JP2009289967A - フィルムコンデンサユニット - Google Patents

Abstract

【課題】内部インダクタンスを低減しながら、比較的自由な位置に、複数のコンデンサを配置でき、フレキシブル化も可能で、要求形状への対応が容易なフィルムコンデンサユニットを提供する。
【解決手段】本発明は、両端面にメタリコン電極を設けた複数のフィルムコンデンサと、絶縁部材を介して２枚の導電板を積層した導電板積層体とを備え、前記導電板積層体は、前記フィルムコンデンサの両端面とは直角方向の側面側に平行に配置され、前記２枚の導電板のそれぞれには、突出または切り込み箇所により形成される接続片を備えており、前記接続片は、前記導電板の表面に対して直角方向に曲げられていて、その接続片のうち、一方の前記導電板の前記接続片が前記フィルムコンデンサの一方の前記メタリコン電極と、他方の前記導電板の前記接続片が他方の前記メタリコン電極と接続されるフィルムコンデンサユニットを提供する。

【選択図】図１

Description

本発明は、フィルムコンデンサを複数構成したフィルムコンデンサユニットに関するものである。

フィルムコンデンサは他のコンデンサに比べ耐電圧が高く、許容リプル電流も大きく取れることから使用用途が拡大している。しかし、単位容量が電解コンデンサと比べ小さい為に大容量が必要な場合は複数のフィルムコンデンサを並列に結線し、ユニット化して使用している。

フィルムコンデンサは、ポリエチレンテレフタレートやポリプロピレン等のフィルム表面にアルミや銅、亜鉛などの金属を蒸着し金属化フィルムとする場合や、上記金属の箔を重ねて巻回または積層し、フィルムコンデンサの両端面に亜鉛、銅、アルミなどの金属を溶射するメタリコンにより電極を形成し、フィルムコンデンサを製作している。

このフィルムコンデンサを複数並列に結線し、ユニット化するには特許文献１に示すように、コンデンサの端面に設けた電極同士を共通の導電板でそれぞれ電気的に接続し、外部に引き出していた。また、内部インダクタンスを低減するために、共通の導電板の一方に、絶縁部材を介して平行に対向させる部分を他方の導電板から延ばして設けていた。
特開平１１−１５００３９号公報

フィルムコンデンサの端面に共通の導電板を設ける従来の方法では、共通の導電板の形にそってフィルムコンデンサを配列させる必要があるため、設計が煩雑でありまたは自由度が少ない。

本発明は、内部インダクタンスを低減しながら、比較的自由な位置に、複数のコンデンサを配置でき、フレキシブル化も可能で、要求形状への対応が容易なフィルムコンデンサユニットを提供する。

上記の課題を解決するために、本発明は以下のものである。
（１）両端面にメタリコン電極を設けた複数のフィルムコンデンサと、絶縁部材を介して２枚の導電板を積層した導電板積層体とを備え、前記導電板積層体は、前記フィルムコンデンサの両端面とは直角方向の側面側に平行に配置され、前記２枚の導電板のそれぞれには、突出または切り込み箇所により形成される接続片を備えており、前記接続片は、前記導電板の表面に対して直角方向に曲げられていて、その接続片のうち、一方の前記導電板の前記接続片が前記フィルムコンデンサの一方の前記メタリコン電極と、他方の前記導電板の前記接続片が他方の前記メタリコン電極と接続されるフィルムコンデンサユニットである。
（２） （１）において、導電板積層体の両面にフィルムコンデンサを配置し、前記導電板積層体を構成する導電板の一辺に、接続片を複数備え、これらの接続片が、前記導電板の表面に対して、互い違いに直角方向に折り曲げられて形成されるフィルムコンデンサユニットである。
（３） （１）において、導電板積層体の少なくとも片面に、複数のフィルムコンデンサを配置すると共に、前記導電板積層体を構成する導電板の対向する２辺の両方に接続片を備え、前記対向する一方の辺の接続片が、隣り合う一方のフィルムコンデンサに接続され、前記対向する他方の辺の接続片が、隣り合う他方のフィルムコンデンサに接続されるフィルムコンデンサユニットである。
（４） （１）〜（３）の何れかにおいて、導電板積層体が延設され、外部電極端子を兼ねるフィルムコンデンサユニットである。
（５） （１）〜（３）の何れかにおいて、複数のフィルムコンデンサと、これらのフィルムコンデンサを配置した複数の導電板積層体と、これらの複数の導電板積層体同士を電気的に接続する接続用導電板積層体を備え、前記複数のそれぞれの導電板積層体に設けた外部接続に要する接続部分と、前記接続用導電板積層体とを接続し、複合化したフィルムコンデンサユニットである。

本発明によれば、内部インダクタンスを低減しながら、導電板積層体の表面裏面を問わず比較的自由な位置にコンデンサを配置できる。また、前記導電板積層体は薄板を使用する為、フレキシブル化も可能でありフィルムコンデンサユニットは要求形状への対応が容易となる。

本発明に述べるフィルムコンデンサは、ポリエチレンテレフタレートやポリプロピレン等のフィルム表面にアルミニウムや銅、亜鉛などの金属を蒸着した金属化フィルムや上記金属の箔を重ねて巻回または積層し、両端面に亜鉛、銅、アルミニウムなどの金属を溶射しメタリコン電極を設けた一般的なものである。断面形状は巻回した場合は円形、それをつぶした場合は偏平形、積層したものは四角形となるが、偏平形や四角形のほうがその側面が平面となり収納効率、放熱性が向上する。

本発明に述べるフィルムコンデンサの側面は、フィルムコンデンサのメタリコン電極を設けた端面とは直角方向の面をさし、両端面にあるメタリコン電極間の絶縁部分の表面をさす。

本発明に述べるメタリコン電極は、一般的なもので、銅、亜鉛、アルミニウム、錫、半田等の金属または合金からなり、溶射によって形成されたものである。場合によっては、電極の表面にメッキを施してもよい。

本発明に述べる導電板は、銅、アルミニウム、鉄、ニッケル、ステンレス、燐青銅等の金属または合金からなる板状体で、表面に錫、半田等をメッキする場合もある。板厚は０．１ｍｍから０．５ｍｍ程度の薄板から、０．６ｍｍから５．０ｍｍ程度の厚板まで特に限定はないが、薄板はフレキシブル用途に、厚板は放熱用途、高電流用途に使用される。一般的には切断加工がしやすい長辺と短辺を持った短冊状（長方形）のものが使用される。

本発明に述べる絶縁部材は、２枚の上記導電板を絶縁させる部材で、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリプロピレン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂のほか、紙、ガラス繊維、マイカ等の加工体またはシート状のものが使用でき、特に限定はしないが、それ自体に有着性（自着性）を有するものや表面に粘着材や接着剤を塗布したものも使用できる。膜厚は、１０マイクロメータから１０００マイクロメータ程度であるが、導電板の加工バリ及び耐電圧なども考慮して決定する。

本発明に述べる導電板積層体は、基本的には、上記絶縁部材を介して２枚の導電板を積層したものである。積層は単に重ね合わせても、溶着または接着させても構わない。導電板の板厚によってフレキシブルなものからリジッドなもの、または変形維持可能なものと特に限定はない。また、導電板間だけではなく、そのほかの面も上記絶縁部材等の絶縁部材で被覆しても構わない。

本発明に述べる接続片は、導電板の一部を突出させまたは切り込むことにより形成され、導電板表面とは直角方向に曲げた形状で、フィルムコンデンサの両端にあるメタリコン電極に接続される。接続片の配置はフィルムコンデンサの配置位置及び結線方法を考慮し、導電板の一辺側または両辺側に配置する。接続片の形状は短冊状、台形状、半円状など特に限定はないが、メタリコン電極と接続する際、溶接等し易い形状に加工する。曲げ加工の角形状は、急角度でもアールをつけてもよい。接続片の大きさは、使用する電流値や上記導電板積層体の加工変形に支障の少ない範囲とする。また、導電板の根本又は途中から曲げる為、曲げ加工が可能な厚さとする。また、接続片は全てフィルムコンデンサのメタリコン電極と接続しなければならない訳ではなく、また、一つのメタリコン電極に一つの接続でなければならない訳ではないので、標準的な接続片の配置形状に各種のフィルムコンデンサを接続することも可能である。また、同様に突出または切り込みも、全てフィルムコンデンサのメタリコン電極と接続しなければならない訳ではなく、フィルムコンデンサの大きさに応じて必要な部分を直角方向に曲げて接続片とすることができる。

本発明に述べるフィルムコンデンサユニットは、基本的には上記導電板積層体とその表面上に配置した上記フィルムコンデンサと外部と接続する外部端子部分とから構成される。または、導電板積層体から引き出される外部端子を複数接続する場合もある。外部端子部分や外部端子は通常導電板積層体の端部であるが中央部分から引き出しても構わない。

本発明に述べる接続用導電板積層体は、基本的には、絶縁性を保った２枚の導電板を重ねたものである。導電板積層体間の電気または熱伝導を効率良く伝える他に、インダクタンスを低減しながら、導電板積層体間形状を保持する機能をもたせたものである。絶縁部材を介して単に重ね合わせても、または溶着または接着させても構わない。板厚によってフレキシブルなものからリジッドなもの、または変形維持可能なものを選択することができる。また、導電板間だけではなく、そのほかの面も絶縁部材等の絶縁部材で被覆しても構わない。そして、インダクタンスを低減しながら、比較的自由な位置に各種のフィルムコンデンサユニット及びそれから引き出される外部端子を配置できる。

以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るフィルムコンデンサユニットを示している。図１（ａ）は合体前を、図１（ｂ）は合体後の正面図を、図１（ｃ）は合体後の左側面図を示している。

１は、フィルムコンデンサで金属化フィルムを巻回し、側面部をつぶした偏平形フィルムコンデンサを示している。
２は、メタリコン電極で、フィルムコンデンサ１の両端面に設けている。
３は、導電板積層体で、絶縁部材４を介して、２枚の導電板５を積層したもので、図１（ａ）ではこの積層状態を離して示している。
６は、接続片で、導電板５の一部を突出させ、水平に置いた導電板表面から上方の直角方向に折り曲げ、フィルムコンデンサ１のメタリコン電極２に接続される。
図１で、フィルムコンデンサ１は、メタリコン電極２面をそろえて横並びに配置している。
また、この図１のように、導電板積層体３の上下いずれか一方の面に、フィルムコンデンサ１を配置した場合には、もう一方の面をヒートシンク等に面で接触することができる。また、導電板積層体３がフレキシブルな場合、ヒートシンク等が曲面であってもそれに追従して接触することができる。

図２は、本発明に係る接続片の一例を示している。左図は導電板の接続片を折り曲げる前の状態で、右図は直角方向折り曲げた後を示している。図２（ａ）は、図１の導電板と同じ形状の突出させた接続片、図２（ｂ）は切り込み７を入れて形成した接続片、図２（ｃ）は、突出させた接続片を二つ連続して配置し、互い違いに直角方向折り曲げた形状、図２（ｄ）は、切り込み７を導電板５の一辺側に連続的に並べて形成した例を示している。特に、図２（ｄ）の場合には、一つのメタリコン電極に複数の接続片を接続することができる。また、フィルムコンデンサを自由な位置に配置することができる。図２（ｃ）又は（ｄ）のように接続片６を互い違いに直角方向折り曲げることで、導電板積層体を挟んでフィルムコンデンサを上下２段に配置することができる。

図３は、本発明に係る別例のフィルムコンデンサユニットを示している。図２（ｃ）又は（ｄ）のように接続片６を互い違いに直角方向折り曲げ、導電板積層体３を挟んで、フィルムコンデンサ１を上下２段に配置している。この為、接続片がメタリコン電極に接続した後は、導電板積層体３の各層が接合された積層体では無く、つまり単に各層が重ねられているものであっても、導電板５と絶縁部材４は上下のフィルムコンデンサ１に挟まれた構造となるので、各部品が固定されていてその後の組立作業性が向上する。また、導電板５に、銅、アルミニウム等の熱伝導の比較的大きな金属を使用することにより、フィルムコンデンサユニット内部の発熱を効率的に放熱することができる。

図４は、本発明に係る別例のフィルムコンデンサユニットを示している。ここで用いる導電板積層体３（積層構造は省略）は、変形維持可能なものであり、特にフィルムコンデンサ１の形状が円筒形のように側面が曲面である場合、この曲面にそって導電板積層体３を曲面的に配置することにより、インダクタンスの低減だけではなく、導電板に、銅、アルミニウム等の熱伝導の比較的大きな金属を使用することにより、フィルムコンデンサ１の発熱を効率的に放熱することができる。

図５は、本発明に係る別例のフィルムコンデンサユニットを示している。図５（ａ）は導電板積層体３の片面に、図５（ｂ）は導電板積層体３の両面に複数のフィルムコンデンサを横並びに配置すると共に、導電板積層体３のそれぞれの導電板５のそれぞれの対向する２辺の両方に接続片を配置し、隣り合った一方のフィルムコンデンサには他方のフィルムコンデンサとは反対側の辺から、メタリコン電極２と接続する接続片を配置し接続している。

このことにより、複雑な結線を必要としない簡易結線で、互いに隣り合う、又は導電板積層体３を挟んで互いに隣り合うフィルムコンデンサ同士の接続の際、導電板５の極性を反転させているので、隣接するフィルムコンデンサとの相互インダクタンスを打ち消し合い、フィルムコンデンサユニット全体のインダクタンスを低減することができる。

図６は、本発明に係る別例のフィルムコンデンサユニットを示している。ここで用いる導電板積層体３は、変形可能なフレキシブルなものであり、導電板積層体３を延設して外部接続端子部分８を設け、外部接続端子を兼ねている場合である。図６では、フィルムコンデンサ１を横並びに配置していて、その先の一方を延設し、外部接続端子を兼ねている場合を示している。また、延設の方向は手前側でも奥側でも自由に設けることができる。

このように導電板積層体３を自由に延設して外部接続端子部分８を設け、外部接続端子を兼ねることにより、インダクタンスの低減だけではなく、放熱効果を上げながら部品点数を削減することができる。

図７は、本発明に係る複数のフィルムコンデンサユニットを接続した複合フィルムコンデンサユニットを示している。図７（ａ）は平面図を、図７（ｂ）は正面図の特に接続用導電板積層体１２部分を拡大した断面図を示している。それぞれのフィルムコンデンサユニット９の導電板積層体に設けた外部接続端子部分８と接続用絶縁部材１０を介して２枚の接続用導電板１１を積層した接続用導電板積層体１２とで、フィルムコンデンサユニット９を接続し、締め付けネジ１４で固定することでフィルムコンデンサユニットの数量を任意に変更することができる。

このように、それぞれの導電板積層体に設けた外部接続に要する接続部分と接続用導電板を接続用絶縁部材で絶縁した接続用導電板積層体とで、それぞれのコンデンサユニットを接続することにより、内部インダクタンスの増加を抑制しながら、形状の自由度が高いフィルムコンデンサユニット群の対応が可能となる。

本発明に係るフィルムコンデンサユニットを示している。 本発明に係る接続片の一例を示している。 本発明に係る別例のフィルムコンデンサユニットを示している。 本発明に係る別例のフィルムコンデンサユニットを示している。 本発明に係る別例のフィルムコンデンサユニットを示している。 本発明に係る別例のフィルムコンデンサユニットを示している。 本発明に係る複数のフィルムコンデンサユニットを接続した複合フィルムコンデンサユニットを示している。

符号の説明

１ フィルムコンデンサ
２ メタリコン電極
３ 導電板積層体
４ 絶縁部材
５ 導電板
６ 接続片
７ 切り込み
８ 外部接続端子部分
９ フィルムコンデンサユニット
１０ 接続用絶縁部材
１１ 接続用導電板
１２ 接続用導電板積層体
１３ 外部端子
１４ 締め付けネジ

Claims (5)

1. 両端面にメタリコン電極を設けた複数のフィルムコンデンサと、絶縁部材を介して２枚の導電板を積層した導電板積層体とを備え、
   前記導電板積層体は、前記フィルムコンデンサの両端面とは直角方向の側面側に平行に配置され、
   前記２枚の導電板のそれぞれには、突出または切り込み箇所により形成される接続片を備えており、
   前記接続片は、前記導電板の表面に対して直角方向に曲げられていて、
   その接続片のうち、一方の前記導電板の前記接続片が前記フィルムコンデンサの一方の前記メタリコン電極と、他方の前記導電板の前記接続片が他方の前記メタリコン電極と接続されるフィルムコンデンサユニット。
2. 請求項１において、
   導電板積層体の両面にフィルムコンデンサを配置し、
   前記導電板積層体を構成する導電板の一辺に、接続片を複数備え、
   これらの接続片が、前記導電板の表面に対して、互い違いに直角方向に折り曲げられて形成されるフィルムコンデンサユニット。
3. 請求項１において、
   導電板積層体の少なくとも片面に、複数のフィルムコンデンサを配置すると共に、
   前記導電板積層体を構成する導電板の対向する２辺の両方に接続片を備え、
   前記対向する一方の辺の接続片が、隣り合う一方のフィルムコンデンサに接続され、
   前記対向する他方の辺の接続片が、隣り合う他方のフィルムコンデンサに接続されるフィルムコンデンサユニット。
4. 請求項１〜３の何れかにおいて、
   導電板積層体が延設され、外部電極端子を兼ねるフィルムコンデンサユニット。
5. 請求項１〜３の何れかにおいて、
   複数のフィルムコンデンサと、これらのフィルムコンデンサを配置した複数の導電板積層体と、これらの複数の導電板積層体同士を電気的に接続する接続用導電板積層体を備え、
   前記複数のそれぞれの導電板積層体に設けた外部接続に要する接続部分と、前記接続用導電板積層体とを接続し、複合化したフィルムコンデンサユニット。

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