JP3392525B2 - 金属化フィルムコンデンサ - Google Patents
金属化フィルムコンデンサInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属化フィルムコンデ
ンサ（以下単にＭＦコンデンサという）の電気特性の改
良に関するものである。
ンサ（以下単にＭＦコンデンサという）の電気特性の改
良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＭＦコンデンサの蒸着膜電極は、通常ア
ルミニウムや亜鉛、あるいはその混合物などがこれまで
から用いられており、蒸着する金属の種類によって電気
的特性が異なるなどの特徴がある。これ等の金属で形成
される蒸着膜電極は通常蒸着膜厚さは均一であるが、最
近ではＭＦコンデンサの設計電界強度を上げて小形化を
図るために、蒸着膜電極の厚さを極力薄くしてコンデン
サの高耐電圧化する技術傾向にある。
ルミニウムや亜鉛、あるいはその混合物などがこれまで
から用いられており、蒸着する金属の種類によって電気
的特性が異なるなどの特徴がある。これ等の金属で形成
される蒸着膜電極は通常蒸着膜厚さは均一であるが、最
近ではＭＦコンデンサの設計電界強度を上げて小形化を
図るために、蒸着膜電極の厚さを極力薄くしてコンデン
サの高耐電圧化する技術傾向にある。
【０００３】ＭＦコンデンサに用いられる金属化フィル
ムの蒸着膜電極の厚さは極めて薄く数百オングストロー
ム以下で、通常この蒸着膜電極の厚さは面積電気抵抗に
代替される単位Ω／□が用いられており、亜鉛では３〜
２０Ω／□、アルミニウムでは２〜１０Ω／□の範囲が
最も汎用的であり、また亜鉛とアルミニウムの混合物
（アロイ）ではどちらかと言えば亜鉛に近い電気抵抗の
ものが多く用いられている。
ムの蒸着膜電極の厚さは極めて薄く数百オングストロー
ム以下で、通常この蒸着膜電極の厚さは面積電気抵抗に
代替される単位Ω／□が用いられており、亜鉛では３〜
２０Ω／□、アルミニウムでは２〜１０Ω／□の範囲が
最も汎用的であり、また亜鉛とアルミニウムの混合物
（アロイ）ではどちらかと言えば亜鉛に近い電気抵抗の
ものが多く用いられている。
【０００４】また、ＭＦコンデンサの蒸着膜電極の厚さ
を薄くして高電気抵抗化していくと、蒸着膜電極とメタ
リコン電極との接合部で電気的接触性が低下し、容量の
安定性が阻害されるなどの影響が出、特にアルミニウム
ではこれが顕著である。上記影響を防ぐために蒸着膜電
極のメタリコン接合部分の接触部を一定幅、他の部分の
蒸着膜電極より膜厚を厚くして電気抵抗を下げたヘビー
エッジ形の金属化フィルムも実用化されてきた。
を薄くして高電気抵抗化していくと、蒸着膜電極とメタ
リコン電極との接合部で電気的接触性が低下し、容量の
安定性が阻害されるなどの影響が出、特にアルミニウム
ではこれが顕著である。上記影響を防ぐために蒸着膜電
極のメタリコン接合部分の接触部を一定幅、他の部分の
蒸着膜電極より膜厚を厚くして電気抵抗を下げたヘビー
エッジ形の金属化フィルムも実用化されてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】通常ＭＦコンデンサの
誘電体内部における電界強度は、金属化フィルムの絶縁
マージン側の電極沿端とその対極電極部間で最も高くな
る。これは誘電体（絶縁体）を挟んだ電極の端部で生じ
るエッジ効果によるもので、ＭＦコンデンサでは上記絶
縁マージン側の沿端部が高電界によってコロナ放電（部
分放電とも言う）し、該沿端部と対極側蒸着膜電極の沿
端部が電蝕消化し、また該部分近傍の誘電体フィルムが
劣化する。そして上記障害の影響は、誘電体フィルムが
薄ければ薄い程、また蒸着膜電極の厚さが薄ければ薄い
程増大されてＭＦコンデンサを短命化させる。
誘電体内部における電界強度は、金属化フィルムの絶縁
マージン側の電極沿端とその対極電極部間で最も高くな
る。これは誘電体（絶縁体）を挟んだ電極の端部で生じ
るエッジ効果によるもので、ＭＦコンデンサでは上記絶
縁マージン側の沿端部が高電界によってコロナ放電（部
分放電とも言う）し、該沿端部と対極側蒸着膜電極の沿
端部が電蝕消化し、また該部分近傍の誘電体フィルムが
劣化する。そして上記障害の影響は、誘電体フィルムが
薄ければ薄い程、また蒸着膜電極の厚さが薄ければ薄い
程増大されてＭＦコンデンサを短命化させる。
【０００６】上記のことをもう少し詳しく説明すると、
ＭＦコンデンサを長時間通電使用すると、金属化フィル
ムの蒸着膜電極の沿端部でコロナ放電が起こり、蒸着膜
電極が電蝕消化して次第に容量減少し、また誘電体フィ
ルムも絶縁劣化していく。さらにＭＦコンデンサでは、
通電のオン、オフ、サイクル毎に巻回された金属化フィ
ルムの相互間の電界収縮作用によって、金属化フィルム
の蒸着膜電極が伸縮疲労し、メタリコン電極との接合部
と、上記蒸着膜電極の沿端対極部で蒸着膜電極がクラッ
クなどで損傷し、ＭＦコンデンサの容量減少を進展させ
るとともに、場合によっては絶縁破壊を招くなどの問題
点を生じていた。
ＭＦコンデンサを長時間通電使用すると、金属化フィル
ムの蒸着膜電極の沿端部でコロナ放電が起こり、蒸着膜
電極が電蝕消化して次第に容量減少し、また誘電体フィ
ルムも絶縁劣化していく。さらにＭＦコンデンサでは、
通電のオン、オフ、サイクル毎に巻回された金属化フィ
ルムの相互間の電界収縮作用によって、金属化フィルム
の蒸着膜電極が伸縮疲労し、メタリコン電極との接合部
と、上記蒸着膜電極の沿端対極部で蒸着膜電極がクラッ
クなどで損傷し、ＭＦコンデンサの容量減少を進展させ
るとともに、場合によっては絶縁破壊を招くなどの問題
点を生じていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明においては、金属
化フィルムは蒸着膜電極の幅方向の両端部の厚さが他の
蒸着部の厚さより厚くなっている点である。すなわち、
化フィルムは蒸着膜電極の幅方向の両端部の厚さが他の
蒸着部の厚さより厚くなっている点である。すなわち、
【０００８】（１）フィルムの長手方向の片端に連続し
た帯状の絶縁マージン３を形成した蒸着膜電極２を有す
る金属化フィルム１を、絶縁マージンが互いに反対側に
なるように重ね合せて巻回し、該巻回体の両端面にメタ
リコン電極５を形成し、ケース８に収容して絶縁油を含
浸充填したＭＦコンデンサにおいて、
た帯状の絶縁マージン３を形成した蒸着膜電極２を有す
る金属化フィルム１を、絶縁マージンが互いに反対側に
なるように重ね合せて巻回し、該巻回体の両端面にメタ
リコン電極５を形成し、ケース８に収容して絶縁油を含
浸充填したＭＦコンデンサにおいて、
【０００９】上記金属化フィルム１は、蒸着膜電極２の
幅方向の両端部２ａ、２ｂの蒸着膜厚さを他の蒸着膜部
より厚くするとともに、
幅方向の両端部２ａ、２ｂの蒸着膜厚さを他の蒸着膜部
より厚くするとともに、
【００１０】上記絶縁マージン側の蒸着膜電極部２ｂ
を、対極側蒸着膜電極の端部２ａの電極厚膜部と重ね合
わせたことを特徴とするＭＦコンデンサである。
を、対極側蒸着膜電極の端部２ａの電極厚膜部と重ね合
わせたことを特徴とするＭＦコンデンサである。
【００１１】（２）さらに、金属化フィルム１の蒸着膜
電極２の材質がアルミニウム、亜鉛、アルミニウムと亜
鉛の組合せまたは混合物である上記（１）の金属化フィ
ルムコンデンサであること。
電極２の材質がアルミニウム、亜鉛、アルミニウムと亜
鉛の組合せまたは混合物である上記（１）の金属化フィ
ルムコンデンサであること。
【００１２】（３）および、対向する金属化フィルム１
の相互間に非蒸着フィルム４を介在した上記（１）およ
び（２）の金属化フィルムコンデンサである。
の相互間に非蒸着フィルム４を介在した上記（１）およ
び（２）の金属化フィルムコンデンサである。
【００１３】
【作用】金属化フィルムの蒸着膜電極２の幅方向の両端
部２ａ、２ｂの厚さを他の蒸着膜部より厚くして、これ
を１対として絶縁マージン３が互いに反対側になるよう
に重ね合せて巻回し、絶縁マージン３側の蒸着膜電極端
２ｂが対極側蒸着電極の端部２ａの厚膜部に重なるよう
にしておけば、ＭＦコンデンサの絶縁マージン３側蒸着
膜電極端２ｂと、これに対極する金属化フィルムの蒸着
膜電極のコロナ放電による電蝕作用と、上記近傍の誘電
体フィルムの熱劣化を抑制することができる。
部２ａ、２ｂの厚さを他の蒸着膜部より厚くして、これ
を１対として絶縁マージン３が互いに反対側になるよう
に重ね合せて巻回し、絶縁マージン３側の蒸着膜電極端
２ｂが対極側蒸着電極の端部２ａの厚膜部に重なるよう
にしておけば、ＭＦコンデンサの絶縁マージン３側蒸着
膜電極端２ｂと、これに対極する金属化フィルムの蒸着
膜電極のコロナ放電による電蝕作用と、上記近傍の誘電
体フィルムの熱劣化を抑制することができる。
【００１４】
【実施例１】本発明のＭＦコンデンサの実施例１につい
て説明する。
て説明する。
【００１５】実施例１のＭＦコンデンサは図３の構造
で、図１に示す金属化フィルム１の構造と構成でこれを
巻回し、この巻回体の両端面にメタリコン電極５を施し
てコンデンサ素子６を形成し、これを外部端子に接続す
るリード線７を結線してケース８に収容して真空乾燥
し、絶縁油を含浸充填して、密封して試料コンデンサと
した。
で、図１に示す金属化フィルム１の構造と構成でこれを
巻回し、この巻回体の両端面にメタリコン電極５を施し
てコンデンサ素子６を形成し、これを外部端子に接続す
るリード線７を結線してケース８に収容して真空乾燥
し、絶縁油を含浸充填して、密封して試料コンデンサと
した。
【００１６】試料コンデンサは、表１は亜鉛および亜鉛
とアルミニウムの混合（アロイ）蒸着したもの、また表
２はアルミニウム蒸着および亜鉛蒸着とアルミニウム蒸
着の組合せによる金属化フィルムで、各金属化フィルム
のフィルム材質は厚さ１５μｍのポリプロピレンであ
る。各試料の製作台数はそれぞれ２０台、試料コンデン
サの定格は、単相、６０Ｈｚ、７６０ＶＡＣ、３０．５
μＦである。
とアルミニウムの混合（アロイ）蒸着したもの、また表
２はアルミニウム蒸着および亜鉛蒸着とアルミニウム蒸
着の組合せによる金属化フィルムで、各金属化フィルム
のフィルム材質は厚さ１５μｍのポリプロピレンであ
る。各試料の製作台数はそれぞれ２０台、試料コンデン
サの定格は、単相、６０Ｈｚ、７６０ＶＡＣ、３０．５
μＦである。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】試料コンデンサの試験は、周囲温度２０℃
で、試験電圧９５０ＶＡＣ（定格電圧×１．２５倍）、
３０００時間を通電し連続耐用性試験を行った。各試料
コンデンサの評価は、試験前（０ｈ）、１０００、２０
００、３０００時間の各容量を測定し、試験前に対する
３０００時間試験終了後の容量変化率（％）を比較し
た。
で、試験電圧９５０ＶＡＣ（定格電圧×１．２５倍）、
３０００時間を通電し連続耐用性試験を行った。各試料
コンデンサの評価は、試験前（０ｈ）、１０００、２０
００、３０００時間の各容量を測定し、試験前に対する
３０００時間試験終了後の容量変化率（％）を比較し
た。
【００２０】上記試験結果とその評価は表３に示す通り
である。
である。
【００２１】
【表３】
【００２２】
【実施例２】実施例２は、図２に示す対向する金属化フ
ィルム１の相互間に非蒸着フィルム４を介在させて実施
例１と同様にして試料コンデンサを製作した。
ィルム１の相互間に非蒸着フィルム４を介在させて実施
例１と同様にして試料コンデンサを製作した。
【００２３】試料コンデンサの誘電体フィルムは、金属
化フィルム１は１２μｍ厚さのポリエチレンテレフタレ
ートフィルムにアルミニウムを蒸着したもの、非蒸着フ
ィルムは１２μｍ厚さのポリプロピレンフィルムを各１
枚金属化フィルム１の相互間に介在させたものである。
化フィルム１は１２μｍ厚さのポリエチレンテレフタレ
ートフィルムにアルミニウムを蒸着したもの、非蒸着フ
ィルムは１２μｍ厚さのポリプロピレンフィルムを各１
枚金属化フィルム１の相互間に介在させたものである。
【００２４】試料コンデンサの定格は、単相、６０Ｈ
ｚ、１３２０ＶＡＣ、１５μＦで、各試料につき２０台
を製作し、周囲温度２０℃、試験電圧１６５０ＶＡＣ、
（定格電圧×１．２５）通電時間３０００時間の連続耐
用性試験を実施し、実施例１と同様の方法で評価比較し
た。試料コンデンサは表４に示すものである。
ｚ、１３２０ＶＡＣ、１５μＦで、各試料につき２０台
を製作し、周囲温度２０℃、試験電圧１６５０ＶＡＣ、
（定格電圧×１．２５）通電時間３０００時間の連続耐
用性試験を実施し、実施例１と同様の方法で評価比較し
た。試料コンデンサは表４に示すものである。
【００２５】
【表４】
【００２６】上記試験結果とその評価は表５に示す通り
である。
である。
【００２７】
【表５】
【００２８】上記実施例１および実施例２の試験結果に
おいて、本発明のＭＦコンデンサである試料１、２、
４、５、７、８はそれぞれ容量変化率が-1.2〜-2.5％
で、従来のＭＦコンデンサの試料３、６、９の容量変化
率-7.6〜-12.4 ％と比較すると本発明のＭＦコンデンサ
の容量変化率は従来のＭＦコンデンサの１／５〜１／６
であり極めて効果的な結果を得ることができた。
おいて、本発明のＭＦコンデンサである試料１、２、
４、５、７、８はそれぞれ容量変化率が-1.2〜-2.5％
で、従来のＭＦコンデンサの試料３、６、９の容量変化
率-7.6〜-12.4 ％と比較すると本発明のＭＦコンデンサ
の容量変化率は従来のＭＦコンデンサの１／５〜１／６
であり極めて効果的な結果を得ることができた。
【００２９】なお、本発明による試料１、２、３、４、
５、６、７、８は金属化フィルムの蒸着膜電極の幅方向
の両端部の蒸着膜厚さを他の蒸着膜部よりも厚くし、絶
縁マージン３側端に設けた電極厚膜部２ｂが、対極側蒸
着膜電極の片端に設けた電極厚膜部２ａと重なり合うよ
うにした。この結果、金属化フィルム相互間の電界伸縮
作用で、絶縁マージン側の蒸着膜電極端部と対向する位
置の蒸着膜電極が、メタリコンとの接触部付近を軸とし
て梃の原理により伸縮疲労して、金属化フィルムの長手
方向に沿ったクラックの発生と、これによるコロナ放
電、容量減少、および誘電体の絶縁劣化に至る現象を本
発明は抑制することができる。
５、６、７、８は金属化フィルムの蒸着膜電極の幅方向
の両端部の蒸着膜厚さを他の蒸着膜部よりも厚くし、絶
縁マージン３側端に設けた電極厚膜部２ｂが、対極側蒸
着膜電極の片端に設けた電極厚膜部２ａと重なり合うよ
うにした。この結果、金属化フィルム相互間の電界伸縮
作用で、絶縁マージン側の蒸着膜電極端部と対向する位
置の蒸着膜電極が、メタリコンとの接触部付近を軸とし
て梃の原理により伸縮疲労して、金属化フィルムの長手
方向に沿ったクラックの発生と、これによるコロナ放
電、容量減少、および誘電体の絶縁劣化に至る現象を本
発明は抑制することができる。
【００３０】
【発明の効果】金属化フィルムの蒸着膜電極の幅方向の
両端部の厚さを他の蒸着部より厚くし、これを１対とし
て絶縁マージンが互いに反対側になるように重ね合せて
巻回し、絶縁マージン側の蒸着膜電極端が対極側蒸着電
極の端部の厚膜部に重なるように構成すれば、ＭＦコン
デンサの絶縁マージン側電極端部、および対極側蒸着膜
電極の端部付近で生じるコロナ放電による金属化フィル
ムの劣化を抑制することができ、容量変化が小さく、長
寿命かつ高信頼性のＭＦコンデンサを提供でき、特に交
流回路で使用する電力用コンデンサの分野で優れた効果
を発揮することができる。
両端部の厚さを他の蒸着部より厚くし、これを１対とし
て絶縁マージンが互いに反対側になるように重ね合せて
巻回し、絶縁マージン側の蒸着膜電極端が対極側蒸着電
極の端部の厚膜部に重なるように構成すれば、ＭＦコン
デンサの絶縁マージン側電極端部、および対極側蒸着膜
電極の端部付近で生じるコロナ放電による金属化フィル
ムの劣化を抑制することができ、容量変化が小さく、長
寿命かつ高信頼性のＭＦコンデンサを提供でき、特に交
流回路で使用する電力用コンデンサの分野で優れた効果
を発揮することができる。
【図１】本発明の実施例１における金属化フィルムコン
デンサの金属化フィルム構成の断面図である。
デンサの金属化フィルム構成の断面図である。
【図２】本発明の実施例２における金属化フィルムの相
互間に非蒸着フィルムを介在させた金属化フィルムコン
デンサの断面構成図である。
互間に非蒸着フィルムを介在させた金属化フィルムコン
デンサの断面構成図である。
【図３】本発明の実施例における完成した金属化フィル
ムコンデンサの縦断面図である。
ムコンデンサの縦断面図である。
１ 金属化フィルム
２ 金属化フィルムに形成した蒸着膜電極
２ａ 蒸着膜電極の片端に設けた電極厚膜部
２ｂ 蒸着膜電極の絶縁マージン側端に設けた電極厚膜
部 ３ 金属化フィルムに設けた絶縁マージン ４ 非蒸着フィルム ５ メタリコン電極 ６ コンデンサ素子 ７ リード線 ８ ケース
部 ３ 金属化フィルムに設けた絶縁マージン ４ 非蒸着フィルム ５ メタリコン電極 ６ コンデンサ素子 ７ リード線 ８ ケース
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01G 4/00 - 4/10
H01G 4/14 - 4/42
Claims (3)
- 【請求項１】 フィルムの長手方向の片端に連続した帯
状の絶縁マージン（３）を形成した蒸着膜電極（２）を
有する金属化フィルム（１）を、絶縁マージン（３）が
互いに反対側になるように重ね合わせて巻回し、該巻回
体の両端面にメタリコン電極（５）を形成し、ケース
（８）に収容して絶縁油を含浸充填した金属化フィルム
コンデンサであって、 上記金属化フィルム（１）は、蒸着膜電極（２）の片端
に設けられた電極厚膜部（２ａ）、絶縁マージン（３）
側端に設けた電極厚膜部（２ｂ）の蒸着膜厚さを他の蒸
着膜部より厚くするとともに、 上記絶縁マージン（３）側端に設けた電極厚膜部（２
ｂ）と対極側蒸着膜電極の片端に設けた電極厚膜部（２
ａ）とを重ね合わせたことを特徴とする金属化フィルム
コンデンサ。 - 【請求項２】 金属化フィルム（１）の蒸着膜電極
（２）の材質がアルミニウム、亜鉛、アルミニウムと亜
鉛の組合せまたは混合物である請求項１記載の金属化フ
ィルムコンデンサ。 - 【請求項３】 対向する金属化フィルム（１）の相互間
に非蒸着フィルム（４）を介在した請求項１および請求
項２記載の金属化フィルムコンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17497994A JP3392525B2 (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 金属化フィルムコンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17497994A JP3392525B2 (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 金属化フィルムコンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0845775A JPH0845775A (ja) | 1996-02-16 |
| JP3392525B2 true JP3392525B2 (ja) | 2003-03-31 |
Family
ID=15988103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17497994A Expired - Fee Related JP3392525B2 (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 金属化フィルムコンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3392525B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3435390A4 (en) * | 2016-04-27 | 2019-05-01 | Kyocera Corporation | COATING CAPACITOR, COUPLED CAPACITOR, INVERTER AND ELECTRIC VEHICLE |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5717563A (en) * | 1996-06-10 | 1998-02-10 | Aerovox Incorporated | Electrode patterning in metallized electrode capacitors |
| JP2000100646A (ja) * | 1998-09-25 | 2000-04-07 | Nissin Electric Co Ltd | コンデンサ素子 |
| JP2008103451A (ja) * | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 金属化フィルムコンデンサ |
| JP2012191045A (ja) * | 2011-03-11 | 2012-10-04 | Nichicon Corp | 電力用高圧コンデンサ素子、および当該素子を用いた電力用高圧コンデンサ |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2225821A1 (en) * | 1973-04-13 | 1974-11-08 | Radiotechnique Compelec | Electric capacitors with metallised dielectric foil - longer life obtd. by thickening metal along border or leakage path |
| JPS5860522A (ja) * | 1981-10-05 | 1983-04-11 | ニチコン株式会社 | 金属化プラスチツクフイルムコンデンサ |
-
1994
- 1994-07-27 JP JP17497994A patent/JP3392525B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3435390A4 (en) * | 2016-04-27 | 2019-05-01 | Kyocera Corporation | COATING CAPACITOR, COUPLED CAPACITOR, INVERTER AND ELECTRIC VEHICLE |
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