JP2017059612A - 金属化フィルムコンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】耐電圧性能の低下と容量減少とを抑えるとともに、確実なヒューズ機能を備えた自己保安機能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】誘電体フィルム１１の表面に形成した金属蒸着電極１２が、誘電体フィルムの長手方向に帯状に形成した高抵抗部１４によって分割した複数の一次分割電極１３ａと、この一次分割電極を誘電体フィルムの幅方向に帯状に形成した、蒸着金属が存在しないスリット１５によって分割した複数の二次分割電極とを備え、一次分割電極と二次分割電極１６とを、または二次分割電極と二次分割電極とを、高抵抗部を介して電気的に接続し、高抵抗部の抵抗値を一次分割電極および二次分割電極の抵抗値よりも高くする。【選択図】図１

Description

本発明は各種電子機器、電気機器、産業機器、自動車の電装等に使用される金属化フィルムコンデンサに関するものである。

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（以下蒸着電極）とする金属化フィルムコンデンサは、金属箔を用いるものに比べて電極の占める体積が小さく小形軽量化が図れることと、蒸着電極特有の自己回復性能（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。

特許文献１に記載の、従来の金属化フィルムコンデンサの構成について、図７及び図８を用いて説明する。ここで図７は、特許文献１に記載の金属化フィルムコンデンサの断面図、図８（ａ）は、特許文献１に記載の金属化フィルムコンデンサに用いる金属化フィルムの上面図、図８（ｂ）は、同金属化フィルムの図８（ａ）におけるＡ１０１−Ａ１０２部分の断面図、図８（ｃ）は、同金属化フィルムの図８（ａ）におけるＡ１０３−Ａ１０４部分の断面図である。

図７に示すように、特許文献１に記載の金属化フィルムコンデンサは、誘電体フィルム１０１の片面に、誘電体フィルムの幅方向の一方の端の絶縁マージン１０７を除いて金属を蒸着することで、蒸着電極１０２を形成した２枚の金属化フィルム１００ａと１００ｂとを互いに絶縁マージン１０７が逆方向となるように重ね合わせ、巻回或いは積層することで形成された巻回体或いは積層体で構成されている。そして図示はしていないが、巻回体或いは積層体の幅方向の両端部に露出した蒸着電極に、メタリコン電極が形成されている。

そして、図８（ａ）に示すように、特許文献１に記載の金属化フィルムコンデンサを構成する２枚の金属化フィルム１００ａ、１００ｂは、金属化フィルム１０２の幅方向における絶縁マージン１０７側に複数の独立した分割電極１０６と、絶縁マージン１０７から遠い側に１つの大電極１０３と、を有する。

なお、このように特許文献１に記載の金属化フィルムコンデンサは２枚の金属化フィルム１００ａ、１００ｂで構成されるものであるが、これら２枚の金属化フィルム１００ａと１００ｂとは図７に示すように、巻回体或いは積層体の幅方向において、金属化フィルム１００ａの絶縁マージン１０７と、金属化フィルム１００ｂの絶縁マージン１０７とが、お互いに反対側となるように重ねられているだけで、同じ構成のものである。

ここで、図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、各分割電極１０６と大電極１０３とは、金属化フィルム１００（ａ）、１００（ｂ）の幅方向の略中央部に設けられたマージン（以下センターマージン）１０９にて区分され、さらにこのセンターマージン１０９に設けられたヒューズ１０４を介して、分割電極１０６と大電極１０３とは電気的に接続されている。このヒューズ１０４は、分割電極１０６が形成された部分の誘電体フィルムの絶縁欠陥部が破壊した際に、分割電極１０６に流れ込む電流により切断されることで、絶縁欠陥部が存在する分割電極１０６を電気的に分離し、ショートや発火を防ぐ、いわば自己保安機能を有するものである。

特開２００４−１３４５６１号公報

しかしながら、上記のような従来のフィルムコンデンサでは、ヒューズを設けることにより自己保安機能は得られるものの、通電時の電流によって、ヒューズ部分が局所的に発熱して高温となり、その結果耐電圧性能の低下を来たすことがあった。

また、ヒューズを形成するためには、図８に示すセンターマージン１０９のような、蒸着電極の存在しない領域を形成しなければならず、蒸着電極の存在しない領域を形成することによって、この蒸着電極の存在しない領域に隣接する蒸着電極の縁部に電界が集中し、その結果コロージョン等の蒸着電極の後退により容量減少を来たすことがあった。

さらに、蒸着電極の存在しない領域を形成することは、フィルムコンデンサの容量を形成する電極の面積を減少させることになり、所定の容量のフィルムコンデンサを得るためには、多くの金属化フィルムを必要としていた。

本発明は、上記のような課題に対してなされたものであり、耐電圧性能の低下と、容量減少とを抑えるとともに、確実なヒューズ機能を備えた、自己保安機能を有する金属化フィルムコンデンサを提供するものである。

□本発明の金属化フィルムコンデンサは、誘電体フィルムの片面に、第１の金属蒸着電極を形成した第１の金属化フィルムと、誘電体フィルムの片面に、第２の金属蒸着電極を形成した第２の金属化フィルムとを一対として、巻回または積層した金属化フィルムコンデンサであって、第１の金属蒸着電極または第２の金属蒸着電極は、誘電体フィルムの長手方向に帯状に形成された高抵抗部によって分割された複数の一次分割電極と、この一次分割電極が誘電体フィルムの幅方向に帯状に形成された、蒸着金属が存在しないスリットによって分割された複数の二次分割電極とを備え、一次分割電極と二次分割電極とが、または二次分割電極と二次分割電極とが、高抵抗部を介して電気的に接続され、高抵抗部の抵抗値は、一次分割電極および二次分割電極の抵抗値よりも高い構成を備えたものである。

また、本発明の金属化フィルムコンデンサは、誘電体フィルムの一方の面に第１の金属蒸着電極を形成し、誘電体フィルムの他方の面に第２の金属蒸着電極を形成した両面金属化フィルムを、誘電体層とともに巻回または積層した金属化フィルムコンデンサであって、第１の金属蒸着電極または第２の金属蒸着電極は、誘電体フィルムの長手方向に帯状に形成された高抵抗部によって分割された複数の一次分割電極と、この一次分割電極が誘電体フィルムの幅方向に帯状に形成された、蒸着金属が存在しないスリットによって分割された複数の二次分割電極とを備え、一次分割電極と二次分割電極とが、または二次分割電極と二次分割電極とが、高抵抗部を介して電気的に接続され、高抵抗部の抵抗値は、一次分割電極および二次分割電極の抵抗値よりも高い構成を備えたものである。

このような構成を備えることにより、耐電圧性能の低下と、容量減少の低下とが抑えられた、確実な自己保安機能を有する安全性の高い金属化フィルムコンデンサ得ることができる。

（ａ）は本発明の実施の形態１における金属化フィルムコンデンサに使用される第１の金属化フィルムおよび第２の金属化フィルムの構成を示す上面図、（ｂ）は同金属化フィルムを、図１（ａ）に示す上面図におけるＡ１−Ａ２で切断した断面を示す断面図、（ｃ）は、図１（ａ）に示す上面図におけるＡ３−Ａ４で切断した断面を示す断面図。 本発明の実施の形態１における第１の金属化フィルムと第２の金属化フィルムとを重ね合わせた状態の断面を示す断面図。 （ａ）は本発明の実施の形態２における金属化フィルムコンデンサに使用される第１の金属化フィルムおよび第２の金属化フィルムの構成を示す上面図、（ｂ）は同金属化フィルムを、図３（ａ）に示す上面図におけるＡ５−Ａ６で切断した断面を示す断面図、（ｃ）は同金属化フィルムを、図３（ａ）に示す上面図におけるＡ７−Ａ８で切断した断面を示す断面図。 本発明の実施の形態２における第１の金属化フィルムと第２の金属化フィルムとを重ね合わせた状態の断面を示す断面図。 （ａ）は本発明の実施の形態３における金属化フィルムコンデンサに使用される第１の金属化フィルムおよび第２の金属化フィルムの構成を示す上面図、（ｂ）は同金属化フィルムを、図５（ａ）に示す上面図におけるＡ９−Ａ１０で切断した断面を示す断面図。 本発明の実施の形態３における第１の金属化フィルムと第２の金属化フィルムとを重ね合わせた状態の断面を示す断面図。 従来の金属化フィルムコンデンサの断面図。 （ａ）は従来の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す上面図、（ｂ）は同金属化フィルムを、図６（ａ）に示す上面図におけるＡ１０１−Ａ１０２で切断した断面を示す断面図、（ｃ）は同金属化フィルムを、図６（ａ）に示す上面図におけるＡ１０３−Ａ１０４で切断した断面を示す断面図。

以下、図を用いて本発明の実施の形態について説明するが、本発明は実施の形態に限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１（ａ）は本発明の実施の形態１における金属化フィルムコンデンサに使用される第１の金属化フィルムおよび第２の金属化フィルムの構成を示す上面図であり、図１（ｂ）は同金属化フィルムを、図１（ａ）に示す上面図におけるＡ１−Ａ２で切断した断面を示す断面図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）に示す上面図におけるＡ３−Ａ４で切断した断面を示す断面図である。図２は本発明の実施の形態１における第１の金属化フィルムと第２の金属化フィルムとを重ね合わせた状態の断面を示す断面図である。

図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、第１の金属化フィルム１０ａおよび第２の金属化フィルム１０ｂは、誘電体フィルム１１と、この誘電体フィルム１１の表面に形成された金属蒸着電極１２と、誘電体フィルム１１の幅方向の一方の端部に形成された金属蒸着電極１２の存在しない端面マージン１７とを備えている。金属蒸着電極１２は、高抵抗部１４によって誘電体フィルム１１の幅方向に分割された複数の一次分割電極１３ａ、１３ｂと、一次分割電極１３ｂがスリット１５によって誘電体フィルム１１の長手方向に分割された複数の二次分割電極１６とを備えている。

一次分割電極１３ｂが分割された複数の二次分割電極１６と、一次分割電極１３ａとは高抵抗部１４によって電気的に接続されている。

このように、誘電体フィルムの長手方向に隣り合う二次分割電極の間は、蒸着金属が存
在しないスリットによって分離され、誘電体フィルムの幅方向に隣り合う一次分割電極と二次分割電極の間は、高抵抗部によって電気的に接続された構成となっている。

次に第１の金属化フィルム１０ａと第２の金属化フィルム１０ｂとの関係について説明する。

図２に示すように、第１の金属化フィルム１０ａと、第２の金属化フィルム１０ｂとは同じ構成のもので、それぞれの誘電体フィルム１１の幅方向の一方の端部に形成された端面マージン１７が、お互いに幅方向の反対側の位置になるように重ね合わされている。ここで、第２の金属化フィルム１０ｂの端面マージン１７が形成されていない側の他方の端面は第１の金属化フィルム１０ａの端面マージン１７側の端面から、突き出ている。

重ね合わされた第１の金属化フィルム１０ａと第２の金属化フィルム１０ｂとは、巻回或いは積層されて巻回体或いは積層体となり、この巻回体または積層体の両端面にメタリコン電極が形成されてコンデンサ素子となり、さらに、このコンデンサ素子のメタリコン電極にリード線が接続され、必要に応じて外装が施されて金属化フィルムコンデンサとなる。

さらに詳しく説明する。

誘電体フィルム１１としては、厚みが１．５μｍ〜１２μｍ程度の、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンナフタレート等の高分子フィルムを用いてもよい。

金属蒸着電極１２としては、アルミニウム、アルミニウムとマグネシウムとを含む合金、アルミニウムとニッケルとを含む合金、アルミニウムと亜鉛とを含む合金、等の金属或いは合金を用いてもよい。一次分割電極および二次分割電極の抵抗値は、５〜３０Ω／ｃｍ２が好ましい。

端面マージン１７は誘電体フィルムの一方の端部の長手方向に帯状に連続して形成されている。この端面マージン１７の幅は、１〜１０ｍｍが好ましい。

高抵抗部１４は金属の薄膜によって形成され、ヒューズとして機能するとともに、金属蒸着電極としての機能も有する。高抵抗部１４を形成する金属として、アルミニウム、アルミニウムとマグネシウムとを含む合金、アルミニウムとニッケルとを含む合金、アルミニウムと亜鉛とを含む合金、等の金属或いは合金を用いてもよい。

高抵抗部１４は一次分割電極および二次分割電極よりも厚みが薄く形成されている。

高抵抗部１４は図１（ａ）に示すように、二次分割電極１６の、誘電体フィルム１１における長手方向の一方の端部から他方の端部に亘って形成されていてもよい。このような構成とすることによって、高抵抗部１４は金属蒸着電極としての機能も有するため、初期容量の減少を抑えることができる。また、電界が集中する金属蒸着電極の縁部を少なくすることができるため、コロージョン等の金属蒸着電極の後退による容量減少を抑制することができる。

高抵抗部１４の抵抗値は金属蒸着電極１２よりも高く、高抵抗部１４の抵抗値は５０〜５００Ω／ｃｍ２が好ましい。

高抵抗部１４の誘電体フィルム１１の幅方向における寸法（幅とする）は、０．３〜１
０ｍｍが好ましい。

高抵抗部１４は金属蒸着電極と同じ金属或いは合金としてもよい。

誘電体フィルムの幅方向に帯状に形成された、一次分割電極１３ｂを分割するスリット１５は、一方の端部が端面マージン１７と繋がっており、他方の端部が高抵抗部１４と繋がっている。

スリット１５は、図１（ａ）に記載のスリット１５ｂ、１５ｃに示すように、高抵抗部１４の幅方向の一方端から他方端に亘って横断するように設けることが好ましい。このような構成とすることで、高抵抗部１４がヒューズとして機能するときの動作精度を高くすることができるとともに、絶縁欠陥部が存在する二次分割電極１６を確実に分離することができる。

スリット１５の端部は、図１（ａ）に記載のスリット１５ａに示すように高抵抗部１４に僅かに入り込むように設けてもよい。このような構成とすることで、高抵抗部１４がヒューズとして機能するときの動作精度を向上させながら、スリット１５を形成することによる金属蒸着電極の面積の減少量を少なくすることができ、金属化フィルムの使用量の増加を抑制することができる。

次に本実施の形態における金属化フィルムコンデンサに用いる金属化フィルム１０ａ、１０ｂの作製方法について説明する。

金属化フィルム１０ａ、１０ｂは、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などの方法により、誘電体フィルム１１の表面に蒸着金属層を形成することにより作製することができる。ここでは、真空蒸着法によって金属化フィルムを作製する形態について説明する。

真空蒸着機内で、ロール状に巻き取られた誘電体フィルムを、巻き出し軸から巻き出して支持ロール間を走行させ、誘電体フィルムの進行方向と同じ方向に回転する冷却ドラム上へ導く。冷却ドラムは誘電体フィルムを支持するとともに冷却する。

冷却ドラムに対向するように配置した蒸着源から、誘導加熱法、抵抗加熱法または電子ビーム加熱法などによって加熱して蒸発させた金属を、冷却ドラム上の誘電体フィルムの表面に堆積させて金属蒸着電極を形成する。表面に金属蒸着電極が形成された誘電体フィルムを巻き取り軸で巻き取り、ロール状の金属化フィルムを得る。

端面マージン１７は、冷却ドラム上で誘電体フィルムの表面に金属蒸着電極を形成する前の段階で、誘電体フィルムの表面の端面マージンを形成する箇所に、予めオイルを付着させてオイルマスクを形成することによって形成することができる。オイルマスクを形成するオイルとしては、パラフィン系のオイル、フッ素系のオイル等を用いることができる。

誘電体フィルムの表面にオイルを付着させる方法としては、誘電体フィルムの走行方向と同じ方向に回転し、端面マージンのパターンが表面に凸状に形成された塗布ロールの、凸状部分に適量のオイルを連続的に供給しながら、塗布ロールの表面を誘電体フィルムに接触させて、誘電体フィルムの表面にオイルを転写する方法が適用できる。

スリット１５も、上記のように端面マージン１７と同じ方法で、塗布ロールの表面にスリットのパターンが表面に凸状に形成された塗布ロールを用いて、オイルを誘電体フィル
ムに付着させることにより形成することができる。

高抵抗部１４は、誘電体フィルムの表面に一次分割電極１３ａ、１３ｂよりも薄い金属層を形成することによって得ることができる。

作製方法としては、上記の端面マージン１７や、スリット１５を形成する方法と同じ方法を用い、金属を蒸着する前に、誘電体フィルムの表面の高抵抗部を形成する部分に、端面マージン１７や、スリット１５を形成する部分に付着させるオイルの量よりも少ない量のオイルを付着させることによって、一次分割電極１３ａ、１３ｂよりも少ない量の金属が誘電体フィルムの表面に堆積する。このように、誘電体フィルムの表面に堆積する金属の量を少なくすることによって、一次分割電極１３ａ、１３ｂよりも薄い金属層よりなる高抵抗部１４を形成することができる。

なお、端面マージン１７を形成するための誘電体フィルムへのオイルの塗布と、スリット１５を形成するための誘電体フィルムへのオイルの塗布は、端面マージン１７を形成するためのパターンと、スリット１５を形成するためのパターンとの両方のパターンを１つの塗布ロールに形成したものを用いて、端面マージン１７を形成するためのオイルと、スリット１５を形成するためのオイルとを、一度の機会で塗布ロールから誘電体フィルムに転写させてもよい。

また、高抵抗部１４を形成するためのオイルの塗布は、塗布ロールから誘電体フィルムに転写させるオイルの量が、端面マージン１７やスリット１５を形成するためのオイルの量よりも少ないため、端面マージン１７やスリット１５を形成するための誘電体フィルムにオイルを塗布する塗布ロールとは別の塗布ロールを用いて、別の機会に塗布ロールから誘電体フィルムにオイルを転写させてもよい。このようにすることで、端面マージン１７、スリット１５、高抵抗部１４の寸法や抵抗値の精度を向上することができる。

なお、金属蒸着電極１２を形成する前の誘電体フィルム１１の表面に、コロナ処理、プラズマ処理、イオン照射などの表面処理を施してもよい。このような表面処理を施すことで、高抵抗部１４の誘電体フィルム１１への付着力を安定させることができ、高抵抗部１４がヒューズとして動作するときの動作精度を向上することができる。

（実施の形態２）
図３（ａ）は本発明の実施の形態２における金属化フィルムコンデンサに使用される第１の金属化フィルムおよび第２の金属化フィルムの構成を示す上面図であり、図３（ｂ）は同金属化フィルムを、図３（ａ）に示す上面図におけるＡ５−Ａ６で切断した断面を示す断面図であり、図３（ｃ）は、図３（ａ）に示す上面図におけるＡ７−Ａ８で切断した断面を示す断面図である。図４は本発明の実施の形態２における第１の金属化フィルムと第２の金属化フィルムとを重ね合わせた状態の断面を示す断面図である。

図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、第１の金属化フィルム３０ａおよび第２の金属化フィルム３０ｂは、誘電体フィルム３１と、この誘電体フィルム３１の表面に形成された金属蒸着電極３２と、誘電体フィルム３１の幅方向の一方の端部に形成された金属蒸着電極３２の存在しない端面マージン３７とを備えている。金属蒸着電極３２は高抵抗部３４によって誘電体フィルム３１の幅方向に分割された複数の一次分割電極３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄと、一次分割電極３３ｂ、３３ｃ，３３ｄが、スリット３５によって誘電体フィルム３１の長手方向に分割された複数の二次分割電極３６ｂ、３６ｃ、３６ｄとを備えている。

複数の二次分割電極３６ｂと、一次分割電極３３ａとは高抵抗部３４ａによって電気的
に接続されている。

二次分割電極３６ｃと、二次分割電極３６ｂとは高抵抗部３４ｂによって電気的に接続されている。

二次分割電極３６ｄと、二次分割電極３６ｃとは高抵抗部３４ｃによって電気的に接続されている。

このように、誘電体フィルム３１の長手方向に隣り合う二次分割電極の間は、蒸着金属が存在しないスリット３５によって分離され、誘電体フィルム３１の幅方向に隣り合う一次分割電極と二次分割電極の間または二次分割電極と二次電極の間は、高抵抗部５４によって電気的に接続された構成となっている。

次に第１の金属化フィルム３０ａと第２の金属化フィルム３０ｂとの関係について説明する。

図４に示すように、第１の金属化フィルム３０ａと、第２の金属化フィルム３０ｂとは同じ構成のもので、夫々の誘電体フィルム３１の幅方向の一方の端部に形成された端面マージン３７が、お互いに幅方向の反対側の位置になるように重ね合わされている。ここで、第２の金属化フィルム３０ｂの端面マージン１７が形成されていない側の他方の端面は第１の金属化フィルム３０ａの端面マージン３７側の端面から、突き出ている。

重ね合わされた第１の金属化フィルム３０ａと第２の金属化フィルム３０ｂとは、巻回或いは積層されて巻回体或いは積層体となり、この巻回体または積層体の両端面にメタリコン電極が形成されてコンデンサ素子となり、このコンデンサ素子のメタリコン電極にリード線が接続され、必要に応じて外装が施されて金属化フィルムコンデンサとなる。

（実施の形態３）
図５（ａ）は本発明の実施の形態３における金属化フィルムコンデンサに使用される第１の金属化フィルムおよび第２の金属化フィルムの構成を示す上面図であり、図５（ｂ）は同金属化フィルムを、図５（ａ）に示す上面図におけるＡ９−Ａ１０で切断した断面を示す断面図である。図６は本発明の実施の形態３における第１の金属化フィルムと第２の金属化フィルムとを重ね合わせた状態の断面を示す断面図である。

図５（ａ）、（ｂ）に示すように、第１の金属化フィルム５０ａおよび第２の金属化フィルム５０ｂは、誘電体フィルム５１と、この誘電体フィルム５１の表面に形成された金属蒸着電極５２と、誘電体フィルム５１の幅方向の一方の端部に形成された金属蒸着電極５２の存在しない端面マージン５７とを備えている。金属蒸着電極５２は高抵抗部５４によって誘電体フィルム５１の幅方向に分割された複数の一次分割電極５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄと、一次分割電極５３ａ、５３ｂ、５３ｃ，５３ｄがスリット５５によって、誘電体フィルム５１の長手方向に分割された複数の二次分割電極５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄとを備えている。

二次分割電極５６ｂと、二次分割電極５６ａとは高抵抗部５４ａによって電気的に接続されている。

二次分割電極５６ｃと、二次分割電極５６ｂとは高抵抗部５４ｂによって電気的に接続されている。

二次分割電極５６ｄと、二次分割電極５６ｃとは高抵抗部５４ｃによって電気的に接続
されている。

このように、誘電体フィルム５１の長手方向に隣り合う二次分割電極の間は、蒸着金属が存在しないスリット５５によって分離され、誘電体フィルム５１の幅方向に隣り合う二次分割電極と二次電極の間は、高抵抗部５４によって電気的に接続された構成となっている。

次に第１の金属化フィルム５０ａと第２の金属化フィルム５０ｂとの関係について説明する。

図６に示すように、第１の金属化フィルム５０ａと、第２の金属化フィルム５０ｂとは同じ構成のもので、それぞれの誘電体フィルム５１の幅方向の一方の端部に形成された端面マージン５７が、お互いに幅方向の反対側の位置になるように重ね合わされている。ここで、第２の金属化フィルム５０ｂの端面マージン５７が形成されていない側の他方の端面は第１の金属化フィルム５０ａの端面マージン５７側の端面から、突き出ている。

重ね合わされた第１の金属化フィルム５０ａと第２の金属化フィルム５０ｂとは、巻回或いは積層されて巻回体或いは積層体となり、この巻回体または積層体の両端面にメタリコン電極が形成されてコンデンサ素子となり、このコンデンサ素子のメタリコン電極にリード線が接続され、必要に応じて外装が施されて金属化フィルムコンデンサとなる。

上記実施の形態１〜３で説明したように、本発明の金属化フィルムコンデンサは、誘電体フィルムの長手方向に隣り合う二次分割電極の間は、蒸着金属が存在しないスリットによって分離され、誘電体フィルムの幅方向に隣り合う一次分割電極と二次分割電極の間または二次分割電極と二次電極の間は、高抵抗部によって電気的に接続された構成の金属化フィルムをそなえたものである。

このような構成とすることによって、本発明においては、二次分割電極が形成された部分の誘電体フィルムの絶縁が破壊した際には、１つの二次分割電極を構成する４辺の内、誘電体フィルムの長手方向並ぶ２辺は既に蒸着金属が存在しないスリットによって、隣り合う二次分割電極とは切り離されているため、残る２辺或いは１辺に形成され、隣り合う一次分割電極或いは二次分割電極と電気的に接続する高抵抗部の内、少なくとも一つの高抵抗部がヒューズとして動作するだけで、誘電体フィルムの絶縁が破壊した部分に形成された二次分割電極を分離することができるので、高抵抗部のヒューズとしての動作精度が向上し、安定して金属化フィルムコンデンサの保安性を確保することができる。

そして、高抵抗部をヒューズとして機能させることにより、従来のような通電時の狭小なヒューズ部分を流れる電流による局所的な発熱が解消されるので、耐電圧性能の低下を抑制することができる。

また、蒸着金属が存在しないスリット部分の領域を少なくすることになるので、蒸着金属の存在しない領域に隣接する金属蒸着電極の縁部の電界が集中する部分が少なくなり、コロージョン等の金属蒸着電極の後退による容量減少を抑制することができる。

さらに、高抵抗部がフィルムコンデンサの容量を形成する金属蒸着電極としての機能を持つので、所定の容量のフィルムコンデンサを得るための、金属化フィルムの使用量を低減することができる。

なお、本発明に対する比較として、誘電体フィルムの長手方向に隣り合う二次分割電極の間を高抵抗部によって分割し、誘電体フィルムの幅方向に隣り合う一次分割電極と二次
分割電極との間、または二次分割電極と二次電極との間を高抵抗部によって分割し、それぞれの高抵抗部が、一次分割電極と二次分割電極、或いは二次分割電極と二次分割電極とを電気的に接続するとともに、ヒューズ機能を持つ構成について検討した。この場合、二次分割電極の４辺或いは３辺をを囲む全ての高抵抗部をヒューズとして動作させることによって、誘電体フィルムの絶縁が破壊した部分に形成された二次分割電極を確実に分離することができる。しかしながら、高抵抗部が二次分割電極の４辺或いは３辺を囲むように形成されているため、高抵抗部の抵抗値の均一性が確保し難く、高抵抗部の全てをヒューズとして動作させて、誘電体フィルムの絶縁が破壊した部分に形成された二次分割電極へ流れる電流を完全に遮断することが難しく、安定して保安性を確保することは困難であった。

したがって、本発明では、誘電体フィルムの長手方向に隣り合う二次分割電極をスリットにて分離した構成としている。

なお、実施の形態の説明では、１つの誘電体フィルムの一方の面にのみ金属蒸着電極を形成した第１の金属化フィルムと第２の金属化フィルムとを重ね合わせてコンデンサ素子としたが、１つの誘電体フィルムの両面に金属蒸着電極を形成して両面金属化フィルムとし、この両面金属化フィルムと、金属蒸着電極が形成されていない誘電体フィルムとを重ね合わせてコンデンサ素子としてもよい。

また、二次分割電極は、一次分割電極をスリットによって長手方向に分割した構成としたが、二次分割電極はこの構成に限られるものではなく、一次分割電極をスリットによって分割した二次分割電極を、スリットによってさらに誘電体フィルムの長手方向に分割した構成であってもよい。

また、第１の金属化フィルムと第２の金属化フィルムとを同じ構成のものとしたが、それぞれ異なる構成としてもよい。同様に、両面金属化フィルムにおいても、誘電体フィルムの一方の面に形成する蒸着金属電極の構成と、他方の面に形成する金属蒸着電極の構成とを異なる構成としてもよい。

本発明は各種電子機器、電気機器、産業機器、自動車の電装等に使用される金属化フィルムコンデンサに有用である。

１０ａ、３０ａ、５０ａ 第１の金属化フィルム
１０ｂ、３０ｂ、５０ｂ 第２の金属化フィルム
１１、３１、５１ 誘電体フィルム
１２、３２、５２ 金属蒸着電極
１３ａ、１３ｂ、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ
一次分割電極
１４、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、５４ａ、５４ｂ、５４ｃ 高抵抗部
１５、１５ａ、１５ｂ，１５ｃ、３５、３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、５５、５５ａ、５５ｂ、５５ｃ スリット
１６、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄ、 二次分割電極
１７、３７、５７ 端面マージン

Claims (5)

1. 誘電体フィルムの片面に、第１の金属蒸着電極を形成した第１の金属化フィルムと、誘電体フィルムの片面に、第２の金属蒸着電極を形成した第２の金属化フィルムとを一対として、巻回または積層した金属化フィルムコンデンサであって、
   前記第１の金属蒸着電極または前記第２の金属蒸着電極は、
   前記誘電体フィルムの長手方向に帯状に形成された高抵抗部によって分割された複数の一次分割電極と、前記一次分割電極が前記誘電体フィルムの幅方向に帯状に形成された、蒸着金属が存在しないスリットによって分割された複数の二次分割電極とを備え、前記一次分割電極と前記二次分割電極とが、または前記二次分割電極と前記二次分割電極とが、前記高抵抗部を介して電気的に接続され、前記高抵抗部の抵抗値は、前記一次分割電極および前記二次分割電極の抵抗値よりも高いことを特徴とする金属化フィルムコンデンサ。
2. 誘電体フィルムの一方の面に第１の金属蒸着電極を形成し、前記誘電体フィルムの他方の面に第２の金属蒸着電極を形成した両面金属化フィルムを、誘電体層とともに巻回または積層した金属化フィルムコンデンサであって、
   前記第１の金属蒸着電極または前記第２の金属蒸着電極は、
   前記誘電体フィルムの長手方向に帯状に形成された高抵抗部によって分割された複数の一次分割電極と、前記一次分割電極が前記誘電体フィルムの幅方向に帯状に形成された、蒸着金属が存在しないスリットによって分割された複数の二次分割電極とを備え、前記一次分割電極と前記二次分割電極とが、または前記二次分割電極と前記二次分割電極とが、前記高抵抗部を介して電気的に接続され、前記高抵抗部の抵抗値は、前記一次分割電極および前記二次分割電極の抵抗値よりも高いことを特徴とする金属化フィルムコンデンサ。
3. 前記高抵抗部は、前記二次分割電極の長手方向の一方の端部から他方の端部に亘って形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の金属化フィルムコンデンサ。
4. 前記高抵抗部の抵抗値が５０〜５００Ω／ｃｍ２であることを特徴とする請求項１または２に記載の金属化フィルムコンデンサ。
5. 前記スリットは、前記高抵抗部を横断するように形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の金属化フィルムコンデンサ。
   

Images