[发明专利]金属化膜电容器及使用该电容器的壳体模制型电容器

说明书

技术领域

本发明涉及在各种电子设备、电气设备、产业设备、机动车等中使用的金属化膜电容器，尤其是最适于混合动力机动车的电机驱动用变换器电路的平滑用、过滤器用、缓冲器用的金属化膜电容器及使用该金属化膜电容器的壳体模制型电容器。

背景技术

近年来，从保护环境的观点考虑，利用变换器电路控制各种电气设备，并推进它们的节能化、高效化。尤其在机动车行业，正在推进向市场导入通过电动机和发动机行驶的混合动力车(以下，称为HEV)等与善待地球环境、节能化、高效化相关的技术的开发。

这样的HEV用的电动机的使用电压区域高至几百伏特。作为与这样的电动机关联使用的电容器，具有耐受电压高且损耗低的电气特性的金属化膜电容器受到关注。而且，基于市场上无需保养化的这种要求，明显存在采用寿命极长的金属化膜电容器的倾向。

这样的金属化膜电容器一般大致分为将金属箔用作电极的电容器和将设于电介体膜上的蒸镀电极用作电极的电容器。使用由蒸镀金属构成的电极即金属蒸镀电极的金属化膜电容器与金属箔的电容器相比，电极所占的体积较小而能够实现小型轻量化。金属蒸镀电极具有自我恢复功能，即，在绝缘缺陷部发生了短路的情况下，因短路的能量使缺陷部周边的部分蒸发·飞散而实现绝缘化，从而恢复电容器的功能。由于通过自我恢复功能提高了针对绝缘破坏的可靠性，因此金属蒸镀电极从以往开始被广泛地使用。

图12是专利文献1所记载的现有的金属化膜电容器501的剖视图。图13是在金属化膜电容器501中使用的金属化膜502、503的俯视图。

金属化膜502具有聚丙烯膜等的电介体膜33A和设置在电介体膜33A的单面上的金属蒸镀电极31A。金属蒸镀电极31A通过在除了电介体膜33A的一端的绝缘边缘34A以外的电介体膜33A的单面上蒸镀铝而形成。金属化膜503具有聚丙烯膜等电介体膜33B和设置在电介体膜33B的单面上的金属蒸镀电极31B。金属蒸镀电极31B通过在除了电介体膜33B的一端的绝缘边缘34B以外的电介体膜33B的单面上蒸镀铝而形成。金属化膜502、503重合地卷绕。卷绕后的金属化膜502、503的两端面上设置有喷镀金属电极36A、36B。金属蒸镀电极31A、31B分别与喷镀金属电极36A、36B连接而被引出。

隔着电介体膜33A的金属蒸镀电极31A、31B的对置的部分构成形成电容的有效电极部。有效电极部具有排列喷镀金属电极36A、36B的方向上的宽度W。金属蒸镀电极31A在从有效电极部的宽度W的大致中央部朝向绝缘边缘34B的一侧通过狭缝35A分割成多个分割电极部32A。金属蒸镀电极31B在从有效电极部的宽度W的大致中央部朝向绝缘边缘34A的一侧通过狭缝35B被分割成多个分割电极部32B。狭缝35A、35B分别由转印在电介体膜33A、33B上的油类形成。在狭缝35A、35B处，在电介体膜33A、33B上未设置有金属蒸镀电极。

金属蒸镀电极31A位于从有效电极部的宽度W的大致中央部靠近绝缘边缘34A的相反侧的喷镀金属电极36A的一侧，其设置在电介体膜33A的单面整体上。金属蒸镀电极31B位于从有效电极部的宽度W的大致中央部靠近绝缘边缘34B的相反侧的喷镀金属电极36B的一侧，其设置在电介体膜33B的单面整体上。多个分割电极部32A利用多个熔丝37A分别与金属蒸镀电极31A并列连接。多个分割电极部32B利用多个熔丝37B分别与金属蒸镀电极31B并列连接。

金属化膜502、503相互重合而卷绕多圈。通过在卷绕后的金属化膜502、503的两端面喷镀锌而形成有喷镀金属电极36A、36B，由此构成金属化膜电容器501。

金属化膜电容器501具有自我保护功能，基于熔丝37A、37B的发热量少。在金属蒸镀电极31A、31B中通电的电流越靠近喷镀金属电极36A、36B越大，越远离喷镀金属电极36A、36B越小。与分割电极部32A、32B相比，分别接近喷镀金属电极36A、36B的金属蒸镀电极31A、31B具有更大的面积。因此，金属蒸镀电极31A、31B具有更小的电阻，即使有大的电流流通也不会产生大量的热。与金属蒸镀电极31A、31B相比，在距喷镀金属电极36A、36B更远的分割电极部32A、32B中流通的电流更小。因此，在熔丝37A、37B中流通的电流小，因此能够减少熔丝37A、37B引起的发热，从而能够抑制温度上升。