JP4048309B2 - 保安装置付き電解コンデンサ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、異常時におけるコンデンサ内部の圧力上昇により、電気回路を遮断させて動作を停止する保安装置を備えた電解コンデンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、これら保安装置付きの電解コンデンサとしては、図５に示される実公平６―３９４４６号に提案されているように、コンデンサ素子１４’より導出されたリードタブ１３’に電気的に接合された第二リベット１０’と、封口蓋材である金属製上蓋５’を貫通し、外部端子１’と電気的に接合された第一リベット４’とを、コ字状のアルミ連結板１１’にて導通させ、図６に示されるように、異常時における内部圧力の上昇にて金属製上蓋５’が変形し、前記アルミ連結板１１’が破断することでコンデンサ素子１４’への給電が断たれ、動作が停止するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら従来の保安装置付きの電解コンデンサでは、前記コ字状とされたアルミ連結板を用いることから、どうしてもその高さ方向の寸法が大きくなってしまうとともに、アッセンブリや取り扱い易さの問題から、前記コ字状とされたアルミ連結板は適宜な強度を有する厚みとする必要があるため、異常時の圧力上昇により封口蓋材が変形しても、アルミ連結板が伸びたり、橈を生じたりして、上手くアルミ連結板が破断されず、オ−プン状態にならないという問題があった。
【０００４】
更には、これら従来の保安装置付きの電解コンデンサでは、図６に示されるように封口蓋材が各電極間隔が広がるように変形しやすく、これら電解コンデンサが基板やブスパー等に実装された場合では、これら各電極間隔が広がるような変形が、実装基板やブスパー等により規制されることから、所定の圧力上昇においても、変形距離がアルミ連結板の破断距離に至らず、動作停止がなされないという問題があった。
【０００５】
よって、本発明は上記した問題点に着目してなされたもので、第一にその高さ方向の寸法を小さくでき、第二に基板等に実装された状態においても確実な動作の停止がなされる保安装置付き電解コンデンサを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記した問題を解決するために、本発明の保安装置付き電解コンデンサは、コンデンサ素子を収容し、その一端に開口を有する有底筒状のコンデンサケ−スと、
コンデンサ素子より導出されるリードタブに電気的に接合された第一リベットと、
この第一リベットを移動不能に支持する固定板と、
前記開口においてコンデンサケ−ス内部を密閉するとともに、コンデンサケ−ス内部の圧力上昇によって変形可能とされた封口部材と、
両極の外部端子と電気的に接合され、前記封口部材に支持された第二リベットと、
前記封口部材の内部側に当接して配置され、両極の各第二リベットの間隔を固定する硬質の支持板と、
を具備し、前記第一リベットと第二リベットとが、第一リベットと第二リベットの少なくとも一方に設けられた薄肉の外周縁部にて接合され、第二リベットが封口部材の変形に伴ってほぼ平行に外部方向に移動して、前記薄肉の外周縁部が尖断方向に破断することを特徴としている。
この特徴によれば、第一リベットと第二リベットとが、前記薄肉の外周縁部にて直接接合されているために、その高さ方向の寸法を小さくできるばかりか、これら外周縁部は、従来の前記アルミ連結板のように単独ではなく、第一リベットおよび／または第二リベットに付帯していることから、この外周縁部の肉厚を薄くすることができ、更にはその破断方向が厚み方向である尖断方向となるために少ない伸びや橈にて確実に破断が生じるようになるとともに、前記支持板が電極間隔を固定しているために、電解コンデンサが基板やブスパー等に実装されていても、封口部材が外部方向にほぼ平行を保った状態にて変形可能となるため、これら実装時においても確実に破断がなされて動作が停止するようになる。
【０００７】
本発明の保安装置付き電解コンデンサは、前記外周縁部とリベット本体部との境界部に、薄肉とされた弱点部が設けられていることが好ましい。
このようにすれば、破断に必要とされる力を大きくすることなく、前記弱点部以外の前記外周縁部の肉厚を適宜に厚くすることができ、接合時や組立時における取り扱い性を向上できる。
【０００８】
本発明の保安装置付き電解コンデンサは、前記封口部材が、アルミ上蓋の表面を電気絶縁性の成形ゴムで被覆されて成ることが好ましい。
このようにすれば、前記第二リベット端部をかしめて、封口部材を外部端子と支持板とで挟んだ状態にて嵌合させることにより、外部端子および第二リベットが電気的に絶縁されて封口部材に支持されるとともに、この第二リベットが貫通する封口部材の穴部が、自動的に密閉されるようになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
【００１０】
（実施例）
図１は本実施例の保安装置付き電解コンデンサを組み込み基板に実装した状態を示す断面図であり、図２は、本実施例の保安装置付き電解コンデンサの保安装置が作動した状態を示す断面図であり、図３（ａ）は、本実施例における保安装置付き電解コンデンサの第一リベットと第二リベットとの接合部を示す拡大断面図であり、図３（ｂ）は、本実施例における保安装置付き電解コンデンサの第一リベットと第二リベットとの接合部の破断状況を示す拡大断面図である。
【００１１】
前記図１および図２において、１はコンデンサ素子、２はコンデンサケ−ス、３はコンデンサ素子１より導出されたアルミリードタブ、４はアルミリードタブと電気的に接合された第一リベット、５は封口板８を貫通して外部端子９と接合する第二リベット、６は第二リベットと嵌合して第二リベット５および外部端子９の間隔を固定する硬質の支持板、７は前記第一リベットを支持、固定する固定板、８はアルミ上蓋１２とその表面を覆う成形ゴム１３から成る封口部材、９は実装基板１１と接続される外部端子、１０はコンデンサ素子を固定する固定剤、１１は実装基板、１７は固定板７に設けられコンデンサケース内部の圧力が封口部材に作用するようにするための孔部、１８はコンデンサケースに設けられた絞り加工による凹部である。
【００１２】
本実施例の保安装置付き電解コンデンサは、内部にコンデンサ素子１を収納した有底筒状のコンデンサケ−ス２の端部開口の周辺部が、前記アルミ上蓋１２に成形加工された成形ゴム１３を介してカ−リング加工されることにより、コンデンサケ−ス２内部が気密に密閉されている。
【００１３】
この封口部材８のコンデンサケ−ス２内部側の所定位置には、図１に示されるように第一リベット４が貫通、嵌合して第一リベット４を支持、固定とする電気絶縁性を有する樹脂製の固定板７が配置され、これら固定板７は、前記コンデンサケ−ス２側部外周に設けられた絞り加工による凹部１８と、前記封口部材８の下面とに挟まれて固定されており、この固定板７には、コンデンサ素子１の温度上昇に伴い発生するガスによる圧力が、前記封口部材８に作用するように、固定板７の内側と外側とを連通する孔部１７が所定位置に設けられている。
【００１４】
第一リベット４は、コンデンサ素子１より導出されたアルミリードタブ３と、前記固定板７上にて電気的かつ機械的にかしめ接続されている。
【００１５】
また、第二リベット５は、前記封口部材８を貫通し、その外部端に外部端子９が機械的にかしめ接続されるとともに溶接接続されており、これら封口部材８に、その内面部に前記支持板６を当接させて嵌合されることにより、封口部材８に設けられた第二リベット５の貫通孔が、前記アルミ上蓋１２表面に設けられた成形ゴム１３が変形することにより、密閉されるようになるとともに、これら第二リベット５が、前記支持板６とともに強固に封口部材８に固定されて、封口部材８の変形に連れて、その電極間隔をほぼ保った状態にて移動するようになっている。
【００１６】
また、本実施例１では、前記封口部材８に設けられた貫通孔表面も前記成形ゴム１３にて覆われており、更には前記支持板６も電気絶縁性のものとされていて、各第二リベット５および外部端子９が電気的に絶縁されるようにっている。
【００１７】
本実施例１では、これら第一および第二のリベット４、５が、当接可能なほぼ同一垂直線上に配置され、前記第一リベット４の第二リベット５との接合部には、図３（ａ）に示されるように、第一リベット４’の外周方向に薄肉の縁部１５が形成されており、この薄肉の縁部１５にて、超音波溶接により第二リベット５’と溶接されて接合、導通するようになっている。
【００１８】
以下に本実施例の保安装置付き電解コンデンサの動作について説明すると、コンデンサケ−ス２内部の圧力が上昇して封口部材８が外側に変形すると、この変形は、前記支持板６が両極の各第二リベット５の間隔が変形により開くことを防止することから、これら開こうとする力が外部垂直方向の変形力となり、前記封口部材８が外部方向にほぼ平行を保ったまま変形することとなり、これによって、第一リベット４と第二リベット５の接合部において、図３（ｂ）に示されるように、薄肉の縁部１５が第二リベット５に連れて外部方向にほぼ平行に移動することから、第一リベット４の薄肉の縁部１５が、その厚み方向である尖断方向に破断して離間し、オ−プン状態が形成されてコンデンサ素子１への給電が停止するようになる。
【００１９】
これら本実施例のようにすれば、前記支持板６を使用することにより、前記封口部材８が外部方向にほぼ平行を保ったまま変形するようになるため、外部端子９が実装基板１１やブスパ−等に固定された状態であっても、封口部材８が変形せずにオ−プン状態とならないようなことがないばかりか、これら基板等からコンデンサが離脱するようなことが防止される。
【００２０】
更には、前記薄肉の縁部１５の破断が、薄肉の縁部１５の厚み方向である尖断方向への移動により生じることから、薄肉の縁部１５が生じる伸びや橈が著しく少なく、少ない変形による移動量であっても、確実に破断を生じることから、確実に切断がなされてオ−プンの状態が形成されるようになる。
【００２１】
また、本実施例のように、接合部を薄肉の縁部１５とすることにより、従来のアルミ連結板のように単独にて取り扱う必要がないことから、その肉厚も薄くすることが可能となり、破断に必要とされる力をより小さくでき、確実な破断がなされるようになる。
【００２２】
また、本実施例では、前記第一リベット４に薄肉の縁部１５を設けているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら薄肉の縁部１５を第２リベット５や双方に設けても良い。
【００２３】
また、本実施例では、前記接合部における接合を超音波溶接により接合しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、十分な接合強度と導通が得られれば、その他の接合方法による接合を用いるようにしても良い。
【００２４】
また、前記薄肉の縁部１５の肉厚は、適宜な破断が得られるような肉厚とすることが好ましいが、前記本実施例のように、溶接ヘッドに縁部１５が直接接する超音波溶接等を実施する際のハンドリング性を高めるために、図４に示すように、その肉厚をある程度厚くしておき、切断を生じる第一リベット４との境界部を薄肉の弱点部１６として破断に必要とされる力が上昇することを防止するようにしても良い。
【００２５】
なお、前記実施例において、保安装置付きコンデンサがオ−プン状態になる内圧の設定は、前記封口部材８を構成するアルミ上蓋１２の材質、形状、厚さ、支持板６の大きさ、前記接合部の接合強度または薄肉の縁部１５の肉厚または前記弱点部の肉厚等の組み合わせにより、電解コンデンサの定格、用途に応じて適宜調整することができる。
【００２６】
以上、本発明を図面に基づいて説明してきたが、本発明はこれら前記実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲での変更や追加があっても、本発明に含まれることは言うまでもない。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は次の効果を奏する。
【００２８】
（ａ）請求項１の発明によれば、第一リベットと第二リベットとが、前記薄肉の外周縁部にて直接接合されているために、その高さ方向の寸法を小さくできるばかりか、これら外周縁部は、従来の前記アルミ連結板のように単独ではなく、第一リベットおよび／または第二リベットに付帯していることから、この外周縁部の肉厚を薄くすることができ、更にはその破断方向が厚み方向である尖断方向となるために少ない伸びや橈にて確実に破断が生じるようになるとともに、前記支持板が電極間隔を固定しているために、電解コンデンサが基板やブスパー等に実装されていても、封口部材が外部方向にほぼ平行を保った状態にて変形可能となるため、これら実装時においても確実に破断がなされて動作が停止するようになる。
【００２９】
（ｂ）請求項２の発明によれば、破断に必要とされる力を大きくすることなく、前記弱点部以外の前記外周縁部の肉厚を適宜に厚くすることができ、接合時や組立時における取り扱い性を向上できる。
【００３０】
（ｃ）請求項３の発明によれば、前記第二リベット端部をかしめて、封口部材を外部端子と支持板とで挟んだ状態にて嵌合させることにより、外部端子および第二リベットが電気的に絶縁されて封口部材に支持されるとともに、この第二リベットが貫通する封口部材の穴部が、自動的に密閉されるようになる。
【００３１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における保安装置付き電解コンデンサを示す断面図である。
【図２】本発明の実施例における保安装置付き電解コンデンサの保安装置が動作した状況を示す断面図である。
【図３】（ａ）本発明の実施例における保安装置付き電解コンデンサの第一リベットと第二リベットとの接合部を示す拡大断面図である。
（ｂ）本発明の実施例における保安装置付き電解コンデンサの第一リベットと第二リベットとの接合部の破断状況を示す拡大断面図である。
【図４】本発明の実施例における保安装置付き電解コンデンサの第一リベットと第二リベットとのその他の接合部形状を示す拡大断面図である。
【図５】従来の保安装置付き電解コンデンサを示す断面図である。
【図６】従来の保安装置付き電解コンデンサの保安装置が動作した状況を示す断面図である。
【符号の説明】
ｌ コンデンサ素子
２ コンデンサケース
３ （アルミ）リードタブ
４ 第一リベット
５ 第二リベット
６ 支持板
７ 固定板
８ 封口部材
９ 外部端子
１０ 固定剤
１１ 実装基板
１２ アルミ上蓋
１３ 成形ゴム
１５ 薄肉外周部
１６ 弱点部
１７ 孔部
１８ 凹部

Claims (3)

1. コンデンサ素子を収容し、その一端に開口を有する有底筒状のコンデンサケ−スと、
   コンデンサ素子より導出されるリードタブに電気的に接合された第一リベットと、
   この第一リベットを移動不能に支持する固定板と、
   前記開口においてコンデンサケ−ス内部を密閉するとともに、コンデンサケ−ス内部の圧力上昇によって変形可能とされた封口部材と、
   両極の外部端子と電気的に接合され、前記封口部材に支持された第二リベットと、
   前記封口部材の内部側に当接して配置され、両極の各第二リベットの間隔を固定する硬質の支持板と、
   を具備し、前記第一リベットと第二リベットとが、第一リベットと第二リベットの少なくとも一方に設けられた薄肉の外周縁部にて接合され、第二リベットが封口部材の変形に伴ってほぼ平行に外部方向に移動して、前記薄肉の外周縁部が尖断方向に破断することを特徴とする保安装置付き電解コンデンサ。
2. 前記外周縁部とリベット本体部との境界部に、薄肉とされた弱点部が設けられている請求項１に記載の保安装置付き電解コンデンサ。
3. 前記封口部材が、アルミ上蓋の表面を電気絶縁性の成形ゴムで被覆されて成る請求項１または２に記載の保安装置付き電解コンデンサ。

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