JP2010258343A - コンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】低インダクタンス化を可能にするとともに製造が容易で且つ小型化を図ることができるコンデンサを提供する。
【解決手段】電極部８１、８１を有する複数のコンデンサ素子８・・と、絶縁体５を介して重ね合わせた第１電極板３及び第２電極板４とを備え、第２電極板４が第１電極板３と上記コンデンサ素子８・・との間に位置するように配置して、第１電極板３を第１リード端子６を介して上記コンデンサ素子８・・の一方の電極部８１に接続するとともに、第２電極板４を第２リード端子７を介して上記コンデンサ素子８・・の他方の電極部８１に接続してなるコンデンサ１であって、第２電極板４に、第１リード端子６を貫通させる開口部４３を形成するとともに、第１電極板３に、開口部４３内に没入する凹部３７を形成して、この第１電極板３の凹部３７に第１リード端子６を貫通させて、その貫通部分を接続している。
【選択図】図１

Description

この発明は、複数のコンデンサ素子を共通電極に接続してケースに収納したコンデンサに関する。

電力変換装置等で用いられるＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）でのインダクタンスはスイッチングロスの要因となるため、ＩＧＢＴに接続されるフィルタ用コンデンサやスナバ用コンデンサには低インダクタンス化が要求される。そのため、図７に示すように、複数のコンデンサ素子１１・・に接続された一対の電極板１３、１３を、絶縁体１５を介して互いに重ね合わせ、電極板１３、１３に発生する磁束を互いに打ち消し合わせることで低インダクタンス化を図っていた（特許文献１参照）。

ところが、上記のようなコンデンサに用いられる電極板１３は、コンデンサ素子１１との接続用の端子部１４・・が一体的に形成されているため、電極板１３が複雑な形状となるとともに、接続用端子部１４・・の形成作業が煩雑であった。

そこで、電極板１３、１３の接続用端子部１４・・に複数のコンデンサ素子１１・・を接続するのではなく、図８に示すように、リード端子１６の一端をコンデンサ素子１１の電極部１２に接続し、さらに、リード端子１６の他端を電極板１３に貫通させて、リード端子１６の貫通した部分と電極板１３とを半田付けや溶接等によって接続することで、コンデンサ素子１１と電極板１３とを接続する方法が考えられる。このコンデンサによれば、電極板１３の形状の単純化及び折曲作業の簡素化が可能となり、さらに、コンデンサ素子１１の電極部１２へのリード端子１６の取り付け及びリード端子１６と電極板１３との接続を容易に行うことが可能となる。

特開２００６−２４５１７０号公報

しかしながら、単に電極板１３とリード端子１６とを半田付けや溶接等によって接続した場合、リード端子１６や融着又はろう付け部１７が電極板１３上面から突出するが、この融着又はろう付け部１７やリード端子１６の突出部分は、コンデンサ素子１１や電極板１３と同様に、樹脂封止する必要があることから、突出部分の高さＤだけ収納ケースを大きく形成しなければならず、コンデンサの大型化延いては、このコンデンサを使用する電力変換装置等の大型化にもつながることとなる。

また、一対の電極板１３、１３のうち、下方側（コンデンサ１１側）に位置する電極板１３と、リード端子１６とを半田付けや溶接等で接続した場合、上方側の電極板１３と下方側の電極板１３との間に、突出部分の高さＤだけ間隔を空ける必要が生じ、コンデンサの大型化を招くとともに、電極板１３、１３に発生する磁束の打ち消し合い効果が薄れ、低インダクタンス化を実現できなくなるおそれがある。

さらに、電極板１３、１３は低インダクタンス化を図るために幅広に形成されており、半田付けや溶接等によって電極板１３とリード端子１６を接続する場合、溶融熱が電極板１３、１３全体に分散し易く、半田付けや溶接等の接続作業の効率が低下してしまうおそれもある。

そこで、この発明は、低インダクタンス化を可能にするとともに製造が容易で且つ小型化を図ることができるコンデンサを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のコンデンサは、両端面に電極部８１、８１を有する複数のコンデンサ素子８・・と、絶縁体５を介して重ね合わせた第１電極板３及び第２電極板４とを備え、上記第１電極板３及び第２電極板４を、第２電極板４が第１電極板３と上記コンデンサ素子８・・との間に位置するように配置して、上記第１電極板３を第１リード端子６を介して上記コンデンサ素子８・・の一方の電極部８１に接続するとともに、上記第２電極板４を第２リード端子７を介して上記コンデンサ素子８・・の他方の電極部８１に接続した状態で、これらコンデンサ素子８・・、第１電極板３及び第２電極板４をケース２内に収納してなるコンデンサ１であって、上記第２電極板４に、上記第１リード端子６を貫通させる開口部４３を形成するとともに、上記第１電極板３に、上記開口部４３内に没入する凹部３７を形成して、この第１電極板３の凹部３７に上記第１リード端子６を貫通させて、その貫通部分を接続したことを特徴としている。

また、上記第１電極板３に、上記第２電極板４における上記第２リード端子７が貫通した貫通部分を露出させる開口部３３を形成して、この開口部３３内において貫通部分を接続している。

さらに、上記第１電極板３における貫通部分周辺に、熱伝導規制用の第１貫通孔３５を形成するとともに、上記第２電極板４における貫通部分周辺に、熱伝導規制用の第２貫通孔４５を形成している。

さらにまた、上記ケース２内に樹脂９を充填するとともに、上記第１電極板３及び第２電極板４の外部接続用端子３２、４２を、上記ケース２外にそれぞれ引き出している。

この発明のコンデンサにおいては、絶縁体を介して第１電極板と第２電極板とを重ね合わせているので、第１電極板及び第２電極板に発生する磁束を互いに打ち消し合わせることができ、コンデンサの低インダクタンス化を図ることができるとともに、第２電極板に第１リード端子貫通用の開口部を形成し、この開口部に没入する凹部を第１電極板に形成して、この凹部に第１リード端子を貫通させて接続することで、第１リード端子や融着又はろう付け部の第１電極板上面からの突出量が軽減されて、その結果、コンデンサの小型化を行うことができる。

また、第２電極板に貫通した第２リード端子を露出させる開口部を第１電極板に設けることで、第１リード端子と第１電極板及び第２リード端子と第２電極板との接続作業を、第１電極板と第２電極板とを重ね合わせた後、第１電極板上方から一度に行うことができ作業効率の向上を図ることができる。また、第２電極板を貫通し、第２電極板上面から突出した第２リード端子や融着又はろう付け部と、第１電極板とが干渉しないため、第１電極板と第２電極板とを近接させた状態で重ね合わせることができ、コンデンサのさらなる小型化と低インダクタンス化が可能となる。

さらに、第１リード端子及び第２リード端子の貫通部分周辺に熱伝導規制用の第１貫通孔及び第２貫通孔を設けることで、半田付けや溶接等の溶融熱が電極板に分散するのを規制して、局所的に熱を集中させることができ、半田付けや溶接等の接続作業の効率化を図ることができる。

この発明の一実施形態に係るコンデンサを示した斜視図である。 同じくその分解斜視図である。 同じくその断面図である。 図３の第１電極板と第１リード端子との接続部分を示した拡大断面図である。 図３の第２電極板と第２リード端子との接続部分を示した拡大断面図である。 ケース内に収納して樹脂封止したコンデンサを示す断面図である。 従来の電極板とコンデンサ素子との取付状態を示した斜視図である。 従来のリード端子と電極板との接続状況を示した拡大断面図である。

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。この発明の一実施形態に係るコンデンサ１は、図１乃至図３に示すように、絶縁体５を介して重ね合わせた第１電極板３と第２電極板４とを有し、これら電極板３、４に複数のコンデンサ素子８・・を、第１リード端子６及び第２リード端子７を介して接続するとともに、これをケース２内に収納し、ケース２内に樹脂９を充填、硬化することにより形成される。

ケース２は、図１及び図２に示すように、箱型のもので、底部２１と、この底部２１の４辺から立ち上がった側部２２・・とを有し、上方へと開口するケース開口部２３を有している。

コンデンサ素子８は、図１乃至図３に示すように、その両端面に電極部８１、８１が設けられている。このコンデンサ素子８は、図２のように、Ａ方向に対し、相隣接する電極部８１、８１同士を相互に対向させて３個のコンデンサ素子８、８、８を並設させることでコンデンサ素子列を構成し、Ｂ方向に２列のコンデンサ素子列を並設させた状態で、ケース２の底部２１側において同一面上に配置されている。相隣接するコンデンサ素子列においては、Ａ方向に隣接するコンデンサ素子８の電極部８１、８１同士が略同一面上に隣接するように配置され、これら電極部８１・・が同電位とされている。また、コンデンサ素子８が極性を有する場合は、相隣接する電極部８１、８１の極性が同一になるように配置する。さらに、この状態において、各コンデンサ素子８・・両端面の電極部８１・・には、一方（例えば＋極）により線、ＣＰ線、銅箔線等からなる第１リード端子６、６が、他方（例えば−極）に同じくより線、ＣＰ線、銅箔線等からなる第２リード端子７、７がそれぞれ２本ずつスポット溶接等で接続されている。なお、コンデンサ素子８の電極部８１、８１に接続する第１リード端子６及び第２リード端子７は、コンデンサ素子８の容量に応じて接続本数を適宜変更可能である。

第１電極板３は、図１乃至図３に示すように、金属板からなる平板状の本体部３１と、本体部３１から突設され、略Ｌ字状に折曲された端子部３２とからなる。第１電極板３の本体部３１には、第１リード端子６が貫通可能なリード端子接続孔３４と、第２リード端子７と第１電極板３とが接続することなく挿通可能な大きさに形成されたリード端子逃し孔（開口部）３３が設けられている。リード端子接続孔３４は、図４に示すように、コンデンサ素子８方向に没入されてなる凹部３７に２つ形成されており、また、この凹部３７の両側には、熱伝導規制用のスリット状の第１貫通孔３５、３５が形成されている。凹部３７とリード端子逃し孔３３は、Ａ方向に、凹部３７とリード端子逃し孔３３とが交互に４列形成され、Ｂ方向には凹部３７又はリード端子逃し孔３３が連続して４列形成されており、Ａ方向の第１電極板３端部に位置する凹部３７は、凹部３７を略中央部で切断した形状を成し、また、同じくＡ方向の第１電極板３端部に位置するリード端子逃し孔３３は、第１電極板３端部を切欠くことで形成されている。

第２電極板４は、図１乃至図３に示すように、金属板からなる平板状の本体部４１と、本体部４１から突設され、略Ｌ字状に折曲された端子部４２とからなる。第２電極板４の本体部４１には、図４に示すように、第１電極板３の凹部３７に対向する位置に、第１リード端子６と第２電極板４とが接続することなく挿通可能な大きさに形成されたリード端子逃し孔４３が設けられ、第１電極板３のリード端子逃し孔３３に対向する位置に、第２リード端子７が貫通可能なリード端子接続孔４４が２つ形成されている。リード端子接続孔４４の両側には、熱伝導規制用のスリット状の第２貫通孔４５、４５が形成されている。そして、リード端子接続孔４４とリード端子逃し孔４３は、Ａ方向には、リード端子接続孔４４とリード端子逃し孔４３とが交互に４列形成され、Ｂ方向にはリード端子接続孔４４又はリード端子逃し孔４３が連続して４列形成されており、Ａ方向の第２電極板４端部に位置するリード端子接続孔４４は、２つのリード端子接続孔４４、４４の略中間部を切断した形状を成し、また、同じくＡ方向の第２電極板４端部に位置するリード端子逃し孔４３は、第２電極板４端部を切欠くことで形成されている。すなわち、第２電極板４は、第１電極板３の凹部３７を形成していないものと略同様である。

絶縁体５は、第１リード端子６及び第２リード端子７の半田付け作業に耐える耐熱性及び絶縁性を有するシート状の絶縁紙からなり、図２乃至図５に示すように、第１電極板３及び第２電極板４に形成されたリード端子接続孔３４、４４に対向した位置に第１リード端子６及び第２リード端子７を挿通可能な大きさの開口部５１が形成されている。なお、絶縁体５は、絶縁紙でなくても良い。

上記のように構成された第１電極板３と第２電極板４及び絶縁体５を、第１電極板３と第２電極板４の間に絶縁体５を介在させた状態で、第１電極板３の凹部３７及びリード端子接続孔３４と、第２電極板４のリード端子逃し孔４３と、絶縁体５の開口部５１とが対向するように、且つ、第１電極板３のリード端子逃し孔３３と、第２電極板４のリード端子接続孔４４と、絶縁体５の開口部５１とが対向するようにして重ね合わせる。そして、第２電極板４とコンデンサ素子８・・とを対向させ、さらに、一端がコンデンサ素子８の電極部８１にスポット溶接等で接続された第１リード端子６の他端が、第２電極板４のリード端子逃し孔４３に挿通されるように、同じく一端がコンデンサ素子８の電極部８１にスポット溶接等で接続された第２リード端子７の他端が、第２電極板４のリード端子接続孔４４に貫通されるようにして、第２電極板４をコンデンサ素子８・・の上面に重ね合わせる。この際、第２電極板４のリード端子逃し孔４３を挿通した第１リード端子６の他端は、絶縁体５の開口部５１を挿通して、第１電極板３のリード端子接続孔３４に貫通される。

この状態において、第１電極板３及び第２電極板４のリード端子接続孔３４、４４に貫通され、外方に露出した第１リード端子６及び第２リード端子７は、第１電極板３の本体部３１表面と略同一平面上又はそれよりコンデンサ素子８・・側に、その先端が位置されている。そして、第１電極板３及び第２電極板４のリード端子接続孔３４、４４周辺と、第１リード端子６及び第２リード端子７の他端とを第１電極板３の上方及び第１電極部３のリード端子逃し孔３３から半田付けして接続し、さらに、ケース２内に樹脂９を充填することでコンデンサ１が得られる。なお、コンデンサ素子８・・、第１電極板３、第２電極板４及び絶縁体５をケース内に収納するにあたって、図６（ａ）に示すように、コンデンサ素子８・・に対して、第１電極板３、第２電極板４及び絶縁体５をケース開口部２３側に配置する他に、図６（ｂ）に示すように、コンデンサ素子８・・に対して、第１電極板３、第２電極板４及び絶縁体５がケース底部２１側に配置されても良く、さらに、図６（ｃ）に示すように、ケース側部２２に第１電極板３、第２電極板４及び絶縁体５が面するように配置されても良い。この場合、第１電極板３及び第２電極板４の端子部３２、４２が、ケース２外方に引き出されるように、端子部３２、４２の長さや形状は適宜変更可能である。

上記に示したコンデンサ１によれば、第２電極板４にリード端子逃し孔４３を形成し、このリード端子逃し孔４３に没入する凹部３７を第１電極板３に設け、さらに、凹部３７に形成されたリード端子接続孔３４と、コンデンサ素子８に接続された第１リード端子６とを半田付けして接続するため、第１リード端子６や半田３６の第１電極板３上面からの突出量が軽減され、その結果、ケース２を小型化することができる。また、第２電極板４のリード端子接続孔４４に対向するように、第１電極板３にリード端子逃し孔３３を設けることで、第１電極板３の上方から第２電極板４のリード端子接続孔４４周辺と第２リード端子７とを半田付けすることができ、半田付けの作業性が向上する。さらに、第２電極板４に接続された第２リード端子７や半田４６が、第１電極板３と干渉しないため、第１電極板３と第２電極板４とを近接させた状態で重ね合わせることができ、さらなるコンデンサ１の小型化を図ることができる。さらにまた、第１電極板３及び第２電極板４のリード端子接続孔３４、４４近傍にスリット状の第１貫通孔３５及び第２貫通孔４５を形成することで、半田鏝の熱が第１電極板３及び第２電極板４に分散することなく、局所的に熱を与えることができるため、半田付け作業の効率化を図ることができる。

以上にこの発明の具体的な実施形態について説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、コンデンサ素子８は、巻回型コンデンサや積層型コンデンサでも良い。また、各リード端子６、７と各電極板３、４のリード端子接続孔３４、４４との接続においては、半田付けに限らず、溶接等種々の接続方法を用いても良い。

１・・コンデンサ、２・・ケース、３・・第１電極板、４・・第２電極板、５・・絶縁体、６・・第１リード端子、７・・第２リード端子、８・・コンデンサ素子、９・・樹脂、３２、４２・・端子部、３３、４３・・リード端子逃し孔、３５・・第１貫通孔、３７・・凹部、４５・・第２貫通孔、８１・・電極部

Claims (4)

1. 両端面に電極部（８１）（８１）を有する複数のコンデンサ素子（８・・）と、絶縁体（５）を介して重ね合わせた第１電極板（３）及び第２電極板（４）とを備え、上記第１電極板（３）及び第２電極板（４）を、第２電極板（４）が第１電極板（３）と上記コンデンサ素子（８・・）との間に位置するように配置して、上記第１電極板（３）を第１リード端子（６）を介して上記コンデンサ素子（８・・）の一方の電極部（８１）に接続するとともに、上記第２電極板（４）を第２リード端子（７）を介して上記コンデンサ素子（８・・）の他方の電極部（８１）に接続した状態で、これらコンデンサ素子（８・・）、第１電極板（３）及び第２電極板（４）をケース（２）内に収納してなるコンデンサであって、上記第２電極板（４）に、上記第１リード端子（６）を挿通させる開口部（４３）を形成するとともに、上記第１電極板（３）に、上記開口部（４３）内に没入する凹部（３７）を形成して、この第１電極板（３）の凹部（３７）に上記第１リード端子（６）を貫通させて、その貫通部分を接続したことを特徴とするコンデンサ。
2. 上記第１電極板（３）に、上記第２電極板（４）における上記第２リード端子（７）が貫通した貫通部分を露出させる開口部（３３）を形成して、この開口部（３３）内において貫通部分を接続した請求項１記載のコンデンサ。
3. 上記第１電極板（３）における貫通部分周辺に、熱伝導規制用の第１貫通孔（３５）を形成するとともに、上記第２電極板（４）における貫通部分周辺に、熱伝導規制用の第２貫通孔（４５）を形成した請求項２記載のコンデンサ。
4. 上記ケース（２）内に樹脂（９）を充填するとともに、上記第１電極板（３）及び第２電極板（４）の外部接続用の端子部（３２）（４２）を、上記ケース（２）外にそれぞれ引き出した請求項１乃至３のいずれかに記載のコンデンサ。