JP7476092B2 - コンデンサ用ケースおよびフィルムコンデンサ - Google Patents

Description

本発明は、封止樹脂が充填されるコンデンサ用ケースおよび当該ケースを備えるフィルムコンデンサに関するものである。

ハイブリッド車や電気自動車等には、耐熱性および耐振動性に優れたフィルムコンデンサが搭載されている。フィルムコンデンサは、コンデンサ素子等を収納するケースを備えており、当該コンデンサ素子等はケースに充填された絶縁性の封止樹脂により封止され保護されている。

特許文献１には、ボックス本体に適量の絶縁性樹脂が充填されるための構成を備えた端子ボックスが記載されている。ボックス本体の内部には、ボックス本体内を容器状に仕切る仕切壁が設けられ、この仕切壁の上端部には切欠部が設けられ、仕切壁で仕切られている容器状空間に充填された絶縁性樹脂の過剰分が、切欠部から容器状空間の外側に流出するように構成されている。また、仕切壁で仕切られた容器状空間には、絶縁性樹脂の充填量の目安となる目安棒が設けられ、この目安棒の高さによって、切欠部の切欠底辺の高さ位置以下となる絶縁性樹脂の充填量の下限が示されている。

特開２００６－９３２２６号公報

ところで、ディスペンサーの制御によりケースに封止樹脂を所定量だけ充填した後に、封止樹脂の樹脂面の高さが所定の範囲内に収まっていることを目視で確認できる構成が求められている。特許文献１の構成では、目安棒の上端および仕切壁の切欠部の切欠底辺を指標とすることで、封止樹脂である絶縁性樹脂の樹脂面の高さが所定の範囲内に収まっていることを目視で確認できる。

しかしながら、絶縁性樹脂が充填される空間とは別に、この空間から絶縁性樹脂の過剰分を流出させる他の空間をボックス本体の内部に形成する必要があるため、ケースであるボックス本体の構成が複雑になるという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、封止樹脂の樹脂面の高さが所定の範囲内に収まっていることを簡単な構成で確認できるコンデンサ用ケースおよびフィルムコンデンサを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るコンデンサ用ケースは、
コンデンサ素子を収納する収納空間が設けられ、当該収納空間に前記コンデンサ素子を封止する封止樹脂が充填されるコンデンサ用ケースにおいて、
前記収納空間の下方に設けられる底部と、
前記収納空間の四方を囲む周壁部と、
前記封止樹脂の樹脂面の指標となる指標部とを有し、
前記指標部は、前記周壁部の上端よりも低い位置に形成された上限指標部と、前記上限指標部の上端よりも低い位置に形成された下限指標部とを有し、
前記上限指標部および前記下限指標部は、一体に形成され、
前記指標部は、上下方向に垂直な水平面において前記収納空間を挟んで少なくとも２つ設けられていることを特徴とする。

この構成では、上限指標部が封止樹脂に埋まっていないことを目視で確認することにより、ケースに所定量を超えない封止樹脂が充填されていることを把握できる。また、下限指標部が封止樹脂に埋まっていることを目視で確認することにより、ケースに所定量を超える封止樹脂が充填されていることを把握できる。すなわち、指標部の態様を目視で確認することにより、封止樹脂の充填状態を把握できるため、封止樹脂の樹脂面の高さが所定の範囲内に収まっていることを簡単な構成で確認できる。また、上限指標部と下限指標部とは、一体に形成されているため、上限指標部と下限指標部とが別々に形成されている構成に比べて、指標部の剛性を高めることができ、また、指標部の成形時に下限指標部が早く硬化することで上限指標部の寸法精度を高めることができる。さらに、指標部は、上下方向に垂直な水平面において収納空間を挟んで少なくとも２つ設けられているため、封止樹脂の樹脂面が所定の範囲内に収まっていることを複数の指標部を用いて確認することにより、収納空間上での樹脂面の傾斜度合いを容易に確認できる。

上記コンデンサ用ケースにおいて、
前記指標部は、前記底部と一体に形成されるとともに、前記周壁部から間隔を空けて配置されているように構成することができる。

上記コンデンサ用ケースにおいて、
前記上限指標部は、前記水平面において所定の第１方向に延びるとともに、前記下限指標部は、前記水平面において前記第１方向に垂直な第２方向に延びているように構成することができる。

上記コンデンサ用ケースにおいて、
２つの前記指標部は、それぞれの前記下限指標部が互いに向かい合うように設けられているように構成することができる。

上記課題を解決するため、本発明に係るフィルムコンデンサは、
上記コンデンサ用ケースに、金属膜が設けられた樹脂フィルムを重ねて形成されたコンデンサ素子が収納されるとともに当該コンデンサ素子を封止する封止樹脂が充填されていることを特徴とする。

本発明によれば、封止樹脂の樹脂面の高さが所定の範囲内に収まっていることを簡単な構成で確認できるコンデンサ用ケースおよびフィルムコンデンサを提供することができる。

（Ａ）は、本発明の一実施形態に係るフィルムコンデンサの斜視図であり、（Ｂ）は、封止樹脂を除いたフィルムコンデンサの斜視図である。 同実施形態に係るフィルムコンデンサの分解斜視図である。 （Ａ）は、同実施形態に係るコンデンサ用ケースの斜視図であり、（Ｂ）は、当該ケースが備える指標部を拡大して示す斜視図である。 （Ａ）は、同実施形態に係るコンデンサ用ケースの平面図であり、（Ｂ）は、当該ケースが備える指標部を拡大して示す平面図である。 （Ａ）は、図４（Ａ）中のＡ－Ａ部分の断面図であり、（Ｂ）は、図４（Ａ）中のＢ－Ｂ部分の断面図である。 （Ａ）～（Ｄ）は、変形例に係る指標部の平面図である。

図面を参照して、本発明の一実施形態に係るフィルムコンデンサＣを説明する。なお、図中の矢印で示す前後方向Ｘ、左右方向Ｙ、および、上下方向Ｚは、互いに直交する直線方向である。

図１（Ａ）は、本発明の一実施形態に係るフィルムコンデンサＣの斜視図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）中の封止樹脂８を省略した状態を示す斜視図である。また、図２は、フィルムコンデンサＣの分解斜視図であって、封止樹脂８を除くフィルムコンデンサＣの各構成要素の斜視図である。

図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すように、フィルムコンデンサＣは、後述するコンデンサ素子２等（図２参照）を収納するコンデンサ用ケース１（以下「ケース１」という）と、ケース１に充填されている封止樹脂８とを備えている。フィルムコンデンサＣは、ハイブリッド車または電気自動車に搭載される車載用コンデンサであって、直流電源であるバッテリＢ（図示略）とモータを駆動する２つのインバータＩ１，Ｉ２（図示略）との間に接続される。

ケース１は、絶縁性樹脂により形成された筐体である。ケース１外には、バッテリＢに接続される端子部３２，４２と、インバータＩ１，Ｉ２に接続される端子部３３，３４，４３，４４とが設けられている。ケース１の具体的な構成については、図３等を用いて後述する。

封止樹脂８は、エポキシ樹脂等のポッティング樹脂からなる。封止樹脂８は、ディスペンサーによってケース１に所定量だけ充填された後に硬化し、ケース１に収納されているフィルムコンデンサＣの構成要素を封止して保護する。

図２に示すように、フィルムコンデンサＣは、ケース１に収納される構成要素として、平滑用のコンデンサ素子２と、陽極端子部材３と、陰極端子部材４と、絶縁部材５Ａ，５Ｂ，５Ｃとを備えている。

平滑用のコンデンサ素子２は、内部電極としての金属膜が設けられた樹脂フィルム（誘電体）を重ねて形成された電子部品である。コンデンサ素子２の上端および下端は、内部電極に接続された外部電極により構成されている。コンデンサ素子２の上端は、陽極端子部材３に接続され、コンデンサ素子２の下端は、陰極端子部材４に接続される。コンデンサ素子２は、バッテリＢからインバータＩ１，Ｉ２に流れる直流電流を平滑化する。

陽極端子部材３は、金属板を加工して形成された導電部品である。陽極端子部材３は、コンデンサ素子２の上方に配置される主板部３１と、バッテリＢの陽極に接続される端子部３２と、インバータＩ１に接続される端子部３３と、インバータＩ２に接続される端子部３４とを有している。また、陽極端子部材３は、主板部３１に形成され上下方向Ｚに開口する貫通孔３１Ａを有している。

陰極端子部材４は、陽極端子部材３と同様に、金属板を加工して形成された電極端子部品である。陰極端子部材４は、コンデンサ素子２の下方に配置される主板部４１と、バッテリＢの陰極に接続される端子部４２と、インバータＩ１に接続される端子部４３と、インバータＩ２に接続される端子部４４とを有している。また、陰極端子部材４は、主板部４１に形成され上下方向Ｚに開口する貫通孔４１Ａを有している。

絶縁部材５Ａ，５Ｂ，５Ｃは、陽極端子部材３と陰極端子部材４との間に設けられ、陽極端子部材３と陰極端子部材４とが短絡することを防止する。絶縁部材５Ａは、コンデンサ素子２の前方に設けられ、絶縁部材５Ｂは、コンデンサ素子２の右方に設けられ、絶縁部材５Ｃは、コンデンサ素子２の左方に設けられる。

図３（Ａ）は、ケース１の斜視図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）中の指標部１４を示す拡大斜視図である。また、図４（Ａ）は、ケース１の平面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）中の指標部１４を示す拡大平面図である。

図３（Ａ）および図４（Ａ）に示すように、ケース１は、底部１１と、周壁部１２と、複数の指標部１４とを有している。底部１１、周壁部１２、および、指標部１４は、同一の絶縁性樹脂により一体に形成されている。ケース１には、底部１１および周壁部１２により形成される空間として、コンデンサ素子２を収納する第１の収納空間１０Ａが設けられている。なお、図中の破線で示す収納空間１０Ａは、当該収納空間１０Ａに収納されるコンデンサ素子２の外形を示している。

底部１１は、ケース１の底を構成しており、収納空間１０Ａの下方（すなわちコンデンサ素子２の下方）に設けられている。また、周壁部１２は、ケース１の四方（前方、後方、右方、および左方）の側壁を構成しており、収納空間１０Ａの四方（すなわちコンデンサ素子２の四方）を囲んでいる。

指標部１４は、周壁部１２から間隔を空けて配置され、底部１１から上方に延びるように設けられている。指標部１４は、陽極端子部材３および陰極端子部材４の貫通孔３１Ａ，４１Ａに差し込まれるように設けられており、左右方向Ｙにおいて間隔を空けて２つ設けられている。指標部１４は、封止樹脂８の樹脂面の指標となる。ケース１の右端部に設けられた指標部１４（以下「指標部１４Ｒ」という）と、ケース１の左端部に設けられた指標部１４（以下「指標部１４Ｌ」という）とは、上下方向Ｚに垂直な水平面において収納空間１０Ａを挟んで設けられている。

図３（Ｂ）および図４（Ｂ）に示すように、指標部１４Ｒ，１４Ｌは、それぞれ、上限指標部１４Ａと、下限指標部１４Ｂとを有している。上限指標部１４Ａおよび下限指標部１４Ｂは、同一樹脂により一体に形成されている。上限指標部１４Ａは、上方から見て前後方向Ｘに延びるように設けられている。下限指標部１４Ｂは、水平面において上限指標部１４Ａの一側面の中央部に設けられており、上方から見て当該中央部から左方または右方に向けて延びるように設けられている。指標部１４Ｒ，１４Ｌは、それぞれの下限指標部１４Ｂが互いに向かい合うように設けられている。すなわち、指標部１４Ｒ，１４Ｌの下限指標部１４Ｂは、コンデンサ素子２の長手方向（左右方向Ｙ）に延びるとともに一直線上に配置されるように延びており、前後方向Ｘに隣接するコンデンサ素子２の湾曲部の隙間に配置されている。

図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、ケース１の断面図である。図５（Ａ）は、図４（Ａ）中の一点鎖線Ａで示すＡ－Ａ部分の断面図であり、図５（Ｂ）は、図４（Ａ）中の一点鎖線Ｂで示すＢ－Ｂ部分の断面図である。

図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すように、上限指標部１４Ａは、底部１１から上方に延びるとともに、上限指標部１４Ａの上端の高さＨＵが周壁部１２の上端の高さＨＡよりも低くなるように形成されている。上限指標部１４Ａの上端は、封止樹脂８の樹脂面の上限を示しており、フィルムコンデンサＣの製造工程において、封止樹脂８は、封止樹脂８の樹脂面が上限指標部１４Ａの上端を超えないように、ケース１に充填される。

また、下限指標部１４Ｂは、底部１１から上方に延びるとともに、下限指標部１４Ｂの上端の高さＨＬが上限指標部１４Ａの上端の高さＨＵよりも低くなるように形成されている。下限指標部１４Ｂの上端は、封止樹脂８の樹脂面の下限を示しており、フィルムコンデンサＣの製造工程において、封止樹脂８は、封止樹脂８の樹脂面が下限指標部１４Ｂの上端を超えるように、ケース１に充填される。

以上のようにしてケース１に充填された封止樹脂８は、収納空間１０Ａにコンデンサ素子２を封止し、指標部１４のうち上限指標部１４Ａが露出することを許容している。

本実施形態では次の効果が得られる。
（１）上限指標部１４Ａが封止樹脂８に埋まっていないことを目視で確認することにより、ケース１に所定量を超えない封止樹脂８が充填されていることを把握できる。また、下限指標部１４Ｂが封止樹脂８に埋まっていることを目視で確認することにより、ケース１に所定量を超える封止樹脂８が充填されていることを把握できる。すなわち、指標部１４の態様を目視で確認することにより、封止樹脂８の充填状態を把握できるため、封止樹脂８の樹脂面の高さが所定の範囲内に収まっていることを簡単な構成で確認できる。また、上限指標部１４Ａと下限指標部１４Ｂとは、一体に形成されているため、上限指標部と下限指標部とが別々に形成されている構成に比べて、指標部１４の剛性を高めることができ、また、指標部１４の成形時に下限指標部１４Ｂが早く硬化することで上限指標部１４Ａの寸法精度を高めることができる。さらに、指標部１４は、上下方向Ｚに垂直な水平面において収納空間１０Ａを挟んで２つ設けられているため、封止樹脂８の樹脂面が所定の範囲内に収まっていることを複数の指標部１４を用いて確認することにより、収納空間１０Ａ上での樹脂面の傾斜度合いを容易に確認できる。

（２）指標部１４は、底部１１と一体に形成されるとともに、周壁部１２から間隔を空けて配置されている。このため、ケース１の成形と同時に底部１１に指標部１４を設けることができ、また、指標部が周壁部１２と隣接している構成に比べて、封止樹脂８が表面張力の作用により周壁部１２を伝って零れ落ちることを防止できる。つまり、指標部１４は周壁部１２に対する封止樹脂８（充填樹脂）の表面張力による這い上がりが防止できる程度に周壁部１２から離間している。

（３）上限指標部１４Ａは、上下方向Ｚに垂直な水平面において所定の第１方向（前後方向Ｘ）に延びるとともに、下限指標部１４Ｂは、上下方向Ｚに垂直な水平面において第１方向に垂直な第２方向（左右方向Ｙ）に延びている。このため、上下方向Ｚに垂直な水平面において上限指標部１４Ａと下限指標部１４Ｂとを垂直に交差させることができる。

（４）２つの指標部１４Ｒ，１４Ｌは、それぞれの下限指標部１４Ｂが互いに向かい合うように設けられている。このため、封止樹脂８の樹脂面の高さを確認する範囲が、これら２つの下限指標部１４Ｂによって挟まれる範囲であることを直感的に把握されることを期待できる。

本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、上記構成を変更することもできる。例えば、以下のように変更して実施することもでき、以下の変更を組み合わせて実施することもできる。

指標部１４は、上下方向Ｚに垂直な水平面において間隔を空けて３つ以上設けることで、収納空間１０Ａを挟んで３つ以上の指標部１４を設けることもできる。すなわち、指標部１４は、収納空間１０Ａを挟んで少なくとも２つ設けられればよい。指標部１４を前後方向Ｘと左右方向Ｙそれぞれに互いに向かい合うように４つ設けた場合（例えば、前後方向Ｘに間隔を空けて設けられた２つ指標部１４の下限指標部１４Ｂが、一直線上に配置されるように前後方向Ｘに延び、左右方向Ｙに間隔を空けて設けられた他の２つ指標部１４の下限指標部１４Ｂが、一直線上に配置されるように左右方向Ｙに延びている場合）、ケース１が傾いて封止樹脂８が偏ることを容易に発見し、ケース１の傾きを修正することができる。

複数の指標部１４は、それぞれの下限指標部１４Ｂが互いに向かい合わないように設けることもできる。例えば、指標部１４Ｒと指標部１４Ｌとが、左右方向Ｙに間隔を空けて設けられ、かつ、前後方向Ｘに間隔を空けて設けられるように構成することもできる。

指標部１４の形状を適宜変更してもよい。例えば、図６（Ａ）に示すように、上限指標部１４Ａの両側面に下限指標部１４Ｂを設けることで、指標部１４を十字状に形成することもできる。また、例えば、図６（Ｂ）に示すように、上限指標部１４Ａの端部に下限指標部１４Ｂを設けることもできる。また、例えば、図６（Ｃ）に示すように、上限指標部１４Ａの一方の側面に複数の下限指標部１４Ｂを設けることもできる。また、例えば、図６（Ｄ）に示すように、上下方向Ｚに垂直な水平面において、上限指標部１４Ａの長手方向の寸法に比べて、下限指標部１４Ｂの長手方向の寸法を大きくすることもできる。

ケース１は、車載用以外のフィルムコンデンサに利用することもできる。すなわち、本願発明は、バッテリＢとインバータＩ１，Ｉ２との間に接続されるフィルムコンデンサＣに限定されない。

Ｃ フィルムコンデンサ
１ コンデンサ用ケース
２ コンデンサ素子
３ 陽極端子部材
４ 陰極端子部材
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ 絶縁部材
８ 封止樹脂
１０Ａ 収納空間
１１ 底部
１２ 周壁部
１４，１４Ｒ，１４Ｌ 指標部
１４Ａ 上限指標部
１４Ｂ 下限指標部

Claims (4)

1. コンデンサ素子を収納する収納空間が設けられ、当該収納空間に前記コンデンサ素子を封止する封止樹脂が充填されるコンデンサ用ケースにおいて、
   前記収納空間の下方に設けられる底部と、
   前記収納空間の四方を囲む周壁部と、
   前記封止樹脂の樹脂面の指標となる指標部とを有し、
   前記指標部は、前記周壁部の上端よりも低い位置に形成された上限指標部と、前記上限指標部の上端よりも低い位置に形成された下限指標部とを有し、
   前記上限指標部および前記下限指標部は、一体に形成され、
   前記指標部は、上下方向に垂直な水平面において前記収納空間を挟んで少なくとも２つ設けられ、
   前記上限指標部は、前記水平面において所定の第１方向に延びるとともに、前記下限指標部は、前記水平面において前記第１方向に垂直な第２方向に延びている
   ことを特徴とするコンデンサ用ケース。
2. 前記指標部は、前記底部と一体に形成されるとともに、前記周壁部から間隔を空けて配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ用ケース。
3. ２つの前記指標部は、それぞれの前記下限指標部が互いに向かい合うように設けられている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のコンデンサ用ケース。
4. 請求項１～３のいずれか一項に記載のコンデンサ用ケースに、金属膜が設けられた樹脂フィルムを重ねて形成されたコンデンサ素子が収納されるとともに当該コンデンサ素子を封止する封止樹脂が充填されている
   ことを特徴とするフィルムコンデンサ。

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