JP4384720B2 - 乾式金属化フィルムコンデンサ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属化フィルムを使用し、かつ絶縁油、金属製容器を使用しない乾式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】
従来の産業機器や力率改善等に用いられている金属化フィルムコンデンサは、ポリプロピレンフィルムにアルミニウムなどを蒸着した金属化フィルムを使用し、絶縁油を含浸したタイプの金属化フィルムコンデンサが採用されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記の金属化フィルムコンデンサは、電極引出部を設けたコンデンサ素子を集合し、絶縁材で包囲しコンデンサ素体を形成し、金属製容器に絶縁材を介してコンデンサ素体を収納し、可燃性の絶縁油を含浸しているので、重く、燃えやすい。よって、最近では防災上の目的などで可燃性の絶縁油を使用しない小型、軽量の乾式コンデンサが要求されることが多くなってきた。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の重く、燃えやすいという問題を解決するため、絶縁油、金属製容器を使用することなく、直列接続した複数個のコンデンサ素子の貫通穴に絶縁棒を挿通し、上記素子の側面外周部を絶縁物で被覆しコンデンサ素体を形成し、該コンデンサ素体の巻回端面部に外部引出用端子を接続し、上記コンデンサ素体の巻回端面部および上記コンデンサ素子の側面と絶縁物との間、コンデンサ素体と凹状絶縁性ケースとの間を充填樹脂によって固定した小型、軽量の乾式金属化フィルムコンデンサを提供するものである。そして、コンデンサ素子の貫通穴に絶縁棒を挿通し、凹状絶縁被覆部より上記絶縁棒の少なくとも一方を突出させることにより、コンデンサ素子の取付位置を一定に保つとともにコンデンサ素体の外部取付を容易にしようとするものである。
【0005】
すなわち、一対の金属化フィルム2を重ねて巻回し、巻回端面に金属を溶射してなるコンデンサ素子1を直列接続し、該コンデンサ素子1の貫通穴1aに絶縁棒8を挿通し、該コンデンサ素子1の側面外周部を絶縁物4で被覆してなるコンデンサ素体9と、該コンデンサ素体9の両巻回端面部に接続した一対の外部引出用端子5、5と、上方側絶縁棒貫通穴13a、上方側端子貫通穴13bおよび樹脂注入口13cが設けられ、絶縁棒8および一対の外部引出用端子5、5の一方がそれぞれ、上方側絶縁棒貫通穴13aおよび上方側端子貫通穴13bに挿通されて外方に引き出されるとともに、コンデンサ素体9を上方から被覆する上方側凹状絶縁性ケース13と、下方側絶縁棒貫通穴14aと下方側端子貫通穴14bとが設けられ、絶縁棒8および一対の外部引出用端子5、5の他方がそれぞれ、下方側絶縁棒貫通穴14aおよび下方側端子貫通穴14bに挿通されて外方に引き出されるとともに、コンデンサ素体9を下方から被覆する下方側凹状絶縁性ケース14とを備え、コンデンサ素子1の側面外周部と絶縁物4との間、コンデンサ素体1と上方側凹状絶縁性ケース13との間、およびコンデンサ素体1と下方側凹状絶縁性ケース14との間を樹脂注入口13cから注入された充填樹脂12によって固定したことを特徴としている。
【0006】
また、上方側および下方側凹状絶縁性ケース13,14より突出している絶縁棒8の少なくとも一方にネジ部8aを設けたことを特徴としている。
【0007】
さらに、一対の金属化フィルム2を重ねて巻回し、巻回端面に金属を溶射してなるコンデンサ素子1を直列接続し、該コンデンサ素子1の貫通穴1aに絶縁棒8を挿通し、該コンデンサ素子1の側面外周部を絶縁物4で被覆してなるコンデンサ素体9と、該コンデンサ素体9の両巻回端面部に接続した一対の外部引出用端子6、6と、絶縁棒貫通穴15aが設けられ、絶縁棒8が絶縁棒貫通穴15aに挿通されて外方に引き出されるとともに、コンデンサ素体9を下方から被覆する凹状絶縁性ケース15とを備え、一対の外部引出用端子6、6は絶縁物4で囲まれた空間の上方側に形成された開口部4aから引き出され、コンデンサ素子1の側面外周部と絶縁物4との間、コンデンサ素体9と凹状絶縁性ケース15との間、および一対の外部引出用端子6、6の間を開口部4aから注入された充填樹脂12によって固定したことを特徴としている。
【0008】
また、上記凹状絶縁性ケース15より突出している絶縁棒8にネジ部8aを設けたことを特徴としている。
【0009】
【発明の実施の形態】
巻回端面に金属を溶射してなるコンデンサ素子を直列接続し、該素子の貫通穴に絶縁棒を挿通し、該素子の側面外周部を絶縁物で被覆してコンデンサ素体を形成し、該素体の巻回端面部に外部引出用端子を接続し、上記素体の巻回端面部の少なくとも一方を凹状絶縁性ケースと充填樹脂で絶縁被覆して構成される。
絶縁油を金属製容器に充填、密封する従来の方式と比較して、小型、軽量の乾式金属化フィルムコンデンサを作製することができ、また充填、密封する工程を必要とせず、工数を削減することができる。
また、直列接続した複数個のコンデンサ素子の中央部にある貫通穴に絶縁棒を挿通しているので、コンデンサ素子が蛇行することなく直線上に整列した状態となり、寸法精度よく作製することができる。さらに、コンデンサ素子の側面外周部と絶縁物との間の充填樹脂の厚みが均一になり、耐電圧の低下を防止でき、品質の安定化が図れる。
そして、凹状絶縁性ケースより突出している絶縁棒にネジ部を形成しているので、このネジ部により外部取付することができる。
【0010】
【実施例】
[実施例1]
図1は本発明の乾式金属化フィルムコンデンサの一実施例を示す図面で、(a)は平面図、(b)は縦断面図、(c)は底面図で、図3は図1を構成するコンデンサ素体の図面で、(a)は縦断面図、(b)は側面図である。
また、図4、図5は凹状絶縁性ケースの一実施例の図面で、(a)は平面図、(b)は縦断面図で、図7は巻回端面に電極引出部を形成したコンデンサ素子の斜視図で、図8は一対の金属化フィルムを展開した図面である。
【0011】
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら説明する。図1に示す乾式金属化フィルムコンデンサは、図3に示すコンデンサ素体9の両巻回端面部に錫鍍金などを施した銅、真鍮などからなる外部引出用端子5、5をはんだなどで接続し、外部引出用端子5、5とコンデンサ素体9の絶縁棒8とを図4、図5に示す凹状絶縁性ケース13、14の端子貫通穴13b、14bと絶縁棒貫通穴13a、14aとにそれぞれ挿通し、外方に引き出し、コンデンサ素体9に凹状絶縁ケース13、14を被せる。なお、凹状絶縁性ケース14は、凹状絶縁性ケース13の樹脂注入口13cを有していない形状である。
次に凹状絶縁ケース13の樹脂注入口13cから充填樹脂12を充填、硬化し、図1に示す下方の凹状絶縁性ケース14とコンデンサ素体9とを固定し、さらに、コンデンサ素体9内を充填樹脂12で充填し、上方の凹状絶縁性ケース13とコンデンサ素体9とを充填樹脂12で固定する。
【0012】
図3のコンデンサ素体9は、複数個のコンデンサ素子1の電極引出部3を錫鍍金などを施した銅、真鍮などからなる内部引出用端子10で直列接続し、コンデンサ素子1の中央部に設けてある貫通穴1aに直列接続したコンデンサ素子1より長く、その両端部にネジ部8aを形成したポリアセタール、ポリアミド、ガラス入エポキシ樹脂などからなる絶縁性の絶縁棒8を挿通し、直列接続したコンデンサ素子1の側面外周部をポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリイミドなどの絶縁シートをコンデンサ素子1が挿通する大きさの形状に複数回、巻回して形成するか、あるいはポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニルなどの絶縁パイプからなる絶縁物4で被覆して形成している。
【0013】
図7に示すコンデンサ素子1は、図8に示す一対の金属化ポリプロピレンフィルム、金属化ポリエステルフィルムなどからなる金属化フィルム2を、巻芯を中心軸として巻回し、金属化フィルムをバーンオフ方式にて金属蒸着膜を飛散させて後巻するか、または後巻フィルムとしてポリプロピレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどを巻回し形成しているが、この巻回時の中心軸である巻芯を抜き取ったあとにできる中心穴を貫通穴1aとし、その巻回端面に亜鉛、はんだなどの金属を溶射して電極引出部3を形成している。
【0014】
上記凹状絶縁性ケース13、14は外部引出用端子5、5に接続したコンデンサ素体9を覆える大きさである。コンデンサ素体9の内側面を覆う樹脂12の厚さはコンデンサ素子1の大きさにより決まるので、耐電圧を損なわないように適切に決めることが必要である。
樹脂12はエポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂などの絶縁性を有する熱硬化性樹脂からなり、図4、図5に示す凹状絶縁性ケース13、14はポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネイト、ポリエチレンテレフタレートなどによる樹脂成形、またはポリ塩化ビニル、ポリカーボネートなどの真空成形により形成したものである。
【0015】
上記の構成によれば、絶縁油を使用していないので、真空乾燥、含浸及び洗浄工程が不要で工期が大幅に短縮でき、さらに絶縁油の油漏れによる特性劣化がなく品質の安定化を図ることができる。
また、コンデンサ素子の側面外周部を絶縁性の絶縁物で被覆し、コンデンサ素体の巻回端面部およびコンデンサ素体の側面を凹状絶縁性ケースと充填樹脂とからなる絶縁性樹脂で凹状に被覆しているので、絶縁耐力の低下はなく、金属製容器は不要で小型、軽量化できる。
また、直列接続した複数個のコンデンサ素子の中央部にある貫通穴に絶縁棒を挿通しているので、コンデンサ素子が蛇行することなく直線上に整列した状態となり、寸法精度よく作製することができる。さらに、コンデンサ素子の側面外周部と絶縁物との間の充填樹脂の厚みが均一になり、耐電圧の低下を防止でき、品質の安定化が図れる。
そして、凹状絶縁性ケースより突出している絶縁棒にネジ部を形成しているので、このネジ部により外部取付することができる。
【0016】
[実施例2]
図2は本発明の乾式金属化フィルムコンデンサの他の実施例を示す図面で、(a)は平面図、(b)は縦断面図、(c)は底面図で、図6は本発明の凹状絶縁性ケースの他の一実施例の図面で、(a)は平面図、(b)は縦断面図であり、図において、図1と同一番号を付したものは同一部品であり、その説明は省略する。前述の実施例と相違する点は、凹状絶縁性ケース、外部引出用端子、絶縁棒の構成である。
【0017】
上記のコンデンサ素体9を形成しているコンデンサ素子1の中央部の貫通穴1aに挿通している絶縁棒8の一端部にのみネジ部8aを有し、1つの外部引出用端子6は絶縁棒8に挿通する穴6aを有し、他の外部引出用端子7はコンデンサ素子1の電極引出部3と接続する先端部を除いて絶縁処理されている接続部7bと絶縁棒8に挿通する穴7cを有した外部端子7aとからなり、凹状絶縁性ケース15は絶縁棒8を挿通する絶縁棒貫通穴15aのみを有している。
【0018】
上記コンデンサ素体9を形成し、外部引出用端子6、7をポリアセタール、ポリアミド、ガラス入エポキシ樹脂などからなる絶縁性の介挿物16を介して絶縁棒8に挿通し、コンデンサ素体9の巻回端面部に接続し、同一方向から外部引出用端子を引き出し、凹状絶縁性ケース15を外部引出用端子6、7の反対側のみ被せ、外部引出用端子6、7のある絶縁物4の開口部4a側から充填樹脂12を充填、硬化し、下方の凹状絶縁性ケース15とコンデンサ素体9とを固定し、さらにコンデンサ素体9の内側面を充填樹脂12で充填し、外部引出用端子6、7を充填樹脂12で固定する。
【0019】
上記の構成によれば、実施例1と同様の効果を有し、さらに、外部引出用端子を同一方向から引き出し、ネジ部を有した絶縁棒が凹状絶縁ケースより突出しているので、このネジ部により外部取付を行うことができる。
【0020】
上記実施例において、コンデンサ素体を形成している絶縁棒の長さを直列接続したコンデンサ素子より長くして、凹状絶縁性ケースより突出した構成にしているが、絶縁棒の長さを直列接続したコンデンサ素子と略同等の長さにして、凹状絶縁性ケースより突出しない構成にしても同等の効果がある。
また、絶縁棒に挿通する穴を外部引出用端子に形成し、絶縁棒に挿通して外部引出用端子を引き出したが、外部引出用端子を絶縁棒に挿通することなく、直接外方に引き出しても同様の効果がある。さらに、コンデンサ素子の形状は丸形、楕円形どちらでもよく、コンデンサ素子の中央部に絶縁棒を挿通できる貫通穴を有した形状であればよい。
【0021】
【発明の効果】
上記の実施例から明らかなように本発明の乾式金属化フィルムコンデンサは、絶縁油を使用していないので、真空乾燥、含浸及び洗浄工程が不要で工期が大幅に短縮でき、さらに絶縁油の油漏れによる特性劣化がなく品質の安定化が図れる。
また、コンデンサ素子の側面外周部を絶縁性の絶縁物で被覆し、コンデンサ素体の巻回端面部およびコンデンサ素体の側面を凹状絶縁性ケースと充填樹脂とからなる絶縁性樹脂で凹状に被覆しているので、絶縁耐力の低下はなく、金属製容器は不要で小型、軽量化できる。
また、直列接続した複数個のコンデンサ素子の中央部にある貫通穴に絶縁棒を挿通しているので、コンデンサ素子が蛇行することなく直線上に整列した状態となり、寸法精度の向上を図ることができる。さらに、コンデンサ素子の側面外周部と絶縁物との間の充填樹脂の厚みが均一になり、耐電圧の低下を防止でき、品質の安定化が図れる。
そして、凹状絶縁性ケースより突出している絶縁棒にネジ部を形成することにより、外部取付を行うことができるなど、工業的、実用的に、価値大なるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の乾式金属化フィルムコンデンサの一実施例を示す図面で、(a)は平面図、(b)は縦断面図、(c)は底面図である。
【図2】図2は本発明の乾式金属化フィルムコンデンサの他の実施例を示す図面で、(a)は平面図、(b)は縦断面図、(c)は底面図である。
【図3】図3は図1を構成するコンデンサ素体の図面で、(a)は縦断面図、(b)は側面図である。
【図4】図4は本発明の凹状絶縁性ケースの一実施例の図面で、(a)は平面図、(b)は縦断面図である。
【図5】図5は本発明の凹状絶縁性ケースの一実施例の図面で、(a)は平面図、(b)は縦断面図である。
【図6】図6は本発明の凹状絶縁性ケースの他の一実施例の図面で、(a)は平面図、(b)は縦断面図である。
【図7】図7は本発明のコンデンサ素子の一実施例の斜視図である。
【図8】図8は本発明の一対の金属化フィルムを展開した一実施例の図面である。
【符号の説明】
1 コンデンサ素子
1a 貫通穴
2 金属化フィルム
3 電極引出部
4 絶縁物
4a 開口部
5 外部引出用端子
6 外部引出用端子
6a 穴
7 外部引出用端子
7a 外部端子
7b 接続部
8 絶縁棒
8a ネジ部
9 コンデンサ素体
10 内部引出用端子
11 絶縁性材料
12 充填樹脂
13 凹状絶縁性ケース
13a 絶縁棒貫通穴
13b 端子貫通穴
13c 樹脂注入口
14 凹状絶縁性ケース
14a 絶縁棒貫通穴
14b 端子貫通穴
15 凹状絶縁性ケース
15a 絶縁棒貫通穴
16 介挿物
Claims (4)
- 一対の金属化フィルムを重ねて巻回し、巻回端面に金属を溶射してなるコンデンサ素子を直列接続し、該コンデンサ素子の貫通穴に絶縁棒を挿通し、該コンデンサ素子の側面外周部を絶縁物で被覆してなるコンデンサ素体と、
該コンデンサ素体の両巻回端面部に接続した一対の外部引出用端子と、
上方側絶縁棒貫通穴、上方側端子貫通穴および樹脂注入口が設けられ、前記絶縁棒および前記一対の外部引出用端子の一方がそれぞれ、前記上方側絶縁棒貫通穴および前記上方側端子貫通穴に挿通されて外方に引き出されるとともに、前記コンデンサ素体を上方から被覆する上方側凹状絶縁性ケースと、
下方側絶縁棒貫通穴と下方側端子貫通穴とが設けられ、前記絶縁棒および前記一対の外部引出用端子の他方がそれぞれ、前記下方側絶縁棒貫通穴および前記下方側端子貫通穴に挿通されて外方に引き出されるとともに、前記コンデンサ素体を下方から被覆する下方側凹状絶縁性ケースと
を備え、
前記コンデンサ素子の側面外周部と前記絶縁物との間、前記コンデンサ素体と前記上方側凹状絶縁性ケースとの間、および前記コンデンサ素体と前記下方側凹状絶縁性ケースとの間を前記樹脂注入口から注入された充填樹脂によって固定したことを特徴とする乾式金属化フィルムコンデンサ。 - 前記上方側および前記下方側凹状絶縁性ケースより突出している絶縁棒の少なくとも一方にネジ部を設けたことを特徴とする請求項1記載の乾式金属化フィルムコンデンサ。
- 一対の金属化フィルムを重ねて巻回し、巻回端面に金属を溶射してなるコンデンサ素子を直列接続し、該コンデンサ素子の貫通穴に絶縁棒を挿通し、該コンデンサ素子の側面外周部を絶縁物で被覆してなるコンデンサ素体と、
該コンデンサ素体の両巻回端面部に接続した一対の外部引出用端子と、
絶縁棒貫通穴が設けられ、前記絶縁棒が前記絶縁棒貫通穴に挿通されて外方に引き出されるとともに、前記コンデンサ素体を下方から被覆する凹状絶縁性ケースと
を備え、
前記一対の外部引出用端子は前記絶縁物で囲まれた空間の上方側に形成された開口部から引き出され、前記コンデンサ素子の側面外周部と前記絶縁物との間、前記コンデンサ素体と前記凹状絶縁性ケースとの間、および前記一対の外部引出用端子の間を前記開口部から注入された充填樹脂によって固定したことを特徴とする乾式金属化フィルムコンデンサ。 - 前記凹状絶縁性ケースより突出している絶縁棒にネジ部を設けたことを特徴とする請求項3記載の乾式金属化フィルムコンデンサ。
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