(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つまたは複数のコンデンサ素子と、
前記コンデンサ素子を収容するためのケース体と、
前記コンデンサ素子の周囲を覆うように前記ケース体の内部を充填する樹脂モールドと、
を備え、
前記ケース体の少なくとも一部が少なくとも２層の発泡樹脂層により構成され、外側の層に比べて内側の層の発泡密度が高いことを特徴とするコンデンサ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のコンデンサ装置であって、
前記ケース体において、少なくとも前記ケース体の外部にある発熱体に面する発熱体側が発泡樹脂により構成され、外部への放熱側が放熱構造となっていることを特徴とするコンデンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサ素子を備えるコンデンサ装置に関し、特にハイブリッド車両等の車両に搭載されるコンデンサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関とモータとを動力源とするハイブリッド車両等の車両等において、直流電圧から交流成分を除去する平滑用素子等としてコンデンサ装置が用いられる。１つまたは複数のコンデンサ素子を備えたコンデンサ装置として、ケースモールド型コンデンサが知られている。ケースモールド型コンデンサは、１つまたは複数のコンデンサ素子を樹脂製等のケース体に収容し、防湿等のために樹脂モールド化した構造を有する。
【０００３】
このようなケースモールド型コンデンサにおいて、動作時にコンデンサ素子自体が発熱することに加えて、周囲に配置された電子部品等の外部からの熱の影響により、内部の温度上昇が大きくなることがあった。また、動作時にコンデンサ素子で発生した振動が、ケース体を介して車両本体等の外部に伝達することがあった。
【０００４】
例えば、特許文献１には、複数のコンデンサ素子と、コンデンサ素子を内蔵した略直方体形状の外装ケースとを備え、外装ケース内に樹脂充填し、発熱体近傍に設置する金属化フィルムコンデンサであって、外装ケースの外側面のうち発熱体に最も近い外側面に、金属板部とシリコン系発泡材製の断熱材の二層構造である放熱板を配した金属化フィルムコンデンサにより、コンデンサ素子自身の発熱を放熱させ、かつ、外部からの熱影響を緩和することが記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、車両本体に対して固定されるケース体と、ケース体に収容されるコンデンサ素子と、弾性体から形成され、ケース体に配置される台座と、コンデンサ素子の周囲を覆うようにケース体を充填する充填材とを備え、コンデンサ素子が台座によってケース体から離間した位置に支持されるコンデンサ装置により、車両本体への振動の伝達を抑制することが記載されている。
【０００６】
しかし、特許文献１の技術では、別部材として金属板部と断熱材の二層構造である放熱板を設けているため、部品点数が増えてしまい、製造における取り付け工程が増加してコスト増の要因となる。また、接着、粘着等により放熱板が別部材としてケース体の外側上面等に接合される構造であるため、特に長期使用において、熱応力や振動等の機械的応力等により、接合の界面からの剥離等による劣化が起こる可能性がある。また、車両本体等の外部への振動の伝達は抑制されない。
【０００７】
また、特許文献２の技術では、車両本体等の外部への振動の伝達は抑制されるが、外部からの熱影響は十分に緩和されない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１８７２０６号公報
【特許文献２】特開２００９−１７７０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、部品点数を増加させることなく、外部からの熱影響を緩和し、かつ、外部への振動の伝達を抑制することができるコンデンサ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、１つまたは複数のコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子を収容するためのケース体と、前記コンデンサ素子の周囲を覆うように前記ケース体の内部を充填する樹脂モールドと、を備え、前記ケース体の少なくとも一部が少なくとも２層の発泡樹脂層により構成され、外側の層に比べて内側の層の発泡密度が高いコンデンサ装置である。
【００１２】
また、前記コンデンサ装置において、前記ケース体において、少なくとも前記ケース体の外部にある発熱体に面する発熱体側が発泡樹脂により構成され、外部への放熱側が放熱構造となっていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、ケース体の少なくとも一部が発泡樹脂により構成されていることにより、部品点数を増加させることなく、外部からの熱影響を緩和し、かつ、外部への振動の伝達を抑制することが可能なコンデンサ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）本発明の実施形態に係るコンデンサ装置の構成の一例の概略を示す斜視図である。（ｂ）図１（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。（ｃ）図１（ｂ）における点線部分の拡大断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るコンデンサ装置の他の例におけるコンデンサ装置の一部の拡大断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るコンデンサ装置の他の例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
【００１６】
本発明の実施形態に係るコンデンサ装置の一例の概略を図１に示し、その構成について説明する。図１（ａ）はコンデンサ装置の構成の一例の概略を示す斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、（ｃ）は図１（ｂ）における点線部分の拡大断面図である。コンデンサ装置１は、１つまたは複数のコンデンサ素子１０と、コンデンサ素子１０を収容するためのケース体１２と、コンデンサ素子１０の周囲を覆うようにケース体１２の内部を充填する樹脂モールド１４と、を備える。本実施形態に係るコンデンサ装置１において、ケース体１２の少なくとも一部が発泡樹脂により構成されている。
【００１７】
図１（ｂ）に示すように、コンデンサ装置１において、底部１６と、底部１６の周縁から立ち上がり、底部１６の周縁に沿って周回する側部１８とを含むケース体１２に、１つまたは複数のコンデンサ素子１０が収容され、コンデンサ素子１０の周囲を覆うようにケース体１２の内部に樹脂が充填されて樹脂モールド１４が形成されている。コンデンサ素子１０の両端面に一対のメタリコン電極２０が形成され、コンデンサ素子１０を複数個並べた状態でコンデンサ素子１０の両端面に形成された一対のメタリコン電極２０にそれぞれはんだ付け部２２等を介して外部接続用の端子部である一対のバスバー２４が接続されており、これにより複数個のコンデンサ素子１０が並列接続されている。樹脂モールド１４は、バスバー２４の一端が外部接続用の端子部としてケース体１２から表出する状態で、複数個のコンデンサ素子１０およびバスバー２４を被覆するように樹脂が充填されて形成されている。また、樹脂モールド１４は、複数のコンデンサ素子１０と、底部１６の内面および側部１８の内面との間を充填するように形成されている。なお、図１中に示す複数のコンデンサ素子１０の配列は、一例であり、これに限定されるものではない。
【００１８】
図１のコンデンサ装置１において、ケース体１２の少なくとも一部、図１の例ではケース体１２の全体が発泡樹脂により構成されていることにより、部品点数を増加させることなく、外部からの熱影響が緩和され、かつ、外部への振動の伝達が抑制される。外部からの熱影響が緩和されることにより、コンデンサ装置１の内部がコンデンサ素子１０の使用上限温度（例えば、９０〜１００℃）を超えることを防止できる。また、部品点数を増加させることなく、製造における取り付け工程が増加することもないため、コスト増が抑制される。また、ケース体１２が接合面を有さないため、特に長期使用においても、熱応力や振動等の機械的応力等による接合の界面からの剥離等による劣化が起こらず、信頼性が高いものとなる。
【００１９】
本実施形態に係るコンデンサ装置１において、ケース体１２の一部が発泡樹脂により構成されていてもよいし、ケース体１２の全体が発泡樹脂により構成されていてもよい。ケース体１２は、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＥＰ（エポキシ）等の発泡されていない樹脂等により、少なくとも一部が構成されていてもよい。ケース体１２の外部に発熱体がある場合、外部の発熱体からの熱影響を十分に緩和するためには、少なくともその発熱体に面する発熱体側が発泡樹脂により構成されることが好ましい。この場合、発熱体に面する発熱体側の一部が発泡樹脂により構成されていてもよいし、発熱体側の全体が発泡樹脂により構成されていてもよい。ケース体１２のどの部分を発泡樹脂により構成するかは、コンデンサ装置１の車両等への設置場所、設置環境等に応じて適宜決めればよい。
【００２０】
ケース体１２の少なくとも一部を構成する発泡樹脂としては、樹脂中に気体を分散させ、発泡状（フォーム）または多孔質形状に成形されたものであればよく、特に制限はない。発泡樹脂の原料となる樹脂としては、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、フェノール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ユリア樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。ただし、前記ケース体１２との一体成形等を考慮すると、ケース体１２と同一材である、ＰＰＳ、ＰＢＴ、ＰＣ、ＥＰ等が好ましい。樹脂は、要求される強度（硬度）等の機械的特性、耐熱性等の熱的特性、誘電率等の電気的特性等に応じて適宜選択すればよい。また、これらの樹脂のうち１種を用いても、２種以上を用いてもよい。
【００２１】
発泡樹脂の発泡密度は、要求される強度、湿気透過性等に応じて、適宜選択すればよい。例えば、強度や防湿性を確保する場合は、発泡密度をより低くすればよいし、遮音性を確保する場合は、発泡密度をより高くすればよい。発泡樹脂の発泡密度は、例えば、一般的なアルキメデスの原理を利用した方法により測定することができる。
【００２２】
少なくとも一部が発泡樹脂により構成されるケース体１２は、例えば、成形時にケース全体または一部において樹脂を発泡させることにより製造することができる。したがって、部品点数を増加させることなく、製造における取り付け工程が増加することもない。また、成形時にケース自体を発泡化させることにより、接合界面を有さないため、熱応力や機械的応力等による接合界面からの剥離等による劣化が起こらない構造となり、信頼性が高いものとなる。発泡樹脂の発泡方法については、特に制限はない。また、発泡に用いられる気体等については、特に制限はない。
【００２３】
ケース体１２の形状は、例えば、略長方体形状等であるが、特に制限はない。
【００２４】
コンデンサ素子１０としては、例えば、誘電体フィルム上に金属蒸着電極を形成した一対の金属化フィルムを金属蒸着電極が誘電体フィルムを介して対向するように巻回したフィルムコンデンサ、積層コンデンサ等が挙げられる。
【００２５】
樹脂モールド１４は、コンデンサ素子１０の吸湿等を防ぐ役割を果たす。樹脂モールド１４を構成する樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられ、これらのうち、耐湿性および絶縁性に優れる等の点からエポキシ樹脂が好ましい。
【００２６】
ケース体１２は、さらに金属製等のコンデンサケースに収容されてもよい。コンデンサケースは、例えば、アルミダイキャストにより形成されている。コンデンサケースは、アルミニウムのほか、鉄やマグネシウム等の金属から形成されてもよい。
【００２７】
メタリコン電極２０は、例えば、Ｚｎ／Ｓｎ金属等の金属溶射等によって形成される。
【００２８】
はんだ付け部２２は、例えば、Ｓｎ−Ｐｂ共晶はんだ等によりはんだ付けされることにより形成される。
【００２９】
図２に、本発明の実施形態に係るコンデンサ装置の他の例におけるコンデンサ装置の一部の拡大断面図を示す（図１（ｃ）に相当する）。本実施形態において、図２に示すように、ケース体１２は、外側層２６ａと内側層２６ｂとの２層の発泡樹脂層２６により構成されている。ここで、外側層２６ａに比べて内側層２６ｂの発泡密度が高いことが好ましい。ケース体１２を構成する発泡樹脂層２６において、外側に比べて内側の発泡密度が高いことにより、例えば、強度が確保され、湿気透過性が向上する。図２における発泡樹脂層２６は２層構成であるが、３層以上の構成であってもよい。
【００３０】
ここで、本実施形態において、ケース体１２の少なくとも一部が少なくとも２つの発泡樹脂により構成されればよい。例えば、ケース体１２の一部が少なくとも２つの発泡樹脂により構成されていてもよいし、ケース体１２の全体が少なくとも２つの発泡樹脂により構成されていてもよい。ケース体１２の一部が少なくとも２つの発泡樹脂により構成され、ケース体１２の一部が１つの発泡樹脂により構成されていてもよいし、ケース体１２の一部が少なくとも２つの発泡樹脂により構成され、ケース体１２の一部が発泡されていない樹脂により構成されていてもよい。
【００３１】
少なくとも２つの発泡樹脂により構成する場合、発泡樹脂の原料として用いる樹脂は同じ種類のものでも異なる種類のものでもよい。用いる樹脂は、要求される強度（硬度）等の機械的特性、耐熱性等の熱的特性、誘電率等の電気的特性等に応じて適宜選択すればよい。
【００３２】
また、ケース体１２は、図２の構成のように外側層２６ａと内側層２６ｂとを含む少なくとも２層の発泡樹脂層２６により構成して、外側層２６ａに比べて内側層２６ｂの発泡密度が段階的に高くした構成としてもよいし、外側から内側へ、より低い発泡密度からより高い発泡密度になるように連続的に傾斜させた構成としてもよい。
【００３３】
発泡樹脂の発泡密度は、要求される強度、気体透過性等に応じて、適宜選択すればよい。ケース体１２のどの部分をどのような層構成で発泡樹脂により構成するかは、コンデンサ装置１の車両等への設置場所、設置環境等に応じて適宜決めればよい。
【００３４】
ケース体１２を外側層と内側層とを含む少なくとも２層の発泡樹脂層により構成したものは、例えば、一般的な射出２色成形法により製造することができる。また、外側から内側へ、より低い発泡密度からより高い発泡密度になるように連続的に傾斜させた構成のものは、例えば、射出２色成形法により製造することができる。
【００３５】
図３に、本発明の実施形態に係るコンデンサ装置の他の例の概略構成を示す。図３に示すコンデンサ装置１において、側部１８の一面が放熱構造２８となっており、ケース体１２の底部１６および残りの側面１８は発泡樹脂により構成されている。ケース体１２において、ケース体１２の外部にある発熱体に面する発熱体側が発泡樹脂により構成され、外部への放熱側が放熱構造となっていることが好ましい。これにより、ケース体１２の外部からの熱影響の緩和と、内部からの放熱とを効率的に行うことができる。
【００３６】
放熱構造としては、例えば、発泡密度がより高い発泡樹脂により構成する構造、２層構造等が挙げられる。
【００３７】
図３のような、側部１８の一面が放熱構造２８となっており、底部１６および残りの側面１８が発泡樹脂により構成されるケース体１２は、例えば、射出２色成形法により製造することができる。ケース体１２において、放熱構造２８の部分と、発泡樹脂により構成される部分とが異なる部材により構成される場合にも、同様に射出２色成形法により製造することができる。
【００３８】
本実施形態に係るコンデンサ装置は、例えば、内燃機関とモータとを動力源とするハイブリッド車、電気自動車、燃料電池車等の車両等に搭載される。本実施形態に係るコンデンサ装置は、例えば、車両等の前方部、後方部等に配置されるが、配置位置には特に制限はない。
【符号の説明】
【００３９】
１  コンデンサ装置、１０  コンデンサ素子、１２  ケース体、１４  樹脂モールド、１６  底部、１８  側部、２０  メタリコン電極、２２  はんだ付け部、２４  バスバー、２６  発泡樹脂層、２６ａ  外側層、２６ｂ  内側層、２８  放熱構造。
【図１】
0005573647.tif 000002
【図２】
0005573647.tif 000003
【図３】
0005573647.tif 000004