(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコンデンサを直列又は並列に接続したコンデンサ・アレーにおいて、
このコンデンサ・アレーは、複数のコンデンサ・モジュールと、各々のコンデンサ・モジュールの電圧又は温度を検出するための検出ターミナルと、この検出ターミナルを取付け、且つ前記コンデンサ・モジュールを収納するケースと、ケースに収納したコンデンサ・モジュールを相互に密着させて電気的導通を促す押圧部材とからなり、
前記コンデンサ・モジュールは、六面体形状のモジュール本体と、このモジュール本体の二面に渡って設けた正極端子と、この正極端子と対向する二面に渡って設けた負極端子とを備えることを特徴としたコンデンサ・アレー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンデンサ・アレーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品の配置に関しては、▲１▼特開昭６２−７３７５１号公報「立体配列回路」、▲２▼特開平７−２２５３２号公報「ＩＣキャリア」、▲３▼特開平５−３１５１９０号公報「チップ型電気二重層コンデンサ」が知られている。
【０００３】
上記公報▲１▼の技術は、回路素子を内蔵する正六面体のパッケージを電気的接続を保ちつつ三次元的に配列したものであり、同公報の第３図に示される通り、面を電極端子とした種々のパッケージを立体的に積み上げ、各パッケージ間を導電性接着剤で接着した電気回路が開示されている。
【０００４】
上記公報▲２▼の技術は、ＩＣの角部を規制して位置決め保持させるようにしたものであり、同公報の図６に示される通り、ＩＣ２の一方の角部を規制する可動コーナ定規３と、他方の角部を規制する基準コーナ定規４と、可動コーナ定規３を基準コーナ定規４に向けて押圧するバネ９ａ，９ｂとが開示されている。
【０００５】
上記公報▲３▼の技術は、小型で等価直列抵抗が小さく、プリント基盤への自動搭載が可能で実装安定性が良いチップ型電気二重層コンデンサを提供するものであり、電気二重層コンデンサ素子９と、この素子９間を接続する導電性セパレータ１０と、この導電性セパレータ１０を上下に一体化した素子積層体９ａと、この素子積層体９ａをモールド成形して被覆する絶縁樹脂１とが開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記▲１▼の技術では、各パッケージ同士を導電性接着剤で接着するので、例えば、１つのパッケージが不良となった場合に立体回路全体を交換しなければならず、具合が悪い。
上記▲２▼の技術では、バネ９ａ，９ｂによってＩＣ２を押圧して固定することはできるが、ＩＣの電気的接続はできないという不都合がある。
【０００７】
上記▲３▼の技術では、素子積層体９ａをモールド成形するので、例えば、１つの素子が不良となった場合に電気二重層コンデンサ全体を交換しなければならないという不都合がある。
そこで、本発明の目的は、電気的な接続や交換が容易なコンデンサ素子を有するコンデンサ・アレーを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の請求項１は、コンデンサ・アレーを、複数のコンデンサ・モジュールと、各々のコンデンサ・モジュールの電圧又は温度を検出するための検出ターミナルと、この検出ターミナルを取付け、且つコンデンサ・モジュールを収納するケースと、ケースに収納したコンデンサ・モジュールを相互に密着させて電気的導通を促す押圧部材とから構成し、コンデンサ・モジュールに、六面体形状のモジュール本体と、このモジュール本体の二面に渡って設けた正極端子と、この正極端子と対向する二面に渡って設けた負極端子とを備えた。
【０００９】
押圧部材によって、複数のコンデンサ・モジュールの電気的導通を促すことができ、また、容易にコンデンサ・モジュールを交換することができる。
更に、各々のコンデンサ・モジュールの電圧又は温度を検出ターミナルで検知することができるので、コンデンサ・モジュールの蓄電状態を把握する、又は充電時の過度の温度上昇を防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係るコンデンサ・アレーを構成するコンデンサ・モジュールの上方からの斜視図であり、コンデンサ・モジュール１０は、六面体形状のモジュール本体１１と、このモジュール本体１１の二面に渡って設けた凸状の正極端子１２と、この正極端子１２と対向する二面に渡って設けた凹状の負極端子１４と、モジュール本体１１内に収納した電気二重層コンデンサ１７（図５参照）と、図２で説明する回路基板２０とからなる。
【００１１】
図２は本発明に係るコンデンサ・モジュールの下方からの斜視図であり、コンデンサ・モジュール１０のモジュール本体１１は、下面に回路基板２０を収納するための凹部１６を有する。
【００１２】
図３は図２の３矢視図であり、モジュール本体１１の凹部１６は、この凹部１６の底面１６ａに接続端子Ａ，Ｂ，Ｅ，Ｈ，Ｊを備える。これらの接続端子Ａ，Ｂ，Ｅ，Ｈ，Ｊについては、図５で詳述する。
【００１３】
図４は本発明に係る回路基板の説明図であり、回路基板２０は、上面に接続端子Ａ１，Ｂ１，Ｅ１，Ｈ１，Ｊ１を備え、下面に接続端子Ｇ２，Ｈ２，Ｊ２，Ｋ２，Ｌ２を備える。
接続端子Ａ１，Ｂ１，Ｅ１，Ｈ１，Ｊ１は、回路基板２０表面から突出し、回路基板２０をモジュール本体１１の凹部１６に収納したときに、それぞれモジュール本体１１の接続端子Ａ，Ｂ，Ｅ，Ｈ，Ｊに接続する。
接続端子Ｇ２，Ｈ２，Ｊ２，Ｋ２，Ｌ２は、回路基板２０表面から突出し、図６（ｂ）で説明する検出ターミナル３に接続する。
【００１４】
図５は本発明に係るコンデンサ・モジュール内の電気回路の説明図であり、モジュール本体１１は、蓄電するための電気二重層コンデンサ１７と、この電気自重層コンデンサ１７の温度を検出するための熱電対１８とを備える。
【００１５】
電気二重層コンデンサ１７は、大容量（例えば、数ファラッド）のコンデンサで構成し、図示せぬ外部充電器で充電して所定の電気量（電荷量）を蓄積し、複数個の充電されたコンデンサを接続して電気自動車等のモータを駆動するために必要な電力に対応した電気量を蓄える。
熱電対１８は、電気二重層コンデンサ１７に充電する際に発生する熱による温度上昇を監視するものである。
【００１６】
モジュール本体１１において、接続端子Ａは、正極端子１２に接続する。
接続端子Ｂは、電気二重層コンデンサ１７の一方の極板に、接続端子Ｅは電気二重層コンデンサ１７の他方の極板に接続する。
接続端子Ｂは、更に、負極端子１４に接続する。
接続端子Ｈ、Ｊは、熱電対１８に接続する。
【００１７】
回路基板２０は、スイッチ素子２１と、バイパス導体２２とを備える。
回路基板２０の接続端子Ａ１，Ｂ１，Ｅ１，Ｈ１，Ｊ１は、それぞれモジュール本体１１の接続端子Ａ，Ｂ，Ｅ，Ｈ，Ｊに接続する。
接続端子Ａ１は、スイッチ素子２１の端子Ｐに導通する。
【００１８】
接続端子Ｂ１，Ｅ１は、接続端子Ｌ２，Ｋ２に導通する。これらの接続端子Ｌ２，Ｋ２から電気二重層コンデンサ１７の極板間の電圧を出力する。
接続端子Ｂ１は、更にバイパス導体２２を介してスイッチ素子２１の端子Ｄに導通する。
接続端子Ｅ１は、更にスイッチ素子２１の端子Ｃに導通する。
【００１９】
接続端子Ｈ１，Ｊ１は、接続端子Ｈ２，Ｊ２に導通する。これらの接続端子Ｈ２，Ｊ２から熱電対１８の起電力を出力する。
接続端子Ｇ２は、スイッチ素子２１へ制御信号を入力するための端子である。
【００２０】
スイッチ素子２１は、制御用の端子を有する１回路２接点形式の電子スイッチで構成し、図示せぬ制御手段からの制御信号に基づいてノーマル状態（実線表示）では電気二重層コンデンサ１７側の端子Ｃを接続端子Ａ１に接続して、コンデンサ・モジュール１０をコンデンサとして利用し、ブレーク状態（破線表示）ではバイパス導体２２側の端子Ｄを接続端子Ａ１に接続してコンデンサ・モジュール１０をショートバーとして使用する。
【００２１】
図６（ａ），（ｂ）は本発明に係るコンデンサ・アレーの平面図であり、（ａ）はケースにコンデンサ・モジュールを収納した状態、（ｂ）はコンデンサ・モジュールを外したケースの状態を示す。
（ａ）において、コンデンサ・アレー１は、コンデンサ・モジュール１０…（…は複数個を示す。以下同様。）と、これらのコンデンサ・モジュール１０…を収納する絶縁材製のケース２と、このケース２に設けた検出ターミナル３と、コンデンサ・モジュール１０…を押圧してそれぞれのコンデンサ・モジュール１０の正極端子１２、負極端子１４（図１参照）間の導通を促す押圧部材４及び押圧用板ばね５…と、ケース２に取付けた正極端子板６と、押圧部材４に取付けた負極端子板７と、負極端子１４同士を導通させる導通板８と、負極端子１４同士又は負極端子１４とケース２との間に介する絶縁板９ａ，９ｂとを備える。
正・負極端子板６，７は、図示せぬモータに接続する。なお、６ａ，７ａは接続ケーブル取付け用のボルトである。また、ケース２には便宜上、ハッチングを施した。
【００２２】
押圧部材４は、図の左右方向にコンデンサ・モジュール１０…を押圧し、正極端子板６とコンデンサ・モジュール１０の正極端子１２、コンデンサ・モジュール１０の負極端子１４と他のコンデンサ・モジュール１０の正極端子１２、コンデンサ・モジュール１０の負極端子１４と負極端子板７の当接を強くして、電気的導通を促し、当接部分の電気抵抗を低減させることができる。
【００２３】
また、押圧用板ばね５…は、図の上下方向にコンデンサ・モジュール１０…を押圧し、コンデンサ・モジュール１０の正極端子１２と他のコンデンサ・モジュール１０の正極端子１２、コンデンサ・モジュール１０の負極端子１４と他のコンデンサ・モジュール１０の負極端子１４とを導通板８に強く当接させて、電気的導通を促し、当接部分の接触抵抗を低減させることができる。
絶縁板９ａ，９ｂは、押圧用板ばね５でコンデンサ・モジュール１０を押圧したときに、コンデンサ・モジュール１０の位置決めを行うためのものである。
【００２４】
本発明では、六面体のコンデンサ・モジュール１０の二面に正極端子１２、この二面に対向する二面に負極端子１４を設けたことで、図のように、３つのコンデンサ・モジュール１０…を直列に連結したものを２つ並列に連結することができ、電気的な直列と並列との連結を同時に実施することができる。
【００２５】
（ｂ）において、ケース２の底面２ａは、回路基板２０（図４参照）の下面に設けた接続端子Ｇ２，Ｈ２，Ｊ２，Ｋ２，Ｌ２に接続する接続端子Ｇ３，Ｈ３，Ｊ３，Ｋ３，Ｌ３と、これらの接続端子Ｇ３，Ｈ３，Ｊ３，Ｋ３，Ｌ３から検出ターミナル３に至る配線３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅとを各コンデンサ・モジュール１０毎に備える。
ここで、接続端子Ｇ２，Ｈ２，Ｊ２，Ｋ２，Ｌ２と接続端子Ｇ３，Ｈ３，Ｊ３，Ｋ３，Ｌ３との接続は、図の表側から裏側へそれぞれのコンデンサ・モジュール１０をばね等の押圧手段を用いて押圧することにより行う。
【００２６】
以上の構成により、各コンデンサ・モジュール１０の電圧、温度を検出ターミナル３から検出することができ、各コンデンサ・モジュール１０の蓄電状態を把握したり、充電時の過度の温度上昇を防止することができる。
【００２７】
図７は図６（ａ）の７−７線断面図であり、押圧部材４は、ケース２に形成した貫通孔２ａに頭部４ａを回転可能に取付け、且つフランジ部４ｂを有する送りねじ４ｃと、この送りねじ４ｃに螺合して移動可能なスライド部材４ｄと、このスライド部材４ｄに移動可能に取付けた当て板４ｅと、この当て板４ｅをコンデンサ・モジュール１０側に付勢する皿ばね４ｆとからなる。
当て板４ｅに負極端子６を接着、ろう付け等で取付ける。
なお、４ｇは送りねじ４ｃの頭部４ａに形成したマイナス溝である。
【００２８】
以上に述べた押圧部材の作用を次に説明する。
コンデンサ・モジュール１０をケース２に収納する場合は、送りねじ４ｃのフランジ部４ｂとケース２との間に隙間がある状態で、まず、スライド部材４ｄを手で後退（図の右側に移動）させ、ケース２にフランジ部４ｂを当接させる。
【００２９】
次に、ケース２内にコンデンサ・モジュール１０…を収納する。
この後、送りねじ４ｃのマイナス溝４ｇにマイナスドライバーＭを挿入し、送りねじ４ｃを回転させてスライド部材４ｄを前進（図の左側に移動）させ、コンデンサ・モジュール１０…を押圧する。
【００３０】
以上のように、押圧部材４を設けることにより、ケース２に収納するそれぞれのコンデンサ・モジュール１０の図１に示した正極端子１２、負極端子１４間の電気的導通を容易に促すことができる。また、コンデンサ・モジュール１０の取付け、取外しを容易に行うことができる。
更に、押圧部材４に皿ばね４ｆを設けることにより、押圧時に押圧力が急激に増加せず、コンデンサ・モジュール１０の変形、破損を防止することができる。
【００３１】
図８は本発明に係るコンデンサ・モジュールの接続箇所の説明図であり、コンデンサ・モジュール１０の負極端子１４同士を接続するには、導通板８を負極端子１４間に挟持する。
【００３２】
尚、本発明のコンデンサ・アレー１は、直列と並列との連結を同時に実施したが、連結方法はこれに限るものではなく、例えば、６つのコンデンサ・モジュール１０を直列に連結してもよい。
また、本発明の熱電対１８は、これに限るものではなく、白金線等の測温抵抗体でもよい。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１のコンデンサ・アレーは、複数のコンデンサ・モジュールと、各々のコンデンサ・モジュールの電圧又は温度を検出するための検出ターミナルと、この検出ターミナルを取付け、且つコンデンサ・モジュールを収納するケースと、ケースに収納したコンデンサ・モジュールを相互に密着させて電気的導通を促す押圧部材とからなるので、押圧部材によって、容易に複数のコンデンサ・モジュールの電気的導通を促すことができ、また、容易にコンデンサ・モジュールを交換することができる。
更に、各々のコンデンサ・モジュールの電圧又は温度を検出ターミナルで検知することができるので、コンデンサ・モジュールの蓄電状態を把握する、又は充電時の過度の温度上昇を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコンデンサ・アレーを構成するコンデンサ・モジュールの上方からの斜視図
【図２】本発明に係るコンデンサ・モジュールの下方からの斜視図
【図３】図２の３矢視図
【図４】本発明に係る回路基板の説明図
【図５】本発明に係るコンデンサ・モジュール内の電気回路の説明図
【図６】本発明に係るコンデンサ・アレーの平面図
【図７】図６（ａ）の７−７線断面図
【図８】本発明に係るコンデンサ・モジュールの接続箇所の説明図
【符号の説明】
１…コンデンサ・アレー、２…ケース、３…検出ターミナル、４…押圧部材、５…押圧用板ばね、１０…コンデンサ・モジュール、１１…モジュール本体、１２…正極端子、１４…負極端子、１７…電気二重層コンデンサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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