(57)【要約】【課題】誘電体にフィルムを使用したコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を収納する上端面に開口部のある有底筒状の金属ケースと、前記コンデンサ素子に接続し前記金属ケース外に引き出される引き出しタブと、前記金属ケース内を充填する充填樹脂とを備えたフィルムコンデンサにあって、金属ケースが樹脂主体の内容物からはずれにくいフィルムコンデンサを提供することを目的とする。【解決手段】金属ケースの内側面表面に、絶縁性の樹脂接着剤の突起物を設けたフィルムコンデンサを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体にフィルムを使用したコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を収納する上端面に開口部のある有底筒状の金属ケースと、前記コンデンサ素子に接続し前記金属ケース外に引き出される引き出しタブと、前記金属ケース内を充填する充填樹脂とを備えたフィルムコンデンサにあって、前記金属ケースの側面の内表面に、絶縁性の突起物を設けたフィルムコンデンサ。
【請求項２】
前記絶縁性の突起物は、エポキシ系の樹脂である請求項１のフィルムコンデンサ。
【請求項３】
前記絶縁性の突起物は、すそ野を有している請求項１または２のフィルムコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルムコンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フィルムコンデンサは、従来、図６に示すように、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）等の樹脂フィルムに、アルミニウム（Ａｌ）や亜鉛（Ｚｎ）を蒸着して電極を形成し、これを積層または捲回してコンデンサ素子１を構成するか、Ａｌ箔電極をフィルムとともに積層または捲回してコンデンサ素子１を構成していた。蒸着金属の場合、こうしてできたコンデンサ素子１にメタリコンの端面電極４を施し、この端面電極４に引き出しタブ５を溶接又はハンダ付し、有底筒状の樹脂ケース１１に収納し、引き出しタブ５は樹脂ケース９外に引き出し、有底筒状の樹脂ケース１１内には充填樹脂３を注入し、コンデンサ素子１や引き出しタブ５部分に充填樹脂３を充填硬化していた。
ところで、ケースの材質として樹脂ケースの代わりに、金属ケースを使用した場合、樹脂主体の内容物に対して金属ケースの線膨張率が大きく異なるために、金属ケースが樹脂主体の内容物からはずれてしまう場合が生じやすい。そのため、特許文献１には、金属ケースの内壁面に凹部を設け、このクサビ状の形状内に充填樹脂を充填する方法が開示されている。
また、特許文献２には、有底筒状のケース内の内容物がケース内で係止できるように、ケース側面を変形させて、多数の凹凸部または溝条部を複数配列する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１９１３６公報
【特許文献２】実開平５−４３５２１公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のように、金属ケースの内壁面に凹部を設け、このクサビ状の形状内に充填樹脂を充填する方法は、この凹部を形成するのに、金属ケースを形成する方法とは別の加工設備が必要で、また、この凹部がクサビ状の機能を得るために、金属ケース自体の厚さをその分厚くする必要があるため、金属ケースが重くなりやすいことと、収納容量が少なくなりやすい。
また、特許文献２のように、ケース側面自体を変形させる構成では、ケースが金属の場合、内部に収納されているコンデンサ素子またはそこから引き出された引き出しタブと接触しやすくなり、絶縁性がとりにくくなりやすい。
【０００５】
そのため、本発明では、金属ケースを使用しても、軽量で、コンデンサ素子と金属ケースとの間の絶縁性を確保しながら、金属ケースが樹脂主体の内容物からはずれにくいフィルムコンデンサを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するために、下記のフィルムコンデンサを提供するものである。
（１）誘電体にフィルムを使用したコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を収納する上端面に開口部のある有底筒状の金属ケースと、前記コンデンサ素子に接続し前記金属ケース外に引き出される引き出しタブと、前記金属ケース内を充填する充填樹脂とを備えたフィルムコンデンサにあって、前記金属ケースの側面の内表面に、絶縁性の突起物を設けたフィルムコンデンサ。
（２）前記絶縁性の突起物が、エポキシ系の樹脂である上記（１）に記載のフィルムコンデンサ。
（３）前記絶縁性の突起物は、すそ野を有している上記（１）または（２）のフィルムコンデンサ。
【発明の効果】
【０００７】
金属ケースを使用しても、コンデンサ素子と金属ケースとの間の絶縁性を確保しながら、金属ケースが樹脂主体の内容物からはずれにくいフィルムコンデンサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態を示すフィルムコンデンサの断面図を示している。
【図２】本発明の実施の形態を示すフィルムコンデンサの一部拡大した斜視図を示している。
【図３】本発明の別の実施の形態を示すフィルムコンデンサの断面図を示している。
【図４】本発明の別の実施の形態を示すフィルムコンデンサの一部拡大した斜視図を示している。
【図５】本発明の別の実施の形態を示すフィルムコンデンサの絶縁性の突起物を作成する方法を示している。
【図６】従来のフィルムコンデンサの概略断面図を示している。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明に述べるコンデンサ素子は、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）等の樹脂フィルムに、アルミニウム（Ａｌ）や亜鉛（Ｚｎ）を蒸着して電極を形成し、これを積層または捲回してコンデンサ素子を構成するか、Ａｌ箔電極をフィルムとともに積層または捲回してコンデンサ素子を構成し、従来のフィルムコンデンサ用のコンデンサ素子が使用できる。蒸着金属の場合、こうしてできたコンデンサ素子にメタリコンの端面電極を施し、この端面電極に引き出しタブを溶接又はハンダ付する。
【００１０】
本発明に述べる金属ケースは、上端面に開口部のある有底筒状の金属容器で、金属としては、アルミニウム、マグネシウム、鉄、ステンレス、銅またはそれらの合金などが使用できる。
特に、アルミニウムは軽量、加工性、コスト的にも優れているため好ましく使用できる。アルミニウム材質は、純アルミニウム系（Ａ１０００系）と、アルミニウム合金系としてＡｌ−Ｚｎ、Ａｌ−Ｍｇも使用（Ａ３０００系、Ａ５０００系）できる。
金属ケースの作成方法は、インパクト成形法等が利用でき、ケース厚みは０．３〜２ｍｍで使用する。好ましくは、ケース厚み０．５〜１．５ｍｍとなる。
【００１１】
本発明における充填樹脂は、金属ケース内のすき間を埋める樹脂で、樹脂主体のコンデンサ素子と金属のケースとの熱膨張の差を緩和する必要があるために、エポキシ樹脂のような硬質樹脂よりもウレタン樹脂、シリコーン樹脂のようなゴム弾性を有した軟質樹脂が好ましく使用される。また、必要に応じて樹脂にフィラーを混ぜて金属ケースの線膨張率に近づける。たとえば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などの無溶剤系の樹脂にフィラーを混ぜたものが使用できる。フィラーとしては、珪素、チタン、アルミニウム、カルシウム、ジルコニウム、マグネシウム等の水酸化物、酸化物、炭化物、窒化物、これらの複合物などが使用できる。必要があれば、難燃剤、酸化防止剤、イオン捕捉剤、応力緩和剤を添加してもよい。
この充填樹脂は、金属ケースの開口部から内部に液体状で注入され、充填後加熱や硬化剤による重合化等により固化される。充填樹脂は、単層の材料でもよいし、同じ材料でも物性値を変えた複数層ものでもよいし、樹脂またはフィラー等の種類や量を別々に選択することができる。別々に選択することにより、充填樹脂周辺部分の樹脂の堅さ、熱膨張係数、構成材料との密着性等を最適なものとすることができる。
たとえば、コンデンサ素子側には比較的柔軟性のあるウレタン系の樹脂、開口部側には比較的強度があり外部端子と密着性のあるエポキシ系の樹脂などが選択できる。また、フィラーの量をコンデンサ素子側には少なく、開口部側には多くするなども選択できる。
【００１２】
本発明における絶縁性の突起物は、金属ケースの側面の内側表面に点在して設けた、絶縁性からなる突起状の構造体で、金属ケースの側面の内面側に接着していて、金属ケースからの高さが０．５ｍｍから５ｍｍ程度のものである。形状は、円錐、楕円錐、角推、円柱、楕円柱、角柱など特に限定ない。内側面の内周方向に沿って突設された帯状体も、内容物がケース内で係止しやすくなりその点で好ましい。底面側のすそ野が広い形状または帽子につばのあるような形状も、金属ケースとの接着性向上、または充填樹脂との密着性向上の点で好ましい。
この絶縁性の突起物の材質は、絶縁性で金属ケースと接着性が大きいものが好ましい。
具体的には、無機系接着剤、有機系接着剤などの接着剤うち、金属ケース面に積層・固定後も突起形状が維持できるものが好ましい。固化前の粘度も高いほうが固化後の突起形状の高さを保持しやすい。金属ケースの金属と充填樹脂との密着、取り扱いの点で有機系接着剤が好ましい。
有機系接着剤の種類としては、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂系、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、シリコーンなどのゴム系またはそれらの変成・混合したものが使用できる。特に、金属ケースの金属との接着性が良好な点で、エポキシ樹脂が好ましい。
エポキシ樹脂系接着剤は、エポキシ樹脂を主成分とする接着剤で、硬化方式別に１液型と２液型がある。２液型ではビスフェノールＡとエピクロルヒドリンを縮合反応させたエポキシ樹脂プレポリマーに、アミン等の硬化剤を加えると、グラフト重合が起こり三次元高分子として経時的・熱硬化的に硬化・接着する。常温硬化とするにはポリアミドや芳香族スルホン酸などを硬化剤とした二液としなければならないが、酸無水物や芳香族アミンなどを使用すると熱硬化型となり一液化が可能となる。ナイロンやイソシアネートなどのポリマーとブレンドさせると、耐剥離性や耐衝撃性を向上する。
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態を示すフィルムコンデンサの断面図を示している。また、図２の場合、本発明の実施の形態を示すフィルムコンデンサの絶縁性の突起物の部分の一部拡大した斜視図を示している。
図１では、誘電体にフィルムを使用したコンデンサ素子１と、このコンデンサ素子１を収納する上端面に開口部のある有底筒状の金属ケース２と、金属ケース２内を充填する充填樹脂３とを備えたフィルムコンデンサにあって、このコンデンサ素子１の端面にメタリコンの端面電極４を施し、この端面電極４に引き出しタブ５を溶接又はハンダ付し、引き出しタブ５は金属ケース２外に引き出した構造となっている。
引き出しタブ５は、金属の箔、薄板、または線など変形可能で、はんだ接続、溶接、圧接可能なものが限定なく使用できる。特に電気的良導体として銅または銅合金が好ましい。また接続部分以外の部分を絶縁物で被覆することもある。
【００１４】
そして図１と図２の場合、絶縁性の突起物６を、金属ケース２の側面の内側表面に点在して設けていることを示している。図２の場合の絶縁性の突起物６の形状は、金属ケース２の内側面の内周方向に沿って突設された３本の帯状体で、金属ケース２の長さ方向とは直角方向の断面が半円となっている。
この場合の絶縁性の突起物６の作成方法は、たとえば吐出装置等を使用し、たとえば等速で定量を吐出させて、絶縁性の突起物６の高さを設定する。絶縁性の突起物６は、金属ケース２の内側面の内周方向に沿って一周またはらせん状に数周しても良いが、スペースの点で引き出しタブ５と接する部分は省いた方が好ましい。充填樹脂３の充填のしやすさの点で、間欠的な方が好ましい。
【００１５】
図３は、本発明の別の実施の形態を示すフィルムコンデンサの断面図を示している。また、図４は、本発明の別の実施の形態を示すフィルムコンデンサの一部拡大した斜視図を示している。
図１または図２との違いは、絶縁性の突起物６にはすそ野７を有している点で、すそ野７を有していると、金属ケース２との接着面積が増え、接着強度が増大する。また、絶縁性の突起物６が樹脂主体の場合、絶縁性の突起物６のほうが金属ケース２よりも充填樹脂３との密着性が良好な場合が多く、絶縁性の突起物６を介して充填樹脂３と金属ケース２の密着性が向上し好ましい。
【００１６】
また、図３または図４の場合、特にすそ野７が隣接している絶縁性の突起物６と合体している点である。これは、図５に示すように、絶縁性の突起物６となる接着剤８を金属ケース２の側面内面に滴下し、溝９のある円柱形状のスキージー１０を使用することにより、一括して絶縁性の突起物６、またはすそ野７付き絶縁性の突起物６を複数同時に成形することができる。
【実施例】
【００１７】
以下に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例によってなんら限定されるものではない。
（実施例１）
コンデンサ素子は、誘電体フィルムとして厚さ５μｍのポリプロピレンフィルムの表面に金属蒸着電極としてセグメントパターンを設けた片面金属化フィルムと、これと同様な金属化フィルムを金属面が重ならないよう互い違いに２枚重ねて捲回し、捲回した両端部に亜鉛金属の溶射の方法により端面電極を形成した。
次に、コンデンサ素子の端面電極を厚さ２００μｍの箔状の引き出しタブによりおのおのはんだ付けで接続した。
次に、絶縁性の突起物を、エポキシ樹脂接着剤を使用し、厚さ０．８ｍｍの有底筒状の金属ケースの側面内側に、吐出装置により、幅３ｍｍ、高さ３ｍｍの断面が半円で、引き出しタブと接する部分は省いて内周方向に沿って一周し、総長さ９０ｍｍのものを３本作成した。
次に、コンデンサ素子をこの金属ケース内に収納した。
次に、ウレタン系の充填樹脂を注入し、真空中で充填樹脂の脱泡後、熱硬化させた。
【００１８】
（実施例２）
絶縁性の突起物を作成するのに、金属ケースの側面内側に、エポキシ樹脂接着剤をデスペンサにより滴下し、溝のある円柱形状のスキージーにより、幅３ｍｍ、高さ３ｍｍの断面が半円で、内周方向に沿った長さが３０ｍｍ、突起間が３ｍｍの突起３本が平均厚さ１００μｍの台座の上に乗ったすそ野のある形状（すそ野の長さ３ｍｍ）のものを３カ所とする以外は、実施例１と同様にコンデンサを作成した。
【００１９】
（実施例３）
絶縁性の突起物を作成するのに、平均厚さ５００μｍの台座の上に乗ったすそ野のある形状（すそ野の長さ３ｍｍ）のものとする以外は、実施例２と同様にコンデンサを作成した。
【００２０】
（比較例１）
絶縁性の突起物を設けない以外実施例１と同様にコンデンサを作成した。
【００２１】
表１には、実施例１〜３と比較例１の試料各２０個について、−２０℃、８０℃のヒートサイクルを行い、金属ケースが樹脂主体の内容物からはずれ具合を試験し、はずれた個数を示した。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
実施例は、比較例と比べて金属ケースが樹脂主体の内容物からはずれにくく良好であった。また、絶縁性の突起物にすそ野があった方が良好であった。
【符号の説明】
【００２４】
１…コンデンサ素子、２…金属ケース、３…充填樹脂、４…端面電極、５…引き出しタブ、６…絶縁性の突起物、７…すそ野、８…接着剤、９…溝、１０…スキージー、１１…有底筒状の樹脂ケース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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