(57)【要約】【課題】フィルムコンデンサ素子の小型化を図りながら、放熱性に優れた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、対向する一対のバスバー３はフィルムコンデンサ素子１の長さＬで規定される離間距離を維持して封止樹脂体３０の外部まで延びている、フィルムコンデンサ１００において、バスバー３は、封止樹脂体３０の外部まで延びている立上り部３ａと、立上り部３ａの途中から分岐してフィルムコンデンサ素子１の上面の一部を被覆する被覆部３ｂと、を備えている。【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、対向する一対の前記バスバーは前記フィルムコンデンサ素子の長さで規定される離間距離を維持して該封止樹脂体の外部まで延びている、フィルムコンデンサにおいて、
前記バスバーは、前記封止樹脂体の外部まで延びている立上り部と、該立上り部の途中から分岐して前記フィルムコンデンサ素子の上面の一部を被覆する被覆部と、を備え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抑制することができる。
【０００５】
昨今のフィルムコンデンサには小型化の要請があるが、フィルムコンデンサを小型化するにはフィルムコンデンサ素子の容量密度を上げて当該フィルムコンデンサ素子を小型化する必要がある。しかしながら、フィルムコンデンサ素子を小型化すると熱容量が増加することから、放熱性能も同時に向上させる必要があるものの、その有効な方策が見出せない状況である。
【０００６】
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】
【０００７】
【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】
【０００８】
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。
【０００９】
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素子の小型化を図りながら、放熱性に優れたフィルムコンデンサを得ることはできない。
【００１０】
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、フィルムコンデンサ素子の小型化を図りながら、放熱性に優れた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】
【００１１】
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、対向する一対の前記バスバーは前記フィルムコンデンサ素子の長さで規定される離間距離を維持して該封止樹脂体の外部まで延びている、フィルムコンデンサにおいて、前記バスバーは、前記封止樹脂体の外部まで延びている立上り部と、該立上り部の途中から分岐して前記フィルムコンデンサ素子の上面の一部を被覆する被覆部と、を備えているものである。
【００１２】
本発明のフィルムコンデンサは、バスバーの構造に改良を加え、封止樹脂体の外部まで延びている立上り部と、立上り部の途中から分岐してフィルムコンデンサ素子の上面の一部を被覆する被覆部と、を備えているバスバーを適用することにより、フィルムコンデンサ素子の熱をバスバーの被覆部に伝え、立上り部を介して外部へ放熱するようにしたものである。
【００１３】
フィルムコンデンサ素子を冷却する従来の検討は、発熱するフィルムコンデンサ素子そのものを冷却する方法、冷却効率は悪いもののフィルムコンデンサ全体を冷却する方法などが検討の主流であったが、本発明者等が鋭意検討したところによれば、フィルムコンデンサ素子からの放熱過程で熱流速が集中するのはバスバーであり、したがって、バスバーもしくはその周辺に改良を講じることで効果的にフィルムコンデンサの放熱性を向上させることができるとの知見に至り、本発明に至っている。
【００１４】
フィルムコンデンサ素子の周面からの熱をバスバーの被覆部に伝え、被覆部から立上り部を介して外部へ放熱することで、フィルムコンデンサ素子からの放熱性が良好になるため、フィルムコンデンサ素子の容量密度を上げてその小型化を図ることが可能になる。
【００１５】
また、バスバーが、立上り部とこの立上り部から枝分かれした被覆部を備えることで、外部からバスバーの立上り部に沿ってフィルムコンデンサ素子に通じる透湿経路の経路長を被覆部の分だけ長くすることができ、透湿経路の経路長が長くなることで透湿性も向上する。
【００１６】
本発明のフィルムコンデンサでは、対向する一対のバスバーの立上り部が、フィルムコンデンサ素子の長さで規定される離間距離を維持したまま外部まで延びているが、仮に立上り部がフィルムコンデンサ素子の上端角部で折れ曲がり、フィルムコンデンサ素子の上面に沿って延びた後（この部分が被覆部に相当）、さらに上方に折れ曲がって外部に延びる構成の場合、外部に延びている部分に沿ってフィルムコンデンサ素子の上面に通じる経路長の短い透湿経路が形成されてしまい、透湿性を低下させることから望ましくない。したがって、本発明のフィルムコンデンサを構成する対向する一対のバスバーは、フィルムコンデンサ素子の長さで規定される離間距離を維持して封止樹脂体の外部まで延びている、立上り部を有している。
【００１７】
バスバーは、立上り部と被覆部を備えているが、立上り部に対してフィルムコンデンサ素子の周面に接触する被覆部を備えている形態の他、この被覆部から間隔を置いた上方に立上り部から分岐した別途の被覆部（この被覆部はフィルムコンデンサ素子と接触していない）を備えた形態であってもよい。複数の被覆部を有することで透湿経路の経路長が長くなり、透湿性がより一層向上する。
【００１８】
また、立上り部と被覆部を備えている構成に加えて、立上り部からケースの内壁まで延びる凸部を備えたバスバーであってもよい。この形態のバスバーによれば、フィルムコンデンサ素子からの熱を被覆部に伝え、被覆部から立上り部を介して外部へ放熱することに加えて、立上り部を介し、凸部を介してケースへ放熱することができ、放熱性能が一層高まる。
【発明の効果】
【００１９】
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、対向する一対のバスバーが、フィルムコンデンサ素子の長さで規定される離間距離を維持して封止樹脂体の外部まで延びている立上り部と、立上り部の途中から分岐してフィルムコンデンサ素子の上面の一部を被覆する被膜部と、を備えていることにより、フィルムコンデンサ素子からの放熱性が良好になるため、フィルムコンデンサ素子の容量密度を上げてその小型化を図ることができる。また、外部からバスバーの立上り部に沿ってフィルムコンデンサ素子に通じる透湿経路の経路長を被覆部の分だけ長くすることができ、透湿経路の経路長が長くなることで透湿性に優れたフィルムコンデンサとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【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】本発明のフィルムコンデンサの実施の形態３の縦断面図である。
【図５】本発明のフィルムコンデンサの実施の形態４の縦断面図である。
【図６】素子組立体の変形例を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
（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。
【００２３】
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。
【００２４】
素子組立体１０は、直方体状の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、から構成されている。
【００２５】
対向する一対のバスバー３は、フィルムコンデンサ素子１の長さで規定される離間距離Ｌを維持して封止樹脂体３０の外部まで延びている立上り部３ａと、立上り部３ａの途中から分岐してフィルムコンデンサ素子１の上面の一部を被覆する被膜部３ｂと、から構成されている。なお、被膜部３ｂの離間距離Ｌ方向の長さは、たとえばＬ／４程度に設定することができる。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
また、ケース２０はたとえばポリフェニレンサルファイド（PPS）などであり、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。
【００３１】
フィルムコンデンサ１００では、封止樹脂体３０の外部まで延びている立上り部３ａと、立上り部３ａの途中から分岐してフィルムコンデンサ素子１の上面の一部を被覆する被覆部３ｂと、を備えているバスバー３を適用することにより、フィルムコンデンサ素子１の周面からの熱をバスバー３の被覆部３ｂに伝え（Ｘ１方向）、被覆部３ｂから立上り部３ａを介して外部へ放熱することで（Ｘ２方向）、フィルムコンデンサ素子１からの放熱性が良好になる。そのため、フィルムコンデンサ素子１の容量密度を上げてその小型化を図ることが可能になる。
【００３２】
さらに、バスバー３が、立上り部３ａとこの立上り部３ａから枝分かれした被覆部３ｂを備えることで、外部からバスバー３の立上り部３ａに沿ってフィルムコンデンサ素子１に通じる透湿経路Ｙ１の経路長を被覆部３ｂの分だけ長くすることができ、透湿経路の経路長が長くなることでフィルムコンデンサ１００の透湿性も向上する。
【００３３】
（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のバスバー３Ａは、バスバー３と同様に立上り部３ａと被覆部３ｂを備えているが、この被覆部３ｂから間隔を置いた上方に立上り部３ａから分岐した別途の被覆部３ｂ（この被覆部３ｂはフィルムコンデンサ素子１と接触していない）を備えており、このバスバー３Ａとフィルムコンデンサ素子１等とから素子組立体１０Ａが構成されている。
【００３４】
フィルムコンデンサ１００Ａでは、バスバー３Ａが複数の被覆部３ｂを有することにより、透湿経路Ｙ２の経路長が一層長くなり、透湿性がより一層向上する。なお、放熱性能に関してはフィルムコンデンサ１００と同様である。
【００３５】
（フィルムコンデンサの実施の形態３）
図４は本発明のフィルムコンデンサの実施の形態３の縦断面図である。図示するフィルムコンデンサ１００Ｂでは、バスバー３Ｂが立上り部３ａと被覆部３ｂを備えている構成に加えて、立上り部３ａからケース２０の内壁まで延びる凸部３ｃを備えており、このバスバー３Ｂとフィルムコンデンサ素子１等とから素子組立体１０Ｂが構成されている。
【００３６】
フィルムコンデンサ１００Ｂでは、フィルムコンデンサ素子１からの熱を被覆部３ｂに伝え（Ｘ１方向）、被覆部３ｂから立上り部３ａを介して外部へ放熱する（Ｘ２方向）ことに加えて、立上り部３ａを介し、凸部３ｃを介してケース２０へ放熱する（Ｘ３方向）ことができ、放熱性能が一層向上する。なお、透湿性に関してはフィルムコンデンサ１００と同様である。
【００３７】
（フィルムコンデンサの実施の形態４）
図５は本発明のフィルムコンデンサの実施の形態４の縦断面図である。図示するフィルムコンデンサ１００Ｃでは、ケース２０の内壁の所定レベル位置に係合突起２０ａが設けられ、この係合突起２０ａにバスバー３Ｂの凸部３ｃが係合してケース２０内における素子組立体１０Ｂの位置決めが図られている。
【００３８】
係合突起２０ａにバスバー３Ｂの凸部３ｃが係合して素子組立体１０Ｂの位置決めが図られることにより、容易に高い位置決め精度で素子組立体１０Ｂをケース２０内に設置することができる。なお、放熱性および透湿性に関してはフィルムコンデンサ１００Ｂと同様である。
【００３９】
（素子組立体の変形例）
図６は素子組立体の他の変形例を示した斜視図である。図示する素子組立体１０Ｃを構成するフィルムコンデンサ素子１Ａは円柱状を呈しており、メタリコン電極２Ａは円盤状を呈している。
【００４０】
このように円柱状のフィルムコンデンサ素子１Ａに対しては、立上り部３ａ’と半円筒状の被覆部３ｂ’を備えたバスバー３Ｃを適用し、被覆部３ｂ’をフィルムコンデンサ素子１Ａの周面に被せて組み付ける。
【００４１】
図示する素子組立体１０Ｃでは、被覆部３ｂ’とフィルムコンデンサ素子１Ａの周面との接触面積が大きくなることで放熱性が一層向上する。
【００４２】
（フィルムコンデンサの放熱性と耐湿性を検証した解析とその結果）
本発明者等は、図１で示すフィルムコンデンサ（実施例１）、図３で示すフィルムコンデンサ（実施例２）、図４で示すフィルムコンデンサ（実施例３）と、立上り部しか存在しない従来のバスバーを備えた従来のフィルムコンデンサ（比較例）をコンピュータ内でモデル化し、比較例に対する実施例１〜３の放熱性と耐湿性を検証する解析をおこなった。なお、本解析は、熱流体解析(解析ソフト：SCRYU/TETRA)を用いている。
【００４３】
解析の結果、比較例に対し、実施例１は放熱性の向上によってフィルムコンデンサの温度が5℃低下し、実施例２，３はいずれも6℃低下した。また、耐湿性に関しては実施例１〜３はいずれも比較例に比して大きく向上することが分かった。
【００４４】
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】
【００４５】
１，１Ａ…フィルムコンデンサ素子、２，２Ａ…メタリコン電極、３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ…バスバー、３ａ，３ａ’…立上り部、３ｂ，３ｂ’…被覆部、３ｃ…凸部、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…素子組立体、２０…ケース、２０ａ…係合突起、３０…封止樹脂体、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ…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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【図５】
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【図６】
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