JP2019004068A - 樹脂封止電気部品 - Google Patents

Abstract

【課題】ケース中央付近からの外部接続部の引き出しが可能で、且つ電極板での発熱を抑えることができる樹脂封止電気部品を提供する。【解決手段】電子部品２は、一方の極性の電極板３、５の本体部３ａ、５ａと、他方の極性の電極板４、６の本体部４ａ、６ａとによって両側から挟み込まれるようにして、電極板３〜６と当接している。電子部品２と電極板３〜６とからなる各モジュール７は、互いに同極性となる電子部品２の電極部２ｂ、２ｂ同士を向かい合わせにしつつ、互いに同極性となる電極板４、６の本体部４ａ、６ａ同士を対向させるようにしてケース８内に収納されており、各電極板３〜６の本体部３ａ〜６ａの縁から延出された外部接続部３ｂ〜６ｂが、電子部品２の上方で、又は向かい合わせとなった電極部２ｂ、２ｂ間の上方で、互いに同極性となるもの同士で重なり合っている。【選択図】図１

Description

この発明は、電子部品と電極板とをケースに収納し樹脂を充填してなる樹脂封止電気部品に関する。

特許文献１には、コンデンサ素子と電極板とをケースに収納し樹脂を充填してなるコンデンサが開示されている。このコンデンサの電極板は、２×３列に並べられた複数のコンデンサ素子の上面を覆う幅広の本体部を備えている。そして、この幅広の本体部には、コンデンサ素子のメタリコン電極と対向する部分に、メタリコン電極と接続するための加工が施されている。

特開２０１０−２５８３４３号公報

ところで、電極板には、外部の機器と接続するために外部接続部が設けられるが、特許文献１のように、本体部にメタリコン電極と接続するための加工が施されていると、本体部の外縁に外部接続部を設けざるを得ない。そのため、コンデンサ素子がケース底面のほぼ全面に亘って並べられている場合、本体部の外縁に設けられた外部接続部は、自ずとケース側壁近傍に位置することとなり、ケースの中央付近から外部接続部を引き出すことができなかった。

また、電極板が正負一対の２枚のみである場合、１枚の電極板に全ての電流が流れてしまうため、発熱を抑えるために板厚を増すなどといった対策を採る必要があった。

そこで、本発明は、ケース中央付近からの外部接続部の引き出しが可能で、且つ電極板での発熱を抑えることができる樹脂封止電気部品の提供を目的とする。

本発明の樹脂封止電気部品は、両端に電極部２ａ、２ｂを有する電子部品２と、正負一対の電極板３、４（５、６）とを接続することで形成されるモジュール７をケース８内に複数収納し樹脂９を充填した樹脂封止電気部品であって、電子部品２は、一方の極性の電極板３（５）の本体部３ａ（５ａ）と、他方の極性の電極板４（６）の本体部４ａ（６ａ）とによって両側から挟み込まれるようにして、電極板３、４（５、６）と当接しており、各モジュール７は、互いに同極性となる電子部品２の電極部２ｂ、２ｂ同士を向かい合わせにしつつ、互いに同極性となる電極板４、６の本体部４ａ、６ａ同士を対向させるようにしてケース８内に収納されており、各電極板３、４、５、６の本体部３ａ、４ａ、５ａ、６ａの縁から延出された外部接続部３ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂが、電子部品２の上方、又は向かい合わせとなった電極部２ｂ、２ｂ間の上方で、互いに同極性となるもの同士で重なり合っていることを特徴としている。

また、ケース８内に収納されるモジュール７が３つ以上であっても良い。

本発明の樹脂封止電気部品は、外部接続部が、電子部品２の上方で、又は向かい合わせとなった電極部２ｂ、２ｂ間の上方で、互いに同極性となるもの同士で重なり合っているため、外部接続部を本体部の縁から延出しているにもかかわらず、外部接続部をケース側壁から離した状態で引き出すことができる。また、複数のモジュールから構成されているため、正負一対の電極板のみで全ての電子部品を接続している場合に比べて、電極板１枚当たりに流れる電流値を小さくすることができ、電極板での発熱を抑えることができる。

また、モジュールが３つ以上であれば、電極板１枚当たりに流れる電流値をさらに小さくすることができ、電極板での発熱をさらに抑えることができる。加えて、外部接続部を引き出す位置の自由度も増す。

この発明の一実施形態に係る樹脂封止電気部品を示す分解斜視図である。 （ａ）（ｂ）は、各モジュールを示す分解斜視図である。 モジュールの断面図である。 樹脂封止電気部品の斜視図である。 ３つのモジュールを組み合わせた場合の斜視図である。 図５の電極板のみを示した斜視図である。

次に、この発明の樹脂封止電気部品の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。本発明の樹脂封止電気部品１は、図１〜図４に示すように、複数の電子部品２と、これら電子部品２を共通接続するための電極板３、４、５、６と、電子部品２と電極板３、４、５、６とからなるモジュール７を複数収納するケース８と、ケース８に充填されモジュール７を封止する樹脂９とを備えている。以下、各構成部品について詳細に説明する。なお、説明において「上下」の概念は、製造時、より具体的には樹脂充填時におけるものであって、必ずしも使用時の上下を規定するものではない。

電子部品２は、例えば絶縁性のフィルム上に金属を蒸着した金属化フィルムを巻回することでなるコンデンサ素子（フィルムコンデンサ）であって、図２ａ、ｂに示すように、軸方向両端面に金属を溶射してなる電極部２ａ、２ｂがそれぞれ形成されている。この電子部品２を軸方向から見ると扁平状、具体的には略トラック状（２本の平行線とその両端を半円でつないだ形状）であり、軸方向外周に平坦部２ｃと曲面部２ｄとを有している。なお、コンデンサ素子としてはフィルムコンデンサに限らず、セラミックコンデンサなど種々のコンデンサ素子を用いても良いし、また、コンデンサに限るものでもなく、抵抗やコイルなど種々の電子部品を用いても良い。形状についても、円柱状や角柱状など種々の形状を採用し得る。

電極板３、４、５、６は、例えば銅やアルミ等の導電性の金属板をプレス加工することでなる。本実施形態では、図１に示すように、４枚の電極板３、４、５、６を使用している。具体的には、６個の電子部品２を３個ずつに分けることで２つのグループを形成し、グループ毎に正極用の電極板と負極用の電極板をそれぞれ１枚ずつ使用している。

図２ａにおいて、手前に位置する電極板（第１電極板）３について説明すると、この第１電極板３は、電子部品２の電極部２ａとの接続に供する本体部３ａと、外部機器との接続に供される外部接続部３ｂとを一体に備えている。本体部３ａは、図２ａに示すように、電子部品２の平坦部２ｃと対向する水平部３ｃと、水平部３ｃの一辺から下方（電子部品２の電極部２ａ）に向かって延出された垂直部３ｄとを備えており、側面視略Ｌ字状となっている。水平部３ｃは垂直部３ｄが延出された側とは反対側が一部切り欠かれており、短手方向（電子部品２の軸方向）の幅が一部狭くなっている。垂直部３ｄの下端には、電子部品２の電極部２ａとの接続に供する舌状の接続片３ｅが複数設けられている。外部接続部３ｂは、水平部３ｃの、垂直部３ｄが延出された側とは反対の辺（縁）であって、切欠部３ｃ１が設けられていない部分（電子部品２の並び方向（長手方向）の手前）から上に向かって延出されている。外部接続部３ｂは、垂直に立ち上がる基端部３ｂ２と、基端部３ｂ２の上端であって、長手方向の手前から延出された狭幅の先端部３ｂ１とからなる。先端部３ｂ１は、外部接続部３ｂの基端部３ｂ２に比べて迫り出しており、第１電極板３と電子部品２とを接続した際、図３に示すように、電子部品２の電極部２ｂ（接続していない側の電極部）よりも外側に張り出す。これは、仮想線で示すように、モジュール７、７同士を組み合わせた際、同極性となる外部接続部３ｂ、５ｂ（先端部３ｂ、５ｂ１）同士を重ね合わせるための工夫である。

第１電極板３と対となる第２電極板４についても、電子部品２の電極部２ｂとの接続に供する本体部４ａと、外部機器との接続に供される外部接続部４ｂとを一体に備えている。本体部４ａも、第１電極板３と同様に、電子部品２の平坦部２ｃと対向する水平部４ｃと、水平部４ｃの一辺から下方（電子部品２の電極部２ｂ）に向かって延出された垂直部４ｄとを備えており、側面視略Ｌ字状となっている。但し、水平部４ｃの短手方向の幅については、第１電極板３に比べて短い。また、第１電極板３の外部接続部３ｂと対向する部分に、切欠部４ｂ１が設けられている。垂直部４ｄには、電子部品２の電極部２ｂとの接続に供する舌状の接続片４ｅが複数設けられている。外部接続部４ｂは、水平部４ｃの、垂直部４ｄが延出された側とは反対の辺（縁）であって、切欠部４ｂ１が設けられた部分（長手方向の手前部分）から上に向かって延出されている。なお、第２電極板４の水平部４ｃの短手方向の幅は、切欠部４ｃ１が設けられた部分においては特に小さいため、垂直部４ｄの上端（縁）から外部接続部４ｂが延出されているとも言える。外部接続部４ｂは、垂直に立ち上がる基端部４ｂ２と、基端部４ｂ２の上端であって、長手方向の奥側から延出された狭幅の先端部４ｂ１とからなる。先端部４ｂ１は、外部接続部４ｂの基端部４ｂ２よりも後退しており、第２電極板４と電子部品２とを接続した際、図３に示すように、電子部品２の電極部２ｂ（接続している電極部）よりも外側に張り出す。また、第１電極板３の外部接続部３ｂの先端部３ｂ１とは、電子部品２の並び方向では互いにずれており、板厚方向では面一となる。

図２ｂにおいて、奥側に位置する電極板（第３電極板）５は、第１電極板３と対称形である。また、第３電極板５と対となる第４電極板６は、第２電極板４と対称形である。そのため、同添え字を付し、詳細な説明は省略する。

ケース８は、図１に示すように、中空直方体状であって、平面視矩形状のケース底部８ａと、このケース底部８ａの四辺からそれぞれ立設されたケース側壁部８ｂとから構成されている。なお、ケース底部８ａと対向する面（上面側）には開口部８ｃが設けられている。このようなケース８は、例えば合成樹脂を一体成型することで製造される。ただ、金属板を加工して製造しても良い。ケース８内に充填される樹脂９は、例えばエポキシ樹脂である。ただ、これに限らず、ウレタン樹脂等、公知の種々の樹脂を使用可能である。

次に、樹脂封止電気部品１の製造方法について説明する。まず、電子部品２を、曲面部２ｄ、２ｄ同士を近接させるようにして３個、直線状に並べる。この状態において、平坦部２ｃは上下に向き、電極部２ａ、２ｂは外側を向いている。

次に、第１電極板３を一方の電極部２ａに接続し、第２電極板４を他方の電極部２ｂに接続して、複数の電子部品２と、正負一対の電極板３、４とからなるモジュール７を形成する。具体的には、電極板３、４の水平部３ｃ、４ｃを、電子部品２の平坦部２ｃに対向させるとともに、第１電極板３の垂直部３ｄと第２電極板４の垂直部４ｄとで、各電子部品２を両側から挟み込むようにして、垂直部３ｄ、４ｄと電子部品２の電極部２ａ、２ｂとを当接させ、電極板３、４の接続片３ｅ、４ｅと電極部２ａ、２ｂとをはんだ付けなどによって電気的に且つ機械的に接続して、複数の電子部品２と正負一対の電極板３、４と一体化する。この際、互いに異極性となり、且つ互いに対向する外部接続部３ｂ、４ｂの基端部３ｂ２、４ｂ２間には、絶縁紙などの絶縁体（図示しない）を介在させる。但し、隙間を開けることで絶縁を確保するようにしても良い。第３電極板５と第４電極板６と３個の電子部品２についても同様に組み立て、モジュール７を２つ形成する。なお、これら２つのモジュール７は互いに対称形である。

そして、２つのモジュール７をケース８内に並べて収納する。この際、同極性となる電子部品２の電極部２ｂ、２ｂ同士が向かい合わせになるように、また、同極性となる電極板の垂直部同士が互いに対向するようにして収納する。また、各電極板の本体部の縁からケース外に延出された外部接続部を、複数並んだモジュール７の並び方向の中央部で、互いに同極性となるもの同士で重ね合わせるようにして収納する。具体的には、図３に示すように、第２電極板４の垂直部４ｄと第４電極板６の垂直部６ｄとが対向するように、且つ、向かい合わせとなった電極部２ｂ、２ｂ同士（電子部品２、２間）の上方で、第１電極板３の外部接続部３ｂの先端部３ｂ１と第３電極板５の外部接続部５ｂの先端部５ｂ１が互いに重なり、第２電極板４の外部接続部４ｂの先端部４ｂ１と第４電極板６の外部接続部６ｂの先端部６ｂ１が互いに重なるようにして収納する。これにより、各モジュール７は電気的に接続される（電気的に一体となる）。

その後、ケース８内に樹脂９を充填し、外部接続部３ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂ以外を樹脂面下に位置させることで、樹脂封止電気部品１の製造を完了する。

このようにして製造された樹脂封止電気部品１では、図４に示すように、ケース８の中央付近から外部接続部３ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂを引き出すことができるため、樹脂封止電気部品１を製品に組み込むにあたって、配置の自由度が増す。すなわち、正負一対の電極板で全ての電子部品２を接続した場合は、ケース側壁部付近からしか外部接続部を引き出すことができなかったため、製品内の他の機器との接続距離を考慮すると、自ずと樹脂封止電気部品１の配置場所が決まっていたが、ケース８の中央付近から引き出すことで、接続距離を短く保ちつつ、配置場所のバリエーションを増やすことができる。

また、複数のモジュール７に分割しているため、各電極板３、４、５、６に流れる電流値を小さくすることができる。例えば、２枚（正負一対）の電極板で全ての電子部品２を接続した場合と比較すると、２つのモジュール７に分けた場合、すなわち４枚の電極板で分担した場合は、電流値は半分となる。発熱量は、電流値の二乗と直列抵抗との積で求められるため、電流値が半分となれば発熱量は１／４となり、電極板の板厚を薄くすることもでき、結果、低コスト化、小型化につながる。

図５及び図６は、モジュール７を３つ設けた場合を示している。図に示すように、各モジュール７は、長手方向が互いに平行となるように並べられている。なお、この状態は、２つのモジュール７で、１つのモジュール７を両側から挟み込んだ状態とも言え、３つのモジュール７を、外側（両側）のモジュール７と、内側のモジュール７とに大別することもできる。モジュール７を３つ設ける場合も、各モジュール７は、互いに同極性となる電子部品２の電極部２ａ、２ａ同士や電極部２ｂ、２ｂ同士を向かい合わせにしつつ、互いに同極性となる電極板１２、１３の本体部１２ａ、１３ａ同士や、電極板２２、２３の本体部２２ａ、２３ａ同士を対向させるようにしてケース（図示しない）に収納される。なお、電極板の１１、１２、１３が互いに同極性となり、２１、２２、２３が互いに同極性となる。

また、各電極板１１、１２、１３、２１、２２、２３の本体部１１ａ、１２ａ、１３ａ、２１ａ、２２ａ、２３ａの縁から延出された外部接続部１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、２１ｂ、２２ｂ、２３ｂが、３つ並んだモジュール７のうちの、中央（内側）のモジュール７の電子部品２の上方、さらに言えば、３つ並んだモジュール７の並び方向の中央部で、互いに同極性となるもの同士（１１ｂと１２ｂと１３ｂ、２１ｂと２２ｂと２３ｂ）が重なり合っており、各モジュール７は電気的に接続されている（電気的に一体となっている）。

他の構成や製造方法については、２つのモジュールからなる樹脂封止電気部品１と略同様である。また、いずれの電極板も、本体部と外部接続部を有し、本体部が水平部と垂直部とを備え、垂直部の下端から接続片が延出されており、図２に示す電極板と基本的に同じであることから、同添え字を付し、詳細な説明は省略する。

以上に、この発明の実施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、上記実施形態では、２つや３つのモジュールを用いていたが、４つ以上のモジュールを１つのケース内に収納し、樹脂封止電気部品を製造しても良い。同極性となる外部接続部同士が重なり合う位置としては、モジュールの並び方向において最も外側となるモジュールの上方を除く位置、換言すれば、最外のモジュールの電子部品と、最外のモジュールに隣接する内側のモジュールの電子部品との間の上方や、それよりも内側の上方（内側のモジュールの電子部品の上方）とすることが好ましい。また、１つのモジュールあたり３個の電子部品２を用いていたが、１個や２個、４個以上であっても良い。また、外部接続部は、電極板の長手方向（電子部品の並び方向）の中央部から延出しても良い。この場合、ケースの略中心から外部接続部を引き出すことができ、外部機器がどの位置に来ても、接続距離が極端に長くなることはない。

１ 樹脂封止電気部品
２ 電子部品
２ａ、２ｂ 電極部
２ｃ 平坦部
２ｄ 曲面部
３ 第１電極板
４ 第２電極板
５ 第３電極板
６ 第４電極板
３ａ、４ａ、５ａ、６ａ 本体部
３ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂ 外部接続部
３ｂ１、４ｂ１、５ｂ１、６ｂ１ 外部接続部の先端部
３ｂ２、４ｂ２、５ｂ２、６ｂ２ 外部接続部の基端部
３ｃ、４ｃ、５ｃ、６ｃ 水平部
３ｃ１、４ｃ１、５ｃ１、６ｃ１ 切欠部
３ｄ、４ｄ、５ｄ、６ｄ 垂直部
３ｅ、４ｅ、５ｅ、６ｅ 接続片
７ モジュール
８ ケース
８ａ ケース底部
８ｂ ケース側壁部
８ｃ 開口部
９ 充填樹脂
１１、１２、１３、２１、２２、２３ 電極板
１１ａ、１２ａ、１３ａ、２１ａ、２２ａ、２３ａ 本体部
１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ 外部接続部
１１ｃ、１２ｃ、１３ｃ、２１ｃ、２２ｃ、２３ｃ 水平部
１１ｄ、１２ｄ、１３ｄ、２１ｄ、２２ｄ、２３ｄ 垂直部
１１ｅ、１２ｅ、１３ｅ、２１ｅ、２２ｅ、２３ｅ 接続片

Claims (2)

1. 両端に電極部を有する電子部品と、正負一対の電極板とを接続することで形成されるモジュールをケース内に複数収納し樹脂を充填した樹脂封止電気部品であって、
   電子部品は、一方の極性の電極板の本体部と、他方の極性の電極板の本体部とによって両側から挟み込まれるようにして、電極板と当接しており、
   各モジュールは、互いに同極性となる電子部品の電極部同士を向かい合わせにしつつ、互いに同極性となる電極板の本体部同士を対向させるようにしてケース内に収納されており、
   各電極板の本体部の縁から延出された外部接続部が、電子部品の上方で、又は向かい合わせとなった電極部間の上方で、互いに同極性となるもの同士で重なり合っていることを特徴とする樹脂封止電気部品。
2. ケース内に収納されるモジュールが３つ以上である、請求項１記載の樹脂封止電気部品。

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