JP2022548211A - ガス拡散のための制御素子を備えた電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

電解コンデンサは、ケース（２）と、ケース内に取り付けられたコンデンサ素子（３）と、ケースの内部と外部との間のガス拡散を制御する素子（１１）と、を含む。制御素子（１１）は、ケース（２）に埋め込まれている。【選択図】図１

Description

本発明は、ケースと、ケースに取り付けられたコンデンサ素子と、を含む電解コンデンサに関する。コンデンサ素子は、電解質を含む。

米国特許第３４６３９６９号明細書には、成形されたカバー部材と、カバー部材の内部にベントを備えた電解コンデンサが開示されている。

米国特許第２７６６４０８号及び第３６６９３０２号明細書には、電解コンデンサ用のベントプラグが開示されている。このベントプラグは、射出成形されたカバー部材に位置付けられている。

ドイツ特許出願公開第１０２０１５１１９８４４号明細書には、ケースの内部に安全ベントを備えた電解コンデンサが開示されている。

米国特許 第３４６３９６９号明細書 米国特許 第２７６６４０８号明細書 米国特許 第３６６９３０２号明細書 ドイツ公開特許公報 第１０２０１５１１９８４４号

電解コンデンサの長期間の動作中に、基本的な電気化学反応及び老化によって引き起こされる化学分解が起こる。どちらも結果として、コンデンサの内部でガスが発生する。ガスが発生すると、コンデンサの内圧が徐々に上昇し、コンデンサのケース及びカバー部材に機械的応力が発生する。内圧により、伸びや膨らみなどの変形が生じ、最終的にケースが破裂して、コンデンサの寿命が尽きる場合がある。

本発明の１つの目的は、動作の安定性が改善された電解コンデンサを提供することである。

この課題は、請求項１に開示された本発明によって解決される。

一実施形態では、本発明は、ケースと、ケース内に取り付けられたコンデンサ素子と、ケースの内部と外部との間のガス拡散を制御する素子と、を含み、制御素子がケースに埋め込まれている電解コンデンサに関する。

ガスの発生によりコンデンサの内圧が上昇し、ケースに機械的応力が発生するため、コンデンサの内部と外部との間のガス交換を制御する素子が不可欠である。

制御素子は、ケースの内部から外部へのガスの通路を提供する。制御素子は、さらに、ガスの移動を制御して拡散させるように構成されている。

ケースは、缶状であってもよい。コンデンサ素子は、円形素子、特に円筒形素子であり得る。コンデンサ素子は、箔、特にアルミニウム箔を含んでいてもよい。コンデンサ素子は、電解質、特に液体電解質によって含浸させることができる。

一実施形態では、コンデンサは、空洞を含み、制御素子は、空洞からのガスが制御素子に直接流れることができるように配置されている。空洞は、コンデンサ内部の最大の中空スペースである。したがって、コンデンサ内に存在するガスの大部分は、前記空洞に貯蔵される。空洞は、コンデンサ素子の中心軸に沿って延びていてもよい。空洞は、中心軸を中心としてコンデンサ素子の箔を巻回することによって生じ得る。空洞は、コンデンサ内部の最大の中空スペースである。したがって、コンデンサ内に存在するガスの大部分は、前記空洞に貯蔵される。

制御素子は、空洞に直接隣接して配置されていてもよい。空洞が巻回素子の軸方向中心の空洞である場合、制御素子は、軸方向中心の位置にあってもよい。制御素子を空洞に直接隣接して位置決めすることは、コンデンサ素子、特に巻回素子の外面が、拡散経路を巻き付けによって妨げないという利点を有する。

一実施形態では、電解コンデンサのケースは、缶と、缶を密封するカバー部材と、を含み、制御素子は、缶内に配置されている。好ましくは、制御素子は、ケースの底面に組み込まれている。底面は、カバー部材と対向するケースの一側である。カバー部材は、弾性材料、特にゴム材料を含んでもよい。カバー部材は、缶に差し込まれた素子であってもよい。電気的相互接続用の端子は、カバー部材を貫通してもよい。カバー部材には制御素子がない。一実施形態では、電解コンデンサは、缶を密封するための垂直に積み重ねられたカバー部材を２つ以上含む。

制御素子は、電気端子の位置と対向するケースの一部に埋め込まれていてもよい。一実施形態では、端子はケースの上部のカバー部材を貫通しているが、制御素子はケースの底面に配置されている。これにより、端子の位置又はカバー部材の機械的安定性を損なうことなく、制御素子の位置及び横方向の寸法を広範囲に変化させることができる。缶は好ましくはアルミニウム製であるため、缶の機械的安定性は、カバー部材の機械的安定性より高い。コンデンサを電気的に相互接続する端子は、スナップイン方式で構成されていてもよい。

一実施形態では、制御素子は、ケース内に完全に組み込まれている。ケースに埋め込まれた制御素子は、ケースの内部にも外部にも突出しない。制御素子が垂直方向のスペースをほとんど必要としないため、ケースの内部に制御素子による突出部が生じない。したがって、コンデンサ素子、例えば巻回素子のためにより多くのスペースを確保することができる。

一実施形態では、底面は、外部から平坦であってもよい。別の実施形態では、底面は、制御素子に適合する突出部を含んでいてもよい。どちらの場合も、制御素子はケース内に完全に組み込まれている。制御素子は、ケースから突出しない。

制御素子とコンデンサ素子との間に距離を保持してもよい。距離を確保する手段は、例えば、リブの形態で具体化することができる。ケースの内部に設置されたリブは、コンデンサ素子と制御素子との間に一定の距離を保持する。リブは、コンデンサの内部から制御素子への自由なガスの流れを促進するための中空スペースを形成する。

制御素子は、膜を含んでもよい。膜の寸法、膜の厚さ及び膜の正確な材料組成は、膜の透過性及び膜によるガス拡散の速度に影響を与える可能性がある。これらのパラメータは、実際の技術要件に適合させることができる。

特に、膜は、徐々にガスを透過させることができる。コンデンサ内の圧力が上昇すると、ガスの拡散も増加する。他方では、膜は液体を透過しないことが好ましい。膜が液体を透過すると、液体電解質が失われる危険性がある。

膜は、シリコン、エチレンプロピレンジエンモノマーゴム（ＥＰＤＭ）又は同等の特性を有する他の弾性ポリマーのいずれかである材料で構成されていてもよい。

膜の材料は、膜に要求される特性に応じて選択することができる。膜の必要な透過性は、いくつかの基準に従って選択される必要がある。一方では、膜は、膜を通過することが意図されるガスに対して、十分な透過性を有していなければならない。特に、膜は水素に対して透過性であるとよい。他方では、膜を通過することが意図されていないガス及び蒸気に対しては、透過性が十分に低くなければならない。特に、膜は、電解質溶媒の蒸気に対して透過性を有していなくてもよいし、一般的な液体に対して透過性でなくてもよい。

制御素子として膜を使用することには、いくつかの利点がある。膜は、垂直方向のスペース及び容積をほとんど必要としない。したがって、制御素子のために消費されるコンデンサの内部容積は小さくなり、コンデンサ素子のために利用可能な内部容積が大きくなる。

さらに、膜を使用することにより、不要なデッドスペースが回避される。

また、上記材料で製造された膜は、厚さが薄い。したがって、膜である制御素子は、通常アルミナで製造されるケースの壁より薄い。そのため、膜をケースに簡単に組み込むことができる。膜である制御素子は、ケースから突出しない。制御素子によって内部容積が無駄になることはない。より多くの内部容積を、コンデンサ素子のために利用することができる。

さらに、上記材料のような弾性材料で製造された膜は、強く締め付けることができるため、密封性を高めることができる。

コンデンサ素子は、電解質、特に液体電解質によって含浸させることができる。液体電解質、又はコンデンサの内部の他の液体は、膜に流入し得る。液体が膜の細孔に流入すると、膜の細孔が塞がれ、膜の透過性が低下する。

一実施形態では、コンデンサは、膜を含むケースの一側が下向きにならないように取り付けられる。一例として、膜を含む一側は、上向き又は水平に方向付けられている。この場合、液体電解質が膜に流れることを効率的に防止することができる。さらに、液体電解質による膜の汚染を防止することができる。これにより、ガス拡散が確実に維持される。

一実施形態では、コンデンサは、制御素子を備えた一側が下向きになるように取り付けられている。したがって、缶の底面は上向きになる。端子は、反対側に位置決めされてもよい。したがって、端子は下向きになっていてもよい。さらなる実施形態では、コンデンサには膜ベントが取り付けられ、端子は水平側に配置されている。

一実施形態では、コンデンサ内の最大許容圧力を超えると、膜は、不可逆の安全ベントとして機能する。

動作中、特に電気的過負荷になった場合、コンデンサの内部の圧力が上昇する可能性がある。安全ベントは、圧力が最大許容圧力を超える臨界値に近づくと破裂するように構成されていてもよい。これにより、コンデンサの制御されない爆発を防止することができる。臨界圧力に達すると、膜が破裂し、コンデンサの内部のガスは、ハウジングの破損が防止される程度に圧力が低下するまで、外部に流出する。

膜が破裂した後、液体電解質がケースから漏れるため、端子及び／又はプリント回路基板又はバスバーなどの他の部品が汚染される恐れがある。端子の一側から離れた一側に膜を位置決めすることにより、汚染のリスクを低減し、電子部品の動作寿命を延ばすことができる。したがって、一実施形態では、不可逆的な安全ベントとして機能する制御素子は、端子の反対側に位置決めされている。

一実施形態では、コンデンサは、不可逆的な安全ベントを備えた一側が下向きにならないように取り付けられている。好ましい実施形態では、この一側は、上向きである。

一実施形態では、最大許容圧力は、膜の気密性によって決定される。この最大許容圧力を超えると、膜が破裂して不可逆的な安全ベントとして機能する。膜が取付素子によってより強く締め付けられていると、膜の透過性が低下する。この場合、同等の低い圧力により膜が破裂する。膜が取付素子によってあまり強く締め付けられていない場合、膜の透過性が増加する。この場合、膜を破裂させるには、同等の高い圧力が必要となる。したがって、最大許容圧力は、取付素子で膜を締め付けることによって設定することができる。

一実施形態では、膜は、円盤状である。円盤状は、ガス拡散に使用される膜の好ましくかつ安定な構造である。

一実施形態では、電解コンデンサは、膜を固定する取付リングを含み、取付リングは、膜を収容するための適切な形状を有する。取付リング及びケースは、アルミニウムで構成されていてもよい。取付リングとケースのアルミニウムは、同じグレードのものであってもよい。一実施形態では、取付リングは、アルミニウム以外の金属を含んでいてもよい。特に、取付リングは、コンデンサの動作に危険をもたらしたり妨害したりしない材料で構成され得る。取付リングは、パンチング又は衝撃押し出しによって製造されている。

さらに、取付リングは、その表面に膜の気密性及び密封性を高める密封扉を含んでいてもよい。一実施形態では、密封扉はまた、取付リングの対応面上にあってもよい。密封扉は、取付リングと同じ材料を含んでいてもよい。したがって、密封扉は、アルミニウム又は別の金属で構成されていてもよい。一実施形態では、密封扉は、取付リングの材料とは異なる材料を含んでいてもよい。特に、密封扉は、コンデンサの動作に危険をもたらしたり妨害したりしない材料で構成され得る。

密封扉は、取付リングの表面のバンプであってもよい。密封扉は、膜を変形させることにより膜を締め付ける。一実施形態では、取付リングは、複数の密封扉を含んでいてもよい。

密封扉の機能としての変形は、閉曲線に沿って膜を圧縮することによって行われる。膜は、機械的固定がなされる程度に圧縮されるべきである。さらに、膜は、コンデンサの可能な動作圧力の範囲内の液体に対する気密性を実現する程度に圧縮されるべきである。他方では、膜を圧縮するとき、膜材料への損傷を回避する必要がある。

膜を締め付けるために、取付リングの直径は、膜の直径より大きくてもよい。適切な密封扉を備えた大きな取付リングにより、膜を変形させて強く締め付けることができる。したがって、膜は、比較的低い最大許容圧力を超える比較的低い臨界圧力で破裂する。多数の密封扉を備えた比較的小さい取付リングでも同じ効果が得られる。密封扉の数は、比較的大きい取付リングの密封扉の数と同じか、又はそれより多くてもよい。

密封扉の数が少ない小さな取付リングでは、膜の変形及び締め付けは弱くなり得る。そのため、膜は、より高い最大許容圧力を超えるより高い臨界圧力で破裂する。

さらに、大径の取付リングは、膜を容易に変形させることができる。したがって、次のことが当てはまる。取付リングの直径が大きいほど、所定の圧力で膜が変形しやすくなる。より強い変形に加えて、膜は、低い圧力で破裂する。このように、取付リングの直径を変えることより、最大許容圧力を選択して微調整することができる。

電解コンデンサのケースは、膜及び取付リングを収容する凹部を含んでもよい。

一実施形態では、膜を収容する凹部は、ケースの内部に配置されている。したがって、膜及び取付リングは、内部から配置する必要がある。別の実施形態では、膜を収容する凹部は、ケースの外部に配置されている。したがって、膜及び取付リングは、外部から配置する必要がある。

凹部に埋め込まれた膜及び取付リングは、ケースの内部又は外部のどちらからも突出しない。膜及び取付リングの形状が平坦であるため、凹部はわずかな容積と低い垂直方向の空間しか必要としない。したがって、このケースは、制御素子のないコンデンサと比較して、コンデンサの内部の余分な容積を消費することがない。内部容積は、コンデンサ素子、例えば巻回素子のために使用可能である。一実施形態では、ケースの底面は、平坦であってもよい。別の実施形態では、底面は、膜及び取付リングが配置される凹部に適合する突出部を含む。

さらに、膜を収容する凹部は、その内面に膜の気密性及び密封性を高めるための密封扉を含んでいてもよい。このような場合、取付リングには密封扉がなくてもよい。

一実施形態では、凹部の内面及び取付リングの両方が密封扉を含んでいてもよい。凹部の内面は、取付リングの対応面であってもよい。密封扉は、バンプとして作成されてもよい。密封扉のサイズが大きいか又はその数が多いと、変形が大きくなるため、膜の気密性及び密封性が高くなる可能性がある。膜の高気密性化により、最大許容圧力が低下する。

本発明はさらに、コンデンサ素子上に膜を固定する方法を含む。この方法はいくつかのステップを含む。膜用の凹部を備えたケースと、ケースに取り付けられたコンデンサ素子と、を含む電解コンデンサを提供する。膜を凹部に埋め込む。一方法では、凹部がケースの外部にある場合、膜を外部から埋め込んでもよい。別の方法では、凹部がケースの内部にある場合、膜をコンデンサの内部に埋め込んでもよい。

膜を凹部に配置する場合、金属からなる取付リングを膜の凹部に埋め込む。取付リングは、膜を収容するために適切に形成されている。組み立てプロセスでは、取付リングに圧力が印加され、膜に付与される。その結果、システムを締め付けるために膜が変形することがある。密閉性を実現するために、膜は、ゴム又はその他のエラストマーのような弾性材料からなることが好ましい。

凹部の内面又は取付リングの表面にある密封扉は、変形及び密封プロセスをサポートする。膜及び取付リングを凹部に配置した後、切り込み、鍛造又は任意の種類の溶接などの外部プロセスによって取付リングを固定する。一方法では、溶接の方法は、レーザー溶接であってもよい。別の方法では、取付リングは、リベット止めで固定される。リベット止めは、リング全体又はリングの一部で完了することができる。取付リングを固定することにより、膜も固定される。

本開示は、本発明のいくつかの実施形態及び態様を含む。特定の実施形態又は態様の文脈においてそれぞれの特徴が明示的に言及されていない場合であっても、実施形態又は方法の１つに関して記載された全ての特徴は、それぞれの他の実施形態及び態様に関しても本明細書に開示される。

さらなる特徴、改良及び便宜は、図に関連する例示的な実施形態の以下の説明から明らかになる。

図１は、第１の実施形態に係るコンデンサの概略断面図を示す。 図２Ａは、第１の実施形態に係るコンデンサの底面図を示す。 図２Ｂは、第２の実施形態に係るコンデンサの底面図を示す。 図３は、第３の実施形態に係るコンデンサの一部の概略断面図及びこのコンデンサの制御素子の詳細図を示す。 図４は、第３の実施形態に係るコンデンサの底面図を示す。

同様の素子、同じ種類の素子及び同一に作用する素子は、図において同じ参照番号で示される。

図１は、電解コンデンサ１を示す。コンデンサは、ケース２と、ケース２に取り付けられたコンデンサ素子３と、を含む。コンデンサ素子３は、巻回素子を含む。コンデンサ素子３は、軸方向中心の空洞４を備えた円筒形状を有する。空洞は、巻回素子の中心軸に沿って延びている。コンデンサ素子３は、箔、特にアルミニウム箔を含む。コンデンサ素子３、特にアルミニウム箔は、電解質が含浸されている。電解質は、液体電解質である。

ケース２は、円筒の形状を有する。ケース２は、金属を含む。一例として、ケース２は、アルミニウムを含む。ケース２は、缶状である。

コンデンサ１は、底面５、湾曲した側面６及び上面７を含む。上面７は、底面５の反対側にある。底面５の外縁からの上面７の外縁までのコンデンサ１の最大長は、３５ｍｍ以上、１２０ｍｍ以下である。ケース２の直径は、２２ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲である。底面５は、側面６と一体に形成されている。これらがまとまって缶を形成している。缶は、金属、特にアルミニウムを含む。

上面７において、コンデンサ１は、コンデンサを電気的に相互接続する端子８を含む。端子８の１つは、正端子である。端子８のもう１つは、負端子である。端子８は、スナップイン端子として構成され、追加の接続素子によってコンデンサ素子３に接続されている。接続素子は、端子タブ８Ａ及び端子リベット８Ｂを含む。コンデンサ１は、端子８が地球の中心を指すように、端子が下方にして取り付けられ、構成されている。或いは、例えば、端子８が水平方向を向いている場合、コンデンサ１は、水平に取り付けられる。

コンデンサ１は、取付部材（図示せず）に取り付けられていてもよい。取付部材は、コンデンサ１を固定する機能を果たす。さらに、取付部材は、端子８を電気的に接続する機能を果たすこともできる。この場合、取付部材は、例えば、プリント回路基板又はバスバーを含んでいてもよい。

上面７において、ケース２は、２つのカバー部材９Ａ及び９Ｂを含むカバーによって密封されている。カバー部材９Ａ及び９Ｂは、円盤状である。カバー部材９Ａは、紙積層体を含む。カバー部材９Ｂは、エラストマーを含む。一実施形態では、カバー部材は、ゴム材料を含んでいてもよい。端子８は、カバー部材９Ａ及び９Ｂを貫通して導出されている。別の実施形態では、カバーは、１つのカバー部材のみを含んでいてもよい。

ケース２の外部の側面６には収縮スリーブ１０が配置されている。収縮スリーブは、ケース２をさらに保護する。収縮スリーブは、熱収縮性ポリマーで構成されている。熱収縮性とは、加熱されるとポリマーの長さが収縮することを意味する。

コンデンサ１は、制御素子１１を含む。制御素子１１は、ケース２の内部と外部を接続するガスの通路を提供する。通路は、ケース２の内部と外部との間に孔１５を含む。制御素子１１は、孔１５に向かって狭くなる凹部１４をさらに含む。

凹部１４には、膜１２及び取付リング１３が配置されている。膜１２及び取付リング１３は、ケース２に完全に一体化されている。膜１２及び取付リング１３は、ケース２の表面から突出していない。制御素子１１全体は、コンデンサ素子３内の軸方向中心の空洞４からのガスが制御素子１１に直接流れることができるように配置されている。

制御素子１１は、制御された圧力解放を可能にする。コンデンサ１の動作中に、コンデンサ１の内部でガスの発生及び加圧が発生する可能性がある。これらの影響は、電気化学反応によって引き起こされる。制御素子１１の一部としての膜１２は、電解コンデンサ１の動作中にガスの周囲への拡散を可能にする。それにより、内圧が低下する。したがって、内圧を周囲圧力に適合させることができる。

膜１２は、シリコン材料を含む。膜１２は、ＥＰＤＭ又は別の弾性プラスチック材料をさらに含んでいてもよい。膜１２はまた、ゴム材料を含んでいてもよい。特に、膜１２は、薄いシリコン膜である。膜１２の厚さはケース２の壁の厚さに比べて薄い。したがって、膜が必要とする垂直方向のスペース及び容積は、他のタイプのベントよりも小さい。したがって、より多くの内部容積が、コンデンサ素子３のために利用可能である。膜１２は、ガスに対して透過性又は半透過性であってもよい。膜１２は円形であり、直径は約３ｍｍである。

膜１２上には、取付リング１３が凹部１４内に配置されている。凹部１４はケース２の外側に位置しているため、膜１２及び取付リング１３は共に外部から配置されている。

取付リング１３は金属を含む。特に、取付リング１３はアルミニウムを含む。取付リング１３は、打ち抜き部品又は衝撃押出しされたものであってもよい。取付リング１３は、膜１２を収容するために適切な形状を有する。取付リング１３は、その表面に密封扉１６を含んでいてもよい。密封扉１６は、バンプとして作成されていてもよい。密封扉１６は、膜１２の変形を増加させ、ひいては気密性を向上させる。

取付リング１３の直径は、膜１２の直径より大きい。取付リング１３の直径は、３ｍｍ～６ｍｍの範囲である。好ましくは、取付リング１３の直径は、３ｍｍ～４ｍｍの間の範囲である。取付リング１３の直径が大きくなると、膜１２の変形及び気密性が増大する。追加の密封扉１６もまた、膜１２の変形及び気密性の増加につながる。

取付リング１３は、リベット止め、切り込み、鍛造又は任意の種類の溶接プロセスなどの外部プロセスによって固定されている。取付リング１３を固定することにより、膜１２も固定される。したがって、取付リング１３は、膜１２の締め付け及び膜１２の固定という２つの主要な機能を有する。

制御素子１１を含むケース５の底面とコンデンサ素子３との間に、距離１７が保たれている。コンデンサ素子３と膜１２との間に一定のスペースを確保する内側リブによってこの距離を保ち、膜１２への自由ガス流れを実現する。距離１７は、約０．５ｍｍである。一実施形態では、距離１７は、正確に０．５ｍｍである。

さらに、凹部１４の内面は、膜１２を変形させて締め付けるための密封扉１６を含む。密封扉１６は、バンプとして作成されている。密封扉１６の数が多いほど、膜１２の変形が大きくなり気密性が増加する。

さらに、膜１２は、コンデンサ内に許容できない過圧が発生した場合に、不可逆的な安全ベントとして機能する。最大許容圧力を超える臨界圧力に達した場合、膜１２は破裂する。

最大許容圧力は、膜の気密性によって決定される。膜が締まるほど、最大許容圧力は低下する。膜が緩むほど、最大許容圧力は増加する。

コンデンサ１の取り付け方向は、コンデンサ１のケース２の底面５が上向きになっている場合に有益である。この方向は、端子が下向きになる取り付け方向に対応する。この構造は、膜１２が液体電解質で覆われるのを防止する。

膜１２がコンデンサ１の下側に位置付けられている場合、重力により液体電解質が膜１２を覆い、ガスの拡散を遮断することがある。その結果、圧力が累積的に加えられ、膜１２の破裂に至る可能性がある。この現象は、膜１２の動作効率を低下させる。膜１２がコンデンサ１の上面に位置付けられている場合、膜１２は、緩やかな拡散が維持されるように、液体電解質から離間している。

膜１２が破裂したとき、底面を上方向にしていると、液体電解質がコンデンサ１の外部へ漏れるのを回避するために役立つ。それにより、周囲のデバイスが液体電解質で汚染されるのをさらに防止する。

図２Ａは、図１に係るコンデンサ１の底面５の図を示す。底面５は、コンデンサ１のケース２の一部であり、アルミニウムで製造されている。軸方向中心の位置において、凹部１４はケース２の外部に凹んでいる。膜１２及び取付リング１３は、凹部１４の内部に配置されている。膜１２は、図１に係る孔１５を覆っている。収縮スリーブ１０は、保護のためにコンデンサ１を取り囲んでいる。

取付リング１３は、膜１２を収容して締め付けるように形成されている。さらに、取付リング１３は、膜１２を固定する。取付リング１３は、密封扉１６を含んでいてもよい。取付リング１３は、リベット止めによって部分的に固定されている。したがって、単一のリベット１８が適用される。

第２の実施形態では、図２Ｂに示されるように、取付リング１３の全周でリベット止めが完了する。完全にリベット止めすることにより、取付リング１３及び膜１２をより強力に固定することができる。部分的なリベット止めは、材料を節約し、したがってコストを削減する。

別の実施形態では、取付リングは、切り込み、鍛造又は任意の種類の溶接、好ましくはレーザー溶接などの別のプロセスによって固定されていてもよい。

図３は、ケース２の底面５及びその側面６の一部を含むコンデンサ１の一部の部分断面図を示す。示された第３の実施形態では、膜１２及び取付リング１３を埋め込むための凹部１４は、ケース２の内部にある。凹部１４は、軸方向中心に位置決めされている。したがって、コンデンサ素子３の中心にある軸方向中心の空洞４からのガスは、膜１２に直接流れることができる。保護のために、収縮スリーブ１０がコンデンサ１の側面６を取り囲んでいる。

制御素子１１をよりよく認識できるように、詳細図で拡大している。制御素子１１は、ケース２の底面５の軸方向中心に配置されている。凹部１４は、ケース２の内側に凹んでいる。凹部１４は、ケース２の内部と外部を接続する孔１５に向かって狭くなっている。凹部１４内には、膜１２が配置されている。

膜１２が凹部１４に配置されると、取付リング１３は、膜１２上の凹部１４に埋め込まれる。取付リング１３は、膜１２を収容するために適切に形成されている。組み立てプロセスでは、取付リング１３に圧力印加され、それが膜１２に伝えられる。その結果、膜１２が変形し、システムが締め付けられる。より大きな取付リング１３を使用することにより、膜１２をより強く締め付けることができる。

凹部１４の内面上の密封扉１６は、変形及び密封のプロセスをサポートする。膜１２及び取付リング１３を凹部１４に配置した後、切り込み、鍛造又は任意の種類の溶接などの外部プロセスによって取付リング１３を固定する。取付リングを固定することにより、膜も固定される。

別の実施形態では、取付リング１３の表面は、密封扉１６を含む。密封扉１６は、バンプとして作成されていてもよい。

図４は、コンデンサ１の第３の実施形態の底面図を示す。外部から見ると、底面５の孔１５を通して膜１２のみが見えている。図３によれば、膜１２は、ケース２の内部の取付リング１３及び凹部１４を覆っている。孔１５は軸方向中心にある。保護のために、収縮スリーブ１０がコンデンサ１を取り囲んでいる。

本発明の可能な実施形態は、図１～図４に示される実施形態に限定されない。異なるタイプのコンデンサ素子を含む異なるタイプのコンデンサは、開示された制御素子で構築され、本明細書にも開示されている。コンデンサに電気的に接触するためにスナップイン方式で構成された開示された端子に加えて、本発明の他の実施形態では、他のタイプの端子が実現される。例えば、端子はねじ式端子として構成されてもよい。

１ 電解コンデンサ
２ ケース
３ コンデンサ素子
４ コンデンサ素子内の軸方向中心空洞
５ 底面
６ 側面
７ 上面
８ 端子
８Ａ 端子タブ
８Ｂ 端子リベット
９Ａ カバー部材（紙積層体）
９Ｂ カバー部材（エラストマー）
１０ 収縮スリーブ
１１ 制御素子
１２ 膜
１３ 取付リング
１４ ケース２内の凹部
１５ ケース２内の孔
１６ 密封扉
１７ コンデンサ素子３と制御素子１１との間の内部距離
１８ リベット

Claims (18)

1. ケース（２）と、前記ケース（２）内に取り付けられたコンデンサ素子（３）と、前記ケース（２）の内部と外部との間のガス拡散を制御する素子（１１）と、を含む電解コンデンサ（１）であって、
   前記制御素子（１１）は、前記ケース（２）に埋め込まれている電解コンデンサ（１）。
2. 前記制御素子（１１）は、前記ケース（２）の内部から外部へのガスの通路を提供し、さらに、ガスの移動を制御して拡散させるように構成されている請求項１に記載の電解コンデンサ（１）。
3. 前記コンデンサ素子（３）は、空洞（４）を含み、前記制御素子（１１）は、前記空洞（４）からのガスが前記制御素子（１１）に直接流れることができるように配置されている請求項１又は２に記載の電解コンデンサ（１）。
4. 前記制御素子（１１）は、前記空洞（４）に直接隣接して配置されている請求項１～３のいずれか一項に記載の電解コンデンサ（１）。
5. 前記ケース（２）は、缶と、前記缶を密封するカバー部材（９Ａ、９Ｂ）と、を含み、前記制御素子（１１）は、前記缶内に配置されている請求項１～４のいずれか一項に記載の電解コンデンサ（１）。
6. 前記制御素子（１１）は、電気端子（８）の位置と対向する前記ケース（２）の一部に埋め込まれている請求項１～５のいずれか一項に記載の電解コンデンサ（１）。
7. 前記制御素子（１１）は、前記ケース（２）に完全に組み込まれている請求項１～６のいずれか一項に記載の電解コンデンサ（１）。
8. 前記制御素子（１１）と前記コンデンサ素子（３）との間に距離（１７）が保たれている請求項１～７のいずれか一項に記載の電解コンデンサ（１）。
9. 前記制御素子（１１）は、膜（１２）を含む請求項１～８のいずれか一項に記載の電解コンデンサ（１）。
10. 前記膜（１２）は、前記コンデンサ（１）内の最大許容圧力を超えた場合に、不可逆的な安全ベントとして機能する請求項９に記載の電解コンデンサ（１）。
11. 前記最大許容圧力は、前記膜（１２）の気密性によって決定される請求項１０に記載の電解コンデンサ（１）。
12. 前記膜（１２）は、シリコン、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンモノマーゴム）又は別の弾性ポリマーのうちの１つである材料からなる請求項９～１１のいずれか一項に記載の電解コンデンサ（１）。
13. 前記膜（１２）は、円盤状である請求項９～１２のいずれか一項に記載の電解コンデンサ（１）。
14. 前記膜（１２）を固定する取付リング（１３）を含み、前記取付リング（１３）は、前記膜（１２）に収容するための適切な形状を有する請求項９～１３のいずれか一項に記載の電解コンデンサ（１）。
15. 前記取付リング（１３）の表面は、前記膜（１２）の気密性及び密封性を高める密封扉（１６）を含む請求項１４に記載の電解コンデンサ（１）。
16. 前記ケースは、前記膜（１２）及び前記取付リング（１３）を収容する凹部（１４）を含み、前記凹部（１４）は、前記ケース（２）の内部又は前記ケース（２）の外部のいずれかに配置されている請求項１４又は１５に記載の電解コンデンサ（１）。
17. 前記凹部（１４）の内面は、前記膜（１２）の気密性及び密封性を高める密封扉（１６）を含む請求項１６に記載の電解コンデンサ（１）。
18. コンデンサ素子（３）に膜（１２）を固定する方法であって、
    前記膜（１２）用の凹部（１４）を備えたケース（２）と、前記ケース（２）に取り付けられた前記コンデンサ素子（３）と、を含む電解コンデンサ（１）を提供するステップと、
    前記膜（１２）を前記凹部（１４）内に埋め込むステップと、
    金属からなる取付リング（１３）を前記膜上に埋め込むステップと、
    前記膜（１２）を前記取付リング（１３）と接触させることにより変形させて締め付けるステップと、
    前記取付リング（１３）を固定するステップと、を含む方法。

Images