DE112017003813T5

DE112017003813T5 - Folienkondensator, kondensatoreinheit und verfahren zur herstellung eines folienkondensators

Info

Publication number: DE112017003813T5
Application number: DE112017003813.8T
Authority: DE
Inventors: Hidekazu Matsuoka; Wataru Hitomi; Toshihisa Miura
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-07-29
Filing date: 2017-07-07
Publication date: 2019-04-11
Also published as: JP7001889B2; WO2018020984A1; CN109478463B; CN109478463A; US10943737B2; US20190148077A1; JPWO2018020984A1

Abstract

Der Folienkondensator (10) wird durch Wickeln der ersten Metallschicht (110), der ersten Folie (120), der zweiten Metallschicht (130) und der zweiten Folie (140) gebildet, die sich in dieser Reihenfolge in einem Stapelzustand befinden. In Folienoberflächen von ersten und zweiten Folien (120, 140) sind ein Orientierungswinkel α der ersten Folie (120) und ein Orientierungswinkel β der zweiten Folie (140) vorzeichenbehaftet unterschiedlich, wenn ein Vorzeichen des Orientierungswinkels, das eine Drehung von der Referenzrichtung RD zu einer der beiden Stirnflächen darstellt, als positiv definiert ist, und das Vorzeichen des Orientierungswinkels, der eine Drehung von der Referenzrichtung RD zu einer anderen der beiden Stirnflächen darstellt, als negativ definiert ist. Hier wird der Orientierungswinkel durch einen spitzen Winkel zwischen einer Orientierungshauptachse MA zwischen der Referenzrichtung RD parallel zu ersten und zweiten Stirnflächen (101, 102) definiert, wenn Abschnitte von ersten und zweiten Schichten (120, 140), die einander durch eine zweite Metallschicht (130) zugewandt sind, in einer Richtung senkrecht zu den Folienoberflächen betrachtet werden.

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Folienkondensator und ein Verfahren zur Herstellung des Folienkondensators. Darüber hinaus bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Folienkondensatoreinheit, bei der der Folienkondensator in einem Gehäuse untergebracht ist.
HINTERGRUND
Üblicherweise ist ein bekannter metallisierter Folienkondensator (Kondensatoreinheit) so konfiguriert, dass eine Vielzahl von Kondensatorelementen (Folienkondensatoren), die mit externen Durchführungsklemmen (Sammelschienen) verbunden sind, in einem Gehäuse untergebracht sind, dessen Oberseite geöffnet ist, und ein Füllharz in das Gehäuse gefüllt wird (siehe PTL 1). Jedes Kondensatorelement ist so hergestellt, dass zwei metallisierte Schichten, die jeweils durch Abscheiden von Metall, wie beispielsweise Aluminium, auf einer Oberfläche einer Folie wie beispielsweise Polypropylen, konfiguriert sind, gestapelt und gewickelt werden, und Metall, wie beispielsweise Zink, auf beiden Stirnflächen der gewickelten metallisierten Schichten gespreizt wird, um Metallikon-Elektroden zu bilden.
In einer solchen Kondensatoreinheit wird üblicherweise eine Fixiervorrichtung („fixing jig“) in einem Prozess verwendet, bei dem die Vielzahl von Folienkondensatoren und die Sammelschienen in dem Gehäuse untergebracht sind und das Füllharz in das Gehäuse gefüllt wird. Die Befestigungsvorrichtung fixiert sowohl die Sammelschienen als auch das Gehäuse, um die Sammelschienen in Bezug auf das Gehäuse zu positionieren. Dadurch wird die Maßhaltigkeit der Sammelschienen gewährleistet. Die Verwendung der Vorrichtung auf diese Weise muss jedoch eine Vorrichtung gemäß einer Kondensatoreinheit bereitstellen. Dies erhöht die Produktionskosten und erfordert einen Prozess zur Montage und Freigabe der Sammelschienen und des Gehäuses an und von der Vorrichtung, wodurch die Montagezeiten für die Kondensatoreinheit erhöht werden.
Um die Vorrichtung auszulassen, kann ein Verfahren verwendet werden, bei dem zwischen den Sammelschienen und dem Gehäuse eine Positionierungsstruktur mit Anpassung oder anderen Techniken vorgesehen ist.
Zitierliste
Patentliteratur
PTL 1: Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2015-10377777
ZUSAMMENFASSUNG
In der oben beschriebenen Kondensatoreinheit wird die Innenseite des Gehäuses erwärmt, um das Füllharz im Gehäuse auszuhärten. Zu diesem Zeitpunkt sind die im Gehäuse untergebrachten Folienkondensatoren hohen Temperaturen ausgesetzt. Dies führt zu einer thermischen Ausdehnung der Folienkondensatoren.
Wie vorstehend beschrieben, wird das Füllharz mit der zwischen den Sammelschienen und dem Gehäuse vorgesehenen Positionierungsstruktur in eine Form ausgehärtet, die den Formen der Folienkondensatoren entspricht, die thermisch expandiert wurden, wenn die Kondensatoreinheit nicht durch eine Fixiervorrichtung fixiert wird. Dies kann zu einer Verformung der Kondensatoreinheit nach dem Aushärten des Füllharzes führen.
Die Erfinder haben die oben beschriebene Produktion der Kondensatoreinheit ohne die Vorrichtung untersucht und festgestellt, dass ein Verformungszustand der produzierten Kondensatoreinheit Variationen aufweist. Durch die Untersuchung einer Ursache der Variation durch die Erfinder wurde festgestellt, dass das thermische Verhalten (wie die thermische Ausdehnung fortschreitet), wenn ein Folienkondensator hohen Temperaturen ausgesetzt ist, Variationen verursacht, die auf einen Prozess zurückzuführen sind, in dem der Folienkondensator hergestellt wird.
Einige der hergestellten Folienkondensatoren können eine unregelmäßige Verformung aufweisen, so dass eine Stirnfläche und die andere, einander zugewandte Stirnfläche verdreht sind. Denn flache Abschnitte auf beiden Seiten, die in einer äußeren Umfangsfläche des Folienkondensators in eine abgeflachte Form gedrückt werden, dehnen sich in ihrer thermischen Ausdehnung ungleichmäßig aus. Wenn eine Kondensatoreinheit mit einem solchen Folienkondensator verwendet wird, der die unregelmäßige Verformung verursacht, verursacht die Kondensatoreinheit selbst eine unregelmäßige Verformung, während sie verdreht wird. Dadurch verschieben sich die mit externen Klemmen zu verbindenden Anschlussklemmen, die sich an den distalen Endteilen der Sammelschienen befinden, weitgehend aus den normalen Positionen. Dementsprechend kann diese Kondensatoreinheit ein defektes Produkt sein.
Zwei dielektrische Schichten, die einen Folienkondensator bilden, werden aus einer identischen geteilten Folie gebildet, die durch Unterteilen einer Rohfolie, der eine biaxial gestreckte Folie ist, in eine Vielzahl von Folien entlang einer Breitenrichtung gebildet wird. Die Richtung einer Orientierungshauptachse der geteilten Folie variiert je nach Position in der Rohfolie, aus der die geteilte Folie entnommen wird. Mit anderen Worten, in der Rohfolie ist die Richtung der Orientierungshauptachse an einer zentralen Position entlang der Breitenrichtung eine Richtung, die im Wesentlichen parallel zum rechten und linken Ende der Rohfolie verläuft. Wenn die Orientierungshauptachse näher an einem der rechten Enden und dem linken Ende liegt, neigt sich die Orientierungshauptachse mehr in Richtung des entsprechenden Endes aus der Richtung, die im Wesentlichen parallel zum rechten Ende und dem linken Ende der Rohfolie verläuft. Dementsprechend weist die in der Mitte der Rohfolie befindliche geteilte Folie im Wesentlichen 0° eines Orientierungswinkels auf, und die näher an der Stirnfläche befindliche geteilte Folie weist einen größeren absoluten Wert des Orientierungswinkels auf, wenn der Orientierungswinkel durch einen spitzen Winkel zwischen der Orientierungshauptachse und einer Referenzrichtung parallel zu beiden Enden der Rohfolie definiert ist. Hier wird bei Betrachtung aus einer Richtung senkrecht zu einer Folienoberfläche ein Vorzeichen des Orientierungswinkels, der eine Drehung aus der Referenzrichtung zu einer Seite darstellt, als positiv und ein Vorzeichen des Orientierungswinkels, der eine Drehung aus der Referenzrichtung zur anderen Seite darstellt, als negativ definiert.
Durch eine eingehendere Untersuchung der Ursache einer Verformung durch die Erfinder wurde festgestellt, dass flache Abschnitte auf einer äußeren Umfangsfläche nicht gleichmäßig aufgeweitet werden, wenn ein Folienkondensator mit zwei dielektrischen Schichten konfiguriert ist, die aus einer identischen geteilten Folie gebildet werden, der näher am Ende de Rohfolie angeordnet ist, der den größeren absoluten Wert des Orientierungswinkels hat, wenn der Folienkondensator thermisch aufgeweitet wird. Infolgedessen tritt im Folienkondensator eine unregelmäßige Verformung auf, so dass eine Stirnfläche und die andere, einander zugewandte Stirnfläche verdreht sind.
Daher bietet die vorliegende Erfindung einen Folienkondensator, der in der Lage ist, eine unregelmäßige Verformung zu unterdrücken, die bei hoher Temperatur auftritt, eine Folienkondensatoreinheit, die einen solchen Folienkondensator umfasst, und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Folienkondensators.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf einen Folienkondensator mit einer ersten Stirnfläche und einer zweiten Stirnfläche, die parallel zueinander sind und Folgendes umfassen: eine erste Elektrode, die an der ersten Stirnfläche angeordnet ist; eine zweite Elektrode, die an der zweiten Stirnfläche angeordnet ist; eine erste Metallschicht, die mit der ersten Elektrode verbunden ist; eine erste Folie, die mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode verbunden ist, wobei die erste Folie Harz umfasst; eine zweite Metallschicht, die mit der zweiten Elektrode verbunden ist; und eine zweite Folie, die mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode verbunden ist, wobei die zweite Folie Harz enthält. Der Folienkondensator wird durch Wickeln oder Laminieren der ersten Metallschicht, der ersten Folie, der zweiten Metallschicht und der zweiten Folie in einem Stapelzustand in dieser Reihenfolge konfiguriert. Beim Folienkondensator gemäß dem vorliegenden Aspekt unterscheiden sich ein Orientierungswinkel α der ersten Folie und ein Orientierungswinkel β der zweiten Folie vorzeichenbehaftet, wenn der Orientierungswinkel durch einen spitzen Winkel zwischen einer Orientierungshauptachse der ersten Folie oder der zweiten Folie und einer Referenzrichtung, die parallel zur ersten Stirnfläche und der zweiten Stirnfläche verläuft, in einer Folienebene parallel zu einer Hauptfläche der ersten Folie oder der zweiten Folie definiert ist. Hier wird ein Vorzeichen des Orientierungswinkels, der eine Drehung von der Referenzrichtung zu einer Seite darstellt, als positiv und ein Vorzeichen des Orientierungswinkels, der eine Drehung von der Referenzrichtung zur anderen Seite darstellt, als negativ definiert, wenn Abschnitte der ersten Folie und der zweiten Folie, die sich über die zweite Metallschicht gegenüberliegen, in einer Richtung senkrecht zur Folienebene betrachtet werden.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf einen Folienkondensator mit einer ersten Stirnfläche und einer zweiten Stirnfläche, die parallel zueinander sind und Folgendes umfassen: eine erste Elektrode, die an der ersten Stirnfläche angeordnet ist; eine zweite Elektrode, die an der zweiten Stirnfläche angeordnet ist; eine erste Metallschicht, die mit der ersten Elektrode verbunden ist; eine erste Folie, die mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode verbunden ist, wobei die erste Folie Harz umfasst; eine zweite Metallschicht, die mit der zweiten Elektrode verbunden ist; und eine zweite Folie, die mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode verbunden ist, wobei die zweite Folie Harz enthält. Der Folienkondensator wird durch Wickeln oder Laminieren der ersten Metallschicht, der ersten Folie, der zweiten Metallschicht und der zweiten Folie in einem Stapelzustand in dieser Reihenfolge konfiguriert. Mit dem Folienkondensator gemäß dem vorliegenden Aspekt erfüllt eine Beziehung zwischen einem Orientierungswinkel α der ersten Folie und einem Orientierungswinkel β der zweiten Folie-20° < α + β < +20°, wenn der Orientierungswinkel durch einen spitzen Winkel zwischen einer Orientierungshauptachse der ersten Folie oder der zweiten Folie und einer Referenzrichtung definiert ist, die parallel zur ersten Stirnfläche und der zweiten Stirnfläche in einer Folienebene parallel zu einer Hauptfläche der ersten Folie oder der zweiten Folie ist. Hier wird ein Vorzeichen des Orientierungswinkels, der eine Drehung von der Referenzrichtung zu einer Seite darstellt, als positiv und ein Vorzeichen des Orientierungswinkels, der eine Drehung von der Referenzrichtung zur anderen Seite darstellt, als negativ definiert, wenn Abschnitte der ersten Folie und der zweiten Folie, die sich über die zweite Metallschicht gegenüberliegen, in einer Richtung senkrecht zur Folienebene betrachtet werden.
Eine Kondensatoreinheit gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: den Folienkondensator gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt; eine erste Sammelschiene und eine zweite Sammelschiene, die jeweils mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode des Folienkondensators verbunden sind; ein Gehäuse, das den Folienkondensator, die erste Sammelschiene und die zweite Sammelschiene aufnimmt; und ein in das Gehäuse gefülltes Füllharz, wobei das Füllharz eine wärmehärtbare Eigenschaft aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Folienkondensators gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung, einschließlich: Herstellen einer ersten geteilten Folie, die durch Unterteilen einer Rohfolie entlang einer Breitenrichtung in eine Vielzahl von Folien gebildet wird, wobei die Rohfolie eine biaxial gestreckte Folie ist; Herstellen einer zweiten geteilten Folie durch Unterteilen der Rohfolie oder einer separat vorbereiteten Folie, die die biaxial gestreckte Folie ist, wobei die zweite geteilte Folie aus einem Bereich herausgenommen wird, der sich von einem Bereich für die erste geteilte Folie in der Breitenrichtung unterscheidet; Bilden einer ersten Metallschicht und einer zweiten Metallschicht durch Abscheiden von Metall auf einer Oberfläche der ersten geteilten Folie und auf einer Oberfläche der zweiten geteilten Folie; Bilden einer ersten geteilten Folie und einer zweiten geteilten Folie durch Unterteilen der ersten geteilten Folie auf der einen Oberfläche, auf der die erste Metallschicht gebildet ist, und der zweiten geteilten Folie auf der einen Oberfläche, auf der jeweils die zweite Metallschicht gebildet ist, mit einer vorbestimmten Breite; Wickeln oder Laminieren der ersten geteilten Folie und der zweiten geteilten Folie in einem gestapelten Zustand; und Bilden eines Elektrodenpaares auf beiden Endoberflächen der ersten geteilten Folie und der zweiten geteilten Folie , die gewickelt oder laminiert sind.
Verfahren zur Herstellung eines Folienkondensators gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung, einschließlich: Herstellen einer ersten geteilten Folie, die durch Unterteilen einer Rohfolie entlang einer Breitenrichtung in eine Vielzahl von Folien gebildet wird, wobei die Rohfolie eine biaxial gestreckte Folie ist; Herstellen einer zweiten geteilten Folie durch Unterteilen der Rohfolie oder einer separat vorbereiteten Rohfolie, die die biaxial gestreckte Folie ist, wobei die zweite geteilte Folie aus einem Bereich entnommen wird, der identisch ist mit einem Bereich für die erste geteilte Folie oder einer Position nahe der Position für die erste geteilte Folie entlang der Breitenrichtung; Bilden einer ersten Metallschicht durch Abscheiden von Metall auf einer Oberfläche der ersten geteilten Folie; Bilden einer zweiten Metallschicht durch Abscheiden von Metall auf einer Oberfläche, die eine Oberfläche der zweiten geteilten Folie ist, und die eine Oberfläche der Rohfolie oder der separat vorbereiteten Rohfolie ist, die die biaxial gestreckte Folie ist und einer Rückfläche der einen Oberfläche der ersten geteilten Folie entspricht; Bilden einer ersten geteilten Folie und einer zweiten geteilten Folie durch Unterteilen der ersten geteilten Folie auf der einen Oberfläche, auf der die erste Metallschicht gebildet ist, und der zweiten geteilten Folie auf der einen Oberfläche, auf der jeweils die zweite Metallschicht gebildet ist, mit einer vorbestimmten Breite; Wickeln oder Laminieren der ersten geteilten Folie und der zweiten geteilten Folie in einem gestapelten Zustand; und Bilden eines Elektrodenpaares auf beiden Endoberflächen der ersten geteilten Folie und der zweiten geteilten Folie , die gewickelt oder laminiert sind.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Folienkondensators gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: Herstellen einer geteilten Folie, die durch Unterteilen einer Rohfolie entlang einer Breitenrichtung in eine Vielzahl von Folien gebildet wird, wobei die Rohfolie eine biaxial gestreckte Folie ist; Bilden einer ersten Metallschicht mit einer vorbestimmten Breite durch Abscheiden von Metall auf einer ersten Oberfläche der geteilten Folie, wobei sich die erste Metallschicht entlang einer Längsrichtung der geteilten Folie erstreckt, und Bilden einer zweiten Metallschicht mit einer vorbestimmten Breite durch Abscheiden von Metall auf einer zweiten Oberfläche der geteilten Folie in einem Bereich, der nicht der ersten Metallschicht entspricht, wobei sich die zweite Metallschicht entlang der Längsrichtung der geteilten Folie erstreckt, wobei die zweite Oberfläche gegenüber der ersten Oberfläche liegt; Bilden einer ersten geteilten Folie , der die erste Metallschicht und eine zweite geteilte Folie, die die zweite Metallschicht umfasst, durch Unterteilen der geteilten Folie, deren erste Oberfläche mit der ersten Metallschicht gebildet ist und dessen zweite Oberfläche mit der zweiten Metallschicht gebildet ist,; Wickeln oder Laminieren der ersten geteilten Folie und der zweiten geteilten Folie in einem gestapelten Zustand; und Bilden eines Elektrodenpaares auf beiden Stirnflächen der ersten geteilten Folie und der zweiten geteilten Folie , die gewickelt oder laminiert sind.
Die vorliegende Erfindung kann einen Folienkondensator, der in der Lage ist, eine unregelmäßige Verformung zu unterdrücken, die bei hoher Temperatur auftritt, eine Folienkondensatoreinheit mit einem solchen Folienkondensator und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Folienkondensators bereitstellen.
Die Auswirkungen oder Bedeutungen der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform näher erläutert. Die nachfolgend beschriebene beispielhafte Ausführungsform ist jedoch nur ein Beispiel für die Umsetzung der vorliegenden Erfindung, und die vorliegende Erfindung beschränkt sich keineswegs auf das in der folgenden beispielhaften Ausführungsform beschriebene Beispiel.
Figurenliste

1(a) ist eine perspektivische Ansicht, die einen Folienkondensator gemäß einer beispielhaften Ausführungsform darstellt. 1(b) ist eine Längsschnittansicht, die den Folienkondensator gemäß der beispielhaften Ausführungsform, geschnitten entlang der Linie A-A' in 1(a), darstellt. 1(c) ist eine perspektivische Ansicht, die einen Kondensatorkörper gemäß der beispielhaften Ausführungsform darstellt.
2(a) ist eine Ansicht, die den Folienkondensator gemäß der beispielhaften Ausführungsform von einer Stirnfläche aus betrachtet darstellt. 2(b) ist eine Ansicht, die den Folienkondensator gemäß der beispielhaften Ausführungsform bei Betrachtung entlang der Richtung P in 2(a) darstellt. 2(c) ist eine Ansicht, die den Folienkondensator gemäß der beispielhaften Ausführungsform von der Stirnfläche aus betrachtet darstellt. 2(d) ist eine Ansicht, die den Folienkondensator gemäß der beispielhaften Ausführungsform bei Betrachtung entlang der Richtung P in 2(c) darstellt.
3 ist ein Flussdiagramm, das die Herstellungsprozesse des Folienkondensators gemäß der beispielhaften Ausführungsform veranschaulicht.
4 ist eine Ansicht zur Beschreibung eines Flusses der Herstellungsprozesse des Folienkondensators gemäß der beispielhaften Ausführungsform.
5 ist eine Ansicht zur Beschreibung des Flusses der Herstellungsprozesse des Folienkondensators gemäß der beispielhaften Ausführungsform.
6 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer geteilten Folie, die in einem Verfahren zur Herstellung einer geteilten Folie gemäß der beispielhaften Ausführungsform hergestellt wurde.
7(a) ist eine Ansicht zur Beschreibung eines Metallabscheidungsprozesses gemäß der beispielhaften Ausführungsform, und 7(b) ist eine Ansicht zur Beschreibung eines Folienwickelprozesses gemäß der beispielhaften Ausführungsform.
8 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Kondensatoreinheit gemäß der beispielhaften Ausführungsform darstellt.
9 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die die Kondensatoreinheit gemäß der beispielhaften Ausführungsform darstellt.
10(a) bis 10(d) sind Ansichten zur Beschreibung einer Wirkung der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform.
11 ist eine Ansicht zur Beschreibung eines Herstellungsprozesses eines Folienkondensators gemäß einer ersten Modifikation.
12 ist eine Ansicht zur Beschreibung eines Folienwickelprozesses gemäß der ersten Modifikation.
13 ist eine Ansicht zur Beschreibung der Herstellungsprozesse eines Folienkondensators gemäß einer zweiten Modifikation.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORM
Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform entsprechen die niedrigwinklige Streifenfolie 600L und die hochwinklige Streifenfolie 600H jeweils einer „ersten geteilten Folie“ und einer in den Ansprüchen beschriebenen „zweiten geteilten Folie“. Darüber hinaus entsprechen geteilte niedrigwinklige Streifenfolien 800L und geteilte hochwinklige Streifenfolien 800H jeweils einer „ersten geteilten Folie“ und einer „zweiten geteilten Folie“, wie in den Ansprüchen beschrieben.
Die vorstehende Beschreibung zielt jedoch nur darauf ab, Entsprechungen zwischen den in den beigefügten Ansprüchen aufgeführten Bestandteilen und den in der beispielhaften Ausführungsform dargestellten Bestandteilen zu definieren. Die vorstehend beschriebenen Entsprechungen sollten nicht so ausgelegt werden, dass sie den Umfang der vorliegenden Erfindung, die in den beigefügten Ansprüchen beschrieben ist, auf die in der beispielhaften Ausführungsform beschriebene Konfiguration beschränken.
<Struktur des Folienkondensators>
Zunächst wird der Folienkondensator 10 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform beschrieben. Der Folienkondensator 10 wird nach einem Verfahren zur Herstellung des Folienkondensators 10 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform hergestellt, die später beschrieben wird.
1(a) ist eine perspektivische Ansicht, die den Folienkondensator 10 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform darstellt. 1(b) ist eine Längsschnittansicht, die den Folienkondensator 10 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform darstellt, die in 1(a) entlang der Linie A-A' geschnitten ist. 1(c) ist eine perspektivische Ansicht, die den Kondensatorkörper 100 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform darstellt. Man beachte, dass in 1(b) die erste Metallschicht 110, die erste Folie 120, die zweite Metallschicht 130 und die zweite Folie 140, die den Kondensatorkörper 100 bilden, teilweise dargestellt sind und die Darstellung der verbleibenden Abschnitte weggelassen wird, wie bei schraffierten Linien angegeben. Der Einfachheit halber veranschaulicht 1(c) einen Zustand, in dem die erste Folie 120 und die zweite Folie 140 teilweise abgezogen werden und die Enden zweier Folien nicht aufeinander abgestimmt sind.
Der Folienkondensator 10 umfasst den Kondensatorkörper 100, die Außenfolie 200, die erste Elektrode 300 und die zweite Elektrode 400. Der Folienkondensator 10 ist zu einer abgeflachten säulenförmigen Form geformt, deren Schnitt einen langen Kreisumriss aufweist, und umfasst flache Teile 10a an der Ober- und Unterseite einer äußeren Umfangsfläche der abgeflachten säulenförmigen Form.
Der Kondensatorkörper 100 wird durch Wickeln oder Laminieren der ersten Metallschicht 110, der ersten Folie 120, der zweiten Metallschicht 130 und der zweiten Folie 140 gebildet, die sich in dieser Reihenfolge in einem gestapelten Zustand befinden. Die erste Folie 120 und die zweite Folie 140 sind dielektrische Schichten, die aus einem Harzmaterial wie Polypropylen (PP), Polyethylenterephthalat (PET) und Polyethylennaphthalat (PEN) gebildet sind. Die erste Metallschicht 110 und die zweite Metallschicht 130 werden jeweils durch Abscheiden von Metall wie Aluminium, Zink und Magnesium oder einer Legierung eines solchen Metalls auf Oberflächen der ersten Schicht 120 und der zweiten Schicht 140 gebildet und dienen als Innenelektroden.
Die Außenfolie 200 wird mehrmals (mehrere Windungen) um eine Umfangsfläche des Kondensatorkörpers 100 gewickelt. Die Umfangsfläche des Kondensatorkörpers 100 ist somit mit einer Außenfolie 200 in mehrschichtiger Form abgedeckt. Die Außenfolie 200 schützt den Kondensatorkörper 100, um z.B. Beschädigungen oder Brüche zu vermeiden. Beispiele für ein Material für die Außenfolie 200 sind PP, PET und PEN, die mit dem Material für die erste Folie 120 und die zweite Folie 140 identisch sind.
Die erste Elektrode 300 und die zweite Elektrode 400 werden jeweils durch Sprühen von Metall wie Aluminium, Zink und Magnesium auf die erste Stirnfläche 101 und die zweite Stirnfläche 102 des Kondensatorkörpers 100 gebildet. Die erste Stirnfläche 101 und die zweite Stirnfläche 102 dienen jeweils als erste Stirnfläche und zweite Stirnfläche des Folienkondensators 10. Die erste Elektrode 300 und die zweite Elektrode 400 sind jeweils mit einer Durchführungsklemme, wie beispielsweise einer Sammelschiene, verbunden, um Strom aus dem Folienkondensator 10 abzuziehen.
Die erste Metallschicht 110 ist mit der ersten Elektrode 300 verbunden und ist um einen vorgegebenen Isolationsabstand von der zweiten Elektrode 400 entfernt. Die zweite Metallschicht 130 ist mit der zweiten Elektrode 400 verbunden und ist um einen vorgegebenen Isolationsabstand von der ersten Elektrode 300 entfernt. Die erste Folie 120 und die zweite Folie 140 sind beide mit der ersten Elektrode 300 und der zweiten Elektrode 400 verbunden.
2(a) ist eine Ansicht, die den Folienkondensator 10 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform von einer Stirnfläche aus betrachtet darstellt. 2(b) ist eine Ansicht, die den Folienkondensator 10 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform bei Betrachtung entlang der Richtung P in 2(a) darstellt. 2(c) ist eine Ansicht, die den Folienkondensator 10 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform von der Stirnfläche aus betrachtet darstellt. 2(d) ist eine Ansicht, die den Folienkondensator 10 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform bei Betrachtung entlang der Richtung P in 2(c) darstellt. Man beachte, dass in den 2(a), 2(b), 2(c) und 2(d) die Darstellung der Außenfolie 200, der ersten Elektrode 300 und der zweiten Elektrode 400 aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen wird. Der Einfachheit halber sind in den 2(a) und 2(c) die erste Metallschicht 110, die erste Folie 120, die zweite Metallschicht 130 und die zweite Folie 140 teilweise dargestellt, und in den 2(a) und 2(b) sind die zweite Metallschicht 130 und die zweite Folie 140, die mit der ersten Folie 120 überlappt, teilweise ausgeschnitten.
In den Folienoberflächen der ersten Folie 120 und der zweiten Folie 140 ist ein spitzer Winkel zwischen der Orientierungshauptachse MA und der Referenzrichtung RD, der parallel zur ersten Stirnfläche 101 und zur zweiten Stirnfläche 102 verläuft, als Orientierungswinkel definiert. Darüber hinaus ist ein Vorzeichen eines Orientierungswinkels, der eine Drehung von der Referenzrichtung RD zur zweiten Stirnfläche 102 darstellt, als positiv definiert, und ein Vorzeichen eines Orientierungswinkels, der eine Drehung von der Referenzrichtung RD zur ersten Stirnfläche 101 darstellt, als negativ, wenn Abschnitte der ersten Folie 120 und der zweiten Folie 140, die über die zweite Metallschicht 130 einander zugewandt sind, entlang einer zu den Folienoberflächen senkrechten Richtung, d.h. Richtung P in den 2(a) und 2(c), betrachtet werden. Zu diesem Zeitpunkt unterscheiden sich ein Orientierungswinkel α der ersten Folie 120 und ein Orientierungswinkel β der zweiten Folie 140 im Vorzeichen voneinander. So ist beispielsweise ein Vorzeichen für den Orientierungswinkel α der ersten Folie 120 positiv und ein Vorzeichen für den Orientierungswinkel β der zweiten Folie 140 negativ. Es ist zu beachten, dass eine Beziehung zwischen dem Orientierungswinkel α der ersten Folie 120 und dem Orientierungswinkel β der zweiten Folie 140 wünschenswert -20° < α + β < +20° sowie α - β < -5° oder +5° < α < β erfüllt. Darüber hinaus ist es sehr wünschenswert, dass die Beziehung |α| = |β| oder |α| ≈ |β| erfüllt ist.
Wenn beispielsweise der Orientierungswinkel α der ersten Folie 120 auf +15° eingestellt ist, wird der Orientierungswinkel β der zweiten Folie 140 auf -35° < β < 0° und am besten auf 15° eingestellt. Wenn der Orientierungswinkel α der ersten Folie 120 auf +10° eingestellt ist, wird der Orientierungswinkel β der zweiten Folie 140 auf -30° < β < 0° und am besten auf 10° eingestellt. Wenn der Orientierungswinkel α der ersten Folie 120 auf -10° eingestellt ist, wird der Orientierungswinkel β der zweiten Folie 140 auf +30° > β > 0° eingestellt und am besten auf +10°. Wenn der Orientierungswinkel α der ersten Folie 120 auf -15° eingestellt ist, wird der Orientierungswinkel β der zweiten Folie 140 auf +35° > β > 0° und am besten auf +15° eingestellt.
Der Orientierungswinkel α der ersten Folie 120 kann erhalten werden, indem als Abtastbereich S1 eine vorbestimmte Position der ersten Folie 120 entlang einer Breitenrichtung, beispielsweise ein Bereich einer zentralen Position der ersten Folie 120, ausgeschnitten wird und ein Orientierungswinkel des Abtastbereichs S1 unter Verwendung eines bekannten Messverfahrens, wie beispielsweise einer Infrarotspektroskopie vom Typ Fourier-Transformation, gemessen wird. Ebenso kann der Orientierungswinkel β der zweiten Folie 140 erhalten werden, indem als Abtastbereich S2 ein Bereich der zweiten Folie 140, der dem Abtastbereich S1 zugewandt ist, ausgeschnitten und ein Orientierungswinkel des Abtastbereichs S2 gemessen wird.
<Verfahren zur Herstellung von Folienkondensatoren>
Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung des Folienkondensators 10 beschrieben.
3 ist ein Flussdiagramm, das die Herstellungsprozesse des Folienkondensators 10 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform veranschaulicht. 4 und 5 sind Ansichten zur Beschreibung eines Flusses der Herstellungsprozesse des Folienkondensators 10 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform. 6 ist eine Ansicht zur Beschreibung der geteilten Folie 600, die in einem Verfahren zur Herstellung einer geteilten Folie gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform hergestellt wurde. 7(a) ist eine Ansicht zur Beschreibung eines Metallabscheidungsprozess gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform. 7(b) ist eine Ansicht zur Beschreibung eines Folienwickelprozesses gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform.
Wie in 3 veranschaulicht, umfassen die Herstellungsverfahren des Folienkondensators 10 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform den Geteilte-Folie-Vorbereitungsprozess, den Metallabscheidungsprozess, einen Folienschneidprozess, den Folienwickelprozess, einen Außenfolien-Beschichtungs-Prozess, einen Pressprozess und einen Elektrodenformungsprozess.
<Geteilte-Folie-Vorbereitungsprozess>
Zuerst wird der Prozess der Vorbereitung der geteilten Folie (Geteilte-Folie-Vorbereitungsprozess) durchgeführt. Im Verfahren zur Herstellung von geteilten Folien werden zwei geteilte Folien 600 mit jeweils einer gerollten Form, aus denen die erste Folie 120 und die zweite Folie 140 ausgeschnitten werden, hergestellt.
Wie in 6 veranschaulicht, werden geteilte Folien 600 durch Unterteilung der gerollten Rohfolie 500, d.h. einer biaxial gestreckten Folie, in mehrere Stücke, z.B. sieben Stücke, entlang einer Breitenrichtung gebildet. Im Folgenden werden geteilte Folien 600 als erste Streifenfolie 601, zweite Streifenfolie 602, dritte Streifenfolie 603, vierte Streifenfolie 604, fünfte Streifenfolie 605, sechste Streifenfolie 606 und siebte Streifenfolie 607 bezeichnet, in dieser Reihenfolge vom linken Ende in 6. Darüber hinaus werden sieben geteilte Folien 600 in drei Gruppen eingeteilt. Die erste Streifenfolie 601 und die zweite Streifenfolie 602 werden als niedrigwinklige Streifenfolien 600L bezeichnet. Die dritte Streifenfolie 603, die vierte Streifenfolie 604 und die fünfte Streifenfolie 605 werden als mittelwinklige Streifenfolie 600M bezeichnet. Die sechste Streifenfolie 606 und die siebte Streifenfolie 607 werden als hochwinklige Streifenfolie 600H bezeichnet.
Die Orientierungs-Hauptachse MA eines der geteilten Folien 600 variiert je nach einer Position in der Rohfolie 500, aus der das der geteilten Folien 600 entnommen wird. Mit anderen Worten, die Rohfolie 500 weist eine Orientierungshauptachse MA auf, die im Wesentlichen parallel zur linken Stirnfläche 501 und zur rechten Stirnfläche 502 der Rohfolie 500 an einer zentralen Position entlang der Breitenrichtung verläuft und sich allmählich zur linken Stirnfläche 501 oder zur rechten Stirnfläche 502 aus der Richtung im Wesentlichen parallel zur linken Stirnfläche 501 und zur rechten Stirnfläche 502 neigt, wenn sie näher an der entsprechenden Stirnfläche liegt. Dementsprechend ist, wenn ein spitzer Winkel zwischen der Orientierungshauptachse MA und der Referenzrichtung RD parallel zu beiden Stirnflächen 501, 502 der Rohfolie 500 als Orientierungswinkel θ definiert ist, ein Vorzeichen des Orientierungswinkels θ, der die Drehung von der Referenzrichtung RD zur linken Stirnfläche 501 aus einer Richtung senkrecht zu einer Folienfläche darstellt, als positiv definiert ist, und ein Vorzeichen des Orientierungswinkels θ, der die Drehung von der Referenzrichtung RD zur rechten Stirnfläche 502 aus der gleichen Richtung darstellt, als negativ definiert ist, ein Orientierungswinkel θ4 der vierten Streifenfolie 604, der sich in der Mitte der Rohfolie 500 befindet, ist im Wesentlichen 0°. Unterdessen wird bei verbleibenden geteilten Schichten 600 ein Absolutwert des Orientierungswinkels θ größer, wenn eine der geteilten Schichten 600 näher an der Stirnfläche 501 oder an der Stirnfläche 502 der Rohfolie 500 liegt. Mit anderen Worten, die erste Streifenfolie 601, die zweite Streifenfolie 602 und die dritte Streifenfolie 603 weisen jeweils Ausrichtungswinkel θ1, θ2 und θ3 mit positiven Vorzeichen auf und erfüllen |θ1| > |θ2| > |θ3|. Weiterhin haben die fünfte Streifenfolie 605, die sechste Streifenfolie 606 und die siebte Streifenfolie 607 jeweils Ausrichtungswinkel θ5, θ6 und θ7 mit negativen Vorzeichen und erfüllen |θ5| < |θ6| < |θ7|. Diese Orientierungswinkel erfüllen weiterhin |θ1| = oder ≈|θ7|, |θ2| = oder ≈|06| und |θ3| = oder ≈|θ5|.
So sind beispielsweise die Ausrichtungswinkel θ1, θ2 und θ3 jeweils gleich +15°, +10° und +5° und die Ausrichtungswinkel θ5, θ6 und θ7 jeweils gleich -5°, -10° und -15°.
Wie in 4 veranschaulicht, bereitet der Geteilte-Folie-Vorbereitungsprozess niedrigwinklige Streifenfolie 600L und hochwinklige Streifenfolie 600H vor, d.h. geteilte Folien 600, die aus den verschiedenen Positionen der Rohfolie 500 entnommen werden. Man beachte, dass niedrigwinklige Streifenfolie 600L und hochwinklige Streifenfolie 600H aus identischer Rohfolie 500 oder aus verschiedenen Rohfolien 500 entnommen werden können.
<Metallabscheidungsprozess>
Der Metallabscheidungsprozess wird dann mit der Abscheidevorrichtung 1000 durchgeführt. Wie in 7(a) veranschaulicht, wird die Folie 600a bei Metallabscheidung von der geteilten Folie 600 (niedrigwinklige Folie 600L oder hochwinklige Folie 600H) zugeführt, die um die Abwickelwelle 1001 herum angeordnet ist, und durchläuft den Randölsprühstrahl 1002, der für die Bildung des Randbereichs E vorgesehen ist. Anschließend wird das Metall, das als Innenelektrode dient, durch eine Abscheidevorrichtung 1004 auf eine Außenfläche der Folie 600a abgeschieden, die so in die Kühltrommel 1003 eingeführt wird. Die Folie 600a wird dann von der rotierenden Wickelwelle 1005 aufgewickelt.
Bei einem solchen Metallabscheidungsprozess, wie in 4 veranschaulicht, werden die erste Metallschicht 700a und die zweite Metallschicht 700b auf den Außenflächen der niedrigwinkligen Streifenfolie 600L bzw. der hochwinkligen Streifenfolie 600H gebildet. Man beachte, dass auf den Außenflächen von niedrigwinkliger Streifenfolie 600L und hochwinkliger Streifenfolie 600H eine Vielzahl von Randbereichen E vorgesehen sind, die jeweils eine bestimmte Breite aufweisen und auf denen die erste Metallschicht 700a oder die zweite Metallschicht 700b nicht in vorgegebenen Abständen gebildet wird.
<Folienschneideprozess>
Anschließend wird der Folienschneideprozess durchgeführt. Beim Folienschneideprozess werden niedrigwinklige Streifenfolie 600L und hochwinklige Streifenfolie 600H, auf der jeweils die erste Metallschicht 700a und die zweite Metallschicht 700b gebildet werden, geschnitten, um so geteilt zu werden, dass sie eine Breite des Folienkondensators 10 aufweisen. Zu diesem Zeitpunkt werden niedrigwinklige Streifenfolie 600L und hochwinklige Streifenfolie 600H an einer zentralen Position des Randbereichs E und einer Zwischenposition von zwei benachbarten Randbereichen E geschnitten. In einem solchen Folienschneideprozess werden, wie in 4 dargestellt, eine Vielzahl von geteilten niedrigwinkligen Streifenfolien 800L und eine Vielzahl von geteilten hochwinkligen Streifenfolien 800H gebildet.
Anschließend werden, wie in 4 dargestellt, aus der Vielzahl der geteilten niederwinkligen Streifenfolien 800L und der Vielzahl der geteilten hochwinkligen Streifenfolien 800H eine geteilte niederwinklige Streifenfolie 800L und eine geteilte hochwinklige Streifenfolie 800H herausgenommen, die jeweils einen Randbereich E an einer anderen Position voneinander aufweisen. Die geteilte niedrigwinklige Streifenfolie 800L und die geteilte hochwinklige Streifenfolie 800H werden dem Folienwickelverfahren unterzogen.
< Folienwickelprozess>
Die Wickelvorrichtung 1100 wird im Folienwickelprozess eingesetzt. Wie in 7(b) veranschaulicht, wird die Folie 800a aus einer geteilten, niedrigwinkligen Streifenfolie 800L zugeführt, die um die erste Abwickelwelle 1101 gelegt ist, und die Folie 800b wird aus einer geteilten, hochwinkligen Streifenfolie 800H zugeführt, die um die zweite Abwickelwelle 1102 gelegt ist. Zwei so zugeführte Folien 800a, 800b werden gestapelt und dann von der Wickelwelle 1103 gewickelt, die sich zu einem Kondensatorkörper 100 um die Wickelwelle 1103 dreht. Zu diesem Zeitpunkt werden geteilte niedrigwinklige Streifenfolien 800L (Folie 800a) und geteilte hochwinklige Streifenfolien 800H (Folie 800b) durch die Wickelvorrichtung 1100 so gewickelt, dass die erste Metallschicht 700a und die zweite Metallschicht 700b, die jeweils auf geteilten niedrigwinkligen Streifenfolien 800L und geteilten hochwinkligen Streifenfolien 800H gebildet sind, auf einer Innenseite des Kondensatorkörpers 100 positioniert sind. Weiterhin wird in diesem Prozess die geteilte hochwinklige Streifenfolie 800H auf einer Außenseite der geteilten niedrigwinkligen Streifenfolien 800L gestapelt.
Wie in 5 dargestellt, weist der beim Folienwickelprozess gebildete Kondensatorkörper 100 eine im Wesentlichen säulenförmige Form auf und ist mit einem Wellenloch 103 versehen, aus dem die Wickelwelle 1103 herausgezogen wird.
<Außenfolien-Beschichtungs-Prozess>
Anschließend wird der Außenfolien-Beschichtungs-Prozess durchgeführt. Bei der Außenfolienabdeckung wird die Außenfolie 200 mehrfach auf eine Umfangsfläche des Kondensatorkörpers 100 gewickelt und Schichten der Außenfolie 200 thermisch verschweißt. Wie in 5 dargestellt, ist die Umfangsfläche des Kondensatorkörpers 100 mit einer Außenfolie 200 in mehrschichtiger Form abgedeckt.
<Pressprozess>
Anschließend wird der Pressprozess durchgeführt. Beim Pressprozess wird der mit der Außenfolie 200 abgedeckte Kondensatorkörper 100 mit einer Pressvorrichtung oder einer Pressvorlage („pressing jig“) vertikal gepresst (nicht dargestellt) und in eine abgeflachte Form verformt, wie in 5 dargestellt. Zu diesem Zeitpunkt geht das Wellenloch 103 des Kondensatorkörpers 100 verloren.
<Elektrodenformprozess>
Anschließend wird der Elektrodenformprozess durchgeführt. Beim Elektrodenformprozess wird Metall auf beide Stirnflächen 101, 102 des abgeflachten Kondensatorkörpers 100 von einer Spreizvorrichtung (nicht dargestellt) gespreizt, um die erste Elektrode 300 und die zweite Elektrode 400 zu bilden.
Alle Produktionsprozesse sind damit abgeschlossen und der Folienkondensator 10, wie in 1(a) und 5 dargestellt, ist abgeschlossen.
Durch solche Herstellungsverfahren wird ein Folienkondensator 10 erzeugt, bei dem sich der Orientierungswinkel α der ersten Folie 120 und der Orientierungswinkel β der zweiten Folie 140 positiv und negativ voneinander unterscheiden oder umgekehrt.
Man beachte, dass es bei der Herstellung von geteilten Folien wünschenswert ist, dass, wenn die erste Streifenfolie 601 als niederwinklige Streifenfolie 600L hergestellt wird, die siebte Streifenfolie 607 als hochwinklige Streifenfolie 600H und die zweite Streifenfolie 602 als niederwinklige Streifenfolie 600L hergestellt wird, die sechste Streifenfolie 606 als hochwinklige Streifenfolie 600H hergestellt wird.
Bei der Herstellung nach der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform werden keine mittelwinkligen Streifenfolien 600M verwendet. Bei der Verwendung von mittelwinkligen Streifenfolien 600M wird ein konventionelles Herstellungsverfahren verwendet, und die erste Folie 120 und die zweite Folie 140 werden aus der gleichen geteilten Folie 600 gebildet. Es ist zu beachten, dass unter den mittelwinkligen Streifenfolien 600M die dritte Streifenfolie 603 und die fünfte Streifenfolie 605 für das Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform verwendet werden können.
Der Folienkondensator 10 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform wird für die Kondensatoreinheit 1 verwendet, die beispielsweise an verschiedenen Fahrzeugen oder verschiedenen Geräten montiert ist.
8 ist eine perspektivische Ansicht, die die Kondensatoreinheit 1 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform darstellt. 9 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die die Kondensatoreinheit 1 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform darstellt. In 8 ist ein Teil des Füllharzes 50 schraffiert, der restliche Teil ist aus Gründen der Übersichtlichkeit transparent. Darüber hinaus werden aus Gründen der Bequemlichkeit Richtungen wie vorne und hinten, rechts und links, oben und unten in die 8 und 9 aufgenommen. Diese Richtungen sind keine absoluten Richtungen, sondern relative Richtungen in Bezug auf eine Ausrichtung der Kondensatoreinheit 1.
Die Kondensatoreinheit 1 umfasst eine Vielzahl von Folienkondensatoren 10, eine erste Sammelschiene 20 und eine zweite Sammelschiene 30, die mit diesen Folienkondensatoren 10 verbunden sind, ein Gehäuse 40, das die Folienkondensatoren 10, erste Sammelschiene 20 und zweite Sammelschiene 30 aufnimmt, und ein Füllharz 50, das im Inneren des Gehäuses 40 gefüllt ist.
Die Vielzahl der Folienkondensatoren 10 (z.B. sechs Stück) sind so ausgerichtet, dass die ersten Elektroden 300 und die zweiten Elektroden 400 jeweils nach oben und unten entlang einer rechts-links Richtung zeigen.
Die erste Sammelschiene 20 wird aus einem leitenden Material, z.B. einer Kupferplatte, gebildet. So wird beispielsweise die erste Sammelschiene 20 durch entsprechendes Abschneiden und Biegen einer einzelnen Kupferplatte gebildet und umfasst das erste Elektrodenanschlussteil 21 und drei erste Anschlussklemmenteile 22. Das erste Elektrodenanschlussteil 21 ist mit der ersten Elektrode 300 jedes Folienkondensators 10 durch ein Verbindungsverfahren wie Schweißen oder Löten elektrisch verbunden. Die ersten Anschlussklemmenteile 22 sind vor dem Gehäuse 40 gezeichnet und werden mit externen Klemmen (nicht dargestellt) durch eine Anschlusstechnik wie z.B. Verschrauben elektrisch verbunden. In der ersten Sammelschiene 20 werden an den rechten und linken Enden der ersten Sammelschiene 20 jeweils erste Positionierungsvorsprünge 23 gebildet, die nach rechts und links vorstehen.
Die zweite Sammelschiene 30 ist aus einem leitfähigen Material, beispielsweise einer Kupferplatte, gebildet. So wird beispielsweise die zweite Sammelschiene 30 durch entsprechendes Abschneiden und Biegen einer einzelnen Kupferplatte gebildet und umfasst den zweiten Elektrodenanschlussteil 31 und drei zweite Anschlussklemmenteile 32. Das zweite Elektrodenanschlussteil 31 ist mit der zweiten Elektrode 400 jedes Folienkondensators 10 durch ein Verbindungsverfahren wie Schweißen oder Löten elektrisch verbunden. Die zweiten Anschlussklemmenteile 32 sind vor dem Gehäuse 40 gezeichnet und werden mit externen Klemmen (nicht dargestellt) durch eine Anschlusstechnik wie z.B. Verschrauben elektrisch verbunden. In der zweiten Sammelschiene 30 werden jeweils an den rechten und linken Teilen eines vorderen Endteils der zweiten Sammelschiene 30 zweite nach vorne ragende Positionierungsvorsprünge 33 gebildet.
Das Gehäuse 40 ist in einer rechteckigen, quaderförmigen Kastenform ausgebildet, die in der rechten und linken Richtung lang ist und deren Oberseite durch ein Harzmaterial, wie beispielsweise ein Polyphenylensulfid (PPS)-Harz, geöffnet wird. In Gehäuse 40 werden an den jeweiligen Positionen erste Passaussparungen 41 gebildet, die zwei ersten Positionierungsvorsprüngen 23 an rechten und linken Endteilen entsprechen. Zweite Passaussparungen 42 sind an den jeweiligen Positionen entsprechend zwei zweiten Positionierungsvorsprüngen 33 am vorderen Endteil ausgebildet.
Durch das Einsetzen der ersten Positionierungsvorsprünge 23 in die erste Passaussparung 41 und das Einsetzen der zweiten Positionierungsvorsprünge 33 in die zweiten Passaussparungen 42 werden die erste Sammelschiene 20 und die zweite Sammelschiene 30 in Längs- und Querrichtung gegenüber dem Gehäuse 40 positioniert.
Füllharz 50 ist ein wärmehärtendes Harz, wie beispielsweise ein Epoxidharz oder ein Urethanharz, und wird beim Erwärmen ausgehärtet, nachdem es in das Gehäuse 40 eingespritzt wurde. Füllharz 50 bedeckt Primärteile eines Montagekörpers einschließlich Folienkondensator 10, erste Sammelschiene 20 und zweite Sammelschiene 30 und schützt diese Teile vor Feuchtigkeit oder Stößen.
<Effekte der beispielhaften Ausführungsform>
Die vorliegende beispielhafte Ausführungsform hat die folgenden Effekte.
10(a) bis 10(d) sind Ansichten zur Beschreibung der Auswirkungen der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform und zur schematischen Darstellung des thermischen Verhaltens des Folienkondensators 10, die von den vorliegenden Erfindern durch einen Test bestätigt werden, bei dem der Folienkondensator 10 auf Hochtemperatur erwärmt wird. 10(a) veranschaulicht das thermische Verhalten eines Vergleichsbeispiels eines Folienkondensators 10, der mit einer ersten Folie 120 und einer zweiten Folie 140 konfiguriert ist, die beide mit einer ersten Streifenfolie 601 ausgebildet sind. 10(b) veranschaulicht das thermische Verhalten eines Vergleichsbeispiels eines Folienkondensators 10, der mit einer ersten Folie 120 und einer zweiten Folie 140 konfiguriert ist, die beide mit einer vierten Streifenfolie 604 ausgebildet sind. 10(c) veranschaulicht das thermische Verhalten eines Vergleichsbeispiels eines Folienkondensators 10, der mit einer ersten Folie 120 und einer zweiten Folie 140 konfiguriert ist, die beide mit einer siebten Streifenfolie 607 ausgebildet sind. 10(d) veranschaulicht das Wärmeverhalten des Folienkondensators 10, der mit der ersten Folie 120, die mit der ersten Streifenfolie 601 gebildet ist, und die zweiten Folie 140, die mit der siebten Streifenfolie 607 gebildet ist, d.h. dem Folienkondensator 10 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform konfiguriert ist.
10(a) bis 10(d) sind Ansichten, wenn beide Stirnflächen des Folienkondensators 10 vertikal ausgerichtet sind und vom flachen Teil 10a des Folienkondensators 10 aus gesehen werden, und ein Bereich, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient hoch ist (im Folgenden als „Hochausdehnungsbereich HR“ bezeichnet), wird grau dargestellt.
Für den Folienkondensator 10 in 10(b), der mit der vierten Streifenfolie 604 gebildet ist, deren Ausrichtungswinkel θ im Wesentlichen 0° beträgt, ist der Hochausdehnungsbereich HR im Wesentlichen parallel zur Achsrichtung L. Daher dehnt sich der flache Teil 10a bei hoher Temperatur im Wesentlichen gleichmäßig aus, und der Folienkondensator 10 erfährt kaum eine unregelmäßige Verformung.
Im Gegensatz dazu ist für den Folienkondensator 10 in 10(a) und den Folienkondensator 10 in 10(c) jeweils mit der ersten Streifenfolie 601 und der siebten Streifenfolie 607 gebildet, deren Absolutwerte der Orientierungswinkel θ aufgrund eines Neigungseinflusses der Orientierungshauptachsen MA in Bezug auf die Referenzrichtung RD groß sind, der Hochausdehnungsbereich HR nicht parallel zur Achsenrichtung L, sondern geneigt zur Achsenrichtung L. Wie mit gestrichelten Linien in den 10(a) und 10(c) veranschaulicht, ist der Hochausdehnungsbereich HR auch im flachen Teil 10a auf einer gegenüberliegenden Seite ähnlich geneigt in Bezug auf die Achsrichtung L. Diese Konfiguration behindert die gleichmäßige Ausdehnung des flachen Teils 10a bei hoher Temperatur, und der Folienkondensator 10 erfährt eine unregelmäßige Verformung, so dass eine Stirnfläche und die andere Stirnfläche, die einander zugewandt sind, verdreht sind. Es ist zu beachten, dass die Hochausdehnungsbereiche HR des Folienkondensators 10 in 10(a) und des Folienkondensators 10 in 10(c) im Wesentlichen symmetrisch zur Achsrichtung L geneigt sind.
Ähnlich wie der Folienkondensator 10 in 10(b), ist für den Folienkondensator 10 in 10(d), der nach der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform Folienkondensator 10 ist, der Hochausdehnungsbereich HR im Wesentlichen parallel zur Achsrichtung L. Es wird geschätzt, dass, da die Orientierungswinkel die positiven und die negativen Vorzeichen voneinander verschieden sind (Richtungen der Orientierungshauptachsen MA sind gegenläufig), eine Expansionscharakteristik der ersten Folie 120, in der sich der Hochausdehnungsbereich HR in eine Richtung in Bezug auf die Achsrichtung L neigt, und eine Expansionscharakteristik der zweiten Folie 140, in der sich der Hochausdehnungsbereich HR in die andere Richtung in Bezug auf die Achsrichtung L neigt, gegenseitig aufgehoben werden. So dehnt sich im Folienkondensator 10 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform bei hoher Temperatur das flache Teil 10a im Wesentlichen gleichmäßig aus, und der Folienkondensator 10 erfährt kaum eine unregelmäßige Verformung.
Man beachte, dass 10(d) den Folienkondensator 10 veranschaulicht, der aus der ersten Streifenfolie 601 und der siebten Streifenfolie 607 gebildet wird, deren Absolutwerte der Orientierungswinkel im Wesentlichen gleich sind. Es kann jedoch berücksichtigt werden, dass der Auslöschungseffekt auch bei Folienkondensator 10 aus erster Streifenfolie 601 und sechster Streifenfolie 606 oder zweiter Streifenfolie 602 und siebter Streifenfolie 607, deren Absolutwerte der Orientierungswinkel leicht voneinander abweichen, gleichermaßen ausgeübt wird. Daher ist eine Verringerung der Neigung des Hochausdehnungsbereichs HR in Bezug auf die Achsrichtung L sowie eine Unterdrückung der unregelmäßigen Verformung des Folienkondensators 10 zu erwarten.
Wie vorstehend beschrieben, werden gemäß dem Folienkondensator 10 der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform und dem Verfahren zur Herstellung des Folienkondensators 10 die Vorzeichen des Orientierungswinkels α der ersten Folie 120 und des Orientierungswinkels β der zweiten Folie 140 positiv und negativ oder umgekehrt voneinander unterschieden, so dass die unregelmäßige Verformung des Folienkondensators 10 bei hoher Temperatur verhindert werden kann.
Darüber hinaus kann gemäß Kondensatoreinheit 1 der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform, selbst wenn die Innenseite des Gehäuses 40 erwärmt wird, um Füllharz 50 im Gehäuse 40 und Folienkondensator 10 im Gehäuse 40 zu härten, die unregelmäßige Verformung des Folienkondensators 10 unterdrückt werden. Wie vorstehend beschrieben, kann mit der zwischen der ersten Sammelschiene 20 und dem Gehäuse 40 sowie zwischen der zweiten Sammelschiene 30 und dem Gehäuse 40 vorgesehenen Positionierungsstruktur, auch wenn die Kondensatoreinheit 1 so konfiguriert ist, dass sie beim Einspritzen des Füllharzes 50 nicht durch eine Fixiervorrichtung fixiert wird, die unregelmäßige Verformung der Kondensatoreinheit 1 nach dem Aushärten des Füllharzes 50 verhindert werden.
Obwohl die beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorstehend beschrieben wurde, beschränkt sich die vorliegende Erfindung nicht nur auf die vorstehend beschriebene beispielhafte Ausführungsform, sondern es können neben der vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsform auch verschiedene Modifikationen an Anwendungsbeispielen gemäß der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden.
<Erste Modifikation des Verfahrens zur Herstellung von Folienkondensatoren>
11 ist eine Ansicht zur Beschreibung der Herstellungsprozesse des Folienkondensators 10 gemäß einer ersten Modifikation. 12 ist eine Ansicht zur Beschreibung eines Folienwickelprozesses gemäß der ersten Modifikation.
Bei dem Verfahren zur Herstellung des Folienkondensators 10 gemäß der vorliegenden Modifikation werden Prozesse von der Folien-Teil-Vorbereitung bis zum Folienwickelprozess gegenüber der vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsform modifiziert.
Wie in 11 veranschaulicht, werden bei der Herstellung von Streifenfolien zwei niederwinklige Streifenfolien 600L oder zwei hochwinklige Streifenfolien 600H hergestellt. Man beachte, dass niedrigwinklige Streifenfolien 600L und hochwinklige Streifenfolien 600H aus identischer Rohfolie 500 oder aus verschiedenen Rohfolien 500 entnommen werden können. Wenn geteilte Folien 600 mit identischem Streifen aus identischer Rohfolie 500 entnommen werden, wird die geteilte Folie 600, die aus einer identischen Position in Rohfolie 500 entnommen wird, in zwei Schichten aufgeteilt und diese beiden Schichten werden zurückgespult.
Im Metallabscheidungsprozess wird, ähnlich wie bei der vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsform, die erste Metallschicht 700a auf einer Außenfläche der so hergestellten ersten niederwinkligen Streifenfolie 600L (hochwinklige Streifenfolie 600H) gebildet. Andererseits wird die zweite Metallschicht 700b auf einer Innenfläche gebildet, die einer Rückfläche der Oberfläche entspricht, die mit der ersten Metallschicht 700 aus einer ersten niederwinkligen Streifenfolie 600L (hochwinklige Streifenfolie 600H) und einer zweiten niederwinkligen Streifenfolie 600L (hochwinklige Streifenfolie 600H) gebildet wird. Man beachte, dass in der Abscheidevorrichtung 1000 der zweite niedrigwinklige Streifen 600L um die Abwickelwelle 1001 so angeordnet ist, dass eine Innenfläche der zugeführten Folie 600a in der Kühltrommel 1003 nach außen gerichtet ist.
Beim Folienschneideprozess wird die niedrigwinklige Streifenfolie 600L (hochwinklige Streifenfolie 600H), deren Außenfläche mit der ersten Metallschicht 700a gebildet wird, durch eine Breite des Folienkondensators 10 zu einer Vielzahl von ersten geteilten Folien 800A geteilt. Darüber hinaus wird die niedrigwinklige Streifenfolie 600L (hochwinklige Streifenfolie 600H), deren Innenfläche mit der zweiten Metallschicht 700b gebildet ist, durch die Breite des Folienkondensators 10 geteilt, um eine Vielzahl von zweiten geteilten Folien 800B zu bilden.
Beim Kondensatorwicklungsprozess, wie in 12 dargestellt, wird die zweite geteilte Folie 800B um die zweite Abwickelwelle 1102 entgegengesetzt zur ersten geteilten Folie 800A um die erste Abwickelwelle 1101 in der Wickelvorrichtung 1100 angeordnet. Die erste geteilte Folie 800A (Folie 800a) und die zweite geteilte Folie 800B (Folie 800b) werden so zugeführt, dass die mit der ersten Metallschicht 700a gebildete Außenfläche und die mit der zweiten Metallschicht 700b gebildete Innenfläche in die gleiche Richtung gerichtet sind. Die erste geteilte Folie 800A und die zweite geteilte Folie 800B werden durch den Wickelschaft 1103 so gewickelt, dass die erste Metallschicht 700a und die zweite Metallschicht 700b, die jeweils auf der ersten geteilten Folie 800A und der zweiten geteilten Folie 800B ausgebildet sind, auf einer Innenseite des Kondensatorkörpers 100 angeordnet sind. Weiterhin wird in diesem Prozess die zweite geteilte Folie 800B auf einer Außenseite der ersten geteilten Folie 800A gestapelt und bildet so den Kondensatorkörper 100.
In der vorliegenden Modifikation sind der Prozess der äußeren Folienabdeckung und die Prozesse im Anschluss an den Prozess der äußeren Folienabdeckung die gleichen wie in der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform.
Die erste Folie 120 und die zweite Folie 140 werden jeweils aus zwei niederwinkligen Streifenfolien 600L (hochwinklige Streifenfolien 600H) gebildet, die identische niederwinklige Streifenfolien 600L (hochwinklige Streifenfolie 600H) sind, wobei die erste Metallschicht 700a und die zweite Metallschicht 700b jeweils auf gegenüberliegenden Oberflächen ausgebildet sind. Daher haben die erste Folie 120 und die zweite Folie 140 jeweils den Orientierungswinkel α und den Orientierungswinkel β mit unterschiedlichen Vorzeichen voneinander, so dass sie positiv und negativ sind, oder umgekehrt. Dementsprechend wird auch bei dem Verfahren zur Herstellung des Folienkondensators 10 der vorliegenden Modifikation ein Folienkondensator 10 erzeugt, bei dem sich die Vorzeichen des Orientierungswinkels α der ersten Folie 120 und des Orientierungswinkels β der zweiten Folie 140 positiv und negativ voneinander unterscheiden oder umgekehrt.
<Zweite Modifikation des Verfahrens zur Herstellung eines Folienkondensators>
13 ist eine Ansicht zur Beschreibung der Herstellungsprozesse des Folienkondensators 10 gemäß einer zweiten Modifikation.
Bei dem Verfahren zur Herstellung des Folienkondensators 10 gemäß der vorliegenden Modifikation werden Prozesse von der Folien-Teilen-Vorbereitung bis zum Folienwickelprozess gegenüber der vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsform modifiziert.
Wie in 13 veranschaulicht, wird bei der Herstellung von geteilten Folien eine niederwinklige Streifenfolie 600L oder eine hochwinklige Streifenfolie 600H hergestellt.
Beim Metallabscheidungsprozess wird Metall auf einer Außenfläche aus einer niedrigwinkligen Streifenfolie 600L (hochwinklige Streifenfolie 600H) abgeschieden, so dass erste Metallschichten 700a gebildet werden, die sich in Längsrichtung der niedrigwinkligen Streifenfolie 600L (hochwinklige Streifenfolie 600H) mit einer Breite im Wesentlichen gleich der Breite des Folienkondensators 10 erstrecken. Weiteres Metall wird auf einer Innenfläche der niedrigwinkligen Streifenfolie 600L (hochwinklige Streifenfolie 600H) an Positionen abgeschieden, die nicht den ersten Metallschichten 700a entsprechen. Daher werden zweite Metallschichten 700b gebildet, die sich entlang der Längsrichtung der niedrigwinkligen Streifenfolie 600L (hochwinklige Streifenfolie 600H) mit einer Breite, die im Wesentlichen gleich der Breite des Folienkondensators 10 ist. Es ist zu beachten, dass im Metallabscheidungsprozess der vorliegenden Modifikation anstelle der Abscheidevorrichtung 1000 der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform beispielsweise eine bekannte Abscheidevorrichtung verwendet wird, die sowohl auf der Innenfläche als auch auf der Außenfläche der niedrigwinkligen Streifenfolie 600L (hochwinklige Streifenfolie 600H) metallabscheiden kann, wie eine Abscheidevorrichtung, die in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2016-015229 beschrieben ist. In einer solchen Abscheidevorrichtung sind Einheiten, die jeweils mit Randölsprühstrahl 1002, Kühltrommel 1003 und Abscheideeinheit 1004 konfiguriert sind, wie in 7(a) dargestellt, in einem vorderen und einem hinteren Stadium vorgesehen. Die Einheit im vorderen Stadium lagert Metall auf einer Oberfläche der niedrigwinkligen Streifenfolie 600L (hochwinklige Streifenfolie 600H) ab, und die Einheit im hinteren Stadium lagert Metall auf der anderen Oberfläche der niedrigwinkligen Streifenfolie 600L (hochwinklige Streifenfolie 600H).
Beim Folienschneideprozess wird die niedrigwinklige Streifenfolie 600L (hochwinklige Streifenfolie 600H), deren Außen- und Innenflächen mit ersten Metallschichten 700a und zweiten Metallschichten 700b alternierend ausgebildet sind, in die Breite des Folienkondensators 10 geteilt. Und es werden eine Vielzahl von Paaren von ersten geteilten Folien 800A gebildet, deren Außenflächen mit ersten Metallschichten 700a und zweiten geteilten Folien 800B gebildet sind, deren Innenflächen mit zweiten Metallschichten 700b gebildet sind.
Beim Kondensatorwicklungsprozess wird, ähnlich wie bei der ersten Modifikation, die zweite geteilte Folie 800B um die zweite Abwickelwelle 1102 entgegengesetzt zur ersten geteilten Folie 800A um die erste Abwickelwelle 1101 in der Wickelvorrichtung 1100 angeordnet (siehe 12). Die erste geteilte Folie 800A (Folie 800a) und die zweite geteilte Folie 800B (Folie 800b) werden so zugeführt, dass die mit der ersten Metallschicht 700a gebildete Außenfläche und die mit der zweiten Metallschicht 700b gebildete Innenfläche in die gleiche Richtung gerichtet sind. Die erste geteilte Folie 800A und die zweite geteilte Folie 800B werden durch den Wickelschaft 1103 so gewickelt, dass die erste Metallschicht 700a und die zweite Metallschicht 700b, die jeweils auf der ersten geteilten Folie 800A und der zweiten geteilten Folie 800B ausgebildet sind, auf einer Innenseite des Kondensatorkörpers 100 angeordnet sind. Weiterhin wird in diesem Prozess die zweite geteilte Folie 800B auf einer Außenseite der ersten geteilten Folie 800A gestapelt und bildet so den Kondensatorkörper 100.
In der vorliegenden Modifikation sind der Prozess der äußeren Folienabdeckung und die Prozesse im Anschluss an den Prozess der äußeren Folienabdeckung die gleichen wie in der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform.
Die erste Folie 120 und die zweite Folie 140 werden aus einer niederwinkligen Streifenfolie 600L (hochwinklige Streifenfolie 600H) gebildet, deren Gegenflächen jeweils mit einer ersten Metallschicht 700a und einer zweiten Metallschicht 700b ausgebildet sind. Daher haben die erste Folie 120 und die zweite Folie 140 jeweils den Orientierungswinkel α und den Orientierungswinkel β mit unterschiedlichen Vorzeichen voneinander, so dass sie positiv und negativ sind, oder umgekehrt. Dementsprechend wird auch bei dem Verfahren zur Herstellung des Folienkondensators 10 der vorliegenden Modifikation ein Folienkondensator 10 erzeugt, bei dem sich die Vorzeichen des Orientierungswinkels α der ersten Folie 120 und des Orientierungswinkels β der zweiten Folie 140 positiv und negativ voneinander unterscheiden oder umgekehrt.
<Sonstige Änderungen>
In der vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsform sind der Orientierungswinkel α der ersten Folie 120 und der Orientierungswinkel β der zweiten Folie 140 unterschiedlich gesetzt. Wenn jedoch eine Beziehung zwischen dem Orientierungswinkel α und dem Orientierungswinkel β die Ungleichung -20° < α + β < +20° erfüllt, können der Orientierungswinkel α und der Orientierungswinkel β ein identisches Vorzeichen haben. Ein Fall, in dem ein Absolutwert der Summe aus dem Orientierungswinkel α und dem Orientierungswinkel β (|α + β|) unterdrückt wird, ist ähnlich der Form des Folienkondensators 10 in 10(b), in dem ein Absolutwert der Summe aus dem Orientierungswinkel α und dem Orientierungswinkel β im Wesentlichen 0° beträgt, und nicht die Form des Folienkondensators 10 in 10(a) und 10(c), in dem ein Absolutwert der Summe aus dem Orientierungswinkel α und dem Orientierungswinkel β groß ist. Daher ist der Effekt zur Unterdrückung der unregelmäßigen Verformung des Folienkondensators 10 bei hoher Temperatur zu erwarten. Es ist in diesem Fall wünschenswert, dass das Verhältnis zwischen dem Orientierungswinkel α und dem Orientierungswinkel β weiterhin α - β < -5° oder +5° < α < β erfüllt. Bei der Herstellung eines solchen Folienkondensators 10 wird der Vorbereitungsprozess der geteilten Folie im Herstellungsverfahren nach der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform modifiziert und zwei geteilte Schichten 600, die sich im Streifen voneinander unterscheiden, werden einfach vorbereitet.
In der vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsform umfasst der Folienkondensator 10 den Kondensatorkörper 100, der durch Stapeln und Wickeln der ersten Folie 120, der mit der ersten Metallschicht 110 gebildet ist, und der zweiten Folie 140, der mit der zweiten Metallschicht 130 gebildet ist, konfiguriert ist. Der Folienkondensator 10 kann jedoch den Kondensatorkörper 100 umfassen, der durch Stapeln und Laminieren der ersten Folie 120, die mit der ersten Metallschicht 110 gebildet ist, und der zweiten Folie 140, die mit der zweiten Metallschicht 130 gebildet ist, konfiguriert ist. In diesem Fall wird beim Herstellungsverfahren der vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsform der Filterwickelprozess auf einen bekannten Formprozess des Kondensatorkörpers 100 zur Herstellung des Kondensatorkörpers 100 vom Laminierungstyp modifiziert.
In der vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsform ist in der Kondensatoreinheit 1 die Vielzahl der Folienkondensatoren 10 im Gehäuse 40 in einem Zustand untergebracht, in dem beide Stirnflächen jedes Folienkondensators 10 vertikal (entlang einer Richtung, zu der das Gehäuse 40 öffnet) ausgerichtet sind. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Der Folienkondensator 10 kann im Gehäuse 40 in einem Zustand aufgenommen werden, in dem beide Stirnflächen des Folienkondensators 10 entlang einer Rechts-Links-Richtung (entlang einer Richtung senkrecht zur Richtung, zu der das Gehäuse 40 öffnet) gerichtet sind.
Darüber hinaus kann die beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Rahmen der in den Ansprüchen offenbarten technischen Idee gegebenenfalls auf verschiedene Weise modifiziert werden.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung ist nützlich für einen Folienkondensator, der für verschiedene elektronische Vorrichtungen, elektrische Vorrichtungen, industrielle Vorrichtungen, elektrische Fahrzeugausrüstungen und andere Vorrichtungen verwendet wird, eine Kondensatoreinheit, die mit einem solchen Folienkondensator versehen ist, und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Folienkondensators.
Bezugszeichenliste

1: Kondensatoreinheit
10: Folienkondensator
20: erste Sammelschiene
30: zweite Sammelschiene
40: Gehäuse
50: Füllharz
100: Kondensatorgehäuse
110: erste Metallschicht
120: erste Folie
130: zweite Metallschicht
140: zweite Folie
101: erste Stirnfläche
102: zweite Stirnfläche
300: erste Elektrode
400: zweite Elektrode
500: Rohfolie
600: geteilte Folie
600L: niedrigwinklige Streifenfolie (erste geteilte Folie)
600H: hochwinklige Streifenfolie (zweite geteilte Folie)
700a: erste Metallschicht
700b: zweite Metallschicht
800L: geteilte, niedrigwinklige Streifenfolie (erste geteilte Folie)
800H: geteilte hochwinklige Streifenfolie (zweite geteilte Folie)

Claims

Folienkondensator mit einer ersten Stirnfläche und einer zweiten Stirnfläche, die parallel zueinander sind, wobei der Folienkondensator umfasst: eine erste Elektrode, die an der ersten Stirnfläche angeordnet ist; eine zweite Elektrode, die an der zweiten Stirnfläche angeordnet ist; eine erste Metallschicht, die mit der ersten Elektrode verbunden ist; eine erste Folie, die mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode verbunden ist, wobei die erste Folie Harz umfasst; eine zweite Metallschicht, die mit der zweiten Elektrode verbunden ist; und eine zweite Folie, die mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode verbunden ist, wobei die zweite Folie Harz umfasst, wobei die erste Metallschicht, die erste Folie, die zweite Metallschicht und die zweite Folie in dieser Reihenfolge in einem Stapelzustand gewickelt oder in dieser Reihenfolge laminiert werden, wobei ein Orientierungswinkel α der ersten Folie und ein Orientierungswinkel β der zweiten Folie sich im Vorzeichen voneinander unterscheiden, der Orientierungswinkel durch einen spitzen Winkel zwischen einer Orientierungshauptachse der ersten Folie oder der zweiten Folie und einer Referenzrichtung definiert ist, die parallel zur ersten Stirnfläche und der zweiten Stirnfläche in einer Folienebene parallel zu einer Hauptfläche der ersten Folie oder der zweiten Folie ist, ein Vorzeichen des Orientierungswinkels, der die Drehung von der Referenzrichtung zu einer Seite darstellt, als positiv definiert ist, ein Vorzeichen des Orientierungswinkels, der die Drehung von der Referenzrichtung zu der anderen Seite darstellt, als negativ definiert ist, wenn Abschnitte der ersten Folie und der zweiten Folie, die über die zweite Metallschicht einander zugewandt sind, in einer Richtung senkrecht zur Folienebene betrachtet werden.
Folienkondensator mit einer ersten Stirnfläche und einer zweiten Stirnfläche, die parallel zueinander sind, wobei der Folienkondensator umfasst: eine erste Elektrode, die an der ersten Stirnfläche angeordnet ist; eine zweite Elektrode, die an der zweiten Stirnfläche angeordnet ist; eine erste Metallschicht, die mit der ersten Elektrode verbunden ist; eine erste Folie, die mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode verbunden ist, wobei die erste Folie Harz umfasst; eine zweite Metallschicht, die mit der zweiten Elektrode verbunden ist; und eine zweite Folie, die mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode verbunden ist, wobei die zweite Folie Harz umfasst, wobei die erste Metallschicht, die erste Folie, die zweite Metallschicht und die zweite Folie in einem Stapelzustand dieser Ordnung gewickelt oder in dieser Reihenfolge laminiert werden, wobei eine Beziehung zwischen einem Orientierungswinkel α der ersten Folie und einem Orientierungswinkel β der zweiten Folie erfüllt: $- 20 ° < α + β < + 20 °,$
wobei der Orientierungswinkel durch einen spitzen Winkel zwischen einer Orientierungshauptachse der ersten Folie oder der zweiten Folie und einer Referenzrichtung definiert ist, die parallel zur ersten Stirnfläche und der zweiten Stirnfläche in einer Folienebene parallel zu einer Hauptfläche der ersten Folie oder der zweiten Folie ist, ein Vorzeichen des Orientierungswinkels, der die Drehung von der Referenzrichtung zu einer Seite darstellt, als positiv definiert ist, ein Vorzeichen des Orientierungswinkels, der die Drehung von der Referenzrichtung zu der anderen Seite darstellt, als negativ definiert ist, wenn Abschnitte der ersten Folie und der zweiten Folie, die über die zweite Metallschicht einander zugewandt sind, in einer Richtung senkrecht zur Folienebene betrachtet werden.
Folienkondensator nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Metallschicht auf einer Oberfläche der ersten Schicht und die zweite Metallschicht auf einer Oberfläche der zweiten Schicht angeordnet ist.
Der Folienkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Beziehung zwischen dem Orientierungswinkel α der ersten Folie und dem Orientierungswinkel β der zweiten Folie weiterhin erfüllt: $α - β < 5 °, oder + 5 ° < α < β .$
Kondensatoreinheit, umfassend: den Folienkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 4; eine erste Sammelschiene und eine zweite Sammelschiene, die jeweils mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode des Folienkondensators verbunden sind; ein Gehäuse, das den Folienkondensator, die erste Sammelschiene und die zweite Sammelschiene aufnimmt; und ein in das Gehäuse gefülltes Füllharz, wobei das Füllharz eine wärmehärtende Eigenschaft aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Folienkondensators, umfassend: Herstellen einer ersten geteilten Folie, die durch Unterteilen einer Rohfolie entlang einer Breitenrichtung in eine Vielzahl von Folien gebildet wird, wobei die Rohfolie eine biaxial gestreckte Folie ist; Herstellen einer zweiten geteilten Folie durch Trennen der Rohfolie oder einer separat vorbereiteten Rohfolie, die die biaxial gestreckte Folie ist, wobei die zweite geteilte Folie aus einem anderen Bereich als einem Bereich für die erste geteilte Folie in Breitenrichtung entnommen wird; Bilden einer ersten Metallschicht und einer zweiten Metallschicht durch Abscheiden von Metall auf einer Oberfläche der ersten geteilten Folie bzw. auf einer Oberfläche der zweiten geteilten Folie; Bilden einer ersten geteilten Folie und einer zweiten geteilten Folie durch Unterteilen der ersten geteilten Folie auf der einen Oberfläche, auf der die erste Metallschicht gebildet ist, und der zweiten geteilten Folie auf der einen Oberfläche, auf der die zweite Metallschicht gebildet ist, mit einer vorbestimmten Breite; Wickeln oder Laminieren der ersten geteilten Folie und der zweiten geteilten Folie in einem gestapelten Zustand; und Bilden eines Elektrodenpaares auf beiden Stirnflächen der ersten geteilten Folie und der zweiten geteilten Folie, die gewickelt oder laminiert sind.
Verfahren zur Herstellung eines Folienkondensators, umfassend: Herstellen einer ersten geteilten Folie, die durch Unterteilen einer Rohfolie entlang einer Breitenrichtung in eine Vielzahl von Folien gebildet wird, wobei die Rohfolie eine biaxial gestreckte Folie ist; Herstellen einer zweiten geteilten Folie durch Trennen der Rohfolie oder einer separat vorbereiteten Rohfolie, die die biaxial gestreckte Folie ist, wobei die zweite geteilte Folie aus einem Bereich entnommen wird, der identisch ist mit einem Bereich für die erste geteilte Folie oder einer Position in der Nähe der Position für die erste geteilte Folie entlang der Breitenrichtung; Bilden einer ersten Metallschicht durch Abscheiden von Metall auf einer Oberfläche der ersten geteilten Folie; Bilden einer zweiten Metallschicht durch Abscheiden von Metall auf einer Oberfläche, die eine Oberfläche der zweiten geteilten Folie ist, und die eine Oberfläche der Rohfolie oder der separat vorbereiteten Rohfolie ist, die die biaxial gestreckte Folie ist und einer Rückfläche der einen Oberfläche der ersten geteilten Folie entspricht; Bilden einer ersten geteilten Folie und einer zweiten geteilten Folie durch Unterteilen der ersten geteilten Folie auf der einen Oberfläche, auf der die erste Metallschicht gebildet ist, und der zweiten geteilten Folie auf der einen Oberfläche, auf der die zweite Metallschicht gebildet ist, mit einer vorbestimmten Breite; Wickeln oder Laminieren der ersten geteilten Folie und der zweiten geteilten Folie in einem gestapelten Zustand; und Bilden eines Elektrodenpaares auf beiden Stirnflächen der ersten geteilten Folie und der zweiten geteilten Folie, die gewickelt oder laminiert werden.
Verfahren zur Herstellung eines Folienkondensators, umfassend: Herstellen einer geteilten Folie, die durch Unterteilen einer Rohfolie entlang einer Breitenrichtung in eine Vielzahl von Folien gebildet wird, wobei die Rohfolie eine biaxial gestreckte Folie ist; Bilden einer ersten Metallschicht mit einer vorbestimmten Breite durch Abscheiden von Metall auf einer ersten Oberfläche der geteilten Folie, wobei sich die erste Metallschicht entlang einer Längsrichtung der geteilten Folie erstreckt, und Bilden einer zweiten Metallschicht mit einer vorbestimmten Breite durch Abscheiden von Metall auf einer zweiten Oberfläche der geteilten Folie in einem Bereich, der nicht der ersten Metallschicht entspricht, wobei sich die zweite Metallschicht entlang der Längsrichtung der geteilten Folie erstreckt, wobei die zweite Oberfläche gegenüber der ersten Oberfläche liegt; Bilden einer ersten geteilten Folie, welche die erste Metallschicht umfasst, und einer zweiten geteilten Folie, welche die zweite Metallschicht umfasst, durch Unterteilen der geteilten Folie, deren erste Oberfläche mit der ersten Metallschicht gebildet ist und dessen zweite Oberfläche mit der zweiten Metallschicht gebildet ist; Wickeln oder Laminieren der ersten geteilten Folie und der zweiten geteilten Folie in einem gestapelten Zustand; und Bilden eines Elektrodenpaares auf beiden Stirnflächen der ersten geteilten Folie und der zweiten geteilten Folie, die gewickelt oder laminiert werden.