JPH0130285B2 - - 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、蒸着により金属の電極２を前記誘電体フイル
ム１の幅方向の端部に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）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な
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図に示すように金
属化フイルム４の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
さ方向に複数個の矩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。なお、第１図に
おいて、５はコンデンサ素子の端面に形成した電
極引出部、６はリード線である。

しかし、このような構造の金属化フイルムコン
デンサで、定格電圧AC400V以上の耐電圧を必要
とした場合、誘電体フイルム１の厚みを、非常に
厚くしなければならない。しかしながら、製造上
困難であると同時に、形状も大型となる等多くの
欠点があつた。したがつて、そのような高電圧の
分野への高い安全性の要求には、従来からある安
全装置付が用いられているが、この方式も、製造
が極めて複雑で困難であるため、高価格となり、
また安全装置が機械的動作であるため、その動作
の鈍さから十分な安全性を得られない等前者方式
と同様多くの欠点を持つていた。

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、高耐電圧を
有し生産性が高く、しかも信頼性の高い安全機能
を備えた金属化フイルムコンデンサを提供するも
のである。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、高耐電圧を有し、しかも信
頼性の高い安全機能が得られるようにすることを
目的として、種々の実験と検討を行つた結果、第
５図に示すように一方の金属フイルム４の幅方向
に中間マージン部８を設けるとともに、フイルム
長さ方向の導電性を断つマージン部７を設ければ
良いとの結果を見出したものである。この中間マ
ージン部８は電極２の幅方向の導電性を断つとと
もに絶縁性を保持している。なお、他方の金属フ
イルム４は両端部にのみマージン部３を設けたも
ので、共通電極として働く。また、両面金属化フ
イルムの場合は、片面の電極にマージン部７，８
を設けて分離しておけばよい。

このような電極構造のコンデンサは、等価的に
は第６図に示すように２つのコンデンサ要素C₁、
C₂が直列接続されたものが複数個並列に接続さ
れたものと見なされ、１つのコンデンサ要素C₁、
C₂に加わる電圧は、通常C₁＝C₂とすることから
端子間電圧の半分となるため、第４図に示した構
造を持つコンデンサと比較し、誘電体フイルム１
の厚みが同じであれば、耐電圧は２倍となる。

第７図は、本発明のコンデンサを室温〜100℃
の雰囲気中でコンデンサの定格電圧の３倍の電圧
を印加し続ける試験において、時間経過に対する
コンデンサに流れる電流の変化を示したものであ
る。

従来のものが時間経過に対し徐々に容量が減少
し、完全にコンデンサとしての機能を停止するた
めに、長い時間を必要とするのに比べ、本発明の
ものは、ある時間経過の後、短時間で完全にオー
プンとなり、コンデンサとしての機能を停止する
ことがわかる。この現象は第６図に示した等価回
路において、今C₁に破壊が起こり、容量減少す
れば、C₁に加わる電圧VC₁がVC₁＝C₂／（C₁＋
C₂）×Ｖとなるため上昇し、さらにC₁の破壊が助
長され容量減少が加速度的に進行するためであ
り、これにより、一般のヒユーズと同様に短時間
で完全にオープンとなる状態を実現することがで
き、したがつて他機器や回路への影響も少ない極
めて安全性の高いコンデンサを得ることができ
る。

また、従来のものが高電圧印加により破壊進行
中に、安全機能動作として長時間必要とするがゆ
えに、コンデンサ自己発熱によつて、発火・発煙
の恐れがあるのに対し、本発明では、前述の理由
により短時間でコンデンサの機能が停止するため
に、破壊進行中の自己発熱の影響は考慮の必要が
なく、したがつて安全性が確保できる限界電圧の
大幅向上を実現することができる。その様子を第
８図に示す。

第８図中の安全性確保率とは、室温〜100℃雰
囲気中で各印加電圧における、（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である。

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、高耐電圧を有し、しかも100％の安
全性を確保することができ、すなわち信頼性の高
い安全機能を付加することができ、さらに従来の
巻回型のコンデンサの製造設備をそのまま使用す
ることができ、安価に実施することができるとい
う優れた効果を得ることができる。

【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従来の金
属化フイルムコンデンサ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等価回路図、第７図
および第８図はそれぞれ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……中
間マージン部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 誘電体フイルムの表面に蒸着により電極を形
   成した金属化フイルムを巻回してコンデンサ素子
   を構成し、かつ前記金属化フイルムの幅方向およ
   び長さ方向に前記電極が複数個の島状に分離され
   るように絶縁溝部を設け、２個のコンデンサ要素
   の直列回路が複数個並列に接続された回路構成と
   したことを特徴とする金属化フイルムコンデン
   サ。