(57)【要約】【課題】電気二重層キャパシタを均等に加圧して体積エネルギー密度を向上させる。【解決手段】外装ケース１１は前面が開口し、上面及び下面が上蓋１４，下蓋１５で塞がれる。この外装ケース１１内には、外装ケース１１の前面から後面に向かう方向に沿い複数のキャパシタセルを積層してなる積層形の電気二重層キャパシタが収納される。エンドプレート１２は、外装ケース１１の前面を塞ぐ。鍔部１３Ｒ，１３Ｌは外装ケース１１の内側に取り付けられており、エンドプレート１２を貫通した通しネジ１６を鍔部１３Ｒ，１３Ｌのネジ穴１３−１にねじ込んでいく。そうすると、ねじ込み力により、エンドプレート１２が電気二重層キャパシタを均一に加圧する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面が開口した直方体の箱体である外装ケースと、
前記外装ケースの前面に配置されてこの前面を塞ぐエンドプレートと、
前記外装ケースの右面の内側と左面の内側に配置されて、外装ケースの前面から前方に突出した鍔部とを有し、
前記エンドプレートは縦断面形状及び横断面形状がコの字形となっており、断面形状がコの字形となることにより突出した周縁部が、前記外装ケースの前面の周縁に対向する状態で配置されると共に、エンドプレートの周縁部の内側に前記鍔部が位置し、
前記エンドプレートの外側からエンドプレートに貫通させた通しネジを、前記鍔部の前面にねじ込んでいることを特徴とする電気二重層キャパシタ用収納ケース。
【請求項２】
請求項１において、前記外装ケースは上面及び下面も開口しており、上面及び下面はそれぞれ上蓋及び下蓋で塞がれていることを特徴とする電気二重層キャパシタ用収納ケース。
【請求項３】
前面が開口した直方体の箱体である外装ケースと、
前記外装ケースの内部に収納されており、外装ケースの前面から後面に向かう方向に沿い複数のキャパシタセルを積層してなる電気二重層キャパシタと、
前記外装ケースの前面に配置されてこの前面を塞ぐエンドプレートと、
前記外装ケースの右面の内側と左面の内側に配置されて、外装ケースの前面から前方に突出した鍔部とを有し、
前記エンドプレートは縦断面形状及び横断面形状がコの字形となっており、断面形状がコの字形となることにより突出した周縁部が、前記外装ケースの前面の周縁に対向する状態で配置されると共に、エンドプレートの周縁部の内側に前記鍔部が位置し、
前記エンドプレートの外側からエンドプレートに貫通させた通しネジを、前記鍔部の前面にねじ込むと共に、通しネジをねじ込む際のねじ込み力によりエンドプレート全体で電気二重層キャパシタを加圧していることを特徴とする電気二重層キャパシタユニット。
【請求項４】
請求項３において、
前記電気二重層キャパシタを構成する各キャパシタセルの間、および、電気二重層キャパシタとエンドプレートとの間、ならびに、電気二重層キャパシタと外装ケースの後面との間に、それぞれ応力緩和用シートを配置したことを特徴とする電気二重層キャパシタユニット。
【請求項５】
請求項３または請求項４において、
前記電気二重層キャパシタは、外装ケースに収納される前に、予め、加圧処理，加熱処理及び課電処理が行われていることを特徴とする電気二重層キャパシタユニット。
【請求項６】
請求項３ないし請求項５のいずれか一項において、
前記外装ケースは上面及び下面も開口しており、上面及び下面はそれぞれ上蓋及び下蓋で塞がれていることを特徴とする電気二重層キャパシタユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気二重層キャパシタ用収納ケースおよび電気二重層キャパシタユニットに関し、体積エネルギー密度を向上させるように工夫したものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気二重層キャパシタは、分極性電極、集電極、セパレータ、電解液、そして封止する包材であるアルミラミネートフィルム等で構成されている。
【０００３】
電気二重層キャパシタは外形から２種類に分類でき、円筒型と箱型がある。円筒型の電気二重層キャパシタは、電極、セパレータ、集電極からなる構成部材を巻き取ったものを、円筒形状の缶に入れる構造になっている。一方、箱型の電気二重層キャパシタは、電極、セパレータ、集電極からなる構成部材を積層したものを、箱型形状の容器に入れる構造になっている。
電気二重層キャパシタを構成するキャパシタセルの１つの実使用電圧は、２．３〜３．０Ｖ程度であり、高電圧化するためにはキャパシタセルを直列接続する必要がある。
【０００４】
積層型のキャパシタセルを直列接続する場合には、電気二重層キャパシタの性能を改善・維持するために、箱型の積層型のキャパシタセルを積み重ねた端部に、平板状のエンドプレートを配置して帯鉄（おびてつ）やネジ締めによって加圧力を付与する方法がとられている。つまり、積層した複数のキャパシタセルを一対のエンドプレートで挟み、積層したキャパシタセル及びエンドプレートの全体を、帯鉄やネジ締めによって加圧しているのである。
【０００５】
なお、帯鉄やネジ締めだけでは加圧力が不足する場合や、キャパシタセルが加圧力によってクリープを起こして変形した場合において、加圧力が減少するのを防ぐため、キャパシタセルとエンドプレートの間に、コイルバネや板バネを入れて加圧力が維持できるようにする方法もとられている。
そして最後に化粧用の樹脂製外装ケースに入れられている場合もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の電気二重層キャパシタには次のような問題点があった。
【０００７】
（１）加圧力を付与するエンドプレートは、帯鉄やネジ締めにより、曲げ応力がかかり変形しようとする。曲げによりエンドプレートが変形すると、キャパシタセルへの加圧力が均等にかからなくなるため、内部抵抗が増加しやすくなるため、寿命が短くなる恐れがある。
【０００８】
（２）エンドプレートの変形を防ぐためにはエンドプレート自体の弾性率を上げるか、板厚を厚くして剛性を上げる必要がある。しかし、このようにした場合には、キャパシタセルを組みにした際における体積エネルギー密度が減少する。
【０００９】
（３）また加圧を均等にするため、エンドプレートとキャパシタセルとの間にバネを入れると、更に体積エネルギー密度が減少することになる。
【００１０】
（４）上記（１）〜（３）のように構成された電気二重層キャパシタを外装ケースに入れることで、更に体積エネルギー密度が減少する。
【００１１】
本発明は、上記従来技術に鑑み、体積エネルギー密度を向上させることができると共に、キャパシタセルを均等に加圧することができる電気二重層キャパシタ用収納ケースおよび電気二重層キャパシタユニットを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成する本発明の電気二重層キャパシタ用収納ケースの構成は、
前面が開口した直方体の箱体である外装ケースと、
前記外装ケースの前面に配置されてこの前面を塞ぐエンドプレートと、
前記外装ケースの右面の内側と左面の内側に配置されて、外装ケースの前面から前方に突出した鍔部とを有し、
前記エンドプレートは縦断面形状及び横断面形状がコの字形となっており、断面形状がコの字形となることにより突出した周縁部が、前記外装ケースの前面の周縁に対向する状態で配置されると共に、エンドプレートの周縁部の内側に前記鍔部が位置し、
前記エンドプレートの外側からエンドプレートに貫通させた通しネジを、前記鍔部の前面にねじ込んでいることを特徴とする。
【００１３】
また上記電気二重層キャパシタ用収納ケースにおいて、前記外装ケースは上面及び下面も開口しており、上面及び下面はそれぞれ上蓋及び下蓋で塞がれていることを特徴とする。
【００１４】
また本発明の電気二重層キャパシタユニットの構成は、前面が開口した直方体の箱体である外装ケースと、
前記外装ケースの内部に収納されており、外装ケースの前面から後面に向かう方向に沿い複数のキャパシタセルを積層してなる電気二重層キャパシタと、
前記外装ケースの前面に配置されてこの前面を塞ぐエンドプレートと、
前記外装ケースの右面の内側と左面の内側に配置されて、外装ケースの前面から前方に突出した鍔部とを有し、
前記エンドプレートは縦断面形状及び横断面形状がコの字形となっており、断面形状がコの字形となることにより突出した周縁部が、前記外装ケースの前面の周縁に対向する状態で配置されると共に、エンドプレートの周縁部の内側に前記鍔部が位置し、
前記エンドプレートの外側からエンドプレートに貫通させた通しネジを、前記鍔部の前面にねじ込むと共に、通しネジをねじ込む際のねじ込み力によりエンドプレート全体で電気二重層キャパシタを加圧していることを特徴とする。
【００１５】
また上記電気二重層キャパシタユニットにおいて、
前記電気二重層キャパシタを構成する各キャパシタセルの間、および、電気二重層キャパシタとエンドプレートとの間、ならびに、電気二重層キャパシタと外装ケースの後面との間に、それぞれ応力緩和用シートを配置したり、
前記電気二重層キャパシタは、外装ケースに収納される前に、予め、加圧処理，加熱処理及び課電処理が行われていたり、
前記外装ケースは上面及び下面も開口しており、上面及び下面はそれぞれ上蓋及び下蓋で塞がれていたりすることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施の形態にかかる電気二重層キャパシタ用収納ケース１０を示す分解斜視図であり、図２は電気二重層キャパシタ用収納ケース１０に電気二重層キャパシタ２０を収納してなる本発明の実施の形態にかかる電気二重層キャパシタユニット３０を示し、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は側面図、図２（ｃ）は平面図である。
【００１８】
図１に示すように、電気二重層キャパシタ用収納ケース１０は、外装ケース１１と、エンドプレート１２と、鍔部１３Ｒ，１３Ｌと、上蓋１４と、下蓋１５と、通しネジ１６を主要部材として構成されている。
【００１９】
外装ケース１１は、図１及び図３（図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は側面図、図３（ｃ）は平面図）に示すように、直方体の箱体であり、前面が開口すると共に、本例では上面及び下面も開口している。この外装ケース１１は剛性の高いアルミ合金で形成している。
【００２０】
外装ケース１１の上面は、上蓋１４がネジ止めされることにより塞がれ、
外装ケース１１の下面は、下蓋１５がネジ止めされることにより塞がれる。
【００２１】
外装ケース１１の右面１１Ｒの内側には、板状の鍔部１３Ｒがネジ止め固定して配置されており、外装ケース１１の左面１１Ｌの内側には、板状の鍔部１３Ｌがネジ止め固定して配置されている。両鍔部１３Ｒ，１３Ｌは、外装ケース１１の前面から前方に突出していると共に、両鍔部１３Ｒ，１３Ｌの前面にはネジ穴１３−１が形成されている。
【００２２】
エンドプレート１２は、図１及び図４（図４（ａ）は側面図、図４（ｂ）は正面図）に示すように、縦断面形状及び横断面形状がコの字形となっており、断面形状がコの字形になることにより周縁部１２−１が外装ケース１１の前面に向かって突出している。またエンドプレート１２には、鍔部１３Ｒ，１３Ｌの前面に形成したネジ穴１３−１に位置合わせして、キリ孔１２−２が穿設されている。このエンドプレート１２は、アルミ合金により形成されている。
【００２３】
エンドプレート１２の外側からキリ孔１２−１に通しネジ１６を通し、この通しネジ１６を、鍔部１３Ｒ，１３Ｌのネジ孔１３−１にネジ込んでいくことにより、エンドプレート１２は固定設置されて、外装ケース１１の前面を塞ぐ。
このとき、エンドプレート１２の周縁部１２−１が、外装ケース１１の前面の周縁に対向し、しかも、周縁部１２−１の内側に鍔部１３Ｒ，１３Ｌが位置する。
【００２４】
図１に示す電気二重層キャパシタ用収納ケース１０内に電気二重層キャパシタ２０を収納することにより、図２に示すような、電気二重層キャパシタユニット３０が構成される。
【００２５】
図２に示す電気二重層キャパシタ２０では、複数の（本例では５個）のキャパシタセル２１を、外装ケース１１の前面から後面１１Ｂに向かう方向に沿い積層して構成されており、複数のキャパシタセル２１は電気的に直列接続されている。この電気二重層キャパシタ２０の電力は、外部端子２２を介して取り出される
【００２６】
実施例で使用した電気二重層キャパシタ２０の各キャパシタセル２１は、フェノール樹脂を水蒸気賦活してなる活性炭繊維布電極または活性炭シート電極、電解液、セパレータ、外界との封止材であるアルミラミネートフィルムからなるものである。なお、積層形の電気二重層キャパシタであればアルミラミネートフィルム以外の封止方法でも適用することができる。
【００２７】
更に、各キャパシタセル２１は、電気二重層キャパシタ用収納ケース１０に収納する前に、予め、加圧力１．５Ｋｇｆ／ｃｍ２で加圧し、温度６０°Ｃの環境温度下で定電圧発生装置を用いて電圧２．８Ｖを印加しておく。そして１００時間程度印加するとキャパシタセル２１内部でクリープが発生することから、予めクリープ用加圧治具を電気二重層キャパシタ２０に装着して加圧・加熱・課電処理を行い、クリープが終了した時点で治具を外して電気的に直列接続した。
【００２８】
更に電気二重層キャパシタ２０の各キャパシタセル２１の間、および、電気二重層キャパシタ２０とエンドプレート１２との間、ならびに、電気二重層キャパシタ２０と外装ケース１１の後面１１ｂとの間には、厚さ５０μｍの応力緩和用ゴムシート２３を挟んで積層している。
【００２９】
外装ケース１１の内部に、予備加圧・加温・課電した電気二重層キャパシタ２０を収納した後に、エンドプレート１２の外側からエンドプレート１２に貫通させた通しネジ１６を、鍔部１３Ｒ，１３Ｌの前面のネジ穴１３−１にねじ込んでいくと、通しネジ１６をねじ込む際のねじ込み力によりエンドプレート１２全体で電気二重層キャパシタ２０を加圧していくことができる。つまり、エンドプレート１２，鍔部１３Ｒ，１３Ｌ，通しネジ１６により、電気二重層キャパシタ２０を加圧する加圧機構が構成され、この加圧機構により、電気二重層キャパシタ２０をエンドプレート１２と外装ケース１１で挟んだ状態で加圧することができるようになっている。しかも、エンドプレート１２全体で加圧するため、電気二重層キャパシタ２０の各キャパシタセル２１を均等に加圧することができる。
【００３０】
結局、エンドプレート１２を外装ケース１１にネジ止めしていくことと同時に、加圧機構が作用して電気二重層キャパシタ２０の加圧が行われることになる。
【００３１】
上述したように本実施の形態では、エンドプレート１２の断面形状をコの字形としたため、エンドプレート１２の曲げ剛性が向上する。そのため、同じ曲げ剛性を保持しながらエンドプレート１２の厚さを、従来品（平板のエンドプレート）の厚さの４０％にすることができる。
その結果、均等な加圧力を保持したまま電気二重層キャパシタ２０のエネルギー密度を向上させることができる。
【００３２】
また、エンドプレート１２，鍔部１３Ｒ，１３Ｌ，通しネジ１６により構成される加圧機構が、外装ケース１１に付与されるため、別途、外装ケースに入れる必要がなくなる。その結果、電気二重層キャパシタ２０のエネルギー密度を向上させることができる。
【００３３】
また、電気二重層キャパシタ２０を予め加圧・加温・課電処理すると共に、応力緩和用ゴムシート２３を挟んで積層することにより、加圧力を保持するためのバネを入れる必要がなくなる。その結果、電気二重層キャパシタ２０のエネルギー密度を向上させることができる。
【００３４】
更に、加圧機構の一部となる鍔部１３Ｒ，１３Ｌを外装ケース１１の内側に配置することで、外装ケース１１の外側から突起部をなくすことができ、電気二重層キャパシタ２０の入った外装ケース１１を効率よく（無駄な隙間なく）配列させることが可能となり、体積エネルギー密度を向上させることができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上、実施の形態と共に具体的に説明したように本発明では、前面（場合によっては更に上面及び下面）が開口した直方体の箱体である外装ケースと、前記外装ケースの前面に配置されてこの前面を塞ぐエンドプレートと、前記外装ケースの右面の内側と左面の内側に配置されて、外装ケースの前面から前方に突出した鍔部とを有し、前記エンドプレートは縦断面形状及び横断面形状がコの字形となっており、断面形状がコの字形となることにより突出した周縁部が、前記外装ケースの前面の周縁に対向する状態で配置されると共に、エンドプレートの周縁部の内側に前記鍔部が位置し、前記エンドプレートの外側からエンドプレートに貫通させた通しネジを、前記鍔部の前面にねじ込んで、電気二重層キャパシタ用収納ケースを構成している。
そしてこの電気二重層キャパシタ用収納ケース内に、外装ケースの前面から後面に向かう方向に沿い複数のキャパシタセルを積層してなる電気二重層キャパシタを備えて、前記エンドプレートの外側からエンドプレートに貫通させた通しネジを、前記鍔部の前面にねじ込むと共に、通しネジをねじ込む際のねじ込み力によりエンドプレート全体で電気二重層キャパシタを加圧して電気二重層キャパシタユニットを構成した。
【００３６】
この結果、エンドプレートの剛性が向上すると共に、電気二重層キャパシタを容易かつ均等に加圧することができ、体積エネルギー密度を改善したキャパシタユニットを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる電気二重層キャパシタ用収納ケースを示す分解斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる電気二重層キャパシタユニットを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかる電気二重層キャパシタ用収納ケースに用いる外装ケースを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかる電気二重層キャパシタ用収納ケースに用いるエンドプレートを示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【符号の説明】
１０  電気二重層キャパシタ用収納ケース
１１  外装ケース
１１Ｒ  右面
１１Ｌ  左面
１１Ｂ  後面
１２  エンドプレート
１２−１  周縁部
１２−２  キリ孔
１３Ｒ，１３Ｌ  鍔部
１３−１  ネジ穴
１４  上蓋
１５  下蓋
１６  通しネジ
２０  電気二重層キャパシタ
２１  キャパシタセル
２２  外部端子
２３  応力緩和用ゴムシート
３０  電気二重層キャパシタユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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