(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極と電解液とをパッケージ内に封止したコンデンサにおいて、前記パッケージを六面体とし、このパッケージに凹部を設け、この凹部に前記コンデンサの電圧信号を出力するための端子、コンデンサの温度信号を出力するための端子、コンデンサをバイパス導体でバイパスさせるためのスイッチ素子、このスイッチ素子のオンオフを切換える制御信号を入力するための端子のうちの少なくとも１つを含む回路基板を取付けたことを特徴とするコンデンサ。
【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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品の配置に関しては、特開昭６２−７３７５１号公報「立体配列回路」が知られている。
上記公報の技術は、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、各パッケージ同士を導電性接着剤で接着した電気回路が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の技術では、例えば、電気回路の中に分岐点が多い場合には、ショート・パッケージＣの個数が多くなり、この分大きなスペースが必要になるという不都合がある。
そこで、本発明の目的は、スペースを有効に利用することのできるコンデンサを提供することにある。
【０００４】
【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、パッケージを六面体とし、このパッケージに凹部を設け、この凹部にコンデンサの電圧信号を出力するための端子、コンデンサの温度信号を出力するための端子、コンデンサをバイパス導体でバイパスさせるためのスイッチ素子、このスイッチ素子のオンオフを切換える制御信号を入力するための端子のうちの少なくとも１つを含む回路基板を取付けた。
【０００５】
パッケージから回路基板が突出せず、また、コンデンサと回路基板との隙間を小さくすることができて、コンデンサを小型にすることができる。
更に、回路基板を取付けてもコンデンサ全体として六面体となり、多数のパッケージを並べた場合にスペースを有効に利用することができる。
【０００６】
【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・モジュールの斜視図であり、コンデンサ・モジュール１０は、六面体形状で内部に図４で説明する電気二重層コンデンサ１６及び熱電対１７を収納したパッケージ１１と、このパッケージ１１の下面に形成した凹部１１ａに取付ける回路基板２０とからなる。
【０００７】
パッケージ１１は、六面体の対向する二面に取付けた正・負極端子１２，１３（正極端子１２は図２参照）と、これらの正・負極端子１２，１３に接続する配線層１４，１５とを備える。
パッケージ１１及び回路基板２０の電気回路については、図４で説明する。
【０００８】
図２は図１の２矢視図であり、パッケージ１１は、凹部１１ａの底面１１ｂに接続端子Ａ，Ｂ，Ｅ，Ｈ，Ｊを備える。
接続端子Ａは、配線層１４に接続し、接続端子Ｂは、配線層１５に接続したものである。
配線層１４，１５表面は、電気絶縁材にてコーティングを施したものである。
接続端子Ａ，Ｂ，Ｅ，Ｈ，Ｊについては、図４で詳述する。
【０００９】
図３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，Ｌ２，Ｋ２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をパッケージ１１（図２参照）の凹部１１ａに取付けたときに、それぞれパッケージ１１の接続端子Ａ，Ｂ，Ｅ，Ｈ，Ｊに接続する。
接続端子Ｇ２，Ｈ２，Ｊ２，Ｌ２，Ｋ２は、回路基板２０表面から突出し、図５で説明する検出ターミナル３に接続する。
【００１０】
図４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、パッケージ１１は、蓄電するための電気二重層コンデンサ１６と、この電気二重層コンデンサ１６の温度を検出するための熱電対１７とを備える。
【００１１】
電気二重層コンデンサ１６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ものである。
熱電対１７は、電気二重層コンデンサ１６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。
【００１２】
パッケージ１１において、接続端子Ａは、配線層１４を介して正極端子１２に接続する。
接続端子Ｂは、電気二重層コンデンサ１６の一方の極板に、接続端子Ｅは電気二重層コンデンサ１６の他方の極板に接続する。
接続端子Ｂは、更に、配線層１５を介して負極端子１３に接続する。
接続端子Ｈ、Ｊは、熱電対１７に接続する。
【００１３】
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、それぞれパッケージ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。
【００１４】
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１６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。
【００１５】
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１７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。
【００１６】
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１６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。
【００１７】
上記したように、図１において、パッケージ１１に凹部１１ａを設け、この凹部１１ａに回路基板２０を取付けたことで、パッケージ１１から回路基板２０が突出せず、また、パッケージ１１と回路基板２０との隙間を小さくすることができる。その結果、コンデンサ・モジュール１０を小型にすることができる。更に、回路基板２０を取付けてもコンデンサ・モジュール１０全体として六面体となり、コンデンサ・モジュール１０を複数並べた場合にスペースを有効に利用することができる。
【００１８】
そして、パッケージ１１の外表面に配線層１４，１５を形成したことで、配線がかさばらず、配線込みのパッケージ１１をコンパクトにすることができる。また、コンデンサ・モジュール１０を立体的に配線することができ、配線の自由度を増すことができる。
【００１９】
以上より、コンデンサ・モジュール１０を小型化できるので、コンデンサ・モジュール１０を複数並べた場合にスペースを有効に利用することができる。また、言い換えると、所定スペース内で、コンデンサ・モジュール１０の体積を大きくすることができ、これにより、電気二重層コンデンサ１６の体積を大きくすることができ、電気二重層コンデンサ１６の静電容量を大きくすることができる。
従って、電気二重層コンデンサ１６に蓄えられる電気量を増やすことが可能となる。
【００２０】
図５（ａ）〜（ｃ）は本発明に係るコンデンサ・モジュールを連結したコンデンサ・アレーの説明図であり、（ａ）はコンデンサ・アレーの側面図、（ｂ）はコンデンサ・モジュールを取外したケースの平面図、（ｃ）はコンデンサ・モジュールの個数を減らしたコンデンサ・アレーの平面図を示す。
【００２１】
（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の当接した正極端子１２、負極端子１３（図２参照）間の導通を促す押圧部材４（（ｂ）参照）と、コンデンサ・モジュール１０…をケース２の下面に押圧する押圧板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とからなる。なお、６ａ，７ａは接続ケーブル取付け用のボルトである。
【００２２】
押圧板５は、それぞれのコンデンサ・モジュール１０を下方に押圧する板ばね５ａ…を備える。
押圧板５の取付けは、ケース２に形成した凹部２ａに押圧板５の一端を挿入し、押圧板５の他端をケース２にボルト５ｂ，５ｂ（奥は省略）で取付ける。
【００２３】
（ｂ）において、ケース２は、底面２ｂに回路基板２０（図３参照）の下面の接続端子Ｇ２，Ｈ２，Ｊ２，Ｌ２，Ｋ２（図３参照）に接続する接続端子Ｇ３，Ｈ３，Ｊ３，Ｌ３，Ｋ３と、これらの接続端子Ｇ３，Ｈ３，Ｊ３，Ｌ３，Ｋ３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。
【００２４】
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、（ａ）に示した板ばね５ａでそれぞれコンデンサ・モジュール１０を押圧することにより確実となる。
【００２５】
以上の構成により、各コンデンサ・モジュール１０の温度を独立して検出するとともに、検出ターミナル３にマルチプレクサ（データセレクタともいう。）を接続することにより、各コンデンサ・モジュール１０の電圧を独立してモニタすることができ、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。
【００２６】
また、回路基板２０のスイッチ素子２１に制御信号を入力することができ、それぞれのコンデンサ・モジュール１０を別々にコンデンサにしたり、ショートバーにしたりすることができる。これによって、例えば、電気自動車等のモータに供給する電力を調整したり、電気二重層コンデンサ１６が不良になった場合にこのコンデンサ１６をバイパスさせたりすることができる。
【００２７】
押圧部材４は、ケース２の側壁２ｃに形成した凹部２ｄに収納した長尺ねじ４ａと、この長尺ねじ４ａに螺合して移動可能なスライド部材４ｂとからなり、スライド部材４ｂに負極端子板７を取付ける。
【００２８】
以上に述べた押圧部材の作用を次に説明する。
ケース２にコンデンサ・モジュール１０を収納してそれぞれのコンデンサ・モジュール１０を連結する場合には、以下の要領で行う。
（１）図５（ｂ）において、長尺ねじ４ａの頭部４ｃに形成した六角穴４ｄに六角レンチＲを挿入し、長尺ねじ４ａを回転させて、スライド部材４ｂを後退（図の右方へ移動）させる。
（２）ケース２にコンデンサ・モジュール１０…を図の左側がそれぞれ正極端子１２となるように収納する。
【００２９】
（３）長尺ねじ４ａの六角穴４ｄに六角レンチＲを挿入し、長尺ねじ４ａを回転させ、スライド部材４ｂを前進（図の左方へ移動）させてコンデンサ・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（図２参照）、コンデンサ・モジュール１０の負極端子１３（図２参照）と別のコンデンサ・モジュール１０の正極端子１２（この接続は２ヵ所で実施）、コンデンサ・モジュール１０の負極端子１３と負極端子板７を当接させる。これで、コンデンサ・モジュール１０…の連結は完了である。
【００３０】
連結させるコンデンサ・モジュール１０の個数を変更する、例えば１個減らす場合には、（ｃ）において、長尺ねじ４ａの六角穴４ｄに六角レンチＲを挿入し、長尺ねじ４ａを回転させ、スライド部材４ｂを（ａ）の状態からコンデンサ・モジュール１０一つ分だけ前進（図の左方へ移動）させて押圧すればよい。
【００３１】
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、取外し及びケース２に収納する個数の変更を容易に行うことができる。
【００３２】
尚、本発明の配線層１４，１５は、パッケージ１１の底面から正・負極端子１２，１３のある対向する２面に形成したが、これに限るものではなく、パッケージ１１の底面から他の面に形成してもよい。
また、熱電対１７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のコンデンサは、パッケージを六面体とし、このパッケージに凹部を設け、この凹部にコンデンサの電圧信号を出力するための端子、コンデンサの温度信号を出力するための端子、コンデンサをバイパス導体でバイパスさせるためのスイッチ素子、このスイッチ素子のオンオフを切換える制御信号を入力するための端子のうちの少なくとも１つを含む回路基板を取付けたので、パッケージから回路基板が突出せず、また、コンデンサと回路基板との隙間を小さくすることができて、コンデンサを小型にすることができる。
更に、回路基板を取付けてもコンデンサ全体として六面体となり、多数のパッケージを並べた場合にスペースを有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るコンデンサ・モジュールの斜視図
【図２】  図１の２矢視図
【図３】  本発明に係る回路基板の説明図
【図４】  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５】  本発明に係るコンデンサ・モジュールを連結したコンデンサ・アレーの説明図
【符号の説明】
１…コンデンサ・アレー、１０…コンデンサ・モジュール、１１…パッケージ、１１ａ…凹部、１１ｂ…底面、１２…正極端子、１３…負極端子、１４，１５…配線層、１６…電気二重層コンデンサ、１７…熱電対、２０…回路基板、２１…スイッチ素子、２２…バイパス導体、Ｇ２，Ｈ２，Ｊ２，Ｌ２，Ｋ２…端子。
【図１】
0003850923.tif 000002
【図２】
0003850923.tif 000003
【図３】
0003850923.tif 000004
【図４】
0003850923.tif 000005
【図５】
0003850923.tif 000006