(57)【要約】      （修正有）【課題】蓄電素子の個体差を考慮することなく蓄電素子のがたつきを抑制して固定することが可能な電源モジュールと蓄電素子を提供する。【解決手段】電源モジュールは、係合凸部４０を含むスペーサ４と、外装体３０と、外装体の外面３３に設けられ、スペーサ４の係合凸部と当接する係合凹部３５とを含む電池３とを備える。係合凸部を上方から係合凹部に圧入すると係合凸部は、塑性変形した状態で係合凹部に係合する。この結果、圧入後スペーサの係合凸部は、自らの復元力により、係合凹部に密着する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１当接部を含むスペーサと、
外装体と、前記外装体の外面に設けられ、前記スペーサの第１当接部と当接する第２当接部とを含む蓄電素子とを備える、電源モジュール。
【請求項２】
前記外装体は、極板が積層されて構成された発電要素を収容しており、
前記第２当接部は、前記外装体の外面のうち、前記極板の積層方向に平行な前記外面に設けられている、請求項１に記載の電源モジュール。
【請求項３】
前記外装体は、端子が設けられた端子面を有し、
前記スペーサの前記第１当接部は、前記端子面と直交する方向から、前記第２当接部に当接するように構成されている、請求項１または２に記載の電源モジュール。
【請求項４】
前記第１当接部は、第１係合部を有し、
前記第２当接部は、前記第１係合部と係合する第２係合部を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電源モジュール。
【請求項５】
前記第１係合部または前記第２係合部のいずれか一方は、楔形形状を有し、
前記第１係合部または前記第２係合部のいずれか他方は、前記楔形形状に対応する凹形状を有する、請求項４に記載の電源モジュール。
【請求項６】
端子が設けられた端子面を有する外装体と、
前記外装体の外面に設けられ、前記端子面と直交する方向から外部部材に当接される当接部とを備える、蓄電素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電源モジュールおよび蓄電素子に関し、特に、スペーサと蓄電素子とを備えた電源モジュールおよびその電源モジュールに用いられる蓄電素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スペーサと蓄電素子とを備えた電源モジュールが知られている（たとえば、特許文献１および２参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、複数の電池（蓄電素子）と、複数の電池の上側および下側にそれぞれ配置された一対のスペーサシートとを備える中間組立体（電源モジュール）が開示されている。
【０００４】
また、上記特許文献２には、単電池の厚み方向に積層された複数の単電池（蓄電素子）と、複数の単電池を厚み方向に拘束する拘束バンドと、厚み方向における長さを調整するとともに、複数の単電池を所定の圧力で拘束するための複数のスペーサ部材とを備える組電池（電源モジュール）が開示されている。この特許文献２における組電池では、複数の単電池の厚みと複数のスペーサ部材の厚みとを合計した厚み方向の長さが規定の長さになるように、スペーサ部材の枚数が調整されている。これにより、スペーサ部材により単電池の厚みのばらつきを吸収した状態で、複数の単電池を固定するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−３７８６６号公報
【特許文献２】特開２００９−２０００５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１の中間組立体では、複数の電池の上下方向の長さにばらつきがある場合には、上側および下側の両方のスペーサシートに当接する電池以外に、スペーサシートのいずれか一方にしか当接しない電池が存在してしまうと考えられる。このため、中間組立体に振動が加えられた場合に、加えられた振動に起因して、スペーサシートの他方に当接しない電池が中間組立体内でがたつくという問題点がある。
【０００７】
また、上記特許文献２の組電池では、複数の単電池を所定の圧力で拘束するために、スペーサ部材の枚数を組電池毎に異ならせる必要があるため、組電池にする際に、複数の単電池の個体差を考慮してスペーサ部材の枚数を決定する必要があるだけでなく、スペーサ部材の枚数が合わずに十分な圧力で拘束できない場合には、単電池ががたついてしまうという問題点がある。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、蓄電素子の個体差を考慮することなく蓄電素子のがたつきを抑制することが可能な電源モジュールおよびその電源モジュールに用いられる蓄電素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の第１の局面による電源モジュールは、第１当接部を含むスペーサと、外装体と、外装体の外面に設けられ、スペーサの第１当接部と当接する第２当接部とを含む蓄電素子とを備える。なお、「スペーサ」とは、蓄電素子と蓄電素子が収容される部材との間の隙間に配置される部品のことを意味する。
【００１０】
この発明の第１の局面による電源モジュールでは、蓄電素子の外装体の外面に、スペーサの第１当接部と当接する第２当接部を設けることによって、スペーサの第１当接部と蓄電素子の第２当接部とを互いに当接させることにより、スペーサによって蓄電素子が当接方向に移動するのを規制することができるので、蓄電素子の個体差に関係なく、蓄電素子が当接方向にがたつくのを抑制することができる。これにより、蓄電素子の大きさに個体差があっても、スペーサの大きさや数量を調整することなく蓄電素子を固定することができる。
【００１１】
上記第１の局面による電源モジュールにおいて、好ましくは、外装体は、極板が積層されて構成された発電要素を収容しており、第２当接部は、外装体の外面のうち、極板の積層方向に平行な外面に設けられている。ここで、蓄電素子の発電要素は、製造ばらつきにより極板の積層方向の厚みにばらつきが生じたり、充放電が繰り返されることにより劣化して極板が膨張することがある。このため、外装体の外面のうち、極板の積層方向に垂直な外面は、当該外面に関する寸法にばらつきが生じやすい。これに対して、極板の積層方向に平行な外面は、発電要素の積層方向の厚みのばらつきの影響を受け難く、また、劣化による極板の膨張の影響も受け難い。したがって、極板の積層方向に平行な外面に関する寸法には、ばらつきが生じにくい。これらのことから、第２当接部を、外装体の外面のうち、極板の積層方向に平行な外面に設けることによって、蓄電素子の寸法にばらつきがあっても、極板の積層方向に平行な外装体の外面にはばらつきが生じにくいので、スペーサの第１当接部と蓄電素子の第２当接部との当接状態をより確実に維持することができる。
【００１２】
上記第１の局面による電源モジュールにおいて、好ましくは、外装体は、端子が設けられた端子面を有し、スペーサの第１当接部は、端子面と直交する方向から、第２当接部に当接するように構成されている。ここで、電源モジュールの中の蓄電素子の端子面は、他の蓄電素子との接続等のために外部に対して露出する必要があるので、電源モジュールにおいて、蓄電素子の端子面と直交する方向は、外部に対して開放可能になっている。したがって、スペーサの第１当接部を開放された端子面と直交する方向から第２当接部に当接させることができるので、スペーサの第１当接部と蓄電素子の第２当接部とを容易に当接させることができる。
【００１３】
上記第１の局面による電源モジュールにおいて、好ましくは、第１当接部は、第１係合部を有し、第２当接部は、第１係合部と係合する第２係合部を有する。このように構成すれば、スペーサの第１係合部と蓄電素子の第２係合部とを互いに係合させることができるので、蓄電素子ががたつくのを効果的に抑制することができる。
【００１４】
この場合、好ましくは、第１係合部または第２係合部のいずれか一方は、楔形形状を有し、第１係合部または第２係合部のいずれか他方は、楔形形状に対応する凹形状を有する。このように構成すれば、スペーサの第１係合部と蓄電素子の第２係合部とを、楔形形状と楔形形状に対応する凹形状とで互いに係合させることができるので、がたつきをより効果的に抑制することができる。また、第１係合部と第２係合部とが対応する形状を有していることによって、第１係合部と第２係合部とを容易に係合させることができる。
【００１５】
この発明の第２の局面による蓄電素子は、端子が設けられた端子面を有する外装体と、外装体の外面に設けられ、端子面と直交する方向から外部部材に当接される当接部とを備える。
【００１６】
この発明の第２の局面による蓄電素子では、蓄電素子の外装体の外面に、スペーサの第１当接部と当接する第２当接部を設けることによって、スペーサの第１当接部と蓄電素子の第２当接部とを互いに当接させることにより、スペーサによって蓄電素子が当接方向に移動するのを規制することができるので、蓄電素子の個体差に関係なく、蓄電素子が当接方向にがたつくのを抑制することができる。これにより、蓄電素子の大きさに個体差があっても、スペーサの大きさや数量を調整することなく蓄電素子を固定することができる。また、当接部に、何も配置されていない端子面と直交する方向から外部部材を当接させることができるので、外部部材に当接部を容易に当接させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、蓄電素子の大きさに個体差があっても、スペーサの大きさや数量を調整することなく蓄電素子を固定することが可能な電源モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態による電源モジュールを示した斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態による電源モジュールを示した分解斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態による電源モジュールの電池とスペーサとを示した斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態による電池収容本体のＸ１側の壁部を仮想的に取り外した状態で、電源モジュールをＸ１方向から見た側面図である。
【図５】本発明の第１実施形態による係合凸部と係合凹部とを示した拡大図である。
【図６】本発明の第１実施形態による電池収容本体のＹ１側の壁部を仮想的に取り外した状態で、電源モジュールをＹ１方向から見た側面図である。
【図７】本発明の第１実施形態の第１変形例による電池収容本体のＹ方向と直交する方向の壁部を仮想的に取り外した状態で、電源モジュールをＹ方向と直交する方向から見た側面図である。
【図８】本発明の第１実施形態の第２変形例による電源モジュールを示した分解斜視図である。
【図９】本発明の第１実施形態の第２変形例による電池収容本体のＹ方向と直交する方向の壁部を仮想的に取り外した状態で、電源モジュールをＹ方向と直交する方向から見た側面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態における電源モジュールを示した上面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態における電池収容本体のＹ方向と直交する方向の壁部を仮想的に取り外した状態で、電源モジュールをＹ方向と直交する方向から見た側面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態における電源モジュールを示した上面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態における電池収容本体のＸ２側の壁部を仮想的に取り外した状態で、電源モジュールをＸ２方向から見た側面図である。
【図１４】本発明の第４実施形態における電源モジュールを示した側面図である。
【図１５】本発明の第１実施形態の第３変形例による係合凸部と係合凹部とを示した拡大図である。
【図１６】本発明の第１実施形態の第４変形例による係合凸部と係合凹部とを示した拡大図である。
【図１７】本発明の第１実施形態の第５変形例による係合凸部と係合凹部とを示した拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
（第１実施形態）
まず、図１〜図６を参照して、本発明の第１実施形態による電源モジュール１００の構成について説明する。
【００２１】
本発明の第１実施形態による電源モジュール１００は、図１および図２に示すように、箱型状の電池収容本体１と、電池収容本体１の上側（Ｚ１側）に設けられた開口部を覆う蓋体２と、電池収容本体１の収容部１ａに収容される４つの電池３および一対のスペーサ４と、を備えている。また、蓋体２は、図２に示すように、６つの締結部材５によって、電池収容本体１に固定されるように構成されている。電池収容本体１および蓋体２はともに鋼製であり、金型を使用して製作されるため寸法精度は高い。なお、電池３は、本発明の「蓄電素子」の一例であり、スペーサ４は、本発明の「スペーサ」および「外部部材」の一例である。
【００２２】
４つの電池３は、図２および図３に示すように、電池収容本体１の長手方向（Ｙ方向）に所定の間隔Ｄ１を隔てて、端子面３３ａが電池収容本体１の開口部側（Ｚ１側）になるように、収容部１ａ内に並べて配置されている。また、一対のスペーサ４は、４つの電池３のＸ１側の側面３３ｂおよびＸ２側の側面３３ｃ側に位置するようにそれぞれ配置されており、図２に示すように、４つの電池３を電池収容本体１の短手方向（Ｘ方向）から挟み込むように、４つの電池３と電池収容本体１の収容部１ａとの間に配置されるように構成されている。
【００２３】
スペーサ４は、所定以上の応力に対して若干変形可能な硬質の樹脂材料により構成されている。また、スペーサ４は、電池３の並び方向であるＹ方向に延びる板状部材からなる。また、図４に示すように、スペーサ４のＹ方向における長さＬ１は、電池収容本体１の収容部１ａのＹ方向における長さと略同一になるように構成されている。これにより、スペーサ４は、収容部１ａに配置された状態で、Ｙ方向の移動が規制されるように構成されている。
【００２４】
また、スペーサ４の下部（Ｚ２側の部分）には、４つの係合凸部４０が形成されている。この係合凸部４０は、Ｙ方向に一定間隔Ｄ２を隔てて形成されているとともに、Ｚ２側に下方（Ｚ２方向）に向かってＹ方向の幅が狭くなるような楔形形状（台形形状）に突出するように形成されている。また、楔形形状の係合凸部４０は、図５に示すように、下方（Ｚ２方向）に向かって傾斜する一対の傾斜部４０ａの下端同士を接続するようにＹ方向に延びる底部４０ｂを有している。なお、係合凸部４０は、本発明の「第１当接部」および「第１係合部」の一例である。
【００２５】
電池３は、図３に示すように、角形のリチウムイオン電池であり、アルミニウム合金からなる箱型状の外装体３０と、巻回型の発電要素３１（図３の破線）と、一対の電極端子３２とを含んでいる。外装体３０は上端に開口を有する開口箱状の容器３０ａと板状の蓋部３０ｂとから構成されており、ともにアルミニウム合金製である。発電要素３１は、正極板および負極板からなる極板３１ａとセパレータ３１ｂとが積層方向（Ｙ方向およびＺ方向）に積層するように長円筒状に巻回された状態で、容器３０ａの内部に配置される。そして、容器３０ａの開口箇所に蓋部３０ｂを嵌合し、レーザー溶接等の溶接により容器３０ａと蓋部３０ｂとを接合する。その後、図示しない注液口から電解液を注液し、注液口を封止することによって電池３が完成する。
【００２６】
このとき、極板３１ａの厚さばらつきや発電要素３１の巻回時におけるテンションのばらつきなどの製造ばらつきにより、発電要素３１の主積層方向であるＹ方向の厚みにばらつきが生じ、このため、電池３のＹ方向の厚みにもばらつきが生じる。同様に、発電要素３１のＺ方向の長さにもばらつきが生じる。そして、容器３０ａと蓋部３０ｂとの溶接時には、発電要素３１のＺ方向の長さのばらつきや容器３０ａと蓋部３０ｂとの嵌合具合のばらつき等により、溶接後に完成した外装体３０の上下方向（Ｚ方向）の長さにもばらつきが生じる。
【００２７】
また、発電要素３１は、充放電が繰り返されることにより劣化して膨張しやすい。その際、発電要素３１は、巻回軸Ａの延びるＸ方向にはほとんど膨張しない一方、Ｚ方向には若干膨張し、極板３１ａが積層されるＹ方向（主積層方向）には大きく膨張する。これにより、外装体３０の外面３３のうち、Ｙ方向に直交するＹ１側の側面３３ｄおよびＹ２側の側面３３ｅは、発電要素３１のＹ方向への膨張によって変形しやすい一方、極板の積層方向（Ｙ方向およびＺ方向）に平行なＸ１側の側面３３ｂおよびＸ２側の側面３３ｃは、発電要素３１の膨張の影響を受けにくく、変形しにくい。
【００２８】
一対の電極端子３２は、外装体３０の外面３３のうち、上側（Ｚ１側）の端子面３３ａから上方に突出するように設けられている。端子面３３ａは蓋部３０ｂの上面でもある。また、隣り合う電池３の電極端子３２同士は、図示しないバスバーで接続されており、その結果、４つの電池３は直列あるいは並列に接続されている。このように、端子面３３ａは、電源モジュール１００の蓋体２を取り外すと、外部に対して開放されている。
【００２９】
また、外装体３０の外面３３のうち、極板３１ａの積層方向（Ｙ方向およびＺ方向）と平行なＸ１側の側面３３ｂおよびＸ２側の側面３３ｃには、各々、係合部材３４が取り付けられている。この係合部材３４は、所定の厚さを持つ板状に形成されているとともに、外装体３０と同様にアルミニウム合金からなる。また、係合部材３４は、側面３３ｂおよび３３ｃの上下方向（Ｚ方向）の略中央で、かつ、Ｙ方向の中央に取り付けられている。ここで、係合部材３４は、詳細は後述するが、図４に示すように、４つの電池３間で略同一の高さ位置（Ｚ方向における位置）に取り付けられている。つまり、電池３の製造時に生じる電池３の個体差により、電池３の上下方向の大きさが互いに異なり、端子面３３ａが同じ高さ位置に位置しない場合であっても、４つの電池３における係合部材３４の高さ位置は略同一になるように構成されている。
【００３０】
ここで、第１実施形態では、係合部材３４の上部（Ｚ１側の部分）には、凹形状の係合凹部３５が設けられている。この係合凹部３５は、係合部材３４の上部が楔形形状（台形形状）に切り抜かれることによって形成されている。つまり、凹形状の係合凹部３５は、楔形形状の係合凸部４０に対応するように形成されている。なお、係合凹部３５は、図５に示すように、係合部材３４の上端から下方に向かって傾斜する一対の傾斜部３５ａの下端同士を接続するようにＹ方向に延びる底部３５ｂを有している。なお、係合凹部３５は、本発明の「第２当接部」、「第２係合部」および「当接部」の一例である。
【００３１】
また、係合部材３４は、溶接によって、側面３３ｂおよび３３ｃに取り付けられている。取り付けは、電池３の構成部材である容器３０ａの単部材に対して行っている。ここで容器３０ａおよび係合部材３４の個々の部材は金型等により高い寸法精度で製作されている。そして図示しない位置決め治具等を用いて溶接することにより、係合部材３４は容器３０ａの底面からの所定の高さ位置に精度良く溶接される。なお、溶接はスポット溶接やレーザー溶接等によって行われる。この際、容器３０ａと係合部材３４とがともにアルミニウム合金からなることによって、溶接により係合部材３４を容器３０ａ（外装体３０）に容易に取り付けることが可能である。
【００３２】
また、第１実施形態では、図４に示すように、電源モジュール１００のＸ１側において、４つの電池３の側面３３ｂに取り付けられた係合部材３４の係合凹部３５に、スペーサ４の４つの係合凸部４０がそれぞれ上方（Ｚ方向）から挿入されて係合（当接）するように構成されている。また、電源モジュール１００のＸ２側において、４つの電池３の側面３３ｃに取り付けられた係合部材３４の係合凹部３５に、スペーサ４の４つの係合凸部４０がそれぞれ上方から挿入されて係合（当接）するように構成されている。なお、係合凸部４０は、ＸＹ平面上の端子面３３ａと直交する上方（Ｚ１方向）から係合凹部３５に圧入されて係合するように構成されている。
【００３３】
また、スペーサ４の係合凸部４０が電池３の係合凹部３５に圧入された状態で、スペーサ４の上端面４ａは、電池３の端子面３３ａよりも上方（Ｚ１側）に位置するように構成されている。これにより、スペーサ４の係合凸部４０を電池３の係合凹部３５に圧入する際に、電池３の端子面３３ａに圧入工具（たとえば、ハンマーなど）が接触するのを抑制することができるので、係合凸部４０を係合凹部３５に容易に圧入することが可能である。
【００３４】
また、４つの係合凸部４０の間隔Ｄ２は、電池３の間隔Ｄ１と略同一になるように構成されている。これにより、一対のスペーサ４により４つの電池３が固定されることによって、４つの電池３の間隔Ｄ１が略一定に保たれるとともに、４つの電池３は、Ｙ方向への移動が規制されるように構成されている。なお、電池３の間隔Ｄ１は、電池３の厚みｔ１よりも大きく、かつ、各々の電池３の厚みｔ１の個体差を吸収することができるように形成されている。これにより、電池３の製造時に生じる電池３の個体差により、電池３の厚みｔ１にばらつきがある場合であっても、ばらつきに拘わらず、４つの電池３の間隔Ｄ１が略一定に保たれるように構成されている。また、間隔Ｄ１は、使用中における電池３の膨張分も吸収できるように設定されている。
【００３５】
また、４つの電池３において、係合部材３４の高さ位置が略同一になるように構成されていることによって、係合部材３４の係合凹部３５にスペーサ４の係合凸部４０がより確実に係合（当接）させることが可能である。
【００３６】
また、図５に示すように、係合凸部４０の底部４０ｂは、係合凹部３５の底部３５ｂよりもＹ方向に若干大きく形成されている。これにより、スペーサ４の係合凸部４０を上方から係合凹部３５に圧入する際に、スペーサ４の係合凸部４０は、Ｙ方向に縮められる方向に塑性変形した状態で、係合凹部３５に係合するように構成されている。この結果、圧入後のスペーサ４の係合凸部４０の傾斜部４０ａは、圧入前の傾斜部４０ａよりもＹ方向の内側に位置するとともに、圧入後のスペーサ４の係合凸部４０の底部４０ｂは、圧入前の底部４０ｂよりもＹ方向に短くなる。そして、係合凸部４０は、自らの復元力（Ｙ方向に元に戻ろうとする力）により、係合凹部３５に密着するように構成されている。
【００３７】
また、電池３のＸ１側の側面３３ｂおよびＸ２側の側面３３ｃは、図６に示すように、収容部１ａのＸ１側の内面およびＸ２側の内面と間隔Ｄ３を隔ててそれぞれ配置されている。なお、間隔Ｄ３は係合部材３４の厚みｔ２よりも大きくなるように形成されている。これにより、係合部材３４と収容部１ａのＸ１側の内面およびＸ２側の内面とは、間隔（Ｄ３−ｔ２）を隔てるように構成されている。
【００３８】
また、スペーサ４は、電池３と電池収容本体１の収容部１ａとの間に配置されているとともに、収容部１ａの内面と側面３３ｂおよび３３ｃとの隙間の間隔Ｄ３と略同一の厚みｔ３を有している。ここで、電池３の側面３３ｂと側面３３ｃとは、発電要素３１の極板３１ａの積層方向（Ｙ方向およびＺ方向）に平行な外面３３である。これらの側面３３ｂと側面３３ｃとは、発電要素３１のばらつきの影響を受け難い。このため、間隔Ｄ３は４つの電池３間でばらつきが少なく略一定である。よってスペーサ３４の厚みｔ３は電池３毎に調整する必要がなく、その結果、複数の電池モジュール１００を組み立てる際の組立作業性を向上させることが可能である。また、電池３およびスペーサ４が収容部１ａに配置された状態で、一対のスペーサ４がＸ方向の両側の隙間にそれぞれ配置されることによって、４つの電池３は、Ｘ方向への移動が規制されるように構成されている。
【００３９】
また、図６に示すように、スペーサ４が収容部１ａのＸ方向の内面に面接触することにより、スペーサ４と収容部１ａの内面との間に働く摩擦力によって、スペーサ４およびスペーサ４に固定される４つの電池は、Ｚ方向への移動が規制されるように構成されている。これらの結果、スペーサ４により、４つの電池３は、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向の全ての方向において、移動が規制されるように構成されている。この結果、４つの電池３に個体差があっても、１種類のスペーサ４を用いて、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向の全ての方向における４つの電池３の移動が規制されるように構成されている。
【００４０】
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００４１】
第１実施形態では、４つの電池３のＸ１側の側面３３ｂに取り付けられた係合部材３４の係合凹部３５に、Ｘ１側に配置されたスペーサ４の４つの係合凸部４０がそれぞれ係合（当接）するとともに、４つの電池３のＸ２側の側面３３ｃに取り付けられた係合部材３４の係合凹部３５に、Ｘ２側に配置されたスペーサ４の４つの係合凸部４０がそれぞれ係合（当接）するように構成する。これにより、電池３がＺ方向に移動するのをスペーサ４によって規制することができるので、電池３の個体差に関係なく、電池３がＺ方向にがたつくのを効果的に抑制することができる。これにより、電池３の大きさに個体差があっても、スペーサ４の大きさや数量を調整することなく電池３を固定することができる。
【００４２】
また、第１実施形態では、外装体３０の外面３３のうち、極板３１ａの積層方向（Ｙ方向およびＺ方向）と平行な変形しにくい側面３３ｂおよび３３ｃに、係合凹部３５が設けられた係合部材３４を取り付けることによって、電池３の寸法にばらつきがあっても、極板３１ａの積層方向（Ｙ方向およびＺ方向）に平行な側面３３ｂおよび３３ｃにはばらつきが生じにくいので、スペーサ４の係合凸部４０と電池３の係合凹部３５との係合（当接）状態をより確実に維持することができる。
【００４３】
また、第１実施形態では、スペーサ４の係合凸部４０をＸＹ平面上の端子面３３ａと直交する上方（Ｚ１方向）から電池３の係合凹部３５に係合させることによって、スペーサ４の係合凸部４０を、開放された端子面３３ａと直交する上方（Ｚ１方向）から電池３の係合凹部３５に係合（当接）させることができるので、スペーサ４の係合凸部４０と電池３の係合凹部３５とを容易に当接させることができる。
【００４４】
また、第１実施形態では、スペーサ４の係合凸部４０を楔形形状（台形形状）に突出するように形成するとともに、凹形状の係合凹部３５を、楔形形状の係合凸部４０に対応するように形成する。これにより、スペーサ４の係合凸部４０と電池３の係合凹部３５とを、楔形形状と楔形形状に対応する凹形状とで互いに係合させることができるので、電池３ががたつくのを効果的に抑制することができる。また、係合凸部４０と係合凹部３５とが対応する形状を有していることによって、係合凸部４０と係合凹部３５とを容易に係合させることができる。
【００４５】
また、第１実施形態では、４つの電池３において、係合部材３４の高さ位置を略同一にするとともに、スペーサ４の４つの係合凸部４０と４つの電池３の係合凹部３５とをそれぞれ係合させることによって、４つの電池３の間で、Ｚ方向における高さ寸法やＹ方向における厚みにばらつきがある場合であっても、スペーサ４により、ばらつきに拘わらず、電池３のＺ方向およびＹ方向への移動を規制することができる。
【００４６】
また、第１実施形態では、一対のスペーサ４のみを用いて、４つの電池３のＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向の全ての方向の移動を規制することができるので、従来のように電池３同士の間や電池３と収容部１ａとの間の隙間を埋めるようにスペーサを配置する必要がない。これにより、スペーサの枚数を多く必要としないので、電源モジュール１００を軽量化することができる。さらに、電池３同士の間や電池３と収容部１ａとの間の隙間を埋めるために、スペーサ４の形状（大きさや厚み）を異ならせる必要がないので、部品構成を簡素化することができる。
【００４７】
（第１実施形態の第１変形例）
次に、図７を参照して、第１実施形態の第１変形例について説明する。この第１実施形態の第１変形例では、係合部材３４を側面３３ｂおよび３３ｃの上下方向（Ｚ方向）の略中央に設けた上記第１実施形態とは異なり、係合部材３４を側面３３ｂおよび３３ｃのＺ方向の下端近傍に設けた例について説明する。
【００４８】
第１実施形態の第１変形例の電源モジュール２００では、図７に示すように、係合部材３４は、外装体３０の外面３３の側面３３ｂおよび３３ｃのうち、Ｚ方向の下端（Ｚ２側の端部）近傍で、かつ、Ｙ方向の中央に取り付けられている。また、スペーサ２０４は、スペーサ２０４の係合凸部４０が電池３の係合凹部３５に圧入された状態で、スペーサ２０４の上端面２０４ａが電池３の端子面３３ａよりも上方（Ｚ１側）に位置するように、上記第１実施形態と比べて、スペーサ２０４の上部がＺ方向に延びるように形成されている。これにより、上記第１実施形態よりも、スペーサ２０４が収容部１ａの内面に面接触する領域を大きくすることができるので、スペーサ２０４と収容部１ａの内面との間に働く摩擦力がより大きくすることができ、その結果、スペーサ２０４および電池３のＺ方向への移動をより規制することが可能である。
【００４９】
なお、第１実施形態の第１変形例のその他の構成および効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００５０】
（第１実施形態の第２変形例）
次に、図８および図９を参照して、第１実施形態の第２変形例について説明する。この第１実施形態の第２変形例では、上記第１実施形態のスペーサ４とは異なり、スペーサ３０４が電池収容本体３０１に固定される例について説明する。
【００５１】
第１実施形態の第２変形例では、図８に示すように、スペーサ３０４の上端面３０４ａのＹ１側の端部およびＹ２側の端部には、それぞれ、Ｙ１方向およびＹ２方向に突出する鍔部３０４ｂが設けられている。この鍔部３０４ｂは、図９に示すように、締結部材３０５によって、電池収容本体３０１の上面３０１ｂに固定されるように構成されている。
【００５２】
ここで、第１実施形態の第２変形例では、スペーサ３０４の係合凸部４０が電池３の係合凹部３５に圧入された状態で、スペーサ３０４の鍔部３０４ｂの下面が電池収容本体３０１の上面３０１ｂに当接するように、スペーサ３０４の上部の上下方向（Ｚ方向）の長さが設定されている。これにより、スペーサ３０４の係合凸部４０が電池３の係合凹部３５に圧入された状態で、締結部材３０５によりスペーサ３０４が電池収容本体３０１の上面３０１ｂに固定されることによって、スペーサ３０４のＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向の全ての方向の移動が規制されるように構成されている。なお、第１実施形態の第２変形例のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００５３】
第１実施形態の第２変形例では、以下のような効果を得ることができる。
【００５４】
第１実施形態の第２変形例では、４つの電池３のＸ１側の側面３３ｂに取り付けられた係合部材３４の係合凹部３５に、Ｘ１側に配置されたスペーサ３０４の４つの係合凸部４０がそれぞれ係合（当接）するとともに、４つの電池３のＸ２側の側面３３ｃに取り付けられた係合部材３４の係合凹部３５に、Ｘ２側に配置されたスペーサ３０４の４つの係合凸部４０がそれぞれ係合（当接）するように構成する。これにより、上記第１実施形態と同様に、電池３の個体差に関係なく、電池３がＺ方向にがたつくのを効果的に抑制することができる。
【００５５】
また、第１実施形態の第２変形例では、スペーサ３０４の係合凸部４０が電池３の係合凹部３５に圧入された状態で、締結部材３０５によりスペーサ３０４を電池収容本体３０１の上面３０１ｂに固定することによって、スペーサ３０４のＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向の全ての方向の移動を規制する。これにより、スペーサ３０４の移動を確実に抑制することができるので、スペーサ３０４の係合凸部４０に係合凹部３５が係合した４つの電池３において、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向の全ての方向の移動を効果的に規制することができる。なお、第１実施形態の第２変形例のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００５６】
（第２実施形態）
次に、図１０および図１１を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、４つの電池３の係合凹部３５にスペーサ４の係合凸部４０を係合させた上記第１実施形態とは異なり、１つの電池４０３に取り付けられた当接部材４３４の当接部４３５に、スペーサ４０４の当接部４４０を当接させる例について説明する。
【００５７】
本発明の第２実施形態の電源モジュール４００では、図１０および図１１に示すように、箱型状の電池収容本体４０１の収容部４０１ａ内に、１つの円筒型の電池４０３と、一対の板状のスペーサ４０４とが収容されている。なお、電池収容本体４０１の上方に配置される蓋体や内部に配置される発電要素は図示を省略している。円筒型の電池４０３は、上方（Ｚ１側）に一対の電極端子３２が設けられた端子面４３３ａを有する円筒状の外装体４３０を含んでいる。外装体４３０は、端子面４３３ａを含む蓋部４３０ｂと容器４３０ａとで構成されており、蓋部４３０ｂと容器４３０ａとはレーザー溶接などで接合される。この蓋部４３０ｂと容器４３０ａとの接合に際して、電池４０３の高さ寸法にばらつきが生じる。
【００５８】
また、円筒状の外装体４３０の外面４３３のうち、側面４３３ｂには一対の当接部材４３４が設けられている。この一対の当接部材４３４は、上記第１実施形態と同様に、外装体４３０の底面（電池４０３の底面）から所定の高さに位置している。この一対の当接部材４３４は、側面４３３ｂのＸ１側およびＸ２側から、それぞれ、Ｘ１方向およびＸ２方向に突出するように設けられており、外装体４３０の側面４３３ｂに溶接などによって接合されている。なお、電池４０３は、本発明の「蓄電素子」の一例であり、スペーサ４０４は、本発明の「スペーサ」および「外部部材」の一例である。
【００５９】
また、板状のスペーサ４０４は、電池収容本体４０１の収容部４０１ａのＹ方向における長さと略同一になるように構成されていることによって、収容部４０１ａに配置された状態でＹ方向の移動が規制されるように構成されている。また、一対のスペーサ４０４が、電池４０３のＸ方向の両側の隙間にそれぞれ配置されることによって、電池４０３は、Ｘ方向への移動が規制される。
【００６０】
また、電源モジュール４００では、電池４０３の当接部材４３４の上面の当接部４３５に、スペーサ４０４の下面の当接部４４０が面接触（当接）するように構成されている。これにより、電池４０３のＺ方向への移動が規制されるとともに、当接部４３５と当接部４４０との間に働く摩擦力によって、電池４０３のＹ方向の移動もある程度規制されるように構成されている。これらの結果、スペーサ４０４により、電池４０３は、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向のうち、Ｘ方向およびＺ方向への移動が規制されるとともに、Ｙ方向についてもある程度移動が規制される。なお、当接部４３５は、本発明の「第２当接部」および「当接部」の一例であり、当接部４４０は、本発明の「第１当接部」および「当接部」の一例である。 
【００６１】
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００６２】
第２実施形態の電源モジュール４００では、電池４０３のＺ方向における高さ寸法にばらつきがある場合であっても、当接部材４３４は電池４０３の底面からの高さ位置が所定の位置になっているため、個々の電池４０３の高さ寸法に合わせてスペーサ４０４の寸法調整をする必要がない。 
【００６３】
（第３実施形態）
次に、図１２および図１３を参照して、第３実施形態について説明する。この第３実施形態では、一対のスペーサ４を４つの電池３のＸ１側およびＸ２側にそれぞれ配置した上記第１実施形態とは異なり、スペーサ５０４を４つの電池５０３の一方側にのみ配置する例について説明する。
【００６４】
本発明の第３実施形態の電源モジュール５００では、図１２に示すように、箱型状の電池収容本体１の収容部１ａ内に、４つの長円筒型の電池５０３と、１つの板状のスペーサ５０４とが収容されている。なお、電池収容本体１の上方（Ｚ１側）に配置される蓋体は図示を省略している。長円筒型の電池５０３に収容される発電要素５３１では、極板とセパレータとが積層方向（Ｘ方向およびＹ方向）に積層するように巻回されているとともに、巻回軸ＢがＺ方向に延びるように配置されている。電池５０３は、上方に一対の電極端子３２が設けられた端子面５３３ａを有する長円筒状の外装体５３０を含んでいる。なお、外装体５３０は、端子面５３３ａを含む蓋部５３０ｂと容器５３０ａとで構成されており、蓋部５３０ｂと容器５３０ａとの接合に際して、電池５０３の高さ寸法にばらつきが生じる。なお、発電要素５３１は、巻回軸Ｂの延びるＺ方向には略膨張しない一方、Ｘ方向には若干膨張し、Ｙ方向には大きく膨張する。また、４つの電池５０３は、Ｙ方向に所定の間隔を隔てた状態で、電池収容本体１の収容部１ａ内に収容されている。なお、電池５０３は、本発明の「蓄電素子」の一例である。
【００６５】
また、外装体５３０の外面５３３のうち、Ｘ２側の円弧状の側面５３３ｃには、当接部材４３４が外装体５３０の底面（電池５０３の底面）から所定の高さに位置するように取り付けられている。一方、Ｘ１側の円弧状の側面５３３ｂには当接部材４３４は取り付けられていない。ここで、側面５３３ｃは、円弧状に形成されているので、発電要素５３１のＸ方向の膨張をある程度吸収することが可能である。また、４つの電池５０３のＸ１側の側面５３３ｂは、電池収容本体１の収容部１ａの内面に当接するように構成されている一方、４つの電池５０３のＸ２側には、側面５３３ｃと電池収容本体１の収容部１ａとの間に隙間が形成されている。
【００６６】
また、スペーサ５０４は、４つの電池５０３のＸ２側において、側面５３３ｃと電池収容本体１の収容部１ａとの間に配置されている。つまり、上記第１実施形態とは異なり、スペーサ５０４は、１つだけ設けられている。これにより、スペーサ５０４の数を減少させることができるので、部品点数を削減することが可能である。なお、スペーサ５０４は、本発明の「外部部材」の一例である。
【００６７】
また、電源モジュール５００では、図１３に示すように、４つの電池５０３の当接部材４３４の上面の当接部４３５に、スペーサ５０４の下面の当接部４４０が面接触（当接）するように構成されている。これにより、電池５０３のＺ方向への移動が規制されるとともに、当接部４３５と当接部４４０との間に働く摩擦力によって、４つの電池５０３のＹ方向の移動がある程度規制されるように構成されている。また、電池５０３は、電池５０３およびスペーサ５０４が収容部１ａに配置された状態で、Ｘ方向への移動が規制されるように構成されている。この結果、４つの電池５０３は、Ｙ方向に所定の間隔を隔てた状態で、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向の全ての方向における移動が規制されるように構成されている。
【００６８】
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００６９】
第３実施形態の電源モジュール５００では、４つの電池５０３の間でＺ方向における高さ寸法、および、Ｙ方向の厚みにばらつきがある場合であっても、当接部材４３４は電池５０３の底面からの高さ位置が所定の位置になっているため、個々の電池５０３の高さ寸法に合わせてスペーサ５０４の寸法調整をする必要がない。
【００７０】
（第４実施形態）
次に、図１４を参照して、第４実施形態について説明する。この第４実施形態では、外装体３０の外面３３のうち、極板３１ａの積層方向（Ｙ方向およびＺ方向）と平行なＸ１側の側面３３ｂおよびＸ２側の側面３３ｃに、各々、係合部材３４を取り付けた上記第１実施形態とは異なり、電池６０３の端子面６３３ａがスペーサ６０４に係合される枠部材６３４（係合部材）を有する例について説明する。
【００７１】
本発明の第４実施形態の電源モジュール６００では、図１４に示すように、箱型状の電池収容本体６０１の開口部が横向き（Ｘ２側）になるように形成されている。なお、開口部は蓋体で塞がれるが、図示は省略している。また、４つの電池６０３は、Ｙ方向に所定の間隔を隔てた状態で、電池収容本体６０１の収容部１ａ内に横向きに収容されている。つまり、電池６０３の端子面６３３ａがＸ２側に位置するように収容されている。なお、電池６０３は、本発明の「蓄電素子」の一例である。
【００７２】
電池６０３は、角形のリチウムイオン電池であり、アルミニウム合金からなる箱型状の外装体６３０と、スタック型の発電要素６３１（図１４の破線）と、一対の電極端子６３２とを含んでいる。スタック型の発電要素６３１は、複数の極板と複数のセパレータを交互に積層した発電要素である。外装体６３０は、蓋部６３０ｂと容器（図示せず）から構成されており、端子面６３３ａは蓋部６３０ｂのＸ２側の開口部から露出する外面である。一対の電極端子６３２は、外装体６３０の外面６３３のうち、端子面６３３ａに設けられており、長方形形状を有する平板状に形成されている。また、各々の電極端子６３２には、電極端子６３２の全周を覆うように、絶縁部材からなる枠部材６３４が配置されている。この枠部材６３４は、長方形形状の電極端子６３２に対応するように長方形形状の枠状に形成されている。ここで、蓋部６３０ｂと電極端子６３２とはともに金型で加工される金属部品であり、枠部材６３４も金型で樹脂成形されるため、各部品とも寸法精度は高い。このため、枠部材６３４の端子面６３３ａ（蓋部６３０ｂ）上の位置は、複数の電池６０３間でばらつきが少ない。
【００７３】
また、電源モジュール６００は、１つのスペーサ６０４を備えている。このスペーサ６０４の下部（Ｚ２側の部分）には、４つの電池６０３の間隔に対応するように、Ｙ方向に所定の間隔を隔てて形成された４つの係合凹部６４０が形成されている。この係合凹部６４０は、長方形形状の枠部材６３４の外周面６３５に対応するように長方形形状の切り欠きとして形成されている。これにより、枠部材６３４の外周面６３５とスペーサ６０４の係合凹部６４０とは、互いに係合（当接）するように構成されている。この結果、スペーサ６０４により、４つの電池６０３は、Ｙ方向への移動が規制されるように構成されている。なお、係合凹部６４０は、本発明の「第１当接部」および「第１係合部」の一例であり、外周面６３５は、本発明の「第２当接部」および「第２係合部」の一例である。
【００７４】
また、スペーサ６０４は、４つの電池６０３の端子面６３３ａのＺ方向における中央近傍に表面を当接させた状態で、下方（Ｚ２方向）に移動させることによって、枠部材６３４の外周面６３５と係合凹部６４０とを係合させるように構成されている。
【００７５】
第４実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００７６】
第４実施形態の電源モジュール６００では、４つの電池６０３の間でＹ方向の厚みにばらつきがある場合であっても、スペーサ６０４により４つの電池６０３のＹ方向に所定の間隔を隔てた状態で、Ｙ方向への移動を規制することができるので、４つの電池６０３の間で、Ｙ方向における厚みにばらつきがある場合であっても、スペーサ６０４により、ばらつきに拘わらず、電池６０３のＹ方向への移動を規制することができる。
【００７７】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００７８】
たとえば、上記第１実施形態では、スペーサ４の係合凸部４０を、Ｚ２側に楔形形状（台形形状）に突出するように形成するとともに、楔形形状の係合凸部４０に対応するように係合部材３４の係合凹部３５を凹形状に形成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、図１５に示す本発明の第１実施形態の第３変形例のように、スペーサ７０４の係合凸部７４０を、Ｚ２側に突出するように三角形に形成するとともに、三角形形状の係合凸部７４０に係合可能なように係合部材７３４の係合凹部７３５を三角形の凹形状に形成してもよい。なお、係合凸部７４０は、本発明の「第１当接部」および「第１係合部」の一例であり、係合凹部７３５は、本発明の「第２当接部」、「第２係合部」および「当接部」の一例である。
【００７９】
また、図１６に示す本発明の第１実施形態の第４変形例のように、第１実施形態の第３変形例とは逆に、係合部材８３４に、Ｚ１側に突出するように三角形に形成された係合凸部８３５を設けるとともに、スペーサ８０４に、三角形形状の係合凸部８３５に係合可能なように三角形の凹形状に形成された係合凹部８４０を設けてもよい。なお、係合凹部８４０は、本発明の「第１当接部」および「第１係合部」の一例であり、係合凸部８３５は、本発明の「第２当接部」、「第２係合部」および「当接部」の一例である。
【００８０】
また、図１７に示す本発明の第１実施形態の第５変形例のように、係合部材９３４の係合凹部９３５の一対の傾斜部９３５ａから突出するように、爪部９３５ｃを設けてもよい。これにより、スペーサ４の係合凸部４０に爪部９３５ｃが引っ掛かることによって、スペーサ４の係合凸部４０と係合部材９３４の係合凹部９３５とをより強固に係合させることが可能である。なお、係合凹部９３５は、本発明の「第２当接部」、「第２係合部」および「当接部」の一例である。
【００８１】
また、上記第１〜第４実施形態では、電池３がリチウムイオン電池からなる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、電池を、リチウムイオン電池以外の非水系電解質電池からなるように構成してもよいし、ニッケル水素電池などの水系電解質電池からなるように構成してもよい。
【００８２】
また、上記第１、第３および第４実施形態では、電池３がＹ方向に４つ並ぶように配置する一方、Ｘ方向に並ぶように配置しない例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、電池をＹ方向に複数並べることに加えて、Ｘ方向に複数並べてもよい。この際、スペーサは、電池に設けられた第２当接部に第１当接部が当接するように適宜配置するのが好ましい。
【００８３】
また、上記第１実施形態の第２変形例では、スペーサ３０４が電池収容本体３０１の上面３０１ｂに固定される例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、スペーサが電池収容本体の側面に固定されてもよい。この際、スペーサの係合凸部が電池の係合凹部に圧入された状態で、スペーサが電池収容本体の側面に固定されるのが好ましい。
【００８４】
また、上記第１〜第４実施形態では、本発明の「第２係合部」の一例である係合凹部（当接部、外周面）が設けられた係合部材（当接部材、枠部材）と、外装体とが別部材である例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、外装体の外面から突出するように外装体に一体的に形成された突出部に、第２係合部（第２当接部）を形成してもよい。
【符号の説明】
【００８５】
３、４０３、５０３、６０３  電池（蓄電素子）
４、２０４、３０４、４０４、５０４、７０４、８０４  スペーサ（外部部材）
３０、４３０、５３０  外装体
３１、５３１  発電要素
３１ａ  極板
３３、４３３、５３３  外面
３３ａ、４３３ａ  端子面
３５、７３５、９３５  係合凹部（第２当接部、第２係合部、当接部）
４０、７４０  係合凸部（第１当接部、第１係合部）
１００、２００、３００、４００、５００、６００  電源モジュール
４３５  当接部（第２当接部）
４４０  当接部（第１当接部）
６０４  スペーサ
６３５  外周面（第２当接部、第２係合部）
６４０  係合凹部（第１当接部、第１係合部）
８３５  係合凸部（第２当接部、第２係合部、当接部）
８４０  係合凹部（第１当接部、第１係合部）
【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】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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