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公開番号2021057539
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210408
出願番号2019181860
出願日20191002
発明の名称コンデンサ
出願人株式会社デンソー,ニチコン株式会社
代理人特許業務法人あいち国際特許事務所
主分類H01G 4/228 20060101AFI20210312BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】低背化を図りやすいコンデンサを提供する。
【解決手段】コンデンサは、コンデンサ素子2と一対のバスバと絶縁部材4とを備える。コンデンサ素子2は、正極面2Pと負極面2Nとを備える。一対のバスバは、コンデンサ素子2の正極面2Pに接続される正極バスバ3Pと、負極面2Nに接続される負極バスバとを備える。絶縁部材4は、正極バスバ3Pと負極面2Nとの間に配されており、板状を呈している。絶縁部材4の一部は、正極バスバ3Pに設けられたバスバ貫通孔30に挿入されている。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項1】
一対の電極面(2P、2N)を備えたコンデンサ素子(2)と、
前記コンデンサ素子の一対の前記電極面のそれぞれに接続された一対のバスバ(3P、3N)と、
一方の極性となる前記バスバである特定バスバと、他方の極性となる前記電極面又は前記バスバとの間に配された板状の絶縁部材(4)と、を備え、
前記絶縁部材の一部は、前記特定バスバに設けられたバスバ貫通孔(30)に挿入されている、コンデンサ(1)。
続きを表示(約 1,000 文字)【請求項2】
前記絶縁部材は、前記特定バスバの一方面側に配された本体部(41)と、前記本体部から前記バスバ貫通孔を通るよう延設された延設部(42)とを備え、前記延設部の一部(43)は、前記特定バスバの他方面側に対向するよう配されている、請求項1に記載のコンデンサ。
【請求項3】
前記絶縁部材は、前記特定バスバにおける前記絶縁部材が配された面部(31P)の広がり方向のうちの互いに直交する縦方向(X)と横方向(Y)との双方において、前記特定バスバに対して位置決めされている、請求項1又は2に記載のコンデンサ。
【請求項4】
前記コンデンサ素子を収容するとともに、開口部を有するコンデンサケース(5)を備え、
前記コンデンサケース内には、前記コンデンサ素子を封止する封止材(6)が充填されており、
前記絶縁部材は、前記特定バスバに対して、前記コンデンサケースが開口する側に配されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載のコンデンサ。
【請求項5】
複数の前記コンデンサ素子を備え、
複数の前記コンデンサ素子は、同極の前記電極面同士を対面させつつ、当該対面の方向に直交する並び方向(X)に沿って複数列に配列されており、
前記絶縁部材は、複数の前記コンデンサ素子における互いに対面する同極の前記電極面と、当該電極面と反対の極性となる前記特定バスバとの間に配されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載のコンデンサ。
【請求項6】
前記絶縁部材は、前記特定バスバの前記絶縁部材が配された面部(31P)における、前記並び方向の全体にわたって形成されている、請求項5に記載のコンデンサ。
【請求項7】
前記コンデンサ素子を収容するとともに、開口部を有するコンデンサケース(5)を備え、
前記コンデンサケース内には、前記コンデンサ素子を封止する封止材(6)が充填されており、
前記絶縁部材は、前記特定バスバの前記バスバ貫通孔に向かって開口する絶縁貫通孔(420)を有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載のコンデンサ。
【請求項8】
前記絶縁貫通孔は、前記コンデンサケースの開口方向(Z)から見たとき、複数の前記コンデンサ素子間の領域に位置している、請求項7に記載のコンデンサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、コンデンサに関する。
続きを表示(約 5,800 文字)【背景技術】
【0002】
特許文献1には、複数のコンデンサ素子が、それらの負極面を対面させつつ、2列に並ぶよう配されたコンデンサが開示されている。複数のコンデンサ素子をこのように配置することで、コンデンサ全体として厚みを小さくでき、低背化を図りやすい。
【0003】
特許文献1に記載のコンデンサにおいて、複数のコンデンサ素子の正極面に接続された正極バスバは、互いに対向する複数のコンデンサ素子の負極面近傍を通るよう形成されている。特許文献1に記載のコンデンサにおいて、正極バスバは、負極面との間の電気的絶縁性を確保するため、正極バスバにおける負極面近傍を通る部位が、当該負極面から離れるよう折り曲げられている。これにより、正極バスバと負極面との間の絶縁空間距離を確保しようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
国際公開第2012/098622号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1に記載されたコンデンサにおいては、正極バスバにおける負極面近傍の部位が、負極面から遠ざかるよう折り曲げられているため、コンデンサ全体としての低背化を阻害しやすい。近年のコンデンサの低背化の要請から、コンデンサは例えばコンマ数ミリ単位でも低背化することが好ましい。
【0006】
そこで、単に正極バスバと負極面との間に絶縁部材を介在させ、正極バスバと負極面との間の電気的絶縁性を確保することが考えられる。この場合、正極バスバを負極面から離れるよう折り曲げる必要がなく、コンデンサの低背化を図りやすい。しかしながら、この場合、絶縁部材が正極バスバと負極面との間に位置した状態を維持するべく、絶縁部材を位置決めする必要があるが、固定手段を工夫しなければコンデンサの大型化につながるおそれが考えられる。
【0007】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、低背化を図りやすいコンデンサを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一態様は、一対の電極面(2P、2N)を備えたコンデンサ素子(2)と、
前記コンデンサ素子の一対の前記電極面のそれぞれに接続された一対のバスバ(3P、3N)と、
一方の極性となる前記バスバである特定バスバと、他方の極性となる前記電極面又は前記バスバとの間に配された板状の絶縁部材(4)と、を備え、
前記絶縁部材の一部は、前記特定バスバに設けられたバスバ貫通孔(30)に挿入されている、コンデンサ(1)にある。
【発明の効果】
【0009】
前記態様のコンデンサにおいて、絶縁部材の一部は、特定バスバに設けられたバスバ貫通孔に挿入されている。それゆえ、特定バスバのバスバ貫通孔に絶縁部材の一部を挿入することで特定バスバに対する絶縁部材の位置決めが可能であり、位置決め構造を簡素にすることができる。これに伴い、コンデンサが大型化することを防止しつつ、絶縁部材の位置決めをすることができる。
【0010】
以上のごとく、前記態様によれば、低背化を図りやすいコンデンサを提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【0011】
実施形態1における、コンデンサの平面図。
図1の、II−II線矢視断面図。
図2の、絶縁部材周辺の拡大図。
図1において、封止材を除いた図。
実施形態1における、コンデンサの分解斜視図。
実施形態1における、正極バスバ及び絶縁部材の平面図。
実施形態1における、絶縁部材が正極バスバのバスバ貫通孔に挿入されて、正極バスバに位置決めされている様子を示す模式的な断面図。
【発明を実施するための形態】
【0012】
(実施形態1)
コンデンサ1の実施形態につき、図1〜図7を用いて説明する。
本形態のコンデンサ1は、図5に示すごとく、コンデンサ素子2と一対のバスバと絶縁部材4とを備える。
【0013】
図2に示すごとく、コンデンサ素子2は、正極面2Pと負極面2Nとを備える。一対のバスバは、コンデンサ素子2の正極面2Pに接続される正極バスバ3Pと、負極面2Nに接続される負極バスバ3Nとを備える。図2、図3、図6に示すごとく、絶縁部材4は、正極バスバ3Pと負極面2Nとの間に配されており、板状を呈している。図6、図7に示すごとく、絶縁部材4の一部は、正極バスバ3Pに設けられたバスバ貫通孔30に挿入されている。
以後、本形態につき詳説する。
【0014】
コンデンサ1は、例えば電力変換装置の一部を構成するものとすることができる。電力変換装置は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載される車載用電力変換装置とすることができる。電力変換装置は、図示しない直流電源と三相交流モータとの間に配される。コンデンサ1は、直流電源側から印加される直流電圧を平滑化し、平滑後の直流電圧をスイッチング回路側へ出力する。スイッチング回路によって直流電圧を交流電圧に変換する。電力変換装置は、このようにして得られた交流電圧を、三相交流モータに印加する。
【0015】
コンデンサ素子2は、例えば、金属化フィルムを巻回してなり、その巻回軸方向の両端部にメタリコンにより形成された電極面を備えるフィルムコンデンサとすることができる。図1、図4、図5に示すごとく、本形態のコンデンサ1は、複数のコンデンサ素子2を備える。そして、本形態のコンデンサ1は、複数のコンデンサ素子2の配置を工夫し、コンデンサ1全体の低背化を図った(すなわち厚みを薄くした)コンデンサである。
【0016】
図4、図5に示すごとく、本形態のコンデンサ1において、複数のコンデンサ素子2は、負極面2N同士をコンデンサ1の短手方向に対面させつつ、コンデンサ1の長手方向に沿って2列に配列されている。コンデンサ素子2は、その一対の電極面の対向方向に長尺になりやすいため、このような配置を採用することで、コンデンサ1の低背化を図ることができる。なお、以後、コンデンサ1の厚み方向をZ方向といい、コンデンサ1の長手方向をX方向、コンデンサ1の短手方向をY方向という。X方向、Y方向、Z方向は、互いに直交する方向である。図1、図2に示すごとく、複数のコンデンサ素子2は、コンデンサケース5内に収容されている。
【0017】
図5に示すごとく、コンデンサケース5は、Z方向の一方側に開口する箱状に形成されている。コンデンサケース5は、例えば、電気的絶縁性を有する熱可塑性の樹脂からなる。コンデンサケース5は、底壁51と、底壁51から立設した側壁52とを有し、側壁52における底壁51と反対側に開口部53を備える。以後、適宜、Z方向におけるコンデンサケース5の開口側をZ1側といい、その反対側をZ2側という。
【0018】
底壁51は、長手方向をX方向、短手方向をY方向とした長方形板状を呈している。側壁52は、底壁51の周縁からZ1側に立設しており、Z方向に直交する断面形状が長方形状となるよう形成されている。側壁52には、コンデンサケース5の外側に突出する被固定部54が設けられている。被固定部54は、コンデンサケース5を他の部材に取り付ける役割を有する。例えば、コンデンサ1は、被固定部54において、電力変換装置の外郭を構成する図示しない装置ケースにボルト締結される。
【0019】
コンデンサケース5内に、正極バスバ3P、絶縁部材4、コンデンサ素子2、及び負極バスバ3Nが配されており、図1、図2に示すごとく、これらは封止材6によって封止されている。封止材6は、例えば電気的絶縁性を有する熱硬化性樹脂からなる。封止材6は、流動性を有する低温状態においてコンデンサケース5内に充填された後、加熱されることで固化する。封止材6におけるZ1側の端部は、コンデンサケース5の開口部53と同等の位置に形成されている。封止材6は、複数のコンデンサ素子2を封止し、各コンデンサ素子2の耐湿性を確保している。
【0020】
図2、図5に示すごとく、正極バスバ3Pは、コンデンサケース5の底壁51に沿うよう形成されたバスバ底面部31Pと、バスバ底面部31PのY方向の端縁からZ1側に延設されたバスバ側面部32Pとを備える。バスバ底面部31Pは、コンデンサケース5の底壁51に対向しており、バスバ側面部32Pは、コンデンサケース5の側壁52に対向している。
【0021】
図5、図6に示すごとく、バスバ底面部31Pは、X方向に長尺で、Y方向に短尺な長方形板状を呈している。図2、図3に示すごとく、バスバ底面部31Pは、コンデンサケース5の底壁51に対向しているとともに、底壁51との間に微小な隙間を形成している。そして、バスバ底面部31Pとコンデンサケース5の底壁51との間の微小領域にも封止材6が配されている。
【0022】
図5、図6に示すごとく、バスバ底面部31Pには、バスバ底面部31PをZ方向に貫通するバスバ貫通孔30が複数形成されている。バスバ貫通孔30は、コンデンサケース5内に封止材6を充填する際の流動性を有する封止材6を通過させる役割を有する。すなわち、バスバ貫通孔30を形成することで、コンデンサケース5内の全体に封止材6を行き渡らせやすくなる。
【0023】
図6に示すごとく、複数のバスバ貫通孔30は、Y方向の中央位置に配され、Y方向に対向するコンデンサ素子2間の空間にZ方向に重なる位置に形成された複数の中央貫通孔300を備える。複数の中央貫通孔300は、X方向に複数並んでいる。コンデンサケース5の開口部53から流動性を有する封止材6を充填させる際、封止材6は、Y方向に対するコンデンサ素子2間、及び中央貫通孔300を通り、バスバ底面部31Pとコンデンサケース5との間に浸透する。
【0024】
図5、図6に示すごとく、バスバ側面部32Pは、バスバ底壁51部のY方向の両端縁からZ1側に向かって立設するよう、一対形成されている。図2に示すごとく、各バスバ側面部32Pは、コンデンサケース5の側壁52に近接対向している。Y方向の一方側のバスバ側面部32Pは、2列に配列されたコンデンサ素子2のうちの一方側の列を構成するコンデンサ素子2のそれぞれの正極面2Pに接続されている。Y方向の他方側のバスバ側面部32Pは、2列に配列されたコンデンサ素子2のうちの他方側の列を構成するコンデンサ素子2のそれぞれの正極面2Pに接続されている。
【0025】
図5、図6に示すごとく、1つのバスバ側面部32Pからは、正極バスバ3Pを電力変換装置内のスイッチング回路のスイッチング素子に電気的に接続するためのバスバ端子部33Pが延設されている。図1に示すごとく、バスバ端子部33Pは、コンデンサケース5の外部に配されるとともに、コンデンサケース5よりもY方向の外側に突出するよう形成されている。
【0026】
図2、図3、図5〜図7に示すごとく、正極バスバ3Pのバスバ底面部31PのZ1側の面には、絶縁部材4が固定されている。絶縁部材4は、各コンデンサ素子2の負極面2Nと、正極バスバ3Pとの間の電気的絶縁性を確保する役割を有する。絶縁部材4は、2列のコンデンサ素子2の互いに対面する負極面2Nと、正極バスバ3Pのバスバ底面部31Pとの間に介在し、これらの間の電気的絶縁性を確保している。
【0027】
図6に示すごとく、絶縁部材4は、バスバ底面部31PにおけるX方向の全体にわたって形成されている。本形態においては、絶縁部材4のX方向の長さは、バスバ底面部31PのX方向の長さよりも長く、絶縁部材4は、バスバ底面部31PからX方向の両側に突出するよう配されている。
【0028】
例えば、絶縁部材4は、弾性変形可能であり、板状を呈している。すなわち、絶縁部材4は、外力が付加されて自由状態から変形している(撓んでいる)場合、当該外力が開放されると、略元の状態に戻るよう弾性変形する。例えば、絶縁部材4は、PETシートからなる。なお、板状とは、フィルム状、シート状等のような厚みの小さい形状を含む概念とする。絶縁部材4の全体は、コンデンサケース5内に封止材6により埋設されている。
【0029】
そして、図5、図6に示すごとく、絶縁部材4は、正極バスバ3Pのバスバ底面部31PのZ1側に配された本体部41と、本体部41から、バスバ貫通孔30を通るよう延設された延設部42とを備える。そして、図7に示すごとく、各延設部42における延設された側の端部43は、バスバ底面部31PのZ2側の面に対向するよう配されている。これにより、絶縁部材4は、正極バスバ3Pのバスバ底面部31Pに係合されている。
【0030】
また、絶縁部材4は、バスバ底面部31Pに対して、延設部42が延設する側に移動することが制限される。すなわち、絶縁部材4は、バスバ底面部31Pに対して延設部42が延設する側(例えば図7における紙面左側)に移動すると、延設部42がバスバ貫通孔30に干渉し、絶縁部材4の移動が制限される。これにより、絶縁部材4は、バスバ底面部31Pに対して、延設部42が延設する側に移動し難いよう位置決めされている。
(【0031】以降は省略されています)

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