JP6960571B2 - 電子部品 - Google Patents

Description

本開示は、各種電子機器、電気機械、産業機器等に使用される電子部品に関する。

従来、自動車の電装用等の各種電子機器、電気機械、産業機器に使用される電子部品として、フィルムコンデンサ、あるいはコイルなどの各種の素子をケースの収容部内に収容し、この収容部に樹脂を充填したものが知られている。

なお、この出願に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１、特許文献２が知られている。

特開２０１０−１８２９１４号公報 特開２００７−１６５５４６号公報

従来、電子部品として、素子と電気的に接続された接続端子がケース開口面から外部に引き出され、外部機器の外部端子と接続されて、素子と外部機器とを電気的に接続されたものが知られている。しかしながら、素子に接続された接続端子を開口面から引き出すと、引き出しのための追加の配線部材が必要になり、電子部品の製造コストが増加する。また、電子部品の配線距離が大きくなり、ＥＳＲ（等価直列抵抗）およびＥＳＬ（等価直列インダクタンス）が増大する。

これに対して、図４に示される特許文献１に記載の電子部品１００、および、図５に示される特許文献２に記載の電子部品２００が提案されている。

特許文献１に記載の電子部品１００は、図４に示されるように、素子１０１がケース１０４に収容され、外部接続のための接続端子１０２、１０３が引き出されている。ケース１０４の側壁には切り欠き部１０５が設けられ、この切り欠き部１０５から接続端子１０２、１０３が引き出され、切り欠き部１０５は封止板１０６で封止されている。

このような構成とすることで、特許文献１の電子部品１００は、接続端子１０２、１０３がケース１０４の側面から引き出され、接続端子１０２、１０３の配線距離を長くすることなく、素子１０１と外部機器とが電気的に接続されている。

しかし、特許文献１の電子部品１００は、切り欠き部１０５および封止板１０６の構造が複雑であり、製造コストが大きい。また、電子部品１００は、ケース１０４の底面から端子を引き出されることができないため、接続端子１０２、１０３の配線距離を十分に短くすることはできい。

特許文献２に記載の電子部品２００は、図５に示されるように、素子２０１と基板２０２とケース２０３と金属板２０４と樹脂２０６とを有する。ケース２０３は中空筒状の金具２０５を有する。素子２０１は基板２０２の配線に接続され、基板２０２の配線の一部は金具２０５を経由して金属板２０４に接続される。素子２０１は、ケース２０３の収容部で樹脂２０６により封止される。この構成により、特許文献２に記載の電子部品２００は、特許文献１に記載の電子部品１００よりも、短い配線経路で、素子２０１と外部機器とが電気的に接続される。

特許文献１あるいは、特許文献２にて記載されたような電子部品は、耐湿性を向上させるために、素子を埋めるようにしてケース内はエポキシ樹脂等の樹脂で充填されている。

ここで、ケース内を充填する樹脂は、電子部品２００の完成時には固化した状態になるが、樹脂２０６を充填する作業の際には、樹脂２０６は流動性を有する液体である。

特許文献２に記載された電子部品２００では、ケース２０３に樹脂２０６を充填する際に、中空筒状の金具２０５とボルト等の締結部材の螺合部の隙間から金具２０５の中空部分へと液状の樹脂２０６が浸入する場合がある。さらに、液状の樹脂２０６は、金具２０５の中空部分を経由して、ケース２０３内部からケース２０３の外部へと漏洩してしまう場合がある。

本開示は、樹脂が外部へと漏洩する可能性を低減し、信頼性の高い電子部品を提供することを目的とする。

本開示の一態様の電子部品は、導電性の端子を有する素子と、素子が内部に収容された絶縁性のケースと、ケースに埋設され、端子に接続された導電性の締結部材とを備える。締結部材は、ケースの内部に露出した第１の端部と、ケースの外部に露出した第２の端部とを有する。端子は第１の端部に接続される。締結部材は、ケースの内部とケースの外部とを仕切る仕切り部を有する。

本開示の一態様の電子部品は、樹脂をケースの収容部に充填する際に、樹脂が外部へと漏洩する可能性が低く、優れた信頼性を有する。

図１は、実施の形態に係る電子部品の断面図である。 図２Ａは、図１に示す電子部品を構成する素子の斜視図である。 図２Ｂは、図１に示す電子部品を構成する締結部材が埋設されたケースの断面図である。 図３Ａは、図１に示す電子部品を構成する締結部材の斜視図である。 図３Ｂは、図１に示す電子部品を構成する締結部材の断面図である。 図４は、従来の電子部品の分解斜視図である。 図５は、従来の他の電子部品の断面図である。

以下、本実施の形態に係る電子部品１について図１〜図３Ｂを用いて説明する。

図１は、実施の形態に係る電子部品１の断面図である。図２Ａは、図１に示す電子部品１を構成する素子２の斜視図である。図２Ｂは、図１に示す電子部品１を構成するケース８と締結部材１２の断面図である。図３Ａは、図１に示す電子部品１を構成する締結部材１２の斜視図である。図３Ｂは、図１に示す電子部品１を構成する締結部材１２の断面図である。

電子部品１は、図１に示すように、素子２と、ケース８と、樹脂９と、締結部材１２と、第１の接続部材１８と、第２の接続部材１９と、外部端子２８とを有する。

電子部品１は、素子２としてフィルムコンデンサを有するケースモールド型コンデンサである。なお、電子部品１は、必ずしも、第２の接続部材１９と、外部端子２８とを構成要素として有する必要はない。第２の接続部材１９および外部端子２８は、電子部品１の外部要素であっても良い。

素子２は、導電性の端子６と導電性の端子７とを有し、ケース８の内部２１に収容されて、樹脂９により封止される。ケース８は、絶縁部材からなり、その内部２１に素子２が収容される。締結部材１２は、導電材料からなり、インサート成型によりケース８に埋設されている。素子２の端子６および端子７は、第１の接続部材１８を用いて、締結部材１２に接続される。

樹脂９は、絶縁材料からなり、ケース８の内部２１において、素子２と、第１の接続部材１８が締結された第１の端部２３とを封止する。樹脂９は、例えば、熱硬化により液状から固体状に変化した絶縁部材であり、例えば、熱硬化性のエポキシ系樹脂を硬化したものからなる。素子２は、ケース８の内部２１に収容され、端子６と端子７とが、それぞれ、第１の接続部材１８を用いて締結部材１２に接続された状態で、樹脂９によって封止される。樹脂９による素子２の封止は、例えば、未硬化の液状樹脂がケース８の内部２１に注入され、加熱により硬化されて、固体の樹脂９になることにより行われる。

素子２は、図２Ａに示されるように、２個のフィルムコンデンサ３と電極板４、５と端子６、７と絶縁板１３とを有する。各々のフィルムコンデンサ３は、例えば、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て構成される。重ねられた金属化フィルムが、巻回または積層され、扁平状に押圧されることにより、フィルムコンデンサ３が構成される。各々のフィルムコンデンサ３は、両端面にそれぞれ端面電極３ａ、３ｂを有する。端面電極３ａ、３ｂは、例えば、亜鉛等の金属を溶射することにより形成される。

２つのフィルムコンデンサ３の端面電極３ａ、３ｂには、それぞれ、バスバーと呼ばれる電極板４、５が接続されている。電極板４、５は、導電性材料、例えば、銅板により形成される。電極板４、５は、例えば、一枚の銅板を適宜切り抜き、折り曲げることによって形成される。

電極板４は、図２Ａに示されるように、端面電極３ａに接続された接続部４ａと、端子６を構成する部分とを有する。接続部４ａは、電極板４の一部を端面電極３ａの側に折り曲げられて構成され、フィルムコンデンサ３の端面電極３ａに、例えば、半田溶接等の手段を用いて接続される。端子６は、電極板４の一部により構成され、第１の接続部材１８を挿通するための円形状の貫通孔６ａを有する。

電極板５は、図２Ａに示されるように、端面電極３ｂに接続された接続部５ａと、端子７を構成する部分とを有する。接続部５ａは、電極板５の一部を端面電極３ｂの側に折り曲げられて構成され、フィルムコンデンサ３の端面電極３ｂに、例えば、半田溶接等の手段を用いて接続される。端子７は、電極板５の一部により構成され、第１の接続部材１８を挿通するための円形状の貫通孔７ａを有する。端子７は、下方に向かって屈曲した屈曲部７ｂを有する。この屈曲部７ｂを有することにより、素子２の底面を基準として貫通孔７ａと貫通孔６ａとを略同等の高さに配置できる。

図２Ａで示されるように、電極板４と電極板５との間には絶縁板１３が設けられ、電極板４と電極板５とは互いに絶縁されている。

端子６および端子７のそれぞれは、図１に示されるように、第１の接続部材１８を用いて、締結部材１２に接続される。第１の接続部材１８は、端子６の貫通孔６ａまたは端子７の貫通孔７ａを挿通し、締結部材１２の第１の非貫通孔１６に螺合される。

ケース８は、図２Ｂに示されるように、箱形の形状を有し、上面に開口を有し、下面に底を有する。ケース８の内部２１は、素子２を収容する収容部である。ケース８は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の絶縁性の樹脂材料により形成されている。ケース８の内部２１は、例えば、熱硬化性のエポキシ系樹脂が硬化された状態で固形の樹脂９となって充填されており、素子２は樹脂９の中に埋設されている。

締結部材１２は、図２Ｂに示されるように、インサート成型により、ケース８の中に埋設され、ケース８と略一体化している。締結台１０は、ケース８の一部であり、ケース８において締結部材１２が埋設された個所である。締結台１０は、ケース８の側面付近に設けられ、ケース８の内部２１の側面から底面１１にわたって設けられている。

締結部材１２は、ケース８の内部２１に露出した第１の端部２３と、ケース８の底面１１から露出した第２の端部２４とを有する。締結部材１２は、第１の端部２３に第１の非貫通孔１６を有し、第２の端部２４に第２の非貫通孔１７を有する。なお、本明細書において、非貫通孔とは、貫通していない孔を意味し、例えば、有底孔のことをいう。

締結部材１２は、図３Ａおよび図３Ｂに示されるように、２つの円筒状の上部１４と下部１５とを有する導電性のナットからなる。締結部材１２は、上端に第１の端部２３を有し、下端に第２の端部２４を有する。図２Ｂに示されるように、第１の端部２３は締結台１０の上端から露出し、第２の端部２４は締結台１０の下端、すなわちケース８の底面１１から露出している。

締結部材１２は、図３Ａおよび図３Ｂに示されるように、第１の端部２３に第１の非貫通孔１６を有し、第１の非貫通孔１６は、内面にねじ山２５を有する。第１の非貫通孔１６は、第１の接続部材１８であるボルトが挿入され、螺合される空間である。

締結部材１２は、第２の端部２４に第２の非貫通孔１７を有し、第２の非貫通孔１７は、内面にねじ山２６を有する。第２の非貫通孔１７は、第２の接続部材１９であるボルトが挿入され、螺合される空間である。

締結部材１２において、上部１４の外径Ｄ１は下部１５の外径Ｄ２よりも小さい。また、下部１５の外表面はローレット加工により、多数の凸部を有する網目状のローレット部２７を有する。ローレット部２７は、多数の細かい矩形状の凸部と、網目状の凹部とを有する。この締結部材１２は、例えば黄銅により形成される。

締結部材１２は、第１の非貫通孔１６と第２の非貫通孔１７の間に、締結部材１２と一体の仕切り部２０を有する。仕切り部２０は、第１の非貫通孔１６と第２の非貫通孔１７との間を遮っている。すなわち、第１の非貫通孔１６の内部空間と第２の非貫通孔１７の内部空間との間は連通していない。

第１の接続部材１８および第２の接続部材１９が、締結部材１２に締結される構成は図１に示される。

第１の接続部材１８は、例えば、導電性の金属からなるボルトであり、締結部材１２の第１の非貫通孔１６に挿入される個所にねじ山を有する。

第１の接続部材１８は、端子６の貫通孔６ａに挿通され、締結部材１２の第１の非貫通孔１６に挿入、螺合される。これにより、端子６は、締結部材１２の第１の端部２３に接続される。

同様に、第１の接続部材１８は、端子７の貫通孔７ａに挿通され、締結部材１２の第１の非貫通孔１６に挿入、螺合される。これにより、端子７は、締結部材１２の第１の端部２３に接続される。

なお、第１の接続部材１８は、ねじ山を有さないリベットであってもよい。この場合、第１の接続部材１８は、締結部材１２の第１の非貫通孔１６に圧入されることによって、端子６または端子７を締結部材１２に接続する。

第２の接続部材１９は、例えば、導電性の金属からなるボルトであり、締結部材１２の第２の非貫通孔１７に挿入される個所にねじ山を有する。

第２の接続部材１９は、外部端子２８の貫通孔（図示せず）に挿通され、締結部材１２の第２の非貫通孔１７に挿入、螺合されて締結される。
これにより、締結部材１２の第２の端部２４に、外部端子２８が接続される。

なお、第２の接続部材１９は、ねじ山を有さないリベットであってもよい。この場合、第２の接続部材１９は、締結部材１２の第２の非貫通孔１７に圧入されることによって、外部端子２８を締結部材１２に接続する。

以上のように説明した、本開示の電子部品１は、以下の構成と効果を有する。

すなわち、本開示の電子部品１は、導電性の端子６、７を有する素子２と、素子２が内部に収容された絶縁性のケース８と、ケース８に埋設され、端子６、７に接続された導電性の締結部材１２とを備える。締結部材１２は、ケース８の内部２１に露出した第１の端部２３と、ケース８の外部２２に露出した第２の端部２４とを有する。端子６、７は第１の端部２３に接続される。締結部材１２は、ケース８の内部２１の空間とケース８の外部２２とを仕切る仕切り部２０を有する。

この構成により、電子部品１は、外部端子２８をケース８の底面１１に接続することが可能になり、外部端子２８の接続の設計について大きな自由度を有する。

また、電子部品１は、第１の非貫通孔１６と第２の非貫通孔１７との間が仕切り部２０によって隔てられ、第１の非貫通孔１６の内部空間と第２の非貫通孔１７の内部空間とが連通していない。

そして、ケース８の底面１１から外部端子２８に接続する構成でありながら、ケース８の内部２１に樹脂９を充填する際に、ケース８の底面１１からの樹脂９の漏洩を抑制できる。これにより、電子部品１は、高い信頼性を有する。

さらに、電子部品１において、締結部材１２は、第１の端部２３の外径Ｄ１が、第２の端部２４の外径Ｄ２よりも小さくてもよい。この構成により、締結部材１２がケース８から脱落することを抑制できる。

絶縁部材からなるケース８に導電部材からなる締結部材１２を埋設した場合、ケース８の熱膨張係数と締結部材１２の熱膨張係数とが異なるため、外部環境の温度変化により、締結部材１２がケース８から脱落しやすくなる場合がある。 また、締結部材１２に、第１の接続部材１８、あるいは第２の接続部材を締結する作業の際に、ケース８に埋設された締結部材１２に対して、外力が加えられる場合がある。

しかし、締結部材１２は第１の端部２３において、第１の接続部材１８が締結され、素子２の端子６、７が接続されているため、ケース８から外部２２に向けて締結部材１２が脱落することは難しい。

したがって、第１の端部２３の外径Ｄ１を、第２の端部２４の外径Ｄ２よりも小さくし、締結部材１２がケース８の内部２１に向けて脱落することを抑制することにより、ケース８から締結部材１２が脱離することを抑制できる。

さらに、電子部品１において、締結部材１２は、外表面にローレット部２７を有してもよい。この構成により、ローレット部２７の網目状の凸部が、ケース８に食い込んで、ケース８が締結部材１２をより強固に固定できる。そして、締結部材１２に対して第１の接続部材１８あるいは第２の接続部材１９を締結する際に、力が加えられても、ケース８から締結部材１２が脱離して、締結部材１２ごと回転してしまうことを抑制できる。

さらに、電子部品１において、ローレット部２７は、第１の端部２３よりも第２の端部２４に近い位置に設けられてもよい。この構成により、ローレット部２７が設けられた個所の締結部材の外径が大きいため、ケース８が締結部材１２を保持する効果が高く、締結部材１２をより強固に固定できる。

ただし、締結部材１２の下端である第２の端部２４から２ｍｍ程度の範囲にかけては、ローレット部２７は設けられず、網目状の凹凸は設けられていない。この構成により、締結部材１２に第２の接続部材１９を締結する際に、バリ等が発生することを抑制でき、外部端子２８に損傷が発生することを抑制できる。

さらに、電子部品１において、締結部材１２は、第１の端部２３に第１の非貫通孔１６を有し、電子部品１は、第１の非貫通孔１６に挿入された第１の接続部材１８を有し、端子６、７は、第１の接続部材１８を用いて第１の端部２３に接続されてもよい。

この構成により、電子部品１は、第１の接続部材１８としてボルトを用いることにより、素子２の端子６、７を良好な作業性で強固に第１の締結部材１２に接続できる。なお、第１の接続部材１８としてリベットを用いてもよい。第１の接続部材１８としてリベットを用いた場合、このリベットを第１の非貫通孔１６に圧入することによって、端子６、７を締結部材１２に接続することができる。

さらに、電子部品１において、第１の非貫通孔１６は、内面にねじ山２５を有し、第１の接続部材１８は、第１の非貫通孔１６に螺合されてもよい。この構成により、電子部品１において、第１の接続部材１８を第１の非貫通孔１６に締結する作業が容易になる。

さらに、電子部品１において、締結部材１２は、第２の端部２４に第２の非貫通孔１７を有し、第２の非貫通孔１７は、内面にねじ山２６を有し、電子部品１は、第２の非貫通孔１７に螺合された第２の接続部材１９を備えてもよい。この構成により、電子部品１は、第２の接続部材１９を良好な作業性で強固に締結部材１２に締結できる。

さらに、電子部品１において、素子２はフィルムコンデンサ３を含んでもよい。この構成により、電子部品１として、優れた信頼性を有するケースモールド型フィルムコンデンサを提供できる。

なお、電子部品１に用いたフィルムコンデンサ３の個数は、上記実施の形態のものに限られず、必要な電気容量に応じて、適宜、変更できる。すなわち、上記実施の形態では２個の素子２を配置したが、これに限られることなく、フィルムコンデンサ３を１個のみ配置する場合も含め、その他の個数のフィルムコンデンサ３が配置されてもよい。

また、電子部品１において、フィルムコンデンサ３は、誘電体フィルム上にアルミニウム以外の金属を蒸着させた金属化フィルムを用いて構成してもよい。例えば、フィルムコンデンサ３は、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を用いて構成されてもよい。あるいは、フィルムコンデンサ３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を用いて形成されてもよい。あるいは、フィルムコンデンサ３は、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を用いて構成されてもよい。

さらに、電子部品１において、フィルムコンデンサ３は、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構成されてもよい。

この他、本開示の実施の形態は、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。

例えば、素子２は導体を巻回したコイルを含むものであっても良い。この場合、電子部品１はケースモールド型コイルである。また、素子２は、半導体素子であっても良く、各種のセンサ素子であっても良い。

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。本開示の電子部品は、実使用に際しては、図１の向きで使用するとは限らず、図１の向きとは上下逆向き（ケースの開口面が鉛直方向下向き）で載置してもよく、あるいはケースの開口面が水平方向を向くようにして使用してもよい。

本開示の電子部品はケース外への樹脂の漏洩を抑制することができ、優れた信頼性を有する。本開示の電子部品は、各種の電子機器、電気機械あるいは電気製品に利用可能である。

１ 電子部品
２ 素子
３ フィルムコンデンサ
３ａ、３ｂ 端面電極
４、５ 電極板
４ａ、５ａ 接続部
６、７ 端子
６ａ、７ａ 貫通孔
７ｂ 屈曲部
８ ケース
９ 樹脂
１０ 締結台
１１ 底面
１２ 締結部材
１３ 絶縁板
１４ 上部
１５ 下部
１６ 第１の非貫通孔
１７ 第２の非貫通孔
１８ 第１の接続部材
１９ 第２の接続部材
２０ 仕切り部
２１ 内部（収容部）
２２ 外部
２３ 第１の端部
２４ 第２の端部
２５、２６ ねじ山
２７ ローレット部
２８ 外部端子

Claims (8)

1. 導電性の端子を有する素子と、
   前記素子を内部に収容する絶縁性のケースと、
   前記ケース側面の内側において所定の位置から底面にわたって設けられた締結台と、
   前記締結台に埋設され、前記端子が接続された導電性の締結部材と、を備え、
   前記締結部材は、
   前記ケースの内部に露出した第１の端部と、
   前記ケースの底面から外部に露出した第２の端部と、を有し、
   前記端子は前記第１の端部に接続され、
   前記締結部材は、さらに前記ケースの内部と前記ケースの外部とを仕切る仕切り部を有する、電子部品。
2. 前記締結部材は、前記第１の端部の外径が、前記第２の端部の外径よりも小さい、請求項１に記載の電子部品。
3. 前記締結部材は、外表面にローレット部を有する、請求項１または２に記載の電子部品。
4. 前記ローレット部は、前記第１の端部よりも前記第２の端部に近い位置に設けられている、請求項３に記載の電子部品。
5. 前記締結部材は、前記第１の端部に第１の非貫通孔を有し、
   前記電子部品は、前記第１の非貫通孔に挿入された第１の接続部材をさらに有し、
   前記端子は、前記第１の接続部材を用いて前記第１の端部に接続されている、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の電子部品。
6. 前記第１の非貫通孔は、内面にねじ山を有し、
   前記第１の接続部材は、前記第１の非貫通孔に螺合されている、
   請求項５に記載の電子部品。
7. 前記締結部材は、前記第２の端部に第２の非貫通孔を有し、
   前記第２の非貫通孔は、内面にねじ山を有し、
   前記電子部品は、前記第２の非貫通孔に螺合された第２の接続部材をさらに備える、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の電子部品。
8. 前記素子はフィルムコンデンサを含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の電子部品。

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