(57)【要約】      （修正有）【課題】金属化フィルムコンデンサにおける絶縁破壊発生時のクリアリングに際して、有効電極面積の減少ひいては静電容量形成機能の消失を抑制してコンデンサ寿命を改善しながら、耐電圧性能を向上させる。【解決手段】各分割電極５Ｂは、第２の絶縁スリット４ｂの配列によって一対の細分化小電極５ｂ1、５ｂ2に区画形成される。一対の細分化小電極５ｂ1、５ｂ2どうしは、第２の絶縁スリット４ｂの途中部切れ目による第２のヒューズ６ｂを介する状態で互いに電気的に接続される。各細分化小電極は、隣り合う複数の単位電極領域５ｃ1、５ｃ2、５ｃ3、５ｃ4に区画される。それら複数の単位電極領域は、互いに連通し、かつ、各々単独でクリアリング機能を有する。【選択図】図３
2019192689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸着電極が少なくとも片面に形成された誘電体フィルムを備え、
前記蒸着電極は、前記誘電体のフィルム長手方向に沿って相対的な小面積分割状態で展開する小面積電極列領域と前記フィルム長手方向に沿って連続状態または相対的な大面積分割状態で展開する大面積電極列領域とのセットが前記誘電体のフィルム幅方向に沿って繰り返し配列され、
前記小面積電極列領域は、前記フィルム幅方向に延びる第１の絶縁スリットにより各分割電極に区画され、
各分割電極は、
前記第１の絶縁スリットの前記フィルム幅方向の端部において第１のヒューズを介する状態で、前記大面積電極列領域に電気的に接続され、
さらに前記フィルム長手方向の中間部で前記フィルム幅方向に延びる第２の絶縁スリットにより前記フィルム長手方向で向かい合う一対の細分化小電極に区画され、
前記一対の細分化小電極どうしは、前記第２の絶縁スリットの途中部の切れ目において第２のヒューズを介する状態で互いに電気的に接続され、
前記各細分化小電極が前記フィルム幅方向で隣り合う複数の単位電極領域に区画され、それら複数の単位電極領域は互いに連通していることを特徴とするコンデンサ素子用の金属化フィルム。
【請求項２】
前記第１の絶縁スリットと前記第２の絶縁スリットとは、隣接する各一対の前記第１の絶縁スリットどうし間に前記第２の絶縁スリットが配置されるとともに、隣接する各一対の前記第２の絶縁スリットどうし間に前記第１の絶縁スリットが配置され、前記フィルム長手方向に沿って前記第１の絶縁スリットと前記第２の絶縁スリットとが１つ飛ばしの状態で交互に配列されている請求項１に記載のコンデンサ素子用の金属化フィルム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のコンデンサ素子用の金属化フィルムを２枚重ね合わせて一対の金属化フィルムを構成した金属化フィルムコンデンサにおいて、
前記一対の金属化フィルムのうち一方の金属化フィルムにおける前記大面積電極列領域のすべてが他方の金属化フィルムにおける前記細分化小電極に対向している金属化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、コンデンサ素子用の金属化フィルムおよびそれを用いた金属化フィルムコンデンサにおいて、その金属化フィルムの蒸着パターンの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車（ＨＶ）、電気自動車（ＥＶ）、燃料電池自動車（ＦＣＶ）や産業機械に用いられる金属化フィルムコンデンサの技術分野においては、小型・軽量化、低コスト化のために誘電体フィルムの厚みを薄くすることが求められている。誘電体フィルムの薄膜化に当たっては耐電圧性能の向上が求められ、そのための手段として、材料の改良とともに、誘電体フィルム上に形成される蒸着電極の蒸着パターンの改良が行われている。
【０００３】
金属化フィルムコンデンサは、金属化フィルムの絶縁破壊により、周辺の蒸着金属が飛散することで絶縁を回復させる（自己回復機能）。周囲の蒸着電極が飛び散ってなくなってしまうので、そこで絶縁破壊の進行がストップし、絶縁が回復される。しかし、絶縁破壊数が増える高温・高電圧では自己回復機能が充分に得られないために、コンデンサがショートモードに陥るおそれがある。つまり、誘電体フィルム上に蒸着金属膜を有する金属化フィルムが積層・巻回されてなる金属化フィルムコンデンサにおいては、蒸着金属の飛散が不充分であると、誘電体フィルムの欠陥箇所を介して対向する２層の蒸着金属どうしが導通し、ショートしてしまう。
【０００４】
そこで、複数の分割電極とヒューズからなる保安機構が考案された。金属化フィルムにおいて分割電極を形成すると、金属化フィルムの自己回復機能を超えた絶縁破壊を起こした場合でも、周囲の分割電極から絶縁破壊を起こした分割電極に電流が流れ込み、ヒューズの蒸着金属を飛散させるヒューズ動作により、絶縁破壊を起こした分割電極を他の分割電極から切り離して絶縁を回復させ、高い安全性を確保できる。
【０００５】
一方、ヒューズ動作により容量発現に寄与する有効電極面積が減少することになる。
そこで、従来より分割電極を小面積化することによって耐電圧性能の向上を図っている。その手法の一つに、大面積電極列領域・小面積電極列領域のセットを誘電体フィルムの幅方向（以下、「フィルム幅方向」という）に交互に繰り返すパターン技術がある（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−１３４４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、分割電極の細分化について、図８に基づいて説明する。図８（ａ）は第１の従来例の分割電極を示し、比較的大きな分割電極面積を有している。一方、図８（ｂ）は第２の従来例の分割電極を示し、図８（ａ）の場合の約２分の１の分割電極面積となっている。
【０００８】
図８（ａ）では、左右一対の絶縁スリット４，４に挟まれて１つの分割電極５が形成されている。図８（ｂ）では、図８（ａ）での分割電極５の中央において、左右一対の絶縁スリット４，４とほぼ同形の第３の絶縁スリット４ａを追加することにより、分割電極５を２分割したものに相当する左右一対の細分化小電極５ｂ，５ｂを形成している。図８（ｂ）の１つの細分化小電極５ｂの面積は図８（ａ）の分割電極５のほぼ２分の１の面積となっている。
【０００９】
しかしながら、図８（ｂ）において、例えば右側の細分化小電極５ｂでＰで示す位置を起点にクリアリング（絶縁破壊による金属蒸着膜の蒸発飛散・消失）が発生したとすると、定格電圧が高電圧であって右側の細分化小電極５ｂに流入する電流が大きい場合には、ヒューズ部の金属蒸着膜が蒸発飛散し、右側の細分化小電極５ｂの全体（全面積分）が静電容量形成機能を消失する（塗りつぶし参照）。すなわち、誘電体フィルムを挟んで対向する２枚の蒸着電極の間に発生する絶縁破壊によって消失する有効電極面積の大きさについて、図８（ｂ）の細分化小電極５ｂの場合は図８（ａ）の分割電極５に比べて約２分の１であり、コンデンサ静電容量の減少を抑制することができるが、図８（ｂ）の第２の従来例においてもコンデンサ静電容量の減少の抑制に関して、なお改良の余地があると言える。
【００１０】
また、上記のとおり、分割電極の面積を小さくするほどヒューズ動作による容量減少を抑制することが可能になるが、一方で分割電極を細分化し過ぎると、絶縁スリットの形成による金属化フィルムの有効電極面積が減少し、コンデンサの容量が低下してしまう。
【００１１】
また、分割電極の面積を小さくするとヒューズの数が増加することになるが、ヒューズ部分は分割電極と比較して高抵抗であるため、コンデンサの発熱が増加する。このような自己発熱の増加は、耐電圧性能や保安性能を低下させる原因となる。特に金属化フィルムを巻回または積層してなるコンデンサ素子の中心は自己発熱により温度上昇が激しく、他の部分よりも耐電圧性能や保安性能が劣化する。
【００１２】
さらに、定格電圧が高電圧化するにつれて絶縁スリットの幅が増加し、それが原因となって有効電極面積が益々減少するという問題がある。金属化フィルムコンデンサは、その定格電圧が高電圧化するに従って、絶縁スリットの幅が大きく、また有効電極面積が小さくなり、コンデンサ静電容量の減少化が進む。また、コンデンサ静電容量の減少化は、使用中のヒューズ動作（蒸着金属飛散）に伴って進行し、コンデンサの寿命に悪影響を与える。
【００１３】
本発明はこのような事情に鑑みて創作したものであり、有効電極面積の減少ひいては静電容量形成機能の消失を抑制してコンデンサ寿命を改善しながら、耐電圧性能を向上させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、次の手段を講じることにより上記の課題を解決する。
【００１５】
本発明によるコンデンサ素子用の金属化フィルムは、
蒸着電極が少なくとも片面に形成された誘電体フィルムを備え、
前記蒸着電極は、前記誘電体のフィルム長手方向に沿って相対的な小面積分割状態で展開する小面積電極列領域と前記フィルム長手方向に沿って連続状態または相対的な大面積分割状態で展開する大面積電極列領域とのセットが前記誘電体のフィルム幅方向に沿って繰り返し配列され、
前記小面積電極列領域は、前記フィルム幅方向に延びる第１の絶縁スリットにより各分割電極に区画され、
各分割電極は、
前記第１の絶縁スリットの前記フィルム幅方向の端部において第１のヒューズを介する状態で、前記大面積電極列領域に電気的に接続され、
さらに前記フィルム長手方向の中間部で前記フィルム幅方向に延びる第２の絶縁スリットにより前記フィルム長手方向で向かい合う一対の細分化小電極に区画され、
前記一対の細分化小電極どうしは、前記第２の絶縁スリットの途中部の切れ目において第２のヒューズを介する状態で互いに電気的に接続され、
前記各細分化小電極が前記フィルム幅方向で隣り合う複数の単位電極領域に区画され、それら複数の単位電極領域は互いに連通していることを特徴とする。
【００１６】
上記構成においては、一対の第１の絶縁スリットとそれらの間の第２の絶縁スリットとが同じ方向性を有し、さらに第２の絶縁スリットの途中部にスリットの切れ目を配して第２のヒューズを形成しているので、各細分化小電極が複数の単位電極領域に区画される。フィルム幅方向で隣り合う単位電極領域どうしは互いに連続している。つまり、蒸着電極としては一連のものでありながら、クリアリング機能の発現においては互いに独立している。各単位電極領域は、そこでのクリアリング機能が、他の単位電極領域からは独立して単独で発現される。
【００１７】
詳しくは次のとおりである。フィルム長手方向での一対の細分化小電極を第１の細分化小電極、第２の細分化小電極と呼称することにする。いずれの細分化小電極においても、その複数の単位電極領域のうちフィルム幅方向の一方側に位置するものを一方側の単位電極領域と呼称し、フィルム幅方向の他方側に位置するものを他方側の単位電極領域と呼称することにする。
【００１８】
第１の細分化小電極における一方側の第１のヒューズから流入した電流が通る経路は、その第１の細分化小電極における他方側の第１のヒューズへと抜ける経路と、第２の絶縁スリット上に設けられた第２のヒューズを通って隣接する第２の細分化小電極に至りさらに第２の細分化小電極における他方側の第１のヒューズへと抜ける経路と、第２の細分化小電極における一方側の第１のヒューズへと抜ける経路とである。つまり、３つの経路がある。
【００１９】
また、第２の細分化小電極における一方側の第１のヒューズから流入した電流が通る経路は、その第２の細分化小電極における他方側の第１のヒューズへと抜ける経路と、第２の絶縁スリット上に設けられた第２のヒューズを通って隣接する第１の細分化小電極に至りさらに第１の細分化小電極における他方側の第１のヒューズへと抜ける経路と、第１の細分化小電極における一方側の第１のヒューズへと抜ける経路とである。これも、３つの経路である。なお、以上は一例であって、第２の絶縁スリット上に設けられた第２のヒューズが１つの場合の例である。第２のヒューズが多いほど電流経路は多くなる。
【００２０】
１つの分割電極中に形成される複数の単位電極領域において、そのうちのいずれか１つの単位電極領域で絶縁破壊が発生したとする。このときクリアリングが行われる領域面積は、原則として、その絶縁破壊が起きた１つの単位電極領域に限られることになる。つまり、残りの複数の単位電極領域はクリアリングを起こすことなく温存される。絶縁破壊に起因して大きな電流の突入が生じるが、そしてその大部分が絶縁破壊の単位電極領域（１つ）に集中して、その単位電極領域をクリアリングすることになるが、上記したように電流の経路が多くあり、それぞれの経路にも電流が分かれて流れる。つまり、突入する電流の逃がし道が多くあるので、絶縁破壊の単位電極領域以外の複数の単位電極領域はクリアリングを免れ、正常な蒸着電極として温存される。
【００２１】
以上のように、絶縁破壊発生時に蒸着金属の飛散によって分断され無効化される電極の面積が小さくなることから、有効電極面積の減少ひいては静電容量形成機能の消失を抑制してコンデンサ寿命を改善し，併せて耐電圧性能を向上させることが可能となる。
【００２２】
しかも、本発明によれば、新たな絶縁スリットを追加形成することなく単位電極領域を形成しているので、絶縁スリット形成に伴う有効電極面積の低下を回避することができる。よって、高電圧化に伴う絶縁スリット幅の増加による有効電極面積の減少を極力抑え、耐圧性能を向上させながらも有効電極面積消失割合を低減することができる。さらに、第２の絶縁スリットの途中部にヒューズを設けることで、フィルム長手方向に絶縁スリットを形成してその両端にヒューズを設ける場合に比べ、ヒューズ（高抵抗部）の増加を防ぎ、コンデンサの発熱を抑制することができる。
【００２３】
なお、上記の構成において、前記第１の絶縁スリットと前記第２の絶縁スリットとは、隣接する各一対の前記第１の絶縁スリットどうし間に前記第２の絶縁スリットが配置されるとともに、隣接する各一対の前記第２の絶縁スリットどうし間に前記第１の絶縁スリットが配置され、前記フィルム長手方向に沿って前記第１の絶縁スリットと前記第２の絶縁スリットとが１つ飛ばしの状態で交互に配列されている、という構成が好ましい。細分化小電極を規則正しく配列することによって、金属化フィルムの性状をその全面にわたって均一化することが可能となり、金属化フィルムコンデンサの寿命延長に有効となる。
【００２４】
さらに本発明にかかわる金属化フィルムコンデンサは、上記のいずれかのコンデンサ素子用の金属化フィルムを２枚重ね合わせて一対の金属化フィルムを構成した金属化フィルムコンデンサにおいて、前記一対の金属化フィルムのうち一方の金属化フィルムにおける前記大面積電極列領域のすべてが他方の金属化フィルムにおける前記細分化小電極に対向する構成となっている。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、絶縁破壊発生時に蒸着金属の飛散によって分断され無効化される電極の面積が小さくなることから、有効電極面積の減少ひいては静電容量形成機能の消失を抑制してコンデンサ寿命を改善しながら、耐電圧性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例におけるコンデンサ素子用の金属化フィルムの構成を示す平面図と断面図
【図２】本発明の実施例における金属化フィルムの一部を拡大して示す平面図
【図３】本発明の実施例における分割電極部分を拡大して示す平面図
【図４】本発明の実施例における重ね合わされた２枚のシートの金属化フィルムを示す平面図
【図５】本発明の実施例にかかわる金属化フィルムを用いたコンデンサ素子の斜視図
【図６】本発明の実施例にかかわる金属化フィルムの動作説明図
【図７】本発明の実施例にかかわる金属化フィルムの絶縁破壊・クリアリングの動作説明図
【図８】従来例の分割電極を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、上記構成の本発明のコンデンサ素子用の金属化フィルムにつき、その実施の形態を具体的な実施例のレベルで詳しく説明する。
【００２８】
図１（ａ）は本発明の実施例におけるコンデンサ素子用の金属化フィルムの構成を示す平面図、図１（ｂ）はその断面図、図２は金属化フィルムの一部を拡大して示す平面図、図３は分割電極部分を拡大して示す平面図である。
【００２９】
図１および図２において、１は金属化フィルム、２は誘電体フィルム（図１では蒸着電極の一部を剥がした状態を図示）、３はアルミニウム、亜鉛またはそれらの合金などの金属からなる蒸着電極、４は第１の絶縁スリット、４ｂは第２の絶縁スリット、４ｃは直線状の絶縁スリット、５Ｂは分割電極、５ｂは細分化小電極、６は第１のヒューズ、６ｂは第２のヒューズ、７は電極引き出し接続部、８は絶縁マージン、Ａ１，Ａ２は蒸着電極３の一部を構成する大面積電極列領域、Ｂ１，Ｂ２は蒸着電極３の残りの部分を構成する小面積電極列領域、ａ１は第１の中面積電極、ａ２は第２の中面積電極である。
【００３０】
金属化フィルム１は、誘電体フィルム２の表面に蒸着電極３をパターン形成したものである。その蒸着電極３は、２列の大面積電極列領域・小面積電極列領域のセット（Ａ１，Ｂ１），（Ａ２，Ｂ２）で構成されている。Ａ１は１列目の大面積電極列領域、Ｂ１は１列目の小面積電極列領域であり、これらは１列目の大面積電極列領域・小面積電極列領域のセット（Ａ１，Ｂ１）を構成する。Ａ２は２列目の大面積電極列領域、Ｂ２は２列目の小面積電極列領域であり、これらは２列目の大面積電極列領域・小面積電極列領域のセット（Ａ２，Ｂ２）を構成する。この例では、大面積電極列領域・小面積電極列領域のセットの繰り返し配列は２列となっている。
【００３１】
１列目の大面積電極列領域Ａ１は、金属化フィルム１のフィルム幅方向Ｙの一方端縁において金属溶射電極（メタリコン）を接続するための電極引き出し接続部７を含んでいる。この電極引き出し接続部７は、フィルム幅方向Ｙの一方端縁においてフィルム長手方向Ｘに沿って連続的に展開している領域（図１の破線の外側の横方向に細長い導電体領域）であり、１列目の大面積電極列領域Ａ１と一体的に連接されている。図１（ｂ）に示すように、電極引き出し接続部７は、その電極厚みが蒸着電極３の他領域と比べて厚くなっている。そのため、電極引き出し接続部７と電極引き出し部（メタリコン）との接続信頼性が高いものとなっている。この厚肉な電極引き出し接続部７のことをヘビーエッジ部と呼び、それ以外の蒸着電極３の薄肉な領域をアクティブ部と呼ぶ。
【００３２】
１列目の小面積電極列領域Ｂ１では、その第１の絶縁スリット４がいわゆるミュラー・リヤー形に形成されている。すなわち、第１の絶縁スリット４は、所定長さの線分の両端にそれぞれ内向きの矢羽根を有する形状を有している。２列目の小面積電極列領域Ｂ２では、その第１の絶縁スリット４がＹ字形（ミュラー・リヤー形において一端側の内向きの矢羽根が欠損した形状）に形成されている。この２列目の小面積電極列領域Ｂ２は、その第１の絶縁スリット４が金属化フィルム１のフィルム幅方向Ｙの他方端縁において絶縁マージン８と連接している。この絶縁マージン８は、誘電体フィルム２のフィルム幅方向Ｙの他方端縁においてフィルム長手方向Ｘに連続して展開している横方向に細長い絶縁領域である。その他の構成は１列目と同様である。
【００３３】
大面積電極列領域Ａｉ（ｉ＝１，２）はフィルム長手方向Ｘに沿って連続的に展開している領域である。小面積電極列領域Ｂｉ（ｉ＝１，２）は、その基本構成として、フィルム長手方向Ｘに所定の間隔で配列されたミュラー・リヤー形またはＹ字形の第１の絶縁スリット４により分割形成された複数の分割電極５Ｂを有する領域である。そして、大面積電極列領域・小面積電極列領域（Ａｉ，Ｂｉ）のセットがフィルム幅方向Ｙに沿って２セット繰り返し配列されている。また、１列目の小面積電極列領域Ｂ１では、その基本構成としての各分割電極５Ｂは、フィルム幅方向Ｙの両側で第１の絶縁スリット４の切れ目における金属蒸着膜による第１のヒューズ６，６を介する状態で、両側の大面積電極列領域Ａ１，Ａ２に対して、電気的に接続されている。２列目の小面積電極列領域Ｂ２では、その基本構成としての各分割電極５Ｂは、フィルム幅方向Ｙの一側で第１の絶縁スリット４の切れ目における金属蒸着膜による第１のヒューズ６を介する状態で、その片側にある大面積電極列領域Ａ２に対して、電気的に接続されている。
【００３４】
そして、上記のような大面積電極列領域・小面積電極列領域の２セットからなる蒸着電極３が誘電体フィルム２の少なくとも片面に形成されて金属化フィルム１が構成されている。
【００３５】
さらに、本発明の実施例は次のような構成を採用している。以下、本実施例での特徴的な構成（第２の絶縁スリット４ｂおよび第２のヒューズ６ｂ）について説明する。
【００３６】
すなわち、各小面積電極列領域Ｂｉ（ｉ＝１，２）におけるパターンは、フィルム長手方向Ｘにおいて対向する一対の第１の絶縁スリット４，４によって区画された複数の分割電極５Ｂを基本とした上で、それら各分割電極５Ｂにおいて、さらにフィルム長手方向Ｘの中間部で第２の絶縁スリット４ｂが配列されて各分割電極５Ｂが一対の細分化小電極５ｂ，５ｂに区画形成されている。さらに、一対の細分化小電極５ｂ，５ｂどうしは、第２の絶縁スリット４ｂのフィルム幅方向Ｙの途中部の切れ目に形成された金属蒸着膜による第２のヒューズ６ｂを介する状態で互いに電気的に接続されている。以上の結果として、各細分化小電極５ｂ，５ｂがフィルム幅方向Ｙで互いに連通し各々単独でクリアリング機能（自己回復機能）を有する複数の単位電極領域５ｃ…に区画されている。逆にいうと、フィルム幅方向Ｙで隣り合う２つの単位電極領域５ｃ，５ｃが１つの細分化小電極５ｂを構成するものとなっている。そして、フィルム長手方向Ｘで隣り合う２つの細分化小電極５ｂ，５ｂが１つの分割電極５Ｂを構成するものとなっている。
【００３７】
第１の絶縁スリット４と第２の絶縁スリット４ｂとの関係においては、隣接する各一対の第１の絶縁スリット４，４どうし間に第２の絶縁スリット４ｂが配置されるとともに、隣接する各一対の第２の絶縁スリット４ｂ，４ｂどうし間に第１の絶縁スリット４が配置された状態となっている。つまり、フィルム長手方向Ｘに沿って第１の絶縁スリット４と第２の絶縁スリット４ｂとが１つ飛ばしの状態で交互に配列された状態となっている。
【００３８】
また、本実施例の場合、第２のヒューズ６ｂが第２の絶縁スリット４ｂの中央で１つだけ形成されているので、分割電極５Ｂ１つ当り単位電極領域５ｃの個数は４つとなっている。１つの第２の絶縁スリット４ｂに形成する第２のヒューズ６ｂの数は１つに限定するものではなく、任意の個数としてよい。２個の場合は単位電極領域５ｃの個数は６つ、３個の場合は単位電極領域５ｃの個数は８つとなる（図示省略）。
【００３９】
大面積電極列領域Ａ１，Ａ２はそれぞれ、フィルム長手方向Ｘに沿って、小面積電極列領域Ｂ１，Ｂ２の分割電極５Ｂのピッチよりも大きなピッチの、相対的により大面積分割状態で、複数の分割電極に区画されている。これらが第１の中面積電極ａ１と第２の中面積電極ａ２とである。
【００４０】
詳しくは、１列目の大面積電極列領域Ａ１は、フィルム幅方向Ｙに伸びる直線状の絶縁スリット４ｃによってフィルム長手方向Ｘで区画されるが、この直線状の絶縁スリット４ｃのピッチは小面積電極列領域Ｂ１における第１の絶縁スリット４の４ピッチ分に相当している。また、２列目の大面積電極列領域Ａ２を区画する直線状の絶縁スリット４ｃのピッチは、直線状の絶縁スリット４ｃの８ピッチ分に相当している。直線状の絶縁スリット４ｃは第１の絶縁スリット４の中央線分の延長線として形成されている（なお、これのみに限定されない）。
【００４１】
１列目の大面積電極列領域Ａ１において隣接する一対の直線状の絶縁スリット４ｃ，４ｃで仕切られて形成される第１の中面積電極ａ１は、フィルム長手方向Ｘに沿って繰り返しの状態で配列されている。また、２列目の大面積電極列領域Ａ２において隣接する一対の直線状の絶縁スリット４ｃ，４ｃで仕切られて形成される第２の中面積電極ａ２も、フィルム長手方向Ｘに沿って繰り返しの状態で配列されている。これら第１の中面積電極ａ１および第２の中面積電極ａ２の各面積については、１つの細分化小電極５ｂ（２つの単位電極領域５ｃ，５ｃを合わせたもの）の４〜１６倍の面積が好ましい。このように面積を設定することで、流出入する電流量の適正化を図り、耐電圧性と安全性とを良好に改善することができる。
【００４２】
なお、大面積電極列領域Ａ１，Ａ２のいずれか一方または両方について、直線状の絶縁スリット４ｃを設けることなくフィルム長手方向Ｘに連続した領域としてもよい。
【００４３】
上記のように誘電体フィルム２に蒸着電極３が形成されて構成された金属化フィルム１を２シート用意し、図４に示すように、両シートの金属化フィルム１，１どうしを１８０°反転状態で一方の金属化フィルムの電極引き出し接続部７が他方の金属化フィルムの蒸着電極と重ならないように上下２層に重ね合わせる。上層の金属化フィルム１の側縁に沿う１列目の大面積電極列領域Ａ１に対し、その直下に下層の金属化フィルム１の２列目の小面積電極列領域Ｂ２が対向する。電極引き出し接続部７は絶縁マージン８に対向する。上層の金属化フィルム１における２列目の大面積電極列領域Ａ２は下層の金属化フィルム１における１列目の小面積電極列領域Ｂ１に対向する。また、上層の金属化フィルム１における１列目の小面積電極列領域Ｂ１は下層の金属化フィルム１における２列目の大面積電極列領域Ａ２に対向する。上層の金属化フィルム１の２列目の小面積電極列領域Ｂ２に対し、その直下に下層の金属化フィルム１の側縁の１列目の大面積電極列領域Ａ１が対向している。絶縁マージン８は電極引き出し接続部７に対向する。要するに、一方の金属化フィルムにおける小面積電極列領域は他方の金属化フィルムにおける大面積電極列領域に対し対向している。
【００４４】
ここで、一方の金属化フィルムにおける大面積電極列領域と他方の金属化フィルムにおける大面積電極列領域とが対向すると短絡破壊するおそれがあるため、一方の金属化フィルムにおける大面積電極列領域のすべてが他方の金属化フィルムにおける小面積電極列領域（一対の細分化小電極）に対向することが好ましい。なお、一方の金属化フィルムにおける大面積電極列領域と他方の金属化フィルムにおける大面積電極列領域とが対向するのを回避する観点からは、一方の金属化フィルムにおける大面積電極列領域のすべてが他方の金属化フィルムにおける細分化小電極（一対の細分化小電極のいずれか一方）に対向していればよい。
【００４５】
上記のように上層の金属化フィルム１と下層の金属化フィルム１とを重ね合わせた状態で、図５に示すように、巻芯９の外周部に多重に巻回し、さらに最外層に外装フィルム１０を巻回した上でプレスによって図示のように細長小判状に扁平化し（扁平率が０．７以上）、金属化フィルム多層体１１を得る。さらに、金属化フィルム多層体１１の軸方向両端において金属溶射により電極引き出し部（メタリコン）１２，１２が形成され、高扁平の金属化フィルムコンデンサ素子Ｃを得る。電極引き出し部１２，１２は軸方向両側の電極引き出し接続部７，７に電気的に接続される。
【００４６】
なお、上記のように２枚重ねにした長尺な金属化フィルム１，１を巻回する代わりに、２枚重ねの短尺な金属化フィルム１，１を積層するタイプのコンデンサ素子もある。
【００４７】
上記のように構成された本実施例の金属化フィルムコンデンサにおいては、小面積電極列領域Ｂ１，Ｂ２の分割電極５Ｂを形成する一対の第１の絶縁スリット４，４はその主軸方向がフィルム幅方向Ｙとなっている。また、一対の第１の絶縁スリット４，４の間の第２の絶縁スリット４ｂもその主軸方向がフィルム幅方向Ｙとなっている。つまり、一対の第１の絶縁スリット４，４と第２の絶縁スリット４ｂとが同じ方向性を有している。さらに、１つの分割電極５Ｂは第２の絶縁スリット４ｂによって同形同大の一対の細分化小電極５ｂ，５ｂに区画されている。加えて第２の絶縁スリット４ｂの途中部にスリットの切れ目を配して第２のヒューズ６ｂを形成し、分割電極５Ｂの内部で一対の細分化小電極５ｂ，５ｂをフィルム長手方向Ｘで電気的に接続している。
【００４８】
以上の結果として、各細分化小電極５ｂ，５ｂがそれぞれ２つの単位電極領域５ｃ，５ｃに区画される。ここで単位電極領域とは、その内部で、対向する金属化フィルム１，１間に絶縁破壊が発生したときにクリアリングを起こし、しかもそのクリアリングを隣接する単位電極領域５ｃには及ぼすことなく単独でクリアリング機能を有する領域のことである。
【００４９】
フィルム幅方向Ｙで隣り合う単位電極領域５ｃ，５ｃどうしは互いに連続している。つまり、蒸着電極としては一連のものでありながら、クリアリング機能の発現においては互いに独立している。
【００５０】
ここで、フィルム長手方向Ｘでの一対の細分化小電極５ｂ，５ｂをそれぞれ第１の細分化小電極５ｂ1 （左側）、第２の細分化小電極５ｂ2 （右側）と呼称することにする。また、第１の細分化小電極５ｂ1 において、その２つの単位電極領域５ｃ，５ｃのうちフィルム幅方向Ｙで上側のものを左上側の単位電極領域５ｃ1 と呼称し、下側のものを左下側の単位電極領域５ｃ2 と呼称することにする。さらに、第２の細分化小電極５ｂ2 において、その２つの単位電極領域５ｃ，５ｃのうちフィルム幅方向Ｙで上側のものを右上側の単位電極領域５ｃ3 と呼称し、下側のものを右下側の単位電極領域５ｃ4 と呼称することにする。
【００５１】
左上側の単位電極領域５ｃ1 と、左下側の単位電極領域５ｃ2 と、右上側の単位電極領域５ｃ3 と、右下側の単位電極領域５ｃ4 とは、それぞれのクリアリング機能が互いに独立しており、１つの単位電極領域で生じたクリアリング機能は他のいずれの単位電極領域にも波及しない。すなわち、クリアリング機能は個々の単位電極領域の内部で自己完結するようになっている。そこでのクリアリング機能が、他の単位電極領域５ｃ…からは独立して単独で発現される。
【００５２】
図６（ａ）に示すように、左側の細分化小電極５ｂ1 における上側の第１のヒューズ６から流入した電流が流出する先は、その左側の細分化小電極５ｂ1 における下側の第１のヒューズ６の経路（ｉ1 ）と、第２の絶縁スリット４ｂ上に形成された第２のヒューズ６ｂを通って流入するところの領域、すなわち左側の細分化小電極５ｂ1 に隣接する右側の細分化小電極５ｂ2 における下側の第１のヒューズ６の経路（ｉ2 ）と、右側の細分化小電極５ｂ2 における上側の第１のヒューズ６の経路（ｉ3 ）とである。つまり、直線的経路ｉ1 、クランク形経路ｉ2 （タンジェント曲線状）、Ｕの字形経路ｉ3 の３つの経路がある。
【００５３】
また、図６（ｂ）に示すように、右側の細分化小電極５ｂ2 における上側の第１のヒューズ６から流入した電流が流出する先は、その右側の細分化小電極５ｂ2 における下側の第１のヒューズ６の経路（ｉ4 ）と、第２のヒューズ６ｂを通って流入するところの領域、すなわち右側の細分化小電極５ｂ2 に隣接する左側の細分化小電極５ｂ1 における下側の第１のヒューズ６の経路（ｉ5 ）と、左側の細分化小電極５ｂ1 における上側の第１のヒューズ６の経路（ｉ6 ）とである。これも、直線的経路ｉ4 、クランク形経路ｉ5 （タンジェント曲線状）、Ｕの字形経路ｉ6 の３つの経路がある。
【００５４】
さらに、左側の細分化小電極５ｂ1 における下側の第１のヒューズ６から流入した電流が流出する先は、その左側の細分化小電極５ｂ1 における上側の第１のヒューズ６の経路（ｉ1 と反対方向の電流、以下「反ｉ1 」という。以下同様）と、第２のヒューズ６ｂを通って流入するところの隣接する右側の細分化小電極５ｂ2 における上側の第１のヒューズ６の経路（反ｉ5 ）と、下側の第１のヒューズ６の経路（ｉ8 ）である（図７）。また、右側の細分化小電極５ｂ2 における下側の第１のヒューズ６から流入した電流が流出する先は、その右側の細分化小電極５ｂ2 における上側の第１のヒューズ６の経路（反ｉ4 ）と、第２のヒューズ６ｂを通って流入するところの隣接する左側の細分化小電極５ｂ1 における上側の第１のヒューズ６の経路（反ｉ2 ）および下側の第１のヒューズ６の経路（ｉ7 ）とである（図７）。
【００５５】
往路と復路とを考慮すると、全部で１２個の経路となり、これは従来例の場合の４個に比べて大幅に増えている。
【００５６】
１つの分割電極５Ｂ中に形成される４つの単位電極領域５ｃにおいて、そのうちのいずれか１つの単位電極領域５ｃで絶縁破壊が発生したとする。この絶縁破壊によってクリアリングが生じるのは、その絶縁破壊を起こした単位電極領域５ｃのみにおいてであって、それ以外の残りの単位電極領域５ｃ…にクリアリングが波及することはない。その理由は次のとおりである。
【００５７】
いま、図７（ａ）に示すように、その絶縁破壊が発生した単位電極領域５ｃを右上側の単位電極領域５ｃ3 とする。絶縁破壊箇所Ｐはその抵抗値が大幅に減少するため、周辺から大きな電流が急激に流入し、金属蒸着膜の蒸発飛散によるクリアリングが行われる。そのときの流入経路は、ｉ4 、反ｉ4 ，ｉ3 ，反ｉ5 の各経路である。ここで、経路ｉ4 とは、同図の上から下に向かう電流経路であり、反ｉ4 とは、経路ｉ4 とは逆方向に向かう電流経路である。クリアリングが終息すると、大きな電流はなくなり、定常状態に戻る。
【００５８】
上記の過程で、絶縁破壊箇所Ｐへ流入する大きな電流が過剰となっても、その過剰分の電流を上側の第１のヒューズ６や下側の第１のヒューズ６を介して大面積電極列領域Ａ１へ逃がすことができる。
【００５９】
つまり、図７（ｂ）に示すように、右側の細分化小電極５ｂにおける下側の第１のヒューズ６から流入した電流は、第２のヒューズ６ｂを通り、さらに左側の細分化小電極５ｂの上側の第１のヒューズ６（反ｉ2 の経路）または下側の第１のヒューズ６（ｉ7 の経路）を介して外部の大面積電極列領域Ａ１，Ａ２へと流出する。
【００６０】
また、左側の細分化小電極５ｂにおける上側の第１のヒューズ６から流入した電流は、第２のヒューズ６ｂを通り、さらに左側の細分化小電極５ｂの下側の第１のヒューズ６(ｉ2 の経路)を介して外部の大面積電極列領域Ａ２へと流出する。
【００６１】
また、左側の細分化小電極５ｂにおける下側の第１のヒューズ６から流入した電流は、第２のヒューズ６ｂを通り、さらに右側の細分化小電極５ｂの下側の第１のヒューズ６(ｉ8 の経路)を介して外部の大面積電極列領域Ａ２へと流出する。
【００６２】
このように過剰分の電流は分散化されて小さい電流となって大面積電極列領域Ａ１，Ａ２へ流出するので、分割電極５の内部のクリアリングは、絶縁破壊箇所Ｐを含む１つの単位電極領域５ｃ3 を除いて、他の３つの単位電極領域５ｃ1 ，５ｃ2 ，５ｃ4 では起こらない。
【００６３】
結論として、絶縁破壊を起こした分割電極５において、静電容量形成機能を消失する面積割合は約４分の１（残りの約４分の３は有効電極面積として残存）である。すなわち、本発明実施例の場合の絶縁破壊を起こした１つの分割電極での有効電極面積消失割合は、従来例の場合の約２分の１に比べて、約５０パーセント減に相当している。
【００６４】
しかも、本発明によれば、新たな絶縁スリットを追加形成することなく単位電極領域を形成しているので、絶縁スリット形成に伴う有効電極面積の低下を回避することができる。よって、高電圧化に伴う絶縁スリット幅の増加による有効電極面積の減少を極力抑え、耐圧性能を向上させながらも有効電極面積消失割合を低減することができる。さらに、第２の絶縁スリットの途中部にヒューズを設けることで、フィルム長手方向に絶縁スリットを形成してその両端にヒューズを設ける場合に比べ、ヒューズ（高抵抗部）の増加を防ぎ、コンデンサの発熱を抑制することができる。
【００６５】
このように、本実施例によれば、有効電極面積の減少ひいては静電容量形成機能の消失を抑制してコンデンサ寿命を改善しながら、耐電圧性能を向上させることができる。
【００６６】
〔具体例〕
素子仕様：
容量  １５０μＦ
定格電圧  １６５０ＶＤＣ
フィルム  ５．５μｍ
５０ｍｍ幅
第１の絶縁スリット４、第２の絶縁スリット４ｂの線幅は、０．１５ｍｍである。
【００６７】
第２のヒューズ６ｂの寸法（第２の絶縁スリット４ｂの切り目の開口幅）については、第１のヒューズ６の寸法（１．５ｍｍ）を基準にして、±５パーセントの増・減を見込んだものが好ましい。
【００６８】
細分化小電極５ｂあるいは単位電極領域５ｃのフィルム長手方向Ｘにおける幅寸法（配列ピッチ）は３ｍｍとなっている。
【００６９】
絶縁マージン８の線幅は３ｍｍである。
【００７０】
１列目の大面積電極列領域Ａ１において隣接する一対の直線状の絶縁スリット４ｃ，４ｃのピッチは２４ｍｍ、２列目の大面積電極列領域Ａ２において隣接する一対の直線状の絶縁スリット４ｃ，４ｃのピッチは４８ｍｍである。したがって、それぞれの領域Ａ１，Ａ２におけるセグメント（細分化小電極５ｂ）の数は８と１６である。
【００７１】
上記条件の供試体を５つ使用して、耐電圧性（寿命試験として、７５℃、１９２０ＶＤＣ、１０００ｈｒｓ経過後のコンデンサ素子容量変化を測定）と安全性（寿命試験でのショート発生数をカウント）を評価したところ、従来品に比べ、耐電圧性と安全性ともに改善したことが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、金属化フィルムコンデンサにおける絶縁破壊発生時のクリアリングに際して、有効電極面積の減少ひいては静電容量形成機能の消失を抑制してコンデンサ寿命を改善しながら、耐電圧性能を向上させる技術として有用である。
【符号の説明】
【００７３】
１  金属化フィルム
２  誘電体フィルム
３  蒸着電極
４  第１の絶縁スリット
４ｂ  第２の絶縁スリット
５Ｂ  分割電極
５ｃ1 ，５ｃ2 ，５ｃ3 ，５ｃ4   単位電極領域
５ｂ，５ｂ1 ，５ｂ2   細分化小電極
６  第１のヒューズ
６ｂ  第２のヒューズ
Ａ１，Ａ２  大面積電極列領域
Ｂ１，Ｂ２  小面積電極列領域
Ｘ  フィルム長手方向
Ｙ  フィルム幅方向
【図１】
2019192689.tif 000003
【図２】
2019192689.tif 000004
【図３】
2019192689.tif 000005
【図４】
2019192689.tif 000006
【図５】
2019192689.tif 000007
【図６】
2019192689.tif 000008
【図７】
2019192689.tif 000009
【図８】
2019192689.tif 000010