JP2012079881A - 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とことができ、かつ強度と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であって、収納ケース３は、複数のコンデンサ本体２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、収納ケース３の外周を構成する複数の収納部５が環状に配置され、かつ収納ケース３の外周の各収納部５の少なくとも外面側は、コンデンサ本体２の外周面に沿って均一な肉厚を有する。
【選択図】図４

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とことができ、かつ強度と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、該収納ケースの外周を構成する複数の収納部が環状に配置され、かつ該収納ケースの外周の各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をコンデンサ本体の外周面に沿って均一な肉厚としつつ、収納ケースの外周を構成する複数の収納部が環状に配置されることで、収納ケースの外面の面積を増やして放熱性を向上させつつ、収納ケースの強度を向上させることができる。

本発明のコンデンサ装置は、
前記収納ケースの外周の各収納部は、回転対称をなす配置となっていることを特徴としている。
この特徴によれば、外部からの外力が収納ケースに加わった際に、この外力が収納ケースの外周の各収納部に均等に加わるようになり、収納ケースの強度が向上されて収納ケースの変形を防ぐことができる。

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、
前記収納ケースは、複数の収納ケースをその長手方向に連結する連結部材が配置される配置部を有することを特徴としている。
この特徴によれば、コンデンサ装置が収納ケースの長手方向に延びて幅方向にコンパクトな形態をなし、かつ電力容量を増加させることができる。

本発明のコンデンサ装置は、
前記配置部は、前記収納ケースの外周の各収納部に囲まれる位置に形成されることを特徴としている。
この特徴によれば、配置部の連結部材は、収納ケースの外部に露呈されずに済み、連結部材の腐食等を防止できるとともに、コンデンサ本体の発熱や荷重が連結部材の周囲に均等に伝達されるようになり、熱や荷重の影響による連結部材の歪み等が防止される。

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を収納ケースに一体的に収納するコンデンサ装置の製造方法であって、
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、該収納ケースの外周を構成する複数の収納部が環状に配置され、かつ該収納ケースの外周の各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しており、前記各収納部の端部の開口部から前記コンデンサ本体を挿入して、該コンデンサ本体の全周が該収納部に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をコンデンサ本体の外周面に沿って均一な肉厚としつつ、収納ケースの外周を構成する複数の収納部が環状に配置されることで、収納ケースの外面の面積を増やして放熱性を向上させつつ、収納ケースの強度を向上させることができる。

実施例１における２連設のコンデンサ装置を示す斜視図である。 連結部材を示す斜視図である。 図１における回路ケースを示すＡ−Ａ平面図である。 図１における収納ケースを示すＢ−Ｂ平面図である。 図４における収納ケースを示すＣ−Ｃ縦断側面図である。 収納ケースを示す斜視図である。 実施例２における収納ケースを示す平面図である。

本発明に係るコンデンサ装置及びその製造方法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、２台のコンデンサ装置１が互いに上下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４に示すように、１台のコンデンサ装置１には、５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に電気二重層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（図５参照）。また、収納ケース３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６に示すように、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４及び図６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その少なくとも一部が一体的に連接されている。本実施例においては図６に示すように、各収納部５は、互いにその長手方向の全面において一体的に連接されているが、長手方向の一部、例えば上端部や下端部を連接してもよい。また、各収納部５は、平面視において環状に配置されている。なお、環状に配置される収納部５の中央部には、後述する連結部材２１を配置する配置部２３が形成される。

即ち平面視において、収納ケース３の中心に配置部２３が設けられるとともに、この中心部を軸として５つの各収納部５が回転対称をなす配置となっている。このようにすることで、外部からの外力が収納ケース３に加わった際に、この外力が収納ケース３の外周の各収納部５に均等に加わるようになり、収納ケース３の強度が向上されて収納ケース３の変形を防ぐことができる。

更に、各収納部５を互いに連接する連接部６には、小径溝部８が形成されている。これら配置部２３と連接部６と小径溝部８とは、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。

図２及び図４に示すように、収納部５と配置部２３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。また小径溝部８は、収納ケース３を後述する回路ケース２０や連結板２４と螺合部材１３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形成されてもよいし、収納ケース３の上端部または下端部から一定長さの溝としてもよい。また、配置部２３は、収納ケース３の内部に配置される。この配置部２３の内周には、前述した小径溝部８と同様の補助溝部７が形成されている。この補助溝部７には、後述する連結部材２１を補助する棒状をなす補助部材２２を配置することができる。

図４及び図５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、収納ケース３の外周を構成する複数の収納部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５参照）。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５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、収納ケース３の連接部６に設けられた小径溝部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溝部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。

また、収納ケース３の下端部には、連結板２４が取り付けられるようになっている。収納部５の上下の開口部９，１０は、回路ケース２０及び連結板２４により閉塞される（図５参照）。この回路ケース２０及び連結板２４は、コンデンサ本体２の上下端部を保持する保持部１４，１５が形成されている。

なお、図３に示すように、回路ケース２０には、コンデンサ本体２の端子部４を導出する導出孔１６と、コンデンサ本体２の上側端面に設けられた圧力開放機構２５（図４参照）に対応する位置に設けられた開放孔１２と、溶融された樹脂材１７を流し込むことができる注入孔２６と、が形成されている。なお、開放孔１２は、圧力開放機構２５が作動した際に該開放孔１２を通じてコンデンサ本体２の圧力を開放することができる。

なお、この保持部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５参照）。この保持部１４，１５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。

図５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、収納部５の上下端部に回路ケース２０及び連結板２４が取り付けて、収納部５の上下の開口部９，１０を閉塞するとともに、隙間部１１を形成した状態で、回路ケース２０の注入孔２６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。

このように、連結板２４により硬化前の樹脂材１７の流出を防止できるとともに、保持部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。

更に、収納ケース５の下端部に取り付けられる連結板２４と同様の連結板２５が、収納ケース３の上端部の回路ケース２０の上面側にも取り付けられる。そして、上下に連設されたコンデンサ装置１において、上方のコンデンサ装置１の上端部に連結板２５と回路ケース２０が設けられ、下方のコンデンサ装置１の下端部に連結板２４が設けられ、上下のコンデンサ装置１，１の間には、連結板２４の構成を有する回路ケース２０’が設けられる。

そして、上下の連結板２４，２５同士を連結固定する連結部材２１が設けられている。この連結部材２１は、上下のコンデンサ装置１の各収納ケース３の長手方向に延びる棒状部材となっている。上下のコンデンサ装置１を連結部材２１により連結することで、コンデンサ装置１が収納ケース３の長手方向に延びて幅方向にコンパクトな形態をなし、かつ電力容量を増加させることができる。

連結部材２１は、各収納ケース５の前述した配置部２３に配置される。この連結部材２１によって上下に連設されたコンデンサ装置１が一体的に連結されるようになっている。このように、配置部２３は、収納ケース３の外周の各収納部５に囲まれる位置に形成されており、配置部２３の連結部材２１は、収納ケース３の外部に露呈されずに済み、連結部材２１の腐食等を防止できるとともに、コンデンサ本体２の発熱や荷重が連結部材２１の周囲に均等に伝達されるようになり、熱や荷重の影響による連結部材２１の歪み等が防止される。

次に、実施例２に係るコンデンサ装置につき、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における収納ケース３には、各コンデンサ本体２を収納する７つ（複数）の収納部５が形成されている。収納ケース３の中心に１つの収納部５が形成されるとともに、この中心の収納部５の周りに６つの収納部５が環状に配置される。そして、この外周の各収納部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。

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の外面側をコンデンサ本体２の外周面に沿って均一な肉厚としつつ、収納ケース３の外周を構成する複数の収納部５が環状に配置されることで、収納ケース３の外面の面積を増やして放熱性を向上させつつ、収納ケース３の強度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気２重層コンデンサを例示しているが、本発明が適用されるコンデンサはこれに限らず、電解コンデンサ、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、収納ケースの外周の各収納部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。また、他の形成方法としては、アルミニウム等の金属板を衝撃押出成形によって収納ケース３を形成することもできる。具体的には、複数の凹部を備えた下型内に金属板を配置し、該凹部より小径の複数のパンチを用い、該凹部に向かってパンチを下降させて金属板に押し当てる。金属板はパンチと下型の凹部に挟まれ、押圧されて変形し、パンチの側面に沿って延伸して複数の互いに連接した有低の筒形状となる。これにより実施例で示した筒形状をなす収納部５を有する収納ケース３を形成することができる。この衝撃押出成形を用いると、収納ケース３の製造時間を短縮でき、低コスト化が図れる。

また、前記実施例では、収納ケース３の円筒形状をなす各収納部５を、その下端部に別途連結板２４を取り付けて収納部５の開口部１０を閉塞しているが、本発明はこれに限らず、収納ケース３を押出成形にて形成する際に、収納部５の下端部に底部を一体に形成し、有底の円筒形状をなす収納部５としてもよく、これにより別途連結板２４を設けることがなく、製造工程の簡略化が成される。

なお、前記実施例１では、５つの収納部５が形成され、前記実施例２では、中心の１つの収納部５の周りに６つの収納部５が形成されているが、これら収納部５の個数や配置形態は特に限定されるものではなく、収納ケース３の外周の収納部５が環状に配置される構成なら本願発明に含まれる。

１ コンデンサ装置
２ コンデンサ本体
３ 収納ケース
４ 端子部
５ 収納部
６ 連接部
７ 補助溝部
８ 小径溝部
９，１０ 開口部
１１ 隙間部
１２ 開放孔
１３ 螺合部材
１４，１５ 保持部
１６ 導出孔
１７ 樹脂材
１８ 接続部材
１９ 回路基板
２０ 回路ケース
２１ 連結部材
２２ 補助部材
２３ 配置部
２４ 連結板
２５ 圧力開放機構
２６ 注入孔

Claims (6)

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、該収納ケースの外周を構成する複数の収納部が環状に配置され、かつ該収納ケースの外周の各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. 前記収納ケースの外周の各収納部は、回転対称をなす配置となってい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または２に記載のコンデンサ装置。
4. 前記収納ケースは、複数の収納ケースをその長手方向に連結する連結部材が配置される配置部を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のコンデンサ装置。
5. 前記配置部は、前記収納ケースの外周の各収納部に囲まれる位置に形成されることを特徴とする請求項４に記載のコンデンサ装置。
6. 複数のコンデンサ本体を収納ケースに一体的に収納するコンデンサ装置の製造方法であって、
   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、該収納ケースの外周を構成する複数の収納部が環状に配置され、かつ該収納ケースの外周の各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しており、前記各収納部の端部の開口部から前記コンデンサ本体を挿入して、該コンデンサ本体の全周が該収納部に覆われることを特徴とするコンデンサ装置の製造方法。

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