JPH0334514A - 金属化フィルムコンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は誘電体フィルムの表面に金属電極を蒸着などに
より形成した金属化フィルムを巻回または積層すること
により構成される金属化フィルムコンデンサに関するも
のである。

従来の技術 従来、この種の金属化フィルムコンデンサは、第５図ａ
、ｂに示すように、ポリプロピレンフィルム、ポリエス
テルフィルム、ポリカーボネートフィルムなどの誘電体
フィルム２１の片面または両面に、蒸着法、スパッタリ
ング法などにより金属の電極２２を前記誘電体フィルム
２１の幅方向に０．５ｎｍ〜５間程度の絶縁溝部（通常
マージン部と呼ばれており、以下マージン部という）２
３を設けて形成することにより金属化フィルム２４を得
ている。

そして、このような金属化フィルム２４を用いてコンデ
ンサを得る場合、２枚の金属化フィルム２４を重ねて巻
回し、その巻回した金属化フィルム２４の両端面にＺｎ
、Ｓｎ、Ｃｒ、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、または金属フィル
ム２４を１枚１枚マージン部３が反対側にくるように積
み重ね、そして前述の巻回型コンデンサと同様に電極を
引出してコンデンサ素子としている。

発明が解決しようとする課題 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、コンデンサの特性などの面から詳細に分析評価す
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ィ
ルムの一部が破壊現象を起こしても、１個のコンデンサ
要素部分が機能を失うだけとなり、他のコンデンサ要素
部分への影響は、はとんど生じなく、この結果わずかな
容量減少のみとなる。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
流となっているものの、使用中に何らかの異常により金
属化フィ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、金属化フィ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、遂には発煙発火
に至ってしまう。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。

本発明はこのような課題を解決するもので、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
つ高い安全性を兼ね備えたコンデンサを開発することを
目的とするものである。

課題を解決するための手段 この目的を遠戚するために本発明は、幅方向の端部に設
けたマージン部とは別個に、電極を金属化フィルムの長
さ方向に複数個の短形の島状に分離するように前記マー
ジン部につながるマージン部を設けた金属化フィルムを
用い、そしてこのような金属化フィルムを２枚重ね合せ
て巻回してコンデンサ素子を構成したものである。さら
に、コンデンサ素子を保護する外装樹脂において、３０
℃以上でのＪＩＳ　　Ｋ−６３０１に基づく伸びが１０
％以上３００％以下の熱硬化性粉末樹脂を使用すること
である。

作用 この構成により、使用中に何らかの異常により金属化フ
ィルムの一部が破壊現象を起こしたならば、破壊電流が
電源より電極引出部と電極の接触部を介して破壊個所に
集中する。この際、電極引出部と電極との機械的な接触
部にはある一定の電気接触抵抗を保有しているため、前
記破壊電流が接触部を通過する時、ジュール熱が発生し
、接触部付近の電極金属膜は蒸発飛散を起こす。この接
触部の一部の電極金属膜が飛散して導通を失えば、残っ
た導電性を持つ接触部を流れる電流の密度が増大し、さ
らに大きなジュール熱が発生するため、残った導電性を
持つ接触部付近の電極金属膜飛散は加速度的に進み、最
終的には、破壊個所を含む電極はコンデンサ本体と完全
に絶縁され破壊点への電流が遮断されるため、前記従来
品で見られるような破壊の進行はなく、よって発煙発火
には至らない。

このような本発明のコンデンサ素子を熱硬化性粉末樹脂
で外装した構造のコンデンサについて、さらに検討を進
めた結果、前述のような安全機能を十分に発揮させるた
めには、安全機能を持つコンデンサ素子を、°３０℃以
上での伸びが１０％以上３００％以下である熱硬化性粉
末樹脂で外装すればよいことを見出したのである。フィ
ルムコンデンサを一般に定格として定められた使用温度
において使用中に何らかの異常により絶縁破壊を生じ前
記のような素子自体のもつ安全機能が動作する場合、コ
ンデンサ素子及び素子を覆う周囲の外装温度はコンデン
サ素子の自己発熱により３０℃以上になることが確認さ
れた。また安全機能が動作する際には、ガスが発生し内
圧の上昇が起こる。したがって３０℃以上で一定の伸び
を有する熱硬化性粉末樹脂を用いて外装することにより
、安全機能動作時に発生するコンデンサのガスに対し樹
脂が膨脹し外装ワレ飛散等を起こすことなく安全機能を
動作させることができる。

実施例 第１図は本発明の一実施例による金属化フィルムコンデ
ンサの構成図であり、第２図において、６はコンデンサ
素子、７は電極引出部、８はリード線、１０は外装樹脂
である。

すなわち、本発明は、第２図に示すように誘電体フィル
ム１の幅方向の端部に設けたマージン部３とは別個に、
電極２を金属化フィルム４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３につながるマー
ジン部５を設けた金属化フィルム４“を用い、そしてこ
のような金属化フィルム４′を２枚重ね合せて回巻して
コンデンサ素子を構成したものである。この構成により
、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、電極２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、発火発煙などの事故を防ぐことができる
。

この構成により、使用中に何らかの異常により金属化フ
ィルムの一部が破壊現象を起したならば、破壊電流が電
源より電極引出部７と電極２の接解部を介して破壊個所
に集中する。この際、電極引出部７と電極２との機械的
な接触部には、ある一定の電気接触抵抗を保有している
ため、前記破壊電流が接触部を通過する時、ジュール熱
が発生し、第３図のように接触部付近の一部の電極金属
膜は蒸発飛散を起こす。この接触部の一部の電極膜が飛
散して導通を失えば、残った導電性を持つ接触部を流れ
る電流の密度が増大し、さらに大きなジュール熱が発生
するため、残った導電性を持つ接触部付近の電極金属膜
飛散は加速度的に進み最終的には、破壊個所を含む電極
２はコンデンサ本体と完全に絶縁され破壊点への電流が
遮断されるため、前記従来品で見られるような破壊の進
行はなく、よって発煙発火には至らない。

また次表は本発明のコンデンサ素子を、３０℃でのＪＩ
Ｓ　　Ｋ−６３０１に基づく伸びがそれぞれ３％、５％
、８％、１０％、２０％、５０％の熱硬化性粉末樹脂で
外装したものについて、安全性試験の結果を示すもので
ある。試験方法としては、Ｊ　Ｉｓ　　Ｃ−４９０８８
，１５ｆ２１に基づくものとし、コンデンサを最高使用
温度の恒温槽中と室温で保持し、それぞれの状態につい
て行った。

（以　　下　　余　　白） この表の結果から明らかなように、本発明のコンデンサ
において、外装樹脂の伸びが１０％以上のものは、コン
デンサの安全機能が動作してガスが発生し内圧が上昇し
ても外装樹脂が膨張して、外装のワレ飛散なしに安全機
能の動作を終了したのに対し、１０％未満ではコンデン
サの発火発煙はないものの、外装樹脂がクラックをおこ
し、端子外装間の絶縁が確保されない状態となった。

したがって本発明に使用した３０℃以上での伸びが１０
％以上の熱硬化性粉末樹脂は安全機能付コンデンサの性
能を十分に発揮させることができる樹脂である。ところ
で、第４図に示す様に、樹脂の温度と伸びの関係はＴＧ
点（ガラス転移点）温度においてピークを持つカーブと
なる。そこでＴＧ点が同一で伸びが５０．１００，２０
０゜３００．４００．５００％の各樹脂で外装したコン
デンサを用いて、このＴＧ点の温度でＪＩＳＣ−４９０
８に定められた条件でコンデンサのリード線の引張試験
を行った。その結果ＴＧ点の温度におけ多伸びが３００
％を越える樹脂を使用したコンデンサの場合、リード線
と樹脂の接触部分において樹脂が伸び、隙間を生じた。

これではコンデンサ素子の気密を保つことができず特性
劣化の原因となる。したがって樹脂の伸びの上限は３０
０％とする事が必要である。

発明の効果 以上のように本発明の金属化フィルムコンデンサは、そ
の高い安全機能を十分に発揮させることができ、しかも
安価で製造しやすく省資源タイプで産業上における効果
の大きいコンデンサである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による金属化フィルムコンデ
ンサを示す断面図、第２図は本発明における金属化フィ
ルムコンデンサの要部を示す斜視図、第３図は同コンデ
ンサにおける安全機能が動作した状態を示す斜視図、第
４図は樹脂の温度と伸びの関係を示す特性図、第５図ａ
、ｂは一般の金属化フィルムを示す斜視図である。 １・・・・・・誘電体フィルム、２・・・・・・電極、
３．５・・・・・・マージン部、４°・・・・・・金属
化フィルム、６・・・・・・コンデンサ素子、７・・・
・・・電極引出部、１０・・・・・・外装樹脂。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 誘電体フィルムの片面または両面に、膜状の電極を幅方
   向の一方の端部に第１絶縁溝部を設けて形成するととも
   に、その電極がフィルムの長さ方向に複数個の島状に分
   離されるように、第２の絶縁溝部を設けて金属化フィル
   ムを構成しその金属化フィルムを巻回または積層し、両
   端面に電極引出し部を形成し、これに電極端子を接続し
   てコンデンサ素子を構成し、前記コンデンサ素子を３０
   ℃以上でのＪＩＳ　Ｋ−６３０１による伸びが１０％以
   上３００％以下である熱硬化性粉末樹脂で外装したこと
   を特徴とする金属化フィルムコンデンサ。