(57)【要約】【課題】コンデンサ容器に対するコンデンサ素子の位置決めを容易にしつつ、組み立て時にコンデンサ素子が傷付くことを防止する。【解決手段】コンデンサ素子２と、コンデンサ素子２を収容するコンデンサ容器３とを備え、コンデンサ素子２の下面に凸部５１が形成されており、コンデンサ容器３の底面に凸部５１に対応する凹部５２が形成されており、凸部５１が凹部５２に係合することにより、コンデンサ容器３に対してコンデンサ素子２が位置決めされている。【選択図】図１
2018078164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサ素子と、当該コンデンサ素子を収容するコンデンサ容器とを備え、
前記コンデンサ素子の下面に凸部が形成されており、
前記コンデンサ容器の底面に前記凸部に対応する凹部が形成されており、
前記凸部が前記凹部に係合することにより、前記コンデンサ容器に対して前記コンデンサ素子が位置決めされているコンデンサ装置。
【請求項２】
前記コンデンサ素子が巻芯に金属化フィルムを巻回したものである、請求項１記載のコンデンサ装置。
【請求項３】
前記凸部が前記巻芯に形成されている、請求項２記載のコンデンサ装置。
【請求項４】
コンデンサ素子をコンデンサ容器に収容してなるコンデンサ装置の製造方法であって、
前記コンデンサ素子の下面に凸部を形成し、
前記コンデンサ容器の底面に前記凸部に対応する凹部を形成し、
前記コンデンサ容器に前記コンデンサ素子を収容する際に、前記凸部を前記凹部に係合させることにより、前記コンデンサ容器に対して前記コンデンサ素子の位置決めするコンデンサ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサ素子をコンデンサ容器に収容して構成されるコンデンサ装置及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のコンデンサ装置としては、金属蒸着した金属化フィルムを重ねて巻回したコンデンサ素子を、外装容器であるコンデンサ容器に収容したものがある。このコンデンサ装置は、コンデンサ容器にコンデンサ素子を収容した後に、コンデンサ容器に例えば絶縁樹脂などの絶縁材料を充填することにより構成される。
【０００３】
ところが、このコンデンサ装置では、コンデンサ素子を収容したコンデンサ容器に絶縁材料を充填する際に、コンデンサ素子がコンデンサ容器の中心位置からずれてしまうという問題がある。つまり、図９に示すように、コンデンサ容器Ｘの中心軸Ｘ１に対してコンデンサ素子Ｙの中心軸Ｙ１がずれてしまう。
【０００４】
コンデンサ素子がコンデンサ容器の中心位置からずれてしまうと、コンデンサ素子の電極部分がコンデンサ容器の側壁に接触する恐れがある。このとき、コンデンサ容器が金属製の場合には、それらの間で短絡してしまい、コンデンサの機能を損ねてしまう。また、コンデンサ容器が絶縁材料製の場合には、それらの間で絶縁破壊を起こしたり部分放電が発生したりして、破壊に至る可能性がある。さらに、コンデンサ素子を取り囲む絶縁樹脂の厚みが不均一となってしまい、コンデンサ素子からの放熱性にムラが生じ、コンデンサ素子の放熱を効果的に行うことが難しくなってしまう。
【０００５】
一方で、特許文献１に示すように、コンデンサ容器に対するコンデンサ素子の位置決めを行うために、コンデンサ容器の底部に上方に向かって突起を設けたものが考えられている。このコンデンサ装置では、コンデンサ素子の中央部に形成された巻芯孔に突起を挿入することにより、コンデンサ容器に対するコンデンサ素子の位置決めが行われる。
【０００６】
しかしながら、コンデンサ容器の内部に突起を設ける構成では、コンデンサ素子をコンデンサ容器に収容する際に、コンデンサ素子の巻芯孔と突起との位置関係が見えない又は見えにくいため、突起の先端部がコンデンサ素子の巻回部分に接触する可能性がある。そうすると、巻回部分が傷付いてしまい、コンデンサ装置の性能が劣化してしまう等の問題となりうる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６４−５０５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、コンデンサ容器に対するコンデンサ素子の位置決めを容易にしつつ、コンデンサ容器に収容する際にコンデンサ素子が傷付くことを防止することをその主たる課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち本発明に係るコンデンサ装置は、コンデンサ素子と、当該コンデンサ素子を収容するコンデンサ容器とを備え、前記コンデンサ素子の下面に凸部が形成されており、前記コンデンサ容器の底面に前記凸部に対応する凹部が形成されており、前記凸部が前記凹部に係合することにより、前記コンデンサ容器に対して前記コンデンサ素子が位置決めされていることを特徴とする。
【００１０】
このようなコンデンサ装置であれば、コンデンサ素子の下面に形成された凸部を、コンデンサ容器の底面に形成された凹部に係合させることにより、コンデンサ容器に対してコンデンサ素子が位置決めされているので、コンデンサ素子とコンデンサ容器の側壁との距離をコントロールすることができ、コンデンサ素子とコンデンサ容器の側壁との間の絶縁性を確保できるとともに、コンデンサ素子の放熱をムラなく行うことができる。
また、コンデンサ素子に位置決め用の凸部を形成し、コンデンサ容器に位置決め用の凹部を形成しているので、従来のようにコンデンサ容器の内部に位置決め用の突起を設ける必要がなく、コンデンサ容器に収容する際にコンデンサ素子が位置決め用の突起に接触することがなく、コンデンサ素子が傷付くことを防止することができる。
その他、コンデンサ素子に凸部を形成し、コンデンサ容器に凹部を形成しているので、コンデンサ素子のサイズやコンデンサ容器のサイズに合わせた専用の位置決め部材を不要とすることができる。
【００１１】
コンデンサ素子の具体的な実施の態様としては、巻芯に金属蒸着した金属化フィルムを重ねて巻回して構成されたものとすることが考えられる。このコンデンサ素子の場合、巻芯はコンデンサ素子の中心軸に位置する。
このコンデンサ素子の構成を生かして凸部を容易に形成するためには、前記凸部は、前記巻芯に形成されていることが望ましい。ここで、前記凹部がコンデンサ容器の底面の中央部に形成されたものであれば、コンデンサ素子の中心軸をコンデンサ容器の中心軸に一致させることができる。
また、巻芯に凸部を形成する構成であれば、コンデンサ素子のサイズ及びコンデンサ容器のサイズに関わらず、凸部及び凹部の構成を同一にすることができる。例えば、巻芯を同一の構成とし、その巻芯に巻かれる金属化フィルムの巻回数を増減させることによりサイズの異なるコンデンサ素子を構成する場合に有効である。
【００１２】
また、本発明に係るコンデンサ装置の製造方法は、コンデンサ素子をコンデンサ容器に収容してなるコンデンサ装置の製造方法であって、前記コンデンサ素子の下面に凸部を形成し、前記コンデンサ容器の底面に前記凸部に対応する凹部を形成し、前記コンデンサ容器に前記コンデンサ素子を収容する際に、前記凸部を前記凹部に係合させることにより、前記コンデンサ容器に対して前記コンデンサ素子を位置決めすることを特徴とする。
このようなコンデンサ装置の製造方法によれば、上述したコンデンサ装置の効果に加えて、コンデンサ素子を収容したコンデンサ容器に絶縁材料を充填する際に、凸部が凹部に係合しているので、コンデンサ容器に対してコンデンサ素子がずれにくい。
【発明の効果】
【００１３】
このように構成した本発明によれば、コンデンサ素子の下面に形成された凸部を、コンデンサ容器の底面に形成された凹部に係合させることにより、コンデンサ容器に対してコンデンサ素子が位置決めされているので、コンデンサ容器に対するコンデンサ素子の位置決めを容易にしつつ、コンデンサ容器に収容する際にコンデンサ素子が傷付くことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態のコンデンサ装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】同実施形態のコンデンサ装置の製造方法の概略を示す斜視図である。
【図３】同実施形態のコンデンサ素子及びコンデンサ容器を上下に離間させた状態を示す部分断面図である。
【図４】変形実施形態のコンデンサ装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図５】変形実施形態のコンデンサ装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図６】変形実施形態のコンデンサ装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図７】変形実施形態の凸部及び凹部の構成を模式的に示す断面図である。
【図８】変形実施形態のコンデンサ装置の製造方法の概略を示す斜視図である。
【図９】従来のコンデンサ装置の構成を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明に係るコンデンサ装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１６】
＜装置構成＞
本実施形態のコンデンサ装置１００は、図１及び図２に示すように、コンデンサ素子２と、当該コンデンサ素子２を収容するコンデンサ容器３とを備えている。
【００１７】
コンデンサ素子２は、概略円柱状をなすものであり、円筒状をなす巻芯２１に、金属蒸着した金属化フィルム２２、２２’を重ねて巻回したものである。当該金属化フィルム２２、２２’は、図２に示すように、例えばポリプロピレンやポリエチレンテレフタラートなどの誘電体からなるフィルム２２ａ、２２’ａと、例えばアルムニウムや亜鉛などの金属からなる蒸着金属部２２ｂ、２２’ｂと、未蒸着部２２ｃ、２２’ｃとから構成されている。
【００１８】
コンデンサ素子２の上面側は、金属化フィルム２２の金属蒸着部２２ｂが位置しており、当該金属蒸着部２２ｂは、例えば溶射金属などの集電体（不図示）により一体化されており、外部端子が電気的に接続される。一方、コンデンサ素子２の下面側は、金属化フィルム２２’の蒸着金属部２２ｂ’が位置しており、当該蒸着金属部２２ｂ’は、例えば溶射金属などの集電体（不図示）により一体化されており、外部端子が電気的に接続されている。
【００１９】
コンデンサ容器３は、コンデンサ素子２の形状に対応した形状をなすものであり、本実施形態では、有底円筒形状をなす絶縁材料製のものである。このコンデンサ容器３内にコンデンサ素子２が収容されるとともに、当該コンデンサ素子２とコンデンサ容器３との間に形成される隙間を埋めるように、例えば樹脂製の絶縁材料４が充填される。
【００２０】
しかして本実施形態のコンデンサ装置１００においては、特に図１及び図３に示すように、コンデンサ素子２及びコンデンサ容器３にコンデンサ容器３に対してコンデンサ素子２を位置決めするための位置決め構造５が形成されている。
【００２１】
具体的にこの位置決め構造５は、コンデンサ素子２の下面２ａに形成された凸部５１と、コンデンサ容器３の底面３ａに形成され、凸部５１に対応する凹部５２とから構成される。
【００２２】
凸部５１は、コンデンサ素子２の巻芯２１にコンデンサ素子２の下面２ａよりも下方に突出して形成されている。本実施形態の凸部５１の形状は、図１に示すように、断面部分円形状の回転体形状をなすものであるが、その他、断面台形状、断面矩形状、断面三角形状、断面多角形状をなす回転体形状であっても良いし、回転体形状の他に多角錐形状、多角錐台形状、三角柱等の多角柱形状等であっても良い。
【００２３】
本実施形態の凸部５１は、巻芯２１の中空部に嵌め込まれるキャップ部材６により構成されている。このキャップ部材６は、巻芯２１の中空部に差し込まされる挿入部６１と、当該挿入部６１の先端部に形成され、コンデンサ素子２の下面２ａから突出して凸部５１を構成する頭部６２とを有している。このキャップ部材６は、コンデンサ容器３が絶縁材料製の場合には、絶縁材料製であっても良いし、金属製であっても良い。なお、コンデンサ容器３が金属製の場合には、キャップ部材６は、絶縁材料製であることが望ましい。
【００２４】
凹部５２は、コンデンサ容器３の底面３ａから下方に凹んで形成されている。本実施形態の凹部５２は、凸部５１の形状に対応して形成されており、断面部分円形状の回転体形状をなしている。ここで、凹部５２は凸部５１と係合してコンデンサ容器３の中心軸３Ｃに対してコンデンサ素子２の中心軸２Ｃを位置決めできる形状であればよく、凸部５１と同一形状又は相似形状をなすものに限られない。
【００２５】
本実施形態の凹部５２は、コンデンサ容器３の底面３ａの中央部に形成されている。この凹部５２に凸部５１が係合することにより、コンデンサ容器３の中心軸３Ｃとコンデンサ素子２の中心軸２Ｃとが一致するように位置決めされる。つまり、コンデンサ素子２の外側周面とコンデンサ容器３の内側周面との距離が周方向において均一となるように位置決めされる。
【００２６】
次に、本実施形態のコンデンサ装置１００の製造方法について図２を参照して簡単に説明する。
【００２７】
まず、巻芯２１に金属蒸着した金属化フィルムを重ねて巻回して概略円柱状のコンデンサ素子２を形成する。なお、コンデンサ素子２の上面及び下面２ａは、溶射金属からなる集電体が形成される。
【００２８】
このようにして作製されたコンデンサ素子２の巻芯２１の中空部に、キャップ部材６の挿入部６１を挿入する。これにより、コンデンサ素子２の下面２ａに凸部５１が形成される。
また、コンデンサ容器３を製造する際に、当該コンデンサ容器３の底面３ａの中央部に凹部５２を形成する。
【００２９】
そして、このコンデンサ容器３に、キャップ部材６が装着されたコンデンサ素子２を収容する。このとき、コンデンサ容器３の凹部５２にコンデンサ素子２に装着されたキャップ部材６の頭部６２（凸部５１）を係合させる。
【００３０】
その後、液体状の絶縁材料４を流し込むことにより、コンデンサ容器３内に絶縁材料４を充填し、固化させる。このようにしてコンデンサ装置１００が製造される。
【００３１】
＜本実施形態の効果＞
このように構成した本実施形態のコンデンサ装置１００によれば、コンデンサ素子２の下面２ａに形成された凸部５１を、コンデンサ容器３の底面３ａに形成された凹部５２に係合させることにより、コンデンサ容器３に対してコンデンサ素子２が位置決めされているので、コンデンサ素子２とコンデンサ容器３の側壁３１との距離をコントロールすることができ、コンデンサ素子２とコンデンサ容器３の側壁３１との間の絶縁性を確保できるとともに、コンデンサ素子２の放熱をムラなく行うことができる。特に本実施形態では、コンデンサ容器３の中心軸３Ｃとコンデンサ素子２の中心軸２Ｃとが一致するように位置決めされるので、絶縁性の確保を確実にすることができるとともに、放熱のムラを一層低減することができる。
また、コンデンサ素子２に位置決め用の凸部５１を形成し、コンデンサ容器３に位置決め用の凹部５２を形成しているので、従来のようにコンデンサ容器３の内部に位置決め用の突起を設ける必要がなく、コンデンサ容器３に収容する際にコンデンサ素子２が位置決め用の突起に接触することがなく、コンデンサ素子２が傷付くことを防止することができる。
その他、コンデンサ素子２に凸部５１を形成し、コンデンサ容器３に凹部５２を形成しているので、コンデンサ素子２のサイズやコンデンサ容器３のサイズに合わせた専用の位置決め部材を不要とすることができる。
【００３２】
＜その他の変形実施形態＞
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００３３】
前記実施形態ではコンデンサ容器３は絶縁樹脂製のものであり、コンデンサ素子２の下面２ａとコンデンサ容器３の底面３ａとの間の絶縁を特に考慮した構成ではなかったが、コンデンサ容器３が金属製の場合、コンデンサ素子２の下面２ａと、コンデンサ容器３の底面３ａとの絶縁も確保する必要がある。この場合、凸部５１が、コンデンサ素子２の下面２ａとコンデンサ容器３の底面３ａとを離間させるスペーサとしての機能を発揮するものとすることが考えられる。具体的には、図４に示すように、凸部５１が、コンデンサ容器３の凹部５２に係合する係合部５１ａと、当該係合部５１ａよりもコンデンサ素子２側に形成されて、コンデンサ素子２の下面２ａとコンデンサ容器３の底面３ａとの間に介在するスペーサ部５１ｂとを有する構成とすることが考えられる。この場合、スペーサ部５１ｂの形状としては、係合部５１ａの周方向全体に形成されたものの他、係合部５１ａの周方向の一部に形成されたものであっても良い。
【００３４】
また、前記実施形態では、巻芯２１にキャップ部材６を装着することによってコンデンサ素子２に凸部５１を形成したものであったが、図５に示すように、凸部５１をコンデンサ素子２の巻芯２１に一体形成したものであっても良い。
【００３５】
さらに、凸部５１は、コンデンサ素子２の巻芯２１に設けられる構成の他、又はその構成に加えて、図６に示すように、コンデンサ素子２の巻芯２１以外の部分、例えば、コンデンサ素子２の巻回部分に設けられる構成としても良い。コンデンサ素子２の巻回部分は、溶射金属などにより集電体２５が構成されているため、集電体２５に凸部５１が設けられる構成となる。この場合、複数の凸部５１を設けることが望ましい。例えば、巻芯２１の周りに周方向に同一円上に等間隔に設けることが組み立て性の観点から望ましいが、同一円上でなくても良いし、等間隔でなくても良い。
【００３６】
前記実施形態の構成に加えて、凸部５１及び凹部５２によって、コンデンサ容器３に対するコンデンサ素子２の左右方向の位置決めだけでなく、コンデンサ容器３に対するコンデンサ素子２の傾きを積極的に防止する構成としても良い。具体的には、凹部５２に凸部５１が係合し、凸部５１の外面と凹部５２の内面とが密着して、コンデンサ容器３に対するコンデンサ素子２の傾きを積極的に防止する構成としても良い。係合する構成としては、例えば、図７（Ａ）に示すように、凸部５１が断面矩形状をなすものであり、凹部５２が前記凸部５１に係合する断面矩形状をなすものであり、凸部５１の左右外側面と凹部５２の左右内側面とが密着してコンデンサ容器３に対するコンデンサ素子２の傾きを防止する構成、図７（Ｂ）に示すように、凸部５１が先端に行くに従って幅が縮小する断面台形状であり、凹部５２が前記凸部５１に係合する底面に行くにしたがって幅が縮小する断面台形状をなすものであり、凸部５１の左右傾斜外面と凹部５２の左右内側内面とが密着してコンデンサ容器３に対するコンデンサ素子２の傾きを防止する構成等が考えられる。
【００３７】
前記実施形態では、凸部５１及び凹部５２によってコンデンサ素子２の中心軸２Ｃ及びコンデンサ容器３の中心軸３Ｃが一致するように構成されているが、コンデンサ容器３に対してコンデンサ素子２が位置決めされるものであれば良く、コンデンサ素子２の中心軸２Ｃ及びコンデンサ容器３の中心軸３Ｃが一致しない構成としても良い。
【００３８】
その上、図８に示すように、コンデンサ容器３に複数個のコンデンサ素子２を収容する構成としても良い。この場合、コンデンサ容器３の底面３ａには、複数の凹部５２が形成され、コンデンサ容器３に対するコンデンサ素子２を位置決めするだけでなく、コンデンサ素子２同士の位置決めも行われる。
【００３９】
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４０】
１００・・・コンデンサ装置
２・・・コンデンサ素子
２Ｃ・・・コンデンサ素子の中心軸
２ａ・・・コンデンサ素子の下面
２１・・・巻芯
２２、２２’・・・金属化フィルム
２２ａ、２２ａ’・・・フィルム（誘電体）
２２ｂ、２２ｂ’・・・金属蒸着部
２２ｃ、２２ｃ’・・・未蒸着部
２４・・・セパレータ
３・・・コンデンサ容器
３Ｃ・・・コンデンサ容器の中心軸
３ａ・・・コンデンサ容器の底面
５１・・・凸部
５２・・・凹部
【図１】
2018078164.tif 000003
【図２】
2018078164.tif 000004
【図３】
2018078164.tif 000005
【図４】
2018078164.tif 000006
【図５】
2018078164.tif 000007
【図６】
2018078164.tif 000008
【図７】
2018078164.tif 000009
【図８】
2018078164.tif 000010
【図９】
2018078164.tif 000011