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JP2002289459A - 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

Publication number
JP2002289459A
JP2002289459A JP2001093096A JP2001093096A JP2002289459A JP 2002289459 A JP2002289459 A JP 2002289459A JP 2001093096 A JP2001093096 A JP 2001093096A JP 2001093096 A JP2001093096 A JP 2001093096A JP 2002289459 A JP2002289459 A JP 2002289459A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
capacitor
metallized film
capacitor element
metallized
film capacitor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001093096A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsuharu Maruyama
光晴 丸山
Takahito Oguchi
貴仁 小口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Okaya Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Okaya Electric Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Okaya Electric Industry Co Ltd filed Critical Okaya Electric Industry Co Ltd
Priority to JP2001093096A priority Critical patent/JP2002289459A/ja
Publication of JP2002289459A publication Critical patent/JP2002289459A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンデンサ素子の終局破壊時において、コン
デンサ素子が発火・焼損する危険性のない金属化フィル
ムコンデンサの実現。 【解決手段】 一側辺に沿ってマージン部14が残される
ように、誘電体フィルム12の表面に金属材料より成る電
極膜16を蒸着して成る一対の金属化フィルム18を、上記
一対の金属化フィルム18同士のマージン部14が反対側に
配されるように積層し、又は積層巻回してコンデンサ素
子20を形成すると共に、該コンデンサ素子20の両端面に
電極材料を付着させて外部電極22を形成して成る金属化
フィルムコンデンサ10において、上記外部電極22の外面
に、キャップ状に成形されたガス吸着材28を、上記外部
電極22を覆うように接合した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は金属化フィルムコ
ンデンサに係り、特に、コンデンサ素子の終局破壊時に
おける発火・焼損を防止することのできる金属化フィル
ムコンデンサに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、誘電体フィルムの表面に電極金属
を蒸着させた金属化フィルムを積層又は巻回して成るコ
ンデンサ素子を用いた金属化フィルムコンデンサは、コ
ンデンサ素子に部分的な絶縁破壊を生じても再び絶縁性
を回復する自己回復性に優れているため、家庭用電気製
品をはじめとする種々の電気・電子機器等に広く用いら
れている。
【0003】図9は、斯かる金属化フィルムコンデンサ
の一例を示すものであり、この金属化フィルムコンデン
サ80は、誘電体フィルム82の表面に、それぞれ電極膜84
を蒸着させた一対の金属化フィルム86を積層した後に、
図示しない巻取機によって巻回して終端部を止着し、こ
れに加熱及び加圧処理を施してコンデンサ素子88を形成
し、該コンデンサ素子88の両端面に外部電極(メタリコ
ン電極)90を形成することにより製造されている。上記
誘電体フィルム82の表面には、一方の側辺に沿って所定
の幅でマージン部92(電極膜84に覆われない部分)が確
保されている。また、他方の誘電体フィルム82の表面に
も、上記とは反対側の側辺に沿って同様のマージン部92
が確保されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記構成の金属化フィ
ルムコンデンサ80は、誘電体フィルム82に部分的な絶縁
破壊が生じて電極膜84間が短絡しても、すぐに絶縁性を
回復する自己回復性を備えているのであるが、異常なサ
ージ電圧が幾度も印加されたり、長時間にわたって使用
され続けた場合には、コンデンサ素子88を構成する誘電
体フィルム82の劣化によって部分的絶縁破壊の発生頻度
が増大し、絶縁破壊に伴う部分放電及び該部分放電に起
因する温度の上昇によって更に劣化が促進され、遂には
終局破壊に至ることとなる。ところが、この状態におい
ても金属化フィルムコンデンサ80は、自己回復機能ため
に完全短絡とはならないことから、電流ヒューズやブレ
ーカー等の外部安全装置が動作し得ず、給電が継続され
たままの状態となる。このため、続発する部分放電及び
該部分放電に起因する異常な温度上昇によって誘電体フ
ィルム82が分解されて発生する可燃性ガスで、コンデン
サ素子88が発火・焼損する危険性があった。
【0005】本発明は、従来例の抱える上記の問題を解
決するために案出されたものであり、コンデンサ素子の
終局破壊時において、コンデンサ素子が発火・焼損する
危険性のない金属化フィルムコンデンサの実現を目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る金属化フィルムコンデンサは、一側
辺に沿ってマージン部が残されるように、誘電体フィル
ムの表面に金属材料より成る電極膜を蒸着して成る複数
の金属化フィルムを、上記複数の金属化フィルム同士の
マージン部が反対側に配されるように積層し、又は積層
巻回してコンデンサ素子を形成すると共に、該コンデン
サ素子の両端面に電極材料を付着させて外部電極を形成
して成る金属化フィルムコンデンサにおいて、上記コン
デンサ素子の内部、又は、コンデンサ素子及び/又は外
部電極の近傍に、ガス吸着材を配置して成ることを特徴
とする。
【0007】本発明の金属化フィルムコンデンサにあっ
ては、コンデンサの終局破壊時において、部分放電及び
該部分放電に起因する異常な温度上昇によって誘電体フ
ィルムが分解されて可燃性ガスが発生しても、この可燃
性ガスを、コンデンサ素子の内部、又は、コンデンサ素
子及び/又は外部電極の近傍に配置したガス吸着材によ
って吸着することができるので、コンデンサ素子が発火
・焼損する危険性がない。
【0008】上記ガス吸着材は、例えば、キャップ状に
成形した上で、外部電極外面を覆うように接合したり、
また、シート状に成形した上で、コンデンサ素子の外面
に巻き付けることにより、コンデンサ素子及び/又は外
部電極の近傍に配置される。
【0009】さらに、上記コンデンサ素子及び外部電極
の外表面に、ガス吸着材より成る外装被覆を形成した
り、或いは、コンデンサ素子及び外部電極の外表面に形
成した外装被覆内部に、ガス吸着材を混入することによ
り、コンデンサ素子及び/又は外部電極の近傍にガス吸
着材を配置することができる。
【0010】また、一対の金属化フィルムを、それぞれ
のマージン部が反対側に配されるように積層すると共
に、筒状の巻芯の周囲に巻回して上記コンデンサ素子を
形成し、上記巻芯の内部にガス吸着材を挿入することに
より、コンデンサ素子内部にガス吸着材を配置すること
ができる。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明に係る第1の金属化フィル
ムコンデンサ10は、図1及び図2に示すように、ポリプ
ロピレンやポリエチレン等より成る一対の誘電体フィル
ム12の表面に、その一側辺に沿ってマージン部14が残さ
れるように、アルミニウムや亜鉛などの金属材料より成
る電極膜16を10nm〜80nmの厚さで蒸着して一対の金属化
フィルム18を形成し、さらに上記一対の金属化フィルム
18のそれぞれのマージン部14が反対側に配されるように
積層した後(図1)、図示しない巻取機によって巻回し
て終端部を止着し、これに加熱及び加圧処理を施してコ
ンデンサ素子20を形成し、さらに、上記コンデンサ素子
20の両端面に、半田や丹銅等の溶融電極材料を付着させ
ることにより、外部電極(メタリコン電極)22を形成し
て成る。上記外部電極22には、リード端子24の一端が半
田26を介して接続されており、斯かるリード端子24が接
続された外部電極22の外面に、キャップ状に成形された
ガス吸着材28が、上記外部電極22を覆うように接合され
ている。尚、上記リード端子24の他端は、上記キャップ
状のガス吸着材28に形成された孔30を貫通して、ガス吸
着材28外部へと導出されている。
【0012】上記ガス吸着材28としては、モレキュラー
シーブ(molecular sieve)や活性炭が好適に使用でき
る。モレキュラーシーブは、Alを主成分とし、
均一な孔径の細孔を備えた多孔性の絶縁物質であり、細
孔内にガス分子を吸着する作用を有している。このモレ
キュラーシーブは、熱エネルギを加えると活性化して、
その吸着力が増大するものである。
【0013】上記第1の金属化フィルムコンデンサ10に
あっては、コンデンサの終局破壊時において、部分放電
及び該部分放電に起因する異常な温度上昇によって誘電
体フィルム12が分解されて可燃性ガスが発生しても、こ
の可燃性ガスを、外部電極22外面に接合されたガス吸着
材28によって吸着することができるので、コンデンサ素
子20が発火・焼損する危険性がない。
【0014】図3及び図4は、本発明に係る第2の金属
化フィルムコンデンサ32を示すものであり、この第2の
金属化フィルムコンデンサ32にあっては、シート状に成
形されたガス吸着材28が、コンデンサ素子20の外面に巻
き付けられている点が、上記第1の金属化フィルムコン
デンサ10と相違し、その他の構成は、上記第1の金属化
フィルムコンデンサ10と同様である。
【0015】而して、上記第2の金属化フィルムコンデ
ンサ32にあっては、コンデンサの終局破壊時において、
部分放電及び該部分放電に起因する異常な温度上昇によ
って誘電体フィルム12が分解されて可燃性ガスが発生し
ても、この可燃性ガスを、コンデンサ素子20外面に巻き
付けたシート状のガス吸着材28によって吸着することが
できるので、コンデンサ素子20が発火・焼損する危険性
がない。
【0016】図5は、本発明に係る第3の金属化フィル
ムコンデンサ34を示すものである。この第3の金属化フ
ィルムコンデンサ34にあっては、コンデンサ素子20両端
面の外部電極22に、それぞれ略L字状のリード端子24の
一端を半田26を介して接続しておき、斯かるリード端子
24の接続されたコンデンサ34のコンデンサ素子20及び外
部電極22の外表面に、ガス吸着材より成る外装被覆36を
形成した点に特徴を有するものである。上記外装被覆36
は、液状と成したガス吸着材中に、コンデンサ34をディ
ップした後、ガス吸着材を硬化させることにより形成す
ることができる。
【0017】而して、上記第3の金属化フィルムコンデ
ンサ34にあっては、コンデンサの終局破壊時において、
部分放電及び該部分放電に起因する異常な温度上昇によ
って誘電体フィルム12が分解されて可燃性ガスが発生し
ても、この可燃性ガスを、ガス吸着材より成る外装被覆
36によって吸着することができるので、コンデンサ素子
20が発火・焼損する危険性がない。
【0018】図6は、本発明に係る第4の金属化フィル
ムコンデンサ38を示すものであり、この第4の金属化フ
ィルムコンデンサ38は、樹脂等より成る外装被覆40中
に、粉末状のガス吸着材28を混入して成る点に特徴を有
するものである。すなわち、この第4の金属化フィルム
コンデンサ38にあっては、コンデンサ素子20両端面の外
部電極22に、それぞれ略L字状のリード端子24の一端を
半田26を介して接続しておき、斯かるリード端子24の接
続されたコンデンサ38を、樹脂やセラミック等の絶縁材
より成るケース42内に収納すると共に、上記リード端子
24の他端をケース42外に導出し、さらに上記ケース42内
に、粉末状のガス吸着材28が混入されたウレタン樹脂等
の樹脂材料を充填した後、硬化させることにより、コン
デンサ38(コンデンサ素子20及び外部電極22)の外表面
に、ガス吸着材28が混入された外装被覆40が形成されて
いる。尚、コンデンサ38の外表面への上記外装被覆40
は、樹脂ディップ法により形成することもできる。
【0019】而して、上記第4の金属化フィルムコンデ
ンサ38にあっては、コンデンサの終局破壊時において、
部分放電及び該部分放電に起因する異常な温度上昇によ
って誘電体フィルム12が分解されて可燃性ガスが発生し
ても、この可燃性ガスを、外装被覆40中に混入させたガ
ス吸着材28によって吸着することができるので、コンデ
ンサ素子20が発火・焼損する危険性がない。
【0020】図7は、本発明に係る第5の金属化フィル
ムコンデンサ44を示すものであり、この第5の金属化フ
ィルムコンデンサ44は、一対の金属化フィルム18を、そ
れぞれのマージン部14が反対側に配されるように積層し
た後、これら一対の金属化フィルム18を、樹脂より成る
円筒状の巻芯46の周囲に巻回して終端部を止着してコン
デンサ素子20を形成し、さらに、上記巻芯46の両端に封
止栓48を挿入した後、コンデンサ素子20の両端面に、半
田や丹銅等の溶融電極材料を付着させることにより、外
部電極(メタリコン電極)22を形成して成る。上記封止
栓48は、外部電極22形成時に、溶融電極材料が巻芯46内
部に侵入して外部電極22,22間が短絡するのを防止する
ために設けられたものであり、本発明においては、上記
封止栓48を、ガス吸着材で構成した点に特徴を有するも
のである。
【0021】而して、上記第5の金属化フィルムコンデ
ンサ44にあっては、コンデンサの終局破壊時において、
部分放電及び該部分放電に起因する異常な温度上昇によ
って誘電体フィルム12が分解されて可燃性ガスが発生し
ても、この可燃性ガスを、ガス吸着材より成る封止栓48
によって吸着することができるので、コンデンサ素子20
が発火・焼損する危険性がない。
【0022】図8は、本発明に係る第6の金属化フィル
ムコンデンサ50を示すものであり、この第6の金属化フ
ィルムコンデンサ50にあっては、巻芯46内部に、ガス吸
着材28を挿入配置した点に特徴を有するものである。ま
た、巻芯46の両端には、樹脂より成る封止栓52が挿入さ
れている。
【0023】而して、上記第6の金属化フィルムコンデ
ンサ50にあっては、コンデンサの終局破壊時において、
部分放電に起因して異常な温度上昇が生じると、巻芯46
を構成する樹脂が溶融し、その結果、巻芯46の内部と外
部とが連通状態となる。このため、部分放電及び該部分
放電に起因する異常な温度上昇によって誘電体フィルム
12が分解されて可燃性ガスが発生しても、この可燃性ガ
スを、巻芯46内部に配置したガス吸着材28より吸着する
ことができるので、コンデンサ素子20が発火・焼損する
危険性がない。
【0024】
【発明の効果】本発明の金属化フィルムコンデンサにあ
っては、コンデンサの終局破壊時において、部分放電及
び該部分放電に起因する異常な温度上昇によって誘電体
フィルムが分解されて可燃性ガスが発生しても、この可
燃性ガスを、コンデンサ素子の内部、又は、コンデンサ
素子及び/又は外部電極の近傍に配置したガス吸着材に
よって吸着することができるので、コンデンサ素子が発
火・焼損する危険性がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1の金属化フィルムコンデンサ
における、一対の金属化フィルムの積層状態を示す断面
図である。
【図2】本発明に係る第1の金属化フィルムコンデンサ
を示す断面図である。
【図3】本発明に係る第2の金属化フィルムコンデンサ
を示す斜視図である。
【図4】本発明に係る第2の金属化フィルムコンデンサ
を示す断面図である。
【図5】本発明に係る第3の金属化フィルムコンデンサ
を示す概略断面図である。
【図6】本発明に係る第4の金属化フィルムコンデンサ
を示す概略断面図である。
【図7】本発明に係る第5の金属化フィルムコンデンサ
を示す断面図である。
【図8】本発明に係る第6の金属化フィルムコンデンサ
を示す断面図である。
【図9】従来の金属化フィルムコンデンサを示す断面図
である。
【符号の説明】
10 第1の金属化フィルムコンデンサ 12 誘電体フィルム 14 マージン部 16 電極膜 18 金属化フィルム 20 コンデンサ素子 22 外部電極 28 ガス吸着材 32 第2の金属化フィルムコンデンサ 34 第3の金属化フィルムコンデンサ 36 ガス吸着材より成る外装被覆 38 第4の金属化フィルムコンデンサ 40 樹脂等より成る外装被膜 44 第5の金属化フィルムコンデンサ 46 巻芯 48 ガス吸着材より成る封止栓 50 第6の金属化フィルムコンデンサ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一側辺に沿ってマージン部が残されるよ
    うに、誘電体フィルムの表面に金属材料より成る電極膜
    を蒸着して成る複数の金属化フィルムを、上記複数の金
    属化フィルム同士のマージン部が反対側に配されるよう
    に積層し、又は積層巻回してコンデンサ素子を形成する
    と共に、該コンデンサ素子の両端面に電極材料を付着さ
    せて外部電極を形成して成る金属化フィルムコンデンサ
    において、上記コンデンサ素子の内部、又は、コンデン
    サ素子及び/又は外部電極の近傍に、ガス吸着材を配置
    して成ることを特徴とする金属化フィルムコンデンサ。
  2. 【請求項2】 上記ガス吸着材が、キャップ状に成形さ
    れており、上記外部電極外面を覆うように接合されてい
    ることを特徴とする請求項1に記載の金属化フィルムコ
    ンデンサ。
  3. 【請求項3】 上記ガス吸着材が、シート状に成形され
    ており、上記コンデンサ素子の外面に巻き付けられてい
    ることを特徴とする請求項1又は2に記載の金属化フィ
    ルムコンデンサ。
  4. 【請求項4】 上記コンデンサ素子及び外部電極の外表
    面に、ガス吸着材より成る外装被覆を形成したことを特
    徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の金属化フィル
    ムコンデンサ。
  5. 【請求項5】 上記コンデンサ素子及び外部電極の外表
    面に、外装被覆を形成すると共に、該外装被覆内部に、
    ガス吸着材を混入したことをことを特徴とする請求項1
    乃至3の何れかに記載の金属化フィルムコンデンサ。
  6. 【請求項6】 一対の上記金属化フィルムを、それぞれ
    のマージン部が反対側に配されるように積層すると共
    に、筒状の巻芯の周囲に巻回して上記コンデンサ素子を
    形成し、上記巻芯の内部にガス吸着材を挿入したことを
    特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の金属化フィ
    ルムコンデンサ。
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