JP6304748B2 - 蓄電装置 - Google Patents

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Description

本発明は、複数の蓄電素子を備える蓄電装置に関する。
従来から、各種機器の電源として、蓄電装置が提供されている。かかる蓄電装置は、第一方向に整列される複数の蓄電素子と、該複数の蓄電素子を保持するフレームであって、第一方向と直交する第二方向の一方側から複数の蓄電素子に対向配置され且つ複数の蓄電素子のそれぞれに直接又は間接的に当接する第一フレーム要素と、第二方向の他方側から複数の蓄電素子に対向配置される第二フレーム要素とを含むフレームとを備えている(例えば、特許文献1)。
特開2011−23302号公報
ところで、上述のような蓄電装置は、外力が作用することによる変形等の影響で、蓄電素子と第一フレーム要素との間や、蓄電素子と第二フレーム要素との間に隙間が生じることがある。このような状態になると、蓄電素子が第一フレーム要素と第二フレーム要素との間で蓄電素子が移動してしまい、第一フレーム要素と第二フレーム要素間における各蓄電素子の位置にばらつきが生じたり、蓄電素子に繋がる部材に負荷がかかってしまったりすることが問題となる。
そこで、本発明は、斯かる実情に鑑み、第一フレーム要素及び第二フレーム要素の間で、蓄電素子が移動することを防止できる蓄電装置を提供することを課題とする。
本発明の蓄電装置は、
第一方向に整列される複数の蓄電素子と、
該複数の蓄電素子を保持するフレームであって、前記第一方向と直交する第二方向の一方側から前記複数の蓄電素子に対向配置され且つ前記複数の蓄電素子のそれぞれに直接又は間接的に当接する第一フレーム要素と、
前記第二方向の他方側から前記複数の蓄電素子に対向配置される第二フレーム要素とを含むフレームとを備え、
前記第二フレーム要素は、
前記複数の蓄電素子のそれぞれとの間に形成された複数の保持部を備え
前記複数の保持部は、
前記蓄電素子の底面に押圧される突部と、
前記蓄電素子の底面が当接する載置部であって、前記突部よりも前記第二方向における寸法が小さい載置部と有する。
上記構成の蓄電装置によれば、第二フレーム要素が複数の蓄電素子のそれぞれとの間に、複数の蓄電素子のそれぞれに接する突部を有する保持部を備えるため、複数の蓄電素子のそれぞれは、突部から第一フレーム要素側に向けて作用する力を受ける。
このように、第二フレーム要素と蓄電素子との間に突部を有する保持部を介在させることによって、蓄電素子と第一フレーム要素との間や、蓄電素子と第二フレーム要素との間に隙間が生じることを防止できる。
本発明の蓄電装置において、前記第一方向における前記載置部の寸法は、前記第一方向における前記突部の寸法よりも大きくてもよい。
また、前記突部は、前記蓄電素子に対して前記第一方向で互いに間隔を有して一対設けられていてもよい。
さらに、前記載置部が前記第一方向において前記一対の突部の間に形成され、前記一対の突部及び前記載置部が前記第一方向及び前記第二方向のそれぞれに直交する第三方向に沿って延びていてもよい。
ここで、本発明に係る蓄電装置の一態様として、
突部は、変形可能であってもよい。
このようにすれば、突部は、蓄電素子から第二フレーム要素側に押し付けられたときに変形する。従って、蓄電素子が突部から第一フレーム要素側に向けて作用する力を過剰に受けることを防止できる
また、本発明に係る蓄電装置の他態様として、
突部は、弾性変形可能である
ようにしてもよい。
このようにすれば、突部は、蓄電素子から第二フレーム要素側に押し付けられると弾性変形する。これに伴い、突部は、弾性力によって蓄電素子を第一フレーム要素側に押し付ける。従って、蓄電素子が第一フレーム要素側に向けて作用する力を突部から過剰に受けることを防止しつつ、適正な力で蓄電素子を第一フレーム要素側に押し付けることができる。
また、本発明に係る蓄電装置の別の態様として、
複数の蓄電素子のそれぞれは、第二方向に基準面を有し、
第一フレーム要素は、基準面に直接又は間接的に当接する
ようにしてもよい。
このようにすれば、複数の蓄電素子のそれぞれの基準面の第二方向における位置を揃えることができる。従って、複数の蓄電素子のそれぞれの第二方向における位置を揃えることができる。
また、本発明に係る蓄電装置のさらに別の態様として、
複数の蓄電素子のそれぞれは、基準面に外部端子を有し、
隣り合う蓄電素子の外部端子同士がバスバーによって接続される
ようにしてもよい。
このようにすれば、複数の蓄電素子のそれぞれの基準面の第二方向における位置を揃えることによって、複数の蓄電素子のそれぞれの外部端子の第二方向における位置も揃えることができる。そのため、複数の蓄電素子のそれぞれの外部端子が第二方向で位置ずれすることで隣り合う蓄電素子の外部端子同士を接続するバスバーに負荷がかかることを防止できる。
また、本発明に係る蓄電装置のさらに別の態様として、
フレームは、
第一方向における複数の蓄電素子の両側に配置され、複数の蓄電素子を挟み込む一対の終端部材と、
該一対の終端部材同士を連結し、複数の蓄電素子を一体に緊締する連結部材とを含み、
第一フレーム要素及び第二フレーム要素は、連結部材の一部又は全部を構成する
ようにしてもよい。
このようにすれば、複数の蓄電素子を挟み込んだ一対の終端部材同士連結部材で連結することで、複数の蓄電素子に第一方向での圧縮力を作用させることができる。そのため、複数の蓄電素子が第一フレーム要素と第二フレーム要素との間で移動することをより確実に防止できる。
また、本発明に係る蓄電装置のさらに別の態様として、
突部は、複数の蓄電素子のそれぞれに対し、互いに間隔を有して一対設けられる
ようにしてもよい。
このようにすれば、一対の突部のそれぞれの間には、空間が形成される。そのため、当該隙間を通じて空気を流通させることができ、蓄電素子の温度を適正な値に維持することができる。
また、本発明に係る蓄電装置のさらに別の態様として、
保持部は、複数の蓄電素子のそれぞれと第二フレーム要素とを絶縁するための絶縁部材である
ようにしてもよい。
このようにすれば、保持部で蓄電素子を絶縁することができる。
以上のように、本発明に係る蓄電装置によれば、第一フレーム要素及び第二フレーム要素の間で、蓄電素子が移動することを防止できるという優れた効果を奏し得る。
図1は、本発明の一実施形態に係る蓄電装置の斜視図である。 図2は、同実施形態に係る蓄電装置の側面図である。 図3は、同実施形態に係る蓄電装置の断面図であって、図1におけるA−A線での断面図である。 図4は、同実施形態に係る蓄電装置のフレームの斜視図である。 図5は、同実施形態に係る蓄電装置における第一フレーム要素近傍の部分拡大断面図である。 図6は、同実施形態に係る蓄電装置の当接部材の斜視図である。 図7は、同実施形態に係る蓄電装置における第二フレーム要素近傍の部分拡大断面図である。 図8は、同実施形態に係る蓄電装置の保持部の斜視図である。 図9は、同実施形態に係る蓄電装置の断面図であって、図2におけるB−B線での断面図である。 図10は、同実施形態に係る蓄電装置の説明図であって、蓄電素子が保持部に当接していない状態の説明図である。 図11は、同実施形態に係る蓄電装置の説明図であって、蓄電素子が保持部に当接している状態の説明図である。
以下、本発明の一実施形態に係る蓄電装置について、添付図面を参照しつつ説明する。図1に示すように、第一方向に整列される複数の蓄電素子1,1…と、該複数の蓄電素子1,1…を保持するフレーム2とを備えている。
蓄電素子1は、第一方向に扁平な角形電池である。より具体的に説明すると、蓄電素子1は、開口部を有するケース本体100と、該ケース本体100の開口部を塞いで密閉する蓋体101とで構成されるケース10を備えている。そして、ケース本体100内には、互いに絶縁された正極板と負極板とを含む電極体(図示せず)が収容されている。また、蓄電素子1は、第二方向に基準面101aを有する。本実施形態では、蓋体101の外面が基準面101aを構成している。
さらに、蓄電素子1は、基準面101aに正負極一対の外部端子11a,11bを有する。そして、隣り合う蓄電素子1は、外部端子11a,11bの極性が反対となるように配置されており、隣り合う蓄電素子1の外部端子11a,11bが導電性を有するバスバーBによって電気的に接続されている。これにより、複数の蓄電素子1,1…は、互いに電気的に接続され、一つの電池を構成する。
そして、図2及び図3に示すように、蓄電素子1,1間には、スペーサSが配置されている。そのため、複数の蓄電素子1,1…は、等間隔に間隔を空けて配置されている。
図1及び図2に示すように、フレーム2は、第一方向における複数の蓄電素子1,1…の両側に配置され、複数の蓄電素子1,1…を挟み込む一対の終端部材20,20と、該一対の終端部材20,20同士を連結し、複数の蓄電素子1,1…を一体に緊締する連結部材21とを含む。
終端部材20は、蓄電素子1のケース本体100と対応する位置に配置される終端部材本体部200を有する。
連結部材21は、第一方向と直交する第二方向の一方側から複数の蓄電素子1,1…に対向配置され且つ複数の蓄電素子1,1…のそれぞれに直接又は間接的に当接する第一フレーム要素22と、第二方向の他方側から複数の蓄電素子1,1…に対向配置される第二フレーム要素23とを含む。すなわち、第一フレーム要素22及び第二フレーム要素23は、連結部材21の全部を構成するようになっている。
図4に示すように、第一フレーム要素22は、第一方向で長手をなす一対の第一梁部材220,220を備えている。また、第一フレーム要素22は、第一梁部材220と複数の蓄電素子1,1…のそれぞれとの間に配置される当接部材221を備えている(図1及び図2参照)。
一対の第一梁部材220,220は、第二方向における中央部を境として屈曲するように形成されている。また、第一梁部材220は、第一方向で第一端と該第一端とは反対側の第二端とを有する。そして、第一梁部材220の第一端は、一方の終端部材20に連結され、第一梁部材220の第二端は、他方の終端部材20に連結されている。なお、第一梁部材220の第二方向における中央部を境とする一方側の部分を上板部220aとし、第一梁部材220の第二方向における中央部を境とする他方側の部分を横板部220bとして、以下の説明を行うこととする。
さらに、一対の第一梁部材220,220のそれぞれは、第一方向及び第二方向のそれぞれに直交する第三方向で間隔をあけて配置されたうえで、一対の終端部材20,20のそれぞれに連結されている。これにより、一対の第一梁部材220,220のそれぞれの横板部220bは、第三方向において、複数の蓄電素子1,1…の側面(第三方向における蓄電素子1の両側の面)よりも外側に配置されるようになっている。
また、一対の第一梁部材220,220のそれぞれの上板部220aは、第一方向において、複数の蓄電素子1,1…の基準面101aよりも外側(上方)に配置される。そのため、第一フレーム要素22は、蓄電素子1の基準面101aに間接的に当接するようになっている。
より具体的に説明すると、第一フレーム要素22の上板部220aは、当接部材221(後述する当接部材221の上面部221a及び被押圧部221c)を介して蓄電素子1の基準面101aに当接するようになっている。
上述のように、第一フレーム要素22は、一対の第一梁部材220,220を備えている。そのため、第一フレーム要素22は、当接部材221を二つ備えている。一対の当接部材221,221のそれぞれは、絶縁性を有する。
図5及び図6に示すように、当接部材221は、蓄電素子1の基準面101a(蓋体101)に間接的に当接するようになっている。より具体的に説明すると、当接部材221は、スペーサSの一部を介して蓄電素子1の基準面101a(蓋体101)に当接するようになっている。
そして、一対の当接部材221,221のそれぞれは、蓄電素子1の基準面101aと対向する上面部221aと、蓄電素子1の側面と対向する側面部221bとを有する。そして、一対の当接部材221のそれぞれは、上面部221aから第二方向に突出する複数の被押圧部221c,221c…をさらに有する。
被押圧部221cは、複数の蓄電素子1,1…のそれぞれに対し、一つずつ設けられる。また、被押圧部221cは、第二方向で長手をなすように形成されている。そして、被押圧部221cは、蓄電素子1の基準面101aが当接するようになっている。
図4に戻り、第二フレーム要素23は、第二方向で長手をなす一対の第二梁部材230,230を備えている。また、第二フレーム要素23は、前記複数の蓄電素子1,1…のそれぞれとの間に、前記複数の蓄電素子1,1…のそれぞれに接する突部231aを有する保持部231を備えている(図1及び図2参照)。
一対の第二梁部材230,230は、第二方向における中央部を境として屈曲するように形成されている。また、第二梁部材230は、第二方向で第二端と該第二端とは反対側の第二端とを有する。そして、第二梁部材230の第二端は、一方の終端部材20に連結され、第二梁部材230の第二端は、他方の終端部材20に連結されている。なお、第二梁部材230の第二方向における中央部を境とする一方側の部分を底板部230aとし、第二梁部材230の第二方向における中央部を境とする他方側の部分を横板部230bとして、以下の説明を行うこととする。
さらに、一対の第二梁部材230,230のそれぞれは、第三方向で間隔をあけて配置されたうえで、一対の終端部材20,20のそれぞれに連結されている。これにより、一対の第二梁部材230,230のそれぞれの横板部230bは、第三方向において、複数の蓄電素子1,1…の側面よりも外側に配置される。また、一対の第二梁部材230,230のそれぞれの底板部230aは、第一方向において、複数の蓄電素子1,1…の底面(基準面101aとは反対側の面)よりも外側に配置される。
上述のように、第二フレーム要素23は、一対の第二梁部材230,230を備えている。そのため、第二フレーム要素23は、保持部231,231を二つ備えている。図7及び図8に示すように、保持部231は、複数の突部231a,231a…を備えている。また、保持部231は、第二梁部材230と蓄電素子1との間に配置されるようになっており、蓄電素子1の底面と対向する底面部231bと、蓄電素子1の側面と対向する側面部231cとを有する。そして、保持部231は、底面部231bから第三方向で延出する載置部231dを有する。
複数の突部231a,231a…のそれぞれは、複数の蓄電素子1,1…のそれぞれに対し、互いに間隔を有して一対設けられるようになっている。また、突部231aは、第三方向で長手をなしている。
載置部231dは、突部231a,231a間に設けられている。また、第二方向における載置部231dの寸法は、第二方向における突部231aの寸法よりも小さくなっている。すなわち、保持部231では、第二方向における突部231aの寸法が第二方向における載置部231dの寸法よりも大きくなっている。
本実施形態に係る蓄電装置は、以上の通りである。続いて、第一フレーム要素22及び第二フレーム要素23の間で蓄電素子1が移動することを防止する仕組みについて、添付図面を参照しつつ説明を行う。
まず、蓄電装置を組み立てるには、複数の蓄電素子1,1…のそれぞれを一対の終端部材20,20によって挟み込んだ状態にする。なお、本実施形態では、複数の蓄電素子1,1…とともに蓄電素子1間に配置されているスペーサSも一対の終端部材20,20で挟み込んでいる。このようにすることで、複数の蓄電素子1,1…のそれぞれに第一方向での圧縮力を作用させる。
そして、複数の蓄電素子1,1…のそれぞれを一対の終端部材20,20によって挟み込んだ状態を維持しながら、終端部材20に連結部材21(第一フレーム要素22及び第二フレーム要素23)を連結する。
このとき、第二フレーム要素23の保持部231は、第二梁部材230と蓄電素子1(蓄電素子1の底面)とによって挟み込まれる。そして、図10に示すように、第二方向における突部231aの寸法が第二方向における載置部231dの寸法よりも大きくなっている。そのため、第二フレーム要素23を終端部材20に連結すると、図11に示すように、突部231aが蓄電素子1の底面によって押圧され、さらに、蓄電素子1の底面が載置部231dに当接する。
このとき、突部231aは、弾性変形するため、突部231aの弾性力が蓄電素子1に作用する。これにより、蓄電装置では、突部231aが蓄電素子1を第一フレーム要素22側に押し付けている状態になる。
これにより、蓄電素子1の基準面101a(蓋体101)がスペーサSを介して当接部材221の被押圧部221cに押し付けられる。そして、蓄電素子1の基準面101aが第一フレーム要素22(被押圧部221c)と第二フレーム要素23(突部231a)とによって挟み込まれた状態になる。
以上のように、本実施形態に係る蓄電装置によれば、第二フレーム要素23と蓄電素子1との間に突部231aを有する保持部231を介在させることによって、蓄電素子1と第一フレーム要素22との間や、蓄電素子1と第二フレーム要素23との間に隙間が生じることを防止できる。従って、第一フレーム要素22及び第二フレーム要素23の間で、蓄電素子1が移動することを防止できるという優れた効果を奏し得る。
また、突部231aは、弾性力によって蓄電素子1を第一フレーム要素22側に押し付けるようになっているため、蓄電素子1が第一フレーム要素22側に向けて作用する力を突部231aから過剰に受けることを防止することができ、また、蓄電素子1が適正な力で第一フレーム要素22側に押し付けられるようにすることができる。
そして、複数の蓄電素子1,1…のそれぞれが第二方向に基準面101aを有し、第一フレーム要素22が基準面101aに間接的に当接するため、複数の蓄電素子1,1…のそれぞれの基準面101aの第二方向における位置を揃えることができる。従って、複数の蓄電素子1,1…のそれぞれの第二方向における位置を揃えることができる。
さらに、複数の蓄電素子1,1…のそれぞれが基準面101aに外部端子11を有し、隣り合う蓄電素子1の外部端子11同士がバスバーBによって接続されているが、複数の蓄電素子1,1…のそれぞれの基準面101aの第二方向における位置を揃えることによって、複数の蓄電素子1,1…のそれぞれの外部端子11の第二方向における位置も揃えることができる。従って、複数の蓄電素子1,1…のそれぞれの外部端子11が第二方向で位置ずれすることで隣り合う蓄電素子1の外部端子11同士を接続するバスバーBに負荷がかかることを防止できる。
また、フレーム2は、第一方向における複数の蓄電素子1,1…の両側に配置され、複数の蓄電素子1,1…を挟み込む一対の終端部材20,20と、該一対の終端部材20,20同士を連結し、複数の蓄電素子1,1…を一体に緊締する連結部材21とを含むため、複数の蓄電素子1,1…を挟み込んだ一対の終端部材20,20同士連結部材21で連結することで、複数の蓄電素子1,1…に第一方向での圧縮力を作用させることができる。そのため、複数の蓄電素子1,1…が第一フレーム要素22と第二フレーム要素23との間で移動することをより確実に防止できる。
そして、突部231aは、複数の蓄電素子1,1…のそれぞれに対し、互いに間隔を有して一対設けられているため、一対の突部231aのそれぞれの間には、空間が形成される。従って、当該隙間を通じて空気を流通させることができ、蓄電素子1の温度を適正な値に維持したり、蓄電素子1に結露が発生することを防止したりすることができる。
さらに、保持部231は、複数の蓄電素子1,1…のそれぞれと第二フレーム要素23とを絶縁するための絶縁部材であるため、保持部231で蓄電素子1を絶縁することができる。
尚、本発明に係る蓄電装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更を加え得ることは勿論である
上記実施形態において、当接部材221は、複数の蓄電素子1,1…のそれぞれの基準面101aに間接的に当接するようになっていたが、これに限定されるものではなく、例えば、当接部材221は、複数の蓄電素子1,1…のそれぞれの基準面101aに直接的に当接するようにしてもよい。
また、上記実施形態において、第一フレーム要素22及び第二フレーム要素23は、連結部材21の全部を構成するようになっていたが、これに限定されるものではなく、例えば、第一フレーム要素22及び第二フレーム要素23が連結部材21の一部を構成するようになっていてもよい。すなわち、連結部材が第一フレーム要素22及び第二フレーム要素23以外の構成も含むようにしてもよい。
また、上記実施形態において、特に言及しなかったが、当接部材221は、変形可能、又は弾性変形可能にしてもよい。
また、上記実施形態において、第二フレーム要素23では、第二梁部材230と保持部231とが別体で構成されていたが、これに限定されるものではなく、例えば、第二梁部材230と保持部231とを一体的に構成してもよい。
また、上記実施形態において、保持部231は、一対の突部231a,231aを有するようになっていたが、これに限定されるものではなく、例えば、一つの突部231aを有するようにしたり、三つ以上の突部231aを有するようにしたりしてもよい。
また、上記実施形態において、保持部231の突部231aは、弾性変形可能になっていたが、これに限定されるものではなく、例えば、突部231aは、単に変形可能になっていてもよい。
1…蓄電素子、2…フレーム、10…ケース、11,11a,11b…外部端子、20…終端部材、21…連結部材、22…第一フレーム要素、23…第二フレーム要素、100…ケース本体、101…蓋体、101a…基準面、200…終端部材本体部、220…第一梁部材、220a…上板部、220b…横板部、221…当接部材、221a…上面部、221b…側面部、221c…被押圧部、230…第二梁部材、230a…底板部、230b…横板部、231…保持部、231a…突部、231b…底面部、231c…側面部、231d…載置部、B…バスバー、S…スペーサ

Claims (10)

  1. 第一方向に整列される複数の蓄電素子と、
    該複数の蓄電素子を保持するフレームであって、前記第一方向と直交する第二方向の一方側から前記複数の蓄電素子に対向配置され且つ前記複数の蓄電素子のそれぞれに直接又は間接的に当接する第一フレーム要素と、
    前記第二方向の他方側から前記複数の蓄電素子に対向配置される第二フレーム要素とを含むフレームとを備え、
    前記第二フレーム要素は、
    前記複数の蓄電素子のそれぞれとの間に形成された複数の保持部を備え
    前記複数の保持部は、
    前記蓄電素子の底面に押圧される突部と、
    前記蓄電素子の底面が当接する載置部であって、前記突部よりも前記第二方向における寸法が小さい載置部と有す
    蓄電装置。
  2. 前記第一方向における前記載置部の寸法が
    前記第一方向における前記突部の寸法よりも大きい
    請求項1に記載の蓄電装置。
  3. 前記突部は、前記蓄電素子に対して前記第一方向で互いに間隔を有して一対設けられる
    請求項1又は請求項2に記載の蓄電装置。
  4. 前記載置部が前記第一方向において前記一対の突部の間に形成され、
    前記一対の突部及び前記載置部は、前記第一方向及び前記第二方向のそれぞれに直交する第三方向に沿って延びている
    請求項3に記載の蓄電装置
  5. 前記突部は、変形可能である
    請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の蓄電装置。
  6. 前記突部は、弾性変形可能である
    請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の蓄電装置。
  7. 前記複数の蓄電素子のそれぞれは、前記第二方向に基準面を有し、
    前記第一フレーム要素は、前記基準面に直接又は間接的に当接する
    請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の蓄電装置。
  8. 前記複数の蓄電素子のそれぞれは、前記基準面に外部端子を有し、
    隣り合う蓄電素子の前記外部端子同士がバスバーによって接続される
    請求項に記載の蓄電装置。
  9. 前記フレームは、
    前記第一方向における前記複数の蓄電素子の両側に配置され、前記複数の蓄電素子を挟み込む一対の終端部材と、
    該一対の終端部材同士を連結し、前記複数の蓄電素子を一体に緊締する連結部材とを含み、
    前記第一フレーム要素及び前記第二フレーム要素は、前記連結部材の一部又は全部を構成する
    請求項1乃至請求項のいずれか1項に記載の蓄電装置。
  10. 前記保持部は、前記複数の蓄電素子のそれぞれと前記第二フレーム要素とを絶縁するための絶縁部材である
    請求項1乃至請求項のいずれか1項に記載の蓄電装置。
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