JPWO2020084823A1 - フィルムコンデンサ、連結型コンデンサと、これを用いたインバータ及び電動車輌 - Google Patents

フィルムコンデンサ、連結型コンデンサと、これを用いたインバータ及び電動車輌 Download PDF

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Abstract

誘電体フィルム３と金属膜４とが積層された直方体状の本体部１と、外部電極２ａ、２ｂと、本体部１の表面に配置された絶縁層９とを備えるフィルムコンデンサ。本体部１は、積層方向に位置する一対の対向する第１面１ａ、１ｂとそれをつなぐ一対の対向する第１側面１ｃ、１ｄ及び第２側面１ｅ、１ｆとを有する。外部電極２ａ、２ｂは第１側面１ｃ、１ｄに配置される。第１側面１ｃ、１ｄが位置する方向を第１方向ｘ、第２側面１ｅ、１ｆが位置する方向を第２方向ｙとする。金属膜４は、第１方向ｘに延びる複数の第１の溝８により分割された複数の第１分割部位４ｉを有する。隣り合う２つの第１の溝８のうち第２側面に最も近い第１の溝８同士の間隔をＰとし、第１側面１ｃ、１ｄの第２側面１ｅ、１ｆからの距離がＰ以下の領域を第１領域１ｃ１、１ｄ１とする。絶縁層９は第１領域１ｃ１、１ｄ１に位置する外部電極２ａ、２ｂと本体部１との間に配置される。

Description

本開示は、フィルムコンデンサ、連結型コンデンサと、これを用いたインバータ及び電動車輌に関するものである。
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、当該誘電体フィルムの表面に蒸着によって形成された金属膜を有している。金属膜は電極として用いられる。このような構成により、フィルムコンデンサでは、誘電体フィルムの絶縁欠陥部で短絡が生じた場合にも、短絡のエネルギーで欠陥部周辺の金属膜が蒸発、飛散して、誘電体フィルムの絶縁欠陥部が絶縁化される。フィルムコンデンサは、このような自己回復性を有し、絶縁破壊し難い（例えば、特許文献１を参照）。
このように、フィルムコンデンサは電気回路が短絡した際の発火、感電等を発生させ難い。そのため、近年、フィルムコンデンサの用途は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）照明等の電源回路、ハイブリッド自動車のモータ駆動、太陽光発電のインバータシステム等に拡大しつつある。
フィルムコンデンサの構造は、捲回型と積層型に分類される。積層型のフィルムコンデンサでは捲回型のフィルムコンデンサに見られる誘電体フィルムのシワの発生、及びシワに起因する絶縁性の低下が起こり難い。一方、積層型のフィルムコンデンサは、誘電体フィルムと金属膜とを複数積層した積層体を切断して得る場合が多く、積層体の切断と同時に金属膜も切断するため、金属膜の切断面が接触して絶縁劣化しやすい。特許文献２には、切断による絶縁劣化を低減するために、切断箇所の金属膜を除去する方法が開示されている。
特開平９−１２９４７５号公報 特開２００７−９６１５８号公報
本開示のフィルムコンデンサは、誘電体フィルムと金属膜とが積層された直方体状の本体部と、一対の外部電極と、前記本体部の表面に配置された絶縁層と、を備えている。前記本体部は、積層方向に位置する一対の対向する第１面と、該一対の第１面をつなぐ一対の対向する第１側面、及び一対の対向する第２側面と、を有している。前記外部電極は、前記第１側面に配置されている。前記第１側面が位置する方向を第１方向とし、前記第２側面が位置する方向を第２方向としたとき、前記金属膜は、前記第１方向に延びる複数の第１の溝により分割された複数の第１分割部位を有している。隣り合う２つの前記第１の溝のうち、前記第２側面に最も近い２つの前記第１の溝同士の間隔をＰとする。前記第１側面における、前記第２側面からの距離がＰ以下である領域を第１領域としたとき、前記絶縁層が、前記第１領域に位置する前記外部電極と前記本体部との間に配置されている、又は、前記絶縁層が、前記第１側面における、前記第２側面からの距離がＰの位置に配置されているとともに、前記外部電極は、前記第１領域に配置されていない。
本開示のインバータは、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、前記容量部が上記のフィルムコンデンサを含む。
本開示の電動車輌は、電源と、該電源に接続されたインバータと、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、前記インバータが上記のインバータである。
積層型のフィルムコンデンサを模式的に示す斜視図である。 図１のｉｉ−ｉｉ線断面の例の一つを示す断面図である。 図１のｉｉ−ｉｉ線断面の例の一つを示す断面図である。 図２Ａの例における金属化フィルムの例の一つを示す平面図である。 図２Ａの例における金属化フィルムの例の一つを示す平面図である。 第１実施形態の例の一つを示す平面図である。 図２Ａのフィルムコンデンサにおける図４のｖ−ｖ線断面図である。 第１実施形態の例の一つを示す平面図である。 第２実施形態の例の一つを示す平面図である。 第２実施形態の例の一つを示す平面図である。 図３Ａの破線部の例の一つを拡大した平面図である。 図３Ａの破線部の例の一つを拡大した平面図である。 図３Ａの破線部の例の一つを拡大した平面図である。 図２Ｂの例における一方の金属化フィルムの例の一つを示す平面図である。 図２Ｂの例におけるもう一方の金属化フィルムの例の一つを示す平面図である。 図２Ｂのフィルムコンデンサにおける図４のｖ−ｖ線断面図である。 図２Ａの例における金属化フィルムの例の一つを示す平面図である。 図２Ｂの例における一方の金属化フィルムの例の一つを示す平面図である。 図２Ｂの例におけるもう一方の金属化フィルムの例の一つを示す平面図である。 図２Ａの例における金属化フィルムの例の一つを示す平面図である。 連結型コンデンサを模式的に示す斜視図である。 インバータの実施形態の一つを示す概略構成図である。 電動車輌の実施形態の一つを示す概略構成図である。
積層型のフィルムコンデンサＡは、図１に示すように、フィルムコンデンサ本体部１と、一対の外部電極２ａ、２ｂとを具備している。以下、フィルムコンデンサ本体部１を単に本体部１という場合もある。図２ＡはフィルムコンデンサＡの例の一つにおける図１のｉｉ−ｉｉ線断面図であり、図２Ｂは別の例の一つにおける図１のｉｉ−ｉｉ線断面図である。本体部１は、矩形状の誘電体フィルム３ａ、３ｂと金属膜４ａ、４ｂとが、図２Ａ及び図２Ｂに示すように交互に複数積層されている。
本体部１は直方体状であり、誘電体フィルムと金属膜とが積層された方向、すなわち積層方向ｚに一対の対向する第１面１ａ、１ｂを有し、第１面１ａ、１ｂの間には、第１面１ａと１ｂとをつなぐ一対の第１側面１ｃ、１ｄ、及び一対の第２側面１ｅ、１ｆを有する。本体部１は誘電体フィルムと金属膜とを複数積層した積層体を切断することで得られ、第２側面１ｅ、１ｆは切断面である。
なお、以下の各図において、各部位の相対的な寸法は説明を容易にするために誇張したものであり、各部位の実際の厚さは本体部の大きさに対して非常に小さい。
本体部１には、第１側面１ｃに外部電極２ａが、第１側面１ｄに外部電極２ｂがそれぞれ設けられている。外部電極２ａ、２ｂは、図２Ａ、図２Ｂに示すように、本体部１の第１面１ａ、１ｂの一部を覆っていてもよい。
図１に示すように、外部電極２ａ及び外部電極２ｂが位置する方向を第１方向ｘとし、第２側面１ｅ、１ｆが位置する方向を第２方向ｙとする。ｚ方向は、誘電体フィルム３ａ、３ｂ及び金属膜４ａ、４ｂの厚さ方向、すなわち積層方向である。
誘電体フィルム３ａ、３ｂ、又は金属膜４ａ、４ｂに共通する特徴について説明するため、以下では、たとえば図３Ａに示すように、ａ、ｂの符号を省略する場合がある。また、断面図においては、説明を容易にするためにフィルムの厚さ方向ｚを拡大して示している。
図２Ａに示す本体部１では、誘電体フィルム３ａの片面に金属膜４ａを備えた金属化フィルム５ａと、誘電体フィルム３ｂの片面に金属膜４ｂを備えた金属化フィルム５ｂとが交互に積層されている。金属膜４ａは本体部１の第１側面１ｃで外部電極２ａに電気的に接続されている。金属膜４ｂは、本体部１の第１側面１ｄで外部電極２ｂに電気的に接続されている。
金属化フィルム５ａは、誘電体フィルム３ａの一方の面上に金属膜４ａを形成したものである。金属化フィルム５ｂは、誘電体フィルム３ｂの一方の面上に金属膜４ｂを形成したものである。これらの金属化フィルム５ａ、５ｂは、図２Ａに示すように、幅方向すなわち第１方向ｘに少しずれた状態で積層され、本体部１は第１側面１ｃ、１ｄに金属化フィルム５ａと５ｂとが重ならないずらし部を有している。
このように、フィルムコンデンサＡの例の一つでは、誘電体フィルム３ａ及び金属膜４ａにより構成される金属化フィルム５ａと、誘電体フィルム３ｂ及び金属膜４ｂにより構成される金属化フィルム５ｂとが、図２Ａに示すように積層されている。本体部１は、金属化フィルム５ａと金属化フィルム５ｂとが積層されたさらに外側に、カバーフィルムを有していてもよい。
金属膜４ａ、４ｂは、本体部１の第１方向ｘの両端に位置する第１側面１ｃ、１ｄで、外部電極２ａ、２ｂにそれぞれ電気的に接続されている。
金属膜４ａと金属膜４ｂとの間に電位差があると、金属膜４ａと金属膜４ｂとが誘電体フィルム３を挟んで重なりあう有効領域７に静電容量が発生する。
誘電体フィルム３は、第１方向ｘの一方に位置する第１端部３ｃと他方に位置する第２端部３ｄと、第２方向ｙの両端に位置する第３端部３ｅと、を有している。第２端部３ｄ近傍には、第２方向ｙに連続して存在する絶縁マージン部６が設けられている。絶縁マージン部６は、金属膜が形成されず誘電体フィルム３が露出した部分であり、単にマージン部６という場合もある。
金属膜４は、図３Ａに示すように第１方向ｘに延びる複数の第１の溝８により複数の第１分割部位４ｉに分割されている。第１の溝８の底は誘電体フィルム３であり、第１の溝８は誘電体フィルム３の第１端部３ｃからマージン部６まで連続している。
金属膜４が有する第１の溝８は、隣り合う２つの第１の溝８同士の間隔が全て等しくてもよいし、一部、又はそれぞれ異なっていてもよい。以下、隣り合う２つの第１の溝８同士の間隔を、単に第１の溝８の間隔という場合もある。第１の溝８の間隔は、１つの第１分割部位４ｉの第２方向ｙの幅と１つの第１の溝８の幅との合計であり、１つの第１分割部位４ｉの幅よりも大きい。隣り合う第１の溝８の幅が異なる場合、第１の溝８の間隔は、１つの第１分割部位４ｉの幅と、それを挟む２つの第１の溝８の幅の平均値との合計としてもよい。隣り合う２つの第１の溝８のうち、第２側面１ｅ又は１ｆに最も近い２つの第１の溝８同士の間隔をＰとする。第１の溝８の間隔がおおむね等しい場合は、第１の溝８の間隔の平均値をＰとしてもよい。Ｐは、たとえば０．５ｍｍ以上、２０ｍｍ以下としてもよい。第２側面１ｅ又は１ｆに最も近い２つの第１の溝８以外の第１の溝８の間隔は、図３Ｂに示すようにＰより大きくてもよい。
本体部１の第２側面１ｅ、１ｆに接する第１分割部位４ｉを、端部金属膜４ｅとする。なお、後述する間隔、長さ、幅、厚さ等の値は、特に明記しない限りいずれも平均の値とする。
＜第１実施形態＞
フィルムコンデンサＡは、図１、図４及び図５に示すように、本体部１の表面に絶縁層９を備えている。第１側面１ｃ、１ｄの第２側面からの距離がＰ以下である領域を第１領域１ｃ１、１ｄ１とする。図５は図４のｖ−ｖ断面図、すなわち第１領域１ｃ１及び１ｄ１における断面図である。第１実施形態では、図４に示すように、絶縁層９が第１領域１ｃ１、１ｄ１に位置する外部電極２と本体部１との間に配置されている。すなわち、第１領域１ｃ１、１ｄ１と外部電極２の間には、絶縁層９が存在する。絶縁層９は、第１領域１ｃ１、１ｄ１上で積層方向ｚに延びており、第１面１ａとの境界から第１面１ｂとの境界まで連続している。絶縁層９は、第１面１ａ、１ｂの一部を被覆していてもよい。絶縁層９は、第１側面１ｃ、１ｄと第２側面１ｅ、１ｆとの境界部に接していてもよい。絶縁層９は、さらに第２側面１ｅ、１ｆの一部又は全部を被覆していてもよい。
切断面である第２側面１ｅ、１ｆでは、外部電極２ａに接続する金属膜４ａの端部金属膜４ａｅと、外部電極２ｂに接続する金属膜４ｂの端部金属膜４ｂｅとが接触する可能性がある。すなわち異なる電位にある端部金属膜４ｅ同士が接触して短絡する可能性がある。
隣り合う第１分割部位４ｉ同士は、間隔Ｐで設けられた第１の溝８により離間している。第１領域１ｃ１、１ｄ１は第１の溝８を少なくとも一つ有し、この第１の溝８により、端部金属膜４ｅは隣接する第１分割部位４ｉと離間している。さらに第１領域１ｃ１、１ｄ１において、絶縁層９が外部電極２と本体部１との間にあることで、端部金属膜４ｅは外部電極２と離間している。したがって、端部金属膜４ｅは外部電極２及び他の分割部位４ｉと電気的に絶縁される。その結果、端部金属膜４ａｅと端部金属膜４ｂｅとが接触しても、フィルムコンデンサＡの絶縁抵抗に対する影響を低減できる。
第１側面１ｃ、１ｄにおいて、第２側面１ｅ、１ｆと絶縁層９との距離をＤ１とし、第２側面１ｅ、１ｆと外部電極２との距離をＤ２とする。Ｗ１は絶縁層９の第２方向ｙの長さである。図１及び図４では、Ｄ１及びＤ２はいずれも０であるが、０より大きくてもよい。言い換えれば、外部電極２及び絶縁層９の両方が、図６に示すように第１側面１ｃ、１ｄと第２側面１ｅ、１ｆとの境界部と離間していてもよい。さらに言い換えると、第１領域１ｃ１、１ｄ１は、絶縁層９及び外部電極２のいずれにも覆われない部位を有していてもよい。
Ｄ２は、Ｄ１と等しくてもよいし、Ｄ１より大きくてもよい。Ｄ２がＤ１より大きいとは、Ｄ１が０でＤ２が０より大きい場合を含む。Ｄ１が０であるとは、絶縁層９が第１側面１ｃ、１ｄと第２側面１ｅ、１ｆとの境界部に接している場合を含み、さらに絶縁層９がさらに第２側面１ｅ、１ｆの一部又は全部を被覆している場合も含む。
Ｄ２がＤ１よりも大きいと、外部電極２が、絶縁層９よりも第２側面１ｅ、１ｆから離れているため、外部電極２が、切断面である第２側面１ｅ、１ｆに接する端部金属膜４ｅと、より接触し難くなる。
なお、Ｄ１が０の場合のＷ１、すなわち絶縁層９が第１側面１ｃ、１ｄと第２側面１ｅ、１ｆとの境界部に接している場合、及び第２側面１ｅ、１ｆの一部又は全部を被覆している場合のＷ１は、第１側面１ｃ、１ｄ上に位置する絶縁層９の、第２側面１ｅ、１ｆとの境界部を起点とした長さである。
＜第２実施形態＞
第２実施形態では、図７に示すように、外部電極２は、第１領域１ｃ１、１ｄ１に配置されていない。換言すれば、第２側面１ｅ、１ｆと外部電極２との距離Ｄ２がＰより大きい。絶縁層９は、第１側面１ｃ、１ｄの第２側面１ｅ、１ｆからの距離がＰの位置を含むように配置されている。絶縁層９は、第１領域１ｃ１、１ｄ１上で積層方向ｚに延びており、第１面１ａとの境界から第１面１ｂとの境界まで連続している。絶縁層９は、第１面１ａ、１ｂの一部を被覆していてもよい。絶縁層９は、第１側面１ｃ、１ｄと第２側面１ｅ、１ｆとの境界部に接していてもよい。絶縁層９は、さらに第２側面１ｅ、１ｆの一部又は全部を被覆していてもよい。第２側面１ｅ、１ｆと絶縁層９との距離Ｄ１は、０以上Ｐ以下である。したがって、第２実施形態ではＤ２はＤ１よりも大きい。第２実施形態では、外部電極２は、第１領域１ｃ１、１ｄ１に配置されていないことにより、外部電極２が端部金属膜４ｅと、さらに接触し難くなる。
図７に示す第２実施形態では、絶縁層９は、第１領域１ｃ１、１ｄ１上では外部電極２とは重なり合わないが、第２側面１ｅ、１ｆからの距離がＰより大きい第１側面１ｃ、１ｄの部位では、外部電極２と重なりあっていてもよい。第２側面１ｅ、１ｆからの距離がＰより大きく、絶縁層９と外部電極２とが重なり合った第１側面１ｃ、１ｄの領域を第２領域１ｃ２、１ｄ２とする。第２領域１ｃ２、１ｄ２の絶縁層９は、外部電極２と本体部１との間に配置されていてもよい。第２領域１ｃ２、１ｄ２で外部電極２と本体部１との間に絶縁層９があることにより、外部電極２が端部金属膜４ｅと、より接触し難くなる。なお、第２領域１ｃ２、１ｄ２では、絶縁層９と本体部１との間に外部電極２が位置していてもよい。このような構成でも、外部電極２は第１領域１ｃ１、１ｄ１には配置されないため、端部金属膜４ｅ同士が接触しても、フィルムコンデンサＡの絶縁抵抗に対する影響は小さい。
絶縁層９と外部電極２とは、図８に示すように第２側面１ｅ、１ｆ上で離間していてもよい。絶縁層９と外部電極２とが離間していることで、外部電極２が端部金属膜４ｅと、より接触し難くなる。
以下の特徴は、上記第１実施形態、第２実施形態の両方に適用できる。
第２側面１ｅ、１ｆと絶縁層９との距離Ｄ１と、絶縁層９の第２方向ｙの長さＷ１との和（Ｄ１＋Ｗ１）は、Ｐより大きくてもよい。すなわち、Ｐに対する（Ｄ１＋Ｗ１）の比（（Ｄ１＋Ｗ１）／Ｐ）は、１より大きくてもよい。（（Ｄ１＋Ｗ１）／Ｐ）が１より大きいと、外部電極２が端部金属膜４ｅと、より接触し難くなる。
Ｐに対する（Ｄ１＋Ｗ１）の比（（Ｄ１＋Ｗ１）／Ｐ）は、３以下としてもよい。（（Ｄ１＋Ｗ１）／Ｐ）を３以下とすることで、フィルムコンデンサＡの静電容量を小さくし過ぎることなく、フィルムコンデンサＡの絶縁抵抗に対する端部金属膜４ｅの影響を低減できる。（Ｄ１＋Ｗ１）／Ｐは、特に２以下、さらに１．５以下としてもよい。
絶縁層９の厚さは、誘電体フィルム３の厚さ以上であってもよい。絶縁層９の厚さを誘電体フィルム３の厚さ以上とすることで、絶縁層９と誘電体フィルム３とが同じ材料であっても、絶縁層９の絶縁性を誘電体フィルム３より大きくすることができる。絶縁層９の厚さは、例えば３μｍ以上であってもよい。また、絶縁層９によりフィルムコンデンサＡの体積が大きくなりすぎないよう、絶縁層９の厚さを例えば８００μｍ以下としてもよい。
図９〜１１は、図３Ａの第１分割部位４ｉの破線部を拡大した平面図である。図９〜１１は、図３Ｂの第１分割部位４ｉにも適用できる。金属膜４の第１分割部位４ｉは、図９〜１１に示すように、さらに第２の溝１０により分割された複数の第２分割部位４ｊを有していてもよい。隣り合う第２分割部位４ｊ同士は、ヒューズ１１で電気的に接続されている。
図９では、第２方向に延びる第２の溝１０により第２分割部位４ｊが形成されており、第２方向の中央にヒューズ１１が配置され、隣り合う第２分割部位４ｊ同士を電気的に接続している。
図１０では、第１方向ｘ及び第２方向ｙと異なる方向に延びる第２の溝１０により第２分割部位４ｊが形成され、ヒューズ１１が隣り合う第２分割部位４ｊ同士を電気的に接続している。
図１１では、第２の溝１０は第１方向ｘ及び第２方向ｙにのびる格子状であり、第２分割部位４ｊは、各辺の中央に配置されたヒューズ１１で隣り合う他の第２分割部位４ｊと電気的に接続されている。
絶縁層９は、例えば複数の金属化フィルム５ａと５ｂとを積層した積層体を切断して本体部１を得る際に、切断する箇所に絶縁性のテープ等を貼り付ける、又は絶縁性の材料を塗布する等の方法で形成できる。絶縁層９を形成した積層体を切断し、得られた本体部１の第１側面１ｃ、１ｄにメタリコン電極を形成することで、フィルムコンデンサＡを得られる。絶縁層９は本体部１の第１面１ａ、１ｂに延設されていてもよい。本体部１の第２側面１ｅ、１ｆの近傍では金属化フィルム５同士がはがれることがあるが、絶縁層９が第１側面１ｃ、２ｄから第１面１ａ、１ｂに延設されていると、金属化フィルム５同士がはがれにくくなる。
図６〜８のように、絶縁層９上の少なくとも一部、又は第１側面１ｃ、１ｄ上の一部に外部電極２を有さないフィルムコンデンサＡは、例えば以下のように作製できる。積層体の外部電極２を形成しない部位にテープ等でマスクを施し、外部電極２を形成した後、外部電極２と接しているテープ等のマスクを除去すればよい。また、絶縁層９となる絶縁性のテープを貼り付けた、又は絶縁性の材料を塗布した積層体の、外部電極２を形成しない部位をメタルマスク等でマスクして、外部電極２を形成してもよい。
絶縁層９の材料は、絶縁性を有し、金属化フィルム５を積層した積層体の表面に成形可能な材料であればよい。例えば誘電体フィルム３と同じ材料であってもよく、誘電体フィルム３よりも電気絶縁性の高い材料であってもよい。絶縁層９の材料は、具体的にはポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＴＦＥ、ポリアリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルファイド等の有機樹脂を用いてもよい。絶縁層９は、これらの有機樹脂のほか、粘着剤を含んでいてもよい。
なお、絶縁層９に関連する上記の特徴は、以下に説明する例にも適用できる。
図２Ｂに示す本体部１では、誘電体フィルム３ａの一方の面上に金属膜４ａ１及び金属膜４ａ２を備えた金属化フィルム５ａと、誘電体フィルム３ｂの一方の面上に金属膜４ｂを備えた金属化フィルム５ｂとが交互に積層されている。金属膜４ａ１は本体部１の第１側面１ｃで外部電極２ａに電気的に接続されている。金属膜４ａ２は、本体部１の第１側面１ｄで外部電極２ｂに電気的に接続されている。金属膜４ｂは、外部電極２ａ及び外部電極２ｂのいずれとも電気的に接続されていない。このような構造を有するフィルムコンデンサＡは、直列接続型のフィルムコンデンサと呼ばれる。
金属化フィルム５ａとは、誘電体フィルム３ａの一方の面上に金属膜４ａ１及び金属膜４ａ２を形成したものである。金属化フィルム５ａは、第１方向ｘの中央部に、金属膜が形成されていない、すなわち誘電体フィルム３ａが露出した部分が第２方向ｙに連続して存在する、いわゆる絶縁マージン部６ａを有している。
金属化フィルム５ｂとは、誘電体フィルム３ｂの一方の面上に金属膜４ｂを形成したものである。金属化フィルム５ｂは、第１方向ｘの両端の近傍にそれぞれ、金属膜が形成されず誘電体フィルム３ｂが露出した部分が第２方向ｙに連続して存在する、いわゆる絶縁マージン部６ｂを有している。誘電体フィルム３ｂの幅は、誘電体フィルム３ａよりも少し小さい。
これらの金属化フィルム５ａ、５ｂは、図２Ｂに示すように、金属化フィルム５ａが第１方向ｘの両側に少し突出した状態で積層されている。誘電体フィルム３ｂの幅は、誘電体フィルム３ａよりも少し小さいため、本体部１は第１側面１ｃ、１ｄに金属化フィルム５ａと５ｂとが重ならないずらし部を有している。
金属膜４ａ１と金属膜４ｂとの間に電位差があると、金属膜４ａ１と金属膜４ｂとが、誘電体フィルム３ａ又は３ｂを挟んで重なり合う有効領域７ａに静電容量が発生する。金属膜４ａ２と金属膜４ｂとの間に電位差があると、金属膜４ａ２と金属膜４ｂとが、誘電体フィルム３ａ又は３ｂを挟んで重なり合う有効領域７ｂに、静電容量が発生する。有効領域７ａを有する第１容量部Ｃ１と、有効領域７ｂを有する第２容量部Ｃ２は直列接続されている。
金属膜４ａ１、４ａ２は、図１２に示すように第１方向ｘに延びる複数の第１の溝８により複数の第１分割部位４ａ１ｉ、４ａ２ｉに分割されている。第１の溝８の底は誘電体フィルム３ａであり、第１の溝８は誘電体フィルム３ａの第１端部３ａｃ、第２端部３ａｄからマージン部６ａまで連続している。
金属膜４ｂは、図１３に示すように第１方向ｘに延びる複数の第１の溝８により複数の第１分割部位４ｂｉに分割されている。第１の溝８の底は誘電体フィルム３ｂであり、第１の溝８は誘電体フィルム３ｂの第１端部３ｂｃのマージン部６ｂから第２端部３ｂｄのマージン６ｂまで連続している。
金属膜４ａ１、４ａ２、４ｂが有する第１の溝８の間隔に関する特徴には、図３Ａ及び図３Ｂで説明した金属膜４が有する第１の溝８の間隔に関する特徴を適用できる。
直列接続型のフィルムコンデンサＡも、図４、図６〜８及び図１４に示すように、本体部１の表面に絶縁層９を備えている。図１４は直列接続型のフィルムコンデンサＡの場合の、図４のｖ−ｖ断面図、すなわち第１実施形態の第１領域１ｃ１及び１ｄ１における断面図である。直列接続型のフィルムコンデンサＡの第２実施形態では、図７、８に示すように外部電極２が、第１領域１ｃ１及び１ｄ１に配置されていない。このように、図２ＡのフィルムコンデンサＡについて説明した絶縁層９は、図２Ｂの直列接続型のフィルムコンデンサＡにも適用される。
また、図９〜１１に示す第２分割部位４ｊを有する第１分割部位４ｉも、図１２、１３の金属化フィルム５ａ、５ｂに適用できる。
以下、特に記載のない限り、図２Ａ及び図２ＢのいずれのフィルムコンデンサＡにも適用できる特徴について説明する。
誘電体フィルム３の厚さは、例えば５μｍ以下としてもよい。０．５μｍ〜４μｍの厚さの誘電体フィルム３を用いてもよい。
金属膜４（４ａ、４ｂ）は、外部電極２（２ａ、２ｂ）との接続部の近傍にヘビーエッジ構造を有していてもよい。ヘビーエッジ構造とは、外部電極２との接続部の近傍において金属膜４の電気抵抗が、金属膜４ａ、４ｂが重なり合う有効領域７の電気抵抗よりも低い構造である。外部電極２との接続部の近傍の、電気抵抗の低い金属膜４を、ヘビーエッジ部という場合もある。換言すれば、ヘビーエッジ構造とは、ヘビーエッジ部の金属膜４の厚さが、有効領域７の金属膜４の厚さよりも厚い構造を指す。なお、短絡のエネルギーで蒸発、飛散が可能な自己回復性を有する金属膜４に対し、それよりも厚さが厚い金属膜４を、有効領域７に位置するか否かにかかわらず総じてヘビーエッジ部という場合もある。
金属膜４の厚さは、有効領域７において、例えば２０ｎｍ以下、特には５ｎｍ〜１５ｎｍとしてもよい。金属膜４をこのような厚さとすることで、面積抵抗（シート抵抗）が１８Ω／□〜５０Ω／□となり、自己回復性を発揮できる。金属膜４ａと金属膜４ｂとは、同じ厚さを有していてもよい。金属膜４ａ及び金属膜４ｂのいずれか一方の全体を２０ｎｍ以下の厚さとし、もう一方の全体をヘビーエッジ部としてもよい。また、外部電極２との接続部近傍（ヘビーエッジ部）における金属膜４の厚さは、有効領域７の２倍〜４倍、すなわち１０ｎｍ〜８０ｎｍの範囲であってもよい。
また、図９〜１１では第２分割部位４ｊを矩形状としたが、これに限らず、第２分割部位４ｊは、三角形状、多角形状、円形状、楕円形状、さらに不定形状であってもよい。
フィルムコンデンサＡでは、金属膜４ａ、４ｂの両方が第１分割部位４ｉを有していてもよい。また、フィルムコンデンサＡでは、金属膜４ａ、４ｂのいずれか一方が第１分割部位４ｉを有していてもよい。フィルムコンデンサＡは、例えば図３Ａ又は図３Ｂに示すような第１分割部位４ｉを有する金属膜４ａと、図１５Ａに示すような第１分割部位４ｉを有さない金属膜４ｂとを有していてもよい。言い換えれば、金属膜４ａが第１の溝８により分割され、金属膜４ｂが連続した一つの金属膜４ｐであってもよい。
また、直列接続型のフィルムコンデンサＡでは、金属膜４ａ１、４ａ２及び４ｂがいずれも第１分割部位４ｉを有していてもよい。直列接続型のフィルムコンデンサＡでは、金属膜４ａ１及び４ａ２と、金属膜４ｂとのいずれか一方が第１分割部位４ｉを有していてもよい。直列接続型のフィルムコンデンサＡは、例えば図１２に示すような第１分割部位４ｉを有する金属膜４ａ１及び４ａ２と、図１５Ｂに示すような第１分割部位４ｉを有さない金属膜４ｂと、を有していてもよい。また、直列接続型のフィルムコンデンサＡは、図１５Ｃに示すような第１分割部位４ｉを有さない金属膜４ａ１及び４ａ２と、図１３に示すような第１分割部位４ｉを有する金属膜４ｂと、を有していてもよい。言い換えれば、金属膜４ａ１及び４ａ２と、金属膜４ｂとのいずれか一方が、連続した一つの金属膜４ｐであってもよい。
また、金属膜４ａが、有効領域７に位置するヘビーエッジ部を有し、金属膜４ｂが図１５Ａに示すように第１の溝８により分割され第１分割部位４ｉを有さない場合、金属膜４ｂは、第３の溝１３により分割された第３分割部位４ｋを有していてもよい。例えば図１６に示すように、絶縁マージン部６に隣接し、金属膜４ａのヘビーエッジ部と重なる金属膜４ｂの部位をＲとする。金属膜４ｂの第３分割部位４ｋは、少なくとも部位Ｒに配置され、連続した一つの膜４ｐとヒューズ１１で電気的に接続される。有効領域７に位置する金属膜４ａのヘビーエッジ部は、短絡のエネルギーで蒸発、飛散し難くいが、金属膜４ａのヘビーエッジ部と重なる金属膜４ｂの部位が第３分割部位４ｋを有することで、短絡した部位のヒューズ１１が短絡のエネルギーで蒸発、飛散して、短絡したヘビーエッジ部と重なる第３分割部位４ｋを電気的に絶縁することができる。
第１の溝８、第２の溝１０及び第３の溝１３の幅は、例えば０．０１ｍｍ〜０．３０ｍｍの範囲であってもよい。
誘電体フィルム３に用いる絶縁性の有機樹脂の材料としては、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、及びシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）等が挙げられる。特にシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）は、絶縁破壊電圧が高い。これらの有機樹脂は、絶縁層９に用いてもよい。
誘電体フィルム３は、例えば次のようにして得られる。絶縁性の有機樹脂を溶媒に溶解した樹脂溶液を、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製の基材フィルムの表面にシート状に成形する。成形したシートを乾燥して、溶剤を揮発させることにより誘電体フィルム３が得られる。成形方法としては、ドクターブレード法、ダイコータ法及びナイフコータ法等、周知の成膜方法から適宜選択すればよい。成形に使用する溶剤としては、例えば、メタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、エチレングリコール、エチレングリコールモノプロピルエーテル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、キシレン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジメチルアセトアミド、シクロヘキサン、又は、これらから選択された２種以上の混合物を含んだ有機溶剤を用いてもよい。また、溶融押し出し法で作製した有機樹脂のフィルムを延伸加工してもよい。
誘電体フィルム３は、上述の絶縁性の有機樹脂のみにより構成されていてもよいが、他の材料を含んでいてもよい。誘電体フィルム３に含まれる有機樹脂以外の構成要素としては、例えば上述の有機溶剤、無機フィラー等が挙げられる。無機フィラーには、例えば、アルミナ、酸化チタン、二酸化珪素等の無機酸化物、窒化珪素等の無機窒化物、ガラス等を用いることができる。特に無機フィラーとして、ペロブスカイト型構造を有する複合酸化物等の比誘電率の高い材料を用いると、誘電体フィルム３全体の比誘電率が向上し、フィルムコンデンサの体積を小さくすることができる。また、無機フィラーと有機樹脂との相溶性を高めるために、無機フィラーにシランカップリング処理やチタネートカップリング処理等の表面処理を行ってもよい。
誘電体フィルム３にこのような無機フィラーを用いる場合、無機フィラーを５０質量％未満、有機樹脂を５０質量％以上含有する複合フィルムとしてもよい。このような無機フィラーと有機樹脂の比率とすることで、有機樹脂の可撓性を維持したまま、無機フィラーにより誘電体フィルム３の比誘電率を高めることができる。無機フィラーのサイズ（平均粒径）は、０．５ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下としてもよい。
誘電体フィルム３の一方の面にマスクをした後、アルミニウム（Ａｌ）等の金属成分を蒸着して金属膜４を形成し、金属化フィルム５とする。このとき、マスクした部分はマージン部６となる。図２Ａに示す構造の場合は、誘電体フィルム３の第１方向ｘの端部の一方をマスクする。図２Ｂに示す構造の場合は、誘電体フィルム３の第１方向ｘの端部の両方又は第１方向ｘの中央部をマスクする。
ヘビーエッジ構造を形成する場合は、上述の金属化フィルム５のヘビーエッジを形成する部分以外をマスクし、上述の蒸着した金属成分のマスクの無い部分の上にさらに、たとえば亜鉛（Ｚｎ）を蒸着して形成する。このとき、ヘビーエッジとして蒸着する膜の厚さは、上述の蒸着した金属成分の１倍〜３倍の厚さとする。
金属膜４には、必要に応じてパターンを形成する。金属膜４にパターンを形成する方法としては、オイル転写パターニング法、レーザーパターニング法等が挙げられる。オイル転写パターニング法とは、誘電体フィルム３にオイルマスクをした後、金属成分を蒸着する方法である。レーザーパターニング法とは、誘電体フィルム３に金属成分を蒸着した後、レーザーにより金属膜４の一部を蒸発させる方法であり、レーザーマーカー機又はレーザートリマー機を用いる。レーザーとしては、グリーンレーザー、ＹＡＧレーザー及びＣＯ2レーザーのうちいずれかを用いればよい。
＜フィルムコンデンサの作製方法＞
本開示の積層型のフィルムコンデンサＡは、以下のようにして作製すればよい。一方の面に金属膜４（４ａ、４ｂ）を有する金属化フィルム５（５ａ、５ｂ）を所望の形状に切断した後、複数積層し、積層体を得る。このとき、図２Ａに示す構造では、金属化フィルム５ａと５ｂとを、マージン部６ａ、６ｂが第１方向ｘの異なる端部に位置するように、交互に積層する。また、金属化フィルム５ａと５ｂとは、図２Ａに示すように、少し第１方向ｘにずれた状態で重ねあわせる。図２Ｂに示す構造の場合は、第１方向ｘの中央にマージン６ａを有する金属化フィルム５ａと、それより第１方向ｘの幅が少し小さく、第１方向ｘの両端にマージン部６ｂを有する金属化フィルム５ｂとを図２Ｂのように交互に積層する。
得られた積層体を切断することで、個片の本体部１を得る。このとき、切断する箇所に絶縁性のテープ等を貼り付ける、又は絶縁性の材料を塗布する等の方法で絶縁層９を形成できる。絶縁層９を形成した積層体を切断し、得られた本体部１の第１側面１ｃ、１ｄに外部電極２を形成することで、フィルムコンデンサＡを得られる。積層体に絶縁層９を形成した後、積層体の第１側面１ｃ、１ｄとなる面に外部電極２を形成し、その後、積層体を切断してもよい。外部電極２の形成には、例えば、金属の溶射、スパッタ法、メッキ法等を用いてもよい。
次いで、必要に応じ、外部電極２を形成した本体部１の表面を図示しない外装部材で覆ってもよい。
外部電極２の材料としては、亜鉛、錫、アルミニウム、銅及びハンダから選ばれる少なくとも１種の金属材料を用いてもよい。
＜連結型コンデンサ＞
図１７は、連結型コンデンサの実施形態の一つを模式的に示した斜視図である。図１７では、連結型コンデンサの構成を分かりやすくするために、ケース及びコンデンサ表面を覆う外装樹脂の記載を省略している。連結型コンデンサＣでは、複数個のフィルムコンデンサが一対のバスバー２１、２３により並列接続されている。バスバー２１、２３は、外部接続用の端子部２１ａ、２３ａと、引出端子部２１ｂ、２３ｂと、を有している。引出端子部２１ｂ、２３ｂは、フィルムコンデンサの外部電極２ａ、２ｂにそれぞれ接続される。
連結型コンデンサＣが、上記の絶縁層９を有するフィルムコンデンサＡを含むと、耐電圧の高い連結型コンデンサＣを得ることができる。
連結型コンデンサＣは、フィルムコンデンサＡを少なくとも１つ有していてもよいし、２つ以上のフィルムコンデンサＡを有していてもよい。連結型コンデンサＣは、フィルムコンデンサを複数個、たとえば図１７に示したように４個並べた状態で、本体部１の両端にそれぞれ形成された外部電極２ａ、２ｂに、接合材を用いてバスバー２１、２３を取り付けることによって得られる。
連結型コンデンサＣは、図１７に示したようにフィルムコンデンサが平面的に配置されていてもよいし、フィルムコンデンサが積み上げられた配置としてもよい。また、フィルムコンデンサＡの配置は、外部電極２の位置する方向、すなわちｘ方向が鉛直方向に沿った配置としてもよい。
フィルムコンデンサＡ及び連結型コンデンサＣは、ケースに収納したのちケース内の空隙に樹脂を充填し、樹脂モールド型（ケースモールド型）のコンデンサとしてもよい。
＜インバータ＞
図１８は、インバータの実施形態のひとつを説明するための概略構成図である。図１８には、実施形態の一例として直流から交流を作り出すインバータＤを示している。インバータＤは、図１８に示すように、ブリッジ回路３１と、容量部３３とを備えている。ブリッジ回路３１は、例えばＩＧＢＴ（Insulated gate Bipolar Transistor）のようなスイッチング素子と、ダイオードにより構成される。容量部３３は、ブリッジ回路３１の入力端子間に配置され、電圧を安定化する。インバータＤは、容量部３３として上記のフィルムコンデンサＡ又は連結型コンデンサＣを含む。
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。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。
＜電動車輌＞
図１９は、電動車輌の概略構成図である。図１９には、実施形態の一例として、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）を示している。
電動車輌Ｅは、駆動用のモータ４１、エンジン４３、トランスミッション４５、インバータ４７、電源（電池）４９、前輪５１ａ及び後輪５１ｂを備えている。
電動車輌Ｅは、駆動源としてモータ４１、エンジン４３、又はその両方の出力を備えている。駆動源の出力は、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。電源４９は、インバータ４７に接続され、インバータ４７はモータ４１に接続されている。
また、図１９に示した電動車輌Ｅは、車輌ＥＣＵ５３、及びエンジンＥＣＵ５７を備えている。車輌ＥＣＵ５３は、電動車輌Ｅ全体の統括的な制御を行う。エンジンＥＣＵ５７は、エンジン４３の回転数を制御し電動車輌Ｅを駆動する。電動車輌Ｅは、さらに運転者等に操作されるイグニッションキー５５、図示しないアクセルペダル、及びブレーキ等の運転装置を備えている。車輌ＥＣＵ５３には、運転者等による運転装置の操作に応じた駆動信号が入力される。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、及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。
電動車輌Ｅのインバータ４７として、インバータＤ、すなわち容量部３３に上記のフィルムコンデンサＡ又は連結型コンデンサＣを含むインバータＤを用いる。このような電動車輌Ｅでは、フィルムコンデンサＡの耐電圧が高いため、フィルムコンデンサＡ又は連結型コンデンサＣの絶縁抵抗の低下が長期間にわたって小さく抑えられる。その結果、電動車輌Ｅでは、ＥＣＵ等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。
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）、燃料電池車、電動自転車、発電機、太陽電池等、種々の電力変換応用製品に適用できる。
ポリアリレート（Ｕ−１００、ユニチカ製）を用いて平均厚さ３μｍ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）製の基材フィルム上に塗布し、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。
得られた誘電体フィルムを基材フィルムから剥離し、２００ｍｍ幅にスリット加工した後、以下のように、誘電体フィルムの一方の面に、真空蒸着法により金属膜を形成した。
まず、誘電体フィルムの基材フィルムと接していた面とは反対の面にオイルマスクをし、第１方向ｘである幅方向の中央に幅５２ｍｍのＡｌ（アルミニウム）金属膜を形成した。Ａｌ金属膜の平均厚さは、２０ｎｍとした。次いで、形成したＡｌ金属膜の幅方向の中央にヘビーエッジ部として、メタルマスクを用いて幅８．８ｍｍのＺｎ（亜鉛）金属膜を形成した。Ｚｎ金属膜の平均厚さは、４０ｎｍとした。
金属膜を形成した誘電体フィルムの幅方向の中央及び両端をスリット加工して、幅２８ｍｍの金属化フィルムを得た。得られた金属化フィルムの絶縁マージン部の幅は１ｍｍ、ヘビーエッジ部の幅は４．４ｍｍとした。
Ａｌ金属膜には、オイルマスクにより図３Ａに示す第１の溝を形成した。第１の溝の間隔は２ｍｍで一定とした。すなわち、Ｐも２ｍｍである。なお、第１の溝の幅は０．２ｍｍとした。
１組の金属化フィルムを、それぞれのヘビーエッジ部が第１方向ｘの反対側に位置するとともに、それぞれのヘビーエッジ部が第１方向ｘに０．５ｍｍ突出するように、重ね合わせた。このように重ね合わせた１組の金属化フィルムを直径２００ｍｍのドラムに４５０回巻回し、複数のフィルムコンデンサが環状につながった捲回体を得た。なお、１組の金属化フィルムは、各金属膜の間に１枚の誘電体フィルムを挟むように重ね合わせた。
得られた環状の捲回体に、絶縁層となる有機樹脂のフィルムを第１方向ｘに沿って巻きつけた。有機樹脂のフィルムを巻きつけた部位は、第２方向ｙに５０ｍｍ毎に複数配置した。試料Ｎｏ．１〜１３では、有機樹脂のフィルムとしてポリイミド粘着テープを用いた。ポリイミド粘着テープの平均厚さは、試料Ｎｏ．１〜５、８〜１３では３５μｍとし、試料Ｎｏ．６及び７では８０μｍとした。有機樹脂のフィルムを巻きつけた回数は、試料Ｎｏ．１〜６及び８〜１３では１回として、試料Ｎｏ．７では１０回とした。
試料Ｎｏ．１４、１５では、有機樹脂のフィルムとしてポリアリレートフィルムを用いた。ポリアリレートフィルムの平均厚さは、試料Ｎｏ．１４では２μｍとし、試料Ｎｏ．１５では３μｍとした。有機樹脂のフィルムを巻きつけた回数は１回とした。
試料Ｎｏ．１４及び１５の有機樹脂のフィルムとして用いたポリアリレートフィルムは、上述のシート成形方法にて作製し、捲回体に巻きつけた後、平均厚さ３５μｍのポリイミド粘着テープを使用して捲回体の積層方向ｚに位置する第１面で固定した。
絶縁層となる有機樹脂のフィルムの幅は、２ｍｍ〜１６ｍｍとした。すなわち、有機樹脂のフィルムの幅は、試料Ｎｏ．１で３ｍｍ、試料Ｎｏ．２で４ｍｍ、試料Ｎｏ．３、６、７、１４及び１５で８ｍｍ、試料Ｎｏ．４で１２ｍｍ、試料Ｎｏ．５で１６ｍｍとした。
試料Ｎｏ．８〜１３では、複数の有機樹脂フィルムを並べて、又は重ねて捲回体に巻きつけた。試料Ｎｏ．８は、幅４ｍｍの有機樹脂フィルムの中央に幅２ｍｍの有機樹脂フィルムを巻き付けた。試料Ｎｏ．９は、幅４ｍｍの有機樹脂フィルムを２枚重ねて巻き付けた。試料Ｎｏ．１０は幅４ｍｍの有機樹脂フィルムの上に幅８ｍｍの有機樹脂フィルムを重ねて巻き付けた。試料Ｎｏ．１１は、幅２ｍｍの有機樹脂フィルムを３枚幅方向に並べて巻き付けた。試料Ｎｏ．１２は、幅２ｍｍの有機樹脂フィルムを３枚幅方向に並べて巻き付けた後、その幅方向の中央に幅４ｍｍの有機樹脂フィルムを巻き付けた。試料Ｎｏ．１３は、幅２ｍｍの有機樹脂フィルムを３枚幅方向に並べて巻き付けた後、その幅方向の中央に幅８ｍｍの有機樹脂フィルムを巻き付けた。
有機樹脂のフィルムを巻き付けた捲回体を、有機樹脂のフィルムを巻いた幅の中央で切断し、第２方向ｙの幅が５０ｍｍの積層体である本体部を得た。この場合、積層体の各層に含まれる第１の溝の数は、２５である。得られた絶縁層付き積層体の第１方向ｘに位置する側面、すなわち第１側面に、Ｚｎ（亜鉛）をアーク溶射し、外部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。なお、メタリコン電極を形成した後、試料Ｎｏ．８〜１０の上側の有機樹脂フィルムを除去し、試料Ｎｏ．１１の切断部の有機樹脂フィルムを除去し、試料Ｎｏ．１２、１３の上側及び切断部の有機樹脂フィルムを除去することで、Ｄ１、Ｄ２を調整した。試料Ｎｏ．１０、１３は図８と類似した構造を有している。試料Ｎｏ．１１は図６のＤ１とＤ２とが等しい場合である。試料Ｎｏ．１２は図７と類似した構造を有している。
作製したフィルムコンデンサの静電容量、及び耐電圧を測定した。静電容量は、ＬＣＲメータを用いてＡＣ１Ｖ、１ｋＨｚの条件で測定した。耐電圧は、絶縁抵抗計を用いてフィルムコンデンサに０Ｖから最大９００Ｖの直流電圧を印加する試験を行い、評価した。フィルムコンデンサに、０Ｖから９００Ｖまで、毎秒１０Ｖの昇圧速度で直流電圧を印加し、リーク電流が０．０１Ａに達した時の電圧をフィルムコンデンサの耐電圧とした。
Figure 2020084823
試料Ｎｏ．２〜１５は、絶縁層が、第１領域に位置する前記外部電極と本体部との間に配置されている、又は第１領域に外部電極が配置されておらず、４００Ｖの直流電圧を印加してもリーク電流が０．０１Ａ以下であった。特に、試料Ｎｏ．２〜１３、及び１５は、９００Ｖの直流電圧を印加してもリーク電流が０．０１Ａ未満という高い絶縁性を有していた。
試料Ｎｏ．１４は、絶縁層の平均厚さが誘電体フィルムより小さいため、４００Ｖの直流電圧の印加でリーク電流が０．０１Ａに達し、絶縁性が比較的低かった。これは、メタリコン電極を形成する時に有機樹脂のフィルムの一部が破壊されたためと考えられる。その結果、端部金属膜の一部が外部電極に電気に接続されやすくなり、当該端部金属膜が、切断面である第２側面で短絡したと考えられる。
また、試料Ｎｏ．２〜４、６〜１３及び１５は、（（Ｄ１＋Ｗ１）／Ｐ）が、３以下であり、比較的大きい静電容量を有していた。
試料Ｎｏ．１は、第１領域に位置する前記外部電極と前記本体部との間に絶縁層がなく、外部電極と第１領域が直接接する部位を有し、２５０Ｖの直流電圧の印加でリーク電流が０．０１Ａに達し、絶縁性が低かった。これは、外部電極と電気的に接続された端部金属膜が、切断面である第２側面で短絡したためと考えられる。
Ａ：フィルムコンデンサ
Ｃ：連結型コンデンサ
Ｄ：インバータ
Ｅ：電動車輌
１：本体部
１ａ、１ｂ：第１面
１ｃ、１ｄ：第１側面
１ｃ１、１ｄ１：第１領域
１ｅ、１ｆ：第２側面
２、２ａ、２ｂ：外部電極
３、３ａ、３ｂ：誘電体フィルム
４、４ａ、４ａ１、４ａ２、４ｂ：金属膜
４ｉ、４ａ１ｉ、４ａ２ｉ、４ｂｉ：第１分割部位
４ｅ：端部金属膜
４ｊ：第２分割部位
５、５ａ、５ｂ：金属化フィルム
６：絶縁マージン部
７：有効領域
８：第１の溝
９：絶縁層
１０：第２の溝
１１：ヒューズ
２１、２３：バスバー
３１：ブリッジ回路
３３：容量部
３５：昇圧回路
４１：モータ
４３：エンジン
４５：トランスミッション
４７：インバータ
４９：電源
５１ａ：前輪
５１ｂ：後輪
５３：車輌ＥＣＵ
５５：イグニッションキー
５７：エンジンＥＣＵ

Claims (12)

  1. 誘電体フィルムと金属膜とが積層された直方体状の本体部と、一対の外部電極と、前記本体部の表面に配置された絶縁層と、を備え、
    前記本体部は、積層方向に位置する一対の対向する第１面と、該一対の第１面をつなぐ一対の対向する第１側面及び一対の対向する第２側面と、を有し、
    前記外部電極は、前記第１側面に配置されており、
    前記第１側面が位置する方向を第１方向とし、前記第２側面が位置する方向を第２方向としたとき、
    前記金属膜は、前記第１方向に延びる複数の第１の溝により分割された複数の第１分割部位を有し、
    隣り合う２つの前記第１の溝のうち、前記第２側面に最も近い２つの前記第１の溝同士の間隔をＰとし、前記第１側面における、前記第２側面からの距離がＰ以下である領域を第１領域としたとき、
    前記絶縁層が、前記第１領域に位置する前記外部電極と前記本体部との間に配置されている、フィルムコンデンサ。
  2. 前記第１側面における、前記第２側面と前記絶縁層との距離をＤ１とし、前記第２側面と前記外部電極との距離をＤ２としたとき、Ｄ２がＤ１より大きい請求項１に記載のフィルムコンデンサ。
  3. 誘電体フィルムと金属膜とが積層された直方体状の本体部と、一対の外部電極と、前記本体部の表面に配置された絶縁層を備え、
    前記本体部は、積層方向に位置する一対の対向する第１面と、該一対の第１面をつなぐ一対の対向する第１側面及び一対の対向する第２側面を有し、
    前記外部電極は、前記第１側面に配置されており、
    前記第１側面が位置する方向を第１方向とし、前記第２側面が位置する方向を第２方向としたとき、
    前記金属膜は、前記第１方向に延びる複数の第１の溝により分割された複数の第１分割部位を有し、
    隣り合う２つの前記第１の溝のうち、前記第２側面に最も近い２つの前記第１の溝同士の間隔をＰとし、前記第１側面における、前記第２側面からの距離がＰ以下である領域を第１領域としたとき、
    前記絶縁層が、前記第１側面における、前記第２側面からの距離がＰの位置に配置されているとともに、前記外部電極は、前記第１領域に配置されていない、フィルムコンデンサ。
  4. 前記第１側面に、前記絶縁層と前記外部電極とが重なり合う第２領域を有し、
    該第２領域の前記絶縁層は、前記外部電極と前記本体部との間に配置されている、請求項３に記載のフィルムコンデンサ。
  5. 前記絶縁層と前記外部電極とが、離間している、請求項３に記載のフィルムコンデンサ。
  6. 前記第１側面における、前記第２側面と前記絶縁層との距離をＤ１とし、
    前記絶縁層の前記第２方向の長さをＷ１としたとき、
    （（Ｄ１＋Ｗ１）／Ｐ）が１より大きい、請求項１〜５のいずれかに記載のフィルムコンデンサ。
  7. 前記（（Ｄ１＋Ｗ１）／Ｐ）が、３以下である、請求項６に記載のフィルムコンデンサ。
  8. 前記絶縁層の厚さの平均が、３μｍ以上である、請求項１〜７のいずれかに記載のフィルムコンデンサ。
  9. 前記第１分割部位が、さらに複数の第２分割部位を有し、隣り合う第２分割部位同士がヒューズにより電気的に接続されている、請求項１〜８のいずれかに記載のフィルムコンデンサ。
  10. 複数のフィルムコンデンサと、該複数のフィルムコンデンサを接続するバスバーと、を備え、
    前記フィルムコンデンサが、請求項１〜９のいずれかに記載のフィルムコンデンサを含む、連結型コンデンサ。
  11. スイッチング素子により構成されたブリッジ回路と、該ブリッジ回路に接続された容量部とを備え、
    該容量部が、請求項１〜９のいずれかに記載のフィルムコンデンサを含む、インバータ。
  12. 電源と、該電源に接続されたインバータと、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、
    前記インバータが、請求項１１に記載のインバータである、電動車輌。
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