(57)【要約】【課題】ホルダ部材とリベット部材との間の隙間の発生を抑制できる二次電池を提供する。【解決手段】二次電池は、集電部材５１を保持するホルダ部材６１と、ケース１５の開口部１６に配置される封口体２５と、ホルダ部材６１および封口体２５を一体に固定するリベット部材３１と、ケース１５内を気密に封止するガスケット２７とを備えている。リベット部材３１は、ケース１５内の封口体２５から離れる位置において軸部３３の一部が外周側に突出した段差部３６を有している。ホルダ部材６１は、ケース１５内の封口体２５から離れる位置において軸部３３へ向かって延びる延出部６５を有している。ガスケット２７は、軸部３３の延びる方向において、封口体２５と段差部３６との間で圧縮固定されており、かつ、封口体２５と延出部６５との間で圧縮固定されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池要素を収容する外装体の内圧が上昇した場合に、前記電池要素と、前記外装体の外部に設けられた外部端子との間の電流の流れを遮断する、電池遮断機構を備えた二次電池であって、
前記外装体内において前記電池要素に接続される集電部材と、
前記集電部材を保持するホルダ部材と、
前記外装体に設けられた開口部に配置される封口体と、
前記ホルダ部材および前記封口体を一体に固定するリベット部材と、
前記外装体の内部を気密に封止するガスケットとを備え、
前記リベット部材は、前記封口体を貫通して延びる円筒状の軸部と、前記外装体内の前記封口体から離れる位置において前記軸部の一部が外周側に突出した段差部とを有し、
前記ホルダ部材は、前記外装体内の前記封口体から離れる位置において前記軸部へ向かって延びる延出部を有し、
前記ガスケットは、前記軸部の延びる方向において、前記封口体と前記段差部との間で圧縮固定され、かつ、前記封口体と前記延出部との間で圧縮固定される、二次電池。
【請求項２】
前記リベット部材は、前記外装体内において前記軸部の一方の端部に設けられている内鍔部と、前記外装体外において前記軸部の他方の端部に設けられている外鍔部とを有し、
前記延出部の内周縁は、前記内鍔部および前記外鍔部の外周縁よりも、前記軸部に近く配置されている、請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記段差部は、前記軸部と前記内鍔部との接合箇所に設けられ、前記内鍔部の一部が前記外鍔部に向けて突出する形状を有している、請求項２に記載の二次電池。
【請求項４】
前記段差部の前記ガスケットに接触する面と、前記延出部の前記ガスケットに接触する面とは、前記軸部の延びる方向において略同一面上に配置されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の二次電池。
【請求項５】
前記延出部は、内周縁において前記封口体に向かって突起するリブ部を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の二次電池。
【請求項６】
前記ガスケットには、前記封口体と前記段差部とにより挟持された部分と、前記封口体と前記延出部とにより挟持された部分との間に、前記ガスケットの表面が突起した凸部、および、前記ガスケットの前記表面が窪んだ凹部の、少なくともいずれか一方が形成されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池に関し、特に、電流遮断機構を備えている二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の二次電池に関し、たとえば特開２０１３−１０１８８９号公報（特許文献１）には、リベット軸の上端部をかしめることにより外部端子と集電端子とが蓋に固定されている、電流遮断機構を有している二次電池が開示されている。特開２００７−０２７１０３号公報（特許文献２）には、安全ベントと接触する部分のガスケットに突起または溝が形成されることにより、密閉性を向上させる二次電池が開示されている。特開２０１３−１４９４３５号公報（特許文献３）には、リベットと一方のガスケットに、互いに圧入させるためのテーパ部を設けて密閉性を向上させた二次電池が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１０１８８９号公報
【特許文献２】特開２００７−０２７１０３号公報
【特許文献３】特開２０１３−１４９４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１に開示される二次電池においては、かしめ荷重が過大である場合、過大に圧縮されたガスケットの反発力によりリベットが変形し、ホルダとリベットとの間に隙間が生じる虞がある。
【０００５】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、ホルダ部材とリベット部材との間の隙間の発生を抑制できる、二次電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に従った二次電池は、電池要素を収容する外装体の内圧が上昇した場合に、電池要素と、外装体の外部に設けられた外部端子との間の電流の流れを遮断する、電池遮断機構を備えている。上記二次電池は、外装体内において電池要素に接続される集電部材と、集電部材を保持するホルダ部材と、外装体に設けられた開口部に配置される封口体と、ホルダ部材および封口体を一体に固定するリベット部材と、外装体の内部を気密に封止するガスケットとを備えている。リベット部材は、封口体を貫通して延びる円筒状の軸部と、外装体内の封口体から離れる位置において軸部の一部が外周側に突出した段差部とを有している。ホルダ部材は、外装体内の封口体から離れる位置において軸部へ向かって延びる延出部を有している。ガスケットは、軸部の延びる方向において、封口体と段差部との間で圧縮固定されており、かつ、封口体と延出部との間で圧縮固定されている。
【０００７】
このように構成された二次電池によれば、ガスケットの弾性を利用してリベット部材の変形を吸収できるので、ホルダ部材とリベット部材との間に隙間を発生させることなく、ホルダ部材を固定することができる。
【０００８】
上記の二次電池において、リベット部材は、外装体内において軸部の一方の端部に設けられている内鍔部と、外装体外において軸部の他方の端部に設けられている外鍔部とを有している。延出部の内周縁は、内鍔部および外鍔部の外周縁よりも、軸部に近く配置されている。このようにすれば、ガスケットの、封口体と延出部との間に挟持された部分に、かしめ荷重を直接的に加えることができるので、ホルダ部材をより強固に固定することができる。
【０００９】
上記の二次電池において、段差部は、軸部と内鍔部との接合箇所に設けられている。段差部は、内鍔部の一部が外鍔部に向けて突出する形状を有している。これにより、リベット部材の剛性を向上できるので、かしめ固定時の荷重が過大な場合でもリベット部材の変形を抑制することができる。
【００１０】
上記の二次電池において、段差部のガスケットに接触する面と、延出部のガスケットに接触する面とは、軸部の延びる方向において略同一面上に配置されている。このようにすれば、かしめ固定時に、封口体と、段差部および延出部との間で、確実にガスケットを圧縮変形した状態で固定できる。したがって、ケース内側の気密とホルダ部材の固定とをより確実に実現することができる。
【００１１】
上記の二次電池において、延出部は、内周縁において封口体に向かって突起するリブ部を有している。このようにすれば、リブ部によってガスケットの弾性変形量を増大できるので、ホルダ部材の固定力を増加することができる。
【００１２】
上記の二次電池において、ガスケットには、封口体と段差部とにより挟持された部分と、封口体と延出部とにより挟持された部分との間に、ガスケットの表面が突起した凸部、および、ガスケットの表面が窪んだ凹部の、少なくともいずれか一方が形成されている。これにより、封口体と段差部とにより挟持された部分と封口体と延出部とにより挟持された部分とのいずれか一方の変形が他方に影響することを抑制でき、長期間の使用においてもガスケットの機能の悪化を低減することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明に従えば、ホルダ部材とリベット部材との間の隙間の発生を抑制できる二次電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態における二次電池を示す斜視図である。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う二次電池の断面図である。
【図３】図１中の二次電池の一部構成の分解斜視図である。
【図４】図３中に示すホルダ部材の第一の例の斜視図である。
【図５】第二の例のホルダ部材の斜視図である。
【図６】図５に示す第二の例のホルダ部材の断面図である。
【図７】第三の例のホルダ部材の斜視図である。
【図８】ガスケットの第一変形例を示す断面図である。
【図９】ガスケットの第二変形例を示す断面図である。
【図１０】ガスケットの第三変形例を示す断面図である。
【図１１】従来構造および実施例の二次電池におけるホルダ固定力を示す図である。
【図１２】従来構造および実施例の二次電池におけるガスケットの面圧を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００１６】
図１は、本発明の実施の形態における二次電池１０を示す斜視図である。図１を参照して、本実施の形態における二次電池１０は、複数個が直列に組み合わされて組電池とされ、ハイブリッド自動車に搭載されている。その組電池は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関とともに、ハイブリッド自動車の動力源とされている。
【００１７】
二次電池１０は、電池要素Ｂと、ケース１５と、封口体２５と、正極端子２１Ｐおよび負極端子２１Ｎとを有している。電池要素Ｂは、正負の電極板がセパレータを介して積層されて構成されている。ケース１５は、一方向に開口された略直方体のケース形状を有しており、二次電池１０の外装体を構成している。ケース１５の内部には、電解液とともに、電池要素Ｂが収容されている。
【００１８】
正極端子２１Ｐおよび負極端子２１Ｎは、二次電池１０の外部端子２１として、ケース１５の外部に設けられている。
【００１９】
二次電池１０は、ケース１５の内圧が上昇した場合に、電池要素Ｂと外部端子２１との間の電流の流れを遮断する機構（以下、電流遮断機構という）を備えている。電流遮断機構は、正極端子２１Ｐおよび負極端子２１Ｎの少なくともいずれか一方に設けられている。本実施の形態では、代表的に、電流遮断機構が正極端子２１Ｐに設けられた場合について説明する。
【００２０】
図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う二次電池１０の断面図である。図１および図２に示す封口体２５は、略矩形の平面視を有する平板形状を有しており、ケース１５に設けられた開口部１６に配置されている。封口体２５は、ケース１５の開口部１６を塞ぐように設けられている。封口体２５は、底面２６を有している。底面２６は、ケース１５の内部に面しており、密閉空間を区画形成している。封口体２５およびケース１５は、電池要素Ｂを収容する筺体を構成している。封口体２５には、貫通孔２５ｍが形成されている。貫通孔２５ｍは、ケース１５の内外の空間を連通させるように形成されている。ケース１５および封口体２５は、アルミニウムなどの金属材料により形成されている。
【００２１】
図３は、図１中の二次電池１０の一部構成の分解斜視図である。図２および図３を参照して、二次電池１０は、インシュレータ２３と、ガスケット２７と、リベット部材３１と、反転板４１と、集電部材５１と、ホルダ部材６１とをさらに備えている。
【００２２】
インシュレータ２３は、ケース１５の外部に設けられている。インシュレータ２３は、封口体２５の直上に重ね合わされている。インシュレータ２３は、封口体２５と外部端子２１（正極端子２１Ｐ）との間に介挿されている。インシュレータ２３は、絶縁性材料から形成されており、封口体２５と外部端子２１とを電気的に絶縁している。
【００２３】
リベット部材３１は、導電性材料から形成されている。リベット部材３１は、銅やアルミニウムなどの金属材料により形成されている。リベット部材３１は、封口体２５に形成された貫通孔２５ｍに挿通されている。リベット部材３１は、ケース１５の外部で外部端子２１に接続されており、ケース１５の内部で反転板４１に接続されている。リベット部材３１は、外部端子２１と反転板４１との間を電気的に接続している。
【００２４】
リベット部材３１は、その構成部位として、軸部３３、外鍔部３２、内鍔部３４、周縁部３５および段差部３６を有している。
【００２５】
軸部３３は、仮想上の中心軸１０２を中心に延びる形状を有している。軸部３３は、中空円筒状の形状を有している。軸部３３は、封口体２５の貫通孔２５ｍに挿通されており、封口体２５を貫通して延びている。軸部３３は、ケース１５の外部において、さらにインシュレータ２３および外部端子２１を貫通して延びるように設けられている。
【００２６】
外鍔部３２は、ケース１５の外部に向けて筒状に延びる軸部３３の端部に設けられている。外鍔部３２は、ケース１５の外部において、軸部３３の端部に接続されている。外鍔部３２は、中心軸１０２を中心にして外周側に延出する鍔形状を有している。外鍔部３２は、外部端子２１と接触している。外鍔部３２は、外部端子２１に電気的に接続している。インシュレータ２３および外部端子２１は、外鍔部３２と封口体２５との間に挟持されている。
【００２７】
内鍔部３４は、ケース１５の内部に向けて筒状に延びる軸部３３の端部に設けられている。内鍔部３４は、ケース１５の内部において、軸部３３の端部に接続されている。内鍔部３４は、平板形状を有している。内鍔部３４は、中心軸１０２に直交する平面上に延在している。内鍔部３４は、仮想の中心軸１０２を中心とする円盤形状を有している。内鍔部３４は、軸部３３の延びる方向、すなわち中心軸１０２の軸方向における一方（図２における上方）において封口体２５と距離を設けて対向しており、中心軸１０２の軸方向における他方（図２における下方）において集電部材５１と距離を設けて対向している。
【００２８】
周縁部３５は、内鍔部３４の外周縁に設けられている。周縁部３５は、内鍔部３４の外周縁から集電部材５１に近接する方向に折れ曲がって設けられている。周縁部３５には、反転板４１の後述する第２接続部４３が溶接により接続されている。
【００２９】
段差部３６は、軸部３３の一部が、中心軸１０２を中心にして外周側に突出して形成されている。段差部３６は、ケース１５の内部に設けられている。段差部３６は、ケース１５の開口部１６を塞ぐ封口体２５から離れる位置に設けられている。段差部３６と封口体２５との間には、隙間が形成されている。後述するガスケット２７の鍔部２９は、当該隙間内に配置されている。
【００３０】
段差部３６は、軸部３３のケース１５内側の端部に設けられている。つまり段差部３６は、軸部３３と内鍔部３４との接合箇所に設けられている。段差部３６は、内鍔部３４の最内周部における外鍔部３２に対向する表面が、外鍔部３２に向けて突出する形状を有している。
【００３１】
段差部３６の、封口体２５に対向する表面には、当該表面の一部が封口体２５に向けて突起した突起３６ｐが形成されている。軸部３３の延びる方向に段差部３６および封口体２５を見た場合に、封口体２５と段差部３６とは、互いに重なる部分を有している。中心軸１０２を中心にして、段差部３６の最外周縁は、封口体２５の最内周縁よりも径方向外側に配置されている。段差部３６の最大径は、貫通孔２５ｍの径よりも、大きくなっている。封口体２５の最内周部には、段差部３６に対向する表面の一部が段差部３６に向けて突起した突起２５ｐが形成されている。
【００３２】
ガスケット２７は、ＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂）またはＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）などの、弾性の樹脂材料またはゴム材料により形成されている。ガスケット２７は、リベット部材３１に接触して設けられている。ガスケット２７は、封口体２５とリベット部材３１との間に介挿されている。ガスケット２７は、封口体２５とリベット部材３１との間、および封口体２５とホルダ部材６１との間のシール材として設けられている。ガスケット２７が封口体２５とリベット部材３１との隙間に介挿されており、またガスケット２７が封口体２５とホルダ部材６１との隙間に介挿されていることにより、ケース１５の内部が気密に封止されている。
【００３３】
ガスケット２７は、その構成部位として、筒部２８および鍔部２９を有している。筒部２８は、中空円筒状の形状を有している。筒部２８は、貫通孔２５ｍに挿通されており、仮想の中心軸１０２を中心として配置されている。筒部２８は、その外周面が貫通孔２５ｍを規定する封口体２５の内周面に接触し、かつ、その内周面がリベット部材３１の軸部３３の外周面に接触して、設けられている。
【００３４】
鍔部２９は、筒部２８の端部から中心軸１０２を中心にして外周側に延出する、鍔形状を有している。鍔部２９は、荷重が負荷されていない状態で、平坦な円環板状の形状を有している。鍔部２９は、リベット部材３１の軸部３３の延びる方向において、封口体２５とリベット部材３１の段差部３６との間、および封口体２５と後述するホルダ部材６１の延出部６５との間に挟持されている。鍔部２９は、軸部３３の延びる方向において、封口体２５と段差部３６との間で圧縮変形され、かつ、封口体２５と延出部６５との間で圧縮変形された状態で、固定されている。
【００３５】
鍔部２９は、荷重が負荷されていない状態で、たとえば０．６ｍｍの厚みを有していてもよい。この場合、封口体２５と段差部３６との間、および、封口体２５と延出部６５との間における鍔部２９の圧縮変形量は、鍔部２９の厚み方向において、たとえば０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下、好ましくは０．２ｍｍとしてもよい。
【００３６】
反転板４１は、導電性材料により形成されている。反転板４１は、リベット部材３１の内鍔部３４と、集電部材５１との間に配置されている。反転板４１は、リベット部材３１および集電部材５１に接続されている。反転板４１は、溶接によりリベット部材３１および集電部材５１に固定されている。反転板４１は、リベット部材３１と集電部材５１との間を電気的に接続している。反転板４１は、円形の平面視を有する薄板形状を有している。反転板４１は、内鍔部３４に面する側で凹となり、集電部材５１に面する側で凸となるように、反った形状を有している。
【００３７】
反転板４１は、その構成部位として、第１接続部４２および第２接続部４３を有している。第１接続部４２は、平面視において円形の反転板４１の中央に設けられている。第２接続部４３は、平面視において円形の反転板４１の周縁に設けられている。第１接続部４２は、集電部材５１に面する側で凸となる反転板４１の先端に設けられている。第２接続部４３は、反転板４１の周縁に沿って環状に延びている。
【００３８】
第１接続部４２は、集電部材５１に接続されている。第１接続部４２は、溶接により、集電部材５１の薄肉部分５２に固定されている。第２接続部４３は、リベット部材３１に接続されている。第２接続部４３は、溶接により、リベット部材３１の周縁部３５に固定されている。
【００３９】
ホルダ部材６１は、ケース１５の内部に設けられている。ホルダ部材６１は、ケース１５の内部で集電部材５１を保持するための部材として設けられている。ホルダ部材６１は、封口体２５の直下に設けられている。ホルダ部材６１は、全体として、リベット部材３１の内鍔部３４および反転板４１を取り囲む形状を有している。ホルダ部材６１は、反転板４１と対向する位置で、リベット部材３１により支持されている。ホルダ部材６１は、封口体２５と内鍔部３４との間に挟持された状態で固定されている。
【００４０】
ホルダ部材６１は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などの、剛性の高い絶縁性樹脂を用いて成形されている。ホルダ部材６１は、その構成部位として、胴体部６３、積層部６４および延出部６５を有している。胴体部６３は、封口体２５に隣接する位置から、封口体２５から離れる方向に筒状に延びて設けられている。胴体部６３は、内鍔部３４および反転板４１を取り囲むように設けられている。胴体部６３によって囲まれた空間内に、内鍔部３４および反転板４１が配置されている。
【００４１】
積層部６４は、封口体２５に隣接して設けられている。積層部６４は、胴体部６３の端部から中心軸１０２を中心にして内周側に延出する鍔形状を有している。積層部６４は、ガスケット２７に対して外周側において、封口体２５と内鍔部３４との間に配置されている。ケース１５の内部において、封口体２５に対してホルダ部材６１の積層部６４が積層され、さらに積層部６４を介してリベット部材３１の内鍔部３４が積層されている。
【００４２】
延出部６５は、積層部６４よりも厚さの小さい鍔形状を有している。延出部６５は、積層部６４の内周縁から、軸部３３へ向かって径方向内側に延びている。延出部６５は、ホルダ部材６１の、最内周側の部位を構成している。延出部６５は、封口体２５から離れる位置に設けられている。延出部６５と封口体２５との間には、隙間６７が形成されている。ガスケット２７の鍔部２９は、隙間６７内に配置されている。延出部６５の内周縁の径は、ガスケット２７の外径よりも小さい。延出部６５の内周縁は、リベット部材３１の内鍔部３４の外周縁および外鍔部３２の外周縁よりも、軸部３３に近く配置されている。延出部６５の内周縁の径は、内鍔部３４の外周縁の径よりも小さい。延出部６５の内周縁の径は、外鍔部３２の外周縁の径よりも小さい。
【００４３】
リベット部材３１の段差部３６、および延出部６５の、封口体２５に対向する面は、略同一面となっている。段差部３６のガスケット２７に接触する面と、延出部６５のガスケット２７に接触する面とは、リベット部材３１の軸部３３の延びる方向において、略同一面上に配置されている。
【００４４】
延出部６５の、封口体２５に対向する表面には、当外表面の一部が突起したリブ部６５ｐが形成されている。リブ部６５ｐは、延出部６５の内周縁において、封口体２５に向かって突起する形状に形成されている。リブ部６５ｐは、延出部６５の内周縁に沿って延びる形状を有している。
【００４５】
集電部材５１は、ケース１５の内部で、電池要素と電流遮断構造との接点をなしている。集電部材５１は、ケース１５の内部でホルダ部材６１により保持されている。集電部材５１は、リベット部材３１の内鍔部３４と距離を設けて対向している。集電部材５１は、封口体２５から離れる方向に筒状に延びる胴体部６３の先端で、ホルダ部材６１に接続されている。
【００４６】
集電部材５１は、薄肉部分５２を有している。薄肉部分５２は、集電部材５１に形成された溝によって、他の部位よりも肉薄の形状を有している。集電部材５１は、薄肉部分５２において、反転板４１と接続されている。集電部材５１に対し、封口体２５から離れる方向に、集電タブ５３が設けられている。集電タブ５３は、集電部材５１から延出し、図１に示す電池要素Ｂの電極板に接続されている。集電部材５１は、集電タブ５３を介して、電池要素Ｂに電気的に接続されている。
【００４７】
電池遮断機構が作動する前には、電流は、集電部材５１、反転板４１、リベット部材３１および外部端子２１の順に流れる。これにより、二次電池１０から外部へ電力が供給される。二次電池１０の充電時には、これと逆方向に電流が流れる。
【００４８】
ケース１５内の圧力が上昇すると、ケース１５内の気体によって薄肉部分５２が押圧される。集電部材５１と反転板４１との間の溶接部または集電部材５１の薄肉部分５２が破断して、反転板４１と集電部材５１との接続が解除される。このとき、反転板４１が、図２中の矢印１０１に示すように集電部材５１から離れる方向に変形する（内鍔部３４に面する側で凸となり、集電部材５１に面する側で凹となるように反転する）。このような電流遮断機構の動作により、電池要素Ｂと外部端子２１との間の電流の流れが遮断される。
【００４９】
電流遮断機構の組み立て工程（かしめ工程）について説明する。図３を参照して、リベット部材３１の内鍔部３４上に、ホルダ部材６１、ガスケット２７、封口体２５、インシュレータ２３および外部端子２１を、この順に積み重ねる。この状態で、内鍔部３４上に積層されたホルダ部材６１、ガスケット２７、封口体２５、インシュレータ２３および外部端子２１の積層体を、軸部３３が貫通している。
【００５０】
なお、リベット部材３１の外鍔部３２は、かしめ加工されることにより図２に示すような配置とされるが、かしめ加工以前には、外鍔部３２に相当する部材は、軸部３３と同径の円筒状の形状を有しており、軸部３３と同心に配置されている。そのため、電流遮断機構の組み立て以前において、外鍔部３２と軸部３３とは、一体の筒状の部材として設けられている。
【００５１】
ホルダ部材６１、ガスケット２７、封口体２５、インシュレータ２３および外部端子２１の積層体に対し、外部端子２１側から、積層体の積層方向の荷重を加える。ガスケット２７に対し、リベット部材３１の軸部３３の延びる方向の圧縮力を作用させることにより、鍔部２９の上面が封口体２５に接触し、鍔部２９の下面がリベット部材３１の段差部３６およびホルダ部材６１の延出部６５に接触する状態が得られる。この状態で、専用パンチを用いて上記の筒状の部材の端部を外径方向に拡口させて外鍔部３２を設けることによって、上記の積層体をリベット部材３１の内鍔部３４と外鍔部３２との間で挟持し、一体にかしめ固定する。このようにして、部品すべてが固定されて、電流遮断機構が組み立てられる。
【００５２】
図４は、図３中に示すホルダ部材６１の第一の例の斜視図である。図４および後述する図５〜７では、ホルダ部材６１の延出部６５の形状の例について説明する。図４に示すホルダ部材６１では、延出部６５の内周縁にリブ部が形成されていない。延出部６５は、平坦な円環板の形状を有している。
【００５３】
図５は、第二の例のホルダ部材６１の斜視図である。図６は、図５に示す第二の例のホルダ部材６１の断面図である。図５および６に示すホルダ部材６１では、延出部６５の内周縁に、リブ部６５ｐが形成されている。リブ部６５ｐは、延出部６５の内周縁の全周に亘って設けられており、円環形状を有している。図６に示すように、リブ部６５ｐの高さ（図６中の上下方向）は、リブ部６５ｐの幅（図６中の左右方向）よりも、小さい。たとえば、リブ部６５ｐの高さと幅との比を、３：８としてもよい。より詳細には、リブ部６５ｐの高さを０．１５ｍｍ、リブ部６５ｐの幅を０．４ｍｍとしてもよい。
【００５４】
図７は、第三の例のホルダ部材６１の斜視図である。図７に示すホルダ部材６１では、延出部６５の内周縁にリブ部６５ｐが形成されている。図５と異なり、図７に示すリブ部６５ｐは、延出部６５の内周縁の全体に形成されておらず、間欠的に設けられている。図７に示すリブ部６５ｐは、延出部６５の内周縁を八等分し、リブ部６５ｐの形成される領域と形成されない領域とを八分化された内周縁に交互に設ける。各々のリブ部６５ｐは、中心角４５°の扇形の曲線部分に相当する形状を有している。これにより、延出部６５の内周縁における、リブ部６５ｐの形成された部分の長さと、リブ部６５ｐの形成されていない部分の長さとが、互いに等しくなっている。図７に示すリブ部６５ｐの高さおよび幅は、図６に示す第二の例と同じとしてもよい。
【００５５】
図８は、ガスケット２７の第一変形例を示す断面図である。図９は、ガスケット２７の第二変形例を示す断面図である。図１０は、ガスケット２７の第三変形例を示す断面図である。ガスケット２７の鍔部２９は、上述した、荷重が負荷されていない状態で平坦な円環板状の形状に限られるものではない。
【００５６】
すなわち、図８に示すように、ガスケット２７の鍔部２９の表面２９ａ，２９ｂの両方に、表面２９ａ，２９ｂの一部が窪んだ凹部２９ｇが形成されていてもよい。または図９に示すように、ガスケット２７の鍔部２９の表面２９ａ，２９ｂの両方に、表面２９ａ，２９ｂの一部が突起した凸部２９ｐが形成されていてもよい。または図１０に示すように、ガスケット２７の鍔部２９の一方の表面２９ａに、表面２９ａの一部が突起した凸部２９ｐが形成され、他方の表面２９ｂに、表面２９ｂの一部が窪んだ凹部２９ｇが形成されていてもよい。
【００５７】
ガスケット２７の、表面２９ａ，２９ｂに凹部２９ｇまたは凸部２９ｐが形成された位置よりも筒部２８に近い部分が、図２に示す封口体２５と段差部３６との間に挟持されている。ガスケット２７の、表面２９ａ，２９ｂに凹部２９ｇまたは凸部２９ｐが形成された位置よりも筒部２８から離れる部分が、図２に示す封口体２５と延出部６５との間に挟持されている。
【００５８】
ガスケット２７は、封口体２５と段差部３６とにより挟持された内径側被圧縮部位と、封口体２５と延出部６５とにより挟持された外径側被圧縮部位とを有している。ガスケット２７には、内径側被圧縮部位と外径側被圧縮部位との間に、ガスケット２７の表面が窪んだ凹部２９ｇ、および、ガスケット２７の表面が突起した凸部２９ｐの、少なくともいずれか一方が形成されている。
【００５９】
ガスケット２７の表面を基準とする凹部２９ｇの深さ、および凸部２９ｐの高さは、たとえば、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である。ガスケット２７の表面に沿う凹部２９ｇおよび凸部２９ｐの幅は、たとえば、０．２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である。
【００６０】
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態の二次電池１０において、図２に示すように、リベット部材３１は、封口体２５を貫通して延びる円筒状の軸部３３と、ケース１５内の封口体２５から離れる位置において軸部３３の一部が外周側に突出した段差部３６とを有している。ホルダ部材６１は、ケース１５内の封口体２５から離れる位置において軸部３３へ向かって延びる延出部６５を有している。ガスケット２７は、軸部３３の延びる方向において、封口体２５と段差部３６との間で圧縮固定されている。かつ、ガスケット２７は、軸部３３の延びる方向において、封口体２５と延出部６５との間で圧縮固定されている。
【００６１】
このように構成された二次電池１０によれば、ガスケット２７は、封口体２５と段差部３６との間、および封口体２５と延出部６５との間の２箇所で圧縮固定される。これにより、ホルダ部材６１よりもケース１５内側の気密が確保される。
【００６２】
ガスケット２７は、封口体２５と延出部６５との間に挟持された部分において、ホルダ部材６１を固定する機能も奏している。電池遮断機構をかしめ固定するときの荷重によってリベット部材３１が変形しても、ガスケット２７の弾性を利用してリベット部材３１の変形を吸収できるので、ホルダ部材６１とリベット部材３１との間に隙間を発生させることなく、ホルダ部材６１を固定することが可能になる。ホルダ部材６１がリベット部材３１に確実に固定され、リベット部材３１に対するホルダ部材６１の変位を抑制できるので、振動や衝撃に対して信頼性の高い二次電池１０を得ることができる。
【００６３】
また図２に示すように、リベット部材３１は、ケース１５内において軸部３３の端部に設けられている内鍔部３４と、ケース１５外において軸部３３の端部に設けられている外鍔部３２とを有している。ホルダ部材６１の延出部６５の内周縁は、内鍔部３４および外鍔部３２の外周縁よりも、軸部３３に近く配置されている。
【００６４】
外鍔部３２は、電池遮断機構のかしめ固定時にリベット部材３１が変形することにより、形成されている。かしめ固定時に、軸部３３の延びる方向にリベット部材３１を見て、外鍔部３２の外周縁よりも内側の領域に、かしめ荷重が直接的に負荷される。延出部６５の内周縁を内鍔部３４および外鍔部３２の外周縁よりも軸部３３に近く配置すれば、ガスケット２７の、封口体２５と延出部６５との間に挟持された部分に、かしめ荷重が直接的に加えられる。そのため、ケース１５内側の気密をより確実に確保できるとともに、ホルダ部材６１をより強固に固定することができる。
【００６５】
また図２に示すように、リベット部材３１の段差部３６は、軸部３３と内鍔部３４との接合箇所に設けられている。段差部３６は、内鍔部３４の一部が外鍔部３２に向けて突出する形状を有している。段差部３６は、封口体２５との間にガスケット２７を介挿するための空間を形成できるように、封口体２５から離れる位置で軸部３３から突出して設けられていればよい。軸部３３と内鍔部３４との接合箇所に段差部３６を設ければ、軸部３３の延びる方向に加えられるかしめ荷重を、段差部３６および内鍔部３４の一体の構造体で受けることができる。これによりリベット部材３１の剛性を向上できるので、かしめ固定時の荷重が過大な場合でもリベット部材３１の変形を抑制することができる。
【００６６】
また図２に示すように、段差部３６のガスケット２７に接触する面と、延出部６５のガスケット２７に接触する面とは、軸部３３の延びる方向において略同一面上に配置されている。このようにすれば、かしめ固定時に、封口体２５と、段差部３６および延出部６５との間で、確実にガスケット２７を圧縮変形した状態で固定できる。したがって、ケース１５内側の気密をより確実に確保できるとともに、ホルダ部材６１をより強固に固定することができる。
【００６７】
また図５，７に示すように、延出部６５は、内周縁において封口体２５に向かって突起するリブ部６５ｐを有している。このようにすれば、リブ部６５ｐによってガスケット２７の弾性変形量を増大できるので、封口体２５と延出部６５との間でガスケット２７をより確実に圧縮固定できる。したがって、ホルダ部材６１の固定力を増加することができ、ホルダ部材６１をより強固に固定することができる。
【００６８】
また図８〜１０に示すように、ガスケット２７には、封口体２５と段差部３６とにより挟持された部分と、封口体２５と延出部６５とにより挟持された部分との間に、ガスケット２７の表面２９ａ，２９ｂが突起した凸部２９ｐ、または、ガスケット２７の表面２９ａ，２９ｂが窪んだ凹部２９ｇの、少なくともいずれか一方が形成されている。
【００６９】
ガスケット２７は、封口体２５とリベット部材３１の段差部３６との間で圧縮されることにより、主にケース１５の内部を気密に保持する機能を発揮する。またガスケット２７は、封口体２５とホルダ部材６１の延出部６５との間で圧縮されることにより、主にホルダ部材６１を保持する機能を発揮する。
【００７０】
ガスケット２７は、リベット部材３１からの圧縮を受ける内径側被圧縮部位と、ホルダ部材６１からの圧縮を受ける外径側被圧縮部位とを有している。ガスケット２７において、内径側被圧縮部位と外径側被圧縮部位との間の厚みを、他の部位と異なる厚さに設定することにより、内径側および外径側被圧縮部位のいずれか一方の圧縮によって発生する変形が吸収される。そのため、内径側および外径側被圧縮部位のうちの一方の圧縮が、他方に影響することを抑制できる。
【００７１】
したがって、ガスケット２７に対し、近接した二箇所において圧縮を行なう場合も、一方の被圧縮部位の変形が他方の被圧縮部位に影響することを抑制でき、各被圧縮部位の圧縮を安定させることができる。これにより、長期間の使用においても、ガスケット２７の機能、特に気密性および部品の保持力の悪化を大幅に低減することができる。このガスケット２７を電流遮断機構に適用することで、信頼性の高い電流遮断機構および二次電池１０を得ることができる。
【００７２】
なお、本実施の形態における二次電池１０は、ハイブリッド自動車に限られず、たとえば、電気自動車（ＥＶ：Electric  Vehicle）に搭載されてもよい。
【実施例】
【００７３】
以下、本発明の実施例について説明する。
図１１は、従来構造および実施例の二次電池におけるホルダ固定力を示す図である。図３に示す、ホルダ部材６１、ガスケット２７、封口体２５、インシュレータ２３および外部端子２１の積層体を、内鍔部３４と外鍔部３２との間で積層方向にかしめた。かしめられた積層体を、リベット部材３１の軸部３３において支持し、リベット部材３１を回転不可能に固定した。この状態で、ホルダ部材６１に対し、軸部３３を中心軸とする周方向の負荷を与えた。負荷を徐々に高め、ホルダ部材６１が軸部３３を中心として回転し始めるときの荷重を測定し、この荷重をホルダ固定力として評価した。
【００７４】
図１１に示す従来構造では、ホルダ部材６１に対し積層部６４よりも厚みの小さい延出部６５が形成されておらず、ガスケット２７は、リベット部材３１の軸部３３に沿う方向において、封口体２５とリベット部材３１の内鍔部３４との間でのみ圧縮されている。実施例１では、ホルダ部材６１に対し図４に示す円環形状の延出部６５が形成されており、ガスケット２７は、封口体２５と延出部６５との間で圧縮されるとともに、封口体２５とリベット部材３１の段差部３６との間で圧縮されている。実施例２では、図５に示すように、ホルダ部材６１に対し、延出部６５の内周縁に環状のリブ部６５ｐが形成されている。実施例３では、図６に示すように、延出部６５の内周縁に、リブ部６５ｐが形成されている部位と形成されていない部位とが、交互に設けられている。
【００７５】
図１１に示すように、従来構造では、ホルダ固定力は１０Ｎ未満と小さく、そのため、電流遮断機構に容易にガタツキが発生した。これに対し、本発明に係る実施例１〜３では、従来構造に比べて６倍以上となる６０Ｎを超える荷重を与えた場合でも、ホルダ部材６１を保持することができる。したがって、リベット部材３１に対するホルダ部材６１の変位が抑制されており、振動や衝撃に対して信頼性の高い二次電池１０が得られることが示された。
【００７６】
図１２は、従来構造および実施例の二次電池におけるガスケットの面圧を示す図である。上述した従来構造をかしめ固定した場合にガスケット２７に加えられる面圧を基準とし、凸部２９ｐおよび／または凹部２９ｇの形成されたガスケット２７に対する面圧の変化の影響を、ＣＡＥ（Computer  Aided  Engineering）で比較した。図１２に示す実施例４では、図８に示すように、ガスケット２７の表面２９ａ，２９ｂの両方に凹部２９ｇが形成されている。実施例５では、図９に示すように、ガスケット２７の表面２９ａ，２９ｂの両方に凸部２９ｐが形成されている。実施例６では、図１０に示すように、ガスケット２７の表面２９ａに凸部２９ｐが形成され、表面２９ｂに凹部２９ｇが形成されている。
【００７７】
図１２中に示す気密側とは、ガスケット２７のうち、封口体２５と段差部３６との間で圧縮された部位（内径側被圧縮部位）を示す。固定側とは、ガスケット２７のうち、封口体２５と延出部６５との間で圧縮された部位（外径側被圧縮部位）を示す。
【００７８】
図１２に示すように、ガスケット２７に凸部２９ｐおよび凹部２９ｇの形成されていない実施例１では、気密側と固定側との間で、最大２０％の面圧差が発生していた。これに対し、ガスケット２７に凸部２９ｐおよび凹部２９ｇのいずれかまたは両方を形成した実施例４〜６では、気密側と固定側との間の面圧差を６％にまで低減することが可能になる。したがって、気密側と固定側との一方の圧縮が他方に影響することが抑制され、気密性および部品の保持力の確保を可能にするガスケット２７を提供することができることが示された。
【００７９】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
この発明は、電流遮断機構を備えた二次電池に、特に有利に適用され得る。
【符号の説明】
【００８１】
１０  二次電池、１５  ケース、１６  開口部、２１  外部端子、２１Ｎ  負極端子、２１Ｐ  正極端子、２３  インシュレータ、２５  封口体、２５ｍ  貫通孔、２５ｐ，３６ｐ  突起、２６  底面、２７  ガスケット、２８  筒部、２９  鍔部、２９ａ，２９ｂ  表面、２９ｇ  凹部、２９ｐ  凸部、３１  リベット部材、３２  外鍔部、３３  軸部、３４  内鍔部、３５  周縁部、３６  段差部、４１  反転板、４２  第１接続部、４３  第２接続部、５１  集電部材、５２  薄肉部分、５３  集電タブ、６１  ホルダ部材、６３  胴体部、６４  積層部、６５  延出部、６５ｐ  リブ部、６７  隙間、１０１  矢印、１０２  中心軸、Ｂ  電池要素。
【図１】
2015144093.tif 000003
【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】
2015144093.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2015144093.tif 000012
【図１１】
2015144093.tif 000013
【図１２】
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