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技術 コンデンサブロック

出願人 パナソニックIPマネジメント株式会社
発明者 西川慶三
出願日 2014年1月8日 (6年11ヶ月経過) 出願番号 2014-001876
公開日 2015年7月16日 (5年5ヶ月経過) 公開番号 2015-130441
状態 特許登録済
技術分野 電気二重層コンデンサ等 コンデンサの容器・被覆一般 電解コンデンサ 固定コンデンサ及びコンデンサ製造装置 コンデンサの取付
主要キーワード コンデンサブロック 系統出力 露出部位 差し込み接続 絶縁壁 商用電源周波数 インバータモジュール バスバー間
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年7月16日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

絶縁性を高めつつ、小型化を図ったコンデンサブロックを提供する。

解決手段

コンデンサブロック1は、複数個コンデンサ10と、第1導電板11と、第2導電板12と、樹脂成形部13とを備える。第1導電板11には、複数個のコンデンサ10の第1端子10aがそれぞれ電気的に接続される。第2導電板12には、複数個のコンデンサ10の第2端子10bがそれぞれ電気的に接続される。樹脂成形部13には、第1導電板11の表面において第1端子10aが接続される部位と第2導電板12の表面において第2端子10bが接続される部位とを一面から露出させた状態で、第1導電板11と第2導電板12とがインサート成形されている。樹脂成形部13の表面には、第1導電板11の露出部位と第2導電板12の露出部位との間の部位から突出する絶縁壁15が設けられている。

概要

背景

従来、電気自動車ハイブリッド自動車等のモータジェネレータを制御するインバータには、大容量で定格電圧が高く、耐電流の大きな平滑コンデンサが必要になり、複数のコンデンサ並列に接続した車両用コンデンサが提案されている(例えば特許文献1参照)。

概要

絶縁性を高めつつ、小型化をったコンデンサブロックを提供する。コンデンサブロック1は、複数個のコンデンサ10と、第1導電板11と、第2導電板12と、樹脂成形部13とを備える。第1導電板11には、複数個のコンデンサ10の第1端子10aがそれぞれ電気的に接続される。第2導電板12には、複数個のコンデンサ10の第2端子10bがそれぞれ電気的に接続される。樹脂成形部13には、第1導電板11の表面において第1端子10aが接続される部位と第2導電板12の表面において第2端子10bが接続される部位とを一面から露出させた状態で、第1導電板11と第2導電板12とがインサート成形されている。樹脂成形部13の表面には、第1導電板11の露出部位と第2導電板12の露出部位との間の部位から突出する絶縁壁15が設けられている。

目的

本発明は上記課題に鑑みて為され、絶縁性を高めつつ、小型化を図ったコンデンサブロックを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

複数個コンデンサと、複数個の前記コンデンサの各々が備える第1端子電気的に接続される第1導電板と、複数個の前記コンデンサの各々が備える第2端子が電気的に接続される第2導電板と、前記第1導電板の表面において前記第1端子が接続される部位と前記第2導電板の表面において前記第2端子が接続される部位とを一面から露出させた状態で前記第1導電板と前記第2導電板とがインサート成形された樹脂成形部とを備え、前記樹脂成形部の表面に、前記第1導電板の露出部位と前記第2導電板の露出部位との間の部位から突出する絶縁壁が設けられたことを特徴とするコンデンサブロック

請求項2

前記第1導電板および前記第2導電板は、それぞれ、平面視の形状が櫛歯形状に形成されており、前記第1導電板および前記第2導電板のうちの一方が備える凹部に、前記第1導電板および前記第2導電板のうちの他方が備える凸部が入り込むように、前記第1導電板および前記第2導電板が配置されたことを特徴とする請求項1記載のコンデンサブロック。

請求項3

前記第1導電板および前記第2導電板には、それぞれ、外部の電気回路着脱自在に接続するための接続部が設けられたことを特徴とする請求項1又は2の何れかに記載のコンデンサブロック。

請求項4

前記接続部は、前記第1導電板および前記第2導電板をそれぞれ構成する金属板の一部を切り起こして形成された端子であることを特徴とする請求項3記載のコンデンサブロック。

技術分野

0001

本発明は、複数のコンデンサ電気的に接続されたコンデンサブロックに関する。

背景技術

0002

従来、電気自動車ハイブリッド自動車等のモータジェネレータを制御するインバータには、大容量で定格電圧が高く、耐電流の大きな平滑コンデンサが必要になり、複数のコンデンサを並列に接続した車両用コンデンサが提案されている(例えば特許文献1参照)。

先行技術

0003

特開2012−9499号公報

発明が解決しようとする課題

0004

特許文献1に記載された車両用コンデンサでは、2本のバスバーの間に小容量で小型のコンデンサが複数個並列的に接続されている。特許文献1に記載のコンデンサは両端から端子が突出しているが、コンデンサの一面から2本の端子が突出している場合、2本のバスバーの距離が狭くなり、バスバー間を電気的に絶縁するために、絶縁用の部材が必要になり、大型化を招くという問題があった。

0005

本発明は上記課題に鑑みて為され、絶縁性を高めつつ、小型化を図ったコンデンサブロックを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明のコンデンサブロックは、複数個のコンデンサと、第1導電板と、第2導電板と、樹脂成形部とを備え、前記樹脂成形部の表面に絶縁壁が設けられたことを特徴とする。前記第1導電板には、複数個の前記コンデンサの各々が備える第1端子が電気的に接続される。前記第2導電板には、複数個の前記コンデンサの各々が備える第2端子が電気的に接続される。前記樹脂成形部には、前記第1導電板の表面において前記第1端子が接続される部位と前記第2導電板の表面において前記第2端子が接続される部位とを一面から露出させた状態で前記第1導電板と前記第2導電板とがインサート成形される。前記樹脂成形部の表面には、前記第1導電板の露出部位と前記第2導電板の露出部位との間の部位から突出する絶縁壁が設けられる。

0007

このコンデンサブロックにおいて、以下の構成を備えることも好ましい。前記第1導電板および前記第2導電板は、それぞれ、平面視の形状が櫛歯形状に形成されている。前記第1導電板および前記第2導電板のうちの一方が備える凹部に、前記第1導電板および前記第2導電板のうちの他方が備える凸部が入り込むように、前記第1導電板および前記第2導電板が配置される。

0008

このコンデンサブロックにおいて、前記第1導電板および前記第2導電板には、それぞれ、外部の電気回路着脱自在に接続するための接続部が設けられることも好ましい。

0009

このコンデンサブロックにおいて、前記接続部は、前記第1導電板および前記第2導電板をそれぞれ構成する金属板の一部を切り起こして形成された端子であることも好ましい。

発明の効果

0010

本発明によれば、樹脂成形部の表面には、第1導電板の露出部位(第1端子が接続される部位)と第2導電板の露出部位(第2端子が接続される部位)との間の部位から突出する絶縁壁が設けられている。この絶縁壁によって、第1導電板および第1端子と、第2導電板および第2端子との絶縁距離が大きくなり、絶縁性が向上する。しかも、絶縁壁は樹脂成形部と一体に設けられているので、第1導電板および第1端子と、第2導電板および第2端子との絶縁性を高めるための部材を別部品として備える場合に比べて、コンデンサブロックの小型化を図ることができる。また、絶縁壁で絶縁性を向上させているので、複数個のコンデンサをより近づけて配置することができ、コンデンサブロックの小型化を図ることができる。

図面の簡単な説明

0011

(a)は本実施形態のコンデンサブロックの下面図、(b)はB−B断面図である。
本実施形態のコンデンサブロックを示し、(a)は平面図、(b)(c)は側面図である。
本実施形態のコンデンサブロックを示し、(a)は上側から見た外観斜視図、(b)は下側から見た外観斜視図である。
本実施形態のコンデンサブロックの平面図である。
本実施形態のコンデンサブロックに用いられる第1端子板および第2端子板の平面図である。
本実施形態のコンデンサブロックを用いた全体システムブロック図である。

実施例

0012

本発明に係るコンデンサブロックの実施形態を図1図6に基づいて説明する。

0013

本実施形態のコンデンサブロックは、高電圧大電流を流す回路に使用され、例えば一般家庭に設置される太陽光発電システムパワーコンディショナに用いられる。

0014

図6は、コンデンサブロック1を使用する全体回路のブロック図であり、太陽電池モジュール2と、DC/DCコンバータ3と、インバータモジュール4とを備える。

0015

DC/DCコンバータ3は、太陽電池モジュール2の出力をインバータモジュール4に適した直流電力に変換する制御(例えば最大電力点追従制御(MPPT:Maximum Power Point Tracking))を行う。

0016

インバータモジュール4はコンデンサブロック1とインバータ回路5とを備える。コンデンサブロック1は、インバータモジュール4の入力段に設けられ、DC/DCコンバータ3の出力を平滑する。インバータ回路5は、DC/DCコンバータ3から出力され、コンデンサブロック1で平滑化された直流電圧を、商用電源周波数と同じ周波数交流電圧に変換して、商用電源系統連系させる系統出力、或いは、負荷自立運転させる自立出力に出力する。

0017

次に、本実施形態のコンデンサブロック1の構成を説明する。コンデンサブロック1は、複数個のコンデンサ10と、第1導電板11と、第2導電板12と、樹脂成形部13を備える。

0018

複数個のコンデンサ10は容量値や定格電圧などが同じ電解コンデンサからなり、図4に示すように、第1導電板11と第2導電板12の間に複数個のコンデンサ10が並列に接続されている。本実施形態では、複数のコンデンサ10の各々が備える正極側の第1端子10aが第1導電板11に電気的に接続され、複数のコンデンサ10の各々が備える負極側の第2端子10bが第2導電板12に電気的に接続されている。

0019

第1導電板11は、図5に示すように、金属板に抜き加工および曲げ加工を施すことによって、平面視の形状が櫛歯形状に形成されている。第1導電板11は、帯板状の連結片11aと、連結片11aの長手方向に沿う一辺図5の左側辺)の両端部および中央部からそれぞれ側方に突出する矩形板状の突出片11bとで、略E形に形成されている。

0020

第2導電板12は、第1導電板11と同様に、金属板に抜き加工および曲げ加工を施すことによって、平面視の形状が櫛歯形状に形成されている(図5参照)。第2導電板12は、帯板状の連結片12aと、連結片12aの長手方向に沿う一辺(図5右側辺)の両端部および中央部からそれぞれ側方に突出する矩形板状の突出片12bとで、略E形に形成されている。本実施形態では第2導電板12は第1導電板11と同じ形状および大きさに形成されている。

0021

第1導電板11および第2導電板12は、第1導電板11および第2導電板12のうちの一方が備える凹部に、第1導電板11および第2導電板12のうちの他方が備える凸部が入り込むように配置される。すなわち、第1導電板11の隣接する突出片11bの間の凹部に、第2導電板12の突出片12b(凸部)が入り込み、且つ、第2導電板12の隣接する突出片12bの間の凹部に、第1導電板11の突出片11b(凸部)が入り込むように配置される。ここで、第1導電板11と第2導電板12とは所定の隙間を空けた状態で配置されている。

0022

第1導電板11の突出片11bには、コンデンサ10の第1端子10a(正極側の端子)がそれぞれ挿入される複数の貫通孔11cが、突出片11bの長手方向に一定の間隔を開けて設けられている。第2導電板12の突出片12bには、コンデンサ10の第2端子10b(負極側の端子)がそれぞれ挿入される複数の貫通孔12cが、突出片12bの長手方向に一定の間隔を開けて設けられている。複数個のコンデンサ10の各々は、第1端子10aが突出片11bの貫通孔11cに挿入され、第2端子10bが突出片12bの貫通孔12cに挿入された状態で、第1導電板11および第2導電板12に半田付けされており、第1導電板11と第2導電板12とに跨がるように実装される。

0023

また、第1導電板11が備える3つの突出片11bのうち、隣接する突出片12bの間に配置される2つの突出片11bは、他の1つの突出片11bよりも、連結片11aの長手方向(図5の上下方向)における幅寸法が大きく形成されている。そして、幅広の2つの突出片11bには、その一部を切り起こすことによって帯板状の端子11dがそれぞれ形成されている。すなわち、正極側の第1導電板11には帯板状の端子11dが2個設けられている。

0024

同様に、第2導電板12が備える3つの突出片12bのうち、隣接する突出片11bの間に配置される2つの突出片12bは、他の1つの突出片12bよりも、連結片12aの長手方向(図5の上下方向)における幅寸法が大きく形成されている。そして、幅広の2つの突出片12bには、その一部を切り起こすことによって帯板状の端子12dがそれぞれ形成されている。すなわち、負極側の第2導電板12にも帯板状の端子12dが2個設けられている。

0025

第1導電板11と第2導電板12とはインサート成形により樹脂成形部13と一体化されている。樹脂成形部13は絶縁性を有する合成樹脂により矩形板状に形成されており、この樹脂成形部13に第1導電板11と第2導電板12とが保持されている。

0026

図1(a)に示すように、第1導電板11の表面において、第1端子10aが接続される部位、すなわち貫通孔11cが設けられた部位は、樹脂成形部13の下面に設けられた矩形の開口部14aから露出する。樹脂成形部13には、第1導電板11に設けられた複数の貫通孔11cの各々に連続するように貫通孔13aが形成されている(図1(b)参照)。同様に、第2導電板12の表面において、第2端子10bが接続される部位、すなわち貫通孔12cが設けられた部位は、樹脂成形部13の下面に設けられた矩形の開口部14bから露出する。樹脂成形部13には、第2導電板12に設けられた複数の貫通孔12cの各々に連続するように貫通孔13bが形成されている(図1(b)参照)。

0027

そして、樹脂成形部13には、第1導電板11の表面の露出部位と、第2導電板12の表面の露出部位との間の部位から突出する絶縁壁15が設けられている。この絶縁壁15は、一方の凹部に他方の凸部が入り込むように配置された第1導電板11と第2導電板12の間を縫って蛇行するように一続きに形成されている。この絶縁壁15によって、樹脂成形部13の下面は、正極側の第1導電板11の突出片11bが露出する領域と、負極側の第2導電板12の突出片12bが露出する領域とに仕切られている。ここで、第1導電板11の露出部位と第2導電板12の露出部位との絶縁距離は、第1導電板11の露出部位から絶縁壁15の先端部までの距離(空間距離または沿面距離)と、絶縁壁15の先端面の沿面距離と、第2導電板12の露出部位から絶縁壁15の先端部までの距離(空間距離または沿面距離)とを合計した距離になる。したがって、絶縁壁15の突出量を大きくとれば、樹脂成形部13の平面方向の大きさを大きくすることなく、第1導電板11の露出部位と第2導電板12の露出部位との絶縁性を高めることができる。

0028

第1導電板11に設けられた2個の端子11dと、第2導電板12に設けられた2個の端子12dは、樹脂成形部13の下面から下方に向かって突出している。2個の端子11dと2個の端子12dとは互いに平行し、樹脂成形部13の下面から下方に突出するように設けられている。本実施形態のコンデンサブロック1が取り付けられる外部の電気回路(例えば図6に示すインバータモジュール4)には、例えば差し込み接続用のコネクタ(図示せず)やネジ式端子台(図示せず)が設けられている。端子11d,12dは、差し込み接続用のコネクタに差し込み接続したり、ネジ式の端子台に差し込んだ後にネジ締め付けることによって、着脱自在な状態で外部の電気回路に接続されるのである。

0029

コンデンサブロック1は、第1導電板11と第2導電板12とをインサート成形して、第1導電板11と第2導電板12とを樹脂成形部13に保持させた後、樹脂成形部13の上側から複数のコンデンサ10の第1端子10aを貫通孔13a,11cに、第2端子10bを貫通孔13b,12cにそれぞれ挿入する。その後、突出片11bから下方に突出する第1端子10aを突出片11bに半田付けし、突出片12bから下方に突出する第2端子10bを突出片12bに半田付けすることで、複数のコンデンサ10が第1導電板11と第2導電板12とに電気的に接続された状態で固定される。

0030

以上説明したように、本実施形態のコンデンサブロック1は、複数個のコンデンサ10と、第1導電板11と、第2導電板12と、樹脂成形部13とを備え、樹脂成形部13の表面に絶縁壁15が設けられたことを特徴とする。第1導電板11には、複数個のコンデンサ10の各々が備える第1端子10aが電気的に接続される。第2導電板12には、複数個のコンデンサ10の各々が備える第2端子10bが電気的に接続される。樹脂成形部13には、第1導電板11の表面において第1端子10aが接続される部位と第2導電板12の表面において第2端子10bが接続される部位とを一面から露出させた状態で、第1導電板11と第2導電板12とがインサート成形されている。樹脂成形部13の表面には、第1導電板11の露出部位と第2導電板12の露出部位との間の部位から突出する絶縁壁15が設けられる。

0031

このように、樹脂成形部13の表面には、第1導電板11の露出部位(第1端子10aが接続される部位)と第2導電板12の露出部位(第2端子10bが接続される部位)との間の部位から突出する絶縁壁15が設けられている。コンデンサ10として小型のものが使用される場合、第1端子10aと第2端子10bの距離が小さくなるが、絶縁壁15によって、第1導電板11および第1端子10aと、第2導電板12および第2端子10bとの絶縁距離が大きくなるので、絶縁性が向上する。しかも、絶縁壁15は樹脂成形部13と一体に設けられているので、第1導電板11および第1端子10aと、第2導電板12および第2端子10bとの絶縁性を高めるための部材を別部品として備える場合に比べて、コンデンサブロックを小型化できる。また、コンデンサ10として、小型で第1端子10aと第2端子10bとの距離が比較的小さいものを使用したとしても、絶縁壁15を備えることで絶縁性を高めているので、複数個のコンデンサ10をより近づけて配置することができ、コンデンサブロックの小型化を図ることができる。

0032

本実施形態のコンデンサブロック1では、第1導電板11および第2導電板12は、それぞれ、平面視の形状が櫛歯形状に形成されている。第1導電板11および第2導電板12のうちの一方が備える凹部に、第1導電板11および第2導電板12のうちの他方が備える凸部が入り込むように、第1導電板11および第2導電板12が配置されている。すなわち、第1導電板11の凹部(隣接する突出片11bの間の部位)に第2導電板12の凸部(突出片12b)が入り込み、第2導電板12の凹部(隣接する突出片12bの間の部位)に第1導電板11の凸部(突出片11b)が入り込むように、第1導電板11および第2導電板12は配置されている。

0033

これにより、複数のコンデンサ10が一列に配列される場合に比べて、コンデンサブロック1の幅寸法は広がるが、全長を短くできる。また本実施形態では、複数のコンデンサ10は複数列に配置され、隣り合う列のコンデンサ10は、配列方向において2分の1個分だけ位置をずらして千鳥状に配置されている。このように、複数のコンデンサ10は六方細密に配置されているので、同じ面積であればコンデンサ10の配置個数を最大とすることができ、コンデンサブロック1の小型化を実現できる。

0034

また、本実施形態のコンデンサブロック1において、第1導電板11および第2導電板12には、それぞれ、外部の電気回路に着脱自在に接続するための接続部(端子11d,12d)が設けられることも好ましい。コンデンサブロック1の接続部は、外部の電気回路に対して着脱自在に接続されるので、コンデンサブロック1の性能が不良になった場合には、コンデンサブロック1を容易に交換することができる。

0035

また、本実施形態のコンデンサブロック1において、接続部は、第1導電板11および第2導電板12をそれぞれ構成する金属板の一部を切り起こして形成された端子11d,12dであることも好ましい。第1導電板11と端子11dとが別部品の場合は組立作業が必要になるが、端子11dは、第1導電板11を構成する金属板の一部を切り起こして形成されるので、製造の手間を簡単にできる。同様に、第2導電板12と端子12dとが別部品の場合は組立作業が必要になるが、端子12dは、第2導電板12を構成する金属板の一部を切り起こして形成されるので、製造の手間を簡単にできる。

0036

1コンデンサブロック
10コンデンサ
10a 第1端子
10b 第2端子
11 第1導電板
12 第2導電板
13樹脂成形部
15 絶縁壁

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