JP2012039047A - コンデンサ装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スリム化及び軽量化を図ることができ、かつ放熱性を向上させることができるコンデンサ装置を提供すること。
【解決手段】複数のコンデンサ本体２が収納ケース３に一体的に収納されるコンデンサ装置１であって、収納ケース３は、複数のコンデンサ本体を収納する筒形状をなす収納部５を有し、複数の収納部５は、その長手が互いに同一方向を向いて一体的に連接されるとともに、各収納部５の端部の開口部９からコンデンサ本体２が挿入されて、コンデンサ本体２の全周が収納部５に覆われた状態となり、収納部５の少なくとも外面側は、コンデンサ本体の外周面に沿って均一な肉厚を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、複数のコンデンサ本体が収納ケースに一体的に収納されるコンデンサ装置及びその製造方法に関する。

従来、金属ブロックに開口させた複数の穴にコンデンサを挿入し得るようにしたコンデンサの取付装置がある（例えば、特許文献１参照）。また、上面を開放した断面円弧状の収納部を有するホルダーに、熱収縮性の樹脂チューブを外周に配置したコンデンサを取り付け、ホルダーの開放部から樹脂チューブを外部に引き出した状態で加熱して樹脂チューブを収縮させて、コンデンサを保持させるようにしたコンデンサ装置がある（例えば、特許文献２参照）。

実開平６−６２５２７号公報 特開２００４−２２１１８２号公報

しかしながら、特許文献１に記載のコンデンサの取付装置にあっては、金属ブロックに複数の穴を形成しているため、取付装置の重量が増加してしまうばかりか、その外観形状が大きくなってしまうととともに放熱性も悪くなるという問題がある。また、特許文献２に記載のコンデンサ装置にあっては、樹脂チューブを外部に引き出すための開放部をホルダーに形成しなければならず、この開放部によりホルダーの強度が弱くなってしまうという問題がある。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、スリム化及び軽量化を図ることができ、かつ放熱性を向上させることができるコンデンサ装置及びその製造方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明のコンデンサ装置は、
複数のコンデンサ本体が収納ケースに一体的に収納されるコンデンサ装置であって、
前記収納ケースは、複数のコンデンサ本体を収納する筒形状をなす収納部を有し、該複数の収納部は、その長手が互いに同一方向を向いて一体的に連接されるとともに、該各収納部の端部の開口部から前記コンデンサ本体が挿入されて、該コンデンサ本体の全周が該収納部に覆われた状態となり、該収納部の少なくとも外面側は、前記コンデンサ本体の外周面に沿って均一な肉厚を有することを特徴としている。
この特徴によれば、コンデンサ本体の全周が収納部に保持された状態で、複数のコンデンサ本体が一体的に連設されるとともに、収納部の寸法をコンデンサ本体の寸法に合わせて収納部のスリム化及び軽量化を図ることができ、かつ収納部の外面側がコンデンサ本体の外周面に沿って均一な肉厚となっていることで、収納ケースの重量を低減させるとともに、収納ケースの該表面が増えるため、放熱性を向上させることができる。

本発明のコンデンサ装置は、
前記収納部の内周面と前記コンデンサ本体の外周面との間に隙間部が形成され、該隙間部には、樹脂材が充填されることを特徴としている。
この特徴によれば、コンデンサ本体の外周面が樹脂材を介して収納部の内周面と接着され、コンデンサ本体が収納部内で強固に保持されるとともに、樹脂材によって収納ケースへの伝熱性が高められ放熱性が向上する。

本発明のコンデンサ装置は、
前記収納部の開口部は、閉塞部材にて閉塞されることを特徴としている。
この特徴によれば、閉塞部材により硬化前の樹脂材の流出を防止できる等、樹脂材の設置が容易となる。

本発明のコンデンサ装置は、
前記閉塞部材には、前記隙間部を前記コンデンサ本体の外周面に沿って均一に形成した状態で該コンデンサ本体を保持する保持部が設けられることを特徴としている。
この特徴によれば、保持部が隙間部を均一に維持して樹脂材がコンデンサ本体の周囲に均一に充填されるようになり、コンデンサ本体と収納部との間の接続強度及び伝熱性に斑が生じないようにできる。

本発明のコンデンサ装置は、
前記収納ケースは、押出成形により形成されることを特徴としている。
この特徴によれば、収納ケースを容易に量産化することができ、低コストでコンデンサ装置を製造できる。

本発明のコンデンサ装置は、
前記複数のコンデンサ本体を電気的に接続する回路部を収納する回路ケースが前記収納ケースの一端に設けられ、前記押出成形時に前記収納部とともに形成される被取付部に前記回路ケースを取り付ける取付部材が固定されることを特徴としている。
この特徴によれば、押出成形時に収納部とともに形成される被取付部を利用して回路ケースを固定することができ、別途、回路ケースの取付用の部位を収納ケースに形成しないで済むようになり、収納ケースの製造コストを低減できる。

本発明のコンデンサ装置は、
前記閉塞部材と回路ケースとが一体構造であることを特徴としている。
この特徴によれば、閉塞部材と回路ケースとが一体構造となっているため、収納ケースへの取り付けが簡略となる。

本発明のコンデンサ装置は、
前記複数の収納部は、千鳥状に配置されることを特徴としている。
この特徴によれば、隣り合う収納部の間に更にもう１つの収納部の一部を配置させることができ、収納ケースをスリム化することができる。

本発明のコンデンサ装置の製造方法は、
複数のコンデンサ本体が収納ケースに一体的に収納して形成されるコンデンサ装置の製造方法であって、
複数のコンデンサ本体を収納する筒形状をなす収納部を有し、該複数の収納部は、その長手が互いに同一方向を向いて一体的に連接され、該収納部の少なくとも外面側が前記コンデンサ本体の外周面に沿って均一な肉厚を有する収納ケースに、前記コンデンサ本体を該収納ケースの収納部の端部の開口部から挿入して、該コンデンサ本体の全周が収納部にて覆われることを特徴としている。
この特徴によれば、コンデンサ本体の外周が収納部に保持された状態で、複数のコンデンサ本体が一体的に連設されるとともに、収納部の寸法をコンデンサ本体の寸法に合わせて収納部のスリム化及び軽量化を図ることができ、かつ収納部の外面側がコンデンサ本体の全周に沿って均一な肉厚となっていることで、収納ケースの重量を低減させるとともに、収納ケースの該表面が増えるため、放熱性を向上させることができる。

本発明のコンデンサ装置の製造方法は、
前記収納部の内周面と前記コンデンサ本体の外周面との間に隙間部が形成され、該隙間部には、樹脂材が充填されることを特徴としている。
この特徴によれば、コンデンサ本体の外周面が樹脂材を介して収納部の内周面と接着され、コンデンサ本体が収納部内で強固に保持されるとともに、収納ケースへの伝熱性を高め放熱性が向上する。

実施例１におけるコンデンサ装置を示す斜視図である。 コンデンサ装置を示す分解斜視図である。 コンデンサ装置の一部を破断した状態を示す斜視図である。 コンデンサ装置を底面側から見た状態を示す斜視図である。 コンデンサ装置を示す横断底面図である。 収納ケースの一部を破断した状態を示す縦断正面図である。 実施例２におけるコンデンサ装置を示す分解斜視図である。 変形例における閉塞キャップを示す斜視図である。 変形例における回路ケースを示す斜視図である。

本発明に係るコンデンサ装置を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

実施例１に係るコンデンサ装置につき、図１から図６を参照して説明する。図１の符号１は、本発明の適用されたコンデンサ装置である。実施例１では、４台のコンデンサ装置１が互いに水平方向に連設されている。なお、このコンデンサ装置１は主に車両等の機器に搭載されて使用されるようになっている。

図２に示すように、１台のコンデンサ装置１には、６本（複数）のコンデンサ本体２が収納ケース３に一体的に収納されるようになっている。なお、本実施例では、コンデンサ本体２に電解コンデンサを用いている。このコンデンサ本体２は略円筒形状をなしており、コンデンサ本体２の上端部には、陽極及び陰極の端子部４が設けられている。また、収納ケース３には、各コンデンサ本体２を収納する６つ（複数）の収納部５が形成されている。

収納ケース３はアルミニウム等の金属材料を金型に沿って押出成形することにより形成されている。収納ケース３が押出成形により形成されることで、収納ケース３を容易に量産化することができ、低コストでコンデンサ装置１を製造できる。また、各収納部５は、コンデンサ本体２の形状及び寸法に合わせて略円筒形状をなしている。

図５に示すように、各収納部５は、その長手が互いに同一方向を向いて一体的に連接されるとともに、平面視において碁盤状に配置され、収納ケース３の形状が略直方体状をなしている。なお、碁盤状に配置される収納部５は、３つの収納部５が左右直列に配置された状態が前後２列連なった配置となっている。更に、各収納部５を互いに連接する連接部６には、収納ケース３の押出成形時に、収納部５とともに形成される大径孔部７と小径孔部８（被取付部）とが設けられている。

図２及び図４に示すように、収納部５と大径孔部７とは、収納ケース３の上端部から下端部まで貫通されている。また小径孔部８は、後述する他の部材とを螺合部材によって固定するために設けられたものであり、収納ケース３の上端部から下端部まで貫通されてもよく、また上端部、下端部から一定深さの孔としてもよい。また、大径孔部７は、収納ケース３の内部に配置されるとともに、小径孔部８は、収納ケース３の外面における収納部５同士の間の谷間に配置されることで収納ケース３のスリム化が図れる。

図２及び図３に示すように、各コンデンサ本体２は各収納部５の上端部の開口部９から挿入されて、コンデンサ本体２の側面の全周が収納部５に覆われた状態で保持されるようになっている。なお、各収納部５の少なくとも一部（連接部６以外の部位）が外面側に露呈されており、この収納部５の外面側は、コンデンサ本体２の外周面に沿って均一な肉厚となっている。また、収納部５の内径は、コンデンサ本体２の外径よりも若干大きい寸法に形成されており、収納部５に収納されたコンデンサ本体２の外周面と収納部５の内周面との間には、所定寸法Ｓの隙間部１１が形成される（図６参照）。本実施例では、隙間部１１の寸法Ｓは伝熱性や後述する樹脂の充填効率を考慮して略０．５〜３．０ｍｍとしている。

図２及び図４に示すように、収納部５の上下の開口部９，１０には、上側及び下側キャップ１２，１３（閉塞部材）が嵌合されることで閉塞される。この上側及び下側キャップ１２，１３は、略円盤状をなし、その全周にコンデンサ本体２の上下端部を保持する保持片１４，１５（保持部）が形成されている。なお、上側キャップ１２には、コンデンサ本体２の端子部４を導出する導出孔１６が形成されている。更に、上側及び下側キャップ１２，１３は、収納部５を閉塞して防湿する機能も備えている。また図示しないが、上側キャップ１２にはコンデンサ本体の上側端面に設けられた圧力開放機構に対応する位置に別途孔を設け、圧力開放機構が作動した際に該孔を通じてコンデンサ本体の圧力を開放することもできる。

なお、この保持片１４，１５の厚みは、前述した隙間部１１と同一寸法になっている（図６参照）。下側キャップ１３は、この保持片１５をコンデンサ本体２の下端部に嵌合させた状態となり、保持片１５によりコンデンサ本体２がぐらつかずに済み、隙間部１１の寸法Ｓがコンデンサ本体２の外周面に沿って均一に形成される。なお、図示しないが、保持片１４，１５には、収納部５の内周面と接する外周の一部に凹凸面又は波状面を形成することで、収納部５への嵌合力が高まり、上側及び下側キャップ１２，１３の収納部５への閉塞状態を向上させることもできる。

図５及び図６に示すように、隙間部１１には、伝熱性を有するエポキシ樹脂等の合成樹脂である樹脂材１７が充填される。このようにすることで、コンデンサ本体２の外周面が樹脂材１７を介して収納部５の内周面と接着され、コンデンサ本体２が収納部５内で強固に保持されるとともに樹脂材１７を通じて収納ケースへの伝熱性が向上し、放熱性が高まる。なお、コンデンサ本体２の外周面と収納部５の内周面との隙間部１１全体に樹脂材１７が充填されることが好ましい。

この樹脂材１７を充填する充填方法としては、先ずコンデンサ本体２を収納部５に挿入して、下側キャップ１３で収納部５の下方側の開口部１０を閉塞するとともに、下側キャップ１３の保持片１５でコンデンサ本体２を保持して隙間部１１を形成した状態で、上方側の開口部９から隙間部１１に溶融された樹脂材１７を流し込む方法がある。なお、樹脂材１７は、隙間部１１の全部位Ｌに充填されるようにしてもよいし、隙間部１１の半分ほどの部位Ｈに充填されるようにしてもよく、樹脂材１７の使用量は適宜変更できる。

また、他の充填方法としては、先ず下側キャップ１３で収納部５の下方側の開口部１０を閉塞した状態で、溶融された所定量の樹脂材１７を収納部５に流し込み、その後、収納部５にコンデンサ本体２を挿入する方法がある。溶融された樹脂材１７は、コンデンサ本体２の挿入により隙間部１１に沿って這い上がるようになり、隙間部１１の全部位Ｌに充填される。隙間部１１の全部位Ｌへの充填が足りない場合は、収納部５の開口部９から隙間部１１に溶融された樹脂材１７を更に流し込み隙間部１１の全部位Ｌに充填することもできる。

また、下側キャップ１３で収納部５の下方側の開口部１０を閉塞し、収納部５にコンデンサ本体２を挿入し、更に収納部５の上方側の開口部９を別途注入孔を設けた上側キャップ１２で閉塞した状態で、溶融された所定量の樹脂材１７を、該上側キャップ１２の注入孔を通じて収納部５に流し込む方法もあり、この場合は、樹脂材がコンデンサ本体２の上面側を覆うことになり、防湿効果や収納ケース３への固定性が向上する。なお、ここでコンデンサ本体２として、上側端面に圧力開放機構を設けた場合には、この圧力開放機構が充填された樹脂材によって覆われないように隔離壁等を圧力開放機構の周囲に設けるとよい。

このように、下側キャップ１３により硬化前の樹脂材１７の流出を防止できるとともに、保持片１５が隙間部１１を均一に維持して樹脂材１７がコンデンサ本体２の周囲に均一に充填されるようになり、コンデンサ本体２と収納部５との間の接続強度及び伝熱性に斑が生じないようにできる。

図３及び図４に示すように、収納ケース３にコンデンサ本体２が収納された状態で、収納ケース３の上端部には、各コンデンサ本体２の端子部４を互いに電気的に接続する接続部材１８（回路部）やバランス回路等を設けた回路基板１９（回路部）などを収納する回路ケース２０が取り付けられる。なお、この回路ケース２０は、箱状部材２１と蓋部材２２とにより構成されている。また、回路ケース２０は、収納ケース３の連接部６に設けられた小径孔部８に螺合部材（取付部材）等（図示略）を用いて固定される。

このようにすることで、押出成形時に収納部５とともに形成される小径孔部８を利用して回路ケース２０を固定することができ、別途、回路ケース２０の取付用の部位を収納ケース３に形成しないで済むようになり、収納ケース３の製造コストを低減できる。更に、収納部５の外面側及び大径孔部７は、コンデンサ本体２から収納ケース３に伝導された熱を放熱する放熱手段となっている。また、大径孔部７と小径孔部８とにより、収納ケース３の軽量化をなすことができる。

図１及び図３に示すように、回路ケース２０の外周面には、回路ケース同士を連結する連結部２３が設けられており、複数台のコンデンサ装置１同士を連結部２３により連結することができる。回路ケース２０の上面には、外部接続端子２４が突設されている。なお、複数台のコンデンサ装置１を連設した際に、外部接続端子２４同士が接続金具２５により接続される。なお、本実施例において収納ケース３が略直方体状に形成されることで、コンデンサ装置１を所定の機器に搭載する際にレイアウトを容易に行うことができる。

次に、実施例２に係るコンデンサ装置１ａにつき、図７を参照して説明する。なお、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分に付いては同一符号を付して重複する説明を省略する。

図７に示すように、実施例２では、コンデンサ装置１ａには、５本（複数）のコンデンサ本体２が収納ケース３ａに一体的に収納されるようになっている。また、収納ケース３ａには、各コンデンサ本体２を収納する５つ（複数）の収納部５が形成されている。

図７に示すように、各収納部５は、平面視において千鳥状に配置されている。なお、千鳥状に配置される収納部５は、３つの収納部５が左右直列に配置された状態で、他２つの収納部５が各収納部５の間に収まる配置となっている。このようにすることで、隣り合う収納部５の間に更にもう１つの収納部５の一部を配置させることができ、収納ケース３ａをスリム化することができる。なお、収納ケース３ａの左右端部には、所定の機器に搭載する際に用いる取付片２６が形成されている。更に、各収納部５を互いに連接する連接部６には、小径孔部８（被取付部）が設けられている。

図７に示すように、実施例１と同様に、各収納部５にコンデンサ本体２が収納された状態で、収納部５の上下の開口部９，１０が上側及び下側キャップ１２，１３（閉塞部材）により閉塞される。なお、実施例２では、コンデンサ本体２が千鳥状に配置されるため、互いの端子部４同士が近接されるようになっている。

以上、本実施例１及び２におけるコンデンサ装置１にあっては、コンデンサ本体２の全周が収納部５に保持された状態で、複数のコンデンサ本体２が一体的に連設されるとともに、収納部５の寸法をコンデンサ本体２の寸法に合わせて収納部５のスリム化及び軽量化を図ることができ、かつ収納部５の外面側がコンデンサ本体２の外周面に沿って均一な肉厚となっていることで、収納ケース３の重量を低減させるとともに、収納ケースの該表面が増えるため、放熱性を向上させることができる。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

例えば、前記実施例では、コンデンサとして電解コンデンサ例示しているが、本発明が適用されるコンデンサはこれに限らず、電気２重層コンデンサ、電気化学キャパシタなどの各種コンデンサ、キャパシタに適用できる。

また、前記実施例では、円筒形状のコンデンサ本体を例示しているが、本発明はこれに限らず、角型形状等の非円筒形のコンデンサにも適用することができる。角型形状のコンデンサであれば、その角型形状に適合させ、収納ケースの収納部を角筒形状にすればよい。

また、前記実施例では、収納部５の開口部９，１０に、それぞれ個別の上側及び下側キャップ１２，１３を取り付けていたが、図８に示すように、一体型の閉塞キャップ４６でもよい。この閉塞キャップ４６は、収納ケース３の上端部又は下端部全体を覆うような形状をなし、収納部５の下方側の開口部１０を覆う底板４７と、この底板４７の周囲に形成された立設片４８と、を有している。このように一体型の閉塞キャップ４６とすることで、収納ケース３への取り付けが容易となる。

また、前記実施例では、収納部５の開口部９，１０に、上側及び下側キャップ１２，１３を取り付け、収納ケース３の上端部には、回路ケース２０を取り付けているが、本発明はこれに限らず、図９に示すように、上側キャップ１２と回路ケース２０とを一体構造とすることもできる。これによると、上側キャップ１２及び回路ケース２０を収納ケース３に別工程で取り付ける前記実施例に対して、この回路ケース２０’では一体構造とすることで一工程で取り付けることが可能となり、工程の簡略化が図れる。また、この回路ケース２０’では、回路ケース２０’の底面に、収納部５の開口部９を閉塞するキャップ部５０と、コンデンサ本体２の端子部４を導出する導出孔５１と、溶融された樹脂材１７を流し込むことができる注入孔５２と、が形成されている。また、回路ケース２０’は、収納ケース３の連接部６に設けられた小径孔部８に螺合部材を用いて固定されるため、一体構造となったキャップ部５０も収納ケース３に精度よく、また強固に固定可能となる。

また、前記実施例では、収納ケース３を押出成形にて形成しているが、本発明はこれに限らず、アルミニウム等の金属材料を融点よりも高い温度で熱して液体にした後、金型に流し込み、冷やして収納ケース３を形成する鋳造成形を利用することもできる。

１，１ａ コンデンサ装置
２ コンデンサ本体
３，３ａ 収納ケース
５ 収納部
８ 小径孔部（被取付部）
９，１０ 開口部
１１ 隙間部
１２ 上側キャップ（閉塞部材）
１３ 下側キャップ（閉塞部材）
１４，１５ 保持片（保持部）
１７ 樹脂材
１８ 接続部材（回路部）
１９ 回路基板（回路部）
２０，２０’ 回路ケース

Claims (10)

1. 複数のコンデンサ本体が収納ケースに一体的に収納されるコンデンサ装置であって、
   前記収納ケースは、複数のコンデンサ本体を収納する筒形状をなす収納部を有し、該複数の収納部は、その長手が互いに同一方向を向いて一体的に連接されるとともに、該各収納部の端部の開口部から前記コンデンサ本体が挿入されて、該コンデンサ本体の全周が該収納部に覆われた状態となり、該収納部の少なくとも外面側は、前記コンデンサ本体の外周面に沿って均一な肉厚を有することを特徴とするコンデンサ装置。
2. 前記収納部の内周面と前記コンデンサ本体の外周面との間に隙間部が形成され、該隙間部には、樹脂材が充填されることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ装置。
3. 前記収納部の開口部は、閉塞部材にて閉塞されることを特徴とする請求項１または２に記載のコンデンサ装置。
4. 前記閉塞部材には、前記隙間部を前記コンデンサ本体の外周面に沿って均一に形成した状態で該コンデンサ本体を保持する保持部が設けられることを特徴とする請求項３に記載のコンデンサ装置。
5. 前記収納ケースは、押出成形により形成されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のコンデンサ装置。
6. 前記複数のコンデンサ本体を電気的に接続する回路部を収納する回路ケースが前記収納ケースの一端に設けられ、前記押出成形時に前記収納部とともに形成される被取付部に前記回路ケースを取り付ける取付部材が固定されることを特徴とする請求項５に記載のコンデンサ装置。
7. 前記閉塞部材と回路ケースとが一体構造であることを特徴とする請求項６に記載のコンデンサ装置。
8. 前記複数の収納部は、千鳥状に配置されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のコンデンサ装置。
9. 複数のコンデンサ本体が収納ケースに一体的に収納して形成されるコンデンサ装置の製造方法であって、
   複数のコンデンサ本体を収納する筒形状をなす収納部を有し、該複数の収納部は、その長手が互いに同一方向を向いて一体的に連接され、該収納部の少なくとも外面側が前記コンデンサ本体の外周面に沿って均一な肉厚を有する収納ケースに、前記コンデンサ本体を該収納ケースの収納部の端部の開口部から挿入して、該コンデンサ本体の全周が収納部にて覆われることを特徴とするコンデンサ装置の製造方法。
10. 前記収納部の内周面と前記コンデンサ本体の外周面との間に隙間部が形成され、該隙間部には、樹脂材が充填されることを特徴とする請求項９に記載のコンデンサ装置。

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