JP2007165546A

JP2007165546A - フィルムコンデンサ

Info

Publication number: JP2007165546A
Application number: JP2005359213A
Authority: JP
Inventors: Takashi Mori; 隆志森
Original assignee: Nichicon Corp
Current assignee: Nichicon Corp
Priority date: 2005-12-13
Filing date: 2005-12-13
Publication date: 2007-06-28

Abstract

【課題】フィルムコンデンサの取付け作業工数の削減、放熱効果の向上を実現する。
【解決手段】一対の金属化フィルムを巻回し、両巻回端面に金属溶射して電極引出部を形成したコンデンサ素子に、エポキシ樹脂によるディップを施してディップ型コンデンサとし、該コンデンサを複数個、直列、並列、または直並列に、電極引出部を結線または基板接続して、ケースに格納し、該ケース外側底面に取り付けた金属板と該結線部または基板の接地端子とが電気的に接続され、該ケースに樹脂が充填されて、フィルムコンデンサとし、接地用端子と耐振動性能向上のための固定部を共通化させる。
【選択図】図１

Description

本発明は複数の金属化フィルムコンデンサ素子を結線または基板接続したフィルムコンデンサに関するものであり、特に取付け作業工数の削減、放熱効果の向上を図ったフィルムコンデンサに関するものである。

従来、金属化フィルムを巻回したコンデンサ素子またはコンデンサユニットをケースに格納したフィルムコンデンサは、絶縁油を含浸した油浸コンデンサが主流を占めていたが、可燃性の絶縁油を含浸しているので、大形で燃えやすいという欠点があり、最近ではウレタン樹脂および／またはエポキシ樹脂を充填した乾式フィルムコンデンサに変わりつつある。（例えば特許文献１参照）。

特開２００４−３１９７９９（図２）

上記の乾式フィルムコンデンサでは、陽極端子および陰極端子部のみで基板と固定されているが、特に車載用フィルムコンデンサにおいては、耐振動性能を要求されることから、金具がインサートまたは圧入された固定用の突き出し部を樹脂ケースに設ける必要があり、その結果、固定箇所が多くなり、コンデンサを取付ける際に作業工数がかかる問題があった。
また、雑音防止用フィルムコンデンサにおいては、陽極端子および陰極端子の他に接地用端子が付属するため、上記よりさらに取付け時の作業工数がかかる問題があった。
さらに、コンデンサ素子をケースに格納後、ウレタンまたはエポキシ樹脂で充填するため、コンデンサ素子の放熱が不十分になる問題があった。

本発明は上記課題を解決するもので、一対の金属化フィルム、または両面金属化フィルムと非金属化フィルムとを巻回し、両巻回端面に金属溶射により電極引出部を形成したコンデンサ素子に、樹脂ディップを施してディップ形コンデンサ素子とし、該コンデンサ素子を複数個、直列、並列または直並列に、電極引出部を結線または基板接続して、ケースに格納し、該ケース外側底面に取り付けた金属板と前記結線部または基板の接地端子とが電気的に接続されており、前記ケースに樹脂が充填されていることを特徴とするフィルムコンデンサである。

また、前記ケースが、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリエチレンテレフタレートまたはポリカーボネートを主成分とする樹脂からなることを特徴とする。

また、前記ケースが、底面に中空筒状の金具を有し、該金具がケース成形時にインサート成形またはケース成形後に圧入してケースに取り付けられていることを特徴とする。

さらに、前記ケース外側底面の金属板と前記結線部または基板の接地端子とが、リベットまたはねじにより接続されることを特徴とする。

また、前記充填樹脂の主成分が、ウレタンおよび／またはエポキシであることを特徴とする。

本発明のフィルムコンデンサは、接地用端子と耐振動性能向上のための固定部を共通化することにより、取付け時の作業工数の削減と、ケース外側底面に金属板を設けることにより放熱効果の向上を図ることができる。

一対の金属化フィルムを巻回し、両巻回端面に金属溶射して電極引出部を形成したコンデンサ素子に、エポキシ樹脂によるディップを施してディップ形コンデンサ素子とし、該コンデンサ素子を複数個、直列、並列または直並列に、電極引出部を結線または基板接続して、ケースに格納し、該ケース外側底面に取り付けた金属板と該基板の接地端子とをケース内側底面からリベットにより電気的に接続した後、コンデンサ素子の高さの５０％までウレタンおよび／またはエポキシを主成分とする樹脂を充填して、フィルムコンデンサを作製する。
上記のケースとしてポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリエチレンテレフタレート、またはポリカーボネートを主成分とする樹脂を使用し、該ケース底面に金具を有し、該金具はケース成形時にインサート成形またはケース成形後に圧入してケースに取り付けられる。また、金属板と基板の接地端子は、リベットより機械的および電気的に接続する。

図１は本発明による実施例で、樹脂をディップしたコンデンサ素子を基板接続し、該基板とケース外側底面の金属板を接続した状態を表す図であり、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は側面断面図、（ｃ）は正面断面図である。
金属化フィルムとして、６μｍアルミニウム蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルムを用い、該フィルムを巻回し、両巻回端面に錫−亜鉛系合金を溶射して電極引出部を形成した０．３３μＦの扁平型コンデンサ素子に、エポキシ樹脂により下塗り後に加熱硬化、上塗り後に加熱硬化の２段階でディップを行った。なお、この時、電極引出部のリード線を固着する部分は、樹脂が付着しないように予めシールしておくか、または、ディップ後に付着した樹脂を切削除去して形成した。
その後、両端の電極引出部に、はんだめっき軟ＣＰ線または軟銅線等からなるリード線を溶接またははんだ付けにより接合してディップ型コンデンサ素子１を作製した。
上記のディップ型コンデンサ素子１を６個、３並列接続−２ユニットとなるよう回路を作製した基板３に短径方向に沿って並列固定後、底面に黄銅または鉄等からなる金具８がインサート成形されたポリブチレンテレフタレートからなるケース２に収納し、該ケース２外側底面に取り付けたアルミニウムまたは鋼板等からなる金属板６と該基板接続の接地端子とを接地部側からリベット７により電気的に接続した後、ウレタン樹脂５を充填し、加熱硬化させ、樹脂充填型のフィルムコンデンサ（定格：１μＦ＋１μＦ、６３０ＶＤＣ）を作製した。

図２は従来例で、実施例と同様にディップ形コンデンサ素子１を基板接続し、該基板３の接地端子をケース内部底面から取り出さず、陽極端子４ａ、陰極端子４ｂと同様に接地端子４ｃを設け、黄銅または鉄等からなる金具８が、インサートされた固定用の突き出し部を設けたケース２に収納した後、ウレタン樹脂５を充填したものを作製した。
図２のフィルムコンデンサにおいて、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は側面断面図、（ｃ）は正面断面図である。

上記のように作製したコンデンサについて、従来例では取付け箇所が５箇所であるのに対して、実施例では接地用取付部と固定用取付け部を共通化させたため取付箇所が４箇所になり、取付け作業時間が短縮可能となる。

次に、上記同一試料について、金属基板取り付けによる温度上昇試験を実施し効果を確認した。ここで、試料数は各２０個とした。
温度上昇試験の条件は、コンデンサをアルミニウム等の実使用条件に近い材質の取付け台に設置し、設計リプル電流４Ａｒｍｓ（１０ｋＨｚ、正弦波）に対して、６Ａｒｍｓ（１０ｋＨｚ、正弦波）を通電した。
従来例では、コンデンサ素子表面温度の温度上昇が１３．２℃と大幅な上昇を示したのに対して、実施例での温度上昇は８．５℃に留まり、温度上昇が小さい結果となった。

上記実施例では、金属化フィルムコンデンサについて、誘電体をアルミニウム蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルムとしたが、ポリプロピレンフィルム、ポリフェニレンスルフィドフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルムを用いた場合でも同様の結果が得られた。また、蒸着金属を亜鉛としても上記と同様の結果が得られた。
また、上記実施例では、充填樹脂をウレタン樹脂としたが、エポキシ樹脂としても、ウレタン樹脂とエポキシ樹脂の混合物としても同様の結果が得られた。
さらに、上記実施例では、ケースにポリブチレンテレフタレート樹脂を用いたが、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、またはポリカーボネート樹脂を用いても同様の結果が得られた。
そして、上記のディップ形コンデンサ素子の電極は基板接続としたが、コンデンサ素子のリードを互いに結線するかまたはリード線を金属端子板で結線しても、同様の結果が得られた。
上記の実施例ではケース内部の基板の接地端子とケース外側の金属板との接合にリベットを用いたが、ケース底面にインサートまたは圧入された金具にねじタップ付きの金具を用いることにより、基板と金属板とをねじで接続した場合にも、同様の結果が得られた。

本発明の実施例によるディップ型コンデンサを基板接続し、該基板とケース外側底面の金属板を接続した状態を表す図であり、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は側面断面図、（ｃ）は正面断面図である。従来例によるフィルムコンデンサの構造であり、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は側面断面図、（ｃ）は正面断面図である。

符号の説明

１コンデンサ素子
２樹脂ケース
３基板
４ａ陽極端子
４ｂ陰極端子
４ｃ接地端子
５充填樹脂
６金属板
７リベット（ねじ）
８金具

Claims

一対の金属化フィルム、または両面金属化フィルムと非金属化フィルムとを巻回し、両巻回端面に金属溶射により電極引出部を形成したコンデンサ素子に、樹脂ディップを施してディップ形コンデンサ素子とし、該コンデンサ素子を複数個、直列、並列または直並列に、電極引出部を結線または基板接続して、ケースに格納し、該ケース外側底面に取り付けた金属板と前記結線部または基板の接地端子とが電気的に接続されており、前記ケースに樹脂が充填されていることを特徴とするフィルムコンデンサ。
前記ケースが、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリエチレンテレフタレートまたはポリカーボネートを主成分とする樹脂からなることを特徴とする請求項１記載のフィルムコンデンサ。
前記ケースが、底面に中空筒状の金具を有し、該金具がケース成形時にインサート成形またはケース成形後に圧入してケースに取り付けられていることを特徴とする請求項１記載のフィルムコンデンサ。
前記ケース外側底面の金属板と前記結線部または基板の接地端子とが、リベットまたはねじにより接続されることを特徴とする請求項１記載のフィルムコンデンサ。
前記充填樹脂の主成分が、ウレタンおよび／またはエポキシであることを特徴とする請求項１記載のフィルムコンデンサ。