(57)【要約】【課題】軽量化ができ、保守が容易でかつ冷却効果を向上でき、コスト低減も容易にできる乾式コンデンサを提供する。【解決手段】両端面に端子８、９を有するコンデンサ素子１の複数個を並設してコンデンサ素子群１２を形成する。素子１の一方の端子同士を共通接続する電極板１３と、素子１の他方の端子同士を共通接続する電極板１４とで素子群１２を挟む。電極板１３、１４間に各素子１を支持する素子支持部材５０、５１設ける。電極板１３、１４の相対向する一対の一端部に折曲端部１５を形成する。電極板１３、１４の折曲端部１５に外部へ突出する外部接続用端子２０を接続して素子集合体２を構成する。電極板１３、１４の相対向する他の端部側に付設される非金属性の枠部２３、２４を有する枠体３にて、素子集合体２を支持する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端面に端子を有するコンデンサ素子（１）の複数個を並設してコンデンサ素子群（１２）を形成し、各コンデンサ素子（１）の一方の端子同士を共通接続する第１の電極板（１３）と、各コンデンサ素子（１）の他方の端子同士を共通接続する第２の電極板（１４）とで上記コンデンサ素子群（１２）を挟むと共に、第１の電極板（１３）と第２の電極板（１４）との間に各コンデンサ素子（１）を支持する素子支持部材（５０）（５１）を設け、かつコンデンサ素子（１・・）の積み重ね方向における各電極板（１３）（１４）の相対向する一対の一端部をコンデンサ素子群（１２）からそれぞれ突出させて、その突出部を折り曲げて折曲端部（１５）（１５）を形成すると共に、折曲端部（１５）（１５）に素子支持部材（５０）（５１）を連結し、さらに折曲端部（１５）（１５）に電極端子（２０）を接続することにより素子集合体（２）を構成し、各電極板（１３）（１４）の相対向する他の端部側に付設される非金属性の枠部（２３）（２４）を有する枠体（３）にて、上記素子集合体（２）を支持することを特徴とする乾式コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数のコンデンサ素子を並設して構成した乾式コンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の乾式コンデンサとしては、複数のコンデンサ素子を並設し、これらを電気的に接続したコンデンサ素子集合体（集合体）を形成し、この集合体の全体をエポキシ等の樹脂で封止したものがある（例えば、特許文献１参照）。この場合、この樹脂被覆でもって外装体としている。
【特許文献１】特開平９−２６０１８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に記載の乾式コンデンサの構造では、樹脂でフルモールドしているため、体積当たりの質量が大きく、各コンデンサ素子の保守・点検が困難であり、素子の発熱に対する冷却効果が低い。また、樹脂で全体をモールドするために製作時に金型が必要であり、静電容量に応じて別の金型も必要となりコスト低減が困難である等の欠点があった。
【０００４】
この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、軽量化ができ、保守が容易でかつ冷却効果を向上でき、コスト低減も容易にできる乾式コンデンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の乾式コンデンサは、両端面に端子を有するコンデンサ素子１の複数個を並設してコンデンサ素子群１２を形成し、各コンデンサ素子１の一方の端子同士を共通接続する第１の電極板１３と、各コンデンサ素子１の他方の端子同士を共通接続する第２の電極板１４とで上記コンデンサ素子群１２を挟むと共に、第１の電極板１３と第２の電極板１４との間に各コンデンサ素子１を支持する素子支持部材を設け、かつコンデンサ素子１の積み重ね方向における各電極板１３、１４の相対向する一対の一端部をコンデンサ素子群１２からそれぞれ突出させて、その突出部を折り曲げて折曲端部１５、１５を形成すると共に、折曲端部１５に素子支持部材を連結し、さらに折曲端部１５、１５に電極端子２０を接続することにより素子集合体２を構成し、各電極板１３、１４の相対向する他の端部側に付設される非金属性の枠部２３、２４を有する枠体３にて、上記素子集合体２を支持することを特徴としている。
【０００６】
上記請求項１の乾式コンデンサでは、複数のコンデンサ素子１・・を一対の電極板１３、１４にて挟むものであり、この一対の電極板１３、１４をこの乾式コンデンサの構造材として用いることができる。このため、部品点数の減少を図ることができると共に、一対の電極板１３、１４にて挟まれるコンデンサ素子１の数の増減を簡単に行うことができる。また、一対の電極板１３、１４の対向する折曲端部１５、１５間、及び枠部２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ間にそれぞれ隙間１７、１８、４８、４８を設けることができる。これにより、これらの隙間１７、１８、４８、４８に対応するコンデンサ素子１を外部に露出させることができる。さらに、素子支持部材５０、５１にて各コンデンサ素子１を支持することができるので、各コンデンサ素子１の端子１ａ、１ｂにかかる重量による荷重負荷を軽減することができる。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の乾式コンデンサによれば、一対の電極板をこの乾式コンデンサの構造材として用いることができ、部品点数の減少を図ることができる。これにより、この乾式コンデンサの軽量化を図ることができる。また、コンデンサ素子を一対の電極板にて挟むものであって、樹脂モールドしなくて済み、金型が不要でコスト低減がはかれ、各コンデンサ素子の保守点検が容易となる。しかも、一対の電極板にて挟まれるコンデンサ素子の数の増減を簡単に行うことができ、種々の容量のコンデンサを簡単に構成できる。さらに、一対の電極板の対向する折曲端部間、及び枠部間の隙間に対応するコンデンサ素子を外部に露出させることができる。これによって、素子の発熱に対して冷却効果を有効に発揮することができる。しかも、素子支持部材にて各コンデンサ素子を支持することができるので、各コンデンサ素子の端子にかかる重量による荷重負荷を軽減することができる。このため、振動や衝撃などの強い外力を受けた際に、端子にかかるストレスが低減され、クラックや折損等の端子の破壊リスクの軽減が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に、この発明の乾式コンデンサの具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１はこの発明の乾式コンデンサの一部断面で示す正面図を示し、図２はその側面図を示し、図３はその平面図を示し、図４はその断面側面図を示している。この乾式コンデンサは、複数のコンデンサ素子１・・を有する素子集合体２と、この素子集合体２を支持する枠体３を備える。
【０００９】
コンデンサ素子１は、図７に示すように、素子本体７と、この素子本体７の両端面から突設される端子８、９とを有する。この場合、素子本体７は、金属化プラスチックフィルムが巻回されてなるフィルム巻回部５と、このフィルム巻回部５の外側を被覆する外装部６とからなる。また、外装部６は、例えばエポキシ含浸プリプレグテープをフィルム巻回部５の外周側に巻回すると共に、このテープを巻回してなる筒状の外皮１０の両端部に、例えばエポキシ樹脂を充填して端部樹脂部１１、１１を形成することによって構成する。
【００１０】
また、図１〜図４に示すように、素子集合体２は、複数のコンデンサ素子１・・を並設してなるコンデンサ素子群１２と、このコンデンサ素子群１２を挟む一対の電極板１３、１４と、各コンデンサ素子１を支持する素子支持部材５０、５１とを備える。この場合、一方（第１）の電極板１３は、複数のコンデンサ素子１・・の一方の端子８・・側に配置されて一方の端子８・・同士を共通接続し、他方（第２）の電極板１４は、複数のコンデンサ素子１・・の他方の端子９・・側に配置されて他方の端子９・・同士を共通接続する。また、各コンデンサ素子１・・の端子８、９はねじ止め又は溶接等の各種の接続手段を介して各電極板１３、１４に接続される。
【００１１】
ところで、電極板１３、１４は導体（銅等）からなり、コンデンサ素子１・・の積み重ね方向における相対向する一対の端部をコンデンサ素子群１２から突出させて、その突出部を内方へ折り曲げて折曲端部１５、１６を形成している。すなわち、各一方の折曲端部１５、１５はコンデンサ素子群１２の上端面に対向し、各他方の折曲端部１６、１６は、コンデンサ素子群１２の下端面に対向している。また、各電極板１３、１４において、電極板１３、１４の一方（上方）の折曲端部１５、１５間、及び他方（下方）の折曲端部１６、１６間には所定間隔の隙間１７、１８がそれぞれ形成される。このため、これらの隙間１７、１８を介してコンデンサ素子群１２の一部のコンデンサ素子１が外部に露出することになる。また、一方（上方）の折曲端部１５、１５からは、少なくとも１本（この場合、図１等においては３本）の電極端子（外部接続用端子）２０が突設される。このように、複数のコンデンサ素子１・・を備えた素子集合体２が形成される。なお、図５（この図５と図６においては、図面の簡略化を図るために、上記図１と図２よりもコンデンサ素子１の数を少なくしている。）に示すように、電極板１３、１４の本体部１３ａ、１４ａ及び折曲端部１５、１６に貫孔５２・・、５３・・が設けられている。なお、図５と図６における素子集合体２では、電極端子２０が折曲端部１５、１５側にそれぞれ２本づつ配置されることになる。
【００１２】
また、素子支持部材５０、５１は例えば硬質樹脂成形品から構成され、図５と図６に示すように、大径孔部５５・・が設けられた本体部５０ａ、５１ａと、本体部５０ａ、５１ａの端部に設けられる折曲部５６、５７、５８、５９とからなる。また、折曲部５６、５７、５８、５９には貫孔６０・・が設けられている。ところで、上記電極端子（外部接続用端子）２０・・は、電極板１３、１４の折曲端部１５、１５の貫孔５３・・を貫通し、かつ素子支持部材５０、５１の折曲部５６、５８の貫孔６０・・をも貫通して、電極板１３、１４と素子支持部材５０、５１をともに固定している。また、電極端子２０を有しない他方の折曲端部１６側においても、折曲端部１６、１６と素子支持部材５０、５１の折曲部５７、５９をボルト部材（図示省略）で固定している。
【００１３】
そして、図６に示すように、第１の電極板１３と第１の素子支持部材５０とが合わされ、第２の電極板１４と第２の素子支持部材５１とが合わされ、素子支持部材５０、５１の大径孔部５５・・に各コンデンサ素子１の端部１ａ、１ｂが嵌入される。電極板１３と素子支持部材５０とは、電極板１３の折曲端部１５と素子支持部材５０の折曲部５６とが重ね合わされ、電極板１３の折曲端部１６と素子支持部材５０の折曲部５７とが重ね合わされる。また、電極板１４と素子支持部材５１とは、電極板１４の折曲端部１５と素子支持部材５１の折曲部５８とが重ね合わされ、電極板１４の折曲端部１６と素子支持部材５１の折曲部５９とが重ね合わされる。このように、図６に示す状態では、各コンデンサ素子１・・の端部１ａ、１ｂが素子支持部材５０、５１の大径孔部５５・・に嵌入されるので、各コンデンサ素子１・・が素子支持部材５０、５１にて支持されることになる。
【００１４】
次に、図１〜図３に示すように、枠体３は、各電極板１３、１４の相対向する他の一対の端部２１ａ、２２ａ、２１ｂ、２２ｂ側に付設される非金属性の枠部２３ａ、２４ａ、２３ｂ、２４ｂと、枠部２３ａ、２３ｂ同士を連結する一対の連結枠部２５、２６と、枠部２４ａ、２４ｂ同士を連結する一対の連結枠部２７、２８とを備える。すなわち、枠部２３ａは、一方の電極板１３の外面に対向する第１片部２９と、素子集合体２の一方の側面に対向する第２片部３０とからなり、枠部２３ｂは、他方の電極板１４の外面に対向する第１片部３１と、素子集合体２の一方の側面に対向する第２片部３２とからなり、枠部２４ａは、一方の電極板１３の外面に対向する第１片部３３と、素子集合体２の他方の側面に対向する第２片部３４とからなり、枠部２４ｂは、他方の電極板１４の外面に対向する第１片部３５と、素子集合体２の他方の側面に対向する第２片部３６とからなる。
【００１５】
この場合、枠部２３ａ、２３ｂの第１片部２９、３１及び枠部２４ａ、２４ｂの第１片部３３、３５には貫孔が設けられると共に、電極板１３、１４には、この第１片部２９、３１、３３、３５の貫孔に対応して貫通孔が設けられている。そして、一方の電極板１３側から、枠部２３ａ、２４ａの第１片部２９、３３の貫孔、電極板１３の貫通孔、素子支持部材５０、５１の貫通孔、電極板１４の貫通孔、及び枠部２３ｂ、２４ｂの第１片部３１、３５の貫孔に、ボルト部材４１・・を挿通し、各枠部２３ｂ、２４ｂの第１片部３１、３５の貫孔から突出したボルト部材４１・・のねじ軸先端部にナット部材４２・・（図３参照）を螺着する。これによって、素子集合体２に枠体３の枠部２３ａ、２４ａ、２３ｂ、２４ｂを取付けることができる。なお、枠体３を素子集合体２に組み付ける場合、枠部２３ａ、２４ａと一方の電極板１３だけボルト部材にて固定し、枠部２３ｂ、２４ｂと他方の電極板１４は、また別のボルト部材にて固定するようにしてもよい。
【００１６】
また、連結枠部２５、２６は、それぞれ、一方側の枠部２３ａ、２３ｂの第２片部３０、３２に取付けられる取付片部３７と、この取付片部から外側方へ突出される外鍔部３８とからなり、また、連結枠部２７、２８は、他方側の枠部２４ａ、２４ｂの第２片部３４、３６に取付けられる取付片部３９と、この取付片部３９から外側方へ突出される外鍔部４０とからなる。そして、各取付片部３７、３９をボルト部材４３を介してそれぞれ枠部２３ａ、２４ａに取付けている。図１に示すように、この場合、枠部２３ａ、２４ａ、２３ｂ、２４ｂの下端縁４５・・を素子集合体２の下端よりも下方に突出させ、その下端縁４５・・と、下方の連結枠部２６、２８の外鍔部３８、４０の下面とを略同一高さ位置としている。このため、下方の連結枠部２６、２８の外鍔部３８、４０が脚部となる。なお、連結枠部２５、２７の数や取付位置は任意に設定でき、連結枠部２５、２７は、外鍔部３８、４０がボルト部材４３の上方になるように（上下逆向きに）取付けられてもよい。
【００１７】
ところで、上記枠体３の枠部２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ及び連結枠部２５、２６、２７、２８は、強化樹脂成形品にて構成され、ボルト部材４１、４３及びナット部材４２も樹脂製とされる。ここで、強化樹脂としては、例えば、ガラス繊維などの補強材でプラスチックを強化した繊維強化樹脂（ＦＲＰ）等を用いることができる。また、枠部２３ａ、２３ｂ間、及び枠部２４ａ、２４ｂ間には、図２に示すように、隙間４８、４８が設けられている。
【００１８】
このように、上記乾式コンデンサでは、複数のコンデンサ素子１を一対の電極板１３、１４にて挟むものであり、この一対の電極板１３、１４をこの乾式コンデンサの構造材として用いることができる。このため、部品点数の減少を図ることができて、この乾式コンデンサの軽量化を図ることができる。また、コンデンサ素子１・・を一対の電極板１３、１４にて挟むものであって、全体を樹脂モールドするものではなく樹脂ケースも使用しないため金型が不要で製作時間の短縮及びコストの低減がはかれ、各コンデンサ素子１・・の保守点検が容易となる。しかも、一対の電極板１３、１４にて挟まれるコンデンサ素子１の数の増減を簡単に行うことができるので、種々の容量のコンデンサを簡単に構成できる。さらに、一対の電極板１３、１４の対向する折曲端部１５、１５間及び枠部２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ間にそれぞれ隙間１７、１８、４８、４８を設けることができる。これにより、これらの隙間１７、１８、４８、４８に対応するコンデンサ素子１を外部に露出させることができ、コンデンサ素子１の発熱に対して冷却効果を有効に発揮することができる。
【００１９】
しかも、素子支持部材５０、５１にて各コンデンサ素子１を支持することができるので、各コンデンサ素子１の端子１ａ、１ｂにかかる重量による荷重負荷を軽減することができる。このため、振動や衝撃などの強い外力を受けた際に、端子にかかるストレスが低減され、クラックや折損等の端子の破壊リスクの軽減が期待できる。
【００２０】
ところで、大容量のコンデンサを実現するには、素子数を増加させればよい。しかしながら、素子数を増加させれば、電極板１３、１４の面積が大きくなる。電極板１３、１４の面積が大きく（広く）なれば、電極板中央部から枠体３の枠部２３、２４までの寸法が大きくなり、外部から振動を受けた場合に、電極板中央部の振動が大となってこのコンデンサ各部に強い振動エネルギーを与えるほか、固定部近傍に応力が集中し、物理的破壊が発生したり、機械的ダメージによる素子のＥＳＲ（等価直列抵抗）値など電気特性が劣化したりして、コンデンサの振動耐久性が悪化するおそれがある。
【００２１】
そこで、一つの寸法例として、素子集合体２の高さ寸法Ｌｖ（図４参照）を４００ｍｍ程度とし、素子集合体２の電極板１３、１４の幅寸法Ｌｔ（図1参照）を４６０ｍｍ程度とし、電極板１３、１４の折曲端部１５、１６の折曲代ｂ１、ｂ２（図４参照）を、３０ｍｍ（２０ｍｍ以上）とすると共に、相対面する電極板１３、１４の対面距離ｄ（図４参照）未満とした場合、電極板面積を比較的小さく抑えることができ、外部から振動を受けた場合にも、電極板中央部の振幅を低減できる。また、折曲端部１５、１６の耐久性が増すと共に、振動を抑制する効果が向上する。さらに、電極板１３、１４全体として、振動に対する剛性が高くなり、電極板１３、１４各部の振動差を減少させることができ、振動エネルギーが均等に分散され、各部への機械的ダメージの緩和を実現できる。このため、大容量を維持したままで、振動耐久性の向上が期待できる。なお、各部位の寸法は上記寸法例に限定されるものではなく、使用部材の剛性やコンデンサ素子の質量などによって適宜設定可能である。
【００２２】
以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、コンデンサ素子１として、テープの代わりに樹脂モールドを施したものであってもよい。また、各電極板１３、１４の外面を絶縁シートにて覆ってもよい。さらに、電極板１３、１４の折曲端部として内方へ折り曲げずに外方へ折り曲げたものであってもよい。また、コンデンサ素子１の数としても任意に増減できる。ところで、使用する際において通常は、上記図例のように、一方の折曲端部１５、１５が上方とされると共に、他方の折曲端部１６、１６が下方とされるように配置する。しかしながら、一方の折曲端部１５、１５が下方とされると共に、他方の折曲端部１６、１６が上方とされるように配置したり、さらには、折曲端部１５、１５、１６、１６が上下方向に沿って配置されるいわゆる横向きに配置したりしてもよい。また、各電極板１３、１４が矩形以外の多角形、円形、又は楕円形等であってもよい。さらに、素子支持部材５０、５１として、硬質樹脂成形品のほか、比較的軟質の樹脂成形品や発泡プラスチック等の可撓性を持ったものであっても、絶縁距離や沿面距離等を考慮した上で、金属製としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の乾式コンデンサの実施形態を示す一部断面で示す正面図である。
【図２】上記乾式コンデンサの側面図である。
【図３】上記乾式コンデンサの平面図である。
【図４】上記乾式コンデンサの断面側面図である。
【図５】上記乾式コンデンサのコンデンサ素子群の分解斜視図である。
【図６】上記乾式コンデンサのコンデンサ素子群の斜視図である。
【図７】上記乾式コンデンサのコンデンサ素子の斜視図である。
【符号の説明】
【００２４】
１・・コンデンサ素子、２・・素子集合体、３・・枠体、８、９・・端子、１２・・コンデンサ素子群、１３、１４・・電極板、１５、１６・・折曲端部、２０・・電極端子、２３、２４・・枠部、５０、５１・・素子支持部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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