(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-01-27
(45)【発行日】2023-02-06
(54)【発明の名称】コンデンサ
(51)【国際特許分類】
H01G 2/14 20060101AFI20230130BHJP
H01G 2/10 20060101ALI20230130BHJP
H01G 4/224 20060101ALI20230130BHJP
H01G 4/32 20060101ALI20230130BHJP
H01G 4/228 20060101ALI20230130BHJP
【FI】
H01G2/14 106
H01G2/10 Z
H01G4/224 200
H01G4/32 540
H01G4/228 Q
(21)【出願番号】P 2019026406
(22)【出願日】2019-02-18
【審査請求日】2022-01-14
(73)【特許権者】
【識別番号】390022460
【氏名又は名称】株式会社指月電機製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100100044
【氏名又は名称】秋山 重夫
(74)【代理人】
【識別番号】100205888
【氏名又は名称】北川 孝之助
(72)【発明者】
【氏名】石原 友佳
(72)【発明者】
【氏名】野上 栄一
【審査官】田中 晃洋
(56)【参考文献】
【文献】特開昭59-213120(JP,A)
【文献】国際公開第2017/204065(WO,A1)
【文献】特開2014-207427(JP,A)
【文献】特開2005-044626(JP,A)
【文献】特開2009-111370(JP,A)
【文献】特開2005-078858(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01G 2/14
H01G 2/10
H01G 4/224
H01G 4/32
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
コンデンサ素子と温度測定器とをケースに収容して樹脂を充填したコンデンサであって、
ケースの内側に溝部が設けられており、溝部に温度測定器が収容されている、コンデンサ。
【請求項2】
溝部の内面に温度測定器を固定するための突起が設けられている、請求項1記載のコンデンサ。
【請求項3】
溝部の先端側が枝分かれしている、請求項1又は2記載のコンデンサ。
【請求項4】
溝部がケースの底部に形成されており、
温度測定器が、温度測定部と、可撓性の接続線とを備え、
接続線の一方が温度測定部に接続され、他方がケースの側壁からケース外へと引き出されており、
接続線の他方側が、ケースの底部側へ反発力を与えるように屈曲した状態でケースの側壁に固定されている、請求項1~3のいずれかに記載のコンデンサ。
【請求項5】
温度測定器を溝部から測定対象側に向けるための変向手段を備える、請求項1~4のいずれかに記載のコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、温度測定器を備えたコンデンサに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、サーミスタなどの温度測定器を備えたコンデンサが開示されている。また、ケース底部からケース内に突出する固定部や結合部(以下、突出物という)を利用して温度測定器を固定することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、ケース内に突出物を設けると、その分、スペースを取ることになり、コンデンサの大型化を招く。また、コンデンサ素子間に突出物が位置する場合は、その分、コンデンサ素子を離して配置する必要があり、コンデンサ素子間の接続が長くなって、インダクタンスの増加に繋がる可能性も出てくる。さらに、突出物でコンデンサ素子が傷付くことの無いよう、注意を払う必要もある。
【0005】
そこで本発明は、温度測定器を固定するための突出物を設けなくてもよい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】
【0006】
本発明のコンデンサは、コンデンサ素子2、3と温度測定器10とをケース9に収容して樹脂Rを充填したコンデンサ1であって、ケース9の内側に溝部91a、12bが設けられており、溝部91a、12bに温度測定器10が収容されていることを特徴としている。
【0007】
また、溝部91a、12bの内面に温度測定器10を固定するための突起91dが設けられていることが好ましい。また、溝部91a、12bの先端側が枝分かれしていても良い。また、溝部91a、12bがケース9の底部91に形成されており、温度測定器10が、温度測定部10aと、可撓性の接続線10bとを備え、接続線10bの一方が温度測定部10aに接続され、他方がケース9の側壁92からケース9外へと引き出されており、接続線10bの他方側が、ケース9の底部91側へ反発力を与えるように屈曲した状態でケース9の側壁92に固定されていても良い。温度測定器10を溝部91a、12bから測定対象側に向けるための変向手段Dを備えていても良い。
【発明の効果】
【0008】
本発明のコンデンサは、温度測定器を収容する溝部が設けられているため、別途、温度測定器を固定するための突出物を設ける必要が無い。
【0009】
また、溝部の内面に温度測定器を固定するための突起が設けられていれば、温度測定器を安定して固定することができる。また、溝部の先端側が枝分かれしていれば、突出物を設けることなく複数の温度測定器を設置することができる。また、溝部がケースの底部に形成されており、温度測定器が、温度測定部と、可撓性の接続線とを備え、接続線の一方が温度測定部に接続され、他方がケースの側壁からケース外へと引き出されており、接続線の他方側が、ケースの底部側へ反発力を与えるように屈曲した状態でケースの側壁に固定されていれば、温度測定器の溝部に収容されている部分がケースの底部側へ押さえつけられるようになり、溝部からの温度測定器の飛び出しを抑制することができる。また、温度測定器を溝部から測定対象側に向けるための変向手段を備えていれば、溝部に温度測定器を収容しているにもかかわらず、測定対象に温度測定器を近づけることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
図1】この発明の一実施形態に係るコンデンサを示す分解斜視図である。
【
図3】溝部への温度測定器の収容状態を示す模式断面図である。
【
図4】溝部への温度測定器の収容状態を示す模式平面図である。
【
図5】溝部の異なる形態を示す模式断面図又は模式平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
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。この発明のコンデンサ1は、
図1に示すように、第1コンデンサ素子2と、第1コンデンサ素子2の一方の電極部2aに接続された第1電極板4と、第1コンデンサ素子2の他方の電極部2bに接続された第2電極板5とからなる第1モジュールM1と、第2コンデンサ素子3と、第2コンデンサ素子3の一方の電極部3aに接続された第3電極板6と、第2コンデンサ素子3の他方の電極部3bに接続された第4電極板7とからなる第2モジュールM2と、伝熱部材8と、温度測定器10とを備えている。また、第1、第2モジュールM1、M2を収容するケース9と、ケース9内に充填され、少なくとも第1、第2コンデンサ素子2、3を覆う樹脂R(
図2参照)とを備えている。以下、上記の各部品について説明していくが、説明における「上下」の概念は、製造時、より具体的には樹脂充填時におけるものであって、必ずしも使用時の上下を規定するものではない。
【0012】
第1コンデンサ素子2は、絶縁性のフィルムの表面に金属を蒸着した金属化フィルムを巻回することでなるフィルムコンデンサであって、
図1に示すように、軸方向両端面に金属を溶射してなる電極部2a、2bがそれぞれ形成されている。このコンデンサ素子2は、軸方向から見ると扁平状、具体的には略トラック状(2本の平行線とその両端を半円でつないだ形状)であり、軸方向外周に平坦部2cと曲面部2dとを有している。
【0013】
上記構成の第1コンデンサ素子2は、電極部2a、2bを上下に向けた状態で、互いに平坦部2c、2c同士を対向させるようにして4つ並べることで、第1コンデンサ素子群を構成している。なお、第1コンデンサ素子群における第1コンデンサ素子2の数は、必要な静電容量に合わせて適宜変更可能である。
【0014】
第2コンデンサ素子3は、第1コンデンサ素子2と同様の構成である。また、第2コンデンサ素子群も第1コンデンサ素子群と同様の構成である。従って、同添え字を付し、詳細な説明は省略する。なお、第1コンデンサ素子群と第2コンデンサ素子群とでコンデンサ素子2、3の数を合わせる必要は無い。
【0015】
第1電極板4は、
図1に示すように、第1コンデンサ素子2の下側の電極部2aに接続されている。この第1電極板4は、第1コンデンサ素子2の外面に沿う本体部41と、本体部41の上端から上方に延出された外部接続部42と、本体部41の電極部2a側の端部から延出された素子接続片43とからなる。本体部41は、第1コンデンサ素子2の下側の電極部2aに沿う水平部41aと、水平部41aの一端から立ち上がり、曲面部2dに沿う垂直部41bとに大別されており、全体として側面視略L字状となっている。
【0016】
第2電極板5は、第1コンデンサ素子2の上側の電極部2bに接続されている。この第2電極板5は、第1コンデンサ素子2の上側の電極部2bに沿う本体部51と、本体部51の端部から上方に延出された外部接続部52と、本体部51の外部接続部52が延出された側とは反対側の端部から延出された素子接続片53とからなる。なお、第2電極板5の外部接続部52は、第1電極板4の外部接続部42と重ならないよう、ずらして設けられている。
【0017】
第3電極板6は、第2コンデンサ素子3の下側の電極部3aに接続されている。この第3電極板6は、その一部が第2コンデンサ素子3の外面に沿う本体部61と、本体部61の端部から上方に延出された外部接続部62と、本体部61の電極部3a側の端部から延出された素子接続片63とからなる。本体部61は、第2コンデンサ素子3の下側の電極部3aに沿う水平部61aと、水平部61aの一端から立ち上がり、曲面部3dに沿う垂直部61bと、垂直部61bの上端から水平方向に延びる伸長部61cとに大別されており、全体として側面視略Z字状となっている。
【0018】
第4電極板7は、第2コンデンサ素子3の上側の電極部3bに接続されている。この第4電極板7は、一部が第2コンデンサ素子3の上側の電極部3bに沿う本体部71と、本体部71の端部から上方に延出された外部接続部72と、本体部71の外部接続部72が延出された側とは反対側の端部から延出された素子接続片73とからなる。本体部71は、第2コンデンサ素子3の上側の電極部3bに沿う水平部71aと、第3電極板6の伸長部61cと重なる重ね合わせ部71bとに大別されている。また、水平部71aと重ね合わせ部71bとの間には、水平部71aよりも重ね合わせ部71bを僅かに持ち上げる段差71cが設けられている。第4電極板7の外部接続部72は、第3電極板6の外部接続部62と重ならないよう、ずらして設けられている。
【0019】
各電極板4、5、6、7は、例えばアルミニウムや銅などの金属板を適宜打ち抜き加工や折り曲げ加工することで形成されている。
【0020】
伝熱部材8は、平面視略矩形状の本体部81と、本体部81の端部から延出された接続部82と、接続部82が延出された端部から下方に向かって延出された延設部83とからなる。接続部82は、本体部81のコーナー近傍から延出されており、先端近傍には取付孔82aが穿設されている。延設部83は、2つの接続部82、82の間から延出されている。この延設部83は、第1、第2電極板4、5の外部接続部42、52との接触を避けるため、外部接続部42、52が位置する箇所に切欠き83aが設けられている。なお、この状態は、延設部83が2つに分割されているともいえる。伝熱部材8は、例えばアルミニウムや銅などの金属板を適宜打ち抜き加工や折り曲げ加工することで形成される。ただ、導電性を備える必要なく、熱伝導率の高い材質のもので製造可能である。
【0021】
温度測定器10は、温度測定部10aと、一方が温度測定部10aに接続された接続線10bとからなる。温度測定部10aは例えばサーミスタである。ただ、白金測温抵抗体や熱電対を用いても良い。接続線10bは例えばより線を可撓性の合成樹脂で被覆したものである。従って、屈曲させた際に元の形状に戻ろうとする反発力を発揮する。なお、接続線10bとしては、単線(針金)を用いても良い。また、接続線10bの保護や複数の接続線10bを束ねる目的で、接続線10bに保護チューブを被せても良い。保護チューブとしては可撓性を有するものが好ましい。
【0022】
ケース9は平面視略矩形状の底部91と、底部91の四辺からそれぞれ立ち上がる側壁(側壁部)92とからなる。上面に開口93が設けられており、内部には第1、第2コンデンサ素子2、3を収容可能な収容空間を備えている。
【0023】
ところで、底部91の内側には溝部91aが設けられている。具体的には、ある側壁部92の下端から反対側の側壁部92の下端に向けて、底部91の内面をへこませるようにして溝部91aが設けられている。溝部91aと反対側、すなわち底部91の外面には、
図3に示すように突条部91eが形成されている。溝部91aの幅は、温度測定器10の幅(径)と同じか大とされている。複数の温度測定器10を束ねて使用する場合は、束ねたときの幅と同じか大とする。溝部91aの深さは例えば温度測定器10の厚み(径)より大とされている。ただ、温度測定器10の厚みの半分程度であっても良い。溝形状は角溝であって底面91bと一対の側面91c、91cを備えている。一対の側面91c、91cからはそれぞれ、他方の側面91cに向かって突起91dが延出されている。この突起91dは、溝部91a内に配置される接続線10bを屈曲させることができるように、水平方向において互いにずれた位置に設けられている。
【0024】
4つの側壁部92のうちの1つの側壁部92には、伝熱部材8の接続部82と接続するための取付部94が設けられている。この取付部94は、コンデンサ1を外部機器であるインバータなどの筐体Cに取り付ける際にも使用するものであって、取付孔94aを備えている。また、取付部94が設けられた側壁部92と対向し、その下端に溝部91aが位置している側壁部92には、その上端部に、温度測定器10の接続線10bをケース9外に引き出すための切欠状の引き出し部92aが形成されている。この引き出し部92aには、接続線10bを引き出しつつ、引き出し部92aからの樹脂漏れを防止するための栓体11が取り付けられる。
【0025】
栓体11は、例えばゴムや軟質で可撓性を有する合成樹脂など、引き出し部92aの形状に合わせてある程度変形することが可能な材質のものからなり、引き出し部92aに嵌め込むことで引き出し部92aからの樹脂漏れを規制できるようになっている(引き出し部92aと栓体との間に意図した隙間を生じないようになっている)。この栓体11は、
図3及び
図4に示すように、引き出し部92aよりも大きな一対の板状体11a、11aと、板状体11a、11aの間に位置し、引き出し部92aに嵌め込まれる嵌め込み部11bと、板状体11aと嵌め込み部11bとを貫通する挿通孔11cとを備えている。
【0026】
ケース9内に充填される樹脂Rは例えばエポキシ樹脂である。ただこれに限らず、ウレタン樹脂等の公知の種々の樹脂を使用可能である。
【0027】
次に、コンデンサ1の製造方法について説明する。まず、ケース9に温度測定器10を設置する。具体的には、ケース9の底部91に設けられた溝部91aに温度測定器10を収容する。収容にあたっては、温度測定部10aが第1コンデンサ素子2の電極部2aの直下に位置するように溝部91a内に配置するとともに、温度測定部10aに続く接続線10bを溝部91a内に配置する。この際、接続線10bを突起91d、91d間に挟み込んで固定する。突起91d、91d同士が水平方向にずれて配置されているため、突起91d、91d間に挟み込まれた接続線10bは
図4に示すように屈曲するが、元の形状に戻ろうとする復元力によって溝部91aへの温度測定器10の固定が安定することになる。
【0028】
溝部91aへの温度測定器10の設置が完了した後、もしくはその前に、引き出し部92aに栓体11を嵌め込む。栓体11の挿通孔11cへは予め接続線10bを通しておくことが好ましい。接続線10bの温度測定部10a側を一方としたとき、他方側である部分、具体的には、栓体11(挿通孔11c)から溝部91aまでの接続線(接続線のうち、側壁部92に沿う部分:以下、側壁部側の接続線)10bの長さはやや長めとしておき、栓体11を引き出し部92aに嵌め込んだ状態において、
図3に示すように、側壁部側の接続線10bが略S字状に撓む(屈曲)ようにする。これにより、側壁側の接続線10bが元の形状に戻ろうとする復元力によって、接続線のうち、溝部に収容されている部分(以下、底部側の接続線)を下方(ケース9の底部91側)へ押さえつけるような反発力が生じ、底部側の接続線10bや温度測定部10aの浮き上がりが抑制される。なお、接続線10bが硬質なものであって、押さえつけ力を加えても撓まないような場合は、側壁部側の接続線10bを屈曲させる必要はない。栓体11の引き出し部92aへの取り付けにより、接続線10bの他方は、栓体11を介してケース9外へと引き出された状態となる。
【0029】
次に、第1コンデンサ素子2に対して第1、第2電極板4、5を接続して第1モジュールM1を構成するとともに、第2コンデンサ素子3に対して第3、第4電極板6、7を接続して第2モジュールM2を構成する。具体的には、第1コンデンサ素子2の下側の電極部2aと、第1電極板4の素子接続片43とを接続し、第1コンデンサ素子2の上側の電極部2bと、第2電極板5の素子接続片53とを接続する。また、第2コンデンサ素子3の下側の電極部3aと、第3電極板6の素子接続片63とを接続し、第2コンデンサ素子3の上側の電極部3bと、第4電極板7の素子接続片73とを接続する。この際、各電極板4、5、6、7の外部接続部42、52、62、72は同じ側に揃えておく。この状態で、第3電極板6の伸長部61cと、第4電極板7の重ね合わせ部71bとが絶縁を確保した上で互いに重なり合う。
【0030】
次に、第1モジュールM1と第2モジュールM2の間に伝熱部材8を介在させる。具体的には、まず第1コンデンサ素子2の上側の電極部2b及び第2電極板5の本体部51の上に、伝熱部材8の本体部81を、絶縁を確保した上で重ね合わせる。この際、伝熱部材8の延設部83に設けられた切欠き83aに第1、第2電極板4、5の外部接続部42、52を位置させるとともに、延設部83を第1電極板4の垂直部41bに沿わせる(絶縁を確保した上で重ね合わせる)。続いて、伝熱部材8の本体部81の上に、第3電極板6の伸長部61cを沿わせる(絶縁を確保した上で重ね合わせる)。これにより、第1コンデンサ素子2と第2コンデンサ素子3とは互いに曲面部2d、3dを互いに対向させた状態で水平方向に並ぶこととなり、第3電極板6の伸長部61cが第1モジュールM1の上面に沿うこととなる。また、伝熱部材8の本体部81が、第1モジュールM1(より具体的には第2電極板5の本体部51)と第3電極板6の伸長部61cとの間に位置することになる。
【0031】
このように一体とされた第1、第2モジュールM1、M2と伝熱部材8とをケース9に収容する。この際、伝熱部材8の接続部82と、ケース9の取付部94との位置を合わせておく。また、各電極板4、5、6、7の外部接続部42、52、62、72がケース開口93から外部に突出するように収容する。そして、ケース9内に樹脂Rを充填し、外部接続部42、52、62、72や接続部82を除いて樹脂モールドする。これによりコンデンサ1の製造を完了する。
【0032】
上記構成のコンデンサ1は、溝部91aに温度測定器10を配置していることから、温度測定器10をケース9内に配置するにあたって余計な突出物をケース9内に設ける必要が無く、コンデンサ素子2、3の配置の自由度が増す。そのため、コンデンサ素子2、3を密に配置することができ、コンデンサ1の大型化や接続経路の冗長化を防ぐことができる。
【0033】
図5は、溝部91aの変形例を示したものである。
図5Aのものは、底部91の厚みの範囲内において溝部91aを形成している。そのため、突条部91eは形成されない。このように突条部91eを設けない場合は、コンデンサ1の設置の自由度が増す。
図5Bのものは、スリット12aを入れたガイド12をケース9内に収容することで、底部91とスリット12aとで溝部91aを形成したものである。また、
図5Cのものは、ガイド12自体に溝部12bを設けたものである。
図5Bや
図5Cに示すものは、スリット12aや溝部12bの位置を変えたガイド12を数種類用意すれば、共通のケース9を用いつつも、温度測定部10aの設置位置を適宜変えることができる。ガイド12の平面視の大きさは、ケース9の底部91と略同等である。
図5Dは、溝部91a、12bの先端側を枝分かれさせた状態を示す平面図である。
【0034】
図6は、変向手段Dを示したものである。変向手段Dは、溝部91a、12bに収容された温度測定部10aを持ち上げ、コンデンサ素子2、3などの測定対象側に向けるためのものである。
図6Aのように、溝部91a、12bの先端(温度測定部10aが位置する部分)に、スロープD1を設けたり、
図6Bや
図6Cのように段差D2を設けたり、
図6Dや
図6Eのように、温度測定部10a近傍の接続線10bに嵩上げ材D3を取り付けても良い。嵩上げ材としてはテープや樹脂が例として挙げられる。
【0035】
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、ケース9の側壁部92の内側に溝部91a、12bを設けても良い。また、側壁部92から底部91に跨るようにして溝部91a、12bを設けるようにしても良い。また、引き出し部92aとしては、側壁部92の上端を切欠くものに限らず、側壁部92に孔を設けたものでも良い。栓体11の形状についても引き出し部92aの形状に合わせて適宜変更可能である。
【0036】
第1、第2コンデンサ素子2、3としてはフィルムコンデンサに限らず、セラミックコンデンサなど種々のコンデンサ素子を用いても良い。コンデンサ素子の形状についても、円柱状や角柱状など種々の形状を採用し得る。また、第1、第2コンデンサ素子2、3の軸方向が上下に向いていたが、横に向けても良い。
【符号の説明】
【0037】
1 コンデンサ
2 第1コンデンサ素子
2a 一方の電極部
2b 他方の電極部
2c 平坦部
2d 曲面部
3 第2コンデンサ素子
3a 一方の電極部
3b 他方の電極部
3c 平坦部
3d 曲面部
4 第1電極板
41 本体部
41a 水平部
41b 垂直部
42 外部接続部
43 素子接続片
5 第2電極板
51 本体部
52 外部接続部
53 素子接続片
6 第3電極板
61 本体部
61a 水平部
61b 垂直部
61c 伸長部
62 外部接続部
63 素子接続片
7 第4電極板
71 本体部
71a 水平部
71b 重ね合わせ部
71c 段差
72 外部接続部
73 素子接続片
8 伝熱部材
81 本体部
82 接続部
82a 取付孔
83 延設部
83a 切欠き
9 ケース
91 底部
91a 溝部
91b 底面
91c 側面
91d 突起
91e 突条部
92 側壁部
92a 引き出し部
93 開口
94 取付部
94a 取付孔
10 温度測定器
10a 温度測定部
10b 接続線
11 栓体
11a 板状態
11b はめ込み部
11c 挿通孔
12 ガイド
12a スリット
12b 溝部
R 樹脂
M1 第1モジュール
M2 第2モジュール
D 変向手段
D1 スロープ
D2 段差
D3 嵩上げ材