JP7015999B2 - コンデンサ - Google Patents

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Description

本発明は、コンデンサに関する。
両端面に電極引出部が形成され、それぞれの電極引出部に端子(バスバー)が接合されたコンデンサ素子を、樹脂ケース内に収納し、当該樹脂ケース内に絶縁性樹脂を充填したコンデンサにおいて、樹脂ケースの開口部端面に位置決め部となる凸部を設けるとともに端子に嵌合部となる貫通穴を設け、凸部と貫通穴とを嵌合させるようにした樹脂封口型コンデンサが特許文献1に記載されている。
特開2001-210546号公報
上記特許文献1のコンデンサでは、端子は、貫通穴の位置において、その幅方向(電流が流れる方向と直交する方向)の断面積が貫通穴の分だけ減少する。これにより、貫通穴の位置において端子の電気抵抗値が増加すると、端子に電流が流れにくくなり得ることが懸念される。
かかる課題に鑑み、本発明は、バスバーの断面積を確保しつつバスバーの位置決めが行えるコンデンサを提供することを目的とする。
本発明の第1の態様に係るコンデンサは、コンデンサ素子と、バスバーと、ケースと、を備える。前記バスバーは、前記コンデンサ素子に電気的に接続される。前記ケースは、前記コンデンサ素子および前記バスバー収容する。前記ケース突起部を有する。前記バスバー前記ケースに対向する第1の面と当該第1の面と反対側の第2の面を有するとともに、前記突起部が嵌合する嵌合部を有する。ここで、前記嵌合部は、前記第1の面と前記第2の面の間を貫通する貫通穴と、前記第2の面に前記貫通穴の周縁から立ち上がるように形成され、前記貫通穴を取り囲む筒状のフランジ部と、を含む。
本発明によれば、バスバーの断面積を確保しつつバスバーの位置決めが行えるコンデンサを提供することができる。
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。
図1(a)は、実施の形態に係る、フィルムコンデンサの前方斜視図であり、図1(b)は、実施の形態に係る、図1(a)のA-A´線で切断したフィルムコンデンサの正面断面図である。 図2は、実施の形態に係る、フィルムコンデンサの分解斜視図である。 図3(a)および(b)は、それぞれ、図1(b)のA部およびB部の拡大断面図である。 図4(a)ないし(c)は、本実施の形態に係る、フィルムコンデンサの従来と比較した効果について説明するための図である。
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。
本実施の形態において、フィルムコンデンサ1が、特許請求の範囲に記載の「コンデンサ」の一例である。また、第1端面電極110および第2端面電極120が、特許請求の範囲に記載の「電極」の一例である。さらに、第1バスバー200および第2バスバー300が、特許請求の範囲に記載の「バスバー」の一例である。さらに、第1突起部423および第2突起部424が、特許請求の範囲に記載の「突起部」の一例である。さらに、第1嵌合部221および第2嵌合部321が、特許請求の範囲に記載の「嵌合部の一例である。さらに、第1中継部220の下面220bおよび上面220aが、それぞれ、特許請求の範囲に記載の「第1の面」および「第2の面」の一例である。さらに、第2中継部320の下面320bおよび上面320aが、それぞれ、特許請求の範囲に記載の「第1の面」および「第2の面」の一例である。さらに、端子設置部420の上面420aが、特許請求の範囲に記載の「形成面」の一例である
ただし、上記記載は、あくまで、特許請求の範囲の構成と実施形態の構成とを対応付けることを目的とするものであって、上記対応付けによって特許請求の範囲に記載の発明が実施形態の構成に何ら限定されるものではない。
図1(a)は、本実施の形態に係る、フィルムコンデンサ1の前方斜視図であり、図1(b)は、本実施の形態に係る、図1(a)のA-A´線で切断したフィルムコンデンサ1の正面断面図である。図2は、本実施の形態に係る、フィルムコンデンサ1の分解斜視図である。図3(a)および(b)は、それぞれ、図1(b)のA部およびB部の拡大断面図である。なお、図1(a)において、便宜上、充填樹脂500は、一部分が斜線で描かれており、残る部分が透明に描かれている。
フィルムコンデンサ1は、コンデンサ素子100と、第1バスバー200と、第2バスバー300と、ケース400と、充填樹脂500とを備える。コンデンサ素子100、第1バスバー200および第2バスバー300が組み立てられことによって、コンデンサ素子ユニットUが構成される。コンデンサ素子ユニットUが、ケース400内に収容される。充填樹脂500は、熱硬化性樹脂からなり、溶融状態でケース400内に注入され、ケース400が加熱されることにより硬化する。ケース400内のコンデンサ素子ユニットUは、充填樹脂500によって湿気や衝撃から保護される。
コンデンサ素子100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る。コンデンサ素子100には、左側の端面に、亜鉛等の金属の吹付けにより第1端面電極110が形成され、右側の端面に、同じく亜鉛等の金属の吹付けにより第2端面電極120が形成される。コンデンサ素子100は、両端面が左右方向を向く状態でケース400内に収容される。なお、本実施の形態のコンデンサ素子100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100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。
第1バスバー200は、コンデンサ素子100の第1端面電極110に接続され、第2バスバー300は、コンデンサ素子100の第2端面電極120に接続される。第1バスバー200および第2バスバー300には、コンデンサ素子100から引き出された電流が流れる。
第1バスバー200は、導電性材料、たとえば、銅板により形成され、第1電極端子部210と、第1中継部220と、第1接続端子部230とにより構成される。第1バスバー200は、たとえば、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、これら第1電極端子部210と、第1中継部220と、第1接続端子部230とが一体となっている。
第1電極端子部210は、左右に長い板状を有し、コンデンサ素子100の第1端面電極110を覆い、半田付け等の接続方法によって第1端面電極110に電気的に接続される。第1中継部220は、第1電極端子部210と第1接続端子部230との間を中継する。第1中継部220は、一端側がコンデンサ素子100の周面に沿うように前方に延び、他端側が上方へと延びた後にほぼ直角に折り曲げられて前方へと延びる。第1接続端子部230は、円板状を有し、第1中継部220の前端部から垂れ下がるように形成され、その表裏面が前後方向を向く。第1接続端子部230には、表裏を貫くように円形の取付穴231が形成される。
第2バスバー300は、導電性材料、たとえば、銅板により形成され、第2電極端子部310と、第2中継部320と、第2接続端子部330とにより構成される。第2バスバー300は、たとえば、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、これら第2電極端子部310と、第2中継部320と、第2接続端子部330とが一体となっている。
第2電極端子部310は、左右に長い板状を有し、コンデンサ素子100の第2端面電極120を覆い、半田付け等の接続方法によって第2端面電極120に電気的に接続される。第2中継部320は、第2電極端子部310と第2接続端子部330との間を中継する。第2中継部320は、一端側がコンデンサ素子100の周面に沿うように前方に延び、他端側が上方へと延びた後にほぼ直角に折り曲げられて前方へと延びる。第2接続端子部330は、円板状を有し、第2中継部320の前端部から垂れ下がるように形成され、その表裏面が前後方向を向く。第2接続端子部330には、表裏を貫くように円形の取付穴331が形成される。
ケース400は、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)等の樹脂により形成され、上面が開口するケース本体410と、ケース本体410の前方にケース本体410と一体形成された端子設置部420とを含む。
ケース本体410は、やや横長の直方体の箱状を有し、収容されるコンデンサ素子100の形状に合わせて、前面と底面とのコーナ部および後面と底面とのコーナ部とが大きな曲面形状に形成される。
端子設置部420は、横長の直方体形状を有し、その上面420aが、ケース本体410の開口面410aと同じ高さを有する。端子設置部420の前面420bには、左右にそれぞれ、第1インサートナット421および第2インサートナット422が配置される。端子設置部420には、前面420bから後方に向けて第1挿入穴421aおよび第2挿入穴422aが開けられ、これら第1挿入穴421aおよび第2挿入穴422aに第1インサートナット421および第2インサートナット422が埋め込まれる。
第1バスバー200の第1接続端子部230および第2バスバー300の第2接続端子部330が端子設置部420の前面420bに設置される。第1接続端子部230の取付穴231と第1インサートナット421のネジ穴とが整合し、第2接続端子部330の取付穴331と第2インサートナット422のネジ穴とが整合する。第1インサートナット421および第2インサートナット422へのネジ止めによって、第1接続端子部230および第2接続端子部330に、それぞれ、外部端子(図示せず)が電気的に接続される。
端子設置部420の上面420aには、左右にそれぞれ、上方に突出するほぼ円柱形状の第1突起部423および第2突起部424が形成される。一方、第1バスバー200の第1中継部220には、その前端部よりやや後方に、第1突起部423が嵌合する第1嵌合部221が形成され、第2バスバー300の第2中継部320には、その前端部よりやや後方に、第2突起部424が嵌合する第2嵌合部321が形成される。第1突起部423と第1嵌合部221との嵌合により、第1バスバー200がケース400に対して前後左右方向に位置決め固定され、第2突起部424と第2嵌合部321との嵌合により、第2バスバー300がケース400に対して前後左右方向に位置決め固定される(図1(a)参照)。なお、このとき、第1中継部220の下面220bが、端子設置部420の上面420aと対向し、上面420aに接触する。また、第2中継部320の下面320bが、端子設置部420の上面420aと対向し、上面420aに接触する。
第1突起部423および第2突起部424の先端部は先細り形状に形成され、これによって、第1突起部423および第2突起部424が第1嵌合部221および第2嵌合部321に挿入されやくなる。
図3(a)に示すように、第1突起部423端子設置部420の上面420aに近い部分の外面にはR面(一定曲率半径の曲面)が形成され、これによって、第1突起部423の根元部423aは、端子設置部420の上面420aに近づくに従って外周が大きくなる。同様に、図3(b)に示すように、第2突起部424端子設置部420の上面420aに近い部分の外面にはR面が形成され、これによって、第2突起部424の根元部424aは、端子設置部420の上面420aに近づくに従って外周が大きくなる。
第1嵌合部221は、第1中継部220の上面220aと下面220bとの間を貫通する貫通穴222と、上面220aに貫通穴222の周縁から立ち上がるように形成され、貫通穴222を取り囲む筒状のフランジ部223とを含む。第1嵌合部221は、バーリング加工により形成される、いわゆるバーリング穴であり、フランジ部223の高さ寸法は、第1中継部220、即ち第1バスバー200の厚み寸法よりも大きい。図3(a)に示すように、貫通穴222第1中継部220の下面220bに近い部分に(貫通穴222の内周面に)R面が形成され、これによって、貫通穴222は、第1中継部220の下面220bに近づくに従って内周(穴径が大きくなる。
同様に、第2嵌合部321は、第2中継部320の上面320aと下面320bとの間を貫通する貫通穴322と、上面320aに貫通穴322の周縁から立ち上がるように形成され、貫通穴322を取り囲む筒状のフランジ部323とを含む。第2嵌合部321は、バーリング加工により形成される、いわゆるバーリング穴であり、フランジ部323の高さ寸法は、第2中継部320、即ち第2バスバー300の厚み寸法よりも大きい。図3(b)に示すように、貫通穴322の第2中継部320の下面320bに近い部分に(貫通穴322の内周面に)R面が形成され、これによって、貫通穴322は、第2中継部320の下面320bに近づくに従って内周(穴径が大きくなる。
第1嵌合部221の貫通穴222側のR面の曲率半径は、第1突起部423の根元部423a側のR面の曲率半径より大きく、第2嵌合部321の貫通穴322側のR面の曲率半径は、第2突起部424の根元部424a側のR面の曲率半径より大き。また、第1突起部423が第1嵌合部221に嵌合された状態において、第1突起部423の先端部はフランジ部223から外に突き出し、第2突起部424が第2嵌合部321に嵌合された状態において、第2突起部424の先端部はフランジ部323から外に突き出す。
<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。
第1突起部423(第2突起部424)と第1嵌合部221(第2嵌合部321)との嵌合によって第1バスバー200(第2バスバー300)をケース400に対して前後左右方向に位置決めすることができる。しかも、第1嵌合部221(第2嵌合部321)には、フランジ部223(323)が形成されるので、図4(a)の網掛け部のように、第1嵌合部221(第2嵌合部321)の貫通穴222(322)により消失した第1バスバー200(第2バスバー300)の幅方向(電流の流れる方向と直交する方向)に平行な平面での断面積をフランジ部223(323)の断面積である程度補うことができる。これにより、第1嵌合部221(第2嵌合部321)の位置での第1バスバー200(第2バスバー300)の電気抵抗値の増加を抑えることができ、第1バスバー200(第2バスバー300)に電流を良好に流すことができる。
さらに、第1突起部423(第2突起部424)と第1嵌合部221(第2嵌合部321)とが嵌合された状態において、これらの間には、通常、わずかなクリアランス(隙間)が形成される。このため、第1突起部423(第2突起部424)は第1嵌合部221(第2嵌合部321)に対して上下方向に傾き得る。しかしながら、本実施の形態では、第1嵌合部221(第2嵌合部321)にフランジ部223(323)が形成されることにより、第1突起部423(第2突起部424)に沿う部分の長さが長くなるので、図4(c)のように第1嵌合部224(第2嵌合部324)が貫通穴のみで構成される場合に比べて、図4(b)のように、第1バスバー200(第2バスバー300)が傾く角度αを小さくすることができる。これにより、たとえば、第1接続端子部230(第2接続端子部330)の取付穴231(331)と端子設置部420の第1インサートナット421(第2インサートナット422)のネジ穴との間の位置ズレが生じにくくなる。
さらに、第1嵌合部221(第2嵌合部321)の貫通穴222(322)は、第1中継部220(第2中継部320)の下面220b(320b)に近づくに従って内周が大きくなる形状を有するので、第1突起部423(第2突起部424)を第1嵌合部221(第2嵌合部321)に誘い込みやすくなる。
さらに、貫通穴222(322)が拡がることによるスペースを利用し、第1突起部423(第2突起部424)を、その根元部423a(424a)が端子設置部420の上面420aに近づくに従って外周が大きくなるような形状としたので、第1突起部423(第2突起部424)の根元部423a(424a)を補強することができる。これにより、第1接続端子部230(第2接続端子部330)と外部端子とを端子設置部420にネジ止めする際に、図4(a)の矢印のように、第1バスバー200(第2バスバー300)を通じて第1突起部423(第2突起部424)をせん断するような外力が生じても、第1突起部423(第2突起部424)が破損しにくくなる。特に、図4(c)のような第1突起部423(第2突起部424)の根元部が太くならいような構成と違って、根元部423a(424a)と端子設置部420の上面420aの間にエッジ部分が形成されないので、エッジ部分で応力集中が生じることによる第1突起部423(第2突起部424)の破損も防止できる。
さらに、第1嵌合部221(第2嵌合部321)の貫通穴222(322)のR面の曲率半径が、第1突起部423(第2突起部424)のR面の曲率半径より大きくされているので、第1中継部220(第2中継部320)の下面220b(320b)を、端子設置部420の上面420aに確実に接触させることができる。
さらに、第1突起部423(第2突起部424)と第1嵌合部221(第2嵌合部321)とが嵌合した状態において、第1突起部423(第2突起部424)の先端部はフランジ部223(323)から外に突き出すような構成とされているので、第1嵌合部221(第2嵌合部321)が第1突起部423(第2突起部424)から外れにくい。
<変更例>
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。
たとえば、上記実施の形態では、第1突起部423および第2突起部424は、ほぼ円柱形状とされた。しかしながら、第1突起部423および第2突起部424は、如何なる形状でもよく、たとえば、ほぼ四角柱形状でもよい。
また、上記実施の形態では、第1嵌合部221(第2嵌合部321)の貫通穴222(322)は、穴全体に亘って第1中継部220(第2中継部320)の下面220b(320b)に近づくに従って内周が大きくなる形状を有しているが、貫通穴222(322)は、穴の途中から内周が大きくなるような形状を有していてもよい。
上記実施の形態では、貫通穴222(322)第1中継部220(第2中継部320)の下面220b(320b)に近い部分にR面が形成されたが、このようにR面(曲面)でなくC面(平坦面)が形成されてもよい。同様に、第1突起部423(第2突起部424)と端子設置部420の上面420aとの間に、R面(曲面)でなくC面(平坦面)が形成されてもよい。
さらに、上記実施の形態では、第1接続端子部230(第2接続端子部330)が第1中継部220(第2中継部320)の前端部から垂れ下がるように形成されたが、第1接続端子部230(第2接続端子部330)が第1中継部220(第2中継部320)から前方に延びるように形成されてもよい。この場合、第1接続端子部230(第2接続端子部330)に合わせて端子設置部420が延長され、延長された部分の上面に第1インサートナット421(第2インサートナット422)が配置されるとよい。あるいは、端子設置部420が延長されず、端子設置部420の前面420bから第1インサートナット421(第2インサートナット422)がなくされてもよい。この場合は、第1接続端子部230(第2接続端子部330)と外部端子の2者がネジで結合されることとなる。
さらに、上記実施の形態では、コンデンサ素子ユニットUに含まれるコンデンサ素子100の個数が1個であったが、コンデンサ素子ユニットUに複数個のコンデンサ素子100が含まれてもよい。
さらに、コンデンサ素子100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100を形成してもよい。
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。
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。
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フィルムコンデンサに有用である。
1 フィルムコンデンサ
100 コンデンサ素子
110 第1端面電極(電極)
120 第2端面電極(電極)
200 第1バスバー(バスバー)
220 第1中継部
220a 上面(第2の面)
220b 下面(第1の面)
221 第1嵌合部(嵌合部
222 貫通穴
223 フランジ部
300 第2バスバー(バスバー)
320 第2中継部
320a 上面(第2の面)
320b 下面(第1の面)
321 第2嵌合部(嵌合部
322 貫通穴
323 フランジ部
400 ケース
420 端子設置部
420a 上面(形成面)
423 第1突起部(突起部)
423a 根元部
424 第2突起部(突起部)
424a 根元部

Claims (3)

  1. コンデンサ素子と、
    前記コンデンサ素子の電極に接続され、前記コンデンサ素子からの電流が流れるバスバーと、
    前記コンデンサ素子および前記バスバーが収容されるケースと、
    前記ケースに設けられた突起部と、
    前記バスバーに設けられ、前記突起部が嵌合する嵌合穴部と、を備え、
    前記嵌合穴部は、
    前記バスバーにおける前記ケースに対向する第1の面と当該第1の面と反対側の第2の面の間を貫通する貫通穴と、
    前記第2の面に前記貫通穴の周縁から立ち上がるように形成され、前記貫通穴を取り囲む筒状のフランジ部と、
    を含み、
    前記貫通穴は、前記第1の面に近づくに従って穴径が大きくなる形状を有し、
    前記突起部の根元部は、前記ケースに近づくに従って太くなる形状を有する、
    ことを特徴とするコンデンサ。
  2. 請求項に記載のフィルムコンデンサにおいて、
    前記貫通穴と前記第1の面との間にR面が形成されることにより、前記貫通穴が、前記第1の面に近づくに従って穴径が大きくなる形状とされ、
    前記突起部と前記ケースにおける前記突起部が形成される形成面との間にR面が形成されることにより、前記突起部の根元部が、前記ケースに近づくに従って太くなる形状とされ、
    前記貫通穴側のR面の曲率半径が、前記突起部側のR曲面の曲率半径より大きくされる、
    ことを特徴とするコンデンサ。
  3. 請求項1または2に記載のフィルムコンデンサにおいて、
    前記突起部が前記嵌合穴部に嵌合された状態において、前記突起部の先端部は前記フランジ部から外に突き出す、
    ことを特徴とするコンデンサ。
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