(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のフィルム巻回型コンデンサ素子を直列接続する構成の電気機器において、上記各コンデンサ素子を、上方から見た状態で螺旋を描いて上下に重なる正多角形の一辺を形成するように配列した前記コンデンサ素子全体を樹脂モールドし、その樹脂モールドしたコンデンサ素子が一辺を形成する正多角形の中心線に沿って空洞部を形成したことを特徴とする電気機器。
【請求項２】
上記正多角形が正三角形である請求項１に記載の電気機器。
【請求項３】
上記正多角形が正六角形である請求項１に記載の電気機器。
【請求項４】
上記樹脂モールドしたコンデンサ素子全体を外装ケースに収容し、外装ケースにコネクタ部を設けた請求項１〜３のいずれかの項に記載の電気機器。
【請求項５】
上記モールドをエポキシ樹脂によって行う請求項１〜４のいずれかの項に記載の電気機器。
【請求項６】
上記樹脂モールドしたコンデンサ素子全体と外装ケースとの間の空隙部に、緩衝材を充填した請求項１〜５のいずれかの項に記載の電気機器。
【請求項７】
サージアブソーバーとして使用する請求項１〜６のいずれかの項に記載の電気機器。
【請求項８】
電力用コンデンサとして使用する請求項１〜６のいずれかの項に記載の電気機器。
【請求項９】
フィルター用コンデンサとして使用する請求項１〜６のいずれかの項に記載の電気機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数個のフィルム巻回型コンデンサ素子を直列接続する構成の電気機器、特に、サージアブソーバー、電力用コンデンサまたはフィルター用コンデンサに使用して好適な電気機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フィルム巻回型コンデンサ素子を、サージアブソーバー、電力用コンデンサまたはフィルター用コンデンサに使用する場合、多数のコンデンサ素子を直列接続する必要がある。
【０００３】
多数のコンデンサ素子を直列接続する場合に、１列の直線状に配列すると、製品長さが非常に長くなる。
【０００４】
このため、従来、図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示すように、多数のコンデンサ素子Ａを複数列に分け、各列内のコンデンサ素子Ａを直列に接続すると共に、各列毎を直列接続して、多数のコンデンサ素子Ａが直方体形状に配列されるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来、多数のコンデンサ素子Ａを複数列に分けて直方体形状に配列した場合、安定性が悪くなるため、設置の際にフレーム構造を頑丈にしなくてはならないという問題がある。
【０００６】
また、各列毎の接続は、ライン線３０を使用して、１列目の最後尾のコンデンサ素子Ａと２列目の最前部のコンデンサ素子Ａとの間で行われるため、各列のコンデンサ素子Ａの本数を多くすると、隣り合う各列のコンデンサ素子Ａ間の電位差が大きくなるため、各列間の絶縁距離を大きくする必要があり、製品寸法が大きくなる。一方、各列のコンデンサ素子Ａの本数を少なくすると、各列のコンデンサ素子Ａ間の電位差は小さくなるが、幅方向の製品寸法を大きくしなければならない。
【０００７】
さらに、直列に接続した多数のコンデンサ素子全体は、図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示すように、絶縁のために、エポキシ樹脂等でモールドしている。ところが、各列のコンデンサ素子Ａ間は、注型時に気泡が抜け難い構造となるため、樹脂モールド３１内にボイドが残りやすく、このボイドに電界が集中して、絶縁劣化を起こし易いという問題もあった。
【０００８】
そこで、この発明は、多数のコンデンサ素子を直列に接続して配列する場合に、安定したコンパクトな構造に配列することができ、しかも全体を樹脂モールドする場合に、樹脂モールド内にボイドが残り難くしようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明は、複数個のフィルム巻回型コンデンサ素子を直列接続する構成の電気機器において、上記各コンデンサ素子を、上方から見た状態で螺旋を描いて上下に重なる正多角形の一辺を形成するように配列した前記コンデンサ素子全体を樹脂モールドし、その樹脂モールドしたコンデンサ素子が一辺を形成する正多角形の中心線に沿って空洞部を形成したものである。
【００１０】
各コンデンサ素子を、上方から見た状態で螺旋を描いて上下に重なる正多角形の一辺を形成するように配列することにより、安定した平面形態が得られる。
【００１１】
また、各コンデンサ素子は、螺旋を描いた状態で上下方向に配列されるので、各コンデンサ素子は軸線が傾斜する。したがって、コンデンサ素子全体を樹脂モールドする際に、傾斜するコンデンサ素子の外形面に沿って気泡が抜け易くなり、樹脂モールド内にボイドが形成され難くなる。
【００１２】
また、各コンデンサ素子を、上方から見た状態で螺旋を描いて上下に重なる正多角形に配列することにより、正多角形の中心線に沿って、空洞部を設けることが可能となる。空洞部を形成することにより、放熱効率がよくなり、絶縁耐力も向上する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る電気機器は、複数個のフィルム巻回型コンデンサ素子Ａを直列接続した構造であり、サージアブソーバー、電力用コンデンサまたはフィルター用コンデンサに使用される。
【００１４】
この発明に係る電気機器は、多数個の上記フィルム巻回型コンデンサ素子Ａを直列接続して構成される。
【００１５】
多数個の上記フィルム巻回型コンデンサ素子Ａの配列は、上方から見た状態で螺旋を描いて上下に重なる正多角形の一辺を形成するようにする。
【００１６】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示す実施形態は、２４個のフィルム巻回型コンデンサ素子Ａを、上方から見た状態で螺旋を描いて上下に重なる正三角形の一辺を形成するように配列している。
【００１７】
また、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す実施形態は、２４個のフィルム巻回型コンデンサ素子Ａを、上方から見た状態で螺旋を描いて上下に重なる正六角形の一辺を形成するように配列している。
【００１８】
上記正三角形又は正六角形を描くように螺旋状態に配列したフィルム巻回型コンデンサ素子Ａ全体は、円柱形に樹脂モールドされている。符号１７は、モールド層を示している。
【００１９】
上記正六角形に配列した図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す実施形態では、モールド層１７の中心部分に、空洞部１８を形成し、放熱効率と絶縁耐力を向上させている。
【００２０】
そして、樹脂モールドしたフィルム巻回型コンデンサ素子Ａ全体は、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、アルミケース等の外装ケース１９に収容されている。外装ケース１９には、フィルム巻回型コンデンサ素子Ａの母線に接続されるコネクタ部２０が設けられている。樹脂モールドしたフィルム巻回型コンデンサ素子Ａ全体と外装ケース１９との間には、熱による膨脹、収縮によってモールド層１７に割れ（クラック）が生じないように、弾性材料からなる緩衝層２１を設けることが望ましい。
【００２１】
この発明において使用するフィルム巻回型コンデンサ素子Ａとしては、例えば、次のような構成のものを使用することができる。
【００２２】
図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示すように、誘電体フィルム１の片面に電極２を蒸着した金属化誘電体フィルムを複数枚用い、この複数枚の金属化誘電体フィルムを重ね合わせて巻回する際に、コンデンサ要素を形成する電極２、２が巻回両端面にそれぞれ僅かに露出するように重ね合わせ、これをボビンに巻回し、その巻回端面の渦巻き状の凹部３の壁面に電極２の端部を僅かに露出させ、これら電極２の露出部にそれぞれメタリコン溶射層４を形成し、これらメタリコン溶射層４にそれぞれリード線５を半田付けした構造になっている。符号６は、その半田付け部分を示している。
【００２３】
上記誘電体フィルム１としては、例えば、ポリプロピレンフィルムを使用することができ、また、電極２としては、亜鉛蒸着を使用することができる。
【００２４】
上記構造のフィルム巻回型コンデンサ素子Ａは、次のように一つずつモールドされている。
【００２５】
まず、フィルム巻回型コンデンサ素子Ａの上下両端面に端子台１０を配置し、この端子台１０とフィルム巻回型コンデンサ素子Ａのまわりを、収縮チューブ１３を密着させて被覆する。次いで、この収縮チューブ１３によって被覆された端子台１０とフィルム巻回型コンデンサ素子Ａの上下の端面との間の空間１４に不活性ガスを封入した後、収縮チューブ１３の外面と端子台１０の外面に合成樹脂をモールドして、モールド層９を形成する。上記端子台１０には、フィルム巻回型コンデンサ素子Ａのリード線５に接続される端子１５が設置されている。
【００２６】
上記のように、端子台１０とフィルム巻回型コンデンサ素子Ａのまわりを収縮チューブ１３によって被覆し、そのまわりを合成樹脂によってモールドするので、収縮チューブ１３内には、フィルム巻回型コンデンサ素子Ａの端面と端子台１０の間だけに容量の少ない空間１４が形成されるだけになるため、空間１４に封入するガス量が少なくて済む。また、モールド層９とフィルム巻回型コンデンサ素子Ａのまわりは、空間が少ないので、温度変化による圧力変化が小さく、フィルム巻回型コンデンサ素子Ａ端面とメタリコン溶射層４との剥離を抑えることができる。また、フィルム巻回型コンデンサ素子Ａのガタツキによるリード線５の接続部の外れという問題も解消できる。
【００２７】
上記収縮チューブ１３としては、例えば、ポリオレフィン系の熱収縮性樹脂のチューブを使用してもよいし、ゴム製チューブを使用してもよいが、フィルム巻回型コンデンサ素子Ａのフィルム素材の誘電率とほぼ同一の誘電率をもつ素材を選択することが好ましい。
【００２８】
上記端子台１０は、フィルム巻回型コンデンサ素子Ａの外径よりも大きな径の円形板からなり、収縮チューブ１３との密着性、密封性を保つために、弾性を有する素材、例えば、ゴム層１２とフェノール樹脂層１１との積層板、あるいは、ゴム、シリコンゴム、発泡材、発泡性シートによって形成されている。
【００２９】
上記収縮チューブ１３によって被覆された端子台１０とフィルム巻回型コンデンサ素子Ａの上下の端面との間の空間に封入するガスは、窒素ガス等の不活性ガス、あるいはＳＦ6ガスを使用する。
【００３０】
また、上記収縮チューブ１３のまわりをモールドする樹脂としては、エポキシ樹脂を使用することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、この発明に係る電気機器は、多数のコンデンサ素子が安定したコンパクトな構造で配列されるので、機器全体を小さくすることができる。また、全体を樹脂モールドする場合に、モールド層内にボイドが残り難い構造であるため、絶縁耐力の大きな安定した電気機器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】この発明に係る電気機器の一例を示す一部を切り欠いた正面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの横断平面図である。
【図２Ａ】この発明に係る電気機器の他の例におけるフィルム巻回型コンデンサ素子の配列状態を示す正面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの横断平面図である。
【図３Ａ】この発明において使用するフィルム巻回型コンデンサ素子の一例を示す縦断面図である。
【図３Ｂ】この発明において使用するフィルム巻回型コンデンサ素子を樹脂モールドする前の状態を示す縦断面図である。
【図３Ｃ】この発明において使用するフィルム巻回型コンデンサ素子の部分拡大縦断面図である。
【図４Ａ】従来例の正面図である。
【図４Ｂ】従来例の平面図である。
【符号の説明】
Ａ  フィルム巻回型コンデンサ素子
１  誘電体フィルム
２  電極
３  凹部
４  メタリコン溶射層
５  リード線
６  半田付け部分
７  密閉容器
８  空間
９  モールド層
１０  端子台
１１  フェノール樹脂層
１２  ゴム層
１３  収縮チューブ
１４  空間
１５  端子
１７  モールド層
１８  空洞部
１９  外装ケース
２０  コネクタ部
２１  緩衝層
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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