JPH09260189A

JPH09260189A - 巻回形金属化フィルムコンデンサ

Info

Publication number: JPH09260189A
Application number: JP8061213A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Kubo; 泰宏久保; Hisashi Hido; 久肥土; Tatsunari Ueno; 龍成上野; Akio Mizutani; 明夫水谷
Original assignee: Nichicon Corp
Current assignee: Nichicon Corp
Priority date: 1996-03-18
Filing date: 1996-03-18
Publication date: 1997-10-03
Anticipated expiration: 2016-03-18
Also published as: JP3710873B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、誘電体に金属化フィルムを用いた
自己回復機能と自己保安機構とを有する巻回形金属化フ
ィルムコンデンサの電気特性を改良し、該コンデンサの
小形軽量化を図ることを目的とするものである。【構成】誘電体フィルムを挟んで対向する１対のコン
デンサ電極のうち、少なくともその一方の電極が金属蒸
着によって形成され、該金属蒸着電極をフィルムの長さ
方向に沿って等間隔または任意の間隔に複数箇所の絶縁
溝で区分し、複数個の区分電極列を形成し、該区分電極
列の各電極は、複数箇所のヒューズ部を残して設けた絶
縁溝網で複数個の小電極群を形成した金属化フィルムを
巻回し、その両端面に金属を溶射して端子電極を形成し
てコンデンサ素子を形成し、このコンデンサ素子を１個
または複数個単位で外装して構成した巻回形金属化フィ
ルムコンデンサである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、誘電体に絶縁フィルム
を用いた自己回復機能と自己保安機構とを併せ持つ巻回
形金属化フィルムコンデンサ（以下巻回形ＭＦコンデン
サまたは、単にＭＦコンデンサと言う）の電気特性の改
良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】金属化フィルムに存在する局部的導電性
欠陥部周辺の蒸着膜電極を、電極間の短絡時に発生する
短絡エネルギーで加熱蒸発させて絶縁破壊を抑止する自
己回復機能と、金属化フィルムの蒸着膜電極を、フィル
ムの長さ方向に沿って設けた複数個の絶縁溝で区分して
区分電極群を形成し、該区分電極群の端縁と溶射金属で
形成した端子電極との間の電気的結合を弱くするか、あ
るいは、該区分電極の端縁部の近傍に絶縁溝などで狭隘
部（以下、ヒューズ部とも云う）を設けて通過電流を制
限し、ヒューズ機能を付加してなる保安機構を備えた巻
回形ＭＦコンデンサは従来から公知の技術である。

【０００３】このような安全対策を講じたコンデンサ
は、古くは昭和１４年７月１５日の公告第３４１９号
（特許第１３２７５９号）を初めとして、特開昭３９−
２７０５０号、特公昭４１−１１３７７号、特開昭５２
−４０４９号、特開昭５７−１３３６１６号、特開昭５
７−１８７９２７号、特開昭５８−２２５１７号公報な
ど多数があり、これらのコンデンサは金属化フィルムな
どのコンデンサ電極をアルミ、亜鉛、アルミと亜鉛の合
金などの金属を真空蒸着で形成し、その蒸着膜電極の膜
抵抗を通常２〜２００Ω／□の範囲で適選し、上記した
ように溶射金属で形成した端子電極との接触部分の電気
的結合を弱くするか、電極端縁部などの電流通路を部分
的に狭隘にするなどして蒸着膜電極にヒューズ機能を付
加し、故障部分のコンデンサセクションを部分的に通電
中に電気回路から切り離してコンデンサ機能を維持し続
けようとするものである。

【０００４】また、金属化フィルムの蒸着膜電極の巻回
始端から巻回終端までの間の電極面を、絶縁溝を交叉さ
せるなどして区分して複数の小電極網を形成し、上記Ｍ
Ｆコンデンサの自己回復機能と保安機能とを併せ持つよ
うにしたものは特開平４−２２５５０８号、特開平６−
２４４０５５号、特開平６−２６７７８６号、特開平６
−３１０３６８号、特開平７−０８６０８８号公報に、
またフランス国ボローレ・テクノロージ社が発行した
「Sheet:331.2 Rev:05/90」(1990年5月) コンデンサ用
金属化フィルムのカタログにも同様の記載例がある。こ
れらの技術は何れも上記金属化ＭＦコンデンサの自己回
復機能と自己保安機能を併せ持つ従来の公知技術であ
る。

【０００５】上記ＭＦコンデンサはその後多くの改良が
繰り返されて今日に至っており、このうち特開昭５８−
２２５１７号公報のコンデンサはヒューズ電流が１０ｍ
Ａ〜１Ａの範囲で作動するようにし、また特開平６−３
１０３６８号、特開平７−０８６０８８号公報のコンデ
ンサは、コンデンサ素子を形成する金属化フィルムの巻
回始端から巻回終端の間に格子状スリットを連続的に多
数設けて電極面を細分化し、絶縁破壊したコンデンサ要
素を安全指向に切り離すようにしたものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記ＭＦコンデンサ
は、何れも、蒸着膜電極面に絶縁マージンと電流通路に
狭隘部（ヒューズ部）を設けてコンデンサ電極を小区分
化しコンデンサの絶縁破壊が小範囲に留まるよう配慮し
ているが、実際のＭＦコンデンサの誘電体絶縁破壊で
は、蒸着膜電極の自己回復機能を超えた絶縁破壊が生じ
ると周辺電極の広範囲の電極面から電極の短絡局所に向
かって短絡電流が集中して流入し、この短絡電流によっ
て電極面が広範囲に亘って破壊され、誘電体フィルム自
体が上記短絡時の過電流で加熱溶融し、コンデンサの絶
縁破壊が巻回層間の深層部にまで波及し自己回復せず、
折角設けた保安機能が充分機能を果たさない問題点があ
った。

【０００７】また、さらなる問題点として、交流用コン
デンサでは例えば電源投入時の突入電流によって、また
直流用コンデンサでは短絡放電時などの瞬時過電流によ
って上記した金属化フィルムと溶射金属で形成した端子
電極との結合部や金属化フィルム面に設けたヒューズ部
が集中的に溶断し、コンデンサ容量の急激な低下を招く
など、この種のＭＦコンデンサには未解決の不安定要素
が残されていた。つまり、上記用途の巻回形ＭＦコンデ
ンサでは、自己回復機能と自己保安機能の外に交流回路
での電源投入時の突入電流や、直流用コンデンサでの短
絡放電時の急放電尖頭電流にも充分耐え得る耐電流特性
の更なる改善を要求するユーザーの強い要望があった。

【０００８】そして、上記した電気特性の改善の外、巻
回形ＭＦコンデンサの更なる小形軽量化の要求も強く、
併せてこれを実現することも可及的必要課題であった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記ＭＦコンデ
ンサの保安機能の向上と、電源投入時の突入電流や短絡
放電時などの急激な過電流に対して良好な耐電流性の確
保を図ること、及び上記用途の巻回形ＭＦコンデンサの
小形軽量化を図るものである。即ちその手段は、

【００１０】誘電体フィルムを挟んで対向する１対のコ
ンデンサ電極のうち、少なくともその一方の電極が金属
蒸着によって形成され、該金属蒸着電極をフィルムの長
さ方向に沿って等間隔または任意の間隔に複数箇所の絶
縁溝で区分し、複数個の区分電極列を形成するととも
に、該区分電極列の各電極は、複数箇所の狭隘な電流通
路を残して形成した絶縁溝網で、フィルムの長さ方向と
幅方向に独立した複数個の小電極を形成してなる金属化
フィルムを巻回し、該巻回体の両端面に金属を溶射して
端子電極を形成してコンデンサ素子を設け、該コンデン
サ素子を１個または複数個単位で外装して構成したこと
を特徴とする巻回形金属化フィルムコンデンサである。

【００１１】

【作用】上記手段によって得られた各区分電極の内部
を、複数箇所の狭隘なヒューズ部を残した絶縁溝網によ
って複数個の小電極を形成すれば、誘電体を挟む電極間
短絡が局部的に発生して蒸着膜電極の自己回復機能を超
えた絶縁破壊が生じても、電極の短絡局所に集中して流
入する短絡電流の影響範囲は、上記絶縁溝で区分された
区分電極内の複数個の小電極の範囲内にとどめることが
でき、この小電極に設けた狭隘なヒューズ部が溶断して
故障電極部を最小限の範囲で分離し、広範囲に亘る電極
脱落で生じるコンデンサ容量の大幅な低下と誘電体の絶
縁破壊の進行を阻止することができる。

【００１２】上記金属化フィルムの長さ方向に沿って形
成した複数箇所の絶縁溝の各間隔は、絶縁溝と絶縁溝の
間のフィルムの長さ方向に並ぶ小電極の数が２〜２０個
で、かつ一区分電極内の小電極の総数は、金属化フィル
ムの有効電極幅１００ｍｍ換算で大凡１０〜４００個の
範囲であれば保安性と経済性から適当である。この区分
電極を形成する絶縁溝の間隔は、上記範囲であれば等間
隔であってもまた不等間隔であってもその作用や効果は
変わらない。そして、上記絶縁溝と絶縁溝の間に並ぶ小
電極の数が多すぎると、電極の短絡局所に集中して流入
する短絡電流が過大になって保安性が低下し、またこの
数が少な過ぎると区分電極内の各小電極間が複数個のヒ
ューズで連携されにくくなり、特定箇所のヒューズの溶
断で区分電極が一挙に脱落し、巻回形ＭＦコンデンサの
容量減少が大きくなってしまう。

【００１３】また、発明者らの試行錯誤の結果による
と、上記区分電極内の小電極の個々の面積は概ね０.２
５〜４ｃｍ²の範囲であれば自己回復性と保安性が改善
され、この面積が大き過ぎると自己回復性と保安性が低
下し、小さすぎれば自己回復性と保安性は良好になる
が、容量減少が大になり、かつフィルムの有効電極面積
が低下してフィルム量が増えコスト高になってしまう。

【００１４】上記した絶縁溝と絶縁溝の適正間隔（寸
法）は、絶縁溝と絶縁溝の間のフィルムの長さ方向に並
ぶ小電極の面積と個数によって決まるもので、この小電
極の面積は、巻回形ＭＦコンデンサの複数の設計要件か
ら適正値が設定されるものである。そして本発明の巻回
形ＭＦコンデンサは、上記構成とその作用によってＭＦ
コンデンサ本来の自己回復機能を効果的に発揮すること
ができ、これによって対向電極間の設計電界強度を大幅
に向上させ、コンデンサの高耐圧化を可能とし、巻回形
ＭＦコンデンサの小形軽量化が図れる。

【００１５】このようなコンデンサは、もし万一通電中
に誘電体内部で絶縁破壊による過大な電極間短絡電流が
流れても、コンデンサ内部の絶縁破壊の進行は、絶縁溝
で区分された区分電極の範囲内に留めることができ、上
記絶縁溝によってコンデンサの絶縁破壊の拡大を阻止
し、金属化フィルムの熱的破壊が不要な広範囲に拡大せ
ず、巻回形ＭＦコンデンサの絶縁破壊で最も懸念される
巻回層間に及ぶ致命的な誘電体破壊を防止することがで
きる。

【００１６】上記の結果、交流用コンデンサでの電源投
入時の突入電流や、直流用コンデンサでの短絡放電時の
瞬時過電流に対する耐電流性を向上させ、かつ上記ヒュ
ーズ部の溶断特性を改善することによって、誘電体フィ
ルムの局部破壊箇所近傍のヒューズ部を速やかに溶断さ
せ、本発明の巻回形ＭＦコンデンサを誘電体の絶縁破壊
から保護することができる。

【００１７】

【実施例】誘電体フィルムの片面に、以下各実施例に示
す蒸着パターンの金属膜電極を形成した金属化フィルム
を、電極端が互いに反対向きになるよう一対にして重ね
合わせて巻回し、この巻回体の両端に金属を溶射して電
極端を形成してこれを外装し、以下各実施例のコンデン
サを製作して試験評価した。

【００１８】最初にこの実施例におけるＭＦコンデンサ
の評価試験について説明する。（１）耐用性及び保安性試験耐用性及び保安性試験はＪＩＳＣ４９０１−1993・低圧
進相コンデンサ、ＪＩＳＣ４９０８−1995・電気機器用
コンデンサ、ＪＥＭ１４１９−1986日本電機工業会規格
「電力用半導体変換装置用コンデンサ」の規格に準じ
て行った。

【００１９】（２）耐電流性試験次に、コンデンサの耐電流性評価の方法について説明す
る。この評価はＪＩＳなどの公的評価方法がなく、交流
回路での通電時の突入電流や直流回路での短絡放電、あ
るいは運転が過酷条件下での転流回路などに用いるコン
デンサにおいては極めて重要な特性要素であり、本願発
明の実施例においては図６に示す評価回路による充放電
法でこれを評価した。

【００２０】図６の回路において、試料コンデンサＣを
予め常温試験環境で安定化し、容量（μＦ）と正弦波交
流１ｋＨｚでのｔａｎδ（％）の初期値を測定してお
く。次に、試料コンデンサＣは切換スイッチＳを接点ａ
側にして充電抵抗Ｒを介して可変直流電源Ｅから一定の
電圧を充電する。次に、切換スイッチＳを接点ｂ側に切
換えて回路リアクタンスＬとピーク電流計Ａを通して放
電させ、放電時のピーク電流ＩＰの値をピーク電流計Ａ
で読む。

【００２１】上記した最初の充電電圧は、上記ピーク放
電電流ＩＰが予め試料コンデンサＣの電極長さ１ｍ当た
り５Ａ（５Ａ／ｍ）となるように充電電圧Ｅを可変して
設定し、この充放電を１００回繰り返す。その後３０分
間常温で安定化して容量とｔａｎδを測定して記録し、
これを第１のステップとする。

【００２２】次に、上記ピーク放電電流ＩＰの値を１０
Ａ／ｍに設定して上記同様の試験を行いその測定結果を
記録し、これをステップ２とする。

【００２３】次に、この試験を２０Ａ／ｍに設定して上
記同様の試験を行い、以降１０Ａ／ｍ毎に順次ステップ
アップして同様の試験を行う。

【００２４】上記試験は、試料コンデンサＣの充放電を
繰り返して行い、試料コンデンサＣのピーク放電電流Ｉ
Ｐを段階的に上限に移行し、この短絡放電によってダメ
ージを与えて試料コンデンサＣの耐電流限界を評価する
ものである。

【００２５】この試験の判定は、容量とｔａｎδの値が
上記初期値に対してそれぞれ±５％または１.1倍に達し
た上記ステップでの放電ピーク電流（Ａ／ｍ）の値と
し、それ以下の値のものを良品として評価する。

【００２６】

【実施例１】実施例１は交流用コンデンサに関するもの
で、本発明の巻回形ＭＦコンデンサである試料Ａ１〜Ａ
３と、従来の同コンデンサの試料Ａ４〜Ａ７の特性を比
較したもので、以下その試料及びその評価結果について
述べる。 [試料コンデンサ・Ａ] 定格：６０Ｈｚ、２００Ｖ、３０μＦ種類と数試料Ａ１：本発明の図１（ｃ）のコンデンサを各試験
毎に１０台試料Ａ２：本発明の図１（ｆ）のコンデンサを各試験
毎に１０台試料Ａ３：本発明の図２（ｉ）のコンデンサを各試験
毎に１０台試料Ａ４：図３（ａ）の従来のコンデンサを各試験
毎に１０台試料Ａ５：図３（ｂ）の従来のコンデンサを各試験
毎に１０台試料Ａ６：図３（ｅ）の従来のコンデンサを各試験
毎に１０台試料Ａ７：図４（ｉ）の従来のコンデンサを各試験
毎に１０台金属化フィルムの緒元・金属化ポリプロピレンフィルム（以下ＭＰＰフィルム
と云う）・厚さ：４.５μｍ・金属化フィルムの有効電極幅：３０ｍｍ・蒸着膜金属：アルミ・蒸着膜抵抗：２.５〜６.５Ω／□（平均値４Ω／□）・試料Ａ１〜Ａ３、Ａ６、Ａ７の小電極１個当たりの電
極面積：約０.３６ｃｍ² ・試料Ａ１〜Ａ３、Ａ５〜Ａ７の各ヒューズ幅：０.８
ｍｍ・試料Ａ１〜Ａ３の区分電極の絶縁溝と絶縁溝との間に
並ぶ小電極の数：５個・試料Ａ４、Ａ５の区分電極の絶縁溝と絶縁溝との間
隔：３０ｍｍ試料コンデンサ・Ａの構造図３（ａ）の断面構造のコンデンサで、円筒形樹脂ケー
スにコンデンサ素子を乾燥して収納し、これに熱硬化性
樹脂を充填した乾式コンデンサ。

【００２７】上記試料コンデンサ・Ａの試験結果と評価
の結果は表１の通りである。

【００２８】

【表１】

【００２９】この試験結果によれば、（１）連続耐用性従来のＭＦコンデンサの試料Ａ５が、容量変化率におい
てＪＩＳＣ４９０１に規定する３段階の各試験で延べ１
５００時間電圧印加後の値が、±５％を超え不合格と判
定され、それ以外の各試料には問題がなかった。試料Ａ
５はヒューズ部４の溶断欠落が容量変化の主原因であっ
た。試験後の試料を解体して誘電体フィルムを展開観察
した結果は各試料とも異常破壊などの欠陥は発見できな
かった。

【００３０】（２）耐電流性全試料が２０〜４０Ａ／ｍで、これらの値はアルミ蒸着
電極膜特有の比較的低値であるが合格レベルである。こ
れらの値は溶射金属で形成する端子電極１２との結合部
の金属蒸着膜を部分的に厚膜にすれば耐電流性の改善が
容易である。

【００３１】（３）保安性本発明の試料Ａ１、Ａ２、Ａ３は全数正常作動し試験後
の外観異常もなかった。しかし、従来のＭＦコンデンサ
の試料Ａ４、Ａ６、Ａ７は保安性が３０〜８０パーセン
トと作動性が悪く、また外装ケースの割れや発煙するも
のもでた。

【００３２】上記試験結果によれば、総合評価として、
本発明のＭＦコンデンサＡ１〜Ａ３の各試料は、交流回
路用コンデンサとして従来のＭＦコンデンサと比較して
耐用性と安全性の高い良好な電気特性を有することが評
価できた。そしてこの耐電流性は、アルミ電極特有の比
較的低レベルの値であるが、これはアルミ電極膜本来の
良好な自己回復性とヒューズ遮断性によるもので通常の
交流用として適当である。交流回路用において、特に開
閉頻度の高い回路に用いるような耐電流性を必要とする
用途には蒸着膜金属を亜鉛、または亜鉛とアルミのアロ
イにすると耐電流性が強化できる。

【００３３】

【実施例２】実施例２は直流用コンデンサに関するもの
で、本発明の巻回形ＭＦコンデンサである試料Ｂ１〜Ｂ
３と、従来の同コンデンサの試料Ｂ４〜Ｂ７の特性を比
較したもので、以下その試料及びその評価結果について
述べる。 [試料コンデンサ・Ｂ] 定格：２０００ＶＤＣ、１５μＦ種類と数試料Ｂ１：本発明の図１（ａ）のコンデンサを各試験
毎に１０台試料Ｂ２：本発明の図２（ｇ）のコンデンサを各試験
毎に１０台試料Ｂ３：本発明の図２（ｉ）のコンデンサを各試験
毎に１０台試料Ｂ４：図３（ａ）の従来のコンデンサを各試験
毎に１０台試料Ｂ５：図３（ｂ）の従来のコンデンサを各試験
毎に１０台試料Ｂ６：図４（ｇ）の従来のコンデンサを各試験
毎に１０台試料Ｂ７：図４（ｉ）の従来のコンデンサを各試験
毎に１０台金属化フィルムの緒元・ＭＰＰフィルム・厚さ：１０μｍ・金属化フィルムの有効電極幅：７５ｍｍ・蒸着膜金属：亜鉛・蒸着膜抵抗：１０〜２０Ω／□（平均値１６Ω／□）・試料Ｂ１〜Ｂ３、Ｂ６、Ｂ７の小電極１個当たりの電
極面積：約１ｃｍ² ・試料Ｂ１〜Ｂ３、Ｂ５〜Ｂ７の各ヒューズ幅：０.５
ｍｍ・試料Ｂ１〜Ｂ３の区分電極の絶縁溝と絶縁溝との間に
並ぶ小電極の数：１０個・試料Ｂ４、Ｂ５の区分電極の絶縁溝と絶縁溝との間
隔：１００ｍｍ試料コンデンサ・Ｂの構造図５（ｂ）の断面構造のコンデンサで、金属ケースにコ
ンデンサ素子を偏平にして複数個をユニットにして収納
し、これに菜種油とアルキルベンゼンの混合油にアルキ
ルメタクリル系ポリマーを添加した絶縁油を含浸した密
閉型コンデンサ。

【００３４】上記試料コンデンサ・Ｂの試験結果とその
評価の結果は表２の通りである。

【００３５】

【表２】

【００３６】この試験結果によれば、（１）連続耐用性容量変化率は本発明の各試料Ｂ１〜Ｂ３と従来の試料Ｂ
４が−３％以下と規格値の−５％を十分下回り良好な結
果であった。しかし、従来のＭＦコンデンサであるＢ５
〜Ｂ７の各試料は容量変化率が大きく、規格値を大幅に
上回った。ｔａｎδはＢ６、Ｂ７の変化量が大きく他は
変化量が小さく安定していた。試験後の各試料を解体
し、誘電体の損傷状態を調べた結果では試料Ｂ６、Ｂ７
が導電性微粒子による電極間短絡痕跡周辺で蒸着膜電極
が暗黒化（炭化）して飛散している箇所が多く観察さ
れ、これが容量とｔａｎδ変化の直接原因になっている
ことが解明できた。なお、試料Ｂ５は上記のような誘電
体内部での異常は認められず、容量変化の原因はヒュー
ズ部の断線による複数箇所の電極脱落であった。上記結
果を考察すると、誘電体フィルムの長さ方向に沿って電
極を複数箇所に絶縁して区分すれば、絶縁破壊で電極間
短絡が生じてもその区分電極内で破壊の進行が終息さ
れ、電極の損傷が不要に拡大しないことが明らかとなっ
た。しかし、試料Ｂ５に見られるように区分電極に設け
たヒューズが１個の場合では、該ヒューズの溶断によっ
て区分電極の容量が一挙に消滅する。この点を改善する
には本発明の試料Ｂ１〜Ｂ３のように区分電極のさらに
内部を複数の小電極に細区分化し、電極間短絡時の蒸着
電極の消化拡大を抑制することによって上記ＭＦコンデ
ンサの耐用性を改善することができる。

【００３７】（２）耐電流性試料Ｂ５を除く他の試料が５０Ａ／ｍ以上と高耐電流性
を確保した。一般的に耐電流性は高ければ高いほど好ま
しいと考えられるが、ＭＦコンデンサでは、逆にこの値
が必要以上に高すぎると保安機能が充分に得られない問
題点が過去にも多く見られ、コンデンサの使用条件から
してその上限は８０Ａ／ｍであれば十分である。つま
り、これが仮に短絡放電に近い急放電を高頻度に繰り返
すようなストロボ用やＸ線露光用などの過酷な条件下で
使用するコンデンサであっても上記値を確保すれば十分
である。上記値は蒸着膜金属が亜鉛の基本的性質によっ
て得られるものである。なお、試料Ｂ３が３０Ａ／ｍと
比較的低値であった理由は各区分電極に設けたヒューズ
が複数箇所で溶断したためである。

【００３８】（３）保安性本発明の試料Ｂ１〜Ｂ３は全数正常に作動したが、従来
のＭＦコンデンサの試料Ｂ４、Ｂ６、Ｂ７は作動率５０
〜７０％で試験中に外装ケースが膨脹するものがあり、
この内試料Ｂ６では電極間短絡が自己回復しないものが
２個発生し試験を中断した。この結果、誘電体フィルム
の巻回方向に沿って電極を複数箇所に絶縁区分し、各区
分電極の内部をさらに細分化して小電極を形成した本発
明のＭＦコンデンサの試料Ｂ１〜Ｂ３は保安性試験にお
いても高安全性であることが評価できた。

【００３９】上記試験結果の総合評価として、本発明の
ＭＦコンデンサの試料Ｂ１〜Ｂ３は充放電や濾波回路に
用いる直流用コンデンサとして、過去に同様の目的に用
いられてきた従来のＭＦコンデンサの試料Ｂ４〜Ｂ７と
比較して耐用性、安全性の高い良好な電気特性を発揮で
きることが本実施例２の試験結果で評価できた。なお本
実施例２では蒸着膜金属に亜鉛を用いたが、耐電流性を
高く必要としない場合で保安性重視の場合ではアルミま
たは、アルミと亜鉛の両者をアロイ化した金属を用いる
と良い。この場合は容量変化率はやや大になるが安全性
が高まる。

【００４０】

【実施例３】実施例３は交流用コンデンサに関するもの
で、金属化フィルムの長さ方向に沿って形成した絶縁溝
と絶縁溝の間に並ぶ小電極の数を変化させてコンデンサ
の電気特性の変化を比較したものである。以下その試料
及びその評価結果について述べる。 [試料コンデンサ・Ｃ] 定格：６０Ｈｚ、２２０Ｖ、７５μＦ種類と数試料Ｃ１：本発明の図１（ａ）のコンデンサを各試験
毎に１０台試料Ｃ２：本発明の図１（ａ）のコンデンサを各試験
毎に１０台試料Ｃ３：本発明の図１（ａ）のコンデンサを各試験
毎に１０台試料Ｃ４：本発明の図１（ａ）のコンデンサを各試験
毎に１０台試料Ｃ５：本発明の図１（ａ）のコンデンサを各試験
毎に１０台試料Ｃ６：本発明の図１（ａ）のコンデンサを各試験
毎に１０台試料Ｃ７：本発明の図１（ａ）のコンデンサを各試験
毎に１０台金属化フィルムの緒元・ＭＰＰフィルム・厚さ：５μｍ・金属化フィルムの有効電極幅：５０ｍｍ・蒸着膜金属：亜鉛・蒸着膜抵抗：電極対向部５〜１４Ω／□（平均値１０
Ω／□）端子電極と結合する縁端部４〜６Ω／□ ・区分電極の絶縁溝と絶縁溝との間に並ぶ小電極の数：試料Ｃ１：１個試料Ｃ２：２個試料Ｃ３：４個試料Ｃ４：６個試料Ｃ５：８個試料Ｃ６：１０個試料Ｃ７：１２個・小電極１個当たりの電極面積：約０.６ｃｍ² ・ヒューズ幅：０.４ｍｍ試料コンデンサ・Ｃの構造図５（ａ）の断面構造のコンデンサで、箱形樹脂ケース
にコンデンサ素子を乾燥して収納し、これに熱硬化性樹
脂を充填した乾式コンデンサ。

【００４１】上記試料コンデンサ・Ｃの試験結果と評価
の結果は表３の通りである。

【００４２】

【表３】

【００４３】この試験結果によれば、（１）連続耐用性容量変化率においてＣ１がＪＩＳＣ４９０１に規定する
３段階の各試験で延べ１５００時間電圧印加後の値が、
±５％を若干上回り、不合格と判定された以外の各試料
は合格点であった。この結果によれば、絶縁溝と絶縁溝
の間に並ぶ小電極の数が極端に少なくなり、絶縁溝と絶
縁溝の間隔が極端に小さくなると容量変化率（容量減
少）が大になる。しかし、ｔａｎδ変化は各試料とも規
定値内で極めて良好であった。試験後の試料を解体結果
でも誘電体フィルムに異常破壊は認められなかった。

【００４４】（２）耐電流性全試料が４０Ａ／ｍ以上で、亜鉛蒸着電極膜特有の高耐
電流性を示し良好な特性が得られた。これらの値は溶射
金属で形成する端子電極１２との結合部の金属蒸着膜を
部分的に厚膜（ヘビーエッジ）にしたため耐電流性が向
上し安定した高い値を示したものと考察できる。

【００４５】（３）保安性保安性試験の結果は、試料Ｃ１〜Ｃ５は１００％正常作
動し試験後の外観異常もなかった。しかし、試料Ｃ６、
Ｃ７は保安性試験の合格率が８０〜９０パーセントと低
下し、また外装ケースがヒビ割れしたり発煙するものが
あった。試験終了後の試料を解体して内部誘電体を観察
した結果では、区分電極を形成する絶縁溝と絶縁溝との
間に配列する小電極の数が８個までは正常であったが、
これを超えると誘電体の破壊箇所が拡大し発生ガス量が
増加して外装ケースが破壊されるなど不都合が生じるこ
とが分かった。

【００４６】上記交流用コンデンサの試料の試験結果に
よれば、総合評価として試料Ｃ２〜Ｃ５が各試験とも合
格範囲であり、フィルムの長さ方向に沿って形成した絶
縁溝の間隔は、絶縁溝と絶縁溝の間に並ぶ小電極の数が
２〜８個の範囲が保安性と経済性から適当であると評価
できる。

【００４７】

【実施例４】実施例４は直流用コンデンサに関するもの
で、金属化フィルムの長さ方向に沿って形成した絶縁溝
と絶縁溝の間に並ぶ小電極の数を変化させてコンデンサ
の電気特性の変化を比較したものである。以下その試料
及びその評価結果について述べる。 [試料コンデンサ・Ｄ] 定格：２０００ＶＤＣ、２５μＦ種類と数試料Ｄ１：本発明の図１（ｂ）のコンデンサを各試験
毎に１０台試料Ｄ２：本発明の図１（ｂ）のコンデンサを各試験
毎に１０台試料Ｄ３：本発明の図１（ｂ）のコンデンサを各試験
毎に１０台試料Ｄ４：本発明の図１（ｂ）のコンデンサを各試験
毎に１０台試料Ｄ５：本発明の図１（ｂ）のコンデンサを各試験
毎に１０台試料Ｄ６：本発明の図１（ｂ）のコンデンサを各試験
毎に１０台試料Ｄ７：本発明の図１（ｂ）のコンデンサを各試験
毎に１０台試料Ｄ８：本発明の図１（ｂ）のコンデンサを各試験
毎に１０台金属化フィルムの緒元・ＭＰＰフィルム・厚さ：９μｍ・金属化フィルムの有効電極幅：１００ｍｍ・蒸着膜金属：アルミ・蒸着膜抵抗：電極対向部６〜１６Ω／□（平均値１１
Ω／□）端子電極と結合する縁端部３.５〜7Ω／□ ・区分電極の絶縁溝と絶縁溝との間に並ぶ小電極の数：試料Ｄ１：１個試料Ｄ２：２個試料Ｄ３：６個試料Ｄ４：１１個試料Ｄ５：１６個試料Ｄ６：２０個試料Ｄ７：２１個試料Ｄ８：２２個・小電極１個当たりの電極面積：約１.５ｃｍ² ・ヒューズ幅：０.６ｍｍ試料コンデンサ・Ｄの構造図５（ｂ）の断面構造のコンデンサで、金属ケースにコ
ンデンサ素子を複数個収納し、これに菜種油とアルキル
ベンゼンの混合絶縁油を含浸した密閉型コンデンサ。

【００４８】上記試料コンデンサ・Ｄの試験結果とその
評価の結果は表４の通りである。

【００４９】

【表４】

【００５０】この試験結果では保安性試験において、試
料Ｄ７、Ｄ８のフィルムの絶縁溝と絶縁溝の間のフィル
ムの長さ方向に並ぶ小電極数が多い試料に保安性の低下
現象が見られ、試料Ｄ７、Ｄ８は合格率が９０及び８０
％であった。この現象は前記交流用コンデンサより直流
用コンデンサの方が影響度が小さく、絶縁溝と絶縁溝の
間に並ぶ小電極の個数限界が高位にある。このほかの試
験では、連続耐用性試験で試料Ｄ１が容量変化率が規格
値の−５％を上回った外は全試料良好な結果でありｔａ
ｎδ値にも異常がなかった。また、耐電流性はどの試料
も合格値をキープしている。

【００５１】本発明の各実施例においてはＭＦコンデン
サの誘電体にＰＰフィルムを用いた試料を示したが、誘
電体フィルムとしては、このほか汎用的にコンデンサ用
として用いられているポリエステル（ＰＥＴ）、ポリカ
ーボネート、ポリフェニレンサルファイドなどの各フィ
ルムが本発明のＭＦコンデンサに適用できる。

【００５２】また、このＭＦコンデンサに充填する含浸
剤は、本実施例では菜種油とアルキルベンゼンの混合油
にアルキルメタクリル系ポリマーを添加した絶縁油など
を用いたが、アルキルベンゼンなどの芳香族炭化水素系
化合物や大豆油、ひまし油、菜種油などの植物油、ある
いは石油系ワックスやその混合物など一般的にコンデン
サ用の含浸剤であればその目的、用途に応じて単体もし
くは混合物として適宜使用することができる。また、六
フッ化硫黄や炭酸ガス、窒素ガス、乾燥空気などの絶縁
ガスを充填すれば乾式コンデンサとしてより効果的であ
る。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、電極間の局部短絡で蒸
着膜電極の自己回復機能を超えた絶縁破壊が生じても、
電極間の短絡電流は電極の巻回方向に沿って設けた絶縁
溝で形成した区分電極内の、さらに小区分された複数個
の小電極を連結するヒューズが溶断して故障電極を電気
回路から切り離し、誘電体の絶縁破壊による２次的災害
から巻回形ＭＦコンデンサを安全に保護することができ
る。

【００５４】本発明のＭＦコンデンサは、上記電極構成
によって、一定の設計条件で使用される交流用コンデン
サの電源投入時の突入電流や、直流用コンデンサでの短
絡放電時の瞬時過電流に対しても金属蒸着膜電極と端子
電極との結合部や、上記ヒューズ群を無用に断線させる
ことなく、耐電流性の高い高信頼性の巻回形ＭＦコンデ
ンサを得ることができる。

【００５５】上記区分電極と区分電極内の複数個の小電
極の形成によって、巻回形ＭＦコンデンサの自己回復性
を高めて設計電位傾度を大幅に向上させ、電気特性が安
定した安全かつ小形で軽量な巻回形ＭＦコンデンサを市
場に供給することができる。よって、本発明の巻回形Ｍ
Ｆコンデンサは工業的、実用的にその価値極めて大なる
ものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）〜（ｆ）は、本発明の巻回形金属化
フィルムコンデンサの金属化フィルムの展開正面図であ
る。

【図２】図２（ｇ）〜（ｊ）は、本発明の巻回形金属化
フィルムコンデンサの金属化フィルムの展開正面図であ
る。

【図３】図３（ａ）〜（ｆ）は、従来の巻回形金属化フ
ィルムコンデンサの金属化フィルムの展開正面図であ
る。

【図４】図４（ｇ）〜（ｊ）は、従来の巻回形金属化フ
ィルムコンデンサの金属化フィルムコンデンサの展開正
面図である。

【図５】図５（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施例に於け
る巻回形金属化フィルムコンデンサの完成断面図であ
る。

【図６】図６は、本発明の実施例に用いた耐電流性試験
の回路図である。

【符号の説明】

１：誘電体フィルム２：区分電極群を形成する絶縁溝３：区分電極４：狭隘な電流通路５：小電極網を形成する絶縁溝群６：小電極網７：金属蒸着電極８：絶縁マージン９：電極端縁部１０：コンデンサ素子１１：端子１２：端子電極１３：外装１４：充填剤Ｅ：可変直流電源Ｒ：充電抵抗Ｓ：切換スイッチａ：接点ａｂ：接点ｂＣ：試料コンデンサＬ：回路リアクタンスＡ：ピーク電流計Ｉｐ：放電ピーク電流

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年６月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】図３（ａ）〜（ｄ）は、従来の巻回形金属化フ
ィルムコンデンサの金属化フィルムの展開正面図であ
る。

【手続補正書】

【提出日】平成８年６月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】図３（ｅ）〜（ｊ）は、従来の巻回形金属化フ
ィルムコンデンサの金属化フィルムの展開正面図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者上野龍成京都府京都市中京区御池通烏丸東入一筋目仲保利町191番地の４上原ビル３階ニチコン株式会社内 (72)発明者水谷明夫京都府京都市中京区御池通烏丸東入一筋目仲保利町191番地の４上原ビル３階ニチコン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘電体フィルムを挟んで対向する１対の
コンデンサ電極のうち、少なくともその一方の電極が金
属蒸着によって形成され、該金属蒸着電極の少なくとも
一方をフィルムの長さ方向に沿って等間隔または任意の
間隔に複数箇所の絶縁溝で区分し、複数個の区分電極列
を形成するとともに、該区分電極列の各電極は、複数箇
所の狭隘な電流通路を残して形成した絶縁溝網で、フィ
ルムの長さ方向と幅方向に独立した複数個の小電極を形
成してなる金属化フィルムを巻回し、該巻回体の両端面
に金属を溶射して端子電極を形成してコンデンサ素子を
設け、該コンデンサ素子を１個または複数個単位で外装
して構成したことを特徴とする巻回形金属化フィルムコ
ンデンサ。