JP2000173861A - 電解コンデンサの取付具及びインバータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 充分な防水性と防塵性のもとで、確実に安全
性が確保できるようにした電解コンデンサ用の取付具を
提供すること。 【解決手段】 底を有する円筒形部材からなる取付具１
を本体シャシー４に取付け、この取付具１の内部に電解
コンデンサ６を挿入することにより、この電解コンデン
サ６が本体シャシー４に取付れららるようにしたもの。 【効果】 取付具１は、電解コンデンサ６の防水カバー
としての機能を発揮するため、電解コンデンサ６を取付
具１により取付けただけで、防水性と防塵性が得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電解コンデンサを
電気機器の構造体である本体シャシーに取付けるための
取付具に係り、特に汎用インバータ装置における電解コ
ンデンサ用として好適な取付具に関する。

【０００２】

【従来の技術】電解コンデンサは、過電圧、過電流、高
温度など異常な使用状況のもとでは、リーク電流が増加
して著しい温度上昇をもたらす虞れがある。そして、こ
のようにして温度が高くなると、コンデンサ内部にある
電解液などがガス化して内部圧力が上昇し、この結果、
容器が破れて電解液が漏洩したり、時には破裂する虞れ
も生じてしまう。

【０００３】そこで、電解コンデンサの容器には安全弁
が設けられており、内部圧力が所定値以上になったとき
作動して、内部の圧力を逃がすように作られているのが
通例である。なお、この安全弁は、防爆弁とも呼ばれる
ものである。

【０００４】ところで、比較的大きな静電容量の電解コ
ンデンサを必要とする電気機器の一種にインバータ装置
があるが、このインバータ装置においては、通例、筒型
のアルミニウム電解コンデンサを用い、このとき、装置
の小型化や電解コンデンサの冷却性向上を狙って、電解
コンデンサの一部を筐体の外側に露出させて取付ける構
造が多く採用されている。

【０００５】しかして、この場合、防水、防塵構造の見
地から、筐体の外側に出ている電解コンデンサの防水が
問題になる。そこで、従来のインバータ装置などの電気
機器では、容易に防水性が得られる点から、ビニールな
どのプラスチックやゴムなどで作られたカバーを電解コ
ンデンサに直接被せて使用していた。

【０００６】なお、この種の従来技術で、本発明に関連
するものとしては、例えば実開平４−６５４３３号、特
開平４−１２５１６号、特開平６−１２４８６１号、特
開平１０−２２１８０号の各公報の開示を挙げることが
できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、防水
カバーによる電解コンデンサの取付部分での防水、防塵
について配慮がされておらず、別途、取付部分での防
水、防塵を要するという問題があった。また、上記従来
技術では、防水カバーによる電解コンデンサの安全弁作
動妨害について配慮がされておらず、電解コンデンサか
らの電解液やガスの漏出に伴う機器損傷の問題があっ
た。

【０００８】以下、この従来技術の問題点について説明
する。上記したように、電解コンデンサの容器には安全
弁が設けてあり、内部圧力が所定値以上になったとき作
動して、内部の圧力を逃がすように作られているが、こ
のとき、もしも、安全弁が正常に作動しないと、電解コ
ンデンサの爆発、発火が考えられる。

【０００９】しかして、従来技術のように、防水カバー
が設けられていると、何らかの異常により電解コンデン
サの安全弁が作動しなければならない時でも、防水カバ
ーが安全弁を塞ぐなどして、安全弁の作動を妨げてしま
う虞れがあり、このため、場合によっては電解コンデン
サが破裂し、装置内にある他の部品を破壊してしまう虞
れがあり、時としては発火の虞れすら無しとはいえなか
った。

【００１０】また、従来技術では、電解コンデンサの安
全弁が作動して電解液や気化したガスが噴き出たとして
も、それらを安全に放出する出口がなく、このため、防
水用カバーの内側に電解液やガスが溜ってしまい、やが
て装置内部に漏れ出して、装置の他の部分まで壊してし
まう虞れがあり、コンデンサ内部から排出された可燃性
ガスのため、発火の虞れも生じてしまう。

【００１１】一方、電解コンデンサの安全弁作動による
電解液やガスの洩出に際しても、他の部分に影響を及ぼ
さないようにするためには、機器内に余分な空間が必要
になり、機器が大型になってしまうという問題があっ
た。ここで、防水カバーにガス抜き用の孔を設けておく
ことが考えられるが、この場合には、本来の防水カバー
としての防水性能が著しく低下してしまうという問題が
あった。

【００１２】さらに、電解コンデンサとして、機器が本
来必要としている性能以上の仕様を想定し、その仕様の
ものを用いることにより、異常にも充分に耐え、壊れる
虞れを無くした上で、従来技術のように、防水カバーを
用いることも考えられるが、この場合には製品の寸法が
大きくなり、製品が高価になってしまうという問題があ
った。また、この場合でも、想定以上の異常に際して
は、電解コンデンサを保護することはできず、結局、従
来技術と同じ状態になってしまう。

【００１３】勿論、電解コンデンサ自体に防水構造を持
たせるようにしても良いが、この場合には汎用品から外
れてしまうので、大幅なコストの上昇が避けられず、高
価なものになってしまうという問題があった。

【００１４】ここで、防水カバーとして、電解コンデン
サから漏出した電解液に瞬時に科学反応して一部が解け
易くしたものを用いることも考えられるか、この場合に
は、通常の使用状態において、電解コンデンサの電解液
などと同等の成分の物質に触れた場合、防水性を保つこ
とができなくなってしまうという問題があった。

【００１５】さらに、電解コンデンサの安全弁が作動し
たとき、これに連動して自動的に防水カバーを破るよう
な構造を、電解コンデンサ自体に持たせることも考えら
れるが、この場合も、電解コンデンサ自体が汎用品から
外れてしまうのて、部品の価格が高価になってしまう問
題があった。

【００１６】また、防水カバーに、コンデンサの安全弁
作動時でのガス抜き用の孔を設けておいた場合には、防
水カバーの取り付け方向に気をつけなければならず、さ
らには上記したように、防水性能が著しく落ちてしまう
という問題があった。

【００１７】本発明の目的は、上記した問題点に充分に
対処でき、充分な防水性と防塵性のもとで、確実に安全
性が確保できるようにした電解コンデンサ用の取付具を
提供することにあり、本発明の他の目的は、この取付部
を用いて電解コンデンサが取り付けられているインバー
タ装置を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、円筒形の電
解コンデンサを板状の部材に取付けるための電解コンデ
ンサの取付具において、前記電解コンデンサの外形に合
わせた内部形状を有する有底円筒状の部材を用い、この
有底円筒状部材の開口側端部を前記板状の部材に形成し
た取付孔に取付けた上で、前記有底円筒状部材の開口側
端部から、内部に前記電解コンデンサを挿入することに
より、前記板状の部材に対する前記電解コンデンサの取
付が得られるようにして達成される。

【００１９】同じく上記目的は、前記有底円筒状部材の
前記板状に対する取付が、前記有底円筒状部材の開口側
端部の外周面に形成した環状溝部を前記板状の部材に形
成した取付孔の内周端面に係合させることにより与えら
れるようにして達成される。

【００２０】同じく上記目的は、前記有底円筒状部材の
前記板状に対する取付が、前記有底円筒状部材の開口側
端部の外周面に形成した雄ねじ部を前記板状の部材の取
付孔の内周端面に形成した雌ねじ部に嵌合させることに
より与えられるようにして達成される。

【００２１】同じく上記目的は、前記有底円筒状部材の
一部に所定の深さの切込みが設けられるようにして達成
される。更に、上記目的は、前記電解コンデンサの取付
具により、本体シャシーに電解コンデンサが取付られて
いるインバータ装置により達成される。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明による電解コンデン
サの取付具について、図示の実施例により詳細に説明す
る。図１は、本発明の一実施形態で、図において、１は
取付具、２は環状溝部、３は十字溝、４は電気機器の本
体シャシー(一部)、５は取付孔、６はアルミニウム電解
コンデンサ、そして７は十字溝である。

【００２３】取付具１は、所定の硬さで所定の弾性を有
するプラスチック材などの材料により、取付対象となる
アルミニウム電解コンデンサ６の外形に合わせて、その
直径とほぼ同じ内径で、ほぼ同じ長さの有底の円筒形に
作られている。そして、この取付具１の開口側端部の外
側面には、断面形状が凹形をした環状溝部２が設けてあ
り、さらに、底の部分(図では頂部になっている)の外面
には、所定の深さの切込みからなる十字溝３が形成され
ている。

【００２４】本体シャシー４は、例えばインバータ装置
などの電気装置における筐体の一部を兼ねた部品取付用
の構造体の一部であり、その所定の部分、すなわちアル
ミニウム電解コンデンサ６を取付けるべき部分に、円形
の取付孔５が設けられているものである。

【００２５】そして、この取付孔５は、その大きさ、す
なわち直径が、取付具１の環状溝部２の凹溝の底までの
大きさ、すなわち直径に対して、所定のクリアランスが
保てるように、僅かに大きな寸法に作られている。

【００２６】アルミニウム電解コンデンサ６は、この実
施形態が対象としているインバータ装置などの電気機器
に使用される円筒形をした汎用品で、一方の端面(底面)
に端子を備え、他方の端面(頂面)には、安全弁として働
く十字溝７が形成されているものである。

【００２７】次に、この実施形態による電解コンデンサ
の取付けについて説明する。まず、取付具１を、図２に
示すように、本体シャシー４の取付孔５に挿入し、その
環状溝部２を取付孔５の内周端部に係合させる。

【００２８】このとき、取付具５は、上記したように、
所定の弾性を備えたプラスチックなどで作られているの
で、その端部を外側から押すなどすることにより容易に
変形させることができ、これにより、比較的簡単に取付
孔５に環状溝部２の凹部を嵌合させ、図２に示す状態に
することができる。

【００２９】次に、電解コンデンサ６を、図１に示すよ
うに、その頂部が、図示の状態で、本体シャシー４の下
側から取付孔５に向くようにした上で、取付具１の中に
頂部から挿入し、図２に示すように、電解コンデンサ６
の頂部が取付具１の底部に突き当るまで押し込んでや
る。

【００３０】ここで、図２では、取付具１の内面と、電
解コンデンサ６の外面の間に隙間があるように描かれて
いるが、実物では、取付具１の内径が、電解コンデンサ
６の外径にほぼ等しくなるように作られており、これに
より、取付具１の中に電解コンデンサ６を挿入するだけ
で、電解コンデンサ６は取付具１に確実に保持されるよ
うにすることができる。

【００３１】なお、この実施形態では、上記したよう
に、この取付具１は、所定の弾性を備えたプラスチック
などで作られているので、取付具１の内径を僅かだけ小
さくしておき、その弾性を利用して電解コンデンサ６の
挿入を可能にするようにしても良く、この場合には、さ
らに強固に保持することができる。

【００３２】そして、図２に示す状態においては、取付
具１が防水カバーとして働き、電解コンデンサ６を覆っ
て耐水性と耐塵性を与えるようになる。そして、このと
き、取付具１の環状溝部２の凹部が、本体シャシー４の
取付孔５の内周端面に係合していることにより、この取
付具１と本体シャシー４の間での耐水性と耐塵性も確保
されることになる。

【００３３】次に、取付具１の頂部には十字溝３が設け
てある。そして、この十字溝３は、上記したように、円
筒形に作られている取付具１の内側と外側が貫通してい
ない程度に薄くした、所定の深さの切込みからなり、こ
れにより、他の部分より内圧により破壊し易くしてあ
る。

【００３４】この結果、何らかの異常により、電解コン
デンサ６の安全弁である十字溝７が作動したとき、この
取付具１の十字溝３も一緒に破れて開口し、これによ
り、コンデンサの内部から噴出した電解液のガスは、こ
の破れてできた開口を通って外に排出されることにな
り、安全弁の作動が阻害される虞れを確実に無くすこと
ができる。

【００３５】従って、この実施形態によれば、取付具１
に電解コンデンサ６を挿入するだけで、簡単に本体シャ
シー４に対する電解コンデンサ６の取付けが得られ、こ
れだけで、容易に、しかも確実に電解コンデンサ６自体
の耐水性と耐塵性が保証されるだけではなく、本体シャ
シー４の耐水性と耐塵性も確実に保証されることにな
る。

【００３６】また、この実施形態では、電解コンデンサ
６の安全弁の作動に際しては、これと一緒に取付具１の
十字溝３も一緒に破れて開口されることになり、従っ
て、この実施形態によれは、電解コンデンサ６の破裂に
伴うインバータ装置など電気装置内への電解液の漏出を
確実に抑えることができ、安全性の確保を充分に得るこ
とができる。

【００３７】なお、上記実施形態では、十字溝３が、円
筒状の取付具１の頂部に設けられているが、これを設け
る位置については、電解コンデンサ５の安全弁作動時、
すなわち十字溝７が破れたとき、コンデンサ内部に溜ま
ったガスを排出したい方向に合わせて設けるようにして
も良い。

【００３８】次に、本発明の他の実施形態について、図
３により説明する。この図３において、８は雄ねじ部、
９は雌ねじ部であり、その他の構成は、図１及び図２で
説明した実施形態と同じである。そして、まず、この実
施形態による取付具１は、その開口側端部の外側面に、
図示のように、所定の直径で所定のピッチの雄ネジから
なる雄ねじ部８が設けてある。

【００３９】一方、本体シャシー４には、図３には表れ
ていないが、図１の場合と同じく取付孔５が設けてある
が、しかし、この図３の実施形態では、ぞの取付孔５の
円周部が、図示のように短い円筒状にしてあり、その内
周面に、取付具１の雄ねじ部８の雄ネジの直径とピッチ
に合わせた雌ネジからなる雌ねじ部９が設けてある。

【００４０】そこで、電解コンデンサ６の取付けに際し
ては、まず、取付具１の雄ねじ部８が設けてある方の端
部を本体シャシー４の取付孔５に合わせ、次いで、取付
具１に、図３の上側からみて右方向(時計方向)の回し力
を加えてやり、これにより、取付具１の雄ねじ部８が、
本体シャシー４の取付孔５の雌ねじ部９にねじ込まれて
ゆくようにする。

【００４１】そして、所定の位置まで取付具１がねじ込
まれたところで、回動を止めてやれば、図３に示すよう
に、本体シャシー４に取付具１を固定することが出来
る。なお、以上は、右ネジの場合であり、左ネジのとき
は、回動方向が左方向、つまり反時計方向になる。

【００４２】ところで、このときでの固定状態の決め方
としては、例えば取付具１の雄ねじ部８における雄ネジ
の終わり部分、つまり、図示の状態では、上側の部分
で、雄ネジのネジ山の谷部分を徐々に浅く形成したり、
反対に、本体シャシー４の取付孔５の雌ねじ部９におけ
る雄ネジの終わり部分、つまり、図示の状態では、下側
の部分で、雌ネジのネジ山の谷部分を徐々に浅く形成し
たりしておけば良く、或いは所定位置までねじ込んだと
ころで、例えばロックペイント(商品名)などの所定の接
着剤をネジ合わせ部分に塗布するようにしても良い。

【００４３】この後、図示のように、円筒状の取付具１
の中に電解コンデンサ６を挿入してやることにより、電
解コンデンサ６の取付を終えることが出来る。従って、
この実施形態によっても、取付具１に電解コンデンサ６
を挿入するだけで、簡単に本体シャシー４に対する電解
コンデンサ６の取付けが得られ、これだけで容易に、し
かも確実に電解コンデンサ６自体の耐水性と耐塵性が保
証されるだけではなく、更に本体シャシー４の耐水性と
耐塵性も確実に保証されることになる。

【００４４】また、この実施形態でも、電解コンデンサ
６の安全弁の作動に際しては、これと一緒に取付具１の
十字溝３も一緒に破れて開口されることになり、従っ
て、この実施形態によれは、電解コンデンサ６の破裂に
伴うインバータ装置など電気装置内への電解液の漏出を
確実に抑えることができ、安全性の確保を充分に得るこ
とができる。

【００４５】なお、上記実施形態でも、十字溝３を設け
る位置については、電解コンデンサ５の安全弁作動時、
すなわち十字溝７が破れたとき、コンデンサ内部に溜ま
ったガスを排出したい方向に合わせて設けることができ
る。

【００４６】ところで、この図３の実施形態の場合、取
付具１を、例えばアルミニウム、アルミニウム合金など
の金属で作ることも出来る。そして、このように、取付
具１を金属製にした場合には、雄ねじ部８の強度が更に
充分に得られる上、内部の電解コンデンサ６からの放熱
が、取付具１を設けてない場合に比して遜色なく得られ
るという効果が得られる。

【００４７】このとき、この図３の実施形態では、取付
具１がアルミニウムなどの金属製なので、弾性変形によ
る拡がりは殆ど期待できないから、予め電解コンデンサ
６の外形寸法に対して所定のクリアランスを内径に持た
せる必要があり、このため、取付具１と電解コンデンサ
６の間には、挿入後、僅かではあるが隙間が残ってしま
うが、取付具１に電解コンデンサ６を挿入した後、上記
したロックペイントの塗布などにより、両者の固着を図
るようにしてやれば良い。

【００４８】なお、上記したロックペイントなどによる
固着力は、それほど必要としないので、比較的弱い接着
力の接着剤を用いることができ、従って、電解コンデン
サ６の交換などに際しては、或る程度以上の力を加えて
やることにより、容易に取り外すことができるので、保
守などに制約を受ける虞れはない。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、電解コンデンサの取付
けが容易に得られ、しかも、取付るだけで防水カバーと
しての機能が得られ、電解コンデンサ自体の防水性と防
塵性に加えて、取付具と電気機器本体の防水性と防塵性
も一緒に得られるという効果がある。また、本発明によ
れば、防水カバーとしての機能により、電解コンデンサ
の異常時での安全弁の作動が阻害される虞れがないの
で、常に確実に安全性を保つことが出来、且つ、このと
きでも、ガス化した電解液は外部に排出されるので、電
解コンデンサの破裂や発火を確実に防止できるという効
果がある。

【００５０】更に本発明によれば、電解コンデンサの安
全弁作動時での外部に対するガス化した電解液の排出方
向が任意に決めることが出来るので、電気機器本体内で
の部品に対する損傷の虞れがないという効果がある。

【００５１】また、さらに取付具の材質を金属など熱伝
導性の良いものにすれすることにより、電解コンデンサ
からの放熱が取付具により妨げられる度合いを最小限に
することが出来るので、電解コンデンサの冷却が犠牲に
なる虞れを少なくすることができるという効果がある。

【００５２】さらに、以上の結果、本発明によれば、安
全性の確保のため、電解コンデンサの仕様に余裕を持た
せたり、使用個数を多くする必要がないので、電気機器
の小型化、低価格化をより一層図ることができるという
効果がある。さらに、本発明によれば、電解コンデンサ
の取付けに、何ら特別な工具等を用いる必要がないの
で、取付作業が容易になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電解コンデンサの取付具の一実施
形態を示す説明図である。

【図２】本発明の一実施形態を示す断面図である。

【図３】本発明の別の一実施形態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 取付具 ２ 環状溝部 ３ 十字溝 ４ 本体シャシー(一部) ５ 取付孔 ６ アルミニウム電解コンデンサ ７ 十字溝 ８ 雄ねじ部 ９ 雌ねじ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井堀 敏 千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号 株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者 渡嘉敷 睦男 千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号 株式会社日立製作所産業機器事業部内 Ｆターム(参考） 5H007 AA06 HA03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒形の電解コンデンサを板状の部材に
   取付けるための電解コンデンサの取付具において、 前記電解コンデンサの外形に合わせた内部形状を有する
   有底円筒状の部材を用い、 この有底円筒状部材の開口側端部を前記板状の部材に形
   成した取付孔に取付けた上で、 前記有底円筒状部材の開口側端部から、内部に前記電解
   コンデンサを挿入することにより、前記板状の部材に対
   する前記電解コンデンサの取付が得られるように構成し
   たことを特徴とする電解コンデンサの取付具。
2. 【請求項２】 請求項１の発明において、 前記有底円筒状部材の前記板状に対する取付が、 前記有底円筒状部材の開口側端部の外周面に形成した環
   状溝部を前記板状の部材に形成した取付孔の内周端面に
   係合させることにより与えられるように構成したことを
   特徴とする電解コンデンサの取付具。
3. 【請求項３】 請求項１の発明において、 前記有底円筒状部材の前記板状に対する取付が、 前記有底円筒状部材の開口側端部の外周面に形成した雄
   ねじ部を前記板状の部材の取付孔の内周端面に形成した
   雌ねじ部に嵌合させることにより与えられるように構成
   したことを特徴とする電解コンデンサの取付具。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の発明において、 前記有底円筒状部材の一部に所定の深さの切込みが設け
   られていることを特徴とする電解コンデンサの取付具。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４に記載の電解コン
   デンサの取付具により、本体シャシーに電解コンデンサ
   が取付られていることを特徴するインバータ装置。