JP2589484Y2 - 電解コンデンサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は電解コンデンサの安全
性にかかり、特にショート状態にして安全性を図る電解
コンデンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】電解コンデンサに逆電圧や過大電圧を加
えると、外装ケース内圧が上昇して電解コンデンサを破
裂させてしまう。このため、通常の電解コンデンサには
防爆装置を設けていて、その中の代表的なものの一つに
防爆弁と呼ばれる、外装ケースや封口板に機械的な脆弱
部を形成したものが知られている。この防爆弁には外装
ケースの底面や側面に切欠溝を設けたもの、あるいは封
口板の貫通孔にゴムを挿入したものなどがある。これら
の防爆弁は、外装ケース内の圧力が所定圧力に到達する
と、切欠溝や貫通孔のゴムが開裂して外装ケース内圧を
解放する。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら防爆弁が
開弁した場合、外装ケース内の不要ガスのみを排出する
わけではなく、コンデンサ素子に含浸されている電解液
やコンデンサ素子の破片などが、不要ガスの排出と同時
に、開裂した防爆弁やゴムから飛散することがあった。
そして、基板上に飛散した電解液が電気機器内で高温に
さらされると、火災などの原因になってしまう。

【０００４】そこで、このような欠点を解消するため
に、特開昭５６−７３４２１号公報のような電解コンデ
ンサが提案されている。この提案の電解コンデンサは、
コンデンサ素子の陽極箔あるいは陰極箔のどちらか一方
の金属箔に穴をあけ、さらに金属箔の穴が当接する部分
のセパレータにも穴をあけて、金属箔の穴とセパレータ
の穴との間に熱可塑性樹脂フィルムを配設して形成した
ものである。そして、この電解コンデンサは、電解コン
デンサの内部が高温になった場合、熱可塑性樹脂フィル
ムが溶融するとともに、陽極箔と陰極箔とが接触してシ
ョートする。このとき、外部回路に設けたヒューズやブ
レーカーなどの保護装置にショートに伴う大電流を流し
て、電解コンデンサを外部から電気的に遮断して、電解
コンデンサの安全を確保する。

【０００５】このような電解コンデンサでは、防爆弁の
欠点であった外装ケース内容物の飛散等は防止できるも
のの、通常のコンデンサ素子の構造を変更しなければな
らないので、電解コンデンサの製造工程の増加と、それ
にともなう製造コストの上昇は避けられない。そのう
え、この提案の熱可塑性樹脂フィルムが配設されている
コンデンサ素子の中心部から少し離れた箇所は、電解コ
ンデンサに異常電圧などがかかった場合には、巻芯部に
比べると比較的穏やかに発熱するところである。このた
め、熱可塑性樹脂フィルムは外装ケース内の異常温度へ
の対応が遅れてしてまう恐れがあり、充分な信頼性が得
られなかった。

【０００６】この考案の目的は、異常発生時に電気的機
能が速やかに停止する簡易な構造の電解コンデンサを提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この考案は、陽極箔とセ
パレータと陰極箔とを積層して、円筒状に巻き取って形
成されるコンデンサ素子の中空状の巻芯部に、長寸状の
変形自在の形状記憶合金を配置したことを特徴としてい
る。

【０００８】

【作用】この考案の電解コンデンサの外装ケース７の内
部が所定温度に達すると、コンデンサ素子１の中空状の
巻芯部５に配置された長寸状の変形自在の形状記憶合金
１１が、変形するとともに、コンデンサ素子１の内部に
食い込んで、コンデンサ素子１の陽極箔２とセパレータ
４と陰極箔３とからなる層に貫通孔１２をあける。この
とき、コンデンサ素子１の内部に突き刺さった形状記憶
合金１１は、その周辺の陽極箔２と陰極箔３とにバリ１
３を生じさせるのと同時に、陽極箔２のバリ１３と陰極
箔３のバリ１３とを接触させて、電解コンデンサをショ
ート状態にする。そして、この電解コンデンサの外部端
子８に直列にヒューズなどの保護装置を配備していた場
合、電解コンデンサのショートにともなう大電流が保護
装置を作動させて電解コンデンサを外部回路から遮断す
る。

【０００９】

【実施例】以下この考案の実施例を図にしたがって説明
する。図１は本考案の実施例による電解コンデンサの断
面図である。図２は図１の形状記憶合金が変形した状態
を示す電解コンデンサの断面図である。図３は図２の部
分拡大断面図である。

【００１０】図１に示すコンデンサ素子１は、アルミニ
ウムなどの弁作用金属からなる陽極箔２と陰極箔３との
間にセパレータ４を介在させて積層して、コンデンサ素
子巻取機の巻取り芯棒などで円筒状に緊密に巻き取った
後、巻取り芯棒を引き抜いて形成される。このコンデン
サ素子１の中心部には、巻取り芯棒を引き抜いた跡の中
空状の巻芯部５が形成されている。また、コンデンサ素
子１の片側端面からは陽極箔２と陰極箔３とに接続され
た電極タブ６を導出している。

【００１１】アルミニウムからなる有底筒状の外装ケー
ス７は、電解液が含浸されたコンデンサ素子１を収納し
ていて、その開口端側を絞り加工及びカール加工により
封口板９で密閉している。

【００１２】表面に硬質ゴムを貼り付けた合成樹脂から
なる封口板９には、リベット１０が装着されていて、こ
のリベット１０を介して電極タブ６と外部端子８とは電
気的に連絡されている。

【００１３】そして、コンデンサ素子１の中空状の巻芯
部５には、巻芯部５とほぼ同じ径を有し、かつコンデン
サ素子１の長軸方向とほぼ同じ長さの円筒状の形状記憶
合金１１を配置している。もちろん、巻芯部５に収納さ
れる形状記憶合金１１は、円筒状に限定されるものでは
なく、長寸状であれば良い。たとえば、棒状、針状、角
柱柱、板状等が挙げられる。また、形状記憶合金１１の
径は、巻芯部５の径とほぼ同じでなく、それより小径で
あっても良い。

【００１４】また、図２に示すように、この形状記憶合
金１１は所定温度に達すると、Ｓ字状に変形するように
あらかじめ記憶させてから巻芯部５に配置する。もちろ
ん形状記憶合金１１の変形後の形態は、これに限らずた
とえばＵ字状に変形するものなど、コンデンサ素子１の
内部に食い込むように変形するものであれば良い。

【００１５】なお、上記の所定温度とは、形状記憶合金
１１が変形を開始する温度である。形状記憶合金１１の
変形開始温度は、電解コンデンサの使用温度範囲の上限
よりも高い温度に設定すると良い。そして、この所定温
度は、電解コンデンサの使用目的、構成材料の耐熱性な
どに合わせて適宜設定できるものであり、一般には１５
０℃〜２５０℃の範囲であることが望ましい。

【００１６】以上により、この実施例では図２及び図３
に示すように、電解コンデンサの外装ケース７の内部が
所定温度に達すると、コンデンサ素子１の中空状の巻芯
部５に配置されたＳ字状に変形する円筒状の形状記憶合
金１１が、変形するとともに、緊密に巻き取られたコン
デンサ素子１の内部に食い込んで、コンデンサ素子１の
陽極箔２とセパレータ４と陰極箔３とからなる層に貫通
孔１２をあける。このとき、コンデンサ素子１の内部に
突き刺さった形状記憶合金１１は、その周辺の陽極箔２
と陰極箔３とにバリ１３を生じさせると同時に、陽極箔
２のバリ１３と陰極箔３のバリ１３とを接触させて、電
解コンデンサをショート状態にする。このとき、電解コ
ンデンサの外部端子８に直列にヒューズなどの保護装置
を配備していた場合、電解コンデンサのショートにとも
なう大電流が保護装置を作動させて電解コンデンサを外
部回路から遮断する。

【００１７】また、本実施例の形状記憶合金１１は、巻
芯部５とほぼ同じ径を有し、かつコンデンサ素子１の長
軸方向とほぼ同じ長さであるので、この場合には、コン
デンサ素子１の巻芯の役割も果たし、コンデンサ素子１
の巻き緩み等も防止できる。

【００１８】さらに本実施例では、円筒状のコンデンサ
素子を例にとって説明したが、コンデンサ素子は楕円筒
状に形成しても本考案の実施に差し支えない。この場
合、外装ケース、封口板ともにコンデンサ素子の外観形
状に適合したものを用いる。

【００１９】なお、本実施例の形状記憶合金１１には、
円筒状のものを用いたが、これに限定されるものではな
く、たとえば円筒状の形状記憶合金の端部を円錐状に成
形してその先端を先鋭にしても良い。この場合、本実施
例の円筒状の形状記憶合金に比べて、コンデンサ素子内
部に食い込み易くなる。

【００２０】

【考案の効果】以上のようにこの考案は、陽極箔とセパ
レータと陰極箔とを積層して、円筒状に巻き取って形成
されるコンデンサ素子の中空状の巻芯部に、長寸状の変
形自在の形状記憶合金を配置している。このため、電解
コンデンサに異常電圧などが印加されて、電解コンデン
サ内部が所定温度に達すると、形状記憶合金が変形し
て、コンデンサ素子の内部に食い込むのと同時に、陽極
箔と陰極箔とを接触させて、電解コンデンサをショート
状態にする。このとき、電解コンデンサの外部端子に直
列にヒューズなどの保護装置を配備しておけば、ショー
トにともなう大電流が保護装置を作動させて電解コンデ
ンサを外部回路から遮断するとともに電解コンデンサの
電気的機能を速やかに停止させて、外装ケース内のガス
の発生を抑制する。したがって、従来のように防爆弁の
開弁にともなう外装ケース内容物の飛散等が無くなり、
電解コンデンサの安全性が向上する。

【００２１】また、棒状の形状記憶合金が配置されるコ
ンデンサ素子の巻芯部は、通常の円筒状のコンデンサ素
子を巻き取って形成する際に、その構造上生じてしまう
巻芯部を利用しているので、電解コンデンサの構造を全
く変更することなく非常に簡易な構造で電解コンデンサ
の安全性が図れる。

【００２２】そのうえ、通常の電解コンデンサの構造を
変更することがないので、従来の電解コンデンサの製造
設備をそのまま利用することができ、製造コストの上昇
を抑えることができる。

【００２３】さらに、形状記憶合金が配置される巻芯部
は、電解コンデンサに異常電圧などがかかった場合に、
電解コンデンサの中で最も発熱が激しい箇所なので、形
状記憶合金は異常温度を速やかに感じとることができ、
電解コンデンサの信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例の電解コンデンサの断面図であ
る。

【図２】本考案の実施例の形状記憶合金が変形した場合
の電解コンデンサの断面図である。

【図３】図２の部分拡大断面図である。

【符号の説明】

１ コンデンサ素子 ２ 陽極箔 ３ 陰極箔 ４ セパレータ ５ 巻芯部 ６ 電極タブ ７ 外装ケース ８ 外部端子 ９ 封口板 １０ リベット １１ 形状記憶合金 １２ 貫通孔 １３ バリ

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 陽極箔とセパレータと陰極箔とを積層し
   て、円筒状に巻き取って形成されるコンデンサ素子の中
   空状の巻芯部に、長寸状の変形自在の形状記憶合金を配
   置したことを特徴とする電解コンデンサ。