JP2009194280A - Case-molded capacitor - Google Patents
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Abstract
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関するものである。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used in various electronic equipment, electrical equipment, industrial equipment, automobiles, etc., and in particular, a metallized film capacitor that is optimal for smoothing, filtering, and snubbing of a motor drive inverter circuit of a hybrid car is accommodated in a case. And a resin-molded case mold type capacitor.
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。 In recent years, from the viewpoint of environmental protection, all electrical devices are controlled by inverter circuits, and energy saving and high efficiency are being promoted. In particular, in the automobile industry, hybrid vehicles (hereinafter referred to as HEVs) that run on electric motors and engines have been introduced into the market, and the development of technologies relating to energy saving and high efficiency has been activated, which is friendly to the global environment.
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。 Since such a HEV electric motor has a high operating voltage range of several hundred volts, a metallized film capacitor having high withstand voltage and low loss electric characteristics as a capacitor used in connection with such an electric motor. In addition, the trend of adopting metalized film capacitors with a very long life is conspicuous due to the demand for maintenance-free in the market.
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。 And since the metallized film capacitor used for HEVs in this way is required to have a high withstand voltage, large current, large capacity, etc., a plurality of metallized films connected in parallel by bus bars. A case mold type capacitor in which a capacitor is housed in a case and a mold resin is poured into the case has been developed and put into practical use.
図6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、図7は図6のA−A線における断面図であり、図6と図7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。
6 is an exploded perspective view showing the structure of this type of conventional case mold type capacitor, FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 6, and in FIGS. 6 and 7, 10 is a metallized film capacitor. This
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。
Reference numeral 11 denotes a P-pole bus bar, and 11a denotes a P-pole terminal for external connection provided at one end of the P-pole bus bar 11. The P-pole bus bar 11 includes a plurality of
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内に収納して樹脂モールドしたものである。
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。
The conventional case mold type capacitor configured as described above is a highly reliable case mold type excellent in mechanical strength, heat resistance and water resistance by molding the
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。
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、複数個のコンデンサ10を並列接続したP極バスバー11ならびにN極バスバー12の形状(図6に示したバスバーは一例として示したものであり、実際は複雑な形状のものが多い)が複雑なために、材料歩留まりが悪いばかりでなく、各機種毎に専用設計が必要であることからコスト高になるという課題があった。
However, in the conventional case mold type capacitor, the shapes of the P-pole bus bar 11 and the N-
また、小型大容量化、高耐電圧化、高耐熱化等の要望に加え、最近ではESR(等価直列抵抗)やESL(等価直列インダクタンス)の低減に関する要望も高く、更なる高性能化を図る必要があるという課題もあった。 In addition to the demands for small size, large capacity, high voltage resistance, high heat resistance, etc., recently there are also high demands for reduction of ESR (Equivalent Series Resistance) and ESL (Equivalent Series Inductance), and further enhancement of performance is achieved. There was also a problem that it was necessary.
本発明はこのような従来の課題を解決し、高性能化と低価格化を両立した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 that achieves both high performance and low cost.
上記課題を解決するために本発明は、両端面に一対の電極が設けられた素子の一方の電極に第1のバスバーを接続し、同他方の電極に第2のバスバーを接続したセルと、このセルを複数個並列して収容したケースと、このケース内に充填されたモールド樹脂からなり、上記第1のバスバーならびに第2のバスバーが、一端に素子の電極と接合される接合部を設けると共に他端に端子部を設け、かつ、上記接合部に素子の電極と半田付け接合される舌片状の半田付け部を3箇所以上設け、この半田付け部の端部に位置する1箇所を除いて素子の電極と半田付け接合した構成のものである。 In order to solve the above problems, the present invention provides a cell in which a first bus bar is connected to one electrode of an element provided with a pair of electrodes on both end faces, and a second bus bar is connected to the other electrode; A case in which a plurality of cells are accommodated in parallel and a mold resin filled in the case, and the first bus bar and the second bus bar are provided at one end with a joint portion to be joined to the element electrode. In addition, a terminal portion is provided at the other end, and at least three tongue-like soldering portions to be soldered and joined to the electrode of the element are provided at the joining portion, and one location located at the end of the soldering portion is provided. Except for this, it is configured to be soldered to the electrode of the element.
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、1個の素子に一対のバスバーを接続することによって1個のセルとして取り扱うようにした構成により、一対のバスバーを小さく、かつ、簡単な形状で構成することができるために材料歩留まりを向上させることができるばかりでなく、異なる機種に対しても同一のバスバーを共用して使用することが可能になるために低価格化を図ることができ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 configuration in which a pair of bus bars are handled as one cell by connecting the pair of bus bars to one element, and thus the pair of bus bars can be made small and simple in shape. Because it can be configured, not only can the yield of materials be improved, but the same bus bar can be shared and used for different models, so that the cost can be reduced. An effect 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(a)〜(d)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背面図と平面図と正面図と側面図、図2(a)〜(c)は同ケースモールド型コンデンサに使用されるセルを示した背面図と平面図と正面図、図3(a)〜(c)は図2に示したセルに機能が異なる素子を接続した例を示した背面図と平面図と正面図、図4(a)〜(d)は図2に示したセルに使用される第1のバスバーを示した平面図と正面図と側面図と斜視図、図5(a)〜(d)は同第2のバスバーを示した平面図と正面図と側面図と斜視図である。 1A to 1D are a rear view, a plan view, a front view, and a side view showing the configuration of a case mold type capacitor according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2A to 2C are the same. A rear view, a plan view, and a front view showing a cell used in a case mold type capacitor, and FIGS. 3A to 3C are views showing an example in which elements having different functions are connected to the cell shown in FIG. 4 (a) to 4 (d) are a plan view, a front view, a side view, and a perspective view showing the first bus bar used in the cell shown in FIG. (a)-(d) is the top view, front view, side view, and perspective view which showed the 2nd bus bar.
図1〜図5において、1は断面小判形の金属化フィルムコンデンサ(以下、素子1と呼ぶ)であり、この素子1は、ポリプロピレンフィルム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(図示せず)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た後、プレス加工することによって断面が小判形の偏平状にし、両端面に亜鉛を溶射したメタリコン電極からなるP極電極1aとN極電極1bの一対の取り出し電極を設けて構成されたものである。
1 to 5,
2は上記素子1の一方の電極であるP極電極1aに接続されたP極バスバーであり、このP極バスバー2は図4にその詳細を示すように、導電性の金属板を略L字形に打ち抜いて折り曲げ加工することにより形成され、一端にP極電極1aと接合される接合部2aを設けると共に他端に端子部2bを設け、中央部分の平面部が素子1の外周面上に配設されるようにしたものである。また、上記P極電極1aと接合される接合部2aの先端部分には、接合部2aから枝分かれするように形成された舌片状の半田付け部2cが3箇所に設けられ、この半田付け部2cのうち、端部に位置する1箇所の半田付け部2cを除く2箇所の半田付け部2cがP極電極1aと半田付け接続されているものである(図3(a)〜(c))。
3は上記素子1の他方の電極であるN極電極1bに接続されたN極バスバーであり、このN極バスバー3は図5にその詳細を示すように、導電性の金属板を略L字形に打ち抜いて折り曲げ加工することにより形成され、一端にN極電極1bと接合される接合部3aを設けると共に他端に端子部3bを設けて構成されたものである。また、上記N極電極1bと接合される接合部3aの先端部分には、接合部3aから枝分かれするように形成された舌片状の半田付け部3cが3箇所に設けられ、この半田付け部3cのうち、端部に位置する1箇所の半田付け部3cを除く2箇所の半田付け部3cがN極電極1bと半田付け接続されているものであり(図3(a)〜(c))、このように1個の素子1(本実施の形態においては平滑用の素子を用いた)に一対のバスバー(P極バスバー2とN極バスバー3)を接続したものを、便宜上、セルと呼ぶ。
4は上記素子1とは機能が異なる金属化フィルムコンデンサ(以下、素子4と呼ぶ)であり、本実施の形態においては一般にYコンと呼ばれるノイズ除去用の素子を用いたものであり、この素子4は図3にその詳細を示すように2個の素子4が用いられ、そのうち1個の素子4は、上記セルを構成するP極バスバー2の一端に設けた接合部2aから枝分かれするように形成された半田付け部2cのうち、端部に位置する1箇所の半田付け部2cに素子4のP極電極4aが半田付け接続されている。
Reference numeral 4 denotes a metallized film capacitor (hereinafter referred to as an element 4) having a function different from that of the
また、もう1個の素子4は、上記セルを構成するN極バスバー3の一端に設けた接合部3aから枝分かれするように形成された半田付け部3cのうち、端部に位置する1箇所の半田付け部3cに素子4のN極電極4bが半田付け接続されており、この2個の素子4は図示しない接続部材によって直列接続されているものである。
The other element 4 is one of the soldering
5は樹脂製のケースであり、上記セルと、素子4を接続したセルとを並列してこのケース5内に収容し、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ているものである。
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、1個の素子1に一対のバスバー(P極バスバー2とN極バスバー3)を接続することによって1個のセルとして取り扱うようにした構成により、一対のバスバーを小さく、かつ、簡単な形状で構成することができるために材料歩留まりを向上させることができるばかりでなく、異なる機種に対しても同一のバスバーを共用して使用することが可能になるために低価格化を図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。
The case mold type capacitor according to the present embodiment configured as described above is handled as one cell by connecting a pair of bus bars (P
更に、P極バスバー2に平面部を設け、この平面部が素子1の外周面上に配設されるようにした構成により、素子1に流れる電流によって発生する磁界の一部をキャンセルしてESLを低減させることができるという格別の効果も奏するものである。
Further, the P
更に、P極バスバー2、N極バスバー3に夫々設けた接合部2a、3aの半田付け部2c、3cの、P極電極1a、N極電極1bに対する半田付け位置を変化させることにより、端部の半田付け部2c、3cに隣接するセルの素子1のP極電極1a、N極電極1bを半田付け接合することも可能になるものであり、幅広い応用が可能になるという格別の効果も奏するものである。
Furthermore, by changing the soldering positions of the
本発明によるケースモールド型コンデンサは、高性能化と低価格化を両立させ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分野として有用である。 The case mold type capacitor according to the present invention has an effect that it is possible to achieve both high performance and low price, and is particularly useful in the field of hybrid vehicles and the like.
1、4 素子
1a P極電極
1b N極電極
2 P極バスバー
2a、3a 接合部
2b、3b 端子部
2c、3c 半田付け部
3 N極バスバー
5 ケース
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