JP3143482U - 電解コンデンサ用封口体及び電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂積層板に割れやひび等を生じさせることなく、材料の無駄もなく量産可能な電解コンデンサ用封口体及び電解コンデンサを提供する。
【解決手段】電解コンデンサ用封口体１０は、円盤状に凹部を備えた金型に、ガラス繊維を混入したポリプロピレンを注入し、これを固化させて封口板１１本体を作製する。次に、固化された封口板１１を別の金型にセットし、ここにゴムを注入して、ゴムが封口板１１の表面全体を覆うように、ゴム体１２と封口板１１とを一体化する。また、電極１３は、孔１４を改めて設けることなく、上記金型に封口板１１及びゴム体１２を注入し成型する際に、予め電極を挿入しておいて成型するインサート成型によって形成する。
【選択図】図１

Description

本考案は、例えば、電解コンデンサの容器を封止する板状の部材であって、素子の端子を電気的に導出する外部端子を備えた封口体に係り、特に、大型の電解コンデンサに適した電解コンデンサ用封口体及び電解コンデンサに関するものである。

電解コンデンサは、電解液を含浸したコンデンサ素子を、有底円筒状のアルミケースに収容し、電極を設けた封口板によって封止することによって構成される。大容量の電解コンデンサに利用される封口板としては、電気絶縁性、気密性、耐薬品性が要求されるが、一般的には、ゴム貼りフェノール樹脂積層板を用いたものがある（特許文献１参照）。

例えば、図７（ａ）又は（ｂ）に示すように、ゴム貼りフェノール樹脂積層板を用いた電解コンデンサ用封口体（以下、単に「封口体」という。）１は、フェノール樹脂の積層板２に、ゴムシート３を貼り付けたものを、割れ防止のために加温してプレス機で丸形に打ち抜くいわゆるホットプレスによって製造される。封口体１には、一対の貫通穴が形成され、これに、それぞれ外部端子４が取り付けられている。

このような封口体１は、図８に示すように、コンデンサ素子５を収容したアルミケース６の上部開口に取り付けられており、アルミケース６に絞り部を形成して折り込むことによって、ゴムシート３の外周面とアルミケース６の内側面が接し、ゴムシート３の表面にアルミケース６の折込縁が接するので、ゴムの弾性を用いた封止がなされている。
特開２００６−１００６２７号公報

ところで、このようなゴム貼りフェノール樹脂積層板を用いた封口板は、大径のものに関しては、以下のような問題がある。すなわち、ゴム貼りフェノール樹脂積層板は、打ち抜きの際に、割れやひび、外周の破綻等が生じ易い。特に、あらかじめ貫通穴を形成した場合には、その箇所に割れが生じる可能性が高い。打ち抜きの際に加温するのは、ある程度の割れ防止効果があるためだが、打ち抜きの径が大きくなるに従って、割れの防止ができなくなる。

また、ゴム貼りフェノール樹脂積層板の場合、図７（ｂ）から明らかなように、打ち抜いた部分以外の残りの部分は、利用することなく、廃棄せざるを得ず、材料の無駄を生じさせていた。

本考案は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、樹脂積層板に割れやひび等を生じさせることなく、材料の無駄もなく量産可能な電解コンデンサ用封口体及び電解コンデンサを提供することにある。

上記の目的を達成するため、請求項１の考案は、電解コンデンサに用いられる円盤状の封口体であって、弾性ゴムとポリプロピレンからなる封口板とを積層して一体成型してなることを特徴とする。

以上の態様では、弾性ゴムとポリプロピレンからなる封口板とを積層して一体成型して封口体を構成することにより、封口体一つ一つを成型により容易に作製することができる。このような本考案では、従来のゴム貼りフェノール樹脂積層板のように積層シートから打ち抜いた以外の部分が無駄となってしまう場合がない。

請求項２の考案は、請求項１の考案において、前記封口板は、ポリプロピレンにガラス繊維を含有したものからなることを特徴とする。
以上の態様では、封口板の素材として用いるポリプロピレンに、さらにガラス繊維を混入することで、封口板の強度を高めることが可能である。また、これにより、封口板自体の肉厚を薄くすることが可能となる。

請求項３の考案は、請求項１又は２記載の考案において、前記弾性ゴムは、エラストマーによりなることを特徴とする。

以上の態様では、弾性ゴムとしてエラストマーを用いることにより、加工が容易で、かつ封口体の部材を構成した場合に、封口体の強度を与えることができる。なお、エストラマーとしては、熱可塑性エストラマーや、熱硬化性樹脂改質タイプを用いる。

請求項４の考案は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の考案において、前記弾性ゴムは、前記封口板の円をなす表面部分を被覆するとともに、封口板の円周面も被覆するように構成されることを特徴とする。

以上の態様では、封口板の円をなす表面だけでなく、封口板の円盤状の円周面を形成する側面部分にもゴムを配し、ゴムにより、封口板の底面側及び側面側を被覆するように構成したことにより、封口体の側面全体が、電解コンデンサのアルミケースに接することとなる。すなわち、弾性ゴムのアルミケースに対する当接面積が、封口板の側面分大きく取ることができるため、その分、弾性ゴムの肉厚を薄く構成しても十分なゴム封止効果を得ることができる。

請求項５の考案は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の考案において、前記封口板は、その周及び電極を挿通するための孔の周囲に、凹部を備え、前記凹部に弾性ゴムが積層されることを特徴とする。

以上の態様では、弾性ゴムが、封口板の周囲と、電極の挿入孔の周囲にのみ設けて構成する。ここで、弾性ゴムの幅は、端子とその挿入孔の隙間、封口体の周囲とコンデンサの外装ケースとの隙間を塞ぐためのシール材として機能するのもであるため、一定の幅があれば十分である。したがって、本態様では、封口体の大きさ、すなわち、封口体の直径が変化しても、ゴムの幅には変化を持たせる必要がなく、最低限のゴムにより、封止機能を発揮させることが可能となる。

また、封口体の全面に渡ってゴムを設けることなく、ゴムによる封止を必要とする部分だけ封口板の肉厚を薄くしておき、当該肉厚の薄い箇所にゴムを配することで、結果として封口体全体の強度が向上させることができる。

請求項６の考案は、請求項５記載の考案において、前記封口板の円を構成する面のうち、前記弾性ゴムが積層されていない、前記凹部が形成された箇所以外の露出面に、薄いゴムシートにより被覆したことを特徴とする。

封口板の円を構成する面のうち、弾性ゴムが積層されていない、凹部が形成された箇所以外の露出面に、薄いゴムシートによって被覆することで、封口体の肉厚が薄くなる部分について、このゴムシートによって強度を確保することができるようになる。

請求項７の考案は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電解コンデンサ用封口体と、コンデンサ素子が収容され、前記電解コンデンサ用封口体によって封止された容器と、を備えた電解コンデンサに関する。

以上の態様では、請求項１〜６の電解コンデンサ用封口体によって得られる効果と同様の効果を奏する電解コンデンサを得ることができる。

本考案によれば、樹脂積層板に割れやひび等を生じさせることなく、材料の無駄もなく量産可能な電解コンデンサ用封口体及び電解コンデンサを提供することができる。

次に、本考案を実施するための最良の形態を、図１乃至図６を参照して説明する。
（１）第１の実施形態
本考案の第１の実施形態に係る電解コンデンサ用封口体１０（以下、単に「封口体１０」という。）は、図１に示すように、ガラス繊維を含有したポリプロピレンからなる封口板１１に、弾性ゴムから成るゴム体１２を積層して構成されるものである。本実施形態におけるゴムとしては、例えば、熱可塑性エストラマーや、熱硬化性樹脂改質タイプのエラストマーを用いることが好ましい。

封口板１１積層されるゴム体１２は、封口体１０の最外周部分に、突出する枠１２ｃを備える。これにより、封口体１０表面側において、ゴム体３２ａは盆状に形成されるようになる。なお、この枠１２ｃは、ゴム体１２による封止機能を高めるためのものであり、必須の構成要素ではない。

ここで、上述の通り、電解コンデンサは、電解液を含浸したコンデンサ素子を、有底円筒状のアルミケースに収容し、これを電極１３を設けた封口体１０によって封止することによって構成される。そのため、封口体１０の形状は、薄板円盤状であり、その大きさは、用いられる電解コンデンサのケース径に対応して、種々構成される。また、図１では、封口体１０の中央部分に設けた電極１３を挿通させる孔１４を、電極１３の数に合わせ２つ設けているが、この孔１４の数は、この封口体が用いられる電解コンデンサの仕様により、適宜変更されるものであり、例えば、電極が３つ又は４つで構成される電解コンデンサの場合には、それに併せた数で構成されることとなる。

次に、この封口体１０の作製手順について説明する。本実施形態においては、まず、円盤状に凹部を備えた金型に、ガラス繊維を混入したポリプロピレンを注入し、これを固化させて封口板１１本体を作製する。次に、固化された封口板１１を別の金型にセットし、ここにゴムを注入して、ゴムが封口板１１の表面全体を覆うように、ゴム体１２と封口板１１とを一体化する。この際、ゴム体１２の最外周部分に枠１２ｃも形成される。

電極１３は、孔１４を改めて設けることなく、上記金型に封口板１１及びゴム体１２を注入し成型する際に、予め電極を挿入しておいて成型するインサート成型によって形成する。

なお、上記作製手順では、封口板を先に成型し、その後、ゴム体を成型して一体化することとしているが、本発明では、これに限られず、ゴム体を先に成型し封口体を後に成型して一体化する手順でも作製可能である。

以上のようにしてなる本実施形態の封口体１０によれば、封口板をポリプロピレンにより構成し、これを金型を用いて成型し、さらにこれにゴム体を一体成型することにより、封口体一つ一つを成型により容易に作製することができる。

また、封口体一つ一つを金型により成型することで、従来のゴム貼りフェノール樹脂積層板のように積層シートから打ち抜いた以外の部分が無駄となってしまう場合がない。

金型に封口板１１及びゴム体１２を注入し成型する際に、予め電極を挿入しておいて成型するインサート成型することによって、封口体１０に電極用の孔を形成するに当たり、従来の打ち抜きの場合のように孔を設けた周辺箇所に割れやひびが生じようなことがない。

本実施形態では、封口板１１の素材として用いるポリプロピレンに、さらにガラス繊維を混入して構成している。これにより、封口板１１の強度を高めることが可能であり、これにより、封口板自体の肉厚を薄く構成することが可能となる。

（２）第２の実施形態
本考案の第２の実施形態における封口体２０は、第１の実施形態における封口体１０に改良を加えたものであり、具体的には図２に示すように、封口板２１の円をなす表面全体だけでなく、封口板２１の円盤状の円周面を形成する側面部分にもゴム（側面ゴム２２ａ）を配し、ゴム体２２により、封口板２１の底面側及び側面側を被覆するように構成したものである。

なお、このような封口体２０の作製手順は、ゴム注入時に、封口板２１の円周面にもゴムが流入し、側面ゴム２２ａを形成するよう、金型を構成した以外は、第１の実施形態形態と同様である。また、その他の構成についても、第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

以上のような本実施形態の封口体２０によれば、封口板２１の表面全体だけでなく、封口板２１の円盤状の円周面を形成する側面部分にも側面ゴム２２ａを形成し、ゴム体２２により、封口板２１の底面側及び側面側を被覆するように構成したことにより、第１の実施形態における封口体１０の効果に加え、封口体２０の側面全体が、電解コンデンサのアルミケースに接することとなる。すなわち、第１の実施形態よりも、ゴム体のアルミケースに対する当接面積が、例えば、封口板２１の側面分大きく取ることができるため、その分、ゴム体２２の肉厚を薄く構成しても、第１の実施形態の場合と同様のゴム封止効果を得ることができる。

（３）第３の実施形態
本考案の第３の実施形態は、第１又は第２の実施形態において示した封口体におけるゴム体の構成に改良を施したものである。図３に示すように、本実施形態の封口体３０において、封口板３１は、その周に沿ってドーナツ状に凹部３１ａを備え、電極３３を設ける孔３４の周囲にも凹部３１ｂを備える。この凹部３１ａ及び３１ｂにゴム体３２が形成される。

図３（ｂ）の断面図に示すように、本実施形態の封口体３０において、ドーナツ状の凹部３１ａは、封口板３１の両端部分に、それぞれの帯の幅が、封口板３１の半径方向に半径に対して５分の１程度の幅と、封口板３１の肉厚方向に３分の１程度の厚さで、設けられている。また、凹部３１ｂは、電極３３を設ける孔３４の周に、それぞれの帯の幅は、封口板３１の半径方向に半径に対して７分の１程度の幅と、流入孔３１ａ同様、封口板３１の肉厚方向に３分の１程度の厚さで、設けられている。

ゴム体３２は、上述の通り、凹部３１ａ及び凹部３１ｂに形成されるものであるが、凹部３１ｂに形成されるゴム体３２ｂは、凹部３１ｂの孔の形状に沿ってそのまま形成される。一方、凹部３１ａに形成されるゴム体３２ａは、封口体３０の最外周部分に、突出する枠３２ｃを備える。すなわち、図３（ｂ）に示すように、凹部３１ｂに形成されるゴム体３２ｂの断面は長方形状であるのに対して、凹部３１ａに形成されるゴム体３２の断面は略Ｌ字形状で形成される。ただし、この枠３２ｃは、ゴム体による封止機能を高めるためのものであり、必須の構成要素ではない。

なお、ここでは、ゴム体３２、並びにそれらを注入するべく対応して設けられた凹部３１ａ及び凹部３１ｂを、封口体３０又は封口板３１の寸法から割合いにより説明したが、当該寸法割り合いは最適な実施形態における例示に過ぎず、ゴム体は、端子とその挿入孔の隙間、封口体の周囲とコンデンサの外装ケースとの隙間を塞ぐためのシール材として機能するのもであるから、当該機能を確保するために必要な限度で適宜変更可能なものである。

次に、この封口体３０の作製手順について説明する。まず、円盤状に凹部を備えた金型に、ガラス繊維を混入したポリプロピレンを注入し、これを固化させて封口板３１本体を作製する。この際に、封口板３１の表面部分に、凹部３１ａ及び３１ｂが形成される。次に、固化された封口板３１を別の金型にセットし、ゴムが封口板３１の凹部３１ａ及び３１ｂ部分を覆うようにゴムを注入する。この際、ゴムは、凹部３１ａ及び３１ｂに流入し、この部分にゴム体３２ａ及び３２ｂが形成される。なお、第１の実施形態同様、電極３３は、孔３４を改めて設けることなく、上記金型に封口板３１及びゴム体３２を注入し成型する際に、予め電極を挿入しておいて成型するインサート成型によって形成する。

なお、上記作製手順では、封口板を先に成型し、その後、ゴム体を成型して一体化することとしているが、本発明では、これに限られず、ゴム体を先に成型し封口体を後に成型して一体化する手順でも作製可能である。

以上のような本実施形態の封口体３０によれば、ゴム体３２が封口板の周囲と、電極の挿入孔の周囲にのみ設けて構成したものである。ここで、ゴムの幅は、端子とその挿入孔の隙間、封口体の周囲とコンデンサの外装ケースとの隙間を塞ぐためのシール材として機能するのもであるため、一定の幅があれば十分である。したがって、本実施形態の構成においては、封口体の寸法、すなわち直径が変化しても、ゴムの幅には変化を持たせる必要がなく、最低限のゴムにより、封止機能を発揮させることが可能となる。

また、封口体３０の全面に渡ってゴムを設けることなく、ゴムによる封止を必要とする部分だけ封口板の肉厚を薄くしておき、当該肉厚の薄い箇所にゴムを配することで、結果として封口体全体の強度が向上させることができる。

（４）第４の実施形態
本考案の第４の実施形態における封口体４０は、図４に示すように、第３の実施形態において示した封口体３０における封口板３１が露出した部分を、薄いゴムシート４５で被覆したものである。

図４（ｂ）の断面図に示すように、本実施形態の封口体４０において、ドーナツ状の凹部４１ａは、封口板４１の両端部分に、それぞれの帯の幅が、封口板４１の半径方向に半径に対して５分の１程度の幅と、封口板４１の肉厚方向に３分の１程度の厚さで、設けられている。また、凹部４１ｂは、電極４３を設ける孔４４の周に、それぞれの帯の幅は、封口板４１の半径方向に半径に対して７分の１程度の幅と、流入孔４１ａ同様、封口板４１の肉厚方向に３分の１程度の厚さで、設けられている。

ゴム体４２は、上述の通り、凹部４１ａ及び凹部４１ｂに形成されるものであるが、凹部４１ｂに形成されるゴム体４２ｂは、凹部４１ｂの孔の形状に沿ってそのまま形成される。一方、凹部４１ａに形成されるゴム体４２ａは、封口体４０の最外周部分にに、後述するゴムシート４５の肉厚分、突出する枠４２ｃを備える。すなわち、図４（ｂ）に示すように、凹部３１ｂに形成されるゴム体３２ｂの断面は長方形状であるのに対して、凹部３１ａに形成されるゴム体３２の断面は略Ｌ字形状で形成される。なお、この枠４２ｃは、ゴム体１２による封止機能を高めるためのものであり、必須の構成要素ではない。

ゴムシート４５は、この凹部４１ａ及び凹部４１ｂに形成されるゴム体４２ａ及び４２ｂの表面と、封口板４１の表面に露出する部分とを、被覆するように設けられている。ゴムシート４５の周囲は、上述の枠４２ｃによって囲まれており、ゴムシート４５の肉厚とこのゴム体４２ａの突出する枠４２ｃの肉厚とは略同一に構成されている。

なお、ここでは、ゴム体４２及びゴムシート４５並びに、それらを注入するべく対応して設けられた凹部４１ａ及び凹部４１ｂを、封口体４０又は封口板４１の寸法から割合いにより説明したが、当該寸法割り合いは最適な実施形態における例示に過ぎず、ゴム体は、端子とその挿入孔の隙間、封口体の周囲とコンデンサの外装ケースとの隙間を塞ぐためのシール材として機能するのもであるから、当該機能を確保するために必要な限度で適宜変更可能なものである。

次に、この封口体４０の作製手順について説明する。まず、円盤状に凹部を備えた金型に、ガラス繊維を混入したポリプロピレンを注入し、これを固化させて封口板４１本体を作製する。この際に、封口板４１の表面部分に、凹部４１ａ及び４１ｂが形成される。次に、固化された封口板４１を別の金型にセットし、ゴムが封口板４１の凹部４１ａ及び４１ｂ部分を覆うようにゴムを注入する。この際、ゴムは、凹部４１ａ及び４１ｂに流入し、この部分にゴム体ａ及びｂが形成されるとともに、枠４２ｃも形成される。さらに、ゴム体４２が形成された後、凹部４１ａ及び凹部４１ｂに形成されるゴム体４２ａ及びｂの表面と、封口板４１の表面に露出する部分とを、被覆するようにしてゴムシート４５が形成される。なお、第１の実施形態同様、電極４３は、孔４４を改めて設けることなく、上記金型に封口板４１及びゴム体４２並びにゴムシート４５を注入し成型する際に、予め電極を挿入しておいて成型するインサート成型によって形成する。

なお、上記作製手順では、封口板を先に成型し、その後、ゴム体を成型して一体化することとしているが、本発明では、これに限られず、ゴム体を先に成型し封口体を後に成型して一体化する手順でも作製可能である。

以上のような本実施形態の封口体４０によれば、ゴム体３２が封口板の周囲と、電極の挿入孔の周囲にのみ設けて構成したものである。ここで、ゴムの幅は、端子とその挿入孔の隙間、封口体の周囲とコンデンサの外装ケースとの隙間を塞ぐためのシール材として機能するのもであるため、一定の幅があれば十分である。したがって、本実施形態の構成においては、封口体の寸法、すなわち直径が変化しても、ゴムの幅には変化を持たせる必要がなく、最低限のゴムにより、封止機能を発揮させることが可能となる。

また、ゴムシート４５により、凹部４１ａ及び凹部４１ｂに積層されるゴム体４２ａ及びｂの表面と、封口板４１の表面に露出する部分とを、被覆することによって、封口体４０の肉厚が薄くなる部分について、ゴムによって強度を確保することができるようになる。

（５）他の実施形態
本考案は、上記実施形態において示した態様に限られるものではなく、例えば次のような態様も包含するものである。例えば、第３の実施形態において、本考案のゴム体は、端子とその挿入孔の隙間、封口体の周囲とコンデンサの外装ケースとの隙間を塞ぐためのシール材として機能するのもであるから、当該機能を確保するために必要な限度で適宜変更可能なものである旨を説明したが、これを実例を用いて示せば、図５及び図６に表すものとなる。

図５は、第３の実施形態における封口体３０に示される構成において、封口体のサイズを変更した例を（ａ）〜（ｃ）として示すものであり、図６は、第４の実施形態における封口体４０に示される構成において、封口体のサイズを変更した例を（ａ）〜（ｃ）として示すものである。

これによれば、封口体を小径に構成した場合には、封口体周囲に設けたゴム体３２ａ，４２ａと、電極周囲に設けたゴム体３２ｂ，４２ｂの肉厚が連結されて構成され、ゴムシート４５の構成も適宜変更されるものである。

本考案の第１の実施形態における封口体を表す平面図（ａ）及び断面図（ｂ）。 本考案の第２の実施形態における封口体を表す平面図（ａ）及び断面図（ｂ）。 本考案の第３の実施形態における封口体を表す平面図（ａ）及び断面図（ｂ）。 本考案の第４の実施形態における封口体を表す平面図（ａ）及び断面図（ｂ）。 本考案の他の実施形態における封口体を表す平面図。 本考案の他の実施形態における封口体を表す平面図。 従来の封口体の構成を示す斜視図（ａ）及び従来の封口体の作製方法の概略を示す模式図（ｂ）。 電解コンデンサの全体構成を示す図。

符号の説明

１，１０，２０，３０，４０…電解コンデンサ用封口体
２…積層板
３…ゴムシート
４…外部端子
５…コンデンサ素子
６…アルミケース
１１，２１，３１，４１…封口板
１２，２２，３２，３２ａ，３２ｂ，４２，４２ａ，４２ｂ…ゴム体
１３，２３，３３，４３…電極
１４，２４，３４，４４…孔
１２ｃ，２２ｃ，３２ｃ，４２ｃ…枠
２２ａ…側面ゴム
３１ａ，３１ｂ，４１ａ，４１ｂ…凹部
４５…ゴムシート

Claims (7)

1. 電解コンデンサに用いられる円盤状の封口体であって、弾性ゴムとポリプロピレンからなる封口板とを積層して一体成型してなることを特徴とする電解コンデンサ用封口体。
2. 前記封口板は、ポリプロピレンにガラス繊維を含有したものからなることを特徴とする請求項１記載の電解コンデンサ用封口体。
3. 前記弾性ゴムは、エラストマーによりなることを特徴とする請求項１又は２記載の電解コンデンサ用封口体。
4. 前記弾性ゴムは、前記封口板の円をなす表面部分を被覆するとともに、封口板の円周面も被覆するように構成され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封口体。
5. 前記封口板は、その周及び電極を挿通するための孔の周囲に、凹部を備え、
   前記凹部に弾性ゴムが積層され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封口体。
6. 前記封口板の円を構成する面のうち、前記弾性ゴムが積層されていない前記凹部が形成された箇所以外の露出面に、薄いゴムシートにより被覆したことを特徴とする請求項５記載の電解コンデンサ用封口体。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の電解コンデンサ用封口体と、
   コンデンサ素子が収容され、前記電解コンデンサ用封口体によって封止された容器と、
   を備えたことを特徴とする電解コンデンサ。

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