JP4967712B2 - Case mold type capacitor - Google Patents
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Description
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。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used in various electronic equipment, electrical equipment, industrial equipment, automobiles, and the like. The present invention relates to a molded case mold type capacitor.
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。 In recent years, from the viewpoint of environmental protection, all electric devices are controlled by inverter circuits, and energy saving and high efficiency are being promoted. In particular, in the automobile industry, hybrid vehicles (hereinafter referred to as HEVs) that run on electric motors and engines have been introduced into the market, and the development of technologies relating to energy saving and high efficiency has been activated, which is friendly to the global environment.
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。 Since such a HEV electric motor has a high operating voltage range of several hundred volts, a metallized film capacitor having high withstand voltage and low loss electric characteristics as a capacitor used in connection with such an electric motor. In addition, the trend of adopting metalized film capacitors with a very long life is conspicuous due to the demand for maintenance-free in the market.
そして、このようにHEV用として用いられる金属化フィルムコンデンサには、使用電圧の高耐電圧化、大電流化、大容量化等が強く要求されるため、バスバーによって並列接続した複数の金属化フィルムコンデンサをケース内に収納し、このケース内にモールド樹脂を注型したケースモールド型コンデンサが開発され、実用化されている。 And since the metallized film capacitor used for HEVs in this way is required to have a high withstand voltage, large current, large capacity, etc., a plurality of metallized films connected in parallel by bus bars. A case mold type capacitor in which a capacitor is housed in a case and a mold resin is poured into the case has been developed and put into practical use.
図3はこの種の従来のケースモールド型コンデンサの構成を示した分解斜視図、図4は図3のA−A線における断面図であり、図3と図4において、10は金属化フィルムコンデンサ(以下、コンデンサと呼ぶ)を示し、このコンデンサ10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極とN極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。
3 is an exploded perspective view showing the structure of this type of conventional case mold type capacitor, FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 3, and in FIGS. 3 and 4, 10 is a metallized film capacitor. This
11はP極バスバー、11aはこのP極バスバー11の一端に設けられた外部接続用のP極端子であり、このP極バスバー11は上記コンデンサ10を複数個密着して並べた状態で各コンデンサ10の一方の端面に形成されたP極電極と夫々接合され、また、P極端子11aはこのコンデンサ10の上方へ引き出され、後述するケース13から表出するようにしているものである。
12はN極バスバー、12aはこのN極バスバー12の一端に設けられた外部接続用のN極端子であり、このN極バスバー12も上記P極バスバー11と同様に、上記コンデンサ10を複数個密着して並べた状態で各コンデンサ10の他方の端面に形成されたN極電極と夫々接合され、また、N極端子12aはこのコンデンサ10の上方へ引き出され、後述するケース13から表出するようにしており、これにより、複数個のコンデンサ10がP極バスバー11とN極バスバー12により並列接続状態で連結されているものである。
13は樹脂製のケース、14はこのケース13内に充填されたモールド樹脂であり、このモールド樹脂14は上記P極バスバー11とN極バスバー12により並列接続されて連結された複数個のコンデンサ10をケース13内に樹脂モールドしたものである。
このように構成された従来のケースモールド型コンデンサは、コンデンサ10をモールド樹脂14にてケース13内にモールドしたことにより、機械的強度、耐熱性、耐水性に優れた高信頼性のケースモールド型コンデンサを提供することができるというものであった(特許文献1)。
The conventional case mold type capacitor configured as described above is a highly reliable case mold type excellent in mechanical strength, heat resistance and water resistance by molding the
また、このような構成のケースモールド型コンデンサには、コンデンサ10に蓄えられた電荷を放電させるために、放電抵抗あるいは放電回路を設ける必要があることが知られており(特許文献2)、このような放電抵抗を取り付けた従来のケースモールド型コンデンサの具体例を図5に示す。 Further, it is known that the case mold type capacitor having such a configuration needs to be provided with a discharge resistor or a discharge circuit in order to discharge the electric charge stored in the capacitor 10 (Patent Document 2). FIG. 5 shows a specific example of a conventional case mold type capacitor to which such a discharge resistor is attached.
図5(a)〜(d)は上記放電抵抗を取り付けた具体例を示した従来のケースモールド型コンデンサの平面図、正面図、側面図、正面断面図であり、図5において、15は断面が小判形に形成された偏平形の金属化フィルムコンデンサ(以下、コンデンサと呼ぶ)、16、17は一対のバスバー、16a、17aはこのバスバー16、17の一端に設けられた外部接続用の端子部、18は内装ケース、19はこの内装ケース18内に充填されたモールド樹脂、20は上記内装ケース18を内部に結合した外装ケース、21は上記バスバー16、17に並列接続され、外装ケース20内に取り付けられた放電抵抗である。
しかしながら上記従来のケースモールド型コンデンサでは、コンデンサ15に蓄えられた電荷を放電させる目的で設けられた放電抵抗21は常にON状態であることから、通常時や車両停止時を問わずに常に放電抵抗21が作動して放電を行うことになり、この放電と共に放電抵抗21には大きな発熱が発生し、この発熱は電圧が高いほど(また、放電時にはコンデンサ15の容量が大きいほど)大きくなるというものであった。
However, in the above conventional case mold type capacitor, since the
そして、この放電抵抗21に発生した発熱は、放電抵抗21に近い場所のコンデンサ15に伝播してコンデンサ15も温度上昇するため、コンデンサ15の耐熱性に悪影響を及ぼす恐れがあるという課題があった。
The heat generated in the
本発明はこのような従来の課題を解決し、放電抵抗の発熱がコンデンサに悪影響を与える恐れがない、耐熱性に優れた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。 An object of the present invention is to solve such a conventional problem, and to provide a case mold type capacitor excellent in heat resistance, in which the heat generated by the discharge resistor does not have an adverse effect on the capacitor.
上記課題を解決するために本発明は、両端面にメタリコン電極を設けた複数の偏平形の金属化フィルムコンデンサを一端に端子部を設けたバスバーで並列接続し、これを上記メタリコン電極を上下にして樹脂モールドした内装ケースと、この内装ケースと上記バスバーに並列接続された放電抵抗を内部に結合したアルミニウムにより形成された外装ケースとからなり、上記内装ケース内に収容する複数の金属化フィルムコンデンサは、偏平形の短径方向を直線状に複数個配置した横配置列を両端に、この間に同長径方向を直線状に複数個配置した縦配置列を設けてなり、かつ、この縦配置列の延長線上に上記放電抵抗が配置されると共に、この放電抵抗に最も近い横配置列の金属化フィルムコンデンサよりも、上記放電抵抗に最も近い上記縦配置列の金属化フィルムコンデンサの長径方向の円弧部を放電抵抗から遠ざけるようにした構成のものである。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention is to connect a plurality of flat metallized film capacitors having metallicon electrodes on both end faces in parallel with a bus bar having a terminal portion on one end. A plurality of metallized film capacitors to be accommodated in the interior case. The interior case is made of resin and is molded with resin, and the interior case and an exterior case formed of aluminum in which a discharge resistor connected in parallel to the bus bar is coupled. Is formed by providing a horizontal arrangement row in which a plurality of flat minor axis directions are arranged in a straight line at both ends, and a vertical arrangement row in which a plurality of the same major axis directions are arranged in a straight line between the rows. together with the discharge resistor is disposed on an extension of, than metalized film capacitor closest lateral arrangement row to the discharge resistor, nearest the vertical to the discharge resistor The arcuate portion of the long diameter direction of the metalized film capacitor置列 those of the configurations in away from the discharge resistance.
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、偏平形の金属化フィルムコンデンサが最も熱ダメージを受け易い部分である長径方向の円弧部を放電抵抗から遠ざけるようにした構成により、放電抵抗が発熱しても上記金属化フィルムコンデンサの長径方向の円弧部に熱が伝播するまでに介在するモールド樹脂が熱を吸収して放熱するバッファ部の役割を果たすようになるため、放電抵抗の発熱によって金属化フィルムコンデンサの耐熱性に悪影響を与えることを抑制することができるという効果が得られるものである。 As described above, the case mold type capacitor according to the present invention has a structure in which the arcuate portion in the major axis direction, which is the portion where the flat metalized film capacitor is most susceptible to thermal damage, is kept away from the discharge resistance, so that the discharge resistance generates heat. Even so, the mold resin intervening before the heat propagates to the arcuate portion in the major axis direction of the metallized film capacitor will act as a buffer part that absorbs and dissipates the heat. The effect that it can suppress having a bad influence on the heat resistance of a chemical film capacitor is acquired.
また、金属化フィルムコンデンサの配置を効率良く行うことにより、小型化を実現することができるという効果も得られるものである。 Moreover, the effect that size reduction is realizable by arrange | positioning a metallized film capacitor efficiently is also acquired.
(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。
(Embodiment)
Hereinafter, the invention described in the entire claims of the present invention will be described by using embodiments.
図1(a)〜(d)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、正面図、側面図、正面断面図、図2は図1(a)を拡大した平面図であり、図1と図2において、1は断面が小判形に形成された偏平形の金属化フィルムコンデンサ(以下、コンデンサと呼ぶ)であり、このコンデンサ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た後にプレス加工して断面を小判形にする偏平加工を行い、両端面に亜鉛を溶射したメタリコン電極を夫々形成することによってP極とN極の一対の取り出し電極を設けて構成されたものである。
1A to 1D are a plan view, a front view, a side view, and a front sectional view showing a configuration of a case mold type capacitor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of FIG. 1 and 2,
そして、このように構成されたコンデンサ1を、偏平形の短径方向を直線状に複数個(本実施の形態においては5個)配置した横配置列を両端に、この間に偏平形の長径方向を直線状に複数個(本実施の形態においては3個)配置した縦配置列を後述する内装ケース4内に収容するように配設したものである。
And the capacitor |
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極端子であり、このP極バスバー2は上記コンデンサ1を複数個密着して並べた状態で各コンデンサ1の一方の端面に形成されたP極電極と夫々接合され、また、P極端子2aはこのコンデンサ1の上方へ引き出され、後述する内装ケース4から表出するようにしているものである。
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、上記コンデンサ1を複数個密着して並べた状態で各コンデンサ1の他方の端面に形成されたN極電極と夫々接合され、また、N極端子3aはこのコンデンサ1の上方へ引き出され、後述する内装ケース4から表出するようにしており、これにより、複数個のコンデンサ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。
Reference numeral 3 denotes an N pole bus bar, 3a denotes an N pole terminal for external connection provided at one end of the N pole bus bar 3. The N pole bus bar 3 also includes a plurality of
4は樹脂製の内装ケース、5はこの内装ケース4内に充填されたモールド樹脂であり、このモールド樹脂5は上記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コンデンサ1を内装ケース4内に樹脂モールドしたものである。
4 is a resin interior case, 5 is a mold resin filled in the interior case 4, and this mold resin 5 is connected in parallel by the P-
6は上記内装ケース4を内部に結合したアルミニウム製の外装ケース、7は上記P極バスバー2とN極バスバー3に並列接続され、外装ケース6内に取り付けられた放電抵抗であり、この放電抵抗7は、上記内装ケース4内に複数個が配設されたコンデンサ1の縦配置列のコンデンサ1の長径方向の円弧部までの距離L1が横配置列のコンデンサ1までの距離L2よりも長くなるような構成で配設されているものである。
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、偏平形のコンデンサ1が最も熱ダメージを受け易い部分である長径方向の円弧部を放電抵抗7から遠ざけるようにした構成により、放電抵抗7が発熱しても上記コンデンサ1の長径方向の円弧部に熱が伝播するまでに介在するモールド樹脂5が熱を吸収して放熱するバッファ部の役割を果たすようになるため、放電抵抗7の発熱によってコンデンサ1の耐熱性に悪影響を与えることを抑制することができるようになると共に、放電抵抗7をアルミニウム製の外装ケース6に取り付けた構成によって放電抵抗7の発熱を外装ケース6で放熱することができるようになるため、優れた耐熱性を発揮することが可能になり、また、コンデンサ1の配置を効率良く行うことにより、小型化を実現することができるという格別の効果を奏するものである。
The case mold type capacitor according to this embodiment configured as described above has a configuration in which the arcuate portion in the major axis direction, which is the portion where the
このようにして得られた本実施の形態によるケースモールド型コンデンサの耐熱性を確認するために、放電抵抗7から縦配置列のコンデンサ1の長径方向の円弧部までの距離L1を変化させた場合のコンデンサ1に与える温度の影響を測定した結果を比較例としての従来品と比較して(表1)に示す。
In order to confirm the heat resistance of the case mold type capacitor according to the present embodiment thus obtained, the distance L1 from the
なお、試験条件は印加電圧DC650V、雰囲気温度85℃、リプル電流75A、5KHzで行ったものである。 The test conditions were as follows: applied voltage DC650 V, ambient temperature 85 ° C., ripple current 75 A, 5 KHz.
(表1)から明らかなように、本実施の形態によるケースモールド型コンデンサは、放電抵抗7から縦配置列のコンデンサ1の長径方向の円弧部までの距離L1を遠ざけるようにした構成により、コンデンサ1が熱ダメージを受け難くなり、上記距離L1を9mm以上にすることによってより顕著な効果が得られることが分かるものである。
As is clear from Table 1, the case mold type capacitor according to the present embodiment has a configuration in which the distance L1 from the
本発明によるケースモールド型コンデンサは、放電抵抗による発熱の影響を抑制して優れた耐熱性を発揮し、かつ、小型化を実現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等の自動車用分野のコンデンサ等として有用である。 The case mold type capacitor according to the present invention has the effects of suppressing the influence of heat generation due to the discharge resistance, exhibiting excellent heat resistance, and realizing downsizing, particularly for automobiles such as hybrid cars. It is useful as a field capacitor.
1 金属化フィルムコンデンサ
2 P極バスバー
2a P極端子
3 N極バスバー
3a N極端子
4 内装ケース
5 モールド樹脂
6 外装ケース
7 放電抵抗
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