WO2019082929A1 - 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および電動車輌 - 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および電動車輌

Info

Publication number
WO2019082929A1
WO2019082929A1 PCT/JP2018/039498 JP2018039498W WO2019082929A1 WO 2019082929 A1 WO2019082929 A1 WO 2019082929A1 JP 2018039498 W JP2018039498 W JP 2018039498W WO 2019082929 A1 WO2019082929 A1 WO 2019082929A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
film
metal film
groove
metal
metallized
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2018/039498
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
菊池　直樹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2019551202A priority Critical patent/JP6938662B2/ja
Priority to US16/755,682 priority patent/US11631545B2/en
Priority to EP18871340.8A priority patent/EP3703087A4/en
Priority to CN201880066703.0A priority patent/CN111213217B/zh
Publication of WO2019082929A1 publication Critical patent/WO2019082929A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/33—Thin- or thick-film capacitors (thin- or thick-film circuits; capacitors without a potential-jump or surface barrier specially adapted for integrated circuits, details thereof, multistep manufacturing processes therefor)
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/005—Electrodes
    • H01G4/015—Special provisions for self-healing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/005—Electrodes
    • H01G4/012—Form of non-self-supporting electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/228—Terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/32—Wound capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/38—Multiple capacitors, i.e. structural combinations of fixed capacitors
    • H01G4/385—Single unit multiple capacitors, e.g. dual capacitor in one coil
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/40—Structural combinations of fixed capacitors with other electric elements, the structure mainly consisting of a capacitor, e.g. RC combinations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/018—Dielectrics
    • H01G4/06—Solid dielectrics
    • H01G4/14—Organic dielectrics
    • H01G4/18—Organic dielectrics of synthetic material, e.g. derivatives of cellulose
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present disclosure relates to a film capacitor, a coupled capacitor, an inverter using the same, and an electric vehicle.
  • the film capacitor has, for example, a dielectric film obtained by filming a polypropylene resin, and a metal film formed on the surface of the dielectric film by vapor deposition.
  • a metal film is used as an electrode.
  • the film capacitor is unlikely to generate a fire or an electric shock when the electric circuit is short-circuited. Therefore, in recent years, applications of film capacitors are being expanded to power supply circuits such as light emitting diode (LED) lighting, motor drive of hybrid vehicles, inverter systems for solar power generation, and the like.
  • LED light emitting diode
  • Patent Document 1 discloses a technique for raising the thickness of the metal film at the portion connected to the external electrode.
  • the film capacitor of the present disclosure comprises: a first dielectric film; a first metallized film having a first metal film disposed on a first surface of the first dielectric film; a second dielectric film; A second metallized film having a second metal film disposed on a second surface of the second dielectric film, and a main body including at least a pair of external electrodes.
  • the first dielectric film or the second dielectric film is disposed between the first metal film and the second metal film.
  • the external electrodes are respectively disposed at a pair of main body end portions in the first direction of the main body portion, and are electrically connected to any one of the first metal film and the second metal film.
  • the first metal film and / or the second metal film electrically connected to the external electrode may have a thickness of 20 nm or more in the vicinity of the end portion of the main body electrically connected to the external electrode. It has one portion, and the first portion has a plurality of first grooves in contact with the body end and extending in the first direction.
  • a and / or B this refers to either "A only", “B only”, or "A and B.”
  • the coupled capacitor of the present disclosure includes a plurality of film capacitors and a bus bar connecting the plurality of film capacitors, and the film capacitor includes the above-described film capacitor.
  • the inverter of the present disclosure includes a bridge circuit having a switching element, and a capacitor connected to the bridge circuit, the capacitor including the above-described film capacitor.
  • the electric vehicle of the present disclosure includes a power supply, an inverter connected to the power supply, a motor connected to the inverter, and a wheel driven by the motor, and the inverter is the above-described inverter.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view schematically showing a wound film capacitor.
  • 1 is a schematic cross-sectional view of a laminated film capacitor. It is a top view of the surface which shows a part of dielectric film and metal film in one of the embodiments. It is the iv-iv sectional view taken on the line of FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line vv of FIG. 3; It is the vi-vi line sectional view of FIG.
  • It is a top view of the surface which shows a part of dielectric film and metal film in one of the embodiments.
  • It is a top view of the surface which shows a part of dielectric film and metal film in one of the embodiments.
  • the film capacitor comprises a film capacitor main body 3 (hereinafter sometimes referred to simply as the main body 3) and a pair of external electrodes 4a and 4b.
  • a first dielectric film 1a, a second dielectric film 1b, a first metal film 2a, and a second metal film 2b are stacked or wound.
  • the pair of external electrodes 4a and 4b are provided on opposite ends (main body ends) 3a and 3b of the main body 3 by metallikon.
  • the main portion 3 of the wound film capacitor A shown in FIG. 1 comprises a first metallized film 5a having the first metal film 2a on the first surface 1ac of the first dielectric film 1a, and a second dielectric film
  • the second metallized film 5b provided with the second metal film 2b is stacked and wound on the second surface 1bc of 1b.
  • the first metal film 2 a is electrically connected to the external electrode 4 a at one main body end 3 a of the main body 3.
  • the second metal film 2 b is electrically connected to the external electrode 4 b at the other main body end 3 b of the main body 3.
  • the first of the first dielectric film 1a, the first metal film 2a, and the first metallized film 5a may be omitted, and may simply be referred to as the dielectric film 1a, the metal film 2a, and the metallized film 5a.
  • the second of the second dielectric film 1b, the second metal film 2b and the second metallized film 5b may be omitted, and may simply be referred to as the dielectric film 1b, the metal film 2b and the metallized film 5b.
  • the drawn dielectric films 1a and 1b and the metal films 2a and 2b are drawn to be thick enough to be in front of the paper.
  • the width direction of the dielectric films 1a and 1b and the metal films 2a and 2b is illustrated as a first direction x, the length direction as a second direction y, and the thickness direction as a z direction.
  • the first direction x may be simply referred to as the x direction
  • the second direction y may be simply referred to as the y direction.
  • the dielectric films 1a and 1b and the metal films 2a and 2b are stacked in the z direction.
  • the external electrodes 4a and 4b are disposed at the body end portions 3a and 3b located in the x direction of the body portion 3, respectively.
  • the x direction coincides with the winding axial direction.
  • the main part 3 of the laminated film capacitor B shown in FIG. 2 is a metallized film 5a having the metal film 2a on the first surface 1ac of the dielectric film 1a and a metal film on the second surface 1bc of the dielectric film 1b.
  • Metallized films 5b provided with 2b are alternately laminated.
  • the metal film 2 a is electrically connected to the external electrode 4 a at one main body end 3 a of the main body 3.
  • the metal film 2 b is electrically connected to the external electrode 4 b at the other main body end 3 b of the main body 3.
  • the dielectric film 1a of the film capacitors A and B has a first surface 1ac and a third surface 1ad opposed in the z direction, and a first side surface 1ae and a second side surface 1af opposed in the x direction.
  • the dielectric film 1b has a second surface 1bc and a fourth surface 1bd opposite in the z direction, and a first side surface 1be and a second side surface 1bf opposite in the x direction.
  • the metallized film 5a is obtained by forming the metal film 2a on the first surface 1ac of the dielectric film 1a, and an insulation margin continuously extending in the y direction in the vicinity of the second side surface 1af on the first surface 1ac. It has the part 6a.
  • the insulation margin portion 6a is a portion where the dielectric film 1a is exposed.
  • the metallized film 5b is obtained by forming the metal film 2b on the second surface 1bc of the dielectric film 1b, and an insulation margin continuously extending in the y direction in the vicinity of the second side surface 1bf on the second surface 1bc. It has the part 6b.
  • the insulation margin portion 6 b is a portion where the dielectric film 1 b is exposed.
  • the metallized films 5 a and 5 b are laminated or wound in a state of being slightly deviated in the width direction (x direction).
  • the reference numerals a and b may be omitted.
  • the z-direction which is the thickness direction of the film is enlarged and shown to facilitate the description.
  • the film thickness of the metal film 2 may be, for example, 20 nm or less, in particular, 5 to 15 nm. By setting the metal film 2 to such a film thickness, the area resistance becomes 18 to 50 ⁇ / ⁇ , and the self-healing property can be exhibited. Area resistance may be called sheet resistance.
  • a metal or alloy such as aluminum (Al) or zinc (Zn) may be used.
  • the film thickness of the metal film 2 may be confirmed by, for example, a cross section of the metallized film 5 subjected to the ion milling process with a scanning electron microscope (SEM) or the like.
  • SEM scanning electron microscope
  • FIG. 3 is a plan view of the metallized film 5
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line iv-iv of FIG. 3
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line v-v of FIG. FIG.
  • the metal film 2 has a so-called heavy edge structure at least in the vicinity (2e) of the connection portion with the external electrode 4.
  • the vicinity of the connection portion with the external electrode 4 is, in other words, the vicinity of the first side face 1 e of the dielectric film 1.
  • the vicinity 2e of the connection portion between the metal film 2 and the external electrode 4 may be referred to as a heavy edge portion 2e or a first portion 2e.
  • the heavy edge structure is, for example, a structure in which the thickness of the metal film 2 in the vicinity 2e of the connection portion with the external electrode 4 is large and the electric resistance is low, with respect to the effective region 7 where the metal films 2a and 2b overlap.
  • the film thickness of the metal film 2 in the vicinity 2e of the connection portion with the external electrode 4 may be, for example, twice or more, specifically 20 nm or more, of the film thickness capable of exhibiting the self-healing property.
  • the film thickness of the metal film 2 in the heavy edge portion 2e may be in the range of 80 nm or less.
  • the equivalent series resistance (ESR) of the film capacitors A and B can be reduced by being electrically connected to the external electrode 4 by the heavy edge portion 2e having a low resistance.
  • the heavy edge 2e of the metallized film 5a overlaps the insulation margin 6b of the metallized film 5b, and the heavy edge 2e of the metallized film 5b is the insulation margin of the metallized film 5a It may overlap with 6a.
  • the width of the heavy edge portion 2e in the first direction x may be, for example, 4 mm or less, particularly 0.5 mm or more and 3 mm or less, depending on the size of the film capacitors A and B.
  • the film thickness of the metal film 2 is thick, the influence of the difference between the thermal contraction rate of the metal film 2 and the thermal contraction rate of the dielectric film 1 is large. Therefore, at the end in the x direction of the metallized film 5, that is, at the main body end 3, warpage may occur in the metallized film 5 due to the thermal contraction difference between the metal film 2 and the dielectric film 1.
  • the metallized film 5 has a warp at the end 3 of the main body, metallikon hardly enters the gap between the overlapping metallized films 5. As a result, the contact area between the metal film 2 and the external electrode 4 may be reduced, and the electrical connection between the metal film 2 and the external electrode 4 may not be sufficiently obtained.
  • the metal film 2 has the first groove 8 extending in the first direction x in the heavy edge portion 2e.
  • the first groove 8 has an opening 8 e opening at the body end 3 and has a predetermined length L in the first direction x from the opening 8 e.
  • the length L of the first direction x of the first groove 8 may be the same as or shorter than the width of the heavy edge portion 2e in the first direction x as shown in FIG.
  • the metal film 2 may have a plurality of first grooves 8 at predetermined intervals in the second direction y.
  • the heavy edge portion 2 e having the first groove 8 By the heavy edge portion 2 e having the first groove 8, the influence of the thermal contraction difference between the metal film 2 and the dielectric film 1 at the heavy edge portion 2 e is alleviated by the first groove 8, and the metallized film 5 is obtained. Warpage of the end can be made less likely to occur. As a result, the reliability of the electrical connection between the metal film 2 and the external electrode 4 is improved, the dielectric loss of the film capacitor is reduced, and the increase of the dielectric loss due to charge and discharge cycles can be suppressed.
  • the length L of the first direction x of the first groove 8 may be equal to or less than the width of the heavy edge portion 2e, that is, the first portion 2e in the first direction x.
  • L may be, for example, 1.0 mm or more and 2.0 mm or less.
  • L is larger than 1.0 mm, the influence of the thermal contraction difference with the dielectric film 1 can be alleviated.
  • L is smaller than 2.0 mm, it is difficult for the first groove 8 to reach the effective area 7, and the capacitance can be secured. That is, the metal film 2 located in the effective region 7 may not have the first groove 8.
  • the first groove 8a of the metallized film 5a may overlap with the margin portion 6b of the metallized film 5b and may not overlap with the metal film 2b.
  • the first groove 8b of the metallized film 5b may overlap with the margin portion 6a of the metallized film 5a and may not overlap with the metal film 2a. That is, the first groove 8a of the metallized film 5a may not have a portion overlapping with the metal film 2b, and the first groove 8 of the metallized film 5b may not have a portion overlapping with the metal film 2a.
  • the distance P1 between the first groove 8 and the first groove 8 adjacent in the second direction y may be, for example, 4 mm or less. If P1 is larger than 4 mm, there is a concern that the influence of the thermal contraction difference between the metal film 2 and the dielectric film 1 can not be alleviated. When the film thickness of the heavy edge portion 2e is relatively large, P1 may be decreased, and when the film thickness of the heavy edge portion 2e is relatively small, P1 may be increased. P1 may be, for example, 1 mm or more, but may be smaller than that.
  • the width of the first groove 8 in the second direction y is W, as shown in FIG.
  • W1 and W2 may be the same as shown in FIG.
  • W1 may be larger than W2, that is, the width W2 of the opening 8e may be narrow, and the width W may be maximum at a portion of the first groove 8 other than the opening 8e.
  • the shape of the first groove 8 may be rectangular as shown in FIG. 3, or as shown in FIG. 7, the opening 8e is a short bottom, and the side facing the opening 8e is a long bottom It may be trapezoidal.
  • the shape of the first groove 8 may be a cross shape in which a groove extending in the first direction x and a groove extending in the second direction y intersect as shown in FIG.
  • the length in the second direction y of the groove extending in the second direction y is taken as the maximum width W1.
  • the metal film 2 which is the wall surface of the first groove 8 may be in contact with the main body end 3 across the first groove 8.
  • the metal film 2 which is the wall surface of the first groove 8 at the body end 3 may not be joined.
  • the shape of the first groove 8 may be a triangular shape having an apex at the body end 3.
  • the ratio of the distance P1 between the adjacent first grooves 8 to the width W2 of the opening 8e is W2 / P1.
  • W2 / P1 may be, for example, 0.35 or less.
  • W1 may be, for example, 0.1 mm or more and 1.0 mm or less, particularly 0.3 mm or more and 0.5 mm or less.
  • W2 may be, for example, 1.0 mm or less, in particular 0.5 mm or less.
  • the bottom surface of the first groove 8 may be the dielectric film 1.
  • the bottom surface of the first groove 8 may be the metal film 2.
  • the thickness of the metal film 2 at the bottom of the first groove 8 is smaller than the thickness of the heavy edge 2 e.
  • the metal film 2 may have one or more second grooves 9 in the effective region 7 in addition to the first grooves 8 as shown in FIG.
  • the second groove 9 may be in contact with the end face 1 c of the dielectric film 1 and / or the insulation margin 6.
  • the second groove 9 may extend in the first direction x and connect the end face 1 c of the dielectric film 1 and the insulation margin portion 6.
  • the plurality of second grooves 9 may extend in different directions and intersect each other to divide the metal film 2 into a plurality of small regions.
  • the metal film 2 may have a fuse portion 10 connecting the small regions divided by the second groove 9. When there are a plurality of second grooves 9 in the first region 2 e, one or more first grooves 8 may be disposed between the adjacent second grooves 9 and the second grooves 9.
  • the distance P 1 between the first groove 8 and the first groove 8 is smaller than the distance P 2 between the second groove 9 and the second groove 9.
  • the effective area 7 is divided into two in the first direction x
  • the area adjacent to the insulation margin 6 of the metal film 2 has the second groove 9 and the heavy edge 2 e of the metal film 2.
  • the region of H may not have the second groove 9.
  • the width of the second groove 9 may be, for example, 0.01 to 0.20 mm.
  • the second metallized film 5 b having the second metal film 2 b is alternately laminated on the second surface 1 bc of the film 1 b.
  • the width direction of the first dielectric film 1a, the second dielectric film 1b, the first metal film 2a, and the second metal film 2b is the first direction x
  • the length direction is the second direction y
  • the thickness The direction is shown as the z direction.
  • the film capacitor C has two capacitive parts connected in series.
  • the metal film 2a has a metal film 2a1 located on the left side of FIG. 11 and a metal film 2a2 located on the right side of FIG. That is, the metal film 2a has two metal films 2a1 and 2a2 arranged in the x direction.
  • the metal film 2a1 is electrically connected to the external electrode 4a at the main body end 3a located on the left side of the main body portion 3, and the metal film 2a2 is connected to the external electrode 4b at the main body end 3b located on the right side of the main body 3 It is electrically connected.
  • the metallized film 5a of the film capacitor C has a first insulation margin portion 6a continuously extending in the second direction y at a central portion in the first direction x.
  • the metal film 2 is not formed, and the first surface 1ac is exposed.
  • the metal film 2a1 and the metal film 2a2 are electrically insulated by the first insulation margin portion 6a.
  • the metallized film 5b of the film capacitor C has a second insulation margin portion 6b continuously extending in the second direction y at both ends in the first direction x.
  • the metal film 2 is not formed in the second insulation margin portion 6b, and the second surface 1bc is exposed.
  • the metal film 2b is not electrically connected to any of the external electrodes 4a and 4b.
  • the dielectric films 1a and 1b and the metal films 2a and 2b are stacked in the z direction and stacked as shown in FIG.
  • the first capacity portion C1 and the second capacity portion C2 are connected in series.
  • the first capacitance portion C1 is formed in the effective region 7a in which the metal film 2a1 and the metal film 2b sandwich the dielectric film 1a or 1b, and in the second capacitance portion C2, the metal film 2a2 and the metal film 2b are dielectrics It is formed in the effective area 7b sandwiching the body film 1a or 1b.
  • any one of the overlapping metal films 2a (2a1, 2a2) and 2b may have a thickness that can exhibit self-healing properties.
  • the entire metal film 2a of the film capacitor C may have the same thickness as that of the first portion 2e, and the total thickness of the metal film 2b may be 20 nm or less.
  • the film capacitor C can exhibit self-healing property by the metal film 2b.
  • the metal film 2a may have only the first groove 8 and the metal film 2b may have the second groove 9.
  • Such a series type structure is not only applied to the laminated film capacitor C shown in FIGS. 10 and 11, but may be applied to a wound film capacitor.
  • the first capacitance C1 and the second capacitance C2 are connected in series inside the film capacitor, and the voltage applied to the first capacitance C1 and the second capacitance The voltage applied to the part C2 is distributed according to the capacitance of each capacitive part. As a result, the withstand voltage of the entire film capacitor C can be improved.
  • the film capacitors A and B may be referred to as a normal film capacitor, and the film capacitor C may be referred to as a series-connected film capacitor.
  • the material of the insulating resin used for the dielectric film 1 is, for example, polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), polyphenylene sulfide (PPS), polyethylene naphthalate (PEN), polyarylate (PAR), polyphenylene ether (PPE) And polyetherimide (PEI) and cycloolefin polymer (COP).
  • PP polypropylene
  • PET polyethylene terephthalate
  • PPS polyphenylene sulfide
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PAR polyarylate
  • PPE polyphenylene ether
  • PEI polyetherimide
  • COP cycloolefin polymer
  • Polyarylates (PAR) in particular have high breakdown voltages.
  • Such film capacitors A, B and C may be produced, for example, as follows.
  • dielectric film 1 is prepared.
  • the dielectric film 1 is formed, for example, by forming a resin solution in which an insulating resin is dissolved in a solvent on a surface of a substrate film made of polyethylene terephthalate (PET), for example, and drying to evaporate the solvent. can get.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the forming method may be appropriately selected from known film forming methods such as a doctor blade method, a die coater method, and a knife coater method.
  • a solvent used for molding for example, methanol, isopropanol, n-butanol, ethylene glycol, ethylene glycol monopropyl ether, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, xylene, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, dimethyl acetamide, cyclohexane
  • an organic solvent containing a mixture of two or more selected from these Alternatively, a film of resin produced by a melt extrusion method may be stretched.
  • the thickness of the dielectric film 1 may be, for example, 5 ⁇ m or less. In particular, it is preferable to use a dielectric film 1 having a thickness of 0.5 to 4 ⁇ m.
  • the dielectric film 1 may be made of only the above-described insulating resin.
  • the dielectric film 1 may contain materials other than the above-mentioned insulating resin.
  • components other than resin contained in the dielectric film 1 the above-mentioned organic solvent and an inorganic filler are mentioned, for example.
  • the inorganic filler for example, inorganic oxides such as alumina, titanium oxide and silicon dioxide, inorganic nitrides such as silicon nitride, and glass may be used.
  • the inorganic filler may be subjected to surface treatment such as silane coupling treatment or titanate coupling treatment.
  • the dielectric film 1 When such an inorganic filler is used for the dielectric film 1, a composite film containing less than 50% by mass of the inorganic filler and 50% by mass or more of the resin is used to maintain the flexibility of the resin while maintaining the flexibility. An effect such as improvement of the relative dielectric constant can be obtained.
  • the size of the inorganic filler for example, the average particle size may be 4 to 1000 nm.
  • a mask is applied to a predetermined portion of one surface of the produced dielectric film 1.
  • a metal component such as aluminum (Al) is vapor-deposited on the non-masked portion of one surface of the dielectric film 1 to form the metal film 2, thereby obtaining the metallized film 5 having the insulation margin portion 6.
  • the predetermined portion to be masked is one of the ends in the width direction (first direction x).
  • the predetermined portion is the central portion in the width direction (first direction x) of the first dielectric film 1a, and both in the width direction (first direction x) of the second dielectric film 1b.
  • the heavy edge structure is formed by masking, for example, zinc (Zn) further on the non-masked portion of the vapor-deposited metal component described above except for the portion forming the heavy edge of the metallized film 5 described above.
  • the film thickness of the vapor deposition film to be vapor deposited to form the heavy edge portion 2e may be 1 to 3 times the film thickness of the above-mentioned vapor deposited metal component. As a result, the film thickness of the heavy edge portion 2e is 2 to 4 times the film thickness of the other portion, and becomes the first portion 2e.
  • the first groove 8 is formed in the first portion 2 e of the metal film 2.
  • Laser patterning may be used to form the first groove 8.
  • the laser patterning method is a method of evaporating a part of the metal film 4 by a laser, and uses a laser marker machine or a laser trimmer machine.
  • the laser any one of a green laser, a YAG laser and a CO 2 laser may be used.
  • the metallized film 5 (5a, 5b) having the metal film 2 (2a, 2b) on one side is a little in the width direction, ie, in the first direction x, as shown in FIG.
  • the main body 3 of the film capacitor A or B is obtained by stacking one or more sets in a shifted state and laminating or winding.
  • the main body 3 of the film capacitor C is obtained by stacking the metallized films 5a and 5b as a set, and stacking one or more sets as shown in FIG. 11, or winding.
  • Film capacitors A, B, or C can be obtained by forming metallikon electrodes as external electrodes 4 on both end surfaces of the obtained main body portion 3 in the x direction.
  • a method such as thermal spraying of metal, sputtering, plating or the like may be used.
  • the outer surface of the main body 3 on which the external electrode 4 is formed may be covered with an exterior member (not shown).
  • Examples of the material of the metal film 2 include metals or alloys such as aluminum (Al) and zinc (Zn).
  • At least one metal material selected from zinc, tin, aluminum, copper and solder may be used as the material of the metallikon electrode.
  • FIG. 12 is a perspective view schematically showing one of the embodiments of the coupled capacitor.
  • the connection type capacitor D a plurality of wound film capacitors A are connected in parallel by a pair of bus bars 21 and 23.
  • the bus bars 21 and 23 have terminal portions 21 a and 23 a for external connection and lead terminal portions 21 b and 23 b.
  • the leadout terminal portions 21b and 23b are respectively connected to the external electrodes 4a and 4b of the film capacitor A.
  • connection type capacitor D may include a laminated type film capacitor B or a series connection type film capacitor C in place of the wound type film capacitor A.
  • the connected capacitor D may have at least one film capacitor A, or may have two or more film capacitors A.
  • the connection type capacitor D in a state where a plurality of film capacitors A are arranged, for example, four as shown in FIG. 12, the external electrodes 4a and 4b respectively formed on both ends of the main body 3 It is obtained by attaching 21 and 23.
  • the connected capacitor D may have a flat film capacitor, or may have a stacked film capacitor.
  • the film capacitor A may be arranged such that the direction in which the external electrode 4 is located, that is, the x direction is along the vertical direction.
  • the film capacitors A, B and C and the connected capacitor D may be housed in a case and then filled with resin in the space in the case to form a resin mold type (case mold type) capacitor.
  • FIG. 13 is a schematic configuration diagram for describing an embodiment of an inverter.
  • FIG. 13 shows an inverter E that generates alternating current from direct current as an example of the embodiment.
  • the inverter E includes a bridge circuit 31 and a capacitance unit 33, as shown in FIG.
  • the bridge circuit 31 includes, for example, a switching element such as an IGBT (Insulated gate Bipolar Transistor) and a diode.
  • the capacitive unit 33 is disposed between the input terminals of the bridge circuit 31 to stabilize the voltage.
  • the above-described film capacitors A, B, and C or a connection type capacitor D are used as the capacitor portion 33.
  • the inverter E is connected to a booster circuit 35 that boosts the voltage of the DC power supply.
  • the bridge circuit 31 is connected to a motor generator (motor M) as a driving source.
  • FIG. 14 is a schematic block diagram of an electric vehicle.
  • FIG. 14 shows a hybrid vehicle (HEV) as an example of the embodiment.
  • HEV hybrid vehicle
  • the electric powered vehicle F includes a drive motor 41, an engine 43, a transmission 45, an inverter 47, a power supply (battery) 49, a front wheel 51a and a rear wheel 51b.
  • the electric powered vehicle F is provided with an output of a motor 41, an engine 43, or both as a drive source.
  • the output of the drive source is transmitted to the pair of left and right front wheels 51 a via the transmission 45.
  • the power supply 49 is connected to the inverter 47, and the inverter 47 is connected to the motor 41.
  • the electric powered vehicle F shown in FIG. 14 includes a vehicle ECU 53 and an engine ECU 57.
  • the vehicle ECU 53 performs overall control of the entire electric powered vehicle E.
  • the engine ECU 57 controls the rotational speed of the engine 43 to drive the electric vehicle E.
  • the electric powered vehicle E further includes an ignition key 55 operated by a driver or the like, an accelerator pedal (not shown), and a driving device such as a brake.
  • the vehicle ECU 53 receives a drive signal according to the operation of the drive device by the driver or the like.
  • the vehicle ECU 53 outputs an instruction signal to the engine ECU 57, the power supply 49, and the inverter 47 as a load based on the drive signal.
  • Engine ECU 57 controls the number of rotations of engine 43 in response to the instruction signal, and drives electrically powered vehicle E.
  • an inverter E that is, the inverter E including the above film capacitors A, B, C or a coupled capacitor D in the capacity portion 33 is used.
  • the film capacitors A, B, C or the coupled capacitor D have small dielectric loss and little increase in dielectric loss due to charge and discharge cycles, so the electrostatic capacitance is extended for a long time The switching noise generated by the inverter 47 can be reduced for a long time.
  • the inverter E of this embodiment can be applied not only to the above-mentioned hybrid vehicle (HEV) but also to various power conversion application products such as an electric vehicle (EV), a fuel cell vehicle, or an electric bicycle, a generator, a solar cell .
  • EV electric vehicle
  • a fuel cell vehicle or an electric bicycle
  • a generator a solar cell .
  • a dielectric film having an average thickness of 2.5 ⁇ m was produced using polyarylate (U-100, manufactured by Unitika).
  • the dielectric film was prepared by dissolving polyarylate in toluene, applying it on a substrate made of polyethylene terephthalate (PET) using a coater, and forming it into a sheet. After molding, heat treatment was performed at 130 ° C. to remove toluene, and a dielectric film was obtained. The obtained dielectric film was peeled from the substrate and slit into a width of 130 mm.
  • a series connected film capacitor was produced as follows.
  • An Al (aluminum) metal film was formed on one main surface of the dielectric film to obtain a metallized film having two types of metal films different in film thickness.
  • a thick metal film is referred to as a first metal film
  • a thin metal film is referred to as a second metal film.
  • the film thickness of the metal film was determined by scanning electron microscope (SEM) observation of a cross section subjected to ion milling.
  • the film thickness t1 of the first metal film and the film thickness t2 of the second metal film are shown in Table 1.
  • the sheet resistance was evaluated in a 4-terminal resistance measurement mode using a multimeter. For example, the sheet resistance of the metal film with a film thickness of 50 nm was 7 ⁇ / ⁇ , and the sheet resistance of the metal film with a film thickness of 30 nm was 25 ⁇ / ⁇ .
  • a 2 mm wide first insulation margin is formed at the center of the first metal film in the first direction x using a green laser marker, and the second insulation margin is formed at both ends of the second metal film in the first direction x Formed.
  • the first groove was formed at both ends in the first direction x of the thick first metal film, that is, at the first portion.
  • the shape of the first groove is shown in Table 1.
  • a second groove was formed in a mesh shape on the entire surface using a green laser marker.
  • a second groove formed a pattern composed of a small area of 2 mm ⁇ 2 mm and a fuse part having a width of 0.2 mm connecting the small areas.
  • the laser irradiation conditions were an output of 4 W, a frequency of 140 kHz, and a scanning speed of 4 m / sec.
  • a 130 mm wide metallized film is further slitted, and a first metallized film having a first metal film is a 28 mm wide metallized film having a first insulation margin portion with a width of 2 mm at a central portion in a first direction x.
  • the second metallized film having the second metal film was a metallized film with a total width of 27 mm, having a second insulation margin portion with a width of 1.5 mm at both ends in the first direction x.
  • the first metallized film and the second metallized film were superposed, and wound 100 times on a drum with a diameter of 200 mm, to obtain a wound body in which a plurality of film capacitors are annularly connected.
  • the first metallized film and the second metallized film were laminated so as to sandwich a single dielectric film between the first metal film and the second metal film.
  • the conventional film capacitor was produced as follows. An oil mask was used on one surface of the dielectric film slitted to a width of 130 mm, and an Al (aluminum) metal film having a width of 52 mm was formed at the center in the width direction which is the first direction x. The average thickness of the Al metal film was 15 nm. Next, a Zn (zinc) metal film having a width of 2 to 8 mm was formed at the center in the width direction of the formed Al metal film as a heavy edge portion using a metal mask. The average thickness of the Zn metal film was 5 to 65 nm.
  • the center and both ends in the width direction of the obtained metallized film were slit to obtain a first metallized film and a second metallized film having a width of 28 mm.
  • the width of the insulation margin of each metallized film obtained was 1 mm, and the width of the heavy edge was 1 to 4 mm.
  • a first groove was formed in the heavy edge portion or first portion of the first metal film and the second metal film using a green laser marker.
  • the shape of the first groove is shown in Table 2.
  • a second groove is formed in a mesh shape using a green laser marker in a region closer to the insulation margin portion than the center of the first metal film and the second metal film in the first direction, and a small 2 mm ⁇ 2 mm
  • a pattern was formed of a region and a 0.2 mm wide fuse portion connecting between the small regions.
  • the laser irradiation conditions were an output of 4 W, a frequency of 140 kHz, and a scanning speed of 4 m / sec.
  • the heavy edge portions of the first metallized film and the second metallized film are located on the opposite side of the first direction x, and the respective heavy edge portions protrude 0.5 mm in the first direction x , Overlaid.
  • One set of the metallized films thus stacked was wound 100 times on a drum having a diameter of 200 mm to obtain a wound body in which a plurality of film capacitors were connected in an annular shape.
  • the first metallized film and the second metallized film were laminated so as to sandwich a single dielectric film between the first metal film and the second metal film.
  • the obtained wound body was cut so that the width in the second direction y was 15 mm, to obtain a laminate as a main body.
  • An alloy of zinc and tin was sprayed on the end face of the main body in the first direction x to form a metallikon electrode as an external electrode to obtain a film capacitor.
  • the dielectric loss (DF) of the produced film capacitor was measured using a digital multimeter under conditions of 1 V AC and 1 kHz. The value of this dielectric loss is taken as dielectric loss DF1 before the charge and discharge test.
  • the charge / discharge test of the film capacitor was performed as follows. After charging the film capacitor with a DC voltage (DC) of 600 V, a forced short circuit was performed to discharge. A charge / discharge test of 100 cycles was performed on a charge / discharge cycle in which one charge-discharge cycle was one cycle. After the charge and discharge test, the dielectric loss DF was measured again, and the obtained value was taken as the dielectric loss DF2 after the charge and discharge test.
  • the values of DF1, DF2 and DF2 / DF1 are listed in Table 1.
  • DF2 / DF1 is the ratio of DF2 to DF1.
  • Sample No. 1 having a first groove at the end in the first direction of the thick first metal film that is, the first portion. 2, 3, 5 to 17, 19, 20, and a sample No. 1 having a heavy edge portion, ie, a first groove at a first portion. 22, 23, 25, 26, 28 to 36, 38, 40 and 41 have sample Nos. 1 and 2 that do not have a first groove.
  • the increase in dielectric loss after the charge and discharge test was small.
  • sample No. 1 in which the maximum width W1 of the first groove is larger than the width W2 of the opening portion No increase in dielectric loss was observed after the charge / discharge test in any of 3, 14, 16 to 20, 23, 26, 33 to 35 and 41.
  • A, B, C film capacitor D: connected capacitor E: inverter F: electric vehicle 1, 1a, 1b: dielectric film 2, 2a, 2b: metal film 2e: first portion (heavy edge portion) 3: Body part 4, 4a, 4b: External electrode 5, 5a, 5b: Metallized film 7: Effective area 8: First groove 9: Second groove 10: Fuse part 21, 23: Bus bar 31: Bridge circuit 33: Capacity section 35: Boost circuit 41: Motor 43: Engine 45: Transmission 47: Inverter 49: Power supply 51a: Front wheel 51b: Rear wheel 53: Vehicle ECU 55: Ignition key 57: Engine ECU

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

第１誘電体フィルム１ａの第１面上に第１金属膜２ａを有する第１金属化フィルム、および第２誘電体フィルム１ｂの第２面上に第２金属膜２ｂを有する第２金属化フィルム５ｂを少なくとも備える本体部３と、一対の外部電極４ａ、４ｂと、を具備するフィルムコンデンサ。第１金属膜２ａと第２金属膜２ｂとの間には、第１誘電体フィルム１ａまたは第２誘電体フィルム２ｂが配置されている。外部電極４ａ、４ｂは、本体部３の第１方向の一対の本体端部３ａ、３ｂにそれぞれ配置され、第１金属膜２ａまたは第２金属膜２ｂに電気的に接続されている。外部電極４ａ、４ｂに電気的に接続している第１、第２金属膜２ａ、２ｂのうち少なくともいずれか一方は、外部電極４ａ、４ｂと電気的に接続する本体端部３ａ、３ｂの近傍に、膜厚が２０ｎｍ以上の第１部位２ｅを有し、当該第１部位２ｅには、本体端部３ａまたは３ｂに接し、第１方向に延びる第１の溝８を有する。

Description

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および電動車輌
　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およ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と、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、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。
　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や感電を発生させ難い。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において、上述のような自己回復性を有する容量発現部の金属膜の厚さに対し、外部電極と接続する部位の金属膜の厚さを厚くし、金属膜と外部電極との接続強度をあげる技術が、例えば特許文献１に開示されている。
特開２００５－０８５８７０号公報
　本開示のフィルムコンデンサは、第１誘電体フィルム、および該第１誘電体フィルムの第１面上に配置された第１金属膜を有する第１金属化フィルムと、第２誘電体フィルム、および第２誘電体フィルムの第２面上に配置された第２金属膜を有する第２金属化フィルムと、を少なくとも備える本体部と、一対の外部電極と、を具備する。前記第１金属膜と前記第２金属膜との間には、前記第１誘電体フィルムまたは前記第２誘電体フィルムが配置されている。前記外部電極は、前記本体部の第１方向の一対の本体端部にそれぞれ配置され、前記第１金属膜および前記第２金属膜のいずれか一方に電気的に接続されている。前記外部電極と電気的に接続している前記第１金属膜および／または前記第２金属膜は、前記外部電極と電気的に接続する前記本体端部の近傍に、膜厚が２０ｎｍ以上の第１部位を有するとともに、該第１部位に、前記本体端部に接し、前記第１方向に延びる複数の第１の溝を有する。なお、「Ａおよび／またはＢ」と記載した時、これは「Ａのみ」、「Ｂのみ」、または「ＡおよびＢ」のうちいずれかを指す。
　本開示の連結型コンデンサは、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、上記のフィルムコンデンサを含む。
　本開示のインバータは、スイッチング素子を有するブリッジ回路と、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。
捲回型のフィルムコンデンサを模式的に示す展開斜視図である。 積層型のフィルムコンデンサの概略断面図である。 実施形態の一つにおける誘電体フィルムおよび金属膜の一部を示す表面の平面図である。 図３のｉｖ－ｉｖ線断面図である。 図３のｖ－ｖ線断面図である。 図３のｖｉ－ｖｉ線断面図である。 実施形態の一つにおける誘電体フィルムおよび金属膜の一部を示す表面の平面図である。 実施形態の一つにおける誘電体フィルムおよび金属膜の一部を示す表面の平面図である。 実施形態の一つにおける誘電体フィルムおよび金属膜の一部を示す表面の平面図である。 実施形態の一つにおけるフィルムコンデンサの概略断面図である。 図１０の誘電体フィルムおよび金属膜の一部を示す表面の平面図である。 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。
　フィルムコンデンサは、図１～図３に示すように、フィルムコンデンサ本体部３（以下、単に本体部３という場合もある）と、一対の外部電極４ａ、４ｂとを具備している。本体部３は、第１誘電体フィルム１ａ、第２誘電体フィルム１ｂと、第１金属膜２ａ、第２金属膜２ｂとが積層または捲回されている。一対の外部電極４ａ、４ｂは、本体部３の対向する端部（本体端部）３ａ、３ｂにメタリコンにより設けられている。
　図１に示す捲回型のフィルムコンデンサＡの本体部３は、第１誘電体フィルム１ａの第１面１ａｃに第１金属膜２ａを備えた第１金属化フィルム５ａと、第２誘電体フィルム１ｂの第２面１ｂｃに第２金属膜２ｂを備えた第２金属化フィルム５ｂとが重ねられ、捲回されている。第１金属膜２ａは本体部３の一方の本体端部３ａで外部電極４ａに電気的に接続されている。第２金属膜２ｂは、本体部３の他方の本体端部３ｂで外部電極４ｂに電気的に接続されている。以下、第１誘電体フィルム１ａ、第１金属膜２ａおよび第１金属化フィルム５ａの第１を省略し、単に誘電体フィルム１ａ、金属膜２ａおよび金属化フィルム５ａという場合がある。また、第２誘電体フィルム１ｂ、第２金属膜２ｂおよび第２金属化フィルム５ｂの第２を省略し、単に誘電体フィルム１ｂ、金属膜２ｂおよび金属化フィルム５ｂという場合がある。
　図１では、理解を容易にするために、引き出した誘電体フィルム１ａ、１ｂおよび金属膜２ａ、２ｂの厚みを紙面の手前にくる程厚くなるように描いている。
　図１では、誘電体フィルム１ａ、１ｂおよび金属膜２ａ、２ｂの幅方向を第１方向ｘ、長さ方向を第２方向ｙ、厚さ方向をｚ方向として示している。以下、第１方向ｘを単にｘ方向といい、第２方向ｙを単にｙ方向という場合がある。誘電体フィルム１ａ、１ｂおよび金属膜２ａ、２ｂはｚ方向に重ねあわされている。外部電極４ａ、４ｂは本体部３のｘ方向に位置する本体端部３ａ、３ｂにそれぞれ配置されている。フィルムコンデンサＡでは、ｘ方向は捲回の軸方向と一致する。
　図２に示す積層型のフィルムコンデンサＢの本体部３は、誘電体フィルム１ａの第１面１ａｃに金属膜２ａを備えた金属化フィルム５ａと、誘電体フィルム１ｂの第２面１ｂｃに金属膜２ｂ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２ａは本体部３の一方の本体端部３ａで外部電極４ａに電気的に接続されている。金属膜２ｂは、本体部３の他方の本体端部３ｂで外部電極４ｂに電気的に接続されている。
　フィルムコンデンサＡおよびＢの誘電体フィルム１ａは、ｚ方向に対向する第１面１ａｃと第３面１ａｄ、およびｘ方向に対向する第１側面１ａｅと第２側面１ａｆを有している。誘電体フィルム１ｂは、ｚ方向に対向する第２面１ｂｃと第４面１ｂｄ、およびｘ方向に対向する第１側面１ｂｅと第２側面１ｂｆを有している。
　金属化フィルム５ａとは、誘電体フィルム１ａの第１面１ａｃ上に金属膜２ａを形成したものであり、第１面１ａｃ上の第２側面１ａｆ近傍に、ｙ方向に連続して延びる絶縁マージン部６ａを有している。絶縁マージン部６ａは、誘電体フィルム１ａが露出した部分である。
　金属化フィルム５ｂとは、誘電体フィルム１ｂの第２面１ｂｃ上に金属膜２ｂを形成したものであり、第２面１ｂｃ上の第２側面１ｂｆ近傍に、ｙ方向に連続して延びる絶縁マージン部６ｂを有している。絶縁マージン部６ｂは、誘電体フィルム１ｂが露出した部分である。
　図１、２に示すように、金属化フィルム５ａ、５ｂは、少し幅方向（ｘ方向）にずれた状態で積層または捲回されている。
　金属膜２ａと金属膜２ｂとの間に電位差があると、金属膜２ａと金属膜２ｂとが誘電体フィルム１ａまたは誘電体フィルム１ｂを挟んで重なり合う有効領域７に、静電容量が発生する。
　フィルムコンデンサＡおよびＢの金属化フィルム５ａ、５ｂに共通する本実施形態の特徴について説明するため、以下では、図３に示すように、ａ、ｂの符号を省略する場合がある。また、図４等の断面図においては、説明を容易にするためにフィルムの厚さ方向であるｚ方向を拡大して示している。
　金属膜２の膜厚は、例えば２０ｎｍ以下、特には５～１５ｎｍの範囲とするのがよい。金属膜２をこのような膜厚とすることで、面積抵抗が１８～５０Ω／□となり、自己回復性を発揮できる。面積抵抗をシート抵抗という場合もある。金属膜２の材料としては、たとえばアルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）などの金属または合金などを用いてもよい。
　金属膜２の膜厚は、たとえばイオンミリング加工をした金属化フィルム５の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）などで確認すればよい。
　図３は金属化フィルム５の平面図であり、図４は図３のｉｖ－ｉｖ線断面図、図５は図３のｖ－ｖ線断面図、図６は図３のｖｉ－ｖｉ線断面図である。金属膜２は、図３、４に示すように、少なくとも外部電極４との接続部の近傍（２ｅ）に、いわゆるヘビーエッジ構造を有している。外部電極４との接続部の近傍とは、言い換えると誘電体フィルム１の第１側面１ｅの近傍である。以下、金属膜２の外部電極４との接続部の近傍２ｅを、ヘビーエッジ部２ｅまたは第１部位２ｅという場合もある。ヘビーエッジ構造とは、たとえば金属膜２ａ、２ｂ同士が重なり合う有効領域７に対して、外部電極４との接続部の近傍２ｅにおける金属膜２の厚さが厚く、電気抵抗が低い構造である。外部電極４との接続部の近傍２ｅにおける金属膜２の膜厚は、たとえば自己回復性を発揮できる膜厚の２倍以上、具体的には２０ｎｍ以上としてもよい。ヘビーエッジ部２ｅにおける金属膜２の膜厚は、８０ｎｍ以下の範囲としてもよい。金属膜２がヘビーエッジ部２ｅを有することにより、金属膜２と外部電極４との電気的接続が向上する。また、抵抗の低いヘビーエッジ部２ｅにより外部電極４と電気的に接続されることで、フィルムコンデンサＡおよびＢの等価直列抵抗（ＥＳＲ）を低減することができる。フィルムコンデンサＡおよびＢにおいて、金属化フィルム５ａのヘビーエッジ部２ｅは、金属化フィルム５ｂの絶縁マージン部６ｂと重なりあい、金属化フィルム５ｂのヘビーエッジ部２ｅは、金属化フィルム５ａの絶縁マージン部６ａと重なり合っていてもよい。ヘビーエッジ部２ｅの第１方向ｘの幅は、フィルムコンデンサＡおよびＢのサイズに応じて、たとえば４ｍｍ以下、特には０．５ｍｍ以上、３ｍｍ以下としてもよい。
　ヘビーエッジ部２ｅでは、金属膜２の膜厚が厚いため、金属膜２の熱収縮率と誘電体フィルム１の熱収縮率との差の影響が大きい。そのため、金属化フィルム５のｘ方向の端部、すなわち本体端部３では、金属膜２と誘電体フィルム１との熱収縮差に起因して金属化フィルム５に反りが発生する場合がある。本体端部３で金属化フィルム５が反りを有すると、重なり合う金属化フィルム５の間隙にメタリコンが入りにくくなる。その結果、金属膜２と外部電極４との接触面積が小さくなって、金属膜２と外部電極４との電気的接続が十分に得られない場合があった。
　本開示の実施形態の一つでは、図３～６に示すように、金属膜２が、ヘビーエッジ部２ｅに、第１方向ｘに延びる第１の溝８を有している。第１の溝８は、本体端部３に開口する開口部８ｅを有し、開口部８ｅから第１方向ｘに、所定の長さＬを有している。第１の溝８の第１方向ｘの長さＬは、図３のようにヘビーエッジ部２ｅの第１方向ｘの幅と同じ、または短くてもよい。金属膜２は、第２方向ｙに所定の間隔で複数の第１の溝８を有していてもよい。
　ヘビーエッジ部２ｅが第１の溝８を有することにより、ヘビーエッジ部２ｅにおける金属膜２と誘電体フィルム１との熱収縮差の影響が第１の溝８により緩和され、金属化フィルム５の端部の反りを発生し難くすることができる。その結果、金属膜２と外部電極４との電気的接続の信頼性が向上し、フィルムコンデンサの誘電損失が低減され、充放電サイクルによる誘電損失の増大を抑えることができる。
　第１の溝８の第１方向ｘの長さＬは、ヘビーエッジ部２ｅすなわち第１部位２ｅの第１方向ｘの幅以下であってもよい。Ｌは、たとえば１．０ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下としてもよい。Ｌが１．０ｍｍより大きいことで、誘電体フィルム１との熱収縮差の影響を緩和することができる。Ｌが２．０ｍｍより小さいことで、第１の溝８が有効領域７に達し難くなり、静電容量を確保することができる。すなわち、有効領域７に位置する金属膜２は、第１の溝８を有していなくてもよい。
　換言すれば、フィルムコンデンサをｚ方向から平面視したとき、金属化フィルム５ａの第１の溝８ａは、金属化フィルム５ｂのマージン部６ｂと重なり、金属膜２ｂと重ならなくてもよい。金属化フィルム５ｂの第１の溝８ｂは、金属化フィルム５ａのマージン部６ａと重なり、金属膜２ａとは重ならなくてもよい。すなわち、金属化フィルム５ａの第１の溝８ａは、金属膜２ｂと重なる部位を有さず、金属化フィルム５ｂの第１の溝８は、金属膜２ａと重なる部位を有さなくてもよい。
　第２方向ｙに隣り合う第１の溝８と第１の溝８との間隔Ｐ１は、たとえば４ｍｍ以下としてもよい。Ｐ１が４ｍｍよりも大きいと、金属膜２と誘電体フィルム１との熱収縮差の影響を緩和できない懸念がある。ヘビーエッジ部２ｅの膜厚が比較的大きい場合はＰ１を小さくし、ヘビーエッジ部２ｅの膜厚が比較的小さい場合は、Ｐ１を大きくしてもよい。Ｐ１は、たとえば１ｍｍ以上としてもよいが、それより小さくてもよい。
　第１の溝８の第２方向ｙの幅を、図６に示すようにＷとする。第１の溝８の最大幅をＷ１とし、開口部８ｅの幅をＷ２としたとき、Ｗ１とＷ２は、図３に示すように同じであってもよい。また、Ｗ１がＷ２より大きい、すなわち、開口部８ｅの幅Ｗ２が狭く、第１の溝８の開口部８ｅ以外の部位で幅Ｗが最大となってもよい。たとえば、第１の溝８の形状は、図３に示すように矩形状であってもよいし、図７に示すように開口部８ｅを短い底部とし、開口部８ｅに対向する辺を長い底部とする台形状であってもよい。第１の溝８の形状は、図８に示すように第１方向ｘに延びる溝と第２方向ｙに延びる溝とが交差した十字状であってもよい。この場合、第２方向ｙに延びる溝の第２方向ｙの長さを最大幅Ｗ１とする。
　また、第１の溝８の壁面である金属膜２は、本体端部３で第１の溝８を挟んで接触していてもよい。本体端部３において、第１の溝８の壁面である金属膜２は、接合していなければよい。この場合、第１の溝８の形状は、本体端部３に頂点を有する三角形状であってもよい。
　隣り合う第１の溝８同士の間隔Ｐ１と開口部８ｅの幅Ｗ２との比を、Ｗ２／Ｐ１とする。Ｗ２／Ｐ１が小さいほど、金属膜２と外部電極４との接触面積が大きくなる。Ｗ２／Ｐ１は、たとえば０．３５以下としてもよい。
　第１の溝８の開口部８の幅Ｗ２を、最大幅Ｗ１より小さくすることで、金属膜２と誘電体フィルム１との熱収縮差の影響を緩和して金属化フィルム５の端部の反りを発生し難くすることができると同時に、金属膜２と外部電極４との接触面積をより大きくすることができる。その結果、金属膜２と外部電極４との電気的接続をより向上することができる。Ｗ１は、たとえば０．１ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下、特には０．３ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下としてもよい。Ｗ２は、たとえば１．０ｍｍ以下、特には０．５ｍｍ以下としてもよい。
　第１の溝８の底面は、誘電体フィルム１であってもよい。第１の溝８の底面は、金属膜２であってもよい。第１の溝８の底面が金属膜２である場合、第１の溝８の底面部の金属膜２の膜厚は、ヘビーエッジ部２ｅの膜厚よりも薄くなる。
　金属膜２は、図９に示すように、第１の溝８以外に、有効領域７に１または複数の第２の溝９を有していてもよい。第２の溝９は、誘電体フィルム１の端面１ｃおよび／または絶縁マージン部６に接していてもよい。第２の溝９は、第１方向ｘに延び、誘電体フィルム１の端面１ｃと絶縁マージン部６とをつないでいてもよい。複数の第２の溝９が、それぞれ異なる方向に延びるとともに交差して、金属膜２を複数の小領域に分割していてもよい。金属膜２は、第２の溝９により分割された小領域同士をつなぐヒューズ部１０を有していてもよい。第１領域２ｅに複数の第２の溝９がある場合、隣り合う第２の溝９と第２の溝９との間に１以上の第１の溝８が配置されてもよい。第１領域２ｅにおいて、第１の溝８と第１の溝８との間隔Ｐ１は、第２の溝９と第２の溝９との間隔Ｐ２よりも小さい。また、たとえば有効領域７を第１方向ｘに２分した時、金属膜２の絶縁マージン６に隣接する方の領域が第２の溝９を有し、金属膜２のヘビーエッジ２ｅを有する方の領域は第２の溝９を有していなくてもよい。第２の溝９の幅は、たとえば０．０１～０．２０ｍｍとしてもよい。
　図１０、１１に示す積層型のフィルムコンデンサＣの本体部３では、第１誘電体フィルム１ａの第１面１ａｃに第１金属膜２ａを備えた第１金属化フィルム５ａと、第２誘電体フィルム１ｂの第２面１ｂｃに第２金属膜２ｂを備えた第２金属化フィルム５ｂとが交互に積層されている。図１１においても、第１誘電体フィルム１ａ、第２誘電体フィルム１ｂおよび第１金属膜２ａ、第２金属膜２ｂの幅方向を第１方向ｘ、長さ方向を第２方向ｙ、厚さ方向をｚ方向として示している。
　フィルムコンデンサＣは、２つの容量部が直列接続されている。金属膜２ａは、図１１の左側に位置する金属膜２ａ１と、図１１の右側に位置する金属膜２ａ２とを有している。すなわち、金属膜２ａは、ｘ方向に並んだ２つの金属膜２ａ１と２ａ２とを有している。金属膜２ａ１は、本体部３の左側に位置する本体端部３ａで外部電極４ａに電気的に接続され、金属膜２ａ２は、本体部３の右側に位置する本体端部３ｂで外部電極４ｂに電気的に接続されている。
　フィルムコンデンサＣの金属化フィルム５ａは、第１方向ｘの中央部に第２方向ｙに連続して延びる第１絶縁マージン部６ａを有している。第１絶縁マージン部６ａは、金属膜２が形成されず、第１面１ａｃが露出している。金属膜２ａ１と金属膜２ａ２とは、第１絶縁マージン部６ａにより電気的に絶縁されている。
　フィルムコンデンサＣの金属化フィルム５ｂは、第１方向ｘの両端に第２方向ｙに連続して延びる第２絶縁マージン部６ｂを有している。第２絶縁マージン部６ｂには、金属膜２が形成されず、第２面１ｂｃが露出している。金属膜２ｂは、外部電極４ａ、４ｂのいずれにも電気的に接続されていない。
　誘電体フィルム１ａ、１ｂおよび金属膜２ａ、２ｂは、図１１に示すようにｚ方向に重ねあわされ、積層されている。フィルムコンデンサＣでは、第１容量部Ｃ１と第２容量部Ｃ２とが直列接続されている。第１容量部Ｃ１は、金属膜２ａ１と金属膜２ｂとが誘電体フィルム１ａまたは１ｂを挟んでいる有効領域７ａに形成され、第２容量部Ｃ２は、金属膜２ａ２と金属膜２ｂとが誘電体フィルム１ａまたは１ｂを挟んでいる有効領域７ｂに形成される。
　なお、有効領域７（７ａ、７ｂ）では、重なり合う金属膜２ａ（２ａ１、２ａ２）および２ｂのいずれか一方が自己回復性を発揮できる膜厚であればよい。たとえば、フィルムコンデンサＣの金属膜２ａ全体を第１部位２ｅと同じ膜厚とし、金属膜２ｂ全体の厚さを２０ｎｍ以下としてもよい。この場合、フィルムコンデンサＣは、金属膜２ｂにより自己回復性を発揮できる。フィルムコンデンサＣの場合、図１１に示すように、金属膜２ａが第１の溝８のみを有し、金属膜２ｂが第２の溝９を有していてもよい。
　このような直列型の構造は、図１０、１１に示す積層型フィルムコンデンサＣに適用されるだけではなく、捲回型のフィルムコンデンサに適用してもよい。
　フィルムコンデンサＣのような直列型の構造では、フィルムコンデンサの内部で第１容量部Ｃ１と第２容量部Ｃ２とが直列接続されており、第１容量部Ｃ１に印加される電圧および第２容量部Ｃ２に印加される電圧が、各容量部の静電容量に応じて分配される。その結果、フィルムコンデンサＣ全体の耐電圧を向上させることができる。以下、フィルムコンデンサＡ、Ｂを通常型のフィルムコンデンサ、フィルムコンデンサＣを直列接続型のフィルムコンデンサという場合もある。
　誘電体フィルム１に用いる絶縁性の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）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）などが挙げられる。特にポリアリレート（ＰＡＲ）は、高い絶縁破壊電圧を有する。
　このようなフィルムコンデンサＡ、ＢおよびＣは、例えば以下のようにして作製すればよい。まず、誘電体フィルム１を準備する。誘電体フィルム１は、例えば絶縁性の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し、乾燥して溶剤を揮発させることにより得られる。成形方法としては、ドクターブレード法、ダイコータ法およ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るのがよい。また、溶融押し出し法で作製した樹脂のフィルムを延伸加工してもよい。
　誘電体フィルム１の厚さは、例えば５μｍ以下としてもよい。特に０．５～４μｍの厚さの誘電体フィルム１を用いるのがよい。
　誘電体フィルム１は、上述の絶縁性の樹脂のみにより構成されていてもよい。誘電体フィルム１は、上述の絶縁性樹脂以外の材料を含んでいてもよい。誘電体フィルム１に含まれる樹脂以外の構成要素としては、例えば上述の有機溶剤および無機フィラーが挙げられる。無機フィラーには、例えば、アルミナ、酸化チタン、二酸化珪素などの無機酸化物、窒化珪素など無機窒化物、ガラスなどを用いてもよい。特に、ペロブスカイト型構造を有する複合酸化物など比誘電率の高い材料を無機フィラーとして用いた場合には、誘電体フィルム１全体の比誘電率が向上し、フィルムコンデンサを小型化することができる。また、無機フィラーと樹脂との相溶性を高める上で、無機フィラーにシランカップリング処理、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１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、樹脂を５０質量％以上含有する複合フィルムとすることで、樹脂の可撓性を維持したまま、無機フィラーによる比誘電率向上などの効果を得ることができる。また、無機フィラーのサイズ、たとえば平均粒径は、４～１０００ｎｍとしてもよい。
　作製した誘電体フィルム１の一方の面の、所定の部位にマスクをする。誘電体フィルム１の一方の面のマスクをしていない部分に、アルミニウム（Ａｌ）などの金属成分を蒸着して金属膜２を形成することで、絶縁マージン部６を有する金属化フィルム５が得られる。
　マスクをする所定の部位とは、フィルムコンデンサＡおよびＢの場合、幅方向（第１方向ｘ）の端部の一方である。フィルムコンデンサＣの場合、所定の部位とは、第１誘電体フィルム１ａの幅方向（第１方向ｘ）の中央部であり、第２誘電体フィルム１ｂの幅方向（第１方向ｘ）の両方の端部である。
　ヘビーエッジ構造は、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。ヘビーエッジ部２ｅを形成するために蒸着する蒸着膜の膜厚は、上述の蒸着した金属成分の膜厚の１～３倍としてもよい。これにより、ヘビーエッジ部２ｅの膜厚は、他の部位の膜厚の２～４倍となり、第１部位２ｅとなる。
　次に、金属膜２の第１部位２ｅに第１の溝８を形成する。第１の溝８の形成には、レーザーパターニング法を用いてもよい。レーザーパターニング法は、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また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レーザーおよびＣＯ2レーザーのうちいずれかを用いればよい。
　一方の面に金属膜２（２ａ、２ｂ）を有する金属化フィルム５（５ａ、５ｂ）は、２枚を一組として、図１または２に示すように、少し幅方向すなわち第１方向ｘにずれた状態で重ねて一組以上積層する、または捲回することで、フィルムコンデンサＡまたはＢの本体部３を得る。フィルムコンデンサＣの本体部３は、金属化フィルム５ａおよび５ｂを一組として、図１１に示すように重ねて一組以上積層する、または巻回することで得られる。
　得られた本体部３のｘ方向の両端面に外部電極４として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、Ｂ、またはＣが得られる。外部電極４の形成には、例えば、金属の溶射、スパッタ法、メッキ法などの方法を用いればよい。
　外部電極４を形成した本体部３の外表面を、図示しない外装部材で覆ってもよい。
　金属膜２の材料としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）などの金属または合金などが挙げられる。
　また、メタリコン電極の材料としては、亜鉛、錫、アルミニウム、銅およ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。
　図１２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１２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、ケースおよ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Ｄでは、複数個の捲回型のフィルムコンデンサＡ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、それぞれフィルムコンデンサＡの外部電極４ａ、４ｂにそれぞれ接続される。
　連結型コンデンサＤが、上記のフィルムコンデンサＡを含むと、誘電損失が小さく、充放電サイクルよる誘電損失の増大が少ない連結型コンデンサＤを得ることができる。なお、連結型コンデンサＤには、捲回型のフィルムコンデンサＡにかえて、積層型のフィルムコンデンサＢまたは直列接続型のフィルムコンデンサＣを含んでもよい。
　連結型コンデンサＤ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Ｄは、フィルムコンデンサＡを複数個、たとえば図１２に示すように４個並べた状態で、本体部３の両端にそれぞれ形成された外部電極４ａ、４ｂに、接合材を介してバスバー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Ｄは、図１２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４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。
　なお、フィルムコンデンサＡ、Ｂ、Ｃおよび連結型コンデンサＤ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）のコンデンサとすることもできる。
　図１３は、インバータの実施形態一つを説明するための概略構成図である。図１３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Ｅを示している。インバータＥは、図１３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Ｅには、容量部３３として上記のフィルムコンデンサＡ、Ｂ、Ｃまたは連結型コンデンサＤが用いられる。
　このインバータＥ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。
　図１４は、電動車輌の概略構成図である。図１４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Ｆ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および後輪５１ｂを備えている。
　電動車輌Ｆは、駆動源としてモータ４１、エンジン４３、また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１４に示した電動車輌Ｆは、車輌ＥＣＵ５３、およびエンジン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、およ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、およ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Ｆのインバータ４７として、インバータＥ、すなわち容量部３３に上記のフィルムコンデンサＡ、Ｂ、Ｃまたは連結型コンデンサＤを含むインバータＥを用いる。このような電動車輌Ｆでは、フィルムコンデンサＡ、Ｂ、Ｃまたは連結型コンデンサＤが、誘電損失が小さく、充放電サイクルよる誘電損失の増大が少ないものであるため、静電容量が長期間に渡り維持でき、インバータ４７等で発生するスイッチング・ノイズを長期間低減することができる。
　なお、本実施形態のインバータＥ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、あるいは電動自転車、発電機、太陽電池など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２．５μｍ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から剥離し、１３０ｍｍ幅にスリット加工した。
　直列接続型のフィルムコンデンサを以下のように作製した。誘電体フィルムの一方の主面に、Ａｌ（アルミニウム）金属膜を形成し、膜厚の異なる２種類の金属膜を有する金属化フィルムを得た。以下、膜厚が厚い金属膜を第１金属膜とし、膜厚が薄い金属膜を第２金属膜という。
　金属膜の膜厚は、イオンミリング加工をした断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察により求めた。第１金属膜の膜厚ｔ１および第２金属膜の膜厚ｔ２を表１に示す。シート抵抗は、マルチメータを用いて４端子抵抗測定モードにより評価した。たとえば、膜厚５０ｎｍの金属膜のシート抵抗は７Ω／□、膜厚３０ｎｍの金属膜のシート抵抗は２５Ω／□であった。
　グリーン・レーザーマーカーを用いて、第１金属膜の第１方向ｘの中央部に２ｍｍ幅の第１絶縁マージン部を形成し、第２金属膜の第１方向ｘの両端に第２絶縁マージン部を形成した。第１の溝は、膜厚が厚い第１金属膜の第１方向ｘの両端すなわち第１部位に形成した。第１の溝の形状を表１に示す。第２金属膜には、グリーン・レーザーマーカーを用いて全面に第２の溝を網目状に形成した。第２金属膜には、第２の溝により、２ｍｍ×２ｍｍの小領域と、小領域間をつなぐ幅０．２ｍｍのヒューズ部により構成されるパターンを形成した。レーザー照射条件は、出力４Ｗ、周波数１４０ｋＨｚ、スキャン速度４ｍ／秒とした。
　１３０ｍｍ幅の金属化フィルムをさらにスリット加工し、第１金属膜を有する第１金属化フィルムは、第１方向ｘの中央部に幅２ｍｍの第１絶縁マージン部を有する、全幅２８ｍｍの金属化フィルムとした。第２金属膜を有する第２金属化フィルムは、第１方向ｘの両端に幅１．５ｍｍの第２絶縁マージン部を有する、全幅２７ｍｍの金属化フィルムとした。
　第１金属化フィルムと第２金属化フィルムとを重ね合わせて、直径２００ｍｍのドラムに１００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。第１金属化フィルムと第２金属化フィルムとは、第１金属膜と第２金属膜との間に１枚の誘電体フィルムを挟むように重ね合わせた。
　通常型のフィルムコンデンサは、以下のように作製した。１３０ｍｍ幅にスリット加工した誘電体フィルムの一方の面に、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、１５ｎｍ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２～８ｍｍのＺｎ（亜鉛）金属膜を形成した。Ｚｎ金属膜の平均厚さは、５～６５ｎｍとした。
　得られた金属化フィルムの幅方向の中央および両端をスリット加工して、幅２８ｍｍの第１金属化フィルムおよび第２金属化フィルムを得た。得られた各金属化フィルムの絶縁マージン部の幅は１ｍｍとし、ヘビーエッジ部の幅は１～４ｍｍとした。
　グリーン・レーザーマーカーを用いて、第１金属膜および第２金属膜のヘビーエッジ部すなわち第１部位に第１の溝を形成した。第１の溝の形状を表２に示す。また、第１金属膜および第２金属膜の第１方向の中央より絶縁マージン部に近い領域には、グリーン・レーザーマーカーを用いて第２の溝を網目状に形成し、２ｍｍ×２ｍｍの小領域と、小領域間をつなぐ幅０．２ｍｍのヒューズ部により構成されるパターンを形成した。レーザー照射条件は、出力４Ｗ、周波数１４０ｋＨｚ、スキャン速度４ｍ／秒とした。
　第１金属化フィルムと第２金属化フィルムとを、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１００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。第１金属化フィルムと第２金属化フィルムとは、第１金属膜と第２金属膜との間に１枚の誘電体フィルムを挟むように重ね合わせた。
　得られた捲回体を、第２方向ｙの幅が１５ｍｍとなるように切断し、本体部である積層体を得た。
　本体部の第１方向ｘの端面に、亜鉛と錫との合金を溶射し、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。
　作製したフィルムコンデンサの誘電損失（dissipation factor：ＤＦ）を、デジタルマルチメータを用いてＡＣ１Ｖ、１ｋＨｚの条件で測定した。この誘電損失の値を、充放電試験前の誘電損失ＤＦ１とした。
　フィルムコンデンサの充放電試験を、以下のように行った。直流電圧（ＤＣ）６００Ｖでフィルムコンデンサを充電した後、強制短絡して放電を行った。１回の充電－放電を１サイクルとした充放電サイクルを、１００サイクルの充放電試験を行った。充放電試験後に再度誘電損失ＤＦを測定し、得られた値を充放電試験後の誘電損失ＤＦ２とした。ＤＦ１、ＤＦ２およびＤＦ２／ＤＦ１の値を表１に記載した。なお、ＤＦ２／ＤＦ１は、ＤＦ１に対するＤＦ２の比である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　膜厚が厚い第１金属膜の第１方向の端部、すなわち第１部位に第１の溝を有する試料Ｎｏ．２、３、５～１７、１９、２０、およびヘビーエッジ部、すなわち第１部位に第１の溝を有する試料Ｎｏ．２２、２３、２５、２６、２８～３６、３８、４０および４１は、第１の溝を有さない試料Ｎｏ．１、４、１８、２１、２４、２７、３７、３９と比べて充放電試験後の誘電損失の増大が小さかった。特に、第１の溝の最大幅Ｗ１が開口部の幅Ｗ２よりも大きい試料Ｎｏ．３、１４～１６、２０、２３、２６、３３～３５および４１は、いずれも充放電試験後に誘電損失の増大が見られなかった。
Ａ、Ｂ、Ｃ　　：フィルムコンデンサ
Ｄ　　　　　　：連結型コンデンサ
Ｅ　　　　　　：インバータ
Ｆ　　　　　　：電動車輌
１、１ａ、１ｂ：誘電体フィルム
２、２ａ、２ｂ：金属膜
２ｅ　　　　　：第１部位（ヘビーエッジ部）
３　　　　　　：本体部
４、４ａ、４ｂ：外部電極
５、５ａ、５ｂ：金属化フィルム
７　　　　　　：有効領域
８　　　　　　：第１の溝
９　　　　　　：第２の溝
１０　　　　　：ヒューズ部
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 (13)

  1. 　第１誘電体フィルム、および該第１誘電体フィルムの第１面上に配置された第１金属膜を有する第１金属化フィルムと、第２誘電体フィルム、および第２誘電体フィルムの第２面上に配置された第２金属膜を有する第２金属化フィルムと、を少なくとも備える本体部と、一対の外部電極と、を具備し、
    　前記第１金属膜と前記第２金属膜との間には、前記第１誘電体フィルムまたは前記第２誘電体フィルムが配置され、
    　前記外部電極は、前記本体部の第１方向の一対の本体端部にそれぞれ配置され、前記第１金属膜および前記第２金属膜のいずれか一方に電気的に接続され、
    　前記第１金属膜および／または前記第２金属膜は、前記外部電極と電気的に接続する前記本体端部の近傍に、膜厚が２０ｎｍ以上の第１部位を有するとともに、該第１部位に、前記本体端部に接し、前記第１方向に延びる第１の溝を有する、フィルムコンデンサ。
  2. 　前記第１金属膜が前記第１の溝を有し、
    　前記第１金属化フィルムおよび前記第２金属化フィルムを厚さ方向に平面視した時、
    　前記第１金属膜の前記第１の溝と、前記第２金属膜とが重なる部位を有さない、請求項１に記載のフィルムコンデンサ。
  3. 　前記第１の溝の前記第１方向の長さが、前記第１部位の前記第１方向の幅以下である、請求項１または２に記載のフィルムコンデンサ。
  4. 　前記第１方向に直交する第２方向における前記第１の溝の幅をＷとし、Ｗの最大値をＷ１とし、前記第１の溝の前記本体端部に接する部位の幅をＷ２としたとき、
    　Ｗ１がＷ２よりも大きい、請求項１～３のいずれかに記載のフィルムコンデンサ。
  5. 　前記第１の溝は、前記第１金属化フィルムおよび／または前記第２金属化フィルムの厚さ方向に位置する底面を有するとともに、該底面に、前記第１金属膜または前記第２金属膜を有する、請求項１～４のいずれかに記載のフィルムコンデンサ。
  6. 　前記第１の溝は、前記第１金属化フィルムおよび／または前記第２金属化フィルムの厚さ方向に位置する底面を有するとともに、該底面に、前記第１誘電体フィルムまたは前記第２誘電体フィルムを有する、請求項１～５のいずれかに記載のフィルムコンデンサ。
  7. 　前記第２金属膜が前記第１の溝を有し、
    　前記第１金属化フィルムおよび前記第２金属化フィルムを厚さ方向に平面視した時、
    　前記第２金属膜の前記第１の溝と、前記第１金属膜とが重なる部位を有さない、請求項１～６のいずれかに記載のフィルムコンデンサ。
  8. 　前記第１金属化フィルムは、前記第１面上の前記第１方向の中央部に第１絶縁マージン部を有し、
    　前記第２金属化フィルムは、前記第２面上の前記第１方向の両端部に第２絶縁マージン部を有し、
    　前記第１絶縁マージン部および第２絶縁マージン部は、前記第１金属膜および前記第２金属膜を有さない部分であり、前記第１方向に直交する第２方向に連続して延びており、
    　前記第１金属膜が、前記第１絶縁マージン部の前記第１方向の両側に存在するとともに、前記本体端部でそれぞれ前記外部電極に電気的に接続され、
    　前記第２金属膜が、前記外部電極のいずれにも電気的に接続されない、請求項１～６のいずれかに記載のフィルムコンデンサ。
  9. 　前記第１金属膜の厚さをｔ１とし、前記第２金属膜の厚さをｔ２とした時、前記ｔ１が前記ｔ２より大きい、請求項８に記載のフィルムコンデンサ。
  10. 　前記ｔ２に対する前記ｔ１の比率（ｔ１／ｔ２）が、２以上４以下である、請求項９に記載のフィルムコンデンサ。
  11. 　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電気的に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１～１０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。
  12. 　スイッチング素子を有するブリッジ回路と、該ブリッジ回路に接続された容量部とを備え、前記容量部が請求項１～１０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。
  13. 　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１２に記載のインバータである、電動車輌。
PCT/JP2018/039498 2017-10-27 2018-10-24 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および電動車輌 Ceased WO2019082929A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019551202A JP6938662B2 (ja) 2017-10-27 2018-10-24 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および電動車輌
US16/755,682 US11631545B2 (en) 2017-10-27 2018-10-24 Film capacitor, combination type capacitor, and inverter and electric vehicle employing the same
EP18871340.8A EP3703087A4 (en) 2017-10-27 2018-10-24 FILM CAPACITOR, CONNECTING CAPACITOR AND INVERTER, AND ELECTRIC VEHICLE WITH THESE CAPACITORS
CN201880066703.0A CN111213217B (zh) 2017-10-27 2018-10-24 薄膜电容器、连结型电容器、使用其的逆变器以及电动车辆

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017208290 2017-10-27
JP2017-208290 2017-10-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019082929A1 true WO2019082929A1 (ja) 2019-05-02

Family

ID=66247788

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/039498 Ceased WO2019082929A1 (ja) 2017-10-27 2018-10-24 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および電動車輌

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11631545B2 (ja)
EP (1) EP3703087A4 (ja)
JP (1) JP6938662B2 (ja)
CN (1) CN111213217B (ja)
WO (1) WO2019082929A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114586122A (zh) * 2019-10-30 2022-06-03 京瓷株式会社 薄膜电容器元件
CN114743795A (zh) * 2022-04-18 2022-07-12 无锡宸瑞新能源科技有限公司 一种交流滤波薄膜电容器及其生产工艺
WO2022202194A1 (ja) * 2021-03-25 2022-09-29 京セラ株式会社 フィルムコンデンサ、連結型コンデンサ、インバータおよび電動車輌
WO2022202193A1 (ja) * 2021-03-25 2022-09-29 京セラ株式会社 フィルムコンデンサ、連結型コンデンサ、インバータおよび電動車輌
JP2023141295A (ja) * 2022-03-23 2023-10-05 京セラ株式会社 フィルムコンデンサ、連結型コンデンサ、インバータおよび電動車輌

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022080148A1 (ja) * 2020-10-16 2022-04-21 株式会社指月電機製作所 フィルムコンデンサ
US12400797B2 (en) * 2023-04-27 2025-08-26 GM Global Technology Operations LLC Low parasitic equivalent series L-inductance (ESL) symmetric direct current (DC) link capacitor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS622513A (ja) * 1985-06-27 1987-01-08 松下電器産業株式会社 Ｃｒ複合部品
JP2005085870A (ja) 2003-09-05 2005-03-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 金属化フィルムコンデンサ
JP2008270331A (ja) * 2007-04-17 2008-11-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd フィルムコンデンサ
JP2013219094A (ja) * 2012-04-05 2013-10-24 Panasonic Corp 金属化フィルムコンデンサ
JP2015177172A (ja) * 2014-03-18 2015-10-05 京セラ株式会社 フィルムコンデンサ

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3271708D1 (en) * 1981-01-07 1986-07-24 Matsushita Electric Industrial Co Ltd Roll type capacitor having segmented metallized areas
JPS61287119A (ja) * 1985-06-13 1986-12-17 松下電器産業株式会社 金属化フイルムコンデンサ
FR2598025B1 (fr) * 1986-04-25 1990-10-05 Precision Lyonnaise Feuille dielectrique metallisee pour la realisation de condensateurs electriques du type bobine, ainsi que condensateurs obtenus
US4694377A (en) * 1986-05-28 1987-09-15 Aerovox Incorporated Segmented capacitor
JPH02198122A (ja) * 1989-01-27 1990-08-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 金属化フィルムコンデンサの製造方法
JP3328477B2 (ja) * 1995-10-06 2002-09-24 松下電器産業株式会社 コンデンサ
TW347540B (en) * 1996-11-22 1998-12-11 Mitsubishi Shindo Kk Film condenser and metalized film
JP3914854B2 (ja) * 2002-10-10 2007-05-16 松下電器産業株式会社 金属化フィルムコンデンサとそれを用いたインバータ平滑用コンデンサと自動車用コンデンサ
US9437364B2 (en) * 2011-11-11 2016-09-06 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Film capacitor
US10535464B2 (en) * 2016-03-14 2020-01-14 Kyocera Corporation Film capacitor, combination type capacitor, and inverter and electric vehicle using the same
CN106683885B (zh) * 2016-12-21 2018-09-28 南通新江海动力电子有限公司 薄膜电容器用金属化薄膜

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS622513A (ja) * 1985-06-27 1987-01-08 松下電器産業株式会社 Ｃｒ複合部品
JP2005085870A (ja) 2003-09-05 2005-03-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 金属化フィルムコンデンサ
JP2008270331A (ja) * 2007-04-17 2008-11-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd フィルムコンデンサ
JP2013219094A (ja) * 2012-04-05 2013-10-24 Panasonic Corp 金属化フィルムコンデンサ
JP2015177172A (ja) * 2014-03-18 2015-10-05 京セラ株式会社 フィルムコンデンサ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3703087A4

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114586122A (zh) * 2019-10-30 2022-06-03 京瓷株式会社 薄膜电容器元件
WO2022202194A1 (ja) * 2021-03-25 2022-09-29 京セラ株式会社 フィルムコンデンサ、連結型コンデンサ、インバータおよび電動車輌
JPWO2022202194A1 (ja) * 2021-03-25 2022-09-29
WO2022202193A1 (ja) * 2021-03-25 2022-09-29 京セラ株式会社 フィルムコンデンサ、連結型コンデンサ、インバータおよび電動車輌
JPWO2022202193A1 (ja) * 2021-03-25 2022-09-29
JP7663675B2 (ja) 2021-03-25 2025-04-16 京セラ株式会社 フィルムコンデンサ、連結型コンデンサ、インバータおよび電動車輌
JP7663676B2 (ja) 2021-03-25 2025-04-16 京セラ株式会社 フィルムコンデンサ、連結型コンデンサ、インバータおよび電動車輌
JP2023141295A (ja) * 2022-03-23 2023-10-05 京セラ株式会社 フィルムコンデンサ、連結型コンデンサ、インバータおよび電動車輌
CN114743795A (zh) * 2022-04-18 2022-07-12 无锡宸瑞新能源科技有限公司 一种交流滤波薄膜电容器及其生产工艺
CN114743795B (zh) * 2022-04-18 2023-12-05 无锡宸瑞新能源科技有限公司 一种交流滤波薄膜电容器及其生产工艺

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2019082929A1 (ja) 2020-11-19
CN111213217B (zh) 2021-11-02
JP6938662B2 (ja) 2021-09-22
EP3703087A4 (en) 2021-11-10
US20210193393A1 (en) 2021-06-24
CN111213217A (zh) 2020-05-29
US11631545B2 (en) 2023-04-18
EP3703087A1 (en) 2020-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6938662B2 (ja) 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および電動車輌
JP6688876B2 (ja) 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および電動車輌
JP6574922B1 (ja) フィルムコンデンサ、連結型コンデンサ、インバータおよび電動車輌
JP7011053B2 (ja) 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
JP6744486B2 (ja) 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および電動車輌
JP6799588B2 (ja) 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および電動車輌
JP6687373B2 (ja) 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および電動車輌
JP6737818B2 (ja) フィルムコンデンサ、連結型コンデンサ、インバータ、および電動車輌
CN114041263B (zh) 层叠型电容器、连结型电容器、逆变器以及电动车辆

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18871340

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019551202

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018871340

Country of ref document: EP

Effective date: 20200527

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 2018871340

Country of ref document: EP