(57)【要約】【課題】封止栓による封止を的確に行えるようにする。【解決手段】軸部２３と、前記軸部２３から前記軸部２３の軸芯と交差する方向に延出する鍔部２４とを備えて構成された封止栓２２において、前記鍔部２４は、前記軸部２３の先端側の面において、延出側の端部が前記軸部２３側の箇所よりも前記軸部２３の先端側に位置するように構成されている。これによって、一定の幅をもって、鍔部２４の延出側の端部と溶接相手側表面とが接触する状態を維持できる。又、上記封止栓で、蓄電装置の注液孔を封止する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部と、前記軸部から前記軸部の軸芯と交差する方向に延出する鍔部とを備えて構成された封止栓であって、
前記鍔部は、前記軸部の先端側の面において、延出側の端部が前記軸部側の箇所よりも前記軸部の先端側に位置するように構成されている封止栓。
【請求項２】
前記軸部は、蓄電装置の装置筐体の側面に形成された注液孔に対して、前記軸部の先端側から嵌入して、前記注液孔を封止する請求項１記載の封止栓。
【請求項３】
前記鍔部は、前記延出側の端部が前記軸部の先端側に湾曲又は屈曲した板状の金属部材にて構成されている請求項１又は２記載の封止栓。
【請求項４】
軸部と前記軸部から前記軸部の軸芯と交差する方向に延出する鍔部とを備えた封止栓を、装置筐体の側面に形成された注液孔に、前記軸部が前記注液孔に嵌入する状態で装着し、
前記鍔部における延出側の端部を前記装置筐体と溶接する蓄電装置の製造方法であって、
前記封止栓の前記鍔部は、前記軸部の先端側の面において、前記延出側の端部が前記軸部側の箇所よりも前記軸部の先端側に位置するように構成され、
前記封止栓の前記注液孔への嵌入操作において、前記延出側の端部と前記装置筐体とが接触する状態を維持させ、
前記延出側の端部と前記装置筐体とが接触している状態で、前記封止栓と前記装置筐体とを溶接する蓄電装置の製造方法。
【請求項５】
前記封止栓の前記注液孔への嵌入操作において、前記延出側の端部と前記装置筐体とが接触する状態を維持しながら、前記鍔部を変形させる請求項４記載の蓄電装置の製造方法。
【請求項６】
装置筐体の側面に注液孔が形成され、前記注液孔が封止栓にて封止され、
前記封止栓は、前記注液孔に嵌入する軸部と、前記軸部から前記軸部の軸芯と交差する方向に延出する鍔部とを備えて構成され、
前記鍔部における延出側の端部が前記装置筐体に溶接されている蓄電装置であって、
前記封止栓の前記鍔部は、前記軸部の先端側の面において、前記延出側の端部が前記軸部側の箇所よりも前記軸部の先端側に位置し、且つ、前記封止栓の前記注液孔への嵌入操作に伴って、前記延出側の端部と前記装置筐体とが接触する状態を維持しながら変形するように構成されている蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸部と、前記軸部から前記軸部の軸芯と交差する方向に延出する鍔部とを備えて構成された封止栓、その封止栓を使用する蓄電装置の製造方法、及び、蓄電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる封止栓は、例えば、蓄電要素を収納した装置筐体に対して、装置筐体の側面に形成した注液孔から電解液を注液する形式の蓄電装置等に使用される。
この注液孔は封止栓によって封止する必要があり、封止栓の構造としては、従来、例えば、下記特許文献１にも記載のように、軸部とその軸部の軸芯と直交する方向に軸部から延出する鍔部とを有する構造として、上記軸部を注液孔に嵌入させると共に、鍔部の周囲をレーザ溶接等の溶接技術によって装置筐体と溶接することで封止する技術が考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１０６１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来構成では、封止栓の鍔部と装置筐体とを溶接する際に、溶接不良が発生し、注液孔の封止が不完全となってしまう場合があった。
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、封止栓による封止を的確に行えるようにする点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本出願の第１の発明は、軸部と、前記軸部から前記軸部の軸芯と交差する方向に延出する鍔部とを備えて構成された封止栓において、前記鍔部は、前記軸部の先端側の面において、延出側の端部が前記軸部側の箇所よりも前記軸部の先端側に位置するように構成されている。
【０００６】
すなわち、本発明の発明者は、例えば注液孔等の封止対象箇所に封止栓を嵌入させて溶接にて封止する場合の不良の発生要因として、封止栓の鍔部が溶接相手側の表面からわずかに浮き上がり、封止栓の鍔部と溶接相手側表面の接触状態が不完全であることが要因となっていることを見出した。
封止対象箇所と封止栓とは、封止対象箇所に封止栓をいっぱいまで押し込んだときに、鍔部の延出側の端部（鍔部の端縁側部分）と溶接相手側表面とが適正に接触するように設計しているのであるが、封止栓を押し込む力が強すぎる場合、鍔部の端縁側が反り返って、溶接相手側表面から浮いてしまう場合があることがわかった。
一方、封止栓を押し込む力が弱いと、鍔部の延出側端部と溶接相手側表面との接触が不十分となってしまうのはもちろんのことである。
従って、封止栓を封止対象箇所に押し込む操作に対して、鍔部の延出側の端部と溶接相手側表面との接触状態が適正となる範囲が非常に狭くなってしまっていたのである。
そこで、鍔部の形状を、軸部の先端側の面において、延出側の端部が軸部側の箇所よりも軸部の先端側に位置する形状としている。
【０００７】
これによって、封止栓を封止対象箇所に嵌入操作する際、軸部の封止対象箇所への挿入に伴って、先ず、鍔部の延出側の端部（鍔部の端縁側部分）が溶接相手側表面と接触する。
この状態では、鍔部の軸部側箇所は、溶接相手側表面から浮いている。
この後、更に、封止栓を封止対象箇所に押し込むと、鍔部の延出側の端部と溶接相手側表面とが接触する状態を維持したまま鍔部が変形して、鍔部の軸部側箇所も溶接相手側表面に接近して行く。
従って、封止栓を封止対象箇所に嵌入操作する際に、軸部の先端側の面における、溶接相手側表面に対する延出側の端部と軸部側の箇所との距離の差に応じて、一定の幅をもって、鍔部の延出側の端部と溶接相手側表面とが接触する状態を維持できる。
【０００８】
又、本出願の第２の発明は、上記第１の発明の構成に加えて、前記軸部は、蓄電装置の装置筐体の側面に形成された注液孔に対して、前記軸部の先端側から嵌入して、前記注液孔を封止する。
従って、注液孔を封止栓にて封止する際に、一定の幅をもって、鍔部の延出側の端部と装置筐体表面とが接触する状態を維持できるので、鍔部の延出側端部と装置筐体の表面とが適正に接触している状態を容易に作り出すことができ、封止栓の封止作業を的確に行える条件を整えることができる。
もって、封止栓による封止を的確に行えるものとなった。
【０００９】
又、本出願の第３の発明は、上記第１又は第２の発明の構成に加えて、前記鍔部は、前記延出側の端部が前記軸部の先端側に湾曲又は屈曲した板状の金属部材にて構成されている。
すなわち、鍔部を、板状の金属部材にて、延出側の端部が軸部先端側に湾曲又は屈曲した形状とすることで、鍔部としての十分な強度を確保しながら、押圧力に対する変形を許容できる構成とすることができる。
【００１０】
又、本出願の第４の発明は、軸部と前記軸部から前記軸部の軸芯と交差する方向に延出する鍔部とを備えた封止栓を、装置筐体の側面に形成された注液孔に、前記軸部が前記注液孔に嵌入する状態で装着し、前記鍔部における延出側の端部を前記装置筐体と溶接する蓄電装置の製造方法において、前記封止栓の前記鍔部は、前記軸部の先端側の面において、前記延出側の端部が前記軸部側の箇所よりも前記軸部の先端側に位置するように構成され、前記封止栓の前記注液孔への嵌入操作において、前記延出側の端部と前記装置筐体とが接触する状態を維持させ、前記延出側の端部と前記装置筐体とが接触している状態で、前記封止栓と前記装置筐体とを溶接する。
【００１１】
すなわち、封止栓を蓄電装置の注液孔に嵌入操作する際、軸部の注液孔への挿入に伴って、先ず、鍔部の延出側の端部（鍔部の端縁側部分）が装置筐体の表面と接触する。
この状態では、鍔部の軸部側箇所は、装置筐体の表面から浮いている。
この後、更に、封止栓を注液孔に押し込むと、鍔部の延出側の端部と装置筐体表面とが接触する状態を維持したまま、鍔部の軸部側箇所も装置筐体表面に接近して行く。
従って、封止栓を注液孔に嵌入操作する際に、鍔部の軸部先端側の面における、装置筐体の表面に対する延出側の端部と軸部側の箇所との距離の差に応じて、一定の幅をもって、鍔部の延出側の端部と装置筐体表面との接触状態を維持できるので、蓄電装置の製造工程において、封止栓と装置筐体との溶接作業を的確に行えるものとなった。
【００１２】
又、本出願の第５の発明は、上記第４の発明の構成に加えて、前記封止栓の前記注液孔への嵌入操作において、前記延出側の端部と前記装置筐体とが接触する状態を維持しながら、前記鍔部を変形させる。
すなわち、封止栓を蓄電装置の注液孔に嵌入操作する際、軸部の注液孔への挿入に伴って、鍔部の延出側の端部（鍔部の端縁側部分）が先行して装置筐体の表面と接触した後、更に、封止栓を注液孔に押し込むと、鍔部の延出側の端部と装置筐体表面とが接触する状態を維持したまま鍔部が変形して、鍔部の軸部側箇所も装置筐体表面に接近して行く。
このように、封止栓を注液孔に嵌入操作する際に、鍔部の変形を利用することで、一定の幅をもって、封止栓の鍔部の延出側端部と装置筐体表面とが接触している状態を維持できるので、蓄電装置の製造工程において、封止栓と装置筐体との溶接作業を的確に行えるものとなった。
【００１３】
本出願の第６の発明は、装置筐体の側面に注液孔が形成され、前記注液孔が封止栓にて封止され、前記封止栓は、前記注液孔に嵌入する軸部と、前記軸部から前記軸部の軸芯と交差する方向に延出する鍔部とを備えて構成され、前記鍔部における延出側の端部が前記装置筐体に溶接されている蓄電装置において、前記封止栓の前記鍔部は、前記軸部の先端側の面において、前記延出側の端部が前記軸部側の箇所よりも前記軸部の先端側に位置し、且つ、前記封止栓の前記注液孔への嵌入操作に伴って、前記延出側の端部と前記装置筐体とが接触する状態を維持しながら変形するように構成されている。
【００１４】
すなわち、この封止栓を蓄電装置の注液孔に嵌入操作する際、軸部の注液孔への挿入に伴って、先ず、鍔部の延出側の端部（鍔部の端縁側部分）が装置筐体の表面と接触する。
この状態では、鍔部の軸部側箇所は、装置筐体の表面から浮いている。
この後、更に、封止栓を注液孔に押し込むと、鍔部の延出側の端部と装置筐体表面とが接触する状態を維持したまま鍔部が変形して、鍔部の軸部側箇所も装置筐体表面に接近して行く。
従って、封止栓を注液孔に嵌入操作する際に、鍔部の軸部先端側の面における、装置筐体の表面に対する延出側の端部と軸部側の箇所との距離の差に応じて、一定の幅をもって、鍔部の延出側の端部と装置筐体表面との接触状態を維持できる。
このように、蓄電装置の注液孔の封止構造として、封止栓の鍔部の延出側端部と装置筐体表面とが適正に接触している状態を容易に作り出すことができる封止構造となっているので、装置筐体と封止栓との溶接作業を的確に行える蓄電装置を提供できるものとなった。
【発明の効果】
【００１５】
本出願の発明によれば、鍔部の延出側端部と溶接相手側表面とが適正に接触している状態を容易に作り出すことができ、封止栓による封止を的確に行えるものとなった。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態にかかる蓄電装置の外観斜視図
【図２】本発明の実施の形態にかかる蓄電装置の内部構成を示す斜視図
【図３】本発明の実施の形態にかかる封止栓取り付け前の蓄電装置の外観斜視図
【図４】本発明の実施の形態にかかる封止栓の拡大断面図
【図５】本発明の実施の形態にかかる上方側からの封止栓の斜視図
【図６】本発明の実施の形態にかかる下方側からの封止栓の斜視図
【図７】本発明の実施の形態にかかる封止栓の挿入状態を示す断面図
【図８】本発明の実施の形態にかかる封止栓の挿入状態を示す断面図
【図９】本発明の実施の形態にかかる封止栓と装置筐体との溶接作業を示す斜視図
【図１０】本発明の別実施形態にかかる封止栓の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の封止栓及びその封止栓を使用した蓄電装置を、蓄電装置の１例である電池、特に二次電池として構成した場合の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
本実施の形態では、上記二次電池として非水電解液二次電池（より具体的にはリチウムイオン電池）を例示して説明する。
【００１８】
図１の斜視図に示すように、非水電解液二次電池ＲＢは、缶体１の開放面に蓋部２を被せて溶接して構成した装置筐体ＢＣ（以下において、単に「筐体ＢＣ」と称する）を有している。蓋部２は、短冊状の長方形の板材にて形成され、それの筐体ＢＣ外方側となる面に正極の電極端子である端子ボルト５と負極の電極端子である端子ボルト７とが取り付けられている。
缶体１は蓋部２の形状に合わせて扁平形状の直方体であり、従って、筐体ＢＣ全体としても扁平な略直方体形状を有しており、筐体ＢＣの内部空間も扁平な略直方体形状となっている。
缶体１及び蓋部２は、いずれも、アルミニウムを主成分とする金属材料にて形成されている。
【００１９】
筐体ＢＣの内方側には、図２において２点鎖線で示す発電要素３と集電体４，６とが電解液に一部浸される状態で収納配置されている。図２は、缶体１を除いた状態で、下方側から見上げた斜視図として、筐体ＢＣの内方側を示している。
集電体４，６は、発電要素３と端子ボルト５，７とを電気的に接続するための部材であり、何れも金属材料にて形成されている。
集電体４と集電体６とは、略同一形状のものが対称に配置される関係となっているが、材質が異なっており、正極側の集電体４はアルミニウムを主成分とする材料にて形成され、負極側の集電体６は銅を主成分とする材料にて形成されている。
【００２０】
集電体４，６の概略形状は、上記の金属材料の板状部材を、筐体ＢＣの短辺側の側面に沿う姿勢で屈曲形成して略Ｌ字状としており、端子ボルト５，７の配置面である蓋部２の表面に沿って延びる部分と、蓋部２の長手方向端部付近で下方側へ９０度屈曲して、蓋部２の法線方向に延びる縦姿勢部分とが連なる形状を有している。集電体４，６の上記縦姿勢部分において、更に発電要素３側に屈曲させて、発電要素３と接続するための二股状の接続部４ａ，６ａが形成されている。
【００２１】
発電要素３は、長尺帯状に形成された箔状正極板と長尺帯状に形成された箔状負極板とからなる一対の電極板の夫々に、活物質層を表裏両面の表面に塗布により形成して、それらを長尺帯状のシート状に形成したセパレータを挟んで巻回する状態で積層した、いわゆる巻回型の発電要素として構成されている。
箔状正極板及び箔状負極板における活物質層の形成状態は、夫々の横幅方向端部に、活物質層を塗布形成しない幅狭帯状の領域を設定し、それらの領域を、集電体４，６との接続のための未塗工部３ａ，３ｂとしている。
箔状正極板の未塗工部３ａと、箔状負極板の未塗工部３ｂとは、図２に概略的に示すように、上記横幅方向で反対側（逆側）の端部に位置しており、箔状正極板の未塗工部３ａは、箔状負極板及びセパレータの端縁よりも上記横幅方向に突出し、箔状負極板の未塗工部３ｂは、箔状正極板及びセパレータの端縁よりも上記横幅方向に突出している。
【００２２】
上記構成の発電要素３は、未塗工部３ａ，３ｂが集電体４，６の接続部４ａ，６ａと超音波溶接にて溶接されて電気的に接続される。
この集電体４，６は、端子ボルト５，７と共に蓋部２に固定されて、正極側の端子ボルト５は正極側の集電体４に電気的に接続され、負極側の端子ボルト７は負極側の集電体６に電気的に接続されている。
正極側の集電体４は、端子ボルト５の頭部側に一体形成されているリベット８を経て端子ボルト５に電気的に接続され、リベット８は、集電体４，集電体４及びリベット８と蓋部２との間の電気的絶縁のための下部ガスケット１２，蓋部２，リベット８を含む端子ボルト５と蓋部２との間の電気的絶縁のための上部ガスケット１１を貫通した状態で、筐体ＢＣ内方側端部でかしめられ、これによって集電体４を蓋部２に固定している。
負極側も同様の構成であり、負極側の集電体６は、端子ボルト７の頭部側に一体形成されているリベット１５を経て端子ボルト７に電気的に接続され、リベット１５は、集電体６，集電体６及びリベット１５と蓋部２との間の電気的絶縁のための下部ガスケット１８，蓋部２，リベット１５を含む端子ボルト７と蓋部２との間の電気的絶縁のための上部ガスケット１７を貫通した状態で、筐体ＢＣ内方側端部でかしめられ、これによって集電体６を蓋部２に固定している。
【００２３】
二次電池ＲＢの製造工程においては、上述のように、蓋部２に対して端子ボルト５，７及び集電体４，６を、リベット８，１５のかしめによって組み付けた後、集電体４，６の接続部４ａ，６ａと発電要素３の未塗工部３ａ，３ｂとを溶接する。
その蓋部２と発電要素３とを一体に組み付けたものを缶体１に挿入し、蓋部２の端縁と缶体１の開放端をレーザ溶接にて溶接する。
この工程まで完了した状態の二次電池ＲＢの外観斜視図を図３に示す。
この後、二次電池ＲＢの筐体ＢＣ内に電解液を注液する。
電解液は、図２及び図３に示す注液孔２１から注液する。
注液孔２１は、蓋部２に貫通孔として形成されており、貫通方向視で円形形状の孔としている。
【００２４】
所定の量の電解液の注液後は、蓋部２の注液孔２１を、封止栓２２にて封止する。
封止栓２２は、蓋部２と同様のアルミニウムを主成分とする金属材料にて形成される金属部材であり、図４の断面図、図５の上方側からの斜視図、及び、図６の下方側からの斜視図に示すように、注液孔２１に隙間無く嵌入する軸部２３と、軸部２３の一端側に配置される鍔部２４とからなっている。
軸部２３は、注液孔２１の形状と適合する円柱形状に形成されている。
鍔部２４は、軸部２３から軸部２３の軸芯と交差（略直交）する方向に板状に延出しており、軸部２３の端部に連設される平坦部２４ａと、その平坦部２４ａから軸部２３の径方向に延出する状態で、軸部２３の他端側（先端側）に屈曲した姿勢の屈曲部２４ｂとからなる。平坦部２４ａと屈曲部２４ｂとは、軸部２３の軸芯を中心として同心円状に配置されており、全体としては、軸部２３の軸芯方向視で円形をなす傘形状となっている。
【００２５】
電解液の注液完了後に、この封止栓２２の軸部２３を注液孔２１に嵌入させる。
軸部２３の先端を注液孔２１に嵌め込み、更に注液孔２１の深部へと封止栓２２を押し込んで行くと、図７の拡大断面図に示すように、軸部２３の径方向での鍔部２４の先端（屈曲部２４ｂの先端）が蓋部２の表面と接触する。
この鍔部２４の先端と蓋部２表面との接触部分がレーザ溶接による溶接対象位置となるので、この溶接対象物の接触によって良好なレーザ溶接が可能となっている。
鍔部２４は、上述のように傘形状となっており、鍔部２４における軸部２３の先端側の面（蓋部２の表面を向いている面）では、延出側の端部（外周側の端部）が軸部２３側の箇所よりも軸部２３の先端側（蓋部２の表面側）に位置しているので、この時点では、軸部２３の基端部付近は、蓋部２の表面から浮いている。
【００２６】
図７に示す状態から、更に封止栓２２を押し込むと、図８の拡大断面図に示す状態となる。
封止栓２２の挿入に伴って、鍔部２４の延出側の端部（外周側の端部）に対して、軸部２３の先端側から基端側に向かう方向で押圧力が作用するが、鍔部２４は金属材料の板材であるので、その押圧力に対して変形し易く、図８に示すように、鍔部２４の傘形状がつぶれて平板状へと変形していく。
鍔部２４がこのように変形しても、軸部２３の径方向における鍔部２４の先端は、蓋部２との接触を維持しており、良好なレーザ溶接が可能な状態を維持している。
すなわち、封止栓２２を注液孔２１に嵌入操作する際に、一定の幅をもって、軸部２３の径方向における鍔部２４の先端が蓋部２の表面との接触を維持しており、封止栓２２の鍔部２４と蓋部２の表面とが適切に接触する状態を容易に作り出すことができる。
図７あるいは図８に示すように封止栓２２を注液孔２１に嵌入させた状態で、図９の斜視図に示すように、鍔部２４の延出側端部にレーザビームＬＢを集光し、図９において矢印Ａで示すように、鍔部２４の全周に亘って溶接する。
この溶接によって筐体ＢＣの封止が完了し、予備充電等を経て二次電池ＲＢとして完成する。
【００２７】
〔別実施形態〕
以下、本発明の別実施形態を列記する。
（１）上記実施の形態では、封止栓２２の鍔部２４の形状として、軸部２３の一端に連設する平坦部２４ａと屈曲部２４ｂとからなる形状を例示しているが、鍔部２４の具体形状は種々に変更可能であり、例えば、図１０（ａ）の断面図に示すような、鍔部２４の略全体が皿状に湾曲した形状や、図１０（ｂ）の断面図に示すような、軸部２３の一端に連設する平坦部２４ｃの端縁から、蓋部２の存在側へ略９０度の角度で軸部２３の先端側に屈曲した屈曲部２４ｄが延出する形状としても良い。
何れにしても、鍔部２４における軸部２３の先端側の面において、延出側の端部が軸部２３側の箇所よりも軸部２３の先端側に位置する形状を有して、封止栓２２の注液孔２１への挿入に伴って、蓋部２側からの押圧力によって鍔部２４が変形し、その変形の過程で、鍔部２４の先端が蓋部２の表面と接触を維持する形状であれば良い。
【００２８】
（２）上記実施の形態では、注液孔２１を円形断面の貫通孔として形成し、それと対応させて封止栓２２の軸部２３の形状を円柱形状とする場合を例示しているが、注液孔２１を矩形断面の貫通孔とし、封止栓２２の軸部２３を四角柱形状とする等、これらの具体形状についても適宜に変更可能である。
（３）上記実施の形態では、蓄電素子として、非水電解液二次電池ＲＢを例示して説明しているが、キャパシタ等の各種の蓄電素子に本発明を適用できる。
（４）上記実施の形態では、注液孔２１を、装置筐体ＢＣの上方側の側面をなす蓋部２に形成する場合を例示しているが、他の側面、すなわち、４面の縦壁面や底面に形成しても良く、その場合にも本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００２９】
２１  注液孔
２２  封止栓
２３  軸部
２４  鍔部
ＢＣ  装置筐体
ＲＢ  蓄電装置
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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