JP2019220660A - コンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】ケース内の構成に関わらず低ＥＳＬ化を図ることができ、且つ外部接続部を伝っての樹脂の漏れを防止することができるコンデンサを提供する。【解決手段】正負電極板３、４が、ケース５外に引き出される外部接続部３２、４２をそれぞれ有し、これら外部接続部３２、４２が、樹脂面との境界に位置する基端部３２ａ、４２ａと、外部機器との接続に供される接続部３２ｃ、４２ｃと、基端部３２ａ、４２ａと接続部３２ｃ、４２ｃとを繋ぐ繋ぎ部３２ｄ、４２ｄとを有する基部３２ｅ、４２ｅをそれぞれ有しており、正電極板３の外部接続部３２が、基部３２ｅから延出され、負電極板４の繋ぎ部４２ｄと重なり合う重ね合わせ部３２ｆと、重ね合わせ部３２ｆと負電極板４の基端部４２ａとの間に、正負電極板３、４の重なり合いを防止する非重ね合わせ部３２ｇとを有している。【選択図】図３

Description

この発明は、ＥＳＬ（等価直列インダクタンス）の低減を図ったコンデンサに関する。

互いに異極となる導体を重ね合わせることで低ＥＳＬ化を図ることは、例えば特許文献１に開示されているように従来から行われている。特許文献１では、正負電極板のケース内に収容された部分を平行平板状に重ね合わせることに加えて、ケース外に引き出された外部接続部についても、先端を除く極限まで平行平板状に重ね合わせることが記載されている。

特開２０１２−１５２１０４号公報

しかし、コンデンサ素子の配置によっては、ケース内において正負電極板を互いに重ね合わせることが困難な場合もある。正負電極板を重ね合わせるために、ケース内の構成を変えると、コンデンサ素子の配置や設計を最適化できず、逆にＥＳＬの増加を招いたり、コンデンサの大型化や形状変更にまで発展することがある。

また、外部接続部同士を極限まで重ね合わせた場合、特許文献１の図１３のように、外部接続部の先端近傍を左右に開くようにして外部機器との接続部を形成することになるが、このような形状は製造が煩雑で、外部機器への取り付けも面倒であり、コンデンサや外部機器の外形設計にまで影響が及ぶことがある。

さらに、外部接続部同士を重ね合わせると、毛細管現象によって樹脂が這い上がる。そのため、ケースを跨いで外部接続部を外部に引き出すと、樹脂が外部接続部を伝って外部に漏れる虞がある。

そこで本発明は、ケース内の構成に関わらず低ＥＳＬ化を図ることができ、且つ外部接続部を伝っての樹脂の漏れを防止することができるコンデンサの提供を目的としている。

本発明のコンデンサは、コンデンサ素子２と、コンデンサ素子２と接続される正負電極板３、４と、コンデンサ素子２と正負電極板３、４とを収容するケース５と、ケース５内に充填される樹脂６とを備え、正負電極板３、４が、ケース５外に引き出される外部接続部３２、４２をそれぞれ有し、これら外部接続部３２、４２が、樹脂面との境界に位置する基端部３２ａ、４２ａと、外部機器との接続に供される接続部３２ｃ、４２ｃと、基端部３２ａ、４２ａと接続部３２ｃ、４２ｃとを繋ぐ繋ぎ部３２ｄ、４２ｄとを有する基部３２ｅ、４２ｅをそれぞれ有しており、少なくとも一方の電極板（例えば正電極板３）の外部接続部３２が、基部３２ｅから延出され、他方の電極板（例えば負電極板４）の繋ぎ部４２ｄと重なり合う重ね合わせ部３２ｆと、この重ね合わせ部３２ｆと他方の電極板（例えば負電極板４）の基端部４２ａとの間に、正負電極板３、４の重なり合いを防止する非重ね合わせ部３２ｇとを有していることを特徴としている。

また、少なくとも一方の電極板（例えば正電極板３）の基部３２ｅが複数設けられ、一方の電極板の基部３２ｅ、３２ｅ間に、他方の電極板（例えば負電極板４）の基部４２ｅが配置されており、隣り合う一方の電極板の基部３２ｅ、３２ｅ同士が、重ね合わせ部３２ｆによって互いに連結されていることが好ましい。

さらに、正負電極板３、４の基部３２ｅ、４２ｅが複数設けられ、正電極板３の基部３２ｅと負電極板４の基部４２ｅとが交互に並んで配置されており、正電極板３の基部３２ｅ同士が重ね合わせ部３２ｆによって互いに連結され、負電極板４の基部４２ｅ同士が重ね合わせ部４２ｆによって互いに連結されていることが好ましい。

本発明のコンデンサは、少なくとも一方の電極板の基部から、他方の電極板の繋ぎ部と重なり合う重ね合わせ部が延出されていることから、一方の電極板の重ね合わせ部と他方の電極板の繋ぎ部との間で磁束の打ち消し合いが生じ、低ＥＳＬ化を図ることができる。特に、外部機器との接続に供される接続部に近い位置、すなわち電流が集まる部分の近くで、異極となる外部接続部同士を重ね合わせているため、磁束の打ち消し合い効果が大きく、ケース内で正負電極板を重ね合わせているか否かに関わらず、効率良く低ＥＳＬ化を図ることができる。また、重ね合わせ部と他方の電極板の基端部との間に、正負電極板の重なり合いを防止する非重ね合わせ部を有していることから、毛細管現象による樹脂の這い上がりを防止することができ、外部接続部を伝っての樹脂の漏れを防止することができる。また、基部同士を重ね合わせるのではなく、基部から延出された重ね合わせ部と基部とを重ね合わせているため、接続部の形状が限定されず、外部機器との接続に適した形状とすることができる。

少なくとも一方の電極板の基部が複数設けられ、一方の電極板の基部間に、他方の電極板の基部が配置されており、隣り合う一方の電極板の基部同士が、重ね合わせ部によって互いに連結されていれば、重ね合わせ部に電流が流れ易くなり、より低ＥＳＬ化を図ることができる。

正負電極板の基部が複数設けられ、正電極板の基部と負電極板の基部とが交互に並んで配置されており、正電極板の基部同士が重ね合わせ部によって互いに連結され、負電極板の基部同士が重ね合わせ部によって互いに連結されていれば、重ね合わせ部同士を重ね合わせることができ、より一層の低ＥＳＬ化を図ることができる。

この発明の一実施形態に係るコンデンサを示す分解斜視図である。 コンデンサ素子と正負電極板とを接続した状態を示す斜視図である。 コンデンサの要部断面図である。

次に、この発明のコンデンサの一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。この発明のコンデンサ１は、図１から図３に示すように、コンデンサ素子２と、コンデンサ素子２と接続される正負電極板３、４と、コンデンサ素子２と正負電極板３、４とを収容するケース５と、ケース５内に充填される樹脂６（図１、図２では省略している）とを備えている。以下、各構成部品について説明していくが、説明における「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。

コンデンサ素子２は、絶縁性のフィルムの表面に金属を蒸着した金属化フィルムを巻回又は積層することでなるフィルムコンデンサであって、図１に示すように略立方体状であり、左右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。

このコンデンサ素子２は、２つ並べることでコンデンサ素子群を構成している。また、互いに向かい合う電極部２ａ、２ａには、後述する正電極板３との接続に供するリード線Ｌが取り付けられている。

正負電極板３、４はそれぞれ一枚ずつ設けられている。どちらが正でどちらが負であるかは特に限定されないが、説明のため、図１及び図２において上に位置するものを正電極板３とし、下に位置するものを負電極板４として、以下説明していく。

正電極板３は、図１に示すように、平面視略長方形状の本体部３１と、本体部３１の長辺から延出された外部接続部３２と、本体部３１の短辺から延出された延出接続部３３とを備えている。本体部３１には、短辺方向の略中央に、コンデンサ素子２の電極部２ｂに接続されたリード線Ｌと接続するためのリード線接続部３１ａが複数設けられている。外部接続部３２は、後述するケース５の側壁部５ｂを跨いでケース５外に引き出されるため、側面視略鉤状とされている。具体的には、本体部３１から立ち上がる立ち上がり部と、立ち上がり部の上端から水平方向に延びる水平部と、水平部の先端から垂れ下がる下がり部と、下がり部の下端から水平方向に延びる先端部とを備えている。

本体部３１をケース５に収容すると、図３に示すように樹脂面との境界に位置する基端部３２ａと、ケース５の側壁部５ｂの直上に位置し、ケース５の側壁部５ｂを跨ぐ跨ぎ部３２ｂとが定まる。ケース５外に引き出された先端部は、外部機器との接続に供される接続部３２ｃとなる。接続部３２ｃにはボルトなどを挿通するための接続孔３２ｃ１が設けられている。以下、基端部３２ａと接続部３２ｃとを繋ぐ部位を繋ぎ部３２ｄとし、基端部３２ａ、跨ぎ部３２ｂ、接続部３２ｃ、繋ぎ部３２ｄを有する部位を基部３２ｅと称する。

基部３２ｅは、図１及び図２に示すように、本体部３１の長辺から一辺につき３つ延出されている。これら基部３２ｅは、後述する負電極板４の基部４２ｅを基部３２ｅ、３２ｅ間に配置したときに、基部３２ｅと基部４２ｅとが重なり合わないよう、基部４２ｅの幅より広い間隔をもって水平方向に並んでいる。また、繋ぎ部３２ｄからは、隣り合う基部３２ｅ、３２ｅ同士を連結するようにして連結部が延出されている。この連結部は、基部３２ｅ、３２ｅ間に位置することになる負電極板４の基部４２ｅ（具体的には後述する繋ぎ部４２ｄ）と絶縁を確保した上で重なり合う重ね合わせ部３２ｆとして機能することになる。この重ね合わせ部３２ｆは、端に設けられた基部３２ｅからも延出されている。この場合、基部３２ｅ、３２ｅ同士を連結することはないが、負電極板４の基部４２ｅとは重なり合うことになる。また、重ね合わせ部３２ｆから基端部３２ａにかけては開口又は切欠きが形成されている。この開口又は切欠きは、負電極板４との重なり合いを防止する非重ね合わせ部３２ｇとして機能することになる。

延出接続部３３は、外部接続部３２の基部３２ｅと略同様であって、本体部３１から立ち上がる立ち上がり部と、立ち上がり部の上端から水平方向に延びる水平部と、水平部の先端から垂れ下がる下がり部と、下がり部の下端から水平方向に延びる先端部とを備えている。

負電極板４は、図１に示すように、略Ｕ字状の本体部４１と、本体部４１の上端から延出された外部接続部４２と、本体部４１の下端から延出された延出接続部４３とを備えている。本体部４１は、平面視略長方形状の水平部４１ａと、水平部４１ａの長辺からそれぞれ立ち上がる垂直部４１ｂとからなり、垂直部４１ｂには、コンデンサ素子２の電極部２ｂと接続するための接続片４１ｃが設けられている。外部接続部４２については、正電極板３の外部接続部３２と略同様である。そのため、同添え字を付し詳細な説明は省略する。延出接続部４３は、立ち上がり部が長い他は、正電極板３の延出接続部３３と略同様である。なお、負電極板４の基部４２ｅは、正電極板３の基部３２ｅ、３２ｅ間に位置するよう、ずれた位置に設けられている。延出接続部４３についても同様である。

上記構成の正負電極板３、４は、例えば銅板やアルミニウム板等の金属板（平板状の金属）を、適宜打ち抜き加工や折り曲げ加工することによって形成されている。

ケース５は平面視略矩形状の底部５ａと、底部５ａの四辺からそれぞれ立ち上がる側壁部５ｂとからなる。上面には開口部５ｃが設けられており、内部にはコンデンサ素子２を収容可能な収容空間を備えている。５ｄは、コンデンサ１を外部機器等に取り付けるための取付脚である。

ケース５内に充填される樹脂６は例えばエポキシ樹脂である。ただこれに限らず、ウレタン樹脂等の公知の種々の樹脂を使用可能である。

次に、コンデンサ１の製造方法について説明する。まず、コンデンサ素子群を、負電極板４の本体部４１内（垂直部４１ｂ、４１ｂ間）に入れ込むとともに、外側の電極部２ｂと接続片４１ｃとをはんだ付けなどによって接続する。続いて、正電極板３をコンデンサ素子群の上に重ねるようにして配置するとともに、内側の電極部２ａとリード線接続部３１ａとをリード線Ｌを介して接続する。これにより、コンデンサ素子２と正負電極板３、４とが一体となる。この状態で、正電極板３の基部３２ｅ、３２ｅ間に、負電極板４の基部４２ｅが位置し、負電極板４の基部４２ｅ、４２ｅ間に、正電極板３の基部３２ｅが位置することになる。換言すれば、正電極板３の基部３２ｅと負電極板４の基部４２ｅとが交互に並ぶ。さらに正電極板３の重ね合わせ部３２ｆが、負電極板４の繋ぎ部４２ｄと重ね合わせ部４２ｆとに重なり合い、負電極板４の重ね合わせ部４２ｆが、正電極板３の繋ぎ部３２ｄと重ね合わせ部３２ｆとに重なり合う（互いに平行平板状となる）。正電極板３の基部３２ｅと負電極板４の基部４２ｅとは互いに重なり合うことは無く、隣り合うようにして横並びに配置される。また、正負電極板３、４の外部接続部３２、４２がそれぞれ非重ね合わせ部３２ｇ、４２ｇを備えていることから、基端部３２ａ、４２ａと重ね合わせ部３２ｆ、４２ｆの間での正負電極板３、４の重なり合いは生じない。接続部３２ｃ、４２ｃは、上下方向と左右方向の位置が揃った状態で並ぶ。延出接続部３３、４３については互いに隣り合うようにして横並びに配置される。

次に、一体となったコンデンサ素子２と正負電極板３、４とをケース５に収容する。この際、外部接続部３２、４２と延出接続部３３、４３がそれぞれケース５外に引き出されるようにして収容する。そして、ケース５内に樹脂６を充填し、コンデンサ素子２と、外部接続部３２、４２および延出接続部３３、４３を除く正負電極板３、４とを樹脂封止することで、コンデンサ１の製造を完了する。

上記構成のコンデンサ１は、隣り合う同極の基部３２ｅ、３２ｅ（４２ｅ、４２ｅ）同士が重ね合わせ部３２ｆ（４２ｆ）によって互いに連結されているため、重ね合わせ部３２ｆ（４２ｆ）が設けられた部分での断面積が大きく、さらにこの断面積が大きくなった部分同士を互いに重ね合わせているため、ＥＳＬを飛躍的に低減することができる。例えば、１ＭＨｚの交流電流を印加した時における隣り合う異極の接続部３２ｃ、４２ｃ間のＥＳＬの平均値は、重ね合わせ部３２ｆ、４２ｆが無いものが約２２．６ｎＨであるのに対して、重ね合わせ部３２ｆ、４２ｆがあるもの（上記実施形態のもの）は約１１．６ｎＨと、ＥＳＬがほぼ半減することが分かっている。

また、上記構成のコンデンサ１は、正電極板３の重ね合わせ部３２ｆと樹脂６との間に、開口又は切欠きからなる非重ね合わせ部３２ｇが設けられている。負電極板４の重ね合わせ部４２ｆと樹脂６との間についても同様である。そのため、毛細管現象による樹脂６の這い上がりが生じることは無く、外部接続部３２、４２同士を重ね合わせているにも関わらず、樹脂漏れを確実に防止することができる。

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、重ね合わせ部３２ｆが、繋ぎ部４２ｄのうち、跨ぎ部４２ｂよりも外側（接続部４２ｃ側）の部分でのみ重なり合っていたが、樹脂６に接しなければ、跨ぎ部４２ｂを超えて基端部４２ａ側で重なり合っていても良い。すなわち、毛細管現象が生じないようにする非重ね合わせ部３２ｇが、重ね合わせ部３２ｆと基端部４２ａとの間に形成されれば良い。負電極板４でも同様である。また、正負電極板３、４の本体部３１、４１がケース５内において互いに重なり合っていても良い。

コンデンサ素子２の数や、外部接続部３２、４２の基部３２ｅ、４２ｅの数は適宜変更可能である。例えばコンデンサ素子２は１つでも良いし、基部３２ｅ、４２ｅも正負電極板３、４でそれぞれ１つずつでも良い。また、上記実施形態では、正負電極板３、４の基部３２ｅ、４２ｅからそれぞれ重ね合わせ部３２ｆ、４２ｆが延出されていたが、いずれか一方のみから延出されても良い。コンデンサ素子２としては、フィルムコンデンサに限らず、公知の種々のコンデンサ素子を使用可能である。また、形状としても種々の形状を採用可能である。

１ コンデンサ
２ コンデンサ素子
２ａ 一方の電極
２ｂ 他方の電極
３ 正電極板
３１ 本体部
３１ａ リード線接続部
３２ 外部接続部
３２ａ 基端部
３２ｂ 跨ぎ部
３２ｃ 接続部
３２ｃ１ 接続孔
３２ｄ 繋ぎ部
３２ｅ 基部
３２ｆ 重ね合わせ部
３２ｇ 非重ね合わせ部
３３ 延出接続部
４ 負電極板
４１ 本体部
４１ａ 水平部
４１ｂ 垂直部
４１ｃ 接続片
４２ 外部接続部
４２ａ 基端部
４２ｂ 跨ぎ部
４２ｃ 接続部
４２ｃ１ 接続孔
４２ｄ 繋ぎ部
４２ｅ 基部
４２ｊ 連結部
４２ｆ 重ね合わせ部
４２ｇ 非重ね合わせ部
４３ 延出接続部
５ ケース
５ａ 底部
５ｂ 側壁部
５ｃ 開口部
５ｄ 取付脚
６ 樹脂
Ｌ リード線

Claims (3)

1. コンデンサ素子と、
   コンデンサ素子と接続される正負電極板と、
   コンデンサ素子と正負電極板とを収容するケースと、
   ケース内に充填される樹脂とを備え、
   正負電極板が、ケース外に引き出される外部接続部をそれぞれ有し、
   これら外部接続部が、樹脂面との境界に位置する基端部と、外部機器との接続に供される接続部と、基端部と接続部とを繋ぐ繋ぎ部とを有する基部をそれぞれ有しており、
   少なくとも一方の電極板の外部接続部が、基部から延出され、他方の電極板の繋ぎ部と重なり合う重ね合わせ部と、この重ね合わせ部と他方の電極板の基端部との間に、正負電極板の重なり合いを防止する非重ね合わせ部とを有している、コンデンサ。
2. 少なくとも一方の電極板の基部が複数設けられ、
   一方の電極板の基部間に、他方の電極板の基部が配置されており、
   隣り合う一方の電極板の基部同士が、重ね合わせ部によって互いに連結されている、請求項１記載のコンデンサ。
3. 正負電極板の基部がそれぞれ複数設けられ、
   正電極板の基部と負電極板の基部とが交互に並んで配置されており、
   正電極板の基部同士が重ね合わせ部によって互いに連結され、
   負電極板の基部同士が重ね合わせ部によって互いに連結されている、請求項１または２記載のコンデンサ。

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