(57)【要約】【課題】ハイブリッド自動車等に使用されるケースモールド型コンデンサの耐振動性、耐静粛性を向上させることを目的とする。【解決手段】素子１の両端面に設けられた一対の電極１ａ、１ｂに夫々バスバー２、３を接続し、上記素子１の一対の電極１ａ、１ｂを垂直方向にしてこれらをケース４内に収容し、樹脂モールドしてなり、上記素子１の両端面に設けられた一対の電極１ａ、１ｂが載置される素子搭載リブ４ａを上記ケース４の内底面に設け、この素子搭載リブ４ａにより形成される素子１とケース４内底面間の隙間に樹脂からなる緩衝材層５ａを配設した構成により、素子１に交流電圧を印加してリプル電流が発生し、素子１自体が振動しても、この振動を上記緩衝材層５ａによって緩和することができるため、ケース４を伝って伝播される振動は大きく低減され、騒音の発生を低減することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子の両端面に設けられた一対の電極に外部接続用の端子部を一端に設けたバスバーを夫々接続し、上記素子の両端面に設けられた一対の電極を垂直方向にしてこれらをケース内に収容し、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、上記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上記ケースの内底面に設けることにより、この素子搭載リブにより形成される素子とケース内底面間の隙間に樹脂からなる緩衝材層を配設したケースモールド型コンデンサ。
【請求項２】
ケースの内底面に設けた素子搭載リブにより形成される素子とケース内底面間の隙間寸法が０．５ｍｍ以上に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３】
ケースとして樹脂ケースを用い、この樹脂ケースを構成する樹脂材料の損失係数よりも大きい損失係数の樹脂を緩衝材層を構成する樹脂として用い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】
ケース材料としてＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイト）を用い、緩衝材層を構成する樹脂としてエポキシ樹脂またはウレタン樹脂を用いるようにした請求項３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】
しかしながら、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、この振動が原因で発生する騒音が課題となる場合がある。特に、このような金属化フィルムコンデンサをＨＥＶ用のインバータ回路の平滑用に用いる場合には、スイッチング周波数が数ｋＨｚ〜１５ｋＨｚという可聴周波数であることから、高い静粛性が要求される自動車用に使用する場合には上記騒音をできるだけ低減することが必要である。
【０００５】
また、上記騒音は民生用の金属化フィルムコンデンサの商用周波数帯域である５０〜６０Ｈｚにおける、いわゆる、うなり音とは全く異なるものであることから、騒音を低減することは極めて困難であり、このような高周波領域において発生する騒音を低減するために種々の提案がなされている。
【０００６】
例えば、上記騒音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）。
【０００７】
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騒音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。
【０００８】
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。
【０００９】
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）。
【００１０】
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】
【００１１】
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抑制し、騒音を低減するようにはしているものの、騒音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り電圧印加時にコンデンサ素子１１が振動することによって騒音を発生しているものであり、ハイブリッド自動車用に用いられる場合には更なる高い静粛性が要求され、より高い振動抑制を図ることによって騒音を極力低減することが必要であるという課題があった。
【００１２】
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ことによって騒音の発生を低減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】
【００１３】
上記課題を解決するために本発明は、素子の両端面に設けられた一対の電極に夫々バスバーを接続し、上記素子の両端面に設けられた一対の電極を垂直方向にして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上記ケースの内底面に設けることにより、この素子搭載リブにより形成される素子とケース内底面間の隙間に樹脂からなる緩衝材層を配設した構成のものである。
【発明の効果】
【００１４】
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、素子の振動が最も大きくなる部分が接する部分に樹脂からなる緩衝材層を配設した構成により、素子に交流電圧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、この振動を上記緩衝材層によって緩和することができるため、ケースを伝って伝播される振動は大きく低減されたものとなり、結果的に騒音の発生を低減することができるようになる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】
【００１５】
（実施の形態）
以下、実施の形態を用いて、本発明の特に全請求項に記載の発明について説明する。
【００１６】
図１（ａ）〜（ｃ）は本発明の一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平面図と側面図と平面図のＡ−Ａ線における断面図であり、図１において、１は金属化フィルムコンデンサ（以下、素子と呼ぶ）を示し、この素子１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、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Ｐ極電極１ａとＮ極電極１ｂの一対の取り出し電極を夫々設けて構成されたものである。
【００１７】
２はＰ極バスバー、２ａはこのＰ極バスバー２の一端に設けられた外部接続用のＰ極端子、２ｂは同他端に設けられた複数の接続部であり、このＰ極バスバー２は上記素子１を複数個密着して並べた状態で各素子１の一方の端面に形成されたＰ極電極１ａと上記接続部２ｂを介して半田付けされることにより夫々接合され、また、Ｐ極端子２ａはこの素子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。
【００１８】
３はＮ極バスバー、３ａはこのＮ極バスバー３の一端に設けられた外部接続用のＮ極端子、３ｂは同他端に設けられた複数の接続部であり、このＮ極バスバー３も上記Ｐ極バスバー２と同様に、上記素子１を複数個密着して並べた状態で各素子１の他方の端面に形成されたＮ極電極１ｂと上記接続部３ｂを介して半田付けされることにより夫々接合され、また、Ｎ極端子３ａはこの素子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、複数個の素子１がＰ極バスバー２とＮ極バスバー３により並列接続状態で連結されているものである。
【００１９】
４は上面開放の樹脂製のケースであり、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、以下、ＰＰＳと呼ぶ）を用いたものである。４ａはこのケース４の内底面に隆起するように一対で設けられた素子搭載リブであり、上記Ｐ極バスバー２とＮ極バスバー３により並列接続されて連結された複数個の素子１をＰ極電極１ａとＮ極電極１ｂを垂直方向にした状態でケース４内に収容した際に、素子１の両端面に形成されたメタリコン電極からなるＰ極電極１ａとＮ極電極１ｂが上記素子搭載リブ４ａ上に当接して載置されることにより、素子１とケース４の内底面間に所定の隙間が形成されるようにしたものである。
【００２０】
５ａは上記ケース４の内底面と素子１間に形成された隙間内に充填されることにより配設された樹脂からなる緩衝材層、５ｂはこの緩衝材層５ａを除くケース４内に充填されたモールド樹脂であり、本実施の形態においては、上記緩衝材層５ａを構成する樹脂、ならびにモールド樹脂５ｂとして同一のエポキシ樹脂を用い、これをケース４内に充填して構成したものである。
【００２１】
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４の内底面に素子搭載リブ４ａを設けることによって形成される素子１とケース４の内底面間の隙間に緩衝材層５ａを配設した構成により、素子１の振動が最も大きくなる部分が上記緩衝材層５ａと常に当接した状態になるため、素子１に交流電圧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１自体が振動しても、この振動を上記緩衝材層５ａによって緩和することができるようになるため、ケース４を伝わって伝播される振動は大きく低減されたものとなり、結果的に騒音の発生を低減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。
【００２２】
また、上記緩衝材層５ａを構成する樹脂材料としては、ケース４を構成する樹脂（本実施の形態においてはＰＰＳを用いた）の損失係数よりも大きい損失係数の樹脂を用いることが基本的に必要であり、上記ＰＰＳの損失係数が０．００３であることから、これよりも損失係数が大きいエポキシ樹脂（損失係数が０．０１）やウレタン樹脂（損失係数が０．０５）等が適した樹脂であると言える。
【００２３】
また、図２は上記緩衝材層５ａの厚み（素子搭載リブ４ａにより形成される素子１とケース４内底面間の隙間寸法）による振動低減の効果を確認した結果を示した特性図であり、図２から明らかなように、緩衝材層５ａの厚みが０．１ｍｍのときに振動加速度は８Ｇであるが、緩衝材層５ａの厚みを０．５ｍｍにすると振動加速度は０．２Ｇまで激減する。但し、０．５ｍｍを超えて厚みを増しても振動加速度は微減するのみであることから、緩衝材層５ａの厚みは０．５ｍｍ以上あれば十分であると言える。
【００２４】
なお、本実施の形態においては、上記緩衝材層５ａを構成する樹脂、ならびにモールド樹脂５ｂとして同一のエポキシ樹脂を用い、これをケース４内に充填した構成を例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、緩衝材層５ａを構成する樹脂とモールド樹脂５ｂが異なる樹脂の組み合わせにしても構わないものであり、特に、緩衝材層５ａを構成する樹脂としてはウレタン樹脂を用いるのが好ましいと言える。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明によるケースモールド型コンデンサは、耐振動性ならびに耐静粛性に優れ、外部への騒音を低減することができるという効果を有し、特にハイブリッド自動車などの自動車用分野等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ）本発明の一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平面図、（ｂ）同側面図、（ｃ）同平面図のＡ−Ａ線における断面図
【図２】同緩衝材層の厚みによる振動低減の効果を示した特性図
【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】
【００２７】
１  素子
１ａ  Ｐ極電極
１ｂ  Ｎ極電極
２  Ｐ極バスバー
２ａ  Ｐ極端子
２ｂ、３ｂ  接続部
３  Ｎ極バスバー
３ａ  Ｎ極端子
４  ケース
４ａ  素子搭載リブ
５ａ  緩衝材層
５ｂ  モールド樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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