(57)【要約】【課題】金属化フィルムが巻回されたフィルムコンデンサにおいて、蒸着電極とメタリコンの接触抵抗の低減を図る。【解決手段】表面に金属膜（31b）が蒸着された金属化フィルム（31）を円筒状に巻回する。巻回状態の金属化フィルム（31）の両端部は、金属膜（31b）の蒸着面がメタリコン（33）の溶射方向を向くように傾斜させる。巻回された金属化フィルム（31）の両端にメタリコン（33）を溶射する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に金属膜（31b）が蒸着された金属化フィルム（31,31）が円筒状に巻回されるとともに、巻回された金属化フィルム（31,31）の両端にメタリコン（33,33）が溶射されたフィルムコンデンサにおいて、
巻回状態の前記金属化フィルム（31,31）の両端部は、前記金属膜（31b）の蒸着面が前記メタリコン（33,33）の溶射方向を向くように傾斜してい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のフィルムコンデンサにおいて、
端側ほど小径となるテーパー面（S）を両端に有した円柱状に形成され、前記金属化フィルム（31,31）が巻回される巻芯（32）を備えてい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１のフィルムコンデンサにおいて、
端側ほど大径となるテーパー面（S）を両端に有した円柱状に形成され、前記金属化フィルム（31,31）が巻回される巻芯（32）を備えてい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１のフィルムコンデンサにおいて、
前記金属化フィルム（31,31）よりも幅（w3）が狭く形成され、前記金属化フィルム（31,31）が巻回される巻芯（32）を備えてい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、金属化フィルムが巻回されたフィルムコンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フィルムコンデンサは、電解コンデンサに比べ、誘電体の損失が小さいので、素子の等価直列抵抗（ＥＳＲ）が小さく、自己発熱（損失）が小さい。そのため、フィルムコンデンサは、大きなリプル電流やパルス電流が流れる用途に最適な素子として期待されている。このようなフィルムコンデンサには、２枚の金属化フィルムを互いにずらした状態で重ねて巻回したものがある（例えば特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１-１１４２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、金属化フィルムは非常に薄い素材なので、２枚の金属化フィルムを互いにずらした状態で重ねて巻回すると、幅方向の端部の形態は安定しにくく、巻回工程やその後の工程での素子の取り扱い方によっては、端部は無秩序に傾斜する。例えば、図１に示すように、金属膜の蒸着面（50）がメタリコン（51）の溶射方向とは逆方向に向くように、幅方向の端部が曲がる場合がある。同図では、左側の端部は、蒸着面（50）がメタリコン（51）の溶射方向とは逆方向に曲がり（同図では先端が外向きになっている）、右側の端部は曲がっていないものを例示している。なお、実際には、各層の端部が同じ方向を向くのではなく、無秩序に傾斜すると考えられるが、同図では説明の便宜のため、端部が同方向に曲がったものを模式的に例示してある。
【０００５】
図１の例では、右側の蒸着面（50）はメタリコンとの接触面積を確保可能であるが、左側の蒸着面（50）はメタリコンとの接触面積を十分に確保できない可能性がある。このように、蒸着面とメタリコンの接触面積を十分に確保できないと、蒸着電極とメタリコンとの接触抵抗が増大する。一般的に、フィルムコンデンサの損失は、誘電体損失（誘電体材料のいわゆるｔａｎδ）と、蒸着電極の抵抗（蒸着膜抵抗）、及び前記接触抵抗の総和で評価されるので、幅方向の端部の形態が安定しないと、フィルムコンデンサの損失増大に繋がる可能性があるのである。
【０００６】
本発明は前記の問題に着目してなされたものであり、金属化フィルムが巻回されたフィルムコンデンサにおいて、蒸着電極とメタリコンの接触抵抗の低減を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の課題を解決するため、第１の発明は、
表面に金属膜（31b）が蒸着された金属化フィルム（31,31）が円筒状に巻回されるとともに、巻回された金属化フィルム（31,31）の両端にメタリコン（33,33）が溶射されたフィルムコンデンサにおいて、
巻回状態の前記金属化フィルム（31,31）の両端部は、前記金属膜（31b）の蒸着面が前記メタリコン（33,33）の溶射方向を向くように傾斜していることを特徴とする。
【０００８】
この構成では、金属膜（31b）の蒸着面が前記メタリコン（33,33）の溶射方向を向くように傾斜する。そのため、金属膜（31b）とメタリコン（33,33）との接触面積が十分に確保される。
【０００９】
また、第２の発明は、
第１の発明のフィルムコンデンサにおいて、
端側ほど小径となるテーパー面（S）を両端に有した円柱状に形成され、前記金属化フィルム（31,31）が巻回される巻芯（32）を備えていることを特徴とする。
【００１０】
また、第３の発明は、
第１の発明のフィルムコンデンサにおいて、
端側ほど大径となるテーパー面（S）を両端に有した円柱状に形成され、前記金属化フィルム（31,31）が巻回される巻芯（32）を備えていることを特徴とする。
【００１１】
これらの構成ではそれぞれ、金属化フィルム（31）の幅方向端部が、テーパー面（S）に添うように該金属化フィルム（31）が巻芯（32）に巻回される。
【００１２】
また、第４の発明は、
第１の発明のフィルムコンデンサにおいて、
前記金属化フィルム（31,31）よりも幅（w3）が狭く形成され、前記金属化フィルム（31,31）が巻回される巻芯（32）を備えていることを特徴とする。
【００１３】
この構成では、各金属化フィルム（31,31）は、その幅方向の端部が巻芯（32）の幅方向両端において内周側に倒れこむように、巻芯（32）に巻きついてゆく。そうすると、巻回状態の金属化フィルム（31,31）の端部では、外側ほど径が小さくなる。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明によれば、金属膜（31b）とメタリコン（33,33）との接触面積が十分に確保されるので、金属膜（31b）とメタリコン（33,33）との接触抵抗を低減できる。その結果、フィルムコンデンサ（1）おける損失の低減が可能になる。
【００１５】
また、第２、３のそれぞれの発明によれば、金属化フィルム（31）の幅方向端部が、テーパー面（S）に添うように該金属化フィルム（31）が巻芯（32）に巻回されるので、蒸着面を、メタリコン（33）の溶射方向に容易に傾斜させることができる。
【００１６】
また、第４の発明によれば、巻回状態の金属化フィルム（31,31）の端部では、外側ほど径が小さくなり、蒸着面を、メタリコン（33）の溶射方向に容易に傾斜させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、従来のフィルムコンデンサで想定されるフィルム端部の状態を模式的に説明する図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態１に係るフィルムコンデンサの構成を示す断面図である。
【図３】図３は、２枚の金属化フィルムを巻回した状態を示す概略の斜視図である。
【図４】図４は、重ね合わせた２枚の金属化フィルムの断面図である。
【図５】図５は、実施形態１に係るコンデンサ素子の巻芯の付近を拡大した断面図である。
【図６】図６は、実施形態１の変形例に係るフィルムコンデンサの巻芯の付近を拡大した断面図である。
【図７】図７は、実施形態２に係るフィルムコンデンサの巻芯の付近を拡大した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【００１９】
《発明の実施形態１》
図２は、本発明の実施形態１に係るフィルムコンデンサ（1）の構成を示す断面図である。このフィルムコンデンサ（1）は、例えば、インバータ回路とコンバータ回路との間の平滑コンデンサ等として用いられている。図２に示すように、フィルムコンデンサ（1）は、コンデンサケース（10）、封止樹脂（20）、及びコンデンサ素子（30）を備えている。
【００２０】
〈コンデンサケース（10）〉
コンデンサケース（10）は矩形状の箱体に形成されている。コンデンサケース（10）の内部にはコンデンサ素子（30）が収容されると共に、コンデンサ素子（30）の周りを覆うように封止樹脂（20）が充填されている。
【００２１】
〈封止樹脂（20）〉
封止樹脂（20）は、この例では、エポキシ基を有する熱硬化性のエポキシ樹脂と硬化部材とからなる。封止樹脂（20）は、空気に含まれる水分の通過を阻止するという機能を有している。つまり、コンデンサ素子（30）の周りを封止樹脂（20）で覆うことによってコンデンサケース（10）の外部空気に含まれる水分等によってコンデンサ素子（30）が吸湿するのを防止している。なお、封止樹脂（20）は、エポキシ樹脂と、硬化部材とを組み合わせることでコンデンサケース（10）内で硬化させている。
【００２２】
〈コンデンサ素子（30）〉
コンデンサ素子（30）は、巻芯（32）、２枚の金属化フィルム（31）、外部端子接続線（34）、及びメタリコン（33,33）を備えている。図３は、２枚の金属化フィルム（31）を巻回した状態を示す概略の斜視図である。また、図４は、重ね合わせた２枚の金属化フィルム（31）の断面図である。これらの図に示すように、コンデンサ素子（30）は、金属化フィルム（31）を上下２枚重ねにして、この一対の金属化フィルム（31,31）が巻芯（32）に捲回されている（図３参照）。２枚の金属化フィルム（31,31）は、互いを左右方向(フィルム（31a）の幅方向)に１ｍｍ程度、ずらした状態で重ねられている(図４参照)。そして、捲回された一対の金属化フィルム（31,31）の幅方向の両端には、メタリコン（33,33）、及び外部端子接続線（34）がそれぞれ接続されて形成されている。
【００２３】
−金属化フィルム（31）−
金属化フィルム（31）は、絶縁性を有する帯状のフィルム（31a）の両面に、金属膜（31b）（蒸着電極とも呼ぶ）を蒸着させて形成したものである。フィルムコンデンサ用の材料としては、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）が使用され各フィルム（31a）は、幅が１０〜１００ｍｍ、且つ厚みが約２〜２０μｍ程度に形成されたフィルムが幅広く用いられる。
【００２４】
各フィルム（31a）の片側の表面には、アルミニウム（Ａｌ）などの金属膜（31b）が蒸着形成されている。この金属膜（31b）は５０Å〜４００Å程度の膜厚に形成されている。なお、フィルム（31a）の厚さは、例示であり、フィルム（31a）の厚みは３〜１０μｍ程度に形成してもよい。また、フィルム（31a）に蒸着形成される金属膜（31b）はアルミニウム（Ａｌ）に限られず、亜鉛（Ｚｎ）などの金属をその材料として用いてもよい。
【００２５】
−外部端子接続線（34）−
外部端子接続線（34）は、φ１．０ｍｍの軟銅線で構成されている。外部端子接続線（34）は、コンデンサケース（10）の外部まで延びて、フィルムコンデンサ（1）と回路（例えばインバータ回路等）とを接続する接続端子となる。外部端子接続線（34）は、その基端が半田付けによってメタリコン（33,33）に対して取り付けられる。また、その先端部は、封止樹脂（20）から外方に突出している。これらの外部端子接続線（34）は、例えばプリント基板（図示は省略）に接続（例えば半田付け）される。
【００２６】
−巻芯（32）−
図５は、実施形態１に係るコンデンサ素子（30）の巻芯（32）の付近を拡大した断面図である。図５に示すように、巻芯（32）は、端側ほど小径となるテーパー面（S）を両端に有した円柱状に形成されている（ｄ１＜ｄ０）。巻芯（32）は、例えば樹脂で形成する。勿論、巻芯（32）には他の材料、例えば金属を採用してもよい。また、この例では、巻芯（32）の幅（w1）は、重ね合わせた状態の金属化フィルム（31,31）の幅（w0）と概ね同じである。
【００２７】
−メタリコン（33）−
メタリコン（33）は、金属膜（31b）と外部端子接続線（34）とを電気的に接続するものである。メタリコン（33,33）は、捲回した金属化フィルム（31,31）の端部に亜鉛（Ｚｎ）等の金属を溶融噴射することで形成されている。各金属化フィルム（31）は、その幅方向の両端が吹き付けられたメタリコン（33,33）の内部に埋没することで、メタリコン（33,33）によって固定支持されている。メタリコン（33,33）の内部に埋設された金属膜（31b）が、メタリコン（33,33）と電気的に導通する。
【００２８】
〈フィルムコンデンサ（1）の製造〉
フィルムコンデンサ（1）の製造では、まず、金属化フィルム（31）を準備する。例えば、金属化フィルム（31）は、溶媒に溶解したフィルム（31a）の原料を、基材フィルムに塗工し、それを乾燥させた後に、金属を蒸着させて金属膜（31b）を形成する。次に、基材フィルムからフィルム原反を剥離し、所定サイズにカットすることで金属化フィルム（31）が完成する。完成した金属化フィルム（31）は、ロール状に巻き取られる。
【００２９】
次に、金属化フィルム（31）を巻芯（32）に巻回する。この工程では、金属化フィルム（31）を２枚重ねにし、互いを左右にずらした状態で捲回機にかけて捲回する。このとき、各金属化フィルム（31,31）は、図５に示すように、金属膜（31b）が設けられた面（蒸着面）が外周側となるように重ねる。巻回機では、所定のテンションを金属化フィルム（31,31）に加えて巻回を行う。そのため、各金属化フィルム（31,31）の幅方向の端部は、巻芯（32）のテーパー面（S）に添うように、巻芯（32）に巻きついてゆく。そうすると、巻回状態の金属化フィルム（31,31）は幅方向の端に向かうほど外径が徐々に小さくなり、各金属化フィルム（31,31）における金属膜（31b）の蒸着面は、メタリコン（33,33）の溶射方向に向いて傾斜することになる。
【００３０】
次に、メタリコンの溶射を行う。メタリコンの溶射では、捲回した金属化フィルム（31）の両端に亜鉛（Ｚｎ）等の金属を溶融噴射（溶射）してメタリコン（33,33）を形成する。既述のとおり、各金属化フィルム（31,31）の金属膜（31b）はメタリコン（33,33）の溶射方向に向いて傾斜しているので、従来の巻芯を用いた場合と比べ、金属膜（31b）とメタリコン（33,33）との接触面積が十分に確保されることになる。
【００３１】
その後、外部端子接続線（34）の取り付けが行われる。この工程では、メタリコン（33,33）に外部端子接続線（34,34）を半田付けして、コンデンサ素子（30）の端子を形成する。そして、コンデンサ素子（30）の乾燥を行った後に、コンデンサ素子（30）の外周面に絶縁カバー（図示は省略）を巻き付ける。そして、絶縁カバーを巻き付けたコンデンサ素子（30）を、封止樹脂（20）によってコンデンサケース（10）内に封止する。こうすることで、外部端子接続線（34）を除くコンデンサ素子（30）が封止されてフィルムコンデンサ（1）が完成する。
【００３２】
〈本実施形態における効果〉
以上のように本実施形態によれば、従来の巻芯を用いた場合と比べ、金属膜（31b）とメタリコン（33,33）との接触面積が十分に確保されるので、金属膜（31b）とメタリコン（33,33）との接触抵抗を低減できる。それゆえ、フィルムコンデンサ（1）おける損失の低減が可能になる。
【００３３】
《実施形態１の変形例》
図６は、実施形態１の変形例に係るフィルムコンデンサ（1）の巻芯（32）の付近を拡大した断面図である。図６に示すように、本変形例の巻芯（32）は、端側ほど大径となるテーパー面（S）を両端に有した円柱状に形成されている（ｄ２＞ｄ０）。また、この例では、巻芯（32）の幅（w2）は、重ね合わせた状態の金属化フィルム（31,31）の幅（w0）よりも僅かに小さく形成されている。
【００３４】
〈金属化フィルムの巻回〉
本変形例でも、金属化フィルム（31）を巻芯（32）に巻回する工程では、金属化フィルム（31）を２枚重ねにし、互いを左右にずらした状態で捲回機にかけて捲回する。このとき、各金属化フィルム（31,31）は、図６に示すように、前記蒸着面が内周側となるように重ねる。巻回機では、所定のテンションを金属化フィルム（31,31）に加えて巻回を行う。そのため、各金属化フィルム（31,31）の幅方向の端部は、巻芯（32）のテーパー面（S）に添うように、巻芯（32）に巻きついてゆく。そうすると、巻回状態の金属化フィルム（31,31）は、幅方向の端に向かうほど外径が徐々に大きくなり、各金属化フィルム（31,31）における金属膜（31b）の蒸着面は、メタリコン（33,33）の溶射方向に向いて傾斜することになる。なお、この例では、巻芯（32）の幅（w2）は、重ね合わせた状態の金属化フィルム（31,31）の幅よりも僅かに小さく形成されているので、最内周の金属化フィルム（31）の蒸着面もメタリコン（33,33）の溶射方向に向けることができる。
【００３５】
以上のように、本変形例においても、金属膜（31b）とメタリコン（33,33）との接触抵抗を低減でき、フィルムコンデンサ（1）おける損失の低減が可能になる。
【００３６】
《発明の実施形態２》
図７は、実施形態２に係るフィルムコンデンサ（1）の巻芯（32）の付近を拡大した断面図である。図７に示すように、本実施形態の巻芯（32）は、円柱状に形成され、テーパー面（S）を有していない。また、巻芯（32）の幅（w3）は、重ね合わせた状態の金属化フィルム（31,31）の幅（w0）よりも小さく形成されている。
【００３７】
〈金属化フィルムの巻回〉
この実施形態でも、金属化フィルム（31）を巻芯（32）に巻回する工程では、金属化フィルム（31）を２枚重ねにし、互いを左右にずらした状態で捲回機にかけて捲回する。このとき、各金属化フィルム（31,31）は、図７に示すように、前記蒸着面が外周側となるように重ねる。巻回機では、所定のテンションを金属化フィルム（31,31）に加えて巻回を行う。そのため、各金属化フィルム（31,31）は、その幅方向の端部が巻芯（32）の幅方向両端において内周側に倒れこむように、巻芯（32）に巻きついてゆく。そうすると、巻回状態の金属化フィルム（31,31）の端部では、外側ほど径が小さくなり、各金属化フィルム（31,31）における金属膜（31b）の蒸着面は、メタリコン（33,33）の溶射方向に向いて傾斜することになる。したがって、本実施形態においても、金属膜（31b）とメタリコン（33,33）との接触抵抗を低減でき、フィルムコンデンサ（1）おける損失の低減が可能になる。
【００３８】
《その他の実施形態》
なお、コンデンサ素子（30）には巻芯（32）は必須ではない。例えば、巻芯（32）を用いずに金属化フィルム（31,31）を円筒状に巻回し、メタリコン（33,33）を溶射する前に治具などを用いて、円筒状の金属化フィルム（31,31）の両端を縮径或いは拡径することで、金属膜（31b）の蒸着面を、メタリコン（33,33）の溶射方向に傾斜させるようにしてもよい。こうすることで、巻芯を有さないフィルムコンデンサにおいても、金属膜とメタリコンとの接触抵抗を低減でき、フィルムコンデンサおける損失の低減が可能になる。
【００３９】
また、実施形態１の変形例で示した巻芯（32）と同様の形状の治具に金属化フィルム（31,31）を巻回してた後にその治具を取り除くことで、巻回した金属化フィルム（31,31）の各蒸着面がメタリコン（33,33）の溶射方向に傾斜するようにできる。こうすることでも、巻芯を有さないフィルムコンデンサにおいて、金属膜とメタリコンとの接触抵抗を低減でき、フィルムコンデンサおける損失の低減が可能になる。
【００４０】
また、金属化フィルム（31）には、両面に金属膜（31b）を蒸着したもの（両面蒸着フィルムと呼ぶ）を採用してもよい。
【００４１】
また、巻芯（32）は、中実であってもよいし、中空であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、金属化フィルムが巻回されたフィルムコンデンサとして有用である。
【符号の説明】
【００４３】
１        フィルムコンデンサ
３１      金属化フィルム
３１ｂ    金属膜
３２      巻芯
３３      メタリコン
Ｓ        テーパー面
【図１】
2013138046.tif 000003
【図２】
2013138046.tif 000004
【図３】
2013138046.tif 000005
【図４】
2013138046.tif 000006
【図５】
2013138046.tif 000007
【図６】
2013138046.tif 000008
【図７】
2013138046.tif 000009