JP6715517B2 - Capacitor - Google Patents
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Description
本発明は、コンデンサに関する。 The present invention relates to capacitors.
従来、外部引き出し端子が接続された複数のコンデンサ素子を、上面が開口するケース内に収納し、当該ケース内にエポキシ樹脂などの充填樹脂を充填するようにした金属化フィルムコンデンサが知られている(特許文献1参照)。 Conventionally, a metallized film capacitor is known in which a plurality of capacitor elements to which external lead-out terminals are connected are housed in a case having an open top surface, and the case is filled with a filling resin such as epoxy resin. (See Patent Document 1).
上記の金属化フィルムコンデンサでは、コンデンサ素子が充填樹脂で覆われることにより、コンデンサ素子が湿気から保護されるものの、充填樹脂によってコンデンサ全体の重量が大きくなりやすい。また、充填樹脂の硬化に数時間を要するため、生産性が低くなりやすい。 In the above metallized film capacitor, the capacitor element is covered with the filling resin to protect the capacitor element from moisture, but the filling resin tends to increase the weight of the entire capacitor. Further, since it takes several hours to cure the filling resin, the productivity tends to be low.
かかる課題に鑑み、本発明は、耐湿性を確保しつつ軽量化および生産性の向上を図ることができるコンデンサを提供することを目的とする。 In view of such a problem, an object of the present invention is to provide a capacitor that can reduce weight and improve productivity while ensuring moisture resistance.
本発明の第1の態様に係るコンデンサは、一方の端面に第1電極、他方の端面に第2電極を有するコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子全体を覆う外装体と、を備える。ここで、前記外装体は、前記第1電極に対向する第1端面を有し、前記コンデンサ素子の前記第1電極側を覆う第1外装体と、前記第2電極に対向する第2端面を有し、前記コンデンサ素子の前記第2電極側を覆う第2外装体と、を含む。前記第1外装体と前記第2外装体は、前記外装体の内部が気密状態となるように結合される。前記第1外装体には、前記第1端面の内側に第1バスバーが固定され、前記第1バスバーは、前記第1電極に接触するとともに、その先端部が前記外装体の外側へ延び出す。前記第2外装体には、前記第2端面の内側に第2バスバーが固定され、前記第2バスバーは、前記第2電極に接触するとともに、その先端部が前記外装体の外側へ延び出す。 A capacitor according to a first aspect of the present invention includes a capacitor element having a first electrode on one end surface and a second electrode on the other end surface, and an exterior body covering the entire capacitor element. Here, the exterior body has a first end surface that faces the first electrode, and includes a first exterior body that covers the first electrode side of the capacitor element and a second end surface that faces the second electrode. And a second exterior body that covers the second electrode side of the capacitor element. The first exterior body and the second exterior body are coupled so that the inside of the exterior body is in an airtight state. A first bus bar is fixed to the inside of the first end surface of the first exterior body, the first bus bar contacts the first electrode, and a tip portion thereof extends outside the exterior body. A second bus bar is fixed to the inside of the second end surface of the second exterior body, the second bus bar contacts the second electrode, and a tip portion of the second bus bar extends outside the exterior body.
本発明によれば、耐湿性を確保しつつ軽量化および生産性の向上を図ることができるコンデンサを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a capacitor that can reduce weight and improve productivity while ensuring moisture resistance.
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。 The effects and significance of the present invention will be more apparent from the description of the embodiments below. However, the embodiment described below is merely an example for embodying the present invention, and the present invention is not limited to what is described in the embodiment below.
以下、本発明のコンデンサの一実施形態であるフィルムコンデンサ1について図を参照して説明する。便宜上、各図には、適宜、前後、左右および上下の方向が付記されている。なお、図示の方向は、あくまでフィルムコンデンサ1の相対的な方向を示すものであり、絶対的な方向を示すものではない。
Hereinafter, the
図1は、本実施の形態に係る、フィルムコンデンサ1の分解斜視図である。図2は、本実施の形態に係る、フィルムコンデンサ1の前方斜視図である。図3は、本実施の形態に係る、図2のA−A´線で切断したフィルムコンデンサ1の側面断面図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view of a
フィルムコンデンサ1は、コンデンサ素子10と、コンデンサ素子10全体を覆う外装体20とを含む。
The
コンデンサ素子10は、誘電体フィルム上にアルミニウムを蒸着させた2枚の金属化フィルムを重ね、重ねた金属化フィルムを巻回または積層し、扁平状に押圧することにより形成され、断面がほぼ長円となる柱体形状を有する。コンデンサ素子10には、上側の端面に、亜鉛等の金属の吹付けにより第1電極11が形成され、下側の端面に、同じく亜鉛等の金属の吹付けにより第2電極12が形成される。なお、本実施の形態のコンデンサ素子10は、誘電体フィルム上にアルミニウムを蒸着させた金属化フィルムにより形成されたが、これ以外にも、亜鉛、マグネシウム等の他の金属を蒸着させた金属化フィルムにより形成されてもよい。あるいは、コンデンサ素子10は、これらの金属のうち、複数の金属を蒸着させた金属化フィルムにより形成されてもよいし、これらの金属どうしの合金を蒸着させた金属化フィルムにより形成されてもよい。
The
外装体20は、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)等、耐湿性および耐熱性に優れる樹脂材料により形成される。外装体20は、その形状がコンデンサ素子10の形状と相似し、その内部にコンデンサ素子10の収容空間Sを有する。収容空間Sの寸法は、コンデンサ素子10の寸法より僅かに大きい。このため、コンデンサ素子10が外装体20内に収容された状態において、コンデンサ素子10の外周面13と外装体20の内周面20aとの間には、ほぼ隙間が形成されない。
The
外装体20は、コンデンサ素子10の上側、即ち第1電極11側を覆う第1外装体30と、コンデンサ素子10の下側、即ち第2電極12側を覆う第2外装体40とを含む。
The
第1外装体30は、上面が第1端面31で覆われ下面が開口する、断面がほぼ長円となる円筒形状を有する。第1端面31は、コンデンサ素子10の第1電極11に対向する。第1端面31には、長方形の第1開口部32が形成される。第1外装体30の下端部である開口端部30aは、開口端部30aの内縁側に全周に亘って形成され、第1外装体30の肉厚のほぼ半分の肉厚を有する内周リブ33を含む。
The first
第2外装体40は、下面が第2端面41で覆われ上面が開口する、断面がほぼ長円となる円筒形状を有する。第2端面41は、コンデンサ素子10の第2電極12に対向する。第2端面41には、長方形の第2開口部42が形成される。第2外装体40の上端部である開口端部40aは、開口端部40aの外縁側に全周に亘って形成され、第2外装体40の肉厚のほぼ半分の肉厚を有する外周リブ43を含む。
The second
第1外装体30と第2外装体40は、外周リブ43の内側に内周リブ33を嵌め込むようにして結合される。外周リブ43の内周面と内周リブ33の外周面とが全周に亘って熱溶着、振動溶着などの手法によって溶着され、あるいは接着剤によって接着される。これにより、外装体20の内部が気密状態に保持される。外装体20内のコンデンサ素子10が外部雰囲気から隔離されるので、コンデンサ素子10は、湿気から保護され、耐湿性が確保される。なお、外装体20の内部は、完全に空気の流通が妨げられるような状態でなくてよく、コンデンサ素子10の耐湿性が適正に確保できる程度に空気の流通が妨げられるような気密状態であればよい。
The first
第1外装体30には、第1端面31の内側に第1バスバー50が設けられる。第1バスバー50は、銅などの導電材料により、長方形の板状に形成される。第1バスバー50は、インサート成形されることにより、第1外装体30に固定され、外装体20の内部において、コンデンサ素子10の第1電極11に接触する。これにより、第1バスバー50と第1電極11とが電気的に接続される。第1バスバー50における第1電極11に接触する部分は、その一部が第1開口部32を通じて外部に露出する。露出した第1バスバー50の部分にレーザ溶接、超音溶接などの溶接を施すことによって、第1バスバー50と第1電極11とが、より強固に電気的に接続される。
A
第2外装体40には、第2端面41の内側に第2バスバー60が設けられる。第2バスバー60は、銅などの導電材料により、長方形の板状に形成される。第2バスバー60は、インサート成形されることにより、第2外装体40に固定され、外装体20の内部において、コンデンサ素子10の第2電極12に接触する。これにより、第2バスバー60と第2電極12とが電気的に接続される。第2バスバー60における第2電極12に接触する部分は、その一部が第2開口部42を通じて外部に露出する。露出した第2バスバー60の部分にレーザ溶接、超音溶接などの溶接を施すことによって、第2バスバー60と第2電極12とが、より強固に電気的に接続される。
The
第1バスバー50の先端部50aおよび第2バスバー60の先端部60aは、外装体20の外側へ延び出す。これら先端部50a、60aは、接続端子部として機能し、外部機器等に設けられた外部端子に、半田付け等の接続方法により電気的に接続される。
The
<実施の形態の効果>
以上、本実施の形態によれば、以下の効果が奏される。
<Effects of the embodiment>
As described above, according to this embodiment, the following effects are achieved.
内部が気密状態となる外装体20でコンデンサ素子10全体が覆われるので、コンデンサ素子10の耐湿性を向上させることができる。しかも、耐湿性を向上させるために充填樹脂を用いる必要がないので、フィルムコンデンサ1の軽量化を図ることができる。さらに、フィルムコンデンサ1の製造時に充填樹脂の硬化を待つような時間を要しないため、時間短縮が図られ、生産性が向上する。
Since the
また、外装体20は、互いに結合される第1外装体30の開口端部30aと第2外装体40の開口端部40aとにそれぞれ内周リブ33と外周リブ34とが設けられることにより、これら開口端部30a、40aが結合方向と直交する方向に重なる構成であるため、第1外装体30と第2外装体40との結合部分での気密性が保たれやすい。
Further, in the
さらに、外装体20は、第1外装体30の第1端面31の内側に第1バスバー50が固定されるとともに、第2外装体40の第2端面41の内側に第2バスバー60が固定される構成であるため、コンデンサ素子10を内部に収容するようにして第1外装体30と第2外装体40とを結合させるだけで、コンデンサ素子10の第1電極11および第2電極12を、それぞれ、第1バスバー50および第2バスバー60に、容易に電気的に接続させることができる。これにより、フィルムコンデンサ1の製造が容易となる。
Further, in the
さらに、第1バスバー50および第2バスバー60は、インサート成形によって、それぞれ、第1外装体30および第2外装体40に固定されるので、ネジや接着剤を用いなくて済む。
Furthermore, since the
さらに、第1端面31および第2端面41に、それぞれ第1開口部32および第2開口部42が形成され、これら第1開口部32および第2開口部42を通じて第1バスバー50および第2バスバー60における第1電極11および第2電極12への接触部分が外部に露出するため、これら露出した部分に溶接等を施すことで、第1バスバー50および第2バスバー60の第1電極11および第2電極12への強固な電気的接続が容易に行える。
Further, a
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、また、本発明の適用例も、上記実施の形態の他に、種々の変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the application examples of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made. It is possible.
<変更例1>
図4は、変更例1に係る、図2のA−A´線と同じ位置で切断されたフィルムコンデンサ1の側面断面図である。
<
FIG. 4 is a side sectional view of the
本変更例のフィルムコンデンサ1は、第1端面31に第1開口部のない第1外装体30Aと、第2端面41に第2開口部のない第2外装体40Aとを含む外装体20Aを備える。
The
また、本変更例のフィルムコンデンサ1では、第1端面31の内側に固定される第1バスバー50Aの第1電極11に接触する第1接触部51が、第1電極11に向かって凸となるように折れ曲がる形状を有する。この第1接触部51は、外装体20Aにコンデンサ素子10が収容された状態において、第1電極11により上方に押さえ付けられ、上方に僅かに撓む状態となる。これにより、第1接触部51が第1電極11に強く接触する。同様に、第2端面41の内側に固定される第2バスバー60Aの第2電極12に接触する第2接触部61が、第2電極12に向かって凸となるように折れ曲がる形状を有する。この第2接触部61は、外装体20Aにコンデンサ素子10が収容された状態において、第2電極12により下方に押さえ付けられ、下方に僅かに撓む状態となる。これにより、第2接触部61が第2電極12に強く接触する。
In addition, in the
本変更のフィルムコンデンサ1では、第1端面31および第2端面41に、それぞれ第1開口部および第2開口部がないため、外装体20Aの内部の気密性が保たれやすい。
In this modified
その反面、第1バスバー50Aと第1電極11との溶接および第2バスバー60Aと第2電極12との溶接が行えない。しかしながら、第1バスバー50Aは、第1接触部51にて第1電極11に強く接触するため、第1バスバー50Aと第1電極11との電気的接続が強固なものとなる。同様に、第2バスバー60Aは、第2接触部61にて第2電極12に強く接触するため、第2バスバー60Aと第2電極12との電気的接続が強固なものとなる。
On the other hand, welding of the
なお、第1バスバー50Aの第1接触部51は、第1電極11に向かって凸となるように湾曲する形状に形成されてもよく、第2バスバー60Aの第2接触部61は、第2電極12に向かって凸となるように湾曲する形状に形成されてもよい。
The
<その他の変更例>
外装体20の内部が気密状態となるように第1外装体30と第2外装体40とが結合される構造は、上記実施の形態のような、外周リブ43と内周リブ33との溶着や接着に限られない。たとえば、図5(a)ないし(c)に示すような、第1外装体30と第2外装体40との結合構造が採られ得る。
<Other changes>
The structure in which the first
図5(a)の例では、第1外装体30の開口端部30aが外周リブ34を含み、第2外装体40の開口端部40aが内周リブ44を含む。内周リブ44には、適宜の位置に複数の爪部44aが形成され、外周リブ34には、爪部44aに対応する位置に凹部34aが形成される。また、第2外装体40の内周リブ44の外側に環状のパッキン45が取り付けられる。第1外装体30と第2外装体40の開口端部30a、40a同士が突き合わされると、爪部44aが凹部34aに係合し、第1外装体30と第2外装体40とが上下方向に外れなくなる。また、第1外装体30と第2外装体40との間がパッキン45によりシールされる。
In the example of FIG. 5A, the opening
図5(b)の例では、第2外装体40の開口端部40aが、内側と外側に爪部46aを有する周リブ46を含み、第1外装体30の開口端部30aが、爪部46aに対応する凹部35aを有する周溝35を含む。周リブ46が周溝35に嵌め込まれることにより爪部46aと凹部35aとが係合し、第1外装体30と第2外装体40とが上下方向に外れなくなる。また、第2外装体40の開口端部40aには、周リブ46の内側と外側とに、それぞれ、環状の第1パッキン47aおよび第2パッキン47bが設けられ、第1外装体30と第2外装体40との間が第1パッキン47aおよび第2パッキン47bによりシールされる。
In the example of FIG. 5B, the opening
図5(c)の例では、第1外装体30の外周リブ34の外側に第1フランジ部36が形成され、第2外装体40の内周リブ44の外側に環状のパッキン48が収容される収容部48aと第2フランジ部49とが形成される。第1フランジ部36には、挿通孔36aが形成され、第2フランジ部49には、インサートナット49aが埋め込まれる。取付ネジ37が挿通孔36aに通されてインサートナット49aに止められることにより第1フランジ部36と第2フランジ部49とが結合される。これにより、第1外装体30と第2外装体40とが結合される。また、第1外装体30と第2外装体40との間がパッキン48によりシールされる。
In the example of FIG. 5C, the
なお、パッキン45、第1パッキン47a、第2パッキン47bおよびパッキン48の材質としては、耐環境性から、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、フッ素系ゴムが好ましい。
The packing 45, the
さらに、上記実施の形態では、第1バスバー50および第2バスバー60を、インサート成形により、それぞれ、第1外装体30の第1端面31の内側および第2外装体40の第2端面41の内側に固定するようにした。しかしながら、固定方法は、上記のものに限定されない。たとえば、第1外装体30の第1端面31の僅かに下の位置に挿入口を形成し、この挿入口から第1外装体30内に第1バスバー50を挿入して、第1バスバー50の挿入された部分を第1端面31に接着剤にて接着するようにしてもよい。この場合、第1バスバー50と挿入口との隙間を接着剤等で埋めるようにし、第1バスバー50と挿入口との間をシールすることが望ましい。同様に、第2外装体40の第2端面41の僅かに上の位置に挿入口を形成し、この挿入口から第2外装体40内に第2バスバー60を挿入して、第2バスバー60の挿入された部分を第2端面41に接着剤にて接着するようにしてもよい。この場合、第2バスバー60と挿入口との隙間を接着剤等で埋めるようにし、第2バスバー60と挿入口との間をシールすることが望ましい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the
さらに、上記変更例1では、第1バスバー50および第2バスバー60に、それぞれ、コンデンサ素子10の第1電極11および第2電極12に向かって凸となる第1接触部51および第2接触部61を形成することにより、第1バスバー50および第2バスバー60が、それぞれ、第1電極11および第2電極12に強固に電気的に接続されるようにした。しかしながら、たとえば、第1バスバー50および第2バスバー60を、それぞれ、第1電極11および第2電極12に導電性接着剤で接着することにより、強固な電気的接続が行われるようにしてもよい。あるいは、導電性テープによって、第1バスバー50および第2バスバー60を、それぞれ、第1電極11および第2電極12に接着させる構成が採られてもよい。
Furthermore, in the first modification, the
さらに、上記実施の形態では、1個のコンデンサ素子10が外装体20で覆われる。しかしながら、これに限らず、複数個のコンデンサ素子10を所定方向に配列させ、これらコンデンサ素子10からなるコンデンサ素子群全体を外装体20で覆うようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, one
さらに、コンデンサ素子10は、誘電体フィルム上にアルミニウムを蒸着させた2枚の金属化フィルムを重ね、重ねた金属化フィルムを巻回または積層することで形成されたものであるが、これ以外にも、誘電体フィルムの両面にアルミニウムを蒸着させた金属化フィルムと絶縁フィルムとを重ね、これを巻回または積層することによりコンデンサ素子10を形成してもよい。
Further, the
さらに、上記実施の形態では、本発明のコンデンサの一例として、フィルムコンデンサ1が挙げられた。しかしながら、本発明は、フィルムコンデンサ1以外のコンデンサに適用することもできる。
Further, in the above-described embodiment, the
この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。 In addition, the embodiment of the present invention can be appropriately modified in various ways within the scope of the technical idea shown in the claims.
なお、上記実施の形態の説明において「上方」「下方」等の方向を示す用語は、構成部材の相対的な位置関係にのみ依存する相対的な方向を示すものであり、鉛直方向、水平方向等の絶対的な方向を示すものではない。 In the description of the above embodiments, terms indicating directions such as “upward” and “downward” indicate relative directions that depend only on the relative positional relationship of the constituent members, and the vertical and horizontal directions. It does not indicate an absolute direction such as.
本発明は、各種電子機器、電気機器、産業機器、車両の電装等に使用されるコンデンサに有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for capacitors used in various electronic devices, electric devices, industrial equipment, vehicle electrical equipment, and the like.
1 フィルムコンデンサ
10 コンデンサ素子
20 外装体
30 第1外装体
30a 開口端部
31 第1端面
32 第1開口部
40 第2外装体
40a 開口端部
41 第2端面
42 第2開口部
50 第1バスバー
50a 先端部
51 第1接触部
60 第2バスバー
60a 先端部
61 第2接触部
1
Claims (3)
前記コンデンサ素子全体を覆う外装体と、を備え、
前記外装体は、
前記第1電極に対向する第1端面を有し、前記コンデンサ素子の前記第1電極側を覆う第1外装体と、
前記第2電極に対向する第2端面を有し、前記コンデンサ素子の前記第2電極側を覆う第2外装体と、を含み、
前記第1外装体と前記第2外装体は、前記外装体の内部が気密状態となるように結合され、
前記第1外装体には、前記第1端面の内側に第1バスバーが固定され、
前記第1バスバーは、前記第1電極に接触するとともに、その先端部が前記外装体の外側へ延び出し、
前記第2外装体には、前記第2端面の内側に第2バスバーが固定され、
前記第2バスバーは、前記第2電極に接触するとともに、その先端部が前記外装体の外側へ延び出し、
前記第1端面には、前記第1バスバーにおける前記第1電極に接触する部分を外部に露出させるための第1開口部が設けられ、
前記第2端面には、前記第2バスバーにおける前記第2電極に接触する部分を外部に露出させるための第2開口部が設けられる、
ことを特徴とするコンデンサ。 A capacitor element having a first electrode on one end face and a second electrode on the other end face;
An exterior body covering the entire capacitor element,
The exterior body is
A first exterior body having a first end surface facing the first electrode and covering the first electrode side of the capacitor element;
A second exterior body having a second end surface facing the second electrode and covering the second electrode side of the capacitor element;
The first exterior body and the second exterior body are coupled so that the interior of the exterior body is in an airtight state,
A first bus bar is fixed to the first exterior body inside the first end surface,
The first bus bar is in contact with the first electrode, and a tip portion of the first bus bar extends to the outside of the exterior body,
A second bus bar is fixed to the second exterior body inside the second end surface,
The second bus bar is configured to contact the second electrode, and extends out the distal end to the outside of the outer body,
The first end face is provided with a first opening for exposing a portion of the first bus bar that contacts the first electrode to the outside.
The second end face is provided with a second opening for exposing a portion of the second bus bar that contacts the second electrode to the outside.
A capacitor characterized in that.
前記第1外装体および前記第2外装体は、樹脂材料により形成され、
前記第1バスバーおよび前記第2バスバーは、それぞれ、前記第1外装体および前記第2外装体にインサート成形により固定される、
ことを特徴とするコンデンサ。 In the capacitor according to claim 1,
The first exterior body and the second exterior body are formed of a resin material,
The first bus bar and the second bus bar are fixed to the first exterior body and the second exterior body by insert molding, respectively.
A capacitor characterized in that.
前記外装体は、互いに結合される前記第1外装体の開口端部と前記第2外装体の開口端部とが、結合方向と直交する方向に重なる、
ことを特徴とするコンデンサ。 The capacitor according to claim 1 or 2,
In the exterior body, an opening end portion of the first exterior body and an opening end portion of the second exterior body, which are coupled to each other, overlap in a direction orthogonal to the coupling direction.
A capacitor characterized in that.
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