JP6347768B2

JP6347768B2 - コンデンサ構造

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Publication number: JP6347768B2
Application number: JP2015164866A
Authority: JP
Inventors: 元奥塚; 真教石田; 裕二塩見
Original assignee: Calsonic Kansei Corp; Shizuki Electric Co Inc
Current assignee: Calsonic Kansei Corp; Shizuki Electric Co Inc
Priority date: 2015-01-22
Filing date: 2015-08-24
Publication date: 2018-06-27
Anticipated expiration: 2035-08-24
Also published as: JP2016139778A; DE112016000457T5; US10062515B2; US20180019062A1; CN107210130A

Description

本発明は、複数の巻回型コンデンサを筐体に収納したコンデンサ構造に関する。

従来から、車載用インバータ等に用いる平滑コンデンサとしては、周波数応答性の良さと、故障態様の把握が容易な点を考慮して、一般的にフィルムコンデンサが使われている。

フィルムコンデンサには、フィルム積層型とフィルム巻回型があるが、車載用では比較的低コストな巻回型コンデンサを使用するのが主流である。

このようなコンデンサ構造に係る技術は種々提案されている（例えば、特許文献１等）。

特許文献１に係る従来技術では、コンデンサケースの両端にはレギュレータケースの貫通穴と一致する貫通穴が設けられ、また一対のターミナルが電極に接続されたコンデンサ素子を収納する収納部が形成されている。

このような従来の巻回型コンデンサでは、車両等に搭載される電子機器などに固定するために、ブラケットなどの固定部品を用いたり、あるいは巻回型コンデンサを収容したコンデンサ本体の樹脂ケースの外部に固定用の座面や補強構造等を設けてボルト等で固定するのが一般的であった。

また、コンデンサ自体を熱伝導率が高い金属部材等に配置するなどして、コンデンサの放熱対策を図っていた。

特開平５−２１９７０４号公報

しかしながら、上記のような従来技術では、図２２、図２３に示すように、ケースから固定用の張出し部（領域Ｄ１〜Ｄ３参照）が突出し、車載用インバータ等の装置やシステム等の小型化を阻む要因の一つとなるという問題があった。

即ち、図２２に示すコンデンサＣ５０では、筐体５００の外部に固定用の張出し部５０１ａ、５０１ｂが設けられているため、取付時において車載用インバータ等の取付側に取付用領域（スペース）Ｄ１、Ｄ２が必要になるため車載用インバータ等の小型化を妨げてしまう。

また、図２３に示すコンデンサＣ６０でも同様に、筐体６００の外部に固定用の張出し部６０１が設けられているため、取付時において電子機器等の取付側に取付用領域（スペース）Ｄ３が必要になる。

また、従来技術では、コンデンサ自体の放熱性を高めるために金属部材等に配置する必要があり、コンデンサの配置位置が制限され、車載用インバータ等の装置やシステムの設計自由度が低下するという難点もあった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、筐体を含めたコンデンサ全体の小型化を図ることができると共に、コンデンサ自体による放熱性を高めて、搭載機器の設計自由度を向上させることのできるコンデンサ構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るコンデンサ構造の第１の態様は、複数の巻回型コンデンサを筐体に収納したコンデンサ本体を締結具を介して固定対象に固定するコンデンサ構造であって、前記巻回型コンデンサを前記筐体の底部上に並設した状態で、当該巻回型コンデンサ同士の外周面間に生じる隙間または各巻回型コンデンサの外周面と前記筐体の内壁との間に生じる隙間の少なくとも一つに、前記締結具を挿通させて前記コンデンサ本体を前記固定対象に固定するように構成されていることを要旨とする。

本発明に係る第２の態様は、第１の態様に係るコンデンサ構造において、前記締結具は、少なくとも１つの前記隙間に挿通される金属製の筒状体と、前記筐体の外部から前記筒状体に挿通されて前記固定対象に螺合される固定用ボルトとから構成されることを要旨とする。

本発明に係る第３の態様は、第２の態様に係るコンデンサ構造において、並設される前記各巻回型コンデンサの外周面に接触するように配置される熱伝導板が設けられ、前記熱伝導板は、前記金属製の筒状体に熱的に接合されていることを要旨とする。

本発明に係る第４の態様は、第２または第３の態様に係るコンデンサ構造において、前記筒状体の断面形状は、前記隙間の平面視形状と相似形に形成され、前記筒状体の外壁面が、前記隙間を形成する前記巻回型コンデンサの外周面と接触するように構成されていることを要旨とする。

本発明に係る第５の態様は、第２から第４の態様に係るコンデンサ構造において、前記各巻回型コンデンサの正極端子側に第１電極板が、前記各巻回型コンデンサの負極端子側に第２電極板が、それぞれ配置され、前記金属製の筒状体は、第１の金属製の筒状体と第２の金属製の筒状体を含み、前記第１の金属製の筒状体は、前記第１電極板と接合され、前記第２の金属製の筒状体は、前記第２電極板と接合され、前記第１の金属製の筒状体および前記第２の金属製の筒状体において前記固定対象に締結されるそれぞれの端部は、前記筐体から外部に露出されて端子を構成することを要旨とする。

本発明に係る第６の態様は、第５の態様に係るコンデンサ構造において、前記第１電極板には、前記第２の金属製の筒状体と絶縁する第１絶縁部が形成され、前記第２電極板には、前記第１の金属製の筒状体と絶縁する第２絶縁部が形成されていることを要旨とする。

本発明に係る第７の態様は、第５または第６の態様に係るコンデンサ構造において、前記第１の金属製の筒状体と前記第１電極板との接合部、または前記第２の金属製の筒状体と前記第２電極板との接合部は、前記巻回型コンデンサから離間する方向に形成される段差を有していることを要旨とする。

本発明に係る第８の態様は、第５から第７の態様に係るコンデンサ構造において、前記接合部は、前記第１の金属製の筒状体または前記第２の金属製の筒状体の一端部が挿通される挿通孔を有し、該挿通孔の縁部と前記第１の金属製の筒状体または前記第２の金属製の筒状体の一端部とはハンダで接合されていることを要旨とする。

第１の態様に係るコンデンサ構造によれば、筐体から固定用の張出し部が突出することがないので、筐体を含めたコンデンサ全体を小型化することができる。また、締結具を介した放熱を行うことができる。

第２の態様に係るコンデンサ構造によれば、締結具は、少なくとも１つの隙間に挿通される金属製の筒状体と、筐体の外部から筒状体に挿通されて固定対象に螺合される固定用ボルトとから構成されているので、金属製の筒状体により、筐体の内壁を支承することができ、固定用ボルトにより固定対象に固定する際に、筐体が締結力により変形する事態を防止することができる。

第３の態様に係るコンデンサ構造によれば、並設される各巻回型コンデンサの外周面に接触するように配置される熱伝導板が設けられ、熱伝導板は、金属製の筒状体に熱的に接合されているので、巻回型コンデンサで発生する熱を熱伝導板、筒状体および固定用ボルトを介して筐体の外部に効率的に放出することができる。

第４の態様に係るコンデンサ構造によれば、筒状体の断面形状は、隙間の平面視形状と相似形に形成され、筒状体の外壁面が、隙間を形成する巻回型コンデンサの外周面と接触するように構成されているので、巻回型コンデンサで発生する熱を筐体の外部により効率的に放出することができる。

第５の態様に係るコンデンサ構造によれば、筐体内に第１電極板と第２電極板を配置し、金属製の筒状体に電気的接続機能を持たせることにより、筐体からバスバとしての第１電極板と第２電極板を露出させることなく巻回型コンデンサの電気的接続を行うことができるので、筐体を含めたコンデンサの小型化を図ることができる。

第６の態様に係るコンデンサ構造によれば、第１電極板には、第２の金属製の筒状体と絶縁する第１絶縁部が形成され、第２電極板には、第１の金属製の筒状体と絶縁する第２絶縁部が形成されているので、短絡することなく、固定対象に締結されるそれぞれの端部を筐体から外部に露出させることができる。

第７の態様に係るコンデンサ構造によれば、第１の金属製の筒状体と第１電極板との接合部、または第２の金属製の筒状体と第２電極板との接合部は、巻回型コンデンサから離間する方向に形成される段差を有しているので、第１電極板および第２電極板と金属製の筒状体とをハンダ付けする際に、巻回型コンデンサが有するコンデンサ素子に対する熱伝導によるダメージを低減することができる。

第８の態様に係るコンデンサ構造によれば、接合部が有する挿通孔の縁部と金属製の筒状体の一端部とはハンダで接合されるので、確実な電気的接合を行うことができる。

第１の実施の形態に係るコンデンサ構造の構成例を示す図であり、（ａ）そのコンデンサ構造の概略構成を示す断面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ線断面図、（ｃ）Ａ−Ａ線断面図である。比較例に係るコンデンサ構造の構成例を示す断面図（ａ）および熱シミュレーション結果を示す説明図（ｂ）である。第１の実施の形態に係るコンデンサ構造の熱シミュレーション結果を示す説明図である。第１の実施の形態に係るコンデンサ構造の他の構成例を示す断面図である。第１の実施の形態に係るコンデンサ構造の他の構成例を示す断面図である。第１の実施の形態に係るコンデンサ構造の他の構成例を示す断面図である。第２の実施の形態に係るコンデンサ構造の構成例を示す図であり、（ａ）そのコンデンサ構造の概略構成を示す断面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ線断面図、（ｃ）Ａ−Ａ線断面図である。第２の実施の形態に係るコンデンサ構造の熱シミュレーション結果を示す説明図である。第２の実施の形態に係るコンデンサ構造の他の構成例を示す断面図である。第２の実施の形態に係るコンデンサ構造の他の構成例を示す断面図である。第２の実施の形態に係るコンデンサ構造の他の構成例を示す断面図である。第３の実施の形態に係るコンデンサ構造の構成例を示す断面図である。第３の実施の形態に係るコンデンサ構造の他の構成例を示す断面図である。第３の実施の形態に係るコンデンサ構造の他の構成例を示す断面図である。第４の実施の形態に係るコンデンサ構造を適用したコンデンサの構成例を示す斜視図である。第４の実施の形態に係るコンデンサ構造で用いられる筒状体と熱伝導板から成る熱伝導部材の構成例を示す斜視図である。第４の実施の形態に係るコンデンサ構造の構成の一部を示す斜視図である。第４の実施の形態に係るコンデンサ構造の構成の一部を示す斜視図（ａ）およびその一部を拡大した側面図（ｂ）である。第４の実施の形態に係るコンデンサ構造を構成するコンデンサモジュールを示す分解斜視図である。第４の実施の形態に係るコンデンサ構造を構成するコンデンサモジュールの構成例を示す斜視図である。第４の実施の形態に係るコンデンサ構造を構成するコンデンサモジュールを筐体に収容する状態を示す説明図である。比較例に係るコンデンサ構造を示す斜視図である。他の比較例に係るコンデンサ構造を示す斜視図である。

以下、本発明の一例としての実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、ここでの説明は本発明が実施される最良の形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。

［第１の実施の形態に係るコンデンサ構造］
図１から図６を参照して、第１の実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ１の構成例について説明する。

図１は、第１の実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ１の構成例を示す図であり、図１（ａ）はそのコンデンサ構造Ｃ１の概略構成を示す断面図、図１（ｂ）はＢ−Ｂ線断面図、図１（ｃ）はＡ−Ａ線断面図である。

図１に示すように、第１の実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ１は、複数（図１に示す例では４素子）の巻回型コンデンサ１ａ〜１ｄを樹脂（例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ：Poly Phenylene Sulfide Resin））で成形された筐体（ケース）３に収納したコンデンサ本体を、締結具を介して固定対象に固定するコンデンサ構造である。

そして、巻回型コンデンサ１ａ〜１ｄを筐体３の底部上に並設した状態で、当該巻回型コンデンサ１ａ〜１ｄ同士の外周面２ａ〜２ｄ間に生じる隙間Ｓ１または各巻回型コンデンサ１ａ〜１ｄの外周面２ａ〜２ｄと筐体３の内壁との間に生じる隙間の少なくとも一つ（図１に示す構成例では隙間Ｓ１のみ）に、締結具を挿通させてコンデンサ本体を固定対象としての部材（例えば、台座や各種電気機器の部材等）１００に固定するように構成されている。

これにより、従来のように筐体３から固定用の張出し部が突出することがないので、筐体３を含めたコンデンサ全体を小型化することができる。

本実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ１では、前記締結具は、巻回型コンデンサ１ａ〜１ｄ同士の外周面２ａ〜２ｄ間に生じる隙間Ｓ１に挿通される金属製（例えば、銅やアルミニウム等）の筒状体１０と、筐体３の外部から筒状体１０に挿通されて固定対象としての部材１００のボルト孔１００ａに螺合される固定用ボルト２０とから構成されている。

これにより、金属製の筒状体１０により、筐体３の内壁を支承することができ、固定用ボルト２０により固定対象１００に固定する際に、筐体３が締結力により変形する事態を防止することができる。

ここで、図２および図３を参照して、比較例に係るコンデンサ構造Ｃ１０と、本実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ１との放熱性について比較する。

図２（ａ）は比較例に係るコンデンサ構造Ｃ１０の構成例を示す断面図、図２（ｂ）はその熱シミュレーション結果を示す説明図、図３は第１の実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ１の熱シミュレーション結果を示す説明図である。

図２（ａ）に示すように、比較例に係るコンデンサ構造Ｃ１０では、巻回型コンデンサ１ａ〜１ｄ同士の外周面２ａ〜２ｄ間に生じる隙間Ｓ１には金属製の筒状体１０を設けない構成となっている。この場合の熱シミュレーションでは、最大発熱部における温度は２１．０Ｋ、平均温度は１０６．０℃であった。

一方、本実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ１の熱シミュレーションでは、最大発熱部における温度は２０．１Ｋ、平均温度は１０５．１℃であった。

このように、比較例に係るコンデンサ構造Ｃ１０に比して、本実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ１の方が最大発熱部の温度および平均温度の双方で若干低い結果を示している。これは、本実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ１では、巻回型コンデンサ１ａ〜１ｄ同士の外周面２ａ〜２ｄ間に生じる隙間Ｓ１に設けた金属製の筒状体１０を介して筐体３内の熱の一部が外部に放熱されるためであると考えられる。

図４は、第１の実施の形態に係るコンデンサ構造の他の構成例を示す断面図である。

図４（イ）、（ロ）に示すコンデンサ構造Ｃ１ａ、Ｃ１ｂの基本構成は、図１に示すコンデンサ構造Ｃ１と同様であるので、同一符号を付して重複した説明は割愛する。

コンデンサ構造Ｃ１ａでは、巻回型コンデンサ１ａ〜１ｄ同士の外周面２ａ〜２ｄ間に生じる隙間Ｓ１に加えて、各巻回型コンデンサ１ａ〜１ｄの外周面２ａ〜２ｄと筐体３の内壁との間に生じる隙間Ｓ２〜Ｓ５にも金属製の筒状体１０を設けている。

また、コンデンサ構造Ｃ１ｂでは、巻回型コンデンサ１ａ〜１ｄ同士の外周面２ａ〜２ｄ間に生じる隙間Ｓ１に加えて、各巻回型コンデンサ１ａ〜１ｄの外周面２ａ〜２ｄと筐体３の内壁との間に生じる隙間Ｓ６、Ｓ７にも金属製の筒状体１０を設けている。

これにより、筐体３を固定対象１００により確実に固定することができるのは勿論、複数の金属製の筒状体１０を介して筐体３内の熱をより効率的に放熱することが可能となる。

図５および図６は、第１の実施の形態に係るコンデンサ構造の他の構成例を示す断面図である。

図５および図６に示すコンデンサ構造Ｃ１ｃ、Ｃ１ｄの基本構成は、図１に示すコンデンサ構造Ｃ１と同様であるので、同一符号を付して重複した説明は割愛する。

図５に示すコンデンサ構造Ｃ１ｃでは、図１（ａ）に示すコンデンサ構造Ｃ１ａについて、筐体３を平面視で横方向に拡大すると共に、収容する巻回型コンデンサを４素子から６素子（１ａ〜１ｆ）に増やしている
そして、巻回型コンデンサ１ａ〜１ｆ同士の外周面２ａ〜２ｆ間に生じる２箇所の隙間Ｓ１、Ｓ１０に金属製の筒状体１０を設けている。

図６に示すコンデンサ構造Ｃ１ｄでは、図１（ａ）に示すコンデンサ構造Ｃ１ａについて、筐体３を平面視で縦方向に拡大すると共に、収容する巻回型コンデンサを４素子から６素子（１ａ〜１ｆ）に増やしている
そして、巻回型コンデンサ１ａ〜１ｆ同士の外周面２ａ〜２ｆ間に生じる２箇所の隙間Ｓ１、Ｓ１１に金属製の筒状体１０を設けている。

これにより、筐体３を固定対象１００により確実に固定することができると共に、複数の金属製の筒状体１０を介して筐体３内の熱をより効率的に放熱することが可能となる。

なお、筐体３の大きさや、その筐体３に収容される巻回型コンデンサの素子数は、４素子や６素子には限定されない。

また、本実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ１、Ｃ１ａ〜Ｃ１ｄでは、巻回型コンデンサ１ａ〜１ｆとして平面視の形状が楕円形状のものを用いる場合を示したが、これには限定されず、平面視の形状が円形状やその他の形状を呈するものであってもよい。

［第２の実施の形態に係るコンデンサ構造］
図７から図１１を参照して、第２の実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ２の構成例について説明する。

図７は、第２の実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ２の構成例を示す図であり、図７（ａ）はそのコンデンサ構造Ｃ２の概略構成を示す断面図、図７（ｂ）はＢ−Ｂ線断面図、図７（ｃ）はＡ−Ａ線断面図である。

なお、第１の実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ１と同様の構成については、同一符号を付して重複した説明は割愛する。

第２の実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ２が、第１の実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ１と異なる点は、並設される各巻回型コンデンサ１ａ〜１ｄの外周面２ａ〜２ｄに接触するように配置される熱伝導板３０ａ〜３０ｄが設けられている点である。

熱伝導板３０ａ〜３０ｄは、例えば厚さ２ｍｍ程度の銅やアルミニウム等の金属板などで形成され、金属製の筒状体１０に熱的に接合されている。

熱伝導板３０ａ〜３０ｄおよび筒状体１０の作成方法は、特には限定されないが、例えば押し出し成形により、一体的に形成することができる。

このような構造により、巻回型コンデンサ１ａ〜１ｄで発生する熱を熱伝導板３０ａ〜３０ｄ、筒状体１０および固定用ボルト２０を介して筐体３の外部に効率的に放出することができる。

ここで、図８は、第２の実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ２の熱シミュレーション結果を示す説明図である。

図８に示すように、コンデンサ構造Ｃ２では、最大発熱部における温度は１７．６Ｋ、平均温度は１０２．６℃であった。

また、前出の図３に示す第１の実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ１の熱シミュレーションでは、最大発熱部における温度は２０．１Ｋ、平均温度は１０５．１℃であった。

このように、第１の実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ１に比して、本実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ２の方が最大発熱部の温度および平均温度の双方で低い結果を示している。これは、本実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ２において設けられた熱伝導板３０ａ〜３０ｄによって、各巻回型コンデンサ１ａ〜１ｄの熱が吸熱されると共に金属製の筒状体１０に伝熱され、筒状体１０および固定用ボルト２０を介して筐体３の外部に効率的に放出されるためであると考えられる。

図９〜図１１は、第２の実施の形態に係るコンデンサ構造の他の構成例を示す断面図である。

図９〜図１１に示すコンデンサ構造Ｃ２ａ〜Ｃ２ｃの基本構成は、図１〜図６に示すコンデンサ構造Ｃ１等と同様であるので、同一符号を付して重複した説明は割愛する。

図９に示すコンデンサ構造Ｃ２ａでは、各巻回型コンデンサ１ａ〜１ｄの外周面２ａ〜２ｄと筐体３の内壁との間に生じる隙間Ｓ６〜Ｓ９にも金属製の筒状体１０を設けると共に、熱伝導板３０ａ〜３０ｄによって金属製の筒状体１０同士を熱的に連結している。

これにより、各巻回型コンデンサ１ａ〜１ｄの熱を熱伝導板３０ａ〜３０ｄで吸熱すると共に、複数の金属製の筒状体１０に伝熱され、各筒状体１０および各固定用ボルト２０を介して筐体３の外部により効率的に放熱することができる。

図１０に示すコンデンサ構造Ｃ２ｂでは、隙間Ｓ１、Ｓ１０に金属製の筒状体１０を設けると共に、熱伝導板３０ａ〜３０ｆによって金属製の筒状体１０同士を熱的に連結している。

これにより、各巻回型コンデンサ１ａ〜１ｆの熱を熱伝導板３０ａ〜３０ｆで吸熱すると共に、２本の金属製の筒状体１０に伝熱され、各筒状体１０および各固定用ボルト２０を介して筐体３の外部により効率的に放熱することができる。

図１１に示すコンデンサ構造Ｃ２ｃでは、隙間Ｓ１、Ｓ１１に金属製の筒状体１０を設けると共に、熱伝導板３０ａ〜３０ｆによって金属製の筒状体１０同士を熱的に連結している。

また、本実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ２、Ｃ２ａ〜Ｃ２ｃでは、巻回型コンデンサ１ａ〜１ｆとして平面視の形状が楕円形状のものを用いる場合を示したが、これには限定されず、平面視の形状が円形状やその他の形状を呈するものであってもよい。

［第３の実施の形態に係るコンデンサ構造］
図１２から図１４を参照して、第３の実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ３ａ〜Ｃ３ｄの構成例について説明する。

図１２から図１４は、第３の実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ３ａ〜Ｃ３ｄの構成例を示す断面図である。

なお、第２の実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ２等と同様の構成については、同一符号を付して重複した説明は割愛する。

図１２から図１４に示すように、第３の実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ３ａ〜Ｃ３ｄでは、筒状体５０〜９０の断面形状は、隙間Ｓ１〜Ｓ１１の平面視形状と相似形に形成されている。

そして、筒状体５０〜９０の外壁面が、各隙間Ｓ１〜Ｓ１１を形成する巻回型コンデンサ１ａ〜１ｆの外周面２ａ〜２ｆと接触するように構成されている。

このように、第３の実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ３ａ〜Ｃ３ｄによれば、筒状体５０〜９０の断面形状は、隙間Ｓ１〜Ｓ１１の平面視形状と相似形に形成され、筒状体５０〜９０の外壁面が、隙間Ｓ１〜Ｓ１１を形成する巻回型コンデンサ１ａ〜１ｆの外周面２ａ〜２ｆと接触するので、巻回型コンデンサ１ａ〜１ｆで発生する熱を筐体の外部により効率的に放出することができる。

［第４の実施の形態に係るコンデンサ構造］
図１５から図２１を参照して、第４の実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ４の構成例について説明する。

図１５は、第４の実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ４を適用したコンデンサの構成例を示す斜視図である。

図１５に示すように、コンデンサ構造Ｃ４は、樹脂製の筐体４７０内に、後述するコンデンサモジュール（図１５には現れない）Ｍを収容し、絶縁性樹脂（例えば、エポキシ樹脂）４８０が充填されて構成されている。

なお、樹脂側の上面には、端子Ｅ１、Ｅ２を構成する第１の金属製の筒状体３０１Ａおよび第２の金属製の筒状体３０１Ｂの一端部３０１ａが露出している。

ここで、図１６から図２１を参照して、コンデンサ構造Ｃ４を構成するコンデンサモジュールＭの各部の構成等について説明する。

まず、図１６は、第４の実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ４で用いられる筒状体３０１（３０１Ａ、３０１Ｂ）と熱伝導板３０３から成る熱伝導部材３００Ａ（３００Ｂ）の構成例を示す斜視図である。

図１６に示すように、熱伝導部材３００Ａ（３００Ｂ）は、角柱形の筒状体３０１の各側面に熱伝導板３０３を接合した形状となっている。

なお、熱伝導部材３００Ａ（３００Ｂ）の製造方法は特には限定されないが、例えばアルミニウム材等の押し出し成形により、一体的に形成することができる。

また、筒状体３０１（３０１Ａ、３０１Ｂ）には、固定用ボルトを挿通可能な挿通孔３０２が形成されている。

図１７は、第４の実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ４の構成の一部を示す斜視図である。

図１７に示すように、第２の金属製の筒状体３０１Ｂの一端部３０１ｂは、第２電極板２００の一面側に接合されている。

第２電極板２００は、例えば銅板等の打ち抜き加工等により構成され、後述するように複数の巻回型コンデンサ１ａ〜１ｈを電気的に接続するバスバとして機能する。

第２電極板２００には、巻回型コンデンサ１ａ〜１ｈの下部端子（例えば負極端子）にハンダ付けされる複数の接合部２０１が形成されている。また、他方の熱伝導部材３００Ａの第１の筒状体３０１Ａの一端部３０１ｂを挿通する挿通部２０２が形成されている。

なお、熱伝導部材３００Ｂの筒状体３０１の一端部３０１ｂは、接合部２０５を介してハンダＳによって第２電極板２００に電気的に接合されている。

図１８（ａ）は、第４の実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ４の構成の一部を示す斜視図、図１８（ｂ）はその一部を拡大した側面図である。

図１８（ａ）、（ｂ）に示すように、熱伝導部材３００Ａの第１の筒状体３０１Ａの一端部３０１ａは、第１電極板４００の一面側に接合されている。

第１電極板４００は、例えば銅板等の打ち抜き加工等により構成され、後述するように複数の巻回型コンデンサ１ａ〜１ｈを電気的に接続するバスバとして機能する。

第１電極板４００には、巻回型コンデンサ１ａ〜１ｈの上部端子（例えば正極端子）に接合される複数の接合部４０１が形成されている（図１８（ａ）参照）。また、他方の熱伝導部材３００Ｂの第２の筒状体３０１Ｂの一端部３０１ａを挿通する挿通部４０２が形成されている。

ここで、第１電極板４００の接合部４１０には、巻回型コンデンサ１ａ〜１ｈから離間する方向（図１８（ａ）、（ｂ）では上方）に、例えば高さ数ミリ程度で形成される段差Ｈを有している。なお、第２電極板２００の接合部２０５にも同様の段差を設けるようにしてもよい。

熱伝導部材３００Ａの第１の筒状体３０１Ａの一端部３０１ａは、接合部４１０の挿通孔４１０ａを介してハンダＳによって第１電極板４００と接合されている。これにより、確実な電気的接合を行うことができる。

なお、熱伝導部材３００Ａの第１の筒状体３０１Ａの一端部３０１ａと接合部４１０とのハンダ付けは、巻回型コンデンサ１ａ〜１ｈに第１電極板４００を載置した後に行うようにできる。

この場合、第１電極板４００の接合部４１０には段差Ｈが形成されているので、第１電極板４００と第１の筒状体３０１Ａとをハンダ付けする際に、巻回型コンデンサ１ａ〜１ｈが有するコンデンサ素子に対する熱伝導によるダメージを低減することができる。

図１９は、第４の実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ４を構成するコンデンサモジュールＭの分解斜視図である。

図１９に示す構成例では、８個の巻回型コンデンサ１ａ〜１ｈを整列させ、回型コンデンサ１ａ〜１ｈの下面側には第２電極板２００が、回型コンデンサ１ａ〜１ｈの上面側には第１電極板４００がそれぞれ当接するように組み付けられる。

図１７〜図１９に示すように、第２電極板２００には熱伝導部材３００Ｂが、第１電極板４００には熱伝導部材３００Ａがそれぞれ配置されている。

また、各熱伝導部材３００Ａ、３００Ｂが備える熱伝導板３０３は、巻回型コンデンサ１ａ〜１ｈの側面に当接される。

なお、上述したように熱伝導部材３００Ａの第１の筒状体３０１Ａの一端部３０１ａと接合部４１０とのハンダ付けは、巻回型コンデンサ１ａ〜１ｈに第１電極板４００を載置した後に行うようにしてもよい。

図２０は、第４の実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ４を構成する組み付け後のコンデンサモジュールＭの構成例を示す斜視図である。

図２０に示すように、巻回型コンデンサ１ａ〜１ｈに、第１電極板４００および第２電極板２００を組み付ける。

この際に、熱伝導部材３００Ｂの一端部３０１ａは、第１電極板４００に形成されている挿通部４０２を通して上面側に露出される。なお、この挿通部４０２は、第１電極板４００と、第２の金属製の筒状体３０１Ｂとを絶縁する第１絶縁部を構成している。

また、図２０には現れないが、熱伝導部材３００Ｂの一端部３０１ｂは、第２電極板２００に形成されている挿通部２０２（図１９等参照）を通して下面側に露出される。なお、この挿通部２０２は、第２電極板２００と、第１の金属製の筒状体３０１Ａとを絶縁する第２絶縁部を構成している。

そして、このように組み付けられた状態で、熱伝導部材３００Ａの第１の筒状体３０１Ａの一端部３０１ａと接合部４１０とのハンダ付けを行うようにできる。

この際に、第１電極板４００の接合部４１０には段差Ｈが形成されているので、巻回型コンデンサ１ａ〜１ｈが有するコンデンサ素子に対する熱伝導によるダメージが低減される。

また、第１電極板４００が有する各接合部４０１は、接合材４５０により巻回型コンデンサ１ａ〜１ｈの上側の端子面に接合される。

なお、図には現れないが、第２電極板２００が有する各接合部２０１も、接合材により巻回型コンデンサ１ａ〜１ｈの下側の端子面に接合される。

図２１は、第４の実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ４を構成するコンデンサモジュールＭを筐体４７０に収容する状態を示す説明図である。

筐体４７０は、絶縁性の樹脂で成形され、上面側は開放されている。

そして、開放されている上面側から筐体４７０内に、図２０に示すようにして組み立てられたコンデンサモジュールＭを第２電極板２００を下方側にして降下させて収容する。

なお、筐体４７０の底面４７０ａには、コンデンサモジュールＭの第２電極板２００と係合して位置決めを行う凸部４７１が設けられている。

また、筐体４７０の底面４７０ａには、コンデンサモジュールＭの熱伝導部材３００Ａ、３００Ｂの一端部３０１ｂを外部に露出させる挿通孔４７２が設けられている。

なお、コンデンサモジュールＭを筐体４７０に収容した状態で、挿通孔４７２と熱伝導部材３００Ａ、３００Ｂの一端部３０１ｂとの隙間には、後述するように筐体４７０に充填される樹脂が漏れないようにシールが施される。

そして、筐体４７０の内壁等とコンデンサモジュールＭとの隙間およびコンデンサモジュールＭの上面側には、絶縁性の樹脂（例えば、エポキシ樹脂）４８０が充填されて、図１５に示すようなコンデンサ構造Ｃ４が構成される。

なお、図１５に示すように、樹脂４８０の上面には、端子Ｅ１、Ｅ２を構成する第１の金属製の筒状体３０１Ａおよび第２の金属製の筒状体３０１Ｂの一端部３０１ａが露出するように構成されている。

これにより、端子Ｅ１、Ｅ２を介して、コンデンサ構造Ｃ４を有するコンデンサを種々の機器に接続することができる。

以上のような構成の第４の実施の形態に係るコンデンサ構造Ｃ４によれば、筐体４７０内に第１電極板４００と第２電極板２００を配置し、熱伝導部材３００Ａ、３００Ｂの金属製の筒状体３０１に電気的接続機能を持たせることにより、筐体４７０からバスバとしての第１電極板４００と第２電極板２００を露出させることなく巻回型コンデンサ１ａ〜１ｈの電気的接続を行うことができるので、筐体４７０を含めたコンデンサ全体の小型化を図ることができる。また、インダクタンスを低減することもでき、電気的特性を向上させることもできる。

また、第１電極板および第２電極板の少なくとも一方の接合部４１０、２０５に、巻回型コンデンサ１ａ〜１ｈから離間する方向に段差Ｈを有しているので、第１電極板４００または第２電極板２００と金属製の筒状体３０１とをハンダ付けする際に、巻回型コンデンサ１ａ〜１ｈが有するコンデンサ素子に対する熱伝導によるダメージを低減することができる。

また、接合部４１０が有する挿通孔４１０ａの縁部と第１の金属製の筒状体３０１Ａの一端部３０１ａとはハンダで接合されるので、確実な電気的接合を行うことができる。

なお、本実施の形態では、第１の金属製の筒状体３０１Ａおよび第２の金属製の筒状体３０１Ｂの一端部３０１ａが樹脂４８０の上面から露出して端子Ｅ１、Ｅ２を構成する場合を示したが、これに限らず、第１の金属製の筒状体３０１Ａおよび第２の金属製の筒状体３０１Ｂの一端部３０１ａから導電板等を介して、筐体４７０の側面あるいは底面から端子Ｅ１、Ｅ２が露出されるように構成してもよい。

以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって開示された技術に限定されるものではないと考えるべきである。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載にしたがって解釈すべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲内でのすべての変更が含まれる。

Ｃ１、Ｃ１〜Ｃ１ｄ、Ｃ２、Ｃ２ａ〜Ｃ２ｃ、Ｃ３ａ〜Ｃ３ｄ、Ｃ４…コンデンサ構造
Ｓ１〜Ｓ１１…隙間
１ａ〜１ｈ…巻回型コンデンサ
２ａ〜２ｆ…外周面
３、４７０…筐体
１０、５０、６０、７０、８０、９０…筒状体
２０…固定用ボルト
３０ａ〜３０ｆ、３０３…熱伝導板
１００…固定対象
１００ａ…ボルト孔
２００…第２電極板
２０１…接合部
２０２…挿通部（第２絶縁部）
４０２…挿通部（第１絶縁部）
３００Ａ、３００Ｂ…熱伝導部材
３０１Ａ…第１の金属製の筒状体
３０１Ｂ…第２の金属製の筒状体
３０２…挿通孔
３０１ａ、３０１ｂ…一端部
４００…第１電極板
４５０…接合材
４８０…樹脂
２０５、４１０…接合部
Ｈ…段差
Ｅ１、Ｅ２…端子
Ｍ…コンデンサモジュール
Ｓ…ハンダ

Claims

複数の巻回型コンデンサと、
前記複数の巻回型コンデンサを収容する筐体と、
前記複数の巻回型コンデンサを筐体に収納したコンデンサ本体を固定対象に固定する締結具とを備えるコンデンサ構造であって、
前記巻回型コンデンサを前記筐体の底部上に並設した状態で、当該巻回型コンデンサ同士の外周面間に生じる隙間または各巻回型コンデンサの外周面と前記筐体の内壁との間に生じる隙間の少なくとも一つに、前記締結具を挿通させて前記コンデンサ本体を前記固定対象に固定するように構成されており、
前記巻回型コンデンサ及び前記締結具が挿通された前記筐体内には樹脂が充填されて、前記樹脂によって前記巻回型コンデンサが前記筐体に固定され、
前記締結具は、
少なくとも１つの前記隙間に挿通される前記巻回型コンデンサの全長よりも長く形成された金属製の筒状体と、
前記筐体の外部から前記筒状体を貫通するように挿通されて、前記固定対象に螺合固定される固定用ボルトとから構成されていることを特徴とするコンデンサ構造。
前記締結具は、
並設される前記各巻回型コンデンサの外周面に接触するように配置される熱伝導板が設けられており、
前記熱伝導板は、前記金属製の筒状体に熱的に接合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構造。
前記筒状体の断面形状は、前記隙間の平面視形状と相似形に形成され、
前記筒状体の外壁面が、前記隙間を形成する前記巻回型コンデンサの外周面と接触するように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコンデンサ構造。
前記各巻回型コンデンサの正極端子側に第１電極板が、前記各巻回型コンデンサの負極端子側に第２電極板が、それぞれ配置され、
前記金属製の筒状体は、第１の金属製の筒状体と第２の金属製の筒状体を含み、
前記第１の金属製の筒状体は、前記第１電極板と接合され、
前記第２の金属製の筒状体は、前記第２電極板と接合され、
前記第１の金属製の筒状体および前記第２の金属製の筒状体において前記固定対象に締結されるそれぞれの端部は、前記筐体から外部に露出されて端子を構成することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載のコンデンサ構造。
前記第１電極板には、前記第２の金属製の筒状体と絶縁する第１絶縁部が形成され、
前記第２電極板には、前記第１の金属製の筒状体と絶縁する第２絶縁部が形成されていることを特徴とする請求項４に記載のコンデンサ構造。
前記第１の金属製の筒状体と前記第１電極板との接合部、または前記第２の金属製の筒状体と前記第２電極板との接合部は、前記巻回型コンデンサから離間する方向に形成される段差を有していることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のコンデンサ構造。
前記接合部は、前記第１の金属製の筒状体または前記第２の金属製の筒状体の端部が挿通される挿通孔を有し、該挿通孔の縁部と前記第１の金属製の筒状体または前記第２の金属製の筒状体の当該端部とはハンダで接合されていることを特徴とする請求項４から請求項６の何れか１項に記載のコンデンサ構造。
複数の巻回型コンデンサと、
前記複数の巻回型コンデンサを収容する筐体と、
前記複数の巻回型コンデンサを筐体に収納したコンデンサ本体を固定対象に固定する締結具とを備えるコンデンサ構造であって、
前記巻回型コンデンサを前記筐体の底部上に並設した状態で、当該巻回型コンデンサ同士の外周面間に生じる隙間または各巻回型コンデンサの外周面と前記筐体の内壁との間に生じる隙間の少なくとも一つに、前記締結具を挿通させて前記コンデンサ本体を前記固定対象に固定するように構成されており、
前記巻回型コンデンサ及び前記締結具が挿通された前記筐体内には樹脂が充填されて、前記樹脂によって前記巻回型コンデンサが前記筐体に固定され、
前記締結具は、
少なくとも１つの前記隙間に挿通される金属製の筒状体と、
前記筐体の外部から前記筒状体に挿通されて前記固定対象に螺合される固定用ボルトとから構成されており、
前記締結具は、
並設される前記各巻回型コンデンサの外周面に接触するように配置される熱伝導板が設けられており、
前記熱伝導板は、前記金属製の筒状体に熱的に接合されていることを特徴とするコンデンサ構造。
前記筒状体の断面形状は、前記隙間の平面視形状と相似形に形成され、
前記筒状体の外壁面が、前記隙間を形成する前記巻回型コンデンサの外周面と接触するように構成されていることを特徴とする請求項８に記載のコンデンサ構造。
前記各巻回型コンデンサの正極端子側に第１電極板が、前記各巻回型コンデンサの負極端子側に第２電極板が、それぞれ配置され、
前記金属製の筒状体は、第１の金属製の筒状体と第２の金属製の筒状体を含み、
前記第１の金属製の筒状体は、前記第１電極板と接合され、
前記第２の金属製の筒状体は、前記第２電極板と接合され、
前記第１の金属製の筒状体および前記第２の金属製の筒状体において前記固定対象に締結されるそれぞれの端部は、前記筐体から外部に露出されて端子を構成することを特徴とする請求項８または請求項９に記載のコンデンサ構造。
前記第１電極板には、前記第２の金属製の筒状体と絶縁する第１絶縁部が形成され、前記第２電極板には、前記第１の金属製の筒状体と絶縁する第２絶縁部が形成されていることを特徴とする請求項１０に記載のコンデンサ構造。
前記第１の金属製の筒状体と前記第１電極板との接合部、または前記第２の金属製の筒状体と前記第２電極板との接合部は、前記巻回型コンデンサから離間する方向に形成される段差を有していることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載のコンデンサ構造。
前記接合部は、前記第１の金属製の筒状体または前記第２の金属製の筒状体の端部が挿通される挿通孔を有し、該挿通孔の縁部と前記第１の金属製の筒状体または前記第２の金属製の筒状体の当該端部とはハンダで接合されていることを特徴とする請求項１０から請求項１２の何れか１項に記載のコンデンサ構造。