(57)【要約】【課題】金属化フィルムを使用し、巻き回して筒形とし、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、ケースとコンデンサ素子との隙間が狭くても、絶縁樹脂の未充填部分が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】コンデンサ素子の巻き芯は内側が中空で、その巻き芯軸方向がケースの軸方向と同じで、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てこの貫通孔より樹脂を注入し、コンデンサ素子の巻き芯軸内を通過して、ケースの内底部より絶縁樹脂が吐出する樹脂注入ツールをコンデンサ素子の巻き芯軸に設ける。【選択図】図１
2012069633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属化フィルムを使用し、巻き回して筒形とし、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、このケース内を充填する絶縁樹脂とを有する金属化フィルムコンデンサにあって、前記コンデンサ素子の巻き芯は筒状で、その巻き芯の軸が前記ケースの軸と同じ方向で、ケースの開口部より絶縁樹脂を注入し、前記コンデンサ素子の巻き芯軸内を通過して、コンデンサ素子の底部より絶縁樹脂を吐出させる樹脂注入ツールを前記コンデンサ素子の巻き芯軸部分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、樹脂注入ツールが、ケースの開口部側からコンデンサ素子の巻き芯内に至る管状部材である金属化フィルムコンデンサ。
【請求項３】
請求項１において、樹脂注入ツールが、コンデンサ素子の巻き芯へ連結する連結部材である金属化フィルムコンデンサ。
【請求項４】
請求項１において、樹脂注入ツールが、コンデンサ素子の巻き芯部材と兼用した兼用部材で、コンデンサ素子の巻き芯間どうしを連結する金属化フィルムコンデンサ。
【請求項５】
金属化フィルムを使用し、巻き回して筒形とし、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、このケース内を充填する絶縁樹脂とを有する金属化フィルムコンデンサの製造方法にあって、
前記コンデンサ素子の巻き芯は筒状で、その巻き芯の軸が前記ケースの軸と同じ方向にして、
ケースの開口部より絶縁樹脂を注入し、前記コンデンサ素子の巻き芯内を通過して、コンデンサ素子の底部より絶縁樹脂を吐出させてケース内を充填する金属化フィルムコンデンサの製造方法。
【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た金属化フィルムコンデンサまたはその製造方法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６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２を上端面に開口部があるケース４に収納し、絶縁樹脂９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し、電極を引き出すために巻回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の両端の電極に外部引き出し端子１を接続し、樹脂ケース４に収納した後、絶縁樹脂９で充填していた。
【０００４】
絶縁樹脂の充填は、特許文献１に示すように、ケースの開口部の上側に設置した充填機のノズルにより絶縁樹脂を排出してケースとコンデンサ素子との隙間に絶縁樹脂を充填する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１２９１２８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、巻き回されて筒形となったコンデンサ素子を上端面に開口部のある円筒形のケースに収納する場合のように、ケースとコンデンサ素子の形が同形の場合には、ケースとコンデンサ素子との隙間が狭くなりやすく、絶縁樹脂が充填し難くなりやすい。
【０００７】
本発明は、ケースとコンデンサ素子との隙間が狭くても、絶縁樹脂の未充填部分が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、上記の課題を解決するために、下記のフィルムコンデンサおよびその製造方法を提供するものである。
（１）金属化フィルムを使用し、巻き回して筒形とし、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、このケース内を充填する絶縁樹脂とを有する金属化フィルムコンデンサにあって、前記コンデンサ素子の巻き芯は筒状で、その巻き芯の軸が前記ケースの軸と同じ方向で、ケースの開口部より絶縁樹脂を注入し、前記コンデンサ素子の巻き芯軸内を通過して、コンデンサ素子の底部より絶縁樹脂を吐出させる樹脂注入ツールを前記コンデンサ素子の巻き芯軸部分に設ける金属化フィルムコンデンサ。
（２）上記（１）において、樹脂注入ツールが、ケースの開口部側からコンデンサ素子の巻き芯内に至る管状部材である金属化フィルムコンデンサ。
（３）上記（１）において、樹脂注入ツールが、コンデンサ素子の巻き芯へ連結する連結部材である金属化フィルムコンデンサ。
（４）上記（１）において、樹脂注入ツールが、コンデンサ素子の巻き芯部材と兼用した兼用部材で、コンデンサ素子の巻き芯間どうしを連結する金属化フィルムコンデンサ。
（５）金属化フィルムを使用し、巻き回して筒形とし、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、このケース内を充填する絶縁樹脂とを有する金属化フィルムコンデンサの製造方法にあって、
前記コンデンサ素子の巻き芯は筒状で、その巻き芯の軸が前記ケースの軸と同じ方向にして、
ケースの開口部より絶縁樹脂を注入し、前記コンデンサ素子の巻き芯内を通過して、コンデンサ素子の底部より絶縁樹脂を吐出させてケース内を充填する金属化フィルムコンデンサの製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ケースとコンデンサ素子との隙間が狭くても、絶縁樹脂の未充填部分が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す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断面の斜視概略図を示している。
【図２】本発明に係る別の金属化フィルムコンデンサの絶縁樹脂の注入する方法を示している。
【図３】本発明に係る別の金属化フィルムコンデンサの断面の概略図を示している。
【図４】本発明に係る別の金属化フィルムコンデンサの断面の概略図を示している。
【図５】本発明に係る別の金属化フィルムコンデンサの断面の斜視概略図を示している。
【図６】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とフィルムを重ねて巻回し、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。
その作成方法は、巻き軸治具を使用してまずフィルムを巻回して巻き芯とし、続けて金属化フィルムを重ねて巻回し、最後に巻き軸治具を抜き取る方法や、巻き軸治具に筒状のプラスチック等の巻き芯を挿入し、金属化フィルムを重ねて巻回し、その後、プラスチック等の巻き芯を残したまま巻き軸治具を抜き取る方法がある。
【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、溶射によってコンデンサ素子の端面に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。金属にプラスチックが積層されたものもある。
【００１４】
本発明の樹脂注入ツールは、ケースの開口部より絶縁樹脂を注入し、コンデンサ素子の巻き芯軸内を通過して、コンデンサ素子の底部より絶縁樹脂を吐出させるためのツールで、管状部材、連結部材、兼用部材等の総称である。
管状部材としては、ケースの開口部からコンデンサ素子の巻き芯内に至るチューブ状の部材である。ケースの開口部の上側に設けた、充填機のノズル先端に接続し、コンデンサ素子の底部より絶縁樹脂を吐出させる。管状部材は、コンデンサ素子内またはコンデンサ素子間の絶縁を得るためには、少なくとも外表面は絶縁材が好ましいが、金属管のように外表面が導電性の場合は、絶縁樹脂を注入後、コンデンサ素子の巻き芯から抜き取られる。コンデンサ素子の巻き芯内に留めると、コンデンサ素子の振動に対する補強性が向上する。
連結部材は、コンデンサ素子の巻き芯間どうしを連結させる部材、ケースの開口部に封口体がある場合には、封口体に設けた貫通穴とコンデンサ素子の巻き芯間を連結させる部材または、ケースの開口部に封口体がない場合には、ケースの開口部の表面とコンデンサ素子の巻き芯間を連結させる部材である。
兼用部材は、コンデンサ素子の巻き芯部材と兼用した部材で、コンデンサ素子の巻き芯間どうしを連結または一方のコンデンサ素子巻き芯部材のはみ出し部分がそれと連結したコンデンサ素子の巻き芯に挿入した構造を得るものである。
【００１５】
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。
【００１６】
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断面の斜視概略図を示している。図１（ａ）は、コンデンサ素子が一つの場合を、図１（ｂ）は、コンデンサ素子が二つの場合を示している。なお、ケース内に充填される絶縁樹脂は、省略して示している（以下、図３、図４、図５も同様に絶縁樹脂を省略）。
外部引き出し電極１はそれぞれ、その一端をコンデンサ素子２のメタリコン電極部３に接続し、他端は筒状のケース４の開口端部より導出する。
コンデンサ素子２は、その巻き芯５の軸が筒状のケース４の軸と同じ方向にしてケース４内に収容している。
樹脂注入ツール６は、管状部材として、コンデンサ素子２の巻き芯３内に挿入されていて、図１（ｂ）の場合には、二つのコンデンサ素子２を串刺し状に挿入されている。絶縁樹脂供給装置により管状部材の入口６ａをチャッキングすることにより絶縁樹脂を導入し、管状部材の出口６ｂより注入する。絶縁樹脂の注入完了後、樹脂注入ツール６の管状部材は抜き取ってもよい。
【００１７】
図２は、本発明に係る別の金属化フィルムコンデンサの絶縁樹脂の注入する方法を示している。図２（ａ）は絶縁樹脂の注入前、図２（ｂ）は絶縁樹脂の注入中、図２（ｃ）は絶縁樹脂の注入後を示している。
まず、図２（ａ）に示すように、樹脂注入ツール６は、連結部材として、ケース４の開口部の封口体７に設けた樹脂注入ツール用の貫通穴７ａとコンデンサ素子２の巻き芯５間を連結させる部材となっている。また、樹脂注入ツール６の入口６ａ側に絶縁樹脂供給装置８を持ってくる。
次に、図２（ｂ）に示すように、絶縁樹脂供給装置８により、樹脂注入ツール６の入口６ａをチャッキング後、樹脂注入ツール６を通して、コンデンサ素子２の巻き芯５に絶縁樹脂９を注入する。
次に、図２（ｃ）に示すように、封口体７に設けた絶縁樹脂排出用の貫通穴７ｂにより、コンデンサ内に注入後の余分な絶縁樹脂９をコンデンサの外に排出させる。また排出された絶縁樹脂９は、封口体７の周辺に設けたダム７ｃによりせき止められる。
なお、封口体は必ずしも必要ではなく、樹脂注入ツールの一部をコンデンサ素子の巻き芯に刺して使用してもよい。
また、図３に示すように、樹脂注入ツール６の連結部材は、封口体７と一体化してもよい。連結部材が封口体と別部品の場合には、コンデンサ素子の形状の自由度が増加する。
【００１８】
図４は、本発明に係る別の金属化フィルムコンデンサの断面の概略図を示している。コンデンサ素子２が二つの場合を示していて、樹脂注入ツール６が、ケース４の開口部の封口体７に設けた樹脂注入ツール用の貫通穴７ａとコンデンサ素子２の巻き芯５間を連結させる部材のほか、コンデンサ素子２の巻き芯５間どうしを連結させる部材となっている。
また、コンデンサ素子２の巻き芯５間どうしを連結させる部材のほうには、コンデンサ素子２間の隙間に絶縁樹脂をリークするリーク穴１０を設けてもよい。リーク穴１０により、コンデンサ素子２間の隙間を埋めやすくなることができる。
【００１９】
図５は、本発明に係る別の金属化フィルムコンデンサの断面の斜視概略図を示している。コンデンサ素子２が二つ以上巻き軸方向に直列に設けた場合を示していて、樹脂注入ツール６が、コンデンサ素子２の巻き芯部材５ａと兼用した兼用部材で、コンデンサ素子２の巻き芯５間どうしを連結している。
図５（ａ）は、樹脂注入ツール６である巻き芯部材１１が、主にケース４の開口部側の（図５では上側）コンデンサ素子２にあって両方に突出していて、ケース４の底部側のコンデンサ素子２の巻き芯５に一部挿入している場合を示している。
図５（ｂ）は、樹脂注入ツール６である巻き芯部材１１が、それぞれ両方コンデンサ素子２にあって、向かい合う端部で連結していることを示している。
【符号の説明】
【００２０】
１…外部引き出し電極、２…コンデンサ素子、３…メタリコン電極、４…ケース、５…巻き芯、５ａ…巻き芯部材、６…樹脂注入ツール、６ａ…入口、６ｂ…出口、７…封口体、７ａ…樹脂注入ツール用の貫通穴、７ｂ…絶縁樹脂脂排出用の貫通穴、７ｃ…ダム、８…絶縁樹脂供給装置、９…絶縁樹脂、１０…リーク穴、１１…巻き芯部材
【図１】
2012069633.tif 000003
【図２】
2012069633.tif 000004
【図３】
2012069633.tif 000005
【図４】
2012069633.tif 000006
【図５】
2012069633.tif 000007
【図６】
2012069633.tif 000008