JPS63170910A - 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 本発明はおもに電気機器用として用いられる金属化フィ
ルムコンデンサに関するものである。

従来の技術 従来の電気機器用コンデンサは、熱可塑性プラスチック
よりなる成型品、または厚手のフィルムを先巻きした巻
芯に金属化プラスチックフィルムなどによシミ極と誘電
体を巻き上げてコンデンサ累子を構成し油入式または乾
式コンデンサとして使用してきた。

乾式コンデンサは構成部品が少なく、リードタイムも短
かく、低コストであるなどの特長を持っており乾式化に
対する要求は強い。最近では、一段と低コスト化の要求
が強く、従来と同じ厚みのフィルムに従来以上の定格電
圧を印加するとか従来と同じ定格電圧を従来よシ薄いフ
ィルムに印加して用いるといった高電位傾度化技術が必
要となってきている。こうしたことから蒸着電極の厚さ
を薄くして自己回復時のエネルギーを低く抑え自己回復
性を改善して高耐圧化（高電位傾度化）する方法が生ま
れた。通常、乾式コンデンサでは電極間にどうしてもエ
アギャップが存在しある一定の電圧以上になるとコロナ
（部分放電）が発生する。コロナはフィルムを浸食劣化
させ、電圧が高いほど劣化は加速される。これが弱点部
となって局部破壊を引き起こしセルフヒール（自己回復
）が発生することになる。蒸着電極が薄いと電極が飛散
して絶縁が回復するまでに消費されるエネルギーがわず
かで済み周囲の誘電体を劣化させにくいため高耐圧化出
来ることになる。しかしながらコロナが依然として発生
しているためコロナによる浸食劣化を受は高耐圧化には
限界がある。

発明が解決しようとする問題点 しかし従来のコンデンサでは乾式タイプの場合、どうし
てもフィルム層間にエアギャップが避けられずここでコ
ロナが発生する。通常、巻き取りを終え電極導出のため
のメタリコンを終えたコンデンサ素子はフィルムどうし
の冨着と乾燥を兼ねて高温真空エージング時程に入る。

これを終えたコンデンサ素子は樹脂外装されて乾式コン
デンサとして完成するが、この間のどの工程がコロナを
発生しやすくしているのかを調べた。それによれば、高
温真空エージング中のコンデンサ素子内部のフィルムや
巻芯の挙動がコロナの発生に関係していることが解った
。室温で巻き取られメタリコンを施こされたコンデンサ
素子は真空中で高温エージングを受ける。この工程では
先ずフィルム層間に存在する空気が排除されかつコンデ
ンサ素子が昇温することによってフィルムが熱膨張収縮
する。

こうして室温時に一定のテンションで巻き取られた時以
上の密着性を示すようになり、同時に乾燥することによ
ってコンデンサの特性がこれをしない場合に比べて格段
に向上するようになる。しかしながら、従来のコンデン
サでは高温真空エージング時に巻芯がフィルムの熱膨張
収縮する力に耐えかねて変形を起こし、フィルム層間を
圧着させる力が減少してしまうことが解った。したがっ
てフィルム層間の密着度がコロナを減少させるほどには
あがらない。

本発明は乾式コンデンサ内部で発生するコロナを減少さ
せ、コロナ劣化によって形成される弱点部で発生するセ
ルフヒール数を減少させることによってコンデンサの高
耐圧化を実現しようとするものである。

問題点を解決するための手段 そのために本発明は、最大表面粗さが１００μｍ以下の
表面粗さを有する熱硬化性樹脂よりなる巻芯に金属化プ
ラスチックフィルムを巻回してコンデンサ素子を構成し
たものである。

作　　用 本発明は上記手段により熱硬化性樹脂よりなる巻芯を用
いているため巻き取ったフィルムが高温真空エージング
中に熱膨張収縮して巻芯を締め上げる力に充分耐えてフ
ィルム層間の密着度が大きく改善される。また巻芯表面
の凹凸が最大表面粗さ１００μｍ以下とすることによシ
高温真空エージング中に金属化フィルムが巻芯と強く圧
着しすぎることがなく金属化フィルムの金属薄膜面にク
ラックが発生することもない。

実施例 第１図は本発明よりなるコンデンサの実施例で、熱硬化
性樹脂よりなる巻芯１に金属化フィルムや非金属化フィ
ルムよりなるフィルム巻回体３を巻き上げその外周に保
護フィルム４を巻回してメタリコン２を施こしている。

ここで熱硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂、フェノール
樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、尿素樹脂、メラミン樹
脂などを用いる。これらの樹脂を射出成型して巻芯を形
成し巻芯表面の最大表面粗さが１００μｍを越えるよう
な場合には表面を研磨する。金属化プラスチックフィル
ムとしては片面金属化または両面金属化したポリプロピ
レンフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリエチレンテ
レフタレートフィルム、ボリカーボネー、トフィルム等
をはじめとする熱可塑性プラスチックフィルムを用いる
。両面金属化プラスチックフィルムを用いる場合、合わ
せフィルムとして金属化していないプラスチックフィル
ムを用いてもよい。

こうして出来たコンデンサ素子を適当な温度で真空エー
ジング処理をし、電極を取りつけてケース等に収納しエ
ポキシ樹脂などの外装用樹脂を注形し硬化して乾式コン
デンサとする。

第２図はコンデンサの室温に於けるーδ（損先−電圧特
性をあられしており、本実施例よりなるコンデンサ６は
６μｍのポリプロピレンフィルムの片面に面抵抗１ｏ±
２Ω／口の亜鉛蒸着をした金属化フィルムをフェノール
樹脂製巻芯に巻回してコンデンサ素子を構成しエポキシ
樹脂外装したものであり、従来コンデンサ６は前記金属
化フィルムをポリブチレンテレフタレート製の巻芯に巻
回しエポキシ樹脂外装したものである。従来コンデンサ
６はコロナ開始電圧が２１０Ｖでさらに昇圧するとコロ
ナ量が増大してくる。したがってそれが鋤δ増加として
現われ第２図のごとく２００■を越えたあたりから−δ
が電圧とともに増加する。これに対して本発明よりなる
コンデンサ５はコロナ開始電圧は２１０Ｖと従来コンデ
ンサ６と変わらないがコロナ量が極めて少なく電圧をあ
げてもコロナ量がそれほど増加しない。このことが−δ
の電圧特性としてよく現われており従来コンデンサ６の
特性と比較して平担な電圧特性となっている。

この二つのコンデンサを８０℃、４８０Ｖの条件で課電
し初期の容量に対する容量減少割合を調べた。それによ
れば従来コンデンサ６はコロナ劣化を経てセルフヒール
することによる電極飛散で容量減少が大きくなるのに対
して本実施例よりなるコンデンサ６は特性が改善されて
いる。

発明の効果 以上のように本発明によればコロナ量を低減させること
によりコロナ劣化による特性低下を防止でき、コンデン
サの高電位傾度化を容易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるコンデンサの断面図、
第２図は本実施例と従来例とを比較したｉδ−電圧特性
図、第３図は本実施例と従来例とを比較した容量減少一
時間特性図である。 １・・・・・・巻芯、２・・・・・・メタリコン、３・
・・・・・フィルム巻回体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 最大表面粗さが１００μｍ以下の表面粗さを有する熱硬
   化性樹脂よりなる巻芯に金属化プラスチックフィルムを
   巻回した金属化フィルムコンデンサ。