JP4419416B2 - 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、各種電気、電子回路に用いられるフィルムコンデンサの構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、産業分野の器機においてもインバータ化が進み、小型化、軽量化が求められている。また、出力電源の高電圧、高周波対応として、プリント基板実装品にフィルムコンデンサを多数並列で搭載することもあり、電源、機器の小型化のためにフィルムコンデンサの小型化は欠かせないものになり、改善が図られている。
【0003】
以下、図12から図16を参照しながら従来のコンデンサについて説明する。図12は、従来のコンデンサ素子およびそれを用いた構成等を示す図であり、
(a)は従来のコンデンサ素子の金属化フィルム構成図、(b)は従来のコンデンサ素子を用いたコンデンサの縦断面図を示す。
【0004】
また図13は、従来のコンデンサ素子の巻き付け状況等を示す図であり、(a)は中心部形成ピンの巻き付け状況図、(b)はコンデンサ素子の芯部拡大図を示す。
【0005】
また図14は、従来のコンデンサ素子の形状を示す図であり、(a)は端子金具の端子側から見た平面図、(b)は端子金具の一方のコンデンサ正面から見た正面図、(c)は端子金具のコンデンサ側面から見た側面図を示す。
【0006】
また図15は、従来の扁平形状のコンデンサ素子の構成図を示す。さらに図16は、従来の高周波対応コンデンサ素子を用いたコンデンサを示す図で、(a)はリード線引き出し側から見た横断面図、(b)は正面図を縦断面で示した図である。
【0007】
まず、図12を用いて従来の金属化フィルムの構成について説明する。図12(a)で示すように、金属化フィルム101は、フィルムに金属膜電極を蒸着したものであり、円筒状の芯部100を中心にして巻回されている。さらに図12(b)で示すように、芯部形成先巻フィルム102で金属化フィルム101を巻き付け、最外周にコンデンサ素子の絶縁保護とする外装フィルム103を形成する。そして、コンデンサ素子104の上下端面に金属層105を設け、さらに金属層105にリード線107の一端を接続し、もう一方の端部を電極を引き出す端子106と接続する。そしてコンデンサ素子104を外装ケース108に内蔵する。また、電極を引き出す端子106上部には、それを固定させる絶縁板109を設け、さらに外装ケース108内部に充填樹脂110で充填している。なお、111はコア、112は絶縁シートを示している。
【0008】
以上のような構成による従来のコンデンサの製造方法について説明すると、図12(a)および(b)に示すように、コンデンサ素子104の芯部100に金属化フィルム101が巻き付けられる。次に、絶縁シート112が、上側の金属層105とリード線107との絶縁をはかるために、コンデンサ素子にテープ等により貼り付けられている。そして、リード線107はコンデンサ素子104の端面に設けられた金属層105と電極を引き出す端子106を溶接によって接続しており、端子106が固定された絶縁板109は外装ケース108に勘合固定されている。さらに、外装ケース108にリード線107、電極を引き出す端子106、コンデンサ素子104ならびに絶縁シート112が接続された状態で挿入し、外装ケース108内に充填樹脂110を注入し、絶縁を確保している。なお、コンデンサ素子104には組立工程で金属化フィルムの絶縁保護のため、PPまたはPETなどからなる外装フィルム層103を設けている。
【0009】
ここで、図12(a)で示す円筒状のコンデンサ素子の芯部100は、芯部形成用内装フィルム102を数十ターン巻き付け、数ミリのフィルム層として形成したものであり、金属化フィルム101はその外側に巻かれている。
【0010】
なお、コア111を用いる理由は、金属層105を形成するために、亜鉛の微粒子を吹き付けて形成する時、亜鉛の微粒子が芯部100の中に入りこんで、上下両電極の金属層105どうしが短絡することを防止する必要があり、そのためにコア111を挿入している。
【0011】
ここで、コア111は図12で示すように、円錐形状などとし、挿入性を高める工夫がなされている。また、コア111は、巻回中心の空洞部の径より小さいと奥まで入り過ぎると空洞部が崩れやすくなるため、コア111の挿入先端部と反対側の径は、巻回中心の空洞部の径より大きくして、完全に内部に入りこまないようにする必要がある。このため、コンデンサ素子の端面からコア111が一部突出することとなり、金属層105がコア111に重なり、中心部に突出部を形成することとなる。したがってこの突出部を考慮し、コンデンサ素子の収納ケース寸法をあらかじめ大きく設計しなければならず、小型化の障壁となっていた。
【0012】
次に、芯部形成用内装フィルム102を用いて金属化フィルムを生成する従来の方法について説明すると、芯部形成用内装フィルム102は、長尺ロール状として連続生産を可能なもので、PPまたはPETフィルム製である、厚みは10〜100μmである。この芯部形成用内装フィルム102を10〜50ターン巻いた後切断し、切断後の巻き終わり部に金属化フィルム101を巻き込んでコンデンサ素子を形成する。
【0013】
なお、この他の方法として、芯部形成先巻フィルム102を使わず、芯部形成先巻フィルム102の代わりに、金属化フィルム101の蒸着金属部を放電加工により飛散させ、絶縁を確保し、図13(a)に示すように、金属化フィルム101の絶縁を確保した部分101aを巻き付けボビン114のスリット部115に通して巻きつけ、その後巻き付けボビン114を抜き去る方式もある。この場合、主に円柱形のコンデンサ素子をつぶして図15に示す扁平形状素子とし、小型化を図るタイプのコンデンサとしている。しかしながら、扁平形状につぶすことによる金属化フィルムのコーナー部のフィルムストレスによる特性のバラツキがあり、丸形コンデンサ素子の方が良好な特性を示すので、扁平形状とせずに小型化することが望まれる。
【0014】
また、図13(a)で示す方法で、芯部形成先巻フィルム102または金属化フィルム101の絶縁を確保した部分を巻芯として形成した後に巻き付け用ボビン114を抜いた後の芯部は、図13(b)に示すように巻き付け用ボビン114のスリット部115に位置しているフィルムが先巻フィルム113として巻芯の中心部を縦断する形状となっている。そして、この中心空洞部を埋めるためにコア111を挿入する際、図12(b)に示すようにコア111が円錐形状で先端が空洞中心に位置しているため、先巻フィルム113にコア111の先端部が挿入時に干渉し、変形する可能性がある。このため金属層を形成する亜鉛の微粒子が浸入し、絶縁、短絡不具合が発生する可能性があった。
【0015】
ここで、芯部形成先巻フィルム102を用いずに、専用の樹脂成型品のコア114を用いてコンデンサ素子の芯部とする方法も考えられているが、コストアップとなっていた。また、機械化対応可能な形状とした場合、十分な強度を有する最小外径寸法に限度があり、小さい径とすることができなかった。
【0016】
また、高周波・大電流対応のプリント基板実装部品の端子金具形状としては、図14や図16に示す半田クラック性、ヒートサイクル特性にすぐれた鍬形状の端子金具が一般的であった。また、高周波・大電流に対応するため、端子形状は帯形状とし、リード線を用いず、直接コンデンサ素子の金属層に半田つけ接続する必要があった。さらに、プリント基板に実装するため、プリント基板のホールに挿入可能な端子間ピッチ精度の高い端子が要求されている。端子間ピッチ精度が悪いと、ホールの径を大きくしなければならず、半田クラック性、ヒートサイクル特性に悪影響を及ぼしていた。また、端子金具の位置は、円形ケースの対称中心からずれると、隣のケースとの干渉を防止するために間隔をより大きくしなければならないため、余分なスペースが必要となり、プリント基板実装品の小型化の障壁となっていた。
【0017】
なお、上記従来技術は例えば、特許文献1あるいは特許文献2にその記載がある。
【0018】
【特許文献1】
特開平3−89507号公報(第1図)
【特許文献2】
特開平10−303058号公報(第4−6頁、第1図)
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来構成においては、コアを挿入する際に芯部形成フィルムと干渉し、コアを変形させ、また、巻芯形成用フィルムと金属化フィルムを兼用すると、フィルムが薄いためコアの挿入時の干渉により容易に変形し、コンデンサの小型化ができないという問題点があった。
【0020】
また、コアをコンデンサ素子に挿入した状態での素子端面側のコアの形状が平らであると、金属粒子の付着により凸形状となり、端子金具組立作時端子ピッチ精度が悪くなる、素子寸法が大きくなる等の問題点があった。
【0021】
さらに、コンデンサ素子の電極部と接続し、外部と接続する端子金具の形状が平らであると、寸法が大きくなり、高周波対応できないという問題点があった。また、大電流対応のプリント基板対応端子金具の端子ピッチ精度がでなく、取り付けに時間がかかりすぎるという問題点があった。
【0022】
【課題を解決するための手段】
本発明の金属化フィルムコンデンサは、上記課題を解決するために、コンデンサ素子端部の金属層に接続する端子金具は、コンデンサ素子の外径よりも大きい径を持つ湾曲部を有するとともに前記コンデンサ素子の外側端部に当てる凸部を備えており、湾曲部をコンデンサ素子と略同心円状に配したものである。また、本発明の金属化フィルムコンデンサは、金属化フィルムを巻回した巻回中心の空洞部に、挿入先端部に一方向に傾斜した傾斜面を有するコアを挿入するとともに、端子金具と異なる電極部を前記端子金具と絶縁する絶縁板を有し、端子金具を嵌合させる空間部を備え、さらにコンデンサ素子の外側端部に当てる凸部を備えた端子金具を外装ケースと絶縁板で挟み込む構造とした。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図1から図11を用いて説明する。
【0026】
(実施の形態1)
図1は、本実施の形態のコンデンサ素子およびそれを用いた構成等を示す図であり、(a)はコンデンサ素子の金属化フィルム構成図、(b)はコンデンサ素子を用いたコンデンサの縦断面図を示す。また図2は、本実施の形態におけるコンデンサ素子の巻き付け状況等を示す図であり、(a)は中心部形成ピンの巻き付け状況図、(b)はコンデンサ素子の芯部拡大図を示す。
【0027】
そして図1(a)(b)において、1は前記コンデンサ素子のコア、2はフィルムに金属膜電極を蒸着した金属化フィルム、3はコンデンサ素子の絶縁保護とする外装フィルム、4はコンデンサ素子、5aおよび5bはコンデンサ素子4の両端面に設けられた金属層、6は電極を引き出す端子、7はリード線、8はコンデンサ素子4が納められる外装ケース、9は端子6を固定させた絶縁板、10は充填樹脂、13は絶縁シートを示す。また6aは、金属層5aと端子6とを接続する接続金具を示す。
【0028】
このような構成におけるコンデンサにおいて、リード線7はコンデンサ素子4の上下の端面に設けられた金属層5aおよび5bのうち下面に設けられた金属層5bと電極を引き出す端子6を溶接によって接続されており、端子6が固定された絶縁板9は外装ケース8に嵌合固定されている。また、絶縁シート13は、上側の金属層5aと極性の異なるリード線7との絶縁を確保している。さらに外装ケース8内部に、リード線7ならびにコンデンサ素子4がそれぞれ接続された状態で挿入し、充填樹脂10を注入し、絶縁を確保する。なおコンデンサ素子4には組立工程で金属化フィルムの絶縁保護のため、PPからなる外装フィルム層3を設けている。
【0029】
さらに、コンデンサ素子4は金属化フィルム2の巻回中心に空洞部1aを有し、空洞部1aの上下の開口部からコア1を挿入している。また、コンデンサ素子4の上側の金属層5a側の端子には、接続金具6aが接続され、端子6と接続している。
【0030】
次に図2(a)(b)を用いてコンデンサの巻芯部を形成する方法について説明する。図2(a)において、11はコンデンサ素子4の金属化フィルム2を巻き付ける巻取機の巻き付けボビン、12は巻取機の巻き付けボビンのスリット部である。そして、金属化フィルム2は4μmの片面蒸着のPPを用い、各先端部約10cmの区間にて蒸着金属を飛散させて絶縁を確保しており、この金属化フィルム2をφ4mmの巻取機巻き付けボビン11のスリット部12に通し、巻き付けボビン11で金属化フィルム2を巻回する。そして、所定の長さまで巻回して円柱形状とした後、巻き付けボビン11を抜き去り、空洞部1aを有するコンデンサ素子4を得る。
【0031】
なお、金属フィルム2の巻初めの先端部の蒸着金属を飛散させて絶縁を確保するのは、空洞部に電極部を露出することで異極間短絡を防止するために必要である。また、金属化フィルム2の、巻き付けボビン11のスリット部12に位置していた部分は、前記空洞部を巻芯の中心を縦断するフィルム14として残される。
【0032】
次に、図3および図4を用いて、コンデンサ素子4の巻回中心位置にできた空洞部1aに挿入するコア1の形状について説明する。
【0033】
図3は第1のコアの実施例を示す図で(a)は平面図(b)は正面図(c)は側面図を示す。
【0034】
図3で示すように、コア1は、挿入先端部1bが外周側面1c上近辺にあり、その挿入先端部1bを先端として傾斜させた傾斜面1dを有している。すなわち、コア1は、挿入先端部に一方向に傾斜した傾斜面を有している。これにより、コンデンサ素子4の巻回中心にできる空洞部1aを縦断するフィルム14との干渉を極力なくし、コア1と空洞部1aを縦断するフィルム14との間の摩擦を少なくでき、容易に挿入できる。このような形状とすることで、コア1は空洞部1aの両端開口部から内側へ空洞部1a近傍の金属化フィルム層を変形させることなく挿入可能となる。そして、挿入が完了すれば、空洞部1aの両側開口部は塞がれ、金属層5aおよび5b形成時の金属微粒子の浸入が防げる。
【0035】
なお、本実施の形態においてコア1は、傾斜部分を除いて断面を円形とする円柱形状としたが、これは断面を円形としたものが最も摩擦力を抑制し、挿入しやすくできるためである。
【0036】
なお、本実施の形態において、コア1の材質をPOMとしたが、POM以外であっても例えばABS、PC等としてもよい。
【0037】
また、本実施の形態においては、巻回中心の空洞部1aに入るフィルムに金属部が含まれないように、金属蒸着フィルムの金属部を飛散して金属非蒸着としたが、金属蒸着に用いるフィルムとは別の、非蒸着フィルムを用いても同様の効果を得ることができる。そして、この非蒸着フィルムを用いた場合、金属蒸着させるフィルムとは別材料のものを使用できるので、フィルム厚さを変えることができ、金属蒸着フィルムより厚くすることで、コア挿入時の摩擦に対して変形しにくいものとなり、容易に挿入できる。なお本実施の形態では、金属蒸着させるフィルムが4μmのものを使用し、巻回中心の空洞部に用いる非蒸着フィルムを30μmのPETフィルムを用いることで上記効果を確認できた。
【0038】
さらに、コア1における別の実施例について図4を用いて説明する。図4は本実施の形態における第2のコアの実施例を示す図で(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は底面から見た平面図を示す。
【0039】
図4において、22はコア1の挿入先端部と反対側端部の中心部に設けた凹部であり、このような凹部22を設けたコア1を図1で示すように、巻回中心の空洞部1aに両側から2本挿入する。これにより、コンデンサ素子4の空洞部1aに挿入したコア1は、金属層5aおよび5bの金属微粒子が、空洞部1aへ浸入することを防止する。この時、コア1は、コンデンサ素子4の両端面4aより少し突出させ、さらにコア1に凹部22を設けているので、金属層5aおよび5bの形成時に金属層が付着し、さらに大きく突起することを防ぐ。これにより、コンデンサ素子4を小型のケースに入れようとすると、その突起のためにケース等と干渉し、端子6の端子間ピッチ精度に影響を与えてしまうのを防止できる。
【0040】
すなわち、凹部22を設けることで、凹部22に金属層が付着しても突起形状とならないようにできるため、金属層5aおよび5bと端子金具6aの接続時、電極を引き出す端子6を固定させた絶縁板9が安定するため、端子間ピッチの精度が向上する。なお、凹部22は、円柱状にすることで製造工程を容易にし、かつ端面の中心部に形成することでより効率的に金属層の突起を防止できる。
【0041】
以上のように、本実施の形態によれば、金属化フィルムの巻回中心にできる空洞部に、挿入先端部に一方向に傾斜した傾斜面を有したコアを挿入することにより、小型のコンデンサを形成することができる。
【0042】
また本実施の形態によれば非蒸着フィルムにてコンデンサ素子の空洞部を形成することにより、さらに空洞部が変形することなくコアを挿入することができ、小型化を実現できる。
【0043】
また、本実施の形態によれば挿入する側と反対側の端面に凹部を設けることにより金属層の突起を防止し、端子間ピッチの精度の向上がはかれる。
【0044】
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2について図5および図6を用いて説明する。
【0045】
本実施の形態において実施の形態1と同様の箇所については同一に符号を付して詳細な説明を省略する。図5は本実施の形態におけるコンデンサの縦断面図、図6は、本実施の形態における第1の端子金具を示す図であり、(a)は側面図(b)は正面図を示す。
【0046】
本実施の形態において実施の形態1と異なるのは、コンデンサ素子4の空洞部1aに挿入したコア1のうち、ケース8の開口側と同じ側の空洞部にはコアを挿入せず、反対側のみにコア1を挿入した点と、実施の形態1における端子6とリード線7を一体形成し、端子金具23aを構成した点である。
【0047】
まず、コア1は図5で示すように、コンデンサ素子4の下側のみに挿入した。そして、非金属蒸着フィルムをコンデンサ素子4の空洞部に形成することにより変形しにくくし、これにより、挿入した一方のコアのみでも金属層5の金属が空洞部を通って導通し、上下の金属層5どうしが短絡するのを防止でき、また、上側のコア1をなくすことで、金属層5による突起部を小さくすることができ、端子金具23bの形状の制約を抑制できる。
【0048】
なお、端子金具23bも実施の形態1における端子6と、接続金具6aとを一体にしている。また、端子金具23の形状は図6に示すような構造であり、材質を真鍮、厚み0.8mm、幅10mmの帯状としている。
【0049】
このような構成、形状とすることで、金属層5aおよび5b形成時の突起を小さくでき、素子形状の小型化、端子板の固定及び端子金具半田付け等組立時の取り付け精度の安定性が向上できる。
【0050】
さらに、端子金具23の形状の別の実施例について図7を用いて説明する。図7は、本実施の形態における、第2の端子金具の実施例を示す図で、(a)は正面図、(b)は矢視断面を拡大して示した図を示す。そして、図7(b)で示すようにこの端子金具23aは湾曲部23cを有しており、湾曲部23cの径は、図5におけるコンデンサ素子4の径よりも大きい径で湾曲している。すなわち、端子金具23aは、円柱形状をしたコンデンサ素子4の外周よりも大き目の径を有し、コンデンサ素子に沿わせた形状としている。
【0051】
なお、この端子金具23aは、材質を銅製とし、厚みを0.8mm、幅は10mmとしている。また、本実施の形態におけるケース及びコンデンサ素子は円柱状であり、端子金具23aに湾曲部を有するようにしたのは、従来の平らな形状だと、ケースと平らな端子金具との間にデッドスペースが生じ、ケースの径の割に小さいコンデンサ素子しか入らなかったのが無駄な空間を少なくでき、小型のコンデンサが実現できるようにするためである。
【0052】
以上のように、本実施の形態によれば切断面形状をコンデンサ素子径よりも大きい径で湾曲させた端子金具とすることにより、少ない空間を有効活用でき、小型化を実現できる。なお、本実施の形態における端子金具形状については実施の形態1において用いても同様の効果が得られる。
【0053】
(実施の形態3)
次に、本発明の実施の形態3について図8を用いて説明する。
【0054】
図8は本実施の形態におけるコンデンサを示す図であり、(a)は矢視断面図、(b)は正面図を縦断面で示した図である。
【0055】
そして、24は、実施の形態1で示した絶縁板9と絶縁シート13を一体化した絶縁板であり、L字形形状をしている。さらに図8(b)で示すように、絶縁板24は、上部は平板状であるが、側部は図8(a)で示すように空間部24aを設けており、その空間部24aに端子金具23aを嵌合させ、コンデンサ素子4の径方向に対し、絶縁板24とケース8とで挟みこんで固定している。
【0056】
ここで、端子金具23aをケース8と絶縁板24で挟みこんで固定することによる効果について説明する。すなわち、絶縁板24の空間部24aに端子金具23aを嵌合させ、コンデンサ素子4を収納するケース8と絶縁板24で端子金具23aを挟みこんで固定すると、端子金具23aは、絶縁板24とケース8で抑制されるのでケース8の中心軸に対称に配置でき、端子金具23aとケース8との偏芯を小さくできるので、接続端子23aと23bの端子間ピッチ精度を向上できる。
【0057】
以上のように、本実施の形態によれば絶縁板とコンデンサ素子収納ケースで端子金具を嵌合することにより、端子の位置を円形ケースの中心対称に配置することができ、端子間ピッチ精度が向上する。
【0058】
さらに、本実施の形態の端子金具における別の実施例について図9を用いて説明する。図9(a)本実施の形態における端子金具23aの別の実施例を示し、図9(b)はそれを用いた金属化フィルムコンデンサの縦断面図を示す。
【0059】
本実施例における端子金具23aは、図7で示す端子金具と同様に、側面の断面形状をコンデンサ素子4の径よも大きい径で湾曲させている。さらにこの端子金具23aは、図9(a)(b)で示すように、端子金具側面の湾曲部にコンデンサ素子4側面の外周部に当てる突起部25を設けている。
【0060】
このように、端子金具23aに、コンデンサ素子4の側面へ突起部25を設けることにより、絶縁板24により片方の金属層部5aと端子金具23aとの絶縁を確保している。なお、本実施の形態では絶縁板24の厚みは1mmとした。
【0061】
すなわち、端子金具23aを組み立てる際に、この突起部25がない場合、コンデンサ素子4と端子金具23aを平行に配置することができず、端子金具23aの先端に傾きが発生し、端子金具23aおよび23bの端子間のピッチの精度が悪くなる。そこでこの突起部25を設けることにより、端子金具23aを組み立てる際に、コンデンサ素子4と端子金具23aを平行に配置することができ、端子金具23aの先端に傾きが発生せず、端子金具23aおよび23bの端子間ピッチの精度の向上がはかれる。
【0062】
以上のように、本実施の形態によれば断面形状をコンデンサ素子径よも大きい径で湾曲させ、さらに、コンデンサ素子の側周方向へ凸部を形成することにより、より端子間ピッチ精度の高いコンデンサを実現できる。
【0063】
次に、本実施の形態におけるコア1の最適なコア径の設定について説明する。図10はコア1の外径とコンデンサ素子4の外径の関係を表す図であり、プロットした点は、厚さ4μmのPPフィルムを使用し、40mm幅、耐圧DC600Vで30μFのコンデンサを作成した際のコア1の外径と、その時のコンデンサ素子4の外径を示す。
【0064】
図10より、2mmからコア径を変化させていくと、5mmを超えた巻芯径を変化させた時のコンデンサ素子の外径は、屈曲点26を境に急激に大きくなることがわかる。また、コア径は2mmより小さいとスリット部の形成を含め、ボビンを製作することが困難である。そして、このような屈曲点位置は上記したコンデンサ素子条件以外であっても、コンデンサ素子外径が30〜40mmの間であればほぼ一致しており、コア径を5mm以下とすることにより、プリント基板搭載型の小型化に有効であることがわかる。
【0065】
以上のように、コア径を2〜5mmとすることにより、プリント基板に対応し、外径が35mm前後の円柱形状小型コンデンサを実現できる。
【0066】
次に、本実施の形態に用いる最適なフィルム厚さについて説明する。図11は、フィルム厚みとスペースロスの関係を表わす図であり、プロットした点は、厚み4μmのPPフィルムを使用し、40mm幅、耐圧DC600Vで30μFのコンデンサを作成した際のフィルム厚みとスペースロスを示す。なお、ここでスペースロスとは、複数の円柱状のコンデンサをプリント基板に並べた時に基板上に発生する無駄なスペースを指す。そして、図11に示すように、2μmからフィルム厚みを変化させていくと、4μmを超えてフィルム厚みを変化させた時のスペースロスの屈曲点27を境に急激にデッドスペースが大きくなることがわかる。なお、図11は、フィルム厚みを大きくしていくと同仕様のコンデンサを作成すると当然コンデンサそのものの外径も大きくなり、その分スペースロスも大きくなることを示すものである。そして、フィルム厚みは1μmより薄いとフィルムの価格が飛躍的に高価となるため、実用化が困難であるので1〜4μm以下とすることにより、プリント基板搭載型の小型化に有効であることがわかる。
【0067】
以上のように、フィルム厚みを1〜4μmとすることにより、φ35mm前後のプリント基板に対応する円柱形状小型コンデンサを実現できる。
【0068】
なお、本実施の形態における端子金具の形状および構成、コア径およびフィルム厚は、実施の形態1および2に用いても同様の効果が得られる。
【0069】
【発明の効果】
以上で説明したように、本発明によれば、フィルムの巻回中心に変形させることなくコアを挿入できる等により、小型化を実現することとなる。また、コアに凹部を設けること等により、端子ピッチの精度を高め、作業性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (a)本発明の実施の形態1における金属化フィルム構成図
(b)本発明の実施の形態1における金属化フィルムコンデンサの縦断面図
【図2】(a)中心部形成ピンの巻き付け状況図
(b)コンデンサ素子の芯部拡大図
【図3】(a)第1のコアの実施例を示す平面図
(b)第1のコアの実施例を示す正面図
(c)第1のコアの実施例を示す側面図
【図4】(a)第2のコアの実施例を示す平面図
(b)第2のコアの実施例を示す正面図
(c)第2のコアの実施例を示す側面図
【図5】本発明の実施の形態2における金属化フィルムコンデンサの縦断面図
【図6】(a)第1の端子金具の実施例を示す側面図
(b)第1の端子金具の実施例を示す正面図
【図7】(a)第2の端子金具の実施例を示す側面図
(b)第2の端子金具の実施例を示す正面図
【図8】(a)本発明の実施の形態3における金属化フィルムコンデンサの矢視断面図
(b)本発明の実施の形態3における金属化フィルムコンデンサの縦断面図
【図9】(a)突起部を有する端子金具の実施例を示す図
(b)突起部を有する端子金具を用いた金属化フィルムコンデンサの実施例を示す縦断面図
【図10】コアの径と素子外径の関係を表わす図
【図11】フィルム厚みとスペースロスの関係を表わす図
【図12】(a)従来例のコンデンサ素子の金属化フィルム構成図
(b)従来例のコンデンサの側面側から見た切断断面矢視図
【図13】(a)従来例のコンデンサの中心部形成ピンの巻き付け状況図
(b)従来例のコンデンサ素子の芯部拡大図
【図14】(a)従来例のコンデンサの端子金具の端子側から見た平面図
(b)従来例のコンデンサの正面図
(c)従来例のコンデンサの側面図
【図15】従来例のコンデンサの扁平形状のコンデンサ素子の構成図
【図16】(a)従来の高周波対応コンデンサ素子のリード線引き出し側から見た横断面図
(b)従来の高周波対応コンデンサの縦断面図
【符号の説明】
1 コア
1a 空洞部
1b 挿入先端部
1d 傾斜面
2 金属化フィルム
4 コンデンサ素子
5a、5b 金属層
8 外装ケース
9 絶縁板
13 絶縁シート
22 凹部
23a 端子金具
23c 湾曲部
24 絶縁板
25 突起部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to the structure of a film capacitor used in various electric and electronic circuits.
[0002]
[Prior art]
In recent years, inverters have been developed in industrial equipment, and there is a demand for miniaturization and weight reduction. In addition, in order to support high voltage and high frequency of the output power supply, many film capacitors may be mounted in parallel on the printed circuit board mounting product, so miniaturization of the film capacitor is indispensable for miniaturization of the power supply and equipment. Improvements are being made.
[0003]
Hereinafter, a conventional capacitor will be described with reference to FIGS. FIG. 12 is a diagram showing a conventional capacitor element and a configuration using the same.
(A) is the metallized film block diagram of the conventional capacitor | condenser element, (b) shows the longitudinal cross-sectional view of the capacitor | condenser using the conventional capacitor | condenser element.
[0004]
FIGS. 13A and 13B are diagrams showing a winding state of a conventional capacitor element, where FIG. 13A is a winding state diagram of a center forming pin, and FIG. 13B is an enlarged view of a core part of the capacitor element.
[0005]
FIG. 14 is a diagram showing the shape of a conventional capacitor element, where (a) is a plan view seen from the terminal side of the terminal fitting, (b) is a front view seen from the front side of one capacitor of the terminal fitting, c) shows a side view of the terminal fitting as seen from the capacitor side.
[0006]
FIG. 15 shows a configuration diagram of a conventional flat capacitor element. Further, FIG. 16 is a diagram showing a capacitor using a conventional high-frequency compatible capacitor element, in which (a) is a cross-sectional view seen from the lead wire drawing side, and (b) is a diagram showing a front view in vertical section. .
[0007]
First, the structure of the conventional metallized film is demonstrated using FIG. As shown in FIG. 12A, the metallized film 101 is obtained by depositing a metal film electrode on a film, and is wound around a cylindrical core part 100. Further, as shown in FIG. 12 (b), the metallized film 101 is wound with the core portion forming pre-winding film 102, and the exterior film 103 serving as insulation protection for the capacitor element is formed on the outermost periphery. Then, a metal layer 105 is provided on the upper and lower end surfaces of the capacitor element 104, one end of the lead wire 107 is connected to the metal layer 105, and the other end is connected to a terminal 106 for drawing out an electrode. Then, the capacitor element 104 is built in the outer case 108. In addition, an insulating plate 109 for fixing the electrode 106 is provided above the terminal 106 from which the electrode is drawn, and the exterior case 108 is filled with a filling resin 110. Reference numeral 111 denotes a core, and 112 denotes an insulating sheet.
[0008]
A conventional method for manufacturing a capacitor having the above configuration will be described. As shown in FIGS. 12A and 12B, a metallized film 101 is wound around the core portion 100 of the capacitor element 104. Next, in order to insulate the upper metal layer 105 and the lead wire 107 from each other, an insulating sheet 112 is attached to the capacitor element with a tape or the like. The lead wire 107 connects the metal layer 105 provided on the end face of the capacitor element 104 and the terminal 106 for drawing out the electrode by welding, and the insulating plate 109 to which the terminal 106 is fixed is fitted and fixed to the outer case 108. Yes. Further, the lead wire 107, the terminal 106 for drawing out the electrode, the capacitor element 104, and the insulating sheet 112 are inserted into the outer case 108 in a connected state, and the filling resin 110 is injected into the outer case 108 to ensure insulation. . The capacitor element 104 is provided with an exterior film layer 103 made of PP or PET for insulating protection of the metallized film in the assembly process.
[0009]
Here, the core part 100 of the cylindrical capacitor element shown in FIG. 12A is formed by winding the core part forming interior film 102 for several tens of turns to form a film layer of several millimeters. Is wound on the outside.
[0010]
  In addition,Core 111The reason for using the metal layer 105FormingTherefore, when the zinc fine particles are sprayed and formed, it is necessary to prevent the zinc fine particles from entering the core portion 100 and short-circuiting the metal layers 105 of the upper and lower electrodes. Is inserted.
[0011]
Here, as shown in FIG. 12, the core 111 has a conical shape or the like, and is devised to improve the insertion property. In addition, if the core 111 is smaller than the diameter of the hollow portion at the winding center, the hollow portion is liable to collapse if it enters too far, so the diameter on the side opposite to the insertion tip portion of the core 111 is that of the hollow portion at the winding center. It is necessary to make it larger than the diameter so that it does not completely enter the interior. For this reason, the core 111 partially protrudes from the end face of the capacitor element, and the metal layer 105 overlaps the core 111 and forms a protruding portion at the center. Therefore, in consideration of the protrusion, the storage case size of the capacitor element has to be designed to be large in advance, which has been a barrier to miniaturization.
[0012]
Next, a conventional method for producing a metallized film using the core forming inner film 102 will be described. The core forming inner film 102 can be continuously produced in the form of a long roll. It is made of PET film and has a thickness of 10 to 100 μm. The core portion-forming interior film 102 is wound after 10 to 50 turns and then cut, and the metallized film 101 is wound around the wound end portion after cutting to form a capacitor element.
[0013]
In addition, as another method, instead of using the core-forming pre-winding film 102, instead of the core-forming pre-winding film 102, the deposited metal part of the metallized film 101 is scattered by electric discharge machining to ensure insulation, As shown in FIG. 13A, there is a method in which a portion 101a in which insulation of the metallized film 101 is ensured is wound through a slit portion 115 of a winding bobbin 114, and then the winding bobbin 114 is removed. In this case, the cylindrical capacitor element is mainly crushed into the flat element shown in FIG. However, there is variation in characteristics due to film stress at the corners of the metallized film due to flattening, and the round capacitor element shows better characteristics, so it is desirable to reduce the size without making it flat. .
[0014]
Moreover, the core part after extracting the winding bobbin 114 after forming the part which ensured insulation of the core part formation pre-winding film 102 or the metallized film 101 by the method shown in FIG. As shown in FIG. 13 (b), the film located in the slit portion 115 of the winding bobbin 114 has a shape that vertically cuts the central portion of the core as the pre-winding film 113. Then, when the core 111 is inserted to fill the central cavity, the core 111 is conical and the tip is located at the center of the cavity as shown in FIG. There is a possibility that the leading end of the will interfere and deform during insertion. For this reason, zinc fine particles forming the metal layer may enter, and insulation and short-circuit defects may occur.
[0015]
Here, a method of using the core 114 of a dedicated resin molded product as the core of the capacitor element without using the core forming pre-winding film 102 is also considered, but the cost has been increased. Moreover, when it was set as the shape which can respond to mechanization, there was a limit in the minimum outer diameter dimension which has sufficient intensity | strength, and it could not be made a small diameter.
[0016]
Further, as a terminal metal fitting shape of a printed circuit board mounting component for high frequency and large current, a hook-shaped terminal metal fitting having excellent solder cracking properties and heat cycle characteristics shown in FIGS. 14 and 16 is generally used. Also, in order to cope with high frequency and large current, the terminal shape is a band shape, and it is necessary to solder and connect directly to the metal layer of the capacitor element without using a lead wire. Furthermore, in order to mount on a printed circuit board, a terminal having a high inter-terminal pitch accuracy that can be inserted into a hole of the printed circuit board is required. If the pitch accuracy between terminals is poor, the hole diameter must be increased, which adversely affects solder cracking and heat cycle characteristics. In addition, if the position of the terminal fitting is deviated from the center of symmetry of the circular case, the space must be increased to prevent interference with the adjacent case. It was a barrier to miniaturization.
[0017]
In addition, the said prior art has the description in the patent document 1 or the patent document 2, for example.
[0018]
[Patent Document 1]
JP-A-3-89507 (FIG. 1)
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-303058 (page 4-6, FIG. 1)
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional configuration, when the core is inserted, it interferes with the core forming film, deforms the core, and when the core forming film and the metallized film are combined, the film is so thin that the core There is a problem that the capacitor is easily deformed due to interference at the time of insertion, and the capacitor cannot be reduced in size.
[0020]
Also, if the core on the element end face side is flat when the core is inserted into the capacitor element, it becomes convex due to the adhesion of metal particles, and the terminal pitch accuracy is deteriorated when assembling the terminal fitting, and the element dimensions are large. There were problems such as.
[0021]
In addition, if the shape of the terminal fitting connected to the electrode portion of the capacitor element and connected to the outside is flat, there is a problem that the size becomes large and high frequency cannot be handled. In addition, there is a problem that the terminal pitch accuracy of the printed circuit board terminal fittings for large currents is not high, and it takes too much time to attach.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above problems, the metallized film capacitor of the present invention isThe terminal fitting connected to the metal layer at the end of the capacitor element has a curved portion having a diameter larger than the outer diameter of the capacitor element, and has a convex portion that contacts the outer end of the capacitor element. It is arranged substantially concentrically with the element. Further, the metallized film capacitor of the present invention includes a core having an inclined surface inclined in one direction at an insertion tip part, and an electrode different from a terminal metal fitting, in a hollow part at a winding center around which the metallized film is wound. A structure having an insulating plate that insulates the terminal fitting from the terminal fitting, having a space for fitting the terminal fitting, and further sandwiching the terminal fitting having a convex portion that contacts the outer end of the capacitor element between the outer case and the insulating plate It was.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0026]
(Embodiment 1)
1A and 1B are diagrams showing a capacitor element according to the present embodiment and a configuration using the capacitor element. FIG. 1A is a configuration diagram of a metallized film of the capacitor element, and FIG. 1B is a longitudinal section of a capacitor using the capacitor element. The figure is shown. 2A and 2B are diagrams showing a winding state of the capacitor element and the like in the present embodiment, where FIG. 2A is a winding state diagram of the center forming pin, and FIG. 2B is an enlarged view of the core part of the capacitor element.
[0027]
1 (a) and 1 (b), 1 is a core of the capacitor element, 2 is a metallized film obtained by depositing a metal film electrode on the film, 3 is an exterior film for insulating protection of the capacitor element, 4 is a capacitor element, 5a and 5b are metal layers provided on both end faces of the capacitor element 4, 6 is a terminal for drawing out an electrode, 7 is a lead wire, 8 is an outer case in which the capacitor element 4 is accommodated, and 9 is an insulating plate to which the terminal 6 is fixed. Reference numeral 10 denotes a filling resin, and 13 denotes an insulating sheet. Reference numeral 6a denotes a connection fitting for connecting the metal layer 5a and the terminal 6.
[0028]
  In the capacitor having such a configuration, the lead wire 7 is connected by welding the metal layer 5b provided on the lower surface of the metal layers 5a and 5b provided on the upper and lower end faces of the capacitor element 4 and the terminal 6 for drawing out the electrode. The insulating plate 9 to which the terminal 6 is fixed is attached to the outer case 8.MatingIt is fixed. The insulating sheet 13 ensures insulation between the upper metal layer 5a and the lead wires 7 having different polarities. Further, the lead wire 7 and the capacitor element 4 are inserted into the exterior case 8 in a connected state, and a filling resin 10 is injected to ensure insulation. The capacitor element 4 is provided with an exterior film layer 3 made of PP for insulating protection of the metallized film in the assembly process.
[0029]
Further, the capacitor element 4 has a cavity 1a at the winding center of the metallized film 2, and the core 1 is inserted from the upper and lower openings of the cavity 1a. A connection fitting 6 a is connected to the terminal on the upper metal layer 5 a side of the capacitor element 4 and is connected to the terminal 6.
[0030]
Next, a method for forming the core part of the capacitor will be described with reference to FIGS. In FIG. 2A, 11 is a winding bobbin of a winding machine for winding the metallized film 2 of the capacitor element 4, and 12 is a slit portion of the winding bobbin of the winding machine. The metallized film 2 is made of 4 μm single-sided vapor-deposited PP. The metallized film 2 is secured by insulating the vapor-deposited metal at each tip of about 10 cm. The metallized film 2 is wound around a φ4 mm winder. The metallized film 2 is wound by the winding bobbin 11 through the slit portion 12 of the bobbin 11. And after winding to predetermined length and making it cylindrical shape, the winding bobbin 11 is extracted and the capacitor | condenser element 4 which has the cavity 1a is obtained.
[0031]
In addition, it is necessary in order to prevent the short circuit between different poles by exposing the electrode part to a cavity part to scatter the vapor deposition metal of the front-end | tip part of the winding of the metal film 2, and to ensure insulation. Further, the portion of the metallized film 2 that was located in the slit portion 12 of the winding bobbin 11 is left as a film 14 that cuts the hollow portion vertically through the center of the winding core.
[0032]
Next, the shape of the core 1 inserted into the cavity 1a formed at the winding center position of the capacitor element 4 will be described with reference to FIGS.
[0033]
FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of the first core, wherein (a) is a plan view (b) is a front view (c) is a side view.
[0034]
As shown in FIG. 3, the core 1 has an insertion tip 1b near the outer peripheral side surface 1c, and has an inclined surface 1d inclined with the insertion tip 1b as the tip. That is, the core 1 has an inclined surface inclined in one direction at the insertion tip. This eliminates as much interference as possible with the film 14 that vertically cuts the cavity 1a formed at the winding center of the capacitor element 4, reduces friction between the core 1 and the film 14 that vertically cuts the cavity 1a, and is easily inserted. it can. By setting it as such a shape, the core 1 becomes insertable from the both-ends opening part of the cavity part 1a inside without deform | transforming the metallized film layer of the cavity part 1a vicinity. When the insertion is completed, the openings on both sides of the cavity 1a are closed, and the metal fine particles can be prevented from entering when the metal layers 5a and 5b are formed.
[0035]
In the present embodiment, the core 1 has a cylindrical shape with a circular cross section except for the inclined portion. This is because a circular cross section can most easily suppress the frictional force and can be easily inserted. .
[0036]
In the present embodiment, the material of the core 1 is POM. However, other than POM, for example, ABS, PC, or the like may be used.
[0037]
Moreover, in this Embodiment, although the metal part of a metal vapor deposition film was made to be metal non-evaporation so that a metal part may not be contained in the film which enters the hollow part 1a of a winding center, it uses for metal vapor deposition. The same effect can be obtained by using a non-deposited film other than the film. And when this non-deposited film is used, it is possible to use a different material from the metal vapor deposited film, so the film thickness can be changed, and by making it thicker than the metal deposited film, the friction at the time of core insertion can be reduced. On the other hand, it becomes difficult to deform and can be easily inserted. In addition, in this Embodiment, the said effect was confirmed by using the film on which metal vapor deposition is 4 micrometers, and using the 30-micrometer PET film for the non-deposition film used for the hollow part of a winding center.
[0038]
Furthermore, another embodiment of the core 1 will be described with reference to FIG. 4A and 4B are diagrams showing examples of the second core in the present embodiment, wherein FIG. 4A is a front view, FIG. 4B is a side view, and FIG. 4C is a plan view seen from the bottom.
[0039]
  In FIG. 4, 22 is a recess provided in the center of the end opposite to the insertion tip of the core 1, and the core 1 provided with such a recess 22 is a hollow at the center of winding as shown in FIG. Two are inserted into the part 1a from both sides. Thereby, the core 1 inserted into the cavity 1a of the capacitor element 4 has the metal fine particles of the metal layers 5a and 5b,Entering into the cavity 1aTo prevent. At this time, the core 1 is slightly protruded from the both end faces 4a of the capacitor element 4 and further provided with a recess 22 in the core 1, so that the metal layer adheres and protrudes further when the metal layers 5a and 5b are formed. prevent. As a result, when the capacitor element 4 is to be placed in a small case, it can be prevented that the protrusion interferes with the case or the like due to the protrusion and affects the pitch accuracy between the terminals 6.
[0040]
That is, by providing the concave portion 22, it is possible to prevent the metal layer from adhering to the concave portion 22 so that it does not have a protruding shape. Therefore, when the metal layers 5 a and 5 b and the terminal fitting 6 a are connected, the terminal 6 from which the electrode is drawn is fixed. Since the insulating plate 9 is stabilized, the accuracy of the pitch between terminals is improved. In addition, the recessed part 22 makes a manufacturing process easy by making it cylindrical, and can prevent the protrusion of a metal layer more efficiently by forming in the center part of an end surface.
[0041]
As described above, according to the present embodiment, a small capacitor can be obtained by inserting a core having an inclined surface inclined in one direction at the insertion tip portion into a hollow portion that can be wound around the metallized film. Can be formed.
[0042]
Further, according to the present embodiment, by forming the cavity portion of the capacitor element with the non-deposited film, the core can be inserted without further deformation of the cavity portion, and the miniaturization can be realized.
[0043]
In addition, according to the present embodiment, the concave portion is provided on the end surface opposite to the insertion side, so that the protrusion of the metal layer can be prevented and the accuracy of the pitch between terminals can be improved.
[0044]
(Embodiment 2)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0045]
  In the present embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. FIG. 5 shows the present embodiment.CapacitorFIG. 6 is a view showing the first terminal fitting in the present embodiment, and FIG. 6A is a side view and FIG. 6B is a front view.
[0046]
In the present embodiment, the difference from the first embodiment is that the core 1 inserted into the cavity 1a of the capacitor element 4 is not inserted into the cavity on the same side as the opening side of the case 8, but on the opposite side. Only the core 1 is inserted, and the terminal 6 and the lead wire 7 in the first embodiment are integrally formed to constitute the terminal fitting 23a.
[0047]
First, the core 1 was inserted only under the capacitor element 4 as shown in FIG. Then, the non-metal vapor deposition film is formed in the cavity of the capacitor element 4 so that it is difficult to be deformed. As a result, even in only one of the inserted cores, the metal of the metal layer 5 is conducted through the cavity. It is possible to prevent the layers 5 from being short-circuited, and by eliminating the upper core 1, it is possible to reduce the protruding portion due to the metal layer 5, and it is possible to suppress restrictions on the shape of the terminal fitting 23 b.
[0048]
In addition, the terminal metal fitting 23b also integrates the terminal 6 and the connection metal fitting 6a in the first embodiment. Moreover, the shape of the terminal metal fitting 23 is a structure as shown in FIG.
[0049]
By adopting such a configuration and shape, the protrusions when forming the metal layers 5a and 5b can be reduced, and the element shape can be reduced in size, and the stability of the mounting accuracy during assembly such as terminal plate fixing and terminal metal fitting soldering can be improved. it can.
[0050]
Furthermore, another embodiment of the shape of the terminal fitting 23 will be described with reference to FIG. FIGS. 7A and 7B are diagrams showing an example of the second terminal fitting in the present embodiment, where FIG. 7A is a front view and FIG. 7B is an enlarged view of an arrow cross section. As shown in FIG. 7B, the terminal fitting 23a has a curved portion 23c, and the curved portion 23c is curved with a diameter larger than the diameter of the capacitor element 4 in FIG. That is, the terminal fitting 23a has a larger diameter than the outer periphery of the cylindrical capacitor element 4, and has a shape along the capacitor element.
[0051]
The terminal fitting 23a is made of copper, has a thickness of 0.8 mm, and a width of 10 mm. In addition, the case and the capacitor element in the present embodiment have a cylindrical shape, and the terminal metal fitting 23a has a curved portion. If the conventional flat shape is used, a dead space is formed between the case and the flat terminal metal fitting. The reason why a space is generated and only a small capacitor element is included for the diameter of the case is to reduce a useless space and realize a small capacitor.
[0052]
As described above, according to the present embodiment, it is possible to effectively use a small space and realize downsizing by using a terminal fitting whose cut surface is curved with a diameter larger than the capacitor element diameter. Note that the same effect can be obtained even if the terminal fitting shape in the present embodiment is used in the first embodiment.
[0053]
(Embodiment 3)
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG.
[0054]
8A and 8B are diagrams showing the capacitor in the present embodiment, where FIG. 8A is a cross-sectional view taken along the arrow, and FIG. 8B is a view showing a front view in a vertical cross section.
[0055]
Reference numeral 24 denotes an insulating plate obtained by integrating the insulating plate 9 and the insulating sheet 13 shown in the first embodiment, and has an L-shape. Further, as shown in FIG. 8B, the insulating plate 24 is flat at the top, but the side portion is provided with a space portion 24a as shown in FIG. 8A, and a terminal is provided in the space portion 24a. The metal fitting 23a is fitted, and is fixed by being sandwiched between the insulating plate 24 and the case 8 in the radial direction of the capacitor element 4.
[0056]
Here, the effect of sandwiching and fixing the terminal fitting 23a between the case 8 and the insulating plate 24 will be described. That is, when the terminal fitting 23 a is fitted into the space 24 a of the insulating plate 24 and the terminal fitting 23 a is sandwiched and fixed between the case 8 that houses the capacitor element 4 and the insulating plate 24, the terminal fitting 23 a Since it is restrained by the case 8, it can be arranged symmetrically with respect to the central axis of the case 8, and the eccentricity between the terminal fitting 23a and the case 8 can be reduced, so that the inter-terminal pitch accuracy of the connection terminals 23a and 23b can be improved.
[0057]
  As described above, according to the present embodiment, the terminal metal fitting is connected between the insulating plate and the capacitor element storage case.MatingBy doing so, the positions of the terminals can be arranged symmetrically with respect to the center of the circular case, and the pitch accuracy between the terminals is improved.
[0058]
Furthermore, another example of the terminal fitting of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 (a) shows another example of the terminal fitting 23a in the present embodiment, and FIG. 9 (b) shows a longitudinal sectional view of a metallized film capacitor using the same.
[0059]
The terminal fitting 23a in the present embodiment has a side cross-sectional shape curved with a diameter larger than the diameter of the capacitor element 4, similarly to the terminal fitting shown in FIG. Further, as shown in FIGS. 9A and 9B, the terminal fitting 23a is provided with a protrusion 25 that is brought into contact with the outer peripheral portion of the side surface of the capacitor element 4 on the curved portion on the side surface of the terminal fitting.
[0060]
Thus, by providing the terminal metal part 23a with the protrusion 25 on the side surface of the capacitor element 4, the insulating plate 24 ensures insulation between the one metal layer part 5a and the terminal metal part 23a. In the present embodiment, the thickness of the insulating plate 24 is 1 mm.
[0061]
That is, when the terminal fitting 23a is assembled, if the protrusion 25 is not provided, the capacitor element 4 and the terminal fitting 23a cannot be arranged in parallel, and the tip of the terminal fitting 23a is inclined, and the terminal fitting 23a and The accuracy of the pitch between the terminals of 23b deteriorates. Therefore, by providing this protrusion 25, when assembling the terminal fitting 23a, the capacitor element 4 and the terminal fitting 23a can be arranged in parallel, the tip of the terminal fitting 23a is not inclined, and the terminal fitting 23a and The accuracy of the inter-terminal pitch 23b can be improved.
[0062]
As described above, according to the present embodiment, the cross-sectional shape is curved with a diameter larger than the capacitor element diameter, and further, the convex portion is formed in the side circumferential direction of the capacitor element, so that the inter-terminal pitch accuracy is higher. Capacitor can be realized.
[0063]
Next, setting of the optimum core diameter of the core 1 in the present embodiment will be described. FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the outer diameter of the core 1 and the outer diameter of the capacitor element 4. The plotted point is that a PP film with a thickness of 4 μm is used, and a capacitor with a width of 40 mm and a withstand voltage of DC 600 V is 30 μF. The outer diameter of the core 1 at that time and the outer diameter of the capacitor element 4 at that time are shown.
[0064]
From FIG. 10, it can be seen that when the core diameter is changed from 2 mm, the outer diameter of the capacitor element when the core diameter exceeding 5 mm is changed increases abruptly at the bending point 26. If the core diameter is smaller than 2 mm, it is difficult to manufacture the bobbin including the formation of the slit portion. And even if it is other than the above-mentioned capacitor element conditions, such a bending point position is almost the same as long as the outer diameter of the capacitor element is between 30 and 40 mm. It can be seen that it is effective for miniaturization of the substrate mounting type.
[0065]
As described above, by setting the core diameter to 2 to 5 mm, it is possible to realize a cylindrical small capacitor corresponding to a printed circuit board and having an outer diameter of about 35 mm.
[0066]
Next, the optimum film thickness used in this embodiment will be described. FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the film thickness and space loss. The plotted points are the film thickness and space loss when a PP film with a thickness of 4 μm is used and a capacitor with a width of 40 mm and a withstand voltage of DC 600 V is made 30 μF. Indicates. Here, the space loss refers to a useless space generated on the board when a plurality of cylindrical capacitors are arranged on the printed board. And as shown in FIG. 11, when the film thickness is changed from 2 μm, the dead space suddenly increases at the boundary point 27 of the space loss when the film thickness is changed beyond 4 μm. Recognize. FIG. 11 shows that when the film thickness is increased, the outer diameter of the capacitor itself is naturally increased and the space loss is increased correspondingly when a capacitor having the same specification is produced. And if the film thickness is less than 1 μm, the price of the film will be drastically expensive, so it is difficult to put it to practical use. Therefore, by setting it to 1 to 4 μm or less, it is effective for downsizing the printed circuit board mounting type. Recognize.
[0067]
As described above, by setting the film thickness to 1 to 4 μm, a small cylindrical capacitor corresponding to a printed circuit board having a diameter of about 35 mm can be realized.
[0068]
Note that the same effect can be obtained even if the shape and configuration of the terminal fitting, the core diameter, and the film thickness in the present embodiment are used in the first and second embodiments.
[0069]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the core can be inserted without being deformed to the winding center of the film, and so on. Further, by providing a recess in the core, the accuracy of the terminal pitch can be increased and workability can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 (a) Metalized film configuration diagram in Embodiment 1 of the present invention
(B) Longitudinal sectional view of the metallized film capacitor according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 2 (a) Winding situation diagram of center forming pin
(B) Enlarged view of the core of the capacitor element
FIG. 3A is a plan view showing an embodiment of a first core.
(B) Front view showing an example of the first core
(C) Side view showing an example of the first core
FIG. 4A is a plan view showing an embodiment of a second core.
(B) Front view showing an example of the second core
(C) Side view showing an example of the second core
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a metallized film capacitor according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 6A is a side view showing an embodiment of a first terminal fitting.
(B) Front view showing an embodiment of the first terminal fitting
FIG. 7A is a side view showing an example of a second terminal fitting.
(B) Front view showing an example of the second terminal fitting
FIG. 8 (a) is a cross-sectional view of the metallized film capacitor according to the third embodiment of the present invention as viewed in the direction of the arrows.
(B) Longitudinal sectional view of a metallized film capacitor according to Embodiment 3 of the present invention
9A is a diagram showing an example of a terminal fitting having a protrusion. FIG.
(B) Longitudinal sectional view showing an example of a metallized film capacitor using a terminal fitting having a protrusion.
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the core diameter and the element outer diameter.
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between film thickness and space loss.
12A is a diagram of a metallized film of a capacitor element of a conventional example. FIG.
(B) Cutting cross-sectional arrow view from the side of the conventional capacitor
FIG. 13A is a winding state diagram of a center forming pin of a conventional capacitor.
(B) Enlarged view of the core of the conventional capacitor element
FIG. 14A is a plan view of a conventional capacitor terminal fitting viewed from the terminal side.
(B) Front view of conventional capacitor
(C) Side view of conventional capacitor
FIG. 15 is a configuration diagram of a flat capacitor element of a conventional capacitor.
FIG. 16A is a cross-sectional view of a conventional high-frequency capacitor element viewed from the lead wire drawing side.
(B) Longitudinal sectional view of a conventional high frequency capacitor
[Explanation of symbols]
1 core
1a Cavity
1b Insertion tip
1d inclined surface
2 Metallized film
4 Capacitor elements
5a, 5b Metal layer
8 Exterior case
9 Insulation plate
13 Insulation sheet
22 recess
23a Terminal fitting
23c Curved part
24 Insulation plate
25 Protrusion

Claims (11)

誘電体フィルムに金属蒸着した金属化フィルムを巻回してなり、巻回したフィルムの幅方向の端部に金属層を有する略円柱状のコンデンサ素子と、前記金属層に接続する端子金具とを備え、前記端子金具は、前記コンデンサ素子の外径よりも大きい径を持つ湾曲部を有するとともに前記コンデンサ素子の外側端部に当てる凸部を備えており、前記湾曲部を前記コンデンサ素子と略同心円状に配した金属化フィルムコンデンサ。A substantially cylindrical capacitor element having a metal layer at the end in the width direction of the wound film, and a terminal fitting connected to the metal layer, which is formed by winding a metallized film deposited with metal on a dielectric film. The terminal fitting has a curved portion having a diameter larger than the outer diameter of the capacitor element, and has a convex portion that hits the outer end of the capacitor element, and the curved portion is substantially concentric with the capacitor element. Metalized film capacitors placed on the 端子金具と異なる電極部を前記端子金具と絶縁する絶縁板と、コンデンサ素子を内蔵する外装ケースを有し、前記絶縁板は前記端子金具を嵌合させる空間部を備え、さらに前記端子金具を前記外装ケースと前記絶縁板で挟み込む構造とした請求項1に記載の金属化フィルムコンデンサ。An insulating plate that insulates the electrode portion different from the terminal fitting from the terminal fitting, and an exterior case containing a capacitor element. The insulating plate includes a space portion into which the terminal fitting is fitted. The metallized film capacitor according to claim 1, wherein the metalized film capacitor is sandwiched between an outer case and the insulating plate. 誘電体フィルムに金属蒸着した金属化フィルムを巻回した巻回中心の空洞部にコアを挿入し、巻回したフィルムの幅方向の両側端部に金属層を有する略円柱状のコンデンサ素子と、前記金属層に接続する端子金具とを備え、前記コアは、挿入先端部に一方向に傾斜した傾斜面を有し、前記端子金具は、前記コンデンサ素子の外径よりも大きい径を持つ湾曲部を有するとともに前記コンデンサ素子の外側端部に当てる凸部を備えており、前記湾曲部を前記コンデンサ素子と略同心円状に配した金属化フィルムコンデンサ。A substantially cylindrical capacitor element having a metal layer on both side ends in the width direction of the wound film, by inserting a core into a hollow portion of a winding center where a metallized film deposited with metal on a dielectric film is wound; Terminal cores connected to the metal layer, the core has an inclined surface inclined in one direction at the insertion tip, and the terminal metal is a curved portion having a diameter larger than the outer diameter of the capacitor element. A metallized film capacitor having a convex portion that contacts the outer end portion of the capacitor element and having the curved portion arranged substantially concentrically with the capacitor element. 端子金具と異なる電極部を前記端子金具と絶縁する絶縁板と、コンデンサ素子を内蔵する外装ケースを有し、前記絶縁板は前記端子金具を嵌合させる空間部を備え、さらに前記端子金具を前記外装ケースと前記絶縁板で挟み込む構造とした請求項3記載の金属化フィルムコンデンサ。An insulating plate that insulates the electrode portion different from the terminal fitting from the terminal fitting, and an exterior case containing a capacitor element. The insulating plate includes a space portion into which the terminal fitting is fitted. The metallized film capacitor according to claim 3 , wherein the metalized film capacitor is sandwiched between an outer case and the insulating plate. 金属化フィルムの巻回中心の空洞部近辺は、金属化フィルムに用いるフィルムの厚さより厚くしてなる金属蒸着しないフィルムを用いる請求項3または4に記載の金属化フィルムコンデンサ。5. The metallized film capacitor according to claim 3 , wherein the metallized film is wound around the cavity at the winding center of the metallized film using a non-metal-deposited film having a thickness greater than that of the film used for the metallized film. コアは、傾斜部分を除いて略円柱形状とした請求項3から5のいずれかに記載の金属化フィルムコンデンサ。6. The metallized film capacitor according to claim 3 , wherein the core has a substantially cylindrical shape excluding an inclined portion. コアは、挿入先端部と反対側端部に凹部を設けた請求項3から6のいずれかに記載の金属化フィルムコンデンサ。The metallized film capacitor according to any one of claims 3 to 6 , wherein the core is provided with a recess at an end opposite to the insertion tip. 凹部は円柱状で、端部の中心部に設けた請求項7に記載の金属化フィルムコンデンサ。The metallized film capacitor according to claim 7, wherein the recess has a columnar shape and is provided at the center of the end. コンデンサ素子を内蔵し、開口部を有する外装ケースを備え、前記コンデンサ素子は、空洞部の片側開口部にのみコアを挿入し、前記コアを挿入しない方の前記空洞部の開口部が前記外装ケースの開口部側となるように配した請求項3から8のいずれかに記載の金属化フィルムコンデンサ。A capacitor element is incorporated, and an exterior case having an opening is provided. The capacitor element has a core inserted only in one side opening of the cavity, and the opening of the cavity not inserted in the core is the exterior case. The metallized film capacitor according to any one of claims 3 to 8, wherein the metallized film capacitor is disposed so as to be on the opening side. 巻回中心コア径を2〜5mmとする請求項3から9のいずれかに記載の金属化フィルムコンデンサ。The metallized film capacitor according to any one of claims 3 to 9, wherein a winding center core diameter is 2 to 5 mm. フィルム厚みを1〜4μmとする請求項3から10のいずれかに記載の金属化フィルムコンデンサ。The metallized film capacitor according to claim 3 , wherein the film thickness is 1 to 4 μm.
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