JPS639654B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は誘電体フイルムの表面に金属電極を蒸
着により形成した金属化フイルムを巻回すること
により構成される金属化フイルムコンデンサに関
するものである。

従来、金属化フイルムコンデンサにおいては、
ポリプロピレンフイルム、ポリエステルフイル
ム、ポリカーボネートフイルムなどの誘電体フイ
ルムの片面または両面に、蒸着により金属の電極
を前記誘電体フイルムの幅方向の端部に0.5mm〜
５mm程度の絶縁溝部（通常、マージン部と呼ばれ
ており、以下マージン部という）を設けて形成す
ることにより金属化フイルムを得ている。

そして、このような金属化フイルムを用いてコ
ンデンサを得る場合、２枚の金属化フイルムを重
ねて巻回し、その巻回した金属化フイルムの両端
面にZn，Sn，Cu，Pbなどの金属材料を溶射して
電極引出部を形成し、その電極引出部にリード線
を溶接などにより接続してコンデンサ素子とする
か、または金属化フイルムを１枚１枚マージン部
が反対側にくるように積み重ね、そして前述の巻
回型のコンデンサと同様に電極引出してコンデン
サ素子としている。

ところで、このような巻回型、積層型のコンデ
ンサを生産性、コンデンサ特性などの面から詳細
に分析評価をすれば、それぞれ一長一短がある。
特に、特性上における大きな違いは、積層型のコ
ンデンサにおいては小容量コンデンサを並列に複
数個接続した構造となるため、使用中何らかの異
常により金属化フイルムの一部が破壊現象を起し
ても、１個のコンデンサ要素部分が機能を失なう
だけとなり、他のコンデンサ要素部分への影響は
ほとんど生じなく、この結果わずかな要量減少の
みとなる。このことは、非常に安全性の高い安全
機能付のコンデンサであると言えるのである。

一方、巻回型のコンデンサにおいては、従来か
らの一般的な設備で簡単に製造することができる
ため、現在の主流となつているものの、使用中に
何らかの異常により金属化フイルムの一部が破壊
現象を起すと、その破壊現象による容量変化は、
金属化フイルムの電極の減少した面積に比例した
減少のみであるため、初期の段階においては無視
できる程度であるが、この種の巻回型のコンデン
サは全体が１個のコンデンサであるため、一部の
破壊部分を核として止ることなく徐々に進行し、
逐には発煙発火に至つてしまう。このため、この
巻回型のコンデンサにおいては、何らかの安全装
置を付加しなければ、充分な安全性を確保するこ
とができない。

このような安全装置としては、異常時に発生す
る熱を利用した温度ヒユーズ方式、ガスを利用し
たケース、蓋等の変形方式、電流を利用した電流
ヒユーズ方式などのものが用いられていた。

しかしながら、このような熱、ガス、電流など
の異常をそれぞれのセンサが感知するためには、
一定以上の時間、ガス、熱、圧力などの力、量が
必要であり、このため従来の安全装置付のコンデ
ンサにおいては、外装は熱、機械強度の大きい金
属ケースで安全密閉構造が必要条件であつた。

また熱、ガス、電流などの異常を感知し、回路
を遮断する装置が必要なため、部品点数が多く、
製造上極めて困難であると同時に、高価格とな
る。さらに、外装ケースが金属でなければならな
いため、形状変更の要望への追従も容易ではな
く、また周辺機器への絶縁にも非常に注意を払わ
なければならないなど多くの欠点を持つていた。

本発明らはこのような現状に鑑み、巻回型のコ
ンデンサの持つ高い生産性と、積層型のコンデン
サの持つ高い安全性とを兼ね備えたコンデンサの
開発を進めた。その結果、第１図に示すように誘
電体フイルム１の幅方向の端部に設けたマージン
部２とは別個に、電極３をフイルムの長さ方向に
複数個の矩形の島状に分離するように前記マージ
ン部２につながるマージン部４を設けた金属化フ
イルム５を用い、そしてこのような金属化フイル
ム５を２枚重ね合せて巻回してコンデンサ素子６
を構成すれば、製造する時は巻回型のコンデンサ
と同様に製造することができ、また電極構造は積
層型と同様な構造となるため、等価的には第２図
のようになり、電極３の一部で破壊現象が生じて
も、全体に波及することがなく、発煙発火などの
事故を防ぐことができる。すなわち安全機能を持
たせられることを見出したのである。なお、第１
図において、７はコンデンサ素子６の端面に形成
した電極引出部、８はリード線である。

本発明においては、このような構造の金属化フ
イルムコンデンサにおいて、コンデンサ特性上、
安全機能上から最良のものを得るものであり、以
下本発明の内容について、説明する。

第３図に本発明の金属化フイルムコンデンサの
要部構造を示しており、すなわち金属化フイルム
５の電極３の静電容量に寄与する有効対向幅部分
３ａの蒸着金属の膜抵抗値を従来と同様の１〜５
Ω／□とし、電極引出部７との接触部分３ｂの膜
抵抗値を５〜30Ω／□としたものである。

このようなコンデンサにおいて、使用中に何ら
かの異常により金属化フイルム５の電極３の一部
が破壊すると、その破壊個所に瞬時に流れ込む電
流により電極引出部７との接触部分３ｂの蒸着金
属が第４図に示すように飛散し、導通が断たれる
こととなる。すなわち、並列に接続されている１
個のコンデンサ要素が機能を失うだけとなり、他
の小容量のコンデンサ群への影響はほとんどな
い。第５図は全ての小容量コンデンサ要素の回路
が遮断された場合の等価回路図である。

第６図に本発明による金属化フイルムコンデン
サの効果を確認するために、膜抵抗値別に安全性
動作試験を行つた結果を示している。この第６図
において、安全性確保率とは、室温〜120℃の雰
囲気中でコンデンサの定格電圧の３倍の電圧を印
加し続け、（安全性が確保された個数）／（試験
した全コンデンサの個数）×100の値を求めたもの
であり、Ａは発火、発煙がなくコンデンサが安全
にオープン状態になること、Ｂは前記要件に加え
てケース割れ、飛散、変形等の外観変化がないこ
とを判定した場合のものである。

この第６図から明らかなように、膜抵抗値が５
Ω／□を超えると、外観変化もなく、100％の安
全性を確保することができるが、電圧を印加する
ことによる劣化、コロナ放電等により電極３の消
失が発生し、コンデンサ特性が劣化してしまう。
このことから本発明においては、電極引出部７と
の接触部分３ｂの膜抵抗値のみを５Ω／□以上と
している。

また、第７図に電極３の有効対向幅部分３ａの
膜抵抗値を１〜５Ω／□とし、電極引出部７との
接触部分３ｂの膜抵抗値を変化させた場合の
JISC 4908に規定された断続耐用試験における静
電容量変化率を示している。

この第７図から明らかなように、電極引出部７
との接触部分３ｂの膜抵抗値が30Ω／□を超える
と、静電容量変化率が急激に大きくなつてしま
う。この結果は、蒸着金属の膜抵抗値が大きくな
ると、通常の使用時に流れる電流による発熱で
も、蒸着金属の飛散が発生するためであり、電極
引出部７と接触する接触部分３ｂの膜抵抗値は30
Ω／□以下としなければ、コンデンサとしての電
気特性が悪くなつてしまう。

すなわち、本発明の構造の金属化フイルムコン
デンサにおいては、電極３の電極引出部７と接触
する接触部分３ｂの膜抵抗値を５〜30Ω／□とす
ることにより、コンデンサ特性に悪影響を与える
ことなく、高い安全性を持たせることができるの
である。

なお、上記実施例においては、片面金属化フイ
ルムの場合を用いて説明したが、両面金属化フイ
ルムを用いる場合でも同様な効果を得ることがで
きる。また、誘電体としては、一般的に使用され
ているポリエステルフイルム、ポリプロピレンフ
イルム、コンデンサ紙、ポリスチレンフイルム等
の材料があり、また電極材料についてもアルミニ
ウム、亜鉛、銅、ニツケルクロム等がある。

以上のように本発明によれば、従来の巻回型の
コンデンサと同様な構造で、またコンデンサ特性
に悪影響を与えることなく信頼性の高い安全機能
を持たすことができ、これによつて安価で小形の
安全機能付の金属化フイルムコンデンサを得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による金属化フイルムコンデン
サの要部を示す斜視図、第２図は同コンデンサの
等価回路図、第３図は同コンデンサの要部構造を
示す断面図、第４図は同コンデンサにおいて、安
全機能が動作した場合の要部構造を示す断面図、
第５図はその場合の等価回路図、第６図および第
７図はそれぞれ本発明のコンデンサにおける効果
を説明するための特性図である。 １…誘電体フイルム、２，４…マージン部、３
…電極、３ａ…有効対向幅部分、３ｂ…接触部
分、５…金属化フイルム、６…コンデンサ素子、
７…電極引出部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 誘電体フイルムの表面に蒸着により電極を形
   成するとともに、その電極がフイルムの長さ方向
   に複数個の島状に分離されるように複数の絶縁溝
   部を設けて金属化フイルムを構成し、その金属化
   フイルムを巻回してコンデンサ素子を構成し、か
   つそのコンデンサ素子の両端面に電極引出部を形
   成した金属化フイルムコンデンサにおいて、前記
   電極の静電容量に寄与する有効対向幅部分の膜抵
   抗値を１〜５Ω／□とし、前記電極引出部と接触
   する部分の膜抵抗値を５〜30Ω／□としたことを
   特徴とする金属化フイルムコンデンサ。