JP2014127692A - コンデンサおよびその封口板 - Google Patents

Abstract

【課題】弁部に付着する水滴を除去する。
【解決手段】コンデンサ素子を封入した外装ケース（４）を封口する封口部材（封口板８）を備え、該封口部材に形成された貫通孔（３２）を包囲する筒部（３４）に被せられて前記貫通孔を塞ぎ前記外装ケース内のガスを排出する弁体（１８）を備えるコンデンサであって、前記筒部の外周との間に溝部（２６）を設けて前記封口部材に立設された立壁部（２２）を備え、該立壁部に前記溝部を前記外装ケースの周縁側に開放する切欠部（２４）を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気二重層コンデンサなどのコンデンサおよびその封口板に関する。

電気二重層コンデンサなどのコンデンサは圧力弁を備える。この圧力弁は、コンデンサ素子を封入した外装ケースに充満するガスを内圧上昇に応じて排出させる機能を有する。このガス排出機能には、内圧に応じてガス排出する圧力調整機能と、急激な内圧上昇時、開弁する防爆機能が含まれる。

このような圧力弁に関し、封口板に貫通孔が形成され、この貫通孔に弁部を備えることが知られている（たとえば、特許文献１）。封口板に形成された貫通孔を包囲する筒部にキャップ体を被せ、これを調圧弁とすることが知られている（たとえば、特許文献２）。

実開昭４８−１８６３０号公報 実開昭４８−１４５３９号公報

ところで、圧力弁はその表面に水滴が付着すると、弁機能が劣化し、外装ケースに充満するガスが所望の圧力に達する前に開弁などを生じる場合がある。このため、圧力弁の弁機能部は清浄に維持することが、コンデンサの信頼性を維持するうえで必要である。

そこで、本発明の目的は、上記課題に鑑み、弁体に付着する水滴を除去することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のコンデンサは、コンデンサ素子を封入した外装ケースを封口する封口部材を備え、該封口部材に形成された貫通孔を包囲する筒部に被せられて前記貫通孔を塞ぐ弁体を備えるコンデンサであって、前記筒部の外周との間に溝部を設けて前記封口部材に立設された立壁部を備え、該立壁部に前記溝部を前記外装ケースの周縁側に開放する切欠部を備える。

上記コンデンサにおいて、好ましくはさらに、前記立壁部は、前記弁体が被せられた前記筒部より高く設定されてもよい。

上記コンデンサにおいて、好ましくはさらに、前記筒部と前記弁体との間に前記外装ケース内のガスを排出させるガス排出路とを備えてもよい。

上記コンデンサにおいて、好ましくは前記弁体がガスと水分とを分離する気液分離機能を有する第二の弁体を前記筒部に備えてもよい。

上記コンデンサにおいて、好ましくは前記溝部の底面が前記立壁部の切欠部側に下降する傾斜底面であってもよい。

上記コンデンサにおいて、好ましくはさらに、前記弁体を前記筒部側に圧接する圧接部材が前記立壁部に支持されてもよい。

上記目的を達成するため、本発明の封口板は、コンデンサ素子を封入した外装ケースを封口するとともに貫通孔を備え、該貫通孔を包囲する筒部に被せられた弁体を備える封口板であって、前記筒部の外周との間に溝部を設けて立設された立壁部に、前記溝部を前記外装ケースの周縁側に開放する切欠部を備える。

本発明によれば、貫通孔を包囲する筒部に被せられた弁体は立壁部によって防護されるとともに、立壁部と筒部との間の溝部が立壁部にある切欠部で外装ケースの周縁側に開放され、溝部内の水滴が排出される。これにより、弁体に水滴が接触する状態を回避でき、弁機能の劣化を防止でき、コンデンサの信頼性が高められる。

そして、本発明の他の目的、特徴および利点は、添付図面および各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。

第１の実施の形態に係る電気二重層コンデンサの平面および一部の側面を示す図である。 電気二重層コンデンサの圧力弁を分解して示す分解斜視図である。 図１のＡおよびＢのIIIA−IIIA線断面を示す断面および動作を示す図である。 第２の実施の形態に係る電気二重層コンデンサの圧力弁およびその動作を示す図である。 他の実施の形態に係る電気二重層コンデンサの圧力弁を示す図である。

〔第１の実施の形態〕

図１は、第１の実施の形態に係る電気二重層コンデンサを示している。図１に示す構成は一例であり、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。

この電気二重層コンデンサ（以下、単に「コンデンサ」と称する）２は本発明のコンデンサの一例である。このコンデンサ２には円筒状の外装ケース４が用いられている。この外装ケース４はコンデンサ素子を収納する外装部材の一例である。

外装ケース４の開口部６には封口板８が設置され、この封口板８により外装ケース４の開口部６が封口されている。封口板８は、封口部材の一例である。封口板８は外装ケース４の開口部６に挿入され、外装ケース４の縁部に形成されたカーリング部１０によって封止されている。このカーリング部１０は外装ケース４の縁部を封口板８側に湾曲させ、その縁端部を封口板８に食い込ませ、封口板８と相まって外装ケース４を封止している。

封口板８には、陽極側および陰極側の外部端子１２−１、１２−２が設置されているとともに、圧力弁１６が備えられている。外部端子１２−１はコンデンサ素子の陽極側電極に接続され、外部端子１２−２はコンデンサ素子の陰極側電極に接続される。

圧力弁１６は、外装ケース４の内部に充満するガスを排出するガス排出手段であるとともに、防爆手段の一例である。この圧力弁１６には弁体１８が備えられ、この弁体１８の上面には座金２０が設置されている。この座金２０は、弁体１８の周囲部に設置された立壁部２２に固定されている。立壁部２２には、切欠部２４が形成されている。この切欠部２４は、立壁部２２の内側にある溝部２６を外装ケース４の周縁側に開放している。

図１のＢは、切欠部２４側から露出する弁体１８を中央にしたコンデンサ２を示している。立壁部２２で包囲された溝部２６は、立壁部２２にある切欠部２４で封口板８の周縁方向に開放されている。

図２は、コンデンサ２の圧力弁１６を分解して示している。封口板８には、封口板本体２８から上方に突出するたとえば、円柱状の肉厚部３０が形成されている。封口板本体２８および肉厚部３０は、硬質絶縁体でありたとえば、硬質合成樹脂板で形成されている。この封口板本体２８には、貫通孔３２が形成されている。この貫通孔３２の周囲には、貫通孔３２を包囲する筒部３４が形成されている。

この筒部３４には、キャップ状の弁体１８が被せられる。これにより、弁機能部が構成される。筒部３４の周囲部には、溝部２６が設けられている。この溝部２６を挟んで立壁部２２が形成されている。この立壁部２２は、筒部３４より高く、筒部３４に被せられた弁体１８よりも高く設定されている。これにより、弁体１８が立壁部２２により防護される。この立壁部２２の上部には、肉厚部３０の上面に突出部３８が形成されている。突出部３８を形成すれば、肉厚部３０の表面に付着した水滴が溝部２６に流れるのを防止できる。

座金２０は、環状の本体部４２を備えたばね板である。この座金２０は弁体１８の圧接部材の一例である。この本体部４２には、中央に円孔４４が形成され、この円孔４４から弁体１８の上面を露出させる。本体部４２の周縁には、一定の角度間隔で支持爪部４６が本体部４２と一体に形成されている。各支持爪部４６は、本体部４２に対して鈍角状に折り曲げられている。鈍角に折り曲げられた支持爪部４６を含む座金２０の直径は、立壁部２２の上面部の開口部の直径より大きく形成されている。座金２０は、立壁部２２に圧入させ、立壁面に係止させた支持爪部４６により封口板８に取り付けられている。つまり、座金２０の複数の支持爪部４６が備える弾性および剛性により、弁体１８が筒部３４に押し付けられ、その状態で弁体１８が筒部３４上に強固に維持される。斯かる構成によれば、筒部３４から弁体１８が外れるのを防止できるので、圧力弁１６の弁機能が維持され、信頼性の高いコンデンサ２を提供することができる。

図３のＡは、図１のＡおよびＢのIIIA−IIIA線断面を示している。外装ケース４の中途部には段部４８が形成されている。この段部４８には、封口板８の封口板本体２８が載せられて位置決めされている。封口板本体２８には、環状の封止部５０が形成されている。この封止部５０は、封止材料としてたとえば、ゴムで形成されている。この封止部５０には、外装ケース４のカーリング部１０の開口縁部を食い込ませてある。

弁体１８はたとえば、ブチルゴムなど弁材料で形成されている。この弁体１８は、筒部３４に被せられて貫通孔３２を塞ぐ弁部５２を備える。この弁部５２には筒部３４に弁部５２を支持する支持筒部５４が形成されている。弁体１８をブチルゴムなどの水分遮断性の高い弾性材料で形成すれば、筒部３４からの外装ケース４内への水分の浸透を抑制し、コンデンサ機能の劣化を防止でき、コンデンサの信頼性が高められる。

このような立壁部２２に切欠部２４を備える封口板８を備えたコンデンサ２では、次のような機能が得られる。図３のＢは、図３のＡのIIIB部を拡大して示している。

このように、圧力弁１６を囲う立壁部２２の一部を切除し、切欠部２４を備えた構成では、斯かる切欠部２４が水抜け用窓部つまり、排水部として機能する。

圧力弁１６が封口板８の肉厚部３０に埋め込まれるように設置されているので、弁体１８が封口板８の肉厚部３０により防護され、損傷を受け難い構造である。

溝部２６に溜まった水滴５６は、図３のＢに示すように、切欠部２４から封口板８の周辺方向（矢印Ｘ方向）に排水される。これにより、弁体１８が水に接触することないので、弁体１８の劣化を防止することができる。弁機能が損なわれることがないので、コンデンサ２の信頼性が維持される。

このような弁体１８では、外装ケース４内に充満するガスの圧力が上昇すると、弁部５２が開弁してガスを放出し、コンデンサの破裂や電解液の飛翔などを防止することができる。

〔第２の実施の形態〕

図４のＡは、第２の実施の形態に係るコンデンサ２の圧力弁１６を分解して示している。図４のＡにおいて、図１および図２と同一部分には同一符号を付してある。

第１の実施の形態では、弁体１８が被せられる筒部３４の頂部をフラット面に形成したが、図４のＡに示すように、複数の切欠部５８を形成してもよい。このように、切欠部５８を筒部３４に備えると、弁体１８と筒部３４との間に内圧上昇に応じてガス排出路６０（図４のＢ）を形成することができる。

図４のＢは、この実施の形態に係る圧力弁１６の断面を拡大して示している。外装ケース４にガスＧが充満し、外装ケース４の内圧が上昇すると、そのガスＧが切欠部５８と弁体１８の弁部５２との間に作用し、弁部５２を膨張させる。この弁部５２に作用したガスＧは、その逃げ場を弁部５２と交差方向にある支持筒部５４に作用し、支持筒部５４を筒部３４が矢印Ｙ方向に引き離される。これにより、既述のガス排出路６０が形成される。外装ケース４内のガスＧは、矢印で示すように、貫通孔３２からガス排出路６０に流れ、外気に開放される。この結果、防爆機能が得られる。つまり、外装ケース４内に充満するガスを外装ケース４内の内圧上昇に応じて排出でき、外装ケース４内の圧力上昇を抑制でき、コンデンサの変形を防ぐことができる。また、外装ケース４の内圧をガス排出により抑制できるので、外装ケース４内にガスが溜まらず、弁部５２が破れるのを防ぎ、コンデンサの寿命を延ばすことができる。なお、急激にガスが発生して、外装ケース４内の圧力が急激に上昇した場合には、弁部５２が開弁し、コンデンサの破裂を防止できる。

〔他の実施の形態〕

(1) 圧力弁１６は、図５のＡに示すように、筒部３４に第１の弁体１８−１を被せ、この弁体１８−１で塞がれた貫通孔３２内に第２の弁体１８−２を備えてもよい。弁体１８−２はたとえば、シリコーンゴムなどのガス透過性気液分離性を備えた弁材料で形成されている。弁体１８−２を弁体１８−１の内側に配置することによって、弁体１８−１の弁部５２の内壁に電解液の付着を防止でき、弁体１８−１の特性劣化を防止できる。これにより、弁体１８−１の寿命を延長できる。この場合、弁体１８−２には、貫通孔３２の内径より径大な抜け止め部６２を備え、この抜け止め部６２により、貫通孔３２に弁体１８−２を維持する構成としてもよい。

(2) 溝部２６の底面は、図５のＢに示すように、外装ケース４の周縁方向に傾斜する傾斜面部６４としてもよい。このような傾斜面部６４とすれば、溝部２６に入り込んだ水滴５６が傾斜面部６４の傾斜によって流れ、排水が良好に行われる。これにより、圧力弁１６の劣化防止が高められる。

(3) 上記実施の形態では、電気二重層コンデンサを例示したが、本発明は、これに限定されない。電解コンデンサなどの他のコンデンサであってもよい。

(4) 上記実施の形態では、円筒形の外装ケースを備えるコンデンサを例示したが、外装ケースは、角筒状であってもよい。

以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態等について説明した。本発明は、上記記載に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載され、または発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能である。斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。

コンデンサ素子を封入した外装ケースを封口する封口部材を備えるコンデンサであって、貫通孔を包囲する筒部の外周との間に溝部を設けて立設された立壁部に切欠部を備えたので、弁体に付着し、溝部に滞留する水分を切欠部から外装ケースの周辺方向に排出でき、弁体を水分の付着から防護でき、弁機能の低下を防止できる。これにより、コンデンサの信頼性が維持される。

２ 電気二重層コンデンサ
４ 外装ケース
６ 開口部
８ 封口板
１０ カーリング部
１２−１、１２−２ 外部端子
１６ 圧力弁
１８ 弁体
１８−１ 第１の弁体
１８−２ 第２の弁体
２０ 座金
２２ 立壁部
２４ 切欠部
２６ 溝部
２８ 封口板本体
３０ 肉厚部
３２ 貫通孔
３４ 筒部
３８ 突出部
４２ 本体部
４４ 円孔
４６ 支持爪部
４８ 段部
５０ 封止部
５２ 弁部
５４ 支持筒部
５６ 水滴
５８ 切欠部
６０ ガス排出路
６２ 抜け止め部
６４ 傾斜面部

Claims (7)

1. コンデンサ素子を封入した外装ケースを封口する封口部材を備え、該封口部材に形成された貫通孔を包囲する筒部に被せられて前記貫通孔を塞ぐ弁体を備えるコンデンサであって、
   前記筒部の外周との間に溝部を設けて前記封口部材に立設された立壁部を備え、
   該立壁部に前記溝部を前記外装ケースの周縁側に開放する切欠部を備えることを特徴とするコンデンサ。
2. 前記立壁部は、前記弁体が被せられた前記筒部より高く設定されていることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ。
3. さらに、前記筒部と前記弁体との間に前記外装ケース内のガスを排出させるガス排出路と、
   を備える請求項１または２に記載のコンデンサ。
4. 前記弁体がガスと水分とを分離する気液分離機能を有する第二の弁体を前記筒部に備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のコンデンサ。
5. 前記溝部の底面が前記立壁部の切欠部側に下降する傾斜底面であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のコンデンサ。
6. さらに、前記弁体を前記筒部側に圧接する圧接部材が前記立壁部に支持されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のコンデンサ。
7. コンデンサ素子を封入した外装ケースを封口するとともに貫通孔を備え、該貫通孔を包囲する筒部に被せられて前記外装ケース内のガスを排出する圧力弁を備える封口板であって、
   前記筒部の外周との間に溝部を設けて立設された立壁部に、前記溝部を前記外装ケースの周縁側に開放する切欠部を備えることを特徴とする封口板。
   

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