JP2006324350A

JP2006324350A - 蓄電ユニット

Info

Publication number: JP2006324350A
Application number: JP2005144496A
Authority: JP
Inventors: Koichi Yamamoto; 康一山本; Makoto Kawahara; 誠川原; Naoto Doi; 直人土井; Katsu Imai; 克今井; Kiyotaka Hanaoka; 清隆花岡
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Yazaki Corp
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Yazaki Corp
Priority date: 2005-05-17
Filing date: 2005-05-17
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2025-05-17
Also published as: JP4741285B2

Abstract

【課題】蓄電ユニットにおいて仕様変更に伴う煩雑さを低減する。
【解決手段】軸線方向の一端側に正極端子、他端側に負極端子を備えたキャパシタ２を、上下２段に配置するとともに各段に６個配置し、これらキャパシタ２を電気的に接続してなる蓄電モジュール１Ａを複数連結してなる蓄電ユニット１であって、蓄電モジュール１Ａは、上下のキャパシタ２，２が正極端子と負極端子との嵌合によって電気的に接続され、上段と下段のキャパシタ２，２の間に中間プレート５０を配置して、これらキャパシタ２．２・・・をアッパープレート２０とロアプレート７０とで挟装してなり、隣り合う蓄電モジュール１Ａ，１Ａはクリップ１００によって機械的に連結されるとともに、コネクタによって電気的に接続されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、多数の蓄電素子を電気的に接続してなる蓄電ユニットに関するものである。

蓄電素子を多数直列に接続して所望の電圧の蓄電装置を構成する技術は従来から知られている。
例えば、特許文献１には、直方体形状の蓄電池の隣り合う面に互いに異なる極の端子を設け、端子を接続して複数の蓄電池を１つの蓄電装置にする技術が開示されている。
実公平７−３３３７０号公報

しかしながら、前記従来の蓄電装置は、端子の接続だけで蓄電池同士の電気的接続と機械的連結を行っているので、蓄電池同士の相互位置関係がずれ易く、したがって蓄電装置が歪み易かった。また、このような蓄電装置の歪みを阻止するために蓄電装置全体を匡体に収容する方法も考えられるが、そのようにすると、装置が大型化し、重量も増大してしまう。
また、蓄電装置の仕様変更に対しては、接続する蓄電素子の数を変更することで対応可能であるが、基本単位が蓄電素子単体であるので、変更後の仕様に応じて蓄電装置の形状、大きさ等を新たに設計する必要があり、繁雑であった。
そこで、この発明は、多数の蓄電素子の集合体ながら、形状が安定し、小型、軽量化を図ることができ、仕様変更に伴う煩雑さを低減することができる蓄電ユニットを提供するものである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、軸線方向の一端側に正極端子（例えば、後述する実施例における正極端子８ｂ）、他端側に負極端子（例えば、後述する実施例における負極端子９ｂ）を備えた蓄電素子（例えば、後述する実施例におけるキャパシタ２）を、前記軸線方向に沿って複数配置するとともに該軸線方向と交差する方向に沿って複数配置し、これら蓄電素子を電気的に接続してなる蓄電モジュール（例えば、後述する実施例における蓄電モジュール１Ａ）を複数連結してなる蓄電ユニット（例えば、後述する実施例における蓄電ユニット１）であって、前記蓄電モジュールは、前記軸線方向に沿って隣り合う蓄電素子同士が、一方の蓄電素子の正極端子と他方の蓄電素子の負極端子との嵌合によって電気的に接続され、前記軸線方向に沿って隣り合う蓄電素子同士の嵌合した端子を貫通させるとともに該蓄電素子を位置決めする中間プレート（例えば、後述する実施例における中間プレート５０）と、前記軸線方向の一方端に配置される蓄電素子の一方の端子に電気的に接続されるアッパープレート（例えば、後述する実施例におけるアッパープレート２０）と、前記軸線方向の他方端に配置される蓄電素子の一方の端子に電気的に接続されるロアプレート（例えば、後述する実施例におけるロアプレート７０）と、を備え、全ての前記蓄電素子が前記アッパープレートと前記ロアプレートとの間に挟装されてなり、隣り合う前記蓄電モジュール同士は締結部材（例えば、後述する実施例におけるクリップ１００）によって機械的に連結されるとともに、コネクタ（例えば、後述する実施例におけるコネクタ１１０）によって電気的に接続されることを特徴とする蓄電ユニットである。
このように構成することにより、蓄電モジュールは、軸線方向に沿って隣り合う蓄電素子が中間プレートによって位置決めされているので、蓄電素子同士の相対的な位置関係がずれなくなり、蓄電モジュールの形状が安定する。また、蓄電モジュールは、全ての蓄電素子がアッパープレートとロアプレートとの間に挟装された構造にされているので、蓄電モジュールの小型・軽量化を図ることができる。したがって、蓄電ユニットも形状が安定し、小型・軽量にすることができる。さらに、蓄電モジュールの連結数を変更するだけで蓄電ユニットの仕様を簡単に変更することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記蓄電モジュールの入力端子（例えば、後述する実施例における入力端子部９４ｂ）と出力端子（例えば、後述する実施例における出力端子部９５ｃ）が略同軸上で互いに反対側となるように配置されており、これら端子が配列される方向に沿って前記蓄電モジュールが配列されていることを特徴とする。
このように構成することにより、蓄電モジュール同士を極めて接近して配置することができるとともに、蓄電モジュール同士の電気的接続に必要なハーネスの長さを短くすることができ、高電圧の蓄電ユニットを小型・軽量にすることができる。

請求項１に係る発明によれば、蓄電モジュールの形状が安定し、小型・軽量にすることができるので、蓄電ユニットも形状が安定し、小型・軽量にすることができる。さらに、蓄電ユニットの仕様を簡単に変更することができるので、仕様変更に伴う煩雑さを低減することができ、仕様変更に容易に対応することができる。
請求項２に係る発明によれば、蓄電モジュール同士を極めて接近して配置することができるとともに、蓄電モジュール同士の電気的接続に必要なハーネスの長さを短くすることができ、高電圧の蓄電ユニットを小型・軽量にすることができる。

以下、この発明に係る蓄電ユニットの実施例を図１から図２２の図面を参照して説明する。
図１は蓄電ユニット１の外観斜視図であり、蓄電ユニット１は複数の蓄電モジュール１Ａ，１Ａ・・・をクリップ（締結部材）１００によって機械的に連結し、且つ、図２２に示されるコネクタ１１０によって電気的に直列に接続して構成されている。
図２は蓄電モジュール１Ａの外観斜視図であり、蓄電モジュール１Ａは、アッパープレート２０とロアプレート７０との間に、１２個の蓄電素子としてのキャパシタ２，２・・・が挟装されで構成されている。また、キャパシタ２，２・・・は上下２段に配列されるとともに、各段に６個ずつ配列されており、上段６個のキャパシタ２，２・・・と下段６個のキャパシタ２，２・・・との間に中間プレート５０が配置されている。

初めに、キャパシタ２について説明する。図３に示すように、キャパシタ２は略直方体形状をなし、互いに反対側に位置する底板部３および天板部４と、これらを接続する側板部５とを有し、底板部３と側板部５の間、および、天板部４と側板部５の間には、外方に突出する矩形枠状の額縁部６が形成されている。
図３（Ａ）に示すように、底板部３の中央には皿体７と正極端子体８が同心上に取り付けられており、図３（Ｂ）に示すように、天板部４の中央には皿体７と負極端子体９が同心上に取り付けられている。以下、この明細書において正極端子体８と負極端子体９が対向する方向、換言すると底板部３の中央と天板部４の中央を結ぶ軸方向を、キャパシタ２の軸線方向という。したがって、キャパシタ２の軸線方向は正極端子、負極端子の位置によって決まるものであり、キャパシタ２の内部構造には何ら関係しない。また、天板部４と底板部３は必ずしも設置状態における上下関係を意味するものではなく、例えば、天板部４を下側に、底板部３を上側にして設置する場合もあり得る。

皿体７、正極端子体８、負極端子体９はいずれも導電性金属（例えば銅）からなり、皿体７の上に正極端子体８あるいは負極端子体９がねじ止めされている。図２０に示すように、底板部３に設けられた皿体７と天板部４に設けられた皿体７は同一形状、同一寸法の円形皿状をなし、上端には水平外側に広がる円環状のフランジ部７ａが形成されている。

正極端子体８は皿体７のフランジ部７ａよりも小径であり、中央に円筒状の位置決め突起８ａが設けられ、位置決め突起８ａの外側に略円筒状の正極端子８ｂが連設されて構成されている。底板部３において、皿体７のフランジ部７ａは額縁部６の先端とほぼ同一高さに位置しており、位置決め突起８ａの先端は額縁部６の先端よりもキャパシタ２の軸線方向外側に突出し、正極端子８ｂの先端は位置決め突起８ａの先端よりもさらにキャパシタ２の軸線方向外側に突出している。

負極端子体９は皿体７のフランジ部７ａよりも小径であり、中央に円筒状の位置決め突起９ａが設けられ、位置決め突起９ａの外側に負極端子９ｂが連設されて構成されている。負極端子体９における位置決め突起９ａは正極端子体８における位置決め突起８ａと同一形状、同一寸法をなし、負極端子９ｂは周方向に複数（この実施例では４つ）に分割されていて、仮想円周上に配置されている。天板部４において、皿体７のフランジ部７ａは額縁部６の先端とほぼ同一高さに設定されており、位置決め突起９ａの先端は額縁部６の先端よりもキャパシタ２の軸線方向外側に突出し、負極端子９ｂの先端は位置決め突起９ａの先端よりもさらにキャパシタ２の軸線方向外側に突出している。

このように構成されたキャパシタ２においては、２つのキャパシタ２，２をその軸線方向に沿って直接連結することができるようになっている。このキャパシタ２，２同士の連結は、図２０に示すように、一方のキャパシタ２の負極端子９ｂの内側に他方のキャパシタ２の正極端子８ｂが嵌め込まれることによって行われ、両キャパシタ２，２の位置決め突起８ａ，９ａの先端同士が突き合わされる位置を嵌合完結点とされ、この状態において両キャパシタ２，２の皿体７，７のフランジ部７ａ，７ａ同士が所定寸法離間して位置するように設定されている。なお、キャパシタ２，２は同極端子同士を直接連結することはできず、したがって、キャパシタ２，２同士を直結するということは、電気的には直列接続を意味する。また、位置決め突起８ａ，９ａはキャパシタ２，２を直結したときの軸線方向の位置決めを行う。

次に、アッパープレート２０について説明する。図４はアッパープレート２０の外観斜視図、図５はアッパープレート２０を表裏ひっくり返して見た外観斜視図、図６はアッパープレート２０の底面図、図７は図６のＡ−Ａ断面図、図８は図６のＢ−Ｂ断面図であり、図９は後述するバスバー４０の外観斜視図である。
アッパープレート２０は平べったい略直方体形状をなし、樹脂製の第１フレーム２１および第２フレーム２２と、金属製のカバー２３と、各キャパシタ２の電圧や温度等を監視するための回路（キャパシタ電圧検出回路、キャパシタ温度制御回路）を備えた制御基板２４と、隣り合う２つのキャパシタ２，２の正極端子８ｂと負極端子９ｂを接続するための３つのバスバー（接続部材）４０、を主要構成とし、第２フレーム２２の上に第１フレーム２１が配置され、第１フレーム２１の上にカバー２３が配置されて、カバー２３側から取り付けた６つのボルト２６によってはカバー２３と第１フレーム２１と第２フレーム２２は一体に連結固定されている。

バスバー４０は導電性金属（例えば銅）で形成されており、図９に示すように、キャパシタ２の正極端子体８、負極端子体９と同形状、同寸法に形成された雄端子体４１、雌端子体４２と、これら雄端子体４１と雌端子体４２を接続する接続プレート４３とからなる。雄端子体４１は、正極端子体８の突起８ａ、正極端子８ｂに対応する突起４１ａと雄端子４１ｂを備え、雌端子体４２は負極端子体９の突起９ａ、負極端子９ｂに対応する突起４２ａ、雌端子４２ｂを備えていて、雄端子体４１は接続プレート４３の一端に、雌端子体４２は接続プレート４３の他端に溶接されている。雄端子４１ｂと雌端子４２ｂの中心間寸法は、並行に配置される２つのキャパシタ２，２の正極端子８ｂと負極端子９ｂの中心間寸法に一致する。

第２フレーム２２の底面には、その長手方向の一端側に、２つのコネクタ差込口２８ａ，２８ａを有するコネクタ部２８が第１フレーム２１から離間する方向（下方）に突設されている。各コネクタ差込口２８ａの内部に設けられたピンコネクタ２８ｂ（図６参照）は制御基板２４のキャパシタ電圧検出回路に接続されている。
また、第２フレーム２２の底面には、平面視矩形をなす６つの凹部２７Ａ〜２７Ｆ（以下、個々を区別する必要がないときは凹部２７と記す）が第２フレーム２２の長手方向に沿って縦列に並んで設けられている。この凹部２７はキャパシタ２の額縁部６を挿入させてキャパシタ２の位置決めをするためのものであり、額縁部６よりも若干大きい寸法に形成されている。また、第２フレーム２２には、各凹部２７の中央に円形の孔２７ａが設けられている。この孔２７ａはバスバー４０の雄端子体４１や雌端子体４２を第２フレーム２２から露出させるためのものであり、孔２７ａの内径は雌端子４２ｂの外径よりも所定寸法だけ大きくされている。

さらに、第２フレーム２２には、コネクタ部２８から遠い側から数えて２番目、４番目、６番目の凹部２７Ｂ，２７Ｄ，２７Ｆにおける所定部位に、第１フレーム２１から離間する方向（下方）に突出する凸部２７ｂが形成されている。図８に示すように、この凸部２７ｂの内側に形成された溝２７ｃには、キャパシタ２の温度を検出するためのサーミスタ２９が第２フレーム２２に密接して配置されており、サーミスタ２９は溝２７ｃに充填されたシリコン２７ｄによって固定され、リード線２９ａを介して制御基板２４のキャパシタ温度制御回路に電気的に接続されている。また、凸部２７ｂの表面には熱伝導性の高いジェル状の樹脂シート３０が取り付けられている。

３つのバスバー４０は、第２フレーム２２の孔２７ａから雄端子体４１および雌端子体４２の先端部を突出させて、第１フレーム２１と第２フレーム２２の間に配置されて第２フレーム２２に固定されており、これらバスバー４０は制御基板２４のキャパシタ電圧検出回路に電気的に接続されている。雄端子体４１と雌端子体４２は交互に配置されており、この実施例ではコネクタ部２８に一番近い部位には雄端子体４１が配置されている。
第１フレーム２１の上面は、その長手方向の両端部３１，３２が中央部３３よりも一段高くなっており、第２フレーム２２のコネクタ部２８とは反対側に配置される端部３１の両側面には、３つのコネクタ差込口３１ａ，３１ｂ，３１ｃが設けられている。これらコネクタ差込口３１ａ，３１ｂ，３１ｃの内部に設けられたピンコネクタ（図示略）は制御基板２４に接続されている。

第１フレーム２１の上面の中央部３３には、複数の基板取付用のボス３３ａが第２フレーム２２から離間する方向（上方）に突設されており、制御基板２４はこれらボス３３ａの上に配置され、ねじ３３ｂによってボス３３ａに固定されている。この制御基板２４には多数の電子部品（図示略）が取り付けられているが、いずれの電子部品も第１フレーム２１の上面側に向けて設置されている。すなわち、これら電子部品は制御基板２４と第１フレーム２１の間に形成される空間３４内に収容されていて、制御基板２４よりも上側（第１フレーム２１から離間する側）には取り付けられていない。このように電子部品を配置して制御基板２４を設置することにより、アッパープレート２０の高さ寸法の短縮化を図ることができる。

また、第１フレーム２１の上面における中央部３３の各側部には、それぞれ２つずつクリップ取付孔３５が設けられている。各クリップ取付孔３５はその他端を第１フレーム２１の側面に開口させており、これによりクリップ取付孔３５に隣接してブリッジ部３６が形成されている。ブリッジ部３６は、第１フレーム２１をその長手方向に略３等分する位置に配置され、且つ、第１フレーム２１の左右側部に設けられたブリッジ部３６，３６同士は第１フレーム２１の幅方向一直線上に配置されている。つまり、２つの蓄電モジュール１Ａ，１Ａを幅方向に並べたときに、一方の蓄電モジュール１Ａのアッパープレート２０のブリッジ部３６と他方の蓄電モジュール１Ａのアッパープレート２０のブリッジ部３６が対向して位置するようにされている。

そして、カバー２３は、制御基板２４を包囲し、第１フレーム２１の中央部３３の上にクリップ取付孔３５およびブリッジ部３６を避けるようにして取り付けられている。カバー２３は断面ハット型をなし、外周に形成された平坦な鍔部２３ａがボルト２６によって中央部３３に固定され、平坦な天板部２３ｂが第１フレーム２１の両端部３１，３２の上面とほぼ面一になるような高さ寸法に設定されている。なお、ボルト２６のねじ部はカバー２３および第１フレーム２１を貫通して第２フレーム２２にねじ込まれており、これによりカバー２３と第１フレーム２１と第２フレーム２２が一体に連結される。

次に、ロアプレート７０について説明する。図１０はロアプレート７０の外観斜視図、図１１はロアプレート７０の平面図、図１２はロアプレート７０の底面図、図１３は図１１のＣ矢視側面図、図１４は図１１のＤ−Ｄ断面図、図１５は後述するバスバー（接続部材）９０Ａ〜９０Ｄの相互位置関係を示す斜視図である。
ロアプレート７０は平べったい略直方体形状をなし、、樹脂製の第１フレーム７１および第２フレーム７２と、コネクタ７３と、導電性金属（例えば銅）で形成された４つのバスバー９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄを主要構成とし、第１フレーム７１の底部に嵌め込まれた第２フレーム７２が、４つのボルト８０によって第１フレーム７１に固定され、第１フレーム７１と第２フレーム７２との間にバスバー９０Ａ〜９０Ｄが取り付けられて構成されている。

第１フレーム７１の長手方向一端側であってアッパープレート２０のコネクタ部２８と対向する側の一方の隅部は切り欠かれており、この切り欠き部７１ａからコネクタ７３のハーネス７３ｂが延び、コネクタ本体７３ａにつながっている。
第１フレーム７１の上面には、平面視矩形をなす６つの凹部７４Ａ〜７４Ｆ（以下、個々を区別する必要がないときは凹部７４と記す）が第１フレーム７１の長手方向に沿って縦列に並んで設けられている。この凹部７４はキャパシタ２の額縁部６を挿入させてキャパシタ２の位置決めをするためのものであり、額縁部６よりも若干大きい寸法に形成されている。また、第１フレーム７１には、各凹部７４の中央に円形の孔７４ａが設けられている。この孔７４ａは後述するバスバー９０Ａ〜９０Ｄの雄端子体９１や雌端子体９２を第１フレーム７１から露出させるためのものであり、孔７４ａの内径は雌端子９２ｂの外径よりも所定寸法だけ大きくされている。

また、第１フレーム７１の長手方向他端側の一方の側面にはコネクタ差込口７５（図１０参照）が、他方の側面にはコネクタ差込口７６（図２参照）が設けられている。コネクタ差込口７５，７６は第１フレーム７１の幅方向一直線上に配置され、互いに反対方向に向かって開口している。
また、第１フレーム７１の底面の各側部には、それぞれ２つずつクリップ取付孔７７が設けられている。各クリップ取付孔７７はその他端を第１フレーム７１の側面に開口させており、これによりクリップ取付孔７７に隣接してブリッジ部７８が形成されている。各ブリッジ部７８は、アッパープレート２０のブリッジ部３６に対応する位置に配置されており、２つの蓄電モジュール１Ａ，１Ａを幅方向に並べたときに、一方の蓄電モジュール１Ａのロアプレート７０のブリッジ部７８と他方の蓄電モジュール１Ａのロアプレート７０のブリッジ部７８が対向して位置するようにされている。

図１５を参照してバスバー９０Ａ〜９０Ｄを説明する。バスバー９０Ｂ，９０Ｃは、アッパープレート２０におけるバスバー４０と同一構成、同一形状、同一寸法をなし、突起９１ａと雄端子９１ｂを有する雄端子体９１と、突起９２ａと雌端子９２ｂを有する雌端子体９２と、雄端子体９１と雌端子体９２を接続する接続プレート９３とから構成されている。雄端子９１ｂと雌端子９２ｂの中心間寸法は、並行に配置される２つのキャパシタ２，２の正極端子８ｂと負極端子９ｂの中心間寸法に一致する。バスバー９０Ｂは、第１フレーム７１においてコネクタ７３から遠い側から数えて２番目の凹部７４Ｂの孔７４ａから雌端子体９２の先端部を突出させ、３番目の凹部７４Ｃの孔７４ａから雄端子体９１の先端部を突出させて第１フレーム７１に固定されている。バスバー９０Ｃは、第１フレーム７１においてコネクタ７３から遠い側から数えて４番目の凹部７４Ｄの孔７４ａから雌端子体９２の先端部を突出させ、５番目の凹部７４Ｅの孔７４ａから雄端子体９１の先端部を突出させて第１フレーム７１に固定されている。なお、バスバー９０Ｂ，９０Ｃはロアプレート７０において同一高さに配置されている。

バスバー９０Ａは、端子プレート９４と、この端子プレート９４に溶接された雄端子体９１とから構成されている。バスバー９０Ａの雄端子体９１は、バスバー９０Ｂ，９０Ｃの雄端子体９１と全く同じものである。端子プレート９４は、バスバー９０Ｂの接続プレート９３と同一高さに配置されてバスバー９０Ｂに接近する方向に延びる水平部９４ａと、水平部９４ａの先端側部から略直角に下方に屈曲した後に第１フレーム７１の一方の側面に向かって水平に延びる入力端子部９４ｂと、から構成されている。バスバー９０Ａは、第１フレーム７１においてコネクタ７３から遠い側から数えて１番目の凹部７４Ａの孔７４ａから雄端子体９１の先端部を突出させ、入力端子部９４ｂの先端部を第１フレーム７１のコネクタ差込口７５内に突出させて（図１０参照）、第１フレーム７１に固定されている。このバスバー９０Ａの入力端子部９４ｂは、蓄電モジュール１Ａの入力端子となる。

バスバー９０Ｄは、端子プレート９５と、この端子プレート９５に溶接された雌端子体９２とから構成されている。バスバー９０Ｄの雌端子体９２は、バスバー９０Ｂ，９０Ｃの雌端子体９２と全く同じものである。端子プレート９５は、バスバー９０Ｃの接続プレート９３と同一高さに配置されてバスバー９０Ｃに接近する方向に延びる第１水平部９５ａと、第１水平部９５ａの先端部から略直角に下方に屈曲した後に第１フレーム７１の長手方向に沿ってバスバー９０Ａに接近する方向へ水平に延びる第２水平部９５ｂと、第２水平部９５ｂの先端側部から第１フレーム７１の他方の側面に向かって水平に延びる出力端子部９５ｃと、から構成されている。バスバー９０Ｄは、第１フレーム７１においてコネクタ７３に近い側から数えて１番目の凹部７４Ｆの孔７４ａから雌端子体９２の先端部を突出させ、出力端子部９５ｃの先端部を第１フレーム７１のコネクタ差込口７６内に突出させて（図２参照）、第１フレーム７１に固定されている。そして、第２水平部９５ｂは、バスバー９０Ｂ，９０Ｃの接続プレート９３およびバスバー９０Ａの水平部９４ａの下側に離間して配置されていて、バスバー９０Ｄとバスバー９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃとの間の絶縁状態を保持できるようにされている。このバスバー９０Ｄの出力端子部９５ｃは、蓄電モジュール１Ａの出力端子となる。

また、バスバー９０Ａの端子プレート９４、バスバー９０Ｂ，９０Ｃの接続プレート９３，９３、バスバー９０Ｄの端子プレート９５には、それぞれ角線からなるリード９６が接続されており、各リード９６は互いに離間した状態に保持されて第１フレーム７１の切り欠き部７１ａに接近する方向に延び、それぞれコネクタ７３のハーネス７３ｂに電気的に接続されている。
第２フレーム７２は、これら４つのバスバー９０Ａ〜９０Ｄの背面側から第１フレーム７１の底部に嵌め込まれ、ボルト８０によって第１フレーム７１に固定されている。

次に、中間プレート５０について説明する。図１６は中間プレート５０の外観斜視図、図１７は中間プレート５０の平面図、図１８は図１７のＥ−Ｅ断面図、図１９は図１７のＦ−Ｆ断面図、図２０は中間プレート５０を挟んで２つのキャパシタ２，２を接続した状態における断面図である。
中間プレート５０は、樹脂製のフレーム５１と、導電性金属（例えば銅）で形成された６つの端子体（電圧検出端子）６０と、コネクタ６５を主要構成とする。

フレーム５１は平面視略長方形をなし、フレーム５１の表裏両面にはそれぞれ、平面視略矩形をなす６つの凹部５２，５２・・・がフレーム５１の長手方向に沿って縦列に並んで設けられており、表面側の凹部５２と裏面側の凹部５２は平面視同一位置に配置されている。凹部５２はキャパシタ２の額縁部６を挿入させてキャパシタ２の位置決めをするためのものであり、額縁部６よりも若干大きい寸法に形成されている。また、フレーム５１には、各凹部５２の中央に略矩形の孔５３が設けられており、隣り合う２つの孔５３，５３の中心間寸法は、並行に配置される２つのキャパシタ２，２の正極端子８ｂと負極端子９ｂの中心間寸法に一致する。この孔５３は、図２０に示すように、端子体６０を収容するとともに、２つのキャパシタ２，２を直列接続した際の正極端子８ｂと負極端子９ｂの嵌合部を貫通させるためのものであり、孔５３の内径は端子体６０の外径よりも所定寸法だけ大きくされている。この孔５３は平面視略矩形の肉厚部５４によって囲まれ、さらに肉厚部５４の外側を溝５５が取り囲んでいる。また、フレーム５１の表面側の肉厚部５４の所定部位、および隣り合う凹部５２，５２の間の仕切壁５６には、コネクタ６５のハーネス６５ｂを配線するためのハーネス挿入溝５７が形成されている
また、フレーム５１の長手方向一端側であってアッパープレート２０のコネクタ部２８と対向する側には、ハーネス取出部５８が設けられている。

端子体６０は導電性金属（例えば銅）で形成されており、平面視略円形をなし、板厚方向に波打つように屈曲形成されて、板ばねの機能を有している。端子体６０はフレーム５１の孔５３内に収容された状態で、フレーム５１に支持されている。詳述すると、端子体６０には周方向に１８０度離間して１対の爪６１，６１が設けられており、この爪６１をフレーム５１における肉厚部５４の内周面に形成されたスリット５４ａに嵌入することによって、フレーム５１に取り付けられている。図２０に示すように、端子体６０の内径はキャパシタ２の負極端子９ｂが貫通可能な寸法にされており、端子体６０の外径は、２つのキャパシタ２，２の正極端子８ｂと負極端子９ｂを端子体６０の内側に挿通させて嵌合したときに、両キャパシタ２，２の皿体７，７のフランジ部７ａ，７ａの間に端子体６０が挟装される大きさに設定されており、端子体６０の波打ち高さは、２つのキャパシタ２，２の位置決め突起８ａ，９ａを突き合わせたときに、端子体６０がフランジ部７ａ，７ａによって圧縮される大きさに設定されている。
コネクタ６５はコネクタ本体６５ａから６本のハーネス６５ｂ、６５ｂ・・・が延びており、各ハーネス６５ｂはフレーム５１のハーネス取出部５８を介してフレーム５１の凹部５２内に引き込まれ、フレーム５１の表面側のハーネス挿入溝５４に沿って配線され、それぞれ各端子体６０に電気的に接続されている。

次に、この蓄電モジュール１Ａの完成品について説明する。
この蓄電モジュール１Ａでは、アッパープレート２０のコネクタ部２８と、中間プレート５０のハーネス取出部５８と、ロアプレート７０の切り欠き部７１ａとが、長手方向同じ側に位置している。
ロアプレート７０の上面に露出するバスバー９０Ａ〜９０Ｄの雄端子９１ｂあるいは雌端子９２ｂには、下段のキャパシタ２の負極端子９ｂあるいは正極端子８ｂが嵌合し、バスバー９０Ａ〜９０Ｄの突起９１ａ，９２ａはキャパシタ２の位置決め突起８ａ，９ａに突き当っている。ロアプレート７０に対するキャパシタ２の軸線方向位置は、突起９１ａ，９２ａと位置決め突起８ａ，９ａの突き当てによって決まり、これにより雄端子９１ｂと負極端子９ｂの嵌合状態、および雌端子９２ｂと正極端子８ｂの嵌合状態が最適になる。また、各キャパシタ２の額縁部６はロアプレート７０の凹部７４に挿入されており、これによりロアプレート７０に対するキャパシタ２の位置決めを容易に行うことができるとともに、キャパシタ２の回転が防止される。なお、ロアプレート７０に対するキャパシタ２の軸線方向位置は、突起９１ａ，９２ａと位置決め突起８ａ，９ａの突き当てによって決まるので、キャパシタ２における額縁部６の先端はロアプレート７０の凹部７４の表面に当接していない。

さらに、これら下段の６つのキャパシタ２，２・・・の上に中間プレート５０を介して上段のキャパシタ２，２・・・が直列に接続されている。図２０はこの接続状態を示す図面であり、キャパシタ２，２の正極端子８ｂと負極端子９ｂとの嵌合状態では位置決め突起８ａ，９ａが突き当たり、正極端子８ｂと負極端子９ｂの嵌合が中間プレート５０の孔５３および端子体６０を貫通し、キャパシタ２，２のフランジ部７ａ，７ａが端子体６０に表裏両側から圧接する。また、上段および下段の各キャパシタ２の額縁部６は中間プレート５０の凹部５２に挿入されており、これにより中間プレート５０に対するキャパシタ２の位置決めを容易に行うことができるとともに、キャパシタ２の回転が防止される。なお、直列接続された２つのキャパシタ２，２の軸線方向の相対位置は、位置決め突起８ａと位置決め突起９ａの突き当てによって決まり、これにより正極端子８ｂと負極端子９ｂの嵌合状態が最適になる。また、キャパシタ２における額縁部６は溝５５に挿入され、額縁部６の先端は中間プレート５０の溝５４の表面に当接していない。

さらに、これら上段の６つのキャパシタ２，２・・・の正極端子８ｂあるいは負極端子９ｂに、アッパープレート２０の底面に露出するバスバー４０の雌端子４２ｂあるいは雄端子４１ｂを嵌合させ、キャパシタ２の位置決め突起８ａ，９ａにバスバー４０の突起４１ａ，４２ａを突き当てて、アッパープレート２０が取り付けられている。アッパープレート２０に対するキャパシタ２の軸線方向位置は、突起４１ａ，４２ａと位置決め突起８ａ，９ａの突き当てによって決まり、これにより雄端子４１ｂと負極端子９ｂの嵌合状態、および雌端子４２ｂと正極端子８ｂの嵌合状態が最適になる。また、各キャパシタ２の額縁部６はアッパープレート２０の凹部２７に挿入されており、これによりアッパープレート２０に対するキャパシタ２の位置決めを容易に行うことができるとともに、キャパシタ２の回転が防止される。なお、アッパープレート２０に対するキャパシタ２の軸線方向位置は、突起４１ａ，４２ａと位置決め突起８ａ，９ａの突き当てによって決まるので、キャパシタ２における額縁部６の先端はアッパープレート２０の凹部２７の表面に当接していない。
また、アッパープレート２０においてサーミスタ２９の設置位置に設けられた樹脂シート３０がキャパシタ２の天板部４に密着している。これによりキャパシタ２の温度に対応する電気信号を制御基板２４のキャパシタ温度制御回路に出力することができる。

そして、ロアプレート７０におけるコネクタ７３のコネクタ本体７３ａがアッパープレート２０の一方のコネクタ差込口２８ａに挿入され、これにより、ロアプレート７０の４つのバスバー９０Ａ〜９０Ｄがアッパープレート２０に内蔵された制御基板２４のキャパシタ電圧検出回路に電気的に接続されている。また、中間プレート５０におけるコネクタ６５のコネクタ本体６５ａがアッパープレート２０の他方のコネクタ差込口２８ａに挿入され、これにより、中間プレート５０の６個の端子体６０，６０・・・がアッパープレート２０に内蔵された制御基板２４のキャパシタ電圧検出回路に電気的に接続されている。

このように構成された蓄電モジュール１Ａでは、１２個全てのキャパシタ２，２・・・が直列に接続される。詳述すると、図２において下段の一番右側に位置するキャパシタ２はロアプレート７０の入力端子部９４ｂに接続されており、このキャパシタ２は上段一番右側のキャパシタ２に直列接続される。そして、上段一番右側のキャパシタ２は上段右側から２番目のキャパシタ２にアッパープレート２０内のバスバー４０を介して直列接続され、この上段右側から２番目のキャパシタ２は下段右側から２番目のキャパシタ２に直列接続される。さらに、上段右側から２番目のキャパシタ２はロアプレート７０内のバスバー９０Ｂを介して下段右側から３番目のキャパシタ２に直列接続される。同様にして、上段と下段のキャパシタ２，２を直列に接続しながら、順次隣の列のキャパシタ２に直列に接続される。そして、図２において下段一番左側に位置するキャパシタ２が末端となり、このキャパシタ２はロアプレート７０の出力端子部９５ｃに接続される。

そして、前述したようにアッパープレート２０の３つのバスバー４０，４０，４０、ロアプレート７０の４つのバスバー９０Ａ〜９０Ｄ、および、中間プレート５０の６個の端子体６０，６０・・・がアッパープレート２０に内蔵された制御基板２４のキャパシタ電圧検出回路に電気的に接続されているので、蓄電モジュール１Ａの総電圧を検出することができるだけでなく、個々のキャパシタ２の電圧や、キャパシタ２を所定個数つないだグループ毎の電圧等を必要に応じて検出することが可能になる。したがって、蓄電モジュール１Ａに対する電圧管理を細かく行うことができる。

また、この蓄電モジュール１Ａでは上段の６つのキャパシタ２，２・・・と下段の６つのキャパシタ２，２・・・の間に中間プレート５０を配置してこれらキャパシタ２を位置決めし且つ回転防止しているので、組み立て完了後においてもキャパシタ２同士の相対的な位置関係がずれなくなり、形状の安定化を図ることができる。また、上段のキャパシタ２，２および下段のキャパシタ２，２・・・は、アッパープレート２０およびロアプレート７０に対しても位置決めされ且つ回転防止されているので、組み立て完了後においてもキャパシタ２同士の相対的な位置関係がずれなくなり、形状の安定化を図ることができる。
また、１２個のキャパシタ２，２・・・の全体を匡体で覆うような構造ではなく、１２個のキャパシタ２，２・・・をアッパープレート２０とロアプレート７０との間に挟装した構造であるので、蓄電モジュール１Ａの小型・軽量化を図ることができる。

そして、図１に示すように、蓄電ユニット１においては、複数の蓄電モジュール１Ａが互いにその長手方向を平行にし、幅方向（すなわち、入力端子部９４ｂと出力端子部９５ｃが配列される方向）に沿って並んで配置されている。このように蓄電モジュール１Ａを配列した蓄電ユニット１では、前述したように各蓄電モジュール１Ａにおいてアッパープレート２０のブリッジ部３６，３６、およびロアプレート７０のブリッジ部３８，３８がそれぞれ蓄電モジュール１Ａの幅方向一直線上に配置されていることから、隣り合う蓄電モジュール１Ａ，１Ａのアッパープレート２０，２０のブリッジ部３６，３６が対向して配置され、ロアプレート７０，７０のブリッジ部３８，３８が対向して配置される。

対向配置されたブリッジ部３６，３６は、図２１に示すように、クリップ１００によって締結されている。クリップ１００はバネ材によって形成され、クリップ取付孔３５に挿入される一対のアーム１０１，１０１がヘッド１０２によって連結されて構成されていて、アーム１０１，１０１がその弾性力によってブリッジ部３６，３６を挟持するように構成されている。対向配置されたブリッジ部３８、３８についてもクリップ１００によって締結されている。

また、前述したように各蓄電モジュール１Ａにおいてコネクタ差込口７５，７６が蓄電モジュール１Ａの幅方向一直線上に配置されていることから、隣り合う２つの蓄電モジュール１Ａ，１Ａにおいて一方の蓄電モジュール１Ａのコネクタ差込口７５と他方の蓄電モジュール１Ａのコネクタ差込口７６とが対向して配置される。
そして、対向配置されたコネクタ差込口７５，７６には、図２２に示されるコネクタ１１０の端子部１１１が嵌め込まれている。コネクタ１１０は、ハーネス１１２の両端に端子部１１１，１１１が接続されてなり、両端子部１１１はその内部に雌端子を備えている。一方の端子部１１１の雌端子は、一方の蓄電モジュール１Ａにおけるコネクタ差込口７５の入力端子部９４ｂに接続され、他方の端子部１１１の雌端子は、他方の蓄電モジュール１Ａにおけるコネクタ差込口７６の出力端子部９５ｃに接続されている。これにより、隣り合う蓄電モジュール１Ａ，１Ａが電気的に直列に接続され、総ての蓄電モジュール１Ａ，１Ａ・・・が電気的に直列に接続されている。

このように、隣り合う２つの蓄電モジュール１Ａ，１Ａのコネクタ差込口７５，７６が対向配置されるので、蓄電モジュール１Ａ，１Ａ同士を極めて接近して配置することができ、且つ、ハーネス１１２の長さを極めて短くすることができる。その結果、蓄電ユニット１を小型・軽量にすることができる。
この蓄電ユニット１では、蓄電モジュール１Ａの連結数を変更するだけで蓄電ユニット１の総電圧を変更することができる。つまり、蓄電ユニット１の仕様を簡単に変更することができるので、仕様変更に伴う煩雑さを低減することができ、仕様変更に容易に対応することができる。

〔他の実施例〕
なお、この発明は前述した実施例に限られるものではない。
例えば、前述した実施例ではキャパシタ２の軸線方向に沿う接続段数を２段にしているが、３段以上であってもよく、その場合にはｎ段目と（ｎ＋１）段目のキャパシタ２，２間に中間プレートを配置する。
また、実施例においては、各段においてキャパシタ２を１列だけ配置したが、各段においてキャパシタ２を複数列配置してもよい。
また、蓄電モジュール同士を締結する締結部材は、クリップに限るものではなく、例えば、ボルトやバンド等で構成してもよい。
また、前述した実施例では蓄電モジュールの入力端子と出力端子を完全な同軸上に配置したが、必ずしも完全同軸上でなくてもよく、略同軸上であれば蓄電モジュールの長手方向あるいは高さ方向に若干ずれていても構わない。

この発明に係る一実施例の蓄電ユニットの外観斜視図である。前記実施例の蓄電ユニットを構成する蓄電モジュール単体の外観斜視図である。前記実施例におけるキャパシタの外観斜視図である。前記実施例の蓄電モジュールにおけるアッパープレートの外観斜視図である。前記アッパープレートを表裏ひっくり返して見た外観斜視図である。前記アッパープレートの底面図である。図６のＡ−Ａ断面図である。図６のＢ−Ｂ断面図である。前記アッパープレートに内蔵されたバスバーの外観斜視図である。前記実施例の蓄電モジュールにおけるロアプレートの外観斜視図である。前記ロアプレートの平面図である。前記ロアプレートの底面図である。図１１のＣ矢視側面図である。図１１のＤ−Ｄ断面図である。前記ロアプレートに内蔵されたバスバーの相互位置関係を示す斜視図である。前記実施例の蓄電モジュールにおける中間プレートの外観斜視図である。前記中間プレートの平面図である。図１７のＥ−Ｅ断面図である。図１７のＦ−Ｆ断面図である。前記実施例の蓄電モジュールにおいて２つのキャパシタを直結した状態の断面図である。前記実施例の蓄電ユニットにおいて蓄電モジュールの連結部分の断面図である。前記実施例の蓄電ユニットにおいて蓄電モジュール同士を電気的に接続するコネクタの外観斜視図である。

符号の説明

１蓄電ユニット
１Ａ蓄電モジュール
２キャパシタ（蓄電素子）
８ｂ正極端子
９ｂ負極端子
２０アッパープレート
５０中間プレート
７０ロアプレート
９４ｂ入力端子部（入力端子）
９５ｃ出力端子部（出力端子）
１００クリップ（締結部材）
１１０コネクタ

Claims

軸線方向の一端側に正極端子、他端側に負極端子を備えた蓄電素子を、前記軸線方向に沿って複数配置するとともに該軸線方向と交差する方向に沿って複数配置し、これら蓄電素子を電気的に接続してなる蓄電モジュールを複数連結してなる蓄電ユニットであって、
前記蓄電モジュールは、
前記軸線方向に沿って隣り合う蓄電素子同士が、一方の蓄電素子の正極端子と他方の蓄電素子の負極端子との嵌合によって電気的に接続され、
前記軸線方向に沿って隣り合う蓄電素子同士の嵌合した端子を貫通させるとともに該蓄電素子を位置決めする中間プレートと、
前記軸線方向の一方端に配置される蓄電素子の一方の端子に電気的に接続されるアッパープレートと、
前記軸線方向の他方端に配置される蓄電素子の一方の端子に電気的に接続されるロアプレートと、
を備え、全ての前記蓄電素子が前記アッパープレートと前記ロアプレートとの間に挟装されてなり、
隣り合う前記蓄電モジュール同士は締結部材によって機械的に連結されるとともに、コネクタによって電気的に接続されることを特徴とする蓄電ユニット。
前記蓄電モジュールの入力端子と出力端子が略同軸上で互いに反対側となるように配置されており、これら端子が配列される方向に沿って前記蓄電モジュールが配列されていることを特徴とする請求項１に記載の蓄電ユニット。