JP2006324348A - Connecting element and energy storage device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、蓄電素子を電気的に接続する接続部材と、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。 The present invention relates to a connection member that electrically connects power storage elements and a power storage device in which a large number of power storage elements are electrically connected.
蓄電素子を電気的に接続する接続部材として、導電性材料からなる剛体のバスバーが知られている。(例えば、特許文献1参照)。
ところで、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前記軸線方向に沿って直列に接続して縦列の素子群(以下、縦列素子群という)にすると、蓄電素子に寸法公差があり、さらに組み立て誤差があるため、縦列素子群の軸線方向長さが不揃いになり易い。
このように軸線方向長さが不揃いの縦列素子群を並行に配列し、隣り合う縦列素子群の端子を剛体のバスバーで接続しようとすると、縦列素子群の一方の端子については適正に接続可能であるが、他方の端子は適正な接続が難しくなる。
そこで、この発明は、蓄電素子の軸線方向の寸法誤差を吸収して適正に接続可能な接続部材と、蓄電素子の接続状態を適正にすることができる蓄電装置を提供するものである。
By the way, storage elements having a positive electrode terminal on one end side in the axial direction and a negative electrode terminal on the other end side are connected in series along the axial direction to form a vertical element group (hereinafter referred to as a vertical element group). Since the elements have dimensional tolerances and further assembly errors, the lengths in the axial direction of the tandem element groups tend to be uneven.
In this way, when the column element groups having uneven lengths in the axial direction are arranged in parallel and the terminals of the adjacent column element groups are to be connected by the rigid bus bar, one terminal of the column element group can be properly connected. However, it is difficult to properly connect the other terminal.
Therefore, the present invention provides a connecting member that can be appropriately connected by absorbing a dimensional error in the axial direction of the power storage element, and a power storage device that can appropriately connect the power storage element.
上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、隣り合う蓄電素子(例えば、後述する実施例におけるキャパシタ2)の端子同士を接続する導電性材料からなる板状の接続部材(例えば、後述する実施例におけるバスバー380A〜380H)であって、少なくとも前記蓄電素子の端子に当接する端子受部(例えば、後述する実施例における端子取付部383b,383c)が可撓性を有し、押圧部材(例えば、後述する実施例におけるねじ331)に前記端子受部が押圧されることよって該端子受部が固定されることを特徴とする接続部材である。
このように構成することにより、蓄電素子がその軸線方向に公差があっても、端子受部が可撓性を有しているので、端子受部の変形によって蓄電素子の前記公差を吸収することができ、蓄電素子の端子と端子受部の接続状態が適正となるように調整することができる。そして、調整後の端子受部が固定されるので、前記適正な接続状態を長期に亘って保持することができる。
In order to solve the above-described problem, the invention according to
By configuring in this way, even if the storage element has a tolerance in the axial direction thereof, the terminal receiving portion has flexibility, so that the tolerance of the storage element is absorbed by deformation of the terminal receiving portion. And can be adjusted so that the connection state between the terminal of the power storage element and the terminal receiving portion is appropriate. And since the terminal receiving part after adjustment is fixed, the said appropriate connection state can be hold | maintained over a long period of time.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の発明において、前記接続部材は絶縁性材料からなる基板(例えば、後述する実施例における第1フレーム320)に固定されており、前記押圧部材は前記基板に螺合するねじ部材からなることを特徴とする。
このように構成することにより、ねじ部材のねじ込み寸法を変えることで、蓄電素子の端子と端子受部の接続状態の調整を簡単に行うことができる。
The invention according to
By comprising in this way, the connection state of the terminal of an electrical storage element and a terminal receiving part can be easily adjusted by changing the screwing dimension of a screw member.
請求項3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、前記軸線方向に沿って複数配置するとともに該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、前記軸線方向に沿って隣り合う蓄電素子同士は、一方の蓄電素子の正極端子と他方の蓄電素子の負極端子との嵌合によって電気的に接続され、前記軸線方向に沿って隣り合う蓄電素子同士の嵌合した端子を貫通させるとともに該蓄電素子を位置決めする中間プレート(例えば、後述する実施例における中間プレート200)と、前記軸線方向の一方端に配置される蓄電素子の一方の端子に電気的に接続されるアッパープレート(例えば、後述する実施例におけるアッパープレート100)と、前記軸線方向の他方端に配置される蓄電素子の一方の端子に電気的に接続されるロアプレート(例えば、後述する実施例におけるロアプレート300)と、を備え、前記請求項1に記載の接続部材(例えば、後述する実施例における380A〜380H)が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設けられ、全ての前記蓄電素子が前記アッパープレートと前記ロアプレートとの間に挟装され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、軸線方向に沿って隣り合う蓄電素子が中間プレートによって位置決めされているので、蓄電素子同士の相対的な位置関係がずれなくなり、蓄電装置の全体形状が安定する。また、全ての蓄電素子がアッパープレートとロアプレートとの間に挟装された構造にされているので、蓄電装置の小型・軽量化を図ることができる。しかも、請求項1に記載の接続部材がアッパープレートとロアプレートの少なくとも一方に設けられているので、蓄電素子をその軸線方向に複数接続したときに生じる軸線方向の寸法誤差を、接続部材における端子受部の変形によって吸収することができ、蓄電素子の端子と端子受部の接続状態が適正となるように調整することができる。そして、調整後の端子受部が固定されるので、前記適正な接続状態を長期に亘って保持することができる。
The invention according to
By configuring in this way, the adjacent power storage elements along the axial direction are positioned by the intermediate plate, so that the relative positional relationship between the power storage elements does not shift and the overall shape of the power storage device is stabilized. In addition, since all the power storage elements are sandwiched between the upper plate and the lower plate, the power storage device can be reduced in size and weight. In addition, since the connection member according to
請求項1に係る発明によれば、端子受部の変形によって蓄電素子の軸線方向の公差を吸収することができるので、蓄電素子の端子と端子受部の接続状態を適正にすることができる。そして、調整後の端子受部が固定されるので、前記適正な接続状態を長期に亘って保持することができる。
請求項2に係る発明によれば、ねじ部材のねじ込み寸法を変えることで、蓄電素子の端子と端子受部の接続状態の調整を簡単に行うことができる。
請求項3に係る発明によれば、蓄電素子同士の相対的な位置関係がずれなくなるので、蓄電装置の全体形状が安定する。また、蓄電装置の小型・軽量化を図ることができる。しかも、蓄電素子をその軸線方向に複数接続したときに生じる軸線方向の寸法誤差を接続部材によって吸収することができるので、蓄電素子の端子と端子受部の接続状態を適正にすることができる。そして、調整後の端子受部が固定されるので、前記適正な接続状態を長期に亘って保持することができる。
According to the first aspect of the present invention, since the tolerance in the axial direction of the power storage element can be absorbed by the deformation of the terminal receiving portion, the connection state between the terminal of the power storage element and the terminal receiving portion can be made appropriate. And since the terminal receiving part after adjustment is fixed, the said appropriate connection state can be hold | maintained over a long period of time.
According to the invention which concerns on
According to the invention of
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。
Embodiments of a power storage device according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 19.
FIG. 1 is an external perspective view of a
In FIG. 1, for convenience of explanation, the
Further, in the following description, it is necessary to specify the portion where each
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。
First, the
As shown in FIG. 2 (A), a
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。
The
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。
The positive
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。
The negative electrode terminal body 9 has a smaller diameter than the
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。
In the
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。
Next, the
The
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。
The
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。
As shown in FIG. 5, on the bottom surface of the
Also, the bottom surface of the
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。
Further, on the bottom surface of the
Also, two
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。
FIG. 9 is a perspective view of the
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。
A
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。
A
On the
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。
Further, a plurality of control
Further, the height of the large-
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。
As shown in FIG. 6, a large number of
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。
The
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。
Next, the
The
The
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。
The
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。
As shown in FIG. 13, the
Further,
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。
The
The
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。
As shown in FIG. 13, the inner diameter of the
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70の平面図、図16は第2フレーム390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(基板)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(接続部材)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。
Next, the
The
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。
As shown in FIG. 16, a
As shown in FIG. 15, on the upper surface of the
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。
Further, the
In each
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(端子受部)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。
Next, the
Eight
The
As shown in FIG. 18, the
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の表側に溶接されている。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。
The male
Further, the
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。
In the
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(押圧部材)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。
As shown in FIG. 17, a screw-like screw (pressing member) 331 made of an insulating resin is screwed into the
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。
The
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。
The
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。
Further, in the
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。
The
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。
Next, an assembly procedure of the
First, the
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。
Then, while inserting the
However, the
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。
Then, the
Next, the
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。
Next, the lower 18
Since the
FIG. 13 is a view showing a state in which the upper and
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。
Note that the relative position in the axial direction of the two
Then, the
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。
Next, the
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。
In this state, the
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。
By the way, when the
In addition, when the force in the axial direction of the
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。
Further, although the
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。
Thereafter, the
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。
In the
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。
As described above, the nine
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。
Further, in this
In addition, the 36
〔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、可撓性を有する接続部材(バスバー)をロアプレートに取り付けたが、アッパー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の軸線方向に沿う接続段数を2段にしているが、3段以上であってもよく、その場合には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。
また、実施例においては、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。
[Other Examples]
The present invention is not limited to the embodiment described above.
For example, in the above-described embodiment, the flexible connecting member (bus bar) is attached to the lower plate, but may be attached to the upper plate.
In the above-described embodiment, the number of connection stages along the axial direction of the
In the embodiment, 18
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
200 中間プレート
300 ロアプレート
320 第1フレーム(基板)
331 ねじ(押圧部材)
380A〜380H バスバー(接続部材)
383b,383c 端子取付部(端子受部)
1
331 screw (pressing member)
380A ~ 380H Bus bar (connecting member)
383b, 383c Terminal mounting part (terminal receiving part)
Claims (3)
少なくとも前記蓄電素子の端子に当接する端子受部が可撓性を有し、押圧部材に前記端子受部が押圧されることよって該端子受部が固定されることを特徴とする接続部材。 A plate-like connecting member made of a conductive material that connects terminals of adjacent power storage elements,
A connecting member, wherein at least a terminal receiving portion that abuts on a terminal of the power storage element has flexibility, and the terminal receiving portion is fixed by pressing the terminal receiving portion against a pressing member.
前記軸線方向に沿って隣り合う蓄電素子同士は、一方の蓄電素子の正極端子と他方の蓄電素子の負極端子との嵌合によって電気的に接続され、
前記軸線方向に沿って隣り合う蓄電素子同士の嵌合した端子を貫通させるとともに該蓄電素子を位置決めする中間プレートと、
前記軸線方向の一方端に配置される蓄電素子の一方の端子に電気的に接続されるアッパープレートと、
前記軸線方向の他方端に配置される蓄電素子の一方の端子に電気的に接続されるロアプレートと、
を備え、
前記請求項1に記載の接続部材が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設けられ、全ての前記蓄電素子が前記アッパープレートと前記ロアプレートとの間に挟装されていることを特徴とする蓄電装置。 A plurality of power storage elements each having a positive electrode terminal on one end side in the axial direction and a negative electrode terminal on the other end side are disposed along the axial direction and a plurality of power storage elements are disposed along a direction intersecting the axial direction. A power storage device that is electrically connected,
The power storage elements adjacent to each other along the axial direction are electrically connected by fitting the positive electrode terminal of one power storage element and the negative electrode terminal of the other power storage element,
An intermediate plate for positioning the power storage element while penetrating the fitted terminals of the power storage elements adjacent to each other along the axial direction;
An upper plate electrically connected to one terminal of the electric storage element disposed at one end in the axial direction;
A lower plate electrically connected to one terminal of a power storage element disposed at the other end in the axial direction;
With
The connection member according to claim 1 is provided on at least one of the upper plate and the lower plate, and all the power storage elements are sandwiched between the upper plate and the lower plate. Power storage device.
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