(57)【要約】【課題】複数並設のコンデンサ素子同士の電気的接続が簡便で、耐絶縁性に優れた構造のコンデンサ装置を提供する。【解決手段】個々のコンデンサ素子１１は、その巻き終わり端部にて、各電極１２，１３の一部が接触部１２ａ，１３ａとして各誘電体１４，１５から長手方向（周回方向）に突出し、巻回後の押し潰しにて扁平状とされた際に生じる一対の扁平平面に各電極１２，１３の接触部１２ａ，１３ａがそれぞれ露出する。コンデンサ装置１０として組み立てる際には、コンデンサ素子１１の接触部１２ａ，１３ａの突出方向が接触するもの同士で互いに逆向きとなるようにコンデンサ素子１１が必要数配置され、各コンデンサ素子１１の並設とともに隣接のコンデンサ素子１１の電極１２，１３の接触部１２ａ，１３ａ同士の接触が図られる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコンデンサ素子を並設し、各コンデンサ素子が電気的に直列接続される構成のコンデンサ装置であって、
前記コンデンサ素子は、一対のシート状電極及び一対のシート状誘電体が交互に重ね合わされて巻回され、その巻き終わり端部にて各電極の一部が接触部として各誘電体から長手方向に突出し、巻回後の押し潰しにて扁平状とされた際に生じる一対の扁平平面に各電極の接触部がそれぞれ露出するように構成され、
前記コンデンサ素子の接触部の突出方向が接触するもの同士で互いに逆向きとなるように前記コンデンサ素子を配置し、前記コンデンサ素子の並設とともに隣接のコンデンサ素子の電極の接触部同士が接触されて構成されたことを特徴とするコンデンサ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のコンデンサ装置において、
前記コンデンサ素子の並設全体又は所定数毎に一体化させるべく、隣接のコンデンサ素子の電極の接触部同士が圧接するような締付力が作用する締付部材を用いて締め付けたことを特徴とするコンデンサ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のコンデンサ装置において、
前記誘電体が前記電極よりも幅方向に突出するように構成されたことを特徴とするコンデンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のコンデンサ素子を並設してなるコンデンサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シート状電極とシート状誘電体とが交互に重ね合わされ巻回される構造のコンデンサ素子が複数並設され、各コンデンサ素子が直列接続されてなるコンデンサ装置なるものが知られている。
【０００３】
例えば特許文献１に開示のコンデンサ装置（電力用コンデンサ）は、複数のコンデンサ素子の個々がシート状電極をシート状誘電体よりも幅方向に突出するように構成され、電極の幅方向に突出させた部分が隣接のもの同士で接続線を用いて接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１８２８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、コンデンサ素子同士を接続するのに接続線を必要とすることや、その接続線の接続作業を必要とすることは、部品増及び工数増となって、コンデンサ装置の高コスト化の要因となる。そのため、各コンデンサ素子同士の接続構造を簡便にしつつ、耐絶縁性に優れた構造とすることが望まれている。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、複数並設のコンデンサ素子同士の電気的接続が簡便で、耐絶縁性に優れた構造のコンデンサ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数のコンデンサ素子を並設し、各コンデンサ素子が電気的に直列接続される構成のコンデンサ装置であって、前記コンデンサ素子は、一対のシート状電極及び一対のシート状誘電体が交互に重ね合わされて巻回され、その巻き終わり端部にて各電極の一部が接触部として各誘電体から長手方向に突出し、巻回後の押し潰しにて扁平状とされた際に生じる一対の扁平平面に各電極の接触部がそれぞれ露出するように構成され、前記コンデンサ素子の接触部の突出方向が接触するもの同士で互いに逆向きとなるように前記コンデンサ素子を配置し、前記コンデンサ素子の並設とともに隣接のコンデンサ素子の電極の接触部同士が接触されて構成される。
【０００８】
この発明では、個々のコンデンサ素子は、その巻き終わり端部にて、各電極の一部が接触部として各誘電体から長手方向に突出し、巻回後の押し潰しにて扁平状とされた際に生じる一対の扁平平面に各電極の接触部がそれぞれ露出するように構成される。そして、
コンデンサ装置として組み立てる際、コンデンサ素子の接触部の突出方向が接触するもの同士で互いに逆向きとなるようにコンデンサ素子が必要数配置され、各コンデンサ素子の並設とともに隣接のコンデンサ素子の電極の接触部同士の接触が図られる。つまり、コンデンサ素子を並設する工程で隣接のコンデンサ素子の電気的接続が可能なため、その電気的接続のための個別の工程が不要で、また電気的接続のための接続線が不要であり、接続構造が簡便である。またこの場合、コンデンサ素子の接触部の突出方向が接触するもの同士で互いに逆向きに配置されることから、接触部以外で、異なる電極同士が誘電体を挟んで直接的に対向する部分が生じることが防止され、破壊電位傾度が大きく、耐絶縁性が高い構造とすることが可能である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のコンデンサ装置において、前記コンデンサ素子の並設全体又は所定数毎に一体化させるべく、隣接のコンデンサ素子の電極の接触部同士が圧接するような締付力が作用する締付部材を用いて締め付けられる。
【００１０】
この発明では、コンデンサ素子の並設全体又は所定数毎の締付部材による締め付けにて、コンデンサ素子の一体化とともに、隣接のコンデンサ素子の電極の接触部同士が圧接し、より確実な接触（電気的接続）状態となる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のコンデンサ装置において、前記誘電体が前記電極よりも幅方向に突出するように構成される。
この発明では、電極間に介在する誘電体が幅方向に突出するため、容易に電極間の短絡防止を図ることが可能である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のコンデンサ装置によれば、複数並設のコンデンサ素子同士の電気的接続が簡便で、耐絶縁性に優れた構造とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）は一実施形態のコンデンサ装置の構成図、（ｂ）はその回路図。
【図２】（ａ）〜（ｃ）はコンデンサ素子の製造過程を説明するための説明図。
【図３】（ａ）〜（ｃ）はコンデンサ装置の組立過程を説明するための説明図。
【図４】（ａ）は実施形態のコンデンサ素子の積層態様、（ｂ）は比較例の積層態様を説明するための説明図。
【図５】コンデンサ装置の外部接続用電線の接続態様を説明するための説明図。
【図６】（ａ）（ｂ）は別例のコンデンサ素子の構成を説明するための説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１（ａ）（ｂ）に示すように、コンデンサ装置１０は、複数のコンデンサ素子１１が並設（積層）されて構成されており、電気回路としては、各コンデンサ素子１１が直列接続されて構成されている。
【００１５】
図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、個々のコンデンサ素子１１は、矩形帯状の一対のシート状電極１２，１３と、同じく矩形帯状の一対のシート状誘電体１４，１５とを用い、各電極１２，１３と各誘電体１４，１５とが交互に重ね合わされて巻回されてなる。この場合、電極１２、誘電体１４、電極１３、誘電体１５の順に重ね合わされ、巻回する際の最も内側に電極１２が位置し、最も外側に誘電体１５が位置するようにして巻回される。
【００１６】
また、コンデンサ素子１１の巻き始め部分は（図示略）、誘電体１４，１５を電極１２，１３よりも長手方向に若干突出させ、電極１２，１３同士の短絡防止が図られている。誘電体１４，１５同士は、それぞれ巻き始め位置が同じとされている。
【００１７】
これに対し、コンデンサ素子１１の巻き終わり部分は、巻回外側の誘電体１５が最も短く、次いで電極１３、次いで誘電体１４、巻回内側の電極１２は最も長くされている。
ここで、個々のコンデンサ素子１１の製造手順について、上記重ね合わせ状態とした電極１２，１３及び誘電体１４，１５が、巻芯（図示略）の周りに図２（ａ）のように円筒状に巻回され、図２（ｂ）のように巻き終わり端部まで巻き終えた後は巻芯が抜き取られて、コンデンサ素子１１の中間体として構成される。このとき、最も短い最外周の誘電体１５の巻き終わり端部に対し、一枚内側の電極１３の巻き終わり端部は長手方向に長さＬ１だけ突出し、更に一枚内側の誘電体１４の巻き終わり端部は先の電極１３の巻き終わり端部から長手方向に長さＬ２だけ突出し、最内周の電極１２の巻き終わり端部は先の誘電体１４の巻き終わり端部から長手方向に長さＬ３だけ突出している。つまり、巻き終わり状態のコンデンサ素子１１の中間体の外周面において、誘電体１５、電極１３、誘電体１４、電極１２の各巻き終わり端部が略９０°毎に位置するような各長さＬ１〜Ｌ３に設定されている。従って、このコンデンサ素子１１の中間体においては、誘電体１５から長手方向（周回方向）に突出する電極１３と、誘電体１４から同方向に突出する電極１２とが略１８０°の位置関係をなし（同図では電極１２側のみ図示）、コンデンサ素子１１の中間体の外周面にて両電極１２，１３が外部に露出するようになっている。各電極１２，１３の露出する部分をそれぞれ接触部１２ａ，１３ａとする。
【００１８】
また、電極１２，１３の幅方向端部から誘電体１４，１５の幅方向端部がその両側において同等の長さＷ１だけ若干突出するように、電極１２，１３及び誘電体１４，１５の幅方向寸法及び位置決めがなされている。電極１２，１３間に介在する誘電体１４，１５を幅方向に突出させることで、幅方向においても電極１２，１３同士の短絡防止が図られている。
【００１９】
そして、図２（ｃ）のように、コンデンサ素子１１の円筒状をなす中間体は、中空部分が無くなるように扁平状に押し潰される。これにより生じる一対の扁平平面に各電極１２，１３の接触部１２ａ，１３ａがそれぞれ略中央に位置するように、個々の矩形扁平状のコンデンサ素子１１が作製されている。コンデンサ装置１０としては、これらコンデンサ素子１１が必要数だけ複数用いられる。
【００２０】
次いで、コンデンサ装置１０は、図３（ａ）〜（ｃ）及び図５に示す手順で組み立てられている。
図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、コンデンサ素子１１が必要数用意され、個々のコンデンサ素子１１がその押し潰された方向で同じ向きに並設（積層）される。この場合、図３（ｂ）のように、隣り合うコンデンサ素子１１の電極１２の接触部１２ａと電極１３の接触部１３ａとが対向するように配置される。そして、コンデンサ素子１１を順次並設配置することで、同時に隣接のコンデンサ素子１１の電極１２，１３の接触部１２ａ，１３ａ同士が接触し、互いが電気的に接続される。そして、図３（ｃ）のように、必要数のコンデンサ素子１１が並設され、各コンデンサ素子１１が電気的に直列接続された状態となる。
【００２１】
ここで、図４（ａ）に本実施形態のコンデンサ素子１１の積層態様、図４（ｂ）に比較例の積層態様をそれぞれ示す。
図４（ａ）に示す本実施形態は、コンデンサ素子１１を同じ向きとして積層する態様である。この場合、下側のコンデンサ素子１１の上面にて露出する電極１２の接触部１２ａと、上側のコンデンサ素子１１の下面にて露出する電極１３の接触部１３ａとがその積層時に接触するが、接触部１２ａ，１３ａの誘電体１４，１５からの突出方向は互いに逆向きとなっている。
【００２２】
図４（ｂ）に示す比較例は、互いに接触する接触部１２ａ，１３ａの誘電体１４，１５からの突出方向を同じ向きとし、コンデンサ素子１１としては交互に逆向きにて積層される態様である。この場合、互いに接触する接触部１２ａ，１３ａの先端より先の部分Ｂにて、誘電体１４，１５の一層内側の異極の電極層１２ａｘ，１３ａｘ同士がその誘電体１４，１５を挟んで直接的に対向する状況が生じる。すると、この部分Ｂでの破壊電位傾度が小さくなり、耐絶縁性として不利である。
【００２３】
尚、接触部１２ａ，１３ａの先端をその部分Ｂをも覆うように延設すれば、異極の電極層１２ａｘ，１３ａｘ同士の対向を防止することはできる。しかしながら、コンデンサ素子１１の積層状態において接触部１２ａ，１３ａの先端部が外側に突出するため、コンデンサ素子１１の取り扱い時に電極１２，１３（接触部１２ａ，１３ａ）が千切れたり、絶縁油中にコンデンサ素子１１を沈設する使用状況ではその油中に突き出して電界集中が生じたりと、別の問題点がある。
【００２４】
これに対し、図４（ａ）に示す本実施形態は、コンデンサ素子１１の積層状態において接触部１２ａ，１３ａの先端部が外側に突出することもなく、互いに接触する接触部１２ａ，１３ａの先端より先の部分Ａで、一層内側の電極層１２ａｘと隣接の同極の接触部１２ａとが誘電体１４，１５を挟んで対向し、一層内側の電極層１３ａｘと隣接の同極の接触部１３ａとが誘電体１４，１５を挟んで対向する状況となる。つまり、接触部１２ａ，１３ａ以外で、異極の電極層１２ａｘ，１３ａｘ同士が直接的に対向することのない構造となっている。そのため、本実施形態では、破壊電位傾度の大きい、耐絶縁性の高いコンデンサ素子１１の積層構造となっている。
【００２５】
そして、図３（ｃ）のように、必要数のコンデンサ素子１１の並設の後、図５に示すように、並設一端部側に位置するコンデンサ素子１１の電極１２の接触部１２ａと、その他端部側に位置するコンデンサ素子１１の電極１３の接触部１３ａは、押え板１６ａ，１６ｂを用いてそれぞれ外部接続用電線１７と接続される。押え板１６ａ，１６ｂは、コンデンサ素子１１の並設端部毎に一対用いられ、平面視でコンデンサ素子１１と同様な矩形状をなす。尚、同図５においては、一端部側のコンデンサ素子１１の電極１２（接触部１２ａ）との接続態様を図示し、他端側のコンデンサ素子１１の電極１３（接触部１３ａ）と接続態様については同様であることから、図示及び説明を省略する。
【００２６】
外部接続用電線１７の一端には矩形状の接続板１７ａが備えられ、該接続板１７ａがコンデンサ素子１１の電極１２の接触部１２ａと接触させて配置される。電線１７の接続板１７ａは、並設端部毎に一対用いる内の１つの押え板１６ａでコンデンサ素子１１の電極１２の接触部１２ａに対して押えられ、接続板１７ａと電極１２の接触部１２ａとの接続の安定化が図られている。外部接続用電線１７の本体は、フレキシブルな電線であり、接続板１７ａの押えに用いた一方の押え板１６ａと、もう一方の押え板１６ｂとで挟持される。つまり、電線１７の本体に対して張力等の外力が作用した際に、挟持する一対の押え板１６ａ，１６ｂにてその張力等がその先の接続板１７ａとコンデンサ素子１１の電極１２（接触部１２ａ）との接続箇所に伝達しないようにしている。
【００２７】
そして、複数並設されたコンデンサ素子１１及びその両端に配置される押え板１６ａ，１６ｂを含んだ全体が一体となるように、図１（ａ）のように全体外周が結束テープ１８により締め付けられる。この結束テープ１８による締め付けは、コンデンサ装置１０の一体化とともに、隣接の各コンデンサ素子１１の電極１２，１３の接触部１２ａ，１３ａ同士、及び電極１２，１３の接触部１２ａ，１３ａと電線１７の接続板１７ａとを圧接させ、それら相互間の電気的接続がより確実となるようにする。このようにしてコンデンサ装置１０の製造がなされている。因みに、このようなコンデンサ装置１０は、コンデンサ形計器用変圧器、電力線搬送用結合コンデンサ等に用いられる。
【００２８】
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）個々のコンデンサ素子１１は、その巻き終わり端部にて、各電極１２，１３が接触部１２ａ，１３ａとして各誘電体１４，１５から長手方向（周回方向）に突出し、巻回後の押し潰しにて扁平状とされた際に生じる一対の扁平平面に各電極１２，１３の接触部１２ａ，１３ａがそれぞれ露出する。そして、コンデンサ装置１０として組み立てる際、コンデンサ素子１１の接触部１２ａ，１３ａの突出方向が接触するもの同士で互いに逆向きとなるようにコンデンサ素子１１が必要数配置され、各コンデンサ素子１１の並設とともに隣接のコンデンサ素子１１の電極１２，１３の接触部１２ａ，１３ａ同士の接触が図られるようにした。つまり、コンデンサ素子１１を並設する工程で隣接のコンデンサ素子１１の電気的接続が可能なため、その電気的接続のための個別の工程が不要で、また電気的接続のための接続線が不要であり、接続構造を簡便とすることができる。またこの場合、コンデンサ素子１１の接触部１２ａ，１３ａの突出方向が接触するもの同士で互いに逆向きに配置されることから、接触部１２ａ，１３ａ以外で、異なる電極１２，１３同士が誘電体１４，１５を挟んで直接的に対向する部分が生じることを防止でき（図４参照）、破壊電位傾度が大きく、耐絶縁性が高い構造とすることができる。
【００２９】
（２）コンデンサ素子１１の並設全体の結束テープ１８による締め付け（締付力）にて、コンデンサ素子１１の一体化とともに、隣接のコンデンサ素子１１の電極１２，１３の接触部１２ａ，１３ａ同士が圧接するようにした。そのため、電極１２，１３の接触部１２ａ，１３ａ同士をより確実な接触（電気的接続）状態とすることができる。
【００３０】
（３）電極１２，１３間に介在する誘電体１４，１５が幅方向に突出するため、容易に電極１２，１３間の短絡防止を図ることができる。
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
【００３１】
・コンデンサ素子１１の並設全体を結束テープ１８にて結束したが、コンデンサ素子１１を所定数毎に結束する態様としてもよい。また、結束テープ１８の個数や掛渡す位置等、図１（ａ）以外の結束態様としてもよい。
【００３２】
・図６に示すように、個々のコンデンサ素子１１の外周に保持テープ１９を巻いて、電極１２，１３や誘電体１４，１５の巻き戻りの防止や、電極１２，１３の位置ずれの防止等を図る態様としてもよい。保持テープ１９は、電極１２，１３の幅よりも十分小さい幅をなし、電極１２，１３及び誘電体１４，１５の周回方向に１周巻かれて、該テープ１９の端部同士を貼り付けて環状とされる。つまり、１つの保持テープ１９にて、電極１２，１３及び誘電体１４，１５での巻き戻りや電極１２，１３の位置ずれが一度に防止されるようになっている。そのため、電極１２，１３及び誘電体１４，１５の端部毎（４箇所）に粘着テープを貼り付ける態様と比べて煩雑な作業を軽減できる。
【００３３】
・複数のコンデンサ素子１１を一体化するのに結束テープ１８を用いたが、例えば紐、樹脂線、金属線、ネジ及びナットを用いる機構部材等、その他の締付部材を用いてもよい。
【００３４】
・外部接続用電線１７とコンデンサ素子１１との接続態様について、接続板１７ａや押え板１６ａ，１６ｂを用いたが、これ以外の接続態様を用いてもよい。
・電極１２，１３の接触部１２ａ，１３ａの表面形状について特に言及しなかったが、平坦面の他、ある程度剛性のある電極１２，１３であれば複数の凸を有する面としてもよい。このようにすれば、電極１２，１３の接触部１２ａ，１３ａ同士の圧接の際、圧接力がその凸に集中するため、電極１２，１３の接触部１２ａ，１３ａ間の電気的接続性の向上に寄与できる。
【００３５】
・隣接の電極１２，１３の接触部１２ａ，１３ａ間について特に言及しなかったが、その接触部１２ａ，１３ａ間に導電性ペーストを塗布してもよい。このようにすれば、電極１２，１３の接触部１２ａ，１３ａ間の電気的接続性の向上に寄与できる。
【００３６】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）  請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンデンサ装置において、
前記コンデンサ素子の電極の接触部表面に複数の凸が形成されたことを特徴とするコンデンサ装置。
【００３７】
（ロ）  請求項１〜３及び上記（イ）のいずれか１項に記載のコンデンサ装置において、
前記隣接のコンデンサ素子の電極の接触部間に導電性ペーストが塗布されて構成されたことを特徴とするコンデンサ装置。
【符号の説明】
【００３８】
１０…コンデンサ装置、１１…コンデンサ素子、１２，１３…シート状電極（電極）、１２ａ，１３ａ…接触部、１４，１５…シート状誘電体（誘電体）、１８…結束テープ（締付部材）。
【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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