JP2000294445A - 圧力破砕型保護デバイス及びこれを用いた爆発防止型コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パッキン等の開口部を閉鎖する特別の部材を
用いることなしに、従来と同等の効果を得ることができ
る圧力破砕型保護デバイスとする。 【構成】 貫通孔１１０Ａ₁ が形成された本体１００Ａ
₁ と、この本体１００Ａ ₁ に取り付けられて前記貫通孔
１１０Ａ₁ を閉塞する蓋体２００Ａ₁ と、この蓋体２０
０Ａ₁ が取り付けられた側とは反対の側で前記本体１０
０Ａ₁ に取り付けられて前記貫通孔１１０Ａ₁ を閉塞す
る底体３００Ａ₁ とを備えており、前記蓋体２００Ａ₁
には、本体１００Ａ₁ に取り付けられた状態で前記貫通
孔１１０Ａ ₁ の上を通過する導体層２１０Ａ₁ が形成さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムイオン電
池等の充電型電池の安全機構や、コンデンサ等の電子部
品の安全機構に適した圧力破砕型保護デバイスと、これ
を用いた爆発防止型コンデンサとに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、携帯電話やビデオカメラ等の
電子機器には、リチウムイオン電池等の充電型電池が数
多く用いられている。これら各種の充電型電池におい
て、例えば、電子機器の故障や誤使用によって過充電状
態や短絡状態になると、電池内部が加熱され、電解液が
分解されてガスが発生し、電池内圧が上昇し、その結果
爆発してしまうおそれがあった。このため、これらの充
電型電池には、爆発を防止する各種の保護デバイスが備
えられている。

【０００３】例えば、実開昭６４−３８７６４号公報に
は、負極或いは正極の金属集電体と出力端子とを電気的
に接続する平板状をした金属製の集電リードに、円状や
楕円状等をした穿孔を設け、当該穿孔箇所近傍をフッ素
系樹脂で被覆した保護デバイスが開示されている。

【０００４】また、特開平０８−３１５８０３号公報に
は、絶縁性材からなり、一部を開口された筐体と、前記
筐体の開口部を閉鎖し、圧力により変形する加圧部材
と、前記筐体に収納され、導電路を有し、前記加圧部材
による押圧が所定値を越えると前記導電路を破断する破
断部材と、前記導電路に接続される導電性を有する一対
の接続部材と、前記接続部材と前記筐体内部で接合さ
れ、前記筐体にインサート成形された一対の端子と、前
記筐体には、前記接続部材と前記端子の接合部の端子裏
面に達する凹部を備えたことを特徴とする圧力遮断セン
サが開示されている。

【０００５】また、これらの保護デバイスは、充電型電
池のみならず、コンデンサにも用いられている。すなわ
ち、電解コンデンサでは、使用時に極性を逆にして接続
する、急激な充放電を繰り返す、耐電圧を越えた電圧を
印加することなとにより、電解コンデンサに過電流が流
れ、内部に含浸された電解液が分解して内部圧力の上昇
を招く。この結果、電解コンデンサが破損して電解液が
漏出し、電子機器を破損させる場合があった。

【０００６】この破損を防止するため、大容量の電解コ
ンデンサには防爆機構と呼ばれる様々な爆発防止装置が
組み込まれていた。このように防爆機構を備えた電解コ
ンデンサか、例えば特開平５−２５１２８７号公報や特
開平５−２５１２９０号公報、第２５５９９２５号実用
新案登録公報などに開示されている。

【０００７】特開平５−２５１２８７号公報に開示され
た電解コンデンサは、コンデンサ素子と一対の外部端子
とを備えており、コンデンサ素子の一方の電極と外部端
子の一方との間に過電流により切断されるヒューズを備
え、このヒューズと交差させた形状記憶合金からなるリ
ード線が、シリコン樹脂等の弾性樹脂によってヒューズ
に固定されている。このリード線には、一定温度以上に
加熱されるとリード線とヒューズ線とを含む平面と垂直
方向に曲がる性質が予め記憶されている。

【０００８】この電解コンデンサにあっては、異常な電
圧が印加されたりするとコンデンサ素子に過電流が流
れ、リード線が一定温度以上に加熱される。この結果、
リード線が変形を受けるとともにヒューズ線を機械的に
切断し、過電流による破損を防いでいる。

【０００９】一方、特開平５−２５１２９０号公報に開
示された電解コンデンサは、コンデンサ素子とこのコン
デンサ素子を納める外装缶とを具備し、外装缶に防爆弁
が設けられている。さらに、外装缶を蓋するキャップに
は、防爆弁の近傍に位置してコンデンサ素子と並列に接
触スイッチが備えれらるとともに、この接触スイッチ直
列に電流ヒューズが設けられている。

【００１０】この電解コンデンサにあっては、電解液の
弁解に伴って内部圧力が上昇すると防爆弁が膨らみ、そ
の圧力により防爆弁近傍に位置された接触スイッチが作
動する。この結果、コンデンサ素子と並列に接続された
接触スイッチに大量の電流が流れる。この結果、電流ヒ
ューズが切断され、電解コンデンサの爆発を抑えること
ができ、電解液が外部に漏れることがない。

【００１１】また、第２５５９９２５号実用新案登録公
報に開示された電解コンデンサにあっては、コンデンサ
素子とこのコンデンサ素子を納める第１の外装缶及びこ
の第１の外装缶を納める第２の外装缶とを具備し、第１
の外装缶の開口は防爆弁を有する封口体にて封口されて
いる。また、第１の外装缶と第２の外装缶との間に空間
が設けられており、この空間は上部空間と下部空間とに
気密的に区分されている。

【００１２】この電解コンデンサにあっては、コンデン
サ素子の電極と第１の外装缶との出力端子とを接続する
リードがヒューズとしての機能を有しており、過電流が
流れた場合にはヒューズが遮断される。また、内部圧力
が高まり防爆弁が作動した場合でも、第２の外装缶に電
解液が溜まることにより、電解液が外部に漏出すること
はない。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特開平０８−３１５８０３号公報の圧力遮断センサに
は以下のような問題点があった。すなわち、この圧力遮
断センサに用いられる加圧部材は圧力によって変形する
もの、具体的にはゴム材料等の弾性材からなるパッキン
が使用されている。このような加圧部材で筐体の開口部
が閉鎖されるのである。そして、開口部の内部と外部と
の圧力差によって導電路を破断部材で破断するのであ
る。パッキンによって開口部を閉鎖する必要がある。

【００１４】また、特開平５−２５１２８７号公報に開
示された電解コンデンサは、ヒューズと形状記憶合金か
らなるリード線とが略Ｔ字形状若しくは略Ｘ字形状に交
差されて配置されるため小型化が困難であり、また、リ
ード線に形状記憶合金を用いるためコストが高くなると
いう問題点があった。さらに、形状記憶合金によるリー
ド線が変形し、その変形に伴ってヒューズが機械的に破
損される２次的な機構となっているため、ヒューズとリ
ード線との接着不足等により、動作が不安定になるおそ
れがあった。また、これでは温度上昇による異常は検知
できるが、内部圧力の上昇は検知できないという問題点
があった。

【００１５】さらに、特開平５−２５１２９０号公報に
開示された電解コンデンサは、接触スイッチと電流ヒュ
ーズとを用いているため構造が複雑になり、製造コスト
が高くなるという問題点があった。また、防爆弁の近傍
に接触スイッチと電流ヒューズとが設置されるため、小
型化することが困難であった。しかも、前記電解コント
同様に、防爆弁が膨張して接触スイッチを作動させ、そ
の後電流ヒューズを遮断するという２次的な機構となっ
ているため、作動圧を一定に調整することが困難になる
という問題もあった。

【００１６】また、第２５５９９２５号実用新案登録公
報に開示された電解コンデンサにあっては、第１の外装
缶と第２の外装缶とを具備するため、結果として小型化
が困難になり、製造コストも高くなるという問題点があ
った。

【００１７】本発明は上記事情に鑑みて創案されたもの
で、パッキン等の開口部を閉鎖する特別の部材を用いる
ことなしに、同等の効果を得ることができる圧力破砕型
保護デバイスと、確実に爆発を防ぐ安全性の高いコンデ
ンサを安価に提供することを目的としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る圧力破砕型
保護デバイスは、貫通孔が形成された本体と、この本体
に取り付けられて前記貫通孔を閉塞する蓋体と、この蓋
体が取り付けられた側とは反対の側で前記本体に取り付
けられて前記貫通孔を閉塞する底体とを備えており、前
記蓋体には、本体に取り付けられた状態で前記貫通孔の
上を通過する導体層が形成されている。

【００１９】また、本発明に係る他の圧力破砕型保護デ
バイスは、凹部が形成された本体と、この本体に取り付
けられて前記凹部を閉塞する蓋体とを備えており、前記
蓋体には、本体に取り付けられた状態で前記凹部の上を
通過する導体層が形成されている。

【００２０】さらに、本発明に係るその他の圧力破砕型
保護デバイスは、凹部が形成された第１本体と、凹部が
形成された第２本体とを備えており、前記第１本体の凹
部の底部の方が、第２本体の凹部の底部より薄く形成さ
れ、かつ第１本体の裏面であって凹部の底部に相当する
部分に導体層が形成されており、両凹部を向かい合わせ
にした状態で両本体を組み合わせると、両本体の間に両
凹部で形成される空間と外部とを連通させる連通部が形
成されるようになっている。

【００２１】一方、本発明に係る爆発防止型コンデンサ
は、コンデンサ素子と、このコンデンサ素子を納めるケ
ースと、このケースの開口部を塞ぐ封口体と、前記コン
デンサ素子と電気的に接続された圧力破砕型保護デバイ
スとを備え、前記圧力破砕型保護デバイスは、前記ケー
スの内部に向かって露出しており、請求項１乃至６記載
のものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
に係る圧力破砕型保護デバイスの概略的分解斜視図、図
２は本発明の第１の実施の形態に係る圧力破砕型保護デ
バイスの概略的斜視図、図３は本発明の第１の実施の形
態に係る圧力破砕型保護デバイスの使用状態を示す概略
的正面図、図４は本発明の第１の実施の形態に係る圧力
破砕型保護デバイスが作動した状態を示す概略的斜視
図、図５は本発明の第１の実施の形態に係る圧力破砕型
保護デバイスの変形例を示す概略的平面図、図６は本発
明の第１の実施の形態に係る圧力破砕型保護デバイスの
その他の変形例を示す概略的斜視図、図７は本発明の第
１の実施の形態に係るさらにその他の変形例を示す圧力
破砕型保護デバイスの概略的正面図、図８は本発明の第
１の実施の形態に係る圧力破砕型保護デバイスのさらに
その他の変形例を示す概略的断面図、図９は本発明の第
１の実施の形態に係る圧力破砕型保護デバイスの端子部
への接続形態の一例を示す概略的正面図である。

【００２３】また、図１０は本発明の第２の実施の形態
に係る圧力破砕型保護デバイスを示す概略的断面図、図
１１は本発明の第３の実施の形態に係る圧力破砕型保護
デバイスを示す概略的断面図である。

【００２４】さらに、図１２は本発明の実施の形態に係
る爆発防止型コンデンサの概略的断面図である。

【００２５】本発明の第１の実施の形態に係る圧力破砕
型保護デバイスＡ₁ は、貫通孔１１０Ａ₁ が形成された
本体１００Ａ₁ と、この本体１００Ａ₁ に取り付けられ
て前記貫通孔１１０Ａ₁ を閉塞する蓋体２００Ａ₁ と、
この蓋体２００Ａ₁ が取り付けられた側とは反対の側で
前記本体１００Ａ₁ に取り付けられて前記貫通孔１１０
Ａ₁ を閉塞する底体３００Ａ₁ とを備えており、前記蓋
体２００Ａ₁ には、本体１００Ａ₁ に取り付けられた状
態で前記貫通孔１１０Ａ₁ の上を通過する導体層２１０
Ａ₁ が形成されている。

【００２６】前記本体１００Ａ₁ は、略直方体状のセラ
ミックスから構成されている。この本体１００Ａ₁ の上
面から下面にかけて丸形の貫通孔１１０Ａ₁ が開設され
ている。この貫通孔１１０Ａ₁ は、蓋体３００Ａ₁ と底
体３００Ａ₁ とによって閉塞される部分である。

【００２７】また、前記蓋体２００Ａ₁ は、平面視で前
記本体１００Ａ₁ の同じ大きさのセラミックス板であ
る。この蓋体２００Ａ₁ の上面側には、蓋体２００Ａ₁
の長手方向に縦断した導体層２１０Ａ₁ が形成されてい
る。この導体層２１０Ａ₁ は、蓋体２００Ａ₁ を本体１
００Ａ₁ に取り付けた場合、前記貫通孔１１０Ａ₁ の上
を通過する位置に設けられている。

【００２８】さらに、前記底体３００Ａ₁ は、平面視で
前記本体１００Ａ₁ の同じ大きさのセラミックス板であ
る。この底体３００Ａ₁ には、小さな開口３１０Ａ₁ が
開設されている。この開口３１０Ａ₁ は、底体３００Ａ
₁ を本体１００Ａ₁ に取り付けた場合、前記貫通孔１１
０Ａ₁ に臨んで貫通孔１１０Ａ₁ と外部とを連通させる
ことができる位置に開設されている。なお、この開口３
１０Ａ₁ は、前記貫通孔１１０Ａ₁ より十分小さいもの
であることが望ましい。

【００２９】ここで、蓋体２００Ａ₁ は、本体１００Ａ
₁ 及び底体３００Ａ₁ より薄く形成されていることが必
要である。すなわち、充電型電池等の内圧が所定値より
上昇した場合には、図４に示すように、蓋体２００Ａ₁
の貫通孔１１０Ａ₁ の真上部分が破損されることで、蓋
体２００Ａ₁ に形成された導体層２１０Ａ₁ を切断して
導体層２１０Ａ₁ を流れる電流を遮断するものだからで
ある。例えば、蓋体２００Ａ₁ は、シート状のセラミッ
クス（以下、セラミックスシートとする）を用いること
で４０μｍ程度の極薄とすることができる。なお、図１
においては、本体１００Ａ₁ の方が底体３００Ａ₁ より
厚く形成されているが、本体１００Ａ₁と蓋体２００Ａ
₁ とは同等の厚さであってもよいことになる。

【００３０】このような本体１００Ａ₁ 、蓋体２００Ａ
₁ 及び底体３００Ａ₁ からなる圧力破砕型保護デバイス
Ａ₁ は、次のようにして製造される。まず、本体１００
Ａ₁ の上面に蓋体２００Ａ₁ を、下面に底体３００Ａ₁
をそれぞれ貼りつけた後、焼成して一体化する。する
と、本体１００Ａ₁ の貫通孔１１０Ａ₁ は、前記開口３
１０Ａ₁ を介して外部と連通した状態になる。

【００３１】この状態で前記開口３１０Ａ₁ を接着剤等
で封止し、貫通孔１１０Ａ₁ を外部から独立した空間と
する。これで図２に示す圧力破砕型保護デバイスＡ₁ が
完成する。

【００３２】このような圧力破砕型保護デバイスＡ
₁ は、図３に示すように導体層２１０Ａ ₁ の左右両端に
充電型電池の端子部５００を半田や超音波溶着等によっ
て接続することで充電型電池に内蔵される。

【００３３】また、上述した圧力破砕型保護デバイスＡ
₁ における蓋体２００Ａ₁ に形成された導体層２１０Ａ
₁ は、端部も中央部も同幅であったが、図５に示す圧力
破砕型保護デバイスＡ₂ では、導体層２１０Ａ₂ の端部
が中央部に比べて幅広く形成されている。このため、前
記端子部５００の導体層２１０Ａ₂ への接続が容易にな
っている。ただし、導体層２１０Ａ₂ が本体１００Ａ₂
に形成された貫通孔１１０Ａ₂ の上側を通過する点は上
述したものと同様である。

【００３４】さらに、上述した圧力破砕型保護デバイス
Ａ₁ 及びＡ₂ では、本体１００Ａ₁、１００Ａ₂ に１つ
の貫通孔１１０Ａ₁ 、１１０Ａ₂ が開設されていたが、
図６に示す圧力破砕型保護デバイスＡ₃ のように、２つ
の貫通孔１１０Ａ₃ を開設してもよい。このように、複
数の貫通孔１１０Ａ₃ を開設すると、いずれかの貫通孔
１１０Ａ₃ の上に位置するように形成された導体層２１
０Ａ₃ が破断されれば導通が遮断されるため、より信頼
性を向上させることが可能となる。他の部品、例えば蓋
体２００Ａ₃ や底体３００Ａ₃ は、上述した圧力破砕型
保護デバイスＡ ₁ 等と同様であるので詳細な説明は省略
する。

【００３５】また、図７に示す圧力破砕型保護デバイス
Ａ₄ は、端子部５００が導体層２１０Ａ₄ に対して垂直
に接続されることを考慮したものである。このため、圧
力破砕型保護デバイスＡ₄ では、蓋体２００Ａ₄ に導体
層２１０Ａ₄ の両端部に導体層２１０Ａ₄ を貫く凹み２
２０Ａ₄ を設け、この凹み２２０Ａ₄ に垂直方向から端
子部５００を挿入し、半田付けや接着剤又は加締等で固
定するようにしている。

【００３６】ところで、上述した圧力破砕型保護デバイ
スＡ₁ 〜Ａ₄ では、蓋体２００Ａ₁、２００Ａ₂ 、２０
０Ａ₃ 、２００Ａ₄ は勿論のこと、本体１００Ａ₁ 、１
００Ａ₂ 、１００Ａ₃ 、１００Ａ₄ 、底体３００Ａ₁ 、
３００Ａ₂ 、３００Ａ₃ 、３００Ａ₄ も一層のセラミッ
クスから構成されるとして説明した。しかしながら、図
８に示す圧力破砕型保護デバイスＡ₅ のように、本体１
００Ａ₅ と底体３００Ａ₅ とは、複数（図面では４枚と
３枚）の薄いセラミックスシートａを積層して構成する
ことも可能である。このように、セラミックスシートａ
を積層して本体１００Ａ₅ 等を構成すると、必要に応じ
て各種の大きさ特に厚さの本体１００Ａ ₅ 等を構成する
ことができるというメリットがある。また、この場合
は、積層されるセラミックスシートａ自身は蓋体２００
Ａ₅ より薄くても構わない。

【００３７】なお、この場合のセラミックスａには、貫
通孔１００Ａ₅ となるべき切欠や、開口３１０Ａ₅ とな
るべき切欠が形成されている必要があることはいうまで
もない。

【００３８】また、圧力破砕型保護デバイスＡ ₁〜
Ａ ₃、Ａ₅ は、図９に示すように、箱状の端子部５００
に両端部を嵌め込むことで接続されることもある。

【００３９】次に、本発明の第２の実施の形態に係る圧
力破砕型保護デバイスＢについて説明する。この本発明
の第２の実施の形態に係る圧力破砕型保護デバイスＢ
が、上述した圧力破砕型保護デバイスＡ₁ 〜Ａ₅ と相違
する点は、圧力破砕型保護デバイスＡ₁〜Ａ₅ が本体１
００Ａ₁ 、１００Ａ₂ 、１００Ａ₃ 、１００Ａ₄ と蓋体
２００Ａ₁ 、２００Ａ₂ 、２００Ａ₃ 、２００Ａ₄ と底
体３００Ａ₁ 、３００Ａ₂ 、３００Ａ₃ 、３００Ａ₄ と
の３つの部品から構成されていたのに対して、２点の部
品で構成される点である。

【００４０】本発明の第２の実施の形態に係る圧力破砕
型保護デバイスＢは、図１０に示すように、凹部１１０
Ｂが形成された本体１００Ｂと、この本体１００Ｂに取
り付けられて前記凹部１１０Ｂを閉塞する蓋体２００Ｂ
とを備えており、前記蓋体２００Ｂには、本体１００Ｂ
に取り付けられた状態で前記凹部１１０Ｂの上を通過す
る導体層２１０Ｂが形成されている。

【００４１】前記本体１００Ｂは、略直方体状のセラミ
ックスから構成されている。この本体１００Ｂは、上面
から下面にかけて丸形の凹部１１０Ｂが形成されてい
る。従って、この本体１００Ｂは、略箱状に形成されて
いることになる。しかも、前記凹部１１０Ｂには、蓋体
２００Ｂが取り付けられる面とは異なる面、すなわち下
面に凹部１１０Ｂと外部とを連通させる開口１２０Ｂが
開設されている。

【００４２】一方、前記蓋体２００Ｂは、平面視で前記
本体１００Ｂの同じ大きさのセラミックス板である。こ
の蓋体２００Ｂの上面側には、蓋体２００Ｂの長手方向
に縦断した導体層２１０Ｂが形成されている。この導体
層２１０Ｂは、蓋体２００Ｂを本体１００Ｂに取り付け
た場合、前記凹部１１０Ｂの上を通過する位置に設けら
れている。

【００４３】ここで、蓋体２００Ｂは、本体１００Ｂよ
り薄く形成されている。すなわち、充電型電池等の内圧
が所定値より上昇した場合には、蓋体２００Ｂの凹部１
１０Ｂの真上部分が破損されることで、蓋体２００Ｂに
形成された導体層２１０Ｂを切断して導体層２１０Ｂを
流れる電流を遮断するものだからである。例えば、この
蓋体２００Ｂは、セラミックスシートを用いることで４
０μｍ程度の極薄とすることができる。

【００４４】このような本体１００Ａ及び蓋体２００Ｂ
からなる圧力破砕型保護デバイスＢは、次のようにして
製造される。まず、本体１００Ｂの上面に蓋体２００Ｂ
を貼りつけた後、焼成して一体化する。すると、本体１
００Ｂの凹部１１０Ｂは、前記開口１２０Ｂを介して外
部と連通した状態になる。

【００４５】この状態で前記開口１２０Ｂを接着剤等で
封止し、凹部１１０Ｂを外部から独立した空間とする。
これで圧力破砕型保護デバイスＢが完成する。

【００４６】このように構成された圧力破砕型保護デバ
イスＢには、次のような変形例もある。まず、上述した
圧力破砕型保護デバイスＡ₂ と同様に、導体層の端部が
中央部より幅広く形成されたものがある。このタイプの
ものは、前記端子部の導体層への接続が容易になってい
る。

【００４７】また、上述した圧力破砕型保護デバイスＡ
₃ が２つの貫通孔１１０Ａ₃ を有していたように、本体
に２つの凹部を設けてもよい。このように、複数の凹部
を設けると、いずれかの凹部の上に位置するように形成
された導体層が破断されれば導通が遮断されるため、よ
り信頼性を向上させることが可能となる。

【００４８】さらに、上述した圧力破砕型保護デバイス
Ａ₄ のように、端子部が導体層に対して垂直に接続され
るように、蓋体に導体層の両端部に導体層を貫く凹みを
設けてもよい。このようにすると、圧力破砕型保護デバ
イスの各種の取付パターンを得ることができる。

【００４９】次に、図１１を参照しつつ本発明の第３の
実施の形態に係る圧力破砕型保護デバイスＣについて説
明する。この本発明の第３の実施の形態に係る圧力破砕
型保護デバイスＣは、凹部４１１が形成された第１本体
４１０と、凹部４２１が形成された第２本体４２０とを
備えており、前記第１本体４１０の凹部４１１の底部４
１２の方が、第２本体４２０の凹部４２１の底部４２２
より薄く形成され、かつ第１本体４１０の裏面であって
凹部４１１の底部４１２に相当する部分に導体層４１３
が形成されており、両凹部４１１、４２１を向かい合わ
せにした状態で両本体４１０、４２０を組み合わせる
と、両本体４１０、４２０の間に両凹部４１１、４２１
で形成される空間４４０と外部とを連通させる連通部４
３０が形成される。

【００５０】第１本体４１０は、略直方体状のセラミッ
クスから構成されている。この第１本体４１０は、上面
から下面にかけて丸形の凹部４１１が形成されている。
従って、この第１本体４１０は、略箱状に形成されてい
ることになる。また、前記凹部４１１の上縁部には連通
路４３０となる凹溝４１４が形成されている。

【００５１】かかる第１本体４１０の裏面であって凹部
４１１の底部４１２に相当する部分には、導体層４１３
が形成されている。この導体層４１３は、前記凹部４１
１の上を通過するようになっている。

【００５２】一方、前記第２本体４２０は、第１本体４
１０と同様に、略直方体状のセラミックスから構成され
ている。この第２本体４２０は、上面から下面にかけて
丸形の凹部４２１が形成されている。従って、この第２
本体４２０は、略箱状に形成されていることになる。ま
た、前記凹部４２１の上縁部には連通路４３０となる凹
溝４２４が形成されている。

【００５３】しかしながら、この第２本体４２０が、第
１本体４１０と相違する点は、凹部４２１の底部４２２
の厚さである。すなわち、第２本体４２０の凹部４２１
の底部４２２の方が、第１本体４１０の凹部４１１の底
部４１２より厚く形成されているのである。従って、底
部４１１の方が底部４２２より容易に破断するのであ
る。

【００５４】第１本体４１０と第２本体４２０とを両凹
部４１１、４２１が向かい合うようにして組み合わせる
と、両凹部４１１、４２１によって空間４４０が形成さ
れる。この空間４４０は、両凹溝４１４、４２４によっ
て形成された連通路４３０によって外部と連通してい
る。

【００５５】この圧力破砕型保護デバイスＣは次のよう
にして製造される。まず、第１本体４１０と第２本体４
２０とを両凹部４１１、４２１が向かい合うようにして
組み合わせた状態で焼成する。すると、両凹部４１１、
４２１によって空間４４０が形成される。この空間４４
０は連通路４３０によって外部と連通しているのは上述
した通りである。

【００５６】この状態で前記連通路４３０を接着剤等で
封止し、前記空間４４０を外部から独立した空間とす
る。これで圧力破砕型保護デバイスＣが完成する。

【００５７】上述した圧力破砕型保護デバイスＡ〜Ｃ
は、リチウムイオン電池等の充電型電池やコンデンサ等
の爆発を防止する保護デバイスとして使用される。

【００５８】例えば、図１２に示すように、前記圧力破
砕型保護デバイスＡを用いた爆発防止型コンデンサ１０
００は、コンデンサ素子１１００と、このコンデンサ素
子１１００を納めるケース１２００と、このケース１２
００の開口部１２１０を塞ぐ封口体１３００と、前記コ
ンデンサ素子１１００と電気的に接続された圧力破砕型
保護デバイスＡとを備えている。

【００５９】前記コンデンサ素子１１００は、電解型の
コンデンサであって、一対の端子部１１１０、１１２０
を有している。この一対の端子部１１１０、１１２０
は、一方側に変位している。これらの端子部１１１０、
１１２０のうち、より外側に位置する一方の端子部１１
１０は、後述する封口体１３００に設けられたリード端
子１３１０に接触するようになっている。

【００６０】一方、残る他の端子部１１２０は、前記端
子部１１１０より若干短く設定されており、後述するリ
ード部１３４０に接触するようになっている。

【００６１】また、前記ケース１２００は、例えば金属
やプラスチック材料から略箱状に形成されている。この
ケース１２００の一面は開口部１２１０として開放され
ている。

【００６２】前記ケース１２００の開口部１２１０に
は、封口体１３００が嵌め込まれ、例えば金属製のケー
ス１２００の開口部１２１０をかしめることにより、コ
ンデンサ素子１１００を納められる。従って、このケー
ス１２００の内部は、封口体１３００によって外部とは
気密に区分されているのである。この封口体１３００
は、例えばプラスチック等の絶縁性材料からやや肉厚状
に形成されている。

【００６３】この封口体１３００は、両端部にリード端
子１３１０、１３２０を有している。このリード端子１
３１０、１３２０は、爆発防止型コンデンサ１０００の
端子となる部分である。一方のリード端子１３１０は、
封口体１３００の上面に開設された開口１３６０に上端
が臨んでおり、下端は封口体１３００の下面より下側に
突出している。また、他方のリード端子１３２０は、封
口体１３００を貫通している。

【００６４】また、この封口体１３００の上面側には、
凹部１３３０が形成されている。この凹部１３３０は、
圧力破砕型保護デバイスＡが収納され、しかも収納され
た圧力破砕型保護デバイスＡの導体層２１０Ａ₁ が封口
体１３００の上面と面一になる深さに設定されている。

【００６５】この凹部１３３０の両端側には、凹部１３
３０に収納された圧力破砕型保護デバイスＡの導体層２
１０Ａ₁ に接触するリード部１３４０、１３５０が設け
られている。一方のリード部１３４０、すなわち前記端
子部１１２０が接触するリーード部１３４０は、封口体
１３００に形成された開口１３６０に嵌まり込む埋設片
１３４１と、この埋設片１３４１と直交する方向に伸び
た接触片１３４２とから構成されている。前記接触片１
３４２が圧力破砕型保護デバイスＡの導体層２１０Ａ₁
の一端側に接触するようになっている。また、埋設片１
３４１は、前記端子部１１２０に垂直に接触するように
なっている。

【００６６】また、前記リード部１３５０は、封口体１
３００の上面に突出したリード端子１３２０の上端に接
続されている。

【００６７】従って、前記リード部１３４０、１３５０
は、凹部１３３０に収納された圧力破砕型保護デバイス
Ａを上側から押さえ込むようにして、導体層２１０Ａ₁
に接触しているのである。

【００６８】このように構成された爆発防止型コンデン
サ１０００は、リード端子１３１０→端子部１１１０→
コンデンサ素子１１００→端子部１１２０→接触片１３
４２→圧力破砕型保護デバイスＡ→リード部１３５０→
リード端子１３２０の順で電気的に接続されているので
ある。

【００６９】この爆発防止型コンデンサ１０００は、過
電流が流れることで電解液が分解し、その結果、ケース
１２００の内部圧力が一定値以上に上昇すると、圧力破
砕型保護デバイスＡの蓋体２００Ａ₁ のうち、貫通孔１
１０Ａ₁ の上に位置する部分が破損し、その結果、導電
層２１０Ａ₁ が破断され、電流が遮断される。

【００７０】また、温度上昇によってもケース１２００
の内部圧力が増大するので、この場合も同様にして電流
を遮断することが可能である。

【００７１】なお、この爆発防止型コンデンサ１０００
では、圧力破砕型保護デバイスＡを使用したが、他のも
の、すなわち圧力破砕型保護デバイスＢ、Ｃであっても
同様の作用を奏することが可能なのは勿論である。

【００７２】

【発明の効果】本発明に係る圧力破砕型保護デバイス
は、貫通孔が形成された本体と、この本体に取り付けら
れて前記貫通孔を閉塞する蓋体と、この蓋体が取り付け
られた側とは反対の側で前記本体に取り付けられて前記
貫通孔を閉塞する底体とを備えており、前記蓋体には、
本体に取り付けられた状態で前記貫通孔の上を通過する
導体層が形成されている。

【００７３】従って、蓋体及び底体によって本体の貫通
孔（従来の開口部に相当する）を閉塞することができる
ので、部品点数を削減しつつ同等の効果を得ることがで
きる。

【００７４】また、前記蓋体は、本体及び底体より薄く
形成されているので、底体ではなく確実に蓋体を破砕す
ることができるという効果もある。

【００７５】一方、導体層は、蓋体に設けられているの
で、従来のように本体の内部に導体層に相当するものを
引き込む必要がなくなり、その結果として、全体の構成
を簡略化することが可能となった。

【００７６】さらに、他の圧力破砕型保護デバイスは、
凹部が形成された本体と、この本体に取り付けられて前
記凹部を閉塞する蓋体とを備えており、前記蓋体には、
本体に取り付けられた状態で前記凹部の上を通過する導
体層が形成されている。

【００７７】このように構成された圧力破砕型保護デバ
イスは、底体に相当するものが不要となり、より部品点
数の削減を果たすことができる。

【００７８】この圧力破砕型保護デバイスでは、本体に
は、蓋体が取り付けられる面とは異なる面に前記凹部と
連通する開口が開設されている。

【００７９】また、他の圧力破砕型保護デバイスとして
は、凹部が形成された第１本体と、凹部が形成された第
２本体とを備えており、前記第１本体の凹部の底部の方
が、第２本体の凹部の底部より薄く形成され、かつ第１
本体の裏面であって凹部の底部に相当する部分に導体層
が形成されており、両凹部を向かい合わせにした状態で
両本体を組み合わせると、両本体の間に両凹部で形成さ
れる空間と外部とを連通させる連通部が形成されるよう
にすることも可能である。

【００８０】また、他の本発明に係る爆発防止型コンデ
ンサは、コンデンサ素子と、このコンデンサ素子を納め
るケースと、このケースの開口部を塞ぐ封口体と、前記
コンデンサ素子と電気的に接続された圧力破砕型保護デ
バイスとを備え、前記圧力破砕型保護デバイスは、前記
ケースの内部に向かって露出しており、前記請求項１乃
至６記載のものである。

【００８１】従って、この爆発防止型コンデンサは、電
解液の分解による内圧上昇にも温度上昇による内圧上昇
にも対応したものとすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る圧力破砕型保
護デバイスの概略的分解斜視図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る圧力破砕型保
護デバイスの概略的斜視図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係る圧力破砕型保
護デバイスの使用状態を示す概略的正面図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態に係る圧力破砕型保
護デバイスが作動した状態を示す概略的斜視図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態に係る圧力破砕型保
護デバイスの変形例を示す概略的平面図である。

【図６】本発明の第１の実施の形態に係る圧力破砕型保
護デバイスのその他の変形例を示す概略的斜視図であ
る。

【図７】本発明の第１の実施の形態に係るさらにその他
の変形例を示す圧力破砕型保護デバイスの概略的正面図
である。

【図８】本発明の第１の実施の形態に係る圧力破砕型保
護デバイスのさらにその他の変形例を示す概略的断面図
である。

【図９】本発明の第１の実施の形態に係る圧力破砕型保
護デバイスの端子部への接続形態の一例を示す概略的正
面図である。

【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る圧力破砕型
保護デバイスを示す概略的断面図である。

【図１１】本発明の第３の実施の形態に係る圧力破砕型
保護デバイスを示す概略的断面図である。である。

【図１２】本発明の実施の形態に係る爆発防止型コンデ
ンサの概略的断面図である。

【符号の説明】

Ａ ₁ 圧力破砕型保護デバイス １００Ａ ₁ 本体 １１０Ａ ₁ 貫通孔 ２００Ａ ₁ 蓋体 ２１０Ａ ₁ 導電層 ３００Ａ ₁ 底体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 峯 啓治 大阪府八尾市北久宝寺１丁目４番33号 ホ シデン株式会社内 Ｆターム(参考） 5H022 AA09 CC08 CC12 KK01

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 貫通孔が形成された本体と、この本体に
   取り付けられて前記貫通孔を閉塞する蓋体と、この蓋体
   が取り付けられた側とは反対の側で前記本体に取り付け
   られて前記貫通孔を閉塞する底体とを具備しており、前
   記蓋体には、本体に取り付けられた状態で前記貫通孔の
   上を通過する導体層が形成されていることを特徴とする
   圧力破砕型保護デバイス。
2. 【請求項２】 前記蓋体は、本体及び底体より薄く形成
   されていることを特徴とする請求項１記載の圧力破砕型
   保護デバイス。
3. 【請求項３】 前記底体には、本体に取り付けられると
   貫通孔と連通する開口が開設されていることを特徴とす
   る請求項１又は２記載の圧力破砕型保護デバイス。
4. 【請求項４】 凹部が形成された本体と、この本体に取
   り付けられて前記凹部を閉塞する蓋体とを具備してお
   り、前記蓋体には、本体に取り付けられた状態で前記凹
   部の上を通過する導体層が形成されていることを特徴と
   する圧力破砕型保護デバイス。
5. 【請求項５】 前記本体には、蓋体が取り付けられる面
   とは異なる面に前記凹部と連通する開口が開設されてい
   ることを特徴とする請求項４記載の圧力破砕型保護デバ
   イス。
6. 【請求項６】 凹部が形成された第１本体と、凹部が形
   成された第２本体とを具備しており、前記第１本体の凹
   部の底部の方が、第２本体の凹部の底部より薄く形成さ
   れ、かつ第１本体の裏面であって凹部の底部に相当する
   部分に導体層が形成されており、両凹部を向かい合わせ
   にした状態で両本体を組み合わせると、両本体の間に両
   凹部で形成される空間と外部とを連通させる連通部が形
   成されることを特徴とする圧力破砕型保護デバイス。
7. 【請求項７】 コンデンサ素子と、このコンデンサ素子
   を納めるケースと、このケースの開口部を塞ぐ封口体
   と、前記コンデンサ素子と電気的に接続された圧力破砕
   型保護デバイスとを備え、前記圧力破砕型保護デバイス
   は、前記ケースの内部に向かって露出しており、前記請
   求項１乃至６記載のものであることを特徴とする爆発防
   止型コンデンサ。