JP2000286141A

JP2000286141A - 保安装置付コンデンサ

Info

Publication number: JP2000286141A
Application number: JP11093660A
Authority: JP
Inventors: Seiji Yamaguchi; 清治山口
Original assignee: Hitachi AIC Inc
Current assignee: Lincstech Circuit Co Ltd
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2000-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】保安動作後の液漏れを防止でき、所定の圧力
で容易に保安動作が働く、安全性や信頼性の高い保安装
置付コンデンサを提供すること。【解決手段】外部端子２１を設けた金属板１４と、こ
の金属板１４に積層してコンデンサ素子１から引き出さ
れた内部端子２を取り付けた絶縁板６と、前記外部端子
２１と前記内部端子２との間に接続された引出用端子１
２とを有する蓋をケース３に取り付け、このケース３の
内圧の上昇により前記引出用端子１２を切断する保安装
置付コンデンサ５１において、前記金属板１４と前記絶
縁板６とを周縁部９，１６において互いに嵌合すること
を特徴とする保安装置付コンデンサ５１。

Description

【発明の詳細な説明】

【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紙コンデ
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、例えば含浸液とともにコンデンサ素子をケースに
収納し、かつこのケースに蓋を取り付けて密閉した構造
になっている。ところで、これ等のコンデンサは、使用
中に発生したガスによりケース内の圧力が上昇すると、
発煙したり破壊する。

【０００３】従来、この様な破壊等を防止するために、
例えば、図５（イ）に示す通りの構造の保安装置付コン
デンサ６０とすることがある。この保安装置付コンデン
サ６０は、コンデンサ素子６１をケース６２に収納し、
保安装置を備えた蓋６３をケース６２に取り付けてい
る。蓋６３は金属板６４と絶縁板６５とを積層したもの
であり、金属板６４側をケース６２の外側にそして絶縁
板６５側をケース６２の口６６の近傍に設けた内側に突
出した突出部６７に載せケースの内側に各々配置してい
る。そして金属板６４にはエポキシ樹脂等の絶縁物質か
らなる絶縁座６８及びファストン端子等の外部端子６９
を上側リベット７０を貫通して取り付けている。また、
金属板６４の周縁部７１にはゴム製のリング７２を載
せ、周縁部７１をリング７２に巻き付けるようにしてい
る。そしてケース６２の口６６を折り曲げてその先端を
リング７２に喰い込ませ、蓋６３をケース６２に取り付
け、ケース６２を密封している。また、絶縁板６５に
は、コンデンサ素子６１から引き出された内部端子７３
が、貫通する下側リベット７４により取り付けられてい
る。そしてこの内部端子７３と外部端子６９との間には
上側リベット７０を介して箔状の引出用端子７５が接続
されている。そしてこの種の保安装置付コンデンサ６０
は、含浸液の反応によって発生したガスのためケース６
２内の圧力が上昇すると、通常、蓋６３の絶縁板６５の
部分はほとんど移動することなく、蓋６３の金属板６４
の部分がケース６２の外方向に向って移動する。このた
め、引出用端子７５には伸長させる方向に力が加わり、
所定値に達すると引出用端子７５は切断する。引出用端
子７５が切断されることにより、保安装置付コンデンサ
６０は、これが接続されている回路から電気的に解放さ
れ、ケース６２内の圧力の上昇が止み、破壊等を免れ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この保安装
置付コンデンサ６０は、保安動作が金属板６４の移動と
いう機械的になっている。このため、ケース６２の圧力
が所定値に達しても、保安動作はすぐには動かず、遅れ
る。例えば、ケース６２内の圧力がゆっくり上昇して引
出用端子７５が切断されて保安動作が動く場合のケース
６２内の圧力を１０kg／cm^２とすると、コンデンサ素子
６１が爆発等してケース６２内の圧力が急激に上昇した
時には、ケース６２内の圧力が１０kg／cm^２になっても
保安動作は働かない。そしてケース６２内の圧力の上昇
速度にもよるが、例えばケース６２内の圧力が２０kg／
cm^２になって保安動作が働く。このため、図５（ロ）に
示す通り、ケース６２内の圧力が非常に高いため、金属
板６４のリング７２に巻回されていた周縁部７１が引き
伸ばされてケース６２から外れてしまうことがある。金
属板６４がケース６２から外れるとケース６２内の含浸
液がケース６２外に漏れ、周囲の電子部品や取り付けら
れている基板等を損傷する欠点がある。

【０００５】この種の欠点を防止するために、金属板の
厚さを厚くしたり、その材質として硬質材を使用したり
する等の手段が考えられるが、いずれも保安動作が働き
難くなる欠点がある。

【０００６】本発明は、以上の欠点を改良し、保安動作
が働いた際の液漏れを防止でき、所定の圧力で容易に保
安動作が働く、安全性や信頼性の高い保安装置付コンデ
ンサを提供することを課題とするものである。

【０００７】

【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、外部端子を設けた金属板と、この金属
板に積層してコンデンサ素子から引き出された内部端子
を取り付けた絶縁板と、前記外部端子と前記内部端子と
の間に接続された引出用端子とを有する蓋をケースに取
り付け、このケースの内圧の上昇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、前記金属板
と前記絶縁板とを周縁部において互いに嵌合することを
特徴とするものである。

【０００８】すなわち、本発明は、金属板と絶縁板とを
その周縁部において互いに嵌合しているため、ケース内
の圧力が急激に上昇しても、金属板の周縁部が引き伸ば
され難くなり、ケースから外れ難くなる。このため、保
安動作が働いた場合の密封性が向上し、含浸液が漏れる
という不良を防止できる。また、金属板の厚くしたり、
硬質材料を使う必要もないため、所定の内圧で保安動作
が働くようにでき、安全性、信頼性が向上する。

【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、タブ端子や
リード端子等の内部端子２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たものでありそして陰極
箔はエッチングしたアルミ箔等の弁作用金属箔そのまま
のものかあるいは低圧化成して薄い酸化皮膜を形成した
ものである。そして陽極箔及び陰極箔には内部端子２が
コールドウェルド法やかしめつけ法等により接続されて
いる。電解紙に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の金属を真空蒸着等して金属
層を形成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】そしてこのコンデンサ素子１をケース３に
底面を接触させて収納している。ケース３は、アルミ等
の金属からなり、円筒形に形成されている。そしてケー
ス１の口４の近傍に内側に突出したＲ状や台形状の突出
部５を設けている。

【００１１】この突出部５にはＰＰＳやフェノール樹脂
等の絶縁物質からなる絶縁板６を載せている。この絶縁
板６は、図２にも示す通り、中央部分の肉厚が薄く、角
形状の貫通孔７と、この貫通孔７の両側に円形状の貫通
孔８とが設けられているとともに、周縁部９が肉厚の薄
いツバ状になっていて、所定の間隔で凹部１０が設けら
れている。そしてワッシャ１１，コンデンサ素子１から
引き出されている内部端子２，引出用端子１２及び貫通
孔８にアルミ製の下側リベット１３を貫通して、内部端
子２や引出用端子１２等を絶縁板６に取り付けている。

【００１２】また、絶縁板６に金属板１４が積層されて
いる。この金属板１４は、絶縁板６の貫通孔８に対向す
る位置により径の大きい貫通孔１５が設けられていると
ともに、周縁部１６に絶縁板６の凹部１０に対向する位
置に凸部１７が設けられ、凸部１７が凹部１０にはめ込
まれ嵌合している。そして金属板１４の周縁部１６は、
ゴム製のリング１８が載せられていてこれに巻き付けら
れ、その先端がリング１８に喰い込んでいる。また、リ
ング１８には、ケース３の口４の先端が折り曲げられ、
金属板１４の周縁部１６の途中からこれに積層されるよ
うにして喰い込んでいる。これにより、絶縁板６と金属
板１４とがケース３に取り付けられ固定される。そして
引出用端子１２，シリコンゴム製等のパイプ１９，貫通
孔１５，ＰＢＴ製等の絶縁座２０，外部端子２１にアル
ミ製の上側リベット２２を貫通して、引出用端子１２や
外部端子２１等を金属板１４に取り付けている。

【００１３】引出用端子１２は、図２に示す通り、金属
箔からなり、一端に上側リベット２２が貫通する貫通孔
２３が設けられているとともに、金属板１４側の屈曲部
に小径の貫通孔からなる機械的な弱点部２４が設けられ
ていて、伸長させる力が加わったときにこの弱点部２４
で切断するようになっている。また、他端１２ＡはＵ字
状に成形されていて、屈曲され、下側リベット１３に接
続されている。

【００１４】また、絶縁座２０は、Ｕ字状部２５を左右
に並置し、中央で連結した形状であり、中央側の壁２６
の方が外側のそれよりも高さが高くなっている。そして
中央側の壁２６の内側には溝２７が形成されているとと
もに、頂部には＋，−の極性表示２８が設けられてい
る。Ｕ字状部２５の中央部には上側リベット２２が貫通
する貫通孔２９が設けられている。

【００１５】そして外部端子２１は、Ｕ字状に屈曲した
金属板からなり、他の電子部品等に接続する側に貫通孔
３０が設けられているとともに、この貫通孔３０にプレ
スナット３１が取り付けられている。また、外部端子２
１には内側の側面に突起３２が設けられていてこれを絶
縁座２０に設けた溝２７にはめ込んでいる。これによ
り、貫通孔３０の位置を一定にできる。なお、外部端子
はＵ字形状のものだけではなく、Ｓ字形状のもの等、途
中が屈曲した形状のもの等を用いる。

【００１６】また、上側リベット２２と下側リベット１
３とはお互いに接触しても、あるいは離れていてもよ
い。

【００１７】そして上記の絶縁板６や金属板１４等から
なる蓋の他に、図３に示す通りの蓋を用いてもよい。す
なわち、図３（イ）では、絶縁板３３の周縁部３４に凸
部３５を設け、そして金属板３６の周縁部３７には凹部
３８を設け、凸部３５を凹部３８にはめ込み嵌合してい
る。

【００１８】また、図３（ロ）では、絶縁板３９の周縁
部４０に凸部４１を設け、そして金属板４２の周縁部４
３には貫通孔４４を設け、凸部４１を貫通孔４４に挿入
し嵌合している。

【００１９】また、図３（ハ）では、絶縁板４５の周縁
部４６に周状に溝４７を設け、そして金属板４８の周縁
部４９の先端５０を折り曲げ、その先端５０を溝４７に
挿入して嵌合している。

【００２０】次に図１の保安装置付コンデンサ５１の製
造方法について説明する。なお、コンデンサ素子１及び
ケース３の製造方法は従来通りであるため省略する。先
ず、上側リベット２２のツバ部２２Ａに引出用端子１２
の一端を超音波溶接等により接続する。また、金属板１
４に絶縁座２０及び屈曲前の外部端子２１を重ねる。そ
して上側リベット２２にリング１８をはめ込み、このま
ま、金属板１４の貫通孔１５，絶縁座２０の貫通孔２
９，外部端子２１の貫通孔３０に貫通し、先端を潰す。
次に、外部端子２１を屈曲し、突起３２を絶縁座２０の
溝２７にはめ込む。これにより、金属板１４に外部端子
２１等を取り付け一体化する。また、絶縁板６の貫通孔
８に下側リベット１３を挿通し挿着する。そして絶縁板
６に金属板１４を重ね、引出用端子１２を絶縁板６の貫
通孔８に通す。そして引出用端子１２を下側リベット１
３のツバ部１３Ａに超音波溶接等して接続する。この
後、コンデンサ素子１から引き出されている内部端子２
に下側リベット１３を貫通し、先端を潰す。この後、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
に収納する。そして絶縁板６をケース３の突出部５に載
せる。次に、金属板１４の周縁部１６にリング１８を載
せる。そしてケース３の口４と金属板１４の周縁部１６
の先端を同時に屈曲し、リング１８に喰い込ませて、蓋
をケース３に取り付け、ケース３を密封する。

【００２１】上記の保安装置付コンデンサ５１によれ
ば、ケース３内の圧力が急激に上昇した場合において
も、金属板１４をその周縁部１６に設けた凸部１７を絶
縁板６の周縁部９に設けた凹部１０に嵌合して絶縁板６
に積層しているため、図４に示す通り、金属板１４はそ
の周縁部１６がケース３から外れることなく、絶縁板６
に対してほぼ平行状態を維持した状態で移動し、引出用
端子１２が切断する。

【００２２】なお、保安装置付コンデンサ５１をこれが
組み込まれている電気機器内の他の電子部品等に接続す
る場合、機器内に固定された板状の金属バーに接続し、
この金属板を介して他の電子部品等に接続することがあ
る。この場合、外部端子がファストン端子などのような
直線上であると、ケース３内の圧力が上昇してファスト
ン端子などが金属バーに当っているため、蓋の金属板が
移動し難く、保安動作が働き難い。これに対して、保安
装置付コンデンサ５１によれば、外部端子２１がＵ字状
に屈曲しているため、ケース３の内圧が上昇すると、こ
の外部端子２１が金属バーに当ってもさらに屈曲して金
属板１４を移動し易くできる。従って、ミスなく保安動
作が働く。

【００２３】

【実施例】次に、定格４００ＷＶ，４７０μＦで、大き
さが外径６４mm，長さ１５６mmのアルミ電解コンデンサ
の実施例について、従来例とともに、保安動作が働いた
場合の密封性を測定した。なお、実施例の条件は次の通
りとする。実施例：全体形状−図１に示す通りとする。金属板−厚さ０．５〜２mm程度のアルミ製の円板外部端子−厚さ１mm程度のアルミ板であり、半径６mm程
度にしてＵ字状に屈曲している。ただし、組み立て時に
おいては１／４回転の折り曲げ状態にしている。引出用端子−アルミ箔パイプ−シリコンゴム上側リベット，下側リベット−アルミ材また、従来例は図５（イ）に示す通りの形状とし、その
他の条件は、実施例と同一とする。

【００２４】そして試料と並列に容量１００００μＦの
コンデンサを接続し、この並列回路に、定格１ＫＶＤ
Ｃ，１０ＡＤＣの電源を用いて、電圧を印加する。印加
電圧は４５０ＶＤＣ〜７００ＶＤＣとする。なお、実施
例の外部端子には位置の固定された銅バーを接続し、そ
して従来例の外部端子にはフレキシブルな電線を接続
し、各々電圧を印加する。試料数は、各印加電圧ごとに
各々１０ケづつとする。測定結果を表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】表１から明らかな通り、実施例によれば７
００ＶＤＣまでの印加電圧の範囲内において、保安動作
が働いた後に発生する密封不良は０ケである。これに対
して従来例では６００〜７００ＶＤＣの印加電圧の範囲
において、６〜１０ケの密封不良が発生し、電解液がケ
ース外に漏れている。

【００２７】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、外部端子
を設けた金属板と、この金属板に積層してコンデンサ素
子から引き出された内部端子を取り付けた絶縁板と、外
部端子と内部端子との間に接続された引出用端子とを有
する蓋をケースに取り付け、このケースの内圧の上昇に
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、金属板と絶縁板とを周縁部において互いに嵌合して
いるため、保安動作後の密封不良を防止でき、所定値通
りに保安動作が働き、安全性や信頼性の高い保安装置付
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及び斜視図を示
す。

【図２】本発明の実施の形態に用いる蓋の組立て前の分
解図を示す。

【図３】本発明の他の実施の形態の断面図を示す。

【図４】本発明の実施の形態の保安動作後の断面図を示
す。

【図５】従来例の保安動作前後の断面図を示す。

【符号の説明】

１…コンデンサ素子、２…内部端子、３…ケース、
６，３３，３９，４５…絶縁板、９，１６，３４，３
７，４０，４３，４６，４９…周縁部、１０，３８…凹
部、１２…引出用端子、１４，３６，４２，４８…金
属板、１７，３５，４１…凸部、２１…外部端子、４
７…溝、５０…周縁部の先端、５１…保安装置付コン
デンサ。整理番号Ｐ２５０２

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外部端子を設けた金属板と、この金属板
に積層してコンデンサ素子から引き出された内部端子を
取り付けた絶縁板と、前記外部端子と前記内部端子との
間に接続された引出用端子とを有する蓋をケースに取り
付け、このケースの内圧の上昇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、前記金属板と
前記絶縁板とを周縁部において互いに嵌合することを特
徴とする保安装置付コンデンサ。