(57)【要約】【課題】電池モジュール用積層体の締結カバーとして、積層体を構成している扁平型電池が異なる大きさであっても兼用可能にして汎用性及びコスト低減を図る。【解決手段】電池端子１０を端部に有した複数の扁平型電池１Ａ〜１Ｄを、電池端子１０の一つ一つを対応するスペーサ３Ａ〜３Ｅにより上下から挟持して非接触状態に重ねた積層体４に使用されて、前記各スペーサを縦断面略コ形状の内側に嵌合した状態で各扁平型電池１Ａ〜１Ｄを一体的に拘束する電池モジュール用積層体の締結カバー２において、締結カバー２は、少なくとも中間カバー部２Ａ及び左右のカバー部２Ｂ，２Ｃに３分割されると共に、左右のカバー部２Ｂ，２Ｃを中間カバー部２Ａに対しそれぞれ伸縮調整可能に連結していることを特徴としている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池端子を端部に有した複数の扁平型電池を、前記電池端子の一つ一つを対応するスペーサにより上下から挟持して非接触状態に重ねた積層体に使用されて、前記各スペーサを縦断面略コ形状の内側に嵌合した状態で前記各扁平型電池を一体的に拘束する電池モジュール用積層体の締結カバーにおいて、
前記締結カバーは、少なくとも中間カバー部及び左右のカバー部に３分割されると共に、前記左右のカバー部を前記中間カバー部に対しそれぞれ伸縮調整可能に連結していることを特徴とする電池モジュール用積層体の締結カバー。
【請求項２】
前記中間カバー部及び前記左右のカバー部は、コ形の上下壁にそれぞれ設けられて互いに摺動可能に嵌合する溝部及び片部の異なる一方を有していることを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール用積層体の締結カバー。
【請求項３】
前記中間カバー部は、前記スペーサの前端面に設けられて前記電池端子と電気的に接続している出力端子と嵌合する筒部に有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の電池モジュール用積層体の締結カバー。
【請求項４】
前記左右のカバー部は、前記スペーサに設けられた係止部に係合する係合片を有していることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の電池モジュール用積層体の締結カバー。
【請求項５】
前記中間カバー部は、内側に拘束した前記スペーサ側に固定用の接着系流動物を注入したり、或いはねじ等の連結部材を挿通するための通し孔を有していることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の電池モジュール用積層体の締結カバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極端子を有する扁平型電池を複数積層し、各電池の電極端子を電気的に接続して高出力ないしは高容量化した電池モジュール用積層体の締結カバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
図６及び図７は特許文献１に開示の電池モジュール用積層体及び締結カバーを示している。同図において、電池モジュール１００は、図６（ａ）のごとく金属製ケース１２０（ロアケース１２２及びアッパケース１２４）に同（ｂ）のセルユニット１４０ないしは積層体１４２を収納した構造である。ここで、積層体１４２は、電池端子１４７，１４８を端部に有した複数の扁平型電池１４４Ａ〜１４４Ｄ（１４４）を、電池端子１４７，１４８の一つ一つを対応するスペーサ１６０Ａ〜１６０Ｅ（１６０）と１６１Ａ〜１６１Ｅ（１６１）により上下から挟持して非接触状態に重ねたものである。
【０００３】
すなわち、各扁平型電池１４４は、電極端子１４７，１４８付きの発電素子及び発電素子を封止している外装材などからなる。各スペーサ１６０は、貫通孔１６４や電圧検出部１６９などを有し、積層体１４２の前側にあって各扁平型電池の電極端子１４７を上下より挟持するよう配置される。各スペーサ１６１は、貫通孔１６５などを有し、積層体１４２の後側にあって各扁平型電池のもう一方の電極端子１４８を上下より挟持するよう配置される。そして、積層体１４２は、各スペーサ１６０と１６１を縦断面略コ形状の締結カバー１７０（スペーサ１６１の締結カバーは省略されている）の内側に嵌合した状態で一体的に拘束される。
【０００４】
各スペーサの貫通孔１６４，１６５は、ケース１２２の四隅に設けられた貫通孔１３０と対応している。電圧検出部１６９は、挟持した電極端子の周縁部分を露出する。スペーサ１６０Ｅには、バスバー１９６を介して電極端子１４７に電気接合された出力端子１６６が付設される。スペーサ１６０Ｂには、電極端子１４７に電気接合された出力端子１６７が付設される。
【０００５】
締結カバー１７０は、本体基部１７２及び上下の側面部１９０からなる縦断面コ字形であり、両側面部１９０によって積層体のスペーサ１６０を上下から挟む込む。本体基部１７２は、開口部１７４，１７５及び差込口１７６などを有する。開口部１７４，１７５は、筒部１８４，１８５で区画され、出力端子１６６，１６７を露出可能となっている。筒部１８４，１８５は、ケース１２０の開口部１３２，１３３から突出される。なお、電池モジュール１００は、用途ないしは仕様に応じた必要数が積層されると共に、四隅のケース側貫通孔１３０及びスペーサ側貫通孔１６４，１６５に挿通されるボルトなどの固定手段により連結されて組電池として構築される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２３１２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記電池モジュール用積層体では、単位の扁平型電池として容量や用途の仕様などにより大きさが変わると、スペーサ及び締結カバーもそれに合うよう設計変更し新たに作製なければならず、自ずとコスト的に高くなる。
【０００８】
本出願人らは、部品の共通化を検討してきた結果、例えば、扁平型電池又は積層体の大きさは縦・横寸法が変わっても厚さはほぼ同じかスペーサの厚さ設定により一定にできる点、扁平型電池の電池端子に接続される出力端子同士の間隔も一定である点などを知見した。そこで、本発明の目的は、扁平型電池又は積層体の大きさが変わっても、締結カバーの兼用化を可能にしてコスト低減をより実現可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため請求項１の発明は、電池端子を端部に有した複数の扁平型電池を、前記電池端子の一つ一つを対応するスペーサにより上下から挟持して非接触状態に重ねた積層体に使用されて、前記各スペーサを縦断面略コ形状の内側に嵌合した状態で前記各扁平型電池を一体的に拘束する電池モジュール用積層体の締結カバーにおいて、前記締結カバーは、少なくとも中間カバー部及び左右のカバー部に３分割されると共に、前記左右のカバー部を前記中間カバー部に対しそれぞれ伸縮調整可能に連結していることを特徴としている。
【００１０】
以上の本発明は請求項２〜６のように具体化されることがより好ましい。すなわち、
（ア）前記中間カバー部及び前記左右のカバー部は、コ形の上下壁にそれぞれ設けられて互いに摺動可能に嵌合する溝部及び片部の異なる一方を有している構成である（請求項２）。
（イ）前記中間カバー部は、前記スペーサの前端面に設けられて前記電池端子と電気的に接続している出力端子と嵌合する筒部に有している構成である（請求項３）。
【００１１】
（ウ）前記左右のカバー部は、前記スペーサに設けられた係止部に係合する係合片を有している構成である（請求項４）。
（エ）前記中間カバー部は、内側に拘束した前記スペーサ側に固定用の接着系流動物を注入したり、或いはねじ等の連結部材を挿通するための通し孔を有している構成である（請求項５）。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明では、締結カバーが少なくとも中間カバー部及び左右のカバー部に３分割され、かつ左右のカバー部を中間カバー部に対しそれぞれ伸縮調整可能に連結しているため大きさの異なる扁平型電池又は積層体であっても、左右のカバー部を中間カバー部に対し長さ調整することにより共通に使用可能となる。それにより、本発明は、締結カバーの共通化を図って部品管理を容易にしたりコスト低減を達成できる。
【００１３】
請求項２の発明では、積層体に対する締結カバーの拘束作業において、左右のカバー部が中間カバー部に対し溝部及び片部の嵌合状態を保って全体の長さを調整可能なため精度を維持して効率よく行える。
【００１４】
請求項３の発明では、中間カバー部が積層体ないしはスペーサ側の出力端子を筒部に嵌合することにより位置決め係止可能となる。これに対し、請求項４の発明では、左右のカバー部がその係合片をスペーサ側の係止部に係合することにより位置決め係止可能となる。
【００１５】
請求項５の発明では、中間カバー部が通し孔を利用して内側に拘束したスペーサを接着系流動物、或いはねじ等の係止部材により結合可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明形態の電池モジュール用積層体を拘束一体化したセルユニットを示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ方向より見た正面図である。
【図２】（ａ）と（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線とＣ−Ｃ線に沿って模式的に断面した概略拡大断面図である。
【図３】（ａ）と（ｂ）は電池モジュール用積層体と締結カバーとの関係を模式的に示す要部分解図と組立図である。
【図４】（ａ）は上記締結カバーの全体を示す外観図、（ｂ）は中間カバー部単品の外観図である。
【図５】上記締結カバーの細部を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は左側面図、（ｄ）はＤ−Ｄ線に沿って断面した拡大断面図である。
【図６】特許文献１に開示の電池モジュール用積層体構成を示し、（ａ）はセルユニットの斜視図、（ｂ）は積層体の斜視図、（ｃ）は締結カバーの斜視図である。
【図７】（ａ）は図６の積層体の分解図、（ｂ）は積層体の要部の構成図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明形態を図面を参照しながら説明する。この説明では、概要、要部構造、その利点の順に詳述する。
【００１８】
（概要）図１及び図２に示した電池モジュール用セルユニット８は、複数の扁平型電池１Ａ〜１Ｄの一つ一つを前側の各スペーサ２Ａ〜２Ｅ、不図示の後側の各スペーサにより上下から挟持して非接触状態に重ねた積層体７、及び前側の各スペーサ２Ａ〜２Ｅ及び後側の各スペーサを拘束する絶縁カバーを兼ねる締結カバー５，６などで構成されて、最終的には図６のような剛性ケースに収納されて電池モジュールとして作成される。なお、各扁平型電池１Ａ〜１Ｄ（１）は、リチウムイオン二次電池などであり、不図示の発電素子、及び該発電素子に接続された前後端側の電極端子１０、該発電素子を覆っている外装材１１などからなる。
【００１９】
（要部構造）工夫点は、特に、図３に示したごとく前記スペーサを介在して積層された積層体７を、締結カバー５，６により拘束する際の締結構造にある。ここで、締結カバー５，６は、何れもが縦断面略コ形状の樹脂成形体からなる。つまり、締結カバー５は前側の各スペーサ２Ａ〜２Ｅを、締結カバー６は後側の各スペーサをそれぞれコ形の対向内面の間に挟み込んで積層体７を一体物として拘束するものである。なお、本発明は、締結カバー５の方に適用ししているが、締結カバー６の方にも類推適用可能である。また、前側の各スペーサ２Ａ〜２Ｅと後側の各スペーサは、出力端子の有無などよって形状的に異なっているが、基本構造は同じため後側の各スペーサについては説明を省き、前側の各スペーサ２Ａ〜２Ｅの方で細部構成を明らかにする。
【００２０】
まず、スペーサ２Ａ〜２Ｅは、樹脂の射出成形品であり、長さが扁平型電池１の幅に対応した寸法となっている。最上段のスペーサ２Ａ及びその下のスペーサ２Ｂは扁平型電池１Ａの電極端子１０を上下より挟持し、スペーサ２Ｂ及びその下のスペーサ２Ｃは扁平型電池１Ｂの電極端子１０を上下より挟持し、スペーサ２Ｃ及びその下のスペーサ２Ｄは扁平型電池１Ｃの電極端子１０を上下より挟持し、スペーサ２Ｄ及び最下段のスペーサ２Ｅは扁平型電池１Ｄの電極端子１０を上下より挟持している。
【００２１】
スペース２Ａ〜２Ｅは、左右の側部２０〜２４に連結用貫通孔２ａを形成している。この孔構造は、細部を省略したが、スペーサ２Ａの貫通孔２ａに対応して下設された筒部をスペーサ２Ｂの上側径大孔に嵌合し、スペーサ２Ｂの貫通孔２ａに対応して下設された筒部をスペーサ２Ｃの上側径大孔に嵌合し、スペーサ３Ｃの貫通孔２ａに対応して下設された筒部をスペーサ２Ｄの上側径大孔に嵌合し、スペーサ３Ｄの貫通孔２ａに対応して下設された筒部をスペーサ２Ｅの上側径大孔に嵌合した状態で連続した軸孔となっている。そして、各スペーサＡ２〜Ｅ２は、両側部２０〜２４が前記筒部と上側径大孔との嵌合を介して積層されるため前後・左右の動きが規制されるようになっている。
【００２２】
また、スペーサ２Ａは、両側部２０の間の中間部２５が上面を段差２５ａに形成している。このスペーサ２Ａには、中央部に設けられた通し孔２５ｂと、中間部２６の両側つまり各側部２０と接する箇所に設けられた係止溝２５ｃとを有している。スペーサ２Ｂ〜２Ｅは、両側部２１〜２４の間の中間部２６〜２９が手前部分の一部を切り欠いていてそこに電極端子１０の一部を露出可能となっている。スペーサ２Ｂは、図１の出力端子１４を位置決めする配置部などを中間部２６に形成している。この出力端子１４は、スペーサ２Ａ，２Ｂ同士の間に配置される扁平型電池１Ａの電極端子１０と、スペーサ２Ｂ，２Ｃ同士の間に配置される扁平電池１Ｂの電極端子１０とを接続する接続部１３を有している。
【００２３】
スペーサ２Ｄは、図１の出力端子１２を位置決めする配置部などを中間部２７に形成している。出力端子１２は、スペーサ２Ｃ，２Ｄ同士の間に配置される扁平型電池１Ｃの電極端子１０と、スペーサ２Ｄ，２Ｅ同士の間に配置される扁平電池１Ｄの電極端子１０とを接続する不図示の接続部を有している。スペーサ２Ｅは、中間部２９の両側で各側部２４と接する箇所に設けられた係止部２９ａを有している。この係止部２９ａは、係止溝２５ｃの真下に位置していて、以下に述べる締結カバー５に設けられ係合片４５と係合する。
【００２４】
更に、スペーサ２Ｂ〜２Ｅの中間部２６〜２９にはバスバー１６を配置する切欠部が設けられている。このバスバー１６は、扁平型電池１Ａ〜１Ｄの各電極端子１０に接続可能となるよう階段状に形成されており、最上段の板部がスペーサ２Ａ，２Ｂ同士の間に配置された状態で位置決め係止され、最下段の板部がスペーサ２Ｅの左側の切欠部上に配置される。これらは、例えば、先願である特開２０１２−７９５４３号公報を参照されたい。なお、図３では、単純化して分かり易くするため出力端子１２，１４、接続部１３、バスバー１６を省略している。
【００２５】
図４及び図５は締結カバー５の細部を示している。締結カバー５は、３つ以上に分割、つまり少なくとも中間カバー部３及び左右のカバー部４Ａ，４Ｂに３分割されると共に、中間カバー部３に対し左右のカバー部４Ａ，４Ｂをそれぞれ長さ調整ないしは伸縮調整可能に連結している。すなわち、締結カバー５は、中間カバー部３に対し左右のカバー部４Ａ，４Ｂを摺動して伸縮調整することで全寸の長さを変更可能となっている。図５（ａ）において、符号Ｌ1は締結カバー５の最大の長さを示し、符号Ｌ2は締結カバー５の最小の長さ、つまり左右カバー部４Ａ，４Ｂを中間カバー部３に最も近づけたときの長さを示している。
【００２６】
中間カバー部３は、正面壁３０及び上下壁３４，３４により縦断面略コ形状となっている。正面壁３０には、中央に設けられた矩形の開口３１と、両側に設けられた２つの筒部３２とが設けられている。各筒部３２は、内面に複数のリブ３３を有し、上記した電池端子１０と電気的に接続している出力端子１２，１４をリブ３３で支持した状態で露出可能に嵌合する。上壁３４は、中央に設けられた上記スペーサ側の貫通孔２５ｂと連通される通し孔３４ａを有している。上下壁３４，３４は、左右側にあって、横向きの凸状に形成されて上下壁と同様に対向している片部３５を有している。つまり、各片部３５は、正面壁３０側の横方向の溝部３６と外縁側の横方向の溝部３７との間に設けられている。各溝部３６は、外端側に設けられて溝幅を狭めるよう対向して突出した規制凸部３５ａ，３６ａを有している。各溝部３７は、各片部３５の外縁に沿って設けられた一段低い摺動面３５ｂなどを有している。
【００２７】
左右のカバー部４Ａ，４Ｂは、正面壁４０及び上下壁４１，４１により中間カバー部３に対応した縦断面略コ形状となっている。上下壁４１，４１の間には、正面壁４０の端縁で正面壁４０と直角に設けられた係合片４５が設けられている。係合片４５は、縁部が幅細のテーパ部４５ａに形成されており、上記した係止溝２５ｃに挿入し係合したり係止部２９ａに係合する箇所である。上下壁４１，４１は、概略コ形状、つまり溝部３６と溝部３７とにそれぞれ摺動可能に嵌合する片部４２，４３と、片部３５と摺動可能に嵌合する溝部４４とを形成されている。各片部４２は、図４（ａ）の右側拡大図のごとく先端側に凸部４２ａを有し、カバー部４Ａや４Ｂが中間カバー部３から離れる方向へ摺動された際、凸部４２ａが凸部３５ａ，３６ａに当たることにより中間カバー部３に対し不用意に外れないようになっている。符号３５ｂ、３６ｂ、４２ｂ、４３ａは摺動面である。
【００２８】
（利点）以上の締結カバー５は、図３（ａ）の積層体７を構成している各スペーサ２Ａ〜２Ｅに対し対向した状態から接近移動により組み付けられて、同（ｂ）のごとく積層体７を電池モジュール用セルユニット８として拘束一体化する。この操作自体は従来と同じであるが、上記の締結構造は、従来構造に比べて以下のような利点を実現している。
【００２９】
第１に、この締結構造は、締結カバー５が中間カバー部３及び左右のカバー部４Ａ，４Ｂに３分割されていると共に、左右のカバー部４Ａ，４Ｂが図５（ａ）の破線で示したごとく中間カバー部３に対しそれぞれ長さ方向に伸縮調整可能に連結している。これにより、締結カバー５は、大きさの異なる扁平型電池１Ａ〜１Ｃ又は積層体７であっても、その積層体７の厚さを必要に応じてスペーサ２Ａ〜２Ｅにより調整しておけば、積層体７の幅寸法に対応して左右のカバー部４Ａ，４Ｂを中間カバー部３に対し長さ調整することにより共通に使用可能となる。従って、この締結構造では、締結カバー５の共通化を図って部品管理を容易にしたりコスト低減を達成できる。
【００３０】
第２に、上記した締結カバー５の長さ調整では、左右のカバー部４Ａ，４Ｂが中間カバー部３に対して、溝部３６及び片部４２の嵌合、溝部３７と片部４３との嵌合、溝部４４及び片部３５との嵌合、つまり複数箇所での嵌合状態を保って摺動して伸び縮みするため精度を維持して効率よく行える。
【００３１】
第３に、締結操作では、例えば、各スペーサ２Ａ〜２Ｅないしは積層体７に対し締結カバー５をロボットハンドなどにより前進移動ないしは押し操作により装着するが、その際は途中においてスペーサ側の出力端子１２，１４が中間カバー部３の筒部３２，３２に嵌合し、かつ、最終段階で両側の係合片４５がスペーサ側の対応する係止溝２５ｃ及び係止部２９ａに係合する。このため、この締結構造では、締結カバー５を積層体７のスペーサ２Ａ〜２Ｅに精度よく装着できる。
【００３２】
第４に、中間カバー部３は、通し孔３４ａを有し、コ形内側に拘束したスペーサ２Ａ〜２Ｅ側に固定用の接着系流動物をその通し孔３４ａから注入したり、或いはねじ等の連結部材をその通し孔３４ａから挿通できるためスペーサ２Ａ〜２Ｅに対する結合強度を必要に応じて増大できる。
【００３３】
なお、本発明は、請求項１で特定される構成を備えておればよく、細部は形態例を参考にして変更したり展開可能なものである。その一例として、締結カバーを３つ以上に分割、例えば上記の中間カバー部を更に連結可能に２つに分解するような構成でもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１Ａ〜１Ｄ…扁平型電池（１０は電極端子、１１は外装材）
２Ａ〜２Ｅ…スペーサ（２０〜２４は側部、２５〜２９は中間部）
５，６…締結カバー
３…中間カバー部（３０は正面壁、３４は上下壁）
４Ａ，４Ｂ…左右のカバー部（４０は正面壁、４１は上下壁）
７…電池モジュール用積層体
８…電池モジュール用セルユニット
１２，１４…出力端子
２５ｃ…係止溝（係止部）
２９ａ…係止部
３４…筒部
３５…片部（３５ａは凸部）
３６，３７…溝部（３６ａは凸部）
４５…係合片
４２，４３…片部（４２ａは凸部）
４４…溝部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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