JP5813076B2 - ケースモールド型コンデンサ - Google Patents

Description

この発明は、コンデンサ素子が収容された樹脂製ケース内に樹脂製の充填材が充填されているケースモールド型コンデンサに関するものである。

近年の電力変換装置、特に車載用の電力変換装置におけるコンデンサの仕様では、使用する電圧領域が数百ボルトと高いため、容量が大きく耐電圧が高いフィルムコンデンサが使用されることが多い。

従来のケースモールド型コンデンサでは、耐湿性及び耐ヒートサイクル性等の観点から、フィルムコンデンサが樹脂製ケース内に収容され、樹脂製ケース内にモールド樹脂が充填されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−１６１５１号公報

近年、車載用の電力変換装置では小型低背化が求められているが、コンデンサを同容量・同品質のまま小型化するのには限界がある。また、ケースモールド型コンデンサの場合、コンデンサ素子の耐熱性及び耐湿性を確保するために、モールド樹脂の充填量のバラツキも考慮する必要がある。このため、モールド樹脂の厚さを充填量のバラツキの下限以上とする必要があり、これが電力変換装置の小型低背化の妨げとなっている。特に、コンデンサに隣接する部品のコンデンサ側に突起部がある場合、突起部がコンデンサと干渉しないようにする必要があり、小型低背化の妨げとなる。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、簡単な構成により、適用される装置全体の小型低背化を図ることができるケースモールド型コンデンサを得ることを目的とする。

この発明に係るケースモールド型コンデンサは、開口を有する樹脂製ケース、樹脂製ケース内に収容されているコンデンサ素子、及び樹脂製ケース内に充填されている樹脂製の充填材を有するモールド部を備え、モールド部の封止面には、隣接して配置される部品の一部が挿入される凹部が形成されている。

この発明のケースモールド型コンデンサは、モールド部に凹部を設けたので、隣接部品の一部を凹部内に挿入することで、隣接部品をより低く配置することができ、簡単な構成により、適用される装置全体の小型低背化を図ることができる。

この発明の実施の形態１によるケースモールド型コンデンサを示す斜視図である。 図１のケースモールド型コンデンサの断面図である。 図１のケースモールド型コンデンサの製造途中の状態を示す分解斜視図である。 図３の後段の状態を示す斜視図である。 この発明の実施の形態２によるケースモールド型コンデンサを示す斜視図である。 図５のケースモールド型コンデンサの断面図である。 図５のケースモールド型コンデンサの製造途中の状態を示す分解斜視図である。 この発明の実施の形態３によるケースモールド型コンデンサの製造途中の状態を示す分解斜視図である。 図８の後段の状態を示す斜視図である。 この発明の実施の形態４によるケースモールド型コンデンサを示す斜視図である。 図１０のケースモールド型コンデンサの断面図である。 図１１のケースモールド型コンデンサの製造途中の状態を示す斜視図である。 この発明の実施の形態５によるケースモールド型コンデンサを示す斜視図である。 図１３のケースモールド型コンデンサの製造途中の状態を示す斜視図である。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるケースモールド型コンデンサを示す斜視図、図２は図１のケースモールド型コンデンサの断面図であり、ここでは車載用の電力変換装置に適用されるケースモールド型コンデンサを示している。

図において、開口１ａを有する樹脂製ケース１内には、コンデンサ素子２が収容されている。コンデンサ素子２には、電源に電気的に接続される金属製の一対のバスバー３が接続されている。

コンデンサ素子２は、耐熱性及び耐湿性を向上させるため、樹脂製ケース１内に充填材４を充填することにより封止されている。実施の形態１のモールド部は、充填材４により構成されている。各バスバー３は、Ｌ字形の部品であり、一端が充填材４内でコンデンサ素子２に接合され、他端が充填材４から樹脂製ケース１外へ引き出されている。

充填材４の開口１ａから露出している面（封止面）には、凹部（窪み）４ａが形成されている。凹部４ａには、ケースモールド型コンデンサの上に隣接して配置される部品である隣接部品５の一部、ここでは突起部５ａの先端が挿入される。突起部５ａとしては、例えば隣接部品５の取付ねじ等が挙げられる。

次に、このケースモールド型コンデンサの製造方法について説明する。まず、図３に示すように、バスバー３が接続されたコンデンサ素子２を樹脂製ケース１内にセットする。

この後、図４に示すように、コンデンサ素子２の上方に治具６を配置する。治具６は、コンデンサ素子２との間に間隔をおいて配置する。また、治具６としては、コンデンサ素子２に対向する面の面積が、隣接部品５の突起部５ａの先端よりも一回り大きいものを選択する。

この状態で、樹脂製ケース１内に樹脂製ケース１内に充填材４を充填する。充填後は治具６を撤去する。これにより、充填材４に凹部４ａが形成される。

このようなケースモールド型コンデンサでは、充填材４に凹部４ａを設けたので、凹部４ａ内に突起部５ａの一部を挿入することで、隣接部品５をより低く配置することができる。従って、簡単な構成により、電力変換装置の小型低背化を図ることができる。

なお、凹部４ａの形状は、封止面の高さバラツキを考慮した上で、コンデンサ素子２の耐熱性及び耐湿性を確保可能な大きさに抑える必要がある。

実施の形態２．
次に、図５はこの発明の実施の形態２によるケースモールド型コンデンサを示す斜視図、図６は図５のケースモールド型コンデンサの断面図、図７は図５のケースモールド型コンデンサの製造途中の状態を示す分解斜視図である。

実施の形態２では、凹部（窪み）７ａが設けられている樹脂製フレーム（プレート）７が、コンデンサ素子２とともに樹脂製ケース１内に挿入されている。樹脂製フレーム７は、充填材４に部分的に埋設されており、凹部７ａは充填材４外に露出している。また、凹部７ａの周囲の壁部の上端部は、充填材４外に突出している。

さらに、樹脂製フレーム７は、コンデンサ素子２との間に間隔をおいて配置した状態で樹脂製ケース１内に充填材４を充填することにより、充填材４に固定されている。これにより、樹脂製フレーム７の底面とコンデンサ素子２との間にも、充填材４が充填されている。

実施の形態２のモールド部８は、充填材４及び樹脂製フレーム７を有している。凹部７ａには、隣接部品５の突起部５ａの先端が挿入される。他の構成及び製造方法は、実施の形態１と同様である。

このようなケースモールド型コンデンサでも、モールド部８に凹部７ａが設けられているので、簡単な構成により、電力変換装置の小型低背化を図ることができる。

また、凹部７ａが設けられた樹脂製フレーム７を用いたので、製造設備の制約により実施の形態１で用いた治具６の設置が困難な場合にも、既存の設備で製造することが可能となる。

さらに、封止用に充填される樹脂には、一般的にエポキシ樹脂のような接着性のある樹脂が用いられる。このため、実施の形態１のように、治具６で凹部４ａを形成する場合には、離型剤が使用される。これに対して、実施の形態２では、離型剤を使用する必要が無く、離型剤が製品の品質に与える影響を排除することができる。

さらにまた、凹部７ａの周囲の壁部の上端部が充填材４外に突出しているので、充填材４を充填する際に、凹部７ａ内に充填材４が入り込むのを防止することができる。

実施の形態３．
次に、図８はこの発明の実施の形態３によるケースモールド型コンデンサの製造途中の状態を示す分解斜視図、図９は図８の後段の状態を示す斜視図である。

実施の形態３では、樹脂製ケース１の互いに対向する内壁面に、樹脂製フレーム７を位置決めするための一対のフレーム用位置決め部１ｂが設けられている。各フレーム用位置決め部１ｂは、樹脂製ケース１の壁部の肉厚を部分的に薄くして段部を設けることにより形成されている。

樹脂製フレーム７には、フレーム用位置決め部１ｂに係合する一対の平板状の係合部７ｂが設けられている。係合部７ｂは、凹部７ａの両側に配置されている。図９に示すように、係合部７ｂをフレーム用位置決め部１ｂに係合させることにより、水平方向及び樹脂製ケース１の深さ方向に対して樹脂製フレーム７が位置決めされる。そして、図９の状態で、樹脂製ケース１内に充填材４を充填する。他の構成及び製造方法は、実施の形態２と同様である。

このようなケースモールド型コンデンサでは、実施の形態２と同様の効果に加えて、樹脂製ケース１に対して樹脂製フレーム７を容易に位置決めすることができ、組立性を向上させることができるという効果が得られる。

また、充填材４の充填後の外観は、図５と同様であるが、係合部７ｂが充填材４の中に埋設されて抜け止めとなるため、樹脂製フレーム７の充填材４からの抜けがより確実に防止される。

実施の形態４．
次に、図１０はこの発明の実施の形態４によるケースモールド型コンデンサを示す斜視図、図１１は図１０のケースモールド型コンデンサの断面図、図１２は図１１のケースモールド型コンデンサの製造途中（充填材４の充填前）の状態を示す斜視図である。

実施の形態４では、ケースモールド型コンデンサに対して隣接部品５を位置決めするための一対の隣接部品用位置決め部（位置決め穴）７ｃが、樹脂製フレーム７に設けられている。隣接部品用位置決め部７ｃは、凹部７ａの両側に配置されている。

隣接部品５には、隣接部品用位置決め部７ｃに係合する一対の位置決めピン５ｂが設けられている。位置決めピン５ｂを隣接部品用位置決め部７ｃに嵌合させることにより、ケースモールド型コンデンサに対して隣接部品５が位置決めされる。他の構成及び製造方法は、実施の形態３と同様である。

このようなケースモールド型コンデンサでは、実施の形態３と同様の効果に加えて、隣接部品５の位置精度を向上させることができるという効果が得られる。また、樹脂製ケース１内に隣接部品用位置決め部７ｃが配置されているので、樹脂製ケース１外に位置決め構造を設ける場合と比較して、全体をコンパクトに構成することができる。

実施の形態５．
次に、図１３はこの発明の実施の形態５によるケースモールド型コンデンサを示す斜視図、図１４は図１３のケースモールド型コンデンサの製造途中の状態を示す斜視図である。

実施の形態５では、樹脂製フレーム７が、ヒンジ部９を介して、樹脂製ケース１に回動可能に連結されている。また、樹脂製ケース１の外面には、突起１ｂが設けられている。樹脂製フレーム７には、突起１ｂに引っ掛けられる爪７ｄが設けられている。樹脂製ケース１にフレーム用位置決め部１ｂは設けられていない。他の構成は、実施の形態３と同様である。

実施の形態５のケースモールド型コンデンサを製造する場合、図１４に示すように、樹脂製フレーム７を展開した状態で樹脂製ケース１内にコンデンサ素子２にをセットする。この後、樹脂製フレーム７をコンデンサ素子２上に回動させ、爪７ｄを突起１ｂに引っ掛けることで、樹脂製フレーム７を樹脂製ケース１に対して固定する。このとき、樹脂製ケース１に対して凹部７ａが位置決めされる。そして、樹脂製ケース１内に充填材４を充填する。

このようなケースモールド型コンデンサでは、樹脂製ケース１と樹脂製フレーム７とが予め一体化されているので、部品点数及び組立工数を減らすことが可能になり、低コスト化を図ることができる。

なお、実施の形態５の樹脂製フレーム７に実施の形態４の隣接部品用位置決め部７ｃを設けてもよい。
また、実施の形態１〜５では、凹部４ａ，７ａを１箇所のみ設けたが、モールド部に２箇所以上の凹部を設けてもよい。
さらに、実施の形態１〜５では、凹部４ａ，７ａの平面形状を矩形としたが、これに限定されるものではなく、他の形状、例えば円形としてもよい。
さらにまた、実施の形態１〜５では、凹部４ａ，７ａの底面を平面としたが、湾曲面としてもよい。

１ 樹脂製ケース、１ａ 開口、１ｂ フレーム用位置決め部、２ コンデンサ素子、４ 充填材、５ 隣接部品、７ 樹脂製フレーム、７ａ 凹部、７ｂ 係合部、７ｃ 隣接部品用位置決め部、８ モールド部。

Claims (4)

1. 開口を有する樹脂製ケース、
   前記樹脂製ケース内に収容されているコンデンサ素子、及び
   前記樹脂製ケース内に充填されている樹脂製の充填材を有するモールド部
   を備え、
   前記モールド部の封止面には、隣接して配置される部品の一部が挿入される凹部が形成されており、
   前記モールド部は、前記凹部が設けられている樹脂製フレームをさらに有しており、
   前記樹脂製フレームは、底面を有しており、
   前記樹脂製フレームの前記底面と前記コンデンサ素子との間にも前記充填材が充填されているケースモールド型コンデンサ。
2. 前記樹脂製ケースには、前記樹脂製フレームを位置決めするためのフレーム用位置決め部が設けられており、
   前記樹脂製フレームには、前記フレーム用位置決め部に係合する係合部が設けられている請求項１記載のケースモールド型コンデンサ。
3. 前記樹脂製フレームには、前記隣接して配置される部品を位置決めするための隣接部品用位置決め部が設けられている請求項１又は請求項２に記載のケースモールド型コンデンサ。
4. 開口を有する樹脂製ケース、
   前記樹脂製ケース内に収容されているコンデンサ素子、及び
   前記樹脂製ケース内に充填されている樹脂製の充填材を有するモールド部
   を備え、
   前記モールド部の封止面には、隣接して配置される部品の一部が挿入される凹部が形成されており、
   前記モールド部は、前記凹部が設けられている樹脂製フレームをさらに有しており、
   前記樹脂製フレームは、前記樹脂製ケースに回動可能に連結されているケースモールド型コンデンサ。

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