JPH0141262B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は異常電圧・使用上の劣化等によりコン
デンサが破壊した時に発生する発火・爆発等の２
次的な災害を未然に防止する機能をコンデンサ素
子自体に付加した安全機能付の金属化フイルムコ
ンデンサに関するものである。

電気機器用等の交流回路に使用されるコンデン
サでは、コンデンサの異常時に機器の損傷・爆
発・火災の恐れを末然に防止するため、コンデン
サに保安装置が内蔵されるようになりつつある。

保安装置としては、コンデンサ破壊時の温度上
昇を利用した温度ヒユーズや、破壊時に流れる電
流を利用した電流ヒユーズや、破壊時の圧力によ
り発生する外装ケースの変形を利用してリード線
を切断するものがあるが、動作の確実性から圧力
方式の保安装置がその主流をなしている。

現在、市場で使用されている圧力方式の保安装
置は、コンデンサ異常時に発生するガスの圧力に
より外装ケースまたはケースの蓋の変形を利用す
るもので、構造が複雑であり、しかもガス圧を内
部に閉じ込める必要があり、耐圧力を考慮した外
装となり、高価格となつてしまうという欠点があ
る。

本発明はこのような現状に鑑みコンデンサ素子
自体に安全機能を付加し、コンデンサ素子に異常
が発生した場合には、コンデンサ素子と外部端子
との間の通電回路をコンデンサ素子自体で開放す
る金属化フイルムコンデンサを提供するものであ
り、特別な保安装置の付加が不要であり、安価で
しかも小形に製造できるのである。以下、本発明
による安全機能付の金属化フイルムコンデンサに
ついて、第１図〜第５図の図面を用いて説明す
る。

第１図ａに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しており、図におい
て、１はプラスチツクフイルム、絶縁紙などの誘
電体フイルム２の片面または両面に蒸着により電
極３を形成することにより構成される金属化フイ
ルムであり、この金属化フイルム１の幅方向の端
部にはマージン部４が設けられ、また電極３はフ
イルムの長さ方向に所定の間隔をあけて複数本の
絶縁帯５を設けることにより複数個の島状に分離
されている。そして、この金属化フイルム１を２
枚重ね合せて巻回し、その端面にメタリコン部６
を設けて電極の引出しを行い、メタリコン部６に
リード線７を接続することによりコンデンサ素子
９が構成されている。なお、金属化フイルム１を
２枚使用しなくても、金属化フイルム１と絶縁帯
５のない従来のフイルムを１枚づつ重ね合せて巻
回してもよい。

また、金属化フイルム１の電極３において、メ
タリコン部５との接続領域には、電極の引出しに
寄与しない小面積の絶縁部が設けられている。

この本発明の金属化フイルムコンデンサは、等
価的には第２図のように小容量のコンデンサ素子
が多数個並列に接続されたものとなる。

こようなコンデンサにおいて、使用中に何らか
の異常により金属化フイルム１の一部が破壊して
も、並列に接続してある１個のコンデンサ素子が
機能を失うにとどまり、他の小容量コンデンサ素
子群への影響はほとんどない。第３図に全ての小
容量コンデンサ素子の回路が切断された場合の等
価図を示す。また、小容量コンデンサ素子が切断
される場所は、金属化フイルム１の電極３と電極
引き出し用のメタリコン部６との接触部であり、
この接触部の蒸着金属の飛散により切断される。

ところで、ヒユーズ機能を付与するための絶縁
体５の間隔を狭くすればするほど、小容量コンデ
ンサ素子の個数が増加し、安全性が向上する。と
ころが、絶縁帯５そのものは容量形成に寄与しな
いで、その幅の狭い方が経済的である。というの
は、金属化フイルムにおいて、電極部分の面積と
絶縁溝部分の面積との比の値が大きいほど、コン
デンサとして働く部分の比率が大きくなるからで
ある。

この絶縁帯５の間隔と安全性確保率との関係に
ついて検討した結果を、第６図に示す。

ここで、安全性確保率とは、室温〜100℃の温
度の雰囲気中でコンデンサにその定格電圧の３倍
の電圧を印加し続ける試験において、試験に供し
たコンデンサ台数ののうち、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
コンデンサの割合を百分率で表している。

この第６図から明らかなように、絶縁帯５の間
隔を50cm以下とすることが望ましい。

第４図は、第１図ｂに示す絶縁帯５，５間の電
極３の引出部分において、その電極引出しに寄与
する部分の長さを（Ｂ＋Ｄ）としたとき、（Ｂ＋
Ｄ）＝50cmとして、上述した安全確保率について
検討し、100％安全性が確保されたときの電極３
の引出部分の長さ（Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）とその絶縁部８
の長さＣとの関係について示している。

この第４図から明らかなように、電極引出部分
に絶縁部を具備していない金属化フイルムコンデ
ンサの安全確保率が100％となる絶縁帯５の間隔
は最大50cmであるが、絶縁部８を具備させること
により、その長さＣだけ電極３の引出部分のの長
さ（Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）を広げることができる。

また、第５図は、電極３の引出部分において、
その引出しに寄与する部分の長さ（Ｂ＋Ｄ）を50
cmに定め、絶縁部８の長さＣを変化させたとき
の、JISC4908に規定されている断続耐用試験に
おける静電容量変化率を示している。

この第５図から明らかなように、電極３の引出
部分においてその引出しに寄与しない絶縁部８の
長さＣが50cmを越えると、すなわち第１図ｂに示
す電極３の電極引出しに寄与する部分の長さ（Ｂ
＋Ｄ）に対する絶縁部８の長さＣの比率が１：１
以上になると、静電容量の変化が極端に大きくな
る。これは、通常のコンデンサ素子の絶縁帯５，
５間の電極引出部分に、その引出しに寄与しない
絶縁部８を具備させることにより、電極３の引出
し部分の長さ（Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）を広げることがで
き、その電極引出しに寄与する部分の長さ（Ｂ＋
Ｄ）に対する絶縁部長さＣの比率を１：１以下と
することにより、コンデンサの電気特性も満足す
る。

ここで、第１図ａに示す実施例では片面金属化
フイルムを使用した例を説明したが、両面金属化
フイルムを使用しても同様の結果が得られる。ま
た、電極引出し部に設ける絶縁部８は１箇所に限
定するものではなく、複数個設けてもよい。

以上のように本発明によれば、ヒユーズ機能を
付与するために設ける絶縁帯間の間隔を広げるこ
とができ、これによつてヒユーズ機能を付与した
ことによる静電容量の低下を極力少なくすること
ができ、またコンデンサの電気特性も良好なもの
とすることができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ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の構造を示す斜視図、第１
図ｂは同図ａにおける電極取り出し部Ａを拡大し
て示す図、第２図および第３図はこのコンデンサ
における安全機能動作前と動作後の等価回路図、
第４図はこのコンデンサにおける安全性確認試験
の結果を示す図、第５図はこのコンデンサにおけ
る断続耐用試験の結果を示す図、第６図は絶縁帯
の間隔と安全性確保率との関係を示す図である。 １……金属化フイルム、２……誘電体フイル
ム、３……電極、４……マージン部、５……絶縁
帯、８……絶縁部、９……コンデンサ素子。

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の、幅方向
   の端部にマージン部を設けて、電極を形成すると
   ともに、前記電極をフイルムの長さ方向に島状に
   複数個分離するように絶縁帯を設けることにより
   金属化フイルムを構成し、前記金属化フイルムの
   絶縁帯間の電極引出し部の一部に電極引出しに寄
   与しない絶縁部を設け、かつ絶縁帯間の前記絶縁
   部の長さを除く電極引出し部の長さを50cm以下と
   するとともに、前記電極引出し部の長さに対する
   絶縁部の長さの比率を１：１以下としたことを特
   徴とする金属化フイルムコンデンサ。