JP7470534B2 - コンデンサのバスバー構造 - Google Patents

Description

本発明は、コンデンサ素子の電極に第１および第２のバスバーの基端部が接続され、それら第１および第２のバスバーの遊端側が互いに近接して平行な姿勢で対向する第１および第２の対向板部を形成し、両対向板部どうし間に絶縁板が挟持されてなるコンデンサのバスバー構造に関する。

Ｐ極（陽極）とＮ極（陰極）の一対のバスバーは導電性金属の薄板からなるもので、低インダクタンス化および小型化の観点から近時では一対のバスバーの対向板部どうしが近接して配置される傾向にある。両対向板部の遊端側のＰ極・Ｎ極一対の外部接続端子部は外部の電気機器からのケーブル接続端子に対して機械的かつ電気的に接合されるが、これら対向板部どうしは確実に絶縁されていなければならない。そこで、一対の対向板部どうし間に絶縁板を挟み込んでいるが、絶縁破壊を防止する観点から沿面距離を充分に確保しておく必要性がある。

しかし、ケーブル接続端子に接合される外部接続端子部はバスバーのモールド樹脂への埋め込み基部の位置からかなり離れており、接合作業などに際して外力が作用したときに受けるモーメントが大きい。しかも、バスバーは相当に薄い板状体である。

そのため、導電性金属の薄板からなるバスバーは、板面に垂直な方向で反り、曲がりなどの変形を受けやすい。

従来、一対のバスバーおよび絶縁板との間の位置精度を確保するために、絶縁板の表裏両面に設けた凸部（突起部）を一対の対向板部の穴部の各々に差し込んで、これら３部品を位置決めする技術が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１０－２５１４００号公報（特許第５３９１７９７号）

しかしながら、特許文献１に記載のコンデンサは、絶縁板に設けた凸部を対向板部に設けた穴部に嵌合させているだけの構造であるため、嵌合強度が不足しがちで、第１の対向板部、絶縁板および第２の対向板部からなり互いに近接してなる近接部の固有振動数が低い側にシフトする傾向となって、耐振性に支障を来たすおそれがあった。また、嵌合の具合によっては板面に垂直な方向における穴部からの凸部の不測の抜け出しが生じ、位置精度が劣化するおそれもあった。

ここで、一対の対向板部および絶縁板の３部品の板面に垂直な方向での相対的位置決めのために、ボルト・ナットのような締結部品によって３部品を締め付けることも考えられるが、このような締結作業は製造工程の複雑化を招くばかりか、締結作業により薄い板状体である対向板部が変形し、却って位置精度が低下してしまうおそれがあった。

本発明はこのような事情に鑑みて創作したものであり、ケースモールド型コンデンサに関して、簡素な構造で一対の対向板部と絶縁板とを精度良く確実に位置決めするとともに、嵌合強度を高くして耐振性を向上させることを目的としている。

本発明は、次の手段を講じることにより上記の課題を解決する。

本発明によるコンデンサのバスバー構造は、
コンデンサ素子の異極一対の電極にそれぞれ基端部が接続された異極一対の板状の第１および第２のバスバーが互いに近接してそれぞれの一部分どうしが平行な姿勢で対向した第１および第２の対向板部どうし間に絶縁板を挟持するコンデンサのバスバー構造であって、
前記絶縁板には前記第１の対向板部から前記第２の対向板部へ向かう第１の方向に膨出する膨出部が一体的に形成され、
前記第１の対向板部には前記第１の方向に膨出する状態で第１の嵌合部が一体的に形成され、
前記第１の嵌合部が前記絶縁板における前記膨出部の一方面側に対して前記第１の方向に嵌合し、
前記第２の対向板部には前記第１の方向に膨出する状態で第２の嵌合部が一体的に形成され、
前記第２の嵌合部が前記膨出部の他方面側に対して前記第１の方向とは逆方向の第２の方向に嵌合していることを特徴とする。

本発明の上記の構成によれば、次のような作用が発揮される。

第１のバスバーにおける第１の対向板部において第１の方向に膨出する状態で一体的に形成された第１の嵌合部は、絶縁板において一体的に形成された膨出部の一方面側に対し第１の方向に嵌合している。第２のバスバーにおける第２の対向板部において第１の方向に膨出する状態で一体的に形成された第２の嵌合部は、絶縁板の膨出部の他方面側に対し第２の方向に嵌合している。

絶縁板の膨出部の一方面側に対する第１の嵌合部の嵌合の方向（第１の方向）と当該絶縁板の膨出部の他方面側に対する第２の嵌合部の嵌合の方向（第２の方向）とは互いに逆方向となっている。

第１の嵌合部の嵌合も第２の嵌合部の嵌合も嵌合対象が同じ膨出部に対するものであり、これら２つの嵌合は膨出部を両面で挟持する状態となっている。

絶縁板の膨出部に対する第１の嵌合部の嵌合深さは膨出部の膨出寸法には関係するが、その寸法は第１の対向板部の板厚からは直接的な制約を受けないで済むものであり、膨出部の膨出寸法が大きいほど膨出部に対する第１の嵌合部の嵌合深さは大きくなる。一方、膨出部に対する第２の嵌合部の嵌合深さも膨出部の膨出寸法には関係するが、その寸法は第２の対向板部の板厚からは直接的な制約を受けないで済むものであり、膨出部の膨出寸法が大きいほど膨出部に対する第２の嵌合部の嵌合深さは大きくなる。そして、膨出部の膨出寸法は第１の対向板部の板厚や第２の対向板部の板厚からは直接的な制約を受けないで済む。これらのことにより、絶縁板の膨出部と第１の対向板部における第１の嵌合部との嵌合作用面積（接触面積）および第２の対向板部における第２の嵌合部との嵌合作用面積については、それぞれを充分に広く確保することができる。

そこで、膨出部の膨出寸法を適切に設定することにより、上記の膨出部を両面で挟持する嵌合形態とも相まって、膨出部に対する第１の嵌合部および第２の嵌合部の嵌合強度を充分に高くすることができる。

以上のようにして第１の対向板部、絶縁板および第２の対向板部からなる近接部の嵌合強度を高くすることにより、近接部における固有振動数を高くすることができる。これにより、外部から伝搬してくる比較的低周波の振動に対する共振が抑制されることになり、耐振性が向上する。

上記構成の本発明のコンデンサのバスバー構造には、次のような幾つかの好ましい態様ないし変化・変形の態様がある。

〔１〕前記絶縁板における前記膨出部は筒状部を有し、前記第１の対向板部における前記第１の嵌合部の外周面が前記筒状部の内周面に対して嵌合し、前記第２の対向板部における前記第２の嵌合部の内周面が前記筒状部の外周面に対して嵌合していること。

これによって、膨出部に対する第１の嵌合部および第２の嵌合部の嵌合強度をさらに強化することができる。なお、筒状部の端部は、膨出方向（第１の方向）での下手側部分が閉塞された有蓋状態でも、開放された無蓋状態でも、いずれであってもよい。

有蓋状態の筒状部において膨出方向下手側を閉塞する構造であれば、互いに異極である第１の対向板部と第２の対向板部との絶縁距離（沿面距離）の確保が容易となるが、絶縁距離が確保できるのであれば無蓋状態であってもよい。

以下の〔２〕～〔５〕は、第１、第２の対向板部における第１、第２の嵌合部それぞれと絶縁板における膨出部との嵌合作用面積の確保を増進させることにより、嵌合強度を強化する上で有効な構造である。

〔２〕前記絶縁板における前記膨出部は軸方向に沿っての断面での形状が前記第２の方向に開口するコ字形を周回させた形状の環状部に形成され、前記環状部の内側が前記第１の方向に開口する状態で前記第２の方向に凹入する有底凹部に形成されて、前記環状部の前記第２の方向に開口する環状凹所に対して前記第１の対向板部における前記第１の嵌合部が嵌合し、かつ、前記第１の方向に開口する前記有底凹部の内周面に対して前記第２の対向板部における前記第２の嵌合部が嵌合していること。

これは、第１の対向板部における第１の嵌合部と第２の対向板部における第２の嵌合部との協働によって、絶縁板における環状凹所と有底凹部との境界部分を径方向で挟持する形態である。

〔３〕前記第２の嵌合部は前記有底凹部に対して内嵌をもって嵌合していること。

〔４〕前記第１の嵌合部は前記環状部の環状凹所に対して外嵌および内嵌をもって嵌合していること。この場合、第１の嵌合部が環状凹所に対して単に外嵌をもって嵌合する場合に比べると、外嵌と共に内嵌をも作用させるので、嵌合作用面積の増加と挟持力の増強による嵌合強度の増強化、固有振動数の高周波化を介して一層の耐振性向上が図られる。

〔５〕前記第１および第２の嵌合部はバーリング加工により形成されていること。バーリング加工により、膨出部に対する嵌合作用面積を単なる貫通孔（対向板部の板厚相当）の内周面による嵌合作用面積よりも増大化させ、嵌合強度の向上を図ることができる。

本発明によれば、第１の対向板部、絶縁板および第２の対向板部からなる近接部の嵌合強度を高くすることにより、近接部における固有振動数を高くすることができる。これにより、外部から伝搬してくる比較的低周波の振動に対する共振が抑制されることになり、耐振性を向上させることができる。

本発明の実施例におけるコンデンサのバスバー構造を有するコンデンサ素子ユニットを示す斜視図 本発明の第１の実施例におけるコンデンサのバスバー構造の構成要素を示す分解状態の断面図 本発明の第１の実施例におけるコンデンサのバスバー構造を示す断面図 本発明の第１の実施例の変形にかかわるコンデンサのバスバー構造を示す断面図 本発明の第２の実施例におけるコンデンサのバスバー構造の構成要素を示す分解状態の断面図 本発明の第２の実施例におけるコンデンサのバスバー構造を示す断面図

以下、上記構成の本発明のコンデンサのバスバー構造につき、その実施の形態を具体的な実施例のレベルで詳しく説明する。

〔第１の実施例〕
図１～図３において、１はコンデンサ素子、１ａ，１ｂはコンデンサ素子１における軸方向両端の第１極性および第２極性の電極、２は第１のバスバー、３は第２のバスバー、２Ａは第１のバスバー２における第１の本体板部、３Ａは第２のバスバー３における第２の本体板部、２Ｂは第１の対向板部、３Ｂは第２の対向板部である。本体板部２Ａ，３ＡはＬ字状に折り曲げられた形状を有し、対向板部２Ｂ，３Ｂは本体板部２Ａ，３Ａの一部分であって互いに近接し垂直に立ち上がって互いに平行に対向している。２ｂは第１の対向板部２Ｂにおける第１の嵌合部（バーリング部）、３ｂは第２の対向板部３Ｂにおける第２の嵌合部（バーリング部）、４は絶縁板、４Ａは絶縁板４における膨出部（図２、図３では有蓋筒状部）、Ｄ１は第１の方向、Ｄ２は第２の方向である。

図１に示すように、コンデンサ素子１は、その軸方向両端面にＰ極とＮ極との一対の電極１ａ，１ｂを有している。コンデンサ素子１に対して、その一対の電極１ａ，１ｂに、異極一対の板状で導電体で構成された第１および第２のバスバー２，３の基端部の接続用小突片２ａ，３ａがはんだ付けにより電気的かつ機械的に接続されている。

第１および第２の両バスバー２，３それぞれにおける第１および第２の本体板部２Ａ，３Ａはそれぞれ９０度折り曲げられて互いに近接して平行姿勢で立ち上がる第１および第２の対向板部２Ｂ，３Ｂを形成している。第１および第２の本体板部２Ａ，３Ａにおける水平板部２Ｃ，３Ｃはコンデンサ素子１におけるほぼ平坦な上側面に沿っている。互いに近接して平行な姿勢で対向する第１および第２の対向板部２Ｂ，３Ｂは、両者間の狭い間隙に平板状の絶縁板４を挟持している。対向板部２Ｂ，３Ｂの上縁部からは互いに重ならない近接状態で舌片状の外部接続端子部２ｄ，３ｄが延出されている。外部接続端子部２ｄ，３ｄには外部の電気機器からのケーブル接続端子との締結を行うためのネジ挿通孔（締結孔）２ｅ，３ｅが形成されている。

第１および第２の両対向板部２Ｂ，３Ｂの間に挟持された絶縁板４は、両対向板部２Ｂ，３Ｂの外縁に対してそれよりも外方へ延在していて、両対向板部２Ｂ，３Ｂ間の沿面距離を確保している。

第１および第２のバスバー２，３における第１および第２の対向板部２Ｂ，３Ｂと絶縁板４とは近接部Ｘを構成するが、以下、この近接部Ｘの構造について具体的に説明する。

第１のバスバー２における第１の対向板部２Ｂから第２のバスバー３における第２の対向板部３Ｂへ向かう方向（水平方向）を第１の方向Ｄ１とし、第１の方向Ｄ１に対する逆方向を第２の方向Ｄ２とする。

図２に示されるように、近接部Ｘにおいて、一対の対向板部２Ｂ，３Ｂの間に位置する絶縁板４には第１の方向Ｄ１へ膨出する膨出部４Ａが一体的に形成されている。この膨出部４Ａは有蓋筒状部として構成されている。すなわち、有蓋筒状部（４Ａ）は、筒部４ａと蓋部４ｂとが一連的につながった筒部・蓋部一体型に構成されていて、筒部４ａは絶縁板４の本体と一体であり、その筒部４ａの膨出方向（第１の方向Ｄ１）の下手側端部が蓋部４ｂによって閉塞されている。筒部４ａは円筒状とするのが一般的であるが、必ずしもそれのみ限定されるものではなく、楕円筒状や角筒状などであってもよい。

第１のバスバー２における第１の対向板部２Ｂには第１の方向Ｄ１へ膨出する状態で、貫通開口する筒状型の第１の嵌合部２ｂが一体的に形成されている。この第１の嵌合部２ｂは、第１のバスバー２を構成する薄板状の導電体に対するバーリング加工によって構成されている。すなわち、薄板状の導電体に対し穿孔工具の突き出し等により貫通孔を形成するのであるが、貫通孔まわりに開口付きの筒状部（バーリング部）を導電体に一体的に残す状態で形成している。図３に示すように、筒状型の第１の嵌合部２ｂはその外周面が絶縁板４における膨出部４Ａの筒部４ａの内周面に対して全周にわたり密着して内嵌合する形態となっている。第１の嵌合部２ｂの軸方向寸法は第１の対向板部２Ｂの板厚よりも大きくなっている。

第２のバスバー３における第２の対向板部３Ｂには第１の方向Ｄ１へ膨出する状態で貫通開口する筒状型の第２の嵌合部３ｂが一体的に形成されている。この第２の嵌合部３ｂも第１の嵌合部２ｂと同様に、第２のバスバー３を構成する薄板状の導電体に対するバーリング加工によって構成されている。筒状型の第２の嵌合部３ｂはその内周面が絶縁板４における膨出部４Ａの筒部４ａの外周面に対して全周にわたり密着して外嵌合する形態となっている。第２の嵌合部３ｂの軸方向寸法は第２の対向板部３Ｂの板厚よりも大きくなっている。

バーリング加工により、膨出部４Ａに対する嵌合作用面積を単なる貫通孔（対向板部の板厚相当）の内周面による嵌合作用面積よりも増大化させ、嵌合強度の向上を図ることができる。

上記のように構成された３つの素材（第１のバスバー２、絶縁板４および第２のバスバー３）は次のように組み付けられる。

図３に示すように、第１の対向板部２Ｂにおける筒状型の第１の嵌合部２ｂが絶縁板４における膨出部４Ａの筒部４ａの一方面側に対して第１の方向Ｄ１に嵌合する。この嵌合においては、膨出部４Ａの筒部４ａの内周面に対して第１の嵌合部２ｂの外周面が全周にわたり密着して内嵌合する。その嵌合深さ寸法は第１の対向板部２Ｂの板厚よりも大きい。したがって、その分、バーリング部のない従来例の場合の単なる貫通孔（対向板部の板厚相当）の内周面で嵌合させるものに比べて嵌合作用面積が増大化し、嵌合強度の向上が図られている。

また、第２の対向板部３Ｂにおける筒状型の第２の嵌合部３ｂが絶縁板４における膨出部４Ａの筒部４ａの他方面側に対して第２の方向Ｄ２に嵌合する。この嵌合においては、膨出部４Ａの筒部４ａの外周面に対して第２の嵌合部３ｂの内周面が全周にわたり密着して外嵌合する。その嵌合深さ寸法は第２の対向板部３Ｂの板厚よりも大きい。したがって、ここでも、その分、バーリング部のない従来例の場合の単なる貫通孔（対向板部の板厚相当）の内周面で嵌合させるものに比べて嵌合作用面積が増大化し、嵌合強度の向上が図られている。

なお、膨出部４Ａとしては有蓋筒状部に構成する以外に、互いに異極である第１の対向板部２Ｂと第２の対向板部３Ｂとの絶縁距離（沿面距離）が確保できる限り、図４に示すように開口付きの単なる筒状部である無蓋筒状部（蓋部４ｂなし）に構成することもできる。有蓋筒状部に構成している場合には、膨出部４Ａの強度低下を抑制できる点と、互いに異極である第１の対向板部２Ｂと第２の対向板部３Ｂとの絶縁距離を容易に確保できる点で有利に作用する。

〔第２の実施例〕
第２の実施例にかかわる図５、図６において、３ｂ₁ は第２の嵌合部３ｂにおける円錐部、３ｂ₂ は天板部、３ｂ₃ は筒状部、４Ａ′は絶縁板４における膨出部、４ｃは膨出部４Ａ′における環状部、４ｃ₁ は環状凹所、４ｄは有底凹部、４ｅは周壁部分である。その他の構成については第１の実施例の場合と同様である。図５、図６において、第１の実施例の図１～図３で用いたのと同一符号は同一の構成要素を指すものとし、詳しい説明は省略する。

上記の第１の実施例は、絶縁板４における膨出部４Ａに対して、第１の対向板部２Ｂにおける第１の嵌合部２ｂが内嵌合し、第２の対向板部３Ｂにおける第２の嵌合部３ｂが外嵌合する構造であった。

上記の第１の実施例に対して、次に説明する第２の実施例は、絶縁板４における膨出部４Ａ′が環状部４ｃとその中央の有底凹部４ｄとの断面（凸－凹－凸）形状に構成され、その膨出部４Ａ′に対して第１の対向板部２Ｂにおける筒状型の第１の嵌合部２ｂが環状部４ｃにおける環状凹所４ｃ₁ に内外嵌合し、第２の対向板部３Ｂにおける筒状型の第２の嵌合部３ｂの第２の方向Ｄ２に向かう筒状部３ｂ₃ が有底凹部４ｄに内嵌合する構造となっている。以下、詳しく説明する。

図５に示すように、絶縁板４における膨出部４Ａ′は軸方向に沿っての断面での形状が第２の方向Ｄ２に開口するコ字形を軸周りに周回させた形状の環状部４ｃに形成され、さらに環状部４ｃの内側が第１の方向Ｄ１に開口する状態で第２の方向Ｄ２に凹入する有底凹部４ｄに形成されて、全体的には断面で凸－凹－凸の形状に形成されている。

図６に示すように、環状部４ｃは第２の方向Ｄ２に開口する環状凹所４ｃ₁ を有しており、この環状凹所４ｃ₁ に対して第１の対向板部２Ｂにおける筒状型の第１の嵌合部２ｂが嵌合し、かつ、第１の方向Ｄ１に開口する有底凹部４ｄの内周面に対して第２の対向板部３Ｂにおける筒状型の第２の嵌合部３ｂが嵌合している。環状凹所４ｃ₁ に対する第１の嵌合部２ｂの嵌合は、内嵌合であると同時に外嵌合でもある。有底凹部４ｄに対する第２の嵌合部３ｂの嵌合は内嵌合である。第１の嵌合部２ｂと第２の嵌合部３ｂとの協働によって、絶縁板４における環状凹所４ｃ₁ と有底凹部４ｄとの境界の周壁部分４ｅを径方向で挟持する形態となっている。

この場合、外嵌と共に内嵌も作用させていることから、第１の嵌合部２ｂが環状凹所４ｃ₁ に対して単に外嵌をもって嵌合する場合に比べると、嵌合作用面積の増加と挟持力の増強による嵌合強度の増強化、固有振動数の高周波化を介して一層の耐振性向上が図られる。

上記実施例によれば、第１の対向板部２Ｂ、絶縁板４および第２の対向板部３Ｂからなる近接部Ｘの嵌合強度を高くすることにより、近接部Ｘにおける固有振動数を高くすることができる。これにより、外部から伝搬してくる比較的低周波の振動に対する共振が抑制されることになり、耐振性を向上させることができる。

本発明は、コンデンサのバスバー構造に関して、簡素な構造で一対の対向板部と絶縁板とを精度良く確実に位置決めするとともに、嵌合強度を高くして耐振性を向上させる技術として有用である。

１ コンデンサ素子
１ａ，１ｂ 電極
２ 第１のバスバー
２Ｂ 第１の対向板部
２ｂ 第１の嵌合部（バーリング部）
３ 第２のバスバー
３Ｂ 第２の対向板部
３ｂ 第２の嵌合部（バーリング部）
４ 絶縁板
４Ａ 膨出部（有蓋または無蓋の筒状部）
４Ａ′ 膨出部（凸－凹－凸の形状）
４ｃ 環状部
４ｃ₁ 環状凹所
４ｄ 有底凹部
Ｄ１ 第１の方向
Ｄ２ 第２の方向

Claims (5)

1. コンデンサ素子の異極一対の電極にそれぞれ基端部が接続された異極一対の板状の第１および第２のバスバーが互いに近接してそれぞれの一部分どうしが平行な姿勢で対向した第１および第２の対向板部どうし間に絶縁板を挟持するコンデンサのバスバー構造であって、
   前記絶縁板には前記第１の対向板部から前記第２の対向板部へ向かう第１の方向に膨出する膨出部が一体的に形成され、
   前記第１の対向板部には前記第１の方向に膨出する状態で第１の嵌合部が一体的に形成され、
   前記第１の嵌合部が前記絶縁板における前記膨出部の一方面側に対して前記第１の方向に嵌合し、
   前記第２の対向板部には前記第１の方向に膨出する状態で第２の嵌合部が一体的に形成され、
   前記第２の嵌合部が前記膨出部の他方面側に対して前記第１の方向とは逆方向の第２の方向に嵌合しており、
   前記絶縁板における前記膨出部は筒状部を有し、前記第１の対向板部における前記第１の嵌合部の外周面が前記筒状部の内周面に対して嵌合し、前記第２の対向板部における前記第２の嵌合部の内周面が前記筒状部の外周面に対して嵌合している、
   ことを特徴とするコンデンサのバスバー構造。
2. コンデンサ素子の異極一対の電極にそれぞれ基端部が接続された異極一対の板状の第１および第２のバスバーが互いに近接してそれぞれの一部分どうしが平行な姿勢で対向した第１および第２の対向板部どうし間に絶縁板を挟持するコンデンサのバスバー構造であって、
   前記絶縁板には前記第１の対向板部から前記第２の対向板部へ向かう第１の方向に膨出する膨出部が一体的に形成され、
   前記第１の対向板部には前記第１の方向に膨出する状態で第１の嵌合部が一体的に形成され、
   前記第１の嵌合部が前記絶縁板における前記膨出部の一方面側に対して前記第１の方向に嵌合し、
   前記第２の対向板部には前記第１の方向に膨出する状態で第２の嵌合部が一体的に形成され、
   前記第２の嵌合部が前記膨出部の他方面側に対して前記第１の方向とは逆方向の第２の方向に嵌合しており、
   前記絶縁板における前記膨出部は軸方向に沿っての断面での形状が前記第２の方向に開口するコ字形を周回させた形状の環状部に形成され、前記環状部の内側が前記第１の方向に開口する状態で前記第２の方向に凹入する有底凹部に形成されて、前記環状部の前記第２の方向に開口する環状凹所に対して前記第１の対向板部における前記第１の嵌合部が嵌合し、かつ、前記第１の方向に開口する前記有底凹部の内周面に対して前記第２の対向板部における前記第２の嵌合部が嵌合している、
   ことを特徴とするコンデンサのバスバー構造。
3. 前記第２の嵌合部は前記有底凹部に対して内嵌をもって嵌合している請求項２に記載のコンデンサのバスバー構造。
4. 前記第１の嵌合部は前記環状部の環状凹所に対して外嵌および内嵌をもって嵌合している請求項２または請求項３に記載のコンデンサのバスバー構造。
5. 前記第１および第２の嵌合部はバーリング加工により形成されている請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のコンデンサのバスバー構造。

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