JP4613733B2 - 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周面に設けると共に、この係合部の上端と下端に端子板の上面と下面に圧接する係止部を夫々設け、かつ、上下に貫通するスリットを中央に設け、このスリットの下端側に窪みを設けたゴム製の弁体と、この弁体に設けたスリットを塞ぐように弁体の底面に接合されたガス透過性シートからなり、上記弁体を端子板に設けた孔に圧入することにより弁体を圧縮状態で配設するように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 adjusting valve is provided with an engagement portion that fits into a hole provided in the terminal plate on the peripheral surface, and a locking portion that presses against an upper surface and a lower surface of the terminal plate is provided at an upper end and a lower end of the engagement portion, respectively. And the thread that penetrates up and down A rubber valve body provided with a recess at the lower end side of the slit, and a gas permeable sheet joined to the bottom surface of the valve body so as to close the slit provided in the valve body, The valve body is configured to be disposed in a compressed state by press-fitting the valve body into a hole provided in the terminal plate.
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弁体に設けたスリットを塞ぐように接合し、この弁体が端子板の孔に圧縮状態で保持され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, the capacitor according to the present invention is driven by a configuration in which the gas permeable sheet is joined so as to close the slit provided in the valve body, and the valve body is held in a compressed state in the hole of the terminal plate. The effect that the capacitor | condenser excellent in reliability can be implement | achieved without the leakage of the electrolyte solution for operation is acquired.
(実施の形態)
以下、実施の形態を用いて、本発明の特に全請求項に記載の発明について説明する。
(Embodiment)
Hereinafter, the invention described in the entire claims of the present invention will be described by using embodiments.
図1は本発明の一実施の形態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)、(b)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平面図と装着後の組み立て断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a capacitor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a top perspective view showing the structure of a terminal plate used in the capacitor, and FIGS. It is the top view which showed the structure of the pressure regulating valve used for the capacitor | condenser, and the assembly sectional drawing after mounting | 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、5bはこの孔5aの底面側に設けた凹部である。6はゴム等の弾性を有した材料からなる弁体であり、6aはこの弁体6の周面に設けられた上記端子板5が嵌まり込む係合部、6bと6cはこの係合部6aの上端と下端に夫々設けられて上記端子板5の孔5aの周縁の上面と下面に圧接する係止部、6dは弁体6の中央に設けられた上下に貫通するスリット、6eはこのスリット6dの下端側に設けられた窪みであり、本実施の形態においてはこの弁体6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。
In FIG. 3, 5 is a terminal plate, 5a is a hole for electrolyte injection provided in the
7はゴム等の弾性を有した材料からなる弾性部材であり、この弾性部材7は上記弁体6に設けた係合部6aならびに下端側の係止部6cの周面に被せるように接合されたものであり、本実施の形態においてはこの弾性部材7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。8は上記弾性部材7の底面に接合されることにより上記弁体6に設けたスリット6dを塞ぐようにしたガス透過性シートであり、このガス透過性シート8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。
Reference numeral 7 denotes an elastic member made of a material having elasticity such as rubber. The elastic member 7 is joined so as to cover the peripheral surfaces of the engaging portion 6a provided on the
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6に設けた係合部6aならびに下端側の係止部6cの周面に弾性部材7を被せるように接合し、上記弁体6に設けたスリット6dを塞ぐように弾性部材7の底面にガス透過性シート8を接着等の手段によって接合した状態でこれらを端子板5に設けた孔5aに圧入することにより弁体6が圧縮状態で保持され、図3(b)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 is joined so as to cover the elastic member 7 on the peripheral surface of the engaging portion 6a provided on the
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7の底面とガス透過性シート8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8を透過して弁体6に設けた窪み6eを介してスリット6dを通過して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8を透過しないために弾性部材7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 bottom surface of the elastic member 7 and the gas
なお、本実施の形態による圧力調整弁をより簡素化するために、弁体6と弾性部材7を一体化することも可能であるが、この場合にはIIRで構成された弁体6とガス透過性シート8との接着性が悪くなり、このために弁体6の動作圧力にバラツキが発生し易くなるために好ましくないものである。
In order to further simplify the pressure regulating valve according to the present embodiment, the
また、端子板5の孔5aの底面側に設けた凹部5bは必ずしも必要なものではないが、この凹部5bを設けることにより、弁体6に設けた下端側の係止部6cがこの凹部5b内に嵌まり込んで薄型化を図ることができるようになるものである。
Further, the
また、本実施の形態においては弁体6を長方形の構成で説明したが、弁体の形状は円形であっても良く、このように弁体を円形にした場合の例を図4(a)、(b)に示し、図4において、9は弁体、9aはスリット、10は弾性部材、8はガス透過性シートを示すものである。
Further, in the present embodiment, 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
5b 凹部
6、9 弁体
6a 係合部
6b、6c 係止部
6d、9a スリット
6e 窪み
7、10 弾性部材
8 ガス透過性シート
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