(57)【要約】  蓄電ユニット１０は、複数の蓄電素子１２を備えた蓄電モジュール１１と、蓄電モジュール１１に積層された放熱部材３８と、外部回路と蓄電モジュール１１とを電気的に接続するスタッドボルト８０と、を備え、スタッドボルト８０は、放熱部材３８を貫通し、外部に配されている。これにより、外部回路とスタッドボルト９０とを接続する作業の効率を向上させることができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蓄電素子を備えた蓄電モジュールと、
前記蓄電モジュールに積層された放熱部材と、
外部回路と前記蓄電モジュールとを電気的に接続する外部接続端子と、を備え、
前記外部接続端子は、前記放熱部材を貫通し、外部に配されている、蓄電ユニット。
【請求項２】
前記蓄電モジュールについて充電又は放電を制御する制御部を有し、
前記制御部は、前記外部回路に接続されるコネクタを備え、前記コネクタと前記外部接続端子とは接続方向が同一である請求項１に記載の蓄電ユニット。
【請求項３】
前記制御部は、前記外部接続端子に接続される中継部を備える請求項２に記載の蓄電ユニット。
【請求項４】
前記放熱部材は、前記放熱部材を貫通する貫通孔が形成されており、前記貫通孔の内側には絶縁性の材料からなる絶縁部材が取り付けられており、前記絶縁部材によって前記外部接続端子と前記放熱部材とが電気的に絶縁されている請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の蓄電ユニット。
【請求項５】
前記放熱部材は保持部材に組み付けられており、
前記絶縁部材は、前記保持部材と摺接することにより前記放熱部材を前記保持部材に対して適正な位置に案内する案内部を有する、請求項４に記載の蓄電ユニット。
【請求項６】
前記絶縁部材が複数設けられ、
前記絶縁部材には、ヒンジが設けられ、前記ヒンジには前記外部接続端子を覆う端子カバーが取り付けられており、
前記ヒンジは、前記絶縁部材のうち前記放熱部材の中央寄りに設けられている請求項４または請求項５に記載の蓄電ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載された技術は、複数の蓄電素子を備えた蓄電ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のキャパシタを備えたキャパシタユニットとして、特開２００５-９４９４３号公報が知られている。このキャパシタユニットは、複数のキャパシタを備えたキャパシタブロックと、キャパシタブロックに充電または放電を行うための充放電回路からなる制御回路部と、を備える。キャパシタユニットと制御回路部とは、ケース内に収納されている。制御回路部には、充放電を行う際に発生する回路部品の発熱を抑えるための放熱板が配されている。放熱性を向上させるためには放熱板をケースの外部に配することが考えられる。【０００３】
しかし、放熱板をケースの外部に配したとしても、放熱板は金属製なので、ケースの内部に配されたキャパシタユニットからの電力を外部に取り出すための端子の配置に苦慮する。【０００４】
この点につき、特許４７５８８６１号公報には、ヒートシンクに非導電性樹脂からなる端子台が、導電性の固定部を介して固定された端子台が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−９４９４３号公報
【特許文献２】特許第４７５８８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献２に係る構成によっても、端子台は放熱板の一方の面に取り付けられていることから、ケースの内部から外部へと回路を配索することは困難であった。このため、外部回路と蓄電モジュールとを電気的に接続するための外部端子を、外部回路との取り付け作業の行いやすい位置に配することは困難であった。【０００７】
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、外部回路との接続作業の効率が向上した蓄電ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書に記載された技術は、蓄電ユニットであって、複数の蓄電素子を備えた蓄電モジュールと、前記蓄電モジュールに積層された放熱部材と、外部回路と前記蓄電モジュールとを電気的に接続する外部接続端子と、を備え、前記外部接続端子は、前記放熱部材を貫通し、外部に配されている。【０００９】
上記の構成によれば、外部接続端子は、放熱部材を貫通し、外部に配されている。これにより、外部回路と外部接続端子とを接続する作業の効率を向上させることができる。【００１０】
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。【００１１】
前記蓄電モジュールについて充電又は放電を制御する制御部を有し、前記制御部は、前記外部回路に接続されるコネクタを備え、前記コネクタと前記外部接続端子とは接続方向が同一である。【００１２】
上記の構成によれば、外部回路に対して、制御部、及び蓄電モジュールを電気的に接続する作業を行う際に、同一の方向から行うことができる。これにより、外部回路と、蓄電ユニットとを電気的に接続する作業を効率よく行うことができる。【００１３】
前記制御部は、前記外部接続端子に接続される中継部を備える。【００１４】
上記の構成によれば、外部接続端子に中継部を接続することにより、制御部と蓄電モジュールとを電気的に接続することができる。【００１５】
前記放熱部材は、前記放熱部材を貫通する貫通孔が形成されており、前記貫通孔の内側には絶縁性の材料からなる絶縁部材が取り付けられており、前記絶縁部材によって前記外部接続端子と前記放熱部材とが電気的に絶縁されている。【００１６】
上記の構成によれば、外部接続端子と放熱部材とを確実に絶縁することができる。【００１７】
前記放熱部材は保持部材に組み付けられており、前記絶縁部材は、前記保持部材と摺接することにより前記放熱部材を前記保持部材に対して適正な位置に案内する案内部を有する。【００１８】
上記の構成によれば、比較的に重い放熱部材を、保持部材に対して容易に取り付けることができる。【００１９】
前記絶縁部材が複数設けられ、前記絶縁部材には、ヒンジが設けられ、前記ヒンジには前記外部接続端子を覆う端子カバーが取り付けられており、前記ヒンジは、前記絶縁部材のうち前記放熱部材の中央寄りに設けられている。【００２０】
上記の構成によれば、端子カバーは、絶縁部材のうち放熱部材の中央寄りの位置に配されたヒンジを軸として回動することにより、外部接続端子を露出させ、又は、遮蔽するようになっている。本構成によれば、端子カバーの回動軸が放熱部材の中央寄りに設けられているので、端子カバーの開閉作業が容易となるから、外部接続端子と外部回路とを接続する作業の効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本明細書に記載された技術によれば、蓄電ユニットの放熱性を向上させることができると共に、蓄電ユニットと外部回路とを接続する作業の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態１に係る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におけるＩＩＩ―ＩＩＩ断面図
【図４】図２におけるＩＶ−ＩＶ線断面図
【図５】図２におけるＶ−Ｖ線断面図
【図６】図２におけるＶＩ―ＶＩ線断面図
【図７】蓄電ユニットを示す正面図
【図８】放熱部材を示す斜視図
【図９】端子カバーが閉じられた状態の絶縁部材を示す斜視図
【図１０】端子カバーが取り付けられていない状態の絶縁部材を示す斜視図
【図１１】保持部材を示す斜視図
【図１２】保持部材を示す平面図
【図１３】保持部材を示す底面図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
＜実施形態１＞
実施形態１を図１ないし図１３を参照しつつ説明する。蓄電ユニット１０（図１）は、例えば、電気自動車やハイブリット自動車等の車両(図示せず)に搭載される。車両には、バッテリ等からなる主電源と、ランプ等の車載電装品や駆動モータ等からなる負荷と、を接続する電力供給経路が配されている。蓄電ユニット１０は、電力供給経路に接続され、例えば、エンジンのアイドルストップ時やエンジンの再始動時の補助電源及び充放電の制御装置として用いることができる。
【００２４】
以下の説明では、図１におけるＸ方向を右方とし、Ｙ方向を前方とし、Ｚ方向を上方として説明する。また、複数の同一部材については、一部の部材にのみ符号を付し、他の部材については符号を省略することがある。
【００２５】
（蓄電ユニット１０）
蓄電ユニット１０は、複数（本実施形態では４個）の蓄電素子１２を有する蓄電モジュール１１と、外部に露出された放熱部材３８と、蓄電モジュール１１と放熱部材３８との間に配された制御部３０と、図示しない外部回路と電気的に接続されるものであって、且つ、蓄電モジュール１１と電気的に接続されたスタッドボルト８０（外部接続端子の一例）と、を備える。放熱部材３８は、制御部３０を介して蓄電モジュール１１に積層されている。
【００２６】
（蓄電モジュール１１）
蓄電モジュール１１は、図３に示すように、主電源よりも容量の小さい補助電源として用いられる複数（本実施形態では４つ）の蓄電素子１２と、蓄電素子１２を収容する合成樹脂製の蓄電素子ケース１６と、図示しない電極端子間を接続する金属製の接続部材２５と、を備えている。
【００２７】
複数の蓄電素子１２は、各蓄電素子ケース１６に、上下２段に配置され、それぞれ内部に図示しない蓄電要素が収容された扁平な直方体状の本体部の端面から垂直に一対の電極端子が突出している。複数の蓄電素子１２は、異極の電極端子が複数の接続部材２５で接続されることで全体が直列接続されている。
【００２８】
接続部材２５は、銅合金等の金属板材からなり、ナット等の公知の手法により電極端子に接続されている。
【００２９】
（制御部３０）
制御部３０は、蓄電モジュール１１について充電又は放電を制御する。より詳細に説明すると、制御部３０は、蓄電素子１２の状態を検知し、蓄電素子１２の状態に応じて、蓄電素子の充電状態、又は放電状態を制御するものであって、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータやインバータ等の機能を有する。制御部３０は、回路基板３１と、回路基板３１に実装される電子部品(図示せず)と、回路基板３１に電気的に接続されるコネクタ３５（コネクタの一例）を備えている。
【００３０】
図３及び図５に示すように、回路基板３１は、絶縁板に図示しない導電路が印刷されてなる。回路基板３１の導電路には、バスバー３３が接続されている。回路基板３１のうち、バスバー３３が接続された面と反対側の面には、放熱部材３８の平坦な面が固定されている。回路基板３１の導電路には図示しない電子部品が接続されている。
【００３１】
コネクタ３５は、詳細には図示しないが、半田付け等の公知の手段により、回路基板３１の導電路に電気的に接続されている。
【００３２】
（放熱部材３８）
図８に示すように、放熱部材３８は、アルミニウム合金や銅合金等の熱伝導性が高い金属材料からなり、下面側が平坦で、上面側に多数の放熱フィン３９が並んで配されている。放熱フィン３９は外部に露出している。通電時に、回路基板３１で発生した熱は、放熱部材３８から外部に放熱される。放熱部材３８には、保持部材５０に金属のネジ４０でネジ留めするための複数の挿通孔４１が形成されている。
【００３３】
放熱部材３８の前端部には、左右両端部寄りの位置に、絶縁部材４２が挿通される貫通孔４３が形成されている。貫通孔４３の周囲には、放熱フィン３９は形成されていない。
【００３４】
貫通孔４３の周囲には、２つのボス４４が上方に突出している。ボス４４にはネジ孔４５が形成されている。このネジ孔４５にネジ４６が螺合されることにより、絶縁部材４２と放熱部材３８とが固定されるようになっている。
【００３５】
（絶縁部材４２）
図９に示すように、絶縁部材４２は絶縁性の合成樹脂からなる。絶縁部材４２にはヒンジ４７を介して、絶縁性の合成樹脂からなる端子カバー４８が回動可能に取り付けられている。ヒンジ４７は、絶縁部材４２のうち、放熱部材３８の左右方向について中央寄りの位置に配されている。端子カバー４８に形成されたロック部４９Ａと、絶縁部材４２に形成された被ロック部４９Ｂとが弾性的に係止することにより、端子カバー４８が閉じられた状態で保持されるようになっている。
【００３６】
図１０に示すように、絶縁部材４２には、ネジ４６が挿通される挿通孔９０が上下方向に貫通されている。また、絶縁部材４２には、スタッドボルトを貫通させるための貫通孔９１が上下に貫通されている。
【００３７】
絶縁部材４２の下端部には、下方に突出する案内部９４が形成されている。案内部９４は、保持部材５０に形成された案内孔５２の内壁に摺接しながら、案内孔５２の内部に収容されるようになっている（図４参照）。
【００３８】
（保持部材５０）
図１１に示すように、保持部材５０は、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属材料からなり、例えば、アルミダイキャストで成形され、図３に示すように、制御部３０に対向配置される長方形の板状の仕切り壁５１と、仕切り壁５１の周縁部から上方に張り出す上側周壁５５と、仕切り壁５１の周縁部から下方に張り出す下側周壁６４とを備えている。
【００３９】
仕切り壁５１は、制御部３０の全体を覆う大きさの長方形状であって、制御部３０に対して隙間を空けて対向配置されている（図３〜図６参照）。これにより、回路基板３１と仕切り壁５１との間には空間が形成されている。この空間内に空気層により、蓄電モジュール１１で発生した熱が、回路基板３１に伝達されにくくなっている。
【００４０】
図４及び図１３に示すように、仕切り壁５１の下面には、下方に突出する下側ボス５３が形成されている。下側ボス５３にはネジ孔５３Ａが形成されている。蓄電モジュール１１は、仕切り壁５１の下面に固定されるようになっている。
【００４１】
仕切り壁５１の下面に蓄電モジュール１１が下方から重ねられた状態で、ネジ１９が、下側ボス５３のネジ孔５３Ａに螺合されることにより、蓄電モジュール１１が仕切り壁５１に固定されている。
【００４２】
図１１及び図１２に示すように、仕切り壁５１の上面には、上方に突出する上側ボス５４が形成されている。上側ボス５４にはネジ孔５４Ａが形成されている。このネジ孔５４Ａにネジ４０が螺合されることにより、放熱部材３８が仕切り壁５１に固定されるようになっている。
【００４３】
仕切り壁５１の前端部には、左右両端部に、絶縁部材４２の案内部９４が挿通される案内孔５２が形成されている。案内孔５２の周囲には、上側周壁５５の内面から内方に膨出された形状をなす包囲壁５６が形成されている。これにより、案内孔５２は、上側周壁５５と、包囲壁５６とによって前後左右方向が囲まれた態様になっている。
【００４４】
図４に示すように、案内孔５２の孔縁と、案内部９４とが摺接することにより、放熱部材３８が保持部材５０に対して適切な位置に配されるようになっている。
【００４５】
図１１に示すように、包囲壁５６には下方に陥没する陥没部５８が形成されている。この陥没部５８には、中継部２８が配設されるようになっている。
【００４６】
保持部材５０の前端部に位置する上側周壁５５には、コネクタ３５が取り付けられる取り付け部６０が、形成されている。取り付け部６０は、上側周壁５５が下方に陥没した形状に形成されている。
【００４７】
（カバー６８）
カバー６８は、絶縁性の合成樹脂製であって、長方形の板状の底壁６９と、底壁６９の側縁から立設される側壁７０と、を備えている。
【００４８】
側壁７０の上端縁には、枠状をなす複数（本実施形態では８つ）の被係止部７１が形成されている。この被係止部７１は、下側周壁６４のうち、被係止部７１に対応する位置に形成された係止部６５と弾性的に係合するようになっている。被係止部７１と係止部６５とが係合することにより、カバー６８と保持部材５０とが組み付けられるようになっている。
【００４９】
（電気的接続構造）
蓄電モジュール１１には、一対の出力端子１５が設けられている。出力端子１５は、図示しない電極端子と、接続部材２５を介して電気的に接続されている。図６に示すように、出力端子１５は、スタッドボルト８０と電気的に接続されている。
【００５０】
図３に示すように、回路基板３１の端部から左右方向に突出したバスバー３３が、複数回、直角曲げされることにより、中継部２８が形成されている。この中継部２８には、回路基板３１と反対側の端部に、スタッドボルト８０の軸部が挿通される挿通孔２９が形成されている。中継部２８と、出力端子１５とは、互いに重ねられた状態で、スタッドボルト８０に配されている。
【００５１】
スタッドボルト８０に、外部回路に接続された図示しない端子が接続されることにより、外部回路と、中継部２８、及び出力端子１５とが電気的に接続されるようになっている。これにより、外部回路は、中継部２８を介して制御部３０と電気的に接続されるようになっている。また、外部回路は、出力端子１５を介して、蓄電モジュール１１と電気的に接続されるようになっている。スタッドボルト８０の軸部は、放熱部材３８を貫通して、放熱部材３８の外部に配されている。
【００５２】
また、外部回路に接続された図示しないコネクタがコネクタ３５に接続されることにより、外部回路と、制御部３０の導電路とが電気的に接続される。
【００５３】
なお、本実施形態においては、蓄電ユニット１０は、放熱部材３８が上側に配される姿勢としたが、これに限られず、放熱部材３８が下側に配される姿勢としてもよく、蓄電ユニット１０は、必要に応じて任意の姿勢で車両に取り付けることができる。
【００５４】
本実施形態の作用、効果について説明する。本実施形態に係る蓄電ユニット１０は、複数の蓄電素子１２を備えた蓄電モジュール１１と、放熱部材３８と、外部回路と蓄電モジュール１１とを電気的に接続するスタッドボルト８０と、を備え、スタッドボルト８０は、放熱部材３８を貫通し、放熱部材３８の外部に配されている。
【００５５】
本実施形態によれば、制御部３０で発生した熱は放熱部材３８に伝達される。この放熱部材３８は外部に露出しているので、制御部３０から伝達された熱は、効率よく外部に放散される。これにより、蓄電ユニット１０の放熱性を向上させることができる。
【００５６】
また、スタッドボルト８０は、外部に露出した放熱部材３８と電気的に絶縁された状態で、且つ、放熱部材３８を貫通し、放熱部材３８の外部に配されている。これにより、スタッドボルト８０は、確実に蓄電ユニット１０の外部に露出した位置に配される。この結果、外部回路とスタッドボルト８０とを接続する作業の効率を向上させることができる。
【００５７】
また、本実施形態によれば、蓄電モジュール１１について充電又は放電を制御する制御部３０を有し、制御部３０は、外部回路に接続されるコネクタ３５、を備え、コネクタ３５、とスタッドボルト８０とは接続方向が同一である。
【００５８】
上記の構成によれば、外部回路に対して、制御部３０、及び蓄電モジュール１１を電気的に接続する作業を行う際に、外部に露出した放熱部材３８側から行うことができる。これにより、外部回路と、蓄電ユニット１０とを電気的に接続する作業を効率よく行うことができる。
【００５９】
具体的に説明すると、作業者は、スタッドボルト８０、コネクタ３５と、外部回路との接続を、図１における前方（接続方向の一例）から行うことができる。図７には、前方から見て、スタッドボルト８０、コネクタ３５が、視認できるようになっている。このため、作業者は、外部回路と、蓄電ユニット１０とを電気的に接続する作業を、一方向（本実施形態では前方）から行えばよい。
【００６０】
また、本実施形態においては、制御部３０は、スタッドボルト８０に接続される中継部２８を備える。
【００６１】
上記の構成によれば、スタッドボルト８０に中継部２８を接続することにより、制御部３０と蓄電モジュール１１とを電気的に接続することができる。
【００６２】
また、本実施形態によれば、放熱部材３８には、放熱部材３８を貫通する貫通孔４３が形成されており、貫通孔４３の内側には絶縁性の材料からなる絶縁部材４２が取り付けられており、絶縁部材４２によってスタッドボルト８０と放熱部材３８とが電気的に絶縁されている。
【００６３】
上記の構成によれば、スタッドボルト８０と放熱部材３８とを確実に絶縁することができる。
【００６４】
また、本実施形態によれば、放熱部材３８は保持部材５０に組み付けられており、絶縁部材４２は、保持部材５０と摺接することにより放熱部材３８を保持部材５０に対して適正な位置に案内する案内部９４を有する。
【００６５】
上記の構成によれば、比較的に重い放熱部材３８を、保持部材５０に対して容易に取り付けることができる。
【００６６】
また、本実施形態によれば、絶縁部材４２が複数（本実施形態では２つ）設けられ、絶縁部材４２には、ヒンジ４７が設けられ、ヒンジ４７にはスタッドボルト８０を覆う端子カバー４８が取り付けられており、ヒンジ４７は、絶縁部材４２のうち放熱部材３８の中央寄りに設けられている。
【００６７】
上記の構成によれば、端子カバー４８は、絶縁部材４２のうち放熱部材３８の中央寄りの位置に配されたヒンジ４７を軸として回動することにより、スタッドボルト８０を露出させ、又は、遮蔽するようになっている。本実施形態によれば、端子カバー４８の回動軸が放熱部材３８の中央寄りに設けられているので、端子カバー４８の開閉作業が容易となるから、スタッドボルト８０と外部回路とを接続する作業の効率を向上させることができる。
【００６８】
＜他の実施形態＞
本発明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発明の技術的範囲に含まれる。
【００６９】
（１）本実施形態においては、制御部３０は１枚の回路基板３１としたが、２枚以上の回路基板としてもよい。
【００７０】
（２）本実施形態では、保持部材５０は金属製であったが、合成樹脂製であってもよく、必要に応じて任意の材料を選択することができる。
【００７１】
（３）本実施形態においては、カバー６８は、絶縁性の合成樹脂製としたが、金属製としてもよい。
【００７２】
（４）本実施形態においては、蓄電素子１２は、電池としたが、これに限られず、キャパシタとしてもよい。
【００７３】
（５）本実施形態においては、１つの蓄電ユニット１０に含まれる蓄電素子１２の数は４つとしたが、これに限られず、２〜３つ、又は５つ以上としてもよい。
【００７４】
（６）コネクタ３５は省略してもよい。
【００７５】
（７）案内部９４は省略してもよい。
【００７６】
（８）ヒンジ４７は、絶縁部材４２の任意の位置に設けられる構成としてもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１０：蓄電ユニット
１１：蓄電モジュール
１２：蓄電素子
２８：中継部
３０：制御部
３５：コネクタ
３８：放熱部材
４２：絶縁部材
４３：貫通孔
４７：ヒンジ
４８：端子カバー
５０：保持部材
８０：スタッドボルト
９４：案内部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2017073258.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年2月24日(2017.2.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蓄電素子を備えた蓄電モジュールと、
前記蓄電モジュールに積層された放熱部材と、
外部回路と前記蓄電モジュールとを電気的に接続する外部接続端子と、を備え、
前記外部接続端子は、前記放熱部材を貫通し、外部に配されており、前記放熱部材は、前記放熱部材を貫通する貫通孔が形成されており、前記貫通孔の内側には絶縁性の材料からなる絶縁部材が取り付けられており、前記絶縁部材によって前記外部接続端子と前記放熱部材とが電気的に絶縁されており、
前記絶縁部材が複数設けられ、
前記絶縁部材には、ヒンジが設けられ、前記ヒンジには前記外部接続端子を覆う端子カバーが取り付けられており、
前記ヒンジは、前記絶縁部材のうち前記放熱部材の中央寄りに設けられている、蓄電ユニット。
【請求項２】
前記蓄電モジュールについて充電又は放電を制御する制御部を有し、
前記制御部は、前記外部回路に接続されるコネクタを備え、前記コネクタと前記外部接続端子とは接続方向が同一である請求項１に記載の蓄電ユニット。
【請求項３】
前記制御部は、前記外部接続端子に接続される中継部を備える請求項２に記載の蓄電ユニット。
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
前記放熱部材は保持部材に組み付けられており、
前記絶縁部材は、前記保持部材と摺接することにより前記放熱部材を前記保持部材に対して適正な位置に案内する案内部を有する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の蓄電ユニット。
【請求項６】
（削除）
【国際調査報告】
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2017073258.tif 000017
2017073258.tif 000018
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