(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯体および該芯体に巻回された金属化フィルムにより構成される本体と、該本体の軸長方向の両端面に設けられた一対の端子電極と、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、
一対の直線状の第１長辺、および一対の第１短辺を備える長方形状の外周と、
前記第１長辺に沿う一対の第２長辺、および該一対の第２長辺をつなぐ一対の第２短辺を備える内周と、を有する、絶縁材料からなる筒状部材を具備し、
該筒状部材は、前記第１短辺と前記第２短辺との間における肉厚が、前記第１長辺と前記第２長辺との間における肉厚よりも大きく、
前記内周の内側に内部部材が配置され、該内部部材は、前記筒状部材の材料よりもヤング率が高い材料により構成されていることを特徴とするフィルムコンデンサ。
【請求項２】
前記内部部材は、一方の前記第２長辺に接する第１部材およびもう一方の前記第２長辺に接する第２部材により構成され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】
前記内部部材を構成する材料が、金属であることを特徴とする請求項１または２に記載のフィルムコンデンサ。
【請求項４】
芯体および該芯体に巻回された金属化フィルムにより構成される本体と、該本体の軸長方向の両端面に設けられた一対の端子電極と、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、
一対の直線状の第１長辺、および一対の第１短辺を備える長方形状の外周と、
前記第１長辺に沿う一対の第２長辺、および該一対の第２長辺をつなぐ一対の第２短辺を備える内周と、を有する、絶縁材料からなる筒状部材を具備し、
該筒状部材は、前記第１短辺と前記第２短辺との間における肉厚が、前記第１長辺と前記第２長辺との間における肉厚よりも大きいとともに、前記一対の第２短辺にそれぞれ開口し、前記軸長方向に延びる一対の溝を具備し、
該溝は、前記第２短辺に位置する開口部から隣接する前記第１短辺側にそれぞれ延びるとともに、該第１短辺側に底部を有することを特徴とするフィルムコンデンサ。
【請求項５】
前記軸長方向に垂直な断面において、前記内周は、前記一対の溝の前記開口部を結ぶ線に対し、線対称の形状を有することを特徴とする請求項４に記載のフィルムコンデンサ。
【請求項６】
前記軸長方向に垂直な断面において、前記外周の長さをＡとし、一方の前記底部から、もう一方の前記底部までの長さをＢとし、一方の前記開口部からもう一方の前記開口部までの長さをＣとし、Ｘ＝（Ａ×Ｃ）／（２×Ｂ×Ｂ）としたとき、
該Ｘが、０．８〜１．２の範囲にあることを特徴とする請求項４または５に記載のフィルムコンデンサ。
【請求項７】
請求項１〜６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１〜６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９】
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７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１０】
電源と、該電源に接続された請求項８または９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んでいる。また、省スペース化を目的として、偏平加工により小判形の断面を有する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】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、偏平加工を行う上で、金属製巻芯は機械的強度が高すぎて加工が極めて困難であり、偏平加工時にフィルムを痛めてしまう可能性が高かった。特に円筒型の巻芯を用いた場合、巻芯が局所的に折れ曲がってフィルムが緩み、フィルム間に空隙が生じることがあった。このようにフィルム間に空隙がある状態で、外部電極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という課題があった。
【０００７】
本発明は上記の課題に鑑みなされたもので、絶縁性の高いフィルムコンデンサ、連結型コンデンサと、それを用いたインバータおよび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】
【０００８】
本発明のフィルムコンデンサは、芯体および該芯体に巻回された金属化フィルムにより構成される本体と、該本体の軸長方向の両端面に設けられた一対の端子電極と、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、一対の直線状の第１長辺、および一対の第１短辺を備える長方形状の外周と、前記第１長辺に沿う一対の第２長辺、および該一対の第２長辺をつなぐ一対の第２短辺を備える内周と、を有する、絶縁材料からなる筒状部材を具備し、前記筒状部材は、前記第１短辺と前記第２短辺との間における肉厚が、前記第１長辺と前記第２長辺との間における肉厚よりも大きく、前記内周の内側に内部部材が配置され、該内部部材は、前記筒状部材の材料よりもヤング率が高い材料により構成されていることを特徴とする。
また、本発明のフィルムコンデンサは、芯体および該芯体に巻回された金属化フィルムにより構成される本体と、該本体の軸長方向の両端面に設けられた一対の端子電極と、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、一対の直線状の第１長辺、および一対の第１短辺を備える長方形状の外周と、前記第１長辺に沿う一対の第２長辺、および該一対の第２長辺をつなぐ一対の第２短辺を備える内周と、を有する、絶縁材料からなる筒状部材を具備し、前記筒状部材は、前記第１短辺と前記第２短辺との間における肉厚が、前記第１長辺と前記第２長辺との間における肉厚よりも大きいとともに、前記一対の第２短辺にそれぞれ開口し、前記軸長方向に延びる一対の溝を具備し、該溝は、前記第２短辺に位置する開口部から隣接する前記第１短辺側にそれぞれ延びるとともに、該第１短辺側に底部を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明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
続してなることを特徴とする。
【００１０】
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、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ことを特徴とする。
【００１１】
本発明の電動車輌は、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、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、絶縁性の高いフィルムコンデンサ、連結型コンデンサと、それを用いたインバータおよび電動車輌を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】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）は展開斜視図である。
【図２】フィルムコンデンサの縦断面図である。
【図３】本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）は芯体の横断面図、（ｃ）は芯体の寸法を説明する横断面図である。
【図４】（ａ）は芯素体の一例を示す横断面図、（ｂ）は偏平処理後の芯体の一例を示す横断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は筒状部材の例を示す横断面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は筒状部材の他の例を示す横断面図である。
【図７】本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縦断面図である。
【図８】連結型コンデンサを模式的に示す斜視図である。
【図９】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】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】
【００１４】
図１は、フィルムコンデンサＡの一実施形態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。
【００１５】
フィルムコンデンサＡは、図１（ｂ）に示すように、誘電体フィルム１ａ、１ｂの主面にそれぞれ電極膜３ａ、３ｂを備えた２種類の金属化フィルム５ａ、５ｂを積層した状態で、絶縁材料からなる芯体６に巻回してなる本体７を具備している。芯体６の軸長方向（ｚ方向）における本体７の両端面には、それぞれ端子電極８ａ、８ｂが設けられており、端子電極８ａが電極膜３ａに接続し、端子電極８ｂが電極膜３ｂに接続している。
【００１６】
なお、図１（ｂ）は、理解を容易にするために、誘電体フィルム１ａ、１ｂ、電極膜３ａ、３ｂの厚みを、手前ほど厚く記載している。また、図１（ｂ）では、端子電極８ａ、８ｂの記載を省略した。
【００１７】
金属化フィルム５ａは、誘電体フィルム１ａの一方の面上に電極膜３ａを形成したものであり、一方の面上の一部には誘電体フィルム１ａが露出した露出部９ａを有している。金属化フィルム５ｂは、誘電体フィルム１ｂの一方の面上に電極膜３ｂを形成したものであり、一方の面上の一部には誘電体フィルム１ｂが露出した露出部９ｂを有している。これらの金属化フィルム５ａ、５ｂは、図１（ｂ）に示すように、少し幅方向（ｚ方向）に
ずれた状態で芯体６に積層巻回されている。
【００１８】
そして、金属化フィルム５ａ、５ｂは、芯体６に積層巻回する際に加圧され、図２に示すように、誘電体フィルム１ａ、１ｂ間に隙間（露出部９ａ、９ｂ）がある部分Ｓ１は、これらの誘電体フィルム１ａ、１ｂ同士が接合して隙間を無くし、電極膜３ａ、３ｂの軸長方向（ｚ方向）の一方側が誘電体フィルム１ａ、１ｂで被覆され、電極膜３ａと第２端子電極８ｂとが絶縁され、電極膜３ｂと第１端子電極８ａとが絶縁されている。
【００１９】
また、誘電体フィルム１ａ、１ｂと電極膜３ａ、３ｂとの間に隙間がある部分Ｓ２（金属化フィルム５ａ、５ｂを幅方向（ｚ方向）にずらした部分）は隙間が残存し、この隙間に端子電極８ａ、８ｂを構成する材料が配されることにより、端子電極８ａが電極膜３ａに接続され、端子電極８ｂが電極膜３ｂに接続されている。
【００２０】
本実施形態では、芯体６は、筒状部材６ａを具備している。筒状部材６ａは、図３（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、一対の直線状の第１長辺１１ａおよび一対の第１短辺１１ｂを備える角丸長方形状の外周１１と、外周１１の内側に第１長辺１１ａに沿う一対の第２長辺１２ａおよびこれらをつなぐ一対の第２短辺１２ｂを備える内周１２と、を有する。ここで、第１長辺１１ａに平行な方向をｘ方向、第１長辺１１ａに垂直な方向をｙ方向とする。
【００２１】
なお、筒状部材６ａの横断面において、外周１１のｘ方向の長さを長径と称し、ｙ方向の長さを短径と称する場合がある。また、筒状部材の第１長辺１１ａ、第２長辺１２ａが位置する部位を長辺部と称し、第１短辺１１ｂ、第２短辺１２ｂが位置する部位を短辺部と称する場合がある。
【００２２】
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し、換言すれば、直線状の一対の長辺を有する楕円形状である。ここでは、第１長辺１１ａは直線で構成され、対向する第１長辺１１ａ同士をつなぐ第１短辺１１ｂは弧状をなしているものとする。
【００２３】
第１長辺１１ａは、直線状とするが、わずかに外側に凸であってもよい。第１短辺１１ｂは、直線部分を有していてもよいが、外側に凸の弧状をなす曲線、特に半円で構成されていることが望ましい。互いに対向する第１長辺１１ａ同士は、若干の角度を有していてもよいが、平行であることが望ましい。また、対向する第１長辺１１ａの長さは異なっていてもよいが、同じ長さであることが望ましい。本実施形態において、外周１１は内側に凹んだ部分を有していないことが重要である。
【００２４】
芯体６（筒状部材６ａ）の横断面の外周１１が角丸長方形状であることにより、芯体６の局所的な折れ曲がりや金属化フィルム５ａ、５ｂの緩みが抑えられる。その結果、端子電極８ａ、８ｂの構成材料であるメタリコンが金属化フィルム５ａ、５ｂ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。
【００２５】
また、図３（ｃ）に示すように、筒状部材６ａは、長辺部における肉厚ｔ１よりも、短辺部における肉厚ｔ２が大きいものである。長辺部における肉厚ｔ１とは、第１長辺１１ａと第２長辺１２ａとの間における肉厚であり、短辺部における肉厚ｔ２とは第１短辺１１ｂと第２短辺１２ｂとの間における肉厚である。ｔ１としては、筒状部材６ａの長辺部のｘ方向の中央部における肉厚、ｔ２としては、筒状部材６ａの短辺部のｙ方向の中央部における肉厚を用いる。なお、ｔ１として長辺部における肉厚の平均値を用い、ｔ２として短辺部における肉厚の平均値を用いてもよい。
【００２６】
このような芯体６（筒状部材６ａ）の横断面の形状は、例えば芯体６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。
【００２７】
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。筒状部材６ａの素体として、横断面におけるｘ方向の肉厚がｙ方向の肉厚より大きい筒状素体６αを準備する。この筒状素体６αの横断面は例えば図４（ａ）に示すように円形状の外周と、ｘ方向の半径がｙ方向の半径よりも大きい内周と、を有するものを用いる。
【００２８】
この筒状素体６αの肉厚が小さい部位（内周半径が大きい部位）に補強部材６βを配置し、芯素体とする。ここで、補強部材６βは筒状素体６αの内周に沿うように配置する。補強部材６βは、同じ形状を有するものがｙ方向の上下に一対、筒状素体６αの中心を対称点とした点対称に配置されることが好ましい。
【００２９】
この芯素体に、上述の金属化フィルム５ａ、５ｂを積層巻回する。この時、金属化フィルム５ａと５ｂとは、フィルムの幅方向（ｚ方向）に互いに少しずらして積層巻回する。
【００３０】
得られた巻回体である本体７を芯素体とともにプレスして、図３（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、筒状素体６αの肉厚が小さいｙ方向とすることにより、筒状素体６αは、図３（ｂ）に示すような、横断面が一対の直線状の第１長辺１１ａおよび一対の第１短辺１１ｂを備える角丸長方形状の外周１１と、外周１１の内側に第１長辺１１ａに沿う一対の第２長辺１２ａおよびこれらをつなぐ一対の第２短辺１２ｂを備える内周１２と、を有する筒状部材６ａとなる。
【００３１】
このような筒状部材６ａは、外周１１全体が、一対の直線状の第１長辺１１ａ、および一対の第１短辺１１ｂからなる。また、図３（ｃ）に示すように、横断面の長辺部における肉厚（ｔ１）よりも、短辺部の肉厚（ｔ２）が大きいものとなる。ｔ１よりもｔ２が大きいことにより、筒状部材６ａのｘ方向の両端である短辺部が補強され、巻回体である本体７をプレスして偏平加工する工程の後期において、筒状素体６αのｘ方向の両端に短辺部が形成される際に、短辺部の異常な変形の発生を抑制できる。
【００３２】
筒状素体６αの肉厚が小さい部位に補強部材６βが配置されていることにより、プレスの際に、筒状部材６ａの長辺部となる部位が局所的に折れ曲がること（以下、単に筒状部材６ａの局所的な変形という）を抑制することができる。このように筒状部材６ａ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５ａ、５ｂの緩みや金属化フィルム５ａ、５ｂ間の空隙の発生（以下、まとめて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、絶縁性の高いフィルムコンデンサＡとなる。
【００３３】
プレス後、補強部材６βは除去してもよいが、除去せず筒状部材６ａの内周の内側に配置された内部部材６ｂとして筒状部材６ａとともに、図４（ｂ）に示すような芯体６を構成することが好ましい。
【００３４】
筒状部材６ａは、第２短辺１２ｂに開口し、軸長方向に延びる溝１３を具備していてもよい。溝１３は、軸長方向の一方の端部からもう一方の端部にわたっている。溝１３は、第２短辺１２ｂに位置する開口部（Ｏ）から隣接する第１短辺１１ｂ側に延び、第１短辺１１ｂ側に底部（Ｐ）を有している（図４（ｂ）を参照）。このような溝１３は、プレスにより筒状素体６αのｘ方向の両端に短辺部が形成される際、筒状素体６αの内周が、ｘ方向の両端近傍で折りたたまれることにより形成される。溝１３は、筒状部材６ａの各短辺部にそれぞれ形成されていてもよい（溝１３ａ、１３ｂ）。なお、説明を容易にするために、各横断面図において溝１３のｘ方向の長さを誇張して示している。
【００３５】
軸長方向に垂直な断面（横断面）において、筒状部材６ａの内周１２は、溝１３ａの開口部（Ｏ）と溝１３ｂの開口部（Ｏ’）を結ぶ線（Ｏ−Ｏ’線）に対し、線対称の形状を有することが好ましい。例えば、Ｏ−Ｏ’線上に第１の底辺１４を有し、第２長辺１２ａを第２の底辺（１２ａ）とする一対の台形が、第１の底辺１４（Ｏ−Ｏ’線）を介して向き合った形状をなすことが好ましい（図５（ａ）、（ｂ））。第１の底辺１４と第２の底辺１２ａの長さは、等しくてもよい（図５（ｃ））。
【００３６】
一対の台形は、溝１３ａと溝１３ｂの開口部を結ぶ線（Ｏ−Ｏ’線）に対して対称に配置されていることが好ましいが、外周１１の形状を損なわない程度であれば、ｘ軸方向に互いにずれて配置されていてもよい（図６（ａ）、（ｂ））。一対の台形がｘ軸方向に互いにずれて配置されている場合、筒状部材６ａの外周１１の中心に対し点対称に配置されていることが好ましい。
【００３７】
なお、溝１３ａ、１３ｂは、いずれも筒状部材６ａの外周１１の長径上に位置することが好ましい。また、内周１２がなす形状である一対の台形は、いずれも等脚台形であることが好ましい。溝１３ａ、１３ｂが長径上に位置し、内周１２が一対の等脚台形状であることにより、プレス時の局所的な変形をより生じにくくすることができる。
【００３８】
筒状部材６ａの横断面において、外周１１全体の長さをＡ、図５（ａ）に示すように、溝１３ａの底部Ｐから溝１３ｂの底部Ｐ’までの長さをＢ、溝１３ａの開口部Ｏから溝１３ｂの開口部Ｏ’までの長さ（Ｏ−Ｏ’線の長さ、または第１の底辺１４の長さという場合もある）をＣとする。このとき、式Ｘ＝（Ａ×Ｃ）／（２×Ｂ×Ｂ）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。Ｘは、筒状部材６ａの横断面の形状因子であり、Ｘをこの範囲とすることで、筒状部材６ａの局所的な変形をより一層抑制することができる。
【００３９】
例えば、Ｘが０．８より小さい場合は、プレス工程の初期に長辺部と短辺部との境界で変形が生じやすく、金属化フィルム間の空隙が発生しやすくなる懸念がある。また、Ｘが１．２より大きい場合は、プレス工程の後期に短辺部の異常な変形が生じやすく、フィルム間の空隙が発生しやすくなる懸念がある。
【００４０】
筒状部材６ａを上述のような形状とするには、筒状素体６α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ればよい。
【００４１】
筒状部材６ａの内周１２の内側に、内部部材６ｂを配置する場合、内部部材６ｂは筒状部材６ａの材料よりもヤング率が高い材料とする。内部部材６ｂ（補強部材６β）のヤング率を筒状部材６ａ（筒状素体６α）よりも高くすることで、プレスの際に筒状部材６ａの長辺部となる部位の局所的な折れ曲がりが発生しにくくなる。また、プレス後のフィルムコンデンサＡにおいて誘電体フィルム１ａ、１ｂの弾性回復に対し、芯体６が変形しにくくなるという効果も得られる。
【００４２】
補強部材６βを残し内部部材６ｂとした場合、内部部材６ｂは、プレスにより筒状部材６ａの内周１２に密着し、内周１２の形状と同じ形状、すなわち溝１３ａの開口部（Ｏ）と溝１３ｂの開口部（Ｏ’）を結ぶ線（Ｏ−Ｏ’線）に対し、線対称の形状を有するものとなり、Ｏ−Ｏ’線を境とした２つの独立した第１部材６ｂ１、第２部材６ｂ２で構成される。第１部材６ｂ１は一方の第２長辺１２ａに接し、第２部材６ｂ２はもう一方の第２長辺１２ａに接している。
【００４３】
図４（ｂ）を用いて説明すると、第１部材６ｂ１と第２部材６ｂ２とは、溝１３ａの開
口部Ｏと溝１３ｂの開口部Ｏ’を結ぶ線（Ｏ−Ｏ’線）に沿った辺および第２長辺１２ａを底辺とする一対の台形状となる。
【００４４】
第１部材６ｂ１と第２部材６ｂ２とは、Ｏ−Ｏ’線で互いに接していてもよいし、離間していてもよいが、内部部材６ｂが絶縁性を有する場合は、たとえば図７（ａ）に示すように、軸長方向（ｚ方向）の一端から他端のうち少なくとも一部で互いに接していることが好ましい。第１部材６ｂ１と第２部材６ｂ２とが、軸長方向（ｚ方向）の一端から他端のうち少なくとも一部で互いに接していることにより、端子電極８ａ、８ｂを形成するメタリコンが第１部材６ｂ１と第２部材６ｂ２との間隙に侵入しても、端子電極８ａと端子電極８ｂとの導通が抑制され、ショート率を低減できる。
【００４５】
また、軸長方向（ｚ方向）の両端では、図７（ａ）に示すように、第１部材６ｂ１と第２部材６ｂ２とが離間していることが好ましい。軸長方向（ｚ方向）の両端において、第１部材６ｂ１と第２部材６ｂ２との間隙にメタリコンが侵入し、アンカー効果が得られることで、端子電極８ａ、８ｂの接合強度が向上する効果が得られる。この効果は、内部部材６ｂが絶縁性を有する場合、導電性を有する場合のいずれであっても得られる。
【００４６】
なお、上述の補強部材６αをプレスした後に除去し、内周１２により形成される空間に他の部材を配置して内部部材６ｂとしてもよい。
【００４７】
筒状部材６ａの材料としては、例えばポリプロピレン（ＰＰ、融点：１６８℃、ヤング率：１．２ＧＰａ）、ポリアセタール（ＰＯＭ、融点：１８１℃、ヤング率：２．８ＧＰａ）、ポリアミド（ＰＡ、融点：２２５℃、ヤング率：１．９ＧＰａ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ、融点：２５５℃、ヤング率：３．７ＧＰａ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ、融点：２９０℃、ヤング率：３．３ＧＰａ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ、融点：３２７℃、ヤング率：０．４１ＧＰａ）、およびポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ、融点：３７４℃、ヤング率：３．５ＧＰａ）などの有機樹脂材料が挙げられる。
【００４８】
内部部材６ｂの材料としては、例えば錫（融点：２３２℃、ヤング率：４１．４ＧＰａ）、亜鉛（融点：４２０℃、ヤング率：９６．５ＧＰａ）、アルミニウム（融点：６６０℃、ヤング率：６８．３ＧＰａ）、および銅（融点：１０８３℃、ヤング率：１１０ＧＰａ）などの金属材料が挙げられる。また、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ、融点：２５５℃、ヤング率：３．７ＧＰａ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ、融点：２９０℃、ヤング率：３．３ＧＰａ）、およびポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ、融点：３７４℃、ヤング率：３．５ＧＰａ）などの有機樹脂材料を用いてもよい。これらの材料のうち、筒状部材６ａの材料よりも高いヤング率を有するものを適用すればよい。なお、内部部材６ｂは絶縁性の材料であることが好ましい。
【００４９】
補強部材６βとして用いる点からは、内部部材６ｂの材料は金属であることが好ましい。内部部材６ｂが金属など導電性の材料である場合は、軸長方向（ｚ方向）の両端に露出した内部部材６ｂの表面に絶縁性の被覆を設けることが好ましい。絶縁性の被覆としては、例えばポリイミドなど絶縁性を有する樹脂製のテープ、シート、および接着剤などが挙げられる。また、図７（ｂ）に示すように、一対の導電性の内部部材６ｂを軸長方向（ｚ方向）の両端に配置し、これらの内部部材６ｂを互いに電気的に絶縁してもよい。一対の内部部材６ｂを互いに電気的に絶縁するには、一対の内部部材６ｂ間に絶縁性の材料を配置する、一対の内部部材６ｂを物理的に離間するなどの手段を用いればよい。
【００５０】
図８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８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Ａの端子電極８ａ、８ｂ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。
【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、図８に示した連結型コンデンサＣは、フィルムコンデンサＡの横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Ａを横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。
【００５３】
図９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９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９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Ａまたは連結型コンデンサＣが適用される。
【００５４】
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。
【００５５】
図１０は、電動車輌を示す概略構成図である。図１０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１０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】
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。
【００５８】
また、図１０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１０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。誘電体フィルムは、ポリアリレートをトルエンに溶解し、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。成形後、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】
筒状素体は、図４（ａ）に示すような断面形状、すなわち、外周が円形状で、ｘ方向の肉厚が厚く、ｙ方向の肉厚が薄い断面形状を有する長さ５５ｍｍのポリプロピレン（ＰＰ、融点：１６８℃、ヤング率：１．２ＧＰａ）製のものを準備した。表１に、筒状素体の外径、ｘ方向の肉厚、ｙ方向の肉厚を示す。また、補強部材として金属アルミニウム板（融点：６６０℃、ヤング率：６８．３ＧＰａ）を用い、筒状素体の内部に配置して芯素体とした。補強部材の肉厚、配置（筒状素体の内周に配置した際の、横断面における補強部材の占める角度θ）を表１に示す。
【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、肉厚が一様な筒状素体を用いたもの（試料Ｎｏ．１６〜１８）、および芯素体を抜き取って偏平加工したもの（試料Ｎｏ．１９）も作製した。なお、図４（ａ）に示す横断面形状を有する芯素体については、プレス方向を筒状素体の肉厚が薄いｙ方向とした。
【００６７】
偏平加工後、芯体の端部にポリイミド製テープのカバーを設け、内部部材を被覆した。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４（ａ）に示す断面形状を有する芯素体を用いたものはいずれも、芯体が、角丸長方形状の外周および一対の台形が向き合った形状の内周を有する筒状部材と、２つの台形が筒状部材の内周に沿って配置された内部部材と、により構成されていた。また、これらはいずれも、各第２短辺のｙ方向における中央部に開口し、隣接する各第１短辺側に延び、第１短辺側に底部を有する溝を有していた。
【００６９】
一方、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、一対の直線状の長辺および一対の短辺を備える角丸長方形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。さらに、芯素体を抜き取って偏平加工したものは、巻回の中心付近で、ｘ方向の両端に膨らみを有し、ｘ方向の中央付近に凹んだ部分が形成されていた。
【００７０】
芯体を有する試料については、筒状部材の長辺部の肉厚（ｙ方向の肉厚）ｔ１、および短辺部の肉厚（ｘ方向の肉厚）ｔ２を確認した。また、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因子Ｘを確認した。なお、Ｘ＝（Ａ×Ｃ）／（２×Ｂ×Ｂ）であり、式中、Ａは筒状部材の外周全体の長さ、Ｂは一方の溝の底部からもう一方の溝の底部までの長さ、Ｃは一方の溝の開口部からもう一方の溝の開口部までの長さである（図５（ａ）を参照）。これらは、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。
【００７１】
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。
【００７２】
芯体の筒状部材の肉厚ｔ１、ｔ２、横断面の形状因子Ｘ、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２に示す。なお、ショート率以外はｎ＝５０の平均値である。
【００７３】
【表１】
0006649096.tif 000002
【００７４】
【表２】
0006649096.tif 000003
【００７５】
芯体の横断面形状が、外周が角丸長方形状で、ｔ２がｔ１より大きい筒状部材を有する試料Ｎｏ．１〜１５は、ショート率が１０％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。特に芯体の外周の形状因子Ｘが０．８〜１．２の範囲である試料Ｎｏ．２〜４、７〜９、１２〜１４では、ショート率が４％以下、ＢＤＶが１０００Ｖ以上と、より絶縁性の高いものとなった。
【符号の説明】
【００７６】
１ａ、１ｂ・・誘電体フィルム
３ａ、３ｂ・・電極膜
５ａ、５ｂ・・金属化フィルム
６・・・・・・芯体
６ａ・・・・・筒状部材
６ｂ・・・・・内部部材
７・・・・・・本体
８ａ、８ｂ・・端子電極
１１・・・・・芯体（筒状部材）の外周
１１ａ・・・・芯体（筒状部材）の外周の長辺
１１ｂ・・・・芯体（筒状部材）の外周の短辺
１２・・・・・筒状部材の内周
１２ａ・・・・筒状部材の内周の長辺
１２ｂ・・・・筒状部材の内周の短辺
１３・・・・・溝
【図１】
0006649096.tif 000004
【図２】
0006649096.tif 000005
【図３】
0006649096.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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