JP6281904B2 - コンデンサ素子 - Google Patents
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Description
前記蒸着エリアは、前記金属化フィルムの長さ方向に連続する電極部としての連続電極領域と、前記金属化フィルムの長さ方向に沿って前記絶縁スリット配列用の間隔を置く状態で前記分割電極群を配列する分割電極領域とからなり、かつ個々の前記分割電極が前記ヒューズ部において前記連続電極領域に繋がっており、
前記非蒸着エリアは、前記金属化フィルムの長さ方向に沿って前記分割電極配列用の間隔を置く状態で複数の絶縁スリットが配列され、
前記金属化フィルムの長さ方向に沿った前記連続電極領域と前記分割電極領域とが前記金属化フィルムの幅方向で交互に複数組配列されていることを特徴としている。
応ずるべく扁平性を充分に高くすることを意味している。
また、連続電極領域はフィルム長さ方向に沿って連続する状態で展開される金属蒸着電極の領域であり、金属化フィルム多層体の軸方向端面の電極引出し部(メタリコン)に対して電気的に接続されるべくフィルム側縁に沿った第1の連続電極領域と、金属化フィルムの側縁に対しては臨むことなくフィルム幅方向での中間位置(非側縁位置)でフィルム長さ方向に展開する単数または複数の第2の連続電極領域との組み合わせとなっている。分割電極領域はフィルム幅方向で連続電極領域に隣接し、かつ並行する状態で展開されている。第1の連続電極領域と第2の連続電極領域を区別しないときはいずれも単に連続電極領域と呼ぶことにして、この連続電極領域と分割電極領域とを並行に隣接させる状態で交互に配列したものとなっている。
連続電極領域と分割電極領域とをフィルム幅方向で交互に配列する理由は次のとおりである。重ね合わされた上下一対の金属化フィルムにおいて、例えば上側の金属化フィルムでの配列が幅方向の一側から他側にかけて〔連続電極領域〕、〔分割電極領域〕、〔連続電極領域〕、〔分割電極領域〕の順になっているとすると、下側の金属化フィルムでの配列は上記とは逆の〔分割電極領域〕、〔連続電極領域〕、〔分割電極領域〕、〔連続電極領域〕の順となる。上下方向での対向関係を示すと、上側〔連続電極領域〕:下側〔分割電極領域〕の対向、上側〔分割電極領域〕:下側〔連続電極領域〕の対向、上側〔連続電極領域〕:下側〔分割電極領域〕の対向、上側〔分割電極領域〕:下側〔連続電極領域〕のような対向関係が生じている。なお、上側〔分割電極領域〕:下側〔分割電極領域〕の対向関係も生じ得るが、それはここでの議論の対象とはしない。いずれにしても、〔連続電極領域〕と〔分割電極領域〕との対向関係が生じているが、いま、〔連続電極領域〕において金属化フィルムの自己回復能力を超えた絶縁破壊が生じたとする。つまり、上下方向で〔連続電極領域〕と〔分割電極領域〕との間の電気的導通が生じたとして、〔分割電極領域〕に存在するある分割電極に対して同一フィルム面内の〔連続電極領域〕からヒューズ部を介して電流が流れ込む。そしてそのヒューズ部が動作して蒸着電極が飛散する結果、当該分割電極を他の分割電極から切り離すことになる。これにより、前記の絶縁破壊・電気的導通の発生にかかわらず、最初に絶縁破壊を起こした〔連続電極領域〕における対向蒸着電極間の絶縁を自動的に回復し(ショートを回避し)、コンデンサとしての機能を維持する。これが連続電極領域と分割電極領域とをフィルム幅方向で交互に配列する理由である。
従来、このような連続電極領域・分割電極領域の並列配列方式のコンデンサ素子において、非蒸着面積割合(=非蒸着エリア合計面積/蒸着エリア合計面積)が扁平加工性・耐電圧特性に与える影響について考察がなされておらず、それが要因となって絶縁スリットに関連するオイル残渣の量がコンデンサ素子の扁平加工性・耐電圧特性上の限度を超えることとなっていた。しかるに、本発明の上記の態様によれば、連続電極領域・分割電極領域の並列配列方式のコンデンサ素子において、その発生が避けがたいオイル残渣の量につき扁平加工性・耐電圧特性に支障を来さない程度まで少なくして、扁平加工性だけでなく耐電圧特性も優れたものにすることが可能となった(詳しくは、後述する実施例で説明する。)。
非蒸着面積割合γ=非蒸着エリアの合計面積SB /蒸着エリアの合計面積SA ≦0.09
としている。なお、金属化フィルム3の全面積(蒸着エリアAと非蒸着エリアBの合計面積(SA +SB ))に対する非蒸着エリアの合計面積SB の比で捉えると、9/(100+9)=0.0825であるから、
非蒸着面積比=非蒸着エリアの合計面積/全エリア面積≦0.0825
という不等式と等価になる。
ΔCap={(試験後静電容量−初期静電容量)/初期静電容量}×100
と定義して、扁平率fと非蒸着面積割合γとの組み合わせを変えた複数の供試体(テストサンプル)について静電容量変化率ΔCap(%)を調べ、絶対値で5%以内を良好(○)、5%超を不良(×)とした(静電容量は減少するので、ΔCapはマイナス値となる)。図10に耐電圧試験結果を示す。
4 金属化フィルム巻回体
9 金属化フィルム多層体
10 電極引出し部(メタリコン)
11 誘電体フィルム
12 金属蒸着電極
14 絶縁スリット
14a 細幅長尺スリット部
14b 細幅短尺スリット部
15 分割電極
16 ヒューズ部
17 保安機構
18 絶縁マージン
A 蒸着エリア
A1(A1a,A1b,A1c) 連続電極領域
A2(A2a,A2b,A2c) 分割電極領域
B 非蒸着エリア
C コンデンサ素子
X 金属化フィルムの長さ方向
Y 金属化フィルムの幅方向
Claims (5)
- 誘電体フィルムの表面に金属蒸着電極を形成した金属化フィルムを巻回または積層して扁平率0.7以上の扁平体に構成された金属化フィルム多層体と、この金属化フィルム多層体の軸方向両端面に接続した電極引出し部と、前記金属化フィルムの表面における蒸着部が複数の分割電極とヒューズ部からなる保安機構を有し、
前記金属化フィルムの表面は、分離される状態で展開する絶縁スリットによって仕切られた前記分割電極群および隣接する前記絶縁スリット間に形成された前記ヒューズ部群を含む蒸着エリアと、前記絶縁スリット群を含む非蒸着エリアとに分けられており、
さらに、前記蒸着エリアの合計面積に対する前記非蒸着エリアの合計面積の割合が0.09以下に設定され、
前記蒸着エリアは、前記金属化フィルムの長さ方向に連続する電極部としての連続電極領域と、前記金属化フィルムの長さ方向に沿って前記絶縁スリット配列用の間隔を置く状態で前記分割電極群を配列する分割電極領域とからなり、かつ個々の前記分割電極が前記ヒューズ部において前記連続電極領域に繋がっており、
前記非蒸着エリアは、前記金属化フィルムの長さ方向に沿って前記分割電極配列用の間隔を置く状態で複数の絶縁スリットが配列され、
前記金属化フィルムの長さ方向に沿った前記連続電極領域と前記分割電極領域とが前記金属化フィルムの幅方向で交互に複数組配列されているコンデンサ素子。 - 前記絶縁スリットは、前記金属化フィルムの長さ方向に対して交差する方向に沿って細長く延在する細幅長尺スリット部と、この細幅長尺スリット部の端部から隣接する細幅長尺スリット部の端部との間で前記ヒューズ部を介在させるべく前記金属化フィルムの幅方向に対して交差する方向に延出される細幅短尺スリット部とから構成されている請求項1に記載のコンデンサ素子。
- 前記絶縁スリットは、そのパターン幅が0.3〜0.5mmであり、金属化フィルムの長さ方向の単位長60mm当たりの配列本数が10本以下に設定されている請求項1または請求項2に記載のコンデンサ素子。
- 前記誘電体フィルムは厚さが6μm以上のポリプロピレンフィルムである請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のコンデンサ素子。
- 前記誘電体フィルムは厚さが4μm以上のポリエチレンテレフタレートフィルムである請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のコンデンサ素子。
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