KR101629851B1

KR101629851B1 - 금속화 필름 콘덴서

Info

Publication number: KR101629851B1
Application number: KR1020117018649A
Authority: KR
Inventors: 코지 타카가키
Original assignee: 니치콘 가부시키가이샤
Priority date: 2009-02-05
Filing date: 2010-02-04
Publication date: 2016-06-14
Also published as: CN102308350B; CN102915839B; KR20110113631A; CN102915840A; CN102915840B; US8593781B2; EP2395523A4; WO2010090245A1; EP2395523A1; CN102915841A; US20120002346A1; CA2751544A1; CN102915839A; CN102308350A; CA2751544C; CN102915841B

Abstract

고온에서의 양호한 보안성 및 내전압성을 가지는 금속화 필름 콘덴서를 제공한다. 금속화 필름의 길이방향을 따라서 복수의 절연슬릿에 의해 분할되어, 분할전극을 형성하는 분할 전극부와, 증착전극이 길이방향에 연속한 비분할 전극부가 금속화 필름의 필름 폭방향으로 교호로 배치되고, 분할전극의 각각이 인접하는 절연슬릿의 단부와 단부 사이에 형성된 퓨즈로 비분할 전극부에 접속된 구조나, 필름의 길이방향으로 배열한 절연슬릿에 의해 분할된 분할 전극부를 폭방향을 따라서 3열 이상 배치하고, 분할 전극부를 구성하는 각 분할전극을 인접하는 분할전극과 퓨즈로 접속하고, 필름 중앙측의 분할전극의 면적이 외측에 배치된 분할전극의 면적보다도 작은 구조를 갖는다.

Description

금속화 필름 콘덴서{METALIZED FILM CAPACITOR}

본 발명은 산업기기 및 자동차용 등의 인버터 회로의 평활용, 필터용으로 사용하는 금속화 필름 콘덴서에 관한 것이다.

종래의 금속화 필름 콘덴서는 도 1의 폴리프로필렌 필름(1)의 메탈리콘 근방 증착전극(2)을 두껍게, 비메탈리콘 근방 증착전극(3)을 얇게 증착하고, 메탈리콘과 대향하는 단부에 절연마진(4)을 형성한 금속화 필름이 사용되고 있다. 이 금속화 필름 콘덴서에서는 폴리프로필렌 필름의 절연파괴 시, 그 방전 에너지에 의해 절연파괴부 주변의 증착전극이 비산하고, 이것에 의해 절연파괴부의 절연을 회복시키는 자기 회복기능을 갖는다. 그러나, 고온ㆍ고전압에서는 절연파괴 수가 증가하기 때문에, 자기 회복기능이 충분히 수득되지 않고, 콘덴서가 쇼트모드에 도달하는 경우가 있다. 예를 들면 도 11에 나타내는 바와 같이, 유전체(플라스틱 필름) 상에 증착 금속막을 가지는 금속화 필름이 적층ㆍ권회(와인딩)되어 이루어지는 금속화 필름 콘덴서에 있어서는, 도면의 X표시가 있는 곳에서 유전체가 파괴되고, 셀프힐링(증착 금속의 비산)이 불충분할 경우, 파괴된 유전체 부분을 통해서 당해 금속화 필름의 하측에 배치된 금속화 필름 상의 증착 금속과 도통하게 된다.

인버터 회로의 평활용 콘덴서는 고온ㆍ고전압에서 사용되는 동시에, 안전성의 요구가 강하고, 증착전극을 복수로 분할한 금속화 필름이 채용되고 있다(예를 들면 특허문헌 1∼3 참조). 이러한 분할전극이 형성된 금속화 필름의 예를 도 2의 (A)∼(C)에 나타낸다.

도 2의 (A)에서는 금속화 필름의 메탈리콘 접속부(10)와 폭방향에 있어서 대향하는 단부에는 절연마진(12)이 형성되고, 폭방향 절연슬릿(5)과, 길이방향 절연슬릿(6)에 의해 분할전극(7)이 형성되어 있다. 이들 분할전극(7) 상호 간은 퓨즈(8)에 의해 병렬로 접속되어 있다. 또, 메탈리콘 근방 증착전극은 길이방향의 절연슬릿(9)에 의해 메탈리콘 접속부(10)와 분할전극(7)을 분리한 구성으로 하고, 메탈리콘 접속부(10)와 분할전극(7)은 퓨즈(11)로 접속되어 있다.

도 2의 (B)에서는 금속화 필름의 메탈리콘 접속부(10a)와 폭방향에 있어서 대향하는 단부에는 절연마진(12a)이 형성되고, Y자형 절연슬릿(13a)에 의해 허니콤상의 분할전극(7a)이 형성되어 있다. 이들 분할전극(7a) 상호 간은 퓨즈(8a)에 의해 병렬로 접속되어 있다.

도 2의 (C)에서는 금속화 필름의 메탈리콘 접속부(10b)와 폭방향에 있어서 대향하는 단부에는 절연마진(12b)이 형성되고, 뮐러-리어형 절연슬릿(14a)에 의해 허니콤상의 분할전극(7b)이 형성되어 있다. 이들 분할전극(7b) 상호 간은 퓨즈(8b)에 의해 병렬로 접속되어 있다.

이러한 분할전극을 가지는 금속화 필름을 사용한 금속화 필름 콘덴서에 유전체의 절연파괴가 발생하였을 경우, 상기한 자기 회복기능을 갖는다. 동시에, 금속화 필름 콘덴서의 자기 회복기능을 뛰어넘는 절연파괴가 발생한 경우에도, 주위의 분할전극으로부터 절연파괴가 발생한 분할전극에 전류가 흘러들어, 퓨즈부의 증착전극을 비산시키고, 절연파괴가 발생한 분할전극이 다른 분할전극과 분리되어 절연을 회복시키는 기능을 가지고, 높은 안전성이 확보되어 있다.

또, 분할전극 면적을 작게 하면 퓨즈동작에 의한 용량감소를 억제할 수 있고, 콘덴서의 장기 수명화가 가능하게 된다. 그렇지만, 너무 세분화되면, 분할전극의 에너지가 작아지고, 절연파괴가 발생하였을 경우, 퓨즈동작이 하기 어려워져서, 콘덴서의 안전성이 저하한다. 이 현상은 온도가 높아질수록 현저해진다.

또, 분할전극 면적을 작게 하면, 퓨즈의 수가 증가하게 되지만, 퓨즈는 분할전극과 비교해서 고저항이기 때문에, 콘덴서의 발열이 증가하는 것이 보고되고 있다(예를 들면, 특허문헌 4 참조). 이러한 자기발열의 증가는 내전압 성능이나 보안성능이 저하되는 원인이 된다. 특히 콘덴서 소자의 중심은 자기발열에 의해 가장 온도가 상승하고, 다른 부분보다도 내전압 성능이나 보안성능이 열화된다.

그래서, 상기의 불량을 개선하기 위해서, 분할 전극부와, 분할되어 있지 않은 면적이 큰 전극(비분할 전극부)을 집약 배치하는 수단이 고안되고 있다(예를 들면, 특허문헌 5 참조). 이 특허문헌 5에 기재된 금속화 필름 콘덴서에서는, 절연마진측에 슬릿에 의해 구획된 복수의 분할전극이 형성되고, 단자 접속부측(메탈리콘 접속부측)에 비분할 전극부가 형성되어 있다. 그리고 복수의 분할전극은 절연마진에 근접함에 따라서, 증착전극의 면적이 작아지도록 구성되어 있다.

일본 공개특허공보 H08-250367호 일본 공개특허공보 H11-26281호 일본 공개특허공보 H11-26280호 일본 공개특허공보 2003-338422호 일본 공개특허공보 2005-12082호

그런데, 자동차용으로서 인버터 회로의 평활용 등에 사용되는 콘덴서는 고온, 고주파, 고전압으로 사용되고, 소형화와 고도의 안전성이 요구되고 있다. 이 때문에, 유전체 필름의 두께를 얇게 해서 콘덴서를 소형화하고, 또한 고온영역에서의 내전압 성능의 향상 및 안전성을 실현시키지 않으면 안 된다.

그렇지만, 상기 특허문헌 5에 기재된 금속화 필름 콘덴서에서는 절연마진측에 비교적 전극면적이 작은 분할전극을 길이방향으로 배열한 분할 전극부(소분할 전극부)를 집약하는 한편, 단자 접속부측에 비교적 전극면적이 큰 분할전극을 길이방향으로 배열한 분할 전극부(대분할 전극부) 및 비분할 전극부를 배치하고 있으므로, 고온 시에서의 보안성이 반드시 충분하게 확보되어 있는 상황이 되어있지는 않았다. 구체적으로는, 소분할 전극부에서 절연파괴가 발생하였을 경우, 절연파괴가 발생한 소분할 전극부를 구성하는 분할전극에 인접하는 분할전극에서 퓨즈를 동작시킬 만큼의 충분한 전류가 흘러들지 않고, 특히 고온 시에 있어서 퓨즈를 동작시킬 수 없을 우려가 있었다.

또, 분할전극을 형성(절연슬릿에 의해 전극을 분할)하기 위해서 마스킹 오일을 금속화 필름에 도포할 필요가 있지만, 증착 시에 부착된 잔존 마스킹 오일이 영향을 주어, 소분할 전극부, 대분할 전극부 및 비분할 전극부의 사이에서 금속화 필름의 미끄러짐성에 차이가 발생하고 있었다.

그렇지만, 상기 특허문헌 5에 기재된 금속화 필름 콘덴서에서는 비분할 전극부, 대분할 전극부 및 소분할 전극부가 차례로 절연마진측에서 단자 접속부측에 걸쳐서 폭방향으로 배열하고 있기 때문에, 금속화 필름 상의 절연슬릿의 위치가 폭방향에 있어서 크게 치우치고 있었다. 그 결과, 금속화 필름의 미끄러짐성이 폭방향에 있어서 현저하게 상위하고, 금속화 필름의 와인딩 시, 소자 와인딩 상태에 불균일을 발생해서 고온에서의 내전압성에 영향을 미치게 되는 경우가 있었다.

또, 상기 특허문헌 5에 기재된 금속화 필름 콘덴서에서는 금속화 필름의 용량을 형성하는 유효 전극부를 흐르는 전류를 절연마진에 근접함에 따라서 작게 하여, 발열을 저감시키고 있지만, 고온영역에서의 내전압 성능이 반드시 충분하게 확보되어 있는 상황은 되어 있지 않았다. 즉, 콘덴서 소자의 중심부는 자기발열에 의해 가장 온도가 상승하고, 다른 부분보다도 내전압 성능이나 보안 성능이 열화하는 것이 알려져 있지만, 상기 특허문헌 5에 기재된 금속화 필름 콘덴서에서는, 콘덴서 소자의 중심부의 자기 발열을 충분하게 억제할 수 없고, 내전압 성능이 저하하는 우려가 있었다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 고온에서의 양호한 보안성 및 내전압성을 가지는 금속화 필름 콘덴서를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기의 과제를 해결하는 것으로서, 본원 제 1 발명은, 유전체 필름의 적어도 편면에 증착전극을 형성한 금속화 필름을 와인딩, 또는 적층해서 콘덴서 소자를 형성하고, 그 콘덴서 소자의 양단면에 전극 리드아웃용의 메탈리콘을 접속한 금속화 필름 콘덴서에 있어서, 상기 금속화 필름이 적어도 3개의 전극부를 포함하고, 상기 금속화 필름의 길이방향으로 배열한 복수의 절연슬릿에 의해 상기 증착전극이 분할되어 분할전극을 형성하는 분할 전극부와, 상기 증착전극이 길이방향으로 연속한 비분할 전극부가 상기 금속화 필름의 폭방향으로 교호로 배치되어, 상기 적어도 3개의 전극부를 형성하고 있으며, 상기 분할 전극부의 세그먼트에 상당하는 분할전극의 각각이, 인접하는 상기 절연슬릿의 단부와 단부 사이에 형성된 퓨즈로 상기 비분할 전극부에 접속되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같이 구성된 발명에 의하면, 증착전극이 절연슬릿에 의해 복수 개의 분할전극으로 분할되고, 분할전극의 각각이 퓨즈에 의해, 증착전극이 길이방향으로 연속한 비분할 전극부에 접속된다. 그리고 이러한 분할 전극부와 비분할 전극이 금속화 필름의 폭방향으로 교호로 배치되어 있다. 이 때문에, 분할 전극면적을 작게 하여도(분할 전극부를 세분화하여도), 안정된 보안성을 얻을 수 있고, 퓨즈동작에 의한 용량감소를 억제할 수 있다. 즉, 분할 전극부의 세분화에 의해 퓨즈동작에 의한 용량감소를 억제할 수 있어 바람직한 반면, 세분화하면 퓨즈동작이 곤란해져서, 보안성이 저하되어 버린다. 이에 대해서 본 발명에 의하면, 분할 전극부에서 절연파괴를 일으켜도, 폭방향에 있어서 분할 전극부와 비분할 전극부가 교호로 배치하고 있고, 분할 전극부의 적어도 한쪽의 단부는 비분할 전극부에 인접하고 있으므로, 퓨즈에 충분한 전류가 흘러들어, 퓨즈를 확실하게 동작(퓨즈부의 증착전극을 비산)시키고, 절연파괴를 일으킨 분할 전극부를 분리할 수 있다. 이에 따라 분할전극을 작게 하여도 안정된 보안성이 수득된다.

또, 분할 전극부와 비분할 전극이 금속화 필름의 폭방향으로 교호로 배치되어 있기 때문에, 금속화 필름 상의 절연슬릿의 위치가 폭방향으로 치우치는 것을 방지하고, 금속화 필름의 미끄러짐성을 폭방향으로 평준화할 수 있다. 그 결과, 금속화 필름의 와인딩 시, 소자 와인딩 상태에 불균일이 발생하는 것을 억제하고, 고온시에 있어서의 양호한 내전압성을 확보할 수 있다. 따라서 고온(예를 들면, 100℃를 넘는 온도)에서의 양호한 보안성 및 내전압성을 가지는 금속화 필름 콘덴서를 제공할 수 있다.

여기에서, 콘덴서 소자가 금속화 필름을 2장 서로 포개서 이루어지는 한 쌍의 금속화 필름에 의해 형성되는 금속화 필름 콘덴서에 있어서는, 한 쌍의 금속화 필름의 한쪽에 형성된 비분할 전극부의 전부가 한 쌍의 금속화 필름의 다른 쪽에 형성된 분할 전극부에 대향하도록 구성하는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 한 쌍의 금속화 필름의 한쪽에 형성된 비분할 전극에 있어서 금속화 필름의 자기 회복기능(selfhealing 기능)을 뛰어 넘는 절연파괴가 발생한 경우에도, 대향하는 한 쌍의 금속화 필름의 다른 쪽에 형성된 분할전극에 인접하는 비분할 전극으로부터 충분한 전류가 분할전극에 흘러든다. 이 때문에, 한 쌍의 금속화 필름의 다른 쪽에 형성된 분할전극과 비분할 전극 사이에 형성된 퓨즈를 확실하게 동작(퓨즈부분의 증착전극을 비산)시키고, 당해 분할전극을 다른 분할전극으로부터 분리할 수 있다. 이에 따라 한 쌍의 금속화 필름의 한쪽에 형성된 비분할 전극에 있어서 절연파괴가 발생한 경우에도, 당해 비분할 전극의 절연을 회복할 수 있어, 콘덴서로서의 기능을 유지할 수 있다.

또, 전극 리드아웃용으로서 금속화 필름의 메탈리콘 접속부측에 비분할 전극부를 배치하는 것이 바람직하다. 메탈리콘 접속부측에 분할 전극부를 배치하면, 당해 분할 전극부에서 절연파괴가 발생하였을 경우, 당해 분할 전극부와 비분할 전극부를 접속하는 퓨즈가 동작하면, 분할 전극부에서의 전류통로가 완전하게 차단되고, 콘덴서로서 기능하지 않게 되는 경우가 있다. 이에 대해서 메탈리콘 접속부측에 비분할 전극부를 배치함으로써, 전극 리드아웃측의 비분할 전극(한 쌍의 금속화 필름의 한쪽에 형성된 비분할 전극)에 있어서 절연파괴가 발생한 경우에도, 대향하는 금속화 필름(한 쌍의 금속화 필름 중의 다른 족의 금속화 필름)에 형성된 분할전극과 당해 분할전극에 인접하는 비분할 전극을 접속하는 퓨즈가 동작하는 것에 의해, 콘덴서로서 기능하는 전극영역을 남길(비분할 전극으로부터의 전류통로를 확보한다.) 수 있다.

여기에서, 상기 금속화 필름 콘덴서로서 구체적으로 다음과 같은 태양으로 구성할 수 있다. 예를 들면, 금속화 필름이 메탈리콘 접속부와 폭방향 반대측의 단부에 증착전극이 형성되어 있지 않은 절연마진을 가지는 금속화 필름 콘덴서에 있어서는, 절연마진측에 복수의 Y자형 절연슬릿이 길이방향을 따라서 배열함으로써 그 Y자형 절연슬릿 간에 분할전극이 형성된 제1 분할 전극부와, Y자형 절연슬릿의 배열방향과 평행하게 뮐러-리어형 절연슬릿이 배치되고, 그 뮐러-리어형 절연슬릿 간에 분할전극이 형성된 제 2 분할 전극부를 구비하고, 제 1 분할 전극부와 제 2 분할 전극부 사이에 비분할 전극부를 형성하도록 구성할 수 있다. 여기에서, 제 2 분할 전극부를 폭방향으로 복수 개 형성하고, 복수의 제 2 분할 전극간에 비분할 전극부가 형성되도록 구성할 수도 있다. 또, 메탈리콘 접속부측에 복수의 Y자형 절연슬릿이 길이방향을 따라서 배열함으로써 그 Y자형 절연슬릿 간에 분할전극이 형성된 제 3 분할 전극부를 구비하고, 제 2 분할 전극부와 제 3 분할 전극부 사이에 비분할 전극부를 형성하도록 구성할 수 있다.

또, 절연마진측에 복수의 Y자형 절연슬릿이 길이방향을 따라서 배열함으로써 그 Y자형 절연슬릿 간에 분할전극이 형성된 절연마진측 분할 전극부와, 메탈리콘 접속부측에 복수의 Y자형 절연슬릿이 길이방향을 따라서 배열함으로써 그 Y자형 절연슬릿 간에 분할전극이 형성된 메탈리콘 접속부측 분할 전극부를 구비하고, 절연마진측 분할 전극부와 메탈리콘 접속부측 분할 전극부 사이에 비분할 전극부를 형성하도록 구성할 수도 있다.

또, 상기 과제를 해결하기 위한 본원 제 2 발명은, 유전체 필름의 적어도 편면에 증착전극을 형성한 금속화 필름을 와인딩, 또는 적층해서 콘덴서 소자를 형성하고, 그 콘덴서 소자의 양단면에 전극 리드아웃용의 메탈리콘을 접속한 금속화 필름 콘덴서에 있어서, 금속화 필름의 길이방향으로 간격을 두고 배열한 절연슬릿에 의해 증착전극이 복수의 분할전극으로 분할된 분할 전극부를 폭방향을 따라서 3열 이상 배치하고, 각 분할 전극부를 구성하는 복수의 분할전극의 각각은, 당해 분할전극을 길이방향으로 두는 절연슬릿 간에 형성된 퓨즈로 폭방향에 인접하는 분할전극과 접속되고, 폭방향 중앙부에 배치된 중앙측 분할 전극부를 형성하는 각 분할전극의 면적이, 중앙측 분할 전극부에 대해서 폭방향 외측에 배치된 외측 분할 전극부를 형성하는 각 분할전극의 면적에 비해서 작은 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본원 제 2 발명에 의하면, 폭방향 중앙부에 배치된 중앙측 분할 전극부를 형성하는 각 분할전극의 면적이, 중앙측 분할 전극부에 대해서 폭방향 외측에 배치된 외측 분할 전극부를 형성하는 각 분할전극의 면적에 비해서 작게 되어 있으므로, 금속화 필름을 와인딩, 또는 적층해서 형성된 콘덴서 소자의 중심부에 있어서의 분할전극 수가 증가한다. 그 결과, 콘덴서 소자의 중심부에 있어서의 전류경로가 증대되고, 소자 중심부의 전기저항이 저하된다. 이 때문에, 콘덴서 소자의 중심부의 자기발열에 의한 온도상승을 억제할 수 있다. 따라서 금속화 필름 콘덴서의 내전압 성능의 향상 및 장기 수명화를 도모할 수 있다.

여기에서, 중앙측 분할 전극부에 배열한 절연슬릿 상호간의 간격을 외측 분할 전극부에 배열한 절연슬릿 상호 간의 간격에 비해서 좁게 하는 것에 의해, 필름이 폭방향으로 길어지는 것을 억제하면서, 중앙측 분할 전극부를 형성하는 각 분할전극의 면적을 외측 분할 전극부를 형성하는 각 분할전극의 면적에 비해서 작게 할 수 있다.

또, 콘덴서 소자가 금속화 필름을 2장 서로 포개서 이루어지는 한 쌍의 금속화 필름에 의해 형성되는 금속화 필름 콘덴서에 있어서는, 한 쌍의 금속화 필름의 각각에 형성된 중앙측 분할 전극부 상호 간이 서로 겹치도록 구성하는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 금속화 필름을 2장 서로 포갠 경우에도, 한 쌍의 금속화 필름의 각각에 형성된 중앙측 분할 전극부 상호 간이 서로 겹침으로써, 콘덴서 소자의 중심부의 자기발열에 의한 온도상승을 효과적으로 억제할 수 있다.

또, 중앙측 분할 전극부에 배열한 각 절연슬릿을 길이방향으로 두고 인접하는 분할전극 상호 간을 퓨즈로 접속하고, 중앙측 분할 전극부를 형성하는 각 분할전극과 외측 분할 전극부를 형성하는 각 분할전극에 접속하는 퓨즈의 폭을, 중앙측 분할 전극부를 형성하는 각 분할전극 상호 간을 접속하는 퓨즈의 폭보다도 크게 하여도 좋다.이 구성에 의하면, 콘덴서 소자의 중심부에 있어서의 전류경로를 더 증가시켜, 새로운 자기발열의 억제를 도모할 수 있다. 또한 중앙측 분할 전극부를 형성하는 각 분할전극과 외측 분할 전극부를 형성하는 각 분할전극을 접속하는 퓨즈의 폭이, 중앙측 분할 전극부를 형성하는 각 분할전극 상호 간을 접속하는 퓨즈의 폭보다도 크게 함으로써, 분할전극 면적이 작게 퓨즈를 동작시키기 위해서 가지는 에너지가 작은 중앙측 분할전극에 있어서도 충분한 퓨즈의 동작성을 확보할 수 있다.

또, 상기 과제를 해결하기 위한 본원 제 3 발명은, 유전체 필름의 적어도 편면에 증착전극을 형성한 금속화 필름을 와인딩, 또는 적층해서 콘덴서 소자를 형성하고, 그 콘덴서 소자의 양단면에 전극 리드아웃용의 메탈리콘을 접속한 금속화 필름 콘덴서에 있어서, 상기 금속화 필름의 길이방향으로 간격을 두고 배열한 절연슬릿에 의해 상기 증착전극이 분할된 복수의 제1의 분할전극을 길이방향을 따라서 형성하는 소분할 전극부와, 상기 금속화 필름의 길이방향으로 간격을 두고 배열한 절연슬릿에 의해 상기 증착전극이 분할된 상기 제1의 분할전극보다도 전극면적이 큰 복수의 제2의 분할전극을 길이방향을 따라서 형성하는 대분할 전극부를 가지고, 상기 소분할 전극부 또는 상기 대분할 전극부가 상기 금속화 필름의 폭방향으로 복수 형성되는 동시에, 상기 금속화 필름의 폭방향에 있어서 상기 소분할 전극부가 상기 대분할 전극부에 인접해서 배치되고, 상기 복수의 제1의 분할전극의 각각은, 당해 제1의 분할전극을 길이방향으로 두는 절연슬릿 간에 형성된 퓨즈로 상기 제2의 분할전극과 접속되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같이 구성된 본원 제 3 발명에 의하면, 비교적 전극면적이 작은 복수의 제1의 분할전극의 각각이 퓨즈에 의해, 비교적 전극면적이 큰 제2의 분할전극에 접속된다. 그리고 금속화 필름의 폭방향에 있어서, 이러한 복수의 제1의 분할전극으로 구성된 소분할 전극부가 복수의 제2의 분할전극으로 구성된 대분할 전극부에 인접해서 배치되어 있다. 이 때문에, 제1의 분할전극의 적어도 한쪽의 단부는, 제1의 분할전극보다도 전극면적이 큰 제2의 분할전극에 퓨즈를 통해서 접속되므로, 제1의 분할전극에서 절연파괴가 발생한 경우에도, 그 제1의 분할전극에 인접하는 제2의 분할전극으로부터 퓨즈를 동작시킬 만큼의 충분한 전류가 흘러 들어, 퓨즈를 확실하게 동작(퓨즈부의 증착전극을 비산)시키고, 절연파괴를 일으킨 분할전극을 분리할 수 있다. 이에 따라 분할전극을 작게 하여도 안정된 보안성이 수득된다.

또, 소분할 전극부와 대분할 전극부가 금속화 필름의 폭방향에 교호로 배치되는 점에서, 금속화 필름 상의 절연슬릿의 위치가 폭방향으로 치우치는 것을 방지하고, 금속화 필름의 미끄러짐성을 폭방향에 평준화할 수 있다. 그 결과, 금속화 필름의 와인딩시, 소자 와인딩 상태에 불균일이 발생하는 것을 억제하고, 고온시에 있어서의 양호한 내전압성을 확보할 수 있다. 따라서 고온(예를 들면, 100℃을 넘는 것 같은 온도)에서의 양호한 보안성 및 내전압성을 가지는 금속화 필름 콘덴서를 제공할 수 있다.

여기에서, 소분할 전극부에 배열한 절연슬릿 상호 간의 간격을 대분할 전극부에 배열한 절연슬릿 상호 간의 간격에 비해서 좁게 하는 것에 의해, 필름이 폭방향으로 길어지는 것을 억제하면서, 제1의 분할전극의 면적을 제2의 분할전극의 면적에 비해서 작게 할 수 있다.

콘덴서 소자가 금속화 필름을 2장 서로 포개서 이루어지는 한 쌍의 금속화 필름에 의해 형성되는 금속화 필름 콘덴서에 있어서는, 한 쌍의 금속화 필름의 한쪽에 형성된 대분할 전극부의 전부가 한 쌍의 금속화 필름의 다른 쪽에 형성된 소분할 전극부에 대향하도록 구성하는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 한 쌍의 금속화 필름의 한쪽에 형성된 제2의 분할전극에 있어서 금속화 필름의 자기 회복기능(selfhealing 기능)을 뛰어 넘는 절연파괴가 발생한 경우에도, 대향하는 한 쌍의 금속화 필름의 다른 쪽에 형성된 제1의 분할전극에 인접하는 그 제1의 분할전극보다도 전극면적이 큰 제2의 분할전극으로부터 충분한 전류가 분할전극에 흘러든다. 이 때문에, 한 쌍의 금속화 필름의 다른 쪽에 형성된 제1의 분할전극과 제2의 분할전극 사이에 형성된 퓨즈를 확실하게 동작(퓨즈 부분의 증착전극을 비산)시키고, 당해 제2의 분할전극을 다른 분할전극으로부터 분리할 수 있다. 이에 따라, 한 쌍의 금속화 필름의 한쪽에 형성된 제2의 분할전극에 있어서 절연파괴가 발생한 경우에도, 당해 제2의 분할전극의 절연을 회복시킬 수 있고, 콘덴서로서의 기능을 유지할 수 있다.

또, 전극 리드아웃용으로서 금속화 필름의 메탈리콘 접속부측에 대분할 전극부를 배치하는 것이 바람직하다. 메탈리콘 접속부측에 소분할 전극부를 배치하면, 당해 소분할 전극부를 구성하는 제1의 분할전극에서 절연파괴가 발생하였을 경우, 당해 제1의 분할전극과 제2의 분할전극을 접속하는 퓨즈가 동작하면, 제1의 분할전극으로부터의 전류통로가 완전하게 차단되어, 콘덴서로서 기능하지 않게 되는 경우가 있다. 이에 대해서 메탈리콘 접속부측에 대분할 전극부를 배치함으로써, 전극 리드아웃측의 제2의 분할전극(한 쌍의 금속화 필름의 한쪽에 형성된 대분할 전극부를 구성하는 제2의 분할전극)에 있어서 절연파괴가 발생한 경우에도, 대향하는 금속화 필름(한 쌍의 금속화 필름 중의 다른 쪽의 금속화 필름)에 형성된 제1의 분할전극과 당해 제1의 분할전극에 인접하는 제2의 분할전극을 접속하는 퓨즈가 동작하는 것에 의해, 콘덴서로서 기능하는 전극영역을 남길 수 있다.

또, 상기 과제를 해결하기 위한 본원 제 4 발명은, 유전체 필름의 적어도 편면에 증착전극을 형성한 금속화 필름을 와인딩, 또는 적층해서 콘덴서 소자를 형성하고, 그 콘덴서 소자의 양단면에 전극 리드아웃용의 메탈리콘을 접속한 금속화 필름 콘덴서에 있어서, 상기 금속화 필름의 길이방향으로 간격을 두고 배열한 절연슬릿에 의해 상기 증착전극이 분할된 복수의 소분할 전극을 길이방향을 따라서 형성하는 소분할 전극부와, 상기 금속화 필름의 길이방향으로 간격을 두고 배열한 절연슬릿에 의해 상기 증착전극이 분할된 상기 소분할 전극보다도 전극면적이 큰 복수의 대분할 전극을 길이방향을 따라서 형성하는 대분할 전극부와, 상기 증착전극이 길이방향에 연속한 비분할 전극부를 구비하고, 상기 소분할 전극부로서 제 1 소분할 전극부와 제 2 소분할 전극부의 2개의 분할 전극부를 가지고, 상기 금속화 필름의 폭방향에 있어서 상기 제 1 소분할 전극부와 상기 제 2 소분할 전극부 사이에 상기 대분할 전극부가 인접해서 배치되고, 상기 복수의 소분할 전극의 각각은 그 소분할 전극을 길이방향으로 두는 절연슬릿 간에 형성된 퓨즈로 상기 대분할 전극 또는 상기 비분할 전극부와 접속되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같이 구성된 본원 제4 발명에 의하면, 금속화 필름의 폭방향에 있어서, 비교적 전극면적이 작은 복수의 소분할 전극으로 구성된 소분할 전극부가 비교적 전극면적이 큰 복수의 대분할 전극으로 구성된 대분할 전극부 및 비분할 전극부 중 어느 하나에 인접해서 배치된다. 그리고 복수의 소분할 전극의 각각이 퓨즈에 의해, 대분할 전극 또는 비분할 전극부에 접속된다. 이 때문에, 소분할 전극의 단부는 소분할 전극보다도 전극면적이 큰 대분할 전극 및 비분할 전극부 중 어느 하나에 퓨즈를 통해서 접속되므로, 소분할 전극에서 절연파괴가 발생한 경우에도, 그 소분할 전극에 인접하는 대분할 전극 또는 비분할 전극부에서 퓨즈를 동작시킬 만큼의 충분한 전류가 흘러들어, 퓨즈를 확실하게 동작(퓨즈부의 증착전극을 비산)시키고, 절연파괴를 일으킨 분할전극을 분리할 수 있다. 또, 상기한 효과를 발휘시키기 위해서, 대분할 전극부를 구성하는 제2의 분할전극의 면적은 소분할 전극부를 구성하는 제1의 분할 전극부의 면적의 2배 이상으로 하는 것이 바람직하다.

여기에서, 소분할 전극부로서 제 1 소분할 전극부와 제 2 소분할 전극부의 2개의 분할 전극부를 형성하고, 금속화 필름의 폭방향에 있어서 제 1 소분할 전극부와 제 2 소분할 전극부 사이에 대분할 전극부를 인접해서 배치하는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 제 1 소분할 전극부 또는 제 2 소분할 전극부에서 열ㆍ전압 등에 의한 유전체의 열화에 의해, 소분할 전극이 복수 개에 걸쳐서 퓨즈 동작한 경우에도, 전류경로가 극단적으로 흐트러지는 것을 방지할 수 있다. 즉, 금속화 필름의 폭방향에 있어서 제 1 소분할 전극부와 제 2 소분할 전극부 사이에 비분할 전극부를 인접해서 배치하였을 경우에는, 비분할 전극부에 증착전극을 분할하는 절연슬릿이 존재하지 않기 때문에, 소분할 전극이 복수 개에 걸쳐서 퓨즈 동작하였을 경우에, 전류경로가 극단적으로 흐트러질 우려가 있다. 그 결과, 콘덴서의 유전손실 및 등가직렬저항이 극단적으로 상승하는 가능성이 있었다. 이에 대해서 금속화 필름의 폭방향에 있어서 제 1 소분할 전극부와 제 2 소분할 전극부 사이에 대분할 전극부를 인접해서 배치하는 것에 의해, 대분할 전극부에 형성된 절연슬릿이 전류경로를 규제하고, 전류경로가 극단적으로 흐트러지는 것을 방지할 수 있다.

또, 콘덴서 소자가 금속화 필름을 2장 서로 포개서 이루어지는 한 쌍의 금속화 필름에 의해 형성되는 금속화 필름 콘덴서에 있어서는, 한 쌍의 금속화 필름의 한쪽에 형성된 대분할 전극부 및 비분할 전극부의 모든 전극면이 한 쌍의 금속화 필름의 다른 쪽에 형성된 소분할 전극부에 대향하도록 구성하는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 한 쌍의 금속화 필름의 한쪽에 형성된 대분할 전극 또는 비분할 전극부에 있어서 금속화 필름의 자기 회복기능(selfhealing 기능)을 뛰어 넘는 절연파괴가 발생한 경우에도, 대향하는 한 쌍의 금속화 필름의 다른 쪽에 형성된 소분할 전극에 인접하는 그 소분할 전극보다도 전극면적이 큰 대분할 전극 또는 비분할 전극부에서 충분한 전류가 소분할 전극에 흘러든다. 이 때문에, 한 쌍의 금속화 필름의 다른 쪽에 형성된 소분할 전극의 단부에 형성된 퓨즈를 확실하게 동작(퓨즈 부분의 증착전극을 비산)시키고, 절연파괴가 발생한 대분할 전극 또는 비분할 전극부를 다른 분할전극으로부터 분리할 수 있다. 이에 따라 한 쌍의 금속화 필름의 한쪽에 형성된 대분할 전극 또는 비분할 전극부에 있어서 절연파괴가 발생한 경우에도, 당해 대분할 전극 또는 비분할 전극부의 절연을 회복시킬 수 있고, 콘덴서로서의 기능을 유지할 수 있다.

또, 금속화 필름의 메탈리콘 접속부측에 비분할 전극부를 배치하는 것이 바람직하다. 메탈리콘 접속부측에 분할 전극부를 배치하면, 당해 분할 전극부에서 절연파괴가 발생하였을 경우, 당해 분할 전극부와 비분할 전극부를 접속하는 퓨즈가 동작하면, 분할 전극부에서의 전류통로가 완전하게 차단되어, 콘덴서로서 기능하지 않게 되는 경우가 있다. 이에 대해서 메탈리콘 접속부측에 비분할 전극부를 배치함으로써 비분할 전극(한 쌍의 금속화 필름의 한쪽에 형성된 비분할 전극)에 있어서 절연파괴가 발생한 경우에도, 대향하는 금속화 필름(한 쌍의 금속화 필름 중의 다른 쪽의 금속화 필름)에 형성된 소분할 전극과 그 소분할 전극에 인접하는 비분할 전극 또는 대분할 전극을 접속하는 퓨즈가 동작하는 것에 의해, 콘덴서로서 기능하는 전극영역을 남길(비분할 전극으로부터의 전류통로를 확보한다)수 있다.

　본 발명에 의하면, 고온에서의 양호한 보안성 및 내전압성을 가지는 금속화 필름 콘덴서를 제공할 수 있다.

도 1은 종래의 금속화 필름 콘덴서에 사용되고 있는 금속화 필름의 층구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 분할전극이 설치된 종래의 금속화 필름을 나타내는 평면도로서, (A)는 직사각형상의 분할전극, (B)는 Y자형 절연슬릿에 의해 형성된 허니콤상의 분할전극, (C)는 뮐러-리어형 절연슬릿에 의해 형성된 허니콤상의 분할전극이 설치된 금속화 필름을 나타내는 도면이다.
도 3은 본원 제 1 발명의 금속화 필름 콘덴서를 구성하는 금속화 필름으로, 분할전극과 비분할 전극이 교호로 배치된 예에 의한 평면도이다.
도 4는 본원 제 1 발명의 금속화 필름 콘덴서를 구성하는 금속화 필름으로, 분할전극과 비분할 전극이 교호로 배치된 다른 예에 의한 평면도이다.
도 5는 본원 제 1 발명의 금속화 필름 콘덴서를 구성하는 금속화 필름으로, 분할전극과 비분할 전극이 교호로 배치된 다른 예에 의한 평면도이다.
도 6은 분할전극이 설치된 비교예에 의한 금속화 필름을 나타내는 평면도이다.
도 7은 본원발명의 금속화 필름 콘덴서의 내부구조를 나타내는 도면이다.
도 8은 본원 제 1 발명의 금속화 필름 콘덴서를 구성하는 금속화 필름의 분할전극 위치에서의 절연파괴 시의 전류경로를 나타내는 도면이다.
도 9는 비교예에 의한 금속화 필름 콘덴서를 구성하는 금속화 필름의 분할전극 위치에서의 절연파괴 시의 전류경로를 나타내는 도면이다.
도 10은 본원 제 1 발명의 금속화 필름 콘덴서를 구성하는 금속화 필름의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 11은 종래의 금속화 필름 콘덴서의 층구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 12는 본원 제 1 발명의 금속화 필름 콘덴서에 있어서의 적층상태의 일례를 나타내는 도면이다.
도 13은 본원 제 1 발명의 금속화 필름 콘덴서에 있어서의 적층상태의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 14는 금속화 필름 콘덴서에 있어서의 적층상태의 비교예를 나타내는 도면이다.
도 15는 본원 제 2 발명의 금속화 필름 콘덴서를 구성하는 금속화 필름의 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 16은 본원 제 2 발명의 금속화 필름 콘덴서를 구성하는 금속화 필름의 다른 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 17은 본원 제 2 발명의 금속화 필름 콘덴서를 구성하는 금속화 필름의 변형형태를 나타내는 도면이다.
도 18은 본원 제 2 발명의 금속화 필름 콘덴서를 구성하는 금속화 필름의 다른 변형형태를 나타내는 도면이다.
도 19는 본원 제 3 발명의 금속화 필름 콘덴서를 구성하는 금속화 필름의 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 20은 본원 제 3 발명의 금속화 필름 콘덴서를 구성하는 금속화 필름의 분할전극 위치에서의 절연파괴 시의 전류경로를 나타내는 도면이다.
도 21은 비교예에 의한 금속화 필름 콘덴서를 구성하는 금속화 필름의 분할전극 위치에서의 절연파괴 시의 전류경로를 나타내는 도면이다.
도 22는 본원 제3 발명의 금속화 필름 콘덴서를 구성하는 금속화 필름의 다른 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 23은 본원 제3 발명의 금속화 필름 콘덴서를 구성하는 금속화 필름의 변형형태를 나타내는 도면이다.
도 24는 본원 제3 발명의 금속화 필름 콘덴서를 구성하는 금속화 필름의 다른 변형형태를 나타내는 도면이다.
도 25는 본원 제4 발명의 금속화 필름 콘덴서를 구성하는 금속화 필름의 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 26은 증착전극을 흐르는 전류경로의 개념도이다.
도 27은 본원 제 4 발명의 금속화 필름 콘덴서를 구성하는 금속화 필름의 비분할 전극위치에서의 절연파괴 시의 전류경로를 나타내는 도면이다.
도 28은 비교예에 의한 금속화 필름 콘덴서를 구성하는 금속화 필름의 비분할 전극위치에서의 절연파괴 시의 전류경로를 나타내는 도면이다.
도 29는 본원 제 4 발명의 금속화 필름 콘덴서를 구성하는 금속화 필름을 나타내는 도면이다.
도 30은 실시예 9에 따른 금속화 필름을 나타내는 도면이다.
도 31은 본원 제 4 발명의 금속화 필름 콘덴서를 구성하는 금속화 필름의 변형형태를 나타내는 도면이다.
도 32는 본원 제 4 발명의 금속화 필름 콘덴서를 구성하는 금속화 필름의 변형형태를 나타내는 도면이다.
도 33은 본원 제 4 발명의 금속화 필름 콘덴서를 구성하는 금속화 필름의 변형형태를 나타내는 도면이다.

우선, 본원 제 1 발명에 의한 실시예를 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

실시예 1∼4는 도 3∼5에 나타내는 바와 같이, (i) 금속화 필름의 길이방향을 따라서 일정 피치로 배열한 복수의 절연슬릿에 의해, 증착전극(증착 금속)이 복수의 세그먼트로 분할되어 이루어지는 분할 전극부와, 절연슬릿이 존재하지 않고, 증착전극이 길이방향에 연속한 비분할 전극부가 금속화 필름의 필름 폭방향으로 교호로 배치되어 이루어지고, (ii) 분할 전극부의 세그먼트에 상당하는 분할전극이 인접하는 절연슬릿의 단부와 단부 사이에 형성된 퓨즈에 의해 비분할 전극부에 접속되어 있다.

[ 실시예 1] 도 3, 「Y자형+뮐러-리어형(1열)」 절연슬릿, 피치 12.0mm

도 3은 본원 제 1 발명에 따른 금속화 필름 콘덴서의 하나의 실시예를 나타내는 도면이다. 도 3에 나타내는 한 쌍의 금속화 필름에 있어서는, 금속화 필름의 폭방향의 일단부(전극 형성영역)가 전극 리드아웃용의 메탈리콘이 접속되는 메탈리콘 접속부를 구성하고, 다른 쪽 단부에 절연마진(금속화 필름의 폭방향의 한쪽 단부에서 증착전극이 형성되지 않고 있는 영역)(12)이 형성되어 있다. 금속화 필름의 절연마진(12)측에는, 복수의 Y자형 절연슬릿(13)(폭 0.2mm)이 길이방향으로 일정 피치로 배열되어 있다. Y자형 절연슬릿(13)의 기단부는 절연마진(12)에 결합하고 있다. 이렇게 배열한 Y자형 절연슬릿(13)을 구비한 분할 전극부(본원 제 1 발명의 「제 1 분할 전극부」에 상당)는 그 Y자형 절연슬릿(13)에 의해 증착전극이 복수의 세그먼트로 분할되고, 그 Y자형 절연슬릿(13) 사이에 분할전극(15)을 형성한다. 서로 인접하는 Y자형 절연슬릿(13)의 단부(메탈리콘 접속부측)와 단부(메탈리콘 접속부측) 사이에 형성된 전극영역은 퓨즈(18)를 구성한다.

또, 상기 Y자형 절연슬릿(13)과 동일한 피치로, 그 Y자형 절연슬릿의 배열방향과 평행하게 1열의 뮐러-리어형(폭방향으로 연장되는 소정길이의 선분의 양단에 안쪽을 향한 살깃을 가지는 형상)절연슬릿(14)(폭 0.2mm)이 배열되어 있다. 이렇게 배열한 뮐러-리어형 절연슬릿(14)을 구비한 분할 전극부(본원 제 1 발명의 「제 2 분할 전극부」에 상당)는 그 뮐러-리어형 절연슬릿(14)에 의해 증착전극이 복수의 세그먼트로 분할되고, 그 뮐러-리어형 절연슬릿(14) 사이에 분할전극(16)을 형성한다. 서로 인접하는 뮐러-리어형 절연슬릿(14)의 단부(양단)와 단부(양단) 사이에 형성된 전극영역은 퓨즈(18)를 구성한다.

제 1 분할 전극부와, 폭방향에 있어서 제 1 분할 전극부와 이간하면서 대향하는 제 2 분할 전극부 사이에, 비분할 전극부(17)가 형성되어 있다. 비분할 전극부(17)에는 절연슬릿이 존재하지 않고, 증착전극이 길이방향으로 연속해서 형성되어 있다.

Y자형 절연슬릿(13)에 의해 분할된 분할전극(15)이 인접하는 Y자형 절연슬릿(13)과의 사이에 형성된 퓨즈(18)에 의해 비분할 전극부(17)에 접속되는 한편, 뮐러-리어형 절연슬릿(14)에 의해 분할된 분할전극(16)이 인접하는 뮐러-리어형 절연슬릿(14)과의 사이에 형성된 퓨즈(18)에 의해 비분할 전극부(17)에 접속된다.

분할전극(15, 16)을 필름 길이방향으로 분할하는 절연슬릿(13, 14)의 피치는 12.0mm이고, 또한, 분할전극(15)의 면적을 분할전극(16)의 반 정도로 해서 비분할 전극부(17)와 분할전극(15, 16)을 접속하고 있는 퓨즈(18)의 폭을 0.2mm로 하였다. 유전체는 2.5㎛의 폴리프로필렌 필름, 메탈리콘 접속부 증착전극의 막저항값을 4Ω/□, 메탈리콘 접속부 증착전극을 제외하는 비메탈리콘 근방 증착전극의 막저항값을 10Ω/□로 하였다.

상기의 금속화 필름을 메탈리콘 접속부와 절연마진이 대향하도록 2장 서로 포개서 와인딩해서 콘덴서 소자를 작성한다. 2장의 금속화 필름은 증착전극이 형성된 전극형성면을 동일한 방향을 향해서 서로 중첩된다. 즉, 증착전극간에 유전체 필름이 삽입되도록 증착전극과 유전체 필름이 적층방향으로 교호로 배치된다. 그리고 콘덴서 소자를 타원형으로 성형한 후, 소자의 양단부에 전극 리드아웃용의 메탈리콘을 형성해서 콘덴서 소자로 하였다. 또, 도 7에 나타내는 바와 같이 5개의 콘덴서 소자(25)를 전극판(26)으로 결선해서 리드아웃 단자(27)를 접속하고, 케이스(28)에 수납해서 에폭시 수지(29)를 충전, 경화해서 800㎌의 금속화 필름 콘덴서를 5개 제작하였다.

여기서, 금속화 필름을 2장 서로 포개서 이루어지는 한 쌍의 금속화 필름 중, 한쪽의 금속화 필름에 형성된 비분할 전극부의 전부가 다른 쪽의 금속화 필름에 형성된 분할 전극부에 대향하도록 구성하는 것이 바람직하다.이 구성에 의하면, 예를 들면 도 12에 나타내는 바와 같이 한 쌍의 금속화 필름(도면 중, 상층측에 위치하는 금속화 필름)의 한쪽에 형성된 비분할 전극에 있어서 금속화 필름의 자기 회복기능(selfhealing 기능)을 뛰어 넘는 절연파괴(X표시의 위치에서 유전체가 파괴)이 발생하였을 경우 (파괴한 유전체부분을 거쳐서 한 쌍의 금속화 필름 간에서 증착전극 상호 간이 도통하였을 경우)에도, 대향하는 한 쌍의 금속화 필름의 다른 쪽(도면 중, 하층측에 위치하는 금속화 필름)에 형성된 분할전극에 인접하는 비분할 전극(폭방향에 있어서 분할전극과 교호로 배치됨으로써 그 분할전극과 이웃하는 비분할 전극)에서 전류가 분할전극에 흘러든다. 이 때문에, 한 쌍의 금속화 필름의 다른 쪽에 형성된 분할전극과 비분할 전극과의 사이에 형성된 퓨즈가 동작(퓨즈 부분의 증착전극을 비산)하고, 당해 분할전극을 다른 분할전극으로부터 분리할 수 있다. 이에 따라, 한 쌍의 금속화 필름의 한쪽에 형성된 비분할 전극에 있어서 절연파괴가 발생한 경우에도, 당해 비분할 전극의 절연을 회복할 수 있고, 콘덴서로서의 기능을 유지할 수 있다.

[ 실시예 2] 도 3, 「Y자형+뮐러-리어형(1열)」 절연슬릿, 피치 6.0mm

도 3에 나타내는 금속화 필름의 분할전극(15, 16)을 필름 길이방향으로 분할하는 절연슬릿(13, 14)의 피치를 6.0mm로 한 이외는 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 금속화 필름 콘덴서를 제작하였다.

[ 실시예 3] 도 4, 「Y자형+뮐러-리어형(2열)」 절연슬릿, 피치 6.0mm

도 4에 나타내는 금속화 필름 콘덴서에 있어서는, 금속화 필름의 절연마진(12)측에 복수의 Y자형 절연슬릿(13)이 길이방향으로 일정 피치로 배열하고, 그 Y자형 절연슬릿(13) 사이에 분할전극(15)이 형성되어 있다. 또, Y자형 절연슬릿(13)과 같은 피치이고, 그 Y자형 절연슬릿(13)의 배열방향과 평행하게 2열의 뮐러-리어형 절연슬릿(14)이 배열되고, 그 뮐러-리어형 절연슬릿(14) 사이에 분할전극(16)이 형성되어 있다. 그리고 Y자형 절연슬릿(13)이 배열한 분할 전극부(제 1 분할 전극부)와, 그 제 1 분할 전극부에 폭방향에 있어서 이간하면서 대향하는, 하나의 뮐러-리어형 절연슬릿(14)이 배열한 분할 전극부(제2 분할 전극부)와의 사이, 및 하나의 뮐러-리어형 절연슬릿(14)이 배열한 분할 전극부(제2 분할 전극부)와, 그 뮐러-리어형 절연슬릿(14)에 폭방향에 있어서 이간하면서 대향하는 다른 뮐러-리어형 절연슬릿(14)이 배열한 분할 전극부(제 2 분할 전극부)와의 사이에, 비분할 전극부(17)가 형성되어 있다. 분할전극(15)과 비분할 전극부(17), 및 분할전극(16)과 비분할 전극부(17)는 퓨즈(18)에 의해 접속된다. 이렇게, 이 실시예에서는, 복수의 제 2 분할 전극부 사이에 비분할 전극부(17)가 형성되어 있다.

그리고, 도 4에 나타내는 금속화 필름을 사용하고, 그 분할전극(15, 16)을 필름 길이방향으로 분할하는 절연슬릿(13, 14)의 피치를 6.0mm로 하고, 또 분할전극(15)의 면적을 분할전극(16)의 반 정도로 한 이외는 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 금속화 필름 콘덴서를 제작하였다.

[ 실시예 4] 도 5, 「Y자형(대향 2열)」 절연슬릿, 피치 6.0mm

도 5에 나타내는 금속화 필름 콘덴서에 있어서는, 금속화 필름의 절연마진(12)측에 복수의 Y자형 절연슬릿(13)이 길이방향으로 일정 피치로 배열되어 있다. Y자형 절연슬릿(13)의 기단부는 절연마진(12)에 결합하고 있다. 이렇게 절연마진(12)측에 배열한 Y자형 절연슬릿(13)을 구비한 분할 전극부(「절연마진측 분할 전극부」에 상당)는 그 Y자형 절연슬릿(13)에 의해 증착전극이 복수의 세그먼트로 분할되고, 그 Y자형 절연슬릿(13) 사이에 분할전극(15)을 형성한다. 서로 인접하는 Y자형 절연슬릿(13)의 단부(메탈리콘 접속부(10) 측)와 단부(메탈리콘 접속부(10) 측) 사이에 형성된 전극영역은 퓨즈(18)를 구성한다.

한편, 금속화 필름의 메탈리콘 접속부(10) 측에 Y자형 절연슬릿(13)과는 다른 복수의 Y자형 절연슬릿(13)이 길이방향으로 일정 피치로 배열되어 있다. 이렇게 메탈리콘 접속부측에 측에 배열한 Y자형 절연슬릿(13)을 구비한 분할 전극부(「메탈리콘 접속부측 분할 전극부」에 상당)는 그 Y자형 절연슬릿(13)에 의해 증착전극이 복수의 세그먼트로 분할되고, 그 Y자형 절연슬릿(13) 사이에 분할전극(19)을 형성한다. 각 Y자형 절연슬릿(13)의 기단부(메탈리콘 접속부 측단부)는 Y자형 절연슬릿(13) 별로 설치된 길이방향으로 연장되는 절연슬릿(9)에 결합하고 있다. 서로 인접하는 Y자형 절연슬릿(13)의 단부(절연마진측)와 단부(절연마진측) 사이에 형성된 전극영역은 퓨즈(18)를 구성한다.

그리고 절연마진측 분할 전극부와 메탈리콘 접속부측 분할 전극부와의 사이에 비분할 전극부(17)가 형성되어 있다. 절연마진(12)측에 형성된 분할전극(15)이 인접하는 Y자형 절연슬릿(13) 사이에 형성된 퓨즈(18)에 의해 비분할 전극부(17)에 접속되는 한편, 메탈리콘 접속부측에 형성된 분할전극(19)이 인접하는 Y자형 절연슬릿(13) 사이에 형성된 퓨즈(18)에 의해 비분할 전극부(17)에 접속된다.

또 메탈리콘 접속부(10)측에도 퓨즈(18a)가 설치되어 있고, 그 퓨즈(18a)는, 메탈리콘 접속부(10)측의 Y자형 절연슬릿(13)의 기부의 길이방향으로 연장되는 절연슬릿(9) 사이에 형성되어 있다. 또, 상기 금속화 필름이 서로 포개지는 다른 쪽의 금속화 필름의 폭방향　중앙부에는, 뮐러-리어형 절연슬릿(14)이 일정 피치로 배열되고, 복수의 세그먼트로 이루어지는 분할전극(16)이 형성되어 있다.

도 5에 나타내는 금속화 필름의 분할전극(15, 16, 19)을 필름 길이방향으로 분할하는 절연슬릿(13, 14)의 피치를 6.0mm로 하고, 또한, 분할전극(15, 19)의 면적을 분할전극(16)의 반 정도로 해서 비분할 전극(17)과 상기 분할전극을 접속하고 있는 퓨즈(18)의 폭을 0.2mm로 하고, 메탈리콘 접속부측의 퓨즈의 폭을 0.15mm로 한 이외는 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 금속화 필름 콘덴서를 제작하였다.

[ 비교예 1] 도 6, Y자형-뮐러-리어형 결합 절연슬릿, 피치 12.0mm

도 6에 나타내는 금속화 필름에는, 절연마진(12)측에 Y자형 절연슬릿, 금속화 필름의 폭방향 중앙부에 뮐러-리어형 절연슬릿을 상기 Y자형 절연슬릿에 연결한 절연슬릿(20)을 금속화 필름의 길이방향으로 반복해서 형성되어 있다. 그리고 절연슬릿(20)에 의해 세그먼트로 분할된 분할전극(21, 22)을 금속화 필름의 폭방향 반 정도(절연마진(12) 측)의 범위에 형성하고, 분할전극(21)의 면적을 분할전극(22)의 반 정도로 하였다. 나머지의 금속화 필름의 폭방향 반 정도(메탈리콘 접속부측)는 비분할 전극(23)을 구성한다.

또, 금속화 필름의 분할전극(21, 22)을 금속화 필름 길이방향으로 분할하는 절연슬릿(20)의 피치를 12.0mm로 하고, 비분할 전극(23)과 상기 분할전극(22)을 접속하고 있는 퓨즈(18)의 폭을 0.2mm로 하였다. 상기 이외는 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 금속화 필름 콘덴서를 제작하였다.

[ 비교예 2] 도 6, Y자형-뮐러-리어형 결합 절연슬릿, 피치 6.0mm

도 6에 나타내는 분할전극금속화 필름의 절연슬릿(20)의 피치를 6.0mm로 한 이외는 상기 비교예 1과 동일한 조건으로 금속화 필름 콘덴서를 제작하였다.

[ 종래예 1] 도 2의 (A), 직사각형 절연슬릿, 피치 6.0mm

도 2의 (A)에 나타내는 금속화 필름의 분할전극(7)을 필름 길이방향으로 직사각형 모양으로 분할하는 절연슬릿(5)의 피치를 6.0mm로 하고, 또한 분할전극의 면적을 도 4의 분할전극(16)과 동일하게 하고, 분할전극을 접속하고 있는 퓨즈(8, 11)의 폭을 0.2mm로 한 이외는 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 금속화 필름 콘덴서를 제작하였다.

[ 종래예 2] 도 2의 (B), Y자형 절연슬릿에 의해 허니콤상 분할전극 형성

도 2의 (B)에 나타내는 금속화 필름의 허니콤상 분할전극(7a)을 가지고, 또하 분할전극의 면적을 도 4의 분할전극(16)과 동일하게 하고, 분할전극을 접속하고 있는 퓨즈(8a)의 폭을 0.2mm로 한 이외는 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 금속화 필름 콘덴서를 제작하였다.

[ 종래예 3] 도 2의 (C), 뮐러-리어형 절연슬릿에 의해 허니콤상 분할전극 형성

도 2의 (C)에 나타내는 금속화 필름의 분할전극(7b)을 뮐러-리어형 절연슬릿에 의해 허니콤상 분할하고, 또한 분할전극의 면적을 도 4의 분할전극(16)과 동일하게 하고, 분할전극을 접속하고 있는 퓨즈(8b)의 폭을 0.2mm로 한 이외는 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 금속화 필름 콘덴서를 제작하였다.

상기의 실시예 1∼4, 비교예 1, 2 및 종래예 1∼3의 시료를 각 5개 사용하고, 내용성(耐用性) 시험(온도 120℃, 750VDC, 1000시간 인가)을 실시하고, 시료의 정전용량 변화율[%]을 측정하였다. 그 시험 결과를 표 1에 나타낸다.

표 1에 분명하게 나타내는 바와 같이, 실시예 1∼4에서는 시험 종료시에 쇼트모드가 관찰되지 않는 것에 대해서, 비교예 1, 2 및 종래예 1∼3에서는 분할전극의 면적, 퓨즈 치수가 동일하여도, 시험 도중에 쇼트모드가 발생하고 있다. 이것은, 실시예에서는 증착전극이 복수 개의 분할전극으로 분할되고, 각각의 분할전극은 퓨즈에 의해 비분할 전극에 접속되고 있고, 분할전극과 비분할 전극이 필름 폭방향으로 교호로 배치되는 구조로 함으로써, 도 8에 나타내는 바와 같이 유전체의 폴리프로필렌 필름에 절연파괴가 발생하였을 경우, 절연파괴 부분(30)을 향해서 충분한 전류(31)가 흘러든다. 그 결과, 분할전극을 작게 해도 퓨즈를 확실하게 동작(퓨즈 부분의 증착전극을 비산)시키고, 분할전극을 분리하고, 안정된 보안성이 수득된다. 이에 대해서 도 9에 나타내는 종래의 분할전극 금속화 필름은 절연파괴가 발생하였을 경우, 절연파괴 부분(32)을 향해서 분할전극과 접속하고 있는 퓨즈에는 작은 전류(34) 밖에 흘러들지 않아, 퓨즈를 비산 분리시킬 수 없고, 쇼트모드 발생에 이르게 되는 것으로 생각된다.

여기에서, 분할전극 금속의 형성에는 마스킹 오일이 사용되는 것이 일반적이고, 비교예 1, 2에서는 분극 전극측에 마스킹 오일이 약간 존재하고, 비분할 전극측에 마스킹 오일이 존재하지 않기 때문에, 분할전극과 비분할 전극에서 폭방향으로 치우침이 있으면, 이것들의 부분에서는 금속화 필름의 마찰계수가 다르기 때문에, 분할전극과 비분할 전극의 미끄러짐성에 차이가 발생하여 소자 와인딩시에 주름이 발생하고, 이것에 따른 고온에서의 보안성이 악화된다.

이에 대해서 실시예와 같이 분할전극과 비분할 전극을 교호로 배치한 증착 패턴에서는 금속화 필름상의 절연슬릿의 위치가 폭방향으로 치우치는 것을 방지하고, 폭방향에 있어서 미끄러짐성을 평준화할 수 있으므로, 소자 와인딩 시의 주름 발생을 억제하고, 고온에서의 보안성도 안정하고, 생산성의 향상에도 연결된다. 따라서 본 실시예에 의하면, 분할전극 금속화 필름 콘덴서의 소형화와, 100℃를 넘는 고온에서 사용하여도 용량감소가 적고, 안정한 보안성을 얻을 수 있다.

또, 상기한 바와 같이 2장의 금속화 필름을 서로 포개는 경우에 있어서, 전극 리드아웃용으로서 금속화 필름의 메탈리콘 접속부측에 비분할 전극부를 배치하는 것이 바람직하다. 예를 들면 도 14에 나타내는 바와 같이 메탈리콘 접속부측(전극 리드아웃측)에 분할 전극부를 배치하면, 당해 분할 전극부에서 절연파괴(분할전극 중의 X표시의 위치에서 유전체가 파괴)가 발생하였을 경우, 당해 분할 전극부와 비분할 전극부를 접속하는 퓨즈가 동작하면, 분할 전극부에서의 전류통로가 완전하게 차단되어, 콘덴서로서 기능하지 않게 될 경우가 있다.

이에 대해서, 예를 들면 도 12에 나타내는 바와 같이, 메탈리콘 접속부측에 비분할 전극부를 배치함으로써, 전극 리드아웃측의 비분할 전극(한 쌍의 금속화 필름의 한쪽에 형성된 비분할 전극, 도 12에서는 상층측에 배치된 금속화 필름에 형성된 비분할 전극)에 있어서 절연파괴가 발생한 경우에도, 대향하는 금속화 필름(한 쌍의 금속화 필름 중의 다른 쪽의 금속화 필름, 도 12에서는 하층측에 배치된 금속화 필름)에 형성된 분할전극과 당해 분할전극에 인접하는 비분할 전극을 접속하는 퓨즈가 동작하는 것에 의해, 콘덴서로서 기능하는 전극영역을 남길(비분할 전극으로부터의 전류통로를 확보한다)수 있다.

또, 예를 들면 도 13에 나타내는 바와 같이, 비분할 전극의 복수 부분에서 절연파괴(비분할 전극중의 X표시의 위치에서 유전체가 파괴)가 발생하였을 경우라도, 대향한 금속화 필름의 퓨즈동작에 의해 상하 필름 간에서 도통한 전극영역을 다른 전극영역으로부터 분리하여, 콘덴서로서 기능시킬 수 있다.

또, 본 발명은 상기한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그 취지를 일탈하지 않는 한, 상기한 것 이외로 여러 변경을 실시하는 것이 가능하다. 예를 들면 도 3과 도 4에 나타내는 금속화 필름에 있어서, 메탈리콘 접속부측에 복수의 Y자형 절연슬릿을 길이방향을 따라서 배열함으로써, Y자형 절연슬릿 간에 분할전극을 형성한 분할 전극부(본원 제 1 발명의 「제 3 분할 전극부」에 상당)를 추가로 구비하고, 뮐러-리어형 절연슬릿(14) 사이에 분할전극이 형성된 분할 전극부(제 2 분할 전극부)과 제 3 분할 전극부 사이에 비분할 전극부를 형성하도록 구성할 수도 있다. 이에 따라 새로운 용량감소의 저감, 보안성의 향상을 도모할 수 있다.

또, 상기 실시형태에서는 분할 전극부와 비분할 전극부의 접속부에 퓨즈(18)가 폭방향을 따라서 형성되어 있지만, 도 10에 나타내는 바와 같이 절연슬릿을 사이에 두고 인접하는 분할전극과 분할전극을 접속하도록 퓨즈(18b)를 형성할 수 있다. 구체적으로는, 폭방향에 연장되는 절연슬릿의 중앙부분을 일부 절단하고, 절단부분에 증착전극을 형성함으로써 퓨즈(18b)를 형성할 수 있다. 이 경우, 길이방향에 인접하는 분할전극 상호 간을 접속하는 퓨즈(18b)의 최협부(最狹部)의 치수가, 분할전극과 비분할 전극부를 접속하는 퓨즈(18)의 최협부의 치수보다도 작은 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 분할 전극부에 절연파괴가 발생하였을 경우, 퓨즈(18b)로부터 우선적으로 비산하므로, 용량감소를 억제할 수 있다.

또, 상기 실시예에서는, 분할전극은 Y자형의 조합(오각형상), 뮐러-리어형의 조합(육각형, 허니콤상)이나 허니콤의 변형의 경우에 대해서 나타냈지만, 분할형태가 사각형 등의 동일한 반복의 경우도 마찬가지로 적은 용량감소로 양호한 보안성을 얻을 수 있었다.

또, 상기 실시예에서는, 절연슬릿을 길이방향을 따라서 일정 피치로 배열하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 길이방향을 따라서 변칙 피치로 배열 또는 절연슬릿을 임의로 배열할 수도 있다.

다음에, 본원 제 2 발명의 금속화 필름 콘덴서의 실시형태에 대해서, 도면을 사용하여 설명한다.

도 15는 본원 제 2 발명의 금속화 필름 콘덴서를 구성하는 금속화 필름의 실시형태를 나타내는 도면이다. 이 금속화 필름에서는, 메탈리콘 접속부(10)를 제외하는 금속화 필름의 거의 전폭에 걸쳐서 형성된 절연슬릿(35a)(T자형)과, 금속화 필름의 폭방향 중앙부에 있어서 절연슬릿(35a)과 평행하게 형성된 절연슬릿(35b)(I자형)이 금속 필름의 길이방향을 따라서 교호로 배열되어 있다.

이 절연슬릿(35a)과 절연슬릿(35b)에 의해 증착전극이 복수의 분할전극(39)(이하 「제1의 분할전극」이라고 한다.)으로 분할된 제1의 분할 전극부(본원 제 2 발명의 「중앙측 분할 전극부」에 상당)가 형성되어 있다. 또, 제1의 분할 전극부에 대해서 폭방향 외측(메탈리콘 접속부측과 절연마진측의 양측)에는, 한 쌍의 절연슬릿(35a)에 의해 증착전극이 복수의 분할전극(40)(이하 「제2의 분할전극」이라고 한다.)으로 분할된 제2의 분할 전극부(본원 제 2 발명의 「외측 분할 전극부」에 상당)가 형성되어 있다. 즉, 제1의 분할 전극부를 중심으로 분할 전극부가 폭방향으로 3열 배치되어 있다.

여기에서, 각 제1의 분할전극(39)은 당해 분할전극을 길이방향으로 두는 절연슬릿(35a)과 절연슬릿(35b) 사이에 형성된 퓨즈(18)에 의해 폭방향에 인접하는 분할전극, 즉 제2의 분할전극(40)에 접속되어 있다. 바꾸어 말하면, 각 제2의 분할전극(40)은 퓨즈(18)에 의해 폭방향에 인접하는 제1의 분할전극(39)에 접속되어 있다. 또 메탈리콘 접속부 근방의 증착전극에 있어서는 필름 길이방향을 따라서 연장되는 절연슬릿(9)에 의해 메탈리콘 접속부(10)와 제2의 분할전극(40)이 분리되고, 메탈리콘 접속부(10)와 제2의 분할전극(40)은 절연슬릿(9) 사이에 형성된 퓨즈(18a)에 의해 접속되어 있다.

제1의 분할 전극부에 배열한 절연슬릿 상호 간의 간격, 즉 절연슬릿(35a)과 절연슬릿(35b)의 간격은, 제2의 분할 전극부에 배열한 절연슬릿(35a) 상호 간의 간격에 비해서 좁고, 제1의 분할 전극부를 구성하는 각 제1의 분할전극(39)의 면적은 제2의 분할 전극부를 구성하는 각 제2의 분할전극(40)의 면적에 비해서 작다.

그리고, 실시예 1의 경우와 동일하게, 상기한 바와 같이 형성된 금속화 필름을 메탈리콘 접속부와 절연마진이 대향하도록 2장 서로 포개서 와인딩한다. 2장의 금속화 필름은 증착전극이 형성된 전극 형성면을 동일한 방향을 향해서 서로 포개진다. 즉, 증착전극 간에 유전체 필름이 삽입되도록 증착전극과 유전체 필름이 적층방향으로 교호로 배치된다. 그리고 와인딩된 금속화 필름을 타원형으로 성형한 후, 양단부(포개진 금속화 필름의 한쪽 단부와 다른쪽 단부)에 전극 리드아웃용의 메탈리콘을 형성해서 콘덴서 소자(25)로 한다. 그 후에 복수 개의 콘덴서 소자(25)를 전극판(26)으로 결선해서 리드아웃 단자(27)를 접속한다. 결선된 콘덴서 소자(25)를 케이스(28)에 수납하고, 케이스(28) 내에 수지(29)를 충전함으로써, 도 7에 나타나는 내부구조를 가진 금속화 필름 콘덴서가 수득된다.

이상과 같이 본 실시형태에 의하면, 필름 폭방향 중앙부에 배치된 제1의 분할 전극부를 형성하는 제1의 분할전극(39)의 각각의 전극면적이, 제1의 분할 전극부에 대해서 폭방향 외측에 배치된 제2의 분할 전극부를 형성하는 제2의 분할전극(40)의 각각의 전극면적에 비해서 작게 되어 있다. 이 때문에, 제1의 분할전극(39)의 개수가 제2의 분할전극(40)의 개수에 비해서 상대적으로 많아지고, 콘덴서 소자의 중심부에 있어서의 분할전극 수가 증가한다. 그 결과, 콘덴서 소자의 중심부에 있어서의 전류경로가 증가하고, 소자 중심부의 전기저항이 상대적으로 저하한다. 소자의 발열량은 전기저항에 비례하기 때문에, 소자 중심부의 전기저항을 작게함으로써 콘덴서 소자의 중심부의 자기발열에 의한 온도상승을 억제할 수 있다. 따라서 금속화 필름 콘덴서의 내전압 성능의 향상 및 장기 수명화를 도모할 수 있다.

또, 제1의 분할 전극부에 배열한 절연슬릿 상호 간의 간격, 즉 절연슬릿(35a)과 절연슬릿(35b)의 간격은, 제2의 분할 전극부에 배열한 절연슬릿(35a) 상호 간의 간격에 비해서 좁게 함으로써, 필름이 폭방향에 길어지는 것을 억제하면서, 제1의 분할전극(39)의 면적을 제2의 분할전극(40)의 면적에 비해서 작게 할 수 있다.

또, 금속화 필름을 2장 서로 포개서 이루어지는 한 쌍의 금속화 필름에 의해 금속화 필름 콘덴서를 형성할 때에, 한 쌍의 금속화 필름의 각각에 형성된 제1의 분할 전극부 상호 간이 서로 겹치도록 구성하는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 제1의 분할 전극부 상호 간이 서로 겹침으로써, 대향하는 금속화 필름의 폭방향 중앙부에도 전극면적이 작은 제1의 분할전극(39)이 배치되게 되고, 콘덴서 소자의 중심부의 자기발열에 의한 온도상승을 효과적으로 억제할 수 있다.

[ 실시예 5]

이하에, 본원 제2 발명의 금속화 필름 콘덴서의 실시예에 대해서 설명한다. 도 15에 있어서, 금속화 필름의 폭방향 중앙부근에 형성된 제1의 분할전극(39)의 길이방향 치수(39a)를 5.0mm, 폭방향의 다른 부분에 형성한 제2의 분할전극(40)의 길이방향 치수(40a)를 10.0mm로 하고, 필름 폭방향의 치수를 제1의 분할전극(39)에 대해서는 15mm, 제2의 분할전극(40)에 대해서는 20mm로 하고, 제1, 제2의 분할전극을 접속하고 있는 퓨즈(18, 18a)의 치수를 0.2mm로 하였다. 유전체는 2.5㎛의 폴리프로필렌 필름을 사용하고, 비메탈리콘 근방 증착전극막 저항값을 10Ω/□, 메탈리콘 접속부 증착전극막 저항값을 4Ω/□로 하였다.

상기한 바와 같이 형성된 금속화 필름을 메탈리콘 접속부와 절연마진이 대향하도록 2장 서로 포개서 와인딩하여, 타원형으로 성형한 후, 양단부에 전극 리드아웃으로서 메탈리콘을 형성해서 콘덴서 소자로 하였다. 또, 도 7에 나타내는 바와 같이, 5개의 콘덴서 소자(25)를 전극판(26)으로 결선해서 리드아웃 단자(27)를 접속하고, 케이스(28)에 수납해서 에폭시 수지(29)를 충전, 경화해서 800㎌의 금속화 필름 콘덴서를 제작하였다.

[ 비교예 3]

다음에, 금속화 필름 콘덴서의 비교예에 대해서 설명한다. 도 2의 (A)에 나타내는 금속화 필름의 분할전극(7)을 필름 길이방향으로 분할하는 절연슬릿(5)의 피치를 10.0mm로 하고, 필름 폭방향으로 분할하는 절연슬릿(6)의 피치를 18mm로 하고, 분할전극(7)을 접속하고 있는 퓨즈(8, 11)의 폭을 0.2mm로 하였다. 유전체는 2.5㎛의 폴리프로필렌 필름, 비메탈리콘 근방 증착전극막 저항값을 10Ω/□, 메탈리콘 접속부막 저항값을 4Ω/□이라고 하였다.

그 분할전극 금속화 필름을 메탈리콘 접속부와 절연마진이 대향하도록 2장 서로 포개서 와인딩하여, 타원형으로 성형한 후, 양단부에 전극 리드아웃으로서 메탈리콘을 형성해서 콘덴서 소자로 하였다. 또, 도 7에 나타내는 바와 같이, 5개의 그 콘덴서 소자(25)를 전극판(26)으로 결선해서 리드아웃 단자(27)를 접속하고, 케이스(28)에 수납해서 에폭시 수지(29)를 충전, 경화해서 800㎌의 금속화 필름 콘덴서를 제작하였다.

실시예 5 및 비교예 3에 대해서 각각, 시료를 5개 준비하고, 온도 상승시험(온도 100℃, 10㎑, 100A 통전), 및 내용성 시험(온도 110℃, 750VDC, 1000시간 인가)을 실시하였다. 시험 종료후, 시료의 정전용량 변화율을 측정하였다. 그 시험 결과를 표 2에 나타낸다.

표 2에 분명하게 나타나는 바와 같이, 실시예 5와 비교예 3을 비교하면, 실시예 5 쪽이 전류인가시의 온도상승 값이 낮다. 이것은, 실시예 5에서는, 금속화 필름 폭방향 중앙부에 제1의 분할전극(소면적 분할전극)을 배치하는 것에 의해, 콘덴서 소자의 중심부의 자기발열에 의한 온도상승을 억제할 수 있었던 것에 기인한다. 구체적으로는, 필름 폭방향 중앙부에 비교적 전극면적이 작은 분할전극이 배치됨으로써, 콘덴서 소자의 중심부에 있어서의 전류경로가 증가하고, 소자 중심부의 전기저항이 상대적으로 저하된다. 이에 따라 콘덴서 소자의 중심부에 있어서 전류에 기인하는 발열을 저감시킬 수 있다. 그 결과, 실시예 5는 비교예 3에 대해서, 상대적으로 온도상승을 억제할 수 있다. 또, 표 2의 시 결과에서, 실시예 5와 비교예 3을 비교하면, 실시예 5쪽이 내용성 시험후의 정전용량 감소값이 작은 것을 알 수 있다. 이것은 상기한 바와 같이 콘덴서의 자기발열이 저감된 것에 의해, 콘덴서의 내전압 성능이 향상한 것에 의한다.

도 16은 본원 제 2 발명의 금속화 필름 콘덴서를 구성하는 금속화 필름의 또 다른 실시형태를 나타내는 도면이다. 이 실시형태가 도 15에 나타나는 실시형태와 크게 다른 점은, 필름 폭방향 중앙부에 배치된 제1의 분할 전극부를 구성하는 제1의 분할전극(39)의 각각이 퓨즈(18b)로 접속되어 있다는 점이다. 또, 그 밖의 구성은 기본적으로 도 15에 나타나는 실시형태와 동일하기 때문에, 공통점에 대해서는 설명을 생략하고, 차이점에 대해서 설명한다.

제1의 분할 전극부(중앙측 분할 전극부)에 배열한 각 절연슬릿(35c)을 길이방향으로 두고 인접하는 제1의 분할전극(39) 상호 간이 퓨즈(18b)로 접속되어 있다. 제1의 분할 전극부를 형성하는 제1의 분할전극(39)과 제2의 분할 전극부를 형성하는 제2의 분할전극(40)을 접속하는 퓨즈의 폭(A)이 제1의 분할전극(39) 상호 간을 접속하는 퓨즈(18b)의 폭(B)보다도 크다.

이상과 같은 구성에 의하면, 퓨즈(18b)를 통해서 전류가 흐르고, 콘덴서 소자의 중심부에 있어서의 전류경로를 더욱 증가시키고, 가일층의 자기발열의 억제를 도모할 수 있다. 또, 퓨즈(18)의 폭을, 퓨즈(18b)의 폭보다도 크게 함으로써, 분할전극 면적이 작게 퓨즈를 동작시키기 위해서 갖는 에너지가 작은 중앙측 분할전극에 있어서도 충분한 퓨즈의 동작성을 확보할 수 있다.

또, 본원 제 2 발명은 상기한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그 취지를 일탈하지 않는 한, 상기한 것 이외로 여러 변경을 실시하는 것이 가능하다. 예를 들면 상기 실시형태에서는 제1의 분할전극(39)의 각각의 전극면적을 동일하다고 하고 있지만, 다르게 할 수 있다. 마찬가지로, 제2의 분할전극(40)(메탈리콘 접속부측과 절연마진측)의 각각의 전극면적을 동일하다고 하고 있지만, 다르게 할 수 있다. 요는, 폭방향 중앙부에 배치된 중앙측 분할 전극부를 형성하는 각 분할전극의 면적이, 중앙측 분할 전극부에 대해서 폭방향 외측에 배치된 외측 분할 전극부를 형성하는 각 분할전극의 면적에 비해서 작기만 하면 된다.

또, 금속화 필름을 2장 서로 포갤 때는, 동일한 전극 패턴을 가지는 금속화 필름 상호 간을 서로 포개는 것 이외에, 서로 다른 전극 패턴을 가지는 금속화 필름 상호 간을 서로 포갤 수 있다. 이 경우에도, 전극면적이 가장 작은 분할전극으로 구성된 중앙측 분할 전극부 상호 간이 대향하도록 금속화 필름을 서로 겹치게 하는 것이 바람직하다. 이에 따라 콘덴서 소자의 중심부의 자기발열에 의한 온도상승을 효과적으로 억제할 수 있다.

또, 상기 실시형태에서는 금속화 필름의 길이방향으로 간격을 두고 배열한 절연슬릿에 의해 증착전극이 복수의 분할전극으로 분할된 분할 전극부를 폭방향을 따라서 3열 배치하고 있지만, 분할 전극부의 배열수는 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면 도 17에 나타내는 바와 같이 금속화 필름을 형성할 수 있다.

도 17은 본원 제 2 발명의 금속화 필름 콘덴서를 구성하는 금속화 필름의 변형형태를 나타내는 도면이다. 도 17에서는, 분할 전극부를 폭방향에 따라서 5열 배치하고 있다. 구체적으로는, 폭방향 중앙부에 배치되고, 복수의 분할전극(41)으로 구성되는 중앙측 분할 전극부, 그 중앙측 분할 전극부의 폭방향 외측에 복수의 분할전극(42)으로 구성되는 제1의 외측 분할 전극부, 및 그 제1의 외측 분할 전극부의 폭방향 외측에 복수의 분할전극(43)으로 구성되는 제2의 외측 분할 전극부가 폭방향으로 배열되어 있다. 분할 전극부를 구성하는 각 분할전극은 서로 퓨즈(미도시)로 접속되어 있다. 분할전극(41)의 전극면적은 분할전극(42)의 전극면적에 비해서 작고, 분할전극(42)의 전극면적은 분할전극(43)의 전극면적에 비해서 작다.

이러한 구성에서도, 폭방향 중앙부에 배치된 중앙측 분할 전극부를 형성하는 각 분할전극의 면적이, 중앙측 분할 전극부에 대해서 폭방향 외측에 배치된 외측 분할 전극부를 형성하는 각 분할전극의 면적에 비해서 작게 되어 있으므로, 콘덴서 소자의 중심부에 있어서의 전류경로가 증가하고, 소자 중심부의 전기저항이 저하된다. 이 때문에, 콘덴서 소자의 중심부의 자기발열에 의한 온도상승을 억제할 수 있다.

또, 도 17에 있어서, 복수의 분할전극(43)으로 구성되고, 필름 폭방향에 있어서 가장 외측에 배치되는 제2의 외측 분할 전극부에 대해서는, 절연슬릿에 의해 증착전극을 분할하지 않고, 비분할 전극부로 할 수도 있다.

또, 분할 전극부를 폭방향으로 홀수열 배치하는 경우에 한하지 않고, 짝수열 배치하도록 구성할 수도 있다. 도 18은 분할 전극부를 폭방향에 4열 배치한 예를 나타내고 있다. 도 18에 나타내는 금속화 필름에서는 폭방향 중앙부에, 폭방향 외측에 배치된 외측 분할 전극부를 형성하는 각 분할 전극부(44)보다도 전극면적이 작은 분할전극(45)으로 구성된 중앙측 분할 전극부를 폭방향에 2열 배치하고 있다. 이러한 구성에서도, 필름 폭방향 중심을 사이에 두고 중앙측 분할 전극부가 배치됨으로써, 콘덴서 소자의 중심부에 있어서의 전류경로가 증가하고, 소자 중심부의 전기저항이 저하한다. 이 때문에, 콘덴서 소자의 중심부의 자기발열에 의한 온도상승을 억제할 수 있다.

도 19는 본원 제 3 발명의 금속화 필름 콘덴서를 구성하는 금속화 필름의 제1 실시형태를 나타내는 도면이다. 이 금속화 필름에는, 금속화 필름의 폭방향의 일단부(전극형성 영역)가 전극 리드아웃용의 메탈리콘이 접속되는 메탈리콘 접속부를 구성하고, 다른쪽 단부에 절연마진(금속화 필름의 폭방향의 한쪽단부에서 증착전극이 형성되지 않고 있는 영역)(52)이 형성되어 있다. 금속화 필름의 절연마진(52) 측에는, 복수의 T자상의 절연슬릿(53)이 길이방향으로 일정한 간격을 두고 배열되어 있다. 또 복수의 절연슬릿(53)에 대해서 필름 폭방향으로 소정의 간격을 두고, 복수의 절연슬릿(53)과 동일 피치로 복수의 절연슬릿(55)이 길이방향으로 일정한 간격을 두고 배열되어 있다. 그리고 일부의 절연슬릿(53, 55) 사이에 필름을 폭방향으로 관통하도록(절연마진(52)과 메탈리콘 접속부를 연결하도록) 관통형의 절연슬릿(54)이 형성되고, 절연슬릿(53) 및 (55)을 3개 두고, 절연슬릿(54)이 필름 길이방향으로 배열되어 있다. 절연슬릿(53, 54, 55)의 슬릿 폭은, 예를 들면 0.2mm로 형성된다. 각 절연슬릿(53, 54, 55)에 있어서 필름 길이방향으로 연장되는 슬릿 부분의 길이(절연슬릿(53)에 있어서의 (53a), 절연슬릿(54)에 있어서의 (54a), 절연슬릿(55)에 있어서의 (55a))는 동일하다.

상기 절연슬릿(53) 사이 및 절연슬릿(53)과 절연슬릿(54) 사이에 증착전극이 분할된 복수의 분할전극(61)(본원 제 3 발명의 「제1의 분할전극」에 상당)이 형성되고, 이들 복수의 분할전극(61)에 의해 제1의 소분할 전극부가 구성되어 있다. 또 절연슬릿(55) 사이 및 절연슬릿(55)과 절연슬릿(54) 사이에 증착전극이 분할된 복수의 분할전극(62)(본원 제 3 발명의 「제1의 분할전극」에 상당)으로 분할되고, 이들 복수의 분할전극(62)에 의해 제2의 소분할 전극부가 구성되어 있다. 또, 복수의 절연슬릿(54) 상호 간에 의해 증착전극이 복수의 분할전극(63, 64)(본원 제 3 발명의 「제2의 분할전극」에 상당)으로 분할되어 있다. 구체적으로는, 필름 폭방향에 있어서 제1의 소분할 전극부와 제2의 소분할 전극부 사이에 복수의 분할전극(63)에 의해 구성된 제1의 대분할 전극부가 형성되고, 메탈리콘 접속부측에 복수의 분할전극(64)에 의해 구성된 제2의 대분할 전극부가 형성되어 있다.

이들 4개의 분할 전극부는, 필름 폭방향을 따라서 절연마진(52) 측으로부터 메탈리콘 접속부에 걸쳐서 제1의 소분할 전극부, 제1의 대분할 전극부, 제2의 소분할 전극부 및 제2의 대분할 전극부의 차례로 소분할 전극부와 대분할 전극부가 필름 폭방향으로 교호로 배치되어 있다. 즉, 필름 폭방향에 있어서, 소분할 전극부는 대분할 전극부에 인접해서 배치되어 있다. 복수의 분할전극(61)의 각각은, 당해 분할전극(61)을 길이방향으로 두는 절연슬릿(53) 사이 및 절연슬릿(53)과 절연슬릿(54) 사이에 형성된 퓨즈(56)로 분할전극(63)과 접속되어 있다. 또 복수의 분할전극(62)의 각각은, 당해 분할전극(62)을 길이방향으로 두는 절연슬릿(55) 사이 및 절연슬릿(55)과 절연슬릿(54) 사이에 형성된 퓨즈(57, 58)로 각각, 분할전극(63, 64)과 접속되어 있다.

제1의 소분할 전극부에 배열한 절연슬릿 상호 간의 간격, 즉 절연슬릿(53) 사이 및 절연슬릿(53)과 절연슬릿(54)과의 간격은, 제1의 대분할 전극부에 배열한 절연슬릿(54) 상호 간의 간격에 비해서 좁고, 제1의 대분할 전극부를 구성하는 분할전극(63)의 전극면적은 제1 소분할 전극부를 구성하는 분할전극(61)의 전극면적보다도 크다. 또, 제2의 소분할 전극부에 배열한 절연슬릿 상호 간의 간격, 즉 절연슬릿(55) 사이 및 절연슬릿(55)과 절연슬릿(54)과의 간격은 제1의 대분할 전극부에 배열한 절연슬릿(54) 상호 간의 간격 및 제2의 대분할 전극부에 배열한 절연슬릿(54) 상호 간의 간격에 비해서 좁고, 제1 및 제2의 대분할 전극부를 구성하는 분할전극(63, 64)의 전극면적은 제1 및 제2의 소분할 전극부를 구성하는 분할전극(61, 62)의 전극면적보다도 크다.

상기한 바와 같이 형성된 금속화 필름을 메탈리콘 접속부와 절연마진이 대향하도록 2장 서로 포개서 와인딩하고, 도 7에 나타나도록 해서 타원형으로 성형한 후, 양단부에 전극 리드아웃용의 메탈리콘을 형성해서 콘덴서 소자(25)로 한다. 또, 그 후에 복수 개의 콘덴서 소자(25)를 전극판(26)으로 결선해서 리드아웃 단자(27)를 접속하고, 케이스(28)에 수납하고, 수지(29)를 충전함으로써 금속화 필름 콘덴서가 수득된다.

이상과 같이, 이 실시형태에 의하면, 금속화 필름의 폭방향에 있어서, 복수의 분할전극(제1의 분할전극)(61, 62)으로 구성된 소분할 전극부가, 복수의 분할전극(제2의 분할전극)(63, 64)으로 구성된 대분할 전극부에 인접해서 배치되어 있다. 이 때문에, 제1의 분할전극(61, 62)의 적어도 한쪽의 단부는, 제1의 분할전극(61, 62)보다도 전극면적이 큰 제2의 분할전극(63, 64)에 퓨즈를 통해서 접속되므로, 제1의 분할전극(61, 62)에서 절연파괴가 발생한 경우에도, 그 제1의 분할전극(61, 62)에 인접하는 제2의 분할전극(63, 64)으로부터 퓨즈를 동작시킬 만큼의 충분한 전류가 흘러들고, 퓨즈를 확실하게 동작(퓨즈부의 증착전극을 비산)시키고, 절연파괴를 일으킨 분할전극을 분리할 수 있다. 이에 따라 분할전극을 작게 해도 안정한 보안성이 수득된다.

또, 소분할 전극부와 대분할 전극부가 금속화 필름의 폭방향으로 교호로 배치되어 있기 때문에, 금속화 필름 상의 절연슬릿의 위치가 폭방향으로 치우치는 것을 방지하고, 금속화 필름의 미끄러짐성을 폭방향으로 평준화할 수 있다. 그 결과, 금속화 필름의 와인딩 시, 소자 와인딩 상태에 불균일이 발생하는 것을 억제하고, 고온시에 있어서의 양호한 내전압성을 확보할 수 있다.

또, 소분할 전극부에 배열한 절연슬릿 상호 간의 간격(절연슬릿(53)과 절연슬릿(54)의 간격 및 절연슬릿(54)과 절연슬릿(55)의 간격)이 대분할 전극부에 배열한 절연슬릿 상호 간의 간격(절연슬릿(54) 상호 간의 간격 및 절연슬릿(55) 상호 간의 간격)에 비해서 좁게 하는 것에 의해, 필름이 폭방향으로 길어지는 것을 억제하면서, 제1의 분할전극(61, 62)의 면적을 제2의 분할전극(63, 64)의 면적에 비해서 작게 할 수 있다.

또, 금속화 필름을 2장 서로 포개서 이루어지는 한 쌍의 금속화 필름에 의해 금속화 필름 콘덴서를 형성할 때에, 한 쌍의 금속화 필름의 한쪽에 형성된 대분할 전극부의 전부가 한 쌍의 금속화 필름의 다른 쪽에 형성된 소분할 전극부에 대향하도록 구성하는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 예를 들면 도 20에 나타내는 바와 같이 한 쌍의 금속화 필름(도면 중, 상층측에 위치하는 금속화 필름)의 한쪽에 형성된 제2의 분할전극에 있어서 금속화 필름의 자기 회복기능(selfhealing 기능)을 뛰어 넘는 절연파괴(X표시의 위치에서 유전체가 파괴)가 발생하였을 경우(파괴한 유전체 부분을 통해서 한 쌍의 금속화 필름 간에서 증착전극 상호 간이 도통하였을 경우)라도, 대향하는 한 쌍의 금속화 필름의 다른 쪽(도면 중, 하층측에 위치하는 금속화 필름)에 형성된 제1의 분할전극에 인접하는 그 제1의 분할전극보다도 전극면적이 큰 제2의 분할전극으로부터 전류가 분할전극에 흘러든다. 이 때문에, 한 쌍의 금속화 필름의 다른 쪽에 형성된 제1의 분할전극과 제2의 분할전극 사이에 형성된 퓨즈를 확실하게 동작(퓨즈 부분의 증착전극을 비산)시키고, 당해 제2의 분할전극을 다른 분할전극으로부터 분리할 수 있다. 이에 따라 한 쌍의 금속화 필름의 한쪽에 형성된 제2의 분할전극에 있어서 절연파괴가 발생한 경우에서도, 당해 제2의 분할전극의 절연을 회복할 수 있고, 콘덴서로서의 기능을 유지할 수 있다.

또, 상기한 바와 같이 2장의 금속화 필름을 서로 포개는 경우에 있어서, 전극 리드아웃용으로서, 금속화 필름의 메탈리콘 접속부측에 대분할 전극부를 배치하는 것이 바람직하다. 도 21에 나타내는 바와 같이 메탈리콘 접속부측(전극 리드아웃측)에 소분할 전극부를 배치하면, 당해 소분할 전극부를 구성하는 제1의 분할전극에서 절연파괴(분할전극중의 X표시의 위치에서 유전체가 파괴)가 발생하였을 경우, 당해 제1의 분할전극과 제2의 분할전극를 접속하는 퓨즈가 동작하면, 제1의 분할전극으로부터의 전류통로가 완전하게 차단되고, 콘덴서로서 기능하지 않게 되는 경우가 있다. 이에 대해서 메탈리콘 접속부측에 대분할 전극부를 배치함으로써, 전극 리드아웃측의 제2의 분할전극(한 쌍의 금속화 필름의 한쪽에 형성된 대분할 전극부를 구성하는 제2의 분할전극)에 있어서 절연파괴가 발생한 경우에서도, 대향하는 금속화 필름(한 쌍의 금속화 필름 중의 다른 쪽의 금속화 필름, 도 20에서는 하층측에 배치된 금속화 필름)에 형성된 제1의 분할전극과 당해 제1의 분할전극에 인접하는 제2의 분할전극를 접속하는 퓨즈가 동작하는 것에 의해, 콘덴서로서 기능하는 전극영역을 남길 수 있다.

[ 실시예 6]

이하에 본원 제3 발명의 금속화 필름 콘덴서의 실시예에 대해서 설명한다. 도 19에 있어서, 소분할 전극부를 구성하는 제1의 분할전극(61, 62)의 길이방향 치수(61a, 62a)를 5mm, 대분할 전극부를 구성하는 제2의 분할전극(63, 64)의 길이방향 치수(63a, 64a)를 20mm으로 하고, 필름 폭방향의 치수를, 제1의 분할전극(61, 62)에 대해서는 23mm, 제2의 분할전극(63, 64)에 대해서는 26mm로 하고, 제1, 제2의 분할전극을 접속하고 있는 퓨즈(56∼58)의 치수를 0.2mm로 하였다. 유전체는 2.5㎛의 폴리프로필렌 필름을 사용하고, 비메탈리콘 근방 증착전극막 저항값을 10Ω/□, 메탈리콘 접속부 증착전극막 저항값을 4Ω/□로 하였다.

상기한 바와 같이 형성된 금속화 필름을 메탈리콘 접속부와 절연마진이 대향하도록 2장 서로 포개서 와인딩하고, 타원형으로 성형한 후, 양단부에 전극 리드아웃으로서 메탈리콘을 형성해서 콘덴서 소자로 하였다. 또, 도 7에 나타내는 바와 같이 5개의 콘덴서 소자(25)를 전극판(26)으로 결선해서 리드아웃 단자(27)를 접속하고, 케이스(28)에 수납해서 에폭시 수지(29)를 충전, 경화해서 800㎌의 금속화 필름 콘덴서를 제작하였다.

도 22는 본원 제3 발명의 금속화 필름 콘덴서를 구성하는 금속화 필름의 다른 실시형태를 나타내는 도면이다. 이 실시형태가 이전의 실시형태로 크게 다른 점은, 이전의 실시형태(도 19)와는 다른 형상의 절연슬릿에 의해 증착전극을 분할하고, 제1의 분할전극과 그 제1의 분할전극보다도 전극면적이 큰 제2의 분할전극을 형성하고 있다는 점이다.

이 다른 실시형태에 따른 금속화 필름에서는, 필름 폭방향 중간 정도에 길이방향으로 배열한 복수의 뮐러-리어형(폭방향으로 연장되는 소정의 길이의 선분의 양단에 안쪽 방향의 살깃을 가지는 형상)의 절연슬릿(14)과, 절연마진(12) 측에 길이방향으로 배열한 복수의 Y자형의 절연슬릿(13)에 의하여, 각각 제1의 분할전극(36A, 36B)이 형성되어 있다. 또, Y자형 절연슬릿(13)과 뮐러-리어형 절연슬릿(14)은 길이방향으로 동일 피치로 배열하고, 복수의 Y자형 절연슬릿(13) 및 복수의 뮐러-리어형 절연슬릿(14) 중의 몇 개(1 이상)가 금속화 필름의 폭방향으로 관통해서 연장되어 결합되어, 관통형 절연슬릿(35)을 구성하고 있다(도 22에서는, 우측으로부터 2번째와 좌측으로부터 2번째의 위치에 있는 Y자형 절연슬릿(13)과 뮐러-리어형 절연슬릿(14)의 2부분이 각각, 금속화 필름의 폭방향으로 연장되어 결합되어 있다).

상기한 바와 같이 절연슬릿이 형성됨으로써, 복수의 분할전극(본원 제 3 발명의 「제1의 분할전극」에 상당)(36A)으로 구성된 제1의 소분할 전극부와 복수의 분할전극(본원 제3 발명의 「제1의 분할전극」에 상당)(36B)으로 구성된 제2의 소분할 전극부 사이에는, 분할전극(36A, 36B)보다도 큰 전극면적을 가지는 복수의 분할전극(본원 제 3 발명의 「제2의 분할전극」에 상당)(37A)으로 구성된 제1의 대분할 전극부가 형성되어 있다. 또, 제1의 소분할 전극부의 메탈리콘 접속부측에는, 분할전극(36B)보다도 큰 전극면적을 가지는 복수의 분할전극(본원 제 3 발명의 「제2의 분할전극」에 상당)(37B)으로 구성된 제2의 대분할 전극부가 형성되어 있다. 분할전극(36A)과 분할전극(37A) 사이, 분할전극(37A)과 분할전극(36B) 사이 및 분할전극(36B)과 분할전극(37B) 사이는 퓨즈(18)로 각각 접속되어 있다.

이 실시형태에서도 필름 폭방향을 따라서 절연마진(12) 측으로부터 메탈리콘 접속부에 걸쳐서 제1의 소분할 전극부, 제1의 대분할 전극부, 제2의 소분할 전극부 및 제2의 대분할 전극부의 차례로 소분할 전극부와 대분할 전극부가 필름 폭방향으로 교호로 배치되어 있다. 즉, 필름 폭방향에 있어서, 소분할 전극부는 대분할 전극부에 인접해서 배치되어 있다. 따라서 이 제2 실시형태에 의해도, 제1실시형태와 동일한 효과가 수득된다.

[ 실시예 7]

이하에 본원 제 3 발명의 금속화 필름 콘덴서의 실시예에 대해서 설명한다. 도 22에 나타내는 금속화 필름의 분할전극(제1의 분할전극)(36A, 36B)을 필름 길이방향으로 분할하는 절연슬릿(13, 14)의 피치를 12.0mm로 하고, 또한 분할전극(36A)의 면적을 분할전극(36B)의 반 정도로 하였다. 또, 각 분할전극을 접속하고 있는 퓨즈(18)의 폭을 0.2mm로 하였다. 유전체는 2.5㎛의 폴리프로필렌 필름, 비메탈리콘 근방 증착전극막 저항값을 10Ω/□, 메탈리콘 접속부 증착전극막 저항값을 4Ω/□로 하였다. 그리고 실시형태 1과 동일하게 하여, 이렇게 형성된 금속화 필름을 메탈리콘 접속부와 절연마진이 대향하도록 2장 서로 포개서 와인딩하고, 타원형으로 성형한 후, 양단부에 전극 리드아웃으로서 메탈리콘을 형성해서 콘덴서 소자로 하였다.

다음에, 본원 제 3 발명의 2개의 실시형태에 따른 금속화 필름 콘덴서의 특성예(이하, 각각 「실시예 6」 및 「실시예 7」)를 비교예와 대비하면서 설명한다. 본원 제3 발명의 2개의 실시형태에 따른 금속화 필름 콘덴서의 분할전극 치수(또는 절연슬릿의 피치), 퓨즈의 폭, 증착전극막 저항값에 관해서는 전술한 바와 동일하다.

[ 비교예4 ]

다음에, 금속화 필름 콘덴서의 비교예에 대해서 설명한다. 도 2의 (A)에 나타내는 금속화 필름의 분할전극(7)을 필름 길이방향으로 분할하는 절연슬릿(5)의 피치를 10.0mm로 하고, 필름 폭방향으로 분할하는 절연슬릿(6)의 피치를 18mm로 하고, 분할전극(7)을 접속하고 있는 퓨즈(8, 11)의 폭을 0.2mm로 하였다. 유전체는 2.5㎛의 폴리프로필렌 필름, 비메탈리콘 근방 증착전극막 저항값을 10Ω/□, 메탈리콘 접속부막 저항값을 4Ω/□로 하였다.

그 분할전극 금속화 필름을 메탈리콘 접속부와 절연마진이 대향하도록 2장 서로 포개서 와인딩하고, 타원형으로 성형한 후, 양단부에 전극 리드아웃으로서 메탈리콘을 형성해서 콘덴서 소자로 하였다. 또, 도 7에 나타내는 바와 같이 5개의 그 콘덴서 소자(25)를 전극판(26)으로 결선해서 리드아웃 단자(27)를 접속하고, 케이스(28)에 수납해서 에폭시 수지(29)를 충전, 경화해서 800㎌의 금속화 필름 콘덴서를 제작하였다.

실시예 6, 7 및 비교예 4에 대해서 시료를 준비하고, 내용성 시험(온도 110℃, 750VDC, 1000시간 인가)을 실시하였다. 시험 종료후, 시료의 정전용량 변화율을 측정하였다. 그 시험 결과를 표 3에 나타낸다.

표 3의 시험결과에서, 실시예 6, 7은 시험 종료시에 쇼트가 발생하지 않고 있는 것에 대해서, 비교예 4에서는 시험 도중에 쇼트가 발생하고 있다. 이것은, 실시예 6, 7에 따른 금속화 필름은 유전체의 폴리프로필렌 필름에 절연파괴가 발생하였을 경우, 퓨즈를 비산 분리시킬 만큼의 전류가 제2의 분할전극(비교적 전극면적이 큰 분할전극)으로부터 제1의 분할전극(비교적 전극면적이 작은 분할전극)에 흘러든다. 그 결과, 절연파괴를 일으킨 분할전극을 분리할 수 있고, 쇼트발생을 회피할 수 있다. 이에 대해서 비교예 4에 따른 금속화 필름은 절연파괴가 발생하였을 경우, 분할전극과 접속하고 있는 퓨즈에는 그 퓨즈를 비산 분리시킬 만큼의 전류가 흐르지 않고, 쇼트모드에 이르게 된다고 생각된다. 이렇게, 본원 제 3 발명의 금속화 필름 콘덴서에 의하면, 절연파괴를 일으킨 분할전극의 분리를 쉽게 하고, 안정한 보안성을 얻을 수 있다.

또, 본 발명은 상기한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그 취지를 일탈하지 않는 한, 상기한 것 이외로 여러 변경을 실시하는 것이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시예 6(도 19)에서는, 소분할 전극부(제1 및 제2의 소분할 전극부) 및 대분할 전극부(제1 및 제2의 대분할 전극부)의 필름 폭방향의 길이를 동일하게 하고, 절연슬릿(53)의 배열 피치와 절연슬릿(55)의 배열 피치를 동일하게 하고, 제1 및 제2의 소분할 전극부를 각각 구성하는 분할전극(제1의 분할전극)의 필름 길이방향의 길이, 및 제1 및 제2의 대분할 전극부를 각각 구성하는 분할전극(제2의 분할전극)의 필름 길이방향의 길이를 동일하게 하고 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면 도 23에 나타내는 바와 같이 금속화 필름을 구성할 수도 있다.

도 23은 본원 제 3 발명의 금속화 필름 콘덴서를 구성하는 금속화 필름의 변형형태를 나타내는 도면이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 소분할 전극부(제1 및 제2의 소분할 전극부) 및 대분할 전극부(제1 및 제2의 대분할 전극부)의 필름 폭방향의 길이를 서로 다르도록 금속화 필름을 구성할 수도 있다. 또 동 도면에 나타내는 바와 같이 제1 및 제2의 소분할 전극부를 각각 구성하는 분할전극(제1의 분할전극)의 필름 길이방향의 길이, 및 제1 및 제2의 대분할 전극부를 각각 구성하는 분할전극(제2의 분할전극)의 필름 길이방향의 길이를 서로 다르도록 금속화 필름을 구성할 수도 있다.

또, 상기 실시형태에서는 필름 길이방향으로 배열한 복수의 제1의 분할전극의 각각의 전극면적을 동일하게 하고 있지만, 다르게 할 수 있다. 마찬가지로, 필름 길이방향으로 배열한 제2의 분할전극의 각각의 전극면적을 동일하게 하고 있지만, 다르게 할 수 있다. 요는, 소분할 전극부를 구성하는 제1의 분할전극에 인접하고, 대분할 전극부를 구성하는 제2의 분할전극의 전극면적이 제1의 분할전극보다도 크기만 하면 된다.

또, 금속화 필름을 2장 서로 포갤 때는, 동일한 전극 패턴을 가지는 금속화 필름 상호 간을 서로 포개는 것 이외에, 서로 다른 전극 패턴을 가지는 금속화 필름 상호 간을 서로 포갤 수 있다. 이 경우에도, 한 쌍의 금속화 필름의 한쪽에 형성된 대분할 전극부의 전부가 한 쌍의 금속화 필름의 다른 쪽에 형성된 소분할 전극부에 대향하도록 금속화 필름을 서로 포개는 것이 바람직하다. 이에 따라 한 쌍의 금속화 필름의 한쪽에 형성된 제2의 분할전극에 있어서 절연파괴가 발생한 경우에서도, 당해 제2의 분할전극의 절연을 회복할 수 있고, 콘덴서로서의 기능을 유지할 수 있다.

또, 상기 실시예에서는 금속화 필름의 길이방향으로 간격을 두고 배열한 절연슬릿에 의해 증착전극이 복수의 분할전극으로 분할된 분할 전극부(소분할 전극부와 대분할 전극부)를 폭방향을 따라서 4열 배치하고 있지만, 분할 전극부의 배열수는 이것에 한정되지 않고, 3열 또는 5열 이상으로 할 수도 있다.

도 24는 본원 제 3 발명의 금속화 필름 콘덴서를 구성하는 금속화 필름의 다른 변형형태를 나타내는 도면이다. 도 24에서는, 분할 전극부를 폭방향을 따라서 3열 배치하고 있다. 구체적으로는, 복수의 분할전극(제1의 분할전극)(39)으로 구성된 소분할 전극부가 필름 폭방향 중앙부에 배치되고, 분할전극(39)보다도 전극면적이 큰 복수의 분할전극(제2의 분할전극)(40)으로 구성된 대분할 전극부가 소분할 전극부의 폭방향 양측에 인접해서 배치되어 있다. 소분할 전극부에 배열한 각 절연슬릿(35c)을 길이방으로 두고 인접하는 제1의 분할전극(39) 상호 간이 퓨즈(18b)로 접속되어 있다.

여기에서, 소분할 전극부를 형성하는 제1의 분할전극(39)과 대분할 전극부를 형성하는 제2의 분할전극(40)을 접속하는 퓨즈의 폭(A)을 제1의 분할전극(39) 상호 간을 접속하는 퓨즈(18b)의 폭(B)보다도 크게 할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 퓨즈(18b)를 통해서 전류가 흐르고, 콘덴서 소자의 중심부에 있어서의 전류 경로를 더욱 증가시켜, 자기발열의 억제를 도모할 수 있다. 또 퓨즈(18)의 폭을 퓨즈(18b)의 폭보다도 크게하는 것에 의해, 분할전극면적이 작게 퓨즈를 동작시키기 위해서 갖는 에너지가 작은 필름 중앙측 분할전극에 있어서도 충분한 퓨즈의 동작성을 확보할 수 있다.

도 25는 본원 제 4 발명의 금속화 필름 콘덴서를 구성하는 금속화 필름의 실시형태를 나타내는 도면이다. 금속화 필름에는, 금속화 필름의 폭방향(이하, 단순하게 「폭방향」이라고 한다.)의 일단부(전극형성 영역)가 전극 리드아웃용의 메탈리콘이 접속되는 메탈리콘 접속부(71)를 구성하고, 다른쪽 단부에 절연마진(금속화 필름의 폭방향의 한쪽단부에서 증착전극이 형성되지 않고 있는 영역)(72)이 형성되어 있다. 절연마진(72) 이외의 필름 표면영역에는 절연슬릿을 제거하고, 증착전극이 형성되어 있다.

금속화 필름의 절연마진(72)측에는, 복수의 T자상의 절연슬릿(73)이 금속화 필름의 길이방향(이하, 단순하게 「길이방향」이라고 한다)으로 일정한 간격을 두고 배열되어 있다. 또 길이방향으로 배열한 절연슬릿(73) 군의 메탈리콘 접속부측에는, 절연슬릿(73) 상호 간의 간격보다도 넓은(이 실시형태에서는 4배) 일정한 간격을 두고 복수의 T자상의 절연슬릿(74)이 길이방향으로 배열되어 있다. 또, 길이방향으로 배열한 절연슬릿(74) 군의 메탈리콘 접속부측에는, 절연슬릿(74) 상호 간의 간격보다도 좁은(이 실시형태에서는 약 3분의 1배) 일정한 간격을 두고 복수의 T자상의 절연슬릿(75)이 길이방향으로 배열되어 있다. 그리고 길이방향으로 배열한 절연슬릿(75) 군과 메탈리콘 접속부(71) 사이에는, 증착전극이 길이방향으로 연속한 비분할 전극부(81)가 형성되어 있다. 절연슬릿(73, 74, 75)의 슬릿 폭은, 예를 들면 0.2mm로 형성된다.

절연슬릿(73)에 의해 증착전극이 분할된 복수의 소분할 전극(83)이 형성되고, 이들 복수의 소분할 전극(83)에 의해 제1 소분할 전극부가 구성되어 있다. 또 절연슬릿(74)에 의해 증착전극이 분할된 복수의 대분할 전극(84)이 형성되고, 이들 복수의 대분할 전극(84)에 의해 대분할 전극부가 구성되어 있다. 또, 절연슬릿(75)에 의해 증착전극이 분할된 복수의 소분할 전극(85)이 형성되고, 이들 복수의 소분할 전극(85)에 의해 제2 소분할 전극부가 구성되어 있다. 복수의 대분할 전극(84)의 각각의 전극면적은 복수의 소분할 전극(83)의 각각의 전극면적 및 복수의 소분할 전극(85)의 각각의 전극면적보다도 크다. 이 실시형태에서는 대분할 전극(84)의 전극면적은 소분할 전극(83) 및 (85)의 전극면적의 적어도 2배 이상을 갖고 있다. 폭방향에 있어서 제 1 소분할 전극부와 제 2 소분할 전극부 사이에 대분할 전극부가 인접해서 배치되어 있다.

이 실시형태에서는 상기한 바와 같이, 필름 폭방향에 있어서 절연마진(72) 측으로부터 메탈리콘 접속부(71)에 걸쳐서 제 1 소분할 전극부, 대분할 전극부, 제 2 소분할 전극부 및 비분할 전극부(81)의 차례로 배치되어 있다. 즉, 소분할 전극부(제 1 및 제 2 소분할 전극부)은 대분할 전극부 및 비분할 전극부 중 어느 하나에 인접해서 배치되어 있다. 또, 복수의 소분할 전극(83)의 각각은, 당해 소분할 전극(83)을 길이방향으로 두는 절연슬릿(73) 사이에 형성된 퓨즈(93)로 대분할 전극(84)과 접속되어 있다. 또 복수의 소분할 전극(85)의 각각은, 당해 소분할 전극(85)을 길이방향에 두는 절연슬릿(74, 75) 사이에 형성된 퓨즈(94, 95)로 각각 대분할 전극(84), 비분할 전극부(81)와 접속되어 있다.

이상과 같이, 이 실시형태에 의하면, 필름 폭방향에 있어서, 비교적 전극면적이 작은 복수의 소분할 전극(83, 85)으로 구성된 소분할 전극부가 비교적 전극면적이 큰 복수의 대분할 전극(84)으로 구성된 대분할 전극부 및 비분할 전극부(81) 중 어느 하나에 인접해서 배치된다. 그리고 복수의 소분할 전극(83)의 각각이 퓨즈(93)에 의해, 대분할 전극(84)에 접속되고, 복수의 소분할 전극(85)의 각각이 퓨즈(94, 95)에 의해 각각, 대분할 전극(84), 비분할 전극부(81)에 접속된다. 이 때문에, 소분할 전극(83, 85)의 단부는, 소분할 전극(83, 85)보다도 전극면적이 큰 대분할 전극(84) 및 비분할 전극부(81) 중 어느 하나에 퓨즈를 통해서 접속되므로, 소분할 전극(83, 85)에서 절연파괴가 발생한 경우에도, 그 소분할 전극(83, 85)에 인접하는 대분할 전극(84) 또는 비분할 전극부(81)로부터 퓨즈를 동작시킬 만큼의 충분한 전류가 흘러들고, 퓨즈를 확실하게 동작(퓨즈부의 증착전극을 비산)시키고, 절연파괴를 일으킨 분할전극을 분리할 수 있다.

또, 이 실시형태에 의하면, 필름 폭방향에 있어서 제 1 소분할 전극부와 제 2 소분할 전극부 사이에 대분할 전극부가 인접해서 배치하고 있으므로, 제 1 소분할 전극부 또는 제 2 소분할 전극부에서 열ㆍ전압 등에 의한 유전체의 열화에 의해, 예를 들면 소분할 전극(85)이 복수 개에 걸쳐서 퓨즈 동작한 경우에도, 전류경로가 극단적으로 흐트러지는 것을 방지할 수 있다.

도 26은 증착전극을 흐르는 전류경로의 개념도이다. 동 도면(a)은 필름 폭방향에 있어서 제 1 소분할 전극부와 제 2 소분할 전극부 사이에 비분할 전극부를 인접해서 배치하였을 경우를 나타내고, 동 도면(b)은 필름 폭방향에 있어서 제 1 소분할 전극부와 제 2 소분할 전극부 사이에 대분할 전극부를 인접해서 배치하였을 경우를 나타낸다. 동 도면(a)의 경우에는, 비분할 전극부에 증착전극을 분할하는 절연슬릿이 존재하지 않기 때문에, 소분할 전극이 복수 개에 걸쳐서 퓨즈 동작하였을 경우에, 전류경로가 극단적으로 흐트러질 우려가 있다. 그 결과, 콘덴서의 유전손실 및 등가직렬저항이 극단적으로 상승할 가능성이 있었다. 이에 대해서 동 도면(b)에 나타내는 바와 같이 금속화 필름의 폭방향에 있어서 제1 소분할 전극부와 제2 소분할 전극부 사이에 대분할 전극부가 인접해서 배치하는 것에 의해, 대분할 전극부에 형성된 절연슬릿이 전류경로를 규제하고, 전류경로가 극단적으로 흐트러지는 것을 방지할 수 있다.

또, 금속화 필름을 2장 서로 포개서 이루어지는 한 쌍의 금속화 필름에 의해 금속화 필름 콘덴서를 형성할 때에, 한 쌍의 금속화 필름의 한쪽에 형성된 대분할 전극부 및 비분할 전극부의 모든 전극면이 한 쌍의 금속화 필름의 다른 쪽에 형성된 소분할 전극부에 대향하도록 구성하는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 예를 들면 도 27에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 금속화 필름(도면 중, 상층측에 위치하는 금속화 필름)의 한쪽에 형성된 비분할 전극부에 있어서 금속화 필름의 자기 회복기능(selfhealing 기능)을 뛰어 넘는 절연파괴(X표시의 위치에서 유전체가 파괴)가 발생하였을 경우(파괴한 유전체 부분을 통해서 한 쌍의 금속화 필름 간에서 증착전극 상호 간이 도통하였을 경우)에서도, 대향하는 한 쌍의 금속화 필름의 다른 쪽(도면 중, 하층측에 위치하는 금속화 필름)에 형성된 소분할 전극에 인접하는 그 소분할 전극보다도 전극면적이 큰 대분할 전극 또는 비분할 전극부에서 전류가 분할전극에 흘러든다. 이 때문에, 한 쌍의 금속화 필름의 다른 쪽에 형성된 소분할 전극의 단부에 형성된 퓨즈를 확실하게 동작(퓨즈 부분의 증착전극을 비산)시키고, 절연파괴가 발생한 비분할 전극부를 다른 분할전극으로부터 분리할 수 있다. 이에 따라 한 쌍의 금속화 필름의 한쪽에 형성된 비분할 전극부에 있어서 절연파괴가 발생한 경우에도, 당해 비분할 전극부의 절연을 회복시킬 수 있고, 콘덴서로서의 기능을 유지할 수 있다.

또, 상기한 바와 같이 2장의 금속화 필름을 서로 포개는 경우에 있어서, 금속화 필름의 메탈리콘 접속부측에 비분할 전극부를 배치하는 것이 바람직하다. 메탈리콘 접속부측(전극 리드아웃측)에 분할 전극부를 배치하면, 당해 분할 전극부에서 절연파괴(분할전극중의 X표시의 위치에서 유전체가 파괴)가 발생하였을 경우, 당해 분할 전극부와 비분할 전극을 접속하는 퓨즈가 동작하면, 분할 전극부에서의 전류통로가 완전하게 차단되어, 콘덴서로서 기능하지 않게 되는 경우가 있다(도 28). 이에 대해서 메탈리콘 접속부측에 비분할 전극부를 배치함으로써, 비분할 전극부(한 쌍의 금속화 필름의 한쪽에 형성된 비분할 전극부)에 있어서 절연파괴가 발생한 경우에도, 대향하는 금속화 필름(한 쌍의 금속화 필름 중의 다른 쪽의 금속화 필름, 도 27에서는 하층측에 배치된 금속화 필름)에 형성된 소분할 전극과 당해 소분할 전극에 인접하는 비분할 전극부 또는 대분할 전극을 접속하는 퓨즈가 동작하는 것에 의해, 콘덴서로서 기능하는 전극영역을 남길 수 있다.

[ 실시예 8]

이하에 본원 제 4 발명의 금속화 필름 콘덴서의 실시예에 대해서 도 29를 사용하여 설명한다. 도 29에 있어서, 제 1 소분할 전극부를 구성하는 소분할 전극(83)의 길이방향 치수(83a)를 4.0mm, 제 2 소분할 전극부를 구성하는 소분할 전극(85)의 길이방향 치수(85a)를 5.0mm, 대분할 전극부를 구성하는 대분할 전극의 길이방향 치수(84a)를 16.0mm로 하였다. 한편, 제 1 소분할 전극부의 필름 폭방향 치수(83b)(절연마진(72)과의 경계로부터 절연슬릿(73)과 대분할 전극(84)과의 경계까지)를 12.5mm, 대분할 전극(84)의 필름 폭방향 치수(84b)(절연슬릿을 포함하지 않는 전극치수)를 9.0mm, 제 2 소분할 전극부의 필름 폭방향 치수(85b)(대분할 전극(84)과 절연슬릿(74)의 경계로부터 절연슬릿(75)과 비분할 전극부(81)의 경계까지)를 12.5mm, 비분할 전극부(81)의 필름 폭방향 치수(81b)를 14.0mm로 하였다. 또, 퓨즈(93, 94, 95)의 치수를 0.2mm로 하였다. 또, 유전체는 2.5㎛의 폴리프로필렌 필름을 사용하고, 비메탈리콘 근방 증착전극막 저항값을 10Ω/□, 메탈리콘 접속부 증착전극막 저항값을 4Ω/□로 하였다.

[ 비교예 5]

다음에, 본원 제4 발명에 따른 금속화 필름 콘덴서의 실시예 8을 비교예와 대비하면서 설명한다. 본원 제4 발명에 따른 금속화 필름 콘덴서의 분할전극 치수, 퓨즈의 폭, 증착전극막 저항값에 대해서는 전술한 바와 동일하다.

다음에, 금속화 필름 콘덴서의 실시예 9에 대해서 설명한다. 도 30에 실시예 9에 따른 금속화 필름을 나타낸다. 실시예 9가 실시예 8과 다른 점은, 제 1 소분할 전극부와 제 2 소분할 전극부 사이에 대분할 전극을 대신해서, 비분할 전극부를 배치하고 있다는 점이다. 그 밖의 구성, 치수는 실시예 8과 동일하다.

또, 도 2의 (A)에 나타내는 금속화 필름 콘덴서를 비교예 5로 하였다. 도 2의 (C)에 나타내는 금속화 필름의 분할전극(7)을 필름 길이방향으로 분할하는 절연슬릿(5)의 피치를 10.0mm로 하고, 필름 폭방향으로 분할하는 절연슬릿(6)의 피치를 18mm로 하고, 분할전극(7)을 접속하고 있는 퓨즈(8, 11)의 폭을 0.2mm로 하였다. 유전체는 2.5㎛의 폴리프로필렌 필름, 비메탈리콘 근방 증착전극막 저항값을 10Ω/□, 메탈리콘 접속부막 저항값을 4Ω/□로 하였다.

상기 실시예 9 및 비교예 5에 나타내는 금속화 필름을 메탈리콘 접속부와 절연마진이 대향하도록 2장 서로 포개서 와인딩하고, 타원형으로 성형한 후, 양단부에 전극 리드아웃으로서 메탈리콘을 형성해서 콘덴서 소자로 하였다. 또, 도 7에 나타내는 바와 같이 5개의 그 콘덴서 소자(25)를 전극판(26)으로 결선해서 리드아웃 단자(27)를 접속하고, 케이스(28)에 수납해서 에폭시 수지(29)를 충전, 경화해서 800㎌의 금속화 필름 콘덴서를 제작하였다.

실시예 8, 9 및 비교예 5에 대해서 시료를 준비하고, 내용성 시험(온도 110℃, 750VDC, 1000시간 인가)을 실시하였다. 시험 종료후, 시료의 정전용량 변화율을 측정하였다. 그 시험 결과를 표 4에 나타낸다.

표 4의 시험결과에서, 실시예 8, 9는 시험 종료시에 쇼트가 발생하지 않고 있는 것에 대해서, 비교예 5에서는 시험 도중에 쇼트가 발생하고 있다. 이것은, 실시예 8, 9에 따른 금속화 필름은 유전체의 폴리프로필렌 필름에 절연파괴가 발생하였을 경우, 퓨즈를 비산 분리시킬 만큼의 전류가 대분할 전극 또는 비분할 전극부에서 소분할 전극에 흘러든다. 그 결과, 절연파괴를 일으킨 분할전극을 분리할 수 있고, 쇼트 발생을 회피할 수 있다. 이에 대해서 비교예 5에 따른 금속화 필름은 절연파괴가 발생하였을 경우, 분할전극과 접속하고 있는 퓨즈에는 그 퓨즈를 비산 분리시킬 만큼의 전류가 흐르지 않고, 쇼트모드에 이르게 된다고 생각된다.

계속해서, 양호한 보안성능이 수득된 실시예 8 및 9에 대해서, 정전용량을 초기값에 대해서 -70 ∼ -80% 정도 변화시켰을 때의 유전 탄젠트를 측정하고, 초기값에 대한 변화율을 평가하였다. 그 결과를 표 5에 나타낸다. 또, 정전용량을 변화시키기 위해서, 120℃의 분위기 온도 중에서 시료에 1500VDC를 5분간 인가하였다.

표 5의 시험결과에서 분명하게 나타내는 바와 같이, 유전 탄젠트의 변화율에 대해서, 실시예 8이 음의 값인 것에 대해, 실시예 9는 양의 값이고, 또한 크게 상승하고 있다. 이것은 실시예 9가 유전체의 절연파괴에 의해 소분할 전극이 복수 개에 걸쳐서 퓨즈 동작하고, 전류경로가 흐트러진 결과이다. 이에 대해서 실시예 8은 실시예 9에 대해서 다음과 같은 유리한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 콘덴서의 수명말기 및 과도한 사용 조건에서는, 유전 탄젠트가 초기값에 대해서 크게 상승(콘덴서의 저항 성분이 증가)하는 경우가 있다. 이 경우, 콘덴서의 자기발열이 커지고, 내전압 성능 및 보안성능의 열화를 발생시킬 우려가 있다. 따라서, 유전 탄젠트의 변화율이 현저하게 상승하지 않는 실시예 8에서는, 내전압 성능 및 보안성능의 열화를 발생시킬 가능성을 저감시킬 수 있다.

또, 본원 제 4 발명은 상기한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그 취지를 일탈하지 않는 한, 상기한 것 이외로 여러 변경을 실시하는 것이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는 필름 폭방향으로 비분할 전극부, 제 1 소분할 전극부, 대분할 전극부, 제 2 소분할 전극부를 배치한 4단 구성으로 하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 필름 폭방향으로 비분할 전극부, 소분할 전극부, 대분할 전극부를 배치한 3단 구성으로 할 수도 있따. 또 적어도, 비분할 전극부, 소분할 전극부 및 대분할 전극부를 구비하고, 필름 폭방향에 있어서, 소분할 전극부가 대분할 전극부 및 비분할 전극부 중 어느 하나에 인접해서 배치되는 한, 5단 이상으로 전극부를 배치할 수도 있다.

도 31 내지 도 33은, 본원 제 4 발명의 금속화 필름 콘덴서를 구성하는 금속화 필름의 변형형태를 나타내는 도면이다. 도 31에 나타내는 금속화 필름에서는, 필름 폭방향에 있어서 절연마진 측에서 메탈리콘 접속부에 걸쳐서, 제 1 소분할 전극부, 제 1 비분할 전극부, 제 2 비분할 전극부, 제 2 소분할 전극부, 대분할 전극부의 차례로 배치되어 있다. 도 32에 나타내는 금속화 필름에서는, 필름 폭방향에 있어서 절연마진 측에서 메탈리콘 접속부에 걸쳐서, 제 1 소분할 전극부, 제 1 대분할 전극부, 제 2 대분할 전극부, 제 2 소분할 전극부, 비분할 전극부의 차례로 배치되어 있다. 도 33에 나타내는 금속화 필름에서는, 필름 폭방향에 있어서 절연마진 측에서 메탈리콘 접속부에 걸쳐서, 제 1 소분할 전극부, 대분할 전극부, 제 1비분할 전극부, 제 2 소분할 전극부, 제 2 비분할 전극부의 차례로 배치되어 있다. 이 구성에 의하면, 소분할 전극에서 절연파괴가 발생한 경우에도, 그 소분할 전극에 인접하는 대분할 전극 또는 비분할 전극부에서 퓨즈를 동작시킬 만큼의 충분한 전류가 흘러 들고, 퓨즈를 확실하게 동작(퓨즈부의 증착전극을 비산)시키고, 절연파괴를 일으킨 분할전극을 분리할 수 있다.

또, 상기 실시형태에서는 필름 길이방향으로 배열한 복수의 소분할 전극의 각각의 전극면적을 동일하게 하고 있지만, 다르게 할수도 있다. 마찬가지로, 필름 길이방향에 배열한 대분할 전극의 각각의 전극면적을 동일하게 하고 있지만, 다르게 할 수도 있다. 요는, 소분할 전극에 인접하는 대분할 전극의 전극면적이 그 소분할 전극의 전극면적보다도 크기만 하면 된다. 이 경우에도, 대분할 전극의 전극면적은 인접하는 소분할 전극의 전극면적의 2배 이상인 것이 바람직하다.

또, 금속화 필름을 2장 서로 포갤 때는, 동일한 전극 패턴을 가지는 금속화 필름 상호 간을 서로 포개는 것 이외에, 서로 다른 전극 패턴을 가지는 금속화 필름 상호 간을 서로 포갤 수 있다. 이 경우에도, 한 쌍의 금속화 필름의 한쪽에 형성된 대분할 전극부 및 비분할 전극부의 전부가 한 쌍의 금속화 필름의 다른 쪽에 형성된 소분할 전극부에 대향하도록 금속화 필름을 서로 포개는 것이 바람직하다. 이에 따라 한 쌍의 금속화 필름의 한쪽에 형성된 대분할 전극 및 비분할 전극부에 있어서 절연파괴가 발생한 경우에도, 당해 대분할 전극 또는 비분할 전극부의 절연을 회복할 수 있고, 콘덴서로서의 기능을 유지할 수 있다.

1; 폴리프로필렌 필름
2; 메탈리콘 근방 증착전극
3; 비메탈리콘 근방 증착전극
4; 절연마진
5; 폭방향 절연슬릿
6; 길이방향 절연슬릿
7, 7a, 7b; 분할전극
8, 8a, 8b; 퓨즈
9; 메탈리콘 근방 길이방향 절연슬릿
10, 10a, 10b; 메탈리콘 접속부
11; 메탈리콘 근방 퓨즈
12, 12a, 12b; 절연마진
13, 13a; Y자형 절연슬릿
14, 14a; 뮐러-리어형 절연슬릿
15; 분할전극
16; 분할전극
17; 비분할 전극
18, 18a, 18b; 퓨즈
19; 분할전극
20; Y자형 -뮐러-리어형 결합 절연슬릿
21; 분할전극
22; 분할전극
23; 비분할 전극
24; 퓨즈
25; 콘덴서 소자
26; 전극판
27; 리드아웃 단자
28; 케이스
29; 에폭시 수지
30; 절연파괴부분
31; 분할전극에 흘러드는 전류
32; 절연파괴부분
33; 분할전극에 흘러드는 전류
34; 분할전극에 흘러드는 전류
35, 35a, 35b, 35c; 절연슬릿
39; 제1의 분할전극(중앙측 분할 전극부를 형성하는 분할전극)
39a; 제1의 분할전극의 필름 길이방향 치수
40; 제2의 분할전극(외측 분할 전극부를 형성하는 분할전극)
40a; 제2의 분할전극의 필름 길이방향 치수
41; 분할전극(중앙측 분할 전극부를 형성하는 분할전극)
42; 분할전극(외측 분할 전극부를 형성하는 분할전극)
43; 분할전극(외측 분할 전극부를 형성하는 분할전극)
44; 분할전극(외측 분할 전극부를 형성하는 분할전극)
45; 분할전극(중앙측 분할 전극부를 형성하는 분할전극)
36A, 36B…; 제1의 분할전극
37A, 37B…; 제2의 분할전극
52; 절연마진
53, 54, 55; 절연슬릿
53a, 54a, 55a; 필름 길이방향으로 연장되는 슬릿길이
56, 57, 58; 퓨즈
61, 62; 제1의 분할전극
63, 64; 제2의 분할전극
61a; (제1의 소분할 전극부를 구성) 분할전극의 필름 길이방향 치수
62a; (제2의 소분할 전극부를 구성) 분할전극의 필름 길이방향 치수
63a; (제1의 대분할 전극부를 구성) 분할전극의 필름 길이방향 치수
64a; (제2의 대분할 전극부를 구성) 분할전극의 필름 길이방향 치수
71; 메탈리콘 접속부
72; 절연마진
73, 74, 75; 절연슬릿
81; 비분할 전극
83, 85; 소분할 전극
84; 대분할 전극
93, 94, 95; 퓨즈
83a; 소분할 전극(83)의 필름 길이방향 치수
84a; 대분할 전극(84)의 필름 길이방향 치수
85a; 소분할 전극(85)의 필름 길이방향 치수
81b; 비분할 전극부(81)의 필름 폭방향 치수
83b; 소분할 전극부(83)의 필름 폭방향 치수
84b; 대분할 전극부(84)의 필름 폭방향 치수
85b; 소분할 전극(85)의 필름 폭방향 치수

Claims

유전체 필름의 적어도 편면에 증착전극을 형성한 금속화 필름을 와인딩, 또는 적층해서 콘덴서 소자를 형성하고, 그 콘덴서 소자의 양단면에 전극 리드아웃용의 메탈리콘을 접속한 금속화 필름 콘덴서에 있어서,
상기 금속화 필름이 적어도 3개의 전극부를 포함하고,
상기 금속화 필름의 길이방향으로 배열한 복수의 절연슬릿에 의해 상기 증착전극이 분할되어 분할전극을 형성하는 분할 전극부와,
상기 증착전극이 길이방향으로 연속한 비분할 전극부가 상기 금속화 필름의 폭방향으로 교호로 배치되어, 상기 적어도 3개의 전극부를 형성하고 있으며,
상기 분할 전극부의 세그먼트에 상당하는 분할전극의 각각이, 인접하는 상기 절연슬릿의 단부와 단부 사이에 형성된 퓨즈로 상기 비분할 전극부에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 금속화 필름 콘덴서.
제 1 항에 있어서, 상기 콘덴서 소자가 상기 금속화 필름을 2장 서로 포개서 이루어지는 한 쌍의 금속화 필름에 의해 형성되는 금속화 필름 콘덴서로서,
상기 한 쌍의 금속화 필름의 한쪽에 형성된 비분할 전극부의 전부가 상기 한 쌍의 금속화 필름의 다른 쪽에 형성된 분할 전극부에 대향하는 것을 특징으로 하는 금속화 필름 콘덴서.
제 2 항에 있어서,
상기 금속화 필름의 메탈리콘 접속부측에 상기 비분할 전극부를 배치한 것을 특징으로 하는 금속화 필름 콘덴서.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속화 필름이 메탈리콘 접속부와 폭방향 반대측의 단부에 증착전극이 형성되어 있지 않은 절연마진을 가지는 금속화 필름 콘덴서로서,
상기 절연마진측에 복수의 Y자형 절연슬릿이 상기 길이방향을 따라서 배열함으로써 그 Y자형 절연슬릿 간에 분할전극이 형성된 제 1 분할 전극부와,
상기 Y자형 절연슬릿의 배열방향과 평행하게 뮐러-리어형 절연슬릿이 배치되고, 그 뮐러-리어형 절연슬릿 간에 분할전극이 형성된 제 2 분할 전극부를 구비하고,
상기 제1 분할 전극부와 상기 제2 분할 전극부 사이에 상기 비분할 전극부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 금속화 필름 콘덴서.
제 4 항에 있어서,
상기 제 2 분할 전극부가 폭방향으로 복수 개 형성되고,
상기 복수의 제 2 분할전극 간에 상기 비분할 전극부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 금속화 필름 콘덴서.
제 4 항에 있어서,
상기 메탈리콘 접속부측에 복수의 Y자형 절연슬릿이 상기 길이방향을 따라서 배열함으로써 그 Y자형 절연슬릿 간에 분할전극이 형성된 제 3 분할 전극부를 더 구비하고,
상기 제 2 분할 전극부와 상기 제 3 분할 전극부 사이에 상기 비분할 전극부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 금속화 필름 콘덴서.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
절연마진측에 복수의 Y자형 절연슬릿이 상기 길이방향을 따라서 배열함으로써 그 Y자형 절연슬릿 간에 분할전극이 형성된 절연마진측 분할 전극부와,
메탈리콘 접속부측에 복수의 Y자형 절연슬릿이 상기 길이방향을 따라서 배열함으로써 그 Y자형 절연슬릿 간에 분할전극이 형성된 메탈리콘 접속부측 분할 전극부를 구비하고,
상기 절연마진측 분할 전극부와 상기 메탈리콘 접속부측 분할 전극부 사이에 상기 비분할 전극부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 금속화 필름 콘덴서.
유전체 필름의 적어도 편면에 증착전극을 형성한 금속화 필름을 와인딩, 또는 적층해서 콘덴서 소자를 형성하고, 그 콘덴서 소자의 양단면에 전극 리드아웃용의 메탈리콘을 접속한 금속화 필름 콘덴서에 있어서,
상기 금속화 필름의 길이방향으로 간격을 두고 배열한 절연슬릿에 의해 상기 증착전극이 복수의 분할전극으로 분할된 분할 전극부를 폭방향을 따라서 3열 이상 배치하고,
각 분할 전극부를 구성하는 복수의 분할전극의 각각은 당해 분할전극을 길이방향으로 두는 절연슬릿 간에 형성된 퓨즈로 폭방향에 인접하는 분할전극과 접속되고,
폭방향 중앙부에 배치된 중앙측 분할 전극부를 형성하는 각 분할전극의 면적이, 상기 중앙측 분할 전극부에 대해서 폭방향 외측에 배치된 외측 분할 전극부를 형성하는 각 분할전극의 면적에 비해서 작은 것을 특징으로 하는 금속화 필름 콘덴서.
제 8 항에 있어서,
상기 중앙측 분할 전극부에 배열한 절연슬릿 상호 간의 간격이 상기 외측 분할 전극부에 배열한 절연슬릿 상호 간의 간격에 비해서 좁은 것을 특징으로 하는 금속화 필름 콘덴서.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 콘덴서 소자가 상기 금속화 필름을 2장 서로 포개서 이루어지는 한 쌍의 금속화 필름에 의해 형성되는 금속화 필름 콘덴서로서,
상기 한 쌍의 금속화 필름의 각각에 형성된 중앙측 분할 전극부 상호 간이 서로 겹치는 것을 특징으로 하는 금속화 필름 콘덴서.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 중앙측 분할 전극부에 배열한 각 절연슬릿을 길이방향으로 두고 인접하는 분할전극 상호 간이 퓨즈로 접속되고,
상기 중앙측 분할 전극부를 형성하는 각 분할전극과 상기 외측 분할 전극부를 형성하는 각 분할전극을 접속하는 퓨즈의 폭이, 상기 중앙측 분할 전극부를 형성하는 각 분할전극 상호 간을 접속하는 퓨즈의 폭보다도 큰 것을 특징으로 하는 금속화 필름 콘덴서.
유전체 필름의 적어도 편면에 증착전극을 형성한 금속화 필름을 와인딩, 또는 적층해서 콘덴서 소자를 형성하고, 그 콘덴서 소자의 양단면에 전극 리드아웃용의 메탈리콘을 접속한 금속화 필름 콘덴서에 있어서,
상기 금속화 필름의 길이방향으로 간격을 두고 배열한 절연슬릿에 의해 상기 증착전극이 분할된 복수의 제1의 분할전극을 길이방향을 따라서 형성하는 소분할 전극부와,
상기 금속화 필름의 길이방향으로 간격을 두고 배열한 절연슬릿에 의해 상기 증착전극이 분할된 상기 제1의 분할전극보다도 전극면적이 큰 복수의 제2의 분할전극을 길이방향을 따라서 형성하는 대분할 전극부를 가지고,
상기 소분할 전극부 또는 상기 대분할 전극부가 상기 금속화 필름의 폭방향으로 복수 형성되는 동시에,
상기 금속화 필름의 폭방향에 있어서 상기 소분할 전극부가 상기 대분할 전극부에 인접해서 배치되고,
상기 복수의 제1의 분할전극의 각각은, 당해 제1의 분할전극을 길이방향으로 두는 절연슬릿 간에 형성된 퓨즈로 상기 제2의 분할전극과 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 금속화 필름 콘덴서.
제 12 항에 있어서,
상기 소분할 전극부에 배열한 절연슬릿 상호 간의 간격이 상기 대분할 전극부에 배열한 절연슬릿 상호 간의 간격에 비해서 좁은 것을 특징으로 하는 금속화 필름 콘덴서.
제 12 항에 있어서,
상기 콘덴서 소자가 상기 금속화 필름을 2장 서로 포개서 이루어지는 한 쌍의 금속화 필름에 의해 형성되는 금속화 필름 콘덴서로서,
상기 한 쌍의 금속화 필름의 한쪽에 형성된 대분할 전극부의 전부가 상기 한 쌍의 금속화 필름의 다른 쪽에 형성된 소분할 전극부에 대향하는 것을 특징으로 하는 금속화 필름 콘덴서.
제 14 항에 있어서,
상기 금속화 필름의 메탈리콘 접속부측에 상기 대분할 전극부를 배치한 것을 특징으로 하는 금속화 필름 콘덴서.
유전체 필름의 적어도 편면에 증착전극을 형성한 금속화 필름을 와인딩, 또는 적층해서 콘덴서 소자를 형성하고, 그 콘덴서 소자의 양단면에 전극 리드아웃용의 메탈리콘을 접속한 금속화 필름 콘덴서에 있어서,
상기 금속화 필름의 길이방향으로 간격을 두고 배열한 절연슬릿에 의해 상기 증착전극이 분할된 복수의 소분할 전극을 길이방향을 따라서 형성하는 소분할 전극부와,
상기 금속화 필름의 길이방향으로 간격을 두고 배열한 절연슬릿에 의해 상기 증착전극이 분할된 상기 소분할 전극보다도 전극면적이 큰 복수의 대분할 전극을 길이방향을 따라서 형성하는 대분할 전극부와,
상기 증착전극이 길이방향에 연속한 비분할 전극부를 구비하고,
상기 소분할 전극부로서 제 1 소분할 전극부와 제 2 소분할 전극부의 2개의 분할 전극부를 가지고,
상기 금속화 필름의 폭방향에 있어서 상기 제 1 소분할 전극부와 상기 제 2 소분할 전극부 사이에 상기 대분할 전극부가 인접해서 배치되고,
상기 복수의 소분할 전극의 각각은 그 소분할 전극을 길이방향으로 두는 절연슬릿 간에 형성된 퓨즈로 상기 대분할 전극 또는 상기 비분할 전극부와 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 금속화 필름 콘덴서.
제 16 항에 있어서,
상기 콘덴서 소자가 상기 금속화 필름을 2장 서로 포개서 이루어지는 한 쌍의 금속화 필름에 의해 형성되는 금속화 필름 콘덴서로서,
상기 한 쌍의 금속화 필름의 한쪽에 형성된 상기 대분할 전극부 및 상기 비분할 전극부의 모든 전극면이 상기 한 쌍의 금속화 필름의 다른 쪽에 형성된 상기 소분할 전극부에 대향하는 금속화 필름 콘덴서.
제 17 항에 있어서,
상기 금속화 필름의 메탈리콘 접속부측에 상기 비분할 전극부가 배치되어 있는 금속화 필름 콘덴서.
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