JPS6354205B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は両面金属化フイルムと誘電体フイルム
とを積層巻回して、その巻回端面にメタリコンを
施した金属化フイルムコンデンサに係り、特に金
属化フイルムよりも熱収縮率の大きな誘電体フイ
ルムを使用して金属化フイルムと誘電体フイルム
とを密着させ、且つこの誘電体フイルムを電極と
メタリコンとの間のマージン部に介在させてコロ
ナ放電開始電圧を高めた金属化フイルムコンデン
サに関する。

従来より、金属化フイルムコンデンサ１は、第
１図に示す如く誘電体フイルム３上に、マージン
部２を残して電極４を蒸着形成した金属化フイル
ム５を積層巻回して金属化フイルムコンデンサ素
子を形成し、第２図に示す如く、加熱、加圧プレ
スして、その端面にリード線を導出するためのメ
タリコン７を施した構造となつており、通常、上
記誘電体フイルム３の厚さは４乃至16μｍ、マー
ジン部２の幅は１乃至2.5mmに設定され、電極４
にはアルミニウムや亜鉛等が用いられ、その厚さ
は0.02乃至0.1μｍとなされている。従つて、巻回
後の素子を平らな熱板によつて加熱、加圧プレス
しても、第２図の部分断面図である第３図及び第
３図の一部拡大図である第４図に示す如く、マー
ジン部２に於いて電極４の厚さ分の空隙９が形成
され、ここに微細なメタリコン材の粒子が侵入し
て電極４とメタリコン７との間の距離が非常に短
かいものとなつてしまい、しかも侵入したメタリ
コン７の表面は不均一な形状となり尖鋭部が生じ
るため、そこに電界が集中し、極めて低い電圧で
メタリコン７と電極４との間にコロナ放電を生じ
得る状態となる。又、上述した加熱、加圧プレス
によつても金属化フイルム５間の空気層８を完全
に除去することが難しいため、対向する電極４間
に於いてもコロナ放電が発生しやすい状態となな
る。従つて従来の金属化フイルムコンデンサは、
コロナ放電によつて誘電体フイルムの耐電圧より
も極めて低い耐電圧となり、また誘電体フイルム
の劣化を生じて寿命が短かく、信頼性が低いもの
となつていた。

上述の問題点を解決すべく、従来より種々の方
法が試みられており、例えば、メタリコン材の粒
子を大きくする方法、蒸着電極の厚さを薄くする
方法、あるいはマージン部の幅を大きく設定する
方法等が、メタリコンに起因するコロナ放電開始
電圧の低下防止対策として挙げられる。ところ
が、メタリコンは溶解した金属を噴霧して形成す
るものであるため粒子の大きさを管理することは
困難であり、また蒸着電極を薄くするとメタリコ
ンとの接触面積が少なくなるため、充放電の繰り
返しによつて誘電圧接が劣化するという難点があ
り、マージン幅を大きく取る方法は簡便で有効な
方法ではあるが、材料の使用量が増大し、形状が
大きく且つ価格も高くなるという問題点がある。
更に上記の方法は、金属化フイルム間の空気層に
よるコロナ放電開始電圧の低下には何等対策が成
されていない。そこで、メタリコン及び金属化フ
イルム間の空気層の両方に対する対策としては、
含浸油又はワツクス等の含浸剤を含浸させてマー
ジン部の空隙及び金属化フイルム間の空気層を除
去する方法が採用されている。しかしながらこの
方法は、性能的には満足すべき効果を上げ得るの
であるが、ケースへの封止が複雑化し、作業性の
面で問題がある。

本発明は上述の諸問題を解決するために成され
たもので、複雑な構造や煩雑な作業を行なう必要
なしに、コロナ放電開始電圧を高め、長寿命で信
頼性の高い金属化フイルムコンデンサを提供する
ことを目的とする。

以上の目的を達成するため本発明の金属化フイ
ルムコンデンサは、第一の誘導体フイルムの少な
くとも側縁部に形成したマージン部を除いて両面
に電極を被着して成る金属化フイルムと、上記第
一の誘導体フイルムよりも大きな熱収縮率を有す
る第二の誘導体フイルムとを積層巻回して金属化
フイルムコンデンサ素子を形成し、該金属化フイ
ルムコンデンサ素子を加圧加熱することによつ
て、上記金属化フイルムと上記第二の誘導体フイ
ルムとを密着させるとともに、上記マージン部に
上記第二の誘導体フイルムを介在させて上記マー
ジン部によつて形成される空隙を埋め、更に上記
金属化フイルムコンデンサ素子の巻回端面にメタ
リコンを施したことを特徴とする構成を取るもの
であり、以下図面に基づいて本発明の一実施例を
説明する。

第５図乃至第８図は本発明の一実施例に係る金
属化フイルムコンデンサを示し、第５図は巻回途
中の概略斜視図、第６図は巻回後の部分断面図、
第７図は加熱後の部分断面図、第８図はメタリコ
ンを施した部分拡大断面図であり、図に於いて１
は金属化フイルムコンデンサ、２はマージン部、
３は第一の誘電体フイルム、４は電極、５は金属
化フイルム、６は第二の誘電体フイルム、７はメ
タリコンを示している。しかして、金属化フイル
ムコンデンサ１は、第５図に示す如く第一の誘電
体フイルムとしてのポリエステルフイルム３の一
面に、一方の側縁部に１乃至2.5mm幅のマージン
部（非電極被着部）２を形成して一方の電極４を
蒸着等の手段で被着し、更にポリエステルフイル
ム３の他面に、他方の側縁部に１乃至2.5mm幅に
形成されたマージン部２′を除いて他方の電極
４′を被着して形成した両面金属化フイルム５と、
上記ポリエステルフイルム３よりも0.5乃至2.5mm
幅の狭い第二の誘電体フイルムとしてのポリプロ
ピレンフイルム６とを積層巻回して金属化フイル
ムコンデンサ素子を形成しているが、この状態で
は、第６図に示す如く、金属化フイルム５とポリ
プロピレンフイルム６との間に空気層８が介在
し、また金属化フイルム５のマージン部２，２′
に於いても、それぞれ電極４，４′の厚み相当の
空隙９，９′が形成されている。ところが上記ポ
リプロピレンフイルム６は、熱収縮率がポリエス
テルフイルム３よりも大きく、100乃至150℃に於
いてポリエステルフイルム３の約５倍以上の値を
有するため、巻回が終了した金属化フイルムコン
デンサ素子をプレス板によつて加圧した状態で
100乃至150℃で数分間加熱すれば、ポリプロピレ
ンフイルム６は、その幅方向に大きく収縮し、第
７図に示す如く、金属化フイルム５に密着して空
気層８を消滅させ、更にマージン部２，２′に於
ける空隙９，９′を埋めてしまう。従つて、第８
図に示す如く、金属化フイルムコンデンサ素子の
巻回端面にメタリコン７を形成しても、電極４と
メタリコン７との間のマージン部２には、ポリプ
ロピレンフイルム６が介在した状態となるので、
メタリコン材の侵入路は完全に閉ざされることに
なる。

第９図乃至第１１図に示す本発明の他の実施例
に係る金属化フイルムコンデンサは、電極構造を
シリーズ構造としたものであり、第９図は巻回途
中の概略斜視図、第１０図は巻回後の部分断面
図、第１１図は加熱してメタリコンを施した部分
断面図である。図に於いて金属化フイルムコンデ
ンサ１は、第９図に示す如く、第一の誘電体フイ
ルムとしてのポリエステルフイルム３の一面に、
その両側縁部に形成した幅１乃至2.5mmのマージ
ン部（非電極被着部）２，２′を残して、一方の
電極４を蒸着等の手段で被着し、更にポリエステ
ルフイルム３の他面に、上記一方の電極４の略中
央部と対応する部分に非電極被着部１０を形成し
て他方の電極４′ａ，４′ｂを被着して形成したシ
リーズ構造両面金属化フイルム５と、上記ポリエ
ステルフイルム３よりも0.5乃至2.5mm幅の狭い第
二の誘電体フイルムとしてのポリプロピレンフイ
ルム６とを積層巻回して金属化フイルムコンデン
サ素子を形成している。この状態では、第１０図
に示す如く、金属化フイルム５とポリプロピレン
フイルム６との間には空気層８が介在し、また金
属化フイルム５のマージン部２，２′に於いても、
それぞれ電極４の厚み相当分の空隙９，９′が形
成されている。ところが、この状態の金属化フイ
ルムコンデンサ素子をプレス板によつて加圧した
状態で100乃至150℃で数分間加熱すれば、上記温
度範囲に於いて、ポリエステルフイルム３にくら
べて約５倍以上の熱収縮率を有するポリプロピレ
ンフイルム６が、その幅方向に大きく収縮し、金
属化フイルム５に密着して空気層８を消滅させ、
更にマージン部２，２′に於ける空隙９，９′を埋
めてしまう。従つて第１１図に示す如く、金属化
フイルムコンデンサ素子の巻回端面にメタリコン
７を施しても、電極４とメタリコン７との間のマ
ージン部２，２′にはポリプロピレンフイルム６
が介在した状態となるので、メタリコン材の侵入
路は完全に閉ざされることになる。尚、一般にシ
リーズ電極構造のコンデンサは、複数のコンデン
サの直列接続構造となるので、印加電圧が分割さ
れて個々のコンデンサに加わるため、全体として
高い耐電圧のコンデンサを得ることができるもの
であるが、本発明の構成とすることによつて、更
にその効果が増大されるものである。

以上述べた本発明の実施例に於いては、第一及
び第二の誘電体フイルムとして、それぞれポリエ
ステルフイルム及びポリプロピレンフイルムを用
いた場合を示したが、誘電体フイルムの材質はこ
れに限定されることなく、例えば、ポリカーボネ
イト、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリイソアミド、ポリスチレン、テフロン等
を、第一の誘電体フイルムよりも第二の誘電体フ
イルムの熱収縮率が大きくなる様に適宜選定して
組み合わせて使用することが可能であり、その場
合には選定した誘電体フイルムの材質や厚さ等に
応じた加熱条件（温度・時間等）を設定すればよ
い。

第１２図は従来の金属化フイルムコンデンサと
本発明の金属化フイルムコンデンサのコロナ放電
開始電圧を示すグラフであり、図中、本発明
（）は第５図及至第８図に示した実施例のコロ
ナ放電開始電圧、本発明（）は第９図乃至第１
１図に示した実施例のコロナ放電開始電圧であ
る。尚、試料としては、第一の誘電体フイルムの
幅が20mm、厚さが4μｍ、第二の誘電体フイルム
の幅が19mm、厚さが4μｍ、マージン部の幅が1.5
mmの金属化フイルムコンデンサを使用した。グラ
フから明らかな様に、従来のものにくらべ、第５
図乃至第８図の実施例のものは約1.6倍、第９図
乃至第１１図の実施例のものは約2.9倍のコロナ
放電開始電圧となつており、本発明の効果があら
われている。

以上述べた如く、本発明の金属化フイルムコン
デンサは、マージン部を形成した両面金属化フイ
ルムと、これよりも熱収縮率の大きい誘電体フイ
ルムとを密着させて積層巻回し、巻回端面に施し
たメタリコンと電極との間のマージン部に上記誘
電体フイルムを介在させた構成となつているの
で、含浸剤を含浸させた金属化フイルムコンデン
サの様に複雑な構造となつたり、また煩雑な作業
を行なうことなしに、金属化フイルム間の空気層
やマージン部の空隙が除去されるため、高いコロ
ナ放電開始電圧が得られる。従つて本発明の金属
化フイルムコンデンサは、コロナ放電に起因する
耐電圧の低下や誘電体フイルムの劣化が防止で
き、高耐電圧で長寿命、信頼性の高いものとな
り、使用条件の酷しい交流高圧用コンデンサ等に
有効に適合され得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は従来の金属化フイルムコン
デンサを示し、第１図は巻回途中の概略斜視図、
第２図はメタリコンを施した斜視図、第３図は第
２図の部分断面図、第４図は第３図の一部拡大図
であり、第５図乃至第８図は本発明の一実施例に
係る金属化フイルムコンデンサを示し、第５図は
巻回途中の概略斜視図、第６図は巻回後の部分断
面図、第７図は加熱プレス後の部分断面図、第８
図はメタリコンを施した部分拡大断面図、第９図
乃至第１１図は本発明の他の実施例に係る金属化
フイルムコンデンサを示し、第９図は巻回途中の
概略斜視図、第１０図は巻回後の部分断面図、第
１１図はメタリコンを施した部分断面図、第１２
図は従来の金属化フイルムコンデンサと本発明の
金属化フイルムコンデンサのコロナ放電開始電圧
を示すグラフである。 １…金属化フイルムコンデンサ、２，２′…マ
ージン部、３…第一の誘電体フイルム、４，４′，
４′ａ，４′ｂ…電極、５…金属化フイルム、６…
第二の誘電体フイルム、７…メタリコン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第一の誘導体フイルムの少なくとも側縁部に
   形成したマージン部を除いて両面に電極を被着し
   て成る金属化フイルムと、上記第一の誘導体フイ
   ルムよりも大きな熱収縮率を有する第二の誘導体
   フイルムとを積層巻回して金属化フイルムコンデ
   ンサ素子を形成し、該金属化フイルムコンデンサ
   素子を加圧加熱することによつて、上記金属化フ
   イルムと上記第二の誘導体フイルムとを密着させ
   るとともに、上記マージン部に上記第二の誘導体
   フイルムを介在させて上記マージン部によつて形
   成される空隙を埋め、更に上記金属化フイルムコ
   ンデンサ素子の巻回端面にメタリコンを施したこ
   とを特徴とする金属化フイルムコンデンサ。 ２ 電極をシリーズ構造にしたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の金属化フイルムコン
   デンサ。 ３ 第一の誘導体フイルムをポリエステルフイル
   ムとし、且つ第二の誘導体フイルムをポリプロピ
   レンフイルムとしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載の金属化フイルムコン
   デンサ。