(57)【要約】フィルムコンデンサ（１Ａ）は、金属化フィルムを巻回または積層してなる素子本体（１１）と、当該素子本体（１１）の両端面に形成されるＰ極電極（１３）およびＮ極電極（１４）と、を含むコンデンサ素子（１０）と、Ｐ極電極（１３）およびＮ極電極（１４）に、それぞれ接続されるＰ極バスバー（２０）およびＮ極バスバー（３０）と、Ｐ極電極（１３）およびＮ極電極（１４）のうち少なくとも一方の電極と離間した状態で、コンデンサ素子（１０）の外周面を覆う導電性の被覆部（４０）と、を備える。
2017163660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属化フィルムを巻回または積層してなる素子本体と、当該素子本体の両端面に形成されるＰ極電極およびＮ極電極と、を含むコンデンサ素子と、
前記Ｐ極電極および前記Ｎ極電極に、それぞれ接続されるＰ極引き出し端子およびＮ極引き出し端子と、
前記Ｐ極電極および前記Ｎ極電極のうち少なくとも一方の電極と離間した状態で、前記コンデンサ素子の外周面を覆う導電性の被覆部と、
を備えることを特徴とするフィルムコンデンサ。
【請求項２】
請求項１に記載のフィルムコンデンサにおいて、
前記被覆部は、前記Ｐ極電極および前記Ｎ極電極のうち一方の電極と接触し他方の電極と離間する、
ことを特徴とするフィルムコンデンサ。
【請求項３】
請求項２に記載のフィルムコンデンサにおいて、
前記被覆部は、前記Ｎ極電極と接触し前記Ｐ極電極と離間する、
ことを特徴とするフィルムコンデンサ。
【請求項４】
請求項２または３に記載のフィルムコンデンサにおいて、
前記被覆部は、前記一方の電極の表面まで延ばされ、当該表面の周縁部において、前記Ｐ極引き出し端子および前記Ｎ極引き出し端子のうち前記一方の電極に対応する引き出し端子を覆って当該引き出し端子と前記一方の電極とを接触させる、
ことを特徴とするフィルムコンデンサ。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか一項に記載のフィルムコンデンサにおいて、
前記被覆部は、アルミ箔により形成される、
ことを特徴とする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、フィルムコンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属化フィルムを巻き回してなる金属化フィルム柱体（素子本体）の２つの電極取り出し面（端面）に金属溶射部（端面電極）を形成してなるコンデンサ素子と、各金属溶射部に接続される引き出し端子と、を備えるフィルムコンデンサが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２２７２２２号公報
【特許文献２】特表２００８−５４１４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
かかるフィルムコンデンサでは、コンデンサ素子に、直列の寄生インダクタンス成分であるＥＳＬ（等価直流インダクタンス）が存在するが、フィルムコンデンサの高性能化を図るためには、このようなＥＳＬの低減が求められる。【０００５】
なお、従来、フィルムコンデンサにおいて、コンデンサ素子の各端面電極に接続される２つのバスバーの一部を僅かな間隔で重なり合わせるようにして、バスバーに存在するＥＳＬを低減するものがある（特許文献２参照）。しかしながら、かかるフィルムコンデンサでは、コンデンサ素子に存在するＥＳＬを低減させることは難しい。【０００６】
かかる課題に鑑み、本発明は、コンデンサ素子に存在するＥＳＬを低減できるフィルム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】
【０００７】
本発明の主たる態様に係るフィルムコンデンサは、金属化フィルムを巻回または積層してなる素子本体と、当該素子本体の両端面に形成されるＰ極電極およびＮ極電極と、を含むコンデンサ素子と、前記Ｐ極電極および前記Ｎ極電極に、それぞれ接続されるＰ極引き出し端子およびＮ極引き出し端子と、前記Ｐ極電極および前記Ｎ極電極のうち少なくとも一方の電極と離間した状態で、前記コンデンサ素子の外周面を覆う導電性の被覆部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、コンデンサ素子に存在するＥＳＬを低減できるフィルムコンデンサを提供することができる。【０００９】
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１（ａ）は、第１実施形態に係る、フィルムコンデンサの斜視図であり、図１（ｂ）は、第１実施形態に係る、図１（ａ）のＡ−Ａ´線で切断された、フィルムコンデンサの縦断面図である。
【図２】図２（ａ）は、第２実施形態に係る、フィルムコンデンサの斜視図であり、図２（ｂ）は、第２実施形態に係る、図２（ａ）のＢ−Ｂ´線で切断された、フィルムコンデンサの縦断面図である。
【図３】図３は、第３実施形態に係る、フィルムコンデンサの斜視図である。
【図４】図４（ａ）は、第１実施形態のフィルムコンデンサ、第２実施形態のフィルムコンデンサおよび被覆部を有しない従来例のフィルムコンデンサについて、１ＭＨｚのＥＳＬを測定した試験の結果を示す表である。図４（ｂ）は、第１実施形態のフィルムコンデンサ、第２実施形態のフィルムコンデンサ、第３実施形態のフィルムコンデンサおよび被覆部を有しない従来例のフィルムコンデンサについて、容量変化率が−５％を超えた時間を測定した、耐湿通電試験の結果を示す表である。
【図５】図５は、変更例に係る、フィルムコンデンサの斜視図である。
【図６】図６は、変更例に係る、フィルムコンデンサの斜視図である。
【図７】図７は、変更例に係る、フィルムコンデンサの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【００１２】
本実施の形態において、Ｐ極バスバー２０が、特許請求の範囲に記載の「Ｐ極引き出し端子」に対応する。また、Ｎ極バスバー３０が、特許請求の範囲に記載の「Ｎ極引き出し端子」に対応する。
【００１３】
ただし、上記記載は、あくまで、特許請求の範囲の構成と実施形態の構成とを対応付けることを目的とするものであって、上記対応付けによって特許請求の範囲に記載の発明が実施形態の構成に何ら限定されるものではない。
【００１４】
＜第１実施形態＞
図１（ａ）は、第１実施形態に係る、フィルムコンデンサ１Ａの斜視図であり、図１（ｂ）は、第１実施形態に係る、図１（ａ）のＡ−Ａ´線で切断された、フィルムコンデンサ１Ａの縦断面図である。
【００１５】
フィルムコンデンサ１Ａは、コンデンサ素子１０と、Ｐ極バスバー２０と、Ｎ極バスバー３０と、被覆部４０とを備える。
【００１６】
コンデンサ素子１０は、断面が長円である扁平な円柱形状を有し、素子本体１１と、外装フィルム１２と、Ｐ極電極１３と、Ｎ極電極１４とを含む。
【００１７】
素子本体１１は、誘電体フィルム上に内部電極となる金属を蒸着させた２枚の金属化フィルムを重ね、重ねた金属化フィルムを巻回または積層することにより形成される。誘電体フィルムの材質として、たとえば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン・ナフタレート（ＰＥＮ）などを挙げることができる。蒸着される金属として、たとえば、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、これらの金属どうしの合金などを挙げることができる。
【００１８】
外装フィルム１２は、素子本体１１の外周面に複数回（複数ターン）巻かれる。これにより、素子本体１１の外周面は、複数層の外装フィルム１２で被覆される。外装フィルム１２に保護されることにより、素子本体１１の傷つき、破損などが防止される。外装フィルム１２の材質として、たとえば、誘電体フィルムの材質と同じ、ＰＰ、ＰＥＴ、ＰＥＮなどを挙げることができる。
【００１９】
Ｐ極電極１３およびＮ極電極１４は、素子本体１１の両端面に金属を溶射することにより、当該両端面にそれぞれ形成される。溶射される金属として、たとえば、アルミニウム、亜鉛、マグネシウムなどを挙げることができる。なお、素子本体１１とＰ極電極１３およびＮ極電極１４との接触性を向上させるため、上述した誘電体フィルム上に蒸着した金属は、Ｐ極電極１３およびＮ極電極１４に接触する端部の厚みを他の部分の厚みより厚くした構成（以下、ヘビーエッジ構造と称する）となっている。
【００２０】
Ｐ極バスバー２０は、たとえば、銅等の導電材料で形成され、長尺な板状を有する。Ｐ極バスバー２０は、一端部に電極接続部２０ａを有し、電極接続部２０ａがＰ極電極１３の中央部に半田付け等の接続方法によって電気的に接続される。電極接続部２０ａは、Ｐ極バスバー２０の他の部位と段差を有し、他の部位はＰ極電極１３に接触しない。同様に、Ｎ極バスバー３０は、たとえば、銅等の導電材料で形成され、長尺な板状を有する。Ｎ極バスバー３０は、一端部に電極接続部３０ａを有し、電極接続部３０ａがＮ極電極１４の中央部に半田付け等の接続方法によって電気的に接続される。電極接続部３０ａは、Ｎ極バスバー３０の他の部位と段差を有し、他の部位はＮ極電極１４に接触しない。
【００２１】
被覆部４０は、導電性を有する材料によりシート状に形成され、コンデンサ素子１０の外周面を覆うように、当該外周面に装着される。被覆部４０は、Ｎ極電極１４（Ｎ極電極１４の外周面）と接触し、Ｐ極電極１３（Ｐ極電極１３の外周面）と、所定の絶縁距離Ｌ、たとえば、５ｍｍだけ離間する。被覆部４０は、たとえば、アルミ箔の裏に接着剤が塗布された、いわゆるアルミ箔テープにより形成される。被覆部４０の材料は、アルミ箔に限られず、たとえば、鉄箔やステンレス箔でもよい。
【００２２】
アルミ箔テープのように、被覆部４０がコンデンサ素子１０の外周面に接着剤で貼り付けられる場合、被覆部４０とＮ極電極１４は接着剤を介して接触することになるが、接着剤の層は極めて薄いため、接着剤には阻害されず、被覆部４０とＮ極電極１４は電気的に接続された状態となる。なお、被覆部４０とＮ極電極１４とをより良く電気的に接続するために、導電性の接着剤が用いられてもよい。
【００２３】
＜第２実施形態＞
図２（ａ）は、第２実施形態に係る、フィルムコンデンサ１Ｂの斜視図であり、図２（ｂ）は、第２実施形態に係る、図２（ａ）のＢ−Ｂ´線で切断された、フィルムコンデンサ１Ｂの縦断面図である。
【００２４】
本実施形態のフィルムコンデンサ１Ｂでは、被覆部４０が、Ｐ極電極１３とＮ極電極１４の双方と、所定の絶縁距離Ｌ、たとえば、５ｍｍだけ離間した状態で、コンデンサ素子１０の外周面を覆う。フィルムコンデンサ１Ｂのその他の構成は、第１実施形態のフィルムコンデンサ１Ａの構成と同様である。
【００２５】
＜第３実施形態＞
図３は、第３実施形態に係る、フィルムコンデンサ１Ｃの斜視図である。
【００２６】
本実施形態のフィルムコンデンサ１Ｃでは、被覆部４０が、Ｐ極電極１３と接触し、Ｎ極電極１４と所定の絶縁距離Ｌ、たとえば、５ｍｍだけ離間した状態で、コンデンサ素子１０の外周面を覆う。フィルムコンデンサ１Ｃのその他の構成は、第１実施形態のフィルムコンデンサ１Ａの構成と同様である。
【００２７】
＜実施形態の効果＞
図４（ａ）は、第１実施形態のフィルムコンデンサ１Ａ、第２実施形態のフィルムコンデンサ１Ｂおよび被覆部４０を有しない従来例のフィルムコンデンサについて、１ＭＨｚのＥＳＬを測定した試験の結果を示す表である。ＥＳＬの単位はｎＨである。この値が小さいほど、フィルムコンデンサが組み込まれた回路の電圧変動を小さくすることができる。
【００２８】
ＥＳＬ測定試験は、アジレント・テクノロジー社製のインピーダンスアナライザ４２９４Ａを用い、同じくアジレント・テクノロジー社製のテストフィクスチャ１６０４７をインタフェイスとして行った。各フィルムコンデンサにおいて、容量は１３０μＦであり、電極間距離は６０ｍｍである。また、フィルムコンデンサ１Ａの被覆部４０とＰ極電極１３の離間距離は５ｍｍであり、フィルムコンデンサ１Ｂの被覆部４０とＰ極電極１３およびＮ極電極１４とのそれぞれの離間距離は５ｍｍである。図４（ａ）の表のＥＳＬの値は、５個の同じ構成のフィルムコンデンサの値の平均値である。
【００２９】
図４（ａ）のＥＳＬ測定試験の結果が示すように、第１実施形態のフィルムコンデンサ１Ａおよび第２実施形態のフィルムコンデンサ１Ｂでは、導電性の被覆部４０でコンデンサ素子１０の外周面を覆うことによりコンデンサ素子１０に存在するＥＳＬを低減させることができる。
【００３０】
ＥＳＬ測定試験の結果からも明らかであるが、このようにコンデンサ素子１０のＥＳＬが低減するのは、コンデンサ素子１０に電流が流れると磁界が変化し、この磁界の変化を打ち消す方向に被覆部４０で磁界が発生し、発生した磁界によって被覆部４０に誘導電流が流れることによるものと考えられる。
【００３１】
なお、ＥＳＬ測定試験の結果は示されていないが、第３実施形態のフィルムコンデンサ１Ｃにおいても、第１実施形態のフィルムコンデンサ１Ａおよび第２実施形態のフィルムコンデンサ１Ｂと同様に、コンデンサ素子１０のＥＳＬを低減させることが期待できる。
【００３２】
図４（ｂ）は、第１実施形態のフィルムコンデンサ１Ａ、第２実施形態のフィルムコンデンサ１Ｂ、第３実施形態のフィルムコンデンサ１Ｃおよび被覆部４０を有しない従来例のフィルムコンデンサについての耐湿通電試験の結果を示す表である。この耐湿通電試験は、温度８５℃、相対湿度８５％ｒ．ｈ．の条件のもと、７５０Ｖの電圧を印加し続け、容量変化率が−５％を超えた時間（容量が５％減少するまでにかかる時間）を測定するものである。すなわち、容量変化率が−５％を超えた時間が長いほど、耐湿性に優れるということができる。
【００３３】
第３実施形態のフィルムコンデンサ３Ｃの素子条件は、容量が１３０μＦであり、電極間距離が６０ｍｍであり、被覆部４０とＮ極電極１４の離間距離が５ｍｍである。その他のフィルムコンデンサの素子条件は、上記ＥＳＬ測定試験と同様である。図４（ｂ）の表の容量変化率が−５％を超えた時間の値は、３個の同じ構成のフィルムコンデンサの値の平均値である。
【００３４】
図４（ｂ）の耐湿通電試験の結果が示すように、被覆部４０を有する第１実施形態のフィルムコンデンサ１Ａ、第２実施形態のフィルムコンデンサ１Ｂおよび第３実施形態のフィルムコンデンサ１Ｃでは、被覆部４０を有しない従来例のフィルムコンデンサに比べて耐湿性を向上させることができる（耐湿効果１）。
【００３５】
また、被覆部４０をＮ極電極１４に接触させたフィルムコンデンサ１Ａおよび被覆部４０をＰ極電極１３に接触させた第３実施形態のフィルムコンデンサ１Ｃでは、被覆部４０がＰ極電極１３およびＮ極電極１４の双方と離間する第２実施形態のフィルムコンデンサ１Ｂに比べて耐湿性を向上させることができる（耐湿効果２）。
【００３６】
さらに、被覆部４０をＮ極電極１４に接触させたフィルムコンデンサ１Ａでは、被覆部４０をＰ極電極１３に接触させた第３実施形態のフィルムコンデンサ１Ｃに比べて耐湿性を向上させることができる（耐湿効果３）。
【００３７】
耐湿通電試験の結果からも明らかであるが、上記耐湿効果１は、外部から外装フィルム１２を通過して素子本体１１内に浸入してくる水分を、被覆部４０にて抑止することによるものと推測される。また、外部からの水分は、主にＰ極電極１３およびＮ極電極１４と素子本体１１との接触界面の僅かな隙間から素子本体１１へ侵入する。フィルムコンデンサ１Ａおよびフィルムコンデンサ１Ｃでは、この水分の浸入において弱点となるＰ極電極１３およびＮ極電極１４と素子本体１１との接触界面を被覆部４０にて被覆した構成となっており、このため上記耐湿効果２で述べたような試験結果が得られたと推測される。
【００３８】
また、上記耐湿効果３は、以下の理由によるものと推測される。
【００３９】
まず、コンデンサ素子１０に浸入した水分による容量の減少は、陽極酸化にて陽極側（Ｐ極側）の内部電極が消失してしまうことに大きく依存する。ここで、フィルムコンデンサ１Ｃ、すなわち被覆部４０をＰ極電極１３に接触させた構成の場合、外部からの水分は主にＮ極側の被覆部４０が存在しない部分からコンデンサ素子１０内部へ浸入することになるが、このようにＮ極側から侵入した水分は、Ｐ極電極１３に接続された内部電極のうち、Ｎ極電極１４付近に存在する内部電極に対して陽極酸化を発生させ、容量を減少させることになる。
【００４０】
一方、上記と同様の理屈により、フィルムコンデンサ１Ａにおいては、Ｐ極側から侵入した水分が、Ｐ極電極１３に接続された内部電極のうち、Ｐ極電極１３付近に存在する内部電極に対して陽極酸化を発生させることになるが、Ｐ極電極１３付近はヘビーエッジ構造となっており、他の部分に比べ蒸着した金属の厚みが厚い分、内部電極としての機能が劣化しにくいものと考えられる。
【００４１】
このような理由により、フィルムコンデンサ１Ａは、フィルムコンデンサ１Ｃに比べて耐湿性を向上させることができ、上記耐湿効果３で述べたような試験結果が得られたと推測される。
【００４２】
なお、第１実施形態のフィルムコンデンサ１Ａ、第２実施形態のフィルムコンデンサ１Ｂおよび第３実施形態のフィルムコンデンサ１Ｃでは、被覆部４０がＰ極電極１３およびＮ極電極１４のうち、少なくとも一方の電極と離間しているため、被覆部４０によってＰ極電極１３とＮ極電極１４とがショートすることを防止できる。
【００４３】
＜変更例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、また、本発明の適用例も、上記実施の形態の他に、種々の変更が可能である。
【００４４】
たとえば、上記第１実施形態では、被覆部４０がＮ極電極１４の周面のみに接触する。しかしながら、図５に示すように、被覆部４０がＮ極電極１４の表面まで延ばされ、表面の周縁部にも接触するような構成とされてもよい。このようにすれば、被覆部４０をＮ極電極１４により広く接触させることができる。
【００４５】
また、被覆部４０がＮ極電極１４の表面まで延ばされる構成とされた場合、さらに、図６に示すように、Ｎ極電極１４の表面の周縁部において、Ｎ極バスバー３０を、被覆部４０と同じ材料、たとえば、アルミ箔で形成され、被覆部４０の一部となる被覆片４１で覆い、Ｎ極バスバー３０を、Ｎ極電極１４の周縁部に接触させる構成が採られてもよい。なお、この場合、図６のように、Ｎ極バスバー３０の形状が、Ｎ極電極１４の周縁部に接触可能となるような形状に変更される。このような構成とすれば、Ｎ極バスバー３０を流れてきた電流が、Ｎ極バスバー３０と接触するＮ極電極１４の周縁部を通ってコンデンサ素子１０に流れるようになるため、フィルムコンデンサ１Ａとフィルムコンデンサ１Ａが組み込まれた回路との間に流れる電流のループが短くなり、その分インダクタンスを小さくすることができる。
【００４６】
なお、図５および図６の変更例は、第３実施形態のフィルムコンデンサ１Ｃにも適用可能である。
【００４７】
さらに、上記第１実施形態において、図７のように、Ｐ極バスバー２０の一部とＮ極バスバー３０の一部が、僅かな間隔で重なるような構成とされてもよい。このような構成とすれば、Ｐ極バスバー２０およびＮ極バスバー３０のＥＳＬを低減させることができる。なお、この変更例は、２実施形態のフィルムコンデンサ１Ｂおよび第３実施形態のフィルムコンデンサ１Ｃにも適用可能である。
【００４８】
さらに、上記第１実施形態等では、コンデンサ素子１０のＰ極電極１３およびＮ極電極１４に、それぞれ、平板状のＰ極バスバー２０およびＮ極バスバー３０が接続された。しかしながら、これに限られず、平板状ではなく丸棒状であるＰ極用のリード線端子およびＮ極用のリード線端子が、それぞれ、Ｐ極電極１３およびＮ極電極１４に接続されてもよい。
【００４９】
この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、各種電子機器、電気機器、産業機器、車両の電装等に使用されるフィルムコンデンサの製造方法に有用である。
【符号の説明】
【００５１】
１Ａ  フィルムコンデンサ
１Ｂ  フィルムコンデンサ
１Ｃ  フィルムコンデンサ
１０  コンデンサ素子
１１  素子本体
１３  Ｐ極電極
１４  Ｎ極電極
２０  Ｐ極バスバー（Ｐ極引き出し端子）
３０  Ｎ極バスバー（Ｎ極引き出し端子）
４０  被覆部
４１  被覆片
【図１】
2017163660.tif 000003
【図２】
2017163660.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2017163660.tif 000007
【図６】
2017163660.tif 000008
【図７】
2017163660.tif 000009
【国際調査報告】
2017163660.tif 000010
2017163660.tif 000011
2017163660.tif 000012
2017163660.tif 000013