(57)【要約】【課題】導電性の金属板で構成されているコンデンサカバーは防火ケース周辺部品との絶縁距離を考慮して配置を設計する必要があった。【解決手段】本発明のコンデンサカバーは、防爆弁付き電解コンデンサの天面、および側面を覆うように電解コンデンサの外郭に沿った形状に難燃性樹脂で形成され、形状は天面部および側面部から構成され、内側に電解コンデンサの防爆弁の動作に必要な空間を確保するためのリブ状の接触部を有し、前記側面部は電解コンデンサ側面との重なり部を有する長さに形成され、前記天面部に電解液蒸気を排出するための排気口を備えている。【選択図】図１
2013105870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
防爆弁付き電解コンデンサの天面および側面を覆うようにこの防爆弁付き電解コンデンサの外郭に沿った形状に難燃性樹脂で形成され、形状は天面部および側面部から構成され、天面内部には前記防爆弁付き電解コンデンサの防爆弁の動作に必要な空間および側面内部には電解液蒸気を排出するための空間を確保するための前記防爆弁付き電解コンデンサと接触する接触部を有し、前記側面部はこの防爆弁付き電解コンデンサ側面との重なり部を有する長さに形成され、前記天面部に前記電解液蒸気を排出するための排気口を備え、前記接触部により前記防爆弁付き電解コンデンサに固定されることを特徴とするコンデンサカバー。
【請求項２】
前記接触部は、前記天面内部と前記側面内部をつなぐリブ状の接触部であり、前記天面内部と前記側面内部の境界付近に前記リブ状の接触部が複数配設され、このリブ状の接触部が前記防爆弁付き電解コンデンサの天面と側面の境界部にそれぞれ接触する請求項１記載のコンデンサカバー。
【請求項３】
前記天面部に脱落防止用の突起部を備える請求項１記載または請求項２記載のコンデンサカバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気製品に内蔵する防爆弁付き電解コンデンサの発火、発煙に対する安全性を確保するために用いるコンデンサカバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電源回路には生成した電源電圧を平滑するために電解コンデンサが用いられている。一般的に電解コンデンサは筒状の形をしており、天面には防爆弁を備えている。この防爆弁は電解コンデンサに過電圧が印加されるなどの異常時にコンデンサ内圧が上昇して開く構造となっている。異常時に防爆弁が開いた場合、蒸気となった電解液が発生し、同時にコンデンサ内でショート破壊が起きて火花が発生した場合、電解液に着火して発火に至る可能性がある。
【０００３】
特に１次側電源に用いられる電解コンデンサは高電圧で使用される場合が多く、発火、発煙などに対する安全確保が必要である。電解コンデンサの防火に関する構成について、金属板で構成され、電解コンデンサを単独で覆うようにプリント基板上に設置し、防爆弁が開いてコンデンサ天面から発火した場合、酸欠状態にして消化作用を起こすための防火ケースが提案されている。（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３７８７８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来例では導電性の金属板で構成されているため、防火ケース周辺部品との絶縁距離を考慮して配置を設計する必要があり、周囲部品との接触による電気的短絡の危険性があるなど、設計自由度が制限される課題があった。例えば異常時に電解コンデンサの防爆弁が開いたとき、金属板で構成された防火ケース内側面と接触する可能性があるため、防火ケースは１次側の部品と見なして設計する必要があり、２次側の回路部品は防火ケースからある一定以上の絶縁距離をとった位置に配置しなければならない。
【０００６】
また外部からの衝撃や振動などによって防火ケースの脱落、変形などが発生した場合に、金属板による構成のため周辺回路部品と接触し１次側回路と２次側回路の短絡がおこる可能性がある。
【０００７】
さらに、従来例では電解コンデンサの防爆弁が開いて、内部電解液の蒸気が発生したときに、蒸気が防火ケース天面内側の壁に当たって跳ね返るため、電解コンデンサ近傍のプリント基板に向かって大量の蒸気が吹き付けられる。このときプリント基板上に例えば電力抵抗などの発熱部品があると、高温の電解液蒸気が大量に吹き付けられることにより発火に至る場合があるという課題を有していた。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、難燃性樹脂で構成することにより、絶縁距離や周辺部品との電気的短絡に関する課題をなくし、天面に電解コンデンサから発生した電解液の蒸気を電解コンデンサ上方に排気するための排気口を備えることにより、電解液蒸気が電解コンデンサ周辺部品に吹きかからないようにした防火用コンデンサカバーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記従来の課題を解決するために、本発明のコンデンサカバーは、難燃性樹脂で構成され、防爆弁付き電解コンデンサの上部を覆うように取付け、電解コンデンサの発火時に酸欠状態にして消火するための側面部を有し、内側に電解コンデンサの防爆弁が動作するために必要な空間を確保するためのリブ状の接触部を有し、天面に電解コンデンサから発生した電解液の蒸気を電解コンデンサ上方に排気するための排気口を備える構成である。
【００１０】
これによって、絶縁物である難燃性樹脂で構成されているためコンデンサカバーと周辺部品の絶縁距離を考慮する必要がなく、万一コンデンサカバーが変形したり脱落して電子部品と接触しても電気的短絡などの不安全が発生しないため、設計自由度が向上する。さらに、コンデンサカバー天面に設けた排気口により、過電圧などの異常時に電解コンデンサの防爆弁が開いて高温の電解液蒸気が発生した場合に、蒸気を電解コンデンサ上方に排気し、電解コンデンサ近傍のプリント基板に大量の高温蒸気が吹きかかることを防ぎ、基板上部品からの発火、発煙を防止する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のコンデンサカバーは、難燃性樹脂で構成することにより、周囲部品との絶縁距離や電気的短絡の危険性を考慮する必要が無く設計自由度を向上させることができ、天面に排気口を設けることにより電解コンデンサから発生する電解液蒸気をコンデンサ上方に排気し、プリント基板上の電子部品に大量の高温蒸気がかかることによる発火、発煙を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１におけるコンデンサカバーの斜視図などを示した構造図
【図２】本発明の実施の形態１におけるコンデンサカバーを電解コンデンサに取り付けたときの構成図
【図３】電解コンデンサに取り付けたコンデンサカバーと製品の外郭ケースとの関係を示す構造図
【図４】電解コンデンサに取り付けたコンデンサカバーと製品の外郭ケースとの関係を示すその他の構造図
【図５】異常発生時における一般的なコンデンサカバーの作用説明図
【図６】異常発生時における本発明の実施の形態１のコンデンサカバーの作用説明図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
第１の発明は、防爆弁付き電解コンデンサの天面、および側面の上部を覆うように電解コンデンサの外殻に沿った形に難燃性樹脂で形成され、内側に電解コンデンサの防爆弁の動作に必要な空間を確保するためのリブ状の接触部を有し、天面に電解液蒸気を排出するための排気口を備えるコンデンサカバーとすることにより、周囲部品との絶縁距離や電気的短絡の危険性を考慮する必要が無く設計自由度、および安全性を向上させることができ、さらに電解コンデンサから発生する電解液蒸気をコンデンサ上方に排気し、プリント基板上の電子部品に大量の高温蒸気がかかることによる発火、発煙を防止できる。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるコンデンサカバー１の構造図である。
図１において、コンデンサカバー天面部２およびコンデンサカバー側面部３から形成される円筒形であり、内側にリブ状の接触部４を設けている。リブ状の接触部４の数は設計仕
様により適宜決定するものであり、今回はひとつの実施例として４箇所としている。またコンデンサカバー天面部２に排気口５を２箇所設けている。排気口５の大きさは天面部面積の約５％以下が適当であるが、設計仕様により数や大きさを適宜決定する。
【００１６】
図２は、本発明の第１の実施の形態におけるコンデンサカバー１を電解コンデンサ６に取り付けたときの構造図である。リブ状の接触部４は電解コンデンサ６の天面と側面の境界周辺で接触するように設計されており、電解コンデンサ６の防爆弁が動作するために必要な空間距離７を確保している。空間距離７は通常３ｍｍ程度である。
【００１７】
コンデンサカバー側面部３と電解コンデンサ６の側面との距離８、および電解コンデンサ６の側面とコンデンサカバー側面部３との重なり部長さ９について図３と図４で説明する。図３と図４は電解コンデンサ６に取り付けたコンデンサカバー１と製品の外郭ケース１０との関係を示す構造図である。
【００１８】
図３においてコンデンサカバー側面部３と電解コンデンサ６の側面との距離８は、電解コンデンサ６の発火時に酸欠状態にして消化作用を起こすように、できるだけ小さく設計することが望ましく、本発明では１ｍｍ程度としている。また同じ理由で、電解コンデンサ６の側面とコンデンサカバー側面部３との重なり部長さ９はできるだけ長く設計することが望ましい。しかし実際は組立作業性、材料費、放熱性などを考慮し、コンデンサカバー１はできるだけ小さく設計されることが求められる。電解コンデンサ側面とコンデンサカバー側面部３との重なり部長さ９は、電解コンデンサ６の発火時に酸欠状態にして消化作用を起こすために必要な最低の寸法にすることが必要となる。
【００１９】
本発明の第１の実施の形態におけるコンデンサカバー１は、電解コンデンサ６に取り付けた際に、リブ状の接触部４が電解コンデンサ６と接触しているだけであり完全に固定されているわけでないため、ある程度の動作自由度を持っている。よって振動や衝撃の影響で位置が動く可能性があるため、それも考慮して重なり部長さ９を決める必要がある。特にコンデンサカバー天面部２と外郭ケース１０との距離１１が重なり部長さ９より大きい場合、振動や衝撃によってコンデンサカバー１が外れ、製品内で落下する可能性がある。よって重なり部長さ９はコンデンサカバー天面と外郭ケースとの距離１１の５倍以上にすることが望ましいが、構造的に難しい場合は、図４に示すようにコンデンサカバー上部に突起部１２を設け、突起部の先端と外郭ケース１０との距離１３を重なり部長さ９より小さくすることにより、接触する振動や衝撃が発生してもコンデンサカバー１が外れないようにすることができる。
【００２０】
さらに本発明の第１の実施の形態におけるコンデンサカバー１は絶縁物である難燃性樹脂にて形成されるため電気的に絶縁されており、振動などによってコンデンサカバー側面部３と電解コンデンサ６の側面との距離８がゼロとなって接触したり、電解コンデンサ６の防爆弁が開いたときにコンデンサカバー内側に接触したりしても、電気的短絡などの危険性が無く、絶縁距離に関する設計上の制約が無い。また万一、コンデンサカバー１が外れて製品内で落下し、プリント基板１４上の電子部品１５と接触しても、絶縁物であるため電気的短絡などの危険性は無い。
【００２１】
図５は過電圧などの異常発生時に電解コンデンサ６の防爆弁が開いた場合の一般的なコンデンサカバーの作用を示す図である。一般に電解コンデンサ６は、過電圧や逆電圧、過リプルなどの異常が発生すると内部温度と内圧が上昇し爆発する危険があるため、電解コンデンサ６のコンデンサカバー天面部２に防爆弁を備え、異常時に開弁して高温となった電解液蒸気を排出することにより爆発を防止している。
【００２２】
しかし異常時には、電解コンデンサ６の内部電極間でショート破壊することがあり、そ
の際に発火を伴うことがある。発火すると、開いた防爆弁から炎が発生し周辺の電子部品１５まで広がると重大な事故につながる。コンデンサカバーは電解コンデンサ６のコンデンサカバー天面部２付近の空間を密閉し、防爆弁から炎が発生しても酸欠状態にすることで自己消火させる目的で取り付けられる。
【００２３】
また防爆弁から排出される高温電解液蒸気は、排気ルート１６に沿って外部に放出される。特に電解コンデンサ６の容量が大きい場合高温蒸気が大量に発生し、電解コンデンサ６近傍のプリント基板１４上に吹き付けられるため、蒸気によってプリント基板１４上の部品温度が上昇し発火に至る可能性がある。特に電力抵抗などの高温部品が電解コンデンサ近傍にある場合は可能性が高くなる。
【００２４】
図６は本発明の第１の実施の形態におけるコンデンサカバー１の作用説明図である。過電圧などの異常発生時に電解コンデンサ６の防爆弁が開き電解液蒸気が発生したとき、コンデンサカバー１の天面に排気口５を設けているため、蒸気は排気ルート１６と排気ルート１７に分かれて排出されるため排気ルート１６を通ってプリント基板に吹き付けられる蒸気量が減少する。また排気ルート１７を通って排出される蒸気は速やかに製品外部へと排出できるため製品内部での破壊、故障確率を低減することができる。
【００２５】
排気口５の大きさは製品の仕様により決定する必要があるが、本発明ではコンデンサカバー天面部２の面積の約５％以下とすれば、電解コンデンサ６の発火時の自己消化作用についても問題が無く、コンデンサカバー１としての目的を果たすことができた。
【００２６】
以上のように、本実施の形態においてはコンデンサカバーを難燃性樹脂で構成することにより、コンデンサカバーと周辺部品との接触による電気的短絡故障を防ぐことができ、絶縁距離に関する設計上の制約をなくすことができる。
【００２７】
また、本実施の形態ではコンデンサカバー天面に排気口を設けることにより、電解コンデンサから排出された電解液蒸気を電解コンデンサ上方向に速やかに排気することができ、プリント基板に吹きかかる蒸気量を減少させ、プリント基板上の電子部品温度上昇による発火の危険性を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
以上のように、本発明にかかるコンデンサカバーは、発火、発煙に対する安全性確保が可能となるので、防爆弁付き電解コンデンサを使用する電気製品等の用途に適用できる。
【符号の説明】
【００２９】
１  コンデンサカバー
２  コンデンサカバー天面部
３  コンデンサカバー側面部
４  リブ状の接触部
５  排気口
６  電解コンデンサ
７  空間距離
８  距離
９  重なり部長さ
１０  外郭ケース
１１  距離
１２  突起部
１３  距離
１４  プリント基板
１５  電子部品
１６、１７  排気ルート
【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】
2013105870.tif 000007
【図６】
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