(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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し、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るとともに、この引出用端子を前記外側用蓋の箇所で外部用端子に接続し、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、外部用端子に溶接又はリベット止めして接続する棒状の引出用端子と、前記内側用蓋と前記外側用蓋との間のケースの側面に設けた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、断面が台形状やＲ状の突起を押しつぶした形状であり、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第１の突起と、及び前記外側用蓋を支持する第２の突起とを有することを特徴とする保安装置付コンデンサ。
【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、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１９に示す通りの保安装置付コンデンサ６０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、外側用蓋６３を取付けて密閉するとともに、コンデンサ素子６１と外側用蓋６３との間に貫通孔６４を有する内側用蓋６５を設けている。そして外側用蓋６３と内側用蓋６５との間に、アルミ製の細いリード線６６とリベット６７とを溶接して一体化した引出用端子６８を接続している。この引出用端子６８は、リード線６６を外側用蓋６３の表面で、はと目端子板からなる外部用端子６９に半田７０接続するとともに、リベット６７を加工してコンデンサ素子６１から引き出された内部端子７１に接続している。また、外側用蓋６３と内側用蓋６５との間のケース６２の側面に蛇腹状の突起７２を設け、引出用端子６８と合せて保安装置を形成している。そしてケース６２内の圧力が上昇すると、突起７２がケース６２の側面方向に伸びて外側用蓋６３と内側用蓋６５との間の距離が長くなり、ケース６２の蛇腹状の突起７２が伸びる。このため、引出用端子６８は、これを引き伸ばす方向の力が加わり、リード線６６とリベット６７の溶接箇所で切断する。引出用端子６８が切断すると、保安装置付コンデンサ６０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６０では、リード線６６が１．５mm程度の径であり細いため外部用端子６９に溶接等することが非常に困難であり、かつはと目端子板である外部用端子６９を密封する目的のため、リード線６６を外部用端子６９に半田７０接続しなければならない。そして、この半田７０付け作業は自動化が非常に困難であり、手作業にしてもコストが高くなり、作業時間も長くなる等の欠点がある。
また、保安装置付コンデンサ６０は、ケース６２内の圧力が上昇して蛇腹状の突起７２が伸び、引出用端子６８が切断してケース６２内の温度が下がり圧力が低下すると、外側用蓋６３が、突起７２や引出用端子６８による支えがなくなり、ケース６２内に落ち傾斜したりする。このため、ケース６２と外側用蓋６３との間に隙間ができケース６２内の含浸液が蒸気等になってこの隙間からケース６２外に漏出する欠点がある。
さらに、保安装置付コンデンサ６０は、蛇腹状の突起７２をケース６２の側面に対して垂直に突出して設けている。この蛇腹状の突起７２はケース６２内の圧力の増加に伴って徐々に伸びる。従って、引出用端子６８は、引き伸ばす力が徐々に加わり、急には切断しない。このため、リード線６６とリベット６７とが溶接箇所で途中まで切断された状態や、切断してもリード線６６とリベット６７とが接近している状態が発生する。これらの状態の場合、大電流が流れたり、アークが発生して異常に発熱する。そして引出用端子６８やコンデンサ素子６１が燃えたり、発煙したりする恐れがある。
【０００５】
本発明は、以上の欠点を改良し、自動化し易く、製造を容易にでき、製造時間を短縮できるとともに、製造コストを低下でき、安価で、かつ、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】
また、本発明は、安全性をより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。
【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、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し、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るとともに、この引出用端子を前記外側用蓋の箇所で外部用端子に接続し、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、外部用端子に溶接又はリベット止めして接続する棒状の引出用端子と、前記内側用蓋と前記外側用蓋との間のケースの側面に設けた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、断面が台形状やＲ状の突起を押しつぶした形状であり、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第１の突起と、及び前記外側用蓋を支持する第２の突起とを有す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。
【００１２】
本発明は、内側用蓋と外側用蓋との間のケース側面に設けた、断面が台形状やＲ状の突起を押しつぶした形状の第１の突起をこの側面に対して斜め上に突出している。
この突出部は、ケース内の圧力の増加に対して、圧力が所定値に達した際に急に伸びる。そして、この突出部の急激な伸びに対して、引出用端子は、機械的な弱点部で短時間に切断し、切断箇所に十分な空隙を生じる。従って、大電流が流れたり等して異常に発熱することなく、コンデンサ素子の発煙や発火等をより防止できる。
【００１３】
【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、巻回後、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。
【００１４】
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し収納している。
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。
【００１５】
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。
さらに、第１の突起４はケース３の側面に対して垂直である９０度以外の角度、すなわち斜めに突出している。この場合、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する。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。
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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に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は腐食する。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。
【００１９】
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とを設けている。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、引出用端子７ａ及び７ｂの貫通する貫通孔１４ａ及び１４ｂから離れた周辺にガス透過用の貫通孔１３を設けた場合には、含浸液は内側用蓋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る。従ってトラッキングの発生を防止し易くなる。
【００２０】
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を貫通している。そして引出用端子７ａ及び７ｂの一端を外側用蓋１０の表面で外部用端子１５ａ及び１５ｂに超音波や電気等により溶接している。また、その他端を内側用蓋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をリベット止めする構造にしてもよい。また、引出用端子７ａ及び７ｂ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を溶接してもよい。
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個の棒状の金属部材７ａ−１及び７ａ−２並びに７ｂ−１及び７ｂ−２どうしを超音波や電気等により溶接して一体化したものである。そしてその一方の金属部材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に溶接しまたはリベット止めし、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、一端を陽極内部端子２ａ及び陰極内部端子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の棒状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を一個の棒状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。
【００２１】
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。また、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。そして特に溶接部を内側用蓋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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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３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、かつ、引出用端子７ａ及び７ｂが切断後に外側用蓋１０から抜けるのを防止している。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
なお、引出用端子及びスペーサとしては、他に図４〜図９に示す通りの構造のものを用いてもよい。この場合、図１と同一のものは同一の符号で表す。
すなわち、図４（イ）に示す棒状の引出用端子３０は、２個の金属部材３０―１及び３０―２を溶接して一体化したものである。そして、一方の金属部材３０―１は、外側用蓋１０の貫通孔１２ａと、スペーサ３１に設けた貫通孔３２とを貫通し、一端を外部用端子１５ａに溶接やリベット止めして接続するとともに、他端にツバ３３を設け、このツバ３３をスペーサ３１の内面に接触している。また、他方の金属部材３０―２は、内側用蓋１１に設けた貫通孔１４ａを貫通し、一端を先細りのテーパー状にして前記の金属部材３０―１のツバ３３を有する端に溶接するとともに、途中に内側用蓋１１の裏面に接するツバ３４を設け、他端を陽極リード線２ａ等にリベット止め等して接続できるように先細りのテーパー状にしている。
また、スペーサ３１は、図４（ロ）に示す通り、円板状で、溝やスリットがなく、貫通孔３２が大径部３２―１と小径部３２―２の２段になっている。そして金属部材３０―１が小径部３２―２を貫通するとともに、ツバ３３が大径部３２―１の上面に接触している。
【００２８】
また、図５に示す引出用端子３５も２個の金属部材３５―１及び３５―２を溶接して一体化したものである。そして一方の金属部材３５―１は、外側用蓋１０の貫通孔１２ａと、スペーサ３６の貫通孔３７とを貫通し、一端を外部用端子１５ａに溶接やリベット止めして接続し、途中にスペーサ３６の内面に接触するツバ３８を設け、他端を先細りのテーパー状にし内側用蓋１１の近傍まで延長している。また、他方の金属部材３５―２は、内側用蓋１１の貫通孔１４ａを貫通し、一端を先細りのテーパー状にしてもう一方の金属部材３５―１の端に溶接し、他端にツバ３９を設け内側用蓋１１の裏面に接触している。なお、スペーサ３６はスペーサ３１と同形になっている。
【００２９】
さらに、図６に示す引出用端子４０は、１個の金属部材からなり、一端を外部用端子１５ａに溶接やリベット止めして接続するとともに、途中にスペーサ４１の内面に接触するツバ４２と、このツバ４２の下方に位置する貫通孔４３とを各々設け、他端を先細りのテーパー状にして陽極内部端子２ａ等にリベット止め等して接続する形状にしている。また、ワッシャ４４をこの引出用端子４０のテーパー状の端からはめ込んで、内側用蓋１１の裏面に接触し、押しつけ、引出用端子４０を固定している。この引出用端子４０はツバ４２の下方に設けた貫通孔４３の箇所が機械的な弱点部となる。この場合も、スペーサ４１はスペーサ３１と同形になっている。
【００３０】
そして図７に示す引出用端子４５は、図１の引出用端子７ａと類似した形状であり、途中に溶接箇所が無く、１個の金属部材からなり、一部を細くして機械的な弱点部４６としている点が異なっている。この引出用端子４５は、引出用端子７ａと比較して、溶接箇所がないため、製造し難く、切断し難い。
【００３１】
また、図８に示す引出用端子４７も、図１の引出用端子７ａと類似した形状であり、外側用蓋１０を貫通する方の金属部材４７―１は、金属部材７ａ―１と同形である。しかし、内側用蓋１１を貫通する方の金属部材４７―２は、金属部材７ａ―２と異なり、両端がテーパー状で、途中にツバ１８が無く、ワッシャ４８をはめ込んでいる。この引出用端子４７は、予め２個の金属部材４７―１及び４７―２を溶接して一体化し、その後、外部用端子１５ａに溶接又はリベット止めして接続し、外側用蓋１０、スペーサ１６及び内側用蓋１１を貫通してワッシャ４８をはめ込んで固定でき、図１の保安装置付コンデンサ２６に比較して製造が容易になる。
【００３２】
なお、各引出用端子７ａ，７ｂ，３０，３５，４０，４５及び４７は、弱点部以外の箇所をほぼ２．５mm以上の径とする方がよく、折り曲げに対する強度を大きくでき、取付作業時において屈曲したり、切断するなどの不良を防止できる。
【００３３】
そして、スペーサ５０は、図９に示す通り、中央部に溝を設けず、ストレートな貫通孔５１を設けた構造のものを用いてもよい。この場合、このスペーサ５０を、図１に示す通り、外側用蓋１０と内側用蓋１１とを貫通する前に予め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ない。また、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と組み合わせて用いるとき、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の先端を内側用蓋１１から十分に離隔させ、それにより内側用蓋１１に付着した電解液によって導通したり、トラッキングが生じるのを防止するため、ケース３に設ける第１の突起４の高さをより高くするなどの構造にする必要がある。
【００３４】
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。
【００３５】
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、超音波溶接や電気溶接等の溶接又はリベット止めにより互いに接続する。
【００３６】
そしてこの接続後の金属部材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１０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１１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−２及び７ｂ−２の端とを接触して超音波溶接等して互いに溶接する。
これにより、図１２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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
そして図１３に示す通り、円周状の面の中央部に突起５２を設けた円板状の治具５３を有底円筒状のケース５４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５４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５４の口５５の部分に押し治具５６を当て、これをケース５４の底の方に押しながら、形成作業を行った方が好ましい。
【００４０】
第３の突起６を形成後、図１４に示す通り、コンデンサ素子１をケース５４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。
【００４１】
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１５に示す通り、内側用蓋１１と外側用蓋１０との間のケース５４の側面に突起５７を形成する。そして図１６に示す通り、この突起５７を押しつぶして蛇腹状等の第１の突起４を形成する。
【００４２】
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。
【００４３】
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１７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。
【００４４】
第２の突起５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。
【００４５】
上記の通りに形成した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、空間の圧力が高くなる。そして図１８に示す通り、このガス圧が所定値に達すると、第１の突起４がケース３の側面方向に急に伸びて、引出用端子７ａ及び７ｂが弱点部８ａ及び８ｂの箇所で切断する。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。
【００４６】
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、第２の突起５により支持され、ケース３内で傾斜等することがない。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。
【００４７】
なお、引出用端子７ａ及び７ｂを棒状にしているため、外部用端子１５ａ及び１５ｂに接続し易い。そして溶接やリベット止めして接続することによりその接続作業を容易に自動化できる。
さらに、第１の突起４は、ケース３の側面に対して斜めに突出しているため、ケース３内の圧力が増加し、所定値に達した際に急に伸びる。このため、引出用端子７ａ及び７ｂは、弱点部８ａ及び８ｂで短時間に切断し、この切断箇所に十分な空隙を生じる。従って、この弱点部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、コンデンサ素子１の発煙や発火等を防止できる。
そして、外側用蓋１０と内側用蓋１１との間に両者の間隔を保持するスペーサ１６を設けているため、引出用端子７ａ及び７ｂを外側用蓋１０、スペーサ１６及び内側用蓋１１に貫通して取付けた後に、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に溶接したりリベット止めして接続する際に、引出用端子７ａ及び７ｂに機械的な力が加わっても、引出用端子７ａ及び７ｂが屈曲するのをスペーサ１６により防止できる。
【００４８】
【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。
【００４９】
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。
【００５０】
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レン・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。
【００５１】
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。
【００５２】
引出用端子７ａ及び７ｂは、２個のアルミ製の棒状の金属部材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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
以下余白
【表１】
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【００５８】
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。
【００５９】
【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を設けたコンデンサにおいて、断面が台形状やＲ状の突起を押しつぶした形状の第１の突起をケース側面に対して斜め上に突出しているため、発煙や発火等をより防止し易く、安全性のより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】ワッシャの断面図を示す。
【図４】本発明の他の実施の形態に用いる外部用端子、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及びスペーサの斜視図を示す。
【図５】本発明の他の実施の形態に用いる外部用端子、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６】本発明の他の実施の形態に用いる外部用端子、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７】本発明の他の実施の形態に用いる外部用端子、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８】本発明の他の実施の形態に用いる外部用端子、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】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１０】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１１】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１２】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１３】ケースに第３の突起を形成する状態の正面図を示す。
【図１４】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１５】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１６】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１７】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１８】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１９】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，３０，３５，４０，４５，４７…引出用端子、
８ａ，８ｂ，４６…弱点部，１０…外側用蓋、  １１…内側用蓋、
１５ａ，１５ｂ…外部用端子、  １６，３１，３６，４１，５０…スペーサ、
２６…保安装置付コンデンサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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