JP6684062B2 - スナバモジュール - Google Patents

Description

この発明は、パワーモジュールなどに接続されるスナバモジュールに関する。

図４及び図５は、一般的なスナバモジュール１０を示している。このスナバモジュール１０は、図に示すように、コンデンサ素子１１の電極部１１ａ、１１ａにそれぞれ電極板１２、１３を接続し、これら一体となったコンデンサ素子１１と電極板１２、１３とをケース１４に収納し樹脂を充填することで構成されているが、このような構成は一般的にインダクタンスが大きく、サージ電圧の跳ね上がりが大きいといった欠点がある。そこで、例えば特許文献１では、電極板同士を互いに近接配置し磁界を相殺させることで低インダクタンス化を図っている。

特開２００５−３０２８５９号公報

ところで、上記特許文献１に開示されているスナバモジュールは１回路用であり、２回路に対応するにはモジュールを２個用意しなければならない。ただ、予め２回路分必要であると分かっている場合に、１回路毎にモジュールを製造するのは効率的とは言えない。また、それぞれをケースに収納し樹脂モールドすれば、その分嵩張ることにもなる。

そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、低インダクタンス化を図りながらも２回路に対応することのできるスナバモジュールの提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のスナバモジュール１は、コンデンサ素子２と、コンデンサ素子２の電極２ｃ、２ｄに接続される一対の電極板３、４とからなる回路を２個備え、これら回路を構成する一対の電極板３、４のうち、一方の電極板４を共通の１の電極板で形成しているとともに、一方の電極板４と他方の電極板３とを絶縁層８を介して重ね合わせていることを特徴としている。

本発明のスナバモジュールは、コンデンサ素子と、コンデンサ素子の電極に接続される一対の電極板とからなる回路を２個備えているため、２回路に対応することができる。また、一対の電極板のうち、一方の電極板を共通の１の電極板で形成している、すなわち、一方の電極板を２個の回路で兼用しているため、モジュールの小型化や軽量化を図ることができ、さらに外部機器と接続が簡単になる。加えて、一方の電極板と他方の電極板とを重ね合わせているため、磁界を相殺させることができ、低インダクタンス化を図ることができる。

この発明の一実施形態に係るスナバモジュールの回路図である。 同じくそのスナバモジュールを示す斜視図である。 同じくそのスナバモジュールの分解斜視図である。 従来のスナバモジュールを示す斜視図である。 従来のスナバモジュールの回路図である。

次に、この発明のスナバモジュール１の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。この発明のスナバモジュール１は、図１に示すように、Ｐ−Ｃ間、Ｃ−Ｎ間の２回路を備えるスナバモジュールであって、図２及び図３に示すように、複数のコンデンサ素子２と、これらコンデンサ素子２に接続される一対の電極板３、４と、コンデンサ素子２及び一対の電極板３、４を収納するケース５と、ケース５内に充填される樹脂（図示していない）とから構成されている。以下、各構成部品について説明する。

コンデンサ素子２は、例えば絶縁性のフィルム上に金属を蒸着した金属化フィルムを巻回するとともに、断面形状を円形から略楕円形になるように押圧することで形成されたフィルムコンデンサであって、図２及び図３に示すように、その側面には、巻回による湾曲部２ａと押圧による平坦部２ｂが形成されている。また、軸方向両端部には、メタリコンを溶射してなる電極部２ｃ、２ｄが形成されている。さらに、これら電極部２ｃ、２ｄには、例えば軟銅線からなるリード端子６Ａ、６Ｂがスポット溶接や半田付けによってそれぞれ接続されている。そして、コンデンサ素子２を２個、平坦部２ｂ、２ｂ同士を対向させるようにして並設することでコンデンサ素子群７を形成している。なお、このコンデンサ素子群７は１回路用であり、２回路用である本発明のスナバモジュール１では、コンデンサ素子群７を２個用いる。２個のコンデンサ素子群７、７は、図２及び図３に示すように、コンデンサ素子２の電極部２ｄ、２ｄ同士を対向させるようにして、軸方向に並設される。

一対の電極板３、４は、コンデンサ素子２の一方端部の電極部２ｃ、具体的には、２個のコンデンサ素子群７を並設した状態において両側（外側）に位置する電極部２ｃとリード端子６Ａを介して接続される第１の電極板３と、コンデンサ素子２の他方端部の電極部２ｄ、具体的には、２個のコンデンサ素子群７を並設した状態において中央（内側）に位置する電極部２ｄとリード端子６Ｂを介して接続される第２の電極板４とから構成されている。ところで、本発明のスナバモジュール１は上記の通り、Ｐ−Ｃ間、Ｃ−Ｎ間の２回路を備えているため、本来、第１の電極板３と第２の電極板４がそれぞれ２枚ずつ、計４枚の電極板が必要となるが、本実施形態では、第２の電極板４を共通の１枚の電極板で形成している、すなわち、第２の電極板４を２回路で兼用しているため、電極板の枚数は、第１の電極板３が２枚、第２の電極板４が１枚の計３枚となる。

第１の電極板３は、例えば銅板をプレス成型することでなり、コンデンサ素子２の湾曲部２ａに重ねられる基板部３ａと、基板部３ａから略Ｌ字状に延出されてなる外部接続部３ｂとから構成されている。基板部３ａには、リード端子６Ａとの接続に供するための接続孔３ｃが穿設されている。また、基板部３ａの略中央部には、樹脂充填を円滑に行うための孔３ｄが穿設されている。また、外部接続部３ｂには、図示しない外部機器との接続に供するための接続孔３ｅが穿設されている。

第２の電極板４は、第１の電極板３と同様、例えば銅板をプレス成型することでなり、コンデンサ素子２の湾曲部２ａに重ねられる基板部４ａと、基板部４ａから略Ｌ字状に延出されてなる外部接続部４ｂとから構成されている。基板部４ａは、その幅が第１の電極板３の基板部３ａの凡そ２．０〜２．５倍程度と、第１の電極板３の基板部３ａに比べて幅広に形成されている。また、その幅方向の中央部近傍には、リード端子６Ｂとの接続に供するための接続孔４ｃが穿設されている。さらに、この接続孔４ｃを囲むようにして切り込み４ｄが形成されている。この切り込み４ｄは、電極板４とリード端子６Ｂとを半田付けする際、半田鏝の熱が電極板全体に広がることを防ぐためのものである。また、基板
部４ａの略中央部とその両側には、樹脂充填を円滑に行うための孔４ｅが穿設されている。また、外部接続部４ｂには、図示しない外部機器との接続に供するための接続孔４ｆが穿設されている。

ケース５は、例えば樹脂製であって、図２に示すように、略長方形状の底部５ａと、その底部５ａの４辺からそれぞれ立ち上がる側壁部５ｂとから構成された有底箱型であり、上面（底部５ａと対向する面）に開口部５ｃが設けられている。

そして、上記各構成部品は、以下の工程を経てスナバモジュール１となる。スナバモジュール１の製造にあたっては、まず、コンデンサ素子群７と第１、第２の電極板３、４を重ね合わせていく。具体的には、コンデンサ素子群７と第１の電極板３とを、コンデンサ素子２の湾曲部２ａと第１の電極板３の基板部３ａとを対向させるようにして重ね合わせるとともに、第１の電極板３と第２の電極板４とを、基板部３ａ、４ａ同士を対向させるようにしてノーメックス（登録商標）等の絶縁層８を介しながら重ね合わせる。また、重ね合わせると同時に、コンデンサ素子２の一方端部の電極部２ｃに接続されたリード端子６Ａの先端を第１の電極板３の接続孔３ｃに挿通し、コンデンサ素子２の他方端部の電極部２ｄに接続されたリード端子６Ｂの先端を第２の電極板４の接続孔４ｃにそれぞれ挿通する。なお、絶縁層８には、図３に示すように、４ｃと対向する位置に適宜開口８ａが設けられており、リード端子６Ｂの先端の、接続孔４ｃへの挿通にあたって障害になることはない。また、樹脂充填用の孔３ｄ、４ｅに対向する位置にも開口８ｂが設けられており、円滑な樹脂充填が行えるようになっている。この状態において、第１の電極板３の基板部３ａは、第２の電極板４の基板部４ａに略覆われた状態となる。

コンデンサ素子群７と第１、第２の電極板３、４とを重ね合わせた後、接続孔３ｃ、４ｃを介して上方に突出したリード端子６Ａ、６Ｂと第１、第２の電極板３、４とを半田等で接続し、コンデンサ素子群７と第１、第２の電極板３、４とを一体化する。これにより、コンデンサ素子２の一方の電極部２ｃと第１の電極板３とがリード端子６Ａを介して電気的に接続され、コンデンサ素子２の他方の電極部２ｄと第２の電極板４とがリード端子６Ｂを介して電気的に接続される。

そして、一体化されたコンデンサ素子群７と第１、第２の電極板３、４とを、外部接続部３ｂ、４ｂがケース５外に延出されるようにしてケース５に収納する。収納に際しては、コンデンサ素子群７がケース底部５ａ側に、第１、第２の電極板３、４がケース開口部５ｃ側に位置するように、換言すれば、コンデンサ素子群７の上面を第１、第２の電極板３、４で覆うようにして収納する。このように収納することで、第２の電極板４はケース５内で最も上方に位置することになる。

その後、ケース５内にエポキシ樹脂を充填し、第１、第２の電極板３、４やコンデンサ素子２（コンデンサ素子群７）を封止することによりスナバモジュール１の製造を完了する。

上記構成のスナバモジュール１は、２回路を１個のケース５内に収納している（２回路を一体化している）ことから、回路毎にケース５内に収納して２個のスナバモジュール１を形成する場合に比べて軽量化や小型化を図ることができる。特に、第２の電極板４が２回路に跨っている、すなわち、２回路で兼用されているため、その効果は顕著である。さらに外部機器との接続にあたっては、Ｐ、Ｃ、Ｎの３箇所を接続するだけで良いため、Ｐ、Ｃそれぞれ２箇所、計４箇所を接続しなければならない従来品に比べて取付作業も簡単となる。

また、第１の電極板３と第２の電極板４とが絶縁層８を介して重なり合っているため、
磁界を相殺させることができ、低インダクタンス化を図ることができる。具体的には、本発明のスナバモジュール１の場合、周波数１ＭＨｚの電流を印加した場合のインダクタンスが８．５ｎＨと、インダクタンスが２０ｎＨ程度である図４のスナバモジュールに比べて大幅な低減効果が得られる。従って、サージ電圧の跳ね上がりを抑えることができる。なお、スナバレスの場合に比べた場合には、サージ電圧を３０Ｖ低減することができる。

以上に、この発明の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、上記実施形態では、絶縁層８としてノーメックス（登録商標）を用いていたが、これに限らず、公知の種々の絶縁紙などを用いても良い。さらに、絶縁層８としては、第１の電極板３と第２の電極板４との間に隙間を設けるだけでも良い。

１・・スナバモジュール、２・・コンデンサ素子、２ａ・・湾曲部、２ｂ・・平坦部、２ｃ、２ｄ・・電極部、３・・第１の電極板、３ａ・・基板部、３ｂ・・外部接続部、３ｃ・・接続孔、３ｄ・・樹脂充填用の孔、３ｅ・・接続孔、４・・第２の電極板、４ａ・・基板部、４ｂ・・外部接続部、４ｃ・・接続孔、４ｄ・・切り込み、４ｅ・・樹脂充填用の孔、４ｆ・・接続孔、５・・ケース、５ａ・・底部、５ｂ・・側壁部、５ｃ・・開口部、６Ａ、６Ｂ・・リード端子、７・・コンデンサ素子群、８・・絶縁層、８ａ、８ｂ・・開口

Claims (2)

1. コンデンサ素子（２）と、コンデンサ素子（２）の電極（２ｃ、２ｄ）に接続される一対の電極板（３、４）と、各電極板（３、４）からそれぞれ延出された外部接続部（３ｂ、４ｂ）からなる回路を２個備え、
   これら回路を構成する一対の電極板（３、４）のうち、一方の電極板（４）を共通の１の電極板で構成し、他方の電極板（３）を２つの電極板で構成しているとともに、
   一方の電極板（４）と２つの他方の電極板（３、３）とを絶縁層（８）を介して重ね合わせており、
   一方の電極板（４）とコンデンサ素子（２）の電極（２ｄ）とが、互いに離間する２つの他方の電極板（３、３）の間を通じて接続されており、
   一方の電極板（４）の外部接続部（４ｂ）が、互いに離間する２つの他方の電極板（３、３）の間に位置しており、
   一方の電極板（４）の外部接続部（４ｂ）と、２つの他方の電極板（３、３）の外部接続部（３ｂ、３ｂ）とが、各電極板（３、４、４）の同じ方向の端部から同一方向に延出されていることを特徴とするスナバモジュール。
2. コンデンサ素子（２）がフィルムコンデンサであって、
   コンデンサ素子（２）と、各電極板（３、４）の外部接続部（３ｂ、４ｂ）を除く部分とが樹脂封止されている、請求項１記載のスナバモジュール。
   

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