JP6133630B2

JP6133630B2 - コンデンサ

Info

Publication number: JP6133630B2
Application number: JP2013042833A
Authority: JP
Inventors: 真教石田; 隆平小山; 裕二塩見; 勇太岡部
Original assignee: Shizuki Electric Co Inc
Current assignee: Shizuki Electric Co Inc
Priority date: 2013-03-05
Filing date: 2013-03-05
Publication date: 2017-05-24
Anticipated expiration: 2033-03-05
Also published as: JP2014170882A

Description

この発明は、コンデンサ素子をケースに収納し樹脂を充填したコンデンサに関する。

コンデンサ素子をケースに収納し樹脂を充填してなるコンデンサでは、製造が容易であるといった理由等から、外部接続用の端子を、ケース上方に設けられた開口部から外方へと引き出すようにして製造されることが多い（例えば特許文献１参照）。

特開２０１０−１２９５７３号公報

ところで、ケース開口部から端子を引き出すようにして製造されたコンデンサは、部品との接続のし易さを考慮し、通常、ケース開口部が部品に近接するようにしてインバータ等の装置内に組み込まれる。

しかしながら、複数の部品と接続する場合には、全ての部品に対してケース開口部を近接させることができないこともあり、一部の部品がケース側方やケース底部側に位置することもある。このような場合には、ケース開口部から引き出した端子をケース側方やケース底部側まで延設することになるが、他の部品との接続距離や絶縁等を考慮しながら延設しなければならず、また、それに伴い端子形状が複雑化することもあることから、設計や製造に多くの手間や時間を費やすことになっていた。加えて、接続に際しては、他の部品との干渉も考慮しなけばならないことから作業手順に制約がかかることもあり、作業性の低下を招くこともあった。

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、ケース側方やケース底部側に配置された部品に対しても容易に接続することが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２１を有するコンデンサ素子２と、このコンデンサ素子２の電極部２１に接続される電極板３とをケース４、７に収納し樹脂６を充填したコンデンサ１、１０であって、第１の外部接続部３３Ａ、３３Ｂ、３６Ａ、３６Ｂを、ケース４、７の上面に設けた開口部４３、７３から外方に引き出すとともに、この第１の外部接続部３３Ａ、３３Ｂ、３６Ａ、３６Ｂと同一極性とされる第２の外部接続部３７Ａ、３７Ｂを、ケース底部４１、７１から外方に引き出すことを特徴としている。
また、第２の外部接続部３７Ａ、３７Ｂを、ケース底部４１、７１及びケース側壁部４２、７２から外方に引き出すことが好ましい。

また、端面に電極部２１を有するコンデンサ素子２と、このコンデンサ素子２の電極部２１に接続される電極板３とを、導電性材料で形成されたケース４、７に収納し樹脂６を充填したコンデンサ１、１０であって、第１の外部接続部３３Ａ、３３Ｂ、３６Ａ、３６Ｂを、ケース４、７の上面に設けた開口部４３、７３から外方に引き出すとともに、この第１の外部接続部３３Ａ、３３Ｂ、３６Ａ、３６Ｂと同一極性とされる第２の外部接続部３７Ａ、３７Ｂを、ケース底部４１、７１及び／又はケース側壁部４２、７２から外方に引き出すことを特徴としている。さらに、第２の外部接続部３７Ａ、３７Ｂと、この第２の外部接続部３７Ａ、３７Ｂを外方に引き出すための引出口４４、７４との間に非導電体５、８を介在させている。

この発明のコンデンサでは、第１の外部接続部をケース開口部から引き出すとともに、この第１の外部接続部と同一極性とされる第２の外部接続部をケース側壁部やケース底部から引き出しているため、電気部品がケース開口部側に限らず、ケース側壁部やケース底部側に配置されていたとしても、接続に際して、特段の配慮は必要なく、電気部品と外部接続部との接続を容易に行うことができる。

また、ケースを導電性材料で形成しているため、コンデンサが発するノイズの外部への伝達を抑制することができる。さらに、引出口と第２の外部接続部との間に非導電体を介在させているため、ケースを導電性材料で形成していても絶縁を確保することができる。

本発明の第１実施形態に係るコンデンサを示す斜視図である。コンデンサ素子への電極板の取付過程を示す分解斜視図である。ケースへのコンデンサ素子及び電極板の収納過程を示す分解斜視図である。本発明の第２実施形態に係るコンデンサを示す斜視図である。ケース及び樹脂基板を示す斜視図であって、（ａ）は取付前、（ｂ）は取付後を示す。

次に、この発明のコンデンサの第１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３に示すように、コンデンサ素子２と、このコンデンサ素子２に接続される電極板３と、これらコンデンサ素子２や電極板３を収納するケース４と、ケース４に取り付けられる樹脂基板（非導電体）５と、ケース４内に充填される樹脂６とを備え、電極板３の一部をケース４の上面及び側面から引き出すようにして構成したことを特徴とするものである。なお、ケース４の上面とは、ケース４に樹脂６を充填する際に上に位置される面のことを言い、側面とは、その際、側部に位置する面を言う。以下、上記構成部品について詳細に説明する。

コンデンサ素子２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２に示すように、軸方向両端部に金属を溶射してなるメタリコン電極部２１、２１が形成されている。

電極板３は、上記コンデンサ素子２の一方の電極部（例えば陽極となる電極部）２１に接続される一方電極板３Ａと、コンデンサ素子２の他方の電極部（例えば陰極となる電極部）２１に接続される他方電極板３Ｂとから構成されている。また、一方電極板３Ａは、コンデンサ素子２の一方の電極部２１に直接的に接続される第１電極板３１Ａと、コンデンサ素子２の一方の電極部２１に第１電極板３１Ａを介して間接的に接続される第２電極板３２Ａから構成されている。他方電極板３Ｂについても、コンデンサ素子２の他方の電極部２１に直接的に接続される第１電極板３１Ｂと、コンデンサ素子２の他方の電極部２１に第１電極板３１Ｂを介して間接的に接続される第２電極板３２Ｂから構成されている。なお、一方電極板３Ａと他方電極板３Ｂとは、後述する第１、第２外部接続部３３Ａ、３３Ｂ、３６Ａ、３６Ｂ、３７Ａ、３７Ｂや接続用孔３４Ａ、３４Ｂ、回避用孔３５Ａ、３５Ｂの位置等に差異があるが、全体として略同形状とされているため、一方電極板３Ａについてのみ詳細に説明する。

第１電極板３１Ａは、図２に示すように、コンデンサ素子２を複数並設してなるコンデンサ群の側面を覆うことが可能な大きさとされた金属板であって、その上端部からは、外部の電気部品等との接続に供される第１外部接続部３３Ａが延出されている。また、コンデンサ素子２の並びに合わせて、コンデンサ素子２の一方の電極部２１との接続に供する接続用孔３４Ａや、コンデンサ素子２の他方の電極部２１との接続を回避するための回避用孔３５Ａが適宜穿設されている。

第２電極板３２Ａは、図２に示すように、略Ｕ字状に折曲形成された金属板であって、その上端部からは、第１電極板３１Ａの第１外部接続部３３Ａと略同形状とされた第１外部接続部３６Ａが延設されている。また、下端部には、側方に向かって突出する略円柱状の第２外部接続部３７Ａが設けられている。

ケース４は、アルミ等の導電性材料からなり、図３に示すように、ケース底部４１の各辺からケース側壁部４２を立設させた略立方体状に形成されている。また、ケース底部４１と対向する面には開口部４３が設けられている。さらに、４面あるケース側壁部４２のうち、１のケース側壁部４２には、第２電極板３２Ａ、３２Ｂの第２外部接続部３７Ａ、３７Ｂをケース４の外部に引き出すために、略Ｕ字状の引出口４４が設けられている。

樹脂基板５は、図３に示すように、ケース側壁部４２の引出口４４と同程度の大きさとされた板状体であって、引出口４４に取り付けることでこの引出口４４を閉塞し、ケース４内に充填される樹脂６の引出口４４からの漏れを防止するものである。この樹脂基板５には、第２外部接続部３７Ａ、３７Ｂを挿通可能な挿通孔５１、５１が穿設されている。また、この挿通孔５１周りには、ケース４との沿面距離を稼ぐためのリブ５２が設けられている。

本発明のコンデンサ１は、上記構成部品を以下の手順で組み立てることで製造される。まず、複数のコンデンサ素子２・・を並設し、コンデンサ素子群を形成する。また、一方電極板３Ａと他方電極板３Ｂの双方の第１電極板３１Ａ、３１Ｂ同士を、例えば絶縁紙等の絶縁体（図示しない）を介して互いに重ね合わせる。なお、本実施形態のコンデンサ１においては、第１電極板３１Ａ、３１Ｂを正負互いに２枚ずつ用意し、重ね合わせた電極板を２組形成する。

次に、コンデンサ素子群の両側に上記重ね合わせた第１電極板３１Ａ、３１Ｂを配設し、コンデンサ素子２・・と接続していく。この際、接続用孔３４Ａ、３４Ｂとコンデンサ素子２とはリード線等を介して接続するが、第１電極板３１Ａ、３１Ｂから接続片等を延設することにより接続するようにしても良い。また、一方電極板３Ａとコンデンサ素子２の一方の電極部２１とを接続し、他方電極板３Ｂとコンデンサ素子２の他方の電極部２１とを接続するようにし、通電時に、絶縁体を介して重なり合う第１電極板３１Ａ、３１Ｂ間で磁界の打ち消し合いが生じるようにする。

コンデンサ素子２・・と第１電極板３１Ａ、３１Ｂとを接続した後、次に、第２電極板３２Ａ、３２Ｂを配設する。具体的には、絶縁体（図示しない）を介して互いに重ね合わせた第２電極板３２Ａ、３２Ｂを、コンデンサ素子群を介して対向する第１電極板３１Ａ、３１Ｂ間の上部に位置させ、一方電極板３Ａの第１外部接続部３３Ａ、３６Ａ同士、他方電極板３Ｂの第１外部接続部３３Ｂ、３６Ｂ同士をそれぞれ重ねる。なお、この段階では、一方電極板３Ａの第１外部接続部３３Ａ、３６Ａ同士、他方電極板３Ｂの第１外部接続部３３Ｂ、３６Ｂ同士を単に重ね合わせるだけとしておく。そして、コンデンサ１を電気部品に接続する際に、第１外部接続部３３Ａ、３３Ｂ、３６Ａ、３６Ｂに設けられたボルト孔にボルトを挿通、電気部品の接続端子等に螺合させることで、一方電極板３Ａの第１外部接続部３３Ａ、３６Ａ同士、他方電極板３Ｂの第１外部接続部３３Ｂ、３６Ｂ同士をそれぞれ締結（接続）するようにする。このように、電気部品の接続と合わせて一方電極板３Ａの第１外部接続部３３Ａ、３６Ａ同士、他方電極板３Ｂの第１外部接続部３３Ｂ、３６Ｂ同士の締結を行うことで、予め締結する場合に必要な部材、締結作業が不要となる。なお、第２電極板３２Ａ、３２Ｂにおいても、絶縁体を介して一方電極板３Ａと他方電極板３Ｂとを重ね合わせた構成であり、通電時には、第２電極板３２Ａ、３２Ｂ間で磁界の打ち消し合いが生じる。

そして、一体とされたコンデンサ素子２、第１電極板３１Ａ、３１Ｂ、第２電極板３２Ａ、３２Ｂをケース４に収納していく。なお、収納作業を行う前に、予めケース側壁部４２に設けられた引出口４４に樹脂基板５を取り付け、引出口４４を閉塞しておく。樹脂基板５を引出口４４に取り付けるにあたっては、例えば接着剤による接着で良いが、これに限らず、凹凸嵌合等、種々の方法で取り付けても良い。第１電極板３１Ａ、３１Ｂと、第２電極板３２Ａ、３２Ｂとをケース４に収納するに際しては、上端部の第１外部接続部３３Ａ、３３Ｂ、３６Ａ、３６Ｂがケース開口部４３から突出するように、また、下端部（側方）の第２外部接続部３７Ａ、３７Ｂが樹脂基板５の挿通孔５１を通って外部に突出するようにして収納する。

そして、ケース４内に樹脂６を充填し、コンデンサ素子２や第１電極板３１Ａ、３１Ｂ、第２電極板３２Ａ、３２Ｂ（第１、第２外部接続部部３３Ａ、３３Ｂ、３６Ａ、３６Ｂ、３７Ａ、３７Ｂを除く）を樹脂モールドすることで、コンデンサ１の組み立てを完了する。

上記構成のコンデンサ１は、ケース開口部４３から第１外部接続部３３Ａ、３３Ｂ、３６Ａ、３６Ｂが引き出されているとともに、ケース側壁部４２からも第２外部接続部３７Ａ、３７Ｂが引き出されているため、ケース側壁部４２側に電気部品等がある場合であっても、特段の配慮をすることなく、電気部品等との接続が可能となる。例えば、上記構成のコンデンサ１をインバータに用いる場合には、ケース開口部４３から引き出された第１外部接続部３３Ａ、３３Ｂ、３６Ａ、３６ＢをＩＧＢＴに接続し、ケース側壁部４２から引き出された第２外部接続部３７Ａ、３７Ｂをバッテリー等の他の電気部品と接続することも可能である。また、第２外部接続部３７Ａ、３７ＢをＤＣ電流を流す電極としても良い。さらに、第１電極板３１Ａ、３１Ｂ同士や第２電極板３２Ａ、３２Ｂ同士を重ね合わせているため、互いの磁界を打ち消し合うことができ、低インダクタンス化や発熱の抑制を図ることができる。また、ケース４を導電性材料で形成しているため、コンデンサが発するノイズの外部への伝達を抑制することができる（シールド効果）。さらに、樹脂基板５を介して第２外部接続部３７Ａ、３７Ｂを引き出しているため、ケース４と第２外部接続部３７Ａ、３７Ｂとが接触することはなく、絶縁状態を維持することができる。

次に、本発明の第２実施形態のコンデンサ１０について説明する。この第２実施形態のコンデンサ１０は、図４及び図５に示すように、引出口７４がケース側壁部７２ではなく、ケース底部７１に設けられたケース７を用い、引出口７４に取り付けられた樹脂基板８の挿通孔８１から第２外部接続部３７Ａ、３７Ｂを外部に引き出している点で上記第１実施形態のコンデンサ１とは相違している。

また、樹脂基板８と引出口７４とで凹凸嵌合できるように構成されている点でも相違している。具体的には、図５（ａ）に示すように、樹脂基板８にリブ８３、８４が２重で設けられ、引出口７４にこの２重のリブ８３、８４によって生じた凹部に嵌入するリブ７５が設けられており、両者間で凹凸嵌合できるようにされている。さらに、この引出口７４からの樹脂漏れを抑制する機構が設けられている点でも第１実施形態のコンデンサ１とは相違している。具体的に説明すると、この樹脂漏れ抑制機構は、図５（ａ）に示すように、リブ７５の周りに段差７６を設けることで構成されており、樹脂基板８を引出口７４に嵌め込むことで、図５（ｂ）に示すように、樹脂基板８のリブ８３とケース底部７１の段差７６とで凹溝７７が形成されるようになっており、ケース７内に樹脂６を充填する前に、この凹溝７７に予め少量の樹脂や接着剤を充填、硬化させることで、樹脂基板８とケース７との間に生じた微小な隙間を塞ぎ、接合部からの樹脂漏れを抑制できるようになっている。

また、ケース底部７１には、図４に示すように、樹脂基板８を覆う導電性のカバー９を取り付け可能とされており、樹脂基板８からのノイズ漏れを抑制できるようにもなっている。

なお、第１外部接続部３３Ａ、３３Ｂをケース開口部７３から引き出す構成等、他の構成については、上記第１実施例と略同形状であって、同様の作用効果を奏することから、同符号を付し、具体的な説明は省略する。

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、上記実施例では、第２外部接続部３７Ａ、３７Ｂをケース底部４１、７１又はケース側壁部４２、７２のいずれか一方からのみ引き出していたが、その両方から引き出すように構成しても良い。この場合、電気部品等がケース底部４１、７１側及びケース側壁部４２、７２側に同時に位置している場合でも容易に接続を行うことができる。また、上記実施例では、第１電極板３１Ａ、３１Ｂと第２電極板３２Ａ、３２Ｂとが別体とされていたが一体とされていても良い。また、上記実施例では、第１電極板３１Ａ、３１Ｂを２枚ずつ用い、コンデンサ素子群の両側に配設していたが、１枚又は３枚以上用いるようにしても良く、また、片側のみに配設するようにしても良い。また、第１、第２外部接続部３３Ａ、３３Ｂ、３６Ａ、３６Ｂ、３７Ａ、３７Ｂの形状は、上記実施例に示す形状のものに限らず、平板状や雄ネジ状等、種々のものを使用可能である。また、上記第１実施例では、第２外部接続部３７Ａ、３７Ｂが、ケース底部４１に平行な方向（横方向）に配置されていたが、対となる第２外部接続部３７Ａ、３７Ｂが互いに同じ方向（ケース側壁部４２側）に引き出されるような配置であれば、ケース底部４１に垂直な方向（縦方向）に配置する等、外部の電気部品等の配置等に応じて適宜その配置を変更しても良い。なお、このような場合、第２外部接続部３７Ａ、３７Ｂの配置に合わせて樹脂基板５の形状を適宜変更することは勿論である。また、樹脂基板５をケース４の引出口４４に取り付けるタイミングとして、上記第１実施例では、ケース４内にコンデンサ素子２を収納する前としていたが、コンデンサ素子２をケース４内に収納した後、ケース４の外側から樹脂基板５を取り付けるようにしても良いし、また、第２外部接続部３７Ａ、３７Ｂを樹脂基板５の挿通孔５１に挿通する等して、予め、コンデンサ素子２と樹脂基板５とを一体にさせた状態としておき、コンデンサ素子２をケース４内に収納すると同時に、樹脂基板５を取り付けるようにしても良い。

１、１０・・コンデンサ、２・・コンデンサ素子、２１・・電極部、３・・電極板、３３Ａ、３３Ｂ、３６Ａ、３６Ｂ・・第１外部接続部、３７Ａ、３７Ｂ・・第２外部接続部、４、７・・ケース、４１、７１・・ケース底部、４２、７２・・ケース側壁部、４３、７３・・ケース開口部、４４、７４・・引出口、５、８・・樹脂基板（非導電体）、６・・樹脂

Claims

端面に電極部（２１）を有するコンデンサ素子（２）と、このコンデンサ素子（２）の電極部（２１）に接続される電極板（３）とをケース（４）（７）に収納し樹脂（６）を充填したコンデンサであって、第１の外部接続部（３３Ａ）（３３Ｂ）（３６Ａ）（３６Ｂ）を、ケース（４）（７）の上面に設けた開口部（４３）（７３）から外方に引き出すとともに、この第１の外部接続部（３３Ａ）（３３Ｂ）（３６Ａ）（３６Ｂ）と同一極性とされる第２の外部接続部（３７Ａ）（３７Ｂ）を、ケース底部（４１）（７１）から外方に引き出すことを特徴とするコンデンサ。
第２の外部接続部（３７Ａ）（３７Ｂ）を、ケース底部（４１）（７１）及びケース側壁部（４２）（７２）から外方に引き出す、請求項１記載のコンデンサ。
端面に電極部（２１）を有するコンデンサ素子（２）と、このコンデンサ素子（２）の電極部（２１）に接続される電極板（３）とを、導電性材料で形成されたケース（４）（７）に収納し樹脂（６）を充填したコンデンサであって、第１の外部接続部（３３Ａ）（３３Ｂ）（３６Ａ）（３６Ｂ）を、ケース（４）（７）の上面に設けた開口部（４３）（７３）から外方に引き出すとともに、この第１の外部接続部（３３Ａ）（３３Ｂ）（３６Ａ）（３６Ｂ）と同一極性とされる第２の外部接続部（３７Ａ）（３７Ｂ）を、ケース底部（４１）（７１）及び／又はケース側壁部（４２）（７２）から外方に引き出すことを特徴とするコンデンサ。
上記第２の外部接続部（３７Ａ）（３７Ｂ）と、この第２の外部接続部（３７Ａ）（３７Ｂ）を外方に引き出すための引出口（４４）（７４）との間に非導電体（５）（８）を介在させていることを特徴とする請求項３記載のコンデンサ。