JP7663675B2 - Film capacitors, coupled capacitors, inverters and electric vehicles - Google Patents
Film capacitors, coupled capacitors, inverters and electric vehicles Download PDFInfo
- Publication number
- JP7663675B2 JP7663675B2 JP2023508888A JP2023508888A JP7663675B2 JP 7663675 B2 JP7663675 B2 JP 7663675B2 JP 2023508888 A JP2023508888 A JP 2023508888A JP 2023508888 A JP2023508888 A JP 2023508888A JP 7663675 B2 JP7663675 B2 JP 7663675B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal layer
- connection wiring
- film
- strip
- connection
- 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.)
- Active
Links
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
- H01G4/32—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
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Description
本開示は、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に関する。 The present disclosure relates to a film capacitor, a linked capacitor, an inverter and an electric vehicle.
従来技術の一例は、特許文献1に記載されている。An example of prior art is described in Patent Document 1.
本開示のフィルムコンデンサは、一面に金属層が配設され、該一面の第1の方向の第1の縁部に、前記第1の方向に直交する第2の方向に沿って連続する縁部絶縁領域を有する誘電体フィルムが複数枚積層された直方体状のフィルム積層体であって、前記縁部絶縁領域の平面視位置が1枚おきに重なるように向きが互いに反転した、第1状態の誘電体フィルムと第2状態の誘電体フィルムとが積層されたフィルム積層体と、前記フィルム積層体の前記第1の方向の一対の端面のそれぞれに位置し、前記金属層に電気的に接続される第1金属電極および第2金属電極と、を含む。前記第1金属電極に電気的に接続される前記金属層は、前記一面の前記第1の方向の第2の縁部に有する、前記第2の方向に延びる共通金属層と、前記第1の方向に延びて前記共通金属層と電気的に接続される複数の帯状金属層と、前記共通金属層と前記帯状金属層とを接続する接続金属層と、を有し、前記接続金属層は、前記共通金属層と直接連なり、前記共通金属層から前記第1の方向に延出されている第1接続配線と、前記第1接続配線と直接連なり、前記第1接続配線から前記第2の方向に延出されている第2接続配線と、前記第2接続配線と直接連なり、前記第2接続配線から前記第1の方向に延出されて前記帯状金属層と直接連なる第3接続配線と、を備える。前記第2接続配線の前記第3接続配線に連なる端部が、前記第2の方向において前記帯状金属層の第1側辺よりも外側に位置し、前記第1状態の誘電体フィルムの接続金属層と前記第2状態の誘電体フィルムの接続金属層とが、前記一面の中心を対称点とする点対称に配設されている。The film capacitor of the present disclosure includes a rectangular film laminate having a metal layer disposed on one surface thereof, and a plurality of dielectric films laminated on a first edge of the first surface in a first direction, the dielectric films having continuous edge insulating regions along a second direction perpendicular to the first direction, the film laminate including a first state dielectric film and a second state dielectric film whose orientations are inverted relative to each other such that the planar positions of the edge insulating regions overlap every other film, and a first metal electrode and a second metal electrode located on each of a pair of end surfaces of the film laminate in the first direction and electrically connected to the metal layer. The metal layer electrically connected to the first metal electrode has a common metal layer extending in the second direction at a second edge portion of the one surface in the first direction, a plurality of strip-shaped metal layers extending in the first direction and electrically connected to the common metal layer, and a connection metal layer connecting the common metal layer and the strip-shaped metal layer, and the connection metal layer includes a first connection wiring that is directly connected to the common metal layer and extends from the common metal layer in the first direction, a second connection wiring that is directly connected to the first connection wiring and extends from the first connection wiring in the second direction, and a third connection wiring that is directly connected to the second connection wiring, extends from the second connection wiring in the first direction and is directly connected to the strip-shaped metal layer. The end of the second connection wiring connected to the third connection wiring is located outside the first side edge of the strip-shaped metal layer in the second direction, and the connection metal layer of the dielectric film in the first state and the connection metal layer of the dielectric film in the second state are arranged in point symmetry with the center of the one surface as the point of symmetry.
本開示のフィルムコンデンサは、一面に第1金属層が配設され、前記第1金属層が、前記一面の第1の方向の第1の縁部に、前記第1の方向に直交する第2の方向に沿って連続して位置している第1共通金属層と前記一面の第1の方向の第2の縁部に、前記第2の方向に沿って連続して位置している第2共通金属層とを有する第1誘電体フィルムと、一面に第2金属層が配設され、該一面の第1の方向の第1の縁部および第2の縁部それぞれに、前記第1の方向に直交する第2の方向に沿って連続する縁部絶縁領域を有している第2誘電体フィルムと、が積層された直方体状のフィルム積層体であって、平面視で前記第1金属層の一部と前記第2金属層の一部とが重なるように積層されたフィルム積層体と、前記フィルム積層体の前記第1の方向の一対の端面のそれぞれに位置し、前記第1金属層に電気的に接続される第1金属電極および第2金属電極と、を含む。前記第1金属層は、前記第1の方向に延びて前記第1共通金属層と電気的に接続される複数の第1帯状金属層と、前記第1の方向に延びて前記第2共通金属層と電気的に接続される複数の第2帯状金属層と、前記第1共通金属層と前記第1帯状金属層とを接続する第1接続金属層と、前記第2共通金属層と前記第2帯状金属層とを接続する第2接続金属層と、を有する。前記第2金属層は、前記縁部絶縁領域によって前記第1金属電極および前記第2金属電極と電気的に絶縁された面状金属層である。前記第1接続金属層は、前記第1共通金属層と直接連なり、前記第1共通金属層から前記第1の方向に延出されている第1接続配線と、前記第1接続配線と直接連なり、前記第1接続配線から前記第2の方向に延出されている第2接続配線と、前記第2接続配線と直接連なり、前記第2接続配線から前記第1の方向に延出されて前記第1帯状金属層と直接連なる第3接続配線と、を備える。前記第2接続金属層は、前記第2共通金属層と直接連なり、前記第2共通金属層から前記第1の方向に延出されている第4接続配線と、前記第4接続配線と直接連なり、前記第4接続配線から前記第2の方向に延出されている第5接続配線と、前記第5接続配線と直接連なり、前記第5接続配線から前記第1の方向に延出されて前記第2帯状金属層と直接連なる第6接続配線と、を備える。前記第2接続配線の前記第3接続配線に連なる端部が、前記第2の方向において前記第1帯状金属層の第1側辺よりも外側に位置し、前記第5接続配線の前記第6接続配線に連なる端部が、前記第2の方向において前記第2帯状金属層の第1側辺よりも外側に位置し、前記第1接続金属層と前記第2接続金属層とが、前記第1誘電体フィルムの前記一面の中心を対称点とする点対称に配設されている。The film capacitor of the present disclosure is a rectangular parallelepiped film laminate in which a first dielectric film having a first metal layer disposed on one surface thereof, the first metal layer having a first common metal layer located continuously at a first edge of the first surface in a first direction along a second direction perpendicular to the first direction, and a second common metal layer located continuously at a second edge of the first surface in the first direction along the second direction, and a second dielectric film having a second metal layer disposed on one surface thereof, the second metal layer having an edge insulating region that is continuous at each of a first edge and a second edge of the first surface in the first direction along a second direction perpendicular to the first direction, the film laminate being laminated such that a portion of the first metal layer and a portion of the second metal layer overlap in a planar view, and a first metal electrode and a second metal electrode located on each of a pair of end faces of the film laminate in the first direction and electrically connected to the first metal layer. The first metal layer includes a plurality of first strip-shaped metal layers extending in the first direction and electrically connected to the first common metal layer, a plurality of second strip-shaped metal layers extending in the first direction and electrically connected to the second common metal layer, a first connection metal layer connecting the first common metal layer and the first strip-shaped metal layer, and a second connection metal layer connecting the second common metal layer and the second strip-shaped metal layer. The second metal layer is a planar metal layer electrically insulated from the first metal electrode and the second metal electrode by the edge insulating region. The first connection metal layer includes a first connection wiring directly connected to the first common metal layer and extending from the first common metal layer in the first direction, a second connection wiring directly connected to the first connection wiring and extending from the first connection wiring in the second direction, and a third connection wiring directly connected to the second connection wiring, extending from the second connection wiring in the first direction and directly connected to the first strip-shaped metal layer. the second connection metal layer comprises a fourth connection wiring directly connected to the second common metal layer and extending from the second common metal layer in the first direction, a fifth connection wiring directly connected to the fourth connection wiring and extending from the fourth connection wiring in the second direction, and a sixth connection wiring directly connected to the fifth connection wiring, extending from the fifth connection wiring in the first direction and directly connected to the second strip-shaped metal layer, an end of the second connection wiring connected to the third connection wiring is located outside a first side edge of the first strip-shaped metal layer in the second direction, and an end of the fifth connection wiring connected to the sixth connection wiring is located outside a first side edge of the second strip-shaped metal layer in the second direction, and the first connection metal layer and the second connection metal layer are arranged in point symmetry with respect to a center of the one surface of the first dielectric film.
本開示の連結型コンデンサは、上記のフィルムコンデンサを含む複数のフィルムコンデンサが、バスバーにより複数個接続されている。The linked capacitor of the present disclosure comprises multiple film capacitors, including the above-mentioned film capacitor, connected together by a bus bar.
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、上記のフィルムコンデンサを含む容量部とを備える。The inverter disclosed herein comprises a bridge circuit constituted by switching elements and a capacitance section connected to the bridge circuit and including the above-mentioned film capacitor.
本開示の電動車輌は、電源と、該電源に接続された上記のインバータと、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、を備える。The electric vehicle disclosed herein comprises a power source, the above-mentioned inverter connected to the power source, a motor connected to the inverter, and wheels driven by the motor.
本開示の目的、特色、および利点は、下記の詳細な説明と図面とからより明確になるであろう。 The objects, features and advantages of the present disclosure will become more apparent from the following detailed description and drawings.
本開示の基礎となる構成のフィルムコンデンサは、たとえばポリプロピレン樹脂を含む誘電体フィルムの表面に電極となる金属膜を蒸着した金属化フィルムを、巻回あるいは一方向に複数枚積み重ねて積層して構成されている。The film capacitor of the basic configuration of this disclosure is constructed by winding or stacking multiple metallized films in one direction, with a metal film that serves as an electrode vapor-deposited on the surface of a dielectric film containing, for example, polypropylene resin.
このうち、積層型のフィルムコンデンサは、金属化フィルムを積層した積層体を、所要の大きさに切断したときに、金属膜も切断するため、その切断面において、金属膜が露出する。フィルムコンデンサの使用時に、露出した金属膜に電圧が印加されると、切断面において放電が生じてしまう。Of these, in laminated film capacitors, when the laminate of metallized films is cut to the required size, the metal film is also cut, and the metal film is exposed at the cut surface. When the film capacitor is in use, if a voltage is applied to the exposed metal film, a discharge occurs at the cut surface.
特許文献1には、フィルムコンデンサを構成する金属化フィルムにおいて、絶縁マージンと呼ばれる、金属膜を有していない溝状または一定幅の帯状のフィルム表面の露出部(間隙ストリップ)の一部に、各絶縁マージンが伸びる平行方向に対して斜行する屈曲部位を有することにより、金属化フィルムを積層した積層体の切断面において、露出した金属膜を絶縁する構成が提案されている。Patent Document 1 proposes a configuration in which, in a metallized film constituting a film capacitor, part of an exposed portion (gap strip) of the film surface that is groove-shaped or band-shaped of a certain width and does not have a metal film, called an insulating margin, has a bent portion that is oblique to the parallel direction in which each insulating margin extends, thereby insulating the exposed metal film at the cut surface of a laminate in which the metallized film is stacked.
しかしながら、特許文献1に記載の積層型フィルムコンデンサは、切断面における放電は低減されるかもしれないが、フィルム積層体における切断面近傍の静電容量の損失が大きいという問題があった。However, while the laminated film capacitor described in Patent Document 1 may reduce discharge at the cut surfaces, there is a problem in that there is a large loss of capacitance near the cut surfaces in the film laminate.
本開示の目的は、端面における放電を低減するとともに、静電容量の損失が少ない、積層型の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を提供することである。 The object of the present disclosure is to provide a laminated film capacitor, a linked capacitor, an inverter, and an electric vehicle that reduce discharge at the end faces and have low capacitance loss.
以下、本開示の第1実施形態のフィルムコンデンサについて、図面を参照しつつ説明する。本実施形態のフィルムコンデンサ10は、図1Aに示すような、ベースフィルムの一面に、金属層3を有する誘電体フィルム1または誘電体フィルム2を、複数枚交互に積層して構成される。Hereinafter, a film capacitor according to a first embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The film capacitor 10 according to this embodiment is constructed by alternately laminating a plurality of dielectric films 1 or 2 having a metal layer 3 on one side of a base film, as shown in FIG. 1A.
本実施形態では、金属層3は、いわゆる櫛歯形状の金属層であって、複数の帯状金属層3aと、複数の接続金属層3bと、1つの共通金属層3cと、を含み、帯状金属層3aは、それぞれ接続金属層3bを介して共通金属層3cに電気的に接続されている。In this embodiment, the metal layer 3 is a so-called comb-tooth shaped metal layer and includes a plurality of strip-shaped metal layers 3a, a plurality of connecting metal layers 3b, and one common metal layer 3c, and the strip-shaped metal layers 3a are each electrically connected to the common metal layer 3c via the connecting metal layers 3b.
各帯状金属層3aは、積層後、コンデンサの内部電極となるものである。誘電体フィルム1,2は、積層されたときの向きが反転しているだけで、同じ構成であるが、積層後の向きが分かるよう、図1A、図1Cに示すように、各帯状金属層3aに、端から順に1A~1Lまたは2A~2Lの符号を付している。互いに向きが反転している誘電体フィルム1と誘電体フィルム2とは、それぞれ第1状態の誘電体フィルムと第2状態の誘電体フィルムである。Each strip-shaped metal layer 3a will become an internal electrode of the capacitor after lamination. Dielectric films 1 and 2 have the same structure except that their orientation when laminated is reversed, but to indicate their orientation after lamination, as shown in Figures 1A and 1C, each strip-shaped metal layer 3a is labeled 1A-1L or 2A-2L in order from the end. Dielectric film 1 and dielectric film 2, whose orientations are reversed from each other, are the dielectric film in the first state and the dielectric film in the second state, respectively.
また、各図において、互いに平行に位置する各帯状金属層3aが延びる方向を、第1の方向と呼ぶとともに、平行な各帯状金属層3aの並び方向を第2の方向と呼ぶ。フィルムの積層方向は、第1の方向および第2の方向に直交する、第3の方向(図示z方向)である。なお、第1の方向をx方向、第2の方向をy方向、第3の方向をz方向とそれぞれ呼ぶ場合がある。積層後のフィルム積層体4の詳細は後述する。In each figure, the direction in which the strip metal layers 3a positioned parallel to each other extend is called the first direction, and the direction in which the parallel strip metal layers 3a are arranged is called the second direction. The film is stacked in a third direction (z direction in the figure) perpendicular to the first and second directions. The first direction may be called the x direction, the second direction the y direction, and the third direction the z direction. Details of the film laminate 4 after stacking will be described later.
誘電体フィルム1,2の表面の各帯状金属層3aは、ベースフィルムに対する金属蒸着により構成される。各帯状金属層3aは、第1の方向に沿って直線状に延びている。y方向に隣接する帯状金属層3aの間には、フィルム面(以下、絶縁マージンS)が露出しており、これにより、各帯状金属層3aは、それぞれ電気的に絶縁された状態となっている。そして、各絶縁マージンSは、第1の方向(x方向)の第1の端部側で、第2の方向(y方向)に連続する縁部絶縁領域Tに繋がっている。各絶縁マージンSの間隔(ピッチP)は、各帯状金属層3aのy方向の幅P1と各絶縁マージンSのy方向の幅P2とを合わせた値(P=P1+P2)となっている。Each strip-shaped metal layer 3a on the surface of the dielectric films 1 and 2 is formed by metal deposition on a base film. Each strip-shaped metal layer 3a extends linearly along the first direction. Between adjacent strip-shaped metal layers 3a in the y direction, the film surface (hereinafter, insulating margin S) is exposed, so that each strip-shaped metal layer 3a is electrically insulated. Each insulating margin S is connected to an edge insulating region T that continues in the second direction (y direction) at the first end side in the first direction (x direction). The interval (pitch P) between each insulating margin S is the sum of the width P1 in the y direction of each strip-shaped metal layer 3a and the width P2 in the y direction of each insulating margin S (P = P1 + P2).
共通金属層3cは、誘電体フィルム1,2の縁部絶縁領域Tと反対側、すなわち第1の方向の第2の縁部において、第2の方向に延びている。各帯状金属層3aは、絶縁マージンSによって、それぞれ電気的に絶縁されているが、1つの共通金属層3cに接続することで、金属層3全体としては、電気的に接続されている。The common metal layer 3c extends in the second direction on the side opposite the edge insulating region T of the dielectric films 1 and 2, i.e., at the second edge in the first direction. Each strip metal layer 3a is electrically insulated from the others by an insulating margin S, but is electrically connected as a whole to the metal layers 3 by connecting them to one common metal layer 3c.
接続金属層3bは、帯状金属層3aと共通金属層3cとを接続し、帯状金属層3aごとのヒューズとして機能するものである。例えば、ベースフィルムが絶縁破壊されるなどして帯状金属層3aが他の帯状金属層3aと短絡し、規定以上の電流が流れたような場合に、接続金属層3bが焼き切れることで断線させて、フィルムコンデンサ10全体の機能が停止しないようにしている。The connection metal layer 3b connects the strip metal layer 3a and the common metal layer 3c, and functions as a fuse for each strip metal layer 3a. For example, if the base film is broken down and a strip metal layer 3a is shorted to another strip metal layer 3a, causing a current greater than the specified level to flow, the connection metal layer 3b burns off, causing a break in the connection, preventing the entire film capacitor 10 from stopping functioning.
図2の接続金属層近傍の拡大平面図に示すように、接続金属層3bは、第1接続配線3b1と、第2接続配線3b2と、第3接続配線3b3と、を備える。第1接続配線3b1は、共通金属層3cと直接連なり、共通金属層3cから第1の方向に延出されている。第2接続配線3b2は、第1接続配線3b1と直接連なり、第1接続配線3b1から第2の方向に延出されている。第3接続配線3b3は、第2接続配線3b2と直接連なり、第2接続配線3b2から第1の方向に延出されて帯状金属層3aと直接連なっている。本実施形態では、第1接続配線3b1と、第2接続配線3b2と、第3接続配線3b3とは、いずれも直線形状を有している。ここで、「第1の方向に延出され」とは、延出方向の第1の方向成分が、第2の方向成分よりも大きい場合をいう。同様に、「第2の方向に延出され」とは、延出方向の第2の方向成分が、第1の方向成分よりも大きい場合をいう。このような構成の接続金属層3bは、帯状金属層3aに比べて電気抵抗値が高く、ヒューズとしての機能を有している。As shown in the enlarged plan view of the vicinity of the connection metal layer in FIG. 2, the connection metal layer 3b includes a first connection wiring 3b1, a second connection wiring 3b2, and a third connection wiring 3b3. The first connection wiring 3b1 is directly connected to the common metal layer 3c and extends from the common metal layer 3c in a first direction. The second connection wiring 3b2 is directly connected to the first connection wiring 3b1 and extends from the first connection wiring 3b1 in a second direction. The third connection wiring 3b3 is directly connected to the second connection wiring 3b2 and extends from the second connection wiring 3b2 in the first direction and directly connects to the strip metal layer 3a. In this embodiment, the first connection wiring 3b1, the second connection wiring 3b2, and the third connection wiring 3b3 all have a linear shape. Here, "extended in the first direction" refers to a case where the first direction component of the extension direction is larger than the second direction component. Similarly, "extending in the second direction" refers to a case where the second directional component of the extending direction is larger than the first directional component. The connecting metal layer 3b having such a configuration has a higher electrical resistance value than the strip-shaped metal layer 3a, and functions as a fuse.
本実施形態の接続金属層3bは、第1接続配線3b1と第3接続配線3b3とが、第1の方向に平行に延出されており、第2接続配線3b2が、第2の方向に平行に延出されている。第2接続配線3b2の第3接続配線3b3に連なる端部が、第2の方向において帯状金属層3aの第1側辺3a1よりも外側に位置している。第3接続配線3b3は、例えば、第2接続配線3b2から第1の方向に延出され、帯状金属層3aの第1側辺3a1に直接連なっている。また、第2接続配線3b2の第1接続配線3b1に連なる端部は、第2の方向において帯状金属層3aの第2側辺3a2と同じか、第2側辺3a2よりも内側に位置していてもよい。本実施形態では、第2接続配線3b2の一方の端部が第1側辺3a1よりも外側に位置し、第2接続配線3b2の他方の端部が、第2側辺3a2と同じ位置にあり、第2接続配線3b2は、第2の方向の長さLが、帯状金属層3aの幅Wより大きい。第2の方向の長さLは、第2接続配線3b2の第2の方向への投影長さである。In the connection metal layer 3b of this embodiment, the first connection wiring 3b1 and the third connection wiring 3b3 extend in parallel in the first direction, and the second connection wiring 3b2 extends in parallel in the second direction. The end of the second connection wiring 3b2 connected to the third connection wiring 3b3 is located outside the first side edge 3a1 of the strip metal layer 3a in the second direction. The third connection wiring 3b3 extends, for example, from the second connection wiring 3b2 in the first direction and directly connects to the first side edge 3a1 of the strip metal layer 3a. In addition, the end of the second connection wiring 3b2 connected to the first connection wiring 3b1 may be located at the same position as the second side edge 3a2 of the strip metal layer 3a in the second direction, or may be located inside the second side edge 3a2. In this embodiment, one end of the second connection wiring 3b2 is located outside the first side 3a1, the other end of the second connection wiring 3b2 is located at the same position as the second side 3a2, and the length L of the second connection wiring 3b2 in the second direction is greater than the width W of the strip-shaped metal layer 3a. The length L in the second direction is the projection length of the second connection wiring 3b2 in the second direction.
図3の分解斜視図に示すように、第1状態にある誘電体フィルム1の接続金属層3bと、第1状態と向きが反転した第2状態にある誘電体フィルム2の接続金属層3bとは、ベースフィルムの一面の中心を対称点とする点対称に配設されている。すなわち、フィルム積層体4をz方向に見たとき、誘電体フィルム1の接続金属層3bを、対象点を回転中心として180°回転すると、誘電体フィルム2の接続金属層3bと同じ形状となる。3, the connection metal layer 3b of the dielectric film 1 in a first state and the connection metal layer 3b of the dielectric film 2 in a second state, the orientation of which is reversed from that of the first state, are arranged in point symmetry with respect to the center of one surface of the base film. In other words, when the film laminate 4 is viewed in the z direction, if the connection metal layer 3b of the dielectric film 1 is rotated 180° around the symmetric point, it will have the same shape as the connection metal layer 3b of the dielectric film 2.
フィルムコンデンサ10の製造時に、フィルム積層体4は、例えば、長尺の積層体を切断して得られる。切断線は、第1の方向(x方向)に平行となるが、帯状金属層3aの幅方向において、常に同じ位置になるとは限らない。切断された帯状金属層3aは、フィルムコンデンサ10の第2の方向(y方向)の端面において露出するので、帯状金属層3aが、切断後にも共通金属層3cと導通された状態であれば、使用時に帯状金属層3aに電圧が印加されて端面で放電してしまう。本実施形態のような接続金属層3bによって、帯状金属層3aと共通金属層3cとが接続されている場合、切断線がいずれの位置であっても、誘電体フィルム1の第2接続配線3b2か誘電体フィルム2の第2接続配線3b2の少なくともいずれかが、切断線と交差するので、いずれかまたは両方の第2接続配線3b2が切断され、帯状金属層3aと共通金属層3cとが電気的に絶縁される。これにより、フィルムコンデンサ10の端面における放電を低減することができる。さらに、共通金属層3cから電気的に絶縁される帯状金属層3aが、切断された帯状金属層3aのみであるので、静電容量の損失が少ないフィルムコンデンサ10とすることができる。During the manufacture of the film capacitor 10, the film laminate 4 is obtained, for example, by cutting a long laminate. The cutting line is parallel to the first direction (x direction), but is not always at the same position in the width direction of the strip metal layer 3a. The cut strip metal layer 3a is exposed at the end face of the film capacitor 10 in the second direction (y direction). If the strip metal layer 3a is in a conductive state with the common metal layer 3c even after cutting, a voltage is applied to the strip metal layer 3a during use, causing discharge at the end face. When the strip metal layer 3a and the common metal layer 3c are connected by the connection metal layer 3b as in this embodiment, at least one of the second connection wiring 3b2 of the dielectric film 1 or the second connection wiring 3b2 of the dielectric film 2 crosses the cutting line regardless of the position of the cutting line, so that one or both of the second connection wirings 3b2 are cut, and the strip metal layer 3a and the common metal layer 3c are electrically insulated. This makes it possible to reduce discharge at the end faces of the film capacitor 10. Furthermore, since the strip-shaped metal layer 3a that is electrically insulated from the common metal layer 3c is only the cut strip-shaped metal layer 3a, the film capacitor 10 can have a small loss of capacitance.
誘電体フィルム1,2のベースフィルムの構成材料としては、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレート、シクロオレフィンポリマー等の有機樹脂材料があげられる。 Materials constituting the base film of dielectric films 1 and 2 include organic resin materials such as polypropylene, polyethylene terephthalate, polyarylate, and cycloolefin polymer.
誘電体フィルム1,2の積層は、図1Bに示すように、誘電体フィルム1とそれに図示上下方向に隣接する誘電体フィルム2の、x方向の向きを交互に180°反転させながら、すなわち、誘電体フィルム1,2は、各誘電体フィルム1,2の一方の端部の縁部絶縁領域Tの位置が、x方向において交互に逆になるように積み重ねられ、フィルム積層体4とされる。同様に、各誘電体フィルム1,2の他方の端部の共通金属層3cの位置が、x方向において交互に逆になるように積み重ねられている。 As shown in Fig. 1B, the dielectric films 1 and 2 are stacked such that the orientations of the dielectric film 1 and the dielectric film 2 adjacent thereto in the vertical direction are alternately reversed by 180° in the x direction, i.e., the dielectric films 1 and 2 are stacked such that the positions of the edge insulating regions T at one end of each of the dielectric films 1 and 2 are alternately reversed in the x direction to form a film laminate 4. Similarly, the dielectric films 1 and 2 are stacked such that the positions of the common metal layers 3c at the other end of each of the dielectric films 1 and 2 are alternately reversed in the x direction.
フィルム積層体4のx方向の両端面には、金属溶射により金属電極(以下、メタリコン)が位置している。なお、x方向の両端部に位置するメタリコンの一方をメタリコン5A(第1金属電極)、他方をメタリコン5B(第2金属電極)と呼ぶが、これらは配設位置が異なるだけであり、構成に差異はない。例えば、メタリコン5Aは、誘電体フィルム1の共通金属層3cと電気的に接続しており、共通金属層3cを介して各帯状金属層3aとも電気的に接続している。また、縁部絶縁領域Tによって誘電体フィルム1の金属層3とメタリコン5Bとは、電気的に絶縁されている。一方、メタリコン5Bは、誘電体フィルム2の共通金属層3cと電気的に接続しており、共通金属層3cを介して各帯状金属層3aとも電気的に接続している。また、縁部絶縁領域Tによって誘電体フィルム2の金属層3とメタリコン5Aとは、電気的に絶縁されている。Metal electrodes (hereinafter, metallicons) are located on both end faces in the x direction of the film laminate 4 by metal spraying. One of the metallicons located at both ends in the x direction is called metallicon 5A (first metal electrode) and the other is called metallicon 5B (second metal electrode), but they only differ in their placement positions and have no difference in structure. For example, metallicon 5A is electrically connected to the common metal layer 3c of the dielectric film 1 and is also electrically connected to each strip-shaped metal layer 3a through the common metal layer 3c. In addition, the metal layer 3 of the dielectric film 1 and metallicon 5B are electrically insulated by the edge insulating region T. On the other hand, metallicon 5B is electrically connected to the common metal layer 3c of the dielectric film 2 and is also electrically connected to each strip-shaped metal layer 3a through the common metal layer 3c. In addition, the metal layer 3 of the dielectric film 2 and metallicon 5A are electrically insulated by the edge insulating region T.
図4~図6は、フィルムコンデンサを製造する過程について、模式的に説明した図である。図4~図6においても、図1A~図1Cと同様、平行に位置する各帯状金属層3aの延びる方向を第1の方向(図示x方向)、共通金属層3cが延びる方向(x方向に直交するy方向)を第2の方向、第1の方向および第2の方向に直交する、フィルムの積層方向を第3の方向(z方向)としている。 Figures 4 to 6 are diagrams that explain the process of manufacturing a film capacitor. In Figures 4 to 6, as in Figures 1A to 1C, the extension direction of the parallel strip-shaped metal layers 3a is the first direction (x direction in the figure), the extension direction of the common metal layer 3c (y direction perpendicular to the x direction) is the second direction, and the lamination direction of the film perpendicular to the first and second directions is the third direction (z direction).
積層型のフィルムコンデンサ10の作製においては、まず、図4に示すように、フィルムの表面に、x方向に沿って連続する複数の帯状金属層3aとy方向に延びる共通金属層3cとを有する誘電体フィルム1および誘電体フィルム2を、複数枚、x方向の向きを交互に逆にしながら、すなわち、縁部絶縁領域Tの平面視位置が1枚おきに重なるよう、x方向の向きを1枚ごとに180°反転させながら積み重ねる。In manufacturing the laminated film capacitor 10, first, as shown in FIG. 4, multiple dielectric films 1 and 2 each having a plurality of continuous strip-shaped metal layers 3a along the x direction and a common metal layer 3c extending in the y direction on the surface of the film are stacked with their orientations in the x direction alternately reversed, i.e., the orientation in the x direction is inverted 180° for each film so that the planar positions of the edge insulating regions T overlap every other film.
なお、先にも述べたように、本実施形態では、誘電体フィルム1と誘電体フィルム2とは、x方向の向きを反転させただけであり、構成は同じであるが、これに限らず、誘電体フィルム1と誘電体フィルム2の構成が異なっていてもよい。例えば、誘電体フィルム1および誘電体フィルム2を、縁部絶縁領域Tの平面視位置が1枚おきに重なるように積層した状態で、誘電体フィルム1が、帯状金属層3aの+y側の側辺に第3接続配線3b3が接続される構成であり、誘電体フィルム2が、帯状金属層3aの+y側の側辺に第3接続配線3b3が接続される構成であってもよい。すなわち、誘電体フィルム1と誘電体フィルム2とは、接続金属層3bが、x方向を基準に線対称となる点で異なっており、その他の構成は同じであってよい。また、積層する方法としては、長尺の誘電体フィルム1,2を重ねて、円筒または断面多角状の筒に巻き付ける等、従来公知の方法により行うことができる。図4における仮想線(二点鎖線)は、筒等に巻回後の切断線を示す。As mentioned above, in this embodiment, the dielectric film 1 and the dielectric film 2 are the same in configuration, but the orientation in the x direction is simply reversed. However, this is not limited to this, and the configuration of the dielectric film 1 and the dielectric film 2 may be different. For example, in a state where the dielectric film 1 and the dielectric film 2 are stacked so that the planar positions of the edge insulating regions T overlap every other sheet, the dielectric film 1 may be configured such that the third connection wiring 3b3 is connected to the side edge on the +y side of the strip-shaped metal layer 3a, and the dielectric film 2 may be configured such that the third connection wiring 3b3 is connected to the side edge on the +y side of the strip-shaped metal layer 3a. In other words, the dielectric film 1 and the dielectric film 2 differ in that the connection metal layer 3b is line-symmetrical with respect to the x direction, and the other configurations may be the same. In addition, the lamination method can be a conventionally known method, such as stacking the long dielectric films 1 and 2 and winding them around a cylinder or a tube with a polygonal cross section. The virtual line (two-dot chain line) in FIG. 4 indicates the cutting line after winding around a tube or the like.
図5は、所定長さに切断後のフィルム積層体4を、切断面(y方向端面)方向から見た図である。この図5に示すように、上下に隣接する誘電体フィルム1と誘電体フィルム2とは、x方向に位置を若干ずらせた状態(オフセットした状態)で積層されているため、フィルム積層体4のx方向の両端面には、共通金属層3cが露出している。図5に示すように、フィルム積層体4の切断面に露出した帯状金属層3aは、第2接続配線3b2が切断されたことで、共通金属層3cと接続しておらず、共通金属層3cから電気的に絶縁されている。 Figure 5 shows the film laminate 4 after being cut to a specified length, viewed from the cut surface (y-direction end surface). As shown in this Figure 5, the dielectric films 1 and 2 adjacent to each other are laminated with a slight shift in position (offset state) in the x direction, so that the common metal layer 3c is exposed at both end surfaces in the x direction of the film laminate 4. As shown in Figure 5, the strip-shaped metal layer 3a exposed at the cut surface of the film laminate 4 is not connected to the common metal layer 3c because the second connection wiring 3b2 has been cut, and is electrically insulated from the common metal layer 3c.
なお、実施形態のフィルム積層体4の上面には、金属層3を有していないベースフィルム等、フィルム積層体4の保護層となる絶縁層12が積層されていてもよい。絶縁層12は省略してもよい。In addition, an insulating layer 12 that serves as a protective layer for the film laminate 4, such as a base film that does not have a metal layer 3, may be laminated on the upper surface of the film laminate 4 in the embodiment. The insulating layer 12 may be omitted.
つぎに、図6に示すように、先に述べた共通金属層3cが露出する、フィルム積層体4のx方向の両端面に、それぞれ、金属溶射により第1金属電極および第2金属電極(メタリコン5A,5B)を構成する。これにより、誘電体フィルム1,2上の各帯状金属層3aは、メタリコン5A,5Bのいずれかに、共通金属層3cを介して電気的に接続され、フィルムコンデンサ10の内部電極として機能するようになる。6, a first metal electrode and a second metal electrode (metallicon 5A, 5B) are formed by metal spraying on both end faces in the x direction of the film laminate 4 where the previously mentioned common metal layer 3c is exposed. As a result, each strip-shaped metal layer 3a on the dielectric films 1, 2 is electrically connected to either the metallicon 5A or 5B via the common metal layer 3c, and functions as an internal electrode of the film capacitor 10.
以下では、他の実施形態のフィルムコンデンサについて説明する。他の実施形態は、接続金属層3bの構成が、前述の第1実施形態と異なるだけであり、他の構成は共通している。図7Aおよび図7Bは、第2実施形態の接続金属層3bを示す。図7Aおよび図7Bに示すように、第2実施形態では、第2接続配線3b2の第3接続配線3b3に連なる端部が、第2の方向において帯状金属層3aの第1側辺3a1よりも外側に位置している。Below, other embodiments of the film capacitor will be described. In the other embodiments, only the configuration of the connection metal layer 3b differs from that of the first embodiment described above, and the other configurations are the same. Figures 7A and 7B show the connection metal layer 3b of the second embodiment. As shown in Figures 7A and 7B, in the second embodiment, the end of the second connection wiring 3b2 that is connected to the third connection wiring 3b3 is located outside the first side edge 3a1 of the strip-shaped metal layer 3a in the second direction.
第1実施形態の接続金属層3bは、帯状金属層3aに比べて電気抵抗値が高く、ヒューズとしての機能を有している。接続金属層3bが長くなるほど、帯状金属層3aの短絡時に接続金属層3bが断線するためのエネルギーが高くなり、より大きな電流が流れなければ断線しなくなる。本実施形態では、第1接続配線3b1の電気抵抗値が局所的に高くなるので、帯状金属層3aの短絡時に、第1接続配線3b1で断線しやすく、接続金属層3bのヒューズ機能が向上する。また、本実施形態では、第2接続配線3b2の幅が、第3接続配線3b3の幅よりも大きく、第3接続配線3b3で断線しやすくなり、接続金属層3bのヒューズ機能が向上する。図7Aに示す例では、第2接続配線3b2の幅が一定である。図7Bに示す例では、第2接続配線3b2の幅が、両端部分より中央部分が大きい。すなわち、第1接続配線3b1に連なる部分と第3接続配線3b3に連なる部分とは、それぞれ第1接続配線3b1および第3接続配線3b3の幅と同じ幅であり、中央部分において、幅が大きくなっている。The connection metal layer 3b in the first embodiment has a higher electrical resistance value than the strip metal layer 3a and functions as a fuse. The longer the connection metal layer 3b, the higher the energy required for the connection metal layer 3b to break when the strip metal layer 3a is shorted, and a larger current must flow before the connection metal layer 3b will break. In this embodiment, the electrical resistance value of the first connection wiring 3b1 is locally high, so that when the strip metal layer 3a is shorted, the first connection wiring 3b1 is more likely to break, improving the fuse function of the connection metal layer 3b. In this embodiment, the width of the second connection wiring 3b2 is larger than the width of the third connection wiring 3b3, so that the third connection wiring 3b3 is more likely to break, improving the fuse function of the connection metal layer 3b. In the example shown in FIG. 7A, the width of the second connection wiring 3b2 is constant. In the example shown in FIG. 7B, the width of the second connection wiring 3b2 is larger in the center than at both ends. That is, the portion connected to the first connection wiring 3b1 and the portion connected to the third connection wiring 3b3 have the same width as the first connection wiring 3b1 and the third connection wiring 3b3, respectively, and the width is larger in the central portion.
第2実施形態の第2接続配線3b2は、第1実施形態の第2接続配線3b2より配線幅が大きくなっている。これにより、第2実施形態のフィルムコンデンサ10は、第1実施形態に比べて等価直列抵抗(ESR)を低くすることができる。ESRを低くすることで、フィルムコンデンサ10のリップル電流の許容値を高くすることができる。The second connection wiring 3b2 of the second embodiment has a larger wiring width than the second connection wiring 3b2 of the first embodiment. This allows the film capacitor 10 of the second embodiment to have a lower equivalent series resistance (ESR) than the first embodiment. By lowering the ESR, the allowable value of the ripple current of the film capacitor 10 can be increased.
図8は、第3実施形態の接続金属層3bを示す。図8に示すように、第3実施形態では、第2接続配線3b2が、蛇行形状(ミアンダ形状)を有している。第1実施形態では、第2接続配線3b2が、直線形状であるのに対し、第3実施形態では、蛇行形状である。第3実施形態の接続金属層3bは、第2接続配線3b2を蛇行形状とすることで、第2接続配線3b2の配線長を確保している。誘電体フィルム1,2において、絶縁破壊が生じ、帯状金属層3aに過剰な電流が流れた場合でも、第2接続配線3b2において断線しにくくなり、接続金属層3bのヒューズとしての作動を適度に抑えることができる。これにより、ヒューズが過剰に作動して、帯状金属層3aが共通金属層3cから絶縁されてしまい、フィルムコンデンサ10の静電容量が早期に低下することを抑制することができる。 Figure 8 shows the connection metal layer 3b of the third embodiment. As shown in Figure 8, in the third embodiment, the second connection wiring 3b2 has a meandering shape (meander shape). In the first embodiment, the second connection wiring 3b2 has a straight shape, whereas in the third embodiment, it has a meandering shape. In the connection metal layer 3b of the third embodiment, the second connection wiring 3b2 has a meandering shape to ensure the wiring length of the second connection wiring 3b2. Even if insulation breakdown occurs in the dielectric films 1 and 2 and excessive current flows through the strip-shaped metal layer 3a, the second connection wiring 3b2 is less likely to break, and the operation of the connection metal layer 3b as a fuse can be appropriately suppressed. This makes it possible to suppress the excessive operation of the fuse, which causes the strip-shaped metal layer 3a to be insulated from the common metal layer 3c, and the capacitance of the film capacitor 10 to decrease early.
上記の各実施形態では、フィルム積層体4が、誘電体フィルム1,2を、x方向の向きを交互に反転させながら積層したものであり、誘電体フィルム1と誘電体フィルム2とは、同じ構成であって、向きが異なるというものである。これに限らず、例えば、誘電体フィルム2に代えて、ベースフィルムの一面の、縁部絶縁領域T以外の領域全体に金属層を有する、いわゆるベタパターンの全面金属層を有する誘電体フィルムを用いてもよい。メタリコン5A(第1金属電極)は、誘電体フィルム1の共通金属層3cに電気的に接続される。また、メタリコン5B(第2金属電極)は、誘電体フィルムの全面金属層に電気的に接続される。In each of the above embodiments, the film laminate 4 is formed by laminating the dielectric films 1 and 2 with the x-direction orientation alternately inverted, and the dielectric films 1 and 2 have the same configuration but different orientations. This is not limited to the above, and for example, instead of the dielectric film 2, a dielectric film having a metal layer on the entire area of one side of the base film other than the edge insulating area T, that is, a so-called solid pattern of a full metal layer, may be used. The metallicon 5A (first metal electrode) is electrically connected to the common metal layer 3c of the dielectric film 1. The metallicon 5B (second metal electrode) is electrically connected to the full metal layer of the dielectric film.
図9は、第4実施形態の接続金属層3bを示す。図9に示すように、第4実施形態では、第1~第3実施形態とは異なり、第2接続配線3b2の第1接続配線3b1に連なる端部が、第2の方向において帯状金属層3aの第2側辺3a2よりも外側に位置している。第1状態にある誘電体フィルム1の接続金属層3bと、第1状態と向きが反転した第2状態にある誘電体フィルム2の接続金属層3bとが、ベースフィルムの一面の中心を対称点とする点対称に配設されている点は、本実施形態も第1~第3実施形態と同じである。 Figure 9 shows the connection metal layer 3b of the fourth embodiment. As shown in Figure 9, in the fourth embodiment, unlike the first to third embodiments, the end of the second connection wiring 3b2 continuing to the first connection wiring 3b1 is located outside the second side edge 3a2 of the strip-shaped metal layer 3a in the second direction. This embodiment is the same as the first to third embodiments in that the connection metal layer 3b of the dielectric film 1 in the first state and the connection metal layer 3b of the dielectric film 2 in the second state whose orientation is reversed from the first state are arranged in point symmetry with respect to the center of one surface of the base film.
本開示の第5実施形態のフィルムコンデンサについて説明する。図10A~図10Cは、第5実施形態のフィルムコンデンサの構成を示す図である。図10A、図10Bは誘電体フィルムの平面図、図10Cはフィルムの積層状態を示す断面模式図である。本実施形態のフィルムコンデンサ11は、フィルム積層体4の両端面にメタリコン5Aおよびメタリコン5Bを有している。フィルム積層体4は、図10Aに示すような、ベースフィルムの一面に、第1金属層3を有する誘電体フィルム(第1誘電体フィルム)1と、図10Bに示すような、ベースフィルムの一面に、第2金属層8を有する誘電体フィルム(第2誘電体フィルム)2とを、交互に積層して構成される。本実施形態では、前述の第1~第4実施形態と異なり、誘電体フィルム1の第1金属層3と、誘電体フィルム2の第2金属層8とが異なる構成を有している。 A film capacitor according to a fifth embodiment of the present disclosure will be described. Figures 10A to 10C are diagrams showing the configuration of the film capacitor according to the fifth embodiment. Figures 10A and 10B are plan views of a dielectric film, and Figure 10C is a schematic cross-sectional view showing the laminated state of the film. The film capacitor 11 of this embodiment has metallikon 5A and metallikon 5B on both end surfaces of the film laminate 4. The film laminate 4 is formed by alternately laminating a dielectric film (first dielectric film) 1 having a first metal layer 3 on one side of the base film as shown in Figure 10A, and a dielectric film (second dielectric film) 2 having a second metal layer 8 on one side of the base film as shown in Figure 10B. In this embodiment, unlike the first to fourth embodiments described above, the first metal layer 3 of the dielectric film 1 and the second metal layer 8 of the dielectric film 2 have different configurations.
誘電体フィルム1の第1金属層3は、第1共通金属層3Acおよび第2共通金属層3Bcと、第1共通金属層3Acに接続される複数の第1帯状金属層3Aaおよび複数の第1接続金属層3Abと、第2共通金属層3Bcに接続される複数の第2帯状金属層3Baおよび複数の第2接続金属層3Bbと、を含む。第1共通金属層3Acおよび第2共通金属層3Bcは、誘電体フィルム1の第1の方向の第1の縁部および第2の縁部において、それぞれ第2の方向に延びている。第1共通金属層3Acはメタリコン5Aと電気的に接続し、第2共通金属層3Bcはメタリコン5Bと電気的に接続する。本実施形態では、メタリコン5A側の第1帯状金属層3Aaと、メタリコン5B側の第2帯状金属層3Baとの間は、フィルム面が露出しており、電気的に絶縁された状態となっている。この露出したフィルム面は、誘電体フィルム1の第1の方向の中央部において、第2の方向に沿って連続する中央部絶縁領域Tcとなっている。The first metal layer 3 of the dielectric film 1 includes a first common metal layer 3Ac and a second common metal layer 3Bc, a plurality of first strip-shaped metal layers 3Aa and a plurality of first connection metal layers 3Ab connected to the first common metal layer 3Ac, and a plurality of second strip-shaped metal layers 3Ba and a plurality of second connection metal layers 3Bb connected to the second common metal layer 3Bc. The first common metal layer 3Ac and the second common metal layer 3Bc extend in a second direction at a first edge and a second edge in a first direction of the dielectric film 1, respectively. The first common metal layer 3Ac is electrically connected to the metallikon 5A, and the second common metal layer 3Bc is electrically connected to the metallikon 5B. In this embodiment, the film surface is exposed between the first strip-shaped metal layer 3Aa on the metallikon 5A side and the second strip-shaped metal layer 3Ba on the metallikon 5B side, and they are in an electrically insulated state. This exposed film surface forms a central insulating region Tc that is continuous along the second direction at the central portion of the dielectric film 1 in the first direction.
第1接続金属層3Abは、第1共通金属層3Acと直接連なり、第1共通金属層3Acから第1の方向に延出されている第1接続配線3Ab1と、第1接続配線3Ab1と直接連なり、第1接続配線3Ab1から第2の方向に延出されている第2接続配線3Ab2と、第2接続配線3Ab2と直接連なり、第2接続配線3Ab2から第1の方向に延出されて第1帯状金属層3Aaと直接連なる第3接続配線3Ab3と、を備える。このような構成の第1接続金属層3Abは、第1帯状金属層3Aaに比べて電気抵抗値が高く、ヒューズとしての機能を有している。第1接続金属層3Abは、第2接続配線3Ab2の第3接続配線3Ab3に連なる端部が、第2の方向において第1帯状金属層3Aaの第1側辺3a1よりも外側に位置する。The first connection metal layer 3Ab includes a first connection wiring 3Ab1 that is directly connected to the first common metal layer 3Ac and extends from the first common metal layer 3Ac in a first direction, a second connection wiring 3Ab2 that is directly connected to the first connection wiring 3Ab1 and extends from the first connection wiring 3Ab1 in a second direction, and a third connection wiring 3Ab3 that is directly connected to the second connection wiring 3Ab2, extends from the second connection wiring 3Ab2 in the first direction, and directly connects to the first strip-shaped metal layer 3Aa. The first connection metal layer 3Ab configured as described above has a higher electrical resistance value than the first strip-shaped metal layer 3Aa and functions as a fuse. The end of the second connection wiring 3Ab2 that is connected to the third connection wiring 3Ab3 of the first connection metal layer 3Ab is located outside the first side edge 3a1 of the first strip-shaped metal layer 3Aa in the second direction.
第2接続金属層3Bbは、第2共通金属層3Bcと直接連なり、第2共通金属層3Bcから第1の方向に延出されている第4接続配線3Bb1と、第4接続配線3Bb1と直接連なり、第4接続配線3Bb1から第2の方向に延出されている第5接続配線3Bb2と、第5接続配線3Bb2と直接連なり、第5接続配線3Bb2から第1の方向に延出されて第2帯状金属層3Baと直接連なる第6接続配線3Bb3と、を備える。このような構成の第2接続金属層3Bbは、第2帯状金属層3Baに比べて電気抵抗値が高く、ヒューズとしての機能を有している。第2接続金属層3Bbは、第5接続配線3Bb2の第6接続配線3Bb3に連なる端部が、第2の方向において第2帯状金属層3Baの第1側辺3a1よりも外側に位置する。The second connection metal layer 3Bb includes a fourth connection wiring 3Bb1 that is directly connected to the second common metal layer 3Bc and extends from the second common metal layer 3Bc in the first direction, a fifth connection wiring 3Bb2 that is directly connected to the fourth connection wiring 3Bb1 and extends from the fourth connection wiring 3Bb1 in the second direction, and a sixth connection wiring 3Bb3 that is directly connected to the fifth connection wiring 3Bb2, extends from the fifth connection wiring 3Bb2 in the first direction, and directly connects to the second strip-shaped metal layer 3Ba. The second connection metal layer 3Bb configured in this manner has a higher electrical resistance value than the second strip-shaped metal layer 3Ba and functions as a fuse. The second connection metal layer 3Bb has an end of the fifth connection wiring 3Bb2 that is connected to the sixth connection wiring 3Bb3 located outside the first side edge 3a1 of the second strip-shaped metal layer 3Ba in the second direction.
図11は、誘電体フィルム1の第1接続金属層および第2接続金属層近傍の拡大平面図である。この拡大平面図に示すように、誘電体フィルム1において、第1接続金属層3Abと第2接続金属層3Bbとが、ベースフィルムの一面の中心を対称点とする点対称に配設されている。すなわち、誘電体フィルム1を平面視したとき、誘電体フィルム1の第1接続金属層3Abを、対象点を回転中心として180°回転すると、第2接続金属層3Bbと同じ形状となる。 Figure 11 is an enlarged plan view of the vicinity of the first connecting metal layer and the second connecting metal layer of the dielectric film 1. As shown in this enlarged plan view, in the dielectric film 1, the first connecting metal layer 3Ab and the second connecting metal layer 3Bb are arranged in point symmetry with the center of one surface of the base film as the symmetric point. In other words, when the dielectric film 1 is viewed in plan, if the first connecting metal layer 3Ab of the dielectric film 1 is rotated 180 degrees around the symmetric point, it will have the same shape as the second connecting metal layer 3Bb.
誘電体フィルム2の第2金属層8は、いわゆるベタパターンの1つの面状金属層である。誘電体フィルム2の第1の方向の第1の縁部および第2の縁部には、第2の方向に連続する縁部絶縁領域Tを有しており、この縁部絶縁領域Tによって第2金属層8は、メタリコン5Aおよびメタリコン5Bと電気的に絶縁された状態となっている。The second metal layer 8 of the dielectric film 2 is a planar metal layer having a so-called solid pattern. The first edge and the second edge of the dielectric film 2 in the first direction have edge insulating regions T that are continuous in the second direction, and the second metal layer 8 is electrically insulated from the metallikon 5A and the metallikon 5B by the edge insulating regions T.
フィルム積層体4は、平面視で、第1金属層3の第1帯状金属層3Aaおよび第2帯状金属層3Baと第2金属層8とが重なるように積層されている。このようなフィルム積層体4を備える本実施形態のフィルムコンデンサ11は、第1金属層3および第2金属層8によって、積層型のフィルムコンデンサが直列接続したシリーズコンデンサとすることができる。フィルムコンデンサ11は、メタリコン5A側の第1共通金属層3Ac、第1帯状金属層3Aaおよび第1接続金属層3Abと第2金属層8とによる積層型コンデンサと、メタリコン5B側の第2共通金属層3Bc、第2帯状金属層3Baおよび第2接続金属層3Bbと第2金属層8とによる積層型コンデンサと、が第2金属層8によって直列接続される。本実施形態のフィルムコンデンサ11は、シリーズコンデンサとすることで、高耐圧化を実現できる。In a plan view, the film laminate 4 is laminated so that the first strip-shaped metal layer 3Aa and the second strip-shaped metal layer 3Ba of the first metal layer 3 overlap with the second metal layer 8. The film capacitor 11 of this embodiment, which includes such a film laminate 4, can be a series capacitor in which the first metal layer 3 and the second metal layer 8 connect the laminated film capacitors in series. The film capacitor 11 is a laminated capacitor made of the first common metal layer 3Ac, the first strip-shaped metal layer 3Aa, the first connecting metal layer 3Ab, and the second metal layer 8 on the metallicon 5A side, and a laminated capacitor made of the second common metal layer 3Bc, the second strip-shaped metal layer 3Ba, the second connecting metal layer 3Bb, and the second metal layer 8 on the metallicon 5B side, which are connected in series by the second metal layer 8. The film capacitor 11 of this embodiment can achieve high voltage resistance by being a series capacitor.
本実施形態では、例えば、平面視で複数の第1帯状金属層3Aaおよび複数の第2帯状金属層3Baが1つの第2金属層8と重なっており、第2金属層8は、第1接続金属層3Ab第1共通金属層3Ac第2接続金属層3Bb、および第2共通金属層3Bcと重なっていない。また、第2金属層8は、複数の面状金属層を含んでいてもよく、各面状金属層が、それぞれ平面視で第1帯状金属層3Aaおよび第2帯状金属層3Baと重なっていればよい。In this embodiment, for example, a plurality of first strip-shaped metal layers 3Aa and a plurality of second strip-shaped metal layers 3Ba overlap one second metal layer 8 in a planar view, and the second metal layer 8 does not overlap the first connection metal layer 3Ab, the first common metal layer 3Ac, the second connection metal layer 3Bb, or the second common metal layer 3Bc. The second metal layer 8 may also include a plurality of planar metal layers, each of which may overlap the first strip-shaped metal layer 3Aa and the second strip-shaped metal layer 3Ba in a planar view.
本実施形態のフィルムコンデンサ11では、フィルム積層体4に切断される切断線が、いずれの位置であっても、誘電体フィルム1の第2接続配線3Ab2か第5接続配線3Bb2の少なくともいずれかが、切断線と交差するので、第2接続配線3Ab2および第5接続配線3Bb2のいずれかまたは両方が切断され、第1帯状金属層3Aaと第1共通金属層3Acとの間、および第2帯状金属層3Baと第2共通金属層3Bcとの間の少なくともいずれかにおいて電気的に絶縁される。これにより、フィルムコンデンサ11の端面における放電を低減することができる。さらに、第1共通金属層3Acおよび第2共通金属層3Bcから電気的に絶縁される第1帯状金属層3Aaおよび第2帯状金属層3Baが、切断された帯状金属層のみであるので、静電容量の損失が少ないフィルムコンデンサ11とすることができる。In the film capacitor 11 of this embodiment, regardless of the position of the cutting line cut in the film laminate 4, at least one of the second connection wiring 3Ab2 and the fifth connection wiring 3Bb2 of the dielectric film 1 intersects with the cutting line, so that either or both of the second connection wiring 3Ab2 and the fifth connection wiring 3Bb2 are cut, and at least one of the first strip-shaped metal layer 3Aa and the first common metal layer 3Ac and the second strip-shaped metal layer 3Ba and the second common metal layer 3Bc are electrically insulated. This reduces discharge at the end faces of the film capacitor 11. Furthermore, since the first strip-shaped metal layer 3Aa and the second strip-shaped metal layer 3Ba that are electrically insulated from the first common metal layer 3Ac and the second common metal layer 3Bc are only the cut strip-shaped metal layers, the film capacitor 11 can have a small loss of capacitance.
本開示の第6実施形態のフィルムコンデンサについて説明する。図12A~図12Cは、第6実施形態のフィルムコンデンサの構成を示す図である。図12A、図12Bは誘電体フィルムの平面図、図12Cはフィルムの積層状態を示す断面模式図である。第6実施形態は、誘電体フィルム1の第1金属層3の構成および誘電体フィルム2の第2金属層8の構成が第5実施形態と異なっており、その他の構成は共通している。第5実施形態では、誘電体フィルム1において、第1接続金属層3Abと第2接続金属層3Bbとが、点対象であるのに対し、本実施形態の第1金属層3は、誘電体フィルム1において、第1接続金属層3Abと第2接続金属層3Bbとが、中央部絶縁領域Tcを挟んで線対称の形状である点が異なっている。さらに、誘電体フィルム2の第2金属層8は、複数の帯状金属層8aと、帯状金属層8a同士を誘電体フィルム2の中央部分で接続する中央接続層8bと、を備える。誘電体フィルム2の複数の帯状金属層8aは、それぞれ誘電体フィルム1の第1帯状金属層3Aaおよび第2帯状金属層3Baと、平面視で重なるように配設されている。例えば、1つの第1帯状金属層3Aaに付き1つの帯状金属層8aが配設され、1つの第2帯状金属層3Baに付き1つの帯状金属層8aが配設されていればよい。中央接続層8bは、例えば、第1帯状金属層3Aaに対応する帯状金属層8aと第2帯状金属層3Baに対応する帯状金属層8aとを接続するものであって、2つの帯状金属層8aの側辺同士を接続する。中央接続層8bは、帯状金属層8aに比べて電気抵抗値が高く、ヒューズとしての機能を有している。本実施形態のフィルムコンデンサ11は、上記のような第1金属層3および第2金属層8によってシリーズコンデンサとすることで、高耐圧化を実現できる。 A film capacitor according to a sixth embodiment of the present disclosure will be described. Figures 12A to 12C are diagrams showing the configuration of the film capacitor according to the sixth embodiment. Figures 12A and 12B are plan views of the dielectric film, and Figure 12C is a schematic cross-sectional view showing the laminated state of the film. In the sixth embodiment, the configuration of the first metal layer 3 of the dielectric film 1 and the configuration of the second metal layer 8 of the dielectric film 2 are different from those of the fifth embodiment, but the other configurations are common. In the fifth embodiment, the first connection metal layer 3Ab and the second connection metal layer 3Bb are point symmetric in the dielectric film 1, whereas in the first metal layer 3 of this embodiment, the first connection metal layer 3Ab and the second connection metal layer 3Bb are line symmetric across the central insulating region Tc in the dielectric film 1. Furthermore, the second metal layer 8 of the dielectric film 2 includes a plurality of strip-shaped metal layers 8a and a central connection layer 8b that connects the strip-shaped metal layers 8a to each other at the center of the dielectric film 2. The plurality of strip-shaped metal layers 8a of the dielectric film 2 are arranged so as to overlap the first strip-shaped metal layer 3Aa and the second strip-shaped metal layer 3Ba of the dielectric film 1 in a plan view. For example, one strip-shaped metal layer 8a may be arranged for one first strip-shaped metal layer 3Aa, and one strip-shaped metal layer 8a may be arranged for one second strip-shaped metal layer 3Ba. The central connection layer 8b connects, for example, the strip-shaped metal layer 8a corresponding to the first strip-shaped metal layer 3Aa and the strip-shaped metal layer 8a corresponding to the second strip-shaped metal layer 3Ba, and connects the sides of the two strip-shaped metal layers 8a. The central connection layer 8b has a higher electrical resistance than the strip-shaped metal layer 8a and functions as a fuse. The film capacitor 11 of this embodiment can achieve high voltage resistance by forming a series capacitor using the first metal layer 3 and the second metal layer 8 as described above.
本実施形態のフィルムコンデンサ11では、フィルム積層体4に切断される切断線によって誘電体フィルム1の第2接続配線3Ab2および第5接続配線3Bb2が切断される。ここで、第1接続金属層3Abと第2接続金属層3Bbとが、中央部絶縁領域Tcを挟んで線対称の形状であるために、例えば、第3接続配線3Ab3および第6接続配線3Bb3が同じ側に位置しており、切断線が第3接続配線3Ab3および第6接続配線3Bb3を通るような場合には、第1帯状金属層3Aaと第1共通金属層3Acとの間、および第2帯状金属層3Baと第2共通金属層3Bcとの間で電気的に絶縁されないおそれがある。このような場合でも、第2金属層8は、中央接続層8bで接続されている帯状金属層8a同士が切断によって絶縁されるので、フィルムコンデンサ11の端面における放電を低減することができる。さらに、第1共通金属層3Acおよび第2共通金属層3Bcから電気的に絶縁される第1帯状金属層3Aaおよび第2帯状金属層3Baが、切断された帯状金属層のみであるので、静電容量の損失が少ないフィルムコンデンサ11とすることができる。In the film capacitor 11 of this embodiment, the second connection wiring 3Ab2 and the fifth connection wiring 3Bb2 of the dielectric film 1 are cut by the cutting line cut in the film laminate 4. Here, since the first connection metal layer 3Ab and the second connection metal layer 3Bb are symmetrical with respect to the central insulating region Tc, for example, when the third connection wiring 3Ab3 and the sixth connection wiring 3Bb3 are located on the same side and the cutting line passes through the third connection wiring 3Ab3 and the sixth connection wiring 3Bb3, there is a risk that electrical insulation will not be achieved between the first strip-shaped metal layer 3Aa and the first common metal layer 3Ac, and between the second strip-shaped metal layer 3Ba and the second common metal layer 3Bc. Even in such a case, the second metal layer 8 is insulated by cutting between the strip-shaped metal layers 8a connected by the central connection layer 8b, so that discharge at the end faces of the film capacitor 11 can be reduced. Furthermore, since the first strip-shaped metal layer 3Aa and the second strip-shaped metal layer 3Ba, which are electrically insulated from the first common metal layer 3Ac and the second common metal layer 3Bc, are only cut strip-shaped metal layers, a film capacitor 11 can be obtained with little loss of capacitance.
第5,6実施形態の第1接続金属層3Abおよび第2接続金属層3Bbは、いずれも前述の第2~4実施形態の接続金属層3bと同じ構成であってもよい。The first connection metal layer 3Ab and the second connection metal layer 3Bb in the fifth and sixth embodiments may both have the same configuration as the connection metal layer 3b in the second to fourth embodiments described above.
図13は、フィルムコンデンサの変形例を示す外観斜視図である。フィルムコンデンサAは、絶縁性および耐環境性の点から、フィルムコンデンサ10を外装部材7で被覆したものである。メタリコン5A,5Bは、外部接続用のリード線6を有している。図13においては、外装部材7の一部を取り除いた状態を示しており、外装部材7の取り除かれた部分を破線で示している。 Figure 13 is an external perspective view showing a modified example of a film capacitor. Film capacitor A is a film capacitor 10 covered with an exterior material 7 for insulation and environmental resistance. Metallicons 5A and 5B have lead wires 6 for external connection. Figure 13 shows a state where a part of the exterior material 7 has been removed, and the removed part of the exterior material 7 is indicated by a dashed line.
図14は、連結型コンデンサの構成を模式的に示した斜視図である。図14においては構成を分かりやすくするために、ケースおよびモールド用の樹脂を省略して記載している。連結型コンデンサBは、複数個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た構成となっている。バスバー21、23は、端子部21a、23aと、引出端子部21b、23bと、により構成されている。端子部21a、23aは外部接続用であり、引出端子部21b、23bは、フィルムコンデンサAの外部電極5A、5Bにそれぞれ接続される。 Figure 14 is a perspective view showing a schematic configuration of a linked capacitor. In Figure 14, the case and molding resin are omitted to make the configuration easier to understand. Linked capacitor B is configured with multiple film capacitors A connected in parallel by a pair of bus bars 21, 23. Bus bars 21, 23 are configured with terminal portions 21a, 23a and lead-out terminal portions 21b, 23b. Terminal portions 21a, 23a are for external connection, and lead-out terminal portions 21b, 23b are connected to external electrodes 5A, 5B of film capacitor A, respectively.
図15は、インバータの構成を説明するための概略構成図である。図15には、整流後の直流から交流を作り出すインバータCの例を示している。本実施形態のインバータCは、図15に示すように、ブリッジ回路31と、容量部33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Cは、容量部33として、上記のフィルムコンデンサ10,Aまたは連結型コンデンサBを含んでよい。 Figure 15 is a schematic diagram for explaining the configuration of an inverter. Figure 15 shows an example of an inverter C that produces AC from rectified DC. As shown in Figure 15, the inverter C of this embodiment includes a bridge circuit 31 and a capacitance section 33. The bridge circuit 31 is composed of a switching element such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) and a diode. The capacitance section 33 is disposed between the input terminals of the bridge circuit 31 and stabilizes the voltage. The inverter C may include the above-mentioned film capacitor 10, A or linked capacitor B as the capacitance section 33.
なお、このインバータCの入力は、直流電源の電圧を昇圧する昇圧回路35に接続される場合と、直流電源に接続される場合がある。一方、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。The input of the inverter C may be connected to a boost circuit 35 that boosts the voltage of the DC power supply, or to the DC power supply. On the other hand, the bridge circuit 31 is connected to a motor generator (motor M) that serves as a drive source.
図16は、電動車輌の構成を説明するための概略構成図である。図16には、電動車輌Dとしてハイブリッド自動車(HEV)の例を示している。 Figure 16 is a schematic diagram for explaining the configuration of an electric vehicle. Figure 16 shows an example of a hybrid electric vehicle (HEV) as an electric vehicle D.
図16における電動車輌D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。The electric vehicle D in Figure 16 is equipped with a drive motor 41, an engine 43, a transmission 45, an inverter 47, a power source (battery) 49, front wheels 51a and rear wheels 51b.
この電動車輌Dは、駆動源としてモータ41またはエンジン43、もしくはその両方を備えている。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。This electric vehicle D is equipped with a motor 41 or an engine 43, or both, as a drive source. The output of the drive source is transmitted to a pair of left and right front wheels 51a via a transmission 45. A power source 49 is connected to an inverter 47, and the inverter 47 is connected to the motor 41.
また、図16に示した電動車輌D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D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Dを駆動する。電動車輌D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ECU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。この車輌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Dを駆動する。本実施形態のフィルムコンデンサA,10または連結型コンデンサBを容量部33として適用したインバータCを、図16に示すような電動車輌Dに搭載することができる。 The electric vehicle D shown in FIG. 16 is equipped with a vehicle ECU 53 and an engine ECU 57. The vehicle ECU 53 performs overall control of the entire electric vehicle D. The engine ECU 57 controls the rotation speed of the engine 43 to drive the electric vehicle D. The electric vehicle D is further equipped with driving devices such as an ignition key 55 operated by a driver, an accelerator pedal (not shown), and a brake. A drive signal corresponding to the operation of the driving device by a driver is input to the vehicle ECU. The vehicle ECU 53 outputs an instruction signal based on the drive signal to the engine ECU 57, the power source 49, and the inverter 47 as a load. In response to the instruction signal, the engine ECU 57 controls the rotation speed of the engine 43 to drive the electric vehicle D. The inverter C to which the film capacitor A, 10 or the linked capacitor B of this embodiment is applied as the capacitance section 33 can be mounted on the electric vehicle D as shown in FIG. 16.
なお、本実施形態のインバータC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)や電動自転車、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。In addition, the inverter C of this embodiment can be applied not only to the above-mentioned hybrid electric vehicle (HEV), but also to various power conversion application products such as electric vehicles (EVs), electric bicycles, generators, and solar cells.
本開示は次の実施の形態が可能である。 This disclosure may have the following embodiments:
本開示のフィルムコンデンサは、一面に金属層が配設され、該一面の第1の方向の第1の縁部に、前記第1の方向に直交する第2の方向に沿って連続する縁部絶縁領域を有する誘電体フィルムが複数枚積層された直方体状のフィルム積層体であって、前記縁部絶縁領域の平面視位置が1枚おきに重なるように向きが互いに反転した、第1状態の誘電体フィルムと第2状態の誘電体フィルムとが積層されたフィルム積層体と、前記フィルム積層体の前記第1の方向の一対の端面のそれぞれに位置し、前記金属層に電気的に接続される第1金属電極および第2金属電極と、を含み、前記第1金属電極に電気的に接続される前記金属層は、前記一面の前記第1の方向の第2の縁部に有する、前記第2の方向に延びる共通金属層と、前記第1の方向に延びて前記共通金属層と電気的に接続される複数の帯状金属層と、前記共通金属層と前記帯状金属層とを接続する接続金属層と、を有し、前記接続金属層は、前記共通金属層と直接連なり、前記共通金属層から前記第1の方向に延出されている第1接続配線と、前記第1接続配線と直接連なり、前記第1接続配線から前記第2の方向に延出されている第2接続配線と、前記第2接続配線と直接連なり、前記第2接続配線から前記第1の方向に延出されて前記帯状金属層と直接連なる第3接続配線と、を備え、前記第2接続配線の前記第3接続配線に連なる端部が、前記第2の方向において前記帯状金属層の第1側辺よりも外側に位置し、前記第1状態の誘電体フィルムの接続金属層と前記第2状態の誘電体フィルムの接続金属層とが、前記一面の中心を対称点とする点対称に配設されている。The film capacitor of the present disclosure is a rectangular parallelepiped film laminate having a metal layer disposed on one surface, and a plurality of dielectric films laminated on a first edge portion of the one surface in a first direction, the dielectric films having a continuous edge insulating region along a second direction perpendicular to the first direction, the film laminate including a dielectric film in a first state and a dielectric film in a second state, the orientations of which are inverted so that the planar positions of the edge insulating regions overlap every other film, and a first metal electrode and a second metal electrode located on each of a pair of end faces of the film laminate in the first direction and electrically connected to the metal layer, the metal layer electrically connected to the first metal electrode being a common metal layer extending in the second direction, the common metal layer extending in the first direction and connected to the common metal layer. The dielectric film has a plurality of electrically connected strip-shaped metal layers, and a connection metal layer connecting the common metal layer and the strip-shaped metal layer, the connection metal layer comprising: a first connection wiring directly connected to the common metal layer and extending from the common metal layer in the first direction, a second connection wiring directly connected to the first connection wiring and extending from the first connection wiring in the second direction, and a third connection wiring directly connected to the second connection wiring, extending from the second connection wiring in the first direction and directly connected to the strip-shaped metal layer, wherein an end of the second connection wiring connected to the third connection wiring is located outside a first side edge of the strip-shaped metal layer in the second direction, and the connection metal layer of the dielectric film in the first state and the connection metal layer of the dielectric film in the second state are arranged in point symmetry with respect to the center of the one surface.
本開示のフィルムコンデンサは、一面に第1金属層が配設され、前記第1金属層が、前記一面の第1の方向の第1の縁部に、前記第1の方向に直交する第2の方向に沿って連続して位置している第1共通金属層と前記一面の第1の方向の第2の縁部に、前記第2の方向に沿って連続して位置している第2共通金属層とを有する第1誘電体フィルムと、一面に第2金属層が配設され、該一面の第1の方向の第1の縁部および第2の縁部それぞれに、前記第1の方向に直交する第2の方向に沿って連続する縁部絶縁領域を有している第2誘電体フィルムと、が積層された直方体状のフィルム積層体であって、平面視で前記第1金属層の一部と前記第2金属層の一部とが重なるように積層されたフィルム積層体と、前記フィルム積層体の前記第1の方向の一対の端面のそれぞれに位置し、前記第1金属層に電気的に接続される第1金属電極および第2金属電極と、を含み、前記第1金属層は、前記第1の方向に延びて前記第1共通金属層と電気的に接続される複数の第1帯状金属層と、前記第1の方向に延びて前記第2共通金属層と電気的に接続される複数の第2帯状金属層と、前記第1共通金属層と前記第1帯状金属層とを接続する第1接続金属層と、前記第2共通金属層と前記第2帯状金属層とを接続する第2接続金属層と、を有し、前記第2金属層は、前記縁部絶縁領域によって前記第1金属電極および前記第2金属電極と電気的に絶縁された面状金属層であり、前記第1接続金属層は、前記第1共通金属層と直接連なり、前記第1共通金属層から前記第1の方向に延出されている第1接続配線と、前記第1接続配線と直接連なり、前記第1接続配線から前記第2の方向に延出されている第2接続配線と、前記第2接続配線と直接連なり、前記第2接続配線から前記第1の方向に延出されて前記第1帯状金属層と直接連なる第3接続配線と、を備え、前記第2接続金属層は、前記第2共通金属層と直接連なり、前記第2共通金属層から前記第1の方向に延出されている第4接続配線と、前記第4接続配線と直接連なり、前記第4接続配線から前記第2の方向に延出されている第5接続配線と、前記第5接続配線と直接連なり、前記第5接続配線から前記第1の方向に延出されて前記第2帯状金属層と直接連なる第6接続配線と、を備え、前記第2接続配線の前記第3接続配線に連なる端部が、前記第2の方向において前記第1帯状金属層の第1側辺よりも外側に位置し、前記第5接続配線の前記第6接続配線に連なる端部が、前記第2の方向において前記第2帯状金属層の第1側辺よりも外側に位置し、前記第1接続金属層と前記第2接続金属層とが、前記第1誘電体フィルムの前記一面の中心を対称点とする点対称に配設されている。The film capacitor of the present disclosure is a rectangular parallelepiped film laminate in which a first dielectric film having a first metal layer disposed on one surface thereof, the first metal layer having a first common metal layer located continuously along a second direction perpendicular to the first direction at a first edge of the first surface in the first direction, and a second common metal layer located continuously along the second direction at a second edge of the first surface in the first direction, and a second dielectric film having a second metal layer disposed on one surface thereof, the second common metal layer having an edge insulating region that is continuous along the second direction perpendicular to the first direction at each of a first edge and a second edge of the first surface in the first direction, the second common metal layer being disposed continuously along the second direction at each of the first edge and the second edge of the first surface in the first direction, the second common metal layer being disposed continuously along the second direction at each of the first edge and the second edge of the first surface in the first direction, and a part of the first metal layer is laminated. the first metal layer includes a film laminate in which a portion of the first metal layer and a portion of the second metal layer overlap each other, and a first metal electrode and a second metal electrode located on each of a pair of end faces in the first direction of the film laminate and electrically connected to the first metal layer, the first metal layer including a plurality of first strip-shaped metal layers extending in the first direction and electrically connected to the first common metal layer, a plurality of second strip-shaped metal layers extending in the first direction and electrically connected to the second common metal layer, a first connection metal layer connecting the first common metal layer and the first strip-shaped metal layer, and a second connection metal layer connecting the second common metal layer and the second strip-shaped metal layer, a first connection wiring directly connected to the first common metal layer and extending from the first common metal layer in the first direction, a second connection wiring directly connected to the first connection wiring and extending from the first connection wiring in the second direction, and a third connection wiring directly connected to the second connection wiring, extending from the second connection wiring in the first direction and directly connected to the first strip-shaped metal layer; and a fourth connection wiring directly connected to the second common metal layer and extending from the second common metal layer in the first direction, and a fourth connection wiring directly connected to the second common metal layer and extending from the second common metal layer in the first direction. a fifth connection wiring that is directly connected to the line and extends from the fourth connection wiring in the second direction, and a sixth connection wiring that is directly connected to the fifth connection wiring, extends from the fifth connection wiring in the first direction and is directly connected to the second band-shaped metal layer, wherein an end of the second connection wiring that is connected to the third connection wiring is located outside a first side edge of the first band-shaped metal layer in the second direction, and an end of the fifth connection wiring that is connected to the sixth connection wiring is located outside a first side edge of the second band-shaped metal layer in the second direction, and the first connection metal layer and the second connection metal layer are arranged in point symmetry with respect to the center of the one surface of the first dielectric film.
本開示の連結型コンデンサは、上記のフィルムコンデンサを含む複数のフィルムコンデンサが、バスバーにより複数個接続されている。The linked capacitor of the present disclosure comprises multiple film capacitors, including the above-mentioned film capacitor, connected together by a bus bar.
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、上記のフィルムコンデンサを含む容量部とを備える。The inverter disclosed herein comprises a bridge circuit constituted by switching elements and a capacitance section connected to the bridge circuit and including the above-mentioned film capacitor.
本開示の電動車輌は、電源と、該電源に接続された上記のインバータと、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、を備える。The electric vehicle disclosed herein comprises a power source, the above-mentioned inverter connected to the power source, a motor connected to the inverter, and wheels driven by the motor.
本開示によれば、所定の方向にフィルム積層体を切断しても、切断部分における放電を低減するとともに、静電容量の損失が少ない、積層型のフィルムコンデンサとすることができる。According to the present disclosure, even if the film laminate is cut in a specified direction, it is possible to produce a laminated film capacitor that reduces discharge at the cut portion and has little loss of capacitance.
本開示によれば、静電容量の損失が少ないフィルムコンデンサを用いた連結型コンデンサ、インバータおよび電動車輌とすることができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a linked capacitor, inverter, and electric vehicle using a film capacitor with low capacitance loss.
以上、本開示の実施形態について詳細に説明したが、また、本開示は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。上記各実施形態をそれぞれ構成する全部または一部を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは、言うまでもない。 Although the embodiments of the present disclosure have been described in detail above, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and various modifications, improvements, etc. are possible without departing from the gist of the present disclosure. It goes without saying that all or part of the components of each of the above-described embodiments can be combined as appropriate and consistent.
1 誘電体フィルム(第1誘電体フィルム)
2 誘電体フィルム(第2誘電体フィルム)
3 金属層(第1金属層)
3Aa 第1帯状金属層
3Ab 第1接続金属層
3Ab1 第1接続配線
3Ab2 第2接続配線
3Ab3 第3接続配線
3Ac 第1共通金属層
3Ba 第2帯状金属層
3Bb 第2接続金属層
3Bb1 第4接続配線
3Bb2 第5接続配線
3Bb3 第6接続配線
3Bc 第2共通金属層
3a 帯状金属層
3b 接続金属層
3b1 第1接続配線
3b2 第2接続配線
3b3 第3接続配線
3c 共通金属層
4 フィルム積層体
5A メタリコン(第1金属電極)
5B メタリコン(第2金属電極)
6 リード線
7 外装部材
8 第2金属層
8a 帯状金属層
8b 中央接続層
10,11 フィルムコンデンサ
12 絶縁層
21 バスバー
21a 端子部
21b 引出端子部
31 ブリッジ回路
33 容量部
35 昇圧回路
3a1 第1側辺
3a2 第2側辺
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
A フィルムコンデンサ
B 連結型コンデンサ
C インバータ
D 電動車輌
E 電動車輌
M モータ
S 絶縁マージン
T 縁部絶縁領域
Tc 中央部絶縁領域
1. Dielectric film (first dielectric film)
2 Dielectric film (second dielectric film)
3 Metal layer (first metal layer)
3Aa First strip-shaped metal layer 3Ab First connection metal layer 3Ab1 First connection wiring 3Ab2 Second connection wiring 3Ab3 Third connection wiring 3Ac First common metal layer 3Ba Second strip-shaped metal layer 3Bb Second connection metal layer 3Bb1 Fourth connection wiring 3Bb2 Fifth connection wiring 3Bb3 Sixth connection wiring 3Bc Second common metal layer 3a Strip-shaped metal layer 3b Connection metal layer 3b1 First connection wiring 3b2 Second connection wiring 3b3 Third connection wiring 3c Common metal layer 4 Film laminate 5A Metallikon (first metal electrode)
5B Metallicon (second metal electrode)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 6 Lead wire 7 Exterior member 8 Second metal layer 8a Strip-shaped metal layer 8b Central connection layer 10, 11 Film capacitor 12 Insulating layer 21 Bus bar 21a Terminal portion 21b Lead-out terminal portion 31 Bridge circuit 33 Capacitor portion 35 Boost circuit 3a1 First side 3a2 Second side 41 Motor 43 Engine 45 Transmission 47 Inverter 49 Power source 51a Front wheel 51b Rear wheel 53 Vehicle ECU
55 Ignition key 57 Engine ECU
A Film capacitor B Linked capacitor C Inverter D Electric vehicle E Electric vehicle M Motor S Insulation margin T Edge insulation area Tc Center insulation area
Claims (5)
前記縁部絶縁領域の平面視位置が1枚おきに重なるように向きが互いに反転した、第1状態の誘電体フィルムと第2状態の誘電体フィルムとが積層されたフィルム積層体と、
前記フィルム積層体の前記第1の方向の一対の端面のそれぞれに位置し、前記金属層に電気的に接続される第1金属電極および第2金属電極と、を含み、
前記第1金属電極に電気的に接続される前記金属層は、前記一面の前記第1の方向の第2の縁部に有する、前記第2の方向に延びる共通金属層と、
前記第1の方向に延びて前記共通金属層と電気的に接続される複数の帯状金属層と、
前記共通金属層と前記帯状金属層とを接続する接続金属層と、を有し、
前記接続金属層は、前記共通金属層と直接連なり、前記共通金属層から前記第1の方向に延出されている第1接続配線と、
前記第1接続配線と直接連なり、前記第1接続配線から前記第2の方向に延出されている第2接続配線と、
前記第2接続配線と直接連なり、前記第2接続配線から前記第1の方向に延出されて前記帯状金属層と直接連なる第3接続配線と、を備え、
前記第2接続配線の前記第3接続配線に連なる端部が、前記第2の方向において前記帯状金属層の第1側辺よりも外側に位置し、
前記第1状態の誘電体フィルムの接続金属層と前記第2状態の誘電体フィルムの接続金属層とが、前記一面の中心を対称点とする点対称に配設され、
前記第2接続配線の前記第1接続配線に連なる端部が、前記第2の方向において前記帯状金属層の前記第1側辺と反対の第2側辺よりも内側に位置する、
フィルムコンデンサ。 A rectangular parallelepiped film laminate having a metal layer disposed on one surface, and a plurality of dielectric films laminated on a first edge portion of the one surface in a first direction, the dielectric films having an edge insulating region that is continuous along a second direction perpendicular to the first direction,
a film laminate in which a dielectric film in a first state and a dielectric film in a second state are laminated, the orientations of the edge insulating regions being inverted so that they overlap every other film in a plan view;
a first metal electrode and a second metal electrode located on each of a pair of end faces in the first direction of the film laminate and electrically connected to the metal layer;
The metal layer electrically connected to the first metal electrode includes a common metal layer extending in the second direction and located at a second edge of the one surface in the first direction;
a plurality of strip-shaped metal layers extending in the first direction and electrically connected to the common metal layer;
a connection metal layer connecting the common metal layer and the strip metal layer;
the connection metal layer is directly connected to the common metal layer, and a first connection wiring extends from the common metal layer in the first direction;
a second connection wiring directly connected to the first connection wiring and extending from the first connection wiring in the second direction;
a third connection wiring that is directly connected to the second connection wiring and extends from the second connection wiring in the first direction to be directly connected to the strip-shaped metal layer;
an end portion of the second connection wiring connected to the third connection wiring is located outside a first side edge of the strip-shaped metal layer in the second direction;
a connecting metal layer of the dielectric film in the first state and a connecting metal layer of the dielectric film in the second state are disposed in point symmetry with respect to a center of the one surface ;
an end portion of the second connection wiring connected to the first connection wiring is located inside a second side edge of the strip-shaped metal layer opposite to the first side edge in the second direction;
Film capacitor.
前記フィルムコンデンサが、請求項1または2記載のフィルムコンデンサを含む、連結型コンデンサ。 A plurality of film capacitors and a bus bar connecting the plurality of film capacitors,
A coupled capacitor comprising the film capacitor according to claim 1 or 2 .
前記容量部が、請求項1~3のいずれか1つに記載のフィルムコンデンサを含む、インバータ。 A bridge circuit configured with switching elements and a capacitance unit connected to the bridge circuit,
An inverter, wherein the capacitance section includes the film capacitor according to any one of claims 1 to 3 .
前記インバータが、請求項4に記載のインバータである、電動車輌。 A vehicle driving device comprising: a power source; an inverter connected to the power source; a motor connected to the inverter; and wheels driven by the motor;
An electric vehicle, wherein the inverter is the inverter according to claim 4 .
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021052260 | 2021-03-25 | ||
| JP2021052260 | 2021-03-25 | ||
| PCT/JP2022/009172 WO2022202193A1 (en) | 2021-03-25 | 2022-03-03 | Film capacitor, coupling capacitor, inverter, and electric vehicle |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2022202193A1 JPWO2022202193A1 (en) | 2022-09-29 |
| JP7663675B2 true JP7663675B2 (en) | 2025-04-16 |
Family
ID=83397104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2023508888A Active JP7663675B2 (en) | 2021-03-25 | 2022-03-03 | Film capacitors, coupled capacitors, inverters and electric vehicles |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7663675B2 (en) |
| WO (1) | WO2022202193A1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015153998A (en) | 2014-02-18 | 2015-08-24 | 小島プレス工業株式会社 | Multilayer film capacitor |
| JP2015159226A (en) | 2014-02-25 | 2015-09-03 | 株式会社村田製作所 | Lamination type film capacitor, capacitor module, and power conversion system |
| WO2019082929A1 (en) | 2017-10-27 | 2019-05-02 | 京セラ株式会社 | Film capacitor, connection-type capacitor, and inverter and electric vehicle in which said capacitors are used |
| WO2019146707A1 (en) | 2018-01-29 | 2019-08-01 | 京セラ株式会社 | Film capacitor, connection-type capacitor, inverter, and electric vehicle |
-
2022
- 2022-03-03 WO PCT/JP2022/009172 patent/WO2022202193A1/en not_active Ceased
- 2022-03-03 JP JP2023508888A patent/JP7663675B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015153998A (en) | 2014-02-18 | 2015-08-24 | 小島プレス工業株式会社 | Multilayer film capacitor |
| JP2015159226A (en) | 2014-02-25 | 2015-09-03 | 株式会社村田製作所 | Lamination type film capacitor, capacitor module, and power conversion system |
| WO2019082929A1 (en) | 2017-10-27 | 2019-05-02 | 京セラ株式会社 | Film capacitor, connection-type capacitor, and inverter and electric vehicle in which said capacitors are used |
| WO2019146707A1 (en) | 2018-01-29 | 2019-08-01 | 京セラ株式会社 | Film capacitor, connection-type capacitor, inverter, and electric vehicle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPWO2022202193A1 (en) | 2022-09-29 |
| WO2022202193A1 (en) | 2022-09-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3692906B2 (en) | Power wiring structure and semiconductor device | |
| JP4430497B2 (en) | Semiconductor module | |
| JP6688876B2 (en) | Film capacitor, concatenated capacitor, and inverter and electric vehicle using the same | |
| JP4946618B2 (en) | Case mold type capacitor | |
| US10842055B2 (en) | Power converter and manufacturing method of the same | |
| JP7011053B2 (en) | Film capacitors, articulated capacitors, inverters and electric vehicles using them | |
| CN111213217B (en) | Film capacitors, junction capacitors, inverters using the same, and electric vehicles | |
| JP2025107585A (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same | |
| CN107430936A (en) | Film capacitors and link capacitors, inverters, electric vehicles | |
| JP6365362B2 (en) | Control board for power converter | |
| JP7663676B2 (en) | Film capacitors, coupled capacitors, inverters and electric vehicles | |
| JP4983540B2 (en) | Case mold type capacitor | |
| JP7663675B2 (en) | Film capacitors, coupled capacitors, inverters and electric vehicles | |
| JP2006196678A (en) | Capacitor device | |
| JP7466650B2 (en) | Film capacitor, coupled capacitor, inverter and electric vehicle | |
| WO2018101260A1 (en) | Film capacitor, inverter and electric vehicle | |
| JP7678103B2 (en) | Film capacitors, coupled capacitors, inverters and electric vehicles | |
| WO2022091710A1 (en) | Film capacitor, connection-type capacitor, inverter and electric vehicle | |
| JP7576160B2 (en) | Film capacitors, coupled capacitors, inverters and electric vehicles | |
| JP7663307B2 (en) | Film capacitors, coupled capacitors, inverters and electric vehicles | |
| WO2023047993A1 (en) | Film capacitor, connection-type capacitor, inverter, and electric vehicle | |
| JP2021022608A (en) | Film capacitor, inverter, and electric vehicle | |
| JP2022110539A (en) | Film capacitor, inverter, and motor vehicle | |
| JP6649096B2 (en) | Film capacitors, connected capacitors, inverters and electric vehicles | |
| CN114041263B (en) | Laminated capacitor, connection-type capacitor, inverter, and electric vehicle |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230922 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20241126 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20250120 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20250128 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20250130 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20250311 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250404 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7663675 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |