(57)【要約】【課題】金属化フィルムを巻回した巻回体の中心に芯を備えた素子を有するフィルムコンデンサにおいて、芯の影響によって外部電極表面に生じる突起で、外部電極へのリード線の接続が不安定になることを解消し、外部電極とリード線の接続を確実にすること。【解決手段】芯２の長さ方向の端面を、金属化フィルムを巻回した巻回体１の幅方向の端面と同一面か、巻回体１の中に位置することにより、外部電極３，４の表面に突起が出来なくなるので、外部電極３、４に確実にリード線が接続出来、フィルムコンデンサの信頼性を向上することが出来る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体フィルムの表面に金属薄膜層を有する金属化フィルムを巻回した巻回体と、該巻回体の両端面に設けられた外部電極と、前記巻回体の中心部に設けられた芯とを備え、該芯の長さ方向の端面は、前記巻回体の幅方向の端面と同一面、または巻回体の中にあることを特徴とするフィルムコンデンサ。
【請求項２】
前記巻回体の巻回中心部の前記金属化フィルム複数層が、接着又は融着していることを特徴とする請求項１に記載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、電子機器や電気機器の電子、電気回路に搭載されるフィルムコンデンサに関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
フィルムコンデンサは下記特許文献１に記載されているように、誘電体にポリエチレンテレフタレートやポリプロピレンなどの高分子フィルムを用い、この高分子フィルムの表面にアルミニウムなどの金属薄膜の電極を形成した金属化フィルムを、積層或いは巻回してコンデンサ素子とし、このコンデンサ素子を樹脂で外装したもの、或いは樹脂製の容器に収納しコンデンサ素子と容器の隙間に樹脂を充填したものである。
【特許文献１】特許第２８７７３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、図６に示す特許第２８７７３６４号公報に記載されたような、コンデンサ素子５０が扁平円形状をしたフィルムコンデンサでは、実使用時に交番電圧が印加された場合、両極間の金属化フィルム同士の間に生じるクーロン力により、直線部分（図６の斜線部分）の金属化フィルムが振動することがあり、振動が大きいと振動音（うなり音）となる。そしてこの振動音が大きくなると電気機器や電子機器の外部に漏れ、電気機器や電子機器の品位を損なうものであった。
【０００４】
扁平円形状のコンデンサ素子５０の直線部分の金属化フィルムが振動しやすいのは、このようなコンデンサ素子５０は、金属化フィルムを円筒状に巻回した後に、高温中で側面から圧力をかけて扁平形状としたもので、扁平円形状では、直線部分の金属化フィルムの層間に隙間が形成されやすく、密着していてもクーロン力による隙間を作りやすいため金属化フィルムが振動し易くなっているためである。
【０００５】
そして金属化フィルムの振動を抑えるためには、図７に示すような構造のコンデンサが有効である。すなわち、コンデンサ素子６０を、扁平円形状ではなく、円筒形状としたものである、このようにコンデンサ素子６０を円筒形状とすることで、巻回後の高温処理において起きる金属化フィルムの収縮力で、コンデンサ素子６０全体が均等に締まり、金属化フィルム層間の隙間が抑制される。その結果、金属化フィルムの振動が抑えられ、振動音が発生し難くなるというものである。
【０００６】
ところが、このような円筒形状のコンデンサ素子６０を用いたコンデンサには、解決しなければならない課題がある。
【０００７】
円筒形状のコンデンサ素子の一般的な製造方法は、直径数ｍｍの芯に金属化フィルムを規定の回数巻き取った後に、その両端面に金属を溶射して外部電極を設けるが、このとき、巻き取りに使用した芯を巻回体の中心にそのまま残したものか、或いは一旦巻き取りに使用した芯を巻回体から抜いた後に、別の芯を巻回体の中心部に挿入したものに金属を溶射する。
【０００８】
これは、巻き取った後に芯を抜くと、巻回体の中心部に芯とほぼ同じ直径の孔が残り、巻回体の端面に外部電極を設けるために金属を溶射した場合に、両端面に溶射された金属が孔を通じて電気的に接続されてしまうことを防ぐためと、コンデンサ素子の強度を確保するためのものである。
【０００９】
このように巻回体の中心に巻き取り時の芯を残したり、後から芯を挿入したりして巻回体の中心に芯を設けるようにすると、巻回体の外部電極が形成される端面から芯の端部が突き出ることがあり、芯の端部が突き出た状態の巻回体の端面に外部電極を設けると、芯の端部が突き出た部分では、図７に示すようにその表面に形成される外部電極５３が他の部分より突き出た突起部５７となる。そして外部電極５３にリード線５５を溶接等で接続する場合に、製造工程の設備、治具のコンディションや巻回体の微妙な寸法の違いにより、リード線５５の接続位置がずれて突起部５７にリード線５５の一部が掛かり、リード線５５の一部が浮いたり或いは傾いて接続されることがある。特に形状の小さなコンデンサでこのような事が起こりやすく、その結果、電気的、機械的な接続強度が得られず、コンデンサの耐電流特性や誘電正接、更には信頼性が悪化したり、或いは二つのリード線間の寸法精度が悪くなるという問題点があった。
【００１０】
本発明は上記従来の問題点を解決するものであり、振動音の発生し難い、中心部に芯を有する円筒形状のコンデンサ素子を用いたフィルムコンデンサにおいて、コンデンサ素子の外部電極へのリード線の電気的接続、機械的接続を確実にするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
誘電体フィルムの表面に金属薄膜層を有する金属化フィルムを巻回した巻回体と、該巻回体の両端面に設けられた外部電極と、前記巻回体の中心部に設けられた芯とを備え、該芯の長さ方向の端面は、前記巻回体の幅方向の端面と同一面か、または巻回体の中にあることとしたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のフィルムコンデンサによれば、外部電極の中央部に突起が出来ないので、外部電極と接続するリード線が部分的に浮いて外部電極と接続されない箇所が出来ることがなく、外部電極とリード線との接続強度が確保出来、所望のコンデンサ特性や信頼性を確保することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態におけるフィルムコンデンサについて図面を参照しながら説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるフィルムコンデンサの外装樹脂を除いた状態の断面を示す図である。図１において、コンデンサ素子１０を構成する巻回体１の中心にはその長さが巻回体１の幅より短い芯２が、その端部が巻回体１の両端面９から突き出ないように、端面８が巻回体１の中に位置するように設けられている。また巻回体１の両端面９には外部電極３、４が設けられ、該外部電極３、４の表面にはリード線５、６が設けられている。
【００１５】
詳しく説明すると、図２に示すように巻回体１は、芯２に、誘電体フィルム１１として厚みが３．０μｍのポリプロピレンフィルムの一方の表面に、電極として厚みが０．０２μｍのアルミニウムからなる金属薄膜層１２を、誘電体フィルム１１の幅方向の一方の端部の長手方向に、金属薄膜層１２を設けない帯状のマージン部１３を設けて形成した金属化フィルム１４をマージン部１３がそれぞれ反対側に位置するように２枚重ねて所定の回数巻回したものである。このとき芯２はポリアセタール樹脂製で直径が２．０ｍｍで長さは１２．９ｍｍとし、直径１．８５ｍｍの回転軸１５で芯２を両端から挟んで回転させる事によって金属化フィルム１４を巻回し、中心部に芯２を有する巻回体１としている。また巻回体１の幅は１３．９ｍｍとしている。
【００１６】
次に、図３（ａ）に示すように、巻回体１の両端面に亜鉛合金を溶射し、厚みが０．３５ｍｍの外部電極３、４を形成する。このとき外部電極３、４の中心部には直径１．７ｍｍ深さ０．５ｍｍの凹み７が出来るが、突起は出来ていない。
【００１７】
そして外部電極３、４に、直径０．８ｍｍの錫メッキ銅被鋼線からなるリード線５、６を溶接により接続し、最後に図３（ｂ）に示すようにエポキシ系の粉体樹脂で外装４０を施す。
【００１８】
以上のように、本実施の形態によれば、巻回体１に設けた外部電極３、４の表面に突起が出来ないので、リード線５、６を溶接する工程において、接続位置のばらつきによって、リード線５、６が巻回体１の中心付近にずれた場合でも、リード線５、６が浮くことがなく、外部電極３、４に確実に接続することが出来るので、所望のコンデンサ特性や信頼性を確保することが出来る。
【００１９】
また、リード線５、６が傾いて接続されることが無いので、リード線５、６間の寸法精度を悪化させることも無い。
【００２０】
更に、外部電極３、４に突起ができた場合には、突起部分と搬送工程或いは、外部電極３、４のバリ等を取り除いてコンデンサ素子１０の形状を整える工程において、装置との接触やコンデンサ素子１０同士の接触によって外部電極の突起部分が脱落する。これは溶射された金属と樹脂との界面において、両材料間での化学的結合力が究めて低いことに起因している。よって、脱落部分から水分が浸入し易くなりコンデンサの耐湿性を損ねることになるが、本実施の形態によればこのようなことも防ぐことが出来る。
【００２１】
（実施の形態２）
図４は本実施の形態のフィルムコンデンサの外装樹脂を除いた状態の断面を示す図である。図４において、巻回体２１の中心には巻回体２１の幅と同じ長さの芯２２が、その端部が巻回体２１の両端面２９から突き出ないように、芯２２の端面２８と巻回体２１の端面２９が同一面となるように設けられている。また巻回体２１の端面２９には外部電極２３、２４が設けられ、該外部電極２３、２４の表面にはリード線２５、２６が接続されている。そして、巻回中心部２７の金属化フィルム１４の複数層が融着している。
【００２２】
詳しく説明すると、巻回体２１は、一部を除いて実施の形態１と同様に、図１に示すように誘電体フィルム１１として厚みが３μｍのポリプロピレンフィルムの一方の表面に、電極として厚みが０．０２μｍのアルミニウムからなる金属薄膜層１２を、誘電体フィルム１１の幅方向の一方の端部の長手方向に、金属薄膜層１２を設けない帯状のマージン部１３を設けて形成した金属化フィルム１４を、マージン部１３がそれぞれ反対側に位置するように２枚重ねて巻回したものである。
【００２３】
実施の形態１と異なるのは、金属化フィルム１４の巻回時において、巻き取り用の芯への巻き始めから１５周目までの巻回中心部２７は、金属化フィルム１４の表面に形成されている金属薄膜層１２に電圧印加用の電極を接触させ、該電極に電圧を印加して金属薄膜層１２を昇華させることにより除去すると共に、巻き取られた金属化フィルム１４の表面に、約２７５℃に加熱した電気ヒーターを接触させ、金属化フィルム１４同士を融着させていることと、巻回後に巻き取り用の芯を一旦抜き取り、抜き取った後の巻回体２１の中心の円筒状の孔に、芯２２を挿入したことである。
【００２４】
ここで、巻回体２１の幅は１３．９ｍｍとしている。そして巻き取りに使用した巻き取り用の芯の直径は２ｍｍで、挿入する芯２２はポリアセタール樹脂製で直径を１．９５ｍｍとし、予め巻回体２１の幅１３．９ｍｍと同じ長さとしたものである。
【００２５】
次に、図５に示すように、巻回体２１の両端面に亜鉛合金を溶射し、厚みが０．３５ｍｍの外部電極２３、２４を形成する。このとき外部電極２３、２４の中心部に突起は出来ていない。
【００２６】
次に、外部電極２３、２４に、直径０．８ｍｍの錫メッキ銅被鋼線からなるリード線２５、２６を溶接により接続し、最後にエポキシ系の粉体樹脂で外装を施す。
【００２７】
以上のように、本実施の形態によれば、巻回体２１に設けた外部電極２３、２４の表面に突起が出来ないので、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００２８】
そして、図４に示すように、巻回体２１の巻回中心部２７の前記金属化フィルム１４の複数層が融着しているので、融着していない場合と比較して巻回体２１中心部の剛性が得られると共に、フィルムの巻始め部が固定される。よって、金属化フィルム１４を巻き取った後に巻き取り用の芯を抜き取っても、巻回体２１の幅方向の形状の乱れ、すなわち金属化フィルム１４が巻回体２１の端面から螺旋状に突き出るという課題が解消され、巻回体２１の中心部の円筒形状が確実に維持できる。その結果、芯２２を巻回体２１の中心部に挿入する際にも、その挿入力により巻回体２１の形状を崩すことも無いという効果がある。
【００２９】
なお、本実施の形態では、巻回体２１の巻回中心部２７の金属化フィルム１４の複数層を熱で融着しているが、金属化フィルム１４の層間に接着剤を付与して接着してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
以上のように本発明は、フィルムコンデンサの初期特性の安定化と信頼性の向上が実現できるので、広い範囲の電子機器、電気機器に使用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施の形態によるフィルムコンデンサの構成を示す断面図
【図２】本発明の一実施の形態によるフィルムコンデンサの構成を示す斜視図
【図３】(ａ)、(ｂ)本発明の一実施の形態によるフィルムコンデンサの構成を示す斜視図
【図４】本発明の一実施の形態によるフィルムコンデンサの構成を示す断面図
【図５】本発明の一実施の形態によるフィルムコンデンサの構成を示す斜視図
【図６】従来のフィルムコンデンサの構成を示す斜視図
【図７】従来のフィルムコンデンサの構成を示す斜視図
【符号の説明】
【００３２】
１、２１  巻回体
２、２２  芯
３、４、２３、２４  外部電極
５、６、２５、２６  リード線
１０、３０  コンデンサ素子
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図３】
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【図４】
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