WO2017135232A1 - 蓄電モジュール - Google Patents

Abstract

蓄電モジュール１０は、第１ボルト挿通孔１８を有するヒートシンク１３と、ボルト１７が挿通される第２ボルト挿通孔２０を有するフレーム１２と、フレーム１２に積層される蓄電ユニット１１と、を有する。蓄電ユニット１１は、ボルト１７が螺合されるネジ孔２３が形成された被螺合部２４を有し、ボルト１７は、第１ボルト挿通孔１８、及び第２ボルト挿通孔２０に挿通された状態で、被螺合部２４のネジ孔２３に螺合されている。ヒートシンク１３とフレーム１２との間には隙間が形成されている。

Description

蓄電モジュール

　本明細書に開示された技術は、蓄電モジュールに関する。

　従来、蓄電モジュールとして、特開２０１５－１４１８７８号公報に記載のものが知られている。この蓄電モジュールは、蓄電素子を有する複数の蓄電ユニットが、複数の支持部材、複数のブラケット、及び複数のフレームに対して、複数のボルトによって固定されている。

特開２０１５－１４１８７８号公報

　上記の構成によれば、ボルトによる固定箇所が多いため、蓄電ユニットの固定作業が煩雑であるという問題があった。これにより、蓄電モジュールの製造効率が低下することが懸念された。

　本明細書に開示された技術は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、蓄電モジュールの製造効率を向上させることを目的とする。

　本明細書に開示された技術は、蓄電モジュールであって、放熱フィンと基壁とを有し、前記基壁にボルトが挿通される第１ボルト挿通孔を有する第１ケースと、前記第１ケースに積層されると共に、前記ボルトが挿通される第２ボルト挿通孔を有するフレームと、前記フレームに積層される蓄電ユニットと、を有する蓄電モジュールであって、前記蓄電ユニットは、前記ボルトが螺合されるネジ孔が形成された被螺合部を有し、前記ボルトが、前記第１ケース側から前記第１ボルト挿通孔及び前記第２ボルト挿通孔に挿通されると共に前記ネジ孔に螺合されており、前記第１ケースと前記フレームとの間に隙間が形成されている。

　上記の構成によれば、第１ケースの第１ボルト挿通孔側から、ボルトを挿通させて、蓄電ユニットの被螺合部のネジ孔にボルトを螺合することにより、第１ケースと、フレームと、蓄電ユニットと、を一体に組み付けることができる。これにより、第１ケース、フレーム、及び蓄電ユニットを個別にそれぞれネジ止めする場合に比べて、ネジ止め工程を削減することができる。これにより蓄電モジュールの製造効率を向上させることができる。

　本明細書に開示された技術の実施態様としては以下の態様が好ましい。

　前記蓄電ユニットは、前記蓄電ユニットを前記第１ケース及び前記フレームに取り付ける取り付け部材、を有し、前記取り付け部材は、前記蓄電ユニットに対して前記フレーム側と反対側から当接する当接部と、前記当接部の端部から前記蓄電ユニットに沿って前記フレームに向けて延びる延出部と、前記延出部の端部から前記蓄電ユニットの前記被螺合部と前記フレームとの間に向けて屈曲した形状をなすと共に前記ボルトが挿通される第３ボルト挿通孔が貫通された固定部と、を備え、前記ボルトは、前記第１ボルト挿通孔、前記第２ボルト挿通孔、及び前記第３ボルト挿通孔に挿通された状態で、前記被螺合部の前記ネジ孔に螺合されていることが好ましい。

　上記の構成によれば、取り付け部材によって、第１ケース、フレーム、及び蓄電ユニットを確実に固定することができる。

　前記取り付け部材は板状部材を屈曲させ、同一板状部材から形成されたものであって、前記取り付け部材の両端部には前記固定部が形成されていることが好ましい。

　上記の構成によれば、取り付け部材の固定部は、フレームと、蓄電ユニットとの間に配されているので、フレーム、及び蓄電ユニットから外方に突出しないようになっている。これにより、蓄電モジュールを全体として小型化することができる。

　前記フレームには、前記被螺合部が収容される凹部と、前記凹部の奥壁に前記第２ボルト挿通孔と、が設けられていることが好ましい。

　上記の構成によれば、被螺合部を凹部内に収容することにより、フレームと、蓄電ユニットとを容易に位置決めすることができる。

　また、前記フレーム内には、回路構成体が収容され、且つ、前記蓄電ユニットを覆う第２ケースがさらに取り付けられていることが好ましい。

上記の構成によれば、蓄電ユニットを異物との接触から保護することができる。

　本明細書に開示された技術によれば、蓄電モジュールの製造効率を向上させる。

実施形態１に係る蓄電モジュールを示す斜視図 蓄電モジュールを示す分解斜視図 蓄電モジュールを示す平面図 図３におけるＩＶ－ＩＶ線断面図 図３におけるＶ－Ｖ線断面図 取り付け部材を示す斜視図

　＜実施形態１＞
　本明細書に開示された技術の実施形態１を、図１ないし図６を参照しつつ説明する。本実施形態に係る蓄電モジュール１０は、車両（図示せず）に配されて、車両に配設された電子部品（図示せず）又は電気部品（図示せず）に電力を供給するものである。なお、以下の説明においては、Ｚ方向を上方とし、Ｙ方向を前方とし、Ｘ方向を右方として説明する。また、複数の同一部材については、一部の部材にのみ符号を付し、他の部材については符号を省略することがある。

（蓄電モジュール１０）
　蓄電モジュール１０は、蓄電素子（図示せず）を有する蓄電ユニット１１と、蓄電ユニット１１が固定されるフレーム１２と、フレーム１２が載置されるヒートシンク１３（第１ケースの一例）と、を備える。

（ヒートシンク１３）
　ヒートシンク１３は、金属製であって、基壁１５と、基壁１５の上面から上方に延出された複数の放熱フィン１６とを、備える。ヒートシンク１３を形成する金属は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ステンレス等、必要に応じて任意の金属を適宜に選択できる。本実施形態では、アルミニウム、またはアルミニウム合金が用いられる。

　ヒートシンク１３は上方から見て、略長方形状をなしている。基壁１５の上面に形成された複数の放熱フィン１６は、左右方向に延びると共に、前後方向に間隔を空けて並んで配されている。

　図３に示すように、前から５番目と６番目に形成された放熱フィン１６の左右方向の長さ寸法と、後から５番目と６番目に形成された放熱フィン１６の左右方向の長さ寸法は、他の放熱フィン１６の左右方向の長さ寸法よりも短い。基壁１５の上面のうち、放熱フィン１６の左右方向の長さ寸法が短いために放熱フィン１６が形成されていない領域には、ボルト１７が挿通される第１ボルト挿通孔１８が、基壁１５を上下方向に貫通して形成されている。本実施形態では、基壁１５には、４つの第１ボルト挿通孔１８が形成されている。

（フレーム１２）
　図４及び図５に示すように、ヒートシンク１３の下方には、フレーム１２が設置されている。フレーム１２は、上方に開口する箱状に形成されている。フレーム１２の開口縁部の形状は、基壁１５の外形状と略同じに形成されている。これによりヒートシンク１３の下方にフレーム１２を取り付けることにより、フレーム１２の開口が塞がれるようになっている。

　フレーム１２の内側には、回路構成体４０が収容されている（図４参照）。回路構成体４０は、回路基板４１に電子部品４２が実装されてなる。本実施形態においては、回路構成体４０はヒートシンク１３の下面に取り付けられている。なお、回路構成体４０はフレーム１２に取り付けられる構成としてもよい。

　フレーム１２は、アルミニウム、又はアルミニウム合金等の金属製である。フレーム１２には、ヒートシンク１３の第１ボルト挿通孔１８の下方の位置に、上下方向に延びる支柱部１９を有する。支柱部１９の上端部は、基壁１５の下面に当接している。支柱部１９の内部には、ボルト１７が挿通される第２ボルト挿通孔２０が、上下方向に貫通して形成されている。

　フレーム１２の側壁の上端縁と、支柱部１９の上端部とが、基壁１５の下面に下方から当接するようになっている。

　フレーム１２の下面には、第２ボルト挿通孔２０が開口する部分の周辺が、上方に陥没して形成されて、凹部２１とされている。凹部２１の陥没する方向（図４におけるＺ方向）の奥壁２２には、第２ボルト挿通孔２０が開孔されている。凹部２１の孔縁部は、下方から見て四角形状に形成されている。

（蓄電ユニット１１）
　フレーム１２の下方には、蓄電ユニット１１が設置されている。蓄電ユニット１１は実質的に直方体形状をなしており、図示しない蓄電素子が収容されている。蓄電ユニット１１の上面には、ボルト１７が螺合されるネジ孔２３が形成された被螺合部２４が、上方に突出して形成されている。被螺合部２４は、フレーム１２の凹部２１に対応する位置に形成されている。これにより、被螺合部２４は凹部２１内に収容されるようになっている。

　被螺合部２４は、凹部２１の形状に倣って形成されている。換言すると、被螺合部２４は、蓄電ユニット１１の上壁から上方に突出する四角柱形状をなしている。被螺合部２４の上面には、ボルト１７が螺合されるネジ孔２３が上下方向に穿孔されている。ネジ孔２３は有底孔となっている。

（カバー２５）
　フレーム１２の下方には、フレーム１２に取り付けられた蓄電ユニット１１を下方から覆うカバー２５（第２ケースの一例）が取り付けられている。カバー２５は合成樹脂製であってもよいし、また、金属製であってもよく、必要に応じて任意の材料を適宜に選択できる。

　フレーム１２とカバー２５とは、公知の固定手段により互いに取り付けることができる。例えば、フレーム１２に形成されたロック突部（図示せず）に、カバー２５に形成されたロック受け部（図示せず）が弾性的に係合することにより、フレーム１２とカバー２５とが組み付けられる構成とすることができる。

（取り付け部材２６）
　図６に示すように、取り付け部材２６は、金属板材を所定の形状にプレス加工してなる。取り付け部材２６は、細長い長方形状をなす金属板材が屈曲した形状をなしている。取り付け部材２６を構成する金属は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、鉄、鉄合金、ステンレス等、必要に応じて任意の金属を適宜に選択することができる。

　図４に示すように、取り付け部材２６は、蓄電ユニット１１の下面に下方から当接する当接部２７と、当接部２７両端部から上方に延びる２つの延出部２８と、延出部２８の上端部から左右方向の内方に屈曲した２つの固定部２９と、を備える。固定部２９には、ボルト１７が挿通される第３ボルト挿通孔３０が、上下方向に貫通されている。

　固定部２９は、フレーム１２の凹部２１内に挿入されて、凹部２１の奥壁２２と、被螺合部２４の上面との間に挟まれた状態で、フレーム１２及び蓄電ユニット１１に取り付けられている。

　固定部２９の下面と、当接部２７の上面との間隔は、蓄電ユニット１１の下面と、被螺合部２４の上面との間の高さ寸法と、同じかやや小さく設定されている。これにより、蓄電ユニット１１に取り付け部材２６を取り付けることにより、取り付け部材２６の当接部２７と、固定部２９によって、蓄電ユニット１１が上下から挟み付けられるようになっている。

　ヒートシンク１３とフレーム１２との間には、隙間が形成されており、この隙間内に、回路構成体４０が配されるようになっている。

（蓄電モジュール１０の組み付け工程）
　続いて、蓄電モジュール１０の組み付け工程の一例を説明する。なお、蓄電モジュール１０の組み付け工程は、以下の記載に限定されない。

　蓄電ユニット１１に対して、取り付け部材２６を前方又は後方から取り付ける。詳細には、取り付け部材２６の、当接部２７と、延出部２８と、固定部２９とに囲まれた空間内に、蓄電ユニット１１を前方又は後方から嵌め入れる。すると、固定部２９が蓄電ユニット１１の被螺合部２４に上方から当接し、また、当接部２７が蓄電ユニット１１の下面に下方から当接する。これにより、蓄電ユニット１１が取り付け部材２６に挟持される。

　取り付け部材２６が取り付けられた蓄電ユニット１１の上方から、フレーム１２を組み付ける。このとき、フレーム１２の下面に形成された凹部２１と、蓄電ユニット１１の被螺合部２４とを整合させるようにしてフレーム１２を上方から蓄電ユニット１１に近づけ、凹部２１内に被螺合部２４を収容する。

　続いて、フレーム１２の上方から、ヒートシンク１３を取り付ける。詳細には、フレーム１２の側縁の上端縁と、フレーム１２の支柱部１９の上面に、ヒートシンク１３の基壁１５の下面を載置する。このとき、フレーム１２の支柱部１９の上面に形成された第２ボルト挿通孔２０と、ヒートシンク１３の基壁１５に形成された第１ボルト挿通孔１８と、が整合するように組み付ける。

　続いて、第１ボルト挿通孔１８に、上方からボルト１７を挿通させる。ボルト１７は、上から順に、ヒートシンク１３の第１ボルト挿通孔１８、フレーム１２の第２ボルト挿通孔２０、取り付け部材２６の第３ボルト挿通孔３０に挿通された後、蓄電ユニット１１のネジ孔２３に螺合される。ボルト１７がネジ孔２３に螺合されることにより、ボルト１７の頭部と、被螺合部２４とに挟まれて、蓄電ユニット１１、取り付け部材２６、フレーム１２、及びヒートシンク１３が一体に組み付けられる。この状態で、取り付け部材２６の当接部２７は蓄電ユニット１１の下面に下方から当接しており、取り付け部材２６が下方に外れることを抑制するようになっている。

　最後に、フレーム１２にカバー２５を取り付けて蓄電ユニット１１をカバー２５で覆う。これにより、蓄電モジュール１０が完成する。

（実施形態の作用、効果）
　続いて、本実施形態の作用、効果について説明する。本実施形態に係る蓄電モジュール１０は、放熱フィン１６と基壁１５とを有し、基壁１５にボルト１７が挿通される第１ボルト挿通孔１８を有するヒートシンク１３と、ヒートシンク１３に積層されると共に、ボルト１７が挿通される第２ボルト挿通孔２０を有するフレーム１２と、フレーム１２に積層される蓄電ユニット１１と、を有する蓄電モジュール１０であって、蓄電ユニット１１は、ボルト１７が螺合されるネジ孔２３が形成された被螺合部２４を有し、ボルト１７が、ヒートシンク１３側から第１ボルト挿通孔１８及び第２ボルト挿通孔２０に挿通されると共にネジ孔２３に螺合されており、ヒートシンク１３とフレーム１２との間に隙間５０が形成されている。

　上記の構成によれば、ヒートシンク１３の第１ボルト挿通孔１８側から、ボルト１７を挿通させて、蓄電ユニット１１の被螺合部２４のネジ孔２３にボルト１７を螺合することにより、ヒートシンク１３と、フレーム１２と、蓄電ユニット１１と、を一体に組み付けることができる。これにより、ヒートシンク１３、フレーム１２、及び蓄電ユニット１１を個別にそれぞれネジ止めする場合に比べて、ネジ止め工程を削減することができる。これにより蓄電モジュール１０の製造効率を向上させることができる。

　具体的に説明すると、例えば各部材を個別にネジ止めする場合には、ヒートシンク１３とフレーム１２との間で１つのネジ止め工程が必要となり、フレーム１２と蓄電ユニット１１との間で更に２つ目のネジ止め工程が必要となり、蓄電ユニット１１とヒートシンク１３との間で、３つ目のネジ止め工程が必要となる。

　これに対して、本実施形態によれば、ヒートシンク１３と、フレーム１２と、蓄電ユニット１１と、を１つのネジ止め工程で固定することができるという作用を有し、これにより、蓄電モジュール１０の製造効率を向上させるという効果を奏する。

　また、本実施形態によれば、蓄電モジュール１０を解体して蓄電ユニット１１を回収する際に、ヒートシンク１３側からボルト１７を外すことにより、容易に蓄電ユニット１１を蓄電モジュール１０から分離することができる。

　詳細に説明すると、例えば各部材が個別にネジ止めされている場合には、ヒートシンク１３とフレーム１２とを固定するボルト１７を外しても、フレーム１２と蓄電ユニット１１との間は、まだネジ止めされている。そこで、フレーム１２と蓄電ユニット１１とを固定するボルト１７を外しても、まだ、ヒートシンク１３と蓄電ユニット１１とはネジ止めされている。結局のところ、各部材が個別にネジ止めされている場合には、全てのボルト１７を外さない限り、蓄電ユニット１１を蓄電モジュール１０から分離することは不可能なのである。

　これに対して、本実施形態によれば、ヒートシンク１３の上面から露出したボルト１７を外すという簡易な手法により、蓄電モジュール１０から蓄電ユニット１１を分離することができる。

　また、本実施形態によれば、蓄電ユニット１１は、蓄電ユニット１１をヒートシンクをヒートシンク１３及びフレーム１２に取り付ける取り付け部材２６を有し、取り付け部材２６は、蓄電ユニット１１に対してフレーム１２側と反対側から当接する当接部２７と、当接部２７の端部から蓄電ユニット１１に沿ってフレーム１２に向けて延びる延出部２８と、延出部２８の端部から蓄電ユニット１１の被螺合部２４とフレーム１２との間に向けて屈曲した形状をなすと共にボルト１７が挿通される第３ボルト挿通孔３０が貫通された固定部２９と、を備え、ボルト１７は、第１ボルト挿通孔１８、第２ボルト挿通孔２０、及び第３ボルト挿通孔３０に挿通された状態で、被螺合部２４のネジ孔２３に螺合されている。

　上記の構成によれば、取り付け部材２６によって、ヒートシンク１３、フレーム１２、及び蓄電ユニット１１を確実に固定することができる。

　また、本実施形態によれば、取り付け部材２６は板状部材を屈曲させ、同一板状部材から形成されたものであって、取り付け部材２６の両端部には固定部２９が形成されている。

　上記の構成によれば、取り付け部材２６の固定部２９は、フレーム１２と、蓄電ユニット１１との間に配されているので、フレーム１２、及び蓄電ユニット１１から外方に突出しないようになっている。これにより、蓄電モジュール１０を全体として小型化することができる。

　また、本実施形態によれば、フレーム１２には、被螺合部２４が収容される凹部２１と、凹部２１の奥壁２２に第２ボルト挿通孔２０と、が設けられている。

　上記の構成によれば、被螺合部２４を凹部２１内に収容することにより、フレーム１２と、蓄電ユニット１１とを容易に位置決めすることができる。

　また、本実施形態によれば、フレーム１２内には、回路構成体４０が収容され、且つ、蓄電ユニット１１を覆うカバー２５がさらに取り付けられている。

　上記の構成によれば、カバー２５によって、蓄電ユニット１１を異物との接触から保護することができる。

　＜他の実施形態＞
　本明細書に開示された技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本明細書に開示された技術の技術的範囲に含まれる。

　（１）被螺合部２４が陥没しており、フレーム１２から被螺合部２４に向けて突出する凸部が形成されており、凸部が被螺合部２４に収容されるようになっており、凸部の先端部に第２ボルト挿通孔２０が形成される構成としてもよい。

　（２）取り付け部材２６の両端部に固定部２９が形成される構成としたが、これに限られず、一方の端部にのみ固定部２９が形成される構成としてもよい。

　（３）取り付け部材２６は、細長い板状としたが、これに限られず、任意の形状とすることができる。

　（４）蓄電ユニット１１は複数の蓄電ユニット１１を有し、取り付け部材２６は複数の蓄電ユニット１１のそれぞれに対応して設けられている構成としてもよい。

　（５）本実施形態においては、第１ケースは金属製のヒートシンク１３としたが、これに限られず、合成樹脂製であってもよい。

　１０：蓄電モジュール
　１１：蓄電ユニット
　１２：フレーム
　１３：ヒートシンク（第１ケース）
　１５：基壁
　１６：放熱フィン
　１７：ボルト
　１８：第１ボルト挿通孔
　２０：第２ボルト挿通孔
　２１：凹部
　２２：奥壁
　２３：ネジ孔
　２４：被螺合部
　２５：カバー（第２ケース）
　２６：取り付け部材
　２７：当接部
　２８：延出部
　２９：固定部
　３０：第３ボルト挿通孔
　４０：回路構成体
　５０：隙間

Claims (5)

1. 　放熱フィンと基壁とを有し、前記基壁にボルトが挿通される第１ボルト挿通孔を有する第１ケースと、
   　前記第１ケースに積層されると共に、前記ボルトが挿通される第２ボルト挿通孔を有するフレームと、
   　前記フレームに積層される蓄電ユニットと、を有する蓄電モジュールであって、
   　前記蓄電ユニットは、前記ボルトが螺合されるネジ孔が形成された被螺合部を有し、
   　前記ボルトが、前記第１ケース側から前記第１ボルト挿通孔及び前記第２ボルト挿通孔に挿通されると共に前記ネジ孔に螺合されており、
   　前記第１ケースと前記フレームとの間に隙間が形成されている、蓄電モジュール。
2. 　前記蓄電ユニットは、前記蓄電ユニットを前記第１ケース及び前記フレームに取り付ける取り付け部材、を有し、
   　前記取り付け部材は、
   　前記蓄電ユニットに対して前記フレーム側と反対側から当接する当接部と、
   　前記当接部の端部から前記蓄電ユニットに沿って前記フレームに向けて延びる延出部と、
   　前記延出部の端部から前記蓄電ユニットの前記被螺合部と前記フレームとの間に向けて屈曲した形状をなすと共に前記ボルトが挿通される第３ボルト挿通孔が貫通された固定部と、を備え、
   　前記ボルトは、前記第１ボルト挿通孔、前記第２ボルト挿通孔、及び前記第３ボルト挿通孔に挿通された状態で、前記被螺合部の前記ネジ孔に螺合されている、請求項１に記載の蓄電モジュール。
3. 　前記取り付け部材は板状部材を屈曲させ、同一板状部材から形成されたものであって、前記取り付け部材の両端部には前記固定部が形成されている、請求項２に記載の蓄電モジュール。
4. 　前記フレームには、前記被螺合部が収容される凹部と、前記凹部の奥壁に前記第２ボルト挿通孔と、が設けられている、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
5. 　前記フレーム内には、回路構成体が収容され、且つ、前記蓄電ユニットを覆う第２ケースがさらに取り付けられている、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。

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