図面 (/)

技術 拘束板の製造方法及び蓄電装置の製造方法

出願人 株式会社豊田自動織機
発明者 守作直人植田浩生
出願日 2018年12月25日 (1年10ヶ月経過) 出願番号 2018-241303
公開日 2020年7月2日 (4ヶ月経過) 公開番号 2020-102416
状態 未査定
技術分野 電気二重層コンデンサ等 電池及び電池容器の装着・懸架
主要キーワード 非拘束領域 切削用刃物 クランプ受 拘束領域 拘束荷重 拘束板 拘束面 拘束部材
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年7月2日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (9)

課題

無駄な材料を節約できると共に、拘束板の製造時間を短縮できる拘束板の製造方法及び蓄電装置の製造方法を提供する。

解決手段

拘束板17は、積層された複数の蓄電モジュール12に対して積層方向において拘束荷重を付加する。拘束板17を製造する際には、まず、クランプ104を用いて、拘束領域R1と非拘束領域R2とを有する主面17bを備える拘束板17を保持する。次に、拘束板17が保持された状態で、拘束領域R1を切削する。非拘束領域R2には、複数の貫通孔H1と、複数の貫通孔H1間に配置されクランプ104に保持される保持部Rcとが配置される。

概要

背景

積層された複数の蓄電モジュールを有する蓄電装置が知られている(例えば特許文献1)。このような蓄電装置では、複数の蓄電モジュールが一対の拘束板によって積層方向拘束される。

概要

無駄な材料を節約できると共に、拘束板の製造時間を短縮できる拘束板の製造方法及び蓄電装置の製造方法を提供する。拘束板17は、積層された複数の蓄電モジュール12に対して積層方向において拘束荷重を付加する。拘束板17を製造する際には、まず、クランプ104を用いて、拘束領域R1と非拘束領域R2とを有する主面17bを備える拘束板17を保持する。次に、拘束板17が保持された状態で、拘束領域R1を切削する。非拘束領域R2には、複数の貫通孔H1と、複数の貫通孔H1間に配置されクランプ104に保持される保持部Rcとが配置される。

目的

本発明の一側面は、無駄な材料を節約できると共に、拘束板の製造時間を短縮できる拘束板の製造方法及び蓄電装置の製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

積層された複数の蓄電モジュールに対して積層方向において拘束荷重を付加する拘束板の製造方法であって、クランプを用いて、拘束領域非拘束領域とを有する主面を備える拘束板を保持する工程と、前記拘束板が保持された状態で、前記拘束領域を切削する工程と、を含み、前記非拘束領域には、複数の穴部と、前記複数の穴部間に配置され前記クランプに保持される保持部とが配置される、拘束板の製造方法。

請求項2

前記主面が矩形状を呈しており、前記複数の穴部のそれぞれが、前記主面の4つの角部のそれぞれに設けられており、前記保持部が、前記4つの角部のそれぞれの隣に設けられている、請求項1に記載の拘束板の製造方法。

請求項3

前記保持部が、前記主面に設けられた凹部である、請求項1又は2に記載の拘束板の製造方法。

請求項4

請求項3に記載の拘束板の製造方法により拘束板を製造する工程と、前記拘束板の前記主面上に、前記複数の蓄電モジュールに電気的に接続される集電板と、前記複数の蓄電モジュールとを積層する工程と、を含み、前記集電板は、前記複数の蓄電モジュールと前記拘束領域との間に配置される本体と、前記本体から前記積層方向に交差する方向に突出する端子と、を有し、前記積層する工程では、前記端子の少なくとも一部が前記凹部内に配置される、蓄電装置の製造方法。

技術分野

0001

本発明の一側面は、拘束板の製造方法及び蓄電装置の製造方法に関する。

背景技術

0002

積層された複数の蓄電モジュールを有する蓄電装置が知られている(例えば特許文献1)。このような蓄電装置では、複数の蓄電モジュールが一対の拘束板によって積層方向拘束される。

先行技術

0003

特開2018−125124号公報

発明が解決しようとする課題

0004

拘束板は、複数の蓄電モジュールに拘束荷重を付加する拘束面を有している。高い平坦度を有する拘束面を得るために、拘束面を切削する場合がある。この場合、拘束板の縁から外側に突出するクランプ専用の突出部が設けられ、クランプにより突出部を保持した状態で拘束面の切削が行われる。切削後、突出部は、拘束板から切除される。

0005

上述のように拘束板を製造すると、突出部の材料が無駄になる。また、突出部を切除する工程が必要になるため、拘束板の製造時間が長くなる。

0006

本発明の一側面は、無駄な材料を節約できると共に、拘束板の製造時間を短縮できる拘束板の製造方法及び蓄電装置の製造方法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

0007

本発明の一側面に係る拘束板の製造方法は、積層された複数の蓄電モジュールに対して積層方向において拘束荷重を付加する拘束板の製造方法であって、クランプを用いて、拘束領域非拘束領域とを有する主面を備える拘束板を保持する工程と、前記拘束板が保持された状態で、前記拘束領域を切削する工程と、を含み、前記非拘束領域には、複数の穴部と、前記複数の穴部間に配置され前記クランプに保持される保持部とが配置される。

0008

上記拘束板の製造方法では、非拘束領域のうち複数の穴部間に位置する部分をクランプ用の保持部とすることができる。そのため、拘束板の縁から外側に突出するクランプ専用の突出部を設ける必要がない。よって、突出部を切除する必要がない。したがって、無駄な材料を節約できると共に、拘束板の製造時間を短縮できる。

0009

前記主面が矩形状を呈しており、前記複数の穴部のそれぞれが、前記主面の4つの角部のそれぞれに設けられており、前記保持部が、前記4つの角部のそれぞれの隣に設けられてもよい。この場合、クランプによって4つの角部の隣の保持部が保持されるので、拘束板をより安定的に保持できる。

0010

前記保持部が、前記主面に設けられた凹部であってもよい。この場合、保持部を識別し易くなるので、クランプにより保持されるべき部分が明確になる。よって、作業効率が向上する。

0011

本発明の一側面に係る蓄電装置の製造方法は、上記拘束板の製造方法により拘束板を製造する工程と、前記拘束板の前記主面上に、前記複数の蓄電モジュールに電気的に接続される集電板と、前記複数の蓄電モジュールとを積層する工程と、を含み、前記集電板は、前記複数の蓄電モジュールと前記拘束領域との間に配置される本体と、前記本体から前記積層方向に交差する方向に突出する端子と、を有し、前記積層する工程では、前記端子の少なくとも一部が前記凹部内に配置される。

0012

上記蓄電装置の製造方法では、端子の少なくとも一部が凹部内に配置されるので、端子が他の部材(例えば蓄電モジュール)と干渉することを回避できる。

発明の効果

0013

本発明の一側面によれば、無駄な材料を節約できると共に、拘束板の製造時間を短縮できる拘束板の製造方法及び蓄電装置の製造方法が提供され得る。

図面の簡単な説明

0014

本実施形態の方法により製造される蓄電装置の概略斜視図である。
図1のII−II線に沿った蓄電装置の概略断面図である。
本実施形態の方法により製造される拘束板の平面図である。
クランプを用いて拘束板を保持する工程を示す図である。
拘束板を切削する工程を示す図である。
本実施形態の変形例に係る製造方法により製造される拘束板の平面図である。
図6の拘束板の主面上に集電板が積層された状態を示す平面図である。
拘束板の主面上に集電板と蓄電モジュールとを積層する工程を示す断面図である。

実施例

0015

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号が用いられ、重複する説明は省略される。

0016

図1は、本実施形態の方法により製造される蓄電装置の概略斜視図である。図2は、図1のII−II線に沿った蓄電装置の概略断面図である。図1及び図2には、XYZ直交座標系が示されている。図1及び図2に示される蓄電装置10は、例えばフォークリフトハイブリッド自動車、及び電気自動車等の各種車両のバッテリとして用いられる。蓄電装置10は、複数(本実施形態では3つ)の蓄電モジュール12を備える。蓄電モジュール12は、例えばバイポーラ電池である。蓄電モジュール12は、例えばニッケル水素二次電池、及びリチウムイオン二次電池等の二次電池であるが、電気二重層キャパシタであってもよい。以下の説明では、ニッケル水素二次電池を例示する。

0017

複数の蓄電モジュール12は、積層方向(Z方向)において、例えば金属板等の導電板14を介して積層され得る。導電板14は、隣り合う蓄電モジュール12同士を電気的に接続する。よって、複数の蓄電モジュール12は、積層方向において直列に接続される。積層方向から見て、蓄電モジュール12及び導電板14は、例えば矩形状を有する。

0018

各蓄電モジュール12は、交互に積層されたバイポーラ電極セパレータとを含む。各バイポーラ電極は、電極板と、電極板の一方の面に設けられた正極と、電極板の他方の面に設けられた負極とを有する。バイポーラ電極及びセパレータの積層方向は、複数の蓄電モジュール12の積層方向と同一である。バイポーラ電極及びセパレータを含む積層体の周囲にはシール部材が設けられる。このシール部材によって、隣り合う電極板間の内部空間は密封される。シール部材は、電極板の縁部に溶着された枠状の1次シールと、1次シールを取り囲む2次シールとを備える。

0019

導電板14は、蓄電モジュール12において発生した熱を放出するための放熱板としても機能し得る。導電板14の内部に設けられた複数の空隙14aを空気及び気体等の冷媒が通過することにより、蓄電モジュール12からの熱を効率的に外部に放出できる。各空隙14aは例えば積層方向に交差する方向(Y方向)に延在する。積層方向から見て、導電板14は、蓄電モジュール12よりも小さいが、蓄電モジュール12と同じか蓄電モジュール12より大きくてもよい。

0020

蓄電装置10は、交互に積層された蓄電モジュール12及び導電板14を積層方向に拘束する拘束部材16を備える。拘束部材16は、一対の拘束板17,18と、拘束板17,18同士を連結する複数の連結部材19とを備える。各拘束板17,18は、複数の蓄電モジュール12に対して積層方向において拘束荷重を付加する。

0021

拘束板17は、主面17aと主面17aの反対側に位置する主面17bとを有する。主面17a,17bは例えば矩形状を呈する。主面17a,17bの形状は、例えば、X方向を長手方向、Y方向を短手方向とする長方形である。拘束板18は、主面18aと主面18aの反対側に位置する主面18bとを有する。主面17bと主面18bとは、互いに対向している。主面18a,18bは例えば主面17a,17bと同様の形状を有する。拘束板17には、主面17aから主面17bまで貫通する貫通孔H1(穴部)が設けられている。本実施形態では、複数の貫通孔H1が主面17aの長手方向に沿った両縁に沿って設けられる。各貫通孔H1には連結部材19が挿通される。同様に、複数の貫通孔H2が主面18aの長手方向に沿った両縁に沿って設けられる。各拘束板17,18は、例えば鉄、アルミニウム等の金属によって構成されている。

0022

複数の連結部材19のそれぞれは、積層方向に延在している軸部を含むボルト19aと当該ボルト19aに螺合されるナット19bとを有している。貫通孔H1,H2のそれぞれにボルト19aの軸部が挿通されている。ボルト19aの頭部は拘束板17の主面17a上に配置され、ボルト19aのネジ先は拘束板18の主面18aから突出している。ボルト19aのネジ先にはナット19bが螺合されている。ナット19bは、拘束板18の主面18a上に配置されている。

0023

積層方向の一端に位置する蓄電モジュール12と拘束板17との間には、集電板26が配置される。積層方向の他端に位置する蓄電モジュール12と拘束板18との間には、集電板24が配置される。集電板24,26は蓄電モジュール12に電気的に接続される。集電板26は、蓄電モジュール12と拘束板17との間に配置された本体26bと、本体26bから積層方向に交差する方向(X方向)に突出する負極端子26aとを有する。集電板24は、蓄電モジュール12と拘束板18との間に配置された本体24bと、本体24bから積層方向に交差する方向(X方向)に突出する正極端子24aとを有する。各拘束板17,18、各本体24b,26b、正極端子24a及び負極端子26aは、積層方向から見て、例えば矩形状を有する。正極端子24a及び負極端子26aは、積層方向から見て、重ならないように配置される。正極端子24a及び負極端子26aにより、蓄電装置10の充放電を実施できる。

0024

拘束板17と集電板26との間には、例えば樹脂フィルム等の絶縁板22が配置される。絶縁板22は、拘束板18と集電板24との間にも配置される。絶縁板22は、積層方向から見て、例えば矩形状を有する。

0025

図3は、本実施形態の方法により製造される拘束板の平面図である。以下では拘束板17について説明するが、拘束板18の主面18bも拘束板17の主面17bと同様の構成を有する。図3は、拘束板17の主面17bを示す。主面17bは、拘束領域R1と非拘束領域R2とを有する。拘束領域R1は、蓄電モジュール12に対して拘束荷重を付加する領域である。非拘束領域R2は、蓄電モジュール12に対して拘束荷重を付加しない領域である。本実施形態では、一対の非拘束領域R2が、主面17bの長手方向の両縁に沿って延在する。拘束領域R1は、一対の非拘束領域R2間に配置される。拘束領域R1及び非拘束領域R2は共に平面であるが、拘束領域R1の平坦度は非拘束領域R2の平坦度よりも高い。

0026

非拘束領域R2には、複数(本実施形態では10個)の貫通孔H1と、複数の貫通孔H1間に配置されクランプに保持される保持部Rc(本実施形態では8つの保持部Rc)とが配置される。貫通孔H1は、矩形状の主面17bの4つの角部のそれぞれに設けられている。さらに、主面17bの長手方向に沿った各縁に沿って、複数(本実施形態では3つ)の貫通孔H1が配置されている。保持部Rcは、主面17bの4つの角部の隣に設けられている。さらに、主面17bの長手方向に沿った各縁に沿って、複数の保持部Rcが配置されている。保持部Rcは、非拘束領域R2のうち保持部Rcの周囲に位置する平面と同一平面を有しているが、主面17bに設けられた凹部であってもよい。

0027

続いて、図4及び図5を参照して、本実施形態に係る拘束板の製造方法について説明する。図4は、クランプを用いて拘束板を保持する工程を示す図である。図5は、拘束板を切削する工程を示す図である。以下では拘束板17の製造方法について説明するが、拘束板18も拘束板17と同様に製造できる。

0028

拘束板17は、図4及び図5に示される加工機100によって製造される。加工機100は、拘束板17を載置するテーブル102と、拘束板17を保持するクランプ104とを備える。クランプ104は、テーブル102上に配置されたクランプ受け部材106と協働して拘束板17を保持する。図5に示されるように、加工機100は、加工ヘッド110と、加工ヘッド110に取り付けられ拘束板17を切削する切削用刃物112とを更に備える。加工機100を用いて拘束板17は例えば以下のように製造される。

0029

まず、図4に示されるように、クランプ104を用いて拘束板17を保持する。クランプ104は、保持部Rcを保持する。保持部Rcはクランプ104によって押圧される。拘束板17は、テーブル102に主面17aが対向するようにテーブル102上に載置される。主面17aのうち保持部Rcの反対側に位置する受け座R3が、クランプ受け部材106によって押圧される。

0030

次に、図5に示されるように、拘束板17が保持された状態で、切削用刃物112を用いて拘束領域R1を切削する。これにより、例えばダイカストにより形成された凹凸を有する拘束領域R1が平坦化される。非拘束領域R2は切削されない非切削面である。したがって、非拘束領域R2は、例えばダイカストにより形成された凹凸を有している。このようにして、拘束板17が製造される。

0031

上述の拘束板17の製造方法では、非拘束領域R2のうち複数の貫通孔H1間に位置する部分をクランプ用の保持部Rcとすることができる。そのため、拘束板17の縁から外側に突出するクランプ専用の突出部を設ける必要がない。よって、突出部を切除する必要がない。したがって、拘束板17を製造する際の無駄な材料を節約できると共に、拘束板17の製造時間を短縮できる。その結果、拘束板17の製造コストも削減できる。

0032

保持部Rcが、矩形状の主面17bの4つの角部のそれぞれの隣に設けられていると、クランプ104によって4つの角部の隣の保持部Rcが保持されるので、拘束板17をより安定的に保持できる。

0033

図6は、本実施形態の変形例に係る製造方法により製造される拘束板の平面図である。図6に示される拘束板217は、複数の保持部Rcのうちの1つの保持部Rcの位置が異なり、当該保持部Rcが、主面17bの非拘束領域R2に設けられた凹部17cであること以外は拘束板17と同じ構成を有する。本変形例では、非拘束領域R2が、主面17bの短手方向に沿った一方の縁に沿って延在する。凹部17cは、矩形状の主面17bの1つの角部の隣に位置する。よって、当該角部の隣に別途保持部Rcを設ける必要はない。拘束板217も拘束板17と同様の方法により製造され得る。拘束板217の保持部Rcとしての凹部17cをクランプ104により保持する際には、凹部17cの底面が保持される。

0034

本変形例では、凹部17cである保持部Rcを識別し易くなるので、クランプ104により保持されるべき部分が明確になる。よって、作業効率が向上する。

0035

続いて、図7及び図8を参照して、本実施形態に係る蓄電装置の製造方法について説明する。図7は、図6の拘束板の主面上に集電板が積層された状態を示す平面図である。図8は、拘束板の主面上に集電板と蓄電モジュールとを積層する工程を示す断面図である。本実施形態に係る蓄電装置は、例えば以下のように製造される。

0036

まず、上述の方法より図6の拘束板217を製造する。

0037

次に、図7及び図8に示されるように、拘束板217の主面17b上に、集電板126及び複数の蓄電モジュール12を積層する。拘束板217と集電板126との間には絶縁板22が配置される。図7では、絶縁板22及び蓄電モジュール12の図示が省略されている。集電板126は、負極端子126aが湾曲部126dを有すること以外は集電板26と同様の構成を有している。集電板126は、複数の蓄電モジュール12と拘束領域R1との間に配置される本体126bと、本体126bから積層方向に交差する方向に突出する負極端子126aとを有する。負極端子126aは、凹部17c上に配置され凹部17cに沿って湾曲した湾曲部126dを有している。湾曲部126dは、凹部17c内に配置される。負極端子126aと凹部17cとの間には絶縁板22が配置されているので、絶縁板22も凹部17cに沿って湾曲した湾曲部を有する。

0038

蓄電モジュール12は、交互に積層されたバイポーラ電極及びセパレータを含む積層体40と、積層体40の周囲を取り囲むシール部材50とを備える。シール部材50は、積層体40の側面を覆う第1部分50aと、集電板126に対向する積層体40の第1主面40aの縁を覆う第2部分50bと、第1主面とは反対側に位置する積層体40の第2主面40bの縁を覆う第3部分50cとを備える。第1部分50aは、第2部分50bと第3部分50cとの間に位置する。第2部分50bは、積層体40の第1主面40aと同一平面から負極端子126aに向かって突出している。負極端子126aの湾曲部126dは、突出した第2部分50bに沿って湾曲している。

0039

積層方向において拘束板217から最も遠い位置にある蓄電モジュール12の外側には、集電板24、絶縁板22及び拘束板18が配置される。拘束板18は、拘束板217のような保持部としての凹部を有してもよい。この場合、集電板24の正極端子24aは、集電板126の湾曲部126dと同様の湾曲部を有する。

0040

次に、拘束板217と拘束板18とを連結部材19(図1及び図2参照)により連結することによって、蓄電モジュール12に拘束荷重が付加される。このようにして、蓄電装置が製造される。

0041

上記蓄電モジュール12では、シール部材50の第2部分50bが積層体40の第1主面40aと同一平面から負極端子126aに向かって突出している。よって、集電板126の負極端子が第1主面40aと同一平面において本体126bから突出していると、負極端子が第2部分50bと干渉する。これに対して、本実施形態に係る蓄電装置の製造方法では、負極端子126aの湾曲部126dが凹部17c内に配置されるので、負極端子126aが第2部分50bと干渉することを回避できる。

0042

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明されたが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、保持部Rcの数及び位置は任意に変更され得る。

0043

10…蓄電装置、12…蓄電モジュール、17,18…拘束板、17b,18b…主面、17c…凹部、24,26,126…集電板、24a…正極端子(端子)、24b,26b,126b…本体、26a,126a…負極端子(端子)、104…クランプ、H1,H2…貫通孔(穴部)、R1…拘束領域、R2…非拘束領域、Rc…保持部。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ