JPH0121613B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、メタリコン処理により電極を取り出
すコンデンサに関する。さらに詳しくは、対向す
る２極の電極のうち少なくとも１極が蒸着電極で
しかも分割電極構造であるコンデンサに関する。 これまでに分割電極構成のコンデンサは種々考
案され、実用化されてきている。その一つが第１
図に示すような積層形のコンデンサである。 図において、１は誘電体フイルム、２，２′は
蒸着電極、３は誘電体フイルム、４，４′はメタ
リコン電極である。一方、巻回形のコンデンサに
おいても、特公昭31−4271号公報におけるような
分割電極構成のコンデンサが公知となつており、
その概略は第２図に示すようである。図において
５，５′は誘電体フイルム、６はマージン部、７
は分割電極を構成するための蒸着膜の分割線で蒸
着膜のない部分、８は蒸着膜で形成された分割電
極の一つである。 これらのコンデンサはいずれもＡ方向からのメ
タリコン処理により電極の取り出しを行つてい
る。 ところが、これらのコンデンサに高電圧または
高温度の条件を与えた場合には、コンデンサが破
壊し、発煙したり、最悪の場合には発火に至る場
合があつた。 本発明の目的は、上記のような破壊に伴なう発
煙や発火の起きないコンデンサを提供することに
ある。 第３図は複数個の分割電極のうちの１つの分割
電極を表わしたものである。本発明では、分割電
極を構成している蒸着電極９のメタリコン電極１
０との接触部近傍に、他の部分と比べて電流容量
の小さい部分、すなわちヒユーズ部１１を形成
し、コンデンサ破壊時にこのヒユーズを働らかせ
ることにより、発煙・発火の起きないコンデンサ
を得ることができる。なお、１２はマージン部で
ある。ここで『分割電極のヒユーズ電流』を定義
する。第３図に示すように直流電源１３と直流電
流計１４を用意し、メタリコン電極１０と分割電
極９の間に1mA／secのスピードで電流ｉを上昇
し、ヒユーズ部１１が断路するときの電流値をも
つて分割電極のヒユーズ電流と定義する。 本発明者は、研究の結果、分割電極のヒユーズ
電流を10mAから1Aの間に設定することにより、
コンデンサとしての十分な特性を備え、しかもコ
ンデンサの破壊時に発煙や発火の起きないコンデ
ンサが得られることを見出した。 ヒユーズ部の形成方法としては、次の種々の方
法が用いられる。(1)メタリコン電極の接触部に沿
つて、蒸着膜空白部を設け電流を制限する方法、
(2)比較的薄い高抵抗値の蒸着膜を用いて電流を制
限する方法。(3)メタリコン電極の接触部に沿つて
特殊なローラ等で蒸着膜に傷やクラツクを付けて
電流を制限する方法、(4)メタリコン電極と蒸着膜
の電気的接触を弱く設定して、接触部分の電流容
量を下げ、電流を制限する方法等が上げられる。 まず初めに、従来の分割電極構成のコンデンサ
の特性を示す。第４図ａに示すような片面だけに
分割した蒸着電極１５を設けたアルミニウム両面
蒸着のポリエチレンテレフタレート（以下PET
と略す）フイルム１６（幅70mm、厚さ6μm）を用
意し、第４図ｂに断面図を示す通り厚さ5μmのポ
リプロピレン（以下PPと略す）フイルム１７と
重ねて巻回し、メタリコン処理をして巻回形のコ
ンデンサを作成した。なお、１５′は分割されて
いない蒸着電極、１８は分割線、１９はマージン
部、Ｗは分割幅である。 さらに第５図ａに示すようにアルミニウムを蒸
着電極２０，２０′として両面蒸着したPETフイ
ルム２１（長さ70mm、厚さ6μm）の分割電極片を
用意し、第５図ｂに断面図を示す通り、厚さ5μm
のPPフイルム２２と交互に重ね、メタリコン処
理をして積層形のコンデンサを作成した。巻回形
および積層形のコンデンサともに何種類かの電極
構成のものを作り、その特性を調べた結果を次の
第１表に示す。

【表】 これらの結果はすべて、コンデンサをエポキシ
樹脂で外装した後のものであり、自己保安機能と
はコンデンサに80℃の雰囲気中でAC400Vの電圧
を印加し、瞬時あるいは所定時間後にコンデンサ
を破壊させた場合の発火および発煙の有無によつ
て調べたものである。第１表の結果より明らかな
ように従来の分割電極構成のコンデンサでは自己
保安機能がなく、いずれも破壊時に発炎または発
火するのがわかる。ここで用いている『コンデン
サの破壊』とは、コンデンサの容量（μF）が定
格値の80％以下に減少してコンデンサとしての正
常な機能をなくした状態のことをさしている。次
に本発明を実施例を用いて具体的に説明する。 実施例 １ 片面に第６図に示すような分割した蒸着電極２
３を持つたアルミニウム両面蒸着のPETフイル
ム２４（幅70mm、厚さ6μm）を用意し、厚さ5μm
のPPフイルムと重ねて巻回し、メタリコン処理
をして巻回形のコンデンサを作成した。なお、２
５は蒸着膜空白部、２６は分割線、２７はヒユー
ズ部である。 次に、第７図に示すようにアルミニウムを蒸着
電極２８，２８′として両面蒸着したPETフイル
ム２９（長さ70mm、厚さ6μm）の分割電極片を用
意し、厚さ5μmのPPフイルムと交互に重ね、メ
タリコン処理をして積層形のコンデンサを作成し
た。３０は蒸着電極２８にのみ設けた蒸着膜空白
部、３１はヒユーズ部であり、ｄで表わされたヒ
ユーズ部３１の幅はこの場合いずれも2.2mmであ
つた。巻回形および積層形のコンデンサともに何
種類かの電極構成のものを作り、その特性を調べ
た結果を次の第２表に示す。

【表】 これらの結果はすべてエポキシ樹脂で外装した
後のものである。以上のように蒸着膜空白部によ
り電流パスを制限したコンデンサでは自己保安機
能が得られることがわかつた。一方、同じフイル
ムを用いて、分割幅Ｗが36mm、ｄが８mm、アルミ
ニウム蒸着膜抵抗値3.1Ω／□（蒸着膜厚さ240
Å）の分割電極構成では分割電極のヒユーズ電流
値が1.08Aとなつた。この両面蒸着PETフイルム
（厚さ6μm）をPPフイルム（厚さ5μm）と重ねて
得られたコンデンサでは、巻回形および積層形と
もに自己保安機能が働かず、発火・発煙した。こ
の時のコンデンサの容量はいずれも50μFであつ
た。 実施例 ２ 誘電体の構成、寸法、および電極の配置は第４
図および第５図に示したものと同じで、分割電極
を構成する蒸着電極の膜抵抗値が高抵抗値である
巻回形および積層形のコンデンサを作成した。メ
タリコン処理の後、エポキシ樹脂で外装して特性
を調べた結果を次の第３表に示す。

【表】 この結果より、高抵抗値の蒸着膜と分割幅を適
当に選定して、分割電極のヒユーズ電流を1A以
下にすればコンデンサの自己保安機能が得られる
ことがわかる。一方、試料No.35、試料No.36、試料
No.41、試料No.42のように高抵抗値の蒸着膜を用い
ても分割幅の選定が不十分な場合には、分割電極
のヒユーズ電流が大きくなり、自己保安機能が得
られなくなる。この実施例では分割電極を構成す
る蒸着電極の全面が高抵抗値の蒸着膜であるコン
デンサの例を示したが、これは勿論、ヒユーズ部
のみに高抵抗値蒸着膜が配置されたコンデンサに
おいても同一の効果が得られる。すなわち、第８
図に示すような分割電極構成のコンデンサを作成
したが、第３表と全く同一の結果が得られた。こ
の場合、低抵抗値蒸着部の膜抵抗値はすべて2.3
〜3.0Ω／□であつた。なお、図において、３２
は低抵抗値蒸着膜、３３は高抵抗値蒸着膜（ヒユ
ーズ部）、３４は分割線、３５はメタリコン接触
部、d₁は1.0mm、d₂は1.5mm、全体の幅は70mmであ
る。 実施例 ３ 第９図に示すステンレス製の金属ローラ３６を
用いて、第１０図に示す通りゴムローラ３７上を
両面蒸着PETフイルム３８を通す際に、この金
属ローラ３６で圧力を加えて蒸着面に微細なクラ
ツクまたは傷をつけた。この処理は分割電極が形
成されている蒸着面に対して実施され、金属ロー
ラに加える力は５Kgである。金属ローラの形状は
厚さ１mmで直径が30mmであり、端部は断面が半円
状に処理してある。第１１図に示したように、片
面に分割電極構造を備えた両面蒸着PETフイル
ム３９（厚さ5μm）を用意し、その分割電極側に
上記の処理により微細なクラツク４０をつけ、
PPフイルム（厚さ5μm）と重ねて巻回し、巻回
形のコンデンサを得た。 一方、同様の処理により、第１２図に示すよう
な片面のみに微細なクラツク４１をつけた両面蒸
着のPETフイルム（厚さ5μm）片４２を用意し、
PPフイルム（厚さ5μm）と交互に重ねて積層形
のコンデンサを得た。巻回形および積層形のコン
デンサともに種々の蒸着膜抵抗値のフイルムを用
いて検討した結果を次の第４表に示す。

【表】 この結果より、蒸着膜の厚さと分割幅を適切に
設定するとコンデンサの自己保安機能が得られる
のがわかる。 実施例 ４ 第４図および第５図の誘電体構成および電極構
成のコンデンサを作成する過程で、分割電極がメ
タリコン電極と接触する電極端部にシリコーン油
（50cst）を薄く塗布し、巻回形および積層形のコ
ンデンサを作成して、メタリコン処理をし、エポ
キシ樹脂で外装してからコンデンサの特性を調べ
た。ここでは、種々の膜抵抗値を持つた分割電極
構成のコンデンサについて検討した。その特性を
次の第５表に示す。

【表】 第１表と第５表を比較すれば容易にわかるよう
に、シリコーン油処理をすることにより、メタリ
コン電極と蒸着膜の接触を弱くすることができ、
分割電極のヒユーズ電流を下げて自己保安機能が
働くようになることがわかる。またシリコーン油
処理に限らず、メタリコン処理したコンデンサ素
子の熱処理温度を考慮する等の方法でも同一の効
果が得られる。 分割電極のヒユーズ電流が10mA未満になる
と、コンデンサが稼動中に容量が減少する現象が
出てくるため、コンデンサとして適当でない。ま
た実施例に示した方法により、分割電極のヒユー
ズ電流を10mAから1Aの間に設定することによ
り自己保安機能付きのコンデンサが得られるが、
実施例で示した方法をそれぞれ単独で用いる方法
の他に、複数種類併用して用いることも可能であ
る。上記の実施例では乾式コンデンサの場合を示
したが、油浸形の湿式コンデンサの場合でも同一
の効果がある。また誘電体フイルムとして、
PETフイルムに蒸着処理をしたフイルムについ
ての例を示したが、これはPPフイルムであつて
もその他、紙やポリエチレンフイルムやポリスチ
レンフイルム等、他の誘電体フイルムであつても
よい。さらには片面を分割電極構造にした例で示
したが、これは両面を分割電極にしたものでも可
能であり、また分割電極の対向電極が2μmから
20μm程度のアルミ箔電極であつてもよいし、ま
た実施例のように両面蒸着の誘電体フイルムでな
くても、片面蒸着の誘電体フイルムを重ねて構成
してもよい。また蒸着材料も実施例のアルミニウ
ムの他に、亜鉛、錫、銅、鉛、インジウム等、他
の材料であつてもよいし、巻回形コンデンサに関
しても、巻芯に巻いた構造のものでも、巻芯のな
い扁平形のものでもよい。さらに巻芯に関して
は、プラスチツク等の堅い巻芯の他にスポンジ、
紙等のやわらかい巻芯を使うことも可能である。
また実施例２では蒸着膜空白部で電流パス（ヒユ
ーズとして働らく部分）を１カ所に集中した例で
示したが、これは必ずしも１カ所に集中する必要
はなく第１３図のように複数カ所に分散しても同
一の効果が得られる。図において、４３は蒸着膜
空白部、４４はヒユーズ部である。 以上のように本発明によれば、コンデンサが破
壊した場合でも、発煙や発火のない安全なコンデ
ンサを安価に提供できるものであり、その産業性
は大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は積層形コンデンサの斜視図、第２図は
分割電極構成の巻回形コンデンサの斜視図、第３
図は本発明における一つの分割電極の平面図、第
４図ａは従来の蒸着フイルムの平面図、第４図ｂ
は第４図ａのＸ―X′線における断面図、第５図
ａは従来の積層形コンデンサの一つの電極片を示
す斜視図、第５図ｂは同積層形コンデンサの一部
の断面図、第６図は本発明における蒸着フイルム
の一実施例の平面図、第７図は本発明における積
層形コンデンサの１つの電極片の一実施例を示す
斜視図、第８図は本発明における蒸着フイルムの
他の実施例の平面図、第９図は金属ローラの側面
図、第１０図は金属ローラで蒸着フイルムにクラ
ツクをつける装置の一部の断面図、第１１図は本
発明における蒸着フイルムのさらに他の実施例の
平面図、第１２図は本発明における積層形コンデ
ンサの一つの電極片の他の実施例を示す斜視図、
第１３図は本発明における蒸着フイルムのさらに
他の実施例の平面図である。 ９，２３，２８，２８′……蒸着電極、１０…
…メタリコン電極、１１，２７，３１，４４……
ヒユーズ部、１２……マージン部、２４，２９…
…誘電体フイルム、２６，３４……分割線、２
５，３０，４３……蒸着膜空白部、３２……低抵
抗値蒸着膜、３３……高抵抗値蒸着膜、３５……
メタリコン接触部、３８，３９，４２……両面蒸
着誘電体フイルム、４０，４１……クラツク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 対向する２極の電極のうち少なくとも１極が
   蒸着電極でしかも複数個の分割電極構造となつて
   おり、その分割電極のそれぞれのヒユーズ電流値
   が10mA〜1Aの範囲にあることを特徴とするコ
   ンデンサ。 ２ 分割電極のヒユーズ電流値が分割電極上のメ
   タリコン接触部に沿つた蒸着膜空白部により設定
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のコンデンサ。 ３ 蒸着膜空白部により形成される電流パスが１
   カ所に集中されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第２項記載のコンデンサ。 ４ 蒸着膜空白部により形成される電流パスが複
   数カ所に分散されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第２項記載のコンデンサ。 ５ 分割電極のヒユーズ電流値が少なくともヒユ
   ーズ部に膜厚の薄い蒸着膜部分を形成することに
   より設定されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のコンデンサ。 ６ 分割電極のヒユーズ電流値が少なくともヒユ
   ーズ部に一連の微細なクラツクまたは傷を形成す
   ることにより設定されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のコンデンサ。 ７ 分割電極のヒユーズ電流値が少なくともヒユ
   ーズ部にシリコーン油を塗布してメタリコン電極
   との接触をある一定の強さにすることにより設定
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のコンデンサ。 ８ 分割電極のヒユーズ部が位置的に対向電極の
   マージン部と重なる位置にあることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項から第７項のいずれかに記
   載のコンデンサ。 ９ 分割電極が巻回形コンデンサ上に設定されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項から
   第８項のいずれかに記載のコンデンサ。 １０ 巻回形コンデンサが巻芯のない扁平なコン
   デンサであることを特徴とする特許請求の範囲第
   ９項記載のコンデンサ。 １１ 分割電極が積層形コンデンサとすることに
   より構成されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項から第８項のいずれかに記載のコンデ
   ンサ。