JP7130528B2 - 支持構造及びそれの設置方法 - Google Patents

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。

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。

特開平９－１３９２２５号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

第１実施例に係る支持構造の断面図である。 第１実施例に係る支持構造のバネの上面図である（図１のII－II断面図である）。 図１の一部IIIの拡大図である。 図３の一部IVの拡大図である。 第１実施例に係る支持構造の下側支持部材の分解斜視図である。 第２実施例に係る支持構造の断面図である。 第３実施例に係る支持構造の断面図である。 第３実施例に係る支持構造の下側支持部材の分解斜視図である。 第４実施例に係る支持構造の断面図である。 第５実施例に係る支持構造の断面図である。 第６実施例に係る支持構造の上面図である。 他の実施例に係るバネの図３に相当する図である。 他の実施例に係るバネの図３に相当する図である。 他の実施例に係るバネの図４に相当する図である。 第７実施例に係る支持構造の断面図である。 第８実施例に係る支持構造の断面図である。 他の実施例に係るバネの図２に相当する図である。 他の実施例に係るバネの図３に相当する図である。 他の実施例に係るバネの図８に相当する図である。 他の実施例に係るバネの図８に相当する図である。 他の実施例に係るバネの図５に相当する図である。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

（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。

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。

（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。

（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。

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。

（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。

（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。

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。

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。

（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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (6)

1. 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であって、
   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、密閉される、支持構造。
2. 請求項１に記載の支持構造であって、
   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。
3. 請求項１又は２に記載の支持構造であって、
   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。
4. 請求項３に記載の支持構造であって、
   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。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の支持構造であって、
   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。
6. 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であって、
   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し、密閉する第２工程と、を備えている、設置方法。
   

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