JP2015061007A - Capacitor module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は自動車等に搭載されるコンデンサモジュールに関するものである。 The present invention relates to a capacitor module mounted on an automobile or the like.
近年、環境保護の観点から、あらゆる電気機器がインバータ回路で制御され、省エネルギー化、高効率化が進められている。中でも自動車業界においては、電気モータとエンジンで走行するハイブリッド車(以下、HEVと呼ぶ)が市場導入される等、地球環境に優しく、省エネルギー化、高効率化に関する技術の開発が活発化している。 In recent years, from the viewpoint of environmental protection, all electric devices are controlled by inverter circuits, and energy saving and high efficiency are being promoted. In particular, in the automobile industry, hybrid vehicles (hereinafter referred to as HEVs) that run on electric motors and engines have been introduced into the market, and the development of technologies relating to energy saving and high efficiency has been activated, which is friendly to the global environment.
HEV用の電気モータは使用電圧領域が数百ボルトと高いため、このような電気モータに関連して使用されるコンデンサとして、高耐電圧で低損失の電気特性を有する金属化フィルムコンデンサが注目されており、更に市場におけるメンテナンスフリー化の要望からも極めて寿命が長い金属化フィルムコンデンサを採用する傾向が目立っている。 Since an electric motor for HEV has a high operating voltage range of several hundred volts, a metallized film capacitor having high withstand voltage and low loss electric characteristics has attracted attention as a capacitor used in connection with such an electric motor. In addition, the trend of adopting metalized film capacitors with a very long life is also conspicuous due to the demand for maintenance-free in the market.
このような金属化フィルムコンデンサをコンデンサ素子として使用したコンデンサモジュールは一般にHEVのエンジンルーム等に搭載されることが多いが、エンジンルーム内はHEVを駆動させるための動力源となる数多くの機器が同時に搭載されており、HEV駆動時にはこれらの機器が発熱源となってエンジンルーム内の温度が極めて高くなる。この外部環境の熱影響を受け、コンデンサ素子の温度が高くなってしまった場合、コンデンサ素子が予期せぬ動作を示し、従来の性能を発揮できなくなる可能性がある。 In general, a capacitor module using such a metallized film capacitor as a capacitor element is often mounted in an HEV engine room or the like. In the engine room, however, many devices serving as a power source for driving the HEV are simultaneously used. It is installed, and these devices become heat sources during HEV driving, and the temperature in the engine room becomes extremely high. When the temperature of the capacitor element becomes high due to the thermal influence of the external environment, the capacitor element may exhibit an unexpected operation and may not be able to exhibit the conventional performance.
また、コンデンサ素子に大きなリプル電流が流れた場合には、コンデンサ素子自身も発熱する。この場合においても上述と同様にコンデンサ素子が従来の性能を発揮できなくなる可能性がある。 Further, when a large ripple current flows through the capacitor element, the capacitor element itself also generates heat. Even in this case, the capacitor element may not be able to exhibit the conventional performance in the same manner as described above.
このような外部環境から受ける熱、あるいはコンデンサ素子自身の発熱を起因とするコンデンサ素子の温度の上昇を抑制し、コンデンサ素子の安定した性能を保持することを目的としたコンデンサモジュールが特許文献1に記載されている。 Patent Document 1 discloses a capacitor module for suppressing the rise in the temperature of the capacitor element caused by such heat received from the external environment or the heat generated by the capacitor element itself, and maintaining stable performance of the capacitor element. Have been described.
特許文献1に記載のコンデンサモジュールについて図5を用いて説明する。 The capacitor module described in Patent Document 1 will be described with reference to FIG.
図5に示すように、特許文献1に記載のコンデンサモジュールはコンデンサ素子101と、このコンデンサ素子101の巻き軸部分に挿入された巻き芯102を備えている。そして、この巻き芯102はコンデンサ素子101内に挿入される巻き芯本体102aと、コンデンサ素子101が実装される回路基盤103に接合される接合部102bから構成されている。
As shown in FIG. 5, the capacitor module described in Patent Document 1 includes a
このように、巻き芯102の接合部102bを回路基盤103に接合することによって、コンデンサ素子101の熱が回路基盤103に伝導し、コンデンサ素子101の熱を外部に放散することを可能としている。
In this way, by joining the joint 102b of the
特に、コンデンサ素子101自身から発生した熱はコンデンサ素子101の中心部付近にこもりやすく、特許文献1に記載のコンデンサモジュールはコンデンサ素子101自身の発熱に関してより効果的な構成となっている。
In particular, the heat generated from the
上述のように、特許文献1に記載のコンデンサモジュールは、コンデンサ素子101の熱を効率よく外部に放熱することが可能であり、特にコンデンサ素子101自身の発熱対策として有用であった。
As described above, the capacitor module described in Patent Document 1 can efficiently dissipate the heat of the
しかしながら、特許文献1の構成によると確かにコンデンサ素子101中心部付近の熱は外部に放散されるが、一方でコンデンサ素子101外表面付近の熱の放散に対しては考慮されていない。
However, according to the configuration of Patent Document 1, the heat in the vicinity of the center portion of the
そこで、本発明は、従来の放熱構造を改善し、コンデンサ素子内部の熱を外部に放散すると同時にコンデンサ素子の外表面付近の熱も外部に放散させ、コンデンサ素子全体の熱をより効率よく放散することを目的とする。 Therefore, the present invention improves the conventional heat dissipation structure, dissipates heat inside the capacitor element to the outside, and at the same time dissipates heat near the outer surface of the capacitor element to the outside, thereby more efficiently dissipating the heat of the entire capacitor element. For the purpose.
上記課題を解決するために本発明のコンデンサモジュールは、一対の金属化フィルムを巻回することで形成され、両端面にメタリコン電極が設けられた扁平形状のコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子の巻回軸部分に配設され、前記コンデンサ素子の前記メタリコン電極から少なくとも一方の端部が突出した芯材と、前記コンデンサ素子の一方の扁平面と接触するとともに、前記芯材の前記一方の端部が接続された放熱部材と、前記コンデンサ素子の他方の扁平面を被覆するとともに、一部が前記放熱部材に接続された金属製の被覆部材とを備えた構成となっている。 In order to solve the above problems, a capacitor module of the present invention is formed by winding a pair of metallized films, and has a flat capacitor element with metallicon electrodes provided on both end faces, and a winding of the capacitor element. A core member disposed at the shaft portion and projecting from at least one end of the capacitor element from the metallicon electrode; and in contact with one flat surface of the capacitor element; and the one end of the core member is The heat dissipating member is connected, and the other flat surface of the capacitor element is covered, and a metal covering member partly connected to the heat dissipating member.
本発明のコンデンサモジュールによると、コンデンサ素子全体の熱を効率よく放散することが可能となる。 According to the capacitor module of the present invention, it is possible to efficiently dissipate heat of the entire capacitor element.
これは、本発明のコンデンサモジュールが、コンデンサ素子の巻回軸部分に配設された芯材を備えるとともに、コンデンサ素子の一方の扁平面が放熱部材に接触し、他方の扁平面が金属製の被覆部材にて被覆された構成となっていることによる。 This is because the capacitor module of the present invention includes a core member disposed on the winding shaft portion of the capacitor element, one flat surface of the capacitor element is in contact with the heat dissipation member, and the other flat surface is made of metal. This is because the structure is covered with a covering member.
すなわち、コンデンサ素子内部の熱が芯材を伝導して外部に放散されるとともに、コンデンサ素子外表面付近の熱が放熱部材および被覆部材にて放散されることで、コンデンサ素子全体の熱を効率よく外部に放散させることが可能となっている。 That is, the heat inside the capacitor element is conducted to the outside through the core material, and the heat near the outer surface of the capacitor element is dissipated by the heat dissipating member and the covering member, so that the heat of the entire capacitor element is efficiently obtained. It can be dissipated outside.
(実施の形態1)
以下、図1を用いて、本実施の形態のコンデンサモジュール1に用いるコンデンサ素子2の構成について説明する。図1はコンデンサ素子2の構成を示す斜視図である。なお、コンデンサモジュール1の全体構成については、図2を用いて後ほど説明する。また、後述の実施の形態2のコンデンサモジュール21、実施の形態3のコンデンサモジュール31においても本実施の形態と同様のコンデンサ素子2を用いている。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the configuration of the
本実施の形態に用いられるコンデンサ素子2は、ポリプロピレンフィルムからなる誘電体フィルムの片面または両面にアルミニウムを蒸着させて金属蒸着電極を形成した金属化フィルムを一対とし、上記金属蒸着電極が誘電体フィルムを介して対向する状態で巻回して形成される。本実施例ではフィルムの誘電体として厚み3.0μmのポリプロピレンフィルムを用いたが、これ以外にも適当な厚みのポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニルサルファイド、ポリスチレンなどを用いてもよい。また、コンデンサ素子2は押圧されることで図1に示すように円柱形状から扁平形状へと加工されている。本明細書においては、この押圧により形成された2つの対向する扁平面をそれぞれ扁平面3a、扁平面3bと定義する。さらに、コンデンサ素子2の両端面には亜鉛を溶射したメタリコン電極4a、メタリコン電極4bが夫々設けられており、このメタリコン電極4a、メタリコン電極4bはP極とN極の一対の取り出し電極となっている。本実施例ではメタリコン電極4a、メタリコン電極4bを溶射することで形成しているが、亜鉛以外の金属やあるいは合金を用いて形成してもよい。
このコンデンサ素子2は図1に示すように巻回軸部分に金属を絶縁処理して形成された芯材5が配設されている。芯材5に用いる金属としては熱伝導性の高い金属、例えばアルミニウム、銅といった金属であれば構わないが、モジュール全体の軽量化の観点から特にアルミニウムが好ましい。絶縁処理としては、絶縁性の熱硬化性樹脂を塗布するとよい。絶縁性の熱硬化性樹脂としては熱伝導性の高いフィラーを添加したエポキシ樹脂などを使用するとよい。また、塗布工法としては静電塗装法を用いると硬化後の樹脂においてピンホールが発生することを抑制でき、絶縁性を高めることができる。あるいは、絶縁テープを巻回したり、絶縁性の熱収縮チューブを用いて絶縁処理を行うことも可能である。
As shown in FIG. 1, the
また、芯材5は、上述のコンデンサ素子2の押圧作業の際に、円柱形状の状態のコンデンサ素子2の中央中空部分(巻回軸部分)に予め挿入し、コンデンサ素子2とともに押圧することで、図1に示すような扁平形状のコンデンサ素子2の巻回軸部分に挿入された状態となる。この押圧作業の際に、絶縁処理済みの芯材5に予め接着剤を塗布しておくと押圧後の図1の状態において芯材5とコンデンサ素子2の巻回軸部分の間の隙間がなくなる。後述するようにこの芯材5はコンデンサ素子2の熱を外部に放散させる熱伝導部材として機能するため、上記接着剤としてはエポキシ樹脂等の樹脂に酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウムなどの熱伝導性の高いフィラーを添加したものなどを用いることが好ましい。なお、余分な接着剤は押圧作業の際に巻回軸部分外部に排出される。
Further, the
また、本実施の形態において芯材5は図1に示すように板状の形状をなしており、その両端部がメタリコン電極4a、メタリコン電極4bからコンデンサ素子2の巻回軸方向に沿って外部に突出している。
Further, in the present embodiment, the
メタリコン電極4a、メタリコン電極4bには、コンデンサ素子2を外部機器と電気的に接続するためのバスバー6a、バスバー6bが接続されている。図1に示すように、バスバー6a、バスバー6bはメタリコン電極4a、メタリコン電極4b側の端部が二股に分かれており、この二股に分かれた部分の各先端が半田溶接されている。バスバー6a、バスバー6bとメタリコン電極4a、メタリコン電極4bの接続方法としては、半田溶接以外にも、抵抗溶接、超音波接合などを用いてもよい。
A bus bar 6a and a
次に、図2を用いて本実施の形態のコンデンサモジュール1について説明する。図2はコンデンサモジュール1の構成を示す斜視図である。 Next, the capacitor module 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the capacitor module 1.
図2に示すように、コンデンサモジュール1では放熱部材7に図1のコンデンサ素子2が、芯材5およびバスバー6a、バスバー6bが接続された状態で載置されている。
As shown in FIG. 2, in the capacitor module 1, the
放熱部材7はアルミニウムにて形成されている。この放熱部材7は、平板状の基部8と、基部8からコンデンサ素子2側に突出して設けられ、芯材5の両端部と接続される2つの芯材接続部9a、芯材接続部9bと、基部8からコンデンサ素子2側に突出して設けられ、後述する被覆部材11と接続される一対の被覆部材接続部10a、被覆部材接続部10b(被覆部材接続部10bは図示せず)を有している。なお、本実施の形態のコンデンサモジュール1では上記のように平板状の基部8から突出した芯材接続部9a、芯材接続部9bと、被覆部材接続部10a、被覆部材接続部10bを設けたが、これら芯材接続部9a、芯材接続部9b、被覆部材接続部10a、被覆部材接続部10bは必ずしも設けなくてもよい。すなわち、放熱部材7を平板状の基部8のみで構成し、芯材5の両端部を折り曲げて基部8に接続する構成や、被覆部材11を直接基部8に接続する構成としてもよい。
The heat dissipation member 7 is made of aluminum. The heat radiating member 7 is provided with a flat base portion 8, two core material connection portions 9 a and core material connection portions 9 b that are provided to protrude from the base portion 8 toward the
コンデンサ素子2は、2つの被覆部材接続部10a、被覆部材接続部10bの間に嵌まり込むように基部8上に載置され、一方の扁平面(扁平面3b)が基部8の表面と絶縁を確保した状態で接触している。したがって、基部8の表面、ならびに被覆部材接続部10a、被覆部材接続部10bのコンデンサ素子2側は、コンデンサ素子2の外周面に沿うような形状となっている。放熱部材7の基部8上にコンデンサ素子2を載置した状態において、放熱部材7とコンデンサ素子2を絶縁するために、放熱部材7の基部8とコンデンサ素子2の扁平面3bの間には高い熱伝導性を有する絶縁性のシート(図示せず)が介在配設されている。この絶縁性のシートとしては酸化アルミニウム、窒化アルミニウムなどのフィラーを添加したアクリルシート、あるいは同様のフィラーを添加したシリコンゴムシート等を用いるとよい。あるいは、コンデンサ素子2を放熱部材7に載置する前に上記フィラーを含有させたエポキシ樹脂を塗布しておくことで、放熱部材7とコンデンサ素子2の絶縁を確保してもよい。
The
コンデンサ素子2のメタリコン電極4a、メタリコン電極4bから突出した芯材5の両端は図2に示すように、芯材接続部9a、芯材接続部9bの上面に載置され、接続されている。このように、コンデンサ素子2の巻回軸部分に配設された芯材5を放熱部材7に接続することで、コンデンサ素子2内部にこもった熱を効率よく外部に放散できる。なお、本実施例のコンデンサモジュール1においては芯材5と芯材接続部9a、芯材接続部9bの接続には超音波接合を用いている。
As shown in FIG. 2, both ends of the
また、図2に示すように、コンデンサ素子2の他方の面(扁平面3a)は金属性の被覆部材11にて絶縁を確保した状態で被覆されている。被覆部材11は熱伝導性の高い金属であれば特に限定されないが、モジュール全体の軽量化の観点から考えてアルミニウムにて形成されることが好ましい。被覆部材11は、コンデンサ素子2の扁平面3a付近の熱を外部に放散させるための部材であり、できる限りコンデンサ素子2と密着していることが望ましい。したがって、被覆部材11はコンデンサ素子2の外表面に沿うような形状に加工されている。すなわち、被覆部材11は、コンデンサ素子2の扁平面3aと接触する板状部12と、コンデンサ素子2の側部と接触する一対の曲面部13a、曲面部13bを有する。また、被覆部材11は一対の曲面部13a、曲面部13bから延設された一対の接続部14a、接続部14b(接続部14bは図示せず)を有している。この接続部14a、接続部14bは板状となっており、放熱部材7の被覆部材接続部10a、被覆部材接続部10bの上面と接触している。なお、接続部14a、接続部14bと被覆部材接続部10a、被覆部材接続部10bの接続には超音波接合を用いている。
Further, as shown in FIG. 2, the other surface (
コンデンサ素子2の扁平面3aと被覆部材11の絶縁は、被覆部材11に絶縁性樹脂を静電塗装することによって行われている。本実施例では絶縁性樹脂として酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウムなどの熱伝導性の高いフィラーを添加させたエポキシ樹脂を用いている。
Insulation between the
このような構成によりコンデンサ素子2の扁平面3a付近の熱は被覆部材11を伝導して放熱部材7に放散される。
With such a configuration, the heat in the vicinity of the
以下、本実施の形態のコンデンサモジュール1の効果について説明する。 Hereinafter, effects of the capacitor module 1 of the present embodiment will be described.
コンデンサモジュール1によるとコンデンサ素子2全体の熱を効率よく外部に放散することが可能となる。これは、コンデンサモジュール1が芯材5、放熱部材7、被覆部材11を有し、これらを介してコンデンサ素子2の熱を放散させることによる。
According to the capacitor module 1, it is possible to efficiently dissipate the heat of the
まず、コンデンサ素子2自身の発熱による熱はコンデンサ素子2の中心部付近にこもりやすいものであるが、この熱はコンデンサ素子2の巻回軸部分に配設された芯材5を介して放熱部材7に放散され、さらに放熱部材7からコンデンサモジュール1外部に放散される。一方、コンデンサ素子2の外表面付近の熱に関しては、扁平面3b付近の熱は放熱部材7を介してコンデンサモジュール1外部に放散され、扁平面3a付近の熱は被覆部材11により放熱部材7に伝導された後、コンデンサモジュール1外部に放散される。
First, the heat generated by the heat generated by the
このように、コンデンサモジュール1によるとコンデンサ素子2の内部ならびに外表面の熱を同時に外部に放散させることが可能であり、コンデンサ素子2全体の熱を効率よく放散することができる。なお、コンデンサモジュール1ではより効率よく熱を放散させるために芯材5の両端部を芯材接続部9a、芯材接続部9bと接続したが、これに限らず芯材5のどちらか一方の端部をメタリコン電極4aあるいはメタリコン電極4bから突出させ、これを芯材接続部9aあるいは芯材接続部9bと接続する構成としてもよい。
Thus, according to the capacitor module 1, it is possible to dissipate heat inside and outside the
また、コンデンサモジュール1において、被覆部材11とコンデンサ素子2の扁平面3aとの絶縁は、被覆部材11に絶縁性樹脂を静電塗装することによって行われている。静電塗装法を用いることで、扁平面3aと被覆部材11を短絡させるピンホール等の発生を抑制することができ、高い精度で扁平面3aと被覆部材11とを絶縁できる。さらに、静電塗装法によると被覆部材11の複雑な形状の部位に対しても問題なくその表面に絶縁層を形成することが可能であり、例えば曲面部13a、曲面部13bなどの屈曲した部位においても隙間がなく、かつ均一な絶縁層を形成することができる。したがって、コンデンサモジュール1においては、扁平面3aと被覆部材11の絶縁を確保するにあたって静電塗装法を用いることが特に適している。
In the capacitor module 1, the insulation between the covering member 11 and the
なお、上述のようにコンデンサモジュール1では、被覆部材11に静電塗装法にて絶縁性樹脂を塗装したが、被覆部材11ではなくコンデンサ素子2の外表面に静電塗装を行って絶縁性樹脂を塗装してもよい。コンデンサ素子2の外表面に静電塗装を行うことによっても、扁平面3aと被覆部材11の絶縁性を十分に確保することができる。ただし、コンデンサ素子2の扁平面3bと放熱部材7の基部8の間の絶縁は絶縁性のシートによって行うことが好ましい。これは絶縁性のシートが可撓性を有しており、扁平面3bと基部8の表面を十分な接着面積にて接触させることができ、効率よくコンデンサ素子2の熱を放散できるからである。
As described above, in the capacitor module 1, the insulating resin is applied to the covering member 11 by the electrostatic coating method. However, the insulating resin is applied to the outer surface of the
また、コンデンサモジュール1において、被覆部材11の接続部14a、接続部14bと放熱部材7の被覆部材接続部10a、被覆部材接続部10bは超音波接合を用いて接続されている。すなわち、接続部14a、接続部14bはそれぞれ接合対象である被覆部材接続部10a、被覆部材接続部10bに加圧しながら押し当てられ、さらに超音波によって振動させることによって瞬時に溶融され、これを固化させることで接続されている。このように、超音波によって振動させることにより、接続部14a、接続部14bの表面、および被覆部材接続部10a、被覆部材接続部10bの表面の酸化被膜を削り取りながら接続させることができ、この結果、コンデンサ素子2の熱を効率よく放熱部材7に伝導させることができる。
In the capacitor module 1, the connecting portions 14 a and 14 b of the covering member 11 are connected to the covering
同様の理由で、コンデンサモジュール1では芯材5の両端部と芯材接続部9aならびに芯材接続部9bとを超音波接合によって接続している。
For the same reason, in the capacitor module 1, both end portions of the
(実施の形態2)
以下、図3を用いて、本実施の形態のコンデンサモジュール21について説明する。図3はコンデンサモジュール21の構成を示す斜視図である。なお、本実施の形態のコンデンサモジュール21については、実施の形態1のコンデンサモジュール1と同様の構成については説明を省略して図3にて同じ番号を付す。
(Embodiment 2)
Hereinafter, the
図3に示すように、本実施の形態のコンデンサモジュール21は被覆部材22の構成が実施の形態1のコンデンサモジュール1と異なる。
As shown in FIG. 3, the
すなわち、被覆部材22は板状部23、一対の曲面部24a、曲面部24b、一対の接続部25a、接続部25b(接続部25bは図示せず)を有する点に関しては実施の形態1のコンデンサモジュール1の被覆部材11と同様であるが、被覆部材22はさらに曲面部24a、曲面部24b付近に被覆部材22と一体で延設された延出部26a、延出部26b、延出部26c、延出部26dを有している。
That is, the covering
これら延出部26a、延出部26b、延出部26c、延出部26dは図3に示すように扇形の形状をなしており、メタリコン電極4a、メタリコン電極4bの一部を被覆している。
These
このように、コンデンサモジュール21では被覆部材22に延出部26a、延出部26b、延出部26c、延出部26dが延設されていることにより、メタリコン電極4a、メタリコン電極4b付近の熱も放熱部材7に放散される。
As described above, in the
さらに、これら延出部26a、延出部26b、延出部26c、延出部26dは、延出部26aと延出部26b、延出部26cと延出部26dがそれぞれ一対で互いに対向する位置に設けられており、コンデンサ素子2はこれら延出部26aと延出部26b、延出部26cと延出部26dの間に挟入された状態となっている。すなわち、コンデンサ素子2の両端面間の長さよりも延出部26a(延出部26c)と延出部26b(延出部26d)の対向する面どうしの距離が同じ、あるいは僅かに延出部26a(延出部26c)と延出部26b(延出部26d)の対向する面どうしの距離が短く設計されており、コンデンサ素子2を被覆部材22に嵌め込んだ際には、コンデンサ素子2は延出部26a、延出部26b、延出部26c、延出部26dの弾性力を受けて挟持された状態となっている。したがって、この構成によりメタリコン電極4a、メタリコン電極4bならびに扁平面3aと、被覆部材22の内側の面との接触は強固に維持されることとなり、より安定した状態でコンデンサ素子2の熱は放熱部材7に放散されることになる。
Further, the
(実施の形態3)
以下、図4(a)、図4(b)、図4(c)を用いて、本実施の形態のコンデンサモジュール31について説明する。図4(a)はコンデンサモジュール31に用いるコンデンサ素子2と放熱部材32の構成を示す図、図4(b)はコンデンサ素子2およびバスバー6a、バスバー6bに絶縁処理を施した状態を示す斜視図、図4(c)はコンデンサモジュール31の構成を示す斜視図である。
(Embodiment 3)
Hereinafter, the capacitor module 31 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4 (a), 4 (b), and 4 (c). FIG. 4A is a diagram showing the configuration of the
図4(a)に示すように、コンデンサモジュール31に用いるコンデンサ素子2と放熱部材32は、コンデンサ素子2が放熱部材32上に載置された状態となっており、さらにコンデンサ素子2と放熱部材32の間には高い熱伝導性を有する絶縁性のシート(図示せず)が配設されている。また、芯材5の両端部は芯材接続部33a、芯材接続部33bと接続されている。なお、放熱部材32は実施の形態1のコンデンサモジュール1で用いた放熱部材7とは僅かに形状が異なり、被覆部材接続部10aならびに被覆部材接続部10bを備えていない。
As shown in FIG. 4A, the
そして、この状態のコンデンサ素子2およびバスバー6a、バスバー6bに絶縁処理を行った後、さらに全体に金属溶射を行うことで図4(c)に示すコンデンサモジュール31が完成する。
Then, after the insulating treatment is performed on the
図4(b)に示すように、コンデンサ素子2およびバスバー6a、バスバー6bに絶縁層34を設けて絶縁処理を施す。
As shown in FIG. 4B, an insulating
絶縁層34は、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウムなどの熱伝導性の高いフィラーを添加させたエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂を静電塗装にて塗装することで形成される。この絶縁層34は、図4(c)に示す溶射金属層35とコンデンサ素子2およびバスバー6a、バスバー6bが短絡することを防止するためのものである。したがって、図4(b)に示すように、少なくともコンデンサ素子2の全体とバスバー6a、バスバー6bの外部接続側の端部を除いた部分に絶縁層34を設ける必要がある。なお、放熱部材32、芯材5、バスバー6a、バスバー6bの外部接続側の端部への絶縁性樹脂の付着はマスキングを行うことで防いでいる。
The insulating
また、図4(a)で示したように、放熱部材32上に載置されたコンデンサ素子2に対して絶縁性樹脂を静電塗装するため、コンデンサ素子2の扁平面3b側には絶縁性樹脂は付着しない。これは扁平面3bの絶縁は上述した絶縁性のシートにて行ったほうが、よりコンデンサ素子2の熱を効率よく放散することができるためである。すなわち、扁平面3bを絶縁性樹脂の塗装にて絶縁した場合、硬化後の絶縁性樹脂は表面に凹凸を有するため、硬化後の絶縁性樹脂と放熱部材32は接触面積が乏しくなってしまい、効率よくコンデンサ素子2の熱を放散できない。一方で、絶縁性のシートは可撓性を有するため、十分な面積にて放熱部材32およびコンデンサ素子2と接触でき、効率よくコンデンサ素子2の熱を放散できる。このため、扁平面3bの絶縁は絶縁性のシートにて行っている。
Further, as shown in FIG. 4A, since the insulating resin is electrostatically coated on the
そして、さらに金属溶射にて溶射金属層35を設けることで図4(c)に示すコンデンサモジュール31が完成する。コンデンサモジュール31では金属溶射にアルミニウムを用いている。 And the capacitor | condenser module 31 shown in FIG.4 (c) is completed by providing the thermal spray metal layer 35 by metal spraying further. The capacitor module 31 uses aluminum for metal spraying.
図4(c)に示すように、溶射金属層35は、コンデンサ素子2、芯材5、放熱部材32の全体を連続的に被覆し、溶射金属層35からは、バスバー6a、バスバー6bの外部接続側の端部とこの端部近辺の絶縁層34の一部が露出した状態となる。また、溶射金属層35は、放熱部材32のコンデンサ素子2を載置した側の面と、放熱部材32の外周囲も被覆している。放熱部材32のコンデンサ素子2を載置した側の面の裏面(図4(c)にて図示されない側の面)には溶射金属層35を設けていないが、この態様に限らずこの面についても溶射金属層35にて被覆しても構わない。
As shown in FIG. 4C, the sprayed metal layer 35 continuously covers the
このように、コンデンサモジュール31では溶射金属層35にてコンデンサ素子2を被覆することにより、溶射金属層35を介してコンデンサ素子2の熱を放熱部材32に放散することができる。特に、コンデンサモジュール31ではコンデンサ素子2全体が被覆されているため、コンデンサ素子2全体の熱を余すことなく、放熱部材32に放散することができる。
Thus, in the capacitor module 31, by covering the
また、メタリコン電極4a、メタリコン電極4bとの接触抵抗により、バスバー6a、バスバー6bのコンデンサ素子2側の端部は熱が発生しやすい部位の1つである。ここで、コンデンサモジュール31ではこのバスバー6a、バスバー6bのコンデンサ素子2側の端部も溶射金属層35にて被覆しているため、上記接触抵抗により発生した熱に関しても放熱部材32へと放散することができる。
Further, due to the contact resistance with the
さらに、コンデンサモジュール31では、溶射金属層35が放熱部材32のコンデンサ素子2を載置した側の面と、放熱部材32の外周囲も被覆しており、溶射金属層35と放熱部材32の接触面積が非常に大きいため、コンデンサ素子2の熱を効率よく放熱部材に放散することができる。
Further, in the capacitor module 31, the sprayed metal layer 35 covers the surface of the heat radiating member 32 on which the
以上、説明したように、本発明のコンデンサモジュールはコンデンサ素子全体の熱を効率よく外部に放散することができる。 As described above, the capacitor module of the present invention can efficiently dissipate the heat of the entire capacitor element to the outside.
なお、これらコンデンサモジュール1、コンデンサモジュール21、コンデンサモジュール31を実装する際には、他の周辺機器との短絡や、また他の周辺機器からの熱影響を防ぐために、絶縁性、断熱性に優れた層を設けてもよい。
In addition, when mounting the capacitor module 1, the
また、この発明はこれまで説明した各実施の形態のコンデンサモジュールの態様に限定されるものではなく、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。 Further, the present invention is not limited to the aspect of the capacitor module of each of the embodiments described so far, and can be implemented with various modifications within the scope of the invention.
本発明によるコンデンサは、コンデンサ素子全体の熱を効率よく外部に放散することができる。したがって、外部環境から受ける熱やコンデンサ素子自身の発熱に対して高い放熱性が求められるハイブリッド車用の金属化フィルムコンデンサ用途として好適に採用し得る。 The capacitor according to the present invention can efficiently dissipate heat of the entire capacitor element to the outside. Therefore, it can be suitably employed as a metalized film capacitor application for a hybrid vehicle that requires high heat dissipation against heat received from the external environment and heat generated by the capacitor element itself.
1 コンデンサモジュール
2 コンデンサ素子
3a、3b 扁平面
4a、4b メタリコン電極
5 芯材
6a、6b バスバー
7 放熱部材
8 基部
9a、9b 芯材接続部
10a、10b 被覆部材接続部
11 被覆部材
12 板状部
13a、13b 曲面部
14a、14b 接続部
21 コンデンサモジュール
22 被覆部材
23 板状部
24a、24b 曲面部
25a、25b 接続部
26a、26b、26c、26d 延出部
31 コンデンサモジュール
32 放熱部材
33a、33b 芯材接続部
34 絶縁層
35 溶射金属層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (9)
前記コンデンサ素子の巻回軸部分に配設され、前記コンデンサ素子の前記メタリコン電極から少なくとも一方の端部が突出した芯材と、
前記コンデンサ素子の一方の扁平面と接触するとともに、前記芯材の一方の端部が接続された放熱部材と、
前記コンデンサ素子の他方の扁平面を被覆するとともに、一部が前記放熱部材に接続された金属製の被覆部材とを備えたコンデンサモジュール。 A flat capacitor element formed by winding a pair of metallized films and provided with metallicon electrodes on both end faces;
A core member disposed on a winding shaft portion of the capacitor element, and having at least one end projecting from the metallicon electrode of the capacitor element; and
A heat dissipating member that is in contact with one flat surface of the capacitor element and to which one end of the core member is connected,
A capacitor module comprising a metal covering member that covers the other flat surface of the capacitor element and a part of which is connected to the heat dissipation member.
前記被覆部材と前記延出部は一体で形成された請求項1に記載のコンデンサモジュール。 The covering member has an extending portion that covers a part of the metallicon electrode of the capacitor element,
The capacitor module according to claim 1, wherein the covering member and the extending portion are integrally formed.
前記コンデンサ素子はこれら一対の前記延出部の間に挟入された請求項6に記載のコンデンサモジュール。 At least a pair of the extending portions are provided at positions facing each other of the covering member,
The capacitor module according to claim 6, wherein the capacitor element is sandwiched between the pair of the extending portions.
前記コンデンサ素子の巻回軸部分に配設され、前記コンデンサ素子の前記メタリコン電極から少なくとも一方の端部が突出した芯材と、
前記コンデンサ素子の一方の扁平面と接触するとともに、前記芯材の前記一方の端部が接続された放熱部材とを備え、
前記コンデンサ素子の他方の扁平面および前記放熱部材の一部は、金属溶射を行うことで形成された溶射金属層にて連続的に被覆されたコンデンサモジュール。 A flat capacitor element formed by winding a pair of metallized films and provided with metallicon electrodes on both end faces;
A core member disposed on a winding shaft portion of the capacitor element, and having at least one end projecting from the metallicon electrode of the capacitor element; and
A heat dissipating member in contact with one flat surface of the capacitor element and connected to the one end of the core member;
A capacitor module in which the other flat surface of the capacitor element and a part of the heat radiating member are continuously covered with a sprayed metal layer formed by metal spraying.
前記絶縁層は、少なくとも前記コンデンサ素子の他方の扁平面に絶縁性樹脂を静電塗装することで形成された請求項8に記載のコンデンサモジュール。 The other flat surface of the capacitor element and the sprayed metal layer are insulated by an insulating layer interposed between the other flat surface of the capacitor element and the sprayed metal layer,
The capacitor module according to claim 8, wherein the insulating layer is formed by electrostatically coating an insulating resin on at least the other flat surface of the capacitor element.
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2013
- 2013-09-20 JP JP2013194915A patent/JP2015061007A/en active Pending
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