(57)【要約】【課題】車載用等に使用されるケースモールド型コンデンサに関し、耐熱性が悪いという課題を解決し、放熱性と耐熱性に優れたケースモールド型コンデンサを提供することを目的とする。【解決手段】複数のコンデンサ素子を一端に外部接続用の端子部を設けたバスバーで接続し、これをケース内に収容して少なくとも上記バスバーの端子部を除いて樹脂モールドしたケースモールド型コンデンサにおいて、複数のコンデンサ素子を並列に配置し、バスバーに設けた端子部に最も近い部分に配置されるコンデンサ素子を他のコンデンサ素子よりも耐電圧特性が優れるようにすることで、安定した性能を発揮することが可能な寿命特性に優れた信頼性の高いケースモールド型コンデンサを提供することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコンデンサ素子を一端に外部接続用の端子部を設けたバスバーで接続し、これをケース内に収容して少なくとも上記バスバーの端子部を除いて樹脂モールドしたケースモールド型コンデンサにおいて、複数のコンデンサ素子を整列配置し、バスバーに設けた外部接続用の端子部に最も近い部分に配置されるコンデンサ素子が他のコンデンサ素子よりも耐電圧特性が優れるようにしたケースモールド型コンデンサ。
【請求項２】
他のコンデンサ素子よりも耐電圧特性が優れたコンデンサ素子として、金属化フィルムコンデンサを構成する金属化フィルムのフィルム厚を厚くした請求項１に記載のケースモールド型コンデンサ。
【請求項３】
他のコンデンサ素子よりも耐電圧特性が優れたコンデンサ素子として、金属化フィルムコンデンサを構成する金属化フィルムの誘電体フィルムに形成する金属蒸着電極のパターンが異なるようにした請求項１に記載のケースモールド型コンデンサ。
【請求項４】
他のコンデンサ素子よりも耐電圧特性が優れたコンデンサ素子として、金属化フィルムコンデンサを構成する金属化フィルムの誘電体フィルムの表面粗さを小さくした請求項１に記載のケースモールド型コンデンサ。
【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ケース内に樹脂モールドしたケースモールド型コンデンサの中で、特に車載用のモータ駆動のインバータ回路の平滑用コンデンサとして使用されるケースモールド型コンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、インバータ機器に用いられる金属化フィルムコンデンサにおいて、小型化、高性能化、低コスト化のための開発が盛んに行われている。また、インバータ機器に用いられる金属化フィルムコンデンサには、使用電圧の高電圧化、大電流化、大容量化等が要求されるため、並列接続した複数のコンデンサ素子をケース内に収納し、このケース内に樹脂を注型したケースモールド型コンデンサが開発され、実用化されている。
【０００３】
そして、このようなケースモールド型コンデンサにおいては、大きな機械的強度、高耐熱温度、耐水性、耐油性に優れたものが追求され続けている。
【０００４】
図５はこの種の従来のケースモールド型コンデンサの構成を示した分解斜視図、図６は図５のＡ−Ａ線における断面図であり、図５と図６において、１０はコンデンサ素子を示し、このコンデンサ素子１０はポリプロピレンからなる誘電体フィルムの片面または両面に金属蒸着電極を形成した金属化フィルムを一対の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、両端面に亜鉛を溶射したメタリコン電極を形成することによって正極電極と負極電極を夫々設けて構成されたものである。
【０００５】
１１は正極バスバー、１１ａはこの正極バスバー１１の一端に設けられた外部接続用の正極端子であり、この正極バスバー１１は上記コンデンサ素子１０を複数個密着して並べた状態で各コンデンサ素子１０の一方の端面に形成された正極電極と夫々接合され、また、正極端子１１ａはこのコンデンサ素子１０の上方へ引き出され、後述するケース１３から表出するようにしているものである。
【０００６】
１２は負極バスバー、１２ａはこの負極バスバー１２の一端に設けられた外部接続用の負極端子であり、この負極バスバー１２も上記正極バスバー１１と同様に、上記コンデンサ素子１０を複数個密着して並べた状態で各コンデンサ素子１０の他方の端面に形成された負極電極と夫々接合され、また、負極端子１２ａはこのコンデンサ素子１０の上方へ引き出され、後述するケース１３から表出するようにしており、これにより、複数個のコンデンサ素子１０が連結されているものである。
【０００７】
１３はポリフェニレンサルファイド（以下、ＰＰＳという）樹脂製のケース、１４はこのケース１３内に充填されたモールド樹脂であり、このモールド樹脂１４は上記正極バスバー１１と負極バスバー１２により接続された複数個のコンデンサ素子１０をケース１３内に樹脂モールドしたものである。
【０００８】
このように構成された従来のケースモールド型コンデンサは、コンデンサ素子１０を耐熱性、耐湿性、耐絶縁性に優れたモールド樹脂１４にてケース１３内にモールドし、かつ、ケース１３の材料として、機械的強度、耐熱性、耐水性に優れ、過酷な使用条件にも耐えうるＰＰＳを用いたことにより、従来よりも高信頼性のケースモールド型コンデンサを提供することができるというものであった。
【０００９】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−１４６７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら上記従来のケースモールド型コンデンサでは、従来の車載用以外の用途から車載用としての用途に使用されるために、例えば５０〜１００Ａの大電流が入力されるような過酷な条件下では、上記正極バスバー１１ならびに負極バスバー１２に夫々一体で設けられた正極端子１１ａならびに負極端子１２ａが発熱したり、あるいは入力側から印加される電流と共に熱も伝播されてしまい、結果として正極端子１１ａならびに負極端子１２ａが発熱したりするという問題があった。
【００１２】
従って、このように正極端子１１ａならびに負極端子１２ａが発熱すると、この正極端子１１ａならびに負極端子１２ａに一番近いコンデンサ素子１０から順次隣接するコンデンサ素子１０へと熱が伝播され、全てのコンデンサ素子１０の温度が上昇してケースモールド型コンデンサとしての特性が劣化してしまうという課題があった。
【００１３】
本発明はこのような従来の課題を解決し、端子部での発熱をコンデンサ素子へ伝播させ難くすることができる、放熱性と耐熱性に優れたケースモールド型コンデンサを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために本発明は、複数のコンデンサ素子を一端に外部接続用の端子部を設けたバスバーで接続し、これをケース内に収容して少なくとも上記バスバーの端子部を除いて樹脂モールドしたケースモールド型コンデンサにおいて、複数のコンデンサ素子を並列に配置し、バスバーに設けた端子部に最も近い部分に配置されるコンデンサ素子を他のコンデンサ素子よりも耐電圧特性が優れるようにした構成のものである。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように本発明によるケースモールド型コンデンサは、耐電圧特性に優れるコンデンサ素子を、各バスバーに設けた外部接続用の各端子に最も近い部分に配置するコンデンサ素子として用いることにより、各端子が発熱してコンデンサ素子が高温下にさらされてもコンデンサ素子の寿命劣化が緩和されるため、安定した性能を発揮することが可能な寿命特性に優れた、信頼性の高いケースモールド型コンデンサを提供することができるという効果が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態によるケースモールド型コンデンサの構成を示した斜視図、（ｂ）同上面側のバスバーを除いた状態の斜視図、（ｃ）同平面図
【図２】（ａ）参考実施の形態１によるケースモールド型コンデンサの構成を示した斜視図、（ｂ）同上面側のバスバーを除いた状態の斜視図、（ｃ）同平面図
【図３】（ａ）、（ｂ）本実施の形態によるコンデンサ素子の展開斜視図
【図４】参考実施の形態２によるケースモールド型コンデンサの構成を示した正面図
【図５】従来のケースモールド型コンデンサの構成を示した分解斜視図
【図６】図５のＡ−Ａ線における断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（参考実施の形態１）
以下、参考実施の形態１について説明する。
【００１８】
図２（ａ）〜（ｃ）は参考実施の形態１によるケースモールド型コンデンサの構成を示した斜視図と同上面側のバスバーを除いた状態の斜視図と同平面図であり、図２において、１はコンデンサ素子を示し、このコンデンサ素子１は片面または両面に金属蒸着電極を形成した金属化フィルムを一対の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、両端面に亜鉛を溶射したメタリコン電極を形成することによって正極電極と負極電極を夫々設けて構成されたものである。
【００１９】
２は正極バスバー、２ａはこの正極バスバー２の一端に設けられた外部接続用の正極端子であり、この正極バスバー２は上記コンデンサ素子１を複数個密着して千鳥状に配置した状態で各コンデンサ素子１の一方の面に形成された正極電極と夫々接合され、また、正極端子２ａはコンデンサ素子１の上方へ引き出され、後述するケース４から表出するようにしているものである。
【００２０】
３は負極バスバー、３ａはこの負極バスバー３の一端に設けられた外部接続用の負極端子であり、この負極バスバー３も上記正極バスバー２と同様に、上記コンデンサ素子１を複数個密着して千鳥状に配置した状態で各コンデンサ素子１の他方の面に形成された負極電極と夫々接合され、また、負極端子３ａはコンデンサ素子１の上方へ引き出され、後述するケース４から表出するようにしており、これにより、複数個のコンデンサ素子１が連結されているものである。
【００２１】
４はＰＰＳ製のケース、５はこのケース４内に充填されたモールド樹脂（図示せず）であり、このモールド樹脂５は上記正極バスバー２と負極バスバー３により連結された複数個のコンデンサ素子１をケース４内に樹脂モールドしたものである。
【００２２】
このように構成された参考実施の形態１によるケースモールド型コンデンサは、正極バスバー２に設けた外部接続用の正極端子２ａ（負極バスバー３に設けた外部接続用の負極端子３ａも同じ）に最も近い部分にコンデンサ素子１を配置せず、モールド樹脂５のみが配設されるようにした構成により、正極端子２ａと負極端子３ａに入力側から印加される電流と共に熱も一緒に伝播された場合でも、この熱は正極端子２ａと負極端子３ａから正極バスバー２と負極バスバー３を介してコンデンサ素子１に伝播される前に、まずモールド樹脂５に伝播されるようになるため、このモールド樹脂５から熱を外部へ放熱することができるのでコンデンサ素子１にダメージを与えるような高い熱が伝播するのを抑制することができるようになるものである。
【００２３】
また、大電流の印加によるコンデンサ素子１の発熱に伴って正極端子２ａと負極端子３ａが発熱するような場合でも、上記説明と同様にモールド樹脂５からの放熱によって正極端子２ａと負極端子３ａの発熱を抑制することができるようになるものである。
【００２４】
このようにして得られた参考実施の形態１のケースモールド型コンデンサの放熱特性を測定した結果を比較例としての従来品と比較して（表１）に示す。なお、従来品はコンデンサ素子を整列配置してケース内に樹脂モールドした構成のものである。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
（表１）から明らかなように、参考実施の形態１によるケースモールド型コンデンサは、外部接続用の正極端子２ａ、負極端子３ａに最も近い部分に設けたモールド樹脂５により放熱を促進し、コンデンサ素子１にダメージを与えるような高い熱が伝播したり、蓄積したりするのを抑制して高い放熱効果を発揮することができるようになり、耐熱性に優れたケースモールド型コンデンサが得られることが分かるものである。
【００２７】
（実施の形態）
以下、実施の形態を用いて、本発明の請求項１〜４に記載の発明について説明する。
【００２８】
本実施の形態は、上記参考実施の形態１で説明したケースモールド型コンデンサのコンデンサ素子を整列配置し、かつ、バスバーに設けた外部接続用の端子部に最も近い部分に配置されるコンデンサ素子の構成が異なるようにしたものであり、これ以外の構成は参考実施の形態１と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて説明する。
【００２９】
図１（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態によるケースモールド型コンデンサの構成を示した斜視図と同上面側のバスバーを除いた状態の斜視図と同平面図であり、図１において、６はコンデンサ素子を示し、このコンデンサ素子６は、このコンデンサ素子６を除く他の複数のコンデンサ素子１とは特性が異なるように構成され、正極バスバー２に設けた外部接続用の正極端子２ａ（負極バスバー３に設けた外部接続用の負極端子３ａも同じ）に最も近い部分に１個だけ配置されたものである。
【００３０】
上記コンデンサ素子６は他のコンデンサ素子１よりも耐電圧特性が優れるように構成されたものであり、この耐電圧特性が優れるように構成する具体的な手段としては、コンデンサ素子６を構成する金属化フィルムのフィルム厚を厚くしたものである。
【００３１】
より具体的には、比較例としての従来品の金属化フィルムを形成するポリプロピレン（ＰＰ）製の誘電体フィルムの厚みが３．１μｍであり、本実施の形態においては、この従来品のＰＰ製の誘電体フィルムの厚み×１．０５倍の厚みのＰＰ製の誘電体フィルムを用いたものと、同１．１倍の厚みのＰＰ製の誘電体フィルムを用いたもの、の２種類を作製して耐電圧特性を確認した。この結果を（表２）に示す。
【００３２】
なお、試験条件は、ＤＣ６００Ｖ印加：周囲温度１００℃で、初期容量値に対する容量変化率ΔＣ＝−５％に到達するまでの時間を評価した。
【００３３】
【表２】
2011101042.tif 000004
【００３４】
（表２）から明らかなように、本実施の形態によるケースモールド型コンデンサは、金属化フィルムを形成する誘電体フィルムの厚みを厚くしたことにより、コンデンサ素子６の耐電圧を向上させることができるようになることが分かるものである。
【００３５】
従って、このように耐電圧特性に優れるコンデンサ素子を、各バスバーに設けた外部接続用の各端子に最も近い部分に１個だけ配置するコンデンサ素子６として用いることにより、各端子が発熱してコンデンサ素子６に高熱が伝播しても、コンデンサ素子６がダメージを受けることなく、安定した性能を発揮することが可能な耐熱性に優れたケースモールド型コンデンサを提供することができるようになるものである。
【００３６】
また、同様にコンデンサ素子６は他のコンデンサ素子１よりも耐電圧特性が優れるように構成する具体的な手段としては、コンデンサ素子６を構成する金属化フィルムの誘電体フィルムの表面粗さを小さくすることによっても可能である。
【００３７】
比較例としての従来品の金属化フィルムを形成するポリプロピレン（ＰＰ）製の誘電体フィルムの表面粗さが０．０７μｍであり、本実施の形態においては、この従来品のＰＰ製の誘電体フィルムの表面粗さを０．０５μｍのものと、同０．０３μｍのもの、の２種類を作製して耐電圧特性を確認した。この結果を（表３）に示す。
【００３８】
なお、試験条件は、ＤＣ６００Ｖ印加：周囲温度１００℃で、初期容量値に対する容量変化率ΔＣ＝−５％に到達するまでの時間を評価した。
【００３９】
【表３】
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【００４０】
（表３）からも明らかなように、本実施の形態によるケースモールド型コンデンサは、金属化フィルムを形成する誘電体フィルムの表面粗さを小さくしたことにより、コンデンサ素子６の耐電圧を向上させることができるようになることが分かるものである。
【００４１】
従って、このように耐電圧特性に優れるコンデンサ素子を、各バスバーに設けた外部接続用の各端子に最も近い部分に１個だけ配置するコンデンサ素子６として用いることにより、各端子が発熱してコンデンサ素子６が高温下にさらされてもコンデンサ素子６の寿命劣化が緩和されるため、安定した性能を発揮することが可能な寿命特性に優れたケースモールド型コンデンサを提供することができるようになるものである。
【００４２】
また、上記コンデンサ素子６が他のコンデンサ素子１よりも耐電圧特性が優れるように構成する別の手段として、コンデンサ素子６を構成する金属化フィルムの誘電体フィルム上に形成する金属蒸着電極のパターンを異なるように形成するという方法があり、この方法について図３を用いて説明する。
【００４３】
図３（ａ）、（ｂ）は本実施の形態によるコンデンサ素子の展開斜視図であり、図３において、１と６はコンデンサ素子、１ａと６ａは誘電体フィルム上に形成された金属蒸着電極、１ｂと６ｂは同分割スリット、１ｃと６ｃは同ヒューズであり、図３（ｂ）のパターンのものを各バスバーに設けた外部接続用の各端子に最も近い部分に１個だけ配置するコンデンサ素子６として用い、図３（ａ）のパターンのものを従来品（その他のコンデンサ素子１）として用いるようにしたものである。
【００４４】
このように構成された２種類のコンデンサ素子１、６の耐電圧特性を確認した結果を（表４）に示す。
【００４５】
なお、試験条件は、ＤＣ６００Ｖ印加：周囲温度１００℃で、初期容量値に対する容量変化率ΔＣ＝−５％に到達するまでの時間を評価した。
【００４６】
【表４】
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【００４７】
（表４）から明らかなように、本実施の形態によるケースモールド型コンデンサは、金属化フィルムを形成する誘電体フィルム上に形成する金属蒸着電極のパターンを異ならせることにより、コンデンサ素子の耐電圧を向上させることができるようになることが分かるものである。
【００４８】
従って、このように耐電圧特性に優れるコンデンサ素子を、各バスバーに設けた外部接続用の各端子に最も近い部分に１個だけ配置するコンデンサ素子６として用いることにより、各端子が発熱してコンデンサ素子６に高熱が伝播しても、コンデンサ素子６がダメージを受けることなく、安定した性能を発揮することが可能な耐熱性に優れたケースモールド型コンデンサを提供することができるようになるものである。
【００４９】
なお、上記実施の形態においては、各バスバーに設けた外部接続用の各端子に最も近い部分のみに耐電圧特性に優れるコンデンサ素子を配置する例を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、端子に最も近い部分とこれに隣接する部分にも耐電圧特性に優れるコンデンサ素子を配置するようにしたり、異なる耐電圧特性のコンデンサ素子を数段階に準備し、端子に最も近い部分から耐電圧特性が優れる順にコンデンサ素子を配置したりするようにしても良いものであり、このような技術思想を具現化する実施の形態であれば、如何なる構成でも構わないものである。
【００５０】
（参考実施の形態２）
以下、参考実施の形態２について説明する。
【００５１】
図４は参考実施の形態２によるケースモールド型コンデンサの構成を示した正面図であり、図４において、７はコンデンサ素子、７ａはこのコンデンサ素子７の両端面に亜鉛を溶射することにより夫々形成されたメタリコン電極であり、このメタリコン電極７ａはコンデンサ素子７の本体部の外形寸法より大きな寸法になるように形成されているものである。８は正極バスバー、９は負極バスバー、９ａはこの負極バスバー９に設けられた外部接続用の負極端子である。
【００５２】
このように構成された参考実施の形態２によるケースモールド型コンデンサは、コンデンサ素子７を複数個並べて配置した際に、コンデンサ素子７の両端面に夫々形成したメタリコン電極７ａがコンデンサ素子７の外形よりも大きく形成されているために、隣り合うメタリコン電極７ａどうしが当接して、コンデンサ素子７の本体部間には所定の隙間が発生するようになるものである。
【００５３】
従って、この隙間には図示しないモールド樹脂が充填されるようになり、このケースモールド型コンデンサに電流を印加して各コンデンサ素子７が発熱した場合でも、このコンデンサ素子７からの発熱は放熱性に優れたモールド樹脂を介して放熱されるようになるために高い放熱性を発揮して、耐熱性に優れたケースモールド型コンデンサを提供することができるようになるものである。
【００５４】
このように構成された参考実施の形態２によるケースモールド型コンデンサの放熱特性を測定した結果を比較例としての従来品と比較して（表５）に示す。なお、従来品は上記参考実施の形態１で比較例として説明したものと同じものである。
【００５５】
【表５】
2011101042.tif 000007
【００５６】
（表５）から明らかなように、参考実施の形態２によるケースモールド型コンデンサは、コンデンサ素子７を複数個並べて配置した際に、隣り合うコンデンサ素子７間に隙間が発生するようになるために、この隙間に充填されたモールド樹脂を介して高い放熱効果を発揮することができるようになるのが分かるものである。
【００５７】
以上のように本発明によるケースモールド型コンデンサは、耐熱性に優れたケースモールド型コンデンサを提供することができるようになるものである。
【００５８】
なお、上記実施の形態においては、各バスバーに設けた外部接続用の各端子に最も近い部分に耐電圧特性に優れるコンデンサ素子を配置する例を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、上記参考実施の形態１または参考実施の形態２の内何れか、或いは両方と組み合わせることも可能であり、このような構成にすることにより、より耐熱性に優れたケースモールド型コンデンサを提供することができるようになるものである。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明によるケースモールド型コンデンサは、放熱性と耐熱性に優れるという効果を有し、特に、車載用のインバータ回路の平滑用、車両駆動用モータの駆動回路の平滑用等として有用である。
【符号の説明】
【００６０】
１、６、７  コンデンサ素子
２  正極バスバー
２ａ  正極端子
３  負極バスバー
３ａ  負極端子
４  ケース
【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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