(57)【要約】【課題】金属化フィルムを使用し両端にメタリコン電極を設けたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を収容する、上端面に開口部のある有底筒状のケースと、このケースの開口部を封止し、外表面と内表面とを有する封口体と、この封口体の外表面から内表面間を貫通して設けた一対の外部端子と、この外部端子と前記メタリコン電極との間をそれぞれ接続した引き出しタブとを有する金属化フィルムコンデンサにあって、ケースに収納した金属化フィルムコンデンサの外部端子部分に発生する不具合を解消し、広い温度範囲の使用条件で耐湿性や耐振動などが長期にわたって安定させることを目的にしている。【解決手段】ケースに固定される封口体には、外表面から内表面へと貫通する貫通孔を設け、この貫通孔よりケース内部に絶縁樹脂を注入し、なおかつ貫通孔よりはみ出した樹脂をせき止めるダム形状体を封口体の外表面に設ける金属化フィルムコンデンサ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属化フィルムを使用し両端にメタリコン電極を設けた単数または複数のコンデンサ素子と、
このコンデンサ素子を収容する、上端面に開口部のある有底筒状のケースと、
このケースの開口部を封止しこのケースに固定される、外表面と内表面とを有する封口体と、
この封口体の外表面から内表面間を貫通して設けた一対の外部端子と、
この外部端子と前記メタリコン電極との間をそれぞれ接続した引き出しタブとを有する金属化フィルムコンデンサにあって、
前記封口体には、外表面から内表面間を貫通する貫通孔を設け、この貫通孔よりケース内部に絶縁樹脂を注入し、なおかつ貫通孔より外表面にはみ出した樹脂をせき止めるダム形状の周回体を封口体の外表面上に設ける金属化フィルムコンデンサ。
【請求項２】
請求項１において、前記周回体の内側には少なくとの一方の前記外部端子を設ける金属化フィルムコンデンサ。
【請求項３】
請求項１または２において、前記封口体の外表面の周辺部に前記周回体を設ける金属化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、金属化フィルムを使用した単数または複数のコンデンサ素子を、開口部があるケースに収納し、封口体で封止した金属化フィルムコンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境への配慮から、省エネルギー化、高効率化に適したインバータ回路が採用されているが、使用電圧が高いことから、コンデンサのなかでもフィルムコンデンサを採用する傾向がある。特に車載等の移動体などの用途では、耐湿性や耐振動など使用される条件が、広い温度範囲で長期にわたり求められている。
【０００３】
従来、図４に示すように、金属化フィルムを使用したコンデンサ素子を開口部があるケース１に収納し、絶縁樹脂８を充填した金属化フィルムコンデンサは、二枚の金属化フィルムを重ねて巻回、または積層し、電極を引き出すために巻回、または積層した端面に亜鉛などの金属を溶射しメタリコン電極３を施した後、必要に応じて熱処理と呼ばれる温度処理を実施しコンデンサ素子２を製作する。次に、単数または複数の、前記コンデンサ素子２の両端の電極に板状の外部引き出し端子板１１を接続し、樹脂ケース１に収納した後、絶縁樹脂８で充填していた。
【０００４】
このような外部引き出し端子板を使用した金属化フィルムコンデンサの耐久性や耐候性を向上させる技術として、特許文献１には、ケースに充填する絶縁樹脂をエポキシ絶縁樹脂の層状とし、外部引き出し端子板が導出される最も上層の層の線膨張係数が最も小さくなるように無機充填剤を添加などした技術が開示されている。この技術は、エポキシ絶縁樹脂の最も上層の層の線膨張係数を、金属である外部引き出し端子板の線膨張係数により近づけることになり、外部引き出し端子板と樹脂組成物の熱的追従性は向上する。そのため、上層の層の絶縁樹脂にクラックが発生することを防止する技術が開示されている。
また、特許文献２には、上記の上層の層の絶縁樹脂の代わりに、成形した樹脂板を、絶縁樹脂で充填されたケース中に設ける技術が開示されている。充填される絶縁樹脂が、硬化の過程で絶縁樹脂内にピンホールの発生があっても成形した樹脂板の存在により、外気が遮断され、耐湿性が向上する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１４７６８７号公報
【特許文献２】特開２００１−３３２４４４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、上記の様な無機充填剤を添加などして樹脂組成物の線膨張係数を変える技術は、樹脂組成物が脆くなりやすい。また、成形した樹脂板を、絶縁樹脂で充填されたケース中に設ける技術は、成形した樹脂板がケースや外部端子に直接固定されているわけではない。そのため外部ストレスにより、耐久性や耐候性に問題を生じやすい。
【０００７】
本発明は、ケースに収納した金属化フィルムコンデンサの外部端子部分に発生する不具合を解消し、広い温度範囲の使用条件で耐湿性や耐振動などが長期にわたって安定させることを目的にしている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、課題を解決するための手段として、金属化フィルムを使用し両端にメタリコン電極を設けた単数または複数のコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を収容する、上端面に開口部のある有底筒状のケースと、このケースの開口部を封止しこのケースに固定される、外表面と内表面とを有する封口体と、この封口体の外表面から内表面間を貫通して設けた一対の外部端子と、この外部端子と前記メタリコン電極との間をそれぞれ接続した引き出しタブとを有する金属化フィルムコンデンサにあって、前記封口体には、外表面から内表面間を貫通する貫通孔を設け、この貫通孔よりケース内部に絶縁樹脂を注入し、なおかつ貫通孔より外表面にはみ出した樹脂をせき止めるダム形状の周回体を封口体の外表面に設ける金属化フィルムコンデンサを提案するものである。
また、前記周回体の内側には少なくとも一方の前記外部端子を設ける金属化フィルムコンデンサを提案するものである。
また、前記封口体の外表面の周辺部に前記周回体を設ける金属化フィルムコンデンサを提案するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ケース付き金属化フィルムコンデンサの外部端子部分に発生する不具合を解消し、広い温度範囲の使用条件で熱衝撃や耐振動性や耐湿性を向上させる金属化フィルムコンデンサを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る金属化フィルムコンデンサの横断面の概略図と上面の概略図とを示している。
【図２】本発明に係る別の金属化フィルムコンデンサの横断面の概略図と上面の概略図とを示している。
【図３】本発明に係る別の金属化フィルムコンデンサの上面の概略図を示している。
【図４】従来の金属化フィルムコンデンサの横断面の概略図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のコンデンサ素子は、ポリエチレンテレフタレートやポリプロピレン等のフィルム表面に、アルミニウムや銅、亜鉛などの金属を蒸着した金属化フィルムや前記金属の箔を重ねて巻回または積層し、両端面に亜鉛、銅、アルミニウムなどの金属を溶射しメタリコン電極を設けた一般的なものである。断面形状は巻回した場合は円形、それをつぶした場合は偏平形、積層したものは四角形となるが、偏平形や四角形の方がその側面が平面となり収納効率、放熱性が向上する。
【００１２】
本発明のメタリコン電極は、一般的にフィルムコンデンサに使用しているものが使用でき、銅、亜鉛、アルミニウム、錫、半田等の金属または合金からなり、溶射によって形成されたものである。場合によっては、電極の表面にメッキを施してもよい。
【００１３】
本発明のケースは、上端面に開口部のある有底筒状の一般的にフィルムコンデンサに使用できる容器で、プラスチックまたは金属からなる。プラスチックであれば、たとえば、ポリエチレンテレフタレート系、ポリブチレンテレフタレート系、ポリカーボネート系、またはポリフェニレンスルフィド系などの樹脂からなる。金属であれば、たとえば、アルミニウム、マグネシウム、鉄、ステンレス、銅などからなる。
【００１４】
本発明の封口体は、外表面と内表面と側面を有し、ケースの開口部を封止する成形体で、ケースの開口部に接着、固着または融着されるものである。ケースの開口端面と開口側面内面のこの直角関係にある二面と両方に接触するのが好ましい。特にケースの開口側面内面との接触面積を上げるようにするのが好ましい。そのために、封口体の外周端面の面積を増加させるために、封口体の内表面の周辺部に張り出し部を設けるのが好ましい。また、この接続部分には接着剤やシーリング剤等を使用するのが、製造容易な点で好ましいが、少なくともこの後ケース内に注入される絶縁樹脂がこの接続部分から流失しない程度にする必要がある。
また、この封口体には、この封口体の外表面から内表面間を貫通して設けた一対の外部端子と、外表面から内表面間を貫通する貫通孔とを設け、この貫通孔よりケース内部に絶縁樹脂を注入し、なおかつ貫通孔より外表面にはみ出した樹脂をせき止めるダム形状の周回体を外表面に設ける。
【００１５】
本発明の外部端子は、変形し難い厚板、太線、柱状成形体からなり、外部とはボルトにより接続できるような太さの変形し難い柱状体が好ましい。材質としてはたとえば、銅、アルミニウム、鉄、ニッケル、ステンレス、燐青銅等の金属または合金からなるもの、表面に錫、半田等をメッキする場合もある。板厚換算で１ｍｍから２０ｍｍ程度まで特に限定なく使用できる。
【００１６】
この外部端子付き絶縁板の場合、外部引き出し端子板を使用した場合に比べ部品点数は増加するものの、外部接続とメタリコン電極との接続が別部品で接続されているため、それぞれの接続信頼性が向上できる。また、その外部端子と絶縁板の材質・相性等の選択の自由が大きいため、この外部端子と絶縁板部分の耐久性や耐候性を向上させることができる。
【００１７】
本発明のダム形状の周回体は、封口体の外表面上に設ける、貫通孔より外表面にはみ出した樹脂をせき止めるためのものである。封口体と一体化したものが好ましいが別部品でもよい。
【００１８】
本発明の絶縁樹脂は、一般的にフィルムコンデンサの充填用に使用している絶縁材料で、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などの樹脂にフィラー等を混ぜたものである。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、酸化防止剤を添加してもよい。
この絶縁樹脂は、封口体に設けた貫通孔からケース内に注入され、なおかつ貫通孔より外表面にはみ出して設けるため、それをせき止めるダム形状の周回体を外表面に設ける。ダム形状の周回体を貫通孔の周辺設けた場合は、貫通孔の気密性が向上する。ダム形状の周回体を貫通孔の周辺と外部端子とに設けた場合は、貫通孔と外部端子の気密性が向上する。ダム形状の周回体を封口体の外表面の周辺部に設けた場合は、貫通孔と外部端子の気密性が向上するほかに、外部端子、封口体が補強される。
【００１９】
本発明の引き出しタブは、外部端子とメタリコン電極との間を電気的に接続するものである。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。
【００２０】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る金属化フィルムコンデンサの横断面の概略図１（ａ）と上面図概略図１（ｂ）を示している。図１は、上端面が開放された開口部を有するケース１内にコンデンサ素子２を収納し、封口体４によりケース１の開口部を封止し、この封口体４には、外表面４ａと内表面４ｂとを貫通する貫通孔７を設け、この貫通孔７よりケース１内部に絶縁樹脂８を注入し、なおかつ貫通孔７より外表面４ａにはみ出した絶縁樹脂８をせき止めるダム形状の周回体９を封口体４の外表面４ａに設けた金属化フィルムコンデンサの例を示している。
１は、ケースで、上方に開口部を設けている円柱状容器で、金属またはプラスチックからできている。
２は、コンデンサ素子で、２枚の金属化フィルム、すなわち片面にアルミニウム等を蒸着して金属電極を形成した薄い帯状の絶縁フィルム（通常、ポリエステルフィルム）を２枚重ね合わせて所定の回数巻回し長円形の柱状体に扁平化ものであり、その両端面に、金属または合金の溶射によって形成されるメタリコン電極３を設けたものである。
４は、封口体で、外表面４ａと内表面４ｂとを有し、ケース１の開口部を封止する成形体で、ケース１の開口部に接着または固着される。ケース１との接触面積を上げるように、内表面４ｂの周辺部に張り出し部５を設けている。
また、この封口体４には、この封口体４の外表面４ａから内表面４ｂへと貫通して設けた一対の外部端子６と、外表面４ａから内表面４ｂへと貫通する貫通孔７とを設ける。外部端子６は、円柱形で、ネジが切ってあり、外部とボルト等により固定接続される。
また、この貫通孔７よりケース１内部に絶縁樹脂８を注入し、なおかつ貫通孔７より外表面４ａにはみ出した絶縁樹脂８をせき止めるダム形状の周回体９を外表面４ａに設ける。はみ出した絶縁樹脂８は、貫通孔７を埋めるだけではなく外部端子６の外表面４ａの周回体９にまで達するので貫通孔７の気密性が向上する。また、図１ではこの周回体９を、外部端子６の外側を囲むように設けていて絶縁樹脂８が外部端子６を囲んでいるので、外部端子６と封口体４との間の気密性も向上する。また、絶縁樹脂８量は、周回体９の高さの間にあればよく、ばらつきがある程度あってもよい。
１０は、引き出しタブで、一端はメタリコン電極３に接続し、他端は外部端子６と接続する。
【００２１】
封口体４は、それ専用の成形機による成形体で、成形体を貫通するピンホール等のないまでの状態で成形が可能で、また、封口体４とケース１とは、接着、固着または融着されるので、その間の気密性、強度が改善されている。また気密性が劣る貫通孔７の開口部の開口率は充分小さくでき、また充填する絶縁樹脂８をそこからはみ出すように設けるので、気密性の劣化を最小限に抑えることができる。
【００２２】
図２は、本発明に係る別の金属化フィルムコンデンサの横断面の概略図２（ａ）と上面の概略図２（ｂ）を示している。
封口体４の外表面４ａには、外表面４ａと内表面４ｂとを貫通する三個の貫通孔７を囲むように周回体９を設けていて、貫通孔７から絶縁樹脂８をケース１内部に注入し、はみ出した絶縁樹脂８を周回体９によりせき止めている金属化フィルムコンデンサの例を示している。貫通孔７と、封口体４の、内表面４ｂの張り出し部５の内側面側を、テーパー状にしている。このことにより、注入される絶縁樹脂８の気泡がスムーズに貫通孔７より外部に排出されやすい。
【００２３】
図３は、本発明に係る別の金属化フィルムコンデンサの上面の概略図を示している。
封口体４の外表面４ａには、周回体９の外周は封口体４の外表面４ａの最周辺部に設けていて、外表面４ａと内表面４ｂとを貫通する三個の貫通孔７と一対の外部端子６をそれぞれ囲むように周回体９を設けていて、貫通孔７から絶縁樹脂８をケース１内部に注入し、はみ出した絶縁樹脂８を周回体９によりせき止めている金属化フィルムコンデンサの例を示している。このことにより、封口体４が周回体９と絶縁樹脂８により厚くなるので、貫通孔７と外部端子６の気密性が向上するほかに、封口体４自体が補強される。
【符号の説明】
【００２４】
１…ケース、２…コンデンサ素子、３…メタリコン電極、４…封口体、４ａ…外表面、４ｂ…内表面、５…張り出し部、６…外部端子、７…貫通孔、８…絶縁樹脂、９…周回体、１０…引き出しタブ、１１…外部引き出し端子板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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