JP2014067793A

JP2014067793A - フィルムコンデンサ

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Publication number: JP2014067793A
Application number: JP2012210710A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Otsuka; 啓右大塚
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2012-09-25
Filing date: 2012-09-25
Publication date: 2014-04-17

Abstract

【課題】２つのコンデンサを直列接続してなる保安機構付きのフィルムコンデンサにおいて、保安機構が動作しても、２つのコンデンサ間の容量アンバランスを防止する。
【解決手段】フィルムコンデンサ(20)は２枚のフィルム(30)、(40)を重ねて巻回して構成される。一方のフィルム(30)の上面には、巻回方向と直行するフィルム幅方向に２つに分割された２つの共通電極(32)が巻回方向に連続して蒸着される。他方のフィルム(40)の上面には、フィルム幅方向に２つに分割された部分電極(41)が更に巻回方向に複数に分割されて蒸着される。上記分割された部分電極(41)のうち、フィルム幅方向に並ぶ複数組の２つの部分電極同士は、各組別に、この２つの部分電極(41)間に位置する保安機構(50)を介して接続される。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンデンサを２個直列接続した構造として高耐圧化を図ったフィルムコンデンサに関する。

一般的に、汎用インバータや業務用空調機のインバータでは、図４(A)に示すように、交流電源(1)に接続されたコンバータ(2)の直流出力電圧を平滑する平滑コンデンサ(3)が配置される。

上記インバータ駆動用の交流電源(1)には、２００Ｖと４００Ｖとの２種類があり、コンバータ(2)の直流出力電圧は、２００Ｖ系の交流電源(1)では約ＤＣ２８０Ｖ（＝√２・２００Ｖ）、４００Ｖ系の交流電源(1)では同図(B)に示すように約ＤＣ５６０Ｖ（＝√２・４００Ｖ）と、両者間で２倍の差がある。この電源電圧が異なる２種類の交流電源用途の平滑コンデンサ(3)として、従来、電解コンデンサを使用する場合には、４００Ｖ系の交流電源(1)では、耐圧５００Ｖ以上のコンデンサ素子を作成することが技術的に困難である点から、２００Ｖ系のコンデンサ素子を２個直列接続して使用する方法が一般的である。、これにより、コンデンサ素子を１種類としながら２００Ｖ系と４００Ｖ系の交流電源(1)に対応して、部品調達や製造コストの面で有利化を図っている。

さて、上記平滑コンデンサ(3)を、電解コンデンサに代えて、フィルムコンデンサで構成する場合には、単純にフィルムの厚さを厚くすれば、簡単に高耐圧化を図ることが可能である。しかしながら、フィルムの厚さを変えて耐圧の異なる２種類のコンデンサ素子を作る場合には、２００Ｖ系と４００Ｖ系の交流電源用として所定厚さの共通のフィルムを利用できず、材料調達や製造コストの面で課題がある。従って、そのような電源電圧が異なる２種類の交流電源に対応するインバータの場合には、２００Ｖ系のコンデンサ素子を４００Ｖ系では２個直列接続にして使用して、単一フィルム材料で異なる耐圧に対応している。

従来、コンデンサ素子を直列接続して高耐圧化した構成として、例えば特許文献１では、フィルム長さ方向（フィルム巻回方向）に複数個のコンデンサを直列接続した構成を１素子内に形成している。また、特許文献２では、引出し電極となる金属蒸着部を有する金属化フィルムと、両端部に絶縁マージン部を有して外部と接続されない金属蒸着部を有する誘電体フィルムとを有し、２枚の上記金属化フィルムの間に上記誘電体フィルムを複数枚挟んで巻回して、複数個のコンデンサを直列接続した構成としている。

特開昭６１−１４５８１５号公報特開昭６１−２４２１７号公報

ところで、上記の通り、蒸着電極を有するフィルムコンデンサにおいては、更に、その蒸着電極の一部に電流通路の狭い部分をヒューズパターンとして形成すれば、誘電体フィルムが絶縁破壊した場合にも、そのヒューズパターンが飛散して短絡を遮断し、永久短絡を防止できるので、フィルムコンデンサを長寿命かつ高信頼性にすることが可能である。

そのようなフィルムコンデンサの構成として、例えば図５(A)に示すように、１枚のフィルム(10)にはその巻回方向に連続する共通電極(15)を蒸着すると共に、他の１枚のフィルム(11)にはその巻回方向の所定間隔毎に絶縁マージン部(16)を配置しつつ、それらの絶縁マージン部(16)により巻回方向に分離された複数の部分電極(17)を蒸着形成し、更に、それ等の部分電極(17)の端部（同図(A)では左端部）に、各々、電流通路の狭い形状の保安機構としてのヒューズパターン(18)を形成し、これらのヒューズパターン(18)を介して上記部分電極(17)同士を接続する接続パターン(19)を形成する構成が考えられる。このような構成では、その等価回路は同図(B)に示すように、１つの部分電極(17)とこれに対向する範囲の共通電極(15)の部分とで構成される１つのコンデンサ(ｃ)とその部分電極(17)の左端部に形成したヒューズパターン(18)との直列回路が複数並列接続された回路となる。

そして、上記図５(A)のフィルムコンデンサ素子を図６(A)のように２個直列接続して高耐圧化を図った構成（外部直列構造）では、等価回路は図６(B)に示す構成となる。

しかしながら、上記図６(A)及び(B)の外部直列構造では、ヒューズパターン（保安機構）(18)を備えるので、電解コンデンサのような絶縁不良による永久短絡の恐れはないが、例えば図６(B)において一方のコンデンサ素子内の１つのコンデンサ(ｃ)のヒューズパターン(18)が動作すると、このコンデンサ素子では合成容量がそのコンデンサ(c)の容量分だけ減少し、直列接続した２個のコンデンサ素子間の容量は同一値でなくなる。その結果、上記図４(B)のように４００Ｖ系の交流電源(1)のコンバータ(2)の出力側に平滑コンデンサ(3)として２個のフィルムコンデンサ素子を直列配置する場合には、新品の同一容量では２つのコンデンサ素子各々にかかる直流電圧は同一値であるが、一方のコンデンサ素子内のみで１つのヒューズパターン(18)が動作して合成容量間にアンバランスが生じると、２つのコンデンサ素子にかかる直流電圧は容量比の逆数となり、ヒューズパターン（保安機構）(18)が動作して小容量となったコンデンサ素子にはより高い直流電圧がかかる。そして、この状態は、この小容量となったコンデンサ素子でのヒューズパターン(18)がより動作し易い環境となって、容量低下が加速し、やがてインバータの正常動作ができない状態となる可能性が高くなる欠点が生じる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、上記のようにコンデンサを２個直列接続した構造に更に保安機構を追加したフィルムコンデンサにおいて、その保安機構が動作しても、その直列接続された２個のコンデンサ間の容量のアンバランスが生じない構成を提供することにある。

第１の発明のフィルムコンデンサは、２枚のフィルム(30)、(40)を重ねて円筒状に巻回した構造のフィルムコンデンサ(20)であって、上記２枚のフィルムの一方(30)の片面には、巻回方向と直行するフィルム幅方向に２つに分割され且つ巻回方向に連続する２つの共通電極(32)が蒸着され、上記一方のフィルム(30)の他面又は他方のフィルム(40)の片面には、フィルム幅方向に２つに分割されると共に巻回方向に複数に分割された部分電極(41)が蒸着され、上記分割された部分電極(41)のうち、フィルム幅方向に並ぶ複数組の２つの部分電極同士は、各組別に、この２つの部分電極間に位置する保安機構(50)を介して接続されることを特徴とする。

第２の発明は、上記請求項１記載のフィルムコンデンサにおいて、上記一方のフィルム(30)に蒸着された２つの共通電極(32)は、上記一方のフィルム(30)の片面のフィルム幅方向の中央部に形成した巻回方向に延びる中央絶縁マージン部(31)により、フィルム幅方向に分割されて成り、上記分割された部分電極(41)は、一方のフィルム(30)の他面又は他方のフィルム(40)の片面のフィルム幅方向の中央部に形成されて巻回方向に延びる巻回方向絶縁マージン部(42)により、フィルム幅方向に分割されると共に、巻回方向の所定間隔毎に形成されたフィルム幅方向に延びる幅方向絶縁マージン部(44)により、巻回方向に分割され、上記各保安機構(50)は、上記巻回方向絶縁マージン部(42)において、隣接する２つの上記幅方向絶縁マージン部(44)の間に位置する部分毎に配置されることを特徴とする。

第３の発明は、上記請求項１又は２記載のフィルムコンデンサにおいて、上記２つの共通電極(32)は、各々、リード線(33)と接続されることを特徴とする。

従って、上記第１〜第３の発明のフィルムコンデンサでは、図２に示すように、１つのコンデンサ素子内に、２つのコンデンサが直列に接続され且つその２つのコンデンサ間に１つの保安機構が配置された直列回路が複数並列に接続された構成となる。

このように１つのコンデンサ素子内に２つのコンデンサを直列接続した内部直列構成では、全ての保安機構が動作していない通常時には、直列接続された合成容量(C1)のコンデンサと合成容量(C2)のコンデンサとは、互いに同一値の合成容量（C1=C2）である。そして、たとえ１つの保安機構が動作した時にも、上記両合成容量(C1)、(C2)は、各々、その動作した保安機構を含む直列回路内のコンデンサの容量分だけ容量値が減少して、その減少した合成容量値は同一値を保持する。その結果、保安機構の動作時であっても、直列接続された２つのコンデンサの各々にかかる直流電圧（図４のコンバータ(2)の直流出力電圧）は同一値となる。よって、上記図６に示した外部接続構成で生じる容量アンバランスの発生や、その容量アンバランスに起因する両コンデンサ間の電圧アンバランスの発生、更にはこれに続く一方のコンデンサの容量低下の加速が防止される。

上記第１〜第３の発明によれば、保安機構が動作した場合であっても、直列接続された２つのコンデンサ間の容量アンバランスや、それに起因する両コンデンサ間の電圧アンバランスの発生や、一方のコンデンサの容量低下の加速を防止できて、例えばフィルムコンデンサを平滑コンデンサとして使用するインバータの等の正常動作を確保できる。

図１(A)は実施形態１に係るフィルムコンデンサの斜視図、同図(B)は同フィルムコンデンサの平面図、同図(C)は同断面図である。図２は同フィルムコンデンサの等価回路図である。図３は実施形態２に係るフィルムコンデンサの断面図である。図４(A)は２００Ｖ系の交流電源を持つインバータの回路図、同図(B)は４００Ｖ系の交流電源を持つインバータの回路図である。図５(A)は保安機構を持つコンデンサ素子の斜視図、同図(B)は同コンデンサ素子の等価回路図である。図６(A)は２個のコンデンサ素子を直列接続した外部直列構造を示す斜視図、同図(B)は同外部直列構造の等価回路図である。図７(A)は同外部直列構造においてコンデンサの絶縁抵抗成分を考慮した場合の等価回路図、同図(B)は同等価回路を簡略化した等価回路図、同図(C)は同等価回路の交流分についての等価回路図、同図(D)は同等価回路の直流分についての等価回路図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、又はその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るフィルムコンデンサ(20)を示す。このフィルムコンデンサ(20)は、例えば、図４(B)に示すように業務用空調機のインバータ(4)用の４００Ｖの三相交流電源(1)に接続されたコンバータ(2)の直流出力電圧（約５６０Ｖ）を平滑する平滑コンデンサ(3)として使用される。そして、このフィルムコンデンサ(20)は、例えばポリプロピレンなどの誘電体材料で構成した２枚の同一厚さ(例えば５μｍ)のフィルム(30)、(40)を重ね合わせた状態で円筒状に巻回してなる構造を持つ。

図１のフィルムコンデンサ(20)において、同図(A)は斜視図、同図(B)は平面図、同図(C)は２枚のフィルムの縦断面図を各々示す。同図(A)〜(C)において、上側のフィルム(30)の上面（片面）には、そのフィルム幅方向の中央部に巻回方向に延びる広幅の中央絶縁マージン部(31)を残して、この絶縁マージン部(31)の左右（フィルム幅方向）にアルミニウム等の金属材料からなる２つの共通電極(32)が蒸着されている。この２つの共通電極(32)は、各々、巻回方向に分割されずに連続して形成される。上記上側のフィルム(30)は同図(B)及び(C)から判るように下側のフィルム(40)に比して幅広に形成され、この左右両端の幅広部分にまで上記各共通電極(32)が蒸着されて、この幅広端部において各共通電極(32)が金属を溶射したメタリコン電極（図示せず）を介してリード線(33)と接続される。

一方、下側のフィルム(40)の上面（片面）には、フィルム幅方向及び巻回方向に分割されたアルミニウム等の金属材料からなる多数の部分電極(41)が蒸着されている。これらの部分電極(41)は、下側のフィルム(40)の幅方向の中央部において巻回方向に延びる狭幅の巻回方向絶縁マージン部(42)と、下側のフィルム(40)の幅方向の左右両端部において巻回方向に延びる広幅の端部絶縁マージン部(43)とにより、フィルム幅方向に２分割されると共に、巻回方向において所定間隔毎にフィルム幅方向に延びる狭幅の幅方向絶縁マージン部(44)により、巻回方向に複数に分割される。

そして、上記下側のフィルム(40)の上面において、幅方向の中央部の位置にて巻回方向に延びる狭幅の巻回方向絶縁マージン部(42)には、フィルム幅方向に延びる２つの隣接する幅方向絶縁マージン部(44)により挟まれる部分毎に、保安機構(50)が配置される。これらの保安機構(50)は、各々、フィルム幅方向に並ぶ複数組の２つの部分電極(41)同士を各組別に繋ぐ電流通路の狭い蒸着電極パターンであって、ヒューズパターンを構成する。

ここで、上記保安機構(ヒューズパターン)(50)について説明する。電極をフィルムに蒸着してなるフィルムコンデンサでは、フィルム（誘電体）が絶縁破壊してその上下に位置する２つの蒸着電極間が短絡しても、その絶縁破壊点周囲の蒸着電極の部分が飛散してその短絡が回復する自己修復機能があるが、更に保安機構(50)を設ければ、永久短絡を確実に防止でき、電解コンデンサに比して長寿命且つ高性能化を図ることが可能である。そして、上側のフィルム(20)のある箇所で絶縁破壊が生じた際には、その絶縁破壊した箇所に位置する部分電極(41)とこれに対向する共通電極(32)の部分とが短絡するが、この時、その部分電極(41)とフィルム幅方向に並ぶ部分電極(41)との間の保安機構(50)が飛散して、短絡ループを切断するので、その短絡が回復する。

以上の構成により、本実施形態のフィルムコンデンサ(20)の等価回路は、図２に示す回路となる。この等価回路は、２つのコンデンサの間に保安機構(50)が配置された直列回路が複数並列接続された回路である。この等価回路において、(CL)は図１(A)及び(B)の図中左側に位置する１つの部分電極(41)とこれに対向する共通電極(32)の部分とで構成する単位コンデンサ、(CR)は図１(A)及び(B)の図中右側に位置する１つの部分電極(41)とこれに対向する共通電極(32)の部分とで構成する単位コンデンサである。また、(60)は上記単位コンデンサ(CL)を複数備えた合成容量(C1)のコンデンサ、(70)は上記単位コンデンサ(CR)を複数備えた合成容量(C2)のコンデンサである。各保安機構(50)は、フィルム幅方向に並ぶ２つの単位コンデンサ(CL)、(CR)間に位置している。そして、保安機構(50)が動作していない初期状態では、コンデンサ(60)の合成容量(C1)とコンデンサ(70)の合成容量(C2)とは、互いに等しい(C1=C2)。

次に、本実施形態のフィルムコンデンサ(20)、即ち、１つのコンデンサ素子の内部に２つのコンデンサを直列接続した保安機構付きの内部直列構造と、図６(A)のように内部に１つのコンデンサのみを有する保安機構付きのコンデンサ素子を２つ直列接続した外部直列構造とにおいて、何れかの保安機構が動作した時の容量の変化を説明する。

図６(A)に示した外部直列構造では、その等価回路は同図(B)の回路となる。直列接続された２つのコンデンサ(25)、(26)に絶縁抵抗成分を考慮すると、図６(B)の等価回路は、図７(A)に示すように、各単位コンデンサ(CL)、(CR)に抵抗要素(r1)、(r2)が並列接続された回路となる。この等価回路を簡略化すると、同図(B)に示すように、合成容量(C1)のコンデンサと合成抵抗(R1)の抵抗との並列回路と、合成容量(C2)のコンデンサと合成抵抗(R2)の抵抗との並列回路とを直列接続した回路となる。ここで、この回路を交流等価回路と直流等価回路とに分解すると、同図(C)、(D)に示す回路となる。図７(C)の交流等価回路では、両コンデンサに貯まる電荷(Q)が次式で表現されるので、
Ｑ＝C1・vc1＝C2・vc2
直列接続された合成容量(C1)、(C2)の２つのコンデンサの両端にかかる交流電圧(vc1)、(vc2)は、次式に示すように、両コンデンサの容量比(C1：C2)の逆数となる。
vc1：vc2＝C2：C1
同様に、図７(D)の直流等価回路では、直列接続された合成容量(C1)、(C2)の２つのコンデンサの両端にかかる直流電圧(VR1)、(VR2)は、
VR1/R1＝VR2/R2
であるので、次式に示すように、両コンデンサの容量比(C1：C2)の逆数となる。
VR1：VR2＝C2：C1
ここで、保安機構が動作していない初期状態では、
C1＝C2、R1＝R2
であるので、２つのコンデンサの両端にかかる交流電圧(vc1)、(vc2)及び直流電圧(VR1)、(VR2)は互いに同一電圧値である(vc1＝vc2、VR1＝VR2)。

しかし、図６に示した外部接続構造のフィルムコンデンサを平滑コンデンサとして利用し、図４(B)に示したインバータのコンバータ(2)下流側に配置する場合に、例えば一方のコンデンサ(25)において１つの保安機構が動作したとすると、合成容量(C1)はこの動作した保安機構に繋がる単位コンデンサ素子(CL)の容量分だけ減少し、他方のコンデンサ(26)の合成容量(C2)とアンバランスが生じる(C1<C2)。その結果、保安機構(50)の動作により合成容量(C1)が減少したコンデンサ(25)にかかる直流電圧(VR1)は高くなる。この状態は、更にこのコンデンサ(25)側で保安機構(50)が動作し易い環境となって、その合成容量(C1)の減少が加速することとなり、やがてインバータの正常動作ができなくなる場合もある。

これに対し、本実施形態の内部接続構造のフィルムコンデンサ(20)では、１つの保安機構(50)が動作した場合には、直列接続された２つのコンデンサ(60)、(70)の合成容量(C1=C2)は、各々、上記動作した保安機構(50)に繋がる２つの単位コンデンサ(CL)、(CR)の容量だけ減少するが、その減少容量分は共に等しく、バランスする。従って、保安機構(50)が動作した場合にも、２つのコンデンサ(60)、(70)の合成容量は、上記の外部接続構造のようにアンバランスすることはないので、合成容量が小さい側のコンデンサに直流電圧がより高くかかったり、それに起因して合成容量の減少化が加速して、インバータの正常動作が確保できなくなることを確実に防止できる。

しかも、本実施形態のフィルムコンデンサ(20)は、２つのコンデンサ(60)、(70)を直列接続して４００Ｖ系へと高耐圧化を図っている。従って、例えば、２００Ｖ系のフィルムコンデンサのフィルム厚さが所定厚さ（例えば２．５μｍ）である場合に、そのフィルム厚さのみを単純に倍（＝５．０μｍ）にして４００Ｖ系への高耐圧化を図っても、２００Ｖ系と４００Ｖ系とでフィルム厚さが異なってフィルムを共通化できないが、本実施形態のフィルムコンデンサ(20)では、２００Ｖ系のフィルムコンデンサの使用フィルムと同一厚さ（２．５μｍ）のフィルム(30)、(40)を使用でき、低コスト化が可能である。また、フィルム厚さを倍にして高耐圧化を図ったフィルムコンデンサでは、熱破壊により多層貫通が生じ、永久短絡の可能性があるが、本実施形態の内部直列構造のフィルムコンデンサ(20)では、熱破壊で永久短絡し難い構造である。

更に、図６に示した外部接続構造のフィルムコンデンサでは、２つのコンデンサ素子を外部で直列接続する構造上、デッドスペースが大きくなる欠点を有するが、本実施形態の内部直列構造のフィルムコンデンサ(20)では、１つのコンデンサ素子で構成されるので、そのケースの小型化や封止材料の最少化が可能である。

尚、本実施形態では、２つのフィルム(30)、(40)は同一材料のもので構成したが、メタリコン電極を介してリード線(33)と接続される上側のフィルム(30)は、熱収縮の小さい材料で構成する必要があるが、他方の部分電極(41)が蒸着されたフィルム(40)では、熱収縮の大きい材料で構成することも可能である。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。

図２は、本発明の第２の実施形態のフィルムコンデンサ(20')の縦断面図を示す。

上記第１の実施形態では、一方のフィルム(30)の上面（片面）に共通電極(32)を蒸着し、他方のフィルム(40)の上面（片面）に部分電極(41)を蒸着したが、本実施形態では、部分電極(41)を他方のフィルム(40)の上面に代えて、共通電極(32)を蒸着した一方のフィルム(30)の下面（他面）に蒸着し、他方のフィルム(40)はその上面及び下面の何れにも電極を蒸着しない合せフィルム（未蒸着フィルム）とした構造を採用している。

従って、本実施形態においても、２００Ｖ系のフィルムコンデンサ素子と同一厚さのフィルム(30)、(40)を使用でき、１つのコンデンサ素子でケースの小型化や封止材料の最少化を図りつつ、保安機構(50)が動作した場合にも、直列接続された２つのコンデンサ(60)、(70)間の合成容量のアンバランス化を防止して、両コンデンサ(60)、(70)にかかる直流電圧を同一にでき、一方のコンデンサの容量低下の加速を防止できる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記各実施形態について、以下のような構成としてもよい。

上記第１の実施形態では、上面に共通電極(32)を蒸着した上側のフィルム(30)と上面に部分電極(41)を蒸着した下側のフィルム(40)とを重ねて円筒状に巻回したが、本発明はこれに限定されず、例えば、上側のフィルム(30)の上面に部分電極(41)を蒸着し、下側のフィルム(40)の上面に共通電極(32)を蒸着して、これら２つのフィルムを重ねて円筒状に巻回しても良い。同様に、上記第２の実施形態では、上面に共通電極(32)を蒸着し下面に部分電極(41)を蒸着した上側のフィルム(30)と下側の未蒸着フィルム(40)とを重ねて円筒状に巻回したが、上側のフィルム(30)を未蒸着フィルムとし、下側のフィルム(40)の上面及び下面に共通電極(32)及び部分電極(41)を蒸着して、これらのフィルムを重ねて巻回しても良い。

また、上記第１及び第２の実施形態では、下側のフィルム(40)において保安機構(50)を配置した巻回方向絶縁マージン部(42)の幅を、上側のフィルム(30)の中央絶縁マージン部(31)の幅よりも狭く設定したが、本発明はこれに限定されず、上側のフィルム(30)の中央絶縁マージン部(31)と同一幅に設定しても良く、要は、この巻回方向絶縁マージン部(42)に電流通路の狭い蒸着電極パターン（保安機構）(50)を形成すれば良い。

更に、上記第１及び第２の実施形態では、部分電極(41)のフィルム幅方向の分割に際し、フィルム幅方向の中央部に配置した巻回方向に延びる巻回方向絶縁マージン部(42)と共に、フィルム方向の左右両端部に各々端部絶縁マージン部(43)を設けたが、この端部絶縁マージン部(43)は必ずしも設ける必要はない。

加えて、上記第１及び第２の実施形態で説明したフィルムコンデンサ(20)、(20')は、業務用空調機のインバータ(4)用の４００Ｖの三相交流電源(1)に接続されたコンバータ(2)の出力側に平滑コンデンサとして接続する場合を説明したが、フィルムコンデンサ(20)、(20')の用途はこれに限定されず、その他、例えば電気自動車やハイブリッド車に搭載されるコンデンサとして使用しても良い。

以上説明したように、本発明は、２枚のフィルムを重ねて円筒状に巻回して成るフィルムコンデンサにおいて、１つのコンデンサ素子内に２つのコンデンサを直列接続し、その２つのコンデンサの間に保安機構を配置する内部直列構造としたので、異なる電源電圧系のフィルムコンデンサ素子と同一厚さのフィルムを使用しつつ、保安機構が動作した場合にも、その直列接続された２つのコンデンサ間の合成容量のアンバランス化を防止でき、２種類の電源系統のインバータや電気自動車、ハイブリッド車に搭載される平滑コンデンサに適用して、有用である。

１交流電源
２コンバータ
３平滑コンデンサ
４インバータ
２０、２０’ フィルムコンデンサ
３０上側のフィルム
３１中央絶縁マージン部
３２共通電極
３３リード線
４０下側のフィルム
４１部分電極
４２巻回方向絶縁マージン部
４３端部絶縁マージン部
４４幅方向絶縁マージン部
５０保安機構
ＣＬ、ＣＲ単位コンデンサ
６０、７０コンデンサ

Claims

２枚のフィルム(30)、(40)を重ねて円筒状に巻回した構造のフィルムコンデンサ(20)であって、
上記２枚のフィルムの一方(30)の片面には、巻回方向と直行するフィルム幅方向に２つに分割され且つ巻回方向に連続する２つの共通電極(32)が蒸着され、
上記一方のフィルム(30)の他面又は他方のフィルム(40)の片面には、フィルム幅方向に２つに分割されると共に巻回方向に複数に分割された部分電極(41)が蒸着され、
上記分割された部分電極(41)のうち、フィルム幅方向に並ぶ複数組の２つの部分電極同士は、各組別に、この２つの部分電極間に位置する保安機構(50)を介して接続される
ことを特徴とするフィルムコンデンサ。
上記請求項１記載のフィルムコンデンサにおいて、
上記一方のフィルム(30)に蒸着された２つの共通電極(32)は、
上記一方のフィルム(30)の片面のフィルム幅方向の中央部に形成した巻回方向に延びる中央絶縁マージン部(31)により、フィルム幅方向に分割されて成り、
上記分割された部分電極(41)は、
一方のフィルム(30)の他面又は他方のフィルム(40)の片面のフィルム幅方向の中央部に形成されて巻回方向に延びる巻回方向絶縁マージン部(42)により、フィルム幅方向に分割されると共に、巻回方向の所定間隔毎に形成されたフィルム幅方向に延びる幅方向絶縁マージン部(44)により、巻回方向に分割され、
上記各保安機構(50)は、
上記巻回方向絶縁マージン部(42)において、隣接する２つの上記幅方向絶縁マージン部(44)の間に位置する部分毎に配置される
ことを特徴とするフィルムコンデンサ。
上記請求項１又は２記載のフィルムコンデンサにおいて、
上記２つの共通電極(32)は、各々、リード線(33)と接続される
ことを特徴とするフィルムコンデンサ。