JP2010034433A - コンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】コンデンサのケースの内部に充填される樹脂の量を低減する。
【解決手段】ケース１２の底面２８に交差するケース１２の一側面に、ケース１２の開口３０が形成されている。コンデンサ１０の製造過程において、この開口３０からケース１２内に樹脂２０が注入されモールドされる。開口３０が形成されるケース１２の一側面の面積は、ケース１２の上部の面及び底面２８の面積より小さい。このため、従来のようにケースの上部に形成された開口より注入される樹脂量に比べ、ケース１２の一側面である開口３０より注入される樹脂量のほうが少なくすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ケースにコンデンサ素子を収納し、そのケース内を樹脂でモールドしたコンデンサの構造の改良に関する。

車両のモータ駆動のインバータ回路に用いられるフィルムコンデンサ（以下、単にコンデンサと記す）において、小型化、高性能化のための開発が盛んに行われている。また、このようなコンデンサにおいては、使用電圧の高電圧化、大電流化、大容量化などが要求されるため、並列接続した複数のコンデンサ素子をケース内に収納し、このケース内を樹脂でモールドしたコンデンサが開発され、使用されている。以下、従来のコンデンサの一例について図を用いて説明する。

図４は、従来のコンデンサの構成を示す図であり、図５は、図４のＡ−Ａ線による断面を示す図である。コンデンサ１１０は、ケース１１２と、ケース１１２に収納された複数のコンデンサ素子１１４と、コンデンサ素子１１４の両極にそれぞれ接続するバスバー１１６，１１８とを有する。ケース１１２の底面１２８の外周縁１２８ａには、固定対象となる構造体（図示せず）にケース１１２を固定する固定部材１２２が設けられている。固定部材１２２により、コンデンサ１１０は構造体にケース１１２の底面１２８を接しながら固定される。ケース１１２の底面１２８に対向する上面には、開口１３０が形成されている。この開口１３０からケース１１２内に樹脂１２０が注入されてモールドされる。また、開口１３０から外部に向けてバスバー１１６，１１８が突出しており、それらの一端には外部接続用端子１１６ａ，１１８ａが設けられている。

コンデンサ１１０の上部には、スイッチング素子（図示せず）を内蔵するパワーモジュール１４０が設けられる。パワーモジュール１４０の接続端子１４２には、バスバー１１６，１１８の外部接続用端子１１６ａ，１１８ａが電気的に接続される。以上により、モータ駆動用のインバータ回路が構成され、コンデンサ１１０が駆動用動力に対して平滑を目的として使用される。

下記特許文献１においては、ケースの上面に樹脂を注入する開口が設けられ、その開口から外部に向けてバスバーが突出しているコンデンサが記載されている。このコンデンサにおいては、ケースの上面が他の面より面積が大きく形成されている。そして、ケースの上面の外周縁に、取り付け部が複数設けられ、これらの取り付け部によりコンデンサが被着装体に取り付けられる。

特開２００６−２１６７５６号公報

従来のコンデンサ１１０は、固定対象となる構造体にケース１１２の底面１２８が接して固定される。コンデンサ１１０の形状は、略直方体である。構造体に固定されるコンデンサ１１０の安定化を図るために、ケース１１２の形状は構造体に接する底面１２８とこれに対向する上面である開口１３０との面積がケース１１２の他の面より大きく形成されている。

このように従来及び上記特許文献１のコンデンサにおいては、樹脂注入用の開口がケースの他の面より大きい面積で形成されている。開口の面積が大きいため、開口から樹脂を注入するときに、樹脂の注入量が多くなってしまい、その結果、コスト高及び重量増になってしまうという問題があった。また、開口には、ケース外部から内部に侵入する湿気を防止するために防湿板を覆い被せる場合がある。この場合、大きい面積の開口に対応した防湿板が必要になり、コスト高になってしまうという問題があった。

本発明の目的は、簡易な構造により、ケースの開口から注入する樹脂の量と防湿板の面積を減らし、コストの削減及び重量の低減を図ることができるコンデンサを提供することにある。

本発明は、固定対象となる構造体に底面を接して固定されるケースと、ケースに収納されたコンデンサ素子と、コンデンサ素子の両極にそれぞれ接続する２本のバスバーと、
を有し、各バスバーの一端に設けられた外部接続用端子をケースの外部に出してケース内を樹脂でモールドしたコンデンサにおいて、ケースの底面に交差するケースの一側面に、ケースの開口が形成されていることを特徴とする。

また、ケースの底面と前記一側面とが交差する外周縁に設けられる固定部材は、その基端がケース内にまで伸びて形成され、その基端が樹脂でモールドされることにより固定部材がその外周縁に固着されることができる。

また、２本のバスバーは、ケースの開口の近傍にあるコンデンサ素子の極に接続する第１のバスバーと、ケースの開口から遠方にあるコンデンサ素子の極に接続する第２のバスバーとからなり、第１のバスバーがコンデンサ素子の極に接続する部位からケースの外部までの間を、第２のバスバーが第１のバスバーに重なるように配線されることができる。

また、前記構造体には、ケースの底面を冷却する冷却手段が設けられ、第２のバスバーはコンデンサ素子とケースの底面との間を配線されることが好適である。

さらに、スイッチング素子を内蔵するパワーモジュールがケースの底面に対向する上面に設けられ、パワーモジュールの接続端子側と同じ方向に、ケースの開口が設けられていることが好適である。

本発明のコンデンサによれば、簡易な構造により、ケースの開口から注入する樹脂の量と防湿板の面積を減らし、コストの削減及び重量の低減を図ることができる。

本発明に係るコンデンサの実施形態について、図を用いて説明する。図１は、本実施形態に係るコンデンサの構成を示す図であり、図２は、図１のＢ−Ｂ線による断面を示す図である。

コンデンサ１０は、ケース１２と、ケース１２に収納されたコンデンサ素子１４と、コンデンサ素子１４の両極にそれぞれ接続するバスバー１６，１８とを有する。ケース１２の内部には、樹脂２０が充填されモールドされる。

コンデンサ素子１４は、誘電体フィルムに電極となる金属を蒸着したものを一対にして巻回し、両端面に陽極と陰極とをそれぞれ設けて構成されたものである。ここで、紙面の右側に位置するコンデンサ素子１４の端面を例えば陽極、左側に位置するコンデンサ素子１４の端面を例えば陰極とする。各コンデンサ素子１４の陽極には、バスバー１６が並列接続され、各コンデンサ素子１４の陰極には、バスバー１８が並列接続されている。バスバー１６，１８は、ケースの外部にそれぞれ突出し、それらの一端には外部接続用端子１６ａ，１８ａが設けられている。本実施形態においては、コンデンサ素子１４が３個設けられる場合について説明するが、これに限定されず、３個以上または３個以下であってもよい。

コンデンサ１０の上部には、スイッチング素子（図示せず）を内蔵するパワーモジュール４０が設けられる。パワーモジュール４０の接続端子４２には、バスバー１１６，１１８の外部接続用端子１１６ａ，１１８ａが電気的に接続される。以上により、モータ駆動用のインバータ回路が構成され、コンデンサ１０が駆動用動力に対して平滑を目的として使用される。

ケース１２は、略直方体の形状であり、上部及び下部の面が一番大きい面積を有するように形成されている。以降、ケース１２の下部の面のことを、底面２８と記す。ケース１２の底面２８の外周縁２８ａには、ケース１２の外側に突起した固定部材２２が一体に設けられている。固定部材２２は、固定対象となる構造体（図示せず）に対してボルト等を介して固定される。これにより、ケース１２は、底面２８が構造体に接するように固定される。

本発明のコンデンサ１０においては、ケース１２の底面２８に交差するケース１２の一側面に、ケース１２の開口３０が形成されていることを特徴とする。コンデンサ１０の製造過程において、この開口３０からケース１２内に樹脂２０が注入されモールドされる。そして、開口３０においては、ケース１２外部から内部に侵入する湿気を防止するために、モールドされる樹脂２０が所定の厚さを有している。開口３０が形成されるケース１２の一側面の面積は、ケース１２の上部の面及び底面２８の面積より小さい。このため、従来のようにケースの上部に形成された開口から注入される樹脂量に比べ、ケース１２の一側面である開口３０から注入される樹脂量のほうが少なくすることができる。樹脂量が少なくなるので、製造費を削減することができる。また、コンデンサ１０の重量の軽量化を図ることができる。

また、従来技術で述べたように、開口３０には、ケース１２外部から内部に侵入する湿気を防止するために防湿板（図示せず）を覆い被せる場合がある。防湿板はエポキシ樹脂からなる。上述のように、開口３０が形成されるケース１２の一側面の面積は、ケース１２の上部の面及び底面２８の面積より小さい。このため、従来のようにケースの上部に形成された開口に覆い被せる防湿板に比べ、ケース１２の一側面である開口３０に覆い被せる防湿板のほうがその面積が小さくすることができる。防湿板の面積が小さくなるので、防湿板に掛かるコストを削減することができる。また、コンデンサ１０の重量の軽量化を図ることができる。

上述したように固定部材２２は底面２８の外周縁２８ａに設けられる。しかしながら、開口３０が形成されるケース１２の一側面と底面２８とが交差する外周縁２８ａには、固定部材２２とケース１２とを接合する接合面が少なく、その外周縁２８ａに安定して固定部材２２を設けることができない。そこで、本実施形態のコンデンサ１０においては、底面２８と開口３０が形成されるケース１２の一側面とが交差する外周縁２８ａに設けられる固定部材２４は、その基端２４ａがケース１２内まで伸びて形成され、基端２４ａが樹脂２０でモールドされることにより固定部材２４がその外周縁２８ａに固着されるように構成される。これにより、固定部材２４とケース１２とを接合する接合面が少なくても、固定部材２４を底面２８の外周縁２８ａに確実に固定することができる。

次に、本実施形態のコンデンサ１０の別の態様について、図３を用いて説明する。このコンデンサ１０においては、バスバー１６がコンデンサ素子１４の陽極（紙面右側の端面）に接続する部位からケース１２の外部までの間を、バスバー１８がバスバー１６に重なるように配線されて構成される。

具体的には、バスバー１８は、コンデンサ素子１４の陰極（紙面左側の端面）に接続し、そこからコンデンサ素子１４とケース１２の底面２８との間をコンデンサ素子１４の陽極側に向かい伸びて形成される。そして、バスバー１８は、コンデンサ素子１４の陽極側において、バスバー１６に積層するように重なり合う。バスバー１６，１８は、重なり合った状態で開口３０からケース１２の外部に突出し、コンデンサ１０の上部に位置するパワーモジュール４０の接続端子４２に接続している。バスバー１６，１８は、その外周を絶縁体により被覆されている。このため、バスバー１６，１８が互いに重なり合う区間は簡易的なコンデンサを構成する。本実施形態においては、バスバー１８を上述したようなルートで配線することにより、バスバー１６，１８が互いに重なり合う区間が長くなり、簡易的なコンデンサを構成する区間が長くなる。そうすると、コンデンサ１０とパワーモジュール４０との間のバスバー１６，１８による配線の距離を実際より短い距離とみなすことができるので、インダクタンスをより低減することができる。また、コンデンサ１０とパワーモジュール４０の間のバスバー１６，１８による配線の距離を短くするために、ケース１２の開口３０がパワーモジュール４０の接続端子４２側と同じ方向に設けられることが好適である。

この実施形態においては、構造体５０にコンデンサ１０を冷却する冷却手段５２が設けられている。冷却手段５２は、冷却媒体が流れる冷却ジャケットにより構成される。構造体５０とケース１２の底面２８が接していることから、コンデンサ素子１４とケース１２の底面２８との間を通り、熱伝導が良好なバスバー１８により、効果的にコンデンサ１０の内部を冷却することができる。

本実施形態に係るコンデンサの構成を示す図である。 図１のＢ−Ｂ線による断面を示す図である。 別の態様のコンデンサの構成を示す図である。 従来のコンデンサの構成を示す図である。 図４のＡ−Ａ線による断面を示す図である。

符号の説明

１０，１１０ コンデンサ、１２，１１２ ケース、１４，１１４ コンデンサ素子、１６，１８，１１６，１１８ バスバー ２０，１２０ 樹脂、２４，２６，１２４ 固定部材、３０，１３０ 開口、１４０ パワーモジュール、１４２ 接続端子、５０ 構造体、５２ 冷却手段。

Claims (5)

1. 固定対象となる構造体に底面を接して固定されるケースと、
   ケースに収納されたコンデンサ素子と、
   コンデンサ素子の両極にそれぞれ接続する２本のバスバーと、
   を有し、
   各バスバーの一端に設けられた外部接続用端子をケースの外部に出してケース内を樹脂でモールドしたコンデンサにおいて、
   ケースの底面に交差するケースの一側面に、ケースの開口が形成されている、
   ことを特徴とするコンデンサ。
2. 請求項１に記載のコンデンサにおいて、
   ケースの底面の外周縁に設けられ、ケースを前記構造体に固定する固定部材を有し、
   ケースの底面と前記一側面とが交差する外周縁に設けられる固定部材は、その基端がケース内にまで伸びて形成され、その基端が樹脂でモールドされることにより固定部材がその外周縁に固着される、
   ことを特徴とするコンデンサ。
3. 請求項１または２に記載のコンデンサにおいて、
   ２本のバスバーは、ケースの開口の近傍にあるコンデンサ素子の極に接続する第１のバスバーと、ケースの開口から遠方にあるコンデンサ素子の極に接続する第２のバスバーとからなり、
   第１のバスバーがコンデンサ素子の極に接続する部位からケースの外部までの間を、第２のバスバーが第１のバスバーに重なるように配線される、
   ことを特徴とするコンデンサ。
4. 請求項３に記載のコンデンサにおいて、
   前記構造体には、ケースの底面を冷却する冷却手段が設けられ、
   第２のバスバーはコンデンサ素子とケースの底面との間を配線される、
   ことを特徴とするコンデンサ。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載のコンデンサにおいて、
   スイッチング素子を内蔵するパワーモジュールがケースの底面に対向する上面に設けられ、
   パワーモジュールの接続端子側と同じ方向に、ケースの開口が設けられている、
   ことを特徴とするコンデンサ。

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