(57)【要約】【課題】コンデンサ素子からの放熱効果を上げて発熱を低くすることにより信頼性の高いコンデンサを提供することを目的とする。【解決手段】複数のコンデンサ素子１１、１２、１３の取出電極１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂのうち特定の取出電極が箔状の接続端子１４〜１７と接合されて並列接続されるとともに、前記複数のコンデンサ素子の両端部が前記外装ケース１８の底面と略並行になるように前記外装ケース１８の長手方向に重ねて収納したコンデンサとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体フィルムに金属蒸着電極を形成した金属化フィルムを巻回してその両端部に取出電極を設けた複数のコンデンサ素子と、底面を有する円筒状の外装ケースと、前記外装ケースに設けた電極端子と、前記コンデンサ素子と前記電極端子を接続する接続端子とを有するコンデンサであって、前記接続端子は箔状の金属板であり、前記複数のコンデンサ素子の前記取出電極が前記接続端子と接合されて前記複数のコンデンサ素子が並列接続されるとともに、前記複数のコンデンサ素子の両端部が前記外装ケースの底面と略平行になるように前記外装ケースの長手方向に重ねて収納したことを特徴とするコンデンサ。
【請求項２】
前記複数のコンデンサ素子は３個以上５個以下である請求項１に記載のコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種電子機器、産業機器に使用され、動作時の発熱温度が低く、信頼性に優れたコンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５は従来のコンデンサの内部構造図であり、ポリエチレンなどのフィルムの片面に蒸着金属電極を備えた金属化フィルムを２枚重ね、これを巻回して作製されたコンデンサ素子５０の両端部に亜鉛金属を溶射して取出電極５１ａ、５１ｂを形成し、一方の取出電極５１ａはハンダ５３によりリード線５４に接続され、このリード線５４は電極端子５２ａに接続されている。
【０００３】
また、他方の取出電極５１ｂはハンダ５３によりリード線５５に接続され、このリード線５５は電極端子５２ｂに接続されている。
【０００４】
そしてこのように接続されたコンデンサ素子５０は外装ケース５６に収納され、モールド樹脂５８により覆われている。
【０００５】
なお、本出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】実開平７−２９８２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のコンデンサに数百Ｖの電圧を印加したとき、コンデンサ素子５０は発熱するが、コンデンサ素子５０は熱伝導率の低いポリエチレンフィルムなどの誘電体フィルムを巻回して作製されているため、巻回された内部の熱が放散されにくい。
【０００７】
また、電極としてポリエチレンフィルムに金属が蒸着されているが、この金属膜は厚みが１μｍ以下と非常に薄く、コンデンサ素子５０の発熱を効率よく外部に伝えることはできず、連続通電などによりコンデンサ素子５０の内部温度は上昇する。
【０００８】
このように常時コンデンサ素子５０内部に熱がこもったまま使用した場合、コンデンサの信頼性低下を招く場合があり、極力設計で回避するための努力が行われている。
【０００９】
そこで本発明は、コンデンサ素子からの放熱効果を上げて発熱を低くすることにより信頼性の高い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】
【００１０】
そしてこの目的を達成するために、本発明のコンデンサは、誘電体フィルムの片面または両面に金属蒸着電極を形成した金属化フィルムを巻回し、両端部に金属溶射により取出電極を設けた複数のコンデンサ素子と、底面を有する円筒状の外装ケースと、前記外装ケースに設けた電極端子と、前記コンデンサ素子と前記電極端子を接続する接続端子とを有するコンデンサであって、前記接続端子は箔状の金属板であり、前記複数のコンデンサ素子の前記取出電極のうち特定の取出電極が前記接続端子と接合されて前記コンデンサ素子が並列接続されるとともに、前記複数のコンデンサ素子の両端部が前記外装ケースの底面と略並行になるように前記外装ケースの長手方向に重ねて収納したコンデンサである。
【発明の効果】
【００１１】
外装ケースに収納するコンデンサ素子を複数とし、取出電極の数を増加させることにより、取出電極を経由してコンデンサ素子内部の熱を放熱しやすくするとともに、この取出電極と電極端子とを接続する接続端子を箔状の金属板とすることにより、取出電極に伝えられた熱を効率よく外部に伝えることができる。
【００１２】
このため、コンデンサ素子の発熱を抑制し、信頼性の高いコンデンサを提供することができるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明のコンデンサについて、一実施の形態および図面を用いて説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は本実施の形態１の一例を示すコンデンサの内部構造を示す分解図であり、図２はコンデンサ素子の組み立てを説明するための斜視図、図３はコンデンサ素子の一部拡大図である。
【００１５】
図１のコンデンサ素子１１は、図３に示すように誘電体フィルムであるポリエチレンフィルム３１の表面に金属蒸着電極３２を設けた金属化フィルム３３と、金属蒸着電極を設けていないポリエチレンフィルム３４とを巻回し、巻回した両端部に取出電極１１ａ、１１ｂを亜鉛金属の溶射などの方法により形成したものである。
【００１６】
他のコンデンサ素子１２、１３も各々同様に巻回された素子両端部に取出電極１２ａ、１２ｂまたは取出電極１３ａ、１３ｂを形成したものである。
【００１７】
そしてコンデンサ素子１１、１２、１３は、はんだ付け部１４ａ、１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂ、１７ａにより箔状の接続端子１４〜１７に並列に接続され、この箔状の接続端子１４〜１７を折り曲げることにより図１に示すようにその両端部が外装ケースの底面と略平行になるように、縦に積み重ねられた状態で外装ケース１８に収納されている。
【００１８】
箔状の接続端子１４〜１７は、異電位間でショートすることがないように、必要な箇所はスリーブ（図示せず）などで絶縁されている。
【００１９】
ここで、接続端子１４〜１７は箔状の金属板としたことが重要であり、折り曲げ可能な箔状の金属板を用いることにより、図１に示すように複数のコンデンサ素子を並列に接続して縦方向に積み上げることができる。
【００２０】
また、従来のように個々のリード線で取出電極と電極端子を接続するのではなく、１枚１枚は連続した箔状の接続端子であるので、取出電極に伝えられたコンデンサ素子１１、１２、１３内部の熱を、外部に露出した電極端子１９ａ、１９ｂに効率よく伝えることができ、放熱効果を上げることができる。
【００２１】
箔状の接続端子１４〜１７としては、厚みが５０〜１５０μｍで幅が５〜１０ｍｍの所定の長さを有する銅板等の金属板が好適に用いられる。
【００２２】
厚みが５０μｍ未満では、取出電極に伝えられたコンデンサ素子の熱を接続端子に伝える効果が小さくなり、また厚みが１５０μｍを超えると折り曲げにくくなるためである。
【００２３】
また、幅が５ｍｍ未満では上記と同様に熱伝達が行いにくく、１０ｍｍを超えると、自由な折り曲げが難しくなるためである。
【００２４】
さらに、接続端子１４〜１７を箔状の金属板としたことにより、接続端子の幅方向への変形が抑制されるため、接続端子の位置固定が容易に行えるという効果も有する。
【００２５】
すなわち、どの方向へでも曲げられる線状のリード線に比べて、箔状の金属板では厚み方向には曲げられるが、幅方向には変形しにくく、曲げた状態でその位置が固定しやすい。
【００２６】
このため、接続端子がふらつくことがなく、異なる電位の接続端子がクロスする心配がない。
【００２７】
また、断面が丸いリード線と異なり、箔状の金属板では厚みが薄いため、従来のリード線に比べてコンデンサ素子に密着しやすく、さらにはんだ付け部の厚みも低減できるためコンデンサの小型化に有利であるという特徴も有している。
【００２８】
このように構成した本実施の形態１のコンデンサと、図４に示す従来例のコンデンサについて、定格電圧５００Ｖで静電容量が９０μＦのコンデンサ試料を各１０個作製した。
【００２９】
本実施の形態１による試料では、静電容量が３０μＦのコンデンサ素子１１、１２、１３を並列接続しており、従来例のコンデンサでは静電容量が９０μＦの１個のコンデンサ素子５０を外装ケース５６に収納している。
【００３０】
この両方の試料について、周囲温度５０℃の無風状態で定格電圧（５００Ｖ）の１．２倍の電圧（６００Ｖ）を印加し、コンデンサ全体の高さの２／３の位置でコンデンサ素子の内部に取り付けた熱電対（図示せず）により温度上昇を測定した。
【００３１】
通常、ポリエチレンフィルム等を巻回したフィルムコンデンサでは、使用時に発熱してその温度が１００℃を超えた場合、フィルムのガラス転移温度に近くなり、特性劣化を起こしやすくなるため、コンデンサの使用時に１００℃を超えないことが特に重要である。
【００３２】
測定の結果は、図４のグラフに示すように、従来例のコンデンサではその温度上昇は４０℃程度まで上昇し、コンデンサの使用上限温度に対する余裕がなくなったのに対して、本実施の形態１によるコンデンサでは温度上昇は約１４℃程度と、極めて低く抑えられていた。
【００３３】
これは、本実施の形態のコンデンサでは、コンデンサ素子を分割して、コンデンサ素子内部の放熱に有効な取出電極の数を増加し、さらにこの取出電極を接続する接続端子を連続した箔状の金属板で構成して取出電極の熱を効率よく外部に運んで放熱することができる構成としたため、コンデンサ素子の発熱を抑制して信頼性の高いコンデンサとすることができるものである。
【００３４】
以下に本実施の形態のコンデンサの組み立て方法について図１、図２を用いて詳細に説明する。
【００３５】
図２は図１に示したコンデンサ素子１１〜１３の組み立て前の状態を示す斜視図であり、コンデンサ素子１１の一方の取出電極１１ａには接続端子１４がはんだ付け部１４ａで取り付けられている。
【００３６】
コンデンサ素子１１の他方の取出電極１１ｂは接続端子１５の途中ではんだ付け部１５ｂで接合されており、この接続端子１５の一端ははんだ付け部１５ａでコンデンサ素子１２の取出電極１２ｂに接合されている。
【００３７】
同様に、コンデンサ素子１２の取出電極１２ａと、コンデンサ素子１３の取出電極１３ａもはんだ付け部１６ｂ、１６ａにより接続端子１６に接合されている。
【００３８】
さらにコンデンサ素子１３の取出電極１３ｂにははんだ付け部１７ａで接続端子１７が接合されている。
【００３９】
そして接続端子１６を折り曲げてコンデンサ素子１３の取出電極１３ａにコンデンサ素子１２の取出電極１２ａが重なるように配置する。
【００４０】
次に接続端子１５を折り曲げることにより、コンデンサ素子１２の取出電極１２ｂにコンデンサ素子１１の取出電極１１ｂが重なるように配置して図１に示すようにコンデンサ素子１１〜１３が縦方向に積み重なるように組み立てる。
【００４１】
そして縦に積み重ねたコンデンサ素子１１〜１３に絶縁フィルム（図示せず）を巻いて外装ケース１８に入れ、接続端子１５、１７を電極端子１９ａと接続し、接続端子１４、１６を電極端子１９ｂと接続して蓋１９を取り付け、絶縁油やモールド樹脂を充填してコンデンサを完成させる。
【００４２】
ここで、外装ケース１８に収納する複数のコンデンサ素子の数としては、数が多くなると取出電極が増加するとともに、取出電極間の距離が短くなるため放熱効果は向上するが、コンデンサ素子の数が５個を超える場合には接続端子と取出電極との接続が複雑になるとともに組み立て等に工数がかかり、コストが増加する。
【００４３】
また、コンデンサ素子の数が３個未満の場合には、接続端子と取出電極との接続は容易になるとともに組み立て等の工数も削減できるが、取出電極の数が４個以下と減少するとともに取出電極間の距離が長くなってしまうため、十分な放熱効果を得ることができない。
【００４４】
したがって、外装ケースに収納するコンデンサ素子の数としては、３個以上５個以下が好ましい。
【００４５】
また、本実施の形態１では金属化ポリエチレンフィルムを用いた例を示したが、これに限定されるものではなく、金属化ポリプロピレンフィルムや金属化ポリエステルフィルム等の他の金属化フィルムを用いてもよい。
【００４６】
また、両面に金属蒸着電極を形成した金属化フィルムと、金属蒸着電極を形成していない誘電体フィルムとを重ねて巻回して作製したコンデンサ素子の例を示したが、これに限定されるものではなく、誘電体フィルムの片面に金属蒸着電極を形成した金属化フィルムを２枚重ねて巻回したコンデンサ素子でもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明のコンデンサは、外装ケースに収納するコンデンサ素子を複数とし、取出電極の数を増加させてコンデンサ素子内部の熱が取出電極を経由して放熱しやすくするとともに、この取出電極と電極端子とを接続する接続端子を箔状とすることにより、取出電極に伝えられた熱を効率よく外部に伝えることができ、コンデンサ素子の発熱を抑制し、信頼性の高いコンデンサを提供することができるため、各種電子機器、産業機器に使用されるコンデンサ等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施の形態におけるコンデンサの内部構造を示す分解図
【図２】同コンデンサ素子の組み立てを示すための斜視図
【図３】同コンデンサ素子の一部拡大図
【図４】温度上昇測定結果を示すグラフ
【図５】従来のコンデンサの内部構造を示す透視図
【符号の説明】
【００４９】
１１、１２、１３  コンデンサ素子
１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ  取出電極
１４、１５、１６、１７  箔状接続端子
１４ａ、１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂ、１７ａ  はんだ付け部
１８  外装ケース
１９  蓋
１９ａ、１９ｂ  電極端子
３１、３４  ポリエチレンフィルム
３２  金属蒸着電極
３３  金属化フィルム
５０  コンデンサ素子
５１ａ、５１ｂ  取出電極
５２ａ、５２ｂ  電極端子
５３  ハンダ
５４、５５  リード線
５６  外装ケース
【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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