(57)【要約】  フィルムコンデンサはコンデンサ素子と第一と第二の外部電極とを備える。コンデンサ素子は、誘電体フィルムと、誘電体フィルムを介して互いに対向する第一と第二の電極膜とを含む。第一の電極膜は、マトリクス状に配置された複数の小電極部と、第一の方向で互いに隣り合う小電極部間を接続する複数の第一のヒューズと、第一の方向と直角の第二の方向で互いに隣り合う小電極部間を接続する複数の第二のヒューズとを含む。複数の第二のヒューズは、第二の方向に配置された小電極部からなる複数列に散らして配置されている。
2013102977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体フィルムと、
前記誘電フィルム上に設けられた第一の電極膜と、
前記誘電体フィルムを介して前記第一の電極膜に対向する第二の電極膜と、
を含み、第一の方向に配列された第一の端と第二の端とを有するコンデンサ素子と、
前記コンデンサ素子の前記第一の端に設けられてかつ前記第一の電極膜に接続された第一の外部電極と、
前記コンデンサ素子の前記第二の端に設けられてかつ前記第二の電極膜に接続された第二の外部電極と、
を備え、
前記第一の電極膜は、
前記第一の方向に延びる複数の第一のスリットと前記第一の方向に直角の第二の方向に延びる複数の第二のスリットとで区分けされて、前記第一の方向にそれぞれ配列された複数の行と前記第二の方向にそれぞれ配列された複数の列とを有するマトリクス状に配置された複数の小電極部と、
前記複数の小電極部のうちの前記第一の方向で互いに隣り合う小電極部間を接続するように前記複数の第二のスリットに位置する複数の第一のヒューズと、
前記複数の小電極部のうちの前記第二の方向で互いに隣り合う小電極部間を接続するように前記複数の第一のスリットに位置する複数の第二のヒューズと、
を含み、
前記複数の第一のスリットのそれぞれには前記複数の第二のヒューズのうちの少なくとも１つが位置しており、
前記複数の小電極部の前記複数の列は、前記第一の外部電極から最も遠い最遠列と、１つ以上の他の列よりなり、
前記１つ以上の他の列のそれぞれにおいて、前記複数の小電極部のうちの任意の小電極部に前記第二の方向で隣り合う２つの小電極部のうちの少なくとも１つの小電極部は前記任意の小電極部と前記第二の方向において電気的に非接続である、フィルムコンデンサ。
【請求項２】
前記複数の列の少なくとも１つにおいて、前記複数の第二のヒューズのうちの或る第二のヒューズは、前記複数の第二のヒューズのうちの前記或る第二のヒューズに隣り合う第二のヒューズに対して前記第一の方向にずらして配置されている、請求項１に記載のフィルムコンデンサ。
【請求項３】
前記複数の第二のヒューズの総数は前記複数の小電極部の総数の３５％以下である、請求項１に記載のフィルムコンデンサ。
【請求項４】
前記複数の列は、第一の列と、前記第一の列に比べて前記第一の外部電極から離れている第二の列とを含み、
前記複数の第二のヒューズのうちの前記第二の列での１つ以上の第二のヒューズの数は、前記第一の列での１つ以上の第二のヒューズの数より多い、請求項１に記載のフィルムコンデンサ。
【請求項５】
前記複数の第二のヒューズは、前記複数の小電極部のうちの前記最遠列での複数の小電極部の全てを互いに接続する、請求項１に記載のフィルムコンデンサ。
【請求項６】
前記１つ以上の他の列のそれぞれにおいて、前記複数の第二のヒューズは前記第二の方向に所定の周期で飛び石状に配置されている、請求項１または５に記載のフィルムコンデンサ。
【請求項７】
前記１つ以上の他の列は複数の他の列を含み、
前記複数の他の列のそれぞれにおいて、前記複数の第二のヒューズは前記第二の方向に所定の周期で飛び石状に配置されており、
前記複数の第二のヒューズのうちの前記複数の他の列のそれぞれでの１つ以上の第二のヒューズの数は互いに同じである、請求項６に記載のフィルムコンデンサ。
【請求項８】
前記１つ以上の他の列は複数の他の列を含み、
前記複数の他の列のうちの互いに隣り合う２つの列において、前記複数の第二のヒューズは前記第二の方向で交互に配置されている、請求項６に記載のフィルムコンデンサ。
【請求項９】
前記複数の第二のヒューズの前記第一の方向の幅は、前記複数の第一のヒューズの前記第二の方向の幅より狭い、請求項１から８のいずれか一項に記載のフィルムコンデンサ。
【請求項１０】
前記複数の第一のヒューズは、前記複数の小電極部のうちの前記複数の行のそれぞれにおいて全ての複数の小電極部を互いに接続する、請求項１から９のいずれか一項に記載のフィルムコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種電子機器、電気機器、産業機器、自動車等に使用され、特に、ハイブリッド自動車のモータ駆動用インバータ回路の平滑用、フィルタ用、スナバ用に最適なフィルムコンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護の観点から、あらゆる電気機器がインバータ回路で制御され、省エネルギー化、高効率化が進められている。中でも自動車業界においては、電気モータとエンジンで走行するハイブリッド車（以下、ＨＥＶと呼ぶ）が市場導入される等、地球環境に優しく、省エネルギー化、高効率化に関する技術の開発が活発化している。【０００３】
このようなＨＥＶ用の電気モータは使用電圧領域が数百ボルトと高いため、この電気モータに関連して使用されるコンデンサとして、高耐電圧で低損失の電気特性を有する金属化フィルムコンデンサが注目されている。【０００４】
そして、この金属化フィルムコンデンサは、一般に金属箔を電極に用いるものと、誘電体フィルム上に蒸着等で形成した金属膜を電極に用いるものとに大別される。中でも、蒸着等で形成した金属膜を電極とする金属化フィルムコンデンサは、金属箔のものに比べて電極の占める体積が小さく、小型軽量化が図れる。また、金属化フィルムコンデンサは、蒸着等で形成した電極膜特有の自己回復機能、すなわち、欠陥部周辺の電極膜が蒸発・飛散し、コンデンサの機能が回復するセルフヒーリング性を有する。セルフヒーリング性により絶縁破壊に対する信頼性が高いことから、金属化フィルムコンデンサは広く用いられている。電極膜は薄いほど蒸発・飛散しやすく、セルフヒーリング性が良くなるので、耐電圧が高くなる。【０００５】
図７は従来のフィルムコンデンサ１の斜視図である。フィルムコンデンサ１は、コンデンサ素子５と、コンデンサ素子５の両端面に形成された一対の外部電極６とを備える。コンデンサ素子５は、巻回された一対の金属化フィルム４よりなる。金属化フィルム４は、誘電体フィルム２と、誘電体フィルム２上に形成された電極膜３とを有する。一対の金属化フィルム４に形成された夫々の電極膜３が誘電体フィルム２を介して対向するように重ね合わせて一対の金属化フィルム４が巻回されている。一対の金属化フィルム４のうち少なくとも一方の電極膜３は、複数の小電極部７と、複数の小電極部７を接続する複数の第一のヒューズ８と、複数の小電極部７を接続する複数の第二のヒューズ９とを有する。小電極部７は、一対の外部電極６間を結ぶ第一の方向５Ａと、第一の方向５Ａと垂直な第二の方向５Ｂに、それぞれ複数列配置されている。第一のヒューズ８は第一の方向５Ａで隣り合う小電極部７を互いに接続する。第二のヒューズ９は、第二の方向５Ｂで隣り合う小電極部７を互いに接続する。ある小電極部７が短絡し、過電流が流れると、この小電極部７と接続されたヒューズ８、９が溶断し、短絡した箇所の小電極部７が切り離される。したがって、フィルムコンデンサ１は、容量は若干減少するが、耐電圧を高く保つことが出来る。【０００６】
フィルムコンデンサ１に関連する技術が、例えば、特許文献１、２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１３５０７２号公報
【特許文献２】特開２００４−８７６４８号公報
【発明の概要】
【０００８】
フィルムコンデンサは、コンデンサ素子と、コンデンサ素子に設けられた第一と第二の外部電極とを備える。コンデンサ素子は、誘電体フィルムと、誘電フィルム上に設けられた第一の電極膜と、誘電体フィルムを介して第一の電極膜に対向する第二の電極膜とを含む。コンデンサ素子は、第一の方向に配列された第一の端と第二の端とを有する。第一の外部電極は、コンデンサ素子の第一の端に設けられてかつ第一の電極膜に接続されている。第二の外部電極は、コンデンサ素子の第二の端に設けられてかつ第二の電極膜に接続されている。第一の電極膜は、複数の小電極部と、複数の小電極部間を接続する複数の第一のヒューズと、複数の小電極部間を接続する複数の第二のヒューズとを含む。複数の小電極部は、第一の方向に延びる複数の第一のスリットと第一の方向に直角の第二の方向に延びる複数の第二のスリットとで区分けされて、第一の方向にそれぞれ配列された複数の行と第二の方向にそれぞれ配列された複数の列とを有するマトリクス状に配置されている。複数の第一のヒューズは、複数の小電極部のうちの第一の方向で互いに隣り合う小電極部間を接続するように複数の第二のスリットに位置する。複数の第二のヒューズは、複数の小電極部のうちの第二の方向で互いに隣り合う小電極部間を接続するように複数の第一のスリットに位置する。複数の第一のスリットのそれぞれには複数の第二のヒューズのうちの少なくとも１つが位置している。複数の小電極部の複数の列は、第一の外部電極から最も遠い最遠列と、１つ以上の他の列よりなる。上記他の列のそれぞれにおいて、複数の小電極部のうちの任意の小電極部に第二の方向で隣り合う２つの小電極部のうちの少なくとも１つの小電極部は上記任意の小電極部と第二の方向において電気的に非接続である。
【０００９】
この金属化フィルムコンデンサの耐電圧を安定して高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は本発明の実施の形態におけるフィルムコンデンサの斜視図である。
【図２】図２は実施の形態におけるフィルムコンデンサの金属化フィルムの上面図である。
【図３】図３は実施の形態におけるフィルムコンデンサの金属化フィルムの上面図である。
【図４】図４は比較例のフィルムコンデンサの金属化フィルムの上面図である。
【図５Ａ】図５Ａは比較例のフィルムコンデンサの金属化フィルムの上面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは比較例のフィルムコンデンサの金属化フィルムの上面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは実施の形態におけるフィルムコンデンサの金属化フィルムの上面図である。
【図６Ａ】図６Ａは比較例のフィルムコンデンサの評価結果を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは比較例のフィルムコンデンサの評価結果を示す図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは実施の形態におけるフィルムコンデンサの評価結果を示す図である。
【図７】図７は従来のフィルムコンデンサの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は本発明の実施の形態におけるフィルムコンデンサ１３の斜視図である。フィルムコンデンサ１３は、コンデンサ素子１４と、コンデンサ素子１４の端面１４Ａ、１４Ｂにそれぞれ形成された外部電極１５Ａ、１５Ｂとを備える。コンデンサ素子１４は、互いに重ね合わされて中心軸１４Ｃを中心に巻回された一対の金属化フィルム１０Ａ、１０Ｂを有する。外部電極１５Ａから第一の方向１３Ａに外部電極１５Ｂが位置する。中心軸１４Ｃは第一の方向１３Ａと平行である。
【００１２】
図２は金属化フィルム１０Ａ、１０Ｂの上面図である。金属化フィルム１０Ａ、１０Ｂは、誘電体フィルム１１Ａ、１１Ｂと、誘電体フィルム１１Ａ、１１Ｂ上に形成された電極膜１２Ａ、１２Ｂとをそれぞれ有する。金属化フィルム１０Ａの電極膜１２Ａはフィルムコンデンサの陽極として機能し、金属化フィルム１０Ｂの電極膜１２Ｂはフィルムコンデンサの陰極として機能する。
【００１３】
金属化フィルム１０Ａ（誘電体フィルム１１Ａ）は第一の方向１３Ａで互いに反対側の端３１０Ａ、４１０Ａ（端３１１Ａ、４１１Ａ）を有する。金属化フィルム１０Ｂ（誘電体フィルム１１Ｂ）は第一の方向１３Ａで互いに反対側の端３１０Ｂ、４１０Ｂ（端３１１Ｂ、４１１Ｂ）を有する。互いに重ねられて中心軸１４Ｃを中心に巻回された金属化フィルム１０Ａ、１０Ｂで構成されたコンデンサ素子１４において、金属化フィルム１０Ａの端３１０Ａ（誘電体フィルム１１Ａの端３１１Ａ）はコンデンサ素子１４の端面１４Ａを形成する。金属化フィルム１０Ｂの端３１０Ｂ（誘電体フィルム１１Ｂの端３１１Ｂ）はコンデンサ素子１４の端面１４Ｂを形成する。金属化フィルム１０Ａの端４１０Ａ（誘電体フィルム１１Ａの端４１１Ａ）はコンデンサ素子１４の端面１４Ｂに達していてもいなくてもよく、金属化フィルム１０Ｂの端４１０Ｂ（誘電体フィルム１１Ｂの端４１１Ｂ）はコンデンサ素子１４の端面１４Ａに達していてもいなくてもよい。
【００１４】
電極膜１２Ａは金属化フィルム１０Ａの端３１０Ａ（誘電体フィルム１１Ａの端３１１Ａ）まで達している。コンデンサ素子１４の端面１４Ａに設けられた外部電極１５Ａは金属化フィルム１０Ａの端３１０Ａ（誘電体フィルム１１Ａの端３１１Ａ）において電極膜１２Ａに接続されている。同様に、電極膜１２Ｂは金属化フィルム１０Ｂの端３１０Ｂ（誘電体フィルム１１Ｂの端３１１Ｂ）まで達している。コンデンサ素子１４の端面１４Ｂに設けられた外部電極１５Ｂは金属化フィルム１０Ｂの端３１０Ｂ（誘電体フィルム１１Ｂの端３１１Ｂ）において電極膜１２Ｂに接続されている。電極膜１２Ａは金属化フィルム１０Ａの端４１０Ａ（誘電体フィルム１１Ａの端４１１Ａ）から離れており、コンデンサ素子１４の端面１４Ｂに達しておらず、外部電極１５Ｂから離れており接続されていない。金属化フィルム１０Ａは、端４１０Ａ（誘電体フィルム１１Ａの端４１１Ａ）まで続き電極膜１２Ａが設けられていない絶縁マージン部２０Ａを有する。同様に、電極膜１２Ｂは金属化フィルム１０Ｂの端４１０Ｂ（誘電体フィルム１１Ｂの端４１１Ｂ）から離れており、コンデンサ素子１４の端面１４Ａに達しておらず、外部電極１５Ａから離れており接続されていない。金属化フィルム１０Ｂは、端４１０Ｂ（誘電体フィルム１１Ｂの端４１１Ｂ）まで続き電極膜１２Ｂが設けられていない絶縁マージン部２０Ｂを有する。
【００１５】
図１に示すように、金属化フィルム１０Ａ、１０Ｂは、電極膜１２Ａ、１２Ｂが誘電体フィルム１１Ａ、１１Ｂを介して対向するように重ね合わされて巻回または積層されている。第一の方向１３Ａは外部電極１５Ａから外部電極１５Ｂに向かう方向である。
【００１６】
図２に示すように、電極膜１２Ａは、複数の小電極部１６Ａと、複数の小電極部１６Ａを互いに接続する複数の第一のヒューズ１７Ａと、複数の小電極部１６Ａを互いに接続する複数の第二のヒューズ１８Ａと、大電極部２１Ａと、低抵抗部２２Ａとを有する。複数の小電極部１６Ａは、外部電極１５Ａ、１５Ｂ間を結ぶ第一の方向１３Ａと、第一の方向１３Ａと垂直な第二の方向１３Ｂとにマトリクス状に配列されている。複数の第一のヒューズ１７Ａは、第一の方向１３Ａで隣り合う小電極部１６Ａを互いに接続する。複数の第二のヒューズ１８Ａは、第二の方向に隣り合う小電極部１６Ａを互いに接続する。複数の小電極部１６Ａは、第二の方向１３Ｂに並べられて複数の列Ｙ１１〜Ｙ１４を構成する。また、複数の小電極部１６Ａは第一の方向１３Ａに並べられて複数の行Ｘ１１〜Ｘ１４を構成する。図２は４つの行Ｘ１１〜Ｘ１４を示しているが、金属化フィルム１０Ａは第二の方向１３Ｂに長く延びており、複数の小電極部１６Ａは非常に多くの行（…、Ｘ１１、…、Ｘ１４、…）を構成する。このように、複数の小電極部１６Ａは、複数の行Ｘ１１〜Ｘ１４（…、Ｘ１１、…、Ｘ１４、…）と複数の列Ｙ１１〜Ｙ１４よりなるマトリクスを構成する。第二の方向１３Ｂに配列された複数の小電極部１６Ａよりなる複数の列の数は二列、三列でもよく、四列より多くてもよい。
【００１７】
同様に、図２に示すように、電極膜１２Ｂは、複数の小電極部１６Ｂと、複数の小電極部１６Ｂを互いに接続する複数の第一のヒューズ１７Ｂと、複数の小電極部１６Ｂを互いに接続する複数の第二のヒューズ１８Ｂと、大電極部２１Ｂと、低抵抗部２２Ｂとを有する。複数の小電極部１６Ｂは、第一の方向１３Ａと第二の方向１３Ｂとにマトリクス状に配列されている。複数の第一のヒューズ１７Ｂは、第一の方向１３Ａで隣り合う小電極部１６Ｂを互いに接続する。複数の第二のヒューズ１８Ｂは、第二の方向に隣り合う小電極部１６Ｂを互いに接続する。複数の小電極部１６Ｂは第二の方向１３Ｂに並べられて複数の列Ｙ２１〜Ｙ２４を構成する。また、複数の小電極部１６Ｂは第一の方向１３Ａに並べられて複数の行Ｘ２１〜Ｘ２４を構成する。図２は４つの行Ｘ２１〜Ｘ２４を示しているが、金属化フィルム１０Ｂは第二の方向１３Ｂに長く延びており、複数の小電極部１６Ｂは非常に多くの行（…、Ｘ２１、…、Ｘ２４、…）を構成する。このように、複数の小電極部１６Ｂは、複数の行Ｘ２１〜Ｘ２４（…、Ｘ２１、…、Ｘ２４、…）と複数の列Ｙ２１〜Ｙ２４よりなるマトリクスを構成する。第二の方向１３Ｂに配列された複数の小電極部１６Ｂよりなる複数の列の数は二列、三列でもよく、四列より多くてもよい。
【００１８】
小電極部１６Ａは、第一の方向１３Ａに延びる複数の第一のスリット２９Ａと第二の方向１３Ｂに延びる複数の第二のスリット１９Ａにより区分けされる。小電極部１６Ｂは、第一の方向１３Ａに延びる複数の第一のスリット２９Ｂと第二の方向１３Ｂに延びる複数の第二のスリット１９Ｂにより区分けされる。スリット１９Ａ、１９Ｂ、２９Ａ、２９Ｂは、電極膜１２Ａ、１２Ｂを形成する工程の前に、電極膜１２Ａ、１２Ｂの材料となる金属材料が誘電体フィルム１１Ａ、１１Ｂ上のスリット１９Ａ、１９Ｂ、２９Ａ、２９Ｂとなる部分に蒸着しないように、誘電体フィルム１１Ａ、１１Ｂのその部分にオイルコーティングを施すことで形成できる。ヒューズ１７Ａ、１７Ｂ、１８Ａ、１８Ｂも同様に、電極膜１２Ａ、１２Ｂを形成する工程の前にオイルコーティング等を施して金属材料が部分的に蒸着されないようにして形成する。
【００１９】
小電極部１６Ａ、１６Ｂは、電極膜１２Ａ、１２Ｂのそれぞれ全体に形成していてもよく、電極膜１２Ａ、１２Ｂの第一の方向１３Ａの全幅に対して部分的な幅にのみ形成されていてもよい。
【００２０】
複数の小電極部１６Ａを部分的に形成する場合は、接続される外部電極１５Ａと反対側の端４１０Ａ（４１１Ａ）の側に形成し、複数の小電極部１６Ｂを部分的に形成する場合は、接続される外部電極１５Ｂと反対側の端４１０Ｂ（４１１Ｂ）の側に形成することが好ましい。外部電極１５Ａ、１５Ｂに近い領域では大電流が流れるため、電流密度が小さい箇所に小電極部１６Ａを設ける方が、発熱が小さくなる。実施の形態におけるフィルムコンデンサ１３では、電極膜１２Ａは、金属化フィルム１０Ａの端３１０Ａ（誘電体フィルム１１Ａの端３１１Ａ）に繋がる大電極部２１Ａを有する。大電極部２１Ａは第一の方向１３Ａにも第二の方向１３Ｂにも区分けされていない。複数の小電極部１６Ａは第一の方向１３Ａにおいて大電極部２１Ａからに比べて端３１０Ａ（３１１Ａ）からより離れて設けられており、ヒューズ１７Ａを介して大電極部２１Ａに接続されている。また、電極膜１２Ｂは、金属化フィルム１０Ｂの端３１０Ｂ（誘電体フィルム１１Ｂの端３１１Ｂ）に繋がる大電極部２１Ｂを有する。大電極部２１Ｂは第一の方向１３Ａにも第二の方向１３Ｂにも区分けされていない。複数の小電極部１６Ｂは第一の方向１３Ａにおいて大電極部２１Ｂからに比べて端３１０Ｂ（３１１Ｂ）からより離れて設けられており、ヒューズ１７Ｂを介して大電極部２１Ｂに接続されている。実施の形態におけるフィルムコンデンサ１３では、複数の小電極部１６Ａは電極膜１２Ａの第一の方向１３Ａにおける中央付近から絶縁マージン部２０Ａまで設けられ、複数の小電極部１６Ｂは電極膜１２Ｂの第一の方向１３Ａにおける中央付近から絶縁マージン部２０Ｂまで設けられている。これにより、コンデンサ素子１４では、電極膜１２Ａの複数の小電極部１６Ａは誘電体フィルム１１Ａ、１１Ｂを介して電極膜１２Ｂの大電極部２１Ｂに対向し、電極膜１２Ｂの複数の小電極部１６Ｂは誘電体フィルム１１Ａ、１１Ｂを介して電極膜１２Ａの大電極部２１Ａに対向して、フィルムコンデンサ１３の容量を形成する。
【００２１】
電極膜１２Ａは金属化フィルム１０Ａの端３１０Ａ（誘電体フィルム１１Ａの端３１１Ａ）に沿って設けられた低抵抗部２２Ａを有する。電極膜１２Ｂは金属化フィルム１０Ｂの端３１０Ｂ（誘電体フィルム１１Ｂの端３１１Ｂ）に沿って設けられた低抵抗部２２Ｂを有する。低抵抗部２２Ａ、２２Ｂは電極膜１２Ａ、１２Ｂでの局部的に厚い部分であり、小電極部１６Ａ、１６Ｂや大電極部２１Ａ、２１Ｂより厚い低抵抗部２２Ａ、２２Ｂにおいて電極膜１２Ａ、１２Ｂが外部電極１５Ａ、１５Ｂにそれぞれ強固にかつ低抵抗で接続され、コンデンサ素子１４すなわちフィルムコンデンサ１３の低抵抗化を図ることができる。
【００２２】
実施の形態におけるコンデンサ素子１４では、第一のヒューズ１７Ａは、第一の方向１３Ａで互いに隣り合う小電極部１６Ａ間の全てをそれぞれ接続し、第一のヒューズ１７Ｂは、第一の方向１３Ａで互いに隣り合う小電極部１６Ｂ間の全てをそれぞれ接続する。これにより第一の方向１３Ａに電流が流れ、外部電極１５Ａ、１５Ｂと小電極部１６Ａ、１６Ｂ間の電気的パスが短くなるので、コンデンサ素子１４の低抵抗化を図ることができる。なお、一部の小電極部１６Ａ間のみを第一のヒューズ１７Ａで接続し、一部の小電極部１６Ｂ間のみを第一のヒューズ１７Ｂで接続してもよいが、全ての小電極部１６Ａ間を第一のヒューズ１７Ａで接続し、全ての小電極部１６Ｂ間を第一のヒューズ１７Ｂで接続する方がコンデンサ素子１４の低抵抗化のためには望ましい。
【００２３】
第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）は、第二の方向１３Ｂで互いに隣り合う一部の小電極部１６Ａ（１６Ｂ）間を接続する。第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）は、第二の方向１３Ｂに配置された小電極部１６Ａ（１６Ｂ）からなる複数の列Ｙ１１〜Ｙ１４（Ｙ２１〜Ｙ２４）に散らして配置される。第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）の第一の方向１３Ａの幅は、第一のヒューズ１７Ａ（１７Ｂ）の第二の方向１３Ｂの幅より狭い。コンデンサ素子１４では外部電極１５Ａ、１５Ｂ間を結ぶ第一の方向１３Ａに電界を生じるので、電極膜１２Ａ、１２Ｂでは、第二の方向１３Ｂよりも第一の方向１３Ａに大きい電流が流れる。第二の方向１３Ｂに小電極部１６Ａ、１６Ｂを接続する第二のヒューズ１８Ａ，１８Ｂに比べて、第一の方向１３Ａに大電極部２１Ａ、２１Ｂと小電極部１６Ａ、１６Ｂを接続する第一のヒューズ１７Ａ、１７Ｂに大きい電流が流れるので、第一のヒューズ１７Ａ，１７Ｂの幅を広くし、抵抗を下げることがフィルムコンデンサ１３の低抵抗化に有効である。第二のヒューズ１８Ａ、１８Ｂは電流が主に流れる方向に小電極部１６Ａ、１６Ｂを接続していないので、フィルムコンデンサ１３の抵抗に与える影響は少ない。したがって、第二のヒューズ１８Ａ、１８Ｂの幅を狭くし、溶断しやすくすることで、ヒューズとしての機能を高めることができる。
【００２４】
図２に示す金属化フィルム１０Ａ、１０Ｂでは、全ての列Ｙ１１〜Ｙ１４において、少なくとも１つの第二のヒューズ１８Ａが設けられて、第二の方向１３Ｂで互いに隣り合っているが第二のヒューズ１８Ａで接続されていない小電極部１６Ａがある。同様に、全ての列Ｙ２１〜Ｙ２４において、少なくとも１つの第二のヒューズ１８Ｂが設けられて、第二の方向１３Ｂで互いに隣り合っているが第二のヒューズ１８Ｂで接続されていない小電極部１６Ｂがある。実施の形態におけるフィルムコンデンサ１３の金属化フィルム１０Ａ、１０Ｂでは、列Ｙ１１〜Ｙ１４のうちの一部の列において全ての小電極部１６Ａが第二のヒューズ１８Ａで接続されていてもよく、列Ｙ２１〜Ｙ２４のうちの一部の列において全ての小電極部１６Ｂが第二のヒューズ１８Ｂで接続されていてもよい。
【００２５】
以下、各部材の材料、構成について説明する。
【００２６】
誘電体フィルム１１Ａ、１１Ｂの材料としては、ポリプロピレンやポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニルサルファイド、またはポリスチレンなどのフィルムが挙げられる。
【００２７】
電極膜１２Ａ、１２Ｂの材料としては、アルミニウム、アルミニウムとマグネシウムやシリコン、亜鉛からなる合金、または亜鉛などの金属材料が挙げられる。アルミニウムは薄くても抵抗が比較的小さいため、セルフヒーリング性を高めることができる。電極膜１２Ａ、１２Ｂは、例えば蒸着によって形成できる。電極膜１２Ａ、１２Ｂの低抵抗部２２Ａ、２２Ｂは金属材料の蒸着により局部的に厚くすることで形成することができる。実施の形態では、アルミニウム−亜鉛合金の蒸着により低抵抗部２２Ａ、２２Ｂを形成する。
【００２８】
外部電極１５Ａ、１５Ｂの材料としては、アルミニウム、アルミニウムと亜鉛やシリコンからなる合金、または亜鉛などの金属材料が挙げられる。外部電極１５Ａ、１５Ｂは、例えばコンデンサ素子１４の端面１４Ａ、１４Ｂに上記金属材料を溶射して形成できる。
【００２９】
以上述べたように、複数の小電極部１６Ａ（１６Ｂ）は、第一の方向１３Ａに延びる複数の第一のスリット２９Ａ（２９Ｂ）と第二の方向１３Ｂに延びる複数の第二のスリット１９Ａ（１９Ｂ）とで区分けされて、第一の方向１３Ａにそれぞれ配列された複数の行Ｘ１１〜Ｘ１４（Ｘ２１〜Ｘ２４）と第二の方向１３Ｂにそれぞれ配列された複数の列Ｙ１１〜Ｙ１４（Ｙ２１〜Ｙ２４）とを有するマトリクス状に配置されている。複数の第一のヒューズ１７Ａは複数の小電極部１６Ａ（１６Ｂ）のうちの第一の方向１３Ａで互いに隣り合う小電極部間１６Ａ（１６Ｂ）を接続するように複数の第二のスリット１９Ａ（１９Ｂ）に位置する。複数の第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）は、複数の小電極部１６Ａ（１６Ｂ）のうちの第二の方向１３Ｂで互いに隣り合う小電極部間１６Ａ（１６Ｂ）を接続するように複数の第一のスリット２９Ａ（１９Ｂ）に位置する。複数の第一のスリット２９Ａ（２９Ｂ）のそれぞれには複数の第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）のうちの少なくとも１つが位置している。複数の小電極部１６Ａ（１６Ｂ）の複数の列Ｙ１１〜Ｙ１４（Ｙ２１〜Ｙ２４）は、第一の外部電極１５Ａ（１５Ｂ）から最も遠い最遠列Ｙ１４（Ｙ２４）と、１つ以上の他の列Ｙ１１〜Ｙ１３（Ｙ２１〜Ｙ２３）よりなる。１つ以上の他の列Ｙ１１〜Ｙ１３（Ｙ２１〜Ｙ２３）のそれぞれにおいて、複数の小電極部１６Ａ（１６Ｂ）のうちの任意の小電極部１６Ａ（１６Ｂ）に第二の方向１３Ｂで隣り合う２つの小電極部１６Ａ（１６Ｂ）のうちの少なくとも１つの小電極部１６Ａ（１６Ｂ）は上記任意の小電極部１６Ａ（１６Ｂ）と第二の方向１３Ｂにおいて電気的に非接続である。
【００３０】
複数の第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）の第一の方向１３Ａの幅は、複数の第一のヒューズ１７Ａ（１７Ｂ）の第二の方向１３Ｂの幅より狭くてもよい。
【００３１】
複数の第一のヒューズ１７Ａ（１７Ｂ）は、複数の小電極部１６Ａ（１６Ｂ）のうちの複数の行Ｘ１１〜Ｘ１４（Ｘ２１〜Ｘ２４）のそれぞれでの全ての複数の小電極部１６Ａ（１６Ｂ）を互いに接続してもよい。
【００３２】
実施の形態におけるフィルムコンデンサ１３の試料を作製して評価した。
【００３３】
（実施例１）
実施例１のフィルムコンデンサでは、図２に示すように、複数の小電極部１６Ａは第二の方向１３Ｂに配列された複数の小電極部１６Ａよりそれぞれなる４つの列Ｙ１１〜Ｙ１４を構成し、複数の小電極部１６Ｂは第二の方向１３Ｂに配列された複数の小電極部１６Ｂよりそれぞれなる４つの列Ｙ２１〜Ｙ２４を構成する。
【００３４】
実施例１では、四列Ｙ１１〜Ｙ１４全てでいずれかの箇所に第二のヒューズ１８Ａを設け、四列Ｙ２１〜Ｙ２４全てのいずれかの箇所に第二のヒューズ１８Ｂが設けられている。第二のヒューズ１８Ａ、１８Ｂを複数の列に散らして配置することで、第二のヒューズ１８Ａ、１８Ｂが巻回された金属化フィルム１０Ａ、１０Ｂにおいて重なりにくくなる。また、実施例１では、各四列（列Ｙ１１〜Ｙ１４、Ｙ２１〜Ｙ２４）にそれぞれ設けられた第二のヒューズ１８Ａ、１８Ｂはほぼ同数とした。更に、実施例１では、第二のヒューズ１８Ａ、１８Ｂの第一の方向１３Ａの幅が第一のヒューズ１７Ａ、１７Ｂの第二の方向１３Ｂの幅より狭い。複数の列Ｙ１１〜Ｙ１４のうち複数の第二のヒューズ１８Ａが設けられている列（列Ｙ１２）では、複数の第二のヒューズ１８Ａは第二の方向１３Ｂに平行な直線ＬＡ上に配置されている。同様に、複数の列Ｙ２１〜Ｙ２４のうち複数の第二のヒューズ１８Ｂが設けられている列（列Ｙ２２）では、複数の第二のヒューズ１８Ｂは第二の方向１３Ｂに平行な直線ＬＢ上に配置されている。実施例１では、複数の第二のヒューズ１８Ａの総数は、複数の小電極部１６Ａの総数の約３０％であり、複数の第二のヒューズ１８Ｂの総数は、複数の小電極部１６Ｂの総数の約３０％である。なお、実施例１では、全ての列Ｙ１１〜Ｙ１４において、第二の方向１３Ｂで互いに隣り合っているが第二のヒューズ１８Ａで接続されていない小電極部１６Ａがある。同様に、全ての列Ｙ２１〜Ｙ２４において、第二の方向１３Ｂで互いに隣り合っているが第二のヒューズ１８Ｂで接続されていない小電極部１６Ｂがある。
【００３５】
実施例１では、電極膜１２Ａ、１２Ｂは主にアルミニウムを蒸着して形成し、外部電極１５Ａ、１５Ｂは亜鉛を溶射して形成した。端３１０Ａ、３１０Ｂ、３１１Ｂ、３１１Ｂにおいて電極膜１２Ａ、１２Ｂにアルミニウム−亜鉛合金を蒸着することで低抵抗部２２Ａ、２２Ｂを形成する。低抵抗部２２Ａ、２２Ｂにより電極膜１２Ａ、１２Ｂと外部電極１５Ａ、１５Ｂとを良好に接続でき、コンデンサ素子１４の低抵抗化を図ることができる。
【００３６】
（実施例２）
図３は実施の形態におけるフィルムコンデンサ１３の実施例２の金属化フィルム１０Ａ、１０Ｂの上面図である。実施例２の金属化フィルム１０Ａ、１０Ｂは実施例１に対し、第二のヒューズ１８Ａ、１８Ｂの位置のみが異なっている。実施例２の金属化フィルム１０Ａ、１０Ｂでは、第二の方向１３Ｂで互いに隣り合う第二のヒューズ１８Ａは互いに第一の方向１３Ａにずらして配置され、第二の方向１３Ｂで互いに隣り合う第二のヒューズ１８Ｂは互いに第一の方向１３Ａにずらして配置されている。すなわち、複数の第二のヒューズ１８Ａが設けられている列（列Ｙ１２）では複数の第二のヒューズ１８Ａは第二の方向１３Ｂに平行な１つの線上に配置されておらず、複数の第二のヒューズ１８Ｂが設けられている列（列Ｙ２２）では複数の第二のヒューズ１８Ｂは第二の方向１３Ｂに平行な１つの線上に配置されていない。
【００３７】
図４は、比較例１のフィルムコンデンサの金属化フィルム１１０の上面図である。比較例１の金属化フィルム１１０は、実施例１の金属化フィルム１０Ａ、１０Ｂと第二のヒューズ１１８の位置のみが異なる。実施例１のフィルムコンデンサと同様に、一対の金属化フィルム１１０を積層し巻回して比較例１のフィルムコンデンサを作製した。比較例１では、第二のヒューズ１１８は列Ｙ１４、Ｙ２４にのみ配置されている。すなわち第二のヒューズ１１８は、第二の方向の列Ｙ１１〜Ｙ１４、Ｙ２１〜Ｙ２４に散らすことなく、いずれか一つの列のみにまとめて配置されている。また第二のヒューズ１１８は列Ｙ１４、Ｙ２４の中心軸ＬＰ上に配置されている。すなわち列Ｙ１４、Ｙ２４において、第二のヒューズ１１８は、第一の方向１３Ａにずれることなく同一線上に配置されている。
【００３８】
実施例１、２の金属化フィルム１０Ａ、１０Ｂと比較例１の金属化フィルム１１０を用いてフィルムコンデンサの試料を作製し、耐電圧試験を行った。この耐電圧試験は、１００℃雰囲気下、所定電圧を外部電極１５Ａ、１５Ｂ間に印加し、誘電体フィルム１１Ａ、１１Ｂに微小貫通孔が形成されるか否か（微小貫通破壊の有無）を目視で確認した。実施例１、２と比較例１のそれぞれについて様々な厚みの電極膜１２Ａ、１２Ｂを用いて試料を作製した。厚みが異なることで、それらの試料の電極膜１２Ａ、１２Ｂの膜抵抗値を１１Ω／□、１３Ω／□、１５Ω／□に設定した。
【００３９】
（表１）は、実施例１、実施例２、比較例１の耐電圧試験における微小貫通破壊の有無を示す。１つの試料に対して耐電圧試験を３回行った。（表１）において、微小貫通孔が形成されなかった試料を「Ａ」の評価結果で示し、微小貫通孔が２回以上形成された試料を「Ｃ」の評価結果で示す。
【００４０】
【表１】
2013102977.tif 000003
【００４１】
（表１）に示すように、実施例１では、電極膜１２Ａ、１２Ｂがある程度薄い（膜抵抗値が１３Ω／□以上）場合には、微小貫通破壊が見られず、比較例１に比べて耐電圧性能が向上している。実施例２では、電極膜１２Ａ、１２Ｂが厚く（膜抵抗値が低く）ヒューズが溶断しにくくても微小貫通破壊が見られず、実施例１よりさらに耐電圧性能が向上している。
【００４２】
その理由は、実施例２の金属化フィルム１０Ａ、１０Ｂが巻回された状態で第二のヒューズ１８Ａ、１８Ｂが重なる割合が低いからである。すなわち実施例１、２では、第二のヒューズ１８Ａ、１８Ｂは列Ｙ１１〜Ｙ１４、Ｙ２１〜Ｙ２４に散らして配置される。さらに実施例２では、列Ｙ１１〜Ｙ１４、Ｙ２１〜Ｙ２４のそれぞれにおいて、第二のヒューズ１８Ａ、１８Ｂが第一の方向１３Ａにずらして配置されている。したがって、金属化フィルム１０Ａ、１０Ｂが巻回された状態でも第二のヒューズ１８Ａ、１８Ｂが重なりにくくなる。実施例１、２の第二のヒューズ１８Ａ、１８Ｂは幅を狭くしているので溶断しやすいが、第二のヒューズ１８Ａ、１８Ｂのうちの１つが切れても、他の第二のヒューズ１８Ａ、１８Ｂは安定に動作するので、耐電圧を高めることができる。
【００４３】
これに対し比較例１では、全ての第二のヒューズ１１８が同じ列Ｙ１４、Ｙ２４に配置され、かつ列Ｙ１４、Ｙ２４において中心軸ＬＰの同一線上に配置されているので、金属化フィルム１１０が巻回された状態で第二のヒューズ１１８どうしが重なる割合が高い。したがって、いずれか一つの第二のヒューズ１１８が溶断した際、重なった他の第二のヒューズ１１８の動作性に影響を及ぼして溶断しにくくし、微小貫通破壊が生じる。
【００４４】
以上より実施の形態における実施例１、２のフィルムコンデンサ１３は、金属化フィルム１０Ａ、１０Ｂが巻回されている状態で第二のヒューズ１８Ａ、１８Ｂを重なりにくくすることができ、フィルムコンデンサ１３の耐電圧を高めることができる。また実施例２では、電極膜１２Ａ、１２Ｂをより薄くすることができるので、セルフヒーリング性が向上する。
【００４５】
図７に示す従来のフィルムコンデンサ１では、ヒューズ８、９を設けても安定して耐電圧を高めることができない場合がある。コンデンサ素子５では、或る第二のヒューズ９が誘電体フィルム２を介して他の第二のヒューズ９に重なる場合がある。
【００４６】
或る第二のヒューズ９が先に溶断すると、溶断による熱で誘電体フィルム２の変質が起ることにより、あるいは溶断時のガス圧により、他の第二のヒューズ９が溶断しにくくなる場合がある。この状態で、定格以上の電流が流れるなどの原因により電極膜に欠陥が生じた際、他の第二のヒューズ９が溶断しにくくなることで、この欠陥部分を含む小電極部７を切り離せず、金属化フィルム４に微小貫通破壊すなわち絶縁破壊が起こる場合がある。
【００４７】
特に多数の第二のヒューズ９が同一線上に配置されると、巻回、積層した時に誘電体フィルム２を介して重なりやすいので、他の第二のヒューズ９に影響を与え易い。ヒューズ９の幅を狭くすることでヒューズとしての機能は高まるが、他の第二のヒューズ９が影響をより受けやすくなる。その結果、フィルムコンデンサ１は安定して耐電圧を高めることができなくなる。
【００４８】
実施の形態におけるフィルムコンデンサ１３は、上記のように、金属化フィルム１０Ａ、１０Ｂが巻回されている状態で第二のヒューズ１８Ａ、１８Ｂを重なりにくくすることができ、フィルムコンデンサ１３の耐電圧を高めることができる。また実施例２では、電極膜１２Ａ、１２Ｂをより薄くすることができるので、セルフヒーリング性をさらに向上できる。
【００４９】
以上述べたように、複数の列Ｙ１１〜Ｙ１４（Ｙ２１〜Ｙ２４）の少なくとも１つにおいて、複数の第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）のうちの或る第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）は、複数の第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）のうちの上記或る第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）に隣り合う第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）に対して第一の方向１３Ａにずらして配置されていてもよい。
【００５０】
（実施例３）
実施例３は、実施例１に対し、第二のヒューズ１８Ａ、１８Ｂの数が異なる。実施例３では、第二のヒューズ１８Ａの総数の小電極部１６Ａの総数に対する比Ｒｎは５％であり、第二のヒューズ１８Ｂの総数の小電極部１６Ｂの総数に対する比Ｒｎは５％である。実施例３では、実施例１と同様に、第二のヒューズ１８Ａは複数列Ｙ１１〜Ｙ１４に散らして配置され、列Ｙ１１〜Ｙ１４のいずれにおいても互いに隣り合う第二のヒューズ１８Ａは互いに第一の方向１３Ａにずらして配置されている。また、第二のヒューズ１８Ｂは複数列Ｙ２１〜Ｙ２４に散らして配置され、列Ｙ２１〜Ｙ２４のいずれにおいても互いに隣り合う第二のヒューズ１８Ｂは互いに第一の方向１３Ａにずらして配置されている。
【００５１】
（実施例４）
実施例４は、実施例１に対し、第二のヒューズ１８Ａ、１８Ｂの数が異なる。実施例４では、第二のヒューズ１８Ａの総数の小電極部１６Ａの総数に対する比Ｒｎは１０％であり、第二のヒューズ１８Ｂの総数の小電極部１６Ｂの総数に対する比Ｒｎは１０％である。実施例４でも、第二のヒューズ１８Ａは複数列Ｙ１１〜Ｙ１４に散らして配置され、列Ｙ１１〜Ｙ１４のいずれにおいても互いに隣り合う第二のヒューズ１８Ａは互いに第一の方向１３Ａにずらして配置されている。また、第二のヒューズ１８Ｂは複数列Ｙ２１〜Ｙ２４に散らして配置され、列Ｙ２１〜Ｙ２４のいずれにおいても互いに隣り合う第二のヒューズ１８Ｂは互いに第一の方向１３Ａにずらして配置されている。
【００５２】
（実施例５）
実施例５は、実施例１に対し、第二のヒューズ１８Ａ，１８Ｂの数が異なる。実施例５では、第二のヒューズ１８Ａの総数の小電極部１６Ａの総数に対する比Ｒｎは２０％であり、第二のヒューズ１８Ｂの総数の小電極部１６Ｂの総数に対する比Ｒｎは２０％である。実施例５でも、第二のヒューズ１８Ａは複数列Ｙ１１〜Ｙ１４に散らして配置され、列Ｙ１１〜Ｙ１４のいずれにおいても互いに隣り合う第二のヒューズ１８Ａは互いに第一の方向１３Ａにずらして配置されている。また、第二のヒューズ１８Ｂは複数列Ｙ２１〜Ｙ２４に散らして配置され、列Ｙ２１〜Ｙ２４のいずれにおいても互いに隣り合う第二のヒューズ１８Ｂは互いに第一の方向１３Ａにずらして配置されている。
【００５３】
（実施例６）
実施例６は、実施例１に対し、第二のヒューズ１８Ａ、１８Ｂの数が異なる。実施例６では、第二のヒューズ１８Ａの総数の小電極部１６Ａの総数の比Ｒｎは３５％であり、第二のヒューズ１８Ｂの総数の小電極部１６Ｂの総数の比Ｒｎは３５％である。実施例６でも、第二のヒューズ１８Ａは複数列Ｙ１１〜Ｙ１４に散らして配置され、列Ｙ１１〜Ｙ１４のいずれにおいても互いに隣り合う第二のヒューズ１８Ａは互いに第一の方向１３Ａにずらして配置されている。また、第二のヒューズ１８Ｂは複数列Ｙ２１〜Ｙ２４に散らして配置され、列Ｙ２１〜Ｙ２４のいずれにおいても互いに隣り合う第二のヒューズ１８Ｂは互いに第一の方向１３Ａにずらして配置されている。
【００５４】
（実施例７）
実施例７は、実施例１に対し、第二のヒューズ１８Ａ、１８Ｂの数が異なる。実施例７では、第二のヒューズ１８Ａの総数の小電極部１６Ａの総数に対する比Ｒｎは４０％であり、第二のヒューズ１８Ｂの総数の小電極部１６Ｂの総数に対する比Ｒｎは４０％である。実施例７でも、第二のヒューズ１８Ａは複数列Ｙ１１〜Ｙ１４に散らして配置され、列Ｙ１１〜Ｙ１４のいずれにおいても互いに隣り合う第二のヒューズ１８Ａは互いに第一の方向１３Ａにずらして配置されている。また、第二のヒューズ１８Ｂは複数列Ｙ２１〜Ｙ２４に散らして配置され、列Ｙ２１〜Ｙ２４のいずれにおいても互いに隣り合う第二のヒューズ１８Ｂは互いに第一の方向１３Ａにずらして配置されている。
【００５５】
（表２）は、実施例３〜７の耐電圧試験における微小貫通破壊の有無を示す。１つの試料に対して耐電圧試験を３回行った。（表２）において、微小貫通孔が形成されなかった試料を「Ａ」の評価結果で示し、微小貫通孔が１回形成された試料を「Ｂ」の評価結果で示す。
【００５６】
【表２】
2013102977.tif 000004
【００５７】
（表２）に示すように、第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）の総数の小電極部１６Ａ（１６Ｂ）の総数に対する比Ｒｎを３５％以下とすることでより耐電圧を高めることができる。その理由は、小電極部１６Ａ、１６Ｂの数が増えると、多くの第二のヒューズ１８Ａ、１８Ｂが接続されるので、過電流が流れた際にいずれかの第二のヒューズ１８Ａ、１８Ｂが溶断しきれない場合があるからである。このため、欠陥の生じた小電極部１６Ａ、１６Ｂを絶縁させて切り離すことができず、微小貫通破壊が生じてしまう。
【００５８】
第二のヒューズ１８Ａを列Ｙ１１〜Ｙ１４のうちの一つの列にのみ設け、第二のヒューズ１８Ｂを列Ｙ２１〜Ｙ２４のうちの一つの列にのみ設けた金属化フィルムを積層し巻回してフィルムコンデンサの試料を作製した。これらの試料では、第二のヒューズ１８Ａは列Ｙ１１〜Ｙ１４のそれぞれの列において第二の方向１３Ｂで互いに隣り合う小電極部１６Ａの全てを接続し、第二のヒューズ１８Ｂは列Ｙ２１〜Ｙ２４のそれぞれの列において第二の方向１３Ｂで互いに隣り合う小電極部１６Ｂの全てを接続する。これらの試料に対して電圧ステップアップ試験を行った。電圧ステップアップ試験では、１００℃雰囲気下、試料の外部電極１５Ａ、１５Ｂ間に印加する電圧を所定時間ごとに一定電圧ずつ昇圧し、電圧を印加する前のフィルムコンデンサ１３の容量に対する電圧の印加の前後の容量の比である容量変化率が−５％になる電圧Ｖｆを測定した。（表３）はこれらの試料の電圧Ｖｆを示す。
【００５９】
【表３】
2013102977.tif 000005
【００６０】
（表３）に示すように、外部電極１５Ａ、１５Ｂと接続される側の端３１０Ａ、３１０Ｂ（３１１Ａ、３１１Ｂ）に最も近い列Ｙ１１、Ｙ２１より、反対側の端４１０Ａ、４１０Ｂ（４１１Ａ、４１１Ｂ）に最も近い列Ｙ１４、Ｙ２４に第二のヒューズ１８Ａ、１８Ｂを設けることで、電圧Ｖｆが高くなり容量変化率が小さくなる。その理由は、第一のヒューズ１７Ａ、１７Ｂや第二のヒューズ１８Ａ、１８Ｂが動作して溶断し、或る小電極部１６Ａ、１６Ｂを切り離した際に、当該小電極部１６Ａ、１６Ｂの切り離しの影響を受けた他の小電極部１６Ａ、１６Ｂがフィルムコンデンサ１３の容量を形成しなくなるからである。外部電極１５Ａ、１５Ｂと接続される側の端３１０Ａ、３１０Ｂ（３１１Ａ、３１１Ｂ）に最も近い列Ｙ１１、Ｙ２１に第二のヒューズ１８Ａ、１８Ｂを設けた場合には、或る小電極部１６Ａ、１６Ｂが切り離された場合、切り離された小電極部１６Ａ、１６Ｂに接続された複数の小電極部１６Ａ、１６Ｂも容量を形成しなくなる。一方、絶縁マージン部２０Ａ、２０Ｂすなわち端４１０Ａ、４１０Ｂ（４１１Ａ、４１１Ｂ）に最も近い列Ｙ１４、Ｙ２４に第二のヒューズ１８Ａ、１８Ｂを設けた場合は、第二のヒューズ１８Ａ、１８Ｂが溶断することにより容量を形成しない小電極部１６Ａ、１６Ｂの数が少なく容量の減少が少なくてすむ。したがって、絶縁マージン部２０Ａ、２０Ｂすなわち端４１０Ａ、４１０Ｂ（４１１Ａ、４１１Ｂ）に最も近い列Ｙ１４、Ｙ２４に第二のヒューズ１８Ａ、１８Ｂを設けことで、容量変化率が小さくなる。
【００６１】
以上より、実施例１〜７において、第二のヒューズ１８Ａ、１８Ｂは列Ｙ１１〜Ｙ１４、Ｙ２１〜２４に散らして配置しつつ、少なくとも外部電極１５Ａ、１５Ｂと接続される側の端３１０Ａ、３１０Ｂ（３１１Ａ、３１１Ｂ）に比べて、反対側の端４１０Ａ、４１０Ｂ（４１１Ａ、４１１Ｂ）に近い部分で第二のヒューズ１８Ａ、１８Ｂの数が多くなるように構成することが好ましい。
【００６２】
次に、実施の形態におけるフィルムコンデンサ１３の実使用における最適な構成について述べる。
【００６３】
比較例２、比較例３、実施例８のフィルムコンデンサの試料を作製した。比較例２、比較例３、実施例８のフィルムコンデンサ１３では、第二のヒューズ１８Ａ、１８Ｂの第一の方向１３Ａの幅は実施例１〜７の試料より狭く、かつ誘電体フィルム１１Ａ、１１Ｂはより厚い。具体的には、実施例１〜７のフィルムコンデンサ１３の誘電体フィルム１１Ａ、１１Ｂの厚みは２．５μｍであるのに対し、比較例２、比較例３、実施例８のフィルムコンデンサ１３の誘電体フィルム１１Ａ、１Ｂの厚みは４．０μｍである。したがって、比較例２、比較例３、実施例８の試料は、実施例１〜７の試料より第二のヒューズ１８Ａ、１８Ｂがより溶断しやすく、誘電体フィルム１１Ａ、１１Ｂが厚いことから実施例１〜７に比べて微小貫通破壊が発生しにくい。
【００６４】
（比較例２）
図５Ａは比較例２のフィルムコンデンサ１３の金属化フィルム１０Ａ（１０Ｂ）の上面図である。比較例２の金属化フィルム１０Ａ（１０Ｂ）では、複数の小電極部１６Ａ（１６Ｂ）は第二の方向１３Ｂに配列された小電極部１６Ａ（１６Ｂ）よりなる３つの列Ｙ１１〜Ｙ１３（Ｙ２１〜Ｙ２３）に配列され、列Ｙ１１（Ｙ１２）の小電極部１６Ａ（１６Ｂ）が大電極部２１Ａ（２１Ｂ）に第一のヒューズ１７Ａ（１７Ｂ）で接続されている。外部電極１５Ａ（１５Ｂ）に最も遠い列Ｙ１３（Ｙ２３）においては、第二の方向１３Ｂに連設された全ての小電極部１６Ａ（１６Ｂ）が第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）で接続されている。列Ｙ１１、Ｙ１２（Ｙ２１、Ｙ２２）においては、第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）は設けられておらず。小電極部１６Ａ（１６Ｂ）は第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）では接続されていない。
【００６５】
（比較例３）
図５Ｂは比較例３のフィルムコンデンサ１３の金属化フィルム１０Ａ（１０Ｂ）の上面図である。比較例３の金属化フィルム１０Ａ（１０Ｂ）では、比較例２と同様に、複数の小電極部１６Ａ（１６Ｂ）は第二の方向１３Ｂに配列された小電極部１６Ａ（１６Ｂ）よりなる３つの列Ｙ１１〜Ｙ１３（Ｙ２１〜Ｙ２３）に配列され、列Ｙ１１（Ｙ１２）の小電極部１６Ａ（１６Ｂ）が大電極部２１Ａ（２１Ｂ）に第一のヒューズ１７Ａ（１７Ｂ）で接続されている。また、列Ｙ１３（Ｙ２３）において全ての小電極部１６Ａ（１６Ｂ）が第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）で接続されている。
【００６６】
さらに、比較例３の金属化フィルム１０Ａ（１０Ｂ）では、列Ｙ１１、Ｙ１２（Ｙ２１、Ｙ２２）でも列Ｙ１３（Ｙ２３）と同様に全ての小電極部１６Ａ（１６Ｂ）が第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）で接続されている。すなわち、比較例３の金属化フィルム１０Ａ（１０Ｂ）においては、各小電極部１６Ａ（１６Ｂ）が周囲の他の小電極部１６Ａ（１６Ｂ）と第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）および第一のヒューズ１７Ａ（１７Ｂ）によって接続されている。
【００６７】
（実施例８）
図５Ｃは実施例６のフィルムコンデンサ１３の金属化フィルム１０Ａ（１０Ｂ）の上面図である。実施例８の金属化フィルム１０Ａ（１０Ｂ）では、比較例２、３と同様に、複数の小電極部１６Ａ（１６Ｂ）は第二の方向１３Ｂに配列された小電極部１６Ａ（１６Ｂ）よりなる３つの列Ｙ１１〜Ｙ１３（Ｙ２１〜Ｙ２３）に配列され、列Ｙ１１（Ｙ２１）の小電極部１６Ａ（１６Ｂ）が大電極部２１Ａ（２１Ｂ）に第一のヒューズ１７Ａ（１７Ｂ）で接続されている。また、比較例２、３と同様に，外部電極１５Ａ（１５Ｂ）に最も遠い列Ｙ１３（Ｙ２３）においては、第二の方向１３Ｂに連設された全ての小電極部１６Ａ（１６Ｂ）が第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）で接続されている。実施例８の金属化フィルム１０Ａ（１０Ｂ）では、列Ｙ１３（Ｙ２３）以外の列Ｙ１１、Ｙ１２（Ｙ２１、Ｙ２２）において第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）は散らして配置されている。
【００６８】
具体的には、列Ｙ１１（Ｙ２１）においては、第二の方向１３Ｂに一定の周期すなわち２個の小電極部１６Ａ（１６Ｂ）につき１つの第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）で飛び石状に第二のヒューズ１８Ａが配置されている。列Ｙ１２（Ｙ２２）においても列Ｙ１１（Ｙ２１）と同様に、第二の方向１３Ｂに一定の周期で飛び石状に第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）が配置されている。列Ｙ１１（２１）に設けられた第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）は列Ｙ１２（Ｙ２２）に設けられた第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）と第１の方向１３Ａにおいて隣り合わない。したがって、列Ｙ１１、Ｙ１２（Ｙ２１，Ｙ２２）において第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）は第２の方向１３Ｂに沿って第１の方向１３Ａで左右交互に配置されている。
【００６９】
図５Ｃに示すように、列Ｙ１１（Ｙ２１）における第二のヒューズ１８Ａ（Ｙ２１）の数と列Ｙ１２（Ｙ２２）における第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）の数が実質的に同数となるように、第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）は列Ｙ１１、Ｙ１２（Ｙ２１、Ｙ２２）のそれぞれに均等に配分されている。
【００７０】
比較例２、比較例３、実施例８のフィルムコンデンサ１３の試料に電圧−時間試験を行い、フィルムコンデンサ１３の寿命を比較した。具体的には、電圧−時間試験では、１０５℃雰囲気下で１１００Ｖの一定電圧を外部電極１５Ａ、１５Ｂ間に印加する。電圧を印加する前のフィルムコンデンサ１３の容量に対する電圧の印加の前後の容量の比である容量変化率を測定した。容量変化率が−１０％になる時間を寿命の目安である高温下寿命とする。なお、この電圧−時間試験では実施例８と比較例２、３につき３つの試料を作製し、３つの試料のそれぞれの高温下寿命のうち中位の値を実施例８と比較例２、３の高温下寿命とする。
【００７１】
図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃはそれぞれ実施の形態におけるフィルムコンデンサ１３の比較例２、比較例３、実施例８に対する電圧−時間試験の結果を示す。図６Ａから図６Ｃにおいて、縦軸は容量の変化率を示し、横軸は電圧を印加した時間を示す。
【００７２】
比較例２の金属化フィルムコンデンサでは、電圧−時間試験において図６Ａに示すように容量が変化し、高温下寿命は約２２０時間であった。
【００７３】
比較例３の金属化フィルムコンデンサでは、電圧−時間試験において図６Ｂに示すように容量が変化し、高温下寿命は約４４０時間であった。このように、比較例３の試料は比較例２に比べ、大幅に高温下寿命が延びている。これは、比較例３の金属化フィルムコンデンサにおいては、小電極部１６Ａ（１６Ｂ）に欠陥が生じた際に、第一のヒューズ１７Ａ（１７Ｂ）および第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）を溶断させることで、欠陥が生じた小電極部１６Ａ（１６Ｂ）を単体で切り離せることによる。すなわち、比較例２の金属化フィルムコンデンサでは、小電極部１６Ａ（１６Ｂ）に欠陥が生じた際、欠陥が生じた小電極部１６Ａ（１６Ｂ）を切り離すと当該小電極部１６Ａ（１６Ｂ）に接続されている他の小電極部１６Ａ（１６Ｂ）も同時にフィルムコンデンサの電流経路から切り離されてしまうので、その分容量減少が大きくなる。一方、比較例３の金属化フィルムコンデンサでは、欠陥の生じた小電極部１６Ａ（１６Ｂ）を単体で切り離すことが可能であり、比較的容量減少が少ない。この結果、比較例３の金属化フィルムコンデンサの高温下寿命は比較例２に比べ長くなっている。
【００７４】
実施例８のフィルムコンデンサ１３では、電圧−時間試験において図６Ｃに示すように容量が変化し、高温下寿命は約４７０時間であった。すなわち、実施例８のフィルムコンデンサ１３の寿命は比較例３に比べ若干長い。これは、実施例８のフィルムコンデンサ１３では比較例３と同様に、欠陥が生じた小電極部１６Ａ（１６Ｂ）を単体で切り離すことが可能であるとともに、巻回された金属化フィルム１０Ａ（１０Ｂ）において第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）どうしが重なり合う可能性が比較例３より小さいことに起因する。すなわち、実施例８では、第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）どうしが重なり合うことによる第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）の溶断の妨げや誤動作の可能性が抑制され、第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）が適切に溶断して動作する。
【００７５】
このように、上記電圧−時間試験によると実施例８のフィルムコンデンサ１３が最も良好な性能を示す。
【００７６】
比較例３、実施例８のフィルムコンデンサ１３のコンデンサ性能を比較するため、耐電圧試験を行った。この耐電圧試験では上述の実施例１、２の金属化フィルム１０Ａ、１０Ｂに行った試験と同じく、比較例３、実施例８の金属化フィルム１０Ａ、１０Ｂに１００℃雰囲気下で所定電圧を印加した際の微小貫通破壊の有無を目視で確認した。比較例３、実施例８の金属化フィルム１０Ａ、１０Ｂの電極膜１２Ａ、１２Ｂの抵抗値は１２Ω／□である。
【００７７】
この耐電圧試験を３回ずつ行った結果、比較例３では微小貫通破壊が３回とも目視により確認された。一方で、実施例８では微小貫通破壊は３回の試験全てにおいて確認されなかった。
【００７８】
実使用の際の微小貫通破壊の発生は絶縁抵抗等のコンデンサ性能の劣化の要因となる。したがって、上記耐電圧試験において微小貫通破壊が発生しなかった実施例８のフィルムコンデンサ１３は比較例３に比べ優れた信頼性を有している。
【００７９】
したがって、実施例８のフィルムコンデンサ１３は安定に高い耐電圧性を有するので、ＨＥＶ用途等の高電圧で使用されるフィルムコンデンサとして好適に使用することができる。
【００８０】
以上述べたように、図５Ｃに示すように、複数の列Ｙ１１〜Ｙ１３（Ｙ２１〜Ｙ２３）は、第一の列Ｙ１１、Ｙ１２（Ｙ２１、Ｙ２２）と、第一の列Ｙ１１、Ｙ１２（Ｙ２１、Ｙ２２）に比べて外部電極１５Ａ（１５Ｂ）から離れている第二の列Ｙ１３（Ｙ２３）とを含む。複数の第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）のうちの第二の列Ｙ１３（Ｙ２３）での１つ以上の第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）の数は、第一の列Ｙ１１、Ｙ１２（Ｙ２１、Ｙ２２）での１つ以上の第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）の数より多くてもよい。
【００８１】
また、図５Ｃに示すように、複数の第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）は、複数の小電極部１６Ａ（１６Ｂ）のうちの最遠列Ｙ１３（Ｙ２３）での複数の小電極部１６Ａ（１６Ｂ）の全てを互いに接続してもよい。
【００８２】
また、図５Ｃに示すように、１つ以上の他の列Ｙ１１、Ｙ１２（Ｙ２１、Ｙ２２）のそれぞれにおいて、複数の第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）は第二の方向１３Ｂに所定の周期で飛び石状に配置されていてもよい。
【００８３】
また、複数の他の列Ｙ１１、Ｙ１２（Ｙ２１、Ｙ２２）のそれぞれにおいて、複数の第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）は第二の方向１３Ｂに所定の周期で飛び石状に配置されており、複数の第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）のうちの複数の他の列Ｙ１１、Ｙ１２（Ｙ２１、Ｙ２２）のそれぞれでの１つ以上の第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）の数は互いに同じであってもよい。
【００８４】
また、複数の他の列Ｙ１１、Ｙ１２（Ｙ２１、Ｙ２２）のうちの互いに隣り合う２つの列Ｙ１１、Ｙ１２（Ｙ２１、Ｙ２２）において、複数の第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）は第二の方向１３Ｂで交互に配置されていてもよい。
【００８５】
なお、実施例１〜８は巻回型のフィルムコンデンサ１３であるが、一対の金属化フィルム１０Ａ、１０Ｂを積層した積層型のフィルムコンデンサにおいても同様に、第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）を重なりにくくすることで、第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）を細くしても安定に溶断して動作し、かつ耐電圧を高めることができる。積層型のフィルムコンデンサでは、長尺の金属化フィルム１０Ａ（１０Ｂ）を任意の幅にカットして積層したり、あるいは大径に巻回した後カットして形成したりするので、実施例１〜８のように第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）をランダムに配置することで重なりにくくすることができる。
【００８６】
また、実施例１〜８では、陽極、陰極としてそれぞれ機能する金属化フィルム１０Ａ、１０Ｂを同じ構成としたが、金属化フィルム１０Ａ、１０Ｂのうちのいずれか一方のみに小電極部（１６Ａ、１６Ｂ）と第一のヒューズ（１７Ａ、１７Ｂ）、第二のヒューズ（１８Ａ、１８Ｂ）を形成し、他方の金属化フィルムはスリットが設けられていなくてもよい。その場合でも同様にフィルムコンデンサ１３の高耐電圧化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明によるフィルムコンデンサは優れた耐電圧を有しており、各種電子機器、電気機器、産業機器、自動車等に用いられるコンデンサとして好適に採用でき、特に高耐電圧特性が求められる自動車用分野に有用である。
【符号の説明】
【００８８】
１０Ａ，１０Ｂ    金属化フィルム
１１Ａ，１１Ｂ    誘電体フィルム
１２Ａ，１２Ｂ    電極膜
１３    フィルムコンデンサ
１４    コンデンサ素子
１５Ａ，１５Ｂ    外部電極
１６Ａ，１６Ｂ    小電極部
１７Ａ，１７Ｂ    第一のヒューズ
１８Ａ，１８Ｂ    第二のヒューズ
１９Ａ，１９Ｂ    第二のスリット
２９Ａ，２９Ｂ    第一のスリット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年5月23日(2014.5.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
以上述べたように、複数の小電極部１６Ａ（１６Ｂ）は、第一の方向１３Ａに延びる複数の第一のスリット２９Ａ（２９Ｂ）と第二の方向１３Ｂに延びる複数の第二のスリット１９Ａ（１９Ｂ）とで区分けされて、第一の方向１３Ａにそれぞれ配列された複数の行Ｘ１１〜Ｘ１４（Ｘ２１〜Ｘ２４）と第二の方向１３Ｂにそれぞれ配列された複数の列Ｙ１１〜Ｙ１４（Ｙ２１〜Ｙ２４）とを有するマトリクス状に配置されている。複数の第一のヒューズ１７Ａ（１７Ｂ）は複数の小電極部１６Ａ（１６Ｂ）のうちの第一の方向１３Ａで互いに隣り合う小電極部間１６Ａ（１６Ｂ）を接続するように複数の第二のスリット１９Ａ（１９Ｂ）に位置する。複数の第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）は、複数の小電極部１６Ａ（１６Ｂ）のうちの第二の方向１３Ｂで互いに隣り合う小電極部間１６Ａ（１６Ｂ）を接続するように複数の第一のスリット２９Ａ（２９Ｂ）に位置する。複数の第一のスリット２９Ａ（２９Ｂ）のそれぞれには複数の第二のヒューズ１８Ａ（１８Ｂ）のうちの少なくとも１つが位置している。複数の小電極部１６Ａ（１６Ｂ）の複数の列Ｙ１１〜Ｙ１４（Ｙ２１〜Ｙ２４）は、第一の外部電極１５Ａ（１５Ｂ）から最も遠い最遠列Ｙ１４（Ｙ２４）と、１つ以上の他の列Ｙ１１〜Ｙ１３（Ｙ２１〜Ｙ２３）よりなる。１つ以上の他の列Ｙ１１〜Ｙ１３（Ｙ２１〜Ｙ２３）のそれぞれにおいて、複数の小電極部１６Ａ（１６Ｂ）のうちの任意の小電極部１６Ａ（１６Ｂ）に第二の方向１３Ｂで隣り合う２つの小電極部１６Ａ（１６Ｂ）のうちの少なくとも１つの小電極部１６Ａ（１６Ｂ）は上記任意の小電極部１６Ａ（１６Ｂ）と第二の方向１３Ｂにおいて電気的に非接続である。
【国際調査報告】
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