(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正、負の端子が金属ケースの頂面から前記頂面と直角な軸方向へ互いに所定間隔を隔てて突出するコンデンサと、
前記コンデンサと平行に軸方向へ延在するコンデンサ支持用の台座と、
前記台座から前記金属ケースの前記頂面へ向けて突設されてねじにより前記正、負の端子に軸方向変位不能に締結される一対の接続端子と、
を備えるコンデンサ装置において、
前記金属ケースの底面に設けられて軸方向外側へ突出する突起と、
前記突起に嵌合することにより前記突起を前記軸方向と直角な方向へ変位不能かつ軸方向接続端子側へ変位可能に係止する嵌合部を有して前記台座から前記金属ケースの前記底面近傍へ突出する係止部材と、
を有することを特徴とするコンデンサ装置。
【請求項２】
請求項１記載のコンデンサ装置において、
前記接続端子は、ねじにより、前記台座の前記コンデンサ側の上面に軸方向と直角な方向へ締結されることを特徴とするコンデンサ装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のコンデンサ装置において、
前記係止部材は、前記金属ケースを前記接続端子側へ弾性付勢することを特徴とするコンデンサ装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか記載のコンデンサ装置において、
前記突起は、アルミ薄板からなる前記金属ケースと一体に形成されていることを特徴とするコンデンサ装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか記載のコンデンサ装置において、
前記突起及び嵌合部は相対回動不能な側面形状を有することを特徴とするコンデンサ装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか記載のコンデンサ装置において、
前記コンデンサは、スイッチングモジュールからなる前記台座の上面に密着して設けられることを特徴とするコンデンサ装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか記載のコンデンサ装置において、
前記突起は、前記金属ケースの底面中央より前記台座側に偏位して設けられ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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンデンサ装置に関し、特にその固定構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電力用の半導体スイッチング素子を内蔵するスイッチングモジュールは、特に大リアクタンス負荷への通電の遮断時に大きなサージ電圧が両端に生じて素子を破壊するのを防止するため、両端にコンデンサを並列接続して用いるのが一般的である。
【０００３】
従来におけるスイッチングモジュールとコンデンサとの固定には、金属バンドにより両者を締結するバンド締結法、コンデンサの金属ケースの底面に雄ねじまたは雌ねじを設けてスイッチングモジュールから突出する係止部材にねじで締結するねじ締結法が実用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したバンド締結法では、好適な一定範囲の締め付け力でコンデンサの金属ケースを締め付けることが容易でなく、締め付け力の過不足を生じ易いので電気自動車のような高振動環境には好ましくなかった。
金属ケースの底面に雄ねじを形成する方法では、雄ねじを金属ケースと一体成形することも、金属ケースに雄ねじを後から固定することも容易でなく、横からの締結作業も高密度実装環境では簡単ではなかった。
【０００５】
金属ケースの底面に雌ねじを形成する方法でも、雌ねじを金属ケースと一体成形することは容易ではなく、横からの締結作業も高密度実装環境では簡単ではなかった。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、構造および固定が容易であるにもかかわらず組み付け信頼性に優れたコンデンサ装置を提供することをその目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のコンデンサ装置によれば、金属ケースの頂面にて正、負の端子が一対の接続端子に締結されるコンデンサは、その底面に軸方向外側へ突出する突起を有する。この突起は、軸方向と直角な方向へ変位不能かつ軸方向接続端子側へ変位可能に係止部材の嵌合部と嵌合する。このようにすれば、きわめて簡単に高信頼性をもつコンデンサ固定構造を得ることができる。
【０００７】
以下、更に詳しく説明する。
コンデンサの正、負の端子がその頂面側の端部にて台座側に締結されるために、コンデンサの軸方向の変位は接続端子を通じて台座によりほとんど禁止される。
ただ、コンデンサの底面側の端部は上記正、負の端子と接続端子との接続部位を支点とする接続端子の弾性変形または塑性変形により回動する自由度を有する。したがって、この回動は金属ケースの底面の面方向すなわちコンデンサの軸方向と直角な方向とみなすことができる。
【０００８】
このため、コンデンサを台座に相対変位不能に固定するには、その底面を軸方向と直角な方向に変位不能に支持すればよく、コンデンサの軸方向の変位を規制する必要がないことがわかる。なお、通常の支持状態において、接続端子を弾性変形ないし塑性変形させて接続端子と正、負の端子との接続部位を上記突起と嵌合部との嵌合が外れる程度に軸方向に変位させる外力が、接続端子に作用することはないものとする。
【０００９】
このように、コンデンサと台座との電気接続用の接続を利用してコンデンサの頂面側が台座に固定されるのを利用して、コンデンサの底面の軸方向と直角な方向への変位のみを規制することにより、上述した従来のコンデンサ固定方式に比べて、固定の信頼性を損なうことなく固定機構の構造および作業の格段の簡素化を実現することができる。
【００１０】
請求項２記載の構成によれば請求項１記載のコンデンサ装置において更に、接続端子は、台座の軸方向に延在する上面にねじにより締結される。このようにすれば、接続端子をコンデンサの正、負の端子の締結した後で、突起を係止部材の嵌合部に嵌合し、その後、接続端子を台座に締結することにより、なんら部材を無理に弾性変形させることなく、コンデンサ組み付け作業を実施でき、作業性を向上することができる。
【００１１】
請求項３記載の構成によれば請求項１または２記載のコンデンサ装置において更に、係止部材は金属ケースを接続端子側へ弾性付勢するので、高振動環境で接続端子の弾性変形（軸方向への）が生じても、コンデンサの突起が係止部材の嵌合部から外れるのを良好に防止することができる。
請求項４記載の構成によれば請求項１ないし３のいずれか記載のコンデンサ装置において更に、突起は、アルミ薄板からなる金属ケースと一体に形成されているので、たとえば容易に変形可能なコンデンサの金属ケースの絞り加工などで形成することができ、突起製造工程を大幅に簡素化することができる。
【００１２】
請求項５記載の構成によれば請求項１ないし４のいずれか記載のコンデンサ装置において更に、突起及び嵌合部は相対回動不能な側面形状を有する。このようにすれば、コンデンサを取り付ける際に軸方向と直角な平面内におけるコンデンサの姿勢の位置決めを容易とすることができるとともに、固定後、コンデンサを軸方向と直角な方向へ面内にて自転させる外力が加えられてもその自転を阻止することができる。
【００１３】
請求項６記載の構成によれば請求項１ないし５のいずれか記載のコンデンサ装置において更に、コンデンサは、スイッチングモジュールからなる台座の上面に密着して設けられる。
このようにすれば、外力によるコンデンサの台座に対する相対変位の一層の防止を実現できるとともに、放熱性が要求されるスイッチングモジュール内の半導体スイッチング素子の発熱はコンデンサの金属ケースを通じて良好に放熱されることができ、その上、半導体スイッチング素子のオンオフにより生じる電磁波ノイズが外部に放射されるのをコンデンサの金属ケースにより良好に抑止することができる。
【００１４】
請求項７記載の構成によれば請求項１ないし６のいずれか記載のコンデンサ装置において更に、前記突起は、前記金属ケースの底面中央より前記台座側に偏位して設けられているので、係止部材の高さを減らして小型軽量化を図ることができる。
【００１５】
【発明を実施するための態様】
本発明のコンデンサ装置の好適な態様を以下の実施例を参照して説明する。
【００１６】
【実施例１】
本発明のコンデンサ装置の一実施例を図１、図２、図６を参照して以下に説明する。図１はこのコンデンサ装置の側面図、図２はこのコンデンサ装置に用いたコンデンサの斜視図、図６はこのコンデンサ装置の回路図である。
このコンデンサ装置は、コンデンサＣをスイッチングモジュール２の上方に固定してなる。スイッチングモジュール２は金属ベースプレートの周囲に樹脂壁部を取り付け、内部にパワートランジスタＴならびにそれと逆並列接続されたダイオードＤを収容し、金属または樹脂からなる蓋で封止してなる。このスイッチングモジュール２は図示しない金属ヒートシンクの表面に固定されている。
【００１７】
コンデンサＣは、一端開口の缶形状を有する金属ケース１内に電極ー誘電体巻装アセンブリ（図示せず）を収容した後、この金属ケース１の開口に蓋を被せて金属ケースをかしめてなる電解コンデンサであり、その底面から軸方向へ絞り加工または打ち出しにより突起３が形成されている。
４は、スイッチングモジュール２の上面に固定された樹脂製の係止部材であって、この実施例ではスイッチングモジュール２の樹脂蓋部と一体に成形されている。
【００１８】
５は、係止部材４に軸方向に凹設された凹部（本発明でいう嵌合部）であって、突起３は凹部５に軸方向に嵌入されて、コンデンサＣの底部の軸方向と直角な方向への変位を防止している。
７，８は、コンデンサＣの正、負の端子であって、コンデンサＣの上記蓋に設けられた一対の小孔から軸方向へ突出した状態でこれら小孔を樹脂シールしてなる。
【００１９】
９，１０は、Ｌ字状の銅バーからなる接続端子であって、１１は互いに積層される接続端子９，１０を絶縁分離するための樹脂フィルム、１２は接続端子９，１０を個別にスイッチングモジュール２の上面の端子（図示せず）に締結する一対のねじ（手前の一個のみ図示）、１３，１４は接続端子９，１０を個別に正、負の端子７，８の締結する一対のねじである。
【００２０】
次に、このコンデンサ装置の組み付けについて以下に説明する。
まず、接続端子９，１０をコンデンサＣの正、負の端子７，８に締結した後、突起３を凹部５に嵌合させる。なお、この順序を逆としてもよい。次に、接続端子９，１０をスイッチングモジュール２の端子に締結する。
このようにすれば、特別の構造や部品を設けることなくコンデンサＣをきわめて簡単にスイッチングモジュール２に固定することができる上、固定したコンデンサＣは高振動環境でもスイッチングモジュール２から外れることがない。
【００２１】
なお、突起３の外径と凹部５の内径とはほぼ等しく形成され、がたがないようにされている。
【００２２】
【実施例２】
本発明のコンデンサ装置他の実施例を図３を用いて説明する。
この実施例は、図１に示す実施例１のコンデンサ装置において、樹脂製の係止部材４を金属板製でＬ字形状の係止部材１５に置換したものである。
係止部材１５の基端部はスイッチングモジュール２の上面の金属製の蓋部に溶接などの方法で固定されており、係止部材１５の先端部に設けられた小孔にコンデンサＣの突起３が嵌入されている。なお、突起３の外径と係止部材１５の小孔の内径とはほぼ等しく形成され、がたがないようにされている。
【００２３】
このようにすれば、実施例１と同様の効果を奏することができるとともに、樹脂成形工程を簡素化することができる。
なお、係止部材１５の先端部を軸方向に弾性変形可能に形成し、係止部材１５を軸方向に押し込みつつ、ねじで接続端子９，１０をスイッチングモジュール２の端子に締結することができる。このようにすれば一層、コンデンサＣの固定を良好とすることができる。
【００２４】
【実施例３】
本発明のコンデンサ装置他の実施例を図４を用いて説明する。ただし、主要機能が共通する構成要素には同一符号を付す。
この実施例は、図３に示す実施例２のコンデンサ装置において、突起３の外径と係止部材１５の小孔の内径とを拡大したものであり、更に、突起３の側面の根元部を先端に向けて先細に形成したものである。このようにすれば、突起３を係止部材１５の小孔に圧入することにより両者の離脱を困難化することができるので、一層、コンデンサＣの固定を良好とすることができる。
【００２５】
【実施例４】
本発明のコンデンサ装置他の実施例を図５を用いて説明する。ただし、主要機能が共通する構成要素には同一符号を付す。
この実施例は、図４に示す実施例３のコンデンサ装置において、Ｌ字形状の係止部材１５の基部をコンデンサＣの直下に延在させ、かつ、この係止部材１５の基部がスイッチングモジュール２の上面とコンデンサＣの下面に密着するようにしたものである。
【００２６】
このようにすれば、スイッチングモジュール２の熱は係止部材１５の基部を通じてコンデンサＣの金属ケース１に伝熱により放散されることができ、スイッチングモジュール２の冷却性が向上する。更に、コンデンサＣの金属ケース１が他の実施例よりもスイッチングモジュール２の上面に近接するので、スイッチングモジュール２の上面からの電磁波の放出や外部電磁波がスイッチングモジュール２内の半導体スイッチング素子に影響するのを一層良好に抑止することができる。
【００２７】
なお、図５において、コンデンサＣの金属ケース１をスイッチングモジュール２の上面に直接固定することができる。
【００２８】
【変形態様】
変形態様を以下に説明する。
いままでの各実施例では突起３は円柱状または切頭円錐状としたが、軸方向と直角な方向の断面が長丸状、楕円状、角型状、三角形状など任意の形状とすることができる。
【００２９】
このような非円柱形状とすることにより、突起３を凹部５や小孔に嵌合させるだけでコンデンサＣの自転面における姿勢を位置決めすることができ、その後のねじ締結作業が容易となる。
更に、突起３を複数設けることも可能であることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例１のコンデンサ装置の側面図である。
【図２】  このコンデンサ装置に用いたコンデンサの斜視図である。
【図３】  実施例２のコンデンサ装置の側面図である。
【図４】  実施例３のコンデンサ装置の側面図である。
【図５】  実施例４のコンデンサ装置の側面図である。
【図６】  各実施例のコンデンサ装置の回路図である。
【符号の説明】
Ｃはコンデンサ、１はコンデンサＣの金属ケース、２はスイッチングモジュール（台座）、３は突起、４は係止部材、５は凹部（嵌合部）、９，１０は接続端子、１５は係止部材
【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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