JP2006019367A - 接続体、電子部品の接続構造、及び電子部品装置 - Google Patents

接続体、電子部品の接続構造、及び電子部品装置 Download PDF

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Abstract


【課題】 複数のコンデンサ等の電子部品を直並列化、接続構造部分のコンパクト化、低インダクタンス化を実現する。
【解決手段】 複数の電子部品(コンデンサ61〜64、81〜84)の各端子側を対向させてなる第1及び第2の電子部品群(6、8)の対向間隔内に配設されて第1及び第2の電子部品群の端子間接続に用いられ、第1のバスバー(41)と、第2のバスバー(42)と、第3のバスバー(43)と、第4のバスバー(44)と、絶縁部材(絶縁紙45、46)と、共通接続部(20)と、接続端子部(外部接続部16、18)とからなり、各バスバーが絶縁部材を介して積層され、共通接続部と、接続端子部とが近接するように各バスバーに配置されている。
【選択図】 図1

Description

本発明は、複数の電解コンデンサ等の電子部品の接続に関し、特に、インダクタンスを低減した接続体、電子部品の接続構造、及び電子部品装置に関する。
直流電力の交流電力への電力変換等に用いられるコンデンサ装置では、複数のコンデンサの並列回路や直並列回路が用いられるが、その際、コンデンサ側の接続部に発生するインダクタンスが問題となる。このインダクタンスは、接続部に流れる大電流とその電流によって発生する磁界とから形成され、従来、斯かるインダクタンスの低減のため、各種の対策が講じられている。
斯かるコンデンサの接続に関する先行技術には、次のような特許文献が存在している。
実開昭63−89227号公報 特開平3−289346号公報 特開平3−285570号公報 特開平9−205778号公報 特開2003−319665号公報 特開2000−60145号公報 特許文献1には、端子側を向き合わせることによりコンデンサ列を対向配置し、複数の並列接続導体を用いてコンデンサ列毎に複数のコンデンサを並列化する構成が開示されている。
特許文献2には、板状の3枚の導体を積層させて近接させることにより並行配置し、この複数の導体を用いて2つのコンデンサを直列接続する構成が開示され、各コンデンサの端子に流れる電流の向きを反対方向にすることにより、各電流によって生じる磁界を相殺し、インダクタンスを低減させている。
特許文献3には、2枚の導体板を積層配置し、これら2枚の導体板を用いて複数のコンデンサを並列接続する構成が開示されている。
特許文献4には、2枚の導体板を積層配置し、これら2枚の導体板を用いて複数のコンデンサを並列接続する構成が開示されている。
特許文献5には、2枚のバスバーを積層し、各バスバーから突出させた接続部を用いてコンデンサの端子側に接続することにより、バスバー間でコンデンサを並列接続する構成が開示されている。
また、特許文献6には、複数の平滑コンデンサの端子側に基板を接続して各平滑コンデンサを並列化する構成が開示されている。
ところで、複数の電解コンデンサを並列化して大容量化することや、バスバーによる低インダクタンス化を実現することは公知であり、また、各端子に流れる電流を逆方向にし、各電流によって生じる磁界を相殺することにより低インダクタンス化することも公知である。
しかしながら、特許文献1では、電流の向きが一方のコンデンサの並列接続体は共に同一方向であり、対向するコンデンサの並列接続体と逆方向となり、インダクタンスが低減されるが、コンデンサの並列接続体は共に同一方向であるため、インダクタンスの低減効果は低い。また、特許文献2では、2つのコンデンサの並列化を開示しているにすぎない。また、特許文献3、5では、各コンデンサを並列化する導体が隣接しているものの、各導体に孤立した部分が存在しているため、この部分ではインダクタンスの低減を図ることができない。また、特許文献4では、並列化されるコンデンサに対して配線構造体が立体的であるため、装置全体に対する占める割合が大きくなる。また、特許文献6では、各コンデンサを並列化する基板における接続導体の構成が不明である。
そこで、本発明は、複数のコンデンサ等の電子部品を直並列化するとともに、接続構造部分のコンパクト化とともに、低インダクタンス化を実現した接続体、電子部品の接続構造、及び電子部品装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の接続体は、複数の電子部品の各端子側を対向させてなる第1及び第2の電子部品群と、これら第1及び第2の電子部品群の対向間隔内に配設されて前記第1の電子部品群と前記第2の電子部品群の端子間接続に用いられる接続体であって、前記第1の電子部品群の各電子部品の一方の端子側を共通に接続する第1のバスバーと、前記第1の電子部品群の各電子部品の他方の端子側を共通に接続する第2のバスバーと、前記第2の電子部品群の各電子部品の一方の端子側を共通に接続する第3のバスバーと、前記第2の電子部品群の各電子部品の他方の端子側を共通に接続する第4のバスバーと、前記第1のバスバーと前記第2のバスバー、前記第3のバスバーと前記第4のバスバー間に介在される絶縁部材と、前記第1のバスバーと前記第4のバスバー、又は前記第2のバスバーと前記第3のバスバーを接続する共通接続部と、前記共通接続部が形成されていない前記第2のバスバーと前記第3のバスバー、又は前記第1のバスバーと前記第4のバスバーに形成される接続端子部とからなり、前記第1のバスバーと前記第2のバスバー、前記第3のバスバーと前記第4のバスバーが前記絶縁部材を介して積層され、前記共通接続部と、前記接続端子部とが近接するように前記第1ないし前記第4のバスバーに配置された構成である。
斯かる構成とすれば、第1〜第4のバスバーと第1又は第2の電子部品群を構成する電子部品との電気的な接続により、複数の電子部品の直並列化が可能であり、接続構造部分のコンパクト化とともに、積層された各バスバーに流れる電流を、第1のバスバーと第2のバスバー間、第2のバスバーと第3のバスバー間、第3のバスバーと第4のバスバー間で互いに逆方向に設定できるので、磁界の相殺により、低インダクタンス化が図られる。
上記目的を達成するためには、前記第1のバスバー、前記絶縁部材及び前記第2のバスバーからなる第1の積層体と、前記第3のバスバー、前記絶縁部材及び前記第4のバスバーからなる第2の積層体と、前記第1の積層体の第1のバスバー及び/又は第2のバスバーに形成され、前記第1の電子部品群の電子部品の一方の端子側を接続する接続部と、他方の端子側を非接触で通過させる貫通部と、前記第2の積層体の第3のバスバー及び/又は第4のバスバーに形成され、前記第2の電子部品群の電子部品の一方の端子側を接続する接続部と、他方の端子側を非接触で通過させる貫通部とを備えた構成としてもよい。
上記目的を達成するためには、前記第1の電子部品群の前記第1のバスバー又は前記第2のバスバーと一体に形成されて外部回路と接続される第1の接続端子部と、この第1の接続端子部との間に前記絶縁部材を介在させて設置され、且つ、前記第2の電子部品群の前記第3のバスバー又は前記第4のバスバーと一体に形成されて外部回路と接続される第2の接続端子部とを備えた構成としてもよい。
上記目的を達成するため、本発明の電子部品の接続構造は、複数の電子部品の各端子側を対向させてなる第1及び第2の電子部品群と、第1、第2、第3及び第4のバスバーとを備える電子部品の接続構造であって、前記第1のバスバーに前記第1の電子部品群の各電子部品の正極端子側を共通に接続し、前記第2のバスバーに前記第1の電子部品群の各電子部品の負極端子側を共通に接続し、前記第3のバスバーに前記第2の電子部品群の各電子部品の正極端子側を共通に接続し、前記第4のバスバーに前記第2の電子部品群の各電子部品の負極端子側を共通に接続してなる既述の接続体を備えた構成である。
斯かる構成とすれば、第1〜第4のバスバーと第1又は第2の電子部品群を構成する電子部品との電気的な接続により、複数の電子部品の直並列化が可能であり、接続構造部分のコンパクト化とともに、低インダクタンス化が図られた電子部品の接続構造が得られる。
上記目的を達成するため、本発明の電子部品装置は、既述の電子部品の接続構造を筐体内に備えた構成である。
以上説明したように、本発明によれば、次のような効果が得られる。
(1) 本発明の接続体によれば、複数の電子部品をグループ化して第1及び第2の電子部品群とし、各電子部品群毎に電子部品の並列化と、第1及び第2の電子部品群の直列化とを実現し、各電子部品を並列化する接続導体を隣接させるとともに、積層された各バスバーの隣接するバスバーの各電流が互いに逆方向になるように設定されているので、各電流での発生磁界が相殺されて低インダクタンス化を図ることができるとともに、接続構造のコンパクト化を図ることができる。
(2) 本発明の電子部品の接続構造によれば、複数の電子部品からなる第1及び第2の電子部品群を備え、各電子部品の並列化と、第1及び第2の電子部品群の直列化を図るとともに、電子部品の並列化における低インダクタンス化を実現することができる。
(3) 本発明の電子部品装置によれば、複数の電子部品の並列化及び直列化を実現するとともに、接続構造の簡略化及びコンパクト化を実現し、低インダクタンス化を図ることができる。
第1の実施形態
この第1の実施形態は、本発明の接続体、電子部品の接続構造及び電子部品装置に関し、コンデンサに関する接続体及びその接続構造を示すものである。この第1の実施形態について、図1ないし図3を参照して説明する。図1は、接続体及びコンデンサの接続構造を示す分解斜視図、図2は、接続体を示す斜視図、図3は、コンデンサの接続構造を示す斜視図である。
電子部品の接続構造として例えば、コンデンサの接続構造2は、接続体4を備えることにより、第1及び第2の電子部品群として第1及び第2のコンデンサ群6、8の直列化とともに、コンデンサ群6を構成するコンデンサ61、62、63、64の並列化、コンデンサ群8を構成するコンデンサ81、82、83、84の並列化をしたものである。
接続体4には、第1のバスバー41、第2のバスバー42、第3のバスバー43、第4のバスバー44とともに、絶縁部材として絶縁紙45、46が備えられている。各バスバー41〜44は、コンデンサ61〜64、81〜84の正極端子12及び負極端子14を覆う程度の幅を持つ板状部材であって、バスバー41の一方の端部には正極側の接続端子部として外部接続部16、バスバー44の一方の端部には負極側の接続端子部として外部接続部18、バスバー42、43の一方の端部には両者を結合する共通接続部20が形成されている。バスバー41は、複数のコンデンサ61〜64の正極側を並列に接続する接続導体であって、コンデンサ61〜64の正極端子12を並列に接続する接続部として複数の接続孔22、負極端子14を非接触で通過させるための径大な貫通部として複数の貫通孔24が交互に形成されている。同様に、バスバー42は、複数のコンデンサ61〜64の負極側を並列に接続する接続導体であって、コンデンサ61〜64の負極端子14を並列に接続する接続部として複数の接続孔26、正極端子12を非接触で通過させるための径大な貫通部として複数の貫通孔28が交互に形成されている。
バスバー43は、複数のコンデンサ81〜84の正極側を並列に接続する接続導体であって、コンデンサ81〜84の正極端子12を並列に接続する接続部として複数の接続孔22、負極端子14を非接触で通過させるための径大な貫通部として複数の貫通孔24が交互に形成されている。同様に、バスバー44は、複数のコンデンサ81〜84の負極側を並列に接続する接続導体であって、コンデンサ81〜84の負極端子14を並列に接続する接続部として複数の接続孔26、正極端子12を非接触で通過させるための径大な貫通部として複数の貫通孔28が交互に形成されている。
また、絶縁紙45は、コンデンサ群6側のバスバー41、42の間に設置されて両者間を絶縁する部材であって、バスバー41、42より幅広且つ長大に形成されているとともに、接続孔22、26及び貫通孔24、28の中心に対応する透孔30を備えており、各透孔30は絶縁を図るため、貫通孔24、28より径小である。同様に、絶縁紙46は、コンデンサ群8側のバスバー43、44の間に設置されて両者間を絶縁する部材であって、バスバー43、44より幅広且つ長大に形成されているとともに、接続孔22、26及び貫通孔24、28の中心に対応する透孔30を備えており、各透孔30は絶縁を図るため、貫通孔24、28より径小である。
各コンデンサ61〜64とバスバー41、42の接続には例えば、接続用ビス32が用いられており、バスバー42の貫通孔28及び絶縁紙45の透孔30を貫通させた接続用ビス32をバスバー41の接続孔22を通してワッシャを兼ねる取付高さ設定ないし調整手段としてのスペーサ34とともに正極端子12に締め付けることにより、接続用ビス32及びスペーサ34を介して正極端子12とバスバー41とが接続され、また、バスバー41の貫通孔24及び絶縁紙45の透孔30を貫通させた接続用ビス32をバスバー42の接続孔26を通してスペーサ34とともに負極端子14に締め付けることにより、接続用ビス32及びスペーサ34を介して負極端子14とバスバー42とが接続されている。
また、各コンデンサ81〜84とバスバー43、44の接続には例えば、接続用ビス32が用いられており、同様に、バスバー43の貫通孔28及び絶縁紙45の透孔30を貫通させた接続用ビス32をバスバー44の接続孔22を通してワッシャを兼ねる取付高さ設定ないし調整手段としてのスペーサ34とともに負極端子14に締め付けることにより、接続用ビス32及びスペーサ34を介して負極端子12とバスバー44とが接続され、また、バスバー44の貫通孔24及び絶縁紙45の透孔30を貫通させた接続用ビス32をバスバー43の接続孔26を通してスペーサ34とともに正極端子12に締め付けることにより、接続用ビス32及びスペーサ34を介して正極端子12とバスバー43とが接続されている。
そして、バスバー41の外部接続部16は、この実施形態では、バスバー41の端部からコンデンサ64の側面側に屈曲させて露出しており、その屈曲部分の上部に固定ねじ部36を備えている。また、バスバー44の外部接続部18は、この実施形態では、バスバー44の端部から外部接続部16に重なるように屈曲させて露出しており、その屈曲部分の上部に固定ねじ部36と重ならないように隣接して固定ねじ部38が形成されている。この実施形態では、固定ねじ部36が共通正極端子、固定ねじ部38が共通負極端子を構成している。また、重ねられた外部接続部16、18の間には各外部接続部16、18より面積の広い絶縁紙45、46が重ねられて介挿され、両者間の絶縁が図られている。
また、バスバー42、43の端部に形成された共通接続部20は、各バスバー42、43の端部をL字形に屈曲させて接続片50、52を形成し、これら接続片50、52に形成した固定孔54に接続手段としてビス56又はリベットにより接続したものである。
斯かる構成とすれば、接続体4において、バスバー41、42側は絶縁紙45を挟み込んで接着材で第1の積層体として構成されるとともに、バスバー43、44側は絶縁紙46を挟み込んで接着材で第2の積層体として構成される。そして、複数のコンデンサについて、例えば、コンデンサ61〜64と、コンデンサ81〜84とにグループ化してコンデンサ群6、8とし、コンデンサ群6側に第1の積層体であるバスバー41、42を接続し、コンデンサ群8側に第2の積層体であるバスバー43、44を接続することにより、各コンデンサ群6、8をそれぞれ並列化した後、バスバー42、43を連結して共通化することにより、図4に示すように、コンデンサ61〜64、81〜84を並列化及び直列化することができる。
このように接続体4を用いて構成されたコンデンサの接続構造2によれば、各コンデンサ61〜64、81〜84に流れる電流が接続体4を構成するバスバー41、42又はバスバー43、44において、外部接続部16、18に接続される図示しないドライバと各コンデンサ群6、8に流れる電流をIとすると、この電流Iの向きは隣接するバスバー41、42間又はバスバー43、44間で互いに逆方向となるとともに、バスバー42、43間においても互いに逆方向となり、各電流Iによって発生する磁界の相殺効果が高まり、大幅な低インダクタンス化が図られる。
第2の実施形態
この第2の実施形態は、本発明の電子部品装置に関し、コンデンサ装置を示すものである。この第2の実施形態について、図5及び図6を参照して説明する。図5は、第2の実施形態に係るコンデンサ装置を示す分解斜視図、図6は、コンデンサ装置を示す斜視図である。
コンデンサ装置70には、防護体としてのケース71が備えられ、このケース71の収納空間部72には、既述のコンデンサの接続構造2に係る接続体4、第1及び第2のコンデンサ群6、8が収納されている。また、ケース71の収納空間部72には、支持壁部74、76及び支柱部78、90、92、93が形成されている。支持壁部74、76及び支柱部78、90、92、93には、ビス94を固定するためのねじ孔96が形成されている。そして、第1及び第2のカバー98、100が備えられ、カバー98にはねじ孔96に対応する位置に透孔102が形成され、同様に、カバー100にもねじ孔96に対応する位置に透孔104が形成されている。
このようにケース71には接続体4を備えたコンデンサ群6、8が収納され、各コンデンサ群6、8は、カバー98、100で覆われ、ビス94によってケース71内に固定され、コンデンサ装置70を構成することができる。
そして、このようなコンデンサ装置70によれば、既述のコンデンサの接続構造2及び接続体4を備えているので、複数のコンデンサ61〜64、81〜84の並列化及び直列化が実現されているとともに、コンデンサ接続の簡略化及びコンパクト化が実現され、接続体4による低インダクタンス化が図られている。
次に、本発明に係る接続体、電子部品の接続構造、及び電子部品装置の上記実施形態について、変形例を列挙して説明する。
(1) 接続体4は、バスバー41〜44を導体パターンとし、絶縁紙45、46を絶縁体とした基板で構成してもよい。
(2) コンデンサ群6、8をそれぞれ4個のコンデンサで構成したが、3以下又は5以上のコンデンサを用いて構成してもよい。
(3) 接続体4をコンデンサ群6に接続するバスバー41、42と、コンデンサ群8に接続するバスバー43、44とからなる4層構造としたが、これに限らず、第1のコンデンサ群6に接続するバスバー41、42に更に、正極側接続用のバスバー、負極側接続用のバスバーを絶縁部材を介在させて積層し、第2のコンデンサ群8にも同様に積層してもよく、接続体のバスバーを6層又は8層又はそれ以上の多層としてもよい。
(4) 上記実施形態では、極性を持つ電子部品として電解コンデンサを例示したが、フィルムコンデンサ等の電解コンデンサ以外のコンデンサ、抵抗、電池等の電子部品を用いてもよい。極性を有しない抵抗やフィルムコンデンサを用いても、本発明によれば、インダクタンス低減効果が得られる。
(5) 上記実施形態では、バスバー41でコンデンサ群6の正極端子12、バスバー42でコンデンサ群6の負極端子14、バスバー43でコンデンサ群8の正極端子12、バスバー44でコンデンサ群8の負極端子14を接続する構成としたが、バスバー41でコンデンサ群6の負極端子14、バスバー42でコンデンサ群6の正極端子12、バスバー43でコンデンサ群8の負極端子14、バスバー44でコンデンサ群8の正極端子12を接続する構成としてもよく、隣接して流れる電流の方向を互いに逆方向とすることができ、同様に、インダクタンス低減効果が得られる。
(6) 上記実施形態では、隣接する第2のバスバー42と第3のバスバー43を共通化し、第1のバスバー41に正極側の外部接続部16を接続し、第4のバスバー44に負極側の外部接続部18を接続し、バスバー41〜44において、隣接して流れる電流の向きを互いに逆方向にしたものを示したが、これに限らず、第1のバスバー41と第4のバスバー44を共通化し、第2のバスバー42に正極側の外部接続部16を接続し、第3のバスバー43に負極側の外部接続部18を接続してもよく、バスバー41〜44において、隣接して流れる電流の向きを互いに逆方向に設定することもできる。
以上述べたように、本発明の最も好ましい実施形態等について説明したが、本発明は上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は、発明を実施するための最良の形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であり、斯かる変形や変更が本発明の範囲に含まれることはいうまでもない。
本発明によれば、複数のコンデンサ等の電子部品の直並列接続に関し、電子部品の配置と接続構造の簡略化とともに、接続部の低インダクタンス化を図ることができ、有用である。
本発明の第1の実施形態に係る接続体及びコンデンサの接続構造を示す分解斜視図である。 接続体を示す斜視図である。 コンデンサの接続構造を示す斜視図である。 コンデンサの接続構造の等価接続構造を示す図である。 本発明の第2の実施形態に係るコンデンサ装置を示す分解斜視図である。 コンデンサ装置を示す斜視図である。
符号の説明
2 コンデンサの接続構造
4 接続体
6 第1のコンデンサ群(第1の電子部品群)
8 第2のコンデンサ群(第2の電子部品群)
12 正極端子
14 負極端子
16、18 外部接続部(第1及び第2の接続端子部)
20 共通接続部
22、26 接続孔(接続部)
24、28 貫通孔(貫通部)
41 第1のバスバー
42 第2のバスバー
43 第3のバスバー
44 第4のバスバー
45、46 絶縁紙(絶縁部材)
61〜64、81〜84 コンデンサ(電子部品)

Claims (5)

  1. 複数の電子部品の各端子側を対向させてなる第1及び第2の電子部品群と、これら第1及び第2の電子部品群の対向間隔内に配設されて前記第1の電子部品群と前記第2の電子部品群の端子間接続に用いられる接続体であって、
    前記第1の電子部品群の各電子部品の一方の端子側を共通に接続する第1のバスバーと、
    前記第1の電子部品群の各電子部品の他方の端子側を共通に接続する第2のバスバーと、
    前記第2の電子部品群の各電子部品の一方の端子側を共通に接続する第3のバスバーと、
    前記第2の電子部品群の各電子部品の他方の端子側を共通に接続する第4のバスバーと、
    前記第1のバスバーと前記第2のバスバー、前記第3のバスバーと前記第4のバスバー間に介在される絶縁部材と、
    前記第1のバスバーと前記第4のバスバー、又は前記第2のバスバーと前記第3のバスバーを接続する共通接続部と、
    前記共通接続部が形成されていない前記第2のバスバーと前記第3のバスバー、又は前記第1のバスバーと前記第4のバスバーに形成される接続端子部と、
    からなり、前記第1のバスバーと前記第2のバスバー、前記第3のバスバーと前記第4のバスバーが前記絶縁部材を介して積層され、前記共通接続部と、前記接続端子部とが近接するように前記第1ないし前記第4のバスバーに配置されたことを特徴とする接続体。
  2. 前記第1のバスバー、前記絶縁部材及び前記第2のバスバーからなる第1の積層体と、
    前記第3のバスバー、前記絶縁部材及び前記第4のバスバーからなる第2の積層体と、
    前記第1の積層体の第1のバスバー及び/又は第2のバスバーに形成され、前記第1の電子部品群の電子部品の一方の端子側を接続する接続部と、他方の端子側を非接触で通過させる貫通部と、
    前記第2の積層体の第3のバスバー及び/又は第4のバスバーに形成され、前記第2の電子部品群の電子部品の一方の端子側を接続する接続部と、他方の端子側を非接触で通過させる貫通部と、
    を備えたことを特徴とする請求項1記載の接続体。
  3. 前記第1の電子部品群の前記第1のバスバー又は前記第2のバスバーと一体に形成されて外部回路と接続される第1の接続端子部と、
    この第1の接続端子部との間に前記絶縁部材を介在させて設置され、且つ、前記第2の電子部品群の前記第3のバスバー又は前記第4のバスバーと一体に形成されて外部回路と接続される第2の接続端子部と、
    を備えたことを特徴とする請求項1又は2記載の接続体。
  4. 複数の電子部品の各端子側を対向させてなる第1及び第2の電子部品群と、第1、第2、第3及び第4のバスバーとを備える電子部品の接続構造であって、
    前記第1のバスバーに前記第1の電子部品群の各電子部品の正極端子側を共通に接続し、前記第2のバスバーに前記第1の電子部品群の各電子部品の負極端子側を共通に接続し、前記第3のバスバーに前記第2の電子部品群の各電子部品の正極端子側を共通に接続し、前記第4のバスバーに前記第2の電子部品群の各電子部品の負極端子側を共通に接続してなる請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の接続体を備えたことを特徴とする電子部品の接続構造。
  5. 請求項4記載の電子部品の接続構造を筐体内に備えたことを特徴とする電子部品装置。
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