JP2017183752A - フィルムコンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】フィルムコンデンサの耐湿性を向上させることを目的とする。【解決手段】この目的を達成するため本発明は、扁平形状のコンデンサ素子と、コンデンサ素子の一対の引出電極に接続された一対の外部引き出し端子と、底部および開口部を有し、コンデンサ素子を収容するケースと、ケース内に充填され、コンデンサ素子、および外部引き出し端子の少なくとも一部を被覆する充填樹脂とを備え、コンデンサ素子は、一対の扁平面のうち一方の扁平面がケースの底部と対向するように前記ケースの内部に配置され、開口部において充填樹脂表面に金属層が設けられたフィルムコンデンサである。この構成により本発明は、フィルムコンデンサ外部の水分がフィルムコンデンサ内部に浸入することを抑制でき、フィルムコンデンサ１の容量の減少を抑制することが可能となる。【選択図】図３

Description

本発明は各種電子機器、電気機器、産業機器、自動車等に使用され、特に、ハイブリッド自動車のモータ駆動用インバータ回路の平滑用、フィルタ用、スナバ用に最適なフィルムコンデンサに関する。

近年、環境保護の観点から、あらゆる電気機器がインバータ回路で制御され、省エネルギー化、高効率化が進められている。中でも自動車業界においては、電気モータとエンジンで走行するハイブリッド車（以下、ＨＥＶと呼ぶ）が市場導入される等、地球環境に優しく、省エネルギー化、高効率化に関する技術の開発が活発化している。

このようなＨＥＶ用の電気モータは使用電圧領域が数百ボルトと高いため、この電気モータに関連して使用されるコンデンサとして、高耐電圧で低損失の電気特性を有するフィルムコンデンサが注目されている。

図８に、従来のフィルムコンデンサ１０１の断面図を示す。このフィルムコンデンサ１０１は、コンデンサ素子１０２、１０３と、コンデンサ素子１０２、１０３を収容する樹脂ケース１０４と、樹脂ケース１０４内にコンデンサ素子１０２、１０３を被覆するように充填された充填樹脂１０５を備えている。

コンデンサ素子１０２、１０３は、正負の電極層と誘電体フィルムとを一体で扁平形状に巻回して形成されたものである。コンデンサ素子１０２の両端面には正負の電極層の電極をそれぞれ引き出す引出電極１０６が形成されている。またコンデンサ素子１０３の両端面にも、引出電極１０７が形成されている。

扁平形状のコンデンサ素子１０２、１０３の側面は、平坦な扁平面１０２Ａ、１０３Ａと、湾曲した曲面１０２Ｂ、１０３Ｂとで構成されている。

上記従来技術に近似する例を開示した文献として、例えば特許文献１がある。

特開２００７−２８１３３３号公報

上記従来のフィルムコンデンサ１０１では、静電容量が減少することがあった。

その理由は、フィルムコンデンサ１０１外部の水分が樹脂ケース１０４を透過して、充填樹脂１０５内に浸入してしまうためである。すなわち、充填樹脂１０５内に浸入した水分がコンデンサ素子１０２、１０３に到達し、吸収されると、例えば耐湿通電試験などにおいて、正極（陽極）側の電極層を構成するアルミニウムと、水分中の水酸化物イオンとが電気化学反応を起こして、絶縁体である水酸化アルミニウムまたは酸化アルミニウムの膜を形成し、電極層が絶縁化してしまう場合がある。これは一般に陽極酸化現象と呼ばれる。そしてこの陽極酸化現象の結果、フィルムコンデンサ１０１の静電容量が減少してしまっていた。

そこで、本発明は、フィルムコンデンサの耐湿性を向上させ、静電容量の減少を抑制することを目的とする。

この目的を達成するため本発明の請求項１におけるフィルムコンデンサでは、扁平形状のコンデンサ素子を、一対の扁平面のうち一方の扁平面が樹脂外装体の底部と対向するように樹脂外装体の内部に配置し、樹脂外装体の底部外表面あるいは上部外表面の少なくともいずれかに金属層を設けた構成とした。

また、本発明の請求項２におけるフィルムコンデンサでは、扁平形状のコンデンサ素子を、一対の扁平面のうち一方の扁平面が樹脂外装体の側部と対向するように樹脂外装体の内部に配置し、樹脂外装体の側部外表面に金属層を設けた構成とした。

これにより本発明のフィルムコンデンサは、耐湿性を高めることができる。

その理由は、フィルムコンデンサ内部への水分の浸入を、外装体の表面に設けた金属層で抑制できるからである。

扁平形状のコンデンサ素子では、その曲面部分は一般的に樹脂外装体の外部と対向する面積は少ないが、扁平面部分は平面に近い平板状となっているため樹脂外装体の外部と対向する面積が大きく、樹脂外装体内部に浸入した水分が吸収され易い構成となっている。

そこで、本発明は、上記構成により樹脂外装体外部からフィルムコンデンサ内部への水分の浸入を抑制している。そして、この結果、フィルムコンデンサの静電容量の減少を抑制することができる。

本発明におけるコンデンサ素子の斜視図 本発明におけるコンデンサ素子の製造工程を説明する図 実施例１におけるフィルムコンデンサの断面図 実施例１におけるコンデンサ素子の斜視図 実施例２におけるフィルムコンデンサの断面図 実施例３におけるフィルムコンデンサの断面図 実施例４におけるフィルムコンデンサの断面図 従来のフィルムコンデンサの断面図

図１は、本発明の実施の形態におけるフィルムコンデンサ１に用いるコンデンサ素子２の斜視図である。

コンデンサ素子２は、正負一対の電極層３、４と誘電体フィルム５、６とが一体に扁平形状に巻回されている。

また、コンデンサ素子２の外周は、引出電極７、８がそれぞれ形成された一対の端面９、１０と、端面９と端面１０の間の側面（後述する第一、第二、第三、第四の側面１１、１２、１３、１４）と、で構成されている。

電極層３は一方の引出電極８と接続され、電極層４は他方の引出電極７と接続される。それぞれの引き出し電極８、７は、後述する外部引き出し端子（図３のバスバー１８）に接続され、外部へ引き出される。

コンデンサ素子２の側面は、互いに対向する曲面である第一の側面１１および第二の側面１２と、これら第一の側面１１および第二の側面１２どうしを繋ぎ、互いに対向する扁平面である第三の側面１３および第四の側面１４と、からなる。扁平状のコンデンサ素子２は、一般的に図２に示すように、誘電体フィルム５、６と正負の電極層３、４とを一体に巻回した後、上下から押圧して扁平形状に加工して作製するため、通常第三の側面１３よび第四の側面１４は平坦面となる。第三の側面１３および第四の側面１４は、平坦面に限ることなくゆるやかな湾曲面でもよい。

正負の電極層３、４は、それぞれ誘電体フィルム５、６の一方の表面に、蒸着によって形成した。電極層３、４を誘電体フィルム５、６の片面ずつに蒸着する構成以外にも、一枚の誘電体フィルムの一方の面に電極層３を形成し、他方の面に電極層４を形成してもよい。また、蒸着して電極層３、４を形成する以外にも、電極層として金属箔を用いてもよい。いずれの場合も、誘電体フィルムを介して正負の電極層が対向するように配置する。

本実施の形態のように、正負の電極層３、４を蒸着によって形成すると、コンデンサ素子２に過剰な電流が印加された際、電極層３、４が飛散し、絶縁回復しやすくなる。すなわち、蒸着によって形成された電極層３、４は、セルフヒーリング性が高いという特性を有する。

また電極層３、４は、小さな小電極部１５に分割してもよい。小電極部１５間は絶縁マージンによって区分けされ、ヒューズによって連結されている。過剰な電流が印加された際、ヒューズが蒸発して切れるため、コンデンサ素子２のショートを抑制できる。

小電極部１５は、電極層３、４の全体に形成していてもよく、両端面９、１０をつなぐ幅方向Ｗに対して所定の幅の領域にのみ、部分的に形成していてもよい。部分的に形成する場合は、電極層３、４がそれぞれ接続される引出電極８、引出電極７と反対側の端部側に形成することが好ましい。接続される引出電極８、引出電極７に近い領域では大電流が流れるため、電流密度が小さい箇所に小電極部１５を設ける方が、発熱が小さくなる。

また、電極層３、４の、引出電極８、７と接続される側の端部には厚みの厚い低抵抗部１６を形成してもよい。厚みを大きくすることで引出電極８、７との密着性が高まり、フィルムコンデンサのｔａｎδを下げることができる。

誘電体フィルム５、６の材料としては、ポリプロピレンやポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニルサルファイド、ポリスチレンなどが挙げられる。

電極層３、４の材料としては、アルミニウム、アルミニウムとマグネシウムやシリコン、亜鉛からなる合金、亜鉛などが挙げられる。低抵抗部１６は、亜鉛やアルミニウム、その他電極層３、４やあるいは引出電極７、８と同様の材料で形成できる。

引出電極７、８の材料としては、アルミニウム、アルミニウムと亜鉛やシリコンからなる合金、亜鉛などが挙げられる。引出電極７、８は、例えばコンデンサ素子２の両端面９、１０に金属を溶射して形成できる。

（実施例１）
図３に、実施例１のフィルムコンデンサ１の断面図を示す。実施例１のフィルムコンデンサ１は、二つのコンデンサ素子２Ｌ、２Ｒと、これらのコンデンサ素子２Ｌ、２Ｒを収容する樹脂外装体である樹脂ケース１７と、コンデンサ素子２Ｌ、２Ｒの電極を外部へ引き出す外部引き出し端子であるバスバー１８と、金属層１９と、を備えている。なお、本明細書において、樹脂ケース１７の「底部」ならびに「側部」とはそれぞれこの図３において下方に位置する面ならびに側方に位置する面のことを指す。すなわち、底部とは樹脂ケース１７の開口部に対して反対方向の面、側部とはこの樹脂ケース１７の開口部に対して反対方向の面を取り囲む面のことである。

実施例１の樹脂ケース１７の内部は充填樹脂２０が充填されている。なお、図３に示すいずれのコンデンサ素子２Ｌ、２Ｒも図１に示すコンデンサ素子２を用いており、図１のコンデンサ素子２と共通する構成については同じ符号を付す。

樹脂ケース１７は、図３で示すように上面側が矩形状に開口した箱型であり、平板状の底部２１と平板状の側壁２２、２３とを備えている。樹脂ケース１７の材料は、ポリフェニレンサルファイドやポリブチレンテレフタレート等からなる。充填樹脂２０はエポキシ樹脂やウレタン樹脂からなる。

二つのコンデンサ素子２Ｌ、２Ｒは、それぞれの両端面９、１０の長軸（図１の軸Ｐ）を通り、両端面９、１０を結ぶ方向（幅方向Ｗ）に平行な水平断面が、樹脂ケース１７の底部２１に平行に配置されている。すなわち、扁平面である第三の側面１３が樹脂ケース１７の底部２１に対向するように、コンデンサ素子２Ｌ、２Ｒが樹脂ケース１７内に収容されている。

ここで、扁平形状のコンデンサ素子２Ｌ、２Ｒは、その曲面部分である第一の側面、第二の側面１１、１２は外部と対向する面積は少ないが、扁平面部分である第三、第四の側面１３、１４は平面に近い平板状となっているため外部と対向する面積が大きく、フィルムコンデンサ１内部に浸入した水分が吸収され易い構成となっている。

特に、第四の側面１４の上部には充填樹脂２０が比較的分厚く充填されているため、第四の側面１４とフィルムコンデンサ１外部との直線距離に比べ第三の側面１３とフィルムコンデンサ１外部との直線距離は短く第三の側面１３はフィルムコンデンサ１の外表面と最も近接しており、すなわち第三の側面１３への水分の浸入経路は第四の側面１４に比べ短い。

そこで、本実施例においては、特に外部からの水分の吸収の可能性が高い第三の側面１３を保護するため、底部２１の外表面２１Ｓに金属層１９を設けた構成とした。

このように、選択的に金属層１９を配置することによって、本実施例のフィルムコンデンサ１では、フィルムコンデンサ１外部から浸入した水分からコンデンサ素子２Ｌ、２Ｒを保護し、耐湿性を高めた構成となっている。

実施例１では、金属層１９は、底部２１の外表面２１Ｓに設けられている。実施例１では金属層１９として矩形状のアルミニウム箔を用いており、さらにこの金属層１９の両面はそれぞれポリプロピレンの層、ナイロンの層にて被覆されている。ここで、本明細書においては、その目的から金属層１９の底部２１側の面を被覆する層を「接着層（図示せず）」、底部２１側とは逆側の面を被覆する層を「保護層（図示せず）」と定義する。すなわち、本実施例では、接着層をポリプロピレンにて、保護層をナイロンにて構成している。

ナイロンにて構成された保護層は、フィルムコンデンサ１を実装した際には、このナイロン部分にてフィルムコンデンサ１周辺の外部機器と金属層１９が意図せずに導通してしまうことを予防している。外部機器との導通を防ぐためには、ナイロン以外にも絶縁性を有する素材であれば保護層として適宜使用できる。また、このようにナイロン等で金属層１９を覆うことで金属層１９の経時的な錆びの発生を防止することもできる。なお、この金属層１９としては、アルミニウム箔以外にも銅などの箔を用いてもよいし、あるいはアルミニウムや銅などの金属で形成された金属板を用いてもよい。

金属層１９として用いたアルミニウム箔は樹脂ケース１７の底部２１の外表面２１Ｓに貼着することで設けられている。具体的には、金属層１９を覆うポリプロピレン層を溶融させ、底部２１の外表面２１Ｓに熱融着させている。このように、実施例１では金属層１９を底部２１の外表面２１Ｓに接着させるための接着層としてポリプロピレンを用いたが、ポリプロピレン以外にも接着性を有する材料であれば接着層として用いることができる。ただし、フィルムコンデンサ１を車両などに搭載した場合、フィルムコンデンサ１は過酷な環境に曝される可能性がある。例えば、その設置箇所により、周囲の車両搭載機器が発する熱がフィルムコンデンサ１に伝播してくる可能性がある。これらの熱により、接着層が溶融してしまうと金属層１９が底部２１から剥離してしまう可能性があるため、少なくとも接着層として用いる材料は８０℃以上の融点を有することが好ましい。なお、金属層１９を被覆する接着層を底部２１の外表面２１Ｓに熱融着させる際に、保護層の融点が接着層の融点よりも低いと先に保護層が溶融してしまい、熱融着の作業に支障が出るため、保護層に用いる材料は接着層に用いる材料よりも融点が高いことが必須である。実施例１のように、接着層としてポリプロピレン、保護層としてナイロンを用いれば問題ない。

なお、底部２１の外表面２１Ｓは金属層１９表面に設けた接着層との接着性を向上させるために粗面化している。このように粗面化することで、溶融した接着層が粗面化された外表面２１Ｓの凹凸に入り込み、アンカー効果が作用することで外表面２１Ｓと金属層１９を強固に接着できる。外表面２１Ｓの表面粗度としてはＲａ≧２μｍであれば、金属層１９の接着層との十分な接着性を確保できることが確認できている。

また、上述のような熱融着を用いて、金属層１９を底部２１に貼着させる以外にも、単に金属層１９となる金属箔や金属板を接着剤にて貼着させてもよい。この場合は接着剤を金属層１９の表面に塗布し、底部２１の外表面２１Ｓに接着させるだけで金属層１９を底部２１に貼着させることができ、作業性が優れている。ただし、固化した後の接着剤層の側部（厚み部分）から水分が浸入し、樹脂ケース１７内部に透過してしまうことが考えられるため、接着剤層の厚みはできるだけ薄くすることが好ましい。具体的な厚みとしては、接着剤層を１ｍｍ以下にすればフィルムコンデンサ１の耐湿性に殆ど影響を与えることはない。なお、接着剤としてはエポキシ樹脂性の接着剤等を用いることができる。

また、金属層１９として、金属板ではなくアルミニウム箔などの金属箔を用いた場合、一般的に金属箔は金属板に比べ軽いため、自動車に搭載したときなどに受ける振動で金属層１９が樹脂ケース１７から剥離してしまう可能性を抑制することができる。さらには、非常に薄いため、製品の大型化を招くこともない。なお、金属層１９としてアルミニウム箔を用いる場合は、１０μｍ以上１００μｍ以下とすることが好ましい。厚みが薄すぎると機械的強度が弱く、穴が開きやすくなる。そしてその結果、水分が透過し、耐湿性が低下することがある。一方で、金属層１９の厚みを１００μｍよりも厚くしたとしても、耐湿性のさらなる向上はさほど見受けられなかった。したがって金属層１９の厚みは、１０μｍ以上１００μｍ以下とすることが好ましい。

ここで、金属層１９として、金属板、金属箔を用いる以外の方法としては、樹脂ケース１７の底部２１の外表面２１Ｓにアルミニウム等や銅等の金属を蒸着する方法が挙げられる。このように蒸着により金属層１９を形成した場合もフィルムコンデンサ１の重量化、大型化を招くことはなく、金属層１９を形成する方法として非常に有効である。

なお、実施例１では金属層１９の外郭は、それぞれの第三の側面１３の外郭より大きく、第三の側面１３の底部２１側への投影部分は全て金属層１９の内側となるように金属層１９を設けている。ここで、実施例１の場合、「第三の側面１３の外郭」とはコンデンサ素子２Ｌとコンデンサ素子２Ｒの２つのコンデンサ素子２の第三の側面１３を合わせた外郭のことを指す。直線的な水分の透過経路を全て遮断するという目的から、このように金属層１９の外郭は第三の側面１３の外郭よりも大きくすることが望ましい。なお、このように金属層１９は底部２１のより広範囲を保護することが望ましいが、少なくとも底部２１側に面した各コンデンサ素子２Ｌ、２Ｒの第三の側面１３の面積の８０％以上を保護していれば安定した耐湿性が確保できる。

また、実施例１では、図４に示すように、バスバー１８は引出電極７（８）に設けた接続部２４にてコンデンサ素子２Ｌ、２Ｒと接続され、第三の側面１３側には引き回さずに、第四の側面１４側に外部接続部１８Ａを設け、この外部接続部１８Ａを充填樹脂から露出させることでフィルムコンデンサ１外部との電気的接続を可能としている。

このように、バスバー１８を第三の側面１３側には引き回さず、第三の側面１３側にはバスバー１８を配置しないことで、バスバー１８の熱が金属層１９に伝播してしまうことを抑制している。これは、バスバー１８からの熱で金属層１９と底部２１の外表面２１Ｓとの接着層が溶融し、金属層１９が剥離してしまう可能性を低減するためである。

さらに、実施例１では外部接続部１８Ａを樹脂ケース１７から垂直方向に立ち上げ、図３において樹脂ケース１７の上方で外部機器と電気的に接続するようにしている。一般的に、バスバー１８と外部機器との接続部分である外部接続部１８Ａ周辺は必然的に抵抗が高いため、フィルムコンデンサ１の使用時において比較的多く発熱する。この発熱源である外部接続部１８Ａを樹脂ケース１７の上方に配置し、少しでも金属層１９から遠ざけることによって、金属層１９と底部２１の外表面２１Ｓとの接着層が外部接続部１８Ａからの熱で溶融し、金属層１９が剥離してしまう可能性を低減している。

以上のように、実施例１では金属層１９を樹脂ケース１７の底部２１の外表面２１Ｓに設けたものである。実施例１では、コンデンサ素子２Ｌの第一の側面１１は、樹脂ケース１７の側壁２２と近接している。また、コンデンサ素子２Ｒの第二の側面１２は側壁２３と近接している。しかし、第一の側面１１、第二の側面１２は湾曲しているため、それぞれの側壁２２、２３との対向面積は小さい。したがって、側壁２２、２３側からの水分の浸入によるフィルムコンデンサ１の特性への影響は、底部２１側からの水分の浸入による影響ほど大きくなく、側壁２２、２３の外表面には金属層１９を設けていない。このように選択的、部分的に金属層１９を配置し、保護することで、フィルムコンデンサ１全体の小型軽量化に寄与している。

（実施例２）
図５に実施例２のフィルムコンデンサ３１の断面図を示す。

実施例２では、コンデンサ素子２Ｌ、２Ｒの上部に設けられた充填樹脂２０の厚み、ならびに金属層１９を設ける位置が実施例１と異なる。

一般的にフィルムコンデンサは上述したようにＨＥＶ用として用いられることが多いが、フィルムコンデンサを配設するためのスペースを車内に確保することが困難であるため、少しでも低背化、小型化することが望まれる。そこで、図５に図示したように、樹脂ケース１７を低背化し樹脂ケース１７内の充填樹脂２０の量を少なくした場合、コンデンサ素子２Ｌ、２Ｒの上部に設けられる充填樹脂２０の層の厚みが薄くなってしまう。この結果、フィルムコンデンサ３１外部の水分が充填樹脂２０を透過して、コンデンサ素子２Ｌ、２Ｒに到達し易くなる。

このような課題を解決するために実施例２のフィルムコンデンサ３１においては、金属層１９をコンデンサ素子２Ｌ、２Ｒの上部に設けた構成としている。実施例２の構成によると、たとえコンデンサ素子２Ｌ、２Ｒの上部に設けられる充填樹脂２０の層の厚みを薄くしたとしても金属層１９により外部からの水分の浸入の抑制が可能であり、フィルムコンデンサ３１の耐湿性の確保とともに低背化が可能である。

実施例２で用いた金属層１９は実施例１と同様のものである。すなわち、アルミニウム箔の両面をそれぞれ接着層としてのポリプロピレン、保護層としてのナイロンにて被覆したものを用いている。この金属層１９の充填樹脂２０への貼着は、充填樹脂２０を樹脂ケース１７に充填させ、十分に充填樹脂２０を固化させた後に接着層であるポリプロピレン層を熱融着させることで行っている。

なお、バスバー１８はフィルムコンデンサ３１の上方に外部接続部１８Ａが引き出された構成となっているが、本実施例の金属層１９にはこの外部接続部１８Ａの位置に合わせて貫通孔が設けられており、この貫通孔を通じて外部接続部１８Ａは外部に引き出されている。

（実施例３）
図６に実施例３のフィルムコンデンサ４１の断面図を示す。

実施例３では二つのコンデンサ素子２Ｌ、２Ｒは、それぞれの両端面（図１の符号９、１０）の長軸（図１の軸Ｐ）を通り、端面９と端面１０を結ぶ方向（図１の幅方向Ｗ）に平行な水平断面が、樹脂ケース１７の底部２１に垂直に配置されている。すなわち、扁平面であるコンデンサ素子２Ｌの第三の側面１３およびコンデンサ素子２Ｒの第四の側面１４がそれぞれ側壁２２、側壁２３と対向するように、コンデンサ素子２Ｌ、２Ｒが樹脂ケース１７内に収容されている。

図６において左側に配置した一方のコンデンサ素子２Ｌは、第三の側面１３が樹脂ケース１７の側壁２２と近接している。

また、図６に示す右側に配置した他方のコンデンサ素子２Ｒは、第四の側面１４が樹脂ケース１７の側壁２３と近接している。

そして、側壁２２の外表面２２Ｓと側壁２３の外表面２３Ｓにはそれぞれ金属層１９Ｌならびに金属層１９Ｒが形成されている。この金属層１９Ｌならびに金属層１９Ｒは位置を区別するために符号を変えたものであり、その構成は後述するように金属層１９Ｌ、金属層１９Ｒとも同じである。

金属層１９Ｌ、金属層１９Ｒは、実施例１の金属層１９と同様の材料からなる。

金属層１９Ｌ、金属層１９Ｒの外郭は、それぞれ側壁２２と対向するコンデンサ素子２Ｌの第三の側面１３、側壁２３と対向するコンデンサ素子２Ｒの第四の側面１４の外郭より大きく、コンデンサ素子２Ｌの第三の側面１３の側壁２２側への投影部分とコンデンサ素子２Ｒの第四の側面１４の側壁２３側への投影部分はそれぞれ金属層１９Ｌ、金属層１９Ｒの内側となるように金属層１９Ｌ、金属層１９Ｒを設けている。なお、金属層１９Ｌ、金属層１９Ｒは実施例１と同様の理由で各コンデンサ素子２Ｌ、２Ｒの第三の側面１３、第四の側面１４の面積の８０％以上を保護するように設けられていることが望ましい。

また、実施例３では、図６に示すように、バスバー１８をコンデンサ素子２Ｌ、２Ｒの第三の側面１３側、第四の側面１４側に引き回さずにコンデンサ素子２Ｌ、２Ｒの第一の側面１１から樹脂ケース１７の開口部方向へ垂直に立ち上げて設けている。この構成による目的も実施例１と同様に、バスバー１８からの熱が金属層１９Ｌ、１９Ｒに伝播し、金属層１９Ｌ、１９Ｒがそれぞれ側壁２２、２３から剥離してしまう可能性を抑制するためである。

その他実施例１と同様の構成については、説明を省略する。

以上のように、実施例３では金属層１９を底部２１側には設けず、金属層１９Ｌ、１９Ｒを樹脂ケース１７の側壁２２の外表面２２Ｓ、側壁２３の外表面２３Ｓのみに設けたものである。このように選択的、部分的に金属層１９Ｌ、１９Ｒを配置し、保護することで、フィルムコンデンサ４１全体の小型軽量化に寄与している。

ここで実施例１、実施例３のフィルムコンデンサ１、フィルムコンデンサ４１の耐湿性について、以下に述べる比較例１と比較して説明する。実施例２については、比較例１と充填樹脂２０の厚みが異なるため、比較していない。

（比較例１）
比較例１として図８に示す従来のフィルムコンデンサ１０１を用いた。比較例１のフィルムコンデンサ１０１の構成は、実施例１のフィルムコンデンサ１の構成から本発明のポイントである金属層１９を除いたものである。その他の構成は、実施例１のフィルムコンデンサ１と同様であるため、説明を省略する。

上記実施例１、実施例３、比較例１のフィルムコンデンサ１、４１、１０１を用い、耐湿性試験を行った。耐湿性試験は、環境温度８５℃湿度８５％の高温高湿条件下、所定の電圧を印加し、一定時間毎に静電容量を測定するものである。

上記耐湿性試験の結果、比較例１では、静電容量が５％減少した時間は約５００時間であった。一方、実施例１、３では、静電容量が５％減少した時間はいずれも１０００時間以上であり、フィルムコンデンサ１、４１では耐湿性の飛躍的な向上が確認された。

このように、本発明の構成によるとフィルムコンデンサの耐湿性を飛躍的に向上させることができ、フィルムコンデンサの容量減少を抑制することができる。

その理由は、実施例１においては、図３に示すように、樹脂ケース１７の底部２１の外表面２１Ｓに設けた金属層１９が外部からの水分の浸入を抑制するからである。

また、実施例３においては、図６に示すように、樹脂ケース１７の側壁２２、２３に設けた金属層１９Ｌ、１９Ｒが外部からの水分の浸入を抑制するからである。

すなわち、扁平形状のコンデンサ素子２Ｌ、２Ｒを用いた場合、扁平面である第三の側面１３や第四の側面１４は略平面状となっているため、フィルムコンデンサ１、４１外部と対向する面積が大きいものであり、樹脂ケース１７や充填樹脂２０を透過した水分は、第三の側面１３や第四の側面１４から吸収されやすい。

一方、本実施例１、３は、金属層１９を設けているため、水分がフィルムコンデンサ１、４１内に浸入するのを防ぎ、コンデンサ素子２Ｌ、２Ｒの水分吸収を抑制できる。そしてその結果、電極層３、４の酸化を抑制でき、フィルムコンデンサ１、４１の容量減少を抑制できるのである。

なお、図３に示すフィルムコンデンサ１の金属層１９が、対向する第三の側面１３の面積の８０％以上の面積を有する場合、上記の耐湿性試験において、静電容量が５％減少するまでの時間は１０００時間以上であった。またフィルムコンデンサ４１の金属層１９Ｌ、１９Ｒが、それぞれ対向する第三の側面１３、第四の側面１４の面積の８０％以上の面積を有する場合、耐湿性試験において、静電容量が５％減少するまでの時間は１０００時間以上であった。

これに対し、フィルムコンデンサ１の金属層１９が、それぞれ対向する第三の側面１３の面積の７０％の面積を有する場合、上記耐湿性試験において、静電容量が５％減少するまでの時間が、１０００時間未満となることがあった。またフィルムコンデンサ４１の金属層１９Ｌ、１９Ｒが、それぞれ対向する第三の側面１３、第四の側面１４の面積の７０％の面積を有する場合、上記耐湿性試験において、静電容量が５％減少するまでの時間が１０００時間未満となることがあった。

したがって、金属層１９Ｌ、１９Ｒは、それぞれ対向する第三の側面１３、第四の側面１４の面積の８０％以上の面積であることで、特に安定して耐湿性を高めることができる。

（実施例４）
図７に実施例４のフィルムコンデンサ５１の断面図を示す。

この実施例４では、樹脂ケース１７は用いずに、コンデンサ素子２Ｌ、２Ｒの被覆する外装樹脂５２そのものを樹脂外装体として用いている。

図７に示すように、実施例４においてはコンデンサ素子２Ｌ、２Ｒと外部接続部１８Ａ部分を除くバスバー１８はエポキシ樹脂で形成された外装樹脂５２で被覆されており、この外装樹脂５２を外装体としてコンデンサ素子２Ｌ、２Ｒを外部環境から保護している。外装樹脂５２はエポキシ樹脂を固化した状態となっており、このフィルムコンデンサ５１は、コンデンサ素子２Ｌ、２Ｒおよびバスバー１８を金型の所定の位置に配置してエポキシ樹脂を流し込み、固化させた後、金型から取り外すことで形成される。また、外装樹脂５２はコンデンサ素子２Ｌ、２Ｒの周りを所定の肉厚をもって取り囲むように固化した状態となっており、図６に示すように四隅が面取りされた略直方体のような形状となっている。

図７に示すように、略平板状に形成された外装樹脂５２の底部５３は、外装樹脂５２内のコンデンサ素子２Ｌ、２Ｒの第三の側面１３と平行であり、これらコンデンサ素子２Ｌ、２Ｒの第三の側面１３と底部５３とは対向している。そして、底部５３の外表面５３Ｓには金属層１９が貼着されている。この金属層１９は実施例１と同様にアルミや銅で形成された金属箔や金属板を用いることができる。

金属層１９の貼着方法としては実施例１のフィルムコンデンサ１と同様に金属層１９の表面に設けた接着層を外装樹脂５２の底部５３に熱融着させてもよいし、あるいは金属層１９に接着剤を塗布し、底部５３に貼着してもよい。

特に、実施例４のように外装樹脂５２としてエポキシ樹脂を用いた場合、予め金属層１９の接着層にコロナ処理を施し、接着層に無数の微細な凹凸を形成しておくことで、熱融着や接着剤の塗布を施すことなく金属層１９を容易に外装樹脂５２の底部５３に貼着することができる。このコロナ処理を施して、金属層１９を底部５３に貼着する場合は金属層１９の接着層としてポリプロピレンにて形成されている。

以上のような構成の実施例４のフィルムコンデンサ５１においても実施例１のフィルムコンデンサ１と同様に金属層１９により外部からフィルムコンデンサ５１内部への水分の浸入を抑制することができ、フィルムコンデンサ５１の耐湿性は優れたものとなっている。また、フィルムコンデンサ５１では樹脂ケース１７を用いない、いわばケースレスの構造となっているため、フィルムコンデンサ５１は比較的軽量化された構造となっている。

また、金属層１９は、金属板、金属箔を用いる以外にも、外装樹脂５２の底部５３の外表面５３Ｓにアルミニウム等や銅等の金属を蒸着させて形成してもよい。このように蒸着により金属層１９を形成した場合もフィルムコンデンサ５１の重量化、大型化を招くことなく金属層１９を形成する方法として非常に有効である。

なお、実施例４のフィルムコンデンサ５１では底部５３に金属層１９を配置したが、実施例３のフィルムコンデンサ４１のように、コンデンサ素子２Ｌ、２Ｒの第三の側面１３、第四の側面１４がそれぞれ外装樹脂５２の左右の側部と対向するように、外装樹脂５２内にコンデンサ素子２Ｌ、２Ｒが配置されている場合は、この外装樹脂５２の左右の側部の外表面に金属層１９を形成してもよい。

以上の説明において、実施例１〜４では、複数個のコンデンサ素子２Ｌ、２Ｒを配置したが、これに限らず樹脂ケース１７や外装樹脂５２内に収容するコンデンサ素子は一つでもよい。

また、図３、図５、図６、図７においては、樹脂ケース１７の開口部や外装樹脂５２の外部接続部１８Ａ取出し側が上方となるように図示したが、これは簡便に説明を行うためであり、実使用においてはこの態様に限らない。すなわち、天地を逆にして樹脂ケース１７の開口部や外装樹脂５２の外部接続部１８Ａ取出し側が下方となるような状態で使用してもよい。あるいは、樹脂ケース１７の開口部や外装樹脂５２の外部接続部１８Ａ取出し側が水平方向を向く状態で用いてもよい。

本発明によるフィルムコンデンサは、優れた耐湿性を有しており、各種電子機器、電気機器、産業機器、自動車等に用いられるコンデンサとして好適に採用できる。特に高い耐湿性が求められる自動車用分野において有用である。

１、３１、４１、５１ フィルムコンデンサ
２、２Ｌ、２Ｒ コンデンサ素子
３、４ 電極層
５、６ 誘電体フィルム
７、８ 引出電極
９、１０ 端面
１１ 第一の側面
１２ 第二の側面
１３ 第三の側面
１４ 第四の側面
１５ 小電極部
１６ 低抵抗部
１７ 樹脂ケース
１８ バスバー
１８Ａ 外部接続部
１９、１９Ｌ、１９Ｒ 金属層
２０ 充填樹脂
２１、５３ 底部
２１Ｓ、２２Ｓ、２３Ｓ、５３Ｓ 外表面
２２、２３ 側壁
２４ 接続部
５２ 外装樹脂

Claims (4)

1. 両端面に一対の引出電極が設けられ、前記両端面の間の側面が互いに対向する一対の扁平面と、前記一対の扁平面どうしを繋ぐ一対の湾曲した曲面とで構成された扁平形状のコンデンサ素子と、
   前記コンデンサ素子の前記一対の引出電極に接続された一対の外部引き出し端子と、
   底部および開口部を有し、前記コンデンサ素子を収容するケースと、
   前記ケース内に充填され、前記コンデンサ素子、および前記外部引き出し端子の少なくとも一部を被覆する充填樹脂と、を備え、
   前記コンデンサ素子は、前記一対の扁平面のうち一方の扁平面が前記ケースの底部と対向するように前記ケースの内部に配置され、
   前記開口部において前記充填樹脂表面に金属層が設けられているフィルムコンデンサ。
2. 前記金属層は貫通孔を有し、前記外部引き出し端子は前記貫通孔を通って外部に引き出されている請求項１に記載のフィルムコンデンサ。
3. 前記金属層は金属箔または金属板にて構成された請求項１または請求項２に記載のフィルムコンデンサ。
4. 前記金属層は蒸着金属である請求項１または請求項２に記載のフィルムコンデンサ。

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