(57)【要約】【課題】コストを低減し、蓄電素子の固定作業が容易な蓄電モジュールを提供する。【解決手段】蓄電モジュール１０は、表面に凹部１５が形成された外装体１４を有する蓄電素子１２と、蓄電素子１２を保持する保持部材５０と、蓄電素子１２と保持部材５０とを収容するケースカバー３１と、を備える。保持部材５０およびケースカバー３１には、外装体１４の凹部１５と対応する位置に、凹部１５を受け入れる受け部５３，３１Ａが形成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に凸部および凹部のうち少なくとも一方が形成された外装体を有する蓄電素子と、
前記蓄電素子を保持する保持部材と、
前記蓄電素子と前記保持部材とを収容するケースと、を備えた蓄電モジュールであって、
前記保持部材および前記ケースのうち少なくとも一方には、前記外装体の前記凸部および前記凹部の少なくとも一方と対応する位置に、前記凸部および前記凹部の少なくとも一方を受け入れる受け部が形成されている蓄電モジュール。
【請求項２】
前記外装体と前記保持部材の受け部との間および前記外装体と前記ケースの受け部との間のうち少なくとも一方には、弾性変形する弾性部材が配されている請求項１に記載の蓄電モジュール。
【請求項３】
前記保持部材および前記ケースの双方に前記受け部が形成されている請求項１または請求項２に記載の蓄電モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の蓄電素子を接続してなる蓄電モジュールにおいては、振動により蓄電素子がずれると電気的な接続信頼性に問題が生じることがあるため、耐振動性に優れたものが求められている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−９４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１には、ホルダに、両面テープ（接合材）で蓄電素子を固定し、固定板をホルダにネジ止めすることにより蓄電素子を固定し耐振動性を高めた構造が提案されている。
しかしながら、上記のような構造では蓄電素子を固定するために、ネジ穴を形成した固定板やネジが必要であるうえに、ネジ止め作業が必要であるので、材料コストが高く、固定作業に手間がかかるという問題があった。
【０００５】
本発明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、コストを低減し、蓄電素子の固定作業が容易な蓄電モジュール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】
【０００６】
上記課題を解決するものとして本発明は、表面に凸部および凹部のうち少なくとも一方が形成された外装体を有する蓄電素子と、前記蓄電素子を保持する保持部材と、前記蓄電素子と前記保持部材とを収容するケースと、を備えた蓄電モジュールであって、前記保持部材および前記ケースのうち少なくとも一方には、前記外装体の前記凸部および前記凹部の少なくとも一方と対応する位置に、前記凸部および前記凹部の少なくとも一方を受け入れる受け部が形成されている蓄電モジュールである。
【０００７】
本発明において、保持部材およびケースのうち少なくとも一方には、蓄電素子の外装体の凸部および凹部のうち少なくとも一方を受け入れる受け部が形成されているから、蓄電素子を保持部材に保持させてケースに収容するだけで、蓄電素子の凸部および凹部のうち少なくとも一方が受け部に受け入れられ、蓄電素子がケース内で固定される。
【０００８】
その結果、本発明によれば、ねじ等の固定部材は不要であるうえに、固定作業に手間がかからないので、コストを低減し、蓄電素子の固定作業が容易な蓄電モジュールを提供することができる。
【０００９】
本発明は以下の構成としてもよい。
前記外装体と前記保持部材の受け部との間および前記外装体と前記ケースの受け部との間のうち少なくとも一方には、弾性変形する弾性部材が配されていてもよい。このような構成とすると、弾性部材が弾性変形して凸部および凹部の少なくとも一方を受け入れるので、耐振動性を高めることができる。
【００１０】
前記保持部材および前記ケースの双方に前記受け部が形成されていてもよい。このような構成とすると、保持部材の受け部およびケースの受け部がそれぞれ、蓄電素子の表面の凸部および凹部の少なくとも一方を受け入れるので、蓄電素子を確実に固定することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、コストを低減し、蓄電素子の固定作業が容易な蓄電モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態１の蓄電モジュールの斜視図
【図２】蓄電モジュールの分解斜視図
【図３】蓄電素子を保持部材及びケースに保持させる様子を正面側から模式的に示した一部断面図
【図４】蓄電素子を保持部材及びケースに保持させる様子を上面側から模式的に示した一部断面図
【図５】蓄電素子を保持部材及びケースに保持させる様子を模式的に示した断面図
【図６】実施形態２の蓄電モジュールを構成する蓄電素子を保持部材及びケースに保持させる様子を正面側から模式的に示した一部断面図
【図７】蓄電素子を保持部材及びケースに保持させる様子を上面側から模式的に示した一部断面図
【図８】蓄電素子を保持部材及びケースに保持させる様子を模式的に示した断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図５によって説明する。
本実施形態の蓄電モジュール１０は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両の回生ブレーキシステムの補助電源装置として使用される。以下の説明において図１〜図３の上下方向を上下とし、図４の右側を奥方向とし、左側を手前側とする。
【００１４】
蓄電モジュール１０は、図２に示すように、表面に凹部１５が形成された外装体１４を有するキャパシタ１２（蓄電素子の一例）と、キャパシタ１２を保持する保持部材５０と、キャパシタ１２と保持部材５０とを収容するケースカバー３１（ケースの一例）と、を備える。
【００１５】
また、本実施形態の蓄電モジュール１０はキャパシタ１２に電力を充電するＤＣ-ＤＣコンバータ４１を備えるコンバータユニット４０を備える。
【００１６】
（キャパシタ１２）
キャパシタ１２は、円筒状をなしており、その上面には正極および負極の電極端子１３が上方に突出形成されている。隣り合うキャパシタ１２は逆極性の電極端子１３が隣り合うように配置されており、隣り合うキャパシタ１２の正極の電極端子１３と負極の電極端子１３とが接続部材２１，２２を介して電気的に接続されている。電極端子１３の略中央にはネジ孔１３Ａが形成されており、このネジ孔１３Ａには接続部材２１，２２を接続するためのステンレス製のボルト（図示せず）が螺合される。
【００１７】
キャパシタ１２は円筒状の外装体１４を有しておりその内部には蓄電要素（図示せず）が収容されている。外装体１４はアルミニウム製である。外装体１４の表面には、図３に示すように、円周方向に沿って溝状の凹部１５が４本形成されている。
【００１８】
（接続部材２１，２２）
キャパシタ１２の電極端子１３が接続される接続部材２１，２２は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅または銅合金などの導電性板材からなり、保持部材５０の上面に配される。本実施形態では図２に示すように、７つの接続部材２１，２２により、隣り合うキャパシタ１２同士が電気的に接続されるとともに、詳細は図示しないが、キャパシタ１２とＤＣ−ＤＣコンバータ４１とが電気的に接続される。
【００１９】
接続部材２１，２２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ４１とキャパシタ１２とを電気的に接続する第１接続部材２１と、隣り合うキャパシタ１２を電気的に接続する第２接続部材２２と、を備える。
【００２０】
第１接続部材２１には、電極端子１３を接続するためのボルトを挿通可能なボルト挿通孔２３Ａが１つと、ＤＣ−ＤＣコンバータ４１との接続のためのボルト（図示せず）を挿通可能なボルト挿通孔２３Ｂが１つと、外部機器（図示せず）との接続のためのボルトを挿通可能な外部接続ボルト孔２３Ｃが１つずつ貫通して設けられている。第２接続部材２２には、電極端子１３を接続するためのボルト２５を挿通可能なボルト挿通孔２３Ａが２つずつ貫通して設けられている。第１接続部材２１および第２接続部材２２には、図２に示すように、検知用回路基板２８に接続される端子部２４が上方に突出形成されている。
【００２１】
（検知用回路基板２８）
接続部材２１，２２に接続される検知用回路基板２８は、接続部材２１，２２の上側に配される。検知用回路基板２８には、第１接続部材２１および第２接続部材２２の端子部２４が接続される接続孔２９が形成されている。
【００２２】
（カバー３０）
保持部材５０は４つのカバー３０により覆われている。カバー３０は、保持部材５０の前面と背面とをそれぞれ覆う２つのケースカバー３１、ならびに、保持部材５０の上面を覆うアッパーカバー３４，３６（第１アッパーカバー３４及び第２アッパーカバー３６）からなる。
【００２３】
ケースカバー３１は保持部材５０の前面と背面とに取り付けられて保持部材５０を収容するケースの一部として機能する。各ケースカバー３１の左側面、右側面および底面には、保持部材５０に設けたケースカバー係止突部５５を受け入れて係止する係止孔３３が形成されている。
【００２４】
各ケースカバー３１のキャパシタ１２を覆う側の壁面３１Ａは、図２に示すように、キャパシタ１２の側面形状に沿って弧状をなしており、その上端には、アッパーカバー３４を係止するアッパーカバー係止突部３２が２つ形成されている。
【００２５】
アッパーカバー３４，３６は、図２に示すように、検知用回路基板２８を覆うように取り付けられる第１アッパーカバー３４と、コンバータユニット４０及び熱遮蔽部６２の上部を覆うように取り付けられる第２アッパーカバー３６と、を備える。
【００２６】
第１アッパーカバー３４には、ケースカバー３１に設けたアッパーカバー係止突部３２を受け入れて係止する係止孔３５が突出形成されている。
【００２７】
第２アッパーカバー３６には、保持部材５０のコンバータ保持部５７に設けたカバー係止突部５９を受け入れて係止する係止孔３７が設けられている。
【００２８】
（コンバータユニット４０）
コンバータユニット４０は、図２に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ４１と、ＤＣ−ＤＣコンバータ４１の電圧などを制御する制御部材４７と、ＤＣ−ＤＣコンバータ４１の熱を外部に放熱する金属製の放熱部材４５とを備える。
【００２９】
キャパシタ１２に電力を充電するＤＣ−ＤＣコンバータ４１は、図２に示すように、直方体状をなしている。ＤＣ−ＤＣコンバータ４１の正面側および背面側に配される面には保持部材５０のコンバータ保持部５７に係合する係合部４２が設けられている。
【００３０】
ＤＣ−ＤＣコンバータ４１の底面には、下方に突出する２つのコネクタ部４３が設けられている。ＤＣ−ＤＣコンバータ４１の左側面には放熱フィン４６が設けられた放熱部材４５が取り付けられるようになっており、ＤＣ−ＤＣコンバータ４１の右側面には、板状の制御部材４７が取り付けられるようになっている。
【００３１】
ＤＣ−ＤＣコンバータ４１には、ＤＣ−ＤＣコンバータ４１とキャパシタ１２とを電気的に接続するための第３接続部材４９が接続される。
【００３２】
制御部材４７の上部には、第３接続部材４９を挿通可能な接続部材挿通孔４８が設けられている。第３接続部材４９は第１接続部材２１および第２接続部材２２と同様に、アルミニウム、アルミニウム合金、銅または銅合金などの導電性板材からなる。
【００３３】
第３接続部材４９の２つの端部には、ＤＣ−ＤＣコンバータ４１に接続されるコンバータ接続部４９Ａと、第１接続部材２１のボルト挿通孔２３Ｂに重ねられ、ボルト２６を挿通可能なボルト挿通孔４９Ｂとがそれぞれ形成されている。第３接続部材４９の両端部の間には屈曲部４９Ｃが形成されておりＬ字状をなしている。
【００３４】
第３接続部材４９のボルト挿通孔４９Ｂの上には、第１接続部材２１のボルト挿通孔２３Ｂが重ねられる。第３接続部材４９のボルト挿通孔４９Ｂと第１接続部材２１のボルト挿通孔２３Ｂとが重なり合って形成される１つの孔にはボルトが挿通され、このボルトを保持部材５０の凹み部に収容したナット（図示せず）に螺合させることによりキャパシタ１２とＤＣ−ＤＣコンバータ４１とが電気的に接続される。
【００３５】
（保持部材５０）
キャパシタ１２とコンバータユニット４０とを保持する保持部材５０は、絶縁樹脂材料からなる。保持部材５０は、キャパシタ１２を保持するキャパシタ保持部５１と、コンバータユニット４０を保持するコンバータ保持部５７と、キャパシタ保持部５１とコンバータ保持部５７との間に設けられた熱遮蔽部６２とを備える。
【００３６】
コンバータ保持部５７には、ＤＣ−ＤＣコンバータ４１の係合部４２を係合する被係合部５８が設けられている。また、コンバータ保持部５７には第２アッパーカバー３６を係止するカバー係止突部５９が形成されている。
【００３７】
キャパシタ保持部５１の左側面、右側面および底面にはケースカバー３１の係止孔３３に係合するケースカバー係止突部５５が形成されている。キャパシタ保持部５１の上面には、電極端子１３を受け入れ可能なＵ字状の凹み部５６が形成されている。
【００３８】
キャパシタ保持部５１は、図２に示すように、キャパシタ１２が収容・保持されるキャパシタ収容部５２を備える。
【００３９】
（キャパシタ１２の固定構造）
キャパシタ１２は、保持部材５０のキャパシタ収容部５２に収容された状態でケースカバー３１を保持部材５０に係止させることにより固定されている。
【００４０】
本実施形態では、図３〜５に示すように、ケースカバー３１および保持部材５０の双方に、キャパシタ１２の外装体１４の表面に形成された凹部１５を受け入れる受け部３１Ａが形成されている。
【００４１】
各ケースカバー３１のキャパシタ１２を覆う壁の内壁面には、キャパシタ１２の外装体１４の表面に形成した凹部１５と対応する位置に、外装体１４の凹部１５に嵌りこむリブ状の受け部３１Ａが形成されている。また、保持部材５０のキャパシタ収容部５２には、キャパシタ１２の外装体１４の表面に形成した凹部１５と対応する位置に、外装体１４の凹部１５に嵌りこむ保持凸部５３が設けられている（受け部の一例）。
【００４２】
（蓄電モジュール１０の組み付け方法）
以下、蓄電モジュール１０の組み付け方法について説明する。
ＤＣ−ＤＣコンバータ４１に制御部材４７および放熱部材４５を取り付けてコンバータユニット４０を組み立てる。ＤＣ−ＤＣコンバータ４１に第３接続部材４９のコンバータ接続部４９Ａを接続し、第３接続部材４９のボルト挿通孔４９Ｂが形成されている端部を制御部材４７の接続部材挿通孔４８に挿通させて、制御部材４７をＤＣ−ＤＣコンバータ４１の右側面側に取り付ける。次に放熱部材４５をＤＣ−ＤＣコンバータ４１の左側面側に嵌めこむと、コンバータユニット４０が得られる。
【００４３】
コンバータユニット４０を保持部材５０のコンバータ保持部５７に取り付ける。コンバータユニット４０を保持部材５０のコンバータ保持部５７に配して挿入すると、保持部材５０の被係合部５８とＤＣ−ＤＣコンバータ４１の係合部４２とが係合して抜け止めされ、第３接続部材４９のボルト挿通孔４９Ｂが形成された端部が、保持部材５０の上面に配される。
【００４４】
次に、保持部材５０のキャパシタ収容部５２に、キャパシタ１２を、隣り合うキャパシタ１２の電極端子１３が逆極性となるように３本ずつ並べて収容し、キャパシタ１２の電極端子１３を保持部材５０の凹み部５６に嵌め込む。キャパシタ１２をキャパシタ収容部５２に差し込むとキャパシタ１２の外装体１４に形成された凹部１５には、キャパシタ収容部５２（保持部材５０）に形成した保持凸部５３が嵌り込み奥方向へ案内される。
【００４５】
次に第２接続部材２２を、ボルト挿通孔２３Ａが対応する電極端子１３の上に重なるように配し、第１接続部材２１を、ボルト挿通孔２３Ａが端部の電極端子１３に重なるように配するとともに、ボルト挿通孔２３Ｂが第３接続部材４９のボルト挿通孔４９Ｂの上に重なるように配する。
【００４６】
次に、電極端子１３，１３間を接続する各接続部材２１，２２のボルト挿通孔２３Ａにボルトを挿通させ、当該ボルトをキャパシタ１２の電極端子１３のネジ孔１３Ａに螺合させる。また、第１接続部材２１のボルト挿通孔２３Ｂと第３接続部材４９のボルト挿通孔４９Ｂとが重なり合って形成される１つの孔にボルトを挿通させ、当該ボルトを保持部材５０に収容されたナットに螺合させると、キャパシタ１２とＤＣ−ＤＣコンバータ４１とが電気的に接続可能となる。
【００４７】
次に、検知用回路基板２８の接続孔２９に第１接続部材２１の端子部２４および第２接続部材２２の端子部２４が挿通されるように検知用回路基板２８を上から差し込んで、端子部２４と接続孔２９とを接続する。
【００４８】
次にケースカバー３１を、キャパシタ収容部５２を覆うように、保持部材５０の正面側と背面側から取り付ける。このとき、ケースカバー３１のキャパシタ１２を覆う壁の内壁面に形成された受け部３１Ａを、キャパシタ１２の外装体１４の表面に形成した凹部１５と対応させるようにして、取り付けると、ケースカバー３１の受け部３１Ａがキャパシタ１２の凹部１５に嵌りこむ。
【００４９】
そして、ケースカバー３１の左側面、右側面および底面に形成された係止孔３３に、保持部材５０に設けたケースカバー係止突部５５が嵌りこむと、ケースカバー３１が保持部材５０に係止され、これによりキャパシタ１２が固定される。
【００５０】
次に、第１アッパーカバー３４と第２アッパーカバー３６とを保持部材５０の上方に取り付ける。第１アッパーカバー３４の係止孔３５にケースカバー３１に設けたアッパーカバー係止突部３２が嵌りこむと第１アッパーカバー３４がケースカバー３１に係止される。第２アッパーカバー３６の係止孔３７に、保持部材５０のカバー係止突部５９がはまり込むと、第２アッパーカバー３６が保持部材５０に係止される。これにより図１に示すような蓄電モジュール１０が得られる。
【００５１】
（本実施形態の作用および効果）
本実施形態によれば、以下の作用、効果を奏する。
本実施形態において、保持部材５０およびケースカバー３１には、キャパシタ１２の外装体１４の凹部１５を受け入れる受け部５３，３１Ａが形成されているから、キャパシタ１２を保持部材５０に保持させてケースカバー３１を取り付けて収容するだけで、キャパシタ１２の凹部１５が受け部３１Ａ，５３に受け入れられ、キャパシタ１２がケースカバー３１内で固定される。
【００５２】
その結果、本実施形態によれば、ねじ等の固定部材は不要であるうえに、固定作業に手間がかからないので、コストを低減し、キャパシタ１２の固定作業が容易な蓄電モジュール１０を提供することができる。
【００５３】
また本実施形態によれば、保持部材５０およびケースカバー３１の双方に受け部５３，３１Ａが形成されているから、保持部材５０の保持凸部５３（受け部５３）およびケースカバー３１の受け部３１Ａがそれぞれ、外装体１４の表面の凹部１５を受け入れるので、キャパシタ１２を確実に固定することができる。
【００５４】
＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図６ないし図８によって説明する。本実施形態の蓄電モジュールは、保持部材７０と外装体１４との間および保持部材７０とケースカバー８１の間に、それぞれ弾性部材６６を備えるという点およびケースカバー８１の受け部８１Ａおよび保持部材７０の受け部７３の構成が実施形態１と相違する。実施形態１と同様の構成については同一の符号を付し重複した説明は省略する。図中７１はキャパシタ保持部である。
【００５５】
ケースカバー８１の内壁面には、図７および図８に示すようにキャパシタ１２の外装体１４の周面に沿って中央部が凹んだ受け部８１Ａが設けられている。受け部８１Ａはキャパシタ１２の外装体１４の凹部１５のうち、１番上の凹部１５よりも下方の領域に配されるようになっている（図６参照）。
【００５６】
キャパシタ収容部７２の内壁面には、図７および図８に示すようにキャパシタ１２の外装体１４の周面に沿って中央部が凹んだ受け部７３が設けられている。受け部７３はキャパシタ１２の外装体１４の凹部１５のうち、１番上の凹部１５よりも下方の領域に配されるようになっている（図６参照）。
【００５７】
弾性部材６６としては、弾性変形可能な材料からなるものを用いることができる。具体的には、発泡ポリエチレン、発泡ポリプロピレン、発泡ポリウレタンなどの発泡樹脂、ゴム類などがあげられる。
【００５８】
弾性部材６６はキャパシタ収容部７２の受け部７３およびケースカバー８１の受け部８１Ａの表面に取り付けられている。本実施形態において保持部材７０にキャパシタ１２を保持させると図６〜図８に示すように、外装体１４の凹部１５に弾性部材６６が入り込む。
【００５９】
ケースカバー８１を取り付けると弾性部材６６が外装体１４の凹部１５に入り込み、ケースカバー８１を保持部材７０に係止させることにより、キャパシタ１２は弾性部材６６を介して保持部材５０およびケースカバー８１に固定される。上記以外の構成は概ね実施形態１と同様である。
【００６０】
本実施形態には、実施形態１と同様の効果に加えて以下の効果がある。
本実施形態によれば、外装体１４と保持部材７０の受け部７３との間、外装体１４とケースカバー８１の受け部８１Ａとの間に弾性変形する弾性部材６６が配されており、弾性部材６６が弾性変形して凹部１５を受け入れるので、耐振動性を高めることができる。
【００６１】
＜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。
（１）上記実施形態では蓄電素子としてキャパシタ１２を例示したが、蓄電素子はリチウムイオン電池などの電池であってもよい。
（２）上記実施形態では、ネジ孔１３Ａが形成された電極端子１３にボルトを螺合させて電極端子１３と接続部材２１，２２とを接続する例を示したが、電極端子がボルト状をなしていてナット締めにより電極端子と接続部材とを接続してもよい。
（３）上記実施形態では、保持部材５０およびケースカバー３１の双方に受け部５３，３１Ａを備える例を示したが、保持部材およびケースのいずれか一方のみに受け部を備える構成であってもよい。
（４）上記実施形態では、外装体１４に凹部１５が形成されたキャパシタ１２を示したが、外装体に凸部が形成されたものや、凸部と凹部の双方が形成されたものであってもよい。
（５）上記実施形態２では、外装体１４と保持部材７０の受け部７３との間および外装体１４とケースカバー８１の受け部８１Ａとの間の双方に弾性部材６６が配されている例を示したが、弾性部材はいずれか一方のみに配されている構成であってもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１０…蓄電モジュール
１２…キャパシタ（蓄電素子）
１４…外装体
１５…凹部
３１，８１…ケースカバー（ケース）
３１Ａ，８１Ａ…受け部
５０，７０…保持部材
５１，７１…キャパシタ保持部
５２，７２…キャパシタ収容部
５３…保持凸部（受け部）
６６…弾性部材
７３…受け部
【図１】
2015088634.tif 000003
【図２】
2015088634.tif 000004
【図３】
2015088634.tif 000005
【図４】
2015088634.tif 000006
【図５】
2015088634.tif 000007
【図６】
2015088634.tif 000008
【図７】
2015088634.tif 000009
【図８】
2015088634.tif 000010