(57)【要約】【課題】溶接部の強度の低下を抑制すること。【解決手段】二次電池１０は、電池ケース１１を備え、電池ケース１１には電極組立体が収容されている。電池ケース１１は、有底四角筒状のケース本体１３と、矩形板状の蓋体１４とを備える。蓋体１４は、ケース本体１３の開口部を閉塞する天板部３１と、天板部３１の外周部の内面１４ｂから突出部３２と同一方向に突出した形状のリブ３３を備える。リブ３３は、天板部３１から長側壁２２の外面２２ａに沿って底壁側へ突出した形状の第１補強部３４を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形状の底壁の長辺から立設する長側壁、及び、前記底壁の短辺から立設する短側壁を有するケース本体と、
前記ケース本体に収容された電極組立体と、
前記ケース本体の前記長側壁及び前記短側壁の立設方向の先端面に重ね合わされ、前記ケース本体の開口部を閉塞する天板部、及び、少なくとも前記長側壁の外面に沿って配置され、前記天板部から前記底壁側へ突出した形状のリブを有する蓋体と、
前記蓋体と前記ケース本体とを接合した溶接部と、を備え、
前記溶接部は、前記長側壁の厚み方向に沿って前記リブと前記長側壁とを接合している蓄電装置。
【請求項２】
前記天板部からの前記リブの突出寸法は、前記溶接部のビード幅の半分以上である請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記リブは、前記短側壁の外面に沿って配置されている請求項１又は請求項２に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記蓋体は、前記天板部から前記ケース本体内に突出した形状の突出部と、前記リブと前記突出部との間に位置し、前記長側壁が挿入される溝と、を備え、
前記天板部からの前記リブの突出寸法は、前記蓋体の前記溝が設けられている部分の厚み以上である請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＶ（Electric Vehicle）やＰＨＶ（Plug in Hybrid Vehicle）などの車両には、原動機となる電動機への供給電力を蓄える蓄電装置としてリチウムイオン電池などの二次電池が搭載されている。この種の二次電池は、電極組立体がケース本体内に収容され、ケース本体の開口部を蓋体で閉塞することによりケース本体の気密性が保たれている。
【０００３】
特許文献１に記載の二次電池は、有底四角筒状のケース本体と、四角板状の蓋体とを備える。ケース本体は、矩形平板状の底壁と、底壁の周縁から立設された四角筒状の側壁とを備える。蓋体は、ケース本体における側壁の立設方向の先端面に重ね合わされている。二次電池は、ケース本体と蓋体とを溶接する溶接部を蓋体とケース本体とが重なり合う部分に備え、溶接部は、例えば、ケース本体と蓋体との継目にレーザを照射することで形成されている。ケース本体と蓋体とが重なり合う部分は、ケース本体と蓋体とを溶接するための溶接代となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２２２６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ケース本体のコスト低減などのために側壁を薄くすると、側壁の先端面の面積が小さくなり、溶接代が少なくなる。すると、ケース本体と蓋体とを接合する溶接部の強度が低下するおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、溶接部の強度の低下を抑制することができる蓄電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する蓄電装置は、矩形状の底壁の長辺から立設する長側壁、及び、前記底壁の短辺から立設する短側壁を有するケース本体と、前記ケース本体に収容された電極組立体と、前記ケース本体の前記長側壁及び前記短側壁の立設方向の先端面に重ね合わされ、前記ケース本体の開口部を閉塞する天板部、及び、少なくとも前記長側壁の外面に沿って配置され、前記天板部から前記底壁側へ突出した形状のリブを有する蓋体と、前記蓋体と前記ケース本体とを接合した溶接部と、を備え、前記溶接部は、前記長側壁の厚み方向に沿って前記リブと前記長側壁とを接合している。
【０００８】
これによれば、蓋体の天板部は長側壁の立設方向の先端面に重なり合い、蓋体のリブはケース本体の長側壁の厚み方向に重なり合う。溶接部は、長側壁の先端面と天板部とを接合し、長側壁の厚み方向に沿って長側壁とリブとを接合する。蓋体のうち、天板部に加え、リブもケース本体と溶接可能な溶接代とすることで、天板部のみを溶接代とする場合に比べて、溶接代を大きくすることができる。したがって、長側壁を薄くしたとしても、リブによって溶接代を確保することができるため、溶接部の強度の低下を抑制することができる。
【０００９】
上記蓄電装置について、前記天板部からの前記リブの突出寸法は、前記溶接部のビード幅の半分以上であってもよい。
これによれば、溶接部を確保しやすく、溶接部の強度の低下を更に抑制することができる。
【００１０】
上記蓄電装置について、前記リブは、前記短側壁の外面に沿って配置されていてもよい。
これによれば、長側壁の外面に加え、短側壁の外面に沿ってもリブが設けられ、蓋体のリブはケース本体の短側壁の厚み方向に重なり合う。短側壁を薄くしたとしても、リブによって溶接代を確保することができるため、溶接部の強度の低下を更に抑制することができる。
【００１１】
上記蓄電装置について、前記蓋体は、前記天板部から前記ケース本体内に突出した形状の突出部と、前記リブと前記突出部との間に位置し、前記長側壁が挿入される溝と、を備え、前記天板部からの前記リブの突出寸法は、前記蓋体の前記溝が設けられている部分の厚み以上である。
【００１２】
これによれば、溶接部を確保しやすく、溶接部の強度の低下を更に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、溶接部の強度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】二次電池の斜視図。
【図２】（ａ）は長側壁とリブとの溶接態様を示す図１の２ａ−２ａ線端面図、（ｂ）は短側壁とリブとの溶接態様を示す図１の２ｂ−２ｂ線端面図。
【図３】蓋体の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、蓄電装置の一実施形態について説明する。
図１に示すように、蓄電装置としての二次電池１０は、電池ケース１１を備え、電池ケース１１には電極組立体１２が収容されている。電極組立体１２は、正極電極と、負極電極とが、両者の間を絶縁した状態で積層されて構成されている。二次電池１０は角型電池であり、リチウムイオン電池である。
【００１６】
電池ケース１１は、有底四角筒状のケース本体１３と、蓋体１４とを備える。ケース本体１３、及び、蓋体１４はともに金属製であり、例えば、アルミニウム製である。
ケース本体１３は、１枚の金属板を深絞り加工や、インパクトプレス加工などの塑性加工によって有底四角筒状に塑性変形させたものである。ケース本体１３は、矩形平板状の底壁２１と、底壁２１の長辺から立設された一対の長側壁２２と、底壁２１の短辺から立設された一対の短側壁２３と、を備える。
【００１７】
図２（ａ）、及び、図２（ｂ）に示すように、長側壁２２は、短側壁２３に比べて薄い。これは、１枚の金属板を塑性変形させるときに、厚み方向の面の面積が短側壁２３に比べて大きい長側壁２２のほうが金属板の延び量が多いことに起因する。
【００１８】
図２（ａ）、図２（ｂ）、及び、図３に示すように、蓋体１４は、電池ケース１１の外に臨む外面１４ａと電池ケース１１の内に臨む内面１４ｂとを備える。蓋体１４は、矩形平板状の天板部３１と、天板部３１の内面１４ｂから厚み方向に沿って突出した形状の突出部３２とを備える。天板部３１の長手方向の寸法は、一対の短側壁２３の外面２３ａ同士を最短距離で結ぶ直線の寸法よりも若干長く、天板部３１の短手方向の寸法は、一対の長側壁２２の外面２２ａ同士を最短距離で結ぶ直線の寸法よりも若干長い。
【００１９】
突出部３２は、矩形状である。突出部３２の短手方向の寸法は、一対の長側壁２２の内面２２ｂ同士を最短距離で結ぶ直線の寸法よりも僅かに短く、突出部３２の長手方向の寸法は、一対の短側壁２３の内面２３ｂ同士を最短距離で結ぶ直線の寸法よりも僅かに短い。突出部３２の周縁部は、天板部３１の周縁部から一定寸法離れている。
【００２０】
また、蓋体１４は、天板部３１の外周部の内面１４ｂから突出部３２と同一方向に突出した形状のリブ３３を備える。リブ３３は、四角枠状であり、天板部３１の一対の長辺から突出する第１補強部３４と、天板部３１の一対の短辺から突出する第２補強部３５とを備える。リブ３３は、天板部３１の内面１４ｂに沿う方向に沿って突出部３２から離間した状態で突出部３２を囲む形状である。
【００２１】
蓋体１４は、突出部３２とリブ３３との間に溝３６を備える。天板部３１の内面１４ｂに沿う方向に沿った溝３６の開口幅は、溝３６の全体に亘って均一である。溝３６の開口幅は、長側壁２２、及び、短側壁２３の厚さよりも広い。蓋体１４は、１枚の矩形状の金属板の周縁部に、突出部３２よりも薄い薄肉部が形成されるように金型で挟み込むことで製造される。この際、薄肉部が形成される部分の金属は、金型に加圧されることで、薄肉部よりも外側に押し出される。この押し出された部分を、突出部３２と同一方向へ突出するように成形することで、リブ３３が形成される。そして、リブ３３と突出部３２に挟まれる部分が溝３６となる。
【００２２】
蓋体１４の溝３６には、長側壁２２の先端、及び、短側壁２３の先端が挿入され、長側壁２２の立設方向の先端面２２ｃ、及び、短側壁２３の立設方向の先端面２３ｃは、蓋体１４の天板部３１に重なり合っている。リブ３３の第１補強部３４は、天板部３１から長側壁２２の外面２２ａに沿って底壁２１側へ突出した形状であり、長側壁２２の厚み方向に重なり合っている。リブ３３の第２補強部３５は、天板部３１から短側壁２３の外面２３ａに沿って底壁２１側へ突出した形状であり、短側壁２３の厚み方向に重なり合っている。蓋体１４の突出部３２はケース本体１３内に突出している。
【００２３】
電池ケース１１は、蓋体１４とケース本体１３とを接合した溶接部４１を備える。溶接部４１は、各側壁２２，２３の厚み方向に沿って、リブ３３、天板部３１におけるリブ３３が突出している部分、及び、ケース本体１３の各側壁２２，２３に跨っている。また、溶接部４１は、天板部３１の厚み方向に沿って、天板部３１、リブ３３、及び、各側壁２２，２３に跨っている。溶接部４１により、長側壁２２の先端面２２ｃ、及び、短側壁２３の先端面２３ｃは天板部３１に接合されている。また、溶接部４１により、長側壁２２の厚み方向に沿う長側壁２２の一部はリブ３３の第１補強部３４に接合され、短側壁２３の厚み方向に沿う短側壁２３の一部はリブ３３の第２補強部３５に接合されている。
【００２４】
リブ３３において、天板部３１の内面１４ｂからの突出寸法は、蓋体１４において溝３６が設けられている部分の厚みである天板部３１の厚みよりも短い。また、リブ３３において、天板部３１の内面１４ｂからの突出寸法は、溶接部４１のビード幅の半分以上である。なお、溶接部４１のビード幅とは、各側壁２２，２３の立設方向に沿う溶接部４１の寸法のうち、最小の寸法である。また、本実施形態では、ビード幅の中心は、蓋体１４と各側壁２２，２３の先端面２２ｃ，２３ｃとの継目に位置している。ビード幅は、蓋体１４と各側壁２２，２３の先端面２２ｃ，２３ｃとの継目を中心として、各側壁２２，２３の立設方向に半分ずつあるので、天板部３１からの突出寸法がビード幅の半分以上あれば、天板部３１の厚みがビード幅の半分であってもリブ３３に溶接部４１を確保することができる。
【００２５】
次に、本実施形態の二次電池１０の作用について説明する。
二次電池１０を製造する際には、電極組立体１２が収容されたケース本体１３に蓋体１４を溶接し、ケース本体１３の開口部を閉塞する。溶接は、各側壁２２，２３の厚み方向に沿って、リブ３３の外面から天板部３１とケース本体１３の継目に向けてレーザを照射することで行われる。
【００２６】
リブ３３が各側壁２２，２３の厚み方向に重なり合うことで、各側壁２２，２３だけで溶接代を確保する場合に比べ、蓋体１４とケース本体１３とが各側壁２２，２３の厚み方向に沿って重なり合う部分が増え、ケース本体１３と蓋体１４との溶接代が増えている。レーザにより蓋体１４とケース本体１３とが溶接されると、各側壁２２，２３の先端面２２ｃ，２３ｃと天板部３１とが溶接されるのに加え、リブ３３と各側壁２２，２３が厚み方向に溶接される。
【００２７】
したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）蓋体１４のリブ３３は、長側壁２２の外面２２ａに沿って配置された第１補強部３４を備える。天板部３１及び第１補強部３４を溶接代とすることで、蓋体１４の天板部３１のみを溶接代とする場合に比べ、溶接代を大きくすることができる。したがって、長側壁２２を薄くしても溶接代を第１補強部３４によって確保することができ、溶接部４１の強度の低下を抑制することができる。
【００２８】
（２）本実施形態のように、塑性加工によって１枚の金属板からケース本体１３を製造する場合、短側壁２３に比べて長側壁２２が薄くなる。このため、長側壁２２の溶接代は短側壁２３の溶接代に比べて小さくなりやすく、長側壁２２と蓋体１４とを接合する溶接部４１の強度は低くなりやすい。長側壁２２の外面２２ａに沿う第１補強部３４を設けることで、短側壁２３に比べて薄い長側壁２２においても、溶接部４１の強度を確保でき、蓋体１４がケース本体１３から剥離することが抑制される。
【００２９】
（３）天板部３１からのリブ３３の突出寸法は、ビード幅の半分以上である。溶接部４１は、天板部３１と各側壁２２，２３の先端面２２ｃ，２３ｃの継目を中心として各側壁２２，２３の立設方向に拡がるため、立設方向に沿うリブ３３の寸法をビード幅の半分以上とすることで、溶接部４１を確保しやすい。
【００３０】
（４）蓋体１４のリブ３３は、長側壁２２の外面２２ａに沿って配置された第１補強部３４に加え、短側壁２３の外面２３ａに沿って配置された第２補強部３５を備える。したがって、短側壁２３を薄くしても第２補強部３５を溶接代とすることで、蓋体１４の天板部３１のみを溶接代とする場合に比べ、溶接代を大きくすることができる。したがって、短側壁２３を薄くしても溶接代を第２補強部３５によって確保することができ、溶接部４１の強度の低下を更に抑制することができる。
【００３１】
（５）天板部３１からのリブ３３の突出寸法は、天板部３１の厚み以上である。ビード幅は、蓋体１４と各側壁２２，２３の先端面２２ｃ，２３ｃとの継目を中心として、各側壁２２，２３の立設方向に半分ずつあり、ビード幅の半分は、天板部３１の厚み以下である。このため、天板部３１からのリブ３３の突出寸法を天板部３１の厚み以上とすることで、溶接部４１を確保しやすく、溶接部４１の強度の低下を抑制することができる。
【００３２】
（６）リブ３３がケース本体１３の各側壁２２，２３の外面２２ａ，２３ａに沿って突出することで、天板部３１とケース本体１３との継目（天板部３１の厚み方向の面と、各側壁２２，２３の先端面２２ｃ，２３ｃとの境目）がリブ３３によって覆われている。このため、レーザが照射されたときに、天板部３１とケース本体１３との継目からケース本体１３内にレーザが入射せず、ケース本体１３や蓋体１４、ケース本体１３内に収容された収容物がレーザによって溶融することが抑制される。
【００３３】
なお、実施形態は以下のように変更してもよい。
○リブ３３は、長側壁２２に沿う第１補強部３４のみを備えていてもよく、短側壁２３に沿う第２補強部３５を備えていなくてもよい。
【００３４】
○天板部３１からのリブ３３の突出寸法は、ビード幅の半分未満であってもよい。また、天板部３１からのリブ３３の突出寸法は、天板部３１の厚さ未満であってもよい。
○蓋体１４として、溝３６を備えていないものを用いてもよい。
【００３５】
○リブ３３は、どのような方法で設けられてもよい。例えば、天板部３１に枠状のリブを接合してもよい。
○溝３６の開口幅は、各側壁２２，２３を挿入できる広さであればよく、一定でなくてもよい。例えば、天板部３１の長手方向に延びる溝３６の幅を短手方向に延びる溝３６の幅よりも狭くしてもよい。
【００３６】
○長側壁２２の厚さと短側壁２３の厚さとは同一でもよい。
○ケース本体１３の底壁は正方形状でもよい。この場合、ケース本体１３は、互いに対向する２つの側壁を２組備える。リブ３３は、２組の側壁のうち、薄いほうの組の側壁に沿って設けられる。
【符号の説明】
【００３７】
１０…二次電池、１１…電池ケース、１２…電極組立体、１３…ケース本体、１４…蓋体、２１…底壁、２２…長側壁、２２ａ…外面、２２ｃ…先端面、２３…短側壁、２３ａ…外面、２３ｃ…先端面、３１…天板部、３３…リブ、４１…溶接部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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