JPH0115131B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は誘電体フイルムの表面に金属電極を蒸
着などにより形成した金属化フイルムを巻回する
ことにより構成される金属化フイルムコンデンサ
に関するものである。

従来、金属化フイルムコンデンサにおいては、
第１図ａ，ｂに示すようにポリプロピレンフイル
ム、ポリエステルフイルム、ポリカーボネートフ
イルムなどの誘電体フイルム１の片面または両面
に、蒸着法、スパツタリング法などにより金属の
電極２を前記誘電体フイルム１の副方向の端部に
0.5mm〜５mm程度の絶縁溝部（通常、マージン部
と呼ばれており、以下マージン部という）３を設
けて形成することにより金属化フイルム４を得て
いる。

そして、このような金属化フイルム４を用い
て、コンデンサを得る場合、第２図に示すように
２枚の金属化フイルム４を重ね合せて巻回し、そ
の巻回した金属化フイルム４の両端面にZn，Sn，
Cu，Pbなどの金属材料を溶射して電極引出部５
を形成し、その電極引出部５にリード線６を溶接
などにより接続してコンデンサ素子とするか、ま
たは第３図に示すように金属化フイルム４を１枚
１枚マージン部３が反対側にくるように積み重
ね、そして前述の巻回型のコンデンサと同様に電
極を引出してコンデンサ素子としている。

ところで、このような巻回型、積層型のコンデ
ンサを生産性、コンデンサ特性などの面から詳細
に分析評価をすれば、それぞれ一長一短がある。
特に、特性上における大きな違いは、積層型のコ
ンデンサにおいては小容量コンデンサを並列に複
数個接続した構造となるため、使用中何らかの異
常により金属化フイルムの一部が破壊現象を起し
ても、１個のコンデンサ要素部分が機能を失うだ
けとなり、他のコンデンサ要素部分への影響はほ
とんど生じなく、この結果わずかな容量減少のみ
となる。このことは、非常に安全性の高い安全機
能付のコンデンサであると言えるのである。

一方、巻回型のコンデンサにおいては、従来か
らの一般的な設備で簡単に製造することができる
ため、現在の主流となつているものの、使用中に
何らかの異常により金属化フイルムの一部が破壊
現象を起すと、その破壊現象による容量変化は、
金属化フイルムの電極の減少した面積に比例した
減少のみであるため、初期の段階においては無視
できる程度であるが、この種の巻回型のコンデン
サは全体が１個のコンデンサであるため、一部の
破壊部分を核として止ることなく徐々に進行し、
遂には発煙発火に至つてしまう。このため、この
巻回型のコンデンサにおいては、何らかの安全装
置を付加しなければ、充分な安全性を確保するこ
とができない。

本発明者らはこのような現状に鑑み、巻回型の
コンデンサの持つ高い生産性と、積層型のコンデ
ンサの持つ高い安全性とを兼ね備えたコンデンサ
の開発を進めた。その結果、第４図に示すように
幅方向の端部に設けたマージン部３とは別個に、
電極２を金属化フイルム４の長さ方向に複数個の
短形の島状に分離するように前記マージン部３に
つながるマージン部７を設け、そしてこのような
金属化フイルム４を２枚重ね合せて巻回してコン
デンサ素子を構成すれば、製造する時は巻回型の
コンデンサと同様に製造することができ、また電
極構造は積層型と同様な構造となるため、電極２
の一部で破壊現象が生じても、全体に波及するこ
とがなく、発煙発火などの事故を防ぐことができ
る、すなわち安全機能を持たせられることを見出
したのである。

しかし、このような構造の金属化フイルムを使
用しても、一般的なコンデンサ素子をプレスして
作られる偏平形コンデンサおよび丸形コンデンサ
においては、雰囲気温度が100℃以上の高温で破
壊が起きた場合には、必ずしも安全性が充分に満
足されていない。この現象は、誘電体として使用
されているプラスチツクフイルム自体の耐圧レベ
ルが高温になるほど低下し、フイルムの一部で破
壊現象が生じても安全機能が動作する前に隣接す
るフイルムの破壊が発生し、瞬時にコンデンサ素
子全体への破壊へ発展するためである。

本発明は前述の構造のコンデンサからさらに開
発を進めた結果見出したものであり、雰囲気温度
が100℃以上の高温においても、安全機能の動作
が確実に行える金属化フイルムコンデンサを提供
するものであり、以下本発明の内容について、詳
細に説明する。

本発明においては、100℃以上の雰囲気温度に
おいても安全機能が確実に動作するように種々の
実験と検討を行つた結果、第５図に示すようにフ
イルムまたは絶縁紙よりなる板状絶縁体８をコン
デンサ素子の中心部に位置させ、偏平形のコンデ
ンサ素子にすれば良いとの結果を見出したのであ
る。

第６図は安全性性動作試験を行つた結果を示す
図であり、図中○イは従来の偏平形のコンデンサ素
子、○ロは絶縁材料からなる円柱ボビンに巻回して
作られた従来の丸形のコンデンサ素子、○ハは本発
明のコンデンサ素子である。

第６図中の安全率とは、定格電圧の２倍の電圧
を各雰囲気温度別に印加した時の、（発煙発火等
の異常がなくコンデンサが完全にオープン状態に
なつたコンデンサの台数）÷（試験をした全コンデ
ンサの台数）×100の値である。

この第６図から明らかなように、従来品○イ，○ロ
が100℃以上の雰囲気温度では100％の安全率が得
られないのに対して、本発明品○ハは150℃の高温
においても100％の安全率が確保されている。こ
の現象は、従来の偏平形コンデンサ素子は隣接す
るフイルムが全て誘電体材料として構成されてい
るため、高温下で破壊が発生すると、コンデンサ
素子全体へ急激に破壊が拡大し、安全機能の動作
が遅れることにより発生する。また、従来の丸形
コンデンサ素子は素子中心部に絶縁材料があるた
め、従来品○イに比較すると安全率がやや向上する
が、従来品○イ同様100℃以上では100％の安全性は
確保されない。この現象は金属化フイルムの絶縁
破壊によつて発生したガスによりコンデンサの内
部圧力が急激に上昇し、爆発・発煙発火に至るた
めである。

一方、本発明品○ハは下記の２つの効果により安
全性の動作を確実にしている。

(1) コンデンサ素子の中心部に絶縁材料として絶
縁紙またはフイルムよりなる板状絶縁体を設け
ることにより、破壊の拡大が素子中心部でスト
ツプされることとなり、安全機能の動作が確実
となる。

(2) 偏平形コンデンサ素子であるため、絶縁破壊
時に発生する熱によりフイルム収縮によるコン
デンサ素子自体の変形が発生し、外装ケース、
外装樹脂または外装ケースと樹脂の間に機械的
にクラツクが発生し、破壊時に発生するガスを
コンデンサの外部へ導き出す作用がある。

以上のように本発明の金属化フイルムコンデン
サによれば、雰囲気温度100℃以上の高温におい
ても、100％の安全性を確保できる安全機能を付
加することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは一般の金属化フイルムの例を示
す斜視図、第２図は一般の巻回型の金属化フイル
ムコンデンサの要部を示す斜視図、第３図は一般
の積層型の金属化フイルムコンデンサの要部を示
す斜視図、第４図は安全機能を具備した金属化フ
イルムの要部を示す斜視図、第５図は本発明の一
実施例による金属化フイルムコンデンサの要部を
示す斜視図、第６図は本発明の金属化フイルムコ
ンデンサの効果を説明するための特性図である。 １……誘電体フイルム、２……電極、３，７…
…マージン部、４……金属化フイルム、８……板
状絶縁体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 誘電体フイルムの片面または両面に幅方向の
   端部に絶縁溝部を設けて電極を形成するととも
   に、その電極をフイルムの長さ方向に複数個の島
   状に分離するように複数個の絶縁溝部を設けて金
   属化フイルムを構成し、その金属化フイルムを巻
   回して構成したコンデンサ素子の中心部に板状絶
   縁体を位置させて偏平型構造としたことを特徴と
   する金属化フイルムコンデンサ。