(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製の外殻を有し平板状を呈する複数個のセルモジュールを該セルモジュールの厚み方向に積層して水平に配列することよりなるセルスタックと、該セルモジュールの配列方向の両端のそれぞれに配置されるエンドプレートと、該セルスタックの上方及び下方のそれぞれに配置され各該エンドプレート同士を締結する複数本の拘束ロッドと、該セルスタックと少なくとも１本の該拘束ロッドとの間に介在する弾性部材と、を備え、
各前記セルモジュールの上面には、前記拘束ロッドを上方から受ける上側受面が形成されていると共に、各該セルモジュールの下面には、該拘束ロッドを下方から受ける下側受面が形成されており、
前記上側受面及び前記下側受面のうちの少なくとも一方は、前記拘束ロッドの外周面の一部に対向する凹面として形成されていると共に、該凹面と該拘束ロッドの外周面との間に前記弾性部材が配置されており、
前記セルスタックの上方及び下方の各前記拘束ロッドにより各前記セルモジュールを上下方向から挟み込み、前記凹面と該拘束ロッドの外周面とを圧縮状態の前記弾性部材を介して密着させることによって、各該セルモジュールの鉛直方向及び水平方向の動きが拘束されていることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
樹脂製の外殻を有し平板状を呈する複数個のセルモジュールを該セルモジュールの厚み方向に積層して水平に配列することよりなるセルスタックと、該セルモジュールの配列方向の両端のそれぞれに配置されるエンドプレートと、該セルスタックの上方及び下方のそれぞれに配置され各該エンドプレート同士を締結する複数本の拘束ロッドと、該セルスタックと少なくとも１本の該拘束ロッドとの間に介在する弾性部材と、該セルスタックが搭載される搭載面が形成されたロアーケースと、を備え、
各前記セルモジュールの上面には、前記拘束ロッドを上方から受ける上側受面が形成されていると共に、各該セルモジュールの下面には、前記ロアーケースの前記搭載面と当接する当接面が形成されており、
前記上側受面は、前記拘束ロッドの外周面の一部に対向する凹面として形成されていると共に、該凹面と該拘束ロッドの外周面との間に前記弾性部材が配置されており、
前記セルスタックの上方の前記拘束ロッドと前記ロアーケースの前記搭載面とにより各前記セルモジュールを上下方向から挟み込み、前記凹面と該拘束ロッドの外周面とを圧縮状態の前記弾性部材を介して密着させることによって、各該セルモジュールの鉛直方向及び水平方向の動きが拘束されていることを特徴とする電源装置。
【請求項３】
樹脂製の外殻を有し平板状を呈する複数個のセルモジュールを該セルモジュールの厚み方向に積層して水平に配列することよりなるセルスタックと、該セルモジュールの配列方向の両端のそれぞれに配置されるエンドプレートと、該セルスタックの上方及び下方のそれぞれに配置され各該エンドプレート同士を締結する複数本の拘束ロッドと、該セルスタックが搭載される搭載面が形成されたロアーケースと、該セルスタックと該ロアーケースの搭載面との間に介在する弾性部材と、を備え、
各前記セルモジュールの上面には、前記拘束ロッドを上方から受ける上側受面が形成されていると共に、各該セルモジュールの下面には、前記ロアーケースの前記搭載面と前記弾性部材を介して当接する当接面が形成されており、
前記当接面及び前記搭載面のうちのいずれか一方は、凹面として形成されていると共に、該当接面及び該搭載面のうちの他方は、該凹面に対向する凸面として形成されており、該凹面と該凸面との間に前記弾性部材が配置されており、
前記セルスタックの上方の前記拘束ロッドと前記ロアーケースの前記搭載面とにより各前記セルモジュールを上下方向から挟み込み、前記凹面と前記凸面とを圧縮状態の前記弾性部材を介して密着させることによって、各該セルモジュールの鉛直方向及び水平方向の動きが拘束されていることを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車等の自動車に搭載される電源装置に関し、詳しくは、厚み方向に積層された複数個のセルモジュールを好適に保持・固定する電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動機を駆動源として用いる電気自動車や、駆動源としての電動機とその他の駆動源とを組み合わせたハイブリッド電気自動車においては、電動機にエネルギーである電気を供給するための大容量の電源装置（電池）が搭載されている。この電源装置としては、例えば、繰り返し充放電が可能な二次電池や、燃料の酸化によって生じる化学エネルギーを直接電気エネルギーとして取り出す燃料電池が用いられている。
【０００３】
二次電池および燃料電池はいずれも、電池の最小単位である単セルを直列接続して平板状の樹脂製容器内に収めてモジュール化し（本発明ではセルモジュールという）、複数個のセルモジュールをその厚み方向に積層した構造（本発明ではセルスタックという）よりなる。特許文献１に記載の従来の電源装置の分解斜視図を図８に示す。
【０００４】
図８に示すように、電源装置９０は、複数個のセルモジュール９１を積層して配列することよりなるセルスタック９２と、セルモジュール９１の配列方向の両端のそれぞれに配置されるエンドプレート９３と、セルスタック９２の上方及び下方のそれぞれに配置され各エンドプレート９３同士を締結する４本の拘束ロッド９４と、セルスタック９２が搭載されるロアーケース９６とを備えている。
【０００５】
なお、各セルモジュール９１の側面には、セルモジュール９１への充放電を行うための端子（図示せず）が設けられている。これらの端子には、端子同士を接続するバスバー（図示せず）がナット（図示せず）で固定されており、各セルモジュール９１が直列に接続されている。
【０００６】
両エンドプレート９３を拘束ロッド９４によって連結することにより、積層されたセルモジュール９１が配列方向に拘束されている。拘束ロッド９４の両端にはネジ山が形成されており、拘束ロッド９４の両端をナットで締め付けることによって、拘束ロッド９４に緊張力が付与されている。このエンドプレート９３および拘束ロッド９４による拘束は、セルモジュール９１を固定することによりセルスタック９２の積層状態を維持させる目的と、セルスタック９２に所定の強度を持たせる目的とによってなされるものである。
【０００７】
ロアーケース９６には、セルモジュール９１の配列方向に延びると共に上方に向かって凸形状になっている断面コ字状の２本の突条が形成されている。この２本の突条の上面は、セルスタック９２が搭載される搭載面９６ａであって、セルスタック９２の幅方向の両端が２箇所の搭載面９６ａに搭載される。そして、エンドプレート９３は、ボルト９６ｂによってロアーケース９６に固定される。また、個々のセルモジュール９１も、ボルト９６ｂによってロアーケース９６に固定される。
【０００８】
個々のセルモジュール９１のそれぞれをボルト９６ｂによってロアーケース９６に固定する理由は次のとおりである。積層されたセルモジュール９１は、２枚のエンドプレート９３に挟まれることによって積層状態を維持している。したがって、電源装置９０の組み立て完了時においては、隣接するセルモジュール９１同士の接触圧が高く、たとえセルモジュール９１が、ロアーケース９６に固定されていなかったとしても、自動車の加速・減速・振動に対して、セルモジュール９１の積層状態が乱れることはない。
【０００９】
ところが、前述のとおり、セルモジュール９１は、樹脂製の外殻を有しているため、電源装置９０の組み立て完了後、時間が経過するにつれて、樹脂材料のクリープ現象によって、隣接するセルモジュール９１同士の接触圧が減少する。このような状態で、電源装置９０に自動車の加速・減速・振動が加わると、セルモジュール９１が、ロアーケース９６に固定されていない場合には、セルモジュール９１が配列方向と直交する方向にずれて積層状態が乱れることとなる。
【００１０】
そして、セルモジュール９１の積層状態が乱れると、セルモジュール９１の端子にバスバーを固定しているナットが緩み、バスバーの必要面圧を確保することができなくなって、電装系のトラブルを招くこととなる。このようなトラブルを回避するために、個々のセルモジュール９１のそれぞれをボルト９６ｂによってロアーケース９６に固定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−２３６８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
図８に示したように、セルスタック９２は、ロアーケース９６に対して、複数本のボルト９６ｂを用いて固定されており、その組み付け作業は、非常に煩わしいものである。また、ボルト９６ｂのネジ込み方向が、ロアーケース９６の下面側からであるため、セルスタック９２の上下を逆にして、ロアーケース９６を裏返しにして作業する必要もある。このように、電源装置９０の組み立てに際して、非常に多くのボルト組み付け工程を必要とすることは、部品点数が多いことによる部品費の高騰と、組み立て作業効率の低下による組み立て費の高騰とを招く要因となっていた。
【００１３】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、セルモジュールを厚み方向に積層した電源装置の組み立てにおいて、ボルト等による組み付け工程を極めて少なくすることにより、組み立て作業効率を向上し得る電源装置を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
以下、上記課題を解決するのに適した各手段につき、必要に応じて作用効果等を付記しつつ説明する。
【００１５】
（１）本発明の電源装置は、樹脂製の外殻を有し平板状を呈する複数個のセルモジュールを該セルモジュールの厚み方向に積層して水平に配列することよりなるセルスタックと、該セルモジュールの配列方向の両端のそれぞれに配置されるエンドプレートと、該セルスタックの上方及び下方のそれぞれに配置され各該エンドプレート同士を締結する複数本の拘束ロッドと、該セルスタックと少なくとも１本の該拘束ロッドとの間に介在する弾性部材と、を備え、
各前記セルモジュールの上面には、前記拘束ロッドを上方から受ける上側受面が形成されていると共に、各該セルモジュールの下面には、該拘束ロッドを下方から受ける下側受面が形成されており、前記上側受面及び前記下側受面のうちの少なくとも一方は、前記拘束ロッドの外周面の一部に対向する凹面として形成されていると共に、該凹面と該拘束ロッドの外周面との間に前記弾性部材が配置されており、
前記セルスタックの上方及び下方の各前記拘束ロッドにより各前記セルモジュールを上下方向から挟み込み、前記凹面と該拘束ロッドの外周面とを圧縮状態の前記弾性部材を介して密着させることによって、各該セルモジュールの鉛直方向及び水平方向の動きが拘束されていることを特徴とする。
【００１６】
ここで、弾性部材としては、種々のゴムや熱可塑性エラストマーが使用でき、好ましくは、耐へたり性のよいゴム材料を使用するのがよい。
【００１７】
このような構成によると、各セルモジュールの上面及び下面のうちの少なくとも一方の面に、拘束ロッドを受ける凹面が形成されており、この凹面と拘束ロッドの外周面とが圧縮状態の弾性部材を介して密着している。したがって、凹面の凹形状と拘束ロッドの外周面の凸形状とが嵌り合っていることによって、各セルモジュールは、拘束ロッドに対して、セルモジュールの配列方向と直交する方向への動きが固定されている。
【００１８】
これにより、個々のセルモジュールのそれぞれをボルト等で固定することなく、セルモジュールの積層状態の乱れを防止することができる。また、従来部品である拘束ロッドにより積層されたセルモジュールの全てを一括して固定することが可能となる。したがって、部品点数の削減と、組み立て作業効率の向上に大きく寄与する。
【００１９】
また、拘束ロッドとエンドプレートとによって各セルモジュールの積層状態が保持されているため、セルモジュールをセルスタックとして組み上げた後に、セルスタックを持ち運んでロアーケース等に組み付けることが可能である。したがって、組み付け作業の自由度が高い。
【００２０】
セルモジュールの外殻は、樹脂製であるため、拘束ロッドを受ける凹面の位置及び凹面の表面形状に多少の寸法誤差が発生する。したがって、積層状態にあるセルモジュールの全ての凹面に拘束ロッドを嵌め込むためには、凹面と拘束ロッドとの間に隙間（遊び）を確保しておく必要がある。本発明においては、凹面と拘束ロッドの外周面との間に圧縮状態の弾性部材を介在させているので、第一に、凹面と拘束ロッドとの間の隙間を埋めて、凹面と拘束ロッドの外周面とを弾性部材を介してガタツキなく密着させることができる。
【００２１】
第二に、弾性部材を圧縮状態とすることによって弾性部材に大きな反力を発生させて、この弾性部材の反力が、セルモジュールに付与される様々な方向への慣性力に抗することによってセルモジュールを安定して保持することができる。
【００２２】
第三に、樹脂製の凹面に弾性部材の反力が長期間載荷されると、凹面がクリープ現象によって変形する。このような場合であっても、弾性部材が凹面の変形に追随して変形するため、凹面と弾性部材との間、または拘束ロッドと弾性部材との間に隙間が発生することがない。
【００２３】
第四に、樹脂と金属との間に弾性部材を挟むことによって、樹脂と金属とが滑りにくくなる。したがって、樹脂製の凹面と拘束ロッド（一般に金属製）との間に弾性部材を介在させることによって、セルモジュールは、拘束ロッドに対して、滑りにくくなる。
【００２４】
（２）本発明の電源装置は、樹脂製の外殻を有し平板状を呈する複数個のセルモジュールを該セルモジュールの厚み方向に積層して水平に配列することよりなるセルスタックと、該セルモジュールの配列方向の両端のそれぞれに配置されるエンドプレートと、該セルスタックの上方及び下方のそれぞれに配置され各該エンドプレート同士を締結する複数本の拘束ロッドと、該セルスタックと少なくとも１本の該拘束ロッドとの間に介在する弾性部材と、該セルスタックが搭載される搭載面が形成されたロアーケースと、を備え、
各前記セルモジュールの上面には、前記拘束ロッドを上方から受ける上側受面が形成されていると共に、各該セルモジュールの下面には、前記ロアーケースの前記搭載面と当接する当接面が形成されており、前記上側受面は、前記拘束ロッドの外周面の一部に対向する凹面として形成されていると共に、該凹面と該拘束ロッドの外周面との間に前記弾性部材が配置されており、
前記セルスタックの上方の前記拘束ロッドと前記ロアーケースの前記搭載面とにより各前記セルモジュールを上下方向から挟み込み、前記凹面と該拘束ロッドの外周面とを圧縮状態の前記弾性部材を介して密着させることによって、各該セルモジュールの鉛直方向及び水平方向の動きが拘束されていることを特徴とする。
【００２５】
このような構成によると、各セルモジュールの上面に、拘束ロッドを受ける凹面が形成されており、この凹面と拘束ロッドの外周面とが圧縮状態の弾性部材を介して密着している。したがって、凹面の凹形状と拘束ロッドの外周面の凸形状とが嵌り合っていることによって、各セルモジュールは、拘束ロッドに対して、セルモジュールの配列方向と直交する方向への動きが固定されている。
【００２６】
これにより、個々のセルモジュールのそれぞれをボルト等で固定することなく、セルモジュールの積層状態の乱れを防止することができる。また、従来部品である拘束ロッドにより積層されたセルモジュールの全てを一括して固定することが可能となる。したがって、部品点数の削減と、組み立て作業効率の向上に大きく寄与する。
【００２７】
凹面と拘束ロッドの外周面との間に圧縮状態の弾性部材を介在させることによる効果は、前記（１）で述べた第一から第四の効果と同様である。
【００２８】
（３）本発明の電源装置は、樹脂製の外殻を有し平板状を呈する複数個のセルモジュールを該セルモジュールの厚み方向に積層して水平に配列することよりなるセルスタックと、該セルモジュールの配列方向の両端のそれぞれに配置されるエンドプレートと、該セルスタックの上方及び下方のそれぞれに配置され各該エンドプレート同士を締結する複数本の拘束ロッドと、該セルスタックが搭載される搭載面が形成されたロアーケースと、該セルスタックと該ロアーケースの搭載面との間に介在する弾性部材と、を備え、
各前記セルモジュールの上面には、前記拘束ロッドを上方から受ける上側受面が形成されていると共に、各該セルモジュールの下面には、前記ロアーケースの前記搭載面と前記弾性部材を介して当接する当接面が形成されており、前記当接面及び前記搭載面のうちのいずれか一方は、凹面として形成されていると共に、該当接面及び該搭載面のうちの他方は、該凹面に対向する凸面として形成されており、該凹面と該凸面との間に前記弾性部材が配置されており、
前記セルスタックの上方の前記拘束ロッドと前記ロアーケースの前記搭載面とにより各前記セルモジュールを上下方向から挟み込み、前記凹面と前記凸面とを圧縮状態の前記弾性部材を介して密着させることによって、各該セルモジュールの鉛直方向及び水平方向の動きが拘束されていることを特徴とする。
【００２９】
このような構成によると、各セルモジュールの下面に形成された当接面及びロアーケースに形成された搭載面のうちのいずれか一方は、凹面として形成されていると共に、他方は、この凹面に対向する凸面として形成されており、凹面と凸面とが圧縮状態の弾性部材を介して密着している。したがって、凹面の凹形状と凸面の凸形状とが嵌り合っていることによって、各セルモジュールは、ロアーケースに対して、セルモジュールの配列方向と直交する方向への動きが固定されている。
【００３０】
これにより、個々のセルモジュールのそれぞれをボルト等で固定することなく、セルモジュールの積層状態の乱れを防止することができる。また、従来部品であるロアーケースにより積層されたセルモジュールの全てを一括して固定することが可能となる。したがって、部品点数の削減と、組み立て作業効率の向上に大きく寄与する。
【００３１】
凹面と凸面との間に圧縮状態の弾性部材を介在させることによる効果は、前記（１）で述べた第一から第四の効果と同様である。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の電源装置によれば、セルモジュールを厚み方向に積層した電源装置の組み立てにおいて、ボルト等による組み付け工程を極めて少なくすることにより、組み立て作業効率を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１実施形態における電源装置の斜視図である。
【図２】第１実施形態における電源装置の分解斜視図である。
【図３】図１におけるＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【図４】図３における要部Ｂを拡大して説明する断面図である。
【図５】第２実施形態における電源装置の断面図である。
【図６】第３実施形態における電源装置の断面図である。
【図７】第４実施形態における電源装置の断面図である。
【図８】従来の電源装置の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の電源装置の実施形態について図面を参照しつつ詳しく説明する。
＜第１実施形態＞
（１）電源装置１０の構成
図１に本実施形態における電源装置の斜視図、図２に本実施形態における電源装置の分解斜視図、図３に図１におけるＡ−Ａ線で切断した断面図、図４に図３における要部Ｂを拡大して説明する断面図を示す。電源装置１０は、例えば、電気自動車や、ハイブリッド電気自動車等の自動車に搭載される大容量の二次電池であり、その長手方向が自動車の幅方向（左右方向）となるように後部座席の下、トランク内、または床下等に設けられた収容室内に配置される。図１に示されている前後左右上下は、それぞれ自動車の前後左右上下に一致している。
【００３５】
電源装置１０は、複数個のセルモジュール１１を積層して配列することよりなるセルスタック１２と、セルモジュール１１の配列方向（図中の左右方向）の両端のそれぞれに配置されるエンドプレート１３と、セルスタック１２の上方及び下方のそれぞれに配置され各エンドプレート１３同士を締結する４本の拘束ロッド１４と、セルスタック１２と上方の拘束ロッド１４との間に介在する弾性部材であるゴム部材１５（図３及び４参照）と、セルスタック１２が搭載されるロアーケース１６とを備えている。
【００３６】
セルモジュール１１は、例えば、ニッケル水素電池等の二次電池であり、単セル（図示せず）を直列接続して樹脂製の扁平な略矩形の箱体に収めてモジュール化したものである。セルモジュール１１の上面には、拘束ロッド１４を上方から受ける上側受面１１ａが２箇所に形成されている。また、セルモジュール１１の下面には、拘束ロッドを下方から受ける下側受面１１ｂが２箇所に形成されている。
【００３７】
上側受面１１ａは、上方から下方に向かって凹形状になっている面であり、拘束ロッド１４の外周面の一部に嵌り合う凹面、例えば、拘束ロッド１４の外周面の一部と相似形状の凹面として形成されている。図３及び図４に示すように、上側受面１１ａは、セルモジュール１１の配列方向に一律の１／３円弧形状を呈している。上側受面１１ａは、本発明の凹面に相当し、上側受面１１ａの表面には、ゴム部材１５が配置される。上側受面１１ａと拘束ロッド１４との間にゴム部材１５が配置できるように、上側受面１１ａの径は、拘束ロッド１４の外径よりも若干大きい径となっている。
【００３８】
下側受面１１ｂは、下方から上方に向かって凹形状になっている面であり、拘束ロッド１４の外周面の一部に嵌り合う凹面、例えば、拘束ロッド１４の外周面の一部と相似形状の凹面として形成されている。図３に示すように、下側受面１１ｂは、セルモジュール１１の配列方向に一律の１／３円弧形状を呈している。下側受面１１ｂは、本発明の凹面には相当せず、下側受面１１ｂの表面には、ゴム部材１５が配置されない。下側受面１１ｂの表面には、ゴム部材１５が配置されないため、下側受面１１ｂの径は、上側受面１１ａの径よりも若干小さい径となっている。
【００３９】
セルモジュール１１の両側面（図１の前側の面及び後側の面）の下部には、セルモジュール１１の下面がセルモジュール１１の幅方向（配列方向と直交する方向、図１の前後方向）に張り出すように張出部１１ｃが形成されている。両張出部１１ｃの下面は、ロアーケース１６の後述する２箇所の搭載面１６ａに当接する面である。
【００４０】
セルモジュール１１の両側面の上部には、一方の側面に正の端子１１ｄと、他方の側面に負の端子１１ｄとが設けられている。セルモジュール１１がその厚み方向に積層されてセルスタック１２となった状態において、セルモジュール１１の各端子１１ｄは、セルモジュール１１の配列方向に、正、負が交互に並ぶように配列している。各端子１１ｄには、ネジ山が形成されており、隣接する正及び負の端子１１ｄ同士が電気的に接続されるように各端子１１ｄにバスバーがナットで固定されて、全てのセルモジュール１１が直列接続されている。
【００４１】
エンドプレート１３は、剛性の高い金属製の板部材である。エンドプレート１３は、セルモジュール１１の配列方向から見て、セルモジュール１１とほぼ等しい平面形状を呈している。エンドプレート１３の両側面の下部にも、セルモジュール１１の張出部１１ｃと同様に、張出部１３ｃが形成されており、この両張出部１３ｃの下面が、ロアーケース１６の後述する２箇所の搭載面１６ａに当接する面となっている。
【００４２】
エンドプレート１３の上部には、前述したセルモジュール１１の２箇所の上側受面１１ａのそれぞれと対応した位置に、エンドプレート１３の厚み方向に貫通する上側ロッド取付孔１３ａが形成されている。上側ロッド取付孔１３ａは、その内径が拘束ロッド１４を組み付けるための後述するボルト１４ａの外径よりも若干大きく、上下に延びる長穴となっている。セルモジュール１１の配列方向の両端のそれぞれにエンドプレート１３を配置した状態において、上側ロッド取付孔１３ａと上側受面１１ａとが一直線に並んでいる。
【００４３】
エンドプレート１３の下部には、前述したセルモジュール１１の２箇所の下側受面１１ｂのそれぞれと対応した位置に、エンドプレート１３の厚み方向に貫通する下側ロッド取付孔１３ｂが形成されている。下側ロッド取付孔１３ｂは、その内径が拘束ロッド１４を組み付けるための後述するボルト１４ａの外径よりも若干大きい円孔となっている。セルモジュール１１の配列方向の両端のそれぞれにエンドプレート１３を配置した状態において、下側ロッド取付孔１３ｂと下側受面１１ｂとが一直線に並んでいる。
【００４４】
エンドプレート１３の張出部１３ｃの最下部には、セルモジュール１１の配列方向外側に向かって延びるリブ１３ｄが形成されており、リブ１３ｄには、上下に貫通したボルト孔１３ｅが形成されている。このボルト孔１３ｅに、ロアーケース１６の後述するボルト１６ｂが挿入される。
【００４５】
拘束ロッド１４は、金属製で外周面が円形のパイプである。拘束ロッド１４の長さは、両エンドプレート１３の配列方向内側の面同士の距離よりも僅かに短い長さとなっている。拘束ロッド１４は、たわみにくい部材である必要がある。具体的には、拘束ロッド１４の両端を持って、一直線に並んだ全上側受面１１ａを上方から一斉に押さえ付けた時に、拘束ロッド１４の中央においても所定の押さえ付け荷重が上側受面１１ａに載荷されるような曲げ剛性を有している必要がある。拘束ロッド１４の両端の内周面には、組立用のボルト１４ａがねじ込まれるネジ山が形成されている。
【００４６】
上側受面１１ａと対向する拘束ロッド１４の外周面、すなわち、拘束ロッド１４の外周面のうちの下部の１／３円弧部分には、ゴム部材１５が貼り付けられている。ゴム部材１５は、厚さが２〜５ｍｍ程度、長さが拘束ロッド１４よりも若干短いゴム板である。
【００４７】
セルスタック１２の上方及び下方の各拘束ロッド１４により各セルモジュール１１を上下方向から挟み込み、図４に示すように、上側受面１１ａと拘束ロッド１４の外周面とを圧縮状態のゴム部材１５を介して密着させる。
【００４８】
ロアーケース１６は、金属製であり、金属板を折り曲げ加工することによって形成されている。ロアーケース１６には、セルモジュール１１の配列方向に延びると共に上方に向かって凸形状になっている断面コ字状の２本の突条が形成されている。この２本の突条の各上面は、セルスタック１２及びエンドプレート１３が搭載される搭載面１６ａである。セルスタック１２及びエンドプレート１３がこの２箇所の搭載面１６ａに跨るように、セルモジュール１１の２箇所の張出部１１ｃの下面、及びエンドプレート１３の２箇所の張出部１３ｃの下面が、搭載面１６ａと当接する。
【００４９】
図３に示すように、ロアーケース１６の搭載面１６ａに、セルモジュール１１が搭載された状態において、ロアーケース１６の上面と、セルモジュール１１の下面との間には、空間が形成されている。この空間内に冷気を送って、隣接するセルモジュール１１の間を経由してセルモジュール１１の上方にこの冷気を通過させることによって、稼働中のセルモジュール１１が冷却される。
【００５０】
搭載面１６ａの両端には、上下に貫通したボルト孔（図示せず）が形成されており、このボルト孔の下方からボルト１６ｂが挿入された状態で、ボルト１６ｂの頭部がロアーケース１６に溶接されている。このボルト１６ｂのネジ部がエンドプレート１３のリブ１３ｄに形成されたボルト孔１３ｅに挿入された後、ボルト１６ｂのネジ部に組立用のナット１６ｃが締め込まれることによって、エンドプレート１３がロアーケース１６に固定される。また、ロアーケース１６には、上下に貫通した多数の取付孔１６ｄがセルモジュール１１の配列方向に並んで形成されており、この取付孔１６ｄを利用して、ロアーケース１６が自動車の収容室内に組み付けられる。
【００５１】
（２）電源装置１０の組み立て
電源装置１０の組み立ては、次のとおりに行う。全セルモジュール１１を積層して配列した後、セルモジュール１１の配列方向の両端のそれぞれにエンドプレート１３を配置して、全セルモジュール１１及び両エンドプレート１３の配列が乱れないように専用の押付機（図示せず）で両エンドプレート１３の配列方向外側の面を仮押さえする。
【００５２】
次に、仮押さえされている全セルモジュール１１の各２箇所の下側受面１１ｂのそれぞれに、ゴム部材１５が貼り付けられていない２本の拘束ロッド１４を下方から当てる。そして、両エンドプレート１３の各２箇所の下側ロッド取付孔１３ｂに挿入した４本のボルト１４ａを、これら２本の拘束ロッド１４の各端部にねじ込んで、２本の拘束ロッド１４により両エンドプレート１３の下部を仮締結する。
【００５３】
次に、仮押さえされている全セルモジュール１１の各２箇所の上側受面１１ａのそれぞれに、ゴム部材１５が貼り付けられている２本の拘束ロッド１４を上方から当てる。そして、専用の押付機（図示せず）を使用して、これら２本の拘束ロッド１４を上方から押さえ付けて、上側受面１１ａと拘束ロッド１４とにより挟まれたゴム部材１５を圧縮状態とする。そして、両エンドプレート１３の各２箇所の上側ロッド取付孔１３ａに挿入した４本のボルト１４ａを、これら２本の拘束ロッド１４の各端部にねじ込んで、２本の拘束ロッド１４により両エンドプレート１３の上部を仮締結する。
【００５４】
次に、専用の押付機（図示せず）を使用して、両エンドプレート１３を配列方向内側に向かって押さえ付けて、隣接するセルモジュール１１同士の接触圧を高める。この状態で、４本の拘束ロッド１４の各端部にねじ込んだ８本のボルト１４ａを本締めして、４本の拘束ロッド１４により両エンドプレート１３を本締結する。
【００５５】
次に、積層一体化した全セルモジュール１１及び両エンドプレート１３を専用の押付機（図示せず）から取り外す。そして、ロアーケース１６の搭載面１６ａの両端のボルト１６ｂにエンドプレート１３のボルト孔１３ｅを外嵌した後、ボルト１６ｂのネジ部に組立用のナット１６ｃを締め込んで、エンドプレート１３をロアーケース１６に固定する。
【００５６】
この状態において、ゴム部材１５の圧縮状態は、図４に示すとおりとなっている。拘束ロッド１４を上方から荷重Ｐで押さえ付けることによって、ゴム部材１５が全面的に圧縮し、ゴム部材１５が圧縮された方向に反力ｐが発生する。この反力ｐは、上側受面１１ａの表面に対して垂直に作用する。すなわち、拘束ロッド１４に作用する鉛直荷重Ｐが、拘束ロッド１４の軸方向と直交する様々な方向への荷重（反力ｐ）として分散する。
【００５７】
この反力ｐによって、セルモジュール１１に付与される様々な方向への慣性力に抗して、セルモジュール１１を安定して保持することが可能となる。例えば、自動車の加速・減速・振動によってセルモジュール１１に付与される慣性力の算出には、水平及び鉛直方向にそれぞれ重力加速度の１０倍程度（１０Ｇ程度）を見込んでおくとよい。そして、セルモジュール１１が様々な方向に動こうとした際に、上側受面１１ａとゴム部材１５との間、または拘束ロッド１４とゴム部材１５との間に隙間が発生することがないような反力ｐを発生させておくことにより、セルモジュール１１を安定して保持することが可能となる。
【００５８】
なお、ゴム部材１５の劣化によって、反力ｐは、時間の経過とともに少しずつ減少する。したがって、ゴム部材１５の劣化を考慮した上で、電源装置１０の耐用年数が経過した時点においても、セルモジュール１１を安定して保持することが可能なように、組み立て時に拘束ロッド１４を上方から押さえ付けておく必要がある。
【００５９】
上述のように、押付機（図示せず）によって、エンドプレート１３と、拘束ロッド１４とを押さえ付けた状態を保ちながら、各ボルト１４ａ及び各ナット１６ｃを本締めして、電源装置１０の組み立てを完了する。
【００６０】
（３）電源装置１０の効果
本実施形態においては、各セルモジュール１１の上面に、拘束ロッド１４を上方から受けるように上方から下方に向かって凹形状になっている上側受面１１ａ（凹面）が形成されており、この上側受面１１ａと拘束ロッド１４の外周面とが圧縮状態のゴム部材１５を介して密着している。したがって、上側受面１１ａの凹形状と拘束ロッド１４の外周面の凸形状とが嵌り合っていることによって、各セルモジュール１１は、拘束ロッド１４に対して、セルモジュール１１の配列方向と直交する方向への動きが固定されている。
【００６１】
これにより、個々のセルモジュール１１のそれぞれをボルト等で固定することなく、セルモジュール１１の積層状態の乱れを防止することができる。また、従来部品である拘束ロッド１４により積層されたセルモジュール１１の全てを一括して固定することが可能となる。したがって、部品点数の削減と、組み立て作業効率の向上に大きく寄与する。
【００６２】
また、拘束ロッド１４とエンドプレート１３とによって各セルモジュール１１の積層状態を保持して、セルモジュール１１をセルスタック１２として組み上げた後に、セルスタック１２を持ち運んでロアーケース１６に組み付けることから、組み付け作業の自由度が高い。
【００６３】
また、上側受面１１ａと拘束ロッド１４との間に圧縮状態のゴム部材１５を介在させることによって、第一の効果として、上側受面１１ａと拘束ロッド１４との間の隙間を埋めて、上側受面１１ａと拘束ロッド１４の外周面とをゴム部材１５を介してガタツキなく密着させることができる。
【００６４】
第二の効果として、ゴム部材１５を圧縮状態とすることによってゴム部材１５に大きな反力ｐを発生させて、このゴム部材１５の反力ｐが、セルモジュール１１に付与される様々な方向への慣性力に抗することによってセルモジュール１１を安定して保持することができる。
【００６５】
第三の効果として、樹脂製の上側受面１１ａにゴム部材１５の反力ｐが長期間載荷されると、上側受面１１ａがクリープ現象によって変形する。このような場合であっても、ゴム部材１５が上側受面１１ａの変形に追随して変形するため、上側受面１１ａとゴム部材１５との間、または拘束ロッド１４とゴム部材１５との間に隙間が発生することがない。
【００６６】
第四の効果として、樹脂製の上側受面１１ａと金属製の拘束ロッド１４との間にゴム部材１５を介在させることによって、セルモジュール１１は、拘束ロッド１４に対して、滑りにくくなる。
＜第２実施形態＞
本実施形態は、第１実施形態におけるセルモジュール１１の構造を変更してセルモジュール２１とした実施形態である。その他の構成部品は、第１実施形態と同一であるため説明を省略する。
【００６７】
図５に本実施形態における電源装置２０の断面図を示す。第１実施形態においては、４本の拘束ロッド１４により各セルモジュール１１を上下方向から挟み込むことによって、各セルモジュール１１の動きが拘束されていた。これに対して、本実施形態においては、２本の拘束ロッド１４と、ロアーケース１６とにより各セルモジュール２１を上下方向から挟み込むことによって、各セルモジュール２１の動きを拘束している。
【００６８】
なお、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、セルモジュール２１の上方及び下方のそれぞれに各２本ずつの拘束ロッド１４が配置されており、これら４本の拘束ロッド１４によって、各エンドプレート同士が締結されている。ここで、セルモジュール２１の下方に配置された２本の拘束ロッド１４は、セルモジュール２１と当接しておらず、各エンドプレート同士の締結にのみ使用されている。
【００６９】
セルモジュール２１の内部構造は、第１実施形態におけるセルモジュール１１と同様である。セルモジュール２１の上面には、拘束ロッド１４を上方から受ける上側受面２１ａが２箇所に形成されている。上側受面２１ａの構造は、第１実施形態における上側受面１１ａの構造と同じである。セルモジュール２１の下面は、平滑な面とされている。
【００７０】
セルモジュール２１の両側面（図５の前側の面及び後側の面）の下部には、セルモジュール２１の下面がセルモジュール２１の幅方向（配列方向と直交する方向、図５の前後方向）に張り出すように張出部２１ｃが形成されている。両張出部２１ｃの下面は、ロアーケース１６の２箇所の搭載面１６ａに当接する当接面２１ｂである。
【００７１】
上側受面２１ａと対向する拘束ロッド１４の外周面、すなわち、拘束ロッド１４の外周面のうちの下部の１／３円弧部分には、ゴム部材１５が貼り付けられている。
【００７２】
ロアーケース１６の２箇所の搭載面１６ａの上に、セルモジュール２１の２箇所の当接面２１ｂを載せて、セルモジュール２１を配列した後、セルモジュール２１の上方の２本の拘束ロッド１４を上方から押さえ付けて、上側受面２１ａと拘束ロッド１４の外周面とを圧縮状態のゴム部材１５を介して密着させる。
【００７３】
電源装置２０の組み立て手順は、仮締結によって積層一体化した全セルモジュール２１をロアーケース１６上に搭載した後に、セルモジュール２１の上方の２本の拘束ロッド１４を上方から押さえ付けること以外は、第１実施形態における電源装置１０の組み立て手順とほぼ同様であるため説明を省略する。
【００７４】
本実施形態においては、各セルモジュール２１の上面に、拘束ロッド１４を上方から受けるように上方から下方に向かって凹形状になっている上側受面２１ａ（凹面）が形成されており、この上側受面２１ａと拘束ロッド１４の外周面とが圧縮状態のゴム部材１５を介して密着している。したがって、上側受面２１ａの凹形状と拘束ロッド１４の外周面の凸形状とが嵌り合っていることによって、各セルモジュール２１は、拘束ロッド１４に対して、セルモジュール２１の配列方向と直交する方向への動きが固定されている。
【００７５】
これにより、個々のセルモジュール２１のそれぞれをボルト等で固定することなく、セルモジュール２１の積層状態の乱れを防止することができる。また、従来部品である拘束ロッド１４により積層されたセルモジュール２１の全てを一括して固定することが可能となる。したがって、部品点数の削減と、組み立て作業効率の向上に大きく寄与する。
＜第３実施形態＞
本実施形態は、第１実施形態におけるセルモジュール１１の構造を変更してセルモジュール３１とすると共に、ロアーケース１６の構造を変更してロアーケース３６とした実施形態である。その他の構成部品は、第１実施形態と同一であるため説明を省略する。
【００７６】
図６に本実施形態における電源装置３０の断面図を示す。第２実施形態においては、セルモジュール２１と拘束ロッド１４との間に圧縮状態のゴム部材１５を介在させていたが、本実施形態においては、セルモジュール３１とロアーケース３６との間に圧縮状態のゴム部材１５を介在させている。
【００７７】
セルモジュール３１の内部構造は、第１実施形態におけるセルモジュール１１と同様である。セルモジュール３１の上面には、拘束ロッド１４を上方から受ける上側受面３１ａが２箇所に形成されている。上側受面３１ａの形状は、第１実施形態における下側受面１１ｂを上下反転させた形状となっている。上側受面３１ａの表面には、ゴム部材１５が配置されないため、上側受面３１ａの径は、第１実施形態における上側受面１１ａの径よりも若干小さい径となっている。セルモジュール３１の下面は、平滑な面とされている。
【００７８】
セルモジュール３１の両側面（図６の前側の面及び後側の面）の下部には、セルモジュール３１の下面がセルモジュール３１の幅方向（配列方向と直交する方向、図６の前後方向）に張り出すように張出部３１ｃが形成されている。両張出部３１ｃの下面には、ロアーケース３６の後述する２箇所の搭載面３６ａにゴム部材１５を介して当接する当接面３１ｂが形成されている。
【００７９】
当接面３１ｂは、下方から上方に向かって凹形状になっている面であり、当接面３１ｂの形状は、第１実施形態における上側受面１１ａを上下反転させた形状となっている。当接面３１ｂは、本発明の凹面に相当し、当接面３１ｂの表面には、ゴム部材１５が配置される。
【００８０】
ロアーケース３６は、金属製であり、金属板を折り曲げ加工することによって形成されている。ロアーケース３６には、セルモジュール３１の配列方向に延びると共に上方に向かって凸形状になっている断面コ字状の２本の突条が形成されている。この２本の突条の各上面には、セルモジュール３１が搭載される搭載面３６ａが形成されている。
【００８１】
搭載面３６ａは、下方から上方に向かって凸形状になっている面であり、拘束ロッド１４の外周面の一部と同一形状の凸面として形成されている。図６に示すように、搭載面３６ａは、セルモジュール３１の配列方向に一律の１／３円弧形状を呈している。搭載面３６ａは、本発明の凸面に相当し、搭載面３６ａの表面には、ゴム部材１５が貼り付けられている。
【００８２】
ロアーケース３６の２箇所の搭載面３６ａの上に、セルモジュール３１の２箇所の当接面３１ｂを載せて、セルモジュール３１を配列した後、セルモジュール３１の上方の２本の拘束ロッド１４を上方から押さえ付けて、当接面３１ｂと搭載面３６ａとを圧縮状態のゴム部材１５を介して密着させる。
【００８３】
電源装置３０の組み立て手順は、仮締結によって積層一体化した全セルモジュール３１をロアーケース３６上に搭載した後に、セルモジュール３１の上方の２本の拘束ロッド１４を上方から押さえ付けること以外は、第１実施形態における電源装置１０の組み立て手順とほぼ同様であるため説明を省略する。
【００８４】
本実施形態においては、各セルモジュール３１の張出部３１ｃの下面に、下方から上方に向かって凹形状になっている当接面３１ｂ（凹面）が形成されていると共に、ロアーケース３６には、下方から上方に向かって凸形状になっている搭載面３６ａ（凸面）が形成されている。そして、当接面３１ｂと搭載面３６ａとが圧縮状態のゴム部材１５を介して密着している。したがって、当接面３１ｂの凹形状と搭載面３６ａの凸形状とが嵌り合っていることによって、各セルモジュール３１は、ロアーケース３６に対して、セルモジュール３１の配列方向と直交する方向への動きが固定されている。
【００８５】
これにより、個々のセルモジュール３１のそれぞれをボルト等で固定することなく、セルモジュール３１の積層状態の乱れを防止することができる。また、従来部品であるロアーケース３６により積層されたセルモジュール３１の全てを一括して固定することが可能となる。したがって、部品点数の削減と、組み立て作業効率の向上に大きく寄与する。
＜第４実施形態＞
本実施形態は、第３実施形態におけるセルモジュール３１の構造を変更してセルモジュール４１とすると共に、ロアーケース３６の構造を変更してロアーケース４６とした実施形態である。その他の構成部品は、第３実施形態と同一であるため説明を省略する。
【００８６】
図７に本実施形態における電源装置４０の断面図を示す。第３実施形態においては、凹形状になっている当接面３１ｂと凸形状になっている搭載面３６ａとの間に圧縮状態のゴム部材１５を介在させていたが、本実施形態においては、凸形状になっている当接面４１ｂと凹形状になっている搭載面４６ａとの間に圧縮状態のゴム部材１５を介在させている。
【００８７】
セルモジュール４１の内部構造は、第１実施形態におけるセルモジュール１１と同様である。セルモジュール４１の上面には、第３実施形態における上側受面３１ａと同一形状の上側受面４１ａが２箇所に形成されている。セルモジュール４１の下面は、平滑な面とされている。
【００８８】
セルモジュール４１の両側面（図７の前側の面及び後側の面）の下部には、セルモジュール４１の下面がセルモジュール４１の幅方向（配列方向と直交する方向、図７の前後方向）に張り出すように張出部４１ｃが形成されている。両張出部４１ｃの下面には、ロアーケース４６の２箇所の搭載面４６ａにゴム部材１５を介して当接する当接面４１ｂが形成されている。
【００８９】
当接面４１ｂは、上方から下方に向かって凸形状になっている面であり、拘束ロッド１４の外周面の一部と同一形状の凸面として形成されている。図７に示すように、当接面４１ｂは、セルモジュール４１の配列方向に一律の１／３円弧形状を呈している。当接面４１ｂは、本発明の凸面に相当し、当接面４１ｂの表面には、ゴム部材１５が配置される。
【００９０】
ロアーケース４６は、金属製であり、金属板を折り曲げ加工することによって形成されている。ロアーケース４６には、セルモジュール４１の配列方向に延びると共に上方に向かって凸形状になっている断面コ字状の２本の突条が形成されている。この２本の突条の各上面には、セルモジュール４１が搭載される搭載面４６ａが形成されている。
【００９１】
搭載面４６ａは、上方から下方に向かって凹形状になっている面であり、第１実施形態における上側受面１１ａと同一形状の凹面として形成されている。搭載面４６ａは、本発明の凹面に相当し、搭載面４６ａの表面には、ゴム部材１５が貼り付けられている。
【００９２】
ロアーケース４６の２箇所の搭載面４６ａの上に、セルモジュール４１の２箇所の当接面４１ｂを載せて、セルモジュール４１を配列した後、セルモジュール４１の上方の２本の拘束ロッド１４を上方から押さえ付けて、当接面４１ｂと搭載面４６ａとを圧縮状態のゴム部材１５を介して密着させる。
【００９３】
電源装置４０の組み立て手順は、仮締結によって積層一体化した全セルモジュール４１をロアーケース４６上に搭載した後に、セルモジュール４１の上方の２本の拘束ロッド１４を上方から押さえ付けること以外は、第１実施形態における電源装置１０の組み立て手順とほぼ同様であるため説明を省略する。また、本実施形態の効果は、第３実施形態の効果とほぼ同様であるため説明を省略する。
＜その他の実施形態＞
本発明の電源装置は、上述した第１〜４の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が行い得る変更、改良等を施した種々の形態にて実施することができることは言うまでもない。
【００９４】
例えば、第１実施形態において、上側受面１１ａをゴム部材１５が配置される本発明の凹面としたが、下側受面にゴム部材１５を配置して、下側受面を本発明の凹面とすることもできる。また、上側受面と下側受面の両方にゴム部材１５を配置して、上側受面と下側受面の両方を本発明の凹面とすることもできる。
【００９５】
また、第１実施形態において、エンドプレート１３を金属製としたが、剛性の高い樹脂製のエンドプレートを用いることもできる。
【００９６】
また、第１実施形態において、拘束ロッド１４とエンドプレート１３とによって各セルモジュール１１の積層状態を保持して、セルモジュール１１をセルスタック１２として組み上げた後に、セルスタック１２を持ち運んでロアーケース１６に組み付けたが、セルモジュール１１及びエンドプレート１３をロアーケース１６上で積層することもできる。
【００９７】
また、第１〜第４実施形態において、セルモジュールの上面の２箇所で、上側受面が拘束ロッド１４を受ける構成としたが、上側受面が拘束ロッド１４を１箇所で受ける構成としてもよいし、３箇所以上で受ける構成としてもよい。
【００９８】
また、第１〜第４実施形態において、ゴム部材１５を拘束ロッド１４またはロアーケースの搭載面に貼り付けたが、ゴム部材を各セルモジュールの上側受面及び当接面に貼り付けてもよい。
【００９９】
また、第１〜第４実施形態において、ゴム部材１５が配置される凹面及び凸面の形状を１／３円弧形状としたが、１／６円弧から１／２円弧までの様々な円弧形状とすることができる。また、ゴム部材１５の反力ｐが、セルモジュールの配列方向と直交する様々な方向へ分散するような凹面及び凸面の形状であれば、凹面及び凸面の形状は、円弧形状に限らず様々な形状とすることができる。例えば、凹面及び凸面の形状を、Ｖ字形状や台形状とすることができる。
【０１００】
また、第１〜第４実施形態において、セルモジュールの配列方向を自動車の左右方向としたが、セルモジュールの配列方向を自動車の前後方向とすることもできる。
【０１０１】
また、第１〜第４実施形態において、セルモジュールを二次電池としたが、セルモジュールを燃料電池とすることもできる。
【符号の説明】
【０１０２】
１０  …  電源装置                        １１  …  セルモジュール
１１ａ…  上側受面（凹面）                １１ｂ…  下側受面
１２  …  セルスタック                    １３  …  エンドプレート
１４  …  拘束ロッド                      １５  …  ゴム部材（弾性部材）
１６  …  ロアーケース                    １６ａ…  搭載面
２０  …  電源装置                        ２１  …  セルモジュール
２１ａ…  上側受面（凹面）                ２１ｂ…  当接面
３０  …  電源装置                        ３１  …  セルモジュール
３１ａ…  上側受面                        ３１ｂ…  当接面（凹面）
３６  …  ロアーケース                    ３６ａ…  搭載面（凸面）
４０  …  電源装置                        ４１  …  セルモジュール
４１ａ…  上側受面                        ４１ｂ…  当接面（凸面）
４６  …  ロアーケース                    ４６ａ…  搭載面（凹面）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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