CN102859626A - 电解电容器和电解电容器的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种不会对电解电容器造成不良影响,能够实现铠装盒内的电容器元件的牢固固定,提高电解电容器的抗振性的电解电容器。该电解电容器借助隔离物卷绕电极箔,将外周面卷绕有卷固带而卷绕固定的电容器元件插入铠装盒,用封口构件进行封口,并使上述卷固带的宽度在电极箔的宽度以上,并将上述电容器元件由铠装盒的内底面和封口构件按压固定。
Description
技术领域
本发明涉及电解电容器和电解电容器的制造方法。
背景技术
现有的电解电容器是通过将绝缘纸等隔离物置于铝等阀作用金属构成的蚀刻箔上形成有化学生成覆盖膜的阳极箔和铝等阀作用金属的蚀刻箔形成的阴极箔之间并进行卷绕而形成电容器元件,使该电容器元件中浸渍有驱动用电解液,并且收容在有底的筒状的金属制铠装盒中,通过封口构件将铠装盒的开口部封口,构成电解电容器。
在这样的电解电容器的情况下,作为现有的在铠装盒内进行电容器元件的固定的方法,在专利文献1中公开了在铠装盒内填充热塑性树脂或环氧树脂等固定剂,在铠装盒内固定电容器元件的方法。
此外,在专利文献2中,公开了在电容器元件的上部和下部覆盖具有突起的绝缘帽,在铠装盒上设置凹部,并使绝缘帽与凹部相互啮合,由此避免铠装盒内的电容器元件的扭曲的内容。
再者,在专利文献3中,如图5所示,公开了在电容器元件21的端面和铠装盒22的内底面之间,插入形成为蜂窝状的固定构件23,将电容器元件21固定在铠装盒内的方法。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本国实开昭54-183660号公报
专利文献2:日本国特开昭53-46657号公报
专利文献3:日本国实开昭59-132632号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,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,会因源于行驶中的路面的振动或引擎的旋转而导致的振动等而持续受到激烈的振动,从而使得电解电容器有可能被施加数十G以上的重力加速度作为振动应力的情况。在该振动应力的作用下,收容在电解电容器内部的电解电容器元件将发生振动,由此会使得导线端子发生断裂,因此,需要能够经受该振动应力的电容器元件在铠装盒内的固定方法。
如专利文献1所示,在现有的铠装盒内填充树脂等固定剂来固定电容器元件的方法中,向铠装盒中填充的固定剂的量必须很多,在电解电容器使用时内部压力上升的情况下,会出现作为容许空间的铠装盒内的空间变小,因此,压力阀等安全装置容易动作,缩短电解电容器的寿命的问题。
此外,如专利文献2所示,在呈电容器元件的上部和下部覆盖绝缘帽并将其保持在铠装盒内的结构的情况下,为了牢固固定电容器元件,需要将电容器元件与绝缘帽以及与铠装盒准确并无缝隙地啮合,组装电容器时需要额外的工序,因此成为高价的电解电容器。
此外,如专利文献3所示,在电容器元件的端面和铠装盒的内底面之间,插入形成为蜂窝状的固定构件来固定电容器元件的方法中,将电容器元件牢固按压于蜂窝状固定构件,以致容易损伤电容器元件的端面,引发电极箔之间的短路,因此,无法增大电容器元件的按压力,在提高电解电容器的抗振性方面效果有限。
此外,在车载用途等需要牢固固定的情况下,尽管考虑了从上下两侧强力按压电容器元件的方案,但当在电容器元件上施加规定的压力进行按压时,在卷固带宽度窄的情况下,电容器元件的外周面未缠绕卷固带的部分将鼓起。一旦电容器元件鼓起,将导致卷绕散开,使得阳极箔和阴极箔之间的间隔变宽,以致会对电解电容器的电性能造成不良影响。因此,无法向电容器元件施加规定压力并按压固定在铠装盒内。
本发明就是为了解决上述现有技术的问题而提出,其目的在于提供一种不会造成电容器短路的不利状况,不会对电性能带来不良影响,能够实现铠装盒内的电容器元件的牢固固定,提高电解电容器的抗振性的电解电容器和电解电容器的制造方法。
解决课题的手段
为了实现上述目的,本发明的电解电容器是一种借助隔离物卷绕电极箔,将在外周面卷绕卷固带而卷绕固定的电容器元件插入铠装盒,用封口构件进行封口的电解电容器,其中,上述卷固带的宽度在电极箔的宽度以上,并且上述电容器元件由铠装盒的内底面和封口构件按压固定。
由此,在卷绕型电解电容器中,即使电容器元件在铠装盒内受到规定的压力的按压,也能通过电极箔以上的卷固带实现卷固固定,因此,不会发生电容器元件的鼓起或卷绕的散开,向电容器元件施加规定的压力能够实现按压固定,因此,能够更牢固地进行铠装盒内的电容器元件的固定,提高电解电容器的抗振性。
此外,本发明的电解电容器是通过插入电容器元件和上述铠装盒的内底面之间的与铠装盒的内底面形状大致相同的固定板将电容器元件固定。
由此,在电解电容器使用时因内部压力上升而使得设置在铠装盒底面的压力阀鼓起的情况下,当铠装盒的内底面插入有固定板,即使铠装盒的压力阀鼓起,但由于按压固定电容器元件的固定板和封口构件的间隔不会扩大,因此,能够以规定的压力持续按压固定电容器元件。
此外,本发明的电解电容器在上述固定板上具有1个以上的贯通孔。
由此,在因电解电容器的使用而在内部产生的气体的作用下使得内部压力上升的情况下,由于产生的气体能够通过固定板的贯通孔,因此能够使压力直接作用于设置在铠装盒的底面的压力阀,而不会损伤压力阀的功能。
此外,在本发明的电解电容器中,至少上述固定板的电容器元件一侧的表面由绝缘构件覆盖。
由此,在电容器元件被按压在固定板上的状态下,电极箔不会与金属制固定板直接接触,因此,能够防止电极箔和固定板发生短路。
此外,在本发明的电解电容器中,至少一个上述固定板的表面由振动吸收构件覆盖。
由此,向电解电容器施加的振动不会直接传递给电容器元件,能够减弱施加到电容器元件上的振动,因此能够提高电解电容器的抗振性。
此外,在本发明的电解电容器中,上述固定板具备按压电容器元件的作用力。
由此,在将该固定板和电容器元件封口于铠装盒内的情况下,由该固定板的作用力将电容器元件按压,能够更牢固地保持电容器元件的固定,因此,在电解电容器被施加较大振动的情况下,也能够提供电容器元件被固定、能够充分经受振动的电解电容器。
此外,在本发明的电解电容器中,上述电容器元件具有多个隔离物,其中至少一个隔离物的宽度宽于其它隔离物并在铠装盒的内底面侧突出。
由此,在封口构件和铠装盒之间或者在封口构件和固定板之间按压电容器元件的情况下,制成宽幅的隔离物的突缘部被按压至规定尺寸,将电容器元件的长度成型修整为规定尺寸,由此能够增强电容器元件的固定,因此,能够进一步提高电解电容器的抗振性。
本发明的电解电容器的制造方法用于制造借助隔离物卷绕电极箔,将在外周面卷绕卷固带而卷绕固定的电容器元件收容在铠装盒中,用封口构件进行封口的电解电容器,其中,上述卷固带的宽度在电极箔的宽度以上,并且,在电容器元件通过铠装盒的内底面和封口构件而被按压的状态下,对铠装盒的开口部进行封口。
由此,在卷绕型电解电容器中,即使电容器元件在铠装盒内以规定的压力被按压,但由于通过电极箔以上的卷固带将电容器元件卷绕固定,因此,不会导致电容器元件的鼓起或卷绕的散开,从而能够实现向电容器元件施加规定压力进行按压固定,因此,能够实现更牢固的铠装盒内的电容器元件的固定,提高电解电容器的抗振性。
发明的效果
根据本发明,能够提供不会造成电容器短路的不利状况,不会对电性能带来不良影响,能够实现铠装盒内的电容器元件的牢固固定,提高电解电容器的抗振性的电解电容器。
附图说明
图1为本发明实施例的电容器元件的部分展开立体示意图。
图2为本发明实施例的电解电容器的内部结构的剖面示意图。
图3为以绝缘构件覆盖本发明的固定板的实施例的电解电容器的内部结构的剖面示意图。
图4为本发明的变形例的电解电容器的内部结构的剖面示意图。
图5为现有的电解电容器的局部剖开的立体示意图。
符号说明
1电容器元件
2导线端子
3阳极箔
4阴极箔
5隔离物
6卷固带
7铠装盒
8封口构件
9固定板
10贯通孔
11压力阀
12绝缘构件
13凸状固定板
具体实施方式
下文详细说明本发明的电解电容器的实施方式。
图1为本发明电容器元件的结构的部分展开立体示意图。图2为本发明电解电容器的内部结构的剖面示意图。
实施例
如图1所示,在本实施例的电容器元件1中,阳极箔3由通过蚀刻进行了表面粗糙化处理之后形成了化学生成覆盖膜的铝箔构成,阴极箔4由通过蚀刻进行了表面粗糙化处理的铝箔构成,任意形成化学生成覆盖膜。通过断续缝焊法或冷压焊法将由铝等制成的导线端子等电极内部端子2连接在这两个电极箔上。在上述阳极箔3和阴极箔4之间,介入植物纤维、再生纤维、合成纤维、化学纤维等形成的绝缘纸、无纺布或它们的混抄纸等绝缘构件构成的隔离物5,并卷绕成圆筒状,通过卷固带6固定,以使得卷绕端部不致松散,由此形成电容器元件1。该电容器元件1与驱动用电解液一起被收容在铝制的有底的筒状铠装盒7内,在铠装盒7的开口端设置弹性橡胶等制成的封口构件8,通过卷边处理将上述开口端敛缝,将电解电容器封口。
在此,详细叙述电容器元件1的卷固带6。该卷固带6卷绕在电容器元件1的外周部,以防止电容器元件1的卷绕散开。卷绕在该电容器元件1的外周部的卷固带6的宽度优选为至少卷绕成较厚或强度高的阳极箔3的宽度以上,也可以是阴极箔或者电容器元件1的宽度以上。
此外,卷固带6优选为以将卷固端接合于卷固带上的方式卷绕在电容器元件1的外周面达1匝以上,且至少以约半匝以上的长度接合固定于卷固带上。此外,在采用宽度窄于电极箔的宽度的卷固带的情况下,可以卷绕多条卷固带直至卷绕成电极箔的宽度以上,也可以螺旋状卷绕窄幅的1条卷固带直至卷绕在电容器元件的整个外周面上。在本实施例中,作为卷固带6,使用厚度约50μm、宽度与电容器元件1的宽度相同的聚苯硫醚带,在电容器元件1的外周面卷绕2匝而停止卷绕。
此外,作为卷固带6的材质,可由聚苯硫醚、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;绝缘性电解纸;铝等金属带等制成。
此外,用于该电容器元件1的隔离物5的宽度,设定为阳极箔3或者阴极箔4的卷绕宽度以上,在将电容器元件1按压固定于铠装盒7的内底面的情况下,能够防止阳极箔3和阴极箔4接近以致短路或者防止阳极箔3或阴极箔4与铠装盒7或与固定板9之间发生短路。
在本实施例中,所用2张隔离物为相同宽度,但也可以使其中一张隔离物的宽度大于另一张隔离物的宽度,向铠装盒7的内底面侧突出,在该情况下,宽幅的隔离物在按压固定时被弯折,覆盖阳极箔和阴极箔其中之一的箔端面,因此能够防止电容器元件的短路,提高耐电压性能。
此外,尽管在电容器元件1中借助隔离物卷绕阳极箔3和阴极箔4,但在该电容器元件1的开始卷绕部,空卷了多匝隔离物,形成空卷部,通过该空卷部,能够提高电容器元件1的强度。此外,也可以设置树脂材料等形成的圆筒构件作为另外的卷绕开始部以代替空卷部。
接着,如图2所示,在铠装盒7的内底面,收容有与该内底面形状大致相同的固定板9,上述电容器元件1的端面与该固定板9的上表面抵接,并向封口构件8施加固定的按压力,同时将电容器元件1插入铠装盒7的内部进行固定。由此形成电容器元件通过铠装盒7的内底面和封口构件8而被按压的状态。在该状态下,铠装盒7将该开口部敛缝以进行封口,在向电容器元件1施加按压力的状态下而被封口。作为敛缝方法,采用先对与铠装盒7的封口构件8对应的侧面进行敛缝的横向敛缝,维持电容器元件1上施加有规定的按压力的状态,然后进行对铠装盒7的开口部进行敛缝的纵向敛缝,以将铠装盒7封口的方法。此外,11为切槽构成的压力阀。
用于进行该电容器元件1的固定的固定板9由铝等金属材料形成为圆板状,需要其保持有在对电容器元件1进行了按压固定的情况下能够维持平坦状的强度。即使在因使用电解电容器使得内部压力上升、压力阀鼓起的情况下,固定板9也能停留在铠装盒7的内底面,封口构件8和固定板9之间的间隔不致变宽,因此,能够以规定按压力持续按压固定电容器元件1。
另外,该固定板9的材质只要是不致被驱动用电解液腐蚀的金属材料即可,特别优选为铝。
此外,该固定板9上设有用于排气的贯通孔。贯通孔10的大小只要是能够使得电解电容器的内部产生的气体通过即可。由于因该气体而被引发上升的电解电容器的内部压力能够直接作用于设在铠装盒7的内底面的压力阀,因此能够消除对压力阀11功能的损害。此外,由于电容器元件1的端面与固定板9抵接,因此只要不发生给电容器元件1的端面造成损伤等不利情况,贯通孔10的大小和数量就没有限制。尽管在本实施例中是在中心部设置了1个贯通孔10,但也可以在任意位置设置多个贯通孔10。贯通孔10的形状可以为圆形、多边形、狭缝状中的任一种,只要是内部压力能够直接作用于铠装盒7的内底面的形状即可,除此无特别限定。
如图3所示,覆盖固定板9的绝缘构件12优选为不会溶解在驱动用电解液中,且不会因电解电容器使用中所产生的热量而引发变形或软化的耐热性树脂或陶瓷。通过将该绝缘构件12附着在固定板9的至少电容器元件侧,能够防止电极箔与金属制固定板9接触而引发短路。
此外,可以配置振动吸收构件来覆盖固定板9以代替上述绝缘构件12。作为该吸收构件,优选为不会被驱动用电解液腐蚀、即使在高温下也不会剧烈软化的具有耐热性的橡胶,特别适合采用可吸收振动的丁基橡胶等。
在本发明中,将绝缘构件12和振动吸收构件设置在电容器元件1与固定板9之间,但也可以将其设置在铠装盒7的内底面与固定板9之间,或者在固定板9的上下两面设置振动吸收构件。
接着,参照图4详细说明本发明的变形例。图4为本发明变形例的电解电容器的剖面示意图。
如图4所示,在该变形例中,在电容器元件1和铠装盒7之间设有固定板13。该固定板13在插入铠装盒7之前呈一侧具有突出形状的盘状板材,但在压入电容器元件1被施加压力进行按压而成为大致平坦状的状态下,被困入铠装盒内而被固定。由此,该固定板13能够提供意图恢复为原有的突出形状的力,由此能够具备以规定的压力将电容器元件1按压在封口构件侧的作用力。
因此,即使在电解电容器被施加较大振动的情况下,电解电容器也能够经受该振动,并且在卷绕电容器元件时,即使在电容器元件的长度方向的尺寸出现离散的情况下,也能够抑制该离散,牢固进行电容器元件的按压固定,因此,能够提供充分耐受车载用途的振动应力的优异的电解电容器。
作为除了上述之外的使固定板具备按压电容器元件的作用力的方法,也可以采用在固定板上安装盘簧或者板簧等施力单元,对电容器元件施加作用力的方法。
Claims (8)
1.一种电解电容器,其特征在于,
其借助隔离物卷绕电极箔,将在外周面卷绕卷固带而卷绕固定的电容器元件插入铠装盒,用封口构件进行封口,其中,
所述卷固带的宽度在电极箔的宽度以上,并且,所述电容器元件由铠装盒的内底面和封口构件按压固定。
2.根据权利要求1所述的电解电容器,其特征在于,所述电容器元件通过插入所述电容器元件和所述铠装盒的内底面之间的与所述铠装盒的内底面形状大致相同的固定板而被固定。
3.根据权利要求2所述的电解电容器,其特征在于,所述固定板具有一个以上的贯通孔。
4.根据权利要求3所述的电解电容器,其特征在于,至少所述固定板的电容器元件一侧的表面由绝缘构件覆盖。
5.根据权利要求2所述的电解电容器,其特征在于,至少一个所述固定板的表面由振动吸收构件覆盖。
6.根据权利要求2所述的电解电容器,其特征在于,所述固定板具备按压所述电容器元件的作用力。
7.根据权利要求1所述的电解电容器,其特征在于,所述电容器元件具有多个隔离物,其中至少一个隔离物的宽度宽于其它隔离物,并在所述铠装盒的内底面侧突出。
8.一种电解电容器的制造方法,其特征在于,
其用于制造借助隔离物卷绕电极箔,将在外周面卷绕卷固带而卷绕固定的电容器元件收容在铠装盒中,用封口构件进行封口的电解电容器,其中,
所述卷固带的宽度在电极箔的宽度以上,并且,在电容器元件通过铠装盒的内底面和封口构件而被按压的状态下,对铠装盒的开口部进行封口。
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