KR20130045810A - 밀봉 마개 및 축전 소자 - Google Patents

Abstract

관통 구멍에 안정적으로 설치하는 것이 가능한 밀봉 마개를 제공한다.
벽부(200)에 형성된 관통 구멍(210)을 밀봉하는 밀봉 마개(10)이며, 관통 구멍(210) 내에 배치되는 주축부(14)를 구비하고, 주축부(14)는 기둥부(12)와, 기둥부(12)의 선단에 접속되어서 배치되고, 주축부(14)의 축방향에 수직인 면에서의 단면의 외측 테두리 형상의 크기가 기둥부(12)의 선단의 외측 테두리 형상의 크기 이하인 선단부(13)를 갖고, 기둥부(12)은 주축부(14)의 축방향에 수직인 면에 있어서의 단면의 외측 테두리 형상이 가장 큰 태축부(12a)와, 태축부(12a)로부터 선단부(13)를 향하는 방향을 따라서 그 외측 테두리 형상이 작아지는 측면부(12b)를 갖는다.

Description

밀봉 마개 및 축전 소자{PLUG AND ELECTRIC STORAGE DEVICE THEREWITH}

본 발명은 예를 들어 이차 전지 외의 전지 등의 축전 소자의 외장인 용기에 이용 가능한 밀봉 마개 및 그것을 사용한 축전 소자에 관한 것이다.

이차 전지는 일차 전지의 대체 용도는 물론, 휴대 전화, IT 기기 등의 전자 기기의 전원으로서 널리 보급되고 있다. 특히, 리튬 이온 전지로 대표되는 비수 전해질 이차 전지는, 고에너지 밀도인 점에서, 전기 자동차 등의 산업용 대형 전기 기기에의 응용도 진행되고 있다.

이러한 이차 전지는 일반적으로 알루미늄 등의 금속제의 용기에 발전 요소 및 전해액이 봉입된 구성을 갖는다. 용기 표면에는 미리 관통 구멍이 개구되어 있고, 전해액은 발전 요소의 수납 후에 밀폐된 용기에 이 관통 구멍을 통하여 주입된다. 그 후, 상기 관통 구멍은 금속제의 밀봉 마개에 의해 밀봉되어, 용기의 밀폐 상태가 확보된다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

도 16a는 특허문헌 1에 개시된 종래의 기술에 있어서의 이차 전지의 용기의 밀봉 마개(100)의 구성을 도시하는 측면도이며, 도 16b는 상기 밀봉 마개(100)의 구성을 도시하는 사시도이며, 도 16c는 상기 밀봉 마개(100)의 구성을 도시하는 단면도(밀봉 마개(100)를 도 16a에 도시하는 중심축(D)을 포함하는 평면에서 절단한 경우의 단면도)이다. 또한, 도 17a는 상기 밀봉 마개(100)가 관통 구멍(210) 내에 배치된 상태를 도시하는 도면이다.

이들 도면에 도시한 바와 같이, 밀봉 마개(100)는 벽부(200)에 형성된 관통 구멍(210)에 감합하는 기둥부(102)와, 벽부(200) 표면에서 걸려지는 플랜지부(101)를 구비하고 있다. 또한, 밀봉 마개(100)는 관통 구멍(210)의 테두리부(211)와 가장 접촉하기 쉬운 부분인 기둥부(102)의 측단부가 매끄러운 곡면(103)으로서 형성되어 있다. 이에 의해, 금속제 부품인 기둥부(102)가 관통 구멍(210)에 원활하게 삽입되기 때문에, 부재끼리의 접촉에 기인하는 금속 찌꺼기를 비롯한 오염 물질의 발생을 저감하는 것이 가능하게 되어 있다.

일본 특허 제4110632호 공보

종래의 기술에 의한 밀봉 마개(100)의 구성은 이상과 같은 것인데, 상기 종래의 기술에 있어서는 이하와 같은 문제가 있었다.

즉, 밀봉 마개(100)에 의해 관통 구멍(210)을 밀봉할 때에, 관통 구멍(210)에 기둥부(102)를 삽입하여 가고정할 필요가 있다. 그러나, 실제로 밀봉 마개(100)를 손 또는 지그 등에 의해 관통 구멍(210) 상에 배치할 때에, 도 17b에 도시한 바와 같이, 밀봉 마개(100)는 관통 구멍(210)에 대하여 경사진 자세를 취하게 된다. 도 17b는 종래의 기술에 있어서의 밀봉 마개(100)의 과제를 설명하기 위한 도면이다.

이로 인해, 가령 기둥부(102)의 외경과 관통 구멍(210)의 내경과의 마진을 크게 취한 경우에도, 관통 구멍(210)의 테두리부(211)는 기둥부(102)의 곡면(103)상을 미끄러져서, 기둥부(102)의 측면에 걸려 버린다. 이것에 의해, 밀봉 마개(100)가 관통 구멍(210)에 안정된 자세로 배치되는 비율은 낮아져 버린다.

결과적으로, 가고정을 위하여 밀봉 마개(100)의 자세를 재조정하는 수고가 필요하게 되고, 이것은 이차 전지의 제작 시의 작업성을 현저하게 저하시켜, 이차 전지 제작의 생산성이 저하하게 되어 있었다.

이와 같이, 종래의 기술에 의한 밀봉 마개는 설치 시의 안정성이 나쁘기 때문에, 생산성이 저하할 우려가 있다는 과제가 있었다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 관통 구멍에 안정적으로 설치하는 것이 가능한 밀봉 마개 및 그것을 사용한 축전 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 형태에 따른 밀봉 마개는 벽부에 형성된 관통 구멍을 밀봉하는 밀봉 마개로서, 상기 관통 구멍 내에 배치되는 주축부를 구비하고, 상기 주축부는 기둥부와, 상기 기둥부의 선단에 접속되어서 배치되고, 상기 주축부의 축방향에 수직인 면에 있어서의 단면의 외측 테두리 형상의 크기가 상기 기둥부의 선단의 외측 테두리 형상의 크기 이하인 선단부를 갖고, 상기 기둥부는 상기 주축부의 축방향에 수직인 면에 있어서의 단면의 외측 테두리 형상이 가장 큰 태축부와, 상기 태축부로부터 상기 선단부를 향하는 방향을 따라서 그 외측 테두리 형상이 작아지는 측면부를 갖는다.

이것에 따르면, 밀봉 마개의 주축부는 기둥부의 태축부로부터 선단부에 걸쳐서 단면의 외측 테두리 형상이 작아지는 형상을 갖고 있기 때문에, 주축부를 관통 구멍 내에 삽입하기 쉬워, 정규의 자세를 유지한 상태에서 밀봉 마개를 가고정할 수 있다. 이로 인해, 상기 밀봉 마개에 의하면, 관통 구멍에 안정적으로 설치할 수 있다.

또한, 상기 태축부는 상기 기둥부의 상기 선단부와는 반대측의 단부에 배치되어 있고, 상기 밀봉 마개가 상기 관통 구멍을 밀봉할 때에 상기 관통 구멍의 개구 단부에 배치되도록 해도 된다.

이것에 따르면, 외측 테두리 형상이 가장 큰 태축부가 관통 구멍의 개구 단부에 배치되기 때문에, 주축부를 관통 구멍 내에 삽입할 때에, 주축부가 상기 개구 단부에 접촉하여 오염 물질이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

또한, 상기 태축부는 상기 기둥부의 상기 선단부와는 반대측의 단부와 상기 측면부의 단부 사이에 걸쳐서 통 형상으로 형성되어 있는 것으로 해도 된다.

이것에 따르면, 태축부는 통 형상의 부위이므로, 태축부가 관통 구멍에 끼워 넣어짐으로써 밀봉 마개를 관통 구멍에 견고하게 가고정할 수 있다. 이에 의해, 출력을 약화시킨 레이저 용접에 의해 밀봉 마개를 용기에 고정하는 가설(假設) 공정을 생략할 수 있어, 생산성을 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 상기 측면부는, 적어도 일부의 면에 있어서, 상기 주축부의 축방향에 수직인 면에 있어서의 단면의 외주 길이의 변화의 비율이 변화하고 있는 것으로 해도 된다.

이것에 따르면, 주축부는 태축부로부터 선단부를 향하여 외주 길이의 변화의 비율이 변화하고 있는 형상, 즉, 주축부의 축방향에 평행한 면에 있어서의 단면의 외측 테두리 형상이 곡선이 되는 형상을 적어도 일부의 면에 갖고 있다. 이로 인해, 주축부를 관통 구멍 내에 삽입할 때에, 주축부가 관통 구멍의 개구 단부 또는 내부에 접촉하여 오염 물질이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

또한, 상기 기둥부의 상기 선단부와는 반대측에 접속되어서 배치되고, 상기 밀봉 마개가 상기 관통 구멍을 밀봉할 때에 상기 벽부의 벽면 상에 상기 벽부로부터 노출되어서 배치되는 노출부를 더 구비하도록 해도 된다.

이것에 따르면, 밀봉 마개는 관통 구멍을 밀봉할 때에 노출부가 벽면 상에 노출되어서 배치되기 때문에, 밀봉 마개를 관통 구멍 내에 삽입하기 쉬워, 밀봉 마개를 관통 구멍에 안정적으로 설치할 수 있다.

또한, 상기 기둥부의, 상기 선단부와는 반대측의 단부와 상기 측면부의 단부 사이의 부위의 외형상은 상기 관통 구멍의 내형상에 대응하도록 해도 된다.

이것에 따르면, 기둥부의 기단부측의 부위의 외형상은 관통 구멍의 내형상에 대응하고 있기 때문에, 상기 기단부측의 부위가 관통 구멍에 끼워 넣어짐으로써 밀봉 마개를 관통 구멍에 견고하게 가고정할 수 있다. 이에 의해, 가설 공정을 생략할 수 있어, 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 기둥부는 상기 주축부의 무게 중심보다도 상기 선단부로부터의 거리가 먼 위치에 배치되어 있는 것으로 해도 된다.

이것에 따르면, 주축부의 무게 중심은 기둥부보다도 선단부에 가까이에 배치되어 있기 때문에, 밀봉 마개를 관통 구멍 내에 삽입할 때에, 밀봉 마개의 자세를 빠르게 정규의 자세로 이행시킬 수 있다.

또한, 상기 주축부의 축방향에 있어서의 길이는, 상기 기둥부보다 상기 선단부쪽이 긴 것으로 해도 된다.

이것에 따르면, 주축부는 기둥부보다 선단부쪽이 길게 구성되어 있기 때문에, 밀봉 마개를 관통 구멍 내에 삽입할 때에, 밀봉 마개의 자세를 빠르게 정규의 자세로 이행시킬 수 있다.

또한, 상기 주축부의 축방향의 길이는 상기 밀봉 마개가 상기 관통 구멍을 밀봉할 때의 상기 관통 구멍의 상기 축방향의 길이 이하인 것으로 해도 된다.

이것에 따르면, 주축부의 길이는 관통 구멍의 길이 이하이기 때문에, 관통 구멍의 하면으로부터 주축부가 돌출되는 일이 없어, 벽부 아래의 수납 스페이스에 밀봉 마개를 침입시키지 않도록 할 수 있다.

또한, 상기 태축부의 반경은 상기 기둥부의 상기 선단부와는 반대측의 단부면의 중심, 또는 상기 태축부와 상기 측면부의 경계면의 중심과, 상기 선단부의 선단면을 연결하는 최장의 직선 거리보다 작도록 해도 된다.

이것에 따르면, 태축부의 반경은, 기둥부의 기단부측의 단부면의 중심, 또는 태축부의 측면부측의 단부면의 중심과, 선단부의 선단면과의 최장거리보다 작기 때문에, 밀봉 마개를 관통 구멍 내에 삽입할 때에 밀봉 마개가 회전한 경우에도, 선단부에 의해 밀봉 마개의 상기 회전을 억제할 수 있다.

또한, 상기 기둥부는 상기 기둥부의 상기 선단부와는 반대측의 단부와 상기 태축부 사이에 형성된 측면으로서, 상기 주축부의 축방향에 수직인 면에 있어서의 단면의 외측 테두리 형상이 상기 태축부의 상기 외측 테두리 형상보다도 작은 측면을 갖도록 해도 된다.

이것에 따르면, 기둥부는 태축부보다도 기단부측에, 외측 테두리 형상이 태축부보다도 작은 부위를 가진 형상이어도 되고, 이 경우에도, 주축부를 관통 구멍 내에 삽입하기 쉬워, 밀봉 마개를 관통 구멍에 안정적으로 설치할 수 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 형태에 따른 축전 소자는, 개구를 갖는 용기 본체와, 상기 개구를 막는 덮개부와, 상기 용기 본체 내에 수납되는 전극체와, 상기 밀봉 마개를 구비하고, 상기 용기 본체 또는 상기 덮개부는 관통 구멍이 형성된 벽부를 갖고, 상기 밀봉 마개는 상기 벽부에 형성된 관통 구멍을 밀봉하고 있다.

이것에 따르면, 축전 소자의 벽부에 형성된 관통 구멍은 상기 밀봉 마개에 의해 밀봉되어 있기 때문에, 상기와 마찬가지로, 밀봉 마개가 관통 구멍에 안정적으로 설치된 축전 소자를 실현할 수 있다.

본 발명에 따르면, 관통 구멍에 안정적으로 설치하는 것이 가능한 밀봉 마개를 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 밀봉 마개의 구성을 도시하는 측면도.
도 2a는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 밀봉 마개의 구성을 도시하는 사시도.
도 2b는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 밀봉 마개의 구성을 도시하는 사시도.
도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 밀봉 마개가 발휘하는 효과를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 실시 형태 2에 따른 밀봉 마개의 구성을 도시하는 측면도.
도 5a는 본 발명의 실시 형태 2에 따른 밀봉 마개의 구성을 도시하는 사시도.
도 5b는 본 발명의 실시 형태 2에 따른 밀봉 마개의 구성을 도시하는 사시도.
도 6은 본 발명의 실시 형태 2에 따른 밀봉 마개가 발휘하는 효과를 설명하기 위한 도면.
도 7a는 본 발명의 실시 형태의 변형예 1에 따른 밀봉 마개의 구성을 도시하는 측면도.
도 7b는 본 발명의 실시 형태의 변형예 1에 따른 밀봉 마개의 구성을 도시하는 사시도.
도 8은 본 발명의 실시 형태의 변형예 1에 따른 밀봉 마개가 발휘하는 효과를 설명하기 위한 도면.
도 9a는 본 발명의 실시 형태의 변형예 2에 따른 밀봉 마개의 구성을 도시하는 측면도.
도 9b는 본 발명의 실시 형태의 변형예 2에 따른 밀봉 마개의 구성을 도시하는 사시도.
도 10은 본 발명의 실시 형태의 변형예 3에 따른 밀봉 마개의 구성을 도시하는 측면도.
도 11은 본 발명의 실시 형태의 변형예 4에 따른 밀봉 마개의 구성을 도시하는 측면도.
도 12는 본 발명의 실시 형태의 변형예 5에 따른 밀봉 마개의 구성을 도시하는 측면도.
도 13은 본 발명의 실시 형태의 변형예 6에 따른 밀봉 마개의 구성을 도시하는 측면도.
도 14는 본 발명의 실시 형태의 변형예 7에 따른 밀봉 마개의 구성을 도시하는 단면도.
도 15는 본 발명의 실시 형태 3에 따른 밀봉 마개를 사용한 이차 전지의 모식적 분해 사시도.
도 16a는 종래의 기술에 있어서의 밀봉 마개의 구성을 도시하는 측면도.
도 16b는 종래의 기술에 있어서의 밀봉 마개의 구성을 도시하는 사시도.
도 16c는 종래의 기술에 있어서의 밀봉 마개의 구성을 도시하는 단면도.
도 17a는 종래의 기술에 있어서의 밀봉 마개가 관통 구멍 내에 배치된 상태를 도시하는 도면.
도 17b는 종래의 기술에 있어서의 밀봉 마개의 과제를 설명하기 위한 도면.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하에서 설명하는 실시 형태는 모두 본 발명의 바람직한 일 구체예를 나타내는 것이다. 이하의 실시 형태에서 나타나는 수치, 형상, 재료, 구성 요소, 구성 요소의 배치 위치 및 접속 형태 등은 일례이며, 본 발명을 한정하는 취지가 아니다. 또한, 이하의 실시 형태에 있어서의 구성 요소 중, 본 발명의 최상위 개념을 나타내는 독립 청구항에 기재되어 있지 않은 구성 요소에 대해서는, 보다 바람직한 형태를 구성하는 임의의 구성 요소로 하여 설명된다.

(실시 형태 1)

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 밀봉 마개(10)의 구성을 도시하는 측면도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 밀봉 마개(10)는 벽부에 형성된 관통 구멍을 밀봉하는 밀봉 마개로서, 종래예와 마찬가지로, 상기 관통 구멍의 연신 방향에 평행한 중심축(D)으로부터 보아서 동심원을 이루도록 형성되는, 예를 들어 알루미늄제의 부재이다. 밀봉 마개(10)는 플랜지부(11)와 주축부(14)를 구비하고 있고, 주축부(14)는 기둥부(12) 및 선단부(13)를 구비하고 있다.

플랜지부(11)는 종래예의 플랜지부(101)와 마찬가지로, 관통 구멍을 직접 밀봉하는 원반 형상의 부위로서, 기둥부(12)의 선단부(13)와는 반대측(동도에서는 상측)에 접속되어서 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 플랜지부(11)는 밀봉 마개(10)가 관통 구멍을 밀봉할 때에 벽부의 벽면 상에 벽부로부터 노출되어서 배치되는 노출부이다. 또한, 플랜지부(11)의 형상은 원반 형상에 한정되지 않고, 직사각형판 형상 등이어도 된다. 또한, 플랜지부(11)는 특허 청구 범위에 기재된 「노출부」에 포함된다.

주축부(14)는 관통 구멍 내에 배치되는 부위이며, 축(중심축(D)) 방향의 길이가 밀봉 마개(10)가 관통 구멍을 밀봉할 때의 상기 관통 구멍의 상기 축방향의 길이 이하로 되도록 형성되어 있다. 이하에, 주축부(14)가 구비하는 기둥부(12) 및 선단부(13)에 대해서 구체적으로 설명한다.

기둥부(12)는 주축부(14)의 플랜지부(11)에 가까운 기단부측(동도에서는 상측)에 배치되는, 관통 구멍에 삽입 가능한 정도의 치수를 갖는 부위이다. 구체적으로는, 기둥부(12)는 주축부(14)의 축방향에 수직인 면에 있어서의 단면의 외측 테두리 형상이 원형 형상으로 되도록 형성되어 있다. 또한, 기둥부(12)는 주축부(14)의 무게 중심(동도의 무게 중심 G)보다도 선단부(13)로부터의 거리가 먼 위치에 배치되어 있다. 구체적으로는, 주축부(14)의 무게 중심 G는 기둥부(12)의 외측(동도에서는 하방)에 배치되어 있다.

선단부(13)는 기둥부(12)의 선단 부분에 접속되어서 배치된 원기둥 형상의 부위이다. 즉, 선단부(13)는 주축부(14)의 축방향에 수직인 면에 있어서의 단면의 외측 테두리 형상이 동일 형상 및 동일 치수의 원 형상을 유지한 채 연장되어서 형성되어 있다. 또한, 선단부(13)는 주축부(14)의 축방향에 수직인 면에 있어서의 단면의 외측 테두리 형상의 크기가, 기둥부(12)의 선단의 상기 외측 테두리 형상의 크기 이하이도록 형성되어 있다. 또한, 도면에 있어서, 선단부(13)의 측단부는 모서리를 제거하여 테이퍼 형상으로 가공된 것으로 하여 나타냈지만, 이 측단부의 형상은 모서리를 유지하거나, 또는 곡면으로 하는 등 임의의 형상이어도 된다.

이어서, 기둥부(12)의 상세에 대하여 설명한다. 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 밀봉 마개(10)의 구성을 도시하는 사시도이다. 구체적으로는, 도 2a는 플랜지부(11)의 경사 상방으로부터 내려본 밀봉 마개(10)의 사시도이며, 도 2b는 선단부(13)의 경사 하방으로부터 올려본 밀봉 마개(10)의 사시도이다.

도 1 및 도 2a에 도시한 바와 같이, 플랜지부(11)의 상면 중앙에는 레이저 용접 시의 마커의 역할을 하는 대접 형상의 오목부(10a)가 설치되어 있다.

또한, 도 1 및 도 2b에 도시한 바와 같이, 기둥부(12)는 선단부(13)와는 반대측의 단부에 배치된, 주축부(14)의 축방향에 수직인 면에 있어서의 단면의 외측 테두리 형상이 가장 큰 태축부(12a)를 갖고 있다. 본 실시 형태에서는, 태축부(12a)는 기둥부(12)의 기단부측(근원측)의 단부가 되는 플랜지부(11)와의 경계 부분에 배치된 부위이며, 주축부(14) 중에서 직경이 가장 굵고, 단면적이 가장 큰 부위이다. 또한, 태축부(12a)는 밀봉 마개(10)가 관통 구멍을 밀봉할 때에 상기 관통 구멍의 개구 단부에 배치되는 부위이다.

또한, 기둥부(12)는 선단측의 단부가 되는, 선단부(13)와의 경계 부분이 가장 직경이 가늘어져 있고, 또한, 그의 측면이 곡면으로서 형성되는 대략 원뿔대 형상을 갖고 있다.

즉, 기둥부(12)는 태축부(12a)로부터 선단부(13)를 향하는 방향을 따라서 그 외측 테두리 형상이 작아지는 측면부(12b)를 갖고 있다. 본 실시 형태에서는, 측면부(12b)는 그의 전체면에 있어서, 주축부(14)의 축방향에 수직인 면에 있어서의 단면의 외주 길이의 변화의 비율이 변화하고 있다. 즉, 기둥부(12)의 외경은, 플랜지부(11)에 가까운 태축부(12a)로부터 선단부(13)에 가까운 측을 향함에 따라, 서서히 변화의 비율을 바꾸면서 작아져 있다. 따라서, 도 1에 도시한 바와 같이, 기둥부(12)의 중심축(D)을 포함하는 평면에 있어서의 단면 형상의 윤곽은 곡선으로서 나타난다.

또한, 태축부(12a)의 외경은 관통 구멍의 내경과 거의 동일한 치수로 설정되어 있다. 또한, 태축부(12a)의 외경은 상기 관통 구멍의 내경보다도 조금 작아도 되고, 태축부(12a)를 상기 관통 구멍에 삽입할 수 있는 것이라면, 태축부(12a)의 외경은 상기 관통 구멍의 내경보다도 커도 상관없다.

또한, 주축부(14)의 축방향에 있어서의 길이는, 기둥부(12)보다 선단부(13)쪽이 길다. 구체적으로는, 중심축(D)을 기준으로 하여, 선단부(13)의 높이는 기둥부(12)의 높이의 2배 정도가 되어 있다.

또한, 태축부(12a)의 반경은 기둥부(12)의 선단부(13)와는 반대측의 단부면의 중심, 또는 태축부(12a)와 측면부(12b)의 경계면의 중심과, 선단부(13)의 선단면을 연결하는 최장의 직선 거리보다 작다. 본 실시 형태에서는, 태축부(12a)의 반경은, 주축부(14)의 전체 높이, 즉 태축부(12a)로부터 선단부(13)의 선단면까지의 거리보다 짧아져 있다.

이러한 본 실시 형태 1에 따른 밀봉 마개(10)는 주축부(14)로서, 선단 방향을 향하여 단면의 외측 테두리 형상이 작아지는 대략 원뿔대 형상의 기둥부(12)를 구비함과 함께, 기둥부(12)의 선단에 선단부(13)를 더 구비한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 실시 형태의 밀봉 마개(10)에 의해 이차 전지 등의 축전 소자의 금속제의 용기의 벽부(200)에 개구된 관통 구멍(210)을 밀봉할 때의 효과에 대해서, 도 3의 (a) 내지 도 3의 (c)의 주요부 단면도를 참조하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 밀봉 마개(10)가 발휘하는 효과를 설명하기 위한 도면이다.

도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 밀봉 마개(10)에 있어서는, 선단부(13)가 기둥부(12)의 가장 가는 부분과 동일한 굵기를 갖고 있다. 즉, 선단부(13)는 반드시 관통 구멍(210)의 내경보다도 가늘다. 이로 인해, 손 또는 지그로 밀봉 마개(10)를 유지한 상태에 있어서도, 선단부(13)를 관통 구멍(210) 내에 위치시킬 수 있도록 삽입하는 것이 가능하고, 또한, 기둥부(12)의 변위를 구속하는 역할을 한다. 여기서, 관통 구멍(210)은 예를 들어, 전해액을 축전 소자의 용기의 내부에 주입하기 위한 주액 구멍이며, 밀봉 마개(10)는 상기 주액 구멍을 막는 주액 마개이다.

이 상태에서 밀봉 마개(10)를 관통 구멍(210)의 연신 방향을 향하여 더 삽입하면, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 관통 구멍(210)의 개구 단부인 테두리부(211)에 기둥부(12)의 측면이 접촉한다. 기둥부(12)의 측면은 곡면이므로, 테두리부(211)가 이 측면을 미끄러뜨리면서, 기둥부(12)는 관통 구멍(210)의 안쪽으로 유도된다. 기둥부(12)의 선단 부분부터 근원 부분까지의 부분도, 선단부(13)와 마찬가지로 관통 구멍(210)의 내경보다도 충분히 작은 외경을 갖기 때문에, 삽입 도중에 있어서는, 기둥부(12) 및 선단부(13)는 관통 구멍(210) 내에서는 자세가 자유롭게 변화한다. 이로 인해, 밀봉 마개(10)는 그 외경이 관통 구멍(210)의 내경에 거의 동등한 기둥부(12)의 근원 부분, 즉 태축부(12a)가 관통 구멍(210)에 끼워 맞춰질 때까지 삽입된다.

최종적으로는, 도 3의 (c)에 도시한 바와 같이, 기둥부(12)가 관통 구멍(210)에 태축부(12a)로 끼워 맞춰지고, 플랜지부(11)에 의해 관통 구멍(210)이 완전히 덮이게 되어, 밀봉 마개(10)의 관통 구멍(210)에의 가고정이 완성된다. 상기 가고정의 완성 시에는, 밀봉 마개(10)는 그 중심축(D)이 관통 구멍(210)의 연신 방향에 평행하게 된 정규의 자세를 유지하고 있다.

이상과 같이, 본 실시 형태 1의 밀봉 마개(10)에 의하면, 주축부(14)는 기둥부(12)의 태축부(12a)로부터 선단부(13)에 걸쳐서 단면의 외측 테두리 형상이 작아지는 형상을 갖고 있다. 즉, 주축부(14)로서, 측면이 곡면으로서 형성되는 대략 원뿔대 형상의 기둥부(12), 및 기둥부(12)로부터 연신하는 선단부(13)를 구비하고 있다. 이에 의해, 주축부(14)를 관통 구멍(210) 내에 삽입하기 쉽고, 정규의 자세를 유지한 상태에서 밀봉 마개(10)를 가고정할 수 있다. 이로 인해, 밀봉 마개(10)의 관통 구멍(210)에의 안정된 설치가 가능해진다.

또한, 주축부(14)는 태축부(12a)로부터 선단부(13)를 향하여 외주 길이의 변화의 비율이 변화하고 있는 형상을 갖고 있는, 즉, 기둥부(12)의 측면은 곡면으로서 형성되어 있다. 이로 인해, 주축부(14)의 관통 구멍(210) 내에의 삽입 시에 있어서의 밀봉 마개(10)와 관통 구멍(210)의 내부 또는 테두리부(211)와의 접촉에 기인하는 오염 물질의 발생도 억제할 수 있다.

또한, 밀봉 마개(10)는 관통 구멍(210)을 밀봉할 때에 플랜지부(11)가 벽부(200)의 벽면 상에 노출되어서 배치되기 때문에, 밀봉 마개(10)를 관통 구멍(210) 내에 삽입하기 쉽고, 밀봉 마개(10)를 관통 구멍(210)에 안정적으로 설치할 수 있다.

또한, 외측 테두리 형상이 가장 큰 태축부(12a)가 관통 구멍(210)의 테두리부(211)에 배치되기 때문에, 주축부(14)를 관통 구멍(210) 내에 삽입할 때에, 주축부(14)가 테두리부(211)에 접촉하여 오염 물질이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

또한, 주축부(14)는 기둥부(12)보다 선단부(13)쪽이 길도록 구성되어 있기 때문에, 밀봉 마개(10)를 관통 구멍(210) 내에 삽입할 때에, 밀봉 마개(10)의 자세를 빠르게 정규의 자세로 이행시킬 수 있다.

또한, 주축부(14)의 길이는 관통 구멍(210)의 길이 이하이기 때문에, 관통 구멍(210)의 하면으로부터 주축부(14)가 돌출되는 일이 없어, 벽부(200) 아래의 수납 공간에 밀봉 마개(10)를 침입시키지 않도록 할 수 있다.

또한, 태축부(12a)의 반경은 기둥부(12)의 기단부측의 단부면의 중심, 또는 태축부(12a)의 측면부측의 단부면의 중심과, 선단부(13)의 선단면과의 최장거리보다 작다. 구체적으로는, 밀봉 마개(10)는 기둥부(12)를 포함한 주축부(14)의 길이가 태축부(12a)의 반경보다 커져 있다. 이로 인해, 밀봉 마개(10)를 관통 구멍(210) 내에 삽입할 때에, 관통 구멍(210)의 연신 방향에 대하여 밀봉 마개(10)가 과도하게 기우는 것을 방지함과 동시에, 관통 구멍(210) 내에서 밀봉 마개(10)가 축 주위로 회전하는 것이 억제된다. 이에 의해, 보다 안정된 자세로 밀봉 마개(10)를 관통 구멍(210) 내에 삽입할 수 있다.

또한, 상기 설명에 있어서는, 도 3의 (b)에 도시하는 상태에서는, 손 또는 지그로 밀봉 마개(10)를 유지하면서 삽입을 행하는 것으로 하였다. 그러나, 이 상태에서 밀봉 마개(10)의 유지를 해제한 경우에도, 선단부(13)의 중량에 의해 기둥부(12)는 관통 구멍(210)의 안쪽에 침강함과 함께, 기둥부(12)의 측면이 관통 구멍(210)의 테두리부(211)를 미끄러지면서, 기둥부(12) 주위의 근원 부분이 테두리부(211)에 끼워져 들어간다. 이로 인해, 도 3의 (c)에 도시하는 가고정의 상태는 삽입한 경우와 마찬가지로 실현되게 된다. 특히 이 경우, 도 1에 도시한 바와 같이, 주축부(14)의 무게 중심 G는 태축부(12a)를 포함하는 기둥부(12)보다도 선단부(13) 가까이(동도에서는 하측)에 배치되어 있기 때문에, 밀봉 마개(10)를 관통 구멍(210) 내에 삽입할 때에, 밀봉 마개(10)의 자세를 빠르게 정규의 자세로 이행시킬 수 있어 바람직하다.

또한, 상기 설명에 있어서는, 태축부(12a)의 반경은 주축부(14)의 전체 높이, 즉 태축부(12a)로부터 선단부(13)의 선단면까지의 거리보다 짧은 것으로 하였다. 그러나, 도 1에 도시한 바와 같이, 태축부(12a)의 중심 C1로부터 선단부(13)의 선단의 단부면을 연결하는 직선 중, 최장의 거리인 직선 L1보다 짧으면, 경사나 축 주위의 회전을 억제하는 효과는 충분히 얻어진다.

또한, 상기 설명에 있어서는, 측면부(12b)에 형성된 면은, 단면의 외주 길이의 변화의 비율이 변화하고 있는 곡면인 것으로 하였다. 그러나, 측면부(12b)에 형성된 면은 상기 외주 길이의 변화의 비율이 일정한 면이어도 된다. 즉, 기둥부(12)의 중심축을 포함하는 면에 있어서의 단면 형상의 윤곽이 경사진 직선으로 나타내어지는 형상이어도 상관없다. 이것에 의해서도 주축부(14)를 관통 구멍(210) 내에 삽입하기 쉽고, 밀봉 마개(10)의 관통 구멍(210)에의 안정된 설치가 가능해진다는 효과는 얻어진다.

또한, 주축부(14)가 구비하는 기둥부(12) 및 선단부(13)의 단면의 외측 테두리 형상은 원 형상으로는 한정되지 않고, 타원 형상이나 직사각 형상 등이어도 상관없다.

(실시 형태 2)

본 발명의 실시 형태 2에 따른 밀봉 마개(20)는 실시 형태 1의 밀봉 마개(10)의 구성에 있어서, 기둥부가, 통 형상의 측면이 두꺼운 태축부가 형성된 것인 것을 특징으로 한다.

도 4는 본 발명의 실시 형태 2에 따른 밀봉 마개(20)의 구성을 도시하는 측면도이며, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시 형태 2에 따른 밀봉 마개(20)의 구성을 도시하는 사시도이다. 구체적으로는, 도 5a는, 플랜지부(21)의 경사 상방으로부터 내려본 밀봉 마개(20)의 사시도이며, 도 5b는 선단부(23)의 경사 하방으로부터 올려본 밀봉 마개(20)의 사시도이다.

도 4 및 도 5b에 도시한 바와 같이, 밀봉 마개(20)는 실시 형태 1의 플랜지부(11)와 마찬가지의 외형 치수를 갖는 플랜지부(21)와, 기둥부(12)의 곡면과 마찬가지의 곡면을 갖는 기둥부(22)와, 기둥부(22)로부터 연신하는 선단부(23)를 구비하고 있다.

여기서, 기둥부(22)에 있어서는, 플랜지부(21)에 가까운 측에는 원통형의 태축부(22a)가 형성되어 있고, 선단부(23)에 가까운 측에는 곡면을 갖는 측면부(22b)가 형성되어 있다. 즉, 기둥부(22)는 플랜지부(21)로부터 동일 외경의 태축부(22a)로 연신한 후, 측면부(22b)에 의해 단면적을 서서히 작게 하여, 선단부(23)에 연속한 구성을 갖는다.

이와 같이, 태축부(22a)는 기둥부(22)의 선단부(23)와는 반대측의 단부와 측면부(22b)의 단부 사이에 걸쳐서 통 형상으로 형성되어 있다. 또한, 기둥부(22)의, 선단부(23)와는 반대측의 단부와 측면부(22b)의 단부 사이의 부위의 외형상(태축부(22a)의 외형상)은 관통 구멍의 내형상에 대응하고 있다. 즉, 태축부(22a)의 외경은 관통 구멍의 내경과 거의 동일한 치수로 설정되어 있다. 또한, 태축부(22a)와 측면부(22b)의 높이(주축부(24)의 축방향에 있어서의 길이)는 거의 동일하다.

또한, 도 4 및 도 5a에 도시한 바와 같이, 플랜지부(21)의 상면 중앙에는, 실시 형태 1의 오목부(10a)와 마찬가지로, 대접 형상의 오목부(20a)가 설치되어 있다.

실시 형태 1과 마찬가지로, 밀봉 마개(20)의 각 부는 관통 구멍의 연신 방향을 따른 중심축(D)으로부터 보아서 동심원을 이루도록 형성되는 금속제의 부재이다. 선단부(23)는 기둥부(22)의 선단 부분의 단면 형상을 유지한 채 연장되는 원기둥 형상의 형상을 갖는데, 그의 높이는 기둥부(22)의 높이보다 낮다.

따라서, 밀봉 마개(20)에 있어서의 주축부(24)는 기둥부(22)의 원통 형상의 태축부(22a)가 가장 굵고, 측면부(22b)를 거쳐서 서서히 가늘게 변화하고, 또한 기둥부(22)의 선단부(23)에 가까운 측단부 및 선단부(23)가 가장 가는 구성이 되어 있다. 또한, 도면에 있어서, 선단부(23)의 측단부는 모서리를 제거하여 테이퍼 형상으로 가공된 것으로 하여 나타냈지만, 이 측단부의 형상은 모서리를 유지하거나, 또는 곡면으로 하는 등 임의의 형상이어도 된다.

이어서, 본 실시 형태의 밀봉 마개(20)에 의해, 이차 전지 등의 축전 소자의 금속제의 용기의 벽부(200)에 개구된 관통 구멍(210)을 밀봉하는 공정에 있어서 얻어지는 효과에 대해서, 도 6의 (a) 내지 도 6의 (d)의 주요부 단면도를 참조하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 실시 형태 2에 따른 밀봉 마개(20)가 발휘하는 효과를 설명하기 위한 도면이다.

도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 밀봉 마개(20)는 관통 구멍(210)의 내경보다 충분히 가는 선단부(23), 및 기둥부(22)의 선단 부분이 관통 구멍(210) 내에서 위치될 수 있도록 삽입된다. 여기서, 관통 구멍(210)은 예를 들어, 전해액을 축전 소자의 용기의 내부에 주입하기 위한 주액 구멍이며, 밀봉 마개(20)는 상기 주액 구멍을 막는 주액 마개이다.

그리고, 밀봉 마개(20)를 관통 구멍(210)에 더 삽입하면, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 관통 구멍(210)의 개구 단부인 테두리부(211)에 기둥부(22)의 측면부(22b)가 접촉하고, 실시 형태 1의 밀봉 마개(10)와 마찬가지로, 테두리부(211)가 측면부(22b)를 미끄러지면서, 기둥부(22)는 관통 구멍(210)의 안쪽으로 유도된다.

그리고, 밀봉 마개(20)의 관통 구멍(210)에의 삽입을 계속하면, 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이, 밀봉 마개(20)는 관통 구멍(210)의 내경과 거의 동일한 굵기인 태축부(22a)로 관통 구멍(210)에 끼워 맞춰져서, 중심축(D)이 관통 구멍(210)의 연신 방향과 평행해진, 정규의 자세로서 안정된다. 또한, 태축부(22a)의 외경은 관통 구멍(210)의 내경보다도 조금 작아도 되고, 태축부(22a)를 관통 구멍(210)에 삽입할 수 있는 것이라면, 태축부(22a)의 외경은 상기 관통 구멍의 내경보다도 커도 상관없다.

또한 밀봉 마개(20)의 관통 구멍(210)에의 삽입을 계속하면, 도 6의 (d)에 도시한 바와 같이, 밀봉 마개(20)는 정규의 자세를 유지하면서, 태축부(22a)와 관통 구멍(210)의 내벽이 면 접촉한 상태에서 침강한다. 그리고, 플랜지부(21)가 벽부(200)의 표면에 접촉하여 관통 구멍(210)은 덮여서, 밀봉 마개(20)의 관통 구멍(210)에의 가고정이 완성된다.

이와 같이, 본 실시 형태 2의 밀봉 마개(20)에 따르면, 실시 형태 1과 마찬가지로, 주축부(24)로서 기둥부(22) 및 선단부(23)를 구비함으로써 정규의 자세를 유지한 상태에서 밀봉 마개를 안정적으로 설치하는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시 형태 2에 따르면, 기둥부(22)를 원통 형상의 태축부(22a)와 측면부(22b)로 구성하고, 태축부(22a)의 외형상을 관통 구멍(210)의 내형상에 대응한 형상으로 하였다. 이에 의해, 태축부(22a)가 관통 구멍(210)에 끼워 넣어짐으로써 관통 구멍(210)과 밀봉 마개(20)를 보다 견고하게 결합한 가고정을 실현할 수 있다.

이것은, 이하의 이점을 갖는다. 즉, 관통 구멍에 끼워 넣어져 가고정된 밀봉 마개는 최종적으로는 레이저 용접에 의해 완전히 용기에 고정된다. 그러나, 레이저 용접의 출력이 크면, 레이저광의 조사에 의해 용융된 용기, 밀봉 마개 또는 용접봉의 증산의 기세로 밀봉 마개가 관통 구멍으로부터 부상하는 등, 밀봉 마개의 자세가 가고정의 상태로부터 변화하고, 나아가서는 관통 구멍으로부터 박리되어버리는 등의 우려가 있다. 이것을 방지하기 위해서, 종래의 공정에 있어서는, 출력을 약화시킨 레이저 용접에 의해 밀봉 마개를 용기에 고정하는, 소위 가설 공정을 필요로 하고 있었다.

이에 비해, 본 실시 형태 2의 밀봉 마개(20)는 태축부(22a)가 관통 구멍(210)에 끼워 맞춰져 있기 때문에, 대출력의 레이저광에 저항하여 가고정 시의 위치를 유지할 수 있다. 그 결과, 가설 공정을 생략하여, 전지의 생산성을 향상시키는 것이 가능해진다. 또한, 상기 설명에 있어서는, 중심선 D를 기준으로 하여, 태축부(22a)와 측면부(22b)의 높이는 거의 동일한 것으로 했지만, 높이는 불균등한 것으로 해도 된다. 그러나, 양쪽을 거의 동일하게 한 경우에는, 가고정의 안정성과, 관통 구멍에의 끼워 맞춤의 양쪽의 효과의 균형이 잡혀서 보다 바람직하다.

또한, 상기 설명에 있어서는, 태축부(22a)는 그의 단면 형상이 중심축(D)에 대하여 동일 형상인, 원통 형상의 부위인 것으로 하였다. 그러나, 태축부(22a)의 구성은 이것에 한정되는 것은 아니라, 태축부(22a)의 단면 형상은 관통 구멍(210)의 연신 방향에 직교하는 단면 형상에 대응한 것이면 된다. 즉, 관통 구멍(210)의 단면 형상이 원형이 아니고 타원, 장원(長圓), 다각형 등이면, 태축부(22a)의 단면 형상도 이들에 대응한 각종 통형의 형상이어도 된다.

특히 관통 구멍(210)의 단면 형상이 타원이나 장원인 경우이면, 기둥부(22)는 태축부(22a) 뿐만 아니라, 측면부(22b)의 단면 형상도, 관통 구멍(210)의 단면 형상에 대응시키도록 해도 된다. 또한, 선단부(23)의 단면 형상도 관통 구멍(210)의 단면 형상에 대응시키도록 해도 된다. 이 기둥부(22) 및 선단부(23)의 단면 형상의 변형예는, 실시 형태 2의 밀봉 마개(20) 뿐만 아니라, 실시 형태 1의 밀봉 마개(10)에 있어서도 적용할 수 있다.

(변형예 1)

또한, 관통 구멍(210)의 단면 형상이 변화하는 경우에도, 이것에 추종하여 단면 형상을 변화시킨 기둥부를 구비한 구성도 본 발명에 포함된다. 그의 일례를 도 7a 및 도 7b에 도시하였다. 도 7a는 본 발명의 실시 형태의 변형예 1에 따른 밀봉 마개(30)의 구성을 도시하는 측면도이며, 도 7b는 본 발명의 실시 형태의 변형예 1에 따른 밀봉 마개(30)의 구성을 도시하는 사시도이다.

도 7a의 측면도 및 도 7b의 올려본 사시도에 도시하는 밀봉 마개(30)는 실시 형태 1의 밀봉 마개(10)의 변형예이다. 밀봉 마개(10)와 마찬가지로 밀봉 마개(30)에 있어서, 주축부(34)는 플랜지부(31)와의 경계에 형성된 태축부(32c)와 측면부(32d)를 갖는 기둥부(32)를 구비하고 있다.

그리고, 측면부(32d)는 선단부(33)에 가까운 측에 밀봉 마개(10)의 측면부(12b)가 갖는 곡면과 동일한 곡면(32a)을 갖고, 태축부(32c)에 가까운 측에 테이퍼면(32b)을 갖고 있다.

즉, 기둥부(32)는 중심축(D)에 직교하는 면에서의 단면적이 선단부(33)와의 경계 부분에 있어서 가장 작고, 또한 플랜지부(31)와의 경계 부분인 태축부(32c)에 있어서 가장 큰 구성이 되고 있는 점에 있어서는 밀봉 마개(10)와 마찬가지이지만, 중심축(D)의 연신 방향을 기준으로 한 외경의 변화의 방법이 곡면(32a)과 테이퍼면(32b)에서 상이하다.

즉, 곡면(32a)은 중심축(D)에 따른 위치의 변화에 따라서 외경의 변화의 비율이 변화하여, 도 7a에 도시한 바와 같이, 측면도에 있어서의 윤곽은 곡선으로서 나타난다. 이에 비해, 테이퍼면(32b)은 중심축(D)에 따른 위치의 변화에 따른 외경의 변화의 비율은 일정해서, 동도에 도시하는 윤곽은 직선으로서 나타난다.

한편, 플랜지부(31)의 치수 및 형상은 상기 각 실시 형태의 밀봉 마개(10, 20)의 플랜지부(11, 21)와 동일하고, 기둥부(32) 및 선단부(33) 각각의 외형적 특징인 곡면 및 원기둥 형상도, 상기 밀봉 마개(10, 20)의 기둥부(12, 22) 및 선단부(13, 23)와 공통되어 있다.

이상과 같은 구성을 갖는 밀봉 마개(30)는 도 8의 (a) 내지 도 8의 (c)의 각 도면에 도시한 바와 같이, 단면이 테이퍼 형상의 관통 구멍(220)에 적합한 구성이다. 도 8은 본 발명의 실시 형태의 변형예 1에 따른 밀봉 마개(30)가 발휘하는 효과를 설명하기 위한 도면이다.

동도에 도시한 바와 같이, 상기 각 실시 형태의 경우와 마찬가지로, 밀봉 마개(30)는 관통 구멍(220) 내에 먼저 선단부(33)가 삽입된다. 또한, 관통 구멍(220)은 예를 들어, 전해액을 축전 소자의 용기의 내부에 주입하기 위한 주액 구멍이며, 밀봉 마개(30)는 상기 주액 구멍을 막는 주액 마개이다. 그리고, 관통 구멍(220)의 테두리부(221)에, 기둥부(32)의 곡면(32a)이 먼저 접촉하면서, 이어서 테이퍼면(32b)이 관통 구멍(220)에 끼워 넣어진다. 이에 의해, 밀봉 마개(30)는 중심축(D)이 관통 구멍(220)의 연신 방향에 평행한 정규의 자세로 관통 구멍(220)에 가고정된다.

이와 같이, 기둥부(32)의 구성은 밀봉 마개(30)가 밀봉하는 관통 구멍(220)의 형상에 대응한 것이면 임의의 형상이어도 되고, 각종 관통 구멍의 형상에 적응하여 본 발명의 효과를 발휘하는 것이 가능해진다.

상기 각 실시 형태에 있어서는, 기둥부(12 및 22)는 모두, 측면부(12b 및 22b)가 모두, 중심축(D)에 따른 위치의 변화에 따른 외경의 변화의 비율이 변화하는 곡면이었던 것에 비해, 상술한 변형예 1에서는, 측면부(32d)의 일부가 단면적의 변화의 비율이 일정한 테이퍼면으로서 형성되는 것이다.

(변형예 2)

또한 다른 일례를 도 9a 및 도 9b에 도시하였다. 도 9a는 본 발명의 실시 형태의 변형예 2에 따른 밀봉 마개(40)의 구성을 도시하는 측면도이며, 도 9b는 본 발명의 실시 형태의 변형예 2에 따른 밀봉 마개(40)의 구성을 도시하는 사시도이다.

도 9a의 측면도 및 도 9b의 올려본 사시도에 도시하는 밀봉 마개(40)는 실시 형태 2의 밀봉 마개(20)의 변형예이다. 밀봉 마개(20)와 마찬가지로, 밀봉 마개(40)에 있어서, 주축부(44)는 플랜지부(41)와의 경계에 형성된 원통형의 태축부(42a)와 측면부(42b)를 갖는 기둥부(42)를 구비하고 있다.

측면부(42b)는 태축부(42a)에 가까운 측에 곡면(42b1)을 갖고, 선단부(43)에 가까운 측에 테이퍼면(42b2)을 갖고 있다. 곡면(42b1)은 태축부(42a)에 가까운 측이 가장 굵고, 테이퍼면(42b2)에 가까운 측이 가장 가는 곡면으로 되어 있다. 즉, 측면부(42b)는 적어도 일부의 면에 있어서, 주축부(44)의 축방향에 수직인 면에 있어서의 단면의 외주 길이의 변화의 비율이 변화하고 있다.

따라서, 기둥부(42) 전체로서는 곡면(42b1)으로부터 테이퍼면(42b2)을 향함에 따라서 그 외경은 서서히 작아지고 있고, 실시 형태 2와 마찬가지로, 선단부(43) 및 기둥부(42)는 관통 구멍 내에 위치될 수 있도록 삽입 가능한 치수를 유지하고 있다. 또한, 도면에 있어서는, 비교를 위하여, 실시 형태 2의 기둥부(22)의 윤곽을 점선에 의해 나타냈다.

기둥부(42)에 있어서, 측면부(42b)의 가장 직경이 굵은 부분인 플랜지부(41)에 가까운 측은, 도 6의 (a) 및 도 6의 (b) 등에 나타낸 실시 형태 2의 기둥부(22)와 마찬가지로, 밀봉 마개(40)의 배치 시에, 관통 구멍의 테두리부와 접촉할 가능성이 높은 부위이다. 따라서, 기둥부(42)는 적어도 이 부위를, 외경의 변화의 비율이 변화하는 곡면으로 구성함으로써, 접촉에 수반하는 오염 물질의 발생을 억제함과 함께, 선단부(43) 및 기둥부(42)의 관통 구멍에의 삽입을 원활하게 행하는 것을 가능하게 하고 있다.

또한, 기둥부(42)를 포함하는 밀봉 마개(40)는 실시 형태 2의 밀봉 마개(20)에 기초하는 것으로 했지만, 실시 형태 1의 밀봉 마개(10)에 적용해도 된다. 또한, 상기 설명에 있어서는, 태축부(42a)에 가까운 측이 곡면(42b1)으로서 형성되고, 선단부(43)에 가까운 측을 테이퍼면(42b2)으로 했지만, 곡면과 테이퍼면의 관계는 반대로 해도 된다. 또한, 다른 실시 형태와 마찬가지로, 도면에 있어서 선단부(43)의 측단부는 모서리를 제거하여 테이퍼 형상으로 가공된 것으로 하여 나타냈지만, 이 측단부의 형상은 모서리를 유지하거나, 또는 곡면으로 하는 등 임의의 형상이어도 된다.

이상과 같이, 기둥부(42)는 태축부(42a)와 곡면(42b1)을 갖는 것이면 되는데, 그 곡면(42b1)의 구체적인 형태에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 설명에 있어서는, 곡면(42b1)의 곡면의 변화는 기둥부(42)의 외경의 변화에 기초하는 것으로 했지만, 이것은 기둥부(42)의, 관통 구멍의 연신 방향에 따른 단면 형상이 원형인 것에 기초하는 것으로서, 타원형, 장원형 등의 기타의 형상에 있어서 대응하는 경우에는, 상기 단면 형상의 외주 길이의 변화로 바꿔 놓으면 된다.

(변형예 3)

또한, 각 실시 형태에 있어서, 플랜지부와 기둥부는 태축부를 개재함으로써 직접 결합되어 있는 구성인 것으로 했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 도 10은 본 발명의 실시 형태의 변형예 3에 따른 밀봉 마개(50)의 구성을 도시하는 측면도이다.

동도에 도시한 바와 같이, 밀봉 마개(50)는 기둥부(52)와 선단부(53)를 구비하고, 기둥부(52)는 태축부(52a)와 2개의 측면부(52b 및 52c)를 갖고 있다. 여기서, 측면부(52b)는 실시 형태 2에 있어서의 측면부(22b)와 마찬가지의 구성이며, 측면부(52c)는 플랜지부(51)의 바로 아래에 설치된 원뿔대 형상의 측면을 갖는 부위이다.

그리고, 측면부(52c)는 주축부(54)의 축방향에 수직인 면에 있어서, 태축부(52a)보다도 작은 외측 테두리 형상(단면적)을 갖고 있다. 도면에 있어서는, 비교를 위하여, 실시 형태 2의 태축부(22a)의 윤곽을 점선에 의해 나타냈다. 또한, 측면부(52c)는 플랜지부(51)와 태축부(52a) 사이에 형성된, 태축부(52a)의 단면적 미만의 단면을 갖는 측면에 상당하는 것이다.

즉, 기둥부(52)는 기둥부(52)의 선단부(53)와는 반대측의 단부와 태축부(52a)와의 사이에 형성된 측면이며, 주축부(54)의 축방향에 수직인 면에 있어서의 단면의 외측 테두리 형상이 태축부(52a)의 상기 외측 테두리 형상보다도 작은 측면을 갖고 있다.

이러한 구성이어도, 주축부(54)를 이루는 선단부(53) 및 기둥부(52)는 관통 구멍 내에서 위치 자유롭게 삽입 가능하고, 또한 기둥부(52)에는 태축부(52a)가 형성되어 있는 점에서, 관통 구멍과의 끼워 맞춤을 확보할 수 있고, 또한 측면부(52b)와 선단부(53)와의 작용에 의해, 실시 형태 2의 경우와 마찬가지의 효과가 얻어진다.

(변형예 4)

또한, 실시 형태 2에 있어서는, 선단부(23)의 높이는 기둥부(22)의 높이 보다 낮은 것으로 했지만, 이것에 한정되지 않는다. 도 11은 본 발명의 실시 형태의 변형예 4에 따른 밀봉 마개(60)의 구성을 도시하는 측면도이다.

동도에 도시한 바와 같이, 실시 형태 1과 마찬가지로, 상기 높이가 기둥부(62)의 측면부(62b)보다 높은 선단부(63)를 구비한 밀봉 마개(60)로서 구성해도 된다. 이 경우에도, 주축부(64)의 무게 중심 G를, 태축부(62a)를 포함하는 기둥부(62)보다도 하측에 위치시킴으로써, 밀봉 마개(60)의 자세를 빠르게 정규의 자세로 이행시킬 수 있어 바람직하다.

또한, 실시 형태 1의 경우와 마찬가지로, 태축부(62a)의 반경을, 주축부(64)의 전체 높이보다 짧게 하는 것이 바람직하다. 즉, 적어도, 통형의 태축부(62a)의 상하 각 저면 중 측면부(62b)에 가까운 면의 중심 C2로부터 선단부(63)의 선단의 단부면을 연결하는 직선 중, 최장의 거리인 직선 L2보다 태축부(62a)의 반경이 짧으면, 경사나 축 주위의 회전을 억제하는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 도 11의 예에 한하지 않고, 실시 형태 2의 밀봉 마개(20)와 같이, 태축부가 두께를 갖는 경우에는, 항상 선단부에 가까운 중심을 기준으로 함으로써 상기 경사나 축 주위의 회전을 억제하는 효과가 얻어진다.

이와 같이, 태축부(62a)의 반경은 기둥부(62)의 선단부(63)와는 반대측의 단부면의 중심, 또는 태축부(62a)와 측면부(62b)의 경계면의 중심과, 선단부(63)의 선단면을 연결하는 최장의 직선 거리보다 작은 것이 바람직하다.

(변형예 5)

또한, 상기 각 실시 형태 및 각 변형예에 있어서는, 밀봉 마개가 관통 구멍을 밀봉할 때에 플랜지부가 벽부의 벽면 상에 벽부로부터 노출되어서 배치되도록 했지만, 이것에 한정되지 않는다. 도 12는 본 발명의 실시 형태의 변형예 5에 따른 밀봉 마개(70)의 구성을 도시하는 측면도이다.

동도에 도시한 바와 같이, 벽부(300)에는, 단 형상의 관통 구멍(310)이 형성되어 있다. 즉, 관통 구멍(310)은 플랜지부(71)가 삽입되는 직경이 큰 부분과, 주축부(74)가 삽입되는 직경이 작은 부분을 갖고 있으며, 밀봉 마개(70)의 전체가 관통 구멍(310) 내에 배치된다. 이와 같이, 밀봉 마개(70)가 관통 구멍(310)을 밀봉할 때에 플랜지부(11)는 벽부(300)로부터 노출하지 않고, 관통 구멍(310) 내에 배치되어 있다.

이상의 구성에 의해서도 상기 실시 형태 1과 동일한 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 동도에서는, 밀봉 마개(70)로서, 실시 형태 1에 있어서의 밀봉 마개(10)를 도시했지만, 그 밖의 실시 형태 또는 각 변형예에 있어서의 밀봉 마개에 적용해도 된다.

(변형예 6)

또한, 상기 각 실시 형태 및 각 변형예에 있어서는, 밀봉 마개는 플랜지부를 구비하고 있는 것으로 했지만, 밀봉 마개는 플랜지부를 구비하고 있지 않을 수도 있다. 도 13은 본 발명의 실시 형태의 변형예 6에 따른 밀봉 마개(80)의 구성을 도시하는 측면도이다. 동도에 도시한 바와 같이, 밀봉 마개(80)는 플랜지부를 구비하고 있지 않고, 기둥부(82)와 선단부(83)를 갖는 주축부(84)를 구비하고 있고, 주축부(84)에 의해 관통 구멍(310)을 밀봉한다.

이상의 구성에 의해서도 상기 실시 형태 1과 동일한 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 밀봉 마개(80)의 형상으로서, 상기 실시 형태 또는 변형예에 있어서의 주축부의 형상을 적용해도 된다.

(변형예 7)

또한, 상기 각 실시 형태 및 각 변형예에 있어서는, 밀봉 마개는 원기둥 형상의 주축부와 원반 형상의 플랜지부를 구비하고 있는 것으로 했지만, 밀봉 마개는 가운데에 공동이 형성되어 있어도 된다. 도 14는 본 발명의 실시 형태의 변형예 7에 따른 밀봉 마개(90)의 구성을 도시하는 단면도이다. 동도에 도시한 바와 같이, 밀봉 마개(90)는 플랜지부(91)에 관통 구멍이 형성되고, 주축부(94)에 오목 형상의 오목부가 형성되어 있다.

또한, 밀봉 마개(90)에 형성되는 공동의 형상은 한정되지 않고, 예를 들어, 밀봉 마개(90)는 플랜지부(91)에는 관통 구멍은 형성되어 있지 않고, 주축부(94)에만 오목 형상의 오목부 또는 관통 구멍이 형성되어 있는 등의 구성이어도 상관없다.

이상의 구성에 의해서도 상기 실시 형태 1과 동일한 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 밀봉 마개(90)의 형상으로서, 상기 실시 형태 또는 변형예에 있어서의 밀봉 마개의 형상을 적용해도 된다.

요컨대, 본 발명에 따른 밀봉 마개는 주축부가, 기둥부와, 외측 테두리 형상이 기둥부 이하인 선단부를 갖고, 상기 기둥부가 외측 테두리 형상이 가장 큰 태축부와, 선단을 향하여 외측 테두리 형상이 작아지는 측면부를 갖고 있으면 그의 효과를 발휘할 수 있는 것이며, 다른 부위의 구체적인 구성에 의해 한정되는 것은 아니다.

(실시 형태 3)

도 15는 본 발명의 실시 형태 3에 따른 밀봉 마개를 사용한 비수 전해질 이차 전지의 모식적인 구성을 도시하는 분해 사시도이다.

동도에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태 3에 따른 비수 전해질 이차 전지(110)는 축전 소자의 일례이며, 알루미늄제의 판상의 덮개부(111)와 개구(112a)를 갖는 개구 상자 형상의 용기 본체(112)를 갖는 전지 용기를 구비하고, 그의 내부에 발전 요소(112b)를 갖고 있다.

용기 본체(112) 내에 수납된 발전 요소(112b)는 띠 형상의 전극인 정극과 부극이, 세퍼레이터를 개재하여 긴 원통형에 권회된 구성을 갖는 전극체이다. 권회된 상태에 있어서, 정극 및 부극은 권회축 방향에 있어서 상이한 방향으로 위치 어긋나게 하고, 정극 및 부극의 단부가 발전 요소(112b)의 양단부에 각각 위치하도록 배치된다. 또한, 각 전극의 단부에는 활물질이 담지되어 있지 않고, 기재인 금속박이 노출되어 있다. 발전 요소(112b)의 양단부에 각각 밀려나온 금속박에는, 도전성의 금속판인 정극측 및 부극측의 집전 접속체(112c, 112c')가 각각 접속된다.

한편, 덮개부(111)의 표면에는, 발전 요소(112b)와 전기적 및 기계적으로 결합되어, 외부 부하와 착탈 가능하게 접속하기 위한, 정극측 및 부극측의 전극 단자(111a, 111a')가 각각 설치되어 있다. 또한 덮개부(111)의 표면 상에는, 실시 형태 1 또는 2의 관통 구멍(210 또는 220)에 상당하는 관통 구멍(111b)이 개구되어 있다.

이러한 비수 전해질 이차 전지(110)의 조립은 이하와 같이 행해진다. 덮개부(111)의 표면에 전극 단자(111a 및 111a')를 고정하고, 또한 이면으로부터 도전성의 접속 부재(도시 생략)를 통하여 집전 접속체(112c 및 112c')와 전극 단자(111a 및 111a')를 각각 접속하고, 덮개부(111) 및 발전 요소(112b)를 일체적으로 조합한다. 계속해서, 개구(112a)에 발전 요소(112b)를 삽입하도록 하여 덮개부(111)로 용기 본체(112)를 밀폐하고, 접합 개소를 용접함으로써 전지 용기를 완성한다.

또한, 관통 구멍(111b)을 통하여 전해액을 용기 본체(112)의 내부에 주입하고, 전극 단자(111a, 111a')를 통하여 통전하여 예비 반응을 행하게 한 후에, 밀봉 마개(113)에 의해 관통 구멍(111b)을 밀봉하여 비수 전해질 이차 전지(110)를 완성한다. 또한, 밀봉 마개(113)는 전지 용기와 마찬가지로 알루미늄 등의 금속제인데, 전지 용기보다도 경도가 낮은 것을 사용해서 제작하는 것이 바람직하다.

이상과 같은 비수 전해질 이차 전지(110)는 밀봉 마개(113)로서, 실시 형태 1, 2의 밀봉 마개(10 내지 90)에 예시되는 본 발명의 밀봉 마개를 사용함으로써, 조립 시에 밀봉 마개에 관한 공정의 효율이 높아지기 때문에, 생산성의 향상을 실현할 수 있다는 효과를 갖는다.

또한, 상기 설명에 있어서는, 관통 구멍은 벽부인 덮개부(111)에 설치된 것으로 했지만, 용기 본체(112)측의 벽부에 설치한 구성으로 해도 된다. 전지의 설계에 따라서 유연하게 대응할 수 있다.

또한, 상기 설명에 있어서는, 축전 소자로서, 리튬 이온 이차 전지로 대표되는 비수 전해질 이차 전지(110)를 예시했지만, 전기 화학 반응에 의해 충방전 가능한 전지이면, 니켈 수소 전지, 기타 각종 이차 전지를 사용해도 된다. 또한, 일차 전지이어도 된다. 또한 전기 이중층 캐패시터와 같이, 전기를 직접 전하로서 축적하는 방식의 소자이어도 된다. 요컨대, 본 발명에 따른 축전 소자는 전기를 축적가능한 소자이면 그의 구체적인 방식에 의해 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 설명에 있어서는, 밀봉 마개(113)가 배치되는 용기는, 덮개부(111) 및 용기 본체(112)로 구성되는 축전 소자의 전지 용기인 것으로 했지만, 연료나 약품과 같은 액체 또는 분체를 수장하는 용기에 적용해도 된다. 요컨대, 밀봉 마개에 의해 밀봉되는 관통 구멍이 개구된 벽부를 갖는 것이면, 밀폐된 용기, 개구를 갖는 용기, 또는 평면 또는 곡면의 판상의 부재를 대상으로 해도 되고, 그의 용도나 재질, 형상 등에 의해 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 각 실시 형태에 있어서는, 밀봉 마개는 알루미늄제인 것으로 했지만, 알루미늄 합금, 구리, 스테인리스 외의 임의의 금속 또는 금속 화합물을 재료로 하는 것이어도 된다. 또한, 세라믹제나 합성 수지제여도 되고, 그의 재료에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 밀봉 마개는 관통 구멍이 설치되는 벽부와는 이종 재료이어도 된다.

요컨대, 본 발명은 그의 요지를 일탈하지 않는 범위 내이면, 이상 설명한 것을 포함하고, 상기 각 실시 형태에 여러가지 변경을 가한 것으로 하여 실시해도 된다. 또한, 상기 실시 형태 및 상기 변형예를 임의로 조합하여 구축되는 형태도 본 발명의 범위 내에 포함된다.

본 발명은 용기에 안정적으로 설치하는 것이 가능한 밀봉 마개나 상기 밀봉 마개를 갖는 비수 전해질 이차 전지 등의 축전 소자 등에 적용할 수 있다.

10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 113: 밀봉 마개
10a, 20a, 30a, 40a, 50a, 60a: 오목부
11, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 91, 101: 플랜지부
12, 22, 32, 42, 52, 62, 82, 102: 기둥부
13, 23, 33, 43, 53, 63, 83: 선단부
14, 24, 34, 44, 54, 64, 74, 84, 94: 주축부
12a, 22a, 32c, 42a, 52a, 62a: 태축부
12b, 22b, 32d, 42b, 52b, 52c, 62b: 측면부
32a, 42b1, 103: 곡면
32b, 42b2: 테이퍼면
110: 비수 전해질 이차 전지
111: 덮개부
111b, 210, 220, 310: 관통 구멍
112: 용기 본체
112b: 발전 요소
200, 300: 벽부
211, 221: 테두리부

Claims (12)

1. 벽부에 형성된 관통 구멍을 밀봉하는 밀봉 마개이며,
   상기 관통 구멍 내에 배치되는 주축부를 구비하고,
   상기 주축부는,
   기둥부와,
   상기 기둥부의 선단에 접속되어서 배치되고, 상기 주축부의 축방향에 수직인 면에서의 단면의 외측 테두리 형상의 크기가 상기 기둥부의 선단의 외측 테두리 형상의 크기 이하인 선단부를 갖고,
   상기 기둥부는,
   상기 주축부의 축방향에 수직인 면에서의 단면의 외측 테두리 형상이 가장 큰 태축부와,
   상기 태축부로부터 상기 선단부를 향하는 방향을 따라서 그 외측 테두리 형상이 작아지는 측면부를 갖는
   밀봉 마개.
2. 제1항에 있어서, 상기 태축부는 상기 기둥부의 상기 선단부와는 반대측의 단부에 배치되어 있고, 상기 밀봉 마개가 상기 관통 구멍을 밀봉할 때에 상기 관통 구멍의 개구 단부에 배치되는
   밀봉 마개.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 태축부는 상기 기둥부의 상기 선단부와는 반대측의 단부와 상기 측면부의 단부 사이에 걸쳐서 통 형상으로 형성되어 있는
   밀봉 마개.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측면부는 적어도 일부의 면에서 상기 주축부의 축방향에 수직인 면에서의 단면의 외주 길이의 변화의 비율이 변화하고 있는
   밀봉 마개.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기둥부의 상기 선단부와는 반대측에 접속되어서 배치되고, 상기 밀봉 마개가 상기 관통 구멍을 밀봉할 때에 상기 벽부의 벽면 상에 상기 벽부로부터 노출되어서 배치되는 노출부를 더 구비하는
   밀봉 마개.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기둥부의, 상기 선단부와는 반대측의 단부와 상기 측면부의 단부 사이의 부위의 외형상은 상기 관통 구멍의 내형상에 대응하고 있는
   밀봉 마개.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기둥부는 상기 주축부의 무게 중심보다도 상기 선단부로부터의 거리가 먼 위치에 배치되어 있는
   밀봉 마개.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주축부의 축방향에서의 길이는 상기 기둥부보다 상기 선단부쪽이 긴
   밀봉 마개.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주축부의 축방향의 길이는 상기 밀봉 마개가 상기 관통 구멍을 밀봉할 때의 상기 관통 구멍의 상기 축방향의 길이 이하인
   밀봉 마개.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 태축부의 반경은,
    상기 기둥부의 상기 선단부와는 반대측의 단부면의 중심, 또는 상기 태축부와 상기 측면부의 경계면의 중심과,
    상기 선단부의 선단면
    을 연결하는 최장의 직선 거리보다 작은
    밀봉 마개.
11. 제1항 및 제3항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기둥부는 상기 기둥부의 상기 선단부와는 반대측의 단부와 상기 태축부 사이에 형성된 측면으로서, 상기 주축부의 축방향에 수직인 면에서의 단면의 외측 테두리 형상이 상기 태축부의 상기 외측 테두리 형상보다도 작은 측면을 갖는
    밀봉 마개.
12. 개구를 갖는 용기 본체와,
    상기 개구를 막는 덮개부와,
    상기 용기 본체 내에 수납되는 전극체와,
    제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 밀봉 마개를 구비하고,
    상기 용기 본체 또는 상기 덮개부는 관통 구멍이 형성된 벽부를 갖고,
    상기 밀봉 마개는 상기 벽부에 형성된 관통 구멍을 밀봉하고 있는
    축전 소자.

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