(57)【要約】【課題】上下端面にメタリコン電極を設けた二個のコンデンサ素子を縦に並べて、上端面に開口部のある有底筒状のケースに収容し、ケースの開口部に外部電極端子を設けるフィルムコンデンサにあって、コンデンサ素子を電気的に並列に接続すると、並列共振により、並列共振点でのインピーダンスと等価直列抵抗が高くなりやすいとともに、コンデンサ内部の並列回路内に還流電流が流れ、そのために発熱大となるという問題が発生しやすい。本発明は、並列コンデンサの共振点のインピーダンスの増加を低減することを目的としている。【解決手段】コンデンサ素子同士を並列に接続するのに、コンデンサ素子間の向かい合った各メタリコン電極は、高さの高い部分と低い部分のあるスペーサーを介して離れていて、そのセパレータの高さの低い部分で、それぞれ別々に前記引き出し電極と接続し、その引き出し端子は、ケースの開口部側でお互いが接続する。【選択図】図１
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【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、両端面にメタリコン電極を設けた二個のコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を巻き軸方向に重ねて収容する上端面に開口部のある有底筒状のケースと、前記メタリコン電極に接続する引き出し電極とを有し、前記コンデンサ素子同士は電気的に並列に接続されていて、そのコンデンサ素子の向かい合った前記メタリコン電極は、高さの高い部分と低い部分のあるセパレータを介して離れていて、そのセパレータの高さの低い部分で、それぞれ別々に前記引き出し電極と接続し、その引き出し電極は、前記ケースの開口部側でお互いが接続されているフィルムコンデンサ。
【請求項２】
前記スペーサーには、少なくとも中心部分に貫通孔を設けた請求項１のフィルムコンデンサ。
【請求項３】
前記スペーサーの部分的に高さの高い部分がラミネート部分である請求項１または２の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】
フィルムコンデンサのコンデンサ素子は、フィルムに蒸着により薄膜金属電極を設けたものを、巻回または積層したもので、両端面に亜鉛、銅またはアルミニウムなどの金属をメタリコン（溶射）により付着させ、素子外部電極（以下メタリコン電極と呼ぶ）を形成している。
このようなコンデンサにおいて、等価直列抵抗を低減して低損失・低発熱なコンデンサにする改善として、蒸着膜の導電値を向上させるために蒸着膜厚を厚くすると、コンデンサ素子のセルフヒーリング性が低下し、コンデンサ素子の耐圧性が低下してしまう。そのため、特許文献１には、蒸着膜厚は厚くせず、コンデンサ素子のメタリコン電極までの距離を短くする方法として、ひとつのコンデンサ素子を分割して、少なくとも二つのコンデンサ素子を並列に接続する方法が記載されている。
しかし、コンデンサ素子を並列に接続すると、コンデンサ保証周波数領域（1ｋＨｚ〜10ｋＨｚ）では問題ないが、高周波領域（20ＫＨｚ〜）では並列共振により、並列共振点でのインピーダンスと等価直列抵抗が高くなりやすいとともに、コンデンサ内部の並列回路内に還流電流が流れ、そのために発熱大となるという問題が発生しやすい。
そのため、特許文献２では、コンデンサ素子同士は電気的に並列に接続されていて、そのコンデンサ素子の向かい合ったメタリコン電極は、厚さ５０μｍのポリエステルシートにより互いに直接接触せずに離れていて、それぞれ別々に引き出し端子と接続し、その引き出し端子は、ケースの開口部側でお互いが接続する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平７−２９８２９号公報
【特許文献２】特開２０１２−７９７５７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、コンデンサ素子の向かい合ったメタリコン電極間が、厚さが均一なポリエステルシートにより離され、向かい合ったメタリコン電極にはそれぞれ別々に引き出し端子と接続し、その引き出し端子は、ケースの開口部側でお互いが接続すると、接続された引き出し端子分だけメタリコン電極間の間隔が長くなる。そのために、上下のコンデンサ素子が巻き軸上に揃わず傾くため、製造ロット間で電極間距離が揃わず並列共振が起きやすいものが生じる。また、ケース内で上下のコンデンサ素子が傾くため、引き出し端子が絶縁シートを介してもケースと近接することになり、ケースが金属の場合、取付脚を固定する為の外から締付圧力やケース挿入時の衝突により引き出し端子と絶縁シートが局部的に弱点部となりショートしやすくなる。
【０００５】
本発明は、上下のコンデンサ素子間の傾きを抑え、並列コンデンサの共振点のインピーダンスと等価直列抵抗の増加を低減して、フィルムコンデンサ内部の並列回路内に流れる還流電流を抑え、フィルムコンデンサの発熱を抑制することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、両端面にメタリコン電極を設けた二個のコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を巻き軸方向に重ねて収容する上端面に開口部のある有底筒状のケースと、前記メタリコン電極に接続する引き出し電極とを有し、前記コンデンサ素子同士は電気的に並列に接続されていて、そのコンデンサ素子の向かい合った前記メタリコン電極は、高さの高い部分と低い部分のあるセパレータを介して離れていて、そのセパレータの高さの低い部分で、それぞれ別々に前記引き出し電極と接続し、その引き出し電極は、前記ケースの開口部側でお互いが接続されているフィルムコンデンサ。
（２）前記スペーサーには、少なくとも中心部分に貫通孔を設けた（１）のフィルムコンデンサ。
（３）前記スペーサーの部分的に厚さの厚い部分がラミネート部分である（１）または（２）のフィルムコンデンサ。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、両端面にメタリコン電極を設けた二個のコンデンサ素子を巻き軸方向に重ねて、上端面に開口部のある有底筒状のケースに収容するフィルムコンデンサにあって、コンデンサ素子同士を電気的に並列に接続するのに、厚さの厚い部分と薄い部分のあるスペーサーを介して離れていて、そのスペーサーの厚さの薄い部分で、それぞれ別々に前記引き出し端子と接続し、その引き出し端子は、前記ケースの開口部側でお互いが接続するので、上下のコンデンサ素子間の傾きを抑えることができ、並列コンデンサの共振点のインピーダンスと等価直列抵抗の増加を十分低減することができるため、フィルムコンデンサ内部の並列回路内に流れる還流電流を抑え、フィルムコンデンサの発熱を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明のフィルムコンデンサの概略断面図を示している。
【図２】本発明のスペーサーの概略斜視図を示している。
【図３】本発明の別のスペーサーの概略斜視図を示している。
【図４】本発明の別のスペーサーの概略斜視図を示している。
【図５】本発明の別のスペーサーの概略斜視図を示している。
【図６】本発明の二つのコンデンサ素子と引き出し端子の接続の概略斜視図を示している。
【図７】本発明の別のスペーサーの概略斜視図を示している。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明のメタリコン電極は、コンデンサ素子の電極の端部に接続する素子外部電極で、亜鉛、銅またはアルミニウムなどの金属をメタリコンにより付着させたものが使用できる。
【００１０】
本発明のコンデンサ素子は、フィルムに蒸着により薄膜金属電極を設けたものを巻回し、その両端面には、金属をメタリコンにより付着させた素子外部電極（メタリコン電極）が形成されている。フィルムは、ポリエチレンテレフタレートやポリプロピレン等を使用でき、金属箔や薄膜金属の金属としては、アルミニウム、銅、亜鉛またはそれらの合金などが使用できる。
断面形状は円形、それをつぶした場合は偏平形となるが、偏平形の方がその側面が平面となり収納効率、放熱性が向上する。
【００１１】
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により形成することができる。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を用いることができる。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、銅またはそれらの合金などを用いることができる。
ケース内には、コンデンサ素子を設け、その多くは絶縁樹脂等で充填する。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。
【００１２】
本発明の引き出し端子は、メタリコン電極に接続し外部に引き出すための電極で、銅、アルミニウム、鉄、ニッケル、ステンレス、燐青銅等の金属または合金からなる金属板、金属箔または線で、表面に錫、半田等をめっきする場合もある。錫めっきを施した銅が好適である。厚さ、形状は、製品の要求する許容電流やＥＳＬ（等価直列インダクタンス）または強度やストレス軽減等を考慮して設計される。
ケースの上端面の開口部に封口体がある場合は、この封口体に外表面から内表面間を貫通するように設けた外部電極端子に、引き出し端子を接続する。
【００１３】
本発明のスペーサーは、二つのコンデンサ素子の向かい合ったメタリコン電極間に隙間を設けるもので、高さの高い部分と低い部分があり、その高さの低い部分で、それぞれ別々に引き出し端子とメタリコン電極とが接続する。高い部分と低い部分の高さの差は、１ｍｍから１０ｍｍで、スペーサー自体の薄い部分の厚さは、０．1ｍｍから１ｍｍ程度とする。
コンデンサ素子が、巻き取り機械の巻き芯により金属化フィルムを巻回した場合、中央に巻き芯を抜いた後の柱状の空間ができるので、スペーサーに少なくとも中心部分に貫通孔を設けると、コンデンサ素子の柱状の空間を経由して流れ込んだ充填樹脂が、スペーサーの貫通孔を経由して、下のコンデンサ素子方向に流れやすくなり好ましい。
また、スペーサーに部分的に高さの高い部分を設けるのに、ラミネート構造にすることにより、型による成型品よりも安価に製造することができて好ましい。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明のフィルムコンデンサの概略断面図を示している。
二つのコンデンサ素子１は、それぞれ金属化フィルムを使用し巻き回して筒形とし、両端面にメタリコン電極２を設け、巻き軸方向に縦に重ね、上端面に開口部のある有底筒状のケース３内に収容している。引き出し端子４は、各メタリコン電極２とそれぞれ接続されていて、また、引き出し端子４同士それぞれが接触しないようにして、ケース３の開口部側に引き出されていて、ケース３の開口部側で、同極同士が接続されている。
また、この一組のコンデンサ素子１間の向かい合った各メタリコン電極２同士が直接接触しないように、その間に絶縁性のスペーサー５を挟み込む。スペーサー５には、高い部分５ａと低い部分５ｂとがあり、高さの低い部分５ｂで、それぞれ別々に引き出し端子４とメタリコン電極２と接続している。
スペーサー５の高い部分５ａと低い部分５ｂの高さの差、つまり段差の差は、引き出し端子４とメタリコン電極２と接続を、ハンダ接続で行う場合、ハンダによる盛り上がり部分６が形成されるので、引き出し端子４の厚さに、そのハンダによる盛り上がり部分６の高さを加算した大きさより大きくして設ける。
【００１５】
図２は、本発明のスペーサーの概略斜視図を示している。形状は、一体成形の円盤状で、高い部分５ａと低い部分５ｂが表面と裏面にある段差を有する形状で、スペーサーとして一方側の厚さが薄くなっている。
【００１６】
図３は、本発明の別のスペーサーの概略斜視図を示している。
形状は、一体成形の円盤状で、一方向が上下面とも高さが低くなっていて、所々に貫通孔７を設けている。貫通孔７は、ケース内に充填樹脂を注入する場合に、充填樹脂が充填しやすいように設けるもので、特にコンデンサ素子が、巻き取り機械の巻き芯により金属化フィルムを巻回した場合、中央に巻き芯を抜いた後の柱状の空間８（図１参照）ができるので、コンデンサ素子１の柱状の空間８を経由して流れ込んだ充填樹脂が、スペーサー５の貫通孔７を経由して、下のコンデンサ素子１の方向に流れやすくなり好ましい。
【００１７】
図４は、本発明の別のスペーサーの概略斜視図を示している。形状は、厚さの均一な円盤に複数の凸部９を間欠に偏って設けている。複数の凸部９の部分が、高さの高い部分となっている。円盤に複数の凸部９を間欠に設けることにより、ケース内に充填樹脂を注入する場合に、充填樹脂がスペーサー部分に充填しやすくなる。また、図２または図３の高さの高い部分に溝を設けても、同様に充填樹脂がスペーサー部分に充填しやすくなる。
【００１８】
図５は、本発明の別のスペーサーの概略斜視図を示している。厚さの均一なシートの一部分に、別の厚さの均一なシートをラミネートしている。ラミネートは、中間に接着層または溶着層を設けてもよい。ラミネート工法により高さの高い部分５ａを設ける方法は、一体成形のような成形型が不要のためその点で好ましい。
【００１９】
図６は、本発明の二つのコンデンサ素子と引き出し端子の接続の概略斜視図を示している。
二つのコンデンサ素子１は、それぞれ金属化フィルムを使用し巻き回して筒形とし、両端面にメタリコン電極２を設け、巻き軸方向に縦に離れて重ねている。引き出し端子４は、折り曲げ可能な金属をＵ字形に打ち抜いていて、先端部分がメタリコン電極２とそれぞれ接続していて、中間部分のところから外部に引き出されている。
【００２０】
図７は、本発明の別のスペーサーの概略斜視図を示している。このスペーサーは、図６の引き出し端子４の構造に合わせて、高さの低い部分５ｂの面積を減らし、また上下でずらした形状となっている。この形状により、スペーサーの高さの高い部分５ａの面積が増加し、上下のコンデンサ素子が巻き軸上に安定してそろいやすくなる。
【符号の説明】
【００２１】
１…コンデンサ素子、２…メタリコン電極、３…ケース、４…引き出し端子、５…スペーサー、５ａ…高い部分、５ｂ…低い部分、６…ハンダによる盛り上がり部分、７…貫通孔、８…柱状の空間、９…凸部
【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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