JP2007258414A - 電気二重層コンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】自動車用等に用いる電気二重層コンデンサに関し、耐振動性が悪いという課題を解決し、耐振動性に優れた電気二重層コンデンサを提供することを目的とする。
【解決手段】正負一対の引き出し電極部１ａ、１ｂが両端面に設けられたコンデンサ素子１を駆動用電解液と共に金属ケース２内に収容し、この金属ケース２の開口部を端子板３で封止し、コンデンサ素子１の一方の電極を端子板３から、他方の電極を金属ケース２から取り出すように構成された電気二重層コンデンサにおいて、上記金属ケース２の開口部と底部側の外周面に夫々円環状の絞り加工部２ａ、２ｂを設け、かつこの絞り加工部２ａ、２ｂの内面でコンデンサ素子１の夫々の引き出し電極部１ａ、１ｂの周縁を押圧して固定する構成により、大きな振動が加わった場合でもコンデンサ素子１が金属ケース２内で動き出すことがなく、優れた耐振動性が得られる。
【選択図】図１

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電気二重層コンデンサに関するものである。

図４はこの種の従来の電気二重層コンデンサの構成を示した断面図であり、図４において、１０はコンデンサ素子、１０ａはこのコンデンサ素子１０に形成された中空部を示し、このコンデンサ素子１０は帯状の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すると共に、幅方向の一端側に引き出し電極部を設けた正負一対の電極を、正負の引き出し電極部を夫々逆方向に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、正負の引き出し電極部が対向する端面（図４において上下方向）に夫々露出するように構成されたものである。

１１は上記コンデンサ素子１０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円筒状の金属ケース、１１ａはこの金属ケース１１の外底面に一体で設けられた外部接続用の陰極端子、１１ｂはコンデンサ素子１０の中空部１０ａ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１１ｂをコンデンサ素子１０の中空部１０ａ内に嵌め込んで金属ケース１１内に挿入されたコンデンサ素子１０の陰極側の引き出し電極部を金属ケース１１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。

１２はアルミニウム製の封口板、１２ａはこの封口板１２の表面側に一体で設けられた外部接続用の陽極端子、１２ｂはコンデンサ素子１０の中空部１０ａ内に嵌まり込む突起、１２ｃは電解液注入孔、１３は圧力調整弁であり、コンデンサ素子１０の陽極側の引き出し電極部を封口部１２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、機械的かつ電気的に接合すると共に、この封口板１２の周縁上で上記金属ケース１１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ている）することによって封止して構成されたものである。

このように構成された従来の電気二重層コンデンサは、コンデンサ素子１０の両端面に設けられた一対の引き出し電極部を金属ケース１１と封口板１２に夫々直接接合することにより、コンデンサ素子１０の一方の電極を金属ケース１１から、他方の電極を封口板１２から取り出す構成としたことにより、小型化と接続抵抗の低減を図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電気二重層コンデンサでは、コンデンサ素子１０の両端面に夫々露出するように設けられた一対の引き出し電極部を金属ケース１１の内底面と封口板１２の内面に夫々レーザー溶接することによってコンデンサ素子１０を機械的かつ電気的に接合するようにした構成のものであるため、一般の電子機器用等に用いる場合には耐振動性に何ら問題は無いものであるが、例えば、この電気二重層コンデンサを自動車用に用いる場合には、一般の電子機器用等と比べて高い耐振動性能が要求され、より大きな振動に耐えることが必要となる。

そして、このような大きな振動が加わった場合には、従来の電気二重層コンデンサではコンデンサ素子１０の外周面と金属ケース１１の内周面との間に隙間があるためにコンデンサ素子１０が金属ケース１１内で動き出し、これにより、コンデンサ素子１０の両端面に設けられた引き出し電極部と金属ケース１１ならびに封口板１２の各接合部にストレスが掛かり、最悪の場合には接合部近傍が破断に至る恐れが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、耐振動性に優れた電気二重層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、正負一対の引き出し電極部が両端面に夫々露出するように設けられたコンデンサ素子を駆動用電解液と共に有底筒状の金属ケース内に収容し、この金属ケースの開口部を端子板で封止することにより、コンデンサ素子の一方の電極を端子板から、同他方の電極を金属ケースから取り出すように構成された電気二重層コンデンサにおいて、上記金属ケースの開口部側ならびに底部側の外周面に夫々円環状の絞り加工部を設け、かつ、この絞り加工部の内面でコンデンサ素子の両端面に設けられた夫々の引き出し電極部の周縁を押圧して固定するようにした構成のものである。

以上のように本発明による電気二重層コンデンサは、コンデンサ素子の両端面に設けられた夫々の引き出し電極部の周縁を金属ケースに設けた絞り加工部の内面で押圧して固定するようにした構成により、大きな振動が加わった場合でもコンデンサ素子が金属ケース内で動き出すということがなくなり、優れた耐振動性を発揮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１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１に記載の発明について説明する。

図１は本発明の実施の形態１による電気二重層コンデンサの構成を示した断面図であり、図１において、１はコンデンサ素子、１ａと１ｂはこのコンデンサ素子１の両端面に夫々露出するように設けられた引き出し電極部であり、このコンデンサ素子１は帯状の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すると共に、幅方向の一端側に引き出し電極部１ａ、１ｂを設けた正負一対の電極を、正負の引き出し電極部１ａ、１ｂを夫々逆方向に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、正負の引き出し電極部１ａ、１ｂが対向する端面（図１において上下方向）に夫々露出する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円筒状の金属ケースであり、この金属ケース２内に挿入されたコンデンサ素子１の端面に形成された一方の引き出し電極部１ｂ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接合することにより、機械的かつ電気的に接合するようにしたものである。

２ａは上記金属ケース２の開口部側に設けた円環状の絞り加工部、２ｂは同じく底部側に設けた円環状の絞り加工部であり、この絞り加工部２ａと２ｂは、共にその内面でコンデンサ素子１の両端面に設けられた引き出し電極部１ａと１ｂを夫々押圧して固定するようにしているものである。

３は外部接続用の端子部３ａを設けた端子板であり、この端子板３を上記金属ケース２の開口部に嵌め込んで金属ケース２の開口端をカーリング加工（カーリング加工部２ｃ）することにより封止を行っているものである。また、図示はしないが、コンデンサ素子１の引き出し電極部１ａの外周部には、金属ケース２の内面との絶縁を図って短絡を防止する目的て絶縁テープが貼り付けられているものである。

このように構成された本実施の形態による電気二重層コンデンサは、コンデンサ素子１の両端面に設けられた夫々の引き出し電極部１ａ、１ｂの周縁を金属ケース２に設けた絞り加工部２ａ、２ｂの内面で押圧して固定するようにした構成により、大きな振動が加わった場合でもコンデンサ素子１が金属ケース２内で動き出すということがなくなり、優れた耐振動性を発揮することができるという格別の効果を奏するものである。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項２に記載の発明について説明する。

本実施の形態は、上記実施の形態１で説明した電気二重層コンデンサの金属ケースに設けた絞り加工部の構成が一部異なるようにしたものであり、これ以外の構成は実施の形態１と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて説明する。

図２は本発明の実施の形態２による電気二重層コンデンサの構成を示した断面図であり、図２において、２ｄは金属ケース２の外周面の一部に設けた絞り加工部であり、この絞り加工部２ｄは金属ケース２の中心軸方向と同方向に長い縦長溝に形成され、金属ケース２の外周面の略中央部に等間隔で４箇所に設けられ、かつ、この絞り加工部２ｄの内面でコンデンサ素子１の外周面の一部を押圧して固定するようにしたものである。

このように構成された本実施の形態による電気二重層コンデンサは、コンデンサ素子１の外周面の一部を金属ケース１の外周面の一部に設けた絞り加工部２ｄの内面で押圧して固定するようにした構成により、上記実施の形態１による電気二重層コンデンサよりも、更に大きな振動が加わった場合でもコンデンサ素子１が金属ケース２内で動き出すということがなくなり、優れた耐振動性を発揮することができるという格別の効果を奏するものである。

なお、本実施の形態においては、金属ケース２の外周面の一部に設けた絞り加工部２ｄは、金属ケース２の外周面の略中央部に等間隔で４箇所に設けた例を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、少なくともコンデンサ素子１を外周から押さえつけるように対向して２箇所に設ければ良く、その形状も縦長溝以外のどのような形状であっても良いものである。

但し、上記金属ケース２の外周面の一部に設ける絞り加工部２ｄを円環状または円環状に近い形状にすると、コンデンサ素子１に含浸された図示しない駆動用電解液の循環が悪くなるために好ましくないものである。

（実施の形態３）
以下、実施の形態３を用いて、本発明の特に請求項３に記載の発明について説明する。

本実施の形態は、上記実施の形態１で説明した電気二重層コンデンサの金属ケースに設けた絞り加工部の構成が一部異なるようにしたものであり、これ以外の構成は実施の形態１と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて説明する。

図３は本発明の実施の形態３による電気二重層コンデンサの構成を示した断面図であり、図３において、２ａは金属ケース２の開口部側に設けた円環状の絞り加工部、２ｄは金属ケース２の外周面の一部に設けた絞り加工部であり、上記絞り加工部２ａはその内面でコンデンサ素子１の引き出し電極部１ａの周縁を押圧して固定するようにし、絞り加工部２ｄはその内面でコンデンサ素子１の外周面の一部を押圧して固定するようにしたものである。

このように構成された本実施の形態による電気二重層コンデンサは、上記実施の形態１、２による電気二重層コンデンサと同様に、コンデンサ素子１の端面に設けられた引き出し電極部１ａの周縁を金属ケース２に設けた絞り加工部２ａの内面で押圧して固定すると共に、コンデンサ素子１の外周面の一部を金属ケース２の外周面の一部に設けた絞り加工部２ｄの内面で押圧して固定するようにした構成により、大きな振動が加わった場合でもコンデンサ素子１が金属ケース２内で動き出すということがなくなり、優れた耐振動性を発揮することができるという格別の効果を奏するものである。

本発明による電気二重層コンデンサは、耐振動性に優れるという効果を有し、特に高い耐振動性が要求される車用の電気二重層コンデンサ等として有用である。

本発明の実施の形態１による電気二重層コンデンサの構成を示した断面図 本発明の実施の形態２による電気二重層コンデンサの構成を示した断面図 本発明の実施の形態３による電気二重層コンデンサの構成を示した断面図 従来の電気二重層コンデンサの構成を示した断面図

符号の説明

１ コンデンサ素子
１ａ、１ｂ 引き出し電極部
２ 金属ケース
２ａ、２ｂ、２ｄ 絞り加工部
２ｃ カーリング加工部
３ 端子板
３ａ 外部接続用の端子部

Claims (4)

1. 正負一対の引き出し電極部が両端面に夫々露出するように設けられたコンデンサ素子を駆動用電解液と共に有底筒状の金属ケース内に収容し、この金属ケースの開口部を端子板で封止することにより、コンデンサ素子の一方の電極を端子板から、同他方の電極を金属ケースから取り出すように構成された電気二重層コンデンサにおいて、上記金属ケースの開口部側ならびに底部側の外周面に夫々円環状の絞り加工部を設け、かつ、この絞り加工部の内面でコンデンサ素子の両端面に設けられた夫々の引き出し電極部の周縁を押圧して固定するようにした電気二重層コンデンサ。
2. 金属ケースの外周面の一部に絞り加工部を２箇所以上設け、かつ、この絞り加工部の内面でコンデンサ素子の外周面の一部を押圧して固定するようにした請求項１に記載の電気二重層コンデンサ。
3. 正負一対の引き出し電極部が両端面に夫々露出するように設けられたコンデンサ素子を駆動用電解液と共に有底筒状の金属ケース内に収容し、この金属ケースの開口部を端子板で封止することにより、コンデンサ素子の一方の電極を端子板から、同他方の電極を金属ケースから取り出すように構成された電気二重層コンデンサにおいて、上記金属ケースの開口部側の外周面に円環状の絞り加工部を設け、かつ、この絞り加工部の内面でコンデンサ素子の端面に設けられた引き出し電極部の周縁を押圧して固定すると共に、金属ケースの外周面の一部に絞り加工部を２箇所以上設け、かつ、この絞り加工部の内面でコンデンサ素子の外周面の一部を押圧して固定するようにした電気二重層コンデンサ。
4. 金属ケースの外周面の一部に設ける絞り加工部は、金属ケースの中心軸方向と同方向に長い縦長溝とした請求項２または３に記載の電気二重層コンデンサ。

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