(57)【要約】【課題】フィルムコンデンサ装置の耐湿性改善・温度上昇の抑制を図り、小形化・軽量化を実現する。【解決手段】一対の金属化フィルムを巻回し、巻回端面に金属溶射して電極引出部を形成したコンデンサ素子に、樹脂ディップを施してディップ型コンデンサとし、該コンデンサを複数個、直列、並列、または直並列に、電極引出部を結線または基板接続して、ケースに格納し、該ケースにコンデンサ高さの１０〜９０％まで樹脂を充填したことを特徴としている。上記充填樹脂はウレタン系および／またはエポキシ系樹脂であり、充填後の加熱硬化を、６５〜８５℃で１００〜１５０分間行い、上記ケースはポリブチレンテレフタレート系、ポリカーボネート系、ポリフェニレンスルフィド系、またはポリエチレンテレフタレート系の樹脂からなり、上記のディップ樹脂はエポキシ系であり、加熱硬化を、１００〜１２０℃で１００〜１５０分間行う。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の金属化フィルムを巻回し、巻回端面に金属溶射して電極引出部を形成したコンデンサ素子に、樹脂ディップを施してディップ型コンデンサとし、該コンデンサを複数個、直列、並列、または直並列に、電極引出部を結線または基板接続して、ケースに格納し、該ケースにコンデンサ高さの１０〜９０％まで樹脂を充填したことを特徴とするフィルムコンデンサ装置。
【請求項２】
請求項１記載の充填樹脂がウレタン系および／またはエポキシ系樹脂であり、充填後の加熱硬化を、６５〜８５℃で１００〜１５０分間行うことを特徴とするフィルムコンデンサ装置およびその製造方法。
【請求項３】
請求項１記載のケースがポリブチレンテレフタレート系、ポリカーボネート系、ポリフェニレンスルフィド系、またはポリエチレンテレフタレート系の樹脂からなることを特徴とするフィルムコンデンサ装置。
【請求項４】
請求項１記載のディップ樹脂がエポキシ系であり、加熱硬化を、１００〜１２０℃で１００〜１５０分間行うことを特徴とするフィルムコンデンサ装置およびその製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数の金属化フィルムコンデンサを結線または基板接続したフィルムコンデンサ装置およびその製造方法に関するものであり、特に耐湿性、放熱性を改善し、小形化、軽量化を図ったフィルムコンデンサ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金属化フィルムを巻回したコンデンサ素子またはコンデンサユニットをケースに格納したフィルムコンデンサ装置は、絶縁油を含浸した油浸コンデンサが主流を占めていたが、可燃性の絶縁油を含浸しているので、大型で燃えやすいという欠点があり、最近ではウレタン樹脂および／またはエポキシ樹脂を充填した乾式フィルムコンデンサ装置に変わりつつある（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３５３６３８（第２−４頁、図１）
【特許文献２】
特開２００１−３５８０３３（第２−３頁、図７）
【特許文献３】
特開２０００−３３１８６２（第２−４頁、図５）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の樹脂充填型の乾式フィルムコンデンサ装置では、ケース一杯に樹脂を充填しているため、耐湿負荷試験において、クラックが発生しやすく、また、各コンデンサ素子にコーティング等の処置が施されていなかったため、クラックから侵入した湿気と金属蒸着電極が化学反応して変質し、電極機能がなくなり、静電容量が減少するという問題があり、また、温度上昇試験において、コンデンサ素子内に熱がこもり、放熱しにくく、温度上昇が大きくなるという問題があった。
よって、樹脂充填型の乾式フィルムコンデンサ装置において、湿気の侵入を防止し、温度上昇を抑制することできる構造が求められていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するもので、コンデンサ素子にディップの下塗り、上塗りを施してクラックの発生を抑制し耐湿性を向上させ、またケースの樹脂充填量を低減することで放熱性を高め、温度上昇を抑制し、併せて軽量化・小形化を図ろうとするものである。
【０００６】
すなわち、一対の金属化フィルムを巻回し、巻回端面に金属溶射して電極引出部５を形成したコンデンサ素子に、樹脂ディップを施してディップ型コンデンサ１とし、該コンデンサ１を複数個、直列、並列、または直並列に、電極引出部５を結線または基板接続して、ケース６に格納し、該ケース６にコンデンサ高さの１０〜９０％まで樹脂４を充填したことを特徴とするフィルムコンデンサ装置である。
【０００７】
また、上記の充填樹脂４がウレタン系および／またはエポキシ系樹脂であり、充填後の加熱硬化を、６５〜８５℃で１００〜１５０分間行うことを特徴とするフィルムコンデンサ装置およびその製造方法である。
【０００８】
さらに、上記のケース６がポリブチレンテレフタレート系、ポリカーボネート系、ポリフェニレンスルフィド系、またはポリエチレンテレフタレート系の樹脂からなることを特徴とするフィルムコンデンサ装置である。
【０００９】
そして、上記のディップ樹脂がエポキシ系であり、加熱硬化を、１００〜１２０℃で１００〜１５０分間行うことを特徴とするフィルムコンデンサ装置およびその製造方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
一対の金属化フィルムを巻回し、巻回端面に金属溶射して電極引出部５を形成したコンデンサ素子に、エポキシ樹脂によるディップ（下塗り／上塗り、加熱硬化１００〜１２０℃、１００〜１５０分間）を施してディップ型コンデンサ１とし、該コンデンサ１を複数個、直列、並列、または直並列に電極引出部５を結線または基板接続した後、ケース６に格納し、該ケース６に樹脂４を、コンデンサ１の高さの１０〜９０％まで充填して、フィルムコンデンサ装置を作製する。
上記の充填樹脂４として、ウレタン系および／またはエポキシ系樹脂を使用し、６５〜８５℃で１００〜１５０分間加熱硬化させる。
また、ケース６にポリブチレンテレフタレート系、ポリカーボネート系、またはポリエチレンテレフタレート系の樹脂を使用する。
上記構成により、フィルムコンデンサ装置の放熱性、耐湿性が改善され、また、樹脂充填することにより、フィルムコンデンサ装置の耐振動性改善、ガタつき防止を図ることができる。
【００１１】
【実施例】
図１は本発明の実施例による、ディップ型コンデンサを基板接続した状態（ケースに格納する前）を表す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面断面図、（ｃ）は正面図である。
金属化フィルムとして、３．７μｍアルミニウム蒸着金属ポリエチレンテレフタレートフィルムを用い、該フィルムを巻回し、巻回端面に亜鉛、はんだ等の金属を溶射して電極引出部５を形成した３０μＦの偏平型コンデンサ素子に、エポキシ樹脂によるディップを、下塗り→加熱硬化（１１０℃、１１０分間）、上塗り→加熱硬化（１１０℃、１１０分間）の２段階で行った。なお、この時、電極引出部５のリード線を固着する部分は、樹脂が付着しないように予めシールしておくか、または、ディップ後に付着した樹脂を切削除去して形成した。
その後、両端の電極引出部５にはんだメッキ軟ＣＰ線、はんだメッキ軟銅線等からなるリード線７ａ、７ｂを溶接またははんだ付けにより接合してディップ型コンデンサ１を作製した。
上記のディップ型コンデンサ１を７個、並列接続となるよう回路を作製した基板に短径方向に沿って並置固定後（図１）、図２のように、ポリブチレンテレフタレート樹脂からなるケース６に格納し、ウレタン樹脂を充填し、７５℃で１２０分間加熱硬化させ、樹脂充填型のフィルムコンデンサ装置（定格：３０μＦ、５００ＶＤＣ）を作製した。図２のフィルムコンデンサ装置において、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は側面断面図、（ｃ）は正面断面図である。
なお、充填樹脂の深さはコンデンサ高さの１０〜９０％とし、１０％充填（実施例１−１）、３０％充填（実施例１−２）、６０％充填（実施例１−３）、９０％充填（実施例１−４）とした。さらに、比較例１として充填しないものと、比較例２として１００％充填としたものを作製した。
【００１２】
（従来例）
従来例として図４に示すように、樹脂ディップしないコンデンサ素子２を使用し、実施例と同様に基板接続し、ケース６に格納した後、コンデンサ素子の高さを超えるレベルまでウレタン樹脂を充填し、その上をエポキシ樹脂層９で封止したもの（定格：実施例と同じ）を作製した。図４のフィルムコンデンサ装置において、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は側面断面図、（ｃ）は正面断面図である。
【００１３】
上記のように作製したコンデンサ装置で耐湿負荷試験を実施した。ここで、試料数は各２０個とした。
なお、耐湿負荷試験の試験条件は、８５℃−８５％ＲＨ、電圧５００ＶＤＣ、１０００時間印加とした。
試験結果を表１および図５に示す。
従来例では１０００時間後の静電容量変化率は、−３．０％と大幅な減少を示したのに対して、実施例１、１−１〜１−４および比較例１、２では−０．２〜−０．６％に留まり、変化率が小さかった。これはコンデンサ素子を樹脂ディップしたことで、ディップせず樹脂充填した場合と比べて樹脂の靱性が増し、クラック発生−水分侵入による劣化が抑えられたことによるものと考えられる。
【００１４】
【表１】
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【００１５】
次に、上記と同一試料（実施例１、１−１〜１−４、比較例１、２、従来例）について、温度上昇試験を実施した。ここで、試料数は耐湿負荷試験と同様、各２０個とした。
温度上昇試験の条件は、設計リプル電流１０Ａ（１０ｋＨｚ）に対し、１５Ａ（１０ｋＨｚ、正弦波）を通電した。
温度上昇試験の結果を表２および図６に示す。
従来例（１００％充填）では温度上昇は、１５℃と大幅な上昇を示し、また、比較例２（１００％充填）でも１６℃と高かったのに対し、充填なしの比較例１、１０〜９０％充填の実施例１−１〜１−４は２〜７℃に留まり、温度上昇が小さかった。
【００１６】
【表２】
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【００１７】
上記のように作製したコンデンサ装置で振動試験を実施した。ここで、試料数は各々２０個とした。
なお、、振動試験の条件は、前後、左右、上下の３方向で、各々、１０〜１３００Ｈｚ：５Ｇ、１３０１〜２０００Ｈｚ：７Ｇ、Ｌｏｇ  Ｓｗｅｅｐ：３０サイクル（３０分／１サイクル）とした。
【００１８】
振動試験の結果を表３および図７に示す。
比較例１では、１ｋＨｚ損失率が試験前０．６７％から試験後０．８５％に増加したのに対して、実施例１−１〜１−４、および比較例２では、試験前と試験後を比較すると、静電容量、１ｋＨｚ損失率の特性変化が少なく、樹脂充填による効果が認められた。
【００１９】
【表３】
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【００２０】
以上の結果、ディップ型コンデンサを複数個、電極引出部を直列、並列、または直並列に、結線または基板接続して、ケースに格納し、樹脂１０〜９０％充填したフィルムコンデンサ装置では、耐湿試験、および温度上昇試験での特性変化が少なく、また、耐振動性が改善されていることが分かる。
ここで、コンデンサ装置の軽量化を考えると、樹脂充填量は少ない方がよいが、耐振動性、ガタつきを考慮すると、１０〜９０％の範囲が好ましい。
【００２１】
また、樹脂ディップは回数を増やした方が効果があるが、工数を考慮すると、２回程度（下塗り、上塗り各１回）が好ましい。さらにディップ樹脂の加熱硬化条件は、工数と硬化状態との兼ね合いから、１００〜１２０℃で１００〜１５０分が好ましい。
そして、ディップ樹脂の加熱硬化条件は、工数と硬化状態との兼ね合いから、６５〜８５℃で１００〜１５０分が好ましい。
さらに、上記実施例とは別のフィルムコンデンサ装置の形態として、図３に示すような構成（ケース格納前）をとることもできる。図３において、陰極端子８ｂは共通に接続されているが、陽極端子８ａは２つあり、５つのディップ型コンデンサを並列接続したもの２組で用いることができる。
【００２２】
上記実施例では、金属化フィルムコンデンサについて誘電体をアルミニウム蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルムとしたが、ポリプロピレンフィルムを用いた場合でも同様の結果が得られ、また蒸着電極を亜鉛としても上記と同様の結果が得られた。
また、上記実施例では、充填樹脂をウレタン樹脂としたが、エポキシ樹脂としても、ウレタン樹脂／エポキシ樹脂の混合系としても上記と同様の結果が得られた。
さらに、上記実施例では、ケースにポリブチレンテレフタレート樹脂を用いたが、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、またはポリエチレンテレフタレート樹脂を用いても上記と同様の結果が得られた。
そして、上記のディップ型コンデンサは基板接続としたが、リード同士を結線するか、またはリードを金属端子板で結線しても、同様の結果が得られた。
【００２３】
【発明の効果】
上記したように、ディップ型コンデンサを複数個、電極引出部を直列、並列、または直並列に、結線または基板接続して、ケースに格納し、該ケースにコンデンサ高さの１０〜９０％まで樹脂充填することにより、耐湿試験、温度上昇試験での特性変化が少なく、また、耐振動性、ガタつきが改善され、小形化、軽量化が可能なフィルムコンデンサ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例によるディップ型コンデンサの基板接続状態を表す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面断面図、（ｃ）は正面図である。
【図２】本発明の実施例によるフィルムコンデンサ装置であり、図１の基板接続したディップ型コンデンサをケースに格納し、樹脂充填したものの構造で、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は側面断面図、（ｃ）は正面断面図である。
【図３】本発明の他の実施例によるフィルムコンデンサ装置の平面図（ケース格納前）である。
【図４】従来例によるフィルムコンデンサ装置の構造であり、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は側面断面図、（ｃ）は正面断面図である。
【図５】本発明の実施例によるフィルムコンデンサ装置と、従来例の耐湿負荷試験結果を比較した図である。
【図６】本発明の実施例によるフィルムコンデンサ装置と、従来例の温度上昇試験結果を比較した図である。
【図７】本発明の実施例によるフィルムコンデンサ装置と、従来例とで、振動試験後の損失の変化を比較した図である。
【符号の説明】
１  ディップ型コンデンサ
２  コンデンサ素子（樹脂ディップなし）
３  基板
４  充填樹脂
５  電極引出部
６  ケース
７ａ  陽極リード線
７ｂ  陰極リード線
８ａ  陽極端子
８ｂ  陰極端子
９  エポキシ樹脂層
１０  パターン
１１  はんだ
１２  陽極端子接続線
【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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【図７】
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