JP2013222845A - コンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】従来に比べて、コストダウンを図ることができるコンデンサの提供。
【解決手段】ケース２０と、コンデンサ素子３０と、バスバー４０と、を有する。ケース２０は、金属製であり、ケース底板２１と、ケース底板２１と固定されるケース側壁版２２と、ケース側壁板２２と固定されるケース蓋板２３と、の３部品構成である。コンデンサ素子３０は、ケース２０内に収容されている。バスバー４０は、ケース２０内に位置しコンデンサ素子３０に固定される部分を備えるバスバー第１の部分４１と、ケース２０に設けられるバスバー挿通用孔２６を挿通してケース２０外に延びるバスバー第２の部分４２と、を備えている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、自動車等に使用されるコンデンサに関する。

特開２００８−２８８２４２号公報は、コンデンサ素子と該コンデンサ素子に固定して取付けられるバスバーとを、上面が開口したケース本体に収容し、該ケース本体に熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を充填して硬化させることで、バスバーの外部接続用の端子部を除いてコンデンサ素子とバスバーとをエポキシ樹脂で包んだ（覆った）、コンデンサを開示している。
なお、エポキシ樹脂は、周囲からの水蒸気（水分）のコンデンサ素子への侵入を阻止するために設けられている。

しかし、従来のコンデンサには、つぎの問題点がある。
エポキシ樹脂の硬化に要する時間は比較的長いため、コンデンサの製造に要する時間が比較的長くなってしまい、サイクルタイム短縮によるコストダウンを図ることが困難である。

特開２００８−２８８２４２号公報

本発明の目的は、従来に比べて、コストダウンを図ることができるコンデンサを提供することにある。

上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１） ケースと、コンデンサ素子と、バスバーと、を有し、
前記ケースは、金属製であり、ケース底板と、該ケース底板と固定されるケース側壁版と、該ケース側壁板と固定されるケース蓋板と、の３部品構成であり、
前記コンデンサ素子は、前記ケース内に収容されており、
前記バスバーは、前記ケース内に位置し前記コンデンサ素子に固定される部分を備えるバスバー第１の部分と、前記ケースに設けられるバスバー挿通用孔を挿通して前記ケース外に延びるバスバー第２の部分と、を備えている、
コンデンサ。
（２） 前記ケース底板と前記コンデンサ素子との間には、絶縁性を備えており前記ケース底板と前記コンデンサ素子の両方に固定される樹脂部材が設けられている、（１）記載のコンデンサ。
（３） 前記ケースのバスバー挿通用孔はシール部材にて封止されている、（１）または（２）記載のコンデンサ。

上記（１）のコンデンサによれば、つぎの効果を得ることができる。
ケースが、金属製であるため、ケースにて、ケースの周囲の水蒸気（水分）がケース内に侵入することを抑制できる。よって、従来と異なり、エポキシ樹脂を廃止できる。よって、従来に比べて、サイクルタイム短縮によるコストダウンを図ることができる。

上記（１）のコンデンサによれば、さらにつぎの効果を得ることができる。
ケースがケース底板とケース側壁板とケース蓋板との３部品構成であるため、絞り成形等でケース底板とケース側壁板とを一体成形する場合と異なり、ケースの成形時の加工油および成形後の脱脂を不要にでき、ケース（コンデンサ）の製造コストを低減できる。

上記（２）のコンデンサによれば、つぎの効果を得ることができる。
ケース底板とコンデンサ素子との間には、絶縁性を備えておりケース底板とコンデンサ素子の両方に固定される樹脂部材が設けられているため、樹脂部材を介してケース底板でコンデンサ素子を支持できる。そのため、コンデンサ素子を安定してケースで支持できる。また、樹脂部材が絶縁性を備えているため、ケースが金属製であっても、コンデンサ素子とケースとの間を絶縁できる。

上記（３）のコンデンサによれば、つぎの効果を得ることができる。
ケースのバスバー挿通用孔がシール部材にて封止されているため、シール部材を水蒸気バリア性を備える材料で構成することにより、シール部材にて、ケースの周囲の水蒸気（水分）がバスバー挿通用孔を通ってケース内に侵入することを阻止できる。

本発明実施例のコンデンサの平面図である。 本発明実施例のコンデンサの側面図である。 図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。 本発明実施例のコンデンサの、図２と直交する方向から見たときの側面図である。 図１のＢ−Ｂ線拡大断面図である。 本発明実施例のコンデンサにおけるケースの分解斜視図である。 図３のＣ部拡大図である。 本発明実施例のコンデンサの、ケース蓋板を板厚方向に半抜き加工することによりケース蓋板とケース側壁板との接触面積を増加させる場合の、部分拡大断面図である。 本発明実施例のコンデンサの、ケース蓋板を板厚方向に押しつぶすことによりケース蓋板とケース側壁板との接触面積を増加させる場合の、部分拡大断面図である。 本発明実施例のコンデンサにおけるケース側壁板を、長尺状の平板状素材を折り曲げ成形して成形する際の、成形機の部分断面図である。 本発明実施例のコンデンサにおけるバスバーの分解斜視図である。 本発明実施例のコンデンサのバスバーとケース蓋板とシール部材の、シール部材となる液状材料をケース蓋板の裏側から注入する場合の斜視図である。 本発明実施例のコンデンサのシール部材となる液体材料をケース蓋板の裏側から注入する場合の、シール部材の成形に用いる成形機の部分断面図である 本発明実施例のコンデンサのバスバーとケース蓋板の、シール部材となる液状材料をケース蓋板の表側から注入する場合の分解斜視図である。 本発明実施例のコンデンサのシール部材となる液体材料をケース蓋板の表側から注入する場合の、シール部材の成形に用いる成形機の部分断面図である

以下に、本発明実施例のコンデンサを、図面を参照して、説明する。
本発明実施例のコンデンサ１０は、図３に示すように、ケース２０と、コンデンサ素子３０と、バスバー４０と、樹脂部材５０と、シール部材６０と、を有する。

ケース２０は、金属製であり、たとえば、エポキシ樹脂よりも安価なアルミニウム製、鉄製等である。ケース２０が金属製であるため、ケース２０は、水蒸気バリア性を備える。ケース２０は、図６に示すように、ケース底板２１と、ケース底板２１と固定されるケース側壁版２２と、ケース側壁板２２と固定されるケース蓋板２３と、の３部品構成である。

ケース底板２１は、平板状（略平板状を含む）である。ケース底板２１は、図示略の平板状素材をプレス打ち抜きすることにより作製される。ケース底板２１は、ケース側壁板２２の一端部（軸方向一端部、下端部）と、たとえばレーザー溶接等により溶接（固定）される。ケース底板２１は、ケース側壁板２２と、縁部の全周にわたって連続して溶接（固定）される。

ケース側壁板２２は、筒状（略筒状を含む）である。ケース側壁板２２は、一枚の長尺状の平板状素材２２ａ（図１０参照）を、板厚方向に複数回（たとえば４回）折り曲げて折り曲げた両端部同士を重ね合わせて溶接（固定）することで作製される。図１０に示すように、一枚の長尺状の平板状素材２２ａの折り曲げは、一箇所ずつの折り曲げを行なうヤゲン曲げ（Ｖ曲げ）によって行なわれることが望ましい。折り曲げた個所の曲率を比較的大きくできコンデンサ１０のコンパクト化を図る上で有利であるからであり、また、ケース２０のサイズ変更等に比較的容易に対応できるからである。なお、図１０における符号８０、８１は、それぞれ、ダイとパンチである。ただし、一枚の長尺状の平板状素材２２ａの折り曲げは、図示はしないが、同時に２箇所の折り曲げが可能な絞り曲げ（Ｕ曲げ）によって行なわれていてもよい。

ケース蓋板２３は、図６に示すように、平板状（略平板状を含む）である。ケース蓋板２３は、図示略の平板状素材をプレス打ち抜きすることにより作製される。ケース蓋板２３は、ケース側壁板２２の他端部（軸方向他端部、上端部）と、たとえばレーザー溶接等により溶接（固定）される。ケース蓋板２３は、ケース側壁板２２と、縁部の全周にわたって連続して溶接（固定）される。

ケース底板２１のケース側壁板２２と固定される部分と、ケース蓋板２３のケース側壁板２２と固定される部分と、の少なくともいずれか一方には、ケース側壁板２２との接触面積を増加させてケース側壁板２２との固定強度を高めるために、図８に示すように、板厚方向に半抜き加工された半抜き部２４が形成されている。なお、図８は、ケース蓋板２３に半抜き部２４が形成される場合を示している。ただし、半抜き部２４の代わりに、図９に示すように、板厚方向に半分程度押し潰す加工を施すことにより、ケース底板２１のケース側壁板２２と固定される部分と、ケース蓋板２３のケース側壁板２２と固定される部分と、の少なくともいずれか一方に、押し潰し部２５が形成されていてもよい。

図６に示すように、ケース底板２１とケース側壁板２２とケース蓋板２３のいずれか１つには、バスバー４０が挿通するバスバー挿通用孔２６が設けられている。なお、本発明実施例および図示例では、ケース蓋板２３にバスバー挿通用孔２６が設けられている場合を示す。

コンデンサ素子３０は、金属蒸着電極を設けた誘電体フィルムを巻回または積層することによって構成されたものであり、この巻回または積層したものの一端に図５に示すようにＰ側メタリコン電極３０ａが設けられ他端にＮ側メタリコン電極３０ｂが設けられる。コンデンサ素子３０は、ケース２０内に位置しており、ケース２０内に収容されている。コンデンサ素子３０は、ケース底板２１に樹脂部材５０を介して固定支持されることで、ケース２０に固定支持される。

バスバー４０は、金属製であり、薄板状である。バスバー４０は、図１１、図１４に示すように、コンデンサ素子３０の両端のメタリコン電極３０ａ、３０ｂに対応させて一対設けられる。一対のバスバー４０は、コンデンサ素子３０の一端のＰ側メタリコン電極３０ａにはんだ付けにて固定して取付けられる（接合される）Ｐ側バスバー４０ａと、コンデンサ素子３０の他端のＮ側メタリコン電極３０ｂにはんだ付けにて固定して取付けられる（接合される）Ｎ側バスバー４０ｂと、からなる。

一対のバスバー４０ａ、４０ｂは、互いに非接触とされている。一対のバスバー４０ａ、４０ｂは、それぞれ、図７に示すように、ケース２０内からケース２０外に延びている。一対のバスバー４０ａ、４０ｂは、それぞれ、ケース２０内に位置しコンデンサ素子３０に固定される部分を備えるバスバー第１の部分４１と、ケース２０に設けられるバスバー挿通用孔２６を挿通してケース２０外に延びるバスバー第２の部分４２と、を備える。
Ｐ側バスバー４０ａのバスバー第１の部分４１と、Ｎ側バスバー４０ｂのバスバー第１の部分４１とは、ケース２０内で絶縁フィルム８２を間に介在させて互いに重なり合う部分を有する。バスバー第２の部分４２は、外部接続用の端子部とされている。バスバー４０とケース２０とは互いに非接触とされている。バスバー４０とケース２０との間には、バスバー４０とケース２０とが互いに接触することを防止するために、絶縁フィルム８３が介在されている。バスバー４０は、コンデンサ素子３０のメタリコン電極３０ａ、３０ｂに固定して取付けられる部分を除いて、コンデンサ素子３０とは非接触とされている。バスバー４０と、メタリコン電極３０ａ、３０ｂを除くコンデンサ素子３０との間には、バスバー４０とコンデンサ素子３０とが互いに接触することを防止するために、絶縁フィルム８４が介在されている。

樹脂部材５０は、図３に示すように、コンデンサ素子３０とケース２０とが互いに非接触な状態を維持しつつコンデンサ素子３０をケース２０にて固定支持するために設けられる。樹脂部材５０は、ケース底板２１とコンデンサ素子３０の両方に固定される。樹脂部材５０は、図６に示すように、樹脂部材５０となる液体材料５０ａをケース底板２１に比較的厚めに塗布し、液体材料５０ａが硬化する前にコンデンサ素子３０をケース底板２１上に液体材料５０ａのみに接触するようにしてセットして、液体材料５０ａを硬化させることで、ケース底板２１とコンデンサ素子３０との両方に接着固定される。樹脂部材５０は絶縁材からなる。樹脂部材５０は、たとえば、ケース２０およびコンデンサ素子３０に接着固定可能なホットメルト材等からなる。

シール部材６０は、図７に示すように、ケース蓋板２３のバスバー挿通用孔２６を封止（シール）するために設けられる。シール部材６０は、絶縁性と水蒸気バリア性を備えるとともに、ケース蓋板２３とバスバー４０とに接着可能な接着性を備える。シール部材６０の材料は、たとえば、樹脂製であり、エポキシ樹脂、ブチル（ブチルゴム）等からなる。なお、ケース蓋板２３のバスバー挿通用孔２６の縁部は、シール部材６０との接触面積を増加させてシール部材６０との接着固定強度を高めるために、バーリング加工されたバーリング部２６ａとされていることが望ましい。

シール部材６０は、図１３、図１５に示すように、ケース側壁板２２と固定されていない状態のケース蓋板２３のバスバー挿通用孔２６に、コンデンサ素子３０と固定されていない状態のバスバー４０を挿通させた状態で、成形される。シール部材６０は、（ａ）図１３に示すように、シール部材６０となる液体材料をケース蓋板２３の裏側（ケース２０内側となる側、図１３の矢印方向）から注入して固化することで成形されていてもよく、（ｂ）図１５に示すように、シール部材６０となる液体材料をケース蓋板２３の表側（ケース２０外側となる側、図１５の矢印方向）から注入して固化することで成形されていてもよい。

上記（ａ）の場合、シール部材６０は、図１３に示すように、凹部８５ａを備える治具８５に、バスバー４０およびケース蓋板２３を上下の向きをひっくり返した状態でセットし、シール部材６０となる液体材料をケース蓋板２３の裏側（ケース２０内側となる側、図１３の矢印方向）から注入して固化することで、成形される。成形されたシール部材６０に空気などのガスが内部に閉じ込められてできる巣ができるおそれがある場合には、ケース蓋板２３にエア抜き孔２３ａが少なくとも１個形成されていてもよい。成形されたシール部材６０は、図１２に示すようになる。

上記（ｂ）の場合、シール部材６０は、図１５に示すように、治具８６に、バスバー４０およびケース蓋板２３をセットし、シール部材６０となる液体材料をケース蓋板２３の表側（ケース２０外側となる側、図１５の矢印方向）から注入して固化することで、成形される。なお、図１４、図１５において、符号８７は、シール部材６０となる液体材料がケース蓋板２３の表面上で流れて広がってしまうことを抑制するためのたとえばアルミ製からなる枠体であり、符号８８は、シール部材６０となる液体材料がケース蓋板２３の裏側に流れ出てしまうことを抑制するためのたとえば絶縁樹脂製等からなる受け部材である。

つぎに、本発明実施例の作用、効果を説明する。
ケース２０が、金属製であるため、ケース２０にて、ケース２０の周囲の水蒸気（水分）がケース２０内に侵入することを抑制できる。よって、従来と異なり、エポキシ樹脂を廃止できる。よって、従来に比べて、サイクルタイム短縮によるコストダウンを図ることができる。

ケース２０がケース底板２１とケース側壁板２２とケース蓋板２３との３部品構成であるため、絞り成形等でケース底板２１とケース側壁板２２とを一体成形する場合と異なり、ケース２０の成形時の加工油および成形後の脱脂を不要にでき、ケース２０（コンデンサ１０）の製造コストを低減できる。

ケース底板２１とコンデンサ素子３０との間には、絶縁性を備えておりケース底板２１とコンデンサ素子３０の両方に固定される樹脂部材５０が配置されているため、樹脂部材５０を介してケース底板２１でコンデンサ素子３０を支持できる。そのため、コンデンサ素子３０を安定してケース２０で支持できる。また、樹脂部材５０が絶縁性を備えているため、ケース２０が金属製であっても、コンデンサ素子３０とケース２０との間を絶縁できる。

ケース２０のバスバー挿通用孔２６がシール部材６０にて封止されているため、シール部材６０を水蒸気バリア性を備える材料で構成することにより、シール部材６０にて、ケース２０の周囲の水蒸気（水分）がバスバー挿通用孔２６を通ってケース２０内に侵入することを阻止できる。

ケース２０のバスバー挿通用孔２６の縁部が、バーリング加工されたバーリング部２６ａとされているため、バーリング加工されたバーリング部２６ａとされていない場合に比べて、シール部材６０とケース２０との接触面積を増加でき、シール部材６０とケース２０との接着固定強度を高めることができる。

ケース底板２１とケース蓋板２３の少なくともいずれか一方には、ケース側壁板２２と固定される部分に、板厚方向に半抜き加工された半抜き部２４が形成されているため、半抜き加工された半抜き部２４とされていない場合に比べて、ケース底板２１とケース蓋板２３の少なくともいずれか一方とケース側壁板２２との接触面積を増加でき、ケース２０の強度を高めることができる。また、ケース底板２１とケース蓋板２３の少なくとも一方を板厚方向に半分程度押しつぶすことによりケース側壁板２２との接触面積を増加させる場合に比べて、加工に要する荷重を低減させることができ、加工設備の小型化を図ることができる。

１０ コンデンサ
２０ ケース
２１ ケース底板
２２ ケース側壁板
２３ ケース蓋板
２４ 半抜き部
２５ 押し潰し部
２６ バスバー挿通用孔
２６ａ バーリング部
３０ コンデンサ素子
３０ａ Ｐ側メタリコン電極
３０ｂ Ｎ側メタリコン電極
４０ バスバー
４０ａ Ｐ側バスバー
４０ｂ Ｎ側バスバー
４１ バスバー第１の部分
４２ バスバー第２の部分
５０ 樹脂部材
５０ａ 樹脂部材となる液体材料
６０ シール部材

Claims (3)

1. ケースと、コンデンサ素子と、バスバーと、を有し、
   前記ケースは、金属製であり、ケース底板と、該ケース底板と固定されるケース側壁版と、該ケース側壁板と固定されるケース蓋板と、の３部品構成であり、
   前記コンデンサ素子は、前記ケース内に収容されており、
   前記バスバーは、前記ケース内に位置し前記コンデンサ素子に固定される部分を備えるバスバー第１の部分と、前記ケースに設けられるバスバー挿通用孔を挿通して前記ケース外に延びるバスバー第２の部分と、を備えている、
   コンデンサ。
2. 前記ケース底板と前記コンデンサ素子との間には、絶縁性を備えており前記ケース底板と前記コンデンサ素子の両方に固定される樹脂部材が設けられている、請求項１記載のコンデンサ。
3. 前記ケースのバスバー挿通用孔はシール部材にて封止されている、請求項１または請求項２記載のコンデンサ。

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