(57)【要約】【課題】厚みが薄いフィルムを用いると金属蒸着電極形成時に熱ダメージを受け易いという課題を解決し、性能・品質共に優れ、小型軽量化を図った金属化フィルムコンデンサを提供することを目的とする。【解決手段】厚さ２．５μｍ以下のＰＰフィルムを誘電体フィルムとして金属化フィルム１を構成し、この金属化フィルム１に形成された金属蒸着電極５の抵抗値を２０Ω／□以上とした構成により、金属蒸着電極５の厚みを薄くできるために蒸着時に誘電体フィルムに加わる熱ダメージを抑制することができるようになり、これにより、誘電体フィルムとして厚さ２．５μｍ以下のＰＰフィルムを用いて金属化フィルム１を作製しても金属化フィルム１が熱ダメージを受けないため、優れた性能と品質を実現し、かつ、小型軽量化を図った金属化フィルムコンデンサを安定して提供することができる。【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金属化フィルムを一対とし、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重ね合わせて巻回した素子と、この素子の両端面に金属溶射によって形成された一対の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、上記誘電体フィルムとして厚さが２．５μｍ以下のポリプロピレンフィルムを用い、このポリプロピレンフィルム上に金属蒸着電極を形成した金属化フィルムの上記金属蒸着電極の抵抗値を２０Ω／□以上とした金属化フィルムコンデンサ。
【請求項２】
金属化フィルムに形成された金属蒸着電極が、誘電体フィルムの幅方向の一端側に非金属蒸着部からなる絶縁マージンを誘電体フィルムの長手方向に連続して設け、この絶縁マージンを除く部分に金属蒸着電極が形成され、この金属蒸着電極内に、誘電体フィルムの長手方向に向かう直線または傾斜した非金属蒸着部からなる縦マージンを２本以上設け、上記誘電体フィルムの幅寸法（Ｗ１）に対する上記絶縁マージンと縦マージンの各幅寸法を合計したマージン幅寸法（Ｗ２）の割合（Ｗ２／Ｗ１）を２％以上とした請求項１に記載の金属化フィルムコンデンサ。
【請求項３】
誘電体フィルムの幅寸法（Ｗ１）を１００ｍｍ以下とした請求項１に記載の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と呼ぶ）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、更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。
【０００４】
そして、このような金属化フィルムコンデンサは、一般に金属箔を電極に用いるものと、誘電体フィルム上に設けた蒸着金属を電極に用いるものとに大別される。中でも、蒸着金属を電極（以下、金属蒸着電極と呼ぶ）とする金属化フィルムコンデンサは、金属箔のものに比べて電極の占める体積が小さく小型軽量化が図れることと、金属蒸着電極特有の自己回復機能（絶縁欠陥部で短絡が生じた場合に、短絡のエネルギーで欠陥部周辺の金属蒸着電極が蒸発・飛散して絶縁化し、コンデンサの機能が回復する性能）により絶縁破壊に対する信頼性が高いことから、従来から広く用いられているものである。
【０００５】
図３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模式図、図４はこの金属化フィルムコンデンサに使用される第１の金属化フィルムの模式図であり、図３と図４において、１１と１１ａは誘電体フィルム、１２と１２ａはこの誘電体フィルム１１、１１ａに蒸着形成した金属蒸着電極、１３と１３ａはこのような金属蒸着電極を厚く形成して抵抗値を低くした低抵抗部、１４は微小破壊発生時に後述する分割電極を分断するヒューズ部、１５と１５ａは金属蒸着しないマージン部、１５ｂはこのマージン部１５、１５ａの幅、１６は上記ヒューズ部１４で接続された分割電極を形成する電極区切り部、１７は上記低抵抗部１３、１３ａの幅、１８は上記電極区切り部１６によって分割電極に区切られた微小ブロック、１９は第１の金属化フィルム、２０は第２の金属化フィルムを示すものである。
【０００６】
そして、このように構成された第１の金属化フィルム１９と第２の金属化フィルム２０とを、図３に示すように金属蒸着電極１２、１２ａが誘電体フィルム１１、１１ａを介して対向するようにして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（図示せず）を形成することにより金属化フィルムコンデンサが構成されているものであった。
【０００７】
なお、上記第２の金属化フィルム２０は、第１の金属化フィルム１９と同様に、微小ブロック１８やヒューズ部１４を有する金属蒸着電極形状、あるいは微小ブロック１８やヒューズ部１４を有しない金属蒸着電極形状、のいずれであっても良いものである。
【０００８】
このように構成された従来の金属化フィルムコンデンサは、分割電極による微小ブロック１８をヒューズ部１４で接続することにより形成された自己保安機構の動作性を向上させることができるというものであった。
【０００９】
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２００５−８５８７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このような金属化フィルムコンデンサをハイブリッド自動車等に代表される自動車用として使用する場合には、特に小型軽量化に対する要望が大きく、このような要望に応えるための最も有効な手段として金属化フィルムの厚みを薄くすることが考えられる。そのために、誘電体フィルム自体の厚みを薄くする技術の開発と、薄い誘電体フィルムを使いこなす技術の開発の両方が日々行われているものである。
【００１１】
なお、このような誘電体フィルムとしては、現在、量産ベースで使用されているポリプロピレンフィルム（以下、ＰＰフィルムと呼ぶ）で、厚みが３μｍ程度のものが最も薄いものであるが、この厚みを更に薄くする開発が進められ、今日現在では、厚みが２μｍ程度のＰＰフィルムも入手できるようになってきている。
【００１２】
しかしながら、このように薄手化されたＰＰフィルムは、厚みが薄いが故に取り扱いが難しいばかりでなく、特に、ＰＰフィルム上に金属蒸着電極を形成して金属化フィルムを作製する際に、ＰＰフィルムに加わる熱によってＰＰフィルムにダメージが発生し易いという課題があった。
【００１３】
なお、このような蒸着時に発生する熱ダメージは、厚みが３μｍを超えるＰＰフィルムにおいては、製造装置において熱が高くなる部分を冷却する等の対策を施すことによってＰＰフィルムに加わる熱ダメージの影響を防止することが可能なものであったが、厚みが２μｍというような極めて薄いＰＰフィルムを用いる際には、このような従来の技術のみで対応することは極めて困難であり、新たな技術の導入が必要となるものである。
【００１４】
また、このような熱ダメージの発生は、ＰＰフィルム自体が薄いために蒸着によって金属蒸着電極を形成する際の熱の影響を受け易いことに加え、ＰＰフィルムを走行させるために加えるテンションにより、薄いＰＰフィルムが更に伸び易くなるために発生するものと思われる。
【００１５】
本発明はこのような従来の課題を解決し、厚みが薄いＰＰフィルムを用いた場合でも、蒸着時の熱ダメージの発生を抑制することによって優れた性能と品質を実現し、かつ、小型軽量化を図った金属化フィルムコンデンサ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】
【００１６】
上記課題を解決するために本発明は、厚さが２．５μｍ以下のポリプロピレンフィルムを誘電体フィルムとして金属化フィルムを構成し、この金属化フィルムに形成された金属蒸着電極の抵抗値を２０Ω／□以上とした構成のものである。
【発明の効果】
【００１７】
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、金属化フィルムに形成された金属蒸着電極の抵抗値を２０Ω／□以上とした構成により、金属蒸着電極の厚みを薄くすることができるようになるために蒸着時に誘電体フィルムに加わる熱ダメージを抑制することができるようになり、これにより、誘電体フィルムとして厚さが２．５μｍ以下のポリプロピレンフィルムを用いて金属化フィルムを作製しても金属化フィルムが熱ダメージを受けないため、優れた性能と品質を実現し、かつ、小型軽量化を図った金属化フィルムコンデンサを安定して提供することができるようにな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】
【００１８】
（実施の形態）
以下、実施の形態を用いて、本発明の特に全請求項に記載の発明について説明する。
【００１９】
図１は本発明の一実施の形態による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の構成を示した平面図であり、図１において、１は金属化フィルムであり、この金属化フィルム１は厚みが２．５μｍ、幅Ｗ１が１００ｍｍのポリプロピレンフィルム（以下、ＰＰフィルムと呼ぶ）を誘電体フィルムとして用いたものであるが、本発明はこの厚み、幅に限定されるものではない。
【００２０】
２は上記誘電体フィルムの幅方向の一端側に、誘電体フィルムの長手方向に亘って連続して設けた非金属蒸着部からなる絶縁マージン、３はこの絶縁マージン２から他端側に向かって設けられた非金属蒸着部からなる横マージン、４は誘電体フィルムの長手方向に亘って連続して設けられた非金属蒸着部からなる縦マージンであり、本実施の形態においては、この縦マージン４を２本設けた構成にしたものであり、上記誘電体フィルムの幅寸法Ｗ１に対する絶縁マージン２の幅Ｗａと縦マージン４の幅Ｗｂを合計したマージン幅寸法Ｗ２の割合が２％以上、すなわち、（Ｗａ＋２Ｗｂ）／Ｗ１≧０．０２としたものである。
【００２１】
また、このような非金属蒸着部からなる絶縁マージン２、横マージン３、縦マージン４を除く部分にアルミニウムからなる金属蒸着電極５が蒸着によって形成されており、この金属蒸着電極５は上記横マージン３と縦マージン４によって区切られることにより複数の分割電極５ａを形成し、この複数の分割電極５ａをヒューズ６によって接続することにより自己保安機構が構成されているものである。
【００２２】
そして、このように形成された金属化フィルム１を、上記背景技術の項で図３を用いて説明した従来の金属化フィルムコンデンサと同様に、一対で重ね合わせて巻回することによって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。
【００２３】
また、上記金属化フィルム１に形成された金属蒸着電極５は抵抗値を２０Ω／□としたものであり、このように高い抵抗値にすることによって金属蒸着電極５の厚みを薄くすることができるために蒸着時に誘電体フィルムに加わる熱ダメージを抑制することができるようになり、これにより、誘電体フィルムとして厚さが２．５μｍ以下のＰＰフィルムを用いて金属化フィルム１を作製しても、蒸着時に誘電体フィルムに熱ダメージが発生することがなくなるため、優れた性能と品質を実現し、かつ、小型軽量化を図った金属化フィルムコンデンサを安定して提供することができるという格別の効果を奏するものである。
【００２４】
このような本実施の形態による金属化フィルムコンデンサの効果を確認する目的で、誘電体フィルム上に形成する金属蒸着電極５の抵抗値とグロス（光沢度を表し、数字が小さいほど表面粗度が粗く、数字が大きいほど表面粗度が細かいことを示す）による、金属蒸着電極形成前後での絶縁破壊電圧の変化の関係を求めた結果を（表１）、（表２）に示す。（表１）は誘電体フィルムとして厚みが２．５μｍのＰＰフィルムを用いたものを示し、（表２）は同厚みが２．２μｍのＰＰフィルムを用いたものを示す。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
【表２】
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【００２７】
なお、絶縁破壊電圧は、ＪＩＳ  Ｃ  ２１１０（１９９４年）に準じ、φ６ｍｍの柱状電極とし、東京精電株式会社製  ＩＴＳ−６００３を用いて、直流電流１００Ｖ／ｓの条件で測定した５０点のデータの平均値を絶縁破壊電圧とした。また、グロス（光沢度）は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１０５（１９８１年）に準じ、スガ試験機株式会社製  デジタル変角光沢計  ＵＧＶ−５Ｄを用いて、入射角６０°、受光角６０°の条件で測定した５点のデータの平均値を光沢度としたものである。
【００２８】
（表１）、（表２）から明らかなように、グロスが１３５％のものにおいて、金属蒸着電極５の抵抗値が２０Ω／□以上のものは絶縁破壊電圧比が８０％以上と高い値を示しており、金属蒸着電極５を形成する蒸着時に誘電体フィルムに加わる熱ダメージが抑制されていることが分かる。なお、上記絶縁破壊電圧比は６５％以上あれば性能的に何ら問題ないものであるが、グロス１３５％で金属蒸着電極５の抵抗値が１８Ω／□のものにおいて、一部にしわと思われるような熱ダメージの現象が発生しているものがあることから、絶縁破壊電圧比の判断基準を８０％以上として判定したものである。
【００２９】
また、上記（表１）、（表２）の結果を基に、誘電体フィルムとして厚みが２．５μｍのＰＰフィルムを用い、グロスを１３５％とした場合の、誘電体フィルム上に形成する金属蒸着電極５の抵抗値と、誘電体フィルムの幅寸法Ｗ１に対する絶縁マージン２の幅Ｗａと縦マージン４の幅Ｗｂを合計したマージン幅寸法Ｗ２の割合（マージン幅比）による、金属蒸着電極形成前後での絶縁破壊電圧の変化の関係を求めた結果を（表３）に示す。
【００３０】
【表３】
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【００３１】
（表３）から明らかなように、金属蒸着電極５の抵抗値が一定の場合、マージン幅比が大きくなるほど絶縁破壊電圧比が高い値を示しており、金属蒸着電極５の抵抗値が２０Ω／□以上のものにおいて、マージン幅比を２％以上にすることによって絶縁破壊電圧比を８５％以上に保つことができ、熱ダメージ抑制効果が良好に発揮されていることが分かる。
【００３２】
また、上記（表１）〜（表３）の結果を基に、誘電体フィルムとして厚みが２．５μｍのＰＰフィルムを用い、グロスを１３５％、マージン幅比を２％とした場合の、誘電体フィルム上に形成する金属蒸着電極５の抵抗値と誘電体フィルムの幅による、金属蒸着電極形成前後での絶縁破壊電圧の変化の関係を求めた結果を（表４）に示す。
【００３３】
【表４】
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【００３４】
（表４）から明らかなように、金属蒸着電極５の抵抗値が一定の場合、誘電体フィルムの幅が狭くなるほど絶縁破壊電圧比が高い値を示しており、金属蒸着電極５の抵抗値が２０Ω／□以上、マージン幅比が２％のものにおいて、誘電体フィルムの幅を１００ｍｍ以下にすることによって絶縁破壊電圧比を８５％以上に保つことができ、熱ダメージ抑制効果が良好に発揮されていることが分かる。
【００３５】
また、図２は上記金属化フィルム１を量産する際の蒸着原反を示したものであり、一つの原反から図中の矢印で示すスリットラインで切断することにより、１２条分を一度に作製するようにしたものである。なお、図２においては横マージン３と縦マージン４は省略して図示したものであり、７は蒸着原反の両端部分の耳と呼ばれる部分を示し、最終的に廃棄される部分である。
【００３６】
また、このように構成された蒸着原反も、上記（表１）〜（表４）で示した金属蒸着電極の抵抗値とグロスによる絶縁破壊電圧比の関係、金属蒸着電極の抵抗値とマージン幅比、誘電体フィルムの幅による絶縁破壊電圧比の関係、等については同様に適用できるものであり、これらの結果が量産工程において有効に活用できるものである。
【００３７】
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、金属化フィルム１に形成された金属蒸着電極５の抵抗値を２０Ω／□以上とすることにより、蒸着時に誘電体フィルムに加わる熱ダメージを抑制できるため、誘電体フィルムとして厚さが２．５μｍ以下のＰＰフィルムを用いても金属化フィルム１が熱ダメージを受けないため、優れた性能と品質を実現し、かつ、小型軽量化を図った金属化フィルムコンデンサを安定して提供することができるものであり、更に、マージン幅比を２％以上、誘電体フィルム幅を１００ｍｍ以下とすることによって上記効果を効率的に得ることができるようになるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明による金属化フィルムコンデンサは、優れた性能と品質を実現し、かつ、小型軽量化を図ることができるという効果を有し、特に小型軽量化が要求される自動車用分野等のコンデンサとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施の形態による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の構成を示した平面図
【図２】同金属化フィルムの量産用の蒸着原反を示した平面図
【図３】従来の金属化フィルムコンデンサの構成を示した断面模式図
【図４】同金属化フィルムコンデンサに使用される第１の金属化フィルムの模式図
【符号の説明】
【００４０】
１  金属化フィルム
２  絶縁マージン
３  横マージン
４  縦マージン
５  金属蒸着電極
５ａ  分割電極
６  ヒューズ
７  耳
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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