JP4613732B2 - Capacitor - Google Patents
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Description
本発明は各種電子機器やハイブリッド自動車の回生用、あるいは電力貯蔵用等に使用されるコンデンサに関するものである。 The present invention relates to a capacitor used for regeneration of various electronic devices and hybrid vehicles, or for power storage.
図5はこの種の従来のコンデンサの構成を示した断面図、図6は同コンデンサに設けられた圧力調整弁の構成を示した断面図であり、図5と図6において、20はコンデンサ素子、20aはこのコンデンサ素子20に形成された中空部を示し、このコンデンサ素子20はアルミニウム箔からなる集電体上に分極性電極層を形成した正負一対の電極を互いに逆方向に位置をずらしてその間にセパレータを介在させて巻回する(全て図示せず)ことにより構成され、このコンデンサ素子20の両端面(図5において上下方向)から陽極と陰極を夫々取り出すように構成されたものである。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of this type of conventional capacitor, FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of a pressure regulating valve provided in the capacitor, and in FIGS. 5 and 6, 20 is a capacitor element. , 20a indicates a hollow portion formed in the
21は上記コンデンサ素子20を図示しない駆動用電解液と共に収容したアルミニウム製の有底筒状の金属ケース、21aはこの金属ケース21の外底面に一体で設けられた外部接続用の陰極端子、21bはコンデンサ素子20の中空部20a内に嵌まり込むように内底面に一体で設けられた突起であり、この突起21bをコンデンサ素子20の中空部20a内に嵌め込んで金属ケース21内に挿入されたコンデンサ素子20の陰極側の端面を金属ケース21の内底面にレーザー溶接等によって機械的かつ電気的に接合するようにしたものである。
21 is a bottomed cylindrical metal case made of aluminum containing the
22はアルミニウム製の封口板、22aはこの封口板22の表面側に一体で設けられた外部接続用の陽極端子、22bはコンデンサ素子20の中空部20a内に嵌まり込む突起、22cは電解液注入孔、23は圧力調整弁であり、コンデンサ素子20の陽極側の端面を封口板22の内面にレーザー溶接等の手段によって接合することにより、機械的、電気的に接続すると共に、この封口板22の周縁上で上記金属ケース21の開口部を巻き込むように加工(一般に、カーリング加工と呼ばれる)することによって封止して構成されたものである。
22 is a sealing plate made of aluminum, 22a is an anode terminal for external connection integrally provided on the surface side of the
また、上記圧力調整弁23は図6に詳細を示すように、上記電解液注入孔22c上にガス透過性部材24と閉塞体25を配設し、これらを外部と連通する孔26aを有する金属キャップ26で覆うように固定し、閉塞体25を常時閉塞する方向に付勢しているものであり、この金属キャップ26の固定は、予め封口板22に電解液注入孔22cの周囲を囲うようにして設けられた円環状凸部22dをカシメ加工等により変形させて金属キャップ26に押し当てることにより固定したものである。
Further, as shown in detail in FIG. 6, the
また、上記圧力調整弁23は、コンデンサの内部圧力が所定の圧力以上になると圧力を外部に逃がすための自己復帰型のものであり、コンデンサ内部で発生したガスを外部へ放出してコンデンサ内部の圧力の上昇を防ぐことができ、また作動後に圧力調整弁23は作動前の状態に復帰してコンデンサ内部の気密性を保持することができるため、コンデンサ内部のガス発生による圧力の上昇においてもコンデンサの外観に異常をきたすことはなく、その特性を維持することができるものである。
The
また、圧力調整弁23には、駆動用電解液の透過を防ぎ、かつコンデンサ内部で発生したガスを外部へ透過する材料を用いて構成したガス透過性部材24を密着配設することにより、駆動用電解液が閉塞体25に付着して圧力調整弁23の機能を損なうことがなく、かつ圧力調整弁23を介してコンデンサ外部への駆動用電解液の漏れを防ぐことができるものである。
Further, the
このように構成された従来のコンデンサは、電解液注入孔22cに圧力調整弁23を配置させて固定することにより、駆動用電解液の漏出の可能性のある箇所を低減することができ、より信頼性の高いコンデンサを得ることができるというものであった。
The conventional capacitor configured as described above can reduce the places where the driving electrolyte solution may leak by disposing and fixing the
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
しかしながら上記従来のコンデンサでは、電解液注入孔22cに圧力調整弁23を配置させて固定することにより駆動用電解液の漏出を低減させるようにはしているものの、ガス透過性部材24と封口板22とが接合されていないため、この界面から駆動用電解液が漏出し易いという問題があり、これを解決するためにはガス透過性部材24と封口板22とを接着あるいは溶着等により接合すれば良いが、両者の材料物性等の関係から接合が極めて困難であるという課題があった。
However, in the conventional capacitor described above, the leakage of the driving electrolyte is reduced by disposing and fixing the
本発明はこのような従来の課題を解決し、駆動用電解液の漏出を無くして優れた信頼性を発揮することができるコンデンサを提供することを目的とするものである。 An object of the present invention is to solve such a conventional problem and to provide a capacitor capable of exhibiting excellent reliability by eliminating leakage of a driving electrolyte.
上記課題を解決するために本発明は、金属箔からなる集電体上に分極性電極層を形成した正負一対の電極をその間にセパレータを介在させて巻回し、正負の電極が互いに逆方向に位置するように構成されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を駆動用電解液と共に収容し、かつ、コンデンサ素子の一方の電極を内底面に接合した有底筒状の金属ケースと、上記コンデンサ素子の他方の電極を内面に接合して上記金属ケースの開口部を封止した端子板からなり、この端子板に駆動用電解液注入用の孔を兼ねた圧力調整弁を設けたコンデンサにおいて、上記圧力調整弁が、上記端子板に設けた孔に嵌まり込む係合部を開口部側の周面に設けた有底筒状に形成されると共に、底面側の周面に内部と外部を連通する孔を設けたゴム製の弾性部材と、この弾性部材に設けた孔を塞ぐように弾性部材の底面側の周面に密接されたリング状のガス透過性シートと、このガス透過性シートの外表面に密接されたリング状のゴム製の弁体により構成したものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention is a method of winding a pair of positive and negative electrodes, each having a polarizable electrode layer formed on a current collector made of a metal foil, with a separator interposed therebetween, and the positive and negative electrodes are opposite to each other. A capacitor element configured to be positioned, a capacitor case containing the capacitor element together with a driving electrolyte, and a bottomed cylindrical metal case in which one electrode of the capacitor element is joined to the inner bottom surface; and the capacitor element In the capacitor comprising a terminal plate joined to the inner surface of the other electrode and sealing the opening of the metal case, and provided with a pressure regulating valve also serving as a hole for injecting the driving electrolyte in the terminal plate, The regulating valve is formed in a bottomed cylindrical shape in which the engaging portion that fits into the hole provided in the terminal plate is provided on the peripheral surface on the opening side, and the inside and the outside communicate with the peripheral surface on the bottom surface side. A rubber elastic member provided with a hole; A ring-shaped gas permeable sheet in close contact with the peripheral surface on the bottom surface side of the elastic member so as to close the hole provided in the elastic member, and a ring-shaped rubber made in close contact with the outer surface of the gas permeable sheet It consists of a valve body.
以上のように本発明によるコンデンサは、ガス透過性シートを有底筒状の弁体の周面に設けた孔を塞ぐように接合し、この弁体が端子板の孔に密着するようにした構成により、駆動用電解液の漏出をなくして信頼性に優れたコンデンサを実現することができるという効果が得られるものである。 As described above, in the capacitor according to the present invention, the gas permeable sheet is joined so as to close the hole provided in the peripheral surface of the bottomed cylindrical valve body, and the valve body is in close contact with the hole of the terminal plate. According to the configuration, it is possible to obtain an effect that a capacitor having excellent reliability can be realized without leakage of the driving electrolyte.
(実施の形態1)
以下、実施の形態1を用いて、本発明の特に請求項1に記載の発明について説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the first aspect of the present invention will be described with reference to the first embodiment.
図1は本発明の実施の形態1によるコンデンサの構成を示した断面図、図2は同コンデンサに使用される端子板の構成を示した上面斜視図、図3(a)〜(c)は同コンデンサに使用される圧力調整弁の構成を示した分解断面図、装着前の組み立て断面図、装着後の組み立て断面図である。 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a capacitor according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a top perspective view showing the configuration of a terminal plate used in the capacitor, and FIGS. It is the exploded sectional view showing the composition of the pressure regulation valve used for the capacitor, the assembly sectional view before wearing, and the assembly sectional view after wearing.
図1〜図3において、1はコンデンサ素子、1aはこのコンデンサ素子1に形成された中空部を示し、このコンデンサ素子1はアルミニウム箔からなる集電体上に分極性電極層を形成した正負一対の電極を互いに逆方向に位置をずらしてその間にセパレータを介在させて巻回する(全て図示せず)ことにより構成され、このコンデンサ素子1の両端面(図1において上下方向)から陽極と陰極を夫々取り出すように構成されたものである。 1 to 3, reference numeral 1 denotes a capacitor element, 1a denotes a hollow portion formed in the capacitor element 1, and the capacitor element 1 is a pair of positive and negative electrodes in which a polarizable electrode layer is formed on a current collector made of an aluminum foil. The electrodes of the capacitor element 1 are shifted in opposite directions and wound with a separator interposed therebetween (all not shown), and the anode and cathode are formed from both end faces (vertical direction in FIG. 1) of the capacitor element 1. Are configured to take out each of them.
2は上記コンデンサ素子1を図示しない駆動用電解液と共に収容したアルミニウム製の有底筒状の金属ケース、2aはこの金属ケース2の内底面に一体で設けられた突起であり、この突起2aを上記コンデンサ素子1の中空部1a内に嵌め込むと共に、金属ケース2内に挿入されたコンデンサ素子1の陰極側の端面を金属ケース2の内底面にレーザー溶接等の手段によって機械的、かつ電気的に接合することにより、コンデンサ素子1の陰極側の電極を金属ケース2から取り出すようにしたものである。
3はアルミニウム製の端子板、3aはこの端子板3の内面に一体で設けられた突起、3bは同じく内面に設けられた接合部、3cは表面に一体で設けられた外部接続用の陽極端子、3dは電解液注入用の孔であり、上記突起3aをコンデンサ素子1の中空部1a内に嵌め込むと共に、コンデンサ素子1の陽極側の端面を上記接合部3bにレーザー溶接等の手段によって機械的、かつ電気的に接合し、この端子板3の周縁上で上記金属ケース2の開口部をその間に絶縁部材4を介在させて巻き込むように加工(一般に、カーリング加工と呼ばれる)することによって封止して構成したものである。
3 is an aluminum terminal plate, 3a is a protrusion integrally provided on the inner surface of the
このように構成された本実施の形態によるコンデンサは、上記端子板3に設けた電解液注入用の孔3dから金属ケース2の内部に所定量の駆動用電解液を注入した後、この電解液注入用の孔3dを利用して圧力調整弁が装着されるように構成したものであり、この具体的な実施の形態を図3を用いて説明する。
In the capacitor according to the present embodiment configured as described above, a predetermined amount of driving electrolyte is injected into the
図3において、5は端子板、5aはこの端子板5に設けられた電解液注入用の孔である。6はゴム等の弾性を有した材料からなる有底筒状の弾性部材、6aは上記端子板5に設けた孔5aに嵌まり込むように弾性部材6の周面に設けた係合部、6bはこの弾性部材6の内部と外部を連通するように底面側の周面に設けた孔であり、本実施の形態においてはこの弾性部材6の材料としてエチレンプロピレンターポリマー(以下、EPTという)を用いたものである。7は上記弾性部材6の底面側の周面に設けた孔6aを塞ぐように接合されたリング状のガス透過性シートであり、このガス透過性シート7はコンデンサの内部で発生したガスは透過させるが、駆動用電解液は透過させない物性のものである。
In FIG. 3, 5 is a terminal plate, and 5 a is a hole for electrolyte injection provided in the
8はゴム等の弾性を有した材料からなり、上記ガス透過性シート7の外表面に密接されたリング状の弁体であり、本実施の形態においては弁体8の材料としてイソプレンイソブチレンラバー(以下、IIRという)を用いたものであるが、EPTを用いても構わないものである。
8 is a ring-shaped valve body made of an elastic material such as rubber, and is in close contact with the outer surface of the gas
このように構成された本実施の形態による圧力調整弁は、有底筒状に形成された弾性部材6の底面側の周面に設けられた孔を塞ぐようにリング状のガス透過性シート7を接着等の手段によって接合し、このガス透過性シート7の外表面にリング状の弁体8を密接した状態で、これらを端子板5に設けた孔5a内に圧入し、弾性部材6の係合部6aを端子板5の孔5aに嵌め込むことにより弁体8が圧縮状態で保持されて、図3(c)に示すように圧力調整弁が装着されるようになるものである。
The pressure regulating valve according to the present embodiment configured as described above has a ring-shaped gas
このように構成された本実施の形態による圧力調整弁は、弾性部材6とガス透過性シート7が接合されているため、コンデンサ内部で発生したガスはガス透過性シート7を透過して弁体8との界面から外部へ放出されるようになり、また、駆動用電解液はガス透過性シート7を透過しないために弾性部材6によって漏出が防止される構成となり、優れた信頼性を発揮することができるようになるものである。
In the pressure regulating valve according to the present embodiment configured as described above, since the elastic member 6 and the gas
(実施の形態2)
以下、実施の形態2を用いて、本発明の特に請求項2に記載の発明について説明する。
(Embodiment 2)
The second aspect of the present invention will be described below with reference to the second embodiment.
本実施の形態は、上記実施の形態1で説明したコンデンサの圧力調整弁の構成が一部異なるようにしたものであり、これ以外の構成は実施の形態1と同様であるために、同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて説明する。 In the present embodiment, the configuration of the pressure regulating valve of the capacitor described in the first embodiment is partially different, and other configurations are the same as those in the first embodiment. The same reference numerals are given to them, and detailed description thereof is omitted, and only different portions will be described below with reference to the drawings.
図4(a)〜(c)は本発明の実施の形態2によるコンデンサに使用される圧力調整弁の構成を示した分解断面図、装着前の組み立て断面図、装着後の組み立て断面図であり、図4において、9は有底筒状の金属部材、9aはこの金属部材9の底面側の周面に設けた金属部材9の内部と外部を連通する孔である。7は上記金属部材9の底面側の周面に設けた孔9aを塞ぐように接合されたリング状のガス透過性シートである。
4 (a) to 4 (c) are an exploded sectional view showing a configuration of a pressure regulating valve used in the capacitor according to the second embodiment of the present invention, an assembled sectional view before mounting, and an assembled sectional view after mounting. 4, 9 is a bottomed cylindrical metal member, and 9 a is a hole that communicates the inside and the outside of the metal member 9 provided on the peripheral surface of the bottom surface side of the metal member 9.
10はゴム等の弾性を有した材料からなり、上記ガス透過性シート7を含む金属部材9の外表面に密接されたリング状の弁体、10aはこの弁体10の周面の一部に設けられた鍔部、10bは上記金属部材9の開口端と当接する係止部であり、本実施の形態においては弁体10の材料としてイソプレンイソブチレンラバー(以下、IIRという)を用いたものであるが、EPTを用いても構わないものである。
このように構成された本実施の形態による圧力調整弁は、有底筒状に形成された金属部材9の底面側の周面に設けた孔9aを塞ぐようにリング状のガス透過性シート7を接合し、このガス透過性シート7を含む金属部材9の外表面に筒状の弁体10を密接し、これを端子板5に設けた孔5a内に圧入して嵌め込むことにより弁体10が圧縮状態で保持されて、図4(c)に示すように圧力調整弁が装着されるようになるものである。
The pressure regulating valve according to the present embodiment configured as described above has a ring-shaped gas
このように構成された本実施の形態による圧力調整弁は、弁体10を剛体である端子板5と金属部材9で挟み込むような構成にしたことにより、弁体10の動作圧力をより安定させることができるようになるという効果が得られるものである。
The pressure regulating valve according to the present embodiment configured as described above is configured such that the
本発明によるコンデンサは、駆動用電解液の漏出をなくして信頼性に優れるという効果を有し、特に高い信頼性が要求される自動車用等として有用である。 The capacitor according to the present invention has an effect of eliminating the leakage of the driving electrolyte and is excellent in reliability, and is particularly useful for automobiles that require high reliability.
1 コンデンサ素子
1a 中空部
2 金属ケース
2a、3a 突起
3、5 端子板
3b 接合部
3c 陽極端子
3d、5a 電解液注入用の孔
4 絶縁部材
6 弾性部材
6a 係合部
6b、9a 孔
7 ガス透過性シート
8、10 弁体
9 金属部材
10a 鍔部
10b 係止部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Capacitor element 1a
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