(57)【要約】【課題】体格および重量を増大させることなく、優れた防湿性と放熱性を有するフィルムコンデンサを提供する。【解決手段】フィルムコンデンサ素子１、フィルムコンデンサ素子１の二つの電極取り出し面に形成されているメタリコン電極２、メタリコン電極２に取り付けられているバスバー３、からなる素子組立体１０と、素子組立体１０が収容されているケース２０と、ケース２０内に形成されて素子組立体１０を埋設する封止樹脂体３０と、からなり、バスバー３の一部は封止樹脂体３０の外部に延びている、フィルムコンデンサ１００において、ケース２０の内壁において、素子組立体１０よりも上方の位置に無端状でケース２０の内側に突出した凸部２０ａが設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルムコンデンサ素子、該フィルムコンデンサ素子の二つの電極取り出し面に形成されているメタリコン電極、該メタリコン電極に取り付けられているバスバー、からなる素子組立体と、
前記素子組立体が収容されているケースと、
前記ケース内に形成されて前記素子組立体を埋設する封止樹脂体と、からなり、前記バスバーの一部は該封止樹脂体の外部に延びている、フィルムコンデンサにおいて、
前記ケースの内壁において、前記素子組立体よりも上方の位置に無端状で該ケースの内側に突出した凸部が設けられている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、ケース内にフィルムコンデンサ素子が収容された形態のフィルムコンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
たとえば車両用のインバータ回路等には耐電圧が高く、温度特性や周波数特性に優れたフィルムコンデンサが適用されている。従来のフィルムコンデンサは、金属化フィルムを巻き回してなる巻回し型や金属化フィルムを積層してなる積層型のものが一般的である。
【０００３】
たとえば、金属化フィルムが巻装されてなるフィルムコンデンサ素子に対し、その両端の二つの電極取り出し面にメタリコン電極（金属溶射部）が形成され、このメタリコン電極にはんだ層等を介して接続されたバスバー（外部引き出し端子）が取り付けられてその全体が大略構成されている。ここで、金属化フィルムは、金属蒸着膜が誘電体フィルムの一側面に形成されて構成され、この金属化フィルムを二枚積層して一組とし（二枚一対の金属化フィルム）、この二枚一対の金属化フィルムを巻き回すことでフィルムコンデンサ素子が形成される。
【０００４】
メタリコン電極とバスバーが両端に形成されたフィルムコンデンサ素子がケース内に収容され、さらに、ケース内に封止樹脂体を形成してフィルムコンデンサ素子を埋設した構成のフィルムコンデンサとすることにより、空気中の水分（湿気）がメタリコン電極を介してフィルムコンデンサ素子の内部に浸入するのを防止することができる。
【０００５】
このことを図４を参照して説明する。図４において、フィルムコンデンサＦＣは、両端にメタリコン電極ＭおよびバスバーＢを具備するフィルムコンデンサ素子ＦがケースＣ内に収容され、ケースＣ内に封止樹脂体Ｐが形成されてフィルムコンデンサ素子Ｆを埋設し、バスバーＢの一部を封止樹脂体Ｐの外部に突出させることでその全体が形成されている。
【０００６】
同図において、空気中の湿気は、ケースＣの内壁面と封止樹脂体Ｐの界面に沿って内部に浸入し、メタリコン電極Ｍを介してフィルムコンデンサ素子Ｆの内部に浸入する、図中のＸ方向の透湿経路を辿る。なお、フィルムコンデンサ素子Ｆの周面には外装フィルムが存在していることから、外気から封止樹脂体Ｐの内部を介してフィルムコンデンサ素子Ｆに通じるルートは一般に透湿経路にはならない。
【０００７】
したがって、高い防湿能力を担保するには、封止樹脂体Ｐの上端からフィルムコンデンサ素子Ｆの上端までの距離tを長くすること、言い換えれば、ケースＣの深さを可及的に深くし、封止樹脂体Ｐの体積、特にフィルムコンデンサ素子Ｆの上方にある封止樹脂体Ｐの体積を多くすることにより、図４で示す透湿経路Ｘの経路長を長くすることが必要になる。
【０００８】
しかしながら、ケースＣの深さを深くし、封止樹脂体Ｐの体積を多くすることでフィルムコンデンサＦＣの体格および重量が増大し、フィルムコンデンサ素子Ｆの上面から外気までの距離が長くなることで放熱性能が低下するといった新たな課題が生じ得る。
【０００９】
ここで、特許文献１には、金属化フィルムを巻き回し又は積層したコンデンサ素子をケース内に収容し、コンデンサ素子とケースとの間の空隙に充填剤としてゲル状シリコーン材を注入し、ゲル状シリコーン材の上面を、ウレタン樹脂で封止してなるケース入りフィルムコンデンサが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−３２６７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１で開示されるケース入りフィルムコンデンサによれば、過大なサージ電圧が印加された場合のコンデンサ素子の破壊が大きくても、導電物が飛散することがなくてその安全性を高めることができるとしている。
【００１２】
しかしながら、特許文献１に開示のケース入りフィルムコンデンサを適用した場合でも、上記する課題、すなわち、フィルムコンデンサの体格および重量を増大させることなく、高い防湿能力を有するフィルムコンデンサを得ることはできない。
【００１３】
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、体格および重量を増大させることなく、優れた防湿性と放熱性を有するフィルムコンデンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的を達成すべく、本発明によるフィルムコンデンサは、フィルムコンデンサ素子、該フィルムコンデンサ素子の二つの電極取り出し面に形成されているメタリコン電極、該メタリコン電極に取り付けられているバスバー、からなる素子組立体と、前記素子組立体が収容されているケースと、前記ケース内に形成されて前記素子組立体を埋設する封止樹脂体と、からなり、前記バスバーの一部は該封止樹脂体の外部に延びている、フィルムコンデンサにおいて、前記ケースの内壁において、前記素子組立体よりも上方の位置に無端状で該ケースの内側に突出した凸部が設けられているものである。
【００１５】
本発明のフィルムコンデンサは、素子組立体が収容され、封止樹脂体が形成されているケースの内壁において、素子組立体よりも上方の位置に無端状で該ケースの内側に突出した凸部が設けられていることにより、この凸部によって透湿経路長を長くすることができるため、ケースの深さを深くして封止樹脂体の体積を多くすることなく、高い防湿能力を得ることができるものである。したがって、フィルムコンデンサの体格および重量を増大させることなく、フィルムコンデンサの防湿能力を高めることができる。
【００１６】
ここで、無端状の凸部とは、たとえばケースが上方に開口をもった直方体の場合は、直方体の四つの側面の各内壁に沿って連続した平面視長方形の凸部のことであり、ケースが上方に開口をもった円柱もしくは楕円柱の場合は、円柱側面もしくは楕円柱側面の内壁に沿って連続した平面視円形もしくは楕円形の凸部のことである。
【００１７】
ここで、ケースの内壁に設けられる無端状の凸部は、一つであっても間隔をおいて二つ以上であってもよい。二以上の凸部を設けることで、ケースの内壁に沿う透湿経路長を一層長くすることができ、より一層高い防湿能力のフィルムコンデンサが得られる。
【００１８】
ケースの内壁において、素子組立体よりも上方の位置に無端状の凸部が設けられていることにより、フィルムコンデンサの防湿能力が高められることに加えて、フィルムコンデンサ素子からの熱を凸部に伝え易くなり、フィルムコンデンサの放熱性の向上を図ることもできる。これは、凸部がケースの内側に突出していることで凸部とフィルムコンデンサ素子の距離が短くなり、フィルムコンデンサ素子から凸部へ熱が流れ易くなるためである。
【００１９】
なお、この放熱性に関しては、無端状の凸部によって透湿経路長を長くして防湿能力を高めたことから、素子組立体の上方の封止樹脂体の厚みを薄くすることができ（封止樹脂体の厚みによって透湿経路長を確保しなくてよいため）、素子組立体の上面と外気までの距離が短くてよく、このことによっても放熱性の向上が図られる。
【００２０】
ところで、ケース内側への凸部の突出長が長い程、透湿経路長が長くなることから好ましいものの、凸部の突出長が長すぎると、ケース内に素子組立体を配設しようとした際に素子組立体が凸部と干渉して配設ができなくなる恐れがある。
【００２１】
しかしながら、このような場合には、凸部をケースの内側へ後付けする構成を採用し、ケース内に素子組立体を収容し、場合によってはケースの内壁における凸部取り付け位置まで封止樹脂体を形成した後に無端状の凸部をケースの内壁に後付けすることで、ケース内側への突出長の長い凸部を備えたフィルムコンデンサが得られる。
【発明の効果】
【００２２】
以上の説明から理解できるように、本発明のフィルムコンデンサによれば、素子組立体が収容され、封止樹脂体が形成されているケースの内壁において、素子組立体よりも上方の位置に無端状でケースの内側に突出した凸部が設けられていることにより、この凸部によって透湿経路長を長くすることができ、ケースの深さを深くして封止樹脂体の体積を多くすることなく、したがってフィルムコンデンサの体格および重量を増大させることなく、高い防湿能力を有することができる。さらに、フィルムコンデンサ素子上方の封止樹脂体の厚みが薄くなること、および、フィルムコンデンサ素子とケース（凸部）までの距離が短くなることで、優れた放熱性を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のフィルムコンデンサの実施の形態１の縦断面図である。
【図２】図１のII−II矢視図である。
【図３】本発明のフィルムコンデンサの実施の形態２の縦断面図である。
【図４】従来の金属化フィルムコンデンサの実施の形態の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明のフィルムコンデンサの実施の形態を説明する。なお、図示するフィルムコンデンサおよびその構成部材であるケースの平面形状は長方形であるが、平面形状が正方形、円形、楕円形など、多様な平面形状のフィルムコンデンサであってもよく、ケースの内壁に設けられる無端状の凸部もケースの平面形状に応じた線形のものが適用される。
【００２５】
（フィルムコンデンサの実施の形態１）
図１は本発明のフィルムコンデンサの実施の形態１の縦断面図であり、図２は図１のII−II矢視図である。
【００２６】
図１で示すフィルムコンデンサ１００は、素子組立体１０と、素子組立体１０が収容されているケース２０と、ケース２０内に形成されて素子組立体１０を埋設する封止樹脂体３０と、から構成されている。
【００２７】
素子組立体１０は、フィルムコンデンサ素子１と、フィルムコンデンサ素子１の二つの電極取り出し面に形成されているメタリコン電極２と、メタリコン電極２に取り付けられているバスバー３と、から構成されており、バスバー３の一部は封止樹脂体３０の外部に延びている。
【００２８】
フィルムコンデンサ素子１は、不図示の二種類の金属化フィルムから構成されており、いずれの金属化フィルムも誘電体フィルムと非蒸着スリットおよび絶縁マージンを備えた金属蒸着膜とから構成されている。これら二種類の金属化フィルムを双方の絶縁マージンが積層方向で一致しないように積層して二枚一対の金属化フィルムを形成し、この二枚一対の金属化フィルムを積層もしくは巻き回すことにより、フィルムコンデンサ素子１が形成される。
【００２９】
ここで、誘電体フィルムは、ポリプロピレン（PP）やポリフェニレンサルファイド（PPS）、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)などから形成される。また、金属蒸着膜は、アルミニウムや亜鉛などを誘電体フィルムの表面に蒸着することで形成される。
【００３０】
メタリコン電極２はアルミニウムや亜鉛などを溶射等することによって形成され、板状のバスバー３からなる外部引き出し端子が不図示のはんだ層を介してメタリコン電極２に接続される。
【００３１】
封止樹脂体３０は、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂、ウレタン樹脂などの樹脂がケース２０内にモールドされたものや、さらにこれらの樹脂に放熱性を有する絶縁フィラーとして、シリカやアルミナ、窒化ホウ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化マグネシウム、タルク、クレーのいずれか一種、もしくはこれらの内の二種以上が混合されたものがケース２０内にモールドされたものである。
【００３２】
また、ケース２０はたとえばアルミニウム製であり、図示例のケース２０は図２で示すように平面視長方形で上方に開口をもった直方体状を呈し、４つの側面と底面から構成されている。
【００３３】
このケース２０の内壁において、素子組立体１０よりも上方の位置には、図２で示すように無端状でケース２０の内側に突出した凸部２０ａが設けられている。
【００３４】
フィルムコンデンサ１００では、ケース２０の内壁において、素子組立体１０よりも上方の位置に無端状でケース２０の内側に突出した凸部２０ａが設けられていることにより、この凸部２０ａによって透湿経路Ｘ１の経路長を長くすることができる。したがって、図４で示す従来のフィルムコンデンサＦＣのように、ケースの深さを深くして封止樹脂体の体積を多くすることなく、したがってフィルムコンデンサの体格および重量を増大させることなく、高い防湿能力を得ることができる。
【００３５】
さらに、ケース２０の内壁において、素子組立体１０よりも上方の位置に無端状の凸部２０ａが設けられていることで、フィルムコンデンサ素子１０とケース２０（の凸部２０ａ）までの距離が短くなり、フィルムコンデンサ素子１０からの熱を凸部２０ａに伝え易くなる結果（Ｘ２方向）、フィルムコンデンサ１００の放熱性も向上する。
【００３６】
この放熱性に関しては、無端状の凸部２０ａによって透湿経路Ｘ１の経路長を長くして防湿能力を高めたことから、素子組立体１０の上方の封止樹脂体３０の厚みｔ１を薄くすることができ、素子組立体１０の上面と外気までの距離が短くなることから、素子組立体１０の上面から外気への放熱（Ｘ３方向）が促進されることによっても放熱性の向上が図られる。
【００３７】
したがって、ケース２０の内壁において、素子組立体１０よりも上方の位置に無端状でケース２０の内側に突出した凸部２０ａを設けた構成により、優れた防湿性と放熱性を有するフィルムコンデンサ１００となる。さらに、フィルムコンデンサ１００では封止樹脂体３０の使用量が少なくてよいことから製造コストを低減でき、可及的に体格を小さくでき、軽量化を図ることができる。
【００３８】
ところで、ケース内側への凸部の突出長が長い程、透湿経路長が長くなることから好ましいものの、凸部の突出長が長すぎてたとえば素子組立体の直上まで凸部が延びていると、ケース内に素子組立体を配設しようとした際に素子組立体が凸部と干渉して配設ができなくなる恐れがある。しかしながら、このような場合には、凸部をケースの内側へ後付けする構成を採用し、ケース内に素子組立体を収容し、場合によってはケースの内壁における凸部取り付け位置まで封止樹脂体を形成した後に無端状の凸部をケースの内壁に後付けすることで、ケース内側への突出長の長い凸部を備えたフィルムコンデンサが得られる。
【００３９】
（フィルムコンデンサの実施の形態２）
図３は本発明のフィルムコンデンサの実施の形態２の縦断面図である。図示するフィルムコンデンサ１００Ａは、ケース２０の内壁面において、間隔を置いて２つの無端状の凸部２０ａを設けたものであり、それ以外の構成はフィルムコンデンサ１００と同じである。
【００４０】
無端状の凸部２０ａを二つ設けたことにより、透湿経路Ｘ１’の経路長を透湿経路Ｘ１の経路長よりも長くすることができ、より一層防湿性に優れたフィルムコンデンサとなる。
【００４１】
（フィルムコンデンサの封止樹脂体形成用樹脂量と放熱性を検証した解析とその結果）
本発明者等は、図４で示す従来構造のフィルムコンデンサ（比較例）と図１で示す本発明のフィルムコンデンサ（実施例）をコンピュータ内でモデル化し、封止樹脂体形成用樹脂量を算定するとともに、フィルムコンデンサ素子の最高温度を検証した。
【００４２】
本解析では、比較例、実施例ともにフィルムコンデンサ素子の体格は(3×3×1.5)cm3、ケースの厚みは2mm、ケースの内壁とフィルムコンデンサ素子の間の距離は2mmであり、メタリコン電極の厚みは1mm、発生損失は2Wとし、比較例および実施例におけるフィルムコンデンサ素子上方の封止樹脂体の厚みは、同程度の防湿性を有する観点からそれぞれ10mm、6mmに設定した。解析は、熱流体解析(解析ソフト：SCRYU/TETRA)にておこなった。解析結果を以下の表１に示す。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
表１より、実施例の封止樹脂体用樹脂量は比較例の半分程度となり、フィルムコンデンサ素子最高温度は一割程度も低減することが分かった。
【００４５】
図示を省略するが、コンピュータ画面上での熱流体解析結果（温度コンター図）によれば、比較例では、フィルムコンデンサ素子上方の封止樹脂体の厚みが厚いことでフィルムコンデンサ素子上方からの放熱が悪く、熱が籠り易いことが確認できた。一方、実施例では、フィルムコンデンサ素子上方の封止樹脂体の厚みが薄いことでフィルムコンデンサ素子上方からの放熱性が良好であることが確認でき、これらの結果が表１の結果に反映していると考えられる。
【００４６】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４７】
１…フィルムコンデンサ素子、２…メタリコン電極、３…バスバー、１０…素子組立体、２０…ケース、２０ａ…凸部、３０…封止樹脂体、１００，１００Ａ…フィルムコンデンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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