蓄电单元的制作方法

本发明涉及各种电子设备、电气设备、工业设备、汽车等中利用的蓄电单元。

背景技术：

作为蓄电装置的一例，双电层电容器作为以电子设备的动力辅助、后援等为目的的蓄电器件而被开发。其中，进行了将多个电容器组合起来的蓄电单元的研讨。

图13是作为以往的蓄电单元的一例而示出以往的电容器模块的立体图。以往的电容器模块具有：从上下夹着地容纳多个电容器、与这些电容器电连接的控制基板(均未图示)的下壳体101、上壳体102；从该下壳体101、上壳体102向外部露出的连接器103；将下壳体101、上壳体102在端部进行固定的螺钉104。

另外，作为与本申请有关的在先文献信息，例如已知有专利文献1。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-253009号公报

技术实现要素：

通过利用如上述这种蓄电单元的壳体，蓄电单元的确能够获得一定的气密性，从而能够抑制异物向壳体内部进入。然而，为了防止水滴从壳体的外部向内部的浸入，需要进一步的研讨。

为此，本发明的目的在于，提供一种能够容易地防止水滴的浸入的蓄电单元。

为了解决上述课题，本发明的蓄电单元的特征在于，具备：蓄电装置、保持该蓄电装置的保持器、容纳有蓄电装置和保持器的有底筒状的壳体、以及覆盖壳体的开口部的盖，盖至少一部分插入到壳体内。

根据该构成，本发明的蓄电单元可抑制异物进入壳体内部，可靠性得到提高。这是由于，根据该构成，能够将形成壳体与盖的交界线的面仅作为一侧(壳体的开口部侧)的缘故。由此，能够限制异物(尤其是水滴)进入的入口。

附图说明

图1是示出本发明的实施例中的蓄电单元的分解立体图。

图2是示出本发明的实施例中的蓄电单元的外观立体图。

图3是示出本发明的实施例中的蓄电装置、保持器、控制基板、连接器的立体图。

图4是除去壳体的侧壁的一部分而示出本发明的实施例中的蓄电单元的俯视图。

图5是基于图4中的切断线aa切断本发明的实施例中的蓄电单元而示出的剖视图。

图6是基于图4中的切断线bb切断本发明的实施例中的蓄电单元而示出的剖视图。

图7是基于图4中的阶梯切断线cc切断本发明的实施例中的蓄电单元而示出的剖视图。

图8是示出本发明的实施例中的蓄电单元所利用的壳体以及盖的俯视剖视图。

图9是示出将本发明的实施例中的蓄电单元固定于其他构件的方法的示意图。

图10是示出本发明的其他实施例中的蓄电单元的壳体的开口部与盖的附近的部分立体图。

图11是基于图10中的切断线dd切断本发明的其他实施例中的蓄电单元而示出的开口部侧的部分剖视图。

图12是本发明的其他实施例中的蓄电单元的部分主视图。

图13是示出以往的蓄电单元的外观立体图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施例，但本发明的构成并不限定于以下内容。

图1是示出本实施例中的蓄电单元的分解立体图。图2是示出本实施例中的蓄电单元的外观立体图。

如图1、图2所示，本实施例的蓄电单元由下述部件构成，即，进行充放电的多个蓄电装置1、对这些蓄电装置1进行支承的保持器2、与蓄电装置1电连接且被保持器2支承的控制基板3、通过与该控制基板3电连接从而与蓄电装置1电连接的连接器4、容纳上述蓄电装置1、保持器2、控制基板3以及连接器4的有底筒状的壳体5、和密封壳体5的盖6。另外，连接器4为本发明的“外部连接端子”的一例。

关于壳体5的侧壁部，剖面为矩形的筒状，具有在水平方向(图中x方向)上对置的侧壁5a、和在上下方向(图中z方向)上对置的侧壁5h。此外，具有将侧壁部(侧壁5a、5h)的y方向(参照图1)的一个(后方)端部进行了封闭的底面部5i，在侧壁部的y方向的另一个(前方)端部形成有开口部5j。蓄电装置1、保持器2、控制基板3以及连接器4从壳体5的前方(开口部5j侧)朝向后方(底面部5i侧)而在图中y方向上插入。另外，底面部5i以及开口部5j对置的方向(图中y方向)为本发明的“第1方向”的一例。

图3是示出本实施例的蓄电装置1、保持器2、控制基板3、连接器4的立体图，图3(a)是上方立体图，图3(b)是下方立体图。

蓄电装置1作为一例而由双电层电容器构成。如图1、图3所示，本实施例的蓄电装置1具备：容纳蓄电元件以及电解液(均未图示)的有底圆筒状的外装容器1a、对外装容器1a的开口部进行密封的封口件1b、和从设置于封口件1b的贯通孔(未图示)向外部延伸的一对线状的外部端子1c。外部端子1c由导电材料构成，分别在外装容器1a内与蓄电元件的一对电极电连接。此外，外装容器1a例如由金属构成，封口件1b例如由橡胶构成。在以下的说明中，将从外装容器1a的底面朝向封口件1b的方向(图中y方向)设为蓄电装置1的高度方向。

保持器2由绝缘材料构成。在本实施例中，该保持器2具有：分别容纳多个(5个)蓄电装置1的多个容纳室2a、从容纳室2a的开口端延伸出的舌片状的固定爪2b、和形成于上述容纳室2a的底的舌片状的固定爪2c。固定爪2b在各个容纳室2a的两侧各形成有3对。此外，固定爪2c是通过在容纳室2a的底形成コ字状的狭缝孔而形成的。固定爪2b、2c分别夹着蓄电装置1的外装容器1a的侧面地与外装容器1a的圆筒状的周侧面抵接并且进行按压。由此，蓄电装置1被保持器2保持。上述多个容纳室2a排列设置为被容纳的多个蓄电装置1的各高度方向平行。

在控制基板3，在板状的树脂基材的平面上形成有布线(未图示)。通过对多个上述蓄电装置1的外部端子1c和该布线进行电连接，从而能够将多个蓄电装置1彼此串联或并联地连接。

保持器2固定在控制基板3的形成有上述布线的平面上，控制基板3和上述保持器2的形成有上述容纳室2a的面的背面局部对置。在上述保持器2的与控制基板3对置的一侧的面形成有基板支承部2g、2h。基板支承部2h为凸起部，通过将基板支承部2h插入到形成于控制基板3的引导孔3a，由此来进行保持器2和控制基板3的定位。基板支承部2g为卡扣部，通过将基板支承部2g插入到形成于控制基板3的固定用孔3b，由此来固定保持器2和控制基板3。本实施例的保持器2以及控制基板3彼此向相反方向(图中y方向)突出地错开对置。参照图1，所突出的方向是与从壳体5的底面部5i朝向开口部5j的方向(盖6对置的方向)相同的方向(成为平行的方向)。

上述蓄电装置1容纳于容纳室2a，使得该容纳室2a的开口面和蓄电装置1的高度方向平行。为线状的外部端子1c从上述保持器2向上述高度方向(图中y方向)延伸，通过设置于中途的弯曲部而朝向控制基板3的平面在z方向上弯曲后，与形成于控制基板3的平面上的布线电连接。此时，本实施例的外部端子1c朝向控制基板3在z方向上延伸的部分由设置于保持器2的端子支承部2d夹持。根据该构成，能够降低由外部应力产生的、施加于外部端子1c与控制基板3的连接部位的应力。

图4是在本实施例的蓄电单元中省略壳体5的上表面侧(参照图1、图2)的侧壁5h的图示而图示出容纳于壳体5内的构件的俯视图。图5是基于图4中的切断线aa切断本实施例的蓄电单元而示出的剖视图，图6是基于图4中的切断线bb切断本实施例的蓄电单元而示出的剖视图，图7是基于图4中的阶梯切断线cc切断本实施例的蓄电单元而示出的剖视图。图8是在水平方向上切断壳体5以及盖6而示出的俯视剖视图。

如图5、图6所示，容纳蓄电装置1的保持器2的容纳室2a由具有大致半圆柱状的空隙的凹部构成。

壳体5由绝缘材料构成。在本实施例的壳体5中，侧壁5h的面积比侧壁5a的面积大，构成壳体5的开口部5j的矩形形状的端边长。

壳体5在内部设置有用于支承保持器2、控制基板3的多个固定部件。如图1、图5所示，在壳体5中，本实施例的控制基板3容纳为其平面与侧壁5h平行。

如图1、图5、图8所示，在本实施例的壳体5中，在下表面侧的侧壁5h的内表面上立设有与侧壁5a平行的引导壁5b。该引导壁5b被设为一对，分别与侧壁5a平行。在该一对引导壁5b，在相互对置的面形成有直线状的引导槽5c。此时，引导槽5c的形成方向是从壳体5的底面部5i朝向开口部5j的方向(图1的y方向)。另外，引导槽5c是本发明的“第1槽”的一例。在该引导槽5c内容纳(插入)控制基板3的两端边，决定在壳体5内的控制基板3的位置。

如图1、图6那样，壳体5在比引导槽5c更接近壳体5的底面部5i的位置具有引导槽5d。另外，引导槽5d是本发明的“第2槽”的一例。在该引导槽5d，插入保持器2的侧面所形成的凸缘部2e(参照图3)的前端。另外，凸缘部2e是本发明的“侧端部”的一例。此外，如图1、图7那样，在壳体5的底面部5i的内侧形成有凹部5e，该凹部5e夹持与壳体5的底面部5i对置的保持器2的后端部所形成的凸缘部2f。另外，凸缘部2f是本发明的“突出部”的一例。如此，通过凸缘部2e以及2f，保持器2被固定在侧壁5h以及底面部5i。

另外，引导槽5c越是从壳体5的开口部5j朝向底面部5i则越使得槽的深度变浅，从而越是接近底面部5i则越能够提高施加于控制基板3的两端的应力。通过如此构成，从而在壳体5内控制基板3也能够通过引导槽5c来固定，因此能够实现成为一体的保持器2和控制基板3的相对于来自3轴的应力的固定。在该情况下，不用盖6来按压控制基板3，能够在壳体5内实现保持器2以及控制基板3的固定，因此能够降低给外部端子1c和控制基板3的连接部位带来的负担。

进而，为了降低给外部端子1c和控制基板3的连接部位带来的负担，其特征在于，基板支承部2h和控制基板3的固定强度高于将凹部5e和凸缘部2f嵌合所需的应力。通过该构成，在将凹部5e和凸缘部2f嵌合来固定时，能够抑制从保持器2向控制基板3施加的应力。作为上述嵌合所需的应力以及基板支承部2h与控制基板3之间的固定强度的调整手段的一例，可列举调整彼此固定的2个构件的间隙尺寸。在本实施例的情况下，参照图3(b)，构成为控制基板3的引导孔3a与被插入的基板支承部2h之间的间隙尺寸小于凸缘部2f与凹部5e之间的间隙尺寸。

此外，引导槽5c、5d彼此平行，并且彼此不位于相同的平面上，换言之，参照图5、图6，优选在z方向上位于不同的平面上的构成。这是由于，在成为一体的保持器2、控制基板3中，相对于上下方向(上述侧壁5h的对置方向)的应力，能够更稳固地固定。

进而，在保持器2与控制基板3之间如上述那样进行相对于不同方向的应力的固定，从而在产生了控制基板3、保持器2的各自的尺寸误差时，保持器2和控制基板3的位置关系被矫正，能够抑制给外部端子1c和控制基板3的连接部位带来负担。

盖6由板状的绝缘材料构成。此外，如图1、图7、图8那样，本实施例的盖6容纳于壳体5的开口部5j侧所设置的呈台阶状的盖容纳部5g。通过设置于盖容纳部5g的螺钉孔和螺钉7的螺合，从而盖6被固定在壳体5。另外，控制基板3能够通过未图示的螺钉等固定于盖6。

此时，本发明的蓄电单元中，盖6的整体被插入(容纳)于壳体5的开口部5j内，因此盖6和壳体5的交界线(接缝)未出现在侧壁部(侧壁5a、5h)侧，仅出现在壳体5的开口部5j侧。由此，异物除了盖6和壳体5的底面部5i对置的方向(y方向)以外，无法从壳体5的外部向内部进入。在该情况下，通过使该壳体5的开口部5j朝向下方，从而能够大幅降低水滴等异物从上述交界线进入的可能性。在本发明中，在壳体5的内部无需将盖6全部容纳，也可以为一部分。此外，在本实施例的盖6设置有贯通孔6a，使连接器4从该贯通孔6a向壳体5的外部露出。通过该构成，连接器4和盖6的交界线(接缝)也能够形成在壳体5的开口部5j侧，因此能够可靠性更高地抑制异物向壳体5的内部进入。

此外，如图1、图2、图4等所示，在侧壁5a(侧壁部)以及底面部5i的外表面上设置有固定件连接部8。在固定件连接部8，具有在中央形成有突起8b的嵌合面8a、和沿着该嵌合面8a的彼此对置的一对侧端边(在图中z方向上)形成的一对夹持部8c。另外，夹持部8c是本发明的“第3槽”的一例。

图9是示出将本实施例的蓄电单元固定于其他构件的方法的示意图。利用图9来说明将蓄电单元固定于其他构件的方法。固定件连接部8具备上述构成，从而能够利用具有如图9所示的平板状的部位的固定件9。即，固定件9具有在中央形成有支承孔9b的连接面9a。该连接面9a的y方向的宽度与一对夹持部8c的间隔大致相等，连接面9a的x方向的厚度与夹持部8c的夹持宽度(槽宽度)大致相等。在该情况下，固定件9的连接面9a如图中的箭头所示，能够边使连接面9a在嵌合面8a滑动边从上方插入到夹持部8c之间，因此能够通过嵌合面8a以及夹持部8c容易地保持连接面9a。在此，在嵌合面8a形成有突起8b，在连接面9a形成有支承孔9b，因此在将连接面9a插入固定件连接部8时，连接面9a以及嵌合面8a中的至少一者发生弹性变形，但通过将突起8b收入支承孔9b，从而上述弹性变形恢复至原始状态。由此，连接面9a不易从固定件连接部8拔出，因此能够更稳固地使固定件9与固定件连接部8进行固定。

在此，在本实施例的蓄电单元中，在形成有引导槽5c的引导壁5b与侧壁5a之间，设置有空隙5f。此外，引导槽5d形成在比与固定件连接部8对置的侧壁5a的内表面更靠底面部5i侧。根据这些构成，即便是在引导槽5c以及引导槽5d内分别插入了控制基板3的两端边以及保持器2的凸缘部2e的情况，形成有突起8b的嵌合面8a也能够容易地进行上述弹性变形。进而，在嵌合面8a进行上述弹性变形时，不会在水平方向上进一步按压控制基板3的两端边以及保持器2的凸缘部2e，因此能够抑制控制基板3以及保持器2破损。

在该情况下，在侧壁5a以及底面部5i，优选使形成有嵌合面8a的部位比其他部位薄壁化。由此，嵌合面8a容易挠曲，因此能够容易地将连接面9a插入固定件连接部8。此外，本实施例的夹持部8c由于两端在上下方向(z方向)上开口，因此从上下任何方向均能够嵌合固定件9，能够提高对于搭载该蓄电单元的设备的搭载自由度。

另外，本实施例的引导槽5c形成在引导壁5b上，但本发明的构成并不限定于此，可以直接形成在具有一定厚度的侧壁5a的内侧的面。即，只要是在壳体5的内部相互对置的一对面，就能够形成引导槽5c。不过，设置于引导壁5b的构成如上述那样更容易形成空隙5f，因此在设置固定件连接部8的方面是优选的。

接下来，说明本发明的其他实施例中的蓄电单元的构成。另外，对于与上述实施例中的蓄电单元相同的构成赋予相同的符号，并省略说明。

图10是示出本发明的其他实施例中的蓄电单元的壳体15的开口部15j与盖16的附近的部分立体图。图11是基于图10中的切断线dd切断本发明的其他实施例中的蓄电单元而示出的开口部15j侧的部分剖视图。

如图10、图11所示，在本发明的其他实施例中的蓄电单元之中，盖16容纳在壳体15的开口部15i内。由此，在开口部15j侧的侧壁15a以及15h的端部，形成有比盖16向外侧突出的檐部15k、15m。通过如此构成，从而通过檐部15k、15m能够将盖16和壳体15的接缝配置在壳体15的内侧。由此，例如，即便是水滴顺着侧壁15a或者15h朝向开口部15j流动的情况，也能够抑制水滴浸入壳体15内。由此，在本发明的其他实施例中的蓄电单元之中，能够应用防水标准ipx1。此时，檐部15k、15m的长度为10mm以下，优选为4mm程度。

此外，在本发明的其他实施例中的蓄电单元之中，在盖16的外表面的贯通孔16a的周边具有凸起部16c。由此，在水滴顺着盖16的外表面流动的情况下，能够抑制水滴从贯通孔16a浸入壳体15内。

此外，图12是本发明的其他实施例中的蓄电单元的部分主视图。如图12所示，通过在盖16的端边的一部分形成缺口部16d，从而在盖16与壳体15的侧壁部(侧壁15a、15h)的内表面之间形成有间隙部15n。由此，即便是水滴等进入壳体15内的情况，也能够从间隙部15n排出水滴，因此能够抑制水在壳体15内积存。如上述，虽然间隙部15n作为排出孔发挥功能，但若形成所需程度以上的大的开口部，则不必要的异物容易进入。因而，间隙部15n的最大开口宽度能够设为10mm以下(例如2mm程度)，其形状能够适当选择大致圆形、大致三角形等。此外，在形成间隙部15n时，如上述那样切除盖16的一部分，取代于此，也可以在盖16形成贯通孔。此外，间隙部15n优选形成在壳体15的沿着侧壁部(侧壁15a、15h)的内表面的位置，但尤其在壳体15为方筒状的情况下，优选设置在壳体15的侧壁15a和侧壁15h的角部。

产业上的可利用性

本发明的蓄电单元能够减少出现在壳体的外表面的与盖的交界线(接缝)，因此能够抑制异物向壳体内的进入。由此，能够抑制由于异物的侵入而使得蓄电单元发生故障。因而，可期待作为使用环境多样且要求高可靠性的电子设备的蓄电器件来使用。

符号说明

1蓄电装置

1a外装容器

1b封口件

1c外部端子

2保持器

2a容纳室

2b、2c固定爪

2d端子支承部

2e凸缘部(侧端部)

2f凸缘部(突出部)

2g、2h基板支承部

3控制基板

4连接器(外部连接端子)

5、15壳体

5a、5h、15a、15h侧壁

5b引导壁

5c引导槽(第1槽)

5d引导槽(第2槽)

5e凹部

5f空隙

5g盖容纳部

5i底面部

5j、15j开口部

6、16盖

6a、16a贯通孔

6b螺钉孔

7螺钉

8固定件连接部

8a嵌合面

8b突起

8c夹持部(第3槽)

15k、15m檐部

15n间隙部

16c凸起部

16d缺口部