CN101356609B - 电容器 - Google Patents

Abstract

电容器的端子板上设置的压力调节阀包括过滤体、阀体以及顶盖。过滤体被设置成闭塞端子板的通孔，并由防止电解液透过的透气性薄片构成。由弹性材料构成的阀体具有筒部和底部，底部被配置成覆盖端子板的通孔。顶盖被固定在端子板上，并覆盖阀体，将阀体保持在相对于端子板的压缩状态下。顶盖上形成透气孔。阀体和过滤体被分开设置。

Description

电容器

技术领域

本发明涉及使用工作压力稳定的压力调节阀且安全性高的电容器。 

背景技术

图8是现有电容器的剖面图，图9是表示设置在该电容器中的压力调节阀23的结构的剖面图。该电容器具有形成有中空部20A的电容器元件20。电容器元件20由以下构件构成：在由铝箔构成的集电体上形成可极化电极层的一对阳极、阴极；以及夹在其间的隔膜(均未图示)。阳极、阴极彼此在反方向(图8中为上下方向)上错开并被卷绕。从电容器元件20的两端面(图8中为上下端)可分别电气引出阳极和阴极。 

铝等金属制有底圆筒形状壳体21一并收纳电容器元件20和未图示的电解液。外部连接用阴极端子21A被一体地设置在壳体21的外底面上。突起21B以嵌入到中空部20A内的方式被一体地设置在壳体21的内底面上。突起21B嵌入到中空部20A内后，插入到壳体21内的电容器元件20的阴极侧的端面通过激光焊接等方式与壳体21的内底面机械且电气地接合。 

外部连接用阳极端子22A被一体地设置在铝制封口板22的表面侧。突起22B嵌入到中空部20A内。孔22C被设置为用于注入电解液。压力调节阀23被设置成闭塞孔22C。通过激光焊接等方式，电容器元件20的阳极侧的端面与封口板22的内面机械且电气地接合。而且，在封口板22的周缘上以将壳体21的开口部卷入方式的进行加工(卷边加工)，从而密封壳体21。 

如图9所示，压力调节阀23由透气性构件24和闭塞体25以及顶盖26构成。在孔22C上配设透气性构件24和闭塞体25。在金属制顶盖26上设置与外部连通的孔26A。以覆盖透气性部件24和闭塞体25的方式固定顶盖26，向闭塞体25一直闭塞孔22C的方向推压闭塞体25。以包围孔22C周围的方式将圆环状凸部22D设置在封口板22上。通过敛缝(caulking)加工等使凸部22D变形而抵压在顶盖26上，由此固定顶盖26。 

在电容器的内部压力在规定的压力以上时，压力调节阀23使在电容器内部产生的气体释放到外部。由此防止电容器内部的压力上升。而且，在工作后，压力调节阀23恢复到工作前的状态，从而保持电容器内部的气密性。即压力调节阀23是自恢复型。因此，即便因电容器内部产生气体而导致压力上升，也能够维持电容器的特性，而不会导致电容器的外观出现异常。 

而且，压力调节阀23包括透气性构件24。透气性构件24由防止电解液透过，且使在电容器内部产生的气体透过到外部的材料构成。通过使透气性构件24紧贴在封口板22的孔22C周围，电解液附着在闭塞体25上，从而不会使压力调节阀23的功能损坏。而且，经由压力调节阀23能够防止电解液泄漏到电容器外部。这种电容器被公开在例如专利文献1中。 

这样，在现有的电容器中，压力调节阀23被安装在用于注入电解液的孔22C上。由此能够防止电解液的泄漏。但是，压力调节阀23通过在装配电容器并从孔22C注入电解液后，在孔22C上直接装入各构件而被安装。因此，压力调节阀23的装配精度的偏差会导致压力调节阀23的工作偏差。特别是由于闭塞体25的压缩量直接关系到压力调节阀23的工作压力，因此压力调节阀23的工作压力容易产生偏差。 

(专利文献1)日本特开2004-134632号公报 

本发明是一种使用工作压力稳定的压力调节阀的电容器。本发明的电容器具有电容器元件、电解液、壳体、端子板、过滤体、阀体以及顶盖。电容器元件具有阳极、与阳极相对的阴极、以及夹在阳极和阴极之间的隔膜。电解液浸渍于电容器元件中。具有开口部的壳体收纳电容器元件和电解液。形成有第一孔的端子板密封壳体的开口部。过滤体被设置成闭塞第一孔，且由防止电解液透过的透气性薄片构成。由弹性材料构成的阀体是具有筒部和底部的有底筒状且该底部的底面为平面状，底部被配置成覆盖过滤体。形成有第二孔的顶盖被固定在端子板上，且以所述阀体的所述筒部被压曲变形的状态覆盖保持阀体。阀体和过滤体被分开设置。过滤体、阀体以及顶盖构成压力调节阀。使用该压力调节阀的电容器在大的压缩率范围内工作压力固定，且能够反复工作，因此使用该压力调节阀的电容器能够提高可靠性以及安全性。 

图1是本发明第一实施方式的电容器的剖面图。 

图2是本发明第一实施方式的电容器的压力调节阀的剖面图。 

图3是图2所示的压力调节阀的阀体的立体图。 

图4A是本发明第一实施方式的压力调节阀的另一个阀体的剖面图。 

图4B是本发明第一实施方式的压力调节阀的再一个阀体的剖面图。 

图4C是本发明第一实施方式的压力调节阀的又一个阀体的剖面图。 

图5是用于本发明第二实施方式的电容器的压力调节阀的剖面图。 

图6是图5所示的压力调节阀的分解剖面图。 

图7是图5所示的压力调节阀的过滤体单元的分解剖面图。 

图8是现有电容器的剖面图。 

图9是现有电容器的压力调节阀的剖面图。 

附图标记说明 

1  电容器元件 

3  壳体 

4  端子板 

4A 通孔(第一孔) 

4B 凸部 

4D 突起 

5  压力调节阀 

6  过滤体 

6A 粘接材 

7  阀体 

71、71B、71C、71D  筒部 

7A、7B、7C、7D    上面部 

72、7E  底部 

8   顶盖 

8A  透气孔(第二孔) 

8B  凸缘部 

8C  开口突起部 

8D   筒部 

9    绝缘构件 

12   压紧橡胶 

12B  平面部 

12C、16B  壁部 

16  垫圈(第一垫圈) 

16A、18A、12A  孔 

17  阀单元 

18  垫圈(第二垫圈) 

19  过滤体单元 

具体实施方式

(第一实施方式) 

图1是本发明第一实施方式的电容器的剖面图。该电容器具有电容器元件1、金属制壳体3、端子板4以及压力调节阀5。 

电容器元件1由以下构件构成：在由铝箔构成的集电体上形成有可极化电极层的一对阳极、阴极；以及夹在其间的隔膜(均未图示)。阳极、阴极彼此在反方向(图1中为上下方向)上错开并被卷绕。从电容器元件1的两端面(图1中为上下端)分别电气地引出阳极和阴极。 

铝等金属制有底圆筒形状壳体3具有开口部，且一并收纳有电容器元件1和未图示的电解液。电解液浸渍于电容器元件1中。插入到壳体3内的电容器元件1的阴极侧的端面通过激光焊接等方法与壳体3的内底面机械且电气地接合。通过该结构，壳体3兼作为电容器元件1的阴极侧的引出电极。 

在铝等金属制端子板4上设置作为用于注入电解液的第一孔的通孔4A。电容器元件1的阳极侧的端面通过激光焊接等与端子板4的内面机械且电气地接合。使绝缘构件9介于端子板4的周缘以及壳体3的开口部之间，并以将壳体3的开口部卷入的方式进行卷边等加工，由此密封壳体3。即，端子板4密封壳体3的开口部。端子板4为阳极侧的引出电极。 

在这样构成的端子板4的通孔4A上设置压力调节阀5。当由于电解液的反应等产生气体，而使内部压力异常上升时，能够通过压力调节阀5释放压力。 

图2是压力调节阀5的剖面图，图3是阀体7的立体图。压力调节阀5由过滤体6、阀体7以及顶盖8构成。 

过滤体6由透气性薄片组成。过滤体6具有使在端子板4的下方产生的气体等透过，且防止电解液透过的物理特性。这种薄片可以使用例如聚四氟乙烯多孔性薄膜。过滤体6在设置在端子板4上的通孔4A的下面侧(壳体3的内侧)，通过粘结等被固定在端子板4上。或者，也可以通过在过滤体6与端子板4之间配置改性聚丙烯(未图示)，并进行热熔接来固定过滤体6。 

由丁基橡胶等弹性材料形成的阀体7被配置成其中心轴与通孔4A的中心轴大致一致。在金属制顶盖8上设置作为与外部连通的第二孔的透气孔8A。阀体7被配置成闭塞通孔4A。即，阀体7被设置成覆盖通孔4A且与过滤体6分开。由不锈钢等金属形成的顶盖8覆盖阀体7，并将阀体7保持在压缩状态下。顶盖8由设置在端子板4上的凸部4B固定。 

在这种结构中，如果图1所示的壳体3的内部压力异常上升，则阀体7被推向上方，仅有通过过滤体6的气体经过通孔4A，从透气孔8A被释放到外部。因此，能够通过压力调节阀5释放压力，而壳体3内的电解液不会泄漏。 

该结构中，阀体7与过滤体6被分开设置。金属制端子板4比过滤体6硬，而且尺寸精度也高。因此，阀体7的压缩量的偏差被降低，压力调节阀5的工作压力的偏差也减少。因此，能够稳定地制成即使在壳体3内部压力异常上升，电解液也不会泄漏的，且安全性高的电容器。 

而且，如图2、图3所示阀体7是具有筒部71和底部72的有底筒状。并且，底部72被配置成覆盖过滤体6。以通过顶盖8压住阀体7，由此筒部71略微压曲的形式，阀体7闭塞通孔4A。阀体7的上面部7A与底面略平行。如果阀体7被压住而压曲，则即使压缩量有些许变化，其上下方向的应力也不变化。因此，压力调节阀5的工作压力也稳定。 

接着，对阀体7的更加优选的形状进行说明。图4A～图4C是表示阀体7的更加优选的形状的剖面图。 

图4A所示的阀体7的筒部71B在与顶盖8相接的部分上具有上面部7B。上面部7B呈高度从筒部71B的中心向外侧逐渐降低的所谓锥状。这样，如果由顶盖8从上面侧压住，则使阀体7的壁面向内侧压曲。 

而且，图4B所示的阀体7的筒部71C在与顶盖8相接的部分上具有上面部7C。与图4A所示相反，上面部7C呈高度从圆筒中心向外侧逐渐增高的锥状。这样，如果由顶盖8从上面侧压住，则使阀体7的壁面向外侧压曲。 

并且，图4C所示的阀体7的筒部71D在与顶盖8相接的部分上具有上面部7D。底部7E的直径比上面部7D的直径(外径)小，形成研钵状筒部71D。这样，阀体7的壁面以向下方弯曲方式压曲。 

通过使用该任一个阀体7，能够控制阀体7的压曲状态。即，即使阀体7的压缩量有些许变化，也能够使上下方向的应力稳定。因此，能够使压力调节阀5的工作压力稳定。 

(第二实施方式) 

图5是用于本发明第二实施方式的电容器的压力调节阀的剖面图，图6是图5所示的压力调节阀的分解剖面图。本实施方式的电容器具有与第一实施方式的压力调节阀5不同结构的压力调节阀5和端子板4。其余的基本结构与第一实施方式相同，因此仅对压力调节阀5和端子板4进行说明，并省略对其余的构成部件的说明。而且，对与第一实施方式相同的结构标注相同标记，省略详细说明。 

本实施方式的压力调节阀5由阀单元17、过滤体单元19以及压紧橡胶12构成。首先对阀单元17进行说明。阀单元17具有阀体7、顶盖8以及作为第一垫圈的垫圈16。 

与第一实施方式相同，阀体7由丁基橡胶组成，并形成为有底圆筒形状。在有底圆筒形状的顶盖8的开口端上设置凸缘部8B。垫圈16由铝形成，在其中央部上设置孔16A。而且，在垫圈16的上面周缘上一体地设置圆环状的壁部16B。 

在垫圈16上载置阀体7并将垫圈16压入到顶盖8中，由此组装成阀单元17。此时，将阀体7保持在压缩状态下。另外，为了将垫圈16压入到顶盖8中，使用未图示的夹具。由此，能够高精度地掌握压入尺寸。而且，通过在垫圈16上设置壁部16B，能够精确地将阀体7相对于顶盖8定位。 

另外，优选的是，在顶盖8的筒部8D的至少一部分上设置切口，并以使该切口向顶盖8的内部突出的方式进行加工，从而设置开口突起部8C。通过设置开口突起部8C，当将垫圈16压入到顶盖8时，设置在不锈钢制 顶盖8上的开口突起部8C咬入铝制垫圈16。由此，压入的结合强度进一步提高。 

接着，对过滤体单元19进行说明。圆形过滤体单元19具有过滤体6、粘接材6A以及作为第二垫圈的垫圈18。 

铝制垫圈18在中央部具有孔18A。过滤体6的材料与第一实施方式相同。和第一实施方式所说明的一样，粘接材6A也由例如薄膜状的改性聚丙烯(以下称改性PP)组成。使用粘接材6A，通过热熔接接合过滤体6和垫圈18。设置在端子板4上的电解液注入用通孔4A的上部配设有过滤体单元19。 

另外，图7是过滤体单元19的分解剖面图，表示使用由改性PP组成的粘接材6A接合垫圈18和过滤体6的方法。 

首先，将粘接材6A配置在垫圈18和过滤体6之间并重叠。并且，在140～200℃的温度下加热大约10秒，在1kgf/cm²的压力下进行加压加工。这样，熔融的粘接材6A均匀地渗入到过滤体6，从而通过锚固效应将过滤体6与垫圈18接合。 

圆筒形状的丁基橡胶制压紧橡胶12具有在中央部设有孔12A的平面部12B和设置在平面部12B周围的壁部12C。 

使用如上所述构成的阀单元17、过滤体单元19以及压紧橡胶12，对将压力调节阀5组装在端子板4上的顺序进行说明。首先，将过滤体单元19配置在设置在端子板4上的通孔4A的上侧(外侧)。并且，以覆盖过滤体单元19的方式盖上压紧橡胶12。此时，以使壁部12C包围过滤体单元19的方式配置压紧橡胶12。进而，在压紧橡胶12上配设阀单元17。并且，通过敛缝加工设置在端子板4上的突起4D，将突起4D与顶盖8的凸缘部8B压接。由此，将顶盖8和端子板4机械地结合。此时，使压紧橡胶12保持在压缩状态的方式进行敛缝。由此，压紧橡胶12紧贴垫圈16的下面，并且押压与过滤体单元19接合的过滤体6。这样，本实施方式的压力调节阀5中，将阀体7和过滤体6分别单独装入阀单元17和过滤体单元19。 

通过将垫圈16压入到配设有阀体7的顶盖8，组装使阀体7保持在压缩状态下的阀单元17。因此，作为阀单元17，其组装精度提高，阀体7的压缩量偏差减少。即，本实施方式的压力调节阀5中，阀体7和过滤体6 也被分开设置。而且，通过使用有底圆筒状阀体7，得到与第一实施方式相同的效果。由此，作为压力调节阀5，其工作偏差减少。而且，利用单个阀单元17能够进行压力调节阀5的工作确认。另外，如果使用图4A～图4C所示阀体7，能够得到与第一实施方式相同的效果，因此更加优选。 

另外，第一、第二实施方式中，壳体3和端子板4分别兼做电容器元件1的电极的引出电极。除此之外，也可以使用来自电容器元件1的引线等设置引出电极。 

而且，如果由乙丙橡胶形成阀体7，则抗油性、耐化学药品性等提高，因此优选。并且，如果由丁基橡胶形成阀体7，则除上述效果外，抗水性也提高，因此更加优选。 

工业利用可能性 

使用本发明的压力调节阀的电容器中，压力调节阀的工作压力偏差减小，因此工作压力的可靠性提高。其结果是使用该压力调节阀的电容器的可靠性也提高。这种电容器能够用于各种电子设备、大电流下需要高可靠性等的汽车系统，例如混合动力汽车的电力再生或者蓄电等。 

Claims (11)

1.一种电容器，其具备，

电容器元件，其具有阳极、与所述阳极相对的阴极、以及夹在所述阳极和所述阴极之间的隔膜；

电解液，其浸渍于所述电容器元件中；

壳体，其收纳所述电容器元件和所述电解液，并具有开口部；

端子板，其形成有第一孔，并密封所述壳体的所述开口部；

过滤体，其被设置成闭塞所述第一孔，并由防止所述电解液透过的透气性薄片构成；

阀体，其是具有筒部和底部的有底筒状且该底部的底面为平面状，并被配置成所述底部覆盖所述第一孔，且该阀体由弹性材料构成；以及，

顶盖，其被固定在所述端子板上，且以所述阀体的所述筒部被压曲变形的状态覆盖保持所述阀体，并且形成有第二孔，

其中，所述阀体和所述过滤体被分开设置。

2.根据权利要求1所述的电容器，其中，

所述过滤体在所述壳体的内侧被固定在所述端子板上，

所述阀体在所述第一孔的位置上与所述端子板直接相接。

3.根据权利要求2所述的电容器，其中，

利用热熔接的改性聚丙烯接合所述端子板和所述过滤体。

4.根据权利要求1所述的电容器，其中，

所述阀体的所述筒部在与所述顶盖相接的部分上，具有高度从所述筒部的中心向外侧逐渐降低或逐渐增加的锥状面。

5.根据权利要求1所述的电容器，其中，

所述阀体的所述底部的直径比所述筒部的与所述顶盖相接的部分的直径小。

6.根据权利要求1所述的电容器，其中，

所述阀体由乙丙橡胶、丁基橡胶的任一个构成。

7.根据权利要求1所述的电容器，其中，

所述电容器还具有被压入到所述顶盖的开口部的，并和所述顶盖一起将所述阀体保持在压缩状态下的环状第一垫圈、以及与所述过滤体接合的环状第二垫圈，

所述顶盖、所述阀体以及所述第一垫圈构成阀单元，

所述过滤体和所述第二垫圈构成过滤体单元，所述过滤体单元被配置成在所述壳体的外侧闭塞所述第一孔，

所述电容器还具有压紧橡胶，其从所述过滤体的上面覆盖所述过滤体单元，并被压缩保持在所述过滤体单元和所述第一垫圈之间。

8.根据权利要求7所述的电容器，其中，

在第一垫圈的上面周缘上设置圆环状壁部。

9.根据权利要求7所述的电容器，其中，

所述顶盖具有筒部，在所述筒部的至少一部分上设置有向所述顶盖的内侧突出的开口突起部。

10.根据权利要求7所述的电容器，其中，

通过热熔接的改性聚丙烯接合所述第二垫圈和所述过滤体。

11.根据权利要求1所述的电容器，其中，

所述过滤体是聚四氟乙烯的多孔性薄膜。

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