DE10301268A1

DE10301268A1 - Kondensatormodul

Info

Publication number: DE10301268A1
Application number: DE10301268A
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Kitagawa; Tatehiko Inoue; Isao Masumoto; Koji Tsuyuki
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2002-01-16
Filing date: 2003-01-15
Publication date: 2003-07-24
Anticipated expiration: 2023-01-16
Also published as: US6631071B2; DE10301268B4; US20030133251A1

Abstract

Es wird ein zuverlässiges Kondensatormodul bereitgestellt, das das folgende Problem löst: Wenn eine Vielzahl von Kondensatoren auf einer Leiterplatte montiert ist, wird die Leiterplatte durch das Gewicht zerstört und verformt, und Risse erscheinen auf den Montagelöchern und dem Hauptkörper der Leiterplatte. Die Böden der Metallgehäuse der Kondensatoren sind in Vertiefungen, die auf einer Montageplatte ausgebildet sind, befestigt. In diesem Zustand werden Anschlussdrähte, die von den oberen Oberflächen der Kondensatoren herausgeführt sind, über die Leiterplatte elektrisch verbunden. Mit dieser Konfiguration wird keine Gewichtsbelastung der Vielzahl der Kondensatoren aufgebracht, und es kann somit eine Zerstörung und Verformung der Leiterplatte verhindert werden, und es kann verhindert werden, dass eine Vibration Risse auf dem Hauptkörper der Leiterplatte verursacht.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kondensatormodul, in dem eine Vielzahl von Kondensatoren auf einer Leiterplatte montiert sind.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration eines solchen konventionellen Kondensatormoduls zeigt.
Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Leiterplatte zeigt, die für das Kondensatormodul verwendet wird. In den Fig. 9 und 10 bezeichnet die Bezugszahl 15 eine Leiterplatte, die Bezugszahl 15a bezeichnet Montagelöcher für das Einschieben der Anschlussdrähte 16b und 16c der Kondensatoren 16, die auf der Leiterplatte 15 vorgesehen sind, und die Bezugszahl 15b bezeichnet Montagelöcher, die auf der Leiterplatte 15 ausgebildet sind, um das Kondensatormodul in der zu verwendenden Ausrüstung zu montieren. Die Bezugszahl 16 bezeichnet Kondensatoren. Der Kondensator 16 enthält ein Kondensatorelement, das eine elektrolytische Lösung innerhalb eines Metallgehäuses 16a in einer Zylinderform mit einem Boden enthält (sowohl das Gehäuse als auch das Element sind nicht gezeigt), und ein Paar Anschlussdrähte 16b und 16c für die äußere Verbindung, die vom Kondensatorelement herausgeführt sind.
Das konventionelle Kondensatormodul in einer solche Anordnung wird konfiguriert durch das Befestigen des Paars der Anschlussdrähte 16b und 16c der Kondensatoren 16 in den Montagelöchern 15a, die auf der Leiterplatte 15 vorgesehen sind, bevor die Anschlussdrähte 16b und 16c auf der Rückseite verlötet werden, um elektrisch mit den (nicht gezeigten) Leiterbahnen, die auf der Leiterplatte 15 vorgesehen sind, verbunden zu werden, wobei die Vielzahl der Kondensatoren 16 auf der einzigen Leiterplatte 15 montiert wird.
Daneben ist beispielsweise das Patentdokument 1 (das japanische Patent mit der Veröffentlichungsnummer 6-275471) als Dokument des Stands der Technik bekannt.
Im obigen konventionellen Kondensatormodul wird ein solches Kondensatormodul auf der zu verwendenden Ausrüstung über die Montagelöcher 15b, die auf der Leiterplatte 15 vorgesehen sind, für eine Verwendung montiert. Bei einigen Montagezuständen wird jedoch das Gewicht der vielen Kondensatoren 16 (mehrere hundert Gramm bis mehrere Kilogramm) auf eine einzige Leiterplatte 15 ausgeübt, was zu einer Zerstörung und Verformung der Leiterplatte 15 führt. Weiterhin tauchen bei einigen Montagezuständen, insbesondere wenn eine Vibration auftritt, Brüche auf den Montagelöchern 15b der Leiterplatte 15 und dem Hauptkörper der Leiterplatte 15 auf, oder es erscheinen Risse auf den verlöteten Teilen, die das Paar der Anschlussdrähte 16b und 16c der Kondensatoren 16 mit den Leiterbahnen, die auf der Leiterplatte 15 vorgesehen sind, verbinden.
Darüber hinaus wird, wenn ein abnormaler Strom durch den Kondensator 16 fließt, ein Explosionsschutzventil 16d betätigt, das im Metallgehäuse 16a des Kondensators 16 vorgesehen ist, und für die Ansteuerung wird die elektrolytisch Lösung, die in das Kondensatorelement, das im Metallgehäuse 16a enthalten ist, eingefüllt ist, vom explosionsgeschützten Ventil abgegeben. Da die abgegebene elektrolytische Lösung für das Ansteuern auf die umgebenden Teile verstreut wird, tritt ein Kurzschluss auf, und im schlimmsten Fall entwickelt eine andere benachbarte elektronische Ausrüstung in ähnlicher Weise einen Kurzschluss.

Die vorliegende Erfindung weist als Aufgabe die Bereitstellung eines zuverlässigen Kondensatormoduls, bei dem solche konventionellen Probleme gelöst werden können, das eine Gewichtsbelastung, die auf eine Leiterplatte ausgeübt wird, eliminiert und dass das Auftreten von Kurzschlüssen sogar dann verhindert, wenn ein Explosionsschutzventil betätigt wird, auf.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch eine Montageplatte, die eine Vielzahl von ersten Vertiefungen, die in ihrer oberen Oberfläche ausgebildet sind, aufweist, eine Vielzahl von Kondensatoren, die mindestens teilweise in den ersten Vertiefungen der Montageplatte gehalten werden, und eine Leiterplatte, die elektrisch mit den Anschlussdrähten, die aus jedem Kondensator herausgeführt sind, verbunden ist, gebildet, wobei die Montageplatte und die Leiterplatte über die Kondensatoren einander gegenüber liegen und wobei die Montageplatte für das Montieren des Kondensatormoduls in einer Ausrüstung für die Verwendung vorgesehen ist. Mit dieser Konfiguration wird das Gewicht der Vielzahl der Kondensatoren durch die Montageplatte vollständig abgestützt. Somit ist es möglich, eine Gewichtsbelastung, die auf die Leiterplatte ausgeübt wird, zu eliminieren, und das Auftreten eines Bruchs auf der Leiterplatte zu verhindern, um somit ein zuverlässiges Kondensatormodul zu liefern.

Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin zweite Vertiefungen, die in der Vielzahl der ersten Vertiefungen auf der oberen Oberfläche der Montageplatte ausgebildet sind, wobei die zweiten Vertiefungen einen kleineren Durchmesser als die ersten Vertiefungen aufweisen. Mit dieser Konfiguration wird, sogar wenn ein Explosionsschutzventil, das auf dem Boden des Gehäuses des Kondensators vorgesehen ist, betätigt wird, um eine elektrolytische Lösung für das Ansteuern abzugeben, die für das Ansteuern abgegeben elektrolytische Lösung in den zweiten Vertiefungen gut aufgenommen und nicht zur Außenseite zerstreut. Somit treten keine Kurzschlüsse auf, und es kann ein zuverlässiges Kondensatormodul vorgesehen werden.

Wie oben beschrieben wurde, werden die Böden der Metallgehäuse der Kondensatoren in den ersten Vertiefungen, die auf der Montageplatte ausgebildet sind, befestigt und gehalten, und es werden die Anschlussdrähte, die von der oberen Oberfläche jedes Kondensators herausgeführt sind, über die Leiterplatte in diesem Zustand elektrisch verbunden. Da die Montageplatte die Vielzahl der Kondensatoren mechanisch fixiert, wird keine Gewichtsbelastung der Vielzahl der Kondensatoren auf die Leiterplatte ausgeübt. Somit ist es möglich, vollständig zu verhindern, dass die Leiterplatte durch die Gewichtsbelastung der Vielzahl von Kondensatoren zerstört oder verformt wird, zu verhindern, dass Vibrationen den Hauptkörper der Leiterplatte brechen, und zu verhindern, dass ein Riss auf einem verlöteten Teil zwischen den Anschlussdrähten des Kondensators und der Leiterplatte auftritt.

Als nächstes wird gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Montageplatte durch ein Halteelement uhd einen Hauptkörper gebildet, wobei das Halteelement eine Vielzahl von Löchern für das Halten von Kondensatoren aufweist und im Hauptkörper befestigt ist. Mit dieser Konfiguration ist es sogar dann, wenn die verwendeten Kondensatoren gewechselt werden, möglich, auf den Wechsel einfach durch das Wechseln des Halteelements zu reagieren, um somit die Gesamtkosten zu reduzieren.

Weiterhin ist die vorliegende Erfindung so konfiguriert, dass Rippen und/oder Schlitze in jedem Loh des Halteelements, das die Montageplatte bildet, vorgesehen sind. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, die Kondensatoren sicherer zu halten und die Haltekraft beträchtlich zu verbessern.

Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung so konfiguriert, dass der Hauptkörper, der die Montageplatte bildet, Aufnahmevertiefungen für das Aufnehmen anderer elektronischer Komponenten als der Kondensatoren aufweist. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, eine Steuerschaltung integral zu montieren und so ein Multifunktionskondensatormodul zu erzielen. Zusätzlich ist ein Formungsteil, das durch das Biegen eines Anschlussdrahtes gebildet wird, zwischen dem Hauptkörper des Kondensators und einem Leiterplatteneinschubteil des Anschlussdrahtes, der vom Kondensator herausgeführt ist, vorgesehen. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, eine feste Distanz zwischen dem Hauptkörper des Kondensators und der Leiterplatte zu halten, um somit die Wärmebelastung, die auf den Anschlussdraht ausgeübt wird, zu reduzieren.

Wie oben beschrieben wurde sind im Kondensatormodul gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die zweiten Vertiefungen in den ersten Vertiefungen der Montageplatte vorgesehen. Somit wird sogar in dem Fall, wenn ein Explosionsschutzventil betätigt wird, um für die Ansteuerung, wenn ein abnormaler Strom durch die Kondensatoren fließt, eine elektrolytische Lösung abzugeben, die für die Ansteuerung abgegebene elektrolytische Lösung gut in den zweiten Vertiefungen, die in den ersten Vertiefungen der Montageplatte vorgesehen sind, aufgenommen und sie nicht auf die umgebenden Teile verstreut, um somit das Auftreten von Kurzschlüssen zu verhindern.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration eines Kondensatormoduls gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 ist eine Schnittansicht, die einen Hauptteil der Fig. 1 zeigt;

Fig. 3A ist eine Aufsicht, die eine Montageplatte, die für das Kondensatormodul verwendet wird, zeigt, und Fig. 3B ist eine Schnittansicht derselben;

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Hauptteils einer Ausrüstung, in welcher das Kondensatormodul verwendet wird;

Fig. 5A ist eine Aufsicht, die eine Konfiguration eines Kondensatormoduls gemäß der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt, und Fig. 5B ist eine vordere Schnittansicht, die dasselbe zeigt;

Fig. 6A ist eine Aufsicht, die ein Halteelement, dass das Kondensatormodul bildet, zeigt, und Fig. 6B ist eine vordere Schnittansicht, die dasselbe zeigt;

Fig. 7A ist eine Aufsicht, die einen Zustand zeigt, in welchem Kondensatoren durch das Halteelement gehalten werden, und Fig. 7B ist eine vordere Schnittansicht, die dasselbe zeigt;

Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht, die den Kondensator, der im Kondensatormodul verwendet wird, zeigt;

Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration eines konventionellen Kondensatormoduls zeigt; und

Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Leiterplatte, die für das Kondensatormodul verwendet wird, zeigt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN AUSFÜHRUNGSFORM 1

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration eines Kondensatormoduls gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt. Fig. 2 ist eine Schnittansicht, die einen Hauptteil der Fig. 1 zeigt. Die Fig. 3A und 3B sind eine Aufsicht und eine Schnittansicht, die eine Montageplatte, die für das Kondensatormodul verwendet wird, zeigen. Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Hauptteil der zu verwendenden Ausrüstung, in welcher das Kondensatormodul montiert ist, zeigt.

In den Fig. 1 bis 4 bezeichnet die Bezugszahl 1 die Montageplatte, die durch eine Harzmasse gebildet wird, und die Bezugszahl 2 bezeichnet Kondensatoren, wobei jeder ein Paar Anschlussdrähte 2a und 2b für die äußere Verbindung umfasst. Die Montageplatte 1 weist eine Vielzahl von Vertiefungen 1a auf, in die die Böden der Metallgehäuse 2c der Kondensatoren 2 teilweise eingepasst werden, wobei zweite Vertiefungen 1b, die einen kleineren Durchmesser als die Vertiefungen 1a aufweisen, jeweils in den Vertiefungen 1a vorgesehen sind, und wobei Montagelöcher 1c für die zu verwendenden Ausrüstung in den Ecken vorgesehen sind. Die Bezugszahl 3 bezeichnet eine Leiterplatte, die eine Vielzahl von Montagelöchern 3a aufweist, in die die Paare der Anschlussdrähte 2a und 2b für die äußere Verbindung eingeschoben werden. Die Anschlussdrähte 2a und 2b werden von einem (nicht gezeigten) Kondensatorelement, das im Metallgehäuse 2c des Kondensators 2 untergebracht ist, nach außen geführt.

Das Kondensatormodul gemäß der Ausführungsform 1 ist so konfiguriert, dass die Böden der Metallgehäuse 2c der Kondensatoren in die Vertiefungen 1a, die auf der Montageplatte 1 vorgesehen sind, eingepasst werden, wobei die Paare der Anschlussdrähte 2a und 2b, die von den oberen Oberflächen der Kondensatoren 2 weggeführt werden, in die Montagelöcher 3a in diesem Zustand eingeschoben werden, wobei die Montagelöcher 3a auf der Leiterplatte 3 vorgesehen sind, wobei die Anschlussdrähte 2a und 2b auf der Rückseite der Leiterplatte 3 (in den Zeichnungen dargestellte obere Oberflächen) gebogen und verlötet werden, um eine elektrische Verbindung mit den (nicht gezeigten) Leiterbahnen, die auf der Leiterplatte 3 vorgesehen sind, herzustellen, und wobei die Vielzahl der Kondensatoren 2 mechanisch und elektrisch über die Montageplatte 1 und die Leiterplatte 3 integriert sind.

Daneben sind, wie das in Fig. 4 gezeigt ist, die oben beschriebenen Kondensatormodule gemäß der Ausführungsform 1 auf den Montageteilen 4a, die in der zu verwendenden Ausrüstung 4 vorgesehen sind, montiert, und sie werden hauptsächlich als Bänke für eine Notstromversorgung vorgesehen.

Weiterhin wird im oben beschriebenen Kondensatormodul gemäß der Ausführungsform 1, da die Montageplatte 1 die Vielzahl der Kondensatoren 2 mechanisch fixiert, eine Gewichtsbelastung der Vielzahl der Kondensatoren 2 nicht auf die Leiterplatte 3 ausgeübt. Somit ist es anders als im Stand der Technik möglich, vollständig zu verhindern, dass die Leiterplatte 3 durch eine Gewichtsbelastung der Vielzahl von Kondensatoren 2 zerstört oder verformt wird, zu verhindern, dass eine Vibration den Hauptkörper der Leiterplatte 3 bricht, und zu verhindern, dass einen Riss auf einem gelöteten Teil zwischen den Anschlussdrähten 2a und 2b des Kondensators 2 und der Leiterplatte 3 auftritt.

Darüber hinaus wird sogar in einem Fall, bei dem ein Explosionsschutzventil betätigt wird, um eine elektrolytische Lösung für das Ansteuern, wenn ein abnormaler Strom durch die Kondensatoren 2 hindurchgeht, abzugeben, wobei die für das Ansteuern abgegebene elektrolytische Lösung einfach in den zweiten Vertiefungen 1b, die in den Vertiefungen 1a der Montageplatte 1 vorgesehen sind, aufgenommen und nicht auf die umgebenden Teile zerstreut wird. Somit ist es möglich, das Auftreten von Kurzschlüssen zu verhindern.

Zusätzlich werden zusätzlich zu den Kondensatoren 2 Widerstände und elektronische Komponenten, wie ein Schalter, mit der Leiterplatte 3 verbunden, um somit ein multifunktionelles Kondensatormodul zu erzielen.

AUSFÜHRUNGSFORM 2

Die Fig. 5A und 5B sind eine Aufsicht und eine vordere Schnittansicht, die die Konfiguration eines Kondensatormoduls gemäß der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigen. Die Fig. 6A und 6B sind eine Aufsicht und eine vordere Schnittansicht, die ein Halteelement, dass das Kondensatormodul bildet, zeigen. Die Fig. 7A und 7B sind eine Aufsicht und eine vordere Schnittansicht, die einen Zustand zeigen, in welchem die Kondensatoren durch das Halteelement gehalten werden. Die Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht, die den Kondensator, der im Kondensatormodul verwendet wird, zeigt.

In den Fig. 5 bis 8 bezeichnet die Bezugszahl 5 ein Halteelement, das durch eine Harzmasse gebildet wird. Das Halteelement 5 umfasst eine Vielzahl von Löchern 6 für das Halten der Kondensatoren, wobei Rippen 7 und Schlitze 8 in den Löchern 6 vorgesehen sind. Die Bezugszahl 9 bezeichnet einen Hauptkörper, der in ähnlicher Weise durch eine Harzmasse gebildet wird. Das Halteelement 5 ist lösbar im Hauptkörper 9 befestigt, wobei dieser eine Aufnahmevertiefung 10 für das integrale Aufnehmen einer Steuerschaltung für das Steuern des Kondensatormoduls und einen Montageteil für das Montieren des Kondensatormoduls auf der zu verwendenden Ausrüstung umfasst. Die Bezugszahl 12 bezeichnet Kondensatoren. Die Anschlussdrähte 13 auf den Kondensatoren 12 weisen Formungsteile 13a auf, die zwischen einem Leiterplatteneinschubteil (der später beschrieben wird) und dem Hauptkörper des Kondensators gebogen werden. Die Bezugszahl 14 bezeichnet eine Leiterplatte, wo die Anschlussdrähte 13, die von den Kondensatoren 12 herausgeführt sind, verbunden werden.

Weiterhin wird das so konfigurierte Kondensatormodul so zusammengebaut, dass die Vielzahl der Kondensatoren 12 in den Löchern 6, die im Halteelement 5 vorgesehen sind, eingeschoben und gehalten werden, wobei die Anschlussdrähte 13, die aus den Kondensatoren 12 herausgeführt sind, in diesem Zustand durch das Einschieben der Anschlussdrähte 13 in Montagelöcher, die auf der Leiterplatte 14 vorgesehen sind, und das Verlöten in den Löchern, verbunden werden, wobei dann das Halteelement 5 im Hauptkörper 9 befestigt wird.

Im oben beschriebenen Kondensatormodul gemäß der Ausführungsform 2 ist die Montageplatte 1, die in der Ausführungsform 1 beschrieben wurde, in das Halteelement 5 und den Hauptkörper 9 unterteilt. Somit ist es sogar dann, wenn die verwendeten Kondensatoren 12 gewechselt werden, möglich, auf den Wechsel nur durch das Wechseln des Halteelements 5 zu reagieren, um somit die Gesamtkosten zu reduzieren. Zusätzlich ist es möglich, die Rippen 7 und die Schlitze 8 in den Löchern 6 für das Halten der Kondensatoren 12 vorzusehen, um somit zu ermöglichen, dass das Halteelement 5 unabhängig ist, wodurch die Rippen 7 und die Schlitze 8 die Haltekraft für das Halten der Kondensatoren 12 beträchtlich verbessern.

Weiterhin sind die Aufnahmevertiefungen 10 integral auf dem Hauptkörper 9 vorgesehen, so dass eine Steuerschaltung und dergleichen für das Steuern des Kondensatormoduls integral montiert werden kann, um somit ein kleineres und mit mehreren Funktionen versehenes Kondensatormodul zu erzielen.

Claims

1. Kondensatormodul, umfassend:
eine Montageplatte (1), die eine Vielzahl erster Vertiefungen (1a), die auf ihrer oberen Oberfläche ausgebildet sind, aufweist;
eine Vielzahl von Kondensatoren (2), die mindestens teilweise jeweils in den ersten Vertiefungen (1a) gehalten werden; und
eine Leiterplatte (3), die elektrisch mit den Anschlussdrähten (2a, 2b), die jeweils aus dem Kondensator (2) herausgeführt sind, verbunden ist;
wobei die Montageplatte (1) und die Leiterplatte (3) über die Kondensatoren (2) einander gegenüber liegen, wobei die Montageplatte (1) für das Montieren des Kondensatormoduls in einer Ausrüstung vorgesehen ist.

2. Kondensatormodul nach Anspruch 1, wobei jeder der ersten Vertiefungen (1a) auf der Oberfläche der Montageplatte (1) eine zweite Vertiefung (1b), die einen kleineren Durchmesser als die ersten Vertiefungen (1a) aufweist, besitzt.

3. Kondensatormodul nach Anspruch 1, wobei die Montageplatte durch ein Halteelement (5) und einen Hauptkörper (9) gebildet wird, wobei das Halteelement (5) eine Vielzahl von Löchern (6) für das Halten der Kondensatoren (12) aufweist und im Hauptkörper (9) befestigt wird.

4. Kondensatormodul nach Anspruch 3, wobei es weiter Rippen (7) und/oder Schlitze (8) in jedem der Löcher (6) des Halteelements (5), das die Montageplatte bildet, aufweist.

5. Kondensatormodul nach Anspruch 3, wobei der Hauptkörper (9), der die Montageplatte bildet, eine Aufnahmevertiefung (10) für das Aufnehmen einer elektronischen Komponente, bei der es sich nicht um einen Kondensator handelt, aufweist.

6. Kondensatormodul nach Anspruch 1, wobei es weiter ein Formungsteil (13a), das durch das Biegen eines Anschlussdrahts (13) zwischen dem Hauptkörper des Kondensators und einem Leiterplatteneinschubteil des Anschlussdrahts (13), der aus dem Kondensator (12) herausgeführt ist, ausgebildet wird, umfasst.