JP2008251594A

JP2008251594A - ケースモールド型コンデンサ

Info

Publication number: JP2008251594A
Application number: JP2007087451A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Hosokawa; 聡細川; Takeshi Imamura; 武志今村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-03-29
Filing date: 2007-03-29
Publication date: 2008-10-16
Anticipated expiration: 2027-03-29
Also published as: JP5012139B2

Abstract

【課題】自動車用等に使用されるケースモールド型コンデンサに関し、外部接続用の端子に近接したコンデンサの発熱が高くなるという課題を解決し、耐熱性向上を図ることを目的とする。
【解決手段】複数のコンデンサ１ａ〜１ｄを端子を一端に設けたバスバー２、３で接続し、これらをケース４内に収容し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、上記バスバー２、３に設けた端子２ａ、３ａに近い方から順に１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと配置されたコンデンサの内、少なくとも１ａ、１ｂのコンデンサに対するバスバーの端子２ａ、３ａとの電気的接続経路が略同等となるように接続した構成によってインピーダンスも略同等となり、これにより、外部接続用の端子２ａ、３ａに最も近いコンデンサ１ａのみが発熱が高くなることを抑制することができる。
【選択図】図１

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ケース内に樹脂モールドしたケースモールド型コンデンサに関するものである。

近年、環境保護の観点から、あらゆる電気機器がインバータ回路で制御され、省エネルギー化、高効率化が進められている。中でも自動車業界においては、電気モータとエンジンで走行するハイブリッド車（以下、ＨＥＶと呼ぶ）が市場導入される等、地球環境に優しく、省エネルギー化、高効率化に関する技術の開発が活発化している。

このようなＨＥＶ用の電気モータは使用電圧領域が数百ボルトと高いため、このような電気モータに関連して使用されるコンデンサとして、高耐電圧で低損失の電気特性を有する金属化フィルムコンデンサが注目されており、更に市場におけるメンテナンスフリー化の要望からも極めて寿命が長い金属化フィルムコンデンサを採用する傾向が目立っている。

そして、このようにＨＥＶ用として用いられる金属化フィルムコンデンサには、使用電圧の高耐電圧化、大電流化、大容量化等が強く要求されるため、バスバーによって並列接続した複数の金属化フィルムコンデンサをケース内に収納し、このケース内にモールド樹脂を注型したケースモールド型コンデンサが開発され、実用化されている。

図９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示した分解斜視図であり、図９において、１０は金属化フィルムコンデンサ（以下、コンデンサと呼ぶ）を示し、このコンデンサ１０はポリプロピレンからなる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金属化フィルムを一対とし、上記金属蒸着電極が誘電体フィルムを介して対向する状態で巻回し、両端面に亜鉛を溶射したメタリコン電極を形成することによってＰ極とＮ極の一対の取り出し電極を夫々設けて構成されたものである。

１１はＰ極バスバー、１１ａはこのＰ極バスバー１１の一端に設けられた外部接続用のＰ極端子であり、このＰ極バスバー１１は上記コンデンサ１０を複数個密着して並べた状態で各コンデンサ１０の一方の端面に形成されたＰ極電極と夫々接合され、また、Ｐ極端子１１ａはこのコンデンサ１０の上方へ引き出され、後述するケース１３から表出するようにしているものである。

１２はＮ極バスバー、１２ａはこのＮ極バスバー１２の一端に設けられた外部接続用のＮ極端子であり、このＮ極バスバー１２も上記Ｐ極バスバー１１と同様に、上記コンデンサ１０を複数個密着して並べた状態で各コンデンサ１０の他方の端面に形成されたＮ極電極と夫々接合され、また、Ｎ極端子１２ａはこのコンデンサ１０の上方へ引き出され、後述するケース１３から表出するようにしており、これにより、複数個のコンデンサ１０がＰ極バスバー１１とＮ極バスバー１２により並列接続状態で連結されているものである。

１３は樹脂製のケース、１４はこのケース１３内に充填されたモールド樹脂であり、このモールド樹脂１４は上記Ｐ極バスバー１１とＮ極バスバー１２により並列接続されて連結された複数個のコンデンサ１０をケース１３内に樹脂モールドしたものである。

また、図１０は上記複数個のコンデンサ１０をＰ極バスバー１１とＮ極バスバー１２により一体に接続することによって連結した構成を、より分かり易くするために簡略化して示したものであり、外部接続用のＰ極端子１１ａならびにＮ極端子１２ａに近い順に、コンデンサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄと配置され、図１０において底面側となるＮ極バスバー１２も上面側のＰ極バスバー１１に設けられた枝状の接合部１１ｂと同様の枝状の接合部（図示せず）が上下対称に設けられ、これらの枝状の接合部を介して半田付け部１１ｃにより接合されているものである。

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１０をモールド樹脂１４にてケース１３内にモールドしたことにより、機械的強度、耐熱性、耐水性に優れた高信頼性のケースモールド型コンデンサを提供することができるというものであった。

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２００４−１４６７２４号公報

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、Ｐ極バスバー１１に設けられた外部接続用のＰ極端子１１ａ、ならびにＮ極バスバー１２に設けられた外部接続用のＮ極端子１２ａに近接したコンデンサ（図１０において、コンデンサ１０ａを指す）の発熱が他のコンデンサ（１０ｂ〜１０ｄ）の発熱と比べて大きくなり、特性劣化を引き起こし易いという問題があった。

これは、一般に、外部接続用の端子（Ｐ極端子１１ａ、Ｎ極端子１２ａ）に近接するコンデンサ（１０ａ）の方が他のコンデンサ（１０ｂ〜１０ｄ）と比べて電気的接続経路が短いためにインピーダンスが低くなり、このようなケースモールド型コンデンサに接続された外部機器が高速スイッチング動作を行った際に、スイッチング周波数及びその他の高周波で発生するリプル電流がインピーダンスの低いコンデンサ（１０ａ）に多く流れようとし、このために外部接続用の端子（Ｐ極端子１１ａ、Ｎ極端子１２ａ）に近接するコンデンサ（１０ａ）の発熱が高くなり、特性劣化を引き起こすというものである。

本発明はこのような従来の課題を解決し、外部接続用の端子に近接したコンデンサの発熱が他のコンデンサに比べて高くなることを抑制し、優れた耐熱性を発揮することができる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。

上記課題を解決するために本発明は、両端面に夫々電極を設けた複数の素子を外部接続用の端子を一端に設けたバスバーで接続し、これらをケース内に収容して少なくとも上記バスバーに設けた端子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、上記バスバーに設けた端子に近い方から順にＣ₁、Ｃ₂、Ｃ₃、・・・Ｃｎと配置された素子の内、少なくともＣ₁、Ｃ₂の素子に対するバスバーの端子との電気的接続経路が略同等となるように接続した構成のものである。

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、外部接続用の端子に２番目に近いコンデンサと最も近いコンデンサの電気的接続経路を略同等にした構成によってインピーダンスも略同等となり、これにより、外部接続用の端子に最も近いコンデンサのみが発熱が高くなることを抑制することができるという効果が得られるものである。

（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１に記載の発明について説明する。

図１は本発明の実施の形態１によるケースモールド型コンデンサの構成を示した樹脂モールド前の平面図、図２は図１のケースを除いた状態を示した斜視図、図３は図２の平面図、図４は図２の底面図である。

図１〜図４において、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは金属化フィルムコンデンサ（以下、コンデンサと呼ぶ）であり、このコンデンサ１ａ〜１ｄは夫々ポリプロピレンからなる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金属化フィルムを一対とし、上記金属蒸着電極が誘電体フィルムを介して対向する状態で巻回し、両端面に亜鉛を溶射したメタリコン電極を夫々形成することによってＰ極電極（図１において上面側）とＮ極電極（図１において底面側）の一対の取り出し電極を設けて構成されたものであり、このように構成されたコンデンサ１ａ〜１ｄを直線状に併設したものである（なお、コンデンサ１ａ〜１ｄの個数はこれに限定されるものではない）。

２はＰ極バスバー、２ａはこのＰ極バスバー２の一端に設けられて上方へ引き出された外部接続用のＰ極端子、２ｂはこのＰ極バスバー２から枝状に複数に分岐されて半田付け部２ｃで各コンデンサ１ａ〜１ｄのＰ極電極と夫々半田付けされる接合部であり、上記Ｐ極端子２ａに近い方から順に、コンデンサ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを配置したものである。また、上記コンデンサ１ａとコンデンサ１ｂのＰ極電極に半田付け部２ｃで接合される夫々の接合部２ｂは、Ｐ極端子２ａからの電気的接続経路が略同じ長さになるように形成されているものである。

３はＮ極バスバー、３ａはこのＮ極バスバー３の一端に設けられて上方へ引き出された外部接続用のＮ極端子、３ｂはこのＮ極バスバー３から枝状に複数に分岐されて半田付け部３ｃで各コンデンサ１ａ〜１ｄのＮ極電極と夫々半田付けされる接合部であり、この接合部３ｂは上記Ｐ極バスバー２に設けられた接合部２ｂと上下方向で対称位置になるように設けられているものである。

４は樹脂製のケースであり、このケース４内に上記Ｐ極バスバー２、Ｎ極バスバー３により一体に連結されたコンデンサ１ａ〜１ｄを収容した後、このケース４内に図示しない絶縁性のモールド樹脂を充填することによって本実施の形態によるケースモールド型コンデンサが構成され、上記図示しないモールド樹脂から表出したＰ極端子２ａとＮ極端子３ａを介して図示しない外部機器に接続するようにしたものである。

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は、外部接続用のＰ極端子２ａ、Ｎ極端子３ａに最も近いコンデンサ１ａと２番目に近いコンデンサ１ｂの電気的接続経路を略同じ長さにした構成によってインピーダンスも略同等となり、これにより、外部接続用のＰ極端子２ａ、Ｎ極端子３ａに最も近いコンデンサ１ａと２番目に近いコンデンサ１ｂが高周波リプル電流に対し同等の発熱状態になるために発熱が分散され、コンデンサ１ａのみが発熱が高くなって特性劣化を招くことを抑制することができるという格別の効果を奏するものである。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項２に記載の発明について説明する。

本実施の形態は、上記実施の形態１で図１〜図４を用いて説明したケースモールド型コンデンサのＰ極バスバー、Ｎ極バスバーの構成が一部異なるようにしたものであり、これ以外の構成は実施の形態１と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて説明する。

図５は本発明の実施の形態２によるケースモールド型コンデンサの構成を示した樹脂モールド前の平面図、図６は図５のケースを除いた状態を示した斜視図、図７は図６の平面図、図８は図６の正面図であり、図５〜図８において、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは上記実施の形態１と同様に形成されたコンデンサである。

５はＰ極バスバー、５ａはこのＰ極バスバー５の一端に設けられて上方へ引き出された外部接続用のＰ極端子、５ｂはこのＰ極バスバー５から枝状に複数に分岐されて半田付け部５ｃで各コンデンサのＰ極電極と夫々半田付けされる接合部であり、上記Ｐ極端子５ａに近い方から順に、コンデンサ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを配置した構成は上記実施の形態１と同様のものである。また、このＰ極バスバー５はＰ極端子５ａからコンデンサ１ｄへと向かうにつれて、幅寸法が徐々に狭くなるような傾斜を設けた形状に形成されているものである。

６はＮ極バスバー、６ａはこのＮ極バスバー６の一端に設けられて上方へ引き出された外部接続用のＮ極端子であり、図示はしないがこのＮ極バスバー６も上記Ｐ極バスバー５と同様に、このＮ極バスバー６から枝状に複数に分岐されて半田付け部６ｃで各コンデンサのＮ極電極と夫々半田付けされる接合部６ｂが設けられ、この接合部６ｂは上記Ｐ極バスバー５に設けられた接合部５ｂと対向するように対称位置に設けられているものである。

４は樹脂製のケースであり、このケース４内に上記Ｐ極バスバー５、Ｎ極バスバー６により一体に連結されたコンデンサ１ａ〜１ｄを収容した後、このケース４内に図示しない絶縁性のモールド樹脂を充填することによって本実施の形態によるケースモールド型コンデンサが構成され、上記図示しないモールド樹脂から表出したＰ極端子５ａとＮ極端子６ａを介して図示しない外部機器に接続するようにしたものである。

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は、外部接続用のＰ極端子５ａ、Ｎ極端子６ａに２番目に近いコンデンサ１ｂのＰ極端子５ａ、Ｎ極端子６ａとの電気的接続経路の長さが最も短くなるようにした構成により、他のコンデンサ１ａ、１ｃ、１ｄのＰ極端子５ａ、Ｎ極端子６ａとの電気的接続経路の長さとの差を小さくすることができるようになり、これにより各コンデンサ１ａ〜１ｄのインピーダンスを近づけて、Ｐ極端子５ａ、Ｎ極端子６ａに最も近いコンデンサ１ａのみが発熱が高くなって特性劣化を招くことを抑制することができるという格別の効果を奏するものである。

なお、本実施の形態においては、コンデンサ１ｂとＰ極端子５ａ、Ｎ極端子６ａとの電気的接続経路の長さが最も短くなるようにした例を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、Ｐ極端子５ａ、Ｎ極端子６ａに２番目に近いコンデンサ１ｂ以降のコンデンサ１ｃ、１ｄの電気的接続経路の長さが最も短くなるようにしても良く、さらにはＰ極バスバー５、Ｎ極バスバー６の形状も適宜変更可能であり、同様の効果が得られるものである。

本発明によるケースモールド型コンデンサは、外部接続用の端子に近接したコンデンサの発熱が他のコンデンサに比べて高くなることを抑制し、優れた耐熱性を発揮することができるという効果を有し、特にハイブリッド自動車等の自動車用分野のコンデンサ等として有用である。

本発明の実施の形態１によるケースモールド型コンデンサの構成を示した樹脂モールド前の平面図図１のケースを除いた状態を示した斜視図図２の平面図図２の底面図本発明の実施の形態２によるケースモールド型コンデンサの構成を示した樹脂モールド前の平面図図５のケースを除いた状態を示した斜視図図６の平面図図６の正面図従来のケースモールド型コンデンサの構成を示した分解斜視図従来のケースモールド型コンデンサの構成を簡略化して示した斜視図

符号の説明

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄコンデンサ
２、５Ｐ極バスバー
２ａ、５ａＰ極端子
２ｂ、３ｂ、５ｂ、６ｂ接合部
２ｃ、３ｃ、５ｃ、６ｃ半田付け部
３、６Ｎ極バスバー
３ａ、６ａＮ極端子
４ケース

Claims

両端面に夫々電極を設けた複数の素子を外部接続用の端子を一端に設けたバスバーで接続し、これらをケース内に収容して少なくとも上記バスバーに設けた端子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、上記バスバーに設けた端子に近い方から順にＣ₁、Ｃ₂、Ｃ₃、・・・Ｃｎと配置された素子の内、少なくともＣ₁、Ｃ₂の素子に対するバスバーの端子との電気的接続経路が略同等となるように接続したケースモールド型コンデンサ。
両端面に夫々電極を設けた複数の素子を外部接続用の端子を一端に設けたバスバーで接続し、これらをケース内に収容して少なくとも上記バスバーに設けた端子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、上記バスバーに設けた端子に近い方から順にＣ₁、Ｃ₂、Ｃ₃、・・・Ｃｎと配置された素子の内、少なくともＣ₂以降の素子に対するバスバーの端子との電気的接続経路が最も短くなるように接続したケースモールド型コンデンサ。