(57)【要約】【課題】自動車用等に使用される金属化フィルムコンデンサの耐振動性向上を図ることを目的とする。【解決手段】一対の金属化フィルムを巻回した素子と、この素子の両端面に形成されたメタリコン電極６からなり、上記金属化フィルムが、誘電体フィルム１の幅方向の一端に絶縁マージン部４を残して金属蒸着電極２を形成すると共に、上記絶縁マージン部４の一部に金属蒸着によるダムマージン部５を形成し、この金属化フィルムを上記ダムマージン部５が互いに逆方向になるように重ね合わせて巻回した構成により、メタリコン電極６と結合される部分が倍増するため、メタリコン電極６を形成する前に熱処理工程を行っても、メタリコン電極６と金属化フィルムの機械的、電気的な結合強度を十分確保でき、金属化フィルム間の層間ギャップを小さくして耐振動性の向上を図ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体フィルム上に金属蒸着電極を形成した一対の金属化フィルムを上記金属蒸着電極が誘電体フィルムを介して対向するように巻回した素子と、この素子の両端面に金属溶射によって形成されたメタリコン電極からなる金属化フィルムコンデンサにおいて、上記金属化フィルムが、誘電体フィルムの幅方向の一端に誘電体フィルムが露出した非金属蒸着部からなる絶縁マージン部が長手方向に連続して残るようにして金属蒸着電極を形成すると共に、上記絶縁マージン部の一部となる最端部に金属蒸着によるダムマージン部を長手方向に連続して形成してなり、この金属化フィルムを上記ダムマージン部が互いに逆方向になるように一対で重ね合わせて巻回した金属化フィルムコンデンサ。
【請求項２】
一対の金属化フィルムの幅方向の両端が夫々揃うようにして重ね合わせた請求項１に記載の金属化フィルムコンデンサ。
【請求項３】
金属化フィルムの幅方向の一端に設けたダムマージン部と異なる方向となる他端に、金属蒸着電極の膜抵抗値よりも低い抵抗値となる低抵抗部を長手方向に連続して設けた請求項１に記載の金属化フィルムコンデンサ。
【請求項４】
金属化フィルムの幅方向の一端に設けたダムマージン部の厚みを、金属蒸着電極に設けた低抵抗部の厚みと同じ厚みにした請求項３に記載の金属化フィルムコンデンサ。
【請求項５】
誘電体フィルム上に金属蒸着電極を形成した一対の金属化フィルムを上記金属蒸着電極が誘電体フィルムを介して対向する状態で巻回することにより素子を作製し、この素子を熱処理した後、素子の両端面に金属溶射によってメタリコン電極を形成するようにした金属化フィルムコンデンサの製造方法。
【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、スナバ用に最適な金属化フィルムコンデンサ及びその製造方法に関するものである。
【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という）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、このような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おり、さらに市場におけるメンテナンスフリー化の要望からも極めて寿命が長い金属化フィルムコンデンサを採用する傾向が目立っているものであった。
【０００４】
図５はこの種の従来の金属化フィルムコンデンサの構成を示した断面図であり、図５において１０ａと１０ｂは金属蒸着電極であり、この金属蒸着電極１０ａと１０ｂは、巻回形の金属化フィルムコンデンサを構成する一方の金属化フィルムと他方の金属化フィルムの誘電体フィルム１３ａ、１３ｂの片面上に一端の絶縁マージン１４ａ、１４ｂを除いてアルミニウムの金属を夫々蒸着することにより形成され、両端面のメタリコン電極１６ａ、１６ｂを介して夫々の電極を引き出すようにしているものである。
【０００５】
また、上記誘電体フィルム１３ａの片面上に金属蒸着電極１０ａを形成した一方の金属化フィルムと、誘電体フィルム１３ｂの片面上に金属蒸着電極１０ｂを形成した他方の金属化フィルムは、幅方向に広がるように少しずらして（一般に数ｍｍ前後）重ね合わせられているものであり、これは所定のずらし量を確保することによって素子の両端面に金属溶射によって形成するメタリコン電極１６ａ、１６ｂと、金属蒸着電極１０ａ、１０ｂとの機械的、電気的な結合強度を高めるためのものである。
【０００６】
なお、図５において、１５ａと１５ｂは金属蒸着しない非蒸着のスリットであり、１２ａと１２ｂはこのスリット１５ａ、１５ｂにより複数に分割された分割電極である。
【０００７】
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】特開２００４−１３４５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら上記従来の金属化フィルムコンデンサでは、金属化フィルムコンデンサを製造した後に熱処理工程を行うと、巻回された複数の金属化フィルムが夫々収縮するものの、各金属化フィルム間に層間ギャップが発生し易くなり、これにより電圧印加時に素子の振動及びそのバラツキが大きくなるという課題があった。
【０００９】
これは、一対の金属化フィルムを巻回して素子を作製し、この素子の両端面にメタリコン電極１６ａ、１６ｂを形成した後に熱処理工程を行うために、金属化フィルムがメタリコン電極１６ａ、１６ｂによって機械的に結合され、熱収縮を制限されているためであるが、メタリコン電極１６ａ、１６ｂを形成する前に熱処理工程を行うと、金属化フィルムの幅方向の端部まで収縮し、カールしたりするために、メタリコン電極１６ａ、１６ｂと金属蒸着電極１０ａ、１０ｂとの機械的、電気的な結合強度が確保できないというものであった。
【００１０】
本発明はこのような従来の課題を解決し、金属化フィルム間の層間ギャップを小さくして耐振動性の向上を図ることができる金属化フィルムコンデンサ及びその製造方法を提供する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】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明は、一対の金属化フィルムを巻回した素子と、この素子の両端面に形成されたメタリコン電極からなり、上記金属化フィルムが、誘電体フィルムの幅方向の一端に誘電体フィルムが露出した絶縁マージン部が長手方向に連続して残るようにして金属蒸着電極を形成すると共に、上記絶縁マージン部の一部となる最端部に金属蒸着によるダムマージン部を長手方向に連続して形成し、この金属化フィルムを上記ダムマージン部が互いに逆方向になるように一対で重ね合わせて巻回した構成のものである。
【００１２】
また、この金属化フィルムコンデンサを製造する製造方法として、誘電体フィルム上に金属蒸着電極を形成した一対の金属化フィルムを上記金属蒸着電極が誘電体フィルムを介して対向する状態で巻回することにより素子を作製し、この素子を熱処理した後、素子の両端面に金属溶射によってメタリコン電極を形成するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように本発明による金属化フィルムコンデンサは、誘電体フィルムの一端に金属蒸着によるダムマージン部を設けた構成により、メタリコン電極と機械的、電気的に結合される部分が倍増するために結合強度も倍増することができるようになり、これにより、メタリコン電極を形成する前に熱処理工程を行っても、メタリコン電極と金属化フィルムとの機械的、電気的な結合強度を十分に確保することが可能になるため、金属化フィルム間の層間ギャップを小さくして耐振動性の向上を図ることができるという効果が得られるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１〜３、５に記載の発明について説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施の形態１による金属化フィルムコンデンサの構成を示した断面図、図２は同金属化フィルムコンデンサを示した展開斜視図であり、図１、図２において、１はポリプロピレン等からなる誘電体フィルム、２はこの誘電体フィルム１の幅方向の一端側を除いて長手方向に連続して形成された金属蒸着電極、３はこの金属蒸着電極２の一端に形成された低抵抗部、４は誘電体フィルム１の一端側に設けた非金属蒸着部からなる絶縁マージン部、５はこの絶縁マージン部４の一部となる最端部に金属蒸着により長手方向に連続して形成されたダムマージン部であり、これにより金属化フィルムが構成されているものである。
【００１６】
そして、このように構成された金属化フィルムを一対とし、上記金属蒸着電極２が誘電体フィルム１を介して対向し、かつ、ダムマージン部５が互いに逆方向になるように重ね合わせると共に、一対の金属化フィルムの幅方向の両端が夫々揃うようにした状態で巻回することにより素子を形成し、この素子の両端面に金属溶射によってメタリコン電極６を形成することにより、本実施の形態による金属化フィルムコンデンサが構成されているものである。
【００１７】
このように構成された本実施の形態による金属化フィルムコンデンサは、誘電体フィルム１の一端に金属蒸着によるダムマージン部５を設け、かつ、夫々の金属化フィルムをずらすことなく重ね合わせた構成により、メタリコン電極６と結合される部分が金属蒸着電極２の一端側に形成された低抵抗部３に加え、ダムマージン部５もメタリコン電極６と結合されるようになるために結合部分が倍増することになり、これにより、メタリコン電極６と金属化フィルムとの機械的、電気的な結合強度が倍増して十分なコンタクトを確保することができるようになるという格別の効果を奏するものである。
【００１８】
さらに、上記ダムマージン部５を設けることによってメタリコン電極６と結合される部分が倍増することにより、メタリコン電極６を形成する前に熱処理工程を行って金属化フィルムを収縮させても、メタリコン電極６と結合される部分が多いために結合強度は十分に確保することが可能になり、これにより、金属化フィルムを均一に収縮させて金属化フィルム間の層間ギャップを小さくすることができるようになり、耐振動性に優れた性能を発揮することができるようになるという格別の効果も奏するものである。
【００１９】
このように本実施の形態による金属化フィルムコンデンサは、メタリコン電極６を形成する前に熱処理工程を行うことによって金属化フィルム間の層間ギャップを小さくして耐振動性を向上させると共に、ダムマージン部５を設け、ずらし量をゼロにして重ね合わせることによってメタリコン電極６の機械的、電気的な結合強度を十分に確保することができるという大きな効果が得られるものである。
【００２０】
このように構成された本実施の形態による金属化フィルムコンデンサの強制充放電試験によるｔａｎδ変化の推移を確認した結果を比較例としての従来品と比較して図３に示す。なお、試験条件としては、ＤＣ０Ｖより各電圧で強制充放電を１０回繰り返した後に、充電電圧を５０Ｖずつ昇圧していったものである。
【００２１】
図３から明らかなように、従来品は充放電電圧が３００Ｖを超えたあたりから、急激なｔａｎδ変化が発生しているのに対して、本実施の形態による金属化フィルムコンデンサは５００Ｖあたりまで緩やかなｔａｎδ変化にとどまっており、これにより、メタリコン電極の機械的、電気的な結合強度が十分に得られていることが分かるものである。
【００２２】
また、本実施の形態による金属化フィルムコンデンサに、１０ｋＨｚ−１０Ａ−ＤＣ６５０Ｖを通電した際の騒音、振動を測定した結果を比較例としての従来品と比較して（表１）に示す。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
（表１）から明らかなように、本実施の形態による金属化フィルムコンデンサは、メタリコン電極を形成する前に熱処理を行うことによって層間ギャップを小さくすることができるため、従来品と比較して騒音、振動共に小さくなり、耐振動性に優れた性能を発揮していることが分かるものである。
【００２５】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項４に記載の発明について説明する。
【００２６】
本実施の形態は、上記実施の形態１で図１、図２を用いて説明した金属化フィルムコンデンサに使用される金属化フィルムに設けたダムマージン部の構成が一部異なるようにしたものであり、これ以外の構成は実施の形態１と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて説明する。
【００２７】
図４は本発明の実施の形態２による金属化フィルムコンデンサの構成を示した断面図であり、図４において、７はダムマージン部であり、このダムマージン部７は、金属蒸着電極２の一端に厚みを厚くすることによって形成された低抵抗部３の厚みｔと同じ厚みｔになるように形成されたものである。
【００２８】
このように構成された本実施の形態による金属化フィルムコンデンサは、上記実施の形態１による金属化フィルムコンデンサにより得られる効果に加え、ダムマージン部７の厚みを低抵抗部３の厚みと同じ厚みにしたことにより、メタリコン電極６との結合部分を更に増大させることができるようになるため、メタリコン電極６の機械的、電気的な結合強度を更に向上させることができるようになるという格別の効果を奏するものである。
【００２９】
このように構成された本実施の形態による金属化フィルムコンデンサの強制充放電試験によるｔａｎδ変化の推移を確認した結果を比較例としての従来品と比較して図３に示す。
【００３０】
図３から明らかなように、従来品は充放電電圧が３００Ｖを超えたあたりから、急激なｔａｎδ変化が発生しているのに対して、本実施の形態による金属化フィルムコンデンサは５００Ｖあたりまで緩やかなｔａｎδ変化にとどまっており、これにより、メタリコン電極の機械的、電気的な結合強度が十分に得られていることが分かるものである。
【００３１】
また、本実施の形態による金属化フィルムコンデンサに、１０ｋＨｚ−１０Ａ−ＤＣ６５０Ｖを通電した際の騒音、振動を測定した結果を比較例としての従来品と比較して（表２）に示す。
【００３２】
【表２】
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【００３３】
（表２）から明らかなように、本実施の形態による金属化フィルムコンデンサは、メタリコン電極を形成する前に熱処理を行うことによって層間ギャップを小さくすることができるため、従来品と比較して騒音、振動共に小さくなり、耐振動性に優れた性能を発揮していることが分かるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明による金属化フィルムコンデンサ及びその製造方法は、耐振動性を向上させると共に、メタリコン電極のコンタクトの信頼性を高め、かつ容量拡大を図ることができるという効果を有し、特にハイブリッド自動車等の自動車用分野のコンデンサ等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態１による金属化フィルムコンデンサの構成を示した断面図
【図２】同金属化フィルムコンデンサを示した展開斜視図
【図３】同金属化フィルムコンデンサの強制充放電試験結果を示した特性図
【図４】本発明の実施の形態２による金属化フィルムコンデンサの構成を示した断面図
【図５】従来の金属化フィルムコンデンサの構成を示した断面図
【符号の説明】
【００３６】
１  誘電体フィルム
２  金属蒸着電極
３  低抵抗部
４  絶縁マージン部
５、７  ダムマージン部
６  メタリコン電極
【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５】
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