CN101641754A - 电解电容器 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种电解电容器，能够在不对电解电容器的电特性造成不良影响的情况下将电容器元件牢固地固定在金属壳体内。一种电解电容器，将具备阳极内部端子的阳极箔和具备阴极内部端子的阴极箔隔着隔膜卷绕或层叠而成的电容器元件与驱动用电解液一起装入金属壳体中，对金属壳体的侧面进行铆接，挤压电容器元件而进行固定，其特征在于，在所述电容器元件和金属壳体的铆接之间，在电容器元件的外周卷绕多圈带状材料，以达到在对所述金属壳体的侧面进行铆接时能够缓解电容器元件的变形的总厚度。
Description
技术领域
本发明涉及铝电解电容器。
背景技术
现有的铝电解电容器中，将在由铝等具有阀作用的金属构成的蚀刻箔上形成有化学转化膜的阳极箔和由铝等具有阀作用的金属的蚀刻箔构成的阴极箔隔着绝缘纸等隔膜卷绕或层叠，形成电容器元件，在该电容器元件中浸渗驱动用电解液，同时装入有底筒状的金属壳体内，利用封口体密封金属壳体的开口部，构成电解电容器。
这些电解电容器中，作为一直以来在金属壳体内进行电容器元件的固定的方法，公开了如下方法：在金属壳体内填充热塑性树脂或环氧树脂等固定剂，将电容器元件固定于金属壳体内。
另外，如图7所示，公开了如下方法：对金属壳体2的侧面进行铆接，形成凸部6，通过该凸部6从电容器元件1的外周面进行挤压，将电容器元件1固定于金属壳体内(专利文献1)。
专利文件1：日本特开2000-30981号公报
近年来，电解电容器有用于车载用途的趋势，在该车载用途中，持续受到剧烈的振动，施加于电解电容器上的振动应力为数十G以上，有时要求达到普通金属的疲劳极限即10-6～10-8次以上的耐振动性，因而需要在金属壳体内牢固地固定电解电容器元件。
现有的利用固定剂的电容器元件的固定中，要牢固地固定电容器元件，必须增多金属壳体内填充的固定剂的量，从而使作为电解电容器使用时内压上升情况下的容许空间的金属壳体内的空间减小，因此，压力阀等安全装置容易起动，存在缩短电解电容器寿命的问题。
另外，如图7所示，在对金属壳体3的侧面进行铆接来固定电容器元件1的情况下，为了牢固地固定电容器元件1，必须通过增大铆接金属壳体3的侧面而形成的凸部6等增大对电容器元件1的挤压力，从而在构成电容器元件1的电极箔上施加有机械应力，有时造成漏泄电流等对电特性的不良影响。
发明内容
本发明是为了解决上述那样现有技术的问题而提出的，其目的在于，提供一种电解电容器，能够在不对电解电容器的电特性造成不良影响的情况下将电容器元件牢固地固定在金属壳体内。
解决了上述问题的本发明的电解电容器，将具备阳极内部端子的阳极箔和具备阴极内部端子的阴极箔隔着隔膜卷绕或层叠而成的电容器元件与驱动用电解液一起装入金属壳体中，对金属壳体的侧面进行铆接，挤压电容器元件而进行固定，其特征在于，所述电容器元件和金属壳体的铆接之间，在电容器元件的外周卷绕有多圈带状材料，以达到在对所述金属壳体的侧面进行铆接时能够缓解电容器元件的变形的总厚度。
由此，在铆接金属壳体的侧面时，由于电容器元件的外周以达到能够缓解电容器元件的变形的总厚度的方式卷绕有多圈带状材料，因而使电容器元件的固定牢固，因此，即使在增大金属壳体的侧面的铆接深度的情况下，所述带状材料也会缓解施加在电容器元件上的应力，能够在不使电解电容器的电特性变差的情况下牢固地进行金属壳体内电容器元件的固定。
另外，与以往那样控制固定剂的填充量等相比，该带状材料通过卷绕配置于电容器元件的外周，能够容易地进行安装，并且，通过改变在电容器元件的外周的卷绕数，无论电容器元件和金属壳体的间隙的大小，都能够容易地将带状材料设定为所希望的总厚度。作为该带状材料，可以使用卷绕固定电容器元件的卷绕固定带。另外，作为材质，可以使用聚苯硫醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、三元乙丙橡胶、聚萘二甲酸乙二醇酯。
另外，所述带状材料卷绕多圈，使其厚度为200～600μm，由此，即使增大金属壳体侧面的铆接尺寸，也能够减轻施加于电容器元件上的机械应力而进行固定，因此，能够耐受作为车载用途使用时施加的数十G以上的振动应力。
另外，通过在多个部位进行所述金属壳体的侧面的铆接，能够更牢固地进行金属壳体内电容器元件的固定。
另外，优选所述阴极箔在电容器元件的最外周卷绕得比阳极箔的卷绕结束端短。这是由于本发明人发现，在对金属壳体的侧面进行铆接时，阳极箔的卷绕结束端和与之相对的阳极箔之间容易发生短路，通过使阳极箔的卷绕结束端的电容器元件外周侧的阴极箔卷绕得较短，使其不与阳极箔相对，能够降低短路的发生概率。
另外，使所述阳极箔的卷绕结束端形成的切割毛刺朝向电容器元件的外周侧方向时，在阳极箔的卷绕结束端的电容器元件外周侧，阴极箔卷绕得比阳极箔的卷绕结束端短，因此，不存在阴极箔，不会发生短路。
另外，所述阳极箔的卷绕结束端和与之相对的阴极箔之间隔着绝缘片时，能够可靠地防止短路。
发明效果
根据本发明，能够在不对电解电容器的电特性造成不良影响的情况下牢固地将电容器元件固定在金属壳体内。
附图说明
图1是表示本发明的实施例的电解电容器的制造工序的立体图。
图2是表示本发明的实施例的电解电容器的制造工序的剖面图。
图3是表示本发明的实施例的电解电容器的制造工序的剖面图。
图4是表示本发明的变形例的电解电容器的立体图。
图5是表示本发明的变形例的电解电容器的剖面图。
图6是表示本发明变形例的电解电容器的立体图。
图7是表示现有的铝电解电容器的剖面图。
符号说明
1.电容器元件
2.卷绕固定带
3.金属壳体
4.封口部件
5.卷曲装置
6.凸部
7.阴极箔
8.阳极箔
9.隔膜
10.带状材料
11.卷绕结束端
12.毛刺
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施例进行详细的说明。图1是表示本发明的实施例的电解电容器的制造工序的立体图。图2是表示本发明的实施例的电解电容器的制造工序的剖面图。图3是表示本发明的实施例的电解电容器的制造工序的剖面图。
如图1所示，本实施例的电解电容器中，阳极箔由进行了蚀刻处理且形成有化学转化膜的铝箔构成，阴极箔由进行了蚀刻处理的铝箔构成，可以任选形成化学转化膜。该两个电极箔上，通过钉接法及冷焊法连接有由铝等构成的细长的箔状的内部接头端子和由圆棒部、扁平部及连接于该圆棒部的引线部构成的引线端子等电极内部端子。所述阳极箔及阴极箔之间，隔着由马尼拉纸或牛皮纸等绝缘纸、无纺布或它们的混抄纸等绝缘部件构成的隔膜进行卷绕或层叠，并用卷绕固定带2固定卷绕端部或层叠端部以使其不松开，由此形成电容器元件1。将该电容器元件1与驱动用电解液一同装入由铝制成的有底筒状金属壳体3内，在该金属壳体3的开口端配置由弹性橡胶等构成的封口部件4，通过卷曲(curling)处理对所述开口端进行铆接，将电解电容器密封。
在此，对所述电容器元件1的卷绕固定带2进行详细说明。该卷绕固定带2通过在电容器元件1的外周卷绕多圈，形成规定的厚度。该卷绕固定带2的总厚度是能够缓解后述的对金属壳体3的侧面进行铆接而形成凸部6时电容器元件1上施加的应力的厚度，该总厚度设定为200～600μm的范围。特别优选为300～500μm。后述的对金属壳体3的侧面进行铆接而形成的凸部6所产生的应力，在铆接深度尺寸越大时则越强，在铆接深度满足用于车载用途时施加在电容器元件1上的数十G以上的振动的要求的情况下，为了缓解电容器元件1上的应力使凸部6不引起电容器元件1的电极箔的电特性劣化，卷绕固定带2必须设定为如上所述的总厚度。本实施例中，作为卷绕固定带2，使用厚度约50μm的聚苯硫醚，卷绕4～12圈。
另外，本实施例中，作为带状材料，使用卷绕固定带2，其材质可以由聚苯硫醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、三元乙丙橡胶、聚萘二甲酸乙二醇酯等树脂带或橡胶带、绝缘性的电解纸等构成。通过使用卷绕固定带2代替该带状材料，能够利用现有的设备，简化制造工序。另外，通过在电容器元件1的外周卷绕带状材料，能够与电容器元件1密接而制成强度高的缓解部件，并且，通过根据电容器元件1和金属壳体3的间隙而改变电容器元件1的外周卷绕的带状材料的圈数，能够容易地改变带状材料的总厚度，从而无论电容器元件1和金属壳体3之间间隙的大小，都能够以所希望的总厚度容易地形成带状材料。
接着，对如上所述制成的电解电容器从其金属壳体3的侧面通过卷曲装置5进行铆接。该卷曲装置5从金属壳体3的侧面压入，以挤压卷绕于所述电容器元件1上卷绕的卷绕固定带2，金属壳体3的内侧变形为凸状，该凸部6在咬入卷绕固定带2中并且缓解凸部6所产生的应力的状态下将电容器元件1固定。卷曲装置5通过压入电解电容器的上端及下端的两个部位，能够进一步牢固地固定电容器元件1。另外，卷曲装置5具备未图示的测定铆接压力的传感器，该传感器测定卷曲装置5对金属壳体3进行铆接时的压力，由此了解金属壳体3的内侧形成的凸部6对电容器元件1的固定状况，从而控制铆接的继续或结束。
如上所示，通过在电容器元件1的外周卷绕多圈带状材料，能够利用所述带状材料缓解对金属壳体3的侧面进行铆接时电容器元件1上施加的应力，可以将金属壳体3的侧面的铆接尺寸增大到能够满足车载用途所要求的耐振动性的程度。
下面，参照附图对本发明实施例的变形例进行详细说明。图4是表示本发明的变形例的电容器元件的立体图。图5是表示本发明的变形例的电容器元件的卷绕结构的剖面图。
在该变形例中，首先对上述实施例中的电容器元件的卷绕结构进行详细说明。如图4所示，电容器元件中，阳极箔8和阴极箔7之间隔着隔膜9进行卷绕。在阴极箔7的卷绕结束端11，该卷绕结束端11的电容器元件内周侧隔有绝缘性的带状材料10。另外，在阳极箔8的卷绕结束端11，该卷绕结束端11的电容器元件内周侧同样隔有绝缘性的带状材料10。另外，考虑到生产率，该阳极箔一侧的带状材料10兼作为对电容器元件进行卷绕固定的卷绕固定带2，在电容器元件的外周卷绕固定多圈。该带状材料10与实施例所示的带状材料相同。
其次，图5表示的是电容器元件的阳极箔8及阴极箔7的卷绕结束端11附近，电容器元件中，阴极箔7相对于阳极箔8配置于外周侧而进行卷绕，且阴极箔7卷绕得比阳极箔8短。即，如图5所示，阳极箔8的卷绕结束端11在电容器元件的外周侧形成不与阴极箔7相对的结构。
在此，本发明人对铆接金属壳体的侧面时容易发生短路的部分进行了研究，结果发现，硬度比阴极箔7高的阳极箔8中，铆接时的应力容易集中，因此，在阳极箔8的卷绕结束端11和与之相对的阴极箔7之间容易发生短路，如前所述，通过将阳极箔8的卷绕结束端11的电容器元件外周侧的阴极箔7卷绕得较短，使其不与阴极箔8相对，从而降低了短路的发生。
因此，在装入金属壳体后对金属壳体的侧面进行铆接时，阳极箔8的卷绕结束端11所引起的短路发生是由于阳极箔8的卷绕结束端11的电容器元件内周侧相对的阴极箔7，通过仅在该部分如上所述地隔有兼作卷绕固定带2的带状材料10，能够防止短路。与此相对，也可以将阴极箔7卷绕得比阳极箔8长，但是，由于阳极箔8的卷绕结束端11在其电容器内周侧及外周侧的两面均与阴极箔7相对，因此，必须在其两面隔有带状材料10，比较麻烦。
另外，如图5所示，在阳极箔8的卷绕结束端11，以使切割阳极箔8时产生的切割毛刺12朝向电容器元件的外周侧的方式配置阳极箔8。由此，阳极箔8的卷绕结束端11的切割毛刺12所面向的部位上没有阴极箔7相对，因此，由毛刺12引起短路的可能性降低。阴极箔7的卷绕结束端11的切割毛刺12也同样以朝向电容器元件的外周侧的方式配置，从而防止通过该切割毛刺12与阳极箔8接触而导致的短路。
另一方面，如图6所示，本发明的电容器中，在对其引线端子13施加该电容器壳体的圆筒轴方向的外力时，作为不对内部的阴极箔等直接施加负荷的对策，优选在两极的引线端子各自的中央部对曲柄进行弯曲加工。
以上通过附图对本发明的实施例进行了说明，但具体的构成不限于这些实施例，即使有不脱离本发明宗旨的范围内的变更及追加，也包括在本发明中。例如，实施例中金属壳体3的侧面的铆接在上端和下端的两个部位进行，但不限于此，也可以在中央的一个部位，或者三个部位以上。
另外，兼用了带状材料与卷绕固定带2，但不限于此，也可以采用其它部件构成。
Claims (8)
1.一种电解电容器，将具备阳极内部端子的阳极箔和具备阴极内部端子的阴极箔隔着隔膜卷绕或层叠而成的电容器元件与驱动用电解液一起装入金属壳体中，对金属壳体的侧面进行铆接，挤压电容器元件而进行固定，其中，
所述电容器元件和金属壳体的铆接之间，在电容器元件的外周卷绕有多圈带状材料，以达到在对所述金属壳体的侧面进行铆接时能够缓解电容器元件的变形的总厚度。
2.如权利要求1所述的电解电容器，其中，所述带状材料为卷绕固定电容器元件的卷绕固定带。
3.如权利要求1或2所述的电解电容器，其中，所述带状材料卷绕多圈，其厚度为200～600μm。
4.如权利要求1～3中任一项所述的电解电容器，其中，所述金属壳体侧面的铆接为多个。
5.如权利要求1～4中任一项所述的电解电容器，其中，所述阴极箔在电容器元件的最外周卷绕得比阳极箔的卷绕结束端短。
6.如权利要求5所述的电解电容器，其中，使形成于所述阳极箔的卷绕结束端的切割毛刺朝向电容器元件的外周侧方向。
7.如权利要求5所述的电解电容器，其中，所述阳极箔的卷绕结束端和与其相对的阴极箔之间隔有绝缘片。
8.如权利要求1～7中任一项所述的电解电容器，其中，与所述阳极箔内部端子和所述阴极箔内部端子分别接续的引线端子，在所述金属壳体的外部沿所述金属壳体的轴方向弯曲成曲柄状。
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