JP2013219399A - 金属化フィルムコンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】高温での良好な保安性および耐電圧性を有する金属化フィルムコンデンサを提供する。
【解決手段】金属化フィルムの幅方向において、複数の分割電極（第１の分割電極）６１、６２から構成された小分割電極部が、複数の分割電極（第２の分割電極）６３，６４から構成された大分割電極部に隣接して配置されている。複数の分割電極６１の各々は、当該分割電極６１を長手方向に挟む絶縁スリット５３間および絶縁スリット５３と絶縁スリット５４との間に形成されたヒューズ５６にて分割電極６３と接続されている。また、複数の分割電極６２の各々は、当該分割電極６２を長手方向に挟む絶縁スリット５５間および絶縁スリット５５と絶縁スリット５５との間に形成されたヒューズ５７、５８にてそれぞれ、分割電極６３、６４と接続されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、産業機器および自動車用等のインバータ回路の平滑用、フィルタ用に使用する金属化フィルムコンデンサに関するものである。

従来の金属化フィルムコンデンサは、図１に示すポリプロピレンフィルム１のメタリコン近傍蒸着電極２を厚く、非メタリコン近傍蒸着電極３を薄く蒸着し、メタリコンと対向する端部に絶縁マージン４を形成した金属化フィルムが使用されている。この金属化フィルムコンデンサではポリプロピレンフィルムの絶縁破壊時、その放電エネルギーにより絶縁破壊部周辺の蒸着電極が飛散し、これにより絶縁破壊部の絶縁を回復させる自己回復機能を有する。しかし、高温・高電圧では絶縁破壊数が増えるために自己回復機能が充分に得られず、コンデンサがショートモードに到ることがある。例えば、図１０に示されるように、誘電体（プラスチックフィルム）の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、図面の×印の所で誘電体が破壊し、セルフヒーリング（蒸着金属の飛散）が不充分な場合、破壊した誘電体部分を介して当該金属化フィルムの下側に配置された金属化フィルム上の蒸着金属と導通することになる。

インバータ回路の平滑用コンデンサは高温・高電圧で使用されると共に、安全性の要求が強く、蒸着電極を複数に分割した金属化フィルムが採用されている（例えば、特許文献１〜３参照）。このような分割電極が形成された金属化フィルムの例を［図２−Ａ］〜［図２−Ｃ］に示す。

［図２−Ａ］では、金属化フィルムのメタリコン接続部１０と幅方向において対向する端部には絶縁マージン１２が形成され、幅方向絶縁スリット５と、長手方向絶縁スリット６とにより分割電極７が形成されている。これら分割電極７同士はヒューズ８で並列に接続されている。さらに、メタリコン近傍蒸着電極は長手方向の絶縁スリット９によりメタリコン接続部１０と分割電極７とを分離した構成とし、メタリコン接続部１０と分割電極７とはヒューズ１１で接続されている。

［図２−Ｂ］では、金属化フィルムのメタリコン接続部１０ａと幅方向において対向する端部には絶縁マージン１２ａが形成され、Ｙ字形絶縁スリット１３ａによりハニカム状の分割電極７ａが形成されている。これら分割電極７ａ同士はヒューズ８ａで並列に接続されている。

［図２−Ｃ］では、金属化フィルムのメタリコン接続部１０ｂと幅方向において対向する端部には絶縁マージン１２ｂが形成され、ミュラー・リヤー形絶縁スリット１４ａによりハニカム状の分割電極７ｂが形成されている。これら分割電極７ｂ同士はヒューズ８ｂで並列に接続されている。

このような分割電極を有する金属化フィルムを用いた金属化フィルムコンデンサに誘電体の絶縁破壊が生じた場合、上記した自己回復機能を有する。同時に、金属化フィルムコンデンサの自己回復機能を超えた絶縁破壊が生じた場合でも、周囲の分割電極から絶縁破壊の生じた分割電極に電流が流れ込み、ヒューズ部の蒸着電極を飛散させ、絶縁破壊が生じた分割電極が、他の分割電極と切り離されて絶縁を回復させる機能を有し、高い安全性が確保されている。

さらに、分割電極面積を小さくするとヒューズ動作による容量減少を抑制することができ、コンデンサの長寿命化が可能になる。しかしながら、細分化し過ぎると、分割電極のエネルギーが小さくなり、絶縁破壊が生じた場合、ヒューズ動作がしにくくなって、コンデンサの安全性が低下する。この現象は温度が高くなるほど顕著になる。

また、分割電極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とが報告されている（例えば、特許文献４参照）。このような自己発熱の増加は、耐電圧性能や保安性能が低下する原因となる。特にコンデンサ素子の中心は自己発熱により最も温度が上昇し、他の部分よりも耐電圧性能や保安性能が劣化する。

そこで、上記した不具合を改善するために、分割電極部と、分割されていない面積の大きな電極（非分割電極部）を集約配置する手段が考案されている（例えば、特許文献５参照）。この特許文献５記載の金属化フィルムコンデンサでは、絶縁マージン側にスリットによって区画された複数の分割電極が設けられ、端子接続部側（メタリコン接続部側）に非分割電極部が設けられている。そして、複数の分割電極は、絶縁マージンに近づくにつれて、蒸着電極の面積が小さくなるように構成されている。

特開平０８−２５０３６７号公報 特開平１１−２６２８１号公報 特開平１１−２６２８０号公報 特開２００３−３３８４２２号公報 特開２００５−１２０８２号公報

ところで、自動車用としてインバータ回路の平滑用などに使用されるコンデンサは高温、高周波、高電圧で使用され、小形化と高度な安全性が要求されている。このため、誘電体フィルムの厚さを薄くしてコンデンサを小形化し、かつ高温領域での耐電圧性能の向上および安全性を実現しなければならない。

しかしながら、上記特許文献５記載の金属化フィルムコンデンサでは、絶縁マージン側に比較的電極面積が小さな分割電極を長手方向に配列した分割電極部（小分割電極部）を集約する一方、端子接続部側に比較的電極面積が大きな分割電極を長手方向に配列した分割電極部（大分割電極部）および非分割電極部を配置しているので、高温時での保安性が必ずしも十分に確保されている状況にはなっていなかった。具体的には、小分割電極部で絶縁破壊が生じた場合、絶縁破壊が生じた小分割電極部を構成する分割電極に隣接する分割電極からヒューズを動作させるだけの十分な電流が流れ込まず、特に高温時においてヒューズを動作させることができないおそれがあった。

また、分割電極を形成（絶縁スリットにより電極を分割）するためにマスキングオイルを金属化フィルムに塗布する必要があるが、蒸着時に付着した残存マスキングオイルが影響し、小分割電極部、大分割電極部および非分割電極部の間で金属化フィルムの滑り性に差異が生じていた。

しかしながら、上記特許文献５記載の金属化フィルムコンデンサでは、非分割電極部、大分割電極部および小分割電極部がこの順に絶縁マージン側から端子接続部側にかけて幅方向に配列しているため、金属化フィルム上の絶縁スリットの位置が幅方向において大きく偏っていた。その結果、金属化フィルムの滑り性が幅方向において顕著に相違し、金属化フィルムの巻回時、素子巻回状態にばらつきを生じて高温での耐電圧性に影響を及ぼすことがあった。

この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、高温での良好な保安性および耐電圧性を有する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。

この発明は、誘電体フィルムの少なくとも片面に蒸着電極を設けた金属化フィルムを巻回、または積層してコンデンサ素子を形成し、該コンデンサ素子の両端面に電極引き出し用のメタリコンを接続した金属化フィルムコンデンサであって、金属化フィルムの長手方向に間隔をあけて配列した絶縁スリットにより蒸着電極が分割された、複数の第１の分割電極を長手方向に沿って形成する小分割電極部と、金属化フィルムの長手方向に間隔をあけて配列した絶縁スリットにより蒸着電極が分割された、第１の分割電極よりも電極面積が大きな複数の第２の分割電極を長手方向に沿って形成する大分割電極部とを有し、金属化フィルムの幅方向において小分割電極部と大分割電極部とが交互に隣接して配置され、複数の第１の分割電極の各々は、当該第１の分割電極を長手方向に挟む絶縁スリット間に形成されたヒューズにて第２の分割電極と接続されていることを特徴としている。

このように構成された発明によれば、比較的電極面積が小さな複数の第１の分割電極の各々がヒューズによって、比較的電極面積が大きな第２の分割電極に接続される。そして、金属化フィルムの幅方向において、このような複数の第１の分割電極から構成された小分割電極部が複数の第２の分割電極から構成された大分割電極部に隣接して配置されている。このため、第１の分割電極の少なくとも一方の端部は、第１の分割電極よりも電極面積が大きな第２の分割電極にヒューズを介して接続されるので、第１の分割電極で絶縁破壊が生じた場合でも、該第１の分割電極に隣接する第２の分割電極からヒューズを動作させるだけの十分な電流が流れ込み、ヒューズを確実に動作（ヒューズ部の蒸着電極を飛散）させ、絶縁破壊を起こした分割電極を分離することができる。これにより、分割電極を小さくしても安定した保安性が得られる。

さらに、小分割電極部と大分割電極部とが金属化フィルムの幅方向に交互に配置されることから、金属化フィルム上の絶縁スリットの位置が幅方向に偏在するのを防止して、金属化フィルムの滑り性を幅方向に平準化することができる。その結果、金属化フィルムの巻回時、素子巻回状態にばらつきが生じるのを抑制して、高温時における良好な耐電圧性を確保することができる。よって、高温（例えば１００℃を超えるような温度）での良好な保安性および耐電圧性を有する金属化フィルムコンデンサを提供することができる。

ここで、小分割電極部に配列した絶縁スリット同士の間隔を大分割電極部に配列した絶縁スリット同士の間隔に比べて狭くすることにより、フィルムが幅方向に長くなるのを抑えながら、第１の分割電極の面積を第２の分割電極の面積に比べて小さくすることができる。

さらに、電極引き出し用として、金属化フィルムのメタリコン接続部側に大分割電極部を配置することが好ましい。というのも、メタリコン接続部側に小分割電極部を配置すると、当該小分割電極部を構成する第１の分割電極で絶縁破壊が生じた場合、当該第１の分割電極と第２の分割電極とを接続するヒューズが動作すると、第１の分割電極からの電流通路が完全に遮断され、コンデンサとして機能しなくなる場合がある。これに対し、メタリコン接続部側に大分割電極部を配置することで、電極引き出し側の第２の分割電極（一対の金属化フィルムの一方に形成された大分割電極部を構成する第２の分割電極）において絶縁破壊が生じた場合でも、対向する金属化フィルム（一対の金属化フィルムのうちの他方の金属化フィルム）に形成された第１の分割電極と当該第１の分割電極に隣接する第２の分割電極とを接続するヒューズが動作することにより、コンデンサとして機能する電極領域を残すことができる。

本発明によれば、高温での良好な保安性および耐電圧性を有する金属化フィルムコンデンサを提供することができる。

従来の金属化フィルムコンデンサに使用されている金属化フィルムの層構成を示す図である。 分割電極が設けられた従来の金属化フィルムを示す平面図であり、［図２−Ａ］は矩形状の分割電極、［図２−Ｂ］はＹ字形絶縁スリットにより形成されたハニカム状の分割電極、［図２−Ｃ］はミュラー・リヤー形絶縁スリットにより形成されたハニカム状の分割電極が設けられた金属化フィルムを示す図である。 本発明の金属化フィルムコンデンサを構成する金属化フィルムの第１実施形態を示す図である。 本発明の金属化フィルムコンデンサの内部構造を示す図である。 本発明の金属化フィルムコンデンサを構成する金属化フィルムの分割電極位置での絶縁破壊時の電流経路を示す図である。 比較例による金属化フィルムコンデンサを構成する金属化フィルムの分割電極位置での絶縁破壊時の電流経路を示す図である。 本発明の金属化フィルムコンデンサを構成する金属化フィルムの第２実施形態を示す図である。 本発明の金属化フィルムコンデンサを構成する金属化フィルムの変形形態を示す図である。 本発明の金属化フィルムコンデンサを構成する金属化フィルムの他の変形形態を示す図である。 従来の金属化フィルムコンデンサの層構成の一例を示す図である。

＜第１実施形態＞
図３は、本発明の金属化フィルムコンデンサを構成する金属化フィルムの第１実施形態を示す図である。金属化フィルムには、金属化フィルムの幅方向の一端部（電極形成領域）が電極引き出し用のメタリコンが接続されるメタリコン接続部を構成し、他方端部に絶縁マージン（金属化フィルムの幅方向の一方端部で蒸着電極が形成されていない領域）５２が形成されている。金属化フィルムの絶縁マージン５２側には、複数のＴ字状の絶縁スリット５３が長手方向に一定間隔を隔てて配列している。また、複数の絶縁スリット５３に対してフィルム幅方向に所定の間隔を隔てて、複数の絶縁スリット５３と同一ピッチで複数の絶縁スリット５５が長手方向に一定間隔を隔てて配列している。そして、一部の絶縁スリット５３、５５の間にフィルムを幅方向に貫通するように（絶縁マージン５２とメタリコン接続部を連結するように）貫通型の絶縁スリット５４が形成され、絶縁スリット５３および５５を３つ挟んで、絶縁スリット５４がフィルム長手方向に配列している。絶縁スリット５３、５４、５５のスリット幅は、例えば０．２ｍｍで形成される。各絶縁スリット５３、５４、５５においてフィルム長手方向に伸びるスリット（絶縁スリット５３は１本、絶縁スリット５４は３本、絶縁スリット５５は２本）の長さは同じである。

上記絶縁スリット５３間および絶縁スリット５３と絶縁スリット５４との間に蒸着電極が分割された複数の分割電極６１（本発明の「第１の分割電極」に相当）が形成され、これら複数の分割電極６１により第１の小分割電極部が構成されている。また、絶縁スリット５５間および絶縁スリット５５と絶縁スリット５４との間に蒸着電極が分割された複数の分割電極６２（本発明の「第１の分割電極」に相当）に分割され、これら複数の分割電極６２により第２の小分割電極部が構成されている。さらに、複数の絶縁スリット５４同士により蒸着電極が複数の分割電極６３、６４（本発明の「第２の分割電極」に相当）に分割されている。具体的には、フィルム幅方向において第１の小分割電極部と第２の小分割電極部との間に複数の分割電極６３により構成された第１の大分割電極部が形成され、メタリコン接続部側に複数の分割電極６４により構成された第２の大分割電極部が形成されている。

これら４つの分割電極部は、フィルム幅方向に沿って絶縁マージン１２側からメタリコン接続部にかけて第１の小分割電極部、第１の大分割電極部、第２の小分割電極部および第２の大分割電極部の順に小分割電極部と大分割電極部とがフィルム幅方向に交互に配置されている。つまり、フィルム幅方向において、小分割電極部は大分割電極部に隣接して配置されている。複数の分割電極６１の各々は、当該分割電極６１を長手方向に挟む絶縁スリット５３間および絶縁スリット５３と絶縁スリット５４との間に形成されたヒューズ５６にて分割電極６３と接続されている。また、複数の分割電極６２の各々は、当該分割電極６２を長手方向に挟む絶縁スリット５５間および絶縁スリット５５と絶縁スリット５４との間に形成されたヒューズ５７、５８にてそれぞれ、分割電極６３、６４と接続されている。

第１の小分割電極部に配列した絶縁スリット同士の間隔、すなわち絶縁スリット５３間および絶縁スリット５３と絶縁スリット５４との間隔は、第１の大分割電極部に配列した絶縁スリット５４同士の間隔に比べて狭く、第１の大分割電極部を構成する分割電極６３の電極面積は、第１小分割電極部を構成する分割電極６１の電極面積よりも大きい。また、第２の小分割電極部に配列した絶縁スリット同士の間隔、すなわち絶縁スリット５５間および絶縁スリット５５と絶縁スリット５４との間隔は、第１の大分割電極部に配列した絶縁スリット５４同士の間隔および第２の大分割電極部に配列した絶縁スリット５４同士の間隔に比べて狭く、第１および第２の大分割電極部を構成する分割電極６３、６４の電極面積は、第１および第２の小分割電極部を構成する分割電極６１、６２の電極面積よりも大きい。

図４は本発明の金属化フィルムコンデンサの内部構造を示す図である。上記のように形成された金属化フィルムをメタリコン接続部と絶縁マージンが対向するように２枚重ねて巻回する。２枚の金属化フィルムは蒸着電極が形成された電極形成面を同一方向に向けて重ね合わされる。すなわち、蒸着電極間に誘電体フィルムが挟み込まれるように蒸着電極と誘電体フィルムが積層方向に交互に配置される。そして、巻回された金属化フィルムを小判形に成形した後、両端部（重ね合わされた金属化フィルムの一方端部と他方端部）に電極引き出し用のメタリコンを形成してコンデンサ素子２５とする。その後、複数個のコンデンサ素子２５を電極板２６で結線して引き出し端子２７を接続する。結線されたコンデンサ素子２５をケース２８に収納し、ケース２８内に樹脂２９を充填することで金属化フィルムコンデンサが得られる。

以上のように、この実施形態によれば、金属化フィルムの幅方向において、複数の分割電極（第１の分割電極）６１、６２から構成された小分割電極部が、複数の分割電極（第２の分割電極）６３，６４から構成された大分割電極部に隣接して配置されている。このため、第１の分割電極６１、６２の少なくとも一方の端部は、第１の分割電極６１、６２よりも電極面積が大きな第２の分割電極６３、６４にヒューズを介して接続されるので、第１の分割電極６１、６２で絶縁破壊が生じた場合でも、該第１の分割電極６１、６２に隣接する第２の分割電極６３、６４からヒューズを動作させるだけの十分な電流が流れ込み、ヒューズを確実に動作（ヒューズ部の蒸着電極を飛散）させ、絶縁破壊を起こした分割電極を分離することができる。これにより、分割電極を小さくしても安定した保安性が得られる。

さらに、小分割電極部と大分割電極部とが金属化フィルムの幅方向に交互に配置されているため、金属化フィルム上の絶縁スリットの位置が幅方向に偏在するのを防止して、金属化フィルムの滑り性を幅方向に平準化することができる。その結果、金属化フィルムの巻回時、素子巻回状態にばらつきが生じるのを抑制して、高温時における良好な耐電圧性を確保することができる。

また、小分割電極部に配列した絶縁スリット同士の間隔（絶縁スリット５３と絶縁スリット５４との間隔および絶縁スリット５４と絶縁スリット５５との間隔）が大分割電極部に配列した絶縁スリット同士の間隔（絶縁スリット５４同士の間隔および絶縁スリット５５同士の間隔）に比べて狭くすることにより、フィルムが幅方向に長くなるのを抑えながら、第１の分割電極６１、６２の面積を第２の分割電極６３、６４の面積に比べて小さくすることができる。

さらに、金属化フィルムを２枚重ね合わせてなる一対の金属化フィルムにより金属化フィルムコンデンサを形成する際に、一対の金属化フィルムの一方に形成された大分割電極部のすべてが一対の金属化フィルムの他方に形成された小分割電極部に対向するように構成することが好ましい。この構成によれば、例えば図５に示すように、一対の金属化フィルム（図中、上層側に位置する金属化フィルム）の一方に形成された第２の分割電極において金属化フィルムの自己回復機能（セルフヒーリング機能）を超えた絶縁破壊（×印の位置で誘電体が破壊）が生じた場合（破壊した誘電体部分を介して一対の金属化フィルム間で蒸着電極同士が導通した場合）でも、対向する一対の金属化フィルムの他方（図中、下層側に位置する金属化フィルム）に形成された第１の分割電極に隣接する該第１の分割電極よりも電極面積が大きな第２の分割電極から電流が分割電極に流れ込む。このため、一対の金属化フィルムの他方に形成された第１の分割電極と第２の分割電極との間に形成されたヒューズを確実に動作（ヒューズ部分の蒸着電極を飛散）させ、当該第２の分割電極を他の分割電極から切り離すことができる。これにより、一対の金属化フィルムの一方に形成された第２の分割電極において絶縁破壊が生じた場合でも、当該第２の分割電極の絶縁を回復することができ、コンデンサとしての機能を維持することができる。

さらに、上記のように２枚の金属化フィルムを重ね合わせる場合において、電極引き出し用として、金属化フィルムのメタリコン接続部側に大分割電極部を配置することが好ましい。というのも、メタリコン接続部側（電極引き出し側）に小分割電極部を配置すると、当該小分割電極部を構成する第１の分割電極で絶縁破壊（分割電極中の×印の位置で誘電体が破壊）が生じた場合、当該第１の分割電極と第２の分割電極とを接続するヒューズが動作すると、第１の分割電極からの電流通路が完全に遮断され、コンデンサとして機能しなくなる場合がある。これに対し、メタリコン接続部側に大分割電極部を配置することで、電極引き出し側の第２の分割電極（一対の金属化フィルムの一方に形成された大分割電極部を構成する第２の分割電極）において絶縁破壊が生じた場合でも、対向する金属化フィルム（一対の金属化フィルムのうちの他方の金属化フィルム、図６では下層側に配置された金属化フィルム）に形成された第１の分割電極と当該第１の分割電極に隣接する第２の分割電極とを接続するヒューズが動作することにより、コンデンサとして機能する電極領域を残すことができる。

以下に金属化フィルムコンデンサの実施例について説明する。図３において、小分割電極部を構成する第１の分割電極６１、６２の長手方向寸法６１ａ、６２ａを５ｍｍ、大分割電極部を構成する第２の分割電極６３、６４の長手方向寸法６３ａ、６４ａを２０ｍｍとし、フィルム幅方向の寸法を、第１の分割電極６１、６２については２３ｍｍ、第２の分割電極６３、６４については２６ｍｍとし、第１、第２の分割電極を接続しているヒューズ５６〜５８の寸法を０．２ｍｍとした。誘電体は２．５μｍのポリプロピレンフィルムを用い、非メタリコン近傍蒸着電極膜抵抗値を１０Ω／□、メタリコン接続部蒸着電極膜抵抗値を４Ω／□とした。

上記のように形成された金属化フィルムをメタリコン接続部と絶縁マージンが対向するように２枚重ねて巻回し、小判形に成形した後、両端部に電極引き出しとしてメタリコンを形成してコンデンサ素子とした。さらに、図４に示すように５個のコンデンサ素子２５を電極板２６で結線して引き出し端子２７を接続し、ケース２８に収納してエポキシ樹脂２９を充填、硬化して８００μＦの金属化フィルムコンデンサを作製した。

＜第２実施形態＞
図７は、本発明の金属化フィルムコンデンサを構成する金属化フィルムの第２実施形態を示す図である。この第２実施形態が第１実施形態と大きく異なる点は、第１実施形態（図３）とは異なる形状の絶縁スリットにより蒸着電極を分割し、第１の分割電極と該第１の分割電極よりも電極面積が大きな第２の分割電極とを形成している点である。

この第２実施形態にかかる金属化フィルムでは、フィルム幅方向の中程に長手方向に配列した複数のミュラー・リヤー形（幅方向に伸びる所定の長さの線分の両端に内向きの矢羽根を有する形状）の絶縁スリット１４と、絶縁マージン１２側に長手方向に配列した複数のＹ字形の絶縁スリット１３とにより、それぞれ第１の分割電極３６Ａ、３６Ｂが形成されている。また、Ｙ字形絶縁スリット１３とミュラー・リヤー形絶縁スリット１４とは長手方向に同一ピッチで配列し、複数のＹ字形絶縁スリット１３および複数のミュラー・リヤー形絶縁スリット１４のうちのいくつか（１以上）が、金属化フィルムの幅方向に貫通して伸びて結合され、貫通型絶縁スリット３５を構成している（図７では、右から２番目と左から２番目の位置にあるＹ字形絶縁スリット１３とミュラー・リヤー形絶縁スリット１４の２箇所がそれぞれ、金属化フィルムの幅方向に伸びて結合されている）。

上記のように絶縁スリットが形成されることにより、複数の分割電極（本発明の第１の分割電極」に相当）３６Ａから構成された第１の小分割電極部と複数の分割電極（本発明の第１の分割電極」に相当）３６Ｂから構成された第２の小分割電極部の間には、分割電極３６Ａ、３６Ｂよりも大きな電極面積を有する複数の分割電極（本発明の「第２の分割電極」に相当）３７Ａから構成された第１の大分割電極部が形成されている。また、第１の小分割電極部のメタリコン接続部側には、分割電極３６Ｂよりも大きな電極面積を有する複数の分割電極（本発明の「第２の分割電極」に相当）３７Ｂから構成された第２の大分割電極部が形成されている。分割電極３６Ａと分割電極３７Ａとの間、分割電極３７Ａと分割電極３６Ｂとの間および分割電極３６Ｂと分割電極３７Ｂとの間はヒューズ１８にてそれぞれ接続されている。

この実施形態でも、フィルム幅方向に沿って絶縁マージン１２側からメタリコン接続部にかけて第１の小分割電極部、第１の大分割電極部、第２の小分割電極部および第２の大分割電極部の順に小分割電極部と大分割電極部とがフィルム幅方向に交互に配置されている。つまり、フィルム幅方向において、小分割電極部は大分割電極部に隣接して配置されている。よって、この第２実施形態によっても、第１実施形態と同様な効果が得られる。

以下に金属化フィルムコンデンサの実施例について説明する。図７に示す金属化フィルムの分割電極（第１の分割電極）３６Ａ、３６Ｂをフィルム長手方向に分割する絶縁スリット１３、１４のピッチを１２．０ｍｍとし、かつ分割電極３６Ａの面積を分割電極３６Ｂの半分とした。また、各分割電極を接続しているヒューズ１８の幅を０．２ｍｍとした。誘電体は２．５μｍのポリプロピレンフィルム、非メタリコン近傍蒸着電極膜抵抗値を１０Ω／□、メタリコン接続部蒸着電極膜抵抗値を４Ω／□とした。そして、実施形態１と同様にして、このように形成された金属化フィルムをメタリコン接続部と絶縁マージンが対向するように２枚重ねて巻回し、小判形に成形した後、両端部に電極引き出しとしてメタリコンを形成してコンデンサ素子とした。

次に本発明の第１および第２実施形態にかかる金属化フィルムコンデンサの特性例（以下、それぞれ「実施例１」および「実施例２」という）を比較例と対比しながら説明する。本発明の第１および第２実施形態にかかる金属化フィルムコンデンサの分割電極寸法（または絶縁スリットのピッチ）、ヒューズの幅、蒸着電極膜抵抗値については上述したとおりである。

＜比較例＞
次に金属化フィルムコンデンサの比較例について説明する。図２（［図２−Ａ］）に示す金属化フィルムの分割電極７をフィルム長手方向に分割する絶縁スリット５のピッチを１０．０ｍｍとし、フィルム幅方向に分割する絶縁スリット６のピッチを１８ｍｍとし、分割電極７を接続しているヒューズ８、１１の幅を０．２ｍｍとした。誘電体は２．５μｍのポリプロピレンフィルム、非メタリコン近傍蒸着電極膜抵抗値を１０Ω／□、メタリコン接続部膜抵抗値を４Ω／□とした。

該分割電極金属化フィルムをメタリコン接続部と絶縁マージンが対向するように２枚重ねて巻回し、小判型に成形した後、両端部に電極引き出しとしてメタリコンを形成してコンデンサ素子とした。さらに、図４に示すように５個の該コンデンサ素子２５を電極板２６で結線して引き出し端子２７を接続し、ケース２８に収納してエポキシ樹脂２９を充填、硬化して８００μＦの金属化フィルムコンデンサを製作した。

実施例１、２および比較例について試料を用意して、耐用性試験（温度１１０℃、７５０ＶＤＣ、１０００時間印加）を実施した。試験終了後、試料の静電容量変化率を測定した。その試験結果を表１に示す。

表１の試験結果より、実施例１、２は試験終了時にショートが発生していないのに対して、比較例では試験途中にショートが発生している。これは、実施例１、２にかかる金属化フィルムは誘電体のポリプロピレンフィルムに絶縁破壊が発生した場合、ヒューズを飛散分離させるだけの電流が第２の分割電極（比較的電極面積が大きな分割電極）から第１の分割電極（比較的電極面積が小さな分割電極）に流れ込む。その結果、絶縁破壊を起こした分割電極を分離することができ、ショート発生を回避することができる。これに対して、比較例にかかる金属化フィルムは絶縁破壊が発生した場合、分割電極と接続しているヒューズには該ヒューズを飛散分離させるだけの電流が流れず、ショートモードに至ると考えられる。このように、本発明の金属化フィルムコンデンサによれば、絶縁破壊を起こした分割電極の分離を容易にし、安定した保安性が得られる。

＜その他＞
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記第１実施形態（図３）では、小分割電極部（第１および第２の小分割電極部）および大分割電極部（第１および第２の大分割電極部）のフィルム幅方向の長さを同一にし、絶縁スリット５３の配列ピッチと絶縁スリット５５の配列ピッチとを同一として、第１および第２の小分割電極部をそれぞれ構成する分割電極（第１の分割電極）のフィルム長手方向の長さ、および第１および第２の大分割電極部をそれぞれ構成する分割電極（第２の分割電極）のフィルム長手方向の長さを同一としているが、これに限定されない。例えば、図８に示すように、金属化フィルムを構成してもよい。

図８は、本発明の金属化フィルムコンデンサを構成する金属化フィルムの変形形態を示す図である。同図に示すように、小分割電極部（第１および第２の小分割電極部）および大分割電極部（第１および第２の大分割電極部）のフィルム幅方向の長さを互いに異なるように金属化フィルムを構成してもよい。また、同図に示すように、第１および第２の小分割電極部をそれぞれ構成する分割電極（第１の分割電極）のフィルム長手方向の長さ、および第１および第２の大分割電極部をそれぞれ構成する分割電極（第２の分割電極）のフィルム長手方向の長さを互いに異なるように金属化フィルムを構成してもよい。

また、上記実施形態では、フィルム長手方向に配列した複数の第１の分割電極の各々の電極面積を同一としているが、相違させてもよい。同様に、フィルム長手方向に配列した第２の分割電極の各々の電極面積を同一としているが、相違させてもよい。要は、小分割電極部を構成する第１の分割電極に隣接し、大分割電極部を構成する第２の分割電極の電極面積が第１の分割電極よりも大きければよい。

また、金属化フィルムを２枚重ね合わせる際には、同一の電極パターンを有する金属化フィルム同士を重ね合わせるほか、互いに異なる電極パターンを有する金属化フィルム同士を重ね合わせてもよい。この場合でも、一対の金属化フィルムの一方に形成された大分割電極部のすべてが一対の金属化フィルムの他方に形成された小分割電極部に対向するように金属化フィルムを重ね合わせることが好ましい。これにより、一対の金属化フィルムの一方に形成された第２の分割電極において絶縁破壊が生じた場合でも、当該第２の分割電極の絶縁を回復することができ、コンデンサとしての機能を維持することができる。

また、上記実施形態では、金属化フィルムの長手方向に間隔をあけて配列した絶縁スリットにより蒸着電極が複数の分割電極に分割された分割電極部（小分割電極部と大分割電極部）を幅方向に沿って４列配置しているが、分割電極部の配列数はこれに限定されず、３列または５列以上としてもよい。

図９は、本発明の金属化フィルムコンデンサを構成する金属化フィルムの他の変形形態を示す図である。図９では、分割電極部を幅方向に沿って３列配置している。具体的には、複数の分割電極（第１の分割電極）３９から構成された小分割電極部がフィルム幅方向中央部に配置され、分割電極３９よりも電極面積が大きな複数の分割電極（第２の分割電極）４０から構成された大分割電極部が小分割電極部の幅方向両側に隣接して配置されている。小分割電極部に配列した各絶縁スリット３５ｃを長手方向に挟んで隣接する第１の分割電極３９同士がヒューズ１８ｂで接続されている。

ここで、小分割電極部を形成する第１の分割電極３９と大分割電極部を形成する第２の分割電極４０とを接続するヒューズの幅Ａを、第１の分割電極３９同士を接続するヒューズ１８ｂの幅Ｂよりも大きくしてもよい。このような構成によれば、ヒューズ１８ｂを介して電流が流れ、コンデンサ素子の中心部における電流経路をさらに増加させ、自己発熱の抑制を図ることができる。また、ヒューズ１８の幅が、ヒューズ１８ｂの幅よりも大きくすることで、分割電極面積が小さくヒューズを動作させるために有するエネルギーが小さいフィルム中央側分割電極においても充分なヒューズの動作性を確保することができる。

１…ポリプロピレンフィルム
２…メタリコン近傍蒸着電極
３…非メタリコン近傍蒸着電極
４…絶縁マージン
５…幅方向絶縁スリット
６…長手方向絶縁スリット
７、７ａ、７ｂ…分割電極
８、８ａ、８ｂ…ヒューズ
９…メタリコン近傍長手方向絶縁スリット
１０…メタリコン接続部
１１…メタリコン近傍ヒューズ
１２、１２ａ、１２ｂ…絶縁マージン
１３、１３ａ…Ｙ字形絶縁スリット
１４、１４ａ…ミュラー・リヤー形絶縁スリット
１８、１８ｂ…ヒューズ
２５…コンデンサ素子
２６…電極板
２７…引き出し端子
２８…ケース
２９…エポキシ樹脂
３５、３５ａ、３５ｃ…絶縁スリット
３６Ａ、３６Ｂ、３９…第１の分割電極
３７Ａ、３７Ｂ、４０…第２の分割電極
３９ａ…第１の分割電極のフィルム長手方向寸法
４０ａ…第２の分割電極のフィルム長手方向寸法
５２…絶縁マージン
５３、５４、５５…絶縁スリット
５６、５７、５８…ヒューズ
６１、６２…第１の分割電極
６３、６４…第２の分割電極
６１ａ…（第１の小分割電極部を構成する）分割電極のフィルム長手方向寸法
６２ａ…（第２の小分割電極部を構成する）分割電極のフィルム長手方向寸法
６３ａ…（第１の大分割電極部を構成する）分割電極のフィルム長手方向寸法
６４ａ…（第２の大分割電極部を構成する）分割電極のフィルム長手方向寸法

Claims (3)

1. 誘電体フィルムの少なくとも片面に蒸着電極を設けた金属化フィルムを巻回、または積層してコンデンサ素子を形成し、該コンデンサ素子の両端面に電極引き出し用のメタリコンを接続した金属化フィルムコンデンサにおいて、
   前記金属化フィルムの長手方向に間隔をあけて配列した絶縁スリットにより前記蒸着電極が分割された、複数の第１の分割電極を長手方向に沿って形成する小分割電極部と、
   前記金属化フィルムの長手方向に間隔をあけて配列した絶縁スリットにより前記蒸着電極が分割された、前記第１の分割電極よりも電極面積が大きな複数の第２の分割電極を長手方向に沿って形成する大分割電極部と
   を有し、
   前記金属化フィルムの幅方向において前記小分割電極部と前記大分割電極部とが交互に隣接して配置され、
   前記複数の第１の分割電極の各々は、当該第１の分割電極を長手方向に挟む絶縁スリット間に形成されたヒューズにて前記第２の分割電極と接続されていることを特徴とする金属化フィルムコンデンサ。
2. 前記小分割電極部に配列した絶縁スリット同士の間隔が前記大分割電極部に配列した絶縁スリット同士の間隔に比べて狭いことを特徴とする請求項１記載の金属化フィルムコンデンサ。
3. 前記金属化フィルムのメタリコン接続部側に前記大分割電極部を配置したことを特徴とする請求項１に記載の金属化フィルムコンデンサ。
   

Images