JP2007035818A

JP2007035818A - コンデンサ

Info

Publication number: JP2007035818A
Application number: JP2005215350A
Authority: JP
Inventors: Teruhisa Miura; 照久三浦
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-07-26
Filing date: 2005-07-26
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2025-07-26
Also published as: JP4613733B2

Abstract

【課題】自動車用等に使用されるコンデンサに関し、圧力調整弁から駆動用電解液が漏れ易いという課題を解決し、高信頼性のコンデンサを提供する。
【解決手段】コンデンサ素子を駆動用電解液と共に収容し、一方の電極を内底面に接合した金属ケースと、コンデンサ素子の他方の電極を内面に接合して金属ケースの開口部を封止した端子板５からなり、この端子板５に駆動用電解液注入用の孔５ａを兼ねた圧力調整弁を設け、この圧力調整弁が、端子板５の孔５ａに嵌まり込む係合部６ａと、この係合部６ａの上端と下端に係止部６ｂ、６ｃを設け、かつ、中央にスリット６ｄを設けたゴム製の弁体６と、スリット６ｄを塞ぐように接合されたガス透過性シート８からなり、弁体６を孔５ａに圧入することにより圧縮状態で保持する構成により、駆動用電解液の漏出をなくした高信頼性のコンデンサを実現できる。
【選択図】図３

Description

本発明は各種電子機器やハイブリッド自動車の回生用、あるいは電力貯蔵用等に使用されるコンデンサに関するものである。

図５はこの種の従来のコンデンサの構成を示した断面図、図６は同コンデンサに設けられた圧力調整弁の構成を示した断面図であり、図５と図６において、２０はコンデンサ素子、２０ａはこのコンデンサ素子２０に形成された中空部を示し、このコンデンサ素子２０はアルミニウム箔からなる集電体上に分極性電極層を形成した正負一対の電極を互いに逆方向に位置をずらしてその間にセパレータを介在させて巻回する（全て図示せず）ことにより構成され、このコンデンサ素子２０の両端面（図５において上下方向）から陽極と陰極を夫々取り出すように構成されたものである。

２１は上記コンデンサ素子２０を図示しない駆動用電解液と共に収容したアルミニウム製の有底筒状の金属ケース、２１ａはこの金属ケース２１の外底面に一体で設けられた外部接続用の陰極端子、２１ｂはコンデンサ素子２０の中空部２０ａ内に嵌まり込むように内底面に一体で設けられた突起であり、この突起２１ｂをコンデンサ素子２０の中空部２０ａ内に嵌め込んで金属ケース２１内に挿入されたコンデンサ素子２０の陰極側の端面を金属ケース２１の内底面にレーザー溶接等によって機械的かつ電気的に接合するようにしたものである。

２２はアルミニウム製の封口板、２２ａはこの封口板２２の表面側に一体で設けられた外部接続用の陽極端子、２２ｂはコンデンサ素子２０の中空部２０ａ内に嵌まり込む突起、２２ｃは電解液注入孔、２３は圧力調整弁であり、コンデンサ素子２０の陽極側の端面を封口板２２の内面にレーザー溶接等の手段によって接合することにより、機械的、電気的に接続すると共に、この封口板２２の周縁上で上記金属ケース２１の開口部を巻き込むように加工（一般に、カーリング加工と呼ばれる）することによって封止して構成されたものである。

また、上記圧力調整弁２３は図６に詳細を示すように、上記電解液注入孔２２ｃ上にガス透過性部材２４と閉塞体２５を配設し、これらを外部と連通する孔２６ａを有する金属キャップ２６で覆うように固定し、閉塞体２５を常時閉塞する方向に付勢しているものであり、この金属キャップ２６の固定は、予め封口板２２に電解液注入孔２２ｃの周囲を囲うようにして設けられた円環状凸部２２ｄをカシメ加工等により変形させて金属キャップ２６に押し当てることにより固定したものである。

また、上記圧力調整弁２３は、コンデンサの内部圧力が所定の圧力以上になると圧力を外部に逃がすための自己復帰型のものであり、コンデンサ内部で発生したガスを外部へ放出してコンデンサ内部の圧力の上昇を防ぐことができ、また作動後に圧力調整弁２３は作動前の状態に復帰してコンデンサ内部の気密性を保持することができるため、コンデンサ内部のガス発生による圧力の上昇においてもコンデンサの外観に異常をきたすことはなく、その特性を維持することができるものである。

また、圧力調整弁２３には、駆動用電解液の透過を防ぎ、かつコンデンサ内部で発生したガスを外部へ透過する材料を用いて構成したガス透過性部材２４を密着配設することにより、駆動用電解液が閉塞体２５に付着して圧力調整弁２３の機能を損なうことがなく、かつ圧力調整弁２３を介してコンデンサ外部への駆動用電解液の漏れを防ぐことができるものである。

このように構成された従来のコンデンサは、電解液注入孔２２ｃに圧力調整弁２３を配置させて固定することにより、駆動用電解液の漏出の可能性のある箇所を低減することができ、より信頼性の高いコンデンサを得ることができるというものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００４−１３４６３２号公報

しかしながら上記従来のコンデンサでは、電解液注入孔２２ｃに圧力調整弁２３を配置させて固定することにより駆動用電解液の漏出を低減させるようにはしているものの、ガス透過性部材２４と封口板２２とが接合されていないため、この界面から駆動用電解液が漏出し易いという問題があり、これを解決するためにはガス透過性部材２４と封口板２２とを接着あるいは溶着等により接合すれば良いが、両者の材料物性等の関係から接合が極めて困難であるという課題があった。

本発明はこのような従来の課題を解決し、駆動用電解液の漏出を無くして優れた信頼性を発揮することができるコンデンサを提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために本発明は、金属箔からなる集電体上に分極性電極層を形成した正負一対の電極をその間にセパレータを介在させて巻回し、正負の電極が互いに逆方向に位置するように構成されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を駆動用電解液と共に収容し、かつ、コンデンサ素子の一方の電極を内底面に接合した有底筒状の金属ケースと、上記コンデンサ素子の他方の電極を内面に接合して上記金属ケースの開口部を封止した端子板からなり、この端子板に駆動用電解液注入用の孔を兼ねた圧力調整弁を設けたコンデンサにおいて、上記圧力調整弁が、上記端子板に設けた孔に嵌まり込む係合部を周面に設けると共に、この係合部の上端と下端に端子板の上面と下面に圧接する係止部を夫々設け、かつ、上下に貫通するスリットを中央に設け、このスリットの下端側に窪みを設けたゴム製の弁体と、この弁体に設けたスリットを塞ぐように弁体の底面に接合されたガス透過性シートからなり、上記弁体を端子板に設けた孔に圧入することにより弁体を圧縮状態で配設するように構成したものである。

以上のように本発明によるコンデンサは、ガス透過性シートを弁体に設けたスリットを塞ぐように接合し、この弁体が端子板の孔に圧縮状態で保持されるようにした構成により、駆動用電解液の漏出をなくして信頼性に優れたコンデンサを実現することができるという効果が得られるものである。

（実施の形態）
以下、実施の形態を用いて、本発明の特に全請求項に記載の発明について説明する。

図１は本発明の一実施の形態によるコンデンサの構成を示した断面図、図２は同コンデンサに使用される端子板の構成を示した上面斜視図、図３（ａ）、（ｂ）は同コンデンサに使用される圧力調整弁の構成を示した平面図と装着後の組み立て断面図である。

図１〜図３において、１はコンデンサ素子、１ａはこのコンデンサ素子１に形成された中空部を示し、このコンデンサ素子１はアルミニウム箔からなる集電体上に分極性電極層を形成した正負一対の電極を互いに逆方向に位置をずらしてその間にセパレータを介在させて巻回する（全て図示せず）ことにより構成され、このコンデンサ素子１の両端面（図１において上下方向）から陽極と陰極を夫々取り出すように構成されたものである。

２は上記コンデンサ素子１を図示しない駆動用電解液と共に収容したアルミニウム製の有底筒状の金属ケース、２ａはこの金属ケース２の内底面に一体で設けられた突起であり、この突起２ａを上記コンデンサ素子１の中空部１ａ内に嵌め込むと共に、金属ケース２内に挿入されたコンデンサ素子１の陰極側の端面を金属ケース２の内底面にレーザー溶接等の手段によって機械的、かつ電気的に接合することにより、コンデンサ素子１の陰極側の電極を金属ケース２から取り出すようにしたものである。

３はアルミニウム製の端子板、３ａはこの端子板３の内面に一体で設けられた突起、３ｂは同じく内面に設けられた接合部、３ｃは表面に一体で設けられた外部接続用の陽極端子、３ｄは電解液注入用の孔であり、上記突起３ａをコンデンサ素子１の中空部１ａ内に嵌め込むと共に、コンデンサ素子１の陽極側の端面を上記接合部３ｂにレーザー溶接等の手段によって機械的、かつ電気的に接合し、この端子板３の周縁上で上記金属ケース２の開口部をその間に絶縁部材４を介在させて巻き込むように加工（一般に、カーリング加工と呼ばれる）することによって封止して構成したものである。

このように構成された本実施の形態によるコンデンサは、上記端子板３に設けた電解液注入用の孔３ｄから金属ケース２の内部に所定量の駆動用電解液を注入した後、この電解液注入用の孔３ｄを利用して圧力調整弁が装着されるように構成したものであり、この具体的な実施の形態を図３を用いて説明する。

図３において、５は端子板、５ａはこの端子板５に設けられた電解液注入用の孔、５ｂはこの孔５ａの底面側に設けた凹部である。６はゴム等の弾性を有した材料からなる弁体であり、６ａはこの弁体６の周面に設けられた上記端子板５が嵌まり込む係合部、６ｂと６ｃはこの係合部６ａの上端と下端に夫々設けられて上記端子板５の孔５ａの周縁の上面と下面に圧接する係止部、６ｄは弁体６の中央に設けられた上下に貫通するスリット、６ｅはこのスリット６ｄの下端側に設けられた窪みであり、本実施の形態においてはこの弁体６の材料としてイソプレンイソブチレンラバー（以下、ＩＩＲという）を用いたものであるが、ＥＰＴを用いても構わないものである。

７はゴム等の弾性を有した材料からなる弾性部材であり、この弾性部材７は上記弁体６に設けた係合部６ａならびに下端側の係止部６ｃの周面に被せるように接合されたものであり、本実施の形態においてはこの弾性部材７の材料としてエチレンプロピレンターポリマー（以下、ＥＰＴという）を用いたものである。８は上記弾性部材７の底面に接合されることにより上記弁体６に設けたスリット６ｄを塞ぐようにしたガス透過性シートであり、このガス透過性シート８はコンデンサの内部で発生したガスは透過させるが、駆動用電解液は透過させない物性のものである。

このように構成された本実施の形態による圧力調整弁は、弁体６に設けた係合部６ａならびに下端側の係止部６ｃの周面に弾性部材７を被せるように接合し、上記弁体６に設けたスリット６ｄを塞ぐように弾性部材７の底面にガス透過性シート８を接着等の手段によって接合した状態でこれらを端子板５に設けた孔５ａに圧入することにより弁体６が圧縮状態で保持され、図３（ｂ）に示すように圧力調整弁が装着されるようになるものである。

このように構成された本実施の形態による圧力調整弁は、弾性部材７の底面とガス透過性シート８が接合されているため、コンデンサ内部で発生したガスはガス透過性シート８を透過して弁体６に設けた窪み６ｅを介してスリット６ｄを通過して外部へ放出されるようになり、また、駆動用電解液はガス透過性シート８を透過しないために弾性部材７によって漏出が防止される構成となり、優れた信頼性を発揮することができるようになるものである。

なお、本実施の形態による圧力調整弁をより簡素化するために、弁体６と弾性部材７を一体化することも可能であるが、この場合にはＩＩＲで構成された弁体６とガス透過性シート８との接着性が悪くなり、このために弁体６の動作圧力にバラツキが発生し易くなるために好ましくないものである。

また、端子板５の孔５ａの底面側に設けた凹部５ｂは必ずしも必要なものではないが、この凹部５ｂを設けることにより、弁体６に設けた下端側の係止部６ｃがこの凹部５ｂ内に嵌まり込んで薄型化を図ることができるようになるものである。

また、本実施の形態においては弁体６を長方形の構成で説明したが、弁体の形状は円形であっても良く、このように弁体を円形にした場合の例を図４（ａ）、（ｂ）に示し、図４において、９は弁体、９ａはスリット、１０は弾性部材、８はガス透過性シートを示すものである。

本発明によるコンデンサは、駆動用電解液の漏出をなくして信頼性に優れるという効果を有し、特に高い信頼性が要求される自動車用等として有用である。

本発明の実施の形態１によるコンデンサの構成を示した断面図同コンデンサに使用される端子板の構成を示した上面斜視図（ａ）同コンデンサに使用される圧力調整弁の構成を示した平面図、（ｂ）同装着後の組み立て断面図（ａ）同圧力調整弁の他の例を示した平面図、（ｂ）同装着後の組み立て断面図従来のコンデンサの構成を示した断面図同コンデンサに設けられた圧力調整弁の構成を示した断面図

符号の説明

１コンデンサ素子
１ａ中空部
２金属ケース
２ａ、３ａ突起
３、５端子板
３ｂ接合部
３ｃ陽極端子
３ｄ、５ａ電解液注入用の孔
４絶縁部材
５ｂ凹部
６、９弁体
６ａ係合部
６ｂ、６ｃ係止部
６ｄ、９ａスリット
６ｅ窪み
７、１０弾性部材
８ガス透過性シート

Claims

金属箔からなる集電体上に分極性電極層を形成した正負一対の電極をその間にセパレータを介在させて巻回し、正負の電極が互いに逆方向に位置するように構成されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を駆動用電解液と共に収容し、かつ、コンデンサ素子の一方の電極を内底面に接合した有底筒状の金属ケースと、上記コンデンサ素子の他方の電極を内面に接合して上記金属ケースの開口部を封止した端子板からなり、この端子板に駆動用電解液注入用の孔を兼ねた圧力調整弁を設けたコンデンサにおいて、上記圧力調整弁が、上記端子板に設けた孔に嵌まり込む係合部を周面に設けると共に、この係合部の上端と下端に端子板の上面と下面に圧接する係止部を夫々設け、かつ、上下に貫通するスリットを中央に設け、このスリットの下端側に窪みを設けたゴム製の弁体と、この弁体に設けたスリットを塞ぐように弁体の底面に接合されたガス透過性シートからなり、上記弁体を端子板に設けた孔に圧入することにより弁体を圧縮状態で配設するように構成したものであるコンデンサ。
弁体に設けた係合部ならびに下端側の係止部の周面にゴム製の弾性部材を被せるように接合し、この弾性部材の底面にガス透過性シートを接合した請求項１に記載のコンデンサ。
弁体の材料をイソプレンイソブチレンラバー、弾性部材の材料をエチレンプロピレンターポリマーとした請求項２に記載のコンデンサ。
端子板に設けた電解液注入用の孔の底面側に、弁体に設けた下端側の係止部が嵌まり込む凹部を設けた請求項１に記載のコンデンサ。