JP3843776B2 - Metallized film capacitors - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属化フィルムコンデンサに関し、特に外装体としての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金属化フィルムコンデンサ等において、放熱および遮熱効果に優れた金属化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金属化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。この金属化フィルムコンデンサは、2枚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(メタリコン電極)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たものである。
【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、従来の金属化フィルムコンデンサは、コンデンサ素子の発熱を効率よく放熱し熱による特性の劣化や寿命を改善するための手段として放熱板を用いている。しかしながら、特に、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)等の他の発熱部品の付近に配置して使用されるコンデンサの場合は、放熱効果に優れているだけでは不十分であり、外部からの熱を遮断しコンデンサ素子に伝わらないようにする必要がある。
【0006】
また、コンデンサ素子の特性(tanδ、絶縁抵抗等)の劣化の要因の一つとして、コンデンサ素子内への水分の浸入がある。すなわち、コンデンサ素子は、幅方向の一側縁部が非蒸着部分(マージン部)となるように金属箔を蒸着によって形成してなる金属化フィルムを、マージン部が交互に左右反対になるようにずらして2枚重ね合わせて巻回し、その各巻回端面に金属の溶射によって形成したメタリコン電極と前記金属箔を電気的に接続しているため、一方のメタリコン電極に接続された金属化フィルムのマージン部側の端と、他方のメタリコン電極との間に、断面が金属化フィルムの厚さ×金属化フィルムのずらし幅の寸法の空隙が形成されている。そして、コンデンサ素子は外周面に金属箔を形成しないフィルムのみを巻回し、幅方向に所定の隙間でヒートシールして巻き止めしている。このため、空気中の水分がケース等の外装を透過し、巻回端部のヒートシールされていない部分を通って前記空隙に浸入する。また、水分はコンデンサ素子の周面のフィルムを直接透過することによって浸入する。そして、これらの浸入した水分により金属箔が腐食する。
【0007】
本発明は上記した従来の問題を解決するためになされたもので、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とともに、外部からのコンデンサ素子への熱を良好に遮断することができ、また水分の浸入を防止しコンデンサの特性および寿命を改善し得るようにした金属化フィルムコンデンサを提供することにある。
【0008】
【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、金属化フィルムを巻回してその巻回端面にメタリコン電極をそれぞれ形成したコンデンサ素子と、このコンデンサ素子の各メタリコン電極にそれぞれ接合された2つの外部引出用端子板とを備え、これらの外部引出用端子板と前記コンデンサ素子を一方のみが開放するケース内に収納し、絶縁性を有する樹脂によって封止した金属化フィルムコンデンサにおいて、前記2つの外部引出用端子板のうち一方の外部引出用端子板を、前記コンデンサ素子の外周を取り囲み一端部が重ね合わせ部を形成するU字状板部と、このU字状板部の一端部側に折り曲げ形成された外部端子部と、前記U字状板部の他端部側に折り曲げ形成され前記コンデンサ素子の一方のメタリコン電極に接合された内部端子部とで構成したことにより、前記U字状板部が前記コンデンサ素子を収納する収納空間を形成し、前記U字状板部の開放部が前記コンデンサ素子を前記収納空間に挿入するための開放部を形成し、他方の外部引出用端子板を、側面視形状が略「Z」字型に形成することにより、重ね合わせ部と、この重ね合わせ部の一側縁に折り曲げ形成された外部端子部および前記重ね合わせ部の他側縁に折り曲げ形成された内部端子部とで構成し、前記重ね合わせ部を前記外部引出用端子板のU字状板部の前記重ね合わせ部内面側に電気絶縁材入りの接着剤により接合し、前記内部端子部を前記コンデンサ素子の他方のメタリコン電極に接合し、前記外部引出用端子板の外部端子部を前記ケースの開口部から外部に突出させたものである。
この発明においては、外部引出用端子板の表面積が大きく、コンデンサ素子の発熱を効率よく放熱する。また、外部からの熱を遮断し、遮熱板としての機能をも有する。すなわち、外部引出用端子板は外部からの熱を受けるとこの熱を放熱するため、コンデンサ素子への熱的影響を軽減する。
2つの外部引出用端子板の重ね合わせ部を接合する接着剤は加熱によって溶けると厚さが減少するが、電気絶縁材の厚さは変化しない。したがって、2つの外部引出用端子板の重ね合わせ部は、電気絶縁材によって所定値以上の絶縁抵抗を維持する。
【0009】
第2の発明は、上記第1の発明において、接着剤にポリエステル不織布プリプレグを用いたものである。
この発明において、外部引出用端子板の重ね合わせ部は、ポリエステル不織布の厚さによって所定値以上の絶縁抵抗を維持する。
【0010】
第3の発明は、上記第1または第2の発明において、各外部引出用端子板の内部端子部を、幅の広い基部と、この基部に連設された端子片とで構成し、前記端子片をメタリコン電極に接合し、前記基部によって前記メタリコン電極の一部を覆ったものである。
この発明において、基部によりメタリコン電極の一部を覆い、水分がコンデンサ素子の周面のフィルムを透過して浸入したり、巻回端部から浸入したりする経路を長くする。したがって、水分が浸入し難く、水分によるコンデンサ素子のtanδ(誘電正接)などの劣化が軽減され、コンデンサ素子の特性、寿命を改善することができる。また、基部は端子片の強度を高める。
【0011】
【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は本発明に係る金属化フィルムコンデンサの一実施の形態を示す分解斜視図、図2は同コンデンサの断面図、図3は図2のIII −III 線断面図、図4は接着剤の断面図である。これらの図において、全体を符号1で示す金属化フィルムコンデンサは、コンデンサ素子2と、このコンデンサ素子2を内包する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3,4とを備え、樹脂製のケース5(以下、樹脂ケースという)に収納され、絶縁性を有する充填樹脂6によって封止されている。
【0012】
前記コンデンサ素子2は、金属化フィルム、すなわち片面にアルミニウム等の蒸着によって金属箔(図1の斜線部分)10が形成され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)11を幅方向にずらして2枚重ね合わせて所定の回数巻回することにより形成されたコンデンサ本体12と、このコンデンサ本体12の軸線方向の両端面(巻回端面)に金属の溶射によって形成した2つのメタリコン電極13,14とからなる所謂蒸着電極型コンデンサ素子が用いられる。
【0013】
前記金属箔10は、絶縁フィルム11の幅方向の一側縁に沿って蒸着され、当該フィルム11より狭い幅を有している。このため、絶縁フィルム11の他側縁側は、金属箔10が蒸着されず、非蒸着部分(マージン部)15を形成している。このような絶縁フィルム11はマージン部15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、各メタリコン電極13,14と金属箔10との電気的接続を可能にしている。絶縁フィルム11の巻き終わり端付近は、バーンオフ処理によって金属箔10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11は、コンデンサ本体12を長さL(長軸方向の寸法)、幅W(短軸方向の寸法)、高さH(メタリコン電極13,14間の寸法)の長円形の柱状体に扁平化して前記メタリコン電極13,14を設けた後、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。前記各メタリコン電極13,14は、銅、亜鉛、錫、半田等の金属または合金を溶射することによって形成される。
【0014】
前記プラス側外部引出用端子板3は、銅板(C1100 1/4H)製で、前記コンデンサ素子2を内包する形状、すなわちコンデンサ素子2の周囲(本実施の形態においては、周面と一方のメタリコン電極13の一部)を覆う形状に形成されることにより、端子板本来の機能に加えて放熱機能と遮熱機能を有している。このため、プラス側外部引出用端子板3は、コンデンサ素子2の外周を取り囲むU字状の板部3Aと、このU字状板部3Aの一端部側に折り曲げによって形成した矩形板状の外部端子部3Bと、U字状板部3Aの他端部側に同じく折り曲げによって形成した内部端子部3Cとで構成されている。
【0015】
前記U字状板部3Aは、前記コンデンサ素子2を収納するに十分な収納空間17を有し、長手方向の両端側開放部18a側からコンデンサ素子2が挿入されることにより、コンデンサ素子2の周面のうちの幅方向において対向する2つの平板部12a,12bと、長軸方向において対向する2つの曲面部12c,12dのうちのいずれか一方、例えば曲面部12cを覆う。U字状板部3Aの前記外部端子部3Bが設けられている長手方向の一端部側は、前記マイナス側外部引出用端子板4との重ね合わせ部20を形成している。U字状板部3Aの幅は、コンデンサ素子2の高さHと略等しい。
【0016】
前記外部端子部3Bは、U字状板部3Aの一側縁19aの一端部側にU字状板部3Aと略直交するように表面側に折り曲げ形成されており、2つのねじ取付孔21を有している。また、外部端子部3Bは、図2に示すように前記樹脂ケース5の開口部5Aから外部に突出し、板状の接続端子(またはリード線)22を介して所要の電流(例えば、50A、100KZ )が供給されるようになっている。なお、外部端子22は、外部端子部3Bに止めねじ23とナット24によって固定される。
【0017】
前記内部端子部3Cは、U字状板部3Aの他側縁19bの他端部側にU字状板部3Aと略直交するように裏面側に折り曲げ形成されることにより、前記収納空間17の他側縁19b側の開放部18cを覆っている。また、内部端子部3Cは、櫛歯状に形成されることにより細長い5本の端子片26と、これらの端子片26の基部を連結する細長い基部27とで構成されている。各端子片26の先端部は、前記メタリコン電極13の表面に溶接、半田付け、スポット溶接等によってそれぞれ接続される。端子片26の数は5本に限らず1本以上あればよく適宜増減し得ることはいうまでもない。このように、内部端子部3Cを細長い複数本の端子片26で構成すると、各端子片26の熱容量を小さくすることができるため、接合時の熱衝撃による絶縁フィルム11とメタリコン電極13の接合状態を損傷する度合が少なく、またコンデンサの負荷電流容量が大きい場合に電流が平均的に分散して流れ局部的な過熱を防止することができる。前記基部27は、コンデンサ素子2の一方のメタリコン電極13の一部を覆い、水分がコンデンサ本体12内に浸入するのを防止する。
【0018】
前記マイナス側外部引出用端子板4は、前記プラス側外部引出用端子板3と同様に銅板(C1100 1/4H)製で、側面視形状が略「Z」字型に形成されることにより、矩形板状の重ね合わせ部4Aと、外部端子部4Bおよび内部端子部4Cとからなり、端子板本来の機能に加えて放熱機能と遮熱機能を有している。
【0019】
前記重ね合わせ部4Aは、前記プラス側外部引出用端子板3のU字状板部3Aの幅より大きな幅を有し、前記重ね合わせ部20の内面側に接着剤30によって接合される。
【0020】
前記外部端子部4Bと前記内部端子部4Cは、前記プラス側外部引出用端子板3の外部端子部3B、内部端子部3Cとそれぞれ対向するように、前記重ね合わせ部4Aの幅方向両側縁にそれぞれ設けられている。この場合、外部端子部4Bは、前記重ね合わせ部4Aの一方の側縁に重ね合わせ部4Aと略直交するように表面側に折り曲げ形成されている。また、外部端子部4Bは、分岐した2つの端子部4B-1,4B-2とで構成されている。各端子部4B-1,4B-2は、ねじ取付孔33を有している。そして、これらの端子部4B-1,4B-2は、図2に示すように前記樹脂ケース5の開口部5Aから外部に突出して前記外部端子3Bと対向し、板状の接続端子34が止めねじ35とナット36によって接続固定されている。
【0021】
前記内部端子部4Cは、前記重ね合わせ部4Aの前記外部端子部4B側とは反対側の側縁に重ね合わせ部4Aと略直交するように裏面側に折り曲げ形成されることにより、プラス側とマイナス側外部引出用端子板3,4が一体的に接合された状態において前記U字状板部3Aの他側縁19b側の開放部18bを覆う。また、内部端子部4Cは、プラス側外部引出用端子板3の内部端子部3Cと同様に、櫛歯状に形成されることにより細長い6本の端子片37と、これらの端子片37の基部を連結する細長い基部38とで構成されている。各端子片37の先端部は、前記メタリコン電極14の表面に溶接、半田付け、スポット溶接等によってそれぞれ接続固定される。端子片37の数は6本に限らず1本以上であればよく適宜増減し得ることはいうまでもない。前記基部38は、前記メタリコン電極14の一部を覆い、水分がコンデンサ本体12内に浸入するのを防止する。
【0022】
前記プラス側外部引出用端子板3の重ね合わせ部20とマイナス側外部引出用端子板4の重ね合わせ部4Aを接合する前記接着剤30としては、電気絶縁材入りの接着剤、例えば図4に示すポリエステル不織布ポリプレグ(日東シンコー株式会社製)が用いられる。この接着剤30は、粘着層41の両面にセパレーター42と、ポリエステル不織布43の入った熱硬化性の特殊配合エポキシ樹脂(フィルム)44を貼着したもので、ポリエステル不織布43を電気絶縁材として用いている。このような接着剤30を用いると前記重ね合わせ部20,4Aを加熱加圧して接着したとき、エポキシ樹脂44が溶けて厚さが減少してもポリエステル不織布43の厚さは殆ど変化しないので、両接合部20,4Aの間隔がポリエステル不織布43の厚さ以下に狭まることがないので、所定値以上の絶縁抵抗を維持できる。接着剤30によって重ね合わせ部4A,20を接合するときは、セパレーター42を剥離して粘着層41を例えば重ね合わせ部4Aの表面に接着し、その上に重ね合わせ部20を重ね合わせた後、これら重ね合わせ部4A,20を所定温度に加熱するとともに加圧して粘着層41と特殊配合エポキシ樹脂フィルム44を溶かし、硬化した後冷却固化させる。
【0023】
前記樹脂ケース5は、エポキシ樹脂等によって前方に開放する矩形箱型に形成されて、前記コンデンサ素子2等を収納し得る大きさを有し、また内底面にはプラス側外部引出用端子板3のU字状板部3Aを受け止めコンデンサ素子2等の挿入量を規定する2つの突状体45が一体に突設されている。樹脂ケース5に収納されたコンデンサ素子2を封止する前記絶縁樹脂6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。このコンデンサ素子2を樹脂封止した状態において、プラス、マイナス側外部引出用端子板3,4の外部端子部3B,4Bは、ケース外部に突出しており、前記接続端子22,34が接続される。
【0024】
前記プラス、マイナス側外部引出用端子板3,4の製作方法の一例を図5および図6に基づいて説明する。
先ず、所要の板厚を有する銅板をプレス加工によって打ち抜き、平板状のプラス側外部引出用端子板3’(図5(a))と、同じく平板状のマイナス側外部引出用端子板4’を製作する(図5(b))。
【0025】
平板状のプラス側外部引出用端子板3’は、前記プラス側外部引出用端子板3を展開した形状である。このため、U字状に折り曲げられる前の板部3A’と、外部端子部3Bおよび内部端子部3Cを有している。外部端子部3Bと内部端子部3Cは、前記板部3A’と同一平面を形成している。また、外部端子部3Bはねじ取付孔21を有し、内部端子部3Cは櫛歯状に形成されている。
【0026】
平板状のマイナス側外部引出用端子板4’は、前記マイナス側外部引出用端子板4を展開した形状である。このため、重ね合わせ部4A、外部端子部4Bおよび内部端子部4Cを有し、これらは同一平面を形成している。また、外部端子部4Bはねじ取付孔33を有し、内部端子部4Cは櫛歯状に形成されている。
【0027】
次に、前記プラス側外部引出用端子板3’の重ね合わせ部20とマイナス側外部引出用端子板4’の重ね合わせ部4Aを前記電気絶縁材入りの接着剤30(セパレータ42は剥離されている)を介して重ね合わせ、これら重ね合わせ部4A,20を互いに接合する。図6はこの状態を示す。
【0028】
次に、プラス側外部引出用端子板3’の板部3A’、外部端子部3B、内部端子部3Cおよびマイナス側外部引出用端子板4’の外部端子部4B、内部端子部4Cを図5に2点鎖線で示すようにそれぞれ矢印方向に折り曲げると、一体的に接合されたプラス側外部引出用端子板3とマイナス側外部引出用端子板4を製作することができる。折り曲げる際の順序は、折り曲げによっては干渉しないため、特に制約されるものでない。例えば、先ず始めにプラス側外部引出用端子板3’の板部3A’をU字状に折り曲げて内部端子部4Cをマイナス側外部引出用端子板4’の外部端子部4Bと対向させ、しかる後外部端子部3B、内部端子部3C、外部端子部4B、内部端子部4Cを順次折り曲げるようにすればよい。
【0029】
このように、プラス側外部引出用端子板3’の重ね合わせ部20とマイナス側外部引出用端子板4’の重ね合わせ部4Aを重ね合わせて接着剤30で接合した後、外部端子部3B、内部端子部3C、外部端子部4B、内部端子部4Cを順次折り曲げると、予めプラス側外部引出用端子板3とマイナス側外部引出用端子板4の位置関係を決めることができるので、その後のコンデンサ素子2の取付け作業が容易である。
【0030】
このような構造からなる金属化フィルムコンデンサ1においては、プラス側とマイナス側の外部引出用端子板3,4によって放熱と遮熱を効率よく行うことができる以下、その理由を説明する。
【0031】
プラス側とマイナス側の外部引出用端子板3,4は大きな表面積を有し、しかもコンデンサ素子2を内包することで、プラス側外部引出用端子板3のU字状板部3Aとマイナス側外部引出用端子板4の重ね合わせ部4Aとでコンデンサ素子2の外周の互いに対向する2つの平面部12a,12bと一方の曲面部12cを覆い、内側端子部3C,4Cによってメタリコン電極13,14の表面の一部を覆っているので、コンデンサ素子2からの熱の伝導が良好で、効率よく放熱し、ヒートシンクとして機能する。また、プラス側とマイナス側の外部引出用端子板3,4は、コンデンサ素子2からの熱を絶縁樹脂6を介して樹脂ケース5に逃がし、放熱効果を高める。
【0032】
また、外部の熱が樹脂ケース5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3,4はその熱を受けて放熱することで、外部からの熱がコンデンサ素子2に伝わるのを遮断し、遮熱板として機能する。したがって、放熱効果と遮熱効果に優れ、コンデンサ素子2への熱的影響が少なく、高周波、大電流、大電圧が要求される金属化フィルムコンデンサに用いて好適である。
【0033】
また、プラス側とマイナス側の外部引出用端子板3,4の内部端子部3C,4Cは、それぞれ櫛歯状に形成され、その基部27,38でメタリコン電極13,14の一部をそれぞれ覆っているので、コンデンサ素子2の周面のフィルム表面や巻回端部からの水分の浸入を軽減防止することができる。すなわち、空気中の水分は、樹脂ケース5に充填された絶縁樹脂6やこの樹脂6とプラス側、マイナス側外部引出用端子板3,4との隙間を通ってコンデンサ素子2の内部に浸入しようとするが、基部27,38が存在すると、コンデンサ素子2の周面のフィルムまでの経路や巻回端部までの経路が長くなるため、その分、水分の浸入が減少するかまた遅れ、水分によるコンデンサ素子の劣化を遅らせる。したがって、より長くコンデンサとしての正常な動作を維持でき、長寿命化を図ることができる。
【0034】
また、プラス側とマイナス側の外部引出用端子板3,4を電気絶縁材入りの接着剤30によって一体的に接合しているので、機械的強度が大きく、これら端子板3,4に外力が加わったとき、内部端子部3C,4Cとメタリコン電極13,14との接合部が剥離したり、端子板自体または内部端子部3C,4Cが変形したりすることが少なく、外部端子部3B,4Bを外部装置に対して確実に接続することができる。
【0035】
なお、上記した実施の形態は、接着剤30としてポリエステル不織布プリプレグを用いたが、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、接着剤としてフェノール系、不飽和ポリエステル系等の他の熱硬化性樹脂を用いたり、電気絶縁材としてガラス繊維、多数の貫通孔を有する薄板状のポリアミド樹脂、PPS樹脂等を用いてもよい。
また、コンデンサ素子2を外装被覆する構造としては、樹脂ケース5を用いた例を示したが、樹脂モールド法や樹脂ディップ法によって形成した外装体を用いてもよい。
【0036】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る金属化フィルムコンデンサによれば、放熱、遮熱効果に優れ、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て好適である。また、端子板に放熱機能と遮熱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。
【0037】
また、本発明によれば、2つの端子板を電気絶縁材入りの接着剤によって接合しているので、機械的強度を増大させるとともに、両端子板間の絶縁抵抗を所定値以上に維持することができる。
【0038】
さらに、本発明によれば、コンデンサ素子の周面のフィルム等からの水分の浸入を軽減防止するように構成したので、コンデンサの特性を安定に維持することができ、長寿命化を図ることことができる。さらに、内部端子部の基部は端子片の強度を高め、振動等による端子片の剥離を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る金属化フィルムコンデンサの一実施の形態を示す分解斜視図である。
【図2】 同コンデンサの断面図である。
【図3】 図2のIII −III 線断面図である。
【図4】 電気絶縁材入りの接着剤の断面図である。
【図5】 (a)はプラス側外部引出用端子板を展開した図、(b)はマイナス側外部引出用端子板を展開した図である。
【図6】 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を電気絶縁材入りの接着剤によって接合した状態を示す図である。
【符号の説明】
1…金属化フィルムコンデンサ、2…コンデンサ素子、3…プラス側外部引出用端子板、3A…U字状板部、3B…外部端子部、3C…内部端子部、4…マイナス側外部引出用端子板、4A…重ね合わせ部、4B…外部端子部、4C…内部端子部、5…樹脂ケース、6…絶縁樹脂、10…金属箔、12…コンデンサ本体、13,14…メタリコン電極、20…重ね合わせ部、27…基部、28…接合部、30…接着剤、38…基部、39…接合部、43…ポリエステル不織布、44…特殊配合エポキシ樹脂。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a metallized film capacitor, and more particularly, a metallized film excellent in heat dissipation and heat shielding effects in an electrode-extrusion type metallized film capacitor and the like disposed in a resin case as an exterior body. It relates to capacitors.
[0002]
[Prior art]
As a metallized film capacitor that efficiently dissipates heat generated by a capacitor element due to energization, for example, a dry metallized film capacitor disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-277377 is known. In this metallized film capacitor, two metallized films are overlapped and wound, and a plurality of capacitor elements each having an electrode part (metallicone electrode) are sprayed on the wound end face and connected in parallel. A heat sink is inserted between the elements to form a capacitor body. This capacitor body is housed in a metal case and sealed with an insulating resin, and the external lead-out terminal and one end of the heat sink protrude outside the case. Is.
[0003]
Moreover, the dry type high voltage phase advance capacitor described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-43533 has two rows of insulating resin potting capacitors, and is composed of a metal plate or an insulating plate having high thermal conductivity between these capacitor groups. A heat radiating plate is inserted, and a part of the heat radiating plate is brought into contact with the inner surface of the outer metal case so as to allow heat conduction.
[0004]
In addition to this, an electrolytic capacitor that improves the heat dissipation effect by making the connecting plate connected to the capacitor element also serve as a heat sink, or by integrating the lead terminal connected to the capacitor element and the heat sink (JP-A-HEI 6-106361, JP-A-11-219854, etc.) are also known.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional metalized film capacitor uses a heat dissipation plate as a means for efficiently radiating the heat generated by the capacitor element and improving the deterioration of characteristics and the life due to heat. However, especially in the case of capacitors used in the vicinity of other heat-generating components such as insulated gate bipolar transistors (IGBT), it is not sufficient to have a good heat dissipation effect, and heat from the outside is cut off. However, it is necessary not to be transmitted to the capacitor element.
[0006]
Further, as one of the causes of deterioration of the characteristics (tan δ, insulation resistance, etc.) of the capacitor element, there is moisture intrusion into the capacitor element. That is, the capacitor element is a metallized film formed by vapor deposition of a metal foil so that one side edge in the width direction becomes a non-deposition portion (margin portion), and the margin portions are alternately reversed left and right. Since the metal foil is formed by spraying metal on the winding end faces and the metal foil is electrically connected to each other, the margin of the metallized film connected to one metallicon electrode Between the part-side end and the other metallicon electrode, a gap having a cross-sectional dimension of the thickness of the metallized film × the shift width of the metallized film is formed. And the capacitor | condenser element winds only the film which does not form metal foil in an outer peripheral surface, and heat-seals it by the predetermined clearance gap in the width direction, and is preventing winding. For this reason, moisture in the air permeates through the exterior of the case or the like, and enters the gap through a portion of the winding end that is not heat-sealed. Moisture permeates through the film directly on the peripheral surface of the capacitor element. And metal foil corrodes with these infiltrated water | moisture contents.
[0007]
The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and its object is to efficiently dissipate the heat generated by the capacitor element and to effectively block heat from the outside to the capacitor element. It is another object of the present invention to provide a metallized film capacitor capable of preventing moisture from entering and improving capacitor characteristics and life.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the first invention comprises a capacitor element in which a metallized film is wound and a metallicon electrode is formed on the winding end surface thereof, and two external parts joined to the respective metallicon electrodes of the capacitor element. A metallized film capacitor having a lead terminal plate, wherein the external lead terminal plate and the capacitor element are housed in a case where only one of them is opened and sealed with an insulating resin. One of the lead- out terminal plates is bent to a U-shaped plate portion that surrounds the outer periphery of the capacitor element and one end portion forms an overlapping portion, and one end portion side of the U-shaped plate portion. An external terminal portion formed and an internal terminal portion formed by bending to the other end portion side of the U-shaped plate portion and joined to one metallicon electrode of the capacitor element. As a result, the U-shaped plate portion forms a storage space for storing the capacitor element, and the open portion of the U-shaped plate portion forms an open portion for inserting the capacitor element into the storage space. The other external lead terminal plate is formed in a substantially “Z” shape in a side view so that the overlapped portion, the external terminal portion formed by being bent at one side edge of the overlapped portion, and the aforementioned And an internal terminal portion formed by bending the other side edge of the overlapping portion, and the overlapping portion is filled with an electrical insulating material on the inner surface side of the overlapping portion of the U-shaped plate portion of the external lead terminal plate. Bonding is performed using an adhesive, the internal terminal portion is bonded to the other metallicon electrode of the capacitor element, and the external terminal portion of the external lead terminal plate is projected outward from the opening of the case .
In this invention, the surface area of the external lead terminal plate is large, and the heat generated by the capacitor element is efficiently dissipated. Moreover, the heat from the outside is interrupted and it also has a function as a heat shield. That is, when the external lead terminal plate receives heat from the outside, it dissipates this heat, thus reducing the thermal influence on the capacitor element.
The thickness of the electrical insulating material does not change, although the thickness of the adhesive that joins the overlapping portions of the two external lead terminal boards is reduced when it is melted by heating. Therefore, the overlapping portion of the two external lead terminal boards maintains an insulation resistance of a predetermined value or more by the electrical insulating material.
[0009]
2nd invention uses the polyester nonwoven fabric prepreg for the adhesive agent in the said 1st invention.
In this invention, the overlapping portion of the external lead terminal plate maintains an insulation resistance of a predetermined value or more depending on the thickness of the polyester nonwoven fabric.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the internal terminal portion of each external lead terminal plate includes a wide base portion and a terminal piece connected to the base portion, and the terminal A piece is joined to a metallicon electrode and a part of the metallicon electrode is covered by the base.
In the present invention, a part of the metallicon electrode is covered by the base, and the path through which moisture permeates through the film on the peripheral surface of the capacitor element and enters from the winding end is lengthened. Accordingly, it is difficult for moisture to enter, and deterioration of the capacitor element such as tan δ (dielectric loss tangent) due to moisture is reduced, and the characteristics and life of the capacitor element can be improved. Further, the base part increases the strength of the terminal piece.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.
1 is an exploded perspective view showing an embodiment of a metalized film capacitor according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view of the capacitor, FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 2, and FIG. It is sectional drawing. In these drawings, a metallized film capacitor denoted by
[0012]
The
[0013]
The
[0014]
The positive-side external lead
[0015]
The
[0016]
The external
[0017]
The internal
[0018]
The minus side external lead terminal plate 4 is made of a copper plate (
[0019]
The overlapping portion 4 </ b> A has a width larger than the width of the
[0020]
The external
[0021]
The internal
[0022]
As the adhesive 30 for joining the overlapping
[0023]
The
[0024]
An example of a method of manufacturing the plus and minus side external
First, a copper plate having a required thickness is punched out by pressing, and a flat plate-like positive external lead
[0025]
The flat plus-side external lead
[0026]
The flat negative-side external lead terminal plate 4 ′ has a shape in which the negative-side external lead terminal plate 4 is developed. For this reason, it has the
[0027]
Next, the overlapping
[0028]
Next, the
[0029]
Thus, after overlapping the overlapping
[0030]
In the metallized
[0031]
The positive and negative external lead
[0032]
Even if external heat is transmitted to the inside through the
[0033]
The internal
[0034]
Further, since the positive and negative external lead
[0035]
In the above-described embodiment, the polyester nonwoven fabric prepreg is used as the adhesive 30. However, the present invention is not limited to this, and other thermosettings such as phenol and unsaturated polyester are used as the adhesive. Alternatively, a glass resin, a thin plate-like polyamide resin having a large number of through holes, a PPS resin, or the like may be used.
Further, as an example of the structure in which the
[0036]
【The invention's effect】
As described above, the metalized film capacitor according to the present invention has excellent heat dissipation and heat shielding effects, can improve the thermal deterioration of the capacitor, and can prolong the service life, particularly high frequency, large current, large It is suitable for use in a circuit that requires voltage. In addition, since the terminal board is provided with both a heat radiation function and a heat shielding function, it is not necessary to provide a heat radiation board and a heat shielding board made of different members, and the number of parts can be reduced.
[0037]
Further, according to the present invention, since the two terminal plates are joined by the adhesive containing the electrical insulating material, the mechanical strength is increased and the insulation resistance between the two terminal plates is maintained at a predetermined value or more. Can do.
[0038]
Furthermore, according to the present invention, since it is configured to prevent the intrusion of moisture from the film or the like on the peripheral surface of the capacitor element, the characteristics of the capacitor can be stably maintained and the life can be extended. Can do. Furthermore, the base portion of the internal terminal portion can increase the strength of the terminal piece and prevent the terminal piece from peeling off due to vibration or the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an embodiment of a metallized film capacitor according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of the capacitor.
3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view of an adhesive containing an electrical insulating material.
5A is a developed view of a positive-side external lead terminal board, and FIG. 5B is a developed view of a negative-side external lead terminal board.
FIG. 6 is a view showing a state in which a plus-side external lead-out terminal plate and a minus-side external lead-out terminal plate are joined with an adhesive containing an electrical insulating material.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記2つの外部引出用端子板(3,4)のうち一方の外部引出用端子板(3)を、前記コンデンサ素子(2)の外周を取り囲み一端部が重ね合わせ部(20)を形成する一方が開放したU字状板部(3A)と、このU字状板部(3A)の一端部側に折り曲げ形成された外部端子部(3B)と、前記U字状板部(3A)の他端部側に折り曲げ形成され前記コンデンサ素子(2)の一方のメタリコン電極(13)に接合された内部端子部(3C)とで構成したことにより、前記U字状板部(3A ) が前記コンデンサ素子(2)を収納する収納空間(17)を形成し、前記U字状板部(3A)の開放部(18a)が前記コンデンサ素子(2)を前記収納空間(17)に挿入するための開放部を形成し、
他方の外部引出用端子板(4)を、側面視形状が略「Z」字型に形成することにより、重ね合わせ部(4A)と、この重ね合わせ部(4A)の一側縁に折り曲げ形成された外部端子部(4B)および前記重ね合わせ部(4A)の他側縁に折り曲げ形成された内部端子部(4C)とで構成し、前記重ね合わせ部(4A)を前記外部引出用端子板(3)のU字状板部(3A)の前記重ね合わせ部(20)内面側に電気絶縁材(43)入りの接着剤(30)により接合し、前記内部端子部(4C)を前記コンデンサ素子(2)の他方のメタリコン電極(14)に接合し、前記外部引出用端子板(3,4)の外部端子部(3B,4B)を前記ケース(5)の開口部(5A)から外部に突出させたことを特徴とする金属化フィルムコンデンサ。A metallized film (11) wound Rotate capacitor element formed thereof in the winding end faces metallikon electrode (12, 13), respectively (2), the respective metallikon electrodes of the capacitor element (2) (12, 13) Two external lead terminal plates (3, 4) joined to each other, and the external lead terminal plate (3, 4 ) and the capacitor element (2) are opened in a case (5) in which only one is opened. In a metallized film capacitor that is housed and sealed with an insulating resin (6) ,
One of the two external lead terminal plates (3, 4), one of the external lead terminal plates (3) surrounding the outer periphery of the capacitor element (2) and one end forming an overlapping portion (20) A U-shaped plate portion (3A) that is open, an external terminal portion (3B) that is bent at one end of the U-shaped plate portion (3A), and the U-shaped plate portion (3A). The U-shaped plate portion (3A ) is formed of the internal terminal portion (3C) which is bent on the end side and joined to one metallicon electrode (13) of the capacitor element (2). A storage space (17) for storing the element (2) is formed, and an open portion (18a) of the U-shaped plate portion (3A) is used for inserting the capacitor element (2) into the storage space (17). Forming an opening,
By forming the other external lead terminal plate (4) into a substantially “Z” shape in a side view, it is bent and formed at one side edge of the overlapping portion (4A) and the overlapping portion (4A). The external terminal portion (4B) and the internal terminal portion (4C) formed to be bent at the other side edge of the overlap portion (4A), and the overlap portion (4A) is the external lead terminal plate The U-shaped plate part (3A) of (3) is joined to the inner surface side of the overlapping part (20) with an adhesive (30) containing an electrical insulating material (43), and the internal terminal part (4C) is connected to the capacitor The external terminal portion (3B, 4B) of the external lead terminal plate (3, 4) is externally connected to the other metallicon electrode (14) of the element (2) from the opening (5A) of the case (5). A metallized film capacitor characterized by being protruded into
各外部引出用端子板(3,4)の内部端子部(3C,4C)を、幅の広い基部(27,38)と、この基部(27,38)に連設された端子片(26,37)とで構成し、前記端子片(26,37)をメタリコン電極(12,13)に接合し、前記基部(27,38)によって前記メタリコン電極(12,13)の一部を覆ったことを特徴とする金属化フィルムコンデンサ。The metallized film capacitor according to claim 1 or 2,
The internal terminal portions (3C, 4C) of each external lead terminal plate (3 , 4) are connected to a wide base portion (27, 38) and terminal pieces (26, 26 ) connected to the base portion (27, 38) . 37) , the terminal piece (26 , 37) is joined to the metallicon electrode (12, 13), and the base (27, 38) covers a part of the metallicon electrode (12, 13). Metallized film capacitor characterized by
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