JP3726987B2

JP3726987B2 - Capacitor with safety device

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Publication number: JP3726987B2
Application number: JP21998897A
Authority: JP
Inventors: 清治山口
Original assignee: Hitachi AIC Inc
Current assignee: Hitachi AIC Inc
Priority date: 1997-07-31
Filing date: 1997-07-31
Publication date: 2005-12-14
Anticipated expiration: 2017-07-31
Also published as: JPH1154386A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は保安装置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や金属化低コンデンサ、含浸型の金属化フィルムコンデンサ等のコンデンサは、含浸液とともにコンデンサ素子をケースに収納し、蓋を取付けて密閉した構造になっている。
ところで、これらのコンデンサは、使用中に発生したガスにより内圧が上昇すると、発煙したり破壊し、さらに、含浸液が漏出して、コンデンサを取付けた基板や周囲の他の電子部品を損傷し、発火や感電等の事故を生じる恐れがある。
【０００３】
このような破壊等を防止するために、従来、図１４に示す通りの保安装置付コンデンサ４０がある。この保安装置付コンデンサ４０は、コンデンサ素子４１をケース４２に収納し、外側用蓋４３を取付けて密閉するとともに、コンデンサ素子４１と外側用蓋４３との間に貫通孔４４を有する内側用蓋４５を設けている。そして外側用蓋４３と内側用蓋４５との間に、アルミ製の細いリード線４６とリベット４７とを溶接して一体化した引出用端子４８を接続している。この引出用端子４８は、リード線４６を外側用蓋４３の表面で、はと国端子板からなる外部用端子４９に半田５０接続するとともに、リベット４７を加工してコンデンサ素子４１から引き出された内部端子５１に接続している。また、外側用蓋４３と内側用蓋４５との間のケース４２の側面に蛇腹状の突起５２を設け、引出用端子４８と合せて保安装置を形成している。そしてケース４２内の圧力が上昇すると、突起５２がケース４２の側面方向に伸びて外側用蓋４３と内側用蓋４５との間の距離が長くなり、ケース４２の蛇腹状の突起５２が伸びる。このため、引出用端子４８は、これを引き伸ばす方向の力が加わり、リード線４６とリベット４７の溶接箇所で切断する。引出用端子４８が切断すると、保安装置付コンデンサ４０は、組み込まれた回路から電気的に開放され、通電が遮断されるため破壊等から免れる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の保安装置付コンデンサ４０では、ケース４２内の圧力が上昇して蛇腹状の突起５２が伸び、引出用端子４８が切断して、ケース内の温度が下がり圧力が低下すると、外側用蓋４３は、突起５２や引出用端子４８による支えがなくなり、ケース４２内に落ち傾斜したりする。そして外側用蓋４３が傾斜すると、ケース４２と外側用蓋４３との間に隙間ができケース４２内の含浸液が蒸気等になってこの隙間からケース４２外に漏出する欠点がある。
【０００５】
本発明は、以上の欠点を改良し、保安装置が作動後等の含浸液の漏出を防止でき、保安機能を向上できる保安装置付コンデンサを提供することを課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために、コンデンサ素子をケースに収納して外側用蓋により密閉し、この外側用蓋と前記コンデンサ素子との間に内側用蓋を配置するとともに、この内側用蓋と前記外側用蓋との間に機械的な弱点部を有する引出用端子を設け、前記ケース内の圧力が増加して前記内側用蓋と前記外側用蓋との間隔が長くなることにより前記引出用端子を前記弱点部で切断する保安装置付コンデンサにおいて、前記内側用蓋と前記外側用蓋との間の前記ケースの側面に、前記内側用蓋に接触し前記ケース側面に対して斜め上に突出していて、突起を押しつぶした形状の第１の突起を設けるとともに、前記ケース内の圧力が増加するときに、前記第１の突起が伸びて広がって前記内側用蓋と前記外側用蓋との間隔が長くなることを特徴とする保安装置付コンデンサを提供するものである。
また、コンデンサ素子をケースに収納して外側用蓋により密閉し、この外側用蓋と前記コンデンサ素子との間に内側用蓋を配置するとともに、この内側用蓋と前記外側用蓋との間に機械的な弱点部を有する引出用端子を設け、前記ケース内の圧力が増加して前記内側用蓋と前記外側用蓋との間隔が長くなることにより前記引出用端子を切断する保安装置付コンデンサにおいて、前記内側用蓋と前記外側用蓋との間の前記ケースの側面に、前記内側用蓋に接触し前記ケース側面に対して斜め上に突出していて、突起を押しつぶした形状の第１の突起と、前記外側用蓋を支持する第２の突起と、第１の突起に接触し前記内側用蓋と前記外側用蓋との間に両者の間隔を保持するスペーサと、とともに、前記ケース内の圧力が増加するときに、前記第１の突起が伸びて広がって前記内側用蓋と前記外側用蓋との間隔が長くなることを特徴とする保安装置付コンデンサを提供するものである。
【０００７】
この請求項１の発明は、内側用蓋と外側用蓋との間のケースの側面に、比較的に高さの高いケース側面に対して斜め上に突出していて、突起を押しつぶした形状の第１の突起を設けている。従って、ケース内の圧力が増加すると、この第１の突起の部分がケースの側面方向に伸びて広がって内側用蓋と外側用蓋との間隔が長くなる。これにより引出用端子は、伸ばそうとする力が加わり、機械的な弱点部で切断する。その結果、保安装置付コンデンサは破壊を免れる。
【０００８】
また、内側用蓋と外側用蓋との間のケースの側面には、第１の突起よりも高さの低い第２の突起を外側用蓋の裏面に接する位置に設けている。そしてこの第２の突起により外側用蓋の位置を決め、これを支持している。そしてケース内の圧力が増加した場合に、第２の突起の高さが第１の突起の高さよりも低いため、第２の突起を伸ばそうとする応力は、第１の突起を伸ばそうとする応力よりも小さい。従って、第１の突起が伸びて引出用端子が切断した場合にも、第２の突起は、ほとんど伸びることなく、外側用蓋を支持できる。すなわち、引出用端子が切断して保安装置が働いた状態になっても、外側用蓋は第２の突起に支持されて、ケース内に落ちたり、傾いたりすることがない。このため、保安装置の作動後も、外側用蓋によりケースを密閉した状態を維持でき、含浸液がケースから漏出する等の不良を防止できる。
【０００９】
【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り、電解液等を含浸している。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、陽極内部端子２ａと陰極内部端子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内部端子２ａを接続したものである。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内部端子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等を用いる。
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する構造のものを用いてもよい。
【００１０】
そして電解液等の含浸液を含浸したコンデンサ素子１をケース３に互いに底面を接触させて収納している。
ケース３は、ほぼ円筒形に形成してあり、アルミ等の金属からなり、１５０〜２００℃程度の温度で焼なまし処理してある。
そしてこのケース３には内面を一周して各々内側に突出した第１の突起４、第２の突起５及び第３の突起６の３種類の突起を設けている。
【００１１】
すなわち、第１の突起４は、断面が台形状やＲ状の突起を押しつぶした形状であり、蛇腹状等になっていて、ケース３の側面に対して斜め上に突出している。
なお、押しつぶす前の突起の形状はＲ状よりも台形状の方がよい。すなわち、Ｒ状の突起を押しつぶすと第１の突起４がケース３の内周に沿って波状に形成され易い。これに対して、台形状の突起を押しつぶした場合には、第１の突起４は波状になり難く、その先端がケース３の側面方向に対してほぼ同じ高さに形成できる。
また、第１の突起４は、ケース３の側面の上下に沿って２以上設けてもよく、ケース３の大きさ等に合わせて任意数だけ設けてもよい。
第１の突起４はケース３の側面に対して斜め上に突出していて、突起を押しつぶした形状なので、ケース３内の圧力の増加に対して、圧力が所定値に達した際に、この第１の突起４はケース３の側面方向に急に伸びて広がる作用を有している。そして第１の突起４が急激に伸びると、引出用端子７ａ及び７ｂは、弱点部８ａ及び８ｂの箇所で短時間のうちに切断される。従って、弱点部８ａ及び８ｂに大電流が流れたり等して異常に発熱したりすることなく、コンデンサの発煙や発火等をより効果的に防止できる。これに対して、第１の突出部４は、ケース３の側面に対して垂直に突出している場合には、ケース内の圧力の増加とともに徐々に伸びる作用を有している。従って、引出用端子７ａ及び７ｂは、徐々に伸びるような力が加わり、短時間では切断しない。このため、引出用端子７ａ及び７ｂの弱点部８ａ及び８ｂは、徐々に切断され、大電流が比較的長い時間流れる傾向がある。そしてこの大電流により、コンデンサが発煙したり発火したりし易くなる。
そして第１の突起４は蛇腹状でなくてもよく、第２の突起５よりも高さが高い形状であればよい。
【００１２】
また、第２の突起５は、第１の突起４よりもケース３の口９に近い方に設けられていて、断面が台形状で、高さが第１の突起４よりも低くなっている。なお、この第２の突起５の断面はＲ状等の他の任意の形状であってもよい。そしてこの第２の突起５に外側用蓋１０を載せて、第２の突起５により外側用蓋１０を支持している。
【００１３】
さらに、第３の突起６は、ケース３の側面に沿って第１の突起４よりもケース３の口９からより離れた位置に設けてあり、断面が台形状で、第２の突起５とほぼ同一の高さになっている。この場合も、断面はＲ状等の他の形状であってもよい。そしてこの第３の突起６に内側用蓋１１を載せて、第１の突起４と合せてこの内側用蓋１１を表面と裏面とから挟んで固定している。
【００１４】
外側用蓋１０は、第２の突起５に支持され、ケース３の口９を折り曲げて第２の突起５に押し付けられ、ケース３に固定されている。そして外側用蓋１０は、ベークやエポキシ樹脂、紙フェノール樹脂等の円板状の絶縁基板に、同径のエチレン・プロピレン・ターポリマーゴム等のゴムやポリプロピレンシート等を張付けた円板状の積層体からなり、陽極用の引出用端子７ａ及び陰極用の引出用端子７ｂが貫通する貫通孔１２ａ及び１２ｂを設けてある。なお、紙フェノール樹脂板等は、ギ酸等の有害な不純物が含まれていて、この不純物が含浸液中に混入すると、コンデンサ素子１が腐食する。そして外側用蓋１０には含浸液に接する面にポリプロピレンシート等を張付けているため、不純物が含浸液中に混入するのを防止できる。また、ポリプロピレンシート等を張付けているためトラッキング電圧ＣＴＩが高く、含浸液が付着してもトラッキングを発生し難くできる。
【００１５】
また、内側用蓋１１は、ベークやエポキシ樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド、紙フェノール樹脂等の円板状の絶縁基板に周径のポリプロピレンシート等の高分子シート等を積層した積層体からなり、ガス透過用の貫通孔１３と、引出用端子７ａ及び７ｂを貫通して取付けるための貫通孔１４ａ及び１４ｂを設けている。この内側用蓋１１も、ポリプロピレンシート等を張付けているため、不純物が含浸液中に混入するのを防止でき、トラッキングを発生し難くできる。さらに、ガス透過用の貫通孔１３を、引出用端子７ａ及び７ｂが貫通する貫通孔１４ａ及び１４ｂから離れた周辺に設けた場合には、含浸液が内側用蓋１１の周辺に溜り、引出用端子７ａ及び７ｂの貫通箇所には溜り難くなり、トラッキングの発生を防止し易くなる。
【００１６】
引出用端子７ａ及び７ｂは、外部用端子１５ａ及び１５ｂ、外側用蓋１０、内側用蓋１１並びに外側用蓋１０と内側用蓋１１との間に配置したスペーサ１６を貫通し、外側用蓋１０の表面で外部用端子１５ａ及び１５ｂに溶接し、内側用蓋１１の裏面でコンデンサ素子１から引き出した陽極内部端子２ａ及び陰極内部端子２ｂにリベット止めしている。
なお、引出用端子７ａ及び７ｂに外部用端子１５ａ及び１５ｂを半田接続する構造にしてもよいが、半田接続作業は自動化が困難であり、手作業にしてもコストが高くなる。これに対して、溶接する構造は、作業の自動化が容易に行え、コストの低減も可能であり、より好ましい。また、溶接の代りにリベット接続する構造にしてもよく半田接続に比較して溶接と同様な効果が得られる。
引出用端子７ａ及び７ｂは、通常の純度のアルミ金属等からなる各々２個の金属部材７ａ−１及び７ａ−２並びに７ｂ−１及び７ｂ−２どうしを超音波等により溶接して一体化したものである。そして一方の金属部材７ａ−１及び７ｂ−１は、一端にツバ１７ａ及び１７ｂを有し、このツバ１７ａ及び１７ｂの箇所で外部用端子１５ａ及び１５ｂに溶接し、他端を先細りのテーパー状に形成している。また、他方の金属部材７ａ−２及び７ｂ−２は、一端を陽極リード線２ａ及び陰極リード線２ｂにリベット止めして接続し、途中にツバ１８ａ及び１８ｂを設けて内側用蓋１１の裏面に接触し、他端を先細りのテーパー状に形成している。そして金属部材７ａ−１及び７ｂ−１と金属部材７ａ−２及び７ｂ−２とをテーパー状の端部で互いに溶接して一体化している。
なお、引出用端子７ａ及び７ｂは溶接部がテーパー状になっているが、テーパー状に先細りにしないで途中の太い径の箇所と同径等にして形成してもよい。そして溶接部をテーパー状としない金属部材を用いる場合、溶接部に孔が形成される構造にしてもよい。さらに、引出用端子７ａ及び７ｂを一個の金属部材で形成してもよく、この場合、一部を細くしたり、孔を設けたり、あるいはこれらを組合せることにより機械的な弱点部とする。
【００１７】
なお、この溶接部は、ほぼ内側用蓋１１の貫通孔１４ａ及び１４ｂの箇所に位置している。そして溶接部は、引出用端子７ａ及び７ｂの機械的な弱点部８ａ及び８ｂとなる箇所であり、どの位置に設けてもよいが、内側用蓋１１や外側用蓋１０の位置等に設けることにより、製造時に、引出用端子７ａ及び７ｂがこの弱点部８ａ及び８ｂで変形したり、誤って切断する等の不良を防止できる。しかし、引出用端子７ａ及び７ｂが弱点部８ａ及び８ｂで切断したとき、外側用蓋１０の方を貫通する金属部材７ａ−１及び７ｂ−１の先端が内側用蓋１１の貫通孔１４ａ及び１４ｂ内やその近傍に位置した状態にあると貫通孔１４ａ及び１４ｂ内壁に付着している含浸液を通って、金属部材７ａ−１及び７ａ−２並びに７ｂ−１及び７ｂ−２間に電流が流れたり、トラッキングを生じる恐れがある。従って、第１の突起４の高さを十分高くしたり等してその伸びが長くなるようにし、切断後、金属部材７ａ−１及び７ｂ−１の先端が内側用蓋１１の貫通孔１４ａ及び１４ｂから十分離隔できるようにする方が好ましい。
【００１８】
そして外側用蓋１０と内側用蓋１１との間に配置したスペーサ１６は、図２にも示す通り、フェノール樹脂やエポキシ樹脂等の絶縁性の材質からなり、厚さの厚い円板状で、中央部に一方の端から他方の端に至る幅の広い溝１９を有し、かつその溝１９の位置に引出用端子７ａ及び７ｂが貫通する貫通孔２０ａ及び２０ｂと、貫通孔２０ａ及び２０ｂの間に位置し溝１９の幅方向に向って延長した長方形状のスリット２１とを設けた形状になっている。この場合、スリット２１は、引出用端子７ａ及び７ｂ間の絶縁性を向上するために、浴面距離を長くするものである。なお、スペーサ１６は、その側面にケース３の第１の突起４が接触する程度の外径になっているが、第１の突起４との間に空隙を生じる程度の小さい外径であってもよい。
なお、スペーサは、図３（イ）に示す通り、中央部に溝を設けない構造のものを用いてもよい。この場合、このスペーサ３０を、図１に示す通り、外側用蓋１０及び内側用蓋１１とを貫通する前に予じめ２個の金属部材７ａ−１及び７ａ−２並びに７ｂ−１及び７ｂ−２を溶接して一体化できず、かつ金属部材７ａ−１及び７ｂ−１を外側用蓋１０に貫通してワッシャ２２ａ及び２２ｂをはめ込んで固定する引出用端子７ａ及び７ｂと組合せて用いたとき、溶接部は内側用蓋１１の貫通孔１４ａ及び１４ｂの箇所に位置する。従って、引出用端子７ａ及び７ｂが切断後、金属部材７ａ−１及び７ｂ−１の先端が内側用蓋１１から十分に離隔するように、ケース３に設ける第１の突起４の高さをより高くする等の構造にする必要がある。
また、図３（ロ）に示す通り、円板状で、貫通孔３１が大径部３１−１と小径部３１−２の２段になっているスペーサ３２を用いてもよい。
【００１９】
そして引出用端子７ａ及び７ｂを貫通孔２０ａ及び２０ｂに貫通するとともに、その両端を外部用端子１５ａ及び１５ｂ並びに陽極内部端子２ａ及び陰極内部端子２ｂに接続することにより、スペーサ１６を外側用蓋１０と内側用蓋１１との間に挟んで固定する。
【００２０】
また、ワッシャ２２ａ及び２２ｂを引出用端子７ａ及び７ｂにはめ込み、スペーサ１６の内面に押し付けている。このワッシャ２２ａ及び２２ｂは、アルミ等の金属製で、図４に示す通り、中央部に向って円錐状に突出した形状であり、スペーサ１６に押し付けることによって偏平化する。
そしてこのワッシャ２２ａ及び２２ｂにより、引出用端子７ａ及び７ｂの一端を外部用端子１５ａ及び１５ｂごと外部用蓋１０の表面に食込ませてケース３の密閉性を向上している。
【００２１】
外部用端子１５ａ及び１５ｂは、ＣＥ６９２形等のほぼＬ字形で、互いに逆向きに配置してあり、基部１５ａ’及び１５ｂ’に貫通孔２３ａ及び２３ｂを設け、この貫通孔２３ａ及び２３ｂに引出用端子７ａ及び７ｂを貫通する構造になっている。なお、ＣＥ６９３形等のブランク端子等を合せて設けてもよい。
【００２２】
そしてケース３の外周の底面には絶縁性のプレート２４を当てている。また、ケース３の側面全部と外側用蓋１０及び底面の一部とを絶縁性のチューブ２５により被覆している。
【００２３】
そしてこの保安装置付コンデンサ２６は、コンデンサ素子１から水素ガス等が発生すると、内側用蓋１１に設けたガス透過用の貫通孔１３を通して、内側用蓋１１と外側用蓋１０との間の空間にそのガスが拡散し、圧力が高くなる。そして図５に示す通り、このガス圧により第１の突起４がケース３の側面方向に伸びて、引出用端子７ａ及び７ｂが弱点部８ａ及び８ｂで切断する。引出用端子７ａ及び７ｂが切断すると、保安装置付コンデンサ２６は、回路から開放され、電流が流れなくなり、ケース３内の圧力の増加が止む。すなわち、主としてケース３に設けた第１の突起４と、機械的な弱点部８ａ及び８ｂを設けた引出用端子７ａ及び７ｂとからなる保安装置が作動することによって、保安装置付コンデンサ２６は破壊を免れることができる。
【００２４】
また、ケース３に設けた第２の突起５は、第１の突起４よりも高さが低いため、第１の突起４が変形して伸びた状態になっても、ほとんど変形しない。このため、外側用蓋１０は、引出用端子７ａ及び７ｂが切断しても、ケース３内で傾斜等することなく、第２の突起５により支持される。従って、保安装置が作動後も、外側用蓋１０によってケース３の密閉性を維持でき、含浸液が漏出する等の不良を防止できる。
【００２５】
次に、本発明の実施の形態の保安装置付コンデンサ２６の製造方法を説明する。
先ず、例えばアルミ等の弁作用金属をエッチングし、陽極酸化処理をして酸化皮膜を形成した陽極箔に、陽極内部端子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、陰極箔に陰極内部端子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り電解液を含浸する。
【００２６】
また、金属部材７ａ−１及び７ｂ−１を、外部用端子１５ａ及び１５ｂの貫通孔２２ａ及び２２ｂに貫通し、超音波溶接等により互いに溶接する。
【００２７】
そしてこの溶接後の金属部材７ａ−１及び７ｂ−１のテーパー状の端を外側用蓋１０の貫通孔１２ａ及び１２ｂ並びにスペーサ１１の貫通孔２０ａ及び２０ｂに貫通する。貫通後、金属部材７ａ−１及び７ｂ−１にワッシャ２２ａ及び２２ｂを偏平化するほどきつくはめ込んでスペーサ１６の内面に押し付けるとともに、外部用端子１５ａ及び１５ｂの基部１５ａ’及び１５ｂ’を外側用蓋１０の表面にくい込ませる。
これにより、図６に示す通り、金属部材７ａ−１及び７ｂ−１、外部用端子１５ａ及び１５ｂ、外部用蓋１０、スペーサ１６を一体化する。
また、図７に示す通り、他方の金属部材７ａ−２及び７ｂ−２の端を内側用蓋１１の貫通孔１４ａ及び１４ｂに貫通する。
そして、金属部材７ａ−１及び７ｂ−１の端と、金属部材７ａ−１及び７ｂ−２の端とを接触して超音波溶接して互いに溶接する。
これにより、図８に示す通り、引出用端子７ａ及び７ｂ、外部用端子１５ａ及び１５ｂ、外側用蓋１０、スペーサ１６及び内側用蓋１１を一体化する。
【００２８】
一体化した後、内側用蓋１１から突出している引出用端子７ａ及び７ｂの端に、コンデンサ素子１の陽極内部端子２ａ及び陰極内部端子２ｂをリベット止め等して接続する。
【００２９】
また、アルミ等の金属板を用い、有底円筒状のケースを形成する。ケース３を形成後、必要に応じてアニール処理をする。このアニール処理によりケース３は伸びに対する抵抗力が低下する。このため、ケース３内の圧力が増加した場合に、内側用蓋１１と外側用蓋１０との間のケース３の側面に設ける蛇腹状等の第１の突起４が伸び易くなり、引出用端子７ａ及び７ｂが切断し易くなる。しかし、外側用蓋１０を支持し、密閉性を維持するために設ける第２の突起５も伸び易くなり、外側用蓋１０を支持し難くなる。また、ケース３の口９の部分を折り曲げて外側用蓋１０を取付ける場合に、この外側用蓋１０を保持する強度が低下する。従って、第１の突起４の伸び易さと、第２の突起５及びケース３の口９により外側用蓋１０を支持等できる程度にその形状を維持する強度のバランスを考慮してアニール条件を決める必要がある。このようなアニール温度としては、１５０〜２００℃の範囲が好ましく、特に１７０℃程度が好ましい。
【００３０】
そして図９に示す通り、円周状の面の中央部に突起３３を設けた円板状の治具３４を有底円筒状のケース３５の外周に押し付け、回転させながら外周に沿って移動させることにより、ケース３５に内側用蓋１１を支持するための第３の突起６を形成する。この際、第３の突起６の肉厚が薄くなるのを防止するために、ケース３５の口３６の部分に押し治具３７を当て、これをケース３５の底の方に押しながら、形成作業を行った方が好ましい。
【００３１】
第３の突起６を形成後、図１０に示す通り、コンデンサ素子１をケース３５に挿入し、外側用蓋１０等と一体化された内側用蓋１１をこの第３の突起６の上に載せる。
【００３２】
そして内側用蓋１１を第３の突起６の上に配置した後、この第３の突起６を形成したのと同様な方法で、図１１に示す通り、内側用蓋１１と外側用蓋１０との間のケース３５の側面に突起３８を形成する。そして図１２に示す通り、この突起３８を押しつぶして蛇腹状等の第１の突起４を形成する。
【００３３】
第１の突起４を形成した後、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コンデンサ素子１に印加して、これをエージング処理する。
【００３４】
エージング処理後、第３の突起６を形成したのと同様な方法で、図１３に示す通り、外側用蓋１０の裏面に接触して第２の突起５を形成する。この第２の突起５は、その高さが第１の突起４よりも低く、そのため第１の突起４よりも伸び難くなっている。
【００３５】
第２の突起６を形成した後、図１に示す通り、ケース３の口９を折り曲げて、外側用蓋１０の表面に食込ませ、外側用蓋１０をケース３に固定し、ケース３を密閉する。
ケース３を密閉後、ケース３の底面にプレート２４を当て、チューブ２５を被覆して、保安装置付コンデンサ２６を形成する。
【００３６】
【実施例】
次に、定格４００ＷＶ，２２０μＦで、大きさが径３０mm、長さ３７mmのアルミ電解コンデンサの実施例について、保安装置の動作状況及び密閉状態を測定した。
【００３７】
なお、実施例は図１に示す通りの構造とする。そしてケース３は、径３０mm、側壁の肉厚が０．４mm、底面の肉厚が１mmの有底円筒状で、アルミ材からなり、温度１７０℃でアニール処理をしている。
そしてこのケース３に突起を押しつぶして形成した高さ２．６mmの蛇腹状の第１の突起４を設ける。また、外側用蓋１０を支持する第２の突起５は巾４mm、高さ１mmとする。さらに、内側用蓋１１を支持する第３の突起６も巾４mm、高さ１mmとする。
【００３８】
また、外側用蓋１０は、径２９mm、厚さ３mmの円板状で、紙基材フェノール樹脂板の表面にエチロン・プロピレン・ター・ポリマーゴムを積層し、裏面に薄いポリプロピレンシートを積層した積層体からなり、引出用端子７ａ及び７ｂが貫通する径２．６mmの貫通孔１２ａ及び１２ｂを有している。
【００３９】
内側用蓋１１は、径２９mm、厚さ２mmの円板状で、紙基材フェノール樹脂板の両面に薄いポリプロピレンシートを積層した積層体からなり、引出用端子７ａ及び７ｂが貫通する径２．６mmの貫通孔１４ａ及び１４ｂを有するとともに、中心から１３mm離れた３箇所の位置にガス抜き用の径１mmの貫通孔１３を有している。
【００４０】
引出用端子７ａ及び７ｂは、２個のアルミ製の金属部材７ａ−１及び７ａ−２並びに７ｂ−１及び７ｂ−２を超音波溶接して一体化したものとする。そして一方の金属部材７ａ−１及び７ｂ−１は、中心部分が径２．５mmの円筒状で、溶接部の先端が径１．５mmの形状になっている。また、他方の金属部材７ａ−２及び７ｂ−２は、中心部分が径２．５mmの円筒状で、一端の溶接部の先端が径１．５mmになっている。
【００４１】
外部用端子１５ａ及び１５ｂは、鉄材を半田メッキした、ＣＥ６９２形の端子板を用いる。
【００４２】
スペーサ１６は、径２４mm、厚さ５mmのフェノール樹脂製の円板状で、中央部を横断する溝１９の巾を９mm、この溝１９の箇所に設けた貫通孔２０ａ及び２０ｂを径２．６mm、長さ２mmの大きさとし、互いに中心から８mm離して２ケ設け、この２ケの貫通孔２０ａ及び２０ｂの間に巾３mmのスリットを溝１９の巾方向に設けている。
【００４３】
ワッシャ２２ａ及び２２ｂは、引出用端子７ａ及び７ｂにはめ込んだ状態において、外径が５mm、内径が２．３mm、厚さが１mmで、引出用端子に０．１mm食込んでいる。
【００４４】
そして各試料に６００ＶＤＣ，７Ａの直流電源を接続して過電圧を印加し、引出用端子が切断し、保安装置が動作しても、そのまま１０時間印加する。
測定結果を表１に示した。なお、保安装置が作動するとは、引出用端子が切断した状態を表わす。また、作動時間とは過電圧を印加してから引出用端子が切断するまでの時間を表わす。そして、切断距離とは、引出用端子が切断した後の離隔した金属部材間の距離を表わす。さらに、密閉状態は過電圧を１０時間印加後の密閉性を測定した。
以下余白。
【００４５】
【表１】

【００４６】
表１から明らかな通り、過電圧を印加後、保安装置は正常に作動する。そしてケースの口の折り曲げ状態が緩んで外側用蓋の取付け状態が不十分になったり、ケースに亀裂や貫通孔が生じたり、発煙したり、通電を遮断できなかったりする等の異常は認められなかった。また、切断距離も内側用蓋の厚さ以上あり、かつ、空隙での絶縁耐圧が１１ＫＶ／mm程度であることを考慮すると、トラッキング等の恐れもない。さらに、密閉状態も正常であり、密閉不良は発生しなかった。
【００４７】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、コンデンサ素子をケースに収納して外側用蓋により密閉し、この外側用蓋とコンデンサ素子との間に内側用蓋を配置するとともに、この内側用蓋と外側用蓋との間に機械的な弱点部を有する引出用端子を設け
、ケース内の圧力が増加して内側用蓋と外側用蓋との間隔が長くなることにより引出用端子を切断する保安装置付コンデンサにおいて、内側用蓋と外側用蓋との間のケースの側面に、前記内側用蓋に接触し前記ケース側面に対して斜め上に突出していて、突起を押しつぶした形状の第１の突起と、この第１の突起よりも高さが低く外側用蓋を支持する第２の突起とを設けているため、保安装置が作動した後でも、外側用蓋を第２の突起により支持でき、含浸液の漏出を防止でき保安機能の優れた保安装置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】スペーサの斜視図を示す。
【図３】本発明の他の実施の形態に用いるスペーサの斜視図を示す。
【図４】ワッシャの断面図を示す。
【図５】保安装置が作動した後の本発明の実施の形態の半断面図を示す。
【図６】外部用端子、一方の金属部材、外側用蓋及びスペーサを一体化した状態の半断面図を示す。
【図７】内側用蓋に金属部材を取付けた状態の半断面図を示す。
【図８】外部用端子、引出用端子、外側用蓋、スペーサ及び内側用蓋を一体化した状態の半断面図を示す。
【図９】ケースに第３の突起を形成する状態の正面図を示す。
【図１０】第３の突起を形成したケースにコンデンサ素子及び一体化された外側用蓋及び内側用蓋を収納した半断面図を示す。
【図１１】ケースに第１の突起とする前の突起を形成した状態の半断面図を示す。
【図１２】ケースに第１の突起を形成した状態の半断面図を示す。
【図１３】ケースに第２の突起を形成した状態の半断面図を示す。
【図１４】従来の保安装置付コンデンサの半断面図を示す。
【符号の説明】
１…コンデンサ素子、３…ケース、４…第１の突起、５…第２の突起、
７ａ，７ｂ…引出用端子、１０…外側用蓋、１１…内側用蓋、
２６…保安装置付コンデンサ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a capacitor with a safety device.
[0002]
[Prior art]
Capacitors such as aluminum electrolytic capacitors, metallized low capacitors, and impregnated metallized film capacitors have a structure in which a capacitor element is housed in a case together with an impregnating liquid, and a lid is attached to seal the capacitor element.
By the way, when the internal pressure rises due to the gas generated during use, these capacitors smoke or break, and the impregnating liquid leaks, damaging the substrate on which the capacitor is mounted and other electronic components around it, There is a risk of fire or electric shock.
[0003]
In order to prevent such destruction, there is conventionally a capacitor 40 with a safety device as shown in FIG. In this capacitor 40 with a safety device, a capacitor element 41 is housed in a case 42, an outer lid 43 is attached and sealed, and an inner lid 45 having a through hole 44 between the capacitor element 41 and the outer lid 43. Is provided. A lead terminal 48 is connected between the outer lid 43 and the inner lid 45 by welding a thin aluminum lead wire 46 and a rivet 47 together. In this lead terminal 48, the lead wire 46 is connected to an external terminal 49 made of a country terminal board with solder 50 on the surface of the outer lid 43, and the rivet 47 is processed and pulled out from the capacitor element 41. It is connected to the internal terminal 51. Further, a bellows-like protrusion 52 is provided on the side surface of the case 42 between the outer lid 43 and the inner lid 45, and a security device is formed together with the lead-out terminal 48. When the pressure in the case 42 increases, the protrusion 52 extends in the side surface direction of the case 42, the distance between the outer lid 43 and the inner lid 45 becomes longer, and the bellows-like protrusion 52 of the case 42 extends. For this reason, the drawing terminal 48 is applied with a force in a direction in which the drawing terminal 48 is stretched, and is cut at the welded portion of the lead wire 46 and the rivet 47. When the lead-out terminal 48 is cut, the capacitor 40 with the safety device is electrically released from the incorporated circuit, and is de-energized so that it can be prevented from being damaged.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional capacitor 40 with a safety device, when the pressure in the case 42 rises and the bellows-like protrusion 52 extends and the lead-out terminal 48 is cut, the temperature in the case decreases and the pressure decreases, the external use The lid 43 is not supported by the protrusions 52 and the lead terminals 48 and falls into the case 42 and tilts. When the outer lid 43 is inclined, there is a defect that a gap is formed between the case 42 and the outer lid 43, and the impregnating liquid in the case 42 becomes steam or the like and leaks out of the case 42 from this gap.
[0005]
An object of the present invention is to provide a capacitor with a safety device that improves the above-described drawbacks, can prevent leakage of the impregnating liquid after the safety device is activated, and can improve the safety function.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention accommodates a capacitor element in a case and seals it with an outer lid, and arranges an inner lid between the outer lid and the capacitor element. By providing a lead-out terminal having a mechanical weak point between the lid for the outside and the lid for the outside, the pressure in the case increases and the interval between the lid for the inside and the lid for the outside becomes long In the capacitor with a safety device that cuts the lead-out terminal at the weak point, the side surface of the case between the inner lid and the outer lid is in contact with the inner lid and oblique to the case side surface. Protruding above The shape of the crushed protrusion Providing a first protrusion At the same time, when the pressure in the case increases, the first protrusion extends and widens, and the interval between the inner lid and the outer lid becomes longer. The capacitor | condenser with a safety device characterized by the above is provided.
The capacitor element is housed in a case and sealed with an outer lid, and an inner lid is disposed between the outer lid and the capacitor element, and the inner lid and the outer lid are disposed between the inner lid and the outer lid. A capacitor with a security device that provides a lead terminal having a mechanical weak point and cuts the lead terminal by increasing the pressure in the case and increasing the distance between the inner lid and the outer lid. The side surface of the case between the inner lid and the outer lid is in contact with the inner lid and protrudes obliquely upward with respect to the case side surface. The shape of the crushed protrusion A first protrusion, a second protrusion that supports the outer lid, a spacer that contacts the first protrusion and holds a gap between the inner lid and the outer lid; At the same time, when the pressure in the case increases, the first protrusion extends and widens, and the interval between the inner lid and the outer lid becomes longer. The capacitor | condenser with a safety device characterized by the above is provided.
[0007]
In the first aspect of the present invention, a relatively high height is provided on the side surface of the case between the inner lid and the outer lid. Projecting diagonally upward with respect to the side of the case, A first protrusion is provided. Therefore, when the pressure in the case increases, the portion of the first protrusion extends in the side surface direction of the case. Spread The distance between the inner lid and the outer lid is increased. As a result, the drawing terminal is applied with a force to stretch and is cut at the mechanical weak point. As a result, the capacitor with a safety device is not destroyed.
[0008]
In addition, on the side surface of the case between the inner lid and the outer lid, a second projection having a lower height than the first projection is provided at a position in contact with the back surface of the outer lid. Then, the position of the outer lid is determined by this second projection and supported. Then, when the pressure in the case increases, the height of the second protrusion is lower than the height of the first protrusion. Therefore, the stress that tries to extend the second protrusion is the stress that tries to extend the first protrusion. Smaller than. Therefore, even when the first protrusion is extended and the lead terminal is cut, the second protrusion can support the outer lid without substantially extending. That is, even when the lead-out terminal is cut and the security device is activated, the outer lid is supported by the second protrusion and does not fall into the case or tilt. For this reason, even after the operation of the security device, the state in which the case is sealed with the outer lid can be maintained, and defects such as leakage of the impregnating liquid from the case can be prevented.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a capacitor element, which is impregnated with an electrolytic solution or the like. The capacitor element 1 has a structure in which, for example, an anode foil and a cathode foil are laminated via electrolytic paper, wound, and an anode internal terminal 2a and a cathode internal terminal 2b are drawn out. The anode foil is formed by forming an oxide film on a valve action metal foil such as an etched high-purity aluminum foil and connecting the anode internal terminal 2a. As the cathode foil, one obtained by connecting the cathode internal terminal 2b to a valve metal foil such as an etched aluminum foil is used. As the electrolytic paper, Manila paper or kraft paper is used.
In addition, as the capacitor element 1, in addition, metallized paper or metallized film obtained by vacuum-depositing zinc or the like on capacitor paper or plastic film is wound, and metallicons are provided on both end faces, and lead wires are connected to the metallicons. A structure may be used.
[0010]
The capacitor element 1 impregnated with an impregnating solution such as an electrolytic solution is accommodated in the case 3 with the bottom surfaces in contact with each other.
The case 3 is formed in a substantially cylindrical shape, is made of a metal such as aluminum, and is annealed at a temperature of about 150 to 200 ° C.
The case 3 is provided with three kinds of protrusions, ie, a first protrusion 4, a second protrusion 5, and a third protrusion 6 that protrude around the inner surface around the inner surface.
[0011]
That is, the first protrusion 4 has a trapezoidal shape or a shape obtained by crushing an R-shaped protrusion, has a bellows-like shape, and protrudes obliquely upward with respect to the side surface of the case 3.
Note that the shape of the protrusion before crushing is preferably trapezoidal rather than R-shaped. That is, when the R-shaped protrusion is crushed, the first protrusion 4 is easily formed in a wave shape along the inner periphery of the case 3. On the other hand, when the trapezoidal protrusion is crushed, the first protrusion 4 is unlikely to be wavy, and its tip can be formed at substantially the same height as the side surface direction of the case 3.
Two or more first protrusions 4 may be provided along the upper and lower sides of the side surface of the case 3, and an arbitrary number of the first protrusions 4 may be provided in accordance with the size of the case 3.
The first protrusion 4 protrudes obliquely upward with respect to the side surface of the case 3. The shape of the protrusion Therefore, when the pressure reaches a predetermined value with respect to the increase in the pressure in the case 3, the first protrusion 4 has a function of expanding and spreading suddenly in the side surface direction of the case 3. And if the 1st processus | protrusion 4 is extended rapidly, the

terminals

7a and 7b for extraction will be cut | disconnected in the location of the weak part 8a and 8b in a short time. Therefore, it is possible to more effectively prevent the capacitor from being smoked or ignited without causing abnormal heat generation due to a large current flowing through the weak points 8a and 8b. On the other hand, when the first protrusion 4 protrudes perpendicularly to the side surface of the case 3, the pressure in the case increases. Xu Has the effect of stretching. Accordingly, the pulling

terminals

7a and 7b are applied with a force that gradually expands and do not cut in a short time. For this reason, the weak points 8a and 8b of the

lead terminals

7a and 7b are gradually cut and a large current tends to flow for a relatively long time. This large current makes it easier for the capacitor to smoke or ignite.
The first protrusion 4 does not have to be in the shape of a bellows, and may be any shape that is higher than the second protrusion 5.
[0012]
The second protrusion 5 is provided closer to the mouth 9 of the case 3 than the first protrusion 4, has a trapezoidal cross section, and is lower in height than the first protrusion 4. . The cross section of the second protrusion 5 may be any other shape such as an R shape. Then, the outer lid 10 is placed on the second protrusion 5, and the outer lid 10 is supported by the second protrusion 5.
[0013]
Further, the third protrusion 6 is provided at a position farther from the mouth 9 of the case 3 than the first protrusion 4 along the side surface of the case 3, and has a trapezoidal cross section. It is almost the same height. Also in this case, the cross section may have another shape such as an R shape. Then, the inner lid 11 is placed on the third protrusion 6, and the inner lid 11 is fixed together with the first protrusion 4 by sandwiching it from the front surface and the back surface.
[0014]
The outer lid 10 is supported by the second protrusion 5, bent at the opening 9 of the case 3, pressed against the second protrusion 5, and fixed to the case 3. The outer lid 10 is a disc-shaped laminate in which rubber, such as ethylene / propylene / terpolymer rubber or polypropylene sheet of the same diameter is attached to a disc-shaped insulating substrate such as bake, epoxy resin or paper phenol resin. A through

hole

12a and 12b through which the anode lead terminal 7a and the cathode lead terminal 7b pass are provided. The paper phenol resin plate or the like contains harmful impurities such as formic acid, and the capacitor element 1 is corroded when the impurities are mixed in the impregnating liquid. Since the outer lid 10 is attached with a polypropylene sheet or the like on the surface in contact with the impregnating liquid, impurities can be prevented from being mixed into the impregnating liquid. Further, since a polypropylene sheet or the like is attached, the tracking voltage CTI is high, and even if the impregnating liquid adheres, it is difficult to generate tracking.
[0015]
The inner lid 11 is made of a laminate in which a polymer sheet such as a polypropylene sheet with a circumference is laminated on a disc-shaped insulating substrate such as a bake, epoxy resin, polypropylene resin, polyamide, paper phenol resin, etc. A through hole 13 for transmission and through holes 14a and 14b for attaching through the

lead terminals

7a and 7b are provided. Since the inner lid 11 is also attached with a polypropylene sheet or the like, impurities can be prevented from being mixed into the impregnating liquid, and tracking can be made difficult to occur. Further, when the gas permeable through hole 13 is provided in the periphery away from the through holes 14a and 14b through which the

lead terminals

7a and 7b pass, the impregnating liquid accumulates around the inner lid 11 and is drawn out. It becomes difficult to collect in the penetration part of terminal 7a and 7b, and it becomes easy to prevent generation | occurrence | production of tracking.
[0016]
The

lead terminals

7a and 7b pass through the

external terminals

15a and 15b, the outer lid 10, the inner lid 11, and the spacer 16 disposed between the outer lid 10 and the inner lid 11, and the outer lid 10 Are welded to the

external terminals

15a and 15b, and riveted to the anode internal terminal 2a and the cathode internal terminal 2b drawn from the capacitor element 1 on the back surface of the inner lid 11.
Although the

external terminals

15a and 15b may be connected to the

lead terminals

7a and 7b by soldering, the soldering work is difficult to automate, and the cost is high even if it is a manual work. On the other hand, the structure to be welded is more preferable because the operation can be easily automated and the cost can be reduced. Further, a structure in which rivets are connected instead of welding may be used, and the same effect as welding can be obtained compared to solder connection.
The

lead terminals

7a and 7b are integrated by welding two metal members 7a-1 and 7a-2 and 7b-1 and 7b-2 made of aluminum metal of normal purity, respectively, by ultrasonic waves. Is. One of the metal members 7a-1 and 7b-1 has

flanges

17a and 17b at one end, welded to the

external terminals

15a and 15b at the

flanges

17a and 17b, and the other end is tapered. Forming. Further, the other metal members 7a-2 and 7b-2 are connected to the anode lead wire 2a and the cathode lead wire 2b by riveting one end, and provided with

flanges

18a and 18b in the middle, on the back surface of the inner lid 11. The other end is formed in a tapered shape. The metal members 7a-1 and 7b-1 and the metal members 7a-2 and 7b-2 are integrated with each other at the tapered ends.
The lead-out

terminals

7a and 7b have a tapered welded portion, but may be formed to have the same diameter as a thick portion in the middle without being tapered. And when using the metal member which does not make a welding part taper shape, you may make it the structure in which a hole is formed in a welding part. Further, the

lead terminals

7a and 7b may be formed of a single metal member, and in this case, a mechanical weak point portion is formed by thinning a part, providing a hole, or combining them.
[0017]
In addition, this welding part is located in the location of the through-holes 14a and 14b of the lid | cover 11 for inner side. And a welding part is a location used as the mechanical weak points 8a and 8b of the

terminals

7a and 7b for extraction | drawing, and although it may be provided in any position, it is provided in the position etc. of the lid | cover 11 for inside, the lid | cover 10 for outside, etc. Therefore, it is possible to prevent defects such as the

lead terminals

7a and 7b being deformed at the weak points 8a and 8b or being cut by mistake during manufacture. However, when the

lead terminals

7a and 7b are cut at the weak points 8a and 8b, the tips of the metal members 7a-1 and 7b-1 penetrating the outer lid 10 are the through holes 14a and 14b of the inner lid 11. In the state of being located in or in the vicinity thereof, current flows between the metal members 7a-1 and 7a-2 and 7b-1 and 7b-2 through the impregnating liquid adhering to the inner walls of the through holes 14a and 14b. Or may cause tracking. Therefore, the height of the first protrusion 4 is made sufficiently high, for example, so that its elongation becomes long, and after cutting, the tips of the metal members 7a-1 and 7b-1 are connected to the through holes 14a of the inner lid 11 and It is preferable to allow a sufficient separation from 14b.
[0018]
The spacer 16 disposed between the outer lid 10 and the inner lid 11 is made of an insulating material such as phenol resin or epoxy resin as shown in FIG. There is a wide groove 19 extending from one end to the other end in the center, and through-

holes

20a and 20b through which lead-out

terminals

7a and 7b pass, and through-

holes

20a and 20b. A rectangular slit 21 is provided which is located in the middle and extends in the width direction of the groove 19. In this case, the slit 21 increases the bath surface distance in order to improve the insulation between the

lead terminals

7a and 7b. The spacer 16 has an outer diameter that allows the first protrusion 4 of the case 3 to come into contact with the side surface of the spacer 16, but has a small outer diameter that causes a gap between the spacer 16 and the first protrusion 4. Also good.
As shown in FIG. 3A, the spacer may have a structure in which no groove is provided in the center. In this case, as shown in FIG. 1, the spacer 30 is preliminarily passed through the outer lid 10 and the inner lid 11 before the two metal members 7a-1 and 7a-2 and 7b-1 and 7b. -2 could not be integrated by welding, and was used in combination with the

lead terminals

7a and 7b, which penetrate the metal members 7a-1 and 7b-1 through the outer lid 10 and fit the

washers

22a and 22b. At this time, the welded portion is located at the location of the through holes 14 a and 14 b of the inner lid 11. Accordingly, the height of the first protrusion 4 provided on the case 3 is further increased so that the leading ends of the metal members 7a-1 and 7b-1 are sufficiently separated from the inner lid 11 after the

lead terminals

7a and 7b are cut. It is necessary to make the structure higher.
Further, as shown in FIG. 3B, a spacer 32 having a disk shape and having through holes 31 in two stages of a large diameter portion 31-1 and a small diameter portion 31-2 may be used.
[0019]
The

lead terminals

7a and 7b are passed through the through

holes

20a and 20b, and both ends thereof are connected to the

external terminals

15a and 15b, the anode internal terminal 2a, and the cathode internal terminal 2b, so that the spacer 16 is covered with the outer lid 10. And fixed between the inner lid 11 and the inner lid 11.
[0020]
The

washers

22a and 22b are fitted into the

lead terminals

7a and 7b and pressed against the inner surface of the spacer 16. The

washers

22a and 22b are made of metal such as aluminum and have a conical shape protruding toward the center as shown in FIG. 4 and are flattened by being pressed against the spacer 16.
Then, the

washers

22a and 22b allow one end of the

lead terminals

7a and 7b to bite into the surface of the external lid 10 together with the

external terminals

15a and 15b, thereby improving the sealing performance of the case 3.
[0021]
The

external terminals

15a and 15b are substantially L-shaped such as a CE692 type, and are arranged in opposite directions. Through holes 23a and 23b are provided in the base portions 15a 'and 15b', and the through holes 23a and 23b are used for extraction. The structure penetrates the

terminals

7a and 7b. A blank terminal such as a CE693 type may also be provided.
[0022]
An insulating plate 24 is applied to the bottom surface of the outer periphery of the case 3. Further, the entire side surface of the case 3, the outer lid 10 and a part of the bottom surface are covered with an insulating tube 25.
[0023]
When the hydrogen gas or the like is generated from the capacitor element 1, the capacitor 26 with the safety device passes through the gas permeation through hole 13 provided in the inner lid 11 and the space between the inner lid 11 and the outer lid 10. The gas diffuses and the pressure increases. Then, as shown in FIG. 5, the first protrusion 4 extends in the side surface direction of the case 3 by this gas pressure, and the

lead terminals

7a and 7b are cut at the weak points 8a and 8b. When the

lead terminals

7a and 7b are disconnected, the capacitor 26 with the safety device is released from the circuit, current does not flow, and the pressure in the case 3 stops increasing. That is, the safety device capacitor 26 is destroyed by the operation of the safety device mainly including the first protrusion 4 provided on the case 3 and the

lead terminals

7a and 7b provided with the mechanical weak points 8a and 8b. Can escape.
[0024]
In addition, since the second protrusion 5 provided on the case 3 is lower in height than the first protrusion 4, even if the first protrusion 4 is deformed and extended, it hardly deforms. For this reason, the outer lid 10 is supported by the second protrusion 5 without being inclined in the case 3 even if the

lead terminals

7 a and 7 b are cut. Therefore, even after the safety device is actuated, the outer lid 10 can maintain the hermeticity of the case 3 and can prevent defects such as leakage of the impregnating liquid.
[0025]
Next, the manufacturing method of the capacitor | condenser 26 with a safety device of embodiment of this invention is demonstrated.
First, for example, a valve metal such as aluminum is etched, and the anode internal terminal 2a is connected to an anode foil formed by anodizing to form an oxide film by a cold weld method or a caulking method. Further, the cathode internal terminal 2b is connected to the cathode foil by a cold weld method or the like. Then, the anode foil and the cathode foil are overlapped and wound via electrolytic paper to form the capacitor element 1. Next, the capacitor element 1 is impregnated with an electrolytic solution by a vacuum impregnation method, a vacuum pressure impregnation method, or the like.
[0026]
Further, the metal members 7a-1 and 7b-1 are passed through the through

holes

22a and 22b of the

external terminals

15a and 15b and welded to each other by ultrasonic welding or the like.
[0027]
Then, the tapered ends of the metal members 7 a-1 and 7 b-1 after the welding are passed through the through

holes

12 a and 12 b of the outer lid 10 and the through

holes

20 a and 20 b of the spacer 11. After penetrating, the

washers

22a and 22b are fitted into the metal members 7a-1 and 7b-1 so as to be flattened and pressed against the inner surface of the spacer 16, and the base portions 15a 'and 15b' of the

external terminals

15a and 15b are covered with the outer cover. Make the surface of 10 difficult to insert.
Thereby, as shown in FIG. 6, the metal members 7a-1 and 7b-1, the

external terminals

15a and 15b, the external lid 10, and the spacer 16 are integrated.
Further, as shown in FIG. 7, the other metal members 7 a-2 and 7 b-2 are penetrated through the through holes 14 a and 14 b of the inner lid 11.
Then, the ends of the metal members 7a-1 and 7b-1 and the ends of the metal members 7a-1 and 7b-2 are contacted and ultrasonically welded to each other.
Thus, as shown in FIG. 8, the

lead terminals

7a and 7b, the

external terminals

15a and 15b, the outer lid 10, the spacer 16, and the inner lid 11 are integrated.
[0028]
After the integration, the anode internal terminal 2a and the cathode internal terminal 2b of the capacitor element 1 are connected to the ends of the

lead terminals

7a and 7b protruding from the inner lid 11 by riveting or the like.
[0029]
Further, a bottomed cylindrical case is formed using a metal plate such as aluminum. After the case 3 is formed, annealing is performed as necessary. By this annealing treatment, the case 3 is less resistant to elongation. For this reason, when the pressure in the case 3 increases, the first protrusion 4 having a bellows-like shape provided on the side surface of the case 3 between the inner lid 11 and the outer lid 10 becomes easy to extend, and the

lead terminal

7a and 7b are easily cut. However, the second protrusion 5 provided to support the outer lid 10 and maintain hermeticity is also easily extended, and the outer lid 10 is difficult to support. Further, when the outer lid 10 is attached by bending the portion of the mouth 9 of the case 3, the strength for holding the outer lid 10 is reduced. Accordingly, the annealing conditions are determined in consideration of the balance between the ease of extension of the first protrusions 4 and the strength of maintaining the shape of the outer protrusions 10 so as to be supported by the second protrusions 5 and the openings 9 of the case 3. There is a need. Such an annealing temperature is preferably in the range of 150 to 200 ° C, particularly about 170 ° C.
[0030]
Then, as shown in FIG. 9, a disk-shaped jig 34 provided with a projection 33 at the center of the circumferential surface is pressed against the outer periphery of a bottomed cylindrical case 35 and moved along the outer periphery while rotating. Thus, the third protrusion 6 for supporting the inner lid 11 is formed on the case 35. At this time, in order to prevent the thickness of the third protrusion 6 from becoming thin, a pressing jig 37 is applied to the portion of the mouth 36 of the case 35, and this is pushed toward the bottom of the case 35 while forming the work. Is preferable.
[0031]
After forming the third protrusion 6, as shown in FIG. 10, the capacitor element 1 is inserted into the case 35, and the inner lid 11 integrated with the outer lid 10 and the like is placed on the third protrusion 6. .
[0032]
Then, after the inner lid 11 is arranged on the third projection 6, the inner lid 11 and the outer lid 10 are formed in the same manner as the third projection 6 is formed as shown in FIG. A protrusion 38 is formed on the side surface of the case 35 in between. Then, as shown in FIG. 12, the protrusion 38 is crushed to form the first protrusion 4 having a bellows shape or the like.
[0033]
After the first protrusion 4 is formed, a voltage higher than the rated voltage is finally applied to the capacitor element 1 while being stepped up in a high temperature atmosphere, and this is subjected to an aging process.
[0034]
After the aging treatment, the second protrusion 5 is formed in contact with the back surface of the outer lid 10 as shown in FIG. 13 in the same manner as the third protrusion 6 is formed. The height of the second protrusion 5 is lower than that of the first protrusion 4, so that it is harder to extend than the first protrusion 4.
[0035]
After forming the second protrusion 6, as shown in FIG. 1, the mouth 9 of the case 3 is bent and bitten into the surface of the outer lid 10, and the outer lid 10 is fixed to the case 3. Seal.
After sealing the case 3, the plate 24 is applied to the bottom surface of the case 3, and the tube 25 is covered to form a capacitor 26 with a safety device.
[0036]
【Example】
Next, with respect to an example of an aluminum electrolytic capacitor having a rating of 400 WV, 220 μF, a diameter of 30 mm, and a length of 37 mm, the operating condition and the sealing state of the safety device were measured.
[0037]
The embodiment has a structure as shown in FIG. The case 3 has a bottomed cylindrical shape with a diameter of 30 mm, a side wall thickness of 0.4 mm, and a bottom wall thickness of 1 mm, is made of an aluminum material, and is annealed at a temperature of 170 ° C.
The case 3 is provided with a bellows-like first protrusion 4 having a height of 2.6 mm formed by crushing the protrusion. The second protrusion 5 supporting the outer lid 10 has a width of 4 mm and a height of 1 mm. Further, the third protrusion 6 supporting the inner lid 11 is also 4 mm wide and 1 mm high.
[0038]
The outer lid 10 is a disk having a diameter of 29 mm and a thickness of 3 mm, and is a laminate in which an ethylene / propylene / terpolymer rubber is laminated on the surface of a paper base phenolic resin plate and a thin polypropylene sheet is laminated on the back surface. It has a through

hole

12a and 12b with a diameter of 2.6 mm through which the

lead terminals

7a and 7b penetrate.
[0039]
The inner lid 11 has a disk shape with a diameter of 29 mm and a thickness of 2 mm, and is formed of a laminate in which thin polypropylene sheets are laminated on both sides of a paper base phenolic resin plate. In addition to 6 mm through holes 14 a and 14 b, there are through holes 13 having a diameter of 1 mm for degassing at three positions 13 mm away from the center.
[0040]
The

lead terminals

7a and 7b are formed by integrating two aluminum metal members 7a-1 and 7a-2 and 7b-1 and 7b-2 by ultrasonic welding. One of the metal members 7a-1 and 7b-1 has a cylindrical shape with a central portion having a diameter of 2.5 mm and a tip of the welded portion having a diameter of 1.5 mm. The other metal members 7a-2 and 7b-2 have a cylindrical shape with a central portion of 2.5 mm in diameter, and a tip of a welded portion at one end having a diameter of 1.5 mm.
[0041]
As the

external terminals

15a and 15b, CE692 type terminal plates in which iron material is solder plated are used.
[0042]
The spacer 16 is a phenolic resin disk having a diameter of 24 mm and a thickness of 5 mm. The width of the groove 19 crossing the central portion is 9 mm. The length is 2 mm, two are provided 8 mm apart from the center, and a slit having a width of 3 mm is provided in the width direction of the groove 19 between the two through

holes

20 a and 20 b.
[0043]

Washers

22a and 22b have an outer diameter of 5 mm, an inner diameter of 2.3 mm, a thickness of 1 mm, and 0.1 mm in the extraction terminal when fitted into

extraction terminals

7a and 7b.
[0044]
Then, a 600 VDC, 7 A DC power source is connected to each sample, an overvoltage is applied, and even if the lead-out terminal is disconnected and the security device operates, it is applied as it is for 10 hours.
The measurement results are shown in Table 1. It should be noted that the operation of the security device represents a state in which the drawer terminal is cut. The operation time represents the time from when an overvoltage is applied until the lead-out terminal is disconnected. The cutting distance represents the distance between the separated metal members after the drawing terminal is cut. Further, in the sealed state, the hermeticity after applying an overvoltage for 10 hours was measured.
Below margins.
[0045]
[Table 1]

[0046]
As is apparent from Table 1, after the overvoltage is applied, the security device operates normally. Abnormalities such as looseness of the case mouth and insufficient outer lid attachment, cracks and through holes in the case, smoke generation, and failure to cut off power There wasn't. Further, considering that the cutting distance is equal to or greater than the thickness of the inner lid and that the withstand voltage in the gap is about 11 KV / mm, there is no fear of tracking or the like. Furthermore, the sealed state was normal, and no sealing failure occurred.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the capacitor element is accommodated in the case and sealed with the outer lid, and the inner lid is disposed between the outer lid and the capacitor element. Provide a lead-out terminal with a mechanical weak point between the cover
In the capacitor with a safety device that cuts the lead terminal by increasing the pressure in the case and increasing the distance between the inner lid and the outer lid, the side surface of the case between the inner lid and the outer lid In addition, It is in contact with the inner lid and protrudes obliquely upward with respect to the side of the case, Since the first protrusion and the second protrusion that is lower in height than the first protrusion and supports the outer lid are provided, the outer lid can be attached to the second protrusion even after the safety device is activated. Thus, a capacitor with a safety device that can prevent the impregnation liquid from leaking and has an excellent safety function can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a cross-sectional view of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a spacer.
FIG. 3 is a perspective view of a spacer used in another embodiment of the present invention.
FIG. 4 shows a cross-sectional view of a washer.
FIG. 5 shows a half-sectional view of an embodiment of the invention after the security device has been activated.
FIG. 6 is a half sectional view showing a state in which an external terminal, one metal member, an outer lid and a spacer are integrated.
FIG. 7 is a half sectional view showing a state in which a metal member is attached to the inner lid.
FIG. 8 is a half sectional view showing a state in which an external terminal, a lead terminal, an outer lid, a spacer, and an inner lid are integrated.
FIG. 9 is a front view showing a state in which a third protrusion is formed on the case.
FIG. 10 is a half cross-sectional view in which a capacitor element and an integrated outer lid and inner lid are housed in a case in which a third protrusion is formed.
FIG. 11 is a half cross-sectional view showing a state where a protrusion before forming a first protrusion is formed on the case.
FIG. 12 is a half sectional view showing a state where a first protrusion is formed on the case.
FIG. 13 is a half sectional view showing a state where a second protrusion is formed on the case.
FIG. 14 is a half sectional view of a conventional capacitor with a safety device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Capacitor element, 3 ... Case, 4 ... 1st protrusion, 5 ... 2nd protrusion,
7a, 7b ... terminal for extraction, 10 ... lid for outside, 11 ... lid for inside,
26: Capacitor with safety device.

Claims

The capacitor element is housed in a case and sealed with an outer lid. An inner lid is disposed between the outer lid and the capacitor element, and a mechanical element is disposed between the inner lid and the outer lid. In the capacitor with a security device for providing a lead terminal having a weak point, cutting the lead terminal by increasing the pressure in the case and increasing the distance between the inner lid and the outer lid, On the side surface of the case between the inner lid and the outer lid, a first projection that is in contact with the inner lid and protrudes obliquely upward with respect to the case side surface, and is formed by crushing the projection. A capacitor with a safety device, wherein the capacitor is provided , and when the pressure in the case increases, the first protrusion extends and spreads to increase a distance between the inner lid and the outer lid .

The capacitor element is housed in a case and sealed with an outer lid. An inner lid is disposed between the outer lid and the capacitor element, and a mechanical element is disposed between the inner lid and the outer lid. In the capacitor with a security device for providing a lead terminal having a weak point, cutting the lead terminal by increasing the pressure in the case and increasing the distance between the inner lid and the outer lid, A first protrusion that is in contact with the inner lid provided on the side surface of the case between the inner lid and the outer lid, protrudes obliquely upward with respect to the case side surface , and crushes the protrusion. And a second projection for supporting the outer lid, and a spacer that contacts the first projection and holds the gap between the inner lid and the outer lid, and the case When the pressure inside increases Serial first capacitor with safety device spacing projections and the inner lid extends extends to the outer lid, characterized in that the longer.