(57)【要約】  組立が容易で信頼性の高い組電池を提供する。厚さ方向（Ｘ軸方向）に積層された扁平角形の二次電池１と、該二次電池１と交互に積層されたスペーサ部材２と、二次電池１の積層方向に延在して複数のスペーサ部材２の積層方向に沿う側面に対向するサイドプレート５と、を備えた組電池１００である。スペーサ部材２は、積層方向（Ｘ軸方向）に摺動可能にサイドプレート５と係合する係合部２３を有することを特徴とする。
2017057082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さ方向に積層された扁平角形の二次電池と、該二次電池と交互に積層されたスペーサ部材と、前記二次電池の積層方向に延在して複数の前記スペーサ部材の前記積層方向に沿う側面に対向する板状部材と、を備えた組電池であって、
前記スペーサ部材は、前記積層方向に摺動可能に前記板状部材と係合する係合部を有することを特徴とする組電池。
【請求項２】
前記係合部は、前記積層方向に延在して両端が開放された凹部であることを特徴とする請求項１に記載の組電池。
【請求項３】
前記係合部は、前記二次電池の高さ方向と交差する壁部を有することを特徴とする請求項２に記載の組電池。
【請求項４】
前記係合部は、前記二次電池の幅方向と交差する壁部を有することを特徴とする請求項３に記載の組電池。
【請求項５】
前記係合部は、前記二次電池の幅方向に深さを有する溝状に形成され、
前記板状部材は、前記積層方向に延在する端部が前記係合部の深さ方向に突出して前記係合部に係合することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の組電池。
【請求項６】
前記係合部は、前記二次電池の高さ方向に深さを有する溝状に形成され、
前記板状部材は、前記積層方向に延在する端部が前記係合部に係合することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の組電池。
【請求項７】
前記係合部は、前記板状部材の前記積層方向に延在する一対の端部を係合させる一対の凹部であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の組電池。
【請求項８】
前記係合部は、前記積層方向に延在する凸部であり、
前記板状部材は、前記凸部と前記積層方向に摺動可能に係合する凹部を有することを特徴とする請求項１に記載の組電池。
【請求項９】
前記係合部は、前記板状部材の前記積層方向に延在する端部に係合する突起部を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の角形二次電池を備えた組電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電気自動車やハイブリッドカー等の車両には、複数の角形二次電池を備えた組電池が搭載されている。一例として、複数の角型電池を積層して固定部品で固定している組電池が知られている（下記特許文献１を参照）。特許文献１に記載された組電池において、固定部品は、積層している角型電池の両端面に配置される一対のエンドプレートと、このエンドプレートに、端部を連結して積層状態の角型電池を圧縮状態に固定してなる金属バンドとからなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２８２５８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の組電池は、電池ブロックの圧縮工程、金属バンドの連結工程、及び治具から外す工程を経て組み立てられる（特許文献１、段落００４３−００４４を参照）。しかし、特許文献１の組電池は、電池セルの間にスペーサを配置し、スペーサと角型電池を積層した電池ブロックの両側にエンドプレートを配置して押圧し、その状態で金属バンドの両端をエンドプレートに固定する。そのため、組立が煩雑で電池セル相互の位置にばらつきが生じやすく、組電池としての信頼性が低下する虞がある。【０００５】
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、組立が容易で信頼性の高い組電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成すべく、本発明の組電池は、厚さ方向に積層された扁平角形の二次電池と、該二次電池と交互に積層されたスペーサ部材と、前記二次電池の積層方向に延在して複数の前記スペーサ部材の前記積層方向に沿う側面に対向する板状部材と、を備えた組電池であって、前記スペーサ部材は、前記積層方向に摺動可能に前記板状部材と係合する係合部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の組電池によれば、組立が容易で信頼性の高い組電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態１に係る組電池の外観斜視図。
【図２】図１に示す組電池の分解斜視図。
【図３】図２に示す二次電池の外観斜視図。
【図４】図２に示すスペーサ部材とサイドプレートの係合状態を示す断面図。
【図５】図４に示すスペーサ部材とサイドプレートの係合状態を示す模式断面図。
【図６】図５に示すスペーサ部材とサイドプレートの変形例を示す模式断面図。
【図７】本発明の実施形態２に係る組電池の図５に相当する模式断面図。
【図８】本発明の実施形態３に係る組電池の図５に相当する模式断面図。
【図９】図８に示すスペーサ部材とサイドプレートの変形例を示す模式断面図。
【図１０】図８に示すスペーサ部材とサイドプレートの変形例を示す模式断面図。
【図１１】図８に示すスペーサ部材とサイドプレートの変形例を示す模式断面図。
【図１２】図８に示すスペーサ部材とサイドプレートの変形例を示す模式断面図。
【図１３】本発明の実施形態４に係る組電池のスペーサ部材とサイドプレートの係合状態を示す拡大断面図。
【図１４】本発明の実施形態４に係る組電池のスペーサ部材とサイドプレートの係合状態を示す拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の組電池の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
［実施形態１］
図１は、本発明の実施形態１に係る組電池１００の外観斜視図である。図２は、図１に示す組電池１００の分解斜視図である。本実施形態の組電池１００は、扁平角形の二次電池１が厚さ方向にスペーサ部材２と交互に配置された組電池である。以下の説明では、二次電池１の厚さ方向をＸ軸方向、二次電池１の幅方向をＹ軸方向、二次電池１の高さ方向をＺ軸方向とするＸＹＺ直交座標系を用いる場合がある。
【００１１】
本実施形態の組電池１００は、複数の二次電池１と、複数のスペーサ部材２と、一対の端部スペーサ部材３と、一対のエンドプレート４と、一対の板状部材であるサイドプレート５とを備えている。詳細は後述するが、本実施形態の組電池１００は、スペーサ部材２が、二次電池１の積層方向（Ｘ軸方向）に摺動可能に、板状部材であるサイドプレート５と係合する、係合部２３を有することを特徴としている。
【００１２】
二次電池１は、扁平角形の概ね直方体形状を有し、上面の幅方向の一端と他端に正極外部端子１１と負極外部端子１２とを有している。二次電池１は、その厚さ方向（Ｘ軸方向）にスペーサ部材２と交互に配置され、スペーサ部材２を介在させて積層されている。複数の二次電池１は、隣接する２つの二次電池１，１のうち、一方の二次電池１の正極外部端子１１と、他方の二次電池１の負極外部端子１２とが、二次電池１の積層方向に隣り合うように、交互に１８０°反転させて積層され、図示を省略するバスバーによって直列に接続される。
【００１３】
図３は、図１及び図２に示す二次電池１の外観斜視図である。二次電池１は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金製の電池容器１０を備え、幅方向を長辺とする概ね長方形の上面１０ｔ及び底面１０ｂと、幅方向に沿う最大面積の広側面１０ｗと、厚さ方向に沿う比較的面積の小さい狭側面１０ｎとを有している。組電池１００の組立時に、複数の二次電池１は、隣り合う二次電池１の互いの広側面１０ｗ同士がスペーサ部材２を介して対向するように積層して配置される。
【００１４】
電池容器１０は、有底角筒状の電池缶１３と矩形平板状の電池蓋１４とを有し、例えばレーザ溶接によって電池蓋１４が接合されて電池缶１３の上部開口が封止されている。図示は省略するが、電池容器１０の内部には、例えば、長尺帯状の正極電極及び負極電極を長尺帯状のセパレータを介在させて捲回した捲回体と、該捲回体の各電極と各外部端子１１，１２とを接続する一対の集電板と、一対の集電板を電池蓋１４に対して固定する絶縁部材と、捲回体を覆う絶縁シートと、電解液とが収容されている。
【００１５】
電池蓋１４の長手方向すなわち二次電池１の幅方向（Ｙ軸方向）の一端と他端には、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金製の正極外部端子１１と、例えば銅又は銅合金製の負極外部端子１２とが設けられている。正極外部端子１１と負極外部端子１２は、それぞれ電池蓋１４を貫通して電池容器１０の内部の正極集電板と負極集電板に接続されることで、それぞれ捲回体を構成する正極電極と負極電極に接続されている。各外部端子１１，１２と電池蓋１４との間には、絶縁性を有する樹脂製のガスケット１５が配置されている。ガスケット１５は、各外部端子１１，１２と電池蓋１４との間を絶縁するとともに、電池蓋１４に設けられた貫通孔を封止している。
【００１６】
電池蓋１４は、長手方向の中間部にガス排出弁１６と注液孔１７とを有している。ガス排出弁１６は、例えば電池蓋１４を部分的に薄肉化することによって形成され、何らかの異常によって電池容器１０の内圧が設定圧力を超えて上昇したときに開裂してガスを排出し、電池容器１０の内圧を低減させる。注液孔１７は、電池蓋１４に穿設された貫通孔であり、電池容器１０の内部に電解液を注入するのに用いられ、電解液の注入後に、例えばレーザ溶接によって注液栓１８が接合されて封止される。
【００１７】
以上の構成により、二次電池１は、外部から正極外部端子１１及び負極外部端子１２を介して供給された電力を電池容器１０内部の捲回体に蓄え、又は、捲回体に蓄えた電力を正極外部端子１１及び負極外部端子１２を介して外部へ供給することができる。
【００１８】
スペーサ部材２は、例えば絶縁性を有する樹脂によって製作され、図２に示すように、二次電池１の広側面１０ｗに対向する第１部分２１と、該第１部分２１から延出して二次電池１の狭側面１０ｎの少なくとも一部に対向する第２部分２２とを有している。スペーサ部材２は、二次電池１の幅方向に一対の第２部分２２を有している。スペーサ部材２の第１部分２１は、これら一対の第２部分２２を連結している。
【００１９】
スペーサ部材２の第１部分２１は、二次電池１の幅方向（Ｙ軸方向）及び高さ方向（Ｚ軸方向）に延在して、積層方向（Ｘ軸方向）に隣接する２つの二次電池１の広側面１０ｗの間に配置され、両方の広側面１０ｗに当接する薄い板状の部分である。スペーサ部材２の第１部分２１は、例えば、積層方向に隣接する２つの二次電池１の間隔を保持して絶縁性を確保する。
【００２０】
スペーサ部材２の第１部分２１の幅寸法は、二次電池１の幅寸法Ｗと概ね等しくすることができる。スペーサ部材２の第１部分２１の高さ寸法は、二次電池１の電池容器１０の高さ寸法Ｈと概ね等しくすることができる。スペーサ部材２の第１部分２１の厚さ寸法は、強度確保と組電池１００の小型化の観点から、０．１ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２１】
スペーサ部材２の第２部分２２は、二次電池１の厚さ方向（Ｘ軸方向）及び高さ方向（Ｚ軸方向）に延在する薄い板状の部分であり、電池容器１０とサイドプレート５との間に配置され、これらの間を絶縁する。本実施形態において、スペーサ部材２の第２部分２２は、積層方向（Ｘ軸方向）に隣接する２つの二次電池１の狭側面１０ｎに対向している。また、本実施形態において、スペーサ部材２の第２部分２２は、積層方向に隣接する２つの二次電池１のうち、一方の二次電池１の狭側面１０ｎに対向する面積と、他方の二次電池１の狭側面１０ｎに対向する面積とが概ね等しくなっている。
【００２２】
スペーサ部材２の第２部分２２は、例えば、二次電池１の厚さ方向に沿う幅寸法が二次電池１の高さ方向に沿う高さ寸法よりも小さく、二次電池１の高さ方向を長手方向とする細長い長方形の板状に形成することができる。スペーサ部材２の第２部分２２の高さ寸法は、二次電池１の電池容器１０の高さ寸法Ｈと概ね等しくすることができる。また、スペーサ部材２の第２部分２２の高さ寸法は、電池容器１０の高さ寸法Ｈよりも大きくして、電池容器１０の底面１０ｂと上面１０ｔに対向する部分を設け、第２部分２２によって電池容器１０を上下から保持することもできる。スペーサ部材２の第２部分２２の厚さ寸法は、第１部分２１の厚さ寸法よりも厚くすることができる。
【００２３】
スペーサ部材２の第２部分２２の幅寸法は、第１部分２１から延在する第２部分２２を、二次電池１の狭側面１０ｎの一部に対向させることができる寸法であれば、特に限定されない。具体的には、二次電池１の広側面１０ｗと狭側面１０ｎとの間の角部に曲面状のＲ部を有する場合、第２部分２２の幅寸法は、第１部分２１から延在する第２部分２２の幅方向の端部が、Ｒ部と狭側面１０ｎとの間の境界を超えて、狭側面１０ｎに対向する位置に達するように設定することができる。
【００２４】
スペーサ部材２の第２部分２２の幅寸法は、組電池１００の組立時にスペーサ部材２の第１部分２１によって二次電池１の電池容器１０を圧縮して寸法を均一化する観点から、二次電池１の積層方向に隣接するスペーサ部材２の第２部分２２同士の間に間隙を有する寸法に設定することが好ましい。したがって、スペーサ部材２の第２部分２２の幅寸法は、電池容器１０の厚さ寸法Ｔ以下にすることができる。なお、二次電池１の積層方向に隣接するスペーサ部材２の第２部分２２の端部同士を、二次電池１の幅方向において重ね合せるラビリンス構造を採用する場合には、スペーサ部材２の第２部分２２の幅寸法は、電池容器１０の厚さ寸法Ｔよりも大きくなる。この場合にも、第２部分２２同士の間に二次電池１の積層方向の間隙を形成することが好ましい。
【００２５】
図２に示すように、一対の端部スペーサ部材３は、スペーサ部材２を介在させて厚さ方向に積層された複数の二次電池１の積層方向の一端と他端に配置されている。端部スペーサ部材３は、スペーサ部材２と同様に、絶縁性を有する樹脂によって製作され、エンドプレート４と二次電池１の間に配置され、これらを絶縁している。端部スペーサ部材３は、二次電池１の広側面１０ｗの概ね全体に対向する第１部分３１と、第１部分３１の幅方向の両端部から二次電池１の厚さ方向に延在して狭側面１０ｎの概ね１／２に対向する第２部分３２とを有している。端部スペーサ部材３のエンドプレート４に対向する面は平坦であり、端部スペーサ部材３の第２部分３２は、エンドプレート４からスペーサ部材２へ向かうスペーサ部材２の積層方向に延在している。
【００２６】
一対のエンドプレート４は、例えばステンレス鋼等の金属材料によって製作された矩形の板状の部材であり、概ね二次電池１の広側面１０ｗと等しい平面形状及び平面寸法を有している。一対のエンドプレート４は、二次電池１の積層方向において、一対の端部スペーサ部材３のさらに外側に配置される。一対のエンドプレート４は、スペーサ部材２を介在させて積層されるとともに積層方向の両側に一対の端部スペーサ部材３が配置された複数の二次電池１を、積層方向の両側から挟持する。一対のエンドプレート４は、二次電池１の幅方向の両側にそれぞれ複数のボルト穴４１を有している。
【００２７】
一対のサイドプレート５は、例えばステンレス鋼等の金属材料によって製作され、二次電池１の積層方向に延在する帯状の板状部材であり、複数のスペーサ部材２の積層方向に沿う側面に対向している。サイドプレート５の短手方向（Ｚ軸方向）の寸法は、二次電池１の電池容器１０の高さ寸法Ｈと概ね等しくなっている。本実施形態において、サイドプレート５は、スペーサ部材２の積層方向に延在する短手方向の端部５１，５２のうち、二次電池１の高さ方向における電池蓋１４側の端部５１が、二次電池１の幅方向内側に向けて概ね直角に曲折されている。サイドプレート５の長手方向（Ｘ軸方向）の両端部には、エンドプレート４のボルト穴４１に対応する位置に、ボルト６，７を挿通させる貫通孔５ａが設けられている。
【００２８】
図４は、図２に示すスペーサ部材２とサイドプレート５の係合状態を示す断面図である。なお、図４では、図２に示すスペーサ部材２の第１部分２１を二次電池１の奥側の不図示の広側面１０ｗに対向させ、スペーサ部材２の第２部分２２及びサイドプレート５を二次電池１の手前側の広側面１０ｗに沿って切断している。
【００２９】
スペーサ部材２は、板状部材であるサイドプレート５と、二次電池１の積層方向（Ｘ軸方向）に摺動可能に係合する係合部２３を有している。本実施形態において、係合部２３は、スペーサ部材２の積層方向に延在して両端が開放された溝状の凹部である。また本実施形態において、スペーサ部材２は、板状部材であるサイドプレート５の積層方向に延在する一対の端部５１，５２を係合させる一対の凹部である係合部２３Ａ，２３Ｂを有している。
【００３０】
スペーサ部材２は、第２部分２２の高さ方向の一方の端部であって、二次電池１の電池蓋１４側の端部に、二次電池１の幅方向に深さを有する溝状に形成された係合部２３Ａを有している。これにより、板状部材であるサイドプレート５は、スペーサ部材２の積層方向に延在して二次電池１の幅方向内側へ向けて曲折された端部５１が、係合部２３Ａの深さ方向に突出して係合部２３Ａに係合する。
【００３１】
係合部２３Ａは、二次電池１の高さ方向と交差する壁部２４ａ，２４ｂと、二次電池１の幅方向と交差する壁部２５ａを有している。これにより二次電池１の幅方向内側に折り曲げられたサイドプレート５の端部５１は、二次電池１の高さ方向の一方の面が係合部２３Ａの壁部２４ａに対向し、二次電池１の高さ方向の他方の面が係合部２３Ａの壁部２４ｂに対向し、二次電池１の幅方向の端面が係合部２３Ａの壁部２５ａに対向する。係合部２３Ａの幅、すなわち壁部２４ａと壁部２４ｂとの間隔は、サイドプレート５の端部５１の厚さと概ね同程度にすることができる。
【００３２】
スペーサ部材２は、第２部分２２の高さ方向の他方の端部であって、電池容器１０の底面１０ｂ側の端部に、二次電池１の高さ方向に深さを有する溝状に形成された係合部２３Ｂを有している。これにより、板状部材であるサイドプレート５は、スペーサ部材２の積層方向に延在する端部５２が、まっすぐに二次電池１の高さ方向に延びて係合部２３Ｂに係合する。
【００３３】
係合部２３Ｂは、二次電池１の高さ方向と交差する壁部２４ｃと、二次電池１の幅方向と交差する壁部２５ｂ，２５ｃを有している。これにより、サイドプレート５の端部５２は、二次電池１の高さ方向の端面が係合部２３Ｂの壁部２４ｃに対向し、二次電池１の幅方向の一方の面が係合部２３Ｂの壁部２５ｂに対向し、二次電池１の幅方向の他方の面が係合部２３Ｂの壁部２５ｃに対向する。係合部２３Ｂの幅、すなわち壁部２５ｂと壁部２５ｃとの間隔は、サイドプレート５の端部５２の厚さと概ね同程度にすることができる。
【００３４】
図２に示すように、端部スペーサ部材３は、上述のスペーサ部材２の係合部２３Ａ，２３Ｂと同様の係合部３３Ａ，３３Ｂを有している。すなわち、端部スペーサ部材３は、板状部材であるサイドプレート５とスペーサ部材２の積層方向に摺動可能に係合する係合部３３Ａ，３３Ｂを有する。端部スペーサ部材３の係合部３３Ａ，３３Ｂの詳細な構成については、スペーサ部材２の係合部２３Ａ，２３Ｂと同様であるため、説明を省略する。
【００３５】
以下、本実施形態の組電池１００の作用について説明する。
【００３６】
本実施形態の組電池１００は、前述のように、厚さ方向に積層された扁平角形の二次電池１と、二次電池１と交互に積層されたスペーサ部材２と、二次電池１の積層方向に延在して複数のスペーサ部材２の積層方向に沿う側面に対向するサイドプレート５と、を備えている。本実施形態の組電池１００は、例えば、以下の手順によって組み立てることができる。
【００３７】
まず、一対のサイドプレート５の長手方向に延在する端部５１，５２と、スペーサ部材２の一対の第２部分２２に設けられた係合部２３とを係合させる。ここで、スペーサ部材２は、サイドプレート５と積層方向に摺動可能に係合する係合部２３を有している。そのため、スペーサ部材２の係合部２３の積層方向の開口端に、サイドプレート５の端部５１，５２を長手方向の一端から差し込み、サイドプレート５を摺動させて係合部２３に係合させることができる。これにより、複数のスペーサ部材２を一対のサイドプレート５に係合させながら積層させ、複数のスペーサ部材２を一対のサイドプレート５に積層方向に摺動可能に係合させることができる。
【００３８】
次に、複数のスペーサ部材２の係合部２３を積層方向に摺動可能に係合させた一対のサイドプレート５の短手方向の端部５１，５２の長手方向の両端に、端部スペーサ部材３をスペーサ部材２と同様に係合させる。具体的には、端部スペーサ部材３の係合部３３の積層方向の開口端に、サイドプレート５の短手方向の端部５１，５２を長手方向の一端から差し込む。そして、端部スペーサ部材３を、サイドプレート５の長手方向に沿って摺動させながら、端部スペーサ部材３の係合部３３Ａ，３３Ｂとサイドプレート５の端部５１，５２とを係合させる。これにより、複数のスペーサ部材２の積層方向の両端に端部スペーサ部材３を配置することができる。
【００３９】
次に、端部スペーサ部材３とスペーサ部材２との間及びスペーサ部材２同士の間に二次電池１を配置し、交互に積層された二次電池１とスペーサ部材２の積層方向の両側の一対の端部スペーサ部材３の両側に、一対のエンドプレート４を配置する。なお、予め厚さ方向に所定の間隔を開けて複数の二次電池１を配置しておき、予め一対のサイドプレート５に係合させた複数のスペーサ部材２を二次電池１の間に一括して配置するようにしてもよい。また、スペーサ部材２の一括配置と同時に、予め一対のサイドプレート５に係合させた一対の端部スペーサ部材３を、スペーサ部材２と交互に積層された二次電池１の積層方向の両端に一括して配置することもできる。
【００４０】
したがって、本実施形態の組電池１００によれば、スペーサ部材２がサイドプレート５と積層方向に摺動可能に係合する係合部２３を有することで、組電池１００の組立を容易にすることができる。また、サイドプレート５に係合したスペーサ部材２によって二次電池１の位置のばらつきを抑制し、信頼性の高い組電池を提供することができる。
【００４１】
また、本実施形態の組電池１００において、スペーサ部材２の係合部２３は、積層方向に延在して両端が開放された溝状の凹部である。これにより、スペーサ部材２の積層方向のサイドプレート５との摺動が妨げられることがない。また、溝状の凹部であるスペーサ部材２の係合部２３が板状部材であるサイドプレート５に係合することで、溝状の凹部の延在方向と開口部の方向を除くサイドプレート５の移動が規制され、スペーサ部材２の位置ずれを抑制し、二次電池１の位置のばらつきを抑制することができる。
【００４２】
また、本実施形態の組電池１００において、係合部２３は、二次電池１の高さ方向と交差する壁部２４ａ，２４ｂ，２４ｃを有している。より具体的には、二次電池１の電池蓋１４側の係合部２３Ａは、二次電池１の高さ方向と交差して、電池蓋１４に対向する下向きの面を有する壁部２４ａと、当該壁部２４ａの下向きの面に対向する上向きの面を有する壁部２４ｂとを備える。また、二次電池１の電池容器１０の底面１０ｂ側の係合部２３Ｂは、二次電池１の高さ方向と交差して、二次電池１の電池蓋１４側を向く上向きの面を有する壁部２４ｃを有する。
【００４３】
そのため、電池容器１０の底面１０ｂから電池蓋１４へ向かう二次電池１の高さ方向の上向きのサイドプレート５の移動は、当該方向を向くサイドプレート５の電池蓋１４側の端部５１の一方の面に対向する、スペーサ部材２の係合部２３Ａの壁部２４ａによって規制される。また、電池蓋１４から電池容器１０の底面１０ｂへ向かう二次電池１の高さ方向の下向きのサイドプレート５の移動は、スペーサ部材２の係合部２３Ａの壁部２４ｂと係合部２３Ｂの壁部２４ｃとによって規制される。壁部２４ｂがサイドプレート５の電池蓋１４側の端部５１の高さ方向の下向きの一方の面に対向し、壁部２４ｃが電池容器１０の底面１０ｂ側のサイドプレート５の高さ方向の下向きの端部５２の端面に対向するためである。
【００４４】
また、本実施形態の組電池１００において、係合部２３は、二次電池１の幅方向と交差する壁部２５ａ，２５ｂ，２５ｃを有している。より具体的には、二次電池１の電池蓋１４側の係合部２３Ａは、二次電池１の幅方向と交差して、二次電池１の幅方向に曲折されたサイドプレート５の端部５１に対向する壁部２５ａを備える。また、二次電池１の電池容器１０の底面１０ｂ側の係合部２３Ｂは、二次電池１の幅方向と交差して、電池容器１０の底面１０ｂ側のサイドプレート５の端部５２の外側面に対向する壁部２５ｂと、内側面に対向する壁部２５ｃとを有する。
【００４５】
そのため、二次電池１の幅方向内側へのサイドプレート５の移動は、サイドプレート５の端部５１に対向する係合部２３Ａの壁部２５ａと、サイドプレート５の端部５２の内側面に対向する係合部２３Ｂの壁部２５ｃによって規制される。また、二次電池１の幅方向外側へのサイドプレート５の移動は、サイドプレート５の端部５２の外側面に対向する係合部２３Ｂの壁部２５ｂによって規制される。
【００４６】
また、係合部２３Ａは、二次電池１の幅方向に深さを有する溝状に形成され、板状部材であるサイドプレート５は、積層方向に延在する端部５１が係合部２３Ａの深さ方向に突出して係合部２３Ａに係合している。これにより、サイドプレート５の端部５１を係合部２３Ａの開口部から二次電池１の幅方向に挿入し、溝状の係合部２３Ａの延在方向及び開口方向である二次電池１の幅方向片側を除くサイドプレート５の移動を、係合部２３Ａによって規制することができる。
【００４７】
また、スペーサ部材２は、板状部材であるサイドプレート５において二次電池１の積層方向に延在する一対の端部５１，５２を係合させる、一対の凹部である係合部２３Ａ，２３Ｂを備えている。これにより、一対の凹部である係合部２３Ａ，２３Ｂによってサイドプレート５の短手方向の両方の端部５１，５２を保持し、サイドプレート５の位置ずれをより効果的に防止することができる。
【００４８】
以上のようにスペーサ部材２及び端部スペーサ部材３とサイドプレート５とを摺動可能に係合させて、スペーサ部材２と二次電池１を交互に積層させた後、複数の二次電池１を積層方向に圧迫して固縛する。具体的には、二次電池１をスペーサ部材２と交互に積層して、積層方向の両端に端部スペーサ部材３を配置し、さらにその外側に一対のエンドプレート４を配置する。そして、一対のエンドプレート４の間隔を狭めるように圧縮力を加え、積層方向の寸法が所定の寸法になるまで、スペーサ部材２及び端部スペーサ部材３を介して積層された複数の二次電池１を圧縮する。
【００４９】
ここで、スペーサ部材２及び端部スペーサ部材３は、二次電池１の積層方向に摺動可能にサイドプレート５と係合する係合部２３，３３を有している。そのため、二次電池１の厚さが圧縮によって小さくなると、スペーサ部材２及び端部スペーサ部材３は、サイドプレート５との係合を維持しつつ、二次電池１の積層方向に摺動する。したがって、スペーサ部材２及び端部スペーサ部材３と、サイドプレート５との係合は、二次電池１に圧縮力を加えるときの支障にならない。加えて、スペーサ部材２及び端部スペーサ部材３の位置ずれを防止して、二次電池１の位置のばらつきを抑制し、信頼性の高い組電池を提供することができる。
【００５０】
次に、スペーサ部材２の一対の第２部分２２の積層方向に沿う側面に対向する一対のサイドプレート５の貫通孔５ａにボルト６，７を挿通させ、一対のエンドプレート４のボルト穴４１にボルト６，７をねじ込む。そして、一対のエンドプレート４と一対のサイドプレート５とを締結して固定する。これにより、組電池１００において、扁平角形の二次電池１が厚さ方向にスペーサ部材２と交互に積層され、二次電池の積層方向の両端に一対の端部スペーサ部材３が配置される。さらにその積層方向の両側に一対のエンドプレート４が配置され、スペーサ部材２の積層方向に沿う一対の側面に一対のサイドプレート５が対向し、圧縮力が付与された複数の二次電池１が、一対のエンドプレート４によって挟持されて固縛された状態になる。
【００５１】
以上により、図１に示す組電池１００が完成する。その後、図示は省略するが、バスバーによって複数の二次電池１を直列に接続し、その上に二次電池１の電圧を測定する電圧検出用基板を配置し、さらに電圧検出用基板をカバーで覆う。以上の構成により、組電池１００は、外部から供給された電力を複数の二次電池１に蓄え、又は、複数の二次電池１に蓄えられた電力を外部に供給することができる。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態の組電池１００によれば、組立が容易で信頼性の高い組電池を提供することができる。なお、本発明の組電池は、本実施形態の組電池１００で説明した構成に限定されない。
【００５３】
図５は、本実施形態の組電池１００におけるスペーサ部材２とサイドプレート５との係合状態を示す模式断面図である。例えば、本実施形態では、図５に示すように、二次電池１の積層方向に延在して二次電池１の幅方向に突出するサイドプレート５の端部５１が、スペーサ部材２の溝状の係合部２３Ａに係合する構成について説明した。しかし、この構成以外の構成を採用することも可能である。
【００５４】
図６は、図５に示す本実施形態の組電池１００のスペーサ部材２とサイドプレート５との係合状態の変形例を示す模式断面図である。例えば、前述の組電池１００において、図６に示すように、サイドプレート５の端部５１，５２と、係合部２３Ａ，２３Ｂとの位置関係を、二次電池１の高さ方向において逆にしてもよい。
【００５５】
また、図示は省略するが、スペーサ部材２の係合部は、二次電池１の積層方向に延在する凸部であってもよい。この場合、板状部材であるサイドプレート５は、スペーサ部材２の凸部と二次電池１の積層方向に摺動可能に係合する凹部を有する。これにより、本実施形態の組電池１００と同様に、スペーサ部材２は、二次電池１の積層方向に摺動可能にサイドプレート５と係合する係合部を有することになり、本実施形態の組電池１００と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
［実施形態２］
次に、本発明の実施形態２に係る組電池について、図１から図４を援用し、図７を用いて説明する。図７は、本実施形態の組電池におけるスペーサ部材２及びサイドプレート５の係合状態を示す模式断面図であり、実施形態１の組電池１００の図５に相当する模式断面図である。
【００５７】
本実施形態の組電池は、図７に示すスペーサ部材２及びサイドプレート５の以下の点が、図５に示す実施形態１の組電池１００と異なっている。一点目は、二次電池１の高さ方向におけるスペーサ部材２の電池蓋１４側の係合部２３が、二次電池１の高さ方向に深さを有する溝状の凹部である係合部２３Ｂである点である。二点目は、サイドプレート５の電池蓋１４側の短手方向の端部５１，５２が、いずれも二次電池１の幅方向に曲折されず、サイドプレート５が二次電池１の幅方向に突出する部分を有しない平板状に形成されている点である。本実施形態の組電池のその他の点は、前述の実施形態１の組電池１００と同一であるため、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５８】
本実施形態の組電池は、実施形態１の組電池１００と同様に、スペーサ部材２が、二次電池１の積層方向に摺動可能に板状部材であるサイドプレート５と係合する係合部２３Ｂ，２３Ｂを有している。そのため、本実施形態の組電池によれば、実施形態１の組電池１００と同様に、組立が容易で信頼性の高い組電池を提供することができる。また、サイドプレート５が二次電池の幅方向に突出する部分を有しないので、二次電池１の幅方向における組電池の寸法を最小化できるとともに、組電池の軽量化にも寄与することができる。
【００５９】
［実施形態３］
次に、本発明の実施形態３に係る組電池について、図１から図４を援用し、図８を用いて説明する。図８は、本実施形態の組電池におけるスペーサ部材２及びサイドプレート５の係合状態を示す模式断面図であり、実施形態１の組電池１００の図５に相当する模式断面図である。
【００６０】
本実施形態の組電池は、図８に示すスペーサ部材２の以下の点が、図５に示す実施形態１の組電池１００と異なっている。一点目は、二次電池１の高さ方向におけるサイドプレート５の両方の端部５１，５２が、二次電池１の幅方向外側に向けて概ね直角に曲折されている点である。二点目は、二次電池１の高さ方向におけるスペーサ部材２の両方の端部に、サイドプレート５の端部５１，５２の曲折された部分の長さと概ね等しい幅を有し、二次電池１の高さ方向に深さを有する溝状の凹部である係合部２３Ｃ，２３Ｃが形成されている点である。本実施形態の組電池のその他の点は、前述の実施形態１の組電池１００と同一であるため、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６１】
係合部２３Ｃは、二次電池１の幅方向における幅がサイドプレート５の厚さより広い。また、係合部２３Ｃは、図４に示す実施形態１の組電池１００の係合部２３Ｂと同様に、二次電池１の高さ方向におけるサイドプレート５の移動を規制する壁部２４ｄと、二次電池１の幅方向におけるサイドプレート５の移動を規制する壁部２５ｄ，２５ｅを有している。
【００６２】
一対の係合部２３Ｃの一対の壁部２４ｄは、それぞれ、サイドプレート５の曲折された端部５１の上面と、曲折された端部５２の下面に対向している。また、一対の係合部２３Ｃの一対の壁部２５ｄは、それぞれ、サイドプレート５の曲折された端部５１，５２の先端に対向している。また、一対の係合部２３Ｃの一対の壁部２５ｅは、サイドプレート５の内側面に対向している。
【００６３】
これにより、サイドプレート５は、二次電池１の高さ方向の移動がスペーサ部材２の一対の係合部２３Ｃの一対の壁部２４ｄによって規制され、二次電池１の幅方向の移動がスペーサ部材２の一対の係合部２３Ｃの一対の壁部２５ｄと一対の壁部２５ｅによって規制される。また、係合部２３Ｃは、二次電池１の積層方向と交差する壁部を有さず、二次電池１の積層方向に開放されている。したがって、スペーサ部材２の係合部２３Ｃは、サイドプレート５を二次電池１の積層方向に摺動可能に係合させている。
【００６４】
本実施形態の組電池は、実施形態１の組電池１００と同様に、スペーサ部材２が、二次電池１の積層方向に摺動可能に、板状部材であるサイドプレート５と係合する係合部２３Ｃ，２３Ｃを有している。そのため、本実施形態の組電池によれば、実施形態１の組電池１００と同様に、組立が容易で信頼性の高い組電池を提供することができる。また、サイドプレート５の短手方向の両方の端部５１，５２を二次電池１の幅方向に曲折することで、サイドプレート５の断面二次モーメントを増加させて強度を向上させ、より信頼性の高い組電池を提供することができる。
【００６５】
なお、本発明の組電池は、図８に示すスペーサ部材２及びサイドプレート５が二次電池１の高さ方向の両方の端部に同じ構成の係合部２３Ｃ及び端部５１，５２を有する構成に限定されない。図９から図１２に、図８に示すスペーサ部材２及びサイドプレート５の変形例を示す。
【００６６】
図９及び図１０に示すように、本実施形態の組電池のスペーサ部材２の係合部２３Ｃと、図５から図７に示す実施形態１から実施形態２の組電池のスペーサ部材２の係合部２３Ｂとを組み合わせてもよい。また、図１１及び図１２に示すように、本実施形態の組電池のスペーサ部材２の係合部２３Ｃと、図５及び図６に示す実施形態１の組電池１００のスペーサ部材２の係合部２３Ａとを組み合わせてもよい。
【００６７】
［実施形態４］
次に、本発明の実施形態４に係る組電池について、図１から図４並びに図８から図１２を援用し、図１３及び図１４を用いて説明する。図１３及び図１４は、本実施形態の組電池におけるスペーサ部材２及びサイドプレート５の係合状態を示す模式断面図であり、それぞれ、図８から図１２に示すスペーサ部材２の係合部２３Ｃに対応する部分の拡大図である。
【００６８】
本実施形態の組電池は、図１３及び図１４に示すスペーサ部材２が、突起部２６を有する係合部２３Ｄを有する点で、図８から図１２に示す実施形態３の組電池と異なっている。本実施形態の組電池のその他の点は、実施形態３の組電池と同様であるため、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６９】
図１３及び図１４に示すように、本実施形態の組電池のスペーサ部材２において、係合部２３Ｄは、板状部材であるサイドプレート５の二次電池１の積層方向に延在する端部５１，５２に係合する突起部２６を有している。突起部２６は、二次電池１の高さ方向におけるスペーサ部材２の第２部分２２の両端部において、二次電池１の幅方向外側に延出する係合部２３Ｄの壁部２４ｄの先端に設けられている。突起部２６は、壁部２４ｄの先端面から二次電池１の幅方向内側でかつ二次電池１の高さ方向中央側へ向けて傾斜する傾斜部２６ａと、傾斜部２６ａに隣接し、壁部２４ｄから二次電池１の高さ方向中央側へ向けて突出する突出部２６ｂとを有している。
【００７０】
本実施形態の組電池によれば、スペーサ部材２とサイドプレート５との係合を二次電池１の幅方向において行うことができる。具体的には、二次電池１の幅方向外側から内側へサイドプレート５の曲折された端部５１，５２をスペーサ部材２の係合部２３Ｄに対して近付けていくと、サイドプレート５の端部５１，５２と中間部との間の角部が、係合部２３Ｄの突起部２６の傾斜部２６ａに当接する。
【００７１】
この状態で、さらにサイドプレート５を二次電池１の幅方向内側へ押し込むと、サイドプレート５の角部が、傾斜部２６ａに沿って移動してスペーサ部材２の係合部２３Ｄの壁部２４ｄを二次電池１の高さ方向に弾性変形させて押し広げる。そして、サイドプレート５の角部及び端部５１，５２が係合部２３Ｄの突出部２６ｂを乗り越えると、係合部２３Ｄの壁部２４ｄの弾性変形が復元し、サイドプレート５の端部５１，５２が係合部２３Ｄに係合する。
【００７２】
この状態で、二次電池１の高さ方向におけるサイドプレート５の移動は、サイドプレートの高さ方向の端面に対向する係合部２３Ｄの壁部２４ｄによって規制される。また、二次電池１の幅方向におけるサイドプレート５の移動は、サイドプレート５の端部５１，５２に対向する壁部２５ｄと、サイドプレート５の内側面に対向する壁部２５ｅによって規制される。一方、係合部２３Ｄは、二次電池１の積層方向において開放され、二次電池の積層方向と交差する壁部を有しないため、サイドプレート５は、二次電池１の積層方向に摺動可能に係合部２３Ｄに係合する。
【００７３】
本実施形態の組電池によれば、上述のような所謂スナップフィット構造を採用することで、スペーサ部材２とサイドプレート５を容易に係合させることができる。また、本実施形態の組電池は、実施形態１の組電池１００と同様に、スペーサ部材２が、二次電池１の積層方向に摺動可能に、板状部材であるサイドプレート５と係合する係合部２３Ｄ，２３Ｄを有している。そのため、本実施形態の組電池によれば、実施形態１の組電池１００と同様に、組立が容易で信頼性の高い組電池を提供することができる。
【００７４】
以上、図面を用いて本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。例えば、スペーサ部材の係合部は、板状部材の二次電池の積層方向に延在する一対の端部のうち、一方を係合させる一の凹部であってもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１  二次電池
２  スペーサ部材
５  サイドプレート（板状部材）
１００  組電池
２３  係合部（凹部）
２３Ａ  係合部（凹部）
２３Ｂ  係合部（凹部）
２３Ｃ  係合部（凹部）
２３Ｄ  係合部（凹部）
２４ａ  壁部
２４ｂ  壁部
２４ｃ  壁部
２４ｄ  壁部
２５ａ  壁部
２５ｂ  壁部
２５ｃ  壁部
２５ｄ  壁部
２５ｅ  壁部
２６  突起部
５１  端部
５２  端部
【図１】
2017057082.tif 000003
【図２】
2017057082.tif 000004
【図３】
2017057082.tif 000005
【図４】
2017057082.tif 000006
【図５】
2017057082.tif 000007
【図６】
2017057082.tif 000008
【図７】
2017057082.tif 000009
【図８】
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【図９】
2017057082.tif 000011
【図１０】
2017057082.tif 000012
【図１１】
2017057082.tif 000013
【図１２】
2017057082.tif 000014
【図１３】
2017057082.tif 000015
【図１４】
2017057082.tif 000016
【国際調査報告】
2017057082.tif 000017
2017057082.tif 000018
2017057082.tif 000019
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