JP7688167B2 - 圧力調整弁 - Google Patents

Description

本発明は、圧力調整弁に関し、特に、蓄電モジュールに用いられる圧力調整弁に関する。

集電体の一方の面に正極が形成され、他方の面に負極が形成されたバイポーラ電極を備えるバイポーラ電池（蓄電モジュール）が知られている。このような蓄電モジュールにおいては、バイポーラ電極が積層されており、互いに対向するバイポーラ電極の集電体間にシール部材で画成された内部空間が形成され、この内部空間に電解液が封入されている。また、互いに対向するバイポーラ電極間にはセパレータが介在しており、このセパレータは電解液を含浸して電解質層を形成している。

このような蓄電モジュールにおいては、使用中に、例えば、過放電等によって水素等のガスが発生し、これに起因して、蓄電モジュールの内部空間の圧力が上昇することがある。このような内部空間の圧力の上昇を避けるために、従来の蓄電モジュールには、内部空間の圧力が上昇して所定の圧力となった際に内部空間を開放する圧力調整弁を有するものがある（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２０１９／０６４８４３号

上述のような圧力調整弁を有する従来の蓄電モジュールは、内部空間の圧力の上昇の防止を図ることができるが、圧力調整弁の開弁の際に内部空間に発生したガスと共に電解液が外部に出てしまう場合がある。蓄電モジュールが上下方向（鉛直方向）に積層された蓄電装置においては、上方の蓄電モジュールの圧力調整弁から出た電解液が下方に落ち、下方に落ちた電解液が、下方に位置する蓄電モジュールの圧力調整弁に付着することがある。このような蓄電モジュールの外に出た電解液によって、隣接する蓄電モジュールが短絡する虞がある。このため、従来の蓄電モジュールが上下方向に積層された蓄電装置においては、圧力調整弁から出た電解液によって蓄電モジュール間に短絡が発生することを防止することができる構成が求められている。

本発明の課題は、圧力調整弁から出た電解液による蓄電モジュール間の短絡の発生を抑制することができる圧力調整弁を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る圧力調整弁は、正の電極と負の電極との間に、集電体と、前記集電体の一方面に設けられた正極と、前記集電体の他方面に設けられた負極とを有するバイポーラ電極が複数積層され、互いに対向する前記電極間の各々にシール部材で画成された内部空間が形成され、前記内部空間の各々に電解液が封入され、互いに対向する前記電極間の各々にセパレータが介在する蓄電モジュールを複数備え、前記複数の蓄電モジュールが積層される蓄電装置において、前記蓄電モジュールの各々の前記内部空間を夫々開放可能にする圧力調整弁であって、前記蓄電モジュールから外部に出た前記電解液によって、前記蓄電モジュール間が短絡することを防止するための短絡防止構造を有することを特徴とする。

本発明の一態様に係る圧力調整弁において、前記短絡防止構造は、前記蓄電モジュールから外部に出た前記電解液によって、前記電解液が出た前記蓄電モジュールよりも下方に位置する前記蓄電モジュールが短絡することを防止するようになっている。

本発明の一態様に係る圧力調整弁は、開口部と、前記内部空間の各々を前記開口部に連通させる連通路とを有する、前記蓄電モジュールに取り付けられる筐体と、各前記連通路を開放可能に閉塞する弁体と、前記筐体の前記開口部に取り付けられる蓋体とを備え、前記筐体は、前記蓄電モジュールの積層方向で互いに対向し、前記開口部を形成する部分である上壁部と下壁部とを有しており、前記下壁部には、該下壁部を貫通する部分である排出口が形成されており、前記上壁部の上側に面する面である上面には、前記上側に突出して段差を形成する段差部が設けられており、前記段差部は、前記上下方向において、前記排出口と対向しない位置に位置している。

本発明の一態様に係る圧力調整弁において、前記排出口は、前記下壁部の延び方向における端部の少なくとも一方に設けられている。

本発明の一態様に係る圧力調整弁において、前記下壁部は、前記上側に面する面である内面を有しており、前記内面には、前記排出口に向かう液体の流れを形成する流路が形成されている。

本発明の一態様に係る圧力調整弁において、前記蓋体は、前記上壁部よりも前記上側に突出するようになっている。

本発明に係る圧力調整弁によれば、圧力調整弁から出た電解液による蓄電モジュール間の短絡の発生を抑制することができる。

本発明の実施の形態に係る圧力調整弁が取り付けられる蓄電モジュールの概略構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る圧力調整弁が取り付けられた蓄電モジュールの斜視図である。 蓄電モジュールを用いて作られる蓄電装置の一例を示す蓄電装置の概略斜視図である。 図２に示す圧力調整弁の分解斜視図である。 図２に示す圧力調整弁の分解斜視図である。 図２に示す圧力調整弁の筐体の平面図である。 図２に示す圧力調整弁の筐体の下面図である。 図２に示す圧力調整弁の蓋体の背面図である。 図２に示す圧力調整弁の蓋体の上面図である。 図２に示す圧力調整弁の筐体の排出口の近傍を拡大して示す部分拡大図である。 図２に示す圧力調整弁の筐体の段差部の近傍を拡大して示す部分拡大図である。 図２に示す圧力調整弁の側面図である。 蓄電装置において上下に並ぶ圧力調整弁を前側から見た図である。 図１３の下方の圧力調整弁を側面側から見た図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る圧力調整弁１が取り付けられる蓄電モジュール２の概略構成を示す断面図であり、図２は、圧力調整弁１が取り付けられた蓄電モジュール２の斜視図である。蓄電モジュール２は、複数のバイポーラ電極１０１を有しており、蓄電モジュール２において、複数のバイポーラ電極１０１は、隣接するバイポーラ電極１０１同士が対向するように積層されている。各バイポーラ電極１０１は、集電体１０２と、集電体１０２の一方の面に設けられた正極１０３と、集電体１０２の他方の面に設けられた負極１０４とを有している。隣り合って互いに対向する一対のバイポーラ電極１０１の間にはセパレータ１０５が配置されており、互いに対向する一対のバイポーラ電極１０１の間の各々にセパレータ１０５が介在している。一のバイポーラ電極１０１の正極１０３は、この一のバイポーラ電極１０１にセパレータ１０５を挟んで対向する他のバイポーラ電極１０１の負極１０４と対向し、一のバイポーラ電極１０１の負極１０４は、この一のバイポーラ電極１０１にセパレータ１０５を挟んで対向する他のバイポーラ電極１０１の正極１０３と対向している。積層されたバイポーラ電極１０１の正極１０３が外側に向く一端には、内側面に負極１０４が設けられた負極側の終端電極としての集電体１０２が配置され、また、積層されたバイポーラ電極１０１の負極１０４が外側を向く他端には、内側面に正極１０３が設けられた正極側の終端電極としての集電体１０２が配置されている。負極側の終端電極としての集電体１０２の負極１０４は、セパレータ１０５を介して一端のバイポーラ電極１０１の正極１０３に対向し、正極側の終端電極としての集電体１０２の正極１０３は、セパレータ１０５を介して他端のバイポーラ電極１０１の負極１０４に対向している。

互いに対向する一対のバイポーラ電極１０１の間には、シール部材１０６で画成された内部空間Ｖが形成されており、内部空間Ｖの各々には電解液（不図示）が封入されている。負極側の終端電極としての集電体１０２とこれに対向するバイポーラ電極１０１の間には、シール部材１０６で画成された内部空間Ｖが形成されており、内部空間Ｖには電解液（不図示）が封入されている。また、正極側の終端電極としての集電体１０２とこれに対向するバイポーラ電極１０１の間には、シール部材１０６で画成された内部空間Ｖが形成されており、内部空間Ｖには電解液（不図示）が封入されている。内部空間Ｖは、集電体１０２とシール部材１０６とによって気密に仕切られた空間となっている。電解液は、例えば、水酸化カリウム水溶液等のアルカリ溶液である。

このように、互いに対向する電極（バイポーラ電極１０１、正極側の終端電極としての集電体１０２、及び負極側の終端電極としての集電体１０２）の間の各々に内部空間Ｖを形成するように積層された電極は、シール部材１０６の側面を覆うように設けられた枠体１０７によって支持されている。

図３は、蓄電モジュール２を用いて作られる蓄電装置の一例を示す蓄電装置３の概略斜視図である。複数の蓄電モジュール２が、導電板４を介して対向するように積層されて、蓄電装置３が形成される。互いに対向する一対の蓄電モジュール２において、一方の蓄電モジュール２の負極側の終端電極としての集電体１０２と、他方の蓄電モジュール２の正極側の終端電極としての集電体１０２とが、導電板４を介して対向するように、蓄電装置３において複数の蓄電モジュール２は積層されている。蓄電装置３は、例えば、車両等に用いられ、具体的には例えば、電気自動車やハイブリッド車に用いられる。なお、蓄電装置３の適用対象は車両に限られない。

圧力調整弁１は、各蓄電モジュール２に取り付けられており、蓄電モジュール２の内部空間Ｖを夫々開放可能にする圧力調整弁であり、蓄電モジュール２から外部に出た電解液によって、他の蓄電モジュール２と短絡すること又は他の蓄電モジュール２間が短絡することを防止するための短絡防止構造を有している。以下、圧力調整弁１について具体的に説明する。

図２に示すように、圧力調整弁１は、蓄電モジュール２に取り付けられている。蓄電モジュール２の枠体１０７には、各内部空間Ｖを蓄電モジュール２の枠体１０７の外部に開放する開口（不図示）が形成されており、圧力調整弁１は、これらの開口夫々を開放可能に閉鎖するようになっている。

図４，５は、圧力調整弁１の分解斜視図である。図４と図５は、互いに異なる方向から見た圧力調整弁１の図である。図４，５に示すように、圧力調整弁１は、具体的には、蓄電モジュール２に取り付けられる筐体１０と、弁体２０と、筐体１０に取り付けられる蓋体３０とを備えている。筐体１０は、開口部１１と、蓄電モジュール２の対応する内部空間Ｖを開口部１１に連通させる連通路１２とを有している。弁体２０は、筐体１０の対応する連通路１２を開放可能に閉塞するようになっている。蓋体３０は、筐体１０の開口部１１に取り付けられるようになっている。開口部１１は、筐体１０の前側の部分に形成されており、前側の端（開口１１ａ）が開放されている空間を形成している。なお、説明の便宜上、蓄電装置３における蓄電モジュール２の積層方向を上下方向とする。

筐体１０は、例えば図４～７に示すように、上下方向で互いに対向し、開口部１１を形成する部分である上壁部１３と下壁部１４とを有しており、下壁部１４には、下壁部１４を貫通する部分である排出口１５が形成されている。上壁部１３の上側に面する面である上面１３ａには、上側に突出して段差を形成する段差部１６が設けられており、段差部１６は、上下方向において、貫通孔１５と対向しない位置に位置している。

筐体１０の開口部１１は、凹部を形成するようになっており、筐体１０は、例えば図４～７に示すように、箱状の外形を有しており、側壁部１７，１８を有している。上壁部１３，下壁部１４、及び側壁部１７，１８は、筐体１０の外形を形成する部分である。側壁部１７と側壁部１８とは互いに背向又は対向しており、側壁部１７，１８は、上壁部１３と下壁部１４との間に延びている。側壁部１７は、例えば、上壁部１３の端（端１３ｂ）と下壁部１４の端（端１４ｂ）とにつながっており、側壁部１８は、例えば、上壁部１３の端（端１３ｃ）と下壁部１４の端（端１４ｃ）とにつながっている。上壁部１３において、端１３ｂと端１３ｃとは上壁部１３の延び方向において互いに背向しており、下壁部１４において、端１４ｂと端１４ｃとは下壁部１４の延び方向において互いに背向している。

上壁部１３及び下壁部１４は、例えば、平面に沿って延びており、四角形又は略四角形の板状の形状を有している。上壁部１３及び下壁部１４は、例えば、蓄電モジュール２において、バイポーラ電極１０１の広がる方向に沿って延びるようになっている。また、側壁部１７，１８は、例えば、平面に沿って延びており、四角形又は略四角形の板状の形状を有している。上壁部１３、下壁部１４、及び側壁部１７，１８は、上下方向及び上壁部１３又は下壁部１４の延び方向に直交する方向である前後方向の一方の側（前側）に、開口部１１を形成している。上壁部１３、下壁部１４、及び側壁部１７，１８の内部の、開口部１１よりも後側（前後方向の他方の側）は、埋められており、中実部１９となっている。但し、中実部１９には複数の連通路１２が貫通している。

連通路１２は、図４～６に示すように、弁体２０を収容する空間を形成する部分である弁体収容部１２ａと、弁体収容部１２ａの形成する空間に連通し、中実部１９を貫通する孔である貫通孔１２ｂとを有している。弁体収容部１２ａは、例えば図４，６に示すように、中実部１９の前方に面する面である前面１９ａから前方に突出する筒状の部分である。なお、図７には、前面１９ａ及び連通路１２の一部が破線で示されている。弁体収容部１２ａは、例えば、前後方向に延びる円筒状又は略円筒状の部分である。貫通孔１２ｂは、例えば、前後方向に延びる貫通孔であり、弁体収容部１２ａが囲む中実部１９の前面１９ａの部分と、中実部１９の後方に面する面である後面１９ｂとの間を延びている。筐体１０には、蓄電モジュール２の内部空間Ｖの数に対応した数の連通路１２が設けられており、図４，６に示すように、開口部１１内に複数の弁体収容部１２ａが、省スペース化を図れるように工夫して配置されている。なお、圧力調整弁１に設けられる連通路１２の数は１つであってもよい。

図５，７に示すように、中実部１９の後面１９ｂには、蓄電モジュール２の内部空間Ｖを外部に開放する開口の夫々に貫通孔１２ｂが気密に連通可能になるように、各貫通孔１２ｂを囲むように後面１９ｂから突出する突出部１９ｃが形成されている。突出部１９ｃは、蓄電モジュール２に圧力調整弁１が取り付けられる際に、蓄電モジュール２の枠体１０７に又は枠体１０７に取り付けられる部材に接着される。突出部１９ｃは、例えば、蓄電モジュール２の枠体１０７に又は枠体１０７に取り付けられる部材に溶着によって接着される。

筐体１０は、同一の材料から一体に形成されており、弁体収容部１２ａ、上壁部１３、下壁部１４、側壁部１７，１８、及び中実部１９は、同一の材料から一体に形成された筐体１０の各部分である。

弁体２０は、例えば、ゴム等の弾性材から形成された弾性体である。弁体２０は、弁体収容部１２ａ内に収容可能な形状となっており、また、弁体収容部１２ａ内において前面１９ａに接触して貫通孔１２ｂを閉塞可能な形状になっており、例えば図４，５に示すように柱状の形状を有している。弁体２０は、具体的には例えば、円柱状又は略円柱状の形状を有している。弁体２０の形状は、円柱状又は略円柱状に限られず、他の形状であってもよく、弁体収容部１２ａの形状等の連通路１２の構造に対応した形状となっている。

蓋体３０は、上述のように、筐体１０の開口部１１に取り付けられるようになっており、筐体１０の開口部１１を塞ぐと共に、蓄電モジュール２の内部空間Ｖの密閉を図る部材である。具体的には、蓋体３０は、筐体１０に取り付けられて、弁体収容部１２ａ内の弁体２０を後方に押して、貫通孔１２ｂを閉鎖し、連通路１２を閉塞するようになっている。蓋体３０は、例えば図８，９に示すように、平面に沿って延びる板状の部材であり、前側に面する面である前面３１と、後側に面する面である後面３２と、前面３１の縁と後面３２の縁との間に、前面３１の縁と後面３２の縁の全周に亘って延びる面である周面３３とを形成している。

蓋体３０は、筐体１０の開口部１１の開口１１ａの形状に対応した形状となっており、例えば、前面３１及び後面３２は、矩形又は略矩形となっている。図示の例では、周面３３が、上側に面する部分である上面部３３ａと、下側に面する部分である下面部３３ｂと、上面部３３ａと下面部３３ｂとの間に延びる、蓋体３０の延び方向に面する部分である側面部３３ｃ，３３ｄとを有するようになっている。上面部３３ａ及び下面部３３ｂは、平面に沿った面となっており、側面部３３ｃ，３３ｄは、屈曲した面となっている。上面部３３ａ及び下面部３３ｂは、例えば、平面に平行又は略平行になっている。

図５，８，９に示すように、後面３２には、開口部１１の開口１１ａに対応して環状に延びる段差を形成する段差部３２ａが設けられており、段差部３２ａは、開口部１１に係合可能になっている。段差部３２ａは、例えば、開口部１１の開口１１ａ側の端部に圧入可能になっている。蓋体３０は、段差部３２ａが開口部１１に圧入されることにより、開口部１１に取り付け可能になっており、開口１１ａを閉鎖可能になっている。また、後面３２には、後方に突出する突起部３４が、弁体収容部１２ａに対応した数設けられている。突起部３４の各々は、蓋体３０が筐体１０に取り付けられた際に、対応する弁体収容部１２ａの凹部内に入るように夫々配置されている。

圧力調整弁１において、蓋体３０の各突起部３４は、対応する弁体収容部１２ａの凹部内において弁体２０を後方に押し、弁体２０を貫通孔１２ｂを含めて中実部１９の前面１９ａに押し付ける。これにより、各弁体に２０によって対応する貫通孔１２ｂが閉鎖され、対応する連通路１２が閉塞され、対応する蓄電モジュール２の内部空間Ｖが密閉される。一方。蓄電モジュール２の内部空間Ｖの圧力は、連通路１２を介して弁体２０に作用し、弁体２０を前方に押す力を与えている。蓄電モジュール２の内部空間Ｖの圧力が上昇し、内部空間Ｖの圧力が所定の圧力を超えると、弁体２０を前方に押す力が、弁体２０を中実部１９の前面１９ａに押し付ける力を上回り、弁体２０が中実部１９の前面１９ａを離れ、貫通孔１２ｂが開放されて連通路１２が開口部１１に連通する。これにより、圧力が所定の値を超えた蓄電モジュール２の内部空間Ｖが、対応する連通路１２を介して開放され、この内部空間Ｖの圧力を解放する。この圧力の解放により、内部空間Ｖの圧力が所定の値を下回ると、弁体２０が中実部１９の前面１９ａに押し付けられ、貫通孔１２ｂが閉鎖されて連通路１２が閉塞され、蓄電モジュール２の内部空間Ｖが密閉される。このように、蓄電モジュール２の内部空間Ｖが過度に高い圧力になることの防止が図られている。

上述のように、圧力調整弁１は、蓄電モジュール２の内部空間Ｖの圧力が所定の値を超えた際に、対応する連通路１２を開放して、この内部空間Ｖの圧力を解放する。この内部空間Ｖの圧力の解放の際に、内部空間Ｖ内の電解液が連通路１２を介して、筐体１０の開口部１１に出ることがある。また、この筐体１０の開口部１１に出た電解液は、蓋体３０を越えて、圧力調整弁１の外部に出ることがある。上述したように、蓄電装置３において、複数の蓄電モジュール２は上下方向に積層されており、複数の圧力調整弁１が上下方向に並んでいる。このため、圧力調整弁１の外部に出た電解液によって、この圧力調整弁１が取り付けられた蓄電モジュール２に隣接する蓄電モジュール２において短絡が発生する可能性がある。例えば、圧力調整弁１の外部に出た電解液が落下し、下方に位置する圧力調整弁１に電解液が付着した場合、この下方に位置する圧力調整弁１が取り付けられた蓄電モジュール２の電解液と落下した電解液とが電気的に接続し、この２つの蓄電モジュール２間が短絡する可能性がある。また、下方に位置する圧力調整弁１に電解液が付着し、この落下してきた電解液が付着した圧力調整弁１が取り付けられた蓄電モジュール２間が短絡する可能性がある。

上述したように、圧力調整弁１には、蓄電モジュール２から外部に出た電解液に基づく蓄電モジュール２間の短絡の防止を図るために、短絡防止構造が設けられている。具体的には、圧力調整弁１は、短絡防止構造として、筐体１０の下壁部１４に形成された排出口１５、及び筐体１０の上壁部１３に形成された段差部１６を有している。排出口１５は、図４，６，７に示すように、下壁部１４の一方の端１４ｂの近傍に又は端１４ｂに接して設けられている。排出口１５は、下壁部１４を貫通する孔であってもよく、下壁部１４の前方の縁（前縁１４ｄ）から下壁部１４の一部が後方に凹んだ凹部であってもよい。また、この凹部によって形成される排出口１５は、後方に中実部１９の前面１９ａまで延びていてもよく、後方に中実部１９の前面１９ａに達しない位置まで延びていてもよい。また、排出口１５は、複数設けられていてもよい。また、排出口１５は、同様に、下壁部１４の他方の端１４ｃの近傍に又は端１４ｃに接して設けられていてもよい。また、排出口１５は、下壁部１４の端１４ｂ側又は端１４ｃ側のいずれかに設けられるものに限られず、端１４ｂ側及び端１４ｃ側の両方に同様に設けられていてもよい。

段差部１６は、図４～６に示すように、上壁部１３の上面１３ａの一部が上方に盛り上がって形成された部分である。段差部１６は、排出口１５に上下方向において対向する位置には設けられておらず、排出口１５に上下方向において対向する上壁部１３の位置よりも端１３ｃ側の位置に設けられている。段差部１６は、上面１３ａの前後方向の幅全体に亘って形成されており、上壁部１３の延び方向に端１３ｃに達しない位置まで延びている。なお、段差部１６は、上面１３ａの前後方向の幅全体に亘って形成されていなくてもよい。例えば、段差部１６は、上壁部１３の前方の縁（前縁１３ｄ）から、上壁部１３の後方の縁（後縁１３ｅ）に達しない位置まで延びていてもよい。また、段差部１６は、前縁１３ｄよりも後ろ側の位置から後縁１３ｅまで延びていてもよく、また、前縁１３ｄよりも後ろ側の位置から後縁１３ｅに達しない位置まで延びていてもよい。段差部１６が上面１３ａの前後方向の幅全体に亘って形成されていない場合、上壁部１３において段差部１６と前縁１３ｄとの間に溝状の通路が設けられていることが好ましく、また、上壁部１３において段差部１６と後縁１３ｅとの間に溝状の通路が設けられていることが好ましい。これらの溝状の通路には、例えば、段差や傾斜、段差と傾斜の組み合わせ等が設けられて、これらの溝状の通路に電解液が入った場合に電解液の内側に向かう逆流が防止されるようになっていることが好ましい。具体的には例えば、これら溝状の通路には、端１３ｂ又は端１３ｃに向かって、または、端１３ｂ及び端１３ｃに向かって、通路の底面が下側に下がるように、段差や傾斜、段差と傾斜の組み合わせ等が設けられる。

排出口１５が下壁部１４の端１４ｃ側に設けられている場合は、対応して、段差部１６は同様に、排出口１５に上下方向において対向する上壁部１３の位置よりも端１３ｂ側の位置に設けられる。また、排出口１５が、下壁部１４の端１４ｂ側及び端１４ｃ側の両方に設けられている場合は、対応して、段差部１６は同様に、端１４ｂ側の排出口１５に上下方向において対向する上壁部１３の位置よりも端１３ｃ側の位置と、端１４ｃ側の排出口１５に上下方向において対向する上壁部１３の位置よりも端１３ｂ側の位置とに設けられる。

排出口１５は、連通路１２を介して出てきた蓄電モジュール２の内部空間Ｖ内の電解液を排出口１５に集めて、圧力調整弁１外に排出するようにできる。排出口１５を介して排出された電解液は、この圧力調整弁１の下方に位置する圧力調整弁１の側壁部１７，１８側の端に落下するので、排出口１５により、下方に位置する圧力調整弁１の広い範囲に電解液が付着することの防止を図ることができる。このため、圧力調整弁１外に出た電解液によって蓄電モジュール２間に短絡が発生することを抑制することができる。

また、圧力調整弁１において、段差部１６は、上下方向において排出口１５に対向する位置に設けられておらず、上下方向において排出口１５に対向する位置よりも、上壁部１３の延び方向において内側に設けられている。蓄電装置３において、複数の蓄電モジュール２は、上下方向に正対するように又は略正対するように積層される。つまり、蓄電装置３において、複数の蓄電モジュール２各々の排出口１５の水平方向の位置は、夫々同じ又は略同じ位置となり、また、複数の蓄電モジュール２各々の段差部１６の水平方向の位置は、夫々同じ又は略同じ位置となる。このため、蓄電装置３において、互いに隣接す蓄電モジュール２のうちの下方の蓄電モジュール２の圧力調整弁１の段差部１６は、互いに隣接す蓄電モジュール２のうちの上方の蓄電モジュール２の圧力調整弁１の排出口１５に上下方向において対向しておらず、この上方の圧力調整弁１の排出口１５に上下方向において対向する位置よりも内側に設けられている。このため、上方の蓄電モジュール２の圧力調整弁１の排出口１５から排出された電解液は、下方の蓄電モジュール２の圧力調整弁１の上面１３ａの段差部１６よりも、上壁部１３の延び方向において外側に落ち、また、この上面１３ａに落ちた電解液は、段差部１６に堰き止められるため、内側に流れることが防止され、外側に流される。このため、上方の排出口１５から排出された電解液が、下方の圧力調整弁１の上面１３ａに落下しても、この電解液は、内側に流れることなく外側に流れる。これにより、上方の排出口１５から落下した電解液が下方に位置する圧力調整弁１の広い範囲に付着することの防止を図ることができる。このため、圧力調整弁１外に出た電解液によって蓄電モジュール２間に短絡が発生することを抑制することができる。

また、圧力調整弁１は、図１０に示すように、短絡防止構造として、下壁部１４の上側に面する面である内面１４ａに、排出口１５に向かう液体の流れを形成する流路１４ｅを有している。流路１４ｅは、例えば、排出口１５側が下に位置するように、内面１４ａの一部又は全部が水平面に対して角度αで傾斜して形成されている。排出口１５が端１４ｃ側に形成されている場合は、流路１４ｅは、同様に、排出口１５側が下に位置するように、内面１４ａの一部又は全部が水平面に対して傾斜して形成される。排出口１５が端１４ｂ側及び端１４ｃ側の両方に形成されている場合は、例えば、端１４ｂ側が下となるように内面１４ａの端１４ｂ側の一部が水平面に対して傾斜し、また、端１４ｃが下となるように内面１４ａの端１４ｃ側の一部が水平面に対して傾斜して形成される。また、流路１４ｅは、内面１４ａに形成された下方に凹む溝であってもよい。この場合も流路１４ｅにおいて底面は上述の内面１４ａのように傾斜する。この流路１４ｅによって、連結部１２から出た電解液を排出口１５に集めることができ、排出口１５の作用をより効果的にすることができる。なお、圧力調整弁１は、流路１４ｅを有していなくてもよい。

また、圧力調整弁１は、図１１に示すように、短絡防止構造として、上壁部１３の上面１３ａの段差部１６に外側（端１３ｂ側）において近接する部分に、外側の側壁部１７に向かう液体の流れを形成する流路１３ｆを有していてもよい。流路１３ｆは、例えば、端１３ｂが下となるように、上面１３ａの段差部１６よりも外側の部分の一部又は全部が水平面に対して角度βで傾斜して形成される。段差部１６が端１３ｃ側に形成されている場合は、流路１３ｆは、同様に、端１３ｃが下に位置するように、上面１３ａの段差部１６に外側（端１３ｃ側）において近接する部分の一部又は全部が水平面に対して傾斜して形成される。段差部１６が端１３ｂ側及び端１３ｃ側の両方に形成されている場合は、例えば、端１３ｂが下となるように上面１３ａの段差部１６に外側（端１３ｂ側）において近接する部分の一部又は全部が水平面に対して傾斜し、また、端１３ｃが下となるように上面１３ａの段差部１６に外側（端１３ｃ側）において近接する部分の一部又は全部が水平面に対して傾斜して形成されてる。また、流路１３ｆは、上面１３ａに形成された溝であってもよい。この場合も流路１３ｆにおいて底面は上述の上面１３ａのように傾斜する。この流路１３ｆによって、上方の圧力調整弁１の排出口１５から落下してきた電解液をより段差部１６よりも外側に流すようにでき、排出口１５及び段差部１６の作用をより効果的にすることができる。

また、圧力調整弁１の蓋部３０は、短絡防止構造としての構造を有している。具体的には、圧力調整弁１において、蓋体３０は、筐体１０の上壁部１３よりも上側に突出するようになっている。例えば、図１２に示すように、蓋体３０の周面３３の上面部３３ａが、全体に亘って、筐体１０の上壁部１３の上面１３ａよりも上側に位置するようになっている。これにより、蓋体３０の上面部３３ａを含む上部３５が、筐体１０の上壁部１３の上面１３ａよりも上側に突出している。このため、上方の圧力調整弁１の排出口１５から下方の圧力調整弁１の上面１３ａに落下してきた電解液が、蓋体３０の前面３１側に流れることの防止を図ることができる。これにより、上方の排出口１５から落下した電解液が下方に位置する圧力調整弁１の広い範囲に付着することの防止を図ることができる。このため、圧力調整弁１外に出た電解液によって蓄電モジュール２間に短絡が発生することを抑制することができる。なお、蓋体３０の上面部３３ａの一部が、筐体１０の上壁部１３の上面１３ａよりも上側に位置するようになっていてもよい。例えば、上壁部１３の段差部１６及び段差部１６よりも外側の部分（図示の例では端１３ｂ側の部分）に接する蓋体３０の部分が、上壁部１３の上面１３ａよりも上側に位置するようになっていてもよい。また、蓋体３０は、筐体１０の上壁部１３よりも上側に突出するようになっていなくてもよい。

次いで、使用状態の蓄電装置３における、上述の構成を有する圧力調整弁１の作用について説明する。

蓄電装置３において、図３に示すように、蓄電モジュール２は上下方向に積層され、各蓄電モジュール２に取り付けられた圧力調整弁１は、図１３に例示するように、上下方向に並んでいる。なお、図１３には、蓄電装置３において上下方向に隣接する２つの蓄電モジュール２の夫々の圧力調整弁１が、弁体２０及び蓋体３０が透過された状態で示されている。使用状態において蓄電装置３は、その上下方向が鉛直線方向に沿うような姿勢となっている。例えば、蓄電装置３は、車両等の蓄電装置３の取付対象に取り付けられており、蓄電モジュール３の上下方向が、取付対象の上下方向に沿うように取り付けられている。

上述したように、蓄電モジュール２の内部空間Ｖの圧力が所定の圧力を超えると、この所定の圧力を超えた内部空間Ｖに対応する連通路１２の弁体２０が連通路１２を開放し、圧力調整弁１は、この所定の圧力を超えた内部空間Ｖを連通路１２を介して開口部１１に開放する。この時、図１３に示すように、内部空間Ｖの開口部１１への開放に伴って、内部空間Ｖ内の電解液が、連通路１２を介して開口部１１に出ることがある。圧力調整弁１は、上述の短絡防止構造を有しており、図１３において破線矢印Ｌで示すように、開口部１１に出た電解液の流れを形成し、圧力調整弁１外に出た電解液Ｌによって蓄電モジュール２間に短絡が発生することが抑制される。

具体的には、図１３に示すように、弁体２０が動いて開放された連通路１２の貫通孔１２ｂ及び弁体収容部１２ａを介して開口部１１に出た電解液Ｌは、筐体１０の下壁部１４の内面１４ａに落ちる。下壁部１４の内面１４ａには流路１４ｅが形成されており、排出口１５側が下になるように傾斜している。このため、下壁部１４の内面１４ａに落ちた電解液Ｌは、流路１４ｅによって排出口１５に案内され、排出口１５に向かって流れる。そして、排出口１５に達した電解液Ｌは、排出口１５から排出されて、下方に落ち、下方において隣接する蓄電モジュール２の圧力調整弁１上に落ちる。なお、下壁部１４の内面１４ａに流路１４ｅが形成されていない場合であっても、電解液Ｌは排出口１５から排出されるが、流路１４ｅが形成されている場合は、より確実に電解液Ｌを排出口１５から排出させることができる。

互いに隣接する圧力調整弁１において、上側の圧力調整弁１の排出口１５と、下側の圧力調整弁１の段差部１６とは、上下方向において互いに対向しておらず、上側の圧力調整弁１の排出口１５と上下方向において対向する下側の圧力調整弁１の上面１３ａの部分は、段差部１６よりも外側（側壁部１７側）に位置する。このため、排出口１５から排出されて下方に落ちた電解液Ｌは、下方の圧力調整弁１の段差部１６よりも外側（側壁部１７側）に位置する上壁部１３の上面１３ａの部分に落ちる。この上面１３ａ上に落ちた電解液Ｌが上面１３ａを内側（側壁部１８側）に向かった場合、この電解液Ｌは段差部１６に当たり、電解液Ｌの内側に向かう流れは段差部１６によって堰き止められる。このように、上面１３ａ上に落ちた電解液Ｌの流れは制御され、上面１３ａ上に落ちた電解液Ｌが上面１３ａを内側（側壁部１８側）に向かうことが抑制される。

また、段差部１６の堰き止めによって、上方の圧力調整弁１の排出口１５から上面１３ａ上に落ちた電解液Ｌは、外側（側壁部１７側）に向かって流れ、側壁部１７の外側面１７ａを伝ってこの圧力調整弁１から下方に落下する。段差部１６よりも外側（側壁部１７側）に位置する上壁部１３の上面１３ａに流路１３ｆが形成されている場合は、上方の圧力調整弁１の排出口１５から上面１３ａ上に落ちた電解液Ｌは、流路１３ｆによって外側（側壁部１７側）に向かうように案内される。このため、上面１３ａ上に落ちてきた電解液Ｌを、より確実に側壁部１７の外側面１７ａを伝って下方に落下させることができる。

この側壁部１７の外側面１７ａを伝って下方に落下した電解液Ｌは、下方に位置する蓄電モジュール２の圧力調整弁１の側壁部１７の外側面１７ａに落ち、圧力調整弁１の内側に電解液Ｌが付着することが抑制される。また、側壁部１７の外側面１７ａを伝って下方に落下した電解液Ｌが、下方に位置する蓄電モジュール２の圧力調整弁１の上壁部１３の上面１３ａに落ちたとしても、この上壁部１３の段差部１６が上述の作用と同様に作用し、電解液Ｌを外側の側壁部１７の外側面１７ａを伝って下方に落下させるようにできる。

このように、圧力調整弁１の排出口１５及び段差部１６は、圧力調整弁１外に出た電解液Ｌを、外側の側壁部１７の外側面１７ａを伝って下方に落下させるので、圧力調整弁１外に出た電解液Ｌが、下方に位置する圧力調整弁１の内側の部分に付着することを抑制することができる。これにより、圧力調整弁１外に出た電解液Ｌや下方に位置する圧力調整弁１に付着した電解液Ｌを介した蓄電モジュール２間の短絡の発生を抑制することができる。なお、排出口１５が端１４ｃ側に設けられており、段差部１６が端１３ｃ側に設けられている場合も、上述と同様に圧力調整弁１は作用する。また、排出口１５が端１４ｂ側及び端１４ｃ側に設けられており、段差部１６が端１３ｂ側及び端１３ｃ側に設けられている場合も、上述と同様に圧力調整弁１は作用する。

図１４は、図１３に示す下方の蓄電モジュール２に取り付けられた圧力調整弁１を側面側から見た図である。図１４に示すように、圧力調整弁１において、蓋体３０の上面部３３ａは、筐体１０の上壁部１３の上面１３ａよりも上側に突出している。このため、上方の圧力調整弁１の排出口１５から下方の圧力調整弁１の上壁部１３の上面１３ａに落ちた電解液Ｌが前側に向かった場合、電解液Ｌは蓋体３０の上部３５に当たり、上面１３ａ上を前側に向かう電解液Ｌの流れは、蓋体３０の上部３５に堰き止められる。このように、蓋体３０によっても、上面１３ａ上に落ちた電解液Ｌの流れは制御され、上面１３ａ上に落ちた電解液Ｌが前側に向かうことが抑制される。このため、上面１３ａ上に落ちた電解液Ｌが蓋体３０を超えて前面３１側に流れることを抑制でき、上面１３ａ上に落ちた電解液Ｌが蓋体３０の前面３１に付着することを抑制できる。したがって、更に下方に位置する圧力調整弁１の前面３１に電解液Ｌが落ちることを抑制できる。これにより、圧力調整弁１外に出た電解液Ｌや下方に位置する圧力調整弁１に付着した電解液Ｌを介した蓄電モジュール２間の短絡の発生を抑制することができる。

また、図１４に示すように、圧力調整弁１において、蓋体３０の上面部３３ａは、筐体１０の上壁部１３の段差部１６よりも上側に突出している。このため、たとえ上方の圧力調整弁１の排出口１５から落ちた電解液Ｌが下方の圧力調整弁１の段差部１６上に付着したとしても、同様に、段差部１６上を前側に向かう電解液Ｌの流れは、蓋体３０の上部３５に堰き止められる。このように、段差部１６上に落ちた電解液Ｌの流れも蓋体３０によって制御でき、段差部１６上に落ちた電解液Ｌが蓋体３０を超えて前面３１側に向かうことが抑制できる。

上述のように、本発明の実施の形態に係る圧力調整弁１によれば、圧力調整弁１から出た電解液Ｌによる蓄電モジュール２間の短絡の発生を抑制することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記本発明の実施の形態に係る圧力調整弁１に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記実施の形態における、各構成の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。

１…圧力調整弁、２…蓄電モジュール、３…蓄電装置、４…導電板、１０…筐体、１１…開口部、１１ａ…開口、１２…連通路、１２ａ…弁体収容部、１２ｂ…貫通孔、１３…上壁部、１３ａ…上面、１３ｂ，１３ｃ…端、１３ｄ…前縁、１３ｅ…後縁、１３ｆ…流路、１４…下壁部、１４ａ…内面、１４ｂ，１４ｃ…端、１４ｄ…前縁、１４ｅ…流路、１５…排出口、１６…段差部、１７，１８…側壁部、１７ａ…外側面、１９…中実部、１９ａ…前面、１９ｂ…後面、１９ｃ…突出部、２０…弁体、３０…蓋体、３１…前面、３２…後面、３２ａ…段差部、３３…周面、３３ａ…上面部、３３ｂ…下面部、３３ｃ，３３ｄ…側面部、３４…突起部、３５…上部、１０１…バイポーラ電極、１０２…集電体、１０３…正極、１０４…負極、１０５…セパレータ、１０６…シール部材、１０７…枠体、Ｌ…電解液（電解液の流れ）、Ｖ…内部空間、α，β…角度

Claims (7)

1. 正の電極と負の電極との間に、集電体と、前記集電体の一方面に設けられた正極と、前記集電体の他方面に設けられた負極とを有するバイポーラ電極が複数積層され、互いに対向する前記電極間の各々にシール部材で画成された内部空間が形成され、前記内部空間の各々に電解液が封入され、互いに対向する前記電極間の各々にセパレータが介在する蓄電モジュールを複数備え、前記複数の蓄電モジュールが積層される蓄電装置において、前記蓄電モジュールの各々の前記内部空間を夫々開放可能にする圧力調整弁であって、
   前記蓄電モジュールから外部に出た前記電解液によって、前記蓄電モジュール間が短絡することを防止するための短絡防止構造を有しており、
   前記短絡防止構造は、上方から前記圧力調整弁に落ちた前記電解液の流れの一部を堰き止めるようになっていることを特徴とする圧力調整弁。
2. 前記短絡防止構造は、前記蓄電モジュールから外部に出た前記電解液を下方に落とすようになっていることを特徴とする請求項１に記載の圧力調整弁。
3. 前記電解液の流れの一部は、前記圧力調整弁の端から離れる方向の流れであることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧力調整弁。
4. 開口部と、前記内部空間の各々を前記開口部に連通させる連通路とを有する、前記蓄電モジュールに取り付けられる筐体と、
   各前記連通路を開放可能に閉塞する弁体と、
   前記筐体の前記開口部に取り付けられる蓋体とを備え、
   前記筐体は、前記蓄電モジュールの積層方向で互いに対向し、前記開口部を形成する部分である上壁部と下壁部とを有しており、
   前記下壁部には、該下壁部を貫通する部分である排出口が形成されており、
   前記上壁部の上側に面する面である上面には、前記上側に突出して段差を形成する段差部が設けられており、
   前記段差部は、上下方向において、前記排出口と対向しない位置に位置していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の圧力調整弁。
5. 前記排出口は、前記下壁部の延び方向における端部の少なくとも一方に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の圧力調整弁。
6. 前記下壁部は、前記上側に面する面である内面を有しており、
   前記内面には、前記排出口に向かう液体の流れを形成する流路が形成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の圧力調整弁。
7. 前記蓋体は、前記上壁部よりも前記上側に突出するようになっていることを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の圧力調整弁。
   

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