(57)【要約】【課題】大容量のエネルギーを瞬時に放出／蓄積することができ、且つ単位体積当たりで大きな面積を確保するとともに、周辺環境の温度に依存することなく性能を発揮することができる耐熱性の高いコンデンサを創案する。【解決手段】第一及び第二の導電層と、第一及び第二の絶縁フィルムとが、前記第一の導電層、前記第一の絶縁フィルム、前記第二の導電層、前記第二の絶縁フィルムの順に重なり合った状態でロール状に巻き取られた形態をなす巻回体を備えた巻回型フィルムコンデンサであって、少なくとも前記第一の絶縁フィルムはガラスフィルムであって、かつ少なくとも前記第一の導電層が５０℃以上の耐熱性を有する金属膜であることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一及び第二の導電層と、第一及び第二の絶縁フィルムとが、前記第一の導電層、前記第一の絶縁フィルム、前記第二の導電層、前記第二の絶縁フィルムの順に重なり合った状態でロール状に巻き取られた形態をなす巻回体を備えた巻回型フィルムコンデンサであって、
前記第一の絶縁フィルムは厚み方向で相反する向きを指向する第一の表面と第二の表面とを有し、
前記第二の絶縁フィルムは厚み方向で相反する向きを指向する第三の表面と第四の表面とを有するとともに、
前記第一の表面と前記第三の表面、前記第二の表面と前記第四の表面とは各々同じ向きを指向しており、
少なくとも前記第一の絶縁フィルムはガラスフィルムであって、かつ
少なくとも前記第一の導電層が５０℃以上の耐熱性を有する金属膜である巻回型フィルムコンデンサ。
【請求項２】
前記第二の絶縁フィルムはガラスフィルムである請求項１に記載の巻回型フィルムコンデンサ。
【請求項３】
前記第一及び第二の導電層はともに５０℃以上の耐熱性を有する金属膜であり、前記第一の絶縁フィルムの前記第一の表面と前記第二の表面にそれぞれ成膜されている請求項１又は２に記載の巻回型フィルムコンデンサ。
【請求項４】
前記第一及び第二の導電層はともに５０℃以上の耐熱性を有する金属膜であり、前記第一の絶縁フィルムの前記第一の表面と前記第二の絶縁フィルムの前記第三の表面にそれぞれ成膜されている請求項１又は２に記載の巻回型フィルムコンデンサ。
【請求項５】
前記第一の導電層は前記幅方向一方を指向する第一の側端面と、前記幅方向他方を指向する第二の側端面とを有し、
前記第二の導電層は前記幅方向一方を指向する第三の側端面と、前記幅方向他方を指向する第四の側端面とを有し、
前記第一の導電層の前記第二の側端面は、前記第二の導電層の前記第四の側端面よりも前記幅方向一方の側にオフセットしており、かつ
前記第二の導電層の前記第三の側端面は、前記第一の導電層の前記第一の側端面よりも前記幅方向他方の側にオフセットしている請求項１〜４の何れかに記載の巻回型フィルムコンデンサ。
【請求項６】
前記巻回体の幅方向一方の側に、前記第一の導電層と接しかつ前記第二の導電層と離れている第一の電極が設けられ、
前記巻回体の幅方向他方の側に、前記第二の導電層と接しかつ前記第一の導電層と離れている第二の電極が設けられている請求項１〜５の何れかに記載の巻回型フィルムコンデンサ。
【請求項７】
前記第一及び／又は第二の電極が５０℃以上の耐熱性を有する請求項６に記載の巻回型フィルムコンデンサ。
【請求項８】
前記第一及び／又は第二の電極が、金属粉末を分散させた無機物からなることを特徴とする請求項６又は７に記載の巻回型フィルムコンデンサ。
【請求項９】
前記第一の絶縁フィルムの厚み寸法が５０μｍ以下である請求項１〜８の何れかに記載の巻回型フィルムコンデンサ。
【請求項１０】
前記巻回体の最小巻き取り径が１００ｍｍ以下である請求項１〜９の何れかに記載の巻回型フィルムコンデンサ。
【請求項１１】
前記第一の絶縁フィルムの長尺方向寸法が０．０５ｍ以上である請求項１〜１０の何れかに記載の巻回型フィルムコンデンサ。
【請求項１２】
前記第一の絶縁フィルムの幅方向寸法を前記第一の絶縁フィルムの厚み寸法で除した値が１０００以上である請求項１〜１１の何れかに記載の巻回型フィルムコンデンサ。
【請求項１３】
前記第一の絶縁フィルムとしてのガラスフィルムの比誘電率が５．０以上である請求項１〜１２の何れかに記載の巻回型フィルムコンデンサ。
【請求項１４】
前記第一の絶縁フィルムの厚み方向一方を指向する第一の表面又は前記厚み方向他方を指向する第二の表面の算術平均粗さＲａが５ｎｍ以下である請求項１〜１３の何れかに記載の巻回型フィルムコンデンサ。
【請求項１５】
前記第一の絶縁フィルムとしてのガラスフィルムが、質量％で、ＳｉＯ２：２０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３：０〜２０％、Ｂ２Ｏ３：０〜１７％、ＭｇＯ：０〜１０％、ＣａＯ：０〜１５％、ＳｒＯ：０〜１５％、ＢａＯ：０〜４０％を含有するガラス組成をなす請求項１〜１４の何れかに記載の巻回型フィルムコンデンサ。
【請求項１６】
前記第一の絶縁フィルムとしてのガラスフィルムの巻き終わり及び／又は巻き始め側の長尺方向端部において、前記ガラスフィルムの表面同士が直接密着している請求項１〜１５の何れかに記載の巻回型フィルムコンデンサ。
【請求項１７】
前記巻回体の中心に、前記巻回体をその幅方向に貫通する貫通穴が設けられている請求項１〜１６の何れかに記載の巻回型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、耐熱性が高い巻回型フィルムコンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）には、バッテリーの直流電力を交流電力に変換して交流モーターを駆動するために、インバーターが用いられる。また、インバーターのスイッチング回路へ接続される直流電源回路（コンバーター、バッテリー等）は、一般的にＤＣリンクと呼ばれており、その直流電源電圧はＤＣリンク電圧と呼ばれている。インバーターのＤＣリンクには、ＤＣリンクコンデンサと呼ばれる大容量のコンデンサが直流電源と並列に接続され、スイッチング回路による瞬間的な負荷変動を補償している（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
この用途に用いられるコンデンサには、以下のような特徴が求められる。
（１）瞬間的な負荷変動を補償するために、大容量のエネルギーを瞬時に放出／蓄積できること、
（２）温度変化により回路が適正に作動しない事態を防止するために、誘電率の温度依存性が小さいこと、
（３）高温環境下においても正常に動作すること。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００４−５２４７９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この用途に用いられるコンデンサとしては、現在のところ、ＢａＴｉＯ３を使用したセラミックコンデンサが主流である。しかし、このセラミックコンデンサは、高い電圧を印加した場合に絶縁破壊が起こることが問題になっている。その理由は、セラミックコンデンサに存在する結晶粒の凸部が電極と接触し、その接触部分に高電圧が印加されると、電界集中が起こり、短絡が生じ易くなるためである。
【０００６】
また、ＢａＴｉＯ３を使用したセラミックコンデンサは、誘電率の温度依存性が大きく、温度変化により誘電率が変化し易いことが知られている。このため、誘電率の温度依存性を低下させるために、ＢａＴｉＯ３中にＭｇやＭｎ等をドープすることが検討されている。しかし、ＭｇやＭｎ等をドープすると、ＢａＴｉＯ３の結晶格子中に相対的に−２の電荷が誘起され、これによってＢａＴｉＯ３中に酸素欠陥が発生する場合がある。この酸素欠陥は、直流電圧下において誘電率の低下を招く虞がある。従って、ＢａＴｉＯ３を使用したセラミックコンデンサでは、誘電率を高めつつ、誘電率の温度依存性を低下させることが困難であった。
【０００７】
また、コンデンサに大容量のエネルギーを蓄えるためには、単位体積当たりで大きな面積を確保する必要がある。例えば板状のセラミック材を積層した構造をとることで大きな面積を確保できるが、この方法だと部品点数の増大化と共に工程の煩雑化を招き、コストアップの要因になる。
【０００８】
また、コンデンサに用いる導電層には種々の金属が使用される。導電層に用いられる金属としては、一般的に銅、亜鉛などの単体金属のフィルムや膜が安価であるために使用される。しかし、これらは耐熱性が低いため、高温環境下では、酸化・変質しやすく、抵抗値が高くなる。そのため、高温環境下で導電層が電気を通しにくくなり、コンデンサの性能が低下する。これを防止するために、コンデンサに隣接して冷却装置を設置してコンデンサの温度上昇を防止していたが、必要な設置スペースが冷却装置の分だけ大きくなるため、装置全体としての小型化が困難となる。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、その技術的課題は、大容量のエネルギーを瞬時に放出／蓄積することができ、且つ単位体積当たりで大きな面積を確保するとともに、高温環境下でも性能を発揮することができる耐熱性の高いコンデンサを創案することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者等は、鋭意努力の結果、本発明に係る巻回型フィルムコンデンサの導電層として、５０℃以上の耐熱性を有する金属膜を用いることにより、上記技術的課題を解決し得ることを見出し、本発明として提案するものである。すなわち、本発明の巻回型フィルムコンデンサは、第一及び第二の導電層と、第一及び第二の絶縁フィルムとが、前記第一の導電層、前記第一の絶縁フィルム、前記第二の導電層、前記第二の絶縁フィルムの順に重なり合った状態でロール状に巻き取られた形態をなす巻回体を備えた巻回型フィルムコンデンサであって、前記第一の絶縁フィルムは厚み方向で相反する向きを指向する第一の表面と第二の表面とを有し、前記第二の絶縁フィルムは厚み方向で相反する向きを指向する第三の表面と第四の表面とを有するとともに、前記第一の表面と前記第三の表面、前記第二の表面と前記第四の表面とは各々同じ向きを指向しており、少なくとも前記第一の絶縁フィルムはガラスフィルムであって、かつ少なくとも前記第一の導電層が５０℃以上の耐熱性を有する金属膜であることを特徴とする。
【００１１】
このように、本発明では、第一及び第二の絶縁フィルムと第一及び第二の導電層とが交互に重なり合った状態でロール状に巻き取られた形態をなす巻回体でコンデンサを構成すると共に、少なくとも第一の絶縁フィルムをガラスフィルムとした。ガラスであれば酸素欠損が発生し難いため、誘電率を低下させることなく誘電率の温度依存性を小さくすることができる。よって、ガラスで作製したフィルムを導電層とともにロール状に巻き取った形態をなす巻回体でコンデンサを構成することにより、コンデンサの単位体積当たりの静電容量を大きくしつつも、温度変化により、回路が適正に作動しない事態を有効に防止することができる。従って、大容量のエネルギーを蓄積可能でかつ高温環境特性にも優れたコンデンサを比較的小型に製造することが可能となる。
【００１２】
また、本発明に係る巻回型フィルムコンデンサは、導電層として、５０℃以上の耐熱性を有する金属膜を用いる。このようにすれば、高温環境下でも金属膜が酸化・変質しにくいため、周辺環境の温度に依存することなくコンデンサの性能を発揮することができる。また、冷却装置等の設置が不要となり、コンデンサ装置全体としての小型化が可能になる。例えば、「金属膜が５０℃の耐熱性を有する」とは、金属膜を形成した絶縁フィルムを５０℃の大気中にて１時間熱処理し、熱処理後の金属膜の抵抗値が熱処理前の金属膜の抵抗値の２倍を越えないことをいう。なお、測定にはデジタルマルチメーター（カスタム社製Ｍ‐０４）を用いた。
【００１３】
第二に、本発明に係る巻回型フィルムコンデンサは、第二の絶縁フィルムはガラスフィルムとしたものであってもよい。
【００１４】
このように第二の絶縁フィルムをガラスフィルムとすることにより、コンデンサを、有機物を含有しない、完全無機物製のフィルムコンデンサとすることができるので、コンデンサの耐熱性を高めることが可能となる。従って、周囲の温度やその他の環境に影響を受けることなく、コンデンサとしての機能を適正に発揮させることが可能となる。
【００１５】
第三に、本発明に係る巻回型フィルムコンデンサは、第一及び第二の導電層はともに５０℃以上の耐熱性を有する金属膜であり、前記第一の絶縁フィルムの前記第一の表面と記第二の表面にそれぞれ成膜されているものであってもよい。
【００１６】
このように導電層を絶縁フィルムと一体化することで、絶縁フィルムと各導電層との密着性が高まるので正負両極となる導電層間の距離を小さくすることができ、静電容量の更なる向上を図ることが可能となる。また、導電層を膜状としたほうが、導電層単体での取り扱い性を考慮せずにその厚み寸法を設定することができるので、金属膜の厚み寸法をより小さくして、更なる小型化を図ることが可能となる。更に、高温環境下でも金属膜が酸化・変質しにくいため、周辺環境の温度に依存することなくコンデンサの性能を発揮する
ことができる。
【００１７】
第四に、本発明に係る巻回型フィルムコンデンサは、第一及び第二の導電層はともに５０℃以上の耐熱性を有する金属膜であり、前記第一の絶縁フィルムの前記第一の表面と前記第二の絶縁フィルムの前記第三の表面にそれぞれ成膜されているものであってもよい。
【００１８】
この構成により導電層と絶縁フィルムを一体化することによっても、絶縁フィルムと導電層との密着性を高めて、導電層間の距離を小さくすることができるので、静電容量の更なる向上を図ることが可能となる。また、一枚の絶縁フィルムにつき一つの導電層（金属膜）を形成すればよいので、条件によっては、一枚の絶縁フィルムに二つの導電層を設ける場合よりも当該絶縁フィルムの厚み寸法を小さくできる。これによっても、静電容量の更なる向上が期待できる。更に、高温環境下でも金属膜が酸化・変質しにくいため、周辺環境の温度に依存することなくコンデンサの性能を発揮することができる。
【００１９】
第五に、本発明に係る巻回型フィルムコンデンサは、第一の導電層が巻回体の幅方向一方を指向する第一の側端面と、幅方向他方を指向する第二の側端面とを有し、第二の導電層が巻回体の幅方向一方を指向する第三の側端面と、幅方向他方を指向する第四の側端面とを有し、第一の導電層の第二の側端面は、第二の導電層の第四の側端面よりも巻回体の幅方向一方の側にオフセットしており、かつ第二の導電層の第三の側端面は、第一の導電層の第一の側端面よりも巻回体の幅方向他方の側にオフセットしているものであってもよい。
【００２０】
このように構成することで、巻回体の幅方向両側に電極（正極、負極）を設けた場合に、接続すべき側の導電層を容易に識別できる。また、接続すべきでない側の導電層との接触を確実に回避して、各電極と、各電極と接続すべき側の導電層との電気的な接続を簡易かつ安全に行うことができる。
【００２１】
第六に、本発明に係る巻回型フィルムコンデンサは、巻回体の幅方向一方の側に、第一の導電層と接しかつ第二の導電層と離れている第一の電極が設けられ、かつ巻回体の幅方向他方の側に、第二の導電層と接しかつ第一の導電層と離れている第二の電極が設けられているものであってもよい。
【００２２】
このように電極を配置することにより、簡易な構造で、対応する導電層と電極との電気的な接続を行うことができる。特に、上述のように各導電層を巻回体の幅方向で互いに異なる向きにオフセットして（ずらして）配置することにより、電極と、この電極に対応しない非接続側の導電層との間に所定の幅方向隙間を有する状態となる。よって、特に電極を複雑な形状（部分的に突出している形状など）にせずとも、接続すべき側の導電層とのみ接触する状態を容易に形成することができる。また、このようにすれば、インダクタとしての作用が抑制されるため、高周波での抵抗を抑制し易くなる。
【００２３】
第七に、本発明に係る巻回型フィルムコンデンサは、第一及び／又は第二の電極が５０℃以上の耐熱性を有することが好ましい。例えば、「電極が５０℃の耐熱性を有する」とは、電極を５０℃の大気中で１時間熱処理した後、目視で確認した時に、亀裂等の破損が生じていないことをいう。
【００２４】
また、第八に、第一及び／又は第二の電極が、金属粉末を分散させた無機物からなることが好ましい。
【００２５】
電極には様々な材料が使用可能であるが、その中でも、コストと導電性の観点からは、Ａｌ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｇ合金からなる群から選択される一種又は二種以上の金属が好適に使用可能である。電極の形成は、例えば上記金属の粉末を分散させた導電性ペースト（所定の粘性を有するペースト状の導電性材料）を塗布後、固化させることでできる。本発明では、導電性ペーストの中でも無機系の導電性ペースト等を用いることにより、金属粉末を分散させた無機物によって電極を形成するものであってもよい。
【００２６】
第九に、本発明に係る巻回型フィルムコンデンサは、第一の絶縁フィルムの厚み寸法が５０μｍ以下であるものであってもよい。
【００２７】
このように上記絶縁フィルムの厚み寸法を設定することにより、単位体積当たりの上記絶縁フィルムの面積が大きくなるため、コンデンサの静電容量を高めることができる。また、上記絶縁フィルムの可撓性が向上するので、巻回体の最小巻き取り径（詳細は後述を参照）を小さくすることができる。従って、このことによっても単位体積当たりの上記絶縁フィルムの面積を大きくして静電容量の向上を図ることが可能となる。言い換えると、所定の静電容量を確保しつつコンデンサの小型化を図ることが可能となる。
【００２８】
第十に、本発明に係る巻回型フィルムコンデンサは、巻回体の最小巻き取り径が１００ｍｍ以下であるものであってもよい。なお、ここでいう巻回体の最小巻き取り径とは、実質的に巻回体の内径寸法に等しく、ロール状に巻き取られた形態をなしている第一及び第二の絶縁フィルムのうち最も半径方向内側に位置する絶縁フィルムの曲率半径を意味する。
【００２９】
このように、上記絶縁フィルムを、巻回体の最小巻き取り径が一定以下の大きさとなるように巻き取ることで、コンデンサの小型化を効果的に図ることが可能となる。
【００３０】
第十一に、本発明に係る巻回型フィルムコンデンサは、第一の絶縁フィルムの長尺方向寸法が０．０５ｍ以上であるものであってもよい。
【００３１】
このように、上記絶縁フィルムの長尺方向寸法を規定することで、通常、上記絶縁フィルムと同程度又はそれより少し小さい大きさ（長尺方向寸法）に設定される導電層の面積（表面積）を確保することができる。よって、この導電層の面積に応じた大きさの静電容量をコンデンサに設けることが可能となる。
【００３２】
第十二に、本発明に係る巻回型フィルムコンデンサは、第一の絶縁フィルムの幅方向寸法を第一の絶縁フィルムの厚み寸法で除した値が１０００以上であるものであってもよい。
【００３３】
コンデンサの静電容量は、上述と同様の理由で、上記絶縁フィルムの面積（表面積）が大きく、厚み寸法が小さいほど大きくなる。よって、上記絶縁フィルムの厚み寸法に対する幅方向寸法の比を１０００以上とすることで、この種のコンデンサに要求されるレベルの静電容量を確保することが可能となる。
【００３４】
第十三に、本発明に係る巻回型フィルムコンデンサは、絶縁フィルムとしてのガラスフィルムの比誘電率が５．０以上であるものであってもよい。なお、ここでいう比誘電率は、温度２５℃においてＡＳＴＭ  Ｄ１５０に準拠した方法により測定した値を指す。
【００３５】
第一四に、本発明に係る巻回型フィルムコンデンサは、第一の絶縁フィルムの厚み方向一方を指向する第一の表面又は前記厚み方向他方を指向する第二の表面の算術平均粗さＲａが５ｎｍ以下であるものであってもよい。なお、ここでいう算術平均粗さＲａは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２００１に準拠した方法により測定した値を指す。
【００３６】
このように上記絶縁フィルムの表面の算術平均粗さＲａを規定することにより、絶縁破壊を生じる電圧が上昇するため、その分だけ大容量のエネルギーを蓄積することが可能になる。
【００３７】
第十五に、本発明に係る巻回型フィルムコンデンサは、第一の絶縁フィルムとしてのガラスフィルムが、質量％で、ＳｉＯ２：２０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３：０〜２０％、Ｂ２Ｏ３：０〜１７％、ＭｇＯ：０〜１０％、ＣａＯ：０〜１５％、ＳｒＯ：０〜１５％、ＢａＯ：０〜４０％を含有するガラス組成をなすものであってもよい。
【００３８】
このようにガラス組成を設定することにより、成形時に失透が生じ難くなるため、幅方向寸法及び長尺方向寸法が大きい上記絶縁フィルム（ガラスフィルム）を容易に成形することができる。従って、結果的に大容量のエネルギーが蓄積可能なコンデンサを効率よく製造することが可能となる。
【００３９】
第十六に、本発明に係る巻回型フィルムコンデンサは、第一の絶縁フィルムとしてのガラスフィルムの巻き終わり及び／又は巻き始め側の長尺方向端部において、前記ガラスフィルムの表面同士が直接密着しているものであってもよい。
【００４０】
このように、巻回体を構成するガラスフィルムの巻き終わり側又は／及び巻き始め側の長尺方向端部において、ガラスフィルムの表面同士を、接着剤などを介することなく直接的に密着させた形態をとることで、巻き終わり側の端部において絶縁フィルムとしてのガラスフィルムを固定することができる。従って、ガラスフィルムを含む二枚の絶縁フィルムをロール状に巻き取ってなる巻回体の形状を適正に維持することができる。また、ガラスフィルムの表面同士を固定するための要素を介在させずに済むため、巻回体を簡易に構成でき、かつ小型化できる。なお、密着させるガラスフィルムの表面同士としては、一つのガラスフィルムに含まれる二つの表面同士でも良いし、異なる二枚のガラスフィルムの一つの表面同士でも良い。
【００４１】
第十七に、本発明では、コンデンサを構成する巻回体の中心に、前記巻回体をその幅方向に貫通する貫通穴を設けたものであってもよい。
【００４２】
このように構成することで、コンデンサの中心には、その幅方向全域にわたって中空の空間が存在した状態となる。巻回体の中心に貫通穴を設けることで、巻回体の内側には絶縁体としての空気が存在することになるため、インダクタンスの増加を抑制して、高周波域におけるインピーダンスの上昇を可及的に回避することが可能となる。もちろん、巻回体の中心が中空の空間であれば、その分だけコンデンサを軽量化できるので、コンデンサの汎用化にとっても好適である。
【発明の効果】
【００４３】
以上に述べたように、本発明によれば、大容量のエネルギーを瞬時に放出／蓄積することができ、且つ単位体積当たりで大きな面積を確保するとともに、耐熱性の高いコンデンサを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の巻回型フィルムコンデンサの幅方向の断面構造の一例を示す概念断面図である。
【図２】本発明の巻回型フィルムコンデンサの一例を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る他の巻回体の一部を仮想的に展開した状態を示す斜視図である。
【図４】［実施例１］に係る第一のガラスフィルムの第一の表面と第二の表面に対して銀合金膜が成膜された状態を示す幅方向の断面概念図である。
【図５】［実施例１］に係る巻回型フィルムコンデンサのインピーダンス特性を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下、本発明の巻回型コンデンサを構成する各部材に関し、図１〜３を参照してそれぞれ詳述してゆく。
【００４６】
図１は、本発明の巻回型フィルムコンデンサの幅方向の断面構造の一例を示す概念断面図である。本実施形態では、第一及び第二の導電層がともに金属膜である。図１から分かるように、巻回型フィルムコンデンサ１は、第一の金属膜１０、第一の絶縁フィルム（ガラスフィルム）１１、第二の金属膜１２、第二の絶縁フィルム１３の順に積層された積層構造を有しており、この積層構造が巻取り回数に応じて繰り返されている。第一の絶縁フィルム（ガラスフィルム）１１の第一の表面１１ａには、第一の金属膜１０が成膜されると共に、第一の金属膜１０が成膜されている第一の端縁部１１ｃと第一の端縁部１１ｃとは反対側となる第一の金属膜１０が成膜されていない第二の端縁部１１ｄとを有している。これにより、第一の金属膜１０は、第一の絶縁フィルム（ガラスフィルム）１１の第一の端縁部１１ｃ側にオフセットされる。また、第一の絶縁フィルム（ガラスフィルム）１１の第二の表面１１ｂには、第二の金属膜１２が成膜されると共に、第二の金属膜１２が成膜されている第三の端縁部１１ｅと第三の端縁部１１ｅとは反対側となる第二の金属膜１２が成膜されていない第四の端縁部１１ｆとを有している。これにより、第二の金属膜１２は、第三の端縁部１１ｅ側にオフセットされる。また、第二の絶縁フィルム１３は、第一の金属膜１０と第二の金属膜１２が接触しないように第一の金属膜１０と第二の金属膜１２の間に配置されている。そして、第一の絶縁フィルム（ガラスフィルム）１１の第一の端面１１ｇに第一の金属膜１０と接し、第二の金属膜１２と接しない第一の電極１４が形成されており、且つ第一の絶縁フィルム（ガラスフィルム）１１の第二の端面１１ｈに第二の金属膜１２と接し、第一の金属膜１０と接しない第二の電極１５が形成されている。第一の電極１４により、巻回体の一方の側面が被覆されて、第一の金属膜１０の端部全体が電気的に接続されると共に、第二の電極１５により、巻回体の他方の側面が被覆されて、第二の金属膜１２の端部全体が電気的に接続される。
【００４７】
図２は、本発明の巻回型フィルムコンデンサの一例を示す斜視図である。本実施形態に係る巻回型フィルムコンデンサ１は、巻回体１６と、巻回体１６にその幅方向で接する正負の電極１４，１５とを備える。各電極１４，１５には、図示しないリード線が取り付けられており、両電極１４，１５間に所定の電圧を印加できるようになっている。この形態では、巻回体１６はコア１７の周りにロール状に巻き取られている。
【００４８】
本発明の巻回型フィルムコンデンサにおいて、第一のガラスフィルムの厚さは５０μｍ以下であり、４０μｍ以下、３０μｍ以下、２０μｍ以下、１０μｍ以下、８μｍ以下、６μｍ以下、５μｍ以下、３μｍ以下、特に１μｍ以下が好ましい。第一のガラスフィルムの厚さが小さい程、単位体積当たりの面積が大きくなるため、大容量のエネルギーを蓄え易くなる。また第一のガラスフィルムの可撓性が向上するため、第一のガラスフィルムの最小曲率半径を小さくすることができる。結果として、コンデンサの小型化を図り易くなる。更にデバイスを軽量化し易くなる。
【００４９】
本発明の巻回型フィルムコンデンサは、第二のフィルムとして樹脂、紙などが用いられるが、ガラスフィルムを用いることが好ましい。第二のフィルムとしてガラスフィルムを用いることで、必須部材に関して、有機物を含有しない、オール無機のフィルムコンデンサの作製が可能になり、コンデンサの耐熱性を高めることができる。結果として、周囲の温度や環境によらず、コンデンサとしての機能を適正に発揮させることができる。第二のガラスフィルム厚さは５０μｍ以下であり、４０μｍ以下、３０μｍ以下、２０μｍ以下、１０μｍ以下、８μｍ以下、６μｍ以下、５μｍ以下、３μｍ以下、特に１μｍ以下が好ましい。また、第二のフィルムの幅寸法は、第一のガラスフィルムの幅寸法よりも小さいことが好ましい。このようにすれば、巻回体の両側面に電極を形成し易くなる。
【００５０】
本発明の巻回型フィルムコンデンサは、第一のガラスフィルムの第一の表面に第一の金属膜が成膜されており、第一のガラスフィルムの第二の表面に第二の金属膜が成膜されていることが好ましい。これらの金属膜は電極として作用する。このようにすると金属膜と第一のガラスフィルムの密着性が高くなり、金属膜と第一のガラスフィルム間に空気層ができて静電容量が低下するという事態を回避することができる。
【００５１】
本発明の巻回型フィルムコンデンサにおいて、導電層として、５０℃以上の耐熱性を有する金属膜を用いる。このようにすれば、周辺温度が高くなっても金属膜が酸化・変質しにくく、高温環境下でもコンデンサの性能を発揮することができる。また、冷却装置等の設置が不要となり、コンデンサ装置全体としての小型化が可能になる。高温環境下において、金属膜が酸化したり、金属膜の変質、つまり金属膜表面が突起状に変形したり、表面粗さが大きくなったりすると、コンデンサの性能が低下したり、絶縁破壊の原因となったりする虞がある。そのため、金属膜の耐熱性は高いほど有利であり、より好ましくは８０℃以上、１００℃以上、１５０℃以上、２００℃以上、３００℃以上、４００℃以上、５００℃以上である。
【００５２】
耐熱性が高い金属膜としては、例えば銀合金、アルミニウム-ネオジム合金、アルミニウム-タンタル合金、モリブデン-ニオブ合金が挙げられる。これらは高温環境下でも酸化・変質しにくく、高温環境下でも低抵抗値を示す。
【００５３】
本発明の巻回型フィルムコンデンサは、第一のガラスフィルムが幅方向に相対する第一の端面と第二の端面を有し、第一の金属膜が第一の端面側にオフセットして形成されており、且つ第二の金属膜が第二の端面側にオフセットして形成されていることが好ましい。そして、第一のガラスフィルムの第一の表面と第二の表面において金属膜の形成されていない領域は、端面から１ｍｍまでの領域が好ましく、端面から３ｍｍ、端面から５ｍｍ、端面から７ｍｍまでの領域が更に好ましい。このようにすれば、巻回体の両側面に電極を形成した場合に、第一の金属膜と第二の金属膜が電気的に接続される事態を有効に回避することができる。なお、第一のガラスフィルムの第一の表面と第二の表面において、導電層の形成されていない領域に導電層と同等の膜厚の絶縁膜を形成してもよい。
【００５４】
本発明の巻回型フィルムコンデンサは、巻回体内の隣り合う第一の金属膜の端部が電気的に接続し、隣り合う第二の金属膜の端部も電気的に接続するように、巻回体の一方の側面に第一の金属膜と接し、第二の金属膜と接しない第一の電極が形成されており、且つ巻回体の他方の側面に第二の金属膜と接し、第一の金属膜には接しない第二の電極が形成されていることが好ましい。このようにすれば、インダクタとしての作用が抑制されるため、高周波での抵抗を抑制し易くなる。電極は、例えば、金属粉末を分散させた導電ペーストを第一のガラスフィルムの端面に塗布することにより形成することができる。
【００５５】
上記電極は、５０℃以上の耐熱性を有することが好ましい。耐熱性が高いと高温環境下でもコンデンサの性能を発揮することができる。また、冷却装置等の設置が不要となり、コンデンサ装置全体としての小型化が可能になる。電極の耐熱性はより好ましくは１００℃以上、１２０℃以上、１３０℃以上、１４０℃以上、１５０℃以上、１６０℃以上、１７０℃以上、１８０℃以上、１９０℃以上、２００℃以上、２２０℃以上、２４０℃以上、２５０℃以上、２７０℃以上、３００℃以上、５００℃以上である。一般的に用いられている有機系の導電性ペーストでは、例えば二液を混合することで樹脂を硬化させて電極を形成するものがあるが、その場合、形成された電極には有機成分が含まれることになる。高温環境下では電極から有機成分が揮発して体積収縮が起こるため、電極に目視確認できる程度の大きな亀裂を生じ、ひいてはコンデンサの破損につながる可能性がある。
【００５６】
電極形成材料のうち、有機系のものとして、想定される雰囲気温度下において支障ないものであれば、熱硬化性樹脂を用いても良いし、熱可塑性樹脂を用いても良い。例えば、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ビニル樹脂、スチレン樹脂、各種エラストマー、また、エンプラやスーパーエンプラ等を用いることもできる。耐熱性の観点からは、エンプラやスーパーエンプラが好ましく、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレン樹脂、シンジオタクチックポリスチレン樹脂、非晶ポリアリレート樹脂、ポリサルフォン樹脂、フッ素樹脂、液晶ポリマー樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂等を用いることができる。本発明では、電極に要求される耐熱性に応じてこれら樹脂を適宜選択することができ、樹脂の特性に合わせた任意の方法で電極を形成できる。例えば熱可塑性樹脂を用いる場合は、軟化させた樹脂を被接触面に接触固定し必要に応じて成形した後に冷却することで電極を形成できる。もちろん、上述の各種樹脂をペースト状にした後に電極形成材料として用いることも可能である。
【００５７】
特に、耐熱性が高い電極を得るためには、例えば、無機系の導電性ペースト等を用いて、金属粉末を分散させた無機物によって電極を形成すると良い。無機系の導電性ペーストとしては、例えば、金属粉末を分散させた水ガラスが挙げられる。水ガラスペーストは有機物を含まないため、高温環境下でも、形成後の電極に体積収縮や変形が起こることがなく、その結果コンデンサの破損を抑制することができる。
【００５８】
また、前記水ガラスペーストに適宜水を添加することで、好ましい粘度へと粘性を低下させ、容易に電極を形成することが可能である。更に、電極形成後に水を蒸発させ、水ガラス中の脱水縮合を促進させることで、緻密な電極を形成することができる。
【００５９】
本発明の巻回型フィルムコンデンサは、第一のガラスフィルムが１００ｍｍ以下の最小曲率半径で巻き取られていることが好ましく、この最小曲率半径は、更に８０ｍｍ以下、７５ｍｍ以下、５０ｍｍ以下、３０ｍｍ以下、２０ｍｍ以下、１０ｍｍ以下、５ｍｍ以下、特に３ｍｍ以下が好ましい。第一のガラスフィルムを最小曲率半径が小さい状態で巻き取れば、単位体積当たりで大きな面積を確保できるため、大容量のエネルギーを蓄えることができる。
【００６０】
第一のガラスフィルムの長さ寸法は、好ましくは０．０５ｍ以上、０．５ｍ以上、１ｍ以上、３ｍ以上、５ｍ以上、１０ｍ以上、３０ｍ以上、５０ｍ以上、７０ｍ以上、特に１００ｍ以上である。第一のガラスフィルムの長さ寸法が小さ過ぎると、静電容量が小さくなるため、大容量のエネルギーを蓄積し難くなる。
【００６１】
第一のガラスフィルムの（幅寸法／厚み）比は、好ましくは１０００以上、１２００以上、１４００以上、１６００以上、１８００以上、２０００以上、特に２４００以上である。第一のガラスフィルムの（幅寸法／厚み）比が小さ過ぎると、静電容量が小さくなるため、大容量のエネルギーを蓄積し難くなる。
【００６２】
第一のガラスフィルムの誘電率は、好ましくは５以上、５．５以上、６以上、７以上、８以上、９以上、１０以上、特に１１以上である。第一のガラスフィルムの誘電率が低過ぎると、大容量のエネルギーを蓄積し難くなる。
【００６３】
第一のガラスフィルムの平均表面粗さＲａは、好ましくは５ｎｍ以下、３ｎｍ以下、１ｎｍ以下、０.８ｎｍ以下、０.４ｎｍ以下、０.３ｎｍ以下、特に０.２ｎｍ以下である。第一のガラスフィルムの平均表面粗さＲａが大き過ぎると、高電圧を印加した時に絶縁破壊を起こす電圧が低下し易くなる。
【００６４】
第一のガラスフィルムの表面粗さＲｍａｘは、好ましくは１０ｎｍ以下、５ｎｍ以下、特に３ｎｍ以下である。第一のガラスフィルムの表面粗さＲｍａｘが大き過ぎると、高電圧を印加したときに絶縁破壊を起こす電圧が低下し易くなる。ここで、「平均表面粗さＲｍａｘ」は、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２００１に準拠した方法で測定した値を指す。
【００６５】
第一のガラスフィルムは、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２  ２０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３  ０〜２０％、Ｂ２Ｏ３  ０〜１７％、ＭｇＯ  ０〜１０％、ＣａＯ  ０〜１５％、ＳｒＯ  ０〜１５％、ＢａＯ  ０〜４０％を含有することが好ましい。
【００６６】
上記のように各成分の含有量を限定した理由を以下に示す。なお、各成分の含有量の説明において、％表示は質量％を意味する。
【００６７】
ＳｉＯ２の含有量が多くなると、溶融性、成形性が低下し易くなる。よって、ＳｉＯ２の含有量は、好ましくは７０％以下、６５％以下、６０％以下、５８％以下、５５％以下、５０％以下、特に４５％以下である。一方、ＳｉＯ２の含有量が少なくなると、ガラス網目構造を形成し難くなるため、ガラス化が困難になる。よって、ＳｉＯ２の含有量は、好ましくは２０％以上、２５％以上、特に３０％以上である。
【００６８】
Ａｌ２Ｏ３の含有量は０〜２０％である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が多くなると、ガラスに失透結晶が析出し易くなり、液相粘度が低下し易くなる。よって、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、好ましくは２０％以下、１８％以下、１５％以下、１２％以下、特に１０％以下である。一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量が少なくなると、ガラス組成の成分バランスが損なわれて、ガラスが失透し易くなる。よって、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、好ましくは０％以上、１％以上、３％以上、特に５％以上である。
【００６９】
Ｂ２Ｏ３の含有量が多くなると、誘電率が低下し易くなり、また耐熱性が低下して、高温時のコンデンサの信頼性が低下し易くなる。よって、Ｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは１５％以下、１３％以下、１１％以下、７％以下、特に５％以下である。
【００７０】
ＭｇＯは、歪点を高める成分であり、また高温粘度を低下させる成分である。しかし、ＭｇＯの含有量が多過ぎると、液相温度、密度、熱膨張係数が高くなり過ぎる。よって、ＭｇＯの含有量は、好ましくは１０％以下、５％以下、３％以下、２％以下、１．５％以下、１％以下、特に０．５％以下である。
【００７１】
ＣａＯの含有量が多くなると、密度、熱膨張係数が高くなり、またガラス組成の成分バランスが損なわれて、耐失透性が低下し易くなる。よって、ＣａＯの含有量は、好ましくは１５％以下、１２％以下、１０％以下、９％以下、特に８．５％以下である。一方、ＣａＯの含有量が少なくなると、誘電率、溶融性が低下し易くなる。よって、ＣａＯの含有量は、好ましくは０％以上、０．５％以上、１％以上、２％以上、３％以上、特に５％以上である。
【００７２】
ＳｒＯの含有量が多くなると、密度、熱膨張係数が高くなり易い。よって、ＳｒＯの含有量は、好ましくは１５％以下、特に１２％以下である。一方、ＳｒＯの含有量が少なくなると、誘電率、溶融性が低下し易くなる。よって、ＳｒＯの含有量は、好ましくは０％以上、０．５％以上、１％以上、３％以上、特に５％以上である。
【００７３】
ＢａＯの含有量が多くなると、密度、熱膨張係数が高くなり易い。よって、ＢａＯの含有量は、好ましくは４０％以下、特に３５％以下である。一方、ＢａＯの含有量が少なくなると、誘電率が低下し易くなり、また失透の抑制が困難になる。よって、ＢａＯの含有量は、好ましくは０％以上、０．５％以上、１％以上、２％以上、５％以上、１０％以上、１５％以上、２０％以上、特に２５％以上である。
【００７４】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの各成分は、誘電率、耐失透性、溶融性、成形性を高める成分である。しかし、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの含有量（ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合量）が少なくなると、誘電率を高め難くなることに加えて、融剤としての働きを十分に発揮できず、溶融性が低下し易くなる。よって、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの含有量は、好ましくは５％以上、１０％以上、１５％以上、２０％以上、２５％以上、特に３０％以上である。一方、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの含有量が多くなると、密度が上昇し易くなる上、ガラス組成の成分バランスが崩れて、逆に耐失透性が低下する傾向にある。よって、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの含有量は、好ましくは６０％以下、５５％以下、特に５０％以下である。
【００７５】
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの各成分は、粘性を低下させて、熱膨張係数を調整する成分であるが、多量に含有させると、絶縁破壊を起こす電圧が低下し易くなる。また誘電率の温度特性が低下する傾向にある。よって、これらの成分の合量は、好ましくは１５％以下、１０％以下、５％以下、２％以下、１％以下、０．５％以下、特に０．１％以下である。
【００７６】
ＺｎＯは、誘電率を高める成分であり、また溶融性を高める成分であるが、多量に含有させると、ガラスが失透し易くなり、また密度が上昇し易くなる。よって、ＺｎＯの含有量は、好ましくは０〜３０％、０〜２０％、０．５〜１５％、特に１〜１０％である。
【００７７】
ＺｒＯ２は、誘電率を高める成分であるが、多量に含有させると、液相温度が急激に上昇し、ジルコンの失透異物が析出し易くなる。よって、ＺｒＯ２の上限範囲は２０％以下、１５％以下、特に１０％以下が好ましい。また、ＺｒＯ２の下限範囲は０％以上、０．１％以上、０．５％以上、１％以上、２％以上、特に３％以上が好ましい。
【００７８】
Ｙ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３は、それぞれ２０％まで添加することができる。これらの成分は、誘電率等を高める働きがあるが、多く含有させると、密度が上昇し易くなる。
【００７９】
清澄剤として、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＳｎＯ２、Ｆ、Ｃｌ、ＳＯ３の群から選択される一種又は二種以上を０〜３％添加することができる。但し、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、Ｆは、環境的観点から、その使用を極力控えることが好ましく、それぞれの含有量は０．１％未満が好ましい。環境的観点から、清澄剤としては、ＳｎＯ２、Ｃｌ、ＳＯ３が好ましい。ＳｎＯ２＋Ｃｌ＋ＳＯ３（ＳｎＯ２、Ｃｌ、ＳＯ３の合量）の含有量は０．００１〜１％、０．０１〜０．５％、特に０．０１〜０．３％が好ましい。ＳｎＯ２の含有量は０〜１％、０．０１〜０．５％、特に０．０５〜０．４％が好ましい。
【００８０】
上記の成分以外にも、例えば、他の成分を２０％、特に１０％までガラス組成中に添加することができる。
【００８１】
第一のガラスフィルムの液相温度は、好ましくは１２００℃以下、１１５０℃以下、１０９０℃以下、１０５０℃以下、１０３０℃以下、特に１０００℃以下である。第一のガラスフィルムの液相温度が高過ぎると、成形時にガラスが失透し易くなるため、第一のガラスフィルムの表面精度を高めることが困難になる。また、第一のガラスフィルムの液相粘度は、好ましくは１０３．５ｄＰａ・ｓ以上、１０４．０ｄＰａ・ｓ以上、１０４．５ｄＰａ・ｓ以上、１０４．８ｄＰａ・ｓ以上、特に１０５．０ｄＰａ・ｓ以上である。第一のガラスフィルムの液相粘度が低過ぎると、成形時にガラスが失透し易くなるため、第一のガラスフィルムの表面精度を高めることが困難になる。なお、「液相粘度」は、液相温度におけるガラスの粘度を白金球引き上げ法で測定した値を指す。「液相温度」は、標準篩３０メッシュ（５００μｍ）を通過し、５０メッシュ（３００μｍ）に残るガラス粉末を白金ボートに入れ、温度勾配炉中に２４時間保持して、結晶が析出する温度を測定した値を指す。
【００８２】
第一のガラスフィルムの密度は４．５ｇ／ｃｍ３以下、４．０ｇ／ｃｍ３以下、３．６ｇ／ｃｍ３以下、３．３ｇ／ｃｍ３以下、３．０ｇ／ｃｍ３以下、２．８ｇ／ｃｍ３以下、特に２．５ｇ／ｃｍ３以下が好ましい。密度が小さい程、デバイスを軽量化し易くなる。ここで、「密度」は、周知のアルキメデス法で測定した値を指す。
【００８３】
第一のガラスフィルムの熱膨張係数は、好ましくは２５×１０−７〜１２０×１０−７／℃、３０×１０−７〜１２０×１０−７／℃、４０×１０−７〜１１０×１０−７／℃、６０×１０−７〜１００×１０−７／℃、特に７０×１０−７〜９５×１０−７／℃である。第一のガラスフィルムの熱膨張係数が上記範囲外になると、第一のガラスフィルムと金属膜の熱膨張係数が整合し難くなるため、金属膜の反りを防止し難くなる。ここで、「熱膨張係数」は、３０〜３８０℃の温度範囲において、ディラトメーターにより測定した平均値を指す。
【００８４】
第一のガラスフィルムの１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、好ましくは１５５０℃以下、１４５０℃以下、１３５０℃以下、１２５０℃以下、１２００℃以下、１１７０℃以下、特に１１５０℃以下である。第一のガラスフィルムの１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が低い程、低温でガラスを溶融し易くなり、第一のガラスフィルムの製造コストを低廉化し易くなる。ここで、「１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度」は、白金球引き上げ法で測定した値を指す。
【００８５】
第一のガラスフィルムは未研磨の表面を有することが好ましく、第一のガラスフィルムの第一の表面と第二の表面の全部が未研磨であることが特に好ましい。ガラスの理論強度は非常に高いが、理論強度よりも遥かに低い応力でも破壊に至ることが多い。これは、ガラスの表面にグリフィスフローと呼ばれる小さな欠陥が成形後の工程、例えば研磨工程等で生じるからである。そこで、第一のガラスフィルムの表面を未研磨にすれば、本来の機械的強度を損ない難くなり、第一のガラスフィルムが破壊し難くなる。なお、リドロー法又はオーバーフローダウンドロー法であれば、未研磨で表面精度が高い第一のガラスフィルムを成形することができる。
【００８６】
第一のガラスフィルムはリドロー法で成形されていることが好ましい。このようにすれば、第一のガラスフィルムの厚みを低減し易くなる。また第一のガラスフィルムの表面品位を高めることができる。更に第一のガラスフィルムの両端面を火造り面にすることが可能になる。そして、両端面が火造り面であれば、第一のガラスフィルムが端面から破損し難くなる。なお、「リドロー法」は、成形済みのガラスを再度、軟化点付近の温度にまで加熱した後、延伸成形してガラスフィルムを成形する方法である。
【００８７】
第一のガラスフィルムの成形方法として、リドロー法以外にも、種々の方法を採用することができる。例えば、オーバーフローダウンドロー法、スロットダウンドロー法、リドロー法等を採用することができる。なお、「オーバーフローダウンドロー法」は、フュージョン法とも称されており、溶融ガラスを耐熱性の樋状構造物の両側から溢れさせて、溢れた溶融ガラスを樋状構造物の下端で合流させながら、下方に延伸成形して第一のガラスフィルムを成形する方法である。オーバーフローダウンドロー法で第一のガラスフィルムを成形すれば、第一のガラスフィルムの表面品位を高めることができる。
【００８８】
第二の絶縁フィルムをガラスフィルムとする場合、上述した一方の絶縁フィルム７のガラス組成、物性、形状、表面性状、寸法、成形条件などの少なくとも１つを同一にすることが可能である。もちろん、コスト面や生産性の面で特に問題ないようであれば、ガラス組成、物性、形状、表面性状、寸法、成形条件などが異なるガラスフィルムを第二の絶縁フィルムに用いてもかまわない。
【００８９】
第一及び第二のガラスフィルムの材質としては、割れ難く、可撓性が高いものがより好ましいが、巻き取れるものであれば前述のガラス組成に限られず、種々の材質が使用可能であり、例えば、無アルカリガラス、ソーダガラス、アルカリ含有ガラス等が挙げられる。
【００９０】
第二のフィルムとしてガラスフィルムを用いた場合、第二のガラスフィルムの厚みは、（第二のガラスフィルムの厚み／第一のガラスフィルムの厚み）比で、好ましくは０．３以上、０．４以上、０．５以上、０．６以上、０．７以上、０．８以上、特に０．９以上であり、更に、好ましくは３．０以下、２．５以下、２．０以下、１．８以下、１．５以下、１．３以下、１．２以下、１．１以下、特に１．０５以下である。
【００９１】
また、第一のガラスフィルムと第二のガラスフィルムを巻きとる際には、各ガラスフィルムの巻取り速度や巻取り角度、巻取り方向等の製造条件を適切に管理することでガラスフィルム同士の擦接や不当な応力集中を抑制でき、ガラスフィルムの破壊確率を低下させることができる。
【００９２】
なお、本発明の巻回型フィルムコンデンサは、本願発明の主旨を変更しない範囲であれば、当然に様々な形態が採用できる。すなわち、第一の金属膜が第一の絶縁フィルムの前記第一の表面に成膜されており、第二の金属膜が第二の絶縁フィルムの前記第三の表面に成膜されているものであってもよい。このようにすることで、一枚の絶縁フィルムにつき一つの導電層（金属膜）を形成すればよいので、条件によっては、一枚の絶縁フィルムに二つの導電層を設ける場合よりも当該絶縁フィルムの厚み寸法を小さくできる上、第一の金属膜付き第一の絶縁フィルムと、第二の金属膜付き第二の絶縁フィルムとを同一の構成にした場合は、コストや生産管理の点で有利である。
【００９３】
更には、コンデンサを構成する巻回体の中心に、巻回体をその幅方向に貫通するコアを有するものであってもよいし、コアを有さずに貫通穴を設けたものであってもよい。このように構成することで、インダクタンスの増加を抑制して、高周波域におけるインピーダンスの上昇を可及的に回避することが可能となる上、コンデンサを軽量化できる。なお、巻回体の中心に貫通穴を設けた巻回型フィルムコンデンサを作製する方法としては、例えばガラスフィルムをコアに巻き取った後、コアを除去することで得られる。
【００９４】
図３は、本発明に係る巻回体の一例を示す斜視図である。図３は、第一及び第二の導電層１０，１２と第一及び第二の絶縁フィルム１１，１３を仮想的に展開した状態を二点鎖線で示している。本実施形態に係る巻回体１６は、第一及び第二の導電層１０，１２をともに金属膜とし、かつ第一の金属膜（第一の導電層１０）が第一の絶縁フィルム１１の第一の表面（ここでは外側の表面）１１ａに成膜されており、第二の金属膜（第二の導電層１２）が第二の絶縁フィルム１３の第三の表面（ここでは外側の表面）１３ａに成膜されている。そして、巻回体２の半径方向外側から、第一の導電層５、第一の絶縁フィルム７、第二の導電層６、第二の絶縁フィルム８の順に配置されるよう、二枚の絶縁フィルム７，８をロール状に巻き取った形状をなし、中心には貫通穴１８が設けられている。なお、巻回体１６の類似の実施形態として、巻回体１６の半径方向外側から第一の絶縁フィルム１１、第一の導電層１０、第二の絶縁フィルム１３、第二の導電層１２の順に配置してもよい。
【００９５】
本発明の巻回型フィルムコンデンサは、耐熱性が高いため、高温環境下でも性能を発揮することができる。すなわち、高温環境下においても静電容量、誘電損失、等価直列抵抗等の特性が低下しないため、周囲の温度変動による性能ばらつきが少なく、信頼性が非常に高い。
【００９６】
本発明の巻回型フィルムコンデンサは、静電容量に関し、測定値（２６〜１５０℃）／測定値（室温２６℃）の値が、±１０％以内であり、好ましくは±５％以内、±４％以内、±３％以内、±２％以内、±１．５％以内である。
【００９７】
本発明の巻回型フィルムコンデンサは、誘電損失に関し、測定値（２６〜１５０℃）／測定値（室温２６℃）の値が、±１０％以内であり、好ましくは±８％以内、±６％以内、±５％以内、±４％以内、±３％以内である。
【００９８】
本発明の巻回型フィルムコンデンサは、等価直列抵抗に関し、測定値（２６〜１５０℃）／測定値（室温２６℃）の値が、±１０％以内であり、好ましくは±５％以内、±４％以内、±３％以内、±２％以内、±１．５％以内である。
【実施例】
【００９９】
以下、実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施例に何ら限定されない。以下の実施例は単なる例示である。
［実施例１］
＜ガラス基材の作製＞
まず表１に記載のガラス組成になるように、ガラス原料を調合した後、得られたガラスバッチをガラス溶融炉に供給して１５００〜１６００℃で溶融した。次に、得られた溶融ガラスをカーボン板の上に流し出し、平板形状に成形した後、歪点より室温まで１０時間かけて徐冷処理を行った。最後に、得られたガラス板について、必要に応じて加工を行い、種々の特性を評価した。その結果を表１に示す。
【０１００】
【表１】
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【０１０１】
密度は、周知のアルキメデス法で測定した値である。
【０１０２】
歪点と徐冷点は、ＡＳＴＭ  Ｃ３３６−７１の方法に基づいて測定した値である。
【０１０３】
軟化点は、ＡＳＴＭ  Ｃ３３８−９３の方法に基づいて測定した値である。
【０１０４】
高温粘度１０４．０ｄＰａ・ｓ、１０３．０ｄＰａ・ｓ及び１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、白金球引き上げ法で測定した値である。
【０１０５】
熱膨張係数は、３０〜３８０℃の温度範囲において、ディラトメーターにより測定した平均値である。
【０１０６】
液相温度は、標準篩３０メッシュ（５００μｍ）を通過し、５０メッシュ（３００μｍ）に残るガラス粉末を白金ボートに入れ、温度勾配炉中に２４時間保持して、結晶が析出する温度を測定した値である。
【０１０７】
液相粘度は、液相温度におけるガラスの粘度を白金球引き上げ法で測定した値である。
【０１０８】
誘電率は、ＡＳＴＭ  Ｄ１５０に準拠した方法により測定した値である。
＜コンデンサの作製＞
上記試料Ｎｏ．１〜９に係るガラス板を軟化点付近まで加熱した後、リドロー法により延伸成形して、長さ寸法１９．３ｍ、幅寸法２５ｍｍ、厚み１０μｍの第一のガラスフィルム及び長さ寸法１９．３ｍ、幅寸法２２ｍｍ、厚み９μｍであり、第一のガラスフィルムと同一材質の第二のガラスフィルムを得た。それぞれのガラスフィルムの平均表面粗さＲａは０.２ｎｍであった。
【０１０９】
次に、得られた第一のガラスフィルムの第一の表面と第二の表面に対して、６５ｎｍ厚の銀合金膜（第一の金属膜と第二の金属膜に相当する）を成膜した。このとき、銀合金膜は株式会社フルヤ金属製「ＡＰＣ−ＴＲ」を用いてスパッタにより成膜した。成膜に際し、第一の表面の一方の端面から６．５ｍｍの領域をマスキングし、その部分について銀合金膜が成膜されないようにした。更に、第二の表面の一方の端面から６．５ｍｍの領域をマスキングし、その部分について銀合金膜が成膜されないようにした。ここで、銀合金膜が成膜されていない部分は、第一のガラスフィルムの厚み方向から見て、互いに相対しないようにした。そして、銀合金膜を成膜した後、マスキングを除去した。なお、図４は、第一のガラスフィルム１１の第一の表面１１ａと第二の表面１１ｂに対して銀合金膜（１０、１２）が成膜された状態を示す幅方向の断面概念図である。
【０１１０】
続いて、第一のガラスフィルムと第二のガラスフィルムを重ねて、φ５０ｍｍのコアに巻き付けた。その後、コアを除去した。
【０１１１】
コアを除去した後、第一のガラスフィルムの一方の端面に導電性ペーストを塗布することにより、第一の表面上の金属膜（第一の金属膜に相当する）の端部全体が電気的に接続し、且つ第二の表面上の金属膜（第二の金属膜に相当する）の端部全体が電気的に接続しないように、巻回体の側面に電極（第一の電極に相当する）を形成した。同様な手順により、第一のガラスフィルムの他方の端面に導電性ペーストを塗布することにより、第二の表面上の金属膜（第二の金属膜に相当する）の端部全体が電気的に接続し、且つ第一の表面上の金属膜（第一の金属膜に相当する）の端部全体が電気的に接続しないように、巻回体の他方の側面に電極（第二の電極に相当する）を形成した。ここで、導電性ペーストとして、アレムコ社製パイロダクト５９７−Ａを用いた。このとき、導電性ペーストに少量の水を添加することで電極として塗布しやすい粘度に調整し、端面に塗布した後、９５℃にて２時間保持することで硬化させた。このようにして、試料Ｎｏ．１〜９に係る巻回型フィルムコンデンサを作製した。
【０１１２】
試料Ｎｏ．１について、得られた巻回型フィルムコンデンサの静電容量をインピーダンスアナライザ（ソーラトロン社製１２６０型、測定条件：周波数１Ｈｚ〜３２ＭＨｚ、印加電圧１００ｍＶ）を用いて測定したところ、図５に示す結果が得られた。１Ｈｚでのインピーダンスより静電容量を算出したところ、２．３μＦであった。また、大気中にて１５０℃で１時間熱処理後にテスターにて電極膜の抵抗をデジタルマルチメーター（カスタム社製Ｍ‐０４）で測定したところ、変化が認められなかった。また、上述した手法と同様な手順により静電容量を測定したところ、２．３μＦであり、熱処理前後で変化がなかった。外観において金属膜及び電極に破損等は確認されなかった。
[実施例２]
第一のガラスフィルムの幅寸法を５０ｍｍ、厚みを２０μｍに、第二のガラスフィルムの幅寸法を４５ｍｍ、厚みを１８μｍに変更したこと以外は、[実施例１]と同様の条件で試料Ｎｏ．１に係る巻回型フィルムコンデンサを作製した。
[実施例３]
成膜に際して、第一の表面の一方の端面から４．７ｍｍの領域をマスキングし、第一のガラスフィルムの幅寸法を２５．４ｍｍ、長さ寸法を１２．１ｍとし、電極としてＩＴＷＣｈｅｍｔｒｏｎｉｃｓ社製ＣＷ２４００を用いた以外は、[実施例１]と同様の条件で試料Ｎｏ．１に係る巻回型フィルムコンデンサを作製した。
【０１１３】
得られた巻回型フィルムコンデンサの静電容量をインピーダンスアナライザ（ソーラトロン社製１２６０型、測定条件：周波数１Ｈｚ〜３２ＭＨｚ、印加電圧１００ｍＶ）を用いて測定した。１Ｈｚでのインピーダンスより静電容量を算出したところ、１．９１μＦであった。その後、雰囲気温度を室温(２６℃)、５０℃、７５℃、１００℃、１２５℃、１５０℃の順に変化させて、静電容量、誘電損失、等価直列抵抗を測定したところ、表２に示す結果が得られた。なお、外観において金属膜及び電極に破損等は確認されなかった。
【０１１４】
【表２】
2017224798.tif 000004
【０１１５】
[比較例１]
金属膜を銅膜、電極として、ＩＴＷＣｈｅｍｔｒｏｎｉｃｓ社製ＣＷ２４００を用いた以外、全て実施例１と同様な構成として巻回型フィルムコンデンサを作製した。大気中にて１５０℃で１時間熱処理後にテスターにて電極膜の抵抗をデジタルマルチメーター（カスタム社製Ｍ‐０４）で測定を試みたが、金属膜は通電しなかった。さらに温度を３００℃にあげて熱処理したところ、電極に亀裂が認められた。
【符号の説明】
【０１１６】
１      巻回型フィルムコンデンサ
１０    第一の金属膜（第一の導電層）
１１    第一の絶縁フィルム（ガラスフィルム）
１１ａ  第一の表面
１１ｂ  第二の表面
１２    第二の金属膜（第二の導電層）
１３    第二の絶縁フィルム
１３ａ  第三の表面
１４    第一の電極
１５    第二の電極
１６    巻回体
１７    コア
１８    貫通穴
【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】
2017224798.tif 000009