JPH02117119A - 高圧用フィルムコンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、含浸性を改良し電気性能および電気特性を向
上せしめた高圧用フィルムコンデンサに関するものであ
る。

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
内部にお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第２図および第６図
に示す１例について説明する。第２図は高圧用フィルム
コンデンサの解体側面図、第６図は第２図において長さ
方向と直角に切断した断面図である。３Ａ、４Ａは両面
が平滑な誘電体フィルム（例えばポリエステルフィルム
）の長さ方向に指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
電極薄層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３Ａ、４Ａは電極薄層７．８の一部
が重なるように千鳥形に対向配置し、始端および終端に
リード綿１１．１２を溶着接続した電極箔９．１０を挿
入し、かつ上記金属化フィルム３Ａ、４Ａ間に両面が平
滑な誘電体フィルム（例えばポリエステルフィルム）Ｌ
Ａ、２Ａを複数枚（第２図および第６図では２枚）を挿
入し巻回してコンデンサ素子を形成し、エポキシ樹脂な
どの樹脂でモールドして直列形の高圧用フィルムコンデ
ンサを構成していた。

かかる構造の高圧用フィルムコンデンサにおいて、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耐電圧は高められ、高電圧化がはか
られている。

この高圧用フィルムコンデンサは主に電子回路の高電圧
用部品として他の部品とともに樹脂モールドされるので
、エポキシ樹脂などのデイツプ外装構造を有している。

発明が解決しようとする問題点 コンデンサの体積■は電位傾度Ｇと誘電率εと方法とし
ては、誘電率の高いフィルムを用いると良いが、従来の
耐電圧性能を有しかつ安価に入手することはきわめて困
難であるので、誘電体フィルムを薄くして高電位傾度化
することにより、寿命を維持する方法が一般に考えられ
る。

しかし従来の高圧用フィルムコンデンサでは、金属化フ
ィルムと誘電体フィルムの間および誘電体フィルム相互
間に樹脂が十分に含浸されておらず、空隙部が残存して
この部分で放電が生じて電気特性の劣化および破壊を起
すため、高電位傾度化に限界があった。

問題点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高圧用フィルムコン
デンサを提供しようとするもので、表面を粗面化した金
属化フィルムと誘電体フィルムおよび低粘度樹脂の組合
せを種々究明した結果、金属化フィルムと誘電体フィル
ムの間および誘電体フィルム相互間に低粘度樹脂を十分
含浸せしめることによって、高電位傾度化できることを
見出した。

すなわち、誘電体フィルムの長平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薄層を形成した一対の金属化フィル
ムの間に１枚また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電極薄層の一部が対向
するように配置し、始端および終端にリード線を接続し
た電極箔を挿入し巻回してなる直列形の高圧用フィルム
コンデンサにおいて、上記金属化フィルムおよび誘電体
フィルムの少なくとも１枚が表面あらさ０．１μｍ以上
であり、しかも巻回したコンデンサ素子に４０℃におい
て粘度１５０ｃＰ以下の樹脂を少なくとも初回に含浸し
たことを特徴とする高圧用フィルムコンデンサである。

なお、本願におけるフィルムの表面あらさはＪＩＳ　Ｂ
　０６０１に定められた測定によって求めた中心線平均
あらさである。

作用 本発明の高圧用フィルムコンデンサは、中心線平均あら
さが０．１μｍ以上の金属化フィルムおよび誘電体フィ
ルムを用いて、巻回したコンデンサ素子に、４０℃にお
ける粘度が１５０ｃＰ以下の樹脂を少なくとも初回に真
空含浸デイツプ処理を行うと、上記樹脂がコンデンサ素
子を形成する金属化フィルムと誘電体フィルムの間およ
び誘電体フィルム相互間に十分に含浸するので、コンデ
ンサ素子内の空隙部がなくなり、この部分での放電が生
じない。

実施例 以下、本発明を第１図、第３図〜第５図に示す実施例に
ついて説明する。

なお、第１図、第３図〜第５図において、第２図および
第６図と同一相当部分については同一符合を付す。

第１図は高圧用フィルムコンデンサの一実施例で、長さ
方向と直角に切断した断面図である。３Ｂ、４Ｂは樹脂
の含浸性を向上させるために両面を粗面化した厚さ９μ
ｍ１幅４５龍のポリエステル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５．６を形成するよ
うにアルミニウムを島状に複数個の電極７Ｒ層７．８を
形成した一対の金属化ポリエステルフィルムであり、該
金属化ポリエステルフィルム３Ｂ、４Ｂは電極薄層７．
８の一部が重なるように千鳥形に対向配置し、始端およ
び終端にリード線１１．１２を溶着接続した電極箔９．
１０を挿入し、かつ上記金属化ポリエステルフィルム３
Ｂ、４Ｂ間に両面か平滑な厚さ９μｍ１幅４５ｍのポリ
エステルフィルムＩＡを１枚（金属化ポリエステルフィ
ルム３Ｂ、４Ｂの電極薄層７．８に接する側）と両面を
粗面化した厚さ９μｍ１幅４５鶴のポリエステルフィル
ム２Ｂを１枚（金属化ポリエステルフィルム３Ｂ、４Ｂ
のフィルムに接する側）とを挿入し巻回してコンデンサ
素子を形成し、熱プレスにより偏平状に形成して再加熱
したコンデンサ素子にエポキシ樹脂を真空含浸デイツプ
して硬化し、さらに外観を整形するためにエポキシ樹脂
を真空含浸デイツプして硬化する操作を繰り返して行い
、１０直列構成の３０００　ｐＦの高圧用フィルムコン
デンサを製作した。

そして上記高圧用フィルムコンデンサにおいて、金属化
ポリエステルフィルム、金属化ポリエステルフィルム、
ポリエステルフィルムの表面あらさと４０℃におけるエ
ポキシ樹脂の粘度をパラメータとして交流コロナ開始電
圧を測定した結果は第１表に示す通りである。

（以下余白） ポリエステルフィルムの表面あらさは、ＪＩＳ　Ｂ１２
Ｏ３の測定によって求めた中心線平均あらさである。表
面あらさ０．Ｏ１〜０．０４μｍのポリエステルフィル
ムは従来の表面が平滑のポリエステルフィルムに近いも
のである。

また、一般にコンデンサのデイツプ用エポキシ樹脂の粘
度は、４０℃において２００〜５０００ｃＰである。

第１表は表面あらさが０．０１〜０．０４．０．０５〜
０．０９．０．１〜０．２．０．３〜０．５　μｍの４
水準ポリエステルフイルムを用い、４０℃における粘度
が４００．２００．１５０．８０ｃＰ程度のエポキシ樹
脂を真空含浸デイツプした高圧用フィルムコンデンサの
交流コロナ開始電圧（最小検出感度１０ｐＣ）の結果を
示す。

表面あらさが０．１μｍ以上のポリエステルフィルムと
４０℃における粘度が１００ｃＰ以下の組合せをした場
合、交流コロナ開始電圧が２９５０〜３５５０　Ｖ　Ａ
　Ｃを示し、樹脂含浸の効果がでた。

次に上記実施例の高圧用フィルムコンデンサの中で第２
表に示すものについて各２０個の負荷試験を行い、その
残存率を第７図および第８図に示す。

第７図は１００℃の恒温槽中において２０ｋＶＤＣの電
圧を２０００時間印加したときの残存率を、第８図は１
００℃の恒温槽中において３５ｋＶＤＣの電圧を２００
０時間印加したときの残存率をそれぞれ示す。

そして不具合の判定は、破壊および静電容量変化率が５
％以上とした。第７図および第８図において、１００℃
、２０ｋＶＤＣの条件では本発明のコンデンサＡ、Ｂ、
比較例のコンデンサＣ，Ｄとも残存率特性が良好で長寿
命であったが、１００℃、３５ｋＶＤＣの条件では、本
発明のコンデンサＡ、　Ｂの残存率特性が良好で長寿命
であるのに対し、比較例のコンデンサＣ，Ｄの残存率特
性が低下し短寿命であった。

第３図〜第５図は高圧用フィルムコンデンサの他の実施
例で、長さ方向と直角に切断した断面図である。

第３図に示すコンデンサ素子構成は、第１図に示すコン
デンサ素子構成において、ポリエステルフィルムＩＡＯ
代わりに両面を粗面化した厚さ９μｍ１幅４５ｍのポリ
エステルフィルムＩＢを用いたもの、すなわち金属化ポ
リエステルフィルム３Ｂ、４Ｂの間に両面を粗面化した
ポリエステルフィルムＩＢ、２Ｂを挿入した構造で、そ
の他は第１図と全（同一の高圧用フィルムコンデンサで
ある。

第４図に示すコンデンサ素子構成は第１図に示すコンデ
ンサ素子構成において、ポリエステルフィルムＩＡＯ代
わりに該ポリエステルフィルムＩＡの幅より狭幅の両面
が平滑なポリエステルフィルムＩＣを用いたもの、すな
わち金属化ポリエステルフィルム３Ｂ、４Ｂの間に狭幅
で両面が平滑なポリエステルフィルムＩＣと両面を粗面
化したポリエステルフィルム２Ｂを挿入した構造で、そ
の他は第１図と全く同一の高圧用フィルムコンデンサで
ある。

第５図に示すコンデンサ素子構成は、第１図に示すコン
デンサ素子構成において、ポリエステルフィルムＩＡを
除去したもの、すなわち金属化ポリエステルフィルム３
Ｂ、４Ｂの間にポリエステルフィルム２Ｂを１枚挿入し
た構造で、その他は第１図と全く同一の高圧用フィルム
コンデンサである。

上記実施例では両面を粗面化した誘電体フィルム（ポリ
エステルフィルム）または該誘電体フィルム（ポリエス
テルフィルム）に電極薄層を設けた金属化フィルム（金
属化ポリエステルフィルム）を用いた場合について記述
したが、片面を粗面化した誘電体フィルム（ポリエステ
ルフィルム）または該誘電体フィルム（ポリエステルフ
ィルム）に電極薄層を設けた金属化フィルム（金属化ポ
リエステルフィルム）を用いてもよく、同様の結果が得
られた。

２回目以後の真空含浸デイツプに４０℃における粘度が
１５０ｃＰを超えるエポキシ樹脂を用いても、１回目に
真空含浸デイツプに４０℃における粘度が１５０ｃＰ以
下のエポキシ樹脂を用いれば、同様の効果が得られた。

上記実施例は誘電体フィルムにポリエステルフィルムを
用いた場合であるが、ポリプロピレンフィルムなどのプ
ラスチックフィルムを用いても、ポリエステルフィルム
の場合と同様の効果が得られた。

また上記実施例は樹脂にエポキシ樹脂を用いた場合であ
るが、ポリエステル樹脂、ポリブタジェン樹脂などの樹
脂を用いても、エポキシ樹脂の場合と同様の効果が得ら
れた。

発明の効果 叙上のように本発明の高圧用フィルムコンデンサは、金
属化フィルムおよび誘電体フィルムの少なくとも１枚が
表面あらさ０．１μｍ以上であり、しかも巻回したコン
デンサ素子に４０℃において粘度１５０ｃＰ以下の樹脂
を少なくとも初回に真空含浸デイツプして金属化フィル
ムと誘電体フィルムの間および誘電体フィルム相互間に
十分含浸したもので、交流コロナ開始電圧が向上し、高
温、高電圧下で長寿命が得られ、しかも誘電体の高電位
傾つまり１／３となり、大幅な小形化がはかれるなどの
効果があり、工業的ならびに実用的価値大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の高圧用フィルムコンデンサの一実施例
で、長さ方向と直角に切断した断面図、第２図は高圧用
フィルムコンデンサの解体側面図、第３図〜第５図は本
発明の高圧用フィルムコンデンサの他の実施例、長さ方
向と直角に切断した断面図、第６図は従来の高圧用フィ
ルムコンデンサの一例で、長さ方向と直角に切断し７た
断面図、第７図は１００℃の恒温槽中において２０ｋＶ
ＤＣの電圧を印加して負荷試験を行った場合の残存率−
時間特性図、第８図は１００℃の恒温槽中において３５
ｋＶＤＣの電圧を印加して負荷試験を行った場合の残存
率−時間特性図である。 ＩＡ、２Ａ：両面が平滑な誘電体フィルム（ポリエステ
ルフィルム） １Ｂ、２Ｂ−両面を粗面化した誘電体フィルム（ポリエ
ステルフィルム） ＩＣ：狭幅で両面が平滑な誘電体フィルム（ポリエステ
ルフィルム） ３Ａ、４Ａ：両面が平滑な誘電体フィルム（ポリエステ
ルフィルム）に島状の複 数個の電極薄層を形成した金属化 フィルム（金属化ポリエステルフ イル・ム） ３Ｂ、４Ｂ＝両面を粗面化した誘電体フィルム（ポリエ
ステルフィルム）に島状 の複数個の電極薄層を形成した金 属化フィルム（金属化ポリエステ ルフィルム） ５．６：マージン部　　７．８：電極薄層９．１０：電
極箔　　１１．１２：リード線第４図 第　５　図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　誘電体フィルムの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
   複数個の電極薄層を形成した一対の金属化フィルムの間
   に１枚また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電極薄層の一部が対向するよ
   うに配置し、始端および終端にリード線を接続した電極
   箔を挿入してなる直列形の高圧用フィルムコンデンサに
   おいて、上記金属化フィルムおよび誘電体フィルムの少
   なくとも１枚が表面あらさ０．１μｍ以上であり、しか
   も巻回したコンデンサ素子に４０℃において粘度１５０
   ｃＰ以下の樹脂を少なくとも初回に含浸したことを特徴
   とする高圧用フィルムコンデンサ。