JP2002093669A - 防爆形コンデンサケース - Google Patents
防爆形コンデンサケースInfo
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 防爆弁が作動時の開口の余分な拡大を防ぐこ
とにより内容物の外部への噴出や飛散を防止することが
可能な新しい防爆形コンデンサケースの提供。 【解決手段】 コンデンサケース底面2の中心から外周
方向に直線状に伸びた防爆溝4の先端に、この防爆溝4
と交差する方向に形成したストッパー5を有するコンデ
ンサケース1とする。このストッパー5は、防爆溝4と
直行する方向に線状に形成するのが好ましく、より好ま
しくは溝状に形成される。ストッパー5の長さは防爆溝
3の幅より長く、コンデンサケース1の半径×(3)
1/2未満の長さとする。
とにより内容物の外部への噴出や飛散を防止することが
可能な新しい防爆形コンデンサケースの提供。 【解決手段】 コンデンサケース底面2の中心から外周
方向に直線状に伸びた防爆溝4の先端に、この防爆溝4
と交差する方向に形成したストッパー5を有するコンデ
ンサケース1とする。このストッパー5は、防爆溝4と
直行する方向に線状に形成するのが好ましく、より好ま
しくは溝状に形成される。ストッパー5の長さは防爆溝
3の幅より長く、コンデンサケース1の半径×(3)
1/2未満の長さとする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、防爆形コンデンサ
ケースに関する。より詳しく言えば、本発明は、防爆弁
(安全装置)付きの電解コンデンサにおいて防爆弁が作
動したときの開口部がコンデンサ底面全体に行き渡るよ
うに大きく開弁するのを防ぎ、コンデンサケース内容物
の飛散を極力防止し得るようにした防爆形コンデンサケ
ースに関する。
ケースに関する。より詳しく言えば、本発明は、防爆弁
(安全装置)付きの電解コンデンサにおいて防爆弁が作
動したときの開口部がコンデンサ底面全体に行き渡るよ
うに大きく開弁するのを防ぎ、コンデンサケース内容物
の飛散を極力防止し得るようにした防爆形コンデンサケ
ースに関する。
【0002】
【従来の技術】防爆弁付きの電解コンデンサでは、安定
した防爆弁の作動とともに、万が一防爆弁が作動したと
きの内容物の噴出、飛散をできる限り防止することが必
要である。
した防爆弁の作動とともに、万が一防爆弁が作動したと
きの内容物の噴出、飛散をできる限り防止することが必
要である。
【0003】従来の防爆弁付きの電解コンデンサは、図
6に示すように、電解液を含浸したコンデンサ紙を介在
させて陽極箔、陰極箔を巻回してなるコンデンサ素子1
1を、底面に防爆溝12が形成された外装ケース13内
に収納し、素子11の陽極リード15、陰極リード14
を封口体16の孔を通して外部へ引き出した構造になっ
ている。防爆溝12の形成された外装ケース13の底面
が、防爆弁として機能する。外装ケース13はアルミニ
ウム等で作製されていて、その底面に形成された溝12
は、図7に示すようにY字状に形成されたり、あるいは
図8に示すように十字状に形成されている。いずれの場
合も、この溝12の形状はケース底面の中心位置に交差
点を有し、この交差点から外周方向の先端12aまで直
線状に伸びている。
6に示すように、電解液を含浸したコンデンサ紙を介在
させて陽極箔、陰極箔を巻回してなるコンデンサ素子1
1を、底面に防爆溝12が形成された外装ケース13内
に収納し、素子11の陽極リード15、陰極リード14
を封口体16の孔を通して外部へ引き出した構造になっ
ている。防爆溝12の形成された外装ケース13の底面
が、防爆弁として機能する。外装ケース13はアルミニ
ウム等で作製されていて、その底面に形成された溝12
は、図7に示すようにY字状に形成されたり、あるいは
図8に示すように十字状に形成されている。いずれの場
合も、この溝12の形状はケース底面の中心位置に交差
点を有し、この交差点から外周方向の先端12aまで直
線状に伸びている。
【0004】上記のように構成された防爆弁付きの電解
コンデンサでは、長年使用による特性劣化や、陽陰極の
誤接続、過電圧印加及び交流印加等に起因してコンデン
サ素子11が発熱すると、素子11内の電解液や水分等
の蒸発及び水素ガスの発生により外装ケース13内部の
圧力が外気圧より著しく上昇し、その結果防爆溝12の
ところで外装ケース13の底面が破れることにより防爆
弁が開いてケース内部が圧抜きされる。
コンデンサでは、長年使用による特性劣化や、陽陰極の
誤接続、過電圧印加及び交流印加等に起因してコンデン
サ素子11が発熱すると、素子11内の電解液や水分等
の蒸発及び水素ガスの発生により外装ケース13内部の
圧力が外気圧より著しく上昇し、その結果防爆溝12の
ところで外装ケース13の底面が破れることにより防爆
弁が開いてケース内部が圧抜きされる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来構成の防爆形
コンデンサケースの防爆弁によるに圧抜きは、次のよう
にしてなされる。図9に示したように、防爆溝12は外
装ケース13底面の外周方向の中心線上に位置するの
で、防爆弁作動時ケース13内部の圧力成分はケース1
3底面の防爆溝12の左右部C、C´をほぼ均等に押圧
して開弁する。この場合、圧力抜けの方向(図中矢印G
で示す)は外装ケース13の中心線O‐O´と同一とな
り、開口部は防爆弁作動時のガス通過圧力により大きく
開きやすく、防爆溝12の先端12a(図7、8)を越
えて開口し(すなわち開口部が防爆溝12の長さを越え
て更に外周方向外側まで達し)、その結果ケース13内
の内容固形成分等が外部に噴出あるいは飛散しやすくな
る。このように内容物が外部に噴出したり飛散すると、
コンデンサ周辺を汚染したり、他の部品の損傷を招くと
いう問題が発生することになる。
コンデンサケースの防爆弁によるに圧抜きは、次のよう
にしてなされる。図9に示したように、防爆溝12は外
装ケース13底面の外周方向の中心線上に位置するの
で、防爆弁作動時ケース13内部の圧力成分はケース1
3底面の防爆溝12の左右部C、C´をほぼ均等に押圧
して開弁する。この場合、圧力抜けの方向(図中矢印G
で示す)は外装ケース13の中心線O‐O´と同一とな
り、開口部は防爆弁作動時のガス通過圧力により大きく
開きやすく、防爆溝12の先端12a(図7、8)を越
えて開口し(すなわち開口部が防爆溝12の長さを越え
て更に外周方向外側まで達し)、その結果ケース13内
の内容固形成分等が外部に噴出あるいは飛散しやすくな
る。このように内容物が外部に噴出したり飛散すると、
コンデンサ周辺を汚染したり、他の部品の損傷を招くと
いう問題が発生することになる。
【0006】そこで、本発明は、防爆弁が作動したとき
の開口の余分な拡大を防ぐことにより、内容物の外部へ
の噴出や飛散を防止することが可能な新しい防爆形コン
デンサケースの提供を目的とするものである。
の開口の余分な拡大を防ぐことにより、内容物の外部へ
の噴出や飛散を防止することが可能な新しい防爆形コン
デンサケースの提供を目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の防爆形コンデン
サケースは、コンデンサケース底面の中心から外周方向
に直線状に伸びた防爆溝の先端に、この防爆溝と交差す
る方向に形成したストッパーを有することを特徴とす
る。
サケースは、コンデンサケース底面の中心から外周方向
に直線状に伸びた防爆溝の先端に、この防爆溝と交差す
る方向に形成したストッパーを有することを特徴とす
る。
【0008】このストッパーは、防爆溝と直行する方向
に線状に形成するのが好ましく、より好ましくは溝状に
形成される。また、ストッパーの長さは防爆溝の幅より
長く、コンデンサケースの半径×(3)1/2未満の長さ
でよい。
に線状に形成するのが好ましく、より好ましくは溝状に
形成される。また、ストッパーの長さは防爆溝の幅より
長く、コンデンサケースの半径×(3)1/2未満の長さ
でよい。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の防爆形コンデンサケース
は、図1(平面図)と図2(斜視図)に示したように、
通常の防爆形コンデンサケースと同様の材料であるアル
ミニウム等の材料から製作された円筒状のケース1の底
面2に、やはり通常の防爆形コンデンサケースにおける
防爆溝と同様の防爆溝4により構成された防爆弁3を有
し、この防爆溝4はケース底面2の中心から外周方向に
直線状に伸びている(図2においては、防爆溝もストッ
パーも簡略化のため線状に表現されている)。防爆溝の
形状(例えば図1に示したように十字状でもよく、ある
いは図3に示したようにY字状でもよい)、長さ、幅、
深さ等は、製作しようとするコンデンサの仕様に応じ
て、これまでと同様に決定することができる。
は、図1(平面図)と図2(斜視図)に示したように、
通常の防爆形コンデンサケースと同様の材料であるアル
ミニウム等の材料から製作された円筒状のケース1の底
面2に、やはり通常の防爆形コンデンサケースにおける
防爆溝と同様の防爆溝4により構成された防爆弁3を有
し、この防爆溝4はケース底面2の中心から外周方向に
直線状に伸びている(図2においては、防爆溝もストッ
パーも簡略化のため線状に表現されている)。防爆溝の
形状(例えば図1に示したように十字状でもよく、ある
いは図3に示したようにY字状でもよい)、長さ、幅、
深さ等は、製作しようとするコンデンサの仕様に応じ
て、これまでと同様に決定することができる。
【0010】本発明の防爆形コンデンサケース1におい
ては、防爆溝4の外周方向の先端部4a(図1)に、防
爆溝4と交差する方向に形成したストッパー5が存在す
る。このストッパー5は、コンデンサ内圧の異常上昇時
に防爆溝5より先に開裂あるいは開口しない限りは、任
意の構造で形成することができる。例えば、防爆溝4と
同様の溝状(凹状)に形成してもよく、あるいは凸状に
形成してもよい。ストッパー5が防爆溝4と交差する方
向も任意であるが、好ましいのは防爆溝4と直行する方
向である。ストッパー5が防爆溝4と直行する場合、ス
トッパー5の長さは、防爆溝4の幅より長くなければな
らず、且つ、防爆溝4が十字状の場合ケース1の半径R
の(2)1/2倍(ストッパーの各先端5aがケース1の
底面2の外周に達して四つのストッパー5により正方形
が形成されるときの長さ)未満、Y字状である場合ケー
ス1の半径Rの(3)1/2倍(同様に、ストッパーの各
先端5aがケース1の底面2の外周に達して三つのスト
ッパー5により正三角形が形成されるときの長さ)未満
となる。従って、一般に、本発明においてストッパーの
長さはコンデンサケースの半径Rの(3)1/2倍未満と
なる。
ては、防爆溝4の外周方向の先端部4a(図1)に、防
爆溝4と交差する方向に形成したストッパー5が存在す
る。このストッパー5は、コンデンサ内圧の異常上昇時
に防爆溝5より先に開裂あるいは開口しない限りは、任
意の構造で形成することができる。例えば、防爆溝4と
同様の溝状(凹状)に形成してもよく、あるいは凸状に
形成してもよい。ストッパー5が防爆溝4と交差する方
向も任意であるが、好ましいのは防爆溝4と直行する方
向である。ストッパー5が防爆溝4と直行する場合、ス
トッパー5の長さは、防爆溝4の幅より長くなければな
らず、且つ、防爆溝4が十字状の場合ケース1の半径R
の(2)1/2倍(ストッパーの各先端5aがケース1の
底面2の外周に達して四つのストッパー5により正方形
が形成されるときの長さ)未満、Y字状である場合ケー
ス1の半径Rの(3)1/2倍(同様に、ストッパーの各
先端5aがケース1の底面2の外周に達して三つのスト
ッパー5により正三角形が形成されるときの長さ)未満
となる。従って、一般に、本発明においてストッパーの
長さはコンデンサケースの半径Rの(3)1/2倍未満と
なる。
【0011】好ましくは、ストッパー5は、防爆溝4の
形成と同じ工程において溝状に形成される。このとき形
成する溝状ストッパーは、上述のとおりコンデンサ内圧
の異常上昇時に防爆溝5より先に開裂あるいは開口しな
い限りは、任意の深さ、幅、長さで形成することができ
る。
形成と同じ工程において溝状に形成される。このとき形
成する溝状ストッパーは、上述のとおりコンデンサ内圧
の異常上昇時に防爆溝5より先に開裂あるいは開口しな
い限りは、任意の深さ、幅、長さで形成することができ
る。
【0012】コンデンサ内圧が上昇して防爆弁が作動す
ると、ケース底面は防爆溝に沿って開口し、開口部から
内圧を逃がして安全を確保する。図4に示したように、
本発明の防爆形コンデンサケース1を使用した製品コン
デンサ10において防爆弁3が作動した場合、底面中心
部(防爆溝4(図1、2)の交差点)から防爆溝4に沿
い外周方向に向かって開口部6が広がるが、この開口部
は最も大きく広がったとしてもストッパー5に達したと
ころで停止する。そのため、開口部6はそれほど大きく
ならず、それに伴い内容物の噴出あるいは飛散が効果的
に抑制される。それに対し、図5に示したようにストッ
パーのない通常のケース1´を採用した製品コンデンサ
10´では、開口部6は防爆溝の範囲を越えて広がり、
時によっては底面2の外周部又はその近傍まで達するこ
とがある。このように開口部6が広がると、内容物はケ
ース外部に噴出あるいは飛散して、コンデンサ周辺を汚
染するばかりか、他の部品の損傷の原因にもなる。
ると、ケース底面は防爆溝に沿って開口し、開口部から
内圧を逃がして安全を確保する。図4に示したように、
本発明の防爆形コンデンサケース1を使用した製品コン
デンサ10において防爆弁3が作動した場合、底面中心
部(防爆溝4(図1、2)の交差点)から防爆溝4に沿
い外周方向に向かって開口部6が広がるが、この開口部
は最も大きく広がったとしてもストッパー5に達したと
ころで停止する。そのため、開口部6はそれほど大きく
ならず、それに伴い内容物の噴出あるいは飛散が効果的
に抑制される。それに対し、図5に示したようにストッ
パーのない通常のケース1´を採用した製品コンデンサ
10´では、開口部6は防爆溝の範囲を越えて広がり、
時によっては底面2の外周部又はその近傍まで達するこ
とがある。このように開口部6が広がると、内容物はケ
ース外部に噴出あるいは飛散して、コンデンサ周辺を汚
染するばかりか、他の部品の損傷の原因にもなる。
【0013】このように、従来の電解コンデンサケース
の防爆弁における防爆溝は外周方向の先端部に至るまで
直線状に形成されているのみであるため、防爆弁作動時
にできる開口はアルミニウムケース底面の変形(内圧の
上昇による膨れ)に従うものとなって、すなわちこの防
爆弁には開口の拡大を阻止する機能がなかった。それに
対し、本発明の防爆形コンデンサケースにおいては、防
爆弁作動時に開口部のガス通過圧力により開口部が開き
過ぎるのを防ぐことができ、内容固形物がケース外部に
飛散するのを極力少なくすることができる。
の防爆弁における防爆溝は外周方向の先端部に至るまで
直線状に形成されているのみであるため、防爆弁作動時
にできる開口はアルミニウムケース底面の変形(内圧の
上昇による膨れ)に従うものとなって、すなわちこの防
爆弁には開口の拡大を阻止する機能がなかった。それに
対し、本発明の防爆形コンデンサケースにおいては、防
爆弁作動時に開口部のガス通過圧力により開口部が開き
過ぎるのを防ぐことができ、内容固形物がケース外部に
飛散するのを極力少なくすることができる。
【0014】本発明のコンデンサケースにおいて防爆弁
作動時の開口部の不要な拡大が抑制されるのは、開口部
がストッパーに達したところでその拡大の伝播方向が上
にそらされて開口弁を押し広げようとする力が緩和され
るためと考えられる。
作動時の開口部の不要な拡大が抑制されるのは、開口部
がストッパーに達したところでその拡大の伝播方向が上
にそらされて開口弁を押し広げようとする力が緩和され
るためと考えられる。
【0015】
【実施例】次に実施例により本発明を更に説明するが、
本発明はこれらの実施例にいささかも限定されるもので
はない。
本発明はこれらの実施例にいささかも限定されるもので
はない。
【0016】(実施例1)防爆弁の防爆溝が図10に示
したような十字状に形成され、防爆溝の先端部にストッ
パーを形成した防爆形コンデンサケースを使って、40
0WV330μF(φ30×40L)のコンデンサ仕様
のアルミニウム電解コンデンサを10個試作した。使用
したコンデンサケースの防爆溝の寸法は、図10を参照
して、長さL1が16mm、幅W1が0.3mm、深さが
0.3〜0.4mmであり、ストッパーの寸法は、やは
り図10を参照して、長さL2が3mm、幅W2が0.3
mm、深さが0.3〜0.4mmであった。
したような十字状に形成され、防爆溝の先端部にストッ
パーを形成した防爆形コンデンサケースを使って、40
0WV330μF(φ30×40L)のコンデンサ仕様
のアルミニウム電解コンデンサを10個試作した。使用
したコンデンサケースの防爆溝の寸法は、図10を参照
して、長さL1が16mm、幅W1が0.3mm、深さが
0.3〜0.4mmであり、ストッパーの寸法は、やは
り図10を参照して、長さL2が3mm、幅W2が0.3
mm、深さが0.3〜0.4mmであった。
【0017】(実施例2)防爆弁の防爆溝が十字状に形
成され、防爆溝の先端部にストッパーを形成した防爆形
コンデンサケース(ストッパーの長さL2を7mmとし
た以外は、実施例1のコンデンサケースと同じもの)を
使って、実施例1で試作したのと同じコンデンサ仕様の
アルミニウム電解コンデンサを同じく10個試作した。
成され、防爆溝の先端部にストッパーを形成した防爆形
コンデンサケース(ストッパーの長さL2を7mmとし
た以外は、実施例1のコンデンサケースと同じもの)を
使って、実施例1で試作したのと同じコンデンサ仕様の
アルミニウム電解コンデンサを同じく10個試作した。
【0018】(実施例3)防爆弁の防爆溝が図3に示し
たようなY字状に形成され、防爆溝の先端部にストッパ
ーを形成した防爆形コンデンサケースを使って、実施例
1で試作したのと同じコンデンサ仕様のアルミニウム電
解コンデンサを同じく10個試作した。ここで使用した
コンデンサケースにおける防爆溝及びストッパーの各寸
法は、防爆溝長さ(ここではケース底面の中心からスト
ッパーの幅分を含めた防爆溝先端までの距離)が12m
mであったことを除き、実施例1の場合と同様であっ
た。
たようなY字状に形成され、防爆溝の先端部にストッパ
ーを形成した防爆形コンデンサケースを使って、実施例
1で試作したのと同じコンデンサ仕様のアルミニウム電
解コンデンサを同じく10個試作した。ここで使用した
コンデンサケースにおける防爆溝及びストッパーの各寸
法は、防爆溝長さ(ここではケース底面の中心からスト
ッパーの幅分を含めた防爆溝先端までの距離)が12m
mであったことを除き、実施例1の場合と同様であっ
た。
【0019】(比較例1)防爆弁の防爆溝が図8に示し
たような十字状に形成されただけで、防爆溝の先端部に
ストッパーのない防爆形コンデンサケース(防爆溝の長
さ、幅、深さは実施例1のものと同じ)を使って、実施
例1で試作したのと同じコンデンサ仕様のアルミニウム
電解コンデンサをやはり10個試作した。
たような十字状に形成されただけで、防爆溝の先端部に
ストッパーのない防爆形コンデンサケース(防爆溝の長
さ、幅、深さは実施例1のものと同じ)を使って、実施
例1で試作したのと同じコンデンサ仕様のアルミニウム
電解コンデンサをやはり10個試作した。
【0020】(比較例2)防爆弁の防爆溝が図7に示し
たようなY字状に形成されただけで、防爆溝の先端部に
ストッパーのない防爆形コンデンサケース(防爆溝の長
さ、幅、深さは実施例3のものと同じ)を使って、実施
例1で試作したのと同じコンデンサ仕様のアルミニウム
電解コンデンサを同じく10個試作した。
たようなY字状に形成されただけで、防爆溝の先端部に
ストッパーのない防爆形コンデンサケース(防爆溝の長
さ、幅、深さは実施例3のものと同じ)を使って、実施
例1で試作したのと同じコンデンサ仕様のアルミニウム
電解コンデンサを同じく10個試作した。
【0021】試作した上記各例のコンデンサを防爆弁
(安全装置)作動性試験(定格電圧の1.5倍の電圧印
加)にかけた。試験後の各コンデンサの状態を表1及び
表2に示す。
(安全装置)作動性試験(定格電圧の1.5倍の電圧印
加)にかけた。試験後の各コンデンサの状態を表1及び
表2に示す。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】これらの表から明らかなように、防爆溝の
先端部分にストッパーを入れなかった比較例1、2のア
ルミニウム電解コンデンサでは、防爆弁が大きく開口し
内容物の噴出や飛散が見られた。それに対し、防爆溝の
先端部分にストッパーを入れた実施例1〜3は、防爆弁
が開いているものの内容物の飛散は認められなかった。
これは、防爆溝の先端部分にストッパーを入れたことに
より防爆弁の開口部がコンデンサ底面全体に行き渡るよ
うな大きな開弁を防いだためと考えられる。
先端部分にストッパーを入れなかった比較例1、2のア
ルミニウム電解コンデンサでは、防爆弁が大きく開口し
内容物の噴出や飛散が見られた。それに対し、防爆溝の
先端部分にストッパーを入れた実施例1〜3は、防爆弁
が開いているものの内容物の飛散は認められなかった。
これは、防爆溝の先端部分にストッパーを入れたことに
より防爆弁の開口部がコンデンサ底面全体に行き渡るよ
うな大きな開弁を防いだためと考えられる。
【0025】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ケ
ース内部圧力上昇による防爆弁開口時における開口部の
広がりが防爆溝先端のストッパーにより阻止され、それ
以上の開口を抑制することができ、内容物の噴出や飛散
を防止することができる。
ース内部圧力上昇による防爆弁開口時における開口部の
広がりが防爆溝先端のストッパーにより阻止され、それ
以上の開口を抑制することができ、内容物の噴出や飛散
を防止することができる。
【図1】本発明の防爆形コンデンサケースの一態様の平
面図である。
面図である。
【図2】図1のコンデンサケースの斜視図である。
【図3】本発明のもう一つの態様の平面図である。
【図4】本発明の防爆形コンデンサケースの防爆弁が作
動した状態を説明する斜視図である。
動した状態を説明する斜視図である。
【図5】従来の防爆形コンデンサケースの防爆弁が作動
した状態を説明する斜視図である。
した状態を説明する斜視図である。
【図6】電解コンデンサの構造を説明する図である。
【図7】従来の防爆形コンデンサケースのY字状防爆溝
を示す図である。
を示す図である。
【図8】従来の防爆形コンデンサケースの十字状防爆溝
を示す図である。
を示す図である。
【図9】防爆弁作動時の状態を説明する図である。
【図10】実施例1の防爆形コンデンサケースの防爆溝
を説明する図である。
を説明する図である。
1…ケース 2…ケース底面 3…防爆弁 4…防爆溝 4a…防爆溝先端部 5…ストッパー 6…開口部 10…製品コンデンサ
Claims (4)
- 【請求項1】 コンデンサケース底面の中心から外周方
向に直線状に伸びた防爆溝の先端に、この防爆溝と交差
する方向に形成したストッパーを有することを特徴とす
る防爆形コンデンサケース。 - 【請求項2】 前記ストッパーが防爆溝と直行する方向
に線状に形成されている、請求項1記載の防爆形コンデ
ンサケース。 - 【請求項3】 前記ストッパーが溝状に形成されてい
る、請求項2記載の防爆形コンデンサケース。 - 【請求項4】 前記ストッパーの長さが防爆溝の幅より
長く、コンデンサケースの半径×(3)1/2未満であ
る、請求項1から3までのいずれか一つに記載の防爆形
コンデンサケース。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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