JP5167922B2 - Case mold type capacitor - Google Patents
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Description
本発明は各種電子機器、電気機器、産業機器、自動車等に使用され、特に、ハイブリッド自動車のモータ駆動用インバータ回路の平滑用、フィルタ用、スナバ用に最適な金属化フィルムコンデンサをケース内に収容して樹脂モールドしたケースモールド型コンデンサに関するものである。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used in various electronic equipment, electrical equipment, industrial equipment, automobiles, etc., and in particular, a metallized film capacitor that is optimal for smoothing, filtering, and snubbing of a motor drive inverter circuit of a hybrid car is contained in a case. And a resin-molded case mold type capacitor.
近年、環境保護の観点から、あらゆる電気機器がインバータ回路で制御され、省エネルギー化、高効率化が進められている。中でも自動車業界においては、電気モータとエンジンで走行するハイブリッド車(以下、HEVと呼ぶ)が市場導入される等、地球環境に優しく、省エネルギー化、高効率化に関する技術の開発が活発化している。 In recent years, from the viewpoint of environmental protection, all electric devices are controlled by inverter circuits, and energy saving and high efficiency are being promoted. In particular, in the automobile industry, hybrid vehicles (hereinafter referred to as HEVs) that run on electric motors and engines have been introduced into the market, and the development of technologies relating to energy saving and high efficiency has been activated, which is friendly to the global environment.
このようなHEV用の電気モータは使用電圧領域が数百ボルトと高いため、このような電気モータに関連して使用されるコンデンサとして、高耐電圧で低損失の電気特性を有する金属化フィルムコンデンサが注目されており、更に市場におけるメンテナンスフリー化の要望からも極めて寿命が長い金属化フィルムコンデンサを採用する傾向が目立っている。 Since such a HEV electric motor has a high operating voltage range of several hundred volts, a metallized film capacitor having high withstand voltage and low loss electric characteristics as a capacitor used in connection with such an electric motor. In addition, the trend of adopting metalized film capacitors with a very long life is conspicuous due to the demand for maintenance-free in the market.
そして、このようにHEV用として用いられる金属化フィルムコンデンサには、使用電圧の高耐電圧化、大電流化、大容量化等が強く要求されるため、バスバーによって並列接続した複数の金属化フィルムコンデンサをケース内に収納し、このケース内にモールド樹脂を注型したケースモールド型コンデンサが開発され、実用化されている。 And since the metallized film capacitor used for HEVs in this way is required to have a high withstand voltage, large current, large capacity, etc., a plurality of metallized films connected in parallel by bus bars. A case mold type capacitor in which a capacitor is housed in a case and a mold resin is poured into the case has been developed and put into practical use.
図8(a)、(b)はこの種の従来のケースモールド型コンデンサの構成を示した平面断面図と正面断面図であり、図8において、11は樹脂製のコンデンサケース、12はコンデンサ素子を示す。13aおよび13bは一体に連なる接続金具で、13aはコンデンサケース11に内蔵される部分、13bはコンデンサケース11から外部に出ている部分を示す。14はコンデンサ素子12を固定するエポキシ樹脂等の充填樹脂、15は電極部、16はコンデンサを外部に取り付けるための取り付け脚、17は充填樹脂14を注型する注型面を示すものである。
8A and 8B are a plan sectional view and a front sectional view showing the structure of this type of conventional case mold type capacitor. In FIG. 8, 11 is a resin capacitor case, and 12 is a capacitor element. Indicates.
そして、上記コンデンサ素子12は、図示しない金属化フィルムを巻回または積層してなり、電極部15を端面に設けている。そして接続金具13aを電極部15に接続し、この接続金具13b(13aと一体に繋がっている)を外部機器等と電気的に接続している。
And the said capacitor |
また、コンデンサケース11はコンデンサ素子12全体と、接続金具13aを内蔵し、内部に充填樹脂14を充填させて固定している。なお、図8において、コンデンサケース11の底部(注型面17)は、樹脂充填する前は開口面であり、この面を、充填樹脂14を注型する面としている。更に、この注型面17から接続金具13bがコンデンサケース11から外部に出ているものである。
The capacitor case 11 includes the
また、コンデンサケース11は、図8に示すように、取り付け脚16を有しており、外部機器等にビス等で取り付けできるようになっている。コンデンサケース11は、コンデンサ素子12を複数個内蔵するためにケース自体が大きく、取り付け脚16はコンデンサ全体の重量及び衝突時の耐用から4箇所に設けられ、四方に伸びた形状となっている。
Further, as shown in FIG. 8, the capacitor case 11 has a
このように構成された従来のケースモールド型コンデンサは、充填樹脂14を注型する注型面17を取り付け脚16と同じ側にすると共に、接続金具13を注型面17から外部に出すようにすることで、接続金具13a、13bの外部機器等と接続するまでの距離を短くでき、これにより、接続金具13a、13bのインダクタンスを抑えることができるというものであった。
In the conventional case mold type capacitor configured as described above, the
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。
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、コンデンサ素子12の電極部15に接続して外部機器に接続するための接続金具13の引き回しが長いことからインダクタンスが大きくなるばかりでなく、接続金具13の形状が複雑化して大型化するために小型軽量化が難しいという課題があった。
However, in the above conventional case mold type capacitor, not only the inductance is increased because the connection fitting 13 for connecting to the
更に、機種毎に専用の接続金具13が必要となるばかりでなく、用途やサイズが異なるコンデンサ素子12を接続する場合には、接続金具13の設計が極めて難しいものとなり、コスト面でも大きな課題を有したものであった。
Furthermore, not only a dedicated connection fitting 13 is required for each model, but also when connecting
本発明はこのような従来の課題を解決し、低インダクタンスと小型軽量化を同時に実現し、かつ、低コスト化も実現可能なケースモールド型コンデンサを提供することを目的とするものである。 An object of the present invention is to solve such a conventional problem, and to provide a case mold type capacitor capable of realizing low inductance and miniaturization and weight reduction at the same time and realizing cost reduction.
上記課題を解決するために本発明のケースモールド型コンデンサは、両端面に一対の電極が設けられた素子と、この素子の各電極に一端が接続された電極端子と、この電極端子の他端が接続された両面基板と、この両面基板に一端が接続された外部端子と、これらを収容したケースと、上記外部端子の他端が外部に表出する状態で上記ケース内に充填された絶縁性のモールド樹脂からなり、これら電極端子、両面基板、外部端子は別体で設けられ、上記電極端子の他端側に突出して設けられた基板接続部を上記両面基板の接続孔に挿入し、上記外部端子の一端側に突出して設けられた基板接続部を上記両面基板の接続孔に挿入することで、上記電極端子と上記外部端子を電気的に接続したものである。 In order to solve the above problems, a case mold type capacitor of the present invention comprises an element having a pair of electrodes on both end faces, an electrode terminal having one end connected to each electrode of the element, and the other end of the electrode terminal Is connected to the double-sided board, an external terminal having one end connected to the double-sided board, a case containing them, and an insulation filled in the case with the other end of the external terminal exposed to the outside. Ri Do from sexual mold resin, these electrode terminals, double-sided board, the external terminals are provided separately, the board connecting portion which protrudes to the other side of the electrode terminal is inserted into the connection hole of the double-sided substrate The electrode terminal and the external terminal are electrically connected by inserting a board connection portion provided protruding from one end of the external terminal into the connection hole of the double-sided board .
以上のように本発明によるケースモールド型コンデンサは、両面基板を用いて素子の電極と外部端子を接続するようにした構成により、素子の電極から外部端子までの引き回しを極めて短くすると共に、両面基板の表裏面に異極が対向することによってインダクタンスのキャンセル効果が得られるために、インダクタンスを大きく低減することができるばかりでなく、簡単な構成によって小型軽量化と低コスト化を同時に実現することができるという効果が得られるものである。 As described above, the case mold type capacitor according to the present invention has a configuration in which the electrode of the element and the external terminal are connected using the double-sided substrate, so that the routing from the electrode of the element to the external terminal is extremely short, and the double-sided substrate Since the inductance canceling effect can be obtained when the opposite poles face each other, not only can the inductance be greatly reduced, but it is also possible to realize a small size, light weight and low cost simultaneously with a simple configuration. The effect that it can be obtained.
(実施の形態1)
以下、実施の形態1を用いて、本発明の特に請求項1〜4に記載の発明について説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the invention described in the first to fourth aspects of the present invention will be described using the first embodiment.
図1は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分解斜視図、図2は同断面図、図3(a)〜(c)は同ケースモールド型コンデンサに使用される両面基板を示した平面図と正面図と底面図である。 1 is an exploded perspective view showing a configuration of a case mold type capacitor according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a cross sectional view thereof, and FIGS. 3A to 3C are used for the case mold type capacitor. It is the top view which showed the double-sided board, the front view, and the bottom view.
図1〜図3において、1は金属化フィルムコンデンサ素子(以下、素子1と呼ぶ)を示し、この素子1は、ポリプロピレンフィルム等からなる誘電体フィルムの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とし、上記金属蒸着電極が誘電体フィルムを介して対向する状態で巻回し(図示せず)、両端面に亜鉛を溶射したメタリコン電極を形成することによって一対の取り出し電極となるP極電極1a、N極電極1bを夫々設けて構成されたものである。
1 to 3, reference numeral 1 denotes a metallized film capacitor element (hereinafter referred to as "element 1"). This element 1 is a metal in which a metal vapor-deposited electrode is formed on one side or both sides of a dielectric film made of polypropylene film or the like. P is formed as a pair of extraction electrodes by forming a pair of metallized films, winding the metal vapor-deposited electrodes facing each other through a dielectric film (not shown), and forming metallized electrodes sprayed with zinc on both end faces. The
2は金属板からなる電極端子であり、この電極端子2は一端に設けた素子接続部2aが
上記素子1の両端面に設けられた一対の取り出し電極となるP極電極1a、N極電極1bに夫々半田付けにより接続されるようにしたものであり、半田付け後には電極端子2の他端に設けた基板接続部2bが素子1の外周部から突出するようにしているものである。
3はガラス入りエポキシ樹脂等からなる両面基板であり、この両面基板3は表面側、裏面側共に、一部に絶縁部3bを設け、この絶縁部3bを除く部分に銅箔を貼り付けることによって接続パターンを形成するための導電部3aが形成されており、かつ、この導電部3aと絶縁部3bは表裏面で非対称に配置されているものである。3cはこの両面基板3に設けられた接続孔であり、この接続孔3cは表裏面の一方が導電部3aに、他方が絶縁部3bに接続される位置に設けられているものである。
3 is a double-sided substrate made of glass-filled epoxy resin, etc. The double-
4は金属板からなる外部端子であり、この外部端子4は一端に外部機器等と接続するための接続孔4aが設けられると共に他端には基板接続部4bが設けられ、この基板接続部4bを上記両面基板3に設けられた接続孔3cに表面側から挿入し、両面基板3の裏面側で半田付けすることにより、両面基板3の表裏面に夫々設けられた導電部3aのいずれか一方の面の導電部3aと電気的に接続するようにしているものである。
Reference numeral 4 denotes an external terminal made of a metal plate. The external terminal 4 is provided with a
また、同様に、上記素子1の各電極に接続された電極端子2の基板接続部2bを両面基板3に設けられた接続孔3cに裏面側から挿入し、両面基板3の表面側で半田付けすることにより、両面基板3の表裏面に夫々設けられた導電部3aのいずれか一方の面の導電部3aと電気的に接続するようにしているものであり、これにより、図1においては素子1のP極電極1aが両面基板3の表面側の導電部3aに、素子1のN極電極1bが両面基板3の裏面側の導電部3aに夫々接続されるようにしたものである。
Similarly, the
5は樹脂製のケース、6はこのケース5内に充填されたエポキシ樹脂等からなる絶縁性のモールド樹脂であり、このモールド樹脂6は上記両面基板3に接続された素子1をケース5内に収納して、上記外部端子4の一部(接続孔4a側)が表出した状態で樹脂モールドしたものであり、この状態で両面基板3が素子1の上部に配設されると共に、上面視、両面基板3が素子1全体を覆うような大きさに形成されているものである。
5 is a resin case, 6 is an insulating mold resin made of epoxy resin or the like filled in the
このように構成された本実施の形態によるケースモールド型コンデンサは、両面基板3を用いて素子1のP極電極1a、N極電極1bを夫々外部端子4に接続するようにした構成により、素子1のP極電極1a、N極電極1bから外部端子4までの引き回しを極めて短くすると共に、両面基板3の表裏面に異極が対向することによってインダクタンスのキャンセル効果が得られるために、インダクタンスを大きく低減することができるばかりでなく、簡単な構成によって小型軽量化と低コスト化を同時に実現することができるという格別の効果を奏するものである。
The case mold type capacitor according to the present embodiment configured as described above has a configuration in which the P-
また、上記両面基板3は表裏面に銅箔が貼り付けられており、この両面基板3を素子1の上部に配設すると共に、上面視、両面基板3が素子1全体を覆うような大きさに形成しているため、ケース5の開口部のモールド樹脂6から吸湿される水分を両面基板3で遮断することができるようになり、耐湿性に優れるという格別の効果を奏するものである。
Further, the double-
また、上記両面基板3は基板によって異極間が絶縁されているために高い絶縁性を発揮すると共に、ケース5の内部での引き回しが不要になるために小型化が図れ、更に、導電部3aのパターンを変更するだけで外部端子4の配置を自在に変更したり、あるいは外部端子4の数を増やしたりすることが容易に行えるようになるという格別の効果を奏するものであり、このように外部端子4の数を増やした一例を図4に示す。
Further, the double-
また、上記素子1のP極電極1a、N極電極1bに夫々接続された電極端子2は、図5にその詳細を示すように、一端に一対の素子接続部2aが、他端に一対の基板接続部2bが夫々設けられ、しかも一対の基板接続部2bのピッチが一対の素子接続部2aのピッチよりも小さいように構成されているため、帯状の板材を打ち抜き加工することによって電極端子2を作製する際に、高い歩留まりで生産することができるばかりでなく、標準化を図って異なる機種にも共用できるようになるという格別の効果を奏するものである。
The
(実施の形態2)
以下、実施の形態2を用いて、本発明の特に請求項5に記載の発明について説明する。
(Embodiment 2)
Hereinafter, the invention according to
本実施の形態は、上記実施の形態1で図1〜図5を用いて説明したケースモールド型コンデンサの素子を複数個並列接続した点が異なるものであり、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詳細に説明する。 The present embodiment is different from the first embodiment in that a plurality of case-molded capacitor elements described with reference to FIGS. 1 to 5 are connected in parallel, and other configurations are the same as in the first embodiment. Therefore, the same parts are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted, and only different parts will be described in detail below with reference to the drawings.
図6は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構成を示した分解斜視図であり、図6において、7は両面基板であり、この両面基板7に設けられた接続孔7cに表面側から外部端子4の基板接続部4bが挿入され、この基板接続部4bを両面基板7の裏面側で半田付けすることにより、両面基板7の表裏面に夫々設けられた導電部7aのいずれか一方の面の導電部7aと電気的に接続するようにしているものである。
FIG. 6 is an exploded perspective view showing the configuration of the case mold type capacitor according to
また、同様に、複数個(本実施の形態においては3個であるが、本発明はこれに限定されるものではない)の素子1の各電極に接続された電極端子2の基板接続部2bを両面基板7に設けられた接続孔7cに裏面側から挿入し、両面基板7の表面側で半田付けすることにより、両面基板7の表裏面に夫々設けられた導電部7aのいずれか一方の面の導電部7aと電気的に接続するようにしているものであり、これにより、図6においては素子1のP極電極1aが両面基板7の表面側の導電部7aに、素子1のN極電極1bが両面基板7の裏面側の導電部7aに夫々接続されるようにしたものである。
Similarly, the
8は樹脂製のケース、6はこのケース8内に充填されたモールド樹脂であり、このモールド樹脂6は上記両面基板7に接続された複数個の素子1をケース8内に収納して、上記外部端子4の一部(接続孔4a側)が表出した状態で樹脂モールドしたものであり、この状態で両面基板7が複数個の素子1の上部に配設されると共に、上面視、両面基板7が複数個の素子1全体を覆うような大きさに形成されているものである。
8 is a resin case, and 6 is a mold resin filled in the
このように構成された本実施の形態によるケースモールド型コンデンサは、上記実施の形態1によるケースモールド型コンデンサにより得られる効果に加え、両面基板7の導電部7aのパターンを変更するだけで複数個の素子1の配置を自在に変更したり、また、幅が異なる素子を用いることもできるようになるという格別の効果を奏するものである。
In addition to the effect obtained by the case mold type capacitor according to the first embodiment, the case mold type capacitor according to the present embodiment configured as described above can be obtained by simply changing the pattern of the conductive portion 7a of the double-
(実施の形態3)
以下、実施の形態3を用いて、本発明の特に請求項6に記載の発明について説明する。
(Embodiment 3)
The third aspect of the present invention will be described below with reference to the third embodiment.
本実施の形態は、上記実施の形態1で図1〜図5を用いて説明したケースモールド型コンデンサの素子として、用途が異なる素子を複数個並列接続した点が異なるものであり、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詳細に説明する。 The present embodiment is different in that a plurality of elements having different uses are connected in parallel as the elements of the case mold type capacitor described with reference to FIGS. 1 to 5 in the first embodiment. Since the configuration is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are given to the same portions and the detailed description thereof is omitted, and only different portions will be described in detail below with reference to the drawings.
図7は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構成を示した分解斜視図であり、図7において、9は両面基板であり、この両面基板9に設けられた接続孔9cに表面側から外部端子4の基板接続部4bが挿入され、この基板接続部4bを両面基板9の裏面側で半田付けすることにより、両面基板9の表裏面に夫々設けられた導電部9aのいずれか一方の面の導電部9aと電気的に接続するようにしているものである。
FIG. 7 is an exploded perspective view showing the configuration of the case mold type capacitor according to
また、同様に、用途が異なる複数個(本実施の形態においては5個であるが、本発明はこれに限定されるものではない)の素子1、10の各電極に接続された電極端子2の基板接続部2bを両面基板9に設けられた接続孔9cに裏面側から挿入し、両面基板9の表面側で半田付けすることにより、両面基板9の表裏面に夫々設けられた導電部9aのいずれか一方の面の導電部9aと電気的に接続するようにしているものであり、これにより、図7においては素子1のP極電極1aと素子10のP極電極10aが両面基板9の表面側の導電部9aに、素子1のN極電極1bと素子10のN極電極10bが両面基板9の裏面側の導電部9aに夫々接続されるようにしたものである。
Similarly, a plurality of
8は樹脂製のケース、6はこのケース8内に充填されたモールド樹脂であり、このモールド樹脂6は上記両面基板9に接続された用途が異なる複数個の素子1、10をケース8内に収納して、上記外部端子4の一部(接続孔4a側)が表出した状態で樹脂モールドしたものであり、この状態で両面基板9が用途が異なる複数個の素子1、10の上部に配設されると共に、上面視、両面基板9が複数個の素子1、10全体を覆うような大きさに形成されているものである。
このように構成された本実施の形態によるケースモールド型コンデンサは、上記実施の形態1によるケースモールド型コンデンサにより得られる効果に加え、両面基板9の導電部9aのパターンを変更するだけで用途が異なる複数個の素子1、10を自在に配置することができるばかりでなく、素子の配置に制限がなくなることにより、1つの素子を小型化して複数個使用することにより、1つの素子に流れる電流を少なくして発熱を低減することができるようになるという格別の効果を奏するものである。
The case mold type capacitor according to the present embodiment configured as described above can be used only by changing the pattern of the conductive portion 9a of the double-sided substrate 9 in addition to the effect obtained by the case mold type capacitor according to the first embodiment. Not only can a plurality of
本発明によるケースモールド型コンデンサは、低インダクタンス化を図り、かつ、小型軽量化と低コスト化を同時に実現することができるという効果を有し、特に、ハイブリッド自動車等の自動車用のコンデンサとして有用である。 The case mold type capacitor according to the present invention has an effect of reducing inductance and simultaneously realizing a reduction in size, weight and cost, and is particularly useful as a capacitor for an automobile such as a hybrid car. is there.
1、10 素子
1a、10a P極電極
1b、10b N極電極
2 電極端子
2a 素子接続部
2b、4b 基板接続部
3、7、9 両面基板
3a、7a、9a 導電部
3b 絶縁部
3c、4a、7c、9c 接続孔
4 外部端子
5、8 ケース
6 モールド樹脂
DESCRIPTION OF
Claims (6)
この素子の各電極に一端が接続された電極端子と、
この電極端子の他端が接続された両面基板と、
この両面基板に一端が接続された外部端子と、
これらを収容したケースと、
上記外部端子の他端が外部に表出する状態で上記ケース内に充填された絶縁性のモールド樹脂からなり、
これら電極端子、両面基板、外部端子は別体で設けられ、
上記電極端子の他端側に突出して設けられた基板接続部を上記両面基板の接続孔に挿入し、上記外部端子の一端側に突出して設けられた基板接続部を上記両面基板の接続孔に挿入することで、上記電極端子と上記外部端子を電気的に接続したケースモールド型コンデンサ。 An element provided with a pair of electrodes on both end faces;
An electrode terminal having one end connected to each electrode of the element;
A double-sided substrate to which the other end of the electrode terminal is connected;
And external terminal whose one end is connected to the double-sided board,
A case containing these,
Ri Do from been insulative molding resin filled in the case in a state where the other end of the external terminal is exposed to the outside,
These electrode terminals, double-sided board, external terminals are provided separately,
The board connecting portion provided protruding from the other end of the electrode terminal is inserted into the connecting hole of the double-sided board, and the board connecting portion provided protruding from the one end of the external terminal is used as the connecting hole of the double-sided board. A case mold type capacitor in which the electrode terminal and the external terminal are electrically connected by being inserted .
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