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技術 コンデンサ

出願人 株式会社指月電機製作所
発明者 高橋誠
出願日 2016年4月27日 (4年9ヶ月経過) 出願番号 2016-089383
公開日 2017年11月2日 (3年3ヶ月経過) 公開番号 2017-199794
状態 特許登録済
技術分野 コンデンサの細部一般(表示・シールド他) 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 コンデンサの端子一般 コンデンサの容器・被覆一般
主要キーワード 略立方体状 リベット打ち ハトメ 留め付け ガス溶接 力学的性 機械的接合 耐振動性
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(2017年11月2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 (4)

課題

外部端子での発熱を抑制しつつ力学的性能の向上を図ったコンデンサを提供する。

解決手段

コンデンサ素子2と、このコンデンサ素子2に接続された電極板3と、コンデンサ素子2及び電極板3とを収容するケース6と、ケース6内に充填される樹脂7とを備え、電極板3は、ケース6外に延出される外部端子3dを有し、外部端子3dに導電板5が重ね合わされ、外部端子3dと導電板5とが2箇所以上で固定されている。

概要

背景

特許文献1には、複数のコンデンサ素子と、これらコンデンサ素子に接続される電極板とをケース収納樹脂充填してなる、いわゆる樹脂モールド型コンデンサが開示されている。また、コンデンサ素子と接続される本体よりも狭幅とされた(断面積の小さい)外部端子での発熱を抑制するため、外部端子に導電板を重ね合わせることが開示されている。

概要

外部端子での発熱を抑制しつつ力学的性能の向上をったコンデンサを提供する。コンデンサ素子2と、このコンデンサ素子2に接続された電極板3と、コンデンサ素子2及び電極板3とを収容するケース6と、ケース6内に充填される樹脂7とを備え、電極板3は、ケース6外に延出される外部端子3dを有し、外部端子3dに導電板5が重ね合わされ、外部端子3dと導電板5とが2箇所以上で固定されている。

目的

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、外部端子での発熱を抑制しつつ力学的性能の向上を図ったコンデンサの提供を目的とする

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

コンデンサ素子(2)と、このコンデンサ素子(2)に接続された電極板(3)と、コンデンサ素子(2)及び電極板(3)とを収容するケース(6)と、ケース(6)内に充填される樹脂(7)とを備え、電極板(3)は、ケース(6)外に延出される外部端子(3d)を有し、外部端子(3d)に導電板(5)が重ね合わせられ、外部端子(3d)と導電板(5)とが2箇所以上で固定されていることを特徴とするコンデンサ

技術分野

0001

この発明は、コンデンサ素子電極板とをケース収納樹脂充填してなるコンデンサに関し、特に外部端子発熱を抑制しつつ力学的性能の向上を図ったコンデンサに関する。

背景技術

0002

特許文献1には、複数のコンデンサ素子と、これらコンデンサ素子に接続される電極板とをケースに収納し樹脂を充填してなる、いわゆる樹脂モールド型コンデンサが開示されている。また、コンデンサ素子と接続される本体よりも狭幅とされた(断面積の小さい)外部端子での発熱を抑制するため、外部端子に導電板を重ね合わせることが開示されている。

先行技術

0003

特開2013−84787号公報

発明が解決しようとする課題

0004

ところで、特許文献1のコンデンサでは、外部端子と導電板とに、外部機器との接続に供する接続孔がそれぞれ設けられており、外部機器との接続にあたって接続孔にボルト挿通ナット螺合することで、外部端子と導電板とが機械的に接合されるようになっている。

0005

ところが、上記接合方法では、外部端子と導電板とが1箇所で留め付けられているだけであるため、接続孔から離れた部分では、力学的に見れば、外部端子と導電板とが別々の部材として個々に機能する状態(軸力せん断力曲げモーメントなどの応力を他方側に完全には伝達できず、個別に抗する状態)であり、外部端子と導電板とを足した厚みを有する1枚の板材に比べて力学的性能、特に剛性が劣っていた。そのため、外部端子を外部機器へのコンデンサの取り付け(固定)にも用いる場合には、耐振動性に改良の余地があった。

0006

そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、外部端子での発熱を抑制しつつ力学的性能の向上を図ったコンデンサの提供を目的とする。

課題を解決するための手段

0007

本発明のコンデンサは、コンデンサ素子2と、このコンデンサ素子2に接続された電極板3と、コンデンサ素子2及び電極板3とを収容するケース6と、ケース6内に充填される樹脂7とを備え、電極板3は、ケース6外に延出される外部端子3dを有し、外部端子3dに導電板5が重ね合わせられ、外部端子3dと導電板5とが2箇所以上で固定されていることを特徴としている。
なお、ここで固定とは、機械的接合溶着接着を指し、機械的接合とは、ネジによる締め付けボルト接合取外し可能な固定やカシメ固定など塑性変形を伴う固定をいい、溶着とは、スポット溶接アーク溶接やYAG溶接などの母材溶融を伴う固定をいい、接着は、はんだ付けロウ付けなどの母材の溶融を伴わない固定いう。
また、「2箇所以上」とは、1の外部端子が1の導電板と2箇所以上で固定されているという意味であり、2以上の外部端子にそれぞれ1箇所ずつ固定することで2箇所以上となるものは含まない。

発明の効果

0008

本発明のコンデンサは、外部端子に導電板が重ね合わせられているため、外部端子の電流密度が小さくなり、外部端子での発熱を抑制することができる。そのため、輻射熱による周辺機器への影響を抑えることができる。また、外部端子と導電板とが2個所以上で固定されているため、先端部近傍の1個所で外部端子と導電板とを固定している場合に比べて、外部端子と導電板とが広い範囲で一体化しているといえる。そのため、耐振動性の向上を図れ、コンデンサを外部機器に安定して取り付けることができる。

図面の簡単な説明

0009

この発明の一実施形態に係るコンデンサを示す斜視図である。
コンデンサの分解斜視図である。
(a)は導電板と外部端子とを示す断面図、(b)は導電板と外部端子とを重ね合わせた状態を示す断面図である。

実施例

0010

次に、この発明のコンデンサの一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。本発明のコンデンサ1は、図1及び図2に示すように、コンデンサ素子2と、第1電極板3と、第2電極板4と、導電板5と、ケース6とを備える。また、ケース6内には、コンデンサ素子2、第1電極板3、第2電極板4をモールドするための樹脂7が充填されている。以下、各構成部材について説明していく。

0011

コンデンサ素子2は、例えば絶縁性フィルム上に金属が蒸着された金属化フィルム巻回することでなるフィルムコンデンサであって、図2に示すように、軸方向端部には金属を溶射してなるメタリコン電極2a、2bが形成されている。第1電極板3に接続される一方のメタリコン電極(第1電極)2aには、第1リード線2cが接続されている。また、第2電極板4に接続される他方のメタリコン電極(第2電極)2bには、第2リード線2dが接続されている。なお、コンデンサ素子2としては、フィルムコンデンサに限らず、電解コンデンサセラミックコンデンサなど、公知の種々のコンデンサを使用可能である。

0012

第1電極板3は、コンデンサ素子2の第1電極2aを外部機器に接続するためのものであって、側面視略矩形状の本体3aを有する。本体3aには、第1リード線2cを挿通するための挿通孔3bが、コンデンサ素子2の数(又は第1リード線2cの数)に合わせて設けられている。また、第2電極板4の挿通孔4bを避けるようにして、窓部3cが複数設けられている。なお、第1電極2aとの接続は第1リード線2cを介さず、直接接続するようにしても良い。本体3aの上端からは、外部機器との接続に用いる第1外部端子3dが延設されている。第1外部端子3dは、本体3aよりも狭幅であって、本体3aから水平方向に延びる水平部3Hと、水平部3Hの先端から垂直方向に延びる垂直部3Vとからなり、側面視略L字状とされている。垂直部3Vには、その先端近傍に、外部機器との接続に用いる接続孔3eが設けられている。さらに、導電板5をカシメ固定するための取付孔3fが、垂直部3Vの延設方向(幅方向中心線)に沿って、且つ垂直部3Vの先端側から基端側にかけて略等間隔に複数(3個)設けられている。また、垂直部3Vは、第2電極板4の第2外部端子4d側に向かうようにしてその先端が湾曲している。上記構成の第1電極板3は、銅やアルミなどの導電性金属板プレス加工することで構成されている。従って、本体3aと第1外部端子3dは一体であって且つ同じ厚みであり、幅の違いによって電流の流れる部分の断面積が変化することになる。なお、第1電極板3の厚みは1〜2mm、取付孔3f、3fの間隔(中心間距離)は20〜30mmであることが好ましい。

0013

第2電極板4は、コンデンサ素子2の第2電極2bを外部機器に接続するためのものであって、第1電極板3と略同様である。但し、第2外部端子4dは湾曲部を有しない短冊状である。また、取付孔3fを有しない。なお、その他の部分については、第1電極板3と同様であるため、図面に同添え字を付し、詳細な説明は省略する。

0014

導電板5は、例えば銅やアルミなどの導電性の金属板をプレス加工することでなり、第1外部端子3dの垂直部3Vと略同形状であって上端が湾曲している。また、この導電板5には、第1外部端子3dの取付孔3fに対応する位置、すなわち、導電板5の長手方向(幅方向の中心線)に沿って、且つ導電板5の先端側から基端側にかけて略等間隔に複数(3個)の凸部5aが設けられている。凸部5aは、取付孔3fよりもやや大きく形成されており、凸部5aを取付孔3fにカシメることで、第1外部端子3dに導電板5を取り付けることができるようになっている(図3a、b参照)。このようなカシメ固定を採用することにより、少なくとも取付孔3fの内周面と凸部5aの外周面とが密着し、第1外部端子3dと導電板5とが機械的に接続される他、電気的にも接続されることになる。すなわち、導電板5も第1外部端子3dの一部として機能することになる。なお、この状態は、第1外部端子3dの厚みが、本体3aよりも導電板5の厚み分だけ厚くなっているともいえる。導電板5の厚みとしては、特に制限はないが、第1電極板3と同じ厚みであれば、別途、異なる板厚の金属板を用意する必要がなく、導電板5を安価に製造することができる。導電板5の先端には、第1外部端子3dの接続孔3eに対応する位置に同じく接続孔5bが設けられている。

0015

ケース6は、上方に開口6aを有する中空略立方体状であって、例えば合成樹脂からなるが金属製であっても良い。ケース6内に充填される樹脂7は、エポキシ樹脂ウレタン樹脂など種々の合成樹脂を使用可能である。

0016

次に、コンデンサ1の製造方法について説明する。まず、第1電極板3の第1外部端子3dに導電板5を取り付ける。取り付けは、導電板5の凸部5aを第1外部端子3dの取付孔3fに押し込む(カシメる)ことで行う。この際、導電板5と第1外部端子3dとが重なり合うまで押し込むことが好ましい。続いて、第2電極板4の本体4aに、第2リード線2dを介してコンデンサ素子2の第2電極2bを接続する。また、第1電極板3の本体3aに、第1リード線2cを介してコンデンサ素子2の第1電極2aを接続する。そして、第1外部端子3d及び第2外部端子4dがケース6外に位置するようにして、ケース6内にコンデンサ素子2、第1電極板3、第2電極板4を収納し樹脂モールドすることで、コンデンサ1の製造を完了する。

0017

上記構成のコンデンサ1は、接続孔3e、4eを用いて外部機器と接続される。第1外部端子3dと外部機器との接続は、例えばボルトを接続孔3eに挿通し、ボルトの先端にナットを螺合(ボルト接合)することで行われるが、この際、ボルトは第1外部端子3dの接続孔3eに加えて導電板5の接続孔5bにも挿通される。そのため、導電板5にも電流が流れることになり、第1外部端子3dの電流密度が、導電板5を設けない場合に比べて小さくなり、第1外部端子3dでの発熱を抑制することができる。また、導電板5が、取付孔3fと凸部5aによるカシメ固定と、接続孔3e、5bを用いたボルト接合によって、第1外部端子3dに強固に取り付けられているため、あたかも第1外部端子3dの厚みが増したような状態、さらに言えば、第1外部端子3dと導電板5とが一体化し、力学的に見れば、1枚の板材と略同視できる力学的性能を有する状態となり、第1外部端子3dを、コンデンサ1の外部機器への取り付けに用いたとしても、安定した取り付けが可能となる。また、外部端子3dにのみ導電板5を重ね合わせるものであるため、電極板全体に導電板5を重ね合わせた場合や、板厚の大きくした金属板を用いて電極板を作成した場合に比べて低コストであり、軽量化も図ることができる。

0018

以上に、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施形態では、導電板5の第1外部端子3dへの固定方法として、取付孔3fに凸部5aをカシメるカシメ固定を採用していたが、例えば取付孔3fや凸部5aを設けず、第1外部端子3dと導電板5とを重ね合わせた状態で、柱状のパンチの先端を第1外部端子3dと導電板5とにめり込ませ、陥没させることでカシメ固定する方法を採っても良いし、いわゆるハトメ打ちリベット打ちによる固定、スポット溶接、アーク溶接、YAG溶接、ガス溶接超音波溶接などの溶着、はんだ付けやロウ付けによる接着など種々の方法を採用することもできる。固定方法によっては、第1外部端子3dや導電板5自身、固定具などが板厚方向に突出する場合もあるが、固定は、コンデンサ素子2の電極2a、2bと対向しない位置で行われているため、コンデンサ素子2と第1電極板3の接続に支障をきたすことはない。固定箇所の数については3個所に限らず、第1外部端子3dの延設方向の長さに合わせて適宜変更可能であるが、少なくとも2箇所以上(接続孔3e、5bを利用したボルト接合は固定箇所に含まれる)とすることが好ましい。なお、溶接の場合は、点による固定の他に、連続する線状の固定としても良い。また、第1外部端子3dの幅(延設方向と直交する方向の長さ)が広い場合は、幅方向に固定箇所を設けても良い。また、上記実施形態では、第1外部端子3dにのみ導電板5が取り付けられていたが、第2外部端子4dに取り付けても良い。また、電極板3、4や導電板5は、導電性を有するものであれば、金属に限らず、種々の材質のものを使用可能である。

0019

1・・コンデンサ、2・・コンデンサ素子、2a・・第1電極、2b・・第2電極、2c・・第1リード線、2d・・第2リード線、3・・第1電極板、3a・・本体、3b・・挿通孔、3c・・窓部、3d・・第1外部端子、3e・・接続孔、3f・・取付孔、3H・・水平部、3V・・垂直部、4・・第2電極板、4a・・本体、4b・・挿通孔、4c・・窓部、4d・・第2外部端子、4e・・接続孔、4H・・水平部、4V・・垂直部、5・・導電板、5a・・凸部、5b・・接続孔、6・・ケース、6a・・開口、7・・樹脂

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