(57)【要約】【課題】車両外部からの衝撃を受けた際に、締結部材が電源装置に向かうのを抑制する。【解決手段】車両に搭載される複数の単電池１を含む電池群と、単電池１の外面を形成する電池ケース１０に形成された脚部３０と、この脚部３０をロアケース７０のフランジ面７０Ａに固定するために、脚部３０に形成された締結孔部３０Ａに締結される締結ボルト８０とを有し、脚部３０は、締結孔部３０Ａに対して、フランジ面７０Ａを含む面内方向であって、かつ、脚部３０から電池ケース１０に向かう方向に対して直交する第１の方向に位置する孔部３０Ｂ、３０Ｃを有する蓄電装置。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される電源体と、
前記電源体を車両の固定面に固定するための締結部材が挿通される第１の開口部を備える脚部とを有し、
前記脚部は、
前記第１の開口部に対して、前記固定面を含む面内方向であって、かつ、前記脚部から前記電源体に向かう方向に対して直交する第１の方向に位置する第２の開口部を有する電源装置。
【請求項２】
前記第１の開口部の開口方向視において、
前記脚部において、前記第２の開口部から前記第１の方向の外縁までの長さをＴ１、前記第１の開口部から前記第１の方向に直交し、前記電源体から離間する第２の方向の外縁までの長さをＴ２としたときに、（１）式を満足する請求項１に記載の電源装置。
Ｔ２≧Ｔ１・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
【請求項３】
前記第２の開口部は、前記第１の開口部を挟んだ前記第１の方向の両側に対称に位置する請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記第２の開口部は、前記第１の開口部の中心を通る前記第１の方向を含む第１の領域と、前記第１の領域に対して、前記第１の方向に直交し、前記電源体から離間する第２の方向に隣接する第２の領域とを含み、
前記第１の領域は、前記第２の領域よりも前記第１の方向の開口幅が長い請求項１に記載の電源装置。
【請求項５】
前記脚部において、前記第１の開口部から前記第２の方向の外縁までの長さをＴ２、前記第１の開口部の中心を通る前記第１の方向上の前記第１及び第２の開口部以外の総長さをＴ３としたときに、（２）式を満足する請求項４に記載の電源装置。
Ｔ２≧Ｔ３・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）
【請求項６】
前記電源体は、二次電池である請求項１記載の電源装置。
【請求項７】
前記電源体は、
樹脂から形成される収容部材と、
前記収容部材に収容された電極体と、
前記収容部材に収容された電解液とを含み、
前記脚部は、前記収容部材の外面に位置する請求項１乃至６のうちいずれか一つに記載の電源装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電源装置を前記第１の方向に複数並べた組電源。
【請求項９】
請求項１に記載の電源体を前記第１の方向に複数並べた電源群と、
互いに隣接する電源体の間に配置される複数のスペーサ部材と、
前記複数のスペーサ部材のうち少なくとも一つに形成された請求項１に記載の脚部と、を有する組電源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源体を車両の固定面に固定するための固定構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂から形成されたケース内に電解液及び電極体を収容した二次電池が提案されている。この種の二次電池は、ケース外面に脚部を設け、この脚部を締結部材を用いて車両の固定面に固定することにより、車両に搭載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１３０３７４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、前記構成では、車両外部から二次電池に外力が加えられて、前記脚部が塑性変形する際に、前記締結部材が前記ケースに向かうおそれがある。
そこで、本願発明は、車両外部からの衝撃を受けた際に、締結部材が電源装置に向かうのを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本願発明に係る電源装置は、（１）車両に搭載される電源体と、前記電源体を車両の固定面に固定するための締結部材が挿通される第１の開口部を備える脚部とを有し、前記脚部は、前記第１の開口部に対して、前記固定面を含む面内方向であって、かつ、前記脚部から前記電源体に向かう方向に対して直交する第１の方向に位置する第２の開口部を有する。（１）の構成によれば、車両外部から衝撃を受けた際に、締結部材が電源装置に向かうのを抑制できる。
【０００６】
（２）（１）の構成において、前記第１の開口部の開口方向視において、前記脚部において、前記第２の開口部から前記第１の方向の外縁までの長さをＴ１、前記第１の開口部から前記第１の方向に直交し、前記電源体から離間する第２の方向の外縁までの長さをＴ２としたときに、Ｔ２≧Ｔ１なる条件を満足するとよい。車両外部からの衝撃を受けた際に、相対的に脆弱な長さＴ１に対応する領域に沿って脚部を破断させることができる。これにより、締結部材が電源装置に向かうのをより効果的に抑制できる。
【０００７】
（３）（２）の構成において、前記第２の開口部は、前記第１の開口部を挟んだ前記第１の方向の両側に対称に位置させることができる。これにより、脚部の前記第１の方向の両端部を破断開始位置にすることができる。
【０００８】
（４）（１）の構成において、前記第２の開口部は、前記第１の開口部の中心を通る前記第１の方向を含む第１の領域と、前記第１の領域に対して、前記第１の方向に直交し、前記電源体から離間する第２の方向に隣接する第２の領域とを含み、前記第１の領域は、前記第２の領域よりも前記第１の方向の開口幅が長い。（４）の構成によれば、車両外部から衝撃を受けた際に、前記第１の領域に沿って第１の方向に脚部を破断させることができる。
【０００９】
（５）（４）の構成において、前記脚部において、前記第１の開口部の中心を通る前記第１の方向上の前記第１及び第２の開口部以外の総長さをＴ３としたときに、Ｔ２≧Ｔ３なる条件を満足するとよい。（４）の構成で得られる効果をより高めることができる。
【００１０】
（１）〜（５）の構成において、前記脚部は、電極体を収容する収容部材の外面、或いは第１の方向に隣接する電源体の間に介在するスペーサ部材に形成してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本願発明によれば、車両外部から衝撃を受けた際に、締結部材が電源装置に向かうのを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】蓄電装置の斜視図である。
【図２】単電池の断面図である。
【図３】発電要素の概略図である。
【図４】脚部のＺ矢視図である。
【図５】脚部のＺ矢視図であり、破断時の挙動を示す図である。
【図６】実施形態２の脚部のＺ矢視図である。
【図７】実施形態２の変形例である脚部のＺ矢視図である。
【図８】変形例の蓄電装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は蓄電装置の斜視図である。図２は蓄電装置をＹ−Ｚ面で切断した断面図である。図３は発電要素の概略図である。蓄電装置１００は、複数の単電池１からなる組電池を含む。これらの単電池１は、Ｘ軸方向に配列されており、Ｘ軸方向に隣接する単電池１は互いに接触する。組電池のＸ軸方向の両端部には図示しないエンドプレートが位置する。これらのエンドプレートは互いに、図示しない拘束バーにより連結され、これらの単電池１をＸ軸方向に圧縮する。
【００１４】
単電池１は、電池ケース１０と、電池ケース１０の内部に収容された発電要素１１（図３参照）とを含む。電池ケース１０は、絶縁性の樹脂から形成してもよい。発電要素１１とは、充放電を行うことができる要素であり、電池ケース１０の内部において巻かれた状態で収容されている。
【００１５】
発電要素１１は、正極体１２と、負極体１３と、正極体１２及び負極体１３の間に配置されたセパレータ１４とで構成されている。ここで、正極体１２は、集電体と、集電体の表面に形成された正極層とで構成されている。正極層は、集電体の片面又は両面に形成することができる。正極層とは、正極に応じた活物質や導電剤等を含む層である。また、負極体１３は、集電体と、集電体の表面に形成された負極層とで構成されている。負極層は、集電体の片面又は両面に形成することができる。負極層とは、負極に応じた活物質や導電剤等を含む層である。
【００１６】
なお、集電体の一方の面に正極層を形成し、集電体の他方の面に負極層を形成した電極（いわゆるバイポーラ電極）を用いることもできる。また、本実施例では、電解液を用いているが、粒子で形成された固体電解質を用いることもできる。固体電解質としては、高分子固体電解質や無機固体電解質がある。
【００１７】
ここで、単電池１がニッケル−水素電池である場合には、正極層の活物質として、ニッケル酸化物を用い、負極層の活物質として、ＭｍＮｉ（５−ｘ−ｙ−ｚ）ＡｌｘＭｎｙＣｏｚ（Ｍｍ：ミッシュメタル）等の水素吸蔵合金を用いることができる。また、単電池１がリチウムイオン電池である場合には、正極層の活物質として、リチウム−遷移金属複合酸化物を用い、負極層の活物質として、カーボンを用いることができる。また、導電剤として、アセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、カーボンナノチューブを用いることができる。
【００１８】
図１及び図２を参照して、電池ケース１０のＺ軸方向の上端面は、ガス放出弁５０を有する。ガス放出弁５０は、薄肉に形成された破壊式の弁である。電池異常時に発電要素１１からガスが発生すると、電池ケース１０の内圧が上昇する。電池ケース１０の内圧が所定値を超えると、ガス放出弁５０が破壊して、電池ケース１０の内部のガスが外部に放出される。これにより、電池ケース１０の内圧上昇を抑制できる。ガス放出弁５０は、スプリング式の自動復帰弁であってもよい。ガス放出弁５０は、図示しないガス排出チューブに接続されており、このガス排出チューブを介してガスが車外に放出される。
【００１９】
電池ケース１０のＹ軸方向の両端面には、それぞれ電極部材４０が位置する。電極部材４０は、突状である。Ｘ軸方向に隣接する電極部材４０は互いに、極性が異なり、不図示の導電部材（バスバー）により接続されている。
【００２０】
図２を参照して、電池ケース１０のＹ軸方向の両端面には、一対の脚部３０が位置する。脚部３０は、電池ケース１０と一体的に形成され、Ｘ−Ｙ平面に沿って延びる。一対の脚部３０はロアケース７０のフランジ部７０Ａの上面（固定面）に位置する。なお、図１では、ロアケース７０を省略している。一対の脚部３０のうち一方は、締結孔部（第１の開口部）３０Ａを有する。締結孔部３０Ａは、内周面に螺旋状の雌ネジ部を有する。締結ボルト８０は、脚部３０に対してフランジ部７０Ａを挟んだ反対側から締結孔部３０Ａに締結される。締結ボルト８０が締結孔部３０Ａに締結されることにより、蓄電装置１００を車両に固定することができる。他方の脚部３０は、締結孔部３０Ａを有しない。他方の脚部３０に対する締結ボルト８０を省略することにより、部品点数の削減による低コスト化を図ることができる。
【００２１】
蓄電装置１００をＺ軸方向から視たとき、締結孔部３０Ａを有する脚部３０は、千鳥状（Ｘ軸方向に対して交差するクロス状）に位置する。すなわち、Ｘ軸方向に隣接する単電池１において、一方の単電池１はＹ軸方向の一端側の脚部３０に締結孔部３０Ａが形成されており、他方の単電池１はＹ軸方向の他端側の脚部３０に締結孔部３０Ａが形成されている。
【００２２】
次に、図４を参照して、締結孔部３０Ａを有する脚部３０の構成について詳細に説明する。図４は脚部のＺ矢視図であり、Ｘ軸方向が第１の方向に対応し、Ｙ軸方向が第２の方向に対応する。締結孔部３０Ａは、脚部３０のＸ軸方向の略中心に位置する。締結孔部３０ＡのＸ軸方向の両側には、孔部３０Ｂ、３０Ｃ（第２の開口部）が位置する。孔部３０Ｂ及び３０Ｃは、矩形状であり、締結孔部３０Ａに対して対称に位置する。ここで、脚部３０において、孔部３０ＢからＸ軸方向の外縁までの長さをＴ１、締結孔部３０ＡからＹ軸方向の外縁までの長さをＴ２としたとき、下記の（１）式を満足する。
Ｔ２≧Ｔ１・・・・・・・・・・・・・（１）
【００２３】
（１）式を満足することによる作用効果を、図５を用いて説明する。図５は、脚部のＺ矢視図であり、破断時の挙動を模式的に示す。蓄電装置１００に対して車両外部から矢印方向に外力が加わると、脚部３０は電池ケース１０に接近する方向に衝撃を受ける。ここで、長さＴ１で示す領域は、長さＴ２で示す領域よりも長さが短いため、相対的に脆弱な構造である。したがって、脚部３０は、波線に沿って破断する。これにより、締結ボルト８０が電池ケース１０に向かうのを抑制できる。
【００２４】
上記（１）式で得られる効果は、衝突試験により実証したが、本明細書では破断のメカニズムを論理的に説明しているため、衝突試験の実験データについては省略する。
【００２５】
（実施形態２）
上述の実施形態１では、締結孔部３０Ａの両側に位置する孔部３０Ｂ、３０Ｃの形状を矩形としたが、本実施形態の孔部３０Ｄ、３０ＥはＸ軸方向の幅が異なる領域を含んだ形状である。図６は、本実施形態の脚部３０のＺ矢視図であり、実施形態１と同一の構成要素には同一符合を付している。
【００２６】
締結孔部３０Ａは、脚部３０のＸ軸方向の略中心に位置する。締結孔部３０ＡのＸ軸方向の両側には、孔部３０Ｄ及び３０Ｅが位置する。孔部３０Ｄ及び３０Ｅは、締結孔部３０Ａに対して対称に位置する。孔部３０Ｄは、Ｙ軸方向の中央側に位置する三角辺形状の突出孔部３０１Ｄと、突出孔部３０１ＤのＹ軸方向の両側に位置する矩形孔部３０２Ｄとから構成される。突出孔部３０１Ｄは、Ｙ軸方向の中心に接近するにしたがって、前記中心から離間する方向に傾く形状であり、その頂部は、締結孔部３０Ａの中心とＸ軸方向において並ぶ位置に位置する。従って、孔部３０ＤのＸ軸方向の幅は、矩形孔部３０２Ｄを通る二点鎖線II上の領域（第２の領域）よりも、締結孔部３０Ａの中心を通る二点鎖線Ｉ上の領域（第１の領域）のほうが大きい。なお、孔部３０Ｅは、突出孔部３０１Ｅ及び矩形孔部３０２Ｅから構成されている。孔部３０Ｅの詳細については、孔部３０Ｄと同じであるため省略する。
【００２７】
ここで、脚部３０において、突出孔部３０１Ｄから脚部３０のＸ軸方向の外縁までの長さをＴ４、締結孔部３０Ａから脚部３０のＹ軸方向の外縁までの長さをＴ２としたとき、下記の（２）式を満足するのが好ましい。
Ｔ２≧Ｔ４・・・・・・・・・・・・・・（２）
長さＴ４は、突出孔部３０１Ｄの頂部を基準としたときの長さである。（２）式を満足することにより、脚部３０を、突出孔部３０１Ｄの頂部に沿ったＸ軸方向に破断させることができる。
【００２８】
ここで、脚部３０において、二点鎖線Ｉ上の締結孔部３０Ａ及び孔部３０Ｄ、３０Ｅ以外の総長さをＴ３としたときに、下記の（３）式を満足するのがより好ましい。
Ｔ２≧Ｔ３・・・・・・・・・・・・・・（３）
ここで、Ｔ３＝Ｔ４＋Ｔ５＋Ｔ６＋Ｔ７であり、Ｔ５は突出孔部３０１Ｄから締結孔部３０Ａまでの長さ、Ｔ６は締結孔部３０Ａから突出孔部３０１Ｅまでの長さ、Ｔ７は突出孔部３０１Ｅから外縁までの長さを示す。
（３）式を満足することにより、上述の（２）式で得られる効果を高めることができる。なお、上記（２）式、（３）式で得られる効果は、衝突試験により実証したが、本明細書では破断のメカニズムを論理的に説明しているため、衝突試験の実験データについては省略する。
【００２９】
本実施形態において、長さＴ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７を全て同じ長さに設定したが、異なる長さに設定してもよい。
【００３０】
本実施形態の孔部３０Ｄ、３０Ｅに代えて、図７に図示する孔部３０Ｆ、３０Ｇを用いることもできる。孔部３０Ｆ、３０Ｇは、これらの孔部３０Ｆ、３０ＧのＹ軸方向の中心に接近するにしたがって、前記中心から離間する方向に屈曲する。
【００３１】
（変形例）
上述の実施形態では、電解液及び電極体を収容した電池ケース１０の外面に脚部３０を設けたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、電解液及び電極を小ケースに収容した小蓄電素子を大ケース内に複数個配列した蓄電モジュールに対して本願発明を適用することができる。具体的には、前記大ケースに脚部を設けて、この脚部に本願発明を適用することができる。
【００３２】
上述の実施形態では、脚部３０の締結孔部３０Ａに雌ネジ部を形成したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、締結孔部３０Ａの雌ネジ部は省略することができる。この場合、締結ボルト８０を脚部３０の上端面から突出させ、この突出部分に図示しないナット部材を締結することにより、脚部３０をロアケース７０に固定できる。また、締結孔部３０Ａ、孔部３０Ｂ及び３０Ｃは、両方の脚部３０が有してもよい。さらに、全ての単電池１の脚部３０が、孔部３０Ａ〜３０Ｃを有してもよい。
【００３３】
上述の実施形態では、蓄電装置１００をロアケース７０に固定したが、車両の他の構造物に固定してもよい。この場合、当該他の構造物における脚部３０の取り付け面が固定面となる。
【００３４】
本願発明は、キャパシタ、燃料電池などの他の電源体を車両に固定する固定構造にも適用することができる。
【００３５】
本願発明は、図８に図示する蓄電装置２００にも適用することができる。蓄電装置２００は、単電池２０１、スペーサ部材２０２及びエンドプレート２０３を含む。単電池２０１及びスペーサ部材２０２はＸ軸方向に交互に配列されている。エンドプレート２０３は、蓄電装置２００のＸ軸方向の両端部に位置して、単電池２０１及びスペーサ部材２０２から構成される積層体をＸ軸方向に圧縮している。スペーサ部材２０２のＸ軸方向の端面には、複数のリブ形状部２０２Ａを有する。これらのリブ形状部２０２Ａは、Ｚ軸方向に所定の間隔を隔てて位置する。Ｚ軸方向に隣接するリブ形状部２０２に挟まれた領域は、冷媒が流れる冷媒通路を形成する。スペーサ部材２０２は、脚部２０２Ｂを有する。この脚部２０２Ｂに本願発明を適用することができる。
【００３６】
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施することができる。そのため、前述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する全ての変形、様々な改良、代替および改質は、すべて本発明の範囲内のものである。
【符号の説明】
【００３７】
１  単電池  １０  電池ケース  ３０  脚部  ３０Ａ  締結孔部
３０Ｂ〜３０Ｇ  孔部  ７０  ロアケース  ７０Ａ  フランジ部  ８０  締結ボルト
【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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