コンデンサ

【課題】熱劣化を抑制することのできるコンデンサにおいてコンデンサ素子の両方向から金属を溶射するためにコンデンサ素子の巻回軸部分に設けられた中空部内で短絡して不具合となり、同様に安定して容量を引き出せないという課題を有していた。
【解決手段】コンデンサ素子２は、表面に蒸着電極を有する誘電体フィルムを柱状形状に巻回し、この柱状形状の上、下端部に溶射により集電極３を形成し、これら上、下の集電極３にそれぞれリード線４を接続するとともに、コンデンサ素子２の巻回軸部分に設けた中空部２ｆに絶縁体２ｇを挿入し、封口部材５とともにケース１に収納し、座板６に設置する構造としたコンデンサ。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は周波数、温度特性に優れ、過酷な温度環境下でも使用することの出来るフィルタなどに用いられるコンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のコンデンサは金属化フィルムを巻回してコンデンサ素子を形成し、これに設けた集電極であるメタリコン電極にリード線を接続したものであって、耐湿性などを確保するためこれらをケースに収納し、樹脂を充填することによって構成されるものであり、これらは熱環境が変化しやすい状況下となる自動車やパソコンでよく用いられるものであった。
【０００３】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特許第２８７７３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の構成においては、金属化フィルムを巻回したコンデンサ素子の両端面に金属を溶射するなどして形成した集電極はコンデンサ素子の両端面、すなわち両方向から金属を溶射するためにコンデンサ素子をプレスするなどして偏平形状にしていた。本来、コンデンサ素子は略円柱形状とする方が電気特性が良好になるものであったが、略円柱形状では巻回軸部分に設けられた中空部内で溶射された金属が短絡し、安定して容量を引き出せないという課題を有していた。
【０００５】
そこで、本発明は安定して容量を引き出すことを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そしてこの目的を達成するために本発明は、コンデンサ素子の中空部内に絶縁体を挿入することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のコンデンサは、コンデンサ素子の中空部内に絶縁体が挿入されているので、両方から金属を溶射することで集電極を形成しても、この中空部内で集電極が短絡することなく安定して容量を引き出すことができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。
【０００９】
（実施の形態）
図１に示すケース１は、アルミニウム製等の有天筒状であって、後述するコンデンサ素子２をケース１内に収納した際に、周囲の温度変化などを緩衝することができるものである。
【００１０】
コンデンサ素子２は図２のごとく、ポリエチレンテレフタレートフィルム（以下、ＰＥＴフィルムとする。）等の誘電体フィルム（図示せず）の表面に非蒸着部分であるマージン部分２ａ、２ｂを形成しつつ、アルミニウムなどの金属を蒸着し、蒸着電極２ｃ、２ｄとし、異常電流が流れた際には蒸着した部分が飛散することによって電気的に切断されるという自己保安機能を有したヒューズ２ｅを有した金属化フィルムを一対とし、蒸着電極２ｃ、２ｄが誘電体フィルムを介して対向するように柱状形状に巻回した構成としたものである。
【００１１】
コンデンサ素子２はフィルム状のものを巻回したためにその巻回軸部分にはフィルム状のものの巻始めとなる中空部２ｆが設けられることとなっている。
【００１２】
このコンデンサ素子２の両端面にアルミニウム、スズ、銅などの金属を溶融して吹きつける溶射によって図１のように集電極３を形成して電気的に引き出すことができるようになっている。
【００１３】
このコンデンサ素子２の上下に形成された集電極３にそれぞれ接続されたリード線４は、外方へさらに電気的に引き出すものであって、このリード線４はゴム製等の封口部材５の貫通孔（図示せず）へ挿通されている。
【００１４】
これらのコンデンサ素子２、集電極３、リード線４、封口部材５を前述のケース１に収納し、ケース１の下面開口部で封口部材５の周囲を絞るなどしてこれらをケース１内に封止する。このとき、コンデンサ素子２、集電極３、リード線４はいずれもケース１の内壁面には接触しないように隙間を設けるようにしておく。
【００１５】
ケース１の外方へ引き出されているリード線４は、封口部材５の下面側に配置された座板６の下面で端子４ａを形成することによって、図３のようにコンデンサを構成しており、下面側から見ると図４のように座板６で折り曲げられたリード線４が端子４ａを形成するようになっている。
【００１６】
このように構成することによって、従来であれば、周囲の温度や湿度変化などによる環境の変化がコンデンサ素子２に伝わっていたところ、本発明の実施の形態によれば、ケース１やコンデンサ素子２の周辺に設けた隙間によって上記の環境の変化が緩衝されることとなり、温度、周波数変化に対しても安定して容量などの製品特性を発揮することのできるコンデンサとすることができる。
【００１７】
図５（ａ）〜（ｅ）は本発明の実施の形態によるコンデンサ素子２の巻回軸方向での断面を示した斜視図である。
【００１８】
コンデンサ素子２は前述のように金属化フィルムを巻回して構成されるため、巻き始め部分はいわゆる先巻きフィルム（図示せず）と呼ばれる誘電体フィルムのみを巻くことによって巻き芯を形成させてから金属化フィルムが巻回されるので、巻回軸部分には通常中空部２ｆが設けられることとなる。このようにして設けられた中空部２ｆに図５（ａ）のごとく、絶縁体２ｇを挿入する。
【００１９】
この絶縁体２ｇはポリアセタール樹脂からなり、中空部２ｆを保持するのに十分な強度をもった定形形状である球形状となっている。
【００２０】
このようにコンデンサ素子２の中空部２ｆに絶縁体２ｇを挿入することが本発明における技術的特徴の一つであり、これらによって、従来であれば、コンデンサ素子２の両端面から金属を溶射して集電極３を形成する際に、両端面から溶射された金属が中空部２ｆ内でそれぞれ導通し、短絡することによって不具合となっていたところ、本発明の実施の形態によれば、絶縁体２ｇによって両端面から溶射された金属が中空部２ｆ内へ入り込み、短絡することがなくなるので、両端面の集電極３が短絡することなく、安定して容量を発揮することができるものである。
【００２１】
また、この絶縁体２ｇは球形状をなしているので、絶縁体２ｇの作製が容易であるとともに中空部２ｆに対しての挿入が容易となるものである。なお、図５（ｂ）のようにポリアセタールからなる絶縁体２ｈが砲弾形状であってもよく、このようにすることによって絶縁体２ｈの先端が球形状であるので同様に挿入が容易であるだけでなく、絶縁体２ｈがコンデンサ素子２の両端面に留まった状態でも、さらに中空部２ｆの奥深くまで絶縁体２ｈの挿入が可能となり、より絶縁の効果を奏するものである。
【００２２】
さらに、図５（ｃ）のようにポリアセタールからなる絶縁体２ｉを円錐形状とすることによって、中空部２ｆの径がある程度バラツキを有していたとしても、より確実に中空部２ｆ内に挿入されることとなる。
【００２３】
また、従来であれば、コンデンサ素子２に熱が加わった際には誘電体フィルムが収縮することによって対向する蒸着電極の距離が縮まり、容量が不安定に変化してしまうということがあったが、図５（ｄ）のごとく、ポリアセタールからなる絶縁体２ｊを支持体として中空部２ｆ内に挿入することによって、周囲の温度変化に対しても絶縁体２ｊが支持体となって中空部２ｆを保持するため、誘電体フィルムを介して対向する蒸着電極の距離が保たれることで、安定して容量を発揮することができるものである。
【００２４】
特に、コンデンサ素子２において両端面は金属からなる集電極３が形成されるため、金属による収縮が非常に小さいので、両端面での熱による誘電体フィルムの収縮の割合は比較的小さいが、中空部２ｆの両端に対して中央近傍は収縮の割合が大きいので、この中空部２ｆの中央近傍に支持体となる絶縁体２ｊを挿入することによって、蒸着電極の対向する距離が保たれ、安定して容量を発揮する効果はより顕著になるものである。
【００２５】
さらに、図５（ｅ）のように絶縁体２ｋを円柱状とすることによって、中空部２ｆのほぼ全ての内面を均一に支持することが出来るので、高温によって誘電体フィルムが収縮しても誘電体フィルムの一部分に圧力が集中しないので、圧力が集中した部分に生じるストレスによるフィルムの耐電圧性能の低下が抑えられる。
【００２６】
なお、円柱状の絶縁体２ｋを中空部２ｆに設ける方法として、本実施の形態では、表面に蒸着電極２ｃ、２ｄを形成した誘電体フィルムを巻回するときの巻芯に、巻回する金属化フィルムの幅よりも長いポリアセタール製の円柱状の絶縁体２ｋを用い、巻回後余分な絶縁体２ｋを切除した。
【００２７】
また、従来であればコンデンサ素子２の両端面の集電極３が短絡しないようにコンデンサ素子２を側面方向からプレスするなどして偏平形状としていたが、偏平形状とするためには熱圧着を行う必要がありこれによる誘電体フィルムなどへの耐電圧低下、物理的ストレス、耐パルス電流性低下などが懸念されていたが、本発明の実施の形態によれば、コンデンサ素子２を略円柱形状とすることができるのでこれらの懸念を低減することが可能である。
【００２８】
なお、図５（ｄ）において絶縁体２ｊは両端と中央近傍の計３個挿入されているが、これは少なくとも中央近傍の１個であってもよく、その数を増加させることによって、絶縁の効果と安定して容量を引き出す効果のそれぞれがより高まるものである。
【００２９】
また、本実施の形態では、絶縁体２ｇ、２ｈ、２ｉ、２ｊ、２ｋの材質をポリアセタール樹脂としたが、これに限られるものではなく、絶縁性を有するものであれば他の材質でも構わないが、加工性やコスト等を考慮すると、樹脂系のものが適している。そして、この材質を熱硬化性樹脂にすれば高温時の変形がより少なくなるので、さらに安定して容量を発揮することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
以上のように、本発明によるコンデンサによれば、周囲の温度変化や周波数変化に対して安定して容量を引き出すことのできるコンデンサとすることができるので、温度などの環境変化の激しい、自動車やパソコンなどのフィルタ回路などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施の形態によるコンデンサの分解斜視図
【図２】本発明の一実施の形態によるコンデンサ素子の構成を示す斜視図
【図３】本発明の一実施の形態によるコンデンサの斜視図
【図４】本発明の一実施の形態によるコンデンサの斜視図
【図５】（ａ）は本発明の一実施の形態によるコンデンサ素子の一部を断面で示した斜視図、（ｂ）〜（ｅ）はそれぞれ他の実施の形態の一部を断面で示した斜視図
【符号の説明】
【００３２】
１ケース
２コンデンサ素子
２ａ、２ｂマージン部分
２ｃ、２ｄ蒸着電極
２ｅヒューズ
２ｆ中空部
２ｇ、２ｈ、２ｉ、２ｊ、２ｋ絶縁体
３集電極
４リード線
５封口部材
６座板

【特許請求の範囲】
【請求項１】
有天筒状のケースと、このケース内に収納されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子に接続されるとともに、前記ケースの下面開口部からケース外に引き出されたリード線と、このリード線が挿通される貫通孔を有するとともに、前記ケースの下面開口部を封止する封口部材と、この封口部材の下面側に配置され、前記リード線の端子を設けた座板とを備え、前記コンデンサ素子は、表面に蒸着電極を有する誘電体フィルムを柱状形状に巻回し、この柱状形状の上、下端部に溶射により集電極を形成した構造とし、これら上、下の集電極にそれぞれ前記リード線を接続するとともに、前記コンデンサ素子の巻回軸部分に設けた中空部には絶縁体を挿入したことを特徴とするコンデンサ。
【請求項２】
前記絶縁体は定形形状とし、少なくとも一つは前記中空部の両端に対し中央近傍に配置されたことを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ。
【請求項３】
前記絶縁体は球形状であることを特徴とする請求項１または２に記載のコンデンサ。
【請求項４】
前記絶縁体は砲弾形状であることを特徴とする請求項１または２に記載のコンデンサ。
【請求項５】
前記絶縁体は円錐形状であることを特徴とする請求項１または２に記載のコンデンサ。
【請求項６】
前記絶縁体は円柱形状であることを特徴とする請求項１または２に記載のコンデンサ。
【請求項７】
前記絶縁体が熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載のコンデンサ。

【図１】