CN107112141B - 电容器模块 - Google Patents

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Abstract

电容器模块具有由下部壳体(11)和上部壳体(12)构成的模块壳体(10)。在上部壳体(12)的内侧面固定收容壳体(40)，在该收容壳体(40)收容电容器(30)。在下部壳体(11)的上表面固定电路基板(20)。电路基板(20)具有与电容器(30)电连接的配线，并安装有电子元件(21a、21b)，该电子元件(21a、21b)构成控制对于电容器(30)的电流的电路。

Description

电容器模块
技术领域
本发明涉及电容器模块。
背景技术
以往，搭载于车辆的各种负载装置基于从蓄电池供给的电力而动作。在蓄电池的故障或电压下降等引起的电源失灵时，各负载装置的动作无法保障。因此，提出了具有大容量电容器等蓄电构件的后备用的电源装置。大容量电容器收容在固定于电路基板的壳体中，并安装于该电路基板(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-253009号公报
发明内容
然而，在电路基板搭载有各种电子元件。然而，如上所述，当收容大容量电容器的壳体固定于电路基板上时，电子元件的配置受到壳体的制约。这样的配置的制约会导致电路基板的大型化、甚至收容电路基板的模块的大型化。
本发明的目的在于实现电容器模块的小型化。
本发明的一方面的电容器模块具有：模块壳体，由下部壳体和上部壳体构成；收容壳体，固定于所述上部壳体的内侧面；电容器，收容于所述收容壳体；电路基板，固定于所述下部壳体的上表面，具有与所述电容器电连接的配线，且安装有电子元件，该电子元件构成控制对于所述电容器的电流的电路；及外部连接器，固定于所述下部壳体，且包含与所述电路基板的配线连接的端子。
根据该结构，收容电容器的收容壳体固定于模块壳体的上部壳体。并且，将电容器连接的电路基板固定于模块壳体的下部壳体。因此，电路基板与收容壳体相互分离，因此在俯视观察下电路基板与收容壳体重叠的区域安装电子元件，能够实现电路基板和模块壳体的小型化。
在上述的电容器模块中，优选的是，所述上部壳体具有：上板，固定地支撑所述收容壳体；侧板，从所述上板的端部沿相对于所述上板正交的方向延伸；及端子保持板，固定于所述侧板，并保持所述电容器的端子。
根据该结构，在上部壳体的上板固定的收容壳体中收容电容器。该电容器的端子固定于从上板沿着该上板的正交方向延伸的侧板。因此，电容器的端子相对于上部壳体难以相对移动。
在上述的电容器模块中，优选的是，所述电容器具有收容于所述收容壳体的电容器主体和从所述电容器主体突出的引线，所述电路基板具有将所述电容器的引线电连接的连接孔。
根据该结构，保持于上部壳体的电容器具有收容于收容壳体的电容器主体和从该电容器主体突出的引线。引线与形成于电路基板的连接孔电连接。
上述的电容器模块优选的是，所述电容器的引线在前端具有压配合端子，该压配合端子具有宽度比所述连接孔的内径宽且能够弹性变形的压入部，所述压配合端子的所述压入部被压入所述电路基板的所述连接孔。
根据该结构，引线在其前端具有压配合端子，该压配合端子被压入电路基板的连接孔，对于电路基板容易地连接电容器。
上述的电容器模块优选的是，所述压配合端子具有沿着与所述引线正交的方向突出的安装部，所述端子保持板配置在比所述安装部靠所述电容器主体侧处而保持所述压配合端子。
根据该结构，压配合端子具有安装部，固定于上部壳体的端子保持板配置在比安装部靠电容器主体侧处。该端子保持板与安装部卡合，由此将压配合端子压入连接孔。
在上述的电容器模块中，优选的是，所述电子元件包括安装于所述电路基板的下部壳体侧安装面的电子元件和在所述电路基板上安装于所述下部壳体侧安装面的相反侧的电容器侧安装面的电子元件，安装于所述下部壳体侧安装面的所述电子元件的发热量大于安装于所述电容器侧安装面的所述电子元件的发热量。
根据该结构，在电路基板的两面安装电子元件，发热量大的电子元件安装于下部壳体侧的面。因此，电子元件的热量难以向电容器传递，能抑制电容器的温度上升。
在上述的电容器模块中，优选的是，所述收容壳体与所述电路基板在它们之间隔开空隙而面对，所述电子元件中的至少一个电子元件在所述空隙中与所述收容壳体面对。
根据该结构，能够减小电路基板的占用空间，能够实现模块壳体的小型化。
根据本发明，能够实现电容器模块的小型化。
附图说明
图1是一实施方式的电容器模块的局部侧剖视图。
图2是用于说明电容器模块的下部壳体与上部壳体的组装的局部剖视图。
图3是电容器模块的俯视图。
图4是电容器及收容壳体的立体图。
图5是模块壳体的分解立体图。
图6是压配合端子的说明图。
具体实施方式
以下，对实施方式的电容器模块进行说明。需要说明的是，附图有时为了便于理解而将结构元件放大表示。结构元件的尺寸比率有时与实际的尺寸比率或者其他的附图中的尺寸比率不同。
如图1所示，电容器模块具备模块壳体10、收容于该模块壳体10的电路基板20及多个电容器30。电容器30例如是双电荷层电容器。
模块壳体10形成为大致长方体状。模块壳体10为例如合成树脂制。模块壳体10可以包括用于向车辆安装的未图示的安装部。
模块壳体10具备下部壳体11和安装于该下部壳体11的上部壳体12。如图5所示，下部壳体11具有矩形板状的基底板11a和在该基底板11a的端部竖立设置的侧板11b、11c、11d。在侧板11c形成有贯通孔11e，在该贯通孔11e安装有图1所示的外部连接器13。
上部壳体12具有上板12a和侧板12b，可以是大致L字状的罩体。该上部壳体12例如通过扣合而安装于下部壳体11，对模块壳体10的内部空间进行划定。
如图2所示，在下部壳体11的基底板11a安装有电路基板20。电路基板20通过与下部壳体11的基底板11a之间的支柱25而从基底板11a分离地被支撑，通过作为固定构件的螺钉26而固定于下部壳体11。支柱25的长度即下部壳体11的基底板11a与电路基板20之间的距离根据安装于电路基板20的电子元件来设定。
在电路基板20通过例如钎焊而连接有外部连接器13的引线13a。
在电路基板20安装有多个电子元件21a、21b。电子元件21a、21b构成控制对于电容器30的充电电流、放电电流的控制电路。
在电路基板20的上表面(有时称为电容器侧安装面)安装的电子元件21a是微型计算机、逻辑IC、小信号系的晶体管等。上述的电子元件21a是消耗电力少且发热小的元件。
在电路基板20的下表面(有时称为下部壳体侧安装面)安装的电子元件21b是MOS晶体管等的开关元件、构成缓冲电路的元件、整流二极管、旁通电容器等。这些电子元件21b是发热大的元件。
在上部壳体12中，在上板12a的下表面固定有收容壳体40，在该收容壳体40中收容多个电容器30。
如图3所示，在收容壳体40收容有4个电容器30。
电容器30具有电容器主体31和一对引线32。电容器主体31形成为例如圆柱状，收容蓄电元件。
如图4所示，收容壳体40形成为大致长方体状。在收容壳体40的上表面40a突出形成有多个(在图4中为4个)卡定部41。如图5所示，在上部壳体12的上板12a形成有对应的多个(在图5中为4个)插通孔12c。如图1所示，使收容壳体40的卡定部41插入于上部壳体12(上板12a)的插通孔12c。卡定部41为例如扣合件，与上板12a卡合，将收容壳体40固定于上部壳体12(上板12a)。这样，收容有电容器30的收容壳体40与上部壳体12(上板12a)一体化。
如图3所示，在收容壳体40形成有与收容的电容器30的个数对应的多个(4个)收容孔42。
如图4所示，收容孔42对应于电容器主体31的形状而形成为圆筒状，对内插的电容器主体31进行保持。在图中，省略与1个收容孔42对应的电容器。例如，收容壳体40在收容孔42的内表面具有沿着周向排列的肋部(图示省略)。肋部以沿着电容器30的插入方向延伸的方式形成。将多个肋部的顶点连结的圆的直径设定得比电容器主体31的直径稍小。因此，插入于收容孔42的电容器主体31由收容壳体40保持。
如图2所示，电容器30的引线32从电容器主体31的圆形状的端面沿着与该端面正交的方向导出。此外，一对引线32以朝向电路基板20延伸的方式弯折形成为侧视L字状。该引线32由在上部壳体12的侧板12b的内侧面12d形成的安装部14和固定于该安装部14的端子保持板15支撑。
如图3所示，在端子保持板15形成有供引线32插入的狭缝15a。在该狭缝15a插入有引线32的端子保持板15例如通过扣合而固定于安装部14。需要说明的是，端子保持板15也可以通过例如粘结剂、熔敷、螺钉等而固定于安装部14。
如图2所示，在电路基板20形成有将多个电容器30的一对引线32分别连接的连接孔22。连接孔22是将镀敷等的导体形成于内表面而具有导电性的通孔，将电路基板20上的图案与引线32电连接。
如图6所示，引线32在其前端具有压配合端子33。压配合端子33从前端依次具有引导部33a、压入部33b和安装部33d。引导部33a形成为前端细的尖细状(锥状)。引导部33a使得引线32向图2所示的电路基板20的连接孔22的插入变得容易。
压入部33b在与长度方向(图6的上下方向)正交的方向上伸出。压入部33b的宽度比图2所示的电路基板20的连接孔22的内径大。在压入部33b的中央形成有沿长度方向延伸的窗部33c。窗部33c使得压入部33b能够弹性地缩径的变形。
安装部33d沿着压配合端子33延伸的方向(压配合端子33的轴线方向，即图6的上下方向)正交的方向而向两侧外方突出。安装部33d形成为例如矩形形状。安装部33d与端子保持板15卡合，并将连接时的压配合端子33的压入部33b向连接孔22(参照图2)压入。
接下来，说明上述的电容器模块的作用。
如图1所示，收容电容器30的收容壳体40固定于模块壳体10的上部壳体12。并且，将电容器30连接的电路基板20固定于模块壳体10的下部壳体11。因此，电路基板20与收容壳体40相互分离，因此在俯视观察下电路基板20与收容壳体40重叠的区域安装电子元件21a。因此，能够缩小安装电子元件21a的电路基板20的面积。并且，能够实现收容该电路基板20的模块壳体10、即电容器模块的固定所需的区域的面积的缩小。
在上部壳体12的上板12a固定的收容壳体40中收容电容器30。该电容器30的端子固定于从上板12a沿着该上板12a的正交方向延伸的侧板12b。因此，能防止或降低电容器30的引线32相对于上部壳体12的相对的移动。电容器30的引线32的相对的移动成为引线32的断线或与电路基板的连接不良的主要原因。因此，通过抑制引线32的相对的移动，能抑制不良的发生。
保持于上部壳体12的电容器30具有收容于收容壳体40的电容器主体31和从该电容器主体31突出的引线32。引线32与形成于电路基板20的连接孔22电连接。通过由安装于电路基板20的电子元件21a、21b构成的控制电路，来控制对于电容器30的充电电流和放电电流。
引线32在其前端具有压配合端子33，该压配合端子33被压入于电路基板20的连接孔22，从而对于电路基板20容易连接电容器30。
压配合端子33具有安装部33d，固定于上部壳体12的端子保持板15配置在比安装部33d靠电容器主体31侧处。该端子保持板15与安装部33d卡合来限制压配合端子33的移动，由此将压配合端子33压入于连接孔22。
在电路基板20的两面安装有电子元件21a、21b，将发热量大的电子元件21b安装于下部壳体11侧的面上。因此，电子元件21b的热量难以向电容器30传递，能抑制电容器30的温度上升。
如以上记述那样，根据本实施方式，起到以下的效果。
(1)电容器模块具有由下部壳体11和上部壳体12构成的模块壳体10。在上部壳体12的内侧面固定收容壳体40，在该收容壳体40收容电容器30。在下部壳体11的上表面固定电路基板20。电路基板20具有与电容器30电连接的配线，且安装有电子元件21a、21b，该电子元件21a、21b构成控制对于电容器30的电流的电路。而且，电路基板20经由固定于下部壳体11的外部连接器13而与模块外部的装置(例如，制动控制装置等)连接。
收容电容器30的收容壳体40固定于模块壳体10的上部壳体12。并且，连接电容器30的电路基板20固定于模块壳体10的下部壳体11。因此，电路基板20与收容壳体40相互分离，因此在俯视观察下电路基板20与收容壳体40重叠的区域安装电子元件21a，能够实现电路基板20和模块壳体10的小型化。并且，能够实现收容该电路基板20的模块壳体10、即电容器模块的固定所需的区域的面积的缩小。
(2)在上部壳体12的上板固定的收容壳体40中收容电容器30。该电容器30的端子固定于从上板沿着该上板的正交方向延伸的侧板。因此，电容器30的端子相对于上部壳体12难以相对移动。在电容器30中，引线32的相对的移动成为引线32的断线或与电路基板的连接不良的主要原因。因此，通过抑制引线32的相对的移动，能够抑制不良的发生。
(3)保持于上部壳体12的电容器30具有收容于收容壳体40的电容器主体31和从该电容器主体31突出的引线。引线与形成于电路基板20的连接孔电连接。通过由安装于电路基板20的电子元件21a、21b构成的控制电路，能够控制对于电容器30的充电电流和放电电流。
(4)引线32在其前端具有压配合端子，该压配合端子被压入于电路基板20的连接孔。因此，对于电路基板20能够容易地连接电容器30。电容器30与该电路基板20的连接在下部壳体11与上部壳体12的组装时进行。即，在对于下部壳体11组装上部壳体12的同时，将电容器30连接于电路基板20，因此不需要用于将电容器30连接于电路基板20的工序，能够减少制造工时或制造的时间等。
(5)压配合端子33具有安装部33d，固定于上部壳体12的端子保持板15配置在比安装部33d靠电容器主体31侧处。该端子保持板15与安装部33d卡合来限制压配合端子33的移动，由此能够将压配合端子33可靠地压入于连接孔22。
(6)在电路基板20的两面安装电子元件21a、21b，并将发热量大的电子元件21b安装于下部壳体11侧的面。因此，电子元件21b的热量难以向电容器30传递，能够抑制电容器30的温度上升。电容器30的温度上升会使特性或寿命下降。因此，通过这样安装电子元件21b，能够抑制电容器30的性能下降，实现长寿命化。
(7)收容壳体40及电路基板20配置在模块壳体10的顶板与底板之间(即上部壳体12的上板12a与下部壳体11的基底板11a之间)。收容壳体40与电路基板20在它们之间隔开空隙(empty space)而面对。搭载于电路基板20的至少一个电子元件21a在该空隙中与收容壳体40面对(参照图1)。根据该结构，能够减小电路基板20的占用空间，能够实现模块壳体10的小型化。
需要说明的是，实施方式可以如下进行变更。
·在上述实施方式中，电容器30为4个，但也可以适当变更为3个以下或5个以上。
·在上述实施方式中，通过收容壳体40的上表面40a的卡定部41将收容壳体40一体地固定于上部壳体12，但是收容壳体40的固定方法没有限定为该方法。上部壳体12的例如侧板12b的卡定部与收容壳体40的侧面的卡合部可以通过扣合进行固定。或者，可以通过螺钉(螺栓和螺母)等将收容壳体40固定于上部壳体12。
·收容壳体40并不限定为分割成图示的形状的壳体11、12，可以按照各种样式进行分割。例如可以沿着图1的上下方向而均等或不均等地分割收容壳体40。
本发明没有限定为例示的结构。例如，例示的特征对于本发明而言不应解释为必须，本发明的主题有时存在于比公开的特定的实施方式的全部特征少的特征中。
标号说明
10…模块壳体，11…下部壳体，12…上部壳体，12a…上板，12b…侧板，14…安装部，15…端子保持板，20…电路基板，21a、21b…电子元件，22…连接孔，30…电容器，31…电容器主体，32…引线，33…压配合端子，40…收容壳体，42…收容孔。

Claims (5)

1.一种电容器模块，其特征在于，具有：
模块壳体，由下部壳体和上部壳体构成；
收容壳体，固定于所述上部壳体的内侧面；
电容器，收容于所述收容壳体；
电路基板，固定于所述下部壳体的上表面，具有与所述电容器电连接的配线，且安装有电子元件，该电子元件构成控制对于所述电容器的电流的电路；及
外部连接器，固定于所述下部壳体，且包含与所述电路基板的配线连接的端子，
所述上部壳体具有：
上板，固定地支撑所述收容壳体；
侧板，从所述上板的端部沿相对于所述上板正交的方向延伸；及
端子保持板，固定于所述侧板，并保持所述电容器的端子，
所述电容器具有收容于所述收容壳体的电容器主体和从所述电容器主体突出的引线，
所述电路基板具有将所述电容器的引线电连接的连接孔，
所述电容器的引线在前端具有压配合端子，该压配合端子具有宽度比所述连接孔的内径宽且能够弹性变形的压入部，
所述压配合端子的所述压入部被压入所述电路基板的所述连接孔。
2.根据权利要求1所述的电容器模块，其特征在于，
所述压配合端子具有沿着与所述引线正交的方向突出的安装部，
所述端子保持板配置在比所述安装部靠所述电容器主体侧处而保持所述压配合端子。
3.根据权利要求1或2所述的电容器模块，其特征在于，
所述电子元件包括安装于所述电路基板的下部壳体侧安装面的电子元件和在所述电路基板上安装于所述下部壳体侧安装面的相反侧的电容器侧安装面的电子元件，
安装于所述下部壳体侧安装面的所述电子元件的发热量大于安装于所述电容器侧安装面的所述电子元件的发热量。
4.根据权利要求1或2所述的电容器模块，其特征在于，
所述收容壳体与所述电路基板在它们之间隔开空隙而面对，所述电子元件中的至少一个电子元件在所述空隙中与所述收容壳体面对。
5.根据权利要求3所述的电容器模块，其特征在于，
所述收容壳体与所述电路基板在它们之间隔开空隙而面对，所述电子元件中的至少一个电子元件在所述空隙中与所述收容壳体面对。
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