JPH02138720A - 金属化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 本発明は進相用やモーター駆動用等の電力用。

電気機器用さらに各種電源回路や通信機器に使われる電
子機器用の金属化フィルムコンデンサに関するものであ
る。

従来の技術 ポリプロピレン（ｐｐ）フィルムを用いたコンデンサは
、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムのコ
ンデンサ等よシ誘電損失が低く、また電気的耐圧も優れ
ていることより電力用、電気機器用、電子機器用等のコ
ンデンサとして広範囲に使用されてきている。電極に蒸
着金属を用いた金属化ＰＰフィルムコンデンサは電極と
して金属箔を用いたコンデンサより小型軽量であり、生
産性も優れていることから、中電圧、低電圧用途のコン
デンサの主流を占めてきている。また、この金属化フィ
ルムコンデンサでは蒸着金属化層を分割することにより
、コンデンサを小さな静電容量をもつ小片部の集合体と
し、コンデンサの破壊時には破壊した小片部が導出用メ
タリコン部から開放されることによりコンデンサの安全
性を確保する保安機能性が提案され工業化されてきてい
る。ここでは通常の電圧課電では各々の小片部は開放さ
れることなく、コンデンサが電気破壊を起した時のみ、
その破壊個所の小片部が開放されることが極めて重要な
ことである。

特に金属化フィルムコンデンサには特有の自己回復機能
がある。つまジ、フィルム中のピンホールや不純物等に
よる電気的弱点部を有する個所が課電下でショートある
いは局部的な破壊を起しかけても、そこで発生するジュ
ール熱で瞬間的にその小さな局部の蒸着電極金属層を飛
散し、コンデンサとしての絶縁性を回復する自己回復機
能を有している。通電寿命試験においてもこの自己回復
が発生するが、フィルム製膜技術の進歩も手伝って、今
日では自己回復での蒸着電極金属層の飛散面積は極めて
小さく１通電寿命試験での静電容量の減少に大きく影響
することはなくなってきている。

ところが、分割小片部からなる保安機能を有する金属化
フィルムコンデンサでは、この自己回復発生時に自己回
復エネルギーにより、自己回復発生個所を有する小片部
が導出用メタリコン部から開放されると静電容量の減少
を来たし、コンデンサとしての品質、信頼性を低下させ
ることになる。

従って自己回復発生時での自己回復発生小片部の導出用
メタリコン部からの開放を抑制して通電時の未破壊状態
での静電容量減少を少なくし、且つ、コンデンサ破壊時
での破壊小片部の開放性を良くするという技術的困難さ
を有している。このため金属化層の分割幅や導出用メタ
リコン側の端部近辺の金属化層部に非金属化部個所を設
ける工夫や、導出用メタリコンの粒子径及びメタリコン
付着強度等、メタリコン吹付条件など、色々な提案がさ
れてきている。

２葉の片面金属化ＰＰフィルムを重ねて積層巻回してな
る保安機能付コンデンサの巻取素子の一例を第１図に示
す。図中、１は分割された電極金属化層３を有する片面
金属化ＰＰフィルム、２は分割してない電極金属化層４
を有する片面金属化ＰＰフィルムである。δは分割され
た金属化面で導出用メタリコン側の端部近辺に設けられ
た非金属化部である。分割幅りと非金属化部幅の和（ｄ
。

十ｄ２）の比率を非金属化占積率Ｐとすると、２部６の
ある端部側では導出用メタリコンからコンデンサを形成
する金属化面３に流れる電流密度が非金属化でない部所
で増大する。従って、分割小片部で破壊が発生した場合
、その分割小片部が導出用メタリコン部から開放され易
くなるのである。

この非金属化占積率は使用ＰＰフィルムの厚さやコンデ
ンサの使用電圧等に応じて最適な値で設計されてきてい
る。

発明が解決しようとする課題 前述の如く、分割電極層による保安機能性をもつ金属化
フィルムコンデンサでは、通電寿命試験における静電容
量減少の抑制と破壊時における保安機能の動作性向上の
両立が必要であるが、金属化ＰＰフィルムコンデンサで
は高温領域における場合、あるいはフィルムを薄く高電
位傾度化した場合、保安機能性が低下する問題点を有し
ていた。

導出用メタリコンのコンタクトを弱める方法や前記非金
属化占積率を増やす方法等が考えられているが、これら
は破壊時における導出用メタリコンからの開放性を上げ
、保安機能性の向上には効果的であるが１通電寿命試験
での静電容量減少が大きくなる。

保安機能性と、通電寿命試験での静電容量減少抑制の両
者に最適なメタリコンコンタクト力や非金属化占積率は
極めて裕度の狭いものとなジ、生産製造のばらつきを考
慮すると極めて困難なものであった。

この問題点を解決するため、保安機能性に関する研究を
進め、数多くの保安機能性試験で不動作となるコンデン
サを深く分析研究した結果、破壊時に保安機能が働かな
いコンデンサの破壊形態は複数の層に渡って同一個所が
破壊する。謂ゆる貫通型破壊を起していることが判明し
た。このことを踏え、本発明者は更に研究を進め従来に
なく通電寿命試験での静電容量減少も極めて小さく、且
つ保安機能性も優れた金属化ＰＰフィルムコンデンサを
得た。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するため１本発明の金属化フィルムコン
デンサは、一方のＰＰフィルムの厚さが他方のＰＰフィ
ルムの厚さの１．２倍以上である厚さの異なる２葉の片
面金属化ＰＰフィルムを対として積層巻回され、少くと
も一方の蒸着電極が保安機能性を具備すべく分割処理が
されてなるものである。

実施例 岬１例−１） 厚さ６μｍ、６．５μｍ、６μｍ、７μｍの片面アルミ
ニウム金属ＰＰ蝙フィルムを用い、組合せを変えて２葉
を対として積層巻回し、Ｃ−３０μＦのコンデンサを製
作した。どちらか一方の金属化層は分割により小片電極
に区切られた構造で、分割の幅は６０１Ｍとした。まだ
分割された金属化層には適切な非金属化部が設けられて
いる。

コンデンサは各々１６個製作し、各々１０個はＪＩＳに
基いて保安機能試験を周囲温度８６°Ｃで行い、各々残
りの６個は８０°Ｃでの通電寿命試験を行−だ。片面金
属化ｐｐフィルムの組合せとそれぞれの保安機能試験結
果を第１表に示す。通電寿命試験の結果は第２図に示す
。

（以　下　余　白） 第２図は通電寿命時間に対する静電界１ｎの減少を影で
示しており（Δｃ７ｃ　（％））、■、０（Ｃ）　、　
＠　、■は第１表のコンデンサ記号である。プロ、ト点
は各々６個のコンデンサの平均値をプロットしている。

第１表と第２図の結果から、本発明の構造（■、■タイ
プのもの）においては、保安機能性の高い、且つ、通電
寿命試験での静電容量減少の少いコンデンサを提供する
ことが明らかである。

更に■の組合せに関して保安機能性を重視し分割された
金属化層の非金属化占積率を大きくした場合のコンデン
サを同様に製作したが、保安機能試験結果は良好である
が、通電寿命試験では６００時間で一１０％以上の静電
容量減少をきだした。

（実苑例−２） 片面亜鉛金属化ＰＰフィルムの厚さを変えて、Ｃ−６０
μＦのコンデンサを製作した。どちらか一方の金属化層
は５ｆ割により小片置版に区切られた構造で、分割の幅
は４　Ｑ　ＮＩＬとした。また分割された金属化層には
適切な幅で非金属化部が設けられている。製作したコン
デンサを周囲温度８６°ＣでＪＩＳに基づき、保安機能
試験を行−だ。金属化ｐｐフィルムの組合せとそれぞれ
の保安機能試験結果を第２表に示す。第２表の結果から
も本発明構造（■、■タイプのもの）において優れた保
安機能性を有していることが明らかである。

（以　下　余　白） 発明の効果 以上のように、本発明の構造により、従来困難であ−た
高温度領域や高電位傾度設計時での優れた保安機能を有
する金属化ｐｐフィルムコンデンサを実現することがで
きた。

これは単なるＰＰフィルム厚さの組合せによ−だもので
なく、保安機能性を探求する中で、保安機能試験の不動
作時の破壊形態を追求し、それが主に複数層に渡り同一
個所で起る貫通型破壊であることを見極め、破壊を起し
だＰＰフィルムに隣接する他方のＰＰフィルムが１．２
倍以上の厚さであれば貫通型破壊に進展しないことを見
い出し、コンデンサに具現化したもので、極めて発明性
のあるものであり、新規、且つ産業効果の高いものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は保安機能付コンデンサの展開斜視図、第２図は
同コンデンサにおける通電寿命試験時の容量変化を示す
特性図である。 １．２・・・・・・片面金属化ＰＰフ、イルム、３・・
・・・分割電極金属化層、４・・・・・・電極金属化層
、６・・・・・ジ１金属化部。 代理人の氏名　升理士　粟　野　重　孝　ほか１名画 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一方のポリプロピレンフィルムの厚さが他方のポリプロ
   ピレンフィルムの厚さの１．２倍以上である厚さの異な
   る２葉の片面金属化ポリプロピレンフィルムを対として
   積層巻回され、少なくとも一方の蒸着電極が保安機能性
   を具備すべく分割処理がされている金属化フィルムコン
   デンサ。