JP3597798B2 - フィルムコンデンサ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルムコンデンサに関し、特に樹脂ケース内に樹脂封止されて配設される電極はみ出し型のフィルムコンデンサにおいて、放熱、遮熱効果に優れ、しかも自己発熱を低減することができるようにしたフィルムコンデンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通電によるコンデンサ素子の発熱を効率よく放熱させるようにしたフィルムコンデンサとしては、例えば特開平２０００−２７７３７７号公報に開示された乾式金属化フィルムコンデンサが知られている。このフィルムコンデンサは、一対の金属化フィルムを重ね合わせて巻回し、その巻回端面に金属を溶射して電極部としたコンデンサ素子を複数個並列に接続するとともに各コンデンサ素子間に放熱板を介挿してコンデンサ素体とし、このコンデンサ素体を金属ケースに収納して絶縁性樹脂で封止し、外部引出用端子と放熱板の一端部をケース外部に突出させたものである。
【０００３】
また、実開平５−４３５３３号公報に記載された乾式高圧進相コンデンサは、絶縁樹脂ポッティングコンデンサを２列に配列し、これらのコンデンサ群の間に金属板または熱伝導率の高い絶縁板からなる放熱板を介挿し、この放熱板の一部を外装金属ケースの内面に熱伝導可能に接触させている。
【０００４】
この他、コンデンサ素子に接続される接続板に放熱板を兼用させたり、コンデンサ素子に接続されるリード端子と放熱板とを一体化させることにより放熱効果を向上させるようにした電解コンデンサ（特開平６−１０６３６１号公報、特開平１１−２１９８５４号公報等）も知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、従来からコンデンサ素子の発熱を効率よく放熱させるために放熱板を用いている。しかしながら、従来のコンデンサはいずれも放熱効果の向上を目的としたものが殆どで、コンデンサ自体の自己発熱を低減したり、外部からのコンデンサ素子への熱的影響を低減するための対策を講じたものはなかった。
特に、近年スイッチング素子として用いられている絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（以下、ＩＧＢＴと称す）やＭＯＳＦＥＴのモジュールのスイッチング時のサージ電圧に対する保護回路（スナバ回路）に使用されるコンデンサの場合は、高周波、大電流、大電圧が要求されることから、放熱効果を高めるだけでは不十分で、ＩＧＢＴからの熱を遮熱するとともに、自己発熱を低減したものが要求されている。
【０００６】
本発明は上記した従来の問題および要請に応えるべくなされたもので、その目的とするところは、コンデンサ素子の発熱を効率よく放熱することができ、また外部からのコンデンサ素子への熱を良好に遮断し、しかも自己発熱を低減し、熱劣化を低減し寿命を改善したフィルムコンデンサを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために第１の発明は、コンデンサ素子を樹脂ケース内にそれぞれ内部端子部と外部端子部を一体に有するプラス側およびマイナス側外部引出用端子板とともに収納して樹脂封止し、前記各外部引出用端子板の外部端子部をケース外方に突出させたフィルムコンデンサにおいて、前記プラス側外部引出用端子板の前記内部端子部は、前記コンデンサ素子の一方の電極部の表面を覆う形状に形成されてその中央に開口部を有し、この開口部の開口縁に熱容量が小さい形状に形成された舌片状の接続片を一体に延設し、この接続片を前記一方の電極部に接合し、前記開口部をスリットを介して前記プラス側外部引出用端子板の端縁に開放し、前記スリットの両側に前記外部端子部をそれぞれ一体に延設したものである。
この発明においては、開口部とスリットの形成によって端子回路が形成されるので、外部端子部間のインピーダンスを小さくする。また、渦電流の発生も少なくする。したがって、コンデンサの自己発熱を低減することができる。
【０００９】
第２の発明は、上記第１の発明において、前記プラス側外部引出用端子板と前記マイナス側外部引出用端子板に互いに対向し絶縁部材を介して接触する板部をそれぞれ設け、前記樹脂ケースを前記マイナス側外部引出用端子板が前記プラス側外部引出用端子板よりヒートシンクに近くなるなるように当該ヒートシンクに固定したものである。
この発明においては、プラス側外部引出用端子板の熱を絶縁部材およびマイナス側外部引出用端子板を介してヒートシンクに逃がし、ヒートシンクが発熱を効率よく放熱する。
【００１０】
第３の発明は、上記第１または第２の発明において、前記プラス側外部引出用端子板と前記マイナス側外部引出用端子板の少なくともいずれか一方の後端縁両端部に、位置決め用突起をそれぞれ一体に突設し、これらの位置決め用突起を前記樹脂ケースの内奥隅角部にそれぞれ当接させたものである。
この発明においては、樹脂ケースの内奥隅角部によって端子板を位置決めする。樹脂ケースの内奥隅角部は、互いに直交する３つの板部分が接合されていることから、強度が最も大きく、また成形後の樹脂の収縮による反りも少ないため、端子板を正確に位置決めすることができる。
【００１１】
第４の発明は、上記第１の発明において、前記プラス側外部引出用端子板の接続片を熱容量が小さい形状に形成したものである。
この発明においては、接続片の熱容量が小さいので、コンデンサ素子の電極部に接続片を半田付け、溶接等によって接合するとき、熱を電極部に速やかに伝達する。接合作業が終了した後は、急速に温度が低下し、コンデンサ素子への熱的影響を少なくする。
【００１２】
第５の発明は、上記第１、第２、第３または第４の発明において、前記プラス側外部引出用端子板の前記内部端子部に前記コンデンサ素子の一側面を覆う板部を延設してなり、この板部はスリットを介して端縁に開放する開口部を有するものである。
この発明においては、開口部とスリットの形成により渦電流の発生を少なくする。したがって、渦電流損による自己発熱を低減することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係るフィルムコンデンサをＩＧＢＴのスナバ回路に用いた一実施の形態の一部を破断して示す要部の平面図、図２は入力側フィルムコンデンサの正面図、図３は同フィルムコンデンサの断面図、図４は同フィルムコンデンサの分解斜視図、図５は出力側フィルムコンデンサの正面図、図６は同フィルムコンデンサの断面図、図７は同フィルムコンデンサの分解斜視図である。
【００１４】
図１において、１は上方に開放するケース本体、２はケース本体１の開口部を覆うカバーで、これらによってＩＧＢＴ４を収容するヒートシンク３を構成している。５はＩＧＢＴ４のスナバ回路に用いられる入力側フィルムコンデンサ、６は出力側フィルムコンデンサである。ヒートシンク３は、ＩＧＢＴ４および入、出力側フィルムコンデンサ５，６がそれぞれ発熱体を構成することから水冷により所要温度（例えば、６５℃）に維持されている。ＩＧＢＴ４と入、出力側フィルムコンデンサ５，６は、ケース本体１の内底面に互いに近接してそれぞれ位置決めされ、複数個の止めねじ７によってそれぞれ固定されるとともに、接続端子８，９によってそれぞれ電気的に接続されている。以下、入、出力側フィルムコンデンサ５，６についてさらに詳述する。
【００１５】
図２〜図４において、入力側フィルムコンデンサ５は、コンデンサ素子１０と、このコンデンサ素子１０の各電極部２１，２２にそれぞれ接合される２つの端子板、すなわちプラス側およびマイナス側の外部引出用端子板１１，１２と、これらの外部引出用端子板１１，１２および前記コンデンサ素子１０を収納する樹脂製のケース１３（以下、樹脂ケースという）と、前記コンデンサ素子１０および外部引出用端子板１１，１２を樹脂封止する絶縁性の充填樹脂１４とで構成されている。
【００１６】
前記コンデンサ素子１０としては、２枚の金属化フィルム、すなわち片面にアルミニウム等を蒸着して金属電極（図４の斜線部分）１６を形成したきわめて薄い帯状の絶縁フイルム（通常、ポリエステルフィルム）１７を２枚重ね合わせて所定の回数巻回することによりコンデンサ本体１０ａとし、このコンデンサ本体１０ａの軸線方向の両端面に前記電極部２１，２２を設けた所謂蒸着電極型コンデンサ素子が用いられる。各電極部２１，２２は、銅、亜鉛、錫、半田等の金属または合金の溶射によって形成されることにより、メタリコン電極を構成している。絶縁フィルム１７は、金属電極１６より幅が広く、幅方向の一側縁に沿って金属電極１６が蒸着されることにより、他側縁側が非蒸着部分（マージン部）２３を形成している。このような絶縁フィルム１７はマージン部２３が交互に左右反対になるように２枚重ね合わされて巻回されることにより、各電極部２１，２２と金属電極１６との電気的接続を可能にしている。絶縁フィルム１７の巻き終わり端付近は、バーンオフ処理によって金属電極１６が除去され、かつヒートシールされる。そして、絶縁フィルム１７は、コンデンサ本体１０ａを所望の形状に扁平化され前記電極部２１，２２が設けられた後、静電容量を安定化させる加熱工程で所定温度（１００〜１５０℃）で一定時間（３〜１０時間程度）熱処理されることにより収縮される。
【００１７】
ここで、本実施の形態においては、コンデンサ素子１０を図４に示すように長さＬ（長軸方向の寸法）、幅Ｗ（短軸方向の寸法）、高さＨ（電極部２１，２２間の寸法）の長円形の柱状体に扁平化した例を示したが、扁平化しない円柱状のものであってもよいことは勿論である。
【００１８】
前記プラス側外部引出用端子板１１は、銅板（Ｃ１１００ １／４Ｈ）製で、プレス加工により前記コンデンサ素子１０を内包する形状、すなわちコンデンサ素子１０の周囲（本実施の形態においては上下面および背面と前面の一部）を取り囲む形状に形成することにより、放熱板としての機能と遮熱板としての機能を併せもたせている。このため、プラス側外部引出用端子板１１は、コンデンサ素子１０の長さＬおよび幅Ｗより若干大きい矩形板状の内部端子部１１Ａと、この内部端子部１１Ａの上下端部を互いに対向するように前方に略９０°の角度をもって折り曲げ形成した第１、第２の折曲片１１Ｂ，１１Ｃと、第１の折曲片１１Ｂの先端に上方に向かって延設した外部端子部１１Ｄとで構成されている。
【００１９】
前記内部端子部１１Ａは、中央に長手方向に長い矩形の開口部３３を有し、またこの開口部３３の左右両側縁の幅方向中央には舌片状の接続片３４，３５が互いに対向するように一体に延設されている。これらの接続片３４，３５の先端部は、熱容量を小さくするために板厚が徐々に減少するように加圧形成されており、前記コンデンサ素子１０の一方の電極部２１に溶接（または半田付け）によって接合される。また、内部端子部１１Ａの前記第１の折曲片１１Ｂが連設されている下縁の一方の角部には、小さな矩形の位置決め用切欠部３７が形成されている。なお、接続片３４，３５の熱容量を小さくする形状としては、板厚を減少させるものに限らず、幅を減少させる形状や幅および板厚の両方を減少させる形状であってもよい。
【００２０】
前記第１の折曲片１１Ｂは、前記内部端子部１１Ａより若干長く形成され、その右側縁２９ａが内部端子部１１Ａの右側縁２８ａと同一面をなし、左側縁２９ｂが内部端子部１１Ａの左側縁２８ｂより側方に突出している。また、第１の折曲片１１Ｂの幅方向の略中央には、スリット３８が形成されている。このスリット３８は、第１の折曲片１１Ｂと前記内部端子部１１Ａとに延在するようにＬ字状に形成することにより、前記開口部３３を第１の折曲片１１Ｂの先端縁２９ｃに開放させている。
【００２１】
前記第２の折曲片１１Ｃは、前記内部端子部１１Ａと同一の長さを有し、前方への突出寸法（折り曲げ寸法）が全長にわたって同一で、前記電極部２２との電気的な接続を防止するために前記電極部２１，２２の高さＨより低く設定されている。第２の折曲片１１Ｃの基端部で幅方向中央には、幅方向に長い矩形の開口部４１と、この開口部４１を第２の折曲片１１Ｃの前端縁３０ａに開放するスリット４２が形成されている。
【００２２】
前記外部端子部１１Ｄは、前記第１の折曲片１１Ｂの前端縁に前記スリット３８を挟んでその両側に所要の間隔を保ってそれぞれ上方に折り曲げ形成した２つの端子部３１Ａ，３１Ｂからなり、これらの端子部３１Ａ，３１Ｂにリード線４６と板状の接続端子８がそれぞれ接続され、所要の電流（例えば、５０Ａ、１００ＫＺ ）が供給されるように形成されている。各端子部３１Ａ，３１Ｂは、それぞれＬ字状に折り曲げ形成することにより、前記コンデンサ素子１０を挟んで前記内部端子部１１Ａと対向する垂直な板部３１Ａ−１，３１Ｂ−１と、各板部３１Ａ−１，３１Ｂ−１の先端より前方に略直角に折り曲げられた板部３１Ａ−２，３１Ｂ−２とでそれぞれ構成されている。このため、プラス側外部引出用端子板１１は２端子型の端子板を構成している。各板部３１Ａ−２，３１Ｂ−２は、接続端子８とリード線４６を接続するための図示しない固定用ねじがねじ込まれるねじ取付用孔４７を有し、また板部３１Ｂ−２の一側には、位置決め片４８が下方に折り曲げ形成されている。各端子部３１Ａ，３１Ｂの板部３１Ａ−１，３１Ｂ−１と前記内部端子部１１Ａとの間隔は、前記電極部２２と端子部３１Ａ−１，３１Ｂ−１との電気的な接続を防止するために、コンデンサ素子１０の高さＨより大きく設定されている。なお、内側端子部１１Ａ（接続片３４，３５を除く）、第１、第２の折曲片１１Ｂ，１１Ｃおよび板部３１Ａ−１，３１Ｂ−１の内面は、絶縁膜によって被覆されている。
【００２３】
前記マイナス側外部引出用端子板１２は、前記プラス側外部引出用端子板１１と同様に、銅板（Ｃ１１００ １／４Ｈ）製で、プレス加工により側面視形状が略「Ｚ」字型に形成されることにより、放熱板としての機能と遮熱板としての機能を併せもたせている。このため、マイナス側外部引出用端子板１２は、矩形板状の内部端子部１２Ａと、この内部端子部１２Ａの前端より上方に略直角に折り曲げられた折曲片１２Ｂと、この折曲片１２Ｂの上端より前方に略直角に折り曲げられた細長い板状の外部端子部１２Ｃとで構成されている。内部端子部１２Ａは、前記プラス側外部引出用端子板１１の第１の折曲片１１Ｂの長さと略同一の長さではあるが、これより幅が大きく形成され、後端の両側部に位置決め用の突起５０がそれぞれ突設されている。また、内部端子部１２Ａの前端側には２つの舌片状の接続片５１，５２が前記第１の折曲片１２Ｂの後面と対向するように上方に向かって折り曲げ形成されている。一方の接続片５１は、内部端子部１２Ａの中間部に設けられている。このため、内部端子部１２Ａの長さ方向中間部には矩形の開口５４が形成されている。他方の接続片５２は、前記一方の接続片５１より長さが長く、内部端子部１２Ａの一側縁に設けられている。このため、内部端子部１２Ａの一側縁には矩形の凹部５５が形成されている。また、各接続片５１，５２の先端部は、前記プラス側外部引出用端子板１１の接続片３４，３５と同様に、熱容量を小さくするために先端に向かって板厚が徐々に減少するように加圧形成されている。この場合、幅を狭くしたり、幅と板厚をともに小さくしてもよいことは勿論である。
【００２４】
前記外部端子部１２Ｃは、２つのねじ取付用孔５６と、１つの位置決め用折曲片５７を有している。２つのねじ取付用孔５６は、外部端子部１２Ｃの長手方向に離間して形成されている。位置決め用折曲片５７は、外部端子部１２Ｃの一側縁を表面側に略直角に折り曲げることにより形成されている。
【００２５】
このようなマイナス側外部引出用端子板１２は、内部端子部１２Ａの上面が前記プラス側外部引出用端子板１１の第１の折曲片１１Ｂの下面に薄い絶縁フィルム５９を介して密接するように重ね合わされてプラス側外部引出用端子板１１に組み付けられる。この状態において、一方の接続片５１は、２つの端子部３１Ａ，３１Ｂ間に挿入され、他方の接続片５２は端子部３１Ａの外側に位置している。そして、コンデンサ素子１０は、プラス側外部引出用端子板１１の側方から内部端子部１１Ａに沿って第１、第２の折曲片１１Ｂ，１１Ｃ間に差し込まれ、一方の電極部２１にプラス側外部引出用端子板１１の接続片３４，３５が溶接または半田６１Ａ（図３）によって接合され、他方の電極部２２にマイナス側外部引出用端子板１２の接続片５１，５２が溶接または半田６１Ｂ（図３）によって接合される。
【００２６】
前記コンデンサ素子１０にプラス側とマイナス側の外部引出用端子板１１，１２を取付けた状態において、マイナス側外部引出用端子板１２の位置決め用突起５０は、プラス側外部引出用端子板１１の内部端子部１１Ａより後方に突出している。そして、プラス側とマイナス側の外部引出用端子板１１，１２が取付けられたコンデンサ素子１０は、前記樹脂ケース１３に収納されて位置決めされ、絶縁樹脂１４を充填することによって封止される。
【００２７】
前記樹脂ケース１３は、エポキシ樹脂等によって前記プラス、マイナス側外部引出用端子板１１，１２が取付けられたコンデンサ素子１０を収納し得る大きさの前方に開放する矩形箱型に形成されることにより、背面板１３ａ、底板１３ｂ、上板１３ｃおよび左右の側板１３ｄ，１３ｅとで構成され、互いに対向する２つの側板１３ｄ，１３ｅの内面下方寄りに前記プラス側外部引出用端子板１１を位置決めする位置決め部６０がそれぞれ一体に突設されている。これらの位置決め部６０は、樹脂ケース１３の奥行き方向に長い突条体からなり、前記底板１３ｂとの間に所定の隙間が設定されている。この隙間は、前記プラス側外部引出用端子板１１の第２の折曲片１１Ｂとマイナス側外部引出用端子板１２の内部端子部１２Ａの差し込みを可能にする寸法に設定されている。
【００２８】
前記コンデンサ素子１０をプラス側とマイナス側の外部引出用端子板１１，１２とともに樹脂ケース１３に組込む際には、マイナス側外部引出用端子板１２の内部端子部１２Ａを底板１３ｂの内面に沿って収納し、内部端子部１２Ａとプラス側外部引出用端子板１１の第１の折曲片１１Ｂを底板１３ｂと位置決め部６０との間に位置させる。コンデンサ素子１０を樹脂ケース１３の奥まで収納した状態において、プラス側外部引出用端子板１１の外部端子部１１Ｄの先端部とマイナス側外部引出用端子板１２の外部端子部１２Ｃとは、樹脂ケース１３の開口部から前方に突出している。２つの位置決め部６０のうち、その一方はプラス側外部引出用端子板１１の位置決め用切欠部３７に挿入され、他方は第２の折曲片１１Ｂの前記切欠部３７側とは反対側の端部の上面に当接する。マイナス側外部引出用端子板１２の２つの位置決め用突起５０は、樹脂ケース１３の背面板１３ａの隅角部にそれぞれ当接する。したがって、プラス側外部引出用端子板１１は内部端子部１１Ａが背面板１３ａと離間した状態で組み込まれる。そして、この状態で溶融した絶縁樹脂１４を樹脂ケース１３内に充填し、固化させることによりコンデンサ素子１０とプラス側とマイナス側の外部引出用端子板１１，１２の樹脂ケース１３内に収納されている部分を完全に封止し、もって入力側フィルムコンデンサ５が完成する。絶縁樹脂１４としては、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられる。
【００２９】
図１および図２において、入力側フィルムコンデンサ５の前記ヒートシンク３内への取付けは、絶縁ケース１３の底板１３ｂをケース１の内底面で予め定められたコンデンサ取付部１Ａの上に設置し、マイナス側外部引出用端子板１２の位置決め用折曲片５７を図１に示すようにケース１の内底面に設けた位置決め板６３の位置決め用孔６４に係入し、外部端子部１２Ｃを２本の止めねじ７によって前記位置決め板６３に固定し、プラス側外部引出用端子板１１の一方の端子部３１Ａをリード線４６によって電源側に接続し、他方の端子部３１Ｂを接続端子８によって前記ＩＧＢＴ４に接続する。
【００３０】
図５〜図７において、前記出力側フィルムコンデンサ６は、コンデンサ素子７０と、このコンデンサ素子７０の各電極部７６，７７にそれぞれ接合される２つの端子板、すなわちプラス側およびマイナス側の外部引出用端子板７１，７２と、これらの外部引出用端子板７１，７２および前記コンデンサ素子７０を収納する樹脂ケース７３と、前記コンデンサ素子７０および外部引出用端子板７１，７２を樹脂封止する絶縁樹脂７４とで構成されている。
【００３１】
前記コンデンサ素子７０は、上記した入力側フィルムコンデンサ５のコンデンサ素子１０と同様に金属化フィルムの巻回によって形成されたコンデンサ本体７０ａと、このコンデンサ本体７０ａの軸線方向の両端面に銅、亜鉛、錫、半田等の金属をそれぞれ溶射することにより形成されたメタリコン電極からなる前記電極部７６，７７とで蒸着電極型コンデンサ素子を構成している。コンデンサ素子７０としては、長さＬ０ （長軸方向の寸法）、幅Ｗ０ （短軸方向の寸法）、高さＨ０ （電極部７６，７７間の寸法）の長円形の柱状体に扁平化したものを用いた例を示したが、扁平化しない円柱状のものであってもよいことは勿論である。
【００３２】
前記プラス側外部引出用端子板７１は、銅板（Ｃ１１００ １／４Ｈ）製で、プレス加工により前記コンデンサ素子７０を略内包する形状、すなわちコンデンサ素子７０の周囲を取り囲む形状に形成されることにより正面視形状が下向きの略コ字状で、放熱板と遮熱板を兼用している。このため、プラス側外部引出用端子板７１は、コンデンサ素子７０の長さＬ０ および幅Ｗ０ より若干大きい矩形板状の内部端子部７１Ａと、この内部端子部７１Ａの両側縁部を互いに対向するように下方に略９０°の角度をもって折り曲げ形成された第１、第２の折曲片７１Ｂ，７１Ｃと、内部端子部７１Ａの前端に延設された外部端子部７１Ｄとで構成されている。
【００３３】
前記内部端子部７１Ａは、電極部７６，７７より十分に大きい矩形の板体からなり、中央に二等辺三角形の開口部８３を有し、その頂部がスリット８３ａを介して内部端子部７１Ａの前端縁に開放している。また、開口部８３の左右の２つの斜面には、舌片状の接続片８４が互いに対向するようにそれぞれ一体に延設されている。これらの接続片８４の先端部は、熱容量を小さくするために板厚が徐々に減少するように加圧形成されている。ただし、幅または幅と板厚をともに小さくしてもよい。また、内部端子部７１Ａの後端の両側部には位置決め用突起８７が一体に突設されている。
【００３４】
前記第１、第２の折曲片７１Ｂ，７１Ｃは、同一の大きさで、電極部７７との電気的接続を防止するため前記コンデンサ素子７０の高さＨ０ より短く形成されている。
【００３５】
前記外部端子部７１Ｄは、前記内部端子部７１Ａの前端に前記スリット８３ａを挟んでその両側にそれぞれ延設された２つの端子部８１Ａ，８１Ｂとからなり、これらの端子部８１Ａ，８１Ｂに接続端子９，８５がそれぞれ接続され、所要の電流（例えば、３〜５Ａ、１００ＫＺ ）が供給されるように形成されている。このため、プラス側外部引出用端子板７１は２端子型の端子板を構成している。前記各端子部８１Ａ，８１Ｂは、基端部に下方に斜めに折り曲げられた傾斜部８１Ａ−１，８１Ｂ−１を有し、また先端部には前記接続端子９，８５を接続するための固定用ねじがねじ込まれるねじ取付用孔とナット９１が設けられている。さらに、端子部８１Ｂは、端子部８１Ａ側とは反対側の側縁が前記第３の折曲片７１Ｃの側方に突出するように形成されるとともに、その基端部に位置決め用係合凹部９２が形成されている。なお、プラス側外部引出用端子板７１の内面（ただし、接続片８４は除く）には、絶縁皮膜が施されている。
【００３６】
前記マイナス側外部引出用端子板７２は、同じく銅板（Ｃ１１００ １／４Ｈ）製で、プレス加工により平面視形状が前記プラス側外部引出用端子板７１より一回り小さい正面視形状が上向きの略コ字状に形成されることにより、放熱板としての機能と遮熱板としての機能を併せもたせている。このため、マイナス側外部引出用端子板７２は、矩形板状の内部端子部７２Ａと、この内部端子部７２Ａの長手方向両端に上方に略直角に折り曲げられた第１、第２の折曲片７２Ｂ，７２Ｃと、内部端子部７２Ａの前端に上方に略直角に折り曲げられた第３の折曲片７２Ｄと、この第３の折曲片７２Ｄの上端部を前方側に略９０°折り曲げて形成した外部端子部７２Ｅとで構成されている。
【００３７】
前記内部端子部７２Ａは、長手方向の両端部寄りにＵ字状の孔９６を打ち抜き加工することによって形成された２つの舌片状の接続片９５を有している。これらの接続片９５の先端部は、熱容量を小さくするために板厚が徐々に減少するように加圧形成されている。また、内部端子部７２Ａの後端両側部には、位置決め用突起９８がそれぞれ一体に突設されている。これらの突起９８は、前記第１、第２の折曲片７２Ｂ，７２Ｃより後方に突出している。
【００３８】
前記第１、第２の折曲片７２Ｂ，７２Ｃは、前記電極部７６との電気的接触を防止するために前記コンデンサ素子７０の高さＨ０ より短く形成され、前記プラス側外部引出用端子板７１の第１、第２の折曲片７１Ｂ，７１Ｃ間に挿入され、これら折曲片７１Ｂ，７１Ｃと薄い絶縁フィルム１００を介して密接している。そして、第２の折曲片７２Ｃの前端縁基部には、位置決め用切欠部１０１が形成されている。
【００３９】
前記外部端子部７２Ｅは、２つのねじ取付用孔１０４と、１つの位置決め用折曲片１０５を有している。２つのねじ取付用孔１０４は、外部端子部７２Ｅの長手方向に離間して形成されている。位置決め用折曲片１０５は、外部端子部７２Ｅの一側縁を下方に略直角に折り曲げることにより形成されている。また、外部端子部７２Ｅの前記位置決め用折曲片１０５が設けられている一端部は、第１の折曲片７２Ｂより側方に突出しており、この突出端部の後端縁には係合凹部１０７が形成されている。
【００４０】
前記プラス側外部引出用端子板７１とマイナス側外部引出用端子板７２は、前記コンデンサ素子７０を挟んで上下方向からはめ合わすることにより、これら両端子板７１，７２の内部端子部７１Ａ，７２Ａの内面がコンデンサ素子７０の各電極部７６，７７とそれぞれ密接し、接続片８４，９５が各電極部７６，７７の表面に溶接（または半田）１１２ａ，１１２ｂによって接合される。これによって、プラス側外部引出用端子板７１とマイナス側外部引出用端子板７２は、コンデンサ素子７０を横向きに内包し、コンデンサ素子７０の軸線方向の半円形状をなす両端外周部と電極部７６，７７を覆う。
【００４１】
前記樹脂ケース７３は、エポキシ樹脂等によって前方が開放する矩形の箱型に形成されることにより、背面板７３ａと、底板７３ｂと、上板７３ｃおよび左右の側板７３ｄ，７３ｅとで構成され、底板７３ｂと上板７３ｃの内面に前記マイナス側外部引出用端子板７２とプラス側外部引出用端子板７１をそれぞれ位置決めする位置決め部１１０がそれぞれ一体に突設されている。位置決め部１１０は、樹脂ケース７３の奥行き方向に長い突条体によって形成されている。底板７３ｂに設けられている位置決め部１１０と上板７３ｃに設けられている位置決め部１１０とは若干ずれて対向し、その対向間隔が前記コンデンサ素子７０を内包するプラス側とマイナス側の外部引出用端子板７１，７２が僅かな隙間をもって嵌合し得る寸法に設定されている。言い換えれば、底板７３ｂの位置決め部１１０と上板７３ｃの位置決め部１１０との間にプラス側とマイナス側の外部引出用端子板７１，７２が嵌挿される。
【００４２】
前記コンデンサ素子７０をプラス側とマイナス側の外部引出用端子板７１，７２とともに樹脂ケース７３に組込むときは、プラス側とマイナス側の外部引出用端子板７１，７２の内部端子部７１Ａ，７２Ａを前記位置決め部１１０に沿って収納し、位置決め用突起８７，９８を背面板７３ａの各隅角部に当接させる。コンデンサ素子７０を樹脂ケース７３に収納し、位置決め用突起８７，９８を背面板７３ａに当接すると、プラス側とマイナス側の外部引出用端子板７１，７２の位置決め用凹部９２，１０７は、側板７３ｄ，７３ｅの前端縁にそれぞれ当接し、外部端子部７１Ｄの先端部と外部端子７２Ｅが樹脂ケース７３の開口部から前方に突出する。この収納した状態において、コンデンサ素子７０は背面板７３ａから離間している。そして、溶融した絶縁樹脂７４を樹脂ケース７３内に充填し、固化させることによりコンデンサ素子７０とプラス側とマイナス側の外部引出用端子板７１，７２の樹脂ケース７３内に収納されている部分を完全に樹脂封止し、もって出力側フィルムコンデンサ６が完成する。絶縁樹脂７４としては、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられる。
【００４３】
前記出力側フィルムコンデンサ６の前記ケース１内への取付けは、図１、図５に示すように樹脂ケース７３の底板７３ｂをケース１の内底面で予め定められたコンデンサ取付部１Ｂの上に設置し、マイナス側外部引出用端子板７２の位置決め用折曲片１０５をケース内底面に設けた位置決め板１２０の位置決め用孔１２１に係入し、外部端子部７２Ｅを２本の止めねじ７によって位置決め板１２０に固定し、プラス側外部引出用端子板７１の一方の端子部８１Ａと前記ＩＧＢＴ４を前記接続端子９によって接続し、他方の端子部８１Ｂを外部端子８５に接続する。
【００４４】
このような構造からなる入力側フィルムコンデンサ５と出力側フィルムコンデンサ６においては、プラス側とマイナス側の外部引出用端子板によって放熱と遮熱を効率よく行うことができ、またコンデンサ自体の発熱を効果的に低減することができる。以下、その理由を説明する。
【００４５】
入力側フィルムコンデンサ５において、プラス側とマイナス側の外部引出用端子板１１，１２は大きな表面積を有し、しかもプラス側外部引出用端子板１１によってコンデンサ素子１０を内包しているので、プラス側外部引出用端子板１１への通電によってコンデンサ素子１０が発熱したとき、その熱が電極部２１，２２を介して伝達され良好に放熱する。また、プラス側とマイナス側の外部引出用端子板１１，１２の熱は、熱伝導により絶縁樹脂１４、樹脂ケース１３および位置決め板６３を介してケース１にも伝達されるので、ヒートシンク３がその熱を放熱する。したがって、放熱効果に優れた入力側フィルムコンデンサ５を提供することができる。
【００４６】
この場合、プラス側外部引出用端子板１１の第１の折曲片１１Ｂとマイナス側外部引出用端子板１２の内部端子部１２Ａは薄い絶縁フィルム５９を介して密接しているので、プラス側外部引出用端子板１１の熱はマイナス側外部引出用端子板１２を良好に伝達することができる。さらに、マイナス側外部引出用端子板１２はプラス側外部引出用端子板１１よりケース１に近いので、熱をケース１に逃がし、放熱効果を高める。
【００４７】
また、ＩＧＢＴ４が発熱したり、ヒートシンク３の周囲温度が高くなり、その熱を入力側フィルムコンデンサ５が受けるときは、プラス側とマイナス側の外部引出用端子板１１，１２とでコンデンサ素子１０を内包し、その外周と電極部２１，２２を覆っているので、これら両端子板１１，１２は外部からの熱がコンデンサ素子１０に伝わるのを遮断する遮熱板として機能する。すなわち、外部の熱が樹脂ケース１３を通って内部に伝わってもプラス側とマイナス側の外部引出用端子板１１，１２はその熱を受け、コンデンサ素子１０に伝達することなく外部に放熱する。したがって、コンデンサ素子１０への熱的影響を軽減し、高い遮熱効果を有するフィルムコンデンサを提供することができる。
【００４８】
また、プラス側外部引出用端子板１１は２つの端子部３１Ａ，３１Ｂ、開口部３３およびスリット３８によって２端子型の端子回路を形成しているので、両端子部３１Ａ，３１Ｂ間のインピーダンスを小さくするとともに、通電時の磁界の変化によって内部端子部１１Ａに発生する渦電流を少なくすることができる。さらに、プラス側外部引出用端子板１１の第２の折曲片１１Ｃに、スリット４２によって開放する開放部４１を設けているので、第２の折曲片１１Ｃに発生する渦電流も少なくすることができる。したがって、プラス側外部引出用端子板１１自体の発熱が少なく、自己発熱が少ない入力側フィルムコンデンサ５を提供することができ、高周波、大電流、大電圧が要求されるフィルムコンデンサに用いて好適である。
【００４９】
さらに、マイナス側外部引出用端子板１２を樹脂ケース１３内に正確に位置決めすることができる。すなわち、樹脂ケース１３の隅角部は最も強度が大きい箇所であるため、成形時に歪みが発生しても寸法の狂いが少なく、マイナス側外部引出用端子板１２の後端両側部に設けた位置決め用突起５０が当接することで、マイナス側外部引出用端子板１２の樹脂ケース１３内への組込み誤差を少なくする。したがって、樹脂ケース１３をヒートシンク３のケース１内に固定したとき、マイナス側外部引出用端子板１２の位置決め用折曲片５７を位置決め板６３の位置決め用孔６４に確実に係入させることができる。
【００５０】
出力側フィルムコンデンサ６において、プラス側とマイナス側の外部引出用端子板７１，７２はそれぞれ大きな表面積を有し、コンデンサ素子７０を協働して内包する形状に形成しているので、コンデンサ素子７０が発熱したとき、その熱を良好に放熱する。
また、プラス側とマイナス側の外部引出用端子板７１，７２の熱は、熱伝導により絶縁樹脂７４、樹脂ケース７３および位置決め板１２０を介してケース１にも伝達されるので、ヒートシンク３によって放熱する。したがって、放熱効果に優れた出力側フィルムコンデンサ６を提供することができる。
【００５１】
この場合、プラス側外部引出用端子板７１の第１、第２の折曲片７１Ｂ，７１Ｃとマイナス側外部引出用端子板７２の第１、第２の折曲片７２Ｂ，７２Ｃとは薄い絶縁フィルム１００を介して密接しているので、プラス側外部引出用端子板７１の熱をマイナス側外部引出用端子板７２に良好に逃がすことができる。さらに、マイナス側外部引出用端子板７２はプラス側外部引出用端子板７１よりケース１に近いので、熱をケース１に逃がし、放熱効果を高める。
【００５２】
また、ＩＧＢＴ４が発熱したり、ヒートシンク３の周囲温度が高くなり、その熱を出力側フィルムコンデンサ６が受けるときは、プラス側とマイナス側の外部引出用端子板７１，７２が外部からの熱がコンデンサ素子７０に伝わるのを遮断する遮熱板として機能するため、コンデンサ素子７０への熱的影響を軽減することができる。したがって、外部からの熱に対しても遮熱効果を有するフィルムコンデンサ６を提供することができる。
【００５３】
また、プラス側外部引出内部端子部７１の内部端子部７１Ａに、スリット８３ａによって開放する開口部８３を設けて２端子構造の端子板としているので、両端子部８１Ａ，８１Ｂ間のインピーダンスを小さくすることができ、端子板７１自体の発熱を低減することができる。さらに磁界の変化によって内部端子部７１Ａに発生する渦電流も少なく、一層自己発熱の少ないコンデンサを提供することができる。
【００５４】
さらに、プラス側とマイナス側の外部引出用端子板７１，７２を樹脂ケース７３内に正確に位置決めすることができる。すなわち、樹脂ケース７３の隅角部は最も強度が大きい箇所であるため、成形時に歪みが発生しても寸法の狂いが少なく、プラス側とマイナス側の外部引出用端子板７１，７２の後端両側部に設けた位置決め用突起８７，９８が当接することで、プラス側とマイナス側の外部引出用端子板７１，７２の樹脂ケース７３内への組込み誤差を少なくする。したがって、樹脂ケース７３をヒートシンク３のケース１内に固定したとき、マイナス側外部引出用端子板７２の位置決め用折曲片１０５を位置決め板１２０の位置決め用孔１２１に確実に係入させることができる。
【００５５】
なお、本発明は上記した実施の形態に何ら限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、変形が可能である。例えば、入力側フィルムコンデンサ５においては、コンデンサ素子１０の長軸方向の両端外周部を覆う折曲片をマイナス側外部引出用端子板１２の内部端子部１２Ａの両端部に折り曲げ形成してもよい。一方、出力側フィルムコンデンサ６においては、プラス側外部引出用端子板７１の内部端子部７１Ａまたはマイナス側外部引出用端子板７２の内部端子部７２Ａの後端にコンデンサ素子７０の後方側外周面を覆う折曲片を設けてもよい。
また、上記した実施の形態においては、ヒートシンク３を構成するケース１の内底面に入力側と出力側のフィルムコンデンサ５，６の樹脂ケース１３，７３を横向きに固定した例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば垂直な板状のヒートシンクの場合、その垂直な面に固定されるものであってもよい。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るフィルムコンデンサによれば、放熱、遮熱効果に優れ、しかもコンデンサ自体の発熱を低減することができるので、コンデンサの熱劣化を改善するととも、長寿命化を図ることができ、特に高周波、大電流、大電圧が要求される回路に用いられるコンデンサとして好適である。また、端子板が放熱板としての機能と遮熱板としての機能を併せもたせているため、別部材からなる放熱板と遮熱板を設ける必要がなく、部品点数を削減することができる。
【００５７】
また、本発明によれば、プラス側外部引出用端子板に開口部とスリットの形成によって２端子型の端子板を構成したことにより、両端子部間のインピーダンスを小さくするとともに、渦電流の発生を少なくし、プラス側外部引出用端子板の発熱を一層軽減することができる。
【００５８】
また、本発明によれば、プラス側外部引出用端子板とマイナス側外部引出用端子板に互いに近接して対向し絶縁部材を介して密接する板部を設けているので、この部分での熱伝導が良好で、放熱効果を一層向上させることができる。
【００５９】
また、本発明によれば、樹脂ケースの内奥隅角部によって外部引出用端子板を正確に位置決めすることができ、端子板の樹脂ケース内への組込み誤差を少なくすることができる。
【００６０】
さらに、本発明によれば、外部引出用端子板の接続片とコンデンサ素子の電極部とを溶接または半田付けによって接合するとき、接続片の熱容量が小さいため接続片から電極部への熱の伝導が速く、迅速に接合することができ、接合後は速やかに降温するため、コンデンサ素子への熱的影響を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るフィルムコンデンサをＩＧＢＴのスナバ回路に用いた一実施の形態の一部を破断して示す要部の平面図である。
【図２】入力側フィルムコンデンサの正面図である。
【図３】同フィルムコンデンサの断面図である。
【図４】同フィルムコンデンサの分解斜視図である。
【図５】出力側フィルムコンデンサの正面図である。
【図６】同フィルムコンデンサの断面図である。
【図７】同フィルムコンデンサの分解斜視図である。
【符号の説明】
１…ケース、２…カバー、３…ヒートシンク、４…ＩＧＢＴ、５…入力側フィルムコンデンサ、６…出力側フィルムコンデンサ、１０…コンデンサ素子、１１…プラス側側外部引出用端子板、１１Ａ…内部端子部、１１Ｂ…第１の折曲片、１１Ｃ…第２の折曲片、１１Ｄ…外部端子部、１２…マイナス側外部引出用端子板、１２Ａ…内部端子部、１２Ｂ…折曲片、１２Ｃ…外部端子部、１３…樹脂ケース、１４…絶縁樹脂、２１，２２…電極部、３３…開口部、３４，３５…接続片、３８…スリット、４１…開口部、４２…スリット、５１，５２…接続片、５９…絶縁フィルム、７０…コンデンサ素子、７１…プラス側側外部引出用端子板、７１Ａ…内部端子部、７１Ｂ…第１の折曲片、７１Ｃ…第２の折曲片、７１Ｄ…外部端子部、７２…マイナス側外部引出用端子板、７２Ａ…内部端子部、７２Ｂ…第１の折曲片、７２Ｃ…第２の折曲片、７２Ｅ…外部端子部、７３…樹脂ケース、７４…絶縁樹脂、７６，７７…電極部、８３…開口部、８４…接続片、８３ａ…スリット、９５…接続片、１００…絶縁フィルム。

Claims (5)

1. コンデンサ素子を樹脂ケース内にそれぞれ内部端子部と外部端子部を一体に有するプラス側およびマイナス側外部引出用端子板とともに収納して樹脂封止し、前記各外部引出用端子板の外部端子部をケース外方に突出させたフィルムコンデンサにおいて、
   前記プラス側外部引出用端子板の前記内部端子部は、前記コンデンサ素子の一方の電極部の表面を覆う形状に形成されてその中央に開口部を有し、この開口部の開口縁に舌片状の接続片を一体に延設し、この接続片を前記一方の電極部に接合し、前記開口部をスリットを介して前記プラス側外部引出用端子板の端縁に開放し、前記スリットの両側に前記外部端子部をそれぞれ一体に延設したことを特徴とするフィルムコンデンサ。
2. 請求項１記載のフィルムコンデンサにおいて、
   前記プラス側外部引出用端子板と前記マイナス側外部引出用端子板に互いに対向し絶縁部材を介して接触する板部をそれぞれ設け、前記樹脂ケースを前記マイナス側外部引出用端子板が前記プラス側外部引出用端子板よりヒートシンクに近くなるように当該ヒートシンクに固定したことを特徴とするフィルムコンデンサ。
3. 請求項１または２記載のフィルムコンデンサにおいて、
   前記プラス側外部引出用端子板と前記マイナス側外部引出用端子板の少なくともいずれか一方の後端縁両端部に、位置決め用突起をそれぞれ一体に突設し、これらの位置決め用突起を前記樹脂ケースの内奥隅角部にそれぞれ当接させたことを特徴とするフィルムコンデンサ。
4. 請求項１記載のフィルムコンデンサにおいて、
   前記プラス側外部引出用端子板の接続片は熱容量が小さい形状に形成されていることを特徴とするフィルムコンデンサ。
5. 請求項１，２，３，４のうちのいずれか１つに記載のフィルムコンデンサにおいて、
   前記プラス側外部引出用端子板の前記内部端子部に前記コンデンサ素子の一側面を覆う板部を延設してなり、この板部はスリットを介して端縁に開放する開口部を有することを特徴とするフィルムコンデンサ。

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