JP6329227B2 - 金属化フィルムコンデンサおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂モールドタイプの金属化フィルムコンデンサおよびその製造方法に関する。

図１３は従来例の金属化フィルムコンデンサの完成状態の構造を示す斜視図、図１４はその金属化フィルムコンデンサの製造過程の様子を示す平面図、図１５はその金属化フィルムコンデンサの製造過程の様子を示す縦断側面図である。これらの図において、１０はコンデンサ素子、２０は複数のコンデンサ素子１０の積層体１５において、各コンデンサ素子１０の軸方向両端の金属電極１１に接続された外部引き出し端子、３０は複数のコンデンサ素子１０の積層体１５と外部引き出し端子２０からなるコンデンサユニットである。複数のコンデンサ素子１０が上下方向に積層され、横方向に並設されて積層体１５を構成している。外部引き出し端子２０は、積層体１５の上端面に接合された長方形状の端子プレート２１と、この端子プレート２１から鉤状に折り曲げて連接された接続端子部２２と、端子プレート２１と複数のコンデンサ素子１０の金属電極１１とにわたって半田付けされた接続プレート２３とからなる。

コンデンサユニット３０は、外部引き出し端子２０の接続端子部２２を除いて、その全体が外装樹脂４０によって被覆されており、これによって金属化フィルムコンデンサＢが構成されている。

次に、金属化フィルムコンデンサＢの製造の概要を図１４を参照して説明する。製造の手段として、成形型枠５０と固定治具６０が用いられる。

金属化フィルムを用いた複数のコンデンサ素子１０に外部引き出し端子２０を接続してなるコンデンサユニット３０を成形型枠５０のキャビティ５１に収容する。このとき、コンデンサユニット３０の底面３１を成形型枠５０の内底面５３から浮き離間させた状態とする（図１５参照；ただし、正規にはコンデンサユニット３０の傾きはないことを原則としている。）。また、コンデンサユニット３０の外周面３２と成形型枠５０の内周面５２との間に所定の間隔を隔てる状態とする。成形型枠５０の上面部に固定治具６０を架け渡す。固定治具６０は細長い板状であり、これを長さ方向にスライドさせて、鉤状の接続端子部２２の下面下方に通す。ボルトなどの吊下げ具６１を介して接続端子部２２を固定治具６０に固定する。この固定により、外部引き出し端子２０付きのコンデンサユニット３０を成形型枠５０のキャビティ５１内で吊り下げ状態に保持する。固定治具６０はボルト９０により成形型枠５０の上端面に固定する。

次いで、コンデンサユニット３０の外周面３２と成形型枠５０の内周面５２との間の空間であるキャビティ５１に溶融樹脂を充填し、硬化させる。溶融樹脂が硬化すると外装樹脂４０となるが、外部引き出し端子２０の接続端子部２２を除いてコンデンサユニット３０の全体が外装樹脂４０によって被覆されたものとなる。

次いで、外装樹脂４０でコンデンサユニット３０が被覆されてなる金属化フィルムコンデンサＢを成形型枠５０から離型する。この離型に際しては、固定治具６０ごと成形型枠５０から取り外し、その後に吊下げ具６１を外して固定治具６０を取り外す。

以上により、接続端子部２２を除いてコンデンサユニット３０の全体が外装樹脂４０で被覆されてなる金属化フィルムコンデンサＢが得られる。

特許文献１には、金属化フィルムコンデンサの基本的構成が開示されている。

特開平９−２６０１８０号公報 特開２０１３−８７０９号公報 ＷＯ２０１０／００４７０４号公報

上記の従来例にあっては、図１５に示すように、製造過程で成形型枠５０のキャビティ５１内でコンデンサユニット３０が傾いたり、コンデンサユニット３０の角部や稜線部が成形型枠５０の内周面５２に接触し、充填した溶融樹脂の硬化で形成される外装樹脂４０の厚みに不均一が生じるという問題があった。極端な場合には、外装樹脂４０の厚みがゼロ（非被覆）になったり極薄となることもある。外装樹脂４０に必要な厚みが確保されない場合、外装樹脂４０による湿気浸入防止の機能が損なわれ、金属化フィルムコンデンサＢの機能低下、短寿命化が起きる。

特許文献２には、成形型枠のキャビティ内でコンデンサユニットを位置規制する対策として、コンデンサユニットに係合するスライド部材について言及がある。このスライド部材は、成形型枠のキャビティ内で横方向にスライドするもので、溶融樹脂充填の前半でコンデンサユニットにおける外部引き出し端子の基部の折れ曲り部に係合し、溶融樹脂充填の後半では横外方にスライドして係合を解除する。充填の後半でのスライド部材のスライドおよびコンデンサユニットの位置規制は充填される溶融樹脂の圧力に基づいている。スライド部材は成形型枠に付属するもので、離型後の金属化フィルムコンデンサにおいて外装樹脂内に埋設されるものではない。

しかし、コンデンサユニットを一時的に支持（位置保持）するスライド部材は文字通り可動式のものであって、外部引き出し端子の折れ曲り部との係合構造、スライド部材の移動をガイドするレール構造などが必要で、成形型枠の構造が複雑化している。溶融樹脂の圧力で外方に逃げ移動させる機構も実現が難しい。溶融樹脂の充填が前半と後半とに分かれているため、前半充填部と後半充填部との間の界面が湿気の浸入の隙間の可能性を残している。

特許文献３には、成形型枠のキャビティ内でコンデンサユニットを位置規制する対策として、コンデンサユニットを成形型枠内で位置規制するための支持体について言及がある。それは、コンデンサ素子の軸方向両端の金属電極とコンデンサ素子の底面との境界角部に当接させる複数個の支持体を用いるものである。ここでの当接は接着等による固定の意味と推定される（段落［００４８］参照）。成形型枠内に支持体を配置し、その支持体上にコンデンサユニットを配置する。成形型枠内に溶融樹脂（ノルボルネン系モノマー）を充填し硬化させて外装樹脂（外装体）を成形する（段落［００２３］参照）。位置決めには、成形型枠の内底面に支持体を嵌め込むための凹部が形成され、この凹部に支持体を嵌め込んでいると考えられる（段落［００３５］参照）。

しかしながら、支持体は、その端部が外装樹脂から露出するので、外部の湿気が支持体を介して内側のコンデンサ素子に浸入するおそれがある。支持体がコンデンサ素子の底面部に当接しているが、底面部は実使用時に最も強い振動を受けることから、湿気浸入防止上好ましいものではない。

別の態様として、外部引き出し端子における接続プレート（金属製バスバー）に支持体を当接させることでコンデンサユニットの位置規制を行うものも開示されている（段落［００４４］参照）。

しかし、成形型枠における下型、上型それぞれの型締め端縁部の内面に設けられた支持体固定部の両者で支持体を挟持固定するものであるため（段落［００４６］参照）、コンデンサユニットの位置規制のための構造が複雑である。また、正しく挟持させる作業には困難性が伴う。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、コンデンサユニットの外周を被覆する外装樹脂の厚みについて、コンデンサユニットの横側面部においても底面部においても、実質的に均一な厚みを確保する金属化フィルムコンデンサの製造方法ならびに金属化フィルムコンデンサを提供することを目的としている。併せて、成形型枠内にコンデンサユニットを収容するのに安定的な位置規制状態での収容を実現することを目的としている。

本発明は、上記の課題を解決するために次のような手段を講じる。

本発明による第１の金属化フィルムコンデンサの製造方法は、次のような複数の工程から成り立っている。

（１）金属化フィルムを用いた複数のコンデンサ素子の積層体の軸方向両端の金属電極に外部引き出し端子を接続してなるコンデンサユニットに対して、前記金属電極以外の部分であって、前記コンデンサ素子の積層体における上下方向に隣接するコンデンサ素子間に形成された横側面部の波形凹入面に対する嵌め込み状態でサポート部材を止め付ける（サポート部材付きのコンデンサユニット）。ここで、サポート部材の止め付けをコンデンサユニットの横側面部の波形凹入面に対する嵌め込みとすることが重要である（底面部ではない）。

（２）前記サポート部材付きのコンデンサユニットにおける前記サポート部材の遊端部を成形型枠の内周面に対して当接・近接させて、前記コンデンサユニットを前記成形型枠に対しこれら両者間に所定の間隔を隔てて位置規制した状態で、前記サポート部材付きのコンデンサユニットを前記成形型枠のキャビティ内に収容する。

（３）前記成形型枠のキャビティ内に収容した前記サポート部材付きのコンデンサユニットの底面を前記成形型枠の内底面から浮き離間させた状態で、前記コンデンサユニットを前記成形型枠の上面部に架け渡した固定治具に対し吊り下げ状態で支持させる。

（４）前記サポート部材により位置規制された前記コンデンサユニットの外周面・底面と前記成形型枠の内周面・内底面との間の空間に溶融樹脂を充填し硬化させる（外装樹脂の形成）。これで、外部引き出し端子の接続端子部を除いてコンデンサユニットの全体が外装樹脂により被覆される。

（５）前記溶融樹脂が硬化した外装樹脂により前記外部引き出し端子の接続端子部を除いて全体が被覆された前記コンデンサユニットを前記成形型枠から離型する。

（１Ａ）加えて、前記サポート部材を止め付ける工程（１）では、前記コンデンサ素子の積層体における上下方向において前記コンデンサユニットの下端部に近い前記横側面部の波形凹入面に前記サポート部材を止め付けるものであり、この点に特徴がある。

本発明による第２の金属化フィルムコンデンサの製造方法は、次のような複数の工程から成り立っている。

（１）金属化フィルムを用いた複数のコンデンサ素子の積層体の軸方向両端の金属電極に外部引き出し端子を接続してなるコンデンサユニットに対して、前記外部引き出し端子のうちの前記金属電極に接合された接続プレートの外表面にサポート部材を止め付ける（サポート部材付きのコンデンサユニット）。ここで、サポート部材の止め付け部位をコンデンサユニットの金属電極に接合された接続プレートの外表面とすることが重要である（底面部ではない）。

（２）前記サポート部材付きのコンデンサユニットにおける前記サポート部材の遊端部を成形型枠の内周面に対して当接・近接させて、前記コンデンサユニットを前記成形型枠に対しこれら両者間に所定の間隔を隔てて位置規制した状態で、前記サポート部材付きのコンデンサユニットを前記成形型枠のキャビティ内に収容する。

（３）前記成形型枠のキャビティ内に収容した前記サポート部材付きのコンデンサユニットの底面を前記成形型枠の内底面から浮き離間させた状態で、前記コンデンサユニットを前記成形型枠の上面部に架け渡した固定治具に対し吊り下げ状態で支持させる。

（４）前記サポート部材により位置規制された前記コンデンサユニットの外周面・底面と前記成形型枠の内周面・内底面との間の空間に溶融樹脂を充填し硬化させる（外装樹脂の形成）。これで、外部引き出し端子の接続端子部を除いてコンデンサユニットの全体が外装樹脂により被覆される。

（５）前記溶融樹脂が硬化した外装樹脂により前記外部引き出し端子の接続端子部を除いて全体が被覆された前記コンデンサユニットを前記成形型枠から離型する。

（１Ｂ）加えて、前記サポート部材を止め付ける工程（１）では、前記コンデンサ素子の積層体における上下方向において前記接続プレートの下端に近い位置に前記サポート部材を止め付けるものであり、この点に特徴がある。

本発明による第１の金属化フィルムコンデンサは、上記の第１の金属化フィルムコンデンサの製造方法の適用が好ましいものであり、コンデンサユニットと外装樹脂とサポート部材とを備えている。すなわち、金属化フィルムを用いた複数のコンデンサ素子の積層体の軸方向両端の金属電極に外部引き出し端子を接続してなるコンデンサユニットと、前記外部引き出し端子の接続端子部を除いて前記コンデンサユニットの全体を被覆する外装樹脂と、前記金属電極以外の部分であって、前記コンデンサ素子の積層体における上下方向に隣接するコンデンサ素子間に形成された横側面部の波形凹入面に対して嵌め込み状態で止め付けられ、かつ前記外装樹脂の内部に埋設され、その遊端部が前記外装樹脂の表面に露出しているサポート部材とを備えている。加えて、前記サポート部材は、前記コンデンサ素子の積層体における上下方向において前記コンデンサユニットの下端部に近い前記横側面部の波形凹入面に止め付けられていることを特徴とする。

本発明による第２の金属化フィルムコンデンサは、上記の第２の金属化フィルムコンデンサの製造方法の適用が好ましいものであり、コンデンサユニットと外装樹脂とサポート部材とを備えている。すなわち、金属化フィルムを用いた複数のコンデンサ素子の積層体の軸方向両端の金属電極に外部引き出し端子を接続してなるコンデンサユニットと、前記外部引き出し端子の接続端子部を除いて前記コンデンサユニットの全体を被覆する外装樹脂と、前記外部引き出し端子のうちの前記コンデンサ素子の金属電極に接合された接続プレートの外表面に止め付けられ、かつ前記外装樹脂の内部に埋設され、その遊端部が前記外装樹脂の表面に露出しているサポート部材とを備えている。加えて、前記サポート部材は、前記コンデンサ素子の積層体における上下方向において前記接続プレートの下端に近い位置に止め付けられていることを特徴とする。

本発明によれば、サポート部材を止め付けたコンデンサユニットを吊り下げ状態で成形型枠のキャビティ内に収容するだけで、コンデンサユニットの傾きやコンデンサユニットの成形型枠内周面への接触などを回避しつつ前後左右方向および上下方向の位置規制を実現し、溶融樹脂の充填硬化によるコンデンサユニット外周の外装樹脂の厚みをコンデンサユニットの横側面部でも底面部でも実質的に均一化する状態で確保することができる。この良好な外装樹脂厚みの確保は、コンデンサ素子に対する湿気浸入防止上、有利に作用する。

しかも、構造的には、［1］サポート部材をコンデンサユニットに止め付ける、［2］サポート部材の遊端部を成形型枠の内周面に当接・近接させる状態でコンデンサユニットを成形型枠に収容する、［3］成形型枠の上面部に架け渡した固定治具でコンデンサユニットを吊り下げ支持させるというもので、成形型枠としては従来技術に比べてより簡易な構造のもので実現することができる。

加えて、コンデンサ素子の積層体の横幅方向端面部は上下方向で凹凸変化が繰り返される波形凹入面となっているが、コンデンサユニットを吊り下げる部位が最上部となっていることに対するバランス上、下端部に近い位置にある波形凹入面、あるいは、接続プレートの外表面の下端に近い位置にサポート部材を止め付けているので、コンデンサユニットを安定的な位置規制状態で成形型枠内に収容することが可能となる。

第１および第２の金属化フィルムコンデンサやその製造方法にあっては、前記コンデンサユニットの横側面部に対する前記サポート部材の止め付けについては、前記コンデンサユニットにおける前記コンデンサ素子の積層体の金属電極以外の横側面部に対する止め付けとしている。これは、サポート部材の止め付け箇所を、コンデンサ素子の金属電極とするのではなく、金属電極を除いたコンデンサ素子の積層体の横側面部とするものである。もし、経年劣化によりサポート部材と外装樹脂との界面に隙間が生じ、その隙間から内部に湿気が浸入したとしても、湿気は金属電極には作用せず、コンデンサ素子を湿気から良好に保護することができる。

また、第１の金属化フィルムコンデンサやその製造方法にあっては、前記コンデンサユニットの横側面部に対する前記サポート部材の止め付けを、前記コンデンサ素子の積層体における上下方向に隣接するコンデンサ素子間に形成された横側面部の波形凹入面に対する嵌め込み状態での止め付けとする。コンデンサ素子は、金属化フィルムをロール状に巻回したものを直径方向でプレス加工して断面小判形の扁平柱状体とするものが多い。さらに、この扁平柱状体のコンデンサ素子の複数個を積層したコンデンサ素子の積層体とする場合が多い。このコンデンサ素子の積層体は、その金属電極以外の、上下方向に隣接するコンデンサ素子間に形成された横側面部の形状が波形凹入面となっている。この波形凹入面にサポート部材を嵌め込み状態で止め付ければ、その止め付けが強固で安定したものとなる。

本発明の実施例１の金属化フィルムコンデンサの完成状態の構造を示す斜視図 本発明の実施例１の金属化フィルムコンデンサで外装樹脂を除いた状態を示す斜視図 本発明の実施例１の金属化フィルムコンデンサにおけるサポート部材の斜視図と、コンデンサユニットに対するサポート部材の止め付けの様子を示す斜視図 本発明の実施例１の金属化フィルムコンデンサの製造過程の様子を示す縦断正面図 本発明の実施例１の金属化フィルムコンデンサの製造過程の様子を示す平面図 本発明の実施例１の金属化フィルムコンデンサの製造過程の様子を示す縦断側面図 本発明の実施例２の金属化フィルムコンデンサの完成状態の構造を示す斜視図 本発明の実施例２の金属化フィルムコンデンサで外装樹脂を除いた状態を示す斜視図 本発明の実施例２の金属化フィルムコンデンサにおけるサポート部材の斜視図と、サポート部材の変形例を示す斜視図 本発明の実施例２の金属化フィルムコンデンサの製造過程の様子を示す縦断正面図 本発明の実施例２の金属化フィルムコンデンサの製造過程の様子を示す平面図 本発明の実施例２の金属化フィルムコンデンサの製造過程の様子を示す縦断側面図 従来例の金属化フィルムコンデンサの完成状態の構造を示す斜視図 従来例の金属化フィルムコンデンサの製造過程の様子を示す平面図 従来例の金属化フィルムコンデンサの製造過程の様子を示す縦断側面図

以下、本発明の実施形態について説明する。

本発明による金属化フィルムコンデンサの製造方法は、次のような複数の工程から成り立っている。

まず、金属化フィルムを用いた複数のコンデンサ素子と、そのコンデンサ素子の軸方向両端の金属電極に接続した外部引き出し端子とからなるコンデンサユニットを用意する。そして、そのコンデンサユニットの横側面部にサポート部材を止め付ける。これがサポート部材付きのコンデンサユニットである。サポート部材をコンデンサユニットに対して止め付ける部位は、コンデンサユニットの横側面部であって、従来例の場合のような底面部に対してではない。

次に、サポート部材付きのコンデンサユニットを成形型枠のキャビティ内に収容する。このとき、サポート部材の遊端部を成形型枠の内周面に対して当接・近接状態とする。これにより、コンデンサユニットの外周面と成形型枠の内周面との間に所定の間隔を隔てる状態で、コンデンサユニットを成形型枠に対して位置規制させる。すなわち、所定の間隔を隔てる位置規制状態で、サポート部材付きのコンデンサユニットを成形型枠のキャビティ内に収容する。

次に、成形型枠のキャビティ内に収容したコンデンサユニットを、成形型枠の上面部に架け渡した固定治具に対し吊り下げ状態で支持させる。このとき、成形型枠のキャビティ内に収容したサポート部材付きのコンデンサユニットの底面を成形型枠の内底面から浮き離間させた状態とする。

次に、上記のようにしてサポート部材により位置規制されたコンデンサユニットの外周面・底面と成形型枠の内周面・内底面との間の空間に溶融樹脂を充填し、その充填した溶融樹脂を硬化させる。この溶融樹脂の硬化によって外装樹脂が形成される。すなわち、外部引き出し端子の接続端子部を除いてコンデンサユニットの全体が外装樹脂により被覆される。

最後に、外装樹脂により被覆されたコンデンサユニットを成形型枠から離型する。

本発明による金属化フィルムコンデンサは、上記の金属化フィルムコンデンサの製造方法の適用が好ましいものであり、コンデンサユニットと外装樹脂とサポート部材とを備えている。コンデンサユニットは、金属化フィルムを巻回または積層した上で軸方向両端に金属電極を形成した複数のコンデンサ素子、および、コンデンサ素子の金属電極に接続された外部引き出し端子からなるものである。外装樹脂は、外部引き出し端子の接続端子部を除いてコンデンサユニットの全体を被覆するものである。サポート部材は、コンデンサユニットの横側面部に接する状態で外装樹脂の内部に埋設され、その遊端部が外装樹脂の表面に露出しているものである。この露出したサポート部材の遊端部は、成形中においてサポート部材が成形型枠の内周面に当接・近接していた部分である。

本発明にあっては、サポート部材をコンデンサユニットに対して止め付ける部位をコンデンサユニットの横側面部としている。すなわち、特許文献３のようなコンデンサユニットの底面部に対してのものではない。コンデンサユニットの底面部にサポート部材を止め付ける場合には、上下方向での位置規制はできても、前後左右方向での位置規制はできない。前後左右方向で位置規制するとなると、成形型枠の内底面にサポート部材と係合する凹部・凹溝などの係合部を形成しておかなければならない。また、サポート部材を係合部に位置合わせする工程と、両者を係合する工程とを必要とする。加えて、凹部・凹溝などの係合部を形成することは成形型枠の構造複雑化を招く。これに対して、本発明のようにコンデンサユニットの横側面部に対してサポート部材を止め付けておくと、そのサポート部材付きのコンデンサユニットを成形型枠のキャビティ内に収容するだけで、前後左右方向の位置規制が実現される。併せて、成形型枠の上面部に架け渡した固定治具に対してコンデンサユニットを吊り下げ状態で支持させるので、上下方向の位置規制が実現される。すなわち、成形型枠のキャビティ内において、コンデンサユニットの外周面と成形型枠の内周面との間の空間の横方向間隔は、所期通りの間隔を実現できる。それは、低い部位から高い部位にかけてほぼ一定の間隔を保つものである。また、成形型枠のキャビティ内において、コンデンサユニットの底面と成形型枠の内底面との間の空間の上下方向間隔も、所期通りの間隔を実現できる。それは、底面の全域にかけてほぼ一定の間隔を保つものである。つまり、外部引き出し端子付きのコンデンサユニットを成形型枠のキャビティ内において所期通りの正しい姿勢に保持することが可能となる。その結果、従来例の場合のようなコンデンサユニットの傾きやコンデンサユニットの成形型枠内周面への接触などが回避される。

以上の結果として、成形型枠のキャビティ内に溶融樹脂の充填硬化で形成されるところの、コンデンサユニットの外周を被覆する外装樹脂の厚みは、コンデンサユニットの横側面部においてもコンデンサユニットの底面部においても、実質的に均一な厚みとなる。本発明によれば、このような均一厚みの外装樹脂を簡単に形成することが可能となっている。

作製された金属化フィルムコンデンサにおいては、その外装樹脂の底面部には特許文献３の場合のようなサポート部材の露出は生じていない。実使用時に湿気を受けやすくまた最も強い振動を受ける外装樹脂の底面部にサポート部材が露出することは、外部の湿気がサポート部材を介して内側のコンデンサ素子に浸入するおそれが高いが、本発明のように底面部へのサポート部材の露出がない場合には、コンデンサ素子に対する湿気の浸入を確実に回避することが可能となる。このようにして湿気浸入防止の機能が高めることは、金属化フィルムコンデンサの高性能化を実現し、長寿命化が期待できる。

加えて、成形型枠の構造について、特許文献２のように可動式のスライド部材を用いることから外部引き出し端子の折れ曲り部との係合構造やスライド部材の移動をガイドするレール構造などを必要とするものに比べて、より簡易な構造で外装樹脂の厚み確保および湿気浸入防止をより確実に実現することができる。

また、特許文献３での別態様のように成形型枠における下型、上型それぞれの型締め端縁部の内面に設けられた支持体固定部の両者で支持体を挟持固定するものに比べて、より簡易な構造で外装樹脂の厚み確保および湿気浸入防止をより確実に実現することができる。

上記構成の金属化フィルムコンデンサまたはその製造方法において、次のようないくつかの好ましい態様がある。

また、前記サポート部材として、三角柱状の本体部と、前記本体部の軸方向両端部から軸方向に一体的に延出した前記本体部より断面積の小さい一対の張り出し部とから構成されたサポート部材を用い、前記三角柱状の本体部を前記波形凹入面に対して嵌め込み状態で止め付ける。三角柱状の本体部と、より小断面積の一対の張り出し部とからなるサポート部材を用いて、これを波形凹入面に嵌め込み状態で止め付ければ、その止め付けは一層強固で安定したものとなる。

また、前記サポート部材として、円錐体の軸方向複数箇所において軸部を除いて円環状に切除した形状を呈するサポート部材を用い、前記円錐体の底面を前記接続プレートに対して止め付ける。このサポート部材は、その形状ゆえに弾発性があり、成形型枠の内周面との突合せが強固で安定したものとなる。

また、前記サポート部材として、その表面が凹凸に形成されたサポート部材を用い、前記サポート部材の凹凸表面に喰い込ませる状態で前記外装樹脂を接合する。実使用時において、サポート部材と外装樹脂との界面剥離が生じにくい。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施例１における金属化フィルムコンデンサの完成状態の構造を示す斜視図、図２はその金属化フィルムコンデンサで外装樹脂を除いた状態を示す斜視図、図３（ａ）はサポート部材の斜視図、図３（ｂ）はコンデンサユニットに対するサポート部材の止め付けの様子を示す斜視図、図４はその金属化フィルムコンデンサの製造過程の様子を示す縦断正面図、図５はその金属化フィルムコンデンサの製造過程の様子を示す平面図、図６はその金属化フィルムコンデンサの製造過程の様子を示す縦断側面図である。

まず、構成要素を列挙する。図１〜図６において、Ａは金属化フィルムコンデンサ、１０はコンデンサ素子、２０は外部引き出し端子、３０はコンデンサユニット、４０は外装樹脂、５０は成形型枠、６０は固定治具、７０はサポート部材である。

コンデンサ素子１０は概ね次のような構成を有している。すなわち、誘電体フィルムの少なくとも片面に金属蒸着電極を形成してなる金属化フィルムが巻回または積層されたものを直径方向でプレス加工して断面小判形の扁平柱状体とし、その軸方向両端に正極・負極の金属電極１１，１１（好ましくは金属微粒子の溶射による金属溶射電極）が形成されてコンデンサ素子１０が構成される。ここで、奇数層目の金属蒸着電極が軸方向一端側の正極の金属電極１１に接続され、偶数層目の金属蒸着電極が軸方向他端側の負極の金属電極１１に接続される。複数のコンデンサ素子１０が上下方向に積層され、その積層体１５が横方向に並列配置されている。並列配置されたコンデンサ素子１０の積層体１５の上面に正極・負極の端子プレート２１，２１が載置結合されている。この端子プレート２１，２１はコンデンサ素子１０に対しては電気的な絶縁状態となっている。積層された複数のコンデンサ素子１０の金属電極１１どうしが接続プレート２３で並列に半田付け等により接合され、その接続プレート２３に積層体１５の上面の端子プレート２１が半田付け等により接合されている。この端子プレート２１の端部には、外部の給電ラインを接続するための鉤形の接続端子部２２が一体的に形成されている。このような接続端子部２２付きの端子プレート２１と接続プレート２３とで外部引き出し端子２０が構成されるが、このような外部引き出し端子２０が正極用および負極用に一対設けられる。以上のようにして、複数のコンデンサ素子１０の軸方向両端の金属電極１１，１１に外部引き出し端子２０，２０を接続したものがコンデンサユニット３０である。そして、外部引き出し端子２０，２０の鉤形の接続端子部２２，２２を除いてコンデンサユニット３０の全体を外装樹脂４０で被覆して金属化フィルムコンデンサＡが構成される。コンデンサユニット３０の外周を被覆する外装樹脂４０の厚みは、以下に詳述するサポート部材７０の作用により、コンデンサユニット３０の横側面部においても底面部においても上面部においても、実質的に均一な厚みとなっている。

複数のコンデンサ素子１０の積層体１５と対の外部引き出し端子２０，２０からなるコンデンサユニット３０の横幅方向端面部にあるサポート部材７０，７０は、当該の金属化フィルムコンデンサＡの成形時にコンデンサユニット３０の位置規制のために用いられたもので、その詳細については後述する。８０は外装樹脂４０に端面露出状態で埋め込まれた取付け用のナット部材である。このナット部材８０は、当該の金属化フィルムコンデンサＡを電気自動車や産業用電気機器などのフレームに取り付け固定する際にボルト部材を螺合する部分である。

図３はサポート部材７０の構造とその止め付けの様子を示す。図３に示すように、サポート部材７０は、三角柱状の本体部７１と、本体部７１の軸方向両端部から軸方向に一体的に延出した三角柱状の張り出し部７２，７２とから構成されている。断面積において張り出し部７２，７２の三角柱は本体部７１の三角柱より小さく形成されているが、張り出し部７２，７２の一側面は本体部７１の一側面と面一になっている。なお、張り出し部７２の形状は、円柱状、四角柱状など、三角柱状でなくてもよい。本体部７１の形状は、以下に示す積層体１５への止め付け性および部材の小型化の観点から三角柱状が好ましい。

コンデンサ素子１０の積層体１５の横幅方向端面部は半円が上下方向に繰り返される形態の凹凸変化のある波形状つまり波形凹入面１６となっているが、最下段において上下方向に隣接するコンデンサ素子１０，１０間に形成された横側面部の波形凹入面１６にサポート部材７０の三角柱状の本体部７１を嵌め込んで止め付けるようにしている。コンデンサ素子１０の積層体１５に対するサポート部材７０の止め付け位置を最下段の波形凹入面１６とするのは、コンデンサユニット３０を吊り下げることを考慮したものである。吊り下げ部位は最上部となるので、コンデンサユニット３０を安定的な位置規制状態で成形型枠５０内に収容するには、なるべく下端部に近い位置とするのが好ましいからである。

嵌め込みに際しては、本体部７１と張り出し部７２，７２との面一面側が外方に位置する状態での嵌め込みとする。本体部７１の上側傾斜面が波形凹入面１６の上側湾曲面に当接するとともに、本体部７１の下側傾斜面が波形凹入面１６の下側湾曲面に当接しており、全体的には楔の打ち込み状態となっている。本体部７１の波形凹入面１６に対する止め付けは、接着剤（材）、粘着剤（材）、粘着テープなどを用いて行われる。サポート部材７０の長さは、その張り出し部７２，７２の外端側がコンデンサ素子１０の軸方向両端面より外側に突出するに足る長さに設定されている。したがって、張り出し部７２，７２は、文字通りコンデンサ素子１０の端面から外方に張り出すものとなっている。このようなサポート部材７０がコンデンサ素子１０の積層体１５の横幅方向の両端面において対称的に一対止め付けられている。

次に、上記のようにして得られたサポート部材７０，７０付きのコンデンサユニット３０の外周部をモールド成形することによって外装樹脂４０で被覆する。すなわち、図４、図５、図６に示すように、外部引き出し端子２０，２０付きでサポート部材７０，７０付きのコンデンサユニット３０を成形型枠５０のキャビティ５１内に収容する。このとき、コンデンサユニット３０におけるサポート部材７０，７０の遊端部を成形型枠５０の内周面５２に対して当接・近接させて、コンデンサユニット３０を成形型枠５０に対しこれら両者間に所定の間隔を隔てて位置規制した状態とする。図５、図６に示されるように、サポート部材７０，７０の張り出し部７２，７２…の外端面が成形型枠５０の対向する内周面５２，５２に対して当接（ないしは摺接）する状態とする。なお、成形型枠５０の内周面５２の所定の箇所にあらかじめ上記のナット部材８０…を止め付けておく。その止め付けは接着剤（材）、粘着剤（材）、粘着テープなどを用いて行われる。

さらに、成形型枠５０に収容したコンデンサユニット３０を、細長い板状の固定治具６０を用いて成形型枠５０に対して吊り下げ状態に支持させる。細長い板状の固定治具６０は、正極・負極の鉤形の接続端子部２２，２２の下面下方に通す状態で成形型枠５０の上面に架け渡す。そして、固定治具６０を成形型枠５０の上面に対してボルト９０で固定するとともに、正極・負極の鉤形の接続端子部２２，２２を固定治具６０に対してボルトなどの吊下げ具６１で吊り下げる。これにより、成形型枠５０のキャビティ５１内に収容したサポート部材７０付きのコンデンサユニット３０の底面３１を成形型枠５０の内底面５３から浮き離間させた状態で、コンデンサユニット３０を成形型枠５０の上面部に架け渡した固定治具６０に対し吊り下げ状態で支持させる。

以上により、図５で明らかなように、コンデンサユニット３０の前後左右の４つの角部の近傍において、サポート部材張り出し部７２，７２…が成形型枠内周面５２，５２に当接（ないしは摺接）することから、成形型枠５０のキャビティ５１内において、コンデンサユニット３０の外周面３２と成形型枠５０の内周面５２との間の空間の横方向間隔を、低い部位から高い部位にかけてほぼ一定に保ち、かつ、コンデンサユニット３０の底面３１と成形型枠５０の内底面５３との間の空間の上下方向間隔を、底面全域にかけてほぼ一定に保つことができる。つまり、外部引き出し端子２０，２０付きのコンデンサユニット３０を成形型枠５０のキャビティ５１内において所期通りの正しい姿勢に保持することができる。その結果、従来例の場合のようなコンデンサユニット３０の傾きやコンデンサユニット３０の成形型枠５０の内周面５２への接触などが回避される。

次いで、上記のように上下前後左右で位置規制されたコンデンサユニット３０の外周面・底面と成形型枠５０の内周面・内底面との間の空間に溶融樹脂を充填し硬化させることにより外装樹脂４０となし、外部引き出し端子２０，２０の鉤形の接続端子部２２，２２を除いてコンデンサユニット３０の全体を外装樹脂４０で被覆・保護する。この外装樹脂４０は、外部の湿気がコンデンサ素子１０に浸入し、コンデンサの特性が劣化するのを防止するためのものである。

次いで、溶融樹脂が硬化した外装樹脂４０により外部引き出し端子２０，２０の鉤形の接続端子部２２，２２を除いて全体が被覆されたコンデンサユニット３０を成形型枠５０から離型する。すなわち、ボルト９０を緩めて固定治具６０ごと成形型枠５０から取り外し、その後に吊下げ具６１を外して固定治具６０を取り外す。

以上によって、接続端子部２２，２２を除いてコンデンサユニット３０に全体が外装樹脂４０で被覆されてなる金属化フィルムコンデンサＡが得られる。

この金属化フィルムコンデンサＡにあっては、一対のサポート部材７０，７０が外装樹脂４０内に埋め込まれた状態となっている。サポート部材７０の両側の張り出し部７２，７２の外端面は外装樹脂４０の表面に露出している。露出するのは外端面のみである。

以上のように本実施例１によれば、溶融樹脂の充填硬化による外装樹脂４０の厚みについて、コンデンサユニット３０の横側面部でも底面部でも実質的に均一化する状態で充分な厚みを確保することができ、コンデンサ素子１０に対する湿気浸入防止の機能を高いものにすることができる。しかもそのための構造は、コンデンサユニット３０の横側面部にサポート部材７０を止め付け、成形型枠５０に吊り下げ状態で収容するだけの簡単なものでありながら、コンデンサユニット３０の傾きや成形型枠５０内周面５２への接触などを回避しつつ前後左右方向および上下方向の位置規制を実現できている。

このようにして作製された金属化フィルムコンデンサＡにおいては、サポート部材７０は、外装樹脂４０において湿気の振動の影響を最も受けやすい底面部には露出しておらず、高い湿気浸入防止性能をもつため、コンデンサとしての高い性能を発揮するとともに、長寿命化を図ることができる。

また、サポート部材７０をコンデンサユニット３０の横側面部に止め付けるにつけて、コンデンサ素子１０の金属電極１１以外の横側面部へ止め付けているので、経年劣化によりサポート部材７０と外装樹脂４０との界面に隙間が生じ、その隙間から内部に湿気が浸入したとしても、湿気は金属電極１１には作用せず、コンデンサ素子１０を湿気から保護することができる。

また、サポート部材７０をコンデンサ素子積層体１５の横側面部の波形凹入面１６へ嵌め込んで止め付けているので、サポート部材７０の止め付けが強固で安定したものとなる。しかも、三角柱状の本体部７１とより断面積の小さい一対の張り出し部７２，７２とから構成されたサポート部材７０を用いているので、その止め付けは一層強固で安定したものとなる。

図７は本発明の実施例２における金属化フィルムコンデンサの完成状態の構造を示す斜視図、図８はその金属化フィルムコンデンサで外装樹脂を除いた状態を示す斜視図、図９（ａ）はサポート部材の斜視図、図９（ｂ）はサポート部材の変形例を示す斜視図、図１０はその金属化フィルムコンデンサの製造過程の様子を示す縦断正面図、図１１はその金属化フィルムコンデンサの製造過程の様子を示す平面図、図１２はその金属化フィルムコンデンサの製造過程の様子を示す縦断側面図である。実施例２のこれら各図において実施例１の各図で用いたのと同一符号は同一の構成要素を指すものとし、詳しい説明は省略する。

図９に示すように、本実施例において用いるサポート部材７５は概略円錐状に構成されている。詳しくは、円錐体の軸方向複数箇所において軸部を除いて円環状に切除した形状を呈している。言い換えると、偏平な円錐台であって径を異にする複数個のものと先端部の最小径の円錐体とを、円柱状の軸体で一連一体に連接した形状を呈している。図７、図８に示すように、このような概略円錐状のサポート部材７５をコンデンサユニット３０における外部引き出し端子２０の接続プレート２３の外表面に止め付けている。その止め付けは接着剤（材）、粘着剤（材）、粘着テープなどを用いて行われる。接続プレート２３へのサポート部材７５の止め付け位置は、コンデンサユニット３０を吊り下げることを考慮して、接続プレート２３の下端に近い位置としている。吊り下げ部位は最上部となるので、コンデンサユニット３０を安定的な位置規制状態で成形型枠５０内に収容するには、なるべく下端部に近い位置とするのが好ましいからである。複数の接続プレート２３において互いに対称的な位置関係で概略円錐状のサポート部材７５を止め付けている。その他の構成については、実施例１の場合と同様である。

円錐体の軸方向複数箇所において軸部を除いて円環状に切除した形状を呈するサポート部材７５は弾発性があるので、成形型枠５０の内周面５２との突合せが強固で安定したものとなる。そのサポート部材７５は凹凸が豊富であり、外装樹脂４０が喰い込み状態で接合されることから、サポート部材７５と外装樹脂４０との界面剥離が生じにくい。さらに、材料取り（材料使用量）の観点からも有利である。

円錐状のサポート部材７５としては、図９（ｂ）のようなものでもよい。この場合、サポート部材７５の表面に微細な多数の凹凸を形成しておくものとし、その微細な凹凸に外装樹脂４０を喰い込ませる状態で接合することで、サポート部材７５と外装樹脂４０との界面剥離を生じにくくするのが望ましい。

なお、上記の実施例１，２において、サポート部材７０，７５の材質については、外装樹脂４０の構成素材と同一であってもよいし、異なっていてもよい。

本発明は、産業機械用コンデンサ、車両用コンデンサなどのケースレスの樹脂モールドタイプの金属化フィルムコンデンサにおいて、コンデンサユニットの外周を被覆する外装樹脂の厚みについて、コンデンサユニットの横側面部においても底面部においても実質的に均一な厚みを確保する技術として有用である。

Ａ 金属化フィルムコンデンサ
１０ コンデンサ素子
１１ 金属電極
１５ 積層体
１６ 波形凹入面
２０ 外部引き出し端子
２１ 端子プレート
２２ 接続端子部
２３ 接続プレート
３０ コンデンサユニット
４０ 外装樹脂
５０ 成形型枠
５１ キャビティ
６０ 固定治具
７０ サポート部材
７１ 三角柱状の本体部
７２ 張り出し部
７５ サポート部材

Claims (10)

1. 金属化フィルムを用いた複数のコンデンサ素子の積層体の軸方向両端の金属電極に外部引き出し端子を接続してなるコンデンサユニットに対して、前記金属電極以外の部分であって、前記コンデンサ素子の積層体における上下方向に隣接するコンデンサ素子間に形成された横側面部の波形凹入面に対する嵌め込み状態でサポート部材を止め付ける工程と、
   前記サポート部材付きのコンデンサユニットにおける前記サポート部材の遊端部を成形型枠の内周面に対して当接・近接させて、前記コンデンサユニットを前記成形型枠に対しこれら両者間に所定の間隔を隔てて位置規制した状態で、前記サポート部材付きのコンデンサユニットを前記成形型枠のキャビティ内に収容する工程と、
   前記成形型枠のキャビティ内に収容した前記サポート部材付きのコンデンサユニットの底面を前記成形型枠の内底面から浮き離間させた状態で、前記コンデンサユニットを前記成形型枠の上面部に架け渡した固定治具に対し吊り下げ状態で支持させる工程と、
   前記サポート部材により位置規制された前記コンデンサユニットの外周面・底面と前記成形型枠の内周面・内底面との間の空間に溶融樹脂を充填し硬化させる工程と、
   前記溶融樹脂が硬化した外装樹脂により前記外部引き出し端子の接続端子部を除いて全体が被覆された前記コンデンサユニットを前記成形型枠から離型する工程と
   を含み、
   前記サポート部材を止め付ける工程では、前記コンデンサ素子の積層体における上下方向において前記コンデンサユニットの下端部に近い前記横側面部の波形凹入面に前記サポート部材を止め付けることを特徴とする金属化フィルムコンデンサの製造方法。
2. 前記サポート部材として、三角柱状の本体部と、前記本体部の軸方向両端部から軸方向に一体的に延出した前記本体部より断面積の小さい一対の張り出し部とから構成されたサポート部材を用い、前記三角柱状の本体部を前記波形凹入面に対して嵌め込み状態で止め付ける請求項１に記載の金属化フィルムコンデンサの製造方法。
3. 金属化フィルムを用いた複数のコンデンサ素子の積層体の軸方向両端の金属電極に外部引き出し端子を接続してなるコンデンサユニットに対して、前記外部引き出し端子のうちの前記金属電極に接合された接続プレートの外表面にサポート部材を止め付ける工程と、
   前記サポート部材付きのコンデンサユニットにおける前記サポート部材の遊端部を成形型枠の内周面に対して当接・近接させて、前記コンデンサユニットを前記成形型枠に対しこれら両者間に所定の間隔を隔てて位置規制した状態で、前記サポート部材付きのコンデンサユニットを前記成形型枠のキャビティ内に収容する工程と、
   前記成形型枠のキャビティ内に収容した前記サポート部材付きのコンデンサユニットの底面を前記成形型枠の内底面から浮き離間させた状態で、前記コンデンサユニットを前記成形型枠の上面部に架け渡した固定治具に対し吊り下げ状態で支持させる工程と、
   前記サポート部材により位置規制された前記コンデンサユニットの外周面・底面と前記成形型枠の内周面・内底面との間の空間に溶融樹脂を充填し硬化させる工程と、
   前記溶融樹脂が硬化した外装樹脂により前記外部引き出し端子の接続端子部を除いて全体が被覆された前記コンデンサユニットを前記成形型枠から離型する工程と
   を含み、
   前記サポート部材を止め付ける工程では、前記コンデンサ素子の積層体における上下方向において前記接続プレートの下端に近い位置に前記サポート部材を止め付けることを特徴とする金属化フィルムコンデンサの製造方法。
4. 前記サポート部材として、円錐体の軸方向複数箇所において軸部を除いて円環状に切除した形状を呈するサポート部材を用い、前記円錐体の底面を前記接続プレートに対して止め付ける請求項３に記載の金属化フィルムコンデンサの製造方法。
5. 前記サポート部材として、その表面が凹凸に形成されたサポート部材を用い、前記サポート部材の凹凸表面に喰い込ませる状態で前記外装樹脂を接合する請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の金属化フィルムコンデンサの製造方法。
6. 金属化フィルムを用いた複数のコンデンサ素子の積層体の軸方向両端の金属電極に外部引き出し端子を接続してなるコンデンサユニットと、
   前記外部引き出し端子の接続端子部を除いて前記コンデンサユニットの全体を被覆する外装樹脂と、
   前記金属電極以外の部分であって、前記コンデンサ素子の積層体における上下方向に隣接するコンデンサ素子間に形成された横側面部の波形凹入面に対して嵌め込み状態で止め付けられ、かつ前記外装樹脂の内部に埋設され、その遊端部が前記外装樹脂の表面に露出しているサポート部材とを備え、
   前記サポート部材は、前記コンデンサ素子の積層体における上下方向において前記コンデンサユニットの下端部に近い前記横側面部の波形凹入面に止め付けられていることを特徴とする金属化フィルムコンデンサ。
7. 前記サポート部材は、三角柱状の本体部と、前記本体部の軸方向両端部から軸方向に一体的に延出した前記本体部より断面積の小さい一対の張り出し部とから構成されている請求項６に記載の金属化フィルムコンデンサ。
8. 金属化フィルムを用いた複数のコンデンサ素子の積層体の軸方向両端の金属電極に外部引き出し端子を接続してなるコンデンサユニットと、
   前記外部引き出し端子の接続端子部を除いて前記コンデンサユニットの全体を被覆する外装樹脂と、
   前記外部引き出し端子のうちの前記コンデンサ素子の金属電極に接合された接続プレートの外表面に止め付けられ、かつ前記外装樹脂の内部に埋設され、その遊端部が前記外装樹脂の表面に露出しているサポート部材とを備え、
   前記サポート部材は、前記コンデンサ素子の積層体における上下方向において前記接続プレートの下端に近い位置に止め付けられていることを特徴とする金属化フィルムコンデンサ。
9. 前記サポート部材は、円錐体の軸方向複数箇所において軸部を除いて円環状に切除した形状を呈している請求項８に記載の金属化フィルムコンデンサ。
10. 前記サポート部材は、その表面が凹凸に形成され、その凹凸表面を介して前記外装樹脂に接合されている請求項６から請求項９までのいずれか１項に記載の金属化フィルムコンデンサ。

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