JP2000195745A - 巻回型プラスチックフィルムコンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 素子内部でコンデンサ要素が直列接続されて
いる巻回型の高圧用フィルムコンデンサにおいて、従来
はコンデンサ端面での放電現象を起さなくするため、外
部引き出し端子とコンデンサ素子内部の電極間、または
端子間の距離を長くして絶縁性を確保する手段として、
フィルムを長く巻き取ることや、コンデンサ端面からコ
ンデンサ素子内部のコンデンサ要素部の電極端部までの
絶縁距離を長くすることで解決していた。しかし、コン
デンサ形状が大きくなり、且つコスト高となっている。 【解決手段】 本発明の高圧用コンデンサは、電極から
引き出された端子の内、１本、または複数本のコンデン
サ端面の根元部分に、プラスチック管を挿入する等の絶
縁被覆をすることで、コンデンサ形状を大きくすること
なくコンデンサ端面における放電を起さなくすることが
できる。これにより、絶縁性に優れ、低コストな高圧用
コンデンサを得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は主にブラウン管の高
圧発生電源に用いられる高圧用コンデンサに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のコンデンサは耐電圧を向
上するため、コンデンサ内部で複数の容量を直列に接続
するものが多い。図６はその一例であり、誘電体フィル
ム１ａの片面に真空蒸着により形成した蒸着電極２ａを
長さ方向に、所定の間隔を保持し配置してある。これら
の蒸着電極２ａは他の誘電体フィルム１ｂ上に形成され
た互いに隣り合う２つの蒸着電極２ｂと対向するように
配置し、それぞれの誘電体フィルム１ａ、または１ｂの
両端の電極からリード線３ａ及び、リード線３ｂを引き
出している。

【０００３】図７はその等価回路で、リード線３ａ及
び、リード線３ｂの間にはコンデンサＣ１、Ｃ２、……
Ｃ７、Ｃ８が直列に接続され、各コンデンサＣ1、Ｃ
２、Ｃ３、……、Ｃ８には、リード線３ａ、３ｂの間に
印加される電圧Ｖｓが分割されたＶ１、Ｖ２、……Ｖ
７、Ｖ８がかかることになるので、その耐電圧が高めら
れる。

【０００４】更に、図８に２例目を示す。誘電体フィル
ム１ｄの片面に真空蒸着により形成した蒸着電極２ｄを
長さ方向に、所定の間隔を保持し配置してある。これら
の蒸着電極２ｄは他の誘電体フィルム１ｅ上に形成され
た互いに隣り合う２つの蒸着電極２ｅと対向するように
配置し、それぞれの誘電体フィルム１ｄ、または、１ｅ
の両端、及び中間の電極からリード線３ｄ、３ｅ、及び
リード線３ｆを引き出している。

【０００５】図９はその等価回路で、リード線３ｆを共
通端子として１つのコンデンサ素子に２つのコンデンサ
要素を有する構造となる。リード線３ｆとリード線３ｄ
の間にはコンデンサＣｎ１、Ｃｎ２、Ｃｎ３、……、Ｃ
ｎｎが直列に接続され、各コンデンサＣｎ1、Ｃｎ２、
Ｃｎ３、……、Ｃｎｎには、リード線３ｆ、３ｄの間に
印加される電圧Ｖｓが分割されたＶｎ１、Ｖｎ２、Ｖｎ
３、……、Ｖｎｎがかかることになるので、その耐電圧
が高められる。さらに、リード線３ｆとリード線３ｅの
間にも同様に、Ｃｍ１からＣｍｍが直列に接続され、各
コンデンサＣｍ１からＣｍｍには、リード線３ｆ、３ｅ
の間に印加される電圧Ｖｓが分割されたＶｍ１、Ｖｍ
２、……、Ｖｍｍがかかることになる。

【０００６】また、この種の高圧コンデンサは、巻き取
り素子を液状のエポキシ樹脂に浸漬し、真空含浸を行っ
ている。これは誘電体フィルムの層間にある空気層を耐
電圧の優れたエポキシ樹脂で置換することにより、強電
界部のエアボイドで発生するボイド放電を抑制するため
であり、さらにコンデンサ素子の端面部をエポキシ樹脂
で覆うことにより、端面部の絶縁性を向上するためであ
る。この種の高圧コンデンサは、例えば、ＣＲＴを使用
するディスプレイの高圧発生用のフライバックトランス
の部品としての用途があり、高絶縁性のエポキシ樹脂で
注型される。この種の高圧コンデンサの端面部の絶縁性
は、前記高絶縁性のエポキシ樹脂との組み合わせで確保
されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
高圧用フィルムコンデンサにおいては、前記Ｖｓの電圧
が印加されたコンデンサ素子の外部引き出し端子とコン
デンサ素子内部の電極間、の距離、または端子間の距離
が短いと、コンデンサ素子の真空含浸用、及び注型用の
エポキシ樹脂が介在していても、前記電極間で放電現象
を起こすので、前記電極間で絶縁性が保てる距離を確保
する必要があった。その手段として、金属化フィルムの
蒸着金属間の複数、または１個所の絶縁部を長手方向に
長くしたり、端子を引き出している両端の電極を長手方
向に長くして、絶縁距離を確保していた。また、前記金
属化フィルムの巾方向の両端部から内部方向へ絶縁距離
を設けて電極を形成することで絶縁距離を確保してい
た。結果として、コンデンサ素子形状が大きくなり、材
料コストが高くなる問題があった。

【０００８】本発明は、以上の点に鑑み、コンデンサ形
状を大きくすることなく、端面部の絶縁性に優れ、低コ
ストの高圧コンデンサを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、コンデンサ素子内部から引き出された端子
の内、1本、または複数本のコンデンサ端面の根元部分
に、プラスチック管を挿入する等の絶縁被覆をするよう
に構成したものである。

【００１０】これにより、コンデンサ形状を大きくする
ことなくコンデンサ端面における放電を起こさなくする
巻回型プラスチックフィルムコンデンサが得られる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、誘電体フィルムの長手方向の片面に、互いに絶縁さ
れた複数の電極が形成された一対の金属化フィルムと、
１枚、若しくは複数の誘電体フィルムを重ね合わせると
ともに、前記一対の金属化フィルムは、一方の金属化フ
ィルム上の電極が、もう一方の金属化フィルム上に形成
された長手方向に互いに隣り合う二つの電極と重なり合
って対向するように重ね合わせて巻回し、両端の電極か
ら端子を引き出すコンデンサ素子、または両端の電極、
及び中間部の電極から、複数の端子を引き出すことで、
１つの素子に複数のコンデンサ要素を有するコンデンサ
素子において、前記端子の１本、または複数本について
コンデンサ端面根元部分を絶縁被覆することにより、コ
ンデンサ端面での絶縁距離が確保でき、外部引き出し端
子とコンデンサ素子内部の電極間、または外部引き出し
端子間で放電現象が起こらないようにすることができ
る。

【００１２】次に、請求項２に記載の発明は、請求項1
の構造のコンデンサ素子において、コンデンサ端面根元
部分の絶縁被覆がプラスチック管を挿入することによ
り、コンデンサ端面での絶縁距離が確保でき、外部引き
出し端子とコンデンサ素子内部の電極間、または外部引
き出し端子間で放電現象が起こらないようにすることが
できる。

【００１３】

【実施例】（実施例１）本発明の実施例を図１を用いて
説明する。

【００１４】図１は本発明品の巻回型プラスチックフィ
ルムコンデンサの構成の実施例を示している。

【００１５】図１において、１はＰＥＴフィルムの片面
の長手方向には蒸着電極３が、３０ｍｍの間隔をおいて
互いに絶縁された状態で、またフィルムの巾方向にはフ
ィルム端部から内部方向へ、両端とも２ｍｍ間隔をおい
て形成された金属化フィルムである。２も１と同様な構
成の金属化フィルムであり、金属化フィルム１に形成さ
れた蒸着電極３は、もう一方の金属化フィルム２に形成
された長手方向に互いに隣り合う一定の間隔をおいて互
いに絶縁された蒸着電極４の隣り合う２つの電極と重な
り合って対向している。５は、ＰＥＴフィルムの片面に
ポリエステル系の熱可塑性樹脂６が塗布された誘電体フ
ィルムで、熱可塑性樹脂６が金属化フィルム１、及び２
の金属化面に接して重ねられている。７はＰＥＴフィル
ムの誘電体フィルムである。図１において、熱可塑性樹
脂６は、商品名バイロン（登録商標）と他のポリエステ
ル樹脂の混合物であり、０．３μｍ程度の厚み塗布され
ている。それぞれのフィルムの厚みは金属化フィルム
１、及び２が９μｍ、誘電体フィルム５が１２μｍ、誘
電体フィルム７が６μｍである。それぞれのフィルムの
巾は、金属化フィルム１、２、及び誘電体フィルム５，
７とも同等である。内部の直列数は８、電極３と電極４
とが重なる長さは約１９０ｍｍで電極４の両端から誘電
体フィルムの長手方向に対し直角方向に互いに逆の方向
に、直径が０．５ｍｍのリード線８を引き出している。
これを直径１７ｍｍの巻芯で巻き取る。このときリード
線に、内径が０．６ｍｍ、外径が１．６ｍｍ、高さが
１．５ｍｍのＰＥＴ製の管９コンデンサ素子端面の根元
部に挿入し、真空含浸用のエポキシ樹脂で固定する。そ
して、コンデンサ素子をプレスし扁平形状に成形した
後、液状の耐電圧性に優れたエポキシ樹脂に浸漬し、真
空含浸を行い、加熱による硬化を施すと、総フィルム厚
み２１６μｍ、静電容量１５００ｐＦのコンデンサを得
る。この場合、定格電圧は２７ｋＶとして使用できる。
図２は、図１で得られたコンデンサの外観図である。図
３はＰＥＴ製管９を挿入させて完成したコンデンサの端
面とリード線部の拡大断面図である。８はリード線、９
はＰＥＴ製管、１０はコンデンサ、１１は真空含浸して
熱硬化したエポキシ樹脂である。

【００１６】（実施例２）本発明の実施例を図４を用い
て説明する。

【００１７】図４は本発明品の巻回型プラスチックフィ
ルムコンデンサの構成の実施例を示している。

【００１８】図４において、１はＰＥＴフィルムの片面
の長手方向に蒸着電極３が、３０ｍｍの間隔をおいて互
いに絶縁された状態で、またフィルムの巾方向にはフィ
ルム端部から内部方向へ、両端とも２ｍｍ間隔をおいて
形成された金属化フィルムであり、金属化フィルム１に
形成された蒸着電極３は、もう一方の金属化フィルム２
に形成された長手方向に互いに隣り合う一定の間隔をお
いて互いに絶縁された蒸着電極４の隣り合う２つの電極
と重なり合って対向している。５は、ＰＥＴフィルムの
片面にポリエステル系の熱可塑性樹脂６が塗布された誘
電体フィルムで、熱可塑性樹脂６が金属化フィルム１、
及び２の金属化面に接して重ねられている。７はＰＥＴ
フィルムの誘電体フィルムである。図４において、熱可
塑性樹脂６は、商品名バイロンと他のポリエステル樹脂
の混合物であり、０．３μｍ程度の厚み塗布されてい
る。それぞれのフィルムの厚みは金属化フィルム１、及
び２が９μｍ、誘電体フィルム５が１２μｍ、誘電体フ
ィルム７が６μｍである。それぞれのフィルムの巾は、
金属化フィルム１、２、及び誘電体フィルム５、７とも
同等である。このとき誘電体フィルムの長手方向の中間
部にリード線引き出し用の電極を設ける。前記リード線
を引き出す中間部の電極４から両端に向かってそれぞれ
直列数が８のコンデンサ要素が２つできる。電極３と電
極４とが重なる長さは約１９０ｍｍで電極４の両端、及
び中間部の電極４から誘電体フィルムの長手方向に対し
直角方向に同方向に、直径が０．５ｍｍのリード線１
２、１３、及び１４を引き出している。これを直径１７
ｍｍの巻芯で巻き取る。このときリード線に、内径が
０．６ｍｍ、外径が１．６ｍｍ、高さが１．５ｍｍのＰ
ＥＴ製の管９をコンデンサ素子端面の根元部に挿入し、
コンデンサ素子をプレスし扁平形状に成形した後、液状
の耐電圧性に優れたエポキシ樹脂に浸漬し、真空含浸を
行い、加熱による硬化を施すと、総フィルム厚み２４０
μｍで、リード線１３を共通端子として、1つのコンデ
ンサ素子の中に静電容量１５００ｐＦのコンデンサ要素
を２つ有するコンデンサを得る。この場合、定格電圧は
２７ｋＶとして使用できる。図５は、図４で得られたコ
ンデンサの外観図である。

【００１９】実施例１、及び２において、リード線にプ
ラスチック製の管を挿入するには、前記のようにリード
線直径より大きい内径の管を挿入し、前記真空含浸に使
用する液状の耐電圧性に優れたエポキシ樹脂をリード
線、またはプラスチック管に塗布し接着固定する方法
と、リード線直径より小さい内径の管を嵌合して固定す
る方法がある。

【００２０】リード線直径より大きい内径の管を挿入し
て接着固定する方法において、接着剤には他に、シアノ
アクリレート系の接着剤を使用することができる。

【００２１】リード線に挿入するプラスチック管の材質
は、前記ＰＥＴ製の他に、耐電圧性に優れたエポキシ樹
脂を硬化して加工した管や、ＰＢＴ、ＰＥ、ＰＣなどの
高絶縁性プラスチックも使用することができる。

【００２２】（実施例３）実施例３は実施例２に示した
コンデンサのＰＥＴ製管９の高さを変えて、コンデンサ
を作製した。作製したコンデンサは、リード線１２、１
３、１４ともＰＥＴ製管を挿入しないコンデンサ、リ
ード線１２にはＰＥＴ製管を挿入せず、リード線１３、
及び１４に高さ１．５ｍｍのＰＥＴ製管を挿入したコン
デンサ、リード線１２、及び１３に高さ１．５ｍｍの
ＰＥＴ製管、リード線１４に高さ０．５ｍｍのＰＥＴ製
管を挿入したコンデンサ、リード線１２、及び１３に
高さ１．５ｍｍのＰＥＴ製管、リード線１４に高さ１．
０ｍｍのＰＥＴ製管を挿入したコンデンサ、リード線
１２、１３、及び１４に高さ１．５ｍｍのＰＥＴ製管を
挿入したコンデンサの計５種類である。また、コンデ
ンサにおいてリード線１２からリード線１３を引き出
している電極４までのコンデンサ端面における電極間距
離は１．５ｍｍ、リード線１４からリード線１３を引き
出している電極４までのコンデンサ端面における電極間
距離は１．３ｍｍである。この時、コンデンサ端面から
内部電極までの絶縁距離２ｍｍは除く。前記の内容か
ら、例えばコンデンサの場合、コンデンサ端面におけ
る最短の電極間距離は、リード線１４からリード線１３
を引き出している電極４までで、その距離は１．８ｍｍ
となる。前記５種類のコンデンサ評価結果、及びコンデ
ンサ素子の巻き取り作業時の製造歩留まり結果を（表
１）に示す。この結果から明らかな通り、コンデンサ
では、コンデンサ端面での放電による故障が発生する。
しかし、電極間距離が１．５ｍｍを超えると、コンデン
サ端面での放電現象は確認されず、絶縁性が確保でき
る。コンデンサの定格電圧２７ｋＶで換算すると１８ｋ
Ｖ／ｍｍ以上の電極間距離を確保する必要がある。ま
た、巻き取り作業時の製造歩留り結果から、ＰＥＴ製管
の高さが１．５ｍｍ未満では、ＰＥＴ製管の挿入不良
や、ＰＥＴ製管の割れ等の不具合が発生し、作業性、生
産性も考慮すると、高さ１．５ｍｍ以上の管を使用する
のが、より適切である。

【００２３】

【表１】

【００２４】<表中説明> (1)加速高温負荷、及び温度サイクル＋加速高温負荷
は、試験数１２個に対する故障数を表示。 (2)昇圧破壊、及び温度サイクル＋昇圧破壊は、コンデ
ンサ破壊電圧を表示。

【００２５】<試験条件> (1) ()加速高温負荷試験；１００℃、２９．７ｋＶで
１０００時間実施。 (2) ()温度サイクル＋加速高温負荷試験；−４０℃で
１時間、即１００℃で１時間を１サイクルとし、１００
サイクル実施。その後、前記(1)を実施。 (3) ()昇圧破壊；コンデンサが破壊するまで電圧を上
げ、破壊が開始した電圧を測定する。 (4) ()温度サイクル＋昇圧破壊；前記(2)を実施した
後、前記(3)を実施。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、コンデン
サ素子から引き出した端子のうち、１本、または複数本
の端子について、コンデンサ端面根元部にプラスチック
管を挿入するなどの絶縁被覆をすることで、コンデンサ
形状を大きくすることなく、コンデンサ端面の絶縁性に
優れ、且つ生産性が高く、低コストなコンデンサを得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１による製品の概要を示す断面
図

【図２】実施例１で得られるコンデンサ外観図、ならび
にコンデンサ端面とリード線部の拡大図

【図３】実施例１で得られるコンデンサの端面部とリー
ド線の拡大断面図

【図４】本発明の実施例２による製品の概要を示す断面
図

【図５】実施例２で得られるコンデンサ外観図

【図６】従来品の一実施の形態を示す断面図

【図７】従来品の等価回路を示す図

【図８】従来品の一実施の形態を示す断面図

【図９】従来品の等価回路を示す図

【符号の説明】

１、２ 金属化フィルム ３、４ 電極 ５、７ 誘電体フィルム ６ 熱接着性の高分子樹脂層 ８、１２、１３、１４ 端子 ９ ＰＥＴ製管 １０ コンデンサ １１ エポキシ樹脂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平塚 純一郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松江松下 電器株式会社内 (72)発明者 竹本 浩二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 ▲高▼田 康輝 大阪府門真市大字門真1006番地 松江松下 電器株式会社内 Ｆターム(参考） 5E082 AA06 AA07 AB05 BB04 BC35 BC36 EE07 EE17 EE23 EE37 FG06 FG36 GG04 GG11 HH23 HH26 HH47 HH48 JJ04 PP08

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体フィルムの長手方向の片面に、互
   いに絶縁された複数の電極が形成された一対の金属化フ
   ィルムと、１枚若しくは複数の誘電体フィルムを重ね合
   わせるとともに、前記一対の金属化フィルムは、一方の
   金属化フィルム上の電極が、もう一方の金属化フィルム
   上に形成された長手方向に互いに隣り合う二つの電極と
   重なり合って対向するように重ね合わせて巻回し、両端
   の電極から端子を引き出すコンデンサ素子、または両端
   の電極、及び中間部の電極から複数の端子を引き出すこ
   とで、１つの素子に複数のコンデンサ要素を有するコン
   デンサ素子において、前記端子の1本、または複数本に
   ついてコンデンサ端面根元部分が絶縁被覆されているこ
   とを特徴とする巻回型プラスチックフィルムコンデン
   サ。
2. 【請求項２】 前記請求項１のコンデンサ素子におい
   て、コンデンサ端面根元部分の絶縁被覆がプラスチック
   管であることを特徴とする巻回型プラスチックフィルム
   コンデンサ。