JP7247741B2 - 圧力調整弁の製造方法、及び蓄電モジュール - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態に係る圧力調整弁を備える蓄電モジュールを含んで構成された蓄電装置の一例を示す概略断面図である。図1に示される蓄電装置1は、例えばフォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の各種車両のバッテリとして用いられる。蓄電装置1は、積層された複数の蓄電モジュール4を含むモジュール積層体2と、モジュール積層体2に対してモジュール積層体2の積層方向D(Z軸方向)に拘束荷重を付加する拘束部材3とを備えている。
次に、蓄電モジュール4の構成について詳細に説明する。図2は、図1に示された蓄電モジュールの内部構成を示す概略断面図である。図2に示されるように、蓄電モジュール4は、電極積層体11と電極積層体11を封止する樹脂製の封止体12(枠体)とを有するモジュール本体Mを備えている。電極積層体11は、セパレータ13を介して蓄電モジュール4の積層方向Dに沿って積層された複数の電極によって構成されている。これらの電極は、複数のバイポーラ電極14と、負極終端電極18と、正極終端電極19とを含む。
次に、圧力調整弁23の構成について詳細に説明する。図3は、蓄電モジュール4の概略斜視図である。図4は、蓄電モジュール4の一部を示す分解斜視図(一部断面図を含む)である。図5は、圧力調整弁23の底面図(底壁部32の外面32a側から見た図)である。図6は、圧力調整弁23の分解斜視図である。図7は、ケース29の平面図である。図8は、圧力調整弁23の断面図である。
次に、圧力調整弁23の製造方法について説明する。まず、圧力調整弁23の製造工程の概要を説明する。図10の(A)に示されるように、複数(ここでは6つ)の収容空間S1の各々に非圧縮状態の弁体30を配置した後、カバー31の押圧面31a2を各弁体30の第2面30bに当接させて、カバー31をケース29側に押し込む。これにより、図10の(B)に示されるように、接合用突起31cの先端が側壁部36の端部36aに当接した状態となる。この状態から、図示しない超音波溶着機をカバー31の外面31bに接触させ、超音波振動をカバー31に加えながら、カバー31をケース29側に押し込む。これにより、接合用突起31cの先端側の一部(及び端部36aの一部)が溶け出し、押圧面31a2がケース29側に押し込まれる。その結果、図8に示されるように、接合用突起31cの先端側の一部が溶けて潰された状態で、カバー31がケース29に接合されることになる。なお、実際には溶け出した接合用突起31cの一部がバリとなるが、図8においては当該バリの図示を省略している。ここで、溶着後の縁部31a1と端部36aとの距離d2は、接合用突起31cの先端側の一部が溶け出す分だけ、溶着前の接合用突起31cの高さd3よりも小さくなる。上記距離d2は、超音波溶着時の接合用突起31cの溶かし量によって変化する。
まず、カバー31の接合用突起31cを側壁部36の端部36aに溶着する前に、弁体30の硬度を測定する。弁体30の硬度の測定には、使用される硬度の規格に応じて定められた公知の測定手法が用いられる。本実施形態では、室温(20℃)でのショアA硬度が使用されるため、ショアA硬度について定められた公知の測定手法を用いればよい。
続いて、上述の測定により取得された弁体30の硬度と、弁体30の非圧縮状態における長さL(ここでは、「8.4mm」)と、予め設定された弁体30の開弁圧(設定圧)と、に基づいて、弁体収容高さd1の目標値を決定する。図9の例において、設定圧が「0.43MPa」であり、弁体30の硬度が「47」であり、圧縮量を0.1mm単位で調整可能な場合には、当該設定圧「0.43MPa」に最も近い開弁圧「0.42MPa」に対応する「7.5mm」が、弁体収容高さの目標値として決定される。
続いて、弁体収容高さd1が上述のように決定された目標値となるように、接合用突起31cと側壁部36の端部36aとを接合する。すなわち、上述のように決定された弁体収容高さの目標値に基づいて、接合用突起31cが側壁部36の端部36aに溶着された後の接触部分(本実施形態では、シール部39の先端部39a)から押圧面31a2までの距離(すなわち、図8に示される弁体収容高さd1)を調整する。具体的には、カバー31をケース29に溶着した後の弁体収容高さd1を、上記目標値(ここでは7.5mm)になるべく近い値となるように調整する。以下、このような調整方法の例について説明する。以下に説明する第1~第3の例は、単独で用いられてもよいし、複数組み合わせて用いられてもよい。
圧力調整弁23の製造方法は、上記接合する工程の前に、接合用突起31cに対する押圧面31a2の高さ位置を調整する工程を更に含み得る。具体的には、本実施形態では、弁体収容高さd1を調整するために、溶着前の接合用突起31cの先端から押圧面31a2までの対向方向(X軸方向)に沿った距離d4(図10の(A)参照)が調整されてもよい。距離d4を大きくすることにより(すなわち、カバー31における押圧面31a2を含む部分の厚みを大きくすることにより)、弁体収容高さd1を小さくすることができる。逆に、距離d4を小さくすることにより(すなわち、カバー31における押圧面31a2を含む部分の厚みを小さくすることにより)、弁体収容高さd1を大きくすることができる。従って、例えば、接合用突起31cに対する押圧面31a2の高さ位置(例えばカバー31における押圧面31a2を含む部分の厚み寸法)が互いに異なる複数種類のカバー31を予め用意しておき、その中から適切な寸法(適切な距離d4)を有するカバー31を選定することにより、弁体収容高さd1を適切且つ容易に調整することができる。
上記接合する工程は、接合用突起31cを側壁部36の端部36aに溶着する際の端部36aに対する接合用突起31cの溶かし量を調整することを含み得る。具体的には、弁体収容高さd1を調整するために、上述した超音波溶着時の溶かし量(高さd3-距離d2)が調整されてもよい。溶かし量を大きくすることにより(すなわち、距離d2を小さくすることにより)、弁体収容高さd1を小さくすることができる。逆に、溶かし量を小さくすることにより(すなわち、距離d2を大きくすることにより)、弁体収容高さd1を大きくすることができる。このように超音波溶着時の溶かし量を調整することにより、弁体収容高さd1の細かい調整を行うことができる。
圧力調整弁23の製造方法は、上記接合する工程の前に、接触部分(本実施形態ではシール部39の先端部39a)に対する側壁部36の端部36aの高さ位置を調整する工程を更に含み得る。具体的には、弁体収容高さd1を調整するために、接触部分(本実施形態ではシール部39の先端部)から端部36aまでの対向方向(X軸方向)に沿った距離d5(図10の(A)参照)が調整されてもよい。距離d5を大きくすることにより、弁体収容高さd1を大きくすることができる。逆に、距離d5を小さくすることにより、弁体収容高さd1を小さくすることができる。従って、例えば、シール部39の先端部39aに対する端部36aの高さ位置(すなわち、側壁部36の高さ寸法)が互いに異なる複数種類のケース29(側壁部36を有する部材)を予め用意しておき、その中から適切な寸法(適切な距離d5)を有するケース29を選定することにより、弁体収容高さd1を容易且つ適切に調整することができる。
以上述べた圧力調整弁23の製造方法では、カバー31が側壁部36に溶着される前に弁体30の硬度が測定される。そして、弁体30の硬度と、弁体30の非圧縮状態における長さL(第1面30aから第2面30bまでの距離)と、予め設定された弁体30の開弁圧(設定圧)と、に基づいて、接合用突起31cが側壁部36の端部36aに溶着された後の弁体収容高さd1が調整される。このように、上記製造方法によれば、弁体30の開弁圧が設定圧に近い値となるように、弁体30の圧縮率を決定づける弁体収容高さd1を、弁体30の硬度に応じて適切に調整することができる。その結果、弁体30の硬度のばらつきに起因する開弁圧のばらつきを低減することができる。これにより、製品(圧力調整弁23)間の開弁圧のばらつきを低減することができる。
本開示は、上記実施形態に限られるものではない。例えば、各部の形状及び材料等は、適宜に変更されてもよい。例えば、圧力調整弁23に収容される弁体30の個数及び弁体30の形状は、上記実施形態に限定されない。例えば、弁体30は、多角形柱状部材であってもよい。この場合、隔壁部37は、弁体30の形状に応じた形状の収容空間S1を形成するように形成されればよい。また、排気口41,141は、カバー31以外の部材(例えばケースの側壁部等)に設けられてもよい。
Claims (5)
- 1つの蓄電モジュールに取り付けられる複数の圧力調整弁の製造方法であって、
前記複数の圧力調整弁の各々は、
複数の貫通孔が形成された底壁部と、
前記貫通孔の一方の開口端を塞ぐ第1面と前記第1面とは反対側に位置する第2面とを有し、弾性部材によって柱状に形成された複数の弁体と、
前記複数の弁体を包囲するように、前記底壁部の縁部に立設された側壁部と、
前記複数の弁体の前記第2面に当接すると共に前記複数の弁体を前記底壁部に対して押圧する押圧面と、前記側壁部の前記底壁部側とは反対側の端部に溶着される被溶着部と、を有する押圧部材と、を有し、
前記被溶着部を前記側壁部の前記端部に溶着する前に、前記弁体の硬度を測定する工程と、
前記測定する工程において測定された前記弁体の硬度と、前記弁体の非圧縮状態における前記第1面から前記第2面までの距離と、予め設定された前記弁体の開弁圧と、に基づいて、前記被溶着部が前記側壁部の前記端部に溶着された後の前記底壁部において前記第1面と接触する接触部分から前記押圧面までの第1距離の目標値を決定する工程と、
前記第1距離が前記目標値となるように、前記被溶着部と前記側壁部の前記端部とを接合する工程と、を前記圧力調整弁毎に実行する、圧力調整弁の製造方法。 - 前記接合する工程の前に、前記被溶着部に対する前記押圧面の高さ位置が互いに異なる複数種類の押圧部材の中から前記接合する工程で接合される前記押圧部材を選定することによって、前記第1距離が前記目標値となるように前記被溶着部に対する前記押圧面の高さ位置を調整する工程を更に含む、請求項1に記載の圧力調整弁の製造方法。
- 前記被溶着部は、前記側壁部の前記端部に対向する接合用突起を含み、
前記接合する工程は、前記被溶着部を前記側壁部の前記端部に溶着する際に、前記接合用突起の溶かし量を調整すると共に、前記溶着後の前記接合用突起の高さが前記溶着前の前記接合用突起の高さよりも小さくすることにより、前記第1距離が前記目標値となるように調整することを含む、請求項1又は2に記載の圧力調整弁の製造方法。 - 前記接合する工程の前に、前記接触部分に対する前記側壁部の前記端部の高さ位置が互いに異なる前記側壁部を有する複数種類の部材の中から前記接合する工程で接合される前記部材を選定することにより、前記第1距離が前記目標値となるように前記接触部分に対する前記側壁部の前記端部の高さ位置を調整する工程を更に含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の圧力調整弁の製造方法。
- 複数の圧力調整弁を備え、
前記複数の圧力調整弁の各々は、
複数の貫通孔が形成された底壁部と、
前記貫通孔の一方の開口端を塞ぐ第1面と前記第1面とは反対側に位置する第2面とを有し、弾性部材によって柱状に形成された複数の弁体と、
前記複数の弁体を包囲するように、前記底壁部の縁部に立設された側壁部と、
前記複数の弁体の前記第2面に当接すると共に前記複数の弁体を前記底壁部に対して押圧する押圧面と、前記側壁部の前記底壁部側とは反対側の端部に溶着される被溶着部と、を有する押圧部材と、を有し、
前記弁体の硬度と、前記弁体の非圧縮状態における前記第1面から前記第2面までの距離と、予め設定された前記弁体の開弁圧と、に基づいて前記弁体の硬度が高いほど長くなるように決定された、前記底壁部において前記第1面と接触する接触部分から前記押圧面までの距離を有している、蓄電モジュール。
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