JP4386381B2 - 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、内部素子の保護を確実にし、放熱性を改善するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の車両、圧延機、直流送電等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、包囲絶縁材で包囲し素体を形成し、金属製容器に絶縁材を介して収納し、可燃性の絶縁油を含浸しているので、大型で重く、燃えやすい。また、コンデンサ素子の温度上昇に対して放熱手段が施されていなかったため、上記の易燃性という問題への対応が不充分であった。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の大型で重く、燃えやすいという問題を解決するため、絶縁油、絶縁性ガスを使用することなく、複数個のコンデンサ素子を内部引出用端子で並列接続し素体を形成し、該素体を形成しているコンデンサ素子間に放熱板を介挿し、該素体の端面部および側面部と、一対の凹状絶縁性ケースとの間に充填樹脂を充填、硬化した集合体を金属製容器に、上記放熱板を突出させて収納し、該集合体を金属製容器に樹脂固定した小型、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。
【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複数個のコンデンサ素子1の巻回端面部を内部引出用端子5で並列接続した素体6と、該素体のコンデンサ素子1間に介挿され金属製容器16より突出した放熱板7と、該素体の端面部および側面部を被覆する一対の凹状絶縁性ケース11と、前記一対の凹状絶縁性ケース11の内壁に当接し、前記素体6を挟み込むように設けられた一対の支持板14とを備えた集合体15を金属製容器16に収納し、前記集合体15は前記素体6の端面部および側面部と、前記一対の凹状絶縁性ケース11との間に充填樹脂12を充填、硬化させることで形成され、前記金属製容器16の内底部に樹脂13を充填、硬化させて前記集合体15を前記金属製容器16内に樹脂固定してなることを特徴としている。
【0006】
また、上記コンデンサ素子1の側面外周部を熱可塑性粘着テープ、樹脂含浸熱硬化性テープ、難燃性粘着テープ、熱収縮テープのいずれかの絶縁物で被覆することを特徴としている。
【0007】
さらに、上記素体6を形成している内部引出用端子にて接続されている電極引出部の面を除く側面外周部を耐熱性フィルムまたは難燃性シートからなる側面保護絶縁物で1層以上巻回し、被覆することを特徴としている。
【0008】
そして、上記絶縁性樹脂10が凹状絶縁性ケース11と充填樹脂12とからなることを特徴としている。
【0009】
また、上記放熱板7に放熱フィン18を取付けたことを特徴としている。
【0010】
【発明の実施の形態】
巻回端面に金属を溶射してなる複数個の側面外周部を絶縁物で被覆したコンデンサ素子を内部引出用端子で並列接続し素体を形成し、該素体を形成しているコンデンサ素子間に放熱板を介挿し、該素体の端面部および側面部に絶縁性樹脂で被覆した集合体を金属製容器に収納し、樹脂で集合体を固定するとともに、上記放熱板を金属製容器より突出させている。
絶縁油および絶縁性ガスを使用しない小型、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。
さらに、上記の集合体を金属製容器に収納することにより、内部素子の保護が確実になり、かつ放熱性を改善するものである。
【0011】
【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)は縦断面図、(b)は右側面部分断面図、(c)は底面図で、図3は図1を構成する集合体の図面で、(a)は平面図、(b)は縦断面図、(c)は充填樹脂、凹状絶縁性ケースを取除いた側面図で、図4は図3を構成する素体の図面で、(a)は平面図、(b)は縦断面図、(c)は右側面部分断面図で、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)は縦断面図である。また、図8は巻回端面に電極引出部を形成したコンデンサ素子の側面外周部に絶縁物を被覆した斜視図で、図9は一対の金属化フィルムを展開した図面である。
【0012】
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5に示す凹状絶縁性ケース11を、内部引出用端子5で接続してなる素体6と支持板14とに被せ、該素体を形成しているコンデンサ素子1間に放熱板7を介挿し、上記凹状絶縁性ケースの内壁に支持板14を当接させて、その間に充填樹脂12を充填、硬化させて形成した集合体15を金属製容器16に収納し、上記集合体の下端部より延伸している放熱板7を金属製容器16の貫通穴16aに挿通し外部に突出させ、金属製容器16と集合体15との間に樹脂13を充填、硬化させた後、集合体15から引き出されている内部引出用端子5を金属製容器16に設けられている外部端子17に接続している。
【0013】
図4の素体6は、複数個のコンデンサ素子1間に、図6に示す放熱板7を介挿しエポキシ系、またはシリコン系パテ状の接着剤8にて固定し、錫鍍金などを施した銅、真鍮などからなる丸穴5aなどを設けた内部引出用端子5を複数個のコンデンサ素子1の電極引出部3に並列接続し形成している。
コンデンサ素子1は、図9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を巻回し、金属化フィルムをバーンオフ方式にて金属蒸着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、ポリエステルフィルムなどで巻回し、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】
絶縁物4は図8に示すように、コンデンサ素子1の側面外周部をポリエステル、ポリプロピレン、ポリイミドなどの熱可塑性粘着テープ、または不飽和ポリエステル、エポキシなどの樹脂を含浸した熱硬化性粘着テープ若しくは難燃性粘着テープを複数回、巻回するか、または塩化ビニル、ポリエステル、架橋ポリエチレン、シリコンゴムなどの熱収縮チューブを被せて熱収縮してなるものである。
【0015】
図6に示す放熱板7はアルミニウムからなり、一方のアルミニウム板に圧着防止材で回路をプリントし、板を重ね合せて圧延・圧着し、高圧空気で回路を膨管するロールボンド法などにて作製し、水や冷却効果のある溶剤などを冷媒として注入し封管し、固定用穴7aを設けたものである。
【0016】
上記凹状絶縁性ケース11は内部引出用端子5に接続した素体6などを覆える大きさである。絶縁材からなる支持板14の長さは、素体6と凹状絶縁性ケース11との間に充填する充填樹脂12の厚みに対応して適宜決定すればよい。
また、充填樹脂12および樹脂13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5に示す凹状絶縁性ケース11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、ポリカーボネイトなどの真空成形により形成したものである。
【0017】
上記の構成によれば、絶縁油や絶縁性ガス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や絶縁性ガスの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、複数個のコンデンサ素子間に放熱板を介挿し、金属製容器の貫通穴より放熱板を外部に突出させているので、熱伝導により放熱板が外気により冷却され、発生する熱を外部に放散してコンデンサの温度上昇を低減することができる。
さらに、個々の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、素体の端面部および側面部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被覆しているので、金属製容器と集合体とは確実に絶縁でき、絶縁耐力は低下することはない。
そして、集合体を樹脂により金属製容器に固定しているので、組立作業が簡単で、かつ堅牢となり、内部素子の保護が確実になる上に、耐振性も改善される。
【0018】
[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もので、(a)は縦断面図、(b)は右側面部分断面図、(c)は底面図であり、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、素体の側面外周部を側面保護絶縁物で被覆および金属製容器より突出する放熱板に放熱フィンを取付けたことにある。
【0019】
側面保護絶縁物9は、少なくともポリイミド、ノーメックスなどの耐熱性フイルム、または難燃性シートからなり、上記の素体6を形成している内部引出用端子5にて接続されている電極引出部3の面を除く側面外周部を側面保護絶縁物9で1層以上巻回し、その端面を充填樹脂12で充填、硬化する。
放熱フィン18は、図7に示すようにアルミニウムを押出し成形したもので、固定用穴18aを有し、上記放熱板の固定用穴7aにボルト19、ナット20を介して取付けられる。図2は放熱フィン18を2個取付けている場合を示しているが、1個でも良い。
【0020】
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、素体の側面外周部を耐熱性または難燃性の側面保護絶縁物で被覆しているので、万一コンデンサ素子に異常を来たし、コンデンサ素子が溶融、溶出しても、この側面保護絶縁物で保護し、金属製容器との短絡を防止することができる。
また、放熱フィンを取付けたことにより放熱面積が増大し、より一層早くコンデンサの発生する熱を外部に放散し温度上昇を低減することができる。
【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、絶縁油や絶縁性ガス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出でき、さらに絶縁油の油漏れや絶縁性ガスの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、複数個のコンデンサ素子間に放熱板を介挿し、金属製容器の貫通穴より放熱板を外部に突出させているので、熱伝導により放熱板が外気により冷却され、発生する熱を外部に放散してコンデンサの温度上昇を低減することができ、さらに、放熱フィンを取付けることにより放熱面積が増大し、より一層早くコンデンサの発生する熱を外部に放散し温度上昇を低減することができる。さらに、個々のコンデンサ素子の側面外周部を熱可塑性粘着テープ、樹脂含浸熱硬化性テープ、難燃性粘着テープ、熱収縮テープのいずれかの絶縁物で被覆し、素体の端面部および側面部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被覆しているので、金属製容器と集合体とは確実に絶縁でき、絶縁耐力が低下することはない。そして、集合体を樹脂により金属製容器に固定しているので、組み立て作業が簡単で、かつ堅牢となり、内部素子の保護が確実になる上に、耐振性も改善される。また、素体を形成している内部引出用端子にて接続されている電極引出部の面を除く側面外周部を耐熱性フィルムまたは難燃性シートからなる側面保護絶縁物で1層以上巻回し、被覆しているので、万一コンデンサ素子に異常を来たし、コンデンサ素子が溶融、溶出しても、この側面保護絶縁物で保護し、金属製容器との短絡を防止することができるなどの利点があり、工業的、実用的にその価値は極めて大なるものがある。
【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)は縦断面図、(b)は右側面部分断面図、(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)は縦断面図、(b)は右側面部分断面図、(c)は底面図である。
【図3】図3は図1を構成する集合体の図面で、(a)は平面図、(b)は縦断面図、(c)は充填樹脂、凹状絶縁性ケースを取除いた側面図である。
【図4】図4は図3を構成する素体の図面で、(a)は平面図、(b)は縦断面図、(c)は右側面部分断面図である。
【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は本発明の放熱板の一実施例の図面で、(a)は平面図、(b)は正面図である。
【図7】図7は本発明の放熱フィンの一実施例の図面で、(a)は平面図、(b)は正面図、(c)は斜視図である。
【図8】図8は本発明のコンデンサ素子の側面外周部に絶縁物を被覆した一実施例の斜視図である。
【図9】図9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
2 金属化フィルム
3 電極引出部
4 絶縁物
5 内部引出用端子
5a 丸穴
6 素体
7 放熱板
7a 固定用穴
8 接着剤
9 側面保護絶縁物
10 絶縁性樹脂
11 凹状絶縁性ケース
12 充填樹脂
13 樹脂
14 支持板
15 集合体
16 金属製容器
16a 貫通穴
17 外部端子
18 放熱フィン
18a 固定用穴
19 ボルト
20 ナット
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複数個のコンデンサ素子の巻回端面部を内部引出用端子で並列接続した素体と、
該素体の複数個のコンデンサ素子間に介挿され金属製容器より突出した放熱板と、
該素体の端面部および側面部を被覆する一対の凹状絶縁性ケースと、
前記一対の凹状絶縁性ケースの内壁に当接し、前記素体を挟み込むように設けられた一対の支持板と
を備えた集合体を金属製容器に収納し、
前記集合体は前記素体の端面部および側面部と、前記一対の凹状絶縁性ケースとの間に充填樹脂を充填、硬化させることで形成され、前記金属製容器の内底部に樹脂を充填、硬化させて前記集合体を前記金属製容器内に樹脂固定してなることを特徴とする乾式金属化フィルムコンデンサ。 - 上記コンデンサ素子の側面外周部を熱可塑性粘着テープ、樹脂含浸熱硬化性テープ、難燃性粘着テープ、熱収縮テープのいずれかの絶縁物で被覆する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。
- 上記素体を形成している内部引出用端子にて接続されている電極引出部の面を除く側面外周部を耐熱性フィルムまたは難燃性シートからなる側面保護絶縁物で1層以上巻回し、被覆したことを特徴とする請求項1または2記載の乾式金属化フィルムコンデンサ。
- 上記放熱板に放熱フィンを取付けたことを特徴とする請求項1〜3記載の乾式金属化フィルムコンデンサ。
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JP26142399A JP4386381B2 (ja) | 1999-09-16 | 1999-09-16 | 乾式金属化フィルムコンデンサ |
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1999
- 1999-09-16 JP JP26142399A patent/JP4386381B2/ja not_active Expired - Lifetime
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