JP-2026077314-A - 拘束具

Abstract

【課題】拘束部の大型化を抑制しながら拘束部が撓むのを抑制することが可能な拘束具を提供する。 【解決手段】拘束具１００は、エンドプレート１０，２０を備える。エンドプレート１０は、Ｚ方向に配列された第１プレート１１および第２プレート１２と、第１プレート１１と第２プレート１２とを連結する連結構造体１３とを含む。連結構造体１３は、Ｚ方向と交差する連結部１３ａと、連結部１３ａと交差する連結部１３ｂとを有する。 【選択図】図３

Inventors

• 白 羽

Assignees

• トヨタ自動車株式会社

Dates

Publication Date

20260513

Application Date

20241025

Claims (5)

1. 積層方向に積層される少なくとも１つの蓄電モジュールを含む積層体を拘束する拘束具であって、 前記積層体に対して前記積層方向の一方側に配置される第１拘束部と、 前記積層体に対して前記積層方向の他方側に配置される第２拘束部と、を備え、 前記第１拘束部は、 前記積層方向に配列された第１板部および第２板部と、 前記第１板部と前記第２板部との間に配置され、前記第１板部と前記第２板部とを連結する連結構造体と、を含み、 前記連結構造体は、 前記積層方向と交差する第１連結部と、 前記第１連結部と交差する第２連結部と、を有する、拘束具。
2. 前記第２連結部は、前記第１連結部および前記積層方向と交差しており、 前記第１連結部と前記第２連結部との間において前記積層方向に延びる仮想的な軸線を仮想軸線とすると、 前記第１連結部は、前記第１板部側から前記第２板部側に向かうに従って、前記仮想軸線から離れる方向に延びており、 前記第２連結部は、前記第１板部側から前記第２板部側に向かうに従って、前記仮想軸線から離れる方向に延びている、請求項１に記載の拘束具。
3. 前記積層方向における各位置において、前記第１連結部と前記仮想軸線との間の距離は、前記第２連結部と前記仮想軸線との間に距離と等しい、請求項２に記載の拘束具。
4. 前記第２連結部は、前記積層方向に延びている、請求項１に記載の拘束具。
5. 前記連結構造体は、 前記第１連結部と前記第２連結部とが第１方向に交互に配列される連結部列を複数含み、 前記複数の連結部列は、前記第１方向と交差する第２方向に配列されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の拘束具。

Description

本開示は、拘束具に関する。 特開２０１９－２１６０７３号公報（特許文献１）には、電極積層体を構成する複数の蓄電モジュールに対して積層方向に拘束荷重を負荷する拘束部が開示されている。拘束部は、一対の拘束板によって複数の蓄電モジュールを積層方向に挟んでいる。 特開２０１９－２１６０７３号公報 一実施形態による拘束具および積層体の構成を示す斜視図である。図１の分解図である。一実施形態による拘束具のエンドプレートの詳細な構成を示す斜視図である。一実施形態による拘束具のエンドプレートの構成を示す側面図である。一実施形態の第１変形例による拘束具のエンドプレートの構成を示す側面図である。一実施形態の第２変形例による拘束具のエンドプレートの構成を示す側面図である。一実施形態の変形例による拘束具および積層体の構成を示す断面図である。 以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図中、同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 図１～図４を参照して、本開示の実施形態に係る拘束具１００について説明する。拘束具１００は、蓄電装置の製造工程中において蓄電モジュールを拘束する治具である。なお、蓄電モジュールは、たとえばリチウムイオン二次電池等の二次電池であってもよい。 図１は、積層体１を拘束具１００によって拘束している状態を示す概略的な斜視図である。なお、本明細書において、Ｚ方向を、積層体１の積層方向とする。また、Ｘ方向およびＹ方向の各々は、Ｚ方向と直交する方向である。Ｘ方向とＹ方向とは、Ｚ方向と直交する平面において互いに直交している。なお、Ｘ方向およびＹ方向は、それぞれ、本開示の「第１方向」および「第２方向」の一例である。また、Ｚ方向は、本開示の「積層方向」の一例である。 拘束具１００は、エンドプレート１０，２０と、拘束部材３０，４０とを備える。拘束具１００は、積層体１に対してＺ方向に拘束荷重を加える。積層体１は、エンドプレート１０とエンドプレート２０とによってＺ方向に挟まれている。エンドプレート１０は、積層体１に対してＺ１側に配置される。エンドプレート２０は、積層体１に対してＺ２側に配置される。なお、エンドプレート１０およびエンドプレート２０は、それぞれ、本開示の「第１拘束部」および「第２拘束部」の一例である。 拘束部材３０は、積層体１のＸ１側の端部をＺ方向に拘束している。拘束部材４０は、積層体１のＸ２側の端部をＺ方向に拘束している。 図２は、積層体１および拘束具１００の分解斜視図を示す。積層体１は、たとえば、直方体形状に形成されている。積層体１は、複数の蓄電モジュール２と複数の導電板３とを含む。 蓄電モジュール２は、図示しない複数の単位電池と、枠体とを含む。単位電池とは、たとえば、バイポーラ電池である。Ｚ方向に隣り合う複数の単位電池のそれぞれは、電気的に接続されている。単位電池は、第１集電板と、負極シートと、セパレータと、正極シートと、第２集電板とを有する。複数の単位電池は、Ｚ方向において、第２集電板と第１集電板とが隣接するように、積層されている。枠体は、環状に形成されるとともに、積層方向に延びるように形成されている。枠体は、積層された複数の単位電池を囲むように形成されている。 導電板３は、蓄電モジュール２を間に挟んで、Ｚ方向に積層されている。 拘束具１００は、弾性シート５０，６０を備える。弾性シート５０は、エンドプレート１０と積層体１との間に配置される。弾性シート５０は、エンドプレート１０と積層体１とによってＺ方向に挟まれる。弾性シート６０は、エンドプレート２０と積層体１との間に配置される。弾性シート６０は、エンドプレート２０と積層体１とによってＺ方向に挟まれる。弾性シート５０，６０により、積層体１に対して均一に拘束荷重をかけることが可能となる。 エンドプレート１０および２０の各々は、板状の部材である。エンドプレート１０は、エンドプレート１０からＺ１側に離れた位置から平面視すると、積層体１を覆う矩形形状を有している。エンドプレート２０は、エンドプレート２０からＺ２側に離れた位置から平面視すると、積層体１を覆う矩形形状を有している。 エンドプレート１０は、第１プレート１１と、第２プレート１２とを含む。第１プレート１１と第２プレート１２とは、Ｚ方向に配列されている。第１プレート１１および第２プレート１２は、Ｚ方向に対向している。なお、第１プレート１１は、第２プレート１２と同じ形状および大きさを有している。また、第１プレート１１および第２プレート１２は、それぞれ、本開示の「第１板部」および「第２板部」の一例である。 エンドプレート１０は、連結構造体１３を含む。連結構造体１３は、第１プレート１１と第２プレート１２との間に配置され、第１プレート１１と第２プレート１２とを連結している。連結構造体１３は、ワーレントラス構造を有している。連結構造体１３の詳細については後述する。 第１プレート１１には、複数（本実施形態では５つ）の切り欠き１１ａと、複数（本実施形態では５つ）の切り欠き１１ｂとが形成されている。複数の切り欠き１１ａは、第１プレート１１のうちＸ１側の辺に沿って並んで設けられている。複数の切り欠き１１ｂは、第１プレート１１のうちＸ２側の辺に沿って並んで設けられている。 第２プレート１２には、第１プレート１１の切り欠き１１ｂの下方に設けられる複数の切り欠き１２ｂが形成されている。すなわち、複数の切り欠き１２ｂは、複数の切り欠き１１ｂとＺ方向に重なっている。 なお、図２には図示されていないが、第２プレート１２には、第１プレート１１の切り欠き１１ａの下方に設けられる複数の切り欠きが形成されている。この複数の切り欠きは、複数の切り欠き１１ａとＺ方向に重なっている。 エンドプレート２０は、エンドプレート１０と同様の構成を有する。すなわち、エンドプレート２０は、第１プレート２１と、第２プレート２２と、連結構造体２３とを含む。第１プレート２１には、複数の切り欠き２１ａと、複数の切り欠き２１ｂとが形成されている。第２プレート２２には、複数の切り欠き２２ｂと、切り欠き２１ａとＺ方向に重なる複数の切り欠き（図示せず）とが形成されている。また、第１プレート２１および第２プレート２２は、それぞれ、本開示の「第１板部」および「第２板部」の一例である。 拘束部材３０，４０は、Ｘ方向において、積層体１を間に挟み、間隔をあけて配列されている。拘束部材３０は、積層体１のＸ１側に配置されている。拘束部材４０は、積層体１のＸ２側に配置されている。拘束部材３０は、拘束部材４０と同一の形状を有している。したがって、以下では、拘束部材４０の構成のみを詳細に説明する。 拘束部材４０は、フレーム４１と、複数の柱部材４２とを含む。フレーム４１は、上フレーム４１ａと、下フレーム４１ｂとを有する。上フレーム４１ａと下フレーム４１ｂとは、Ｚ方向に間隔をあけて配列されている。上フレーム４１ａおよび下フレーム４１ｂの各々は、Ｙ方向に延びている。 複数の柱部材４２は、上フレーム４１ａと下フレーム４１ｂとの間において、Ｙ方向に間隔をあけて配列されている。複数の柱部材４２の各々は、Ｚ方向に延びているとともに、上フレーム４１ａと下フレーム４１ｂとを接続している。 拘束部材４０が積層体１を拘束している状態において、複数の柱部材４２の各々は、Ｚ方向に重なって設けられる切り欠き１１ｂ，１２ｂ，２１ｂ，２２ｂを貫通する。この状態において、上フレーム４１ａの下面は、第１プレート１１の上面１１ｃと接触する。下フレーム４１ｂの上面は、第２プレート２２の下面２２ｃと接触する。これにより、積層体１、エンドプレート１０、および、エンドプレート２０は、上フレーム４１ａと下フレーム４１ｂとによって挟み込まれる。 拘束部材３０は、フレーム３１と、複数の柱部材３２とを含む。フレーム３１は、上フレーム３１ａと、下フレーム３１ｂとを有する。 拘束部材３０が積層体１を拘束している状態において、複数の柱部材３２の各々は、Ｚ方向に配列される切り欠き１１ａ，２１ａ，および、第２プレート１２および第２プレート２２の各々に形成される図示しない切り欠きを貫通する。この状態において、上フレーム３１ａの下面は、第１プレート１１の上面１１ｃと接触する。下フレーム３１ｂの上面は、第２プレート２２の下面２２ｃと接触する。これにより、積層体１、エンドプレート１０、および、エンドプレート２０は、上フレーム３１ａと下フレーム３１ｂとによって挟み込まれる。 拘束具１００は、保護部材７０と、保護部材７１と、保護部材７２と、保護部材７３とを備える。 保護部材７０および保護部材７１の各々は、拘束部材３０と拘束部材４０との間に配置されるとともに、第１プレート１１の上面１１ｃに固定されている。保護部材７０は、上フレーム３１ａに沿ってＹ方向に延びている。保護部材７１は、上フレーム４１ａに沿ってＹ方向に延びている。 保護部材７２および保護部材７３の各々は、拘束部材３０と拘束部材４０との間に配置されるとともに、第２プレート２２の下面２２ｃに固定されている。保護部材７２は、下フレーム３１ｂに沿ってＹ方向に延びている。保護部材７３は、下フレーム４１ｂに沿ってＹ方向に延びている。 図３は、エンドプレート１０およびエンドプレート２０の各々の詳細な構成を示す斜視図である。なお、簡略化のために、各エンドプレートに形成されている切り欠き（図２）の図示は省略しているとともに、各エンドプレート以外の図示を省略している。 連結構造体１３は、複数の連結部１３ａと、複数の連結部１３ｂとを含む。複数の連結部１３ａの各々は、第１プレート１１から第２プレート１２まで延びている。複数の連結部１３ａの各々は、第１プレート１１および第２プレート１２の各々と接続（たとえばピン接合）されている。複数の連結部１３ｂの各々は、第１プレート１１から第２プレート１２まで延びている。複数の連結部１３ｂの各々は、第１プレート１１および第２プレート１２の各々と接続（たとえばピン接合）されている。なお、連結部１３ａおよび連結部１３ｂは、それぞれ、本開示の「第１連結部」および「第２連結部」の一例である。 連結構造体２３は、複数の連結部２３ａと、複数の連結部２３ｂとを含む。複数の連結部２３ａの各々は、第１プレート２１から第２プレート２２まで延びている。複数の連結部２３ａの各々は、第１プレート２１および第２プレート２２の各々と接続（たとえばピン接合）されている。複数の連結部２３ｂの各々は、第１プレート２１から第２プレート２２まで延びている。複数の連結部２３ｂの各々は、第１プレート２１および第２プレート２２の各々と接続（たとえばピン接合）されている。なお、連結部２３ａおよび連結部２３ｂは、それぞれ、本開示の「第１連結部」および「第２連結部」の一例である。 ここで、従来の拘束具では、複数の蓄電モジュールに対して拘束荷重を負荷する際に、一対のエンドプレートにも大きな荷重がかかる。この際、エンドプレートが撓むのを抑制するためにエンドプレートの厚みを大きくすることが考えられるが、これに起因して拘束具が大型化する。 そこで、本実施形態では、連結構造体１３は、複数の連結部１３ａの各々がＺ方向と交差し、かつ、複数の連結部１３ｂの各々が連結部１３ａと交差するように構成されている。複数の連結部１３ｂの各々は、Ｚ方向とも交差している。 また、連結構造体２３は、複数の連結部２３ａの各々がＺ方向と交差し、かつ、複数の連結部２３ｂの各々が連結部２３ａと交差するように構成されている。複数の連結部２３ｂの各々は、Ｚ方向とも交差している。 連結構造体１３は、連結部１３ａと連結部１３ｂとがＸ方向に交互に配列される連結部列１３ｃを含む。連結構造体１３は、複数（本実施形態では１０個）の連結部列１３ｃを含む。複数の連結部列１３ｃは、Ｙ方向に配