JP5045343B2 - コンデンサ - Google Patents

Description

この発明は、コンデンサ素子をケースに収納し、樹脂を充填したコンデンサに関するものである。

電力変換装置等で用いられるフィルタ用コンデンサやスナバコンデンサでは、大容量であることが要求される。このような要請に応えるコンデンサとしては、図７及び図８に示すように、複数のコンデンサ素子５１を銅等からなる一対の金属電極板５２、５３で接続してケース５４に収納し、樹脂５５を充填、硬化したコンデンサを挙げることができる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−２４５７１０号公報

しかしながら、ＩＧＢＴなどに接続されるフィルタ用コンデンサやスナバコンデンサにおいては、スイッチングロスを低減するために、インダクタンスをできるだけ小さくする必要があるが、上記のコンデンサでは、その要請に充分に応えているとは言い難いのが実情である。

また、上記のようなコンデンサは、複数の電極板を折曲して構成されているため、コンデンサ本体の構造が複雑になるだけでなく、複数のコンデンサ素子の電極部に対して金属電極板を接続する際に、金属電極板への半田付けを各コンデンサ素子の全ての電極部毎に行う必要が生じ、そのため作業性が良好であるとはいえなかった。

そこで、この発明は、上記の問題点を解消して、低インダクタンス化を図ると共に、簡単な構造で、容易に製造することが可能なコンデンサを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、この発明のコンデンサは、両端面に電極部１１を有し、ケース１内に収納される複数のコンデンサ素子２と、ケース開口部７側で絶縁体５を介して重ねられる第１電極板３及び第２電極板４とを有し、隣接するコンデンサ素子２で同一面側にある一方の電極部１１をリード線９を介して第１電極板３に接続し、隣接するコンデンサ素子２で同一面側にある他方の電極部１１をリード線９を介して第２電極板４に接続するとともに、互いに対向する電極部１１が同電位になるように配置してケース１内に樹脂６を充填したコンデンサであって、前記第１電極板３及び第２電極板４に設けられたリード線接続孔２３、３３の周囲に溝２６、３６が配置されていることを特徴とする。

また、前記溝２６、３６は、リード線接続孔２３、３３の周囲に不連続に、且つ略環状に配置されている。

さらに、前記第１電極板３及び第２電極板４に設けられたリード線接続孔２３、３３に前記リード線９が挿通されて、前記第１電極板３と第２電極板４とに接続される。

さらにまた、前記リード線９は、前記コンデンサ素子２の電極部１１に溶接により接続される。

この発明のコンデンサによれば、両端面に電極部を有し、ケース内に収納された複数のコンデンサ素子と、ケース開口部側で絶縁体を介して重ねられ、コンデンサ素子の電極部と接続された第１電極板及び第２電極板とを有するコンデンサであることから、第１電極板と第２電極板を重ねるだけの簡単な構造でありながら、電極板全面を重ねることにより、各電極板に発生する磁束を打ち消しあう効果を最大限活用して低インダクタンス化を図ることが可能になる。また、この発明のコンデンサは、２枚の電極板が平板状に構成されており、従来のように、コンデンサ素子の電極部との接続用端子部を一体的に形成してこれを折曲する必要がないので、電極板の使用量も低減することも可能になる。

さらに、第１電極板及び第２電極板に設けられたリード線接続孔にリード線が挿通され、第１電極板と第２電極板に接続されることから、電極板への半田付け又は溶接が一面だけになり、作業性の向上を図ることが可能になると共に、半田付け又は溶接工程の自動化にも対応することが可能になる。

また、リード線がコンデンサ素子の電極部に溶接により接続されていることから、コンデンサ素子へのダメージが少なくなり、耐電流性の向上を図ることが可能になる。

さらに、第１電極板及び第２電極板に設けられたリード線接続孔の周辺に溝が設けられていることから、半田付けにおける半田ごての熱が各電極板に分散されず、熱を局部的に集中させることが可能となり、半田付け性の向上を図ることが可能になる。

以下、この発明の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。この発明の一実施形態に係るコンデンサは、図１及び図２に示すように、絶縁体５を介して重ね合わされた第１電極板３と第２電極板４とを有し、これら電極板３、４に複数のコンデンサ素子２を接続すると共に、これをケース１内に収納し、ケース１内に樹脂６を充填、硬化することにより形成される。

ケース１は、図１に示すように、箱型のもので、底部と側部とを有し、上方へと開口するケース開口部７を有している。

コンデンサ素子２は、図１に示すように、その両端面に電極部１１が設けられている。このコンデンサ素子２は、図６のように、横方向に対し、相隣接する電極部１１、１１同士を相互に対向させて４個のコンデンサ素子２を並設することによってコンデンサ素子列を構成し、縦方向に３列のコンデンサ素子列を並設した状態で、ケース１の底部８側において同一面上に配置されている。相隣接するコンデンサ素子列においては、縦方向に隣接するコンデンサ素子２の電極部１１、１１同士が略同一面上に隣接するように配置され、これら電極部１１が同電位とされている。

第１電極板３は、図３及び図５に示すように、金属板からなる平板状の本体部２１と、本体部２１から突設され、略Ｌ字状に折曲された端子部２２とからなる。この第１電極板３の本体部２１には、略楕円形を有する長穴状のリード線接続孔２３と、これよりも大きい寸法のリード線逃し孔２４と、樹脂充填孔２５が設けられている。また、リード線接続孔２３の周囲には、半田付けにおける熱を局部に集中させるための複数の溝２６が不連続に、且つ略環状に配置されている。リード線接続孔２３とリード線逃し孔２４とは、合計横５列に配置されており、リード線接続孔２３は、本体部２１の略中心と両端部に略等間隔に配置され、リード線逃し孔２４は、リード線接続孔２３との間に略等間隔に配置されている。また、樹脂充填孔２５は、リード線接続孔２３とリード線逃し孔２４の間に横４列に配置されている。なお、第１電極板３の端子部２２と反対側の端部にあるリード線逃し孔２４、２４は、切欠かれて形成されている。

第２電極板４は、図４に示すように、第１電極板３よりも幅狭に形成され、金属板からなる平板状の本体部３１と、本体部３１から突設され、略Ｌ字状に折曲された端子部３２とからなる。この第２電極板４の本体部３１には、略楕円形を有する長穴状のリード線接続孔３３と、これよりも大きい寸法のリード線逃し孔３４と、樹脂充填孔３５が設けられている。また、リード線接続孔３３の周囲には、半田付けにおける熱を局部に集中させるための複数の溝３６が不連続に、且つ略環状に配置されている。リード線接続孔３３とリード線逃し孔３４とは、合計横３列に配置されており、リード線逃し孔３４は本体部３１の略真中に等間隔に配置されており、リード線接続孔３３はリード線逃し孔３４の両側に配置されている。また、樹脂充填孔３５は、リード線接続孔３３とリード線逃し孔３４の間と端部に横４列に配置されている。なお、第２電極板４の端子部３２とは反対側の端部にあるリード線逃し孔３４は、切欠かれて形成されている。なお、樹脂充填孔３５は、第１電極板３と略同位置に合計８個設けられている。

絶縁体５は、図１及び図２、図５に示すように、第２電極板４よりも幅広に形成され、リード線の半田付け作業に耐える耐熱性及び絶縁性を有するシート状の絶縁紙からなる。この絶縁紙にも、第１電極板３及び第２電極板４と同様に、略楕円形のリード線逃し孔４２と、樹脂充填孔４３とが設けられている。リード線逃し孔４２は、横３列に配置されており、樹脂充填孔４３は、リード線逃し孔４２の間及び絶縁紙の端部に横４列に配置されている。なお、樹脂充填孔４３は、第２電極板４と略同位置に合計８個設けられている。また、絶縁体５は、絶縁紙でなくてもよい。

上記のように構成された第１電極板３と第２電極板４及び絶縁体５は、第１電極板３と第２電極板４との間に絶縁体５を介在させて、第２電極板４をケース開口部７側に面した状態で重ね合わせられる。なお、第１電極板３は、第２電極板４よりも幅広に形成されており、第１電極板３と第２電極板４を重ね合わせた状態において、第１電極板３の端部にあるリード線接続孔２３と溝２６の一部は露出した状態となる。また、第１電極板３のリード線接続孔２３と第２電極板４のリード線逃し孔３４の位置が略同一になるように、且つ、第１電極板３のリード線逃し孔２４と第２電極板４のリード線接続孔３３の位置が略同一になるようにして重ね合わされると共に、各電極板３、４と絶縁体５の樹脂充填孔２５、３５、４３の位置が略同一になるようにして重ね合わされる。そして、各リード線接続孔２３、３３にリード線９を介してコンデンサ素子２と電気的に接続される。このとき、隣接するコンデンサ素子２で同一面側にある電極部１１が同電位になり、且つ、隣接するコンデンサ素子２で互いに対向する電極部１１が同電位になるように接続する。なお、上記のように各電極板３、４のリード線接続孔２３、３３、リード線逃し孔２４、３４が互いに重なるような関係に配置されることから、各リード線逃し孔２４、３４は、半田付け性と絶縁距離とを考慮した寸法としている。

リード線９は、より線、ＣＰ線、銅箔等により形成され、一端がコンデンサ素子２の電極部１１にスポット溶接によって接続され、他端が第１電極板３に半田付け等によって接続される。このように、リード線９をスポット溶接したことにより、半田付けに比較して、コンデンサ素子２のダメージが少なく、耐電流性が向上する。また、図においては、コンデンサ素子２の各電極部１１に対して２本のリード線９を接続しているが、コンデンサ素子２の容量に合わせて配置本数を変更することが可能である。なお、図５に示すように、リード線接続孔２３、３３にリード線９、９を挿通させた場合、隣り合うコンデンサ素子２の極性が同一となり、リード線９・・同士の密接が可能になるので省スペースを図ることができる。

そして、リード線９を介して接続された複数のコンデンサ素子２と第１電極板３と第２電極板４及び絶縁体５を第２電極板４がケース開口部７側になるようにしてケース１内に収納すると共に、第１電極板３及び第２電極板４の端子部２２、３２が露出した状態で樹脂６を充填、硬化することによってコンデンサを得ることができる。樹脂６が硬化した状態において、樹脂充填孔内にも樹脂６が充填されていることになるので、各電極板３、４が樹脂６によって拘束され、この結果、耐ヒートショック性を改善できる。

したがって、上記構成のコンデンサにおいて、第１電極板３と第２電極板４を重ね合わせるだけの簡単な構造でありながら、第１電極板３と第２電極板４との間に絶縁体５を介在させて、絶縁を保ちながら、近接させることにより、各電極板３、４に発生する磁束を打ち消し合うことができ、低インダクタンス化を図ることができる。また、配線長が最短となると共に、各電極板３、４が簡素な構成となるためコストダウンを図ることが可能となる。さらに、各電極板３、４へリード線９を接続する作業が一方の側（開口部７側）から行えるため接続作業性が改善され、また自動化も行い易い。

なお、この発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で多くの変更及び修正を加え得ることは勿論である。例えば、コンデンサ素子は巻回型コンデンサや積層型コンデンサ等を用いて構成しても良い。

この発明のコンデンサの実施形態を示す断面側面図である。 上記コンデンサの正面図である。 上記コンデンサの第１電極板を示す正面図である。 同じく第２電極板を示す正面図である。 同じく貫通孔を示す部分拡大図である。 同じくコンデンサ素子の配列状態を示す正面図である。 従来のコンデンサの断面側面図である。 従来のコンデンサの正面図である。

符号の説明

１・・ケース、２・・コンデンサ素子、３・・第１電極板、４・・第２電極板、５・・絶縁体、６・・樹脂、７・・ケース開口部、８・・ケース底部、９・・リード線、１１・・電極部、２３、３３・・リード線接続孔、２６、３６・・溝

Claims (4)

1. 両端面に電極部（１１）を有し、ケース（１）内に収納される複数のコンデンサ素子（２）と、ケース開口部（７）側で絶縁体（５）を介して重ねられる第１電極板（３）及び第２電極板（４）とを有し、隣接するコンデンサ素子（２）で同一面側にある一方の電極部（１１）をリード線（９）を介して第１電極板（３）に接続し、隣接するコンデンサ素子（２）で同一面側にある他方の電極部（１１）をリード線（９）を介して第２電極板（４）に接続するとともに、互いに対向する電極部（１１）が同電位になるように配置してケース（１）内に樹脂（６）を充填したコンデンサであって、前記第１電極板（３）及び第２電極板（４）に設けられたリード線接続孔（２３）（３３）の周囲に溝（２６）（３６）が配置されていることを特徴とするコンデンサ。
2. 前記溝（２６）（３６）は、リード線接続孔（２３）（３３）の周囲に不連続に、且つ略環状に配置されている請求項１記載のコンデンサ。
3. 前記第１電極板（３）及び第２電極板（４）に設けられたリード線接続孔（２３）（３３）に前記リード線（９）が挿通されて、前記第１電極板（３）と第２電極板（４）とに接続される請求項１又は２記載のコンデンサ。
4. 前記リード線（９）は、前記コンデンサ素子（２）の電極部（１１）に溶接により接続される請求項１乃至３のいずれかに記載のコンデンサ。