JP2007250830A - キャパシタユニット - Google Patents

Abstract

【課題】小型低背構成の高信頼キャパシタユニットを提供することを目的とする。
【解決手段】各キャパシタ１の一方の端面に設けられ、極性がそれぞれ同方向になるように先端がキャパシタ１の長さ方向に対し直角になるように曲げられるとともに、回路基板３に設けられたリード線穴に挿入された２本のリード線２と、キャパシタ１の先端側が保持される筒形状の保持部分５、および回路基板３が固定される回路基板固定部分１６を一体で形成したベース部１５と、回路基板３を内包するケース２０とからなり、キャパシタ１の先端側が保持部分５に保持されるとともに、回路基板３が回路基板固定部分１６に固定され、回路基板３と各リード線２が接続された状態で、ベース部１５が回路基板３側からケース２０に挿入されて形成されるものである。
【選択図】図５

Description

本発明はバッテリ等を利用した電子機器の非常用電源に関するものであり、特に、車両の制動を電気的に行う電子ブレーキシステム等に利用されるキャパシタユニットに関するものである。

近年、ハイブリッドカーや電気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についても、従来の機械的な油圧制御から電気的な油圧制御への各種の提案がなされてきている。

一般に車両の油圧制御を電気的に行うためには、電源としてバッテリが用いられるが、その場合バッテリだけでは何らかの原因で電力の供給が断たれると油圧制御ができなくなり、車両の制動が不可能になる可能性がある。

そこで、バッテリとは別に非常用補助電源として大容量キャパシタ等を複数個搭載することにより非常時の対応ができるような提案がなされている。

なお、この出願に関連する先行技術文献としては、例えば特許文献１が知られている。
特開２００５−９３７５８号公報

このようなキャパシタユニットのキャパシタ構成部分の例（分解斜視図）を図７に示す。

複数のキャパシタ１の一方の端面に設けた２本のリード線２は、図７に示したようにクランク状に曲げ加工されている。これにより、リード線２に車両の振動が加わっても吸収するので、断線しにくくなり信頼性が高まる。但し、キャパシタ１はリード線２を曲げ加工する段階ではまだバラバラであるので、リード線２の極性が区別できるように、図７ではわかりにくいが２本のリード線２の長さを互いに違えてある。

こうしてリード線２の曲げ加工準備が完了したキャパシタ１は、極性を間違えないように回路基板３のリード線穴４にそれぞれ挿入される。これにより、キャパシタ１は回路基板３に対して垂直方向に配置されたことになる。なお、回路基板３には図示していないが、キャパシタ１の充放電回路や状態検出回路等のキャパシタ１を電気的に制御する回路部品をあらかじめ実装しておいてもよい。

次に、キャパシタ１を樹脂製の保持部分５に挿入する。この時、図示していないが、保持部分５のキャパシタ挿入穴の内部にはリブ、および弾性部分が設けられているので、これらによりキャパシタ１の胴部を保持固定している。

キャパシタ１を挿入後、回路基板ネジ穴６を介して保持部分５と一体成型したボス７に４本のネジ（図示せず）を締めこむことで、回路基板３を保持部分５に固定する。

ここまででキャパシタ１、および回路基板３が保持部分５に固定されたので、次に極性を区別するため長さを違えた２本のリード線２の余分な部分をすべて切断する。最後に、各キャパシタ１の２本のリード線２を全てハンダ付けすることにより回路基板３に対して電気的に接続する。

このように、キャパシタ１と回路基板３を保持部分５に固定した後でリード線２をハンダ付けしているので、固定前にハンダ付けしてしまうことによる組み立て時のハンダ接続部分への応力がかからなくなるため、信頼性を向上することが可能となる。

このような構成のキャパシタユニットは確かに組み立て時だけでなく使用時の車両振動に対するハンダ部分の信頼性向上等の面からも車両制動用の補助電源として十分使用できる。

しかし、特にキャパシタユニットの仕様としてキャパシタ１の必要数が少ないものについては、キャパシタ１を回路基板３に対して垂直方向に実装する構造を有する以上、キャパシタユニットの高さは変わらない上に、回路基板３の大きさも充放電回路や状態検出回路等の回路部品を実装することにより従来とあまり変わらなくなる。その結果、キャパシタ１が減ってもキャパシタユニットの体積が従来と同等となり、限られた車両内の空間に設置できる場所に制約が生じてしまう。従って、設置自由度を上げるために小型低背化が必要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、小型低背構成と信頼性の確保を両立できるキャパシタユニット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は複数のキャパシタと、前記キャパシタを直列、並列、または直並列に接続する回路基板と、前記各キャパシタの一方の端面に設けられ、極性がそれぞれ同方向になるように先端が前記キャパシタの長さ方向に対し直角になるように曲げられるとともに、前記回路基板に設けられたリード線穴に挿入された２本のリード線と、前記キャパシタの先端側が保持される筒形状の保持部分、および前記回路基板が固定される回路基板固定部分を一体で形成したベース部と、前記回路基板を内包するケースとからなり、前記キャパシタの先端側が前記保持部分に保持されるとともに、前記回路基板が前記回路基板固定部分に固定され、前記回路基板と前記各リード線が接続された状態で、前記ベース部が前記回路基板側から前記ケースに挿入されて形成されるものである。

本構成によってキャパシタのリード線の先端を一方向に揃えて直角方向に曲げることで、回路基板に対し水平方向に実装できる上、リード線の接続をキャパシタの保持部分への挿入、および回路基板の固定後に行うことができるので、従来同様、リード線に応力がかからない状態で接続している。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によれば、回路基板に対するキャパシタの水平方向実装で小型低背構成が可能となる上、応力がかからずにリード線接続が可能となるので高信頼性も同時に得られる。

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）
図１は本発明の実施の形態におけるキャパシタユニットの回路基板の一部分解斜視図である。図２は本発明の実施の形態におけるキャパシタユニットのキャパシタ保持後のベース部および回路基板の一部断面図である。図３は本発明の実施の形態におけるキャパシタユニットの他構成の回路基板固定部分の拡大斜視図であり、（ａ）は回路基板固定突起の断面が三角形状の場合の斜視図を、（ｂ）は回路基板をネジ止めする場合の斜視図をそれぞれ示す。図４は本発明の実施の形態におけるキャパシタユニットの内部組立後の斜視図である。図５は本発明の実施の形態におけるキャパシタユニットの全体の分解斜視図である。図６は本発明の実施の形態におけるキャパシタユニットのケースの断面図である。

なお、各図において、従来例の図７と同じ構成要素については同じ符号を用いて説明する。

図１において、複数のキャパシタ１（本実施の形態では必要数が６個の例を示す）は円筒形状の電気二重層コンデンサからなる。各キャパシタ１の一方の端面（図１では左側面）には２本のリード線２が設けられている。この２本のリード線２はあらかじめ極性が、それぞれ同方向になるように、すなわち、例えば図１のキャパシタ１におけるリード線２においては、手前のリード線２（キャパシタ１の上から見ると左側）が正極、奥のリード線２（同、右側）が負極になるように揃えた状態で、リード線２の先端がキャパシタ１の長さ方向に対し直角になるように曲げ加工が施されている。

このようにキャパシタ１の長さ方向に対しリード線２の先端が直角になるように曲げると、必ず極性の区別ができるので、極性により長さを違えたリード線２をそのままの長さにしておく必要がなくなる。そこで、あらかじめ２本のリード線２の先端を所定の長さに切断しておく。なお、所定の長さはキャパシタ１を実装した時に過不足のない長さとした。

また、キャパシタ１の長さ方向に対し直角方向（図１では垂直方向）の各リード線２の一部に屈曲部分２ａを設けた。屈曲部分２ａはリード線２を図１のように半円状に曲げ加工を施すことで形成される。これにより、リード線２に加わる車両振動等の外部応力を吸収することができ、高信頼性が得られる。ここで、屈曲部分２ａの形状は半円状に限らず、例えば「く」の字形状等としてもよい。

なお、キャパシタ１の先端側（リード線２が無い側面）には万一の内圧上昇を抑制するための防爆弁１１が設けられている。

このようにリード線２が加工されたキャパシタ１は、図１の左図に示すように回路基板３に設けたリード線穴４に挿入される。このような構成とすることで、キャパシタ１が回路基板３に対し水平方向に配置されるので、キャパシタユニットの小型低背化が図れる。なお、本実施の形態においては、回路基板３にはあらかじめ充放電回路や状態検出回路等のキャパシタ１を電気的に制御する回路部品（キャパシタ１を除く）がハンダ付け実装されている。そのうち、ＦＥＴ等の発熱部品１２はヒートシンク１３に取り付けられた状態で実装されている。これにより発熱部品１２の発熱を抑制している。なお、ヒートシンク１３は回路基板３に対し、図示しないネジで固定されている。

また、回路基板３の端部で、キャパシタ１の長さ方向の延長上、すなわち、図１では回路基板３の左側の端部にコネクタ１４が実装されている。なお、コネクタ１４の端子は図１において回路基板３の左側となるように実装している。これは、端子が回路基板３のケース２０（後述する）への挿入方向となるように実装されていることになる。コネクタ１４は回路基板３に対し、図示しないネジによっても一部固定されている。これら以外の回路部品は図１では描画を省略している。

ここで、具体的なキャパシタ１のリード線穴４への挿入方法について説明する。まず、図１の左図に示すように、回路基板３をキャパシタ受け治具１ａにはめ込む。この際、図１には示していないが、回路基板３の裏面に実装された回路部品がキャパシタ受け治具１ａから応力等の影響を受けないように、キャパシタ受け治具１ａには回路基板３の裏面に実装された回路部品に対応する位置に窪みが設けられている。

次に、キャパシタ受け治具１ａにキャパシタ１をはめ込む際に、リード線２をそれぞれのリード線穴４に挿入していく。この際、キャパシタ受け治具１ａにはキャパシタ１の外径より僅かに大きい半円状の窪みがキャパシタ１と対応する位置に６ヶ所設けてあるので、容易にキャパシタ１の回路基板３に対する位置をほぼ決定できる。

次に、キャパシタ１を配置し終わった後、キャパシタ後部押さえ治具１ｂを回路基板３の上方から太矢印方向に下げる。これは自動機によって電動で下げるようにしても、手動で下げてもよい。キャパシタ後部押さえ治具１ｂは図１に示すように櫛状をしており、各櫛の幅が２本のリード線２の間隔より僅かに狭くなるように加工されている。従って、キャパシタ後部押さえ治具１ｂが回路基板３の表面まで下降し終わると、キャパシタ１のリード線２側の側面には前記した櫛部分がそれぞれ当接することになる。これらの治具により、キャパシタ１は回路基板３にハンダ付けされていない状態にもかかわらずリード線２に負担がかからないように位置決めがなされることになる。

さて、次にキャパシタ１と回路基板３を保持、固定するベース部１５について説明する。ベース部１５は樹脂を射出成型して形成され、キャパシタ１の保持部分５や回路基板固定部分１６、弾性突起１７等が一体で形成されている。

まず、キャパシタ１が円筒形状であるので、保持部分５は同様に図１の右側に示すように円筒形状としている。円筒形状には、その途中まで切り欠き部分５ｂを４ヶ所設けた。これにより円筒は４つの部分に分けられるが、その内、任意の対向する２ヶ所には切り欠き部分５ｂの先端を厚くすることで弾性部分５ａを形成しており、残りの２ヶ所には、それぞれ少なくとも１ヶ所で円筒の長さ方向にリブ５ｅを設けている。従って、保持部分５はキャパシタ１の挿入後に弾性部分５ａをキャパシタ１の外周に沿って配した構成となる。

円筒形状の内径はキャパシタ１の外径よりも僅かに大きくなるように形成されているので、キャパシタ１を図１の矢印方向からキャパシタ受け治具１ａとキャパシタ後部押さえ治具１ｂを用いて保持部分５に挿入すると、キャパシタ１は弾性部分５ａを広げながらリブ５ｅに当接しつつ円筒形状に対し平行方向に導かれる。従って、キャパシタ１はリブ５ｅで位置決めされつつ弾性部分５ａの弾性により強固に保持、固定される。このような構成とすることで、キャパシタ１や保持部分５の公差を吸収できるので、キャパシタ１を確実に固定できる。なお、切り欠き部分５ｂは特に４ヶ所に限定されるものではない。

キャパシタ１を保持部分５に挿入する際、キャパシタ１の先端側がベース部１５に当接しないようにするために、保持部分５は図２（図１のベース部１５における一点鎖線部分の断面図で、後述する組み立て工程によりキャパシタ１、および回路基板３をベース部１５に挿入した後の状態）に示したように弾性部分５ａと接続した台座５ｃを設ける形状とした。さらに、台座５ｃには防爆弁１１が万一動作しても、その動作を妨げないように、台座５ｃの中央に窪み形状の空間５ｄを設けている。これらにより、キャパシタ１の先端側を台座５ｃに当接するまで弾性部分５ａに挿入することで容易に正規の位置にキャパシタ１を保持できる上、キャパシタ１を弾性部分５ａにはめ込むと、キャパシタ１の先端側の防爆弁１１はちょうど空間５ｄに対向することになるので、防爆弁１１の動作が可能となる。さらに、漏出した電解液が空間５ｄに留まるので、保持部分５の外部に電解液が付着することがなくなる。なお、キャパシタ１の先端側を直接ベース部１５に当接するよう保持すると、防爆弁１１が動作できなくなるので、例えば上記した空間５ｄのような防爆弁１１の動作空間を確保する必要がある。従って、防爆弁１１の動作空間が確保できれば、上記構造に限定されるものではない。

以上のような保持部分５の構造とすることにより、キャパシタ１をはめ込むだけで正規の位置に強固に固定しつつ電解液の漏洩を防止できるため、信頼性を向上できる。

次に、回路基板３を固定するための回路基板固定部分１６について詳細を説明する。回路基板固定部分１６はベース部１５の下端近傍からベース部１５に対して垂直方向に突出するように一体形成されている。回路基板固定部分１６の先端には回路基板固定部分１６の長さ方向の延長部分に配置されるように、回路基板固定突起１６ａと回路基板固定爪部１６ｂがベース部１５と一体形成されている。この部分の詳細を図２を用いて説明する。

回路基板固定突起１６ａと回路基板固定爪部１６ｂは回路基板３の厚さと略等しい間隔を高さ方向に設けて構成している。また、回路基板固定爪部１６ｂは弾性を有し、一部にテーパー形状が形成された構造とした。前記テーパー形状は図２に示すように回路基板３に設けた回路基板固定穴３ｂと嵌合する位置に設けてある。さらに、回路基板固定爪部１６ｂの根元部分には回路基板３の端部（図２の丸点線で示した回路基板３の右端）と当接する傾斜部分１６ｃが設けられている。

なお、回路基板固定爪部１６ｂは回路基板３の上側で、回路基板３の端部近傍に配置している。これは、回路基板固定爪部１６ｂがキャパシタ１と干渉しないように、なるべく回路基板３の端部（図１では前右端と後右端）に設けることで、その分、図２に示すように回路基板固定爪部１６ｂとキャパシタ１の間隔を狭められ、小型低背化が可能になるためである。

また、回路基板固定突起１６ａは回路基板固定爪部１６ｂより大きい構成としている。これは、回路基板固定突起１６ａが回路基板３の位置決めを担うためであり、この部分が弱いと外部振動等により回路基板３の位置がずれてしまい、信頼性が損なわれる可能性がある。なお、回路基板固定突起１６ａを回路基板固定爪部１６ｂより大きくするために、本実施の形態では厚みを厚くする構成としたが、これは幅を広くしたり長さを長くしたり、あるいはそれらを複合してもよい。

さらに、回路基板固定部分１６に回路基板３を挿入した際に、回路基板固定突起１６ａは回路基板固定穴３ｂと重ならない位置に配置される構成とした。すなわち、図１の右図に示すように、回路基板固定突起１６ａと回路基板固定爪部１６ｂが互いにずれた位置に配置する構成とした。これにより、回路基板固定部分１６に回路基板３を挿入した際に、回路基板固定爪部１６ｂが正常に回路基板固定穴３ｂに嵌合されているか否かを目視で容易に確認でき、信頼性が向上する。

なお、回路基板固定部分１６における図１の丸点線で示した部分は図３（ａ）、（ｂ）に示す構成としてもよい。

まず図３（ａ）の構成については、回路基板固定部分１６の先端に２個の回路基板固定突起１６ａが一体形成してある。ここで、回路基板固定突起１６ａの断面は三角形状とし、根元に近づくほど太くなるように三角形の下側にテーパー形状を形成した。これにより、図３（ａ）に実線矢印で示したように、回路基板３に設けた位置決め凹部３ａが回路基板固定突起１６ａと対応する位置関係になるので、回路基板３を回路基板固定突起１６ａと回路基板固定爪部１６ｂの間に容易、かつ正確に挿入できる。

回路基板固定爪部１６ｂは、回路基板固定突起１６ａと同様に回路基板固定部分１６の先端に一体形成されている。さらに、回路基板固定突起１６ａから回路基板３の厚さと略等しい間隔を高さ方向（図３（ａ）では下方向）に設けた位置に形成されており、弾性を有する構造としている。従って、回路基板固定突起１６ａと回路基板固定爪部１６ｂの間に回路基板３を挿入すると、回路基板固定爪部１６ｂと対応する位置で回路基板３に設けた回路基板固定穴３ｂに嵌合する。これは、回路基板固定穴３ｂを回路基板固定爪部１６ｂより僅かに大きい形状としてあるためである。この際、位置決め凹部３ａの長さは回路基板固定突起１６ａの長さより短いので、回路基板固定爪部１６ｂが回路基板固定穴３ｂに嵌合するまでに、回路基板固定突起１６ａの先端は位置決め凹部３ａよりも奥に押し込まれる。これにより、回路基板固定爪部１６ｂの回路基板固定穴３ｂへの嵌合に加え、回路基板固定突起１６ａによる回路基板３の表面への反力により、回路基板３は回路基板固定突起１６ａと回路基板固定爪部１６ｂの両面から強固に固定されることになる。

以上のことより、位置決め凹部３ａと回路基板固定突起１６ａの位置を合わせて回路基板３を挿入するので、図１の構成に比べさらに容易に、正確に挿入できるとともに、回路基板３が強固に固定されるので、車両振動等の外部応力に対する高信頼性が得られる。

ここで、回路基板固定突起１６ａは幅が狭いので、回路基板３を挿入した時に、付け根に応力が集中しやすい。そこで、図３（ａ）では付け根部分にアールを設け補強している。なお、この方法以外にも回路基板固定突起１６ａの数を回路基板固定爪部１６ｂより多くしたり、回路基板固定突起１６ａを回路基板固定爪部１６ｂより大きくしたり、あるいはそれらを同時に実施する構造としてもよい。

また、回路基板固定部分１６に回路基板３を挿入した際に、回路基板固定突起１６ａは回路基板固定穴３ｂと重ならない位置に配置した。これにより、図１の構成と同様に回路基板固定穴３ｂに回路基板固定爪部１６ｂが嵌合したことを目視で確認できるので、信頼性が向上する。

次に図３（ｂ）については、回路基板固定部分１６に位置決め突起１６ｅが一体形成で設けられ、回路基板３には位置決め突起１６ｅと対応する位置に位置決め凹部３ａが設けられ、回路基板３を回路基板固定部分１６に固定する際に、位置決め突起１６ｅが位置決め凹部３ａに挿入された状態で複数のネジ６ａにより固定される構成とした。これにより、回路基板３の位置決めが容易になる上に、回路基板３に設けた回路基板ネジ穴６と回路基板固定部分１６に設けたベース部ネジ穴１６ｄの位置が一致するので、ネジ６ａの締め込みも容易になる。このため、歩留まりが向上し高信頼性が得られる。

次に、弾性突起１７について説明する。弾性突起１７は回路基板３が固定されたベース部１５と後述するケース２０を固定する部分であり、その先端には図１の右側に示すようなテーパー形状のケース固定爪部２１が一体形成してある。本実施の形態では弾性突起１７をベース部１５の上下２ヶ所に形成したので、ベース部１５とケース２０は２ヶ所で固定されることになる。

以上がベース部１５の詳細構造となる。ここで、回路基板３をベース部１５に固定する方法について説明する。

まず図１において、回路基板固定爪部１６ｂが回路基板３の回路基板固定穴３ｂに対応するように、矢印方向から回路基板固定突起１６ａと回路基板固定爪部１６ｂの間に回路基板３を挿入する。これにより、回路基板固定爪部１６ｂと、それに対応する位置の回路基板固定穴３ｂがそれぞれ嵌合し、図２に示すように回路基板３とベース部１５が固定される。この際、前記嵌合と同時に各キャパシタ１の先端側が保持部分５にそれぞれ挿入されるので、キャパシタ１の固定も同時に行われるが、キャパシタ１はキャパシタ受け治具１ａで位置決めされ、キャパシタ後部押さえ治具１ｂで保持部分５への挿入時に動かないように固定されているので、キャパシタ１の保持部分５への挿入が完了するまでリード線２に応力がかかることがなくなる。従って、リード線２に応力をかけずに回路基板３とベース部１５を固定できるので、高信頼性が得られる。

以上の組み立て方法により回路基板３とベース部１５を固定することで、キャパシタ１はリード線２に応力が印加されることなく保持部分５に強固に固定されることになるので、もはや治具類で固定しておく必要はない。従って、まずキャパシタ後部押さえ治具１ｂを上方に移動させて外した後、回路基板３をキャパシタ受け治具１ａから取り外す。

ここまで組み立てた状態を図４に示す。キャパシタ１は保持部分５によって、回路基板３は、回路基板固定爪部１６ｂと、図４では示されていないが回路基板３の裏側に配置される回路基板固定突起１６ａに挟持されることによって、それぞれベース部１５に固定されている。

次に、この時点ではキャパシタ１のリード線２は回路基板３に対してハンダ付けされていないので、図４の状態で回路基板３を裏向けて各リード線２をハンダ付けする。これにより、リード線２は回路基板３と電気的に接続される。また、この状態では既にキャパシタ１と回路基板３がベース部１５に固定されているので、リード線２のハンダ付け部分に応力がかかることはなく、従来同様のハンダ付け信頼性が得られる。

なお、各リード線２はあらかじめ所定の長さに切断されているので、従来のようにハンダ付けの前にリード線２の切断を行う工程は不要となり、生産性の向上効果も得られる。

また、回路基板３には少なくともキャパシタ１が直列、並列、または直並列に接続される回路パターンが形成されており（本実施の形態では６本直列とした）、ハンダ付けを行うことにより、キャパシタ１が上記回路のいずれかになるように接続される。

次に、回路基板３を内包するケース２０について図５を参照しながら説明する。なお、この段階では回路基板３にはキャパシタ１を含む全ての回路部品が実装された状態であるので、ケース２０が回路基板３を内包するということは、ケース２０が回路基板３に実装された全ての回路部品を内包することになる。この際、キャパシタ１が回路基板３に対し水平方向に実装されるため、小型低背化が可能となる。

ケース２０は図５の左側に示す形状になるように、ベース部１５と同じ樹脂で射出成型により形成される。ケース２０にはコネクタ１４を外部配線（図示せず）と接続するために、その先端をケース２０から一部突出させるコネクタ穴２２が一体形成されている。コネクタ穴２２はコネクタ１４の外寸より大きくしてあり、ケース２０のベース部挿入口２３と対向する面（図５では左側の面）に設けられている。これにより、コネクタ１４と外部配線を接続でき、かつキャパシタ１を実装した回路基板３と同一面内にコネクタ１４を配置できるので、低背化が可能となる。

また、回路基板３を挿入し、ケース２０の中で位置決めを行うための溝２４がベース部挿入口２３の両側の壁面（図５では左右の壁面）に設けられている。なお、溝２４の詳細は後述する。

さらに、ケース２０にはベース部１５を固定するために、弾性突起１７の先端に設けたケース固定爪部２１と嵌合する係止部２５も一体形成されている。なお、係止部２５は貫通しており、その大きさはケース固定爪部２１より僅かに大きい形状とした。これにより、係止部２５にケース固定爪部２１が確実に嵌合するので、ケース２０とベース部１５を十分固定できる。また、係止部２５は弾性突起１７と同じ数だけ設けている。これらの数は本実施の形態では２つとしたが、ベース部１５やケース２０の大きさなどによって適宜増やしてもよい。

ケース２０には、回路基板３をケース２０に挿入した際に、ベース部１５から最も遠い回路基板３の一辺（図５では左辺）が当接するように、回路基板当接部分２０ａが一体形成により設けられている。回路基板当接部分２０ａの詳細な形状は、図６（図５の一点鎖線におけるケース２０の断面図）に示すように回路基板当接部分２０ａに当接する回路基板３の辺（左辺）と垂直方向（図６では下方向）に応力がかかるようにケース傾斜部分２０ｂを有する構成としている。この応力により、回路基板３を強固に固定している。なお、組み立て完了後の回路基板３の固定状態については後述する。

ここで、溝２４の詳細について図６を参照しながら説明する。溝２４の高さはベース部挿入口２３側では回路基板３の厚さよりも高くして余裕を持たせている。これにより、回路基板３を溝２４に挿入しやすくなる。

溝２４の先端は幅（ここでは高さに相当）が狭くなる形状を有する構成とした。具体的には、溝２４の上下いずれかの辺（ここでは上辺）が先端近傍でテーパー形成部分２６になるように形成している。これにより、回路基板３を溝２４に挿入していくと、溝２４の先端近傍に設けたテーパー形成部分２６により溝２４の下辺側、すなわち、回路基板３の位置決めを行う基準側に回路基板３が導かれ、回路基板３を容易に正規の位置に固定することができる。

このように構成することで、回路基板３を溝２４の奥まで挿入した時には回路基板３の位置決めが完了しているので、コネクタ１４がケース２０に当接することなく正確にコネクタ穴２２から突出できる。従って、組み立て時にコネクタ１４がケース２０に当接することによるコネクタ１４のハンダ付け部分への応力印加を防ぐことができ、信頼性が向上する。

さらに、溝２４に沿って回路基板３を挿入することで、コネクタ１４以外にもキャパシタ１等の大型部品がケース２０に当接してハンダ付け部分に応力が印加されてしまう可能性も低減でき、高信頼性が得られる。

このようなことから、溝２４を図６に示す形状とすることにより、回路基板３を容易に、かつ、大型部品がケース２０に当接しないようにケース２０に挿入できるので、信頼性、歩留まりが向上する。

次に、ベース部１５を回路基板３側からケース２０に挿入する工程について説明する。

回路基板３が固定されたベース部１５は、図５の直線矢印で示すように、回路基板３の両端をケース２０の溝２４にはめ込みながら挿入していく。この際、溝２４のベース部挿入口２３側は回路基板３の厚さより余裕のある高さとしているので、回路基板３を挿入しやすくなる。

さらにベース部１５をケース２０の奥まで挿入していくと、やがてテーパー形成部分２６により溝２４の高さが回路基板３の厚さとほぼ等しくなるので、回路基板３は正確に位置決めがなされると同時に、コネクタ１４の先端がコネクタ穴２２から突出する。

ベース部１５をケース２０の最後まで挿入すると、図５の曲線矢印で示したように、弾性突起１７の先端に設けたケース固定爪部２１がケース２０に設けた係止部２５に嵌合する。これにより、ベース部１５とケース２０が強固に固定される。この際、回路基板３の左辺は回路基板当接部分２０ａのケース傾斜部分２０ｂに当接すると同時に、図２の丸点線部分に示すように、回路基板３の右辺（キャパシタ１の実装側）も回路基板固定爪部１６ｂの根元に設けた傾斜部分１６ｃに当接する。その結果、回路基板３は右辺両端で傾斜部分１６ｃに、左辺中央でケース傾斜部分２０ｂに、それぞれ当接することになり、回路基板３には下向き方向の応力が加わることになる。しかし、傾斜部分１６ｃによる応力は回路基板固定突起１６ａが、ケース傾斜部分２０ｂによる応力は溝２４の下辺が、それぞれ受け止めるので、回路基板３はケース２０の内部で強固に固定されることになる。これらのことより、回路基板３は極めて容易に、かつ強固に固定できるので、回路基板３への車両振動等に対しても共振せず高信頼性が得られる。

なお、ベース部１５とケース２０の固定をさらに確実にするために、ベース部１５とケース２０の隙間、ケース固定爪部２１、溝２４、係止部２５等に接着剤を塗布してもよい。これにより強固に固定できるだけでなく、接着剤を塗布した部分の防塵や防湿効果が得られる。

また、ケース固定爪部２１は弾性突起１７と同じ幅としているが、これは回路基板固定爪部１６ｂと同様に、ケース固定爪部２１の大きさを弾性突起１７より小さくする構成としてもよい。これにより、ケース固定爪部２１と係止部２５の隙間がなくなるので、接着剤塗布時と同様に防塵効果が得られる。なお、このような構成に対し接着剤を併用してもよい。この場合は防塵が確実になる上、防湿効果も得られるので、さらなる信頼性の向上が得られる。

以上の構造により、小型低背構成の高信頼キャパシタユニットを実現することができた。

なお、本実施の形態ではキャパシタ１を６個使用しているが、これはキャパシタユニットを搭載する車両の電力仕様に応じて必要な数量を搭載すればよい。

また、組み立て方法において、キャパシタ１を先に保持部分５に挿入してから回路基板３をベース部１５に固定する構成も考えられるが、この場合は各リード線２を多数（本実施例の場合では１２本）同時にリード線穴４に挿入しつつ回路基板３をベース部１５に固定しなければならないので、極めて組み立てにくくなる上、リード線２をリード線穴４に挿入する際にリード線２に応力が加わる可能性がある。従って、本実施の形態で述べたように、まずキャパシタ受け治具１ａを用いてキャパシタ１を回路基板３に対し位置決めした後、キャパシタ後部押さえ治具１ｂでキャパシタ１を動かないようにしてから保持部分５に挿入する工程が必須となる。

さらに、本実施の形態ではキャパシタ１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。この場合は、対応する保持部分５もキャパシタ１の形状に合わせた筒形状とすればよい。

本発明にかかるキャパシタユニットは、キャパシタを回路基板に対し水平方向に実装したので小型低背化が可能となる上、組み立て時にリード線に応力が印加されないので、極めて信頼性の良好な構成とすることが可能になり、特に車両の制動を電気的に行う電子ブレーキシステム等に利用される非常用電源等として有用である。

本発明の実施の形態におけるキャパシタユニットの回路基板の一部分解斜視図 本発明の実施の形態におけるキャパシタユニットのキャパシタ保持後のベース部および回路基板の一部断面図 本発明の実施の形態におけるキャパシタユニットの他構成の回路基板固定部分の拡大斜視図であり、（ａ）回路基板固定突起の断面が三角形状の場合の斜視図、（ｂ）回路基板をネジ止めする場合の斜視図 本発明の実施の形態におけるキャパシタユニットの内部組立後の斜視図 本発明の実施の形態におけるキャパシタユニットの全体の分解斜視図 本発明の実施の形態におけるキャパシタユニットのケースの断面図 従来のキャパシタユニットの分解斜視図

符号の説明

１ キャパシタ
２ リード線
２ａ 屈曲部分
３ 回路基板
３ａ 位置決め凹部
３ｂ 回路基板固定穴
４ リード線穴
５ 保持部分
５ａ 弾性部分
５ｃ 台座
５ｄ 空間
１４ コネクタ
１５ ベース部
１６ 回路基板固定部分
１６ａ 回路基板固定突起
１６ｂ 回路基板固定爪部
１６ｃ 傾斜部分
１６ｅ 位置決め突起
１７ 弾性突起
２０ ケース
２０ａ 回路基板当接部分
２１ ケース固定爪部
２２ コネクタ穴
２３ ベース部挿入口
２４ 溝
２５ 係止部
２６ テーパー形成部分

Claims (19)

1. 複数のキャパシタと、
   前記キャパシタを直列、並列、または直並列に接続する回路基板と、
   前記各キャパシタの一方の端面に設けられ、極性がそれぞれ同方向になるように先端が前記キャパシタの長さ方向に対し直角になるように曲げられるとともに、
   前記回路基板に設けられたリード線穴に挿入された２本のリード線と、
   前記キャパシタの先端側が保持される筒形状の保持部分、および前記回路基板が固定される回路基板固定部分を一体で形成したベース部と、
   前記回路基板を内包するケースとからなり、
   前記キャパシタの先端側が前記保持部分に保持されるとともに、前記回路基板が前記回路基板固定部分に固定され、前記回路基板と前記各リード線が接続された状態で、前記ベース部が前記回路基板側から前記ケースに挿入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の外周に沿って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. 保持部分はキャパシタの先端側がベース部に当接しない形状である請求項１に記載のキャパシタユニット。
4. 保持部分にはキャパシタの先端側が当接する台座が設けられ、
   前記台座には窪み形状の空間が設けられた請求項３に記載のキャパシタユニット。
5. 回路基板固定部分には位置決め突起が一体形成で設けられ、
   回路基板には前記位置決め突起と対応する位置に位置決め凹部が設けられ、
   前記回路基板を前記回路基板固定部分に固定する際に、前記位置決め突起が前記位置決め凹部に挿入された状態で複数のネジにより固定される請求項１に記載のキャパシタユニット。
6. 回路基板固定部分はベース部と垂直方向に設けられ、
   前記回路基板固定部分の先端には、
   前記回路基板固定部分の長さ方向の延長部分に配置されるように、
   回路基板固定突起と、
   前記回路基板固定突起から、回路基板の厚さと略等しい間隔を高さ方向に設けた位置に、弾性を有する回路基板固定爪部と、
   を一体形成し、
   前記回路基板には回路基板固定穴を設け、
   前記回路基板固定部分に前記回路基板を固定する際に、
   前記回路基板固定突起と前記回路基板固定爪部の間に前記回路基板を挿入し、
   前記回路基板固定爪部が前記回路基板固定穴に嵌合することにより両者が固定される請求項１に記載のキャパシタユニット。
7. 回路基板固定爪部の根元部分には回路基板と当接する傾斜部分が設けられた請求項６に記載のキャパシタユニット。
8. 回路基板固定部分に回路基板を挿入した際に、回路基板固定突起は回路基板固定穴と重ならない位置に配置される請求項６に記載のキャパシタユニット。
9. 回路基板固定爪部は回路基板の上側で、前記回路基板の端部近傍に配置される請求項６に記載のキャパシタユニット。
10. 回路基板固定突起は回路基板固定爪部より多い、および／または大きい請求項６に記載のキャパシタユニット。
11. 回路基板固定突起の断面は三角形状であり、回路基板の前記回路基板固定突起と対応する位置に位置決め凹部を設けた請求項６に記載のキャパシタユニット。
12. 位置決め凹部の長さは回路基板固定突起の長さより短い請求項１１に記載のキャパシタユニット。
13. キャパシタの長さ方向に対し直角方向のリード線の一部に屈曲部分を設けた請求項１に記載のキャパシタユニット。
14. ベース部には先端にケース固定爪部を有する複数の弾性突起が形成され、
    ケースには前記ケース固定爪部より僅かに大きい複数の係止部が形成され、
    前記ベース部を前記ケースに挿入することにより、前記ケース固定爪部が前記係止部と嵌合して両者を固定する請求項１に記載のキャパシタユニット。
15. 回路基板の端部で、キャパシタの長さ方向の延長上に、端子が前記回路基板のケースへの挿入方向となるようにコネクタが実装され、
    前記コネクタの外寸より大きいコネクタ穴がケースのベース部挿入口と対向する面に設けられるとともに、
    前記ベース部挿入口の両側の壁面には回路基板を挿入する溝が設けられた請求項１に記載のキャパシタユニット。
16. 溝の先端は幅が狭くなる形状を有する請求項１５に記載のキャパシタユニット。
17. 溝の上下いずれかの辺の先端近傍にテーパー形成部分を有する請求項１６に記載のキャパシタユニット。
18. 回路基板をケースに挿入した際に、
    ベース部から最も遠い前記回路基板の一辺は、前記ケースに設けた回路基板当接部分に当接する請求項１に記載のキャパシタユニット。
19. 回路基板は回路基板当接部分と当接する辺に対し垂直方向に応力がかかることで固定される請求項１８に記載のキャパシタユニット。

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