(57)【要約】  絶縁材料からなる芯体４に金属化フィルム３ａおよび３ｂを巻回してなる本体５と、本体５の軸長方向の両端面にそれぞれ設けられた第１、第２端子電極６ａ、６ｂとを具備し、芯体４は、軸長方向（ｚ方向）に垂直な断面が、長径と短径とを有するオーバル形状の外周７と、長径に沿ったスリットを形成する内周８とを有する。このような芯体４を具備することで、金属化フィルム３ａ、３ｂの緩みや、金属化フィルム３ａ、３ｂ間の空隙の発生を抑制することができ、絶縁性の高いフィルムコンデンサＡとすることができる。【選択図】  図２
2017057122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁材料からなる芯体に金属化フィルムを巻回してなる本体と、該本体の軸長方向の両端面にそれぞれ設けられた第１、第２端子電極とを具備するとともに、
前記芯体は、前記軸長方向に垂直な断面が、長径と短径とを有するオーバル形状の外周と、前記長径に沿ったスリットを形成する内周とを有する、フィルムコンデンサ。
【請求項２】
前記芯体は、前記長径上の肉厚（ｔ１）が、前記短径上の肉厚（ｔ２）よりも小さい、請求項１に記載のフィルムコンデンサ。
【請求項３】
前記スリットが、前記長径上の両端に一対の膨らみ部を有する、請求項１または２に記載のフィルムコンデンサ。
【請求項４】
前記スリットの前記膨らみ部は、前記断面において、前記長径の前記端部側に弧を有する涙滴状をなす、請求項３に記載のフィルムコンデンサ。
【請求項５】
前記軸長方向の少なくとも一部において、前記芯体の前記膨らみ部内に絶縁部材を有する、請求項３または４に記載のフィルムコンデンサ。
【請求項６】
前記内周は、前記軸長方向の少なくとも一部において、前記短径方向に互いに対向する部位が当接している、請求項１〜５のいずれかに記載のフィルムコンデンサ。
【請求項７】
前記軸長方向における前記芯体の両端部において、前記スリットによる開口部を有する、請求項１〜６のいずれかに記載のフィルムコンデンサ。
【請求項８】
前記長径の長さをｄ１、前記短径の長さをｄ２としたとき、該ｄ２の前記ｄ１に対する比（ｄ２／ｄ１）が０．０５〜０．５である、請求項１〜７のいずれかに記載のフィルムコンデンサ。
【請求項９】
前記外周が、前記長径に沿う一対の直線部と、該一対の直線をつなぐ一対の弧状部とを有する、請求項１〜８のいずれかに記載のフィルムコンデンサ。
【請求項１０】
前記断面において、前記外周の長さをＬ０、前記直線部の長さをＬ１、前記弧状部の長さをＬ２、前記短径の長さをｄ２としたとき、
式Ｑ＝（Ｌ２／Ｌ１）×（Ｌ０／（π・ｄ２）−１）が、０．８〜１．２の範囲にある、
請求項９に記載のフィルムコンデンサ。
【請求項１１】
前記断面において、前記芯体の前記弧状部における肉厚（ｔ２）が、前記短径の長さ（ｄ２）に対する比率（ｔ２／ｄ２）にして、０．２〜０．３の範囲にある、請求項９または１０に記載のフィルムコンデンサ。
【請求項１２】
請求項１〜１１のうちいずれかに記載のフィルムコンデンサを、バスバーにより複数個接続してなることを特徴とする連結型コンデンサ。
【請求項１３】
スイッチング素子により構成されるブリッジ回路と、該ブリッジ回路に接続された容量部とを備えているインバータであって、前記容量部が請求項１〜１１のうちいずれかに記載のフィルムコンデンサであることを特徴とするインバータ。
【請求項１４】
スイッチング素子により構成されるブリッジ回路と、該ブリッジ回路に接続された容量部とを備えているインバータであって、前記容量部が請求項１２に記載の連結型コンデンサであることを特徴とするインバータ。
【請求項１５】
電源と、該電源に接続された請求項１３または１４に記載のインバータと、該インバータに接続されたモータと、該モータにより駆動する車輪と、を備えていることを特徴とする電動車輌。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルムコンデンサ、連結型コンデンサ、インバータおよび電動車輌に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フィルムコンデンサは、例えば、ポリプロピレン樹脂をフィルム化した誘電体フィルムと、この誘電体フィルムの表面に蒸着によって形成された電極膜とを有する金属化フィルムを、金属製の巻芯に巻回してコンデンサ本体（以下、本体という）が構成されており（例えば、特許文献１を参照）、この本体の軸長方向の両端部には、メタリコンで形成された端子電極がそれぞれ設けられている。【０００３】
このようなフィルムコンデンサでは、金属製巻芯は抜き取らずにそのまま使用される。金属製巻芯は良好な熱伝導を有し、熱的強度や機械的強度が高いことから、放熱性に優れ、比較的高温で使用しても金属化フィルムの緩みや変形が少なく、大口径の巻芯の使用も容易であり、硬度の高い金属化フィルムを巻き取ることもできるものであった。【０００４】
また、近年のフィルムコンデンサにおいては、生産効率や材料ロスの低減を目的としてフィルムコンデンサ１素子当たりの容量・サイズの大型化が進むと共に、省スペース化を目的として偏平に加工した断面が小判形のフィルムコンデンサが多く用いられている。このような小判型のフィルムコンデンサには、通常、円筒型の巻芯が使用され、巻芯を抜き取らずに素子とともに偏平加工がおこなわれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６４−５５８１６号公報
【発明の概要】
【０００６】
本開示のフィルムコンデンサは、絶縁材料からなる芯体に金属化フィルムを巻回してなる本体と、該本体の軸長方向の両端面にそれぞれ設けられた第１、第２端子電極とを具備するとともに、前記芯体は、前記軸長方向に垂直な断面が、長径と短径とを有するオーバル形状の外周と、前記長径に沿ったスリットを形成する内周とを有する。
【０００７】
本開示の連結型コンデンサは、上述のフィルムコンデンサを、バスバーにより複数個接続してなる。
【０００８】
本開示のインバータは、スイッチング素子により構成されるブリッジ回路と、該ブリッジ回路に接続された容量部とを備え、前記容量部が上述のフィルムコンデンサまたは連結型コンデンサである。
【０００９】
本開示の電動車輌は、電源と、該電源に接続された上述のインバータと、該インバータに接続されたモータと、該モータにより駆動する車輪と、を備えている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】横断面が楕円状のフィルムコンデンサの構成を模式的に示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は展開斜視図、（ｃ）は芯体の横断面図である。
【図２】第１実施形態のフィルムコンデンサを模式的に示すもので、（ａ）は本体の横断面図、（ｂ）は芯体の寸法を説明する横断面図、（ｃ）は芯体の斜視図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態の芯素体の一例を示す断面図である。
【図４】第１実施形態のフィルムコンデンサを模式的に示すもので、（ａ）は本体のｙｚ縦断面図、（ｂ）は変形例のｘｚ縦断面図、（ｃ）は図４（ｂ）の芯体の斜視図、（ｄ）はさらなる変形例の芯体の端面を示す側面図である。
【図５】第２実施形態のフィルムコンデンサを模式的に示すもので、（ａ）は本体の横断面図、（ｂ）は芯体の寸法を説明する横断面図、（ｃ）は芯体の斜視図である。
【図６】第２実施形態の芯素体の一例を示す断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、第２実施形態の芯体の変形例を示す横断面図である。
【図８】第２実施形態のフィルムコンデンサを模式的に示すもので、（ａ）、（ｂ）は本体のｙｚ縦断面図、（ｃ）は図８（ｂ）の芯体の斜視図である。
【図９】連結型コンデンサを模式的に示す斜視図である。
【図１０】インバータの構成を説明するための概略構成図である。
【図１１】電動車輌を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、横断面が楕円状のフィルムコンデンサＡの構成の一例を模式的に示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は展開斜視図、（ｃ）は芯体の横断面図である。各図面には、説明を容易にするためにｘｙｚの座標軸を付した。
【００１２】
フィルムコンデンサＡは、図１（ａ）に示すように、本体５、第１端子電極６ａ、および第２端子電極６ｂを具備している。本体５は、金属化フィルム３ａ、３ｂが図１（ｂ）に示すように重ねられ、絶縁材料からなる芯体４に巻回されている。金属化フィルム３ａは、誘電体フィルム１ａの一方の面に電極膜２ａを備えるものであり、金属化フィルム３ｂは、誘電体フィルム１ｂの一方の面に電極膜２ｂを備えるものである。
【００１３】
図１（ａ）に示すように、第１端子電極６ａは、芯体４の軸長方向（ｚ方向）における本体５の一方の端面に位置し、第２端子電極６ｂは、もう一方の端面に位置している。第１端子電極６ａは、電極膜２ａに電気的に接続され、第２端子電極６ｂは、電極膜２ｂに電気的に接続されている。
【００１４】
なお、図１（ｂ）では、フィルムコンデンサＡの構成を見やすくするため、誘電体フィルム１ａ、１ｂ、電極膜２ａ、２ｂの厚みを、図１（ｂ）の奥から手前に向けて厚くなるように記載したが、実際にはこれらの厚みは一定である。また、図１（ｂ）では、第１、第２端子電極６ａ、６ｂの記載を省略した。
【００１５】
金属化フィルム３ａは、誘電体フィルム１ａの一方の面上に、電極膜２ａを有する部分と、誘電体フィルム１ａが露出した部分（以下、誘電体フィルム露出部という）１５ａとを有している。誘電体フィルム露出部１１ａは、金属化フィルム３ａの幅方向（ｚ方向）の一端部側に、長手方向に連続するように設けられている。金属化フィルム３ｂは、誘電体フィルム１ｂの一方の面上に、電極膜２ｂを有する部分と、誘電体フィルム１ｂが露出した部分（以下、誘電体フィルム露出部という）１５ｂとを有している。誘電体フィルム露出部１５ｂは、金属化フィルム３ｂの幅方向（ｚ方向）の一端側に、長手方向に連続するように設けられている。
【００１６】
金属化フィルム３ａ、３ｂは、誘電体フィルム露出部１５ａ、１５ｂが、金属化フィルム３ａ、３ｂの幅方向（ｚ方向）の互いに異なる側に位置するように重ねあわされている。また、金属化フィルム３ａ、３ｂは、幅方向（ｚ方向）の他方の端部（電極膜２ａ、２ｂを有する端部）が、それぞれ幅方向（ｚ方向）に突出するようにずれた状態で重ねあわあされている。すなわち、本体５は、金属化フィルム３ａ、３ｂが図１（ｂ）に示すように芯体４に積層巻回されている。
【００１７】
芯体４は、図１（ｃ）に示すように、軸長方向（ｚ方向）に垂直な断面（以下、横断面という場合もある）が、オーバル形状の外周７と、内周８とを有している。外周７は、長径ｄ１と短径ｄ２とを有している。内周８は、長径ｄ１に沿ったスリット９を形成している。スリット９は、内周８の内側に形成される芯体４の細い隙間（細隙、切れ込み）である。
【００１８】
通常、芯体としては金属製の円筒が用いられていた。しかし、金属製の芯体は機械的強度が高すぎて加工が極めて困難であり、偏平加工時に金属化フィルム３ａ、３ｂを痛めてしまう懸念があった。特に円筒型の芯体を用いた場合、偏平加工により芯体が局所的に折れ曲がって金属化フィルム３ａ、３ｂが緩み、金属化フィルム３ａ、３ｂ間に空隙が生じることがあった。このように金属化フィルム３ａ、３ｂ間に空隙がある状態で、第１、第２端子電極６ａ、６ｂとしてメタリコン電極を形成すると、メタリコンが空隙に侵入してショートが発生する懸念があった。
【００１９】
＜第１の実施形態＞
本実施形態では、芯体４の横断面が、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、楕円形状の外周７と、長径に沿ったスリット９を形成する内周８とを有する。ここで、楕円形状の長軸がｘ方向、短軸がｙ方向に一致するものとし、長径の長さをｄ１、短径の長さをｄ２とする。図２（ｃ）は芯体４の斜視図である。
【００２０】
なお、外周７が楕円形状であるとは、長軸と短軸の交点を原点とし、長半径の長さをｒ１（＝ｄ１／２）、短半径の長さをｒ２（＝ｄ２／２）としたとき、外周７上の点（ｘ、ｙ）が関係式（１）：ｘ２／ｒ１２＋ｙ２／ｒ２２＝１を満たす形状をいうが、本開示では、外周７が凸形状をなす曲線により形成されているものであればよい。例えば、関係式（２）：ｘ３／ｒ１３＋ｙ３／ｒ２３＝１、関係式（３）：ｘ４／ｒ１４＋ｙ４／ｒ２４＝１を満たすものであってもよい。
【００２１】
芯体４の横断面の外周７が楕円形状であることにより、芯体４および金属化フィルム３ａ、３ｂの局所的な折れ曲がり、および金属化フィルム３ａ、３ｂの緩みが抑えられ、金属化フィルム３ａ、３ｂ間に空隙が生じにくくなる。その結果、第１、第２端子電極６ａ、６ｂの構成材料であるメタリコンが、金属化フィルム３ａ、３ｂ間の空隙に侵入しにくくなり、ショート率が低く絶縁性の高いフィルムコンデンサＡとすることができる。このような芯体４の横断面の形状は、例えば芯体４の横断面の写真を画像処理するなどして確認すればよい。
【００２２】
このようなフィルムコンデンサＡは、例えば以下のようにして作製できる。芯体４の芯素体として、横断面におけるｘ方向の肉厚がｙ方向の肉厚より小さい管状のものを準備する。この芯素体の横断面は、例えば図３（ａ）に示すように、円形状の外周と楕円形状の内周を有するものや、図３（ｂ）に示すように、楕円形状の外周と円形状の内周を有するものなどを用いる。
【００２３】
芯素体の材質は、絶縁性の有機樹脂材料を用いればよい。具体的には、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、およびポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの有機樹脂材料が挙げられる。このような有機樹脂材料は、芯素体として所望の形状を形成しやすいとともに、フィルムを傷めることなく容易に偏平加工することが可能である。
【００２４】
この芯素体に、上述の金属化フィルム３ａ、３ｂを積層巻回して巻回体を得る。この時、金属化フィルム３ａと３ｂとは、フィルムの幅方向（ｚ方向）に互いに少しずらした状態で積層巻回する。
【００２５】
得られた巻回体である本体５を芯素体とともにプレスして、図２（ａ）に示すような形状に偏平加工する。このとき、プレスする方向を、芯素体の肉厚が厚いｙ方向とすることで、芯素体は、横断面が長径ｄ１と短径ｄ２とを有する楕円形状の外周７と、長径ｄ１に沿ったスリット９を形成する内周８とを有する芯体４となる。なお、ここでいうスリット９とは、近接して対向する内周８間の細い隙間を指し、外周７とは離間している。
【００２６】
このような芯体４は、外周７全体が径方向に凸の曲線からなる。また、図２（ｂ）に示すように、横断面の長径上の肉厚（ｘ方向の外周７とスリット９との間の肉厚、ｔ１）が、短径上の肉厚（ｙ方向の外周７とスリット９との間の肉厚、ｔ２）よりも小さいものとなる。ｔ１がｔ２よりも小さいことにより、本体５をプレスする際に肉厚が小さい（ｔ１）部位において芯素体が大きく変形し、肉厚が大きい（ｔ２）部位では大きな変形がない。このような芯体４を用いることで、芯体４が局所的に折れ曲がることに起因する金属化フィルム３ａ、３ｂの緩みや、金属化フィルム３ａ、３ｂ間の空隙の発生を抑制することができ、絶縁性の高いフィルムコンデンサＡとなる。
【００２７】
特に、芯素体として円形状の外周と楕円形状の内周とを有するもの（図３（ａ）を参照）を用いるとともに、積層巻回時に楕円状の巻芯軸を用いることで、芯素体が空回りすることなく、容易に巻回することができる。
【００２８】
芯体４の長径ｄ１と短径ｄ２の長さの比率は、比（ｄ２／ｄ１）にして０．０５〜０．５の範囲とするのがよい。（ｄ２／ｄ１）を０．０５以上とすることで、芯体４の肉厚が確保され、偏平加工時の寸法精度が向上する効果が得られる。また、（ｄ２／ｄ１）を０．５以下とすることで、芯体４の体積を小さく抑えることができ、素子の省スペース化を実現できる。
【００２９】
図４（ａ）は、本体５をｘ軸方向から見た断面図であり、図４（ｂ）は、本体５をｙ方向から見た断面図である。芯体４の横断面の内周８は、図４（ａ）に示すように、軸長方向（ｚ方向）の少なくとも中央近傍において、短軸方向（ｙ方向）に互いに対向する内周８が当接してスリット９が閉塞しているのがよい。または、図４（ｂ）に示すように、スリット９内の軸長方向（ｚ方向）の少なくとも中央近傍に絶縁部材１０が配され、スリット９が閉塞しているのがよい。
【００３０】
図４（ｃ）は、図４（ｂ）に示す芯体４の斜視図である。これらは、軸長方向（ｚ方向）の少なくとも中央近傍において内周８が当接する、またはスリット９内の軸長方向（ｚ方向）の少なくとも中央近傍に絶縁部材１０が配置されることにより、スリット９の隙間が芯体４の軸長方向（ｚ方向）に連通していない。したがって、メタリコン処理により第１端子電極６ａと第２端子電極６ｂとが、スリット９の隙間を通じて導通することが抑制され、ショート率を低減できる。
【００３１】
なお、スリット９が閉塞している部分（以下、スリット閉塞部という）の位置は、軸長方向（ｚ方向）の中央近傍に限定されない。スリット閉塞部は、スリット９が軸長方向（ｚ方向）に連通しないように配置されていれば、軸長方向（ｚ方向）のいずれかの端部近傍に配置されていてもよい。また、スリット閉塞部が軸長方向（ｚ方向）の複数の部位に分割して配置されていてもよい。
【００３２】
芯体４は、軸長方向（ｚ方向）の両端部において、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、スリット９による開口部１１を有するのがよい。芯体４が両端部に開口部１１を有することで、外部電極を形成する際にメタリコンが開口部１１に侵入し、アンカー効果が得られる。このアンカー効果により、本体５と第１、第２端子電極６ａ、６ｂとの接合強度が向上する効果が得られる。なお、開口部１１は、軸長方向（ｚ方向）に貫通していない、すなわち、両端部に位置するそれぞれの開口部１１同士は互いにつながっていない。すなわち、図４（ｄ）に示すように、芯体４の軸長方向（ｚ方向）の両端部において、スリット９は長径方向（ｘ方向）の端部のみに開口部１１を有し、長径方向（ｘ方向）の中央近傍では閉塞しているのがよい。
【００３３】
＜第２の実施形態＞
本実施形態では、芯体４は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、軸長（ｚ方向）に垂直な断面（以下、横断面という場合もある）が、一対の直線状の長辺７ａおよび一対の短辺７ｂを備える外周７と、外周７の内側に長辺７ａに沿うスリットを形成する内周８と、を有する。ここで、長辺７ａに平行な方向をｘ方向、長辺７ａに垂直な方向をｙ方向とし、長辺７ａの長さをＬ１、短辺７ｂの長さをＬ２とする（図５（ｂ）を参照）。内周８により形成されるスリットは、長辺７ａに沿うとともにｘ方向の両端に空隙である一対の膨らみ部１２を有する。図５（ｃ）は芯体４の斜視図である。
【００３４】
以下、外周７の形状を角丸長方形状という場合がある。角丸長方形状とは、一対の長辺と一対の短辺を有し、角が丸みを帯びている長方形状を指す。第２の実施形態では、長辺７ａは直線で構成され、対向する長辺７ａ同士をつなぐ短辺７ｂが軸長方向（ｚ軸方向）の外側に凸の弧状をなしている。
【００３５】
長辺７ａは、直線状とするが、わずかに外側に凸であってもよい。短辺７ｂは外側に凸の弧状をなす曲線で構成されているのがよいが、直線部分を有していてもよい。互いに対向する長辺７ａ同士は、互いに平行であるのがよいが、若干の角度を有していてもよい。また、対向する長辺７ａは同じ長さであるのがよいが、互いに異なる長さであってもよい。本実施形態において、外周７は内側に凹んだ部分を有していない。
【００３６】
芯体４の横断面の外周７が角丸長方形状であることにより、芯体４および金属化フィルム３ａ、３ｂの局所的な折れ曲がり、および金属化フィルム３ａ、３ｂの緩みが抑えられ、金属化フィルム３ａ、３ｂ間に空隙が生じにくくなる。その結果、第１、第２端子電極６ａ、６ｂの構成材料であるメタリコンが、金属化フィルム３ａ、３ｂ間の空隙に侵入しにくくなり、ショート率が低く絶縁性の高いフィルムコンデンサＡとすることができる。このような芯体４の横断面の形状は、例えば芯体４の横断面の写真を画像処理するなどして確認すればよい。
【００３７】
このようなフィルムコンデンサＡは、例えば以下のようにして作製できる。芯体４の芯素体として、横断面におけるｘ方向の肉厚がｙ方向の肉厚より小さい管状のものを準備する。この芯素体の横断面は例えば図６に示すように円形状の外周と、ｘ方向とｙ方向とで半径の異なる内周と、を有するものを用いる。
【００３８】
芯素体の材質は、第１実施形態と同様なものを用いればよい。
【００３９】
この芯素体に、第１実施形態と同様に金属化フィルム３ａ、３ｂを積層巻回して巻回体を得る。得られた巻回体である本体５を芯素体とともにプレスして、図５（ａ）に示すような形状に偏平加工する。このとき、プレスする方向を、芯素体の肉厚が厚いｙ方向とすることで、芯素体は、横断面が一対の直線状の長辺７ａおよび一対の短辺７ｂを備える角丸長方形状の外周７と、長辺７ａに沿うとともに両端に一対の膨らみ部１２を有するスリット９を形成する内周８とを有する芯体４となる。なお、ここでいうスリット９とは、近接して対向する内周８間の細い隙間を指し、外周７とは離間している。
【００４０】
このような芯体４は、外周７全体が一対の直線状の長辺７ａおよび一対の短辺７ｂからなる。また、図５（ｂ）に示すように、横断面の短辺７ｂ部の肉厚（長径上の肉厚、ｔ１）が、長辺７ａ部における肉厚（短径上の肉厚、ｔ２）よりも小さいものとなる。ｔ１がｔ２よりも小さいことにより、本体５をプレスする際に肉厚が小さい（ｔ１）部位において芯素体が大きく変形し、肉厚が大きい（ｔ２）部位では大きな変形がない。このような芯体４を用いることで、芯体４が局所的に折れ曲がることに起因する金属化フィルム３ａ、３ｂの緩みや、金属化フィルム３ａ、３ｂ間の空隙の発生を抑制することができ、絶縁性の高いフィルムコンデンサＡとなる。
【００４１】
また、芯体４の横断面において、膨らみ部１２は、短辺７ｂに沿う弧を有する涙滴状の空隙をなすものとなる。膨らみ部１２がこのような涙滴状をなすことにより、局所的な変形が小さい芯体４とすることができる。換言すれば、巻回体である本体５をプレスして偏平加工する際に、芯体４の肉厚が小さい部位に涙滴状の空隙である膨らみ部１２が形成されることで、肉厚の大きい他の部位における局所的な変形（以下、単に芯体４の局所的な変形という）を抑制することができる。このように膨らみ部１２以外の部位における芯体４の局所的な変形が抑制されることにより、金属化フィルム３ａ、３ｂの緩みや金属化フィルム３ａ、３ｂ間の空隙の発生（以下、単に金属化フィルム間の空隙発生という）を抑制することができる。
【００４２】
膨らみ部１２の横断面の形状は、涙滴状であるのがよいが、図７（ａ）〜（ｄ）に示すような形状（円・楕円形状、ひし形状、三角形状など）であってもよい。このような形状は、芯素体の内周の形状を、プレス後に上述のような形状となるように設計することにより得られる。
【００４３】
芯体４の横断面において、芯体４の外周７全体の長さをＬ０、長辺７ａの長さをＬ１、短辺７ｂの長さをＬ２、芯体４の長辺７ａに垂直な方向（ｙ方向）の長さ（短径）をｄ２とする。このとき、式Ｐ＝（Ｌ２／Ｌ１）×（Ｌ０／（π・ｄ２）−１）の値が、０．８〜１．２の範囲、特には０．９〜１．１の範囲にあることが好ましい。Ｐは、芯体４の横断面の形状に関するパラメータであり、Ｐをこの範囲とすることで、芯体４の局所的な変形をより一層抑制することができる。例えば、Ｐが０．８より小さい場合は、プレス後期に短辺７ｂ部が大きく変形して金属化フィルム間の空隙が発生しやすくなる傾向がある。また、Ｐが１．２より大きい場合は、プレス初期に長辺７ａ部と短辺７ｂ部との境界が変形してフィルム間の空隙が発生しやすくなる傾向がある。
【００４４】
芯体４の横断面において、短辺７ｂ部における肉厚ｔ１は、長辺７ａに垂直な方向（ｙ方向）の長さ（短径）ｄ２に対する比率（ｔ１／ｄ２）にして、０．２〜０．３の範囲であることが好ましい。ｔ１／ｄ２を０．２〜０．３の範囲とすることで、芯体４の局所的な変形をより一層抑制することができる。例えば、ｔ１／ｄ２が０．２より小さい場合は、プレス初期に長辺７ａ部と短辺７ｂ部との境界が変形して金属化フィルム間の空隙が発生しやすくなる傾向がある。また、ｔ１／ｄ２が０．３より大きい場合は、プレス初期に長辺７ａ部が変形し、金属化フィルム間の空隙が発生しやすくなる傾向がある。ｔ１／ｄ２は、特に０．２３〜０．２７の範囲とするのがよい。
【００４５】
芯体４の横断面の内周８は、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、長辺７ａに沿って互いに対向する部位、すなわちスリット９を介して互いに対向する部位（２つの膨らみ部１２間に位置する部位）が当接してスリット９が閉塞しているのがよい。軸長方向（ｚ方向）全体にわたって、対向する内周８が当接していてもよいが、図８（ａ）に示すように軸長方向（ｚ方向の）の少なくとも一部において互いに対向する内周８が当接するものであってもよい。図８（ａ）は芯体４のｘ方向中央における本体５の断面図である。この場合、内周８により形成されるスリット９の間隙が軸長方向（ｚ方向）の一端から他端に貫通していなければよい。ｚ方向の少なくとも一部で互いに対向する内周８が当接し、スリット９の間隙が軸長方向（ｚ方向）の一端から他端に貫通せず閉塞していることにより、第１、第２端子電極６ａ、６ｂを形成するメタリコンがスリット９の間隙に侵入しても、第１端子電極６ａと第２端子電極６ｂとがスリット９の間隙を通じて導通することが抑制され、ショート率を低減できる。なお、スリット９が閉塞している部分（スリット閉塞部）の位置は、軸長方向（ｚ方向）の中央近傍にであってもよい。また、スリット９が軸長方向（ｚ方向）に貫通しないように設けられていれば、軸長方向（ｚ方向）のいずれかの端部近傍であってもよい。また、スリット閉塞部が軸長方向（ｚ方向）の複数の部位に分割して配置されていてもよい。
【００４６】
なお、軸長方向（ｚ方向）の両端では、内周８により形成されるスリット９の開口部１１が存在してもよい。軸長方向（ｚ方向）の端部においてスリットの開口部１１にメタリコンが侵入し、アンカー効果が得られる。このアンカー効果により、本体５と第１、第２端子電極６ａ、６ｂとの接合強度が向上する効果が得られる。
【００４７】
図８（ｂ）は、膨らみ部１２を示すｘ方向に垂直な本体５の断面図であり、図８（ｃ）は図８（ｂ）に示す芯体４の斜視図である。膨らみ部１２は、図８（ｂ）に示すように、膨らみ部１２の空隙に絶縁部材１０が配置され、膨らみ部１２が閉塞しているのがよい。膨らみ部１２の空隙は、絶縁部材１０が配置されることにより軸長方向（ｚ方向）の一端から他端に連通していない。したがって、メタリコン処理により第１端子電極６ａと第２端子電極６ｂとが、膨らみ部１２の間隙を通じて導通することが抑制され、ショート率を低減できる。
【００４８】
なお、絶縁部材１０は、膨らみ部１２の空隙に、軸長方向（ｚ方向）の全体にわたって配置されていてもよい。また、絶縁部材１０は、軸長方向（ｚ方向の）の少なくとも一部に配置されていてもよい。絶縁部材１０は、膨らみ部１２の空隙が軸長方向（ｚ方向の）一端から他端に連通せず閉塞するように配置されていれば、軸長方向（ｚ方向）のいずれかの端部近傍に配置されていてもよい。また、絶縁部材１０は、軸長方向（ｚ方向）の複数の部位に分割して配置されていてもよい。
【００４９】
なお、軸長方向（ｚ方向）の両端では、膨らみ部１２の空隙が開口していてもよい。軸長方向（ｚ方向）の端部に膨らみ部１２の空隙が開口していることで、外部電極を形成する際にメタリコンが膨らみ部１２の開口の空隙に侵入し、アンカー効果が得られる。このアンカー効果により、本体５と第１、第２端子電極６ａ、６ｂとの接合強度が向上する効果が得られる。
【００５０】
＜連結型コンデンサ、インバータ、電動車両＞
図９は、連結型コンデンサＣの構成を模式的に示した斜視図である。図９においては構成を分かりやすくするために、ケースならびにモールド用の樹脂を省略して記載している。本実施形態の連結型コンデンサＣは、複数個のフィルムコンデンサＡが一対のバスバー２１、２３により並列接続された構成を有する。バスバー２１、２３は、外部接続用の端子部２１ａ、２３ａと、引出端子部２１ｂ、２３ｂにより構成され、引出端子部２１ｂ、２３ｂは、フィルムコンデンサＡの端子電極６ａ、６ｂにそれぞれ接続される。
【００５１】
連結型コンデンサＣに、上記したフィルムコンデンサＡを適用すると、ショート率が低く絶縁性の高い連結型コンデンサＣを得ることができる。
【００５２】
なお、連結型コンデンサＣは、図９に示したような平面的な配置の他に、フィルムコンデンサＢの平坦な面同士が重なるように積み上げた構造であっても同様の効果を得ることができる。また、軸長方向（ｚ方向）が鉛直方向に沿った配置としてもよい。
【００５３】
図１０は、インバータの構成を説明するための概略構成図である。図１０には、直流から交流を作り出すインバータＤの例を示している。本実施形態のインバータＤは、図１０に示すように、ブリッジ回路３１と、容量部３３とを備えた構成を有する。ブリッジ回路３１は、スイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ（Insulated gate Bipolar Transistor））とダイオードにより構成され、容量部３３は、電圧安定化のためにブリッジ回路３１の入力端子間に配置される。本実施形態では、容量部３３として上記のフィルムコンデンサＡまたは連結型コンデンサＣが適用される。
【００５４】
インバータＤは、直流電源の電圧を昇圧する昇圧回路３５に接続される。ブリッジ回路３１は駆動源となるモータジェネレータ（モータＭ）に接続される。
【００５５】
図１１は、電動車輌を示す概略構成図である。図１１には、電動車輌Ｅとしてハイブリッド自動車（ＨＥＶ）の例を示している。
【００５６】
図１１における符号４１は駆動用のモータ、４３はエンジン、４５はトランスミッション、４７はインバータ、４９は電源（電池）、５１ａ、５１ｂは前輪および後輪である。
【００５７】
電動車輌Ｅは、駆動源としてモータ４１またはエンジン４３、もしくは両方の出力を備え、その出力が、トランスミッション４５を介して左右一対の前輪５１ａに伝達される。電源４９は、インバータ４７を介してモータ４１に接続されている。
【００５８】
また、図１１に示した電動車輌Ｅには、電動車輌Ｅ全体の統括的な制御を行う車輌ＥＣＵ５３が設けられている。車輌ＥＣＵ５３には、イグニッションキー５５や図示しないアクセルペダル、ブレーキ等の電動車輌Ｅからの運転者等の操作に応じた駆動信号が入力される。この車輌ＥＣＵ５３は、その駆動信号に基づいて、指示信号をエンジンＥＣＵ５７、電源４９、および負荷としてのインバータ４７に出力する。エンジンＥＣＵ５７は、指示信号に応答してエンジン４３の回転数を制御し、電動車輌Ｅを駆動する。
【００５９】
上記のフィルムコンデンサＡまたは連結型コンデンサＣを容量部３３として適用したインバータＤを、例えば、図１１に示すような電動車輌Ｅのインバータ４７として用いると、フィルムコンデンサＡまたは連結型コンデンサＣが、ショート率が低く絶縁性の高いものであるため、電動車輌Ｅに搭載されたＥＣＵなどの制御装置の電流制御をより安定したものにすることができる。
【００６０】
なお、本実施形態のインバータＤは、上記のハイブリッド自動車（ＨＥＶ）のみならず、電気自動車（ＥＶ）や燃料電池車、あるいは電動自転車、発電機、太陽電池など種々の電力変換応用製品に適用できる。
【実施例】
【００６１】
ポリアリレート（Ｕ−１００、ユニチカ製）を用いて平均厚さ２．５μｍの誘電体フィルムを作製した。ポリアリレートをトルエンに溶解し樹脂溶液を、コータを用いてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製の基材上に塗布し、シート状に成形した。成形した樹脂シートを、１３０℃で熱処理してトルエンを除去し、誘電体フィルムを得た。【００６２】
得られた誘電体フィルムを基材から剥離し、１４０ｍｍ幅にスリット加工した後、誘電体フィルムの一方の主面に電極膜として、メタルマスクを用いて１０７ｍｍ幅のＡｌ金属膜を真空蒸着法により形成し、金属化フィルムを得た。金属膜の厚さは７０ｎｍ、シート抵抗は８．０Ω／□であった。なお、金属膜の膜厚は、イオンミリング加工をした断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察により求めた。シート抵抗（Ｒｓ）は、幅（ｗ）１０ｍｍ、長さ（ｌ）３００ｍｍの金属膜の両端間の抵抗値（Ｒ）を二端子法で測定し、式Ｒｓ＝Ｒ×ｗ／ｌにより算出した。【００６３】
１４０ｍｍ幅の金属化フィルムをさらにスリット加工し、１．５ｍｍのマージン部（誘電体フィルムの露出部）を有する５５ｍｍ幅の金属化フィルムとした。【００６４】
芯素体は、図３（ａ）、および図６に示すような断面形状を有するもので、長さ５５ｍｍのポリプロピレン（ＰＰ）製のものを準備した。すなわち、外周が円形状で、内周が楕円形状の断面形状を有するもの（図３（ａ））、および外周が円形状で、ｘ方向の肉厚が薄く、ｙ方向の肉厚が厚い断面形状を有するもの（図６）を準備した。【００６５】
５５ｍｍ幅の一対の金属化フィルムを、電極膜が誘電体フィルムを介して対向するように芯素体に積層巻回し、巻回体を作製した。なお、一対の金属化フィルムは、幅方向（ｚ方向）に互いに０．５ｍｍずれた状態とし、マージン部を幅方向（ｚ方向）の異なる側にそれぞれ配した状態で巻回した。巻回数は６４２回とし、外径１２．５ｍｍ、幅５５．５ｍｍ（いずれも平均値）の巻回体を得た。【００６６】
得られた巻回体を、芯素体とともにプレスすることで偏平加工し、フィルムコンデンサ本体とした。プレスは温度１２０℃、プレス荷重５００ｇｆの条件で行った。また、比較のため、肉厚が一様な芯素体を用いたもの（試料Ｎｏ．１、２）、および芯素体を抜き取って偏平加工したもの（試料Ｎｏ．３）も作製した。なお、図３（ａ）および図６に示す横断面形状を有する芯素体については、プレス方向を芯素体の肉厚が厚いｙ方向とした。【００６７】
偏平加工後、芯体の端部の空隙（スリット）をポリイミド製テープで封止した。その後フィルムコンデンサ本体の電極膜が露出した対向する端面に亜鉛と錫との合金を溶射し、端子電極であるメタリコン電極を形成してフィルムコンデンサとした。【００６８】
得られたフィルムコンデンサの幅方向（ｚ方向）の中央部を、ダイヤモンドワイヤーソーを用いて切断し、芯体の横断面形状を確認した。図３（ａ）に示す断面形状を有する芯素体を用いたものでは、外周が楕円形状で内周が長径に沿ったスリットを形成していた。
図６に示す断面形状を有する芯素体を用いたものでは、外周が角丸長方形状で内周がスリットの両端に涙滴状の膨らみ部を有する形状となっていた。肉厚が一様な芯素体を用いたものでは、外周の長辺に相当する部位の中央付近に局所的に凹んだ部分が形成され、オーバル状をなす外周を有していなかった。また、内周も２つの楕円状の空隙が並んだような形状をなしていた。【００６９】
第１実施形態、すなわち芯体の外周が楕円形状の試料については、芯体の横断面の長径ｄ１、短径ｄ２、比率ｄ２／ｄ１、長径上の肉厚ｔ１および短径上の肉厚ｔ２を確認し、表１に示した（図２（ｂ）を参照）。【００７０】
第２実施形態、すなわち芯体の外周が角丸長方形状の試料については、芯体の横断面の形状に関するパラメータＰ、および短辺の肉厚ｔ１と長辺に垂直な方向の長さｄ２の比率（ｔ１／２）を確認し、表２に示した。なお、Ｐ＝（Ｌ２／Ｌ１）×（Ｌ０／（π・ｄ２）−１）であり、式中において、Ｌ１は外周の長辺の長さ、Ｌ２は外周の短辺の長さ、Ｌ０は外周全体の長さ、ｄ２は長辺に垂直な方向の芯体の長さ（短径）である（図５（ｂ）を参照）。【００７１】
なお、芯対応断面の形状に関するこれらの数値は、芯体の横断面をデジタルカメラで撮影した画像を、画像処理ソフトを用いて画像解析することにより求めた。【００７２】
作製したフィルムコンデンサのショート率、絶縁破壊電圧（ＢＤＶ）を評価した。ショート率は、マルチメーターを用いてフィルムコンデンサの抵抗を測定し、１ｋΩ以下をショートとし、その割合を求めた。絶縁破壊電圧（ＢＤＶ）は、フィルムコンデンサに、０Ｖから毎秒１０Ｖの昇圧速度で直流電圧を印加する昇圧試験を行い、静電容量が０Ｖの値（初期値）に対して５％以上低下する直前の電圧値から求めた。静電容量の初期値は、昇圧試験を行う前にＡＣ１０Ｖ、１ｋＨｚの条件で測定した。静電容量の初期値の平均値は、１７．７μＦであった。また、昇圧試験においては、ショート、すなわち漏れ電流値が１．０ｍＡを超えた場合に、一旦直流電圧を０Ｖに戻してＡＣ１０Ｖ、１ｋＨｚの条件にて静電容量を測定し、その値が初期値に対して９５％以上であれば０Ｖから再度昇圧試験を行うことを繰り返した。【００７３】
フィルムコンデンサのショート率および絶縁破壊電圧（ＢＤＶ）を表１および表２に示す。なお、ショート率以外はｎ＝５０の平均値である。【００７４】
【表１】
2017057122.tif 000003
【００７５】
【表２】
2017057122.tif 000004
【００７６】
第１実施形態、または第２実施形態の試料Ｎｏ．４〜２７は、ショート率が１２％以下、絶縁破壊電圧（ＢＤＶ）が８５０Ｖ以上という絶縁性の高いものであった。特に、第１実施形態で（ｄ２／ｄ１）が０．１〜０．３の範囲である試料Ｎｏ．５〜７、および第２実施形態で芯体の横断面の形状に関するパラメータＰが０．８〜１．２の範囲であり、ｔ１／ｄ２が０．２〜０．３の範囲である試料Ｎｏ．１１〜１３、１６〜１８、２１、２２、２５、２６では、ショート率が６％以下、ＢＤＶが１０５０Ｖ以上とより絶縁性の高いものとなった。
【符号の説明】
【００７７】
１ａ、１ｂ・・誘電体フィルム
２ａ、２ｂ・・電極膜
３ａ、３ｂ・・金属化フィルム
４・・・芯体
５・・・本体
６ａ・・・第１端子電極
６ｂ・・・第２端子電極
７・・・芯体の外周
７ａ・・芯体の外周の長辺
７ｂ・・芯体の外周の短辺
８・・・芯体の内周
９・・・スリット
１０・・絶縁部材
１１・・開口部
１２・・膨らみ部
【図１】
2017057122.tif 000005
【図２】
2017057122.tif 000006
【図３】
2017057122.tif 000007
【図４】
2017057122.tif 000008
【図５】
2017057122.tif 000009
【図６】
2017057122.tif 000010
【図７】
2017057122.tif 000011
【図８】
2017057122.tif 000012
【図９】
2017057122.tif 000013
【図１０】
2017057122.tif 000014
【図１１】
2017057122.tif 000015
【国際調査報告】
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2017057122.tif 000017
2017057122.tif 000018
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