into closer contact with each other. As a result, leakage of gas and liquid between the outside and the inside of the exterior body can be blocked more effectively.
前記第2突起の変形前の断面形状は、第3辺と、前記第3辺に対して前記貫通孔とは反対側に位置する前記の第4辺とを備え、前記第4辺の長さは前記第3辺の長さよりも長い。この態様によれば、第2突起は、貫通孔側に倒れるように圧縮されつつ変形される。よって、突起が外装体の外部に配置されている場合、外装体の内部から外部へ向かう気体又は液体の圧力は、第2突起をより強固に密接させるように作用する。また、突起が外装体の内部に配置されている場合、外装体の外部から内部へ向かう気体又は液体の圧力は、第2突起をより強固に密接させるように作用する。その結果、外装体の内部と外部の間での気体と液体の漏洩を、より効果的に遮断できる。 The cross-sectional shape of the second projection before deformation includes a third side and the fourth side located on the side opposite to the through hole with respect to the third side, and the length of the fourth side is is longer than the length of the third side. According to this aspect, the second projection is compressed and deformed so as to fall toward the through hole. Therefore, when the protrusion is arranged outside the package, the pressure of the gas or liquid directed from the inside to the outside of the package acts to bring the second protrusions into closer contact with each other. Further, when the projection is arranged inside the exterior body, the pressure of gas or liquid directed from the outside to the inside of the exterior body acts to bring the second projections into closer contact with each other. As a result, leakage of gas and liquid between the inside and outside of the exterior can be blocked more effectively.
前記突起は前記外装体の外部に配置されている。ここで、突起が外装体の内部に形成される場合、突起は、固定対象の電気要素に当接し、締結部材には当接しない。これに対して、この態様のように、突起が外装体の内部に形成される場合、突起は、締結部材の第2部分に当接し、強固に密接するため、締結部材の弛みを抑制できる。よって、電気要素の固定に有効である。 The projection is arranged outside the exterior body. Here, when the projection is formed inside the exterior body, the projection abuts on the electrical element to be fixed and does not abut on the fastening member. On the other hand, when the protrusion is formed inside the exterior body as in this aspect, the protrusion abuts on the second portion of the fastening member and is firmly brought into close contact with the second portion, so that loosening of the fastening member can be suppressed. Therefore, it is effective for fixing electric elements.
本発明の電気機器では、貫通孔を取り囲むように設けられた突起が圧接状態で変形されることで、貫通孔を介する外装体の内部と外部との間での、気体と液体の漏洩の遮断性が確保される。従って、簡素化された構成で密閉性を確保できる。 In the electric device of the present invention, the protrusions provided to surround the through-hole are deformed in a press-contact state, thereby blocking leakage of gas and liquid between the inside and outside of the exterior body through the through-hole. ensured. Therefore, it is possible to ensure hermeticity with a simplified configuration.
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る電気機器である蓄電装置10を示す。この蓄電装置10は、複数の電池セル14(蓄電素子)からなる電池モジュール(電気要素)12と、バスバーユニット20とを備え、これらを外装体22の内部に収容した構成である。本実施形態では、電池モジュール12が外装体22に固定され、これらの締結構造による外装体22の密閉性の確保と、締結構造の簡素化の両立を図るものである。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a
以下の説明では、電池セル14の配列方向である電池セル14の短手方向をX方向ということがある。また、電池セル14の長手方向をY方向といい、電池セル14の高さ方向をZ方向ということがある。本実施形態の電池モジュール12は、X方向の寸法がY方向の寸法よりも長い直方体であるが、これらの寸法は、電池セル14の形状及び数によって変わる。
In the following description, the lateral direction of the
(蓄電装置の概要)
図1に示すように、電池モジュール12は、複数(本実施形態では8個)の電池セル14をX方向に配列したものである。隣接した電池セル14の間には、絶縁を確保するためのスペーサ(図示せず)が配置されている。
(Overview of power storage device)
As shown in FIG. 1, the
電池セル14としては、リチウムイオン電池等の非水電解質二次電池が用いられている。但し、リチウムイオン電池以外にも、キャパシタを含む種々の電池セル14も適用できる。個々の電池セル14は金属製の容器を備え、この容器の内部には、セパレータを介して正極と負極の電極シートを積層した電極体、正極と負極の集電体、及び電解液が収容されている。
A nonaqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion battery is used as the
電池セル14は角形であり、YZ平面に沿って延びる一対の長側面15と、XZ平面に沿って延びる一対の短側面16とを備える。X方向における短側面16の寸法は、Y方向における長側面15の寸法よりも短い。また、電池セル14は、XY平面に沿って延びる底面17と端子面18を備える。Z方向の上側に位置する端子面18には、Y方向の一端側に正極端子(図示せず)が配置され、Y方向の他端側に負極端子(図示せず)が配置されている。
The
バスバーユニット20は、複数のバスバーを備え、全ての電池セル14の端子面18を覆うように、電池モジュール12上に配置されている。複数のバスバーは、所定の電池セル14の正極端子と負極端子に電気的に接続され、複数の電池セル14の電力を供給する給電回路を構成する。例えば複数のバスバーは、樹脂製のバスバーフレームに取り付けられ、一体化されている。
The
外装体22は樹脂製であり、1つの面(Z方向の上面)を開口した本体23と、本体23の開口を塞ぐ蓋体27とを備える。本体23と蓋体27は、溶着等によって液密かつ気密に固定されている。
The
本体23は、X方向の寸法がY方向の寸法よりも長い直方体状であり、長方形状の底壁24を備える。底壁24のX方向両端には、電池モジュール12の配列方向の外側に位置する一対の端壁25がそれぞれ立設されている。底壁24のY方向両側には、電池モジュール12の配列方向と交差する方向の外側に位置する一対の側壁26がそれぞれ立設されている。
The
蓋体27には、X方向の一端側に正極外部端子28が設けられ、X方向の他端側に負極外部端子29が設けられている。外部端子28,29は、蓋体27からZ方向上向きに突出しており、バスバーユニット20にそれぞれ電気的に接続されている。バスバーユニット20及び外部端子28,29を介して電池モジュール12は、電気の充電と、電気の放電が可能になっている。
The
本実施形態の電池モジュール12は、複数の電池セル14を拘束する拘束部材32を備え、この拘束部材32を介して外装体22に固定(締結)されている。
The
拘束部材32は、電池モジュール12の外周を取り囲む枠体であり、電池セル14の配列方向(X方向)の両端に配置された一対のエンドプレート33と、電池セル14の配列方向と直交するY方向の両側に配置された一対のサイドプレート34とを備える。これらのプレート33,34は、本実施形態では金属製であるが、外装体22よりも硬質な樹脂によって形成してもよい。
The
エンドプレート33は、X方向両端に位置する電池セル14の外側の長側面15(電池モジュール12の端面)を概ね覆う板状である。サイドプレート34は、全ての電池セル14の短側面16に跨がってX方向に延びる帯状である。エンドプレート33のY方向両側には、X方向内側に突出するように、屈曲された固定部35が設けられている。ボルト止め等によって固定部35にサイドプレート34の両端が固定されることで、複数の電池セル14が移動不可能に拘束され、一体化される。
The
図2Aを併せて参照すると、エンドプレート33のZ方向の下端には、電池モジュール12を外装体22に固定するためのブラケット36が設けられている。ブラケット36は、X方向外側に突出するように、屈曲して設けられている。
Referring also to FIG. 2A, a
(締結構造の概要)
図2Aに示すように、電池モジュール12を外装体22に固定する締結構造は、外装体22に形成された貫通孔39と、電池モジュール12を外装体22に締結するボルト45と、外装体22とボルト45の間で変形された突起51とを備える。
(Overview of fastening structure)
As shown in FIG. 2A , the fastening structure for fixing the
貫通孔39は、ボルト45の軸部46よりも大径の孔であり、本体23の底壁24の四隅に形成された凹部38にそれぞれ設けられている。凹部38は、エンドプレート33のブラケット36の下部に位置するように、底壁24をZ方向上向きに窪ませて設けられており、そのZ方向の端壁38aに貫通孔39が形成されている。凹部38のZ方向の深さは、ボルト45の頭部47が下方へ突出しない寸法に設定されている。
The through holes 39 are holes having a larger diameter than the
拘束部材32のブラケット36は、凹部38上に配置されている。ブラケット36には、貫通孔39に対応する貫通部41が設けられ、この貫通部41にボルト45が締結されるナット(締結受部)42が配置されている。ナット42は、雌ねじが設けられたネジ穴43を備え(図3A参照)、本実施形態ではブラケット36に固定されている。
ボルト45は、金属製であり、外装体22に対して拘束部材32を含む電池モジュール12を締結する締結部材である。ボルト45は、雄ねじが設けられた軸部46と、軸部46の軸方向から見た形状が正六角形の頭部47とを備える。軸部46は、外装体22の貫通孔39に挿通される第1部分である。頭部47は、貫通孔39が形成された部分に隣接する第2部分である。本実施形態では、頭部47が外装体22の外部に位置するように、外装体22の外部からボルト45が取り付けられている。頭部47の軸部46側には、軸部46の軸線を中心として径方向外向きに突出し、凹部38における貫通孔39の周囲に圧接されるフランジ部(座面部)48が形成されている。
The
突起51は、貫通孔39が形成された凹部38及びボルト45の頭部47のうち、これらの相対的な圧接によって塑性変形し易い方に設けられている。つまり、本実施形態の突起51は、樹脂製の外装体22に設けられている。突起51は、貫通孔39を取り囲む円環状に形成され、凹部38から頭部47(外装体22の外部)に向けて突出している。
The
本実施形態では、凹部38における貫通孔39の周囲には、頭部47から離れる向きに窪む円環状の凹み50が設けられ、この凹み50内に2個の突起51A,51Bが同心円状に設けられている。突起51A,51Bは、凹み50の開口よりも外側(Z方向下側)へ突出している。第1突起51Aの直径は、ボルト45のフランジ部48の直径よりも小さい。第2突起51Bの直径は第1突起51Aの直径よりも小さい。つまり、第2突起51Bは、凹部38の径方向において第1突起51Aよりも内側に位置する貫通孔39側に位置している。
In this embodiment, an
図2Bに最も明瞭に示すように、蓄電装置10の組立状態では、突起51A,51Bは凹部38と頭部47の間で、圧接状態で変形されている。図3A及び図3Bを参照すると、変形前(組立前)の突起51A,51Bの断面形状は三角形状である。変形する前と後の突起51A,51Bの断面形状は、径方向における突起51A,51Bの中央を通り、貫通孔39の中心線と平行な基準線L1,L2に対して、いずれも非対象である。
As shown most clearly in FIG. 2B, in the assembled state of
図3Bに最も明瞭に示すように、変形前の第1突起51Aの断面形状は、径方向外側の角部を直角とした直角三角形状である。つまり、第1突起51Aは、径方向外側に位置し、基準線L1に沿って延びる第1辺52aと、第1辺52aよりも貫通孔39側に位置する第2辺(斜辺)52bとを備える。そして、第2辺52bの長さは、第1辺52aの長さよりも長い。
As shown most clearly in FIG. 3B, the cross-sectional shape of the
変形前の第2突起51Bの断面形状は、径方向内側の角部を直角とした直角三角形状である。つまり、第2突起51Bは、第2突起51Aの径方向内側に位置し、基準線L2に沿って延びる第3辺52cと、第3辺52cよりも貫通孔39とは反対側に位置する第4辺(斜辺)52dとを備える。そして、第4辺52dの長さは、第3辺52cの長さよりも長い。
The cross-sectional shape of the
ここで、断面三角形状の突起51A,51Bとは、第1辺52aと第2辺52b、及び第3辺52cと第4辺52dが、鋭角に交わる幾何学的な意味の三角形に限定されず、実質的な意味の三角形も含まれる。具体的には、図4に示すように、第1辺52aと第2辺52bの間、及び第3辺52cと第4辺52dの間に、角面取りによる辺52eを備えていてもよい。この場合、辺52eの寸法S1は、辺52a,52cの寸法S2以下である。また、第1辺52aと第2辺52bの間、及び第3辺52cと第4辺52dの間には、角面取りの代わりに丸面取りを施してもよい。そして、これらのような形状も、本発明の三角形状に含まれる。
Here, the
図2A及び図3Aを参照すると、貫通孔39内には、ナット42と頭部47の間に介在する金属製のカラー54が配置されている。カラー54の外径は貫通孔39の内径と概ね同一であり、カラー54の内径は軸部46の外径よりも大きい。カラー54の軸方向(Z方向)の全長は、凹部38の下側端面からナット42の下側端面までの寸法と略等しい。カラー54は、本体23の製造時にインサート成形してもよく、成形後の貫通孔39に後から圧入してもよい。
2A and 3A, a
(蓄電装置の組立作業)
蓄電装置10を組み立てる際には、複数の電池セル14をX方向に配列し、これら電池セル14群の外周を拘束部材32によって拘束する。その後、電池モジュール12にバスバーユニット20を配置するとともに、拘束した電池モジュール12を外装体本体23内に配置する。なお、バスバーユニット20の配置は、本体23内への電池モジュール12の配置後に行ってもよい。
(Assembly work of power storage device)
When assembling the
次に、ボルト45によって本体23に対して電池モジュール12(拘束部材32)を固定する。図3Aに示すように、この締結時には、貫通孔39(カラー54)内を通して底壁24の外側から内側へボルト45の軸部46を通し、ナット42にボルト45を締め付ける。これにより、凹み50から突出した突起51A,51Bの先端にフランジ部48が当接し、突起51A,51Bが変形される。この際、第1突起51Aは、辺52a,52bの寸法設定により、貫通孔39とは反対側に倒れるように、圧縮されつつ押し潰される。また、第2突起51Bは、辺52c,52dの寸法設定により、貫通孔39側に倒れるように、圧縮されつつ押し潰される。
Next, the battery module 12 (restraint member 32 ) is fixed to the
ナット42に対するボルト45の締め付けは、カラー54の端にボルト45の頭部47とナット42が当接するまで行われる。つまり、ボルト45とナット42の間には金属製のカラー54が介在するため、より強固な締結が可能となり、蓄電装置10の使用中における振動等により締結が緩むことを効果的に防止できる。
電池モジュール12を本体23に固定すると、バスバーユニット20と蓋体27の外部端子28,29とを電気的に接続した後、蓋体27を本体23に対して熱溶着によって固着する。
When the
この蓄電装置10では、外装体22の突起51A,51Bが圧接状態で変形されることで、締結構造部分の密閉性、つまり貫通孔39を介する外装体22の内部と外部との間での、気体と液体の漏洩の遮断性を確保できる。従って、Oリングやシール部材のような、密閉性を確保するために別部品を使用する必要がなく、簡素化された構成で密閉性を確保できる。
In this
また、図2Bに示すように、断面が三角形状の突起51A,51Bが押し潰されることで、樹脂による弾性的な反発力が得られる。この反発力によって、貫通孔39を取り囲み、ボルト45の頭部47に対して狭い面積で強固に押し付けられた領域が形成される。その結果、密閉性が向上する。特に、本実施形態では、第1突起51Aと第2突起51Aを備えるため、外装体22の内部から外部への気体と液体の漏洩、並びに外装体22の外部から内部への気体と液体の漏洩を、両方とも効果的に遮断できる。
Further, as shown in FIG. 2B, the
具体的には、図2Bに破線で示すように、外装体22の外部から内部へ向かう気体又は液体の圧力は、第1突起51Aを起き上がらせる向きに作用するため、樹脂による弾性的な反発力が高まり、頭部47に第1突起51Aがより強固に密接する。また、外装体22の内部から外部へ向かう気体又は液体の圧力は、第2突起51Bを起き上がらせる向きに作用するため、樹脂による弾性的な反発力が高まり、頭部47に第2突起51Bがより強固に密接する。その結果、第1突起51Aによって、外装体22の外部から内部への気体と液体の漏洩が遮断され、第2突起51Bによって、外装体22の内部から外部への気体と液体の漏洩が遮断される。
Specifically, as shown by the dashed line in FIG. 2B, the pressure of the gas or liquid directed from the outside to the inside of the
しかも、本実施形態では、突起51A,51Bが外装体22の外部に形成されているため、電池モジュール12の固定に有効である。つまり、突起51A,51Bが外装体22の内部に形成される場合、突起51A,51Bは、電池モジュール12(エンドプレート33)に当接し、ボルト45には当接しない。これに対して、突起51A,51Bが外装体22の外部に形成される場合、突起51A,51Bは、ボルト45の頭部47に当接する。よって、突起51A,51Bがボルト45に対して強固に密接するため、ボルト45の弛みを抑制できる。
Moreover, in this embodiment, the
(突起の他の変形状態)
図5に示すように、突起51A,51Bは、押し潰されることなく、凹部38の径方向の外側と内側へ倒れるように、互いに離れる向きに変形することがある。この場合でも、突起51A,51Bは、樹脂による弾性的な反発力が作用するため、頭部47に圧接される。このような変形も考慮し、突起51A,51Bは、変形状態で凹み50から突出しないように、突出量及び形成位置を調整することが好ましい。
(Other deformed states of protrusions)
As shown in FIG. 5, the
このように変形した場合、突起51A,51B間の空間は、吸盤のように真空に近い状態になる。この場合、外部からの大気圧によって、常に突起51A,51Bが起き上がる向きに力が作用する。よって、樹脂による弾性的な反発力が高まり、頭部47に突起51A,51Bが強固に密接する。また、外装体22の外部から内部へ向かう気体又は液体の圧力は、頭部47に第1突起51Aをより強固に密接させ、外装体22の内部から外部へ向かう気体又は液体の圧力は、頭部47に第2突起51Bをより強固に密接させる。その結果、第1突起51Aによって、外装体22の外部から内部への気体と液体の漏洩が遮断され、第2突起51Bによって、外装体22の内部から外部への気体と液体の漏洩が遮断される。
When deformed in this manner, the space between the
(第2実施形態)
図6は、第2実施形態の蓄電装置の外装体22に形成した突起51A,51Bを示す。この第2実施形態では、凹部38の端壁38aに凹みを設けることなく、端壁38aの端面から突出するように突起51A,51Bを設けた点で、第1実施形態と相違する。
(Second embodiment)
FIG. 6 shows
(第3実施形態)
図7は、第3実施形態の蓄電装置の外装体22に形成した突起51を示す。この第3実施形態では、第1突起51Aと第2突起51Bの間に第3突起51Cを設けた点で、第1実施形態と相違する。なお、第3突起51Cの断面形状は、貫通孔と反対側に位置する辺の寸法と、貫通孔側に位置する辺の寸法とが同じ、二等辺三角形状である。
(Third embodiment)
FIG. 7 shows
(第4実施形態)
図8は、第4実施形態の蓄電装置の外装体22に形成した突起51A,51Bを示す。この第4実施形態では、第1突起51Aの第1辺52aと第2突起51Bの第3辺52cの傾斜角度を変更した点で、第1実施形態と相違する。詳しくは、第1突起51Aの第1辺52aは、先端が貫通孔に近づく向き傾斜するように設けられている。第2突起51Bの第3辺52cは、先端が貫通孔から離れる向きに傾斜するように設けられている。なお、第1突起51Aの第1辺52aと第2辺52b、及び第2突起51Bの第3辺52cと第4辺52dの長さ関係は、第1実施形態と同様である。
(Fourth embodiment)
FIG. 8 shows
(第5実施形態)
図9は、第5実施形態の蓄電装置の外装体22に形成した突起51A,51Bを示す。この第5実施形態では、第1突起51Aの第1辺52aと第2突起51Bの第3辺52cを、第4実施形態とは逆向きに傾斜させた点で、第1実施形態と相違する。つまり、第1突起51Aの第1辺52aは、先端が貫通孔から離れる向きに傾斜するように設けられている。第2突起51Bの第3辺52cは、先端が貫通孔に近づく向きに傾斜するように設けられている。なお、第1突起51Aの第1辺52aと第2辺52b、及び第2突起51Bの第3辺52cと第4辺52dの長さ関係は、第1実施形態と同様である。
(Fifth embodiment)
FIG. 9 shows
以上のように、突起51A,51Bは、図6の第2実施形態から図9の第5実施形態のようにしてもよく、このようにしても第1実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。また、図6の第2実施形態から図9の第5実施形態の突起51A,51Bにおいても、図4の変形例のように面取りした辺52eを設けてもよい。
As described above, the
(第6実施形態)
図10は、第6実施形態の蓄電装置10を示す。この第6実施形態では、外装体22に形成する凹部38のZ方向の全高を高くし、本体23の開口付近で、ボルト45によって本体23に対して電池モジュール12(エンドプレート33)を締結した点で、第1実施形態と相違する。
(Sixth embodiment)
FIG. 10 shows a
図11A及び図11Bに示すように、突起51A,51Bは、凹部38の端壁38aの上面側に設けられ、エンドプレート33を介して、凹部38とボルト45の頭部47との間で変形されている。なお、突起51A,51Bは、図4の変形例、図6の第2実施形態から図9の第5実施形態と同様に形成してもよい。
As shown in FIGS. 11A and 11B, the
この第6実施形態では、突起51A,51Bがボルト45に密接しないため、ボルト45の弛み抑制に関する効果は低くなるが、貫通孔39を介する外装体22の内部と外部との間での、気体と液体の漏洩の遮断性については、同様に確保できる。
In the sixth embodiment, since the
詳しくは、図11Bに破線で示すように、外装体22の内部から外部へ向かう気体又は液体の圧力は、第1突起51Aをより強固に密接させるように、第1突起51Aを起き上がらせる向きに作用する。また、外装体22の外部から内部へ向かう気体又は液体の圧力は、第2突起51Bをより強固に密接させるように、第2突起51Bを起き上がらせる向きに作用する。その結果、第1突起51Aによって、外装体22の内部から外部への気体と液体の漏洩が遮断され、第2突起51Bによって、外装体22の外部から内部への気体と液体の漏洩が遮断される。また、図5のように、突起51A,51Bが押し潰されることなく、凹部38の径方向の外側と内側へ倒れるように変形した場合でも、外装体22の内部と外部との間での、気体と液体の漏洩の遮断性を確保できる。
Specifically, as shown by the dashed line in FIG. 11B, the pressure of gas or liquid directed from the inside to the outside of the
(比較例)
図12及び図13は、特殊な気密ボルト60A,60Bを用いた従来の締結構造を示す。図12の気密ボルト60Aは、軸部61の外周に位置するように頭部62(フランジ部63)に凹部64を設け、この凹部64にOリング65を配置した構成である。図13の気密ボルト60Bは、軸部61と同じ向きに突出するように、頭部62(フランジ部63)に環状のパッキン部66を一体に設けた構成である。
(Comparative example)
12 and 13 show conventional fastening structures using special
これらの気密ボルト60A,60BのOリング65と環状パッキン部66は、内部から外部へ向かう気体又は液体の圧力、及び外部から内部へ向かう気体又は液体の圧力のうち、いずれか一方にしか対応していない。しかし、蓄電装置10では、電池セル14の異常による内圧上昇、及び外気温上昇又は水没等による外圧上昇等、双方向の圧力変動が生じ得るため、一方向だけの対策では不十分である。
The O-
Oリング65を装着した気密ボルト60Aの場合、フランジ部63とカラー54の間しか気密を確保できない。よって、気密を確保する場合、カラー54を外装体22にインサート成形する必要があるため、蓄電装置10の製造コストが高くなる。
In the case of the
環状パッキン部66を設けた気密ボルト60Bの場合、圧接される環状パッキン部66と外装体22(凹部38の端壁38a)との強度や硬さの違いによって、環状パッキン部66が外装体22に食い込み、圧縮不足で十分に気密を確保できない。よって、気密を確保する場合、カラー54を外装体22にインサート成形し、気密ボルト60Bに特殊な加工を更に施す必要があるため、蓄電装置10の製造コストが高くなる。
In the case of the
これに対して、本発明の蓄電装置10では、塑性変形し易い外装体22に設けた突起51A,51Bが押し潰されることで、外装体22の内部と外部との間での、気体と液体の漏洩の遮断性を確保できる。従って、高価な気密ボルト60A,60Bを用いることなく、簡素化された構成で密閉性を確保できる。
On the other hand, in the
なお、本発明は、前記実施形態の構成に限定されず、種々の変更が可能である。 In addition, the present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and various modifications are possible.
例えば、外装体22の本体23を金属製とし、ボルト(締結部材)45を樹脂製とし、突起51をボルト45に設けてもよい。ボルト45は、フランジ部48を備えない構成であってもよい。締結部材を構成する軸部(第1部分)46は、エンドプレート33のブラケット36に一体に設けてもよい。
For example, the
電気要素を構成する電池セル14は、帯状の電極シートとセパレータを巻回した巻回式であってもよいし、矩形状とした複数枚の電極シートとセパレータを積層した積層式であってもよい。また、電池セル14は、電極体を容器内に収容した角形電池に限られず、積層式の電極体をラミネートフィルムによって封止したラミネート型電池であってもよい。
The
外装体に形成された貫通孔と、電気要素を外装体に締結する締結部材と、外装体と締結部材の間に圧接状態で変形された突起とを含む締結構造は、蓄電装置10に限られず、外装体と、外装体内に収容された電気要素とを備え、電気要素を外装体に固定する電気機器であれば適用可能であり、同様の作用及び効果を得ることができる。
A fastening structure including a through-hole formed in the exterior body, a fastening member for fastening an electric element to the exterior body, and a projection deformed in a state of pressure contact between the exterior body and the fastening member is not limited to
10…蓄電装置(電気機器)
12…電池モジュール(電気要素)
14…電池セル
15…長側面
16…短側面
17…底面
18…端子面
20…バスバーユニット
22…外装体
23…本体
24…底壁
25…端壁
26…側壁
27…蓋体
28…正極外部端子
29…負極外部端子
32…拘束部材
33…エンドプレート
34…サイドプレート
35…固定部
36…ブラケット
38…凹部
38a…端壁
39…貫通孔
41…貫通部
42…ナット(締結受部)
43…ネジ穴
45…ボルト(締結部材)
46…軸部(第1部分)
47…頭部(第2部分)
48…フランジ部
50…凹み
51…突起
51A…第1突起
51B…第2突起
51C…第3突起
52a…第1辺
52b…第2辺
52c…第3辺
52d…第4辺
52e…面取りした辺
54…カラー
60A,60B…気密ボルト
61…軸部
62…頭部
63…フランジ部
64…凹部
65…Oリング
66…パッキン部
10... Power storage device (electrical equipment)
12... Battery module (electrical element)
DESCRIPTION OF
43... screw
46 ... Axle (first part)
47 ... head (second part)
48...
Claims (4)
前記外装体内に収容された電気要素と、
前記電気要素を前記外装体に固定する締結構造と
を備え、
前記締結構造は、
前記外装体に形成された貫通孔と、
前記貫通孔に挿通される第1部分と、前記外装体の前記貫通孔が形成された部分に隣接する第2部分とを備え、前記電気要素を前記外装体に締結する締結部材と、
前記外装体の前記貫通孔が形成された部分と前記第2部分とのうち、樹脂製である一方から他方に向けて突出し、かつ前記貫通孔を取り囲み、前記外装体と前記第2部分との間に圧接状態で変形された断面が非対称形状の第1突起とを備え、
前記第1突起の変形前の断面形状は、第1辺と、前記第1辺よりも前記貫通孔側に位置する第2辺とを備え、前記第2辺の長さは前記第1辺の長さよりも長く、
前記第2辺が前記他方と接している、
電気機器。 an exterior body;
an electrical element housed in the exterior body;
a fastening structure for fixing the electrical element to the exterior body,
The fastening structure is
a through hole formed in the exterior body;
a fastening member for fastening the electrical element to the exterior body, the fastening member comprising a first portion inserted through the through hole and a second portion adjacent to the portion of the exterior body in which the through hole is formed;
Between the portion in which the through-hole is formed and the second portion of the exterior body, one of which is made of resin and protrudes toward the other, surrounds the through-hole, and connects the exterior body and the second portion. and a first projection with an asymmetric cross-section deformed in a press-contact state between ,
The cross-sectional shape of the first projection before deformation includes a first side and a second side positioned closer to the through hole than the first side, and the length of the second side is the length of the first side. longer than length
the second side is in contact with the other;
electrical equipment.
第3辺と、
前記第3辺に対して前記貫通孔とは反対側に位置する第4辺と
を備え、
前記第4辺の長さは前記第3辺の長さよりも長い、請求項2に記載の電気機器。 The cross-sectional shape of the second projection before deformation is
a third side;
a fourth side located on the side opposite to the through hole with respect to the third side,
The electric device according to claim 2 , wherein the length of the fourth side is longer than the length of the third side.
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