JP4004135B2 - 密閉形電気機器用容器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンデンサ等の電気機器に使用される密閉形電気機器用容器における碍子形端子取付部の気密性改善に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の密閉形電気機器用容器の上蓋への碍子形端子の取付けは、図6の断面図に示したように、上蓋開口部の周縁に環状段差部を設けた構造のものが一般的に用いられている。また、図7は、上蓋22の碍子形端子取付部の一実施例の図面で、(a)は平面図、(b)は正断面図である。図8は、碍子形端子に用いられる第1碍子1の一実施例の図面で、(a)は平面図および上部からの斜視図、(b)は一部正断面図、(c)は底面図および底部からの斜視図である。図9は、碍子形端子に用いられる第2碍子7の一実施例の図面で、(a)は平面図、(b)は正断面図、(c)は上部からの部分断面斜視図である。
第1碍子1は、アルミナを主成分として形成された物理・機械特性の優れた材料からなり、一端開口部を太鼓状の凸部3aと平面部3bとからなる挿入部3とし、他端開口部を多角形状の凹部2aと該凹部内の段差部2bと平面部2cとからなる台座部2として、中心部に端子貫通孔4を設けている。
また、ボルト端子5は、上記貫通孔を貫通して上記第1碍子の多角形状の凹部2aと嵌合する多角形状鍔部6を有し、頭部に外部接続のためのネジ部、下部にもネジ部を有する導体である。
内部に電気機器本体を収容する密閉形電気機器用容器の上蓋22は、上記第1碍子の太鼓状の凸部3aに嵌合した開口部23を具備し、上記開口部の周縁に環状段差部24を絞り加工により形成したものである。
第2碍子7は、アルミナを主成分として形成された物理・機械特性の優れた材料からなり、一端開口部に環状段差部16を有し、端子貫通孔17を有するとともに、上記開口部に複数個の溝18を有している。
リング状のパッキング8、9は第1碍子1とボルト端子5の多角形状鍔部6および上蓋22の環状段差部24との接触面を経て油やガスが漏洩するのを防止するためのものであり、上記上蓋の環状段差部は上記パッキングが要求する所定の寸法精度を加味して形成されている。
【0003】
次に、この碍子形端子を上蓋22に取付けて、固定する要領について説明する。
多角形状鍔部6を有するボルト端子5にリング状の第1パッキング8を所定の位置まで挿入し、上記ボルト端子を第1碍子開口部の台座部2の貫通孔側より挿入する。次に上蓋22に形成された環状段差部24に第2パッキング9を取付けて、ボルト端子5の貫通した第1碍子1の挿入部3を上記上蓋に加工した開口部23に挿入し嵌合させる。更に、上記挿入側の上記上蓋を介して反対側から上記第1碍子の太鼓状の凸部3aに第2碍子7を嵌合させ、その後ボルト端子の下部ネジ部にワッシャ19、スプリングワッシャ20、ナット21にて規定締付トルクにて締付けることにより、第2碍子7の環状段差部16の凹寸法と第1碍子1の太鼓状の凸部3aの寸法は、パッキングの圧縮率に支障を起こさないよう寸法精度を加味して決定しているので、一定のパッキング圧縮率が得られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来のコンデンサ等の電気機器に使用される密閉形電気機器用容器の碍子形端子を取付けた上蓋は上記の通りであり、その使用中における温度変化により、密閉形電気機器用容器の内圧が上昇または下降するので、碍子形端子取付部の上蓋面が変位し、上蓋に形成された環状段差部に取付けたパッキングの圧縮率の変化により密閉性が損なわれ、低い圧力上昇で油漏れやガス漏れ等が発生するという問題点があった。
【0005】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、密閉性が良く信頼性の高い密閉形電気機器用容器を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
すなわち、上蓋10aと、該上蓋10aにより封止される電気機器収納部10bと、該上蓋10aを介して、多角形状の凹部2aを台座部2に、また、太鼓状の凸部3aを挿入部3に設けた第1碍子1の該挿入部3に第2碍子7の凹部16を嵌合させ、上記台座部2の多角形状の凹部2a及び上蓋10aの開口部11の環状段差部12に各々パッキング8、9を配置し、上記環状段差部12の上端部に、第1碍子1の下端部を当接させてボルト締め固定した碍子形端子とを備えてなる密閉形電気機器用容器10において、上記上蓋10aの開口部11周縁の環状段差部12外周縁に同心円状の環状突起13を設けたことを特徴としている。
【0007】
また、上記上蓋10aの板厚が0.4〜2.3mmであることを特徴としている。
【0008】
さらに、上記第2碍子7と上蓋10aとの間に、第1碍子1への挿入用開口部15を有する緩衝物14を介在させたことを特徴としている。
【0009】
【発明の実施の形態】
密閉形電気機器用容器の上蓋の開口部周縁に形成した環状段差部の外周縁に、同心円状の環状突起を設ける。上記環状段差部は第1碍子の挿入部の凸部と嵌合できるよう同一形状とする。環状段差部と第1碍子の挿入部の平面部との間に第2パッキングを取付け、ボルト端子の貫通した第1碍子の太鼓状の凸部を上蓋の開口部に挿入し、第2碍子を介してワッシャ、スプリングワッシャ、ナットで規定の締付トルクで締付ける。
【0010】
【実施例1】
図1は、本発明の密閉形電気機器用容器の上蓋10の碍子形端子取付部の一実施例の図面で、(a)は平面図、(b)は正断面図である。図2は、上蓋に碍子形端子を取付けた一実施例の一部断面図である。図3は、第2碍子と上蓋との間に第1碍子の太鼓状の凸部に嵌合する開口部を有する緩衝物の一実施例の図面で、(a)は平面図、(b)は正断面図である。また、図4は、上蓋に緩衝物を介して碍子形端子を取付けた一実施例の一部断面図である。
【0011】
以下、本発明の一実施例を説明する。ここで、図6、図8、図9の従来例と同一構成要素には同一番号を付けている。
図1は、内部に電気機器本体を収容する密閉形電気機器用容器の上蓋10で、厚さ0.4〜2.3mmのブリキ板、電気亜鉛メッキ鋼鈑、または真鍮板等の材料からなり、第1碍子の太鼓状の凸部3aに嵌合した開口部11を具備し、上記開口部の周縁に環状段差部12を絞り加工により形成し、さらに環状段差部の外周縁に同心円状の環状突起13を形成したものである。
【0012】
次に、碍子形端子を密閉形電気機器用容器の上蓋10に取付けて、固定する要領について説明する。
図2に示すように、碍子形端子は、従来例の図6に示した図8の第1碍子1と図9に示した第2碍子7と多角形状鍔部を有するボルト端子5とリング状の第1パッキング8、第2パッキング9とで構成され、その取付方法は[従来の技術]で図6にて説明したのと同様であるので、ここでは詳細を詳述しない。
【0013】
ここで、碍子形端子取付部の気密性を確認するために、厚さ1.6mmのブリキ板製の上蓋開口部の環状段差部の外周縁に同心円状の環状突起を形成し、図2に示すように碍子形端子を上蓋に規定トルクにて取付けて、外形寸法が幅343mm×奥行125mm×高さ250mm(試料A)と520mm×120mm×275mm(試料B)との2種類の密閉形電気機器用容器を各々3台作製した。なお、比較用として密閉形電気機器用容器の上蓋開口部の外周縁に同心円状の環状突起を設けていない従来のものも、同じように碍子形端子を取付けて同一寸法の密閉形電気機器用容器を各々3台作製した。
試験の方法は、密閉形電気機器用容器に予め液体を充填した後、図5に示すように、液体注入口25より圧力センサ26を介してポンプ27にて液体を供給して密閉形電気機器用容器の内圧を上昇させて碍子形端子取付部からの液体の漏れの有無を試験する気密性試験である。
【0014】
その気密性試験結果は表1に示す通りであり、上蓋に環状突起を設けていない従来例の場合は、小さな容器(試料A)では容器内圧3.4〜4.0kgf/cm2で、いずれも碍子形端子取付部より液体の漏れの発生が認められ、その時の上蓋変位は6.5〜8.0mmであり、また大きな容器(試料B)では容器内圧15.0〜18.0kgf/cm2でいずれも碍子形端子取付部より液体の漏れの発生が認められ、その時の上蓋変位は15.0〜17.0mmであった。これに対し上蓋に環状突起を設けている本発明の場合は、小さな容器(試料A)では容器内圧10.0kgf/cm2であっても、碍子形端子取付部からいずれも液体の漏れの発生はなく、その時の上蓋変位は6.0〜6.5mmであった。また大きな容器(試料B)では容器内圧40.0kgf/cm2で、碍子形端子取付部からいずれも液体の漏れの発生はなく、その時の上蓋変位は13.0〜14.0mmであった。
この結果より、密閉形電気機器用容器の上蓋開口部の周縁に形成した環状段差部の外周縁に同心円状の環状突起を設けることにより、密閉形電気機器用容器の内圧が高くなっても碍子形端子取付部の上蓋変位は抑制され気密性が保持できることが分かる。
尚、ここで、上蓋の板厚は0.4〜2.3mmの範囲が適当であり、0.4mm未満の場合は強度面で問題があり、また、2.3mmを越えると、加工がし難いため不適当である。
【0015】
【表1】
【0016】
【実施例2】
図3は、第2碍子7と上蓋10との間に第1碍子1の太鼓状の凸部3aに嵌合する開口部15を有するプレスボード、弾力性のあるラバーあるいは合成樹脂よりなる緩衝物14の図面であり、金属材料と磁器からなる碍子の温度膨張係数の異なる材料を使用した密閉形電気機器容器と碍子形端子における温度、内圧の上昇に対して、碍子形端子の取付部の温度膨張係数の違いによる面圧力増加に対する緩衝材としての働きをするものである。
【0017】
図4は、上蓋10に緩衝物14を介して碍子形端子を取付けた一部断面図であり、第1パッキング8を挿入したボルト端子5を第1碍子1に挿入し、上蓋10の環状段差部12に第2パッキング9を取付けて、ボルト端子5の貫通した第1碍子1の挿入部3を上記上蓋の開口部11に挿入嵌合させ、緩衝物14の開口部15を第1碍子1の太鼓状の凸部3aに挿入嵌合し、その後上記挿入側の上記緩衝物を介して反対側から上記第1碍子の太鼓状の凸部に第2碍子7を嵌合させ、その後ボルト端子の下部ネジ部にワッシャ19、スプリングワッシャ20、ナット21にて規定締付トルクにて締付ける。
【0018】
ここで、碍子形端子取付部での緩衝材の挿入効果について、冷熱サイクル試験にて確認を行った。試料は、緩衝材として厚さ0.25mmのプレスボードを挿入し、厚さ1.6mmのブリキ板にて、上蓋は密閉形電気機器用容器の上蓋開口部の環状段差部の外周縁に同心円状の環状突起を形成したもので、外形寸法が幅343mm×奥行125mm×高さ250mm(試料A)と520mm×120mm×275mm(試料B)の2種類の密閉形電気機器用容器を各々3台作製した。なお、比較用として緩衝材を挿入していない密閉形電気機器用容器も同じように同一寸法で、各々3台作製した。
【0019】
試験は、密閉形電気機器用容器に液体を充填したのち、冷熱衝撃試験器に密閉形電気機器用容器を収容し、温度−25℃に6時間放置、+85℃に6時間放置を1サイクルとして、100サイクルの冷熱サイクル試験を実施し試験終了後分解を行い、第2碍子の上蓋面に接する個所を検査した。
【0020】
分解調査結果、緩衝材を挿入していない試料は、第2碍子の上蓋面に接する円周部に微小な亀裂の発生が碍子合計18個のうち8個認められたのに対し、緩衝材を挿入している試料は、碍子合計18個とも第2碍子の上蓋面に接する円周部に亀裂発生は認められなかった。
この結果より、組立時の応力や冷熱サイクル試験時の熱膨張係数の違いによる応力が緩衝材に吸収され応力緩和が生じ、亀裂の発生が抑制されることが判る。また、ポリプロピレンからなる緩衝材についても同様の効果が認められた。
【0021】
【発明の効果】
以上のように、本発明による密閉形電気機器用容器は、碍子形端子取付部の上蓋開口部周縁の環状段差部の外周縁に同心円状の環状突起を設けることにより、密閉形電気機器用容器の内圧が大きく上昇し、上蓋面が変位してもその碍子形端子取付部の上蓋面の変位は小さく、上蓋に形成された環状段差部に挿入している第2パッキングの圧縮率を一定に維持することができ、油漏れ、ガス漏れ等を防止することができ、信頼性が向上する。
また、上蓋と第2碍子間に温度膨張係数の異なる材料の膨張率差による面圧力増加を吸収する緩衝物を挿入することにより、第2碍子の破損を防ぐことで密閉性がよくなり、さらに信頼性が向上する。しかも、上蓋面に補強材を使用する必要もなく安価に製作できるなどの効果もあり、工業的ならびに実用的に価値大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の密閉形電気機器用容器の上蓋の碍子形端子取付部の一実施例の図面で、(a)は平面図、(b)は正断面図である。
【図2】図2は上蓋に碍子形端子を取付けた一実施例の一部断面図である。
【図3】図3は第2碍子と上蓋との間に第1碍子の太鼓状の凸部に嵌合する開口部を有する緩衝物の一実施例の図面で、(a)は平面図、(b)は正断面図である。
【図4】図4は上蓋に緩衝物を介して碍子形端子を取付けた一実施例の一部断面図である。
【図5】図5は密閉形電気機器用容器に液体を供給する試験装置の正面図である。
【図6】図6は従来の密閉形電気機器用容器の上蓋に碍子形端子を取付けた一実施例の一部断面図である。
【図7】図7は従来の上蓋の碍子形端子取付部の一実施例の図面で、(a)は平面図、(b)は正断面図である。
【図8】図8は碍子形端子に用いられる第1碍子の図面で、(a)は平面図および上部からの斜視図、(b)は一部正断面図、(c)は底面図および底部からの斜視図である。
【図9】図9は碍子形端子に用いられる第2碍子の図面で、(a)は平面図、(b)は正断面図、(c)は一部切断部分の上部からの斜視図である。
【符号の説明】
1 第1碍子
2 台座部
2a 多角形状の凹部
2b 段差部
2c 平面部
3 挿入部
3a 太鼓状の凸部
3b 平面部
4 端子貫通孔
5 ボルト端子
6 多角形状鍔部
7 第2碍子
8 第1パッキング
9 第2パッキング
10 密閉形電気機器用容器
10a 上蓋
10b 電気機器収納部
11 開口部
12 環状段差部
13 同心円状の環状突起
14 緩衝物
15 開口部
16 凹部
16a 環状段差部
17 端子貫通孔
18 溝
19 ワッシャ
20 スプリングワッシャ
21 ナット
22 上蓋
23 開口部
24 環状段差部
25 液体注入口
26 圧力センサ
27 ポンプ
Claims (3)
- 上蓋(10a)と、該上蓋(10a)により封止される電気機器収納部(10b)と、該上蓋(10a)を介して、多角形状の凹部(2a)を台座部(2)に、また、太鼓状の凸部(3a)を挿入部(3)に設けた第1碍子(1)の該挿入部(3)に第2碍子(7)の凹部(16)を嵌合させ、上記台座部(2)の多角形状の凹部(2a)及び上蓋(10a)の開口部(11)の環状段差部(12)に各々パッキング(8、9)を配置し、上記環状段差部(12)の上端部に、第1碍子(1)の下端部を当接させてボルト締め固定した碍子形端子とを備えてなる密閉形電気機器用容器(10)において、
上記上蓋(10a)の開口部(11)周縁の環状段差部(12)外周縁に同心円状の環状突起(13)を設けたことを特徴とする密閉形電気機器用容器。 - 上記上蓋(10a)の板厚が0.4〜2.3mmであることを特徴とする請求項1記載の密閉形電気機器用容器。
- 上記第2碍子(7)と上蓋(10a)との間に、第1碍子(1)の挿入用開口部(15)を有する緩衝物(14)を介在させたことを特徴とする請求項1または請求項2記載の密閉形電気機器用容器。
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