WO2023089994A1 - 電圧変換装置、及び、製造方法 - Google Patents

電圧変換装置、及び、製造方法 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a voltage converter and a manufacturing method.
  • one of the conventional voltage converters is mounted on a vehicle such as an electric vehicle (EV), and uses an electronic component (such as a transformer) having a power conversion function to convert voltage according to the control of the vehicle. is stepped up (or stepped down) to a predetermined voltage and charged to a storage battery (see, for example, Patent Document 1).
  • voltage converters generate noise in the current due to the effects of switching during transformation, so it is necessary to remove the noise generated in the current.
  • Many conventional voltage converters cope with the above noise by mounting a capacitor having a noise filter function on a substrate having a transformer or the like.
  • the voltage conversion device described above may be subject to acceleration due to the influence of the vehicle in which it is mounted.
  • the capacitor mounted on the substrate is greatly affected by acceleration due to the shape of the capacitor itself, and there is a risk that the capacitor will be detached from the substrate.
  • a synthetic resin such as plastic as a base.
  • the base is expensive, so there is a concern that the manufacturing cost will increase.
  • the substrate including the capacitor is often accommodated inside the housing, so it is not considered to replace the capacitor with the substrate.
  • more capacitors than necessary were mounted on the board. As a result, the number of capacitors in the voltage converter increases, further increasing the manufacturing cost.
  • the voltage conversion device and manufacturing method according to the embodiment can reduce manufacturing costs.
  • a voltage conversion device includes: A board mounted with an electronic component having a power conversion function; a capacitor unit detachably attached to the substrate and electrically connected to the substrate; The capacitor unit is a capacitor; a capacitor substrate on which the capacitor is mounted; and a resin in which the capacitor and the capacitor substrate are encapsulated.
  • the manufacturing method includes: A method for manufacturing the voltage conversion device, a selection step of selecting one or a plurality of the capacitor units from among the plurality of capacitor units having different types of capacitors; and a mounting step of mounting the capacitor unit selected by the selecting step on the substrate.
  • the capacitor unit is detachably attached to the board on which the electronic component having the power conversion function is mounted.
  • the capacitor unit can be removed from the substrate and replaced.
  • the capacitor unit since the capacitor unit can be replaced with respect to the board, it is not necessary to mount more than the required number of capacitors on the capacitor board.
  • the voltage converter of this configuration has a reduced number of capacitors compared to the conventional voltage converter.
  • the voltage conversion device having the above configuration even when the voltage conversion device is accelerated, for example, the capacitor and the capacitor substrate are encapsulated in the resin, so that the capacitor is prevented from being detached from the capacitor substrate. be. This eliminates the need to provide an expensive base unlike the conventional voltage conversion device.
  • the voltage conversion device with the above configuration can reduce manufacturing costs compared to conventional voltage conversion devices.
  • the capacitor unit in the voltage conversion device having the above configuration is assumed as a noise filter having a function of removing noise generated during voltage conversion, it is not limited to this. Also, the manufacturing method according to the embodiment can produce the above-described effects of the voltage conversion device.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a voltage converter according to one embodiment of the present invention.
  • 2 is a schematic cross-sectional view of the capacitor unit shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the capacitor unit shown in FIG. 2 as viewed from above.
  • FIG. 4 is an enlarged schematic cross-sectional view for explaining a step of mounting the capacitor unit on the substrate.
  • FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG. 3 according to another embodiment.
  • a voltage converter 1 according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
  • the voltage conversion device 1 is mounted in a vehicle such as an electric vehicle or a connected car having a function as an ICT (Information and Communication Technology) terminal.
  • ICT Information and Communication Technology
  • the voltage converter 1 includes a capacitor unit 10, a board 20 to which the capacitor unit 10 is detachably attached, and a case 30 that houses the capacitor unit 10 and the board 20.
  • the capacitor unit 10, the substrate 20, and the case 30 that constitute the voltage conversion device 1 will be described in order.
  • the capacitor unit 10 includes a capacitor 11, a capacitor substrate 12 on which the capacitor 11 is mounted, a resin 13 in which the capacitor 11 and the capacitor substrate 12 are sealed, the capacitor 11 and the capacitor. and a cover 14 attached to the resin 13 in which the substrate 12 is encapsulated.
  • the capacitor 11 is used as a noise filter that removes noise generated during voltage conversion by the voltage conversion device 1, it preferably has a large capacitance (that is, a low impedance). For this reason, as the capacitor 11, for example, an aluminum electrolytic capacitor or the like is used.
  • the capacitor substrate 12 is provided with a potential region 17 electrically connected to a terminal portion 18, which will be described later.
  • the potential region 17 is, for example, a circuit pattern provided on the capacitor substrate 12 .
  • the potential area 17 includes an anode area 17a connected to an electrode of a battery or the like and a ground area 17b connected to the ground.
  • the capacitor substrate 12 is provided with a terminal portion 18 that is elastically and electrically connected to a spring terminal 21 of the substrate 20, which will be described later.
  • the resin 13 is composed of a solidified resin that can enclose the capacitor 11 and the capacitor substrate 12 .
  • the resin 13 is not limited to this as long as the capacitor 11 and the capacitor substrate 12 are encapsulated.
  • the cover 14 is made of a metal material. As shown in FIGS. 2 and 3, the cover 14 has a substantially rectangular cylindrical shape with an open bottom. A flange 15 extending toward the outside of the cover 14 is provided at the lower end of the side wall of the cover 14 .
  • the flange 15 is provided with screw holes 16 through which the screws 4 are inserted when the capacitor unit 10 is mounted on the substrate 20 .
  • the flange 15 functions as a fastening portion when the capacitor unit 10 is mounted on the substrate 20 .
  • a method for manufacturing the capacitor unit 10 will be described.
  • a plurality of capacitors 11 are mounted on substrate 20 .
  • a pair of lead wires (not shown) of each capacitor 11 are electrically connected to the anode region 17a and the ground region 17b of the substrate 20, respectively.
  • the capacitor 11 and the capacitor substrate 12 are encapsulated in the resin 13 .
  • the capacitor substrate 12 on which the capacitors 11 are mounted is housed in, for example, a container (not shown), the resin 13 is poured into the container, and the resin 13 is solidified by various methods. At this time, the resin 13 is poured until the lower end of the capacitor 11 is buried. As a result, the capacitor 11 and the capacitor substrate 12 are encapsulated in the resin 13 .
  • the cover 14 is attached to the resin 13 in which the capacitor 11 and capacitor substrate 12 are encapsulated. Specifically, the resin 13 in which the capacitor 11 and the capacitor substrate 12 are enclosed is covered with the cover 14 from above. Thus, the capacitor unit 10 is obtained.
  • the cover 14 since the cover 14 has a shape corresponding to the capacitor substrate 12 including the capacitor 11 and the resin 13, the capacitor substrate 12 is fitted into the opening portion of the lower surface of the cover 14. .
  • the manner in which the cover 14 is attached to the resin 13 in which the capacitor 11 and the capacitor substrate 12 are enclosed is not limited to this.
  • the method of manufacturing the capacitor unit 10 is not limited to the above, and may be set as appropriate. The capacitor unit 10 has been described above.
  • the substrate 20 constitutes an electronic (electrical) circuit of the voltage converter 1 .
  • the substrate 20 is configured by, for example, a printed circuit board (PCB) or the like.
  • the substrate 20 is formed by printing a wiring pattern (print pattern) with a conductive material such as copper on an insulating layer made of an insulating material such as epoxy resin, glass epoxy resin, paper epoxy resin, or ceramic.
  • a circuit body is configured by the wiring pattern.
  • the substrate 20 includes a spring terminal 21 having a cantilever shape.
  • the spring terminal 21 includes a board connection portion 22 electrically connected to the circuit pattern of the board 20, a terminal connection portion 23 electrically connected to the terminal portion 18 of the capacitor unit 10, a board connection portion 22 and a terminal connection. and an intermediate portion 24 positioned between the portions 23 are integrally formed.
  • the substrate 20 is mounted with the transformer 2, the heat sink 3, etc. in addition to the capacitor unit 10.
  • the transformer 2 steps up or steps down an AC voltage converted from a DC power supply, for example, by controlling on/off of a switch in a switching element (not shown).
  • the heat sink 3 has a function of dissipating and exhausting heat generated during transformation.
  • transformer 2 corresponds to "an electronic component having a power conversion function".
  • the substrate 20 has been described above.
  • Case 30 is made of a metal material and accommodates capacitor unit 10 and substrate 20 .
  • the case 30 includes a case body 31 with an open top and a case cover 32 assembled to the case body 31 so as to cover the top opening of the case body 31.
  • the case main body 31 and the case cover 32 are restrained from being separated from the assembled state by locking the locking portions provided on both sides.
  • An opening 33 corresponding to the shape of the top surface of the cover 14 of the capacitor unit 10 is provided in a portion of the top surface of the case cover 32 .
  • the opening 33 is closed by the upper surface of the cover 14 . Case 30 has been described above.
  • Voltage converter 1 is obtained by mounting capacitor unit 10 on substrate 20 and housing substrate 20 with capacitor unit 10 mounted thereon in case 30 .
  • a method for manufacturing the voltage conversion device 1 will be described below.
  • one or a plurality of capacitor units 10 are selected from a plurality of capacitor units 10 having different types of capacitors 11 (this step corresponds to the "selection step").
  • a capacitor unit 10 in which a capacitor 11 corresponding to the country or region is mounted is selected.
  • the type of the capacitor 11 of the present embodiment includes the capacity of the capacitor 11, the number of the capacitors 11 mounted, and the like, and the type of the capacitor 11 is a generic term for these.
  • the capacitor unit 10 selected by the selection process is mounted on the substrate 20 (this process corresponds to the "mounting process"). Specifically, the capacitor unit 10 is placed at a predetermined position on the substrate 20, and the screw 4 is inserted through the screw hole 16 of the flange 15 of the capacitor unit 10 and the screw hole (not shown) of the substrate 20 for fastening. .
  • the predetermined position is preferably a position away from the transformer 2, and more preferably a position where the heat sink 3 is sandwiched between the transformer 2 and the transformer 2. This is because, in a high-temperature environment, the capacitor 11 may malfunction or deteriorate over time due to power reception at a high temperature. Note that the mounting (attachment) of the capacitor unit 10 to the substrate 20 is not limited to this.
  • the terminal portions 18 are positioned above the spring terminals 21 of the substrate 20 and are moved downward. Thereby, the terminal portion 18 and the spring terminal 21 are elastically and electrically connected. That is, capacitor unit 10 and substrate 20 are electrically connected.
  • the board 20 on which the capacitor unit 10 is mounted is housed in the case 30 (housing step). Specifically, the board 20 on which the capacitor unit 10 is mounted is placed on the case main body 31 , and the case cover 32 is attached to the case main body 31 . At this time, the upper surface of the cover 14 of the capacitor unit 10 is fitted into the opening 33 of the case cover 32 . Thereby, the capacitor unit 10 and the substrate 20 are housed in the case 30 .
  • the voltage converter 1 is obtained by the above steps.
  • the substrate 20 on which the capacitor unit 10 is mounted is taken out from the case 30, the capacitor unit 10 is removed from the substrate 20, and the new capacitor unit 10 is selected and described above. You can do the process.
  • the method for manufacturing the voltage conversion device 1 has been described above.
  • the capacitor unit 10 is detachably attached to the substrate 20 .
  • the capacitor unit 10 can be replaced with respect to the substrate 20 , so there is no need to mount more than the required number of capacitors 11 on the capacitor substrate 12 .
  • heat transfer to the capacitor 11 can be reduced by forming the capacitor 11 as the capacitor unit 10 and separately from the substrate 20 and the case 30 .
  • the voltage converter 1 according to the present embodiment can reduce the number of mounted capacitors 11 compared to the conventional voltage converter.
  • the voltage conversion device 1 even if the voltage conversion device 1 is accelerated, for example, since the capacitor 11 and the capacitor substrate 12 are sealed in the resin 13, the capacitor 11 of the capacitor 11 Detachment from the substrate 12 is suppressed (that is, earthquake resistance is improved). This eliminates the need to provide an expensive base unlike the conventional voltage conversion device.
  • the voltage converter 1 according to the present embodiment has a reduced manufacturing cost compared to conventional voltage converters.
  • the upper surface of the cover 14 of the capacitor unit 10 is configured to close the opening 33 provided in the case cover 32 of the case 30 .
  • the height of the case cover 32 can be matched with the height of the capacitor unit 10 mounted on the substrate 20, and an increase in the size of the voltage converter 1 can be suppressed.
  • the terminal portion 18 of the capacitor unit 10 and the spring terminal 21 of the substrate 20 are elastically connected. Thereby, the capacitor unit 10 and the substrate 20 can be easily electrically connected.
  • a plurality of flanges 15 may be provided. By providing the plurality of flanges 15 on the cover 14, detachment of the capacitor unit 10 from the substrate 20 is more properly suppressed.
  • the capacitor 11 was connected to the ground via the terminal portion 18, but may be connected to the ground via the flange 15 and the screw 4, which are the fastening portions with the substrate 20, for example.
  • the capacitor unit 10 is mounted on the substrate 20 with the case cover 32 removed from the case main body 31 , but is mounted on the substrate 20 with the case cover 32 attached to the case main body 31 . It may be configured as That is, the capacitor unit 10 may be mounted by inserting it from the opening 33 of the case cover 32 toward the substrate 20 .
  • the flange portion may not be provided on the cover 14a of the capacitor unit 10a.
  • the screw hole 16a may be provided in the central portion of the capacitor substrate 12, for example. As a result, the size of the capacitor unit 10a can be reduced.
  • the capacitor unit (10) is a capacitor (11); a capacitor substrate (12) on which the capacitor is mounted; a resin (13) in which the capacitor and the capacitor substrate are encapsulated;
  • a voltage converter (1) is
  • [4] A method for manufacturing the voltage conversion device (1) according to any one of [1] to [3] above, a selection step of selecting one or a plurality of the capacitor units (10) from a plurality of the capacitor units (10) having different types of the capacitors (11); a mounting step of mounting the capacitor unit (10) selected by the selecting step on the substrate (20); Production method.
  • the present invention having this effect is useful for voltage converters and manufacturing methods.

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Abstract

電圧変換装置（１）は、電力変換機能を有する電子部品を搭載した基板（２０）と、基板（２０）に着脱可能に取り付けられて、基板（２０）と電気的に接続されるキャパシタユニット（１０）と、を備えている。そして、キャパシタユニット（１０）は、キャパシタ（１１）と、キャパシタ（１１）が搭載されるキャパシタ用基板（１２）と、キャパシタ（１１）とキャパシタ用基板（１２）とが封入される樹脂（１３）と、を有する。

Description

電圧変換装置、及び、製造方法
　本発明は、電圧変換装置、及び、製造方法に関する。
　従来から、直流の入力電圧を所定の電圧に変換する電圧変換装置がある。例えば、従来の電圧変換装置の一つは、電気自動車（ＥＶ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）等の車両に搭載され、電力変換機能を有する電子部品（例えばトランス等）を用いて、電圧を車両の制御に応じて所定の電圧に昇圧（又は降圧）して蓄電池に充電等している（例えば、特許文献１を参照）。
日本国特開２０１１－３０３５５号公報
　一般に、電圧変換装置では、変圧時のスイッチング等の影響によって電流にノイズが生じてしまうため、電流に生じたノイズを除去する必要がある。従来の電圧変換装置の多くは、ノイズフィルタ機能を有するキャパシタを、トランス等を有する基板に搭載することによって上記ノイズに対応している。
　ところで、上述した電圧変換装置は、搭載される車両の影響等によって加速度が掛かる場合がある。このような場合、基板に搭載されるキャパシタは、キャパシタ自体の形状の都合上、加速度の影響を大きく受けてしまい、基板から離脱してしまうおそれがあった。上述したようなキャパシタの基板からの離脱を対処するため、プラスチック等の合成樹脂を土台としてキャパシタの下端部を押さえる方法がある。しかしながら、上記方法では、土台が高価であるため、製造コストが嵩んでしまうという懸念があった。
　また、従来の電圧変換装置では、キャパシタを含む基板は、筐体内部に収容されることが多いため、基板に対してキャパシタを換装することが考慮されておらず、この反面、熱の影響によるキャパシタの不具合や高温下受電によるキャパシタの経年劣化等を考慮して、必要数以上のキャパシタが基板に搭載されていた。これにより、電圧変換装置は、キャパシタの数が増大してしまい、製造コストが更に嵩んでしまっていた。
　実施形態に係る電圧変換装置、及び、製造方法は、製造コストの削減を図れる。
　一実施形態に係る電圧変換装置は、
　電力変換機能を有する電子部品を搭載した基板と、
　前記基板に着脱可能に取り付けられて、前記基板と電気的に接続されるキャパシタユニットと、を備え、
　前記キャパシタユニットは、
　キャパシタと、
　前記キャパシタが搭載されるキャパシタ用基板と、
　前記キャパシタと前記キャパシタ用基板とが封入される樹脂と、を有する。
　更に、一実施形態に係る製造方法は、
　上記電圧変換装置の製造方法であって、
　前記キャパシタの種類が異なる複数の前記キャパシタユニットの中から、一又は複数の前記キャパシタユニットを選択する選択工程と、
　前記選択工程によって選択された前記キャパシタユニットを前記基板に搭載する搭載工程と、を含む。
　一実施形態に係る電圧変換装置によれば、キャパシタユニットは、電力変換機能を有する電子部品を搭載した基板に着脱可能に取り付けられている。これにより、熱の影響によってキャパシタに不具合や高温下受電によるキャパシタの経年劣化等が生じても、キャパシタユニットを基板から取り外し、交換することができる。換言すると、基板に対してキャパシタユニットを換装できるため、必要数以上のキャパシタをキャパシタ用基板に搭載しなくてもよい。この結果、本構成の電圧変換装置は、従来の電圧変換装置に比べ、キャパシタの数が削減される。
　更に、上記構成の電圧変換装置によれば、例えば電圧変換装置に加速度が掛かった場合にも、キャパシタ及びキャパシタ用基板が樹脂に封入されているため、キャパシタのキャパシタ用基板からの離脱が抑制される。これにより、従来の電圧変換装置のように、高価である土台を設けなくてもよい。
　このように、上記構成の電圧変換装置は、従来の電圧変換装置に比べ、製造コストが削減される。
　なお、上記構成の電圧変換装置におけるキャパシタユニットは、電圧変換時に発生するノイズを除去する機能を有するノイズフィルタとして想定されているが、これに限定されるものではない。また、一実施形態に係る製造方法についても、電圧変換装置の上記効果を奏し得る。
図１は、本発明の一実施形態に係る電圧変換装置を示す概略断面図である。 図２は、図１に示すキャパシタユニットの概略断面図である。 図３は、図２に示すキャパシタユニットを上面視した概略断面図である。 図４は、キャパシタユニットの基板への搭載工程を説明する概略断面拡大図である。 図５は、他の実施形態に係る図３に相当する図である。
＜実施形態＞
　以下、本発明の一実施形態に係る電圧変換装置１について図面を参照しながら説明する。電圧変換装置１は、例えば、電気自動車やＩＣＴ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）端末としての機能を有するコネクテッドカー等、自動車の車両に搭載される。
　図１に示すように、電圧変換装置１は、キャパシタユニット１０と、キャパシタユニット１０が着脱可能に取り付けられる基板２０と、キャパシタユニット１０及び基板２０を収容するケース３０と、を含んで構成されている。以下、電圧変換装置１を構成するキャパシタユニット１０、基板２０、及びケース３０について順に説明する。
　まず、キャパシタユニット１０について説明する。図１及び図２に示すように、キャパシタユニット１０は、キャパシタ１１と、キャパシタ１１が搭載されるキャパシタ用基板１２と、キャパシタ１１及びキャパシタ用基板１２が封入された樹脂１３と、キャパシタ１１及びキャパシタ用基板１２が封入された樹脂１３に取り付けられるカバー１４と、を有している。
　キャパシタ１１は、電圧変換装置１の電圧変換時に発生するノイズを除去するノイズフィルタとして用いられることから、静電容量が大きい（即ち、インピーダンスが低い）ものが好ましい。このため、キャパシタ１１としては、例えば、アルミ電解コンデンサ等が用いられる。
　図３に示すように、キャパシタ用基板１２には、後述する端子部１８と電気的に接続されている有電位領域１７が設けられている。有電位領域１７とは、例えば、キャパシタ用基板１２に設けられた回路パターンである。有電位領域１７としては、バッテリ等の電極と接続される陽極領域１７ａ、及びグラウンドと接続されるグラウンド領域１７ｂがある。更に、キャパシタ用基板１２には、後述する基板２０のバネ端子２１と弾性的且つ電気的に接続される端子部１８が設けられている。
　樹脂１３は、キャパシタ１１及びキャパシタ用基板１２が封入可能な固化樹脂から構成されている。ただし、樹脂１３は、キャパシタ１１及びキャパシタ用基板１２が封入されれば、これに限定されるものではない。
　カバー１４は、金属材料から構成されている。カバー１４は、図２及び図３に示すように、下面が開口する有底の略矩形筒状の形状を有している。カバー１４の側壁の下端部には、カバー１４の外側に向けて延びるフランジ１５が設けられている。
　フランジ１５には、キャパシタユニット１０の基板２０への搭載時にねじ４が挿通されるねじ孔１６が設けられている。つまり、フランジ１５は、キャパシタユニット１０の基板２０への搭載時において締結部としての機能を有する。
　ここで、キャパシタユニット１０の製造方法について説明する。はじめに、複数のキャパシタ１１を基板２０に搭載する。具体的には、各キャパシタ１１の一対のリード線（図示省略）を、基板２０の陽極領域１７ａ及びグラウンド領域１７ｂに、それぞれ、電気的に接続させる。
　次に、キャパシタ１１及びキャパシタ用基板１２を樹脂１３に封入する。具体的には、キャパシタ１１が搭載されたキャパシタ用基板１２を、例えば容器（図示省略）に収容し、容器に樹脂１３を流し入れて、種々の方法によって樹脂１３を固化させる。このとき、樹脂１３は、キャパシタ１１の下端部が埋もれるまで流し入れられる。これにより、キャパシタ１１及びキャパシタ用基板１２は樹脂１３に封入される。
　次に、キャパシタ１１及びキャパシタ用基板１２が封入された樹脂１３にカバー１４を取り付ける。具体的には、キャパシタ１１及びキャパシタ用基板１２が封入された樹脂１３に対して、上方からカバー１４を被せる。このようにして、キャパシタユニット１０が得られる。
　なお、本実施形態では、カバー１４が、キャパシタ１１及び樹脂１３を含むキャパシタ用基板１２に対応する形状を有しているため、カバー１４の下面の開口部分にキャパシタ用基板１２が嵌め合わされている。
　ただし、キャパシタ１１及びキャパシタ用基板１２が封入された樹脂１３へのカバー１４の取付態様はこれに限定されるものではない。更に、キャパシタユニット１０の製造方法は上記に限定されるものではなく、適宜設定されればよい。以上、キャパシタユニット１０について説明した。
　次いで、基板２０について説明する。基板２０は、電圧変換装置１の電子（電気）回路を構成するものである。基板２０は、例えば、プリント基板（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ　Ｂｏａｒｄ）等によって構成されている。
　つまり、基板２０は、エポキシ樹脂、ガラスエポキシ樹脂、紙エポキシ樹脂やセラミック等の絶縁性の材料からなる絶縁層に、銅等の導電性の材料によって配線パターン（プリントパターン）が印刷されることで当該配線パターンによって回路体が構成されている。
　図４に示すように、基板２０は、片持ち梁状の形状を有するバネ端子２１を含んで構成されている。バネ端子２１は、基板２０の回路パターンと電気的に接続される基板接続部２２と、キャパシタユニット１０の端子部１８と電気的に接続される端子接続部２３と、基板接続部２２及び端子接続部２３の間に位置する中間部２４と、が一体に構成されている。
　図１に示すように、基板２０には、キャパシタユニット１０のほかにトランス２及びヒートシンク３等が搭載されている。トランス２は、例えば、スイッチング素子（図示省略）におけるスイッチのオン・オフの制御によって直流電源から変換された交流電圧を昇圧又は降圧する。ヒートシンク３は、変圧時に発生する熱を放熱・排熱する機能を有する。
　基板２０には、トランス２及びヒートシンク３以外にも種々の電子部品が搭載されているが、説明を省略する。なお、トランス２は、「電力変換機能を有する電子部品」に対応している。以上、基板２０について説明した。
　次いで、ケース３０について説明する。ケース３０は、金属材料から構成されており、キャパシタユニット１０及び基板２０を収容する。図１に示すように、ケース３０は、上面が開口したケース本体３１と、ケース本体３１の上面開口を覆うようにケース本体３１に組み付けられるケースカバー３２と、を含んで構成されている。ケース本体３１及びケースカバー３２は、例えば、双方に設けられた係止部同士が係止されることによって、組付状態からの離脱が抑制される。
　ケースカバー３２の上面の一部には、キャパシタユニット１０のカバー１４の上面形状に対応する開口３３が設けられている。ケース３０がキャパシタユニット１０及び基板２０を収容すると、開口３３はカバー１４の上面によって塞がれる。以上、ケース３０について説明した。
　以上、電圧変換装置１を構成するキャパシタユニット１０、基板２０、及びケース３０について説明した。電圧変換装置１は、基板２０にキャパシタユニット１０が搭載されて、キャパシタユニット１０が搭載された基板２０がケース３０に収容されることによって得られる。以下、電圧変換装置１の製造方法について説明する。
　はじめに、キャパシタ１１の種類が異なる複数のキャパシタユニット１０の中から、一又は複数のキャパシタユニット１０を選択する（この工程は、「選択工程」に対応している。）。
　一般に、国や地域によって気温等の環境が異なることから、電圧変換装置１が搭載される車両が使用される国や地域によってキャパシタ１１の搭載数等が異なる。このため、国や地域に対応するキャパシタ１１が搭載されたキャパシタユニット１０を選択する。なお、本実施形態のキャパシタ１１の種類には、キャパシタ１１の容量やキャパシタ１１の搭載数等を含まれており、キャパシタ１１の種類とはこれらを包括した呼称である。
　次に、上記選択工程によって選択されたキャパシタユニット１０を基板２０に搭載する（この工程は、「搭載工程」に対応している。）。具体的には、キャパシタユニット１０を基板２０の所定位置に載置して、キャパシタユニット１０のフランジ１５のねじ孔１６、及び基板２０のねじ孔（図示省略）にねじ４を挿通させて締結する。
　上記所定位置としては、トランス２から離れた位置であることが好ましく、ヒートシンク３がトランス２との間に挟まれた位置であることがより好ましい。これは、高温環境下において、キャパシタ１１の動作等に不具合や高温下受電によるキャパシタの経年劣化等が生じてしまうためである。なお、キャパシタユニット１０の基板２０への搭載（取り付け）はこれに限定されるものではない。
　図４に示すように、キャパシタユニット１０は、基板２０への搭載時には、端子部１８が、基板２０のバネ端子２１の上方に配置された状態にて下方に移動される。これにより、端子部１８とバネ端子２１とが弾性的且つ電気的に接続される。つまり、キャパシタユニット１０と基板２０とが電気的に接続される。
　次に、キャパシタユニット１０が搭載された基板２０をケース３０に収容する（収容工程）。具体的には、キャパシタユニット１０が搭載された基板２０をケース本体３１に載置して、ケース本体３１にケースカバー３２を組み付ける。このとき、ケースカバー３２の開口３３にキャパシタユニット１０のカバー１４の上面が嵌め込まれる。これにより、キャパシタユニット１０及び基板２０は、ケース３０に収容される。
　なお、止水性の観点から、キャパシタユニット１０のカバー１４とケース３０の開口３３との間には、パッキン等の止水部材が設けられることが好ましい。このように、上記工程によって電圧変換装置１が得られる。
　例えば、キャパシタユニット１０を交換する際には、ケース３０からキャパシタユニット１０が搭載された基板２０を取り出して、基板２０からキャパシタユニット１０を取り外し、そして、新たなキャパシタユニット１０を選択して上述した工程を行えばよい。以上、電圧変換装置１の製造方法について説明した。
　本実施形態に係る電圧変換装置１によれば、キャパシタユニット１０は、基板２０に着脱可能に取り付けられている。これにより、基板２０に対してキャパシタユニット１０を換装できるため、必要数以上のキャパシタ１１をキャパシタ用基板１２に搭載しなくてもよい。また、キャパシタ１１をキャパシタユニット１０として、基板２０やケース３０と別ユニット化することによって、キャパシタ１１への伝熱性を低減させることができる。この結果、本実施形態に係る電圧変換装置１は、従来の電圧変換装置に比べ、キャパシタ１１の搭載数を削減できる。
　更に、本実施形態に係る電圧変換装置１によれば、例えば電圧変換装置１に加速度が掛かった場合にも、キャパシタ１１及びキャパシタ用基板１２が樹脂１３に封入されているため、キャパシタ１１のキャパシタ用基板１２からの離脱が抑制される（即ち、耐震性が向上される。）。これにより、従来の電圧変換装置のように、高価である土台を設けなくてもよい。
　このように、本実施形態に係る電圧変換装置１は、従来の電圧変換装置に比べ、製造コストが削減される。
　更に、本実施形態に係る電圧変換装置１によれば、キャパシタユニット１０のカバー１４の上面が、ケース３０のケースカバー３２に設けられた開口３３を塞ぐように構成されている。これにより、ケースカバー３２の高さを基板２０に搭載されたキャパシタユニット１０の高さに合わせることができ、電圧変換装置１の大型化を抑制できる。
　更に、本実施形態に係る電圧変換装置１によれば、キャパシタユニット１０の端子部１８と、基板２０のバネ端子２１と、が弾性的に接続される。これにより、容易に、キャパシタユニット１０と基板２０とを電気的に接続できる。
　なお、本実施形態に係る製造方法についても電圧変換装置１の上記「作用・効果」を奏し得る。
＜他の形態＞
　なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
　上記実施形態では、キャパシタユニット１０のカバー１４には、フランジ１５が一つしか設けられていなかったが、複数設けられていてもよい。複数のフランジ１５がカバー１４に設けられることによって、キャパシタユニット１０の基板２０からの離脱がより適正に抑制される。
　上記実施形態では、キャパシタ１１は、端子部１８を介してグラウンドと接続されていたが、例えば、基板２０との締結部であるフランジ１５及びねじ４を介してグラウンドと接続されてもよい。
　上記実施形態では、キャパシタユニット１０は、ケース本体３１からケースカバー３２が取り外された状態で基板２０に搭載されているが、ケース本体３１にケースカバー３２が組み付けられた状態で基板２０に搭載されるように構成されていてもよい。つまり、ケースカバー３２の開口３３から基板２０に向けてキャパシタユニット１０を挿入するようにして搭載してもよい。
　図５に示すように、キャパシタユニット１０ａのカバー１４ａにフランジ部が設けられていなくてもよい。この場合、ねじ孔１６ａは、例えば、キャパシタ用基板１２の中央部分に設けられていればよい。これにより、キャパシタユニット１０ａの小型化を図ることができる。
　ここで、上述した本実施形態に係る電圧変換装置、及び、製造方法の特徴をそれぞれ以下［１］～［４］に簡潔に纏めて列記する。
［１］
　電力変換機能を有する電子部品を搭載した基板（２０）と、
　前記基板に着脱可能に取り付けられて、前記基板と電気的に接続されるキャパシタユニット（１０）と、を備え、
　前記キャパシタユニット（１０）は、
　キャパシタ（１１）と、
　前記キャパシタが搭載されるキャパシタ用基板（１２）と、
　前記キャパシタと前記キャパシタ用基板とが封入される樹脂（１３）と、を有する、
　電圧変換装置（１）。
［２］
　上記［１］に記載の電圧変換装置（１）において、
　前記基板（２０）と、前記キャパシタユニット（１０）と、を収容するケース（３０）を更に有し、
　前記ケース（３０）の一部には、開口（３３）が設けられ、
　前記キャパシタユニット（１０）は、
　前記キャパシタ（１１）と前記キャパシタ用基板（１２）とが封入された前記樹脂（１３）に取り付けられ、且つ、前記開口（３３）を塞ぐ金属製のカバー（１４）を更に有する、
　電圧変換装置（１）。
［３］
　上記［１］又は上記［２］に記載の電圧変換装置（１）において、
　前記基板（２０）に設けられたバネ端子（２１）と、前記キャパシタユニット（１０）に設けられた端子部（１８）と、が弾性的に接続される、
　電圧変換装置（１）。
［４］
　上記［１］から上記［３］の何れか一つに記載の電圧変換装置（１）の製造方法であって、
　前記キャパシタ（１１）の種類が異なる複数の前記キャパシタユニット（１０）の中から、一又は複数の前記キャパシタユニット（１０）を選択する選択工程と、
　前記選択工程によって選択された前記キャパシタユニット（１０）を前記基板（２０）に搭載する搭載工程と、を含む、
　製造方法。
　本発明を詳細に特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
　本出願は、２０２１年１１月１７日出願の日本特許出願（特願２０２１－１８７３５１）に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。
　一実施形態によれば、製造コストの削減を図れる電圧変換装置、及び、製造方法を提供することができる。この効果を奏する本発明は、電圧変換装置、及び、製造方法に関して有用である。
　１　電圧変換装置
　２　トランス
　３　ヒートシンク
　４　ねじ
　１０，１０ａ　キャパシタユニット
　１１　キャパシタ
　１２　キャパシタ用基板
　１３　樹脂
　１４，１４ａ　カバー
　１５　フランジ
　１６，１６ａ　ねじ孔
　１７　有電位領域
　１７ａ　陽極領域
　１７ｂ　グラウンド領域
　１８　端子部
　２０　基板
　２１　バネ端子
　２２　基板接続部
　２３　端子接続部
　２４　中間部
　３０　ケース
　３１　ケース本体
　３２　ケースカバー
　３３　開口

Claims (4)

  1. 　電力変換機能を有する電子部品を搭載した基板と、
    　前記基板に着脱可能に取り付けられて、前記基板と電気的に接続されるキャパシタユニットと、を備え、
    　前記キャパシタユニットは、
    　キャパシタと、
    　前記キャパシタが搭載されるキャパシタ用基板と、
    　前記キャパシタと前記キャパシタ用基板とが封入される樹脂と、を有する、
    　電圧変換装置。
  2. 　請求項１に記載の電圧変換装置において、
    　前記基板と、前記キャパシタユニットと、を収容するケースを更に有し、
    　前記ケースの一部には、開口が設けられ、
    　前記キャパシタユニットは、
    　前記キャパシタと前記キャパシタ用基板とが封入された前記樹脂に取り付けられ、且つ、前記開口を塞ぐ金属製のカバーを更に有する、
    　電圧変換装置。
  3. 　請求項１又は請求項２に記載の電圧変換装置において、
    　前記基板に設けられたバネ端子と、前記キャパシタユニットに設けられた端子部と、が弾性的に接続される、
    　電圧変換装置。
  4. 　請求項１から請求項３の何れか一項に記載の電圧変換装置の製造方法であって、
    　前記キャパシタの種類が異なる複数の前記キャパシタユニットの中から、一又は複数の前記キャパシタユニットを選択する選択工程と、
    　前記選択工程によって選択された前記キャパシタユニットを前記基板に搭載する搭載工程と、を含む、
    　製造方法。
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