JP2001237151A - 保安装置付き電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 遮断機構を簡素化することで、保安装置付き
電解コンデンサの小型化を可能とすること。 【解決手段】 コンデンサ素子１０を有底筒状の外装ケ
ース２内に収納して該外装ケース２の開放端を封口部材
５にて封口するとともに、該封口部材５を貫通して外部
に露出するリード端子６に前記コンデンサ素子１０を導
通接続して成る電解コンデンサ１であって、前記リード
端子６を中空１２とするとともに、前記電解コンデンサ
１内部と前記中空１２内部との圧力差が所定以上の圧力
となった際に、該圧力差により変形して前記リード端子
６を非導通状態とする通電遮断部７を該リード端子６の
電解コンデンサ１内方側端部に具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】本発明は、異常時における
コンデンサ内部の圧力上昇により、電気回路を遮断させ
て動作を停止する保安装置を備えた電解コンデンサに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、これら保安装置付きの電解コンデ
ンサとしては、内圧の上昇に伴うコンデンサの破裂を防
止するために、外装ケ−ス等に機械的脆弱部（安全弁）
を設けて、該機械的脆弱部（安全弁）が破断、動作して
内圧が過度に上昇することを防ぐものがある。しかし、
これら機械的脆弱部（安全弁）を用いたものは、前記機
械的脆弱部（安全弁）の破断により外装ケ−ス内部の圧
力を外部に逃がすことにより前記内圧の過度の上昇を防
止することから、電解コンデンサ内部の電解液も同時に
外部に飛散してしまい、その他の実装部品を汚染してし
まうとともに、前記絶縁性の低下による損傷を及ぼして
しまう場合があった。

【０００３】このため近年では、より安全なコンデンサ
として、前記のように電解コンデンサ内部の電解液が飛
散することことなく、オ−プン状態が形成されて動作停
止する電解コンデンサが求められており、これらの電解
コンデンサとしては、図４に示されるように、外装ケ−
ス３’内部に収容されたコンデンサ素子２’より導出さ
れたリードタブ４’に電気的に接合され、コンデンサ
１’内部に連通する連通孔５’を有する第一の固定板
７’に移動不能に固定された第一リベット６’と、コン
デンサ素子２’が収納されたコンデンサ１’内部を密閉
するとともに、前記第一リベット６’と同軸にて接合さ
れた第二リベット１０’を保持し、コンデンサ１’内部
の圧力上昇にて変形する密閉板８’と、前記第二リベッ
ト１０’とタブ４’を介して接続され、前記第一リベッ
ト６’および第二リベット１０'とほぼ同軸上に配置さ
れた外部端子１２’を支持する第二の固定板９’とから
構成され、前記密閉板８'がコンデンサ１’内部の圧力
上昇に伴って変形することにより、前記第一リベット
６’と第二のリベット１０’の接合が破断することでコ
ンデンサ素子２’への給電が断たれ、動作が停止するよ
うになっているものが実用化されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構造の電解コンデンサ１’では、図４に示すよう
に、圧力の上昇により通電を遮断するための複雑な機構
を封口部材としての前記密閉板８’や第二の固定板９’
等に設ける必要があることから、これら電解コンデンサ
１'を小型化することが難しいばかりか、その製造にも
多くの工程が必要となり電解コンデンサのコストが上昇
してしまうという問題があった。

【０００５】よって、本発明は上記した問題点に着目し
てなされたもので、前記圧力の上昇により通電を遮断す
るための機構を簡素化することで、これらの遮断機構を
有する電解コンデンサを小型化できるとともに、これら
遮断機構を小型のコンデンサにも組み込むことができ、
且つこれら遮断機構を有する電解コンデンサを安価にて
得ることのできる保安装置付き電解コンデンサを提供す
ることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記した問題を解決する
ために、本発明の保安装置付き電解コンデンサは、コン
デンサ素子を有底筒状の外装ケース内に収納して該外装
ケースの開放端を封口部材にて封口するとともに、該封
口部材を貫通して外部に露出するリード端子に前記コン
デンサ素子を導通接続して成る電解コンデンサであっ
て、前記リード端子を中空とするとともに、前記電解コ
ンデンサ内部と前記中空内部との圧力差が所定以上の圧
力となった際に、該圧力差により変形して前記リード端
子を非導通状態とする通電遮断部を該リード端子の電解
コンデンサ内方側端部に具備することを特徴としてい
る。この特徴によれば、リード端子を中空として該リー
ド端子の内側端部に前記通電遮断部を設けることによっ
て簡便に通電を遮断できるようになることから、従来の
ように封口部材に複雑な遮断機構を設ける必要がなく、
結果的にこれら遮断機構を有するコンデンサを小型化或
いは小型のコンデンサへの遮断機構の導入が可能となる
ばかりか、従来のリード端子を変更するのみで遮断機構
を付与できるようになるため、これら遮断機構を有する
保安装置付き電解コンデンサを安価にて製造することが
できる。

【０００７】本発明の保安装置付き電解コンデンサは、
前記リード端子の中空部が、電解コンデンサ外部の外気
と連通されていることが好ましい。このようにすれば、
前記中空部の圧力が常に外気圧力とほぼ等しくなること
から、前記通電遮断部の作動圧力が大きく変化すること
を防止できる。

【０００８】本発明の保安装置付き電解コンデンサは、
前記通電遮断部が、前記中空部と電解コンデンサ内部空
間とを隔てるとともに電解コンデンサ内部の圧力が所定
圧力に達した場合において変形可能な導電性を有する変
形部材と、該変形部材を収納可能とされて前記リード端
子の電解コンデンサ内方側端部に該リード端子と電気絶
縁性の絶縁部材を介して装着された金属製キャップと、
から構成され、前記金属製キャップの底部には電解コン
デンサ内部に連通する連通口が設けられているととも
に、前記変形部材が前記金属製キャップの底部に形成さ
れている破断可能な薄肉部において導通接続されている
ことが好ましい。このようにすれば、簡便な構造にて通
電遮断部を形成できるばかりか、前記変形部材により前
記中空部と電解コンデンサ内部空間とが隔絶されるた
め、電解コンデンサ内部の電解液等がコンデンサ外部へ
流出する事も防止できる。

【０００９】本発明の保安装置付き電解コンデンサは、
前記変形部材が前記金属製キャップの底部側に突出する
ドーム状とされていることが好ましい。このようにすれ
ば、前記ドーム状の突出部がコンデンサ内部の圧力上昇
により前記中空側に反転突出するようになるため、変形
部材の変形量を大きくとることが可能となり、確実に前
記薄肉部の破断が生じて導通の遮断がなされるようにな
る。

【００１０】本発明の保安装置付き電解コンデンサは、
前記金属製キャップおよび／または前記変形部材が前記
外装ケースと同一の金属材料にて形成されていることが
好ましい。このようにすれば、金属製キャップおよび／
または前記変形部材が外装ケースと同一の金属材料とさ
れていることから、これら外装ケースと金属製キャップ
や変形部材との間において電解液や電解質等が介在する
ことで電池形成がなされて腐食が進行すること等を防止
できる。

【００１１】本発明の保安装置付き電解コンデンサは、
前記絶縁部材がゴム部材であって、前記リード端子と変
形部材との接合部を覆うように形成されていることが好
ましい。このようにすれば、前記リード端子と変形部材
との接合部の気密性が向上し、これら接合部より電解コ
ンデンサ内部の電解液が前記中空部内部に漏れだすこと
を防止できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態を説明する。 （実施例）

【００１３】図１は本実施例の電解コンデンサを示す断
面図であり、図２は、本実施例の電解コンデンサに用い
た通電遮断部を示す拡大断面図であり、図３は、本実施
例の電解コンデンサに用いた通電遮断部の動作状況を示
す図である。

【００１４】本実施例の電解コンデンサ１は、図１に示
すように、アルミニウムからなる有底円筒状の外装ケ−
ス２と、この外装ケ−ス２内部に収納されるコンデンサ
素子１０と、前記外装ケ−ス２の開口３を塞ぐとともに
外装ケ−ス２内部を密閉する封口部材５と、前記コンデ
ンサ素子１０より導出された各極のタブ８とそれぞれ接
続され、前記封口部材５を貫通してコンデンサ外部に露
出する円柱状のリベット４、６と、該リベット４、６の
露出部に嵌合して形成される外部端子９と、から主に構
成されており、これら電解コンデンサ１は、前記アルミ
製外装ケ−ス２に前記コンデンサ素子１０および電解液
（図示略）を収納後、前記外装ケ−ス２の開口３近傍の
側面所定位置に、溝加工を実施して横溝を形成し、該外
装ケ−ス２の開口３を前記封口部材５にて塞ぐととも
に、外装ケ−ス２の開口端部を、カ−ル加工することで
前記封口部材５が固定されて作製されている。

【００１５】これら外装ケ−ス２内部に収容される前記
コンデンサ素子１０としては、アルミニウム等の弁作用
金属からなる陽極箔と陰極箔との間にセパレータを介在
させて巻回して形成され、電解液が含浸されたものや、
電解質として固体の二酸化マンガン層をアルミニウム等
の弁作用金属からなる陽極箔と陰極箔との間に形成して
巻回した、固体電解コンデンサ素子等を用いることがで
きる。

【００１６】本実施例にて用いた一方の前記リベット６
は、図１並びに図２に示すように、その内部に空間１２
を有する中空のリベットとされており、前記封口部材５
の表面に露出する端部が、外気と前記リベット６内部の
空間１２とが連通するように開口１１とされているとと
もに、この開口端には該端部に嵌合してかしめ加工する
ことにより電気的に接続かつ固定される接続端子９が設
けられている。

【００１７】これら前記のように、開口１１を設けてリ
ベット６の内部空間１２と外気とを連通させることは、
前記空間１２の圧力が外気と等しくなり、後述する変形
部材１３が変形する圧力が大きく変化してしまうことを
防止できることから好ましいが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、これらリベット６の空間１２を密閉
空間として、所定圧力の空気等を封入しておくようにし
ても良い。

【００１８】前記リベット６のコンデンサ内部側の端部
位置には、図２に示すように、コンデンサ内部の圧力上
昇により動作してコンデンサ素子１０への給電を遮断す
る通電遮断部としての圧力スイッチ部７が設けられてい
る。

【００１９】この本実施例にて用いた圧力スイッチ部７
は、前記リベット６内部の空間１２とコンデンサ内部の
空間とを隔絶可能となるようにリベット６のコンデンサ
内部側端部の開口を覆うように形成された所定厚みを有
するアルミ箔製の変形部材１３が、一方端側に開放され
た有底短筒状の略円盤型とされたアルミ製ケース１５内
部に、電気絶縁性を有する絶縁部材としてのリング状と
されたブチルゴム１４を介し、該ブチルゴム１４がリベ
ット６の内方端部と変形部材１３との接合部を覆うよう
にして収容され、前記アルミ製ケース１５の開放端を内
方へかしめ加工することで装着されている。

【００２０】このアルミ製ケース１５の底部には、アル
ミ製ケース１５の内部とコンデンサ内部の空間とをつな
ぐ連通口１６が設けられ、前記アルミ製ケース１５の内
部とコンデンサ内部の圧力とが同一となるようにされて
おり、これら圧力が前記アルミ製ケース１５に収容され
た前記変形部材１３に作用できるようにされている。

【００２１】更に、このアルミ製ケース１５の底部中央
部位置には薄肉部１７が設けられていて、アルミ製ケー
ス１５の底部側に突出するようにドーム状とされた前記
変形部材１３の突出下端部と該薄肉部１７とが溶接にて
接合されることで、アルミ製ケース１５と変形部材１３
とが導通するようになっていて、該アルミ製ケース１５
の底部外側に前記コンデンサ素子１０より導出された前
記タブ８が溶接にて接合されることにより、前記外部端
子９→リベット６→変形部材１３→アルミ製ケース１５
→タブ８→コンデンサ素子１０が導通してコンデンサ素
子１０への給電が可能とされている。

【００２２】前記した変形部材１３は、前述のようにコ
ンデンサ内部の圧力とリベット６内部の空間１２の圧力
（外気圧に等しい）との圧力差が所望する圧力差になっ
た場合において変形するような適宜な強度を有し、且導
電性を有するものであれば良く、本実施例においては所
定の厚みを有するアルミニウムを使用している。

【００２３】また、前記のように、本実施例ではケース
１５もアルミ製としており、このようにケース１５や変
形部材１３として前記外装ケース２の材質と同一のアル
ミニウムを用いることは、これらの間にコンデンサ内部
の電解質雰囲気が存在することで電池形成がなされて腐
食や電解液の劣化等が生じることを防止できることから
好ましいが、本発明はこれに限定されるものではない。

【００２４】更に、前記薄肉部１７の厚みとしては、前
記変形部材１３自身が変形はしても破損することのない
適宜な強度を有する厚みとすることで、変形時において
変形部材１３が破損してコンデンサ内部の電解液が漏れ
ることを防止できることから好ましいが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、これら変形部材１３側が破
断して前記アルミ製ケース１５との導通を非導通状態と
するとともに、内部の圧力を前記空間１２を通じて適宜
にコンデンサ外部に逃がすようにしても良い。尚、この
際には、コンデンサ内部の電解液等の飛散を防止するた
めに、前記空間１２内部に通気性を有する多孔質部材、
例えば炭素フィルター等を配置するようにすることが好
ましい。

【００２５】また、本実施例の変形部材１３は前述のよ
うにドーム状とされており、このようにすることは、該
変形部材１３の変形ストロークが大きくなり、前記薄肉
部１７の破断が確実に発生するようになることから好ま
しいが、本発明はこれに限定されるものではなく、これ
ら変形部材１３の形状等は、変形部材１３の材質や変形
の発生を希望する圧力等に基づき、適宜に選択すれば良
い。

【００２６】また、本実施例では前述のように絶縁部材
としてリング状のブチルゴム１４を用いており、このよ
うにすることは、アルミ箔製の前記変形部材１３とリベ
ット６との接合部が弾性を有するブチルゴム１４にて覆
われて、その気密性を向上できることや、ブチルゴムが
電解液等への耐薬品性に優れていること等から好ましい
が、本発明はこれに限定されるものではなく、これら絶
縁部材をブチルゴム以外のゴム材としたり、電気絶縁性
を有するゴム以外の材質とすること等は任意とされる。

【００２７】以下、前記通電遮断部である圧力スイッチ
部７の動作を、図３を用いて説明すると、コンデンサ内
部の圧力が上昇すると、前記連通口１６がアルミ製ケー
ス１５内部とコンデンサ内部とを繋げていることから、
これら圧力の上昇に伴って前記変形部材１３にしだいに
大きな変形応力が加わっていく。

【００２８】これらコンデンサ内部の圧力とリベット６
内部の空間１２との圧力差が所定の大きさに達した場合
には、前記変形部材１３が変形応力に耐えられずにリベ
ット６内部側（図面上方側）へ変形し、この変形に伴っ
て変形部材１３とアルミ製ケース１５との導通接続部で
ある薄肉部１７が破断して変形部材１３とアルミ製ケー
ス１５との導通が絶たれて非導通状態となり、前記コン
デンサ素子１０への給電が遮断されるようになってい
る。

【００２９】以上、本発明を図面に基づいて説明してき
たが、本発明はこれら前記実施例に限定されるものでは
なく、本発明の主旨を逸脱しない範囲での変更や追加が
あっても、本発明に含まれることは言うまでもない。

【００３０】例えば、前記実施例では連通口１６を１つ
としているが、本発明はこれに限定されるものではな
く、これら連通口１６の形状や数等は任意とされる。

【００３１】また、前記実施例では外部端子９とリベッ
ト４、６にてリード端子を形成しているが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、例えばリベット４、６の
コンデンサ外部に露出する部分の一部を長くして、該リ
ベット４、６をリード端子として使用するようにしても
良い。

【００３２】また、前記実施例ではリベット４、６の形
状を円柱状としているが本発明はこれに限定されるもの
ではなく、これらリベット４、６の形状等は任意とされ
る。

【００３３】また、前記実施例ではリベット４を圧力ス
イッチ７を有しない通常のリベットとしているが、本発
明はこれに限定されるものではなく、これらリベット４
も前記圧力スイッチ７が設けられた中空のリベット６と
し、いずれか一方が不具合を生じて動作しなくても他方
が動作するように構成しても良い。

【００３４】

【発明の効果】本発明は次の効果を奏する。

【００３５】（ａ）請求項１の発明によれば、リード端
子を中空として該リード端子の内側端部に前記通電遮断
部を設けることによって簡便に通電を遮断できるように
なることから、従来のように封口部材に複雑な遮断機構
を設ける必要がなく、結果的にこれら遮断機構を有する
コンデンサを小型化或いは小型のコンデンサへの遮断機
構の導入が可能となるばかりか、従来のリード端子を変
更するのみで遮断機構を付与できるようになるため、こ
れら遮断機構を有する保安装置付き電解コンデンサを安
価にて製造することができる。

【００３６】（ｂ）請求項２の発明によれば、前記中空
部の圧力が常に外気圧力とほぼ等しくなることから、前
記通電遮断部の作動圧力が大きく変化することを防止で
きる。

【００３７】（ｃ）請求項３の発明によれば、簡便な構
造にて通電遮断部を形成できるばかりか、前記変形部材
により前記中空部と電解コンデンサ内部空間とが隔絶さ
れるため、電解コンデンサ内部の電解液等がコンデンサ
外部へ流出する事も防止できる。

【００３８】（ｄ）請求項４の発明によれば、前記ドー
ム状の突出部がコンデンサ内部の圧力上昇により前記中
空側に反転突出するようになるため、変形部材の変形量
を大きくとることが可能となり、確実に前記薄肉部の破
断が生じて導通の遮断がなされるようになる。

【００３９】（ｅ）請求項５の発明によれば、金属製キ
ャップおよび／または前記変形部材が外装ケースと同一
の金属材料とされていることから、これら外装ケースと
金属製キャップや変形部材との間において電解液や電解
質等が介在することで電池形成がなされて腐食が進行す
ること等を防止できる。

【００４０】（ｆ）請求項６の発明によれば、前記リー
ド端子と変形部材との接合部の気密性が向上し、これら
接合部より電解コンデンサ内部の電解液が前記中空部内
部に漏れだすことを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における保安装置付き電解コン
デンサを示す断面図である。

【図２】本発明の実施例に用いた圧力スイッチ部を示す
断面図である。

【図３】本発明の実施例に用いた圧力スイッチ部の動作
を示す断面図である。

【図４】従来の保安装置付き電解コンデンサを示す断面
図である。

【符号の説明】

１ 電解コンデンサ ２ 外装ケース ３ 開口 ４ リベット ５ 封口部材 ６ リベット ７ 圧力スイッチ部 ８ タブ ９ 外部端子 １０ コンデンサ素子 １１ 開口 １２ 空間 １３ 変形部材 １４ ブチルゴム １５ アルミ製ケース １６ 連通口 １７ 薄肉部

フロントページの続き (72)発明者 志田 洋一 東京都青梅市東青梅一丁目167番地の１ 日本ケミコン株式会社内 (72)発明者 仲秋 健太郎 東京都青梅市東青梅一丁目167番地の１ 日本ケミコン株式会社内 (72)発明者 梅田 和宏 奈良県御所市玉手380番地 ワコー電子株 式会社御所事業所内 (72)発明者 亀石 敏造 奈良県御所市玉手380番地 ワコー電子株 式会社御所事業所内 (72)発明者 井元 章 奈良県御所市玉手380番地 ワコー電子株 式会社御所事業所内 Ｆターム(参考） 5H022 CC08 CC12 KK01

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンデンサ素子を有底筒状の外装ケース
   内に収納して該外装ケースの開放端を封口部材にて封口
   するとともに、該封口部材を貫通して外部に露出するリ
   ード端子に前記コンデンサ素子を導通接続して成る電解
   コンデンサであって、前記リード端子を中空とするとと
   もに、前記電解コンデンサ内部と前記中空内部との圧力
   差が所定以上の圧力となった際に、該圧力差により変形
   して前記リード端子を非導通状態とする通電遮断部を該
   リード端子の電解コンデンサ内方側端部に具備すること
   を特徴とする保安装置付き電解コンデンサ。
2. 【請求項２】 前記リード端子の中空部が、電解コンデ
   ンサ外部の外気と連通されている請求項１に記載の保安
   装置付き電解コンデンサ。
3. 【請求項３】 前記通電遮断部が、前記中空部と電解コ
   ンデンサ内部空間とを隔てるとともに電解コンデンサ内
   部の圧力が所定圧力に達した場合において変形可能な導
   電性を有する変形部材と、該変形部材を収納可能とされ
   て前記リード端子の電解コンデンサ内方側端部に該リー
   ド端子と電気絶縁性の絶縁部材を介して装着された金属
   製キャップと、から構成され、前記金属製キャップの底
   部には電解コンデンサ内部に連通する連通口が設けられ
   ているとともに、前記変形部材が前記金属製キャップの
   底部に形成されている破断可能な薄肉部において導通接
   続されている請求項１または２に記載の保安装置付き電
   解コンデンサ。
4. 【請求項４】 前記変形部材が前記金属製キャップの底
   部側に突出するドーム状とされている請求項３に記載の
   保安装置付き電解コンデンサ。
5. 【請求項５】 前記金属製キャップおよび／または前記
   変形部材が前記外装ケースと同一の金属材料にて形成さ
   れている請求項３または４に記載の保安装置付き電解コ
   ンデンサ。
6. 【請求項６】 前記絶縁部材がゴム部材であって、前記
   リード端子と変形部材との接合部を覆うように形成され
   ている請求項３〜５のいずれかに記載の保安装置付き電
   解コンデンサ。