(57)【要約】      （修正有）【課題】フィルムによって構成されるコンデンサ素子を備えたフィルムコンデンサにおいて、コンパクトで放熱性能の優れた構成を得る。【解決手段】コンデンサ素子12が収納されるコンデンサケース20の外表面に、複数の凹部21を形成する。凹部21はディンプル状、溝状であり、コンデンサケースの外表面全体に形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルム（19）によって構成されるコンデンサ素子（12）がコンデンサケース（20）内に収納されてなるフィルムコンデンサであって、
上記コンデンサケース（20）の外表面には、複数の凹部（21）が形成され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において、
上記凹部（21）は、ディンプル状に設けられ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において、
上記凹部（22）は、溝状に形成され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から３のいずれか一つにおいて、
上記凹部（21）は、上記コンデンサケース（20）の外表面全体に形成されてい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から４のいずれか一つにおいて、
上記コンデンサケース（20）は、上記凹部（21）が形成された部分の内面がケース内方に向かって突出し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、フィルムによってコンデンサ素子が構成されるフィルムコンデンサに関し、特に放熱対策に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、フィルムによってコンデンサ素子が構成されるフィルムコンデンサが知られている。このようなフィルムコンデンサは、電子機器や電気機器等において、特に安定した電気特性を要する回路に多く用いられている。また、近年のフィルムコンデンサは、電解コンデンサと比較して低損失であり、信頼性にも優れているため、空調機やハイブリッド自動車等のインバータ回路の平滑コンデンサとしても利用されている。
【０００３】
ところで、近年、上述のようなフィルムコンデンサを搭載する機器内の高密度化が進んでおり、フィルムコンデンサとして小型で機器内への収納性の良いものが求められている。上記フィルムコンデンサの小型化を図るためには、例えば特許文献１に開示されるように、フィルムを薄くして、厚み当たりの電圧を高くして使用することが考えられるが、フィルムを薄くするために蒸着金属の厚みを薄くすると、該蒸着金属を流れる電流によって発生する発熱量が多くなるとともに、該蒸着金属からメタリコン電極への熱伝導性も悪化するため、コンデンサ素子内に熱がこもりやくなり、コンデンサ自体の温度が上昇してしまう。
【０００４】
これに対し、フィルムコンデンサの放熱性を向上させるための構造として、例えば特許文献２に開示されるように、フィルムコンデンサを収納するケース本体に、該ケース本体よりも大きな放熱板を設けて、放熱面積を増大させる構造が考えられている。
【特許文献１】特開平１０−３２６７２０号公報
【特許文献２】特開２００５−２６５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記特許文献２の構成のように、放熱面積を増大させるために大きな放熱板を設けると、放熱性能を向上させることはできるものの、放熱板を含むコンデンサ全体のサイズが大きくなり、上述のような小型化のニーズに反することになる。すなわち、フィルムコンデンサでは、小型化を図ると発熱量が大きくなり、放熱性能の向上を図ると大型化するため、放熱性能の向上と小型化との両立が困難であった。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、フィルムによってコンデンサ素子が構成されるフィルムコンデンサにおいて、コンパクトで放熱性能の優れた構成を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係るフィルムコンデンサ（11）では、フィルム（19）によって構成されるコンデンサ素子（12）が収納されるコンデンサケース（20）の外表面に、複数の凹部（21）を形成することで、コンデンサ（11）を大型化することなく、放熱性能の改善を可能にした。
【０００８】
具体的に、第１の発明は、フィルム（19）によって構成されるコンデンサ素子（12）がコンデンサケース（20）内に収納されてなるフィルムコンデンサを対象とする。そして、上記コンデンサケース（20）の外表面には、複数の凹部（21）が形成されているものとする。
【０００９】
この構成により、コンデンサケース（20）の外表面に形成された複数の凹部（21）によって、該コンデンサケース（20）の表面積が増大し、放熱面積も増えるため、コンデンサ（11）の放熱性能を改善することができる。しかも、上記凹部（21）によってコンデンサケース（20）の放熱面積を増大させることができるので、従来の構成のように、大きな放熱板等を設ける必要がなくなり、コンデンサの小型化も図れる。
【００１０】
上述の構成において、上記凹部（21,22）は、ディンプル状に設けられていてもよいし（第２の発明）、溝状に形成されていてもよい（第３の発明）。このように、ディンプル状や溝状の凹部（21,22）を形成することで、コンデンサケース（20）の表面積を効率良く増大させることができ、コンデンサ（11）の放熱性能を向上することができる。
【００１１】
また、上記凹部（21）は、上記コンデンサケース（20）の外表面全体に形成されているのが好ましい（第４の発明）。これにより、コンデンサケース全体で表面積を増大させることができ、放熱面積をより大きくすることができる。したがって、コンデンサ（11）の放熱性能をより向上させることができる。また、放熱性能が向上する分、コンデンサケース（20）の小型化も可能になる。
【００１２】
さらに、上記コンデンサケース（20）は、上記凹部（21）が形成された部分の内面がケース内方に向かって突出しているのが好ましい（第５の発明）。
【００１３】
これにより、ケース内面が内方に突出しない場合に比べて、凹部（21）の深さを大きくすることが可能になるため、コンデンサケース（20）の表面積をさらに大きくすることができ、放熱性能のさらなる向上が可能になる。しかも、上述の構成により、コンデンサケース（20）内の空間が狭くなるため、該ケース（20）内に封止樹脂（18）を充填する場合には、充填量を少なくすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るフィルムコンデンサ（11）によれば、フィルム（19）によって構成されるコンデンサ素子（12）が収納されるコンデンサケース（20）の表面に、複数の凹部（21）が形成されているため、放熱板などによってコンデンサ（11）を大型化することなく、コンデンサ（11）の放熱性能を改善することができる。
【００１５】
また、第２及び第３の発明によれば、上記凹部（21,22）はディンプル状や溝状に形成されているため、コンデンサケース（20）の表面積を効率良く増大させることができ、コンデンサ（11）の放熱性能を向上することができる。
【００１６】
また、第４の発明によれば、上記凹部（21,22）は、上記コンデンサケース（20）の外表面全体に形成されているため、コンデンサ（11）の放熱性能をより向上させることができ、該コンデンサ（11）の小型化が可能となる。
【００１７】
さらに、第５の発明によれば、上記コンデンサケース（20）の内面のうち上記凹部（21）が形成されている部分は、ケース内方に向かって突出しているため、コンデンサ（11）の放熱性能をさらに向上させることができるとともに、コンデンサケース（20）内に充填する封止樹脂（18）の量を低減することも可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００１９】
本発明の実施形態に係るフィルムコンデンサ（11）は、図１に示すように、巻芯（13）に巻回されたコンデンサ素子（12）がコンデンサケース（20）内に収納されたもので、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る。
【００２０】
詳しくは、上記フィルムコンデンサ（11）は、コンデンサ素子（12）と、該コンデンサ素子（12）が巻回される巻芯（13）と、該コンデンサ素子（12）の両端部に設けられたメタリコン電極（14,15）と、それらのメタリコン電極（14,15）にそれぞれ電気的に接続された外部端子（16,17）と、上記コンデンサ素子（12）、巻芯（13）、メタリコン電極（14,15）及び外部端子（16,17）からなるフィルム体を収納するためのコンデンサケース（20）と、該コンデンサケース内に充填される封止樹脂（18）とを備えている。
【００２１】
上記コンデンサ素子（12）は、帯状の絶縁フィルム（ＰＶＤＦ系の誘電体フィルム）の片面にアルミニウム等の金属箔を蒸着させて形成した金属化フィルム（19,19）を２枚重ね合わせてなるもので、上記巻芯（13）の外周に巻回されるように構成されている。このとき、２枚の金属化フィルム（19,19）は巻芯（13）の軸方向にずれるように互いに重ね合わされた状態で、上記巻芯（13）に巻回されている。こうすることで、巻回されたコンデンサ素子（12）における巻芯（13）の軸方向の一端部には、金属化フィルム（19,19）のうちの一方が、該軸方向の他端部には金属化フィルム（19,19）のうちの他方が、それぞれ、はみ出した状態となっている（図示省略）。
【００２２】
上記巻芯（13）は、金属製の芯部（13a）と、その外周を覆うように配設される樹脂製の円筒部（13b）とを有している。この芯部（13a）及び円筒部（13b）は、軸線方向長さが上記金属化フィルム（19）の幅とほぼ同じ寸法になるように形成されている。そして、上記円筒部（13b）は、上記芯部（13a）の外周面上に外嵌された状態で樹脂接着剤（図示省略）によって該芯部（13a）と接合されている。なお、この樹脂接着剤は、熱伝導性の良い樹脂であることが好ましい。これにより、円筒部（13b）と芯部（13a）との熱伝導性を向上させることができる。
【００２３】
この実施形態では、上記芯部（13a）と円筒部（13b）とを樹脂接着剤によって接合しているが、この限りではなく、樹脂接着剤を用いずに、芯部（13a）と円筒部（13b）とを嵌め合いにより接合する構成であってもよい。この構成であっても、上記芯部（13a）と円筒部（13b）とを確実に接触させることで、該円周部（13b）と芯部（13a）との間で熱を確実に伝導させることができる。
【００２４】
上記メタリコン電極（14,15）は、巻芯（13）に巻回されて概略円柱状に形成されたコンデンサ素子（12）の軸方向両端部にそれぞれ設けられている。このメタリコン電極（14,15）は、それぞれ、コンデンサ素子（12）の軸方向端部に金属を溶射することによって形成されていて、該コンデンサ素子（12）の軸方向端部においてはみ出している金属化フィルム（19）とそれぞれ電気的に接続されている。
【００２５】
上記外部端子（16,17）は、その基端部が巻芯（13）の芯部（13a）に対応する位置で、メタリコン電極（14,15）と電気的に接続されている。これらの外部端子（16,17）は、メタリコン電極（14,15）の径方向外方に向かって延びて、その先端部が上記封止樹脂（18）やコンデンサケース（20）から外方に突出して基板（図示省略）に接続されている。
【００２６】
上記コンデンサケース（20）は、例えばＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）樹脂やポリカーボネート樹脂、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂などの樹脂材料からなり、上部が開口した箱状の部材である。このコンデンサケース（20）は、上記コンデンサ素子（12）にメタリコン電極（14,15）及び外部端子（16,17）を取り付けたフィルム体を収納可能な大きさに形成されている。
【００２７】
また、上記コンデンサケース（20）は、その内部に上記フィルム体を収納した状態で該フィルム体を封止樹脂（18）によって封止可能な容器としても構成されている。すなわち、上記フィルム体は、その外側を封止樹脂（18）及びコンデンサケース（20）によって覆われている。
【００２８】
そして、本発明の特徴部分として、図２にも示すように、上記コンデンサケース（20）の外表面には、ディンプル状の凹部（21）が複数、形成されている。この凹部（21）は、略半球状に形成されていて、上記コンデンサケース（20）の外表面全体に形成されている。このように、上記凹部（21）を略半球状に形成することで、上記コンデンサケース（20）に放熱板等を設けることなく該ケース（20）の表面積を増大させて、コンデンサ（11）の放熱性能を向上させることができる。しかも、上述のように、上記コンデンサケース（20）の外表面全体に凹部（21）を形成することで、該コンデンサケース（20）の表面積をさらに増大させることができ、放熱性能のさらなる向上を図れる。換言すれば、コンデンサ（11）の放熱性能が向上する分、コンデンサケース（20）の小型化が可能になる。
【００２９】
具体的には、上記凹部（21）を略半球状にすることで、その半径をｒとすると、該凹部（21）の表面積は２πｒ２になり、凹部（21）を設けない場合の表面積πｒ２の２倍の表面積にすることができる。例えば、上記凹部（21）をコンデンサケース（20）の表面に隙間無く形成すれば、全体の表面積を約２倍にすることができ、コンデンサ（11）の放熱性能も約２倍に向上することができる。
【００３０】
また、上記コンデンサケース（20）の凹部（21）が形成された部分の内面は、当該部分のケース（20）の厚みが他の部分とほぼ同じ厚さになるように、凹部（21）によって凹んだ分、ケース内方に突出している。このように、上記コンデンサケース（20）の内面をケース内方へ突出させる構成にすることで、半径の大きい半球状の凹部を形成することが可能となり、該ケース（20）の表面積をより増大させることができる。しかも、内面がケース内方に突出する分、上記コンデンサケース（20）内の容積が小さくなるので、封止樹脂（18）の充填量を減らすことができる。さらに、上記コンデンサケース（20）の厚みを変えることなく、ディンプル状の凹部（21）を形成することで、該コンデンサケース（20）の強度を向上させることもできる。
【００３１】
−実施形態の効果−
以上より、本実施形態によれば、巻芯（13）に金属化フィルム（19）が巻回されてなるコンデンサ素子（12）等を収納するコンデンサケース（20）の外表面に、ディンプル状の凹部（21）を複数、設けたため、該コンデンサケース（20）の表面積を増大させることができ、これにより、放熱器を別に設けることなくコンデンサの放熱特性を向上できる。しかも、上記凹部（21）は、コンデンサケース（20）の外表面全体に設けられているため、該コンデンサケース（20）の表面積をさらに増大させることができ、コンデンサの放熱性能のさらなる向上を図れる。したがって、上述の構成により、従来の構成のように放熱板等を設けることなく、放熱性能の向上を図れるので、コンデンサ（11）の小型化と放熱性能改善との両立が可能になる。
【００３２】
さらに、上記凹部（21）は、上記コンデンサケース（20）の外表面に形成されているため、コンデンサ素子（12）で発生した熱を、該コンデンサケース（20）に直接、伝えて、その外表面から放熱することができる。したがって、別途、放熱板を設ける従来の構成に比べて、上記コンデンサ素子（12）の熱を効率良く放熱することができ、その分、コンデンサケース（20）の小型化が可能になる。
【００３３】
また、上記コンデンサケース（20）の内面のうち上記凹部（21）が形成されている部分は、該ケース（20）の内方に向かって突出するように形成されているため、より半径の大きい凹部（21）を形成することが可能となり、放熱性能をさらに向上させることができる。しかも、上述の構成により、上記該コンデンサケース（20）内に充填する封止樹脂（18）の量を減らすことができるとともに、ディンプル状の凹部（21）によって該コンデンサケース（20）の強度の向上も図れる。
【００３４】
−実施形態の変形例１−
この変形例１は、上記実施形態における凹部（21）を略半球状ではなくて、多角形（例えば、三角形や四角形など）の柱状体の形状にしたものである。
【００３５】
具体的には、凹部を立方体形状や直方体形状としてもよいし、多角形の柱状体の形状としてもよい。こうすることで、上記凹部の表面積を略半球状の場合よりも大きくすることができ、放熱特性のさらなる向上を図れる。したがって、その分、上記実施形態の場合よりもコンデンサケース（20）の小型化が可能になり、コンデンサ（11）のさらなる小型化を図れる。
【００３６】
−実施形態の変形例２−
この変形例２は、図３に示すように、上記実施形態における凹部を、ディンプル状ではなく、溝状にしたものである。
【００３７】
具体的には、コンデンサケース（20'）の外表面上に、凹部としての溝部（22）が複数、形成されている。上記溝部（22）は、上記コンデンサケース（20'）の高さ方向（図３において上下方向）に延びるように形成されている。また、上記溝部（22）は、上記コンデンサケース（20'）の外表面全体に設けられている。なお、上記図３では、上記溝部（22）がコンデンサケース（20'）の高さ方向に延びているが、この限りではなく、長手方向や短手方向など、どの方向に延びていてもよい。
【００３８】
これにより、上記コンデンサケース（20'）の外表面の表面積を増大させることができ、コンデンサ（11'）の放熱性能を向上することができる。
【００３９】
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【００４０】
上記実施形態では、フィルムコンデンサとして、ＰＶＤＦ系の誘電体フィルムを用いるようにしているが、これに限らず、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）など、フィルムコンデンサとして機能する材料であれば、どのようなフィルム材料であってもよい。
【００４１】
また、上記実施形態では、凹部（21）を略半球状や多角形の柱状体形状にしているが、この限りではなく、表面積を増大可能な構成であれば、どのような形状であってもよい。
【００４２】
また、上記実施形態では、凹部（21）をコンデンサケース（20）の外表面全体に設けているが、この限りではなく、必要な放熱性能に応じて一部に設けるようにしてもよい。
【００４３】
さらに、上記実施形態では、巻芯（13）に金属化フィルム（19）を巻回してフィルムコンデンサ（11）を構成するようにしているしているが、この限りではなく、金属化フィルムを積層してフィルムコンデンサを構成するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
以上説明したように、本発明は、フィルムによってコンデンサ素子が構成されるフィルムコンデンサに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るフィルムコンデンサの概略構成を示す断面図である。
【図２】図２は、フィルムコンデンサの外観を示す斜視図である。
【図３】図３は、変形例２に係るフィルムコンデンサの外観を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
１１      フィルムコンデンサ
１２      コンデンサ素子
１３      巻芯
１３ａ    芯部
１３ｂ    円筒部
１４      メタリコン電極
１５      メタリコン電極
１６      外部端子
１７      外部端子
１８      封止樹脂
１９      金属化フィルム（フィルム）
２０      コンデンサケース
２１      凹部
２２      溝部（凹部）
【図１】
2009188206.tif 000003
【図２】
2009188206.tif 000004
【図３】
2009188206.tif 000005