JP6481974B2 - コンデンサおよびインバータ - Google Patents

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Description

本発明は、コンデンサに関し、詳細には、ハイブリッド自動車等のモータ駆動用インバータ等に用いられるコンデンサに関する。
ハイブリッド自動車のモータ駆動用インバータ等のインバータケースには、インバータ回路制御用センサ、平滑用コンデンサ、平滑用コンデンサに並列に接続されるノイズ吸収用コンデンサ、インバータケースとグランドとの間のノイズを吸収するスナバコンデンサ、スイッチング素子を備えるパワーモジュール、スイッチング制御基板等が収納される。
パワーモジュールは、平滑用コンデンサから電力の供給を受ける。さらに、省スペース化の観点から、パワーモジュールとコンデンサとは、通常、積層されて収納される。この場合、コンデンサの出力端子は、コンデンサケースの積層面から外部に向かって延出される（特許文献１）。
特開２００７−１２７６９号公報
ところで、コンデンサの出力端子とは別に、インバータケースの内部に配索され、インバータケース内の構成要素と接続される可動端子を設ける場合がある。この場合、可動端子とインバータケース内の他の構成要素との接触や、可動端子が他の構成要素の下に引き込まれることを回避する必要がある。さらに、可動端子の配索に必要なスペースをできるだけ小さくすることが求められる。このように、可動端子をインバータケース内に配索するには、様々な配慮が必要であり、作業効率が低下する。
本発明の第一の局面は、底部および開口を有するコンデンサケースと、前記コンデンサケースに収容され、第一電極Ｅ１および第二電極Ｅ２を備えるコンデンサ素子と、前記第一電極Ｅ１に接続される第一固定端子Ｔ１と、前記第二電極Ｅ２に接続される第二固定端子Ｔ２と、前記コンデンサケースに部分的に収容され、自由端を備える可動端子と、前記可動端子の第一部分を固定する固定部と、を備え、前記第一固定端子Ｔ１および前記第二固定端子Ｔ２は、それぞれ前記コンデンサケースの外部に向かって延伸する延伸部を有し、前記自由端は、前記コンデンサケースの外部に導出されており、前記固定部は、前記自由端が、前記延伸部と同じ方向に延伸するように、前記第一部分を固定しているコンデンサに関する。
本発明の第二の局面は、前記コンデンサと、前記コンデンサと電気的に接続され、かつ、スイッチング素子を備えるパワーモジュールと、これらを収容するインバータケースと、を備えるインバータに関する。
本発明によれば、可動端子およびコンデンサを備えるインバータを組み立てる際の作業効率が向上する。
本発明に係るコンデンサの一実施形態を示す回路図である。 本発明に係るコンデンサ素子の一実施形態を示す斜視図である。 本発明に係る可動端子の一実施形態を示す図である。 本発明に係る固定部が一体に形成されたコンデンサケースの一実施形態を示す斜視図である（（ａ）および（ｂ））。 本発明に係るコンデンサの樹脂封止する前の一実施形態を示す斜視図である。 固定端子の延伸方向を説明する図である（（ａ）および（ｂ））。 可動端子の延伸方向を説明する図である（（ａ）および（ｂ））。 本発明に係る固定部の一実施形態を示す斜視図である（（ａ）〜（ｃ））。 仮固定部の延設方向を説明する図である（（ａ）および（ｂ））。 本発明に係る仮固定部の一実施形態を示す斜視図である（（ａ）および（ｂ））。 本発明に係る絶縁板の一実施形態を示す斜視図である。 本発明に係る固定部が一体に形成された絶縁板の他の一実施形態を示す斜視図である。 本発明に係る固定部が一体に形成された絶縁板の他の一実施形態を示す斜視図である（（ａ）〜（ｃ））。 本発明に係る固定部および仮固定部が一体に形成された絶縁板の一実施形態を示す斜視図である。 本発明に係る固定部および仮固定部が一体に形成された絶縁板の他の一実施形態を示す斜視図である。（（ａ）〜（ｃ））。 本発明に係るインバータの一実施形態を示す断面図である。 本発明に係る固定部の一実施形態を示す上面図である。 本発明に係る仮固定部の一実施形態を示す断面図である。
本発明に係るコンデンサは、底部および開口を有するコンデンサケースと、前記コンデンサケースに収容され、第一電極Ｅ１および第二電極Ｅ２を備えるコンデンサ素子と、前記第一電極Ｅ１に接続される第一固定端子Ｔ１と、前記第二電極Ｅ２に接続される第二固定端子Ｔ２と、一部が前記コンデンサケースに収容され、自由端を備える可動端子と、前記可動端子の第一部分を固定する固定部と、を備え、前記第一固定端子Ｔ１および前記第二固定端子Ｔ２はいずれも、前記コンデンサケースの外部に向かって延伸する延伸部を有し、前記自由端は、前記コンデンサケースの外部に導出されており、前記固定部は、前記自由端が、前記延伸部と同じ方向に延伸するように、前記第一部分を固定している。これにより、可動端子およびコンデンサをインバータケース内に収容する場合の作業効率が向上する。
前記延伸部の接続先が、コンデンサケースの開口側に積層される場合、前記延伸部はいずれも、前記開口から前記底部に対して垂直に延伸していることが好ましい。
前記固定部は、前記コンデンサケースの前記開口付近に配置されていることが好ましい。可動端子の延伸方向への延伸長さおよび延伸させる位置の調整が、容易となるためである。また、コンデンサケースへの固定操作も容易となる。
コンデンサは、さらに、前記延伸部と同じ方向に向かって、前記固定部から前記コンデンサケースの外部へと延設された仮固定部を有する。このとき、前記可動端子の第二部分は、前記仮固定部に脱着自在に仮固定されている。可動端子の延伸方向への延伸長さおよび延伸させる位置の調整が、さらに容易となるためである。また、インバータを組み立てる際の作業効率がより向上する。
前記固定部は、第一溝または第一レールを有する樹脂部材であり、前記第一溝または前記第一レールに、前記第一部分が収容されることが好ましい。固定部の成形が容易なためである。
前記固定部は、前記第一部分との接触部分に凸部を備えており、前記凸部が、前記第一部分を前記第一溝または前記第一レールの内側に押圧することが好ましい。可動端子がより強く固定されるためである。
前記仮固定部は、第二溝または第二レールを備える柱状体であり、前記第二溝または前記第二レールに、前記第二部分が収容されることが好ましい。さらに、前記柱状体の前記延設方向に対して垂直な断面の内側は、Ｕ字形状であることが好ましい。成形が容易なためである。
前記仮固定部は、前記第二部分との接触部分に凸部を備えており、前記凸部が、前記第二部分を前記第二溝または前記第二レールの内側に押圧することが好ましい。可動端子の仮固定（脱着）がより容易になるためである。
前記第一固定端子Ｔ１および前記第二固定端子Ｔ２のそれぞれの前記延伸部が、互いに近接するとともに、絶縁板により絶縁されていてもよい。このとき、前記固定部は、前記絶縁板と一体に形成されていることが好ましい。部材の点数が少なくなり、作業効率がより向上するためである。さらに、前記仮固定部が、前記絶縁板と一体に形成されていることが好ましい。例えば、絶縁板と、固定部および／または仮固定部とを、一体の樹脂成形体としてもよい。
可動端子を保護するため、前記コンデンサケースは、前記固定部を覆う保護部を備えることが好ましい。
また、本発明に係るコンデンサは、底部および開口を有するコンデンサケースと、前記コンデンサケースに収容され、第一電極Ｅ１および第二電極Ｅ２を備えるコンデンサ素子と、前記第一電極Ｅ１に接続される第一固定端子Ｔ１と、前記第二電極Ｅ２に接続される第二固定端子Ｔ２と、前記コンデンサケースに部分的に収容され、自由端を備える可動端子と、前記可動端子の第一部分を固定する固定部と、を備え、前記第一固定端子Ｔ１および前記第二固定端子Ｔ２は、それぞれ前記コンデンサケースの外部に向かって延伸する延伸部を有し、前記自由端は、前記コンデンサケースの外部に導出されており、前記固定部は、前記第一部分を収容する第一溝または第一レールを有する樹脂部材であって、前記自由端が前記延伸部と同じ方向に延伸するように、前記第一部分を固定しているとともに、前記第一部分との接触部分に凸部を備えており、前記凸部は、前記第一部分を前記第一溝または前記第一レールの内側に押圧する。
コンデンサは、前記コンデンサ素子を覆い、かつ、前記第一固定端子Ｔ１および前記第二固定端子Ｔ２の前記延伸部と、前記自由端とを覆わないように、前記コンデンサケースの内部に充填される熱硬化性樹脂を備えることが好ましい。コンデンサ素子の耐湿性および耐振動性が向上するためである。
また、本発明に係るインバータは、前記コンデンサと、前記コンデンサと電気的に接続され、かつ、スイッチング素子を備えるパワーモジュールと、これらを収容するインバータケースと、を備える。
以下、図面を参照しながら、本発明に係るコンデンサの具体的な態様を説明する。
図３に示すように、コンデンサ１は、コンデンサ素子Ｃと可動端子３とこれらを収容するコンデンサケース４とを備えている。
コンデンサ素子Ｃは、第一電極Ｅ１および第二電極Ｅ２を備えている。第一電極Ｅ１には第一固定端子Ｔ１が接続し、第二電極Ｅ２には第二固定端子Ｔ２が接続している。各固定端子は、電極に接続されるバスバー（bus bar）部分Ｔｃ（Ｔ１ｃおよびＴ２ｃ）と、コンデンサケース４から延伸する延伸部Ｔｄ（Ｔ１ｄおよびＴ２ｄ）とを有する（図２Ａ参照）。
可動端子３は自由端を有し、自由端は、コンデンサケース４から導出している。可動端子３の他端は、コンデンサ内に固定されていても良い。例えば、コンデンサ素子Ｃが備える電極と同じ電位を有する固定端子に接続していても良い。
以下に、コンデンサ素子Ｃが、コンデンサ素子Ｃ１およびコンデンサ素子Ｃ１とは異なる作用を示すコンデンサ素子Ｃ２とを含み、可動端子３が、コンデンサ素子Ｃ２の第二電極Ｅ２２に接続する第三固定端子Ｔ３に接続している場合を例に挙げ、コンデンサについてより具体的に説明する。なお、本発明に係るコンデンサはこれに限定されるものではない。
可動端子が、第三固定端子Ｔ３に接続している場合、コンデンサ１は、例えば、図１の回路図に示されるような構成を有する。すなわち、コンデンサ素子Ｃ１の第一電極Ｅ１１には第一固定端子Ｔ１が接続し、第二電極Ｅ１２には第二固定端子Ｔ２が接続している。各固定端子Ｔ１およびＴ２は、コンデンサ外部の電子機器（図示せず。例えば、パワーモジュール）に接続している。
可動端子３は、第三固定端子Ｔ３に接続するとともに、例えばパワーモジュールに接続している。第三固定端子Ｔ３は、コンデンサ外部の電子機器（例えば、モータ駆動用高電圧バッテリ）に接続している。この場合、可動端子３は、例えば、カーバッテリーとパワーモジュール内のセンサ（電圧計）とを電気的に接続し、カーバッテリーからコンデンサ素子Ｃに印加される電圧（カーバッテリーの電圧）を測定するために用いられる。なお、コンデンサ素子Ｃ２の第一電極Ｅ２１とコンデンサ素子Ｃ１の第一電極Ｅ１１とは同電位であり、コンデンサ素子Ｃ２の第二電極Ｅ２２と第三固定端子Ｔ３とは同電位である。
図１の回路図に示されたコンデンサ１の具体的な構成を、図２および図３を参照しながら説明する。なお、本発明に係るコンデンサ１の構成は、これに限定されるものではない。図２Ａ〜２Ｃは、コンデンサ１を構成する要素（コンデンサ素子Ｃ１およびＣ２、可動端子３、コンデンサケース４）をそれぞれ示している。図２Ａは、各コンデンサ素子と固定端子Ｔとを示し、図２Ｂは、可動端子３を示している。図２Ｃ（ａ）は、固定部５が、コンデンサケース４の開口付近に配置された樹脂部材である場合を示し、図２Ｃ（ｂ）は、コンデンサケース４が、さらに固定部５から延設する仮固定部８を備える場合を示している。図３は、図２Ｃ（ａ）で示すコンデンサケース４に、コンデンサ素子Ｃおよび可動端子３が部分的に収容された様子を示している。通常、コンデンサケース４の内部には、コンデンサケースに収容されている要素を封止するように、熱硬化性樹脂が充填される。
［コンデンサ素子］
コンデンサ素子Ｃは、コンデンサ素子Ｃ１およびＣ２を含む。コンデンサ素子Ｃ１とＣ２とは、例えば並列に接続している。
コンデンサ素子Ｃ１は、第一電極Ｅ１１および第二電極Ｅ１２を備えている。各電極は、例えばメタリコン電極である。第一電極Ｅ１１には、第一固定端子Ｔ１が接続されている。第一固定端子Ｔ１は、第一電極Ｅ１１に接続するバスバー部分Ｔ１ｃと、第一固定端子Ｔ１の屈曲部Ｔ１ａから端部Ｔ１ｂまでの領域である端子部分とを備える。端子部分は、端部Ｔ１ｂを含み、かつ、コンデンサケース４から外部に向かって延伸し、コンデンサケース４から露出する第一延伸部Ｔ１ｄを備える。コンデンサ素子Ｃ１が、複数のコンデンサ素子により構成されている場合、各コンデンサ素子の第一電極同士は、バスバー部分Ｔ１ｃによって接続される。
第二電極Ｅ１２には、第二固定端子Ｔ２が接続している。第二固定端子Ｔ２も同様に、第二電極Ｅ１２に接続するバスバー部分Ｔ２ｃと、第二固定端子Ｔ２の屈曲部Ｔ２ａから端部Ｔ２ｂまでの領域である端子部分とを備える。端子部分は、端部Ｔ２ｂを含み、かつ、コンデンサケース４から外部に向かって延伸し、コンデンサケース４から露出する第二延伸部Ｔ２ｄを備える。コンデンサ素子Ｃ１が、複数のコンデンサ素子により構成されている場合、各コンデンサ素子の第二電極同士は、バスバー部分Ｔ２ｃによって接続される。
コンデンサ素子Ｃ２も同様に、例えばメタリコン電極である第一電極Ｅ２１および第二電極Ｅ２２を備える。第一電極Ｅ２１は、バスバー部分Ｔ１ｃに接続しており、コンデンサ素子Ｃ１の第一電極Ｅ１１と同電位である。第二電極Ｅ２２には、第三固定端子Ｔ３が接続しており、第三固定端子Ｔ３には、可動端子３が接続している。
各延伸部（Ｔ１ｄ、Ｔ２ｄ）は、コンデンサケース４の開口４Ａから、コンデンサケース４の外部に向かって延伸している（図３参照）。延伸の方向は、端部Ｔｂ（Ｔ１ｂおよびＴ２ｂ）の接続先（例えば、パワーモジュール）に向かう方向であれば良い。なお、延伸の方向とは、延伸部Ｔｄの幅Ｗ（固定端子Ｔの延伸方向に垂直な方向の長さ）を２等分する直線ＬTの方向である。
パワーモジュールが、コンデンサケース４の開口４Ａ側に積層される場合、各延伸部Ｔｄは、コンデンサケースの開口４Ａから、底部４Ｂに対してほぼ垂直な方向に延伸していることが好ましい（図３参照）。ここで、「底部４Ｂに対してほぼ垂直」とは、上記直線ＬTと、底部４Ｂの垂線Ｐとの成す角度θTが０〜２０°となる範囲である（図４（ａ）および（ｂ）参照）。以下、主に、延伸部Ｔｄが底部４Ｂに対してほぼ垂直な方向に延伸している場合を例に挙げて説明および図示するが、延伸部Ｔｄの延伸の方向はこれに限定されるものではない。
延伸部Ｔ１ｄおよびＴ２ｄが、底部４Ｂに対してほぼ垂直な方向に延伸している場合、これらは同じ角度θT（＝０〜２０°）で延伸していても良いし、０〜２０°の範囲のそれぞれ異なる角度θTで延伸していても良い。また、図３において、延伸部Ｔ１ｄおよびＴ２ｄは、開口端部４Ｃの対向する辺からそれぞれ延伸しているが、これに特に限定されない。例えば、開口端部４Ｃの同じ辺から延伸していても良いし、頂点を共有する２辺からそれぞれ延伸していても良い。延伸部Ｔ１ｄおよびＴ２ｄを、開口端部４Ｃの同じ辺から近接して延伸させる場合には、両者を絶縁板等により絶縁することが好ましい。絶縁板については、後述する。
第一電極Ｅ１に接続する第一固定端子および第二電極Ｅ２に接続する第二固定端子の数は特に限定されない。上記固定端子の数は、それぞれ２以上であってもよく、適宜設定することができる。このうち、少なくとも一つの第一固定端子および第二固定端子が、パワーモジュールに向かう方向に延伸していれば良い。
［可動端子］
可動端子３は、例えば、１以上の電線がチューブ状の絶縁体に収納されて構成されており、可撓性を備えている。可動端子３は、絶縁体に電線が２以上収納されているハーネスであっても良い。可動端子３は、例えば、モータ駆動用高電圧バッテリ等の外部電源とパワーモジュールとを電気的に接続するための端子である。可動端子３の両端部（３Ａａ、３Ａｂ）には、電線３Ａを第三固定端子Ｔ３およびパワーモジュールに接続するための接続部材３Ｂ（例えば、リング状の金属部品）がそれぞれ取り付けられている。
可動端子３の大部分（例えば、電線３Ａの長さの７０％以上９０％未満）はコンデンサケース４の内部に配索されることが好ましい。これにより、インバータケース内部での配索作業を省略できるため、作業効率がさらに向上する。また、インバータケース内における可動端子を配索するためのスペースが小さくなるため、インバータケースを小さくすることができる。
可動端子３の端部３Ａｂは、接続部材３Ｂとともにコンデンサケース４の外部に導出されている（図３参照）。可動端子３の他方の端部３Ａａは、例えば、他方の接続部材３Ｂを第三固定端子Ｔ３に溶接することにより、電気的に接続される。なお、端部３Ａａは、コンデンサ１の外部の電子機器等に接続されていても良い。
図５（ａ）および（ｂ）に示すように、可動端子３の一部（第一部分３Ｆ5）は固定部５によって固定され、外部に導出される端部３Ａｂは、延伸部Ｔ１ｄおよびＴ２ｄと同じ方向に延伸されている。ここで、「端部３Ａｂが、延伸部Ｔ１ｄおよびＴ２ｄと同じ方向に延伸されている」とは、無負荷状態において、可動端子３の固定部５によって固定されている第一部分３Ｆ5のうち、可動端子３の一方の端部３Ａａに近い方の端部３Ｆａと可動端子の他方の端部３Ａｂとを結ぶ直線Ｌ5と、上記直線ＬTとの成す角度θ5が０〜３０°となる範囲である。
可撓性を備える可動端子を、コンデンサケースから延伸部Ｔｄと同じ方向に延伸させることにより、インバータケースの組み立て時の作業効率が向上する。すなわち、可動端子を含むコンデンサをインバータケース内に収容する場合に、インバータケースに収容される他の構成要素と可動端子との接触や、可動端子が他の構成要素の下に引き込まれることを回避することができる。
［コンデンサケース］
コンデンサケース４は、底部４Ｂおよび開口４Ａを有し、開口４Ａは、コンデンサケース４の底部４Ｂの周囲から略垂直に立ちあがる側面の端部（開口端部４Ｃ）により区画されている。各延伸部Ｔｄは、コンデンサケースの外部に向かう方向に、開口４Ａから延伸している。コンデンサケース４は、コンデンサ素子Ｃの全体を収容することのできる大きさを備える。
［固定部］
固定部５は、可動端子３をしっかりと固定して、支持し、その延伸方向をコントロールする部分である。固定部５は、コンデンサケース４の開口４Ａ付近に配置されていることが好ましい。具体的には、固定部５は、開口端部４Ｃと連続するように配置された樹脂部材であることが好ましい。可動端子３の延伸方向をコントロールし易いためである。樹脂部材は、コンデンサケース４の底部４Ｂから開口端部４Ｃの間に形成されていても良いし、図２Ｃに示すように、コンデンサケース４から延出するように形成されていても良い。
固定部５は、コンデンサケース４と一体的に形成されてもよいし、固定部５をコンデンサケース４とは別に成型し、これをコンデンサケース４の開口４Ａ付近に固定しても良い。固定部５の形状および大きさは特に限定されず、後述する可動端子３の第一部分３Ｆ5を収容するための溝やレールを形成できる程度の大きさであれば良い。
固定部５は、例えば、溝（第一溝５Ｇ）やレール（第一レール５Ｒ）を有する（図６（ａ）〜（ｃ）参照）。可動端子３の一部（第一部分３Ｆ5）は、第一溝５Ｇまたは第一レール５Ｒに収容され、固定される。なお、可動端子３が収容される部分の形状は、これらに限定されるものではなく、例えば、レールの高さ方向の端面が、内側に屈曲した形状を有していても良いし、レールが断続的に形成されているような形状を有していても良い。第一溝５Ｇや第一レール５Ｒの大きさや長さは、特に限定されず、第一部分３Ｆ5を収容し、固定および支持できる程度であれば良い。
固定部５によって形成される可動端子３を収容するための空間５Ｓにおいて、収容される可動端子３の長手方向（延伸方向）に対して垂直な断面の断面積は、当該長手方向において一定でなくても良い。図１３に、図６（ｃ）に示す固定部５を上記長手方向から見た上面図を示す。図１３に示すように、例えば、固定部５の上記長手方向における一方の端面５ｔ近傍の空間よりも、他方の端面５ｂ近傍の空間を小さくすることで、可動端子３の固定をより確実に行っても良い。
固定部５の形状も特に限定されない。なかでも、固定部５の上記長手方向に対して垂直な断面の内側は、Ｕ字形状であることが、成型が容易である点で好ましい（図１３参照）。Ｕ字形状とは、例えば、固定部５の内側の面が、図１３に示されるように緩やかな曲面を形成している形状である。
固定部５は、第一部分３Ｆ5との接触部分に、複数の凸部５Ｐを備えることが好ましい（図６（ａ）および（ｂ）参照）。複数の凸部５Ｐが、第一部分３Ｆ5を第一溝５Ｇまたは第一レール５Ｒの内側の面に押圧することにより、可動端子３がより強く固定される。凸部５Ｐの形状は特に限定されず、半円柱状、台形状、三角状等が挙げられる。また、その個数も特に限定されず、固定部５や凸部５Ｐの大きさ等に応じて、適宜設定することができる。
［仮固定部］
さらに、固定部５から延設する仮固定部８を備えることが好ましい（図２Ｃ（ｂ）参照）。可動端子３が固定部５と仮固定部８に固定されることにより、運搬時における振動等の外部荷重が固定部５に局部的にかかることによる、可動端子の断線を防止することができる。
仮固定部８は、可動端子３の固定部５によって固定される第一部分３Ｆ5とは異なる部分（第二部分３Ｆ8）を、脱着自在に仮固定する（図７参照）。脱着自在とは、例えば、可動端子３を仮固定部８から外したり、仮固定部８に固定したりすることを、大きな負荷をかけずに容易に行えることを意味する。例えば、仮固定部８の可動端子３を収容するための空間８Ｓは、固定部５の空間５Ｓよりも大きい（図８参照）。また、仮固定部８の延設方向における長さは、固定部５の同じ方向における長さより長くても良い。
仮固定部８は、固定端子の延伸部Ｔｄ（Ｔ１ｄおよびＴ２ｄ）と同じ方向に向かって、固定部５からコンデンサケース４の外部へと延設している。ここで、「固定端子の延伸部Ｔｄと同じ方向に向かって」とは、仮固定部８に可動端子３の一部を仮固定させた場合に、可動端子３の仮固定部８によって固定されている第二部分３Ｆ8のうち、可動端子の端部３Ａａに近い方の端部３Ｆｂと端部３Ａｂに近い方の端部３Ｆｃとを結ぶ直線Ｌ8と、上記直線ＬTとの成す角度θ8が０〜２０°となる範囲である（図７（ａ）および（ｂ）参照）。
仮固定部８は、成型が容易である点で、溝（第二溝８Ｇ）またはレール（第二レール８Ｒ）を備える柱状体であることが好ましい（図８（ａ）および（ｂ）参照）。この場合、仮固定部８の内側の形状と固定部５の内側の形状とが同じであることが好ましい。さらに、第二溝８Ｇまたは第二レール８Ｒと、固定部５に形成される第一溝５Ｇまたは第一レール５Ｒとは、連続して配置されていることが好ましい。つまり、可動端子３の第二溝８Ｇまたは第二レール８Ｒに収容される第二部分３Ｆ8と、第一溝５Ｇまたは第一レール５Ｒに収容される第一部分３Ｆ5とは、連続していることが好ましい。
仮固定部８が柱状体である場合、延設方向（長手方向）に対して垂直な断面の内側は、Ｕ字形状であることが、成型が容易である点で好ましい（図１４参照）。Ｕ字形状としては、上記と同様の形状を含む。仮固定部８は、固定部５と一体的に形成されていても良いし、それぞれ別に形成されてもよい。なかでも、作業効率の点で、仮固定部８は、固定部５と一体的に形成されていることが好ましい。
仮固定部８は、第二部分３Ｆ8との接触部分に、複数の凸部８Ｐを備えることが好ましい。複数の凸部８Ｐが第二部分３Ｆ8を第二溝または第二レールの内側の面に押圧することにより、可動端子３の仮固定がより容易となる。凸部８Ｐの形状は特に限定されず、半円柱状、台形状、三角状等が挙げられる。また、その個数も特に限定されず、仮固定部８や凸部８Ｐの大きさ等に応じて、適宜設定することができる。脱着性の観点から、仮固定部８の凸部８Ｐは、固定部５の凸部５Ｐよりも小さい、あるいは少数であることが好ましい。
［絶縁板］
上記のように、絶縁板（例えば、樹脂部材）を用いて、固定端子の各延伸部Ｔｄを開口端部４Ｃの同じ辺から近接して延伸させる場合には、当該絶縁板６と固定部５とを一体的に形成しても良い（図９参照）。これにより、絶縁板６および固定部５を、それぞれ個別に形成する場合に比べ、部品数が少なくなり、製造時の作業効率がより向上する。
絶縁板６の形状は特に限定されず、両延伸部が接触しないように、両延伸部の間に絶縁板の一部が介在するような形状であれば良い。例えば、図１０Ａおよび１０Ｂに示すように、絶縁板６に各延伸部Ｔｄの位置を決めるための折り曲げ部を形成して、延伸部Ｔ１ｄおよびＴ２ｄを、それぞれ絶縁板６の異なる主面に接触させても良い。また、絶縁板６の内部に、絶縁板６の主面と平行な方向に形成され、それぞれの延伸部を挿入するための挿入口を２つ設けても良い。
固定部５は、絶縁板６の端面に形成されることが好ましい（図１０Ａおよび１０Ｂ参照）。可動端子の端部３Ａｂと固定端子の延伸部Ｔｄとの接触を回避し易いためである。なお、図１０Ａは、便宜上、コンデンサケース４の一部、後述する保護部７の一部、絶縁板６および固定部５のみを示している。図１０Ｂ（ａ）は、絶縁板６および固定部５のみを示しており、図１０Ｂ（ｂ）および（ｃ）は、絶縁板６の一部および固定部５の一部のみを示している。
絶縁板６と一体的に形成された固定部５が、溝（第一溝５Ｇ）を有する場合を、図１０Ａに示す。図１０Ｂ（ａ）は、固定部５がレール（第一レール５Ｒ）を有する場合を示しており、図１０（ｂ）はその変形例を示す。図１０（ｂ）では、第一レール５Ｒの絶縁板６と接触していない方の端面が、内側に屈曲した形状になっている。図１０（ｃ）では、図１０Ｂ（ｂ）の第一レール５Ｒが断続的に形成され、固定部５を形成している。固定部５は、複数の凸部５Ｐを備えていてもよい（図１０Ａ参照）。凸部５Ｐについては、上記と同様である。
絶縁板６は、さらに仮固定部８を備えていることが好ましい。この場合、仮固定部８は、固定部５から延設されていることが好ましい。例えば、絶縁板６の固定部５が形成された端面に沿って、仮固定部８が配置されていても良い（図１１Ａおよび図１１Ｂ参照）。この場合、脱着性の観点から、仮固定部８によって形成される可動端子３を収容するための空間８Ｓは、固定部５によって形成される空間５Ｓよりも広いことが好ましい。図１１Ｂは、図１０Ｂに示された固定部５に対応する仮固定部８の形状の一例を示している。
［保護部］
絶縁板６に固定部５が形成される場合、コンデンサケース４には、固定部５を覆うための保護部７（図１０Ａ参照）が形成されることが好ましい。これにより、固定部５に収容される可動端子３と、インバータに収容される他の構成部材との接触が、さらに回避され易くなる。保護部７の大きさおよび形状は特に限定されないが、特に固定部５の全体を覆うことができる大きさおよび形状であることが好ましい。絶縁板６が仮固定部８を備える場合、脱着性の観点から、保護部７は仮固定部８を覆わないような大きさおよび形状であることが好ましい。なお、図１０Ａは、便宜上、保護部７の上部を破線で示している。
［熱硬化性樹脂］
コンデンサケース４の内部には、コンデンサ素子Ｃを覆い、かつ、固定端子の各延伸部Ｔｄおよび可動端子３の自由端（端部３Ａｂ）を覆わないように、熱硬化性樹脂（図示せず）が充填されていてもよい。これにより、コンデンサ素子Ｃの耐湿性および耐振動性が向上する。この場合、仮固定部８は、熱硬化性樹脂により覆われない位置に配置される必要がある。
［インバータ］
本発明のインバータ１０は、インバータケース２０と、上記コンデンサ１と、パワーモジュール３０とを備える。コンデンサ１およびパワーモジュール３０は、インバータケース２０に収容される（図１２参照）。コンデンサ１は、その全部がインバータケース２０に収納されていてもよいし、図１２に示すように、一部がインバータケース２０から露出していても良い。
コンデンサ１とパワーモジュール３０とは、固定端子Ｔ１、Ｔ２、さらにはＴ３によって電気的に接続される。パワーモジュール３０は、スイッチング素子（図示せず）を備えている。
インバータケース２０は、例えば、コンデンサ１が嵌め込まれて収容されるロア（lower）ケース２１およびミドルケース２２と、パワーモジュール３０を収容するアッパー（upper）ケース２３とを備える。ミドルケース２２は、コンデンサ１とパワーモジュール３０との間に介在する底部を備えており、当該底部には、１つ以上の貫通口が設けられている。延伸部Ｔ１ｄおよびＴ２ｄは、この貫通口を通って、アッパーケース２３に収容されたパワーモジュール３０に接続する。可動端子３の自由端もまた、延伸部Ｔ１ｄおよび／またはＴ２ｄが通された貫通口あるいはこれとは別の貫通口を通って、パワーモジュール３０に接続する。可動端子３の自由端は、各延伸部Ｔｄと同じ方向に延伸し、固定部５、さらには仮固定部８に収容されているため、ミドルケース２２の貫通口に挿入することが容易となる。これにより、可動端子３とミドルケース２２との接触が回避され易くなるため、可動端子３の絶縁体が損傷することによる絶縁性の低下が抑制される。
以下、可動端子、コンデンサケース、コンデンサ素子、熱硬化性樹脂、インバータケースについて、さらに詳細に説明する。
［可動端子］
可動端子３は、例えば、１以上の電線３Ａ（例えば、銅線）がチューブ状の絶縁体（図示せず）に収納されて構成されている。可動端子３は、絶縁体に電線が２以上収納されているハーネスであっても良い。電線３Ａは、フッ素樹脂等の絶縁体により被覆された後、チューブ状絶縁体に収納されていても良い。
可動端子３の接続部材３Ｂと電線３Ａとの接続部付近には、この接続部を保護するための保護部材（図示せず）を配置しても良い。保護部材としては、熱収縮性のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、フッ素樹脂等のチューブ状物が例示できる。チューブ状の絶縁体は、電線３Ａを外的要因から保護するものであり、その材質は特に限定されない。チューブ状絶縁体の材質としては、例えば、ポリエステルやガラス繊維等が挙げられる。
［コンデンサケース］
コンデンサケース４は、コンデンサ素子Ｃ（例えば、Ｃ１およびＣ２）の全部を収容できる程度の大きさを備える。さらに、コンデンサケース４の内部に熱硬化性樹脂を充填した場合、コンデンサ素子Ｃの表面全体を覆うことができる程度の大きさであることが好ましい。また、その材質は特に限定されない。なかでも、耐熱性の点で、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等が好ましい。
［コンデンサ素子］
コンデンサ素子Ｃは、例えば、コンデンサ素子Ｃ１およびコンデンサ素子Ｃ１とは異なる作用を示すコンデンサ素子Ｃ２とを含んでいる。コンデンサ素子Ｃは、インバータに組み込まれるコンデンサ素子として公知の作用を示すものであれば良く、例えば、電圧を平滑化する平滑コンデンサ、特定の周波数成分を取り出すフィルタコンデンサ、スナバコンデンサ等である。コンデンサ素子Ｃは、これらの作用を示すコンデンサ素子を単独で、あるいは２種以上を含むことができる。例えば、コンデンサ素子Ｃ１は、平滑コンデンサであり、コンデンサ素子Ｃ２はフィルタコンデンサである。さらに、コンデンサ素子Ｃは、平滑コンデンサと並列に接続されるスナバコンデンサを含んでいても良い。
コンデンサ素子Ｃの種類は特に限定されず、例えば、フィルムコンデンサ、タンタルコンデンサ、アルミ電解コンデンサ等を例示することができる。なかでも、誘電損失が小さく、耐電圧に優れる点で、フィルムコンデンサであることが好ましい。
フィルムコンデンサは、電極として、金属箔を用いる場合と、樹脂フィルムに金属を蒸着した金属化フィルムを用いる場合とが知られている。なかでも、小型化しやすく軽量である点で、金属化フィルムを電極とするフィルムコンデンサが好ましく用いられる。金属化フィルムは、樹脂フィルムの片面に、所定のパターンで金属を蒸着することにより得ることができる。得られた金属化フィルム２枚を蒸着金属面同士が樹脂フィルムを介して対向するように重ね合わせることで、電極対が形成される。形成された電極対は、そのまま捲回される。あるいは、所定の形状に裁断されて、裁断された複数の電極対が積層される。なかでも、製造が簡便である点で、電極は捲回型であることが好ましい。
樹脂フィルムの材質としては、特に限定されないが、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニルサルファイド、ポリスチレンなどが例示できる。なかでも、誘電損失が特に小さい点で、ポリプロピレンであることが好ましい。
樹脂フィルムに蒸着する金属も、特に限定されないが、アルミニウム、亜鉛、スズ、マグネシウム、あるいはこれらの合金などが例示できる。なかでも、耐食性に優れる点で、アルミニウムを用いることが好ましい。
積層された電極群の主面と垂直な端面、あるいは捲回された電極の端面には、例えば、金属溶射による電極（メタリコン電極）が形成され、コンデンサ素子Ｃが作製される。コンデンサ素子Ｃの第一電極Ｅ１には、第一固定端子Ｔ１が接続している。第一固定端子Ｔ１は、第一電極Ｅ１に接続するバスバー部分Ｔ１ｃと、第一固定端子Ｔ１の屈曲部Ｔ１ａから端部Ｔ１ｂまでの領域である端子部分とを備える。端子部分の一部は、コンデンサケース４から延伸する第一延伸部Ｔ１ｄである。バスバー部分Ｔ１ｃと端子部分とは、例えば、銅製の金属板を曲げ加工することにより、形成することができる。
コンデンサ素子Ｃが、複数のコンデンサ素子により構成されている場合、各コンデンサ素子の第一電極Ｅ１同士は、例えば、バスバー部分Ｔ１ｃによって接続される。
コンデンサ素子Ｃの第二電極Ｅ２は、第二固定端子Ｔ２に接続している。第二固定端子Ｔ２は、第二電極Ｅ２に接続するバスバー部分Ｔ２ｃと、第二固定端子Ｔ２の屈曲部Ｔ２ａから端部Ｔ２ｂまでの領域である端子部分とを備える。端子部分の一部は、コンデンサケース４から延伸する第二延伸部Ｔ２ｄである。バスバー部分Ｔ２ｃと端子部分とは、上記と同様、銅製の金属板を曲げ加工することにより形成されていても良い。
コンデンサ素子Ｃの第二電極Ｅ２には、さらに第三固定端子Ｔ３が接続していても良い。第三固定端子Ｔ３には、可動端子３が接続していても良い。
［熱硬化性樹脂］
コンデンサケースの内部に充填される熱硬化性樹脂としては、特に限定されず、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂などが例示できる。なかでも、強度の点で、エポキシ樹脂が好ましい。
熱硬化性樹脂の充填量は特に限定されないが、コンデンサケースに収容されるコンデンサ素子Ｃの表面全面を覆うことができ、かつ、固定端子の延伸部Ｔｄおよび可動端子の端部３Ａｂを覆わない量である。固定部は、その一部あるいは全部が熱硬化性樹脂によって覆われても構わない。仮固定部を配置する場合は、仮固定部の全部が、熱硬化性樹脂により覆われないことが望ましい。
［インバータケース］
インバータケース２０は、コンデンサ１の全部または一部と、パワーモジュール３０とを収容できる程度の大きさを備える。その材質は特に限定されず、アルミニウム等を例示することができる。インバータケースは、これら金属を、例えば高圧鋳造（ダイキャスト）して作製される。
本発明のコンデンサは、ハイブリッド自動車等のモータ駆動用インバータ等に搭載できる。
１：コンデンサ、３：可動端子、３Ａ：電線、３Ｂ：接続部材、４：コンデンサケース、４Ａ：開口、４Ｂ：底部、４Ｃ：開口端部、５：固定部、５Ｓ：空間、５Ｐ：凸部、６：絶縁板、７：保護部、８：仮固定部、８Ｐ：凸部、８Ｓ：空間、１０：インバータ、２０：インバータケース、２１：ロアケース、２２:ミドルケース、２３：アッパーケース、３０：パワーモジュール。

Claims (14)

  1. 底部および開口を有するコンデンサケースと、
    前記コンデンサケースに収容され、第一電極Ｅ１および第二電極Ｅ２を備えるコンデンサ素子と、
    前記第一電極Ｅ１に接続される第一固定端子Ｔ１と、
    前記第二電極Ｅ２に接続される第二固定端子Ｔ２と、
    前記コンデンサケースに部分的に収容され、自由端を備える可動端子と、
    前記可動端子の第一部分を固定する固定部と、
    前記固定部から前記コンデンサケースの外部へと延設された仮固定部と、を備え、
    前記第一固定端子Ｔ１および前記第二固定端子Ｔ２は、それぞれ前記コンデンサケースの外部に向かって延伸する延伸部を有し、
    前記自由端は、前記コンデンサケースの外部に導出されており、
    前記固定部は、前記自由端が、前記延伸部と同じ方向に延伸するように、前記第一部分を固定しており、
    前記仮固定部は、前記延伸部と同じ方向に向かって延設されており、
    前記可動端子の第二部分は、前記仮固定部に脱着自在に仮固定されている、コンデンサ。
  2. 前記延伸部はいずれも、前記開口から前記底部に対して垂直に延伸している、請求項１に記載のコンデンサ。
  3. 前記固定部が、前記コンデンサケースの前記開口付近に配置されている、請求項１または２に記載のコンデンサ。
  4. 前記固定部が、第一溝または第一レールを有する樹脂部材であり、
    前記第一溝または前記第一レールに、前記第一部分が収容される、請求項３に記載のコンデンサ。
  5. 前記固定部が、前記第一部分との接触部分に凸部を備えており、
    前記凸部が、前記第一部分を前記第一溝または前記第一レールの内側に押圧する、請求項４に記載のコンデンサ。
  6. 前記仮固定部が、第二溝または第二レールを備える柱状体であり、
    前記第二溝または前記第二レールに、前記第二部分が収容される、請求項１〜５に記載のコンデンサ。
  7. 前記柱状体の延設方向に対して垂直な断面の内側が、Ｕ字形状である、請求項６に記載のコンデンサ。
  8. 前記仮固定部が、前記第二部分との接触部分に凸部を備えており、
    前記凸部が、前記第二部分を前記第二溝または前記第二レールの内側に押圧する、請求項６または７に記載のコンデンサ。
  9. 前記第一固定端子Ｔ１および前記第二固定端子Ｔ２のそれぞれの前記延伸部が、互いに近接するとともに、絶縁板により絶縁されており、
    前記固定部が、前記絶縁板と一体に形成されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載のコンデンサ。
  10. 前記仮固定部が、前記絶縁板と一体に形成されている、請求項９に記載のコンデンサ。
  11. 前記コンデンサケースが、前記固定部を覆う保護部を備える、請求項９または１０に記載のコンデンサ。
  12. 底部および開口を有するコンデンサケースと、
    前記コンデンサケースに収容され、第一電極Ｅ１および第二電極Ｅ２を備えるコンデンサ素子と、
    前記第一電極Ｅ１に接続される第一固定端子Ｔ１と、
    前記第二電極Ｅ２に接続される第二固定端子Ｔ２と、
    前記コンデンサケースに部分的に収容され、自由端を備える可動端子と、
    前記可動端子の第一部分を固定する固定部と、を備え、
    前記第一固定端子Ｔ１および前記第二固定端子Ｔ２は、それぞれ前記コンデンサケースの外部に向かって延伸する延伸部を有し、
    前記自由端は、前記コンデンサケースの外部に導出されており、
    前記固定部は、前記第一部分を収容する第一溝または第一レールを有する樹脂部材であって、前記自由端が前記延伸部と同じ方向に延伸するように、前記第一部分を固定しているとともに、前記第一部分との接触部分に凸部を備えており、
    前記凸部は、前記第一部分を前記第一溝または前記第一レールの内側に押圧する、コンデンサ。
  13. 前記コンデンサ素子を覆い、かつ、前記第一固定端子Ｔ１および前記第二固定端子Ｔ２の前記延伸部と、前記自由端とを覆わないように、前記コンデンサケースの内部に充填される熱硬化性樹脂を備える、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のコンデンサ。
  14. 請求項１〜１３のいずれか一項に記載のコンデンサと、
    前記コンデンサと電気的に接続され、かつ、スイッチング素子を備えるパワーモジュールと、
    これらを収容するインバータケースと、を備えるインバータ。
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