(57)【要約】【課題】自己回復現象が発生した後においても、静電容量の低下を抑えることのできるフィルムコンデンサを提供する。【解決手段】誘電体フィルムの主面に電極膜を備えたフィルムコンデンサであって、誘電体フィルムが有機樹脂と該有機樹脂よりも揮発性の高い有機成分とを含んでいる。なお、有機樹脂としては環状オレフィン系樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂およびポリエーテルイミド樹脂のいずれかが好ましく、有機成分としては、シクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、トルエン、キシレン、クロロホルムおよびテトラヒドロフランの群から選ばれる少なくとも１種が好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体フィルムの主面に電極膜を備えたフィルムコンデンサであって、前記誘電体フィルムが有機樹脂と該有機樹脂よりも揮発性の高い有機成分とを含んでいることを特徴とするフィルムコンデンサ。
【請求項２】
前記有機樹脂が、環状オレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項１に記載のフィルムコンデンサ。
【請求項３】
前記環状オレフィン系樹脂が、開環重合体または付加共重合体であることを特徴とする請求項２に記載のフィルムコンデンサ。
【請求項４】
前記有機成分が、シクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、トルエン、キシレンおよびシクロヘキサンとトルエンとの混合体のうちのいずれかであることを特徴とする請求項２または３に記載のフィルムコンデンサ。
【請求項５】
前記有機樹脂が、ポリアリレート樹脂であることを特徴とする請求項１に記載のフィルムコンデンサ。
【請求項６】
前記有機成分が、トルエン、テトラヒドロフランおよびｎ−メチルピロリドンのうちのいずれかであることを特徴とする請求項５に記載のフィルムコンデンサ。
【請求項７】
前記有機樹脂が、ポリフェニレンエーテル樹脂またはポリエーテルイミド樹脂であることを特徴とする請求項１に記載のフィルムコンデンサ。
【請求項８】
前記有機成分が、クロロホルムであることを特徴とする請求項７に記載のフィルムコンデンサ。
【請求項９】
前記誘電体フィルムに含まれる前記有機成分の含有量が０．０１〜７質量％であることを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれかに記載のフィルムコンデンサ。
【請求項１０】
請求項１乃至９のうちいずれかに記載のフィルムコンデンサが、バスバーにより複数個接続されていることを特徴とする連結型コンデンサ。
【請求項１１】
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乃至９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１２】
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１０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１３】
電源と、該電源に接続されたインバータと、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、を備えている電動車両であって、前記インバータが請求項１１または請求項１２に記載のインバータであ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および連結型コンデンサ、ならびにこれを用いたインバータ、電動車輌に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルムコンデンサは、誘電体フィルムの両主面にアルミニウムなどの金属を蒸着して電極膜とする金属化フィルムを用いて作製されたもので、電極膜特有の自己回復現象により絶縁破壊を低減できることから、従来から広く用いられている。ここで、自己回復現象とは、誘電体フィルムの絶縁欠陥部で短絡が生じるおそれがある場合に、短絡のエネルギーで欠陥部周辺の電極膜が蒸発・飛散することにより、誘電体フィルム中で絶縁欠陥部となっていた箇所の短絡が防止され、コンデンサの機能が回復する現象のことである。
【０００３】
この場合、誘電体フィルムは、通常、溶媒を含まない有機樹脂を機械的に引き延ばして形成する延伸法により製造されていることから、この成型法に好適な有機樹脂としてポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などが選択されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−７８１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、従来の誘電体フィルムでは、自己回復現象が発生した後の電極膜は金属成分が蒸発・飛散した部分の面積が大きく、これによりフィルムコンデンサの静電容量の低下が大きくなるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、自己回復現象が発生した後においても、静電容量の低下を抑えることのできるフィルムコンデンサおよび連結型コンデンサ、ならびにこれを用いたインバータ、電動車輌を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のフィルムコンデンサは、誘電体フィルムの主面に電極膜を備えたフィルムコンデンサであって、前記誘電体フィルムが有機樹脂と該有機樹脂よりも揮発性の高い有機成分とを含んでいるものである。
【０００８】
本発明の連結型コンデンサは、上記のフィルムコンデンサが、バスバーにより複数個接続されているものである。
【０００９】
本発明のインバータは、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ているインバータであって、前記容量部が上記のフィルムコンデンサまたは連結型コンデンサからなるものである。
【００１０】
本発明の電動車輌は、電源と、該電源に接続されたインバータと、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、を備えている電動車両であって、前記インバータが上記のインバータにより構成されているものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、自己回復現象が発生した後においても、静電容量の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）は、誘電体フィルムの両主面に電極膜を有する構造を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、フィルムコンデンサの第１実施形態の構成を模式的に示した外観斜視図である。
【図２】フィルムコンデンサの第２実施形態の構成を模式的に示した展開斜視図である。
【図３】連結型コンデンサの一実施形態の構成を模式的に示した斜視図である。
【図４】インバータの一実施形態の構成を説明するための概略構成図である。
【図５】電動車輌の一実施形態を示す概略構成図である。
【図６】実施例における試料Ｎｏ．１３についてのガスクロマト分析の結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１（ａ）は、誘電体フィルムの両主面に電極膜を有する構造を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、フィルムコンデンサの第１実施形態の構成を模式的に示した外観斜視図である。
【００１４】
図１（ｂ）に示す第１実施形態のフィルムコンデンサＡは、（ａ）に示すように、誘電体フィルム１の両主面に電極膜３を備えた金属化フィルム５が多層に積層された本体部６を有し、この本体部６に、外部電極７が設けられた構成を基本的な構成とするものであり、必要に応じてリード線９が設置される。
【００１５】
この場合、本体部６、外部電極７およびリード線９の一部は、必要に応じて絶縁性および耐環境性の点から外装部材１０に覆われていてもよい。
【００１６】
ここで、第１実施形態のフィルムコンデンサＡは、誘電体フィルム１が有機樹脂１ａと有機樹脂１ａよりも揮発性の高い有機成分１ｂとを含んでいる。
【００１７】
第１実施形態のフィルムコンデンサＡによれば、誘電体フィルム１を構成する有機樹脂１ａ中に揮発性の高い有機成分１ｂを含んでいることから、誘電体フィルム１に局所的に絶縁破壊が生じるときにも、絶縁破壊する際の熱により、誘電体フィルム１の内部に含まれている有機成分１ｂが揮発するため、電極膜３の飛散する速度を高めることができる。こうして誘電体フィルム１に絶縁性が低下する部分が形成されたときに、誘電体フィルム１の主面に電極膜３を備えた正常な状態から、電極膜３が部分的に無くなるまでの時間を短くすることができるため、誘電体フィルム１の絶縁性が低下した部分に長い時間電圧が印加される状態を回避することができる。これにより誘電体フィルム１および電極膜３が損傷する面積を小さくすることができる。その結果、フィルムコンデンサＡに自己回復現象が発生した場合における静電容量の低下を抑えることができる。
【００１８】
こうした理由から、第１実施形態のフィルムコンデンサＡは、自己回復機能に優れたものになる。例えば、電圧の昇圧、降圧の繰り返しによる自己回復機能の評価において、電圧の昇圧、降圧を３回以上繰り返すことが可能なほど安定したものとなる。
【００１９】
ここで、有機樹脂１ａよりも揮発性が高いとは、例えば、誘電体フィルム１について、ガスクロマト分析を行ったときに、有機樹脂１ａよりも低いエネルギーまたは低い温度の条件でガス化して検出される場合を言う。
【００２０】
このように誘電体フィルム１に含まれる有機成分１ｂは、ガスクロマト分析により検出することが可能であるが、有機樹脂１ａとの成分の違いをより明確にする場合には、誘電体フィルム１を室温付近の温度において１〜２日間ほど真空処理を行った後にガスクロマト分析を行い、真空処理を行わずにガスクロマト分析を行った試料との違いから判定する方法を用いても良い。
【００２１】
第１実施形態のフィルムコンデンサＡでは、誘電体フィルム１に用いる有機樹脂１ａとしては環状オレフィン系樹脂が望ましい。環状オレフィン系樹脂は極性が低く、耐電圧特性が高いことに加えて、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの結晶性の樹脂に比べて、誘電体フィルム１に電圧が印加されて絶縁破壊するような場合に、局所的に溶融するときの粘度を低くすることができることから、フィルムコンデンサの耐電圧を６５０Ｖ／μｍ以上に高めることができる。
【００２２】
環状オレフィン系樹脂としては、ノルボルネン環を有するモノマーの開環重合体もしくは環状オレフィンの付加共重合体が好適なものとなる。これらの中でとりわけ耐電圧が高いという点で、ノルボルネン環を有するモノマーの開環重合体がより好ましい。
【００２３】
また、第１実施形態における誘電体フィルム１は上記した環状オレフィン系樹脂に代えて、ポリアリレート系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂およびポリエーテルイミド系樹脂のうちのいずれかも同様に適用することができる。誘電体フィルム１に、これらのポリアリレート系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂およびポリエーテルイミド系樹脂のいずれかの有機樹脂１ａを適用した場合には高温負荷寿命を高めることができる。また、フィルムコンデンサＡに直流電圧を印加したときの静電容量の低下（以下、ＤＣバイアス特性という場合がある。）を小さくすることができる。
【００２４】
ここで、環状オレフィン系樹脂等に付した「系」とは、上記したそれぞれの高分子化合物が誘電体フィルム１中に主成分として含まれているという意味である。主成分とは、誘電体フィルム１中に含まれる有機樹脂１ａの中で体積割合が最も多いものを言うが、その割合の目安としては６０体積％以上である。
【００２５】
有機成分１ｂとしては、シクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、トルエン、キシレン、クロロホルムおよびテトラヒドロフランの群から選ばれる少なくとも１種が好適である。これらの有機成分１ｂは、環状オレフィン系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂およびポリエーテルイミド系樹脂などの高分子化合物を溶解させやすいからである。
【００２６】
また、これらの有機成分１ｂは、有機樹脂１ａに含まれる場合に、有機樹脂１ａ内に閉じ込められやすく、有機樹脂１ａに強固に付着した状態になりやすいため、有機成分１ｂを誘電体フィルム１中に長期間保持することができる。その結果、長期間にわたって変質が少なく、特性の安定したフィルムコンデンサＡを得ることが可能になる。
【００２７】
上記した有機樹脂１ａに対しては、それぞれ好適となる有機成分１ｂの組合せがあり、環状オレフィン系樹脂には、シクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、トルエン、キシレンおよびシクロヘキサンとエチルシクロヘキサンとの混合体のいずれかが好適である。この場合、誘電体フィルム１の耐電圧を高めることができる。
【００２８】
ポリアリレート系樹脂に対しては、トルエン、テトラヒドロフランおよびｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）のうちのいずれかが好適であり、ポリフェニレンエーテル系樹脂またはポリエーテルイミド系樹脂に対しては、クロロホルムが好適なものとなる。これらの場合には誘電体フィルム１の高温負荷寿命を向上させることができる。
【００２９】
有機成分１ｂの沸点（Ｔｂ）は上記した有機樹脂１ａのガラス転移点（Ｔｇ）よりも低い方が良い。環状オレフィン系樹脂を例に取ると、環状オレフィン系樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は１５０〜１８０℃であるが、用いる有機成分１ｂの沸点（Ｔｂ）としては、環状オレフィン系樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）から１０〜１２０℃ほど低いものが良く、６０〜１７０℃であるものが好ましい。環状オレフィン系樹脂以外の有機樹脂１ａであるポリアリレート系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂およびポリエーテルイミド系樹脂に対しても有機樹脂１ａのガラス転移点（Ｔｇ）と有機成分の沸点（Ｔｂ）との温度差は同様の範囲であることが望ましい。なお、有機成分１ｂが有機樹脂１ａ（誘電体フィルム１）中に長期間残存しやすいという点においては、有機成分１ｂの沸点（Ｔｂ）は高い方が良い。
【００３０】
なお、有機樹脂として環状オレフィン系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂およびポリアリレート系樹脂を用いた場合に、誘電体フィルム１に含まれる有機成分１ｂの含有量は０．０１〜７質量％であることが望ましい。誘電体フィルム１に含まれる有機成分１ｂの含有量が上記した範囲であると、誘電体フィルム１の比誘電率の低下を１０％以内に抑えることができるため、自己回復現象が発生した後における静電容量の低下を小さくすることができる。
【００３１】
第１実施形態のフィルムコンデンサＡに適用する電極膜３の材料としては、アルミニウムに代えて、亜鉛またはこれらの合金からなるものも好適である。また、メタリコン電極の材料としては、アルミニウム、銅およびハンダから選ばれる１種の金属材料が好適である。
【００３２】
第１実施形態のフィルムコンデンサは、上記した誘電体フィルム１の主面に電極膜３を有するものであるが、これを基本構造とするものであれば、誘電体フィルム１の片面に電極膜３を有する金属化フィルムを２組重ねて巻回させたものにおいても上記したフィルムコンデンサＡと同様の効果を得ることができる。
【００３３】
図２は、フィルムコンデンサの第２実施形態の構成を模式的に示した展開斜視図である。第２実施形態のフィルムコンデンサＢは、巻回された金属化フィルム１１ａ、１１ｂにより構成される本体部１３の対向する端面に外部電極１５ａ、１５ｂとしてメタリコン電極が設けられている。なお、図２においては、理解を容易にするために、引き出した誘電体フィルム１７ａ、１７ｂおよび電極膜１９ａ、１９ｂの厚みを紙面手前にくる程厚くなるように描いている。
【００３４】
金属化フィルム１１ａ、１１ｂは、誘電体フィルム１７ａ、１７ｂの主面にそれぞれ電極膜１９ａ、１９ｂを有する構成である。この場合、電極膜１９ａ、１９ｂは誘電体フィルム１７ａ、１７ｂの幅方向の一端側に、この誘電体フィルム１７ａ、１７ｂにおいて露出部分となる電極膜１９ａ、１９ｂの形成されていない部分（以下、電極膜非形成部２０ａ、２０ｂという場合がある。）が長手方向に連続して残るように形成されている。
【００３５】
金属化フィルム１１ａ、１１ｂは、電極膜非形成部２０ａ、２０ｂが誘電体フィルム１７ａ、１７ｂの幅方向に互いに逆方向に位置するように配置され、電極膜１９ａ、１９ｂをずらした状態である。
【００３６】
すなわち、フィルムコンデンサＢは、誘電体フィルム１７ａと電極膜１９ａとによって構成される金属化フィルム１１ａと、誘電体フィルム１７ｂと電極膜１９ｂとによって構成される金属化フィルム１１ｂとが、図２に示すように重ねられ巻回されている。
【００３７】
図３は、連結型コンデンサの一実施形態の構成を模式的に示した斜視図である。図３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Ｂが一対のバスバー２１、２３により並列接続された構成となっている。バスバー２１、２３は、外部接続用の端子部２１ａ、２３ａとフィルムコンデンサＢの外部電極１５ａ、１５ｂにそれぞれ接続される引出端子部２１ｂ、２３ｂにより構成されている。
【００３８】
連結型コンデンサＣに上記したフィルムコンデンサＢを適用すると、自己回復現象が発生した後においても静電容量の低下を抑えることのできる連結型コンデンサＣを得ることができる。
【００３９】
なお、図３に示した連結型コンデンサＣは、フィルムコンデンサＢの断面の長径の方向に配置したものであるが、この他に、フィルムコンデンサＢを断面の短径の方向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。
【００４０】
図４は、インバータの一実施形態の構成を説明するための概略構成図である。図４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４に示すように、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るブリッジ回路３１と、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た容量部３３とを備えた構成となっている。ここで、容量部３３として上記のフィルムコンデンサＢまたは連結型コンデンサＣが適用される。
【００４１】
なお、このインバータＤは、直流電源の電圧を昇圧する昇圧回路３５に接続されることになる。一方、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）に接続されることになる。
【００４２】
図５は、電動車輌の一実施形態を示す概略構成図である。図５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。
【００４３】
図５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。
【００４４】
この電動車輌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に伝達される機能を主として備えており、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。
【００４５】
また、図５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。
【００４６】
本実施形態のフィルムコンデンサＢ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５に示すような電動車輌Ｅに搭載すると、フィルムコンデンサＢまたは連結型コンデンサＣが、自己回復現象が発生した後においても静電容量の低下を抑えることができるため、電動車輌に搭載された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。
【００４７】
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。
【００４８】
次に、第２実施形態のフィルムコンデンサＢを例にその製造方法について説明する。まず、誘電体フィルム１の母材となる有機樹脂１ａを用意する。有機樹脂１ａとしては、環状オレフィン系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂およびポリエーテルイミド系樹脂から選ばれる１種の高分子化合物が好適である。高分子化合物をスラリ化するための溶媒として、シクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、トルエン、キシレン、クロロホルムおよびテトラヒドロフランから選ばれる１種を用意する。これらの溶媒が誘電体フィルム１に含まれる有機成分１ｂとなる。
【００４９】
誘電体フィルム１を形成する場合、例えば、基材としてＰＥＴフィルムを準備し、上記した高分子化合物を特定の溶媒に溶解させてスラリ状に調製し、これをＰＥＴフィルム上に成膜し、４０〜１８０℃、１時間程度の乾燥工程を経て誘電体フィルム１を得る。なお、成膜には、ドクターブレード法、ダイコータ法およびナイフコータ法等から選ばれる一種の成形法を用いる。
【００５０】
次に、得られた誘電体フィルム１の表面にＡｌ（アルミニウム）などの金属成分を蒸着することによって電極膜３を形成し、次いで、電極膜３を形成した誘電体フィルム１を２組用意し、図２に示すように巻回させてフィルムコンデンサＢの本体部１３を得る。
【００５１】
次に、本体部１３の電極膜３が露出した端面に外部電極１５ａ、１５ｂとしてメタリコン電極を形成する。外部電極１５ａ、１５ｂの形成には、例えば、金属の溶射、スパッタ法、メッキ法などが好適である。次いで、外部電極１５ａ、１５ｂを形成した本体部１３の表面に外装部材で囲うことによって本実施形態のフィルムコンデンサＢを得ることができる。
【００５２】
連結型コンデンサＣは、フィルムコンデンサＢを複数個（本実施形態においては４個）並べた状態とし、本体部１３の両端にそれぞれ形成された外部電極１５ａ、１５ｂに接合材を介してバスバー２１、２３を取り付けることによって得ることができる。
【００５３】
なお、連結型コンデンサＣを樹脂でモールドするタイプに形成する場合には、バスバー２１、２３を取り付けて連結したフィルムコンデンサＢをケースに入れ、次いで、ケース内に樹脂を充填することによって作製する。
【実施例】
【００５４】
以下、フィルムコンデンサを作製し、評価した。まず、誘電体フィルムを形成するための有機樹脂および有機成分となる溶媒として表１に示すものを準備した。ここで、環状オレフィン系樹脂としてはノルボルネン系の開環重合体（日本ゼオン株式会社製のＺＥＯＮＯＲ（登録商標）１６００）およびノルボルネン系の付加共重合体（ポリプラスチック株式会社製のＴＯＰＡＳ（登録商標）６０１７）を用いた。また、ポリフェニレンエーテル系樹脂としては旭化成社製のＸＹＲＯＮを、ポリエーテルイミド系樹脂としてはＳＡＢＩＣ  Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ社製のＳＴＭ１７００をそれぞれ用意した。ポリアリレート系樹脂としてはポリエステルを主骨格とする高分子化合物を用意した。
【００５５】
次に、上記の有機樹脂と溶媒とを混合し、有機樹脂が約１５質量％の割合で含まれる有機ビヒクルからなるスラリを調製した。
【００５６】
次に、調製したスラリを、アプリケ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、熱風乾燥機により乾燥処理を行って誘電体フィルムを作製した。このとき試料によって乾燥温度を変化させた。温度は５０℃または１７０℃とした。誘電体フィルムの平均厚さは５μｍであった。
【００５７】
得られた誘電体フィルムの表面にアルミニウムを蒸着することによって金属化フィルムを作製し、次いで、作製した金属化フィルムを巻回して、図２に示すような円柱状のフィルムコンデンサを作製した。作製したフィルムコンデンサのサイズは直径が５ｍｍ、高さが１００ｍｍであった。アルミニウムの蒸着膜の厚みは平均で５０ｎｍに設定した。
【００５８】
作製したフィルムコンデンサについて、まず、有機成分の含有量を測定した。有機成分の含有量は、誘電体フィルムである試料を標準液とともにフラスコに採取して測定溶液として調製した後、ガスクロマトグラフ（島津製作所製ＧＣ−１４Ａ）を用いて分析を行った。なお、定量分析を行う場合の標準液としては、キシレンまたはテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を用いた。試料中の有機成分として、有機樹脂を溶解させるのに用いたそれぞれの溶媒が検出された。
【００５９】
次に、作製したフィルムコンデンサについて、以下に示す自己回復機能の評価であるＳＨ（Ｓｅｌｆ  Ｈｅａｌｉｎｇ）性を評価しつつ、静電容量の変化率を測定した。また、耐電圧を評価した。さらに、高温負荷寿命を測定した。
【００６０】
ＳＨ性は、以下のようにして試料を作製し、評価した。まず、作製したフィルムコンデンサから誘電体フィルムを切り出し、誘電体フィルムの両主面にそれぞれ直径が約５０ｍｍ、３８ｍｍのアルミニウムの電極膜が残るように加工を施した。
【００６１】
ＳＨ性の評価装置としては、外形が５０ｍｍ、内径が３９ｍｍのリング状ガード電極と、その内側に外形が３８ｍｍの円形状の主電極が設置されている電極板と、直径が５０ｍｍの対向電極板とが合わさるように構成された電極系が直流ＤＣ高電圧テスト機（菊水電子工業製）に設置されているものを用いた。
【００６２】
この場合、金属化フィルムにおいて、直径が３８ｍｍの電極膜がリング状ガード電極および主電極を備えた電極板側となり、直径が５０ｍｍの電極膜が、直径が５０ｍｍの対向電極板側となるように挟み込んだ。これらの電極膜、電極板および対向電極板は中心軸が揃うように配置した。
【００６３】
ＳＨ性の評価に際しては、直流高電圧テスト機を昇圧速度１００Ｖ／秒の速度で昇圧させ過大電流が流れて昇圧が止まる限界点まで昇圧した。限界点に達した後は、電圧を０Ｖに戻し、再び昇圧させた。この場合、電圧の上昇があれば昇圧していき、同じことを繰り返して、昇圧できなくなるまでの回数をカウントした。この回数が３回以上の場合をＳＨ性が良好であると判断して評価「○」印とし、１〜２回の場合を評価「△」、０回の場合を評価「×」として表１に記した。また、ＳＨ性を評価する前後において、ＬＣＲメータを用いて、周波数１ＫＨｚ、電圧１Ｖにて静電容量を測定し、その変化率（Ｃｖ）を以下の式に従って求めた。この場合、静電容量の変化率は絶対値とした。変化率（Ｃｖ）を求める式は、ＳＨ性を評価する前の静電容量をＣ０、ＳＨ性を評価した後の静電容量をＣｓとしたときに、Ｃｖ＝（Ｃｓ−Ｃ０）×１００／Ｃ０となる。
【００６４】
また、作製したフィルムコンデンサについて耐電圧を測定した。耐電圧は、絶縁抵抗計を用いて、リーク電流が０．５Ａに達したときの電圧から求めた。
【００６５】
高温負荷寿命の試験には、フィルムコンデンサから切り出した金属化フィルムを測定用試料として用いた。試料のサイズは容量形成部が１．５×１．５ｍｍ２の面積となるように加工した。試験では作製した試料を１１０℃の高温槽に入れ、９０分放置した後、直流高電圧テスト機を昇圧速度１００Ｖ／秒の速度で昇圧させ、所定の電界に到達させた。到達後の破壊（短絡）までの時間（一発目の破壊）を寿命とした。
【００６６】
比較例の有機樹脂として、ポリエチレンテレフタレート（東レ社製ルミラー）およびポリプロピレン（東レ社製トレファン）を準備し、試料を作製し、同様に評価した。
【００６７】
【表１】
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【００６８】
誘電体フィルムの有機樹脂として環状オレフィン系樹脂を適用し、有機成分が含まれるようにした試料Ｎｏ．３〜１１では、ＳＨ性評価前後の静電容量の変化率が９％以下であった。
【００６９】
これらの試料の中で、有機成分の含有量が０．１〜７質量％であった試料Ｎｏ．４〜８、１０および１１では、ＳＨ性評価が、いずれも３回をクリアするものであり、また、耐電圧が７０６Ｖ／μｍ以上であった。
【００７０】
さらに、有機成分として、シクロヘキサンまたはトルエンのうちのいずれかを含ませた試料（試料Ｎｏ．５、７および１０）では耐電圧が７３２Ｖ／μｍ以上であった。
【００７１】
また、誘電体フィルムの有機樹脂としてポリアリレート系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂およびポリエーテルイミド系樹脂のうちのいずれかを適用した試料（試料Ｎｏ．１２〜２０）の場合も、誘電体フィルム中に０．０１〜５質量％の範囲で有機成分が含まれていることが確認されたが、これらの試料においても、ＳＨ性評価前後の静電容量の変化率が８％以下と小さいものであった。
【００７２】
これらの試料の中で、誘電体フィルムの有機樹脂としてポリアリレート系樹脂を適用した試料（試料Ｎｏ．１２〜１６）は、高温負荷寿命に優れ、いずれの試料も９．５時間以上であった。
【００７３】
図６は、試料Ｎｏ．１３についてのガスクロマト分析の結果である。誘電体フィルム中に用いた溶媒と同種の有機成分（トルエン）が検出されている。
【００７４】
これに対して、誘電体フィルム中に有機成分を含まない試料（試料Ｎｏ．１、２）の場合には、ＳＨ性評価前後の静電容量の変化率が１１％以上であった。
【符号の説明】
【００７５】
Ａ、Ｂ・・・・・・・・フィルムコンデンサ
Ｃ・・・・・・・・・・連結型コンデンサ
Ｄ・・・・・・・・・・インバータ
Ｅ・・・・・・・・・・電動車輌
１、１７ａ、１７ｂ・・誘電体フィルム
１ａ・・・・・・・・・有機樹脂
１ｂ・・・・・・・・・有機成分
３、１９ａ、１９ｂ・・電極膜
５、１１ａ、１１ｂ・・金属化フィルム
６・・・・・・・・・・本体部
７、１５ａ、１５ｂ・・外部電極
９・・・・・・・・・・リード線
１０・・・・・・・・・外装部材
２１、２３・・・・・・バスバー
３１・・・・・・・・・ブリッジ回路
３３・・・・・・・・・容量部
３５・・・・・・・・・昇圧回路
４１・・・・・・・・・モータ
４３・・・・・・・・・エンジン
４５・・・・・・・・・トランスミッション
４７・・・・・・・・・インバータ
４９・・・・・・・・・電源
５１ａ・・・・・・・・前輪
５１ｂ・・・・・・・後輪
５３・・・・・・・・・車輌ＥＣＵ
５５・・・・・・・・・イグニッションキー
５７・・・・・・・・・エンジンＥＣＵ
【図１】
2019021924.tif 000004
【図２】
2019021924.tif 000005
【図３】
2019021924.tif 000006
【図４】
2019021924.tif 000007
【図５】
2019021924.tif 000008
【図６】
2019021924.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月14日(2018.9.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体フィルムの主面に電極膜を備えたフィルムコンデンサであって、前記誘電体フィルムが有機樹脂と該有機樹脂よりも揮発性の高い有機成分とを含み、
前記有機樹脂が、環状オレフィン系樹脂であり、
前記有機成分が、シクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、トルエン、キシレンおよびシクロヘキサンとトルエンとの混合体のうちのいずれかであることを特徴とするフィルムコンデンサ。
【請求項２】
前記環状オレフィン系樹脂が、開環重合体または付加共重合体であることを特徴とする請求項１に記載のフィルムコンデンサ。
【請求項３】
誘電体フィルムの主面に電極膜を備えたフィルムコンデンサであって、前記誘電体フィルムが有機樹脂と該有機樹脂よりも揮発性の高い有機成分とを含み、
前記有機樹脂が、ポリアリレート樹脂であり、
前記有機成分が、トルエン、テトラヒドロフランおよびｎ−メチルピロリドンのうちのいずれかであることを特徴とするフィルムコンデンサ。
【請求項４】
誘電体フィルムの主面に電極膜を備えたフィルムコンデンサであって、前記誘電体フィルムが有機樹脂と該有機樹脂よりも揮発性の高い有機成分とを含み、
前記有機樹脂が、ポリフェニレンエーテル樹脂またはポリエーテルイミド樹脂であり、
前記有機成分が、クロロホルムであることを特徴とするフィルムコンデンサ。
【請求項５】
前記誘電体フィルムに含まれる前記有機成分の含有量が０．０１〜７質量％であることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれかに記載のフィルムコンデンサ。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちいずれかに記載のフィルムコンデンサが、バスバーにより複数個接続されていることを特徴とする連結型コンデンサ。
【請求項７】
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乃至５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８】
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６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９】
電源と、該電源に接続されたインバータと、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、を備えている電動車両であって、前記インバータが請求項７または請求項８に記載のインバータであることを特徴とする電動車輌。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明のフィルムコンデンサは、誘電体フィルムの主面に電極膜を備えたフィルムコンデンサであって、前記誘電体フィルムが有機樹脂と該有機樹脂よりも揮発性の高い有機成分とを含み、
前記有機樹脂が、環状オレフィン系樹脂である場合、前記有機成分は、シクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、トルエン、キシレンおよびシクロヘキサンとトルエンとの混合体のうちのいずれかであり、
前記有機樹脂が、ポリアリレート樹脂である場合、前記有機成分は、トルエン、テトラヒドロフランおよびｎ−メチルピロリドンのうちのいずれかであり、
前記有機樹脂が、ポリフェニレンエーテル樹脂またはポリエーテルイミド樹脂である場合、前記有機成分は、クロロホルムである。