(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
幅の狭い短側面と幅の広い長側面とを有する複数の直方体状の電槽をその短側面を隔壁として共用して相互に一体的に連結してなる一体電槽の各電槽内に発電要素を密閉状態で収容してなり、一体電槽の長手方向両端部に正極と負極の極端子が配設された密閉角形電池において、一体電槽の長側面を重ねて並列配置したときに互いに嵌合して相対位置を位置決めする突部と凹部を、一体電槽の長手方向の中心線に対して対称に位置する任意の電槽の略中央位置に設けたことを特徴とする密閉角形電池。
【請求項２】
突部の径をｄ、凹部の径をＤとして、ｄ＜Ｄとしたことを特徴とする請求項１記載の密閉角形電池。
【請求項３】
突部はテーパ状又は断面円弧状の先細形状に形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の密閉角形電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は密閉角形電池に関し、特にこの密閉角形電池を並列配置して組電池を構成するときに相互の位置決めを確実に行うようにした密閉角形電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数の密閉角形電池を並列配置して直列接続した組電池において、幅の狭い短側面と幅の広い長側面とを有する複数の直方体状の電槽をその短側面を隔壁として共用して相互に一体的に連結してなる一体電槽の各電槽内に発電要素を密閉状態で収容してなる扁平な密閉角形電池を用い、その長側面に設けられた位置決め用の突部と凹部を嵌合させて相互に位置決めした状態で並列配置し、その並列方向両端にエンドプレートを配置し、両エンドプレートを拘束バンドで連結して各密閉角形電池を拘束し、隣接する密閉角形電池の長手方向の両端部に配設した極端子同士を順次接続したものが知られている。
【０００３】
図６を参照して説明すると、両端部に正極と負極の極端子（図示せず）が配設された複数の密閉角形電池３１を、隣接する極端子の極性が互いに異なるように交互に向きを反対にして並列して配置するとともに、隣接する密閉角形電池３１の互いに対向する長側面に設けられた位置決め用の突部３２と凹部３３を嵌合させて各密閉角形電池３１をその長手方向に相互に位置決めし、極端子（図示せず）を一直線状に配列させてバスバーモジュール（図示せず）にて接続したものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記位置決め用の突部３２と凹部３３は、図７に示すように、密閉角形電池３１の電槽３４、３４間の隔壁に対応する位置に配設されているため、充放電を行うことによって電槽３４内の極板群の膨張や内圧の上昇によって電槽３４が膨張することがあると、隔壁部分は当然膨張しないので、突部３２が凹部３３から抜け出すようになり、電槽３４の膨張量が突部３２の高さを越えると、位置決め機能が失われてしまい、その状態で振動や加速度が作用して密閉角形電池３１が移動しようとすると、バスバーモジュールと極端子の接続部に大きな負荷が作用し、極端子の取付部に損傷が発生する恐れがある等の問題がある。
【０００５】
なお、並列配置された密閉角形電池３１群の配列方向の総長はエンドプレートと拘束バンドで規制されているが、電槽３の膨張は一部の密閉角形電池３１で生じるために、他の密閉角形電池３１を収縮させて一部の密閉角形電池３１の電槽３４が上記のように膨張することが起こり得るのである。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、充放電を行うことによって電槽が膨張した場合でも位置決め機能を失うことのない密閉角形電池を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の密閉角形電池は、幅の狭い短側面と幅の広い長側面とを有する複数の直方体状の電槽をその短側面を隔壁として共用して相互に一体的に連結してなる一体電槽の各電槽内に発電要素を密閉状態で収容してなり、一体電槽の長手方向両端部に正極と負極の極端子が配設された密閉角形電池において、一体電槽の長側面を重ねて並列配置したときに互いに嵌合して相対位置を位置決めする突部と凹部を、一体電槽の長手方向の中心線に対して対称に位置する任意の電槽の略中央位置に設けたものであり、充放電を行うことによって電槽が膨張した場合でも、突部と凹部を最も膨出する部分に設けているので位置決め機能を失うことはなく、従って振動や加速度が作用しても移動せず、極端子の取付部に損傷が発生する恐れを無くすことができる。
【０００８】
また、突部の径をｄ、凹部の径をＤとして、ｄ＜Ｄとすると、突部と凹部の嵌合に余裕があるため、電槽の伸縮や寸法誤差や位置決め誤差を無理なく吸収することができる。
【０００９】
また、突部をテーパ状又は断面円弧状の先細形状に形成すると、密閉角形電池を並列配置するときに大体位置合わせして配置すれば、自然に正確に位置合わせでき、組電池の組立作業性を向上できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の密閉角形電池の一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
【００１１】
本実施形態の密閉角形電池１は、電気自動車用の駆動電源として好適に用いることができるニッケル・水素二次電池であり、図１、図２に示すように、幅の狭い短側面と幅の広い長側面とを有する上面開口の直方体状の複数（図示例では６つ）の電槽３をその短側面３ａを共用して相互に一体的に連結して成る一体電槽２にて構成されかつ各電槽３の上面開口は一体の蓋体４にて一体的に閉鎖されている。
【００１２】
各電槽３内には、後で詳細に説明するように、電槽３の長側面と平行な多数の正極板と負極板をセパレータを介して短側面方向に積層してなる発電要素としての極板群５とその両側端面に接合された集電板６が電解液とともに収納され、単電池７が構成されている。
【００１３】
一体電槽２の両端の電槽３の外側の短側面３ａ及び各電槽３、３間の短側面３ａの上端部には接続穴８が形成され、後で詳細に説明するように、両端の電槽３の外側の短側面３ａの接続穴８には正極又は負極の極端子９が装着され、中間の電槽３、３間の短側面３ａの接続穴８を通して両側の単電池７、７が直列接続されている。
【００１４】
蓋体４の上面には、互いに隣り合う電槽３、３の隣接端部において通孔１０が形成されるとともに、蓋体４上にこれら通孔１０、１０間を連通する連通路１２を形成した連通蓋１１が溶着されている。１１ａは、連通蓋１１の内面中央部に突設された補強突起で、連通路１２を閉じない大きさでかつその先端が蓋体４の上面に当接して溶着され、連通蓋１１の耐圧強度を確保している。一体電槽２と蓋体４と連通蓋１１は、ＰＰ／ＰＰＥアロイなどの合成樹脂材料にて構成されており、電解液に対して撥液性を有している。
【００１５】
また、蓋体４には各電槽３の内部圧力が一定以上になったときに圧力を解放するための単一の安全弁１３が配設されている。また、単電池７の温度を検出する温度検出センサを装着するセンサ装着穴１４が適当な単電池７の極板群５の上端に接するように凹入形成されている。
【００１６】
各電槽３の長側面が一平面を成す一体電槽２の長側面１５には、各電槽３の両側端に対応する位置に上下方向に延びるリブ１６が突設されており、かつリブ１６、１６間には適当ピッチ間隔でマトリックス状に多数の比較的小さな円形の突部１７が突設されている。これらリブ１６と突部１７は同じ高さである。さらに、電槽３の上端部と蓋体４の側面には、リブ１６の延長位置及び突部１７の配置位置に対応してそれらの側面間にわたるように、リブ１６及び突部１７と同じ高さの連結リブ１８ａ及び１８ｂが形成されている。これらリブ１６、突部１７及び連結リブ１８ａ、１８ｂは、一体電槽２を並列配置したときにそれらの間に各電槽３を効率的にかつ均一に冷却するための冷媒通路を形成する。
【００１７】
また、一体電槽２の長側面１５の中心線Ｏに対して対称に位置する任意の電槽３の略中央位置に、一体電槽２をその長側面１５で互いに重ねた時に相互に嵌合する複数の位置決め用の突部１９と凹部２０が設けられている。なお、凹部２０は電槽３の長側面の中央位置に突設された突起２５の先端面に凹入形成されており、この突起２５はリブ１６や突部１７などの高さの２倍の高さで、先端面が対向する電槽３の長側面に当接するように構成され、突部１９は電槽３の長側面に突設されている。また、突部１９と凹部２０は、図４に示すように、突部１９の径をｄ、凹部２０の径をＤとして、ｄ＜Ｄに設定されている。さらに、突部１９は断面円弧状に形成され、凹部２０もそれに対応する断面円弧状の凹部にて構成されている。
【００１８】
上記極板群５は、Ｎｉの発泡メタルから成る多数枚の正極板とＮｉのパンチングメタルに活物質を塗着して成る多数枚の負極板とを交互に配置するとともに、各正極板に横方向に開口部を有する袋状のセパレータを被せることにより正極板と負極板の間にセパレータを介装した状態で積層して構成されている。これら正極板群と負極板群は互いに反対側の側縁部が外側に突出され、その側端縁にそれぞれ集電板６が溶着されている。
【００１９】
集電板６を両側端縁に溶着された極板群５は、図２に示すように、集電板６の上端部に外向きに突出形成された接続突部２１を、電槽３の短側面３ａの上端部に貫通形成された接続穴８に嵌入させることによって電槽３に対して位置決めされ、かつ隣接する電槽３、３間で接続穴８に嵌入された接続突部２１、２１の先端同士を溶接接合することによって電槽３の両短側面３ａに固定されるとともに隣接する単電池７の電気的な接続が電池内部で行われている。
【００２０】
また、両端の電槽３の外側の短側面３ａにおいては、極端子９に接続穴８に嵌入する接続突部２２が突設され、接続突部２１、２２の先端同士が溶接接合されている。また、集電板６の接続突部２１又は極端子９の接続突部２２の周囲には環状溝が形成されて短側面３ａとの間のシールを行うＯリング２３が配設されている。
【００２１】
以上の構成の密閉角形電池１において、一体電槽２の長側面１５を重ねて並列配置するとともに、突部１９と凹部２０を互いに嵌合させて長手方向の相対位置を位置決めすると、図３に示すように、充放電を行うことによって電槽３が膨張した場合でも、突部１９と凹部２０が最も膨出する部分に配設されているために位置決め機能を失うことはない。従って、その状態で振動や加速度が作用しても、各密閉角形電池１が確実に相互に位置決めされて移動する恐れはなく、極端子９の取付部に損傷が発生する恐れを無くすことができる。
【００２２】
また、突部１９の径ｄと凹部の径Ｄを、ｄ＜Ｄに設定しているので、突部１９と凹部２０の嵌合に余裕があり、一体電槽２の伸縮や寸法誤差や位置決め誤差を無理なく吸収することができ、また突部１９及び凹部２０を断面円弧状に形成しているので、密閉角形電池１を並列配置するときに大体位置合わせして配置すれば、拘束時に自然に正確位置合わせでき、組電池の組立作業性を向上できる。
【００２３】
なお、上記図示例では、突部１９が断面円弧状のものを例示したが、テーパ状などの先細形状にしても同様の作用・効果を得ることができ、また凹部２０の断面形状は、突部１９の形状に対応する形状にする必要はなく、突部１９が嵌入係合する形状であれば、単純な円穴など任意の形状でよい。さらに、突部１９についても必ずしも上記のように先細形状にする必要はなく、単純な円柱状や長円柱状など任意の形状にしてもよい。
【００２４】
また、本実施形態においては、隣接する単電池７の接続を一体電槽２の内部で行うことができ、外部に単電池７の接続構成が露出しないので、密閉角形電池１の設置スペースをコンパクトにすることができ、かつ集電板６のプレス成形によって突出成形された接続突部２１にて隣接する単電池７を直列接続しているので、接続部品を別途に必要とせず、少ない部品点数で低コストにて簡単に接続することができ、また接続突部２１が集電板６と一体でありかつ１箇所の溶接で接続されているので、電気抵抗の極めて少ない接続が可能となる。
【００２５】
また、各単電池７の極板群５において、正極板群と負極板群の互いに反対側の側縁部を対向部分から外側に突出させてその突出部に対してその全長にわたって集電板６を固着しているので、各極板の全面から集電板６までの平均距離を短くでき、その結果電池内抵抗値を小さくできるとともに電極活物質の利用率が高くなって電池出力を向上することができる。
【００２６】
また、互いに隣り合う電槽３、３の隣接端部において、蓋体４に通孔１０を形成するとともに、蓋体４上にこれら通孔１０、１０間を連通する連通路１２を形成した連通蓋１１が溶着されており、これによって各電槽３の間の内部圧力を均一化して一部の電槽３の内部圧力の上昇によってその単電池７の寿命が低下し、それに伴って密閉型蓄電池１全体の寿命が短くなるのを防止するとともに、蓋体４に単一の安全弁１３を設けるだけで良く、コスト低下を図ることができる。
【００２７】
上記実施形態では、各長側面１５に突部１９と凹部２０をそれぞれ１つづつ、長手方向の中心線Ｏに対して対称に配設した例を示したが、図５に示すように、長手方向の中心線Ｏに対して両側の各電槽３のそれぞれの略中央位置に突部１９または凹部２０を設け、密閉角形電池１を一体電槽２の長側面１５を重ねるように並列配置した時に相互に嵌合するように構成してもよい。このように、任意の電槽３に突部１９と凹部２０を配設することができる。
【００２８】
さらに、図１〜図３の図示例では、一体電槽２の長側面１５の長手方向の中心線Ｏの両側部おいて、それぞれ電槽３の短側面方向に突部１９と凹部２０が対向するものを例示したが、電槽３の短側面方向に対向するものが共に突部１９又は凹部２０となるようにしてもよく、そうすると密閉角形電池１を並列配置するときに、正極と負極の極端子９が隣り合うように交互に逆向きに配置しないと、突部１９と凹部２０が嵌合しないため、同極の極端子９が隣り合って並列配置され、誤って短絡接続するのを防止することができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の密閉角形電池によれば、以上の説明から明らかなように、一体電槽の長側面を重ねて並列配置したときに互いに嵌合して相対位置を位置決めする突部と凹部を、一体電槽の長手方向の中心線に対して対称に位置する任意の電槽の略中央位置に設けたので、充放電を行うことによって電槽が膨張した場合でも、突部と凹部が最も膨出する部分に設けているので位置決め機能を失うことがなく、従って振動や加速度が作用しても位置決めされて移動せず、極端子の取付部に損傷が発生する恐れを無くすことができる。
【００３０】
また、突部の径をｄ、凹部の径をＤとして、ｄ＜Ｄとすると、突部と凹部の嵌合に余裕があるため、電槽の伸縮や寸法誤差や位置決め誤差を無理なく吸収することができる。
【００３１】
また、突部をテーパ状又は断面円弧状の先細形状に形成すると、密閉角形電池を並列配置するときに大体位置合わせして配置すれば、自然に正確位置合わせでき、組電池の組立作業性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の密閉角形電池の一実施形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図２】同実施形態の部分縦断正面図である。
【図３】同実施形態における電槽膨張時の状態を模式的に示した平面図である。
【図４】同実施形態の要部を示し、（ａ）は凹部の拡大断面図、（ｂ）は突部の拡大断面図である。
【図５】同実施形態の変形例の概略正面図である。
【図６】従来例の密閉角形電池を並列配置したときの突部と凹部による位置決め状態を模式的に示した平面図である。
【図７】同従来例における電槽膨張時の状態を示す模式的に示した平面図である。
【符号の説明】
１  密閉角形電池
２  一体電槽
３  電槽
３ａ  短側面
５  極板群（発電要素）
９  極端子
１５  長側面
１９  突部
２０  凹部
Ｏ  中心線
【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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