JPS5832484B2 - カアツニオウドウスル シヤダンソウチオユウスル コンデンサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は包囲材を有し、該包囲材中にコンデンサ素子と
コンデンサ素子の内部過圧に応動する遮断装置が設けら
れており、過圧が生じた場合線遮断装置がコンデンサの
外部端子への電気接続を遮断するコンデンサに関する。

この種の公知のコンデンサの場合、電流路の遮断を例え
ば金属ケース中の過圧の結果生ずる凹入部の伸長のよう
なケースあるいは付加部分の変形を利用している。

それ故この公知の安全遮断装置の場合、電流路の遮断は
構成素子により間接的に行なわれる。

しかしその構成素子の変形にはかなりの時間の遅れを伴
なう。

また付加的構成および構造上の措置も必要であり、その
ためコンデンサの体積が増加し、製造費も高くなる。

さらにこの種の公知の遮断装置の場合その遮断装置の応
動が時間の遅れを伴うため、コンデンサケース中に高圧
ガスが生じ遮断装置が応動してもそれ以前にケースは膨
張・爆発して多大の損傷をひきおこす危険がある。

本発明の課題は構造簡単かつ動作が確実でケースの形や
材質には関係なく、極めて迅速に非可逆的な遮断を保証
するコンデンサを提案することである。

上記課題は本発明によれば冒頭に述べた形式の装置にお
いて、包囲材を有し、該包囲材中にコンデンサ素子とコ
ンデンサ素子の内部過圧に応動する遮断装置が設けられ
ており、過圧が生じた場合線遮断装置がコンデンサの外
部端子への電気接続を遮断するコンデンサにおいて、遮
断装置を包囲材内部でのコンデンサ素子の変形により作
動するようにし、その際コンデンサ素子をケーシング内
で固定包囲材中に部分的に埋入してコンデンサ素子の表
面に、遮断装置を支持する所定領域が形成されるように
し、さらに該遮断装置と包囲材との間に変形可能な材料
の領域を設け、コンデンサ素子中に過圧の生じた場合、
該所定領域および該変形可能な材料の領域が、遮断装置
を作動させるために変形するようにしたことにより解決
される。

コンデンサ素子を流れる電流の遮断は、絶縁不良あるい
は過負荷による素子の変形により直接行われるため、公
知の遮断装置における前述の欠点を回避できる。

本発明によればコンデンサ素子をケース内部にコンデン
サ素子の表面に所定領域が生ずるように配置または固定
包囲材中に部分的に埋め込み、この所定領域がコンデン
サ素子の内部過圧により変形して遮断装置を作動させる
ようにする。

コンデンサ素子を扁平巻体形にするか層状に配置した誘
電体を有するように実施すれば特に有利である。

何故ならばこの実施例では有効な変形部分が巻状層表面
あるいは成層層表面に垂直となるからである。

本発明の特に有利な実施例は次のように構成される、即
ち脆い非弾性材絶縁板に蒸着金属層あるいは貼付金属片
の導電金属支持片を取り付け、この絶縁板をコンデンサ
素子の変形部分に当接するのである。

この金属支持片は絶縁板が折れると切断する。

この場合の絶縁板を殆んど弾性変形させないためこれに
切欠部あるいは溝を設けて所定破断個所とすれば好適で
ある。

遮断装置を有するコンデンサ素子をケースに組み込む際
、この遮断装置を弾性材の中間層を介して固定充填材で
コンデンサ素子に当接させると有利である。

このように構成すればコンデンサ素子の変形に必要な面
積を所定範囲に十分確保できて、金属支持片を有する絶
縁体は絶縁破壊時に完全に変形し破断することが保証さ
れる。

次に本発明の実施例を図を用いて詳述する。

第１図において１０は絶縁板、１１は図のような条片状
金属支持片を示す。

この金属支持片の１端をコンデンサ接続線に、他端をコ
ンデンサ極板に接続する。

１２は脆い物質の絶縁板１０上の所定破断個所を示す。

所定破断個所が設けられているので絶縁板はほとんど弾
性変形することがない。

第２図は扁平巻体の形で実施したコンデンサ素子１３を
表わす。

このコンデンサ素子は３本の接続線１４，１５．１６を
有する。

接続線１５は絶縁板１０に取り付けた金属支持片と１７
の部分でハンダ付される。

金属支持片は貼付金属箔を有する部材より成る。

この貼付金属箔の代りに金属層を絶縁板１０上に蒸着し
て金属支持片１１とすることもできる。

蒸着金属層を用いる場合は、金属支持片が僅か変形して
も電流路の遮断は保証される。

接続線１４，１５．１６の自由端は支持板１９の切欠部
１８に挿入されている。

第３図はコンデンサ素子１３の自由扁平面２０が、扁平
巻体として構成されたコンデンサ素子１３の巻かれた層
表面に対して、垂直方向への湾曲を示す。

この図は層状に誘電体を有するコンデンサ素子の場合に
もあてはまる。

その場合素子の自由側面の変形方向は、成層層表面に対
して同じく垂直である。

内部過圧により生ずる力を矢印２１，２２゜２３．２４
で示す。

ケース２５の内部ではコンデンサ素子の両端面２６．２
７および左側扁平面２８を、扁平面２０にのみコンデン
サ素子１７の表面に所定領域が生ずるように、固定プラ
スチック包囲材２９中に埋め込む。

この所定領域がコンデンサ素子１３中の内部過圧で変形
して、絶縁板１０と金属支持片１１とから構成される装
置を作動させる。

ケース２５を十分堅固に構成するならば、両端面２６．
２７および左側扁平面２８での包囲材２９は省略するこ
ともできる。

この場合、ケースを絶縁物で構成するか、あるいは別の
方法でケースをコンデンサ素子１３と絶縁する場合は、
このケースは３つの側面方向でのみ変形力を受け、コン
デンサ素子１３の全表面の中の扁平面２０に残存する変
形可能な所定領域が、コンデンサ素子１３中に内部過圧
が生じた際に遮断装置１０、１１を作動させる。

第４図はケース２５中でプラスチック包囲材２９に埋め
込んだコンデンサ素子１３を示す。

この図では金属支持片１１を有する絶縁板１０より構成
する遮断装置は、弾性材３０より成る中間層を介して埋
め込まれている。

この遮断装置を固定注入物質でコンデンサ素子に密着さ
れている。

弾性材としては気泡を有する任意の発泡材を使用する。

包囲材２９のプラスチック物質を射出または注入する際
、これが発泡物質中に浸入しないようにする。

何故ならば包囲材のプラスチック物質が浸入すると、発
泡物質の弾性は少なくともその一部が失なわれるからで
ある。

この遮断装置を例えば第２図で説明したように、脆い非
弾性材の絶縁板１０より構成する。

この絶縁板１０をコンデンサ素子１３の扁平面の変形す
る部分に当接する。

コンデンサ素子全面を弾性材３０の部分を除いてプラス
チック包囲材２９で取囲み、この素子を湿気などの外部
の影響から十分に保護する。

機械的影響はケース２５および包囲材２９のためコンデ
ンサ素子１３には達しない。

弾性材３０および金属支持片１１を有する絶縁板１０を
製造の最終段階の前に特別の作業工程で適当にコンデン
サ素子に取り付ける。

第４図で上記の説明以外の部分には、第１図〜第３図と
同一番号が付けられている。

第５図は第４図のコンデンサの遮断過程を示す。

コンデンサ素子１３中に内部過圧が生ずると、この素子
は扁平面２０の方向にだけ変形する。

何故ならば両端面２６．２７および左の扁平面２８の位
置および形がプラスチック包囲材２９で固定されている
からである。

コンデンサ素子１３が弾性材３０の方向に膨張すると、
絶縁板１０の所定破断個所１２は折れる。

それ故金属支持片は切断し、この扁平巻体の下側端面２
７から接続線１５への電気接続は遮断する。

第５図と第４図は遮断領域の部分を除いては同一である
から、再度説明を省略する。

前述の説明から明らかなように、本発明は遮断装置を有
するコンデンサに関する。

この遮断装置は、コンデンサ素子表面が素子中の欠陥あ
るいは電気的・熱的過負荷により膨張した場合、外側の
固定包囲材中に組み込まれたコンデンサ素子を、図示し
てない外部接続電源から非可逆的に遮断する。

それによりケースの損傷およびそれに付随する損傷を回
避できる。

本発明は殆ど任意の形状・材質のコンデンサケースに使
用できる。

例えば熱硬化性プラスチックのケースに公知の遮断装置
を使用すると、熱硬化性プラスチックが変形し難いため
ケースを損傷するが、本発明の遮断装置はこの熱硬化性
プラスチックにも使用できる。

遮断装置を有するコンデンサを本発明によって構成すれ
ば、動作が極めて確実でしかも経済的な製造法が可能と
なる。

何故ならば、素子自身の機械的作用が遮断装置に直接加
わることにより、コンデンサ素子に流れる電流を遮断す
るからである。

材料の欠陥のためコンデンサ素子内部が電気的・熱的に
過負荷状態となるか、あるいはコンデンサ素子内部の誘
電体の絶縁が老化した場合に、このコンデンサ素子は変
形するようにする゛。

しかもその際のガス分解物の吐生を阻止し、コンデンサ
素子からのガス吐生以前に、コンデンサ素子の絶縁破壊
過程が完了するようにする。

コンデンサ素子がこのように変形する場合、巻体体積の
少くとも一部は増加するが、その際コンデンサ素子を適
当な形状にして組み込み、所定の個所に体積膨張が生ず
るようにして、この体積膨張を遮断装置の作動に利用す
る。

この条件はコンデンサ素子を扁平巻体および層状に配置
した誘電体の形にすると、極めて容易に実現できる。

何故ならば扁平面で巻体層表面または成層層表面に対し
て垂直の方向に湾曲に対しての最小の抵抗力が生ずるか
らである。

それ酸コンデンサ素子の絶縁破壊時に特にこの扁平面に
力が生じて、この力が遮断装置を迅速かつ確実に作動さ
せるのである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明による遮断装置を有するコンデンサの実施例
を示すもので、第１図は金属支持片と所定破断個所を有
する絶縁板の斜視図、第２図は扁平巻体に遮断装置を取
り付けた斜視図、第３図はコンデンサ素子の自由扁平面
での湾曲状態を示す一部切欠側面図、第４図は第２図の
コンデンサ素子をケースに収納し遮断装置の部分に弾性
材を充填した状態を示す縦断面図、第５図は第４図のコ
ンデンサの遮断状態を示す縦断面図である。 １０・・・・・・絶縁板、１１・・・・・・金属支持片
、１２・・・・・・所定破断個所、１３・・・・・・コ
ンデンサ素子、１４゜１５．１６・・・・・・接続線、
２１，２２，２３，２４・・・・・・内部過圧による生
ずる力、２５・・・・・・ケース、２９・・・・・・包
囲材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 包囲材を有し、該包囲材中にコンデンサ素子とコン
   デンサ素子の内部過圧に応動する遮断装置が設けられて
   おり、過圧が生じた場合線遮断装置がコンデンサの外部
   端子への電気接続を遮断するコンデンサにおいて、遮断
   装置１０．１１を包囲材２５．２９内部でのコンデンサ
   素子１３の変形により作動するようにし、その際コンデ
   ンサ素子１３をケーシング２５内で固定包囲材中に部分
   的に埋入してコンデンサ素子１３の表面に、遮断装置１
   ０．１１を支持する所定領域２０が形成されるようにし
   、さらに該遮断装置１０．１１と包囲材２５．２９との
   間に変形可能な材料の領域３０を設け、コンデンサ素子
   中に過圧の生じた場合、該所定領域および該変形可能な
   材料の領域が、遮断装置１０．１１を作動させるために
   変形するようにしたことを特徴とするコンデンサ。