JP4552676B2 - ケースモールド型コンデンサの製造方法 - Google Patents

Description

本発明はコンデンサ素子をケース内に樹脂モールドしたケースモールド型コンデンサの中で、特にモータ駆動のインバータ回路の平滑用コンデンサ、フィルタ用コンデンサ、スナバ用コンデンサとして使用されるケースモールド型コンデンサ及びその製造方法に関するものである。

近年、インバータ機器に用いられる金属化フィルムコンデンサにおいて、小型化、高性能化、低コスト化のための開発が盛んに行われている。また、インバータ機器に用いられる金属化フィルムコンデンサには、使用電圧の高電圧化、大電流化、大容量化等が要求されるため、並列接続した複数のコンデンサ素子をケース内に収納し、このケース内に樹脂を注型したケースモールド型金属化フィルムコンデンサが開発され、使用されている。

図７（ａ）、（ｂ）はこの種の従来のケースモールド型金属化フィルムコンデンサの構成を模式的に示した平面断面図と同側面断面図であり、図７において、１は金属化フィルムを巻回または積層したコンデンサ素子、１２はこのコンデンサ素子１を収納したコンデンサケース、１３はコンデンサケース１２に充填されたエポキシ樹脂、１４はコンデンサケース１２に充填されたウレタン樹脂、１５はコンデンサ素子１に接続されると共に外部機器等に接続する接続端子、１６は樹脂注型部に注型するためのコンデンサケース１２の開口部、１８はコンデンサ素子１の両端に設けた電極である。

そして、コンデンサ素子１は、片面または両面に金属蒸着電極を形成した金属化フィルムを一対の金属蒸着電極が誘電体フィルムを介して対向するように巻回し、両端面に電極を設けたものであり、これらを複数個並べている。また、接続端子１５は複数個のコンデンサ素子１の電極１８に接続することでコンデンサ素子１を並列に接続し、さらに外部と接続できるようにしている。また、コンデンサケース１２は、コンデンサ素子１を収納すると共に接続端子１５の一部を内蔵している。そして、接続端子１５の一部はコンデンサケース１２から突出させ、外部機器等と接続できるようにしている。

さらに、ケース開口部１６からコンデンサケース１２内にエポキシ樹脂１３を注型し、硬化させた後にウレタン樹脂１４を注型しており、このようにすることで図７（ｂ）で示すようにエポキシ樹脂１３とウレタン樹脂１４の２層構造となるようにしているものであった。

このように構成された従来のケースモールド型金属化フィルムコンデンサは、コンデンサ素子を耐熱性、耐湿性、耐絶縁性に優れたエポキシ樹脂にて外装した後、エポキシ樹脂層上に弾性があり、割れにくいウレタン樹脂層を構成することにより、耐熱性、耐湿性、耐絶縁性に優れ、かつヒートショック試験等の耐環境性の向上を図れるコンデンサを得ることができるというものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００３−３３８４２３号公報

しかしながら上記従来のケースモールド型コンデンサでは、複数のコンデンサ素子１を接続端子１５で接続し、これをコンデンサケース１２内に収容してエポキシ樹脂１３を注型して硬化させる際に、エポキシ樹脂１３は硬化に伴って収縮を起こすためにコンデンサ素子１やこれを接続した接続端子１５が移動して位置ズレを起こし、このために接続端子１５の外部接続用の端子部やコンデンサケース１２に設けられた被装着体への取り付け部が位置ズレを起こし、寸法位置精度が維持できないという課題があった。

本発明はこのような従来の課題を解決し、寸法位置精度に優れたケースモールド型コンデンサ及びその製造方法を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために本発明は、このケースモールド型コンデンサを製造する製造方法として、複数のコンデンサ素子を一端に外部接続用の端子部を設けたバスバーで接続し、これをケース内に収容すると共に、このケースの周縁に設けられた被装着体への取り付け孔、ならびにバスバーの端子部に設けられた接続孔を注型治具に設けられた位置決めピンに挿入して位置決めした後、上記注型治具に取り付けられたクランプレバーにて固定し、続いて上記ケース内に溶融状態の熱硬化型モールド樹脂を注入して硬化させた後、上記ケースを注型治具から取り外すことにより、端子部を除くバスバーと複数のコンデンサ素子をケース内に樹脂モールドするようにしたものである。

以上のように本発明によれば、コンデンサケース内に注入された熱硬化型モールド樹脂の硬化に伴う収縮が発生しても、バスバー位置決め手段によってバスバーとコンデンサ素子は移動できないために位置ズレを起こすことはなく、また、コンデンサケースは周縁に略対角位置に設けた取り付け部の取り付け孔が注型治具により固定されていることにより移動できないために位置ズレを起こさないようになり、従って各寸法に狂いが発生することはなく、高い寸法位置精度を維持したケースモールド型コンデンサを安定して提供することができるようになるという効果が得られるものである。

（実施の形態１）
以下、実施の形態１について説明する。

図１（ａ）〜（ｃ）は本実施の形態１によるケースモールド型コンデンサの構成を示した斜視図と平面図とＡ−Ａ断面図であり、図１において、１はコンデンサ素子であり、このコンデンサ素子１は、片面または両面に金属蒸着電極を形成した金属化フィルムを一対の金属蒸着電極が誘電体フィルムを介して対向するように巻回し、両端面に陽極と陰極を夫々設けて構成されたものである。

２は陽極バスバーであり、この陽極バスバー２は本体部２ａと、この本体部２ａの一端を折り曲げることにより一体で設けられた外部接続用の陽極端子２ｂと、この陽極端子２ｂに設けられた接続孔２ｃからなり、上記本体部２ａは上記コンデンサ素子１を複数個（本実施の形態においては４個）密着して並べた状態で各コンデンサ素子１の一方の端面に形成された陽極と夫々接合され、また陽極端子２ｂはこのコンデンサ素子１の上方へ引き出され、後述するコンデンサケース４から表出するようにしているものである。

３は陰極バスバーであり、この陰極バスバー３も上記陽極バスバー２と同様に本体部３ａと、接続孔３ｃを備えた陰極端子３ｂからなり、本体部３ａをコンデンサ素子１の他方の端面に形成された陰極と夫々接合することにより複数個のコンデンサ素子１を並列接続すると共に、陰極端子３ｂをコンデンサケース４から表出するようにしているものである。

４は上面を開口した樹脂製のコンデンサケースであり、このコンデンサケース４の内部に、上記陽極バスバー２と陰極バスバー３により並列接続された複数個のコンデンサ素子１が収容されると共に、陽極バスバー２と陰極バスバー３に設けられた陽極端子２ｂと陰極端子３ｂが夫々コンデンサケース４の上端面から表出するようにしているものである。

４ａはこのコンデンサケース４の周縁に一体で設けられた被装着体への取り付け部、４ｂはこの取り付け部４ａ内に設けられた取り付け孔であり、この取り付け部４ａは略対角位置になるように設けられているものである。

５は上記コンデンサケース４内に充填されたエポキシ樹脂であり、このエポキシ樹脂５により、上記陽極バスバー２と陰極バスバー３により並列接続された複数個のコンデンサ素子１をコンデンサケース４内に樹脂モールドしているものである。

図２（ａ）〜（ｃ）は上記陽極バスバー２ならびに陰極バスバー３をコンデンサケース４に位置決め固定するバスバー位置決め手段を示した要部平面図と同正面図と同側面図であり、同図において、４ｃはコンデンサケース４に設けられた円柱状の突起であり、この突起４ｃに嵌まり込んで位置決めされる孔を陽極バスバー２、陰極バスバー３に設けることにより、この陽極バスバー２、陰極バスバー３に設けた陽極端子２ｂ、陰極端子３ｂが所定の位置に位置決めされるようにしたものである。

図３（ａ）〜（ｃ）は上記図２に示したバスバー位置決め手段の他の構成を示した要部平面図と同正面図と同側面図であり、同図において、４ｄはコンデンサケース４に設けられたボスであり、このボス４ｄ上に陽極バスバー２、陰極バスバー３を載置し、かつ、この陽極バスバー２、陰極バスバー３のボス４ｄ上に載置された部分に孔を設け、この孔を介してビス６により陽極バスバー２、陰極バスバー３をボス４ｄに結合することにより、陽極バスバー２、陰極バスバー３に設けた陽極端子２ｂ、陰極端子３ｂが所定の位置に位置決めされるようにしたものである。

図４（ａ）、（ｂ）は本実施の形態によるケースモールド型コンデンサの製造方法の中で、コンデンサケース４内に熱硬化型モールド樹脂であるエポキシ樹脂５を注入して硬化させる工程を示した平面図と斜視図であり、同図において、７は注型治具、７ａはこの注型治具７に設けられた位置決めピン、７ｂはクランプレバーである。

このように構成された注型治具７を用いて、コンデンサケース４の周縁に略対角位置に設けられた被装着体への取り付け部４ａの取り付け孔４ｂ、ならびに陽極バスバー２、陰極バスバー３の陽極端子２ｂ、陰極端子３ｂに設けられた接続孔２ｃ、３ｃを夫々注型治具７に設けられた位置決めピン７ａに挿入して位置決めすると共に、クランプレバー７ｂを操作して強制的に固定する。そして、この状態でコンデンサケース４内に溶融状態のエポキシ樹脂５を注入して硬化させた後、上記クランプレバー７ｂを操作して固定状態を解除し、コンデンサケース４を注型治具７から取り外すようにして製造するものである。

このように、本実施の形態によるケースモールド型コンデンサは、コンデンサケース４内に注入されたエポキシ樹脂５の硬化に伴う収縮が発生しても、バスバー位置決め手段によって陽極バスバー２、陰極バスバー３とコンデンサ素子１は移動できないために位置ズレを起こすことはなく、また、コンデンサケース４は周縁に略対角位置に設けた取り付け部４ａの取り付け孔４ｂが注型治具７により固定されていることにより移動できないために位置ズレを起こさないようになり、従って各寸法に狂いが発生することはなく、高い寸法位置精度を維持したケースモールド型コンデンサを安定して製造することができるようになるものである。

（参考実施の形態２）
以下、参考実施の形態２について説明する。

本参考実施の形態は、上記実施の形態１で説明したケースモールド型コンデンサに、コンデンサ素子の上面を覆う防湿板を配設した構成のものであり、これ以外の構成は実施の形態１と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて説明する。

図５（ａ）、（ｂ）は本参考実施の形態２によるケースモールド型コンデンサの構成を示した斜視図とこれに使用される防湿板を示した平面図であり、図５において、８は防湿板を示し、８ａはこの防湿板８に複数個設けられた孔、８ｂはこの防湿板８をコンデンサケースにビス９を介して結合するためのビス孔である。

このように構成された本参考実施の形態によるケースモールド型コンデンサは、コンデンサ素子１の上面を覆うように防湿板８を配設した構成により、コンデンサケース４内に充填されたエポキシ樹脂５から侵入する水分や、エポキシ樹脂５とコンデンサケース４の内壁との界面から侵入する水分によりコンデンサ素子１が影響を受けて性能が劣化するのを防止することができるようになるものである。

また、防湿板８に設けた孔８ａ内にもエポキシ樹脂５が回り込み、さらに防湿板８をコンデンサケース４にビス９を介して結合しているために、エポキシ樹脂５の硬化に伴って発生する収縮に対しても位置ズレを起こさずに高い寸法位置精度を維持したケースモールド型コンデンサを安定して製造することに貢献するものである。

（参考実施の形態３）
以下、参考実施の形態３について説明する。

本参考実施の形態は、上記実施の形態１で説明したケースモールド型コンデンサのバスバーの構成が一部異なるようにしたものであり、これ以外の構成は実施の形態１と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて説明する。

図６（ａ）、（ｂ）は本参考実施の形態３によるケースモールド型コンデンサの構成を示した断面図であり、同図において１０は陽極バスバーを示し、この陽極バスバー１０は本体部１０ａと陽極端子１０ｂにより構成されているのは実施の形態１の陽極バスバー２と同様であるが、本参考実施の形態による陽極バスバー１０は、陽極端子１０ｂが本体部１０ａからテーパ部１０ｃを介して立ち上がって設けられた構成としたものである。また、図６（ｂ）に示した陽極バスバー１１は陽極端子１１ｂが本体部１１ａから段部１１ｃを介して立ち上がって設けられた構成としたものである。

なお、説明は省略したが、陰極バスバーについても上記陽極バスバーと同様に、陰極端子が本体部からテーパまたは段部を介して立ち上がって設けられた構成としたものである。

このように構成された本参考実施の形態によるケースモールド型コンデンサは、エポキシ樹脂５と陽極バスバー１０、１１との界面から侵入する水分がコンデンサケース４内にエポキシ樹脂５によりモールドされたコンデンサ素子１に到達する距離を長くすることにより影響を受け難くすることができるようになるものである。

本発明によるケースモールド型コンデンサの製造方法は、バスバーの端子部に設けられた接続孔やコンデンサケースに設けられた被装着体への取り付け部が位置ズレを起こすことなく高い寸法位置精度を維持することができるという効果を有し、特に、高い信頼性が要求される車載用等として有用である。

（ａ）本発明の実施の形態１によるケースモールド型コンデンサの構成を示した斜視図、（ｂ）同平面図、（ｃ）同Ａ−Ａ断面図 （ａ）同バスバー位置決め手段を示した要部平面図、（ｂ）同正面図、（ｃ）同側面図 （ａ）同バスバー位置決め手段の他の構成を示した要部平面図、（ｂ）同正面図、（ｃ）同側面図 （ａ）同製造方法を示した平面図、（ｂ）同斜視図 （ａ）参考実施の形態２によるケースモールド型コンデンサの構成を示した斜視図、（ｂ）同これに使用される防湿板を示した平面図 （ａ）、（ｂ）参考実施の形態３によるケースモールド型コンデンサの構成を示した断面図 （ａ）従来のケースモールド型コンデンサの構成を模式的に示した平面断面図、（ｂ）同側面断面図

符号の説明

１ コンデンサ素子
２、１０、１１ 陽極バスバー
２ａ、３ａ、１０ａ、１１ａ 本体部
２ｂ、１０ｂ、１１ｂ 陽極端子
２ｃ、３ｃ 接続孔
３ 陰極バスバー
３ｂ 陰極端子
４ コンデンサケース
４ａ 取り付け部
４ｂ 取り付け孔
４ｃ 突起
４ｄ ボス
５ エポキシ樹脂
６、９ ビス
７ 注型治具
７ａ 位置決めピン
７ｂ クランプレバー
８ 防湿板
８ａ 孔
８ｂ ビス孔
１０ｃ テーパ部
１１ｃ 段部

Claims (2)

1. 複数のコンデンサ素子を一端に外部接続用の端子部を設けたバスバーで接続し、これをケース内に収容すると共に、このケースの周縁に設けられた被装着体への取り付け部の取り付け孔、ならびにバスバーの端子部に設けられた接続孔を注型治具に取り付けられた位置決めピンに挿入して位置決めした後、上記注型治具に取り付けられたクランプレバーにて固定し、続いて上記ケース内に溶融状態の熱硬化型モールド樹脂を注入して硬化させた後、上記クランプレバーを操作して固定状態を解除し、上記ケースを注型治具から取り外すことにより、端子部を除くバスバーと複数のコンデンサ素子をケース内に樹脂モールドするようにしたケースモールド型コンデンサの製造方法。
2. 複数のコンデンサ素子の上面を覆う防湿板を配設して樹脂モールドするようにした請求項１に記載のケースモールド型コンデンサの製造方法。

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