JP7460321B2

JP7460321B2 - 電池収納体

Info

Publication number: JP7460321B2
Application number: JP2018209431A
Authority: JP
Inventors: 賢一伊藤; 湧真森
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-11-07
Filing date: 2018-11-07
Publication date: 2024-04-02
Anticipated expiration: 2038-11-07
Also published as: JP2020077507A

Description

本発明は、電池収納体に関する。

下記特許文献１には、電池と、電池を収容する筐体とを備えた電池パックであって、筐体は、筐体外部と連通した通気孔を有し、筐体の側面に、通気孔を覆う金属製のメッシュ部材を設けたものが開示されている。この特許文献１の電池パックでは、電池から火炎が噴出するような事態が発生したときに、通気孔に設けた金属製のメッシュ部材が火炎の熱を吸収することにより、筐体外への火炎の噴出を阻止することを図っている。

特開２００９－２１２０８１号公報

特許文献１の技術では、薄いメッシュ部材を通気孔に配置しているが、電池が激しく発火し、電池からガスが大量に噴出したときには、火炎がメッシュ部材を通過する可能性がある。このため、筐体外への火炎の噴出を必ずしも防止できないという課題がある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、万一の電池の発火時にも火炎が外部に出ることを確実に抑制する上で有利になる電池収納体を提供することを目的とする。

本発明に係る電池収納体は、内壁面で囲まれた直方体の形状を有する収納空間を有するケーシングと、収納空間に収納された電池が発火したときに炎が外に出ることを抑制する防炎機構とを備え、防炎機構は、収納空間の外に形成され、収納空間から気体をケーシングの外に排出可能な排出流路と、排出流路内に配置され、気体が通過可能な隙間を有し、炎の熱を吸収可能な第一吸熱部と、排出流路内に配置され、気体が通過可能な隙間を有し、炎の熱を吸収可能な第二吸熱部と、を備え、排出流路は、収納空間に連通可能な入口部と、ケーシングの外部空間に連通可能な出口部とを有し、入口部から出口部へ向かう方向を下流方向とした場合に、第一吸熱部よりも下流方向の位置に第二吸熱部があり、第一吸熱部と第二吸熱部との間に空間が形成されているものである。

本発明によれば、万一の電池の発火時にも火炎が外部に出ることを確実に抑制する上で有利になる電池収納体を提供することが可能となる。

実施の形態１による電池収納体を示す断面図である。実施の形態２による電池収納体を示す断面図である。実施の形態３による電気掃除機の断面図である。実施の形態３による電気掃除機の断面図である。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図において共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１による電池収納体を示す断面図である。図１に示すように、本実施の形態の電池収納体１は、ケーシング２と、防炎機構３とを備える。ケーシング２は、内壁面２ａで囲まれた収納空間２ｂを有する。収納空間２ｂに電池４が収納されている。防炎機構３は、電池４が発火したときに、その炎が電池収納体１の外に出ることを抑制する機能を有する。

電池収納体１は、電力を消費または貯蔵する機器（本実施の形態では図示省略）の内部に配置されて使用される。この機器は、例えば、持ち運び可能な家電機器でもよいし、使用者が携帯する携帯機器でもよいし、電気自動車またはハイブリッド自動車のような移動体でもよいし、無停電電源装置、非常用電源装置、電力貯蔵装置のような据置の機器でもよい。

収納空間２ｂは、その全体が内壁面２ａで囲まれた閉空間となっている。ケーシング２は、例えば直方体の外形を有する。収納空間２ｂは、例えば直方体の形状を有する。ケーシング２の外形及び収納空間２ｂの形状は、直方体形状に限らず、例えば円柱形状などの他の形状でもよく、例えば電池４の形状に応じて、任意の形状に設定することができる。

図示を省略するが、ケーシング２は、例えば二つの部材を組み合わせた構成を有し、当該二つの部材を分離させることで、電池４を収納空間２ｂに入れたり、電池４を収納空間２ｂから出したりすることができる。当該二つの部材は、例えば、上ケース及び下ケースに相当する二つの部材でもよいし、一方の部材が有する開口部を、蓋に相当する他方の部材が塞ぐものでもよい。当該二つの部材を組み合わせた状態で保持する手段は、例えば、ネジ止めを用いたものでもよいし、係合する爪部のようなスナップフィットを用いたものでもよい。

ケーシング２を構成する材料は、例えば、樹脂材料でもよいし、金属材料でもよいし、樹脂と金属を組み合わせたものでもよい。樹脂材料を用いる場合には、耐熱性及び難燃性に優れたものを採用してもよい。

電池４は、例えばリチウムイオン二次電池である。変形例として、電池４は、例えば、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・水素蓄電池などでもよい。

電池４は、少なくとも一つの単電池を有する。電池４は、単電池を一つまたは複数用いて組み立てられた組電池に相当するものでもよいし、接続された単電池群を有するモジュールに相当するものでもよいし、一つ以上の単電池またはモジュールを組み込んだユニットである電池パックに相当するものでもよいし、一つ以上の単電池、モジュールまたは電池パックを組み込んだシステムである電池システムに相当するものでもよい。電池４は、例えばヒューズのような保護装置、保護回路、監視回路、制御装置、バッテリーマネジメントユニットなどを備えたものでもよい。

図１では、見やすくするための便宜上、ケーシング２の内壁面２ａと、電池４との間に、大きい隙間があるように作図しているが、このような大きい隙間は実際には必要ではない。また、収納空間２ｂ内で電池４が動かないように電池４を保持する保持部材（図示省略）が備えられていてもよい。

電池４は、万一の場合に、発火する可能性がある。例えば、製造時に不具合があった場合、所定の使用範囲を超える条件で使用された場合などに、電池４が発火する可能性がある。特に、リチウムイオン二次電池の場合には、激しく発火する可能性もある。

防炎機構３は、排出流路５と、第一吸熱部６と、第二吸熱部７とを備える。排出流路５は、収納空間２ｂの外に形成されている。排出流路５は、収納空間２ｂから気体を電池収納体１の外に排出可能な流路である。電池４の発火時に電池４から発生した気体は、排出流路５を通って、電池収納体１の外に排出される。これにより、収納空間２ｂの圧力が過度に上昇することを防止できるので、ケーシング２が破壊に至ることを確実に抑制できる。

排出流路５は、収納空間２ｂに連通可能な入口部５ａと、ケーシング２の外部空間に連通可能な出口部５ｂとを有する。以下の説明では、入口部５ａから出口部５ｂへ向かう方向を「下流方向」と称する。

第一吸熱部６は、排出流路５内に配置されている。第一吸熱部６は、気体が通過可能な隙間を有する。第一吸熱部６は、炎の熱を吸収するための熱容量を有する。電池４の発火時に排出流路５に流入した気体は、第一吸熱部６が有する隙間を通って、下流方向へ流れる。第一吸熱部６を通過する気体が燃焼している場合には、第一吸熱部６が熱を吸収することによって気体の温度が低下することで、消炎することができる。

第二吸熱部７は、排出流路５内に配置されている。第二吸熱部７は、第一吸熱部６よりも下流方向の位置にある。第二吸熱部７は、気体が通過可能な隙間を有する。第二吸熱部７は、炎の熱を吸収するための熱容量を有する。電池４の発火時に排出流路５に流入した気体は、第二吸熱部７が有する隙間を通って、下流方向へ流れる。第二吸熱部７を通過する気体が燃焼している場合には、第二吸熱部７が熱を吸収することによって気体の温度が低下することで、消炎することができる。第一吸熱部６と第二吸熱部７との間には、空間９が形成されている。すなわち、第二吸熱部７は、第一吸熱部６に接していない。

第一吸熱部６及び第二吸熱部７の各々は、熱伝導率の高い材料、例えば金属、セラミックス、またはそれらの組み合わせによって作られていることが望ましい。金属としては、例えば、銅、アルミニウム、またはそれらを含む合金が挙げられる。また、第一吸熱部６及び第二吸熱部７の各々は、比表面積を大きくするために、多数の空孔あるいはフィンなどを有していることが望ましい。これにより、熱伝達率を向上することができ、炎の熱をより高い効率で吸収することができる。

具体例としては、第一吸熱部６及び第二吸熱部７の各々は、例えば、ポーラス状の金属製発泡体でもよいし、金属製の網でもよいし、金属ウールでもよいし、金属線、金属板、金属球または金属片の集合体でもよいし、セラミックス製ポーラス体でもよいし、金属製またはセラミックス製のフィンを有する構造体でもよいし、これらのうちの２以上を組み合わせた構成を有するものでもよい。

第一吸熱部６と第二吸熱部７とは、共通する素材から作られたものでもよいし、異なる素材から作られたものでもよい。第一吸熱部６及び第二吸熱部７が有する、気体が通過可能な隙間の大きさは、消炎距離以下とされることが望ましい。

電池４の発火時に収納空間２ｂから排出流路５内に流入した気体は、その全量が第一吸熱部６及び第二吸熱部７を順に通過する。すなわち、電池４の発火時に電池４から放出されて排出流路５に入った気体は、その全量が第一吸熱部６及び第二吸熱部７を順に通過する。このため、本実施の形態であれば、電池４から放出された高温の気体の熱を、第一吸熱部６及び第二吸熱部７の両方で確実に吸収することができる。それゆえ、炎が電池収納体１の外に出ることを確実に抑制することができる。

特に、本実施の形態であれば、第一吸熱部６及び第二吸熱部７の間に空間９を設けたことで、以下の効果が得られる。電池４の発火時に、燃焼している気体すなわち炎が排出流路５に流入すると、第一吸熱部６によって消炎されるが、第一吸熱部６を出た気体の温度が再び上昇することによって再着火する可能性がある。そのようにして空間９に再着火が発生した場合であっても、再着火した気体は、第二吸熱部７を通過することによって消炎される。このため、炎が電池収納体１の外に出ることをより確実に抑制することができる。本実施の形態であれば、第一吸熱部６と第二吸熱部７との間に空間９が形成されているので、第一吸熱部６から第二吸熱部７への熱伝導を抑制することができる。それゆえ、第二吸熱部７を低い温度に維持することができる。このため、再着火した気体を第二吸熱部７がより確実に消炎することが可能となる。

本実施の形態と異なり、第二吸熱部７が第一吸熱部６に接していると仮定すると、第一吸熱部６の熱が第二吸熱部７へ熱伝導することで第二吸熱部７の温度が上昇しやすい。そのため、第二吸熱部７による確実な消炎を期待できない可能性がある。

第一吸熱部６と第二吸熱部７との間の距離、すなわち排出流路５の軸方向に沿った空間９の長さは、第一吸熱部６と第二吸熱部７との間に空気断熱層を形成できる距離または長さであればよく、例えば数ｍｍ程度またはそれ以上でもよい。

本実施の形態では、第二吸熱部７全体の熱容量は、第一吸熱部６全体の熱容量よりも小さい。これにより、以下の効果が得られる。第二吸熱部７の寸法及び質量を、第一吸熱部６の寸法及び質量よりも小さくすることが可能となる。その結果、防炎機構３の小型化及び軽量化を図ることが可能となり、ひいては電池収納体１の小型化及び軽量化を図ることが可能となる。第一吸熱部６で熱を吸収された後の気体が第二吸熱部７に流入するので、第二吸熱部７に流入する気体の温度は、第一吸熱部６に流入する気体の温度よりも低い。このため、第二吸熱部７の熱容量が第一吸熱部６の熱容量よりも小さい場合であっても、第二吸熱部７によって確実な消炎を行うことが可能である。

図示の例では、第一吸熱部６が占めるスペースの体積は、第二吸熱部７が占めるスペースの体積よりも大きい。変形例として、第一吸熱部６が占めるスペースの体積と、第二吸熱部７が占めるスペースの体積とが同程度であってもよい。その場合においては、例えば、第二吸熱部７を構成する物質よりも高い比熱を有する物質によって第一吸熱部６を構成することにより、第一吸熱部６の熱容量を第二吸熱部７の熱容量よりも大きくすることが可能となる。

なお、上述した本実施の形態の構成に代えて、第二吸熱部７全体の熱容量が第一吸熱部６全体の熱容量に等しくなるように構成してもよいし、あるいは第二吸熱部７全体の熱容量が第一吸熱部６全体の熱容量よりも大きくなるように構成してもよい。

本実施の形態における防炎機構３は、第三吸熱部８をさらに備える。第三吸熱部８は、排出流路５内に配置されている。第三吸熱部８は、第二吸熱部７よりも下流方向の位置にある。第三吸熱部８は、気体が通過可能な隙間を有する。第三吸熱部８は、炎の熱を吸収するための熱容量を有する。電池４の発火時に排出流路５に流入した気体は、第三吸熱部８が有する隙間を通って、下流方向へ流れる。第三吸熱部８を通過する気体が燃焼している場合には、第三吸熱部８が熱を吸収することによって気体の温度が低下することで、消炎することができる。第二吸熱部７と第三吸熱部８との間には、空間１２が形成されている。すなわち、第三吸熱部８は、第二吸熱部７に接していない。

第三吸熱部８の素材としては、例えば、第一吸熱部６及び第二吸熱部７の素材として先に説明したものを用いることができる。

電池４の発火時に収納空間２ｂから排出流路５内に流入した気体は、その全量が第一吸熱部６、第二吸熱部７、及び第三吸熱部８を順に通過する。すなわち、電池４の発火時に電池４から放出されて排出流路５に入った気体は、その全量が第一吸熱部６、第二吸熱部７、及び第三吸熱部８を順に通過する。このため、本実施の形態であれば、電池４から放出された高温の気体の熱を、第一吸熱部６、第二吸熱部７、及び第三吸熱部８の三箇所で確実に吸収することができる。それゆえ、炎が電池収納体１の外に出ることをより確実に抑制することができる。

本実施の形態であれば、第三吸熱部８を備えたことで、以下の効果が得られる。電池４の発火時に、第二吸熱部７を出た気体が万一に再着火した場合であっても、再着火した気体は、第三吸熱部８を通過することによって消炎される。このため、炎が電池収納体１の外に出ることをより確実に抑制することができる。本実施の形態であれば、第二吸熱部７と第三吸熱部８との間に空間１２が形成されているので、第二吸熱部７から第三吸熱部８への熱伝導を抑制することができる。それゆえ、第三吸熱部８を低い温度に維持することができる。このため、再着火した気体を第三吸熱部８がより確実に消炎することが可能となる。

第二吸熱部７と第三吸熱部８との間の距離、すなわち排出流路５の軸方向に沿った空間１２の長さは、第二吸熱部７と第三吸熱部８との間に空気断熱層を形成できる距離または長さであればよく、例えば数ｍｍ程度またはそれ以上でもよい。

本実施の形態では、第三吸熱部８全体の熱容量は、第二吸熱部７全体の熱容量よりも小さい。これにより、以下の効果が得られる。第三吸熱部８の寸法及び質量を、第二吸熱部７の寸法及び質量よりも小さくすることが可能となる。その結果、防炎機構３の小型化及び軽量化を図ることが可能となり、ひいては電池収納体１の小型化及び軽量化を図ることが可能となる。第二吸熱部７で熱を吸収された後の気体が第三吸熱部８に流入するので、第三吸熱部８に流入する気体の温度は、第二吸熱部７に流入する気体の温度よりも低い。このため、第三吸熱部８の熱容量が第二吸熱部７の熱容量よりも小さい場合であっても、第三吸熱部８によって確実な消炎を行うことが可能である。

なお、上述した本実施の形態の構成に代えて、第三吸熱部８全体の熱容量が第二吸熱部７全体の熱容量に等しくなるように構成してもよいし、あるいは第三吸熱部８全体の熱容量が第二吸熱部７全体の熱容量よりも大きくなるように構成してもよい。

電池収納体１は、上述したような第三吸熱部８を備えないものでもよい。第三吸熱部８を備えない場合であっても、第一吸熱部６及び第二吸熱部７によって、炎が電池収納体１の外に出ることを確実に抑制することができる。また、電池収納体１は、第三吸熱部８の下流方向にさらに他の吸熱部を備えていてもよい。

本実施の形態における排出流路５は、流路形成部材１１により形成されている。流路形成部材１１は、例えば管状の形状を有する部材である。流路形成部材１１を構成する材料は、例えば、樹脂材料でもよいし、金属材料でもよいし、樹脂と金属を組み合わせたものでもよい。樹脂材料を用いる場合には、耐熱性及び難燃性に優れたものが好ましい。流路形成部材１１の構成材料は、ケーシング２の構成材料と同じ材料でもよいし、異なる材料でもよい。流路形成部材１１の構成材料がケーシング２の構成材料と異なる場合には、流路形成部材１１の構成材料がケーシング２の構成材料よりも高い耐熱性及び難燃性を有することが望ましい。本実施の形態において、流路形成部材１１は、ケーシング２を形成する壁に埋め込まれた部分と、ケーシング２の外面に沿って配置された部分とを有する。図示の例では、排出流路５の全体が流路形成部材１１により形成されているが、排出流路５の少なくとも一部を例えばケーシング２と一体的に形成してもよい。

本実施の形態の電池収納体１は、排出流路５の入口部５ａを塞ぐ閉塞部１０を備える。電池４が発火する前の通常状態においては、閉塞部１０が入口部５ａを閉鎖することにより、収納空間２ｂと排出流路５との間で流体が通過不能になっている。図示の例では、ケーシング２を形成する壁の一部が薄くなった薄肉部と、流路形成部材１１の端部開口を閉じるように形成された端面部とが重なることによって閉塞部１０が形成されている。このような構成に代えて、上記薄肉部と上記端面部とのいずれか一方のみによって閉塞部１０を形成してもよいし、あるいはケーシング２及び流路形成部材１１とは別の部材によって閉塞部１０を形成してもよい。

電池４が発火すると、電池４が気体を放出することによって収納空間２ｂの圧力が上昇する。収納空間２ｂの圧力が上昇すると、その圧力によって押された閉塞部１０が収納空間２ｂの外側へ膨らむように変形して破壊する。その結果、閉塞部１０が開いて、入口部５ａが収納空間２ｂに連通する。このようにして、電池４の発火時には、収納空間２ｂの気体が排出流路５に流入可能となる。

閉塞部１０の強度は、ケーシング２の他の部分の強度よりも低くなっている。このため、収納空間２ｂの圧力が上昇すると、ケーシング２の他の部分が破壊するよりも前に、閉塞部１０が確実に破壊する。よって、電池４の発火時に電池４から放出された気体を確実に防炎機構３の排出流路５へ流入させることができるので、ケーシング２の他の部分から炎が外へ出ることを確実に防止できる。図示の例では、閉塞部１０を形成する壁の厚さを、ケーシング２の他の部分を形成する壁の厚さよりも薄くすることで、閉塞部１０の強度が低くなるように構成している。このような構成に限らず、例えば、ケーシング２よりも強度の低い材料で閉塞部１０を作ることによって閉塞部１０の強度が低くなるように構成してもよいし、例えば切込みなどの脆弱部を形成することによって閉塞部１０の強度が低くなるように構成してもよい。

本実施の形態では、閉塞部１０と第一吸熱部６との間に空間があり、閉塞部１０は第一吸熱部６に接していない。収納空間２ｂの圧力が上昇したときには、この空間があることで、閉塞部１０は、外側へ自由に変形できる。その結果、閉塞部１０がより確実に破壊して開放され、収納空間２ｂの気体が排出流路５により確実に流入可能となる。

本実施の形態であれば、閉塞部１０を備えたことで、以下の効果が得られる。
（第一の効果）電池４の発火の初期に、外気が排出流路５から収納空間２ｂ内に流入することを防止できる。その結果、収納空間２ｂ内が酸素欠乏状態となるので、電池４が大きな発火に至る前に、電池４の発火を消火できる可能性がある。
（第二の効果）電池４自体が火元となるのではなく、外部の他の機器からの延焼によって、ケーシング２及び電池４が焼損する場合がある。そのような場合には、電池４よりも先にケーシング２が焼損し、収納空間２ｂの圧力は上昇しないので、閉塞部１０は破壊せずに残存する可能性がある。よって、ケーシング２及び電池４が焼損した場合において、閉塞部１０が破壊せずに残存していたときには、電池４自体が火元となったのではないことを立証することが可能となる。

変形例として、閉塞部１０を設けることなく、排出流路５の入口部５ａが初めから収納空間２ｂに連通しているように構成してもよい。

本実施の形態における電池４は、電池４の外装となる容器４ａを備える。容器４ａは、第一部分４ｂと、第二部分４ｃと、封止部４ｄとを有する。第一部分４ｂと第二部分４ｃとが組み合わされて、第一部分４ｂと第二部分４ｃとの接合部を封止部４ｄが封止することにより、容器４ａが形成されている。図示の例では、第二部分４ｃは、第一部分４ｂが有する開口部を塞ぐ蓋に相当する。

電池４は、容器４ａに形成された排気口４ｅを備える。排気口４ｅは、電池４の内部で気体が発生したときに当該気体を電池４の外に逃がすことで電池４の爆発を防止するための開口である。排気口４ｅには、電池４内の圧力が異常に高まった場合に破断して気体を逃がすように構成された防爆弁が設けられていてもよい。図示の例では、第二部分４ｃに排気口４ｅが形成されている。

本実施の形態におけるケーシング２は、第一壁２ｃ及び第二壁２ｄを有する。第一壁２ｃ及び第二壁２ｄの内面は、内壁面２ａの一部を形成する。排出流路５の入口部５ａは、第一壁２ｃに位置する。第二壁２ｄは、第一壁２ｃと向かい合う位置にある。第一壁２ｃと第二壁２ｄとの間に電池４が位置する。

本実施の形態において、電池４の排気口４ｅは、第二壁２ｄよりも第一壁２ｃに近い位置にある。すなわち、排気口４ｅと第一壁２ｃとの距離は、排気口４ｅと第二壁２ｄとの距離よりも短い。これにより、以下の効果が得られる。電池４の発火時には、排気口４ｅから気体が急速に噴出する場合がある。排気口４ｅから気体が急速に噴出すると、ケーシング２内には、排気口４ｅから遠い第二壁２ｄの近傍の圧力よりも、排気口４ｅに近い第一壁２ｃの近傍の圧力が高くなるような圧力分布が生ずる。第一壁２ｃの近傍の圧力が高くなったとき、第一壁２ｃに入口部５ａが位置することで、第一壁２ｃの近傍の気体は、円滑に入口部５ａから排出流路５に流入することができるので、速やかに外部へ排出される。このため、ケーシング２の内圧が過度に上昇することをより確実に防止でき、内圧の過上昇によってケーシング２が破裂することをより確実に防止できる。

本実施の形態において、電池４の封止部４ｄは、第二壁２ｄよりも第一壁２ｃに近い位置にある。すなわち、封止部４ｄと第一壁２ｃとの距離は、封止部４ｄと第二壁２ｄとの距離よりも短い。これにより、以下の効果が得られる。電池４の発火時に、排気口４ｅが何らかの原因で開かなかった場合、あるいは電池４が排気口４ｅを備えていない場合には、封止部４ｄから気体が噴出する場合がある。封止部４ｄから気体が噴出すると、ケーシング２内には、封止部４ｄから遠い第二壁２ｄの近傍の圧力よりも、封止部４ｄに近い第一壁２ｃの近傍の圧力が高くなるような圧力分布が生ずる。第一壁２ｃの近傍の圧力が高くなったとき、第一壁２ｃに入口部５ａが位置することで、第一壁２ｃの近傍の気体は、円滑に入口部５ａから排出流路５に流入することができるので、速やかに外部へ排出される。このため、ケーシング２の内圧が過度に上昇することをより確実に防止でき、内圧の過上昇によってケーシング２が破裂することをより確実に防止できる。

本実施の形態におけるケーシング２は、第三壁２ｅ及び第四壁２ｆを有する。第三壁２ｅは、第一壁２ｃと第二壁２ｄとの間をつなぐ。第四壁２ｆは、第一壁２ｃと第二壁２ｄとの間をつなぐ。第四壁２ｆは、第三壁２ｅと向かい合う位置にある。第三壁２ｅと第四壁２ｆとの間に電池４が位置する。第三壁２ｅ及び第四壁２ｆは、第一壁２ｃ及び第二壁２ｄに対して垂直方向に延びる。

本実施の形態における排出流路５は、流れ方向の途中の位置に曲部５ｃを有する。曲部５ｃにおいて排出流路５の中心軸の向きが変わる。図示の例では、入口部５ａから曲部５ｃまでの排出流路５の中心軸は第一壁２ｃに対して垂直であり、曲部５ｃから出口部５ｂまでの排出流路５の中心軸は第一壁２ｃに対して平行である。図示の例では、排出流路５は曲部５ｃで折れ曲がっているが、滑らかな曲線的に曲がるように曲部５ｃを形成してもよい。

本実施の形態であれば、曲部５ｃを設けたことで、以下の効果が得られる。電池４が破裂したときに破片が排出流路５の入口部５ａに飛び込む可能性がある。そのような場合に、破片が出口部５ｂから外へ飛び出すことをより確実に防止できる。電池４の発火時に、電池収納体１の外側から出口部５ｂを覗いたとき、出口部５ｂから電池４を視認することはできない。このため、電池４の発光が人の目に入ることを確実に防止できるので、人を驚かせてしまうことをより確実に防止できる。排出流路５を流れる気体の流速を曲部５ｃによって減速させることができるので、出口部５ｂから噴出する気体の流速を低減することができる。よって、出口部５ｂから噴出する気体が、周囲のものに損傷を与えることをより確実に防止できる。

曲部５ｃに第一吸熱部６が配置されている。入口部５ａから曲部５ｃまでの排出流路５の一部は、第一壁２ｃの内部に位置している。曲部５ｃから出口部５ｂまでの排出流路５は、第一壁２ｃの外部、すなわちケーシング２の外部に位置している。以下の説明では、流路の軸方向に対して垂直な平面で切断した断面積を流路断面積と称する。本実施の形態では、曲部５ｃから出口部５ｂまでの排出流路５の流路断面積は、入口部５ａから曲部５ｃまでの排出流路５の流路断面積よりも小さい。これにより、ケーシング２の外部に位置する部分の排出流路５が細くなるので、電池収納体１の小型化に有利になる。

本実施の形態の電池収納体１は、排出流路５の出口部５ｂを塞ぐ閉塞部１３を備える。電池４が発火する前の通常状態においては、閉塞部１３が出口部５ｂを閉鎖することにより、排出流路５と電池収納体１の外部空間との間で流体が通過不能になっている。図示の例では、流路形成部材１１の端部開口を閉じるように形成された端面部によって閉塞部１３が形成されている。このような構成に代えて、流路形成部材１１とは別の部材によって閉塞部１３を形成してもよい。

電池４の発火時には、収納空間２ｂから排出流路５に流入した気体の圧力によって閉塞部１３が押されることで、閉塞部１３が開き、出口部５ｂが電池収納体１の外部空間に連通する。このようにして、電池４の発火時には、排出流路５の気体が電池収納体１の外部空間へ流出可能となる。

本実施の形態であれば、閉塞部１３を備えたことで、以下の効果が得られる。
（第一の効果）電池４の発火の初期に、外気が排出流路５から収納空間２ｂ内に流入することを防止できる。その結果、収納空間２ｂ内が酸素欠乏状態となるので、電池４が大きな発火に至る前に、電池４の発火を消火できる可能性がある。
（第二の効果）電池４自体が火元となるのではなく、他の機器からの延焼によって、ケーシング２及び電池４が焼損する場合がある。そのような場合には、電池４よりも先にケーシング２が焼損することで、収納空間２ｂの圧力は上昇しないので、閉塞部１３は破壊せずに残存する可能性がある。よって、ケーシング２及び電池４が焼損した場合において、閉塞部１３が破壊せずに残存していたときには、電池４自体が火元となったのではないことを立証することが可能となる。
（第三の効果）通常使用時において、外部の異物が出口部５ｂから排出流路５に入ることを確実に防止できる。このため、排出流路５が異物によって閉塞するようなことを確実に防止できる。

変形例として、閉塞部１３を設けることなく、排出流路５の出口部５ｂが初めから外部空間に連通しているように構成してもよい。

電力、制御信号などを伝送するための配線１４が電池４に接続されている。配線１４は、ケーシング２の壁を貫通する貫通穴２ｇに設置されたブッシュ１５の内腔を通って、ケーシング２の外へ延びている。ブッシュ１５は、貫通穴２ｇと配線１４との間の隙間を塞いでいる。本実施の形態では、上述した防炎機構３に類似した防炎機構を、貫通穴２ｇにつながるように設けてもよい。そのようにすることで、電池４の発火に、燃焼している気体の炎が貫通穴２ｇを通って電池収納体１の外へ出ることを確実に防止できる。

実施の形態２．
次に、図２を参照して、実施の形態２について説明するが、前述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、前述した要素と共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。図２は、実施の形態２による電池収納体を示す断面図である。図２に示すように、本実施の形態の電池収納体１６は、一つのケーシング２に対して複数の防炎機構が設けられている点において、実施の形態１の電池収納体１と異なる。

本実施の形態の電池収納体１６は、複数の防炎機構として、第一防炎機構３Ａ及び第二防炎機構３Ｂを備える。第一防炎機構３Ａは、実施の形態１における防炎機構３と同様の構成を有し、同じ位置に配置されている。第二防炎機構３Ｂは、実施の形態１における防炎機構３と同様または類似の構成を有する。第二防炎機構３Ｂが備える排出流路５の入口部５ａは、ケーシング２の第四壁２ｆに位置する。第二防炎機構３Ｂが備える排出流路５は、第四壁２ｆの内部に位置する部分と、第四壁２ｆの外面に沿って配置された部分、すなわちケーシング２の外部に位置する部分とを有する。

本実施の形態であれば、第一防炎機構３Ａ及び第二防炎機構３Ｂを備えたことで、以下の効果が得られる。
（第一の効果）電池４の発火時に、第一防炎機構３Ａの閉塞部１０が第二防炎機構３Ｂの閉塞部１０よりも先に開いて、電池４から放出された気体が第一防炎機構３Ａの排出流路５を通って外部へ排出され始めたと仮定する。万一、第一防炎機構３Ａによって外部へ単位時間当たりに排出される気体の量よりも、電池４から単位時間当たりに放出される気体の量が多い場合には、その後にケーシング２の内圧がさらに上昇する可能性がある。そのようにして万一ケーシング２の内圧がさらに上昇した場合には、第二防炎機構３Ｂの閉塞部１０が開くことで、ケーシング２内の気体が第二防炎機構３Ｂからも外部へ排出される。その結果、ケーシング２の内圧を低下させることができるので、ケーシング２が破壊することをより確実に防止することができる。
（第二の効果）電池４の発火時に、第一防炎機構３Ａ及び第二防炎機構３Ｂのいずれか一方の排出流路５が異物によって閉塞していたような場合においても、電池４から放出される気体を、第一防炎機構３Ａ及び第二防炎機構３Ｂのいずれか他方の排出流路５を通して外部へ確実に排出できる。このように、第一防炎機構３Ａ及び第二防炎機構３Ｂが互いにバックアップとして機能するので、電池４の発火時に電池収納体１６の外へ炎が出ることをより確実に防止できる。

本実施の形態では、第一防炎機構３Ａの排出流路５の出口部５ｂと、第二防炎機構３Ｂの排出流路５の出口部５ｂとは、互いに隣接した位置にある。このため、電池４の発火時に気体が外部へ噴出する位置を特定しやすいという利点がある。

第一防炎機構３Ａの閉塞部１０の強度を、第二防炎機構３Ｂの閉塞部１０の強度よりも低くすることにより、第一防炎機構３Ａの閉塞部１０が第二防炎機構３Ｂの閉塞部１０よりも必ず先に開くように構成してもよい。そのようにすることで、電池４の発火時に、第二防炎機構３Ｂの排出流路５の出口部５ｂよりも必ず先に第一防炎機構３Ａの排出流路５の出口部５ｂから気体が噴出されるようにすることが可能となる。

実施の形態３．
次に、図３及び図４を参照して、実施の形態３について説明するが、前述した実施の形態との相違点を中心に説明し、前述した要素と共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。

図３及び図４は、実施の形態３による電気掃除機１７の断面図である。これらの図に示す電気掃除機１７は、一般にスティッククリーナーと呼ばれるタイプの電気掃除機である。電気掃除機１７は、筒状部分を有する筐体１８と、筐体１８に接続された持ち手１９と、使用者が操作するための操作部２０とを備える。持ち手１９は、使用者が把持するためのハンドルに相当する。使用者は、電気掃除機１７を用いて清掃するときには、持ち手１９を手で握って電気掃除機１７を動かす。操作部２０は、例えば、電気掃除機１７の電源をオン・オフするためのボタン、吸引力を調整するためのボタンなどを含む。持ち手１９は、図３及び図４中で筐体１８の上側に設けられている。操作部２０は、持ち手１９に設置されている。

図３は、筐体１８の筒状部分の中心軸を含む平面で電気掃除機１７を切断した図である。図３には、電気掃除機１７の一部のみが示されている。図４は、図３中のＩＶ－ＩＶ線で切断した断面図である。筐体１８の内部に、実施の形態１と同様の電池収納体１が配置されている。電気掃除機１７は、電池収納体１の電池４からの電力供給を受けて作動する電気機器の一例である。なお、電池収納体１の一部（例えばケーシング２）と、電気掃除機１７の一部（例えば筐体１８）とが一体的に形成されていてもよい。

図３及び図４では、電池収納体１を簡略化して模式的に示しており、電池４の図示は省略されている。図４は、電池収納体１が備える防炎機構３の排出流路５の出口部５ｂの中心軸を含む平面で電気掃除機１７を切断した断面図に相当する。電気掃除機１７は、塵埃を吸引する吸引力を発生させるための電動送風機、含塵空気から塵埃を分離する塵埃分離部、分離された塵埃を集める集塵部、制御回路が形成された制御基板などをさらに備えているが、図３及び図４では図示を省略する。

電池収納体１は、排出流路５の出口部５ｂが図３及び図４中で下を向く姿勢で配置されている。図４中の近接壁１８ａは、電気掃除機１７の筐体１８を形成する壁のうち、電池収納体１との距離が最短となる位置の壁に相当する。図４中では、電池収納体１の上側に近接壁１８ａが位置する。近接壁１８ａを含め、筐体１８を形成する壁には、通気口などの開口が形成されている場合がある。図４に示すように、電池４の発火時に出口部５ｂから気体が流出する方向ＦＤは、上述した近接壁１８ａから離れる方向となる。

本実施の形態と異なり、出口部５ｂが近接壁１８ａに向かって開口していると仮定すると、電池４の発火時に出口部５ｂから高温の気体が噴出したときに、その高温の気体が筐体１８の壁に直接当たることによって、筐体１８が損傷する可能性がある。また、通気口などの開口が近接壁１８ａに形成されている場合には、出口部５ｂから噴出した高温の気体がその開口を通って筐体１８の外へ吹き出される可能性がある。

これとは対照的に、本実施の形態であれば、出口部５ｂから気体が流出する方向ＦＤは、近接壁１８ａから離れる方向となる。このため、出口部５ｂから噴出した高温の気体が筐体１８を形成する壁に直接当たることを抑制できる。その結果、筐体１８が損傷したり、高温の気体が筐体１８の外へ吹き出されたりする可能性を低くすることが可能となる。

また、本実施の形態では、出口部５ｂから気体が流出する方向ＦＤは、持ち手１９及び操作部２０から離れる方向となる。このため、電池４の発火時に出口部５ｂから噴出した高温の気体が、持ち手１９及び操作部２０の方向へ向かって流れることを確実に抑制できる。よって、持ち手１９及び操作部２０を使用者が手で触っていたとしても、その手に向かって高温の気体が流れることを確実に抑制できる。なお、出口部５ｂから気体が流出する方向ＦＤが、持ち手１９と操作部２０との少なくとも一方から離れる方向であれば、上記の効果に類似した効果が得られる。

なお、上述した複数の実施の形態のうち、組み合わせることが可能な二つ以上を組み合わせて実施してもよい。

１電池収納体、２ケーシング、２ａ内壁面、２ｂ収納空間、２ｃ第一壁、２ｄ第二壁、２ｅ第三壁、２ｆ第四壁、２ｇ貫通穴、３防炎機構、３Ａ第一防炎機構、３Ｂ第二防炎機構、４電池、４ａ容器、４ｂ第一部分、４ｃ第二部分、４ｄ封止部、４ｅ排気口、５排出流路、５ａ入口部、５ｂ出口部、５ｃ曲部、６第一吸熱部、７第二吸熱部、８第三吸熱部、９空間、１０閉塞部、１１流路形成部材、１２空間、１３閉塞部、１４配線、１５ブッシュ、１６電池収納体、１７電気掃除機、１８筐体、１８ａ近接壁、１９持ち手、２０操作部

Claims

内壁面で囲まれた直方体の形状を有する収納空間を有するケーシングと、
前記収納空間に収納された電池が発火したときに炎が外に出ることを抑制する防炎機構とを備え、
前記防炎機構は、
前記収納空間の外に形成され、前記収納空間から気体を前記ケーシングの外に排出可能な排出流路と、
前記排出流路内に配置され、気体が通過可能な隙間を有し、炎の熱を吸収可能な第一吸熱部と、
前記排出流路内に配置され、気体が通過可能な隙間を有し、炎の熱を吸収可能な第二吸熱部と、
を備え、
前記排出流路は、前記収納空間に連通可能な入口部と、前記ケーシングの外部空間に連通可能な出口部とを有し、
前記入口部から前記出口部へ向かう方向を下流方向とした場合に、前記第一吸熱部よりも前記下流方向の位置に前記第二吸熱部があり、前記第一吸熱部と前記第二吸熱部との間に空間が形成されている電池収納体。
前記第二吸熱部の熱容量が前記第一吸熱部の熱容量よりも小さい請求項１に記載の電池収納体。
前記入口部を塞ぐ閉塞部を備え、
前記収納空間の圧力が上昇すると、前記閉塞部が開いて前記入口部が前記収納空間に連通する請求項１または請求項２に記載の電池収納体。
前記排出流路は、流れ方向の途中の位置に曲部を有し、前記曲部において前記排出流路の中心軸の向きが変わる請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電池収納体。
前記ケーシングは、前記入口部が位置する第一壁と、前記第一壁と向かい合う第二壁とを有し、
前記電池は、前記電池の内部で気体が発生したときに当該気体を前記電池の外に逃がす排気口を有し、
前記排気口は、前記第二壁よりも前記第一壁に近い位置にある請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電池収納体。
前記ケーシングは、前記入口部が位置する第一壁と、前記第一壁と向かい合う第二壁とを有し、
前記電池は、封止部を有する容器を備え、
前記封止部は、前記第二壁よりも前記第一壁に近い位置にある請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電池収納体。
一つの前記ケーシングに複数の前記防炎機構が設けられている請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電池収納体。
前記電池収納体は、電気機器の内部に配置されており、
前記出口部の中心軸を含む平面で前記電気機器を切断した断面において、前記出口部から気体が流出する方向は、前記電気機器の筐体を形成する壁のうち、前記電池収納体との距離が最短となる位置から離れる方向である請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電池収納体。
前記電池収納体は、電気機器の内部に配置されており、
前記電気機器は、前記電気機器の使用者が把持するための持ち手と、前記電気機器の使用者が操作するための操作部との少なくとも一方を備え、
前記出口部から気体が流出する方向は、前記持ち手と前記操作部との少なくとも一方から離れる方向である請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の電池収納体。