JP3533838B2 - コンデンサ素子集合体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力用や電気機器
用などのコンデンサ素子を複数個組立てて構成するコン
デンサ素子集合体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンデンサ素子の素子電極部が電
気的に同極となるように複数個のコンデンサ素子を積み
重ねた構成のコンデンサ素子集合体には、実公平７−３
６２９号公報に開示されている従来例があった。以下に
図１１および図１２を参照しながら説明する。

【０００３】図１１に示すように従来例のコンデンサ素
子１は、枠状接続金具２にリード片３の一方を接続し、
コンデンサ素子１の素子電極部４に前記リード片３の他
方を接続部５として半田付けもしくは溶接にて接続して
いた。また図１２に示したものは、図１１に示すリード
片３を使用しないで枠状接続金具２に直接コンデンサ素
子１の素子電極部４を半田付けもしくは溶接していた。

【０００４】近年、電気設備などの大容量化に伴って、
設備面積などの問題からそれらに使用するコンデンサの
高エネルギー密度化が進んでいる。したがってコンデン
サが万一破壊に至った場合には大きな破壊エネルギーが
発生することとなるため、安全性の確保はより一層重要
な課題となってきている。また、コンデンサの製造にお
ける工程をできるだけ簡素化することも、製造設備や工
数のコストダウンにつながるため、同時に推進していか
なければならない課題である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
たような図１１に示す従来例のコンデンサ素子集合体で
は、枠状接続金具２とリード片３の２つの部品を用いて
いたために、これらを接続するという作業が必要とな
り、コンデンサ素子１の個数が多いほど煩雑な作業とな
っていた。また、図１２に示すように、リード片を用い
ずに、枠状接続金具２に素子電極部４を直接接続する場
合においては、万一コンデンサ素子が電極間で短絡する
という形態で破壊に至った場合には、短絡破壊したコン
デンサ素子の枠状接続金具２の接続部５が剥離したとき
に、破壊を起こしたコンデンサ素子以外の近接するコン
デンサ素子の枠状接続金具２の接続部５も同時に剥離さ
せてしまう場合があった。すなわち、高エネルギー密度
のコンデンサでは、電極間で短絡破壊したときに、枠状
接続金具２の接続部５が素子電極部４から剥離してしま
う方向に大きな破壊エネルギーが発生する。そのため枠
状接続金具２の接続部５が剥離する方向に応力を受けた
ときに、枠状接続金具２自体がその力を吸収緩和しうる
構成ではないために、近接するコンデンサ素子と枠状接
続金具２の接続部５も同時に剥離させてしまうことにな
る。その結果、破壊した後もコンデンサに充電されてい
た電荷が十分に放電されない場合があった。

【０００６】本発明は上記課題を解決するもので、コン
デンサ素子集合体の組立てを簡素化でき、かつコンデン
サ素子が万一電極間で破壊した場合、破壊したコンデン
サ素子と近接する複数個のコンデンサ素子にわたる接続
金具と素子電極部との接続部の剥離を防ぐ接続金具を用
いたコンデンサ素子集合体を提供することにより、より
一層安全性が高く、かつ製造コストの低いコンデンサ素
子集合体を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のコンデンサ素子集合体は、プラスチックフ
ィルムまたは紙の片面または両面に金属を蒸着した金属
蒸着フィルムまたは金属蒸着紙を有する型式のコンデン
サ素子の素子電極部が、前記コンデンサ素子の一方の素
子電極部どうしを同一面にして電気的に同極となるよう
にコンデンサ素子複数個を積み重ねて集合したコンデン
サ素子集合体において、支持部と複数の電極リード部と
が一体となっている接続金具の前記複数の電極リード部
の先端接続部を個別にコンデンサ素子の素子電極部に接
続し、かつ前記電極リード部は傾斜部によりバネ性を有
するとともに前記支持部より幅が狭く、前記電極リード
部の一つが前記素子電極部から剥離しても他の電極リー
ド部が剥離するのを防止する構成としたものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明は、請求項１記載のよう
に、プラスチックフィルムまたは紙の片面または両面に
金属を蒸着した金属蒸着フィルムまたは金属蒸着紙を有
する型式のコンデンサ素子の素子電極部が、前記コンデ
ンサ素子の一方の素子電極部どうしを同一面にして電気
的に同極となるようにコンデンサ素子複数個を積み重ね
て集合したコンデンサ素子集合体において、支持部と複
数の電極リード部とが一体となっている接続金具の前記
複数の電極リード部の先端接続部を個別にコンデンサ素
子の素子電極部に接続し、かつ前記電極リード部は傾斜
部によりバネ性を有するとともに前記支持部より幅が狭
く、前記電極リード部の一つが前記素子電極部から剥離
しても他の電極リード部が剥離するのを防止する構成と
したことにより容易に実施できるものである。

【０００９】また、請求項２記載のように、バネ性のあ
る電極リード部は折曲加工による弾性加工部を有するこ
とにより弾力性を付与したものとすることにより容易に
実施できるものである。

【００１０】また、請求項３記載のように、肉厚におい
て支持部より電極リード部の方を薄くした接続金具を用
いることにより、電極リード部の熱容量を小さくして、
電極リード部の先端接続部の素子電極部に対する半田付
けや溶接に必要な熱量を低減し、したがって接続に要す
る時間を短縮することができる。

【００１１】また、請求項４記載のように、接続金具の
電極リード部は、支持部に接する部分から先端接続部に
向って順次肉厚を薄くすることによっても、電極リード
部の熱容量を小さくして、電極リード部の先端接続部の
素子電極部に対する半田付けや溶接に必要な熱量を低減
し、したがって接続に要する時間を短縮することができ
る。

【００１２】さらに、請求項５記載のように、コンデン
サ素子１個に対して電極リード部を複数個有する接続金
具を用いることにより、瞬間的に流れる破壊電流を分流
でき剥離強度を向上することができる。

【００１３】また、請求項６記載のように、電極リード
部が支持部に対して線対称または点対称の位置にある接
続金具を用いることによって、電極リード部の先端にあ
る先端接続部が素子電極部から剥離するのを少なくする
ことができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。な
お、図１１，図１２に示す従来例と同じ構成部分につい
ては同一符号を付し詳細な説明は省略する。

【００１５】（実施例１）図１において、各コンデンサ
素子１の素子電極部４は同極が同じ方向にして複数個積
重され、縦設する支持部６と、前記支持部６より横方向
に複数個設けた電極リード部７とが一体となっている接
続金具８によって強固に集合体として保持されている。

【００１６】そして、接続金具８とコンデンサ素子１と
の接続は、電極リード部７の先端にある先端接続部９を
素子電極部４に半田付けまたは溶接によって行われるも
のである。

【００１７】したがって図１１に示す従来例と異なり、
支持部６と一体になっている電極リード部７をコンデン
サ素子１の素子電極部４に接続するのみであるから組立
て接続が容易であり、コンデンサ素子集合体の製造コス
トが低い。

【００１８】（実施例２）図２ならびに図３に示すよう
に、本発明の実施例２においては、電極リード部７はバ
ネ性を持っている。図３は図２の矢印Ａ方向より見た拡
大下面図で、支持部６はコンデンサ素子１より離れてい
て先端接続部９の半田付けまたは溶接による力のみによ
り接続金具８にコンデンサ素子１が保持されている。そ
して電極リード部７は弾性加工部としての傾斜部７ａを
有している。

【００１９】また、電極リード部７にバネ性を持たせる
には、図３に示す構成以外に例えば図４の（ａ）に示す
ように折曲部７ｂを設けてもよいし、図２の矢印Ｂ方向
より見た拡大側面図を示す図４の（ｂ）のように電極リ
ード部７に折返し部７ｃを、図４の（ｃ）のように電極
リード部７に波状部７ｄを、また図４の（ｄ）のように
電極リード部７に円弧部７ｅを設ければよい。すなわち
折曲部７ｂ，折返し部７ｃ，波状部７ｄ，円弧部７ｅは
弾性加工部として働き、電極リード部７にバネ性を持た
せる作用をする。

【００２０】なお、図４には示していないが接続金具８
の材料として弾性作用を有する導電性材料を使用しても
よい。

【００２１】上記構成とすることにより、電極リード部
７の素子電極部４に対する剥離強度が増し、さらにコン
デンサ素子１が電極間で短絡するという形態で破壊に至
った場合に、電極リード部７が素子電極部４から剥離す
る方向に発生する破壊エネルギーによる応力を吸収緩和
するのである。そのため破壊時に支持部６に伝達される
破壊による応力も緩和され、破壊したコンデンサ素子と
近接する複数個のコンデンサ素子にわたる電極リード部
７の先端接続部９と素子電極部４との剥離を防止するこ
とができる。

【００２２】図５は、本発明の効果を検証するために、
図１２に示した従来例、図１に示した実施例１および図
２に示した実施例２における各コンデンサ素子集合体に
おける素子電極部と接続部および先端接続部との剥離強
度を比較した試験結果を示すものであり、図６は前記試
験に用いた試料を示すものである。なお全試料とも素子
電極部４と接続部５または先端接続部９との接続には半
田付けを行い、引張方向は図６に示した矢印のように素
子電極部４の面に対して垂直となる方向とした。

【００２３】図５から判るように、剥離強度は実施例２
のコンデンサ素子集合体の場合が最も強く、ついで実施
例１のコンデンサ素子集合体の場合で、最も弱いのが従
来例のコンデンサ素子集合体である。

【００２４】さらに、試験を行ったコンデンサ素子と近
接するコンデンサ素子の剥離状況も、従来例のコンデン
サ素子集合体では上下２つのコンデンサ素子にわたり接
続部５が剥離したのに対して、実施例２のコンデンサ素
子集合体は全数のコンデンサ素子に剥離が認められず、
特に本発明の実施例２が優れていることが判った。

【００２５】したがって、実施例２のコンデンサ素子集
合体の構成によって、破壊した後にコンデンサに充電さ
れていた電荷が放電されないということがなくなり、コ
ンデンサの安全性を、より一層高めることができるもの
である。

【００２６】（実施例３）図７は本発明の実施例３のコ
ンデンサ素子の下面拡大図である。

【００２７】図７に示すように実施例３のコンデンサ素
子は、図１に示すコンデンサ素子集合体の接続金具８の
支持部６より肉厚が薄い薄肉電極リード部７ｆを有する
接続金具８を用いるという構成である。また、実施例３
のコンデンサ素子は図８に示すように肉厚が徐々に薄く
なるテーパー電極リード部７ｇにしてもよい。

【００２８】上記構成とすることにより、電極リード部
の熱容量を抑制し、電極リード部をコンデンサ素子電極
部４に先端接続部９にて接続する際の半田付けや、溶接
などに必要な熱量を低減させ、接続に要する時間を短縮
できるため、コンデンサの製造コストを低減できるもの
である。また同時に、コンデンサのフィルム端面に与え
る熱による損傷を少なくできるため、コンデンサ特性の
劣化を抑制し軽減できる。さらに支持部６に任意の厚み
を持たせることができるため、支持部６に必要な剛性も
自由に確保できるという効果も得られる。

【００２９】（実施例４）図９は本発明の実施例４のコ
ンデンサ素子集合体の斜視図である。

【００３０】図９に示すように実施例４のコンデンサ素
子集合体は、電極リード部７がコンデンサ素子１の１個
に対して複数個ある接続金具８を用いるという構成であ
る。

【００３１】上記構成とすることにより、１個の電極リ
ード部７に流れる電流が減少するので、素子電極部４と
先端接続部９との接続点には電流が流れることによる発
熱が、コンデンサ素子１個に対して電極リード部７を１
個とした場合よりも小さくなるので、対電流強度が向上
するものである。したがって、高エネルギー密度のコン
デンサの設計に対応でき、さらにコンデンサ素子が電極
間において短絡破壊に至った場合でも、瞬間的に流れる
大きな破壊電流を複数個の電極リード部７によって分流
できることから、電極リード部７と素子電極部４との先
端接続部９における剥離強度を向上させることができ、
コンデンサの安全性をより高めることができる。

【００３２】（実施例５）図１０は本発明の実施例５の
コンデンサ素子集合体の斜視図である。

【００３３】図１０に示すように実施例５のコンデンサ
素子集合体は、コンデンサ素子集合体の接続金具８の電
極リード部７の位置が、支持部６に対して線対称もしく
は点対称の位置にある接続金具８を用いるという構成で
ある。

【００３４】上記構成とすることにより、素子電極部４
に電極リード部７より流れる電流の分布が良好となる。
特にコンデンサ素子が電極間において短絡破壊に至った
場合の瞬間的に流れる大きな破壊電流により先端接続部
９に発生する熱量が素子電極部４の特定の箇所に集中す
ることがなくなるのである。このため、電極リード部７
と素子電極部４との先端接続部９の剥離強度を向上させ
ることができ、コンデンサの安全性をより高めることが
できる。

【００３５】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によればコンデンサの安全性を従来以上に高めること
ができ、なおかつ製造コストが削減できる構成のコンデ
ンサ素子集合体を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１におけるコンデンサ素子集合
体の斜視図

【図２】本発明の実施例２におけるコンデンサ素子集合
体の斜視図

【図３】同電極リード部の傾斜部の拡大側面図

【図４】（ａ）本発明の実施例２における弾性加工部と
しての一実施例である折曲部の要部側面図 （ｂ）同折返し部の要部正面図 （ｃ）同波状部の要部正面図 （ｄ）同円弧部の要部正面図

【図５】本発明の実施例１と実施例２と従来例とのコン
デンサ素子集合体における接続部の引張試験の結果を示
す図

【図６】図５に示す電極接続部引張試験を行う試料コン
デンサ素子集合体を示す斜視図

【図７】本発明の実施例３における薄肉電極リード部の
拡大側面図

【図８】同テーパー電極リード部の拡大側面図

【図９】本発明の実施例４におけるコンデンサ素子集合
体の斜視図

【図１０】本発明の実施例５におけるコンデンサ素子集
合体の斜視図

【図１１】従来例のコンデンサ素子集合体の斜視図

【図１２】他の従来例のコンデンサ素子集合体の斜視図

【符号の説明】

１ コンデンサ素子 ２ 枠状接続金具 ３ リード片 ４ 素子電極部 ５ 接続部 ６ 支持部 ７ 電極リード部 ７ａ 傾斜部 ７ｂ 折曲部 ７ｃ 折返し部 ７ｄ 波状部 ７ｅ 円弧部 ７ｆ 薄肉電極リード部 ７ｇ テーパー電極リード部 ８ 接続金具 ９ 先端接続部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−57971（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−89446（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−71148（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01G 4/00 - 4/10 H01G 4/14 - 4/42 H01C 7/02 - 7/22

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラスチックフィルムまたは紙の片面ま
   たは両面に金属を蒸着した金属蒸着フィルムまたは金属
   蒸着紙を有する型式のコンデンサ素子の素子電極部が、
   前記コンデンサ素子の一方の素子電極部どうしを同一面
   にして電気的に同極となるようにコンデンサ素子複数個
   を積み重ねて集合したコンデンサ素子集合体において、
   支持部と複数の電極リード部とが一体となっている接続
   金具の前記複数の電極リード部の先端接続部を個別にコ
   ンデンサ素子の素子電極部に接続し、かつ前記電極リー
   ド部は傾斜部によりバネ性を有するとともに前記支持部
   より幅が狭く、前記電極リード部の一つが前記素子電極
   部から剥離しても他の電極リード部が剥離するのを防止
   する構成としたことを特徴とするコンデンサ素子集合
   体。
2. 【請求項２】 バネ性ある電極リード部は折曲加工によ
   る弾性加工部を有することにより弾力性を付与したもの
   であることを特徴とする請求項１記載のコンデンサ素子
   集合体。
3. 【請求項３】 肉厚において支持部より電極リード部の
   方を薄くした接続金具を用いたことを特徴とする請求項
   １または２のいずれかに記載のコンデンサ素子集合体。
4. 【請求項４】 接続金具の電極リード部は、支持部に接
   する部分から先端接続部に向って順次肉厚を薄くしたも
   のであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか
   に記載のコンデンサ素子集合体。
5. 【請求項５】 コンデンサ素子１個に対して電極リード
   部を複数個有する接続金具を用いたことを特徴とする請
   求項１ないし４のいずれかに記載のコンデンサ素子集合
   体。
6. 【請求項６】 電極リード部が支持部に対して線対称ま
   たは点対称の位置にある接続金具を用いたことを特徴と
   する請求項１ないし５のいずれかに記載のコンデンサ素
   子集合体。