(57)【要約】【課題】導線部のフレキシブル性を維持してはんだクラックを防止する。【解決手段】コンデンサ素子をケースに収納し、該ケースに樹脂を充填して形成されたコンデンサであって、コンデンサ素子の電極面３ａにはんだ接合される金属製の端子部材と、端子部材４にその一端部が接続されると共に、フレキシブル性を有する導電性線材で構成された導線部５と、導線部５の他端部に接続される外部引出電極６とを有する。端子部材は、基部４１と、基部４１の一端から突出して、電極面３ａにはんだ接合される端子部４２と、基部４１の他端から突出すると共に、基部４１との間で導線部５の一端部を挟持する一対の素子側腕部４３とを有する。外部引出電極６は、電極本体６１と、電極本体６１から延出する胴部６２と、胴部６２の両端部から突出すると共に、胴部６２との間で導線部５の他端部を挟持する一対の引出側腕部６３とを有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサ素子をケースに収納し、該ケースに樹脂を充填して形成されたコンデンサにおいて、
前記コンデンサ素子の電極面にはんだ接合される金属製端子部材と、
前記端子部材にその一端部が接続されると共に、フレキシブル性を有する導電性線材で構成された導線部と、
前記導線部の他端部に接続される外部引出電極とを含み、
前記端子部材が、
基部と、
前記基部の一端から突出して、前記電極面にはんだ接合される端子部と、
前記基部の他端から突出すると共に、前記基部との間で前記導線部の一端部を挟持する一対の素子側腕部とを有することを特徴とするコンデンサ。
【請求項２】
前記外部引出電極が、
前記電極本体と、
前記電極本体から延出する胴部と、
前記胴部の両端部から突出すると共に、前記胴部との間で前記導線部の他端部を挟持する一対の引出側腕部とを有することを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ。
【請求項３】
前記導線部の一端部が、
前記端子部材の基部と一対の素子側腕部とによって挟持されていることに加えて、
前記端子部材にはんだ接合されていることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ。
【請求項４】
前記導線部の他端部が、
前記外部引出電極の胴部と一対の引出側腕部とによって挟持されていることに加えて、
前記外部引出電極にはんだ接合されていることを特徴とする請求項２に記載のコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極の引出構造の一部にフレキシブル性を有する導線部を設けたコンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、コンデンサとして、図８に示すような、コンデンサ素子９２の端面に電極９３が形成され、この電極９３に、電極引出バー９４がはんだ付けによって接続された構成のコンデンサ９１がある。
このようなコンデンサ素子は、ケース内に収納されている。特に、乾式のフィルムコンデンサの場合には、図８に示すように、コンデンサ素子が収納されたケース９７内には絶縁性樹脂からなる充填材９８が充填されている。
【０００３】
しかし、このように電極に電極引出バーがはんだ接合されているコンデンサにおいては、はんだ接合部の強度が弱いため、はんだ接合部に外力が作用した場合に、はんだにクラック（亀裂）が生じるおそれがある。
図８のようにケース９７内に樹脂の充填材９８が充填されている場合、大幅な温度変化が生じる環境下で使用すると、充填材９８が膨張・収縮することにより、はんだ接合部に応力が集中して、はんだクラックが生じる場合がある。
また、コンデンサに振動が加わった場合にも、はんだクラックが生じる場合がある。
【０００４】
はんだを用いた配線構造における、熱サイクル等に起因するはんだクラックを防止する技術として、例えば特許文献１に記載されているものがある。
特許文献１の技術では、配線構造の一部に、平編線などのフレキシブル性を有する導線部を使用し、導線部を配線基板にはんだ接合している。
特許文献１によれば、導線部が変形することによって、外力を吸収して、はんだ接合部に作用する応力を低減して、はんだクラックを防止するとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３４４８４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のように、フレキシブル性を有する導線部を接続対象物に直接、はんだ接合する場合、接合強度を高めるために、比較的広い範囲ではんだ接合を行う必要がある。
そのため、導線部全体にはんだが浸透し、導線部が固まってしまい、本来のフレキシブル性を喪失してしまうため、はんだクラックを防止することが困難となる
【０００７】
そこで、本発明は、導線部のフレキシブル性を維持してはんだクラックを防止することのできる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】
【０００８】
本発明のコンデンサは、コンデンサ素子をケースに収納し、該ケースに樹脂を充填して形成されたコンデンサにおいて、前記コンデンサ素子の電極面にはんだ接合される金属製端子部材と、前記端子部材にその一端部が接続されると共に、フレキシブル性を有する導電性線材で構成された導線部と、前記導線部の他端部に接続される外部引出電極とを含み、前記端子部材が、基部と、前記基部の一端から突出して、前記電極面にはんだ接合される端子部と、前記基部の他端から突出すると共に、前記基部との間で前記導線部の一端部を挟持する一対の素子側腕部とを有することを特徴とする(第１の発明)。
また、前記外部引出電極が、前記電極本体と、前記電極本体から延出する胴部と、前記胴部の両端部から突出すると共に、前記胴部との間で前記導線部の他端部を挟持する一対の引出側腕部とを有することが好ましい(第２の発明)。
【０００９】
この構成によれば、コンデンサ素子の電極面には、端子部材がはんだ接合されており、この端子部材は、フレキシブル性を有する導電性線材で構成された導線部を介して外部引出電極に接続されている。導線部の一端部は、端子部材の基部と一対の素子側腕部によって挟持され、導線部と端子部材の間をはんだによらずとも強固に接続することができる。
したがって、導線部のフレキシブル性を維持することができるため、、コンデンサ素子の周りに充填された樹脂が熱膨張／収縮しても、はんだ接合部に作用する応力を緩和して、はんだクラックの発生を防止することができる。
【００１０】
さらに、第２の発明によれば、導線部の一端部は、端子部材の基部と一対の素子側腕部によって挟持される一方、導線部の他端部は、外部引出電極の胴部と一対の引出側腕部によって挟持される構造とすることもできる。このとき、導線部と端子部材の間および導線部と外部引出電極との間をはんだによらずとも強固に接続することができる。
したがって、導線部のフレキシブル性を維持することができるため、コンデンサ素子の周りに充填された樹脂が熱膨張／収縮しても、はんだ接合部に作用する応力を緩和して、はんだクラックの発生を防止することができる。
【００１１】
第３の発明のコンデンサは、前記第１の発明において、前記導線部の一端部が、前記端子部材の前記基部と一対の素子側腕部とによって挟持されていることに加えて、前記端子部材にはんだ接合されていることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、導線部の一端部と端子部材とをより強固に接続することができる。
また、導線部と端子部材とは、挟持とはんだ接合の両方によって接続されているため、はんだ接合のみで接続する場合に比べて、はんだ接合部の範囲は挟持部分周辺にとどまり、小さくてすむ。したがって、導線部全体にはんだが浸透することがなく、導線部のフレキシブル性を維持することができる。
【００１３】
第４の発明のコンデンサは、前記第２の発明において、前記導線部の他端部が、前記外部引出電極の胴部と一対の引出側腕部とによって挟持されていることに加えて、前記外部引出電極にはんだ接合されていることを特徴とする。
【００１４】
この構成によると、導線部の他端部と外部引出電極とをより強固に接続することができる。
また、導線部と外部引出電極とは、挟持とはんだ接合の両方によって接続されているため、はんだ接合のみで接続する場合に比べて、はんだ接合部の範囲は挟持部分周辺にとどまり、小さくてすむ。したがって、導線部全体にはんだが浸透することがなく、導線部のフレキシブル性を維持することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のコンデンサによると、導線部のフレキシブル性を維持することができるため、コンデンサ素子の周りに充填された樹脂が熱膨張／収縮しても、はんだ接合部に作用する応力を緩和して、はんだクラックの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係るコンデンサの内部構造図であって、（ａ）は正面内部構造図であり、（ｂ）は側面内部構造図である。
【図２】（ａ）はコンデンサ素子の正面図であり、（ｂ）はコンデンサ素子の側面図である。
【図３】（ａ）はコンデンサ素子の部分拡大図であり、（ｂ）は金属化フィルムの平面図である。
【図４】図１（ａ）の部分拡大断面図である。
【図５】端子部材と導線部との接続手順を示す図である。
【図６】電極引出バーの腕部を折り曲げる前の状態を示す図である。
【図７】発明の他の実施形態の端子部材を示す図である。
【図８】従来のコンデンサの内部構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１および図４に示すように、本実施形態のコンデンサ１は、３つのコンデンサ素子２と、３つのコンデンサ素子２が収納される直方体状のケース７と、ケース７内に充填される樹脂材料からなる充填材８と、６つの端子部材４と、６つの平編線（導線部）５と、２つの電極引出バー６とから構成されている。
なお、本実施形態では、コンデンサ素子２の数は３つとしたが、この数に限定されるものではない。
以下のコンデンサ１の説明において、図１中の上下方向を「上下方向」と定義して説明する。
【００１８】
ケース７は、樹脂材料で形成されている。
充填材８としては、例えば、エポキシ樹脂等の絶縁性を有する熱硬化性樹脂が用いられる。
【００１９】
コンデンサ素子２は、円筒状であって、後述する２枚の金属化フィルム２０を巻回することによって形成されている。
図２に示すように、各コンデンサ素子２の両端面には、メタリコン（金属溶射）によってメタリコン電極３がそれぞれ形成されている。
【００２０】
図３（ａ）および（ｂ）に示すように、金属化フィルム２０は、帯状の誘電体フィルム２１と、この誘電体フィルム２１の片面に蒸着により形成された蒸着電極２２とを有する。誘電体フィルム２１の蒸着電極２２が形成されている面の幅方向一端部には、非蒸着部である絶縁マージン２３が設けられている。
【００２１】
誘電体フィルム２１は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）で形成されており、蒸着電極２２は、例えばアルミニウムや亜鉛等で形成されている。
【００２２】
図３（ｂ）に示すように、蒸着電極２２は、絶縁マージン２３と反対側端部に形成された電極導出部２２ａと、複数の分割電極部２２ｂと、隣接する分割電極部２２ｂ同士を接続するヒューズ部２２ｃとから構成されている。
【００２３】
ヒューズ部２２ｃは、絶縁破壊が生じた際にヒューズとして機能する。具体的には、絶縁破壊時には、破壊点の特定の分割電極部２２ｂにヒューズ部２２ｃを介して電流が集中して流れ込む。この電流のエネルギーによってこのヒューズ部２２ｃを発熱飛散させて、特定の分割電極部２２ｂを電気的に孤立させて、絶縁を回復させるようになっている。
【００２４】
図３（ａ）に示すように、２枚の金属化フィルム２０は、２つの絶縁マージン２３が幅方向に関して反対側に位置するように重ね合わされた状態で、巻回されている。
【００２５】
図４に示すように、メタリコン電極３の表面（電極面）３ａには、端子部材４がはんだにより接続されている。端子部材４は、平編線５（本発明の「導線部」に相当）を介して電極引出バー６（本発明の「外部引出電極」に相当）に接続されている。
なお、図１および図４において、端子部材４の後述する端子部４２にかかるように表示された円は、はんだ接合の範囲を示している。
【００２６】
平編線５は、一方の端部が端子部材４に接続され、他方の端部が電極引出バー６に接続されている。
平編線５は、導電性金属(例えば銅)の線材を複数本、編組することによって形成されており、フレキシブル性（柔軟性）を有する。
平編線５は、平板状に形成されている。具体的には、平編線５としては、線材を帯状に編組したものであっても、線材を中空の筒状に編組して、偏平状にしたものであってもよい。また、一重編組、二重編組、三重編組等の何れであってもよい。
【００２７】
図４および図５に示すように、端子部材４は、基部４１と、端子部４２と、一対の腕部４３（本発明の「素子側腕部」に相当）とから構成されている。
基部４１と端子部４２と腕部４３の板厚は全て同じである。
端子部材４の材料としては、例えば、銅等が挙げられる。
【００２８】
基部４１は、矩形状であって、図４中の上下方向の長さが、平編線５の幅よりも短い。
端子部４２は、図４中の基部４１の右端部から上方に突出して形成されている。なお、端子部４２は、図４中の基部４１の右端部から下方に突出して形成されていてもよい。
端子部４２の先端（基部４１と反対側の端部）は、メタリコン電極３の電極面３ａにはんだ接合により接続されている。
はんだの材料は、例えば、鉛５０％、錫５０％の合金等が挙げられる。
【００２９】
一対の腕部４３は、図４中の基部４１の左端部から上下方向にそれぞれ突出すると共に、折り曲げられている。
図５（ａ）は、一対の腕部４３が折り曲げられる前の状態の端子部材４を示している。図５（ｂ）および（ｃ）に示すように、一対の腕部４３は、メタリコン電極３と反対側に折り曲げられており、この一対の腕部４３と基部４１との間で、図４中の平編線５の左端部が挟持されている。これにより、平編線５は、基部４１と一対の腕部４３とによって囲まれた状態で挟持されているため、端子部材４に確実に接触すると同時に、強固に接続されている。
【００３０】
図示は省略するが、端子部材４と平編線５とは、上述の挟持による接続に加えて、はんだにより接続されている。詳細には、一対の腕部４３を折り曲げた後、一対の腕部４３と平編線５とをはんだ接合している。なお、基部４１と平編線５とをはんだ接合してもよい。
端子部材４と平編線５とは既に挟持により接続されているため、はんだ接合部の範囲は挟持部分周辺にとどまり、小さくてすみ、平編線５のフレキシブル性を維持することができる。
【００３１】
図１および図６に示すように、電極引出バー６は、電極本体６１と、電極本体６１から張り出した胴部６２と、一対の腕部６３（本発明の「引出側腕部」に相当）とから構成されている。
胴部６２と腕部６３の板厚は同じである。電極本体６１の板厚は、胴部６２の板厚よりも厚くても、同じであってもよい。
電極引出バー６の材料としては、例えば、銅等が挙げられる。
【００３２】
図１に示すように、電極本体６１は、長方形状の平板部材であり、メタリコン電極３の電極面３ａに平行で、かつ、３つのコンデンサ素子２の配列方向（図１中の上下方向）に沿って配置されている。電極本体６１の一方の端部は、ケース７の外部に引き出されている。
【００３３】
図４に示すように、胴部６２は、図４中の電極本体６１の左端部から左方に突出して形成されている。
胴部６２は、図４中の上下方向の長さ（胴部６２の幅）が、平編線５の幅よりも短い。
【００３４】
一対の腕部６３は、胴部６２の上下方向にそれぞれ突出すると共に、折り曲げられている。
図６は、一対の腕部６３が折り曲げられる前の状態の電極引出バー６を示している。図４に示すように、一対の腕部６３は、メタリコン電極３と反対側に折り曲げられており、一対の腕部６３と胴部６２との間で、平編線５の図４中の右端部が挟持されている。これにより、平編線５は、胴部６２と一対の腕部６３とによって囲まれた状態で挟持されているため、電極引出バー６に確実に接触すると同時に、強固に接続されている。
【００３５】
図示は省略するが、電極引出バー６と平編線５とは、上述の挟持による接続に加えて、はんだにより接続されている。詳細には、一対の腕部６３を折り曲げた後で、一対の腕部６３と平編線５とをはんだ接合している。なお、胴部６２と平編線５とをはんだ接合してもよい。
端子部材４と電極引出バー６とは既に挟持により接続されているため、はんだ接合部の範囲は挟持部分周辺にとどまり、小さくてすみ、平編線５のフレキシブル性を維持することができる。
【００３６】
以上説明したコンデンサ１を、大幅な温度変化が（例えば−４０℃〜＋１２０℃）が生じる環境下で使用した場合、ケース７内の充填材８が膨張・収縮する。
仮に、メタリコン電極３が電極引出バー６にはんだ接続されている場合、充填材８の膨張・収縮により、メタリコン電極３と電極引出バー６とのはんだ接合部に応力がかかって、はんだに割れ（クラック）が生じる。
一方、本実施形態では、メタリコン電極３が、端子部材４と平編線５とを介して電極引出バー６に接続されており、平編線５はフレキシブル性を保っている。そのため、充填材８の膨張・収縮により電極引出バー６にかかる力は、平編線５が変形することによって、メタリコン電極３と端子部材４との間のはんだ接合部に伝わりにくくなり、はんだにクラックが発生するのを防止することができる。
【００３７】
上述したように、平編線５の一端部（図４中の左端部）は、基部４１と一対の腕部４３によって挟持されて、端子部材４に確実に接触すると同時に、強固に接続されている。
また、平編線５の他端部（図４中の右端部）は、胴部６２と一対の腕部６３によって挟持されて、電極引出バー６に確実に接触すると同時に、強固に接続されている。
【００３８】
また、端子部材４と平編線５、および、平編線５と電極引出バー６とは、腕部４３、６３を用いた挟持による接続に加えて、はんだによって接続されている。そのため、挟持による接続のみの場合に比べて、より強固に接続されている。
【００３９】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上記の実施形態は以下のように変更して実施することができる。なお、上記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。
【００４０】
端子部材４の基部４１と素子側腕部４２とにより平編線５が挟持されている限り、端子部材４と平編線５とは、はんだによって接続されていなくてもよい。
【００４１】
上記実施形態では、基部４１の電極引出バー６側の端部(図４中右端部)に端子部４２が設けられ、基部４１の電極引出バー６と反対側の端部(図４中左端部)に腕部４３が設けられているが、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、基部４１の電極引出バー６と反対側の端部に端子部４２が設けられ、基部４１の電極引出バー６側の端部に腕部４３が設けられていてもよい。
この場合、図７（ａ）に示すように、端子部４２は、基部４１から、平編線５の延在方向と同じ方向に突出していてもよく、また、図７（ｂ）に示すように、基部４１から上下方向に突出していてもよい。
【００４２】
また、上記実施形態では、基部４１に接続されている端子部４２の数は１つであるが、図７（ｂ）〜（ｄ）に示すように、２つ以上の端子部４２が設けられていてもよい。
この構成によると、端子部材４とメタリコン電極３とをより確実に接続することができると同時に、端子部材４とメタリコン電極３の端子部４２分の面積が大きくなるため、通電時の発熱を抑制できる。
【００４３】
また、上記構成において、平編線５と電極引出バー６とは、胴部６２と一対の腕部６３によって挟持されることによって接続されているが、適宜、他の挟持方法や、強固に接続できる固定方法に置き換えることができる。
【００４４】
また、上記実施形態では、本発明の導線部として、平板状の平編線５を用いたが、円柱状の編み線を用いてもよい。
また、編み線に代えて、複数の銅等の線材が撚り合わされた構成の撚り線を用いてもよい。但し、フレキシブル性を有するように、緩めに縒られた撚り線を用いる。
【００４５】
上記実施形態では、２枚の金属化フィルムが巻回された構成の巻回形のフィルムコンデンサに本発明を適用した一例を説明したが、複数枚の金属化フィルムが積層された構成の積層形のフィルムコンデンサに本発明を適用してもよい。
【００４６】
次に、本発明の具体的な実施例を比較例と合わせて説明する。
実施例として、厚さが７μｍのポリプロピレン（ＰＰ）フィルムに、図３に示すようなアルミニウム蒸着電極が形成された金属化フィルムを用いてコンデンサ素子を作製し、コンデンサ素子の両端面にメタリコン電極を形成した。図１および図４に示すように、このメタリコン電極に、平編線を介して電極引出バーに接続された端子部材を、鉛５０％、錫５０％組成のはんだで接続して、３つのコンデンサ素子を並列接続した後、ケース内に収納して、エポキシ樹脂を充填、硬化させて、静電容量３００μＦのコンデンサを作製した。
【００４７】
比較例として、図８に示すように、電極引出バー９４に設けられた突起部９４ａを、メタリコン電極９３に直接はんだ付けした点以外は、上記実施例と同様の手順でコンデンサを作製した。
【００４８】
実施例および比較例の各５個のコンデンサについて、−４０℃から＋１２０℃まで昇温し、再び−４０℃に降温する工程を１サイクルとする温度サイクル試験を、２０００サイクル行った後、５Ｖ印加、１ｋＨｚでｔａｎδ（１ｋＨｚ）を測定した。その結果を表１に示す。
なお、ｔａｎδ（誘電正接）は、コンデンサのエネルギー損失を示す指標であり、０に近いほど損失が少ないことを示す。
【００４９】
【表１】
2011029556.tif 000003
【００５０】
試験の結果、比較例では、５個中３個の試料が、メタリコン電極と突起部との間のはんだに割れが生じ、この割れが進展したことにより断線していた。残りの２個の試料についても、ｔａｎδ（１ｋＨｚ）の値が５％以上と大きい値であった。
一方、実施例では、ｔａｎδ（１ｋＨｚ）が０．４％以下と小さく、比較例に比べて温度サイクルによる劣化が少ないことが分かる。
【００５１】
なお、試験結果の記載は省略するが、誘電体フィルムの材料として、ポリプロピレン以外の材料を用いた場合でも、同様の結果が得られた。
また、蒸着電極の材料としてアルミニウム以外の金属を用いた場合でも、同様の結果が得られた。
【００５２】
また、試験結果の記載は省略するが、端子部材と平編線、または、平編線と電極引出バーを、はんだにより接続せずに、挟持のみで接続した構成のコンデンサであっても、比較例に対して優れた結果が得られた。
【符号の説明】
【００５３】
１  コンデンサ
２  コンデンサ素子
３  メタリコン電極
３ａ  電極面
４  端子部材
５  平編線（導線部）
６  電極引出バー（外部引出電極）
７  ケース
８  充填材
２０  金属化フィルム
２１  誘電体フィルム
２２  蒸着電極
２２ａ  電極導出部
２２ｂ  分割電極部
２２ｃ  ヒューズ部
２３  絶縁マージン
４１  基部
４２  端子部
４３  腕部（素子側）
６１  電極本体
６２  胴部
６３  腕部（引出側）
【図１】
2011029556.tif 000004
【図２】
2011029556.tif 000005
【図３】
2011029556.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
2011029556.tif 000009
【図７】
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【図８】
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