JP4983217B2

JP4983217B2 - ケースモールド型コンデンサ

Info

Publication number: JP4983217B2
Application number: JP2006311185A
Authority: JP
Inventors: 寿久三浦; 武志今村; 俊晴斎藤; 浩平塩田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-11-17
Filing date: 2006-11-17
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2026-11-17
Also published as: JP2008130640A

Description

本発明は、自動車駆動用に用いるインバータ回路などに用いられるケースモールド型コンデンサに関するものである。

図１３において、２１は誘電体フィルムの片面に金属を蒸着させた２枚の金属化フィルムを巻回したコンデンサ素子である。

２２はコンデンサ素子の両端に接続された銅製で一対のバスバーであり、このバスバー２２は外方へ突出している。

２３は上方に開口部を有する樹脂ケースであり、この樹脂ケース２３内にバスバー２２を接続した複数のコンデンサ素子２１を収容し、樹脂ケース２３内の隙間にエポキシ樹脂などの充填樹脂２４をバスバー２２の一部が外方に表出するように充填樹脂２４を注型してコンデンサ素子２１を封止する。

この充填樹脂２４は製品の耐湿性の向上などを目的にコンデンサ素子２１を覆うもので、これによって大気中の水分からの影響を抑えることができるものである。

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２００５−９３５１５号公報

上記従来のケースモールド型コンデンサは、自動車分野におけるインバータ回路で高電圧高周波用途として用いられるため、誘電体フィルムを介して対向させている金属化フィルムでは、この高電圧高周波によってフィルム振動やうなり音による騒音が樹脂ケースなどを伝って外部に伝播する場合があった。

そこで本発明は高電圧高周波によるフィルム振動やうなり音による騒音の伝播抑制を目的とするものである。

そして、この目的を達成するために、本発明は、樹脂ケースの底面に位置決めピンを設けるとともに、コンデンサ素子の両端に接続したバスバーのうち、底面側バスバーの前記コンデンサ素子どうしの間の隙間に貫通孔を設け、この位置決めピンを貫通孔へ挿入することで、コンデンサ素子と前記ケース内側の側壁面との間に隙間が形成される構成とするものである。

本発明のケースモールド型コンデンサは複数のコンデンサ素子を接続しているバスバーに設けられた貫通孔へ位置決めピンを挿入するので、コンデンサ素子を樹脂ケースに接触しないようにすることが可能となり、その結果として金属化フィルムのフィルム振動やうなり音が樹脂ケースに伝わることを抑制することができるものである。

以下、本発明の実施の形態１について、図を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は本実施の形態１におけるケースモールド型コンデンサの分解斜視図であり、図２は本実施の形態におけるケースモールド型コンデンサの断面図である。

図１および図２において、１は上面に開口部を有する樹脂ケースであり、ポリフェニレンサルファイドなどの樹脂が用いられている。この樹脂ケース１の底面部には図３に示すように位置決めピン１ａが設けられている。

また、図１において、２はコンデンサ素子であり、本実施の形態においてはポリプロピレンフィルムの片面または両面にアルミニウムなどの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ポリプロピレンフィルムを介して対向するように巻回し、両端面にメタリコン電極２ａを設けたものである。このコンデンサ素子２は巻回したときの巻回軸が垂直となるように配置されている。

また、コンデンサ素子２は体積効率を向上させるために、必要に応じて両側から圧縮されて偏平形状とされている。

４、５は銅板などからなる一対の開口面側バスバーと底面側バスバーであり、複数のコンデンサ素子２を接続するとともに外部接続機器等（図示せず）とを接続させるものである。開口面側バスバー４と底面側バスバー５はコンデンサ素子２の両端に設けられたメタリコン電極２ａにはんだなどでそれぞれ接続されている。底面側に取り付けられた底面側バスバー５には図４に示すようにコンデンサ素子２が露出しないような位置に貫通孔５ａが設けられている。

また、開口面側バスバー４と底面側バスバー５はコンデンサ素子２の両端からそれぞれ、Ｐ極、Ｎ極に対応しており、本実施の形態において底面側バスバー５は複数設けられている。

さらに、図２に示すように、６は樹脂ケース１とコンデンサ素子２との隙間に充填されてコンデンサ素子２を固定する充填樹脂であり、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂などが用いられている。この充填樹脂６は樹脂ケース１に液状で注入された後、加熱することによって硬化させ、コンデンサ素子２を覆う形とすることで耐湿性の向上を目的として用いられている。

この充填樹脂６を注入する際に、樹脂ケース１の位置決めピン１ａを所定の位置に設けて底面側バスバー５の貫通孔５ａに挿入されることによって、コンデンサ素子２が樹脂ケース１の内壁に接触しないようにコンデンサ素子２と開口面側バスバー４と底面側バスバー５を樹脂ケース１内に収容する。

このように位置決めピン１ａを設け、底面側バスバー５の貫通孔５ａに挿入することが本発明における技術的特徴のひとつであり、これによって、従来であれば、金属化フィルムを巻回することによって構成されているコンデンサ素子２はその径がバラツクことがあり、このコンデンサ素子２を底面側バスバー５で一体化した上で樹脂ケース１に収容すると、場合によってはコンデンサ素子２の一部が樹脂ケース１の内壁などに接触してしまうことがあり、コンデンサ素子２が樹脂ケース１に接触することによって、フィルム振動やうなり音による騒音が樹脂ケース１などを伝って外部に伝播していたのに対し、本実施の形態によれば、コンデンサ素子２が樹脂ケース１の内壁に接触しなくすることが可能となるため、騒音が外部に伝播することも抑制することが可能となるものである。

そもそも、コンデンサ素子２の両端面に設けられた、メタリコン電極２ａに接続されている開口面側バスバー４と底面側バスバー５は銅板などの剛体で構成されているので、位置決めピン１ａと貫通孔５ａとで位置規制する事によって、コンデンサ素子２と樹脂ケース１の内壁との間に隙間を設け、騒音が外部に伝播することも抑制することが可能となるものである。

なお、本実施の形態においては、２種類のコンデンサ素子２を２つの経路を持つ底面側バスバー５によって接続しているが、この形態に限らずとも、樹脂ケース１の底面に配置される底面側バスバー５に貫通孔５ａを設ければよいものとする。

また、位置決めピン１ａはコンデンサ素子２に接しないような形状であればよく、高さ、径、配置、数はコンデンサ素子２の数や配置によって決められるものであり、特に位置決めピン１ａの数は必要最低限に留めておくことが望ましい。

（実施の形態２）
図５は本実施の形態２による分解斜視図である。実施の形態１と同一構成の部分については同一符号とし、その説明は省略する。

図５において、コンデンサ素子２の巻回軸が略水平となっている点において実施の形態１と相違している。

このとき、開口面側バスバー４はその一部が回り込むようにしてコンデンサ素子２の一方の端にはんだなどで接続されており、底面側バスバー５はその一部が回り込むようにしてコンデンサ素子２の他方の端にはんだなどで接続されている。さらに、底面側バスバー５は図６に示すように樹脂ケース１の底面に対向する部分でコンデンサ素子２が露出しないような位置に貫通孔５ａが設けられている。

図３に示される位置決めピン１ａを所定の位置に設けて底面側バスバー５の貫通孔５ａに挿入されることによって、図７のごとくコンデンサ素子２が樹脂ケース１の内壁に接触しないように位置決めされてコンデンサ素子２と開口面側バスバー４と底面側バスバー５を樹脂ケース１内に収容される。

なお、図７においては説明のために底面側バスバー５の一部を除いて記載している。

また、本実施の形態では、底面側バスバー５において貫通孔５ａを設けた部分に対してコンデンサ素子２に接続した部分は底面から回り込むようにして接続したものであったが、図８および図９に示すように樹脂ケース１の側面側から回り込むようにしてコンデンサ素子２に接続させてもよいものとする。

このようにすることによって、コンデンサ素子２が樹脂ケース１の内壁に接触しなくすることが可能となるため、騒音が外部に伝播することも抑制することが可能となるものである。

（実施の形態３）
図１０は本実施の形態３による分解斜視図である。実施の形態１と同一構成の部分については同一符号とし、その説明は省略する。

７はアルミニウム製の金属ケースであり、樹脂ケース１の外壁に設けられた接続部１ｂによって、樹脂ケース１と金属ケース７とを接続固定するものである。自動車用途などではこのように樹脂ケース１に収容されたコンデンサ素子２などをその他の回路部品などとともにこの金属ケース７に収容する場合が多い。

このとき、図１１における樹脂ケース１と金属ケース７とにできた隙間に緩衝材による緩衝材層８を設ける。この緩衝材層８を設けることによって、従来であれば、通電時のある状況下ではフィルム振動やうなり音による騒音が樹脂ケース１にもわずかに伝わっていたものに対し、本実施の形態によれば、樹脂ケース１と金属ケース７との隙間に緩衝材層８を設けているので、実施の形態１による位置決めピン１と貫通孔５ａによる騒音抑制の効果と合わせて、さらに騒音の伝播を抑制することができるものである。

なお、緩衝材は液体や固体であってもよく、特にウレタン樹脂などにすることによって、耐湿性や耐熱性を確保しつつ、通電時のフィルム振動やうなり音などをさらに、金属ケース７に伝播させることが抑制されるものである。

また、樹脂ケース１には用途の異なる複数のコンデンサ素子２が収容されることがあり、この複数のコンデンサ素子２を絶縁するために図１２のように仕切板１ｃが設けられることがある。このとき、この仕切板１ｃに対しても位置決めピン１ａと貫通孔５ａとでコンデンサ素子２が仕切板１ｃに接しないようにすることで、騒音の伝播をさらに抑制することも可能となる。

本発明における実施の形態においては誘電体フィルムにポリプロピレンを用いたが、これに特定されるものではなく、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイドなどであってもよいものとする。

以上のように、本発明にかかるケースモールド型コンデンサによれば、フィルム振動やうなり音による騒音をケースから外部へ伝播するのを防ぐことができ、騒音の抑制が可能になるので、遮音性などの静音が要求される自動車のモータ駆動用のインバータシステムなどに有用である。

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分解斜視図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断面図本発明の実施の形態１による樹脂ケースの斜視図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部分斜視図本発明の実施の形態２によるケースモールド型コンデンサの分解斜視図本発明の実施の形態２によるケースモールド型コンデンサの部分斜視図本発明の実施の形態２によるケースモールド型コンデンサの断面図本発明の実施の形態２によるケースモールド型コンデンサの部分斜視図本発明の実施の形態２によるケースモールド型コンデンサの部分斜視図本発明の実施の形態３によるケースモールド型コンデンサの分解斜視図本発明の実施の形態３によるケースモールド型コンデンサの断面図本発明の実施の形態３による樹脂ケースの斜視図従来のケースモールド型コンデンサの断面図

符号の説明

１樹脂ケース
１ａ位置決めピン
１ｂ接続部
１ｃ仕切板
２コンデンサ素子
２ａメタリコン電極
４開口面側バスバー
５底面側バスバー
５ａ貫通孔
６充填樹脂
７金属ケース
８緩衝材層

Claims

上面に開口部を有する樹脂ケースと、この樹脂ケース内に収容され、誘電体フィルムの片面または両面に金属蒸着した金属化フィルムを巻回してなる複数のコンデンサ素子と、このコンデンサ素子の両端面に接続して前記樹脂ケースの外方へ電気を引き出す一対のバスバーと、前記樹脂ケースと前記コンデンサ素子の隙間に注入された充填樹脂とからなるケースモールド型コンデンサにおいて、前記一対のバスバーは、前記樹脂ケースの開口面側に配置される開口面側バスバーと、前記樹脂ケースの底面側に配置される底面側バスバーからなり、この底面側バスバーは前記コンデンサ素子どうしの間の隙間に貫通孔を備えており、前記コンデンサ素子と前記樹脂ケース内側の側壁面との間に隙間が形成されるように前記樹脂ケースの底面部に前記貫通孔に挿入される位置決めピンを設けたケースモールド型コンデンサ。
前記樹脂ケースを収納する上面開口型の金属ケースを設け、前記樹脂ケースと前記金属ケースは複数の接続部によって固定され、前記樹脂ケースと前記金属ケースの隙間に緩衝材層を設けた請求項１に記載のケースモールド型コンデンサ。
前記樹脂ケースはポリフェニレンサルファイド製であり、前記充填樹脂はエポキシ樹脂であり、前記金属ケースはアルミニウム製であって、前記緩衝材層はウレタン樹脂である請求項２に記載のケースモールド型コンデンサ。