(57)【要約】【課題】部品点数の削減を図るとともに、電極端子をカシメ加工することなく蓋プレートに固定できるようにする。【解決手段】密閉型電池Ａは、電極群１１と電解液１２を収容するケース１０と、ケース１０を構成し、貫通孔１５が形成された金属製の蓋プレート１４と、貫通孔１５に貫通した状態で配された電極端子１６と、エラストマーからなり、電極端子１６を全周に亘って包囲した形態であって、電極端子１６と蓋プレート１４を非接触状態に保持するとともに、電極端子１６と蓋プレート１４に固着された多機能部材２２とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極群と電解液を収容するケースと、
前記ケースを構成し、貫通孔が形成された金属製の蓋プレートと、
前記貫通孔に貫通した状態で配された電極端子と、
エラストマーからなり、前記電極端子を全周に亘って包囲した形態であって、前記電極端子と前記蓋プレートを非接触状態に保持するとともに、前記電極端子と前記蓋プレートに固着された多機能部材とを備えていることを特徴とする密閉型電池。
【請求項２】
前記電極端子に形成され、前記貫通孔を貫通する軸状部と、
前記軸状部の端部に形成され、前記蓋プレートの内側に配された拡径部とを備え、
前記多機能部材が、前記軸状部の外周と前記貫通孔の内周との隙間、及び前記拡径部と前記蓋プレートとの隙間を埋めるように配されていることを特徴とする請求項１記載の密閉型電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉型電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電極群と電解液を収容するケースの蓋プレートに貫通孔を形成し、貫通孔に、有頭リベット状の電極端子を貫通させた密閉型電池が開示されている。この密閉型電池は、蓋プレートの内面と電極端子との間を電気的に絶縁するための絶縁手段として、絶縁プレートが設けられている。また、貫通孔の内周と電極端子の外周との隙間には、電解液の漏出を防止するためのシール手段として、リング状の封口部材が設けられている。さらに、電極端子を蓋プレートに固定するための手段として、電極端子の両端のうち頭部とは反対側の端部に、カシメにより塑性変形させて拡径部を形成し、この拡径部と頭部によって蓋プレートを挟み込むようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０８７７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の密閉型電池は、絶縁手段としての絶縁部材とシール手段としての封口部材が、専用の別部材であったため、部品点数が多いという問題がある。また、封口部材は、カシメによって拡径部を形成する際に、電極端子の外周と貫通孔の内周との間で潰されるようになっているが、カシメの加工精度が低い場合には、封口部材の潰し量が不足してシール性能が不十分になる虞もある。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、部品点数の削減を図るとともに、電極端子をカシメ加工することなく蓋プレートに固定できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の発明は、
電極群と電解液を収容するケースと、
前記ケースを構成し、貫通孔が形成された金属製の蓋プレートと、
前記貫通孔に貫通した状態で配された電極端子と、
エラストマーからなり、前記電極端子を全周に亘って包囲した形態であって、前記電極端子と前記蓋プレートを非接触状態に保持するとともに、前記電極端子と前記蓋プレートに固着された多機能部材とを備えているところに特徴を有する。
【０００６】
また、第２の発明は、
電極群と電解液を収容するケースと、
前記ケースを構成し、貫通孔が形成された金属製の蓋プレートと、
前記貫通孔に貫通した状態で配された電極端子と、
前記電極端子と前記蓋プレートに固着されたエラストマーからなる固定部材とを備えているところに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００７】
第１の発明によれば、電極端子を全周に亘って包囲した形態の多機能部材は、電極端子と蓋プレートに固着すると、エラストマーの有する密着力によってシール機能を発揮するので、電極端子と蓋プレートとの隙間が液密状に保持される。また、多機能部材が、電極端子と蓋プレートを非接触状態に保持すると、エラストマーの有する絶縁性により、電極端子と蓋プレートとが絶縁状態に保持される。多機能部材がシール手段と絶縁手段を兼ねているので、シール手段と絶縁手段を別々に設ける場合に比べると、部品点数が少なくて済む。また、多機能部材は、エラストマーの有する接着力によって電極端子と蓋プレートに固着するので、電極端子は、カシメ加工しなくても蓋プレートに固定される。
【０００８】
第２の発明によれば、固定部材は、エラストマーの有する接着力によって電極端子と蓋プレートに固着するので、電極端子は、カシメ加工しなくても蓋プレートに固定される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１の断面図
【図２】実施例１において多機能部材を変形させる前の状態をあらわす断面図
【図３】実施例２の断面図
【図４】実施例２において多機能部材を変形させる前の状態をあらわす断面図
【図５】実施例３の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の密閉型電池は、
前記電極端子に形成され、前記貫通孔を貫通する軸状部と、
前記軸状部の端部に形成され、前記蓋プレートの内側に配された拡径部とを備え、
前記多機能部材が、前記軸状部の外周と前記貫通孔の内周との隙間、及び前記拡径部と前記蓋プレートとの隙間を埋めるように配されていてもよい。
この構成によれば、多機能部材と電極端子との接触面積、及び多機能部材と蓋プレートとの接触面積が大きくなるので、シール性能、絶縁性能及び固定機能がいずれも信頼性に優れる。
【００１１】
＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１を図１〜図２を参照して説明する。本実施例１の密閉型電池Ａは、金属製のケース１０と、ケース１０内に収容された電極群１１及び電解液１２と、一対の電極端子１６と、多機能部材２２と、絶縁プレート２０とを備えて構成されている。ケース１０は、上面が開口された箱状の本体部１３と、本体部１３に対しその開口部を塞ぐように組み付けられた蓋プレート１４とを備えて構成されている。蓋プレート１４は平板状をなし、蓋プレート１４には、一対の円形断面の貫通孔１５が形成されている。
【００１２】
電極端子１６は、軸線を貫通孔１５と同軸状に向けた円柱状の軸状部１７と、軸状部１７の下端に一体形成された拡径部１８とを備えている。軸状部１７の外径寸法は、貫通孔１５の内径寸法よりも小さく、軸状部１７は、下方（蓋プレート１４の内側）から貫通孔１５に貫通されている。軸状部１７の外周のうち貫通孔１５から上方（蓋プレート１４の外方）へ突出した部分には、雄ネジ部１９が形成されている。拡径部１８は軸状部１７と同心の円盤状をなし、拡径部１８の外径は、軸状部１７の外径及び貫通孔１５の内径に比べて、十分に大きい寸法に設定されている。拡径部１８は、蓋プレート１４の下方（ケース１０の内側）に配され、蓋プレート１４の内面と略平行をなしている。
【００１３】
絶縁プレート２０は、合成樹脂製であり、円盤状をなしている。絶縁プレート２０の中央には、軸状部１７の外径と同径の円形の中心孔２１が貫通して形成されている。絶縁プレート２０は、その中心孔２１を軸状部１７に嵌合した状態で、蓋プレート１４の上面（外面）に当接している。この絶縁プレート２０により、貫通孔１５と軸状部１７との隙間は、上側から塞がれている。
【００１４】
多機能部材２２は、エラストマー製であり、シール機能と絶縁機能と固定機能とを兼ね備えている。これらの機能を発揮させるために、熱を加えると軟化して流動性を示し、冷却すればゴム状弾性体に戻る性質を持つ熱可塑性エラストマー（ポリエステル系エラストマー，ポリスチレン系エラストマー，ポリアミド系エラストマー，ポリオレフィン系エラストマー等）が用いられている。この熱可塑性エラストマーは、金属との密着性に優れている。
【００１５】
本実施例１の密閉型電池Ａにおいて、電極端子１６を蓋プレート１４に固定する際には、図２に示すように、肉厚のリング状をなす多機能部材２２の素材２３を、電極端子１６の拡径部１８と蓋プレート１４の内面との間に配置する。そして、蓋プレート１４、電極端子１６及び素材２３を所定の温度に加熱するとともに、蓋プレート１４の上面と拡径部１８の下面に上下に圧縮する力を付与する。すると、素材２３が、変形して、図１に示すように、蓋プレート１４の下面と拡径部１８の上面との間で潰されて径方向に拡がり、更に、内周側（中心側）へ変位した部分が軸状部１７と貫通孔１５との隙間に進入する。このとき、軸状部１７と貫通孔１５との隙間の上面は、絶縁プレート２０で塞がれているので、素材２３が蓋プレート１４の上面側へ溢れ出ることはない。
【００１６】
素材２３が、拡径部１８と蓋プレート１４との間に隙間を残すことなく均一厚さで介在するとともに、軸状部１７と貫通孔１５との隙間を隙間を空けずに埋める状態になったら、加熱と加圧を解除して養生する。養生後、素材２３は、電極端子１６と蓋プレート１４とに密着し、弾性を有する多機能部材２２となる。
【００１７】
多機能部材２２の材料である熱可塑性エラストマーは、金属との密着性に優れているので、多機能部材２２は、拡径部１８の上面の全領域、軸状部１７のうち貫通孔１５内に収容されている部分、蓋プレート１４の下面、及び貫通孔１５の内周面に隙間なく液密状に密着する。多機能部材２２は、電極端子１６の軸状部１７及び貫通孔１５を全周に亘って連続して包囲するように配されている。したがって、ケース１０内の電解液１２が、蓋プレート１４の下面や拡径部１８の下面に接触し、貫通孔１５に向かって移動したとしても、その電解液１２は、多機能部材２２によって、拡径部１８と蓋プレート１４との隙間への浸入を阻止される。したがって、電解液１２が貫通孔１５を通過してケース１０の外部へ漏出することは、多機能部材２２のシール機能によって確実に防止される。
【００１８】
また、電極端子１６は、拡径部１８と軸状部１７において蓋プレート１４と接近して対向する位置関係となっている。しかし、拡径部１８の上面の全領域と、蓋プレート１４の下面との間には多機能部材２２が隙間なく介在し、軸状部１７の外周のうち貫通孔１５の収容されている部分の全領域と、貫通孔１５の内周の全領域との間にも、多機能部材２２が隙間なく介在する。多機能部材２２の材料である熱可塑性エラストマーは絶縁性を有しているので、電極端子１６と蓋プレート１４との間は、多機能部材２２の絶縁性によって電気的に絶縁された状態に保たれている。
【００１９】
さらに、熱可塑性エラストマーは金属との密着性に優れている。この多機能部材２２の密着性により、拡径部１８の上面と蓋プレート１４の下面が、上下方向及び水平方向への相対変位を規制されるとともに、軸状部１７と貫通孔１５の内周も、上下方向及び水平方向への相対変位を規制される。この多機能部材２２による相対変位規制力により、電極端子１６は蓋プレート１４に対して強固に固定される。
【００２０】
本実施例１によれば、電極端子１６を全周に亘って包囲した形態の多機能部材２２は、電極端子１６と蓋プレート１４に固着すると、エラストマーの有する密着力によってシール機能を発揮するので、電極端子１６と蓋プレート１４との隙間が液密状に保持される。また、多機能部材２２は、電極端子１６と蓋プレート１４を非接触状態に保持すると、エラストマーの有する絶縁性により、電極端子１６と蓋プレート１４とが絶縁状態に保持される。多機能部材２２がシール手段と絶縁手段を兼ねているので、シール手段と絶縁手段を別々に設ける場合に比べると、部品点数が少なくて済む。また、多機能部材２２は、エラストマーの有する接着力によって電極端子１６と蓋プレート１４に固着するので、電極端子１６は、カシメ加工しなくても蓋プレート１４に固定される。
【００２１】
また、電極端子１６は、貫通孔１５を貫通する軸状部１７と、軸状部１７の端部に形成されて蓋プレート１４の内側に配された拡径部１８とを備え、多機能部材２２が、軸状部１７の外周と貫通孔１５の内周との隙間、及び拡径部１８と蓋プレート１４との隙間を埋めるように配されている。この構成によれば、多機能部材２２と電極端子１６との接触面積、及び多機能部材２２と蓋プレート１４との接触面積が大きくなるので、シール性能、絶縁性能及び固定機能がいずれも信頼性に優れる。
【００２２】
＜実施例２＞
以下、本発明を具体化した実施例２を図３〜図４を参照して説明する。本実施例２の密閉型電池Ｂは、ケース１０と、ケース１０内に収容された電極群１１及び電解液１２と、一対の電極端子３０と、絶縁部材３３と、外部端子３７と、導電板３８と、多機能部材４２とを備えて構成されている。ケース１０は実施例１と同じものであるため、説明は省略する。
【００２３】
電極端子３０は、軸線を貫通孔１５と同軸状に向けた円柱状の軸状部３１と、軸状部３１の下端に一体形成された拡径部３２とを備える。軸状部３１の外径寸法は、貫通孔１５の内径寸法より小さく、軸状部３１は、下方（蓋プレート１４の内側）から貫通孔１５に貫通されている。拡径部３２は軸状部３１と同心の円盤状をなし、拡径部３２の外径は、軸状部３１の外径及び貫通孔１５の内径に比べて、十分に大きい寸法に設定されている。拡径部３２は、蓋プレート１４の下方（ケース１０内）に配され、蓋プレート１４の内面と略平行をなしている。
【００２４】
絶縁部材３３は、合成樹脂製であり、板状部３４と、板状部３４に形成した貫通形態のボス部３５と、板状部３４に形成した端子保持部３６とを備えている。絶縁部材３３は、板状部３４を蓋プレート１４の上面に重ねるとともに、ボス部３５を軸状部３１と貫通孔１５との隙間に嵌合した状態で、蓋プレート１４に取り付けられている。端子保持部３６には、外部端子３７が固定されている。導電板３８は、階段状に屈曲した形状であり、板状部３４の上面に重ねるように配置されている。導電板３８は、第１接続孔３９と第２接続孔４０を有する。第１接続孔３９は軸状部３１に外嵌され、第２接続孔４０は外部端子３７のボルト部４１に外嵌されている。
【００２５】
多機能部材４２は、エラストマー製であり、シール機能と絶縁機能と固定機能とを兼ね備えている。これらの機能を発揮させるために、熱を加えると軟化して流動性を示し、冷却すればゴム状弾性体に戻る性質を持つ熱可塑性エラストマー（ポリエステル系エラストマー，ポリスチレン系エラストマー，ポリアミド系エラストマー，ポリオレフィン系エラストマー等）が用いられている。この熱可塑性エラストマーは、金属との密着性に優れている。
【００２６】
本実施例２の密閉型電池Ｂにおいて、電極端子３０を蓋プレート１４に固定する際には、図４に示すように、肉厚のリング状をなす多機能部材４２の素材４３を、電極端子３０の拡径部３２と蓋プレート１４の内面との間に配置する。そして、蓋プレート１４、電極端子３０及び素材４３を所定の温度に加熱するとともに、蓋プレート１４の上面と拡径部３２の下面に上下に圧縮する力を付与する。すると、素材４３が、変形して、図３に示すように、蓋プレート１４の下面と拡径部３２の上面との間で潰されて径方向に拡がる。このとき、拡径部３２の外周縁においては、拡径部３２と蓋プレート１４との隙間がスペーサ４４で塞がれているので、素材４３が拡径部３２の外周縁から溢れ出ることはない。素材４３が、拡径部３２と蓋プレート１４との間に隙間を残すことなく均一厚さで介在する状態になったら、加熱と加圧を解除して養生する。養生後、素材４３は、電極端子３０と蓋プレート１４とに密着し、弾性を有する多機能部材４２となる。
【００２７】
多機能部材４２の材料である熱可塑性エラストマーは、金属との密着性に優れているので、多機能部材４２は、拡径部３２の上面、軸状部３１のうち貫通孔１５の下方へ突出している部分、及び蓋プレート１４の下面に隙間なく液密状に密着する。多機能部材４２は、電極端子３０の軸状部３１及び貫通孔１５を全周に亘って連続して包囲するように配されている。したがって、ケース１０内の電解液１２が、蓋プレート１４の下面や拡径部３２の下面に接触し、貫通孔１５に向かって移動したとしても、その電解液１２は、多機能部材４２によって、拡径部３２と蓋プレート１４との隙間への浸入を阻止される。したがって、電解液１２が貫通孔１５を通過してケース１０の外部へ漏出することは、多機能部材４２のシール機能によって確実に防止される。
【００２８】
また、電極端子３０は、拡径部３２と軸状部３１において蓋プレート１４と接近して対向する位置関係となっている。しかし、拡径部３２の上面の全領域と、蓋プレート１４の下面との間には多機能部材４２が隙間なく介在し、軸状部３１の外周のうち貫通孔１５の収容されている部分の全領域と、貫通孔１５の内周の全領域との間にも、多機能部材４２が隙間なく介在する。多機能部材４２の材料である熱可塑性エラストマーは絶縁性を有しているので、電極端子３０と蓋プレート１４との間は、多機能部材４２の絶縁性によって電気的に絶縁された状態に保たれている。
【００２９】
さらに、熱可塑性エラストマーは金属との密着性に優れている。この多機能部材４２の密着性により、拡径部３２の上面と蓋プレート１４の下面が、上下方向及び水平方向への相対変位を規制されるとともに、軸状部３１と貫通孔１５の内周も、上下方向及び水平方向への相対変位を規制される。この多機能部材４２による相対変位規制力により、電極端子３０は蓋プレート１４に対して強固に固定される。尚、軸状部３１のうち導電板３８の上方へ突出している上端部は、カシメ加工により拡径状に塑性変形した係止部４５となっている。この係止部４５と拡径部３２との間で蓋プレート１４が挟み付けられることにより、電極端子３０と蓋プレート１４の上下方向の相対変位が規制されている。また、係止部４５と、導電板３８における第１接続孔３９の孔縁部とを、レーザー溶接４６により固着した。このレーザー溶接４６により、電極端子３０と導電板３８とを導通可能に接続している。
【００３０】
本実施例２によれば、電極端子３０を全周に亘って包囲した形態の多機能部材４２は、電極端子３０と蓋プレート１４に固着すると、エラストマーの有する密着力によってシール機能を発揮するので、電極端子３０と蓋プレート１４との隙間が液密状に保持される。また、多機能部材４２は、電極端子３０と蓋プレート１４を非接触状態に保持すると、エラストマーの有する絶縁性により、電極端子３０と蓋プレート１４とが絶縁状態に保持される。多機能部材４２がシール手段と絶縁手段を兼ねているので、シール手段と絶縁手段を別々に設ける場合に比べると、部品点数が少なくて済む。また、多機能部材４２は、エラストマーの有する接着力によって電極端子３０と蓋プレート１４に固着するので、電極端子３０は、カシメ加工しなくても蓋プレート１４に固定される。
【００３１】
＜実施例３＞
以下、本発明を具体化した実施例３を図５を参照して説明する。上記実施例２では、軸状部３１のうち導電板３８の上方へ突出している上端部に、カシメ加工により拡径状に塑性変形させた係止部４５を形成し、この係止部４５と拡径部３２との間で蓋プレート１４を挟み付けることによって、電極端子３０と蓋プレート１４の上下方向の相対変位を規制した。これに対し、本実施例３の密閉型電池Ｃは、カシメ加工による拡径状の係止部４５を形成せず、軸状部３１のうち導電板３８の上方へ突出している上端部と、導電板３８における第１接続孔３９の孔縁部とを、レーザー溶接４６により固着した。このレーザー溶接４６により、電極端子３０と蓋プレート１４の上下方向の相対変位を規制しているとともに、電極端子３０と導電板３８とを導通可能に接続している。尚、その他の構成は、実施例２と同じであるため、説明は省略する。
【００３２】
＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施例１では、多機能部材が貫通孔内を埋める形態であったが、多機能部材は、貫通孔内を埋めない形態であってもよい。
（２）上記実施例２では、多機能部材が貫通孔内を埋めない形態であったが、多機能部材は、貫通孔内を埋める形態であってもよい。
＜参考例＞
本発明の参考例として、次のような実施形態が考えられる。
（１）上記実施例では、エラストマーからなる多機能部材がシール機能と絶縁機能を兼ね備えているが、多機能部材は、シール機能と絶縁機能のうち少なくとも一方の機能を有しないものであってもよい。つまり、多機能部材が、シール機能と電極端子を蓋プレートに固定するための固定機能との２つの機能だけを備えたもの、又は絶縁機能と固定機能の２つの機能だけを備えたもの、あるいは、多機能部材が固定機能だけを備えた固定部材としてのみ機能するものであってもよい。
（２）上記実施例では、多機能部材が、シール機能を発揮するために電極端子を全周に亘って包囲する形態であったが、多機能部材がシール機能を有しない場合には、電極端子を包囲しない形態でもよく、電極端子を囲むように周方向に間隔を空けて複数の多機能部材を配置してもよい。
（３）上記実施例では、多機能部材が、電極端子を蓋プレートに固定するための固定機能を有するが、多機能部材は、固定機能を有しないものであってもよい。この場合、電極端子を蓋プレートに固定するための手段を、多機能部材とは別に設ければよい。
（４）上記実施例では、エラストマー製の多機能部材が、シール機能と絶縁機能とを具備する単一部材であったが、シール機能のみを有するエラストマー製の単機能部材と、絶縁機能のみを有するエラストマー製の単機能部材とを別々に設けてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
Ａ…密閉型電池
１０…ケース
１１…電極群
１２…電解液
１４…蓋プレート
１５…貫通孔
１６…電極端子
１７…軸状部
１８…拡径部
２２…多機能部材
Ｂ，Ｃ…密閉型電池
３０…電極端子
３１…軸状部
３２…拡径部
４２…多機能部材
【図１】
2014044804.tif 000003
【図２】
2014044804.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014044804.tif 000006
【図５】
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