JP6120198B1

JP6120198B1 - 蓄電装置

Info

Publication number: JP6120198B1
Application number: JP2016248564A
Authority: JP
Inventors: 薫橘高
Original assignee: Sun S Co Ltd
Current assignee: Sun S Co Ltd
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2016-12-22
Publication date: 2017-04-26
Anticipated expiration: 2036-12-22
Also published as: JP2018101596A

Abstract

【課題】本発明は、蓄電装置に関するもので、安全性を高めることを目的とするものである。【解決手段】本体ケース１と蓋体５の少なくとも一方の外周部に、本体ケース１の開口部と蓋体５の外周部との接合部１Ａから噴出する可燃性ガスの噴出経路を、この本体ケース１の開口部とは反対側の表面に延長する難燃性カバー６を装着した。つまり、可燃性ガスが、本体ケース１の開口部と蓋体５の外周部との接合状態を外し、この部分から本体ケース１外に噴出しても、その部分は、難燃性カバー６で覆われているので、可燃性ガスが本体ケース１外の空気と触れる部分は、損傷した電池素子４とは遠く離れた個所となり、これにより可燃性ガスに着火する可能性は極めて少なくなり、安全性の高いものとなる。【選択図】図５

Description

本発明は、携帯機器や、各種電子機器に活用される蓄電装置に関するものである。

持ち運び可能な携帯機器や各種電子機器は、電源として蓄電装置が必須のものとなっており、この蓄電装置は、携帯機器や各種電子機器に内臓され、または電源ケーブルで接続された状態となっている。

近年、このような蓄電装置は、エネルギー密度の高いものが用いられるようになってきたので、安全のために、蓄電素子を本体ケース内に内蔵させた構成となっている。具体的には、この蓄電装置は、少なくとも一端側に開口部が設けられ、内部が蓄電素子収納部となった本体ケースと、この本体ケースの蓄電素子収納部に収納された蓄電素子と、本体ケースの開口部に装着されるとともに、この開口部に、その外周部が接着、または溶着により接合された蓋体とを備えた構成となっている（これに類似する構成としては例えば、下記特許文献１が存在する）。

特開２００８−２１８２１０号公報

上記従来例においては、本体ケースの開口部に蓋体を装着するとともに、その外周部を、本体ケースの開口部に、接着または溶着して接合することにより、蓄電素子に容易に手が触れないようにすることで安全性を高めている。また、上記従来例は、蓄電素子収納部に収納された複数の蓄電素子間に耐火壁を設けることで、隣接する蓄電素子への類焼を防いでいる。つまり、従来より、蓄電素子が発火する可能性があることは広く知られ、その対策として耐火壁が設けられている。

しかしながら、衝撃などにより一つの蓄電素子から高温の可燃性ガスが噴出し、それが発火してしまうと本体ケース内全体が高温雰囲気となるので、耐火壁を設けても、隣接する蓄電素子の損傷は避けられない。

そこで、本発明は、蓄電素子が損傷しても安全性を高めることを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明に係る蓄電装置は、少なくとも一端側に開口部が設けられ、内部が蓄電素子収納部となった本体ケースと、この本体ケースの前記蓄電素子収納部に収納された蓄電素子と、前記開口部に装着されるとともに、この開口部に、その外周部が接合された蓋体とを備え、前記開口部と蓋体外周部との接合部から噴出する可燃性ガスの噴出経路を、前記開口部とは反対側の表面、または前記蓋体の表面に延長する難燃性カバーを装着したことを特徴とする。

本発明に係る蓄電装置は、前記本体ケースと前記蓋体は長方形状とし、長方形状の前記本体ケース、または前記蓋体の一つの短辺側外周部分には、操作部、または接続部の少なくとも一方を配置し、前記難燃性カバーの、前記操作部、または前記接続部に対応する外周部分には操作開口部、または接続開口部を形成し、前記長方形状の前記本体ケースの長辺側部分の内部には、前記蓄電素子収納部を配置し、前記難燃性カバーの、前記蓄電素子収納部に対応する外周部分は、開口非形成部としたことを特徴とする。

本発明に係る蓄電装置は、前記本体ケース内部、または前記蓋体内部で、前記操作部、または前記接続部の少なくとも一方が設けられた側には、前記操作部、または前記接続部と、前記蓄電素子収納部とを、仕切る仕切り壁を設けたことを特徴とする。

本発明に係る蓄電装置は、前記蓄電素子収納部には、複数の前記蓄電素子を配置したことを特徴とする。

本発明に係る蓄電装置は、前記蓄電素子として、安全弁付の電池素子、安全弁付のコンデンサ素子を用いたことを特徴とする。

本発明に係る蓄電装置は、前記難燃性カバーは、シリコン樹脂により構成したことを特徴とする。

本発明に係る蓄電装置は、前記本体ケースと前記蓋体の少なくとも一方は、合成樹脂により構成し、これら本体ケースおよび蓋体を、前記接合部にて接着剤による接着、または合成樹脂の溶融により接合したことを特徴とする。

本発明に係る蓄電装置は、前記難燃性カバーと前記本体ケースは、有底筒状とし、前記難燃性カバーの底面部分で、前記蓋体、または前記蓋体の反対側の前記本体ケース表面を覆い、この有底筒状の難燃性カバーの外周面部分で、前記本体ケースと前記蓋体の前記接合部を覆い、この有底筒状の難燃性カバーの開口部内周面部分で、前記蓋体の反対側の前記本体ケースの表面外周部分、または前記蓋体の外周部分を覆ったことを特徴とする。

以上のように本発明の蓄電装置は、前記本体ケースと蓋体の少なくとも一方の外周部に、前記本体ケースの開口部と蓋体外周部との接合部から噴出する可燃性ガスの噴出経路を、この本体ケースの前記開口部とは反対側の表面、または蓋体の表面に延長する難燃性カバーを装着したものであるので、蓄電素子が損傷しても安全性を高めることができる。

すなわち、何らかの原因で、蓄電素子が損傷し、この蓄電素子から高温の可燃性ガスが噴出した場合、その高温の可燃性ガスは、本体ケースの開口部と蓋体外周部との接合状態を外し、この部分から本体ケース外に噴出することになるが、その部分は、難燃性カバーで覆われているので、前記可燃性ガスは本体ケースの開口部とは反対側の表面、または蓋体の表面に導かれることになる。

その結果、この可燃性ガスが本体ケース外の空気と触れる部分は、前記本体ケース内の損傷した蓄電素子とは遠く離れた個所となり、これにより可燃性ガスが発火する可能性は極めて少なくなり、安全性の高いものとなる。

本発明の実施形態に係る蓄電装置の斜視図である。本発明の実施形態に係る蓄電装置の分解斜視図である。本発明の実施形態に係る蓄電装置の分解斜視図である。本発明の実施形態に係る蓄電装置の断面が示され、図１におけるＡ−Ａ断面図である。本発明の実施形態に係る蓄電装置の断面が示され、図１におけるＡ−Ａ断面においてガスの噴出経路を説明するための説明図である。

以下、本発明の一実施形態を、添付図面を用いて説明する。

図１〜図３は、本発明の一実施形態にかかる蓄電装置を示し、１は一端側に開口部２が設けられた有底筒状の本体ケースで、図４のごとく、この本体ケース１内の蓄電素子収納部３には、蓄電素子として複数の電池素子４が収納されている。また、前記本体ケース１の開口部２には、有底筒状の蓋体５が装着されている。前記本体ケース１と蓋体５は、合成樹脂により構成されており、両者の接合部１Ａは、接着剤による接着、または合成樹脂の溶融により接合している。

つまり、有底筒状の本体ケース１の開口部２に、有底筒状の蓋体５の外周部を当接させ、この当接部にて接着剤による接着、または合成樹脂の溶融により接合することで、電池素子４、またはその他の回路部分に不用意に手が触れないようにしている。

このような状態で、本実施形態では、本体ケース１と蓋体５部分に難燃性カバー６を装着した。各部について詳細に説明すると、先ず、前記本体ケース１と蓋体５と難燃性カバー６は平面視で長方形状としており、これら長方形状となった本体ケース１（または蓋体５でもよい）の一つの短辺側外周部分には、充電用、または給電用の接続部７ａ（各種操作部７ｂでもよい）を配置し、前記難燃性カバー６の、前記接続部７ａ（または操作部７ｂ）に対応する外周部分には接続開口部８ａ（または操作開口部８ｂ）を形成し、前記長方形状となった本体ケース１の長辺側部分の内部には、蓄電素子収納部３を配置し、前記難燃性カバー６の、蓄電素子収納部３に対応する外周部分は、開口非形成部９とした。
また、本体ケース１内部（または蓋体５内部）で、接続部７ａ（または操作部７ｂ）の少なくとも一方が設けられた側には、接続部７（または操作部７ｂ）と、蓄電素子収納部３とを、仕切る仕切り壁１０を設けている。

蓄電素子として用いた電池素子４は、その正極側に安全弁（図示せず）が設けられており、蓄電素子としてコンデンサ素子を用いる場合にも、安全弁付のものを使用する。

前記難燃性カバー６は、上述のごとく、本体ケース１、蓋体５とともに有底筒状とし、この難燃性カバー６の底面部分で、蓋体５を覆い、この有底筒状の難燃性カバー６の外周面部分で、本体ケース１と蓋体５の接合部１Ａ部分を覆い、この有底筒状の難燃性カバー６の開口部内周面部分１２で、蓋体５の反対側の本体ケース１の表面外周部分１３を覆っている。

なお、図４とは逆に、有底筒状の蓋体５が上方、本体ケース１が下方となるときには、難燃性カバー６の底面部分で、蓋体５の反対側の本体ケース１表面を覆い、この有底筒状の難燃性カバー６の外周面部分で、本体ケース１と蓋体５の接合部１Ａ部分を覆い、この有底筒状の難燃性カバー６の開口部内周面部分１２で、蓋体５の外周部分１４を覆う構造となることもある。

また、難燃性カバー６は、耐熱性が２００℃〜４００℃と高く、しかも柔軟性、熱伝導率の低いシリコン樹脂により構成した。

また、蓄電素子として用いた複数の電池素子４は、制御基板１１に固定している。

以上の構成において、本実施形態の特徴は、本体ケース1と蓋体５部分に難燃性カバー６を装着したことである。柔軟性、緩衝性のあるシリコン樹脂により構成されているので、本体ケース１を落下させてしまった場合や、本体ケース１や蓋体５に他の物をぶつけてしまった場合でも、その柔軟性、緩衝性により本体ケース１内の電池素子４を損傷させることが少なくなる。

また、何らかの原因で本体ケース１内の電池素子４が損傷し、その結果として電池素子４の安全弁部分から可燃性ガスが噴出した場合にも、本実施形態では、その安全性を極めて高くすることができる。

この点を詳細に説明すると、電池素子４の安全弁部分から可燃性ガスが噴出した場合、先ずは、本体ケース１と蓋体５の接合部１Ａ部分における接合が高温、あるいは高圧により図５のごとく外れ、隙間１Ｂが形成される。
その結果、この隙間１Ｂから本体ケース１外に噴出した可燃性ガスは、この図５のごとく柔軟性のある難燃性カバー６を、本体ケース１の外方へと押し広げ、これにより本体ケース１の外周壁と、難燃性カバー６の内面との間の狭い隙間１Ｃを上方に向けて流出し、本体ケース１の表面部分で空気に接することになる。

つまり、本実施形態では、本体ケース１と蓋体５との接合部１Ａから噴出する可燃性ガスの噴出経路が、本体ケース１の外周壁と、難燃性カバー６の内面との間の狭い隙間１Ｃを介して本体ケース１の表面にまで延長され、この延長部分を通過した後に空気と接する構成となっている。
このため、損傷した電池素子４から、可燃性ガスが空気と触れる場所までの距離が長くなり、この結果として可燃性ガスが発火する可能性は極めて低くなり、安全性の高いものとなるのである。

また、本実施形態では、難燃性カバー６を、耐熱性があるシリコン樹脂により構成しているので、接合部１Ａから噴出する高温の可燃性ガスによって難燃性カバー６が破損することはない。それよりも難燃性カバー６を、シリコン樹脂により構成しているので、その柔軟性により、わずかながらに外側に変形し、本体ケース１の外周壁と、難燃性カバー６の内面との間に、可燃性ガスが噴出する狭い隙間１Ｃを確実に形成し、その結果として、可燃性ガスが空気と接するエリアを、本体ケース１の表面にまで延長し、安全性の高いものとできる。

また、本実施形態では、上述のごとく、本体ケース１と蓋体５と難燃性カバー６は平面視で長方形状としており、これら長方形状となった本体ケース１（または蓋体５でもよい）の一つの短辺側外周部分には、充電用、または給電用の接続部７ａ（各種操作部７ｂでもよい）を配置し、前記難燃性カバー６の、前記接続部７ａ（または操作部７ｂ）に対応する外周部分には接続開口部８ａ（または操作開口部８ｂ）を形成し、前記長方形状となった本体ケース１の長辺側部分の内部には、蓄電素子収納部３を配置し、前記難燃性カバー６の、蓄電素子収納部３に対応する外周部分は、開口非形成部９とした。

つまり、何らかの原因で本体ケース１内の電池素子４が損傷し、その結果として電池素子４の安全弁部分から可燃性ガスが噴出した場合であっても、本実施形態では、本体ケース１の長辺側部分の方が、短辺側部分と比較して強度が低く、撓みやすいため、本体ケース１、蓋体５の長辺部分の接合部１Ａが外れやすくなる。この長辺側部分に対応する難燃性カバー６外周部分は開口非形成部９としているので、本体ケース１の外周壁と、難燃性カバー６の内面との間に、可燃性ガスが噴出する狭い隙間１Ｃを確実に形成し、その結果として、可燃性ガスが空気と接するエリアを、本体ケース１の表面にまで延長し、安全性の高いものとできる。

また、本体ケース１内部（または蓋体５内部）で、接続部７ａ（または操作部７ｂ）の少なくとも一方が設けられた側には、接続部７ａ（または操作部７ｂ）と、蓄電素子収納部３とを、仕切る仕切り壁１０を設けている。

つまり、仕切り壁１０によって、本体ケース１の短辺側部分が補強されるため、この点からも、短辺側部分と比較して、本体ケース１、蓋体５の長辺部分の接合部１Ａが外れやすくなる。この長辺側部分に対応する難燃性カバー６外周部分は開口非形成部９としているので、本体ケース１の外周壁と、難燃性カバー６の内面との間に、可燃性ガスが噴出する狭い隙間１Ｃが確実に形成され、その結果として、可燃性ガスが空気と接するエリアを、本体ケース１の表面にまで延長し、安全性の高いものとすることができる。

なお、参考として、一般的な携帯機器としてのスマートフォンは、利用者が手で把持しやすいように長方形であり、親指や人差し指で操作しやすいように長辺側部分に操作部が配置されている。このことから、カバーもスマートフォンの形状に倣って長方形であり、カバーの長辺側部分において、操作部を露出させるための開口部が形成されている。したがって、長辺側部分から可燃性ガスが噴出した場合、カバーの開口部において、可燃性ガスはすぐに外気と混合することになる。

以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。そして本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。本発明は、蓄電装置の安全性を高めることができ、極めて有用なものとなる。

１本体ケース
１Ａ接合部
１Ｂ隙間
１Ｃ隙間
２開口部
３蓄電素子収納部
４電池素子
５蓋体
６難燃性カバー
７ａ接続部
７ｂ操作部
８ａ接続開口部
８ｂ操作開口部
９開口非形成部
１０仕切り壁
１１制御基板
１２開口部内周面部分
１３表面外周部分
１４蓋体の外周部分

Claims

少なくとも一端側に開口部が設けられ、内部が蓄電素子収納部となった本体ケースと、
この本体ケースの前記蓄電素子収納部に収納された蓄電素子と、
前記開口部に装着されるとともに、この開口部に、その外周部が接合された蓋体とを備え、
前記開口部と蓋体外周部との接合部から噴出する可燃性ガスの噴出経路を、前記開口部とは反対側の表面、または前記蓋体の表面に延長する難燃性カバーを装着した蓄電装置。
前記本体ケースと前記蓋体は長方形状とし、長方形状の前記本体ケース、または前記蓋体の一つの短辺側外周部分には、操作部、または接続部の少なくとも一方を配置し、前記難燃性カバーの、前記操作部、または前記接続部に対応する外周部分には操作開口部、または接続開口部を形成し、長方形状の前記本体ケースの長辺側部分の内部には、前記蓄電素子収納部を配置し、前記難燃性カバーの、前記蓄電素子収納部に対応する外周部分は、開口非形成部とした請求項１に記載の蓄電装置。
前記本体ケース内部、または前記蓋体内部で、前記操作部、または前記接続部の少なくとも一方が設けられた側には、前記操作部、または前記接続部と、前記蓄電素子収納部とを、仕切る仕切り壁を設けた請求項２に記載の蓄電装置。
前記蓄電素子収納部には、複数の前記蓄電素子を配置した請求項１から３のいずれか一つに記載の蓄電装置。
前記蓄電素子として、安全弁付の電池素子、安全弁付のコンデンサ素子を用いた請求項１から４のいずれか一つに記載の蓄電装置。
前記難燃性カバーは、シリコン樹脂により構成した請求項１から５のいずれか一つに記載の蓄電装置。
前記本体ケースと前記蓋体の少なくとも一方は、合成樹脂により構成し、これら本体ケースおよび蓋体を、前記接合部にて接着剤による接着、または合成樹脂の溶融により接合した請求項１から６のいずれか一つに記載の蓄電装置。
前記難燃性カバーと前記本体ケースは、有底筒状とし、前記難燃性カバーの底面部分で、前記蓋体、または前記蓋体の反対側の前記本体ケース表面を覆い、この有底筒状の難燃性カバーの外周面部分で、前記本体ケースと前記蓋体の前記接合部を覆い、この有底筒状の難燃性カバーの開口部内周面部分で、前記蓋体の反対側の前記本体ケースの表面外周部分、または前記蓋体の外周部分を覆った請求項１から７のいずれか一つに記載の蓄電装置。