JP5883337B2 - コンデンサ - Google Patents

Description

この発明は、端子をケースの外部に引き出すとともにケースに樹脂を充填したコンデンサに関する。

端面に電極部を有するコンデンサ素子をバスバーで接続しケースに収納して樹脂を充填したコンデンサにおいて、平板状の外部接続用端子をケース外方に延出することは、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。

特開２０１０−１２９５７３号公報

ところで、特許文献１に示すコンデンサでは、外部接続用端子がケース開口部からケース側壁上面を跨いでケース外方に延出する形態とされているため、外部接続用端子の突出長さ分だけ、横方向にコンデンサが大きくなり、取付面積が大きくなっていた。また、このような構成のコンデンサでは、外部機器へのコンデンサの取り付けに外部接続用端子を用いる、すなわち、外部接続用端子に電気的接続と機械的接続の両方の用途を持たせることが多いが、外部接続用端子が平板状であるため、特に板厚方向の剛性が十分でなく、振動や衝撃等によってコンデンサがぐらつく等、安定した取り付けを行うことが困難であり、また、外部接続用端子が振動することによって、樹脂のひび割れを誘発する原因にもなっていた。

そこで、この発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、取付面積を小さくしながらも、安定した取り付けを行うことができ、さらに樹脂のひび割れを抑制することのできるコンデンサの提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のコンデンサは、端面に電極部１０ａを有するコンデンサ素子１０をバスバー２０で接続しケース５０に収納するとともに樹脂６０を充填し外部接続用端子３２、４２をケース開口部５３からケース開口部５３と略直交する方向に向かって引き出したコンデンサであって、バスバー２０は、コンデンサ素子１０よりもケース開口部５３側に位置し、且つケース開口部５３と略平行とされており、該コンデンサは、さらに、端子台７０を備えており、端子台７０は、ケース５０と接することなく、一方側が樹脂６０に埋設されているとともに、他方側に設けられたネジ部７３ａが外部接続用端子３２、４２の取付孔３２ｂ、４２ｂと対向していることを特徴としている。

また、取付孔３２ｂ、４２ｂの並設方向と、コンデンサ素子１０の並設面とが略平行とされている。

この発明のコンデンサでは、外部接続用端子の取付孔と端子台のネジ部とが対向しているため、外部機器との接続に際して、外部接続用端子にネジを挿通すれば、外部接続用端子と端子台とがネジを介して互いに固定されることとなる。端子台は、樹脂に埋設、固定されているため、結果、外部接続用端子を支持する構成となり、外部接続用端子の振動を抑えることができ、樹脂のひび割れを抑制することができる。また、外部機器への取り付けに供される部分の剛性が増すため、コンデンサを外部機器に対して安定して取り付けることができる。また、端子台がケースに接していないため、ケースに加わった振動や衝撃、またケースの熱膨張等の影響を、端子台が直接受けることはなく、端子台の挙動を外部接続用端子と略同様の挙動とすることができ、両者の挙動の相違による樹脂のひび割れを抑制することができる。さらに、外部接続用端子をケース開口部と略直行する方向に引き出しているため、ケース開口部と略平行な方向への外部接続用端子の突出がなくなり、コンデンサの取付面積を小さくすることができる。

また、取付孔の並設方向とコンデンサ素子の並設面とが略平行とされているため、取付孔の並設方向とコンデンサ素子の並設面とが略直交して配置される場合に比べて、コンデンサの重心から外部接続用端子の取付孔までの距離が短くなり、より安定した取り付けが可能となる。

本発明の実施形態に係るコンデンサを示す分解斜視図である。 端子台の取付状態を示す斜視図である。 コンデンサの断面図である。 本発明の実施形態に係るコンデンサを示す斜視図である。

次に、この発明のコンデンサの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乃至図４に示すように、複数のコンデンサ素子１０・・と、これら複数のコンデンサ素子１０・・に接続されるバスバー２０と、コンデンサ素子１０やバスバー２０を収納するケース５０と、ケース５０内に収納されたコンデンサ素子１０とバスバー２０とを封止する樹脂６０と、樹脂６０に埋設される端子台７０とから構成されている。以下、コンデンサ１の構成部品について詳細に説明する。

コンデンサ素子１０は、例えば絶縁性のフィルム上に金属が蒸着された金属化フィルムを巻回することでなるフィルムコンデンサであって、図３に示すように、両端面に金属を溶射してなる電極部１０ａ、１０ａが形成されている。なお、コンデンサ素子１０としては、フィルムコンデンサに限らず、種々のコンデンサを用いても良いし、その形状も円筒形や方形状等、種々の形状でも良い。

バスバー２０は、図１及び図２に示すように、コンデンサ素子１０の一方の電極部１０ａ（例えば陽極となる電極部）と接続される第１バスバー３０と、コンデンサ素子１０の他方の電極部１０ａ（例えば陰極となる電極部）と接続される第２バスバー４０とを絶縁層（空気層）を介して重ね合わせることにより構成されている。

第１バスバー３０は、図１乃至図３に示すように、平板状の本体部３１と、本体部３１の両端部３１ａ、３１ａからそれぞれ上方に向かって延設された外部接続用端子３２、３２とから構成されている。本体部３１は、並設された複数のコンデンサ素子１０・・の側面部１０ｂ・・を略覆うことができる大きさとされている。また、コンデンサ素子１０の一方の電極部１０ａと対向する位置には接続孔３１ｂが形成され、コンデンサ素子１０の他方の電極部１０ａと対向する位置には逃し孔３１ｃが形成されている。外部接続用端子３２は、本体部３１と略直交して上方に向かって延出されるとともに、その先端部３２ａが本体部３１と略平行となるように、且つ本体部３１上に位置されるようにして折曲形成されており、外部接続用端子３２付近を側方から見た場合、略コ字状となっている。また、外部接続用端子３２の先端部３２ａには、外部機器への取り付けに供される取付孔３２ｂが穿設されている。

第２バスバー４０は、図１及び図３に示すように、平板状の本体部４１と、本体部４１の両端部４１ａ、４１ａからそれぞれ上方に向かって延設された外部接続用端子４２、４２とから構成されている。また、外部接続用端子４２の先端部４２ａが本体部４１と略平行となるように、且つ本体部４１上に位置されるようにして折曲形成され、外部接続用端子４２付近を側方から見た場合、略コ字状となっている点、外部接続用端子４２の先端部４２ａに、外部機器への取り付けに供される取付孔４２ｂが穿設されている点、第１バスバー３０と共通している。すなわち、第２バスバー４０は、第１バスバー３０と略同形状とされている。但し、接続孔４１ｂの位置や逃し孔４１ｃの位置は、第１バスバー３０とは反対となる位置、具体的には、第２バスバー４０の接続孔４１ｂと、第１バスバー３０の逃し孔３１ｃとが対向し、第２バスバー４０の逃し孔４１ｃと、第１バスバー３０の接続孔３１ｂとが対向するように位置されている。また、外部接続用端子４２においても、第１バスバー３０の外部接続用端子３２と重ならないように、ずれた位置から延設されている。

ケース５０は、図１乃至図４に示すように、コンデンサ素子１０の形状に合わせて略Ｕ字状とされたケース底部５１と、この底部５１の４辺からそれぞれケース底部５１と略直交して延出されたケース側壁部５２・・とから構成されており、ケース底部５１と対向する面には、コンデンサ素子１０やバスバー２０をケース５０の内部空間に収納するための開口部５３が設けられている。なお、ケース５０の材質としては、樹脂や金属等種々のものを使用可能である。また、その形状も内部空間にコンデンサ素子１０やバスバー２０を収納可能であれば種々の形状でも良い。

樹脂６０は、ケース５０内に充填され、コンデンサ素子１０やバスバー２０を樹脂モールドするものであって、エポキシ樹脂やウレタン樹脂等、種々の樹脂を使用可能である。

端子台７０は、図１乃至図４に示すように、２個の台状部７１、７１と、台状部７１、７１の下端部同士を連結する連結部７２とから構成されている。また、台状部７１には、ナット７３がインサート成形されており、上方に開口するネジ部７３ａ（雌ネジ）が形成されている。連結部７２は、台状部７１よりも幅広とされた平板状とされている。また、端子台７０は、第１バスバー３０の本体部３１と第１バスバー３０の外部接続用端子３２の先端部３２ａとの間の距離と略等しい高さとされている。また、台状部７１、７１の間隔は、第１バスバー３０と第２バスバー４０とを重ね合わせた状態での外部接続用端子３２、４２の間隔と略等しくされている。なお、台状部７１にインサート成形するものとしては、ナット７３に限らず、例えば、ボルトをインサート成形することで、雄ネジを突設するようにしても良い。

次に、この発明のコンデンサ１の組立手順について詳細に説明する。まず、複数のコンデンサ素子１０・・を、電極部１０ａ、１０ａ同士が相対向するようにして列状に並設するとともに、この列状に並設されたコンデンサ素子１０を２列設けることで平面状に並設する。なお、コンデンサ素子１０の電極部１０ａに、バスバー２０と接続するためのＣＰ線８０を予め接続しておく。また、コンデンサ素子１０が極性を有する場合には、相対向する電極部１０ａ、１０ａ及び互いに隣接する電極部１０ａ、１０ａの極性が同一となるように並設する。

次に、並設されたコンデンサ素子１０の側面部１０ｂに、第２バスバー４０を重ね合わせるとともに、コンデンサ素子１０の他方の電極部１０ａに接続されたＣＰ線８０を、第２バスバー４０の接続孔４１ｂに挿通させる。その後、第１バスバー３０を第２バスバー４０に絶縁層を介して重ね合わせるとともに、コンデンサ素子１０の一方の電極部１０ａに接続されたＣＰ線８０を、第１バスバー３０の接続孔３１ｂに挿通させる。なお、第２バスバー４０に逃し孔４１ｃが形成されているため、一方の電極部１０ａに接続されたＣＰ線８０が、第２バスバー４０と接続されることはない。また、第１バスバー３０にも逃し孔３１ｃが形成されているため、他方の電極部１０ａに接続されたＣＰ線８０においても、第１バスバー３０に接続されることはない。そして、ＣＰ線８０とバスバー２０とを例えば半田等によって接続することで、コンデンサ素子１０とバスバー２０とを接続する。この状態において、外部接続用端子３２、４２が、板厚方向（面外方向）に対向するとともに、板幅方向（面内方向）にも対向することとなる。

次に、第１バスバー３０の本体部３１と外部接続用端子３２、４２の先端部３２ａ、４２ａとの間に端子台７０を介在させる。換言すれば、第１バスバー３０の本体部３１と外部接続用端子３２、４２の先端部３２ａ、４２ａとで端子台７０を挟持させる。この際、端子台７０の雌ネジ７３ａと、外部接続用端子３２、４２の取付孔３２ｂ、４２ｂとを対向させておく。なお、この状態において、端子台７０の取付孔３２ｂ、４２ｂの並設方向と、コンデンサ素子１０の並設面（平面状に並設された複数のコンデンサ素子１０・・を互いに結ぶことで構成される仮想面）とが略平行となる。そして、一体とされたコンデンサ素子１０とバスバー２０とを、バスバー２０とケース開口部５３とが略平行となるように、また、コンデンサ素子１０がケース底部５１側に、バスバー２０がケース開口部５３側に位置され、外部接続用端子３２、４２がケース開口部５３と略直交する方向に向かってケース５０の外方に延出されるようにして、ケース５０内に収納する。なお、端子台７０がケース５０に接しないようにする。

そして、ケース開口部５３からケース５０内に樹脂６０を充填して、コンデンサ素子１０とバスバー２０の本体部３１、４１を樹脂封止することで、コンデンサ１の組立を完了する。なお、この際、端子台７０の下端側の少なくとも連結部７２が樹脂面下に位置するまで樹脂６０を充填し、端子台７０を樹脂６０に埋設、固定する。また、端子台７０のずれを防止するために、雌ネジ７３ａと取付孔３２ｂ、４２ｂとに跨って、ネジ等の仮固定具を挿通させていても良い。

上記構成のコンデンサ１においては、樹脂６０に埋設された端子台７０に雌ネジ７３ａが設けられ、この雌ネジ７３ａと外部接続用端子３２、４２の取付孔３２ｂ、４２ｂとが対向しているため、外部接続用端子３２、４２と外部機器との接続にあたって、外部接続用端子３２、４２の取付孔３２ｂ、４２ｂにネジ（ボルト）を螺合すれば、外部接続用端子３２、４２と端子台７０とが一体となり、端子台７０で外部接続用端子３２、４２を支持することができる。そのため、外部接続端子３２、４２の振動を抑制することができ、振動に起因する樹脂６０のひび割れを抑制することができる。また、外部接続用端子３２、４２を、外部機器への取り付けに供した場合においても、振動や衝撃に対して安定した取り付けとすることができる。

また、端子台７０がケース５０と当接していると、ケース５０に振動や衝撃が与えられた場合、または熱膨張等による変形が生じた場合、外部接続用端子３２、４２の挙動はケース５０に追随することとなり、外部接続用端子３２、４２と端子台７０との挙動が異なって、外部接続用端子３２、４２と端子台７０との間やその近傍に位置する樹脂６０に過大な変形を与え、樹脂６０のひび割れを誘発させる虞があるが、本実施例では、端子台７０がケース５０と当接していないため、ケース５０に加わった振動や衝撃、またケース５０の熱膨張等の影響を端子台７０が直接受けることはなく、端子台７０の挙動を外部接続用端子３２、４２と略同様の挙動とすることができ、両者の挙動の相違による樹脂６０のひび割れを抑制することができる。

さらに、外部接続用端子３２、４２の先端部３２ａ、４２ａの下面と端子台７０の台状部７１の上面とが当接しているため、外部接続用端子３２、４２がぐらつくことはない。さらに、幅広とされた連結部７２を樹脂６０内に埋設しているため、台状部７１の抜けやぐらつきを防止することができる。

さらにまた、外部接続用端子３２、４２が、板厚方向（面外方向）に対向配置されているとともに、板幅方向（面内方向）にも対向配置されているため、安定した取り付けが可能となる。また、取付孔３２ｂ、４２ｂの並設方向とコンデンサ素子１０の並設面とが略平行とされている、換言すれば、４個の取付孔３２ｂ、４２ｂ（または先端部３２ａ、４２ａ）同士を結ぶことで構成される仮想面と、コンデンサ素子１０の並設面（または側面部１０ｂ）とが略平行とされているため、取付孔３２ｂ、４２ｂの並設方向（または仮想面）とコンデンサ素子１０の並設面とが略直交とされている場合に比べて、コンデンサ１の重心から取付孔３２ｂ、４２ｂ（または仮想面）までの距離が短くなり、外部接続用端子３２、４２に加わる負荷（曲げモーメントによる引抜力や押込力）や、振動や衝撃による振幅を小さくすることができ、より安定した取り付けが可能となる。また、複数のコンデンサ素子１０の側面部１０ｂを略覆う大きさとされた本体部３１、４１の両端部３１ａ、４１ａから外部接続用端子３２、４２を延設しているため、コンデンサ素子１０の数が多くなった場合でも、それに応じて、外部接続用端子３２、４２間の距離が増すため、安定した取り付けとなる。

また、外部接続用端子３２、４２がケース開口部５３と略直交する方向（上方）に向かって延設されているため、コンデンサ１の横方向の大きさを抑えることができ、コンデンサ１の取付面積を小さくすることができる。また、外部接続用端子３２、４２の先端部３２ａ、４２ａをケース開口部５３と略平行となるように折曲しているため、コンデンサ１の上方向の大きさも抑えることができ、コンデンサ１の小型化を図ることができる。

以上に、この発明の具体的な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、上記実施例においては、台状部７１に対してナット７３やボルトをインサート成形していたが、アウトサート成形（圧入）しても良い。また、第１バスバー３０と第２バスバー４０との絶縁層として空気層を設ける、換言すれば、第１バスバー３０と第２バスバー４０とを間隔を開けて配設することで両者の絶縁を図っていたが、絶縁紙等の絶縁体を介して絶縁を確保するようにしても良い。また、コンデンサ素子１０とバスバー２０とを接続するにあたってＣＰ線８０を使用していたが、バスバー２０から直接、接続端子を延出してコンデンサ素子１０と接続するようにしても良い。また、コンデンサ素子１０の数は、必要な静電容量に合わせて適宜変更可能である。外部接続用端子３２、４２の数においても、４個に限らず、適宜変更可能である。また、取付孔３２ｂ、４２ｂにおいても、４個に限らず、適宜変更可能であるが、安定した取り付けとするために３個以上とすることが好ましい。この場合、例えば、１個の外部接続用端子３２、４２に２個以上の取付孔３２ｂ、４２ｂを設けても良い。

また、上記実施例においては、コンデンサ素子１０を、電極部１０ａ、１０ａ同士が相対向するようにして並設していたが、電極部１０ａを上下方向に向け、側面部１０ｂ同士が相対向するようにして並設しても良い。また、上記実施例においては、第１、第２バスバー３０、４０の双方がケース開口部５３側に位置されていたが、第１バスバー３０と第２バスバー４０との間にコンデンサ素子１０を介在させるようにして、いずれか一方のバスバーをケース底部５１側に位置するようにしても良い。なお、電極部１０ａを上下方向に向けるとともに、第１バスバー３０と第２バスバー４０とでコンデンサ素子１０を挟むようにすれば、ＣＰ線８０を用いる必要がなくなるため、接続の手間やコストの削減を図ることができる。

１・・コンデンサ、１０・・コンデンサ素子、１０ａ・・電極部、２０・・バスバー、３２、４２・・外部接続用端子、３２ｂ、４２ｂ・・取付孔、５０・・ケース、５３・・ケース開口部、６０・・樹脂、７０・・端子部、７３ａ・・ネジ部

Claims (2)

1. 端面に電極部（１０ａ）を有するコンデンサ素子（１０）をバスバー（２０）で接続しケース（５０）に収納するとともに樹脂（６０）を充填し外部接続用端子（３２）（４２）をケース開口部（５３）からケース開口部（５３）と略直交する方向に向かって引き出したコンデンサであって、バスバー（２０）は、コンデンサ素子（１０）よりもケース開口部（５３）側に位置し、且つケース開口部（５３）と略平行とされており、該コンデンサは、さらに、端子台（７０）を備えており、端子台（７０）は、ケース（５０）と接することなく、一方側が樹脂（６０）に埋設されているとともに、他方側に設けられたネジ部（７３ａ）が外部接続用端子（３２）（４２）の取付孔（３２ｂ）（４２ｂ）と対向していることを特徴とするコンデンサ。
2. 取付孔（３２ｂ）（４２ｂ）の並設方向と、コンデンサ素子（１０）の並設面とが略平行と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。