JPS6218703A - 金属化フイルムコンデンサ - 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 本発明は主として電気機器等に用いられる蒸着金属電極
を分割することによって絶縁破壊時の保安機能を具備さ
せた金属化フィルムコンデンサの改良に関するものであ
る。

従来の技術 近年、安全面への要求が高まりコンデンサにおいても安
全装置が内蔵されるようになってきた。

これはコンデンサ異常時の発煙や発火を未然に防ごうと
するものである。安全装置としてはコンデンサ破壊時の
温度上昇やケース変形を利用したものが一般的である。

安全装置を大別すると、圧力機械遮断式、電流ヒユーズ
式、温度ヒユーズ式のものがあシ、安全装置として内蔵
させることによって異常事態を未然に防ぐことができる
が、これによるコンデンサ容積の増大、工数増、高価格
等から経済性の点から完全であるとはいえない。

従来、以上のような問題点を解決するために、安全装置
を設けることなく、第３図に示すようにコンデンサ素子
自体に安全機能を有するように分割電極を備えたコンデ
ンサが提案されている。

（特開昭５７−１１７２２６号公報） この第３図において、１はコンデンサ素子、２は分割蒸
着電極フィルム、３は分割マージン、４は蒸着膜除去部
（空白部）、６は非分割蒸着電極フィルムである。

発明が解決しようとする問題点 ところが近年、より高耐圧、高電位傾度化という要請が
高まってきており、コロナ放電発生領域電圧での使用に
関しては、巻回・積層された誘電体フィルム層間に発生
する微小部分放電（コロナ）により耐圧が低下したり、
寿命時のコンデンサ容量が減少するという問題があった
。

そこで従来より２極双方の金属化層の面抵抗値を大きく
することが考えられるが金属化層が薄くなることで自己
回復性能が向上し、初期のコンデンサ耐圧も向上するが
、アルミニウム金属層が薄くなったことで局部的に酸化
アルミニウムに変化しやすくなるため、寿命時のコンデ
ンサの容量減少が大きくなる欠点があり、適当ではなか
った。

更に分割電極構造をもついわゆるコンデンサ自体に自己
保安機能を有するコンデンサの場合には、分割電極の分
割部での微小部放電（コロナ）の発生があり、コロナ発
生領域で高電位傾度で印加されるとコンデンサ寿命の容
量減少が大きく同様な欠点を有していた。

逆に、２極双方の金属化層の面抵抗値を小さくすること
が考えられるが金属化層が厚くなったことで自己回復性
能が悪くなシ、初期のコンデンサ耐圧が満足しないとい
う欠点があり同様に適当ではなかった。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するための本発明の技術的な手段は、
分割電極と非分割電極の蒸着膜抵抗値の範囲が２．０〜
６．０Ω／口の範囲内にあり、分割電極の蒸着膜抵抗値
と非分割電極の蒸着膜抵抗値に１．０Ω／口以上の差を
設ける点にある。

作用 この技術的手段による作用は次のようになる。

すなわち、双方電極間に蒸着膜抵抗値差１．０Ω／口以
上設けることにより、誘電体フィルム層間に発生する微
小部分放電（コロナ）により発生した自己回復作用は、
蒸着膜抵抗値の大きい電極側の方が金属化層が薄い為、
自己回復作用が発生しやすくなり、蒸着膜の飛散面積も
２僅の蒸着膜抵抗値が同値近辺であるものと比較して自
己回復作用時の飛散エネルギーが小さい為、少なくてす
み、結果として寿命時の容量減少が小さく高電位傾度設
計が可能となる。

双方電極間の蒸着膜抵抗値差は２．０〜６，０Ω／口の
範囲内において大きい程、容量減少の効果がある。

実施例 以下、本発明の一実施例を実験結果をもとに説明する。

先ず第１図ａは、蒸着膜抵抗値差による自己回復時の蒸
着膜の飛散状況を確認するために、分割蒸着電極１と非
分割蒸着電極２を銅電極３間にシワがはいらないように
約１ｏｏｇ／ｃＩＩＩの荷重がかかるように設置し、Ａ
Ｃ電源４の電圧を除々に上昇させ、自己回復作用を発生
させるだめの試験装置を示したものである。

上記試験装置による結果を示したものが第１図すのグラ
フである。この第１図すからもわかるように蒸着膜の抵
抗値を約１．０Ω／口以上の差をつけた方が蒸着膜の飛
散面積が結果として小さいことがわかる。この現象は、
片側の電極の膜抵抗値が高く膜厚が薄いことにより自己
回復作用が発生した場合、膜厚の薄い方の電極の方が蒸
着膜が飛散しやすいと同時に、飛散する際の電気的エネ
ルギーも少なくてすむということを示している。このこ
とは、両電極とも同膜抵抗値の時、自己回復作用が発生
した場合両電極の蒸着膜厚さが同じであるので、両電極
の蒸着膜が飛散する率が高く、また、自己回復時の電気
的エネルギーも大きいことから結果として蒸着膜の飛散
面積も大きくなる。

また実験結果より分割蒸着電極１あるいは、非分割蒸着
電極２のどちらでも蒸着膜抵抗値を低くしても双方実験
結果に特に有意差はなかった。ただ蒸着膜抵抗値の高い
ところで双方電極の膜抵抗値差をつけた方が低いところ
で差をつけたものよシ蒸着膜の飛散面積が小さい傾向に
ある。このことは結局、膜厚が薄い為、自己回復時の電
気的エネルギーが小さくてすみ、飛散面積が小さいこと
を示す。

以上の実験結果を参考に実際にコンデンサとして試料を
作製し寿命試験を行った。この結果を第２図に示す。試
料としてポリプロピレンフィルム厚さ８μｍの片面アル
ミ蒸着フィルムを用いて、その一方の電極フィルム第３
図に示すような分割電極を構成したフィルムを重ねて巻
回して、３０μＦのコンデンサ素子を得、更に素子端面
に金属溶射して電極を取り出し、エポキシ樹脂で外装し
た。蒸着膜抵抗値は、第２図に示す値により作製した。

寿命試験条件は、印加電圧ムＣ５２０Ｖ、温度８０’Ｃ
で行なった。試験結果からもわかるように蒸着膜抵抗値
差を大きくした試料が寿命試験の容量変化率Δｃ７ｃ％
が寿命試験時間約１０００時間で約−１〜−２％と非常
に少ないのに対し、抵抗値差の小さいものであれば同じ
（１０００Ｈｒで約−５％前後と多い結果となっている
。グラフ上で４の膜抵抗値２．０Ω／口、２・３Ω／口
　で膜抵抗値差０．３Ω／口の試料が通電時間初期の段
階で容量変化率ΔＣ／Ｃ％が大きいのは、膜抵抗値が低
く蒸着膜厚が厚いため自己回復性能が悪く耐圧が低いた
めに小分割電極内の誘電体が破壊し保安機能が動作した
ことによるものである。グラフ上の試験結果には示さな
かったが、膜抵抗値５・０Ω／口以上での膜抵抗値差を
設けた試料は膜抵抗値５．０Ω／口以上になると高抵抗
値の電極の自己回復性能が鋭敏になり、容量変化率が著
しく多く、逆に膜抵抗値差２・０Ω／口以下での膜抵抗
値を設けた試料は、膜抵抗値２．０Ω／口以下になると
低抵抗値の電極フィルムの耐圧が著しく低下するため、
結果として自己保安機能が動作し同じく容量変化率が著
しく多くなりＪＩＳ規格等を満足しなくなる。

以上、実施例の寿命試験の試料は誘電体としてポリプロ
ピレンフィルムの片面蒸着品の組み合わせを用いたが同
様に両面蒸着品と非蒸着フィルムの組み合わせ、あるい
は、誘電体としてポリエチレンテレフタレートフィルム
同士の組み合わせ、ポリエチレンテレフタレートフィル
ムとポリフロピレンフィルムとの組み合わせでもよく、
とにかく２電極の膜抵抗値が２・０〜５・０Ω／口の範
囲内にあり、２電極の膜抵抗値差が１・０Ω／口以上あ
れば同様の寿命試験結果となる。

発明の効果 以上のように本発明は、保安機能を有するアルミ蒸着分
割電極構造の蒸着膜抵抗値の範囲が２．０〜５．０Ω／
口内にあシ、２極の蒸着膜抵抗値差を１．０Ω／口以上
とすることにより、寿命試験での容量減少の極めて少な
く安定した高電位傾度設計が可能な金属化フィルムコン
デンサを提供することができ、その工業的価値は大なる
ものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図ａはコンデンサの自己回復時の蒸着膜の飛散状況
の確認試験を行う装置の要部斜視図、第１図すは、同装
置による試験結果を示した特性図、第２図は本発明の実
施例におけるコンデンサの寿命試験結果を示した容量変
化率の時間特性図、第３図は、一般的な分割電極構造で
保安機能を有するコンデンサの一部展開斜視図である。 １・・・・・・コンデンサ素子、２・・・・・・分割蒸
着電極フィルム、３・・・・・・分割マージン、４・・
・・・・蒸着膜除去部（空白部）、６・・・・・・非分
割蒸着電極フィルム。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名イー
分劉氷ｉ電揚

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　誘電体フィルムを介して対向する２極の蒸着金属電極
   のうち、一方はフィルム長さ方向に複数個に分割された
   分割電極とし、前記分割電極は溶射金属を施す電極端部
   に沿って間欠的に蒸着金属電極空白部を有する金属化フ
   ィルムコンデンサにおいて、蒸着金属はアルミニウムで
   ２極の蒸着膜抵抗値の範囲を２．０〜５．０Ω／口とし
   、分割電極側の蒸着膜抵抗値と非分割電極側の蒸着膜抵
   抗値の差を１．０Ω／口以上とした金属化フィルムコン
   デンサ。