JP2022129775A - 蓄電モジュールおよび蓄電モジュールの製造方法 - Google Patents

蓄電モジュールおよび蓄電モジュールの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】蓄電デバイスに対するホルダの保持力を高められ得る蓄電モジュールを提供する。【解決手段】蓄電モジュールは、筒形の蓄電デバイスと、蓄電デバイスを保持するホルダ200と、を備える。ここで、ホルダ200は、蓄電デバイスが収納される収納部210を含む。さらに、収納部210は、蓄電デバイスの周面に対向する、当該周面に沿った形状の内壁面211aを含む。内壁面211aには、エラストマーで形成され、蓄電デバイスの周面に接触する接触部材700が配置される。接触部材700は、内壁面211aに複数個配置され、蓄電デバイスの軸方向に長尺である。【選択図】図4

Description

本発明は、蓄電モジュールおよび蓄電モジュールの製造方法に関する。
複数の筒形の蓄電装置(蓄電デバイス)が、周面同士が隣り合うように並んで保持されるホルダを備える蓄電ユニット(蓄電モジュール)が、たとえば、特許文献1に記載されている。
特許文献1の蓄電ユニットにおいて、ホルダは、一方向に連続する複数の収納部を有する。各収納部は、半円筒状の凹部であり、各蓄電装置は、その周面の半分が各収納部に収納される。ホルダには、収納部の底部に一対の舌片状の押圧部が設けられ、収納部の開口部に一対の舌片状の保持部が設けられる。各蓄電装置は、押圧部と保持部とで挟持されることにより、各収納部内に保持される。
また、各蓄電装置は、一端から突出する一対の丸棒状の外部端子(リード端子)を有する。各蓄電装置は、一対の外部端子がL字状に折り曲げられた後、ホルダの各収納部に収納される。一対の外部端子は、ホルダの裏面側に配置された配線基板に接続される。
一対の外部端子は、各蓄電装置が各収納部に収納された後にL字状に折り曲げることもできる。
特許文献2には、コンデンサが配置されたモジュールにおいて、モジュールケースの凹部にコンデンサを収納した後に、コンデンサのリード線に、モジュールケースの壁に沿って上方からローラのようなものでリード線を壁の外面に押し付ける折り曲げ加工を施し、折り曲げたリード線を、壁に設けられたリード線収納部に収納することが記載されている。
特開2016-81795号公報 特開2016-146445号公報
特許文献1の蓄電ユニットにおいて、ホルダの各収納部は、筒形である蓄電装置の径方向には、底部と保持部とにより蓄電装置の周面を囲んでいるので、その保持力が相対的に高い。一方で、各収納部は、蓄電装置の軸方向(中心軸の方向)には、底部(押圧部)および保持部と蓄電装置の周面との摩擦によるものとなるため、その保持力が相対的に低い。よって、ホルダでの蓄電装置の保持力を高めるためには、各収納部の蓄電装置に対する軸方向の保持力が高められることが望ましい。
また、特許文献2のモジュールでは、リード線の折曲部分(角部分)がモジュールケースの壁から離れた位置にあり、リード線の折れ曲がった後の部分と、壁との間の距離がおおきくなっている。よって、特許文献2のモジュールの構成では、壁を利用してリード線を所定形状(L字状)に折り曲げることが、現実的には難しい。
さらに、ホルダの各収納部が、特許文献1のような半円筒状の凹部とされるのではなく、円筒状や断面C字の筒状とすることが考えられる。この場合、蓄電装置は、その端面側から収納部の筒内に挿入されることになり、L字状の外部端子が、蓄電装置の収納部への挿入の邪魔になりやすい。
かかる課題に鑑み、本発明は、蓄電デバイスに対するホルダの保持力を高められ得る蓄電モジュールを提供することを目的とする。
さらに、本発明は、蓄電デバイスのリード端子を、蓄電デバイスをホルダに装着した後に精度良く所定形状に折り曲げることができる蓄電モジュールを提供することを目的とする。
さらに、本発明は、ホルダの収納部に、蓄電デバイスが端面側から挿入される構成とされた場合に、蓄電デバイスのリード端子が、収納部への蓄電デバイスの挿入の邪魔になりにくい蓄電モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
本発明の第1の態様は、蓄電モジュールに関する。本態様に係る蓄電モジュールは、筒形の蓄電デバイスと、前記蓄電デバイスを保持するホルダと、を備える。ここで、前記ホルダは、前記蓄電デバイスが収納される収納部を含む。さらに、前記収納部は、前記蓄電デバイスの周面に対向する、当該周面に沿った形状の内壁面を含む。前記内壁面には、エラストマーで形成され、前記周面に接触する接触部材が配置される。
本発明の第2の態様は、蓄電モジュールに関する。本態様に係る蓄電モジュールは、所定の折り曲げ形状に形成された一対のリード端子が一端面に設けられる筒形の蓄電デバイスと、前記蓄電デバイスを保持するホルダと、を備える。ここで、前記ホルダは、前記折り曲げ形状に沿った形状を有し、前記一対のリード端子に接する接面を含む。
なお、特許請求の範囲の請求項10、12および13に記載の「接する」との文言は、広義の意味で用いられ、接触することを意味するのみならず、ほぼ接触する、即ち近接することをも意味する。
本発明の第3の態様は、一対のリード端子を一端面に有する蓄電デバイスと、前記蓄電デバイスが前記一端面側から挿入されて収納される収納部を有し、前記蓄電デバイスを保持するホルダと、前記一対のリード端子が接続される基板と、を備える蓄電モジュールの製造方法に関する。本態様に係る製造方法は、前記一対のリード端子が前記一端面から直線状に延びた状態の前記蓄電デバイスを前記収納部に収納する第1工程と、前記収納部から露出した前記一対のリード端子を折り曲げる第2工程と、折り曲げられた前記一対のリード端子を前記基板に接続する第3工程と、を含む。
本発明によれば、蓄電デバイス対するホルダの保持力を高められ得る蓄電モジュールを提供できる。
さらに、本発明によれば、蓄電デバイスのリード端子を、蓄電デバイスをホルダに装着した後に精度良く所定形状に折り曲げることができる蓄電モジュールを提供できる。
さらに、本発明によれば、蓄電デバイスのリード端子が、収納部への蓄電デバイスの挿入の邪魔になりにくい蓄電モジュールの製造方法を提供できる。
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。
図1は、実施の形態に係る、蓄電モジュールの斜視図である。 図2は、実施の形態に係る、蓄電モジュールの分解斜視図である。 図3(a)は、実施の形態に係る、前方上方から見たホルダの斜視図であり、図3(b)は、実施の形態に係る、後方下方から見たホルダの斜視図である。 図4(a)は、実施の形態に係る、ホルダの左右方向の中央部を前後上下方向に切断して右側から見た断面図であり、図4(b)は、実施の形態に係る、ホルダの上下方向の中央部を前後左右方向に切断して下側から見た要部断面図であり、図4(c)は、実施の形態に係る、一対の保持部を示すホルダの要部正面図である。 図5(a)は、実施の形態に係る、蓄電デバイスが保持されたホルダの要部斜視図であり、図5(b)は、実施の形態に係る、蓄電デバイスが保持されたホルダの上下方向の中央部を前後左右方向に切断して下側から見た要部断面図である。 図6(a)ないし(d)は、実施の形態に係る、蓄電デバイスが保持されたホルダが基板に取り付けられるまでの組立手順について説明するための図である。 図7(a)は、変更例に係る、筒状部の内壁面に3個の接触部材が配置されたホルダの要部断面図であり、図7(b)は、変更例に係る、筒状部の内壁面に2個の接触部材が配置されたホルダと基板の要部断面図である。 図8(a)は、変更例に係る、蓄電デバイスが保持されたホルダの側面図であり、図8(b)は、変更例に係る、ホルダの斜視図である。 図9(a)および(b)は、変更例に係る、蓄電デバイスが保持されたホルダの側面図である。
以下、本実施の形態に係る蓄電モジュール1について図面を参照して説明する。便宜上、各図には、適宜、前後、左右および上下の方向が付記されている。なお、図示の方向は、あくまで蓄電モジュール1の相対的な方向を示すものであり、絶対的な方向を示すものではない。また、説明の便宜上、「底面部」、「前側面部」など、一部の構成において、図示の方向に従った名称がつけられる場合がある。
図1は、蓄電モジュール1の斜視図である。図2は、蓄電モジュール1の分解斜視図である。
図1および図2を参照して、蓄電モジュール1は、5つの円筒形の蓄電デバイス100と、ホルダ200と、基板300と、蓋400と、ケース500と、を備える。5つの蓄電デバイス100が保持されたホルダ200と、基板300と、蓋400とが一体化された後、蓄電デバイス100が保持されたホルダ200と基板300とがケース500内に収容され、ケース500の開口部506が蓋400で覆われる。蓋400は、2つのネジ600によってケース500に固定される。
蓄電モジュール1は、各種の電子機器、電気機器、産業機器、自動車等に用いられ、電力のアシスト、バックアップなどを行う。蓄電モジュール1が、たとえば、自動車に搭載された場合、自動車のバッテリーからの供給される電力により蓄電デバイス100を充電することができる。
5つの蓄電デバイス100は、たとえば、電気二重層キャパシタである。蓄電デバイス100は、リチウムイオンキャパシタ等、電気二重層キャパシタ以外のキャパシタであってもよい。また、蓄電デバイス100は、その正極の活物質として導電性高分子が用いられたものであってもよい。導電性高分子としては、ポリアニリン、ポリピロールまたはポリチオフェンおよびこれらの誘導体等が挙げられ、複数種の導電性高分子を用いてもよい。
各蓄電デバイス100は、図示しないデバイス素子と電解液とが収容された細長い有底円筒状の外装ケース110と、ゴム成分を含む弾性材料により形成され、外装ケース110の開口を封止する封口体120と、封口体120から外部に引き出される丸棒状の正極リード端子130および負極リード端子140と、を含む。正極リード端子130はデバイス素子の正極と電気的に接続され、負極リード端子140はデバイス素子の負極と電気的に接続される。正極リード端子130および負極リード端子140は、L字に折り曲げられる。
封口体120により蓄電デバイス100の第1端面101が構成され、外装ケース110の底面により蓄電デバイス100の第2端面102が構成され、外装ケース110の周面により蓄電デバイス100の周面103が構成される。一対のリード端子である正極リード端子130および負極リード端子140は、第1端面101に設けられる。以降、正極リード端子130および負極リード端子140をまとめて、一対のリード端子130、140と称する場合がある。
なお、蓄電デバイス100は、円筒形でなく、角筒形であってもよい。蓄電デバイス100が、円筒形の場合、その周面が円筒になり、角筒形の場合、その周面が角筒となる。
なお、筒形である蓄電デバイス100の中心軸の方向が蓄電デバイス100の軸方向となり、軸方向に垂直な面内方向が蓄電デバイス100の径方向となる。
ホルダ200は、樹脂材料、たとえば、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)などの熱可塑性樹脂により形成される。ホルダ200には、5つの蓄電デバイス100が、周面103同士が隣り合うように並んで保持される。ホルダ200の詳細な構成については、追って説明する。
基板300は、長方形状を有し、ホルダ200の裏側(後側)に固定される。基板300には、5つの蓄電デバイス100を直列または並列に接続するためのパターン配線(図示せず)が形成される。各蓄電デバイス100の正極リード端子130および負極リード端子140が、ホルダ200の裏側(後方)に突出し、基板300の孔301に挿入されて、基板300のパターン配線に半田付けにより接続される。
また、基板300には、外部のバッテリー等からの電力供給により各蓄電デバイス100に充電を行うための充電回路が配置される。充電回路には、FET(Field effect transistor)302とFET302から放熱を行うためのヒートシンク303とが含まれる。
さらに、基板300には、コネクタ310が配置される。コネクタ310は、ハウジング311内に複数の端子312を有する。ハウジング311は、上面が開口する直方体の箱状を有する。各端子312は、一端側がハウジング311の内部に収まり、他端側がハウジング311の外に突出する。各端子312の他端が基板300のパターン配線に接続される。これにより、5つの蓄電デバイス100と、これら蓄電デバイス100からの電力を出力するための端子312とが電気的に接続される。また、充電回路と、この充電回路にバッテリーからの電力を供給するための端子312とが電気的に接続される。
蓋400は、樹脂材料、たとえば、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)などの熱可塑性樹脂により形成される。蓋400は、長方形の板状に形成され、左右の端部に取付タブ410を有する。各取付タブ410には、ネジ600が通る孔411が形成される。蓋400には、コネクタ310が通る開口部420が設けられる。蓋400は、基板300の上端部に固定される。開口部420を通されたコネクタ310の開口側が蓋400から突出する。
ケース500は、樹脂材料、たとえば、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)などの熱可塑性樹脂により形成される。ケース500は、左右方向に広く前後方向に薄いほぼ直方体の箱状に形成され、底面部501と、前側面部502と、後側面部503と、左側面部504と、右側面部505とを含み、上端面に開口部506を有する。
底面部501、左側面部504および右側面部505には、蓄電モジュール1が外部装置へ取り付けられる際に取付用のブラケットが装着される装着部510が設けられる。装着部510は、一対の爪部511と突部512とを含む。2つの爪部511の間にブラケットが嵌め込まれ、ブラケットに形成された孔が突部512に嵌り込む。装着部510が左側面部504および右側面部505だけでなく底面部501にも設けられることにより、蓄電モジュール1を、左右の側面部504、505側からのみならず底面部501側からも外部装置に取り付けることが可能となり、取付の自由度が増す。
ケース500の上端部には、蓋400の外形に対応する形状に凹む蓋装着部520が設けられる。蓋装着部520には、左右の端部にネジ孔521が形成される。
蓄電デバイス100が保持されたホルダ200と基板300とがケース500内に収容されるとともに、蓋400が蓋装着部520に装着されてケース500の開口部506を塞ぐ。蓋400の左右の取付タブ410の孔411にネジ600が通され、当該ネジ600が蓋装着部520のネジ孔521に止められる。これにより、蓋400がケース500に固定される。
次に、ホルダ200の構成について、詳細に説明する。
図3(a)は、前方上方から見たホルダ200の斜視図であり、図3(b)は、後方下方から見たホルダ200の斜視図である。図4(a)は、ホルダ200の左右方向の中央部を前後上下方向に切断して右側から見た断面図であり、図4(b)は、ホルダ200の上下方向の中央部を前後左右方向に切断して下側から見た要部断面図であり、図4(c)は、一対の保持部230を示すホルダ200の要部正面図である。
図2ないし図4(c)を参照して、ホルダ200は、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)などの熱可塑性樹脂により形成される。
ホルダ200には、5つの蓄電デバイス100のそれぞれが収納される5つの収納部210が一方向(左右方向)に並んで設けられる。各収納部210は、収納部210の大部分を占める、両端面が開口した円筒形状の筒状部211と、収納部210の一端部(上端部)となり、筒状部211から連続する、両端面が開口した半円筒形状の半筒状部212とを含む。筒状部211の内壁面211aは円筒状とされ、半筒状部212の内壁面212aは半円筒状とされ、双方ともに蓄電デバイス100の周面103に沿った形状とされる。各収納部210には、筒状部211における半筒状部212側の端面と反対の端面から各蓄電デバイス100が挿入される。なお、筒状部211の中心軸の方向が筒状部211の軸方向となる。
図4(b)に示すように、隣り合う2つの筒状部211および半筒状部212は、互いに接する部分が共用されていて、隣り合う2つの内壁面211a、212aの間の距離が1つの筒状部211および半筒状部212の肉厚分となっている。これにより、隣り合う2つの内壁面211a、212aの間の距離が小さくされている。
筒状部211の内壁面211aには、収納部210に収納された蓄電デバイス100の周面103に接触する4つの接触部材700が配置される。接触部材700は、エラストマーにより形成され、弾性を有するとともに、樹脂や金属に比べて大きな摩擦係数を有する。接触部材700は、細長い長方形の板状を有し、その長手方向が、筒状部211の軸方向となるように内壁面211aに配置される。また、接触部材700は、内壁面211aを、図4(b)の一点鎖線のように周方向に均等に4分割したときの各分割領域に配置される。即ち、4つの接触部材700は、内壁面211aの周方向にほぼ90°の間隔で配置される。
接触部材700は、その大部分が筒状部211の内部に埋め込まれ、片側の表面701側が内壁面211aから露出する。露出した接触部材700の表面701は、僅かに膨らんでおり、内壁面211aから僅かに張り出す。接触部材700を形成するエラストマーは、熱可塑性エラストマーであり、2色成形が行われることによって4つの接触部材700がホルダ200に一体形成される。これにより、接触部材700を備えるホルダ200を容易に製造できる。
筒状部211の内径は、蓄電デバイス100の直径よりも僅かに大きくされ、図4(b)の二点鎖線で示す4つの接触部材700が接する円の径(対向する2つの接触部材700の間の寸法)は、蓄電デバイス100の直径よりも僅かに小さくされる。
ホルダ200には、5つの収納部210の一端面(上端面)である半筒状部212の一端面を塞ぐ壁部220が設けられる。壁部220は、蓄電デバイス100の一対のリード端子130、140の折り曲げ形状に沿った形状、即ちL字形状を有し、一対のリード端子130、140に接する接面221を含む。接面221は、後述する一対のリード端子130、140を折り曲げる第2工程において、折り曲げのガイドとなるフォーミング面として機能する。
接面221は、平坦な第1面222と、平坦な第2面223と、第1面222と第2面223との間に位置し、円弧状を有する第3面224とを含む。第1面222は、蓄電デバイス100の第1端面101から一対のリード端子130、140が延び出す方向(上下方向)および一対のリード端子130、140が並ぶ方向(左右方向)に平行であり、第2面223は、第1面222に垂直である。
壁部220には、第2面223に一対のリード端子130、140を保持するための一対の保持部230が設けられる。各保持部230は、2つのリブ231により溝部232が形成される構成とされる。溝部232は、前後方向(一対のリード端子130、140が折り曲げられた後に延びる方向)に延びる。図4(c)に示すように、溝部232は、入口側の幅が一対のリード端子130、140の直径よりも僅かに狭くされるとともに奥側の幅が一対のリード端子130、140の直径と等しくされており、奥側が一対のリード端子130、140の収容部232aとなる。溝部232の底、即ち収容部232aは、第2面223に接する。
壁部220は、蓄電デバイス100の第1端面101と対向する面225が、第1端面101の端部の形状に対応する形状を有する。また、壁部220は、第2面223よりも後側、即ち基板300に近い側に第2面223よりも収納部210側に凹む凹部226を有する。
ホルダ200には、左右の端部の後面(裏面)側に、先端がフック状の爪部240と突起250とが設けられる。図2に示すように、ホルダ200は、爪部240を基板300に形成された取付孔304に挿入する、いわゆるスナップフィットの構造により、基板300に固定される。この際、突起250が基板300に形成された孔(図示せず)に挿入されることにより、ホルダ200と基板300との間の位置決めが行われる。
さらに、ホルダ200の左右の側面には、上下方向に延びる差込リブ260が形成される。また、ホルダ200の底面には、前面(表面)側に、下方に突出する2つの差込片270が形成される。蓄電デバイス100が保持されたホルダ200と基板300とがケース500内に収容された際、ホルダ200の2つの差込リブ260と2つの差込片270が、ケース500内に設けられたホルダ用の差込溝部(図示せず)に差し込まれ、基板300の左右の端部が、ケース500内に設けられた基板用の差込溝部(図示せず)に差し込まれる。これにより、ホルダ200と基板300とをケース500内にしっかりと固定できる。
図5(a)は、蓄電デバイス100が保持されたホルダ200の要部斜視図であり、図5(b)は、蓄電デバイス100が保持されたホルダ200の上下方向の中央部を前後左右方向に切断して下側から見た要部断面図である。
図2に示すように、各蓄電デバイス100は、蓄電デバイス100の軸方向において、半分以上の部分が収納部210に収納され、且つ筒状部211に覆われる。各蓄電デバイス100は、第2端面102側の一部が収納部210に収納されない。各蓄電デバイス100が収納部210に収納された状態において、蓄電デバイス100の第1端面101側の端部が、収納部210の半筒状部212に位置して壁部220に当接する。
図5(a)に示すように、蓄電デバイス100の一対のリード端子130、140が壁部220の接面221に接する。具体的には、一対のリード端子130、140は、第1端面101から直線状に延びる第1部131、141が第1面222に接し、第1部131、141が延びる方向と交わる方向に延びて基板300に接続される第2部132、142が第2面223に接し、第1部131、141と第2部132、142の間に位置する円弧状の第3部133、143が第3面224に接する。
本実施の形態では、一対のリード端子130、140が接面221に接する態様として、一対のリード端子130、140が接面221に接触する。即ち、第1部131、141、第2部132、142および第3部133、143が、それぞれ、第1面222、第2面223および第3面224に接触する。しかしながら、一対のリード端子130、140が接面221に接する態様として、一対のリード端子130、140の一部または全部が、接面221に接触せずに僅かに離れた状態、即ち近接した状態となってもよい。この場合、一対のリード端子130、140と接面221との隙間は、接面221を利用して行われる一対のリード端子130、140の折り曲げが適正に行える程度とされ、たとえば、一対のリード端子130、140の直径よりも小さくされる。
一対のリード端子130、140は、第2部132、142が、一対の保持部230の溝部232に嵌め込まれて溝部232の収容部232aに収容される。これにより、第2部132、142、即ち、一対のリード端子130、140の折り曲げられた先の部分が保持部230に保持され、一対のリード端子130、140の先端部の位置が定まる。一対のリード端子130、140の先端部は、基板300に接続できるように、蓄電デバイス100の周面103およびホルダ200よりも外方に延びる。
図5(b)に示すように、ホルダ200の各収納部210では、蓄電デバイス100の周面103が全周に亘って筒状部211に囲まれる。蓄電デバイス100の周面103が、筒状部211の内壁面211aに対向するともに4つの接触部材700と接触する。4つの接触部材700が、内壁面211a側に弾性変形し、弾性力によって蓄電デバイス100の周面103を中心側に押圧する。
蓄電デバイス100は、筒状部211に囲まれることにより、蓄電デバイス100の径方向に動かないよう保持される。また、蓄電デバイス100は、その周面103と4つの接触部材700との間に働く摩擦力により、蓄電デバイス100の軸方向に動かないように保持される。接触部材700は、エラストマーにより形成されており、摩擦係数が大きいため、周面103と接触部材700との間の摩擦力が大きくなる。これにより、蓄電デバイス100の軸方向における収納部210の保持力を高めることができる。
さらに、4つの接触部材700が、蓄電デバイス100の周面103を押圧することにより、周面103と接触部材700との間の摩擦力が一層大きくなるので、軸方向における収納部210の保持力を一層高めることができる。
さらに、接触部材700は、筒状部211の軸方向に長尺であるため、蓄電デバイス100の軸方向に長尺となる。これにより、蓄電デバイス100の周面103と接触部材700とが接触する長さが軸方向に長くなるので、軸方向における収納部210の保持力をさらに一層高めることができる。
さらに、蓄電デバイス100の周面103に4方向から接触部材700が接触するので、筒状部211内において、蓄電デバイス100が径方向にがたつきにくい。
次に、蓄電モジュール1の組立方法(製造方法)について説明する。
図6(a)ないし(d)は、蓄電デバイス100が保持されたホルダ200が基板300に取り付けられるまでの組立手順について説明するための図である。
ホルダ200に保持される前において、5つの蓄電デバイス100は、一対のリード端子130、140が第1端面101から直線状に延びた状態にある。
まず、5つの蓄電デバイス100が、ホルダ200の各収納部210に収納される(第1工程)。この際、図6(a)に示すように、各蓄電デバイス100は、第1端面101側から各収納部210内、即ち各筒状部211内に挿入される。筒状部211内では、4つの接触部材700の内側に蓄電デバイス100が圧入されることにより、蓄電デバイス100の周面103と4つの接触部材700とが接触する。蓄電デバイス100は、第1端面101側の端部がホルダ200の壁部220に当接するまで、収納部210内に押し込まれる。一対のリード端子130、140は、第1端面101から真直ぐ延びた状態にあるため、蓄電デバイス100の収納部210、即ち筒状部211への挿入の妨げとならない。
図6(b)に示すように、5つの蓄電デバイス100が各収納部210に収納されてホルダ200に保持された状態となる。一対のリード端子130、140は、収納部210から突出する。
次に、図6(b)および(c)に示すように、一対のリード端子130、140が折り曲げられて、L字の折り曲げ形状に形成される(第2工程)。この際、壁部220の接面221が折り曲げをガイドするフォーミング面となる。一対のリード端子130、140は、折り曲げ治具等により、接面221に押し当てられるようにして折り曲げられる。これにより、一対のリード端子130、140は接面221の形状で規定されたL字形状となり、一対のリード端子130、140が規定の折り曲げ形状に精度良く仕上がる。
一対のリード端子130、140の折り曲げられた先の部分である第2部132、142が保持部230の溝部232に嵌り込み、保持される。これにより、一対のリード端子130、140の先端部の位置が定まる。また、一対のリード端子130、140が接面221に接した状態に保たれやすくなる。
次に、図6(d)に示すように、ホルダ200が基板300に取り付けられて、5つの蓄電デバイス100の一対のリード端子130、140が基板300に接続される(第3工程)。一対のリード端子130、140は、その先端部が基板300の孔301に挿入されて半田付けされる。このとき、一対のリード端子130、140は、先端部の位置が定まっているので、孔301に精度良く挿入できる。
なお、半田が孔301からホルダ200側の基板表面にはみ出す場合がある。しかしながら、壁部220には、凹部226が設けられているので、はみ出した半田を避けることができ、半田がホルダ200に接触しにくくなる。
このようにして、5つの蓄電デバイス100が保持されたホルダ200が基板300に取り付けられると、その後は、基板300に蓋400が取り付けられて、ホルダ200、基板300および蓋400が一体化される。そして、ホルダ200および基板300がケース500内に収容されて、蓋400がケース500にネジ600で固定される。これにより、蓄電モジュール1の組立が完了する。
<実施の形態の効果>
以上、本実施の形態の蓄電モジュール1について説明した。本実施の形態によれば、以下の効果を奏することができる。
蓄電モジュール1は、筒形の蓄電デバイス100と、蓄電デバイス100を保持するホルダ200と、を備える。ホルダ200は、蓄電デバイス100が収納される収納部210を含む。収納部210は、蓄電デバイス100の周面103に対向する、当該周面103に沿った形状の内壁面211aを含む。内壁面211aには、エラストマーで形成され、周面103に接触する接触部材700が配置される。
この構成によれば、蓄電デバイス100の周面103と接触部材700との間に大きな摩擦力が得られるので、蓄電デバイス100の軸方向にける収納部210の保持力を高めることができる。これにより、ホルダ200の蓄電デバイス100に対する保持力を全体的に高めることができる。
さらに、蓄電モジュール1は、接触部材700が蓄電デバイス100の軸方向に長尺であるような構成とされている。
この構成によれば、蓄電デバイス100の軸方向に蓄電デバイス100の周面103と接触部材700とが接触する長さを長くできるので、当該軸方向にける収納部210の保持力を一層高めることができる。
さらに、蓄電モジュール1は、蓄電デバイス100が円筒形であり、収納部210が、円筒状の内壁面211aを有し蓄電デバイス100の周面103を囲む筒状部211を含み、筒状部211内には、筒状部211の開口する端面から蓄電デバイス100が挿入されるような構成とされている。
この構成によれば、蓄電デバイス100が、筒状部211に囲まれることにより、蓄電デバイス100の径方向に動かないよう保持される。さらに、筒状部211の内壁面211aに配置された接触部材700によって、蓄電デバイス100の軸方向にける収納部210の保持力が高められるので、蓄電デバイス100が、その軸方向に動いてしまうことを防止できる。
さらに、蓄電モジュール1は、内壁面211aに複数個(4個)の接触部材700が配置されるような構成とされている。
この構成によれば、蓄電デバイス100の軸方向にける収納部210の保持力が一層高められるので、蓄電デバイス100が軸方向に動くことを一層防止できる。
さらに、蓄電モジュール1は、4個の接触部材700を備え、内壁面211aを周方向に4分割したときの各分割領域に、接触部材700が配置されるような構成とされている。
この構成によれば、蓄電デバイス100の周面103に4方向から接触部材700が接触するので、筒状部211内において、蓄電デバイス100が径方向にがたつきにくい。
さらに、蓄電モジュール1は、複数個(5個)の蓄電デバイス100を備え、ホルダ200において、各蓄電デバイス100を収納する各収納部210が、蓄電デバイス100の周面同士が隣り合うように並ぶような構成とされている。
この構成によれば、各収納部210が、蓄電デバイス100を筒状部211内に挿入することにより蓄電デバイス100を径方向に保持する構成であるので、蓄電デバイス100を径方向に保持するために収納部210における蓄電デバイス100の周面103の両外側の位置に保持部が設けられる構成に比べて、隣り合う2つの内壁面211aの間の距離を小さくでき、隣り合う2つの蓄電デバイス100の間のピッチを小さくできる。よって、ホルダ200のサイズが、蓄電デバイス100が並ぶ方向に大きくなりにくく、ホルダ200全体として、コンパクト化を図ることができる。
さらに、蓄電モジュール1は、蓄電デバイス100の軸方向において、蓄電デバイス100の半分以上が収納部210に収納されるような構成とされている。
この構成によれば、ホルダ200の収納部210によって蓄電デバイス100をしっかりと保持できる。
蓄電モジュール1は、所定の折り曲げ形状に形成された一対のリード端子130、140が第1端面101(一端面)に設けられる筒形の蓄電デバイス100と、蓄電デバイス100を保持するホルダ200と、を備える。ホルダ200は、折り曲げ形状に沿った形状を有し、一対のリード端子130、140に接する接面221を含む。一対のリード端子130、140の先端部は、接面221からはみ出して基板300に接続される。
この構成によれば、蓄電デバイス100をホルダ200に装着した後、接面221を折り曲げのガイドとして用い、一対のリード端子130、140を、接面221に沿わせるように折り曲げて所定の折り曲げ形状に仕上げることができる。よって、所定の折り曲げ形状の一対のリード端子130、140を精度良く形成できる。
さらに、一対のリード端子130、140が接面221で支えられた状態となるので、蓄電モジュール1が外部装置に設置されて使用されているときに振動や衝撃が加わっても、一対のリード端子130、140が振れたりしにくくなり、一対のリード端子130、140に破損等が生じにくくなる。
さらに、蓄電モジュール1は、一対のリード端子130、140が、L字状に折り曲げられ、第1端面101から直線状に延びる第1部131、141と、第1部131、141が延びる方向と交わる方向に延びて基板300に接続される第2部132、142とを含み、接面221が、第1部131、141に接する平坦な第1面222と、第2部132、142に接する第2面223とを含むような構成とされている。
この構成によれば、L字状の一対のリード端子130、140を精度良く形成できる。
さらに、蓄電モジュール1は、一対のリード端子130、140が、第1部131、141と第2部132、142の間に円弧状の第3部133、143を有し、接面221が、第1面222と第2面223の間に第3部133、143に接する円弧状の第3面224を有するような構成とされている。
この構成によれば、一対のリード端子130、140の折れ曲がり部分である第3部133、143と、第3部133、143に接する接面221の第3面224とが円弧状であるため、一対のリード端子130、140が折り曲げられる際に第3部133、143に大きな応力が生じにくい。よって、一対のリード端子130、140に破損等が生じにくい。
さらに、蓄電モジュール1は、ホルダ200が、第2面223に設けられて第2部132、142を保持する保持部230を含むような構成とされている。
この構成によれば、一対のリード端子130、140の先端部の位置が定まるので、当該先端部を基板300の孔301に精度良く挿入できる。さらに、一対のリード端子130、140が接面221に接した状態に保たれやすくなる。
さらに、蓄電モジュール1は、蓄電デバイス100の周面103を囲む筒状部211を含み、蓄電デバイス100が、第1端面101(一端面)側から筒状部211に挿入されることにより収納される収納部210を備えるような構成とされている。
この構成によれば、蓄電デバイス100が、筒状部211に囲まれることにより、蓄電デバイス100の径方向に動かないよう保持される。さらに、蓄電デバイス100が収納部210に収納された後に一対のリード端子130、140を折り曲げることができるので、一対のリード端子130、140が第1端面101から真直ぐに延びた状態の蓄電デバイス100を筒状部211内に挿入でき、一対のリード端子130、140が蓄電デバイス100の筒状部211への挿入の妨げとならないようにできる。
蓄電モジュール1は、一対のリード端子130、140を第1端面101(一端面)に有する蓄電デバイス100と、蓄電デバイス100が第1端面101側から挿入されて収納される収納部210を有するホルダ200と、一対のリード端子130、140が接続される基板300と、を備える。蓄電モジュール1は、一対のリード端子130、140が第1端面101から直線状に延びた状態の蓄電デバイス100を収納部210に収納する第1工程と、収納部210から露出した一対のリード端子130、140を折り曲げる第2工程と、折り曲げられた一対のリード端子130、140を基板300に接続する第3工程と、を含む製造方法により製造される。
この製造方法によれば、一対のリード端子130、140が直ぐ延びた状態の蓄電デバイス100が収納部210に収納された後、一対のリード端子130、140が折り曲げられるので、一対のリード端子130、140が蓄電デバイス100の収納部210への挿入の妨げとならないようにでき、蓄電デバイス100を円滑にホルダ200に装着できる。
さらに、蓄電モジュール1の製造方法では、ホルダ200が、一対のリード端子130、140の折り曲げ形状に沿った形状を有する接面221(フォーミング面)を含み、第2工程において、一対のリード端子130、140が、接面221に押し当てられるようにして折り曲げられる。一対のリード端子130、140は、L字状に折り曲げられる。
この製造方法によれば、一対のリード端子130、140を、接面221に沿わせるように折り曲げて所定の折り曲げ形状(L字状)に仕上げることができる。よって、所定の折り曲げ形状の一対のリード端子130、140を精度よく形成できる。
さらに、蓄電モジュール1の製造方法では、接面221(フォーミング面)に、一対のリード端子130、140を収容して保持する保持部230が設けられ、第2工程において、一対のリード端子130、140の折れ曲がった部分よりも先端側が保持部230に保持される。
この製造方法によれば、一対のリード端子130、140の先端部の位置が定まるので、当該先端部を基板300の孔301に精度良く挿入できる。
さらに、蓄電モジュール1の製造方法では、収納部210が、蓄電デバイス100の周面103を囲む筒状部211を含み、第1工程において、蓄電デバイス100が筒状部211内に挿入される。
この製造方法によれば、一対のリード端子130、140が蓄電デバイス100の筒状部211への挿入の妨げとならないようにできる。
さらに、蓄電モジュール1の製造方法では、筒状部211の内壁面211aには、エラストマーで形成された接触部材700が配置され、第1工程において、蓄電デバイス100が筒状部211内に挿入されると、蓄電デバイス100の周面103に接触部材700が接触する。
この製造方法によれば、蓄電デバイス100の軸方向における収納部210の保持力が高められるので、蓄電デバイス100が、その軸方向に動いてしまうことを防止できる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、また、本発明の適用例も、上記実施の形態の他に、種々の変更が可能である。
たとえば、上記実施の形態では、ホルダ200の各収納部210において、筒状部211の内壁面211aに、4個の接触部材700が配置された。しかしながら、筒状部211の内壁面211aに配置される接触部材700の個数は、4個に限られない。たとえば、筒状部211の内壁面211aに、3個あるいは2個の接触部材700が配置されてもよい。
図7(a)は、筒状部211の内壁面211aに3個の接触部材700が配置されたホルダ200の要部断面図である。図7(a)に示す変更例では、ホルダ200の各収納部210において、筒状部211の内壁面211aを、図7(a)の一点鎖線のように周方向に均等に3分割したときの各分割領域に、接触部材700が配置される。3つの接触部材700は、内壁面211aの周方向にほぼ120°の間隔で配置される。
この構成によれば、蓄電デバイス100の周面103に3方向から接触部材700が接触するので、筒状部211内において、蓄電デバイス100が径方向にがたつきにくい。
図7(b)は、筒状部211の内壁面211aに2個の接触部材700が配置されたホルダ200と基板300の要部断面図である。図7(b)に示す変更例では、ホルダ200の各収納部210において、筒状部211の内壁面211aを、図7(b)の一点鎖線のように周方向に均等に4分割したときの隣接する2つの分割領域に、接触部材700が配置され、接触部材700が配置された分割領域以外の2つの分割領域において、蓄電デバイス100の周面103が内壁面211aに接触する。2つの接触部材700は、内壁面211aの周方向にほぼ90°の間隔で配置される。特に、2個の接触部材700は、一対のリード端子130、140が並ぶ方向において隣接する2つの分割領域に配置される。上述のとおり、一対のリード端子130、140は、折り曲げられて、これらリード端子130、140が並ぶ方向と垂直な方向において基板300に接続される。
この構成によれば、蓄電デバイス100の周面103の半分側が2つの接触部材700に押さえ付けられ、他の半分側が内壁面211aに押さえつけられるので、筒状部211内において、蓄電デバイス100が径方向にがたつきにくい。さらに、2個の接触部材700は、一対のリード端子130、140が並ぶ方向において隣接する2つの分割領域に配置されているので、図7(b)のように、一対のリード端子130、140が並ぶ方向において、蓄電デバイス100が中心の位置からずれにくい。これにより、一対のリード端子130、140の位置が、一対の保持部230や基板300の孔301の位置からずれにくい。
さらに、上記実施の形態では、ホルダ200の各収納部210は、その大部分が筒状部211で構成され、その一端部(上端部)が半筒状部212で構成されている。しかしながら、収納部210の構成は、上記の構成に限られない。たとえば、図8(a)に示すように、収納部210は、2つの筒状部211の間に半筒状部212を有するような構成とされてもよい。この場合、2つの筒状部211のそれぞれにおいて、内壁面211aに複数個の接触部材700が配置されるとよい。
さらに、上記実施の形態では、ホルダ200の各収納部210を構成する筒状部211および半筒状部212が、それぞれ、円筒形状および半円筒形状とされた。しかしながら、筒状部211および半筒状部212は、それらの内壁面211a、212aが、それぞれ円筒状および半円筒状であればよく、たとえば、図8(b)に示すように、外形(外壁面)が四角形状であってもよい。この場合も、隣り合う2つの筒状部211および半筒状部212は、互いに接する部分が共用される。
さらに、上記実施の形態では、ホルダ200の各収納部210は、蓄電デバイス100の一部が収納されない構成とされた。しかしながら、収納部210は、蓄電デバイス100全体を収納する構成とされてもよい。たとえば、収納部210は、図9(a)に示すように、筒状部211が蓄電デバイス100の第2端面102の位置まで延ばされてもよい。あるいは、収納部210は、図9(b)に示すように、第2端面102の位置まで延びる半筒状部212が筒状部211の隣りに設けられてもよい。
さらに、上記実施の形態では、蓄電デバイス100の一対のリード端子130、140が、L字状の折り曲げ形状に形成されたが、L字状以外の折り曲げ形状に形成されてもよい。
さらに、上記実施の形態では、ホルダ200の各収納部210が、円筒状の内壁面211aを有する筒状部211を含む構成とされた。しかしながら、収納部210は、蓄電デバイス100の周面103に対向する、当該周面103に沿った形状の内壁面を含む構成であれば、筒状部211を含まない構成とされてもよい。
さらに、上記実施の形態では、筒状部211の内壁面211aには、周方向に複数個(4個)の接触部材700が配置された。しかしながら、内壁面211aには、周方向だけでなく、軸方向にも複数個の接触部材700が配置されてもよい。
さらに、ホルダ200の壁部220に設けられる一対の保持部230は、上記実施の形態のように2つのリブ231により溝部232が形成される構成に限られず、一対のリード端子130、140を保持できれば、如何なる構成とされてもよい。
さらに、上記実施の形態では、蓄電モジュール1に5つの蓄電デバイス100が用いられたが、これに限られることなく、その他の個数の蓄電デバイス100が蓄電モジュール1に用いられてもよい。
さらに、上記実施の形態では、蓄電デバイス100として、電気二重層キャパシタが用いられた。しかしながら、蓄電デバイス100として、キャパシタではなく、たとえば、正極の活物質がコバルト酸リチウムなどのリチウム遷移金属酸化物であり、負極の活物質が炭素材料であるリチウムイオン二次電池が用いられてもよい。さらに、蓄電デバイス100は、このような非水電解質二次電池でなく、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、また、一次電池であってもよい。
さらに、上記実施の形態では、蓄電モジュール1は、蓄電デバイス100が保持されたホルダ200と基板300が、ケース500に収容される構成とされた。しかしながら、本発明は、ホルダと基板がケースに収容されない構成の蓄電モジュールにも適用することができる。
この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
なお、上記実施の形態の説明において「上方」「下方」等の方向を示す用語は、構成部材の相対的な位置関係にのみ依存する相対的な方向を示すものであり、鉛直方向、水平方向等の絶対的な方向を示すものではない。
本発明は、各種電子機器、電気機器、産業機器、車両の電装等に使用される蓄電モジュールに有用である。
1 蓄電モジュール
100 蓄電デバイス
101 第1端面(一端面)
102 第2端面
103 周面
130 正極リード端子(リード端子)
131 第1部
132 第2部
133 第3部
140 負極リード端子(リード端子)
141 第1部
142 第2部
143 第3部
200 ホルダ
210 収納部
211 筒状部
211a 内壁面
220 壁部
221 接面(フォーミング面)
222 第1面
223 第2面
224 第3面
230 保持部
300 基板
700 接触部材

Claims (22)

  1. 筒形の蓄電デバイスと、
    前記蓄電デバイスを保持するホルダと、を備え、
    前記ホルダは、前記蓄電デバイスが収納される収納部を含み、
    前記収納部は、前記蓄電デバイスの周面に対向する、当該周面に沿った形状の内壁面を含み、
    前記内壁面には、エラストマーで形成され、前記周面に接触する接触部材が配置される、
    ことを特徴とする蓄電モジュール。
  2. 請求項1に記載の蓄電モジュールにおいて、
    前記接触部材は、前記蓄電デバイスの軸方向に長尺である、
    ことを特徴とする蓄電モジュール。
  3. 請求項1または2に記載の蓄電モジュールにおいて、
    前記蓄電デバイスは円筒形であり、
    前記収納部は、円筒状の前記内壁面を有し前記蓄電デバイスの周面を囲む筒状部を含み、
    前記筒状部内には、当該筒状部の開口する端面から前記蓄電デバイスが挿入される、
    ことを特徴とする蓄電モジュール。
  4. 請求項3に記載の蓄電モジュールにおいて、
    前記内壁面には、複数個の前記接触部材が配置される、
    ことを特徴とする蓄電モジュール。
  5. 請求項4に記載の蓄電モジュールにおいて、
    4個の前記接触部材を備え、
    前記内壁面を周方向に4分割したときの各分割領域に、前記接触部材が配置される、
    ことを特徴とする蓄電モジュール。
  6. 請求項4に記載の蓄電モジュールにおいて、
    3個の前記接触部材を備え、
    前記内壁面を周方向に3分割したときの各分割領域に、前記接触部材が配置される、
    ことを特徴とする蓄電モジュール。
  7. 請求項4に記載の蓄電モジュールにおいて、
    2個の前記接触部材を備え、
    前記内壁面を周方向に4分割したときの隣接する2つの分割領域に、前記接触部材が配置され、
    前記接触部材が配置された前記分割領域以外の2つの分割領域において、前記蓄電デバイスの周面が前記内壁面に接触する、
    ことを特徴とする蓄電モジュール。
  8. 請求項7に記載の蓄電モジュールにおいて、
    前記蓄電デバイスは、当該蓄電デバイスの一端面から突出する一対のリード端子を有し、
    前記一対のリード端子は、折り曲げられて、これらリード端子が並ぶ方向と垂直な方向において基板に接続され、
    前記一対のリード端子が並ぶ方向において隣接する2つの前記分割領域に、前記接触部材が配置される、
    ことを特徴とする蓄電モジュール。
  9. 請求項1ないし8の何れか一項に記載の蓄電モジュールにおいて、
    前記蓄電デバイスの軸方向において、前記蓄電デバイスの半分以上が前記収納部に収納される、
    こと特徴とする蓄電モジュール。
  10. 所定の折り曲げ形状に形成された一対のリード端子が一端面に設けられる筒形の蓄電デバイスと、
    前記蓄電デバイスを保持するホルダと、を備え、
    前記ホルダは、前記折り曲げ形状に沿った形状を有し、前記一対のリード端子に接する接面を含む、
    ことを特徴とする蓄電モジュール。
  11. 請求項10に記載の蓄電モジュールにおいて、
    前記一対のリード端子の先端部は、前記接面からはみ出して基板に接続される、
    ことを特徴とする蓄電モジュール。
  12. 請求項11に記載の蓄電モジュールにおいて、
    前記一対のリード端子は、L字状に折り曲げられ、
    前記一端面から直線状に延びる第1部と、
    前記第1部が延びる方向と交わる方向に延びて前記基板に接続される第2部とを含み、
    前記接面は、前記第1部に接する平坦な第1面と、前記第2部に接する第2面とを含む、
    ことを特徴とする蓄電モジュール。
  13. 請求項12に記載の蓄電モジュールにおいて、
    前記一対のリード端子は、前記第1部と前記第2部の間に円弧状の第3部を有し、
    前記接面は、前記第1面と前記第2面の間に前記第3部に接する円弧状の第3面を有する、
    ことを特徴とする蓄電モジュール。
  14. 請求項12または13に記載の蓄電モジュールにおいて、
    前記ホルダは、前記第2面に設けられて前記第2部を保持する保持部を含む、
    ことを特徴とする蓄電モジュール。
  15. 請求項10ないし14の何れか一項に記載の蓄電モジュールにおいて、
    前記蓄電デバイスの周面を囲む筒状部を含み、前記蓄電デバイスが、前記一端面側から前記筒状部に挿入されることにより収納される収納部を、さらに備える、
    ことを特徴とする蓄電モジュール。
  16. 請求項3ないし8、および15の何れか一項に記載の蓄電モジュールにおいて、
    複数個の前記蓄電デバイスを備え、
    前記ホルダにおいて、各前記蓄電デバイスを収納する各前記収納部が、前記蓄電デバイスの周面同士が隣り合うように並ぶ、
    ことを特徴とする蓄電モジュール。
  17. 一対のリード端子を一端面に有する蓄電デバイスと、前記蓄電デバイスが前記一端面側から挿入されて収納される収納部を有し、前記蓄電デバイスを保持するホルダと、前記一対のリード端子が接続される基板と、を備える蓄電モジュールの製造方法であって、
    前記一対のリード端子が前記一端面から直線状に延びた状態の前記蓄電デバイスを前記収納部に収納する第1工程と、
    前記収納部から露出した前記一対のリード端子を折り曲げる第2工程と、
    折り曲げられた前記一対のリード端子を前記基板に接続する第3工程と、を含む、
    ことを特徴とする蓄電モジュールの製造方法。
  18. 請求項17に記載の蓄電モジュールの製造方法において、
    前記ホルダは、前記一対のリード端子の折り曲げ形状に沿った形状を有するフォーミング面を含み、
    前記第2工程において、前記一対のリード端子は、前記フォーミング面に押し当てられるようにして折り曲げられる、
    ことを特徴とする蓄電モジュールの製造方法。
  19. 請求項18に記載の蓄電モジュールにおいて、
    前記一対のリード端子は、L字状に折り曲げられる、
    ことを特徴とする蓄電モジュール。
  20. 請求項19に記載の蓄電モジュールにおいて、
    前記フォーミング面には、前記一対のリード端子を収容して保持する保持部が設けられ、
    前記第2工程において、前記一対のリード端子の折れ曲がった部分よりも先端側が前記保持部に保持される、
    こと特徴とする蓄電モジュールの製造方法。
  21. 請求項17ないし20の何れか一項に記載の蓄電モジュールの製造方法において、
    前記収納部は、前記蓄電デバイスの周面を囲む筒状部を含み、
    前記第1工程において、前記蓄電デバイスは前記筒状部内に挿入される、
    ことを特徴とする蓄電モジュールの製造方法。
  22. 請求項21に記載の蓄電モジュールの製造方法において、
    前記筒状部の内壁面には、エラストマーで形成された接触部材が配置され、
    第1工程において、前記蓄電デバイスが前記筒状部内に挿入されると、前記蓄電デバイスの周面に前記接触部材が接触する、
    ことを特徴とする蓄電モジュールの製造方法。
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