JP2019057558A - 抵抗器 - Google Patents

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Abstract

【課題】機器への搭載性を向上させることができる抵抗器を提供すること。【解決手段】抵抗器1は、開口面21を有するケース2と、ケース2に収容された抵抗体3と、ケース2内に充填されて抵抗体3を埋設するセメント4と、セメント4内において抵抗体3に接続されると共にセメント4からケース2の開口面21側へ引き出された引出端子5と、を有する。引出端子5は、開口面21の開口方向に立設した立設部51と、立設部51から開口面21に沿った沿面方向に延びる沿面部52とを有する。【選択図】図1

Description

本発明は、抵抗器に関する。
例えば、電力変換装置等には、コンデンサの電荷を放電するために抵抗器が設けてある。特許文献1には、ケース内の抵抗を覆うようにケースにセメントを充填してなる抵抗器が開示されている。この抵抗器においては、抵抗に接続されたターミナルがケースから引き出されている。そして、ターミナルは、ケースの開口方向に立設している。
特開2016−42522号公報
しかしながら、上記特許文献1に開示の抵抗器においては、ターミナルがケースの開口方向に立設しているため、開口方向における抵抗器の小型化が困難となりやすい。また、ターミナルに接続される接続配線も、ターミナルの立設方向に延びることとなる。そのため、抵抗器の配置スペースとして、ケースの開口方向におけるスペースが大きくなりやすい。つまり、接続配線も含めて、抵抗器の搭載スペースの薄型化が困難となる。その結果、電力変換装置等、抵抗器を搭載する機器への、抵抗器の搭載性を向上させることが困難となる。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、機器への搭載性を向上させることができる抵抗器を提供しようとするものである。
本発明の一態様は、開口面を有するケースと、
上記ケースに収容された抵抗体と、
上記ケース内に充填されて上記抵抗体を埋設するセメントと、
上記セメント内において上記抵抗体に接続されると共に上記セメントから上記ケースの上記開口面側へ引き出された引出端子と、
を有し、
上記引出端子は、上記開口面の開口方向に立設した立設部と、該立設部から上記開口面に沿った沿面方向に延びる沿面部とを有する、抵抗器にある。
上記抵抗器において、上記引出端子は、上記立設部と上記沿面部とを有する。これにより、ケースから開口方向への引出端子の突出量を小さくすることができる。その結果、開口方向における抵抗器の小型化を図ることができる。また、沿面部を設けることにより、引出端子に接続される接続配線が延びる方向も、沿面方向としやすい。その結果、接続配線も含めて、抵抗器が搭載される機器における搭載スペースを、上記開口方向において小さくすることができる。その結果、機器への抵抗器の搭載性を向上させることができる。
以上のごとく、上記態様によれば、機器への搭載性を向上させることができる抵抗器を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
実施形態1における、抵抗器の断面図。 図1のII視図。 図1のIII−III線矢視断面図。 実施形態1における、抵抗器の斜視図。 実施形態1における、抵抗器を搭載した電力変換装置の回路図。 実施形態1における、電力変換装置への抵抗器の搭載状態の断面図。 実施形態1における、接続配線7を接続した抵抗器の平面図。 図6のVIII−VIII線矢視断面相当の、電力変換装置への抵抗器の搭載状態の断面図。 比較形態における、抵抗器の断面図。 実施形態2における、抵抗器の断面図。 図10のXI視図。 実施形態3における、抵抗器の断面図。 実施形態4における、抵抗器の断面図。 実施形態5における、抵抗器の断面図。 実施形態6における、抵抗器の断面図。 図15のXVI視図。
(実施形態1)
抵抗器に係る実施形態について、図1〜図8を参照して説明する。
本実施形態の抵抗器1は、図1〜図4に示すごとく、ケース2と抵抗体3とセメント4と引出端子5とを有する。
ケース2は、開口面21を有する。抵抗体3は、ケース2に収容されている。セメント4は、ケース2内に充填されて抵抗体3を埋設する。引出端子5は、セメント4内において抵抗体3に接続されると共にセメント4からケース2の開口面21側へ引き出されている。
引出端子5は、立設部51と沿面部52とを有する。立設部51は、開口面21の開口方向に立設した部位である。沿面部52は、立設部51から開口面21に沿った沿面方向に延びる部位である。
なお、沿面部52は、立設部51から沿面方向に延びる部位であればよく、必ずしも、開口面21に沿った部分のみをいうものではない。つまり、開口方向から見たとき、開口面21に重ならない部位であっても、引出端子5において、立設部51から開口面21に沿った沿面方向に延びる部位であれば、沿面部52に該当する。
ケース2は、略直方体形状を有し、その一つの面が開口面21となっている。すなわち、ケース2は、底面部22と、底面部22の全周から、その法線方向に立設した4つの側面部23とを有する。底面部22は、各側面部23よりも面積が大きい。ケース2は、例えば、セラミックによって形成されている。
図1、図3に示すごとく、ケース2内に、抵抗体3が、底面部22に沿って配置されている。本実施形態においては、抵抗体3は、2本配置されている。各抵抗体3は、略円柱形状を有する。抵抗体3は、円柱形状の軸方向に長尺な形状を有する。2つの抵抗体3は、互いに略平行に配置されている。また、2つの抵抗体3は、開口方向における略同等の位置に配置されている。また、各抵抗体3の両端部は、互いに、2本の抵抗体3の配列方向に並んでいる。そして、抵抗体3の両端部に、金属からなる端子部材50が取り付けてある。
図1、図2に示すごとく、端子部材50は、抵抗体3の端部を保持するように接合された保持部501と、保持部501から延びる引出端子5とを有する。2つの抵抗体3における一端に接合された端子部材50は、互いに独立している。つまり、これらの端子部材50は、互いに別部材であると共に、互いに電気的に絶縁されている。そして、各端子部材50が、個別の引出端子5を有する。本実施形態においては、この互いに独立した端子部材50を設けた側を、正極側とする。
一方、2つの抵抗体3における他端に接合された保持部501は、互いに電気的に接続されている。そして、これらの保持部501は、一つの引出端子5を共有している。つまり、2つの保持部501に、一つの引出端子5が接続されている。本実施形態においては、この互いに電気的に接続された保持部501を設けた側を、負極側とする。
図1〜図4に示すごとく、セメント4は、抵抗体3を埋設するように、ケース2に充填されている。セメント4は、ケース2の開口面21に露出した露出面41を有する。露出面41は、開口方向において、ケース2の側面部23の端面と同等の位置に形成されている。露出面41は、開口面21と略平行な平面となっている。
引出端子5は、露出面41から開口方向に突出している。引出端子5の立設部51は、露出面41に略直交する。また、引出端子5の沿面部52は、露出面41に略平行に形成されている。
沿面部52は、平板状に形成されている。そして、沿面部52の主面の法線方向は、開口面21の開口方向を向いている。すなわち、沿面部52は、開口面21に略平行に形成されている。換言すると、沿面部52は、露出面41に略平行に対向配置されている。また、本実施形態においては、立設部51も平板状に形成されている。そして、立設部51の主面は、抵抗体3の長手方向を向いている。また、ケース2は、抵抗体3の長手方向に長尺な形状を有する。以下において、単に、長手方向というときは、抵抗体3の長手方向に沿った方向をいうものとする。
立設部51と沿面部52とは、金属板を略直角に屈曲した状態に形成されている。
抵抗体3は、開口面21に沿った方向に長尺な形状を有する。沿面部52は、立設部51から、抵抗体3の長手方向に延びるように形成されている。
引出端子5の少なくとも一つは、開口方向から見たとき、沿面部52が抵抗体3と重なるように配置されている。
本実施形態においては、図1〜図3に示すごとく、正極側の引出端子5Pの沿面部52が、抵抗体3と、開口方向に重なるように配置されている。一方、負極側の引出端子5Nの沿面部52は、開口方向から見て、抵抗体3とは重なっていない。ただし、引出端子5Nの沿面部52は、セメント4の露出面41に、開口方向に部分的に重なっている。
図1〜図4に示すごとく、複数の引出端子5は、立設部51から沿面部52が延びる方向が、沿面方向における互いに同じ方向となるように形成されている。本実施形態においては、抵抗器1は3本の引出端子5を有するが、これら3本の引出端子5における立設部51から沿面部52が延びる方向が、すべて、沿面方向における同じ方向となっている。すなわち、3つの沿面部52は、長手方向における同じ側へ延びている。
また、ケース2の開口面21からの立設部51の突出高さは、3本とも略同等となっている。
本実施形態において、抵抗器1は、図5に回路図を示す電力変換装置6に搭載される。抵抗器1は、コンデンサ61、62の電荷を放電させるための放電抵抗である。電力変換装置6は、図5に示すごとく、昇圧部60と、インバータ部600とを有する。そして、電力変換装置6は、直流電源Bと交流負荷MGとの間に設けられ、直流電力と交流電力との間の電力変換を行う。昇圧部60は、フィルタコンデンサ61を有する。そして、インバータ部600は、平滑コンデンサ62を有する。
抵抗器1は、フィルタコンデンサ61の電荷と、平滑コンデンサ62の電荷との双方を、効率的に放電することができるよう構成されている。つまり、抵抗器1における2つの抵抗体3のうちの一方は、フィルタコンデンサ61に電気的に近い位置に、接続されている。また、抵抗器1における他方の抵抗体3は、平滑コンデンサ62に電気的に近い位置に、接続されている。各抵抗体3は、それぞれ、フィルタコンデンサ61及び平滑コンデンサ62と並列接続されている。これにより、フィルタコンデンサ61の電荷と、平滑コンデンサ62の電荷とを、それぞれの抵抗体3を介して放電することができる。それゆえ、フィルタコンデンサ61の電荷と、平滑コンデンサ62の電荷とを、同時に放電することも可能となり、効率的な放電が可能となる。
図6、図7に示すごとく、抵抗器1は、各引出端子5に接続配線7が接続された状態にて、電力変換装置6内に配設される。接続配線7は、被覆導線71とその端部に設けた端子金具72とを有する。そして、接続配線7の端子金具72が、引出端子5の沿面部52の先端部に接続されている。沿面部52と端子金具72との接続は、例えば、溶接、はんだ付け等によって接合することができる。
図5に示すごとく、接続配線7の一つは、一方の抵抗体3における正極の引出端子5Pを、昇圧部60における、直流電源Bの正極と同電位の配線に接続する。接続配線7の他の一つは、他方の抵抗体3における正極の引出端子5Pを、インバータ部600における正極配線に接続する。接続配線7のさらに他の一つは、抵抗体3における負極の引出端子5Nを、昇圧部60及びインバータ部600の負極配線に接続する。
このように接続配線7が接続された状態の抵抗器1は、図8に示すごとく、電力変換装置6の筐体63内に配設される。抵抗器1は、ホルダ64に搭載された状態で、筐体63に固定される。例えば、図8に示すごとく、ホルダ64に搭載された抵抗器1は、半導体モジュールを有するスイッチング回路部65と筐体63の壁部631、632との間に配置される。すなわち、スイッチング回路部65と筐体63の壁部631、632とによって囲まれた隙間空間に、抵抗器1が配置される。
そして、図6、図8に示すごとく、抵抗器1は、ケース2の開口面21を、壁部632に対向させた状態で配設される。筐体63は、例えば、アルミニウム等の金属部材からなる。なお、この抵抗器1の配置は一例であり、特にその搭載態様は限定されるものではない。また、引出端子5に接続配線7を接続してから、抵抗器1を筐体63内に搭載してもよいし、筐体63内に抵抗器1を搭載してから、引出端子5に接続配線7を接続してもよい。
次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
上記抵抗器1において、引出端子5は、立設部51と沿面部52とを有する。これにより、ケース2から開口方向への引出端子5の突出量を小さくすることができる。その結果、開口方向における抵抗器1の小型化を図ることができる。また、沿面部52を設けることにより、引出端子5に接続される接続配線7が延びる方向も、沿面方向としやすい。その結果、接続配線7も含めて、電力変換装置6における搭載スペースを、開口方向において小さくすることができる。その結果、電力変換装置6への抵抗器1の搭載性を向上させることができる。
そして、これにより、例えば図8に示すごとく、筐体63の壁部632を、抵抗器1の開口面21に近づけることが可能となる。その結果、抵抗器1の放熱性を向上させることもできる。
また、沿面部52は、平板状に形成され、その主面の法線方向が開口方向を向いている。これにより、開口方向における抵抗器1の小型化を一層図りやすい。また、抵抗体3から開口方向へ放射されるノイズの一部を沿面部52によって遮蔽することができる。それゆえ、抵抗体3に近接する電子部品等へのノイズの影響を抑制することができる。
また、引出端子5の少なくとも一つは、開口方向から見たとき、沿面部52が抵抗体3と重なるように配置されている。これにより、沿面方向においても、抵抗器1の小型化を図りやすい。また、抵抗体3から開口方向へ放射されるノイズの一部を沿面部52によって遮蔽することができる。それゆえ、抵抗体3に近接する電子部品等へのノイズの影響を抑制することができる。
また、沿面部52は、立設部51から、抵抗体3の長手方向に延びるように形成されている。これにより、抵抗器1の体格を、開口方向のみならず、長手方向及び開口方向の双方に直交する幅方向においても、小型化することができる。そして、図6、図7に示すごとく、接続配線7を引出端子5に接続した状態においても、接続配線7を長手方向に沿うように配置しやすくなる。その結果、接続配線7も含めて、電力変換装置6への抵抗器1の搭載性をより向上させることができる。
複数の引出端子5は、立設部51から沿面部52が延びる方向が、沿面方向における互いに同じ方向となるように形成されている。それゆえ、複数の引出端子5に接続された複数の接続配線7を、沿面方向における同じ側へ引き出すことができる。その結果、複数の接続配線7の配策を簡素化しやすい。例えば、複数の接続配線7を部分的に束ねたりすることも可能となる。その結果、複数の接続配線7を含めた抵抗器1の搭載性をより向上させることができる。
以上のごとく、本実施形態によれば、機器への搭載性を向上させることができる抵抗器を提供することができる。
(比較形態)
本比較形態は、図9に示すごとく、引出端子95を、開口面21から開口方向へ立設させた抵抗器9の形態である。
その他は、実施形態1の抵抗器1と同様である。なお、本比較形態以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。
本比較形態においては、引出端子95が、開口方向に立設しているため、抵抗器9の開口方向における体格が、大型化しやすい。すなわち、図9における寸法h91が、図6に示す実施形態1の抵抗器1の開口方向の寸法h11よりも大きくなる。
また、引出端子95に接続される接続配線7が、開口方向に引き出されることとなる。それゆえ、接続配線7の配策空間を含めた抵抗器9の搭載スペースの、開口方向における寸法h92も、実施形態1におけるもの(図6の寸法h12)より、大きくなる。
このように、比較形態に示す抵抗器9は、機器への搭載性の観点で、改善の余地がある。これに比べ、実施形態1の抵抗器1は、機器への搭載性を大きく向上させることができる。
(実施形態2)
本実施形態は、図10、図11に示すごとく、一部の引出端子5の沿面部52を、長手方向において、開口面21の大部分にわたって形成した抵抗器1の実施形態である。
すなわち、抵抗体3の一端に接続された引出端子5の沿面部52は、抵抗体3の他端付近まで延びて形成されている。本実施形態においては、正極側の引出端子5Pの沿面部52が、長手方向において、開口面21の大部分にわたって長尺に形成されている。また、2本の引出端子5Pの沿面部52が、長尺に形成されている。そして、これら長尺の沿面部52は、開口方向から見て、抵抗体3に重なるように配置されている。
一方、負極側の引出端子5Nは、抵抗体3の他端から外側へ向かって、沿面部52が延びている。図11に示すごとく、2本の正極側の引出端子5Pの沿面部52と、1本の負極側の引出端子5Nの沿面部52とは、長手方向の同じ側に延びている。そして、これら3本の沿面部52は、沿面方向における長手方向に直交する方向に並んでいる。特に、本実施形態においては、2本の正極側の引出端子5Pの沿面部52の間に、負極側の引出端子5Nの沿面部52が配置されている。
その他の構成は、実施形態1と同様である。
本実施形態においては、引出端子5の沿面部52が、広い範囲において抵抗体3に対して開口方向から対向するように配置されている。そのため、抵抗体3からのノイズを、沿面部52によって、より効果的に遮蔽することができる。また、一部の引出端子5の沿面部52を長尺に形成することで、引出端子5を介した抵抗体3の放熱を効果的に行うことができる。また、正極側の引出端子5の沿面部52の先端部を、負極側の引出端子5の沿面部52の先端部の近傍に配置することができる。それゆえ、これらの引出端子5への接続配線7の接続を効率的に行うことができる。
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。
(実施形態3)
本実施形態は、図12に示すごとく、一部の引出端子5の沿面部52が、開口方向における異なる位置に設けた第1沿面部521と第2沿面部522とを有する、抵抗器1の形態である。
第1沿面部521は、立設部51から長手方向における外側へ延びている。この第1沿面部521における立設部51側と反対側の端部から、開口方向における底面部22側へ、中間部523が延びている。中間部523における第1沿面部521と反対側の端部から、抵抗体3の長手方向の外側へ、第2沿面部522が延びている。そして、第2沿面部522の先端部に、接続配線7が接続される。
本実施形態において、第1沿面部521と第2沿面部522を有する引出端子5は、負極側の引出端子5Nである。正極側の引出端子5Pは、実施形態1と同様である。ただし、正極側の引出端子5Pを、上述した負極側の引出端子5Nと同様の形状とすることもできる。
その他の構成は、実施形態1と同様である。
本実施形態においては、引出端子5Nの第2沿面部522に、接続配線7を接続することができる。したがって、引出端子5Nに対する接続配線7の接続部を、開口面21よりも底面部22に近い側に配置することができる。それゆえ、接続配線7を含めた抵抗器1の開口方向における低背化を、より実現しやすくなる。
また、引出端子5Nがセメント4から露出した部分を長くすることとなるため、引出端子5Nを通じた抵抗器1の放熱性をより向上させることができる。
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。
(実施形態4)
本実施形態は、図13に示すごとく、一部の引出端子5が、立設部51と保持部501との間に、長手方向に沿って形成された内部連結部54を有する、抵抗器1の実施形態である。
内部連結部54は、セメント4の内部に埋設されている。内部連結部54は、抵抗体3の一端に接合された保持部501から、抵抗体3の他端に向って延びている。そして、内部連結部54は、セメント4の内部において、開口方向から、抵抗体3に対向するように配置されている。
そして、内部連結部54における、保持部501と反対側の端部から、開口方向に、立設部51が立設している。立設部51は、開口面21から突出している。立設部51における内部連結部54と反対側の端部から、長手方向における外側へ向かって、沿面部52が形成されている。
本実施形態においては、内部連結部54は、正極側の引出端子5Pに設けてある。負極側の引出端子5Nは、実施形態1と同様である。それゆえ、正極側の引出端子5Pの沿面部52と、負極側の引出端子5Nの沿面部52とは、長手方向における同じ側へ延びている。
その他の構成は、実施形態1と同様である。
本実施形態においては、引出端子5の内部連結部54が、広い範囲において抵抗体3に対して開口方向から対向するように配置されている。そのため、抵抗体3からのノイズを、引出端子5によって、より効果的に遮蔽することができる。特に、セメント4の内部において、内部連結部54と抵抗体3とが対向しているため、両者の距離を短くしやすい。それゆえ、一層効果的に、抵抗体3のノイズを遮蔽することができる。
また、セメント4の内部における引出端子5の表面積を大きくしやすいため、セメント4の内部において、引出端子5は抵抗体3からの受熱がしやすい。それゆえ、引出端子5を介する放熱をより効率的に行うことができる。
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。
(実施形態5)
本実施形態は、図14に示すごとく、引出端子5をバスバー70に固定するよう構成した、抵抗器1の形態である。
すなわち、本形態においては、接続配線として、ワイヤー状の被覆導線(図6、図7の符号71参照)ではなく、金属板からなるバスバー70を、引出端子5に接続するよう構成してある。
また、引出端子5とバスバー70とは、ボルト66によって、互いに締結されている。そして、引出端子5は、バスバー70と共に、ホルダ64に固定されている。ホルダ64は、例えば樹脂等の絶縁体からなる。
本実施形態においては、引出端子5は、沿面部52が、抵抗体3の長手方向における外側へ延びている。沿面部52は、ケース2の外形よりも充分に外側まで延設されている。引出端子5における沿面部52が、開口方向にバスバー70と積層されている。バスバー70及び沿面部52には、それぞれボルト66を挿通する挿通孔が形成されている。ボルト66を、これらの挿通孔に挿通すると共に、ホルダ64に設けた雌ネジに螺合することで、引出端子5をバスバー70と共に、ホルダ64に締結する。
その他の構成は、実施形態1と同様である。
本実施形態においては、引出端子5をバスバー70に直接固定することができる。そのため、引出端子5の振動を抑制することができる。その結果、接続部の耐振動性を向上させることができる。また、抵抗器1の熱をバスバー70へ放熱しやすい。それゆえ、一層放熱性に優れた抵抗器1を得ることができる。
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。
(実施形態6)
本実施形態は、図15、図16に示すごとく、2つの抵抗体3を長手方向に配列した抵抗器1の実施形態である。
互いに接続される負極側の引出端子5Nを、長手方向における中央部に配置している。そして、2つの抵抗体3の負極側の引出端子5N同士を、互いに接続している。2つの抵抗体3の負極側の引出端子5Nのうち、少なくとも一方が、沿面部52を有する。
2つの正極側の引出端子5Pは、長手方向における両端部付近に配置されている。そして、これらの引出端子5Pの沿面部52は、長手方向における外側へ延びている。
その他の構成は、実施形態1と同様である。
本形態においては、長手方向と開口方向との双方に直交する方向における抵抗器1の小型化をも図ることができる。例えば、電力変換装置内における細長い空間に、抵抗器1を配置する際に好適である。
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。
上記各実施形態においては、2本の抵抗体を備えた抵抗器を示したが、抵抗器の抵抗体の本数は、1本とすることもできるし、3本以上とすることもできる。
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。
1 抵抗器
2 ケース
21 開口面
3 抵抗体
4 セメント
5、5P、5N 引出端子
51 立設部
52 沿面部

Claims (5)

  1. 開口面(21)を有するケース(2)と、
    上記ケースに収容された抵抗体(3)と、
    上記ケース内に充填されて上記抵抗体を埋設するセメント(4)と、
    上記セメント内において上記抵抗体に接続されると共に上記セメントから上記ケースの上記開口面側へ引き出された引出端子(5)と、
    を有し、
    上記引出端子は、上記開口面の開口方向に立設した立設部(51)と、該立設部から上記開口面に沿った沿面方向に延びる沿面部(52)とを有する、抵抗器(1)。
  2. 上記沿面部は、平板状に形成されており、上記沿面部の主面の法線方向は、上記開口面の開口方向を向いている、請求項1に記載の抵抗器。
  3. 上記抵抗体は、上記開口面に沿った方向に長尺な形状を有し、上記沿面部は、上記立設部から、上記抵抗体の長手方向に延びるように形成されている、請求項1又は2に記載の抵抗器。
  4. 上記引出端子の少なくとも一つは、上記開口方向から見たとき、上記沿面部が上記抵抗体と重なるように配置されている、請求項3に記載の抵抗器。
  5. 上記引出端子を複数有し、複数の上記引出端子は、上記立設部から上記沿面部が延びる方向が、上記沿面方向における互いに同じ方向となるように形成されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の抵抗器。
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