JP2009239175A - Film capacitor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子機器、電気機器や産業機器、自動車に用いられるフィルムコンデンサに関するものである。 The present invention relates to a film capacitor used in electronic equipment, electrical equipment, industrial equipment, and automobiles.
フィルムコンデンサは、一般に金属箔を電極に用いるものと、誘電体フィルム上に設けた蒸着金属を電極に用いるものとに大別される。中でも、蒸着金属を電極(以下、蒸着電極)とするフィルムコンデンサは、金属箔のものに比べて電極の占める体積が小さく小型軽量化が図れることと、蒸着電極特有の自己回復性能(絶縁欠陥部で短絡が生じた場合に、短絡のエネルギーで欠陥部周辺の蒸着電極が蒸発・飛散して絶縁化し、コンデンサの機能が回復する性能)により絶縁破壊に対する信頼性が高いことから、従来から広く用いられている。 Film capacitors are generally classified into those using metal foils as electrodes and those using vapor-deposited metal provided on a dielectric film as electrodes. Above all, film capacitors using evaporated metal as an electrode (hereinafter referred to as “deposited electrode”) have a smaller volume occupied by the electrode than metal foil and can be reduced in size and weight, and self-healing performance (insulation defect part) peculiar to evaporated electrodes. In case of short-circuiting, the deposited electrode around the defective part is evaporated and scattered by the short-circuiting energy to insulate, and the function of the capacitor can be recovered. It has been.
このようなフィルムコンデンサの従来例1〜従来例3を図9〜図14に示す。 Conventional examples 1 to 3 of such film capacitors are shown in FIGS.
図において、一方の金属化フィルムは、誘電体フィルム3aの片面に一方の端の絶縁マージン4aを除き金属を蒸着して形成した蒸着電極1aを有し、さらに蒸着電極1aは蒸着金属を有しない非蒸着のスリット5aで分割した複数の分割電極2aで構成され、かつスリット5aに設けたヒューズ7aにより並列接続されている。他方の金属化フィルムは、誘電体フィルム3bの片面全体に他方の端の絶縁マージン4bを除き金属を蒸着して形成した非分割電極である蒸着電極1bを有している。そして、これら金属化フィルムは絶縁マージン4a、4bが重ならないように重ねて巻き、または積層して蒸着電極1aにメタリコン6aを、蒸着電極1bにメタリコン6bを接続している。なお、図13、図14(a)、(b)の78aは絶縁マージンである。
In the figure, one metallized film has a vapor deposition electrode 1a formed by vapor-depositing a metal on one side of a dielectric film 3a except for an insulation margin 4a at one end, and the vapor deposition electrode 1a has no vapor deposition metal. It consists of a plurality of divided electrodes 2a divided by non-evaporated slits 5a, and is connected in parallel by
このようなフィルムコンデンサにおいて前記自己回復性能は、蒸着電極1a、1b(図11)の厚みが薄いほど良好(少ないエネルギーで蒸着電極が飛散するため)なことから、容量を形成する有効電極部の幅W(図11)の蒸着電極厚みを薄くし、メタリコン6a、6b(図11)と接続する部分の厚みを厚くしたヘビーエッジ構造も広く用いられている。この構造により、コンデンサの耐電圧を高め、高電位傾度化を図ることができる。
In such a film capacitor, the self-healing performance is better as the
また、蒸着電極内に金属の無いスリット5a(図9、図13)を設けて複数の分割電極2a(図9、図10(a)、図13、図14(a))に区分し、スリット間に形成したヒューズ7a(図10(a)、図12(a)、図14(a))により前記分割電極を並列接続することが行われている。これは、前述の自己回復時の短絡電流により絶縁欠陥部周囲のヒューズを溶断して絶縁欠陥部を電気回路から切り離す自己保安機能を形成するものである。
Further, a slit 5a (FIGS. 9 and 13) having no metal is provided in the vapor deposition electrode to be divided into a plurality of divided electrodes 2a (FIGS. 9, 10A, 13, and 14A). The divided electrodes are connected in parallel by a
さらに近年では、前述のスリットを格子状に設け微細な分割電極に細分化してヒューズで並列接続した格子状分割電極32a(図11、図12(a))も提唱されている。各分割電極の面積が小さく、ヒューズの溶断時の容量減少も小さくなるとともに、ヒューズの形状や各分割電極の面積を改良することにより、蒸着電極の絶縁回復性能も高めることができるため、さらに高電位傾度化(誘電体フィルム1μmあたりの電圧を高めること)を図れるとされている。 Furthermore, in recent years, a grid-like divided electrode 32a (FIGS. 11 and 12 (a)) in which the above-described slits are provided in a grid form and subdivided into fine divided electrodes and connected in parallel by fuses has also been proposed. The area of each segmented electrode is small, the capacity decrease when the fuse is blown is reduced, and the insulation recovery performance of the vapor deposition electrode can be improved by improving the shape of the fuse and the area of each segmented electrode. It is said that potential gradient (increase voltage per 1 μm of dielectric film) can be achieved.
例えば、特開平4−225508号公報では、分割スリットの自由端を丸く形成した格子状分割電極を用いることにより、分割電極の無いフィルムコンデンサに比べて2倍の電位傾度が達成できると提唱されている。また、特開平5−132291号公報では、格子状分割電極からなるフィルムコンデンサで、各分割電極の面積を10〜1000mm2とした場合に直流での電位傾度130〜350V/μmのフィルムコンデンサが実現できると提唱されている。 For example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-225508 proposes that by using a grid-like divided electrode in which the free ends of the divided slits are rounded, a double potential gradient can be achieved compared to a film capacitor without divided electrodes. Yes. Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-132291 realizes a film capacitor having grid-like divided electrodes and having a potential gradient of 130 to 350 V / μm in direct current when the area of each divided electrode is 10 to 1000 mm 2. It is proposed that it can be done.
しかしながら、従来のフィルムコンデンサは、ヒューズ機能により自己保安機能は得られるものの、分割スリットの無いコンデンサに比べて、通電時の電流によるヒューズの発熱に伴いコンデンサの温度が上昇し、さらに、前述のヘビーエッジ構造では、ヒューズとなる蒸着膜の厚みも薄いために、ヒューズの発熱もより大きくなる問題があった。ヒューズの幅を広くしたり、複数のヒューズを並列に設けたりすれば発熱は低減されるが、ヒューズとしての動作性が鈍くなり自己保安機能が低下してしまうという問題点があった。 However, although the conventional film capacitor provides a self-protection function by the fuse function, the temperature of the capacitor rises due to the heat generation of the fuse due to the current at the time of energization compared to the capacitor without the split slit, and further, In the edge structure, the thickness of the deposited film to be the fuse is thin, so that there is a problem that the heat generation of the fuse is further increased. If the width of the fuse is widened or a plurality of fuses are provided in parallel, heat generation is reduced, but there is a problem that the operability as a fuse becomes dull and the self-security function is lowered.
そしてこのような問題点を解決するために、図15、16、17に示すような構造のフィルムコンデンサも提案されている、図15は、フィルムコンデンサの断面図で、図16(a)、(b)は図15に示すフィルムコンデンサに用いた1対の金属化フィルムの鳥瞰図である。図17はフィルムコンデンサの断面図でコンデンサ素子101が、樹脂製や金属製のケース102に充填樹脂103と共に収納されている。図15および図16(a)、(b)において、巻回型のフィルムコンデンサを形成する一方と他方の金属化フィルムを構成する1対の蒸着電極1a、1bは、誘電体フィルム3a、3bの片面である上に、一方の端の絶縁マージン4a、4bを除きアルミニウムの金属をそれぞれ蒸着して設け、両端面のメタリコン6a、6bを通じて電極を引き出している。
And in order to solve such a problem, the film capacitor of the structure as shown in FIG.15, 16,17 is also proposed, FIG. 15 is sectional drawing of a film capacitor, FIG. 16 (a), ( b) is a bird's-eye view of a pair of metallized films used in the film capacitor shown in FIG. FIG. 17 is a cross-sectional view of a film capacitor in which a
この非分割電極である蒸着電極1a、1bは、容量を形成する有効電極部の幅Wのほぼ中央部から絶縁マージン4a、4bに向かう側に、オイル転写により形成した蒸着電極を有しない非蒸着のスリット5a、5bにより複数の分割電極2a、2bにそれぞれ区分し、かつ有効電極部の幅Wのほぼ中央部から絶縁マージン4a、4bと反対側でメタリコン6a、6bに近い側に位置する誘電体フィルム3a、3bの片面全体に蒸着された蒸着電極1a、1bにヒューズ7a、7bで並列接続している。この構成により、自己保安機能を有し、しかもヒューズ7a、7bによる発熱の少ないフィルムコンデンサを実現できる。すなわち、非分割電極である蒸着電極1a、1bにおいて通電する電流は、メタリコン6a、6bに近いほど大きく、離れるほど小さくなっていくものである。従って、メタリコン6a、6bに近い側の蒸着電極1a、1bは、流れる電流の大きさに対応して誘電体フィルム3a、3bの片面全体に蒸着し、そしてメタリコン6a、6bより離れた位置で流れる電流の少なくなっていく絶縁マージン4a、4bに近い側にヒューズ7a、7b分割電極2a、2bを設けているので、流れる電流によるヒューズ7a、7bでの発熱を少なくでき、温度上昇を抑制できるものである。
ところが本発明者らが、上記の提案されているようなフィルムコンデンサの、外装を構成している樹脂製や金属製からなるケースと充填樹脂とを、形状の小形化と製造原価の低減を図るために粉体樹脂のみによる構成に替えて作成したところ、フィルムコンデンサの耐湿性に課題があることが判明した。それは、外装を粉体樹脂に替えたために水分がフィルムコンデンサの内部に浸入し易くなり、浸入した水分によって蒸着電極が腐食し、電極としての機能を果たさなくなり、その結果フィルムコンデンサのtanδ(誘電正接)が上昇するというものである。 However, the present inventors have attempted to reduce the shape and reduce the manufacturing cost of the case made of resin or metal and the filling resin constituting the exterior of the film capacitor as proposed above. For this reason, it was found that there was a problem in the moisture resistance of the film capacitor when it was made in place of the configuration using only the powder resin. This is because the exterior is replaced with powder resin, which makes it easy for moisture to enter the film capacitor, and the evaporated electrode corrodes due to the infiltrated moisture and does not function as an electrode. As a result, the tan δ (dielectric loss tangent of the film capacitor) ) Will rise.
上記従来の技術の問題点に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、通電時のヒューズによる発熱を少なくしてコンデンサの温度上昇を抑制したフィルムコンデンサにおいて、粉体樹脂からなる外装であっても、耐湿性を確保し、形状の小形化と製造原価の低減とが図れるフィルムコンデンサを提供するものである。 In view of the above-mentioned problems of the conventional technology, the problem to be solved by the present invention is an exterior made of a powder resin in a film capacitor that suppresses heat generation by a fuse during energization and suppresses a rise in the temperature of the capacitor. In addition, the present invention provides a film capacitor that ensures moisture resistance, can be reduced in size, and can reduce manufacturing costs.
上記課題を解決するために本発明は、自己保安機能を有するフィルムコンデンサにあって、1対の蒸着電極の電気抵抗値を、5Ω/□〜9Ω/□としたものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention is a film capacitor having a self-protection function, wherein the electrical resistance value of a pair of vapor deposition electrodes is 5Ω / □ to 9Ω / □.
この構成によれば、外装を粉体樹脂とすることによってフィルムコンデンサ内部に水分が浸入しやすくなっても、蒸着電極の電極としての機能を長期間維持することができる。 According to this configuration, the function of the vapor deposition electrode as an electrode can be maintained for a long period of time, even if moisture is likely to enter the film capacitor by using a powder resin for the exterior.
上記した本発明の目的は、各請求項に記載した構成を実施の形態とすることにより達成できるので、以下には各請求項の構成にその構成による作用効果を併記し、併せて請求項記載の構成のうち説明を必要とする特定用語については詳細な説明を加えて、本発明における実施の形態の説明とする。 Since the object of the present invention described above can be achieved by using the configuration described in each claim as an embodiment, the function and effect of the configuration are described together with the configuration of each claim. Specific terms that require explanation in the configuration are added to the detailed explanation and are described in the embodiment of the present invention.
請求項1記載に係る発明は、一方の端に絶縁マージンを有し、第一の蒸着電極を設けた第一のフィルム面を有する第一の誘電体フィルムと、他方の端に絶縁マージンを有し、第二の蒸着電極を設けた第二のフィルム面を有する第二の誘電体フィルムと、前記第一、第二の誘電体フィルムの両端面に第一のメタリコンと第二のメタリコンとを具備し、前記第一、第二の蒸着電極はいずれもアルミニウムからなり、かつ、容量を形成する有効電極部の幅のほぼ中央部に蒸着電極を有しないスリットを設け、前記スリットから前記絶縁マージンに向かう側に分割電極を形成し、前記スリットから前記絶縁マージンと反対方向に向かう側には非分割電極を形成して、前記分割電極と前記非分割電極を前記有効電極部の幅のほぼ中央部に設けた前記スリット上のヒューズで接続し、一方の前記非分割電極には他方の前記分割電極が誘電体フィルムを介して対向する様配置したコンデンサであって、前記第一の蒸着電極と前記第一のメタリコンとを連絡し、前記第二の蒸着電極と前記第二のメタリコンとを連絡したフィルムコンデンサにおいて、前記第一、第二の蒸着電極の電気抵抗値が、5Ω/□〜9Ω/□であることを特徴としたものであり、ヒューズによる発熱が小さい自己保安機能を有するフィルムコンデンサにおいて、耐湿性能の向上を図ることが出来るものである。 The invention according to claim 1 has an insulating margin at one end and a first dielectric film having a first film surface provided with a first vapor deposition electrode and an insulating margin at the other end. A second dielectric film having a second film surface provided with a second vapor deposition electrode, and a first metallicon and a second metallicon on both end faces of the first and second dielectric films. And the first and second vapor deposition electrodes are both made of aluminum, and a slit having no vapor deposition electrode is provided at a substantially central portion of the width of the effective electrode portion forming the capacitance, and the insulation margin is formed from the slit. A split electrode is formed on the side facing the insulating margin, a non-split electrode is formed on the side facing the insulating margin from the slit, and the split electrode and the non-split electrode are arranged at approximately the center of the effective electrode width. The slot provided in the section A capacitor which is connected by a fuse on a first electrode and disposed so that one of the non-divided electrodes faces the other divided electrode through a dielectric film, wherein the first vapor-deposited electrode and the first metallicon In the film capacitor in which the second vapor deposition electrode and the second metallicon are communicated, the electric resistance value of the first and second vapor deposition electrodes is 5Ω / □ to 9Ω / □. In a film capacitor having a self-protection function with little heat generated by a fuse, the moisture resistance can be improved.
請求項2記載に係る発明は、未蒸着の誘電体フィルムと、この未蒸着の誘電体フィルムと対向する誘電体フィルムの一方の端に絶縁マージンを有し、第一の蒸着電極を設ける第一のフィルム面とし、この第一のフィルム面の裏面の他方の端に絶縁マージンを有し、第二の蒸着電極を設ける第二のフィルム面として、前記誘電体フィルムの両端面に第一のメタリコンと第二のメタリコンとを具備し、前記第一、第二の蒸着電極はいずれもアルミニウムからなり、かつ、容量を形成する有効電極部の幅のほぼ中央部に蒸着電極を有しないスリットを設け、前記スリットから前記絶縁マージンに向かう側に分割電極を形成し、前記スリットから前記絶縁マージンと反対方向に向かう側には非分割電極を形成して、前記分割電極と前記非分割電極を前記有効電極部の幅のほぼ中央部に設けた前記スリット上のヒューズで接続し、一方の前記非分割電極には他方の前記分割電極が誘電体フィルムを介して対向する様配置したコンデンサであって、前記第一の蒸着電極と前記第一のメタリコンとを連絡し、前記第二の蒸着電極と前記第二のメタリコンとを連絡したフィルムコンデンサにおいて、前記第一、第二の蒸着電極の電気抵抗値が、5Ω/□〜9Ω/□であることを特徴としたもので、ヒューズによる発熱が小さい自己保安機能を有するフィルムコンデンサにおいて、耐湿性能の向上を図ることが出来ると共に、1対の蒸着電極を1回の蒸着工程で設けることができる。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an undeposited dielectric film and a first deposition electrode having an insulation margin at one end of the dielectric film facing the undeposited dielectric film and having a first deposition electrode. As the second film surface having an insulation margin at the other end of the back surface of the first film surface and providing the second vapor deposition electrode, the first metallicon is formed on both end surfaces of the dielectric film. And a second metallicon, wherein the first and second vapor deposition electrodes are both made of aluminum, and a slit having no vapor deposition electrode is provided in the substantially central portion of the width of the effective electrode portion forming the capacitance. A split electrode is formed on the side from the slit toward the insulation margin, and a non-split electrode is formed on the side from the slit in a direction opposite to the insulation margin, so that the split electrode and the non-split electrode are placed in front. It is a capacitor that is connected by a fuse on the slit provided at substantially the center of the width of the effective electrode portion, and is arranged so that one of the non-divided electrodes is opposed to the other divided electrode through a dielectric film. In the film capacitor in which the first vapor-deposited electrode and the first metallicon are connected, and the second vapor-deposited electrode and the second metallicon are connected, the electric resistance of the first and second vapor-deposited electrodes The value is 5Ω / □ to 9Ω / □, and in a film capacitor having a self-protection function with small heat generation by a fuse, it is possible to improve the moisture resistance and a pair of vapor deposition electrodes. Can be provided in a single vapor deposition step.
請求項3記載に係る発明は、アルミニウムからなる第一の蒸着電極を設けた第一のフィルム面を有する第一の誘電体フィルムと、アルミニウムからなる第二の蒸着電極を設けた第二のフィルム面を有する第二の誘電体フィルムと、前記第一の誘電体フィルムの両端面に前記第一の蒸着電極とそれぞれ接続している第一のメタリコンと第二のメタリコンとを具備し、前記第一の蒸着電極はほぼ中央部に位置して長手方向に伸びる絶縁マージンにより異電位に分離し、分離したそれぞれの第一の蒸着電極はいずれも、容量を形成する有効電極部の幅のほぼ中央部に蒸着電極を有しないスリットを設け、前記スリットから前記絶縁マージンに向かう側に分割電極を形成し、前記スリットから前記絶縁マージンと反対方向に向かう側には非分割電極を形成して、前記分割電極と前記非分割電極を前記有効電極部の幅のほぼ中央部に設けた前記スリット上のヒューズで接続し、前記第二の蒸着電極は両端に長手方向に伸びる絶縁マージンを有し、容量を形成する有効電極部の幅のほぼ中央部に蒸着電極を有しないスリットを設け、前記スリットから前記絶縁マージンに向かう側に分割電極を形成し、前記スリットから前記絶縁マージンと反対方向に向かう側には非分割電極を形成して、前記分割電極と前記非分割電極を前記有効電極部の幅のほぼ中央部に設けた前記スリット上のヒューズで接続し、一方の前記非分割電極には他方の前記分割電極が誘電体フィルムを介して対向する様配置したフィルムコンデンサにおいて、前記第一、第二の蒸着電極の電気抵抗値が、5Ω/□〜9Ω/□であることを特徴としたもので、複数の単位コンデンサが直列となるよう配置されたもので、ヒューズによる発熱が小さい自己保安機能を有するフィルムコンデンサにおいて、耐湿性能の向上を図ることが出来ると共に、高電位傾度を得ることができる。 The invention according to claim 3 is a first dielectric film having a first film surface provided with a first vapor deposition electrode made of aluminum, and a second film provided with a second vapor deposition electrode made of aluminum. A second dielectric film having a surface, and a first metallicon and a second metallicon respectively connected to the first vapor deposition electrode on both end faces of the first dielectric film, One vapor deposition electrode is separated at a different potential by an insulating margin extending in the longitudinal direction and located substantially at the center, and each of the separated first vapor deposition electrodes is substantially at the center of the width of the effective electrode portion forming the capacitance. A slit having no vapor deposition electrode is provided in the part, a divided electrode is formed on the side from the slit toward the insulating margin, and a non-divided electrode is provided on the side from the slit in the direction opposite to the insulating margin. The divided electrode and the non-divided electrode are connected by a fuse on the slit provided substantially at the center of the width of the effective electrode portion, and the second vapor deposition electrode has an insulation margin extending in the longitudinal direction at both ends. A slit that does not have a vapor deposition electrode is provided at a substantially central part of the width of the effective electrode part that forms the capacitance, and a split electrode is formed on the side from the slit toward the insulation margin, and the insulation margin and the slit are formed from the slit. A non-divided electrode is formed on the side facing the opposite direction, and the divided electrode and the non-divided electrode are connected by a fuse on the slit provided at a substantially central portion of the width of the effective electrode portion. In the film capacitor in which the other divided electrode is arranged to face the divided electrode with a dielectric film interposed therebetween, the electric resistance value of the first and second vapor deposition electrodes is 5Ω / □ to 9Ω / □. In a film capacitor that has a self-protection function with a small amount of heat generated by a fuse, it is possible to improve the moisture resistance and to have a high potential. The gradient can be obtained.
請求項4記載に係る発明は、請求項1から3のいずれか一項に記載のフィルムコンデンサであって、分割電極は、複数の格子状分割電極にそれぞれ区分され、かつ、ヒューズで並列接続されたもので、自己保安機能を有するフィルムコンデンサにおいて、耐湿性能の向上を図ることが出来ると共に、よりヒューズによる発熱が小さく、かつ高電位傾度化が可能になる。 The invention according to claim 4 is the film capacitor according to any one of claims 1 to 3, wherein the divided electrodes are each divided into a plurality of grid-like divided electrodes and connected in parallel by fuses. Therefore, in the film capacitor having a self-protection function, the moisture resistance can be improved, the heat generated by the fuse is smaller, and the potential gradient can be increased.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1におけるフィルムコンデンサの断面図で、図2(a)、(b)は図1に示すフィルムコンデンサに用いた1対の金属化フィルムの鳥瞰図である。図1および図2(a)、(b)において、巻回型のフィルムコンデンサを形成する一方と他方の金属化フィルムを構成する1対の蒸着電極1a、1bは、誘電体フィルム3a、3bの片面である上に、一方の端の絶縁マージン4a、4bを除きアルミニウムの金属をそれぞれ真空蒸着法により、電気抵抗値が5Ω/□〜9Ω/□となるように設け、両端面のメタリコン6a、6bを通じて電極を引き出している。
(Embodiment 1)
1 is a cross-sectional view of a film capacitor according to Embodiment 1 of the present invention, and FIGS. 2A and 2B are bird's-eye views of a pair of metallized films used in the film capacitor shown in FIG. In FIG. 1 and FIGS. 2 (a) and 2 (b), a pair of
この非分割電極である蒸着電極1a、1bは、容量を形成する有効電極部の幅Wのほぼ中央部から絶縁マージン4a、4bに向かう側に、オイル転写により形成した蒸着電極を有しない非蒸着のスリット5a、5bにより複数の分割電極2a、2bにそれぞれ区分し、かつ有効電極部の幅Wのほぼ中央部から絶縁マージン4a、4bと反対側でメタリコン6a、6bに近い側に位置する誘電体フィルム3a、3bの片面全体に蒸着された蒸着電極1a、1bにヒューズ7a、7bで並列接続している。
The vapor-deposited
この構成により、ヒューズによる発熱が小さい自己保安機能を有するフィルムコンデンサにおいて、蒸着電極1a、1bの電気抵抗値を5Ω/□〜9Ω/□としたことで、電気抵抗値が従来の10Ω/□〜11Ω/□のものに比べて実質的に蒸着電極1a、1bの膜厚が厚くなり、その結果フィルムコンデンサの耐湿性能の向上を図ることが出来るものである。
With this configuration, in the film capacitor having a self-safety function in which the heat generated by the fuse is small, the electrical resistance value of the deposited
次に、本実施の形態におけるフィルムコンデンサの特性例を説明する。 Next, an example of characteristics of the film capacitor in the present embodiment will be described.
本実施の形態におけるフィルムコンデンサは、誘電体フィルム3a、3bとしては、3μm厚みのポリプロピレンフィルムを用いて巻回型の容量が1μFの小判型コンデンサ素子を作製し、液体状のエポキシ樹脂を含浸した後に、エポキシ粉体樹脂で外装した。また、有効電極部の幅Wは11.1mmとし、ヒューズ7a、7bはいずれも0.3mm幅とした。
In the film capacitor according to the present embodiment, as the
比較のために、従来技術よりなるフィルムコンデンサとして、蒸着電極1a、1bの電気抵抗値を4Ω/□、10Ω/□としたものも作製した。なお、誘電体フィルムの材質、厚み、容量、有効電極部の幅W、ヒューズの幅は本実施の形態と同じ値にした。
For comparison, a film capacitor made of a conventional technique was also prepared in which the electrical resistance values of the
このようにして作製したフィルムコンデンサの耐湿性を評価するために、温度60℃、湿度95℃において、DC450Vを印加し、1500時間後のtanδ(100kHz)の変化率を確認した。また蒸着電極1a、1bの電気抵抗を低くすることによる、誘電体フィルム3a、3bへの蒸着電極1a、1bの形成時の熱ダメージの影響を確認するために、温度115℃においてDC630Vを印加し、1500時間後の容量(1kHz)の変化率を確認して耐電圧性の評価を行った。各電気抵抗値についてそれぞれ12個のフィルムコンデンサを評価した。その結果を表1に示す。
In order to evaluate the moisture resistance of the film capacitor thus produced, DC 450 V was applied at a temperature of 60 ° C. and a humidity of 95 ° C., and the rate of change of tan δ (100 kHz) after 1500 hours was confirmed. Further, in order to confirm the influence of thermal damage when forming the
表1に示すように、耐湿性の確認において、蒸着膜の電気抵抗値が10Ω/□では、蒸着膜の腐食による電気抵抗値の上昇でtanδ値の変化率が不良品と判定される+100%以上となるものが現れ、又耐電圧性の確認においては、蒸着膜の電気抵抗値が4Ω/□の場合に、誘電体フィルムへの蒸着電極の形成時の熱ダメージによる誘電体フィルムの耐電圧性能の低下によって、金属化フィルムにヒーリングが多く発生し、その結果容量の変化率が不良品と判定される−10%を超えるものが現れている。一方蒸着膜抵抗が5Ω/□〜9Ω/□の範囲ではどちらの評価においても不良品と判定されるレベルのものは無かった。 As shown in Table 1, in the confirmation of moisture resistance, when the electrical resistance value of the deposited film is 10Ω / □, the rate of change in the tan δ value is determined as a defective product due to the increase in the electrical resistance value due to corrosion of the deposited film. When the electrical resistance of the deposited film is 4Ω / □, the withstand voltage of the dielectric film due to thermal damage when the deposited electrode is formed on the dielectric film is confirmed. Due to the decrease in performance, a lot of healing occurs in the metallized film, and as a result, the rate of change in capacity exceeds −10%, which is judged as a defective product, appears. On the other hand, in the range of 5 Ω / □ to 9 Ω / □ in the vapor deposition film resistance, there was no product that was judged as a defective product in either evaluation.
又、ヒューズ動作は蒸着膜抵抗が5Ω/□〜9Ω/□の範囲では良好であった。 The fuse operation was good when the deposited film resistance was in the range of 5Ω / □ to 9Ω / □.
以上のように、本発明によれば蒸着電極の電気抵抗値を従来の10Ω/□〜11Ω/□を5Ω/□〜9Ω/□とする事によって、従来のプラスチックや金属のケースと充填樹脂とからなる構成の外装を粉体樹脂による外装に替えても、耐電圧性を損なうことなく耐湿性を確保できるものである。そしてフィルムコンデンサの形状の小形化と、製造原価の低減を図ることができる。 As described above, according to the present invention, by setting the electrical resistance value of the vapor deposition electrode to 10Ω / □ to 11Ω / □ from the conventional value to 5Ω / □ to 9Ω / □, the conventional plastic or metal case and the filling resin Even if the exterior made of the above is replaced with an exterior made of powder resin, the moisture resistance can be secured without impairing the voltage resistance. In addition, the shape of the film capacitor can be reduced and the manufacturing cost can be reduced.
(実施の形態2)
図3は本発明の実施の形態2におけるフィルムコンデンサの断面図で、図4(a)、(b)は図3に示すフィルムコンデンサに用いた1対の金属化フィルムの鳥瞰図である。本実施の形態は、有効電極部の幅のほぼ中央部から絶縁マージンに向かう側の蒸着電極を、格子状分割電極に形成した点が実施の形態1と異なるだけで、それ以外の同一構成ならびに作用効果を奏する部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略し、異なるところを中心に説明する。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a cross-sectional view of a film capacitor according to Embodiment 2 of the present invention, and FIGS. 4A and 4B are bird's-eye views of a pair of metallized films used in the film capacitor shown in FIG. The present embodiment is different from the first embodiment only in that the vapor deposition electrode on the side from the substantially central portion of the width of the effective electrode portion toward the insulation margin is formed on the grid-like divided electrode. The same reference numerals are given to the parts having the operational effects, and detailed description will be omitted, and different points will be mainly described.
図3および図4(a)、(b)において、真空蒸着法により、電気抵抗値が5Ω/□〜9Ω/□となるように設けられた蒸着電極1a、1bは、容量を形成する有効電極部の幅Wのほぼ中央部から絶縁マージン4a、4bに向かう側に、蒸着電極を有しないスリット5a、5bにより、複数の格子状分割電極32a、32bにそれぞれ区分し、かつヒューズ7a、7bで並列接続している。
3 and 4 (a) and 4 (b), the
この構成により、ヒューズによる発熱が小さい自己保安機能を有するフィルムコンデンサにおいて、蒸着電極1a、1bの電気抵抗値を5Ω/□〜9Ω/□としたことで、電気抵抗値が従来の10Ω/□〜11Ω/□に比べて実質的に蒸着電極1a、1bの膜厚が厚くなり、その結果フィルムコンデンサの耐湿性能の向上を図ることが出来るものである。
With this configuration, in the film capacitor having a self-safety function in which the heat generated by the fuse is small, the electrical resistance value of the deposited
(実施の形態3)
図5は、本発明の実施の形態3におけるフィルムコンデンサの断面図で、図6(a)、(b)は図5に示すフィルムコンデンサに用いた両面金属化フィルムにおける表裏の蒸着電極の鳥瞰図である。本実施の形態は、1対の蒸着電極を、一方の誘電体フィルムの両面に分けて設け、他方の誘電体フィルムは金属を蒸着しない、そのままの生に形成した点が実施の形態1と異なるだけで、それ以外の同一構成ならびに作用効果を奏する部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略し、異なるところを中心に説明する。
(Embodiment 3)
5 is a cross-sectional view of the film capacitor according to Embodiment 3 of the present invention, and FIGS. 6A and 6B are bird's-eye views of the front and back vapor deposition electrodes in the double-sided metallized film used in the film capacitor shown in FIG. is there. The present embodiment is different from the first embodiment in that a pair of vapor deposition electrodes are provided separately on both surfaces of one dielectric film, and the other dielectric film is formed as it is without depositing metal. However, the same code | symbol is attached | subjected to the part which show | plays the same structure and effect other than that, detailed description is abbreviate | omitted, and it demonstrates centering on a different location.
図5および図6(a)、(b)において、真空蒸着法により、電気抵抗値が5Ω/□〜9Ω/□となるように設けられた非分割電極である蒸着電極1a、1bは、誘電体フィルム53aの表裏になる両面にそれぞれ形成し、両端面のメタリコン6a、6bに接続しており、未蒸着の生の誘電体フィルム53bと重ね合わされている。そして、蒸着電極1a、1bは、容量を形成する有効電極部の幅Wのほぼ中央部から絶縁マージン4a、4bに向かう側に、蒸着電極を有しないスリット5a、5bによって、複数の格子状分割電極32a、32bにそれぞれ区分し、ヒューズ7a、7bで並列接続している。
5 and 6 (a) and 6 (b),
この構成によれば、実施の形態1で説明したと同様の作用効果を得ることができるとともに、蒸着電極1a、1bを1回の蒸着工程で設けることができるため、より安価にフィルムコンデンサを作製することができる。
According to this configuration, the same effect as described in the first embodiment can be obtained, and the
(実施の形態4)
図7は、本発明の実施の形態4におけるフィルムコンデンサの断面図で、図8(a)、(b)は図7に示すフィルムコンデンサに用いた1対の金属化フィルムの鳥瞰図である。本実施の形態は、1対の蒸着電極に改良を加えた点が実施の形態1と異なるだけで、それ以外の同一構成ならびに作用効果を奏する部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略し、異なるところを中心に説明する。
(Embodiment 4)
7 is a cross-sectional view of a film capacitor according to Embodiment 4 of the present invention, and FIGS. 8A and 8B are bird's-eye views of a pair of metallized films used in the film capacitor shown in FIG. The present embodiment is different from the first embodiment only in that an improvement is made to a pair of vapor deposition electrodes, and other parts having the same configuration and operational effects are denoted by the same reference numerals and detailed description is given. Omitted and the description will focus on the differences.
図7および図8(a)、(b)において、誘電体フィルム3a上に設けた蒸着電極1aは、ほぼ中央部に位置して誘電体フィルム3aの長手方向(誘電体フィルムの長尺方向)に伸びる絶縁マージン78aにより異電位に分離し、有効電極部の幅Wのほぼ中央部から絶縁マージン78aに向かう側にスリット5aにより複数の分割電極2aを設け、かつヒューズ7aによりメタリコン6a、6bに近い側の蒸着電極1aに並列接続している。また同様に、誘電体フィルム3b上に設けた蒸着電極1bは、長手方向(誘電体フィルムの長尺方向)に伸びる絶縁マージン4bを両端に有し、有効電極部の幅Wのほぼ中央部から絶縁マージン4bに向かう側にスリット5bにより複数の分割電極2bを設け、かつヒューズ7bにより両側の分割電極2b間に位置する蒸着電極1bに並列接続している。メタリコン6a、6bは蒸着電極1aの両端部と接続している。
7 and 8 (a) and 8 (b), the vapor deposition electrode 1a provided on the dielectric film 3a is located substantially at the center and is in the longitudinal direction of the dielectric film 3a (longitudinal direction of the dielectric film). Are separated into different potentials by an insulating
この構成によれば、実施の形態1で説明したと同様の作用効果を得ることができるとともに、蒸着電極1aにおいて誘電体フィルム3aの長手方向に伸びる絶縁マージン78aにより左右に分離された2個の単位コンデンサが直列となっていることから高い電圧まで使用できて、しかも自己保安機能を有し、ヒューズ7aによる発熱の少ないフィルムコンデンサを実現できる。
According to this configuration, the same operational effects as described in the first embodiment can be obtained, and the two electrodes separated left and right by the insulating
なお、実施の形態4では、1本の絶縁マージン78aを設けたが、本発明は1本に限定されるものではない。
In the fourth embodiment, one insulating
また上記各実施の形態では、四角形状からなる分割電極を例として説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、他の形状、例えば菱形状や六角形状、三角形状の格子状分割電極においても同様の結果を得た。また、ヒューズの位置は前記四角形の各辺に設けたが、頂点に設けてもよい。 In each of the above embodiments, a quadrangular divided electrode has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and other shapes, for example, a diamond-shaped, hexagonal, or triangular lattice-shaped divided electrode. Similar results were obtained in Moreover, although the position of the fuse is provided at each side of the square, it may be provided at the apex.
さらに誘電体フィルム3aおよび3b、53a、53bとして、それぞれ2枚以上のフィルムを重ねても、同様の効果を得た。
Further, even when two or more films were stacked as the
またコンデンサ素子を1個ずつ巻取る巻回型コンデンサ以外に、金属化フィルムを積層してなる積層型コンデンサであっても同様の効果が得られる。 The same effect can be obtained with a laminated capacitor in which a metallized film is laminated in addition to a wound capacitor that winds capacitor elements one by one.
また、本発明ではフィルムコンデンサの容量を特に限定しないが、10μF以下の容量のフィルムコンデンサにより適している。それは大容量のフィルムコンデンサでは、金属化フィルムに絶縁破壊が生じた場合に大電流が流れ貫通破壊を起こしショート状態に至ってしまう危険性が高く、これを回避するためヒューズ動作の感度を上げる必要がある。これには蒸着電極の電気抵抗値が高い方がより確実である。一方、10μF以下のフィルムコンデンサでは、金属化フィルムに絶縁破壊が生じた場合に流れる電流が小さいために、ヒューズ動作の感度を大容量のフィルムコンデンサほど上げる必要がなく、よって蒸着電極の電気抵抗値も大容量のフィルムコンデンサより低くすることができる。よって本発明を10μF以下のコンデンサに採用すれば、ヒューズによる安全機能と耐湿性をより高いレベルで確保出来る。 In the present invention, the capacity of the film capacitor is not particularly limited, but a film capacitor having a capacity of 10 μF or less is more suitable. In a large-capacity film capacitor, there is a high risk that a large current will flow if a metallized film breaks down, resulting in a through-breakage, resulting in a short circuit. To avoid this, it is necessary to increase the sensitivity of the fuse operation. is there. For this, it is more certain that the electric resistance value of the vapor deposition electrode is higher. On the other hand, in a film capacitor of 10 μF or less, since the current that flows when a dielectric breakdown occurs in the metallized film, it is not necessary to increase the sensitivity of the fuse operation as in the case of a large-capacity film capacitor. Can be made lower than a large-capacity film capacitor. Therefore, if the present invention is adopted for a capacitor of 10 μF or less, the safety function and moisture resistance by the fuse can be secured at a higher level.
以上のように本発明によれば、自己保安機能を有し、耐湿性の良好な小形化されたフィルムコンデンサを実現することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to realize a miniaturized film capacitor having a self-safety function and good moisture resistance.
1a、1b 蒸着電極
2a、2b 分割電極
3a、3b 誘電体フィルム
4a、4b 絶縁マージン
5a、5b スリット
6a、6b メタリコン
7a、7b ヒューズ
32a、32b 格子状分割電極
53a、53b 誘電体フィルム
78a 絶縁マージン
W 有効電極部の幅
1a,
Claims (4)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2008086065A JP2009239175A (en) | 2008-03-28 | 2008-03-28 | Film capacitor |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013219305A (en) * | 2012-04-12 | 2013-10-24 | Nichicon Corp | Metalization film capacitor |
| JP2018117029A (en) * | 2017-01-18 | 2018-07-26 | トヨタ自動車株式会社 | Film capacitor |
-
2008
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