(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端面に一対の電極が設けられた素子を複数個並列して外部接続用の端子部を一端に設けたバスバーで夫々接続し、
これら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モールド樹脂を充填したケースモールド型コンデンサにおいて、
上記素子は断面小判形に形成され、長径方向を垂直方向にしてケース内に収容され、
複数個が並列して配置された素子の各素子間には、モールド樹脂が充填されるとともに少なくとも素子の電極近傍に配置される部分の厚みを厚くした複数の仕切り壁がケースの内底面から立ち上がるように設けられたケースモールド型コンデンサ。
【請求項２】
素子の両端面に設けられた一対の電極が載置される素子搭載リブをケースの内底面に設けた請求項１に記載のケースモールド型コンデンサ。
【請求項３】
機能が異なる２種類以上の素子を並列接続してケース内に収容した請求項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】
本発明は各種電子機器、電気機器、産業機器、自動車等に使用され、特に、ハイブリッド自動車のモータ駆動用インバータ回路の平滑用、フィルタ用、スナバ用に最適な金属化フィルムコンデンサをケース内に収容して樹脂モールドした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、環境保護の観点から、あらゆる電気機器がインバータ回路で制御され、省エネルギー化、高効率化が進められている。中でも自動車業界においては、電気モータとエンジンで走行するハイブリッド車（以下、ＨＥＶと呼ぶ）が市場導入される等、地球環境に優しく、省エネルギー化、高効率化に関する技術の開発が活発化している。
【０００３】
このようなＨＥＶ用の電気モータは使用電圧領域が数百ボルトと高いため、このような電気モータに関連して使用されるコンデンサとして、高耐電圧で低損失の電気特性を有する金属化フィルムコンデンサが注目されており、更に市場におけるメンテナンスフリー化の要望からも極めて寿命が長い金属化フィルムコンデンサを採用する傾向が目立っている。
【０００４】
そして、このようにＨＥＶ用として用いられる金属化フィルムコンデンサには、使用電圧の高耐電圧化、大電流化、大容量化等が強く要求されるため、バスバーによって並列接続した複数の金属化フィルムコンデンサをケース内に収納し、このケース内にモールド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。
【０００５】
しかしながら、このようなケースモールド型コンデンサでは、金属化フィルムコンデンサ自体に寸法バラツキがあることに加え、組み立て時において金属化フィルムコンデンサどうしが接触したり、あるいは使用環境におけるヒートサイクルによって金属化フィルムコンデンサが膨潤して接触したりする等の問題があった。
【０００６】
また、このような金属化フィルムコンデンサは交流電圧印加時、直流電圧に交流電圧が重畳された時にリプル電流発生によって金属化フィルムコンデンサ自体が振動し、この振動が原因で、並列配置された金属化フィルムコンデンサどうしが接触を起こすという問題があり、このような金属化フィルムコンデンサどうしの接触は、最悪の場合には短絡する恐れがあるという課題を有しているため、このような振動を低減するために種々の提案がなされている。
【０００７】
例えば、上記振動をコンデンサ自体で低減する手段として、誘電体フィルムの表面に電極膜を被着したメタライズドプラスチックフィルムを積層巻回して形成したコンデンサ素子に液状絶縁体、例えば２５℃で２５ｍｍ2／ｓと低粘度の架橋反応性モノマーであるメチルハイドロジェンシリコーンオイルを含浸させた後、１３０℃１５分間、又は１００℃６０分間加熱することでメチルハイドロジェンシリコーンオイルを重合させて高粘度化することにより、交流電圧印加時等に発生するコンデンサの振動を抑制することができるというコンデンサの製造方法が提案されている（特許文献１）。
【０００８】
また、金属化フィルムコンデンサを樹脂製ケース内に配置し、樹脂でモールドしたタイプの金属化フィルムコンデンサにおける振動を低減する手段として、本出願人は以下の図３（ａ）、（ｂ）に示すような提案をしている。
【０００９】
図３（ａ）、（ｂ）は上記金属化フィルムコンデンサを樹脂モールドしたケースモールド型コンデンサの構成を示した正面断面図と側面断面図であり、同図において、１１は金属化フィルムから構成された巻回形のコンデンサ素子、１２は樹脂ケース、１３は接続端子、１３ａはコンデンサ素子１１の電極部どうしを接続するブスバー、１４は充填樹脂、１５は吸音防音材である。
【００１０】
このように構成された従来の金属化フィルムコンデンサは、コンデンサ素子１１の外側面と樹脂ケース１２の内側面との間に、発泡ウレタンを材質とした吸音防音材１５を配置した構成により、コンデンサ素子１１の振動が外部へ伝播するのを抑制し、遮音効果を高め、外部への騒音を低減することができるというものであった（特許文献２）。
【００１１】
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、特許文献２が知られている。
【特許文献１】特開２００４−３０３９３４号公報
【特許文献２】特開２００５−９３５１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら上記従来の金属化フィルムコンデンサでは、コンデンサ自体で（特許文献１）、あるいは樹脂製ケース内に配置して樹脂モールドした状態で（特許文献２）コンデンサ素子の振動を低減するようにはしているものの、振動が皆無となっている状況ではなかった。これは、組み立てを終えたコンデンサ素子１１を熱処理することにより、巻回された複数の金属化フィルムが夫々収縮するものの、各金属化フィルム間に層間ギャップが発生し易くなり、この層間ギャップによって交流電圧印加時、直流電圧に交流電圧が重畳された時にリプル電流が発生してコンデンサ素子１１が振動しているものであり、このような振動が大きくなると、隣り合うコンデンサ素子どうしが接触し、最悪の場合には短絡を起こす恐れもあり、より高い振動抑制を図ることが必要である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、金属化フィルムコンデンサで発生する振動を抑制すると共に、金属化フィルムコンデンサどうしの接触を防止して短絡をなくすることが可能な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、両端面に一対の電極が設けられた素子を複数個並列して夫々バスバーで接続し、これらをケース内に収容し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、上記素子が断面小判形に形成され、長径方向を垂直方向にしてケース内に収容され、複数個が並列して配置された素子の各素子間には、モールド樹脂が充填されるとともに少なくとも素子の電極近傍に配置される部分の厚みを厚くした複数の仕切り壁がケースの内底面から立ち上がるように設けられた構成にしたものである。
【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、断面小判形に形成された素子を長径方向を垂直方向にしてケース内に収容し、各素子間にモールド樹脂が充填されるようにした構成により、素子に交流電圧や直流電圧に交流電圧が重畳されたものを印加することによってリプル電流が発生し、これにより素子自体が振動しても、各素子間に充填されたモールド樹脂によって振動が抑制されると共に、モールド樹脂によって各素子は絶縁状態を保って分離されているために接触することはなく、また短絡することもないという効果が得られるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１、２、５に記載の発明について説明する。
【００１７】
図１（ａ）〜(ｃ)は本発明の実施の形態１によるケースモールド型コンデンサの構成を示した平面断面図と正面断面図と側面断面図であり、図１において、１は断面小判形の第１の金属化フィルムコンデンサ（以下、第１の素子１と呼ぶ）、２は断面小判形の第２の金属化フィルムコンデンサ（以下、第２の素子２と呼ぶ）を示し、この第１の素子１（第２の素子２も同様）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（図示せず）を一対とし、上記金属蒸着電極が誘電体フィルムを介して対向する状態で巻回した後、プレス加工することによって断面が小判形の偏平状にし、両端面に亜鉛を溶射したメタリコン電極１ａ（第２の素子２においてはメタリコン電極２ａ）を夫々形成することによってＰ極とＮ極の一対の取り出し電極を設けて構成されたものである。
【００１８】
なお、上記第１の素子１と第２の素子２は機能が異なるものであり、本実施の形態においては第１の素子１としてインバータの平滑用を、第２の素子２として同フィルタ用を用いたものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１９】
３は第１のＰ極バスバー、３ａはこの第１のＰ極バスバー３の一端に設けられた外部接続用のＰ極端子、３ｂはこの第１のＰ極バスバー３から枝分かれするように複数箇所に設けられた接合部であり、この第１のＰ極バスバー３は上記第１の素子１を長径方向を垂直方向にして複数個（本実施の形態においては３個であるが、これに限定されるものではない）並列すると共に、夫々の第１の素子１間に所定の隙間を設けた状態で、第１の素子１の両端面に設けられた一対のメタリコン電極１ａの一方側に上記接合部３ｂを半田付けすることにより接合しているものである。
【００２０】
４は上記第１のＰ極バスバー３と同様に形成されて第１の素子１の他方側のメタリコン電極１ａに接合された第１のＮ極バスバーであり、これにより、複数個の第１の素子１が長径方向を垂直方向にし、夫々の第１の素子１間に隙間を設けた状態で第１のＰ極バスバー３と第１のＮ極バスバー４によって並列接続されている（以下、このようにバスバーによって並列接続された状態のものを、便宜上、第１の素子ユニットと呼ぶ）ものである。
【００２１】
５は第２のＰ極バスバー、５ａはこの第２のＰ極バスバー５の一端に設けられた外部接続用のＰ極端子、５ｂはこの第２のＰ極バスバー５から枝分かれするように複数箇所に設けられた接合部であり、この第２のＰ極バスバー５は上記第２の素子２を長径方向を垂直方向にして複数個（本実施の形態においては２個であるが、これに限定されるものではない）並列すると共に、夫々の第２の素子２間に所定の隙間を設けた状態で、第２の素子２の両端面に設けられた一対のメタリコン電極２ａの一方側に上記接合部５ｂを半田付けすることにより接合しているものである。
【００２２】
６は上記第２のＰ極バスバー５と同様に形成されて第２の素子２の他方側のメタリコン電極１ａに接合された第２のＮ極バスバーであり、これにより、複数個の第２の素子２が長径方向を垂直方向にし、夫々の第２の素子２間に隙間を設けた状態で第２のＰ極バスバー５と第２のＮ極バスバー６によって並列接続されている（以下、このようにバスバーによって並列接続された状態のものを、便宜上、第２の素子ユニットと呼ぶ）ものである。
【００２３】
７は樹脂製（本実施の形態においてはＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイト）を用いたが、これに限定されるものではない）の上面開放形のケース、７ａはこのケース７の内底面から開口部に向かって立ち上がると共に、上記第１の素子１ならびに第２の素子２の夫々の間に位置するように設けられた仕切り壁であり、このケース７内に上記第１の素子ユニットならびに第２の素子ユニットを、長径方向を垂直方向にして収容するようにしているものであり、これにより上記仕切り壁７ａが第１の素子１ならびに第２の素子２の夫々の間に設けられた所定の隙間内に配設されるようにしたものである。
【００２４】
８は上記ケース７内に充填されたモールド樹脂であり、このモールド樹脂８は上記第１の素子ユニットならびに第２の素子ユニットのＰ極端子３ａ、５ａと、Ｎ極端子４ａ、６ａのみが上面に表出する状態で、第１の素子ユニットならびに第２の素子ユニットをケース７内に収納して樹脂モールドしたものであり、このモールド樹脂８は上記第１の素子１ならびに第２の素子２の夫々の間に設けられた所定の隙間内にも充填されるようにしたものであり、本実施の形態においてはこのモールド樹脂８としてエポキシ樹脂を用いたものである。
【００２５】
このように構成された本実施の形態によるケースモールド型コンデンサは、断面小判形に形成された素子を長径方向を垂直方向にしてケース内に収容し、各素子間にモールド樹脂が充填されるようにした構成により、素子に交流電圧や直流電圧に交流電圧が重畳されたものを印加することによってリプル電流が発生し、これにより素子自体が振動しても、各素子間に充填されたモールド樹脂によって素子の振動が抑制されると共に、モールド樹脂によって各素子は絶縁状態を保って分離されているために接触することはなく、また短絡することもなくなり、また、各素子間に設けられた所定の隙間内に配設される仕切り壁を設けることにより、上記素子の振動抑制効果が更に高まるという格別の効果を奏するものである。
【００２６】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項３、４に記載の発明について説明する。
【００２７】
本実施の形態は、上記実施の形態１で図１を用いて説明したケースモールド型コンデンサのケースに設けた仕切り壁の構成が一部異なるようにしたものであり、これ以外の構成は実施の形態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。
【００２８】
図２（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態２によるケースモールド型コンデンサの構成を示した平面断面図と正面断面図と側面断面図であり、図２において、９は上面開放形の樹脂製のケース、９ａはこのケース９の内底面から開口部に向かって立ち上がると共に、各素子間に位置するように設けられた仕切り壁、９ｂはこの仕切り壁９ａの両端部分の厚みを厚くした肉厚部であり、この肉厚部９ｂは第１の素子１のメタリコン電極１ａならびに第２の素子２のメタリコン電極２ａ近傍のみに設けられているものである。
【００２９】
９ｃは上記ケース９の内底面に設けられ、上記第１の素子１のメタリコン電極１ａならびに第２の素子２のメタリコン電極２ａが夫々搭載される素子搭載リブであり、このように構成されたケース９内に第１の素子ユニットならびに第２の素子ユニットを、長径方向を垂直方向にして収容するようにしているものである。
【００３０】
このように構成された本実施の形態によるケースモールド型コンデンサは、ケースの内底面に各素子間を分離するように設けた仕切り壁の両端に肉厚部を設け、更に、ケースの内底面に各素子のメタリコン電極が搭載される素子搭載リブを設けた構成により、上記実施の形態１によるケースモールド型コンデンサにより得られる効果に加え、素子の振動が最も小さい部分であるメタリコン電極を仕切り壁の肉厚部と素子搭載リブによって位置決め固定することにより、素子の振動を外部に伝播し難くすることができるようになるという格別の効果を奏するものである。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明によるケースモールド型コンデンサは、耐振動性に優れるという効果を有し、特に自動車用のコンデンサ等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１によるケースモールド型コンデンサの構成を示した平面断面図、（ｂ）同正面断面図、（ｃ）同側面断面図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態２によるケースモールド型コンデンサの構成を示した平面断面図、（ｂ）同正面断面図、（ｃ）同側面断面図
【図３】（ａ）従来のケースモールド型コンデンサの構成を示した正面断面図、（ｂ）同側面断面図
【符号の説明】
【００３３】
１  第１の素子
１ａ、２ａ  メタリコン電極
２  第２の素子
３  第１のＰ極バスバー
３ａ、５ａ  Ｐ極端子
３ｂ、５ｂ  接合部
４  第１のＮ極バスバー
４ａ、６ａ  Ｎ極端子
５  第２のＰ極バスバー
６  第２のＮ極バスバー
７、９  ケース
７ａ、９ａ  仕切り壁
８  モールド樹脂
９ｂ  肉厚部
９ｃ  素子搭載リブ
【図１】
0005186939.tif 000002
【図２】
0005186939.tif 000003
【図３】
0005186939.tif 000004