(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のキャパシタからなるキャパシタ・ユニットと、
前記キャパシタ・ユニットを収納する剛性を有する箱形のケースと、
前記キャパシタ・ユニットの制御回路を備えた制御基板とを備えたキャパシタ・モジュールであって、
前記ケースは、底壁部と、前記底壁部と対向する上壁部と、前記底壁部と前記上壁部との間に位置する４つの側壁部とからなり、
前記４つの側壁部のうち対向する一対の側壁部にはそれぞれフランジ部が設けられており、
前記上壁部の前記一対の側壁部に対応する一対の辺の一方の辺には、前記一対の側壁部の一方の側壁部の前記フランジ部を係止する係止部が一体に設けられており、
前記上壁部の前記一対の側壁部に対応する一対の辺の他方の辺は、前記一対の側壁部の他方の側壁部の前記フランジ部に固定手段を介して固定されており、
前記一対の側壁部の１つの側壁部の外壁面上に前記制御基板が固定されており、
前記制御基板上には、前記複数のキャパシタの状態を表示する表示ランプが実装されており、
前記表示ランプの光が透過する部分を有するカバー部材によって、前記制御基板が覆われていることを特徴とするキャパシタ・モジュール。
【請求項２】
複数のキャパシタからなるキャパシタ・ユニットと、
前記キャパシタ・ユニットを収納する剛性を有する箱形のケースと、
前記キャパシタ・ユニットの制御回路を備えた制御基板とを備えたキャパシタ・モジュールであって、
前記ケースは、底壁部と、前記底壁部と対向する上壁部と、前記底壁部と前記上壁部との間に位置する４つの側壁部とからなり、
一つの前記側壁部の外壁面上に前記制御基板が固定されており、
前記制御基板上には、前記複数のキャパシタの状態を表示する表示ランプが実装されており、
前記表示ランプの光が透過する部分を有するカバー部材によって、前記制御基板が覆われていることを特徴とするキャパシタ・モジュール。
【請求項３】
前記カバー部材は、透明な絶縁樹脂板である請求項１または２に記載のキャパシタ・モジュール。
【請求項４】
前記４つの側壁部のうち対向する一対の側壁部にはそれぞれフランジ部が設けられており、
前記上壁部の前記一対の側壁部に対応する一対の辺の一方の辺には、前記一対の側壁部の一方の側壁部の前記フランジ部を係止する係止部が一体に設けられており、
前記上壁部の前記一対の側壁部に対応する一対の辺の他方の辺は、前記一対の側壁部の他方の側壁部の前記フランジ部に固定手段を介して固定されていることを特徴とする請求項２に記載のキャパシタ・モジュール。
【請求項５】
前記制御基板は、前記一対の側壁部の１つの側壁部の外壁面上に固定されていることを特徴とする請求項４に記載のキャパシタ・モジュール。
【請求項６】
前記上壁部の下方には、前記フランジ部上に載置される一対の縁部を有する１以上のパッキングが配置されており、
前記パッキングの前記一対の縁部の一方の縁部は、前記一方の側壁部の前記フランジ部と共に前記係止部に係止されており、
前記パッキングの前記一対の縁部の他方の縁部は、前記他方の側壁部の前記フランジ部と共に前記固定手段を介して固定されている請求項５に記載のキャパシタ・モジュール。
【請求項７】
前記一つの側壁部からは、前記複数のキャパシタ・ユニットに接続されたパワーケーブルが外部に引き出されている請求項２に記載のキャパシタ・モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャパシタ・モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１０−２３９８２９号公報には、複数の電気二重層キャパシタからなるキャパシタ・ユニットと、キャパシタ・ユニットを収納する剛性を有する箱形のケースとを備えたキャパシタ・モジュールの一例が示されている。複数のキャパシタの電圧調整回路を含む制御回路は、ケースの内部に配置されている。そしてインジケータはケースの外部に一部が露出するように設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２３９８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のキャパシタ・モジュールでは、特別にインジケータをケースに設置している。しかしながら、リチウムイオンキャパシタ等の容量の大きなキャパシタをできるだけ多くケースの内部に収納して、しかもケースの形状を小さくすることが求められている。
【０００５】
本発明の目的は、ケース内にできるだけ多くのキャパシタを収納することができるキャパシタ・モジュールを提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、キャパシタ・モジュールの状況確認が簡単にできるキャパシタ・モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明が改良の対象とするキャパシタ・モジュールは、リチウムイオンキャパシタ等の複数のキャパシタからなるキャパシタ・ユニットと、キャパシタ・ユニットを収納する剛性を有する箱形のケースと、キャパシタ・ユニットの制御回路を備えた制御基板とを備えている。本発明では、ケースを、底壁部と、底壁部と対向する上壁部と、底壁部と上壁部との間に位置する４つの側壁部とから構成する。そして、一つの側壁部の外壁面上に制御基板を固定する。
【０００８】
本発明のように、一つの側壁部の外壁面上に制御基板を固定すると、ケースの内部に収納できるキャパシタの本数を従来よりも多くすることができる。したがってエネルギー密度の高いキャパシタ・モジュールを提供できる。
【０００９】
制御基板上には、複数のキャパシタの状態を表示する表示ランプが実装することが好ましい。そして表示ランプの光が透過する部分を有するカバー部材によって、制御基板を覆うのが好ましい。このようにすれば、専用のインジケータを設けることなく、キャパシタ・ユニットの電気的な状態を表示ランプの点灯状態を見ることにより確認することができる。また制御基板は、カバー部材で覆われているため、安全性は確保される。
【００１０】
カバー部材としては、透明な絶縁樹脂板を用いることができる。透明な絶縁樹脂板を用いると。制御基板の表面全体を視認することができるので、表示ランプの設置位置の設計が容易になる。
【００１１】
４つの側壁部のうち対向する一対の側壁部にそれぞれフランジ部を設けることができる。この場合、上壁部の一対の側壁部に対応する一対の辺の一方の辺には、一対の側壁部の一方の側壁部のフランジ部を係止する係止部が一体に設ける。また、上壁部の一対の側壁部に対応する一対の辺の他方の辺には、一対の側壁部の他方の側壁部のフランジ部に固定手段を介して固定する。
【００１２】
このようにすれば、上壁部の一方の辺を一方の側壁部のフランジ部に係止し、上壁部の他方の辺を他方の側壁部のフランジ部に固定手段を介して固定するだけで、上壁部を容易に側壁部に取り付けることができる。
【００１３】
この場合、制御基板は、一対の側壁部の１つの側壁部の外壁面上に固定するのが好ましい。このようにすれば、一方の側壁部のフランジ部により、制御基板の上方が保護される。
【００１４】
上壁部の下方には、フランジ部上に載置される一対の縁部を有する１以上のパッキングを配置することができる。この場合、パッキングの一対の縁部の一方の縁部は、一方の側壁部のフランジ部と共に係止部に係止する。また、パッキングの一対の縁部の他方の縁部は、他方の側壁部のフランジ部と共に固定手段を介して固定する。このようにすれば、パッキングにより、ケース内への液体の浸入を防止できる。
【００１５】
一つの側壁部から、複数のキャパシタ・ユニットに接続されたパワーケーブルを外部に引き出すのが好ましい。このようにすれば、設置及び点検の際にキャパシタ・モジュールの一つの側面だけを、外部からアクセス可能な状況に置けばよく、複数のキャパシタ・モジュールを設置する場合の設置スペースを小さなものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態のキャパシタ・モジュールの斜視図である。
【図２】図１に示すキャパシタ・モジュールを側壁部を取り除いた状態で示す平面図である。
【図３】図１に示すキャパシタ・モジュールの正面図である。
【図４】図２の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明のキャパシタ・モジュールの実施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施の形態のキャパシタ・モジュール１の斜視図であり、図２は、後述する側壁部２１Ｂを取り除いた状態を示すキャパシタ・モジュール１の平面図であり、図３は、後述する側壁部１９Ｂ側から見たキャパシタ・モジュール１の正面図である。図２に示すように、本実施の形態のキャパシタ・モジュール１は、４０本のリチウムイオンキャパシタ９をバスバで電気的に接続してなるキャパシタ・ユニット２をケース５内に収納している。リチウムイオンキャパシタ９の電圧を制御するための制御回路は、後述する第１〜第３の制御基板７Ａ〜７Ｃに分散して配置されている。リチウムイオンキャパシタ９は、円柱形の細長い形状を有しており、中心線が水平になるようにケース５内に並んで配置されている。ケース５内の底部には、リチウムイオンキャパシタ９が載置されるゴムシート８が配置されている。
【００１８】
ケース５は、表面に防蝕塗料が塗布された金属板を箱形に成形した構造を有している。具体的に、ケース５は、一面が開口したケース本体１１と、ケース本体１１の上方に配置される上壁部１３と、ケース本体１１と上壁部１３との間に配置されるパッキング１５とから構成されている。ケース本体１１は、底壁部１７と、底壁部１７と上壁部１３との間に位置する４つの側壁部１９Ａ，１９Ｂ，２１Ａ，２１Ｂとから構成されている。４つの側壁部１９Ａ，１９Ｂ，２１Ａ，２１Ｂは、対向する一対の側壁部１９Ａ，１９Ｂと、一対の側壁部１９Ａ，１９Ｂが対向する方向と直交する方向に対向する一対の側壁部２１Ａ，２１Ｂとを含んでいる。一対の側壁部１９Ａ，１９Ｂは、正方形に近い輪郭形状を有しており、一対の側壁部２１Ａ，２１Ｂは、長方形の輪郭形状を有している。一対の側壁部１９Ａ，１９Ｂの上方にはそれぞれフランジ部１９ｄ，１９ｅが設けられている。フランジ部１９ｄ，１９ｅは、いずれも細長い長方形を有しており、一対の側壁部１９Ａ，１９Ｂが延びる方向と直交する水平方向に延びている。
【００１９】
上壁部１３の下方に配置されたパッキング１５は、一対の縁部１５ａ，１５ｂがフランジ部１９ｄ，１９ｅの上に載置されるように一対の側壁部１９Ａ，１９Ｂの上方に配置されている。パッキング１５はゴム等の電気絶縁材料により形成されている。図４に示すように、上壁部１３の一対の側壁部１９Ａ，１９Ｂに対応する一対の辺１３ａ，１３ｂの一方の辺１３ａには、一対の側壁部１９Ａ，１９Ｂの一方の側壁部１９Ａのフランジ部１９ｄと、パッキング１５の一対の縁部１５ａ，１５ｂの一方の縁部１５ａを間に介して係止する係止部２３が一体に設けられている。係止部２３は、断面がコの字形を有しており、対向する板状部２３ａ，２３ｂでフランジ部１９ｄと縁部１５ａとを挟んでいる。
【００２０】
また、図２に示すように、上壁部１３の一対の辺１３ａ，１３ｂの他方の辺１３ｂは、パッキング１５の一対の縁部１５ａ，１５ｂの他方の縁部１５ｂを介して、一対の側壁部１９Ａ，１９Ｂの他方の側壁部１９Ｂのフランジ部１９ｅに固定手段により固定されている。本例では、上壁部１３の他方の辺１３ｂと、パッキング１５の他方の縁部１５ｂと、他方の側壁部１９Ｂのフランジ部１９ｅとに、それぞれ貫通する貫通穴を２つずつ形成してある。各部材の貫通孔は、組み立てられた状態で整合して、一つの貫通孔を構成する。そしてこの２つの貫通穴をそれぞれ貫通する２本のボルト２５と、２本のボルト２５に螺合する２つのナット２７とから固定手段が構成されている。
【００２１】
図１に示すように、他方の側壁部１９Ｂのフランジ部１９ｅ寄りの縁部には、矩形の貫通穴１９ｆが形成されている。そして、貫通穴１９ｆからは、リチウムイオンキャパシタ９に接続されたパワーケーブル２９が外部に引き出されている。本例では、パワーケーブル２９は、コネクタＣに接続されている。
【００２２】
また、図３に示すように、フランジ部１９ｅが設けられた側壁部１９Ｂの外壁面上には、制御回路が実装された３枚の第１〜第３の制御基板７Ａ〜７Ｃが固定されている。３枚の第１〜第３の制御基板７Ａ〜７Ｃは、いずれもキャパシタ・ユニット２中の個々のリチウムイオンキャパシタ９の電圧を監視して、過充電と過放電とが発生しないようにする制御を行う。本実施の形態では、制御回路中に、診断回路が含まれており、キャパシタ・ユニット２に含まれるリチウムイオンキャパシタ９の状態の診断結果が、図示しないＬＥＤ等からなる表示ランプの発光・消灯・点滅により表示される。第１〜第３の制御基板７Ａ〜７Ｃは、同寸法の正方形の板形状を有している。第１及び第２の制御基板７Ａ，７Ｂは、図３の紙面に向かって側壁部１９Ｂの左半部のほぼ全体を覆うように上下方向に並んで配置されている。第３の制御基板７Ｃは、図３の紙面に向かって側壁部１９Ｂの右半部の上下方向中央よりやや上方の位置に配置されている。第１〜第３の制御基板７Ａ〜７Ｃは、３枚の第１〜第３の制御基板７Ａ〜７Ｃが並んだ全体の輪郭と同じ形状の輪郭を有する１枚のカバー部材３３により覆われている。このカバー部材３３は、透明なアクリル板の絶縁樹脂板からなり、第１〜第３の制御基板７Ａ〜７Ｃ上の表示ランプ（表示せず）の光を透過する。第１〜第３の制御基板７Ａ〜７Ｃ及びカバー部材３３は、１２個の螺子３５により側壁部１９Ｂに固定されている。
【００２３】
本実施の形態のキャパシタ・モジュール１は、次のように組み立てる。まず、複数のリチウムイオンキャパシタ９を俵積みしてから所定の配線を行った後、俵積みしたリチウムイオンキャパシタ９を一面が開口したケース本体１１内に配置する。次に、貫通穴１９ｆからパワーケーブル２９を外部に引き出す。そして、一対の縁部１５ａ，１５ｂがフランジ部１９ｄ，１９ｅの上に載置されるように、パッキング１５を一対の側壁部１９Ａ，１９Ｂの上方に配置する。
【００２４】
次に、上壁部１３の係止部２３がフランジ部１９ｄから少し離れた場所に位置するように、上壁部１３をパッキング１５の上に重ねる。そして、上壁部１３をフランジ部１９ｄからフランジ部１９ｅに向かう方向（図２の矢印Ａ）へスライドさせる。これにより係止部２３の対向する板状部２３ａ，２３ｂでフランジ部１９ｄとパッキング１５の一方の縁部１５ａとを挟む。
【００２５】
次に、上壁部１３の他方の辺１３ｂと、パッキング１５の他方の縁部１５ｂと、他方の側壁部１９Ｂのフランジ部１９ｅとにそれぞれを貫通する貫通穴にボルト２５を貫通させ、該ボルト２５の先端をナット２７で螺合して、キャパシタ・モジュール１の組み立てを完了する。
【００２６】
本実施の形態のキャパシタ・モジュール１によれば、フランジ部１９ｅが設けられた側壁部１９Ｂの外壁面上に制御基板７Ａ〜７Ｃを固定するので、ケース５の内部に収納できるリチウムイオンキャパシタ９の本数を従来よりも多くすることができる。したがってエネルギー密度の高いキャパシタ・モジュールを提供できる。また、フランジ部１９ｅにより制御基板７Ａ〜７Ｃの上方が保護される。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明によれば、一つの側壁部の外壁面上に制御基板を固定するので、ケースの内部に収納できるキャパシタの本数を従来よりも多くすることができる。したがってエネルギー密度の高いキャパシタ・モジュールを提供できる。
【符号の説明】
【００２８】
１  キャパシタ・モジュール
２  キャパシタ・ユニット
５  ケース
７Ａ〜７Ｃ  第１〜第３の制御基板
９  リチウムイオンキャパシタ
１３  上壁部
１３ａ，１３ｂ  辺
１５  パッキング
１５ａ，１５ｂ  縁部
１７  底壁部
１９Ａ，１９Ｂ，２１Ａ，２１Ｂ  側壁部
１９ｄ，１９ｅ  フランジ部
２３  係止部
２９  パワーケーブル
３３  カバー部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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