(57)【要約】【課題】部品の実装密度を高めて蓄電ユニットを小型化する。【解決手段】蓄電ユニット１０は、導電路２３を有する基板２１と、基板２１の導電路２３に実装される電子部品３１，３２と、蓄電要素が収容された蓄電本体４１と蓄電本体４１の一方の側から導出されて基板２１の導電路に接続される一対のリード部４２Ａ，４２Ｂとを有する複数の蓄電素子４０Ａ，４０Ｃと、を備え、複数の蓄電素子４０Ａ，４０Ｃは、基板２１の一方の縁部側の導電路に一対のリード部４２Ａ，４２Ｂが接続される第１の蓄電素子４０Ａと、蓄電本体４１に対して一対のリード部４２Ａ，４２Ｂが配される側が第１の蓄電素子４０Ａとは反対側とされ、基板２１の一方とは反対の縁部側の導電路に一対のリード部４２Ａ，４２Ｂが接続される第２の蓄電素子４０Ｃとを含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電路を有する基板と、
前記基板の導電路に実装される電子部品と、
蓄電要素が収容された蓄電本体と前記蓄電本体の一方の側から導出されて前記基板の導電路に接続される一対のリード部とを有する複数の蓄電素子と、を備え、
前記複数の蓄電素子は、前記基板の一方の縁部側の導電路に前記一対のリード部が接続される第１の蓄電素子と、前記蓄電本体に対して前記一対のリード部が配される側が前記第１の蓄電素子とは反対側とされ、前記基板の前記一方とは反対の縁部側の導電路に前記一対のリード部が接続される第２の蓄電素子とを含む、蓄電ユニット。
【請求項２】
前記複数の蓄電素子は、前記蓄電本体に対して前記一対のリード部が導出される第３の蓄電素子を含み、前記第３の蓄電素子は、前記第１の蓄電素子と前記第２の蓄電素子との間に配され、前記第３の蓄電素子の前記一対のリード部は、前記基板における前記一方の縁部及び前記反対の縁部とは異なる縁部側に接続される請求項１に記載の蓄電ユニット。
【請求項３】
前記基板における前記第１の蓄電素子と前記第２の蓄電素子とが配される領域の内側に前記電子部品が実装されている請求項１又は請求項２に記載の蓄電ユニット。
【請求項４】
複数の前記電子部品を備え、複数の前記電子部品は、低背部品と、前記低背部品よりも前記基板に対する高さ寸法が大きい高背部品とを有し、前記第１の蓄電素子と前記第２の蓄電素子とが配される領域の内側に前記高背部品が実装されている請求項３に記載の蓄電ユニット。
【請求項５】
前記基板に対して前記蓄電素子が配される側とは反対側の面には、前記低背部品が実装されている請求項４に記載の蓄電ユニット。
【請求項６】
前記基板と複数の前記電子部品とは、電力変換装置を構成している請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の蓄電ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書では、蓄電ユニットに関する技術を開示する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の蓄電素子を備える蓄電ユニットが知られている。特許文献１は、複数の蓄電装置が並設された状態で接続部材により電気的に接続されるとともに、複数の蓄電装置がホルダーに支持された状態で台座に取り付けられている。台座上における複数の蓄電装置とは異なる位置には、制御基板が配されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２２９７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記した構成では、台座上に並んで配された複数の蓄電装置がホルダーに保持された状態で密集して配置されている。このような蓄電装置を台座上に密集して配置する構成では、台座上に基板や電子部品を搭載できるスペースが少なくなり、電子部品の実装密度を高めてユニットを小型化することが容易ではないという問題がある。
【０００５】
本明細書に記載された技術は、上記のような事情に基づいて完成されたものであって、部品の実装密度を高めてユニットを小型化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書に記載された蓄電ユニットは、導電路を有する基板と、前記基板の導電路に実装される電子部品と、蓄電要素が収容された蓄電本体と前記蓄電本体の一方の側から導出されて前記基板の導電路に接続される一対のリード部とを有する複数の蓄電素子と、を備え、前記複数の蓄電素子は、前記基板の一方の縁部側の導電路に前記一対のリード部が接続される第１の蓄電素子と、前記蓄電本体に対して前記一対のリード部が配される側が前記第１の蓄電素子とは反対側とされ、前記基板の前記一方とは反対の縁部側の導電路に前記一対のリード部が接続される第２の蓄電素子とを含む。
上記構成によれば、電子部品の実装を行うことが容易ではない基板の縁部側を蓄電素子の接続に利用することにより、基板における縁部の内側の領域を蓄電素子の接続のために使用しなくてもよいため、基板における電子部品の実装領域を大きくすることが可能になる。これにより、部品の実装密度を高めることができ、蓄電ユニットを小型化することが可能になる。
【０００７】
本明細書に記載された技術の実施態様としては以下の態様が好ましい。
前記複数の蓄電素子は、前記蓄電本体に対して前記一対のリード部が導出される第３の蓄電素子を含み、前記第３の蓄電素子は、前記第１の蓄電素子と前記第２の蓄電素子との間に配され、前記第３の蓄電素子の前記一対のリード部は、前記基板における前記一方の縁部及び前記反対の縁部とは異なる縁部側に接続される。
このようにすれば、第１の蓄電素子及び第２の蓄電素子に加えて、第３の蓄電素子を基板に接続する場合であっても、電子部品の実装領域を確保することができる。よって、より一層、部品の実装密度を高めることができ、蓄電ユニットを小型化することが可能になる。
【０００８】
前記基板における前記第１の蓄電素子と前記第２の蓄電素子とが配される領域の内側に前記電子部品が実装されている。
このようにすれば、第１の蓄電素子と第２の蓄電素子とが配置されない領域に電子部品を実装することができるため、電子部品の実装密度を高めることができる。
【０００９】
複数の前記電子部品を備え、複数の前記電子部品は、低背部品と、前記低背部品よりも前記基板に対する高さ寸法が大きい高背部品とを有し、前記第１の蓄電素子と前記第２の蓄電素子とが配される領域の内側に前記高背部品が実装されている。
このようにすれば、蓄電素子の高さ寸法に応じた空きスペースを高背部品の実装のために利用することができるため、電子部品の実装密度を高めることができる。
【００１０】
前記基板に対して前記蓄電素子が配される側とは反対側の面には、前記低背部品が実装されている。
このようにすれば、高さ寸法のスペースが少ない側を有効に利用して基板に低背部品を実装することができるため、電子部品の実装密度を高めることができる。
【００１１】
前記基板と複数の前記電子部品とは、電力変換装置を構成している。
このようにすれば、蓄電ユニットが多くの電子部品が必要とされる電力変換装置を備えることで大型化しやすい構成であっても、複数の蓄電素子の配置によって蓄電ユニットを小型化することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本明細書に記載された技術によれば、部品の実装密度を高めてユニットを小型化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】蓄電ユニットを示す斜視図
【図２】蓄電ユニットを示す平面図
【図３】図２のＡ−Ａ断面図
【図４】蓄電ユニットのアッパーケースを外した状態を示す平面図
【図５】図４のＢ−Ｂ断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜実施形態１＞
以下、実施形態１について、図１〜図５を参照しつつ説明する。
本実施形態の蓄電ユニット１０（図１）は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両に搭載され、車両の補助電源として使用することができる。以下では、図１のＸ方向を前方、Ｙ方向を左方、Ｚ方向を上方として説明する。
【００１５】
蓄電ユニット１０は、図３に示すように、ケース１１と、ケース１１に収容されるユニット本体２０とを備える。ケース１１は、合成樹脂製又は金属製とされ、共に一方が開口する箱形のアッパーケース１２とロアケース１３とを嵌め合わせて構成される。
【００１６】
ユニット本体２０は、基板２１と、基板２１の導電路２３に実装される電子部品３１，３２と、基板２１に搭載される複数（本実施形態では９個）の蓄電素子４０Ａ〜４０Ｃとを備える。基板２１は、長方形の板状であって、絶縁板に導電路２３がプリント配線技術により形成されている。導電路２３は、基板２１の両面に形成されている。基板２１の下面（一方の面）は、複数の電子部品３１が実装される部品実装領域３６Ａを有し、この部品実装領域３６Ａの下方側は、複数の電子部品３１が配される部品実装空間３６とされている。基板２１の上面（他方の面）は、電子部品３２が実装される部品実装領域３７Ａを有し、この部品実装領域３７Ａの上方側は、複数の電子部品３２が配される部品実装空間３７とされている。
【００１７】
部品実装領域３７Ａは、基板２１の上面における複数の蓄電素子４０Ａ〜４０Ｃに包囲された長方形状の範囲に設けられている。部品実装領域３７Ａの外側は、複数の蓄電素子４０Ａ〜４０Ｃが搭載される蓄電搭載領域３５Ａとされている。蓄電搭載領域３５Ａは、図４に示すように、基板２１の外周の四辺２２Ａ〜２２Ｄのうちの三辺２２Ａ〜２２Ｃから所定の範囲（所定寸法内側）に設けられている。なお、コネクタ２７が装着される一辺２２Ｄ側については、蓄電素子４０Ａ〜４０Ｃが並んで搭載されないため、蓄電搭載領域３５Ａが設けられていない。
【００１８】
基板２１には、図３に示すように、複数のスルーホール２４が貫通形成されている。複数のスルーホール２４は、蓄電素子４０Ａのリード部４２Ａ，４２Ｂを接続するために、蓄電搭載領域３５Ａに設けられている。複数のスルーホール２４は、基板２１の三辺２２Ａ〜２２Ｃに沿うように(三辺２２Ａ〜２２Ｃの所定寸法内側に）、蓄電素子４０Ａに応じて一対ずつ間隔を空けて配置されている。なお、スルーホール２４は、基板２１における部品実装領域やコネクタ２７側にも設けられているが、図３等ではスルーホール２４は省略されている。なお、基板２１は、プリント基板のみに限られず、例えば、プリント基板に銅、銅合金等の金属板材からなるバスバーを重ねて基板を構成してもよい。基板２１の４つの角部には、ネジ孔が貫通形成されており、図４，図５に示すように、ロアケース１３の底面から突出するボス部１４に対してネジ２５の軸部を通してネジ留めされる。
【００１９】
基板２１の前端部には、コネクタ２７が固定されている。コネクタ２７は、フード状に開口するハウジング２７Ａと、ハウジング２７Ａに固定されるコネクタ端子（不図示）とを備える。コネクタ端子は、基板２１のランドに半田付けされて導電路２３に接続されている。
【００２０】
複数の電子部品３１，３２は、基板２１の上下両面の導電路２３に実装されており、基板２１の下面側には、低背部品３１が実装され、基板２１の上面側には、低背部品３１よりも背の高い（上下方向の高さ寸法の大きい）高背部品３２が実装されている。低背部品３１としては、例えば、ＦＥＴ（Field effect transistor）、抵抗、ダイオード、背の低いコンデンサ、マイコン等とされ、高背部品３２としては、例えば、背の高いコンデンサ、コイル等とすることができる。
【００２１】
複数の蓄電素子４０Ａ〜４０Ｃは、図４に示すように、基板２１の外周の四辺２２Ａ〜２２Ｄのうちの一辺２２Ａに沿って並んで配される複数（本実施形態では３つ）の第１の蓄電素子４０Ａと、四辺２２Ａ〜２２Ｄのうちの一辺２２Ａとは反対側の対辺２２Ｃに沿って並んで配される複数（本実施形態では３つ）の第２の蓄電素子４０Ｃと、一辺２２Ａと対辺２２Ｃとを連結する一対の連結辺２２Ｂ，２２Ｄの一方２２Ｂに沿って並んで配される複数（本実施形態では３つ）の第３の蓄電素子４０Ｂとを備える。
【００２２】
複数の蓄電素子４０Ａ〜４０Ｃは、例えば電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、リチウムイオン二次電池等からなり、各蓄電素子４０Ａ〜４０Ｃは、蓄電要素が収容された円柱状の蓄電本体４１と蓄電本体４１の一方の端面４１Ａから導出される正負一対のリード部４２Ａ，４２Ｂとを有する。一対のリード部４２Ａ，４２Ｂは、図５に示すように、共に、Ｌ字状に延びており、蓄電本体４１の平坦な端面４１Ａから端面４１Ａと直交（交差）する方向に導出されている。なお、蓄電本体４１は、例えば合成樹脂製又は金属製のホルダＨにより基板２１上に支持されるようにしてもよい。
【００２３】
次に、蓄電ユニット１０の製造方法について説明する。
基板２１に対して例えばリフロー半田付けにより、電子部品３１，３２の端子及び蓄電素子４０Ａ〜４０Ｃのリード部４２Ａ，４２Ｂを基板２１に半田付けすることにより、ユニット本体２０が形成される。次に、基板２１の角部をロアケース１３のボス部１４にネジ２５でネジ留めし、アッパーケース１２を被せることにより、電気接続箱１０が形成される。
【００２４】
本実施形態によれば以下の作用、効果を奏する。
蓄電ユニット１０は、導電路２３を有する基板２１と、基板２１の導電路２３に実装される電子部品３１，３２と、蓄電要素が収容された蓄電本体４１と蓄電本体４１の一方の側から導出されて基板２１の導電路に接続される一対のリード部４２Ａ，４２Ｂとを有する複数の蓄電素子４０Ａ，４０Ｃと、を備え、複数の蓄電素子４０Ａ，４０Ｃは、基板２１の一辺２２Ａ側（一方の縁部側）の導電路に一対のリード部４２Ａ，４２Ｂが接続される第１の蓄電素子４０Ａと、蓄電本体４１に対して一対のリード部４２Ａ，４２Ｂが配される側が第１の蓄電素子４０Ａとは反対側とされ、基板２１の対辺２２Ｃ（一方とは反対の縁部）側の導電路２３に一対のリード部４２Ａ，４２Ｂが接続される第２の蓄電素子４０Ｃとを含む。
本実施形態によれば、電子部品３１，３２の実装を行うことが容易ではない基板２１の縁部側を蓄電素子４０Ａ，４０Ｃの接続に利用することにより、基板２１の縁部よりも内側の領域を蓄電素子４０Ａ，４０Ｃの接続のために使用しなくてもよいため、基板２１における電子部品３１，３２の実装領域を大きくすることが可能になる。これにより、電子部品３１，３２の実装密度を高めることができ、蓄電ユニット１０を小型化することが可能になる。
【００２５】
また、複数の蓄電素子４０Ａ〜４０Ｃは、蓄電本体４１に対して一対のリード部４２Ａ，４２Ｂが導出される第３の蓄電素子４０Ｂを含み、第３の蓄電素子４０Ｂは、第１の蓄電素子４０Ａと第２の蓄電素子４０Ｃとの間に配され、第３の蓄電素子４０Ｂの一対のリード部４２Ａ，４２Ｂは、基板２１における連結片２２Ｃ側（一方の縁部及び反対の縁部とは異なる縁部側）に接続される。
このようにすれば、第１の蓄電素子４０Ａ及び第２の蓄電素子４０Ｃに加えて、第３の蓄電素子４０Ｂを基板２１に接続する場合であっても、電子部品３１，３２の実装領域を確保することができる。よって、より一層、電子部品３１，３２の実装密度を高めることができ、蓄電ユニット１０を小型化することが可能になる。
【００２６】
また、基板２１における第１の蓄電素子４０Ａと第２の蓄電素子４０Ｃとが配される領域の内側に電子部品３１，３２が実装されている。
このようにすれば、第１の蓄電素子４０Ａと第２の蓄電素子４０Ｃとが配置されない領域に電子部品３１，３２を実装することができるため、電子部品３１，３２の実装密度を高めることができる。
【００２７】
また、複数の電子部品３１，３２を備え、複数の電子部品３１，３２は、低背部品３１と、低背部品３１よりも基板２１に対する高さ寸法が大きい高背部品３２とを有し、第１の蓄電素子４０Ａと第２の蓄電素子４０Ｃとが配される領域の内側に高背部品３２が実装されている。
このようにすれば、蓄電素子４０Ａ〜４０Ｃの高さ寸法に応じた空きスペースを高背部品３２の実装のために利用することができるため、電子部品３１，３２の実装密度を高めることができる。
【００２８】
また、基板２１に対して蓄電素子４０Ａ〜４０Ｃが配される側とは反対側の面には、低背部品３１が実装されている。
このようにすれば、高さ寸法のスペースが少ない側を有効に利用して基板２１に低背部品３１を実装することができるため、電子部品３１，３２の実装密度を高めることができる。
【００２９】
また、基板２１と複数の電子部品３１，３２とは、電力変換装置を構成している。
このようにすれば、蓄電ユニット１０が多くの電子部品３１，３２が必要とされる電力変換装置を備えることで大型化しやすい構成であっても、複数の蓄電素子４０Ａ〜４０Ｃの配置によって蓄電ユニット１０を小型化することができる。
【００３０】
＜他の実施形態＞
本明細書に記載された技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本明細書に記載された技術の技術的範囲に含まれる。
【００３１】
（１）基板２１の三辺２２Ａ〜２２Ｃに沿う蓄電素子４０Ａ〜４０Ｃを備えたが、これに限られない。例えば、蓄電素子４０Ｂを備えない構成としてもよい。
【００３２】
（２）蓄電素子４０Ａ〜４０Ｃの全てのリード部４２Ａ，４２Ｂが基板２１の縁部側（外側）に向けて配置されていたが、これに限られず、蓄電本体４１に対してリード部４２Ａ，４２Ｂが基板２１の縁部側（外側）以外の方向に向けて配置された一又は複数の蓄電素子を含んでいてもよい。
【００３３】
（３）蓄電素子の個数は、上記実施形態の個数に限られず、異なる個数としてもよい。
（４）リード部４２Ａ，４２Ｂは、基板２１のスルーホール２４に挿通されて半田付けされていたが、これに限られず、基板２１の導電路２３のランドに表面実装されていてもよい。また、基板２１が導電路２３としての金属のバスバーを備える場合には、リード部４２Ａ，４２Ｂは、バスバーに対して各種の溶接（例えば、超音波溶接、振動溶着、レーザー溶接など）によって電気的に接続（実装）されていてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１０：  蓄電ユニット
１１：  ケース
２０：  ユニット本体
２１：  基板
３１：  低背部品（電子部品）
３２：  高背部品（電子部品）
４０Ａ：  第１の蓄電素子
４０Ｃ：  第２の蓄電素子
４０Ｂ：  第３の蓄電素子
４１：  蓄電本体
４２Ａ，４２Ｂ：  リード部
【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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