コンデンサ装置

【課題】一方の導電体箔を巻回方向に対して分断することにより、一つのコンデンサ素子で直列段数を増やした構成を実現容易にする。
【解決手段】二枚の導電体箔２，４，５を一対の電極として二枚の導電体箔２，４，５の間を誘電体シートにより絶縁した状態で所定のターン数巻回し、二枚の導電体箔２，４，５のうち、一方の導電体箔４，５の巻回側部４ａ，５ａを巻回方向の一方の側方に誘電体シートよりも突出させて一方の電極として引き出し、他方の導電体箔２の巻回側部２ａを巻回方向の他方の側方に誘電体シートよりも突出させて他方の電極として引き出したコンデンサ素子１を有するコンデンサ装置であって、二枚の導電体箔２，４，５のうち、少なくとも一方の導電体箔４，５を巻回方向に対して分断し、その分断端部４ｂ，５ｂ間に、コンデンサ素子１を内部で複数の容量単位に分割する絶縁体シート８を介在させて巻回し、その絶縁体シート８の巻回側部８ａを巻回方向の一方の側方に導電体箔４，５の巻回側部４ａ，５ａ間に介在させる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電力用コンデンサなどのように、二枚の導電体箔を一対の電極として導電体箔の間を誘電体シートにより絶縁した状態で巻回し、その電極間の静電容量によりコンデンサ素子を形成したコンデンサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力用として使用されるコンデンサ装置には、二枚の導電体箔を一対の電極としてそれら導電体箔の間を誘電体シートにより絶縁した状態で導電体箔と誘電体シートとを重合して巻回し、その電極間の静電容量によりコンデンサ素子を形成し、このコンデンサ素子をケースに収容して絶縁油に浸漬した構造を具備した電力用コンデンサがある（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
この種のコンデンサ装置に組み込まれるコンデンサ素子１０１を図１０〜図１３に示す。図１０は従来のコンデンサ素子１０１を示す斜視図、図１１は図１０のＤ方向矢視図、図１２は図１０のＥ−Ｅ線に沿う断面図、図１３は図１０のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。なお、各図では、導電体箔１０２，１０４および誘電体シート１０７の巻回状態やコンデンサ素子１０１の厚みなどを誇張して図示している。また、最外側に位置する誘電体シートを図示省略している。
【０００４】
このコンデンサ素子１０１は、同図に示すように、例えばアルミニウムなどの導電体箔１０２，１０４とプラスチックフィルムなどの誘電体シート１０７とを交互に重ね合わせて巻回した構造を具備する。これら導電体箔１０２，１０４と誘電体シート１０７とを巻回したターン数によって、図１４の等価回路で示すように、二枚の導電体箔１０２，１０４で構成した一対の電極間の静電容量を持つコンデンサ素子１０１を形成している。
【０００５】
このコンデンサ素子１０１では、一対の電極を構成する二枚の導電体箔１０２，１０４のうち、一方の導電体箔１０２の巻回側部１０２ａを巻回方向の一方の側方に誘電体シート１０７よりも突出させて一括して加締め接続することにより一方の電極として引き出し、他方の導電体箔１０４の巻回側部１０４ａを巻回方向の他方の側方に誘電体シート１０７よりも突出させて一括して加締め接続することにより他方の電極として引き出した構造を具備する。なお、図では、前述した加締め接続状態を図示省略して電極の引き出しを模式的に表している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１６７５３９号公報
【特許文献２】特開２０００−３０６７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前述した従来のコンデンサ装置では、コンデンサ素子１０１が、一方の導電体箔１０４の巻回側部１０４ａを巻回方向の一方の側方に突出させて一括して加締め接続することにより一方の電極として引き出し、他方の導電体箔１０２の巻回側部１０２ａを巻回方向の他方の側方に突出させて一括して加締め接続することにより他方の電極として引き出した構造を具備することから、以下のような課題を備えていた。
【０００８】
つまり、一つのコンデンサ素子１０１で直列段数を増やした構成を得ようとした場合、一方の導電体箔１０４を巻回方向に対して分断し、その分断された導電体箔のそれぞれから別々の電極を引き出す構造が考えられる。
【０００９】
しかしながら、前述のように一方の導電体箔１０４を巻回方向に対して分断したとしても、その分断された導電体箔のそれぞれは、その巻回側部１０４ａを巻回方向の一方に突出させた構造であるため、分断された前後で二つの導電体箔が接触したり、あるいは、分断された二つの導電体箔が加締め接続により接触したりして電気的に接続された短絡状態となる。従って、一方の導電体箔１０４を巻回方向に対して分断することにより、一つのコンデンサ素子１０１で直列段数を増やした構成とすることができなかった。
【００１０】
そこで、本発明は前述した課題に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、一方の導電体箔を巻回方向に対して分断することにより、一つのコンデンサ素子で直列段数を増やした構成とすることを実現容易にし得る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】
【００１１】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、二枚の導電体箔を一対の電極としてその導電体箔間を誘電体シートにより絶縁した状態で所定のターン数巻回し、二枚の導電体箔のうち、一方の導電体箔の巻回側部を巻回方向の一方の側方に誘電体シートよりも突出させて一方の電極として引き出し、他方の導電体箔の巻回側部を巻回方向の他方の側方に誘電体シートよりも突出させて他方の電極として引き出したコンデンサ素子を有するコンデンサ装置であって、二枚の導電体箔のうち、少なくとも一方の導電体箔を巻回方向に対して分断し、その分断端部間に、コンデンサ素子を内部で複数の容量単位に分割する絶縁体シートを介在させて導電体箔と共に巻回し、その絶縁体シートの巻回側部を巻回方向の一方の側方で導電体箔の巻回側部間に介在させたことを特徴とする。
【００１２】
本発明では、二枚の導電体箔のうち、少なくとも一方の導電体箔を巻回方向に対して分断し、その分断端部間に絶縁体シートを介在させて巻回し、その絶縁体シートの巻回側部を巻回方向の一方の側方で導電体箔の巻回側部間に介在させたことにより、コンデンサ素子を内部で複数の容量単位に分割することができる。その結果、一つのコンデンサ素子で直列段数を増やした構成とすることを実現容易となる。なお、前述のコンデンサ素子を内部で複数の容量単位に分割することで、直列段数を増やした構成以外に三相スター結線などの構成も可能である。
【００１３】
なお、「少なくとも一方の導電体箔を巻回方向に対して分断」は、一方の導電体箔と他方の導電体箔の両方を分断することも含むことを意味し、このように一方の導電体箔と他方の導電体箔の両方を分断した場合、一つのコンデンサ素子で直列段数をより一層増やすことができる。
【００１４】
本発明における絶縁体シートは、一方の導電体箔の分断端部を離隔配置し、その分断端部間で絶縁体シートの全部を一方の導電体箔と並置した構造が望ましい。このようにすれば、離隔配置された分断端部間に絶縁体シートの全部が介在することから、コンデンサ素子を内部で複数の容量単位に分割することが確実となり、また、導電体箔と絶縁体シートとを分離して巻回できるので巻回作業が容易となる。
【００１５】
この場合、一方の導電体箔と同一分断位置で他方の導電体箔を巻回方向に対して分断し、その分断端部間の導電体箔を除去した構造が望ましい。このようにすれば、一方の導電体箔と他方の導電体箔の両方を同時に分断することができるので、分断作業の簡略化が図れてコスト低減が容易となる。
【００１６】
本発明は、コンデンサ素子をケース内に収容して絶縁媒体に浸漬した構造のコンデンサ装置、つまり、電力用コンデンサに適用可能である。なお、本発明は、コンデンサ素子をケース内に収容して絶縁媒体に浸漬した電力量コンデンサ以外の構造を具備したコンデンサ装置にも適用可能である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、二枚の導電体箔のうち、少なくとも一方の導電体箔を巻回方向に対して分断し、その分断端部間に絶縁体シートを介在させて導電体箔と共に巻回し、その絶縁体シートの巻回側部を巻回方向の一方の側方で導電体箔の巻回側部間に介在させたことにより、コンデンサ素子を内部で複数の容量単位に分割することができる。その結果、一つのコンデンサ素子で直列段数を増やした構成などにすることが実現容易となる。
【００１８】
つまり、二枚の導電体箔のうち、一方の導電体箔の巻回側部を巻回方向の一方の側方に誘電体シートよりも突出させて一方の電極として引き出し、他方の導電体箔の巻回側部を巻回方向の他方の側方に誘電体シートよりも突出させて他方の電極として引き出した構造を有するコンデンサ素子であっても、一つのコンデンサ素子を内部で複数の容量単位に分割することが実現でき、コンデンサ素子の耐電圧向上などのニーズに対応することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態で、コンデンサ素子を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ方向矢視図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図５】図１の実施形態で、絶縁体シートの一部を一方の導電体箔間に介挿した二直列のコンデンサ素子を示す等価回路図である。
【図６】本発明の他の実施形態で、絶縁体シートの一部を一方の導電体箔間に介挿した三相スター結線のコンデンサ素子を示す等価回路図である。
【図７】本発明の他の実施形態で、絶縁体シートの全部を一方の導電体箔間に配置した二直列のコンデンサ素子を示す等価回路図である。
【図８】本発明の他の実施形態で、絶縁体シートの全部を一方の導電体箔間に配置して他方の導電体箔を除去した二直列のコンデンサ素子を示す等価回路図である。
【図９】本発明の他の実施形態で、絶縁体シートの一部を両方の導電体箔間に配置した四直列のコンデンサ素子を示す等価回路図である。
【図１０】従来のコンデンサ素子を示す斜視図である。
【図１１】図１０のＤ方向矢視図である。
【図１２】図１０のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。
【図１３】図１０のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。
【図１４】図１０のコンデンサ素子を示す等価回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明に係るコンデンサ装置の実施形態を以下に詳述する。なお、以下の実施形態では、コンデンサ素子をケース内に収容して絶縁媒体である絶縁油に浸漬した構造のコンデンサ装置、つまり、電力用コンデンサに適用した場合について説明するが、本発明は、コンデンサ素子をケース内に収容して絶縁油に浸漬した電力量コンデンサ以外の構造を具備したコンデンサ装置にも適用可能である。
【００２１】
実施形態における電力用コンデンサに組み込まれるコンデンサ素子を図１〜図４に示す。図１はこの実施形態のコンデンサ素子を示す斜視図、図２は図１のＡ方向矢視図、図３は図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図４は図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。なお、各図では、導電体箔２，４，５および誘電体シート７の巻回状態やコンデンサ素子１の厚みなどを誇張して図示している。また、最外側に位置する誘電体シートを図示省略している。
【００２２】
このコンデンサ素子１は、同図に示すように、例えばアルミニウムなどの導電体箔２，４，５とプラスチックフィルムなどの誘電体シート７とを交互に重ね合わせて巻回した構造を具備する。これら導電体箔２，４，５と誘電体シート７とを巻回したターン数によって、導電体箔２，４，５で構成した電極間の静電容量を持つコンデンサ素子１を形成している。
【００２３】
このコンデンサ素子１では、電極を構成する導電体箔２，４，５のうち、一方の導電体箔４，５の巻回側部４ａ，５ａを巻回方向の一方の側方に誘電体シート７よりも突出させて一括して加締め接続することにより一方の電極として引き出し、他方の導電体箔２の巻回側部２ａを巻回方向の他方の側方に誘電体シート７よりも突出させて一括して加締め接続することにより他方の電極として引き出した構造を具備する。なお、図では、前述した加締め接続状態を図示省略して電極の引き出しを模式的に表している。
【００２４】
ここで、導電体箔２，４，５のうち、一方の導電体箔４，５を巻回方向に対して分断し、その分断端部４ｂ，５ｂ間に、コンデンサ素子１を内部で複数の容量単位に分割する絶縁体シート８（図中一点鎖線参照）を介在させて巻回し、その絶縁体シート８の巻回側部８ａを一方の導電体箔４，５と同様に巻回方向の一方の側方に誘電体シート７よりも突出させる。つまり、絶縁体シート８の巻回側部８ａを巻回方向の一方の側方で導電体箔４，５の巻回側部４ａ，５ａ間に介在させる。なお、絶縁体シート８の巻回側部８ａは、図４に示すように導電体箔４，５の巻回側部４ａ，５ａよりも若干長く突出させることにより、加締め接続時の短絡を確実に防止する。
【００２５】
このように、一方の導電体箔４，５を巻回方向に対して分断し、その分断端部４ｂ，５ｂ間に、コンデンサ素子１を内部で複数の容量単位に分割する絶縁体シート８を介在させて巻回し、その絶縁体シート８の巻回側部８ａを巻回方向の一方の側方で導電体箔４，５の巻回側部４ａ，５ａ間に介在させたことにより、その導電体箔４，５の巻回側部４ａ，５ａを巻回方向の一方の側方に突出させて導電体箔４の巻回端部４ａ同士を加締め接続すると共に導電体箔５の巻回端部５ａ同士を加締め接続すれば、絶縁体シート８が介在することから、分断された前後で二つの導電体箔４，５が接触したり、あるいは、分断された導電体箔４と導電体箔５とが加締め接続により接触したりして電気的に接続された短絡状態となることはない。
【００２６】
この絶縁体シート８は、導電体箔４，５の１ターン以上の巻回長さを有し、一方の導電体箔４，５の分断端部４ｂ，５ｂ間に絶縁体シート８の一部を介挿し、その残部を導電体箔４，５と共に巻回させる。このように、絶縁体シート８が導電体箔４，５の１ターン以上の巻回長さを有することにより、絶縁体シート８の一部を導電体箔４，５の分断端部４ｂ，５ｂ間に介挿するだけで、絶縁体シート８の巻回側部８ａを巻回方向の一方の側方で導電体箔４，５の巻回側部４ａ，５ａ間に介在させることができ、導電体箔４と導電体箔５とに確実に分断することができる。
【００２７】
このように、二枚の導電体箔２，４，５のうち、一方の導電体箔４，５を巻回方向に対して一箇所で分断し、その分断端部４ｂ，５ｂ間に絶縁体シート８を介在させたことにより、図５の等価回路で示すように、コンデンサ素子１を二つのコンデンサ要素１ａ，１ｂに分割し、一つのコンデンサ素子１で直列段数を増やして二つのコンデンサ要素１ａ，１ｂを直列接続した構成と等価なものにすることができる。
【００２８】
前述のように、一方の導電体箔４，５を巻回方向に対して一箇所で分断し、その分断端部４ｂ，５ｂ間に絶縁体シート８を介在させて巻回した場合、二つのコンデンサ要素１ａ，１ｂを直列接続した構成が可能であるが、図６の等価回路で示すように、この一方の導電体箔４，５，６を巻回方向に対して二箇所で分断し、それぞれの分断端部間に絶縁体シート８を介在させて巻回すれば、三つのコンデンサ要素１ａ，１ｂ，１ｃを三相スター結線で接続した構成と等価なものが可能となる。
【００２９】
以上の実施形態では、一方の導電体箔４，５の分断端部間に絶縁体シート８の一部を介挿し、その残部を導電体箔４，５と共に巻回させる構造としたが、このような構造以外に、図７の等価回路で示すように、一方の導電体箔４，５の分断端部を離隔配置し、その分断端部間で絶縁体シート８の全部を一方の導電体箔４，５と並置して巻回した構造が可能である。このように絶縁体シート８を配置することにより、離隔配置された分断端部間に絶縁体シート８の全部が介在することから、コンデンサ素子１を複数のコンデンサ要素１ａ，１ｂに分割することが確実となり、また、導電体箔４，５と絶縁体シート８とを分離して巻回できるので巻回作業が容易となる。なお、この場合も、絶縁体シート８の巻回側部８ａを巻回方向の一方の側方で導電体箔４，５の巻回側部４ａ，５ａ間に介在させるため、絶縁体シート８が導電体箔４，５の１ターン以上の巻回長さを有する必要がある。
【００３０】
この場合、図８の等価回路で示すように、一方の導電体箔４，５と同一分断位置で他方の導電体箔２，３を巻回方向に対して分断し、その分断端部間の導電体箔を除去した構造も可能である。このように分断端部間の導電体箔を除去することにより、コンデンサ素子１を製造するに際して、一方の導電体箔４，５と他方の導電体箔２，３の両方を同時に分断することができるので、分断作業の簡略化が図れてコスト低減が容易となる。
【００３１】
以上の実施形態では、一方の導電体箔４，５のみを巻回方向に対して分断した場合について説明したが、一方の導電体箔４，５と他方の導電体箔２，３の両方を分断し、それぞれの分断端部間に絶縁体シート８を介在させることも可能である。例えば、図９の等価回路で示すように、一方の導電体箔４，５を巻回方向に対して二箇所で分断し、他方の導電体箔２，３を巻回方向に対して一箇所で分断する。このように一方の導電体箔４，５と他方の導電体箔２，３の両方を分断し、それぞれの分断端部間に絶縁体シート８を介在させることにより、一つのコンデンサ素子１で直列段数をより一層増やして四つのコンデンサ要素１ａ〜１ｄを直列接続した構成と等価なものにすることができる。
【００３２】
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【符号の説明】
【００３３】
１コンデンサ素子
２他方の導電体箔
４，５一方の導電体箔
７誘電体シート
８絶縁体シート

【特許請求の範囲】
【請求項１】
二枚の導電体箔を一対の電極として前記導電体箔の間を誘電体シートにより絶縁した状態で所定のターン数巻回し、前記二枚の導電体箔のうち、一方の導電体箔の巻回側部を巻回方向の一方の側方に前記誘電体シートよりも突出させて一方の電極として引き出し、他方の導電体箔の巻回側部を巻回方向の他方の側方に前記誘電体シートよりも突出させて他方の電極として引き出したコンデンサ素子を有するコンデンサ装置であって、
前記二枚の導電体箔のうち、少なくとも一方の導電体箔を巻回方向に対して分断し、その分断端部間に、コンデンサ素子を内部で複数の容量単位に分割する絶縁体シートを介在させて前記導電体箔と共に巻回し、その絶縁体シートの巻回側部を巻回方向の一方の側方で前記導電体箔の巻回側部間に介在させたことを特徴とするコンデンサ装置。
【請求項２】
前記絶縁体シートは、前記一方の導電体箔の分断端部を離隔配置し、その分断端部間に絶縁体シートの全部を前記一方の導電体箔と並置した請求項１に記載のコンデンサ装置。
【請求項３】
前記一方の導電体箔と同一分断位置で前記他方の導電体箔を巻回方向に対して分断し、その分断端部間の導電体箔を除去した請求項２に記載のコンデンサ装置。
【請求項４】
前記コンデンサ素子をケース内に収容して絶縁媒体に浸漬した請求項１〜３のいずれか一項に記載のコンデンサ装置。

【図１】