(57)【要約】【課題】過負荷状態、或いは過電圧状態になったヒューズ内蔵コンデンサの正極端子及び負極端子が突出しているコンデンサ端面が凸状に変形しようとしても、コンデンサ端面の変形を妨げることがない電力変換装置のコンデンサ接続構造を提供する。【解決手段】ヒューズが切断した際に正極端子６及び負極端子７が突出しているコンデンサ端面５が外側に凸状に変形するコンデンサ３と、コンデンサ端面に対向する位置で他の電子部品に接続している厚板の正極側主導体８及び負極側主導体９と、正極端子と正極側主導体とを接続する正極側中間導体１１と、負極端子と負極側主導体とを接続する負極側中間導体１２とを備えている。正極側中間導体及び負極側中間導体は、コンデンサ端面が凸状に変形する際に、正極端子及び負極端子の傾きとともに変形する。【選択図】図６
2017168632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒューズが内蔵されており、当該ヒューズが切断した際に正極端子及び負極端子が突出しているコンデンサ端面が外側に凸状に変形するコンデンサと、
前記コンデンサ端面に対向する位置で他の電子部品に接続している厚板の正極側主導体及び負極側主導体と、
前記正極端子と前記正極側主導体とを接続する正極側中間導体と、
前記負極端子と前記負極側主導体とを接続する負極側中間導体と、を備え、
前記正極側中間導体及び前記負極側中間導体は、前記コンデンサ端面が凸状に変形する際に、前記正極端子及び前記負極端子の傾きとともに変形することを特徴とする電力変換装置のコンデンサ接続構造。
【請求項２】
前記正極側中間導体は、薄板の折り曲げにより形成された部材であり、前記正極端子に固定された正極端子連結部と、この正極端子連結部の端部から前記負極端子に対して離間する方向に形成され、前記コンデンサ端面の凸状変形により前記正極端子が傾いた際に当該正極端子に対して非接触状態となる正極非接触部と、この正極非接触部の端部から形成されて前記正極側主導体に固定される正極主導体連結部と、を備えていることを特徴とする請求項１記載の電力変換装置のコンデンサ接続構造。
【請求項３】
前記正極非接触部の一部に、前記正極端子の傾きとともに前記正極非接触部の変形を促す変形促進孔を形成したことを特徴とする請求項２記載の電力変換装置のコンデンサ接続構造。
【請求項４】
前記負極側中間導体は、薄板の折り曲げにより形成された部材であり、前記負極端子に固定された負極端子連結部と、この負極端子連結部の端部から前記正極端子に対して離間する方向に形成され、前記コンデンサ端面の凸状変形により前記負極端子が傾いた際に当該負極端子に対して非接触状態となる負極非接触部と、この負極非接触部の端部から形成されて前記負極側主導体に固定される負極主導体連結部と、を備えていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の電力変換装置のコンデンサ接続構造。
【請求項５】
前記負極非接触部の一部に、前記負極端子の傾きとともに前記負極非接触部の変形を促す変形促進孔を形成したことを特徴とする請求項４記載の電力変換装置のコンデンサ接続構造。
【請求項６】
前記正極側中間導体及び前記負極側中間導体は、薄板の折り曲げにより形成された同一形状の部材であることを特徴とする請求項１記載の電力変換装置のコンデンサ接続構造。
【請求項７】
前記正極側中間導体及び前記負極側中間導体は、前記コンデンサ端面の面積内に配置されていることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の電力変換装置のコンデンサ接続構造。
【請求項８】
請求項１から７の何れか１項に記載の電力変換装置のコンデンサ接続構造を使用して列状に配置した複数のコンデンサを他の電子部品に接続する電力変換装置のコンデンサ群の接続方法であって、
複数のコンデンサを、前記コンデンサ端面から突出している前記正極端子及び前記負極端子の向きを一致させて列状に配置し、
前記複数のコンデンサの前記正極端子が並んでいる方向に沿って長尺な前記正極側主導体を配置し、
前記複数のコンデンサの負極端子が並んでいる方向に沿って長尺な前記負極側主導体を配置し、
各コンデンサの前記正極端子と前記正極側主導体との間を前記正極側中間導体で接続し、
各コンデンサの前記負極端子と前記負極側主導体との間を前記負極側中間導体で接続することを特徴とする電力変換装置のコンデンサ群の接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置に搭載されているコンデンサを他の電子部品に導体を介して接続する構造及びコンデンサ群の接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力変換装置に搭載されているコンデンサを他の電子部品に導体を介して接続する構造として、例えば特許文献１の構造が知られている。
この特許文献１は、複数の円筒形状のコンデンサが、正極側端子及び負極河端子が突出している一方の端面を同一方向に向けた状態で列状に配置されている。
複数のコンデンサを他の電子部品に接続する導体は、正極側導電板及び負極側導電板の間に絶縁体を挟んで積層化した曲げ剛性が高い板状導体であり、各コンデンサの正極側端子が、固定ネジに螺合しながら板状導体の正極側導電板に接続され、各コンデンサの負極側端子が、固定ネジに螺合しながら導体の負極側導電板に接続され、この導体の正極側導電板及び負極側導電板が、他の電子部品の正極側端子及び負極側端子に接続される。
【０００３】
ところで、コンデンサを過負荷状態、或いは過電圧状態で使用すると、コンデンサが破裂し、或いは、防爆弁からコンデンサ内部に封入されている液体が飛散し、電力変換装置に搭載した電子部品に飛散した液体が付着するおそれがある。
このような問題を防止するため、ヒューズ内蔵コンデンサを電力変換装置に搭載することが知られている。ヒューズ内蔵コンデンサは、過負荷状態、或いは過電圧状態になると、内部温度の上昇によりヒューズが切れ、内部圧力が高くなると、正極側端子及び負極河端子が突出している端面が外側に凸状に変形して内部圧力を低下させることで、コンデンサの破裂や液体の飛散を防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−４４９６４号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１のコンデンサとしてヒューズ内蔵コンデンサを採用すると、過負荷状態、或いは過電圧状態になってヒューズ内蔵コンデンサの端面が凸状に変形しようとしても、正極側端子及び負極河端子が接続している板状導体が、ヒューズ内蔵コンデンサの端面の変形を妨げてしまうおそれがある。
そこで、本発明は、過負荷状態、或いは過電圧状態になったヒューズ内蔵コンデンサの正極端子及び負極端子が突出しているコンデンサ端面が凸状に変形しようとしても、コンデンサ端面の変形を妨げることがない電力変換装置のコンデンサ接続構造及びコンデンサ群の接続方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る電力変換装置のコンデンサ接続構造は、ヒューズが内蔵されており、ヒューズが切断した際に正極端子及び負極端子が突出しているコンデンサ端面が外側に凸状に変形するコンデンサと、コンデンサ端面に対向する位置で他の電子部品に接続している厚板の正極側主導体及び負極側主導体と、正極端子と正極側主導体とを接続する正極側中間導体と、負極端子と負極側主導体とを接続する負極側中間導体と、を備え、正極側中間導体及び負極側中間導体は、コンデンサ端面が凸状に変形する際に、正極端子及び前記負極端子の傾きとともに導体自身が変形するようにした。
【０００７】
また、本発明の一態様に係る電力変換装置のコンデンサ群の接続方法は、上記電力変換装置のコンデンサ接続構造を使用して列状に配置した複数のコンデンサを他の電子部品に接続する電力変換装置のコンデンサ群の接続方法である。先ず、複数のコンデンサを、コンデンサ端面から突出している正極端子及び負極端子の向きを一致させて列状に配置する。次いで、複数のコンデンサの正極端子が並んでいる方向に沿って長尺な正極側主導体を配置する。次いで、複数のコンデンサの負極端子が並んでいる方向に沿って長尺な負極側主導体を配置する。次いで、各コンデンサの正極端子と正極側主導体との間を正極側中間導体で接続し、各コンデンサの負極端子と負極側主導体との間を負極側中間導体で接続する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る電力変換装置のコンデンサ接続構造及びコンデンサ群の接続方法によれば、過負荷状態、或いは過電圧状態になったヒューズ内蔵コンデンサは、正常にヒューズが切れるように、内部圧力の上昇によってコンデンサの形状が変形するコンデンサ端面を、ストレスなく凸状に変形させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る第１実施形態の電力変換装置に搭載されたコンデンサ群を平面視で示した図である。
【図２】図１のII矢視方向から複数のコンデンサの配置を示した図である。
【図３】図１のIII矢視方向から複数のコンデンサの配置を示した図である。
【図４】本発明に係る第１実施形態のコンデンサ接続構造で使用されている正極側中間導体及び負極側中間導体を示す斜視図である。
【図５】本発明に係る第１実施形態において正極側主導体とコンデンサの正極端子との間に正極側中間導体を接続し、負極側主導体とコンデンサの負極端子との間に負極側中間導体を接続した状態を示す図である。
【図６】本発明に係る第１実施形態においてヒューズ内蔵コンデンサの正極端子及び負極端子が突出している端面が凸状に変形した場合の正極側中間導体及び負極側中間導体の変形状態を示す図である。
【図７】本発明に係る第２実施形態において負極側主導体と隣接する２個のコンデンサの負極端子との間に負極側中間導体が接続されている状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、図面を参照して、本発明の第１及び第２実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００１１】
また、以下に示す第１及び第２実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【００１２】
［第１実施形態のコンデンサ接続構造］
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という。）を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、電力変換装置に搭載されているコンデンサ群１を示すものである。
コンデンサ群１は、取付け台２上に、図１の上下方向に６列（図２も参照）、１列毎に３個のコンデンサ３が配置されている（図３も参照）。
【００１３】
各コンデンサ３は、図２に示すように、外観円筒形状のヒューズ内蔵コンデンサであり、一方の端面が取付け台２上に載って固定され、他方の端面が上方に位置している。ここで、一方の端面を底面４と称し、他方の端面を天井面５と称する。
各コンデンサ３の天井面５には、正極端子６及び負極端子７が上方に突出して設けられている。各コンデンサ３は、正極端子６及び負極端子７が列方向（図１の上下方向、図２の左右方向）に離間するように取付け台２に配置されている。また、正極端子６及び負極端子７の外周には、雄ねじ（不図示）が形成されている。
【００１４】
そして、図１及び図２に示すように、コンデンサ群１の各列の複数のコンデンサ３の上方に、正極側主導体８及び負極側主導体９が延在している。
正極側主導体８及び負極側主導体９は、変形しにくい長尺な厚板で形成されており、短尺方向を上下方向に向けた状態で図示しない導体支持部によって支持されているとともに、互いの長尺方向が平行で、且つ同一高さとされて各列の複数のコンデンサ３の上方に延在している。
【００１５】
そして、正極側主導体８とコンデンサ３の正極端子６との間に正極側中間導体１１が接続されているとともに、負極側主導体９とコンデンサ３の負極端子７との間に負極側中間導体１２が接続されている。
これら正極側中間導体１１及び負極側中間導体１２は、変形しやすい薄板を折り曲げて形成した同一形状の部材である。
【００１６】
正極側中間導体１１及び負極側中間導体１２は、図４に示すように、端子通過孔１３が形成された端子連結部１４と、端子連結部１４の端部から直角に折り曲げて形成された第１非接触部１５と、第１非接触部１５の端部から直角に折り曲げて端子連結部１４に平行に延在する第２非接触部１６と、第２非接触部１６の端部から端子連結部１４に対して離間する方向に直角に折り曲げて形成され、ねじ通過孔１７が形成された主導体連結部１８と、を備えている。
【００１７】
また、第２非接触部１６に近い側の第１非接触部１５には、第１非接触部１５及び第２非接触部１６の折れ曲がり線に沿った位置に２つの変形促進孔１９が互いに離間しながら表裏に貫通して形成されている。
そして、正極側中間導体１１は、図５に示すように、端子通過孔１３に正極端子６を挿通し、第１非接触部１５及び第２非接触部１６が負極端子７に対して離間する位置に配置した状態で、主導体連結部１８を正極側主導体８の側面に当接させる。そして、正極端子６の雄ねじに螺合したナット２０を締付けることで端子連結部１４が正極端子６に固定され、主導体連結部１８のねじ通過孔１７に挿通した固定ねじ２１を正極側主導体８の雌ねじ（不図示）に螺合することで主導体連結部１８が正極側主導体８に固定される。
【００１８】
また、負極側中間導体１２は、端子通過孔１３に負極端子７を挿通し、第１非接触部１５及び第２非接触部１６が正極端子６に対して離間する位置に配置した状態で、主導体連結部１８を負極側主導体９の側面に当接させる。そして、負極端子７の雄ねじに螺合したナット２２を締付けることで端子連結部１４が負極端子７に固定され、主導体連結部１８のねじ通過孔１７に挿通した固定ねじ２３を負極側主導体９の雌ねじ（不図示）に螺合することで主導体連結部１８が負極側主導体９に固定される。
【００１９】
ところで、第１実施形態のコンデンサ３はヒューズ内蔵コンデンサであり、過負荷状態、或いは過電圧状態になると、内部温度の上昇によりヒューズが切れ内部圧力が高くなることで、天井面５が上部に凸状に変形する（図６参照）。そして、図６に示すように天井面５が凸状に変形すると、正極端子６及び負極端子７も上下方向の基準線に対してθ＝１０°〜３０°の範囲で傾いていく。
【００２０】
そこで、正極側中間導体１１及び負極側中間導体１２の第１非接触部１５及び第２非接触部１６は、天井面５の凸状変形により正極端子６及び負極端子７が最大（例えばθ＝３０°）に傾いた場合でも、正極端子６及び負極端子７の先端が接触しないように、正極端子６及び負極端子７の先端に十分に離間した位置に形成されている。
また、正極側主導体８とコンデンサ３の正極端子６との間に接続された正極側中間導体１１と、負極側主導体９とコンデンサ３の負極端子７との間に接続された負極側中間導体１２は、図１で示すように、コンデンサ３の天井面５を形成している円形の範囲内に配置されている。
【００２１】
なお、本発明に係る正極端子連結部が、正極側中間導体１１の端子連結部１４に対応し、本発明に係る正極非接触部が、正極側中間導体１１の第１非接触部１５及び第２非接触部１６に対応し、本発明に係る正極主導体連結部が、正極側中間導体１１の主導体連結部１８に対応している。
また、本発明に係る負極端子連結部が、負極側中間導体１２の端子連結部１４に対応し、本発明に係る負極非接触部が、負極側中間導体１２の第１非接触部１５及び第２非接触部１６に対応し、本発明に係る負極主導体連結部が、負極側中間導体１２の主導体連結部１８に対応している。
さらに、本発明に係るコンデンサ端面が、天井面５に対応している。
【００２２】
［第１実施形態のコンデンサ群の接続方法］
次に、電力変換装置にコンデンサ群１を搭載し、他の電子部品に正極側主導体８及び負極側主導体９を介して接続する方法について説明する。
先ず、電力変換装置の取付け台２上に、６列、１列毎に３個のコンデンサ３を配置する。各コンデンサ３は、正極端子６及び負極端子７が列方向で一致するように配置されている（図１の各列において上側が正極端子６、下側が負極端子７）。
【００２３】
次に、各コンデンサ３の天井面５の上方に、他の電子部品と接続している正極側主導体８及び負極側主導体９を配置する。
そして、正極側主導体８とコンデンサ３の正極端子６との間に正極側中間導体１１を接続し、負極側主導体９とコンデンサ３の負極端子７との間に負極側中間導体１２を接続する。
【００２４】
この際、正極側中間導体１１は、端子通過孔１３に正極端子６を挿通し、第１非接触部１５及び第２非接触部１６が負極端子７に対して離間する位置に配置した状態で、主導体連結部１８を正極側主導体８の側面に当接させる。そして、正極端子６の雄ねじに螺合したナット２０を締付けることで端子連結部１４を正極端子６に固定し、主導体連結部１８のねじ通過孔１７に挿通した固定ねじ２１を正極側主導体８の雌ねじに螺合することで、主導体連結部１８を正極側主導体８に固定する。
【００２５】
また、負極側中間導体１２は、端子通過孔１３に負極端子７を挿通し、第１非接触部１５及び第２非接触部１６が正極端子６に対して離間する位置に配置した状態で、主導体連結部１８を負極側主導体９の側面に当接させる。そして、負極端子７の雄ねじに螺合したナット２２を締付けることで端子連結部１４を負極端子７に固定し、主導体連結部１８のねじ通過孔１７に挿通した固定ねじ２３を負極側主導体９の雌ねじに螺合することで主導体連結部１８を負極側主導体９に固定する。
これにより、電力変換装置にコンデンサ群１を搭載し、他の電子部品に正極側主導体８及び負極側主導体９を介して接続する作業が完了する。
【００２６】
［第１実施形態の効果］
次に、第１実施形態のコンデンサ接続構造及びコンデンサ群の接続方法の作用効果について説明する。
ヒューズ内蔵コンデンサであるコンデンサ３は、過負荷状態、或いは過電圧状態になると、内部温度の上昇によりヒューズが切れ内部圧力が高くなることで、図６に示すように、天井面５が上部に凸状に変形する。そして、天井面５が凸状に変形すると、コンデンサの正極端子６及び負極端子７も上下方向の基準線に対してθ＝１０°〜３０°の範囲で傾いていく。
【００２７】
正極端子６及び負極端子７の傾きに伴い、正極端子６及び負極端子７に固定されている正極側中間導体１１の端子連結部１４及び第１非接触部１５の境界部と、負極側中間導体１２の端子連結部１４及び第１非接触部１５の境界部が変形していく。
また、正極側中間導体１１及び負極側中間導体１２の第１非接触部１５に伝達された変形力が、第１非接触部１５に形成した変形促進孔１９の周囲に伝達されることで、変形促進孔１９の周囲が変形して折れ曲がり部２４が形成される。
【００２８】
このように、天井面５の凸状変形により正極端子６及び負極端子７が傾いた場合、正極側中間導体１１及び負極側中間導体１２は、正極端子６及び負極端子７の先端に十分に離間しながら変形していく。
したがって、第１実施形態のコンデンサ接続構造は、過負荷状態、或いは過電圧状態になったコンデンサ３の天井面５が凸状に変形し、正極端子６及び負極端子７が傾いても、コンデンサ３の正極端子６と正極側主導体８との間を接続している正極側中間導体１１と、コンデンサ３の負極端子７と負極側主導体９との間を接続している負極側中間導体１２とが、正極端子６及び負極端子７に接触しない方向に変形するので、コンデンサ３の天井面５の変形を妨げることがない。
【００２９】
また、正極側主導体８とコンデンサ３の正極端子６との間に接続した正極側中間導体１１と、負極側主導体９とコンデンサ３の負極端子７との間に接続した負極側中間導体１２は、変形しやすい薄板を折り曲げて形成した同一形状の部材であるので、電力変換装置の保守交換費用を大幅に削減することができる。
また、取付け台２上に、６列、１列毎に３個のコンデンサ３を配置し、各コンデンサ３の天井面５の上方に正極側主導体８及び負極側主導体９を配置し、各コンデンサ３の正極端子６と正極側主導体８との間に正極側中間導体１１を接続し、各コンデンサ３の負極端子７と負極側主導体９との間に負極側中間導体１２を接続するだけでコンデンサ群１の接続作業が完了するので、組み立てコストの低減化も図ることができる。
【００３０】
さらに、図１で示したように、正極側中間導体１１及び負極側中間導体１２は、各コンデンサ３の天井面５を形成している円形の範囲内に配置されており、隣接するコンデンサ３同士の位置を狭めて面積の小さな取付け台２にコンデンサ群１を搭載することができるので、コンパクトな電力変換装置を提供することができる。
【００３１】
［第２実施形態のコンデンサ接続構造］
次に、図７は、各列で隣接する２個のコンデンサ３の負極端子７，７と負極側主導体９との間を接続する第２実施形態の負極側中間導体２５を示すものである。なお、図１から図６で示した第１実施形態と同一の構造は、同一符号を付してその説明は省略する。
【００３２】
第２実施形態の負極側中間導体２５は、各列で隣接する２個のコンデンサ３，３の負極端子７にそれぞれ固定されている端子連結部２６，２７と、これら端子連結部２６，２７の端部から直角に折り曲げて形成された第１非接触部２８，２９と、これら第１非接触部２８，２９の端部が一体に連結されて直角に折り曲げられて端子連結部２６，２７に平行に延在する第２非接触部３０と、第２非接触部３０の端部から端子連結部２６，２７に対して離間する方向に直角に折り曲げて形成され、ねじ通過孔（不図示）が形成された主導体連結部３１と、を備えている。
【００３３】
そして、第２実施形態の負極側中間導体２５は、第１非接触部２８，２９及び第２非接触部３０が正極端子６に対して離間する位置に配置した状態で、主導体連結部３１を負極側主導体９の側面に当接させる。そして、で隣接する２個のコンデンサ３，３の負極端子７の雄ねじに螺合したナット２２を締付けることで端子連結部２６，２７が、２個のコンデンサ３，３の負極端子７に固定され、主導体連結部３１のねじ通過孔に挿通した固定ねじ２３を負極側主導体９の雌ねじに螺合することで主導体連結部３１が負極側主導体９に固定される。
【００３４】
［第２実施形態の効果］
このような第２実施形態の負極側中間導体２５を使用すると、第１実施形態の負極側中間導体１２を使用したコンデンサ群１の接続方法と比較すると、部品数の低減化を図ることができるので、部品コスト及び組み立てコストの低減化を図ることができる。
また、負極側中間導体２５と同一形状の正極側中間導体を使用して各列で隣接する２個のコンデンサ３の正極端子６，６と正極側主導体８との間を接続すると、さらに部品コスト及び組み立てコストの低減化を図ることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１  コンデンサ群
２  取付け台
３  コンデンサ
４  底面
５  天井面
６  正極端子
７  負極端子
８  正極側主導体
９  負極側主導体
１１  正極側中間導体
１２  負極側中間導体
１３  端子通過孔
１４  端子連結部
１５  第１非接触部
１６  第２非接触部
１７  ねじ通過孔
１８  主導体連結部
１９  変形促進孔
２０  ナット
２１  固定ねじ
２２ナット
２３  固定ねじ
２５  負極側中間導体
２６，２７端子連結部
２８，２９  第１非接触部
３０  第２非接触部
３１  主導体連結部
【図１】
2017168632.tif 000003
【図２】
2017168632.tif 000004
【図３】
2017168632.tif 000005
【図４】
2017168632.tif 000006
【図５】
2017168632.tif 000007
【図６】
2017168632.tif 000008
【図７】
2017168632.tif 000009