JP4741284B2 - 蓄電装置 - Google Patents

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装置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、蓄電素子をバスバーによって電気的に接続して蓄電装置とする技術が開示されており、この蓄電装置では、各蓄電素子の電圧や温度等を監視するための回路を備えた制御基板が前記バスバーに取り付けられている。
特開２００２−８６２７号公報

ところで、制御基板には多数の電子部品が設けられており、またハンダ付け箇所も多数あるなどから、なるべく衝撃が加わらないような設置位置や支持構造を考える必要がある。
そのため、従来は制御基板の寸法、形状および設置位置に制約を受け、蓄電装置の設計自由度を狭める一因にもなっていた。
そこで、この発明は、制御基板に力が加わりにくくでき、且つ、制御基板に関する制約を少なくできる蓄電装置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、少なくとも前記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１００）とロアプレート（例えば、後述する実施例におけるロアプレート３００）との間に挟装し電気的に接続してなる蓄電装置（例えば、後述する実施例における蓄電装置１）であって、
前記アッパープレートと前記ロアプレートの少なくとも一方には前記蓄電素子に関わる制御基板（例えば、後述する実施例における制御基板１４０）がその面内方向を前記軸線方向と交差する方向にして内蔵されており、前記制御基板には、前記蓄電素子の軸線方向に沿う力を伝達する伝達部材（例えば、後述する実施例におけるボス１７３）を貫通させる孔（例えば、後述する実施例における１４１）が設けられ、前記孔を貫通した前記伝達部材の先端が前記制御基板を内蔵させた前記プレートの内面に突き当たっていることを特徴とする蓄電装置である。
このように構成することにより、アッパープレートまたはロアプレートから蓄電装置に入力される蓄電素子の軸線方向に沿う力を、制御基板に伝達しにくくすることができる。
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御基板を内蔵させたアッパープレートあるいはロアプレートは、フレーム（例えば、後述する実施例におけるフレーム１１０）とカバー（例えば、後述する実施例におけるカバー１３０）とからなり、前記制御基板は前記フレームと前記カバーの間に配置されて前記フレームに固定され、前記孔を貫通した前記伝達部材の先端が前記カバーの内面（例えば、後述する実施例における天板部１３２の内面）に突き当たっていることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記孔は、前記伝達部材を貫通させたときに該伝達部材に対して遊びを有することを特徴とする。

請求項１から請求項３に係る発明によれば、アッパープレートまたはロアプレートから蓄電装置に入力される蓄電素子の軸線方向に沿う力を、制御基板に伝達しにくくすることができるので、装置組立時あるいは組立後の使用時において制御基板を衝撃等から保護することができる。

以下、この発明に係る蓄電装置の実施例を図１から図１９の図面を参照して説明する。
図１は実施例の蓄電装置１の外観斜視図であり、蓄電装置１は、アッパープレート１００とロアプレート３００との間に、３６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、各段毎に３行６列計１８個ずつ配列されており、上段１８個のキャパシタ２，２・・・と下段１８個のキャパシタ２，２・・・との間に中間プレート２００が配置されている。そして、この蓄電装置１では３６個のキャパシタ２，２・・・の全てが直列に接続されている。
なお、図１は、説明の都合上、蓄電装置１の天地を逆にしており、アッパープレート１００を下側に、ロアプレート３００を上側にして図示している。
また、以下の説明において各キャパシタ２などの配置されている部位を特定する必要があるため、図３に示すようにアッパープレート１００を上側にしたときの蓄電装置１の平面視において３行（ｐ行，ｑ行，ｒ行）、６列（ａ列，ｂ列，ｃ列，ｄ列，ｅ列，ｆ列）からなる座標を設定し、例えば、「下段ｐ行ｃ列のキャパシタ２」のように特定する。

初めに、キャパシタ２について説明する。図２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２（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２（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１９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１３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１００について説明する。図４はアッパープレート１００の外観斜視図、図５はアッパープレート１００を表裏ひっくり返して見た外観斜視図、図６は図５におけるＧ−Ｇ矢視断面図、図７は図５におけるＨ−Ｈ矢視断面図である。
アッパープレート１００は平面視略長方形の板状をなし、樹脂製のフレーム１１０と、金属製のカバー１３０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１４０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９個のバスバー１５０と、バスバー１５０を固定するための９個のバスバーカバー１７０、を主要構成とし、フレーム１１０の上にカバー１３０がボルト１０１によって固定され、フレーム１１０とカバー１３０の間に制御基板１４０、バスバー１５０、バスバーカバー１７０が収容されている。

バスバー１５０は導電性金属（例えば銅）で形成されており、図８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１５１、雌端子体１５２と、これら雄端子体１５１と雌端子体１５２を接続する平板状の接続プレート１５３とからなる。雄端子体１５１は、正極端子体８の突起８ａ、正極端子８ｂに対応する突起１５１ａと雄端子１５１ｂを備え、雌端子体１５２は負極端子体９の突起９ａ、負極端子９ｂに対応する突起１５２ａ、雌端子１５２ｂを備えていて、雄端子体１５１は接続プレート１５３の一端に、雌端子体１５２は接続プレート１５３の他端に溶接されている。雄端子１５１ｂと雌端子１５２ｂ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。

図５に示すように、フレーム１１０の底面には、ａ列側の端部に、３つのコネクタ差込口１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃがカバー１３０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１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃの内部に設けられたピンコネクタ（図示略）は制御基板１４０のキャパシタ電圧検出回路に接続されている。
また、フレーム１１０の底面には、平面視矩形をなす凹部１１２，１１２・・・が格子状に３行６列で計１８個設けられている。この凹部１１２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、各凹部１１２の中央には平面視略矩形の突出部１１３が突設されており、さらにその中央にはフレーム１１０の上面に貫通する円形の孔１１４が設けられている。この孔１１４はバスバー１５０の雄端子体１５１や雌端子体１５２をフレーム１１０から露出させるためのものであり、孔１１４の内径は雌端子１５２ｂの外径よりも所定寸法だけ大きくされている。

さらに、フレーム１１０の底面には、ｐ行ａ列の突出部１１３の隅部に、この突出部１１３よりもさらに下方に突出する凸部１１７が形成されている。図７に示すように、この凸部１１７の内側に形成された溝１１７ａには、キャパシタ２の温度を検出するためのサーミスタ１２９がフレーム１１０に密接して配置されており、サーミスタ１２９は溝１１７ａに充填されたシリコン１１７ｂによって固定され、リード線１２９ａを介して制御基板１４０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１１７の表面には熱伝導性の高いジェル状の樹脂シート１２８が取り付けられている。
また、フレーム１１０のｆ列側の端面には、２つのコネクタ差込口１２０ａ，１２０ｂが設けられている。これらコネクタ差込口１２０ａ，１２０ｂの内部に設けられたピンコネクタ（図示略）は制御基板１４０に接続されている。

図９は、カバー１３０と制御基板１４０を取り外した状態のアッパープレート１００の斜視図である。この図９および図６に示すように、フレーム１１０の上面には、その外周縁に沿ってカバー取付座１２１が形成され、カバー取付座１２１の内側に収容凹部１２２が形成されている。この収容凹部１２２には、隣り合う２つの孔１１４，１１４を包囲する起立壁部１１５が、フレーム１１０の上面から起立して設けられており、この起立壁部１１５の先端内周部には段差部１１５ａが形成されている。この起立壁部１１５はバスバー１５０を取り付ける際の位置決め凹部として機能するものであり、バスバー１５０の接続プレート１５３がほぼ隙間なく嵌め込まれる形状にされていて、接続プレート１５３の外周部を段差部１１５ａで受け、その状態で接続プレート１５３と起立壁部１１５の先端がほぼ面一になるように設定されている。各起立壁部１１５は、ａ〜ｆ列の各列毎のｐ，ｑ行の孔１１４，１１４を包囲するように形成されるとともに、ｒ行では、ａ，ｂ列と、ｃ，ｄ列と、ｅ，ｆ列の孔１１４，１１４を包囲するように形成されている。

そして、各起立壁部１１５にはバスバー１５０が、起立壁部１１５内の２つの孔１１４，１１４から雄端子１５１ｂおよび雌端子１５２ｂの先端部を突出させるようにして、嵌め込まれている。なお、実施例では、図５に示すように、ｐ行ａ列の孔１１４内に雄端子１５１ｂが配置され、この雄端子１５１ｂを始点として隣り合う端子が雌雄逆になるように配置されている。各バスバー１５０の接続プレート１５３にはリード１５４が接続されており、該リード１５４を介して制御基板１４０のキャパシタ電圧検出回路に電気的に接続されている。

バスバー１５０が装着された各起立壁部１１５の上には、バスバーカバー１７０が取り付けられている。図６および図９に示すように、バスバーカバー１７０は断面略コ字形をなし、上から起立壁部１１５にほぼ隙間なく外嵌する形状に形成されていて、バスバーカバー１７０の底面１７１が起立壁部１１５の先端に当接するようにされている。バスバーカバー１７０は、その長手方向両端に形成されたフック１７４を、フレーム１１０の収容凹部１２２に形成された係止部１２３に係止することによってフレーム１１０に固定されている。
バスバーカバー１７０の上面１７２には、組み付け状態においてフレーム１１０の孔１１４に対応する部位に、段付き円柱状のボス（伝達部材）１７３が突設されている。ボス１７３は基部側が大径部１７３ａ、先端側が小径部１７３ｂにされている。

また、フレーム１１０の収容凹部１２２における所定部位には、制御基板取付用のボス１１６，１１６・・・が複数突設されていて、制御基板１４０はこれらボス１１６，１１６・・・の上に載置され、ねじ１２７によってボス１１６，１１６・・・に固定されている。このように取り付けられた制御基板１４０の面内方向はフレーム１１０に対して平行となる。換言すると、制御基板１４０の面内方向はキャパシタ２の軸線方向と直交している。制御基板１４０には、図６に示すように、各バスバーカバー１７０のボス１７３の小径部１７３ｂを挿通させる孔１４１が設けられている。この孔１４１は、小径部１７３ｂを遊びを有して挿通させ、且つ、ボス１７３の大径部１７３ａを挿通させない大きさに設定されている。
また、バスバーカバー１７０のボス１７３における大径部１７３ａの高さは、制御基板１４０およびバスバーカバー１７０をフレーム１１０に取り付けた状態において、制御基板取付用のボス１１６の高さとほぼ同じかあるいは若干低くなるように設定されており、大径部１７３ａの上面が制御基板１４０の底面に接触しないか、あるいは接触する場合にも軽く接触するようになっている。

図６に示すように、制御基板１４０には多数の電子部品１４２が取り付けられているが、いずれの電子部品１４２もフレーム１１０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１４２は制御基板１４０とフレーム１１０の間に形成される空間１２６内に収容されていて、制御基板１４０よりも上側（フレーム１１０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１４２を配置して制御基板１４０を設置することにより、アッパープレート１００の高さ寸法の短縮化を図ることができる。

カバー１３０は断面ハット型をなし、外周に形成された平坦な鍔部１３１をフレーム１１０のカバー取付座１２１に載置させて、ボルト１０１によりフレーム１１０に固定されている。カバー１３０の天板部１３２は、その長手方向両端部（ａ列とｆ列に対応する部分）において一段高くなっている高台部１３３ａ，１３３ｂを除いて、平坦面に形成されている。高台部１３３ａ，１３３ｂは同一高さで、いずれの上面も平坦面にされていて、アッパープレート１００において最上位に位置している。そして、制御基板１４０を貫通した各バスバーカバー１７０のボス１７３の先端だけが、カバー１３０の天板部１３２の内面に突き当たるようにされている。すなわち、制御基板１４０を固定しているねじ１２７の頭部はカバー１３０の内面に接触していない。

次に、中間プレート２００について説明する。図１０は中間プレート２００の外観斜視図、図１１は同平面図、図１２は図底面図、図１３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２００は、樹脂製のフレーム２１０と、導電性金属（例えば銅）で形成された１８個の端子体２２０と、コネクタ２５０ａ，２５０ｂを主要構成とする。
フレーム２１０は平面視略長方形をなし、フレーム２１０の表裏両面にはそれぞれ、平面視略矩形をなす凹部２１１，２１１・・・が格子状に３行６列で計１８個設けられており、表面側の凹部２１１と裏面側の凹部２１１は平面視同一位置に配置されている。凹部２１１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。

フレーム２１０には、各凹部２１１の中央に平面視略矩形の厚肉部２１２が設けられており、さらに、厚肉部２１２の表裏一方の面の中央に平面視略矩形の内側凹部２１３が形成され、表裏他方の面の中央に平面視略円形の内側凹部２１４が形成されていて、これら内側凹部２１３、２１４の中央には表裏に貫通する円形の孔２１５が設けられている。内側凹部２１３，２１４は、図１１および図１２に示すように、フレーム２１０の表裏各面において互い違いに配置されている。隣り合う２つの孔２１５，２１５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。

図１３に示すように、孔２１５は、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２１５の内径は負極端子９ｂの外径よりも所定寸法だけ大きくされている。また、平面視略矩形の内側凹部２１３は端子体２２０に対する取付座となる部分であり、端子体２２０を収容可能な大きさに設定されている。さらに、平面視円形の内側凹部２１４はキャパシタ２のフランジ部７ａを着座可能にする部分であり、フランジ部７ａを収容可能な大きさに設定されている。
また、フレーム２１０の裏面におけるａ列側の端部には、アッパープレート１００から離間する方向（下方）に突出するコネクタ２５０ａ，２５０ｂが設けられている。

端子体２２０は、フレーム２１０の表裏各面における内側凹部２１３に装着されている。端子体２２０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２２０は互いに周方向１８０度離間した部位に一対のアーム２２１，２２２を有し、一方のアーム２２１を、フレーム２１０の内側凹部２１３に形成されたスリット２１６に嵌入させ、他方のアーム２２２を内側凹部２１３に載置させて、フレーム２１０に固定されている。
各端子体２２０のアーム２２２は、フレーム２１０の表裏両面の溝に沿って配線された平板状のリード２２３を介してコネクタ２５０ａ，２５０ｂに接続されている。ここで、ｐ行とｑ行に配置された端子体２２０はコネクタ２５０ａに接続され、ｒ行に配置された端子体２２０はコネクタ２５０ｂに接続されている。リード２２３は防水および短絡防止のため、溝に充填されたシリコンゴムによって覆われている。

図１３に示すように、端子体２２０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２２０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２２０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の間にフレーム２１０の内側凹部２１３，２１４を介して端子体２２０が挟装される大きさに設定されており、端子体２２０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２２０がフレーム２１０の内側凹部２１３，２１４を介しフランジ部７ａ，７ａによって圧縮される大きさに設定されている。

次に、ロアプレート３００について説明する。図１４はロアプレート３００の外観斜視図、図１５はロアプレート３００の平面図、図１６は第２フレーム３５０を外したロアプレート３００を底面を上にして示す斜視図、図１７は図１５のＩ−Ｉ断面図である。
ロアプレート３００は平べったい略直方体形状をなし、入力側コネクタ３０１、出力側コネクタ３０２、電圧検出用コネクタ３１０、樹脂製の第１フレーム３２０および第２フレーム３５０、導電性金属（例えば銅）で形成された１０個のバスバー３６０，３７０，３８０Ａ〜３８０Ｈを主要構成とし、第１フレーム３２０の上面に前記バスバー３６０，３７０，３８０Ａ〜３８０Ｈが取り付けられ、第１フレーム３２０の底面に樹脂製の第２フレーム３５０が嵌合固定されて構成されている。

図１６に示すように、第１フレーム３２０の底面には第２フレーム３５０を嵌入させるための凹部３４０が形成され、第１フレーム３２０の周壁部３４１の所定部位には第２フレーム３５０を固定するための係止爪３４２が形成されている。
図１５に示すように、第１フレーム３２０の上面には、平面視矩形をなす凹部３２１，３２１・・・が格子状に３行６列で計１８個設けられている。この凹部３２１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。各凹部３２１の中央には平面視略矩形の突出部３２２が突設されており、さらにその中央には平面視円形の内側凹部３２３が形成され、この内側凹部３２３の中央にねじ孔３２４が貫通形成されている。このねじ孔３２４を包囲する筒状の周壁３２５は第１フレーム３２０の底面の凹部３４０に突出している。

また、隣り合って対をなす内側凹部３２３，３２３は連通凹部３２６によって接続されている。なお、この実施例において連通凹部３２６によって接続されて対をなす内側凹部３２３，３２３の組み合わせは、ｐ行ｃ列とｐ行ｄ列、ｐ行ｅ列とｐ行ｆ列、ｑ行ａ列とｒ行ａ列、ｑ行ｂ列とｑ行ｃ列、ｑ行ｄ列とｑ行ｅ列、ｑ行ｆ列とｒ行ｆ列、ｒ行ｂ列とｒ行ｃ列、ｒ行ｄ列とｒ行ｅ列である。したがって、ｐ行ａ列の内側凹部３２３とｐ行ｂ列の内側凹部３２３は連通しておらず、それぞれ独立している。
また、各連通凹部３２６内において、２つのねじ孔３２４，３２４を結ぶ中心線から偏位し且つこれらねじ孔３２４，３２４から等距離の位置には、中央に矩形の孔３２８が貫通形成された平面視矩形のバスバー支持部３２７が突設されている。なお、第１フレーム３２０の底面の凹部３４０にはこの孔３２８を包囲するように配置された平面視矩形の周壁３２９が突設されている。

次に、入力側コネクタ３０１、出力側コネクタ３０２、バスバー３６０，３７０，３８０Ａ〜３８０Ｈについて説明する。入力側コネクタ３０１はｐ行ｂ列の凹部３２１に隣接する第１フレーム３２０の側面に設けられており、出力側コネクタ３０２はｐ行ａ列の凹部３２１に隣接する第１フレーム３２０の側面に設けられている。
８個のバスバー３８０Ａ〜３８０Ｈ（以下、個々を区別する必要がないときはバスバー３８０と記す）は、第１フレーム３２０において連通凹部３２６によって連なる隣り合う２つの凹部３２１，３２１に架け渡されて配置されるものである。
バスバー３８０は、雄端子体３８１と、雌端子体３８２と、これら雄端子体３８１と雌端子体３８２を接続する接続プレート３８３とからなる。
接続プレート３８３は、図１８に示すように、中央に支持部３８３ａが形成され、支持部３８３ａの両側に端子取り付け部３８３ｂ，３８３ｃが形成されていて、支持部３８３ａと各端子取り付け部３８３ｂ，３８３ｃとの間に、接続プレート３８３の裏面側に突出する断面略Ｗ字状の易曲部３８３ｄが形成されている。易曲部３８３ｄを設けたことにより、図１９に示すように、接続プレート３８３は端子取り付け部３８３ｂ，３８３ｃが支持部３８３ａに対して撓み易くされている。

雄端子体３８１と雌端子体３８２はそれぞれ端子取り付け部３８３ｂ，３８３ｃの表側にろう付けされている。雄端子体３８１はアッパープレート１００に装着されたバスバー１５０の雄端子体１５１と全く同じものであり、突起３８１ａ、雄端子３８１ｂを備えている。雌端子体３８２は、アッパープレート１００に装着されたバスバー１５０の雌端子体１５２と全く同じものであり、突起３８２ａ、雌端子３８２ｂを備えている。雄端子３８１ｂと雌端子３８２ｂ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。
また、支持部３８３ａには、雄端子３８１ｂの中心と雌端子３８２ｂの中心を結ぶ中心線から偏位し且つこれら雄端子３８１ｂの中心と雌端子３８２ｂの中心から等距離の位置に、角ナット３８４が貫通固定されており、支持部３８３ａの裏面から所定寸法突出している。

バスバー３８０は、支持部３８３ａを第１フレーム３２０のバスバー支持部３２７に配置し、角ナット３８４をバスバー支持部３２７の孔３２８に挿入させ、第１フレーム３２０の上面側の周壁３２９内に配置したボルト３３０を角ナット３８４に螺合することによって第１フレーム３２０に取り付けられている。このこのとき、角ナット３８４と孔３２８との係合により雄端子３８１ｂと雌端子３８２ｂの位置が一意的に決定されるので、雄端子３８１ｂと雌端子３８２ｂの取り付け位置を間違えることがない。このバスバー３８０の取り付け状態において、雄端子３８１ｂと雌端子３８２ｂはそれぞれ第１フレーム３２０における各凹部３２１の中心に位置するようになり、端子取り付け部３８３ｂ，３８３ｃの裏面側中央と第１フレーム３２０のねじ孔３２４が同軸上に位置するようになる。

図１７に示すように、第１フレーム３２０のねじ孔３２４にはその底面側から絶縁樹脂製の棒状のねじ３３１が螺合しており、このねじ３３１の先端は内側凹部３２３の底部から突出してバスバー３８０の端子取り付け部３８３ｂ，３８３ｃに突き当てられている。前述したようにバスバー３８０の端子取り付け部３８３ｂ，３８３ｃは支持部３８３ａに対して可撓性があるので、内側凹部３２３の底部から突出するねじ３３１の寸法を変更することによって、第１フレーム３２０に対する雄端子３８１ｂと雌端子３８２ｂの高さ位置を変更することができる。

バスバー３６０は、端子プレート３６１と、この端子プレート３６１の一端側に溶接された雄端子体３６２と、端子プレート３６１に固定された取付アーム３６３から構成されている。雄端子体３６２は、アッパープレート１００に装着されたバスバー１５０の雄端子体１５１と全く同じものであり、突起３６２ａ、雄端子３６２ｂを備えている。端子プレート３６１には図示を省略するがバスバー３８０の易曲部３８３ｄと同様の易曲部が形成されていて、雄端子体３６２を取り付けた側が撓み易くされている。バスバー３６０は雄端子体３６２をｐ行ｂ列の凹部３２１の中心に配置し、取付アーム３６３を介して、バスバー３８０と同様に第１フレーム３２０にボルトで固定されている。端子プレート３６１の他端側は入力側コネクタ３０１に挿入されており、この端子プレート３６１の他端は蓄電装置１の入力端子として機能する。

バスバー３７０は、端子プレート３７１と、この端子プレート３７１の一端側に溶接された雌端子体３７２と、端子プレート３７１に固定された取付アーム３７３から構成されている。雌端子体３７２は、アッパープレート１００に装着されたバスバー１５０の雌端子体１５２と全く同じものであり、突起３７２ａ、雌端子３７２ｂを備えている。端子プレート３７１には図示を省略するがバスバー３８０の易曲部３８３ｄと同様の易曲部が形成されていて、雌端子体３７２を取り付けた側が撓み易くされている。バスバー３７０は雌端子体３７２をｐ行ａ列の凹部３２１の中心に配置し、取付アーム３７３を介して、バスバー３８０と同様に第１フレーム３２０にボルトで固定されている。端子プレート３７１の他端側は出力側コネクタ３０２に挿入されており、この端子プレート３７１の他端は蓄電装置１の出力端子として機能する。

また、第１フレーム３２０の底面の凹部３４０には、電圧検出用コネクタ３１０と各バスバー３６０，３７０，３８０Ａ〜３８０Ｈとを接続するハーネス３１１，３１１・・・が、凹部３４０に設けられた配線フック３４３に沿って所定に配線されており、各ハーネス３１１，３１１・・・の接続端子３１２，３１２・・・は、各バスバー３６０，３７０，３８０Ａ〜３８０Ｈを固定するボルト３３０で共締めされ、電気的に接続されている。

第２フレーム３５０には、第１フレーム３２０に取り付けたときに第１フレーム３２０の各雄端子３８１ｂと各雌端子３８２ｂの中心に対応する部位に、マイナスドライバーを挿通可能にする作業孔が設けられている。図１に示すように、前記作業孔はキャップ３５１によって塞がれる。第２フレーム３５０は、第１フレーム３２０の底面の凹部３４０に挿入され、第２フレーム３５０に設けた係止孔（図示略）に第１フレーム３２０の係止爪３４２を係止することにより第１フレーム３２０に固定されている。

次に、この蓄電装置１の組み立て手順を説明する。なお、組み立て前のロアプレート３００においては、全てのねじ３３１の先端をバスバー３６０，３７０，３８０Ａ〜３８０Ｈから離間させておき、また、作業孔にはキャップ３５１を取り付けないでおく。
まず、アッパープレート１００をカバー１３０を下側にして作業台の上に載置する。このときカバー１３０において最上位に位置する高台部１３３ａ，１３３ｂだけが作業台に当接することになる。

そして、アッパープレート１００の第１フレーム１１０の凹部１１２にキャパシタ２の額縁部６を挿入しながら、第１フレーム１１０から露出するバスバー１５０の雄端子１５１ｂあるいは雌端子１５２ｂに、キャパシタ２の負極端子９ｂあるいは正極端子８ｂを嵌合させて、アッパープレート１００に上段１８個のキャパシタ２，２・・・を取り付ける。このときに、バスバー１５０の突起１５１ａ，１５２ａがキャパシタ２の位置決め突起８ａ，９ａに突き当るまでキャパシタ２を押し込む。アッパープレート１００に対するキャパシタ２の軸線方向位置は、突起１５１ａ，１５２ａ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１５１ｂと負極端子９ｂの嵌合状態、および雌端子１５２ｂ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をアッパープレート１００の凹部１１２に挿入するので、アッパープレート１００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１００に対するキャパシタ２の軸線方向位置は、突起１５１ａ，１５２ａ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１００の凹部１１２の表面に当接しない。
但し、アッパープレート１００においてサーミスタ１２９の設置位置に設けられた樹脂シート１２８はキャパシタ２の天板部４に密着し、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１４０のキャパシタ温度制御回路に出力することができるようになる。

そして、アッパープレート１００のコネクタ差込口１１１ｂ，１１１ｃにそれぞれコネクタ４００，４１０を接続する。
次に、アッパープレート１００に取り付けた上段１８個のキャパシタ２，２・・・の上に、中間プレート２００を配置する。このとき、アッパープレート１００のコネクタ差込口１１１ａ〜１１１ｃと中間プレート２００のコネクタ２５０ａ，２５０ｂが両プレート１００，２００の長手方向同じ側になるように配置し、且つ、中間プレート２００のコネクタ２５０ａ，２５０ｂが上向きになるようにする。そして、中間プレート２００のフレーム２１０の凹部２１１に上段のキャパシタ２の額縁部６を挿入させる。これにより、上段１８個のキャパシタ２，２・・・と中間プレート２００との相対位置を簡単且つ正確に決定することができ、組み立て後においてキャパシタ２の回転を防止することができる。

次に、中間プレート２００の各凹部２１１の上から下段１８個のキャパシタ２，２・・・を装着する。その際には、中間プレート２００のフレーム２１０の凹部２１１に、下段に配置するキャパシタ２の額縁部６を挿入しながら、フレーム２１１から露出する上段のキャパシタ２の正極端子８ｂあるいは負極端子９ｂに、下段に配置するキャパシタ２の負極端子９ｂあるいは正極端子８ｂを嵌合させ、上下段のキャパシタ２，２の位置決め突起８ａ，９ａを互いに突き当たるまで押し込む。
下段の各キャパシタ２の額縁部６を中間プレート２００の凹部２１１に挿入するので、中間プレート２００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、組み立て後のキャパシタ２の回転を防止することができる。
図１３は上下段のキャパシタ２，２を連結した状態を示す図面であり、正極端子８ｂと負極端子９ｂとの嵌合部が中間プレート２００の端子体２２０を貫通し、上下段のキャパシタ２，２のフランジ部７ａ，７ａの間に、中間プレート２００の内側凹部２１４と端子体２２０が挟装される。その結果、端子体２２０が、内側凹部２１４を介して上下段のキャパシタ２，２のフランジ部７ａ，７ａによって挟まれて圧縮され、上下段のキャパシタ２，２は確実に端子体２２０に電気的に接続される。

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。したがって、上下段のキャパシタ２，２の額縁部６はいずれも中間プレート２００の凹部２１１に挿入されるだけで、額縁部６の先端は中間プレート２００の凹部２１１の表面に当接しない。
そして、コネクタ４００を中間プレート２００のコネクタ２５０ｂに接続し、コネクタ４１０を中間プレート２００のコネクタ２５０ａに接続する。これにより、中間プレート２００の１８個の端子体２２０がアッパープレート１００に内蔵された制御基板１４０のキャパシタ電圧検出回路に電気的に接続される。

次に、下段１８個のキャパシタ２，２・・・の上に、ロアプレート３００を配置する。このとき、アッパープレート１００のコネクタ差込口１１１ａ〜１１１ｃとロアプレート３００の電圧検出用コネクタ３１０が両プレート１００，３００の長手方向同じ側となるように配置する。そして、ロアプレート３００の第１フレーム３２０の凹部３２１に下段のキャパシタ２の額縁部６を挿入させる。これにより、下段１８個のキャパシタ２，２・・・とロアプレート３００との相対位置を簡単且つ正確に決定することができ、これと同時に、下段のキャパシタ２の正極端子８ｂに対してロアプレート３００の雌端子３７２ｂ，３８２ｂを同軸上に配置することができ、下段キャパシタ２の負極端子９ｂに対してロアプレート３００の雄端子３６２ｂ，３８１ｂを同軸上に配置することができる。また、組み立て後においては下段のキャパシタ２の回転を防止することができる。

この状態でロアプレート３００を全体的に下方に押し込む。これにより、下段のキャパシタ２の各正極端子８ｂにロアプレート３００において対応する雌端子３７２ｂまたは３８２ｂを嵌合させることができ、また、下段のキャパシタ２の各負極端子９ｂにロアプレート３００において対応する雄端子３６２ｂまたは３８１ｂを嵌合させることができる。

ところで、アッパープレート１００のバスバー１５０の雄端子１５１ｂあるいは雌端子１５２ｂに、キャパシタ２の負極端子９ｂあるいは正極端子８ｂを嵌合させるときや、上段と下段のキャパシタ２，２の正極端子８ｂと負極端子９ｂを嵌合させるときや、下段のキャパシタ２の正極端子８ｂにロアプレート３００の雌端子３７２ｂ，３８２ｂを嵌合させたり、下段のキャパシタ２の各負極端子９ｂにロアプレート３００雄端子３６２ｂ，３８１ｂを嵌合させるときには、鉛直方向に大きな押し込み力が必要であるが、この蓄電装置１においてはバスバーカバー１７０のボス１７３の先端がカバー１３０の天板部１３２の内面に突き当たっており、且つ、バスバーカバー１７０のボス１７３が制御基板１４０の孔１４１に遊挿されているので、前記押し込み力は、上段のキャパシタ２、バスバー１５０、バスバーカバー１７０、カバー１３０を介して作業台に伝達されるようになり、制御基板１４０に伝達されることは殆どない。したがって、制御基板１４０に衝撃が加わるのを回避することができ、制御基板１４０を保護することができる。
また、組み立て完了後の使用状態において、カバー１３０あるいはロアプレート３００にキャパシタ２の軸線方向の力が加わったときにも同様に機能し、制御基板１４０に力や衝撃が加わるのを防止することができる。

また、キャパシタ２は高さ寸法の公差があるが、キャパシタ２を上下に直列接続すると接続後の全高の公差が倍増する。特に、この蓄電装置１のように上下接続したキャパシタ群を平面的に多数配置すると、上下接続したキャパシタ群の高さ方向の寸法公差に起因して、正極端子８ｂと雌端子３７２ｂ，３８２ｂの嵌合状態、および、負極端子９ｂと雄端子３６２ｂ，３８１ｂの嵌合状態が不適正になる虞がある。しかしながら、この蓄電装置１の場合には、ロアプレート３００のバスバー３６０，３７０の端子プレート３６１，３７１、およびバスバー３８０Ａ〜３８０Ｈの接続プレート３８３に可撓性を付与しているので、前述した上下接続のキャパシタ群の高さ方向の寸法公差を吸収することができ、正極端子８ｂと雌端子３７２ｂ，３８２ｂの嵌合状態、および、負極端子９ｂと雄端子３６２ｂ，３８１ｂの嵌合状態を常に適正に調整することができる。そして、その調整はロアプレート３００の第２フレーム３５０に設けられた作業孔にマイナスドライバーを差し込み、第１フレーム３２０に装着されているねじ３３１をねじ込むことにより極めて簡単に行うことができる。ねじ３３１をねじ込むと、ねじ３３１の先端でバスバー３６０，３７０の端子プレート３６１，３７１、あるいはバスバー３８０Ａ〜３８０Ｈの接続プレート３８３の端子取付部３８３ｂ、３８３ｃを下方に押し下げることができ、これにより、正極端子８ｂと雌端子３７２ｂ，３８２ｂの嵌合状態、および、負極端子９ｂと雄端子３６２ｂ，３８１ｂの嵌合状態を適正にすることができる。そして、この適正な接続状態を長期に亘って保持することができる。

この後、ロアプレート３００の電圧検出用コネクタ３１０をアッパープレート１００のコネクタ差込口１１１ａに接続する。これにより、ロアプレート３００の１０個のバスバー３６０，３７０，３８０Ａ〜３８０Ｈがアッパープレート１００に内蔵された制御基板１４０のキャパシタ電圧検出回路に電気的に接続される。以上で蓄電装置１の組み立てが完了する。

このように構成された蓄電装置１では、３６個全てのキャパシタ２，２・・・が直列に接続され、極めて高電圧を得ることができる。詳述すると、入力側コネクタ３０１に連なるバスバー３６０に下段ｐ行ｂ列のキャパシタ２が接続され、このキャパシタ２に上段ｐ行ｂ列のキャパシタ２が接続されている。この上段ｐ行ｂ列のキャパシタ２はアッパープレート１００のバスバー１５０を介して上段ｑ行ｂ列のキャパシタ２に接続され、この上段ｑ行ｂ列のキャパシタ２は下段ｑ行ｂ列のキャパシタ２に接続されている。この下段ｑ行ｂ列のキャパシタ２はロアプレート３００のバスバー３８０Ａを介して下段ｑ行ｃ列のキャパシタ２に接続され、この下段ｑ行ｃ列のキャパシタ２は上段ｑ行ｃ列のキャパシタ２に接続されている。同様の手順により、上段と下段のキャパシタ２，２を直列に接続しながら、順次隣の行または列のキャパシタ２に直列に接続されていき、下段ｐ行ａ列のキャパシタ２が末端となり、このキャパシタ２はバスバー３７０を介して出力側コネクタ３０２に接続されている。

そして、前述したようにアッパープレート１００の９個のバスバー１５０，１５０・・・、ロアプレート３００の１０個のバスバー３６０，３７０，３８０Ａ〜３８０Ｈ、および、中間プレート２００の１８個の端子体２２０，２２０・・・が、アッパープレート１００に内蔵された制御基板１４０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、蓄電装置１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、蓄電装置１に対する電圧管理を細かく行うことができる。

また、この蓄電装置１では上段の１８個のキャパシタ２，２・・・と下段の１８個のキャパシタ２，２・・・の間に中間プレート２００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１００およびロアプレート３００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、３６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、３６個のキャパシタ２，２・・・をアッパープレート１００とロアプレート３００との間に挟装した構造であるので、蓄電装置１の小型・軽量化を図ることができる。

〔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、制御基板をアッパープレートに取り付けたが、ロアプレートに取り付けてもよい。
また、前述した実施例ではキャパシタ２をその軸線方向に沿って多段に配置しているが、軸線方向に１段としてもよいし、あるいは３段以上であってもよい。１段とした場合は中間プレートは不要であり、３段以上とした場合には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のが好ましい。
また、キャパシタ２を軸線方向に多段に配置した前述実施例では、各段に３行６列１８個のキャパシタ２を配置したが、各段におけるキャパシタ２の数および配置形態はこれに限るものではない。例えば、上下段とも１行６列とし、計１２個のキャパシタ２で構成してもよい。

この発明に係る蓄電装置の実施例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。 前記実施例におけるキャパシタの平面配置図である。 前記実施例におけるアッパープレートの外観斜視図である。 前記実施例における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。 図５におけるＧ−Ｇ矢視断面図である。 図５におけるＨ−Ｈ矢視断面図である。 前記実施例におけるアッパープレートのバスバーの外観斜視図である。 前記実施例において一部構成を取り外した状態のアッパープレートの斜視図である。 前記実施例における中間プレートの外観斜視図である。 前記実施例における中間プレートの平面図である。 前記実施例における中間プレートの底面図である。 前記実施例において２つのキャパシタを直結した状態の断面図である。 前記実施例におけるロアプレートの外観斜視図である。 前記実施例におけるロアプレートの平面図である。 前記実施例において一部構成を取り外したロアプレートを底面を上にして示す斜視図である。 図１５のＩ−Ｉ断面図である。 前記実施例におけるロアプレートのバスバーの外観斜視図である。 前記実施例におけるロアプレートのバスバーの可撓性を説明する図である。

符号の説明

１ 蓄電装置
２ キャパシタ（蓄電素子）
８ｂ正極端子
９ｂ 負極端子
１００ アッパープレート
１４０ 制御基板
１４１ 孔
１７３ ボス（伝達部材）
３００ ロアプレート

Claims (3)

1. 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、少なくとも前記軸線方向と交差する方向に沿って複数配置し、これら蓄電素子をアッパープレートとロアプレートとの間に挟装し電気的に接続してなる蓄電装置であって、
   前記アッパープレートと前記ロアプレートの少なくとも一方には前記蓄電素子に関わる制御基板がその面内方向を前記軸線方向と交差する方向にして内蔵されており、前記制御基板には、前記蓄電素子の軸線方向に沿う力を伝達する伝達部材を貫通させる孔が設けられ、前記孔を貫通した前記伝達部材の先端が前記制御基板を内蔵させた前記プレートの内面に突き当たっていることを特徴とする蓄電装置。
2. 前記制御基板を内蔵させたアッパープレートあるいはロアプレートは、フレームとカバーとからなり、前記制御基板は前記フレームと前記カバーの間に配置されて前記フレームに固定され、前記孔を貫通した前記伝達部材の先端が前記カバーの内面に突き当たっていることを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記孔は、前記伝達部材を貫通させたときに該伝達部材に対して遊びを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蓄電装置。

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