(57)【要約】【課題】より小さな面積により多くの電解コンデンサを取り付けられる電解コンデンサ取り付け構造体を提供する。【解決手段】電解コンデンサ２０の固定用部品１は、電解コンデンサ２０の端部に取り付けられる接触用部材１４と、接触用部材１４の外側に装着される内部ナット１３と、接触用部材１４と内部ナット１３との間に挿入可能である楔部材１２と、内部ナット１３に螺合可能な外部ナット１１とを備える。外部ナット１１を内部ナット１３に螺合させることで、楔部材１２の一部を内部ナット１３と接触用部材１４との間に挿入させて、接触用部材１４を電解コンデンサに圧接させると共に、外部ナット１１と楔部材１２と内部ナット１３と接触用部材１４とを一体化させて、固定用備品１により電解コンデンサ２０を保持する。固定用部品１が取り付けられた電解コンデンサ２０の取付対象への固定は、外部ナット１１に設けたスタッドボルト１１ａを用いて行う。【選択図】図２
2009164270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形の電解コンデンサを取付対象に取り付け固定する電解コンデンサ取り付け構造体であって、
前記電解コンデンサの端子電極が設けられた側と反対側の端部に取り付けられて、前記電解コンデンサの側面を保持する第１の部材と、
前記第１の部材の外側に装着され、外周面にネジ構造が形成されたリング形状の第２の部材と、
前記第１の部材と前記第１の部材の外側に装着された前記第２の部材との間に挿入可能である、断面楔形状の第３の部材と、
前記第２の部材のネジ構造に螺合可能なネジ構造が内周面に形成されたリング状部、及び前記リング状部の内側の範囲内に対応する位置に設けられた、前記取付対象に固定するための固定手段を有する第４の部材と、を備えており、
前記第４の部材のネジ構造を前記第２の部材のネジ構造に螺合させて締め付けることで、前記第３の部材の少なくとも一部を前記電解コンデンサの端部に取り付けられた前記第１の部材と前記第２の部材との間に挿入させることにより、前記第１の部材を前記電解コンデンサに圧接させると共に、前記第１の部材、前記第２の部材及び前記第３の部材を一体化させて前記第４の部材に保持させる、
ことを特徴とする電解コンデンサ取り付け構造体。
【請求項２】
前記第３の部材は、前記第１の部材側に前記電解コンデンサの側面に平行となる平行面を備え、前記第２の部材側に前記平行面に対して傾斜する傾斜面を備える断面楔形状である、
ことを特徴とする請求項１に記載の電解コンデンサ取り付け構造体。
【請求項３】
前記第２の部材は、前記第１の部材側に前記第３の部材の前記傾斜面に対向する傾斜部を備える、
ことを特徴とする請求項２に記載の電解コンデンサ取り付け構造体。
【請求項４】
前記第４の部材の前記固定手段は、前記電解コンデンサの端子電極と反対側に突出するスタッドボルトである、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電解コンデンサ取り付け構造体。
【請求項５】
前記第３の部材と前記第４の部材とは一体に形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の電解コンデンサ取り付け構造体。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の電解コンデンサ取り付け構造体が取り付けられた電解コンデンサを複数備え、
前記複数の電解コンデンサは前記取付対象に前記第４の部材同士を近接配置して取り付けられる、
ことを特徴とする電解コンデンサモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解コンデンサを筐体や基板等の取付対象に取り付け固定するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電解コンデンサは、非常に大きい容量が得られるという特徴から、電源回路や電力系統等の用途に広く用いられる。最近では、蓄電装置として利用されることも多くなりつつあり、ハイブリッドカーや電気自動車等では始動用電源として採用されるようになっている。電気自動車では、走行用電源としての採用も考えられている。
【０００３】
上記のような用途では、大容量の電解コンデンサを多数個用いる場合がある。その場合、複数の電解コンデンサは、筐体や基板等の取付対象にまとめて取り付け固定される。その取付対象に電解コンデンサを取り付け固定する従来の電解コンデンサ取り付け構造体としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。
【０００４】
特許文献１では、電解コンデンサ取り付け構造体として、電解コンデンサを収納する固定装置を用いて電解コンデンサの取付体対象への固定が行われている。具体的には、固定装置には電解コンデンサの外周方向に突出する突出部が複数設けられており、その突出部に形成された取り付け孔に取り付け用ネジが挿通されて、取付対象である取り付け板に固定されている。
【特許文献１】実開平０５−０６６９５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の電解コンデンサ取り付け構造体（固定装置）によると、複数の電解コンデンサは、突出部を有する固定装置を介して平面上に並べられて固定される。周知のように通常、電解コンデンサは円筒状の形状であり、その突出部は径方向に突出した形となる。このため、隣り合う固定装置の突出部が互いに干渉しないように電解コンデンサを配置する必要があり、単位面積当たりの平面に並べられる電解コンデンサの数が減少してしまっていた。即ち、複数の電解コンデンサの設置に必要な面積を大きくしているという問題点があった。
【０００６】
本発明は、より小さな面積により多くの電解コンデンサを取り付けられる電解コンデンサ取り付け構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電解コンデンサ取り付け構造体は、円筒形の電解コンデンサを取付対象に取り付け固定するためのものであって、電解コンデンサの端子電極が設けられた側と反対側の端部に取り付けられて、電解コンデンサの側面を保持する第１の部材と、第１の部材の外側に装着され、外周面にネジ構造が形成されたリング形状の第２の部材と、第１の部材と第１の部材の外側に装着された第２の部材との間に挿入可能である、断面楔形状の第３の部材と、第２の部材のネジ構造に螺合可能なネジ構造が内周面に形成されたリング状部、及びリング状部の内側の範囲内に対応する位置に設けられた、取付対象に固定するための固定手段を有する第４の部材と、を備えており、第４の部材のネジ構造を第２の部材のネジ構造に螺合させて締め付けることで、第３の部材の少なくとも一部を電解コンデンサの端部に取り付けられた第１の部材と第２の部材との間に挿入させることにより、第１の部材を電解コンデンサに圧接させると共に、第１の部材、第２の部材及び第３の部材を一体化させて第４の部材に保持させる。
【０００８】
ここで、『断面楔形状』とは、第１の部材と第２の部材の間に挿入される第３の部材の挿入方向における断面形状が楔形であることを意味する。その断面楔形状としては、例えば第１の部材側に電解コンデンサの側面に平行となる平行面を備え、第２の部材側に平行面に対して傾斜する傾斜面を備えることで実現されるものが望ましい。そのような断面楔形状の第３の部材を採用した場合、第２の部材は、第１の部材側に第３の部材の傾斜面に対向する傾斜部を備える、ことが望ましい。
【０００９】
この発明では、電解コンデンサの端部に取り付けられた第１の部材の外側に、外周面にネジ構造が形成されたリング状の第２の部材を装着し、第２の部材のネジ構造に第４の部材のネジ構造を螺合させて締め付けることで第４の部材で第３の部材を押し、断面楔形状の第３の部材の少なくとも一部を第１の部材と第２の部材の間に挿入させている。即ち、第４の部材と第２の部材はネジにより一体化され、また、第３の部材の挿入に伴って、第１の部材と第２の部材間にはそれらの間隔を拡げる方向に圧力が生じる。その圧力は、第１の部材を電解コンデンサに圧接させて、第１の部材による電解コンデンサの保持を確実なものとする。そして、また、上記圧力により第１の部材、第２の部材及び第３の部材は一体化されるので、電解コンデンサは第１の部材を介して第４の部材に強固に保持される。
【００１０】
取付対象への固定は、第４の部材のリング状部の内側の範囲内に対応する位置に設けられた固定手段を用いて行われる。そのような範囲内に固定手段を配置することにより、取り付け構造体が、電解コンデンサを取り付ける面上において大きくなることが回避される。即ち、複数の電解コンデンサを取付対象に固定する場合に、隣接する取り付け構造体の位置を従来よりも近づけることができるため、より小さな面積により多くの電解コンデンサを取り付けることができるようになる。その固定手段としては、例えば電解コンデンサの端子電極と反対側に突出するスタッドボルトを採用することができる。
【００１１】
本発明の電解コンデンサモジュールは、上述した何れかの電解コンデンサ取り付け構造体が取り付けられた電解コンデンサを複数備え、複数の電解コンデンサは取付対象に第４の部材同士を近接配置して取り付けられる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、電解コンデンサを取付対象に固定するための取り付け構造体が、従来のように電解コンデンサの径方向に大きくなることを回避できるので、より小さな面積により多くの電解コンデンサを取り付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態による電解コンデンサ取り付け構造体としての固定用部品１を示す図であり、図２は、本実施形態による電解コンデンサ取り付け構造体としての固定用部品１を電解コンデンサに取り付けた際の断面図である。図１及び図２を参照して、固定用部品１を構成する部材、その固定用部品１を電解コンデンサ２０に取り付ける方法、及びその固定用部品１を取り付けることで実現される電解コンデンサの固定構造について具体的に説明する。
【００１４】
固定用部品１を用いて複数の電解コンデンサ２０を固定させる取付対象は、例えばハイブリッドカー用のパワー・コントロール・ユニット（ＰＣＵ）、或いは電源装置等である。なお、このとき、複数の電解コンデンサ２０は電解コンデンサモジュールとして筐体や基板等に取り付け固定される。電解コンデンサ２０は通常、円筒形の形状であり、陽極端子及び陰極端子からなる一対の端子電極２１が一方の端面に設けられている。以降、便宜的に、端子電極２１が設けられている側を「足部」、それが設けられていない側を「頭部」とそれぞれ呼ぶことにする。また、上下方向は、電解コンデンサ２０を基準にし、頭部側を上側と想定する。円筒形の形状をしている電解コンデンサ２０では、その上下方向は軸方向と一致し（平行であり）、径方向はその上下方向と直交する。
【００１５】
上記固定用部品１は、図１及び図２に示すように、内側に雌ネジ１１ｃが刻まれた第４の部材としての外部ナット１１、断面形状が楔形（Ｖ字形）である第３の部材としての楔部材１２、外部ナット１１に刻まれた雌ネジ１１ｃに対応（噛合）する雄ネジ１３ａが外側（外周面）に刻まれている第２の部材としての内部ナット１３、及び電解コンデンサ２０の頭部に取り付けられる第１の部材としての接触用部材１４から構成されている。なお、ここで『断面形状が楔形』（断面楔形状）とは、図２に示すように、楔部材１２の軸方向、及び１径方向（共に取り付けられる電解コンデンサ２０を想定したもの）を含む平面で切断した場合の断面形状が楔形であることを意味する。
【００１６】
外部ナット１１、楔部材１２、内部ナット１３は例えば金属製であり、接触用部材１４は例えば樹脂製である。
図１では、固定用部品１を構成する外部ナット１１、楔部材１２、内部ナット１３及び接触用部材１４は、実際に使用する際の位置関係、及び向きを示している。外部ナット１１側が上部、つまり電解コンデンサ２０の頭部から最も離れた位置の配置となっている。
【００１７】
上記外部ナット１１は、スタッドボルト１１ａが外側、つまり電解コンデンサ２０の足部（端子電極２１が設けられた側）とは反対側に設けられている。このスタッドボルト１１ａは、図３に示すように、取付対象に固定するための固定手段を構成するものである。
【００１８】
雌ネジ１１ｃは、図２に示すように、円筒状にスタッドボルト１１ａとは逆方向に突出したリング状部としての突出部１１ｂに刻まれている。楔部材１２は、切り欠き１２ａが設けられた、弾性を有する変形可能な部材である。
【００１９】
図２に示すように、楔部材１２の内側、つまり接触用部材１４側には、電解コンデンサ２０の側面に平行（ここでは平行に近い角度を含む）となる平行面を備え、外側、つまり内部ナット１３側には、その平面に対して傾斜する（交差する角度を有する）傾斜面とを備えている。それら平行面、及び傾斜面を備えることにより、楔部材１２は楔形の断面形状となっている。その楔部材１２は、図１中の方向ａから、尖っていない側の接触面１２ｂより外部ナット１１の内側に挿入した状態で用いられる。
【００２０】
内部ナット１３は、内側、つまり接触用部材１４側の上部に、楔部材１２の傾斜面と対向する傾斜部である勾配１３ｂが設けられている。接触用部材１４は、内部ナット１３を支持するように、その下部に外側に向けてわずかに突出した突出部１４ａが設けられ、上部には逆に内側に向けて突出した突出部１４ｂが設けられている。また、上記楔部材１２と同様に、切り欠き１４ｃが設けられている。
【００２１】
内部ナット１３は、図１中の方向ｂから、勾配１３ｂが設けられていない側を先頭に突出部１４ｂ側から接触部材１４を内側に挿入した状態で用いられる。突出部１４ｂは、図２に示すように、電解コンデンサ２０の頭部を確実に保持できるように設けられている。
【００２２】
次に、上記外部ナット１１、楔部材１２、内部ナット１３及び接触用部材１４を電解コンデンサ２０に取り付ける方法について具体的に説明する。
電解コンデンサ２０の頭部には、内部ナット１３及び接触用部材１４が取り付けられる。内部ナット１３は、その内側に接触用部材１４を挿入した状態で取り付けられる。その状態で、内側に楔部材１２が挿入された外部ナット１１を内部ナット１３と螺合させ、締め付ける。
【００２３】
その締め付けにより、外部ナット１１は電解コンデンサ２０側に向けて移動する。その移動により、外部ナット１１の電解コンデンサ２０の頭部側端面に対向する内面１１ｄが楔部材１２の接触面１２ｂと接触してその楔部材１２を押す。このため、楔部材１２の先端が内部ナット１３の勾配１３ｂに沿って進行し、内部ナット１３と接触用部材１４を離間させる。それにより、接触用部材１４を内側に向けて、つまり電解コンデンサ２０に向けて押す圧力が発生する。このようなことから、外部ナット１１を締め付ける方向に回転させることにより、接触用部材１４の内側全体が電解コンデンサ２０の頭部に圧接し、内部ナット１３と接触用部材１４間に位置する楔部材１２には内部ナット１３及び接触用部材１４からの圧力が加わり、楔部材１２と内部ナット１３と接触用部材１４とを一体化させるように作用する。その結果、外部ナット１１、楔部材１２、内部ナット１３、接触用部材１４は電解コンデンサ２０に取り付けられた状態を安定的、且つ強固に維持する。そのように外部ナット１１、楔部材１２、内部ナット１３及び接触用部材１４が電解コンデンサ２０に取り付けられることにより、本実施形態による電解コンデンサ取り付け構造体（固定構造）が実現される。
【００２４】
内部ナット１３と接触用部材１４間は、内部ナット１３の内面に設けられた勾配１３ｂにより、楔部材１２が挿入される側から反対側（電解コンデンサ２０の足部側）に向けて、連続的に短くなるようになっている。つまり、その間隔は、その挿入される側が最も広く、それから徐々に狭くなるようになっている。このため、楔部材１２の先端は、内部ナット１３と接触用部材１４間に確実に挿入し、挿入後はその内部ナット１３の勾配１３ｂにガイドされるようにして進行することとなる。
【００２５】
接触用部材１４の内側がより強く電解コンデンサ２０に圧接していく過程で、その接触用部材１４の直径はより短くなる。同様に、楔部材１２の直径もより短くなる。このようなことから、接触用部材１４及び楔部材１２の両方に切り欠き１４ｃ及び１２ａを設けている。それにより、電解コンデンサ２０に存在する外形寸法公差への対応も可能とさせている。
【００２６】
電解コンデンサ２０の頭部側には普通、内圧が上昇した際の破壊を防ぐための防爆弁が設けられる。楔部材１２は、電解コンデンサ２０に存在する外形寸法公差の他に、その防爆弁の存在を考慮してその寸法が決定されている。即ち、外部ナット１１を、電解コンデンサ２０を十分に保持できるように締め付けた際に、外部ナット１１と電解コンデンサ２０の間に望ましい大きさの空間ができるようにさせている。
【００２７】
図３は、本実施形態による電解コンデンサモジュール、つまり上記固定用部品１を用いた電解コンデンサ２０を複数、近接配置して固定した例を示す図である。図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は図３（ａ）中の方向ｃから見た場合の部分側面図である。
【００２８】
図３に示す各電解コンデンサ２０は基板３０に取り付けられている。特には図示していないが、その基板３０には、スタッドボルト１１ａを通す穴が設けられている。それにより、図３（ｂ）に示すように、穴から突出したスタッドボルト１１ａをナット３１により止めることで電解コンデンサ２０を基板３０に取り付ける（固定する）ことができる。
【００２９】
図３（ａ）に示すように、外部ナット１１の外形（電解コンデンサ２０の径方向上の外形である）は円形であり、従来のようなネジ止め用の突出部が存在しないため、より小さい面積により多くの電解コンデンサ２０を近接配置して取り付けることができる。また、電解コンデンサ２０の径方向上、突出した部分が存在する不規則な形状となっていないために、同じ種類の端子２１が直線上に並ぶ近接配置も、スペースの利用効率を低下させることなく実現させることができる。
【００３０】
なお、本実施形態では、スタッドボルト１１ａによる固定にナット３１を用いているが、電解コンデンサ２０を取り付ける取付対象（ここでは基板３０）にネジ山を刻んだ部品を用意して、ナット３１を使わないようにしても良い。また、取付対象にスタッドボルトを用意し、外部ナット１１にはスタッドボルト１１ａの位置にネジ山を刻んだ穴を用意して、電解コンデンサ２０を取り付けられるようにしても良い。外部ナット１１を介した電解コンデンサ２０の取付方法としては、それら以外の方法を採用しても良い。突出部１１ｂの内側に位置する範囲内に、取り付けのための固定手段を設ければ、スペースの利用効率の低下は回避させることができる。
【００３１】
楔部材１２では、内側の面（内周面）は上下方向（電解コンデンサ２０の側面）に平行（ここでは平行に近い角度を含む範囲）とし、外側の面（外周面）にその上下方向と交差する勾配を設けているが、逆に内側の面にその勾配を設けても良い。その場合、外部ナット１１と一体化させても良い。また、その場合には、内部ナット１３の内周面に勾配を設けずに、その勾配を接触用部材１４の外周面に設けるようにしても良い。
【００３２】
また、外部ナット１１の電解コンデンサ２０への取り付けは、内部ナット１３と螺合させることで行っているが、これは電解コンデンサ２０の交換などを容易、且つ迅速に行えるようにするためである。楔部材１２と接触用部材１４の位置関係（接触用部材１４を電解コンデンサ２０に圧接させた状態）を維持させることができるのであれば、螺合以外の方法を採用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施形態による電解コンデンサ取り付け構造体としての固定用部品１を示す図である。
【図２】本実施形態による電解コンデンサ取り付け構造体としての固定用部品１を電解コンデンサに取り付けた際の断面図である。
【図３】本実施形態による電解コンデンサモジュールを示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    固定用部品
１１    外部ナット
１２    楔部材
１３    内部ナット
１４    接触用部材
２０    電解コンデンサ
３０    基板
【図１】
2009164270.tif 000003
【図３】
2009164270.tif 000004
【図２】
2009164270.tif 000005