JP6933479B2 - ケースレスフィルムコンデンサ - Google Patents

Description

本発明は、両端面に一対の電極引き出し用の金属電極が形成されてなるフィルムコンデンサ素子と、前記一対の金属電極のそれぞれに電気的に接続された外部引き出し端子を有し、さらに遊端側の外部接続端子部を除く外部引き出し端子の一部およびフィルムコンデンサ素子の全体を外装樹脂で被覆してなるケースレスフィルムコンデンサに関する。

従来より、金属化フィルムを巻回または積層してなるフィルムコンデンサ素子を開口部を有するケース内に配し、ケース内に樹脂充填してなる金属化フィルムコンデンサが知られているが、近年は小型化・軽量化を図るため、ケースを用いない構造（ケースレス構造）を採用することも行われている（例えば特許文献１の請求項９、〔実施例５〕の段落［００９２］〜［００９９］および図１０参照）。

特許文献１には、フィルムコンデンサ素子と外部接続部部分を除くバスバー（外部引き出し端子）がエポキシ樹脂で形成された外装樹脂で被覆されたケースレスフィルムコンデンサが開示されており、外装樹脂を外装体とすることでフィルムコンデンサ素子を外部環境から保護していることが記載されている。

上記のように構成されたケースレスフィルムコンデンサにおいては、ケース内にフィルムコンデンサ素子を収容した状態で樹脂を充填したケースモールド型フィルムコンデンサに比べて、ケースが存在しない分、外装樹脂（エポキシ樹脂等）には外部からの衝撃に対する保護と外部からの水分浸入に対する遮断の機能が強く求められている。特に、フィルムコンデンサ素子内でアルミニウムや亜鉛などからなる金属薄膜電極（蒸着金属）が電流によって水分と反応すると、水酸化アルミニウムなどの不導体を生成（陽極酸化）してフィルムコンデンサの静電容量を減少させてしまうので、水分浸入は確実に防止しなければならない。

このため、ケースレスフィルムコンデンサの全体における水分浸入防止機能を充分に高いものにするための対策として、従来では一般的に、外装樹脂の厚みを一定以上に確保することが行われている。

特開２０１４−１３８０８２号公報

しかしながら、水分浸入防止を確実なものにするために外装樹脂に充分な厚みを確保しようとすると、そのことが原因でかえってフィルムコンデンサの大型化・重量化を招き、ケースレス構造とした意味がなくなってしまう。

本発明はこのような事情に鑑みて創作したものであり、小型化・軽量化を図りながら、外部からの水分浸入に対する防止機能を向上させることができるケースレスフィルムコンデンサを提供することを目的としている。

本発明は、次の手段を講じることにより上記の課題を解決する。

本発明によるケースレスフィルムコンデンサは、
両端面に一対の電極引き出し用の金属電極が形成されてなるフィルムコンデンサ素子は前記両端面を除く外周部に耐湿性外装フィルムが巻き付けられ、この耐湿性外装フィルムが外周部に巻き付けられた前記フィルムコンデンサ素子の複数個が互いに軸方向を平行にした状態で並列に配置されてコンデンサ素子ユニットを形成しており、
前記コンデンサ素子ユニットを構成する前記複数個のフィルムコンデンサ素子の両端面の前記金属電極のそれぞれに共通に外部引き出し端子が電気的に接続され、
前記一対の外部引き出し端子のそれぞれは、前記複数の金属電極と接続される部位が耐湿性シートによって被覆され、
前記外部引き出し端子における遊端側の外部接続端子部を除く前記外部引き出し端子の一部および前記コンデンサ素子ユニットの全体が外装樹脂によって外装され、
前記耐湿性外装フィルムおよび前記耐湿性シートは、前記外装樹脂に比べて透湿度が低く、
前記外部引き出し端子は、隣り合う複数の前記フィルムコンデンサ素子どうし間の樹脂充填空間部に位置対応させて、樹脂内部の空気を外部へ逃がすための端子側空気抜き穴が形成されており、かつ、
前記耐湿性シートは、前記外部引き出し端子における前記端子側空気抜き穴に位置対応させて樹脂内部の空気を外部へ逃がすためのシート側空気抜き穴が形成されていることを特徴とする。

上記構成の本発明のケースレスフィルムコンデンサにおいては、次のような作用が発揮される。

すなわち、複数個あるフィルムコンデンサ素子のそれぞれに対してその外周部を耐湿性外装フィルムの巻き付けによって被覆しているが、その耐湿性外装フィルムとして外装樹脂に比べて透湿度が低いものを用いているので、複数のフィルムコンデンサ素子の集合であるコンデンサ素子ユニットを外装する外装樹脂の厚みを薄くすることが可能となる。それは、全体としての耐湿性能は外装樹脂の耐湿性能と耐湿性外装フィルムの耐湿性能とを合わせたものであるが、耐湿性外装フィルムの耐湿性能が外装樹脂の耐湿性能よりも高いので、外装樹脂の厚みは耐湿性外装フィルムを用いない場合に比べてより薄くて済むからである。

上記構成では、コンデンサ素子ユニットにおける両端面の金属電極には耐湿性外装フィルムは巻き付けられていないが、金属電極の近辺外側領域での水分浸入防止に関しては、金属電極に接続された外部引き出し端子が外装樹脂により外装される外表面であって複数の金属電極と接続される部位を耐湿性シートで被覆しており、その耐湿性シートとして外装樹脂に比べて透湿度が低いものを用いているので、金属電極を外装する外装樹脂の厚みを薄くすることが可能となる。それは、全体としての耐湿性能は外装樹脂の耐湿性能と耐湿性シートの耐湿性能とを合わせたものであるが、耐湿性シートの耐湿性能が外装樹脂の耐湿性能よりも高いので、外装樹脂の厚みは耐湿性シートを用いない場合に比べてより薄くて済むからである。

そして、上記の相乗作用により、外部引き出し端子の外部接続端子部を除いてケースレスフィルムコンデンサの全体をその三次元方向で覆う外装樹脂の厚みを全体的に薄くしながら、コンデンサ素子ユニットの外周部周方向領域および金属電極の近辺外側領域からの水分浸入に対する防止機能を向上させることが可能となる。ひいては、ケースレスフィルムコンデンサの小型化、軽量化に有利となる。

本発明は上記の作用効果に加えて、次のような作用効果をも発揮する。それは、ボイド（エアポケット）対策についてである。
樹脂モールド時に空気抜きが不充分であると、樹脂の浅いところや表面にボイド（エアポケット）が発生する。ボイドが発生すると、外装樹脂の実効的な厚みが減少したり、厚みの不均一が生じてしまい、好ましくない結果を招くことになる。

また、コンデンサ素子ユニットの全体を耐湿性シートで完全に覆ってしまうと、樹脂充填空間部において樹脂の内部に発生した空気を抜くことができず、実使用時において通電に伴う温度上昇のためにボイド内の空気が膨張し、内圧上昇のために外装樹脂にクラックなどの不具合が発生するおそれがある。

したがって、いかに空気を良好に抜きながら水分浸入を防止するかが課題となる。つまり、良好な空気抜きと効果的な水分浸入防止との相反する要請をともに満たすことが肝要である。
本発明にあっては、前記外部引き出し端子は、隣り合う複数の前記フィルムコンデンサ素子どうし間の樹脂充填空間部に位置対応させて、樹脂内部の空気を外部へ逃がすための端子側空気抜き穴が形成されており、かつ、前記耐湿性シートは、前記外部引き出し端子における前記端子側空気抜き穴に位置対応させて樹脂内部の空気を外部へ逃がすためのシート側空気抜き穴が形成されている、という構成を採用している。
外装樹脂を形成するモールド樹脂は隣り合う複数個のフィルムコンデンサ素子どうし間の樹脂充填空間部に充填される。その樹脂充填の過程で内部に空気が残存することがある。外部引き出し端子および耐湿性シートによって外部引き出し端子の外部接続端子部を除いてコンデンサ素子ユニットの全体を覆ってしまうと、内部の空気が外装樹脂（モールド樹脂）の外部へ抜け切れずに内部に滞留し、ボイド（エアポケット）となる。外装樹脂内にボイドが形成されると、外装樹脂の実効的な厚みが減少したり、厚みの不均一が生じてしまう。また、実使用時において通電に伴う温度上昇のためにボイド内の空気が膨張し、内圧上昇のために外装樹脂にクラックなどの不具合を発生させるおそれがある。
これに対して、上記のように外部からの水分の浸入を防止するために、コンデンサ素子ユニットを構成する複数個のフィルムコンデンサ素子の両端面に位置する金属電極に外部引き出し端子を接続させた上で、当該外部引き出し端子を複数の金属電極の全域に対応する部位とともに耐湿性シートで覆うように構成してあっても、上記のようにコンデンサ素子ユニットの樹脂充填空間部に位置対応させて外部引き出し端子と耐湿性シートとにそれぞれ空気抜き穴（端子側空気抜き穴およびシート側空気抜き穴）を形成し、モールド樹脂内部に残存する空気を外部に逃がすように構成したので、外装樹脂の厚み減少や不均一などの不具合を防止し、ボイドに起因するクラック発生等の不具合を防止することが可能となる。

上記構成の本発明のケースレスフィルムコンデンサには、次に説明するようないくつかの好ましい態様ないし変化・変形の態様がある。

〔１〕前記耐湿性シートは、前記外部引き出し端子のうち前記複数の金属電極の全域に対応する部位を被覆するシート本体部と、このシート本体部の周辺に前記シート本体部の辺縁部から折り曲げられて前記金属電極の側方位置まで延出する折り曲げ辺縁部とを有している、という態様がある。

耐湿性シートの形態として平坦で１平面的なシート（つまり折り曲げ辺縁部がなくてシート本体部のみに相当するもの）を想定すると、そのシートの端縁においてフィルムコンデンサ素子の両端面の金属電極が一部露出する状態となる。これに対して、上記のようにシート本体部の周辺に折り曲げ辺縁部を連接した構成とすれば、金属電極の表面のみならず側面を含む全体を耐湿性シートで被覆することが可能となる。すなわち、外装樹脂から金属電極にかけての沿面距離つまり水分浸入経路長を増やすことで、耐湿性能をさらに向上させることが可能となる。

シート本体部の周辺に折り曲げ辺縁部を連接することに代えて、外部引き出し端子の周辺に折り曲げ辺縁部を連接することも考えられるが、シート本体部に折り曲げ辺縁部を連接する方が加工容易性の面やコスト面で有利となる。

〔２〕また、前記端子側空気抜き穴は、その開口面積が前記シート側空気抜き穴よりも大きく設定されている、という態様がある。

空気抜き穴の開口面積につき、耐湿性を保ちながら所定の空気逃がし効果を得るためには外部引き出し端子においても耐湿性シートにおいても最小限の面積とすることが望ましい。特に、外側にあるシート側空気抜き穴の開口面積については、内側の端子側空気抜き穴よりも小さく設定される。仮にシート側空気抜き穴と端子側空気抜き穴とが同心状で同一開口面積であるとすると、外部空間でシート側空気抜き穴の開口部に臨んでいる水分が両空気抜き穴を介して金属電極に達するまでの水分浸入経路は断面形状でＬ字形となる。これに対して、端子側空気抜き穴の開口面積をシート側空気抜き穴の開口面積より大きくしていると、前記の水分浸入経路の形状は断面形状で２段のＬ字形となる。２段のＬ字形は、縦経路−横経路−縦経路−横経路の２段屈折経路であり、その水分浸入に対する実効的な抵抗作用は、１段のＬ字形（縦経路−横経路）の１段屈折経路の場合に比べてより大きいものとなる。さらに、製造工程上、端子側空気抜き穴とシート側空気抜き穴との間に僅かな位置ずれが発生した場合でも、空気抜き穴の開口面積を確保することができる。

つまり、コンデンサ素子ユニットの樹脂充填空間部においてモールド樹脂の内部の空気を両方の空気抜き穴を介して良好に逃がし、しかも、上記水分侵入による抵抗作用によるラビリンス（迷路）効果によって、水分浸入防止の効果が高められる。

〔３〕また、前記耐湿性外装フィルムは、前記フィルムコンデンサ素子における熱融着性を有する後巻きフィルムとして構成されている、という態様がある。

熱融着性の後巻きフィルムを耐湿性外装フィルムとして用いて部材兼用を行うことにより、フィルムコンデンサ素子の小型化を図り、生産性の向上と製造コストダウンを有利に進めることが可能となる。

本発明によれば、ケースレスフィルムコンデンサの小型化・軽量化を図りながら、外部からの水分浸入に対する防止機能を向上させることができる。特に、樹脂充填空間部に位置対応させて外部引き出し端子と耐湿性シートとにそれぞれ空気抜き穴を形成しボイドの発生を防止したので、外装樹脂の厚みの減少・不均一や昇温内圧上昇に起因するクラックを抑制し、一層の小型化・軽量化と耐湿性能向上とを図ることができる。

本発明の実施例における金属化フィルム巻回体を構成する金属化フィルムを示す斜視図 本発明の実施例における円柱状の金属化フィルム巻回体の作製途中を示す斜視図 本発明の実施例におけるフィルムコンデンサ素子の断面図（ａ）と、フィルムコンデンサ素子の斜視図（ｂ） 本発明の実施例における耐湿性外装フィルムの構成例を示す断面図 本発明の実施例におけるコンデンサ素子ユニットを示す斜視図 本発明の実施例におけるコンデンサ素子ユニットと上下のバスバーを示す分割状態の斜視図 本発明の実施例におけるコンデンサ素子ユニットと上下のバスバーの組み立て状態を示す斜視図 本発明の実施例における上側のバスバーと上側の耐湿性シートを示す分割状態の斜視図 本発明の実施例における下側のバスバーと下側の耐湿性シートを示す分割状態の斜視図 本発明の実施例における外装樹脂以外の部分の組み立て状態を示す斜視図 本発明の実施例におけるケースレスフィルムコンデンサの外観を示す斜視図 本発明の実施例におけるケースレスフィルムコンデンサの構造を示す縦断面図

以下、上記構成の本発明のケースレスフィルムコンデンサにつき、その実施の形態を図１〜図１２を用いて具体的な実施例のレベルで詳しく説明する。

図１〜図１２において、１０はフィルムコンデンサ素子、１０Ａはコンデンサ素子ユニット、１０Ｂは樹脂充填空間部、１１は先巻フィルム、１２はフィルムコンデンサ素子１０の本体部を構成する金属化フィルム巻回体、１２Ａは金属化フィルム、１３は誘電体フィルム、１４は金属薄膜電極、１５は耐湿性外装フィルム、１６は電極引き出し用の金属電極（メタリコン）、１７はバスバー（外部引き出し端子）、１７ａは外部接続端子部、１７ｂは接続用小突片、１７ｃは接続用孔、１７ｄはバスバー１７の空気抜き穴（端子側空気抜き穴）、１８は耐湿性シート、１８ａはシート本体部、１８ｂは折り曲げ辺縁部、１８ｄは耐湿性シート１８の空気抜き穴（シート側空気抜き穴）、１９はエポキシ樹脂などの外装樹脂である。

図１は図２、図３に示す金属化フィルム巻回体１２を構成する金属化フィルム１２Ａを示している。図１に示すように、誘電体フィルム１３の片面（両面の場合もある）に金属を蒸着させて金属薄膜電極１４を形成することにより金属化フィルム１２Ａを構成している。誘電体フィルム１３の一側の端縁領域は絶縁マージン１３ａ（白抜き部分）として残し、それ以外の領域を金属薄膜電極１４（ハッチング部分）としている。絶縁マージン１３ａ，１３ａがフィルム幅方向で互いに逆側に位置するように２枚の金属化フィルム１２Ａ，１２Ａを対向配置し、両矢印Ｙ１，Ｙ２で示すようにフィルム幅方向でずらした状態で重ね合わせる。このとき、２枚の金属化フィルム１２Ａ，１２Ａにおいて、フィルム面に対する金属薄膜電極１４，１４の存在側が同じ向き（図示例では上向き）となる状態で重ね合わせる。

図２は、円柱状の金属化フィルム巻回体１２の作製途中を示す。図１のようにして２枚重ね合わされた金属化フィルム１２Ａ，１２Ａを図２に示すように先巻フィルム１１を中心としてその周囲にロール状に巻回する。一方の金属化フィルム１２Ａの巻き終わり部分に耐湿性外装フィルム１５を接合し、金属化フィルム巻回体１２の巻き終わり部分の外周面に対し引き続いて耐湿性外装フィルム１５を巻き付ける。耐湿性外装フィルム１５は複数回にわたって巻回することが好ましい。

図３に示すように、金属化フィルム巻回体１２は、先巻フィルム１１の周りに金属化フィルム１２Ａを多重に巻回して構成されている。そのフィルム重なり部分どうし間に金属薄膜電極１４を介在させている。部分拡大図（ａ１）に示すように、径方向で対向して重なり合う一対の隣接する誘電体フィルム１３，１３どうし間に金属薄膜電極１４が介在し、逆に、径方向で対向して重なり合う一対の隣接する金属薄膜電極１４，１４どうし間に誘電体フィルム１３が介在している。つまり、誘電体フィルム１３と金属薄膜電極１４とは交互に繰り返す積層状態となっている。一対の金属薄膜電極１４，１４によって誘電体フィルム１３をサンドイッチ状に挟み込む構造がコンデンサ（蓄電）構造となっている。耐湿性外装フィルム１５は金属化フィルム巻回体１２の外周部に対して巻回され、ヒートシール等を用いた熱溶着によって固定されている。その熱溶着は耐湿性外装フィルム１５自身に対して行われる。ヒートシールにおいては、最外装フィルムから２〜５層を熱溶着することが好ましい。

この耐湿性外装フィルム１５は、その耐湿性能が外装樹脂１９よりも高いものが採用されている。すなわち、フィルムコンデンサ素子１０において、金属化フィルム巻回体１２の外周部に外装樹脂１９に比べて透湿度が低い耐湿性外装フィルム１５が巻回されている。外装樹脂１９と耐湿性外装フィルム１５の透湿度の具体例は以下のとおりである。すなわち、外装樹脂１９（厚み２ｍｍ）の透湿度は、１．５〜４．０ｇ／ｍ² ／ｄａｙに対し、耐湿性外装フィルム１５の透湿度は、後述する図４（ｂ）に示す構成（厚み約６０μｍ）によれば、０．３ｇ／ｍ² ／ｄａｙである。なお、耐湿性外装フィルム１５としてはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）を基材として用いることが好適であり、外装樹脂１９としてはエポキシ樹脂が好適である。これらは耐湿性に優れ、適度な弾性をもっている。ＰＶＤＣは耐湿性のほかガスバリア性も兼ね備え、自己粘着性を有している。

図４に耐湿性外装フィルム１５の構成例を示す。図４（ａ）に示すように、耐湿性外装フィルム１５は、基材１５ａとバリア層１５ｂとを一対の単位として構成される。基材１５ａとしては上記した材質が用いられ、その厚みは１０〜２０μｍ程度の加工性に問題のない範囲であることが好ましい。また、バリア層１５ｂは、厚み０．５μｍ程度のシリカ、アルミナ等の無機材質層により形成される。なお、耐湿性能を高めるため、上記構成単位を複数重ね合せてもよい。図４（ａ）では、上記構成単位を２つ重ね合せた例を示している。また、基材１５ａと反対側の表面には、上記構成単位を保護するため、バリア層１５ｂ上に外部保護層１５ｃが設けられる。外部保護層１５ｃとしては基材１５ａと同等の材質および厚みのものが用いられる。

ここで、図４（ｂ）に示すように、バリア層１５ｂを保護するために内部保護層１５ｄをバリア層１５ｂ上に設けてもよい。内部保護層１５ｄを設けることにより、フィルム製造時の重ね合わせ工程で受ける損傷等からバリア層１５ｂを保護することができる。内部保護層１５ｄとしては厚み６μｍまでのポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）が好適に用いられる。

次に、円柱状の金属化フィルム巻回体１２を図３に示すように、プレスによる加熱成形で断面小判状の柱状体に成形する。そして、金属化フィルム巻回体１２の軸方向両端面において、誘電体フィルム１３の重なり部分どうし間の金属薄膜電極１４，１４に接続する状態で金属溶射等により金属電極（メタリコン）１６，１６が形成され、フィルムコンデンサ素子１０が構成されている。このように構成されたフィルムコンデンサ素子１０が図５に示すように複数個、軸方向を互いに平行にした状態で縦横両方向に並列に配置され、コンデンサ素子ユニット１０Ａを構成している。

図６、図７に示すように、コンデンサ素子ユニット１０Ａにおいて、各フィルムコンデンサ素子１０の軸方向（上下方向）両端面に形成された金属電極１６，１６のそれぞれに外部引き出し端子としての板状のバスバー１７，１７が電気的に接続されている。バスバー１７，１７の本体部はほぼ長方形状を呈し、その長方形の遊端側にある短辺縁の１つからほぼ直角に折り曲げられた状態で外部接続端子部１７ａ，１７ａが一体的に連接されている。下側のバスバー１７と一体の外部接続端子部１７ａは、上側のバスバー１７と一体の外部接続端子部１７ａよりも長い状態に形成され、それぞれの端縁（上端縁）はほぼ同じ位置になっている。図示例の場合、コンデンサ素子ユニット１０Ａにおけるフィルムコンデンサ素子１０は９個あり、３行３列に並列されている。バスバー１７，１７はそれぞれ３行３列の合計９個のフィルムコンデンサ素子１０に対して一括的に接続されている。

バスバー１７と金属電極１６との電気的接続について説明する。ここでは、上側のバスバー１７について説明する。上側のバスバー１７には、個々のフィルムコンデンサ素子１０に位置対応させて、接続用小突片１７ｂを残して貫通状態で切り抜いた接続用孔１７ｃが縦横両方向の配列状態で形成されている。接続用孔１７ｃの位置で、接続用小突片１７ｂをフィルムコンデンサ素子１０の金属電極１６に対して抵抗溶接やはんだ付け等により電気的に接続されている。下側のバスバー１７についても、これと同様の加工が施されており、接続用小突片１７ｂ、接続用孔１７ｃが存在している。

次に、バスバー１７に形成された端子側空気抜き穴１７ｄについて説明する。ここでは、上側のバスバー１７について説明する。上側のバスバー１７において、縦横両方向に並列された複数個のフィルムコンデンサ素子１０の隣り合うものどうし間に生じている樹脂充填空間部１０Ｂ（菱形の４辺を内側に円弧状にした断面形状の柱状体）のほぼ中央部に位置対応させて、樹脂内部に残存する空気を外部へ逃がすための端子側空気抜き穴１７ｄが複数個形成されている。下側のバスバー１７についても、これと同様の加工が施されており、同様に空気抜き穴１７ｄが存在している。

複数個のフィルムコンデンサ素子１０において、それぞれの上端側の金属電極１６は同一の平面内に位置し、それぞれの下端側の金属電極１６も別の同一の平面内に位置している。これら２つの平面は互いに平行となっている。そして、上側のバスバー１７はコンデンサ素子ユニット１０Ａにおける上側の１つの平面内の金属電極１６群に対して接合され、一方、下側のバスバー１７はコンデンサ素子ユニット１０Ａにおける下側の１つの平面内の金属電極１６群に対して接合されている。

図８、図９、図１０に示すように、上側のバスバー１７の外表面（外装樹脂１９により外装される上側面）は、その面のほぼ全域にわたって耐湿性シート１８で被覆され、下側のバスバー１７の外表面（外装樹脂１９により外装される下側面）は、その面のほぼ全域にわたって耐湿性シート１８で被覆されている。さらに、遊端側の外部接続端子部１７ａ，１７ａを除く状態で、コンデンサ素子ユニット１０Ａと上下のバスバー１７，１７と上下の耐湿性シート１８，１８の全体がモールド成形の外装樹脂１９で外装されている。

上記の耐湿性シート１８，１８は、その耐湿性能が外装樹脂１９よりも高く設定されている。すなわち、上下両側のバスバー１７，１７のそれぞれは、外装樹脂１９により外装される外表面のうち少なくとも金属電極１６と接続される部位が、そのほぼ全域にわたって外装樹脂１９に比べて透湿度が低い耐湿性シート１８，１８によって被覆されている。耐湿性シート１８，１８の材質および厚みは、耐湿性外装フィルム１５と同様なものが用いられる。

耐湿性シート１８，１８の形状について、本実施例の場合には、矩形（長方形であるが正方形も可）のシート本体部１８ａと、このシート本体部１８ａの４辺の辺縁部のそれぞれから直角または直角に近い状態で折り曲げられて金属電極１６，１６の側方位置まで延出する折り曲げ辺縁部１８ｂとを有する構造となっている。

上側の耐湿性シート１８には、バスバー１７の複数の端子側空気抜き穴１７ｄのそれぞれに位置対応させてシート側空気抜き穴１８ｄが形成されている。この耐湿性シート１８のシート側空気抜き穴１８ｄの開口面積に対して、上記のバスバー１７の端子側空気抜き穴１７ｄの開口面積はより大きなものになっている。端子側空気抜き穴１７ｄもシート側空気抜き穴１８ｄも円形であり、端子側空気抜き穴１７ｄはシート側空気抜き穴１８ｄよりも大径となっている。両空気抜き穴１７ｄ，１８ｄは同心状となるように位置関係が定められている。下側の耐湿性シート１８についても、これと同様の加工が施されている。なお、両空気抜き穴１７ｄ，１８ｄの形状については、円形以外の任意の形状であってもよい。

コンデンサ素子ユニット１０Ａと、コンデンサ素子ユニット１０Ａを構成するフィルムコンデンサ素子１０の上下の金属電極１６，１６に電気的に接続した上下のバスバー１７，１７と、上下のバスバー１７，１７に張り合わせた上下の耐湿性シート１８，１８とを外装樹脂１９で外装するに当たっては、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などの樹脂ケースを用いることなく、それら３要素の一体物を金型内にセッティングし、金型キャビティ内にモールド樹脂を注入充填して硬化させることにより外装樹脂１９を形成する。金型から離型すれば樹脂ケースのないケースレスなフィルムコンデンサが得られる。

上記のような構造をもつケースレスフィルムコンデンサには、次のような利点がある。

すなわち、水分遮断機能を外装樹脂１９と耐湿性フィルム（耐湿性外装フィルム１５や耐湿性シート１８）とに分担させるのであるが、その耐湿性フィルム（耐湿性外装フィルム１５や耐湿性シート１８）として透湿度が外装樹脂１９に比べて低いものを用いるので、外装樹脂１９の厚みを薄くしながら、ケースレスフィルムコンデンサの耐湿性能を向上させることができる。その結果、外部からコンデンサ内部へ浸入しようとする水分に対する遮断機能を向上できるとともに、ケースレスフィルムコンデンサの小型化・軽量化を図ることができる。

また、耐湿性シート１８，１８において、そのシート本体部１８ａの周辺に折り曲げ辺縁部１８ｂを一体的に連接してあるので、金属電極１６，１６の表面および側面を含む全体を耐湿性シート１８，１８で被覆することができる。その結果として、外装樹脂１９から金属電極１６，１６にかけての沿面距離つまり水分浸入経路長が増し、ケースレスフィルムコンデンサの耐湿性能をさらに向上させることができる。

また、コンデンサ素子ユニット１０Ａの樹脂充填空間部１０Ｂに位置対応させてバスバー１７，１７に端子側空気抜き穴１７ｄ，１７ｄを形成し、耐湿性シート１８，１８にシート側空気抜き穴１８ｄ，１８ｄを形成しているので、外装樹脂１９の厚み減少や不均一などの不具合が防止されるとともに、ボイドに起因するクラック発生等も防止される。

また、端子側空気抜き穴１７ｄ，１７ｄの開口面積をシート側空気抜き穴１８ｄ，１８ｄの開口面積より大きくしてあるので、金属電極１６，１６に至るまでの水分浸入経路の形状が断面形状で２段のＬ字形（縦経路−横経路−縦経路−横経路の２段屈折経路）となる。その結果、水分浸入に対する実効的な抵抗作用長が、両方の空気抜き穴の開口面積を同じにした場合（水分浸入経路の形状が１段のＬ字形（縦経路−横経路）の１段屈折経路）に比べて、より長いものとなる。つまり、この２段屈折経路によるラビリンス（迷路）効果によって、水分浸入防止の効果が向上する。これによって、ケースレスフィルムコンデンサの耐湿性能を向上させることができる。

耐湿性外装フィルム１５については、これをフィルムコンデンサ素子１０における後巻きフィルムとして構成することが望ましい。この場合、後巻きフィルムは熱融着性のものを用いる。すなわち、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）などの熱融着性にある基材を両面に貼り合わせた形態の後巻きフィルムが好ましい。特に、熱によるフィルムコンデンサ素子１０の劣化を抑制するため、熱融着温度を極力下げることが好ましい。この観点からは後巻きフィルムの基材として、ポリプロピレン（ＰＰ）が好適に用いられる。金属化フィルム巻回体１２の最外周の膜要素として後巻きフィルムを巻回し、その巻回状態の後巻きフィルムをそれ自体で（端縁部と巻回部とで）熱融着し、これによって金属化フィルム巻回体１２の外周部に耐湿性外装フィルム１５が構成される。

このように熱融着性の後巻きフィルムを耐湿性外装フィルム１５として用いると、部材兼用によるフィルムコンデンサ素子１０の小型化とともに、生産性の向上と製造コストダウンを図ることができる。

ちなみに、本発明の特徴構成以外の条件は従来と同じとして、所定の耐湿特性を得るために外装樹脂の厚みが、従来は５〜６ｍｍ必要としていたところ、本実施例では３ｍｍまで減らすことができた。

また、上記実施形態では、バスバー（外部引き出し端子）１７が外装樹脂１９により外装される外表面のほぼ全域にわたって耐湿性シート１８で被覆するように構成したが、バスバー（外部引き出し端子）１７のうちフィルムコンデンサ素子１０の金属電極１６と接続される部位を耐湿性シート１８で被覆するように構成すれば、耐湿性シート１８の形状は問わない。

本発明は、ケースレスフィルムコンデンサに関して、外部引き出し端子の外部接続端子部を除いたフィルムコンデンサ素子全体を覆う外装樹脂の薄肉化と水分浸入防止機能の向上とを共に図る技術として有用である。

１０ フィルムコンデンサ素子
１０Ａ コンデンサ素子ユニット
１０Ｂ 樹脂充填空間部
１２ 金属化フィルム巻回体
１３ 誘電体フィルム
１４ 金属薄膜電極
１５ 耐湿性外装フィルム
１６ 電極引き出し用の金属電極（メタリコン）
１７ バスバー（板状の外部引き出し端子）
１７ａ 外部接続端子部
１７ｄ バスバーの空気抜き穴、
１８ 耐湿性シート
１８ａ シート本体部
１８ｂ 折り曲げ辺縁部
１８ｄ 耐湿性シートの空気抜き穴
１９ 外装樹脂

Claims (4)

1. 両端面に一対の電極引き出し用の金属電極が形成されてなるフィルムコンデンサ素子は前記両端面を除く外周部に耐湿性外装フィルムが巻き付けられ、この耐湿性外装フィルムが外周部に巻き付けられた前記フィルムコンデンサ素子の複数個が互いに軸方向を平行にした状態で並列に配置されてコンデンサ素子ユニットを形成しており、
   前記コンデンサ素子ユニットを構成する前記複数個のフィルムコンデンサ素子の両端面の前記金属電極のそれぞれに共通に外部引き出し端子が電気的に接続され、
   前記一対の外部引き出し端子のそれぞれは、前記複数の金属電極と接続される部位が耐湿性シートによって被覆され、
   前記外部引き出し端子における遊端側の外部接続端子部を除く前記外部引き出し端子の一部および前記コンデンサ素子ユニットの全体が外装樹脂によって外装され、
   前記耐湿性外装フィルムおよび前記耐湿性シートは、前記外装樹脂に比べて透湿度が低く、
   前記外部引き出し端子は、隣り合う複数の前記フィルムコンデンサ素子どうし間の樹脂充填空間部に位置対応させて、樹脂内部の空気を外部へ逃がすための端子側空気抜き穴が形成されており、かつ、
   前記耐湿性シートは、前記外部引き出し端子における前記端子側空気抜き穴に位置対応させて樹脂内部の空気を外部へ逃がすためのシート側空気抜き穴が形成されていることを特徴とするケースレスフィルムコンデンサ。
2. 前記耐湿性シートは、前記複数の金属電極の全域に対応する部位とともに前記外部引き出し端子を被覆するシート本体部と、このシート本体部の周辺に前記シート本体部の辺縁部から折り曲げられて前記金属電極の側方位置まで延出する折り曲げ辺縁部とを有している請求項１に記載のケースレスフィルムコンデンサ。
3. 前記端子側空気抜き穴は、その開口面積が前記シート側空気抜き穴よりも大きく設定されている請求項１に記載のケースレスフィルムコンデンサ。
4. 前記耐湿性外装フィルムは、前記フィルムコンデンサ素子における熱融着性を有する後巻きフィルムとして構成されている請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のケースレスフィルムコンデンサ。

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