JP2005303225A

JP2005303225A - 金属化フィルムコンデンサ

Info

Publication number: JP2005303225A
Application number: JP2004121108A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Makizoe; 浩明牧添
Original assignee: Shizuki Electric Co Inc
Current assignee: Shizuki Electric Co Inc
Priority date: 2004-04-16
Filing date: 2004-04-16
Publication date: 2005-10-27

Abstract

【課題】ＥＳＲを低減してリップル電流耐量を増し、厳しい環境条件で使用可能な金属化フィルムコンデンサを提供する。
【解決手段】蒸着電極２を電極引出部５と電極部６とに区画する引出用マージン部４と、電極部６を電極引出部５の長手方向に複数の小電極８に区画する分割マージン部７とを有する。電極引出部５と各小電極８とを接続するヒューズ部９が形成されている。さらに隣り合う分割マージン部７、７の間隔が２ｍｍ〜１０ｍｍとし、小電極８の電極引出部５と直交する方向の寸法Ａと、電極引出部５の長手方向の寸法Ｂとの比Ａ／Ｂを、３以上で３０以下にした。
【選択図】図１

Description

この発明は、金属化フィルムコンデンサに関するものである。

図３に示すように、誘電体フィルムに形成した蒸着金属を、フィルム長手方向に、複数の小電極３１に区画し、各小電極３１と電極引出部とをヒューズ部３２で接続した金属化フィルムコンデンサは、コンデンサの保安性能（自己回復性）として優れた性能を有している（例えば、特許文献１参照）。
特開平５−２１２７０号公報

このような多数の小電極を有する保安機構パターンのコンデンサでは、絶縁部としてのマージン部３３の間隔が、例えば、２０〜数十ｍｍというように広いために、結果として、コンデンサの内部抵抗であるＥＳＲ（等価直列抵抗）が比較的大きくなり、リップル電流耐性が劣る。また、小電極３１の面積が大きいため、経年劣化による容量減少が大であるという難点もある。蒸着電極に加わる電圧（コンデンサに加わる電圧）にリップル（小電圧変動）があると、蒸着電極にはそれに対応したリップル電流が流れ、コンデンサは発熱する。この発熱量は、リップル電流の２乗とＥＳＲの積に比例する。そのため、コンデンサの発熱を抑制するのには、リップル電流又はＥＳＲを低減することが必要である。ＥＳＲを小さくできれば、コンデンサは、より大きいリップル電流に対して使用可能な、リップル電流耐量の大きなものになり、同じリップル電流に対しては、発熱がより小さいものとなる。

産業機器用のコンデンサにおいて使用される周囲の環境条件、例えば周囲温度が数十℃位の揚合、上記従来のコンデンサは十分に使用可能である。しかし、より厳しい使用環境条件、例えば周囲温度が８０℃を超えるような高温環境の場合、コンデンサの発熱が加わると、コンデンサは１００℃近くに達し、使用が困難な場合がある。このため、多数の小電極を有する保安機構パターンのコンデンサでは、リップル電流耐量が大きく、発熱のより少ないものが要求されている。

この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、ＥＳＲを低減してリップル電流耐量を増し、厳しい環境条件で使用可能な金属化フィルムコンデンサを提供することにある。

そこで請求項１の金属化フィルムコンデンサは、誘電体フィルムに形成した蒸着電極２を金属のないマージン部４、７で複数の小電極８と電極引出部５とに区画した金属化フィルムコンデンサにおいて、上記マージン部４、７は、上記蒸着電極２を上記電極引出部５と電極部６とに区画する引出用マージン部４と、上記電極部６を上記電極引出部５の長手方向に複数の小電極８に区画する分割マージン部７とを有し、上記電極引出部５と各小電極８とを接続するヒューズ部９が形成されて成り、さらに隣り合う分割マージン部７、７の間隔を２ｍｍ〜１０ｍｍとし、小電極８の電極引出部５と直交する方向の寸法Ａと、電極引出部５の長手方向の寸法Ｂとの比Ａ／Ｂを、３以上で３０以下にし、等価直列抵抗を低減したことを特徴としている。

請求項１の金属化フィルムコンデンサによれば、小電極８を流れる電流は、電極引出部５と交差する方向にほぼ直線的に流れる。これにより、電流経路が直線的で短いものとなり、従来に比してＥＳＲがより低減でき、リップル電流耐量が向上し、自己発熱を抑制できる。この結果、高温環境下で使用できる金属化フィルムコンデンサが得られる。

次に、この発明の金属化フィルムコンデンサの具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１に示すように、金属化フィルム１は、誘電体フィルムの片面に、金属が蒸着された蒸着電極２を有している。上記蒸着電極２は、誘電体フィルムの長手方向に沿ってその一端部側に設けられた引出部用マージン部４によって、誘電体フィルムの一端部側に位置する帯状の電極引出部５と、中央部側に位置する電極部６とに区画されている。なお、以下の説明においては、便宜上、電極引出部５の長手方向をフィルム長手方向と、また電極引出部５の長手方向と直交する方向をフィルム幅方向と呼ぶ。上記電極部６においては、互いに平行に延びる多数の分割マージン部７をフィルム長手方向に略等間隔に設けている。この結果、電極部６は、フィルム長手方向に並設される多数の小電極８・・に区分けされる。上記各小電極８と電極引出部５とは、ヒューズ部９で接続されている。なお、上記誘電体フィルムの他端部側、すなわち上記電極引出部５とは反対側の位置には、蒸着金属のない端部マージン部３が形成されている。

分割マージン部７そのものの幅は、０．１ｍｍ未満では加工が困難であり、また１ｍｍを越えると有効電極面積が小さくなり小型化が困難であるため、０．１ｍｍ〜１ｍｍがよく、有効電極面積を損わず、かつより小型化のためには、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍがより好ましい。また隣り合う分割マージン部７の間隔Ｂは、２ｍｍ〜１０ｍｍであり、さらに小電極８のフィルム幅方向の寸法Ａと、小電極８のフィルム長手方向の寸法（すなわち、隣り合うマージン部７の間隔）Ｂとの比については、Ａ／Ｂ＝３〜３０である。また、ヒューズ部９の幅Ｃは、０．１ｍｍ〜１ｍｍである。

このような金属化フィルム１を用いたコンデンサでは、小電極８を流れる電流は、ほぼフィルムの幅方向に直線的に流れる。これにより、電流経路が直線的で短いものとなり、従来に比してＥＳＲがより低減でき、リップル電流耐量が向上し、発熱を抑制できる。

上記小電極８の幅、すなわち分割マージン部７の間隔Ｂが２ｍｍ未満では、有効電極面積が小さくなり、小型化が困難である。この場合、有効電極面積を大にしようとすれば、フィルム幅（電極引出部５の長手方向と直交する方向の寸法）を大にしなければならず、逆にＥＳＲが増大し、不適当である。また、分割マージン部７の間隔Ｂが１０ｍｍを超えると、小電極８の形状が縦長（電極引出部５の長手方向と直交する方向の長さが大）であり、有効電極面積が大になるため、ヒューズ動作時の容量減少が大きくなるとともに、ＥＳＲの低減効果が少ない。有効電極面積を確保し、かつＥＳＲをより低減するうえで、間隔Ｂは２ｍｍ〜８ｍｍがより好ましい。Ａ／Ｂが、３未満では、分割マージン部７の間隔Ｂ（小電極８の幅）が小である場合に、有効電極面積が小さくなり、小型化が困難である。Ａ／Ｂが、３０を超えると、小電極８が縦長（電極引出部５の長手方向と直交する方向の長さが大）になりすぎ、ヒューズ動作時の容量減少が大になるとともに、ＥＳＲの低減効果が期待できない。また、ヒューズ幅Ｃが０．１ｍｍ未満では、保安性はよいがＥＳＲが大きくなる。ヒューズ幅Ｃが１ｍｍを超えると、ＥＳＲは小さくなるが保安性が劣る。ヒューズ幅Ｃが０．１ｍｍ〜１ｍｍのとき、保安性も良好でＥＳＲも小さい。低ＥＳＲで保安性を高め、絶縁性能をより向上させるうえで、ヒューズ幅Ｃは０．２ｍｍ〜０．７ｍｍがより好ましい。

本願発明では、ＥＳＲを従来の１０ｍΩ程度を８ｍΩより小さい値に低減することができる。図２には、本願発明の実施例を比較例とのＥＳＲの実測値とを対比して示している。同図に明らかなように、実施例においては、ＥＳＲが、従来例（１０ｍΩ）に比して１／３以下（３ｍΩ以下）に減少している。実施例で用いた金属化フィルムコンデンサは、厚み３．５μｍのＰＰフィルムにアルミ蒸着（被膜抵抗３．５Ω／□）を施したものであり、容量が４０μＦ、ヒューズ幅Ｃが０．２ｍｍ、小電極８のフィルム幅方向の寸法Ａが３７ｍｍ、及び小電極８のフィルム長手方向の寸法Ｂが７ｍｍとなるように構成されている。これに対して比較例で用いた金属化フィルムコンデンサは、厚み３．５μｍのＰＰフィルムにアルミ蒸着（被膜抵抗３．５Ω／□）を施したものであり、容量が４０μＦ、ヒューズ幅Ｃが０．６ｍｍ、小電極８のフィルム幅方向の寸法Ａが３７ｍｍ、及び小電極８のフィルム長手方向の寸法Ｂが６３ｍｍとなるように構成されている。

以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、片面金属化フィルムコンデンサ又は両面金属化フィルムコンデンサの両者に適用が可能であり、対向する蒸着電極の一方又は両方を上記のような蒸着パターンにして使用することができる。また、蒸着電極のうちメタリコン電極と接統する側の端部に沿う電極引出部５を他の部分より低抵抗にしてもよい。コンデンサとしては、巻回型だけでなく積層型でもよい。また、上記において用いる誘電体フィルムは、ＰＰ又はＰＥＴ又はＰＰＳ等のフィルムである。蒸着金属は、Ａ１又はＺｎ又はそれらのアロイ金属又はその他の金属である。上記においては、小電極８は、長方形状に形成しているが、小電極８の形状は、平行四辺形としてもよい。また、小電極８と電極引出部５とを接続するヒューズ部９は、１個に限らず、２個以上であってもよい。

この発明の金属化フィルムコンデンサの第１実施形態を示す平面図である。この発明の金属化フィルムコンデンサの実施例のＥＳＲを従来例と対比して示すグラフである。金属化フィルムコンデンサの従来例を示す平面図である。

符号の説明

１・・金属化フィルム、２・・蒸着金属、４・・引出用マージン部、５・・電極引出部、６・・電極部、７・・分割マージン部、８・・小電極、９・・ヒューズ部

Claims

誘電体フィルムに形成した蒸着電極（２）を金属のないマージン部（４）（７）で複数の小電極（８）と電極引出部（５）とに区画した金属化フィルムコンデンサにおいて、上記マージン部（４）（７）は、上記蒸着電極（２）を上記電極引出部（５）と電極部（６）とに区画する引出用マージン部（４）と、上記電極部（６）を上記電極引出部（５）の長手方向に複数の小電極（８）に区画する分割マージン部（７）とを有し、上記電極引出部（５）と各小電極（８）とを接続するヒューズ部（９）が形成されて成り、さらに隣り合う分割マージン部（７）（７）の間隔を２ｍｍ〜１０ｍｍとし、小電極（８）の電極引出部（５）と直交する方向の寸法（Ａ）と、電極引出部（５）の長手方向の寸法（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）を、３以上で３０以下にし、等価直列抵抗を低減したことを特徴とする金属化フィルムコンデンサ。