JP2001274046A - 防爆機構付コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】熱劣化を抑制して寿命を向上でき、耐振性を改
良でき、防爆機構が作動したときに組み込まれる装置が
損傷するのを防止できるとともに、装置を小形化できる
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、底部４の周縁部分
４ａを中央部分４ｂ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４ａの先端面６の
高さまで変形する間に作動する薄肉状の防爆機構５を前
記中央部分４ｂに設けたケースに収納するとともに、こ
のケース３に蓋９を取り付けて密封した防爆機構付コン
デンサ１６において、前記ケース３の前記周縁部分４ａ
に前記中央部分４ｂから側面部７に向かう溝８を設ける
ことを特徴とする防爆機構付コンデンサ１６。

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から漏れ電流に起
因するガスが発生し、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。そしてケース２２内の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２０は爆発を免れる。

【０００３】しかしコンデンサ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２
１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を作動し、ガスを
ケース２２外に放出して爆発を免れるためには、ケース
２２の底部２５側に底部２５が膨脹しかつガスが放出さ
れる空間が必要である。このため、従来はコンデンサ２
０を取り付ける装置をコンデンサ２０の底部２５側に３
〜５mm程度の空隙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もあ
る。

【０００４】そこで本願出願人は、これらの欠点を改良
できるものとして、図３に示す通りの防爆機構付コンデ
ンサ３０を特願２０００−６４４１７号として出願し
た。すなわち、防爆機構付コンデンサ３０は、コンデン
サ素子３１を防爆機構付きのケース３２に収納するとと
もに、ケース３２に蓋３３を取り付けて密封した構造に
なっている。特にケース３２は、底部３４の周縁部分３
５が中央部分３６よりも肉厚が厚くかつ外面側のみに突
出している。また、ケース３２の中央部分３６には、こ
の中央部分３６が膨張して周縁部分３５の先端面３７の
高さに達するまでに作動する薄肉状の防爆機構３８が設
けられている。この防爆機構付コンデンサ３０は、使用
中にコンデンサ素子３１から漏れ電流に起因するガスが
発生し、ケース３２内の圧力が上昇した場合、底部３４
の中央部３６が膨らむ。そして中央部分３６がさらに膨
張すると、周縁部分３５の先端面３７の高さに達するま
でに、防爆機構３８が作動する。すなわち、この防爆機
構付コンデンサ３０によれば、ケース３２内の圧力が上
昇して中央部分３６が膨張して変形しても、周縁部分３
５は容易には変形することなく、コンデンサ素子３１の
底面を周縁部分３５に接触した状態を維持できる。従っ
て、防爆機構付コンデンサ３０の熱劣化を抑制でき、耐
震性に優れ、かつ防爆機構３８が作動した際にコンデン
サ素子３１がケース３２外に飛び出し、装置が損傷する
のを防止できる。また、中央部分３６に防爆機構３８を
設け、中央部分３６が周縁部分３５の先端面３７の高さ
まで変形する間に防爆機構３８が作動するするようにし
ているため、ケース３２の底部３４とコンデンサ３０を
組み込む装置の内壁面との間に防爆機構３８を作動させ
るための空隙を設ける必要がなく、装置を小形化でき
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、防爆機構付コ
ンデンサ３０は、防爆機構３８が作動してケース３２外
にガスが放出された場合、このガスをケース３２の周囲
に逃がすために、ケース３２の底部３４と装置の内壁面
との間に１mm以上の空隙を設ける必要がある。このため
防爆機構付コンデサ３０では装置をより小形化し難い欠
点がある。

【０００６】本発明は、以上の欠点を改良し、熱劣化を
抑制して寿命を向上でき、耐振性を改良でき、防爆機構
が作動したときに組み込まれる装置が損傷するのを防止
できるとともに、装置を小形化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。

【０００７】

【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、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、かつ前記周縁部分の先端面の高さまで変形す
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、前記ケー
ス底部の前記周縁部分に前記中央部分から側面部に向か
う溝を設けるものである。

【０００８】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。

【０００９】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
サの熱劣化を抑制できる。また、ケース内の圧力が上昇
してもコンデンサ素子の底面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維持できる。
そしてケース内の圧力が、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。また本
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先端面の高
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、従来の
ように底部全体が変形する場合に比較して少ない変形量
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３〜５mm程度の空隙
を設ける必要がなく、コンデンサを組み込んだ装置を小
形化できる。さらに本発明は、ケース底部の周縁部分に
中央部分から側面部に向かう溝を設けているため、放出
されたガスをケースの周囲に逃がすためのケース底部側
の空隙も必要がない。従って、ケースの底部を装置の内
壁面にほぼ接触させてコンデンサを配置でき、コンデン
サを組み込んだ装置をより一層小形化できる。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２．３
mm以上に設定することによって、中央部分が膨脹して変
形できる空隙を十分に確保でき、防爆機構をより確実に
作動できる。

【００１０】

【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（イ）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。

【００１１】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、周縁部分４ａの肉厚が厚く、中央部分４ｂの
肉厚が薄く、かつ周縁部分４ａが中央部分４ｂよりも外
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４ａと中央部分４ｂとが同一平面
になっている。また図１（ロ）に示す通り、ケース３の
底部４の中央部分４ｂ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５を設けている。
そしてこの防爆機構５は、中央部分４ｂが膨張して周縁
部分４ａの先端面６の高さに達するまでに作動するよう
になっている。そして底部４の周縁部分４ａには、中央
部分４ｂから側面部７に向かう溝８を一カ所以上に設け
ている。この溝８は幅及び深さとも１mm以上が好まし
い。なお、周縁部分４ａが中央部分４ｂ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５
が作動する空間を十分に確保でき、防爆機構５をより確
実に作動できる。また、周縁部分４ａと中央部分４ｂと
は肉厚が徐々に変化する連結部分４ｃにより連結してい
るが、この連結部分４ｃを省略して直接連結してもよ
い。

【０００１２】そして、９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□１０の近傍の内周
面に設けた突起１１に載せられ、□１０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９の周縁部分
９ａは肉厚が薄く中央部分９ｂ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１２が設けられ、ゴム
等の弾性材からなる弾性帯１３が配置されている。そし
てこの弾性帯１３にケース３の屈曲した□１０の先端を
くい込ませて密閉性を向上している。なお、蓋９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９には、陽極
端子１４ａと陰極端子１４ｂとを貫通して設けている。
そして陽極端子１４ａに陽極リード線２ａをリベット止
めや超音波溶接法等により接続するとともに、陰極端子
１４ｂ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９には補強用端子１５を設けている。
この補強用端子１５は、一端１５ａを陽極端子１４ａ及
び陰極端子１４ｂ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９
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１５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１５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。またケース３をＰＥＴやナイロン樹脂等の絶縁性樹
脂からなる絶縁層（図示せず）により被覆している。な
お、絶縁性チューブにより絶縁層を形成する場合は、周
縁部分４ａに設けた溝８に接する箇所に孔等を設ける。
これにより、ガスが絶縁性チューブに妨げられることな
く、孔を通ってケース３の周囲に放出される。

【００１３】次に、上記の防爆機構付コンデンサ１６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１４ａ及び陰極端子１４
ｂの両端並びに補強用端子１５の一端を引き出して、樹
脂モールド成形し、弾性帯１３をはめて、蓋９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１４ａ及び陰極端子１４ｂに接続して、コンデンサ素
子１と蓋９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□１０をカーリングし
て蓋９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。エージング処理後、溶融したＰＥＴやナイロン樹脂
等の絶縁性樹脂中に浸漬して、ケース３表面に絶縁性樹
脂を塗布し、硬化してケース３を絶縁層により被覆す
る。

【００１４】すなわち、防爆機構付コンデンサ１６は、
ケース３内のガス圧が上昇し、底部４の中央部分４ｂが
膨張すると、この中央部分４ｂが周縁部分４ａの先端面
６に達するまでに防爆機構５が作動し、ケース３外にガ
スが放出される。そして底部４が装置の内壁面に接触し
ていても、放出されたガスは周縁部分４ａに設けた溝８
を通ってケース３の周囲に放散される。

【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、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、かつ前記周縁部分の先端
面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、前記ケース底部の前記周縁部分に前記中央部
分から側面部に向かう溝を設けているため、コンデンサ
素子の放熱を改良して熱劣化を抑制し、寿命を向上で
き、耐振性を改良でき、防爆機構が作動した際にコンデ
ンサ素子が飛び出すことによってしによって組み込まれ
る装置が損傷するのを防止できるとともに装置を小形化
できる防爆機構付コンデンサが得られる。

【００１６】また、ケース底部の周縁部分に中央部分か
ら側面部に向かう溝を設けているため、組み込まれる装
置をより一層小形化できる防爆機構付コンデンサが得ら
れる。

【００１７】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及び底面図を示
す。

【図２】従来の防爆機構付コンデンサの断面図を示す。

【図３】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、 ４ａ
…周縁部分、４ｂ…中央部分、 ４ｃ…連結部分、 ５…
防爆機構、 ６…先端面、７…側面部、 ８…溝、 ９…
蓋、 １６…防爆機構付コンデンサ。 整理番号 Ｐ２５３８

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンデンサ素子を、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、
   かつ前記周縁部分の先端面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、前記ケース底部の前
   記周縁部分に前記中央部分から側面部に向かう溝を設け
   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。