WO2004053902A1 - 金属化フィルムコンデンサ - Google Patents

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WO2004053902A1
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Toshiharu Saito
Kohei Shiota
Hiroki Takeoka
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to a metallized film capacitor used for electronic equipment, electric equipment, industrial equipment, automobiles and the like.
  • it relates to a capacitor used for smoothing an inverter circuit for driving a motor of a hybrid vehicle or the like.
  • Metalized film capacitors have the problem of being larger in size than aluminum electrolytic capacitors of the same capacitance, but have the excellent electrical characteristics of low loss, high withstand voltage, good temperature characteristics, and good frequency characteristics. Have. In particular, since the dielectric film of the film capacitor has high withstand voltage characteristics, the film capacitor can be easily used even in high voltage applications of DC500 V or more by adjusting the film thickness.
  • Metalized film capacitors are used in various applications such as for DC filters and for smoothing inverter circuits. If the required capacitance cannot be obtained with a single capacitor element (single product), multiple capacitors are often connected in parallel to increase the capacitance.
  • an object of the present invention is to provide a metallized film capacitor having a small size, a large capacity, a small number of components, and a small inductance. Disclosure of the invention
  • a plurality of capacitor elements formed by winding or laminating a metallized film and providing electrodes at both ends in the width direction of the metallized film; PT / JP2003 / 015465
  • the present invention provides a metallized film capacitor in which electrodes at both ends of each capacitor element are positioned on substantially the same plane.
  • a plurality of capacitor elements each formed by winding or laminating a metallized film and providing electrodes at both ends in a width direction of the metallized film; a conductor connecting each electrode of the plurality of capacitor elements to each other; A plurality of capacitor elements having different widths of the metallized film are placed in the capacitor case, and all the capacitor elements are formed by bending the two conductors.
  • a metallized film capacitor which is connected in parallel with an electrode of each capacitor element sandwiched between the conductors.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a metallized film capacitor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a process of manufacturing a flat capacitor element according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3A is a top view showing a metallized film capacitor according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 3B is a side sectional view showing the metallized film capacitor according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 4A shows a metallized film conditioner according to Embodiment 3 of the present invention. It is a top view which shows a sensor.
  • FIG. 4B is a side sectional view showing the metallized film capacitor according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 5A is a top view showing a metallized film capacitor according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 5B is a side sectional view showing the metallized film capacitor according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 6A is a top view showing a metallized film capacitor according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 6B is a side sectional view showing the metallized film capacitor according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 7A is a top view showing a metallized film capacitor of a comparative example.
  • FIG. 7B is a side view showing a metallized film capacitor of a comparative example.
  • the capacitor element 1 is formed by winding two metallized films 21 each having a single-sided vapor deposition using a polypropylene film as a dielectric, and forming a flat shape.
  • Metallicon electrode part 2 is located at both ends in the width direction of metallized film 21 of capacitor element 1.
  • the electrodes provided are formed by zinc spraying.
  • the pair of elongated copper pass bars 3 are conductors that connect the metallized electrode portions 2 at both ends of the plurality of capacitor elements 1. Further, by bending the bus bar 3, an electrode terminal 4 to be connected to the outside is formed. That is, the bus bar 3 and the electrode terminal 4 are integrated.
  • the capacitor case 5 is made of polyphenylene sulfide (PPS).
  • PPS polyphenylene sulfide
  • metal such as aluminum can be used.
  • the plurality of capacitor elements 1 are closely arranged in a line in a capacitor case 5 with the flat surfaces 1a facing in the same direction.
  • metallikon electrode portions 2 at both ends of each capacitor element 1 are positioned substantially in the same plane, and one is disposed on the opening side of the capacitor case 5 and the other is disposed on the bottom side.
  • the pair of bus bars 3 connect the metallized electrode portions 2 of the respective capacitor elements 1 located on the opening side and the bottom side of the capacitor case 5.
  • a capacitor case 5 containing a plurality of capacitor elements 1 and a pair of bus pars 3 has an epoxy resin 8 (only a part of which is indicated by oblique lines in FIG. 1) as a sealing material in the empty space. Fill.
  • the capacitance of the metallized film capacitor shown in FIG. 1 is the sum of the capacitances of the six capacitor elements 1 because six flat capacitor elements 1 are connected in parallel by a pair of bus bars 3. Since the capacitance of one capacitor element 1 is 70, a total of 4 2 A capacitor having a capacity of 0 is constructed.
  • the metallikon electrode section 2 is arranged on the same plane as each of the capacitor elements 1 and is connected by soldering with a bus bar 3 on the plane.
  • One of the metallographic electrode portions 2 faces the opening side of the capacitor case 5, and the other side faces the bottom side of the capacitor case 5.
  • the size of the capacitor case 5 is 105 mm in width ⁇ 60 mm in depth ⁇ 60 mm in height, and the thickness of the bus bar 13 is 1 mm.
  • the electrode terminal 4 has a structure protruding out of the capacitor case 5 by a length of 30 mm from the surface of the filled epoxy resin 8.
  • a method of manufacturing the flat capacitor element 1 constituting the metallized film capacitor of the first embodiment will be described with reference to FIG.
  • the flat capacitor element 1 first, using a core 7 (winding core diameter: 20 mm), two metallized layers of 3.2 m thick polypropylene film with aluminum deposited on one side The film 21 is wound to form a cylindrical winding 6.
  • the core diameter is 20 mm, but the present invention is not limited to this core diameter.
  • the size of the capacitor case 5 increases the winding core to increase the flatness. In this way, many flat surfaces 1a can be closely arranged in a line in the capacitor case 5, so that the space efficiency is further improved.
  • Metallic electrode part 2 was formed on both ends by zinc spraying, and flat capacitor element 1 was fabricated. By adopting such a flat shape, the space efficiency in the capacitor case 5 can be increased.
  • the two metallized films 21 each having a single-sided metal vapor deposition used for the capacitor element 1 have a vapor-deposited film at one end in the longitudinal direction, as is generally done with metallized film capacitors. There is a thin margin 22 which is not formed. By stacking and winding two metallized films in such a manner that the 22 parts of the magazine do not overlap, a capacitor is obtained in which the metallographic electrode portions 2 on both ends are used as extraction electrodes.
  • the present invention is not limited to the dielectric film, the type of the metal deposited, the material of the bus bar, and the material of the capacitor case used in the first embodiment.
  • the dielectric film may be PBT or PPS.
  • the deposited metal may be zinc or an alloy of aluminum and zinc.
  • As the bus bar copper, its plated product, aluminum or the like can be used.
  • Table 1 shows the capacitance per unit volume ( ⁇ FZ cm 3 ), inductance (nH), and capacitance change rate (%) of the metallized film capacitor in the first embodiment.
  • the rate of change in capacitance is the initial change in capacitance after 200 hours of continuous application of 600 V DC in an atmosphere of 85 ° C and 85% relative humidity. Divided by the percentage.
  • the metallized film capacitor of the second embodiment has the same basic configuration and operation and effect as the metallized film capacitor of the first embodiment. 5465
  • the size of the capacitor case 5 is 16 O mmX depth 12 O mmX height 75 mm, and the pass bar 3a connecting the metallized electrode part 2.
  • the number of turns and the diameter of the core of the metallized film 21 were changed so that 24 capacitor elements 1 were designed.
  • the 24 capacitor elements 1 are arranged in a plurality of rows along one direction of the bottom surface of the capacitor case 5 and housed in the capacitor case 5. Since the capacity of each flat capacitor element 1 is 58.3 F, a capacitor with a total capacity of 1400 zF can be obtained.
  • Table 1 shows the capacitance per unit volume (/ FZ cm 3 ), the inductance (nH), and the rate of change of the capacitance (%) of the metallized film capacitor in the second embodiment.
  • the definition of the rate of change of the capacitance is the same as in the first embodiment.
  • the metallized film capacitor according to the third embodiment has the same basic configuration and operation and effects as the metallized film capacitor according to the first embodiment. I do.
  • the flat capacitor element 1 has different widths of the metallized film. 2003/015465
  • the capacitor element 1 having a large width of the metallized film 21 is accommodated in the left half of the side of the capacitor case 5a where the side is high.
  • each capacitor element 1 having a small width of the metallized film 21 is housed in the right half having a lower side surface.
  • one metallikon electrode part 2 is placed on the same surface on the bottom side of the capacitor case 5 and stored. Therefore, each capacitor element 1 has a difference in height between the left and right around the center on the opening side of the capacitor case 5a.
  • the bus bar 3a on the opening side of the capacitor case 5a for connecting the metallographic electrode section 2 is bent in the middle to be parallel with the metallographic electrode section 2 of all the capacitor elements 1. Connect columns.
  • the capacity of the capacitor case 5a is as follows: width 8 O mm X depth 12 O mm X height 75 mm; width 8 O mm X depth 12 O mm X height 10 O mm The sum of the volumes of the two rectangular parallelepipeds is 1680 cm 3 .
  • the capacitance per narrower element is 58.3 F, and the capacitance per wider element is 78 / F, for a total of 16 A large-capacity capacitor of 35 can be obtained.
  • Table 1 shows the capacitance per unit volume (iF / cm3), the inductance (nH), and the rate of change of the capacitance (%) of the metallized film capacitor in the third embodiment.
  • the definition of the rate of change of the capacitance is the same as in the first embodiment.
  • the flat capacitor elements 1 are arranged in such a manner that eight rows are arranged at the same position in all three rows.
  • the capacitors are arranged in a staggered manner so that the dead space in the capacitor case 5 is reduced as much as possible.
  • the middle row of the array of capacitor elements 1 is composed of seven capacitors with the same capacity as the other rows and two capacitor elements 1b that are half their capacity.
  • the capacitor elements 1 and lb By arranging the capacitor elements 1 and lb in this way, the portion that was dead space D in FIG. 3A can be used effectively. As a result, the capacitance per square meter of the capacitor element can be increased by 7%, and a total of 150 F capacitors can be obtained.
  • Table 1 shows the capacitance per unit volume (F / cm 3 ), the inductance (nH), and the rate of change of the capacitance (%) of the metallized film capacitor in the fourth embodiment.
  • the definition of the rate of change of the capacitance is the same as in the first embodiment.
  • Embodiment 5 is different from the metallized film capacitors described in Embodiments 1 to 4 in that a laminated capacitor element is used. Since the other basic configuration and operation and effect are the same, the same reference numerals are given and detailed description is omitted, and different points will be mainly described.
  • FIGS. 6A and 6B show the flattened shape used in the first to fourth embodiments. Replace the capacitor element 1 with the multilayer capacitor element 9.
  • This laminated capacitor element 9 cuts and removes the corners (curved portions) on both sides of the flat capacitor element 1 used in Embodiments 1 to 4 in a direction perpendicular to the metal electrode section 10. Is obtained.
  • the dielectric strength of the cut surface can be ensured by irradiating the cut surface with a YAG laser to remove the deposited metal near the cut surface.
  • the dead space in the capacitor case 5 can be greatly reduced.
  • the capacitance of this metallized film capacitor was 18602 F.
  • Table 1 shows the capacitance per unit volume (F / cm 3 ) and the change rate (%) of the inductance (nH) capacitance of the metallized film capacitor in the fifth embodiment.
  • the definition of the rate of change of the capacitance is the same as in the first embodiment.
  • the flattened capacitor element 1 is arranged such that the metallikon electrode portion 2 is oriented perpendicular to the bottom surface of the capacitor case 5. Then, as shown in FIG. 7A, the metallikon electrode section 2 is connected using six bus bars 11 shown by dotted lines and solid lines.
  • bus bars for electrode terminals are connected to complete electrode terminals 4 of the capacitor.
  • Capacitance per unit volume in the capacitor of Comparative Example (F / cm 3), an inductance (n H), the rate of capacitance change (percent) is shown in Table 1. The definition of the rate of change of the capacitance is the same as in the first embodiment.
  • the wiring distance due to the arrangement of the bus bar 11 increases, so that the inductance increases.
  • the reason why the capacitance change rate of the comparative example is larger than that of the second to fifth embodiments is that the copper bus bar 13a for preventing moisture from entering the resin surface of the opening is not formed.
  • the copper bus bar 13 is not wide enough to cover the opening surface, so the capacity reduction rate is higher than in the second to fifth embodiments.
  • the moisture resistance of the metallized film capacitor can be improved.
  • the present invention can provide a metallized film capacitor having a structure suitable for miniaturization and large capacity and having excellent moisture resistance at low cost.
  • It can be used for electronic equipment, electrical equipment, industrial equipment and vehicles used under high temperature and high humidity.

Abstract

小型大容量で、部品点数が少なく、インダクタンスの小さい金属化フィルムコンデンサを提供する。金属化フィルムの幅方向の両端にメタリコン電極部（２）を設けた複数のコンデンサ素子（１）と、複数のメタリコン電極部（２）同士を接続するバスバー（３）と、複数のコンデンサ素子（１）を内蔵するコンデンサケース（５）とを備え、複数のコンデンサ素子（１）はコンデンサケース（５）内で一方のメタリコン電極部（２）がコンデンサケース（１）の開口面側を向くように配列し、各コンデンサ素子（１）の両端の電極（２）同士は略同一平面状に配置するように構成する。

Description

明細書
金属化フィルムコンデンサ 技術分野
本発明は、 電子機器、 電気機器、 産業機器や自動車等に用いら れる金属化フィルムコンデンサに関する。 特にハイブリ ツ ド自動 車等のモータ駆動用インバー夕回路の平滑用に用いるコンデンサ に関する。 背景技術
金属化フィルムコンデンサは、 同じ静電容量のアルミ電解コン デンサと比べてサイズが大きいという課題はあるが、 低損失、 高 耐圧、 温度特性、 周波数特性等が良好であるという優れた電気特 性を有する。 特に、 フィルムコンデンサは誘電体フィルムが高耐 圧特性を有することから、 フィルム厚を調整すれば D C 5 0 0 V 以上の高電圧用途でも容易に使用することができる。
一方、 アルミ電解コンデンサは、 誘電体酸化皮膜の耐圧に限界 があるため、 D C 5 0 0 V以上の用途には使用が困難である
そのため、 高電圧用途では複数個のアルミ電解コンデンサを直 列接続して耐圧を補って使用する必要がある。 また、 使用の際に は直列に接続した各々のアルミ電解コンデンサに印加される電圧 を一定に保っために、 コンデンサと並列に抵抗を接続する必要が ある。 このようにアルミ電解コンデンサは高電圧では使用し難い ので、 従来から D C 5 0 0 V以上の高電圧用途では直流用であつ ても金属化フィルムコンデンサが多く用いられている。 このような従来例が例えば、 特開平 0 8 — 3 1 6 9 0号公報、 特開 2 0 0 1 — 7 6 9 6 7号公報に開示されている。
直流フィルタ用やインバー夕回路の平滑用など様々な用途で金 属化フィルムコンデンサは用いられている。 そして、 単一のコン デンサ素子 （単品） では必要な静電容量が得られない場合、 複数 個のコンデンサを並列に接続し容量を拡大して用いることが多い。
しかし、 単品の金属化フィルムコンデンサを複数個並列に接続 すると、 大きなスペースを占有する。 さらに、 接続用のバスバー 電極が多数必要となりコス ト高になるという課題がある。
また、 バスバーの引き回しによって配線距離が長くなり、 イン ダクタンスが大きくなつてしまう という課題もある。
また、 複数のコンデンサ素子をケース内で並列接続して甩いる 方法も提案されているが、 ケース内で容量効率を最大にする素子 配列の方法はこれまで開示されていない。
さ らに、 Λイブリ ツ ド自動車用途等で想定される高温、 高湿雰 囲気では、 使用中にケース開口部の樹脂面から水分が徐々に侵入 する。 その結果、 フィルムの蒸着金属を劣化させ、 容量減少が時 間経過とともに大きくなるという課題がある。
本発明は上記課題に鑑み、 小型大容量で、 部品点数の少ない、 インダク夕ンスが小さい金属化フィルムコンデンサを提供するこ とを目的とする。 発明の開示
金属化フィルムを巻回または積層し、 かつ前記金属化フィルム の幅方向の両端に電極を設けた複数のコンデンサ素子と、 前記複 P T/JP2003/015465
3 数のコンデンサ素子における各々の電極同士を接続する導電体と、 前記複数のコンデンサ素子を内蔵するコンデンサケースとを備え、 前記複数のコンデンサ素子は前記コンデンサケース内で同じ方向 を向くように配列し、 各コンデンサ素子の両端の電極同士を略同 一平面上に位置させる金属化フィルムコンデンサを提供する。
また、 金属化フィルムを卷回または積層し、 金属化フィルムの 幅方向の両端に電極を設けた複数のコンデンサ素子と、 前記複数 のコンデンサ素子における各々の電極同士を接続する導電体と、 前記複数のコンデンサ素子を内蔵するコンデンサケースとを備え、 前記金属化フィルムの幅の異なる複数のコンデンサ素子を前記コ ンデンサケース内に納め、 全てのコンデンサ素子は前記 2枚の導 電体を曲げ加工して各コンデンサ素子の電-極が前記導電体で挟み こまれた状態で並列接続される金属化フィルムコンデンサを提供 する。 図面の簡単な説明
図 1 は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 サを示す斜視図である。
図 2は本発明の実施の形態 1 における扁平形のコンデンサ素子 の作製工程を示す図である。
図 3 Aは本発明の実施の形態 2 における金属化フィルムコンデ ンサを示す上面図である。
図 3 Bは本発明の実施の形態 2 における金属化フィルムコンデ ンサを示す側断面図である。
図 4 Aは本発明の実施の形態 3 における金属化フィルムコンデ ンサを示す上面図である。
図 4 Bは本発明の実施の形態 3 における金属化フィルムコンデ ンサを示す側断面図である。
図 5 Aは本発明の実施の形態 4における金属化フィルムコンデ ンサを示す上面図である。
図 5 Bは本発明の実施の形態 4における金属化フィルムコンデ ンサを示す側断面図である。
図 6 Aは本発明の実施の形態 5 における金属化フィルムコンデ ンサを示す上面図である。
図 6 Bは本発明の同実施の形態 5 における金属化フィルムコン デンサを示す側断面図である。
図 7 Aは比較例の金属化フィルムコンデンサを示す上面図であ る。
図 7 Bは比較例の金属化フィルムコンデンサを示す側靳面図で ある。 発明を実施するための最良の形態 以下に本発明の実施の形態を、 図面を参照しながら説明する。 なお、 図面は模式図であり、 各位置を寸法的に正しく示したもの ではない。
(実施の形態 1 )
図 2 に示すように、 コンデンサ素子 1 は誘電体にポリプロピレ ンフィルムを用いた片面蒸着の 2枚の金属化フィルム 2 1 を巻回 し、 かつ扁平形状に形成して構成される。 メタリコン電極部 2は、 コンデンサ素子 1 の金属化フィルム 2 1 において幅方向の両端に 設けた電極であり、 亜鉛溶射によって形成する。 細長い銅製の一 対のパスバー 3は、 複数のコンデンサ素子 1 における両端のメタ リコン電極部 2同士を接続する導電体である。 さらに、 バスバ一 3 を曲げ加工することにより、 外部と接続する電極端子 4を形成 する。 すなわち、 バスバー 3 と電極端子 4は一体化されている。
コンデンサケース 5はポリフエ二レンサルフアイ ド （P P S ) から構成されている。 なお、 コンデンサケースとしては、 P P Sゃポリブチレンテレフタレー ト ( P B T ) などのプラスチック の他に、 アルミニウムなどの金属も使用できる。 図 1 に示すよう に、 複数のコンデンサ素子 1は、 コンデンサケース 5内で扁平面 1 aが同じ方向を向いて、 一列に密接して配列される。 そして、 各コンデンサ素子 1 の両端のメタリコン電極部 2同士を略同一平 面状に位置させ、 かつ一方をコンデンサケース 5 の開口面側に、 他方を底面側にそれぞれ配置している。 一対のバスバー 3は、 コ ンデンサケース 5の開口面側と底面側にそれぞれ位置する各コン デンサ素子 1 のメタリ コン電極部 2同士を接続している。さらに、 電極端子 4をコンデンサケース 5の外部に配置している。 このよ うに複数のコンデンサ素子 1 と一対のバスパー 3 を内蔵したコン デンサケース 5内には、 その空きスペースに封止材としてのェポ キシ樹脂 8 (図 1 に斜線で一部のみを示す） を充填する。 このよ うな構成によって、耐湿性等の信頼性を高めることができる。 図 1 に示す金属化フィルムコンデンサの静電容量は、 6つの扁平形 のコンデンサ素子 1がー対のバスバー 3 によって並列に接続され' ているので、 6つのコンデンサ素子 1 の容量の総和になる。 1個 のコンデンサ素子 1 の静電容量が 7 0 であるので、 合計 4 2 0 の容量を有するコンデンサが構成される。
メタリコン電極部 2は、 各コンデンサ素子 1 とも同じ平面上に 配置してあり、 その面上でバスバー 3によってはんだ付けで接続 されている。 メタリ コン電極部 2の一方は、 コンデンサケ一ス 5 の開口面側の方向を向いており、 もう一方はコンデンサケース 5 の底面側の方向を向いている。
コンデンサケース 5のサイズは、 幅 1 0 5 m m X奥行き 6 0 m m X高さ 6 0 m mであり、 バスバ一 3の厚みは l m mである。
電極端子 4は、 充填したエポキシ樹脂 8の面から 3 0 m mの長 さ分だけコンデンサケース 5外に飛び出した構造になっている。 次に、 図 2 を用いて本実施の形態 1 の金属化フィルムコンデン サを構成する扁平形のコンデンサ素子 1 の作製方法について説明 する。 扁平形のコンデンサ素子 1 を作る際には、 まず、 巻芯 7 (巻 き芯直径 2 0 m m ) を用いて、 アルミニウムを片面蒸着した厚み 3 . 2 mのポリプロピレンフィルムからなる 2枚の金属化フィ ルム 2 1 を巻回して円筒形の卷回物 6 を形成する。
本実施の形態 1では、 巻き芯径は 2 0 m mであるが、 本発明は この巻き芯径に限定されるものではない。 好ましくは、 コンデン サケース 5のサイズによって巻き芯を大きく し扁平率を高めるこ とが望ましい。 このようにすれば、 コンデンサケース 5内で扁平 面 1 aを密接して一列に多数配列できるので、 スペース効率がさ らに良くなる。
次に、 円筒形の金属化フィルムの卷回物 6から、 巻芯 7 を抜き 取る。 そして、 図 2 に示すように、 上下方向からプレスすること によって扁平形の巻回物 6が得られる。 この扁平形の卷回物 6の JP2003/015465
7 両端に亜鉛溶射によってメタリ コン電極部 2 を形成し、 扁平形の コンデンサ素子 1 を作製した。 このように扁平形にすることによ つて、 コンデンサケース 5内のスペース効率を高めることができ る。 なお、 コンデンサ素子 1 に用いる片面金属蒸着した 2枚の 金属化フィルム 2 1は、 従来から金属化フィルムコンデンサで一 般的に行われているように、 長手方向の一方の端部は蒸着膜が形 成されていない細いマ一ジン部 2 2 を設けてある。 そのマ一ジン 2 2部が重ならない向きにした 2枚の金属化フィルムを重ねて巻 回することによって、 両端のメタリ コン電極部 2 を引き出し電極 としたコンデンサが得られる。
なお、 本発明は、 実施の形態 1で用いた誘電体フィルム、 蒸着 金属の種類、 バスバーの材質、 コンデンサケースの材質に限定さ れるものではない。 誘電体フィルムは P B Tや P P Sなどでも 良い。 蒸着金属は亜鉛やアルミニウムと亜鉛の合金などでも良 い。 バスバ一としては、 銅やそのめっき品、 アルミニウムなどが 使用できる。
本実施の形態 1 における金属化フィルムコンデンサの単位体積 当たりの静電容量 （ ^ F Z c m3)、 インダクタンス （ n H)、 静電 容量変化率 (%) を表 1 に示す。 なお、 静電容量変化率は温度 8 5 °C , 相対湿度 8 5 %雰囲気中で D C 6 0 0 V連続印加した際 の 2 0 0 0時間後における静電容量の変化量を初期静電容量で除 して百分率としたものである。
(実施の形態 2 )
実施の形態 2の金属化フィルムコンデンサは、 実施の形態 1 の 金属化フィルムコンデンサと基本的な構成並びに作用効果は同じ 5465
8 なので、 同一符号を付して詳細な説明を省略し異なる箇所を中心 に説明する。
図 3 Aと図 3 Bに示すように、 コンデンサケース 5のサイズを 幅 1 6 O mmX奥行き 1 2 O mmX高さ 7 5 mmとし、 メタリ コ ン電極部 2.を接続するパスバー 3 aをコンデンサケース 5の開口 面を覆うようなプレート状のサイズにする。 さらに、 金属化フィ ルム 2 1 の巻き数や巻き芯径を変更して、 2 4個のコンデンサ素 子 1が入るように設計した。 そして、 2 4個のコンデンサ素子 1 はコンデンサケース 5の底面の一方向に沿って複数列で並べて、 コンデンサケース 5内に収納する。 扁平形のコンデンサ素子 1 に おける 1個当たりの容量は 5 8 . 3 Fであるので、 合計 1 4 0 0 z Fという大容量のコンデンサが得られる。
本実施の形態 2における金属化フィルムコンデンサの単位体積 当たりの静電容量 （ / FZ c m3)、 インダクタンス （n H)、 静電 容量の変化率 （％) を表 1 に示す。 静電容量の変化率の定義は実 施の形態 1 と同じである。
(実施の形態 3 )
実施の形態 3の金属化フィルムコンデンサは、 実施の形態 1 の 金属化フィルムコンデンサと基本的な構成並びに作用効果は同じ なので、 同一符号を付して詳細な説明を省略し異なる箇所を中心 に説明する。
実施の形態 3では、 実施の形態 2 におけるコンデンサケースと して図 4 Bに示すようなケースの真中で左半分の側面が高く、 右 半分の側面が低い、高さの異なるコンデンサケース 5 aを用いる。
また、 扁平形のコンデンサ素子 1 は、 金属化フィルムの幅の異 2003/015465
9 なる 2種類の複数のコンデンサ素子を形成している。
そして、 コンデンサケース 5 aの側面が高い左半分に金属化フ イルム 2 1 の幅の大きいコンデンサ素子 1 を収納する。
そして、 側面が低い右半分に金属化フィルム 2 1 の幅の小さい コンデンサ素子 1 を収納する。 その際、 一方のメタリコン電極部 2をコンデンサケース 5の底面側において同一面にして納める。 従って、 各コンデンサ素子 1 はコンデンサケース 5 aの開口面 側において真中を中心に左右で高さの違いが生じる。
また、 図 4 Bに示すようにメタリ コン電極部 2を接続するコン デンサケース 5 aの開口面側のバスバー 3 aは、 真中で折り曲げ 加工を施して全てのコンデンサ素子 1 のメタリコン電極部 2 と並 列接続させる。
本実施の形態 3 におけるコンデンサケース 5 aの容積は、 幅 8 O mm X奥行き 1 2 O mm X高さ 7 5 mmと、 幅 8 O mm X奥行 き 1 2 O mm X高さ 1 0 O mmの 2つの直方体の容積の和で、 1 6 8 0 c m3である。
扁平形のコンデンサ素子 1 において、 その幅の狭い方の 1個当 たりの容量は 5 8 . 3 Fであり、 幅の広い方の 1個当たりの容 量は 7 8 / Fで、 合計 1 6 3 5 という大容量のコンデンサが 得られる。
本実施の形態 3 における金属化フィルムコンデンサの単位体積 当たりの静電容量 （ i F / c m3)、 インダクタンス （ n H)、 静電 容量の変化率 （％) を表 1 に示す。 静電容量の変化率の定義は実 施の形態 1 と同じである。
(実施の形態 4 ) 実施の形態 4では、 実施の形態 1および 2で説明した金属化フ イルムコンデンサと基本的な構成並びに作用効果は同じなので同 一符号を付して詳細な説明を省略し、 異なるところを中心に説明 する。
実施の形態 2では扁平形のコンデンサ素子 1 の配列を、 一列 8 個が三列とも同じ位置になるように配列している。 一方、 実施 の形態 4では図 5 Aのように、 コンデンサケース 5内のデッ ドス ペースができるだけ減るように千鳥状に配列する。 図 5 Aで示す ように、 コンデンサ素子 1の配列で真中の列は他の列と同じ容量 のコンデンサ 7個とその容量の半分にしたコンデンサ素子 1 bを 2個配列する。
このようにコンデンサ素子 1、 l bを配列することで、 図 3 A ではデッ ドスペース Dであった所を有効に使えるようになる。 その結果、 コンデンサ素子 1偭当たりの容量を 7 %拡大するこ とができ、 合計 1 5 0 0 Fのコンデンサが得られる。
本実施の形態 4における金属化フィルムコンデンサの単位体積 当たりの静電容量 ( F / c m 3) , インダクタンス （ n H )、 静電 容量の変化率 ( % ) を表 1 に示す。 静電容量の変化率の定義は実 施の形態 1 と同じである。
(実施の形態 5 )
実施の形態 5は、 積層形のコンデンサ素子を使用した点が実施 の形態 1〜 4で説明した金属化フィルムコンデンサと異なる。 それ以外の基本的な構成並びに作用効果は同じなので同一符号 を付して詳細な説明を省略し、 異なるところを中心に説明する。 図 6 A、 図 6 Bでは、 実施の形態 1〜 4で用いていた扁平形の コンデンサ素子 1 を、 積層形のコンデンサ素子 9 に代える。
この積層形のコンデンサ素子 9は、 実施の形態 1 〜 4で用いた 扁平形のコンデンサ素子 1の両側のコーナ一部 （湾曲部） を、 メ 夕リコン電極部 1 0 と垂直方向に切断、 除去して得られる。
切断面の絶縁耐圧は、 切断面に Y A Gレ一ザを照射することに よって、 切断面近傍の蒸着金属を除去して確保できる。
実施の形態 5のように積層形のコンデンサ素子 9 を用いると、 コンデンサケース 5内のデッ ドスペースを大きく減らすことが可 能である。 この金属化フィルムコンデンサの静電容量は 1 8 6 0 2 Fであった。
本実施の形態 5 における金属化フィルムコンデンサの単位体積 当たりの静電容量 ( F / c m 3)、 イ ンダクタンス （ n H ) 静電 容量の変化率 ( % ) を表 1 に示す。 静電容量の変化率の定義は実 施の形態 1 と同じである。
(比較例）
以下、 図 7 Aと図 7 Bを参照しながら比較例を説明する。
比較例では図 7 Bに示すように、 扁平形のコンデンサ素子 1 の メタリコン電極部 2の向きがコンデンサケース 5の底面と垂直に なるように配置する。 そして図 7 Aに示すように、 点線と実線で 示したバスバ一 1 1 を 6本使ってメタリコン電極部 2を接続する。
さらに、 電極端子用となるバスバー 2本を接続してコンデンサ の電極端子 4 を完成させる。
この比較例ではバスバー 1 1 を合計 8本用いる。 そのためバス バ一を 2個しか用いなかった実施の形態 1 〜 5 に比べて、 バスバ —のコス トが 2倍となる。 そして、 コンデンサの静電容量は 1 5
12
2 0 0 Fであった。 さらに、 バスバー 1 1 の異極間に隙間を 有するので、 実施の形態 2〜 4に比べて体積当たりの容量が減少 する。 比較例のコンデンサにおける単位体積当たりの静電容量 ( F / c m 3 ) , インダクタンス （ n H )、 静電容量の変化率 （％) を表 1 に示す。 静電容量の変化率の定義は実施の形態 1 と同じで ある。
(表 1 )
Figure imgf000014_0001
比較例は、 実施の形態 1〜 5 に比べて、 バスバー 1 1 の引き回 しによる配線距離が増大するので、 インダクタンスが増加する。 また、 比較例の容量変化率が実施の形態 2〜 5 に比べて大きい のは、 開口部の樹脂面に湿気混入を防止するための銅製のバスバ 一 3 aが形成されていないからである。
実施の形態 1 は、 開口面を覆うほど銅製のバスバ一 3が広くな いので、 実施の形態 2〜 5より も容量減少率が大きくなる。
以上のように、 バスバー 3 をコンデンサケースの開口面を覆う プレー ト状に形成することにより、 金属化フィルムコンデンサの 耐湿性を向上させることができる。 P T/JP2003/015465
13
産業上の利用可能性
本発明は、 小型大容量化に適した構造を有し、 耐湿性に優れた 金属化フィルムコンデンサを低コス トで提供できる。
高温高湿下で使用される電子機器、 電気機器、 産業機器や自動 車等に用いることができる。

Claims

請求の範囲
1 . 金属化フィルムを巻回または積層し、 かつ前記金属化フ ィルムの幅方向の両端に電極を有する複数のコンデンサ素子と、 複数の前記コンデンサ素子における各々の前記電極同士を接続す る導電体と、 複数の前記コンデンサ素子を内蔵するコンデンサケ 一スとを備え、 複数の前記コンデンサ素子は前記コンデンサケ一 ス内で同じ方向を向く ように配列し、 前記各コンデンサ素子の両 端の前記電極同士を略同一平面上に位置させていることを特徴と する金属化フィルムコンデンサ。
2 • 金厲化フィルムを巻回または積層し 、 かつ前記金属化フィ ルムの幅方向の両端に電極を設けた複数の ンデンサ素子と、 複
,ヽム
数の 記コンデンサ素子における各々の前記電極同士を接続する 導電体と、 複数の刖 B3コンデンサ素子を内蔵するコンデンサケ一 スとを備え 、 αή金属化フィルムの幅の異なる複数の 記コンァ ンサ 子を HU gd 3ンデンサケース内に納め 、 全ての前記コン丁ン サ素子は 2枚の前記導電体を曲げ加工してそれぞれの前記コンデ ンサ素子の前記電極が前記導電体で挟みこまれた状態で並列接 1 されていることを特徴とする金属化フィルムコンデンサ。
3 . 前記電極同士を接続する前記導電体は、 板状で、 かつリ ¾ 極端子と一体化した形状を有し、 刖記 極端子となる部分は刖 B己 コンデンサケースの外部に配置していることを特徴とする 5
求項
1 または 2 に記載の金属化フィルム ンデンサ。
4 . 前記コンデンサ素子は、 偏平形状にしたことを特徴とす る請求項 1 〜 3のいずれかに記載の金属化フィルムコンデンサ。 ·
5 . 前記コンデンサケースは、 開口面と前記開口面に相対す る底面とを有する略直方体に形成し、 複数の前記コンデンサ素子 は一方の前記電極を前記開口面側に、 他方の前記電極を前記底面 側にそれぞれ配置し、 かつ前記底面の一方向に一列で並べたこと を特徴とする請求項 1 〜 4のいずれかに記載の金属化フィルムコ ンデンサ。
6 . 前記コンデンサケースは、 開口面と前記開口面に相対す る底面とを有する略直方体に形成し、 複数の前記コンデンサ素子 は一方の前記電極を開口面側に、 他方の前記電極を底面側にそれ ぞれ配置し、 かつ前記底面の一方向に複数列で並べたことを特徴 とする請求項 1 〜 4のいずれかに記載の金属化フィルムコンデン サ。
7 . 複数の前記コンデンサ素子は、 千鳥状に配置して一方向 に並べたことを特徴とする請求項 6 に記載の金属化フィルムコン デンサ。
8 . 前記コンデンサ素子は、 偏平形状にした前記コンデンサ 素子の両側のコーナー部を両端の前記電極と垂直方向に切断し削 除して略直方体の積層コンデンサの形状にしたことを特徴とする 請求項 1 〜 3 または請求項 5または請求項 6のいずれかに記載の 金属化フィルムコンデンサ。
9 . 前記コンデンサケースの開口面側に位置する前記電極を 接続する前記導電体は、 前記開口面を覆うプレ一ト状に形成した ことを特徴とする請求項 1 〜 8のいずれかに記載の金属化フィル ムコンデンサ。
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