JP7384377B2 - 耐振ケース及びそれを備えたコンデンサ装置 - Google Patents

Description

本発明はコンデンサを保持する耐振ケースに関する。また、本発明はコンデンサを耐振ケースにより保持したコンデンサ装置に関する。

近年、車載用途等の電解コンデンサは容量が大きく大型化しており、実装時の耐振性能が求められる。このため、電解コンデンサを横置き状態で保持するコンデンサ装置が特許文献１に開示される。このコンデンサ装置は電解コンデンサ及び耐振ケースを備えている。

電解コンデンサは一端に開口部を有した有底筒状の本体ケース内にコンデンサ素子を収納し、開口部が弾性体の封止体により封止される。コンデンサ素子のリード端子は封止体を貫通する。

耐振ケースは上面を開口して電解コンデンサを載置する下ケース部と、下ケース部の上面を開閉する半円筒状の上ケース部とを備えている。上ケース部は周壁に設けたヒンジ部によって下ケース部に枢支される。また、ヒンジ部に水平方向に対向する下ケース部の周壁上端には第１係合部が設けられ、上ケース部の周壁下端には第１係合部に係合する第２係合部が設けられる。

コンデンサ装置は上ケース部を開いて下ケース部内に軸方向を水平に配して電解コンデンサを収納した後、上ケース部を閉じられる。この時、第１、第２係合部が互いに係合して上ケース部を閉じた状態が保持される。これにより、電解コンデンサが横置き状態で耐振ケースによって保持される。

特開２０１６－１１９１６１号公報（第５頁－第７頁、第１図）

しかしながら、上記従来のコンデンサ装置によると、耐振ケースの周壁上に第１係合部及び第２係合部が露出して配される。このため、車載時等の振動によって第１係合部と第２係合部との係合が解除され、電解コンデンサに対する耐振性が低下する問題があった。

本発明はコンデンサの耐振性を向上できるコンデンサ装置及びそれに用いられる耐振ケースを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、柱状のコンデンサを横置き状態で保持して配線基板に固定される耐振ケースにおいて、上面を開口してコンデンサが載置される下ケース部と、前記下ケース部に対して開閉可能に配されるとともにコンデンサの上方を覆う上ケース部とを備え、前記下ケース部が下面上に第１係合部を有するとともに、前記上ケース部が前記第１係合部に係合して閉じられた状態を保持する第２係合部を有し、
前記上ケース部を閉じた際に、前記第２係合部の下端が前記下ケース部の下面に対して略同一面上に配される構成とし、前記下ケース部の下面の軸方向の両端にそれぞれ切欠き部を設け、各前記切欠き部には配線基板に半田付けされる金属片からなる固定部を設け、
前記上ケース部が前記下ケース部の軸方向の一端面を覆う端子カバー部を有し、前記端子カバー部が前記上ケース部の下端から軸方向に延びて下方に折曲可能に形成されることを特徴としている。

また本発明は上記構成の耐振ケースにおいて、前記下ケース部の軸方向の一端部に配される側壁部と、前記上ケース部の軸方向の他端部に配される保持片とを備え、前記保持片は前記上ケース部の周壁から前記側壁部に向かって軸方向に延び、下方に折り曲げ可能に形成されることを特徴としている。

また本発明は上記構成の耐振ケースにおいて、前記第２係合部の少なくとも一部が前記保持片よりも前記側壁部から軸方向に離れて配されることを特徴としている。

また本発明は上記構成の耐振ケースにおいて、前記下ケース部及び前記上ケース部の少なくとも一方が、軸方向の他端部に配されるとともに周壁から径方向内側に延びる係止部を有することを特徴としている。

また本発明は上記構成の耐振ケースにおいて、前記上ケース部及び前記下ケース部が樹脂成形品により薄肉のヒンジ部を介して一体に形成されることを特徴としている。

また本発明のコンデンサ装置は、上記各構成の耐振ケースと、コンデンサ素子を収納した筒状の本体ケースの一端を弾性体の封止体により封止されるコンデンサとを備えたことを特徴としている。

また本発明は上記構成のコンデンサ装置において、前記封止体が前記本体ケースから軸方向外側に突出することを特徴としている。

本発明によると、耐振ケースの下ケース部が下面上に第１係合部を有し、上ケース部が第１係合部に係合して閉じられた状態を保持する第２係合部を有する。このため、耐振ケースによりコンデンサを保持したコンデンサ装置を配線基板に実装した際に、第１係合部に係合する第２係合部が下ケース部と配線基板との間に挟まれる。このため、コンデンサ装置の車載時等の振動による第１、第２係合部の係合解除を防止することができ、コンデンサの耐振性を高くすることができる。

本発明の実施形態のコンデンサ装置を示す斜視図 本発明の実施形態のコンデンサ装置の耐振ケースを開いた状態を示す斜視図 本発明の実施形態のコンデンサ装置を示す正面図 本発明の実施形態のコンデンサ装置を示す背面図 本発明の実施形態のコンデンサ装置を示す右側面図 本発明の実施形態のコンデンサ装置を示す左側面図 本発明の実施形態のコンデンサ装置を示す底面図 本発明の実施形態のコンデンサ装置を示す正面断面図 本発明の実施形態のコンデンサ装置を示す側面断面図 本発明の実施形態のコンデンサ装置の耐振ケースを示す斜視図 本発明の実施形態の他のコンデンサを備えたコンデンサ装置を示す斜視図 本発明の実施形態の他のコンデンサを備えたコンデンサ装置を示す正面断面図

以下に図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は一実施形態のコンデンサ装置１を示す斜視図であり、図２はコンデンサ装置１の上ケース部２１を開いた状態を示す斜視図である。また、図３～図９はそれぞれコンデンサ装置１の正面図、背面図、右側面図、左側面図、底面図、正面断面図及び側面断面図を示している。

コンデンサ装置１は電解コンデンサ２及び耐振ケース１０を備え、横置き状態の電解コンデンサ２を耐振ケース１０により保持する。

電解コンデンサ２はアルミニウム等の有底筒状の本体ケース３内にコンデンサ素子（不図示）を収納し、円柱部分を有した柱状に形成される。本体ケース３の一端の開口部３ａはゴム等の弾性体の封止体４により封止される。

コンデンサ素子は誘電体被膜を有した帯状の陽極（不図示）と帯状の陰極（不図示）とを絶縁体のセパレータ（不図示）を介して巻回して形成される。陽極及び陰極には封止体４を貫通する一対のリード端子５が接続される。コンデンサ素子は電解液を充填した本体ケース３内に収納される。

図１０は耐振ケース１０の斜視図を示している。耐振ケース１０はＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の絶縁体の樹脂成形品により形成され、下ケース部１１と上ケース部２１とを備えている。上ケース部２１及び下ケース部１１は薄肉のヒンジ部２０によりに連結して一体に形成される。

下ケース部１１は電解コンデンサ２の周面を覆う周壁１２及び軸方向の一端部に配される側壁部１４を有している。周壁１２は上面を開口する断面略Ｃ字状に形成され、周壁１２の内面１２ｂは電解コンデンサ２の本体ケース３と同じ曲率の円筒面に形成される。周壁１２の上面は円筒面の内面１２ｂの中心軸を通る水平面により形成され、周壁１２の上面の径方向の一端にヒンジ部２０が接続される。

周壁１２の下面から成る下ケース部１１の下面１１ａは平面に形成される。下ケース部１１の下面１１ａにはヒンジ部２０と径方向に対向する面の下端に、凹部から成る第１係合部１２ａが凹設される。第１係合部１２ａは下方及び径方向外側に向かって開放され、軸方向の両端部の２箇所に設けられる。第１係合部１２ａを軸方向の３箇所以上に並設してもよい。

また、下ケース部１１の下面１１ａには軸方向の両端にそれぞれ切欠き部１６及び切欠き部１７（図４参照）が設けられる。切欠き部１６は下方、軸方向の一方（側壁部１４の方向）及び径方向の両方に開放される。切欠き部１７は下方、軸方向の一方（側壁部１４の反対方向）及び径方向の一方（ヒンジ部２０の方向）に開放される。

切欠き部１６、１７にはそれぞれ一対の金属片から成る固定部１８が配される。固定部１８は周壁１２の下端部から軸方向に延びて下方に屈曲する。固定部１８を配線基板３０（図３参照）に半田付けしてコンデンサ装置１が固定される。

側壁部１４は周壁１２の軸方向の一方を覆い、側壁部１４の上面は周壁１２の上面と面一に形成される。側壁部１４の上面及び軸方向外面上にはリード端子５（図１参照）が配される半円筒状の一対の溝部１４ａが凹設される。側壁部１４には後述する端子カバー部２７を係止する一対の係止爪１４ｂが設けられる。

また、下ケース部１１の側壁部１４の反対側の端面には周壁１２から径方向内側に延びる係止部１５が設けられる。

上ケース部２１は電解コンデンサ２の周面を覆う周壁２２、周壁２２から下方に延びる延設部２３及び軸方向の一端部に配される側壁部２４を有している。周壁２２は下面を開口する断面略Ｃ字状に形成され、周壁２２の内面２２ｂは電解コンデンサ２の本体ケース３と同じ曲率の円筒面に形成される。周壁２２の下面は内面２２ｂを形成する円筒面の中心軸を通る水平面により形成され、周壁２２の下面の径方向の一端にヒンジ部２０が接続される。ヒンジ部２０によって上ケース部２１は回動して下ケース部１１の上面を開閉することができる。

延設部２３は周壁２２のヒンジ部２０と径方向に対向する端部から下方に延び、下端に爪状の第２係合部２３ａが設けられる。第２係合部２３ａは軸方向の両端部の２箇所に設けられ、下ケース部１１の第１係合部１２ａに係合可能に形成される。第２係合部２３ａを第１係合部１２ａに対応して軸方向の３箇所以上に並設してもよい。

側壁部２４は周壁２２の軸方向の一方を覆い、側壁部２４の下面は周壁２２の下面と面一に形成される。側壁部２４の軸方向の外面上には薄肉のヒンジ部２７ｂを介して端子カバー部２７が設けられる。ヒンジ部２７ｂにより端子カバー部２７は下方に折り曲げ可能になっている。

側壁部２４の下面には半円筒状の一対の溝部２４ａが凹設され、端子カバー部２７には溝部２４ａに連続する半円筒状の一対の溝部２７ａが凹設される。溝部２４ａ及び溝部２７ａ内にはリード端子５（図１参照）が配される。

また、上ケース部２１の側壁部２４の反対側の端面には周壁２２から径方向内側に延びる係止部２５が設けられる。周壁２２の上端部には側壁部２４の反対側の端部から側壁部２４に向かって軸方向に延びる保持片２６が設けられる。保持片２６は下方に折り曲げ可能に形成される。

図１～図９において、電解コンデンサ２は上ケース部２１を開いた状態で軸方向を水平に配して下ケース部１１内に載置される。リード端子５は側壁部１４の溝部１４ａに沿って下方に折曲される。

次に、上ケース部２１を回動して電解コンデンサ２の上方が上ケース部２１により覆われ、第２係合部２３ａが第１係合部１２ａに係合する。これにより、上ケース部２１を閉じた状態が保持される。この時、第２係合部２３ａの下端は下ケース部１１の下面１１ａに対して略同一面上に配される。

また、電解コンデンサ２の本体ケース３の軸方向の一端が側壁部１４及び側壁部２４に当接し、他端が係止部１５及び係止部２５に当接する。このため、電解コンデンサ２が側壁部１４、２４及び係止部１５、２５により挟持され、電解コンデンサ２の軸方向の移動が防止される。尚、係止部１５及び係止部２５の一方を省いてもよい。

弾性体の封止体４は、本体ケース３から軸方向外側に突出してもよい。これにより、封止体４が側壁部１４及び側壁部２４に当接し、電解コンデンサ２が封止体４を介して軸方向に弾性支持される。このため、本体ケース３の軸方向の長さが製造公差により短くなった場合でも、弾性変形する封止体４を介して電解コンデンサ２を確実に支持することができる。

次に、端子カバー部２７が下方に折曲され、リード端子５が溝部２４ａ、２７ａ内に配される。端子カバー部２７は係止爪１４ｂにより係止され、下方に折曲した状態が保持される。これにより、コンデンサ装置１が完成する。溝部１４ａ、溝部２４ａ及び溝部２７ａによりリード端子５が位置決めされる。また、端子カバー部２７によりリード端子５が保護される。

尚、下ケース部１１の溝部１４ａをリード端子５の直径よりも深く形成し、上ケース部２１の溝部２４ａ、２７ａを省いてもよい。また、上ケース部２１の溝部２４ａ、２７ａをリード端子５の直径よりも深く形成し、下ケース部１１の溝部１４ａを省いてもよい。

コンデンサ装置１は配線基板３０に設けた貫通孔（不図示）に固定部１８及びリード端子５を挿通し、固定部１８及びリード端子５を半田付けして実装される。この時、第２係合部２３ａが下ケース部１１と配線基板３０との間に挟まれる。このため、コンデンサ装置１の車載時等の振動による第１係合部１２ａと第２係合部２３ａとの係合解除を防止することができる。

また、第２係合部２３ａの下端が下ケース部１１の下面１１ａに対して略同一面上に配されるため、コンデンサ装置１は下面１１ａ上でフラットな状態になっている。このため、下ケース部１１の下面１１ａを配線基板３０に密接してコンデンサ装置１を容易に実装することができる。尚、第２係合部２３ａの下端が下ケース部１１の下面１１ａに対して上方に配されてもよい。

次に、図１１、図１２は前述の図１～図９の電解コンデンサ２と異なる電解コンデンサ２’を備えたコンデンサ装置１の斜視図及び正面断面図を示している。電解コンデンサ２’は図１～図９に示す電解コンデンサ２よりも軸方向に短くなっている。

電解コンデンサ２’は軸方向に短いため、係止部１５、２５が本体ケース３の端面に接触しない。このため、保持片２６が下方に折曲され、本体ケース３の端面に当接する。これにより、電解コンデンサ２’が側壁部１４、２４及び保持片２６により挟持され、電解コンデンサ２’の軸方向の移動を防止することができる。

この時、側壁部１４から遠い側（軸方向他方側）の第２係合部２３ａが保持片２６よりも側壁部１４から軸方向に離れて配される。該第２係合部２３ａが保持片２６よりも側壁部１４に近いと、上ケース部２１は電解コンデンサ２’に押される保持片２６が電解コンデンサ２’から離れる方向に変形し易い。このため、電解コンデンサ２’を挟持する力が低下する。

これに対して、該第２係合部２３ａが保持片２６よりも側壁部１４から離れると、第１係合部１２ａに係合する該第２係合部２３ａによって保持片２６を押される方向に支えることができる。このため、保持片２６が電解コンデンサ２’から離れる方向の上ケース部２１の変形を低減し、電解コンデンサ２’の軸方向の移動をより確実に防止することができる。尚、第２係合部２３ａの少なくとも一部が保持片２６よりも側壁部１４から軸方向に離れて配されていればよい。

本実施形態によると、耐振ケース１０の下ケース部１１が下面１１ａ上に第１係合部１２ａを有する。また、上ケース部２１が第１係合部１２ａに係合して閉じられた状態を保持する第２係合部２３ａを有する。このため、耐振ケース１０により電解コンデンサ２を保持したコンデンサ装置１を配線基板３０に実装した際に、第１係合部１２ａに係合する第２係合部２３ａが下ケース部１１と配線基板３０との間に挟まれる。このため、コンデンサ装置１の車載時等の振動による第１係合部１２ａと第２係合部２３ａとの係合解除を防止することができ、電解コンデンサ２の耐振性を高くすることができる。

また、第１係合部１２ａが下ケース部１１の下面１１ａに凹設される凹部により形成され、第２係合部２３ａが第１係合部１２ａに係合する爪状に形成される。これにより、下面１１ａで係合する第１、第２係合部１２ａ、２３ａを容易に実現することができる。尚、第１係合部１２ａを爪状や突起状に形成し、第２係合部２３ａを第１係合部１２ａに係合する孔を有した鉤状に形成してもよい。

また、上ケース部２１を閉じた際に、第２係合部２３ａの下端が下ケース部１１の下面１１ａに対して略同一面上または上方に配される。このため、下ケース部１１の下面１１ａを配線基板３０に密接してコンデンサ装置１を容易に実装することができる。

また、下ケース部１１の軸方向の一端部に側壁部１４が設けられ、上ケース部２１の周壁２２から側壁部１４に向かって軸方向に延びて下方に折り曲げ可能な保持片２６が設けられる。これにより、軸方向に短い電解コンデンサ２’を側壁部１４及び保持片２６により挟持し、電解コンデンサ２’の軸方向の移動を防止することができる。

また、第２係合部２３ａの少なくとも一部が保持片２６よりも側壁部１４から軸方向に離れて配される。これにより、保持片２６が電解コンデンサ２’から離れる方向の上ケース部２１の変形を低減し、電解コンデンサ２’の軸方向の移動をより確実に防止することができる。

また、下ケース部１１及び上ケース部２１の少なくとも一方が、軸方向の他端部に配されるとともに周壁１２、２２から径方向内側に延びる係止部１５、２５を有する。これにより、軸方向に長い電解コンデンサ２を側壁部１４及び係止部１５、２５により挟持し、電解コンデンサ２の軸方向の移動を防止することができる。

また、上ケース部２１が下ケース部１１の軸方向の一端面を覆う端子カバー部２７を有するので、リード端子５を保護することができる。

また、端子カバー部２７が上ケース部２１の下端から軸方向に延びて下方に折曲可能に形成されるので、端子カバー部２７を折曲して容易にリード端子５を覆うことができる。

また、下ケース部１１及び上ケース部２１が樹脂成形品により薄肉のヒンジ部２０を介して一体に形成されるので、コンデンサ装置１を容易に組み立てることができる。

また、電解コンデンサ２の弾性体の封止体４が本体ケース３から軸方向外側に突出すると、本体ケース３が軸方向に短くなった場合でも、弾性変形する封止体４を介して電解コンデンサ２を確実に支持することができる。

尚、本実施形態において、コンデンサ装置１が電解コンデンサ２を備えているが、他のコンデンサを備えたコンデンサ装置１であってもよい。

本発明は、コンデンサを搭載する自動車、電子機器等に利用することができる。

１ コンデンサ装置
２、２’ 電解コンデンサ
３ 本体ケース
３ａ 開口部
４ 封止体
５ リード端子
１０ 耐振ケース
１１ 下ケース部
１１ａ 下面
１２、２２ 周壁
１２ａ 第１係合部
１４、２４ 側壁部
１４ａ、２４ａ、２７ａ 溝部
１４ｂ 係止爪
１５、２５ 係止部
１６、１７ 切欠き部
１８ 固定部
２０、２７ｂ ヒンジ部
２１ 上ケース部
２３ 延設部
２３ａ 第２係合部
２６ 保持片
２７ 端子カバー部
３０ 配線基板

Claims (7)

1. 柱状のコンデンサを横置き状態で保持して配線基板に固定される耐振ケースにおいて、上面を開口してコンデンサが載置される下ケース部と、前記下ケース部に対して開閉可能に配されるとともにコンデンサの上方を覆う上ケース部とを備え、前記下ケース部が下面上に第１係合部を有するとともに、前記上ケース部が前記第１係合部に係合して閉じられた状態を保持する第２係合部を有し、
   前記上ケース部を閉じた際に、前記第２係合部の下端が前記下ケース部の下面に対して略同一面上に配される構成とし、前記下ケース部の下面の軸方向の両端にそれぞれ切欠き部を設け、各前記切欠き部には配線基板に半田付けされる金属片からなる固定部を設け、
   前記上ケース部が前記下ケース部の軸方向の一端面を覆う端子カバー部を有し、前記端子カバー部が前記上ケース部の下端から軸方向に延びて下方に折曲可能に形成されることを特徴とする耐振ケース。
2. 前記下ケース部の軸方向の一端部に配される側壁部と、前記上ケース部の軸方向の他端部に配される保持片とを備え、前記保持片は前記上ケース部の周壁から前記側壁部に向かって軸方向に延び、下方に折り曲げ可能に形成されることを特徴とする請求項１に記載の耐振ケース。
3. 前記第２係合部の少なくとも一部が前記保持片よりも前記側壁部から軸方向に離れて配されることを特徴とする請求項２に記載の耐振ケース。
4. 前記下ケース部及び前記上ケース部の少なくとも一方が、軸方向の他端部に配されるとともに周壁から径方向内側に延びる係止部を有することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の耐振ケース。
5. 前記下ケース部及び前記上ケース部が樹脂成形品により薄肉のヒンジ部を介して一体に形成されることを特徴とする請求項１～請求項４のいずれかに記載の耐振ケース。
6. 請求項１～請求項５のいずれかに記載の耐振ケースと、コンデンサ素子を収納した筒状の本体ケースの一端を弾性体の封止体により封止されるコンデンサとを備えたことを特徴とするコンデンサ装置。
7. 前記封止体が前記本体ケースから軸方向外側に突出することを特徴とする請求項６に記載のコンデンサ装置。

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