JP2011155138A

JP2011155138A - コンデンサ

Info

Publication number: JP2011155138A
Application number: JP2010015604A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Hiragami; 克之平上
Original assignee: Shizuki Electric Co Inc
Current assignee: Shizuki Electric Co Inc
Priority date: 2010-01-27
Filing date: 2010-01-27
Publication date: 2011-08-11

Abstract

【課題】コンデンサの軽量化を図ることができるとともに、コンデンサ素子への熱影響を軽減することができるコンデンサを提供する。
【解決手段】端部に外部接続部４ｃを設けた電極板４と、複数のコンデンサ素子３・・の電極部３ａ・・とを接続したコンデンサであって、上記電極板４は、第１の電極板５と第２の電極板６とからなり、上記外部接続部４ｃに近い第１のコンデンサ素子７に第１の電極板５を接続し、上記外部接続部４ｃから遠い第２のコンデンサ素子８に第２の電極板６を接続し、且つ第１の電極板５と第２の電極板６とが一部重なるように構成している。
【選択図】図１

Description

この発明は、コンデンサ素子をケースに収納し樹脂を充填したコンデンサに関する。

複数のコンデンサ素子１２・・をケース１１に収納し、樹脂を充填したコンデンサ１０において、複数のコンデンサ素子１２・・を電極板１３、１３で接続し、電極板１３、１３の端部１３ａ、１３ａを外部接続用としてケース１１の外部に引き出す構成のものは、夫々のコンデンサ素子１２・・の電極部１２ａ・・と接続可能な大きさ（面積）、すなわち、夫々のコンデンサ素子１２・・の電極部１２ａ・・の少なくとも一部を覆う大きさの電極板１３、１３が必要となる。そのため、コンデンサ素子１２の数が多くなると、電極板１３、１３の大きさを大きくする必要があった（例えば特許文献１、図４及び図５参照）。

特開２００６−２４５１７０号公報

ところで、複数のコンデンサ素子１２・・が接続された電極板１３は、通常、電極板１３の外部接続部１３ａに近い部分は流れる電流が大きく、電極板１３の外部接続部１３ａから遠い部分では流れる電流が小さい。そのため、電極板１３の外部接続部１３ａに近い部分では電極板１３の厚みを厚くする必要があるが、電極板１３の外部接続部１３ａから遠い部分では、電極板１３の厚みを厚くする必要は無い。

しかしながら、従来のコンデンサ１０に使用されていた電極板１３は、外部接続部１３ａ、すなわち電流が最大となる箇所に必要な厚みの金属板（例えば１ｍｍ厚の銅板）を打ち抜いて形成されているため、図４及び図５に示すように、電極板１３の厚みが均一で、外部接続部１３ａから遠い部分では流れる電流に対して過剰な厚みとなり、コンデンサ１０の軽量化を阻害していた。

また、電極板１３とコンデンサ素子１２の電極部１２ａとを接続するためのコンデンサ素子接続部１３ｂは、電極板１３を打ち抜く際に一体的に形成されるため、その厚みは外部接続部１３ａと同厚（例えば１ｍｍ厚）となり、電極板１３のコンデンサ素子接続部１３ｂと、コンデンサ素子１２の電極部１２ａとを半田付けする場合、半田鏝の温度を高く設定するとともに、コンデンサ素子接続部１３ｂと、コンデンサ素子１２の電極部１２ａとに半田鏝を長時間当接させる必要があり、コンデンサ素子１２への熱影響が大きくなっていた。

そこで、この発明は、上記の不具合を解消して、コンデンサの軽量化を図ることができるとともに、コンデンサ素子への熱影響を軽減することができるコンデンサを提供するものである。

上記課題を解決するため、本発明のコンデンサは、端部に外部接続部４ｃを設けた電極板４と、複数のコンデンサ素子３・・の電極部３ａ・・とを接続したコンデンサであって、上記電極板４は、第１の電極板５と第２の電極板６とからなり、上記外部接続部４ｃに近い第１のコンデンサ素子７に第１の電極板５を接続し、上記外部接続部４ｃから遠い第２のコンデンサ素子８に第２の電極板６を接続し、且つ第１の電極板５と第２の電極板６とが一部重なるように構成したことを特徴としている。

また、第２の電極板６は、第１の電極板５の第１のコンデンサ素子７の電極部３ａ側とは反対側で、第１の電極板５と重ねて配設されているとともに、端部が延設され、この延設部分６ｅと第２のコンデンサ素子８とを接続するように構成している。

さらに、第１の電極板５の端部と第２の電極板６の端部を重ねて外部接続部４ｃを構成している。

この発明のコンデンサによれば、第１の電極板の厚みを、第１のコンデンサ素子との接続に必要な厚みで形成し、第２の電極板の厚みを、第２のコンデンサ素子との接続に必要な厚みで形成することができ、１枚で電極板を形成する場合に比べて、第１及び第２の電極板の厚みを薄くすることができる。また、第１の電極板と第２の電極板とを一部重ねるだけであるから、第１の電極板と第２の電極板とが重ならない部分は、従来の電極板の厚みに比べて薄くすることができ、コンデンサの軽量化を図ることができる。

また、第１及び第２の電極板の厚みを薄くすることができるため、電極板の半田付けに必要な熱量が少なくなり、その結果、電極板とコンデンサ素子との半田付け部に与える熱量を従来に比べて少なく、具体的には、半田鏝の温度を低くすることができ、コンデンサ素子への熱影響を低減させることができる。また、半田鏝の温度を従来と同様とした場合には、半田付けの時間を短縮することが可能となり、作業性の向上を図ることができる。

さらに、第１の電極板の端部と、第２の電極板の端部を重ねることで外部接続部を構成していることから、外部接続部においては、従来と同等程度の厚みを確保することができ、従来のコンデンサと同様の接続性を得ることができる。

この発明の実施形態に係るコンデンサを示した断面図である。同じくその平面図である。同じくその分解斜視図である。従来のコンデンサを示した断面図である。同じくその平面図である。

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、ケース２と、複数のコンデンサ素子３・・と、電極板４と、ケース２内に充填される樹脂（図示しない）とから構成されている。

ケース２は、例えば中空立方体に形成された樹脂性の筐体であって、上方に開口部２ａが設けられている。開口部２ａは、ケース２内に収納される複数のコンデンサ素子３・・と電極板４とが挿通可能な大きさとされている。

また、ケース２の一方側壁２ｂには、切欠部が形成されているとともに、この切欠部を封止する封止板が配設されている。そして、この封止板には、後述する電極板４の外部接続部４ａを挿通可能な挿通孔２ｃが形成されている。

コンデンサ素子３は、例えば絶縁性のフィルム上に金属が蒸着された金属化フィルムを巻回することでなるフィルムコンデンサであって、軸方向両端部に金属を溶射してなるメタリコン電極部３ａ、３ａが形成されている。なお、コンデンサ素子３としては、フィルムコンデンサに限らず、種々のものが使用可能である。

電極板４は、第１の電極板５と、第２の電極板６とを部分的に重ね合わせることで構成されている。

第１の電極板５は、流れる電流に応じた厚さ（例えば０．５ｍｍ厚）の銅等の金属板からなり、基体５ａは、平面視、６個のコンデンサ素子３・・のメタリコン電極部３ａ・・の少なくとも一部と重なる大きさ（面積）とされている。また、基体５ａの両側面からは、コンデンサ素子３のメタリコン電極部３ａと接続するためのコンデンサ素子接続部５ｂがそれぞれ３本ずつ延出されている。

また、基体５ａの一方端部には、ケース２の挿通孔２ｃを挿通し、ケース２外方へと突出する外部接続部５ｃが設けられている。また、外部接続部５ｃには、電気機器等との接続を容易にするための貫通孔５ｄが穿設されている。

第２の電極板６は、第１の電極板５と同様に、流れる電流に応じた厚さ（例えば０．５ｍｍ厚）の銅等の金属板からなり、基体６ａは、平面視、１０個のコンデンサ素子３・・のメタリコン電極部３ａ・・の少なくとも一部と重なる大きさ（面積）とされている。また、基体６ａの両側面からは、コンデンサ素子３のメタリコン電極部３ａと接続するためのコンデンサ素子接続部６ｂがそれぞれ２本ずつ延出されている。

また、基体６ａの一方端部には、ケース２の挿通孔２ｃを挿通し、ケース２の外方へと突出する外部接続部６ｃが、第１の電極板５の外部接続部５ｃと同じ位置（すなわち、重なり合う位置）に設けられている。また、外部接続部６ｃには、電気機器等との接続を容易とするための貫通孔６ｄが穿設されている。

従って、第２の電極板６は、第１の電極板５を延設して、全て（計１０個）のコンデンサ素子３・・のメタリコン電極部３ａ・・の少なくとも一部と重なるようにし、この延設部分６ｅ（すなわち、第１の電極板５と第２の電極板６とを外部接続部５ｃ、６ｃを揃えるようにして重ね合わせた場合に重ならない部分）の両側面からのみ、コンデンサ素子３・・のメタリコン電極部３ａ・・と接続するためのコンデンサ素子接続部６ｂ・・が延出された形状であるとも言える。なお、説明の簡単のために、平面視、第１の電極板５と第２の電極板６とを外部接続部５ｃ、６ｃを揃えるようにして重ね合わせた場合に重なる部分を既設部分６ｆと称す。

また、第２の電極板６の既設部分６ｆは、延設部分６ｅに比べて狭幅とされている。

樹脂は、例えばエポキシ樹脂からなり、ケース２内に充填されることで、コンデンサ素子３・・を密閉するものである。なお、樹脂の種類は、エポキシ樹脂に限らず、種々の樹脂を使用可能である。

次に、本発明のコンデンサ１の組み立てについて詳細に説明する。本発明のコンデンサ１を組み立てるにあたっては、図３に示すように、コンデンサ素子３を１０個と、第１の電極板５を２枚と、第２の電極板６を２枚と、ケース２と、充填樹脂とを揃えておく。

そして、まず、第１の電極板５と、第２の電極板６の既設部分６ｆとを、第１の電極板５のコンデンサ素子３・・側の面と、第２の電極板の延設部分６ｅのコンデンサ素子３・・側の面とが面一となるように、且つそれぞれの外部接続部５ｃ、６ｃが重なり合った状態となるようにして重ね合わせて、電極板４を形成する。この際、電極板４は、基体４ａの両側面からそれぞれ５本ずつ、コンデンサ素子接続部４ｂ・・を延出した状態となる。また、残りの第１の電極板５と、第２の電極板６も同様に重ね合わせ、２組の電極板４、４を形成する。

次に、計１０個のコンデンサ素子３・・を、横２列縦５列に配設する。

次に、一方の電極板４を、コンデンサ素子３・・の一方のメタリコン電極部３ａ・・に重ね合わせ、電極板４のコンデンサ素子接続部４ｂ・・とコンデンサ素子３・・の一方のメタリコン電極部３ａ・・とを半田付けによって接続する。また、他方の電極板４の外部接続部４ｃが、一方の電極板４の外部接続部４ｃと同方向に向くようにして、他方の電極板４を、コンデンサ素子３・・の他方のメタリコン電極部３ａ・・に重ね合わせ、電極板４のコンデンサ素子接続部４ｂ・・とコンデンサ素子３・・の他方のメタリコン電極部３ａ・・とを半田付けによって接続する。これにより、２組の電極板４、４によって、コンデンサ素子３・・が挟まれた状態となる。この状態において、電極板４の第１の電極板５から延出された計６本のコンデンサ素子接続部５ｂ・・と接続されたコンデンサ素子３・・が第１のコンデンサ素子７となり、電極板４の第２の電極板６から延出された計４本のコンデンサ素子接続部６ｂ・・と接続されたコンデンサ素子３・・が第２のコンデンサ素子８となる。従って、第１のコンデンサ素子７は、外部接続部４ｃに近く、第２のコンデンサ素子８は、外部接続部４ｃから遠い状態となる。換言すれば、第１のコンデンサ素子７は、外部接続部４ｃからメタリコン電極部３ａまでの距離が短く、第２のコンデンサ素子８は、外部接続部４ｃからメタリコン電極部３ａまでの距離が長いと言える。また、第１のコンデンサ素子７の容量をＣｆ、第２のコンデンサ素子８の容量をＣｅとすると、Ｃｆ≧Ｃｅに設定して、既設部分６ｆが分担する容量（Ｃｆ）を、延設部分６ｅが分担する容量（Ｃｅ）以上にしている。さらに、既設部分６ｆと延設部分６ｅのそれぞれのインダクタンス成分と分担する容量で決まる共振点を合わせておくのがよい。

この状態において、一体となった２組の電極板４、４と、第１及び第２のコンデンサ素子７、８とを、電極板４がケース２の底面と対向するようにして、ケース２の開口部２ａからケース２内に収納する。そして、外部接続部４ｃを挿通孔２ｃからケース２外方へと突出させるとともに、ケース２の開口部２ａから充填樹脂をケース２内に充填することにより、コンデンサ１の組み立てを完了する。なお、組み立ての手順としては、上記の他に、ケース側壁２ｂから封止板を取り外し、外部接続部４ｃを挿通孔２ｃに挿通させた状態で、一体となった２組の電極板４、４と、第１及び第２のコンデンサ素子７、８とをケース２内に収納するようにしてもよい。また、コンデンサ１を電気機器等と接続する場合には、外部接続部４ｃに穿設された貫通孔４ｄにナット等を締め込み、第１及び第２の電極板５、６の外部接続部５ｃ、６ｃ同士が密着し、電気的に接続された状態として使用する。

このように、第１の電極板５を第１のコンデンサ素子７に、第２の電極板６を第２のコンデンサ素子８に接続することによって、第１及び第２の電極板５、６の厚みを、それぞれ第１のコンデンサ素子７や第２のコンデンサ素子８との接続に必要な厚みとすることができ、厚みの均一な１枚の電極板で第１のコンデンサ素子７及び第２のコンデンサ素子８と接続する場合に比べて、第１及び第２の電極板５、６の厚みを薄くすることができる。また、第１の電極板５と第２の電極板６とが重なる部分は、厚みの均一な１枚の電極板と略同様の厚みとなるが、第１の電極板５と第２の電極板６とが重ならない部分、すなわち、第２の電極板６の延設部分６ｅは、第２の電極板６の厚みのみとなるため、コンデンサ１の軽量化を図ることができる。また、コンデンサ１の軽量化を図るために、１枚の電極板の厚みを薄くした場合は、外部接続部近傍（すなわち、流れる電流が大きい箇所）の発熱が大きくなってしまうが、上記実施例においては、外部接続部４ｃ近傍は、第１の電極板５と第２の電極板６が重なり合っているため、電極板４からの発熱を抑えることができる。

また、第１及び第２の電極板５、６の厚みを薄くすることができるため、コンデンサ素子接続部５ｂ、６ｂの厚みが薄くなり、コンデンサ素子接続部５ｂ、６ｂの半田付けに必要な熱量が少なくなる。その結果、半田付けの際にコンデンサ素子接続部部５ｂ、６ｂと、メタリコン電極部３ａとの半田付け部に与える熱量を従来に比べて少なく、具体的には、半田鏝の温度を低くすることができ、コンデンサ素子３への熱影響を低減させることができる。また、半田鏝の温度を従来と同様とした場合には、半田付けの時間を短縮することが可能となり、作業性の向上を図ることができる。

さらに、第１の電極板５の外部接続部５ｃと、第２の電極板６の外部接続部６ｃとを重ねて外部接続部４ｃを構成していることから、外部接続部４ｃにおいては、従来と同等程度の厚みを確保することができ、従来のコンデンサと同様の接続性を得ることができる。

以上に、この発明の具体的な実施の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、上記実施例で示したコンデンサ素子３や電極板４等の数量は、あくまで例示であり、その数量や配列に限定されることは無く、コンデンサ素子３の静電容量や配列等に合わせて適宜変更可能である。また、上記実施例においては、２組の電極板４、４でコンデンサ素子３・・を挟み込むように構成していたが、コンデンサ素子３・・のいずれか一方のメタリコン電極３ａ・・側に、２組の電極板４、４の両方を配設し、電極板４、４をケース２の開口部２ａ側若しくはケース２の底面側で絶縁体を挟んで対向させるように構成しても良い。また、コンデンサ素子３・・のメタリコン電極部３ａ・・をケース側壁２ｂに対向させ、電極板４、４をケース側壁２ｂに対向させるように構成しても良い。なお、いずれの場合においても、上記実施例と同様の効果を得ることができる。また、電極板４の外部接続部４ｃは、上記実施例のように、ケース２の挿通孔２ｃから突出される形態に限らず、ケース２の開口部２ａからケース２外方に突出される形態であってもよい。この場合、封止板や挿通孔２ｃを形成する手間が省けるといった効果を得ることができる。

３・・コンデンサ素子、３ａ・・メタリコン電極部、４・・電極板、４ｃ・・外部接続部、５・・第１の電極板、６・・第２の電極板、６ｅ・・延設部分、７・・第１のコンデンサ素子、８・・第２のコンデンサ素子

Claims

端部に外部接続部（４ｃ）を設けた電極板（４）と、複数のコンデンサ素子（３）・・の電極部（３ａ）・・とを接続したコンデンサであって、上記電極板（４）は、第１の電極板（５）と第２の電極板（６）とからなり、上記外部接続部（４ｃ）に近い第１のコンデンサ素子（７）に第１の電極板（５）を接続し、上記外部接続部（４ｃ）から遠い第２のコンデンサ素子（８）に第２の電極板（６）を接続し、且つ第１の電極板（５）と第２の電極板（６）とが一部重なるように構成したことを特徴とするコンデンサ。
第２の電極板（６）は、第１の電極板（５）の第１のコンデンサ素子（７）の電極部（３ａ）側とは反対側で、第１の電極板（５）と重ねて配設されているとともに、端部が延設され、この延設部分（６ｅ）と第２のコンデンサ素子（８）とを接続するように構成したことを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ。
第１の電極板（５）の端部と第２の電極板（６）の端部を重ねて外部接続部（４ｃ）を構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のコンデンサ。