JP2663064B2 - Multilayer winding capacitor - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は複数の素子を同軸一体
に巻回してなる多層巻コンデンサに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multilayer wound capacitor in which a plurality of elements are coaxially wound.

【０００２】[0002]

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】図３
は例えば特開昭59-213122号公報に開示されたこの種従
来の３層巻コンデンサを示す斜視図で、３相分の素子を
同軸一体に巻回したものである。即ち、図において、１
はポリプロピレンフィルム等のプラスチックフィルムに
アルミニウム等の金属を蒸着してなる金属化フィルム
で、例えば２枚重ねた金属化フィルムを図示のように巻
回してコンデンサ素子を構成する。２は同軸に巻回され
た３個のコンデンサ素子の間に巻き込まれた絶縁セパレ
ータで、各素子間の電気的絶縁を確保するため所定の厚
さ（巻回数）および幅寸法を備えている。ドットで示し
た３は金属化フィルム１の端面に亜鉛や半田等の溶融金
属を吹き付けて形成した電極引出部で、この部分に引出
用リード線（図示せず）を半田付け等で接続する。な
お、製品としてのコンデンサは、この３層巻素子を外装
ケースに収容し引出用リード線を引出用端子に接続した
後密封して仕上げる。次に、本願で着目する絶縁セパレ
ータ２に係り、特にメタリコン吹き付けにより電極引出
部３を形成する場合に生じる従来の問題点について説明
する。2. Description of the Related Art FIG.
Is a perspective view showing a conventional three-layered capacitor disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-213122, for example, in which elements for three phases are coaxially wound. That is, in the figure, 1
Is a metallized film obtained by evaporating a metal such as aluminum on a plastic film such as a polypropylene film. For example, two metallized films are wound as shown to form a capacitor element. Numeral 2 is an insulating separator wound between the three coaxially wound capacitor elements, and has a predetermined thickness (number of turns) and a width dimension for ensuring electrical insulation between the elements. Reference numeral 3 indicated by a dot denotes an electrode lead-out portion formed by spraying a molten metal such as zinc or solder on the end face of the metallized film 1, and a lead wire (not shown) for lead-out is connected to this portion by soldering or the like. Note that the capacitor as a product is finished by enclosing the three-layer wound element in an outer case, connecting a lead wire for lead-out to a terminal for lead-out, and then sealing. Next, a conventional problem relating to the insulating separator 2 of interest in the present application, particularly, a problem that occurs when the electrode lead-out portion 3 is formed by spraying metallikon will be described.

【０００３】先ず、絶縁セパレータ２としてクラフト絶
縁紙を使用した場合を図４について説明する。同図は絶
縁セパレータ２の端部近傍を拡大して示す断面図で、同
図(1)は図の上方から溶融金属を吹き付けるメタリコン
作業直後の状態を示し、同図(2)はその後、不要なメタ
リコン金属粉を除去する作業を経た状態を示す。図に示
すように、溶融金属を吹き付けると、金属化フィルム１
の端面に所定の厚さのメタリコン金属塊４が形成されこ
れが電極引出部３となる訳であるが、絶縁セパレータ２
の端面にも若干量のメタリコン金属塊４が形成されると
ともに、絶縁セパレータ２の金属化フィルム１から突出
している部分はその表面にも多少のメタリコン金属粉５
が付着する。First, the case where kraft insulating paper is used as the insulating separator 2 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the end of the insulating separator 2. FIG. 1A shows a state immediately after a metallikon operation of spraying molten metal from above the figure, and FIG. 1 shows a state after an operation of removing a metallikon metal powder. As shown in the figure, when the molten metal is sprayed, the metallized film 1
The metal lump 4 having a predetermined thickness is formed on the end face of the metal separator 4 and serves as the electrode lead-out portion 3.
A small amount of metallikon metal lump 4 is also formed on the end face of the metal separator 1, and the portion of the insulating separator 2 protruding from the metallized film 1 has a small amount of metallikon metal powder 5 on its surface.
Adheres.

【０００４】従って、この吹き付けを行った後、不要な
メタリコン金属塊および金属粉を除去してやる必要があ
るが、絶縁セパレータ２にクラフト絶縁紙を使用した場
合、細かいメタリコン金属粉５の除去は困難であり、絶
縁セパレータ２端部のメタリコン金属粉５の除去作業に
長時間を要することになる。また、同図(2)に示すよう
に、時としてメタリコン金属粉５が残留し、これと電極
引出部３との間で放電が生じ最悪の場合この間が短絡す
るという問題点があった。また、絶縁セパレータ２は乾
紙の状態で一定の絶縁強度と機械的強度とを具備してい
る必要があるため、クラフト絶縁紙の場合、必然的に厚
手のものとなりその分コンデンサ素子の小形化追求に制
限を来たすことになる。更に、絶縁紙はその含有水分量
が多く、金属化フィルムの性能を低下させる危険性が高
い。Therefore, after spraying, it is necessary to remove unnecessary metallicon metal lump and metal powder. However, when kraft insulating paper is used for the insulating separator 2, it is difficult to remove fine metallicon metal powder 5. That is, it takes a long time to remove the metallikon metal powder 5 from the end of the insulating separator 2. Further, as shown in FIG. 2B, there is a problem that the metallikon metal powder 5 sometimes remains, and a discharge occurs between the metallikon metal powder 5 and the electrode lead-out portion 3 and, in the worst case, a short circuit occurs therebetween. Further, since the insulating separator 2 must have a certain insulating strength and a certain mechanical strength in a dry paper state, in the case of kraft insulating paper, it is inevitably thick and the capacitor element can be downsized accordingly. This will limit your pursuit. Further, the insulating paper has a high water content, and there is a high risk of deteriorating the performance of the metallized film.

【０００５】絶縁セパレータ２にポリプロピレンやポリ
エチレンテレフタレート等のプラスチックフィルムを使
用した場合、吹き付け時のメタリコン溶融金属の温度に
比較してプラスチックフィルム材料の融点の方が低い。
このため、フィルムが溶融しこれにメタリコン金属が付
着固着して除去不可となったり、フィルムが軟化、溶
融、収縮して層間の必要絶縁距離が確保できなくなる可
能性がある。[0005] When a plastic film such as polypropylene or polyethylene terephthalate is used for the insulating separator 2, the melting point of the plastic film material is lower than the temperature of the molten metal at the time of spraying.
For this reason, there is a possibility that the film is melted and the metallikon metal adheres and adheres to the film and cannot be removed, or the film is softened, melted and shrunk, so that a necessary insulation distance between the layers cannot be secured.

【０００６】図５は絶縁セパレータ２として高耐熱性の
ポリイミドフィルムを使用した場合を示すもので、吹き
付け時のメタリコン金属の温度による絶縁セパレータ２
の軟化、溶融、収縮の問題は解消するが、以下の問題が
ある。即ち、同図(1),(2)は上方からのメタリコン吹き
付けの作業中の状態を示すが、ポリイミドフィルムの圧
縮強度が低いため、吹き付け時の風圧により絶縁セパレ
ータ２の端部が振動したり場合によっては金属化フィル
ム１の端面に倒れることがある。この結果、同図(3)に
示すように、金属化フィルム１端面へのメタリコン金属
の付着が阻害され、必要な厚さのメタリコン金属塊４が
形成されず、コンデンサとしての必要な電流容量を確保
し得ないという問題点があった。この場合、フィルムの
厚さを増やすか巻回数を増やして機械的強度を増大させ
ればよいが、ポリイミドフィルムはその単価が極めて高
価であり、コンデンサとしての製品価格を大幅に引き上
げる結果となり経済性が阻害されることになる。FIG. 5 shows a case in which a high heat-resistant polyimide film is used as the insulating separator 2. The insulating separator 2 depends on the temperature of the metallicon metal at the time of spraying.
Although the problems of softening, melting, and shrinking of the resin are solved, there are the following problems. That is, FIGS. 1 (1) and (2) show the state during the operation of spraying metallikon from above. Since the compressive strength of the polyimide film is low, the end of the insulating separator 2 may vibrate due to the wind pressure at the time of spraying. In some cases, it may fall on the end face of the metallized film 1. As a result, as shown in FIG. 3 (3), the adhesion of the metallicon metal to the end face of the metallized film 1 is hindered, the metallicone metal block 4 having a required thickness is not formed, and the required current capacity as a capacitor is reduced. There was a problem that it could not be secured. In this case, the mechanical strength may be increased by increasing the thickness of the film or increasing the number of windings, but the unit price of the polyimide film is extremely expensive, resulting in a significant increase in the price of the product as a capacitor. Will be inhibited.

【０００７】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたもので、絶縁セパレータに最適の材料
を選択することにより、品質、作業性、経済性が共に良
好な多層巻コンデンサを得ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems. By selecting the most suitable material for the insulating separator, a multilayer wound capacitor having good quality, workability and economy can be obtained. The purpose is to gain.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段および作用】この発明に係
る多層巻コンデンサは、その絶縁セパレータをポリパラ
フェニレンテレフタルアミドフィルムで構成したもので
ある。同フィルムの高い耐熱性によりメタリコン金属に
よる軟化等の懸念がなくなり、またその高い圧縮強度に
より吹き付け作業中の振動や倒れがなくなり所望の厚さ
の電極引出部が確実に形成される。In the multilayer wound capacitor according to the present invention, the insulating separator is made of a polyparaphenylene terephthalamide film. Due to the high heat resistance of the film, there is no fear of softening or the like due to the metallikon metal, and the high compressive strength prevents vibration and collapse during the spraying operation, thereby reliably forming an electrode lead portion of a desired thickness.

【０００９】[0009]

【実施例】図１はこの発明の一実施例による３層巻コン
デンサをその中心軸を含む面で切断して示す断面図であ
る。図において、各符号はそれぞれ従来と同様のものを
示すが、同図(1)は各素子を全て絶縁セパレータ２によ
り個別に絶縁したもの、同図(2)は各素子の互いに隣接
する部分の一端を導通させるようにしたもので、３素子
をデルタ結線に接続するものである。この実施例の特徴
は絶縁セパレータ２にポリパラフェニレンテレフタルア
ミドフィルム（以下ＰＰＴＡフィルムと称する）を採用
している点である。ＰＰＴＡフィルムは、その耐熱性は
従来から使用されているポリイミドフィルムと同等程度
であるが、この発明は特にその優れた圧縮強度および圧
縮弾性率特性に着目したものである。図２は両者ＰＰＴ
ＡフィルムとＰＩフィルム（ポリイミドフィルム）との
圧縮強度（同図(1)）および圧縮弾性率（同図(2)）を比
較して示している。なお、同図(3)は圧縮試験に使用し
たサンプルの形状を示すもので、JISK7208「プラスチッ
クの圧縮試験方法」に準じている。FIG. 1 is a sectional view of a three-layer capacitor according to an embodiment of the present invention, cut along a plane including a central axis thereof. In the figure, each reference numeral indicates the same as in the prior art, but FIG. 1A shows a case where all the elements are individually insulated by the insulating separator 2, and FIG. One end is made conductive, and three elements are connected in a delta connection. The feature of this embodiment is that a polyparaphenylene terephthalamide film (hereinafter referred to as a PPTA film) is used for the insulating separator 2. Although the PPTA film has a heat resistance comparable to that of a conventionally used polyimide film, the present invention pays particular attention to its excellent compressive strength and compressive elasticity characteristics. Figure 2 shows both PPTs
The compressive strength (FIG. 1 (1)) and the compressive modulus (FIG. 2 (2)) of the A film and the PI film (polyimide film) are shown in comparison. FIG. 3 (3) shows the shape of the sample used for the compression test, which conforms to JISK7208 “Plastic compression test method”.

【００１０】次に、絶縁セパレータ２としてそれぞれ異
なる複数種類の材料を使用してコンデンサを試作し、メ
タリコン金属の付着度合いや除去の難易を評価するため
に行った試験の結果について説明する。絶縁セパレータ
の種類と厚み Ａ：クラフト紙（JISC 2304 のコイル絶縁紙３種） ５０μｍ Ｂ：ポリエチレンテレフタレートフィルム ２５μｍ Ｃ：ポリイミドフィルム ２５μｍ Ｄ：ＰＰＴＡフィルム ２５μｍ なお、絶縁セパレータ２の巻回数は２回以上３回未満と
し、また、ＰＰＴＡフィルムには旭化成工業株式会社製
アラミカ（同社商品名）を使用した。試料数量 各５０
個Next, a description will be given of the results of a test performed to evaluate the degree of adhesion of metallikon metal and the difficulty of removal of the capacitor by trial production of a capacitor using a plurality of different materials as the insulating separator 2. Type and thickness of insulating separator A: Kraft paper (3 types of coil insulating paper of JISC 2304) 50 μm B: Polyethylene terephthalate film 25 μm C: Polyimide film 25 μm D: PPTA film 25 μm The number of turns of insulating separator 2 is 2 or more 3 The number was less than the number of times, and Aramica (trade name) manufactured by Asahi Kasei Corporation was used as the PPTA film. Sample quantity 50 each
Pieces

【００１１】[0011]

【表１】 表１はメタリコン金属の付着度合を評価した結果で、そ
の評価の基準は次の通りである。即ち、絶縁セパレータ
２に妨害されたため電極面にメタリコン金属が付着して
いない部分が存在した試料および絶縁セパレータ２が変
形、軟化、溶融、収縮してメタリコン金属とともに電極
面に付着した試料を不良品（否）とし、絶縁セパレータ
２の変形や倒れ等が無くかつ電極面にメタリコン未付着
部分が無い試料を良品（良）とし、いずれも目視判定に
よった。[Table 1] Table 1 shows the results of the evaluation of the degree of metallikon metal adhesion. The evaluation criteria are as follows. That is, a sample in which a portion where the metallikon metal did not adhere to the electrode surface due to being obstructed by the insulating separator 2 and a sample in which the insulating separator 2 was deformed, softened, melted, shrunk and adhered to the electrode surface together with the metallikon metal were regarded as defective. (No), a sample in which the insulating separator 2 was not deformed or collapsed, and where the metal surface was not adhered to the metal surface was regarded as a good product (good), and all samples were visually judged.

【００１２】[0012]

【表２】 表２は除去作業後のメタリコン金属の残留状態を調査す
ることにより、除去の難易を評価した結果である。絶縁
セパレータ２に付着していたメタリコン金属が完全に除
去されている試料を良品（良）とし、メタリコン金属の
残留が認められる試料を不良品（否）とし、いずれも目
視判定によった。[Table 2] Table 2 shows the results of evaluating the difficulty of removal by investigating the residual state of the metallikon metal after the removal operation. A sample from which the metallikon metal adhered to the insulating separator 2 was completely removed was regarded as a good product (good), and a sample in which the metallikon metal remained was regarded as a defective product (no).

【００１３】以上のように、この発明は多層巻コンデン
サにおいて絶縁セパレータ２に課せられた機能およびそ
の製造工程における特にメタリコン作業時の使用条件に
着目し、従来のものの問題点を解消するべくその絶縁セ
パレータ２にＰＰＴＡフィルムを採用したもので、その
利点を列挙すると以下の通りである。即ち、先ず、耐熱
絶縁フィルムであることから、吹き付け時のメタリコン
金属の温度による絶縁セパレータの軟化、溶融、収縮は
全く無く、メタリコン吹き付け後の絶縁セパレータ部か
らのメタリコン金属粉の除去が容易にしかも完全に行う
ことができ、かつ多層巻コンデンサの層間絶縁としての
機能を十分に達成することが可能である。また、ＰＰＴ
Ａフィルム自体の圧縮強度が高いことからメタリコン吹
き付け時の風圧による振動や倒れが無くなり、従ってコ
ンデンサ電極面へのメタリコン金属の付着が完全確実に
なされる。同様の理由から、フィルム厚さを薄くして
も、また、コンデンサへの巻回数を少なくしても絶縁セ
パレータとしての機能を十分に達成することができるの
で、絶縁セパレータのコストを抑制するとともにコンデ
ンサの小形化も可能となる。As described above, the present invention focuses on the function assigned to the insulating separator 2 in the multilayer wound capacitor and the conditions of use in the manufacturing process thereof, particularly during metallikon work. The advantage of using a PPTA film for the separator 2 is as follows. That is, first, since it is a heat-resistant insulating film, there is no softening, melting, or shrinkage of the insulating separator due to the temperature of the metallikon metal at the time of spraying. It can be performed completely and can sufficiently achieve the function as interlayer insulation of the multilayer wound capacitor. Also, PPT
Since the compressive strength of the A film itself is high, vibration and collapse due to wind pressure during spraying of the metallikon are eliminated, and therefore, the metallikon metal is completely adhered to the capacitor electrode surface. For the same reason, even if the film thickness is reduced or the number of windings on the capacitor is reduced, the function as an insulating separator can be sufficiently achieved, so that the cost of the insulating separator can be reduced and the capacitor can be reduced. Can also be downsized.

【００１４】[0014]

【発明の効果】この発明は以上のように、その絶縁セパ
レータとしてポリパラフェニレンテレフタルアミドフィ
ルムを採用することにより、良質のメタリコン電極を確
実に形成することができ、絶縁性能が高く小形で低コス
トの多層巻コンデンサを実現することができる。As described above, the present invention employs a polyparaphenylene terephthalamide film as an insulating separator to reliably form a high-quality metallikon electrode, and has a high insulation performance, a small size and a low cost. Can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】図１はこの発明の一実施例による３層巻コンデ
ンサを示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a three-layer wound capacitor according to one embodiment of the present invention.

【図２】ＰＰＴＡフィルムとＰＩフィルムとの圧縮強度
等の特性を示す図である。FIG. 2 is a view showing characteristics such as compressive strength of a PPTA film and a PI film.

【図３】３層巻コンデンサの外観を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing an external appearance of a three-layer wound capacitor.

【図４】従来の３層巻コンデンサにおけるメタリコン吹
き付け時の状態を説明するための図である。FIG. 4 is a view for explaining a state of a conventional three-layer wound capacitor when metallicon is sprayed.

【図５】絶縁セパレータとして図４とは異なる材料を使
用した従来の３層巻コンデンサにおけるメタリコン吹き
付け時の状態を説明するための図である。FIG. 5 is a view for explaining a state when metallikon is sprayed on a conventional three-layer wound capacitor using a material different from that of FIG. 4 as an insulating separator.

【符号の説明】 １は金属化フィルム、２は絶縁セパレータ、３は電極引
出部である。[Description of References] 1 is a metallized film, 2 is an insulating separator, and 3 is an electrode lead portion.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 金属化フィルムからなる複数の素子を上
記金属化フィルムより広幅の絶縁セパレータを介して同
軸に巻回し、上記各素子の端面にメタリコン吹き付けで
電極引出部を形成した多層巻コンデンサにおいて、上記
絶縁セパレータをポリパラフェニレンテレフタルアミド
フィルムで構成したことを特徴とする多層巻コンデン
サ。1. A multi-layer capacitor in which a plurality of elements made of a metallized film are coaxially wound through an insulating separator wider than the metallized film, and an electrode lead-out portion is formed on an end face of each element by spraying metallicon. A multilayer-wound capacitor, wherein the insulating separator is made of a polyparaphenylene terephthalamide film.