KR101901768B1 - 축전 소자 - Google Patents

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가부시키가이샤 지에스 유아사
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Abstract

본 발명은, 발전 요소(要素)를 수용하는 케이스의 기밀성(氣密性)을 확보할 수 있는 축전 소자를 제공한다. 본 발명에 따른 축전 소자는, 발전 요소와 격벽(隔璧)에 의해 구성되는 케이스로서, 발전 요소를 수용하는 케이스와, 격벽을 관통하는 리벳으로서, 보디부와, 상기 보디부에 연장 설치되는 삽통부(揷通部)를 구비하는 리벳과, 상기 리벳과 전기적으로 접속되는 도전성(導電性) 부재와, 격벽과 도전성 부재와의 사이 및 격벽과 보디부와의 사이 중 적어도 한쪽에 배치되는 봉지(封止) 부재를 구비하고, 삽통부는, 격벽, 봉지 부재 및 도전성 부재에 삽통되고, 상기 삽통부 중, 적어도 격벽, 봉지 부재 및 도전성 부재에 삽통되는 부분은, 보디부보다 직경이 작으며, 삽통부의 선단부(先端部)는, 축심(軸心) 방향으로 비(非)관통공을 가지고 중공(中空) 축형(軸形)으로 형성되고, 또한 삽통부가 격벽, 봉지 부재 및 도전성 부재에 삽통된 상태로, 코킹(caulking)되고, 비관통공의 바닥은, 격벽과 도전성 부재 사이에 위치한다.

Description

축전 소자{ELECTRIC STORAGE DEVICE}
본 발명은, 발전 요소(要素)와, 상기 발전 요소를 수용하는 케이스와, 상기 케이스의 격벽(隔璧)을 관통하는 리벳을 구비하는 축전 소자에 관한 것이다.
최근, 차량(자동차, 자동 이륜차 등)이나 각종 기기(휴대 단말기, 노트북형 PC 등)의 동력원으로서 전지(리튬 이온 전지, 니켈 수소 전지 등)나 커패시터(전기 이중층 커패시터 등)와 같은 방충전 가능한 축전 소자가 채용되고 있다. 예를 들면, 전지에는, 여러 가지 타입이 제공되고 있다. 그 하나로서, 발전 요소와, 상기 발전 요소에 전기적으로 접속된 집전체(集電體)와, 발전 요소 및 집전체를 수용하는 케이스와, 케이스의 외부에 배치된 외부 단자와, 케이스의 격벽의 내면을 따라 배치된 내부 봉지(封止) 부재와, 격벽의 외면을 따라 배치된 외부 봉지 부재와, 격벽, 내부 봉지 부재 및 외부 봉지 부재에 삽통(揷通)된 리벳을 구비하고, 외부 단자와 집전체가 리벳을 통하여 전기적으로 접속된 전지가 제공되고 있다.
리벳은, 도전성(導電性) 재료로 구성되어 있다. 리벳은, 축형(軸形)의 보디부와, 상기 보디부에 연장 설치된 중실(中實) 축형 또는 중공(中空) 축형(통형)의 삽통부를 구비하고 있다. 삽통부의 외경(外徑)은, 보디부의 외경보다 작게 설정되어 있다. 그리고, 삽통부가 케이스의 격벽, 내부 봉지 부재, 외측 봉지 부재 및 집전체에 삽통된 상태에서, 삽통부의 선단부(先端部)가 코킹(caulking)된다[예를 들면, 하기 특허 문헌 1(일본 특허출원 공개번호 2002-324541호 공보) 참조].
이로써, 리벳의 삽통부의 선단부(先端部)는, 직경이 확대된 상태로 되어 있다. 즉, 중실 축형의 삽통부를 구비한 리벳이 채용된 전지에서는, 리벳의 삽통부의 선단부 전체가 가압되어 눌러져서 직경이 확대되도록 변형되고, 한편, 중공 축형의 삽통부를 구비한 리벳이 채용된 전지에서는, 리벳의 삽통부의 선단부가 직경 방향 외측으로 경사를 가지면서 가압되어 눌러져서 칼라(collar)형으로 변형된다.
따라서, 이들 전지에 있어서, 리벳의 보디부 및 코킹된 선단부는, 상기 리벳을 삽통한 관통공(貫通孔)의 주변 영역에 압축력을 작용시키면서, 케이스의 격벽, 내부 봉지 부재, 외부 봉지 부재 및 집전체를 일체적으로 협지한다. 그 결과, 케이스의 격벽에 대하여 내부 봉지 부재 및 외부 봉지 부재가 밀접(密接)하여, 리벳을 삽통한 관통공이 봉지되어, 케이스 내가 기밀(氣密)하게 된다. 또한, 리벳을 통하여 집전체 및 발전 요소가 케이스에 고정된다.
그런데, 중실 축형의 삽통부를 구비한 리벳은, 삽통부의 강성(剛性)이 높으므로, 1회의 코킹 처리로 리벳의 삽통부의 선단부를 충분히 코킹할 수 없는 경우가 있다. 그렇게 되면, 코킹 처리를 복수회 행하면 된다. 그러나, 코킹 처리를 반복적으로 행하면 그 때마다 리벳에 대하여 큰 힘을 작용시키게 되어, 결과적으로, 케이스의 격벽이 변형되는 경우가 있다.
그렇게 되면, 격벽에 대한 내부 봉지 부재 및 외부 봉지 부재의 밀접도가 저하되어, 케이스의 기밀성을 확보할 수 없게 될 경우가 있다. 특히, 전지를 경량화하기 위해 알루미늄 합금으로 케이스를 구성하면, 알루미늄 합금이 스테인레스 등의 강재(鋼材)에 비해 약하기 때문에, 리벳에 대한 코킹 처리에 따른 격벽의 변형이 현저하게 되어, 케이스의 기밀성이 현격하게 낮아진다.
이에 비해, 중공 축형의 삽통부를 구비한 리벳이면, 삽통부의 중앙부에 공동(空洞)이 형성되어 얇게 되어 있으므로, 코킹 처리했을 때 삽통부의 선단부는 변형되기 쉽다.
그러나, 중공 축형의 삽통부는, 중실 축형의 삽통부에 비해 강성이 낮다. 그러므로, 코킹 처리할 때, 삽통부의 선단부의 일부가 외측으로 퍼지지 않고, 공동 측으로 가압되어 팽출(膨出)하는 경우가 있다. 그렇게 되면, 삽통부의 선단부는, 리벳을 삽통한 관통공 주변을 협지하는 데 필요 충분한 외경의 칼라형으로 되지 않는 경우가 있다.
따라서, 중공 축형의 삽통부를 구비한 리벳이라도, 중실 축형의 삽통부를 구비한 리벳과 마찬가지로, 케이스의 기밀성을 확보할 수 없는 경우가 있다.
또한, 전술한 문제는, 전지에 한정되지 않고, 커패시터(전기 이중층 커패시터 등)에 대해도 마찬가지이다.
일본 특허출원 공개번호 2002-324541호 공보
따라서, 본 발명은, 케이스의 기밀성을 확보할 수 있는 축전 소자를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명에 따른 축전 소자는,
발전 요소와,
격벽에 의해 구성되는 케이스로서, 발전 요소를 수용하는 케이스와,
격벽을 관통하는 리벳으로서, 보디부와, 상기 보디부에 연장 설치되는 삽통부를 구비하는 리벳과,
상기 리벳과 전기적으로 접속되는 도전성 부재와,
격벽과 도전성 부재와의 사이 및 격벽과 보디부와의 사이 중 적어도 한쪽에 배치되는 봉지 부재를 구비하고,
삽통부는, 격벽, 봉지 부재 및 도전성 부재에 삽통되고,
상기 삽통부 중, 적어도 격벽, 봉지 부재 및 도전성 부재에 삽통되는 부분은, 보디부보다 직경이 작으며,
삽통부의 선단부는, 축심(軸心) 방향으로 비(非)관통공을 가지고 중공 축형으로 형성되고, 또한 삽통부가 격벽, 봉지 부재 및 도전성 부재에 삽통된 상태에서, 코킹되고,
비관통공의 바닥은, 격벽과 도전성 부재와의 사이에 위치한다.
여기서, 본 발명에 따른 축전 소자의 일태양으로서,
삽통부는, 격벽 측으로부터 도전성 부재 측을 향해 삽통되고,
봉지 부재는, 격벽과 도전성 부재와의 사이 및 격벽과 보디부와의 사이의 양쪽에 배치되도록 할 수 있다.
이 경우,
봉지 부재 중 적어도 1개는, 격벽에 삽통되는 환형 볼록부를 구비하고,
상기 환형 볼록부는, 삽통부의 외주를 덮은 상태에서 격벽에 삽통되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 축전 소자의 다른 태양으로서,
삽통부의 선단부는, 상기 삽통부의 축심으로부터 멀어질수록 두께가 얇아지도록 코킹될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 축전 소자의 다른 태양으로서, 삽통부는, 비관통공의 중공 축형 부분만 코킹되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 축전 소자의 다른 태양으로서, 비관통공의 바닥은, 격벽과 도전성 부재와의 사이이며, 상기 도전성 부재 측으로 치우친 위치에 위치하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 축전 소자의 또 다른 태양으로서,
도전성 부재는, 케이스 내에 배치되는 집전체로서, 발전 요소와 전기적으로 접속되는 집전체이며,
봉지 부재는, 격벽의 내면에 배치되는 내부 봉지 부재를 포함하고,
삽통부는, 케이스의 외측으로부터 내측을 향하여, 격벽, 내부 봉지 부재 및 집전체에 삽통되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 축전 소자의 다른 태양으로서,
도전성 부재는, 케이스 내에 배치되는 집전체로서, 발전 요소와 전기적으로 접속되는 집전체이며,
봉지 부재는, 격벽의 외면에 배치되는 외부 봉지 부재를 포함하고, 삽통부는, 케이스의 외측으로부터 내측을 향하여, 외부 봉지 부재, 격벽 및 집전체에 삽통되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 축전 소자의 또 다른 태양으로서,
도전성 부재는, 케이스 밖에 배치되는 인발(引拔) 부재이며,
봉지 부재는, 격벽의 내면에 배치되는 내부 봉지 부재를 포함하고,
삽통부는, 케이스의 내측으로부터 외측을 향하여, 내부 봉지 부재, 격벽 및 인발 부재에 삽통되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 축전 소자의 다른 태양으로서,
도전성 부재는, 케이스 밖에 배치되는 인발 부재이며,
봉지 부재는, 격벽의 외면에 배치되는 외부 봉지 부재를 포함하고,
삽통부는, 케이스의 내측으로부터 외측을 향하여, 격벽, 외부 봉지 부재 및 인발 부재에 삽통되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 축전 소자의 또 다른 태양으로서,
도전성 부재는, 케이스 내에 배치되는 집전체로서, 발전 요소와 전기적으로 접속되는 집전체이며,
봉지 부재는, 격벽의 내면에 배치되는 내부 봉지 부재와, 격벽의 외면에 배치되는 외부 봉지 부재를 포함하고,
삽통부는, 케이스의 외측으로부터 내측을 향하여, 외부 봉지 부재, 격벽, 내부 봉지 부재 및 집전체에 삽통되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 축전 소자의 다른 태양으로서,
도전성 부재는, 케이스 밖에 배치되는 인발 부재이며,
봉지 부재는, 격벽의 외면에 배치되는 외부 봉지 부재와, 격벽의 내면에 배치되는 내부 봉지 부재를 포함하고,
삽통부는, 케이스의 내측으로부터 외측을 향하여, 내부 봉지 부재, 격벽, 외부 봉지 부재 및 인발 부재에 삽통되도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전지의 사시도를 나타낸다.
도 2는 상기 전지의 측면도를 나타낸다.
도 3은 도 1의 A-A선 단면도를 나타낸다.
도 4는 도 1의 B-B선 단면도를 나타낸다.
도 5는 상기 전지의 단자 구조의 확대 단면도를 나타낸다.
도 6은 상기 전지의 리벳 근방의 확대 단면도를 나타낸다.
도 7은 상기 단자 구조를 위쪽으로부터 보았을 때의 분해 사시도를 나타낸다.
도 8은 상기 단자 구조의 아래쪽으로부터 보았을 때의 분해 사시도를 나타낸다.
도 9는 다른 실시예에 따른 전지의 단자 구조의 확대 단면도를 나타낸다.
이하, 본 발명에 따른 축전 소자의 일실시예인 전지에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 본 실시예에 따른 전지는, 비수(非水) 전해질 2차 전지, 보다 상세하게는, 리튬 이온 2차 전지이다. 본 실시예에 따른 전지는, 도 1∼도 4에 나타낸 바와 같이, 케이스 본체(2)와, 상기 케이스 본체(2)의 개구부를 막아서 밀폐하는 커버판(3)으로 구성되는 케이스(1)를 구비하고 있다. 또한, 커버판(3)에는, 케이스(1) 내에 수납된 발전 요소(4)와 전기적으로 접속된 단자 구조(9)가 설치되어 있다.
케이스 본체(2) 및 커버판(3)은, 알루미늄 합금이나 스테인레스 합금 등의 금속을 사용하여 형성된다. 본 실시예에서는, 케이스 본체(2) 및 커버판(3)은, 알루미늄 합금을 사용하여 형성되어 있다. 알루미늄 합금으로서, 미가공된 알루미늄 합금(이른바, F재)나, 소둔재(燒鈍材)(이른바, O재), 가공 경화시킨 알루미늄 합금(이른바, H재), 전술한 것 이외의 열 처리된 알루미늄 합금(이른바, T재)이 채용되고 있다. 케이스 본체(2)는, 타원 통형상으로 이루어진 권취형의 발전 요소(4)를 수납하기 위하여, 폭 방향으로 편평한 바닥이 있는 각통형(角筒形)이다. 커버판(3)은, 케이스 본체(2)의 개구부에 대응한 직사각형의 판재이다.
커버판(3)에는, 도 5∼도 8에 나타낸 바와 같이, 후술하는 리벳(12)을 삽통시키기 위한 관통공(3a)이 길이 방향으로 간격을 두고 2개 형성되어 있다. 각 관통공(3a)의 주변 영역은, 예를 들면, 코이닝(coining) 가공에 의해, 두께 방향으로 압축 성형되어 있다. 이로써, 각 관통공(3a)의 주변 영역은, 다른 영역보다 얇게 형성되어 있다. 그리고, 관통공(3a)의 주변 영역이 압축 성형됨으로써, 관통공(3a)의 주변 영역에서는, 가공 경화가 일어나서 강성을 높일 수 있다.
관통공(3a)의 주변 영역이 압축 성형에 의해 얇게 됨으로써, 커버판(3)의 외면 상에, 후술하는 바와 같이, 외부 개스킷(11)을 끼워맞춤 가능한 오목부(제1 오목부)(3b)가 형성되어 있다.
도 1∼도 4로 되돌아와서, 커버판(3)은, 케이스 본체(2)의 개구부에 끼워넣어지고, 레이저 용접 등에 의해 밀폐 고정된다.
발전 요소(4)는, 밴드형의 양극 시트(5)와 밴드형의 음극 시트(6)를, 그 사이에 밴드형의 세퍼레이터(seperator)(7)를 협지한 상태에서, 좌우의 상이한 방향으로 시프트시키고, 좌우 방향의 회전축을 중심으로 상하로 타원이 되는 타원 통형상으로 권취한 것이다. 발전 요소(4)는, 절연성 시트로 형성된 절연 커버(도시하지 않음)로 전체가 덮히고, 케이스(1)와 절연된 상태에서, 상기 케이스(1) 내에 수납되어 있다. 양극 시트(5)는, 알루미늄박(箔)의 표면에 양극 활물질을 담지(擔持)시킨 것이다. 음극 시트(6)는, 동박(銅箔)의 표면에 음극 활물질을 담지시킨 것이다. 양극 시트(5) 및 음극 시트(6)는 각각 좌우의 시프트 방향의 끝둘레부에, 활물질의 미도포부를 가지고 있다. 이로써, 발전 요소(4)의 좌우의 단부에서는, 알루미늄박이나 동박이 노출되고, 이들 전극의 금속박이 권취된 다발 상태로 돌출되어 있다.
또한, 발전 요소(4)의 좌우의 단부에 돌출된 금속박에는, 각각 집전체(8)가 전기적으로 접속되어 있다. 집전체(8)은, 상하로 장척(長尺)인 도전성 금속 부재이다. 보다 상세하게는, 양극 집전체(8)는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 사용하여 형성되고, 음극 집전체(8)는, 동 또는 동 합금을 사용하여 형성되어 있다. 집전체(8)의 상부는, 수평으로 절곡되어 접속부(8a)가 된다. 상기 접속부(8a)보다 아래쪽 부분은, 전후로 두 갈래로 나누어져 아래쪽으로 돌출되어 있다. 그리고, 이 두 갈래로 나누어진 부분은, 발전 요소(4)의 단부와 함께, 도시하지 않은 협지판에 끼워지고, 초음파 용접 등에 의해 접속 고정되어 있다.
단자 구조(9)는, 양극 단자 구조(9)와 음극 단자 구조(9)를 구비하고 있다. 각 단자 구조(9)는, 도 5∼도 8에 상세하게 나타낸 바와 같이, 커버판(3)의 좌우의 단부에 형성된 각각의 관통공(3a)을 안쪽과 바깥쪽 사이에서 협지하도록 하여 배치된 수지 플레이트(10) 및 외부 개스킷(11)과, 상기 수지 플레이트(10) 및 외부 개스킷(11)을 통하여 관통공(3a)에 삽통되고, 집전체(8)의 접속부(8a)와 전기적으로 접속되는 리벳(12)과, 외부 개스킷(11)에 근접하여 배치된 단자 회전 규제 부재(13)와, 상기 단자 회전 규제 부재(13)를 통하여 커버판(3)의 외면에 배치된 단자 볼트(14)와, 상기 단자 볼트(14)와 리벳(12)을 전기적으로 접속하는 인발 부재(15)를 구비하고 있다. 이로써, 케이스(1) 내의 발전 요소(4)와 단자 볼트(14)가 전기적으로 접속된다.
그리고, 수지 플레이트(10) 및 외부 개스킷(11)은, 봉지 부재에 상당한다. 또한, 수지 플레이트(10), 외부 개스킷(11) 및 단자 회전 규제 부재(13)는, 절연 부재에 상당한다. 리벳(12)은, 보조 단자에 상당한다. 단자 볼트(14)는, 외부 단자에 상당한다. 인발 부재(15)는, 도전성 부재에 상당한다.
수지 플레이트(10)는, 절연성과 봉지성을 구비한 합성 수지 부재이다. 보다 상세하게는, 수지 플레이트(10)에는, 예를 들면, 폴리페닐렌설파이드(PPS) 수지가 사용된다. 단, 재질은 이것으로 한정되지 않고, 적절하게 선택 가능하다. 수지 플레이트(10)는, 직사각형상이다. 수지 플레이트(10)의 하면에는, 집전체(8)의 접속부(8a)를 수용 가능한 오목부(10a)가 형성되어 있다. 수지 플레이트(10)는, 이 오목부(10a)가 집전체(8)의 접속부(8a)를 수용한 상태에서, 상기 접속부(8a)에 형성된 관통공(8b)과 일치하는 관통공(10b)을 가지고 있다.
외부 개스킷(11)은, 절연성과 봉지성을 구비한 합성 수지 부재이다. 보다 상세하게는, 외부 개스킷(11)에는, 예를 들면, 폴리페닐렌설파이드(PPS) 수지가 사용된다. 단, 재질은 이것으로 한정되지 않고, 적절하게 선택 가능하다.
외부 개스킷(11)은, 리벳(12)의 보디부(12a)보다 휠씬 큰 직사각형이다. 외부 개스킷(11)은, 외주부를 제외하고 상면을 패이게 함으로써, 외주에, 주위둘레형의 외벽부(11a)를 구비하고 있다. 외부 개스킷(11)은, 외벽부(11a) 내에, 리벳(12)의 보디부(12a)를 수용 가능한 오목부(11b)를 구비하고 있다. 외부 개스킷(11)은, 이 오목부(11b)가 리벳(12)의 보디부(12a)를 수용한 상태에서, 상기 리벳(12)의 제1 코킹부(12b)가 삽통 가능한 관통공(11c)을 가지고 있다. 외부 개스킷(11)의 하면에는, 커버판(3)의 관통공(3a)을 삽통하여 수지 플레이트(10)의 관통공(10b)에 삽통되는 환형 볼록부(11d)가 형성되어 있다.
그리고, 수지 플레이트(10)는, 커버판(3)의 하면(내면)에 배치된 결과, 케이스(1) 내에 배치된다. 외부 개스킷(11)은, 커버판(3)의 상면(외면)에 배치된 결과, 케이스(1)의 외면에 배치된다. 커버판(3)의 상면 중, 외부 개스킷(11)이 배치되는 영역에는, 외부 개스킷(11)의 하부(브리지부)를 수용 가능한 비원형상(非圓形狀)의 오목부(제1 오목부)(3b)가 형성되어 있다. 그래서, 외부 개스킷(11)의 하부(커버판(3)과의 접합면)가 제1 오목부(3b)에 삽통됨으로써, 외부 개스킷(11)은, 그 축 주위에서의 회전이 규제된 상태로 된다. 그리고, 본 실시예에 있어서, 제1 오목부(3b)는, 직사각형인 외부 개스킷(11)의 하부 형상에 대응하여 직사각형으로 형성되어 있다. 또한, 제1 오목부(3b)는, 예를 들면, 코이닝 가공에 의해 형성된다.
리벳(12)은, 양극 측의 리벳(12)과 음극 측의 리벳(12)을 포함한다. 양극 측의 리벳(12)는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되는 도전성 금속 부재이다. 음극 측의 리벳(12)는, 동 또는 동 합금으로 형성되는 도전성 금속 부재이다. 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 보디부(12a)의 하면으로부터 삽통부로서의 제1 코킹부(12b)가 아래쪽으로 돌출되어 있다. 보디부(12a)의 상면으로부터 다른 삽통부로서의 제2 코킹부(12c)가 위쪽으로 돌출되어 있다. 제1 코킹부(12b) 및 제2 코킹부(12c)는, 모두 외관이 축형이며, 보디부(12a)보다 직경이 작다.
보디부(12a)는, 축형으로 형성되어 있다. 그리고, 보디부(12a)의 외경은, 커버판(3)의 관통공(3a)의 구멍의 직경보다 크다. 보디부(12a)는, 주위 방향으로 등(等) 간격으로 배치된 4개의 평면부(넘버링하지 않음)를 외주 상에 구비하고 있다. 그리고, 보디부(12a)가 외부 개스킷(11)의 오목부(11b)에 수용된 상태에서, 4개의 평면부 각각은, 외부 개스킷(11)의 외벽부(11a)의 내벽면과 면 대향하도록 되어 있다.
제1 코킹부(12b)는, 커버판(3)의 관통공(3a), 집전체(8)의 접속부(8a)의 관통공(8b), 수지 플레이트(10)의 관통공(10b) 및 외부 개스킷(11)의 관통공(11c)에 삽통되는 부분이다. 제1 코킹부(12b)는, 커버판(3)의 외측으로부터 내측을 향하여, 즉 커버판(3) 측으로부터 집전체(8) 측을 향하여 삽통된다. 본 실시예에서는 외부 개스킷(11)의 환형 볼록부(11d)가 커버판(3)의 관통공(3a) 및 수지 플레이트(10)의 관통공(10b)에 삽통되므로, 제1 코킹부(12b)는, 외부 개스킷(11)의 관통공(11c)에 삽통됨으로써, 커버판(3)의 관통공(3a) 및 수지 플레이트(10)의 관통공(10b)에 삽통된 상태로 되기도 한다.
제1 코킹부(12b)는, 커버판(3)의 관통공(3a), 수지 플레이트(10)의 관통공(10b), 외부 개스킷(11)의 관통공(11c) 및 집전체(8)의 관통공(8b)에 삽통된 상태에서, 선단부가 수지 플레이트(10)의 내면으로부터 케이스(1)의 내측을 향해 돌출하는 길이로 형성되어 있다.
제1 코킹부(12b)의 선단부에는, 축심 방향의 비관통공(12d)이 형성되어 있다. 이로써, 제1 코킹부(12b)의 선단부는, 중공 축형으로 형성되어 있다. 그리고, 도 6에 나타낸 바와 같이, 선단부가 코킹 처리된 상태에서, 비관통공(12d)의 바닥(12e)은, 커버판(3)과 집전체(8)와의 사이에 위치하고 있다.
비관통공(12d)은, 드릴을 사용하여 형성되어 있다. 이에 따라, 비관통공(12d)의 바닥(12e)은, 드릴의 선단 형상에 대응하여 테이퍼형으로 되어 있다.
그리고, 제1 코킹부(12b)의 선단부는, 코킹 처리됨으로써 직경 방향 외측으로 경사를 가지면서 가압되어 눌러져서 제1 코킹부(12b)의 기단(基端) 측보다 큰 직경의 칼라형으로 되어 있다. 즉, 제1 코킹부(12b)의 선단부는, 코킹 처리됨으로써 커버판(3)의 관통공(3a)보다 큰 직경으로 되어 있다.
그 결과, 보디부(12a)와 제1 코킹부(12b)의 칼라형이 된 선단부가, 관통공(3a, 8b, 10b, 11c)의 주변을 가압하면서, 또한 외부 개스킷(11)을 커버판(3)의 외면에 밀접시키고, 또한 수지 플레이트(10)를 커버판(3)의 내면에 밀접시키고 있다. 이로써, 관통공(3a, 8b, 10b, 11c)의 주위가 봉지되어, 케이스(1) 내가 기밀하게 유지되어 있다. 그리고, 말할 나위도 없지만, 제1 코킹부(12b)에 대한 코킹 처리는, 커버판(3)을 케이스 본체(2)에 용접하기 전 단계에서 행해진다.
제2 코킹부(12c)는, 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 보디부(12a)보다 작은 직경의 중실 축형으로 형성되어 있다. 제2 코킹부(12c)는, 인발 부재(15)에 형성된 후술하는 제1 관통공(15a)에 삽통 가능한 축 직경을 가진다. 그리고, 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 제2 코킹부(12c)를 인발 부재(15)의 제1 관통공(15b)에 삽통한 상태에서 상기 제2 코킹부(12c)의 선단부가 코킹된다. 이로써, 인발 부재(15)는, 보디부(12a)와 제2 코킹부(12c)의 칼라형으로 변형된 선단부에 끼워져서, 리벳(12)에 물리적으로 또한 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 제2 코킹부(12c)에 대한 코킹 처리는, 제1 코킹부(12b)에 대한 코킹 처리 전에 미리 행해진다.
여기서, 커버판(3)의 관통공(3a), 집전체(8)의 접속부(8a)의 관통공(8b), 수지 플레이트(10)의 관통공(10b), 외부 개스킷(11)의 관통공(11c) 및 환형 볼록부(11d), 리벳(12)의 제1 코킹부(12b)의 치수 관계를 설명해 둔다. 도 5에 상세하게 나타낸 바와 같이, 커버판(3)의 관통공(3a)의 내경과 수지 플레이트(10)의 관통공(10b)의 내경은, 동일하거나 거의 동일하다. 또한, 커버판(3)의 관통공(3a)의 내경이나, 수지 플레이트(10)의 관통공(10b)의 내경과 외부 개스킷(11)의 환형 볼록부(11d)의 외경은, 동일하거나 거의 동일하다. 또한, 외부 개스킷(11)의 환형 볼록부(11d)의 길이와 커버판(3) 및 수지 플레이트(10)의 두께의 합계는, 동일하거나 거의 동일하다. 또한, 외부 개스킷(11)의 환형 볼록부(11d)의 내경과 집전체(8)의 접속부(8a)의 관통공(8b)은, 동일하거나 거의 동일하다. 또한, 외부 개스킷(11)의 환형 볼록부(11d)의 내경이나, 집전체(8)의 접속부(8a)의 관통공(8b)과 리벳(12)의 제1 코킹부(12b)의 외경은, 동일하거나 거의 동일하다. 또한, 리벳(12)의 제1 코킹부(12b)의 길이와, 커버판(3), 집전체(8)의 접속부(8a), 수지 플레이트(10) 및 외부 개스킷(11)의 두께의 합계는, 동일하거나 거의 동일하다.
따라서, 리벳(12)의 보디부(12a)가 외부 개스킷(11)의 오목부(11b)에 삽입되고, 리벳(12)의 제1 코킹부(12b)가 상기 오목부(11b)의 바닥면의 관통공(11c)을 통하여 집전체(8)의 접속부(8a)의 관통공(8b)에 삽통되고, 상기 접속부(8a)의 관통공(8b)으로부터 아래쪽으로 돌출하는 제1 코킹부(12b)의 선단 부분이 아래쪽으로부터 코킹된다. 이로써, 리벳(12)은, 집전체(8)의 접속부(8a)와 전기적으로 접속되고, 또한 커버판(3)으로부터 절연된 상태로, 커버판(3)에 장착된다.
단자 회전 규제 부재(13)는, 수지 플레이트(10)나 외부 개스킷(11)과 마찬가지로, 절연성을 구비한 합성 수지 부재이다. 단, 단자 회전 규제 부재(13)에는, 수지 플레이트(10)나 외부 개스킷(11)보다 경도를 높이기 위하여, 예를 들면, 폴리페닐렌설파이드 수지에 유리 섬유를 필러로서 균일하게 혼합한 강화 수지 재료가 사용된다. 또는, 폴리페닐렌설파이드 수지 대신, 4F 퍼플루오로알킬비닐에테르(PFA) 수지가 사용된다. 또한, 유리 섬유 이외의 무기 섬유라도 된다. 단, 재질은 이들로 한정되지 않고, 적절하게 선택 가능하다.
단자 회전 규제 부재(13)는, 단자 볼트(14)의 헤드부(14a)보다 훨씬 큰 직사각형이다. 단자 회전 규제 부재(13)는, 외주부를 제외하고 상면을 패이게 함으로써, 외주에, 주위둘레형의 외벽부(13a)를 구비하고 있다. 단자 회전 규제 부재(13)는, 외벽부(13a) 내에, 단자 볼트(14)의 헤드부(14a)를 수용 가능한 오목부(13b)를 구비하고 있다. 단자 회전 규제 부재(13)는, 오목부(13b) 내에, 비원형상의 끼워맞춤 볼록부(13c)를 구비하고 있다. 그리고, 오목부(13b)가 단자 볼트(14)의 헤드부(14a)를 수용한 상태에서, 끼워맞춤 볼록부(13c)는, 단자 볼트(14)의 헤드부(14a)에 형성된 비원형상의 끼워맞춤 오목부(끼워맞춤 오목홈)(14c)에 끼워넣는다. 따라서, 오목부(13b) 내의 끼워맞춤 볼록부(13c)[즉, 오목부(13b) 내에 있어서, 외벽부(11a)의 상단면보다 낮은 위치에 있는 끼워맞춤 볼록부(13c)]가 단자 볼트(14)의 헤드부(14a)의 끼워맞춤 오목부(14c) 내에 끼워넣어짐으로써, 단자 회전 규제 부재(13)는, 단자 볼트(14)를 그 축 주위에서의 회전을 규제한 상태로 받아들인다. 그리고, 본 실시예에 있어서, 단자 볼트(14)의 끼워맞춤 오목부(14c)는, 헤드부(14a)가 일단으로부터 타단에 걸쳐 절결(切缺)이 형성된 직사각형이다. 그리고, 단자 회전 규제 부재(13)의 끼워맞춤 볼록부(13c)는, 직사각형인 끼워맞춤 오목부(14c)에 대응하여 직사각형으로 형성되어 있다.
단자 회전 규제 부재(13)의 하면에는, 비원형상의 볼록부(13d)가 형성되어 있다. 본 실시예에 있어서, 볼록부(13d)는, 직사각형의 오목면(융기면)이다. 그리고, 커버판(3)의 상면 중, 단자 회전 규제 부재(13)가 배치되는 영역에는, 단자 회전 규제 부재(13)의 볼록부(13d)를 수용 가능한 비원형상의 오목부(제2 오목부)(3c)가 형성되어 있다. 따라서, 단자 회전 규제 부재(13)의 볼록부(13d)가 제2 오목부(3c)에 삽통됨으로써, 외부 개스킷(11)과 마찬가지로, 단자 회전 규제 부재(13)는, 그 축 주위에서의 회전이 규제된 상태로 된다. 그리고, 본 실시예에 있어서, 제2 오목부(3c)는, 직사각형인 볼록부(13d)에 대응하여 직사각형으로 형성되어 있다. 또한, 제2 오목부(3c)는, 예를 들면, 코이닝 가공에 의해 형성된다.
단자 회전 규제 부재(13)가 커버판(3)의 상면에 배치될 때, 단자 회전 규제 부재(13)의 하면[볼록부(13d)의 표면을 포함함]이 적절한 수단에 의해 처리됨으로써, 단자 회전 규제 부재(13)의 하면에 유리 섬유가 노출되도록 한다. 적절한 수단으로서는, 단자 회전 규제 부재(13)의 하면을 기계적으로 절삭하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 줄 등으로 단자 회전 규제 부재(13)의 하면의 표면을 절삭함으로써, 유리 섬유가 노출된다. 이어서, 단자 회전 규제 부재(13)의 하면의 볼록부(13d)가 커버판(3)의 상면의 제2 오목부(3c)에 끼워넣어져, 단자 회전 규제 부재(13)가 커버판(3)의 상면에 고정된다. 이 커버판(3)에 대한 단자 회전 규제 부재(13)의 고정 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 커버판(3)의 상면[특히, 제2 오목부(3c)] 및 단자 회전 규제 부재(13)의 하면 중 적어도 어느 한쪽에, 적절한 접착 수단(접착 필름, 액상 접착제, 고체상 접착제 등)이 공급되어, 상기 접착 수단을 통하여 커버판(3)에 대하여 단자 회전 규제 부재(13)가 고정되도록 해도 된다. 접착제로서는, 일반적인 접착제를 사용할 수 있다. 다만, 에폭시 수지계의 접착제가 바람직하다. 에폭시 수지는, 단자 회전 규제 부재(13)에 사용되는 합성 수지와의 접착성이 뒤떨어지지만, 무기 섬유와의 접착성이 양호하다. 따라서, 단자 회전 규제 부재(13)의 하면에 유리 섬유가 노출됨으로써, 단자 회전 규제 부재(13)가 커버판(3)에 견고하게 접착된다.
단자 볼트(14)는, 외부 기기와 전기적으로 접속하기 위한 것이다. 단자 볼트(14)는, 철이나 스테인레스강, 크롬몰리브덴강 등의 강, 그 외 강도의 높은 도전성 금속 부재이다. 단자 볼트(14)는, 전술한 바와 같이, 단자 회전 규제 부재(13)의 오목부(13b) 내에 삽입되는 크기로 형성된 헤드부(14a)와, 상기 헤드부(14a)의 상면으로부터 돌출하고, 외주에 수나사가 각설(刻設)된 축부(14b)를 구비하고 있다. 전술한 바와 같이, 헤드부(14a)의 하면에는, 비원형상의 끼워맞춤 오목부(끼워맞춤 오목홈)(14c)가 형성되어 있다. 따라서, 단자 볼트(14)는, 오목부(13b) 내의 끼워맞춤 볼록부(13c)가 상기 끼워맞춤 오목부(14c) 끼워넣어져서, 커버판(3)으로부터 절연되면서, 또한 축부(14b)의 축 주위에서의 회전이 규제된 상태로, 단자 회전 규제 부재(13)에 지지되어 있다.
인발 부재(15)는, 동 합금 등으로 이루어지는 직사각형상의 도전성 금속 부재이다. 인발 부재(15)의 표면에는, 녹 방지 외에, 미끄러짐을 양호하게 하기 위해 니켈 도금이 행해져 있다. 인발 부재(15)의 일단부에는, 제1 관통공(15a)이 형성되고, 타단부에는, 제2 관통공(15b)이 형성되어 있다. 제1 관통공(15a)에는, 리벳(12)의 제2 코킹부(12c)가 삽통된다. 제2 관통공(15b)에는, 단자 볼트(14)의 축부(14b)가 삽통된다. 그리고, 리벳(12)의 제2 코킹부(12c) 중, 인발 부재(15)의 제1 관통공(15a)으로부터 위쪽으로 돌출하는 선단 부분이 위쪽으로부터 코킹된다. 이로써, 리벳(12)과 인발 부재(15)가 일체화된다.
그리고, 단자 볼트(14)는, 그 축부(14b)가 인발 부재(15)의 제2 관통공(15b)에 삽통될 뿐이다. 그러나, 예를 들면, 도시하지 않은 외부 기기의 리드선의 압착 단자가 단자 볼트(14)의 축부(14b)에 끼워지고, 단자 볼트(14)의 축부(14b)에 너트가 체결되면, 단자 볼트(14)는 약간 들려 올라가, 헤드부(14a)의 상면이 인발 부재(15)의 하면에 압접(壓接)한다. 이로써, 단자 볼트(14)의 헤드부(14b)와 너트와의 사이에서 리드선의 압착 단자가 인발 부재(15)와 함께 협지된다. 이로써, 압착 단자와 단자 볼트(14)와 인발 부재(15)가 전기적으로 확실하게 접속된다. 따라서, 리드선의 압착 단자는, 단자 회전 규제 부재(13), 외부 개스킷(11) 및 수지 플레이트(10)에 의해 커버판(3)으로부터 절연된, 단자 볼트(14), 인발 부재(15), 리벳(12) 및 집전체(8)를 통하여, 발전 요소(4)로 전기적으로 접속된다. 이로써, 외부 기기와 전지가 전기적으로 접속된다.
또한, 단자 볼트(14)의 헤드부(14a)의 끼워맞춤 오목부(14c)가 커버판(3)의 상면에 고정된 단자 회전 규제 부재(13)의 오목부(13b) 내의 끼워맞춤 볼록부(13c)와 끼워맞추어짐으로써, 너트가 단자 볼트(14)의 축부(14b)에 체결되어 함께 회전하고자 하는 단자 볼트(14)는, 확실하게 회전이 규제된다. 그리고, 이 때, 단자 볼트(14)의 헤드부(14a)의 끼워맞춤 오목부(14c)와 단자 회전 규제 부재(13)의 오목부(13b) 내의 끼워맞춤 볼록부(13c)와의 사이에 다소의 간극이 생기더라도, 단자 볼트(14)가 어느 정도의 각도만 공전(空轉)할 뿐이므로, 특별히 지장이 있는 것은 아니다.
또한, 이 때, 단자 회전 규제 부재(13)는, 단자 볼트(14)의 회전 규제를 행하므로, 단자 볼트(14)로부터 회전 토크를 받게 된다. 그러나, 단자 회전 규제 부재(13)의 하면은, 유리 섬유가 노출된 상태로 되어 커버판(3)의 상면에 밀착되어 있다. 이로써, 단자 회전 규제 부재(13)는, 커버판(3)과의 마찰 저항이 향상된 상태로 고정된다. 따라서, 단자 회전 규제 부재(13)는, 단자 볼트(14)로부터의 회전 토크에 의해 단자 볼트(14)과 함께 회전하지 않고, 확실하게 회전이 규제된다. 그리고, 이 효과는, 커버판(3)의 상면의 제2 오목부(3c)와 단자 회전 규제 부재(13)의 하면의 볼록부(13d)가 요철(凹凸) 형상으로 끼워맞추어짐으로써 더욱 현저하게 된다. 또한, 전술한 바와 같이, 커버판(3)의 상면[특히, 제2 오목부(3c)] 및 단자 회전 규제 부재(13)의 하면 중 적어도 어느 한쪽에 접착 수단(접착제 등)이 공급되어, 단자 회전 규제 부재(13)가 접착 수단에 의해 커버판(3)에 고정되어 있으므로, 회전 규제가 보다 확실하게 된다.
그리고, 단자 볼트(14)의 축부(14b)(수나사부)의 주위 길이가 짧은 경우, 즉 단자 볼트(14)의 축부(14b)가 소경(小徑)인 경우, 단자 회전 규제 부재(13)의 재질로서, 폴리페닐렌설파이드 수지(PPS) 등의 합성 수지가 단독으로 사용되는 것이면, 단자 볼트(14)로부터의 회전 토크에 견디지 못하는 경우가 있다. 그러나, 유리 섬유 등의 무기 섬유가 합성 수지에 혼합됨으로써, 단자 회전 규제 부재(13)의 강도가 향상된다. 또한, 이뿐만 아니라, 비용도 삭감될 수 있다.
또한, 단자 회전 규제 부재(13)는, 커버판(3) 상에서 외부 개스킷(11)과는 분리되어 있으므로, 리벳(12)의 봉지을 행하는 외부 개스킷(11)에 회전 토크가 전달되지는 않는다. 따라서, 외부 개스킷(11)에 예상하지 못한 힘이 가해지지는 않으며, 외부 개스킷(11)에 의한 봉지[구체적으로는, 외부 개스킷(11)의 하면과 커버판(3)의 상면(제1 오목부(3b)의 상면)과의 사이의 봉지, 외부 개스킷(11)의 환형 볼록부(11d)의 외주면과 커버판(3)의 관통공(3a)의 내주면 및 수지 플레이트(10)의 관통공(10b)의 내주면과의 사이의 봉지, 외부 개스킷(11)의 환형 볼록부(11d)의 내주면과 리벳(12)의 제1 코킹부(12b)의 외주면과의 사이의 봉지]가 손상되지는 않는다.
또한, 단자 볼트(14)의 축부(14b)에 가해지는 회전 토크는, 단자 볼트(14)와는 분리된 리벳(12)에 전달되지는 않는다. 따라서, 리벳(12)이 회전함으로써, 리벳(12)의, 집전체(8)의 접속부(8a)와의 코킹이 느슨해져, 접속이 손상되는 문제는 생기지 않는다. 또한, 수지 플레이트(10)나 외부 개스킷(11)에 예상치 못한 힘이 가해지지 않으며, 수지 플레이트(10)나 외부 개스킷(11)에 의한 봉지[구체적으로는, 수지 플레이트(10)의 상면과 커버판(3)의 하면과의 사이의 봉지, 외부 개스킷(11)의 하면과 커버판(3)의 상면(제1 오목부(3b)의 상면)과의 사이의 봉지, 외부 개스킷(11)의 환형 볼록부(11d)의 외주면과 커버판(3)의 관통공(3a)의 내주면 및 수지 플레이트(10)의 관통공(10b)의 내주면과의 사이의 봉지, 외부 개스킷(11)의 환형 볼록부(11d)의 내주면과 리벳(12)의 제1 코킹부(12b)의 외주면과의 사이의 봉지]가 손상되지도 않는다.
그리고, 외부 개스킷(11)과 단자 회전 규제 부재(13)가 분리되어 설치됨으로써, 외부 개스킷(11)에는, 봉지 부재로서 적절한 경도의 재질을 선택하고, 단자 회전 규제 부재(13)에는, 단자 볼트(14)로부터의 회전 토크에 견디기에 적절한 경도의 재질을 선택할 수 있게 된다. 보다 상세하게는, 외부 개스킷(11)이 탄성(彈性) 변형하여 도전성 부재[커버판(3), 집전체(8), 리벳(12)]의 표면과 밀착됨으로써, 봉지 효과가 높아지기 때문에, 외부 개스킷(11)에는, 어느 정도의 유연성이 요구된다. 단자 회전 규제 부재(13)의 유연성이 강하면, 단자 볼트(14)로부터의 회전 토크에 의해, 끼워맞춤 볼록부(13c)가 마모되고, 결손되기 쉬워져, 이것이 진행되면, 단자 볼트(14)의 회전 규제 기능이 기능하지 않게 된다. 그러므로 단자 회전 규제 부재(13)에는, 단자 볼트(14)로부터의 회전 토크에 견딜 만큼의 강성이 요구된다.
그런데, 본 실시예의 리벳(12)에서는, 제1 코킹부(12b)나 제2 코킹부(12c)를코캉함에 따라 생기는 리벳(12)의 전체적인 소성(塑性) 변형이 억제되도록, 보디부(12a)의 축 길이 방향의 치수가 종래보다 길어져 있다. 그 결과, 커버판(3)의 상면으로부터의 인발 부재(15)의 높이 위치는, 종래의 단자 구조에 비해 필연적으로 높아진다. 또한, 본 실시예의 단자 회전 규제 부재(13)의 끼워맞춤 볼록부(13c)는, 단자 회전 규제 부재(13)가 단자 볼트(14)를 회전 규제할 때, 단자 볼트(14)로부터 회전 토크를 직접 받는 부분이다. 따라서, 단자 회전 규제 부재(13)의 끼워맞춤 볼록부(13c)는, 그 회전 토크에 견딜 만큼의 강도를 가지므로, 높이 방향의 두께를 충분하게 할 필요가 있다. 그 결과, 단자 볼트(14)의 헤드부(14a)의 높이 위치는 높아지고, 이에 따라, 커버판(3)의 상면으로부터의 인발 부재(15)의 높이 위치는, 종래의 단자 구조에 비해 필연적으로 높아진다. 그러므로, 본 실시예에 있어서, 외부 개스킷(11)의 외벽부(11a)는 높고, 커버판(3)의 상면으로부터 상기 외벽부(11a)의 상단면까지의 연면(沿面) 거리가 길어져 있다[바람직하게는, 커버판(3)의 폭 치수에 대한 연면 거리의 비가 0.15∼0.3]. 또한, 단자 회전 규제 부재(13)의 외벽부(13a)는 높고, 커버판(3)의 상면으로부터 상기 외벽부(13a)의 상단면까지의 연면 거리가 길어져 있다[바람직하게는, 커버판(3)의 폭 치수에 대한 연면 거리의 비가 0.15∼ 0.3].
보다 상세하게는, 외부 개스킷(11)의 외벽부(11a)는, 리벳(12)의 보디부(12a)를 전체적으로 혹은 대략 전체적으로 수용하고, 또한 외벽부(11a)의 상단면이 인발 부재(15)의 하면에 접촉하거나 근소한 간격을 가지고 멀어지도록, 형성되어 있다. 또한, 단자 회전 규제 부재(13)의 외벽부(13a)는, 단자 볼트(14)의 헤드부(14a)를 전체적으로 혹은 대략 전체적으로 수용하고, 또한 외벽부(13a)의 상단면이 인발 부재(15)의 하면에 접촉하거나 근소한 간격을 가지고 멀어지도록, 형성되어 있다.
이러한 구성에 의해, 전지가, 결로(結露) 등으로 인해 발생하는 수적(水滴)이나 도전성 분위기(정전기나 더스트)에 노출된 경우라도, 외부 개스킷(11)의 외벽부(11a)나 단자 회전 규제 부재(13)의 외벽부(13a)가 커버(또는 차단벽)로 된다. 이로써, 커버판(3)과 리벳(12)과의 사이의 단락이나 커버판(3)과 단자 볼트(14)와의 사이의 단락이 바람직하게 방지된다.
본 실시예에 따른 전지는, 이상 설명한 바와 같다. 리벳(12)의 제1 코킹부(12b)는, 외부 개스킷(11), 커버판(3), 수지 플레이트(10) 및 집전체(8)에 삽통되고, 그 상태로 제1 코킹부(12b)의 선단부가 코킹되어 있다. 제1 코킹부(12b)의 선단부를 코킹함으로써, 제1 코킹부(12b)가 리벳(12)의 축에 대하여 직교하는 방향으로 커버판(3)을 누르는 힘이 작용한다. 이 때, 제1 코킹부(12b)의 선단부의 비관통공(12d)의 바닥(12e)은, 커버판(3)과 집전체(8)와의 사이에 위치한다. 이로써, 커버판(3) 근방에서 제1 코킹부(12b)가 공동 측으로 가압되어 팽출하지 않게 된다. 즉, 제1 코킹부(12b)와 커버판(3)이 밀착되고, 제1 코킹부(12b)가 커버판(3)을 가압하는 힘을 확실하게 생기게 할 수 있으므로, 커버판(3)과 제1 코킹부(12b)와의 사이의 기밀성이 확보된다. 또한, 제1 코킹부(12b)의 선단부가 중공 축형으로 형성되어 있으므로, 복수회에 걸친 코킹 처리를 행하지 않고, 제1 코킹부(12b)의 선단부를 칼라 형상으로 확실하게 변형시킬 수 있다. 또한, 제1 코킹부(12b)의 선단부가 칼라 형상으로 변형됨으로써, 제1 코킹부(12b)가 리벳(12)의 축심에 대하여 평행한 방향으로 커버판(3)과 집전체(8)를 가압할 수 있다. 이로써, 커버판(3)과 집전체(8)와의 사이에 배치되는 수지 플레이트(10) 및 커버판(3)과 보디부(12a)와의 사이에 배치되는 외부 개스킷(11)이 확실하게 압박되어, 케이스(1)의 기밀성이 확보된다.
도 6에 기초하여 설명하면, 리벳(12)의 제1 코킹부(12b)의, 커버판(3)의 관통공(3a) 주변에서의 부분이 중실(中實)이므로, 코킹 처리 시에 화살표 A 방향으로 힘이 발생하여, 커버판(3)과 리벳(12)과의 사이의 기밀성이 확보된다. 또한, 제1 코킹부(12b)의 선단부가 중공이므로, 코킹 처리 시에 제1 코킹부(12b)의 선단부는, 확실하게 칼라 형상으로 변형된다. 그 결과, 화살표 B 방향으로 힘이 발생하여, 외부 개스킷(11), 커버판(3), 수지 플레이트(10) 및 집전체(8) 사이가 압박되어, 케이스(1)의 기밀성이 확보된다.
또한, 리벳(12)의 보디부(12a) 측에서는, 보디부(12a)와 커버판(3)과의 사이에 외부 개스킷(11)이 배치되고, 리벳(12)의 제1 코킹부(12b) 측에서는, 커버판(3)과 집전체(8)와의 사이에 수지 플레이트(10)가 배치되고, 이 상태에서 제1 코킹부(12b)의 선단부가 코킹되어 있다. 그러므로, 제1 코킹부(12b)의 선단부가 칼라 형상으로 변형될 때 생기는 리벳(12)의 축심에 대하여 평행한 방향의 힘이, 커버판(3)과 집전체(8)와의 사이 및 커버판(3)과 보디부(12a)와의 사이에 전해진다. 그 결과, 수지 플레이트(10)와 외부 개스킷(11)이 확실하게 압박되어, 보다 효과적으로 케이스(1)의 기밀성을 일정하게 유지할 수 있다.
또한, 외부 개스킷(11)의 환형 볼록부(11d)가 제1 코킹부(12b)의 외주를 덮은 상태로 커버판(3)에 삽통됨으로써, 외부 개스킷(11)은, 커버판(3)과 보디부(12a)와의 사이 및 커버판(3)과 제1 코킹부(12b)와의 사이에 걸쳐 배치되어 있다. 이로써, 커버판(3)과 보디부(12a)와의 사이 및 커버판(3)과 제1 코킹부(12b)와의 사이에 배치되는 외부 개스킷(11)이, 제1 코킹부(12b)가 코킹될 때 생기는 힘에 의해 압박되기 때문에, 보다 효과적으로 케이스(1)의 기밀성을 일정하게 유지할 수 있다.
또한, 제1 코킹부(12b)의 선단부는, 상기 제1 코킹부(12b)의 축심으로부터 멀어질수록 두께가 얇아지도록 코킹되어 있다. 이로써, 제1 코킹부(12b)의 선단부와 커버판(3)과의 사이 또는 집전체(8)와의 사이의 밀착성을 높일 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 축전 소자는, 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경될 수 있다.
예를 들면, 상기 실시예에 있어서는, 비관통공(12d)의 바닥(12e)이 커버판(3)의 내면 SF보다 케이스(1)의 내측에 위치하도록 하고 있다. 그러나, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 비관통공(12d)의 바닥(12e)이 커버판(3)의 내면과 일치하거나 혹은 대략 일치하도록 해도 된다. 이와 같이 해도, 제1 코킹부(12b)의 선단부 만이 중공 축형이 되기 때문에, 상기 실시예와 마찬가지로, 제1 코킹부(12b)의 선단부를, 수지 플레이트(10)와 외부 개스킷(11)을 확실하게 협지할 수 있는 필요 충분한 칼라형으로 형성할 수 있다.
또한, 상기 실시예에 있어서, 제1 코킹부(12b)가 케이스(1)의 외측으로부터 내측을 향해 커버판(3)에 삽통되는 것을 전제로, 케이스(1)의 내측에 위치하게 되는 제1 코킹부(12b)의 선단부가 코킹되도록 했다. 그러나, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 리벳(12)가 보디부(12a)와 제1 코킹부(12b)로 구성되며, 제1 코킹부(12b)가 케이스(1)의 내측으로부터 외측을 향해 커버판(3)에 삽통되고, 케이스(1)의 외측에 위치하게 되는 제1 코킹부(12b)의 선단부가 코킹되도록 해도 된다.
그 구체적인 예를 도 9에 나타낸다. 이러한 단자 구조(9')는, 케이스(1')의 내측으로부터 외측을 향해 커버판(3')에 삽통되는 리벳(12')을 구비한다. 리벳(12')은, 발전 요소(도시하지 않음)에 전기적으로 접속되는 보디부(12a')와, 상기 보디부(12a')에 연장 설치되고, 커버판(3')에 삽통되는 삽통부(12b')를 구비하고 있다. 커버판(3')의 내면에는 수지 플레이트(10')가 배치되고, 커버판(3')의 외면에는 외부 개스킷(11')이 배치되어 있다. 또한, 외부 개스킷(11')의 외면에는 도전성 부재로서의 인발 부재(15')가 배치되어 있다. 리벳(12')의 삽통부(12b')는, 수지 플레이트(10'), 커버판(3'), 외부 개스킷(11'), 인발 부재(15')의 차례로 삽통된다. 그리고, 인발 부재(15')로부터 돌출하는 삽통부(12b')의 선단부가 코킹된다.
또한, 상기 실시예에 있어서, 리벳(12)의 보디부(12a)는 축형으로 형성되어 있다. 그러나, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 리벳(12)의 보디부(12a)는, 제1 코킹부(12b)가 삽통되는 커버판(3)이나 집전체(8) 등에 삽통되지 않는 형상이면 되고, 특정 형상으로 한정되지 않는다. 이러한 의미에서, 리벳(12)의 보디부(12a)는, 예를 들면, 박판형(薄板型)이라도 된다.
또한, 상기 실시예에 있어서, 외부 개스킷(11)의 하면 전체면이 커버판(3)의 상면의 제1 오목부(3b)에 끼워 넣어지는 예를 나타낸다. 그러나, 외부 개스킷(11)의 하면에 볼록부가 설치되고, 커버판(3)의 제1 오목부가 상기 볼록부를 수용할 수 있는 크기가 되고, 단자 회전 규제 부재(13)와 마찬가지로, 외부 개스킷(11)의 볼록부가 상기 제1 오목부에 끼워 넣어지도록 해도 된다.
이와는 반대로, 상기 실시예에 있어서, 단자 회전 규제 부재(13)의 하면에 볼록부(13d)가 설치되고, 커버판(3)의 상면에는, 상기 볼록부(13d)를 수용할 수 있는 크기의 제2 오목부(3c)가 설치되고, 단자 회전 규제 부재(13)의 볼록부(13d)가 커버판(3)의 제2 오목부(3c)에 끼워 넣어지는 예를 나타낸다. 그러나, 볼록부(13d)가 설치되지 않고, 커버판(3)의 제2 오목부가 단자 회전 규제 부재(13)의 하면 전체면을 수용할 수 있는 크기가 되고, 외부 개스킷(11)과 마찬가지로, 단자 회전 규제 부재(13)의 하면 전체면이 상기 제2 오목부에 끼워 넣어지도록 해도 된다.
단, 커버판(3)의 단면(斷面) 모멘트가 상승하고, 그 결과, 커버판(3)의 기계적 강도를 높일 수 있는 점에서, 커버판(3)에 제1 오목부(3b) 및 제2 오목부(3c)가 설치되도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 이 경우, 제1 오목부(3b) 및 제2 오목부(3c) 중, 어느 한쪽이 작아짐으로써, 제1 오목부(3b)와 제2 오목부(3c)와의 거리가 이격된다. 이로써, 제1 오목부(3b)와 제2 오목부(3c)가 서로 영향을 미치지 않도록 할 수 있다. 상기 실시예에 있어서, 외부 개스킷(11)용의 제1 오목부(3b)가 단자 회전 규제 부재(13)용의 제2 오목부(3c)보다 큰 예를 나타낸다. 이는, 제1 오목부(3b)의 면적이 넓어짐에 따라 커버판(3)의 평탄성 및 기계적 강도가 향상되고, 그 결과, 봉지 효과 및 내구성을 향상시키기 위해서이다.
그리고, 외부 개스킷(11)이든, 단자 회전 규제 부재(13)이든, 볼록부는, 1개가 아니고, 복수개라도 된다. 또한, 외부 개스킷(11) 및 단자 회전 규제 부재(13)는, 직사각형이 아니고, 예를 들면, 원형상, 육각 형상, 팔각 형상이라도 된다.
또한, 상기 실시예에 있어서, 양극 집전체(8) 및 양극의 리벳(12)은, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 사용하여 형성되고, 음극 집전체(8) 및 음극의 리벳(12)는, 동 또는 동 합금을 사용하여 형성되는 예를 나타낸다. 그러나, 전지의 종류에 따른 도전성 금속 재료이면, 이들 재료는 임의로 선택할 수 있다. 또한, 상기 실시예에 있어서, 단자 볼트(14)와 인발 부재(15)의 재료에 대해서도 예시했다. 그러나, 강도나 도전성 등의 특성이 적합한 도전성 금속 재료이면, 이들 재료도 임의로 선택할 수 있다.
또한, 상기 실시예에 있어서, 단자 볼트(14)의 헤드부(14a)의 상면으로부터 축부(수나사부)(14b)가 돌출하는 예를 나타낸다. 그러나, 이 수나사 대신, 원통형이나 다각형의 통형 등의 적절한 형상의 축부가 돌출하고, 상기 축부의 상단면에, 나사공이 천설(穿設)되어 있도록 해도 된다.
또한, 발전 요소는, 상기 실시예와 같이, 타원 통형상의 권취형으로 한정되지 않고, 다른 형상이라도 되며, 적층형이라도 된다.
또한, 상기 실시예에 있어서, 단자 구조(9)가 커버판(3)에 설치되는 예를 나타낸다. 그러나, 단자 구조(9)가 케이스 본체(2)에 설치되도록 해도 된다. 즉, 리벳(12)이 케이스 본체(2)를 관통하도록 해도 된다. 이 경우에도, 케이스 본체(2)로서 O재가 사용되는 것이 바람직하다. 그리고, 당연한 것으로서, 케이스 본체(2)는, O재 이외의 알루미늄 합금이나 그 외의 금속 재료를 사용하여 형성해도 된다.
또한, 상기 실시예에 있어서, 리벳(12)의 양단[제1 코킹부(12b) 및 제2 코킹부(12c)]이 코킹되도록 했다. 그러나, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 리벳(12)이 보디부(12a)와 제1 코킹부(12b)로 구성되며, 제1 코킹부(12b)의 선단부가 코킹되도록 해도 된다.
또한, 상기 실시예에 있어서, 리벳(12)과 단자 볼트(14)가 별체(別體)로 구성되며, 인발 부재(15)를 통하여 이들이 전기적으로 접속되도록 했다. 그러나, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 리벳(12)과 단자 볼트(14)의 축부(14b)가 일체적으로 형성된 것일 수도 있다. 이 경우, 단자 회전 규제 부재(13)는 불필요하다.
또한, 상기 실시예에 있어서, 커버판(3)의 외면에 외부 개스킷(11)과 단자 회전 규제 부재(13)가 따로따로 되어 있다. 그러나, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 외부 개스킷(11)과 단자 회전 규제 부재(13)가 일체적으로 형성되어도 된다.
또한, 상기 실시예에 있어서, 외부 개스킷(11)에, 커버판(3)의 관통공(3a)에 끼워넣을 수 있는 환형 볼록부(11d)가 설치되었다. 그러나, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 수지 플레이트(10)에, 커버판(3)의 관통공(3a)에 끼워넣을 수 있는 환형 볼록부가 설치되어도 된다. 또는, 외부 개스킷(11) 및 수지 플레이트(10)의 양쪽에, 커버판(3)의 관통공(3a)에 끼워넣을 수 있는 환형 볼록부가 설치되어도 된다.
또한, 상기 실시예에 있어서, 리튬 이온 2차 전지에 대하여 설명하였다. 그러나, 전지의 종류나 크기(용량)는 임의로 선택할 수 있다.
또한, 본 발명은, 리튬 이온 2차 전지로 한정되는 것은 아니다. 본 발명은, 각종 2차 전지 외에, 1차 전지나, 전기 이중층 커패시터 등의 커패시터에도 적용할 수 있다.
또한, 상기 실시예에 있어서, 리벳(12)의 제1 코킹부(12b)의 선단부가 코킹 처리되도록 하여, 집전체(8)의 접속부(8a)의 관통공(8b)의 주위에 직접 압축력이 작용하도록 했다. 그러나, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 접속부(8a) 상에 와셔를 배치하고, 접속부(8a)의 관통공(8b) 및 와셔의 관통공에 삽통되어 와셔로부터 돌출하는 제1 코킹부(12b)의 선단부를 코킹 처리하도록 해도 된다. 이와 같이 하면, 제1 코킹부(12b)의 코킹 처리된 선단부에 의한 압축 작용을 와셔가 받는 것에 의해, 집전체(8)의 접속부(8a)의 기계적인 강도를 향상시킬 수 있다.

Claims (12)

  1. 발전 요소(要素)(4);
    격벽(隔璧)에 의해 구성되는 케이스(1)로서, 상기 발전 요소(4)를 수용하는 케이스(1);
    상기 격벽을 관통하는 리벳(12)으로서, 보디부(12a)와, 상기 보디부(12a)에 연장 설치되는 삽통부(揷通部)(12b)를 구비하는 리벳(12);
    상기 리벳(12)과 전기적으로 접속되는 도전성(導電性) 부재(8, 15); 및
    상기 격벽과 상기 도전성 부재(8, 15)와의 사이 및 상기 격벽과 상기 보디부(12a)와의 사이 중 적어도 한쪽에 배치되는 봉지(封止) 부재(10, 11)
    를 구비하고,
    상기 도전성 부재(8, 15)는 상기 케이스(1) 내에 배치되는 집전체(集電體)(8)로서, 상기 발전 요소(4)와 전기적으로 연결되는 집전체(8)이며,
    상기 봉지 부재(10, 11)는 상기 격벽의 내부에 배치되는 내부 봉지 부재(10)를 포함하고,
    상기 내부 봉지 부재(10)는 상기 집전체(8)를 수용 가능한 오목부(10a)를 가지고, 상기 오목부(10a)는 상기 집전체(8)를 수용한 상태로 배치되며,
    상기 삽통부(12b)는, 상기 격벽, 상기 봉지 부재(10, 11) 및 상기 도전성 부재(8, 15)에 삽통되고,
    상기 삽통부(12b) 중, 적어도 상기 격벽, 상기 봉지 부재(10, 11) 및 상기 도전성 부재(8, 15)에 삽통되는 부분은, 상기 보디부(12a)보다 직경이 작으며,
    상기 삽통부(12b)의 선단부(先端部)는, 축심(軸心) 방향으로 비(非)관통공(12d)을 가지고 중공(中空) 축형(軸形)으로 형성되고, 또한 상기 삽통부(12b)가 상기 격벽, 상기 봉지 부재(10, 11) 및 상기 도전성 부재(8, 15)에 삽통된 상태로, 코킹(caulking)되고,
    상기 비관통공(12d)의 바닥(12e)은, 상기 격벽과 상기 도전성 부재(8, 15)와의 사이에 위치하는, 축전 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 삽통부(12b)는, 상기 격벽 측으로부터 상기 도전성 부재(8, 15) 측을 향해 삽통되고,
    상기 봉지 부재(10, 11)는, 상기 격벽과 상기 도전성 부재(8, 15)와의 사이 및 상기 격벽과 상기 보디부(12a)와의 사이의 양쪽에 배치되는, 축전 소자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 봉지 부재(10, 11) 중 적어도 1개(11)는, 상기 격벽에 삽통되는 환형 볼록부(11d)를 구비하고,
    상기 환형 볼록부(11d)는, 상기 삽통부(12b)의 외주를 덮은 상태로 상기 격벽에 삽통되는, 축전 소자.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 삽통부(12b)의 상기 선단부는, 상기 삽통부(12b)의 축심으로부터 멀어질수록 두께가 얇아지도록 코킹되는, 축전 소자.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 삽통부(12b)는, 상기 비관통공(12d)의 중공 축형 부분만이 코킹되는, 축전 소자.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비관통공(12d)의 상기 바닥(12e)은, 상기 격벽과 상기 도전성 부재(8, 15)와의 사이이며, 상기 도전성 부재(8, 15) 측으로 치우친 위치에 위치하는, 축전 소자.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 삽통부(12b)는, 상기 케이스(1)의 외측으로부터 내측을 향하여, 상기 격벽, 상기 내부 봉지 부재(10) 및 상기 집전체(8)에 삽통되는, 축전 소자.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전성 부재(8, 15)는, 상기 케이스(1) 내에 배치되는 집전체(8)로서, 상기 발전 요소(4)와 전기적으로 접속되는 집전체(8)이며,
    상기 봉지 부재(10, 11)는, 상기 격벽의 외면에 배치되는 외부 봉지 부재(11)를 포함하고,
    상기 삽통부(12b)는, 상기 케이스(1)의 외측으로부터 내측을 향하여, 상기 외부 봉지 부재(11), 상기 격벽 및 상기 집전체(8)에 삽통되는, 축전 소자.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전성 부재(8, 15)는, 상기 케이스(1) 밖에 배치되는 인발(引拔) 부재(15)이며,
    상기 봉지 부재(10, 11)는, 상기 격벽의 내면에 배치되는 내부 봉지 부재(10)를 포함하고,
    상기 삽통부(12b)는, 상기 케이스(1)의 내측으로부터 외측을 향하여, 상기 내부 봉지 부재(10), 상기 격벽 및 상기 인발 부재(15)에 삽통되는, 축전 소자.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전성 부재(8, 15)는, 상기 케이스(1) 밖에 배치되는 인발 부재(15)이며,
    상기 봉지 부재(10, 11)는, 상기 격벽의 외면에 배치되는 외부 봉지 부재(11)를 포함하고,
    상기 삽통부(12b)는, 상기 케이스(1)의 내측으로부터 외측을 향하여, 상기 격벽, 상기 외부 봉지 부재(11) 및 상기 인발 부재(15)에 삽통되는, 축전 소자.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전성 부재(8, 15)는, 상기 케이스(1) 내에 배치되는 집전체(8)로서, 상기 발전 요소(4)와 전기적으로 접속되는 집전체(8)이며,
    상기 봉지 부재(10, 11)는, 상기 격벽의 내면에 배치되는 내부 봉지 부재(10)와, 상기 격벽의 외면에 배치되는 외부 봉지 부재(11)를 포함하고,
    상기 삽통부(12b)는, 상기 케이스(1)의 외측으로부터 내측을 향하여, 상기 외부 봉지 부재(11), 상기 격벽, 상기 내부 봉지 부재(10) 및 상기 집전체(8)에 삽통되는, 축전 소자.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전성 부재(8, 15)는, 상기 케이스(1) 밖에 배치되는 인발 부재(15)이며,
    상기 봉지 부재(10, 11)는, 상기 격벽의 외면에 배치되는 외부 봉지 부재(11)와, 상기 격벽의 내면에 배치되는 내부 봉지 부재(10)를 포함하고,
    상기 삽통부(12b)는, 상기 케이스(1)의 내측으로부터 외측을 향하여, 상기 내부 봉지 부재(10), 상기 격벽, 상기 외부 봉지 부재(11) 및 상기 인발 부재(15)에 삽통되는, 축전 소자.
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