CN110301021A - 蓄电单元 - Google Patents

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Abstract

一种蓄电单元(1)，在金属壳体(10)内收容蓄电元件而成，并且经由金属制的托架(60)而安装于车辆，其中，该蓄电单元(1)具备：保持架(30)，在金属壳体(10)内保持蓄电元件；托架承受部(40)，设置于保持架(30)，与托架(60)卡合而将保持架以及蓄电元件的载荷施加给托架(60)；以及连接片(16)，设置于金属壳体(10)，与托架(60)接触而将金属壳体(10)与托架(60)电连接。

Description

蓄电单元
技术领域
本说明书公开与蓄电单元相关的技术。
背景技术
作为将保持多个蓄电元件的保持架收容到金属壳体内而形成的蓄电单元，例如已知专利文献1的蓄电单元。在该技术中，用金属制的螺钉将托架紧固于金属壳体，并经由上述结构而在将蓄电单元固定于车辆的同时得到车辆向地的电连接。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016－088144号公报(第八图)
发明内容
发明所要解决的课题
但是，在该结构中，在螺钉处受到蓄电元件的大的载荷，所以，在受到来自车辆的振动时，应力集中于螺钉，成为螺钉的拧紧松动或者螺钉自身破损的原因。为了在避免该情形的同时确保与车辆侧的电连接，考虑代替螺纹紧固而将金属壳体与托架直接焊接的结构。但是这样一来，将壁厚较厚的托架焊接到壁厚较薄的金属壳体，所以，特别是在与蓄电元件的重量相匹配而托架的壁厚变得更厚的情况下，技术上的制约大。另外，还考虑在金属壳体局部地设置经加强的托架安装部并将托架安装到该托架安装部的方法，但在该情况下，金属壳体的成形成本升高。
本发明是基于上述情形而完成的，其目的在于，将蓄电单元可靠地安装到车辆等预计到振动的安装目标，并且，能够确保该金属壳体的电连接。
用于解决课题的技术方案
本说明书所公开的技术涉及一种蓄电单元，在金属壳体内收容蓄电元件而成，并且经由金属制的托架而安装于车辆，其中，所述蓄电单元具备：保持架，在所述金属壳体内保持所述蓄电元件；托架承受部，设置于所述保持架，与所述托架卡合而将所述保持架以及所述蓄电元件的载荷施加给所述托架；以及连接部，设置于所述金属壳体，与所述托架接触而将所述金属壳体与所述托架电连接。
根据该结构，蓄电元件的载荷从保持架传递到与保持架的托架承受部卡合的托架。并非如以往那样载荷经由金属壳体传递到托架，所以，能够防止在金属壳体与托架的结合部产生过剩的应力。另外，在金属壳体设置有与托架电连接的连接部，所以，金属壳体能够经由托架而与车辆的车身等电连接。保持架不需要与托架电连接，所以，不需要通过导电性的材料来制造，能够通过使强度、制造成本优先的任意的材料来形成。
作为与本说明书所公开的布线模块相关的实施方式，优选接下来的结构。
(1)所述托架承受部具备能够使设置于所述托架的前端的插入片部插入的保持槽部，并且，所述连接部由一体地设置于所述金属壳体的接触片构成，所述接触片在所述保持槽部内露出而能够与插入并保持于所述保持槽部内的所述托架的插入片部接触。
根据该结构，在对托架进行保持的保持槽部的内部，电连接单元(接触片)露出，所以，仅通过将托架插入到保持槽部，就能够在由托架保持保持架的同时，使保持架与托架电连接。
(2)所述托架承受部在所述保持架的侧部凹陷地设置，在所述金属壳体设置有从外侧覆盖所述保持架的侧壁的壁部，在所述壁部设置有弹簧片来作为所述接触片，所述弹簧片从侧壁的外侧突入到所述保持槽部内而能够与所述托架的插入片部接触。
根据该结构，托架承受部收容于所述金属壳体的内侧，所以，没有从外侧按压到其他构件而发生变形的担忧。
(3)所述金属壳体由相互从相反侧嵌合而将所述保持架的外侧覆盖的上壳体以及下壳体构成，并且在所述保持架设置有沿着所述上下两壳体的嵌合方向延伸的金属制的连结构件，所述上壳体以及下壳体通过螺纹接合于所述连结构件的紧固构件而固定于所述保持架。
根据该结构，经由金属制的轴环将上壳体与下壳体电连接，所以，能够在将上下两壳体固定于保持架的同时，为了屏蔽而将它们以电气方式设为相同电位。
(4)在所述金属壳体内收容有电路基板，该电路基板安装有控制所述蓄电元件的充放电的控制电路，在该电路基板上形成有使所述连结构件贯通的贯通孔，并且在该贯通孔的周缘形成有通过与所述连结构件相接而将所述控制电路的规定的线设为与所述金属壳体相同的电位的焊盘。
根据该结构，仅通过将螺钉构件插入到轴环并进行螺纹接合，就能够将电路基板的规定的线设为与金属壳体相同的电位。
(5)所述保持架是合成树脂制，形成为矩形的箱形，
所述托架承受部设置于所述保持架的长边的两侧壁部的大致中央。
根据该结构，托架在与保持架的重心接近的位置处接受蓄电元件以及保持架的载荷，所以，能够防止在保持架的重心与托架承受部之间产生过剩的应力。
发明效果
根据与本说明书所公开的技术相关的蓄电模块，能够将蓄电单元可靠地安装到车辆等预计到振动的安装目标，并且，还能够确保该金属壳体的电连接。
附图说明
图1是实施方式1的蓄电单元的俯视图。
图2是图1的A－A剖视图。
图3是图1的B－B剖视图。
图4是蓄电单元的分解主视图。
图5是示出将托架保持于托架承受部的状态的主视图。
图6是图5的C－C剖视图。
图7是实施方式2的保持架的俯视图。
图8是示出将托架保持于托架承受部的状态的剖视图。
图9是蓄电单元的分解主视图。
图10是下壳体的俯视图。
具体实施方式
＜实施方式1＞
通过图1至图6来说明与本说明书所公开的技术相关的实施方式1。
本实施方式的蓄电单元1搭载于车辆，例如被用作发动机的怠速停止时、发动机的再启动时的辅助电源。下面，将图示中的X方向设为右方、将Y方向设为前方、将Z方向设为上方来进行说明。另外，在以下说明中，关于多个相同构件，有时仅对一个构件附加符号，省略其他构件的符号。
如图1至图3所示，蓄电单元1在单元主体部前后具备用于安装到车辆的一对托架60，单元主体部是在金属壳体10的内部收容对作为蓄电元件的多个电容器BT进行保持的保持架30和安装有用于控制电容器BT的充放电的电子构件P(控制电路的一个例子)的电路基板50而形成。需要说明的是，蓄电元件也可以是二次电池。
如图2所示，金属壳体10构成为具备设置有下表面开口的凹部的大致长方体形状的上壳体11以及设置有上表面开口的凹部的扁平的大致长方体形状的下壳体17。在上壳体11的四角，上下贯通地设置有上部贯通孔12，并且在下壳体17的四角，上下贯通地设置有下部贯通孔18。
保持架30由绝缘性的合成树脂材料形成，在整体上，形成为左右较长的扁平的矩形的箱形。保持架30的尺寸是紧密地嵌合到上壳体11内的程度。在保持架30的四角，上下贯通地设置有保持架贯通孔32，并且在各保持架贯通孔32设置有在内周面形成有未图示的螺纹槽的金属制的轴环35(连结构件的一个例子)，其上下端面露出。
在保持架30的上表面侧，如图1所示，隔着保持架30的长度方向上的中心线而左右各一列地前后并列设置有用于收容电容器BT的多个凹部33。
在保持架30的各凹部33，以分别使引线端子W朝向左右外侧的方式收容有电容器BT。在收容于保持架30的电容器BT处，如图3所示，盖上保持架罩36。保持架罩36通过卡合到设置于保持架30的未图示的卡合部而相对于保持架30固定。保持架罩36由合成树脂材料形成且形成为从前后方向端部至中央倾斜的形状，由此，抑制电容器BT向上方飞出。
需要说明的是，电容器BT的各引线端子W如图2中的虚线所示，上下贯通保持架30而延伸到背面。
电路基板50形成为相比保持架30的下表面52尺寸稍小的大致长方形形状。如图2所示，电路基板50的上表面51与保持架30的背面相接地配设，另一方面，在下表面52，安装有用于控制电容器BT的充放电的电子构件P。另外，在电路基板50贯通地设置有基板贯通孔53，并且，在其上表面51，在各基板贯通孔53的周缘设置有未图示的焊盘，与接地图案(规定的线的一个例子)连接。焊盘以及基板贯通孔53的内径是与设置于保持架30的轴环35的内径大致相同尺寸，各焊盘的上表面与各轴环35的下表面接触。电路基板50的下表面52用金属壳体10的下壳体17覆盖。
如图3所示，蓄电单元1在前端侧与后端侧具备通过将托架60安装到保持架30而将单元主体部的载荷传递到托架60并且得到金属壳体10、保持架30以及电路基板50与托架60的电连接的结构。前端侧的结构与后端侧的结构除了前后相反以外都相同，所以，下面，仅说明前端侧，省略后端侧的说明。
在上壳体11的前侧壁15设置有用于与托架60电连接的接触片16(连接部的一个例子)。如图4所示，在前侧壁15处隔着其长度方向上的中心线而左右对称地刻入切口13，在它们之间舌片状地切后保留，从而形成接触片16。在接触片16的左右方向上的中央部设置有用于在插入到后述的托架承受部40内时避让卡止突部44的避让狭缝14。避让狭缝14的上端部形成为与卡止突部44的外周面的形状相匹配的圆弧形状。
如图3所示，托架60由壁厚较厚的金属材料带状地形成。托架60的前端部分在长度方向上直角地弯曲，做成用于卡合于后述的托架承受部40的插入片部61。在插入片部61的端部附近，如图4所示，贯通地形成有卡止孔62。另外，在插入片部61的后表面，突出设置有半球状的接触突部63。接触突部63相比卡止孔62设置于下部，在隔着插入片部61的宽度方向上的中心线而左右对称的位置处各配设有一个。
在保持架30的前侧面31的左右方向上的中央，突出设置有用于与托架60卡合的托架承受部40。
如图1以及图4所示，托架承受部40在整体上形成为前后扁平的大致长方体形状。在托架承受部40形成有向下表面52开口的一对保持槽部41，并且在上表面51，在靠近保持架30的前侧面31的位置，与保持槽部41连通地设置有插通狭缝42。插通狭缝42的尺寸为接触片16能够插通的程度。
在托架承受部40的前壁部45，与保持槽部41连通的前表面开口部46沿着左右方向上的中心线开口，另一方面，从保持槽部41的后内壁43(保持架30的前侧面31)的中央部向前方突出地设置有细的圆柱形状的卡止突部44。卡止突部44延伸至前表面开口部46内或者其附近，其前端成为不与保持槽部41的内壁面、前表面开口部46的内壁面连结的自由端。
接下来，说明本实施方式的蓄电单元1的组装次序。
首先，将电路基板50以及保持架30收容到金属壳体10的内部，使上壳体11与下壳体17相互嵌合。于是，上壳体11的接触片16在如下的状态下配设，即，从插通狭缝42插入到保持槽部41，在避让狭缝14处避让卡止突部44，同时使背面沿着保持槽部41的后内壁43(保持架30的前侧面31)并且使前表面在保持槽部41内露出。
另外，在将电路基板50以及保持架30收容到金属壳体10的内部时，使设置于保持架30的四角的金属制的轴环35与设置于电路基板50的四角的焊盘以及基板贯通孔53以与设置于金属壳体10的四角的上部贯通孔12以及下部贯通孔18成为同轴状的方式对位。然后，从金属壳体10的上下向它们插入作为紧固构件的螺丝SW，并螺纹接合于金属制的轴环35的螺纹孔。由此，电路基板50以及金属壳体10固定于保持架30，并且电路基板50的地图案经由焊盘而成为与金属制的轴环35导通的状态，并且，上壳体11以及下壳体17成为经由螺丝SW分别电连接于金属制的轴环35的状态。
然后，将托架60的插入片部61从下方插入到保持槽部41，使卡止突部44向上方弹性变形，并且在使接触突部63与接触片16的前表面(露出面)摩擦接触的同时向上方进入到保持槽部41内。于是，卡止突部44嵌合到插入片部61的卡止孔62，弹性恢复成原来的姿势。由此，如图3以及图5所示，托架60(插入片部61)被保持槽部41的内壁包围，其前端能够与保持槽部41的内壁的顶面47抵接并且与卡止突部44卡止而卡合地保持于托架承受部40内，与此同时，如图6所示，接触突部63与金属壳体10的接触片16接触，成为与金属壳体10电连接的状态。
这样，将保持架30以及电路基板50收容并固定到金属壳体10内，使保持架30的托架承受部40与托架60卡合，从而完成将金属壳体10、保持架30以及电路基板50全部与托架60电连接而设为相同电位的蓄电模块。
根据上述结构，电容器BT的载荷从保持架30传递到与保持架30的托架承受部40卡合的托架60。并非如以往那样将载荷经由金属壳体10传递到托架60，所以，能够防止在金属壳体10与托架60的结合部处产生过剩的应力。另外，将与托架60电连接的接触片16设置于金属壳体10，所以，金属壳体10能够经由托架60电连接到车辆的车身等。保持架30不需要与托架60电连接，所以，不需要由导电性的材料制造，能够由使强度、制造成本优先的任意的材料形成。
另外，在对托架60进行保持的保持槽部41的内部，金属壳体10的接触片16露出，所以，仅通过将托架60插入到保持槽部41就能够在以托架60保持保持架30的同时与托架60电连接。
＜实施方式2＞
接下来，通过图7至图10来说明与本说明书所公开的技术相关的实施方式2。需要说明的是，在本实施方式中，仅说明与实施方式不同的结构，关于与实施方式1相同的结构，省略说明。
在实施方式1的蓄电单元1中，托架承受部40是突出设置于保持架30的前侧部34的结构，与此相对地，在本实施方式的蓄电单元100中，如图7所示，托架承受部140在俯视观察下，一在保持架130的前侧部134处凹陷并使其前壁部145的前表面145F与保持架130的前侧部134的前表面134F平齐的方式设置。由此，如图8所示，托架承受部140收容于覆盖保持架130的金属壳体110的内侧。需要说明的是，电路基板150不仅在下表面152，在上表面151也安装有电子构件，并且从保持架130的下表面间隔开地配设。在保持架130的四角，上下贯通地设置有保持架贯通孔132，并且在各保持架贯通孔132设置有在内周面形成有未图示的螺纹槽的金属制的轴环135，其上下端面露出。
另外，在本实施方式中，如图9所示，在上壳体111的前侧壁115的中央一体地设置有向后方突出的弹簧片116，做成用于与托架160接触的接触片116(连接部的一个例子)。弹簧片116从托架承受部140的前表面侧穿过前表面开口部146而在保持槽部141内露出，与插入于保持部内的托架160接触。
在金属壳体110中的下壳体117的前端部附近的中央，如图10所示，设置有左右较长的下狭缝119。如图8以及图9所示，托架160的插入片部161从下方插通到下狭缝119，在金属壳体110内压入到托架承受部140的保持槽部141，在保持槽部141内与从前表面侧露出的弹簧片116接触。从保持架130的前侧面131的中央部，向前方突出地设置有卡止突部144。
根据该结构，托架承受部140收容到所述金属壳体110的内侧，所以，没有从外侧按压到其他构件而发生变形的担忧。因此，在蓄电模块的设置空间窄、有可能由于车辆的振动而与其他构件抵接的情况等下是优选当的。
＜其他实施方式＞
本说明书所公开的技术不限定于通过上述叙述以及附图来说明的实施方式，例如能够通过如下的方式来实施。
(1)在上述实施方式中，托架60的保持槽部41做成向下方开口并从下方插入托架60的结构，但保持槽部的开口方向不限于此，例如也可以做成保持槽部向左方开口并从左方插入托架的结构。
(2)另外，在上述实施方式中，设置于托架承受部40的内部的保持槽部41做成未将配设接触片16的区域与配设插入片部61的区域之间分隔的结构，但保持槽部不限于此，例如也可以在配设接触片的区域与配设插入片部的区域之间设置隔壁，在该隔壁设置用于使接触突部从一方的区域向另一方的区域插通的开口部。
(3)接触片部的形状不限于上述实施方式那样的形状，另外，可以设置于金属壳体与托架中的任一方。例如，在实施方式1中，接触突部设置于托架，但接触突部也可以设置于接触片。另外，在实施方式2中，做成设置于金属壳体的前侧壁115的弹簧片116从前表面开口部146突入到保持槽部141的结构，但作为其代替，也可以构成为在插入片部的前表面侧设置向前方突出的突状部，其从前表面开口向外部突出而与金属壳体的前侧壁部接触。进一步地，不一定需要接触突部，总之，托架与金属壳体接触而电连接即可。
(4)在上述实施方式中，在金属壳体10内收容有保持蓄电元件的保持架30和电路基板50，但本申请发明不限于此，也能够应用于仅将保持蓄电元件的保持架收纳于金属壳体内的蓄电单元。
(5)作为将上壳体与下壳体在电连接的同时固定于保持架的构造，不限于使螺丝螺纹接合于所述第一实施方式那样的金属制的轴环的构造，例如作为代替金属制的轴环的连结构件，也可以做成利用在两端具有螺纹部的金属支柱、并将作为紧固构件的螺母螺纹接合于此的构造。或者，还能够采用通过打磨(burring)加工在下壳体的下部贯通孔中形成螺纹部，并使从上壳体的上部贯通孔插入的螺丝螺纹接合于此的构造，或者利用铆接螺母连结螺栓的构造等。
标号说明
1、100：蓄电单元
10、110：金属壳体
11、111：上壳体
15、115：前侧壁
16：接触片(连接部)
17、117：下壳体
30、130：保持架
35、135：轴环
40、140：托架承受部
41、141：保持槽部
42：插通狭缝
44、144：卡止突部
46：前表面开口部
50：电路基板
60、160：托架
61、161：插入片部
62、162：卡止孔
63：接触突部
BT：电容器
P：电子构件
116：弹簧片(连接部)。

Claims (6)

1.一种蓄电单元，在金属壳体内收容蓄电元件而成，并且经由金属制的托架而安装于车辆，其中，
所述蓄电单元具备：
保持架，在所述金属壳体内保持所述蓄电元件；
托架承受部，设置于所述保持架，与所述托架卡合而将所述保持架以及所述蓄电元件的载荷施加给所述托架；以及
连接部，设置于所述金属壳体，与所述托架接触而将所述金属壳体与所述托架电连接。
2.根据权利要求1所述的蓄电单元，其中，
所述托架承受部具备能够使设置于所述托架的前端的插入片部插入的保持槽部，并且，所述连接部由一体地设置于所述金属壳体的接触片构成，所述接触片在所述保持槽部内露出而能够与插入并保持于所述保持槽部内的所述托架的插入片部接触。
3.根据权利要求2所述的蓄电单元，其中，
所述托架承受部在所述保持架的侧部凹陷地设置，在所述金属壳体设置有从外侧覆盖所述保持架的侧壁的壁部，在所述壁部设置有弹簧片来作为所述接触片，所述弹簧片从侧壁的外侧突入到所述保持槽部内而能够与所述托架的插入片部接触。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的蓄电单元，其中，
所述金属壳体由相互从相反侧嵌合而将所述保持架的外侧覆盖的上壳体以及下壳体构成，并且在所述保持架设置有沿着所述上下两壳体的嵌合方向延伸的金属制的连结构件，所述上壳体以及下壳体通过螺纹接合于所述连结构件的紧固构件而固定于所述保持架。
5.根据权利要求4所述的蓄电单元，其中，
在所述金属壳体内收容有电路基板，该电路基板安装有控制所述蓄电元件的充放电的控制电路，在该电路基板上形成有使所述连结构件贯通的贯通孔，并且在该贯通孔的周缘形成有通过与所述连结构件相接而将所述控制电路的规定的线设为与所述金属壳体相同的电位的焊盘。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的蓄电单元，其中，
所述保持架是合成树脂制，形成为矩形的箱形，
所述托架承受部设置于所述保持架的长边的两侧壁部的大致中央。
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