JP4956931B2 - Capacitor unit - Google Patents
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Description
本発明はバッテリ等を利用した電子機器の非常用電源に関するものであり、特に、車両の制動を電気的に行う電子ブレーキシステム等に利用されるキャパシタユニットに関するものである。 The present invention relates to an emergency power source for an electronic device using a battery or the like, and more particularly to a capacitor unit used in an electronic brake system or the like that electrically brakes a vehicle.
近年、ハイブリッドカーや電気自動車の開発が急速に進められており、それに伴い車両の制動についても、従来の機械的な油圧制御から電気的な油圧制御への各種の提案がなされてきている。 In recent years, the development of hybrid cars and electric cars has been rapidly progressing, and accordingly, various proposals from conventional mechanical hydraulic control to electrical hydraulic control have also been made for vehicle braking.
一般に車両の油圧制御を電気的に行うためには、電源としてバッテリが用いられるが、その場合バッテリだけでは何らかの原因で電力の供給が断たれると油圧制御ができなくなり、車両の制動が不可能になる可能性がある。 Generally, a battery is used as a power source to electrically control the hydraulic pressure of the vehicle. In this case, if the power supply is cut off for some reason, the hydraulic control cannot be performed and the vehicle cannot be braked. There is a possibility.
そこで、バッテリとは別に非常用補助電源として大容量キャパシタ等を搭載することにより非常時の対応ができるような提案がなされている。 Therefore, proposals have been made that can cope with an emergency by mounting a large-capacity capacitor or the like as an emergency auxiliary power source in addition to the battery.
キャパシタはその利用方法として、例えばシステム作動時に充電を行いシステム非作動時には放電するように利用すれば長寿命化が可能であり、車両の目標寿命である15年間の使用に耐え得るといわれている。 Capacitors are said to be able to be used for 15 years, which is the target life of a vehicle, as long as they can be used, for example, by charging them when the system is operating and discharging them when the system is not operating. .
また、キャパシタの特性値である静電容量値や内部抵抗をモニターすることにより、その状態の変化を把握することでキャパシタの劣化判断が可能である。 In addition, by monitoring the capacitance value and the internal resistance, which are characteristic values of the capacitor, it is possible to determine the deterioration of the capacitor by grasping the change in the state.
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
従来のキャパシタユニットの例(分解斜視図)を図8に示す。 An example (disassembled perspective view) of a conventional capacitor unit is shown in FIG.
複数のキャパシタ1は、その胴部をホルダー2に挟持され、この状態で各キャパシタ1のリード線3はキャパシタ1用の配線基板4に半田付けにより実装されている。
The plurality of
このようにして完成したキャパシタブロック5はケース6に収納される。
The
一方、キャパシタ1の充放電回路やキャパシタ状態検出回路を有する回路基板7は図8に示すように縦方向にケース6に収納される。
On the other hand, the
この際、回路基板7は応力がかからないように、回路基板7に固定したヒートシンク8に設けた穴9を介して、ネジ10をケース6に設けたネジ受け部11に締めこむことで固定されている。
At this time, the
このように回路基板7をいわば片持ち梁状に固定することで、様々な温度環境における回路基板7への熱応力を逃がす構造としている。これにより回路基板7や、回路基板7に実装された回路部品とその半田接合部分への熱応力による劣化が低減され、信頼性が向上する。
Thus, by fixing the
なお、万一の外乱ノイズへの対策として各種ノイズ対策部品(図示せず)の使用に加え、図8では省略しているが、回路基板7は図9に示したようにシールドケース12およびシールドケースフタ13の内部に配される構成となっている。
In addition to the use of various noise countermeasure components (not shown) as countermeasures against disturbance noise, the
このようにして組み立てられたケース6には図示しないフタを取り付けることによってキャパシタユニットが完成する。 A capacitor unit is completed by attaching a cover (not shown) to the case 6 assembled in this way.
このような構成のキャパシタユニットは確かに車両制動用の補助電源として十分な性能を有し、ハイブリッドカーや電気自動車の信頼性向上に寄与できる。 The capacitor unit having such a configuration certainly has a sufficient performance as an auxiliary power source for vehicle braking, and can contribute to improving the reliability of hybrid cars and electric vehicles.
しかし、図8や図9のキャパシタユニットの構造から明らかなように、熱応力対策としてキャパシタ部分と回路部分を別体の基板にしている上に、確実な車両制動用の補助電源とするために回路基板7に耐ノイズ性を向上するシールドケースを取り付けていた。
However, as is clear from the structure of the capacitor unit shown in FIGS. 8 and 9, the capacitor part and the circuit part are separated from each other as a countermeasure against thermal stress, and in order to provide a reliable auxiliary power source for vehicle braking. A shield case for improving noise resistance was attached to the
従って、従来のキャパシタユニットは部品点数が多く製造しにくいため、極めて高コストな構造であった。 Therefore, the conventional capacitor unit has a very high cost structure because it has a large number of parts and is difficult to manufacture.
キャパシタユニットは特に最近生産台数が伸びているハイブリッドカーにとって必要不可欠のユニットであるにもかかわらず、その高コスト化は車両価格の高騰を招き、ひいては地球環境保護に貢献するハイブリッドカーの普及に大きな影響を与える。 Although the capacitor unit is an indispensable unit especially for hybrid cars whose production volume has been increasing recently, its high cost has led to a rise in vehicle prices, which in turn has greatly increased the spread of hybrid cars that contribute to the protection of the global environment. Influence.
従って、キャパシタユニットが熱応力回避構造、耐ノイズ構造のために高コストである点が極めて大きな課題であった。 Accordingly, the high cost of the capacitor unit due to the thermal stress avoidance structure and the noise resistance structure is a very big problem.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、熱応力の影響の低減、耐ノイズ性、低コストを満足するキャパシタユニットを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a capacitor unit that satisfies the reduction of the influence of thermal stress, noise resistance, and low cost.
前記従来の課題を解決するために、本発明のキャパシタユニットはキャパシタに充放電を行う充放電回路、およびキャパシタ状態検出回路を有する回路基板に前記キャパシタを電気的に直列、または、並列、または、直並列に接続実装する。
前記キャパシタのリード線は曲げ加工部を有し、前記曲げ加工部の先端が前記回路基板と電気的に接続されるとともに、前記ホルダーにスナップフィット突起部および突起を設け、前記スナップフィット突起部に対応する位置の前記回路基板にスナップフィット穴を設け、前記スナップフィット突起部を前記スナップフィット穴にこのスナップフィット穴に隙間が形成されるように挿入し、前記スナップフィット突起部と前記突起にて前記回路基板を挟み込むことで、前記ホルダーが前記回路基板に固定される。前記回路基板および前記ホルダーが前記ケース内部に設けた複数のネジ受け部のうち異なるネジ受け部に異なる構成により固定され、前記ホルダーは、前記ホルダーに設けたホルダー穴を介してネジを前記ネジ受け部に締めて固定され、前記回路基板は、一辺側において前記回路基板に設けた基板穴、ワッシャを介してネジをケースに設けたネジ受け部に締めて片持ち梁状に固定することでケースに取り付けられ、前記基板穴の直径は前記ワッシャの内径より大きく、かつ、外径より小さくしたものである。
In order to solve the above-described conventional problems, the capacitor unit of the present invention includes a charge / discharge circuit that charges and discharges a capacitor, and a circuit board having a capacitor state detection circuit. Connect in series and parallel.
A lead wire of the capacitor has a bent portion, a tip of the bent portion is electrically connected to the circuit board, and a snap fit protrusion and a protrusion are provided on the holder, and the snap fit protrusion is provided on the snap fit protrusion. A snap-fit hole is provided in the corresponding circuit board, and the snap-fit protrusion is inserted into the snap-fit hole so that a gap is formed in the snap-fit hole . The holder is fixed to the circuit board by sandwiching the circuit board. The circuit board and the holder are fixed to different screw receiving portions among a plurality of screw receiving portions provided in the case by different configurations, and the holder receives screws through the holder holes provided in the holder. It is fixed by tightening the parts, the circuit board, between the fixed child cantilevered tighten the screw receiving portion provided with a screw to the case through the substrate holes, a washer provided on the circuit board in one window side It is attached to the case, and the diameter of the substrate hole is larger than the inner diameter of the washer and smaller than the outer diameter.
本構成によってキャパシタユニットは回路基板が1枚になるとともに、スナップフィット突起部とスナップフィット穴の隙間、およびキャパシタの曲げ加工部で、さらに基板穴とワッシャの部分で熱応力を吸収できる上、シールドケースが不要となり、極めてシンプルな構造となる。その結果、前記目的を達成することができる。 With this configuration, the capacitor unit has a single circuit board , and the thermal stress can be absorbed by the gap between the snap-fit protrusion and the snap-fit hole, the bent portion of the capacitor, and the board hole and washer. A case is unnecessary and it becomes a very simple structure. As a result, the object can be achieved.
本発明のキャパシタユニットによれば、全ての回路部品が1枚の回路基板に実装され、それをケースに収納するだけの構造となるため、部品点数および工数が削減でき、キャパシタユニットのコストを低減できる。 According to the capacitor unit of the present invention, since all circuit components are mounted on a single circuit board and only housed in a case, the number of components and man-hours can be reduced, and the cost of the capacitor unit can be reduced. it can.
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1におけるキャパシタユニットの一部分解斜視図である。図2は本発明の実施の形態1におけるキャパシタユニットの回路基板へのキャパシタ接続部拡大図である。図3は本発明の実施の形態1におけるキャパシタユニットの回路基板とケースの接続部断面図であり、(a)はネジ受け突起部なしの断面図を、(b)はネジ受け突起部ありの断面図をそれぞれ示す。図4は本発明の実施の形態1におけるキャパシタユニットの発熱部品を取り付けたヒートシンクの斜視図である。図5は本発明の実施の形態1におけるキャパシタユニットの回路基板に取り付けたヒートシンクの断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a partially exploded perspective view of a capacitor unit according to
なお、各図において、従来例の図8、図9と同じ構成要素については同じ符号を用いて説明する。 In each figure, the same components as those in FIGS. 8 and 9 of the conventional example will be described using the same reference numerals.
図1において、複数のキャパシタ1は電気二重層コンデンサからなり、これが樹脂製のホルダー2の中に挿入されている。これにより、各キャパシタ1の胴部が挟持され、一体化される。
In FIG. 1, the plurality of
ここで、図1ではキャパシタ1を21個使用しているが、従来例(図8)ではキャパシタ1が28個であり、数量が異なっている。これはキャパシタユニットの電力仕様が異なるためであって、キャパシタユニットを搭載する車両に応じて必要な数量を搭載すればよい。
Here, although 21
この状態で回路基板7にキャパシタ1のリード線3が半田付けされる。
In this state, the
ここで、キャパシタ1は各々の許容電圧が2V程度と低いため、回路基板7には複数のキャパシタ1を直列に接続して電圧を稼ぎ、直列にしたことによる静電容量の低下を補うために直列接続したキャパシタ1を何組か同時に並列配線する、いわゆる直並列回路になるような配線パターンが形成されている。
Here, since each
これによりキャパシタ1は電気的に直並列に接続される。
Thereby, the
なお、リード線3は図2(図1の四角形点線部分の拡大図)に示すようにクランク状の曲げ加工部21を有しており、この先端が回路基板7に半田付けされている。これにより、リード線3に加わる熱応力を曲げ加工部21のバネ性により吸収できる。
The
また、ホルダー2は回路基板7に対して直接ネジ10でホルダーネジ受け部201に固定されている。
Further, the
一方、回路基板7には回路部品全ての図示はしていないが、キャパシタ1に充放電を行う充放電回路、キャパシタ状態検出回路、キャパシタユニット外部との電気的接続を行うためのコネクタ22が構成されている。
On the other hand, not all circuit components are shown on the
なお、回路部品のうちFETなどの発熱部品23はヒートシンク8に取り付けた上で、ヒートシンク8とともに回路基板7に固定されている。これらの固定方法については後述する。
Of the circuit components, a
このようにして構成された回路基板7はケース6に挿入される。
The
ケース6には一体で複数のネジ受け部11が設けられているので、回路基板7は、それに設けた基板穴26、ワッシャ27を介してネジ10をネジ受け部11に締めるとともに、ホルダー2に設けたホルダー穴28を介してネジ10をネジ受け部11に締めることでケース6に取り付けられる。
Since the case 6 is integrally provided with a plurality of
以上のような構成で、単純には従来の2枚基板を1枚化できる上、シールドケースを取り除いた簡単な構成とすることができる。 With the configuration as described above, a conventional two-substrate can be simply made into one, and a simple configuration with the shield case removed can be obtained.
しかし、上記のようなキャパシタユニットに対して発明者らが様々な特性検討を行った結果、次にような課題が発見され、単純には前記の簡単な構成にはできないことがわかった。 However, as a result of the inventors conducting various characteristics studies on the capacitor unit as described above, the following problems have been discovered, and it has been found that the above simple configuration cannot be simply achieved.
まず、図1の構造ではシールドケースを取り付けられなくなり、耐ノイズ性が損なわれる課題が想定される。 First, in the structure of FIG. 1, a shield case cannot be attached, and the problem that noise resistance is impaired is assumed.
しかし、シールドケースのない図1の構成のキャパシタユニットで様々なノイズ試験を実施したところ、特にノイズによる誤動作が認められず、シールドケースがなくても十分な耐ノイズ性が確保されていることを確認した。 However, when various noise tests were conducted on the capacitor unit having the configuration shown in FIG. 1 without a shield case, no malfunction due to noise was observed, and sufficient noise resistance was ensured even without a shield case. confirmed.
従って、回路基板7に設けた各種ノイズ対策部品(図示せず)があれば十分であり、シールドケースは必ずしも必要でなくなった。その結果、基板を1枚化しても問題がなくなった。
Therefore, it is sufficient to have various noise countermeasure components (not shown) provided on the
このようにノイズの観点のみからではシールドケースを廃し、回路基板7を1枚化することで低コスト化が図れることがわかった。
Thus, it has been found that the cost can be reduced by eliminating the shield case and using one
しかし、このような構造とすることで次に課題となったのが熱応力の問題であった。 However, it became the problem of thermal stress that became the next problem by adopting such a structure.
従来の構成では前記した通り、回路基板7への熱応力の影響を避けるために回路基板7を片持ち梁状にケース6へ固定して熱応力の問題を回避していた。
In the conventional configuration, as described above, in order to avoid the influence of the thermal stress on the
一方、本実施の形態1では回路基板7が大きくなり、従来のように片持ち梁状には固定できないため、図1に示したように6本のネジ10で固定している。
On the other hand, in the first embodiment, the
この状態で熱衝撃試験によりキャパシタユニットに熱応力を与えると、回路基板7が6ヶ所で(内4ヶ所は回路基板7に図示しないネジで固定されたホルダー2を介して)ケース6に固定されているので回路基板7への応力は避けられず、回路基板7そのものや実装した回路部品、半田付け部分等が劣化し、信頼性が損なわれることがわかった。
In this state, when a thermal stress is applied to the capacitor unit by a thermal shock test, the
そこで、回路基板7への熱応力を避けるために、図3(a)(図1の縦長楕円形点線部分の拡大断面図)に示すように基板穴26の直径がワッシャ27の内径より大きく、かつ、外径より小さい構造とした。
Therefore, in order to avoid thermal stress to the
これにより、ネジ10と基板穴26には図3(a)に示したように必ず隙間が形成され、また、ワッシャ27を介しているのでネジ10が直接回路基板7に当接して固定されることがなくなる。
As a result, a gap is always formed between the
一方で、ホルダー2はケース6に対して直接ネジ10で固定されている。しかもホルダー2で挟持されたキャパシタ1という重量物を回路基板7の一辺側に実装しているので、ホルダー2はケース6に対して強固に固定されることになる。
On the other hand, the
従って、熱応力が回路基板7に加わると、ホルダー2側の固定部分は動かず、キャパシタ1から最も遠い回路基板7の一辺の両端近傍に設けた基板穴26には図3(a)で示した隙間が形成されているので、この部分で熱による膨張収縮を吸収する。これは回路基板7が直接ネジ10で固定されていないので、ワッシャ27と回路基板7の接触面、および回路基板7とネジ受け部11の接触面で図3(a)の水平方向に回路基板7がずれ動くことができるためと想定される。
Therefore, when a thermal stress is applied to the
実際に上記構造のキャパシタユニットを熱衝撃試験にかけたところ、回路基板7や実装した回路部品、半田付け部分等の劣化は発生せず、信頼性が高いことを確認した。
When the capacitor unit having the above structure was actually subjected to a thermal shock test, it was confirmed that the
このようにネジ10の固定方法をホルダー穴28の部分と基板穴26の部分で違える構造とすることにより、従来の片持ち梁構造と同様に熱応力の影響を低減することができる。
In this way, by adopting a structure in which the fixing method of the
なお、ネジ受け部11の構造は図3(b)に示したように、その先端にネジ受け突起部29を設けてもよい。
As shown in FIG. 3B, the structure of the
これにより図3(a)に比べ基板穴26の隙間部分は減るものの、キャパシタユニット製造時に回路基板7をケース6に挿入した時にネジ受け突起部29により位置決めがしやすくなる効果がある。
As a result, the gap portion of the
もちろん、この場合、図3(b)に示すように熱応力を吸収するのに十分な隙間が形成されるように、ネジ受け突起部29はネジ山の外径より僅かに大きく、かつ、回路基板7の厚さより僅かに低い必要最低限の寸法としている。
Of course, in this case, the screw receiving projection 29 is slightly larger than the outer diameter of the screw thread so that a gap sufficient to absorb the thermal stress is formed as shown in FIG. The minimum required dimension is slightly lower than the thickness of the
以上の構造を採用することによって初めて、回路基板7の1枚化を行っても熱応力の影響を受けないキャパシタユニットが構成でき、その結果、本構成を基本として低コスト化が図れることがわかった。
For the first time by adopting the above structure, a capacitor unit that is not affected by thermal stress can be configured even if the
なお、車両メーカーの設計によってキャパシタユニットが設置される場所が異なる可能性があり、場合によってはキャパシタユニットがさらされる温度変化幅がさらに広がり、熱応力が厳しくなることが想定される。 Note that the location where the capacitor unit is installed may vary depending on the design of the vehicle manufacturer. In some cases, the temperature change range to which the capacitor unit is exposed is further expanded, and the thermal stress is assumed to be severe.
その場合、上記基本構成では熱応力を十分回避できない可能性がある。 In that case, there is a possibility that thermal stress cannot be sufficiently avoided with the basic configuration.
そこで、さらに厳しい条件にも対応するため、図1に示したように、回路基板7にキャパシタ1の実装部と、その他の回路部品実装部の間に一列に並んだ複数の穴、特に細長穴701を設けた。
Therefore, in order to cope with more severe conditions, as shown in FIG. 1, a plurality of holes arranged in a line between the mounting portion of the
このように構成することで、熱による膨張収縮が回路基板7に加わっても、細長穴701の幅が拡大縮小することで吸収され、前記した基板穴26の効果も加え二重に吸収される。
With this configuration, even if expansion and contraction due to heat is applied to the
従って、上記構成とすることで、さらに厳しい条件下でも1枚基板のキャパシタユニットを使用することができる。 Therefore, with the above-described configuration, a single substrate capacitor unit can be used even under more severe conditions.
なお、本実施の形態1では細長穴701を設けたが、この形状は細長に限らず丸形状などでもよい。 Although the elongated hole 701 is provided in the first embodiment, the shape is not limited to the elongated shape, and may be a round shape.
また、細長穴701は本実施の形態1では一列としたが、これは複数列設けてもよい。この場合、特に細長穴701の位置を各列でずらすように配置すると、一列の場合隣り合う細長穴701の間部分(穴の無い部分)では吸収できなかった回路基板7の熱による膨張収縮を別の列の細長穴701が吸収するので、回路基板7の列方向に渡って均等に吸収することができ、回路基板7の熱応力による信頼性をさらに向上させることができる。
In addition, although the elongated holes 701 are arranged in one row in the first embodiment, a plurality of rows may be provided. In this case, when the positions of the elongated holes 701 are particularly shifted in each row, the expansion and contraction due to the heat of the
次に、上記以外の低コスト化の構造としてヒートシンク8の構造について説明する。
Next, the structure of the
図8に示した従来のヒートシンク8は回路基板7に対しネジ固定されているが、そのために回路基板7に設けたヒートシンク8の取り付け穴(図示せず)に対応してヒートシンク8にネジ穴(図示せず)を設けていた。
The
同様に、ヒートシンク8に発熱部品を取り付ける部分にも発熱部品の固定ネジ用のネジ穴(図示せず)を設けていた。
Similarly, a screw hole (not shown) for fixing the heat generating component to the
これら多くのネジ穴はいずれも切削によりヒートシンク8の1つ1つに加工して形成していたため、加工費用が高価になっていた。
Since many of these screw holes were formed by cutting each of the
そこで、本実施の形態1ではヒートシンク8のネジ穴に代わって図4に示すように複数(本実施の形態1では2本)の溝30a、30bを設けた点が特徴である。
Therefore, the first embodiment is characterized in that a plurality of (two in the first embodiment)
ヒートシンク8に発熱素子23を取り付ける際には発熱素子23の取り付け穴と溝30aの位置を合わせてタップネジ31を締めこむ。溝30aの幅はタップネジ31のネジ山より小さくしてあるので、タップネジ31を締めこむことにより溝30aがタップネジ31により削られながら締めこまれていく。
When attaching the
このような構成とすることで、従来のようにネジ穴を設けることなく発熱素子23をヒートシンク8に固定することができる。
With such a configuration, the
このようにして発熱素子23を固定したヒートシンク8は図5(図4の点線部断面図)に示すように回路基板7に設けたヒートシンク8の取り付け穴702と溝30bの位置を合わせてタップネジ31を締めこむ。これにより上記したようにタップネジ31が溝30bを削りながら締めこまれて両者が固定される。
The
ヒートシンク8に設けた溝30a、30bは切削で形成すると加工費が高価であることに変わりないため、本実施の形態1では押し出し成型により形成した。これにより、高コストの切削加工は一切不要となった。
Since the
なお、押し出し加工がしやすいヒートシンク用金属として本実施の形態1ではアルミニウムを用いた。 In the first embodiment, aluminum is used as the heat sink metal that is easily extruded.
よって、アルミニウムを複数の溝付きの型に押し込むことにより所定の外形、溝本数、溝寸法が同時に加工形成されたヒートシンク8の原形(長尺物)ができる。後はヒートシンク8に必要な長さ毎に切断されば極めて安価にヒートシンク8を形成することができる。
Therefore, by pushing aluminum into a plurality of grooved molds, an original shape (long object) of the
また、溝30a、30bを設けたことにより、溝30a、30bが存在する位置であれば、回路基板7に設けるヒートシンク8の取り付け穴702の間隔や発熱素子23の取り付け位置を自由に変更できるので、配線パターンの設計変更等に対して容易に安価に対応することができるという効果も有する。
Further, since the
以上の構成により、シールドケースを取り除いて1枚化した回路基板を用い、さらに、簡単な製法、構造のヒートシンクを採用することにより、従来に比べノイズ特性や熱応力による信頼性への影響を受けずに、明らかに低コストなキャパシタユニットを実現することができた。 With the above configuration, using a single circuit board with the shield case removed, and adopting a heat sink with a simple manufacturing method and structure, it is affected by noise characteristics and reliability due to thermal stress compared to conventional ones. In fact, a low-cost capacitor unit could be realized.
なお、本実施の形態1ではキャパシタ1を直並列に接続したが、これは使用するシステムに要求される電力仕様に応じて直列のみ、または並列のみに接続してもよい。
Although the
(実施の形態2)
図6は本発明の実施の形態2におけるキャパシタユニットの一部分解斜視図である。図7は本発明の実施の形態2におけるキャパシタユニットのホルダーの回路基板への取り付け部分の一部断面図である。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a partially exploded perspective view of the capacitor unit according to the second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a partial cross-sectional view of a portion where the holder of the capacitor unit according to the second embodiment of the present invention is attached to the circuit board.
なお、各図において、実施の形態1と同じ構成要素については同じ符号を用いて説明を省略する。 In each figure, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
また、本実施の形態2は12個のキャパシタ1を直並列接続した例を示す。
The second embodiment shows an example in which twelve
本実施の形態2の特徴は、図6において回路基板7に設けたスナップフィット穴32に、ホルダー2に設けたスナップフィット突起部33を挿入することにより両者を固定し、かつ、ホルダー2の回路基板7側には複数の突起34(本実施の形態2では2個)を設けた点である。
The feature of the second embodiment is that the snap fit protrusion 33 provided in the
なお、スナップフィットとは図7(図6の点線部分の一部断面拡大図)に示すように、先端をテーパー加工し、前記テーパーの根元に段差を設けた構成からなる突起部を、それより大きい対向穴に挿入することで、突起部のバネ性により段差が対向穴に当接し機械的に接続される手法であり、以下、先端をテーパー加工しその根元に段差を設けた突起部をスナップフィット突起部33、対向穴をスナップフィット穴32という。
As shown in FIG. 7 (partially enlarged cross-sectional view of the dotted line portion in FIG. 6), the snap fit is a protrusion formed by tapering the tip and providing a step at the base of the taper. By inserting into a large opposing hole, the step is brought into contact with the opposing hole and mechanically connected due to the springiness of the protrusion. Below, the tip is tapered and the protrusion with a step at the base is snapped. The fitting protrusion 33 and the opposing hole are referred to as a snap
このように固定することで、スナップフィット突起部33と突起34により回路基板7を挟み込む構成となる。
By fixing in this manner, the
この構成により、スナップフィット突起部33と突起34はホルダー2と一体成型されているので、ホルダー2を回路基板7に固定する際に実施の形態1で使用したネジが不要となる上、挿入するだけで固定できるので、ネジを締める工程が不要となり、部品削減、工数削減の両面から低コスト効果が得られる。
With this configuration, the snap-fit projection 33 and the
また、このような構成とすることで、実施の形態1に対しさらに熱応力に対する回路基板7への影響が改善される。これは以下の理由による。
Further, by adopting such a configuration, the influence of the thermal stress on the
図6に示すように、ホルダー2はケース6に対してはホルダー穴28を介してネジ10で直接固定されているが、回路基板7に対してはスナップフィット突起部33のバネ性によって固定されているのみなので、実施の形態1のようにホルダー2が回路基板7にネジで強固に固定されていない。
As shown in FIG. 6, the
従って、熱応力が印加されると、ケース6からホルダー2へは直接応力が印加されるものの、ホルダー2から回路基板7へは、スナップフィット突起部33とスナップフィット穴32に嵌合時の隙間が存在するので、この隙間で熱応力を吸収することができる。なお、突起34は回路基板7に2ヶ所で接しているのみなので、突起34が回路基板7全体に直接熱応力を伝えることはない。
Accordingly, when a thermal stress is applied, a stress is directly applied from the case 6 to the
さらにホルダー2には複数のキャパシタ1が挿入されているが、そのリード線3は図7に示すようにクランク状の曲げ加工部21が形成されているため、実施の形態1と同様に曲げ加工部21のバネ性により熱応力を吸収することができる。
Further, a plurality of
これらのことから、回路基板7をケース6にネジ10で固定する際に、基板穴26を介してケース6に固定する2ヶ所のネジ止め部分と、ホルダー穴28を介してケース6に固定する2ヶ所のネジ止め部分の間にはスナップフィット突起部33とスナップフィット穴32の隙間、およびキャパシタ1の曲げ加工部21が、いわばクッションの役割を果たして効果的に熱応力を吸収している。
For these reasons, when the
以上の構成により、実施の形態1で述べた基板穴26や細長穴701による熱応力の吸収に加え、上記した熱応力吸収構造を適用することで十分な熱応力低減効果を確保しつつ、スナップフィット構造によるさらなる低コスト化が可能なキャパシタユニットを実現することができた。
With the above configuration, in addition to the absorption of the thermal stress by the
本発明にかかるキャパシタユニットは、全ての回路部品が1枚の回路基板に実装され、それをケースに収納するだけの構造とすることが可能になるので低コスト化が図れ、特に車両の制動を電気的に行う電子ブレーキシステム等に利用される非常用電源等として有用である。 In the capacitor unit according to the present invention, all the circuit components are mounted on a single circuit board, and it is possible to achieve a structure in which the circuit unit is only housed in a case. It is useful as an emergency power source used in an electronic brake system that is electrically operated.
1 キャパシタ
2 ホルダー
3 リード線
6 ケース
7 回路基板
8 ヒートシンク
10 ネジ
11 ネジ受け部
21 曲げ加工部
23 発熱部品
26 基板穴
27 ワッシャ
28 ホルダー穴
29 ネジ受け突起部
30a、30b 溝
31 タップネジ
32 スナップフィット穴
33 スナップフィット突起部
34 突起
701 細長穴
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記キャパシタの胴部を挟持するホルダーと、
同一基板上に、前記リード線と接続して前記キャパシタに充放電を行う充放電回路、および前記キャパシタの状態を検出するためのキャパシタ状態検出回路を設けるとともに、前記キャパシタを電気的に直列、または、並列、または、直並列に接続実装する回路基板と、
前記回路基板を収納するケースからなり、
前記回路基板および前記ホルダーが前記ケース内部に設けた複数のネジ受け部のうち異なるネジ受け部に異なる構成により固定され、
前記回路基板は、前記回路基板の一辺側に設けた基板穴、ワッシャを介してネジを前記ネジ受け部に締めて片持ち梁状に固定され、前記基板穴の直径が前記ワッシャの内径より大きく、かつ、外径より小さく形成され、前記ホルダーは、前記ホルダーに設けたホルダー穴を介してネジを前記ネジ受け部に締めて固定され、
前記ホルダーにスナップフィット突起部および突起を設け、
前記スナップフィット突起部に対応する位置の前記回路基板にスナップフィット穴を設け、
前記スナップフィット突起部を前記スナップフィット穴にこのスナップフィット孔内に隙間が形成されるように挿入し、前記スナップフィット突起部と前記突起にて前記回路基板を挟み込むことで、前記ホルダーが前記回路基板に固定されたキャパシタユニット。 A plurality of capacitors in which the lead wire has a bent portion ; and
A holder for holding the body of the capacitor;
On the same substrate, a charging / discharging circuit for charging / discharging the capacitor by connecting to the lead wire and a capacitor state detecting circuit for detecting the state of the capacitor are provided, and the capacitors are electrically connected in series, or A circuit board connected and mounted in parallel or in series and parallel;
A case for housing the circuit board;
The circuit board and the holder are fixed to different screw receiving portions among a plurality of screw receiving portions provided in the case by different configurations,
The circuit board is fixed in a cantilever shape by fastening a screw to the screw receiving portion via a board hole and washer provided on one side of the circuit board, and the diameter of the board hole is larger than the inner diameter of the washer And the holder is formed smaller than the outer diameter, and the holder is fixed by tightening a screw to the screw receiving portion through a holder hole provided in the holder,
Provide a snap-fit protrusion and protrusion on the holder,
A snap fit hole is provided in the circuit board at a position corresponding to the snap fit protrusion,
The snap fit protrusion is inserted into the snap fit hole so that a gap is formed in the snap fit hole, and the circuit board is sandwiched between the snap fit protrusion and the protrusion, so that the holder is connected to the circuit. Capacitor unit fixed to the board.
前記ヒートシンクには複数の溝が設けられ、
前記溝にタップネジを締めることで前記回路基板および前記発熱部品をそれぞれ取り付ける請求項1に記載のキャパシタユニット。 The circuit board has a heat sink for attaching a heat generating component among the circuit components,
The heat sink is provided with a plurality of grooves,
The capacitor unit according to claim 1, wherein the circuit board and the heat-generating component are respectively attached by tightening a tap screw in the groove.
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