(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体フィルムを挟んで対向する１対のコンデンサ電極のうち、少なくともその一方の電極が金属蒸着によって形成され、該金属蒸着電極の少なくとも一方をフィルムの長さ方向に沿って等間隔または任意の間隔に複数箇所の絶縁溝で区分し、複数個の区分電極列を形成するとともに、該区分電極列の各電極は、複数箇所の狭隘な電流通路を残して形成した絶縁溝網で、フィルムの長さ方向に２〜２０個、幅方向に複数個の独立した小電極を形成してなる金属化フィルムを巻回し、該巻回体の両端面に金属を溶射して端子電極を形成してコンデンサ素子を設け、該コンデンサ素子を１個または複数個単位で外装して構成したことを特徴とする巻回形金属化フィルムコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、誘電体に絶縁フィルムを用いた自己回復機能と自己保安機構とを併せ持つ巻回形金属化フィルムコンデンサ（以下巻回形ＭＦコンデンサまたは、単にＭＦコンデンサと言う）の電気特性の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
金属化フィルムに存在する局部的導電性欠陥部周辺の蒸着膜電極を、電極間の短絡時に発生する短絡エネルギーで加熱蒸発させて絶縁破壊を抑止する自己回復機能と、金属化フィルムの蒸着膜電極を、フィルムの長さ方向に沿って設けた複数個の絶縁溝で区分して区分電極群を形成し、該区分電極群の端縁と溶射金属で形成した端子電極との間の電気的結合を弱くするか、あるいは、該区分電極の端縁部の近傍に絶縁溝などで狭隘部（以下、ヒューズ部とも云う）を設けて通過電流を制限し、ヒューズ機能を付加してなる保安機構を備えた巻回形ＭＦコンデンサは従来から公知の技術である。
【０００３】
このような安全対策を講じたコンデンサは、古くは昭和１４年７月１５日の公告第３４１９号（特許第１３２７５９号）を初めとして、特開昭３９−２７０５０号、特公昭４１−１１３７７号、特開昭５２−４０４９号、特開昭５７−１３３６１６号、特開昭５７−１８７９２７号、特開昭５８−２２５１７号公報など多数があり、これらのコンデンサは金属化フィルムなどのコンデンサ電極をアルミ、亜鉛、アルミと亜鉛の合金などの金属を真空蒸着で形成し、その蒸着膜電極の膜抵抗を通常２〜２００Ω／□の範囲で適選し、上記したように溶射金属で形成した端子電極との接触部分の電気的結合を弱くするか、電極端縁部などの電流通路を部分的に狭隘にするなどして蒸着膜電極にヒューズ機能を付加し、故障部分のコンデンサセクションを部分的に通電中に電気回路から切り離してコンデンサ機能を維持し続けようとするものである。
【０００４】
また、金属化フィルムの蒸着膜電極の巻回始端から巻回終端までの間の電極面を、絶縁溝を交叉させるなどして区分して複数の小電極網を形成し、上記ＭＦコンデンサの自己回復機能と保安機能とを併せ持つようにしたものは特開平４−２２５５０８号、特開平６−２４４０５５号、特開平６−２６７７８６号、特開平６−３１０３６８号、特開平７−０８６０８８号公報に、またフランス国ボローレ・テクノロージ社が発行した「Sheet:331.2  Rev:05/90」(1990年5月) コンデンサ用金属化フィルムのカタログにも同様の記載例がある。これらの技術は何れも上記金属化ＭＦコンデンサの自己回復機能と自己保安機能を併せ持つ従来の公知技術である。
【０００５】
上記ＭＦコンデンサはその後多くの改良が繰り返されて今日に至っており、このうち特開昭５８−２２５１７号公報のコンデンサはヒューズ電流が１０ｍＡ〜１Ａの範囲で作動するようにし、また特開平６−３１０３６８号、特開平７−０８６０８８号公報のコンデンサは、コンデンサ素子を形成する金属化フィルムの巻回始端から巻回終端の間に格子状スリットを連続的に多数設けて電極面を細分化し、絶縁破壊したコンデンサ要素を安全指向に切り離すようにしたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記ＭＦコンデンサは、何れも、蒸着膜電極面に絶縁マージンと電流通路に狭隘部（ヒューズ部）を設けてコンデンサ電極を小区分化しコンデンサの絶縁破壊が小範囲に留まるよう配慮しているが、実際のＭＦコンデンサの誘電体絶縁破壊では、蒸着膜電極の自己回復機能を超えた絶縁破壊が生じると周辺電極の広範囲の電極面から電極の短絡局所に向かって短絡電流が集中して流入し、この短絡電流によって電極面が広範囲に亘って破壊され、誘電体フィルム自体が上記短絡時の過電流で加熱溶融し、コンデンサの絶縁破壊が巻回層間の深層部にまで波及し自己回復せず、折角設けた保安機能が充分機能を果たさない問題点があった。
【０００７】
また、さらなる問題点として、交流用コンデンサでは例えば電源投入時の突入電流によって、また直流用コンデンサでは短絡放電時などの瞬時過電流によって上記した金属化フィルムと溶射金属で形成した端子電極との結合部や金属化フィルム面に設けたヒューズ部が集中的に溶断し、コンデンサ容量の急激な低下を招くなど、この種のＭＦコンデンサには未解決の不安定要素が残されていた。
つまり、上記用途の巻回形ＭＦコンデンサでは、自己回復機能と自己保安機能の外に交流回路での電源投入時の突入電流や、直流用コンデンサでの短絡放電時の急放電尖頭電流にも充分耐え得る耐電流特性の更なる改善を要求するユーザーの強い要望があった。
【０００８】
そして、上記した電気特性の改善の外、巻回形ＭＦコンデンサの更なる小形軽量化の要求も強く、併せてこれを実現することも可及的必要課題であった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記ＭＦコンデンサの保安機能の向上と、電源投入時の突入電流や短絡放電時などの急激な過電流に対して良好な耐電流性の確保を図ること、及び上記用途の巻回形ＭＦコンデンサの小形軽量化を図るものである。即ちその手段は、
【００１０】
誘電体フィルムを挟んで対向する１対のコンデンサ電極のうち、少なくともその一方の電極が金属蒸着によって形成され、該金属蒸着電極をフィルムの長さ方向に沿って等間隔または任意の間隔に複数箇所の絶縁溝で区分し、複数個の区分電極列を形成するとともに、該区分電極列の各電極は、複数箇所の狭隘な電流通路を残して形成した絶縁溝網で、フィルムの長さ方向に２〜２０個、幅方向に複数個の独立した小電極を形成してなる金属化フィルムを巻回し、該巻回体の両端面に金属を溶射して端子電極を形成してコンデンサ素子を設け、該コンデンサ素子を１個または複数個単位で外装して構成したことを特徴とする巻回形金属化フィルムコンデンサである。
【００１１】
【作用】
上記手段によって得られた各区分電極の内部を、複数箇所の狭隘なヒューズ部を残した絶縁溝網によって複数個の小電極を形成すれば、誘電体を挟む電極間短絡が局部的に発生して蒸着膜電極の自己回復機能を超えた絶縁破壊が生じても、電極の短絡局所に集中して流入する短絡電流の影響範囲は、上記絶縁溝で区分された区分電極内の複数個の小電極の範囲内にとどめることができ、この小電極に設けた狭隘なヒューズ部が溶断して故障電極部を最小限の範囲で分離し、広範囲に亘る電極脱落で生じるコンデンサ容量の大幅な低下と誘電体の絶縁破壊の進行を阻止することができる。
【００１２】
上記金属化フィルムの長さ方向に沿って形成した複数箇所の絶縁溝の各間隔は、絶縁溝と絶縁溝の間のフィルムの長さ方向に並ぶ小電極の数が２〜２０個で、かつ一区分電極内の小電極の総数は、金属化フィルムの有効電極幅１００ｍｍ換算で大凡１０〜４００個の範囲であれば保安性と経済性から適当である。この区分電極を形成する絶縁溝の間隔は、上記範囲であれば等間隔であってもまた不等間隔であってもその作用や効果は変わらない。そして、上記絶縁溝と絶縁溝の間に並ぶ小電極の数が多すぎると、電極の短絡局所に集中して流入する短絡電流が過大になって保安性が低下し、またこの数が少な過ぎると区分電極内の各小電極間が複数個のヒューズで連携されにくくなり、特定箇所のヒューズの溶断で区分電極が一挙に脱落し、巻回形ＭＦコンデンサの容量減少が大きくなってしまう。
【００１３】
また、発明者らの試行錯誤の結果によると、上記区分電極内の小電極の個々の面積は概ね０.２５〜４ｃｍ2の範囲であれば自己回復性と保安性が改善され、この面積が大き過ぎると自己回復性と保安性が低下し、小さすぎれば自己回復性と保安性は良好になるが、容量減少が大になり、かつフィルムの有効電極面積が低下してフィルム量が増えコスト高になってしまう。
【００１４】
上記した絶縁溝と絶縁溝の適正間隔（寸法）は、絶縁溝と絶縁溝の間のフィルムの長さ方向に並ぶ小電極の面積と個数によって決まるもので、この小電極の面積は、巻回形ＭＦコンデンサの複数の設計要件から適正値が設定されるものである。
そして本発明の巻回形ＭＦコンデンサは、上記構成とその作用によってＭＦコンデンサ本来の自己回復機能を効果的に発揮することができ、これによって対向電極間の設計電界強度を大幅に向上させ、コンデンサの高耐圧化を可能とし、巻回形ＭＦコンデンサの小形軽量化が図れる。
【００１５】
このようなコンデンサは、もし万一通電中に誘電体内部で絶縁破壊による過大な電極間短絡電流が流れても、コンデンサ内部の絶縁破壊の進行は、絶縁溝で区分された区分電極の範囲内に留めることができ、上記絶縁溝によってコンデンサの絶縁破壊の拡大を阻止し、金属化フィルムの熱的破壊が不要な広範囲に拡大せず、巻回形ＭＦコンデンサの絶縁破壊で最も懸念される巻回層間に及ぶ致命的な誘電体破壊を防止することができる。
【００１６】
上記の結果、交流用コンデンサでの電源投入時の突入電流や、直流用コンデンサでの短絡放電時の瞬時過電流に対する耐電流性を向上させ、かつ上記ヒューズ部の溶断特性を改善することによって、誘電体フィルムの局部破壊箇所近傍のヒューズ部を速やかに溶断させ、本発明の巻回形ＭＦコンデンサを誘電体の絶縁破壊から保護することができる。
【００１７】
【実施例】
誘電体フィルムの片面に、以下各実施例に示す蒸着パターンの金属膜電極を形成した金属化フィルムを、電極端が互いに反対向きになるよう一対にして重ね合わせて巻回し、この巻回体の両端に金属を溶射して電極端を形成してこれを外装し、以下各実施例のコンデンサを製作して試験評価した。
【００１８】
最初にこの実施例におけるＭＦコンデンサの評価試験について説明する。
（１）耐用性及び保安性試験
耐用性及び保安性試験はＪＩＳＣ４９０１−1993・低圧進相コンデンサ、ＪＩＳＣ４９０８−1995・電気機器用コンデンサ、ＪＥＭ１４１９−1986日本電機工業会規格 「電力用半導体変換装置用コンデンサ」の規格に準じて行った。
【００１９】
（２）耐電流性試験
次に、コンデンサの耐電流性評価の方法について説明する。この評価はＪＩＳなどの公的評価方法がなく、交流回路での通電時の突入電流や直流回路での短絡放電、あるいは運転が過酷条件下での転流回路などに用いるコンデンサにおいては極めて重要な特性要素であり、本願発明の実施例においては図６に示す評価回路による充放電法でこれを評価した。
【００２０】
図６の回路において、試料コンデンサＣを予め常温試験環境で安定化し、容量（μＦ）と正弦波交流１ｋＨｚでのｔａｎδ（％）の初期値を測定しておく。次に、試料コンデンサＣは切換スイッチＳを接点ａ側にして充電抵抗Ｒを介して可変直流電源Ｅから一定の電圧を充電する。次に、切換スイッチＳを接点ｂ側に切換えて回路リアクタンスＬとピーク電流計Ａを通して放電させ、放電時のピーク電流ＩＰの値をピーク電流計Ａで読む。
【００２１】
上記した最初の充電電圧は、上記ピーク放電電流ＩＰが予め試料コンデンサＣの電極長さ１ｍ当たり５Ａ（５Ａ／ｍ）となるように充電電圧Ｅを可変して設定し、この充放電を１００回繰り返す。その後３０分間常温で安定化して容量とｔａｎδを測定して記録し、これを第１のステップとする。
【００２２】
次に、上記ピーク放電電流ＩＰの値を１０Ａ／ｍに設定して上記同様の試験を行いその測定結果を記録し、これをステップ２とする。
【００２３】
次に、この試験を２０Ａ／ｍに設定して上記同様の試験を行い、以降１０Ａ／ｍ毎に順次ステップアップして同様の試験を行う。
【００２４】
上記試験は、試料コンデンサＣの充放電を繰り返して行い、試料コンデンサＣのピーク放電電流ＩＰを段階的に上限に移行し、この短絡放電によってダメージを与えて試料コンデンサＣの耐電流限界を評価するものである。
【００２５】
この試験の判定は、容量とｔａｎδの値が上記初期値に対してそれぞれ±５％または１.1倍に達した上記ステップでの放電ピーク電流（Ａ／ｍ）の値とし、それ以下の値のものを良品として評価する。
【００２６】
【実施例１】
実施例１は交流用コンデンサに関するもので、本発明の巻回形ＭＦコンデンサである試料Ａ１〜Ａ３と、従来の同コンデンサの試料Ａ４〜Ａ７の特性を比較したもので、以下その試料及びその評価結果について述べる。
[試料コンデンサ・Ａ]
▲１▼定格：６０Ｈｚ、２００Ｖ、３０μＦ
▲２▼種類と数
試料Ａ１：本発明の図１（ｃ）  のコンデンサを各試験毎に１０台
試料Ａ２：本発明の図１（ｆ）  のコンデンサを各試験毎に１０台
試料Ａ３：本発明の図２（ｉ）  のコンデンサを各試験毎に１０台
試料Ａ４：図３（ａ）    の従来のコンデンサを各試験毎に１０台
試料Ａ５：図３（ｂ）    の従来のコンデンサを各試験毎に１０台
試料Ａ６：図３（ｅ）    の従来のコンデンサを各試験毎に１０台
試料Ａ７：図４（ｉ）    の従来のコンデンサを各試験毎に１０台
▲３▼金属化フィルムの緒元
・金属化ポリプロピレンフィルム（以下ＭＰＰフィルムと云う）
・厚さ：４.５μｍ
・金属化フィルムの有効電極幅：３０ｍｍ
・蒸着膜金属：アルミ
・蒸着膜抵抗：２.５〜６.５Ω／□（平均値４Ω／□）
・試料Ａ１〜Ａ３、Ａ６、Ａ７の小電極１個当たりの電極面積：約０.３６ｃｍ2
・試料Ａ１〜Ａ３、Ａ５〜Ａ７の各ヒューズ幅：０.８ｍｍ
・試料Ａ１〜Ａ３の区分電極の絶縁溝と絶縁溝との間に並ぶ小電極の数：５個
・試料Ａ４、Ａ５の区分電極の絶縁溝と絶縁溝との間隔：３０ｍｍ
▲４▼試料コンデンサ・Ａの構造
図３（ａ）の断面構造のコンデンサで、円筒形樹脂ケースにコンデンサ素子を乾燥して収納し、これに熱硬化性樹脂を充填した乾式コンデンサ。
【００２７】
上記試料コンデンサ・Ａの試験結果と評価の結果は表１の通りである。
【００２８】
【表１】
0003710873.tif 000002
【００２９】
この試験結果によれば、
（１）連続耐用性
従来のＭＦコンデンサの試料Ａ５が、容量変化率においてＪＩＳＣ４９０１に規定する３段階の各試験で延べ１５００時間電圧印加後の値が、±５％を超え不合格と判定され、それ以外の各試料には問題がなかった。試料Ａ５はヒューズ部４の溶断欠落が容量変化の主原因であった。試験後の試料を解体して誘電体フィルムを展開観察した結果は各試料とも異常破壊などの欠陥は発見できなかった。
【００３０】
（２）耐電流性
全試料が２０〜４０Ａ／ｍで、これらの値はアルミ蒸着電極膜特有の比較的低値であるが合格レベルである。これらの値は溶射金属で形成する端子電極１２との結合部の金属蒸着膜を部分的に厚膜にすれば耐電流性の改善が容易である。
【００３１】
（３）保安性
本発明の試料Ａ１、Ａ２、Ａ３は全数正常作動し試験後の外観異常もなかった。しかし、従来のＭＦコンデンサの試料Ａ４、Ａ６、Ａ７は保安性が３０〜８０パーセントと作動性が悪く、また外装ケースの割れや発煙するものもでた。
【００３２】
上記試験結果によれば、総合評価として、本発明のＭＦコンデンサＡ１〜Ａ３の各試料は、交流回路用コンデンサとして従来のＭＦコンデンサと比較して耐用性と安全性の高い良好な電気特性を有することが評価できた。
そしてこの耐電流性は、アルミ電極特有の比較的低レベルの値であるが、これはアルミ電極膜本来の良好な自己回復性とヒューズ遮断性によるもので通常の交流用として適当である。交流回路用において、特に開閉頻度の高い回路に用いるような耐電流性を必要とする用途には蒸着膜金属を亜鉛、または亜鉛とアルミのアロイにすると耐電流性が強化できる。
【００３３】
【実施例２】
実施例２は直流用コンデンサに関するもので、本発明の巻回形ＭＦコンデンサである試料Ｂ１〜Ｂ３と、従来の同コンデンサの試料Ｂ４〜Ｂ７の特性を比較したもので、以下その試料及びその評価結果について述べる。
[試料コンデンサ・Ｂ]
▲１▼定格：２０００ＶＤＣ、１５μＦ
▲２▼種類と数
試料Ｂ１：本発明の図１（ａ）  のコンデンサを各試験毎に１０台
試料Ｂ２：本発明の図２（ｇ）  のコンデンサを各試験毎に１０台
試料Ｂ３：本発明の図２（ｉ）  のコンデンサを各試験毎に１０台
試料Ｂ４：図３（ａ）    の従来のコンデンサを各試験毎に１０台
試料Ｂ５：図３（ｂ）    の従来のコンデンサを各試験毎に１０台
試料Ｂ６：図４（ｇ）    の従来のコンデンサを各試験毎に１０台
試料Ｂ７：図４（ｉ）    の従来のコンデンサを各試験毎に１０台
▲３▼金属化フィルムの緒元
・ＭＰＰフィルム
・厚さ：１０μｍ
・金属化フィルムの有効電極幅：７５ｍｍ
・蒸着膜金属：亜鉛
・蒸着膜抵抗：１０〜２０Ω／□（平均値１６Ω／□）
・試料Ｂ１〜Ｂ３、Ｂ６、Ｂ７の小電極１個当たりの電極面積：約１ｃｍ2
・試料Ｂ１〜Ｂ３、Ｂ５〜Ｂ７の各ヒューズ幅：０.５ｍｍ
・試料Ｂ１〜Ｂ３の区分電極の絶縁溝と絶縁溝との間に並ぶ小電極の数：１０個
・試料Ｂ４、Ｂ５の区分電極の絶縁溝と絶縁溝との間隔：１００ｍｍ
▲４▼試料コンデンサ・Ｂの構造
図５（ｂ）の断面構造のコンデンサで、金属ケースにコンデンサ素子を偏平にして複数個をユニットにして収納し、これに菜種油とアルキルベンゼンの混合油にアルキルメタクリル系ポリマーを添加した絶縁油を含浸した密閉型コンデンサ。
【００３４】
上記試料コンデンサ・Ｂの試験結果とその評価の結果は表２の通りである。
【００３５】
【表２】
0003710873.tif 000003
【００３６】
この試験結果によれば、
（１）連続耐用性
容量変化率は本発明の各試料Ｂ１〜Ｂ３と従来の試料Ｂ４が−３％以下と規格値の−５％を十分下回り良好な結果であった。しかし、従来のＭＦコンデンサであるＢ５〜Ｂ７の各試料は容量変化率が大きく、規格値を大幅に上回った。
ｔａｎδはＢ６、Ｂ７の変化量が大きく他は変化量が小さく安定していた。
試験後の各試料を解体し、誘電体の損傷状態を調べた結果では試料Ｂ６、Ｂ７が導電性微粒子による電極間短絡痕跡周辺で蒸着膜電極が暗黒化（炭化）して飛散している箇所が多く観察され、これが容量とｔａｎδ変化の直接原因になっていることが解明できた。なお、試料Ｂ５は上記のような誘電体内部での異常は認められず、容量変化の原因はヒューズ部の断線による複数箇所の電極脱落であった。
上記結果を考察すると、誘電体フィルムの長さ方向に沿って電極を複数箇所に絶縁して区分すれば、絶縁破壊で電極間短絡が生じてもその区分電極内で破壊の進行が終息され、電極の損傷が不要に拡大しないことが明らかとなった。しかし、試料Ｂ５に見られるように区分電極に設けたヒューズが１個の場合では、該ヒューズの溶断によって区分電極の容量が一挙に消滅する。この点を改善するには本発明の試料Ｂ１〜Ｂ３のように区分電極のさらに内部を複数の小電極に細区分化し、電極間短絡時の蒸着電極の消化拡大を抑制することによって上記ＭＦコンデンサの耐用性を改善することができる。
【００３７】
（２）耐電流性
試料Ｂ５を除く他の試料が５０Ａ／ｍ以上と高耐電流性を確保した。一般的に耐電流性は高ければ高いほど好ましいと考えられるが、ＭＦコンデンサでは、逆にこの値が必要以上に高すぎると保安機能が充分に得られない問題点が過去にも多く見られ、コンデンサの使用条件からしてその上限は８０Ａ／ｍであれば十分である。つまり、これが仮に短絡放電に近い急放電を高頻度に繰り返すようなストロボ用やＸ線露光用などの過酷な条件下で使用するコンデンサであっても上記値を確保すれば十分である。上記値は蒸着膜金属が亜鉛の基本的性質によって得られるものである。なお、試料Ｂ３が３０Ａ／ｍと比較的低値であった理由は各区分電極に設けたヒューズが複数箇所で溶断したためである。
【００３８】
（３）保安性
本発明の試料Ｂ１〜Ｂ３は全数正常に作動したが、従来のＭＦコンデンサの試料Ｂ４、Ｂ６、Ｂ７は作動率５０〜７０％で試験中に外装ケースが膨脹するものがあり、この内試料Ｂ６では電極間短絡が自己回復しないものが２個発生し試験を中断した。
この結果、誘電体フィルムの巻回方向に沿って電極を複数箇所に絶縁区分し、各区分電極の内部をさらに細分化して小電極を形成した本発明のＭＦコンデンサの試料Ｂ１〜Ｂ３は保安性試験においても高安全性であることが評価できた。
【００３９】
上記試験結果の総合評価として、本発明のＭＦコンデンサの試料Ｂ１〜Ｂ３は充放電や濾波回路に用いる直流用コンデンサとして、過去に同様の目的に用いられてきた従来のＭＦコンデンサの試料Ｂ４〜Ｂ７と比較して耐用性、安全性の高い良好な電気特性を発揮できることが本実施例２の試験結果で評価できた。
なお本実施例２では蒸着膜金属に亜鉛を用いたが、耐電流性を高く必要としない場合で保安性重視の場合ではアルミまたは、アルミと亜鉛の両者をアロイ化した金属を用いると良い。この場合は容量変化率はやや大になるが安全性が高まる。
【００４０】
【実施例３】
実施例３は交流用コンデンサに関するもので、金属化フィルムの長さ方向に沿って形成した絶縁溝と絶縁溝の間に並ぶ小電極の数を変化させてコンデンサの電気特性の変化を比較したものである。以下その試料及びその評価結果について述べる。
[試料コンデンサ・Ｃ]
▲１▼定格：６０Ｈｚ、２２０Ｖ、７５μＦ
▲２▼種類と数
試料Ｃ１：本発明の図１（ａ）  のコンデンサを各試験毎に１０台
試料Ｃ２：本発明の図１（ａ）  のコンデンサを各試験毎に１０台
試料Ｃ３：本発明の図１（ａ）  のコンデンサを各試験毎に１０台
試料Ｃ４：本発明の図１（ａ）  のコンデンサを各試験毎に１０台
試料Ｃ５：本発明の図１（ａ）  のコンデンサを各試験毎に１０台
試料Ｃ６：本発明の図１（ａ）  のコンデンサを各試験毎に１０台
試料Ｃ７：本発明の図１（ａ）  のコンデンサを各試験毎に１０台
0003710873.tif 000004
▲４▼試料コンデンサ・Ｃの構造
図５（ａ）の断面構造のコンデンサで、箱形樹脂ケースにコンデンサ素子を乾燥して収納し、これに熱硬化性樹脂を充填した乾式コンデンサ。
【００４１】
上記試料コンデンサ・Ｃの試験結果と評価の結果は表３の通りである。
【００４２】
【表３】
0003710873.tif 000005
【００４３】
この試験結果によれば、
（１）連続耐用性
容量変化率においてＣ１がＪＩＳＣ４９０１に規定する３段階の各試験で延べ１５００時間電圧印加後の値が、±５％を若干上回り、不合格と判定された以外の各試料は合格点であった。この結果によれば、絶縁溝と絶縁溝の間に並ぶ小電極の数が極端に少なくなり、絶縁溝と絶縁溝の間隔が極端に小さくなると容量変化率（容量減少）が大になる。しかし、ｔａｎδ変化は各試料とも規定値内で極めて良好であった。試験後の試料を解体結果でも誘電体フィルムに異常破壊は認められなかった。
【００４４】
（２）耐電流性
全試料が４０Ａ／ｍ以上で、亜鉛蒸着電極膜特有の高耐電流性を示し良好な特性が得られた。これらの値は溶射金属で形成する端子電極１２との結合部の金属蒸着膜を部分的に厚膜（ヘビーエッジ）にしたため耐電流性が向上し安定した高い値を示したものと考察できる。
【００４５】
（３）保安性
保安性試験の結果は、試料Ｃ１〜Ｃ５は１００％正常作動し試験後の外観異常もなかった。しかし、試料Ｃ６、Ｃ７は保安性試験の合格率が８０〜９０パーセントと低下し、また外装ケースがヒビ割れしたり発煙するものがあった。試験終了後の試料を解体して内部誘電体を観察した結果では、区分電極を形成する絶縁溝と絶縁溝との間に配列する小電極の数が８個までは正常であったが、これを超えると誘電体の破壊箇所が拡大し発生ガス量が増加して外装ケースが破壊されるなど不都合が生じることが分かった。
【００４６】
上記交流用コンデンサの試料の試験結果によれば、総合評価として試料Ｃ２〜Ｃ５が各試験とも合格範囲であり、フィルムの長さ方向に沿って形成した絶縁溝の間隔は、絶縁溝と絶縁溝の間に並ぶ小電極の数が２〜８個の範囲が保安性と経済性から適当であると評価できる。
【００４７】
【実施例４】
実施例４は直流用コンデンサに関するもので、金属化フィルムの長さ方向に沿って形成した絶縁溝と絶縁溝の間に並ぶ小電極の数を変化させてコンデンサの電気特性の変化を比較したものである。以下その試料及びその評価結果について述べる。
[試料コンデンサ・Ｄ]
▲１▼定格：２０００ＶＤＣ、２５μＦ
▲２▼種類と数
試料Ｄ１：本発明の図１（ｂ）  のコンデンサを各試験毎に１０台
試料Ｄ２：本発明の図１（ｂ）  のコンデンサを各試験毎に１０台
試料Ｄ３：本発明の図１（ｂ）  のコンデンサを各試験毎に１０台
試料Ｄ４：本発明の図１（ｂ）  のコンデンサを各試験毎に１０台
試料Ｄ５：本発明の図１（ｂ）  のコンデンサを各試験毎に１０台
試料Ｄ６：本発明の図１（ｂ）  のコンデンサを各試験毎に１０台
試料Ｄ７：本発明の図１（ｂ）  のコンデンサを各試験毎に１０台
試料Ｄ８：本発明の図１（ｂ）  のコンデンサを各試験毎に１０台
0003710873.tif 000006
▲４▼試料コンデンサ・Ｄの構造
図５（ｂ）の断面構造のコンデンサで、金属ケースにコンデンサ素子を複数個収納し、これに菜種油とアルキルベンゼンの混合絶縁油を含浸した密閉型コンデンサ。
【００４８】
上記試料コンデンサ・Ｄの試験結果とその評価の結果は表４の通りである。
【００４９】
【表４】
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【００５０】
この試験結果では保安性試験において、試料Ｄ７、Ｄ８のフィルムの絶縁溝と絶縁溝の間のフィルムの長さ方向に並ぶ小電極数が多い試料に保安性の低下現象が見られ、試料Ｄ７、Ｄ８は合格率が９０及び８０％であった。この現象は前記交流用コンデンサより直流用コンデンサの方が影響度が小さく、絶縁溝と絶縁溝の間に並ぶ小電極の個数限界が高位にある。
このほかの試験では、連続耐用性試験で試料Ｄ１が容量変化率が規格値の−５％を上回った外は全試料良好な結果でありｔａｎδ値にも異常がなかった。また、耐電流性はどの試料も合格値をキープしている。
【００５１】
本発明の各実施例においてはＭＦコンデンサの誘電体にＰＰフィルムを用いた試料を示したが、誘電体フィルムとしては、このほか汎用的にコンデンサ用として用いられているポリエステル（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイドなどの各フィルムが本発明のＭＦコンデンサに適用できる。
【００５２】
また、このＭＦコンデンサに充填する含浸剤は、本実施例では菜種油とアルキルベンゼンの混合油にアルキルメタクリル系ポリマーを添加した絶縁油などを用いたが、アルキルベンゼンなどの芳香族炭化水素系化合物や大豆油、ひまし油、菜種油などの植物油、あるいは石油系ワックスやその混合物など一般的にコンデンサ用の含浸剤であればその目的、用途に応じて単体もしくは混合物として適宜使用することができる。また、六フッ化硫黄や炭酸ガス、窒素ガス、乾燥空気などの絶縁ガスを充填すれば乾式コンデンサとしてより効果的である。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、電極間の局部短絡で蒸着膜電極の自己回復機能を超えた絶縁破壊が生じても、電極間の短絡電流は電極の巻回方向に沿って設けた絶縁溝で形成した区分電極内の、さらに小区分された複数個の小電極を連結するヒューズが溶断して故障電極を電気回路から切り離し、誘電体の絶縁破壊による２次的災害から巻回形ＭＦコンデンサを安全に保護することができる。
【００５４】
本発明のＭＦコンデンサは、上記電極構成によって、一定の設計条件で使用される交流用コンデンサの電源投入時の突入電流や、直流用コンデンサでの短絡放電時の瞬時過電流に対しても金属蒸着膜電極と端子電極との結合部や、上記ヒューズ群を無用に断線させることなく、耐電流性の高い高信頼性の巻回形ＭＦコンデンサを得ることができる。
【００５５】
上記区分電極と区分電極内の複数個の小電極の形成によって、巻回形ＭＦコンデンサの自己回復性を高めて設計電位傾度を大幅に向上させ、電気特性が安定した安全かつ小形で軽量な巻回形ＭＦコンデンサを市場に供給することができる。よって、本発明の巻回形ＭＦコンデンサは工業的、実用的にその価値極めて大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）〜（ｆ）は、本発明の巻回形金属化フィルムコンデンサの金属化フィルムの展開正面図である。
【図２】図２（ｇ）〜（ｊ）は、本発明の巻回形金属化フィルムコンデンサの金属化フィルムの展開正面図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｄ）は、従来の巻回形金属化フィルムコンデンサの金属化フィルムの展開正面図である。
【図４】図３（ｅ）〜（ｊ）は、従来の巻回形金属化フィルムコンデンサの金属化フィルムの展開正面図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施例に於ける巻回形金属化フィルムコンデンサの完成断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施例に用いた耐電流性試験の回路図である。
【符号の説明】
１：誘電体フィルム
２：区分電極群を形成する絶縁溝
３：区分電極
４：狭隘な電流通路
５：小電極網を形成する絶縁溝群
６：小電極網
７：金属蒸着電極
８：絶縁マージン
９：電極端縁部
１０：コンデンサ素子
１１：端子
１２：端子電極
１３：外装
１４：充填剤
Ｅ：可変直流電源
Ｒ：充電抵抗
Ｓ：切換スイッチ
ａ：接点ａ
ｂ：接点ｂ
Ｃ：試料コンデンサ
Ｌ：回路リアクタンス
Ａ：ピーク電流計
Ｉｐ：放電ピーク電流
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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