JP2018006348A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電素子にホルダが重ねられる蓄電装置の小型化を図る。【解決手段】端子（２２）が配置される第１面（７１）と、前記第１面（７１）とは反対側に配置された第２面（７２）とを有する蓄電素子（１４）、及び、前記第１面（７１）に対向配置される第１規制部（４２）と、前記第２面（７２）に当接する第２規制部（４４）と、前記第１規制部（４２）から突出して前記第１面（７１）に当接するガイド部（６１ａ，６１ｂ）とを有するホルダ（１６）、を備える、蓄電装置（１０）を提供する。【選択図】図４

Description

本発明は、蓄電素子とホルダを備えた蓄電装置に関する。

スペーサのようなホルダに蓄電素子（電池セル）が重ねられる蓄電装置が知られている。この蓄電装置の一例として、スペーサを介して複数の蓄電素子が積層された組電池（電池モジュール）が挙げられる。

この種の蓄電装置において、一般的に、ホルダは、蓄電素子に重ねられるメインプレート部と、該メインプレート部の周縁部に形成された複数のフランジ部とで構成される。各フランジ部は、蓄電素子の外周面に対向するように配置され、該蓄電素子を位置決めする。

特許文献１には、端子が上を向く姿勢で複数の蓄電素子がスペーサを介して積層された組電池が開示されている。この組電池において、各スペーサの下面フランジ部には、複数の三角リブが突設されている。この技術によれば、蓄電素子の下面が三角リブの斜面によって上方へ案内されることで、全ての蓄電素子の上面がスペーサの上面フランジ部に確実に押し当てられる。これにより、蓄電素子のがたつきを抑制できるとともに、蓄電素子の上面高さが揃えられる。

特開２０１０−１７６９９７号公報

しかしながら、特許文献１の蓄電装置では、全ての蓄電素子が上方へ持ち上げられることによって、スペーサの上面フランジ部からの端子の突出量が大きくなる。そのため、スペーサの底面から蓄電素子の端子上端までの高さが大きくなり、蓄電装置の体積が増大する問題がある。

そこで、本発明は、蓄電素子にホルダが重ねられる蓄電装置の小型化を図ることを課題とする。

本発明に係る蓄電装置は、
端子が配置される第１面と、前記第１面とは反対側に配置された第２面とを有する蓄電素子と、
前記第１面に対向配置される第１規制部と、前記第２面に当接する第２規制部と、前記第１規制部から突出して前記第１面に当接するガイド部とを有するホルダと、を備えることを特徴とする。

本発明に係る蓄電装置によれば、ホルダの第１規制部から突出するガイド部によって、蓄電素子がホルダの第２規制部に押し当てられることで、蓄電素子は第２規制部側に寄せて位置決めされる。そのため、第１規制部からの蓄電素子の端子の突出量が抑制され、これにより、蓄電装置の寸法を縮小できる。したがって、蓄電素子の体積を低減でき、蓄電装置の搭載場所において、省スペース化を図ることができる。

また、端子が上方を向くような姿勢で蓄電装置が配置される場合、蓄電素子を第２規制部によって下側から安定的に支持することができる。さらに、この場合、ガイド部によって蓄電素子を押し付ける力は重力に逆らうことなく下向きに作用するため、蓄電素子の第２面をホルダの第２規制部によって精度よく位置決めでき、蓄電装置の組立品質が向上する。また、ガイド部に蓄電素子の荷重がかからないため、ガイド部を構成する突起部の個数を少なくしたり各突起部の強度を小さくしたりしても、ガイド部が良好に機能することができる。そのため、突起部の個数削減に伴ってホルダ成形用の金型の構造が簡素化したり、ホルダの材料として安価な材料を選択したりすることで、製造コストの低減を図ることができる。

上記の発明に係る蓄電装置において、前記蓄電素子が前記ホルダを介して複数積層される場合、前記複数の蓄電素子は、全ての前記第２面が同一面に位置決めされるように配置されることが好ましい。これにより、全ての蓄電素子の端子が同じ方向に突出するため、蓄電装置の寸法縮小を効果的に実現できる。ホルダの第１規制部から突出した蓄電素子の端子が隣接して配置される場合、各端子の突出量が抑制されていることによって、隣接する端子間の短絡が起こり難い。

上記の発明に係る蓄電装置において、前記第２規制部を挟んで前記蓄電素子とは反対側に温度調整部材が配置されてもよい。この場合、蓄電素子が第２規制部側に寄せて位置決めされることによって、蓄電素子と温度調整部材との距離が大きくなることが抑制されるため、温度調整部材によって蓄電素子を効果的に冷却又は加熱することができる。

上記の発明に係る蓄電装置において、前記第１規制部を挟んで前記第１面とは反対側に電気機器が配置されてもよい。この場合、蓄電素子は、第２規制部側に寄せられて位置決めされることによって、回路基板又はセンサのような電気機器との距離が小さくなることを抑制でき、蓄電素子の熱が電気機器に伝わり難くなる。

上記の発明に係る蓄電装置において、前記ホルダは、前記第１規制部と前記第２規制部とを連結する連結部を備え、前記連結部は、所定の積層方向の一方から前記蓄電素子に重ねられるように配置され、前記ガイド部における前記第２規制部側への張り出し量は前記積層方向の前記一方に向かうに従って増大してもよい。この場合、ホルダの第１規制部と第２規制部との間に蓄電素子を差し込むとき、ガイド部によって蓄電素子を第２規制部側へスムーズに案内することができる。

上記の発明に係る蓄電装置において、前記ガイド部は、間隔を空けて配置された複数のリブを備えてもよい。この場合、ガイド部の複数のリブを蓄電素子に当接させることで、蓄電素子の位置決めを効果的に実現できる。

上記の発明に係る蓄電装置において、前記ガイド部は、所定の方向に延びる長尺部を備えてもよい。この場合、ガイド部の長尺部を蓄電素子に当接させることで、蓄電素子の位置決めを効果的に実現できる。

上記の発明に係る蓄電装置において、前記ホルダは、全ての前記第１規制部が同一面に配置され且つ全ての前記第２規制部が同一面に配置されるように、前記蓄電素子を介して複数重ねられてもよい。この場合、同じ向きとなるように位置合わせされた複数のホルダによって、全て同じ方向に蓄電素子を位置決めできる。

本発明によれば、ホルダの第１規制部からの蓄電素子の端子の突出量が抑制されることで、蓄電素子の体積を低減できる。

本発明の第１実施形態に係る蓄電装置を部分的に分解して示す分解斜視図である。 図１に示す蓄電装置のスペーサを示す斜視図である。 図２に示すスペーサを別の方向から見た斜視図である。 蓄電装置の組付け状態における蓄電素子及びスペーサを横方向から見た断面図である。 図１に示す蓄電装置におけるヒートシンクの配置を示す断面図である。 図２に示すスペーサのガイド部の第１変形例を示す側面図である。 図２に示すスペーサのガイド部の第２変形例を示す側面図である。 図２に示すスペーサのガイド部の第３変形例を示す側面図である。 図２に示すスペーサのガイド部の第４変形例を示す側面図である。 図２に示すスペーサのガイド部の第５変形例を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る蓄電装置のスペーサを示す斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る蓄電装置のスペーサを示す斜視図である。 図１２に示すスペーサの正面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、発明の理解を容易にするために、添付図面において、本発明に関係ない一部の部材については図示を省略している。

［第１実施形態］
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る蓄電装置は、複数（例えば８個）の蓄電素子（単電池）１４をモジュール化した組電池１０である。組電池１０の用途は限定されるものでないが、例えば、ガソリン自動車又はディーゼル自動車等に搭載される比較的低電圧（例えば１２Ｖ）の補機バッテリとして、組電池１０を使用することができる。この場合、組電池１０は、外装ケース（図示せず）に収容された状態で自動車等に搭載される。

図１を参照しながら、組電池１０の構成について説明する。なお、図１を参照する下記の説明において、「上」、「下」及び「横」を含む用語、並びに「側面」という用語は、図１に示す組電池１０の姿勢における方向を示すものであり、必ずしも実際の使用状態における方向と一致するものでない。

図１に示すように、組電池１０を構成する各蓄電素子１４は、扁平な角形のケーシング３０と、該ケーシング３０の上面開口部を塞ぐ蓋体３２とを備える。ケーシング３０は例えば金属製である。ケーシング３０の材料の具体例としては、例えば、アルミニウム合金、ステンレス鋼が挙げられる。ケーシング３０の表面は、例えば樹脂製の外装フィルム（図示せず）で全体的に覆われるようにしてもよい。

蓋体３２は細長い矩形の金属板である。蓋体３２には安全弁２４が設けられている。蓋体３２の長手方向両端部には正極端子２２ａと負極端子２２ｂが設けられている。端子２２（２２ａ，２２ｂ）は、平らな上面を有する所謂溶接端子である。複数の端子２２間を接続するバスバー（図示せず）は、例えば溶接によって各端子２２の上面に接合される。ただし、端子２２はボルト状の所謂ねじ端子であってもよく、この場合、ナットの締結によってボルト状の端子２２にバスバーが接合される。

蓄電素子１４は、例えばリチウムイオン電池のような二次電池であり、ケーシング３０及び蓋体３２の中には電極体と電解液が収容されている。ただし、蓄電素子１４は、リチウムイオン電池以外の二次電池であってもよい。

複数の蓄電素子１４は、ホルダとしてのスペーサ１６を介して蓄電素子１４の厚さ方向（図中Ｄ１方向）に積層されている。スペーサ１６の材料としては、絶縁性材料が用いられ、具体的には、例えば樹脂が用いられる。隣接する蓄電素子１４間にスペーサ１６が介装されることによって蓄電素子１４のケーシング３０間が電気的に絶縁されている。このように積層された状態において、蓄電素子１４の端子２２（２２ａ，２２ｂ）は、２列に分かれて積層方向（図中Ｄ１方向）に並べて配置される。端子２２の各列では、２つの正極端子２２ａと２つの負極端子２２ｂが交互に並べられ、複数のバスバー（図示せず）を介して端子２２同士が電気的に接続される。

積層方向（図中Ｄ１方向）の両側において、最も外側に積層された蓄電素子１４の更に外側には、それぞれエンドプレート１８ａ，１８ｂが重ねて設けられている。エンドプレート１８ａ，１８ｂは例えば樹脂からなる。エンドプレート１８ａ，１８ｂの外側の面には金属板７０が重ねられており、これにより、エンドプレート１８ａ，１８ｂの剛性が高められている。

このように積層された蓄電素子１４、スペーサ１６、エンドプレート１８ａ，１８ｂ、及び金属板７０からなる積層体１２は、複数（例えば４本）の金属製の拘束バンド５０（５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ）によって積層方向の両側から挟持されるようにして固定される。なお、金属板７０の外側に重ねられる拘束バンド５０の端部は、金属板７０と共に例えばボルト（図示せず）によってエンドプレート１８ａ，１８ｂに固定される。

以下、主として図２〜図４を参照しながら、スペーサ１６の具体的な構成について説明する。なお、以下において、「上」、「下」、「右」、「左」及び「横」を含む用語、並びに「側面」という用語は、図２に示すスペーサ１６の姿勢（図１と同様の姿勢）における方向を示すものである。

図２及び図３に示すように、スペーサ１６は、隣接する蓄電素子１４間に挟まれるメインプレート部４０と、該メインプレート部４０の周縁部に設けられた複数のフランジ部４２，４４，４６ａ，４６ｂ，４８ａ，４８ｂとを備える。なお、複数のフランジ部を一体化することで、メインプレート部４０の周方向に連続する１つのフランジを形成してもよい。

メインプレート部４０の形状は略矩形である。図２に現れるメインプレート部４０の一方の面には、複数の補強リブ５４が設けられている。これらの補強リブ５４は、互いに上下方向に間隔を空けて、それぞれ横方向に延びるように設けられている。補強リブ５４が設けられていることによって、メインプレート部４０の剛性が高められるとともに、メインプレート部４０を挟んで隣接する蓄電素子１４間の断熱効果が得られる。

スペーサ１６のフランジ部としては、第１フランジ部としての上面フランジ部４２、第２フランジ部としての下面フランジ部４４、一対の上部側面フランジ部４６ａ，４６ｂ、及び、一対の下部側面フランジ部４８ａ，４８ｂが設けられている。いずれのフランジ部４２，４４，４６ａ，４６ｂ，４８ａ，４８ｂも、積層方向（図中Ｄ１方向）に平行な面に沿って設けられている。

上面フランジ部４２は、メインプレート部４０の上縁部から積層方向（図中Ｄ１方向）両側に突出するように設けられている。上面フランジ部４２は、積層方向（図中Ｄ１方向）に直角な横方向（図中Ｄ２方向）に延びるように形成されており、上面フランジ部４２の長さ方向中間部には、積層方向（図中Ｄ１方向）の幅が拡大された幅広部４２ａが形成されている。幅広部４２ａには、蓄電素子１４の安全弁２４を露出させるための一対の切欠部４３が設けられている。

下面フランジ部４４は、メインプレート部４０の下縁部から積層方向（図中Ｄ１方向）両側に突出するように設けられている。下面フランジ部４４は、上面フランジ部４２に対向配置されている。つまり、上面フランジ部４２と下面フランジ部４４とは、積層方向（図中Ｄ１方向）と横方向（図中Ｄ２方向）とに直角な上下方向（図中Ｄ３方向）の両側から蓄電素子１４を挟み込むように配置されている。

下面フランジ部４４の下面には、横方向（図中Ｄ２方向）両端部において、それぞれ左右一対の突出部４５ａ，４５ｂが設けられている。一対の突出部４５ａ，４５ｂの間には、拘束バンド５０ｃ，５０ｄが嵌まり込む凹溝５１ｃ，５１ｄが形成されている。下面フランジ部４４の下面には、横方向（図中Ｄ２方向）の中央部にも突出部４５ｃが設けられている。積層方向（図中Ｄ１方向）に関して、突出部４５ｃの一方の端面には係合用凸部５６が設けられ、他方の端面には係合用凹部５７（図３参照）が設けられている。組電池１０が組み立てられた状態において、積層方向（図中Ｄ１方向）に隣接する一方のスペーサ１６の係合用凸部５６と他方のスペーサ１６の係合用凹部５７とが係合するようになっている。

上部側面フランジ部４６ａ，４６ｂは、メインプレート部４０の左右の側縁部における上下方向中央部よりも上側の部分に設けられている。一方の上部側面フランジ部４６ａは、メインプレート部４０における横方向（図中Ｄ２方向）の一方の側縁部（右側縁部）から積層方向（図中Ｄ１方向）両側に突出するように設けられ、他方の上部側面フランジ部４６ｂは、メインプレート部４０の他方の側縁部（左側縁部）から積層方向（図中Ｄ１方向）両側に突出するように設けられている。これらの上部側面フランジ部４６ａ，４６ｂは、横方向（図中Ｄ２方向）の両側から蓄電素子１４を挟み込むように配置されている。

各上部側面フランジ部４６ａ，４６ｂの外側の面には、上下一対の突出部４７ａ，４７ｂが設けられている。一対の突出部４７ａ，４７ｂの間には、拘束バンド５０ａ，５０ｂが嵌まり込む凹溝５１ａ，５１ｂが形成されている。各上部側面フランジ部４６ａ，４６ｂの上縁部には、上面フランジ部４２に連なる屋根部５２が設けられている。

下部側面フランジ部４８ａ，４８ｂは、メインプレート部４０の左右の側縁部における上下方向中央部よりも下側の部分に設けられている。一方の下部側面フランジ部４８ａは、メインプレート部４０における横方向（図中Ｄ２方向）の一方の側縁部（右側縁部）から積層方向（図中Ｄ１方向）両側に突出するように設けられ、他方の下部側面フランジ部４８ｂは、メインプレート部４０の他方の側縁部（左側縁部）から積層方向（図中Ｄ１方向）両側に突出するように設けられている。これらの下部側面フランジ部４８ａ，４８ｂは、横方向（図中Ｄ２方向）の両側から蓄電素子１４を挟み込むように配置されている。

各下部側面フランジ部４８ａ，４８ｂの外側の面には突出部４９が設けられている。積層方向（図中Ｄ１方向）に関して、突出部４９の一方の端面には係合用凸部５８が設けられ、他方の端面には係合用凹部５９（図３参照）が設けられている。組電池１０が組み立てられた状態において、積層方向（図中Ｄ１方向）に隣接する一方のスペーサ１６の係合用凸部５８と他方のスペーサ１６の係合用凹部５９とが係合するようになっている。

隣接するスペーサ１６同士は、係合用凸部５６，５８と係合用凹部５７，５９との係合により互いに位置決めされる。隣接するスペーサ１６同士は、同じ向きで配置された状態で互いに係合される。したがって、全てのスペーサ１６は同じ向きで重ね合わされる。そのため、組立状態において、全てのスペーサ１６の上面フランジ部４２は同一面に配置され、全てのスペーサ１６の下面フランジ部４４は同一面に配置される。

図４に示すように、各蓄電素子１４は、該蓄電素子１４を挟み込む一対のスペーサ１６によって位置決めされる。蓄電素子１４は、端子２２が突設された端子面７１と、端子面７１とは反対側の底面７２と、積層方向（図中Ｄ１方向）の一方の面７３と、積層方向の他方の面７４とを有する。蓄電素子１４は、端子面７１がスペーサ１６の上面フランジ部４２の下面に対向配置され、底面７２がスペーサ１６の下面フランジ部４４の上面に対向配置されるように位置決めされる。蓄電素子１４における積層方向（図中Ｄ１方向）の一方の面７３と、該面７３に対向するスペーサ１６のメインプレート部４０との間には、補強リブ５４が介在することにより隙間が形成されており、これにより、隣接する蓄電素子１４間の断熱効果が得られる。

スペーサ１６は、蓄電素子１４の端子面７１に当接するガイド部６１（６１ａ，６１ｂ）を備える。

図２に示すように、ガイド部６１（６１ａ，６１ｂ）は、上面フランジ部４２の下面（第１規制部）から突出するリブ６３を備える。図２には、メインプレート部４０を挟んだ一方の側に設けられたガイド部６１ａのみが図示されているが、ガイド部６１ａ，６１ｂは、メインプレート部４０を挟んだ両側に設けられている（図４参照）。本実施形態において、一方のガイド部６１ａの構成は、他方のガイド部６１ｂの構成と同じであるが、両者の構成は異なっていてもよい。

リブ６３は、横方向（図中Ｄ２方向）に間隔を空けて複数設けられている。リブ６３は例えば２個設けられるが、リブ６３の個数は、１個又は３個以上であってもよい。

各リブ６３は、メインプレート部４０に直角な面に沿って配置されている。リブ６３は、上面フランジ部４２とメインプレート部４０とに跨がって形成されている。リブ６３は、積層方向（図中Ｄ１方向）においてメインプレート部４０に向かって下側へ傾斜した傾斜面６４を有する。リブ６３は、横方向（図中Ｄ２方向）から見て例えば三角形の形状を有する。リブ６３の下方への張り出し量は、積層方向（図中Ｄ１方向）においてメインプレート部４０に近づくに従って増大している。ただし、リブ６３の形状は特に限定されるものでなく、後述する変形例を含む種々の形状に変更可能である。また、ガイド部６１を構成する全てのリブ６３は同じ形状を有してもよいし、リブ６３毎に形状が異なってもよい。

図４に示すように、下面フランジ部４４の上面（第２規制部）は平坦面であり、下面フランジ部４４の上面には何ら突起部は設けられていない。

上下方向（図中Ｄ３方向）において、蓄電素子１４の底面７２から端子面７１までの高さは、スペーサ１６の下面フランジ部４４の上面からガイド部６１の下端までの高さよりも僅かに大きい。スペーサ１６の上面フランジ部４２と下面フランジ部４４との間に蓄電素子１４を差し込むと、蓄電素子１４の底面７２は下面フランジ部４４の上面に当接し、蓄電素子１４の端子面７１は、積層方向（図中Ｄ１方向）両側のコーナー部においてガイド部６１のリブ６３の傾斜面６４に当接する。

傾斜面６４は、上下方向（図中Ｄ３方向）の下面フランジ部４４側への張り出し量がメインプレート部４０に近づくに従って増大するように傾斜しているため、ガイド部６１と下面フランジ部４４との間に挟み込まれた蓄電素子１４は、ガイド部６１の傾斜面６４によって上下方向（図中Ｄ３方向）の下面フランジ部４４側へスムーズに案内される。このとき、ガイド部６１のリブ６３は変形してもよい。このリブ６３の変形は、弾性変形であってもよいし、弾性変形を経て塑性変形してもよい。

ガイド部６１により下方へ案内された蓄電素子１４は、スペーサ１６の下面フランジ部４４の上面に押し付けられる。これにより、蓄電素子１４は、端子面７１とスペーサ１６の上面フランジ部４２との間に空隙を形成するように位置決めされる。この空隙に気流が形成されることで、蓄電素子１４を効果的に冷却することができる。

図５に示すように、積層体１２の下方、すなわち、スペーサ１６の下面フランジ部４４を挟んで蓄電素子１４とは反対側に、蓄電素子１４を冷却するためのヒートシンク１０２が配置されている。蓄電素子１４とヒートシンク１０２とは熱伝導部材（図示せず）を介して熱結合している。具体的には、例えば、スペーサ１６の下面フランジ部４４に穴又は切欠（図示せず）が設けられ、該穴又は切欠を通って下面フランジ部４４を貫通する熱伝導部材を介して、蓄電素子１４とヒートシンク１０２とが熱結合される。熱伝導部材としては、熱伝導性が高い絶縁材料を用いることが好ましい。

蓄電素子１４は、上下方向（図中Ｄ３方向）において下面フランジ部４４側に寄せて位置決めされることで、ヒートシンク１０２との距離が大きくなることが抑制されるため、上記熱伝導部材の上下方向寸法を短縮したり、スペーサ１６及びヒートシンク１０２の構造によっては蓄電素子１４とヒートシンク１０２を直接当接させたりすることが可能になる。そのため、ヒートシンク１０２によって蓄電素子１４を効果的に冷却することができる。

なお、蓄電素子１４の下側に、ヒートシンク１０２以外の温度調整部材が配置されてもよく、この場合も、温度調整部材による蓄電素子１４の冷却又は加熱を効果的に行うことができる。

図５の仮想線に示されるように、蓄電素子１４の端子２２の上方、すなわち、スペーサ１６の上面フランジ部４２を挟んで蓄電素子１４の端子面７１とは反対側に回路基板１０４が配置されてもよい。この場合、蓄電素子１４は、下面フランジ部４４側に寄せられて位置決めされることによって、回路基板１０２との距離が小さくなることが抑制される。したがって、蓄電素子１４の熱が回路基板１０２に伝わり難いという効果が得られる。

なお、蓄電素子１４の端子２２の上方に、例えば各種センサのような回路基板１０４以外の電気機器が配置されてもよく、この場合も、蓄電素子１４の熱が電気機器に伝わり難いという効果が得られる。

本実施形態によれば、スペーサ１６のガイド部６１と下面フランジ部４４との間に蓄電素子１４を隙間無く差し込むことができる。そのため、上下方向（図中Ｄ３方向）における蓄電素子１４のがたつきを防止できる。

また、蓄電素子１４は下面フランジ部４４側に寄せて位置決めされるため、上面フランジ部４２からの蓄電素子１４の端子２２の突出量Ｈを抑制できる。これにより、上下方向（図中Ｄ３方向）の組電池１０の寸法を縮小でき、組電池１０の体積を低減できる。したがって、組電池１０の搭載場所において、省スペース化を図ることができる。また、端子２２の突出量Ｈが抑制されることにより、隣接する端子２２間の短絡が起こり難い。

さらに、蓄電素子１４の底面７２がスペーサ１６の下面フランジ部４４に押し付けられることによって、蓄電素子１４を下面フランジ部４４によって下側から安定的に支持することができる。また、ガイド部６１によって蓄電素子１４を押し付ける力は重力に逆らうことなく下向きに作用するため、蓄電素子１４の底面７２をスペーサ１６の下面フランジ部４４によって精度よく位置決めでき、組電池１０の組立品質が向上する。

またさらに、ガイド部６１のリブ６３に蓄電素子１４の荷重がかからないため、リブ６３の個数を少なくしたり各リブ６３の強度を小さくしたりしても、ガイド部６１が良好に機能することができる。そのため、リブ６３の個数削減に伴ってスペーサ１６成形用の金型の構造が簡素化したり、スペーサ１６の材料として安価な材料を選択したりすることで、スペーサ１６の製造コストの低減を図ることができる。

図６〜図１０を参照しながら、ガイド部６１の変形例について説明する。

図６に示す第１変形例において、ガイド部６１のリブ８０は、上述のリブ６３（図２及び図４参照）と同様の形状を有する。リブ８０は、変形しやすさが異なる第１リブ部８１と第２リブ部８２とを備える。第１リブ部８１は、第２リブ部８２よりも変形しやすいように設けられている。第２リブ部８２よりも第１リブ部８１を変形しやすくするための構成は限定されるものでないが、例えば、第２リブ部８２の厚みよりも第１リブ部８１の厚みを小さくすることで、第１リブ部８１の剛性が第２リブ部８２の剛性よりも低くなり、第１リブ部８１が第２リブ部８２よりも弾性変形しやすくなる。また、例えば、第１リブ部８１の強度が第２リブ部８２の強度よりも低くなるように第１リブ部８１と第２リブ部８２の材料を異ならせることで、第１リブ部８１が第２リブ部８２よりも塑性変形しやすくなる。

第２リブ部８２は、上面フランジ部４２の下面に沿って配置されたリブ８０の上側部分であり、第１リブ部８１は、第２リブ部８２を挟んで上面フランジ部４２とは反対側に配置されたリブ８０の下側部分である。蓄電素子１４がスペーサ１６に対して位置決めされるとき、蓄電素子１４は第１リブ部８１に当接する。第１リブ部８１は第２リブ部８２よりも変形しやすいため、蓄電素子１４に当接する第１リブ部８１のスムーズな変形を実現できる。

図７に示す第２変形例において、ガイド部６１のリブ８３は、第１変形例に係るリブ８０と同じ形状を有し、該リブ８０と同様、変形しやすさが異なる第１リブ部８１と第２リブ部８２を備える。第２変形例において、第１リブ部８１はメインプレート部４０に沿って配置され、第２リブ部８２は、第１リブ部８１を挟んでメインプレート部４０とは反対側に配置されている。第２変形例においても、第１変形例と同様、蓄電素子１４がスペーサ１６に対して位置決めされるとき、蓄電素子１４は第１リブ部８１に当接する。第１リブ部８１は第２リブ部８２よりも変形しやすいため、蓄電素子１４に当接する第１リブ部８１のスムーズな変形を実現できる。

図８に示す第３変形例に係るガイド部６１のリブ８４において、蓄電素子１４との当接面８５は、下方へ膨らむように湾曲した面となっている。このような形状を有するリブ８４も、上述したリブ６３（図４参照）と同様、蓄電素子１４によって上面フランジ部４２に向かって押し込まれることで、適量の変形が可能である。

なお、第３変形例に係るリブ８４にも、図６に示す第１変形例又は図７に示す第２変形例と同様、変形しやすさが異なる第１リブ部８１と第２リブ部８２を設けてもよい。

図９に示す第４変形例に係るガイド部６１のリブ８６は、第３変形例のリブ８４と同様、下方へ膨らむように湾曲した当接面８５を有する。第４変形例のリブ８６とメインプレート部４０との間には隙間８８が設けられている。これにより、リブ８６は、メインプレート部４０に拘束されることなく、上下方向（図中Ｄ３方向）に変形しやすくなっている。

なお、第４変形例に係るリブ８６にも、図６に示す第１変形例又は図７に示す第２変形例と同様、変形しやすさが異なる第１リブ部８１と第２リブ部８２を設けてもよい。

以上において、ガイド部６１のリブに関していくつかの例を説明したが、ガイド部６１のリブは、図２及び図４に示されるリブ６３及び図６〜図９に示される変形例のリブ８０，８３，８４，８６の構成に限定されるものでなく、その他の種々の構成に変更可能である。また、ガイド部６１は、上面フランジ部４２の下面から突出するものであれば、必ずしもリブで構成しなくてもよい。

図１０に示す第５変形例に係るガイド部６１は、図２及び図４に示すリブ６３を１個のみ有する。リブ６３は、横方向（図中Ｄ２方向）において上面フランジ部４２の中央部に設けられている。なお、蓄電素子１４の安全弁２４は、リブ６３との干渉を避けるために、横方向（図中Ｄ２方向）において蓄電素子１４の中央部からオフセットして配設することが好ましい。

上述したように、リブ６３には蓄電素子１４の荷重がかからないため、１個のリブ６３によっても、蓄電素子１４の位置決め機能を良好に果たすことができる。

［第２実施形態］
図１１を参照しながら、本発明の第２実施形態に係る蓄電装置について説明する。第２実施形態において、第１実施形態と共通する構成については詳細な説明を省略する。また、図１１において、第１実施形態と同様の機能を有する構成要素には同じ符号を付している。

図１１に示すように、第２実施形態に係る蓄電装置のスペーサ２１６において、ガイド部６１は、横方向（図中Ｄ２方向）に延びる長尺部９０を備える。長尺部９０は、上面フランジ部４２の下面とメインプレート部４０とに跨がって設けられている。長尺部９０は、例えば、積層方向（図中Ｄ１方向）においてメインプレート部４０に向かって下方に傾斜した傾斜面９１を有する断面三角形の中実部である。長尺部９０は、例えば上面フランジ部４２の全長に亘って設けられている。これにより、スペーサ１６を成形するための金型の形状が簡素化され、製造コストを低減できる。

ただし、長尺部９０は、上面フランジ部４２の長さ方向の一部に設けてもよい。また、長尺部９０は、長さ方向に複数に分割して設けてもよい。さらに、長尺部９０は、メインプレート部４０との間に隙間を形成するように設けてもよく、この場合、長尺部９０は、メインプレート部４０に拘束されることなく変形できる。

ガイド部６１を長尺部９０で構成することにより、リブで構成する場合に比べて、蓄電素子１４との接触面積を増大させることができ、より確実に蓄電素子１４を下方へ押し付けることができる。

図１１に示す長尺部９０は、スペーサ１６に一体に設けられているが、別体の長尺部をスペーサに取り付けるようにしてもよい。これにより、既存のスペーサに、ガイド部６１を容易に形成することができる。

［第３実施形態］
図１２及び図１３を参照しながら、本発明の第３実施形態に係る蓄電装置について説明する。第３実施形態において、第１実施形態と共通する構成については詳細な説明を省略する。また、図１２及び図１３において、第１実施形態と同様の機能を有する構成要素には同じ符号を付している。

図１２に示すように、第３実施形態に係る蓄電装置のスペーサ３１６では、上面フランジ部４２に設けられたガイド部６１に加えて、一方の上部側面フランジ部４６ａ及び下部側面フランジ部４８ａにもガイド部６２が設けられている。なお、図１２には、メインプレート部４０を挟んだ一方の側に設けられたガイド部６２のみが現れているが、ガイド部６２は、メインプレート部４０を挟んだ両側に設けられている。

このガイド部６２はリブ６６を備える。リブ６６は、上下方向（図中Ｄ３方向）に間隔を空けて複数設けられている。リブ６６の個数は例えば２個であり、上部側面フランジ部４６ａ及び下部側面フランジ部４８ａにそれぞれ１個のリブ６６が設けられている。ただし、リブ６６の個数は特に限定されるものでなく、例えば、１個又は３個以上のリブ６６を設けてもよい。

各リブ６６は、メインプレート部４０に直角な面に沿って配置されている。リブ６６は、側面フランジ部４６ａ，４８ａとメインプレート部４０とに跨がって形成されている。リブ６６は、積層方向（図中Ｄ１方向）においてメインプレート部４０に向かって横方向（図中Ｄ２方向）の内側へ傾斜した傾斜面６７を有する。リブ６６は、積層方向（図中Ｄ１方向）から見て例えば三角形の形状を有する。リブ６６の横方向（図中Ｄ２方向）内側への張り出し量は、積層方向（図中Ｄ１方向）においてメインプレート部４０に近づくに従って増大している。ただし、リブ６６の形状は特に限定されるものでなく、種々の形状に変更可能である。また、ガイド部６２を構成する全てのリブ６６は同じ形状を有してもよいし、リブ６６毎に形状が異なってもよい。

図１３に示すように、横方向（図中Ｄ２方向）において、スペーサ１６のリブ６６の先端から他方の側面フランジ部４６ｂ，４８ｂまでの距離は、蓄電素子１４の幅よりも小さい。スペーサ１６の一方の側面フランジ部４６ａ，４８ａと他方の側面フランジ部４６ｂ，４８ｂとの間に蓄電素子１４を差し込むと、蓄電素子１４の一方の側面７５はガイド部６２のリブ６６の傾斜面６７に当接し、蓄電素子１４の他方の側面７６はスペーサ１６の他方の側面フランジ部４６ｂ，４８ｂに当接する。

リブ６６の傾斜面６７は、横方向（図中Ｄ２方向）の他方の側面フランジ部４６ｂ，４８ｂ側への張り出し量がメインプレート部４０に近づくに従って増大するように傾斜しているため、ガイド部６２と側面フランジ部４６ｂ，４８ｂとの間に挟み込まれた蓄電素子１４は、ガイド部６２の傾斜面６７によって横方向（図中Ｄ２方向）の側面フランジ部４６ｂ，４８ｂ側へスムーズに案内される。このとき、ガイド部６２のリブ６６は変形してもよい。このリブ６６の変形は、弾性変形であってもよいし、弾性変形を経て塑性変形してもよい。

このように横方向（図中Ｄ２方向）に位置決めされた蓄電素子１４とスペーサ１６の一方の側面フランジ部４６ａ，４８ａとの間には空間Ｓが形成される。また、第３実施形態において、一方の側面フランジ部４６ａ，４８ａを挟んで蓄電素子１４とは反対側には、回路基板３０２が隣接して配置されている。蓄電素子１４は、空間Ｓの幅の分だけ回路基板３０２から遠ざかるように横方向（図中Ｄ２方向）にオフセットして配置されているため、該空間Ｓが断熱機能を果たすことによって、蓄電素子１４と回路基板３０２との間での熱伝導を抑制することができる。また、空間Ｓを介して回路基板３０２と蓄電素子１４とが隔てて配置されることによって、両者の間での液絡の発生が抑制される。

なお、第３実施形態においても、第１実施形態と同様、蓄電素子１４は、上面フランジ部４２に設けられたガイド部６１によって、上下方向（図中Ｄ３方向）にも位置決めされる。したがって、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

以上の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は以上の実施形態に限定されるものではない。

例えば、以上の実施形態では、ガイド部６１をリブ又は長尺部で構成する場合について説明したが、本発明では、リブ及び長尺部以外の突起部でガイド部を構成してもよい。例えば、フランジ部の全面または大部分から突出する１つの大きな突起部、或いは、フランジ部に点在する複数の突起部によって、ガイド部を構成してもよい。

また、以上の実施形態では、スペーサのフランジ部が積層方向（図中Ｄ１方向）に平行に配置され、スペーサのメインプレート部が積層方向に直角な横方向（図中Ｄ２方向）に平行に配置される場合について説明したが、本発明では、フランジ部が積層方向（図中Ｄ１方向）に対して傾斜して配置されたり、メインプレート部が横方向（図中Ｄ２方向）に対して傾斜して配置されたりしてもよい。

さらに、以上の実施形態では、メインプレート部を有するスペーサを用いる場合について説明したが、本発明において、スペーサのようなホルダは、必ずしもメインプレート部を備える必要はない。なお、メインプレート部が設けられないホルダは、フランジ部に繋がる何らかの連結部を備える。メインプレート部以外の連結部の具体例としては、一対のフランジ部間を繋ぐ柱状の連結部が挙げられる。

また、以上の実施形態では、蓄電素子の移動を規制するホルダの第１規制部及び第２規制部がホルダのフランジ部で構成される場合について説明したが、本発明において、第１規制部及び第２規制部は、ホルダにおけるフランジ部以外の部分で構成されてもよい。

さらに、本発明は、複数の蓄電素子が積層された組電池に限られず、蓄電素子を１つのみ備えた蓄電装置にも適用することができる。

１０ 組電池（蓄電装置）
１２ 積層体
１４ 蓄電素子
１６，２１６，３１６ スペーサ（ホルダ）
１８ａ，１８ｂ エンドプレート
２２ａ 蓄電素子の正極端子
２２ｂ 蓄電素子の負極端子
４０ メインプレート部
４２ 上面フランジ部（第１規制部）
４４ 下面フランジ部（第２規制部）
４６ａ，４６ｂ 上部側面フランジ部
４８ａ，４８ｂ 下部側面フランジ部
５０ 拘束バンド
６１ａ，６１ ガイド部
６３，８０，８３，８４，８６ ガイド部のリブ
７０ 金属板
７１ 蓄電素子の端子面（第１面）
７２ 蓄電素子の底面（第２面）
９０ ガイド部の長尺部
１０２ ヒートシンク
１０４，３０２ 回路基板

本発明に係る蓄電装置は、端子が配置される第１面と、前記第１面とは反対側に配置された第２面とを有する蓄電素子と、前記第１面に対向配置される第１対向部と、前記第２面に対向配置され且つ該第２面に当接する第２対向部と、前記第１対向部から突出して前記第１面に当接するガイド部とを有するホルダと、を備えることを特徴とする。

本発明に係る蓄電装置によれば、ホルダの第１対向部から突出するガイド部によって、蓄電素子がホルダの第２対向部に押し当てられることで、蓄電素子は第２対向部側に寄せて位置決めされる。そのため、第１対向部からの蓄電素子の端子の突出量が抑制され、これにより、蓄電装置の寸法を縮小できる。したがって、蓄電素子の体積を低減でき、蓄電装置の搭載場所において、省スペース化を図ることができる。

また、端子が上方を向くような姿勢で蓄電装置が配置される場合、蓄電素子を第２対向部によって下側から安定的に支持することができる。さらに、この場合、ガイド部によって蓄電素子を押し付ける力は重力に逆らうことなく下向きに作用するため、蓄電素子の第２面をホルダの第２対向部によって精度よく位置決めでき、蓄電装置の組立品質が向上する。また、ガイド部に蓄電素子の荷重がかからないため、ガイド部を構成する突起部の個数を少なくしたり各突起部の強度を小さくしたりしても、ガイド部が良好に機能することができる。そのため、突起部の個数削減に伴ってホルダ成形用の金型の構造が簡素化したり、ホルダの材料として安価な材料を選択したりすることで、製造コストの低減を図ることができる。

上記の発明に係る蓄電装置において、前記蓄電素子が前記ホルダを介して複数積層される場合、前記複数の蓄電素子は、全ての前記第２面が同一面に位置決めされるように配置されることが好ましい。これにより、全ての蓄電素子の端子が同じ方向に突出するため、蓄電装置の寸法縮小を効果的に実現できる。ホルダの第１対向部から突出した蓄電素子の端子が隣接して配置される場合、各端子の突出量が抑制されていることによって、隣接する端子間の短絡が起こり難い。

上記の発明に係る蓄電装置において、前記第２対向部を挟んで前記蓄電素子とは反対側に温度調整部材が配置されてもよい。この場合、蓄電素子が第２対向部側に寄せて位置決めされることによって、蓄電素子と温度調整部材との距離が大きくなることが抑制されるため、温度調整部材によって蓄電素子を効果的に冷却又は加熱することができる。

上記の発明に係る蓄電装置において、前記第１対向部を挟んで前記第１面とは反対側に電気機器が配置されてもよい。この場合、蓄電素子は、第２対向部側に寄せられて位置決めされることによって、回路基板又はセンサのような電気機器との距離が小さくなることを抑制でき、蓄電素子の熱が電気機器に伝わり難くなる。

上記の発明に係る蓄電装置において、前記ホルダは、前記第１対向部と前記第２対向部とを連結する連結部を備え、前記連結部は、所定の積層方向の一方から前記蓄電素子に重ねられるように配置され、前記ガイド部における前記第２対向部側への張り出し量は前記積層方向の前記一方に向かうに従って増大してもよい。この場合、ホルダの第１対向部と第２対向部との間に蓄電素子を差し込むとき、ガイド部によって蓄電素子を第２対向部側へスムーズに案内することができる。

上記の発明に係る蓄電装置において、前記ホルダは、全ての前記第１対向部が同一面に配置され且つ全ての前記第２対向部が同一面に配置されるように、前記蓄電素子を介して複数重ねられてもよい。この場合、同じ向きとなるように位置合わせされた複数のホルダによって、全て同じ方向に蓄電素子を位置決めできる。

本発明によれば、ホルダの第１対向部からの蓄電素子の端子の突出量が抑制されることで、蓄電素子の体積を低減できる。

図２に示すように、ガイド部６１（６１ａ，６１ｂ）は、上面フランジ部４２の下面（第１対向部）から突出するリブ６３を備える。図２には、メインプレート部４０を挟んだ一方の側に設けられたガイド部６１ａのみが図示されているが、ガイド部６１ａ，６１ｂは、メインプレート部４０を挟んだ両側に設けられている（図４参照）。本実施形態において、一方のガイド部６１ａの構成は、他方のガイド部６１ｂの構成と同じであるが、両者の構成は異なっていてもよい。

図４に示すように、下面フランジ部４４の上面（第２対向部）は平坦面であり、下面フランジ部４４の上面には何ら突起部は設けられていない。

また、以上の実施形態では、蓄電素子の移動を規制するホルダの第１対向部及び第２対向部がホルダのフランジ部で構成される場合について説明したが、本発明において、第１対向部及び第２対向部は、ホルダにおけるフランジ部以外の部分で構成されてもよい。

１０ 組電池（蓄電装置）
１２ 積層体
１４ 蓄電素子
１６，２１６，３１６ スペーサ（ホルダ）
１８ａ，１８ｂ エンドプレート
２２ａ 蓄電素子の正極端子
２２ｂ 蓄電素子の負極端子
４０ メインプレート部
４２ 上面フランジ部（第１対向部）
４４ 下面フランジ部（第２対向部）
４６ａ，４６ｂ 上部側面フランジ部
４８ａ，４８ｂ 下部側面フランジ部
５０ 拘束バンド
６１ａ，６１ ガイド部
６３，８０，８３，８４，８６ ガイド部のリブ
７０ 金属板
７１ 蓄電素子の端子面（第１面）
７２ 蓄電素子の底面（第２面）
９０ ガイド部の長尺部
１０２ ヒートシンク
１０４，３０２ 回路基板

Claims (5)

1. 端子が配置される第１面と、前記第１面とは反対側に配置された第２面とを有する蓄電素子と、
   前記第１面に対向配置される第１規制部と、前記第２面に当接する第２規制部と、前記第１規制部から突出して前記第１面に当接するガイド部とを有するホルダと、を備えることを特徴とする蓄電装置。
2. 前記蓄電素子は、前記ホルダを介して複数積層され、
   前記複数の蓄電素子は、全ての前記第２面が同一面に位置決めされるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記第２規制部を挟んで前記蓄電素子とは反対側に温度調整部材が配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の蓄電装置。
4. 前記第１規制部を挟んで前記第１面とは反対側に電気機器が配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の蓄電装置。
5. 前記ホルダは、全ての前記第１規制部が同一面に配置され且つ全ての前記第２規制部が同一面に配置されるように、前記蓄電素子を介して複数重ねられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の蓄電装置。

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