WO2024079967A1 - コンデンサ - Google Patents

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WO2024079967A1
WO2024079967A1 PCT/JP2023/028667 JP2023028667W WO2024079967A1 WO 2024079967 A1 WO2024079967 A1 WO 2024079967A1 JP 2023028667 W JP2023028667 W JP 2023028667W WO 2024079967 A1 WO2024079967 A1 WO 2024079967A1
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WO
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metal case
capacitor
capacitor element
insulating member
protrusion
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Application number
PCT/JP2023/028667
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English (en)
French (fr)
Inventor
憲治 萩谷
智久 内田
Original Assignee
株式会社村田製作所
株式会社指月電機製作所
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G2/00Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
    • H01G2/08Cooling arrangements; Heating arrangements; Ventilating arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G2/00Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
    • H01G2/10Housing; Encapsulation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/224Housing; Encapsulation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/32Wound capacitors

Definitions

  • the present invention relates to a capacitor.
  • Patent Document 1 discloses a case-molded capacitor in which a bus bar with electrode terminals for external connection is connected to the electrode portion of a capacitor element, and the capacitor element is housed in a case with an opening on the top and molded with resin except for at least the electrode terminals of the bus bar, and the case is a metal case, and an insulating heat transfer layer is provided between the bottom surface of the metal case and the capacitor element.
  • the capacitor element may generate heat, which may cause a deterioration in electrical characteristics. Therefore, if a metal case is used to house the capacitor element in a case molded capacitor, it is expected that the heat generated in the capacitor element will be diffused to the metal case, making it easier to cool the capacitor element. However, in a case molded capacitor using a metal case, if electrical insulation between the capacitor element (particularly the electrode part) and the metal case is not ensured, electrical conduction between the capacitor element and the metal case may occur, compromising the capacitor's functionality.
  • the case molded capacitor described in Patent Document 1 provides an insulating heat transfer layer between the bottom surface of the metal case and the capacitor element, ensuring electrical insulation between the capacitor element and the metal case while diffusing heat generated in the capacitor element through the insulating heat transfer layer to the metal case and removing it.
  • the case molded capacitor described in Patent Document 1 requires the provision of a molded resin for molding the capacitor element and the insulating heat transfer layer in addition to the insulating heat transfer layer, resulting in a complex structure.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and aims to provide a capacitor with a simple structure that can ensure electrical insulation between the capacitor element and the metal case while improving the cooling function of the capacitor element.
  • the capacitor of the present invention comprises a capacitor element having a body and an external electrode provided on an end face of the body, a lead terminal electrically connected to the external electrode, a metal case in which the capacitor element is housed so that the lead terminal protrudes outward, an insulating member housed inside the metal case and positions the capacitor element so that the lead terminal does not come into contact with the metal case, and a filling resin filled inside the metal case so as to embed the capacitor element, and is characterized in that a protrusion is provided on the inner surface of the metal case at a position where the insulating member is not present, protruding toward the capacitor element, and the shortest distance between the capacitor element and the protrusion is smaller than the shortest distance between the lead terminal and the metal case.
  • the present invention provides a capacitor with a simple structure that ensures electrical insulation between the capacitor element and the metal case while improving the cooling function of the capacitor element.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of a capacitor of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a cross section of the capacitor shown in FIG. 1 taken along line a1-a2.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of a cross section of the capacitor shown in FIG. 1 taken along line segment b1-b2.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view showing an example of the capacitor element shown in FIGS. 1, 2, and 3.
  • FIG. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of a cross section of the capacitor element shown in FIG. 4 taken along line c1-c2.
  • a film capacitor is shown as an example of a capacitor of the present invention.
  • the capacitor of the present invention can also be applied to capacitors other than film capacitors.
  • the capacitor of the present invention comprises a capacitor element having a body and an external electrode provided on an end face of the body, a lead terminal electrically connected to the external electrode, a metal case in which the capacitor element is housed so that the lead terminal protrudes outward, an insulating member housed inside the metal case and positions the capacitor element so that the lead terminal does not come into contact with the metal case, and a filling resin filled inside the metal case so as to embed the capacitor element, and is characterized in that a protrusion is provided on the inner surface of the metal case at a position where the insulating member is not present, protruding toward the capacitor element, and the shortest distance between the capacitor element and the protrusion is smaller than the shortest distance between the lead terminal and the metal case.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of a capacitor of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a cross-section along line segment a1-a2 of the capacitor shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of a cross-section along line segment b1-b2 of the capacitor shown in FIG. 1.
  • the capacitor 1 shown in Figures 1, 2, and 3 has a capacitor element 10 (see Figure 4 described later), a first pull-out terminal 20a, a second pull-out terminal 20b, a metal case 30, an insulating member 40, and a filling resin 50.
  • the first direction D1, the second direction D2, and the third direction D3 are perpendicular to each other.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view showing an example of the capacitor element shown in FIGS. 1, 2, and 3.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of a cross-section along line segment c1-c2 of the capacitor element shown in FIG. 4.
  • the capacitor element 10 shown in Figures 4 and 5 has a body 11, a first external electrode 12a, and a second external electrode 12b.
  • the element body 11 is a wound body in which the first metallized film 13a and the second metallized film 13b are wound in a stacked state in the first direction D1.
  • the capacitor 1, or more specifically, the capacitor element 10 is a wound-type film capacitor in which the metallized films are stacked and wound.
  • the capacitor 1, or more specifically, the capacitor element 10 may be a laminated film capacitor in which metallized films are laminated.
  • element body 11 has a flat cross-sectional shape when viewed in a cross section perpendicular to the winding axis direction of element body 11 (second direction D2 in FIG. 4). More specifically, it is preferable that element body 11 is pressed into a flat shape such as an ellipse or oval, and that the cross-sectional shape of element body 11 is thinner than when it is a perfect circle.
  • Whether the base body has been pressed to have a flat cross-sectional shape can be confirmed, for example, by checking whether or not there are press marks on the base body.
  • the capacitor element 10 may have a cylindrical winding axis.
  • the winding axis is disposed on the central axis of the first metallized film 13a and the second metallized film 13b in the wound state, and serves as the winding axis when winding the first metallized film 13a and the second metallized film 13b.
  • the first metallized film 13a has a first dielectric film 14a and a first metal layer 15a.
  • the first dielectric film 14a has a first principal surface 14aa and a second principal surface 14ab that face each other in the first direction D1.
  • the first metal layer 15a is provided on the first main surface 14aa of the first dielectric film 14a. More specifically, the first metal layer 15a is provided on the first main surface 14aa of the first dielectric film 14a so as to reach one side edge of the first dielectric film 14a in the second direction D2, but not to reach the other side edge of the first dielectric film 14a.
  • the second metallized film 13b has a second dielectric film 14b and a second metal layer 15b.
  • the second dielectric film 14b has a first main surface 14ba and a second main surface 14bb that face each other in the first direction D1.
  • the second metal layer 15b is provided on the first main surface 14ba of the second dielectric film 14b. More specifically, the second metal layer 15b is provided on the first main surface 14ba of the second dielectric film 14b so as not to reach one side edge of the second dielectric film 14b in the second direction D2, but to reach the other side edge of the second dielectric film 14b.
  • the adjacent first metallized films 13a and second metallized films 13b are shifted in the second direction D2 so that the end of the first metal layer 15a that reaches the side edge of the first dielectric film 14a is exposed on one end surface of the element body 11, and the end of the second metal layer 15b that reaches the side edge of the second dielectric film 14b is exposed on the other end surface of the element body 11.
  • the first metallized film 13a protrudes toward the first external electrode 12a relative to the second metallized film 13b.
  • the second metallized film 13b protrudes toward the second external electrode 12b relative to the first metallized film 13a.
  • the first metal layer 15a is connected to the first external electrode 12a and is not connected to the second external electrode 12b.
  • the second metal layer 15b is connected to the second external electrode 12b and is not connected to the first external electrode 12a.
  • the adjacent first metallized film 13a and second metallized film 13b are shifted in the second direction D2 as described above, so that in the adjacent first dielectric film 14a and second dielectric film 14b, the first dielectric film 14a having the first metal layer 15a on the first main surface 14aa protrudes toward the first external electrode 12a relative to the second dielectric film 14b having the first metal layer 15a not provided on its main surface.
  • the second dielectric film 14b having the second metal layer 15b on the first main surface 14ba protrudes toward the second external electrode 12b relative to the first dielectric film 14a having the second metal layer 15b not provided on its main surface.
  • the element body 11 is formed by winding the first metallized film 13a and the second metallized film 13b in a stacked state in the first direction D1, and therefore can be said to include the first dielectric film 14a, the first metal layer 15a, the second dielectric film 14b, and the second metal layer 15b in the first direction D1. It can also be said that the element body 11 is a wound body formed by winding the first dielectric film 14a, the first metal layer 15a, the second dielectric film 14b, and the second metal layer 15b in the first direction D1.
  • the first main surface 14aa of the first dielectric film 14a and the second main surface 14bb of the second dielectric film 14b face each other in the first direction D1
  • the second main surface 14ab of the first dielectric film 14a and the first main surface 14ba of the second dielectric film 14b face each other in the first direction D1.
  • the first metallized film 13a and the second metallized film 13b are wound in a state in which they are stacked in the first direction D1.
  • the first metallized film 13a and the second metallized film 13b are wound in a state in which they are stacked in the first direction D1, so that the second metallized film 13b is on the inside of the first metallized film 13a, and more specifically, the first metal layer 15a is on the inside of the first dielectric film 14a, and the second metal layer 15b is on the inside of the second dielectric film 14b. That is, in the element body 11, the first metal layer 15a and the second metal layer 15b face each other with the first dielectric film 14a or the second dielectric film 14b sandwiched between them.
  • the first metal layer 15a may be provided with a fuse portion.
  • the fuse portion provided in the first metal layer 15a is, for example, a portion of the first metal layer 15a that connects a divided electrode portion in which the portion facing the second metal layer 15b is divided into multiple portions, and an electrode portion that does not face the second metal layer 15b.
  • Examples of electrode patterns of the first metal layer 15a provided with a fuse portion include the electrode patterns disclosed in JP 2004-363431 A and JP 5-251266 A.
  • the second metal layer 15b may also be provided with a fuse portion, similar to the first metal layer 15a.
  • the first dielectric film 14a may contain a curable resin as a main component.
  • the main component means the component with the highest weight percentage, preferably the component with a weight percentage greater than 50% by weight.
  • the curable resin may be a thermosetting resin or a photocurable resin.
  • thermosetting resin means a resin that can be cured by heat, but the curing method is not limited. Therefore, thermosetting resin also includes resins that can be cured by methods other than heat (for example, light, electron beam, etc.) so long as they are heat-curable. Also, depending on the material, a reaction may be initiated due to the reactivity of the material itself, and resins that proceed to cure without necessarily being subjected to heat from the outside are also considered to be thermosetting resins. The same applies to photocurable resins, and so long as they are light-curable, they also include resins that can be cured by methods other than light (for example, heat, etc.).
  • the curable resin is preferably made of a cured product of a first organic material having a hydroxyl group (OH group) and a second organic material having an isocyanate group (NCO group).
  • the curable resin is made of a cured product having a urethane bond obtained by reacting the hydroxyl group of the first organic material with the isocyanate group of the second organic material.
  • FT-IR Fourier transform infrared spectrophotometer
  • the first dielectric film 14a may contain at least one of a hydroxyl group and an isocyanate group.
  • the first dielectric film 14a may contain either a hydroxyl group or an isocyanate group, or may contain both a hydroxyl group and an isocyanate group.
  • Examples of the first organic material include phenoxy resin, polyvinyl acetoacetal resin, polyvinyl butyral resin, etc.
  • the second organic material examples include aromatic polyisocyanates such as diphenylmethane diisocyanate (MDI) and tolylene diisocyanate (TDI), and aliphatic polyisocyanates such as hexamethylene diisocyanate (HDI).
  • aromatic polyisocyanates such as diphenylmethane diisocyanate (MDI) and tolylene diisocyanate (TDI)
  • aliphatic polyisocyanates such as hexamethylene diisocyanate (HDI).
  • HDI hexamethylene diisocyanate
  • the second organic material multiple types of organic materials may be used in combination.
  • the first dielectric film 14a may contain a thermoplastic resin as a main component.
  • thermoplastic resins examples include polypropylene, polyethersulfone, polyetherimide, polyarylate, etc.
  • the first dielectric film 14a may contain additives to impart various functions.
  • Additives include, for example, leveling agents to impart smoothness.
  • the additive preferably has a functional group that reacts with a hydroxyl group and/or an isocyanate group and forms part of the crosslinked structure of the cured product.
  • examples of such additives include resins having at least one functional group selected from the group consisting of a hydroxyl group, an epoxy group, a silanol group, and a carboxyl group.
  • the second dielectric film 14b may contain a thermosetting resin as a main component, a photocurable resin as a main component, or a thermoplastic resin as a main component.
  • the second dielectric film 14b may also contain an additive, like the first dielectric film 14a.
  • compositions of the first dielectric film 14a and the second dielectric film 14b may be different from each other, but are preferably the same.
  • the thickness of the first dielectric film 14a and the second dielectric film 14b is preferably 1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less, and more preferably 3 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
  • the thicknesses of the first dielectric film 14a and the second dielectric film 14b may be different from each other, but it is preferable that they are the same.
  • the thickness of the dielectric film is measured using an optical thickness gauge.
  • the first dielectric film 14a and the second dielectric film 14b are each preferably produced by forming a resin solution containing the resin material as described above into a film and then curing it by heat treatment.
  • Examples of materials that can be used to form the first metal layer 15a and the second metal layer 15b include metals such as aluminum, zinc, titanium, magnesium, tin, and nickel.
  • compositions of the first metal layer 15a and the second metal layer 15b may be different from each other, but are preferably the same.
  • the thickness of the first metal layer 15a and the second metal layer 15b is preferably 5 nm or more and 40 nm or less.
  • the thicknesses of the first metal layer 15a and the second metal layer 15b may be different from each other, but are preferably the same.
  • the thickness of the metal layer is measured by observing a cross section of the metallized film along the first direction using a transmission electron microscope (TEM).
  • TEM transmission electron microscope
  • the first metal layer 15a and the second metal layer 15b are preferably formed by depositing a metal such as that described above onto the main surfaces of the first dielectric film 14a and the second dielectric film 14b, respectively.
  • the first external electrode 12a is provided on one end surface of the element body 11. More specifically, the first external electrode 12a is connected to the first metal layer 15a by contacting the end of the first metal layer 15a exposed on one end surface of the element body 11. On the other hand, the first external electrode 12a is not connected to the second metal layer 15b.
  • the second external electrode 12b is provided on the other end surface of the element body 11. More specifically, the second external electrode 12b is connected to the second metal layer 15b by contacting the end of the second metal layer 15b exposed on the other end surface of the element body 11. On the other hand, the second external electrode 12b is not connected to the first metal layer 15a.
  • the constituent materials of the first external electrode 12a and the second external electrode 12b include metals such as zinc, aluminum, tin, and zinc-aluminum alloys.
  • compositions of the first external electrode 12a and the second external electrode 12b may be different from each other, but are preferably the same.
  • the first external electrode 12a and the second external electrode 12b are preferably formed by spraying a metal such as that described above onto one end face and the other end face of the body 11, respectively.
  • the first pull-out terminal 20a is electrically connected to the first external electrode 12a.
  • the first pull-out terminal 20a is electrically connected to the first external electrode 12a via a joining member such as solder.
  • the first pull-out terminal 20a may extend in a first direction D1.
  • the second pull-out terminal 20b is electrically connected to the second external electrode 12b.
  • the second pull-out terminal 20b is electrically connected to the second external electrode 12b via a joining member such as solder.
  • the second pull-out terminal 20b may extend in the first direction D1.
  • the directions in which the first pull-out terminal 20a and the second pull-out terminal 20b extend may be parallel. However, the directions in which the first pull-out terminal 20a and the second pull-out terminal 20b extend do not have to be parallel.
  • the first pull-out terminal 20a and the second pull-out terminal 20b may each have a plate-like shape or a linear (rod-like) shape, for example.
  • the first pull-out terminal 20a and the second pull-out terminal 20b may each have a shape with a partially bent portion.
  • the constituent material of the first pull-out terminal 20a and the second pull-out terminal 20b may be, for example, a metal such as copper, oxygen-free copper, aluminum, or an alloy containing at least one of these.
  • the constituent material of the first pull-out terminal 20a and the second pull-out terminal 20b is preferably copper or oxygen-free copper.
  • the constituent material of the first pull-out terminal 20a and the second pull-out terminal 20b is a copper-based material
  • oxygen-free copper copper: 99.96% by weight or more
  • tough pitch copper copper: 99.90% by weight or more
  • phosphorus deoxidized copper copper: 99.90% by weight or more, phosphorus: 0.015% by weight or more, 0.040% by weight or less
  • etc. may be used.
  • the first pull-out terminal 20a and the second pull-out terminal 20b are each used as terminals for electrically connecting the capacitor element 10 to an object to be mounted, for example, when mounting the capacitor 1 to the object to be mounted.
  • a welding method such as laser welding or resistance welding is used.
  • laser welding has the advantage that welding can be completed in a short time by using localized heating, thereby reducing welding distortion.
  • the capacitor element 10 is housed inside the metal case 30 so that the first pull-out terminal 20a and the second pull-out terminal 20b protrude toward the outside.
  • the shape of the metal case 30 is, for example, a cylindrical shape with a bottom and an opening 31 at one end in the first direction D1, as shown in Figures 1, 2, and 3.
  • the inner surface of the metal case 30 includes a first inner surface 32 facing the opening 31 in the first direction D1, and a second inner surface 33 (including four surfaces in the example shown in Figures 2 and 3) extending from the first inner surface 32 toward the opening 31 in the first direction D1.
  • the metal that constitutes the metal case 30 may be, for example, an elemental metal such as aluminum, magnesium, iron, stainless steel, or copper, or an alloy that contains at least one of these elemental metals. Of these, it is preferable that the metal case 30 contains aluminum or an aluminum alloy.
  • the metal case 30 is manufactured by a method such as impact molding.
  • the insulating member 40 is housed inside the metal case 30.
  • the insulating member 40 positions the capacitor element 10 so that the first pull-out terminal 20a does not come into contact with the metal case 30. Furthermore, the insulating member 40 positions the capacitor element 10 so that the second pull-out terminal 20b does not come into contact with the metal case 30.
  • insulating member 40 positions capacitor element 10 so that first pull-out terminal 20a does not come into contact with metal case 30, and so that second pull-out terminal 20b does not come into contact with metal case 30, thereby ensuring electrical insulation between capacitor element 10 and metal case 30. In this way, in capacitor 1, electrical insulation between capacitor element 10 and metal case 30 can be ensured by the simple structure of insulating member 40.
  • the insulating member 40 may be provided between the first pull-out terminal 20a and the first inner surface 32 of the metal case 30 in the first direction D1. More specifically, as shown in FIG. 2, the insulating member 40 may have a first portion 40a provided between the first pull-out terminal 20a and the first inner surface 32 of the metal case 30 in the first direction D1. In the example shown in FIG. 2, the first portion 40a of the insulating member 40 extends in the second direction D2.
  • the insulating member 40 does not have to be provided between the first pull-out terminal 20a and the first inner surface 32 of the metal case 30 in the first direction D1.
  • the insulating member 40 may be in contact with the first inner surface 32 of the metal case 30 in the first direction D1. More specifically, as shown in FIG. 2, the first portion 40a of the insulating member 40 may be in contact with the first inner surface 32 of the metal case 30 in the first direction D1.
  • the insulating member 40 may be in contact with the first inner surface 32 of the metal case 30 in the first direction D1. More specifically, as shown in FIG. 3, the insulating member 40 may have a second portion 40b that is in contact with the first inner surface 32 of the metal case 30 in the first direction D1. In the example shown in FIG. 3, the second portion 40b of the insulating member 40 extends in the third direction D3.
  • the insulating member 40 does not have to be in contact with the first inner surface 32 of the metal case 30 in the first direction D1.
  • the insulating member 40 may be provided between the first pull-out terminal 20a and the second inner surface 33 of the metal case 30 in a second direction D2 perpendicular to the first direction D1. More specifically, as shown in FIG. 2, the insulating member 40 may have a third portion 40c provided between the first pull-out terminal 20a and the second inner surface 33 of the metal case 30 in the second direction D2. In the example shown in FIG. 2, the third portion 40c of the insulating member 40 extends in the first direction D1 while being connected to the first portion 40a.
  • the insulating member 40 does not have to be provided between the first pull-out terminal 20a and the second inner surface 33 of the metal case 30 in the second direction D2.
  • the insulating member 40 may be in contact with the first pull-out terminal 20a in the second direction D2. More specifically, as shown in FIG. 2, the third portion 40c of the insulating member 40 may be in contact with the first pull-out terminal 20a in the second direction D2.
  • the insulating member 40 does not have to be in contact with the first pull-out terminal 20a in the second direction D2.
  • the insulating member 40 may be provided between the second pull-out terminal 20b and the first inner surface 32 of the metal case 30 in the first direction D1. More specifically, as shown in FIG. 2, the insulating member 40 may have a fourth portion 40d provided between the second pull-out terminal 20b and the first inner surface 32 of the metal case 30 in the first direction D1. In the example shown in FIG. 2, the fourth portion 40d of the insulating member 40 extends in the second direction D2 at a position away from the first portion 40a.
  • the insulating member 40 does not have to be provided between the second pull-out terminal 20b and the first inner surface 32 of the metal case 30 in the first direction D1.
  • the fourth portion 40d of the insulating member 40 may be in contact with the first inner surface 32 of the metal case 30 in the first direction D1.
  • the insulating member 40 may have a fifth portion 40e that contacts the first inner surface 32 of the metal case 30 in the first direction D1.
  • the fifth portion 40e of the insulating member 40 extends in the third direction D3 at a position away from the second portion 40b.
  • the first part 40a, the second part 40b, the fourth part 40d, and the fifth part 40e of the insulating member 40 may be connected to each other, may not be connected to each other, or may not be connected in part.
  • the insulating member 40 may be provided between the second pull-out terminal 20b and the second inner surface 33 of the metal case 30 in the second direction D2. More specifically, as shown in FIG. 2, the insulating member 40 may have a sixth portion 40f provided between the second pull-out terminal 20b and the second inner surface 33 of the metal case 30 in the second direction D2. In the example shown in FIG. 2, the sixth portion 40f of the insulating member 40 extends in the first direction D1 while being connected to the fourth portion 40d.
  • the insulating member 40 does not have to be provided between the second pull-out terminal 20b and the second inner surface 33 of the metal case 30 in the second direction D2.
  • the insulating member 40 may be in contact with the second pull-out terminal 20b in the second direction D2. More specifically, as shown in FIG. 2, the sixth portion 40f of the insulating member 40 may be in contact with the second pull-out terminal 20b in the second direction D2.
  • the insulating member 40 does not have to be in contact with the second pull-out terminal 20b in the second direction D2.
  • Examples of materials that can be used to form the insulating member 40 include insulating materials such as resin and ceramic.
  • the insulating member 40 may be a member made of the insulating material described above, or a member in which a conductor made of a conductive material such as metal is coated with an insulating material.
  • the filled resin 50 is filled inside the metal case 30 so as to embed the capacitor element 10.
  • the capacitor element 10 is held inside the metal case 30.
  • the filled resin 50 is filled between the capacitor element 10 and the metal case 30, more specifically, between the outer surface of the capacitor element 10 and the inner surface of the metal case 30. Furthermore, inside the metal case 30, the filled resin 50 is filled not only between the capacitor element 10 and the metal case 30, but also in the area from the opening 31 of the metal case 30 to the capacitor element 10.
  • the filling resin 50 it is preferable to appropriately select a resin with low moisture permeability from the viewpoint of suppressing the infiltration of moisture into the capacitor element 10, and examples thereof include epoxy resin, silicone resin, urethane resin, etc.
  • examples of the hardener for the epoxy resin include an amine hardener, an imidazole hardener, etc.
  • the filling resin 50 only the above-mentioned resin may be used, but in order to improve strength, a resin to which a reinforcing agent has been added may also be used.
  • reinforcing agents include silica and alumina.
  • the thickness of the filling resin 50 at the opening 31 of the metal case 30 is large.
  • the thickness of the filling resin 50 at the opening 31 of the metal case 30 is preferably sufficiently large within the range that allows for the volume (physical size) of the entire capacitor 1, and specifically, is preferably 2 mm or more, and more preferably 4 mm or more.
  • the thickness of the filling resin 50 for the capacitor element 10 is made larger on the opening 31 side of the metal case 30 than on the first inner surface 32 side by arranging the capacitor element 10 on the opening 31 side of the metal case 30 inside the metal case 30.
  • the thickness of the filling resin 50 is measured, for example, using a soft X-ray device if it is in a non-destructive state, and using a length measuring device such as a caliper if it is in a destructive state.
  • the relationship between the height of the metal case 30 and the height of the filled resin 50 in the first direction D1 is such that the thickness of the filled resin 50 at the opening 31 of the metal case 30 is as large as possible, and may be up to a position on the inside of the metal case 30, may be just about to the top, or may overflow slightly due to surface tension.
  • the inner surface of the metal case 30 is provided with a protrusion 35 that protrudes toward the capacitor element 10 at a position where the insulating member 40 is not present.
  • the protrusion 35 protrudes from the inner surface of the metal case 30 toward the element body 11 at a position where the insulating member 40 is not present.
  • the shortest distance between the capacitor element 10 and the protrusion 35 is smaller than the shortest distance between the first pull-out terminal 20a and the metal case 30.
  • the shortest distance between the capacitor element 10 and the protrusion 35 corresponds to the shortest distance E between the capacitor element 10 and the protrusion 35 in the first direction D1.
  • the shortest distance E between the capacitor element 10 and the protrusion 35 in the first direction D1 corresponds to the shortest distance between the body 11 of the capacitor element 10 and the protrusion 35 in the first direction D1.
  • the shortest distance between the first pull-out terminal 20a and the metal case 30 corresponds to the shortest distance F1 between the first pull-out terminal 20a and the metal case 30 in the first direction D1.
  • the shortest distance between the first pull-out terminal 20a and the metal case 30 may also correspond to the shortest distance between the first pull-out terminal 20a and the metal case 30 in the second direction D2.
  • the shortest distance between the first pull-out terminal 20a and the metal case 30 may also correspond to the shortest distance between the first pull-out terminal 20a and the metal case 30 in the third direction D3.
  • the shortest distance E between the capacitor element 10 and the protrusion 35 in the first direction D1 is smaller than the shortest distance F1 between the first pull-out terminal 20a and the metal case 30 in the first direction D1.
  • the shortest distance between the capacitor element 10 and the protrusion 35 is smaller than the shortest distance between the second pull-out terminal 20b and the metal case 30.
  • the shortest distance between the second pull-out terminal 20b and the metal case 30 corresponds to the shortest distance F2 between the second pull-out terminal 20b and the metal case 30 in the first direction D1.
  • the shortest distance between the second pull-out terminal 20b and the metal case 30 may also correspond to the shortest distance between the second pull-out terminal 20b and the metal case 30 in the second direction D2.
  • the shortest distance between the second pull-out terminal 20b and the metal case 30 may also correspond to the shortest distance between the second pull-out terminal 20b and the metal case 30 in the third direction D3.
  • the shortest distance E between the capacitor element 10 and the protrusion 35 in the first direction D1 is smaller than the shortest distance F2 between the second pull-out terminal 20b and the metal case 30 in the first direction D1.
  • the shortest distance between the capacitor element 10 and the protrusion 35 is smaller than the shortest distance between the first lead-out terminal 20a and the metal case 30 (in the example shown in FIG. 2, the shortest distance F1 in the first direction D1 between the first lead-out terminal 20a and the metal case 30) and the shortest distance between the second lead-out terminal 20b and the metal case 30 (in the example shown in FIG. 2, the shortest distance F2 in the first direction D1 between the second lead-out terminal 20b and the metal case 30), so that the capacitor element 10 and the protrusion 35 are in close proximity (in the example shown in FIG.
  • the capacitor element 10 and the protrusion 35 are in close proximity in the first direction D1). Therefore, in the capacitor 1, heat generated in the capacitor element 10 is easily diffused to the protrusion 35, and the capacitor element 10 is easily cooled. In this way, in the capacitor 1, the cooling function of the capacitor element 10 can be improved by using a simple structure of the protrusions 35 provided on the inner surface of the metal case 30 (in the example shown in FIG. 2, the first inner surface 32).
  • capacitor 1 if the shortest distance between first pull-out terminal 20a and metal case 30 is less than the shortest distance between capacitor element 10 and protrusion 35, the first pull-out terminal 20a and metal case 30 will come close to each other, causing discharge between the first pull-out terminal 20a and metal case 30, impairing the capacitor's function. Also, in capacitor 1, if the shortest distance between second pull-out terminal 20b and metal case 30 is less than the shortest distance between capacitor element 10 and protrusion 35, the second pull-out terminal 20b and metal case 30 will come close to each other, causing discharge between the second pull-out terminal 20b and metal case 30, impairing the capacitor's function.
  • the capacitor 1 has a simple structure of the insulating member 40 and the protrusions 35, which allows for both ensuring electrical insulation between the capacitor element 10 and the metal case 30 and improving the cooling function of the capacitor element 10.
  • the case molded capacitor described in Patent Document 1 in addition to the insulating heat transfer layer, it is necessary to provide a molded resin for molding the capacitor element and the insulating heat transfer layer. Therefore, the case molded capacitor described in Patent Document 1 not only has a complex structure, but also has problems such as difficulty in managing the manufacturing process. In contrast, with Capacitor 1, simply by providing the simple structure of insulating member 40 and protrusions 35, it is possible to ensure electrical insulation between capacitor element 10 and metal case 30 and improve the cooling function of capacitor element 10. Furthermore, Capacitor 1 can simplify the manufacturing process, making it easier to manage the manufacturing process.
  • the shortest distance between the capacitor element 10 and the protrusion 35 is preferably 0 mm or more and 5 mm or less.
  • the shortest distance E between the capacitor element 10 and the protrusion 35 in the first direction D1 is preferably 0 mm or more and 5 mm or less. In this case, in the capacitor 1, the capacitor element 10 and the protrusion 35 are sufficiently close to each other, so that the cooling function of the capacitor element 10 is sufficiently improved.
  • the shortest distance between the capacitor element 10 and the protrusion 35 is particularly preferably 0 mm.
  • the shortest distance E between the capacitor element 10 and the protrusion 35 in the first direction D1 is particularly preferably 0 mm.
  • the capacitor element 10 and the protrusion 35 are separated in the first direction D1, but it is particularly preferred that the capacitor element 10 and the protrusion 35 are in contact in the first direction D1.
  • the shortest distance between the capacitor element and the protrusion is determined by observing the cross section of the capacitor at multiple points, such as in Figures 2 and 3.
  • the shortest distance between the lead-out terminal and the metal case is determined by observing the cross section of the capacitor at multiple points, as shown in Figure 2.
  • the thermal conductivity of the metal case 30 is higher than the thermal conductivity of the filling resin 50.
  • the protrusion 35 may protrude from the first inner surface 32 of the metal case 30 in the first direction D1.
  • the protrusion 35 may protrude from the second inner surface 33 of the metal case 30 in the second direction D2, or may protrude from the second inner surface 33 of the metal case 30 in the third direction D3.
  • the protrusion 35 may be in contact with the insulating member 40 in a second direction D2 perpendicular to the first direction D1. More specifically, as shown in FIG. 2, the protrusion 35 may be in contact with the first portion 40a and the fourth portion 40d of the insulating member 40 in the second direction D2. In this case, the insulating member 40 is positioned in the second direction D2 by the protrusion 35.
  • the protrusion 35 does not have to be in contact with the insulating member 40 in the second direction D2. More specifically, the protrusion 35 does not have to be in contact with the first portion 40a and the fourth portion 40d of the insulating member 40 in the second direction D2.
  • the protrusion 35 may be in contact with only one of the first portion 40a and the fourth portion 40d of the insulating member 40 in the second direction D2.
  • the protrusion 35 may be in contact with the insulating member 40 in a third direction D3 perpendicular to the first direction D1 and the second direction D2. More specifically, as shown in FIG. 3, the protrusion 35 may be in contact with the second portion 40b and the fifth portion 40e of the insulating member 40 in the third direction D3. In this case, the insulating member 40 is positioned in the third direction D3 by the protrusion 35.
  • the protrusion 35 does not have to be in contact with the insulating member 40 in the third direction D3. More specifically, the protrusion 35 does not have to be in contact with the second portion 40b and the fifth portion 40e of the insulating member 40 in the third direction D3.
  • the protrusion 35 may contact only one of the second portion 40b and the fifth portion 40e of the insulating member 40 in the third direction D3.
  • the shortest distance E between the capacitor element 10 and the protrusion 35 in the first direction D1 is equal to or smaller than the shortest distance G between the capacitor element 10 and the insulating member 40 in the first direction D1.
  • the shortest distance E between the capacitor element 10 and the protrusion 35 in the first direction D1 may be smaller than the shortest distance G between the capacitor element 10 and the insulating member 40 in the first direction D1, or may be the same as the shortest distance G between the capacitor element 10 and the insulating member 40 in the first direction D1.
  • the protrusion 35 will protrude in the first direction D1 relative to the insulating member 40.
  • the surface of the protrusion 35 facing the capacitor element 10 will be at a height position closer to the capacitor element 10 in the first direction D1 than the surface of the insulating member 40 facing the capacitor element 10.
  • the surfaces of the protrusion 35 and the insulating member 40 facing the capacitor element 10 will be at the same height position in the first direction D1.
  • the dimension S of the protrusion 35 in the first direction D1 is equal to or greater than the dimension T of the insulating member 40 in the first direction D1.
  • the dimension S of the protrusion 35 in the first direction D1 may be greater than the dimension T of the insulating member 40 in the first direction D1, or may be the same as the dimension T of the insulating member 40 in the first direction D1.
  • the protrusion 35 in the first direction D1 is greater than the dimension T of the insulating member 40 in the first direction D1
  • the protrusion 35 will protrude in the first direction D1 relative to the insulating member 40.
  • the surface of the protrusion 35 facing the capacitor element 10 will be at a height position closer to the capacitor element 10 in the first direction D1 than the surface of the insulating member 40 facing the capacitor element 10.
  • the capacitor element 10 is separated from the first inner surface 32 of the metal case 30.
  • the state in which the capacitor element 10 is separated from the first inner surface 32 of the metal case 30 can be achieved, for example, by the following methods 1 to 3.
  • Metal case 30 (Method 1) With capacitor element 10 lifted up by a jig or the like so as to be separated from first inner surface 32 of metal case 30 , filling resin 50 is filled into metal case 30 .
  • Method 3 By tilting the extension direction of at least one of the third portion 40c and the sixth portion 40f of the insulating member 40 from the first direction D1, the distance between the third portion 40c and the sixth portion 40f in the second direction D2 is made smaller on the first inner surface 32 side of the metal case 30 than the total dimension in the second direction D2 of the capacitor element 10, the first pull-out terminal 20a, and the second pull-out terminal 20b, and the capacitor element 10 is positioned away from the first inner surface 32 of the metal case 30.
  • one capacitor element 10 is stored inside one metal case 30, but multiple capacitor elements 10 may be stored inside one metal case 30.
  • At least one capacitor element 10 When multiple capacitor elements 10 are stored inside one metal case 30, it is sufficient for at least one capacitor element 10 to have a configuration in which the shortest distance between the capacitor element 10 and the protrusion 35 is smaller than the shortest distance between the first pull-out terminal 20a and the metal case 30 and the shortest distance between the second pull-out terminal 20b and the metal case 30, and it is particularly preferable for this configuration to be true for all capacitor elements 10.
  • the protrusions 35 are not only provided toward the capacitor elements 10, but may also be provided toward the gap between adjacent capacitor elements 10. In this case, both adjacent capacitor elements 10 are more likely to be cooled.
  • one protrusion 35 is provided toward one capacitor element 10, but multiple protrusions 35 may be provided toward one capacitor element 10.
  • the shortest distance between the capacitor element 10 and the protrusion 35 is smaller than the shortest distance between the first pull-out terminal 20a and the metal case 30 and the shortest distance between the second pull-out terminal 20b and the metal case 30 for at least one protrusion 35, and it is particularly preferable that this be the case for all protrusions 35.
  • the capacitor of the present invention is useful, for example, as a smoothing capacitor that constitutes a power conversion device (e.g., an inverter) for in-vehicle use.
  • a power conversion device e.g., an inverter
  • a capacitor element having an element body and external electrodes provided on end faces of the element body; A lead terminal electrically connected to the external electrode; a metal case in which the capacitor element is housed so that the lead-out terminal protrudes outward; an insulating member that is housed inside the metal case and that positions the capacitor element so that the lead terminals do not come into contact with the metal case; a filling resin filled inside the metal case so as to embed the capacitor element, a protrusion is provided on an inner surface of the metal case at a position where the insulating member is not present, the protrusion protruding toward the capacitor element;
  • the capacitor is characterized in that the shortest distance between the capacitor element and the protrusion is shorter than the shortest distance between the lead-out terminal and the metal case.
  • ⁇ 2> The capacitor according to ⁇ 1>, wherein the shortest distance between the capacitor element and the protrusion is 0 mm or more and 5 mm or less.
  • the metal case has a bottomed cylindrical shape having an opening at one end in the first direction,
  • ⁇ 5> The capacitor according to ⁇ 3> or ⁇ 4>, wherein the insulating member is provided between the lead-out terminal and the first inner surface of the metal case in the first direction.
  • ⁇ 6> The capacitor according to ⁇ 5>, wherein the insulating member is in contact with the first inner surface of the metal case in the first direction.
  • ⁇ 7> The capacitor according to any one of ⁇ 3> to ⁇ 6>, wherein the insulating member is provided between the lead-out terminal and the second inner surface of the metal case in a second direction perpendicular to the first direction.
  • ⁇ 9> The capacitor according to any one of ⁇ 3> to ⁇ 8>, wherein the protrusion protrudes from the first inner surface of the metal case in the first direction.
  • ⁇ 10> The capacitor according to any one of ⁇ 3> to ⁇ 9>, wherein the protrusion is in contact with the insulating member in a second direction perpendicular to the first direction.
  • ⁇ 11> The capacitor according to any one of ⁇ 3> to ⁇ 10>, wherein the shortest distance in the first direction between the capacitor element and the protrusion is equal to or shorter than the shortest distance in the first direction between the capacitor element and the insulating member.
  • ⁇ 12> The capacitor according to any one of ⁇ 3> to ⁇ 11>, wherein a dimension of the protrusion in the first direction is equal to or greater than a dimension of the insulating member in the first direction.
  • Capacitor 10 Capacitor element 11 Body 12a First external electrode 12b Second external electrode 13a First metallized film 13b Second metallized film 14a First dielectric film 14aa First main surface 14ab of first dielectric film Second main surface 14b of first dielectric film Second dielectric film 14ba First main surface 14bb of second dielectric film Second main surface 15a of second dielectric film First metal layer 15b Second metal layer 20a First lead terminal 20b Second lead terminal 30 Metal case 31 Opening 32 First inner surface 33 Second inner surface 35 Protrusion 40 Insulating member 40a First portion 40b Second portion 40c Third portion 40d Fourth portion 40e Fifth portion 40f Sixth portion 50 Filling resin D1 First direction D2 Second direction D3 Third direction E Shortest distance F1 in the first direction between the capacitor element and the protrusion Shortest distance F2 in the first direction between the first lead terminal and the metal case; Shortest distance G in the first direction between the second lead terminal and the metal case; Shortest distance S in the first direction between the capacitor element and the insulating member; Dimension T of the pro

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Abstract

コンデンサ1は、素体11と、素体11の端面上に設けられた外部電極12a(12b)と、を有するコンデンサ素子10と、外部電極12a(12b)に電気的に接続された引出端子20a(20b)と、引出端子20a(20b)が外部に向かって突出するようにコンデンサ素子10が内部に収納された金属ケース30と、金属ケース30の内部に収納され、かつ、引出端子20a(20b)と金属ケース30とが接しないようにコンデンサ素子10を位置決めする絶縁部材40と、コンデンサ素子10を埋設させるように金属ケース30の内部に充填された充填樹脂50と、を備え、金属ケース30の内面には、絶縁部材40が存在しない位置でコンデンサ素子10に向かって突出する突起35が設けられ、コンデンサ素子10と突起35との最短距離は、引出端子20a(20b)と金属ケース30との最短距離よりも小さい。

Description

コンデンサ
 本発明は、コンデンサに関する。
 特許文献1には、コンデンサ素子の電極部に外部接続用の電極端子を設けたバスバーを接続し、これを上面の開口したケース内に収容して少なくとも上記バスバーの電極端子を除いて樹脂モールドしたケースモールド型コンデンサにおいて、上記ケースは金属ケースであり、上記金属ケースの底面と上記コンデンサ素子との間に絶縁伝熱層を設けたことを特徴としたケースモールド型コンデンサが開示されている。
国際公開第2008/108089号
 ケースモールド型コンデンサでは、コンデンサ素子が発熱することにより、電気特性が低下するおそれがある。そこで、ケースモールド型コンデンサにおいて、コンデンサ素子を収納するケースとして金属ケースを用いると、コンデンサ素子で生じた熱が金属ケースに拡散することにより、コンデンサ素子が冷却されやすくなるという効果が期待される。しかしながら、金属ケースが用いられたケースモールド型コンデンサでは、コンデンサ素子(特に、電極部)と金属ケースとの電気的な絶縁が確保されていないと、コンデンサ素子と金属ケースとが導通することにより、コンデンサとしての機能が損なわれるおそれがある。
 これに対して、特許文献1に記載のケースモールド型コンデンサでは、金属ケースの底面とコンデンサ素子との間に絶縁伝熱層を設けることにより、コンデンサ素子と金属ケースとの電気的な絶縁を確保しつつ、コンデンサ素子での発熱が絶縁伝熱層を通じて金属ケースへと拡散して除去される、とされている。しかしながら、特許文献1に記載のケースモールド型コンデンサでは、特許文献1の図2等に示されるように、絶縁伝熱層に加えて、コンデンサ素子及び絶縁伝熱層をモールドするためのモールド樹脂を設ける必要があるため、構造が複雑化してしまう。
 本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、簡易な構造により、コンデンサ素子と金属ケースとの電気的な絶縁の確保と、コンデンサ素子の冷却機能の向上とを両立可能なコンデンサを提供することを目的とするものである。
 本発明のコンデンサは、素体と、上記素体の端面上に設けられた外部電極と、を有するコンデンサ素子と、上記外部電極に電気的に接続された引出端子と、上記引出端子が外部に向かって突出するように上記コンデンサ素子が内部に収納された金属ケースと、上記金属ケースの内部に収納され、かつ、上記引出端子と上記金属ケースとが接しないように上記コンデンサ素子を位置決めする絶縁部材と、上記コンデンサ素子を埋設させるように上記金属ケースの内部に充填された充填樹脂と、を備え、上記金属ケースの内面には、上記絶縁部材が存在しない位置で上記コンデンサ素子に向かって突出する突起が設けられ、上記コンデンサ素子と上記突起との最短距離は、上記引出端子と上記金属ケースとの最短距離よりも小さい、ことを特徴とする。
 本発明によれば、簡易な構造により、コンデンサ素子と金属ケースとの電気的な絶縁の確保と、コンデンサ素子の冷却機能の向上とを両立可能なコンデンサを提供できる。
図1は、本発明のコンデンサの一例を示す斜視模式図である。 図2は、図1に示すコンデンサの線分a1-a2に沿う断面の一例を示す断面模式図である。 図3は、図1に示すコンデンサの線分b1-b2に沿う断面の一例を示す断面模式図である。 図4は、図1、図2、及び、図3に示すコンデンサ素子の一例を示す斜視模式図である。 図5は、図4に示すコンデンサ素子の線分c1-c2に沿う断面の一例を示す断面模式図である。
 以下、本発明のコンデンサについて説明する。なお、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更されてもよい。また、以下において記載する個々の好ましい構成を複数組み合わせたものもまた本発明である。
 以下では、本発明のコンデンサの一例として、フィルムコンデンサを示す。本発明のコンデンサは、フィルムコンデンサ以外のコンデンサにも適用可能である。
 以下に示す図面は模式図であり、その寸法、縦横比の縮尺等は実際の製品と異なる場合がある。
 本明細書中、要素間の関係性を示す用語(例えば、「平行」、「直交」等)及び要素の形状を示す用語は、文字通りの厳密な態様のみを意味するだけではなく、実質的に同等な範囲、例えば、数%程度の差異を含む範囲も意味する。
 本発明のコンデンサは、素体と、上記素体の端面上に設けられた外部電極と、を有するコンデンサ素子と、上記外部電極に電気的に接続された引出端子と、上記引出端子が外部に向かって突出するように上記コンデンサ素子が内部に収納された金属ケースと、上記金属ケースの内部に収納され、かつ、上記引出端子と上記金属ケースとが接しないように上記コンデンサ素子を位置決めする絶縁部材と、上記コンデンサ素子を埋設させるように上記金属ケースの内部に充填された充填樹脂と、を備え、上記金属ケースの内面には、上記絶縁部材が存在しない位置で上記コンデンサ素子に向かって突出する突起が設けられ、上記コンデンサ素子と上記突起との最短距離は、上記引出端子と上記金属ケースとの最短距離よりも小さい、ことを特徴とする。
 図1は、本発明のコンデンサの一例を示す斜視模式図である。図2は、図1に示すコンデンサの線分a1-a2に沿う断面の一例を示す断面模式図である。図3は、図1に示すコンデンサの線分b1-b2に沿う断面の一例を示す断面模式図である。
 図1、図2、及び、図3に示すコンデンサ1は、コンデンサ素子10(後述する図4参照)と、第1引出端子20aと、第2引出端子20bと、金属ケース30と、絶縁部材40と、充填樹脂50と、を有している。
 図1等において、第1方向D1と第2方向D2と第3方向D3とは、互いに直交している。
 図4は、図1、図2、及び、図3に示すコンデンサ素子の一例を示す斜視模式図である。図5は、図4に示すコンデンサ素子の線分c1-c2に沿う断面の一例を示す断面模式図である。
 図4及び図5に示すコンデンサ素子10は、素体11と、第1外部電極12aと、第2外部電極12bと、を有している。
 素体11は、第1金属化フィルム13aと第2金属化フィルム13bとが第1方向D1に積層された状態で巻回されてなる巻回体である。つまり、コンデンサ1、より具体的には、コンデンサ素子10は、金属化フィルムが積層された状態で巻回された巻回型のフィルムコンデンサである。
 なお、コンデンサ1、より具体的には、コンデンサ素子10は、金属化フィルムが積層された積層型のフィルムコンデンサであってもよい。
 コンデンサ素子10では、低背化の観点から、素体11の巻軸方向(図4では、第2方向D2)に直交する断面を見たときに、素体11の断面形状が扁平形状であることが好ましい。より具体的には、素体11の断面形状が楕円又は長円のような扁平形状にプレスされ、素体11の断面形状が真円であるときよりも厚みが小さい形状とされることが好ましい。
 素体の断面形状が扁平形状となるようにプレスされたかどうかについては、例えば、素体にプレス痕が存在するかどうかで確認できる。
 コンデンサ素子10は、円柱状の巻回軸を有していてもよい。巻回軸は、巻回状態の第1金属化フィルム13a及び第2金属化フィルム13bの中心軸上に配置されるものであり、第1金属化フィルム13a及び第2金属化フィルム13bを巻回する際の巻軸となるものである。
 第1金属化フィルム13aは、第1誘電体フィルム14aと、第1金属層15aと、を有している。
 第1誘電体フィルム14aは、第1方向D1に相対する第1主面14aa及び第2主面14abを有している。
 第1金属層15aは、第1誘電体フィルム14aの第1主面14aa上に設けられている。より具体的には、第1金属層15aは、第1誘電体フィルム14aの第1主面14aa上で、第2方向D2において、第1誘電体フィルム14aの一方の側縁に届き、第1誘電体フィルム14aの他方の側縁に届かないように設けられている。
 第2金属化フィルム13bは、第2誘電体フィルム14bと、第2金属層15bと、を有している。
 第2誘電体フィルム14bは、第1方向D1に相対する第1主面14ba及び第2主面14bbを有している。
 第2金属層15bは、第2誘電体フィルム14bの第1主面14ba上に設けられている。より具体的には、第2金属層15bは、第2誘電体フィルム14bの第1主面14ba上で、第2方向D2において、第2誘電体フィルム14bの一方の側縁に届かず、第2誘電体フィルム14bの他方の側縁に届くように設けられている。
 素体11では、第1金属層15aにおける第1誘電体フィルム14aの側縁に届いている側の端部が素体11の一方の端面に露出し、第2金属層15bにおける第2誘電体フィルム14bの側縁に届いている側の端部が素体11の他方の端面に露出するように、隣り合う第1金属化フィルム13a及び第2金属化フィルム13bが第2方向D2にずれている。つまり、隣り合う第1金属化フィルム13a及び第2金属化フィルム13bにおいて、第1金属化フィルム13aは、第2金属化フィルム13bに対して第1外部電極12a側に突出している。また、隣り合う第1金属化フィルム13a及び第2金属化フィルム13bにおいて、第2金属化フィルム13bは、第1金属化フィルム13aに対して第2外部電極12b側に突出している。このような状態で、第1金属層15aは、第1外部電極12aに接続され、かつ、第2外部電極12bに接続されていない。また、第2金属層15bは、第2外部電極12bに接続され、かつ、第1外部電極12aに接続されていない。
 素体11では、隣り合う第1金属化フィルム13a及び第2金属化フィルム13bが上述したように第2方向D2にずれていることから、隣り合う第1誘電体フィルム14a及び第2誘電体フィルム14bにおいて、第1金属層15aが第1主面14aa上に設けられている第1誘電体フィルム14aは、第1金属層15aが主面上に設けられていない第2誘電体フィルム14bに対して第1外部電極12a側に突出している。また、隣り合う第1誘電体フィルム14a及び第2誘電体フィルム14bにおいて、第2金属層15bが第1主面14ba上に設けられている第2誘電体フィルム14bは、第2金属層15bが主面上に設けられていない第1誘電体フィルム14aに対して第2外部電極12b側に突出している。
 素体11は、第1金属化フィルム13aと第2金属化フィルム13bとが第1方向D1に積層された状態で巻回されてなることから、第1誘電体フィルム14a、第1金属層15a、第2誘電体フィルム14b、及び、第2金属層15bを第1方向D1に順に含んでいる、と言える。また、素体11は、第1誘電体フィルム14a、第1金属層15a、第2誘電体フィルム14b、及び、第2金属層15bが第1方向D1に順に積層された状態で巻回されてなる巻回体である、とも言える。
 素体11では、第1誘電体フィルム14aの第1主面14aaと第2誘電体フィルム14bの第2主面14bbとが第1方向D1に対向し、かつ、第1誘電体フィルム14aの第2主面14abと第2誘電体フィルム14bの第1主面14baとが第1方向D1に対向している。このように、素体11では、第1金属化フィルム13aと第2金属化フィルム13bとが第1方向D1に積層された状態で巻回されている。言い換えれば、素体11では、第2金属化フィルム13bが第1金属化フィルム13aの内側となり、より具体的には、第1金属層15aが第1誘電体フィルム14aの内側となり、かつ、第2金属層15bが第2誘電体フィルム14bの内側となるように、第1金属化フィルム13aと第2金属化フィルム13bとが第1方向D1に積層された状態で巻回されている。つまり、素体11では、第1金属層15aと第2金属層15bとは、第1誘電体フィルム14a又は第2誘電体フィルム14bを挟んで互いに対向している。
 第1金属層15aには、ヒューズ部が設けられていてもよい。第1金属層15aに設けられるヒューズ部は、例えば、第1金属層15aにおいて、第2金属層15bに対向する部分が複数に分割された分割電極部と、第2金属層15bに対向しない部分である電極部とを接続する部分である。ヒューズ部が設けられた第1金属層15aの電極パターンとしては、例えば、特開2004-363431号公報、特開平5-251266号公報等に開示された電極パターンが挙げられる。
 第2金属層15bにも、第1金属層15aと同様に、ヒューズ部が設けられていてもよい。
 第1誘電体フィルム14aは、硬化性樹脂を主成分として含んでいてもよい。
 本明細書中、主成分は、重量百分率が最も高い成分を意味し、好ましくは、重量百分率が50重量%よりも高い成分を意味する。
 硬化性樹脂は、熱硬化性樹脂であってもよいし、光硬化性樹脂であってもよい。
 本明細書中、熱硬化性樹脂は、熱で硬化し得る樹脂を意味しているが、その硬化方法を限定するものではない。したがって、熱硬化性樹脂には、熱で硬化し得る樹脂である限り、熱以外の方法(例えば、光、電子ビーム等)でも硬化し得る樹脂も含まれる。また、材料によっては、材料自体が有する反応性によって反応が開始する場合があり、必ずしも外部から熱等を与えなくても硬化が進む樹脂についても、熱硬化性樹脂とする。光硬化性樹脂についても同様であり、光で硬化し得る樹脂である限り、光以外の方法(例えば、熱等)でも硬化し得る樹脂も含まれる。
 硬化性樹脂は、水酸基(OH基)を有する第1有機材料と、イソシアネート基(NCO基)を有する第2有機材料との硬化物からなることが好ましい。この場合、硬化性樹脂は、第1有機材料の水酸基と第2有機材料のイソシアネート基とが反応して得られるウレタン結合を有する硬化物からなる。
 誘電体フィルムにおけるウレタン結合の存在については、フーリエ変換赤外分光光度計(FT-IR)で分析することにより確認できる。
 硬化性樹脂が上述した反応により得られる場合、出発材料の未硬化部分が第1誘電体フィルム14a中に残留する場合がある。例えば、第1誘電体フィルム14aは、水酸基及びイソシアネート基の少なくとも一方を含んでいてもよい。この場合、第1誘電体フィルム14aは、水酸基及びイソシアネート基の一方を含んでいてもよいし、水酸基及びイソシアネート基の両方を含んでいてもよい。
 誘電体フィルムにおける水酸基及び/又はイソシアネート基の存在については、FT-IRで分析することにより確認できる。
 第1有機材料としては、例えば、フェノキシ樹脂、ポリビニルアセトアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂等が挙げられる。
 第1有機材料としては、複数種類の有機材料が併用されてもよい。
 第2有機材料としては、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、トリレンジイソシアネート(TDI)等の芳香族ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)等の脂肪族ポリイソシアネート等が挙げられる。第2有機材料としては、これらのポリイソシアネートの少なくとも1種の変性体が用いられてもよいし、これらのポリイソシアネートの少なくとも1種とその変性体との混合物が用いられてもよい。
 第2有機材料としては、複数種類の有機材料が併用されてもよい。
 第1誘電体フィルム14aは、熱可塑性樹脂を主成分として含んでいてもよい。
 熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリアリレート等が挙げられる。
 第1誘電体フィルム14aは、各種機能を付加するための添加剤を含んでいてもよい。
 添加剤としては、例えば、平滑性を付与するためのレベリング剤等が挙げられる。
 添加剤は、水酸基及び/又はイソシアネート基と反応する官能基を有し、硬化物の架橋構造の一部を形成するものであることが好ましい。このような添加剤としては、例えば、水酸基、エポキシ基、シラノール基、及び、カルボキシル基からなる群より選択される少なくとも1種の官能基を有する樹脂等が挙げられる。
 第2誘電体フィルム14bも、第1誘電体フィルム14aと同様に、熱硬化性樹脂を主成分として含んでいてもよいし、光硬化性樹脂を主成分として含んでいてもよいし、熱可塑性樹脂を主成分として含んでいてもよい。また、第2誘電体フィルム14bも、第1誘電体フィルム14aと同様に、添加剤を含んでいてもよい。
 第1誘電体フィルム14a及び第2誘電体フィルム14bの組成は、互いに異なっていてもよいが、互いに同じであることが好ましい。
 第1誘電体フィルム14a及び第2誘電体フィルム14bの厚みは、好ましくは1μm以上、10μm以下であり、より好ましくは3μm以上、5μm以下である。
 第1誘電体フィルム14a及び第2誘電体フィルム14bの厚みは、互いに異なっていてもよいが、互いに同じであることが好ましい。
 誘電体フィルムの厚みは、光学式膜厚計を用いて測定される。
 第1誘電体フィルム14a及び第2誘電体フィルム14bは、各々、好ましくは、上述したような樹脂材料を含む樹脂溶液をフィルム状に成形した後、熱処理で硬化させることにより作製される。
 第1金属層15a及び第2金属層15bの構成材料としては、例えば、アルミニウム、亜鉛、チタン、マグネシウム、スズ、ニッケル等の金属が挙げられる。
 第1金属層15a及び第2金属層15bの組成は、互いに異なっていてもよいが、互いに同じであることが好ましい。
 第1金属層15a及び第2金属層15bの厚みは、好ましくは5nm以上、40nm以下である。
 第1金属層15a及び第2金属層15bの厚みは、互いに異なっていてもよいが、互いに同じであることが好ましい。
 金属層の厚みは、金属化フィルムの第1方向に沿う断面を、透過電子顕微鏡(TEM)を用いて観察することにより測定される。
 第1金属層15a及び第2金属層15bは、各々、好ましくは、上述したような金属を、第1誘電体フィルム14a及び第2誘電体フィルム14bの主面に蒸着することにより形成される。
 第1外部電極12aは、素体11の一方の端面上に設けられている。より具体的には、第1外部電極12aは、素体11の一方の端面に露出した第1金属層15aの端部に接触することで、第1金属層15aに接続されている。一方、第1外部電極12aは、第2金属層15bに接続されていない。
 第2外部電極12bは、素体11の他方の端面上に設けられている。より具体的には、第2外部電極12bは、素体11の他方の端面に露出した第2金属層15bの端部に接触することで、第2金属層15bに接続されている。一方、第2外部電極12bは、第1金属層15aに接続されていない。
 第1外部電極12a及び第2外部電極12bの構成材料としては、例えば、亜鉛、アルミニウム、スズ、亜鉛-アルミニウム合金等の金属が挙げられる。
 第1外部電極12a及び第2外部電極12bの組成は、互いに異なっていてもよいが、互いに同じであることが好ましい。
 第1外部電極12a及び第2外部電極12bは、各々、好ましくは、素体11の一方の端面及び他方の端面に、上述したような金属を溶射することにより形成される。
 図2に示すように、第1引出端子20aは、第1外部電極12aに電気的に接続されている。例えば、第1引出端子20aは、はんだ等の接合部材を介して、第1外部電極12aに電気的に接続されている。
 図2に示すように、第1引出端子20aは、第1方向D1に延びていてもよい。
 図2に示すように、第2引出端子20bは、第2外部電極12bに電気的に接続されている。例えば、第2引出端子20bは、はんだ等の接合部材を介して、第2外部電極12bに電気的に接続されている。
 図2に示すように、第2引出端子20bは、第1方向D1に延びていてもよい。
 図2に示すように、第1引出端子20a及び第2引出端子20bが延びる方向は、平行であってもよい。なお、第1引出端子20a及び第2引出端子20bが延びる方向は、平行でなくてもよい。
 第1引出端子20a及び第2引出端子20bの形状は、各々、例えば、板状であってもよいし、線状(棒状)であってもよい。この場合、第1引出端子20a及び第2引出端子20bは、各々、一部が屈曲した形状を有していてもよい。
 第1引出端子20a及び第2引出端子20bの構成材料としては、例えば、銅、無酸素銅、アルミニウム、これらの少なくとも1種を含有する合金等の金属が挙げられる。中でも、第1引出端子20a及び第2引出端子20bの構成材料は、銅又は無酸素銅であることが好ましい。第1引出端子20a及び第2引出端子20bの構成材料が銅系材料である場合、例えば、無酸素銅(銅:99.96重量%以上)、タフピッチ銅(銅:99.90重量%以上)、リン脱酸銅(銅:99.90重量%以上、リン:0.015重量%以上、0.040重量%以下)等を用いることができる。
 第1引出端子20a及び第2引出端子20bは、各々、例えば、コンデンサ1を実装対象物に実装する際に、コンデンサ素子10を実装対象物に電気的に接続するための端子として用いられる。
 第1引出端子20a及び第2引出端子20bを実装対象物に電気的に接続する方法としては、例えば、レーザー溶接、抵抗溶接等の溶接工法が用いられる。特に、レーザー溶接は、他の溶接工法と比較して、局所加熱による短時間での溶接が可能であるため、溶接歪みを少なくすることができるといった利点がある。
 図1、図2、及び、図3に示すように、金属ケース30の内部には、第1引出端子20a及び第2引出端子20bが外部に向かって突出するようにコンデンサ素子10が収納されている。
 金属ケース30の形状は、例えば、図1、図2、及び、図3に示すような、第1方向D1における一端に開口31が設けられた有底筒状である。
 図2及び図3に示す例において、金属ケース30の内面は、第1方向D1において開口31に相対する第1内面32と、第1内面32から開口31に向かって第1方向D1に延びる第2内面33(図2及び図3に示す例では、4つの面を含む)と、を含んでいる。
 金属ケース30を構成する金属としては、例えば、アルミニウム、マグネシウム、鉄、ステンレス、銅等の金属単体、これらの金属単体の少なくとも1種を含有する合金等が挙げられる。中でも、金属ケース30は、アルミニウム又はアルミニウム合金を含むことが好ましい。
 金属ケース30は、例えば、インパクト成形等の方法により製造される。
 図1、図2、及び、図3に示すように、絶縁部材40は、金属ケース30の内部に収納されている。
 図2及び図3に示すように、絶縁部材40は、第1引出端子20aと金属ケース30とが接しないようにコンデンサ素子10を位置決めしている。更に、絶縁部材40は、第2引出端子20bと金属ケース30とが接しないようにコンデンサ素子10を位置決めしている。
 コンデンサ1では、絶縁部材40が、第1引出端子20aと金属ケース30とが接しないように、かつ、第2引出端子20bと金属ケース30とが接しないようにコンデンサ素子10を位置決めすることにより、コンデンサ素子10と金属ケース30との電気的な絶縁が確保される。このように、コンデンサ1では、絶縁部材40という簡易な構造により、コンデンサ素子10と金属ケース30との電気的な絶縁を確保できる。
 図2に示すように、絶縁部材40は、第1方向D1における第1引出端子20aと金属ケース30の第1内面32との間に設けられていてもよい。より具体的には、図2に示すように、絶縁部材40は、第1方向D1における第1引出端子20aと金属ケース30の第1内面32との間に設けられた第1部分40aを有していてもよい。図2に示す例において、絶縁部材40の第1部分40aは、第2方向D2に延びている。
 なお、絶縁部材40は、第1方向D1における第1引出端子20aと金属ケース30の第1内面32との間に設けられていなくてもよい。
 図2に示すように、絶縁部材40は、第1方向D1において金属ケース30の第1内面32に接していてもよい。より具体的には、図2に示すように、絶縁部材40の第1部分40aは、第1方向D1において金属ケース30の第1内面32に接していてもよい。
 図3に示すように、絶縁部材40は、第1方向D1において金属ケース30の第1内面32に接していてもよい。より具体的には、図3に示すように、絶縁部材40は、第1方向D1において金属ケース30の第1内面32に接する第2部分40bを有していてもよい。図3に示す例において、絶縁部材40の第2部分40bは、第3方向D3に延びている。
 なお、絶縁部材40は、第1方向D1において金属ケース30の第1内面32に接していなくてもよい。
 図2に示すように、絶縁部材40は、第1方向D1に直交する第2方向D2における第1引出端子20aと金属ケース30の第2内面33との間に設けられていてもよい。より具体的には、図2に示すように、絶縁部材40は、第2方向D2における第1引出端子20aと金属ケース30の第2内面33との間に設けられた第3部分40cを有していてもよい。図2に示す例において、絶縁部材40の第3部分40cは、第1部分40aに接続されつつ、第1方向D1に延びている。
 なお、絶縁部材40は、第2方向D2における第1引出端子20aと金属ケース30の第2内面33との間に設けられていなくてもよい。
 図2に示すように、絶縁部材40は、第2方向D2において第1引出端子20aに接していてもよい。より具体的には、図2に示すように、絶縁部材40の第3部分40cは、第2方向D2において第1引出端子20aに接していてもよい。
 なお、絶縁部材40は、第2方向D2において第1引出端子20aに接していなくてもよい。
 図2に示すように、絶縁部材40は、第1方向D1における第2引出端子20bと金属ケース30の第1内面32との間に設けられていてもよい。より具体的には、図2に示すように、絶縁部材40は、第1方向D1における第2引出端子20bと金属ケース30の第1内面32との間に設けられた第4部分40dを有していてもよい。図2に示す例において、絶縁部材40の第4部分40dは、第1部分40aから離れた位置で第2方向D2に延びている。
 なお、絶縁部材40は、第1方向D1における第2引出端子20bと金属ケース30の第1内面32との間に設けられていなくてもよい。
 図2に示すように、絶縁部材40の第4部分40dは、第1方向D1において金属ケース30の第1内面32に接していてもよい。
 図3に示すように、絶縁部材40は、第1方向D1において金属ケース30の第1内面32に接する第5部分40eを有していてもよい。図3に示す例において、絶縁部材40の第5部分40eは、第2部分40bから離れた位置で第3方向D3に延びている。
 絶縁部材40の第1部分40a、第2部分40b、第4部分40d、及び、第5部分40eは、互いに接続されていてもよいし、互いに接続されていなくてもよいし、一部で接続されていなくてもよい。
 図2に示すように、絶縁部材40は、第2方向D2における第2引出端子20bと金属ケース30の第2内面33との間に設けられていてもよい。より具体的には、図2に示すように、絶縁部材40は、第2方向D2における第2引出端子20bと金属ケース30の第2内面33との間に設けられた第6部分40fを有していてもよい。図2に示す例において、絶縁部材40の第6部分40fは、第4部分40dに接続されつつ、第1方向D1に延びている。
 なお、絶縁部材40は、第2方向D2における第2引出端子20bと金属ケース30の第2内面33との間に設けられていなくてもよい。
 図2に示すように、絶縁部材40は、第2方向D2において第2引出端子20bに接していてもよい。より具体的には、図2に示すように、絶縁部材40の第6部分40fは、第2方向D2において第2引出端子20bに接していてもよい。
 なお、絶縁部材40は、第2方向D2において第2引出端子20bに接していなくてもよい。
 絶縁部材40の構成材料としては、例えば、樹脂、セラミック等の絶縁材料が挙げられる。
 絶縁部材40は、上述した絶縁材料で構成される部材であってもよいし、金属等の導電材料からなる導体が絶縁材料で被覆された部材であってもよい。
 図1、図2、及び、図3に示すように、充填樹脂50は、コンデンサ素子10を埋設させるように金属ケース30の内部に充填されている。このように充填樹脂50が充填されていることにより、コンデンサ素子10が金属ケース30の内部に保持されている。
 図2及び図3に示すように、コンデンサ素子10が、金属ケース30の内面から離れるように金属ケース30の内部に収納される場合、充填樹脂50は、コンデンサ素子10と金属ケース30との間、より具体的には、コンデンサ素子10の外面と金属ケース30の内面との間に充填される。更に、充填樹脂50は、金属ケース30の内部において、コンデンサ素子10と金属ケース30との間に加えて、金属ケース30の開口31からコンデンサ素子10にわたる領域にも充填されている。
 充填樹脂50としては、コンデンサ素子10への水分の浸入を抑制する観点から、透湿性が低い樹脂を適宜選択することが好ましく、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。エポキシ樹脂の硬化剤としては、アミン硬化剤、イミダゾール硬化剤等が挙げられる。
 充填樹脂50としては、上述した樹脂のみが用いられてもよいが、強度の向上を目的として、樹脂に補強剤が添加されたものが用いられてもよい。補強剤としては、例えば、シリカ、アルミナ等が挙げられる。
 コンデンサ素子10への水分の浸入を抑制する観点から、金属ケース30の開口31における充填樹脂50の厚みは大きいことが好ましい。金属ケース30の開口31における充填樹脂50の厚みは、コンデンサ1全体の体積(体格)が許容される範囲で充分大きいことが好ましく、具体的には、好ましくは2mm以上、より好ましくは4mm以上である。特に、金属ケース30の内部において、コンデンサ素子10を金属ケース30の開口31側よりも第1内面32側に配置することで、コンデンサ素子10に対する充填樹脂50の厚みを、金属ケース30の開口31側において第1内面32側よりも大きくすることが好ましい。
 充填樹脂50の厚みは、例えば、非破壊状態であれば軟X線装置を用いて測定され、破壊状態であればノギス等の測長装置を用いて測定される。
 第1方向D1における、金属ケース30の高さと充填樹脂50の高さとの関係は、金属ケース30の開口31における充填樹脂50の厚みを可能な限り大きくするとともに、金属ケース30の内部側の位置まででもよいし、すりきり一杯程度でもよいし、表面張力でやや溢れていてもよい。
 図2及び図3に示すように、金属ケース30の内面には、絶縁部材40が存在しない位置でコンデンサ素子10に向かって突出する突起35が設けられている。つまり、突起35は、絶縁部材40が存在しない位置で、金属ケース30の内面から素体11に向かって突出している。
 図2に示すように、コンデンサ素子10と突起35との最短距離は、第1引出端子20aと金属ケース30との最短距離よりも小さい。
 図2に示す例において、コンデンサ素子10と突起35との最短距離は、コンデンサ素子10と突起35との第1方向D1における最短距離Eに該当する。図2に示す例において、コンデンサ素子10と突起35との第1方向D1における最短距離Eは、コンデンサ素子10の素体11と突起35との第1方向D1における最短距離に該当する。
 図2に示す例において、第1引出端子20aと金属ケース30との最短距離は、第1引出端子20aと金属ケース30との第1方向D1における最短距離F1に該当する。なお、第1引出端子20aと金属ケース30との最短距離は、第1引出端子20aと金属ケース30との第2方向D2における最短距離に該当していてもよい。あるいは、第1引出端子20aと金属ケース30との最短距離は、第1引出端子20aと金属ケース30との第3方向D3における最短距離に該当していてもよい。
 図2に示す例において、コンデンサ素子10と突起35との第1方向D1における最短距離Eは、第1引出端子20aと金属ケース30との第1方向D1における最短距離F1よりも小さい。
 図2に示すように、コンデンサ素子10と突起35との最短距離は、第2引出端子20bと金属ケース30との最短距離よりも小さい。
 図2に示す例において、第2引出端子20bと金属ケース30との最短距離は、第2引出端子20bと金属ケース30との第1方向D1における最短距離F2に該当する。なお、第2引出端子20bと金属ケース30との最短距離は、第2引出端子20bと金属ケース30との第2方向D2における最短距離に該当していてもよい。あるいは、第2引出端子20bと金属ケース30との最短距離は、第2引出端子20bと金属ケース30との第3方向D3における最短距離に該当していてもよい。
 図2に示す例において、コンデンサ素子10と突起35との第1方向D1における最短距離Eは、第2引出端子20bと金属ケース30との第1方向D1における最短距離F2よりも小さい。
 コンデンサ1では、コンデンサ素子10と突起35との最短距離(図2に示す例では、コンデンサ素子10と突起35との第1方向D1における最短距離E)が、第1引出端子20aと金属ケース30との最短距離(図2に示す例では、第1引出端子20aと金属ケース30との第1方向D1における最短距離F1)、及び、第2引出端子20bと金属ケース30との最短距離(図2に示す例では、第2引出端子20bと金属ケース30との第1方向D1における最短距離F2)よりも小さいことにより、コンデンサ素子10と突起35とが接近した状態(図2に示す例では、コンデンサ素子10と突起35とが第1方向D1に接近した状態)となる。そのため、コンデンサ1では、コンデンサ素子10で生じた熱が突起35に拡散しやすくなることにより、コンデンサ素子10が冷却されやすくなる。このように、コンデンサ1では、金属ケース30の内面(図2に示す例では、第1内面32)に設けられた突起35という簡易な構造により、コンデンサ素子10の冷却機能を向上できる。
 コンデンサ1では、第1引出端子20aと金属ケース30との最短距離が、コンデンサ素子10と突起35との最短距離以下である場合、第1引出端子20aと金属ケース30とが接近することで、第1引出端子20aと金属ケース30との間で放電が生じるため、コンデンサとしての機能が損なわれる。また、コンデンサ1では、第2引出端子20bと金属ケース30との最短距離が、コンデンサ素子10と突起35との最短距離以下である場合、第2引出端子20bと金属ケース30とが接近することで、第2引出端子20bと金属ケース30との間で放電が生じるため、コンデンサとしての機能が損なわれる。
 以上のように、コンデンサ1では、絶縁部材40及び突起35という簡易な構造により、コンデンサ素子10と金属ケース30との電気的な絶縁の確保と、コンデンサ素子10の冷却機能の向上とを両立できる。
 なお、特許文献1に記載のケースモールド型コンデンサでは、特許文献1の図2等に示されるように、絶縁伝熱層に加えて、コンデンサ素子及び絶縁伝熱層をモールドするためのモールド樹脂を設ける必要がある。そのため、特許文献1に記載のケースモールド型コンデンサでは、構造が複雑化するだけではなく、製造工程の管理が難しくなる等の問題も考えられる。これに対して、コンデンサ1では、絶縁部材40及び突起35という簡易な構造を設けるだけで、コンデンサ素子10と金属ケース30との電気的な絶縁の確保と、コンデンサ素子10の冷却機能の向上とを両立できる。更に、コンデンサ1によれば、製造工程を簡略化することができるため、製造工程の管理が容易になる。
 コンデンサ素子10と突起35との最短距離は、好ましくは0mm以上、5mm以下である。図2に示す例において、コンデンサ素子10と突起35との第1方向D1における最短距離Eは、好ましくは0mm以上、5mm以下である。この場合、コンデンサ1では、コンデンサ素子10と突起35とが充分に接近するため、コンデンサ素子10の冷却機能が充分に向上する。
 コンデンサ素子10と突起35との最短距離は、特に好ましくは0mmである。図2に示す例において、コンデンサ素子10と突起35との第1方向D1における最短距離Eは、特に好ましくは0mmである。つまり、コンデンサ素子10と突起35とは、接していることが特に好ましい。図2に示す例において、コンデンサ素子10と突起35とは、第1方向D1において離れているが、コンデンサ素子10と突起35とは、第1方向D1において接していることが特に好ましい。
 コンデンサ素子と突起との最短距離は、図2、図3等のようなコンデンサの断面を複数箇所で観察することにより定められる。
 引出端子と金属ケースとの最短距離は、図2等のようなコンデンサの断面を複数箇所で観察することにより定められる。
 コンデンサ素子10の冷却機能において、コンデンサ素子10で生じた熱を突起35に拡散させる観点から、金属ケース30(突起35)の熱伝導率は、充填樹脂50の熱伝導率よりも高いことが好ましい。
 図2に示すように、突起35は、金属ケース30の第1内面32から第1方向D1に突出していてもよい。
 なお、図2及び図3に示していないが、突起35は、金属ケース30の第2内面33から第2方向D2に突出していてもよいし、金属ケース30の第2内面33から第3方向D3に突出していてもよい。
 図2に示すように、突起35は、第1方向D1に直交する第2方向D2において絶縁部材40に接していてもよい。より具体的には、図2に示すように、突起35は、第2方向D2において絶縁部材40の第1部分40a及び第4部分40dに接していてもよい。この場合、絶縁部材40は、突起35によって第2方向D2に位置決めされる。
 なお、突起35は、第2方向D2において絶縁部材40に接していなくてもよい。より具体的には、突起35は、第2方向D2において絶縁部材40の第1部分40a及び第4部分40dに接していなくてもよい。
 あるいは、突起35は、第2方向D2において絶縁部材40の第1部分40a及び第4部分40dの一方のみに接していてもよい。
 図3に示すように、突起35は、第1方向D1及び第2方向D2に直交する第3方向D3において絶縁部材40に接していてもよい。より具体的には、図3に示すように、突起35は、第3方向D3において絶縁部材40の第2部分40b及び第5部分40eに接していてもよい。この場合、絶縁部材40は、突起35によって第3方向D3に位置決めされる。
 なお、突起35は、第3方向D3において絶縁部材40に接していなくてもよい。より具体的には、突起35は、第3方向D3において絶縁部材40の第2部分40b及び第5部分40eに接していなくてもよい。
 あるいは、突起35は、第3方向D3において絶縁部材40の第2部分40b及び第5部分40eの一方のみに接していてもよい。
 図2に示すように、コンデンサ素子10と突起35との第1方向D1における最短距離Eは、コンデンサ素子10と絶縁部材40との第1方向D1における最短距離G以下であることが好ましい。この場合、コンデンサ素子10と突起35との第1方向D1における最短距離Eは、コンデンサ素子10と絶縁部材40との第1方向D1における最短距離Gよりも小さくてもよいし、コンデンサ素子10と絶縁部材40との第1方向D1における最短距離Gと同じであってもよい。これにより、コンデンサ1では、コンデンサ素子10と突起35とが充分に接近するため、コンデンサ素子10の冷却機能が充分に向上する。
 図2に示す例において、コンデンサ素子10と突起35との第1方向D1における最短距離Eが、コンデンサ素子10と絶縁部材40との第1方向D1における最短距離Gよりも小さい場合、突起35は、絶縁部材40に対して第1方向D1に突出することになる。つまり、図2に示す例において、コンデンサ素子10と突起35との第1方向D1における最短距離Eが、コンデンサ素子10と絶縁部材40との第1方向D1における最短距離Gよりも小さい場合、突起35におけるコンデンサ素子10側の表面は、絶縁部材40におけるコンデンサ素子10側の表面よりも、第1方向D1においてコンデンサ素子10に近い高さ位置になる。
 図2に示す例において、コンデンサ素子10と突起35との第1方向D1における最短距離Eが、コンデンサ素子10と絶縁部材40との第1方向D1における最短距離Gと同じである場合、突起35及び絶縁部材40におけるコンデンサ素子10側の表面は、第1方向D1において互いに同じ高さ位置になる。
 図2に示すように、突起35の第1方向D1における寸法Sは、絶縁部材40の第1方向D1における寸法T以上であることが好ましい。この場合、突起35の第1方向D1における寸法Sは、絶縁部材40の第1方向D1における寸法Tよりも大きくてもよいし、絶縁部材40の第1方向D1における寸法Tと同じであってもよい。これにより、コンデンサ1では、コンデンサ素子10と突起35とが充分に接近するため、コンデンサ素子10の冷却機能が充分に向上する。
 図2に示す例において、突起35の第1方向D1における寸法Sが、絶縁部材40の第1方向D1における寸法Tよりも大きい場合、突起35は、絶縁部材40に対して第1方向D1に突出することになる。つまり、図2に示す例において、突起35の第1方向D1における寸法Sが、絶縁部材40の第1方向D1における寸法Tよりも大きい場合、突起35におけるコンデンサ素子10側の表面は、絶縁部材40におけるコンデンサ素子10側の表面よりも、第1方向D1においてコンデンサ素子10に近い高さ位置になる。
 図2に示す例において、突起35の第1方向D1における寸法Sが、絶縁部材40の第1方向D1における寸法Tと同じである場合、突起35及び絶縁部材40におけるコンデンサ素子10側の表面は、第1方向D1において互いに同じ高さ位置になる。
 図2及び図3に示す例において、コンデンサ素子10は、金属ケース30の第1内面32から離れている。このように、コンデンサ1において、コンデンサ素子10が金属ケース30の第1内面32から離れた状態は、例えば、以下の方法1~3によって実現可能である。
(方法1)
 コンデンサ素子10を金属ケース30の第1内面32から離れるように治具等で吊り上げた状態で、充填樹脂50を金属ケース30の内部に充填する。
(方法2)
 絶縁部材40の第3部分40c及び第6部分40fに、第2方向D2に突出する凸部を設けた上で、コンデンサ素子10を金属ケース30の第1内面32から離れるように凸部上に載置する。
(方法3)
 絶縁部材40の第3部分40c及び第6部分40fの少なくとも一方が延びる方向を、第1方向D1から傾斜させることにより、第3部分40cと第6部分40fとの第2方向D2における距離を、金属ケース30の第1内面32側で、コンデンサ素子10、第1引出端子20a、及び、第2引出端子20bの第2方向D2における合計寸法よりも小さくした上で、コンデンサ素子10を金属ケース30の第1内面32から離れるように位置決めする。
 図1、図2、及び、図3に示す例では、1つの金属ケース30の内部に1つのコンデンサ素子10が収納されているが、1つの金属ケース30の内部に複数のコンデンサ素子10が収納されていてもよい。
 1つの金属ケース30の内部に複数のコンデンサ素子10が収納されている場合、コンデンサ素子10と突起35との最短距離が、第1引出端子20aと金属ケース30との最短距離、及び、第2引出端子20bと金属ケース30との最短距離よりも小さい構成が、少なくとも1つのコンデンサ素子10について成り立っていればよく、すべてのコンデンサ素子10について成り立っていることが特に好ましい。
 1つの金属ケース30の内部に複数のコンデンサ素子10が収納されている場合、突起35は、コンデンサ素子10に向かって設けられていることはもちろんのこと、隣り合うコンデンサ素子10の間に向かって設けられていてもよい。この場合、隣り合うコンデンサ素子10がともに冷却されやすくなる。
 図2及び図3に示す例では、1つのコンデンサ素子10に向かって1つの突起35が設けられているが、1つのコンデンサ素子10に向かって複数の突起35が設けられていてもよい。
 1つのコンデンサ素子10に向かって複数の突起35が設けられている場合、コンデンサ素子10と突起35との最短距離が、第1引出端子20aと金属ケース30との最短距離、及び、第2引出端子20bと金属ケース30との最短距離よりも小さい構成が、少なくとも1つの突起35について成り立っていればよく、すべての突起35について成り立っていることが特に好ましい。
 本発明のコンデンサは、例えば、車載用途の電力変換装置(例えば、インバーター)を構成する平滑コンデンサとして有用である。
 本明細書には、以下の内容が開示されている。
<1>
 素体と、上記素体の端面上に設けられた外部電極と、を有するコンデンサ素子と、
 上記外部電極に電気的に接続された引出端子と、
 上記引出端子が外部に向かって突出するように上記コンデンサ素子が内部に収納された金属ケースと、
 上記金属ケースの内部に収納され、かつ、上記引出端子と上記金属ケースとが接しないように上記コンデンサ素子を位置決めする絶縁部材と、
 上記コンデンサ素子を埋設させるように上記金属ケースの内部に充填された充填樹脂と、を備え、
 上記金属ケースの内面には、上記絶縁部材が存在しない位置で上記コンデンサ素子に向かって突出する突起が設けられ、
 上記コンデンサ素子と上記突起との最短距離は、上記引出端子と上記金属ケースとの最短距離よりも小さい、ことを特徴とするコンデンサ。
<2>
 上記コンデンサ素子と上記突起との最短距離は、0mm以上、5mm以下である、<1>に記載のコンデンサ。
<3>
 上記金属ケースの形状は、第1方向における一端に開口が設けられた有底筒状であり、
 上記金属ケースの上記内面は、上記第1方向において上記開口に相対する第1内面と、上記第1内面から上記開口に向かって上記第1方向に延びる第2内面と、を含む、<1>又は<2>に記載のコンデンサ。
<4>
 上記引出端子は、上記第1方向に延びている、<3>に記載のコンデンサ。
<5>
 上記絶縁部材は、上記第1方向における上記引出端子と上記金属ケースの上記第1内面との間に設けられている、<3>又は<4>に記載のコンデンサ。
<6>
 上記絶縁部材は、上記第1方向において上記金属ケースの上記第1内面に接している、<5>に記載のコンデンサ。
<7>
 上記絶縁部材は、上記第1方向に直交する第2方向における上記引出端子と上記金属ケースの上記第2内面との間に設けられている、<3>~<6>のいずれかに記載のコンデンサ。
<8>
 上記絶縁部材は、上記第2方向において上記引出端子に接している、<7>に記載のコンデンサ。
<9>
 上記突起は、上記金属ケースの上記第1内面から上記第1方向に突出している、<3>~<8>のいずれかに記載のコンデンサ。
<10>
 上記突起は、上記第1方向に直交する第2方向において上記絶縁部材に接している、<3>~<9>のいずれかに記載のコンデンサ。
<11>
 上記コンデンサ素子と上記突起との上記第1方向における最短距離は、上記コンデンサ素子と上記絶縁部材との上記第1方向における最短距離以下である、<3>~<10>のいずれかに記載のコンデンサ。
<12>
 上記突起の上記第1方向における寸法は、上記絶縁部材の上記第1方向における寸法以上である、<3>~<11>のいずれかに記載のコンデンサ。
1 コンデンサ
10 コンデンサ素子
11 素体
12a 第1外部電極
12b 第2外部電極
13a 第1金属化フィルム
13b 第2金属化フィルム
14a 第1誘電体フィルム
14aa 第1誘電体フィルムの第1主面
14ab 第1誘電体フィルムの第2主面
14b 第2誘電体フィルム
14ba 第2誘電体フィルムの第1主面
14bb 第2誘電体フィルムの第2主面
15a 第1金属層
15b 第2金属層
20a 第1引出端子
20b 第2引出端子
30 金属ケース
31 開口
32 第1内面
33 第2内面
35 突起
40 絶縁部材
40a 第1部分
40b 第2部分
40c 第3部分
40d 第4部分
40e 第5部分
40f 第6部分
50 充填樹脂
D1 第1方向
D2 第2方向
D3 第3方向
E コンデンサ素子と突起との第1方向における最短距離
F1 第1引出端子と金属ケースとの第1方向における最短距離
F2 第2引出端子と金属ケースとの第1方向における最短距離
G コンデンサ素子と絶縁部材との第1方向における最短距離
S 突起の第1方向における寸法
T 絶縁部材の第1方向における寸法

Claims (12)

  1.  素体と、前記素体の端面上に設けられた外部電極と、を有するコンデンサ素子と、
     前記外部電極に電気的に接続された引出端子と、
     前記引出端子が外部に向かって突出するように前記コンデンサ素子が内部に収納された金属ケースと、
     前記金属ケースの内部に収納され、かつ、前記引出端子と前記金属ケースとが接しないように前記コンデンサ素子を位置決めする絶縁部材と、
     前記コンデンサ素子を埋設させるように前記金属ケースの内部に充填された充填樹脂と、を備え、
     前記金属ケースの内面には、前記絶縁部材が存在しない位置で前記コンデンサ素子に向かって突出する突起が設けられ、
     前記コンデンサ素子と前記突起との最短距離は、前記引出端子と前記金属ケースとの最短距離よりも小さい、ことを特徴とするコンデンサ。
  2.  前記コンデンサ素子と前記突起との最短距離は、0mm以上、5mm以下である、請求項1に記載のコンデンサ。
  3.  前記金属ケースの形状は、第1方向における一端に開口が設けられた有底筒状であり、
     前記金属ケースの前記内面は、前記第1方向において前記開口に相対する第1内面と、前記第1内面から前記開口に向かって前記第1方向に延びる第2内面と、を含む、請求項1又は2に記載のコンデンサ。
  4.  前記引出端子は、前記第1方向に延びている、請求項3に記載のコンデンサ。
  5.  前記絶縁部材は、前記第1方向における前記引出端子と前記金属ケースの前記第1内面との間に設けられている、請求項3又は4に記載のコンデンサ。
  6.  前記絶縁部材は、前記第1方向において前記金属ケースの前記第1内面に接している、請求項5に記載のコンデンサ。
  7.  前記絶縁部材は、前記第1方向に直交する第2方向における前記引出端子と前記金属ケースの前記第2内面との間に設けられている、請求項3~6のいずれかに記載のコンデンサ。
  8.  前記絶縁部材は、前記第2方向において前記引出端子に接している、請求項7に記載のコンデンサ。
  9.  前記突起は、前記金属ケースの前記第1内面から前記第1方向に突出している、請求項3~8のいずれかに記載のコンデンサ。
  10.  前記突起は、前記第1方向に直交する第2方向において前記絶縁部材に接している、請求項3~9のいずれかに記載のコンデンサ。
  11.  前記コンデンサ素子と前記突起との前記第1方向における最短距離は、前記コンデンサ素子と前記絶縁部材との前記第1方向における最短距離以下である、請求項3~10のいずれかに記載のコンデンサ。
  12.  前記突起の前記第1方向における寸法は、前記絶縁部材の前記第1方向における寸法以上である、請求項3~11のいずれかに記載のコンデンサ。
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