JP2008204988A - キャパシタユニット、およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性の高い低背キャパシタユニット、およびその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】両端面に電極を有する筒形状キャパシタ１１の正極１２に設けた調圧弁１５が上側になるように、かつキャパシタ１１の正極１２に設けた位置決め凸部１４が上ケース２０に設けた嵌合部２１に挿入されるようにキャパシタ１１を水平方向に保持部分１９に保持した後、隣り合うキャパシタ１１の電極間をバスバーにて溶接接合し、最後にバスバーに一体形成されたバスバー端子と回路基板を電気的に接続する構成、および製造方法としたことにより、キャパシタ１１の保持部分への水平方向配置と、バスバーとの応力フリーな溶接接続により、高信頼な低背キャパシタユニットが実現できる。
【選択図】図１

Description

本発明は主に車両の制動エネルギーを電気エネルギーとして回生するシステム等に利用されるキャパシタユニット、およびその製造方法に関するものである。

近年、地球環境保護の観点からハイブリッドシステムやアイドリングストップシステムを搭載した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エネルギーを電気エネルギーとして回生するシステムについて各種の提案がなされてきている。

このような回生システムにおいては、制動エネルギーを一時的に電気エネルギーとして蓄電素子に蓄えるとともにエンジンを停止し、車両の再起動時に、蓄えた前記電気エネルギーでエンジンを始動するシステムである。このシステムには蓄電素子としてバッテリよりも急速充放電特性に優れるキャパシタを用いた方が高速始動できるので、キャパシタ使用回生システムが特に注目されている。

しかし、エンジンの始動を行うほどの電力を蓄えるためには大容量のキャパシタが必要となり、さらに一般のキャパシタ電圧（２．２Ｖ程度）では電圧が低いので、複数のキャパシタを接続して電圧を上げる必要がある。従って、必要となる個々のキャパシタが大型化するとともに、それを複数個用いたキャパシタユニットとして構成しなければならない。この場合、複数の大型キャパシタ（例えば直径３ｃｍ程度で容量が１０００Ｆ程度）を内蔵したキャパシタユニットは外寸も大きくなってしまうため、これを車両に搭載するには例えば床下などのデッドスペースに配置する構成となる。

これを実現するためにはキャパシタユニットを低背化する必要があるので、複数のキャパシタを水平方向に配置する構成が考えられる。このように配置した例が特許文献１に記載されている。これは停電時のバックアップ電源の例であるが、図９に示すようにバッテリ１を正極、負極が隣同士で互いに異なるように配置し、両極間を導電材２（バスバー）で順次接続することにより、複数のバッテリ（図９では７個）を直列に接続している。これを複数段（図９では４段）接続するとともに、各段の間には絶縁シート３を設けている。このようにして電池パック４が形成されている。以上の構成により、高電圧出力のバックアップ電源を薄型化（低背化）している。
特開２００３−３０９９３５号公報

このようなバックアップ電源は、例えば主に屋内で使用される情報処理装置用ラックの下部等の隙間に配置するバックアップ電源用としては確かに低背化が可能となり、情報処理装置とバックアップ電源の一体化に伴う全体の小型化に寄与できる。

しかし、このような構成のバックアップ電源を車両に搭載する場合を考えると、特に車両振動に対する信頼性が不十分であると想定される。すなわち、各バッテリ１は導電材２によって接続されているのみであり、さらに各段の間には絶縁シート３が設けられているだけであるので、振動に対してバッテリ１を拘束固定する構造にはなっていない。従って、車両振動により質量の重いバッテリ１が動くことで導電材２に応力が集中し、導電材２やバッテリ１の電極が破損に至る可能性があった。これはバッテリ１をキャパシタに変更しても同様に破損する可能性が想定される。

従って、従来の低背バックアップ電源の構成では車両用として信頼性が不十分であるという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、信頼性の高い低背キャパシタユニット、およびその製造方法を提供することを目的とする。

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、およびその製造方法は、まず両端面に電極を有する筒形状キャパシタの一方の電極に設けた調圧弁が上側になるように、かつ前記キャパシタの一方の前記電極に設けた位置決め凸部がケースに設けた嵌合部に挿入されるように前記キャパシタを水平方向に前記ケースの保持部分に保持した後、隣り合う前記キャパシタの前記電極間をバスバーにて溶接接合し、最後に前記バスバーに一体形成されたバスバー端子と回路基板を電気的に接続する構成、および製造方法としたものである。

これにより、水平方向に配置したキャパシタの保持部分への固定が完了した後、キャパシタとバスバーの接続を行うので、バスバー接続時にキャパシタの電極に応力が加わることがなくなる。さらに、キャパシタ自身が保持部分に固定されるとともに、溶接により強固に接続されるので、車両振動が加わってもキャパシタが動くことがなくなり、バスバーへの応力が回避できる。その結果、前記目的を達成することができる。

本発明のキャパシタユニット、およびその製造方法によれば、キャパシタの水平方向配置で低背化が可能となる上、キャパシタの保持部分への固定、およびバスバーとの応力フリーな溶接接続により、振動による応力集中が低減され高信頼性も同時に得ることが可能となる。

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。

（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製造方法のバスバー接続を示す斜視図である。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製造方法の回路基板取り付けを示す斜視図である。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製造方法のフレキシブルケーブルを使用した場合の回路基板取り付けを示す斜視図である。

なお、本実施の形態１のキャパシタユニットにおいては車両の回生システム用を例に説明する。

図１において、複数のキャパシタ１１は直径３ｃｍの円筒形状の電気二重層コンデンサであり、その両端面には電極が設けられている。電極はいずれか一端面が正極１２、他端面が負極１３になるように構成されている。本実施の形態１では、正極１２に位置決め凸部１４、調圧弁１５、および正極１２の一部を円筒形状から突出させた突出部１６を設ける構成とした。この内、位置決め凸部１４と突出部１６は正極１２と一体で形成されている。また、正極１２はキャパシタ１１の内部密封のために図示しない絶縁部分を介して、かしめる構造としている。従って、正極１２は円筒形状の端面より一段奥（深さを図１に示すｄとする）に配される構成となる。これに対し、突出部１６は後述するバスバーとの溶接のためにｄよりも大きい厚みとしている。また、正極１２、および負極１３にはキャパシタ１１内部の電極（図示せず）と電気的に接続するための電極溶接部１７が３ヶ所づつ形成されている。

位置決め凸部１４はキャパシタ１１が円筒形状であるため、後述するバスバーとの電極溶接位置がずれないようにするもので、キャパシタ１１を保持するケース（後述）に設けた嵌合部（後述）に挿入されることでキャパシタ１１の位置決めが確定する構成としている。従って、その高さはｄよりも大きく、また位置はキャパシタ１１を水平方向に配した時に上側になるように形成している。

調圧弁１５はキャパシタ１１の内部に充填されている電解液が外部温度の変化などにより気化した際に、キャパシタ１１の内圧が上昇するのを防ぐために設けられている。調圧弁１５の外表面には気化した電解液を放出するための穴１５ａが２ヶ所に設けられている。従って、調圧弁１５もキャパシタ１１を水平方向に配した時に上側になるように形成している。これにより、調圧弁１５が電解液で詰まって気化した電解液が放出されなくなる可能性を低減でき、高信頼性が得られる。なお、本実施の形態１では位置決め凸部１４の真下に調圧弁１５が配されるように構成している。また、調圧弁１５を取り付ける前にはキャパシタ１１への電解液の注入口として使用され、注入後に調圧弁１５が取り付けられる構成としてある。従って、調圧弁１５を正極１２と一体で形成することはできず、正極１２に対し、かしめて取り付ける構造とした。

なお、本実施の形態１では位置決め凸部１４と調圧弁１５を両方とも正極１２上に設けたが、これらは、それぞれキャパシタ１１のいずれか一方の電極上であればよい。また、これらを同じ電極上に設けなくてもよい。

このような複数のキャパシタ１１（本実施の形態では６個とした）は、水平方向に、かつ隣り合うキャパシタ１１の正極１２と負極１３が交互に配置されるように樹脂製の下ケース１８に一体形成された保持部分１９、および下ケース１８と同様の構成の上ケース２０の保持部分１９で挟持されることにより強固に固定される。この際、上ケース２０は各キャパシタ１１に設けた調圧弁１５を露出させる形状にしてあるので、気化した電解液の放出を妨げることがなくなる。また、各キャパシタ１１に設けた位置決め凸部１４を上ケース２０に一体形成された嵌合部２１に挿入することで、各キャパシタ１１の電極の方向が全て揃うような構成とした。

下ケース１８、および上ケース２０の各保持部分１９には弾性部分２３がそれぞれ一体形成されている。弾性部分２３は図１に示すように上ケース２０の保持部分１９においてＵ字形状に切り欠いた構造をしており、Ｕ字形状の先端は保持部分１９側（図１では下側）に撓んだ状態で形成されている。弾性部分２３はキャパシタ１１の１個あたり２ヶ所に設けている。さらに、図１には示されていないが、下ケース１８にも同様の弾性部分２３が構成されている。この場合はＵ字形状の先端は上側に撓んだ状態で形成される。従って、キャパシタ１１を下ケース１８と上ケース２０で当接、挟持することで、上下の弾性部分２３がキャパシタ１１を押さえ込み、強固に固定できる。なお、弾性部分２３は下ケース１８、または上ケース２０のいずれか一方にのみ設けてもよい。

ここで、下ケース１８には爪部２４が、上ケース２０には係止部２５を有する弾性突起２６がそれぞれ一体形成されている。従って、下ケース１８に上ケース２０をはめ込む際に弾性突起２６が爪部２４に当接し、爪部２４のテーパー形状に従って弾性突起２６が外側に広がり、やがて係止部２５が爪部２４と嵌合することで両者が固定される構造となっている。なお、爪部２４と弾性突起２６は本実施の形態１においては図１の手前と奥の２ヶ所に設けたが、これは２ヶ所より多くてもよいし、下ケース１８と上ケース２０の開口部（後述）以外の側面に設けてもよい。

さらに、上ケース２０には後述するバスバーの端部に電力ケーブル（後述）を接続するためのインサートナット２７が埋め込まれている。また、後述する回路基板を固定するためのボス２８も上ケース２０と一体形成されている。

次に、図１に示した構成部品の組み立て方法について説明する。

まず、キャパシタ１１を下ケース１８の保持部分１９に並べる。これによりキャパシタ１１は水平方向に並ぶことになるので低背化が可能となる。この際、図１に示したように正極１２と負極１３が交互になるように、同時に位置決め凸部１４が上側になるように並べておく。

次に、上ケース２０を下ケース１８に被せる。この際、全ての位置決め凸部１４が嵌合部２１に挿入されるように各キャパシタ１１を回しながら被せていく。それにより、前記したように弾性突起２６の係止部２５が爪部２４と嵌合し両者が固定された際に各キャパシタ１１の電極の方向が揃う。

なお、図１において位置決め凸部１４を電極の下部に設けるとともに、それと対応する位置に下ケース１８へ嵌合部２１を設けてもよい。この場合は下ケース１８の保持部分１９にキャパシタ１１を並べた段階で電極の方向が揃うので、より製造しやすくなる。

ここで、保持部分１９の内径はキャパシタ１１の外径よりも僅かに大きくなるように形成しているが、弾性部分２３はキャパシタ１１に向かって撓んでいるので、上ケース２０と下ケース１８を嵌合させることによりキャパシタ１１は弾性部分２３に当接し、その弾性により強固に固定される。このような構成とすることで、キャパシタ１１や保持部分１９の公差を吸収できるので、キャパシタ１１を確実に固定できる。

ここまで組み立てた状態を図２に示す。各キャパシタ１１は上下の弾性部分２３の反力により強固に挟持されている。また、キャパシタ１１の電極側（図１では左右面側）にはバスバー３０がはめ込まれる窓が開口した状態となる。この開口部３０ａにバスバー３０をはめ込むことでキャパシタ１１の電気的、機械的接続がなされる。

バスバー３０は表面にメッキ等の防錆処理を施した銅製で、位置決め凸部１４、および調圧弁１５を露出させ、それら以外は開口部３０ａを覆う形状にプレス成型されている。ここで、正極１２や負極１３と溶接接合される部分と、後述する回路基板に接続されるバスバー端子３１を除く部分には屈曲部分３２を２ヶ所に設けている。これにより、屈曲部分３２でバスバー３０に印加される溶接時や車両振動時等の外部応力を吸収できるので、バスバー３０の破損可能性が低減でき、信頼性が高まる。なお、バスバー端子３１と屈曲部分３２はバスバー３０と一体形成されている。

次に、バスバー３０の取り付け方法について説明する。

まず、バスバー３０は図２の矢印に示すように開口部３０ａにはめ込まれる。次に、バスバー３０上に×で示した部分をレーザー溶接する。これにより、電極とバスバー３０の接続部分の抵抗を下げることができるので、大電流が流れても接続部分での発熱を抑制でき、キャパシタ１１の熱劣化が低減される。従って、高信頼性が得られる。

溶接部分はちょうど正極１２に設けた突出部１６と、負極１３の電極溶接部１７以外の部分である。これにより、隣り合うキャパシタ１１の電極が電気的、機械的に接続されたことになる。この際、キャパシタ１１はすでに下ケース１８と上ケース２０により位置決めされた上、強固に固定されているので、キャパシタ１１の電極に応力負担をかけずに、かつ正確にレーザー溶接が可能となり、信頼性が向上する。また、この時同時にバスバー端子３１は上ケース２０に一体形成されたバスバー端子溝３３に挿入固定されるので、バスバー端子３１の位置も決定する。なお、レーザー溶接は図１では電極１ヶ所あたり５点のスポット状溶接で示しているが、車両の設置場所における振動条件が過酷である等の要因により、溶接部分の信頼性がさらに必要な場合は線状に連続溶接してもよい。

以上の工程を各開口部３０ａに対して順次施すことにより、全キャパシタ１１が電気的、機械的に接続される。なお、本実施の形態１では、全キャパシタ１１を直列に接続しているが、これはキャパシタ１１の方向を変えたり、複数のキャパシタ１１の電極を１つのバスバー３０で接続することにより、並列や直並列に接続してもよい。

ここまで組み立てたものを図３に示す。各開口部３０ａにはバスバー３０がそれぞれ固定されている。なお、図３で左手前側のバスバー３０は６個直列のキャパシタ１１の最端部になるので、外部への電力ケーブル３４を接続するために下ケース１８、および上ケース２０に沿って直角に曲げた形状としている。なお、電力ケーブル３４はバスバー３０とともにネジ３５によりインサートナット２７に締めこまれることによって電気的に接続される。

上ケース２０の上部には回路基板３６が配置される。回路基板３６は本実施の形態１では各キャパシタ１１の電圧バランスを制御する回路が形成されているが、その回路部品の描画は省略する。回路基板３６のバスバー端子３１とボス２８に対応する位置にはそれぞれ端子穴３７、ネジ穴３８が設けられている。従って、端子穴３７をバスバー端子３１に挿入することにより、回路基板３６が上ケース２０の上部に配置される。この時、バスバー３０に応力がかからないように、端子穴３７の大きさはバスバー端子３１より大きくしてある。従って、端子穴３７にバスバー端子３１を挿入するだけでは回路基板３６がぐらつき、位置が確定しない。そこで、まずボス２８とネジ穴３８の位置を合致させてネジ３５で回路基板３６を固定している。その後、バスバー端子３１を回路基板３６にハンダ付けすることにより、バスバー３０に応力をかけずに回路基板３６と電気的接続ができ、高信頼性が得られる。さらに、バスバー端子３１はバスバー３０からクランク状に曲げ加工された先端に形成されているので、バスバー端子３１にかかる応力はクランク部分で吸収され、応力の影響がバスバー３０に直接伝達しないように構成している。このような観点からも、高信頼性が得られる。

なお、回路基板３６は上ケース２０の上部に配置されるので、万一調圧弁１５から気化した電解液が放出されても回路基板３６に直接接触することがなくなる。従って、回路基板３６の腐食可能性が低減され、信頼性が高まる。

以上の構成のキャパシタユニットの製造方法をまとめると、以下の順序となる。

１）調圧弁１５が上側になるように、かつ位置決め凸部１４が嵌合部２１に挿入されるようにキャパシタ１１を保持部分１９に保持し、下ケース１８と上ケース２０で挟持する。

２）開口部３０ａに位置し、隣り合うキャパシタ１１の電極間にバスバー３０を溶接接合する。

３）バスバー３０に一体形成されたバスバー端子３１と回路基板３６を電気的に接続する。

このように、キャパシタ１１を固定した後、バスバー３０を溶接接合したり、バスバー３０に応力がかからないようにバスバー端子３１を介して回路基板３６と接続することにより、キャパシタ１１の電極への応力の影響を低減でき、高信頼性が得られる製造方法としている。

ここで、本実施の形態１における回路基板３６の電圧バランス制御回路は全て面実装部品で構成することができる。しかし、キャパシタ１１は大容量とするために大型品を用いる。従って、図３の回路基板３６の構成では極めて大きな基板寸法となるにもかかわらず、実装される回路部品の占める面積は極めて小さくなってしまう。ゆえに、回路基板３６の未使用部分が広く無駄が多い上に、車両振動が大きく伝達される場所にキャパシタユニットを設置する場合には回路基板３６が大面積ほど共振する可能性が高まる。

そこで、このような場合には図４に示すように、回路基板３６を上ケース２０より小さい必要最低限の形状とし、上ケース２０の上部に設けたボス２８にネジ３５を締めこむことで固定しておく。各バスバー端子３１と回路基板３６はフレキシブルケーブル３９により接続する。このように構成することにより、回路基板３６の無駄がなくなる上、車両振動による共振可能性が低減でき、さらに信頼性が高まる。また、フレキシブルケーブル３９は柔軟性があるため、バスバー端子３１とハンダ付けしても図３の構成に比べほとんどバスバー３０への応力の影響がなく、この観点からも信頼性が高まる。

なお、バスバー３０と回路基板３６の接続はフレキシブルケーブル３９に限定されるものではなく、一般的なケーブルや、それを複数本接合したフラットケーブル等を用いてもよい。

以上の構成、および製造方法により、キャパシタ１１が水平方向に配されるとともに、バスバー３０に応力をかけずに製造でき、さらにキャパシタ１１が下ケース１８および上ケース２０により強固に挟持され、かつバスバー３０が溶接によりキャパシタ１１の電極に強固に固定されるので、高信頼性を有する低背キャパシタユニットが得られた。

なお、本実施の形態１ではキャパシタ１１を６個使用しているが、これはキャパシタユニットに要求される電力仕様に応じて必要な数量を搭載すればよい。さらに、複数のキャパシタユニット同士を接続する構成としてもよい。

（実施の形態２）
図５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製造方法のバスバー接続を示す斜視図である。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製造方法の回路基板取り付けを示す斜視図である。図８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製造方法のフレキシブルケーブルを使用した場合の回路基板取り付けを示す斜視図である。

なお、本実施の形態２のキャパシタユニットにおいても実施の形態１と同様に車両の回生システム用を例に説明する。また、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、詳細な説明を省略する。

すなわち、実施の形態１との相違点は以下の通りである。

１）保持部分１９がキャパシタ１１の両電極側にのみ設けられ、キャパシタ１１の中央部分が露出するようにした。

２）これにより、ケースは右ケース４０と左ケース４１に２分割した。

３）キャパシタ１１の中央部分が露出するように構成したため、右ケース４０と左ケース４１は直接機械的に接続できず、露出部分に配したメネジ棒４２を介して右ケース４０、および左ケース４１からネジ３５で接続するようにした。

４）これに伴い、爪部２４、および弾性突起２６を廃した。

５）メネジ棒４２にネジ３５を締めこむ構成としたため、右ケース４０、および左ケース４１に設けたネジ穴３８、および保持部分１９と干渉しない位置（具体的には図５における左ケース４１の下部）にインサートナット２７を移動した。

６）保持部分１９がキャパシタ１１の両電極側にのみ設けられるため、保持部分１９に設けた弾性部分２３の形状を変更した。

７）これに伴い、キャパシタ１１の位置決めを行うためのリブ４３を保持部分１９に設けた。

以上の相違点を中心に、まず本実施の形態２のキャパシタユニットの構造について説明する。

図５に示すように、キャパシタ１１を固定するケースは右ケース４０と左ケース４１に分けられている。キャパシタ１１の固定は、右ケース４０と左ケース４１に設けた円筒状の保持部分１９に差し込むことで行っている。

ここで、保持部分１９の詳細について説明する。保持部分１９は実施の形態１と同様にキャパシタ１１を強固に固定するために弾性部分２３が設けられているが、その形状は保持部分１９の途中まで切り欠き部分４４を４ヶ所（図５において保持部分１９の上側２ヶ所、下側２ヶ所）に設ける構造とした。従って、弾性部分２３は上下それぞれ２ヶ所の切り欠き部分４４の間に位置することになる。なお、切り欠き部分４４は特に４ヶ所に限定されるものではない。

保持部分１９の内径はキャパシタ１１の外径よりも僅かに大きくなるように形成されているが、弾性部分２３の先端部分は厚くなるように構成している。この先端部分と２ヶ所の切り欠き部分４４により弾性を持たせている。さらに、図５における保持部分１９の左右壁面には、それぞれ少なくとも１ヶ所で保持部分１９の長さ方向にリブ４３を設けている。従って、キャパシタ１１を図５の矢印方向から保持部分１９に挿入すると、キャパシタ１１は弾性部分２３を広げながらリブ４３に当接しつつ保持部分１９に対し平行に導かれる。よって、キャパシタ１１はリブ４３で位置決めされつつ弾性部分２３に当接し、その弾性により強固に固定される。このような構成とすることで、キャパシタ１１や保持部分１９の公差を吸収できるので、キャパシタ１１を確実に固定できる。ここで、キャパシタ１１を保持部分１９に挿入する際にはキャパシタ１１の位置を揃えるため、実施の形態１と同様に位置決め凸部１４が嵌合部２１に挿入されるようにキャパシタ１１の方向を回転させながら保持部分１９に挿入する。

このような構成とすることでキャパシタ１１の中央部分が露出するので、例えばキャパシタユニットに通風できるように配置すると、特に車両制動による充電時やエンジン始動による放電時に大電流が流れた時のキャパシタ１１の昇温が抑制される。その結果、キャパシタ１１の寿命を延ばすことができ、高信頼性が得られる。

次に、本実施の形態２のキャパシタユニットの組み立て方法について説明する。

キャパシタ１１は電極の極性が互いに異なる方向に揃えた状態で右ケース４０、および左ケース４１の各保持部分１９に挿入する。これにより、キャパシタ１１が右ケース４０、および左ケース４１に強固に固定される。

次に、右ケース４０、および左ケース４１に設けた４ヶ所のネジ穴３８に対応する位置に４本のメネジ棒４２を配置する（図５では内２本を図示している）。なお、メネジ棒４２は円筒の内側全体にネジ３５と合致するメネジを切った構造である。従って、メネジ棒４２を配置した後、右ケース４０、および左ケース４１の両側のネジ穴３８からネジ３５をそれぞれメネジ棒４２に締めこむことで、右ケース４０、および左ケース４１がメネジ棒４２を介して機械的に強固に固定される。その結果、キャパシタ１１は両端を右ケース４０、および左ケース４１の保持部分１９で固定されることになる。

ここまで組み立てた状態を図６に示す。各キャパシタ１１の電極は右ケース４０、および左ケース４１に一体形成で設けた開口部３０ａに配置される。次に、各開口部３０ａにバスバー３０をはめ込み、電極と溶接接合することで、電気的、機械的に接続する。バスバー３０の形状や、溶接工程は実施の形態１と同様である。

バスバー３０を接続した状態を図７に示す。次に、キャパシタユニット両端のキャパシタ１１に接続したバスバー３０に電力ケーブル３４をネジ３５で取り付ける。また、バスバー端子３１に回路基板３６の端子穴３７を挿入し、回路基板３６のネジ穴３８を介してネジ３５をボス２８に締めこむことで回路基板３６を固定した後、各バスバー端子３１を回路基板３６にハンダ付けすることで、電気的に接続する。この詳細は実施の形態１と同様である。

なお、実施の形態１と同様に振動条件が過酷な場所に設置される場合は、図８に示すように回路基板３６を最小化するとともに、回路基板３６とバスバー端子３１の接続をフレキシブルケーブル３９で接続してもよい。これにより、さらなる高信頼性が得られる。

また、以上の説明から明らかなように、本実施の形態２の製造方法は実施の形態１でまとめた１）〜３）の順序と同様である。

以上の構成、および製造方法により、キャパシタ１１が水平方向に配されるとともに、バスバー３０に応力をかけずに製造でき、さらにキャパシタ１１が右ケース４０および左ケース４１により強固に固定され、かつバスバー３０が溶接によりキャパシタ１１の電極に強固に固定されるので、高信頼性を有する低背キャパシタユニットが得られた。さらに、本実施の形態２の構成とすることで、キャパシタ１１の昇温が抑制されるので寿命が延び、さらなる高信頼性が得られた。

なお、実施の形態１、２ではキャパシタ１１を円筒形状のものとして説明したが、それに限定されるものではなく角柱形状等としてもよい。

また、キャパシタ１１の接続配線種類（直列以外に並列や直並列）、数量、およびキャパシタユニットの複数接続も実施の形態１と同様に要求される電力仕様に応じて決定すればよい。

さらに、実施の形態１、２では車両の回生システムを例に説明したが、これに限定されるものではなく、車両の非常用やアイドリングストップ用の補助電源等に応用してもよい。

本発明にかかるキャパシタユニットは、キャパシタを水平方向に配置したので低背化が可能となる上、キャパシタ電極への応力が加わらない構成、および製造方法としたので信頼性を高めることが可能となり、特に車両の制動エネルギーを電気エネルギーとして回生するシステム等に利用される蓄電装置等として有用である。

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 本発明の実施の形態１におけるキャパシタユニットの製造方法のバスバー接続を示す斜視図 本発明の実施の形態１におけるキャパシタユニットの製造方法の回路基板取り付けを示す斜視図 本発明の実施の形態１におけるキャパシタユニットの製造方法のフレキシブルケーブルを使用した場合の回路基板取り付けを示す斜視図 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 本発明の実施の形態２におけるキャパシタユニットの製造方法のバスバー接続を示す斜視図 本発明の実施の形態２におけるキャパシタユニットの製造方法の回路基板取り付けを示す斜視図 本発明の実施の形態２におけるキャパシタユニットの製造方法のフレキシブルケーブルを使用した場合の回路基板取り付けを示す斜視図 従来のバックアップ電源の斜視図

符号の説明

１１ キャパシタ
１２ 正極
１３ 負極
１４ 位置決め凸部
１５ 調圧弁
１６ 突出部
１８ 下ケース
１９ 保持部分
２０ 上ケース
２１ 嵌合部
２３ 弾性部分
２８ ボス
３０ バスバー
３１ バスバー端子
３２ 屈曲部分
３５ ネジ
３６ 回路基板
３９ フレキシブルケーブル
４０ 右ケース
４１ 左ケース

Claims (9)

1. 筒形状を有し、電極が前記筒形状の両端面に設けられた複数のキャパシタと、
   前記キャパシタの一方の前記電極の一部を前記筒形状から突出させた突出部と、
   前記キャパシタの一方の前記電極に設けた位置決め凸部と、
   前記キャパシタの一方の前記電極に設けた調圧弁と、
   前記キャパシタを直列、並列、または直並列に接続するとともに、前記位置決め凸部、および前記調圧弁を露出させる形状を有するバスバーと、
   前記調圧弁を露出させる形状を有するとともに、前記位置決め凸部との嵌合部、および前記キャパシタを水平方向に保持する保持部分が一体形成されたケースと、
   前記キャパシタの制御回路を有する回路基板とからなり、
   前記調圧弁が上側になるように、かつ前記位置決め凸部が前記嵌合部に挿入されるように前記キャパシタが前記保持部分に保持されるとともに、
   隣り合う前記キャパシタの電極間が前記バスバーにて溶接接合され、
   前記バスバーに一体形成されたバスバー端子と前記回路基板が電気的に接続されて形成されたキャパシタユニット。
2. 保持部分はキャパシタと当接するように配した弾性部分を有する請求項１に記載のキャパシタユニット。
3. 保持部分がキャパシタの両電極側にのみ設けられ、前記キャパシタの中央部分が露出するようにケースを構成した請求項１に記載のキャパシタユニット。
4. 回路基板はケースより小さい形状を有し、バスバーと前記回路基板はケーブルにより接続される請求項１に記載のキャパシタユニット。
5. ケーブルはフレキシブルケーブルである請求項４に記載のキャパシタユニット。
6. バスバーの一部に屈曲部分が設けられた請求項１に記載のキャパシタユニット。
7. 回路基板はケースの上部に配置された請求項１に記載のキャパシタユニット。
8. 回路基板はケースと一体形成されたボスにネジで固定された請求項７に記載のキャパシタユニット。
9. 筒形状を有し、電極が前記筒形状の両端面に設けられた複数のキャパシタと、
   前記キャパシタの一方の前記電極の一部を前記筒形状から突出させた突出部と、
   前記キャパシタの一方の前記電極に設けた位置決め凸部と、
   前記キャパシタの一方の前記電極に設けた調圧弁と、
   前記キャパシタを直列、並列、または直並列に接続するとともに、前記位置決め凸部、および前記調圧弁を露出させる形状を有するバスバーと、
   前記調圧弁を露出させる形状を有するとともに、前記位置決め凸部との嵌合部、および前記キャパシタを水平方向に保持する保持部分が一体形成されたケースと、
   前記キャパシタの制御回路を有する回路基板とからなり、
   前記調圧弁が上側になるように、かつ前記位置決め凸部が前記嵌合部に挿入されるように前記キャパシタを前記保持部分に保持した後、
   隣り合う前記キャパシタの前記電極間を前記バスバーにて溶接接合し、
   前記バスバーに一体形成されたバスバー端子と前記回路基板を電気的に接続するキャパシタユニットの製造方法。

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