JP3043140B2 - フィルムコンデンサ - Google Patents

フィルムコンデンサ

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JP3043140B2
JP3043140B2 JP3299751A JP29975191A JP3043140B2 JP 3043140 B2 JP3043140 B2 JP 3043140B2 JP 3299751 A JP3299751 A JP 3299751A JP 29975191 A JP29975191 A JP 29975191A JP 3043140 B2 JP3043140 B2 JP 3043140B2
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重義 西川
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/32Wound capacitors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、軽薄短少化に適した高
圧用フィルムコンデンサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】高圧用フィルムコンデンサは、一般にコ
ンデンサ素子の内部に於いて複数個のコンデンサ要素を
直列に形成した回路構成の構造が多い。従来の高圧用フ
ィルムコンデンサを図5及び図6に示す例について説明
する。図5は、高圧用フィルムコンデンサの解体側面
図、図6はフィルム幅方向の断面図である。1,2は誘
電体フィルムの長さ方向に所定の間隔を隔てかつ、両端
縁にマージン部5,6を形成するように電極用金属を島
状に複数個の電極層7,8を形成した一対の金属化フィ
ルムであり該金属化フィルム1,2は電極層7,8の一
部が誘電体フィルムを介して重なるように千鳥形に対向
配置し、始端及び終端にリード線11,12を接続した
電極箔9,10を挿入し、かつ上記金属化フィルム1,
2間に誘電体フィルム3,4を挿入し巻回してコンデン
サ素子を形成しエポキシなどの樹脂でディップ外装構造
をした直列形の高圧用フィルムコンデンサを構成してい
た。
【0003】かかる構造の高圧用フィルムコンデンサ
は、各コンデンサ要素にはリード線端子間に印加された
電圧が分担され、低い電圧が印加されることになるので
高圧用フィルムコンデンサの対電圧は高められ高電圧化
が図られている。しかし、始端と終端及びそれに近いコ
ンデンサ要素間には、高圧の電位差が生ずることになる
ので金属層7,8の端面間の表面閃絡や金属層7,8の
端面からリード線やコンデンサ外部への放電閃絡等のコ
ンデンサ素子端部の耐電圧性を充分考慮する必要があ
る。この放電閃絡を押えるため、高圧用フィルムコンデ
ンサは図6に示すように誘電体フィルムの両端縁にマー
ジン部5,6を設け、更に絶縁耐力の高い樹脂Bにて含
浸を行ないフィルム層間及びコンデンサ素子端部を覆っ
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、実際には図6
に示す従来の高圧用フィルムコンデンサの金属化フィル
ム1,2 及び誘電体フィルム3,4は同一幅であるた
めマージン部のフィルム層間への樹脂の流入が不充分と
なり形成される樹脂層の厚さが薄くなることから上記の
コンデンサ素子端部の耐電圧性を高くするのに不充分で
ある。この耐電圧性を高めるため、(1)マージン部
5,6の寸法を長くする。(2)図7に示すようにコン
デンサ素子端面からはみ出したフィルム15を巻き、端
部に樹脂層14を設ける構造をとる必要があった。
【0005】しかし、このような構造は、コンデンサ素
子が大きくなり軽薄短小化として体積を小さくすること
が出来ないこと並びに上記(2)のコンデンサ素子端部
に樹脂層14を設けるのに含浸ディップ工程中にコンデ
ンサ素子の上下を逆にする、又は樹脂を注入する等複雑
な製造方法となる等の欠点があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題点
を解決した小形化高圧用フィルムコンデンサを提供しよ
うとするものである。本発明のフィルムコンデンサは複
数枚の連続した同一幅の誘電体フィルムの内、長さ方向
に互に絶縁した電極層を有する金属化フィルムを幅方向
に同一となるように対向し、他の誘電体フィルムの少な
くとも1枚を金属化フィルムのマージン幅より狭い範囲
にて幅方向にズラして重ね巻回する構造である。すなわ
ち、誘電体フィルム長手方向に所定間隔を隔て、かつ両
端縁にマージン部を形成するように、電極用金属を島状
に複数個の電極層を形成した一対の金属化フィルムの間
に1枚又は、複数枚の誘電体フィルムを介在するととも
に、上記金属化フィルムの金属層の一部が対向するよう
に配置し、巻回中心端と外周端の金属層よりそれぞれリ
ード端子を引出してなる直列形のコンデンサに於いて、
同一幅の金属化フィルムと誘電体フィルムを用い少なく
とも1枚の誘電体フィルムを上記金属化フィルムの沿面
より1.5mm以上で、かつ上記該マージン部幅より狭
い範囲で幅方向にずらして重ね合わせ、巻回したことを
特徴とするフィルムコンデンサ。
【0007】
【実施例】本発明の実施例を図1に基づいて説明する。
図1は、本発明のフィルムコンデンサの構造を説明する
ためのフィルム幅方向の断面図である。同一幅(図1中
記号Fの寸法)の金属化フィルム1,2例えば、ポリエ
ステルフィルムにアルミニウム等の金属をマージン幅
(図1中記号M1の寸法)を設けて幅(図1中記号Dの
寸法)の金属を図5に示すように長さ方向に所定の間隔
を隔て蒸着等により電極用金属を形成した金属化フィル
ムを幅を揃えて合せる。この金属化フィルム1,2に金
属フィルムと同一幅(図1中記号Fの寸法)の誘電体フ
イルム3,4、例えばポリエステルフィルムを介在させ
て重ね合せる。この際、一方の誘電体フィルム3の一枚
を金属化フィルムのマージン幅M1の範囲内に片方の沿
面がくるようにずらし幅Z(図1中記号Zの寸法)をず
らして重ね、他の一枚の誘電体フイルム4を逆の方向に
同様にズラして重ね合わせ、素子幅E(図1中記号F2
の寸法)のコンデンサを巻回する。そして、巻回中心端
と外周端の金属層よりそれぞれリード端子を引出してコ
ンデンを構成し円筒形又は、プレスにより偏平形にした
コンデンサ素子に液体樹脂(例えば、エポキシ樹脂)を
含浸ディップ後硬化して製造する。本構造によれば、図
1に示すように金属化フィルム1,2に対し、誘電体フ
ィルム3,4をずらして重ね合わせているため、樹脂含
浸の際、マージン部M2(図1中記号M2の寸法)への
樹脂の流入量を多くすることが出来、コンデンサ素子端
部には厚い樹脂層16が得られる。
【0008】比較例として、従来のフィルム構成を図6
に示す。図6は金属化フィルム1,2、誘電体フィルム
3,4がいづれも同一幅E(図6中記号Eの寸法)のも
のを重ね合せたフィルム幅方向の断面図である。この金
属化フィルムの金属層幅は、本発明実施例の図1と同一
(寸法D)でマージン幅(寸法M2=M1+Z)とし、
巻回後のコンデンサ素子幅は同一(寸法E)である。こ
のコンデンサ素子を同様に円筒形又は、偏平形にプレス
し、液状エポキシ樹脂を含浸ディップした。
【0009】発明の効果を確認するために下記の定格3
0kV,×1500pFの偏平形試料を用いてそれぞれ
30ケの試験をした。 実施例(a):実施例に示す構成に於いてズラシ幅1m
mとしたコンデンサ素子を液状のエポキシ樹脂(ノンフ
ィラー)で真空含浸ディップ後硬化することを2回実施
したもの。 実施例(b):ズラシ巾1.5mmとした同上の構成及
び方法にて製作したもの。 実施例(c):ズラシ巾2mmとした同上の構成及び方
法にて製作したもの。 実施例(d):ズラシ巾3mmとした同上の構成及び方
法にて製作したもの。 従来例(e):比較例として示した従来のコンデンサ素
子を上記エポキシ樹脂でで真空含浸ディップ後硬化する
ことを2回実施したもの。 以上のコンデンサの素子幅(寸法E)とマ−ジン幅(寸
法M2)はいずれも同一である。比較試験としてDC昇
圧破壊電圧と温度ショック試験(−40℃/2h←→1
00℃/2hを100サイクル)後の耐圧試験(40k
V,1分)不良率の結果を表1に示す。
【0010】
【表1】
【0011】本発明品の実施例に於けるズラシ幅巾が
1.5mm以上の場合、破壊電圧が高く端面破壊率が殆
ど無く誘電体フィルムの破壊レベルに達している。本構
造の高圧フィルムコンデンサの場合、巻回方向に高電圧
化し両端の電極間で高電圧が印加されることになり誘電
体フィルムのマージン部、つまりコンデンサ端面部の耐
電圧性が重要である為、端面破壊数の調査をした。従来
例は全て端面破壊を生じており破壊電圧も低い。更に、
温度ショック後の耐圧試験に於いても本発明品の実施例
(b)(c)(d) は不良が発生しなかった。
【0012】このように本発明品の同一幅誘電体フィル
ムの少なくとも1枚を幅方向に1.5mm以上ずらした
構成にすると、マージン部のフィルム層間が広くなりコ
ンデンサ素子端部のマージン部のフィルム層間に含浸樹
脂が充分に流入し、コンデンサ素子端部の樹脂層の厚み
が増し、耐電圧性に優れた性能を有し、軽薄短小化とし
て体積を小さくすることができる。また上述のずらし寸
法Zの寸法が、マージン幅M1と同等またはそれより広
くなると、反対側の誘電体フィルム端面が電極間の内側
に入るので、電極間の耐圧が著しく低下する。図3及び
図4は本発明の他の実施例のフィルム幅方向断面を示
す。図3は誘電体フィルム3,3’、4,4’を段違い
にずらした例であり、図4はマージン幅寸法M1、M2
(M1<M2)が異なる金属化フィルムと同一幅の誘電体フ
ィルムを同方向(M1側)へずらした例であるが、上述
の実施例で述べたものと同等の効果が得られる。又、使
用する金属化フィルム及び誘電体フィルムが同一幅で少
なくとも1枚の誘電体フィルムの沿面がマージン部内に
配置可能であればいづれの寸法であっても良い。更に、
金属化フィルム及び誘電体フィルムはポリエステルフィ
ルムのみでなくポリプロピレン、ポリスルホン及びポリ
カーボネート等のフィルムでも良く、電極層はアルミニ
ウム、亜鉛、銅及びニッケル等の金属箔又は蒸着等であ
っても良い。
【0013】
【発明の効果】本発明品は、以上のように作業性が良く
原価低減が図れ、信頼性の高いフィルムコンデンサを得
ることが出来、工業的価値が大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のフィルムコンデンサのフィルム幅方向
の断面説明図である。
【図2】本発明のフィルムコンデンサ完成品のフィルム
幅方向の断面説明図である。
【図3】本発明のフィルムコンデンサの他の実施例のフ
ィルム幅方向の断面説明図である。
【図4】本発明のフィルムコンデンサの他の実施例のフ
ィルム幅方向の断面説明図である。
【図5】フィルムコンデンサの解体側面図である。
【図6】従来のフィルムコンデンサ完成品のフィルム幅
方向の断面説明図である。
【図7】従来のフィルムコンデンサ完成品のフィルム幅
方向の断面説明図である。
【符号の説明】
1:誘電体フィルム 2:誘電体フィルム 3:誘電体フィルム 4:誘電体フィルム 5:マージン部 6:マージン部 7:電極層 8:電極層

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘電体フィルム長手方向に所定間隔を隔
    て、かつ両端縁にマージン部を形成するように、電極用
    金属を島状に複数個の電極層を形成した一対の金属化フ
    ィルムの間に1枚又は、複数枚の誘電体フィルムを介在
    するとともに、上記金属化フィルムの金属層の一部が対
    向するように配置し、巻回中心端と外周端の金属層より
    それぞれリード端子を引出してなる直列形のコンデンサ
    に於いて、同一幅の金属化フィルムと誘電体フィルムを
    用い少なくとも1枚の誘電体フィルムを上記金属化フィ
    ルムの沿面より1.5mm以上で、かつ上記該マージン
    部幅より狭い範囲で幅方向にずらして重ね合わせ、巻回
    したことを特徴とするフィルムコンデンサ。
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