JP2018093005A - 電解コンデンサ用の圧力弁及びこれを備えた電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】支持部の変形の影響に起因した圧力弁の寿命が短くなるのを抑制する。【解決手段】圧力弁１０は、ガス透過性を有する材料からなる薄肉部１１ａ、及び、薄肉部１１ａよりも厚みが大きい厚肉部１１ｂを含む作動部１１と、厚肉部１１ｂよりも厚みが大きく、作動部１１を当該作動部１１の外縁から支持する環状の支持部１２とを有している。支持部１２の厚み方向に直交する面のうち、少なくとも一方の面１２ａ１には厚み方向に向かって開口する溝１３が形成されている。【選択図】図４

Description

本発明は、電解コンデンサ用の圧力弁、及び、これを備えた電解コンデンサに関する。

電解コンデンサに関する技術文献として、下記特許文献１がある。特許文献１には、長寿命化を図りつつ、通常使用時と急激な内圧上昇時との両方に対応可能な内部ガス放出用の圧力弁について記載されている。この圧力弁は、ゴムなどの可撓性を有する材料から構成され、通常使用時には動作電流などによってケース内部に発生したガスを、作動部の薄肉部を透過させて外部に放出し、ケース内の急激な内圧上昇時には、薄肉部中央が破断し、当該破断箇所からガスを放出させている。

特開２０１４−１１２４９号公報

上記特許文献１に記載の圧力弁は、電解コンデンサのケース内部に発生したガスを外部に放出するための薄肉部を有する作動部を外縁から支持する、均一な厚みの環状の支持部を有している。圧力弁は、ケースを封止するための封口体の貫通孔を塞ぐように配置され、支持部が厚み方向に押圧されるように、封口体に加締め圧着される。この圧着時における支持部の変形が、圧力弁の中央部分に影響し、作動部の薄肉部を歪ませるおそれがある。ゴムなどの可撓性を有する材料から構成される圧力弁の、特に厚みの薄い薄肉部に比較的長い期間、歪みが生じていると、当該歪み部分が劣化し破断しやすくなる。このため、通常使用時においても、作動部が破断し易くなって圧力弁の寿命が短くなる可能性があった。

そこで、本発明の目的は、支持部の変形の影響に起因した圧力弁の寿命が短くなるのを抑制することが可能な電解コンデンサ用の圧力弁及びこれを備えた電解コンデンサを提供することである。

本発明の電解コンデンサ用の圧力弁は、電解コンデンサにおけるコンデンサ素子を収容するケースを封止する封口体に設けられ、前記ケース内のガスを放出する、電解コンデンサ用の圧力弁であって、ガス透過性を有する材料からなる薄肉部及び前記薄肉部よりも厚みが大きい厚肉部を含む作動部と、前記厚肉部よりも厚みが大きく、前記作動部を当該作動部の外縁から支持する環状の支持部とを有し、前記支持部の厚み方向に直交する面のうち、少なくとも一方の面には前記厚み方向に向かって開口する凹部が形成されている。

これによると、支持部が厚み方向に押圧された状態で、圧力弁が封口体に固定（例えば、加締め圧着によって固定）されても、支持部に形成された凹部が変形することで、支持部自体の変形が抑制される。このため、支持部の変形が圧力弁の作動部に影響しにくくなって、作動部に歪みが生じにくくなる。この結果、支持部の変形の影響に起因した圧力弁の寿命が短くなるのを抑制することが可能となる。

本発明において、前記凹部が、前記支持部の厚み方向に直交する面のうちの他方の面にも形成されていることが好ましい。これにより、圧力弁が封口体に固定されても、支持部の変形を効果的に抑制することが可能となる。

また、本発明において、前記一方の面に形成された前記凹部と前記他方の面に形成された前記凹部とが、前記支持部の前記厚み方向に重なって配置されていることが好ましい。これにより、圧力弁が封口体に固定されたときの、支持部の変形の影響が圧力弁の厚み方向の一方の面側と他方の面側とで、ばらつきにくくなる。このため、作動部に歪みがより生じにくくなる。

また、本発明において、前記凹部は、環状の溝から構成されていることが好ましい。これにより、支持部に全周に亘って溝が形成されるため、支持部の変形を効果的に抑制することが可能となる。

また、本発明において、前記厚み方向から見て、前記薄肉部が円形であり、前記厚肉部は、前記薄肉部の周囲を取り囲むように環状に形成されていることが好ましい。これにより、作動部の厚肉部が薄肉部の周囲を取り囲むように環状に形成されていることで、電解コンデンサの通常使用時にケース内部に発生するガスによって、圧力弁の作動部が外側に凸となるように膨らむ際に、薄肉部の変形量を小さくすることが可能となる。この結果、作動部の薄肉部が通常使用時に変形しても、使用者に圧力弁の外観異常と判断されるのを防ぐことが可能となる。

また、本発明において、前記厚み方向から見て、前記作動部が円形であり、前記厚肉部は、前記作動部の直径方向に延在する第１部分と前記第１部分と交差する第２部分とで構成され、且つ前記第１部分と前記第２部分の交差部の中心が前記作動部の中心と重なっており、前記薄肉部が、前記作動部のうち前記第１部分と前記第２部分とにより挟まれた複数の分割体から構成されていることが好ましい。これにより、作動部の厚肉部が第１部分と第２部分とが交差して構成され、その交差部の中心が作動部の中心と重なって配置されていることで、電解コンデンサの通常使用時にケース内部に発生するガスによって、圧力弁の作動部が外側に凸となるように膨らむ際に、薄肉部の変形量を小さくすることが可能となる。この結果、作動部の薄肉部が通常使用時に変形しても、使用者に圧力弁の外観異常と判断されるのを防ぐことが可能となる。

また、本発明において、前記厚み方向から見て、前記作動部が円形であり、前記薄肉部は、前記作動部の直径方向に延在する第１部分と前記第１部分と交差する第２部分とで構成され、且つ前記第１部分と前記第２部分の交差部の中心が前記作動部の中心と重なっており、前記厚肉部が、前記作動部のうち前記第１部分と前記第２部分とにより挟まれた複数の分割体から構成されていることが好ましい。これにより、薄肉部の幅を小さくして薄肉部の面積を比較的小さくすることが可能となり、電解コンデンサの通常使用時にケース内部に発生するガスによって、圧力弁の作動部が外側に凸となるように膨らむ際に、薄肉部の変形量を小さくすることが可能となる。この結果、作動部の薄肉部が通常使用時に変形しても、使用者に圧力弁の外観異常と判断されるのを防ぐことが可能となる。

また、本発明において、前記複数の分割体は、その厚みが前記交差部の中心に向かうに連れて減少するように形成されていることが好ましい。これにより、電解コンデンサの通常使用時にケース内部に発生するガスによって、圧力弁の作動部が外側に凸となるように膨らんでも、複数の分割体（厚肉部）は厚みが減じられているため、その作動部の膨らみが目立ちにくくなる。このため、作動部が大きく変形して目立つことで、使用者に圧力弁の外観異常と判断されるのを防ぐことが可能となる。

また、本発明の電解コンデンサは、コンデンサ素子と、前記コンデンサ素子を収容するケースと、前記ケースを封止するための封口体であって、前記ケース内に連通する貫通孔を有する前記封口体と、上述の圧力弁とを備えており、前記圧力弁は、前記貫通孔を塞ぐように配置され、前記支持部が前記厚み方向に押圧された状態で前記封口体に固定されている。

これによると、圧力弁が、支持部が厚み方向に押圧された状態で、封口体に固定（例えば、加締め圧着によって固定）されても、支持部に形成された凹部が変形することで、支持部自体の変形が抑制される。このため、支持部の変形が圧力弁の作動部に影響しにくくなって、作動部に歪みが生じにくくなる。この結果、支持部の変形の影響に起因した圧力弁の寿命が短くなるのを抑制することが可能となり、電解コンデンサが長寿命化する。

本発明の電解コンデンサ用の圧力弁及び電解コンデンサによると、圧力弁が、支持部が厚み方向に押圧された状態で、封口体に固定（例えば、加締め圧着によって固定）されても、支持部に形成された凹部が変形することで、支持部自体の変形が抑制される。このため、支持部の変形が圧力弁の作動部に影響しにくくなって、作動部に歪みが生じにくくなる。この結果、支持部の変形の影響に起因した圧力弁の寿命が短くなるのを抑制することが可能となり、電解コンデンサが長寿命化する。

（ａ）は本発明の一実施形態に係る電解コンデンサの平面図、（ｂ）は本発明の一実施形態に係る電解コンデンサの全体構成を示す図１（ａ）のIb−Ib線に沿った部分断面図である。 コンデンサ素子の分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係る圧力弁を示しており、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は底面図である。 本発明の一実施形態に係る圧力弁を示しており、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は図３（ａ）に示すIVb−IVb線に沿った断面図である。 本発明の第１変形例に係る圧力弁を示しており、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は底面図である。 本発明の第１変形例に係る圧力弁を示しており、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は図５（ａ）に示すVb−Vb線に沿った断面図であり、（ｃ）は図５（ａ）に示すVc−Vc線に沿った断面図である。 本発明の第２変形例に係る圧力弁を示しており、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は底面図である。 本発明の第２変形例に係る圧力弁を示しており、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は図７（ａ）に示すVIIIb−VIIIb線に沿った断面図であり、（ｃ）は図７（ａ）に示すVIIIc−VIIIc線に沿った断面図である。 本発明の第３変形例に係る圧力弁を示しており、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は底面図である。 本発明の第３変形例に係る圧力弁を示しており、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は図９（ａ）に示すXb−Xb線に沿った断面図であり、（ｃ）は図９（ａ）に示すXc−Xc線に沿った断面図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

先ず、図１を参照し、本発明の一実施形態に係る電解コンデンサ１の全体構成について説明する。電解コンデンサ１は、コンデンサ素子２、ケース３ａ、封口体３ｂ、底板４、スリーブ５、固定材６、端子７ａ，７ｂ、および圧力弁１０を含む。

ケース３ａは、コンデンサ素子２を収容するものであり、開口部に封口体３ｂが嵌合されている。封口体３ｂは、ケース３ａを封止している。ケース３ａは金属（アルミニウム等）からなり、封口体３ｂは絶縁材料（変性フェノール樹脂等）からなる。封口体３ｂの上部周縁には、弾性材料（ゴム等）からなるパッキン３ｘが設けられている。パッキン３ｘは、封口体３ｂとケース３ａとの隙間からケース３ａ内のガスが漏出するのを防止する機能を有する。ケース３ａの上端は、パッキン３ｘに加締固定されている。

底板４は、絶縁材料（難燃性ポリエステル等）からなる円形のフィルムであり、ケース３ａの底部下面に重なるように配置されている。スリーブ５は、絶縁材料（ポリオレフィン等）からなる略円筒状の部材であり、ケース３ａの側部周面、底板４の下部周縁、およびケース３ａの上部周縁を覆っている。スリーブ５の下部は、底板４に固定されている。

固定材６は、コンデンサ素子２をケース３ａ内に固定するものであり、熱可塑性樹脂（ポリプロピレン等）からなる。

端子７ａ，７ｂおよび圧力弁１０は、封口体３ｂに設けられている。端子７ａ，７ｂは、封口体３ｂの厚み方向から見て、封口体３ｂの中心に関して点対称となる位置に、互いに離隔して設けられている。端子７ａ，７ｂは金属（アルミニウム等）からなり、陽極端子７ａはコンデンサ素子２の陽極リード２ａ、陰極端子７ｂはコンデンサ素子２の陰極リード２ｂとそれぞれ接続されている。

封口体３ｂには、封口体３ｂの厚み方向から見たときの中心（端子７ａ，７ｂ間の中央）と外縁との間に、ケース３ａの内部と外部とを連通する貫通孔３ｂ１が形成されている。貫通孔３ｂ１は、円形の第１貫通部３ｂ２と、第１貫通部３ｂ２よりも内径の小さい円形の第２貫通部３ｂ３と、第１貫通部３ｂ２と第２貫通部３ｂ３とを繋ぐ段差面３ｂ４とで構成されている。圧力弁１０は、当該貫通孔３ｂ１の連通を塞ぐように段差面３ｂ４上に配置されており、その上面に設けられたロックワッシャ８によって、圧力弁１０の支持部１２（後述する）が段差面３ｂ４に押圧された状態で封口体３ｂに固定されている。圧力弁１０は、ケース３ａ内のガスを放出する機能を有する。

次いで、図２を参照し、コンデンサ素子２の構成について詳細に説明する。

コンデンサ素子２は、陽極リード２ａおよび陰極リード２ｂがそれぞれ取り付けられた陽極箔２ｘおよび陰極箔２ｙを、絶縁材料からなるセパレータ（クラフト紙等）２ｚを介して巻回し、これにより形成された巻回体の外周を素子止めテープ２ｔで固定し、その後巻回体を駆動用電解液に含浸させることにより、形成されている。陽極箔２ｘおよび陰極箔２ｙはアルミニウム箔の表面を粗面化したものであり、陽極箔２ｘは当該表面に陽極酸化皮膜を形成したものである。

次いで、図３及び図４を参照し、圧力弁１０の構成について詳細に説明する。

圧力弁１０は、略円盤状であり、作動部１１、および、作動部１１を当該作動部１１の外縁から支持する環状の支持部１２を含む。圧力弁１０は、ガス透過性および可撓性を有する材料（シリコンゴム等）からなり、作動部１１および支持部１２が一体的に形成されている。

作動部１１は、作動部１１の厚み方向（図３（ａ）の紙面に垂直な方向）から見て、円形である。作動部１１は、薄肉部１１ａ、および、薄肉部１１ａの外側に設けられ、薄肉部１１ａよりも厚みが大きい厚肉部１１ｂを含む。厚肉部１１ｂは、薄肉部１１ａに対して厚み方向の両方向（図４（ｂ）の上下方向）に同じ量だけ突出している。また、厚肉部１１ｂは、薄肉部１１ａの周囲を取り囲む円環形状を有している。薄肉部１１ａは、円形状を有しており、その外縁が厚肉部１１ｂによって支持されている。

支持部１２は、封口体３ｂに支持される部分であり、本体１２ａおよびリブ１２ｂを含む。本体１２ａの厚みは、一定であり、厚肉部１１ｂの厚みよりも大きい。リブ１２ｂの厚みは、薄肉部１１ａの厚みよりも大きく、厚肉部１１ｂの厚みよりも小さい。リブ１２ｂは、本体１２ａの外周端面から外側に突出している。リブ１２ｂの角部には、アールが設けられている。

本体１２ａの厚み方向に直交する一方の面であってロックワッシャ８と接する面１２ａ１には、環状の溝１３（凹部）が形成されている。段差面３ｂ４上に配置された圧力弁１０が、ロックワッシャ８によって加締め圧着されると、本体１２ａの周縁部が段差面３ｂ４に向かって押さえ込まれて変形しようとするが、面１２ａ１に溝１３が形成されていることで、本体１２ａの周縁部に対する押圧力が溝１３に優先的に伝わって変形する。すなわち、本体１２ａの周縁部の変形が溝１３によって吸収される。このため、本体１２ａの変形が圧力弁１０の作動部１１に影響しにくくなって、作動部１１に歪みが生じにくくなる。

続いて、電解コンデンサ１の通常使用時にケース３ａ内部に発生するガス（内部ガス）による圧力弁１０の動作について、以下に説明する。

通常使用時に動作電流等によってケース３ａ内部に発生するガス（内部ガス）は徐々に蓄積するため、圧力弁１０は、第２貫通部３ｂ３側からゆっくりとロックワッシャ８側に凸となるように膨らむ。このとき、薄肉部１１ａがロックワッシャ８側に膨らむように変形するが、薄肉部１１ａはその外縁が円環状の厚肉部１１ｂによって支持されているため、薄肉部１１ａの中心部が外側の面１２ａ１を越えるほどまでは変形しない。換言すると、本実施形態における作動部１１は、薄肉部１１ａの周囲に円環状の厚肉部１１ｂが設けられ、薄肉部１１ａの平面サイズが小さくなるように構成されている。これにより、薄肉部１１ａは、内部圧力が薄肉部１１ａを透過してケース３ａ外部に内部ガスを放出する第１所定圧力に達するまでにおいて、その中心部が面１２ａ１よりも外側に越えない程度まで変形可能に構成される。そして、内部圧力が第１所定圧力以上になると、内部ガスが薄肉部１１ａを透過してケース３ａ外部に放出される。なお、内部ガスが薄肉部１１ａを透過してケース３ａ外部に放出されるので、薄肉部１１ａの膨らみは減少する。このため、通常使用時において薄肉部１１ａは、その中心部が面１２ａ１よりも外側に越えてまでは変形しない。

なお、内部ガスの圧力（内部圧力）が急激に上昇し、内圧が第２所定圧力（＞第１所定圧力）以上になると、薄肉部１１ａは、急激に変形して亀裂が生じて破断する。こうして、内部ガスが外部に放出される。このとき、応力的に弱い薄肉部１１ａに、先に亀裂が生じる。厚肉部１１ｂには、多少変形が生じても、亀裂は生じない。

以上に述べたように、本実施形態の圧力弁１０及びこれを用いた電解コンデンサ１によると、支持部１２が厚み方向に押圧された状態で、圧力弁１０が封口体３ｂに固定（例えば、加締め圧着によって固定）されても、支持部１２に形成された溝１３の変形によって、支持部１２自体の変形が抑制される。このため、支持部１２の変形が圧力弁１０の作動部１１に影響しにくくなって、作動部１１に歪みが生じにくくなる。この結果、支持部１２の変形の影響に起因した圧力弁１０の寿命が短くなるのを抑制することが可能となり、電解コンデンサ１が長寿命化する。

また、支持部１２に形成された溝１３が、支持部１２の全周に亘るように環状に形成されていることで、圧力弁１０が封口体３ｂに加締め圧着されたときに、支持部１２の変形を効果的に抑制することが可能となる。

また、通常使用時に発生したガスを排出する際の内圧上昇に応じて薄肉部が大きく変形（例えば、作動部の中心部が圧力弁の外側面を超えて変形）すると、圧力弁の変形量が許容範囲内であっても使用者に外観異常と判断されることがある。この結果、実際には寿命に達していない圧力弁が使用者によって廃棄又は交換されてしまうことがある。しかしながら、本実施形態においては、作動部１１の厚肉部１１ｂが薄肉部１１ａの周囲を取り囲むように円環状に形成されているため、電解コンデンサ１の通常使用時にケース３ａ内部に発生するガスによって、圧力弁１０の作動部１１が外側に凸となるように膨らむ際に、薄肉部１１ａの変形量を小さくすることが可能となる。この結果、作動部１１の薄肉部１１ａが通常使用時に変形しても、使用者に圧力弁１０の外観異常と判断されるのを防ぐことが可能となる。

また、加締め圧着による支持部１２の変形が作動部１１に伝わってきても、厚肉部１１ｂが薄肉部１１ａの周囲を取り囲むことで、強度が向上しているため、薄肉部１１ａに支持部１２の変形がほとんど影響しなくなる。

続いて、本発明の一実施形態に係る圧力弁の第１変形例について、図５及び図６を参照しつつ以下に説明する。

本変形例における圧力弁１１０も、上述の圧力弁１０と同様に、略円盤状であり、作動部１１１、および、作動部１１１を当該作動部１１１の外縁から支持する環状の支持部１１２を含む。圧力弁１１０は、圧力弁１０と同様の材料から構成されており、作動部１１１および支持部１１２が一体的に形成されている。

作動部１１１は、作動部１１１の厚み方向（図５の紙面に垂直な方向）から見て、円形である。作動部１１１は、薄肉部１１１ａ、および、薄肉部１１１ａよりも厚みが大きい厚肉部１１１ｂを含む。厚肉部１１１ｂは、図５に示すように、作動部１１１の直径方向（図５の紙面と平行な方向）に沿って延在する第１部分１１１ｂ１と、第１部分１１１ｂ１と直交する第２部分１１１ｂ２とで構成されている。つまり、厚肉部１１１ｂは、十字平面形状を有しており、第１及び第２部分１１１ｂ１，１１１ｂ２の各端部が支持部１１２の内周面に接続されている。また、厚肉部１１１ｂは、第１及び第２部分１１１ｂ１，１１１ｂ２の交差部１１１ｂ３の中心が作動部１１１の中心と重なるように配置されている。また、厚肉部１１１ｂは、薄肉部１１１ａに対して厚み方向の両方向（図６（ｃ）の上下方向）に同じ量だけ突出している。

薄肉部１１１ａは、厚肉部１１１ｂと支持部１１２との間にそれぞれ配置された４つの分割体１１１ａ１から構成されている。４つの分割体１１１ａ１は、作動部１１１の周方向において、厚肉部１１１ｂの第１部分１１１ｂ１と第２部分１１１ｂ２とにより挟まれている。各分割体１１１ａ１は、中心角が９０°の扇形状を有しており、円弧部分が支持部１１２の内周面に接続され、半径部分が厚肉部１１１ｂ（第１部分１１１ｂ１及び第２部分１１１ｂ２）に接続されている。

支持部１１２は、上述の支持部１２にほぼ同様であり、本体１１２ａおよびリブ１１２ｂを含む。本体１１２ａの厚みは、一定であり、厚肉部１１１ｂの厚みよりも大きい。リブ１１２ｂの厚みは、薄肉部１１１ａの厚みよりも大きく、厚肉部１１１ｂの厚みよりも小さい。リブ１１２ｂは、本体１１２ａの外周端面から外側に突出している。リブ１１２ｂの角部も、アールが設けられている。

本体１１２ａの厚み方向に直交する両面１１２ａ１，１１２ａ２には、環状の溝１１３，１１４（凹部）が形成されている。これら溝１１３，１１４は、支持部１１２の厚み方向に重なって配置されている。段差面３ｂ４上に配置された圧力弁１１０が、ロックワッシャ８によって加締め圧着されると、本体１１２ａの周縁部が段差面３ｂ４に向かって押さえ込まれて変形しようとするが、本体１１２ａは面１１２ａ１，１１２ａ２に形成された２つの溝１１３，１１４を有するため、本体１１２ａの周縁部に対する押圧力が２つの溝１１３、１１４に優先的に伝わって変形する。すなわち、本体１１２ａの周縁部の変形が溝１１３，１１４によって吸収される。このため、本体１１２ａの変形が圧力弁１１０の作動部１１１に影響しにくくなって、作動部１１１に歪みが生じにくくなる。

続いて、電解コンデンサ１の通常使用時にケース３ａ内部に発生するガス（内部ガス）による圧力弁１１０の動作について、以下に説明する。

通常使用時にケース３ａ内部にガスが発生すると、圧力弁１１０は、上述の圧力弁１０と同様に、第２貫通部３ｂ３側からゆっくりとロックワッシャ８側に凸となるように膨らむ。このとき、薄肉部１１１ａの各分割体１１１ａ１がロックワッシャ８側に膨らむように変形するが、厚肉部１１１ｂが４つの分割体１１１ａ１の半径部分と一体的に接続されているため、各分割体１１１ａ１の膨らみが規制され、各分割体１１１ａ１が面１１２ａ１を越えるほどまでは変形しない。換言すると、本変形例における作動部１１１は、中央に十字形状の厚肉部１１１ｂが設けられ、薄肉部１１１ａが平面サイズの小さい４つの分割体１１１ａ１に分けられる。これにより、薄肉部１１１ａの各分割体１１１ａ１は、内部圧力が薄肉部１１１ａを透過してケース３ａ外部に内部ガスを放出する第１所定圧力に達するまでにおいて、面１１２ａ１よりも外側に越えない程度まで変形可能に構成される。そして、内部圧力が第１所定圧力以上になると、内部ガスが薄肉部１１１ａ（各分割体１１１ａ１）を透過してケース３ａ外部に放出される。なお、内部ガスが薄肉部１１１ａを透過してケース３ａ外部に放出されるので、各分割体１１１ａ１の膨らみは減少する。このため、通常使用時において薄肉部１１１ａは、面１１２ａ１よりも外側に越えてまでは変形しない。

なお、内部ガスの圧力（内部圧力）が急激に上昇し、内圧が第２所定圧力以上になると、薄肉部１１１ａの少なくとも１つの分割体１１１ａ１は、急激に変形して亀裂が生じて破断する。こうして、内部ガスが外部に放出される。このとき、応力的に弱い薄肉部１１１ａに、先に亀裂が生じる。厚肉部１１１ｂには、多少変形が生じても、亀裂は生じない。

以上に述べたように、第１変形例の圧力弁１１０によると、支持部１１２に溝１１３，１１４が形成されているため、上述の実施形態と同様に、支持部１１２の変形が圧力弁１１０の作動部１１１に影響しにくくなって、作動部１１１に歪みが生じにくくなる。この結果、支持部１１２の変形の影響に起因した圧力弁１１０の寿命が短くなるのを抑制することが可能となる。

また、支持部１１２の厚み方向の両面に溝１１３，１１４が形成されているため、圧力弁１１０が封口体３ｂに固定されても、支持部１１２の変形を効果的に抑制することが可能となる。さらに、溝１１３，１１４が支持部１１２の厚み方向に重なって配置されているため、圧力弁１１０が封口体３ｂに固定されたときの、支持部１１２の変形の影響が圧力弁１１０の厚み方向に直交する一方の面側と他方の面側とで、ばらつきにくくなる。このため、作動部１１１に歪みがより生じにくくなる。

また、作動部１１１の厚肉部１１１ｂが第１部分１１１ｂ１と第２部分１１１ｂ２とが交差して構成され、且つ交差部１１１ｂ３の中心が作動部１１１の中心と重なって配置されていることで、薄肉部１１１ａが平面サイズの小さい４つの分割体１１１ａ１に分けられる。このため、電解コンデンサ１の通常使用時にケース３ａ内部に発生するガスによって、圧力弁１１０の作動部１１１が外側に凸となるように膨らむ際に、薄肉部１１１ａの変形量を小さくすることが可能となる。この結果、作動部１１１の薄肉部１１１ａが通常使用時に変形しても、使用者に圧力弁１１０の外観異常と判断されるのを防ぐことが可能となる。

また、厚肉部１１１ｂが、第１部分１１１ｂ１と第２部分１１１ｂ２とが直交し、十字平面形状に形成されていることで、薄肉部１１１ａを構成する４つの分割体１１１ａ１の中心角度が同じになり、平面形状が同じになる。これにより、電解コンデンサ１の通常使用時にケース３ａ内部に発生するガスによって、圧力弁１１０の作動部１１１が外側に凸となるように膨らむ際に、各分割体１１１ａ１の変化量をほぼ同じにすることが可能となる。このため、４つの分割体１１１ａ１間の変化量の差を極めて小さくすることが可能となる。

続いて、本発明の一実施形態に係る圧力弁の第２変形例について、図７及び図８を参照しつつ以下に説明する。なお、上述の実施形態及び第１変形例と同様なものについては、同符号で示し詳細の説明を省略する。

本変形例における圧力弁２１０も、上述の圧力弁１０と同様に、略円盤状であり、作動部２１１、および、作動部２１１を当該作動部２１１の外縁から支持する環状の支持部１２を含む。圧力弁２１０は、圧力弁１０と同様の材料から構成されており、作動部２１１および支持部１２が一体的に形成されている。

作動部２１１は、作動部２１１の厚み方向（図７の紙面に垂直な方向）から見て、円形である。作動部２１１は、薄肉部２１１ａ、および、薄肉部２１１ａよりも厚みが大きい厚肉部２１１ｂを含む。薄肉部２１１ａは、図７に示すように、作動部２１１の直径方向（図７の紙面と平行な方向）に沿って延在する第１部分２１１ａ１と、第１部分２１１ａ１と直交する第２部分２１１ａ２とで構成されている。つまり、薄肉部２１１ａは、十字平面形状を有しており、第１及び第２部分２１１ａ１，２１１ａ２の各端部が支持部１２の内周面に接続されている。また、薄肉部２１１ａは、第１及び第２部分２１１ａ１，２１１ａ２の交差部２１１ａ３の中心が作動部２１１の中心と重なるように配置されている。

厚肉部２１１ｂは、薄肉部２１１ａと支持部１２との間にそれぞれ配置された４つの分割体２１１ｂ１から構成されている。４つの分割体２１１ｂ１は、作動部２１１の周方向において、薄肉部２１１ａの第１部分２１１ａ１と第２部分２１１ａ２とにより挟まれている。各分割体２１１ｂ１は、薄肉部２１１ａに対して厚み方向の両方向（図８（ｂ）の上下方向）に同じ量だけ突出している。また、各分割体２１１ｂ１は、中心角が９０°の扇形状を有しており、円弧部分が支持部１２の内周面に接続され、半径部分が薄肉部２１１ａ（第１部分２１１ａ１及び第２部分２１１ａ２）に接続されている。

続いて、電解コンデンサ１の通常使用時にケース３ａ内部に発生するガス（内部ガス）による圧力弁２１０の動作について、以下に説明する。

通常使用時にケース３ａ内部にガスが発生すると、圧力弁２１０は、上述の圧力弁１０と同様に、第２貫通部３ｂ３側からゆっくりとロックワッシャ８側に凸となるように膨らむ。このとき、薄肉部２１１ａが厚肉部２１１ｂの４つの分割体２１１ｂ１の半径部分と一体的に接続されているため、薄肉部２１１ａの膨らみが規制されて面１２ａ１を越えるほどまでは変形しない。換言すると、本変形例における作動部２１１は、薄肉部２１１ａに接続された４つの分割体２１１ｂ１からなる厚肉部２１１ｂが設けられ、薄肉部２１１ａは、内部圧力が薄肉部２１１ａを透過してケース３ａ外部に内部ガスを放出する第１所定圧力に達するまでにおいて、面１２ａ１よりも外側に越えない程度まで変形可能にその幅が狭く構成されている。そして、内部圧力が第１所定圧力以上になると、内部ガスが薄肉部２１１ａを透過してケース３ａ外部に放出される。なお、内部ガスが薄肉部２１１ａを透過してケース３ａ外部に放出されるので、薄肉部２１１ａの膨らみは減少する。このため、通常使用時において薄肉部２１１ａは、面１２ａ１よりも外側に越えてまでは変形しない。

なお、内部ガスの圧力（内部圧力）が急激に上昇し、内圧が第２所定圧力以上になると、薄肉部２１１ａは、急激に変形して亀裂が生じて破断する。こうして、内部ガスが外部に放出される。このとき、応力的に弱い薄肉部２１１ａに、先に亀裂が生じる。厚肉部２１１ｂには、多少変形が生じても、亀裂は生じない。

以上に述べたように、第２変形例の圧力弁２１０によると、上述の実施形態及び第１変形例と同様な構成においては、同じ効果を得ることができる。また、作動部２１１の薄肉部２１１ａが第１部分２１１ａ１と第２部分２１１ａ２とが交差して構成され、且つ交差部２１１ａ３の中心が作動部２１１の中心と重なって配置され、厚肉部２１１ｂが薄肉部２１１ａを互いに挟んで配置された４つの分割体２１１ｂ１から構成されていることで、薄肉部２１１ａの幅（第１及び第２部分２１１ａ１，２１１ａ２の幅）を小さくして薄肉部２１１ａの面積を比較的小さくすることが可能となる。このため、電解コンデンサの通常使用時にケース３ａ内部に発生するガスによって、圧力弁２１０の作動部２１１が外側に凸となるように膨らむ際に、薄肉部２１１ａの変形量を小さくすることが可能となる。この結果、作動部２１１の薄肉部２１１ａが通常使用時に変形しても、使用者に圧力弁２１０の外観異常と判断されるのを防ぐことが可能となる。

また、第１部分２１１ａ１と第２部分２１１ａ２とが直交し、薄肉部２１１ａが十字平面形状に形成されていることで、電解コンデンサの通常使用時にケース３ａ内部に発生するガスによって、圧力弁２１０の作動部２１１が外側に凸となるように膨らむ際に、薄肉部２１１ａの変形量を効果的に小さくすることが可能となる。

続いて、本発明の一実施形態に係る圧力弁の第３変形例について、図９及び図１０を参照しつつ以下に説明する。なお、上述の実施形態及び各変形例と同様なものについては、同符号で示し詳細の説明を省略する。

本変形例における圧力弁３１０も、上述の圧力弁１０と同様に、略円盤状であり、作動部３１１、および、作動部３１１を当該作動部３１１の外縁から支持する環状の支持部１２を含む。圧力弁３１０は、圧力弁１０と同様の材料から構成されており、作動部３１１および支持部１２が一体的に形成されている。

作動部３１１は、上述の作動部２１１とほぼ同様に構成されており、上述の厚肉部２１１ｂに対応する厚肉部３１１ｂの形状が厚肉部２１１ｂと若干異なるだけである。つまり、厚肉部３１１ｂは、図９に示すように、中心角が９０°の扇形状をそれぞれ有する４つの分割体３１１ｂ１から構成されている。４つの分割体３１１ｂ１は、作動部３１１の周方向において、薄肉部２１１ａの第１部分２１１ａ１と第２部分２１１ａ２とにより挟まれている。各分割体３１１ｂ１は、図１０に示すように、その厚みが交差部２１１ａ３の中心に向かうに連れて減少するように形成されている。

なお、厚肉部３１１ｂは、上述の厚肉部２１１ｂと同様に、これら分割体３１１ｂ１の半径部分が薄肉部２１１ａに接続されているため、上述の第２変形例と同様な効果を得ることができる。

以上に述べたように、第３変形例の圧力弁３１０によると、上述の実施形態及び各変形例と同様な構成においては、同じ効果を得ることができる。また、電解コンデンサの通常使用時にケース３ａ内部に発生するガスによって、圧力弁３１０の作動部３１１が外側に凸となるように膨らんでも、複数の分割体３１１ｂ１（厚肉部３１１ｂ）は交差部２１１ａ３の中心に向かうに連れて厚みが減じられているため、その作動部３１１の膨らみが目立ちにくくなる。このため、作動部３１１が大きく変形して目立つことで、使用者に圧力弁３１０の外観異常と判断されるのを防ぐことが可能となる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。上述の支持部１１２には、凹部としての溝１１４だけが形成されていてもよい。つまり、溝１１３が形成されていなくてもよい。また、溝１１３，１１４は、支持部１１２の厚み方向に沿って重ならないようにずれて配置されていてもよい。また、上述の実施形態及び各変形例においては、支持部１２，１１２に凹部としての溝１１３，１１４が形成されているが、支持部１２，１１２の厚み方向に開口する凹部であればよい。つまり、１つの凹部が環状に形成されていなくもよいし、支持部１２，１１２の周方向に沿って複数の凹部が断続的に形成されていてもよい。また、支持部１２，１１２は、作動部１１，１１１，２１１，３１１を取り囲むように環状に形成されておれば、円形以外の形状であってもよい。

また、上述の実施形態における厚肉部１１ｂは、環状に形成されておれば、平面形状が円形以外であってもよい。

また、厚肉部１１１ｂを構成する第１部分１１１ｂ１と第２部分１１１ｂ２とがなす角度（分割体１１１ａ１の中心角度）が０°を超え１８０°未満の間であって９０°を除く角度であってもよい。要するに第１部分１１１ｂ１と第２部分１１１ｂ２とが直角に交差していなくてもよい。これにおいても、上述の実施形態と同様に、電解コンデンサ１の通常使用時にケース３ａ内部に発生するガスによって、圧力弁１０の作動部１１が外側に凸となるように膨らむ際に、薄肉部１１１ａの変形量を小さくすることが可能となる。

また、薄肉部２１１ａを構成する第１部分２１１ａ１と第２部分２１１ａ２とがなす角度（分割体２１１ｂ１の中心角度）が０°を超え１８０°未満の間であって９０°を除く角度であってもよい。要するに第１部分２１１ａ１と第２部分２１１ａ２とが直角に交差していなくてもよい。これにおいても、上述の実施形態と同様に、薄肉部２１１ａの幅を小さくして薄肉部２１１ａの面積を比較的小さくすることが可能となる。このため、電解コンデンサ１の通常使用時にケース３ａ内部に発生するガスによって、圧力弁２１０の作動部２１１が外側に凸となるように膨らむ際に、薄肉部２１１ａの変形量を小さくすることが可能となる。

また、上述の実施形態及び各変形例における作動部１１，１１１，２１１，３１１は、ケース３ａの内部圧力が第１所定圧力に達するまでにおいて、その中心部が外側の面１２ａ１，１１２ａ１よりも外側に超えない程度まで変形可能に構成されているが、当該面１２ａ１，１１２ａ１を超えてもよい。この場合、作動部は、その中心部が、圧力弁１０，１１０，２１０，３１０を固定する固定部材としてのロックワッシャの外側端部よりも外側に超えない程度まで変形可能に構成されていればよい。これにおいても、上述と同様に、作動部の変形量を小さくすることが可能となり、作動部の薄肉部が通常使用時に変形しても、使用者に圧力弁の外観異常と判断されるのを防ぐことが可能となる。

圧力弁において、作動部および支持部は、一体になるよう形成されていることに限定されず、別々に形成された後に接合されてもよい。作動部の形状は、円形に限定されず、任意の形状（楕円形等）であってよい。厚肉部は、上述の実施形態及び各変形例では薄肉部に対して厚み方向の両方向に同じ量だけ突出しているが、各方向への突出量は任意である。圧力弁、および、電解コンデンサの各部を構成する材料は、上述したものに限定されない。

１ 電解コンデンサ
２ コンデンサ素子
３ａ ケース
３ｂ 封口体
３ｂ１ 貫通孔
１０，１１０，２１０，３１０ 圧力弁
１１，１１１，２１１，３１１ 作動部
１１ａ，１１１ａ，２１１ａ 薄肉部
１１ｂ，１１１ｂ，２１１ｂ，３１１ｂ 厚肉部
１２，１１２ 支持部
１２ａ１，１１２ａ１ 面（一方の面）
１３，１１３，１１４ 溝（凹部）
１１１ａ１，２１１ｂ１，３１１ｂ１ 分割体
１１１ｂ１，２１１ａ１ 第１部分
１１１ｂ２，２１１ａ２ 第２部分
１１１ｂ３，２１１ａ３ 交差部
１１２ａ２ 面（他方の面）

Claims (9)

1. 電解コンデンサにおけるコンデンサ素子を収容するケースを封止する封口体に設けられ、前記ケース内のガスを放出する、電解コンデンサ用の圧力弁であって、
   ガス透過性を有する材料からなる薄肉部及び前記薄肉部よりも厚みが大きい厚肉部を含む作動部と、
   前記厚肉部よりも厚みが大きく、前記作動部を当該作動部の外縁から支持する環状の支持部とを有し、
   前記支持部の厚み方向に直交する面のうち、少なくとも一方の面には前記厚み方向に向かって開口する凹部が形成されていることを特徴とする電解コンデンサ用の圧力弁。
2. 前記凹部が、前記支持部の厚み方向に直交する面のうちの他方の面にも形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電解コンデンサ用の圧力弁。
3. 前記一方の面に形成された前記凹部と前記他方の面に形成された前記凹部とが、前記支持部の前記厚み方向に重なって配置されていることを特徴とする請求項２に記載の電解コンデンサ用の圧力弁。
4. 前記凹部は、環状の溝から構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電解コンデンサ用の圧力弁。
5. 前記厚み方向から見て、前記薄肉部が円形であり、
   前記厚肉部は、前記薄肉部の周囲を取り囲むように環状に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電解コンデンサ用の圧力弁。
6. 前記厚み方向から見て、前記作動部が円形であり、前記厚肉部は、前記作動部の直径方向に延在する第１部分と前記第１部分と交差する第２部分とで構成され、且つ前記第１部分と前記第２部分の交差部の中心が前記作動部の中心と重なっており、
   前記薄肉部が、前記作動部のうち、前記第１部分と前記第２部分とにより挟まれた複数の分割体から構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電解コンデンサ用の圧力弁。
7. 前記厚み方向から見て、前記作動部が円形であり、前記薄肉部は、前記作動部の直径方向に延在する第１部分と前記第１部分と交差する第２部分とで構成され、且つ前記第１部分と前記第２部分の交差部の中心が前記作動部の中心と重なっており、
   前記厚肉部が、前記作動部のうち、前記第１部分と前記第２部分とにより挟まれた複数の分割体から構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電解コンデンサ用の圧力弁。
8. 前記複数の分割体は、その厚みが前記交差部の中心に向かうに連れて減少するように形成されていることを特徴とする請求項７に記載の電解コンデンサ用の圧力弁。
9. コンデンサ素子と、
   前記コンデンサ素子を収容するケースと、
   前記ケースを封止するための封口体であって、前記ケース内に連通する貫通孔を有する前記封口体と、
   請求項１〜８のいずれか１項に記載の圧力弁とを備えており、
   前記圧力弁は、前記貫通孔を塞ぐように配置され、前記支持部が前記厚み方向に押圧された状態で前記封口体に固定されていることを特徴とする、電解コンデンサ。

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