JP3446523B2

JP3446523B2 - コンデンサおよびその製造方法

Info

Publication number: JP3446523B2
Application number: JP06406297A
Authority: JP
Inventors: 潔宇波; 逑二鈴木; 文保谷崎
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-03-18
Filing date: 1997-03-18
Publication date: 2003-09-16
Anticipated expiration: 2017-03-18
Also published as: JPH10261541A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】一般に電力コンデンサや電気
機器コンデンサなどに使用するエネルギー充放電用コン
デンサはフラッシュランプ電源などインパルス電圧・電
流発生装置あるいは電力機器などのアース間絶縁耐力試
験などに用いられるインパルス試験装置に用途がある。
本発明はこれら用途に適したコンデンサおよびその製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、これらの電源・装置に用いられる
コンデンサの絶縁構成としては、誘電体として紙または
プラスチックフィルムもしくはこれら誘電体の複合構成
により、構成されている。また、電極としてはアルミニ
ウム箔もしくは紙に亜鉛などを蒸着した金属化紙を用い
これらの誘電体・電極を巻回してコンデンサ素子とし、
これらのコンデンサ素子を１個もしくは複数個集合し、
かつ必要電圧・容量に応じて、直列・並列接続して、集
合コンデンサ素子とし外装ケースに収納・密閉してコン
デンサを構成していた。

【０００３】また、最近ではプラスチックフィルムに金
属を蒸着した、金属化プラスチックフィルムを使用した
コンデンサも多く提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】最近では、これらのコ
ンデンサを使用する装置・設備においても小形・軽量化
の要望が大きくなってきている。これらのコンデンサの
体積の大部分を占めるのは、誘電体と電極を巻回したコ
ンデンサ素子であり、誘電体の電位傾度を大きくし、フ
ィルム厚みを薄くすることが、コンデンサ素子の小型化
に大きく寄与するものである。

【０００５】そして、誘電体の電位傾度を大きくするた
めにはフィルム厚みを薄くすることが考えられるが、当
然、耐圧的に、寿命的にその信頼性が落ちてくる。そこ
で、薄いフィルムでより高い耐圧性能および寿命特性を
確保するために、金属化フィルムの蒸着金属膜の厚みを
電極引出し用メタリコンとの接触部を含む近傍と、その
他の主電極部とで差を設けた段付き蒸着フィルムを巻回
または積層したもので、金属化フィルムに存在する絶縁
欠陥が自己回復（セルフヒーリング）によって回復する
ことをより高め、フィルムの電位傾度をより向上させよ
うとするものである（特開昭６２−１８８２１０号公
報）。

【０００６】なお、自己回復（セルフヒーリング）と
は、絶縁欠陥部分の短絡電流により絶縁欠陥部分周辺の
蒸着膜を飛散させることによって絶縁欠陥の絶縁耐力を
回復させることにある。この自己回復が不完全な場合、
絶縁欠陥部分の絶縁耐力がフィルム全体の絶縁耐力とな
り、その最低絶縁耐力以下でコンデンサの設計を行わな
くてはならない。この自己回復が良好に行われれば、フ
ィルムの絶縁耐力はフィルム本来の絶縁耐力を示すこと
ができ、すなわちフィルムの電位傾度を向上することが
できる。

【０００７】また、良好な自己回復を行うためには、蒸
着電極膜の厚みを薄くすることによって蒸着膜の飛散性
を高めたり、絶縁欠陥部分に流れ込む短絡電流を少なく
したりすることによって、自己回復をより良好に、より
小さくすることができる。

【０００８】そして、自己回復をより完全なものとする
ため主電極部分の蒸着膜をより従来より薄くすることに
より自己回復性を向上しようとしたものであり、また、
電極引出し用メタリコンとのコンタクト性を良好にする
ために電極引出し用メタリコン近傍の蒸着膜厚みを主電
極部より厚く、謂ゆるヘビーエッジ構造としたものであ
り、段付き蒸着を施している。この段付き蒸着を施すた
めには、一般的に亜鉛金属を蒸着金属として使用し、ア
ルミニウムを使うことは、少ない。

【０００９】これは蒸着金属の厚みをフィルム巾方向で
変化させる段付き蒸着では亜鉛金属のほうがアルミニウ
ムよりその段付き状態を良好に形成することができるた
めである。なお、アルミニウムにおいても段付き蒸着は
可能であるがその段付きの形成状態が良好でない場合、
メタリコンとヘビーエッジとのコンタクト性が悪化し耐
電流性能が低下してしまう。また、主電極部の亜鉛金属
を薄くして使用する段付き蒸着でも、その蒸着膜の薄さ
は現在の状態で限界であり、抵抗値の管理を含めてこれ
以上の電位傾度の向上につながる改善を求めることは困
難である。

【００１０】また、他の例として片面に金属膜を蒸着し
たプラスチックフィルムを２枚組合わせて巻回したメタ
ライズドフィルムコンデンサにおいて、蒸着金属部に長
手方向の連続した絶縁部を設け、１コンデンサ素子内で
３個以上の直列コンデンサを形成するとともに、フィル
ム巾方向にも絶縁部を設けて、１コンデンサ素子内で複
数のコンデンサ並列回路とした多数の小コンデンサ網を
有するエネルギー蓄積急放電用コンデンサ（特公平６−
１８１５３号公報）があり、また、上記直列および並列
に区切られた一つの連続導体部が対極電極と対向して構
成する小コンデンサの蓄積エネルギーが定格電圧におい
て、１ジュール以下であり、定格充電電圧においてプラ
スチックフィルムの電位傾度が１５０kV／mm以上である
エネルギー蓄積急放電用コンデンサがある。

【００１１】すなわち、このエネルギー蓄積急放電用コ
ンデンサは非蒸着部分である連続した絶縁部によって小
さなコンデンサに分割することによって、１個のコンデ
ンサエネルギー量を少なくし、このコンデンサに発生し
た自己回復（セルフヒーリング）に流れ込むエネルギー
を小さくすることによって、絶縁回復を良好に行い、メ
タライズドフィルムの耐圧性能を向上しようとするもの
である。

【００１２】しかしながら、このメタライズドフィルム
の非蒸着部分である連続した絶縁部、特に巾方向の分割
を形成するためには、別工程による作業が必要で、電極
金属を蒸着した後、レーザ加工や放電加工等によって、
必要な部分の蒸着金属を除去する必要がある。これらの
加工によって得られる蒸着フィルムの巾方向の分割部分
の蒸着膜端部は、蒸着膜を除いたときにできる微少なば
りによって絶縁欠陥部分となりやすくその加工方法や加
工精度には充分な管理が必要でありコストアップの要因
となっていた。

【００１３】一般に、金属蒸着フィルムを使用したコン
デンサにおいて自己回復性を向上させることは、耐圧性
能を向上させ、従来以上の高電位設計を可能とすること
ができる。

【００１４】本発明は自己回復性能が向上し、従来以上
の高電位設計が可能で小形・安価・製造工数の低減が可
能なコンデンサを提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は少なくとも片面に金属蒸着電極を有する金
属化プラスチックフィルムを重ねて巻回し、金属蒸着電
極層にアルミニウムを蒸着し、電極引出し用メタリコン
との接触部を含む近傍に亜鉛を蒸着したコンデンサであ
って、その金属化プラスチックフィルムを長手方向に
０．２％以上５％未満の延伸率で全長にわたって延伸
し、全長にわたってフィルム巾方向に細長い多数の微少
な亀裂を蒸着膜に形成したものである。

【００１６】また、本発明のコンデンサの製造方法は、
金属化プラスチックフィルムを長手方向に０．２％以上
５％未満の延伸率で全長にわたって延伸し、全長にわた
って金属蒸着電極層に微少な亀裂を巾方向に施すため、
金属化プラスチックフィルムの巻取り工程中に延伸ロー
ラを配設し、押さえローラとの間で金属化プラスチック
フィルムを延伸しながらコンデンサ素子として巻回する
ことを特徴とするものである。

【００１７】さらに、本発明のコンデンサの製造方法
は、上記コンデンサの製造方法において、金属化フィル
ムからなるコンデンサ素子の構造が巻回形で、素子形状
が小判形であり、小判形状にプレスする圧力が０.５〜
１.５Kg／cm²であることを特徴とするものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】上記本発明のコンデンサは、金属
化プラスチックフィルムを長手方向に０．２％以上５％
未満の延伸率で全長にわたって延伸し、全長にわたって
フィルム巾方向に細長い多数の微少な亀裂を蒸着膜に形
成したものであり、蒸着膜の絶縁破壊部に流入する電気
エネルギーの経路が長くなり、この電気エネルギーの集
中を緩和することにより、コンデンサの自己回復性能が
向上する作用を有する。

【００１９】また、本発明のコンデンサの製造方法は、
金属化プラスチックフィルムの巻取工程中に延伸ローラ
を配設し、巻取軸に対向する押さえローラとの間で金属
化プラスチックフィルムを延伸しながら巻回し、コンデ
ンサ素子を形成することを特徴とするもので、蒸着膜の
微少な亀裂を巻取工程中で延伸加工を施すことができる
作用を有する。

【００２０】さらに、本発明のコンデンサの製造方法
は、上記コンデンサの製造方法において、小判形状にプ
レスする圧力が０.５〜１.５Kg／cm²とすることによ
り、金属化蒸着フィルム上の蒸着電極の飛散性が安定
し、蒸着膜の絶縁破壊部に流入する電気エネルギーが均
一になる微小な亀裂を蒸着膜に形成することができる作
用を有する。

【００２１】以下、本発明の実施の形態について図１〜
図１７に沿って説明する。（実施の形態１）本実施の形態１は、ポリエチレンレテ
フタレート（ＰＥＴ）フィルムなどの金属化プラスチッ
クフィルム１を得る際に、その片面にオイルを塗布もし
くは転写することによってアルミニウム蒸着電極２を設
け、その後マスキングにより亜鉛３をさらに蒸着した。
この蒸着は同一蒸着工程内で実施しても良いし、同一蒸
着工程内で実施することができないなら、２回に分けて
行っても良い。なお、サンプル１はアルミニウム蒸着２
の膜抵抗値をＲ＝８〜２０Ω／□、電極引出し用メタリ
コンとの接触部を含む近傍の膜抵抗値をＲ＝２〜７Ω／
□とした。すなわち、金属蒸着電極層にアルミニウムを
蒸着し、さらに電極引出し用メタリコンとの接触部を含
む近傍に亜鉛３を蒸着した構造とした。この片面蒸着フ
ィルムを図１（ａ）（ｂ）のように２枚組合わせて巻回
するときに金属化蒸着フィルムを長手方向に０.２〜５
％の延伸率で延伸しフィルム巾方向に細長い多数の蒸着
膜の微小な亀裂４を形成し、電極引出し用メタリコンを
溶射しコンデンサ素子を形成したものである。

【００２２】また、サンプル１のコンデンサ素子の微小
な亀裂４の寸法は巾方向に細長く長辺ａは１０〜１００
μm、短辺ｂは０.１〜１μmであり、分布密度は１００
０〜１０００００（個／cm²）である。

【００２３】このコンデンサ素子を金属ケース中に収容
し絶縁オイルを含浸し電極引出し用メタリコンに外部電
極引出し用端子を接続しコンデンサを形成した。

【００２４】なお、サンプル１のコンデンサに使用した
金属化プラスチックフィルム１の厚みは、１０μmであ
り、形成したコンデンサの容量は３０μmである。

【００２５】（比較例１）比較例１は、実施の形態１と
同様な工程にて作成するが、蒸着膜の微小な亀裂４が形
成されていないコンデンサである。

【００２６】（比較例２）比較例２は、実施の形態１と
同様な工程にて作成するが、アルミニウム蒸着電極２の
膜抵抗値をＲ＝８〜２０Ω／□、電極引出し用メタリコ
ンとの接触部を含む近傍の膜抵抗値もＲ＝８〜２０Ω／
□としたコンデンサである。

【００２７】（比較例３）比較例３は、実施の形態１と
同様な行程にて作成するが、アルミニウム蒸着金属２膜
抵抗値をＲ＝２〜７Ω／□、電極引出し用メタリコンと
の接触部を含む近傍の膜抵抗値もＲ＝２〜７Ω／□とし
たコンデンサである。

【００２８】（従来例）従来例としてＰＥＴフィルム１
の片面蒸着フィルムを得る際に、その片面にオイルを塗
布もしくは転写し、マスキングによって亜鉛蒸着電極３
ａを形成した。このとき亜鉛蒸着金属３ａの膜抵抗値を
Ｒ＝８〜２０Ω／□、電極引出し用メタリコンとの接触
部を含む近傍の膜抵抗値をＲ＝２〜７Ω／□と本実施の
形態１に合わせた。また、従来例は状着膜に微小な亀裂
４は形成されていないコンデンサである。そして、段付
き蒸着フィルムを２枚組合わせて巻回し電極引出し用メ
タリコンを溶射しコンデンサ素子を備えたコンデンサと
した。

【００２９】これらのうち実施の形態１と従来例の２つ
のコンデンサ素子を比較すると、外観状態はほぼ同等の
構成を有しているが、主電極部分は実施の形態１はアル
ミニウム蒸着電極２であり、従来例においては亜鉛蒸着
電極３ａとなっている。また電極引出し用メタリコンと
の接触部を含む近傍においては実施の形態１はアルミニ
ウム蒸着電極２の上に亜鉛蒸着電極３がある２層蒸着構
成となっている。従来例においては亜鉛蒸着電極３ａの
みとなっている。また実施の形態１では蒸着膜の微小な
亀裂４を形成しているが、比較例１ないし３では、蒸着
膜の微小な亀裂４を形成していないので表面光沢に違い
がある。

【００３０】つぎに、実施の形態１のコンデンサの効果
を検証するために、サンプル１のコンデンサの電圧印加
による破壊試験を実施し、その破壊電圧レベルを評価し
た。図２は縦軸に破壊電圧をプロットしたグラフであ
り、この時の試験条件は常温・常湿であり電圧昇圧スピ
ードは、１分間に１００Ｖである。

【００３１】図２を見れば分かるようにサンプル１のコ
ンデンサの方が従来例のコンデンサより、破壊電圧が９
００Ｖ〜１２００Ｖ上回っていることがわかる。また、
比較例１は、サンプル１より２００Ｖ〜３００Ｖ下回っ
ていることがわかる。さらに、比較例２は、比較例１と
ほぼ同様な破壊水準を示しているが若干ばらつきがみら
れる。また、比較例３は、実施例サンプル１と比較例
１，２のコンデンサより破壊水準が低い従来例よりは若
干高いことがわかる。そして、この破壊試験実施後のコ
ンデンサ素子を分解し金属化プラスチックフィルム１の
状態を確認したところ図３（ａ）（ｂ）および図４
（ａ）（ｂ）および図５（ａ）（ｂ）に示すような自己
回復（セルフヒーリング）が確認できた。そして、図３
（ａ）（ｂ）は従来例の金属化プラスチックフィルム１
の破壊状況を示しており、絶縁欠陥部４は形状が大き
く、ところによっては自己回復が上手く行われず層のフ
ィルムに破壊が進行していることが伺えた。この段付き
蒸着を実施することで自己回復は段付き蒸着を実施しな
い場合よりは良好に行われているが、それでも不完全な
自己回復によってフィルムにダメージを与え絶縁耐力を
低下させていることがわかる。また、亜鉛蒸着電極３ａ
での蒸着膜飛散部５による自己回復ではフィルムが本来
持っている絶縁耐力にまで回復できないことが伺える。

【００３２】図４（ａ）（ｂ）は比較例１の金属化プラ
スチックフィルム１の破壊状況を示しており、絶縁欠陥
部７は従来例より形状は小さいが蒸着膜飛散部８には不
完全な自己回復も見られた。

【００３３】図５（ａ）（ｂ）はサンプル１の金属化プ
ラスチックフィルム１の破壊状況を示しており、絶縁欠
陥部９の形状は従来例金属化プラスチックフィルムの場
合よりなるかに小さく、良好に蒸着膜飛散部１０，１１
にて自己回復が行われ、比較例１のようにばらつきもな
い。さらに、自己回復の周囲において微小な亀裂４によ
って絶縁破壊部を取囲むように蒸着膜が飛散し絶縁がよ
り効果的に行われていることがわかる。したがってフィ
ルムに与えるダメージも小さく絶縁耐力もフィルムが本
来持っている絶縁耐力により近づいているものと考えら
れる。

【００３４】また、比較例２においても、サンプル１と
同様に自己回復の形状は従来例の金属化プラスチックフ
ィルムの場合よりはるかに小さく、良好に自己回復が行
われているが、電極引出し用メタリコンとの接触部を含
む近傍の蒸着膜において蒸着膜飛散が発生しメタリコン
とのコンタクトが失われコンデンサ容量を失っていた。
これは電極引出し用メタリコンとの接触部を含む近傍の
膜抵抗値が高いため、自己回復時の電流によりコンタク
ト部近傍の蒸着膜が飛散し、失われたためである。その
結果として、耐圧性能は高くなったが、耐電流性能は低
くなったものと考えられる。

【００３５】比較例３においては従来例の金属化プラス
チックフィルム１の場合とほぼ同様な大きな自己回復が
見られアルミニウムの飛散性においても、また微小な亀
裂の効果においても蒸着膜抵抗が低い場合は充分な高い
耐電圧性能が得られないことがわかる。

【００３６】これらの結果は主電極部分における蒸着金
属の違い、すなわちアルミニウムと亜鉛における自己回
復時の飛散性の違いによるところ、また、蒸着金属の膜
抵抗値をＲ＝８〜２０Ω／□、電極引出し用メタリコン
との接触部を含む膜抵抗値をＲ＝２〜７Ω／□としたこ
とによる効果によるところ、さらに微小な亀裂効果によ
り、差はより一層大きくなっている。

【００３７】つぎに、各コンデンサの充放電試験におけ
る試験結果を図６に示す。これは耐電流破壊レベルを評
価したものであり、図６に示すグラフは縦軸に容量減少
率（％）をプロットし横軸には充放電回数（サイクル）
をプロットした充放電特性を示す。なお、この試験条件
は常温・常湿であり印加電圧は３０００Ｖである。また
充放電電流はピーク電流３００Ａ、印加時間１００μS
である。

【００３８】図６において、１００００サイクルにおけ
る容量減少の少ない順位はサンプル１・比較例１・比較
例３・従来例・比較例２の順の結果となった。そして、
電圧破壊試験の時と同様にコンデンサ素子を分解し金属
化プラスチックフィルムの状態を確認したところ、比較
例２のコンデンサにおいては電圧破壊試験の時と同様
に、良好な自己回復を示していたが、その発生個数が少
ないにもかかわらず、電極引出し用メタリコンとの接触
部を含む近傍の蒸着膜において蒸着膜飛散が発生しメタ
リコンとのコンタクトが失われコンデンサ容量を失って
いた。これは電圧破壊試験のときと同様な理由によるも
のと考えられる。

【００３９】また、比較例３・従来例においては多数自
己回復が発生していたが比較例２のような蒸着膜の飛散
の発生は少なく容量減少は比較例２より大幅に少ない。
しかしながら自己回復状態は思わしくなく、その形状も
大きく理想的状態とは言いがたい。またこれらの自己回
復発生部分においてその蒸着膜飛散エネルギーは大きく
隣接するフィルムにまで熱的ダメージを与えている。な
かには隣接する部分においてでも絶縁破壊が発生し自己
回復を行っている部分も数多く見られた。結果として、
これら多数の自己回復部分の蒸着膜飛散により容量減少
は大きくなっている。

【００４０】また、比較例１においては比較例２，３等
に比較して自己回復の大きさは小さくまた発生個数も少
ないが、中には比較例３・従来例と同様な大きさの自己
回復も見られ完全な状態とは言えない。

【００４１】ところが、サンプル１においては自己回復
の大きさは明らかに小さく、さらに自己回復部分の周り
の微小な亀裂４において絶縁破壊部分を囲むように蒸着
膜が飛散しより絶縁耐力を高めており、他の比較例１な
いし３および従来例より自己回復状態は良好であり望ま
しい状態であった。

【００４２】これらの結果を基に、定格電圧３０００
Ｖ，定格電流２００Ａ，容量３０μFのコンデンサを設
計した場合のコンデンサ体積を算定した結果を図７に示
す。本サンプル１においては他の比較例１ないし３およ
び従来例より２５〜３０％小さくなる結果となった。

【００４３】（実施の形態２）つぎに、実施の形態２の
サンプル２ａとして、金属化プラスチックフィルム１の
片面蒸着フィルムを得る際に、その片面にオイルを塗布
もしくは転写することによって図８に示す蒸着パターン
のアルミニウム蒸着電極２、すなわち金属化フィルムの
蒸着金属膜の長手方向に連続した絶縁層を設け、１個コ
ンデンサ素子内に７個の直列コンデンサを形成し、その
後マスキングにより図９に示す蒸着パターンの亜鉛蒸着
電極３を形成した。

【００４４】つぎに、金属化プラスチックフィルムを２
枚組合わせて巻回し、電極引出し用メタリコンを溶射し
コンデンサ素子とした。このコンデンサ素子を金属ケー
ス中に収容し絶縁オイルを含浸しメタリコンから外部電
極引出し用端子と接続させコンデンサとした。また、実
施の形態２のサンプル２ｂとして、サンプル２ａを巻回
するときに金属化プラスチックフィルムを長手方向に延
伸しフィルム巾方向に多数の微小な亀裂４を蒸着膜に形
成し、実施の形態２のサンプル２ａと同様な方法にして
コンデンサ素子を形成した。

【００４５】さらに、実施の形態２のサンプル２ｃとし
てサンプル２ａの金属蒸着電極に図１０に示すようにオ
イルを塗布もしくは転写もしくはレーザ加工することに
よって蒸着金属膜の巾方向に分割マージン１２を形成
し、少なくとも一方の金属蒸着電極を複数個に分割し
た。

【００４６】この金属化フィルムを用いサンプル２ａと
同様な方法にてサンプル２ｃのコンデンサとした。

【００４７】また、実施の形態２のサンプル２ｄとし
て、図１１に示すように、サンプル２ｃを巻回するとき
に金属化蒸着フィルムを長手方向に延伸しフィルム巾方
向に多数の蒸着膜の微小な亀裂４を形成し、サンプル２
ａと同様な方法にてコンデンサ素子とした。

【００４８】さらに比較のためサンプル２ｃとして前記
サンプル１を７個直列に接続したコンデンサを用意し
た。

【００４９】いずれの場合も実施の形態１の場合と同様
な構成でコンデンサとした。これらのコンデンサに使用
した金属化プラスチックフィルム１の厚みは１０μであ
り、コンデンサ容量は４.３μFであり、定格電圧は２１
０００Ｖである。

【００５０】これらのコンデンサの体積を算定し、比較
したグラフを図１２に示す。比較のサンプル２ｅよりサ
ンプル２ａないし２ｄの方が１５〜３０％小さくなる結
果となった。これは定格電圧が高くなり多段直列構成を
必要とする場合、１直のコンデンサ素子を多段に接続す
るより、１個のコンデンサ素子内に多段直列構成を設け
る方がスペースファクタが良いためである。すなわち１
直のコンデンサ素子を多段に接続する場合は、接続のた
めのリード線やハンダ付部分において余分なスペースが
発生し体積的に不利である。

【００５１】つぎに、サンプル１の場合と同様に耐電圧
特性試験としてサンプル２ａないし２ｅのコンデンサの
電圧印加による破壊電圧を実施し、それぞれの破壊電圧
のレベルの比較特性を図１３に示す。また、同様に耐電
流特性として各コンデンサの充放電試験における容量減
少率（％）を図１４に示す。

【００５２】いずれの場合の特性試験においても各サン
プルは満足できる特性を示しているが、特にサンプル２
ｃ，２ｄが良好な特性を示している。これは、蒸着金属
膜をフィルムの巾方向に、少なくとも一方の金属蒸着電
極を複数個に分割したことにより自己回復が発生したと
きに流れ込む電流が抑制される作用と、微小な亀裂４を
形成したので、電気エネルギーが絶縁破壊部に流入する
経路が長くなり電気エネルギーの集中を緩和する作用に
より自己回復の大きさをより小さくしているためと考え
られる。

【００５３】（実施の形態３）つぎに、実施の形態３と
して図１５に、金属化プラスチックフィルムを長手方向
に延伸して金属蒸着電極層に微小な亀裂を巾方向に施す
手段を示し、金属化プラスチックフィルムを延伸しなが
らコンデンサ素子として巻回するコンデンサの製造方法
を図１５に沿って説明する。

【００５４】すなわち、図１５に示すように、フィルム
原反１３より導出された２組の金属化プラスチックフィ
ルムは各ローラ１４に誘導されて巻取軸１５に至る。こ
の巻取軸１５に至る最後のローラである延伸ローラ１６
に回転数を巻取軸１５の回転数と違えることにより押え
ローラ１７と延伸ローラ１６の間において金属化プラス
チックフィルムを延伸することが可能である。

【００５５】このような製造方法により、金属化プラス
チックフィルムの延伸加工を巻取行程中に行うことで工
数の削減が図れ、製造性が向上する。

【００５６】また、この巻取軸１５と延伸ローラ１６の
回転数との違いをコントロールすることによって発生す
る微小な亀裂４の大きさを調整することが可能となる。

【００５７】（実施の形態４）実施の形態４として図１
６（ａ）（ｂ）に、前記サンプル１の構成による金属化
フィルムからなるコンデンサ素子構造が巻回形で、素子
形状が小判形であるコンデンサ素子１８と、丸形状のコ
ンデンサ素子１９の外観図を示す。各コンデンサ素子１
８，１９の定格・容量は同じであるが、素子形状が小判
形であるコンデンサ素子１８の方が、丸形形状の場合の
コンデンサ素子１９よりもデッドスペースがほとんどな
いので全体の大きさが３０〜４０％程度小さくなる。

【００５８】また、図１７は小判形状にプレスするとき
の圧力を図１７のように変化させた場合のサンプル１の
コンデンサを作成し、各破壊電圧を比較した特性を示
す。

【００５９】図１７から０.５〜１.５Kg／cm²の間にお
いて破壊電圧は安定して高いことがわかる。０.５Kg／c
m²未満の圧力においては圧力が下がるほど破壊電圧は低
下している。これはプレス圧力が弱いためフィルム電極
間の均一性がなく、しわなどの弱点部が発生しやすいた
め破壊電圧が低下またはばらつきが大きくなるものと推
定できる。１.５Kg／cm²より高い圧力においてはプレス
圧力が高すぎるため、フィルムに過大な機械的ストレス
を与え弱点を発生させること、また、プレス圧力が高す
ぎるために金属蒸着フィルム上の蒸着金属の飛散性が悪
くなり、自己回復性能が低下し破壊水準が低下している
ものと考えられる。

【００６０】以上のようなコンデンサの製造方法から、
コンデンサ素子を集合した外装金属ケース内の体積占有
率が良くなりコンデンサの小形化が図れ、また小判形状
にプレスする圧力を０.５〜１.５Kg／cm²とすると金属
蒸着フィルム上の蒸着金属の飛散性が安定し、絶縁破壊
部に流入する電気エネルギーが均一になるので自己回復
性能が安定し、コンデンサ性能のばらつきが少なくな
る。

【００６１】なお、本実施の形態１ないし４では、金属
化プラスチックフィルムをＰＥＴの蒸着フィルムとして
用いる例で示したが、これは必ずしもこの構成に限ら
ず、使用する蒸着フィルムにＰＰ、他にポリカーボネイ
ト、ポリスチレン、ポリエチレン等を単独または組合わ
せて用いることができる。また、ＰＰの片面蒸着フィル
ムを二枚重ねてコンデンサ素子を形成してもよく、また
金属化プラスチックフィルムからなるコンデンサ素子の
形状を丸形や小判形に、外装容器にポリブデンオイル
（ＰＯ）で含浸し密閉しても、同様の効果を有する。

【００６２】

【発明の効果】以上のように、本発明のコンデンサは、
金属化プラスチックフィルムの蒸着膜に多数の微小な亀
裂を巾方向に形成したので、電気エネルギーが絶縁破壊
部に流入する経路が長くなり電気エネルギーの集中を緩
和し、自己回復性能が向上するため、蒸着フィルム内に
存在する絶縁欠陥部分を自己回復により、より小さく良
好に自己回復し絶縁耐力の回復を行うことができ、金属
化プラスチックフィルムが有している本来の絶縁耐力を
引出し、より高電位傾度において金属化プラスチックフ
ィルムを使用したコンデンサの設計を行うことができる
優れた効果を奏する。

【００６３】また、本発明のコンデンサの製造方法は、
金属化プラスチックフィルムの巻取行程中の延伸ローラ
で金属化プラスチックフィルムを長手方向に延伸して、
蒸着膜に細長い多数の微小な亀裂を巾方向に形成するこ
とを特徴とするもので、コンデンサ素子の製造工数の削
減が図れ、製造性が向上する。また、コンデンサ素子の
構造が巻回形で、素子形状が小判形であり、小判形状に
プレスする圧力が０.５ないし１.５Kg／cm²とするとに
より、金属化蒸着フィルム上の蒸着電極の飛散性が安定
し、絶縁破壊部に流入する電気エネルギーが均一になる
ため、自己回復性能が安定し、その性能のばらつきの少
ないコンデンサを形成することができる優れた効果を奏
するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の実施の形態１におけるコンデン
サの巻回時の斜視展開図（ｂ）同（ａ）図のＢ部における金属化プラスチックフ
ィルムの一部拡大図

【図２】同コンデンサの破壊電圧特性を比較する特性図

【図３】（ａ）金属化プラスチックフィルムの破壊欠陥
部を示す従来例の一部斜視図（ｂ）同（ａ）図のＣ−Ｃ断面図

【図４】（ａ）金属化プラスチックフィルムの破壊欠陥
部を示す比較例１の一部斜視図（ｂ）同（ａ）図のＢ−Ｂ断面図

【図５】（ａ）金属化プラスチックフィルムの破壊欠陥
部を示す実施の形態１のサンプル１の一部斜視図（ｂ）同（ａ）図のＡ−Ａ断面図

【図６】充放電回数に対する容量減少率を示す比較特性
図

【図７】コンデンサの体積比較を示すグラフ図

【図８】本発明の実施の形態２のコンデンサのサンプル
２ａの蒸着パターンを示す概略断面図

【図９】同コンデンサのサンプル２ｂの蒸着パターンを
示す概略断面図

【図１０】同コンデンサのサンプル２ｃを示す概略斜視
図

【図１１】同コンデンサのサンプル２ｄを示す概略斜視
図

【図１２】同コンデンサのサンプル２ａないし２ｅの体
積比較図

【図１３】同コンデンサのサンプル２ａないし２ｅの破
壊電圧比較図

【図１４】同コンデンサのサンプル２ａないし２ｅの容
量減少率比較図

【図１５】本発明のコンデンサの製造方法を実施する巻
取工程の概念図

【図１６】（ａ）巻回形のコンデンサ素子を小判形にプ
レス加工し集合した状態を例示する斜視図（ｂ）巻回形のコンデンサ素子を丸形のまま集合した状
態を例示する斜視図

【図１７】小判形のコンデンサ素子のプレス圧力（Kg／
cm²）に対する破壊電圧の特性図

【符号の説明】

１金属化プラスチックフィルム２アルミニウム蒸着電極３亜鉛４微小な亀裂１５巻取軸１６延伸ローラ１７押さえローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−32605（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−171710（ＪＰ，Ａ) 特公昭31−2427（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01G 4/00 - 4/40

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも片面にアルミニウム蒸着電極
を有する金属化プラスチックフィルムを巻回し、電極引
出し用メタリコンとの接触部を含む近傍に亜鉛蒸着電極
を設けたコンデンサであって、その金属化プラスチック
フィルムを長手方向に０．２％以上５％未満の延伸率で
全長にわたって延伸し、全長にわたってアルミニウム蒸
着電極に多数の微小な亀裂を巾方向に形成したコンデン
サ。
【請求項２】アルミニウム蒸着電極の膜抵抗値をＲ＝８
〜２０Ω／□とし、電極引出し用メタリコンとの接触部
を含む近傍の亜鉛蒸着電極の膜抵抗値をＲ＝２〜７Ω／
□とした請求項１記載のコンデンサ。
【請求項３】金属化プラスチックフィルムの蒸着電極の
長手方向に連続した絶縁層を設け、１個のコンデンサ素
子内に少なくとも２個以上の直列コンデンサを形成する
請求項１または２記載のコンデンサ。
【請求項４】金属化プラスチックフィルムの蒸着電極の
巾方向に、少なくとも一方の蒸着電極を複数個に分割し
た請求項１ないし３のいずれかに記載のコンデンサ。
【請求項５】金属化プラスチックフィルムを長手方向に
０．２％以上５％未満の延伸率で全長にわたって延伸
し、全長にわたってアルミニウム蒸着電極層に微小な亀
裂を巾方向に施す手段として、金属化プラスチックフィ
ルムの巻取工程中に延伸ローラを配設し、巻取軸に対向
する押さえローラとの間で金属化プラスチックフィルム
を延伸しながらコンデンサを巻回して形成することを特
徴とするコンデンサの製造方法。
【請求項６】金属化プラスチックフィルムからなるコン
デンサ素子の構造が巻回形で、コンデンサ素子の形状を
小判形にするためコンデンサ素子を形成するプレス圧力
を０.５ないし１.５Kg／cm ² としたことを特徴とする請
求項５記載のコンデンサの製造方法。