JP2008066503A

JP2008066503A - Case-mold type capacitor

Info

Publication number: JP2008066503A
Application number: JP2006242452A
Authority: JP
Inventors: Yoshiya Nagata; 喜也永田; Shigeo Okuno; 茂男奥野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-09-07
Filing date: 2006-09-07
Publication date: 2008-03-21

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that a beat tone is generated by applying a current to a case-mold type capacitor, rotated to the case-mold type capacitor used in a hybrid automobile, etc. <P>SOLUTION: The case-mold type capacitor is constituted by storing a capacitor element 1 connected by a bus bar in a case 4 and then conducting resin molding. The mold resin comprises a first mold resin 5 coating metallicon electrodes 2 formed at both ends of each capacitor element 1 and a second mold resin 6 coating portions other than the metallicon electrodes 2. Further, epoxy resin is used as the second mold resin 6 and the elastic modulus of the first mold resin 5 is so constituted as to be smaller than that of the second mold resin 6. Thereby, even though each capacitor element 1 is extended and shrunk when applied with a current, jogging and a vibration caused by extension and shrinkage are absorbed since the metallicon electrodes 2 are coated with the resin having a small elastic modulus so as to be able to suppress the generation of the beat tone. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は各種電子機器、電気機器、産業機器、自動車等に使用され、特に、ハイブリッド自動車のモータ駆動用インバータ回路の平滑用、フィルタ用、スナバ用に最適な金属化フィルムコンデンサを用いたケースモールド型コンデンサに関するものである。 The present invention is used in various electronic devices, electrical devices, industrial devices, automobiles, and the like, and in particular, a case mold using a metallized film capacitor that is most suitable for smoothing, filtering, and snubbing of an inverter circuit for driving a motor of a hybrid vehicle. Type capacitor.

図２（ａ）、（ｂ）はこの種の従来のケースモールド型コンデンサの構成を模式的に示した平面断面図と側面断面図であり、図２において、１０は金属化フィルムを巻回または積層したコンデンサ素子、１１はこのコンデンサ素子１０を収納するコンデンサケース、１２はこのコンデンサケース１１に充填されたエポキシ樹脂、１３はコンデンサケース１１に充填されたウレタン樹脂、１４はコンデンサ素子１０に接続されると共に外部機器等に接続する接続端子、１５は樹脂注型部を注型するためのコンデンサケース１１の開口部、１６はコンデンサ素子１０の両端に設けた電極である。 2 (a) and 2 (b) are a plan sectional view and a side sectional view schematically showing the structure of this type of conventional case mold type capacitor. In FIG. Stacked capacitor elements, 11 is a capacitor case for housing the capacitor element 10, 12 is an epoxy resin filled in the capacitor case 11, 13 is a urethane resin filled in the capacitor case 11, and 14 is connected to the capacitor element 10. In addition, a connection terminal for connecting to an external device or the like, 15 is an opening of the capacitor case 11 for casting the resin casting portion, and 16 is an electrode provided at both ends of the capacitor element 10.

そして上記コンデンサ素子１０は、片面または両面に金属蒸着電極を形成した金属化フィルムを一対の金属蒸着電極が誘電体フィルムを介して対向するように巻回し、両端面に電極１６を設けたものであり、それらを複数個並べている。また、接続端子１４は複数個のコンデンサ素子１０の電極１６に接続することでコンデンサ素子１０を並列に接続し、さらに外部と接続できるようにしている。また、コンデンサケース１１は、コンデンサ素子１０を収納すると共に、接続端子１４の一部を内蔵している。そして、接続端子１４の一部はコンデンサケース１１から突出させ、外部機器等と接続できるようにしている。 The capacitor element 10 is formed by winding a metallized film having a metal vapor-deposited electrode on one or both sides so that a pair of metal vapor-deposited electrodes are opposed to each other with a dielectric film therebetween, and electrodes 16 are provided on both end surfaces. There are a number of them. The connection terminal 14 is connected to the electrodes 16 of the plurality of capacitor elements 10 so that the capacitor elements 10 can be connected in parallel and further connected to the outside. The capacitor case 11 houses the capacitor element 10 and incorporates a part of the connection terminal 14. A part of the connection terminal 14 protrudes from the capacitor case 11 so that it can be connected to an external device or the like.

さらに、ケース開口部１５からコンデンサケース１１内にエポキシ樹脂１２を注型し、硬化させた後にウレタン樹脂１３を注型しており、このようにすることでエポキシ樹脂１２とウレタン樹脂１３の２層構造となるようにしているものである。 Further, the epoxy resin 12 is cast from the case opening 15 into the capacitor case 11 and cured, and then the urethane resin 13 is cast. By doing so, two layers of the epoxy resin 12 and the urethane resin 13 are formed. It is intended to be a structure.

このように構成された従来のケースモールド型コンデンサは、コンデンサ素子１０を耐熱性、耐湿性、耐絶縁性に優れたエポキシ樹脂１２にて外装した後、エポキシ樹脂１２層上に、弾性があり割れにくいウレタン樹脂１３層を構成することにより、耐熱性、耐湿性、耐絶縁性に優れ、かつヒートショック試験などの耐環境性の向上を図れるケースモールド型コンデンサを得ることができるというものであった。 The conventional case mold type capacitor configured as described above is formed by covering the capacitor element 10 with an epoxy resin 12 having excellent heat resistance, moisture resistance, and insulation resistance, and then having an elastic crack on the epoxy resin 12 layer. By constructing a difficult urethane resin 13 layer, it is possible to obtain a case mold type capacitor which is excellent in heat resistance, moisture resistance and insulation resistance and can improve environmental resistance such as a heat shock test. .

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００３−３３８４２３号公報 As prior art document information related to the invention of this application, for example, Patent Document 1 is known.
JP 2003-338423 A

しかしながら上記従来のケースモールド型コンデンサでは、モールド樹脂を２層構造にすることによって耐熱性、耐湿性、耐絶縁性に優れ、かつヒートショック試験等の耐環境性の向上を図ることはできるものの、コンデンサ素子１０に電流を印加することによって高い周波数の金属音（以下、うなり音と呼ぶ）が発生し、このうなり音は定格電流においても発生するものであるため、このようなケースモールド型コンデンサをハイブリッド自動車等の車用として使用する場合には高い静粛性が必要であり、更なる振動・騒音低減を図ることが求められるという課題があった。 However, in the above conventional case mold type capacitor, although the mold resin has a two-layer structure, it is excellent in heat resistance, moisture resistance and insulation resistance, and can improve environmental resistance such as a heat shock test, When a current is applied to the capacitor element 10, a high-frequency metallic sound (hereinafter referred to as a “growing sound”) is generated, and this roaring sound is generated even at the rated current. When used for a vehicle such as a hybrid vehicle, high silence is required, and there is a problem that further vibration and noise reduction is required.

また、このようなうなり音は、巻回型のコンデンサ素子１０に電流を印加することにより、誘電体フィルムを介して対向する金属蒸着電極どうしが接近したり反発したりするように微動する動作を起こし、これによってコンデンサ素子１０の径方向ならびに中心軸の軸線方向に伸び縮みして振動することに起因するものと推測され、このような状態が発生した際に、コンデンサ素子１０の外装部分（ポリプロピレン製）はエポキシ樹脂１２とは接着されないために空隙が生じて振動し易くなり、このために発生した振動は電極１６を介してエポキシ樹脂１２、コンデンサケース１１へと伝播し、結果的にうなり音として現れるものであると考えられる。 Further, such a roaring sound causes a slight movement so that the metal deposition electrodes facing each other approach and repel each other through a dielectric film when a current is applied to the wound capacitor element 10. It is assumed that this is caused by the vibration of the capacitor element 10 extending and contracting in the radial direction of the capacitor element 10 and the axial direction of the central axis, and when such a state occurs, the exterior portion of the capacitor element 10 (polypropylene) Manufactured) is not bonded to the epoxy resin 12, so that a gap is generated and the vibration easily occurs, and the generated vibration propagates to the epoxy resin 12 and the capacitor case 11 through the electrode 16, resulting in a beat sound. It is thought that it appears as.

本発明はこのような従来の課題を解決し、電流印加による振動とうなり音の発生を抑制することが可能なケースモールド型コンデンサを提供することを目的とするものである。 An object of the present invention is to solve such a conventional problem and to provide a case mold type capacitor capable of suppressing generation of vibration and beat noise due to current application.

上記課題を解決するために本発明は、コンデンサ素子を外部接続用の端子部を一端に設けたバスバーで接続し、これをケース内に収容して少なくとも上記バスバーの端子部を除いて樹脂モールドしたケースモールド型コンデンサにおいて、上記モールド樹脂が、少なくともコンデンサ素子の両端面に形成されたメタリコン電極面を被覆する第１のモールド樹脂と、これ以外を被覆する第２のモールド樹脂からなり、この第２のモールド樹脂としてエポキシ樹脂を用い、かつ、メタリコン電極面を被覆する第１のモールド樹脂が第２のモールド樹脂であるエポキシ樹脂よりも弾性率が小さい構成にしたものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention connects a capacitor element with a bus bar having an external connection terminal portion provided at one end, accommodates the capacitor element in a case, and at least removes the terminal portion of the bus bar and is resin-molded. In the case mold type capacitor, the mold resin includes a first mold resin that covers at least the metallicon electrode surfaces formed on both end faces of the capacitor element, and a second mold resin that covers the other. An epoxy resin is used as the mold resin, and the first mold resin that covers the metallicon electrode surface has a smaller elastic modulus than the epoxy resin that is the second mold resin.

以上のように本発明によるケースモールド型コンデンサは、コンデンサ素子を被覆した樹脂よりも弾性率が小さい樹脂でメタリコン電極面を被覆した構成により、電流を印加した際にコンデンサ素子が伸び縮みを起こしても、メタリコン電極面が小さい弾性率の樹脂で被覆されているために伸び縮みに起因する微動や振動を吸収するダンパー効果を発揮するようになり、これにより、うなり音の発生を抑制することができるようになるという効果が得られるものである。 As described above, the case mold type capacitor according to the present invention has a structure in which the metallicon electrode surface is coated with a resin having a smaller elastic modulus than the resin coated with the capacitor element, and the capacitor element expands and contracts when current is applied. However, since the metallicon electrode surface is coated with a resin with a small modulus of elasticity, it will exhibit a damper effect that absorbs fine movement and vibration caused by expansion and contraction, thereby suppressing the generation of beat noise. The effect of being able to do so is obtained.

（実施の形態）
以下、実施の形態を用いて、本発明の特に全請求項に記載の発明について説明する。 (Embodiment)
Hereinafter, the invention described in the entire claims of the present invention will be described by using embodiments.

図１は本発明の一実施の形態によるケースモールド型コンデンサの構成を示した正面断面図であり、図１において、１はコンデンサ素子を示し、このコンデンサ素子１は、誘電体フィルムの片面または両面に金属蒸着電極を形成した一対の金属化フィルムを上記金属蒸着電極が誘電体フィルムを介して対向するように巻回し、この両端面に金属溶射によりメタリコン電極２を形成することにより構成されたものである。 FIG. 1 is a front sectional view showing the structure of a case mold type capacitor according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a capacitor element. The capacitor element 1 is one or both sides of a dielectric film. A metallized film is formed by winding a pair of metallized films on which metal vapor-deposited electrodes are formed so that the metal vapor-deposited electrodes face each other through a dielectric film, and forming metallconic electrodes 2 on both end surfaces by metal spraying. It is.

３は図示しないバスバーの一端に設けられた外部接続用の端子部であり、上記図示しないバスバーはコンデンサ素子１を複数個並べた状態で各コンデンサ素子１を並列に接続するように一対で設けられ、この一対のバスバーの一端に外部接続用の端子部３が夫々設けられている（図１においては一方の端子部３のみを記載しているが、もう一方の端子部３も存在する）ものである。 Reference numeral 3 denotes an external connection terminal provided at one end of a bus bar (not shown). The bus bar (not shown) is provided as a pair so as to connect the capacitor elements 1 in parallel in a state where a plurality of capacitor elements 1 are arranged. The terminal portions 3 for external connection are respectively provided at one ends of the pair of bus bars (only one terminal portion 3 is shown in FIG. 1, but the other terminal portion 3 is also present). It is.

４は上記図示しないバスバーにより接続された複数個のコンデンサ素子１を収容したケース、５はこのケース４内に充填されることにより、上記図示しないバスバーの一端に設けられた外部接続用の端子部３を除いて複数個のコンデンサ素子１を樹脂モールドした第１のモールド樹脂、６は同じく第２のモールド樹脂であり、上記第１のモールド樹脂５はコンデンサ素子１の両端面に形成されたメタリコン電極２を被覆するように設けられ、第２のモールド樹脂６はそれ以外を被覆するように設けられているものである。 Reference numeral 4 denotes a case containing a plurality of capacitor elements 1 connected by the bus bar (not shown). Reference numeral 5 denotes a terminal portion for external connection provided at one end of the bus bar (not shown) by filling the case 4. 3 is a first mold resin in which a plurality of capacitor elements 1 are resin-molded except for 3, 6 is also a second mold resin, and the first mold resin 5 is a metallicon formed on both end faces of the capacitor element 1. The second mold resin 6 is provided so as to cover the electrode 2, and the second mold resin 6 is provided so as to cover the other.

また、上記メタリコン電極２を被覆する第１のモールド樹脂５は、第２のモールド樹脂６よりも弾性率が小さいものを用いることが重要であり、本実施の形態においては、第１のモールド樹脂５としてウレタン樹脂（弾性率：２００ＭＰａ）を、第２のモールド樹脂６としてエポキシ樹脂（弾性率：３０００ＭＰａ）を用いたものである。 In addition, it is important to use the first mold resin 5 that covers the metallicon electrode 2 that has an elastic modulus smaller than that of the second mold resin 6. In the present embodiment, the first mold resin 5 is used. 5 is a urethane resin (elastic modulus: 200 MPa), and the second mold resin 6 is an epoxy resin (elastic modulus: 3000 MPa).

また、上記第１のモールド樹脂５はメタリコン電極２を全て被覆するようにしても良いし、メタリコン電極２の少なくとも電極面を被覆するように（図１に示す状態）しても良いものであるが、メタリコン電極２を全て被覆する方がより安定した効果を得ることができるものである。 Further, the first mold resin 5 may cover the entire metallicon electrode 2 or may cover at least the electrode surface of the metallicon electrode 2 (state shown in FIG. 1). However, a more stable effect can be obtained by covering all of the metallicon electrode 2.

このように構成された本実施の形態によるケースモールド型コンデンサに、ＤＣ６５０Ｖ・８０Ａｒｍｓ（１０ｋＨｚ正弦波）を連続通電し、発生する振動とうなり音を測定した結果を比較例としての従来品と比較して（表１）に示す。 The case mold type capacitor according to the present embodiment configured as described above was continuously energized with DC650V · 80 Arms (10kHz sine wave) and the generated vibration and beat sound were measured and compared with the conventional product as a comparative example. (Table 1).

（表１）から明らかなように、本実施の形態によるケースモールド型コンデンサは、連続通電によって発生する振動を１／２以下に抑えることができるため、うなり音の発生を６ｄＢも低減することが可能になり、優れた効果を発揮することが分かるものである。 As is clear from Table 1, the case mold type capacitor according to the present embodiment can suppress the vibration generated by continuous energization to ½ or less, so that the generation of beat noise can be reduced by 6 dB. It becomes possible to see that it exhibits excellent effects.

このように本実施の形態によるケースモールド型コンデンサは、コンデンサ素子１の外装部分をエポキシ樹脂で被覆しているために、耐熱性、耐湿性、耐絶縁性に関しては従来品と同様に優れた効果を発揮することができると共に、メタリコン電極２をエポキシ樹脂よりも弾性率が小さいウレタン樹脂で被覆しているために、コンデンサ素子１に電流を印加した際に発生する振動がメタリコン電極２に伝播しても、この振動をウレタン樹脂が吸収するようになるため、うなり音の発生を抑制することができるようになるという格別の効果を奏するものである。 Thus, since the case mold type capacitor according to the present embodiment covers the exterior portion of the capacitor element 1 with the epoxy resin, the heat resistance, moisture resistance, and insulation resistance are excellent as in the conventional product. Since the metallicon electrode 2 is covered with a urethane resin having a smaller elastic modulus than that of the epoxy resin, vibration generated when a current is applied to the capacitor element 1 propagates to the metallicon electrode 2. However, since this vibration is absorbed by the urethane resin, it is possible to suppress the generation of beat noise.

なお、本実施の形態においては、第１のモールド樹脂５としてウレタン樹脂を、第２のモールド樹脂６としてエポキシ樹脂を用いた例で説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、耐熱性、耐湿性、耐絶縁性に優れた樹脂を第２のモールド樹脂６として用い、この第２のモールド樹脂６よりも弾性率が小さい樹脂を第１のモールド樹脂５として用いるようにすれば本発明の目的を達成することができるものである。 In this embodiment, the example in which urethane resin is used as the first mold resin 5 and epoxy resin is used as the second mold resin 6 has been described, but the present invention is not limited to this. If a resin excellent in heat resistance, moisture resistance and insulation resistance is used as the second mold resin 6, and a resin having a smaller elastic modulus than the second mold resin 6 is used as the first mold resin 5. The object of the present invention can be achieved.

また、上記第１のモールド樹脂５として用いたウレタン樹脂は振動吸収には大きな効果を発揮することができるものの、耐湿性が低いために単独での使用は推奨できないものであり、本実施の形態のように、コンデンサ素子１の外装部分をエポキシ樹脂で被覆して耐湿性を高めることが重要である。 In addition, although the urethane resin used as the first mold resin 5 can exert a great effect on vibration absorption, it is not recommended to be used alone because of its low moisture resistance. As described above, it is important to increase the moisture resistance by covering the exterior portion of the capacitor element 1 with an epoxy resin.

本発明によるケースモールド型コンデンサは、耐熱性、耐湿性、耐絶縁性に優れるばかりでなく、耐振動性を向上させることにより、うなり音の発生を抑制することができるという効果を有し、特に車載用のケースモールド型コンデンサ等として有用である。 The case mold type capacitor according to the present invention is not only excellent in heat resistance, moisture resistance, and insulation resistance, but also has an effect of suppressing the generation of beat noise by improving vibration resistance. It is useful as an in-vehicle case mold type capacitor.

本発明の一実施の形態によるケースモールド型コンデンサの構成を示した正面断面図Front sectional view showing a configuration of a case mold type capacitor according to an embodiment of the present invention （ａ）従来のケースモールド型コンデンサの構成を模式的に示した平面断面図、（ｂ）同側面断面図(A) Plan sectional view schematically showing the structure of a conventional case mold type capacitor, (b) Side sectional view

Explanation of symbols

１コンデンサ素子
２メタリコン電極
３端子部
４ケース
５第１のモールド樹脂
６第２のモールド樹脂 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Capacitor element 2 Metallicon electrode 3 Terminal part 4 Case 5 1st mold resin 6 2nd mold resin

Claims

A capacitor element in which a pair of metallized films having metal vapor deposition electrodes formed on a dielectric film is wound so that the metal vapor deposition electrodes face each other through the dielectric film, and metallized electrodes are formed on both end surfaces by metal spraying. In a case mold type capacitor in which a terminal part for external connection is connected by a bus bar provided at one end, and this is accommodated in a case and resin-molded by removing at least the terminal part of the bus bar, the mold resin is at least the metallicon A case mold type capacitor comprising a first mold resin covering the electrode surface and a second mold resin covering other than the metallicon electrode surface, and using an epoxy resin as the second mold resin.

The case mold type capacitor according to claim 1, wherein the first mold resin covering the metallicon electrode surface has a smaller elastic modulus than the epoxy resin used as the second mold resin.

The case mold type capacitor according to claim 1, wherein urethane resin is used as the first mold resin for covering the metallicon electrode surface.