JP2009194281A - ケースモールド型コンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド自動車等に使用されるケースモールド型コンデンサに関し、機能が異なる素子を単独で特性検査できるようにすることを目的とする。
【解決手段】機能が異なる第１／第２の素子１、２をバスバー３、４で並列接続し、これらをケース５内に収容して樹脂モールドしてなり、上記ケース５のモールド樹脂６を除く部分に接続部を設け、この接続部を介して２個の第２の素子２を直列接続し、上記接続部が、各第２の素子２の上記バスバー３、４に接続されていない側に一端が接続された一対の接続バスバー７の他端どうしを非接触状態で近接配置し、この一対の接続バスバー７の他端どうしを連結バスバー８により連結した構成により、連結前の状態においては２個の第２の素子２は電気的に接続されていないため、第２の素子２を単独で特性検査できる。
【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。

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、図１０は図９のＡ−Ａ線における断面図であり、図９と図１０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。

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

上記従来のケースモールド型コンデンサを実車に搭載する際には、図１１に示すように、別途準備された独立したノイズ除去用コンデンサ１５をＰ極端子１１ａとＮ極端子１２ａに共締めする等して外付けすることにより、同図に示すような回路を構成して使用されるものであることから、スペース面で大型化し、かつ、コストアップになるため、このようなノイズ除去用コンデンサ１５をケースモールド型コンデンサに内蔵してほしいというユーザー側からの強い要望があった。

しかしながら、上記ノイズ除去用コンデンサ１５をケースモールド型コンデンサに内蔵する場合には、上記ケース１３内に樹脂モールドされたコンデンサ１０は平滑用のコンデンサであるため、この平滑用のコンデンサ１０とノイズ除去用コンデンサ１５をＰ極バスバー１１とＮ極バスバー１２により並列接続して樹脂モールドしてしまうと、ノイズ除去用コンデンサ１５を単独で特性検査することができなくなるという課題があった。

また、小型化が強く要求される中で、限られたスペース内で上記課題を解決するのは極めて難しいという課題もあった。

本発明はこのような従来の課題を解決し、ノイズ除去用コンデンサを内蔵しても、ノイズ除去用コンデンサを単独で特性検査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。

上記課題を解決するために本発明は、機能が異なる第１／第２の素子をバスバーで並列接続し、これら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おいて、上記ケースのモールド樹脂充填部を除く部分に接続部を設け、この接続部を介して２個の第２の素子を直列接続してなり、上記接続部が、各第２の素子の上記バスバーに接続されていない側に一端が接続された一対の接続バスバーの他端どうしを非接触状態で近接配置し、この一対の接続バスバーの他端どうしを連結バスバーにより機械的、電気的に連結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、２個の第２の素子に夫々接続した接続バスバーどうしを連結バスバーにより連結するようにした構成により、連結バスバーにより接続バスバーどうしを連結する前の状態においては２個の第２の素子は電気的に接続されておらず、夫々独立した状態であるために、第２の素子を単独で特性検査することができるようになり、しかも、このように特性検査を行った後に、連結バスバーにより接続バスバーどうしを連結するだけで全ての接続ができることから、簡単な構成で小型化を図ると共に、優れた信頼性を保証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。

（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。

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樹脂モールド前の構成を示した平面図、図２は同ケースモールド型コンデンサの樹脂モールド後の構成を示した平面図、図３は同ケースモールド型コンデンサの構成を示した回路図である。

図１〜図３において、１は第１の金属化フィルムコンデンサ（以下、第１の素子１と呼び、本実施の形態においてはインバータ回路の平滑用コンデンサを用いた）、２は上記第１の素子１とは機能が異なる第２の金属化フィルムコンデンサ（以下、第２の素子２と呼び、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コンデンサを用いた）を示し、この第１の素子１と第２の素子２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。

３は上記第１の素子１の一方の電極であるＰ極電極、ならびに一方の第２の素子２のＰ極電極に接続されたＰ極バスバー、３ａはこのＰ極バスバー３の一端に設けられた端子部であり、この端子部３ａは上記第１の素子１の上方へ引き出され、後述するケース５から表出するようにしているものである。

４は上記第１の素子１の他方の電極であるＮ極電極、ならびに他方の第２の素子２のＮ極電極に接続されたＮ極バスバー、４ａはこのＮ極バスバー４の一端に設けられた端子部であり、この端子部４ａは上記第１の素子１の上方へ引き出され、後述するケース５から表出するようにしているものである。

これにより、図３の回路図に示すように、第１の素子１と第２の素子２がＰ極バスバー３とＮ極バスバー４により並列接続されるものである。なお、２個の第２の素子２を直列接続してグランドに接続する構成の詳細については後述する。

５は樹脂製のケース、６はこのケース５内に充填されたモールド樹脂であり、このモールド樹脂６は上記Ｐ極バスバー３、Ｎ極バスバー４により並列接続されて連結された第１の素子１、第２の素子２をケース５内に収容して樹脂モールドしたものであり、上記Ｐ極バスバー３の一端に設けた端子部３ａ、Ｎ極バスバー４の一端に設けた端子部４ａはこのモールド樹脂６から表出するようにしているものである。

７は一対の接続バスバー、８はこの一対の接続バスバー７どうしをボルト９を介して連結した連結バスバーであり、これらで接続部を構成し、この接続部は上記ケース５のモールド樹脂６充填部を除く部分に設けられたものであり、この接続部の構成について、以下に図４〜図８を用いて詳細に説明する。

図４（ａ）、（ｂ）は上記接続部の連結前の構成を示した要部平面図と正面図、図５（ａ）、（ｂ）は同連結後の構成を示した要部平面図と正面図、図６は同接続部の構成を示した要部斜視図、図７（ａ）〜（ｄ）は同接続部を構成する接続バスバーの構成を示した平面図と正面図と側面図と斜視図、図８（ａ）〜（ｄ）は同接続部を構成する連結バスバーの構成を示した平面図と正面図と側面図と斜視図である。

まず、接続バスバー７は、図７にその詳細を示すように、一端に第２の素子２のＰ極電極あるいはＮ極電極と半田付け接合される半田付け部７ａを設けると共に、他端に舌片状の連結部７ｂが幅方向の一端に設けられ、上記半田付け部７ａと連結部７ｂを夫々両端に有した本体部分が略台形状に折り曲げられ、かつ、上記連結部７ｂに近接した本体部分の傾斜部分に切り欠き部７ｃを設けて構成されたものである。

また、連結バスバー８は、図８にその詳細を示すようにコ字形に形成され、両側面に夫々貫通孔８ａが同軸上に設けられると共に、一方の側面の周縁には凸部８ｂが２箇所に設けられた構成のものである。

そして、このように構成された接続バスバー７は同じものを２個１組とし、上記２個の第２の素子２のＰ極バスバー３、Ｎ極バスバー４と接続されていない側の電極に夫々半田付け部７ａを介して半田付け接合されることにより、図４に示すように、接続バスバー７の一端の連結部７ｂがケース５に設けられた上側凹部５ａの平面部上に非接触状態で近接配置される。このように一対の接続バスバー７の連結部７ｂどうしを近接配置すると、その境界部分には上記ケース５に設けた上側凹部５ａ内に設けられた穴５ｂが露呈した状態になるように構成されたものである。

そして、図５に示すように、コ字形に形成された連結バスバー８の両側面をケース５に設けられた上側凹部５ａと下側凹部５ｃに嵌め込むことにより、上側凹部５ａの平面上に非接触状態で近接配置された一対の接続バスバー７の連結部７ｂどうしを挟み込むようにすると共に、連結バスバー８に設けられた貫通孔８ａを介して上記ケース５の上側凹部５ａ内に設けられた穴５ｂ内にボルト９を挿通し、ケース５内にインサート成型された図示しないナットにボルト９を螺合することにより、一対の接続バスバー７の連結部７ｂどうしを連結バスバー８により機械的、かつ電気的に連結するようにしたものである。

また、このボルト９の螺合時に、連結バスバー８の周縁に設けた２箇所の凸部８ｂが接続バスバー７に設けた切り欠き部７ｃ内に嵌まり込むように構成されているために回り止めの役割を果たし、連結バスバー８が位置ずれを起こすことなく、確実な連結を行うことができるようになるものである。

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、２個の第２の素子２に夫々接続した接続バスバー７どうしを連結バスバー８により連結するようにした構成により、連結バスバー８により接続バスバー７どうしを連結する前の状態においては２個の第２の素子２は電気的に接続されておらず、夫々独立した状態であるために、第２の素子２を単独で特性検査することができるようになり、しかも、このように特性検査を行った後に、連結バスバー８により接続バスバー７どうしを連結するだけで全ての接続ができることから、簡単な構成で小型化を図ると共に、優れた信頼性を保証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。

なお、本実施の形態においては、上記２個の第２の素子２に夫々接続した接続バスバー７どうしを連結する連結バスバー８はコ字形に形成されたものを例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、接続バスバー７どうしを連結することができれば良いものであり、Ｌ字形や平板状等、如何なる形状であっても構わないものである。

本発明によるケースモールド型コンデンサは、機能が異なる素子を並列接続して一体化した場合でも、各素子を単独で特性検査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分野として有用である。

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樹脂モールド前の構成を示した平面図 同ケースモールド型コンデンサの樹脂モールド後の構成を示した平面図 同ケースモールド型コンデンサの構成を示した回路図 （ａ）同ケースモールド型コンデンサの接続部の連結前の構成を示した要部平面図、（ｂ）同正面図 （ａ）同ケースモールド型コンデンサの接続部の連結後の構成を示した要部平面図、（ｂ）同正面図 同ケースモールド型コンデンサの接続部の構成を示した要部斜視図 （ａ）同ケースモールド型コンデンサの接続部を構成する接続バスバーの構成を示した平面図、（ｂ）同正面図、（ｃ）同側面図、（ｄ）同斜視図 （ａ）同ケースモールド型コンデンサの接続部を構成する連結バスバーの構成を示した平面図、（ｂ）同正面図、（ｃ）同側面図、（ｄ）同斜視図 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 図９のＡ−Ａ線における断面図 従来のケースモールド型コンデンサの実使用状態を示した回路図

符号の説明

１ 第１の素子
２ 第２の素子
３ Ｐ極バスバー
３ａ、４ａ 端子部
４ Ｎ極バスバー
５ ケース
５ａ 上側凹部
５ｂ 穴
５ｃ 下側凹部
６ モールド樹脂
７ 接続バスバー
７ａ 半田付け部
７ｂ 連結部
７ｃ 切り欠き部
８ 連結バスバー
８ａ 貫通孔
８ｂ 凸部
９ ボルト

Claims (5)

1. 機能が異なる第１／第２の素子を外部接続用の端子部を一端に設けたバスバーで並列接続し、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、上記ケースのモールド樹脂充填部を除く部分に接続部を設け、この接続部を介して上記バスバー間に２個の第２の素子を直列接続してなり、上記接続部が、各第２の素子の上記バスバーに接続されていない側に一端が接続された一対の接続バスバーの他端どうしを非接触状態で近接配置し、この近接配置した一対の接続バスバーの他端どうしを連結バスバーにより機械的、電気的に連結したものであるケースモールド型コンデンサ。
2. ２個の第２の素子を直列接続する接続バスバーが、一端に第２の素子と半田付け接続される半田付け部を設け、他端に舌片状の連結部を幅方向の一端に設けてなり、この接続バスバーを２個の素子に夫々接続すると共に、上記舌片状の連結部を接続部上に非接触状態で対向するように近接配置したものである請求項１に記載のケースモールド型コンデンサ。
3. 接続バスバーの他端どうしを連結することにより２個の第２の素子を直列接続する連結バスバーがコ字形に形成され、上記接続バスバーの他端どうしを上面から挟み込むようにしたものである請求項１に記載のケースモールド型コンデンサ。
4. 連結バスバーの接続バスバーの他端どうしの上面と当接する面の少なくとも一部に凸部を設け、この凸部が嵌まり込む切り欠き部を接続バスバーに設けた請求項３に記載のケースモールド型コンデンサ。
5. 連結バスバーを接続部にねじ止めすることにより、接続バスバーの他端どうしを機械的、電気的に連結した請求項１に記載のケースモールド型コンデンサ。

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