JP2023131851A - コンデンサユニット - Google Patents

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隆志 森
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Abstract

【課題】収納ケースとコンデンサ素子とのクリアランスを確保できるとともに、コンデンサ素子を保持できるコンデンサユニットを提供する。【解決手段】結束ユニット2(コンデンサユニット)は、複数のコンデンサ素子3と、スペーサ部材6と、バスバー7,8とを備える。スペーサ部材6は、2行2列に密接して配置されたコンデンサ素子3の集合体の周側面3cを覆う筒状部6aと、筒状部6aの中心軸方向の両端に設けられ、それぞれ筒状部6aの内側に張り出した第1、第2爪部6b,6cとを有する。この構成によれば、スペーサ部材6により各コンデンサ素子3を保持できるとともに、収納ケース4とコンデンサ素子3との間のクリアランスを確保できる。【選択図】図1

Description

本発明は、コンデンサがケースに収納されたコンデンサユニットに関する。
従来、フィルムコンデンサなどのコンデンサ素子が収納ケースに収納されたユニットがある。例えば、特許文献1に記載のフィルムコンデンサは、フィルムコンデンサが収納ケースに収納された状態で、収納ケースの収納空間に樹脂が充填される。また、フィルムコンデンサの電極は、引き出しリードにより収納ケースの開口に設けられた外部端子まで引き出されている。
特許6262462号公報(段落0017~0021、図1~図4など)
特許文献1に記載のように、コンデンサ素子が収納ケースに収納され、樹脂で充填される構成の場合、フィルムコンデンサの信頼性向上のためにフィルムコンデンサの周囲が確実に樹脂で覆われているのが好ましい。そのため、収納ケースとフィルムコンデンサとの間に一定の隙間(クリアランス)を設けて樹脂の充填性を向上させる必要がある。また、フィルムコンデンサの電極と外部端子との接続を確実に行う必要もある。そこで、従来では外部端子付きのフィルムコンデンサの製造過程において、位置決めを行うための位置決め治具や、収納ケース内のフィルムコンデンサの位置を決める位置決め治具や位置決め機構などが必要になる。
本発明は、上記した課題を鑑みてなされたものであり、収納ケースとコンデンサ素子とのクリアランスを確保できるとともに、コンデンサ素子を保持できるコンデンサユニットを提供することを目的とする。
前記の目的を達成するため、本発明にかかるコンデンサユニットは、充填樹脂とともに収納ケースに収納されるコンデンサユニットにおいて、コンデンサ素子と、前記収納ケースと前記コンデンサ素子とのクリアランスを確保するスペーサ部材とを備え、前記スペーサ部材は、前記コンデンサ素子が前記収納ケースに収納された状態で、前記収納ケースの開口を除く当該収納ケースの内壁面と前記コンデンサ素子との間に介在するとともに、前記コンデンサ素子の移動を規制して保持する保持機構を備えることを特徴としている。
この構成によれば、スペーサ部材により、コンデンサ素子と収納ケースとの間のクリアランスが確保できるため、収納ケースに充填される樹脂の流動性を向上させることができる。また、スペーサ部材がコンデンサ素子を保持する保持機構を備えるため、製造過程でコンデンサ素子の位置決めを行う押さえ治具が必要なく、製造コストの削減を図ることができる。
また、前記コンデンサ素子は、所定間隔を空けて略平行に配置された第1電極および第2電極と、前記第1電極と前記第2電極の端縁同士を繋ぐ周側面とを有し、前記スペーサ部材は、前記コンデンサ素子の前記周側面を囲って、当該周側面と前記収納ケースの内壁面との間に介在する筒状部と、前記筒状部の中心軸方向の一方端部において筒内側に張り出して、前記第1電極と前記収納ケースの内壁面との間に介在する第1爪部と、前記筒状部の前記中心軸方向の他方端部において筒内側に張り出して、前記第2電極と前記収納ケースの内壁面との間に介在する第2爪部とを有するようにしてもよい。
この構成によれば、コンデンサ素子の周側面がスペーサ部材の筒状部に囲まれるため、筒状部の厚みの分、コンデンサ素子と収納ケースとの間のクリアランスを確保できる。
また、コンデンサ素子の第1電極と収納ケースの内壁面との間にスペーサ部材の第1爪部が介在するため、第1爪部の厚みの分、第1電極と収納ケースとの間のクリアランスを確保できる。また、コンデンサ素子の第2電極と収納ケースの内壁面との間にスペーサ部材の第2爪部が介在するため、第2爪部の厚みの分、第2電極と収納ケースとの間のクリアランスを確保できる。また、筒状部と第1、第2爪部とによりコンデンサ素子の位置決めができるため、製造過程でコンデンサ素子の位置決めを行う押さえ治具が必要なく、製造コストの削減を図ることができる。
また、前記スペーサ部材は、有底の網かご状に形成されていてもよい。
この構成によれば、スペーサ部材により確実にコンデンサ素子を保持することができる。また、スペーサ部材が網かご状に形成されているため、充填樹脂の流動性を高めることができる。
また、前記スペーサ部材は、絶縁材料で形成され、前記収納ケースが導電性材料で形成されていてもよい。
この構成によれば、収納ケースが金属などの導電性材料で形成されていても、スペーサ部材により、コンデンサ素子と収納ケースとの絶縁性を確保することができる。
本発明によれば、スペーサ部材により、コンデンサ素子と収納ケースとの間のクリアランスが確保できるため、収納ケースに充填される樹脂の流動性を向上させることができる。また、スペーサ部材がコンデンサ素子を保持する保持機構を備えるため、製造過程でコンデンサ素子の位置決めを行う押え治具が必要なく、製造コストの削減を図ることができる。
本発明の第1実施形態に係る結線ユニットを含むケースモールド型コンデンサの分解斜視図である。 図1の結線ユニットの製造プロセスを示す図である。 図2に続く結線ユニットの製造プロセスを示す図である。 図3に続く結線ユニットの製造プロセスを示す図である。 結線ユニットの側面図である。 結線ユニットを組み込んでケースモールド型コンデンサを完成させるまでの製造プロセスを示す図である。 収納ケースとコンデンサ素子とのクリアランスを説明するための図である。 樹脂の注入量の指標を説明するための図である。 本発明の第2実施形態に係る結線ユニットを含むケースモールド型コンデンサの分解斜視図である。 図9の結線ユニットを説明するための斜視図である。 図9の結線ユニットの変形例を示す図である。
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態にかかる結線ユニットを含むコンデンサ装置について、図1~図8を参照して説明する。なお、図1は本発明の一実施形態に係るコンデンサ装置の分解斜視図、図2は図1の結線ユニットの製造プロセスを示す図、図3は図2に続く結線ユニットの製造プロセスを示す図、図4は図3に続く結線ユニットの製造プロセスを示す図
、図5は結線ユニットの側面図、図6は結線ユニットを組み込んでケースモールド型コンデンサを完成させるまでの製造プロセスを示す図、図7は収納ケースとコンデンサ素子とのクリアランスを説明するための図、図8は樹脂の注入量の指標を説明するための図である。
(ケースモールド型コンデンサの構成)
本発明の一実施形態にかかる結線ユニット2を含むケースモールド型コンデンサ1は、複数のコンデンサ素子3(この実施形態では4つ)が保持された状態で結線された結線ユニット2と、収納ケース4と、収納ケース4内に充填された充填樹脂5とを備える。
結線ユニット2(本発明の「コンデンサユニット」に相当)は、複数のコンデンサ素子3と、各コンデンサ素子3を保持するとともに各コンデンサ素子3と収納ケース4との間のクリアランスを確保するためのスペーサ部材6と、第1電極用のバスバー7と、第2電極用のバスバー8とを有する。
各コンデンサ素子3は、例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリプロピレン等の誘電体材料で形成された誘電体フィルムと、アルミニウム、銅、亜鉛などの金属または合金から成る金属層(電極)とを交互に積層、または、少なくとも片面を金属で蒸着した誘電体フィルムを積層、巻回したフィルムコンデンサである。
個々のコンデンサ素子3は、平面視で略矩形の直方体(または立方体)をなし、その巻回軸方向の一端に第1電極3a(P極)が形成され、巻回軸方向の他端に第2電極3b(N極)が形成される。このとき、第1電極3a(P極)と第2電極3b(N極)とは所定間隔を空けて略平行に配置される。なお、第1電極3a(P極)および第2電極3b(N極)は、それぞれ銅、アルミニウム、亜鉛、錫、半田等の金属または合金が溶射されることにより形成された、いわゆるメタリコン電極で形成されている。
各コンデンサ素子3は、2行2列に配列された状態でスペーサ部材6で保持される。このとき、各コンデンサ素子3は、図1に示すように第1電極3a(P極)が前方側(図1の前方側)に配置され、第2電極3b(N極)が後方側(図1の後方側)に配置される。すなわち、各第1電極3a(P極)は前後側のうちの同じ側に配置される。これにより、各第1電極3a(P極)が同一平面上に配置されるとともに、各第2電極3b(N極)も同一平面上に配置される。また、各コンデンサ素子3は、第1電極3a(P極)と第2電極3b(N極)とを繋ぐ周側面3cが、隣接したコンデンサ素子3の周側面3cと接した状態で保持される。
なお、この実施形態では各コンデンサ素子3を2行2列の4個配置する構成を例として説明したが、コンデンサ素子3の総数は適宜変更可能である。このとき、各第1電極3a(P極)を図1の前後のうちの一方側に配置するとともに、各第2電極3b(N極)を図1の前後のうちの他方側に配置するとよい。また、各コンデンサ素子3は、マトリクス状に密接して配置するとよい。
スペーサ部材6は、各コンデンサ素子3を保持して固定するとともに、各コンデンサ素子3と収納ケース4との間のクリアランスを確保するための部材であり、筒状部6aと、筒状部6aの中心軸方向の一端(前端)から張り出した第1爪部6bと、筒状部6aの中心軸方向の他端(後端)から張り出した第2爪部6cと、収納ケース4に装着したときの位置決めと固定を行うための位置決め係止部6dとを備える。なお、詳細な説明は省略するが、筒状部6aの上壁板6a2の外側面には、第1電極用のバスバー7と、第2電極用のバスバー8の絶縁を行うための絶縁機構6fも形成されている。なお、以下では、図1の前後方向、左右方向、上下方向を基準として説明する。
スペーサ部材6は、例えば、エポキシ樹脂などの絶縁材料で形成されており、筒状部6a、各第1爪部6b、各第2爪部6c、絶縁機構6fが一体形成されている。
筒状部6aは、中心軸方向を垂線に持つ断面(中心軸方向に垂直な方向の断面)が矩形状に形成された矩形筒状に形成されており(図1、図2(b)など)、その内側に4つのコンデンサ素子3を収納する。筒状部6aの開口部の矩形のサイズは、2行2列に配列されたコンデンサ素子3の集合体を収納できるように、当該集合体よりも若干大きなサイズに形成されている。
なお、筒状部6aは、各コンデンサ素子3の周側面3cと収納ケース4の内壁面との間に介在するため、少なくとも各壁板(下壁板6a1、右壁板6a3、左壁板6a4)の厚み分は、各コンデンサ素子3の周側面3cと収納ケース4の内壁面との間のクリアランスが確保される。
図2(a)などに示すように、筒状部6aを形成する4つの壁板のうちの一つの壁板である下壁板6a1からは、複数の第1爪部6b(この実施形態では3つ)と複数の第2爪部6c(この実施形態では3つ)とが形成される。各第1爪部6bは、L字状に形成されており、下壁板6a1の前端(下壁板6a1の筒状部6aの中心軸方向の前端)から、当該中心軸方向に延在する爪本体部6b1と、爪本体部6b1の前端から、爪本体部6b1に対して略90°筒状部6aの内側に屈曲する係止部6b2とを有する。第1爪部6bは、コンデンサ素子3の前方向(図2の前方向)の移動を規制するものであり、所定のコンデンサ素子3が前方向に移動しようとした際、当該コンデンサ素子3の第1電極3a(P極)が係止部6b2に当接し、それ以上、前側に移動できないように規制する。
第1爪部6bは、下壁板6a1側に配置された2つのコンデンサ素子3に対して、少なくとも1個ずつ対応して設けられる。なお、この実施形態では、一方のコンデンサ素子3に対応して1つの第1爪部6bが設けられ、他方のコンデンサ素子3に対応して2つの第1爪部6bが設けられている。
また、第1爪部6bは、各コンデンサ素子3の第1電極3a(P極)と収納ケース4の内壁面との間に介在するため、少なくとも第1爪部6bの係止部6b2の厚みの分、収納ケース4の内壁面と各第1電極3aとの間にクリアランス(隙間)が形成される。なお、第1爪部6bの厚みは、第1電極用のバスバー7の厚みよりも厚く形成されている。これにより、第1電極用のバスバー7と収納ケース4との間にもクリアランスが形成される(図7)。
なお、第1爪部6bは、1つのコンデンサ素子3に対して少なくとも1つ設けられていればよく、その個数は適宜変更可能である。
各第2爪部6cは、L字状に形成されており、下壁板6a1の後端(下壁板6a1の筒状部6aの中心軸方向の後端)から、当該中心軸方向に延在する爪本体部6c1と、爪本体部6c1の後端から、爪本体部6c1に対して略90°筒状部6aの内側に屈曲する係止部6c2とを有する。第2爪部6cは、コンデンサ素子3の後方向(図2の後方向)の移動を規制するものであり、所定のコンデンサ素子3が後方向に移動しようとした際、当該コンデンサ素子3の第2電極3b(N極)が係止部6c2に当接し、それ以上、後方向に移動できないように規制する。
第2爪部6cは、下壁板6a1側に配置された2つのコンデンサ素子3に対して、少なくとも1個ずつ対応して設けられる。なお、この実施形態では、1つの第1爪部6bが設けられたコンデンサ素子3に対しては、2つの第2爪部6cが設けられており、当該1つの第1爪部6bは、図1の前後方向から見たときに、当該2つの第2爪部6cの略中間の位置に配置されている。また、2つの第1爪部6bが設けられたコンデンサ素子3に対しては、1つの第2爪部6cが設けられており、当該1つの第2爪部6cは、図1の前後方向から見たときに、当該2つの第1爪部6bの略中間の位置に配置されている。
また、第2爪部6cは、各コンデンサ素子3の第2電極3b(N極)と収納ケース4の内壁面との間に介在するため、少なくとも第2爪部6cの係止部6c2の厚みの分、収納ケース4の内壁面と各第2電極3bとの間にクリアランス(隙間)が形成される。なお、第2爪部6cの厚みは、第2電極用のバスバー8の厚みよりも厚く形成されている。これにより、第2電極用のバスバー8と収納ケース4との間にクリアランスが形成される(図7)。
なお、第2爪部6cは、1つのコンデンサ素子3に対して少なくとも1つ設けられていればよく、その個数は適宜変更可能である。
筒状部6aの4つの壁板6a1~6a4のうち、下壁板6a1、右壁板6a3、左壁板6a4それぞれの外側面には、それぞれの中央部に筒状部6aの周方向に沿って連続してガイド凸部6eが形成される。ガイド凸部6eは、収納ケース4に形成されたガイド溝9に対応して設けられており、結線ユニット2を収納ケース4の開口部4aから挿入する際に、ガイド凸部6eをガイド溝9に嵌め合わせてスライドさせることで結線ユニット2の収納ケース4に対する位置決めが行われる。
筒状部6aの上壁板6a2の外側面の両端部(図1または図2の左右方向の端部)それぞれには、位置決め係止部6dが設けられる。図2に示すように、位置決め係止部6dはそれぞれL字状に形成されており、収納ケース4の開口部4aに形成された係止窪み4bに係止されることで、ガイド凸部6eによる位置決め・固定に加えて、結線ユニット2の収納ケース4に対する位置決め・固定が補強される。
第1電極用のバスバー7は、各コンデンサ素子3の第1電極3a(P極)を外部装置に接続するための引き出し配線であり、例えば、銅で形成された板状部材である。第1電極用のバスバー7は、図略同一平面上に配置された各第1電極3a(P極)と当接する部分(当接する板面)に、それぞれ短冊状の複数の外部接続端子7aが形成されている(図5(a)など)。この実施形態において当該外部接続端子7aは、1つの第1電極3a(P極)に対して2つずつ設けられており、接続対象となる第1電極3a(P極)と重なる箇所において、切り欠きまたはくり抜きにより形成されている。各外部接続端子7aは、半田付けにより対応する第1電極3a(P極)に接続される。
第2電極用のバスバー8は、各コンデンサ素子3の第2電極3b(N極)を外部装置に接続するための引き出し配線であり、例えば、銅で形成された板状部材である。第2電極用のバスバー8は、図略同一平面上に配置された各第2電極3b(N極)と当接する部分(当接する板面)に、それぞれ短冊状の複数の外部接続端子8aが形成されている(図5(b)など)。この実施形態において当該外部接続端子8aは、1つの第2電極3b(N極)に対して2つずつ設けられており、接続対象となる第2電極3b(N極)と重なる箇所において、切り欠きまたはくり抜きにより形成されている。各外部接続端子8aは、半田付けにより対応する第2電極3b(N極)に接続される。
このように、各第1電極3a(P極)と第1電極用のバスバー7との接続、および、各第2電極3b(N極)と第2電極用のバスバー8との接続により、各コンデンサ素子3が並列に接続されたケースモールド型コンデンサ1が形成される。
なお、第1電極用のバスバー7および第2電極用のバスバー8は、銅に限らず、例えばアルミニウムや銀や合金など、配線パターンに使用される導電性材料で形成することができる。
また、この実施形態では、外部接続端子7aを1つの第1電極3a(P極)に対して2つずつ設けるようにしたが、例えば、1つの第1電極3a(P極)に対して1つずつ設けるようにしてもよいし、3つ以上設けるようにしてもよい。また、外部接続端子8aについても同様にその個数は適宜変更可能である。
収納ケース4は、結線ユニット2を収納するものであり、一の方向(図1では上方向)が開放された箱状部材である。開口部4aは矩形状をなし、当該開口部4aから挿入して結線ユニット2が収納される。また、収納ケース4の内壁面には、スペーサ部材6に形成されたガイド凸部6eに対応する位置にガイド溝9が形成されており、ガイド凸部6eをガイド溝9に合わせた状態で、結線ユニット2を例えば図1の下方向にスライドさせることで、結線ユニット2が収納ケース4に対して位置決めされた状態で収納される。
収納ケース4は、銅、アルミニウム、ステンレスなどの金属、樹脂やプラスチックなどの有機材料、セラミックなど無機材料などの種々の材料で形成することができる。なお、この実施形態において収納ケース4は金属で形成されており、グランド電極としても機能している。
充填樹脂5は、収納ケース4と結線ユニット2との間の空きスペースを埋めるもので、例えば、エポキシ樹脂で形成される。なお、充填樹脂5はエポキシ樹脂に限らず、電子部品の封止樹脂として採用される種々の絶縁材料で形成することができる。なお、図1や図6(b)では、充填樹脂5が硬化したときの形状を模式的に示したものであり、硬化前は液体の状態で収納ケース4に充填される。
(ケースモールド型コンデンサの製造方法)
次に、結線ユニットの製造方法(組み込み方法)について、図2~図6を参照して説明する。
まず、第1電極用のバスバー7を作業台などに載置した状態で、筒状部6aの前端側の開口が第1電極用のバスバー7に対向する向きで、スペーサ部材6を第1電極用のバスバー7に装着する(図2(a)、図2(b))。このとき、第1電極用のバスバー7のコの字状に屈曲した部分をスペーサ部材6の絶縁機構6fが形成されている箇所に嵌合させることにより装着する。なお、図2(c)は、スペーサ部材6が第1電極用のバスバー7に装着された状態(図2(b))を、第1電極用のバスバー7側から見たときの斜視図である。
次に、各コンデンサ素子3をスペーサ部材6の筒状部6aの内側にセットする(図3(a)、図3(b))。この状態では、各コンデンサ素子3の上下方向と左右方向の移動が筒状部6aにより規制される。また、下壁板6a1寄りに配置された2つのコンデンサ素子3については、第1爪部6bと第2爪部6cとにより前後方向に移動が規制される。一方、残りの2つのコンデンサ素子3は、第1電極用のバスバー7により上方向の移動が規制される。なお、図3(c)は、コンデンサ素子3がスペーサ部材6の筒状部6aにセットされた状態(図3(b))を、第1電極用のバスバー7側から見たときの斜視図である。
次に、第2電極用のバスバー8をスペーサ部材6に装着する。このとき、第2電極用のバスバー8が筒状部6aの後端側の開口に対向する向きで、第2電極用のバスバー8をスペーサ部材6に装着する(図4(a)、図4(b))。この状態では、第1電極用のバスバー7と第2電極用のバスバー8との間にスペーサ部材6の絶縁機構6fが介在することから、第1電極用のバスバー7と第2電極用のバスバー8との間の絶縁が確保される。
なお、図4(c)は、第2電極用のバスバー8がスペーサ部材6に装着された状態(図4(b))を、第1電極用のバスバー7側から見たときの斜視図である。
次に、第1電極用のバスバー7に形成された各外部接続端子7aを、対応するコンデンサ素子3の第1電極3aに半田付けするとともに、第2電極用のバスバー8に形成された各外部接続端子8aを、対応するコンデンサ素子3の第2電極3bに半田付けする(図5(a)、図5(b))。これにより、結線ユニット2が完成する。
次に、結線ユニット2を収納ケース4に収納する(図6(a))。このとき、スペーサ部材6のガイド凸部6eを収納ケース4の内壁面に形成されたガイド溝9に位置合わせした状態でスライドさせる。
次に、収納ケース4の開口部4aから液体のエポキシ樹脂を注入し、所定の温度(例えば、200℃程度)で硬化させることによりケースモールド型コンデンサ1が完成する(図6(b)、図6(c))。
(充填樹脂5の注入量)
なお、コンデンサ素子3は、充填樹脂5に覆われていない箇所があると、製品の信頼性が低下する。そのため、各コンデンサ素子3が充填樹脂5により確実に覆われるように収納ケース4に注入する樹脂の量(充填量)を管理する必要がある。この実施形態では、充填樹脂5を形成する樹脂の充填量の指標としてスペーサ部材6を利用できるように構成されている。
図8に示すように、結線ユニット2を収納ケース4に収納した状態では、位置決め係止部6dが収納ケース4の係止窪み4bに係止される。したがって収納ケース4の開放方向以外の方向へは、結線ユニット2の移動が規制される。また、各コンデンサ素子3がスペーサ部材6の筒状部6a内に配置されるため、各コンデンサ素子3の上方向の移動が規制される。すなわち、コンデンサ素子3の最も高い位置は略固定され、少なくとも筒状部6aより上にいくことはない(コンデンサ素子3の浮き防止)。なお、図8では、収納ケース4の内壁面と結線ユニット2の各部材との位置関係を分かりやすくするために破線で表示している。
そこで、充填樹脂5の樹脂の充填量について、スペーサ部材6の筒状部6aが埋まる量を最少量として充填量を管理する。このようにすると、少なくともコンデンサ素子3の最上位位置と、筒状部6aの最上位置との間の分は、コンデンサ素子3上の樹脂の厚みとして確保できる。これにより、別途、樹脂の注入量の指標メモリなどのインジケータを形成する必要がなくなる。
(効果)
したがって、上記した実施形態によれば、スペーサ部材6により、各コンデンサ素子3と収納ケース4との間のクリアランスが確保できるため、収納ケース4に充填される樹脂(充填樹脂5)の流動性を向上させることができる。具体的には、各第1爪部6bの厚みの分、コンデンサ素子3の第1電極3aと収納ケース4の内壁面と間のクリアランスが確保され、各第2爪部6cの厚みの分、コンデンサ素子3の第2電極3bと収納ケース4の内壁面との間のクリアランスが確保され、筒状部6aの厚みの分、コンデンサ素子3の周側面3cと収納ケース4の内壁面との間のクリアランスが確保される。
また、例えば、従来ではコンデンサ素子とバスバーの接続端子とを接続する際などの製造過程でコンデンサ素子の位置決め治具などが必要になるが、この実施形態では、各コンデンサ素子3がスペーサ部材6で保持されるため、位置決め治具などが必要なく、製造コストの削減を図ることができる。
また、絶縁材料で形成されたスペーサ部材6により、収納ケース4と各コンデンサ素子3との間のクリアランスが確実に確保されるため、収納ケース4を金属材料で形成してグランド電極として機能させた場合であっても、収納ケース4に結線ユニット2を収納する前に結線ユニット2を他の絶縁部材で覆うことなく、各コンデンサ素子3と収納ケース4との絶縁性を確保することができる。
<第2実施形態>
本発明の第2実施形態に係る結線ユニットを含むケースモールド型コンデンサについて図9および図10を参照して説明する。ここで、図9はケースモールド型コンデンサ100の分解斜視図、図10は結線ユニット200を説明するための図である。なお、本実施形態では第1実施形態と異なるところを中心に説明し、同じまたは同様の構成である部材は同一符号を付すことにより説明を省略する。
この実施形態にかかるケースモールド型コンデンサ100は、複数のコンデンサ素子3(この実施形態では2つ)が保持された状態で結線された結線ユニット200と、収納ケース4と、収納ケース4内に充填された充填樹脂5とを備える。なお、第2実施形態にかかるケースモールド型コンデンサ100は、主としてコンデンサ素子3の数およびスペーサ部材60の形状が第1実施形態のケースモールド型コンデンサ1と異なる。
結線ユニット2は、2つのコンデンサ素子3と、各コンデンサ素子3を保持するとともに各コンデンサ素子3と収納ケース4との間のクリアランスを確保するためのスペーサ部材60と、第1電極用のバスバー70と、第2電極用のバスバー80とを有する。
両コンデンサ素子3は、横並び(1行2列)に配置された状態でスペーサ部材60に保持される。このとき、両コンデンサ素子3は、図9および図10に示すように、第1電極3a(P極)が略同一平面上に配置されるとともに、第2電極3b(N極)が略同一平面上に配置される。また、両コンデンサ素子3は、周側面3cが接した状態で横並びで保持される。
なお、この実施形態では各コンデンサ素子3を1行2列の2個配置する構成を例として説明したが、コンデンサ素子3の総数は適宜変更可能である。例えば、第1実施形態のように、4個のコンデンサ素子を2行2列のマトリクス状に配置してもよい。このとき、各第1電極(P極)を同一平面上に配置し、各第2電極(N極)を同一平面上に配置するとよい。
スペーサ部材60は、両コンデンサ素子3を保持して固定するとともに、両コンデンサ素子3と収納ケース4との間のクリアランスを確保する。
具体的には、スペーサ部材60は、図9および図10に示すように、複数のリブ60aが網目状に配列されて一体的に形成されることにより、一の方向が開放された有底の網かご状に形成されている。なお、スペーサ部材60は、例えば、エポキシ樹脂などの絶縁材料で形成されている。
このように、スペーサ部材60を有底の網かご状に形成することで、スペーサ部材60の開放方向以外の方向への移動が規制された状態で、両コンデンサ素子3が保持される。また、スペーサ部材60が、両コンデンサ素子3の周側面3cと収納ケース4の内壁面との間に介在し、両コンデンサ素子3それぞれの第1電極3a(P極)と収納ケースの内壁面との間に介在し、両コンデンサ素子3それぞれの第2電極3b(N極)と収納ケースの内壁面との間に介在する。したがって、スペーサ部材60のリブ60aの厚みの分、両コンデンサ素子3の周側面3c、第1電極3a(P極)、第2電極3b(N極)それぞれと収納ケース4の内壁面との間のクリアランスが確保される。
本実施形態の結線ユニット200は、以下のように製造される。例えば、第1電極用のバスバー70を作業台などに載置し、その上から横並びに並べられた両コンデンサ素子3をセットする。このとき、外部接続端子70aとコンデンサ素子3の第1電極3aとの位置合わせを併せて行う。その後、コンデンサ素子3の第1電極3aと各外部接続端子70aとを半田付けにより接続する。
次に、コンデンサ素子3の第2電極3bが上面にくるように裏返し、第2電極用のバスバー80をセットする。このとき、外部接続端子70bとコンデンサ素子3の第2電極3bとの位置合わせを併せて行う。その後、コンデンサ素子3の第2電極3bと各外部接続端子70bとを半田付けにより接続する。
次に、両コンデンサ素子3に第1電極用のバスバー70と第2電極用のバスバー80とが接続された状態のものを網かご状のスペーサ部材60の開口から挿入し、結線ユニット200が完成する(図10(a)、図10(b))。
その後は、第1実施形態のケースモールド型コンデンサ1の製造方法と同様に、結線ユニット200を収納ケース4に収納した状態で、収納ケース4の開口から液状の樹脂を注入し、硬化させることでケースモールド型コンデンサ100が完成する。
このように、スペーサ部材60を網かご状に形成しても、コンデンサ素子3を保持するとともに、収納ケース4の内壁面とコンデンサ素子3との間のクリアランスを確保することができる。また、収納ケース4の内壁面とコンデンサ素子3との間のクリアランスを確保できるため、収納ケース4とコンデンサ素子3との絶縁性を確保できる。また、スペーサ部材60を網かご状とすることで、充填樹脂5の樹脂の流動性も十分に確保することができる。
(第2実施形態の結線ユニットの変形例)
次に、図11を参照して、第2実施形態の結線ユニットの変形例について説明する。本例の結線ユニット201が、図9および図10を参照して説明した第2実施形態の結線ユニット200と異なるところは、図11に示すように、スペーサ部材63の構成が異なることである。その他の構成は第2実施形態の結線ユニット200と同じもしくは同様であるので同一符号を付して説明を省略する。なお、第2実施形態ではコンデンサ素子3が2つ設けられていたが、本例では1つの場合を例として説明する。
本例のスペーサ部材63は、図11に示すように、着脱可能に形成されたケース体61とカバー体62とで構成される。なお、本例のスペーサ部材63もケース体61にカバー体62が装着された状態では有底の網かご状に形成される。
ケース体61は、複数のリブ61aにより網目状に形成され、全体として、コンデンサ素子3の第1電極3a(P極)と周側面3cの両サイドを覆うように断面コ字状に形成され、コンデンサ素子3を収納可能に構成される。
カバー体62は、ケース体61と同様、複数のリブ62aにより網目状に形成されるとともに、ケース体61のコンデンサ素子3の周側面3cを覆う箇所に重なる箇所にフック状の係止体62bが複数形成される(図11(b))。また、スペーサ部材63の底部に相当する箇所もカバー体62に形成される。そして、ケース体61のリブ61aにカバー体62の係止体62bに係止されることで、スペーサ部材63が形成される。
結線ユニット201の製造プロセスについて簡単に説明すると、まず、コンデンサ素子3の第1電極3aに第1電極用のバスバー71を半田付けし、第2電極3bに第2電極用のバスバー81を半田付けし、これを作業台などに載置したケース体61に装着する(図11(a))。
次に、コンデンサ素子3が装着されたケース体61の上側からカバー体62を装着する。このとき、両側の係止体62bの弾性を利用し、それぞれを内側(コンデンサ素子3の収納空間側)に歪ませながら、フック状の先端をケース体61のリブ61aとコンデンサ素子3との間の隙間に通し、当該先端がケース体61のリブ61aに係止可能な位置まで下降させる(図11(b))。その結果、カバー体62のリブ62aが第2電極用のバスバー81に当接する。
これにより、ケース体61にカバー体62の装着が完了し、コンデンサ素子3が収納されたスペーサ部材63ならびに結線ユニット201が完成する。
本例のように構成しても、上記した第2実施形態と同様、コンデンサ素子3を保持するとともに、収納ケース4の内壁面とコンデンサ素子3との間のクリアランスを確保することができる。また、収納ケース4の内壁面とコンデンサ素子3との間のクリアランスを確保できるため、収納ケース4とコンデンサ素子3との絶縁性を確保できる。また、スペーサ部材63を網かご状とすることで、充填樹脂5の樹脂の流動性も十分に確保することができる。
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
また、本発明は、コンデンサ素子が収納ケースに収納される種々のコンデンサユニットに広く適用することができる。
2:結線ユニット(コンデンサユニット)
4:収納ケース
6:スペーサ部材
6a:筒状部
6b:第1爪部
6c:第2爪部

Claims (4)

  1. 充填樹脂とともに収納ケースに収納されるコンデンサユニットにおいて、
    コンデンサ素子と、
    前記収納ケースと前記コンデンサ素子とのクリアランスを確保するスペーサ部材とを備え、
    前記スペーサ部材は、前記コンデンサ素子が前記収納ケースに収納された状態で、前記収納ケースの開口を除く当該収納ケースの内壁面と前記コンデンサ素子との間に介在するとともに、前記コンデンサ素子の移動を規制して保持する保持機構を備える
    ことを特徴とするコンデンサユニット。
  2. 前記コンデンサ素子は、所定間隔を空けて略平行に配置された第1電極および第2電極と、前記第1電極と前記第2電極の端縁同士を繋ぐ周側面とを有し、
    前記スペーサ部材は、
    前記コンデンサ素子の前記周側面を囲って、当該周側面と前記収納ケースの内壁面との間に介在する筒状部と、
    前記筒状部の中心軸方向の一方端部において筒内側に張り出して、前記第1電極と前記収納ケースの内壁面との間に介在する第1爪部と、
    前記筒状部の前記中心軸方向の他方端部において筒内側に張り出して、前記第2電極と前記収納ケースの内壁面との間に介在する第2爪部とを有する
    ことを特徴とする請求項1に記載のコンデンサユニット。
  3. 前記スペーサ部材は、有底の網かご状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のコンデンサユニット。
  4. 前記スペーサ部材は、絶縁材料で形成され、
    前記収納ケースが導電性材料で形成されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のコンデンサユニット。
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