(57)【要約】【課題】キャパシタセルの低接続抵抗の集電極を備えた蓄電システムを提供する。【解決手段】  複数のキャパシタセルを有する蓄電システムにおいて、前記複数のキャパシタセルを直列に接続するために、１つのキャパシタセルの一対の集電極のうちの一方の集電極における連結部と前記１つのキャパシタセルに隣接する別のキャパシタセルの一対の集電極のうちの他方の集電極における連結部とを接続するにあたって、前記一方の集電極における連結部を構成する少なくとも２つの端子部と前記他方の集電極における連結部を構成する少なくとも１つの端子部とを横一列に配置し、一方の表面に複数の突起を有する一枚の金属板を前記突起を有する表面が対向するように折り曲げて形成した端子保持片で前記横一列に配置された前記少なくとも３つの端子部を挟圧し、前記複数の突起を前記少なくとも３つの端子部の両面に食い込ませたものである。【選択図】図１４Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のキャパシタセルを有する蓄電システムにおいて、前記複数のキャパシタセルを直列に接続するために、１つのキャパシタセルの一対の集電極のうちの一方の集電極における連結部と前記１つのキャパシタセルに隣接する別のキャパシタセルの一対の集電極のうちの他方の集電極における連結部とを連結するにあたって、前記一方の集電極における連結部を構成する少なくとも２つの端子部と前記他方の集電極における連結部を構成する少なくとも１つの端子部とを横一列に配置し、一方の表面に複数の突起を有する一枚の金属板を前記突起を有する表面が対向するように折り曲げて形成した端子保持片で前記横一列に配置された前記少なくとも３つの端子部を挟圧し、前記複数の突起を前記少なくとも３つの端子部の両面に食い込ませた蓄電システム。
【請求項２】
前記一方の集電極の連結部は中央部に切欠部が形成されて前記切欠部の両側に２つの端子部を有し、前記他方の集電極の連結部は両側に切欠部が形成されて中央部に１つの端子部を有し、この１つの端子部が前記２つの端子部間の切欠部に配置されることを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
【請求項３】
前記一方の集電極の連結部における２つの端子部は、その間にある前記切欠部をまたいで互いに接続されていることを特徴とする請求項２に記載の蓄電システム。
【請求項４】
前記隣接する２つのキャパシタセルにおける前記一方の集電極の連結部および前記他方の連結部は、２つの端子部でそれぞれ構成されることを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
【請求項５】
前記端子保持片にケーブル接続部を設け、ケーブルの先端に固定したケーブル端子を前記ケーブル接続部に挿入して接続したことを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
【請求項６】
前記端子保持片にケーブル接続部を設け、ケーブルの先端に固定したケーブル端子を前記ケーブル接続部にかしめて接続したことを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
【請求項７】
前記複数のキャパシタセルの上に配線基板が配置されており、
前記配線基板には複数の貫通孔が形成されており、
前記端子保持片は前記貫通孔に挿入される複数の配線接続部を有し、
前記複数の配線接続部が対応する配線基板の貫通孔に挿入して電気接続されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の蓄電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電システム、特に複数のキャパシタセルを容器に収容した蓄電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のキャパシタセルを容器に内蔵した蓄電システム（電気二重層キャパシタ）が、例えば特許文献１，非特許文献１で提案されている。これらの文献では、複数の大容量のキャパシタを直列接続して蓄電システムを構成する際の課題として、各キャパシタセルの負担電圧を均等化することが指摘されているとともに、直列接続された個々のキャパシタセルに電圧監視制御装置としての並列モニタを接続し、各キャパシタセルの耐電圧の範囲内で最大の充電ができるようにした技術が開示されている（ＥＣａＳＳ：登録商標）。この技術は、高性能な電気二重層キャパシタとその能力を最大限に発揮させる電気回路によって構成されており、ナノゲート・カーボンの開発をはじめとした独自のキャパシタ技術と充電電流を効率的に制御する技術などを組み込んだ電子回路との組み合わせによって、これまでにない革新的な蓄電システムを提供し得るものである。
【特許文献１】特開２０００−７８７６５号公報
【非特許文献１】岡村迪夫、電気二重層キャパシタと蓄電システム（第２版）、日刊工業新聞社
【０００３】
具体的に、並列モニタは、図２４に示すように、各キャパシタセル３００について、コンパレータ３０１がキャパシタセル充電電圧と基準電圧Ｖｒｅｆと比較して監視しており、キャパシタセル１５１の充電電圧が所定の設定値を超えるとトランジスタ３０２をオンして充電電流をバイパスする。この動作によって、キャパシタセル１５１の充電電圧は設定値に保たれ、直列に接続された他のキャパシタセルが満充電に達してから後の放電に至る間での間、定電圧の緩和充電モードを形成するものである。このように構成された並列モニタを備えた蓄電システムは、キャパシタセルの電圧を上限で初期化（クランプ）し、そこを基点して充放電させることにより、キャパシタの電圧配分が個々の容量のばらつきや充電開始電圧のばらつきに起因する問題を解消した。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、このような並列モニタを有する蓄電システムでは、図２４の回路図に示すように、複数のキャパシタセルを直列に接続する必要がある。また、各キャパシタセルを対応する制御回路と電気的に接続しなければならない。そして、キャパシタセルから導出された集電極はアルミニウムや銅などの良導電性の材料で形成されており、それは長期間持続的に圧力を加えると塑性変形（コールドフロー）し易いという特性を有する。したがって、長期間に亘って安定した特性を維持するために、集電極の接続には特別の工夫を要するという課題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、キャパシタセルの集電極を確実に接続するとともに、長期間に亘って安定して接続状態を保持できる機構を備えた蓄電システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
具体的に、本発明は、複数のキャパシタセル（１５１）を有する蓄電システム（１０）において、前記複数のキャパシタセル（１５１）を直列に接続するために、１つのキャパシタセル（１５１）の一対の集電極（１５３，１５４）のうちの一方の集電極（１５３）における連結部（１６０）と前記１つのキャパシタセル（１５１）に隣接する別のキャパシタセル（１５１）の一対の集電極（１５３，１５４）のうちの他方の集電極（１５４）における連結部（１６０）とを接続するにあたって、前記一方の集電極（１５３）における連結部（１６０）を構成する少なくとも２つの端子部（１５８）と前記他方の集電極（１５３，１５４）における連結部（１６０）を構成する少なくとも１つの端子部（１５８）とを横一列に配置し、一方の表面に複数の突起（１６６）を有する一枚の金属板（１６２）を前記突起（１６６）を有する表面が対向するように折り曲げて形成した端子保持片（１６３，１６４）で前記横一列に配置された前記少なくとも３つの端子部（１５８）を挟圧し、前記複数の突起（１６６）を前記少なくとも３つの端子部（１５８）の両面に食い込ませたものである。
【発明の効果】
【０００７】
このように構成された蓄電システム（１０）によれば、一枚の金属板（１６２）を折り曲げて形成した端子保持片（１６３，１６４）が、それらの突起（１６６）を集電極（１５３，１５４）に両面から食い込ませた状態で該集電極（１５３，１５４）を保持している。したがって、コールドフロー等によって集電極（１５３，１５４）の接続状態に緩みを生じることがなく、長期に亘って安定した接続状態を維持できる。
【０００８】
また、前記蓄電システム（１０）によれば、隣接する２つのキャパシタセル（１５１）の連結部（１６０）における初期接続抵抗値を低下させることができ、ひいては、蓄電システム（１０）全体の初期抵抗値を低下させることができる。これにより、蓄電システム（１０）の充放電効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
添付図面を参照して本発明に係るキャパシタ蓄電システムの実施形態を説明する。なお、以下の説明では、図面に表されたシステム又はその構成部品の位置を基準とする特定の方向を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」およびそれらの用語を含む他の用語）を使用するが、それは図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、発明の技術的範囲を解釈するために利用されるべきものではない。
【００１０】
図１Ａと図１Ｂは、本発明に係るキャパシタ蓄電システム（以下、「蓄電システム」という。）１０を示す。図示するように、蓄電システム１０は、例えば自動車に搭載されるバッテリに類似した略箱型ハウジング１１を有する。
【００１１】
ハウジング１１が下部構造の容器１００と上部構造の蓋１２０で構成されている。図２に示すように、容器１００は、電気的に絶縁性の材料を成型して形成されており、上部に四角形の開口部１０１を有する箱型容器からなる。容器１００の大きさと形状、特に水平長手方向と水平幅方向の長さは、容器１００の中に収容するキャパシタセル（後に説明する。）の数に応じて異なる。容器１００の外部形状は、長辺方向の側壁１０２と短辺方向の側壁１０３が交じり合う領域において、四隅の上下方向に伸びる角部を面取りして、上下方向に伸びるほぼ平坦なコーナー面１０４が形成されている。コーナー面１０４は、容器底部１０５から上方に向かって伸びており、容器上端１０６近傍で外側上方に向かって斜めに伸びる傾斜コーナー面１０７で終了している。短辺方向の側壁１０３は、水平方向の略中央部に、容器底部１０５から上方に伸びて容器上端１０６近傍で終わる帯状窪み１０８を有する。実施の形態では、帯状窪み１０８の底面（垂直方向の面）１０９に、容器底部１０５近傍に、蓄電システム１０を固定するための係合部材（例えば、フック）が係合可能な固定用係合凹部１１０又は凸部（図示せず）が形成されている。
【００１２】
容器１００の内部形状は、各傾斜コーナー面１０４の裏側（内側）であって、容器上端１０６から所定距離だけ下がった高さ位置にコーナー段部（受け部）１１１を有し、コーナー段部１１１の上面にねじ孔１１２が形成されている。また、長辺方向と短辺方向の側壁１０２，１０３の内面にはそれぞれ、上下方向に伸びる複数の突状からなる補強リブ１１３，１１４が一体的に形成されている。これらの補強リブ１１３，１１４は、容器１００に収容される蓄電ユニット１２（図１Ｂ参照）の移動を規制する規制部として機能する。さらに、長手方向の一方の側壁１０２には、その容器上端１０６の中央部を所定深さ除いて、略Ｕ字形状の切欠部１１５が形成されている。
【００１３】
図３，４に示すように、蓋１２０は、概略、容器１００の四角形開口部１０１に対応した四角形の板状部材からなり、容器１００と同様に電気的に絶縁性の材料で成型されている。蓋１２０の下面には、外周縁の内側に且つ外周縁に沿って連続的に、下方に向かって伸びる環状の突条嵌合部１２１が形成されており、蓋１２０を容器１００に装着した状態で、この突状嵌合部１２１が容器開口部１０１の内側に嵌り込むようにしてある。蓋１２０の長手方向に伸びる一方の縁部中央には、容器切欠部１１５に対応する形状と大きさの嵌合部１２２が形成されている。図示するように、嵌合部１２２は、略Ｕ字状底部１２３と、略Ｕ字状底部１２３の内側端部に位置する垂直壁１２４を有し、この垂直壁１２４に端子露出用の長方形開口部１２５が形成されている。
【００１４】
蓋１２０の四隅には、容器１００のねじ孔１１２（図２参照）に対応するねじ貫通孔１２６が形成されており、これらのねじ貫通孔１２６に挿入されたねじ１２７（図１Ａ及び図１Ｂ参照）を容器ねじ孔１１２に螺合することによって、蓋１２０が容器１００に対して固定される。なお、図１Ｂに示すように、ねじ１２７の頭部は、電気的に絶縁性の材料からなるキャップ１２７ａを被せて覆うのが好ましい。
【００１５】
図３と図４を参照すると、蓋１２０は、長手方向両側に端子導出孔１２８を有し、これらの端子導出孔１２８を通じて、一対の主端子１２９（図１Ｂ参照）が蓋１２０の上方に突出させてある。図１Ａに示すように、蓋１２０から露出する主端子１２９は、絶縁材料からなる着脱式の端子カバー１２９ａで覆うことが好ましい。
【００１６】
図１Ａ，図１Ｂ及び図３を参照すると、蓋１２０の上面には、外周縁部との間に所定の距離をあけて示された略四角形の輪郭線１３０に沿って窪み（絶縁シート収容凹部）１３１が形成されており、この窪み１３１に該窪み１３１の大きさと形状に対応した大きさと形状の絶縁シート１３２（図１Ｂ及び図５参照）が収容されている。絶縁シート１３２は、以下に説明する放熱板（ヒートシンク）１３５，１３６が外部に露出するのを防止するもので、例えば接着剤によって蓋１２０に固定することが好ましい。
【００１７】
窪み１３１の内側には、上方から見ると略凸状の平面形状を有する別の窪み（放熱板収容凹部）１３３が形成され、さらにこの別の窪み１３３の内側には長方形の平面形状を有する貫通開口窓１３４又は放熱板収容部が形成されており、これら窪み１３３と開口窓１３４に対応する形状と大きさの部分を有する放熱板１３５，１３６（図６，７参照）がそれぞれ配置されている。具体的に、図１Ｂと図８に示すように、前者の上部放熱板１３５は、略凸状の窪み１３３に上方から収容され、ねじ１３７（図８参照）によって蓋１２０に固定される。図１Ｂと図９に示すように、後者の下部放熱板１３６は、蓋１２０の下面に配置され、開口窓１３４を介して対向する前者の放熱板１３５に、該前者の放熱板１３５と接する状態で、ねじ１３８によって連結される。放熱板１３５，１３６は、後に説明するように、蓄電ユニット１２に設けられた電気回路部の発熱素子（例えば、パワートランジスタ）で発生する熱を大気に放出するためのもので、その目的から熱伝導性に優れた材料（例えば、アルミニウム、銅）で形成することが好ましい。
【００１８】
図１Ｂに示すように、蓄電ユニット１２はハウジング１１に収容されている。図１０に示すように、蓄電ユニット１２は、概略、フレーム１４０と、セル集合体１５０と、電気回路部１８０からなる。図１１及び図１２に示すように、フレーム１４０は、長方形の底板１４１と、底板１４１の短辺に沿って配置される一対のエンドフレーム（短辺フレーム）１４２と、底板１４１の長辺に沿って配置される一対のサイドプレート（長辺フレーム）１４３を有し、これらエンドプレート１４２とサイドプレート１４３が複数のねじ１４４で相互に連結されている。底板１４１は、エンドプレート１４２又はサイドプレート１４３若しくはそれらの両方に適当な連結具（例えば、ねじ）によって連結してもよいし、それらに連結せずに独立させてもよい。エンドプレート１４２は、サイドプレート１４３との連結部分又はその近傍部分を上方に伸ばして伸張部１４５が形成されている。伸張部１４５の上部は内方に折り曲げて水平方向に向けられており、この水平部１４６に蓋固定用ねじ孔１４７が形成されている。したがって、図１Ｂに示すように、蓋１２０の四隅近傍に形成された貫通孔１４８に挿入したねじ１４９をねじ孔１４７に螺合することで、蓋１２０とフレーム１４０が連結される。ここで、ねじ１４９の頭部は蓋１２０から露出しているが、このねじ頭部は絶縁シート１３２で覆われているので、蓄電システム１０の取扱者がねじ１４９に直接触れることはない。
【００１９】
図１３に示すように、セル集合体１５０は、複数のキャパシタセル１５１を並べて構成されている。実施の形態では、セル集合体１５０は、１２個のキャパシタセル１５１を重ねて構成されているが、その数は限定的ではない。図１４Ａに示すように、外観上、各キャパシタセル１５１は、略四角形の袋状容器を構成するパッケージ１５２を有する。パッケージ１５２は、少なくとも最内層と最外層が電気的に絶縁性の材料からなるフィルムで構成された積層型の可撓性シートからなり、上部のフィルム接合部から２つの端子板である正極集電極１５３と負極集電極１５４が突出させてある。
【００２０】
図面から省略されているが、パッケージ１５２の内部には、両面に炭素を主体とする電極を有する複数の集電極が、セパレータを介して重ね合わせた積層体が電解液と共に収容されている。また、複数の集電極の正極端子と負極端子がそれぞれ正極集電極１５３と負極集電極１５４に接続されている。
【００２１】
図１３を参照すると、複数のキャパシタセル１５１は、これら複数のキャパシタセル１５１を直列に接続するために、キャパシタセル１５１の正極集電極１５３と負極集電極１５４がこれに隣接する別のキャパシタセル１５１の負極集電極１５４と正極集電極１５３にそれぞれ対向するように配置される。このような配置の中で正極集電極１５３と負極集電極１５４を確実に接続するために、実施の形態では、これら集電極１５３，１５４に特有の形状が与えられている。
【００２２】
図１４Ａを参照して具体的に説明すると、正極集電極１５３と負極集電極１５４はそれぞれ、パッケージ１５２から導出された部分を第１の折曲部１５５で反対方向（積層方向の反対方向）にほぼ直角に折り曲げて水平部１５６を形成し、そして、この水平部１５６を再び第２の折曲部１５７で上方に向けて折り曲げて垂直部１５８が設けてある。正極集電極１５３の垂直部１５８は、板幅方向に関して中央部が矩形状に切除されて切欠部１５９ａが形成されている。これにより切欠部１５９ａの両側に２つの矩形状端子部１５８ｂ、１５８ｃが形成された集電極連結部１６０となっている。一方、負極集電極１５４の垂直部１５８は、板幅方向に関して左右両側が矩形状に切除されて切欠部１５９ａ、１５９ｂが形成されている。これにより両側の切欠部１５９ａ、１５９ｂの間に矩形状端子部１５８ａが形成されている。
【００２３】
本実施形態では、図１４Ａに示されているように、隣接する２つのキャパシタセルの一対の集電極の一方の集電極が１つの矩形状端子部１５８ａを有し、他方の集電極が２つの矩形状端子部１５８ｂ、１５８ｃを有するものとして説明してきた。その変形例１として、図１４Ｂに示されているように、１つのキャパシタセル１５１の一対の集電極のうちの一方の集電極における連結部１６０の切欠部１５９ｃの両側の２つの端子部１５８ｂ、１５８ｃが、それぞれの上端部で前記切欠部１５９ｃをまたぐ接続部１５８ｈによって互いに接続されてもよい。この場合、前記端子部１５８ｂ、１５８ｃおよび前記接続部１５８ｈにより囲まれる前記切欠部１５９ｃに、前記１つのキャパシタセル１５１に隣接する別のキャパシタセル１５１の一対の集電極のうちの他方の集電極における連結部１６０の中央の端子部１５８ａが嵌合して横一列に配列される。
【００２４】
また、変形例２として、図１４Ｃに示されているように、１つのキャパシタセル１５１の一対の集電極のうちの一方の集電極における連結部１６０の垂直部１５８には、左から順に矩形状端子部１５８ｄ、矩形状切欠部１５９ｄ、矩形状端子部１５８ｅ、および矩形状切欠部１５９ｅが設けられている。一方、前記１つのキャパシタセル１５１に隣接する別のキャパシタセル１５１の一対の集電極のうちの他方の集電極における連結部１６０の垂直部１５８には、左から順に矩形状切欠部１５９ｆ、矩形状端子部１５８ｆ、矩形状切欠部１５９ｇ、および矩形状端子部１５８ｇが設けられている。端子部１５８ｄが切欠部１５９ｆに、端子部１５８ｅが切欠部１５９ｇに嵌合して各端子部１５８ｄ、１５８ｅ、１５８ｆ、１５８ｇが横一列に配列される。
【００２５】
ここで、後述する端子保持片で正極集電極１５３と負極集電極１５４とを電気的に接続した場合における本実施形態、変形例１、および変形例２の初期抵抗値を実験により測定した。本実施形態の初期抵抗を計測するための実験配置上面図を図１５に示す。図示されるように、２点の測定ポイント２１１ａおよび２１１ｂにおいて４端子法にて接続抵抗を測定した。ここで、測定ポイント２１１ａ、２１１ｂは、横一列の端子部２１０の板圧中心からそれぞれ１０ｍｍ離れた幅３０ｍｍの連結部の金属板(厚さ0.5mm 純アルミ材)の中央に位置する。
【００２６】
この測定の結果、図１４Ａに示されるように正極集電極１５３と負極集電極１５４との連結部１６０が３つの端子部１５８ａ、１５８ｂ、１５８ｃにより構成される本実施形態では、図１８に示されるような正極集電極１５３と負極集電極１５４との連結部１６０がそれぞれ１つずつの端子部１５８ｍ、１５８ｎから構成される場合の初期抵抗値０．１３〜０．１４［ｍΩ］よりも、低い初期抵抗値０．１０［ｍΩ］を示した。
【００２７】
また、図１４Ｂに示されているような変形例１では、本実施形態の初期抵抗値０．１０［ｍΩ］と同様な初期抵抗値０．１０［ｍΩ］を示した。
【００２８】
また、図１４Ｃに示されているような変形例２では、本願発明の初期抵抗値０．１０［ｍΩ］と同様な初期抵抗値０．１０［ｍΩ］を示した。
【００２９】
上記測定結果となった理由は、図１８に示すような連結方法では、電流の流れるルートは大きく迂回する１ルートしかなく、その分だけ抵抗値が大きくなると推測されるが、本実施形態、変形例１および変形例２では、それぞれ図１６，１７に示されるように、迂回が少なく、電流が流れる２つのルートが確保されているため、抵抗値が少なくなると推測される。
【００３０】
上記のように構成された複数のキャパシタセル１５１は、図１３に示すように、隣接するキャパシタセル１５１の正極集電極１５３と負極集電極１５４を対向させて並列に整列される。このとき、一方のキャパシタセル１５１の正極集電極１５３（負極集電極１５４）の切欠部１５９に、隣接する他方のキャパシタセル１５１の負極集電極１５４（正極集電極）の集電極連結部１６０を位置させ、隣接するキャパシタセル１５１の集電極連結部１６０が一列に配置される。このようにして横一列（面一）に配置された隣接する２つのキャパシタセル１５１の２つの集電極連結部１６０は、適当な集電極連結具で連結されると共に電気的に接続される。
【００３１】
集電極連結具の一例を図１９Ａと図１９Ｂに示す。図示するように、集電極連結具１６１は、一枚の導電性金属からなる板１６２を折曲部１６３で折り曲げて略Ｖ字形状に形成されており、対向する一対の端子保持片１６３，１６４を備えている。また、一方の端子保持片１６３を折曲部１６３と平行な方向に伸ばしてケーブル接続部（ケーブル端子嵌合部）１６５が形成されている。そして、端子保持片１６３，１６４はそれぞれ、外面から内面に向かって、つまり他方の端子保持片に向かって複数の突起１６６が打ち出されている。なお、これらの突起１６６は、図示するように略Ｖ字状に折り曲げた状態で、一方の端子保持片１６３の突起１６６と他方の端子保持片１６４の突起１６６が対向しないように配置することが好ましい。したがって、上述のようにして横一列に配置された２つの集電極連結部１６０（図１３参照）を連結する場合、対向する端子保持片１６３，１６４の間に整列された２つの集電極連結部１６０を位置させた後、これら端子保持片１６３，１６４を対向方向に曲げて集電極連結部１６０を押圧挟持する。その結果、図１９Ｃに示すように、端子保持片１６３，１６４の対向内面に形成されている突起１６６が集電極連結部１６０の両面に食い込み、これら集電極連結部１６０を確実に連結する。このようにして集電極連結部１６０に連結された集電極連結具１６１は、図２０に示すように、配線ケーブル１７４ａの一端に固定されたケーブル端子１７４ｂがケーブル接続部１６５に挿入されて電気的に連結される。具体的に、ケーブル端子１７４ｂは、先端接続部が略Ｃ形状に形成されているので、この略Ｃ形状先端接続部にケーブル接続部１６５に差し込んだ状態で該ケーブル端子１７４ｂの略Ｃ形状先端の弾性によって容易にケーブル接続部１６５と電気接続できる。
【００３２】
このような集電極連結具１６１を用いた端子連結構造は、正極集電極１５３と負極集電極１５４に導電性に優れたアルミニウム板を使用した場合に特に有効である。その理由は、アルミニウムは時間の経過と共に物理的寸法が変化するコールドフロー（クリープ）を生じ易いが、このような相互に対向する突起部を備えた集電極連結具１６１を用いることにより、長期間に亘って安定的に２つの集電極連結部１６０を保持できるからである。
【００３３】
以上のようにして整列されたセル集合体１５０は、図１２に示すように、適当な整列装置（図示せず）を用いて整列したうえで、連結具１６１で正極と負極の集電極１５３，１５４を連結する前に又は連結した後、セル集合体１５０の周囲にエンドフレーム１４２とサイドフレーム１４３を組み付け、容器１００に格納される。このとき、対向する一対のエンドフレーム１４２の一方の内側には加圧板１７３が配置される。加圧板１７３は、これに対向する一方の面（外面）に複数のばね支持部１６７を有する。ばね支持部１６７は、加圧板１７３から突出する突起部であってもよいし、加圧板１７３に形成された凹部であってもよい。実施形態では、９個のばね支持部１６７が３行×３列の配列をもって、上下方向と水平方向に所定の間隔をあけて配置されている。また、実施形態では、それぞれが柱状の突起部で形成されており、各ばね支持部１６７にヘリカルスプリングからなるばね１６８が支持されている。したがって、エンドフレーム１４２とサイドフレーム１４３を組み立てた状態で、整列（水平方向に積層）された各キャパシタセル１５１は、その厚み方向（整列方向）から均等に圧力が加えられる。サイドフレーム１４３は、ばね１６８からエンドフレーム１４２に加わる力の反力として引っ張り力を負担する。また、サイドフレーム１４３は、エンドフレーム１４２と一体となって耐衝撃性に優れた頑丈なフレーム１４０を構成しながら、エンドフレーム１４２と共にキャパシタセル１５１を位置規制している。
【００３４】
実施形態では、サイドフレーム１４３とセル集合体１５０との間にはサイドシート１６９が配置され、このサイドシート１６９がサイドフレーム１４３に対して固定されている。また、底板１４１とセル集合体１５０との間にはボトムシート１７０が配置されている。これらサイドシート１６９とボトムシート１７０は、例えば液体吸収性の紙製又はプラスチック製のシートが好適に利用できる。したがって、万が一、パッケージ１５２（図１４Ａ参照）から僅かに電解液が漏れることがあっても、この漏れ出た電解液はサイドシート１６９とボトムシート１７０に吸収され、後に説明する上部の電気回路部１８０上に流れ込むことはない。
【００３５】
また、実施形態では、各サイドフレーム１４３の上端を内側に向けて折り曲げることにより規制部１７５（図９参照）が形成されており、仮にキャパシタセル１５１が上方に移動した場合、これらの規制部１７５がキャパシタセル１５１の肩部（両側の上部角部）１７６に当たり、規制部１７５を超えてキャパシタセル１５１が上方に移動しないようにしてある。
【００３６】
さらに、実施形態では、各サイドフレーム１４３の内面に両面接着部材である両面テープ（規制部）１７１が貼り付けてあり、この両面テープ１７１がサイドシート１６９に形成した窓１７１ａを介してセル集合体１５０に対向させてある。一方、パッケージ両側部のシール部１７２（図１２参照）が直角に折り曲げられており、この折り曲げられたシール部１７２の外側の面に両面テープ１７１が接着されている。したがって、セル集合体１５０はサイドフレーム１４３に強固に保持されている。
【００３７】
したがって、フレーム１４０に収容されているセル集合体１５０は、対向する一対のエンドフレーム１４２の間にばね１６８の付勢力で強固に保持されるだけでなく、サイドフレーム１４３に対して規制部１７５又は両面テープ１７１若しくはそれらの両方によって上下方向への移動が規制される。その結果、梱包落下等の事故によって蓄電システム１０に上下方向の衝撃が作用しても、セル集合体１５０がフレーム１４０に対して全体的に移動することもないし、複数のキャパシタセル１５１の間に相対的な上下方向の位置ずれが生じることもないので、セル集合体１５０の上に配置されている電気回路部１８０が損傷することがない。また、各キャパシタセル１５１の集電極１５３，１５４に接続されているケーブルに無理な力（例えば、引張力）が作用することもないので、これら集電極１５３，１５４とケーブルの接続が外れることもない。このように、キャパシタセル１５１の折り曲げたシール部１７２とこれに対向するサイドフレーム１４３を、両面テープ１７１のみを追加することによって、すなわち、従来の蓄電システム１０が備えている構成を利用することで大きなコストアップを生じることなく、蓄電システム１０の耐衝撃性、耐久性、信頼性の向上が図れる。
【００３８】
このようにしてフレーム１４０とそれに一体化されたセル集合体１５０は容器１００に収容され、電気回路部１８０と電気的に接続される。図１０に示すように、電気回路部１８０は配線基板１８１を有する。配線基板１８１は、複数のねじ１８２（図１Ｂ参照）によって、蓋１２０の下面に該下面と所定の間隔をあけて固定されている。配線基板１８１の上には、並列モニタ（制御回路）１８３を構成する複数の回路素子が配置されており、上述のようにしてキャパシタセル集電極に一端が接続されたケーブルの他端が、対応する回路素子に電気的に接続される。また、セル集合体１５０の両端に配置されている２つのキャパシタセル１５１のうち一方と他方のそれぞれの正極集電極１５３と負極集電極１５４に接続されているケーブルの他端が、蓋１２０に固定された一対の主端子１２９（図１Ｂ参照）に接続される。
【００３９】
図１０には、並列モニタを構成する複数（実施形態では１２個）の開閉素子であるパワートランジスタ１８４が示してあり、各パワートランジスタ１８４が対応するキャパシタセル１５１と並列に接続されている（図２４参照）。また、並列モニタ１８３の制御端子１８５が配線基板１８１の一側部に設けてあり、制御端子１８５が蓋１２０の端子露出用開口部１２５に位置させてある（図１Ａ参照）。このように、制御端子１８５は、水平方向に向けて露出させてあるので、塵で発生する熱は、放熱板１３６から放熱板１３５を介して外部に放出される。パワートランジスタ１８４から放熱板１３５，１３６に効率良く熱が伝わるように、パワートランジスタ１８４と放熱板１３６の間にグリス等の伝熱材料を設けることが好ましい。
【００４０】
また、図２１に示すように、パワートランジスタ１８４を配線基板１８１の外周縁から外側に突出させ、放熱板１３６に固定した押圧部材（例えば、板ばね１８６）によってパワートランジスタ１８４を放熱板１３６に付勢し、パワートランジスタ１８４と放熱板１３６との間に安定した接触を確保することが好ましい。
【００４１】
さらに、図１０に示すように、配線基板１８１とセル集合体１５０との間には、キャパシタセル１５１の連結具１６１と配線基板１８１上の電気回路が接触するのを防止するために、電気絶縁材料からなるシート１８７を設けることが好ましい。
【００４２】
このように構成された蓄電システム１０によれば、各キャパシタセル１５１の充電時、対応するパワートランジスタ１８４によって充電電流が制御されるが、そのときパワートランジスタ１８４で発生する熱は放熱板１３５、１３６を介して効率的に大気に放出される。したがって、各キャパシタセル１５１で発生した熱が蓄電システム１０に蓄積してキャパシタセル１５１の性能を劣化させるという問題はない。
【００４３】
なお、上述した実施形態では、各キャパシタセル１５１に連結された連結具１６１を配線を通じて回路基板に接続したが、これに代えて、図２２と図２３に示す配線構造１９０を採用してもよい。この配線構造１９０では、配線基板１８１に複数の貫通孔１９１を形成するとともに、各集電極連結具１６１の一部を上方に延長して配線接続部１９２を形成し、これらの配線接続部１９２を配線基板１８１の対応する貫通孔１９１に挿入し、はんだ等で対応する回路部分に接続されている。したがって、この配線構造１９０によれば、集電極連結具１６１と配線基板１８１をケーブルで配線する必要がないので、電気的接続が極めて容易になる。また、上述の実施形態ではセル集合体１５０と配線基板１８１との絶縁シート１８７を配置したが、この実施形態ではセル集合体１５０と配線基板１８１との間には配線接続部１９２によって絶縁空間が確保されるので、絶縁シート１８７は省略できる。
【００４４】
さらに、以上の説明では、正極集電極１５３と負極集電極１５４の端部を上方に向けて横一列に又は重ねて並列に配置したが、正極集電極１５３と負極集電極１５４の端部を水平方向に向けて横一列又は重ねて並列に配置し、このように配置された集電極を集電極連結具１６１で上下から挟み、その突起１６６を集電極に両側から食い込ませて挟持してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１Ａ】本発明に係る蓄電システムの斜視図。
【図１Ｂ】図１に示す蓄電システムの分解斜視図。
【図２】図１の蓄電システムに使用する容器の斜視図。
【図３】蓋を上方から見た斜視図。
【図４】蓋を下方から見た斜視図。
【図５】絶縁シートの斜視図。
【図６】上部放熱板の斜視図。
【図７】下部放熱板の斜視図。
【図８】容器と絶縁シートを除いた蓄電システムの斜視図。
【図９】容器、絶縁シート、上部放熱板を除いた蓄電システムの斜視図。
【図１０】図１の蓄電システムに収容される蓄電ユニットの斜視図。
【図１１】蓄電ユニットにおけるフレームの斜視図。
【図１２】蓄電ユニットのセル集合体とフレームの分解斜視図。
【図１３】セル集合体の斜視図。
【図１４Ａ】キャパシタセルの斜視図。
【図１４Ｂ】集電極の連結部の変形例１。
【図１４Ｃ】集電極の連結部の変形例２。
【図１５】連結抵抗の計測方法を示す図。
【図１６】３つの端子部により構成される連結部の電流の流れの推測図。
【図１７】４つの端子部により構成される連結部の電流の流れの推測図。
【図１８】２つの端子部により構成される連結部の電流の流れの推測図。
【図１９Ａ】集電極連結具の斜視図。
【図１９Ｂ】集電極連結具とケーブル端子との接続状態を示す斜視図。
【図１９Ｃ】集電極連結が一列に配置された集電極を連結している状態を示す拡大断面図。
【図２０】集電極連結具の斜視図。
【図２１】パワートランジスタと放熱板との接触状態を示す斜視図。
【図２２】他の実施形態に係る蓄電システムに収容される蓄電ユニットの斜視図。
【図２３】図２２と共に他の配線構造を示す蓄電ユニットの斜視図。
【図２４】並列モニタの一部を示す回路図。
【符号の説明】
【００４６】
１０：蓄電システム、１１：ハウジング、１２：蓄電ユニット、１００：容器、１０１：開口部、１０２：側壁、１０３：側壁、１０４：コーナー面、１０５：容器底部、１０６：容器上端、１０７：傾斜コーナー面、１０８：帯状窪み、１０９：底面（垂直面）、１１０：係合凹部、１１１：コーナー段部、１１２：ねじ孔、１１３：補強リブ、１１４：補強リブ、１１５：切欠部、１２０：蓋、１２１：突条嵌合部、１２２：嵌合部、１２３：Ｕ字状底部、１２４：垂直壁、１２５：端子露出用開口部、１２６：ねじ貫通孔、１２７：ねじ、１２７ａ：キャップ、１２８：端子導出孔、１２９：主端子、１３０：輪郭線、１３１：窪み（絶縁シート収容凹部）、１３２：絶縁シート、１３３：窪み（放熱板収容凹部）、１３４：貫通開口窓（放熱板収容部）、１３５：上部放熱板、１３６：下部放熱板、１３７：ねじ、１３８：ねじ、１４０：フレーム、１４１：底板、１４２：エンドフレーム、１４３：サイドフレーム、１４４：ねじ、１４５：伸張部、１４６：水平部、１４７：蓋固定用ねじ孔、１４８：貫通孔、１４９：ねじ、１５０：セル集合体、１５１：キャパシタセル、１５２：パッケージ、１５３：正極集電極、１５４：負極集電極、１５５：第１の折曲部、１５６：水平部、１５７：第２の折曲部、１５８：垂直部（端子部）、１５９：切欠部、１６０：集電極連結部、１６１：集電極連結具、１６２：板、１６３：端子保持片、１６４：端子保持片、１６５：ケーブル接続部、１６６：突起、１６７：ばね支持部、１６８：ばね、１６９：サイドシート、１７０：ボトムシート、１７１：両面テープ、１７２：シール部、１７３：加圧板、１７４：ケーブル端子、１７５：規制部、１８０：電気回路部、１８１：配線基板、１８２：ねじ、１８３：並列モニタ、１８４：パワートランジスタ、１８５：制御端子、１８６：板ばね、１８７：シート、１９０：配線構造、１９１：貫通孔、１９２：配線接続部、２１０：連結部の中心、２１１ａ、２１１ｂ：抵抗測定ポイント。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年10月29日(2007.10.29)
【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】
複数のキャパシタセルを直列に接続するために、１つのキャパシタセルの一対の集電極のうちの一方の集電極における連結部と前記１つのキャパシタセルに隣接する別のキャパシタセルの一対の集電極のうちの他方の集電極における連結部とを連結するにあたって、前記一方の集電極における連結部を構成する少なくとも２つの端子部と前記他方の集電極における連結部を構成する少なくとも１つの端子部とを横一列に配置し、一方の表面に複数の突起を有する一枚の金属板を前記突起を有する表面が対向するように折り曲げて形成した端子保持片で前記横一列に配置された前記少なくとも３つの端子部を挟圧し、前記複数の突起を前記少なくとも３つの端子部の両面に食い込ませた蓄電システムであって、前記一方の集電極の連結部は中央部に切欠部が形成されて前記切欠部の両側に２つの端子部を有し、前記他方の集電極の連結部は両側に切欠部が形成されて中央部に１つの端子部を有し、この１つの端子部が前記２つの端子部間の切欠部に配置され、前記一方の集電極の連結部における２つの端子部はその間にある前記切欠部をまたいで互いに接続されていることを特徴とする蓄電システム。
【請求項２】
前記隣接する２つのキャパシタセルにおける前記一方の集電極の連結部および前記他方の連結部は、２つの端子部でそれぞれ構成されることを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
【請求項３】
前記端子保持片にケーブル接続部を設け、ケーブルの先端に固定したケーブル端子を前記ケーブル接続部に挿入して接続したことを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
【請求項４】
前記端子保持片にケーブル接続部を設け、ケーブルの先端に固定したケーブル端子を前記ケーブル接続部にかしめて接続したことを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
【請求項５】
前記複数のキャパシタセルの上に配線基板が配置されており、
前記配線基板には複数の貫通孔が形成されており、
前記端子保持片は前記貫通孔に挿入される複数の配線接続部を有し、
前記複数の配線接続部が対応する配線基板の貫通孔に挿入して電気接続されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の蓄電システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
具体的に、本発明は、複数のキャパシタセル（１５１）を有する蓄電システム（１０）において、前記複数のキャパシタセル（１５１）を直列に接続するために、１つのキャパシタセル（１５１）の一対の集電極（１５３，１５４）のうちの一方の集電極（１５３）における連結部（１６０）と前記１つのキャパシタセル（１５１）に隣接する別のキャパシタセル（１５１）の一対の集電極（１５３，１５４）のうちの他方の集電極（１５４）における連結部（１６０）とを接続するにあたって、前記一方の集電極（１５３）における連結部（１６０）を構成する少なくとも２つの端子部（１５８）と前記他方の集電極（１５３，１５４）における連結部（１６０）を構成する少なくとも１つの端子部（１５８）とを横一列に配置し、一方の表面に複数の突起（１６６）を有する一枚の金属板（１６２）を前記突起（１６６）を有する表面が対向するように折り曲げて形成した端子保持片（１６３，１６４）で前記横一列に配置された前記少なくとも３つの端子部（１５８）を挟圧し、前記複数の突起（１６６）を前記少なくとも３つの端子部（１５８）の両面に食い込ませたものである。また、本発明は、前記一方の集電極（１５３）の連結部（１６０）は中央部に切欠部（１５９ｃ）が形成されて前記切欠部（１５９ｃ）の両側に２つの端子部（１５８ｂ、１５８ｃ）を有し、前記他方の集電極（１５４）の連結部（１６０）は両側に切欠部（１５９ａ、１５９ｂ）が形成されて中央部に１つの端子部（１５８ａ）を有し、この１つの端子部（１５８ａ）が前記２つの端子部（１５８ｂ、１５８ｃ）間の切欠部（１５９ｃ）に配置され、前記一方の集電極（１５３）の連結部（１６０）における２つの端子部（１５８ｂ、１５８ｃ）はその間にある前記切欠部（１５９ｃ）をまたいで互いに接続されている。