(57)【要約】【課題】フィルムコンデンサの巻始め部位および巻き終わり部位でのショートの発生を防止する。【解決手段】誘電体フィルムの表面に金属を蒸着したメタライズドフィルムを巻回してなるフィルムコンデンサにおいて、メタライズドフィルム１の巻き始め部位および巻き終わり部位に絶縁体フィルム２，４を溶着して巻回し、絶縁体フィルム２，４がコンデンサ素子３の内周および外周を覆うように構成する。この構成により、メタライズドフィルムの金属を除去することなくコンデンサ素子の巻始め部、および巻終わり部でのショートを防止することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体フィルムの表面に金属を蒸着したメタライズドフィルムを巻回してなるフィルムコンデンサにおいて、
メタライズドフィルムの巻き始め部位に絶縁体フィルムを固定接続して巻回し、該絶縁体フィルムがコンデンサ素子の内周を覆うようにしてなるフィルムコンデンサ。
【請求項２】
誘電体フィルムの表面に金属を蒸着したメタライズドフィルムを巻回してなるフィルムコンデンサにおいて、メタライズドフィルムの巻き終わり部位に絶縁体フィルムを固定接続して巻回し、絶縁体フィルムがコンデンサ素子の外周を覆うようにしてなるフィルムコンデンサ。
【請求項３】
前記絶縁体フィルムは前記メタライズドフィルムよりも厚いフィルムを用いたことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のフィルムコンデンサ。
【請求項４】
誘電体フィルムの表面に金属を蒸着したメタライズドフィルムを巻回してなるフィルムコンデンサの製造方法において、絶縁体フィルムを所定回巻回した後、該絶縁体フィルムの端部にメタライズドフィルムを接合して固定し、その後にメタライズドフィルムに張力を加えながら巻回することを特徴とするフィルムコンデンサの製造方法。
【請求項５】
誘電体フィルムの表面に金属を蒸着したメタライズドフィルムを巻回してなるフィルムコンデンサの製造方法において、メタライズドフィルムに張力を加えながら所定回巻回した後、該メタライズドフィルムの端部に絶縁体フィルムを接合して固定し、その後に巻回して絶縁体フィルムがコンデンサ素子の外周を覆うようにすることを特徴とするフィルムコンデンサの製造方法。
【請求項６】
前記絶縁体フィルムとして、メタライズドフィルムよりも厚いフィルムを用いたことを特徴とする請求項４または請求項５のいずれかに記載のフィルムコンデンサの製造方法。
【請求項７】
メタライズドフィルムと絶縁体フィルムの接合固定方法として、メタライズドフィルム側を絶縁体フィルムへ溶着させて接合したことを特徴とする請求項６記載のフィルムコンデンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は誘電体フィルムに金属を蒸着したメタライズドフィルムを巻回して形成したフィルムコンデンサおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
誘電体材料からなるベースフィルムの上に金属を蒸着して形成したメタライズドフィルムを巻回してなるフィルムコンデンサが実用化されている。このようなメタライズドフィルムコンデンサには、１枚のベースフィルムの両面に金属蒸着したメタライズドフィルムと誘電体材料からなるベースフィルムを重ね併せて巻回する構造のものや、ベースフィルムの片面にのみ金属蒸着したメタライズドフィルムを２枚重ね併せて巻回する構造のものがある。
【０００３】
ところで、メタライズドフィルムを巻回すると、ベースフィルムの端部ではメタライズド部分がベースフィルム端部にまで形成されているため、メタライズドフィルムを巻回してなるフィルムコンデンサは、メタライズドフィルムの巻き始め部及び巻き終わり部でそれぞれショートが発生するおそれがある。
【０００４】
そのため、一般的には、メタライズドフィルムの端部では、バーンオフ法等により、蒸着した金属を剥離してベースフィルムを露出させ、この金属を剥離したベースフィルムの部分を保護フィルムとして巻回することにより、メタライズドフィルムの端部でのショートを防止していた。
【０００５】
このようなバーンオフに関する技術は特開平１０−２０８９７３号公報に記載がある。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２０８９７３号公報
【０００７】
しかしながら、この方法によると、メタライズドフィルムから金属を剥離する工程が必要となり、工程が煩雑なものとなる。さらに、メタライズドフィルムの金属を剥離してベースフィルムを保護フィルムと使用する部分は、コンデンサの静電容量には寄与しないが、高価なメタライズドフィルムを加工して保護フィルムとして使用することは、フィルムコンデンサのコストの増加を引き起こす要因ともなる。
【０００８】
また、近年はフィルムコンデンサの分野においても小形化の要請が大きい。そこで、フィルムコンデンサでコンデンサの体積あたりの静電容量の増加を図ろうとした場合、メタライズドフィルムのベースフィルムの厚さを薄くすることが効果的である。しかし、同時にベースフィルムの強度も低下してしまうため、バーンオフ時にフィルムを傷つけてしまうと、ベースフィルムが破断してしまうおそれもでてくる。
【０００９】
そこで、バーンオフ法を行うことなくメタライズドフィルムの巻き始め部及び巻き終わり部でのショート発生を防止する方法として、メタライズドフィルムの巻き始め部および巻き終わり部に絶縁体フィルムを配置して、ショートを防止することも行われている。
【００１０】
このようなフィルムコンデンサは、例えば図１１（ａ）に示すように、２枚の絶縁体フィルム２を重ね合わせて数回巻回した後に、絶縁体フィルム２の巻回体３に２枚のメタライズドフィルム１を挿入して巻回していく。そして、図１１（ｂ）に示すように、メタライズドフィルム１を所定回巻回した後に、メタライズドフィルムの端部の絶縁を図ることを目的として、メタライズドフィルム１の巻回体３に、さらに別の２枚の絶縁フィルム４を挿入して、さらに巻回していくことにより製造されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の一般的な絶縁体フィルムを数回巻回してから、巻回途中の絶縁体フィルムの間にメタライズドフィルムを挿入して、さらにメタライズドフィルムを巻回していく方法により製造しようとすると、次のような問題が発生した。
【００１２】
近年のフィルムコンデンサの小形化の要請により、メタライズドフィルムのベースフィルムとして、フィルム厚さが３μｍ以下のものが用いられるようになってきている。このようなフィルム厚さが３μｍ程度の厚さのものをベースフィルムとした場合、フィルムが極めて薄いものとなり、フィルム自体には、いわゆる「腰」がなくなる。そのため、絶縁フィルムを所定回数巻回した後、その絶縁体フィルムの間に誘電体フィルムを挿入して、さらに巻回する方法により製造しようとすると、フィルムには「腰」が無いため、絶縁体フィルムに対し所定位置に挿入することが難しくなる。さらに、絶縁体フィルムに対して、所定位置からずれた位置に挿入されると、静電気により絶縁フィルムとメタライズドフィルムが密着してしまい、適正な位置に修正することも困難になり、結果としてコンデンサ素子の巻きずれが発生したりするという問題があった。
【００１３】
同様に、巻回した素子の巻き終わり部においても、メタライズドフィルムに絶縁体フィルムを挿入しようとした際に、メタライズドフィルムに「しわ」が生じてしまうおそれがあり、絶縁体フィルムの挿入には細心の注意を払う必要があった。
【００１４】
そこで、この発明では、３μｍ以下の薄いベースフィルムを用いたメタライズドフィルムコンデンサにおいても、簡易な構成でメタライズドフィルムの端部でのショートを防止するとともに、製造の容易な製造方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１に係る発明は、誘電体フィルムの表面に金属を蒸着したメタライズドフィルムを巻回してなるフィルムコンデンサにおいて、メタライズドフィルムの巻き始め部位に絶縁体フィルムを固定接続して巻回し、該絶縁体フィルムをコンデンサ素子の内周を覆うようにしてなるフィルムコンデンサである。
【００１６】
金属蒸着層が形成されていない絶縁フィルムを巻き始め部分に予め巻回しておき、この絶縁体フィルムの端部にメタライズドフィルムを接続して巻回して、絶縁体フィルムをコンデンサ素子の内周を覆うように構成することより、メタライズドフィルムの端部でのショートを防止することができる。また、メタライズドフィルムの巻き始め部位に絶縁体フィルムを固定接続してあるので、メタライズドフィルムの巻回時に、メタライズドフィルムの張力を加えながら巻回することができ、メタライズドフィルムの巻きずれを防止することができる。
【００１７】
本願の請求項２に係る発明は、誘電体フィルムの表面に金属を蒸着したメタライズドフィルムを巻回してなるフィルムコンデンサにおいて、メタライズドフィルムの巻き終わり部位に絶縁体フィルムを固定接続して接続して巻回し、絶縁体フィルムがコンデンサ素子の外周を覆うようにしてなるなるフィルムコンデンサである。
【００１８】
メタライズドフィルムの巻き終わり部分にも、金属蒸着層が形成されていない絶縁フィルムを接続して巻回し、絶縁体フィルムがコンデンサ素子の外周を覆うように構成することにより、メタライズドフィルムの端部でのショートを防止することができる。また、メタライズドフィルムの巻き始め部位に絶縁体フィルムを固定接続してあるので、巻回した素子の巻き終わり部においても、メタライズドフィルムに連続して絶縁体フィルムを巻回することができ、メタライズドフィルムに「しわ」が生じてしまうことがない。
【００１９】
本願の請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２のいずれかに記載のフィルムコンデンサにおいて、前記絶縁体フィルムは前記メタライズドフィルムよりも厚いフィルムを用いたことを特徴とする。
【００２０】
絶縁体フィルムとして、メタライズドフィルムよりも厚いフィルムを用いると、巻き始め部においては、絶縁体フィルムを巻回した巻回体を巻き芯として用いることができる。すなわち、厚さの厚いフィルムを用いることにより、巻き芯の部分の強度が強いため薄いメタライズドフィルムを巻回していくことも容易となる。また、巻き終わり部においては、厚さの厚い絶縁体フィルムが素子の外周を覆うことにより、巻回した素子を保護することができ、メタライズドフィルムの損傷を防止することができる。
【００２１】
本願の請求項４に係る発明は、誘電体フィルムの表面に金属を蒸着したメタライズドフィルムを巻回してなるフィルムコンデンサの製造方法において、絶縁体フィルムを所定回巻回した後、該絶縁体フィルムの端部にメタライズドフィルムを接合して固定し、その後にメタライズドフィルムに張力を加えながら巻回することを特徴とするフィルムコンデンサの製造方法である。
【００２２】
金属蒸着層が形成されていない絶縁体フィルムを巻き始め部分に予め巻回しておき、この絶縁体フィルムの端部にメタライズドフィルムを接続して巻回して、絶縁体フィルムをコンデンサ素子の内周を覆うように構成することより、メタライズドフィルムの端部でのショートを防止することができる。また、メタライズドフィルムの巻き始め部位に絶縁体フィルムを固定接続してあるので、メタライズドフィルムの巻回時に、メタライズドフィルムに張力を加えながら巻回することができる。このため、メタライズドフィルムに「しわ」が生じることを防止でき、メタライズドフィルムの巻きずれがなくなる。
【００２３】
本願の請求項５に係る発明は、誘電体フィルムの表面に金属を蒸着したメタライズドフィルムを巻回してなるフィルムコンデンサの製造方法において、メタライズドフィルムを所定回巻回した後、該メタライズドフィルムの端部に絶縁体フィルムを接合して固定し、その後に巻回することを特徴とするフィルムコンデンサの製造方法である。
【００２４】
メタライズドフィルムの巻き終わり部分にも、金属蒸着層が形成されていない絶縁フィルムを接続して巻回することにより、メタライズドフィルムの端部でのショートを防止することができる。また、メタライズドフィルムの巻き始め部位に絶縁体フィルムを固定接続してあるので、巻回した素子の巻き終わり部においても、メタライズドフィルムに連続して絶縁体フィルムを巻回することができ、メタライズドフィルムに「しわ」が生じてしまうことがない。
【００２５】
本願の請求項６に係る発明は、請求項４または請求項５のいずれかに記載のフィルムコンデンサの製造方法において、前記絶縁体フィルムとして、メタライズドフィルムよりも厚いフィルムを用いたことを特徴とする。
【００２６】
絶縁体フィルムとして、メタライズドフィルムよりも厚いフィルムを用いると、巻き始め部においては、絶縁体フィルムを巻回した部分を巻き芯として用いることができる。厚さの厚いフィルムを用いることにより、巻き芯の部分の強度が強いため薄いメタライズドフィルムを巻回していくことも容易となる。また、巻き終わり部においては、絶縁体フィルムが素子全体を周回することにより、巻回した素子を保護することができ、メタライズドフィルムの損傷を防止することができる。
【００２７】
請求項７に係る発明は、メタライズドフィルムと絶縁体フィルムの接合固定方法として、メタライズドフィルム側を絶縁体フィルムへ溶着させて接合したことを特徴とする。
【００２８】
厚さの薄いメタライズドフィルム側を溶解して、より厚さの厚い絶縁体フィルムの溶着すると、溶着する際のエネルギーの省力化を図ることができるとともに、溶着作業の簡易化を図ることができる。なお、メタライズドフィルムを絶縁体フィルムへ溶着させる際は、ベースフィルムの片面にのみ金属蒸着したメタライズドフィルムを用い、メタライズドフィルムのベースフィルム側を絶縁体フィルムと当接させて溶着することが好ましい。このようにすると、溶着する際のエネルギーのより一層の省力化を図ることができるとともに、フィルム端部でのショートをより確実に防止することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
次にこの発明の実施の形態について説明する。
【００３０】
この発明は、誘電体フィルムの表面に金属を蒸着してなるメタライズドフィルムを巻回してなるフィルムコンデンサにおいて、このメタライズドフィルムの巻き始め部位に絶縁体フィルムを固定接続して巻回し、コンデンサ素子の内周を絶縁体フィルムが覆うようにしてなるフィルムコンデンサである。すなわち、図１に示すように、第１の絶縁体フィルム２を２枚重ねて所定回数巻回した後に、第１の絶縁体フィルム２の端部にメタライズドフィルム１をそれぞれ固定接続（接続部位を図中で符号５として示す）して、さらに巻回することによりコンデンサ素子の内周を絶縁体フィルム２が覆うようにコンデンサ素子を形成し、さらに所定のメタリコン処理、外部端子の接続、外装を施したものである。
【００３１】
また、この発明は、誘電体フィルムの表面に金属を蒸着してなるメタライズドフィルムを巻回してなるフイルムコンデンサにおいて、メタライズドフィルムの巻き終わり部位に絶縁体フィルムを固定接続し、絶縁体フィルムがコンデンサ素子の外周を覆うようにしてなるフィルムコンデンサである。すなわち、図２に示すように、メタライズドフィルム１を２枚重ねて所定回巻回した後に、メタライズドフィルム１の端部に第２の絶縁体フィルム４をそれぞれ固定接続して（接続部位を図中で符号５として示す）、さらに巻回することにより絶縁体フィルムがコンデンサ素子の外周を覆うようにコンデンサ素子を形成し、さらに所定のメタリコン処理、外部端子の接続、外装を施したものである。なお、このコンデンサ素子の巻き始めの部位は、前述したように第１の絶縁体フィルム２を所定回巻回したものに、メタライズドフィルム１をそれぞれ固定接続して巻回したものであっても良い。
【００３２】
このようなフィルムコンデンサは、例えば次のようにして製造することができる。
【００３３】
図３に示すように、まず、それぞれのリール１１に巻き取られた厚さが５μｍの第１の絶縁体フィルム２を２枚重ね併せて、さらに巻回チャック１３で第１の絶縁体フィルム２を挟み込む。そして、この巻回チャック１３を回転させて第１の絶縁体フィルム２を巻回する。この第１の絶縁体フィルム２は厚さが５μｍと比較的厚いものであるため、フィルムには腰があり、絶縁体フィルムを巻回して形成した巻回体３の強度も比較的強いものとなる。そのため、この第１の絶縁体フィルム２を巻回して形成した巻回体３が、後に説明するメタライズドフィルムを巻回する際に巻き芯としての機能を果たすようになる。
【００３４】
次に、図４に示すように、第１の絶縁体フィルム２を所定回数巻回した後、巻回を中断し、リール１２よりそれぞれ引き出したメタライズドフィルム１を第１の絶縁体フィルム２に重ね合わせる。このメタライズドフィルム１は、厚さが２．８μｍのＰＰ（ポリプロピレン）フィルムの片面にのみアルミニウムを１００〜１５０Åの厚さに蒸着したもので、第１の絶縁体フィルム２と同じ幅に形成してある。メタライズドフィルム１と第１の絶縁体フィルム２を重ね合わせるには、図４に示すように、メタライズドフィルム１と第１の絶縁体フィルム２の両側より押圧部材１７、１７を押し当てて重ね合わせることができる。この押圧部材１７は、図中では上下方向に移動するように構成されており、フィルムとの当接部はローラーとして構成したものである。なお、この図でメタライズドフィルム１の金属蒸着面は、図中でメタライズドフィルム１の上面に形成されている。
【００３５】
そして、図５に示すように、第１の絶縁体フィルム２にメタライズドフィルム１を溶着する。溶着の際には、メタライズドフィルム１側から第１の絶縁体フィルム２に側に対して、熱圧着治具１４を押し当てて、熱溶着する。なお、この図では、符号１５は熱圧着治具のプレス圧を受け止めるためのベースである。このようにメタライズドフィルム１側から第１の絶縁体フィルム２に対して熱溶着すると、メタライズドフィルム１の厚さは２．８μｍと薄いため、メタライズドフィルム１のＰＰフィルムの部分は完全に溶解するものの、第１の絶縁体フィルム２は厚さが５μｍと厚いため、第１の絶縁体フィルム２の厚さ方向の途中までの穴が形成される。このように、第１の絶縁フィルム２として厚いものを用い、厚さの薄いメタライズドフィルム１側から熱圧着治具１４を押し当てて、メタライズドフィルム１を溶解して溶着すると、厚さの薄いメタライズドフィルム１を溶解するだけで済むので、溶着のためのエネルギーの省力化を図ることができる。
【００３６】
次いで、図６に示すように、第１の絶縁体フィルム２とメタライズドフィルム１の溶着部位の近傍で、第１の絶縁体フィルム２を切断する。切断の方法は任意であるが、例えば、第１の絶縁体フィルム２にカッター部材を１６押し当てて切断することができる。
【００３７】
この後、図７に示すように、メタライズドフィルム１に所定の張力を加えつつ、巻回チャック１３を回転して巻回を続ける。メタライズドフィルム１は第１の絶縁体フィルム２に固定接続されているため、メタライズドフィルム１に張力を加えることが容易であり、メタライズドフィルム１を「しわ」が生じない状態として巻回していくことができる。すなわち、メタライズドフィルム１に張力を加えるには、メタライズドフィルム１を巻回収納しているリール１２を所定の負荷を加えないと回転しないようにしておき、このような状態で巻回チャック１３を巻回させることにより、巻回体３に巻き取られるメタライズドフィルム１には張力を加わることになる。なお、リール１２を回転させるための負荷の大きさを調整することにより、メタライズドフィルム１に加わる張力を調整することもできる。
【００３８】
また、メタライズドフィルム１を巻回していく際には、第１の絶縁体フィルム２の巻回体３が巻き芯としての機能を果たし、厚さが薄く腰が無いメタライズドフィルム１であっても、巻回するのが容易となる。
【００３９】
そして、メタライズドフィルム１を所定回巻回した後、巻回を中断し、図８に示すように、メタライズドフィルム１に厚さ５μｍの第２の絶縁体フィルム４を熱溶着する。なお、この実施例の中では、第２の絶縁フィルム４は、第１の絶縁フィルム２と同じものを使用している。この第２の絶縁体フィルム４のメタライズドフィルム１への溶着も第１の絶縁体フィルムの溶着と同様に、メタライズドフィルム１側から熱圧着治具１４を押し当てて、熱溶着する方法により行うことができる。
【００４０】
さらに、図９に示すように、メタライズドフィルム１を、メタライズドフィルム１と第２の絶縁体フィルム４の溶着部位の近傍で切断する。この切断も、先に示した第１の絶縁体フィルム２の切断方法と同様に行うことができる。
【００４１】
図１０に示すように、メタライズドフィルムに第２の絶縁体フィルム４を溶着した後、さらに巻回を続け、コンデンサ素子の外周に第２の絶縁体フィルム４が周回するように所定回数巻回する。第２の絶縁体フィルム４を所定回数巻回した際には、第２の絶縁体フィルム４を切断し、その終端を溶着により、コンデンサ素子に固定する。
【００４２】
巻回が終了したコンデンサ素子は、その両端面に溶融金属粒子を吹き付け、金属溶射部（メタリコン）６を形成する。そして、金属溶射部６にそれぞれ外部端子８を取り付ける。さらにコンデンサ素子を樹脂製の外装ケース７に収納し、外装ケース７内を封止樹脂９で充填することにより、外装を施し、図１２に示すようなフィルムコンデンサを完成する。なお、フィルムコンデンサとしての外部端子の形状、および外装方法は上記の実施例に限定されるものではない。
【００４３】
以上のような工程によって、この発明のフィルムコンデンサを製造することができる。
【００４４】
なお、以上の実施例のなかでは、フィルムの素材としてＰＰのものを用いて説明してきたが、ＰＰに限るものでは無く、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等を用いたものでも良い。
【００４５】
【発明の効果】
この発明は次の効果を有する。
【００４６】
１．メタライズドフィルムを用いたフィルムコンデンサとして、簡易な構成でメタライズドフィルムの端部でのショートを防止することができるようになる。
【００４７】
２．ショート防止のために、絶縁体フィルムをメタライズドフィルムとは別のものを用いているため、メタライズドフィルムの蒸着金属を剥離して保護フィルムとする必要がなくなる。このことにより、剥離工程が必要でなくなり、工程が簡易なものとなるとともに、高価なメタライズドフィルムの使用量を減少させることができ、製造コストの低減を図ることができる。
【００４８】
３．メタライズドフィルムのベースフィルムとして、３μｍ以下の薄いベースフィルムを用いた場合でも、メタライズドフィルムの巻ずれ等を起こすことなく巻回し、コンデンサ素子を形成することができる。そのため、フィルムコンデンサの大容量、小型化の実現を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のフィルムコンデンサの構造を説明するための斜視図である。
【図２】この発明のフィルムコンデンサの構造を説明するための斜視図である。
【図３】この発明のフィルムコンデンサの製造方法を説明するための図面である。
【図４】この発明のフィルムコンデンサの製造方法を説明するための図面で、図３の工程に続く工程を示す。
【図５】この発明のフィルムコンデンサの製造方法を説明するための図面で、図４の工程に続く工程を示す。
【図６】この発明のフィルムコンデンサの製造方法を説明するための図面で、図５の工程に続く工程を示す。
【図７】この発明のフィルムコンデンサの製造方法を説明するための図面で、図６の工程に続く工程を示す。
【図８】この発明のフィルムコンデンサの製造方法を説明するための図面で、図７の工程に続く工程を示す。
【図９】この発明のフィルムコンデンサの製造方法を説明するための図面で、図８の工程に続く工程を示す。
【図１０】この発明のフィルムコンデンサの製造方法を説明するための図面で、図９の工程に続く工程を示す。
【図１１】従来のフィルムコンデンサの製造方法を説明するための図面で、（ａ）はフィルムコンデンサの巻始めの部位、（ｂ）はフィルムコンデンサのの巻終わりの部位を示す図面である。
【図１２】フィルムコンデンサの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１  メタライズドフィルム
２  第１の絶縁体フィルム
３  巻回体（コンデンサ素子）
４  第２の絶縁体フィルム
５  接続部位
６  金属蒸着部（メタリコン）
７  外装ケース
８  外部端子
９  封止樹脂
１１  リール
１２  リール
１３  巻回チャック
１４  熱圧着治具
１５  ベース
１６  カッター部材
１７  押圧部材
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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