JP2001257135A - 防爆機構付コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】熱劣化を低下して寿命を向上でき、耐振性を向
上でき、組み込まれる装置の小形化が可能で防爆機構が
作動したときの損傷を防止できる防爆機構付コンデンサ
を提供すること。 【解決手段】 コンデンサ素子１を防爆機構６付きのケ
ース３に収納するとともにこのケース３に蓋７を取り付
けて密封した防爆機構付コンデンサ１７において、底部
４の周縁部分５ａを中央部分５ｂよりも肉厚を厚くして
外面側のみから突出させるとともに、前記周縁部分５ａ
の高さまで変形する間に作動する薄肉状の防爆機構６を
前記中央部分５ｂに設けたケース３を有することを特徴
とする防爆機構付コンデンサ１７。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は防爆機構付コンデン
サに関する。

【０００２】

【従来の技術】アルミ電解コンデンサ等のコンデンサ２
０は、例えば図２に示す通り、コンデンサ素子２１を防
爆機構付きのケース２２に収納するとともに、ケース２
２に蓋２３を取り付けて密封した構造になっている。そ
して防爆機構２４はケース２２の底部２５に設けた溝状
の薄肉部の組合せから形成されている。このコンデンサ
２０は、使用中にコンデンサ素子２１からガスが発注
し、ケース２２内の圧力が上昇した場合、ケース２２の
底部２５全体が防爆機構２４とともに膨らむ。そして圧
力が所定値に達すると、防爆機構２４が作動し、ケース
２２外部にガスが放出される。その結果、コンデンサ２
０は爆発を免れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のコンデ
ンサ２０は、ケース２２内の圧力が上昇し底部２５が膨
脹すると、コンデンサ素子２１の底面の大部分がケース
２２の底部２５から離れ、接触しなくなる。このため、
コンデンサ素子２１の熱がケース２２の底部２５を通し
て放散され難くなり、コンデンサ２０が熱劣化し易くな
る欠点がある。また、振動等の外部からの機械的圧力に
よってコンデンサ素子２１が動き易くなり、コンデンサ
素子２１から引き出されているリード線２６の箇所で接
触不良や断線不良を生じ易くなる欠点がある。そして防
爆機構２４が作動するためには、ケース２２の底部２５
側に底部２５が膨脹できる空間が必要である。このた
め、従来はコンデンサ２０を取り付ける装置をコンデン
サ２０の底部２５側に５mm以上の空間を設ける構造とし
なければならず、装置を小形化し難い欠点がある。さら
に、ケース２２内の圧力が急激に上昇した場合等には、
防爆機構２４が急激に作動し、コンデンサ素子２１がケ
ース２２外に飛び出し易く、組み込まれる装置を損傷し
易くなる欠点がある。

【０００４】本発明は、以上の欠点を改良し、熱劣化を
低下して寿命を向上でき、耐振性を向上でき、組み込ま
れる装置の小形化が可能で防爆機構が作動したときの損
傷を防止できる防爆機構付コンデンサを提供することを
課題とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
の課題を解決するために、コンデンサ素子を防爆機構付
きのケースに収納するとともに、このケースに蓋を取り
付けて密封した防爆機構付コンデンサにおいて、底部の
周縁部分を中央部分よりも肉厚を厚くして外面側のみか
ら突出させるとともに、前記周縁部分の高さまで変形す
る間に動作する薄肉状の防爆機構を前記中央部分に設け
たケースを形成するものである。

【０００６】また、請求項２の発明は、上記の防爆機構
付コンデンサにおいて、ケース底部の周縁部分の中央部
分からの突出高さを２．３mm以上にしたものである。

【０００７】すなわち、本発明によれば、ケース底部の
周縁部分を中央部分よりも肉厚を厚くしているためケー
ス内の圧力が上昇した場合に、中央部分が膨脹し変形し
ても周縁部分は容易には変形することがない。このた
め、コンデンサ素子の底面はケース底部の中央部分とは
接触しない状態になっても、周縁部分とは接触状態を維
持できる。従って、コンデンサ素子の熱がケース底部の
周縁部分を通して容易にケース外に放散でき、コンデン
サの熱劣化を低減できる。また、ケース内の圧力が上昇
してもコンデンサ素子の底部がケース底部の周縁部分に
接触しているため、コンデンサの耐振性を向上し易い。
そして本発明は、ケース底部の周縁部分を中央部分より
も肉厚を厚くしかつ外面側のみから突出させるととも
に、中央部分に防爆機構を設け、中央部分が周縁部分の
高さまで変形する間に防爆機構が作動するようにしてい
る。また、中央部分は、少なくとも周縁部分の幅だけケ
ース底部全体の径よりも小さな径になっていて、底部全
体が変形した場合よりも少ない変形量により防爆機構を
作動できる。従って、防爆機構を作動させるためにケー
スの底部側に特に５mm以上の空間を設ける必要がなく、
放出されたガスを逃がすために１mm程度の空間を設けれ
ば良く、コンデンサを組み込んだ装置を小形化できる。
なお、ケース底部の周縁部分の中央部分からの突出高さ
を２．３mm以上に設定することによって、中央部分が膨
脹して変形できる空間を十分に確保でき、防爆機構をよ
り確実に作動できる。さらに、ケース内の圧力が、急激
に上昇し、防爆機構が作動した場合にも、コンデンサ素
子は、その底面がケース底部の周縁部分に接触してケー
ス内に支持されているため、ケース外に飛び出すことが
ない。従って、コンデンサを組み込んだ装置が損傷する
のを防止できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１において、１はコンデンサ素
子である。このコンデンサ素子１は、例えば陽極箔と陰
極箔とを電解紙を介して積層し、巻回して陽極リード線
２ａと陰極リード線２ｂとを引き出した構造になってい
る。陽極箔はエッチングした高純度のアルミ箔等の弁作
用金属箔に酸化皮膜を形成し、陽極リード線２ａを接続
したものである。また、陰極箔は、エッチングしたアル
ミ箔等の弁作用金属箔に陰極リード線２ｂを接続したも
のを用いる。電解紙はマニラ紙やクラフト紙を用いる。
なお、コンデンサ素子１は、陰極リード線２ｂの引き出
し方向とは反対側の底面から陰極箔をはみ出させ、この
はみ出した陰極箔をケース３の内側底面に接触する構造
としてもよく、これによって放熱効果を向上でき、許容
リップル電流を増加できる。また、コンデンサ素子１と
しては、他にコンデンサ紙やプラスチックフィルムに亜
鉛等を真空蒸着等した金属化紙や金属化フィルムを巻回
し、両端面にメタリコンを設け、このメタリコンにリー
ド線を接続した構造のものを用いてもよい。

【０００９】ケース３は、アルミ等の金属材からなり、
外観的に円筒形等に形成されている。そしてケース３の
底部４は周縁部５ａの肉厚が厚く、そして中央部分５ｂ
の肉厚が薄く、かつ周縁部分５ａが中央部分５ｂから外
面側のみに突出していて、内面側には突出してなく、内
面側において周縁部分５ａと中央部分５ｂとが同一平面
になっている。ケース３の底部４の中央部分５ｂには溝
を十字状や大字状、Ｓ字状等の形状に配置して形成した
防爆機構６を設けている。なお、周縁部分５ａが中央部
分５ｂから突出している高さｈを２．３mm以上とするこ
とにより、防爆機構６が作動する空間を十分に確保で
き、防爆機構６をより確実に作動できる。また、周縁部
分５ａと中央部分５ｂとは肉厚が徐々に変化する連結部
分５ｃにより連結しているが、直接連結してもよい。

【０００１０】そして、７は、蓋であり、ポリフェニレ
ンスルフィドやフェノール等の絶縁樹脂製で、３mm〜１
０mm程度の厚さであり、ケース３の□８の近傍の内周面
に設けた突起９に載せられ、□８をカーリングしてケー
ス３に取り付けられている。また蓋７の周縁部分１０ａ
は肉厚が薄く中央部分１０ｂに対して段差を形成すると
ともに、断面が三角形状の突起１１が設けられ、ゴム等
の弾性材からなる弾性帯１２が配置されている。そして
この弾性帯１２にケース３の屈曲した□８の先端をくい
込ませて密閉性を向上している。なお、蓋としては他に
ベークライト等にＥＰＴ等のゴムを貼り合せたゴム貼り
積層板等を用いてもよい。また、蓋７には、陽極端子１
３ａと陰極端子１３ｂとを貫通して設けている。そして
陽極端子１３ａに陽極リード線２ａをリベット止めや超
音波溶接法により接続するとともに、陰極端子１３ｂに
は陰極リード線２ｂを同様な方法により接続している。
さらに、蓋７には補強用端子１４を設けている。この補
強用端子１４は、一端１５ａを陽極端子１３ａ及び陰極
端子１３ｂと同様にケース３外に同じ高さまで突出して
いるが、コンデンサ素子１側の他端１５ｂを蓋７に埋め
込みケース３内には突出していない。従って、ケース３
内において補強用端子１４を絶縁する必要がなく、製造
が容易になる。なお、補強用端子１４は、１個だけでは
なく、２個以上設けてもよい。特に、コンデンサの径が
大きい場合には数が多いほど耐振性が向上する。ケース
３には絶縁性チューブ１６を被覆している。

【００１１】次に、上記の防爆機構付コンデンサ１７の
製造方法を説明する。先ず、アルミ等の弁作用金属をエ
ッチング処理し、陽極化成処理をして酸化皮膜を形成し
た陽極箔に、陽極リード線２ａをコールドウェルド法や
かしめつけ法等により接続する。また、陰極箔に陰極リ
ード線２ｂをコールドウェルド法等により接続する。そ
してこの陽極箔と陰極箔とを電解紙を介して重ね合せて
巻回し、コンデンサ素子１を形成する。次に、コンデン
サ素子１に真空含浸法や真空加圧含浸法等によって電解
液を含浸する。また、陽極端子１３ａ及び陰極端子１３
ｂの両端並びに補強用端子１４の一端を引き出して、樹
脂モールド成形し、弾性帯１２をはめて、蓋７を形成す
る。さらに、ケース３は、アルミ板等を金型成形して製
造する。そしてコンデンサ素子１から引き出されている
陽極リード線２ａ及び陰極リード線２ｂを、各々陽極端
子１３ａ及び陰極端子１３ｂに接続して、コンデンサ素
子１と蓋７とを一体化する。この後、コンデンサ素子１
をケース３に収納し、ケース３の□８をカーリングして
蓋７をケース３に取り付け、ケース３を密封する。密封
後、高温雰囲気中において、段階的に昇圧しながら最終
的に定格電圧以上の電圧を印加してエージング処理す
る。

【００１２】

【実施例】次に、実施例について防爆機構の作動試験を
行った。試験に用いた防爆機構付コンデンサと、作動試
験は次の通りの条件とする。 防爆機構付コンデンサ： 種類−アルミ電解コンデンサ 定格−４００Ｖ，１０００μＦ 全体の形状−直径５１．０mm，長さ５１．０mmの円筒状 ケース底部−周縁部分 肉厚２．８mm，直径３３．０〜
５０．０mm 中央部分 肉厚０．５mm，直径２５．０mm 連結部分 肉厚０．５〜２．８mm，直径２５．０〜３
３．０mm 防爆機構−長さ１６．０mm，深さ０．０８mmの溝を十字
状に形成する。 ケース側面部−肉厚０．５５mm

【００１３】作動試験：常温雰囲気中において、試料に
６００Ｖ．ＤＣ，７Ａを印加する。また、試料数は２０
ケとする。

【００１４】試験の結果、６００Ｖ印加後、約９秒で全
数が防爆機構が作動し、爆発を免れた。かつ、防爆機構
は中央部分が周縁部分の外表面の高さに達する前に作動
した。

【００１５】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、コンデン
サ素子を防爆機構付きのケースに収納するとともにこの
ケースに蓋を取り付けて密封した防爆機構付コンデンサ
において、ケース底部の周縁部分を中央部分よりも肉厚
を厚くして外面側のみから突出させるとともに、周縁部
分の高さまで変形する間に作動する薄肉状の防爆機構を
中央部分に設けているため、コンデンサ素子の放熱を改
良して熱劣化を低下し、寿命を向上できるとともに耐振
性を改良でき、かつ組み込まれる装置を小形化できると
ともに防爆機構が作動時のコンデンサ素子の飛び出しに
よる装置の損傷を防止できる防爆機構付コンデンサが得
られる。

【００１６】また、特に、ケース底部の周縁部分の中央
部分からの突出高さを２．３mm以上にすることにより、
防爆機構をより確実に作動でき信頼性、安全性をより向
上できる防爆機構付コンデンサが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の断面図を示す。

【図２】従来の防爆機構付コンデンサの断面図を示す。

【符号の説明】

１…コンデンサ素子、 ３…ケース、 ４…底部、 ５ａ
…周縁部分、５ｂ…中央部分、 ５ｃ…連結部分、 ６…
防爆機構、 ７…蓋、１７…防爆機構付コンデンサ。 整理番号 Ｐ２５３３

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンデンサ素子を防爆機構付きのケース
   に収納するとともにこのケースに蓋を取り付けて密封し
   た防爆機構付コンデンサにおいて、底部の周縁部分を中
   央部分よりも肉厚を厚くして外面側のみから突出させる
   とともに、前記周縁部分の高さまで変形する間に作動す
   る薄肉状の防爆機構を前記中央部分に設けたケースを有
   することを特徴とする防爆機構付コンデンサ。
2. 【請求項２】 ケース底部の周縁部分の中央部分からの
   突出高さが２．３mm以上である請求項１記載の防爆機構
   付コンデンサ。