JP2016146445A - モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】振動により電解コンデンサが軸回りに回転することを規制するモジュールを提供する。
【解決手段】コンデンサ素子が円筒状の外装ケ−ス内部に格納され、外装ケースの開口部が封口体７により封口されるとともに、封口体７を貫通させて引き出されるリード線１１を有するコンデンサ１と、コンデンサ１を収容する収容凹部２３、４５とを備えたモジュールにおいて、封口体７は弾性を有し、かつ、外表面に複数の突出部９Ａ〜９Ｄによりスリット９ａが設けられているとともに、モジュールにスリット９ａと係合することでコンデンサ１の軸回りの回転を規制する規制部３１Ａが設けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子制御ユニット及びコンデンサユニット等のコンデンサが配置されたモジュールに関し、特に、車両等に搭載され耐振動性能が求められる分野に適するものに関する。

近年、車両に搭載される電子制御ユニット（ＥＣＵ）の種類と役割が多様化しており、電子制御ユニットの電源用等としてコンデンサが多用されている。コンデンサは他の電子部品と一緒に電子制御ユニットに内蔵されたり、コンデンサ単体のコンデンサユニットとして基板等に取り付けられることがある。この場合、コンデンサは、リード線が電子制御ユニットやコンデンサユニットに固定され、かつ、コンデンサ本体がユニットに設けられた収容凹部に収容されている。これらのユニットが車両に搭載される場合、特に、車両のエンジン、トランスミッション、ばね下に配置する場合には、振動の影響が大きいため、振動に対する対処が必要である。
従来、コンデンサを、電子制御ユニットやコンデンサユニットに形成されたコンデンサの側面に沿った収容凹部に収容するものがあった。
（例えば、特許文献１参照。以下「従来技術１」という。）

特開２０１３−６２４５５号公報（段落００２８、図２−図３）

しかしながら、コンデンサを収容する電子制御ユニットやコンデンサユニットにおいて、振動によって、ユニットに固定されたリード線を中心に有底円筒状のコンデンサがその軸回りに回転し、リード線を介して、リード線とコンデンサ素子を構成する電極箔との接続部にストレスが加わり、接続状態が不安定になることがある。また、コンデンサを電子制御ユニットやコンデンサユニットに収容する際のリード線の位置精度を高めることが困難であり、製造時に手間がかかっていた。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、コンデンサの軸回りの回転を抑制する電子制御ユニット及びコンデンサユニット等のコンデンサが配置されたモジュールを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明のモジュールは、
コンデンサ素子が円筒状の外装ケ−スに格納され、前記外装ケースの開口部が封口体により封口されるとともに、前記封口体を貫通させて引き出されるリード線を有するコンデンサと、前記コンデンサを収容する凹部とを備えたモジュールにおいて、
前記封口体は弾性を有し、かつ、外表面に複数の突出部によりスリットが設けられているとともに、
前記モジュールに前記スリットと係合することで前記コンデンサの軸回りの回転を規制する規制部が設けられることを特徴としている。
この特徴によれば、コンデンサとモジュールとによりコンデンサの軸方向の回転を規制することができる。このことにより、装着した際に、コンデンサの回転によるリード線と電極箔との接続部への影響を回避でき、信頼性が向上する。また、回転を規制できるので、リード線の導出位置を固定しながらコンデンサを凹部に装着でき、リード線の位置精度が安定する。

また、本発明のモジュールは、
前記規制部は、前記スリットに挿入される板状のリブであることを特徴としている。
この特徴によれば、板状のリブをスリットに挿入し、板状の面の部分がスリットと接触しているため、面によって回転を規制することとなる。そのため、規制部が点でスリットと接触し、回転を規制する場合と比較し、回転応力が分散し、より回転を規制できる。

また、本発明のモジュールは、
前記コンデンサの軸方向における一端側の部位は前記封口体であるとともに、前記封口体は弾性を有し、かつ、前記コンデンサの軸方向の長さは、前記コンデンサを収容する凹部の長さより軸方向の長さが長い前記コンデンサを用いることを特徴としている。
この特徴によれば、コンデンサを軸方向において他の部材を用いることなく強固に固定できる。

実施例１に係るコンデンサをコンデンサ収容ケースに装着する状態を説明するコンデンサユニットの斜視図である。 図１に係るコンデンサとモジュールとの間の接続状態を拡大して示す平面図である。 図２のコンデンサとモジュールとの間の接続状態を示すIII-III線断面図である。 実施例２に係る電子制御ユニットの蓋を取り除いた状態を示す平面図である。

本発明に係る電子制御ユニット及びコンデンサユニット等のコンデンサが配置されたモジュールを実施するための形態を、コンデンサとして電解コンデンサを例示して実施例に基づいて以下に説明する。

図１、図２、図３を参照して説明する。図１に示されるように、コンデンサユニットＣＵ（モジュール）は、電解コンデンサ１（以下単にコンデンサ１とも称す。）と絶縁性の樹脂により形成されたモジュールケース２１とから構成される。このコンデンサユニットＣＵは、コンデンサ１が横置きで固定されるように、特に図示しないが、例えば車両のエンジン近傍の所定の位置に設けられる。

コンデンサ１は、陽極箔と陰極箔に各々リード線１１を接続し、かつセパレータを介して巻回して構成したコンデンサ素子を、駆動用電解液とともに円筒状の外装ケースに収納し、外装ケースの開口部を封口体により、封止して形成する。

図１に示されるように、封口体７は、ブチルゴムなどの弾性体により形成されており、突出部９Ａ〜９Ｄが一体成形により設けられている。突出部９Ａ、９Ｂ間、突出部９Ｃ、９Ｄ間には、図１、図３においてリード線１１間の間を上下方向（Ｚ軸方向）に延びるスリット９ａが形成されている。また、突出部９Ａ、９Ｃ間、突出部９Ｂ、９Ｄ間には、図３において左右方向（Ｙ軸方向）に延びるスリット９ｂが形成されている。リード線１１は、スリット９ｂに設けられた貫通孔を通して外部に引き出されている。

封口体７を貫通して引き出されるリード線１１は、モジュールケース２１の壁２７、壁３１の間に設けられたスリット２９を通り、リード線１１を収納するリード線収納部３３をモジュールケース２１の壁２７の外側に配置し、そこにリード線１１を固定させてもよい。リード線収納部３３は、リード線１１が嵌合する半円状に形成されている。リード線収納部３３は、図示しない基板に予め設けられているリード線１１の接続部のリード線間の間隔に合わせて設ければよい。そのようにすることで、リード線１１の基板の接続部における位置合わせが容易に設定できるとともに、リード線１１をリード線収納部３３に固定することでより耐振動性を向上させることができる。なお、このように壁２７に一体にリード線収納部３３を設けているが、コンデンサ１を凹部２３に上方（Ｚ軸方向）から収納する際に、スリット９ａに後述するリブ３１Ａが挿入され、コンデンサ１がリブ３１Ａによってガイドされた状態、すなわちコンデンサ１の軸方向の回転移動が抑制された状態で、リード線１１をリード線収納部３３に対して導出することができるので、リード線１１のリード線収納部３３に対する導出位置を決めることが容易である。

また、リード線１１は、コンデンサ１を凹部２３に収納前に所定の形状に折り曲げても収納後に所定の形状に折り曲げてもよい。後者の場合、コンデンサ１を凹部２３に収納後、壁２７に沿って、コンデンサ１の上からＺ軸方向にローラのようなものでリード線１１を壁２７の外壁に押し付けるように折り曲げ加工を施し、リード線収納部３３の開口部３３ａからリード線１１を挿入させるとよい。このようにすることで、リード線収納部３３に容易にリード線１１が収納される。また、予めリード線１１を所定の形状に折り曲げた状態で、コンデンサ１を凹部２３に収納するより、リード線１１が加工されていないため、コンデンサ１を凹部２３に収納し易くなる。なお、開口部３３ａの幅をリード線１１の直径より小さくし、リード線１１を開口部３３ａに挿入するときに嵌合させるように挿入してもよい。このようにすることで、リード線１１がリード線収納部３３から離脱しにくくなり、より耐振動性が向上する。

モジュールケース２１には、コンデンサ１を横置きに収容するため凹部２３（収容凹部）、コンデンサ１の側面に係合する係止爪２５が形成されている。凹部２３はコンデンサ１の外面に沿ったほぼ半円筒状に形成されている。モジュールケース２１には、コンデンサ１を固定するために、壁３１から内側（凹部２３の底面２３ｂ側）に向かって延びる板状のリブ３１Ａが設けられている。なお、実施例１において、凹部２３の内、コンデンサ１の底面１Ｂが当接する面を底面２３ｂと称す。

次に、図１、図２、図３を参照し、コンデンサ１の軸方向の固定について説明する。

図１の矢印の方向から、モジュールケース２１にコンデンサ１を収容すると、コンデンサ１は底面側において、コンデンサ１の底面１Ｂが凹部２３の底面２３ｂに当接し、また、底面１Ｂとは反対側において、コンデンサ１の封口体７の突出部９Ａ〜９Ｄの突出端面９Ａｕ〜９Ｄｕが、壁３１におけるリブ３１Ａ両側の当接面３１ｂ（図２に示す壁３１の肩部を形成する面。）に当接することで、コンデンサ１はモジュールケース２１に軸方向（Ｙ軸方向）において固定され、Ｙ軸方向へのコンデンサ１の揺れを抑える。このとき、コンデンサ１の側面は、凹部２３と係止爪２５とにより挟持され、Ｘ軸方向のコンデンサ１の揺れを抑える。

そして、図１に示されるように、コンデンサ１の底１Ｂから突出部９Ａ〜９Ｄの突出端面９Ａｕ〜９Ｄｕまでの距離Ｌ１は、凹部２３の底面２３ｂから当接面３１ｂまでの距離Ｌ２よりも大きい（Ｌ１＞Ｌ２）から、コンデンサ１を凹部２３に挿入すると、コンデンサ１の封口体７の突出部９Ａ〜９Ｄがコンデンサ１の軸方向に圧縮されて変形し、軸方向に安定して取り付けられる。すなわち、コンデンサ１の取り付けを安定させるために、コンデンサ１を軸方向の両端で固定、より好ましくは、Ｌ１＞Ｌ２を満たすように軸方向の両端で固定することが好ましい。

次に、図１、図２、図３を参照し、コンデンサ１の軸回りの回転方向の規制について説明する。

モジュールケース２１にコンデンサ１を横向きにした状態で凹部２３に取り付ける。具体的には、リブ３１Ａをスリット９ａに挿入することにより突出部９Ａ〜９Ｄはリブ３１Ａに固定される。

ここで、リブ３１Ａはコンデンサ１の回転を規制する規制部、スリット９ａを画定する突出部９Ａ〜９Ｄは規制部に係合する被規制部である。

突出部９Ａ〜９Ｄがリブ３１Ａに固定されているため、コンデンサ１が振動等によりその軸回りに回転力を受けると、図３において回転が時計回りの場合、突出部９Ａの右側面９ＡＲからの力をリブ３１Ａの左側面３１ＡＬが受け、突出部９Ｄの左側面９ＤＬからの力をリブ３１Ａの右側面３１ＡＲが受け、コンデンサ１の回転が規制される。また、図３において回転が反時計回りの場合、突出部９Ｂの左側面９ＢＬからの力をリブ３１Ａの右側面３１ＡＲが受け、突出部９Ｃの右側面９ＣＲからの力をリブ３１Ａの左側面３１ＡＬが受け、コンデンサ１の回転が規制される。

ここで、スリット９ａへのリブ３１Ａの挿入について、スリット９ａの間隔よりもリブ３１Ａの幅を大きくし、スリット９ａにリブ３１Ａを圧入とすることが好ましい。このようにすることで、コンデンサ１の回転方向のガタツキがなくなる。また、圧入することにより、コンデンサ１とモジュールケース２１とがこの箇所でも固定されることとなり、遊嵌する場合に比べコンデンサ１とモジュールケース２１との間の固定の安定性が増す。

また、スリット９ａにリブ３１Ａを挿入しながらコンデンサ１を凹部２３に収納することにより、コンデンサ１の軸方向の回転を抑制する、いわゆるガイド機能が働き、リード線１１の導出位置の安定化を図れる。

また、リブ３１Ａとスリット９ａとはその延在方向の長さを略同じとすると、コンデンサ１の回転力に対して、図３における断面において、線によって力を受けることができ、点により受ける場合に比較し、力を分散できる。

また、図３における断面において、リブ３１Ａの上面と突出部９Ａ、９Ｂの側面の上端が、コンデンサ１を取り付けたときに、略同じ位置となるような関係として設計しておくことにより、取り付け位置が正常な位置ではないときにはリブ３１Ａの上面が突出部９Ａ、９Ｂの側面の上端よりも上方の位置となるから、コンデンサ１がモジュールケース２１に正常な位置に取り付けられているか否かを容易に把握できる。

また、絶縁性である板状のリブ３１Ａが、２本のリード線１１、１１の間を仕切るから、電気絶縁性に優れる。

また、リブ３１Ａが凹部２３の底を形成する内底面２３ａから凹部２３の開放方向（Ｚ軸方向）に形成されることでより耐振動性が向上する。使用環境下によっては、Ｚ軸方向への振動が加わることもある。この場合、リード線１１とリード線収容部３３又は図示しない基板の電気端子の接合部分を基点にコンデンサ１の底面１Ｂ側をＺ軸方向に移動させる力が働くことになるが、リブ３１ＡをＺ軸方向にリード線１１間に形成することにより、その移動を抑制することができ、耐振動性が向上する。

図４を参照しながら、実施例２に係る電子制御ユニットについて説明する。実施例１においては、コンデンサ１のみを収容する専用のコンデンサユニットについて説明したが、図４に示す車両用の電子制御ユニットに組み込まれるものについて説明する。実施例１と同様の構成についてはその説明を省略する。

図４は車両用の電子制御ユニットから図示しない蓋を取り外した状態を示すものである。電子制御ユニット４１（モジュール）は、電子回路を収容する樹脂製の電子回路ケース４３が電動機などのアクチュエータを収容する金属製の本体５３に図示しないボルトにより固定されている。本体５３を車両のフレームにボルト５５により固定する。電子回路ケース４３にはＣＰＵや電子部品が搭載された基板４７、４９が配置され、その側部に電気接続を行うコネクタ５１が設けられている。

コンデンサ１を収容する電子回路ケース４３には、コンデンサ１を横置きに収容する凹部４５（収容凹部）が設けられており、この凹部４５及びコンデンサ１の取り付けについては実施例１と同様の構成である。

このように、コンデンサ１を横置きとしたから、電子回路ケース４３を薄型化することができ、かつ、コンデンサ１の軸回りの回転を規制することができる車両用の電子制御ユニットを提供することができる。なお、電子制御ユニット４１、すなわちコンデンサ１を水平方向、鉛直方向のいずれに沿って配置するかは問わない。

以下、実施例１及び２の変形例について説明する。変形例はいずれもリブとスリットとの構成が相違しており、その他の構成は同様であるのでその説明を省略する。
［変形例１］

実施例１及び２においては、リブ３１Ａとスリット９ａにおけるコンデンサ１の軸方向の長さについて、板状のリブ３１ＡのＹ軸方向の長さをスリット９ａの深さよりも小さくすると、突出部９Ａ〜９Ｄの突出端面９Ａｕ〜９Ｄｕを壁３１におけるリブ３１Ａ両側の当接面３１ｂが基準面となり確実に接触させることができ、組み立て易く、かつ組み立ての精度が高まる。
［変形例２］

実施例１及び２においては、リブ３１Ａをスリット９ａで嵌合したが、これに限らない。変形例１においては、板状のリブ３１Ａに代えて、スリット９ａの上端側と下端側の２箇所に一対の小片状のリブを設けてもよい。このようにすることで、リブと突出部９Ａ〜９Ｄの右側面９ＡＲ、９ＣＲ、左側面９ＢＬ、９ＤＬと接触する領域が少ないから、スリット９ａをリブに挿入しやすい。また、リブをスリット９ａの上端側と下端側にリブを設けたから、中心側に設ける場合に比べ、コンデンサ１からの大きな回転応力を受けることができる。また、スリット９ａ及びリブを突出部９ａのうちリード線１１から最も離れた位置に配置するから、リード線１１の近傍にリブとスリット９ａを設ける場合に比べ、コンデンサ１に回転方向の外力が作用し、突出部９が弾性変形により変形してもリード線１１に力が作用しにくい。
［変形例３］

実施例１及び２においては、コンデンサ１の回転を規制する規制部及び被規制部として、コンデンサ１の封口体７にスリット９ａを設け、モジュールケース２１または、電子回路ユニット４３の壁３１にリブ３１Ａを設ける例について説明したが、スリット及びリブを設ける部材を入れ換えた例、すなわち封口体７にリブを設け、モジュールケース２１または、電子回路ユニット４３にスリットを設けてもよい。
［変形例４］

実施例１及び２においては、リード線１１が図示しない基板の接続部に直接接続される構成であるが、モジュールケース２１に予め端子を設け、該端子にリード線１１を接続させる構成としてもよい。
［変形例５］

実施例１及び２においては、更にコンデンサ１の側面を凹部２３に接着剤により固着しても良い。
［変形例６］

コンデンサ１の軸方向（Ｙ軸方向）の両端に弾性体を配置してもよい。このようにすることで、コンデンサ１の長さ方向（Ｙ軸方向）の凹部２３に対する固定力が向上する。その際、片側の弾性体は、コンデンサに装着しても、ホルダー側に装着しても良い。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

ここで、モジュールはコンデンサを収容するものであり、専用のモジュールケースであっても、電源装置、電子制御ユニット等においてコンデンサとともに他の電子部品を収容するモジュールケースであってもよい。

また、本発明は、モジュールケースにコンデンサを横置きに収容する形式のものに採用することが好ましい。コンデンサを縦置きに設置する形式に比較し、横置きに収容する形式、特に横方向が水平方向である横置きに収容する形式は、コンデンサがその軸回りに回転しやすいから好適である。ここで、コンデンサの横置きとは、コンデンサの側部が支持されるもの（例えば従来技術１のもの。）を意味し、縦置きとは、コンデンサの軸方向の一端部で支持されるものを意味する。

１ 電解コンデンサ
７ 封口体
９Ａ〜９Ｄ 突出部（被規制部）
１１ リード線
２１ モジュールケース
２３ 凹部（収容凹部）
２３ｂ 底面
３１ 壁
３１Ａ〜３１Ｆ、３１Ｊ リブ（規制部）
３１Ｇ、３１Ｆ 突出部（規制部）
３１Ｋ３ 当接面（規制部）
３１ａ〜３１ｃ スリット
４１ 電子制御ユニット（モジュール）
４３ 電子回路ケース
４５ 凹部（収容凹部）
ＡＸＣ コンデンサの軸
ＣＵ コンデンサユニット（モジュール）

Claims (3)

1. コンデンサ素子が円筒状の外装ケ−ス内部に格納され、前記外装ケースの開口部が封口体により封口されるとともに、前記封口体を貫通させて引き出されるリード線を有するコンデンサと、前記コンデンサを収容する収容凹部とを備えたモジュールにおいて、
   前記コンデンサは、前記封口体の外表面に複数の突出部によりスリットが設けられているとともに、
   前記モジュールに前記スリットと係合することで前記コンデンサの軸回りの回転を規制する規制部が設けられることを特徴とするモジュール。
2. 前記規制部は、前記スリットに挿入する板状のリブであることを特徴とする請求項１に記載のモジュール。
3. 前記コンデンサを収容する凹部の長さよりも軸方向の長さが長い前記コンデンサを用いることを特徴とする請求項１または２に記載のモジュール。

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