JP4699208B2 - コンデンサおよびその接続方法 - Google Patents
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Description
本発明は各種電子機器に使用される大容量のコンデンサおよびその接続方法に関するものである。
大容量のコンデンサとしては、例えば図１８および図１９に示すような構成の電気二重層コンデンサが提案されている。この電気二重層コンデンサは、図１８に示すように、コンデンサ素子３１を有底の金属ケース３６内に入れたもので、このコンデンサ素子３１に駆動用電解液を含浸させた後、有底の金属ケース３６内に入れ、この金属ケース３６の開口部を封口体３７で密封してなる。また、金属ケース３６の外側は合成樹脂製のスリーブ３８で被覆されている。
前記コンデンサ素子３１は、図１９に示すように、例えば活性炭、カーボンおよびバインダーとしてのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を混練してシート状とした分極性電極３２ａ、３３ａをあらかじめ引出しリードを固着した金属の箔状、板状もしくは網目状の集電体３２ｂ、３３ｂに導電性接着剤で貼り合わせて電極体３２、３３とし、同一対の電極体をセパレータ３４、３５を介して巻回してなる。
また、コンデンサ素子３１の集電体３２ｂ、３３ｂの幅は、シート状の分極性電極３２ａ、３３ａよりも広くしてはみだしリード部３２ｃ、３３ｃを設け、このはみだしリード部３２ｃ、３３ｃを巻回の際にコンデンサ素子３１の中心方向に倒し込む（スエージ加工）ことにより、リード面として面接触するようになされている。コンデンサ素子３１の中央には縦方向に貫通孔が形成されている。
前記コンデンサ素子３１のスエージ加工された上下面のうち、下面３２ｃは金属ケース３６の底面３６ａの内面と接触保持され、上面３３ｃは封口体３７を貫通して外に伸びる導電性の端子板３９の内方面に接触保持されている。
また、封口体３７の封止方法は、封口体３７を係り止めするために金属ケース３６に横絞り溝が形成され、封口体３７をその横絞り溝に載置した後、金属ケース３６の開口端部を内側にカールすることにより封口体３７が固定される構成とし、さらに密封性を高めるため、カールした金属ケース３６の開口端部は封口体３７に設けられた環状のゴム部分４０に入り込んだ構成になっている。
なお、この出願の発明に関する先行技術文献としては、例えば特許文献１が知られている。
しかしながら前記従来の大容量のコンデンサにおいて、コンデンサ素子３１の上面３３ｃが陽極リード面、下面３２ｃが陰極リード面となっており、その下面３２ｃは金属ケース３６の内底面３６ａと電気的に接続されているため金属ケース３６は陰極となる。
このコンデンサを高温、高湿の環境下で使用した場合、封口体３７に設けられた環状のゴム部分４０に陰極となった金属ケース３６の開口端部が入り込んでいるために、駆動用電解液が金属ケース３６の内側面を伝わって外部に漏洩するという課題がある。
この漏洩は、金属ケース３６が陰極であるので、その封口部分で、駆動用電解液に含まれる水分の電気化学反応により水酸化物イオンを生成し、この水酸化物イオンと電解質のプラスイオンとが作用して、よりアルカリ性を呈し、このアルカリ性を呈した駆動用電解液が金属ケース３６の内側面を伝わって、開口端部と接するゴム部分４０を劣化させて、封止性能が低下してしまうからである。
一方、耐圧向上を目的としてコンデンサを複数個直列に接続する場合がある。このとき、始めのコンデンサの金属ケースはマイナスとなるが、２つ目以降の金属ケースはプラスとマイナスを繰り返すことになる。
この金属ケースがプラスになるときは、集電板はマイナスになる。ここでも、例えば駆動用電解液の溶質としてテトラエチルアンモニウムフルオロボレートを使用した場合、金属ケースの封口部分では駆動用電解液中のマイナスイオンであるテトラフルオロボレートアニオンが近づき（化１）を経て（化２）に示す反応により駆動用電解液中にヒドロニウムイオンが生成し、駆動用電解液が酸性に呈する。
この駆動用電解液の酸性成分が金属ケースの内側面を伝わり、開口端部と接するゴム部分を劣化させて、封止性能が低下してしまう。
このように駆動用電解液が外部へ漏洩すると、コンデンサの寿命が短くなるばかりでなく、外部へ漏洩した駆動用電解液はイオン電導性があるために、プリント基板上の配線パターンのプラスとマイナスに跨がって駆動用電解液が付着すると、回路の誤作動を招くという課題があった。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、高温、高湿の環境下で長期使用されても駆動用電解液が外部へ漏洩することのない大容量のコンデンサおよびその接続方法を提供することを目的とするものである。
前記課題を解決するために本発明のコンデンサは、平板状の一対の電極の間にセパレータを介在させて巻回することにより構成された中空状のコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子を駆動用電解液と共に収納するとともに前記一対の電極の一方に接続された有底筒状の金属ケースと、この金属ケースの開口部を封口する外部接続用の端子を設けた封口板と、前記封口板の表面周縁に配設されたゴム状弾性体と、を有し、前記金属ケースは、封口板を固定するために設けられた凹部を具備し、前記金属ケースの開口端部から前記凹部までを両面から連続的に挟み込むように被覆した電気絶縁層を設け、前記ゴム状弾性体を前記金属ケースの開口端部で押圧した構成とするものであり、この構成により、封口板の側面が金属ケースのうち側面に密接することができるので、駆動用電解液が金属ケースの内側面を伝わるようなことはなく、また、金属ケースの封口部分が電気絶縁層で絶縁されるので、駆動用電解液中の水分の電気化学反応も起こらなくなり、長期使用において封止の信頼性を向上させることができるという作用を有する。
本発明のコンデンサは、コンデンサ素子が、一対の電極に夫々引出しリードが接続され、この引出しリードの突出方向とは逆方向に１つの電極の端面を突出させた構成とするものであり、この構成により、コンデンサの充放電時にコンデンサ内部で発生した熱がコンデンサ素子の突出した電極の端面部分から容易に金属ケースに放熱されるため、熱を容易に外部へ放出させることができるという作用を有する。
本発明のコンデンサは、コンデンサ素子が、一対の電極の端面を互いに逆方向に突出させ、その電極の端面の平面部に夫々引出しリードを接続した構成とするものであり、この構成により、コンデンサ素子と引出しリードとの接触抵抗を低減し、コンデンサ内部で発生した熱をコンデンサ素子の突出した端面部分から容易に金属ケースに放熱させ、熱を容易に外部へ放出させることができるという作用を有する。
本発明のコンデンサは、夫々の引出しリード間に電気絶縁板を配設するようにした構成とするものであり、この構成により、夫々の引出しリードの短絡を防止し、機械的振動などに対して優れるという作用を有する。
本発明のコンデンサは、電気絶縁層がポリアミノアミド化合物もしくは変性ポリオレフィン系樹脂である構成とするものであり、ポリアミノアミド化合物および変性ポリオレフィン系樹脂の両者とも金属に対して接着力が強く、また、アルカリおよび酸に対して安定であるため、電気絶縁層の劣化を抑制し、さらにゴム材料を主材料とするゴム状弾性体の化学的な劣化を抑制することができるので、長期使用において封止の信頼性を向上させることができるという作用を有する。
本発明のコンデンサは、平板状の一対の電極が、金属箔または導電性高分子からなる集電体表面に活性炭と結着剤を少なくとも含む混合物からなる分極性電極層を形成した構成とするものであり、この構成により、分極性電極層の界面で形成される電気二重層を利用した電気二重層コンデンサとして使用でき、大容量でかつ長期間の信頼性が必要とされる自動車電装用デバイスとしての利用が可能となるコンデンサを得ることができるという作用を有する。
本発明のコンデンサは、平板状の一対の電極が、表面に金属酸化皮膜を有する金属箔を少なくとも一方に用いた構成とするものであり、この構成により、例えば電極の金属材料をアルミニウムとした場合、アルミ電解コンデンサとして使用でき、主に高リプル電流化が必要なインバータ回路用のアルミ電解コンデンサとしての利用が可能となり、従来のアルミ電解コンデンサよりも長期間の信頼性が得られ、さらに大電流を印加する場合の製品発熱を低減することができるという作用を有する。
本発明のコンデンサは、金属ケースの内底面および封口板に、コンデンサ素子の中心部の位置決めおよび／または固定を行う突起を設け多孔性とするものであり、この構成により、コンデンサに外部より振動が加わった際に、コンデンサ素子の端面と金属ケースの接合部分に対してのストレスを軽減することができるので、製品の耐震性を向上させ、かつコンデンサ使用時に内部発熱が生じた場合においても外部への放熱性を向上させることができるという作用を有する。
本発明のコンデンサは、コンデンサ素子の中心部に中空状の芯材を配設した構成とするものであり、この構成により、例えば芯材が絶縁性の高分子からなる場合、コンデンサ素子の巻回時に芯材を巻芯とすることにより、芯材のない場合と比較して堅く巻いて電極間の距離を短くすることができるので、巻きずれを軽減し、内部抵抗を減少させることができる。また、コンデンサに外部より振動が加わった際でも、コンデンサ素子の電極端面に対するストレスを軽減することができるので、製品の耐震性を向上させることができるという作用を有する。
さらに、例えば芯材が金属からなる場合、コンデンサ使用時に内部発熱が生じた場合においても外部への放熱性を向上させることができる。
本発明のコンデンサは、金属ケースの内底面と内側面に接するようにテーパー状の肉厚部を設けた構成としたもので、この構成により、コンデンサ素子の電極端面を金属ケースの内底面に押し当てた際に、コンデンサ素子の電極端面を金属ケースの内底面と電気的に接続する部分に容易に集合させることができるので、コンデンサ素子と金属ケースの接続抵抗のバラツキをより安定にし、製品の抵抗値バラツキを抑えることができるという作用を有する。
本発明のコンデンサは、前記コンデンサ素子は、各々の電極端面が互いに逆方向に突出し、前記金属ケースは、このコンデンサ素子の電極端面の一方を内底面に電気的に接続し、前記コンデンサ素子の他方の電極端面に電気的に接続した外部接続用の端子を有する集電板を有し、前記封口板は、前記集電板の外部接続用の端子を貫通させた構成とするものであり、この構成により、封口板の側面が金属ケースの内側面に密接するので、駆動用電解液が金属ケースの内側面を伝わるようなことはなく、また、金属ケースの封口部分の内側が絶縁されるので、駆動用電解液中の水分の電気化学反応も起こらなくなる。さらに、コンデンサの充放電時にコンデンサ内部で発生した熱がコンデンサ素子の突出した電極端面から容易に金属ケースに放熱されるため、熱を容易に外部へ放出させることができるので、長期使用において封止の信頼性を向上させることができるという作用を有する。
本発明のコンデンサは、金属ケースの外底面に外部接続用の端子を設けた構成とするものであり、コンデンサとコンデンサを接続する場合や、コンデンサを装置に組み込むときに、より接触抵抗を低減し、機械的振動などに対しても優れるという作用を有する。
なお、前記外部接続用の端子の形状は、円柱状の内部にネジを切った形状のものや、平板状でその中心部付近に取り付け用の孔を有した形状のものがある。
本発明のコンデンサは、外部接続用の端子を有する集電板が封口板を兼ね備えた金属からなる封口集電板である構成とするものであり、この構成により、封口板と集電板を一体にすることにより、コンデンサの構成部材の部品点数の削減と低背化を同時に実現することができるという作用を有する。
なお、ここでの外部接続用の端子の形状は、円柱状の外部をネジ切りした形状のものや、平板状でその中心部付近に取り付け用の孔を有した形状のものがある。
本発明のコンデンサは、封口板または封口集電板のゴム状弾性体と接する表面周縁に円環状の凸部を設けた構成のもので、この構成により、封口板に設けられた円環状の凸部とカール加工がなされた金属ケースの開口端部でゴム状弾性体を強く挟んで封止することができるので、長期使用において封止の信頼性を向上させることができるという作用を有する。
本発明のコンデンサは、集電板の外部接続用の端子と接する封口板の貫通孔に封止部材を配設した構成とするものであり、この構成により、集電板の外部接続用の端子を露出させる封口板の貫通孔を確実に封止することができ、金属ケース内の駆動用電解液が外部に漏洩しないという作用を有する。
本発明のコンデンサは、封口板の貫通孔と接する集電板の外部接続用の端子の面に電気絶縁層を設けた構成とするものであり、この構成により、金属ケース内の駆動用電解液が外部に漏洩しないという作用をさらに高めることができるという作用を有する。
本発明のコンデンサは、封口集電板のコンデンサ素子と接合される側の外周部に円環状の凸部を設け、かつ前記円環状の凸部を含む外周部周辺に電気絶縁層を設けた構成とするものであり、この構成により、封口集電板の外周近傍で発生する駆動用電解液の酸性化を抑制し、かつゴム状弾性体の化学的劣化を防止することができるという作用を有する。
また、封口集電板のコンデンサ素子と接合される側の外周部に円環状の凸部を設けることにより、コンデンサ素子を金属ケース内に収納したのち封口集電板をコンデンサ素子の電極端面に押し当てる際に、コンデンサ素子の電極端面を封口集電板と電気的に接続する部分に容易に集合させることができるので、コンデンサ素子と封口集電板の接続抵抗のバラツキをより安定にし、製品の抵抗値バラツキを抑制することができるものである。
なお、封口集電板に設けた円環状の凸部は、コンデンサ素子の外周側面に対してコンデンサ素子の中心側に５°〜８５°の範囲で構成するものであればその効果を生じさせることができるものである。
本発明のコンデンサは、金属ケースの内底面、集電板、封口集電板の少なくとも１つにコンデンサ素子の中心部の位置決めおよび／または固定を行う突起を設けるようにした構成とするものであり、この構成により、コンデンサに外部より振動が加わった際に、コンデンサ素子の電極端面に対するストレスを軽減することができるので、製品の耐震性を向上させ、かつコンデンサ使用時に内部発熱が生じた場合においても外部への放熱性を向上させることができるという作用を有する。
本発明のコンデンサは、電気絶縁層がポリアミノアミド化合物もしくは変性ポリオレフィン系樹脂とした構成とするものであり、ポリアミノアミド化合物および変性ポリオレフィン系樹脂の両者とも金属に対して接着力が強く、また、アルカリおよび酸に対して安定であるため、電気絶縁層の劣化を抑制し、さらにゴム材料を主成分とするゴム状弾性体の化学的な劣化を抑制することができるので、長期使用において封止の信頼性を向上させることができるという作用を有する。
本発明のコンデンサは、平板状の一対の電極が、金属箔または導電性高分子からなる集電体表面に活性炭と結着剤と導電剤を少なくとも含む混合物からなる分極性電極層を電極端面部分を除いて形成した構成とするものであり、この構成により、分極性電極層の界面で形成される電気二重層を利用した電気二重層コンデンサとして使用できるものであり、大容量でかつ長期間の信頼性が必要とされる自動車電装用デバイスとしての利用が可能となるコンデンサを得ることができるという作用を有する。
本発明のコンデンサは、平板状の一対の電極が、表面に金属酸化皮膜を有する金属箔を少なくとも一方に用いた構成とするものであり、この構成により、例えば電極の金属材料をアルミニウムとした場合、アルミ電解コンデンサとして使用できるものであり、主に高リプル電流化が必要なインバータ回路用のアルミ電解コンデンサとしての利用が可能となり、従来のアルミ電解コンデンサよりも長期間の信頼性が得られ、さらに大電流を印加する場合の製品発熱を低減することができるという作用を有する。
本発明のコンデンサは、コンデンサ素子の中心部に中空状の芯材を配設した構成としたもので、この構成により、例えば芯材が絶縁性の高分子からなる場合、コンデンサ素子の巻回時に芯材を巻芯とすることにより、芯材のない場合と比較して堅く巻いて電極間の距離を短くすることができるので、巻きずれを軽減し、内部抵抗を低減することができる。また、コンデンサに外部より振動が加わった際でも、コンデンサ素子の電極端面に対するストレスを軽減することができるので、製品の耐震性を向上させることができるという作用を有する。
さらに、例えば芯材が金属からなる場合、コンデンサ使用時に内部発熱が生じた場合においても外部への放熱性を向上させることができる。
本発明のコンデンサは、金属ケースの内底面と内側面に接するようにテーパー状の肉厚部を設けた構成としたもので、この構成により、コンデンサ素子の電極端面を金属ケースの内底面に押し当てた際に、コンデンサ素子の電極端面を金属ケースの内底面と電気的に接続する部分に容易に集合させることができ、コンデンサ素子と金属ケースの接続抵抗のバラツキをより安定にし、製品の抵抗値バラツキを抑えることができるという作用を有する。
本発明のコンデンサは、金属ケースの外底面部もしくは外側面部をろう付けおよび／または溶接することにより接続するようにした製造方法とするものであり、この方法により、直列に接続しても夫々のコンデンサの封止の信頼性を維持することができることから、駆動用電解液の漏洩を防止することができ、コンデンサに機械的なストレスが加わっても、その接続部が破断し、断線を生じることがなく、接続の作業効率を飛躍的に向上させることができるという作用を有する。
なお、溶接にイナートガスアーク溶接を用いることにより、金属結合により接続された接続部には酸化物がないことから、より強度に接続することができる。
また、ろう付けしたのちに、イナートガスアーク溶接することにより、夫々を単独で使用した接続方法よりも、接続した効果をさらに発揮させることができる。
前記イナートガスアーク溶接にはＴＩＧ溶接およびＭＩＧ溶接方法があるが、本発明はこれらいずれの方法も用いることができる。
本発明のコンデンサは、接続するときに接続部材を用いるようにした方法とするものであり、接続部材を用いることにより、平面的に接続することが可能となり、機械的なストレスに対して強度を向上させることができるという作用を有する。
本発明のコンデンサは、電気絶縁層がアクリル−メラミン系樹脂である構成とするものであり、この構成により、金属ケースと電気絶縁層の間において強い接着強度が得られるもので、例えばアクリル−メラミン系樹脂を水、イソプロピルアルコール、ブチセロソルブの混合溶剤に溶解させ、混合溶剤温度の温度を２１±２℃に保った状態で、金属ケースの開口部周辺を混合溶剤に漬け、金属ケースを一方の極とした状態で２~５分間１５０±５０Ｖの電圧を印加することにより、金属ケースと強固に接着した電気絶縁層を形成することができ、これにより金属ケースと電気絶縁層の界面剥離が長期において生じることがないため、コンデンサの長期使用においても封止の信頼性を向上させることができるという作用を有する。
本発明のコンデンサは、金属ケースに対する電気絶縁層配設の前処理として、前記金属ケースに脱脂処理または粗面化処理または酸化皮膜形成処理の少なくとも一つを行った構成とするもので、この構成により、前記いずれかの処理を行った場合においても金属ケースと電気絶縁層の間において強い接着強度が得られるもので、例えば脱脂処理を施さない場合、金属ケースと樹脂の間に油膜層が形成された状態のものであると製品生産後に前記油膜層の油分が製品内の駆動用電解液によって製品内部もしくは外部へ溶出した場合、金属ケースと樹脂の間に界面剥離が生じ易くなるため脱脂処理により油膜層を除いておく必要があり、また金属ケースに粗面化処理を行った場合、金属ケースの表面が荒れた状態となるため、電気絶縁層がアンカー効果により金属ケースから剥がれにくくすることができるものであり、また酸化皮膜形成処理を行う場合、金属ケースをアルミニウム材とし１６±１Ｗ／Ｖ％の硫酸に開口部周辺を漬けた状態で液温を２１±２℃とし、金属ケースを陽極とした状態で１５±３Ｖの電圧を電流密度１１０±４０Ａ／ｍ2で約４０分間印加することにより、蜂の巣構造を形成した多孔質な金属酸化皮膜層を形成することができ、前記酸化皮膜層は多孔質であるために電気絶縁層がアンカー効果により、金属ケースから電気絶縁層が剥れにくくなり、また変性ポリプロピレンとして高分子鎖の末端に水酸基を形成したものとすることにより前記水酸基と金属酸化皮膜の酸素との水素結合により強固に接着した電気絶縁層を得ることができるため、コンデンサの長期使用においても封止の信頼性を向上させることができるという作用を有する。
本発明のコンデンサは、電気絶縁層がアルマイト層である構成とするものであり、この構成により、金属ケースの開口部周辺部分に電気絶縁層が設けられるもので、例えば金属ケースをアルミニウム材とし１４±１Ｗ／Ｖ％の硫酸に開口部周辺を漬けた状態で液温を２１±２℃とし、金属ケースを陽極とした状態で１５±３Ｖの電圧を電流密度１１０±４０Ａ／ｍ2で約４０分間印加することにより、アルマイト層を設けることができるが、前記のアルマイト層は欠損部分を有しており、その欠損部分を封孔するために、例えば酢酸ニッケル５．５±０．５ｇ／Ｌおよび添加剤１．５±０．５ｇ／Ｌ入れた水溶液を９０℃以上としたものに前記アルマイト層を設けた部分を１０〜２０分浸漬することにより欠損部分を封孔し、これにより金属ケースの開口部周辺に欠損部分のない電気絶縁層であるアルマイト層を設けることができるため、コンデンサの長期使用においても封止の信頼性を向上させることができるという作用を有する。
本発明のコンデンサは、金属ケースの開口部端面の形状を曲面とした構成とするものであり、この構成により、金属ケースの開口端部が曲面となっておりエッジ部分を有しないために前記開口端部においても電気絶縁層の厚みの確保が容易であり、かつ、本発明に記載のコンデンサの封口はゴム状弾性体を金属ケースの開口端部で押圧し封口する構成としているが、金属ケースの開口端部にエッジ部分を有する場合、金属ケース開口部のカール加工時において金属ケースの開口端部にローラー等が接触することにより、電気絶縁層が部分的に欠落し、その欠落した部分においては、アルカリ抑制効果を失うこととなり、例えば生産工程において電気絶縁層が部分的に欠落した部分に駆動用電解液が付着した場合、その駆動用電解液は金属ケースが極性を持つことにより、アルカリ化もしくは酸性化しゴム状弾性体の劣化を促進することとなるので、これを抑制するために金属ケースの開口端部を曲面としたもので、これにより金属ケース開口部のカール加工時にローラー等が接触しても、電気絶縁層の欠落部分の発生を抑制することができ、封止の信頼性を向上させることができるという作用を有する。
本発明のコンデンサおよびその接続方法によれば、高温、高湿の環境下で長期使用されても駆動用電解液が外部へ漏洩することのない大容量のコンデンサを提供することができる。
以下、本発明の実施の形態を添付図面にもとづいて説明する。
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態によるコンデンサの構成を示す断面図であり、図２は同コンデンサに使用されるコンデンサ素子の展開斜視図である。図１において、１０１はコンデンサ素子で、このコンデンサ素子１０１は図２に示すように、一対の電極１０２ａ、１０２ｂに夫々引出しリード１０３ａ、１０３ｂを接続し、その間にセパレータ４を介在させ、一つの電極１０２ｂの一方の端面１０２ｃを突出するように巻回することにより得られる。前記一対の電極１０２ａ、１０２ｂには、活性炭と結着剤と導電剤を少なくとも含む混合物から分極性電極が形成される。
図１は本発明の第１の実施の形態によるコンデンサの構成を示す断面図であり、図２は同コンデンサに使用されるコンデンサ素子の展開斜視図である。図１において、１０１はコンデンサ素子で、このコンデンサ素子１０１は図２に示すように、一対の電極１０２ａ、１０２ｂに夫々引出しリード１０３ａ、１０３ｂを接続し、その間にセパレータ４を介在させ、一つの電極１０２ｂの一方の端面１０２ｃを突出するように巻回することにより得られる。前記一対の電極１０２ａ、１０２ｂには、活性炭と結着剤と導電剤を少なくとも含む混合物から分極性電極が形成される。
１０５は有底筒状の金属ケース、１０６は金属ケース１０５の開口端部から少なくとも封口板１０７を固定するために設けた凹部１０５ｂまでを被覆した電気絶縁層である。
前記金属ケース１０５の内底面にはコンデンサ素子１０１の位置決め用の突起１０５ａを設けてある。
前記封口板１０７は、表面周縁に設けた円環状の突起１０７ａと、中央部に設けたコンデンサ素子１０１の位置決め用の突起１０７ｂと、前記引出しリード１０３ａ、１０３ｂを夫々接続する外部接続用の端子１０８とで構成されている。１０９は封口板１０７に配設されたゴム状弾性体である。
このような本第１の実施の形態によるコンデンサは、封口板１０７の側面が金属ケース１０５の内側面と密接することができるので、駆動用電解液が金属ケース１０５の内側面を伝わるようなことはなく、また、金属ケース１０５が陰極になった場合でも、封口部分の内側が絶縁されているので、駆動用電解液中の水分の電気化学反応も起こらなくなることから、長期使用において封止の信頼性を向上させることができる。
また、金属ケース１０５の内底面および封口板１０７に突起１０５ａ、１０７ｂを設け、この突起１０５ａ、１０７ｂによりコンデンサ素子１０１の位置決めおよび／または固定を行うことにより、コンデンサに外部より振動が加わった際でも、コンデンサ素子１０１に対するストレスを軽減することができるので、製品の耐震性を向上させることができ、かつコンデンサ使用時に内部発熱が生じた場合でも外部への放熱性を向上させることができる。
これに対して、電気絶縁層１０６を設けない金属ケース１０５で構成した場合は、金属ケース１０５は陰極であるため、金属ケース１０５の封口部分で駆動用電解液に含まれる水分が電気化学反応して水酸化物イオンを生成し、この水酸化物イオンと電解質のプラスイオンとが作用して、よりアルカリ性を呈し、このアルカリ性を呈した駆動用電解液が金属ケース１０５の内側面を伝わって、開口端部と接するゴム状弾性体１０６を劣化させ、封止性能が低下してしまう。
前記本第１の実施の形態で示すコンデンサは、一対の電極１０２ａ、１０２ｂが分極性電極を有しているので、その界面で形成される電気二重層を利用した電気二重層コンデンサとして使用することができるものであり、この電気二重層コンデンサは、大容量でかつ長期間の信頼性が必要とされる自動車電装用デバイスとして利用できる。
また、コンデンサ素子１０１の平板状の一対の電極１０２ａ、１０２ｂとして、その一方の表面に金属酸化皮膜を有する金属箔からなる電極箔を陽極とし、他の一方を粗面化した金属箔を陰極として、この金属箔の材料をアルミニウムとした構成の場合にはアルミ電解コンデンサとして使用できるものであり、主に高リプル電流化が必要なインバータ回路用として利用でき、従来のアルミ電解コンデンサよりも長期間の信頼性が得られ、かつ大電流を印加する場合の製品発熱を低減することができる。
なお、図３に示すように、金属ケース１０５の内側面から内底面にかけてテーパ状の肉厚部１１０を設けることにより、コンデンサ素子１０１の端面を容易に集合させることができるので、コンデンサ素子１０１と金属ケース１０５との接続抵抗のバラツキをより低減することができ、安定したコンデンサを得ることができる。
なお、前記テーパは金属ケース１０５の内側面に対して内底面の中心側に５°〜８５°の範囲の角度を有する。
また、図４に示すように、封口板７に設けた一対の外部接続用の端子１０８の周囲に絶縁樹脂層１０８ａ、１０８ｂを設けることにより、コンデンサに侵入する水分を完全に遮断することができ、長寿命の高信頼性のコンデンサを得ることができる。
なお、図４は夫々の外部接続用の端子１０８の周囲に絶縁樹脂層１０８ａ、１０８ｂを設けてあるが、いずれか一方だけに設けても良い。
（第２の実施の形態）
図５は本発明の第２の実施の形態によるコンデンサの構成を示す断面図であり、図６（ａ）、（ｂ）は同コンデンサに使用されるコンデンサ素子の展開斜視図と斜視図である。図５において、１１１はコンデンサ素子で、このコンデンサ素子１１１は図６（ａ）に示すように、一対の電極１１２の電極の端面１１２ａ、１１２ｂが互いに逆方向に突出するようにし、活性炭と結着剤と導電剤を少なくとも含む混合物からなる分極性電極層１１３ａ、１１３ｂを形成する。この一対の電極１１２の間にセパレータ１１４を介在させた状態で巻回することにより、同図（ｂ）に示すようなコンデンサ素子１１１を得ることができる。
図５は本発明の第２の実施の形態によるコンデンサの構成を示す断面図であり、図６（ａ）、（ｂ）は同コンデンサに使用されるコンデンサ素子の展開斜視図と斜視図である。図５において、１１１はコンデンサ素子で、このコンデンサ素子１１１は図６（ａ）に示すように、一対の電極１１２の電極の端面１１２ａ、１１２ｂが互いに逆方向に突出するようにし、活性炭と結着剤と導電剤を少なくとも含む混合物からなる分極性電極層１１３ａ、１１３ｂを形成する。この一対の電極１１２の間にセパレータ１１４を介在させた状態で巻回することにより、同図（ｂ）に示すようなコンデンサ素子１１１を得ることができる。
１１５ａ、１１５ｂは一対の電極１１２の電極の端面１１２ａ、１１２ｂの上下平面部に夫々接続された引出しリード、１１６は有底筒状の金属ケースで、金属ケース１１６の開口端部から少なくとも封口板１１７を固定するために設けた凹部１１６ｂまでを被覆した電気絶縁層１１８が設けてある。また、前記金属ケース１１６の内底面にコンデンサ素子１１１の位置決め用の突起１１６ａが設けてある。１１７は前記金属ケース１１６の開口部を封止した封口板で、この封口板１１７の表面周縁に設けた円環状の突起１１７ａと、中央部に設けたコンデンサ素子１１１の位置決め用の突起１１７ｂと、前記引出しリード１１５ａ、１１５ｂを接続する外部接続用の端子１１９ａ、１１９ｂが設けてある。１２０は封口板１１７に配設されたゴム状弾性体である。
このような本第２の実施の形態のコンデンサは、封口板１１７の側面が金属ケース１１６の内側面と密接することができるので、駆動用電解液が金属ケース１１６の内側面を伝わるようなことはなく、また、金属ケース１１６の封口部分の内側が絶縁されるので、駆動用電解液中の水分の電気化学反応も起こらなくなることから、長期使用において封止の信頼性を向上させることができる。
また、金属ケース１１６の内底面および封口板１１７に突起１１６ａ、１１７ｂを設け、この突起１１６ａ、１１７ｂによりコンデンサ素子１１１の位置決めおよび／または固定を行うことにより、コンデンサに外部より振動が加わった際でも、コンデンサ素子１１１に対するストレスを軽減することができるので、製品の耐震性を向上させることができ、かつコンデンサ使用時に内部発熱が生じた場合でも外部への放熱性を向上させることができる。
これに対して、電気絶縁層１１８を設けない金属ケース１１６で構成した場合は、金属ケース１１６は陰極であるため、金属ケース１１６の封口部分で駆動用電解液に含まれる水分が電気化学反応して水酸化物イオンを生成し、この水酸化物イオンと電解質のプラスイオンとが作用して、よりアルカリ性を呈し、このアルカリ性を呈した駆動用電解液が金属ケース１１６の内側面を伝わって、開口端部と接するゴム状弾性体１２０を劣化させ、封止性能が低下してしまう。
また、前記第１の実施の形態のコンデンサ素子１０１のように、引出しリード１０３ａ、１０３ｂの位置を制御しながら巻回する必要がなくなるので、作業の効率を飛躍的に向上させることができる。
なお、図５において、引出しリード１１５ａ、１１５ｂを電極の端面１１２ａ、１１２ｂの上下平面部に接合する手段としては金属溶射、溶接、ろう接、導電性接着剤を用いた接着などがある。
このコンデンサは、前記第１の実施の形態と同様に電気二重層コンデンサやアルミ電解コンデンサとして用いることができる。
（第３の実施の形態）
図７は本発明の第３の実施の形態によるコンデンサの構成を示した断面図であり、前記第２の実施の形態の引出しリード１１５ａ、１１５ｂの間に電気絶縁板１２１を配設した以外は第２の実施の形態と同様の構成を有する。
図７は本発明の第３の実施の形態によるコンデンサの構成を示した断面図であり、前記第２の実施の形態の引出しリード１１５ａ、１１５ｂの間に電気絶縁板１２１を配設した以外は第２の実施の形態と同様の構成を有する。
このような構成にすることにより、夫々の引出しリード１１５ａ、１１５ｂの機械的振動などによる短絡を防止し、優れた絶縁性を有するコンデンサを得ることができる。
なお、この電気絶縁板は、図８に示すように、電気絶縁板１２１の中心部に封口板１１７の突起１１７ｂが貫通する孔１２２と、駆動用電解液注入用の連通孔１２３を設けることにより、より確実にコンデンサ素子１１１を固定することができ、かつ夫々の引出しリード１１５ａ、１１５ｂを固定することもできる。
また、引出しリード１１５ｂの表面に絶縁テープを被覆することにより、絶縁性をより確実にすることができる。
（第４の実施の形態）
図９は本発明の第４の実施の形態によるコンデンサの構成を示す断面図であり、図１０（ａ）、（ｂ）は同コンデンサに使用されるコンデンサ素子の展開斜視図と斜視図で、図１１は同コンデンサに使用される集電板の斜視図である。図９において、２０１はコンデンサ素子、２０２はこのコンデンサ素子２０１の一方の電極端面２０８ａに電気的に接続された外部接続用の端子を有する集電板で、この集電板２０２は図１１に示すように、駆動用電解液を容易に通過させるための凹部２０２ｂと、コンデンサ素子２０１の電極端面２０８ａと電気的に接続される凸部２０２ｃとで構成されている。なお、この集電板２０２にはコンデンサ素子２０１の位置決め用の突起２０２ａも設けてある（図９参照）。
図９は本発明の第４の実施の形態によるコンデンサの構成を示す断面図であり、図１０（ａ）、（ｂ）は同コンデンサに使用されるコンデンサ素子の展開斜視図と斜視図で、図１１は同コンデンサに使用される集電板の斜視図である。図９において、２０１はコンデンサ素子、２０２はこのコンデンサ素子２０１の一方の電極端面２０８ａに電気的に接続された外部接続用の端子を有する集電板で、この集電板２０２は図１１に示すように、駆動用電解液を容易に通過させるための凹部２０２ｂと、コンデンサ素子２０１の電極端面２０８ａと電気的に接続される凸部２０２ｃとで構成されている。なお、この集電板２０２にはコンデンサ素子２０１の位置決め用の突起２０２ａも設けてある（図９参照）。
２０３は有底筒状の金属ケースで、この金属ケース２０３の内底面にもコンデンサ素子２０１の位置決め用の突起２０３ａと、コンデンサ素子２０１の電極端面２０８ｂと電気的に接合される凸部２０３ｂと、コンデンサ素子２０１に対して駆動用電解液の含浸が容易となるように設けた駆動用電解液通過用の凹部２０３ｃで構成されている。
２０４は金属ケース２０３の開口端部から少なくとも封口板２０５を固定するために設けた凹部までを被覆した電気絶縁層である。２０５は前記金属ケース２０３の開口部を封止した封口板で、この封口板２０５の表面周縁に設けた円環状の突起２０５ａと、中央部に設けた貫通孔２０５ｂで構成されている。２０６は封口板２０５に配設されたゴム状弾性体、２０７は封口板２０５の貫通孔内に配設された封止部材である。
前記コンデンサ素子２０１は図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、一対の電極２０８の電極端面２０８ａ、２０８ｂが互いに逆方向に突出するようにし、活性炭と結着剤と導電剤の混合物からなる分極性電極層２０９ａ、２０９ｂを形成してある。この一対の電極２０８の間にセパレータ２１０を介在させた状態で巻回することにより、同図（ｂ）に示すようなコンデンサ素子２０１を得ることができる。
また、コンデンサ素子２０１の電極端面２０８ａに集電板の凸部２０２ｃを押し当てて配設することにより、電極端面２０８ａが部分的にスエージ加工され、このスエージ加工された箇所に封口板２０５側からコンデンサ素子２０１の方向にレーザー光を照射して集電板２０２と電極端面２０８ａを接合することにより、確実に接合することができる。
また、同様にコンデンサ素子２０１の電極端面２０８ｂも金属ケース２０３の内底面の凸部２０３ｂに押し当てることにより、電極端面２０８ｂが部分的にスエージ加工される。
このような本第４の実施の形態によるコンデンサは、封口板２０５の側面が金属ケース２０３の内側面と密接するので、駆動用電解液が金属ケース２０３の内側面を伝わるようなことはなく、また、金属ケース２０３が陰極になった場合でも、封口部分の内側が絶縁されているので、駆動用電解液中の水分の電気化学反応も起こらなくなることから、長期使用において封止の信頼性を向上させることができる。
また、集電板２０２および金属ケース２０３の内底面に突起２０２ａ、２０３ａを設け、この突起２０２ａ、２０３ａによりコンデンサ素子２０１の位置決めおよび／または固定を行うことにより、コンデンサに外部より振動が加わった際でも、コンデンサ素子２０１の電極端面２０８ａ、２０８ａに対するストレスを軽減することができるので、製品の耐震性を向上させることができ、かつコンデンサ使用時に内部発熱が生じた場合でも外部への放熱性を向上させることができる。
これに対して、電気絶縁層２０４を設けない金属ケース２０３で構成した場合は、金属ケース２０３が陰極であるため、金属ケース２０３の封口部分で駆動用電解液に含まれる水分が電気化学反応して水酸化物イオンを生成し、この水酸化物イオンと電解質のプラスイオンとが作用して、よりアルカリ性を呈し、このアルカリ性を呈した駆動用電解液が金属ケース２０３の内側面を伝わって、開口端部と接するゴム状弾性体２０６を劣化させ、封止性能が低下してしまう。
なお、図９において、集電板２０２と電極端面２０８ａ、金属ケース２０３の内底面と電極端面２０８ｂを夫々接合する手段としては金属溶射、溶接、ろう接、導電性接着剤を用いた接着などがある。
前記溶接の中でもレーザー溶接を用いる場合は、集電板２０２の側から電極端面２０８ａの方向にレーザー光を照射して接合し、また、金属ケース２０３の底面の外側から電極端面２０８ｂの方向にレーザー光を照射して接合を行う。この際、レーザー光の吸収を高めるために集電板２０２の封口板２０５側の表面および金属ケース２０３の底面の外表面を例えば化学エッチングで表面処理するとレーザー光の吸収を高めることができるので、低エネルギーでの溶接が可能となり、レーザー光の照射間隔が短くなり、生産性を向上させることができる。
前記本第４の実施の形態で示すコンデンサは、分極性電極層２０９ａ、２０９ｂの界面で形成される電気二重層を利用した電気二重層コンデンサとして使用することができるものであり、この電気二重層コンデンサは、大容量でかつ長期間の信頼性が必要とされる自動車電装用デバイスとして利用できる。
また、コンデンサ素子２０１の平板状の一対の電極２０８として、表面に金属酸化皮膜を有する金属箔からなる電極箔を陽極とし、他の一方を粗面化した金属箔を陰極として、この金属箔の材料をアルミニウムとした構成の場合にはアルミ電解コンデンサとして使用できるものであり、主に高リプル電流化が必要なインバータ回路用として利用でき、従来のアルミ電解コンデンサよりも長期間の信頼性が得られ、かつ大電流を印加する場合の製品発熱を低減することができる。
（第５の実施の形態）
図１２は本発明の第５の実施の形態によるコンデンサの構成を示した断面図であり、前記第４の実施の形態の金属ケース２０３の外底面に外部接続用の端子２１１を設けた以外は第４の実施の形態と同様の構成を有する。
図１２は本発明の第５の実施の形態によるコンデンサの構成を示した断面図であり、前記第４の実施の形態の金属ケース２０３の外底面に外部接続用の端子２１１を設けた以外は第４の実施の形態と同様の構成を有する。
このような構成にすることにより、コンデンサとコンデンサを容易で確実に接続することができるというものである。
なお、外部接続用の端子２１１の形状は、円柱状の外部をネジ切りした形状のものや、平板状でその中心部付近に取り付け用の孔を有した形状を有するもので、製品使用状況に応じて選択する。
（第６の実施の形態）
図１３は本発明の第６の実施の形態におけるコンデンサの構成を示した断面図であり、前記第５の実施の形態の封口板２０５の貫通孔２０５ｂと接する集電板２０２の外部接続用の端子の部分に電気絶縁層２１３を設けた以外は第５の実施の形態と同様の構成を有する。
図１３は本発明の第６の実施の形態におけるコンデンサの構成を示した断面図であり、前記第５の実施の形態の封口板２０５の貫通孔２０５ｂと接する集電板２０２の外部接続用の端子の部分に電気絶縁層２１３を設けた以外は第５の実施の形態と同様の構成を有する。
ここで、集電板２０２側のコンデンサ素子２０１の電極端面を陽極面、コンデンサ素子２０１の他方の電極端面を陰極面として、例えば駆動用電解液の溶質としてテトラエチルアンモニウムフルオロボレートを用いた場合、陽極となった集電板２０２の付近では駆動用電解液中のマイナスイオンであるテトラフルオロボレートアニオンが近づき、前記（化１）を経て（化２）に示す反応により駆動用電解液中にヒドロニウムイオンが生成し、集電板２０２付近の駆動用電解液は酸性を呈する。
前記図１３のように集電板２０２の外部接続用の端子に電気絶縁層２１３を設けることにより、駆動用電解液の酸性成分が外部接続用の端子の表面を伝わって封口板２０５の貫通孔内に配設した封止部材２０７が劣化するのを防止することができ、また、その付近でのヒドロニウムイオンの生成も抑えることができるので、これにより、ゴム材料を主成分とする封止部材２０７の化学的な劣化を抑制し、長期使用において封止の信頼性を向上させることができるという効果を有する。
（第７の実施の形態）
図１４は本発明の第７の実施の形態によるコンデンサの構成を示した断面図であり、前記第５の実施の形態において、集電板２０２と封口板２０５の代わりに、集電板と封口板を兼ね備えた封口集電板２１２と、コンデンサ素子２０１の巻芯部に中空状の芯材２１５を用いたコンデンサである。
図１４は本発明の第７の実施の形態によるコンデンサの構成を示した断面図であり、前記第５の実施の形態において、集電板２０２と封口板２０５の代わりに、集電板と封口板を兼ね備えた封口集電板２１２と、コンデンサ素子２０１の巻芯部に中空状の芯材２１５を用いたコンデンサである。
前記封口集電板２１２は、コンデンサ素子２０１の位置決め固定用の突起２１２ａと、この封口集電板２１２の外周端にコンデンサ素子２０１と接合される側に円環状の凸部２１２ｂを設け、さらに、その周辺を電気絶縁層（図示せず）を形成した構成を有している。
この封口集電板２１２で金属ケース２０３を封口する際、断面形状がＬ字形のゴム状弾性体２１３、２１４で封口集電板２１２の外周端を挟み込むように配設して封口する。
また、コンデンサ素子２０１の巻芯部に配設した中空状の芯材２１５は、一対の電極とセパレータを堅く巻くことができ、巻きずれを軽減して電極間の距離を短くすることができるので、コンデンサの内部抵抗を低減することができる。
また、コンデンサに外部より振動が加わっても、コンデンサ素子２０１の電極端面に対するストレスを軽減することができるため、製品の耐震性を向上させることができる。
さらに、中空状の芯材２１５が金属を用い、その金属部分を封口集電板２１２もしくは金属ケース２０３と接触させることにより、使用時に内部発熱が発生した場合でも、封口集電板２１２もしくは金属ケース２０３から外部へ放熱させることができる。
このような本第７の実施の形態によるコンデンサは、封口集電板２１２が前記第５の実施の形態で示した封口板２０５と集電板２０２の役割を果たすため、封口板２０５の貫通孔がなくなり、封止の信頼性をより高めることができる。また、大幅な低背化が可能となり、かつ部品点数をより削減することができる。
（第８の実施の形態）
図１５は本発明の第８の実施の形態におけるコンデンサの構成を示した断面図であり、前記第７の実施の形態において、金属ケース２０３および封口集電板２１２を他の形状にしたコンデンサである。同図において、２１６はコンデンサ素子２０１の一方の電極端面２０８ａに電気的に接続された外部接続用の端子を有する封口集電板、２１６ａは封口集電板２１６のコンデンサ素子２０１と接続される側の外周部に設けられた円環状の凸部、２１６ｂは封口集電板２１６の側面部に設けられた封口集電板２１６の固定用の凹部、２１７は封口集電板２１６の外周部の円環状の突部周辺に設けられた電気絶縁層である。
図１５は本発明の第８の実施の形態におけるコンデンサの構成を示した断面図であり、前記第７の実施の形態において、金属ケース２０３および封口集電板２１２を他の形状にしたコンデンサである。同図において、２１６はコンデンサ素子２０１の一方の電極端面２０８ａに電気的に接続された外部接続用の端子を有する封口集電板、２１６ａは封口集電板２１６のコンデンサ素子２０１と接続される側の外周部に設けられた円環状の凸部、２１６ｂは封口集電板２１６の側面部に設けられた封口集電板２１６の固定用の凹部、２１７は封口集電板２１６の外周部の円環状の突部周辺に設けられた電気絶縁層である。
また、２１８は金属ケースで、この金属ケース２１８の内底面に金属ケース２１８の内側面から内底面にかけてテーパー状の肉厚部２１８ａを設けてある。このテーパーは金属ケース２１８の内側面に対して金属ケース２１８の内底面の中心側に５°〜８５°の範囲の角度を有している。
このような本第８の実施の形態によるコンデンサは、封口集電板２１６の封止をより高めることができ、長期使用において高信頼性のコンデンサを得ることができる。
また、封口集電板２１６の外周部に設けた円環状の凸部２１６ａと、金属ケース２１８の内側面から内底面にかけて設けたテーパー状の肉厚部２１８ａにより、コンデンサ素子２０１の両電極端面を容易に集合させることができるので、コンデンサ素子２０１と封口集電板２１６およびコンデンサ素子２０１と金属ケース２１８との接続抵抗のバラツキをより低減することができ、安定したコンデンサを得ることができる。
（第９の実施の形態）
図１６は本発明の第９の実施の形態によるコンデンサの接続方法を示した側面図である。同図において、２２１、２２２はコンデンサ本体、２２１ａ、２２２ａはコンデンサ２２１、２２２の夫々の外部接続用の端子、２２３はろう付けもしくは溶接部である。
図１６は本発明の第９の実施の形態によるコンデンサの接続方法を示した側面図である。同図において、２２１、２２２はコンデンサ本体、２２１ａ、２２２ａはコンデンサ２２１、２２２の夫々の外部接続用の端子、２２３はろう付けもしくは溶接部である。
このコンデンサ本体２２１、２２２は前記第４の実施の形態で示した構成のコンデンサである。また、この接続によるコンデンサの極性は、コンデンサ２２１の外部接続用の端子２２１ａがプラスで、コンデンサ２２２の外部接続用の端子２２２ａがマイナスになる（外部接続用の端子２２１ａ、２２２ａの極性の逆も成り立つ）。
このようにコンデンサを直列に接続する方法により、夫々のコンデンサ２２１、２２２から駆動用電解液が漏洩することはなく、また、コンデンサ本体２２１、２２２の接続をろう付けもしくは溶接部で容易に接続することができるため、接続の作業効率を飛躍的に向上させることができるものである。
なお、ろう付けの方法として、金属ケースの側面の一部分に導電性の銀ペイントを塗布したのち、その塗布した銀ペイントを金属ケースの間で挟むようにしてコンデンサを固定して接続を行う。
また、溶接の方法としては、金属ケースと工具の間で発生する摩擦熱で材料を軟化させると同時に、工具の回転により材料を混ぜ合わせることで接合する摩擦攪拌接合により金属ケース間の接続を行う。
この摩擦攪拌接合は従来のアーク溶接やレーザー溶接とは異なり、材料を溶解させないで強固に接合できるため、接合後の変形・歪みが小さく、かつ接合欠陥も少ないため、金属ケースに欠損部分が生じてコンデンサ内部の駆動用電解液が漏出するということはなくなる。
（第１０の実施の形態）
図１７は本発明の第１０の実施の形態によるコンデンサの接続方法を示した側面図である。同図において、２２４、２２５はコンデンサ本体、２２６は接続部材である。
図１７は本発明の第１０の実施の形態によるコンデンサの接続方法を示した側面図である。同図において、２２４、２２５はコンデンサ本体、２２６は接続部材である。
このコンデンサ本体２２４、２２５は前記第４の実施の形態で示した構成のコンデンサである。
このように本第１０の実施の形態によるコンデンサの接続方法は、コンデンサ本体２２４、２２５の底面部と接続部材２２６の平面どうしを重ね合わせてろう付けしており、広い接続面を確保することができるため、接続部の電気抵抗がより小さくなり、大電流で使用される際、その接続部の発熱を抑えることができるものである。
また、コンデンサ本体２２４、２２５の底面部と接続部材２２６の平面どうしを重ね合わせてイナートガスアーク溶接を施した場合は、金属結合が接続されるので、直列に接続されたコンデンサに機械的なストレスが加えられても、その接続部が破断し、断線を生じることがなく、また、金属結合により接続された接続部には酸化物がないことから、接続部材２２６の電気抵抗の劣化を低減することができるという効果を有する。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、2003年3月19日出願の日本特許出願Ｎｏ．2003-075676、2003年3月19日
出願の日本特許出願Ｎｏ．2003-075677に基づくものであり、その内容はここに参照と
して取り込まれる。
出願の日本特許出願Ｎｏ．2003-075677に基づくものであり、その内容はここに参照と
して取り込まれる。
以上のように本発明のコンデンサは、平板状の一対の電極の間にセパレータを介在させて巻回することにより構成された中空状のコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を駆動用電解液と共に収納する有底筒状の金属ケースと、前記金属ケースの開口部を封口する外部接続用の端子を設けた封口板とを有し、前記封口板の表面周縁にゴム状弾性体を配置し、かつ前記金属ケースの開口端部から封口板を固定するために設けた凹部までを被覆した電気絶縁層を設け、前記ゴム状弾性体を前記金属ケースの開口端部で押圧した構成とすることにより、封口板の側面と金属ケースの内側面を密接することができるので、駆動用電解液が金属ケースの内側面を伝わるようなことはなく、また、金属ケースの封口部分の内側が絶縁されるので、駆動用電解液中の水分の電気化学反応も起こらなくなることから、より長期間において封止の信頼性を向上させることができる効果を奏する。
また、コンデンサの充放電時にコンデンサ内部で発生した熱がコンデンサ素子の突出した端面部分から容易に金属ケースに放熱されるため、熱を容易に外部へ放出させることができるという効果を奏するものである。
本発明のコンデンサは、平板状の一対の電極をその間にセパレータを介在させかつ各々の電極端面が互いに逆方向に突出するようにして巻回することにより構成された中空状のコンデンサ素子と、このコンデンサ素子の電極端面の一方を内底面に電気的に接続して駆動用電解液と共に収納する有底筒状の金属ケースと、前記コンデンサ素子の他方の電極端面に電気的に接続した外部接続用の端子を有する集電板と、前記金属ケースの開口部を前記集電板の外部接続用の端子を貫通させて封口した封口板とを有し、前記封口板の表面周縁にゴム状弾性体を配設し、かつ前記金属ケースの開口端部から少なくとも封口板を固定するために設けた凹部までの内面に電気絶縁層を設け、前記ゴム状弾性体を前記金属ケースの開口部端部で押圧した構成とすることにより、金属ケースの内側の開口部近傍が絶縁されるので、その開口部近傍には電気化学反応によるアルカリ性を呈しないので、ゴム状弾性体の化学的な劣化を抑制し、長期使用での封止の信頼性を向上させることができる。
また、コンデンサの充放電時にコンデンサ内部で発生した熱がコンデンサ素子の突出した端面部分から容易に金属ケースに伝導されるため、熱を容易に外部へ放出させることができるという効果を奏するものである。
１０１ コンデンサ素子
１０２ａ、１０２ｂ 一対の電極
１０２ｃ 電極の端面
１０３ａ、１０３ｂ 引出しリード
１０４ セパレータ
１０５ 金属ケース
１０５ａ 位置決め用の突起
１０５ｂ 凹部
１０６ 電気絶縁層
１０７ 封口板
１０７ａ 封口板に設けた円環状の突起
１０７ｂ 位置決め用の突起
１０８ 外部接続用の端子
１０９ ゴム状弾性体
２０１ コンデンサ素子
２０２ 集電板
２０２ａ 集電板の突起
２０２ｂ 集電板の凹部
２０２ｃ 集電板の凸部
２０３ 金属ケース
２０３ａ 金属ケースの内底面の突起
２０３ｂ 金属ケースの内底面の凸部
２０３ｃ 金属ケースの凹部
２０４ 電気絶縁層
２０５ 封口板
２０５ａ 封口板の表面周縁に設けた突起
２０５ｂ 貫通孔、２０６ ゴム状弾性体
２０７ 封止部材
２０８ａ、２０８ｂ 電極端面
１０２ａ、１０２ｂ 一対の電極
１０２ｃ 電極の端面
１０３ａ、１０３ｂ 引出しリード
１０４ セパレータ
１０５ 金属ケース
１０５ａ 位置決め用の突起
１０５ｂ 凹部
１０６ 電気絶縁層
１０７ 封口板
１０７ａ 封口板に設けた円環状の突起
１０７ｂ 位置決め用の突起
１０８ 外部接続用の端子
１０９ ゴム状弾性体
２０１ コンデンサ素子
２０２ 集電板
２０２ａ 集電板の突起
２０２ｂ 集電板の凹部
２０２ｃ 集電板の凸部
２０３ 金属ケース
２０３ａ 金属ケースの内底面の突起
２０３ｂ 金属ケースの内底面の凸部
２０３ｃ 金属ケースの凹部
２０４ 電気絶縁層
２０５ 封口板
２０５ａ 封口板の表面周縁に設けた突起
２０５ｂ 貫通孔、２０６ ゴム状弾性体
２０７ 封止部材
２０８ａ、２０８ｂ 電極端面
Claims (28)
- 平板状の一対の電極の間にセパレータを介在させて巻回することにより構成された中空状のコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子を駆動用電解液と共に収納するとともに前記一対の電極の一方に接続された有底筒状の金属ケースと、この金属ケースの開口部を封口する外部接続用の端子を設けた封口板と、前記封口板の表面周縁に配設されたゴム状弾性体と、を有し、
前記金属ケースは、封口板を固定するために設けられた凹部を具備し、前記金属ケースの開口端部から前記凹部までを両面から連続的に挟み込むように被覆した電気絶縁層を設け、前記ゴム状弾性体を前記金属ケースの開口端部で押圧したコンデンサ。 - 前記コンデンサ素子が、一対の電極に夫々引出しリードを接続し、この引出しリードの突出方向とは逆方向に１つの電極の端面を突出させたものである請求項１に記載のコンデンサ。
- 前記コンデンサ素子が、一対の電極の端面を互いに逆方向に突出させ、その電極の端面の平面部に夫々引出しリードを接続したものである請求項１または２に記載のコンデンサ。
- 夫々の引出しリード間に電気絶縁板を配設したものである請求項１に記載のコンデンサ。
- 電気絶縁層がポリアミノアミド化合物もしくは変性ポリオレフィン系樹脂である請求項１に記載のコンデンサ。
- 平板状の一対の電極が、金属箔または導電性高分子からなる集電体表面に活性炭と結着剤と導電剤を少なくとも含む混合物からなる分極性電極層を形成したものである請求項１に記載のコンデンサ。
- 平板状の一対の電極が、表面に金属酸化皮膜を有する金属箔を少なくとも一方に用いた請求項１に記載のコンデンサ。
- コンデンサ素子の中心部に中空状の芯材を配設するとともに、金属ケースの内底面および封口板に、コンデンサ素子の中心部の位置決めおよび／または固定を行う突起を設けた請求項１に記載のコンデンサ。
- 金属ケースの内底面と内側面に接するようにテーパー状の肉厚部を設けた請求項１乃至３のいずれか１項に記載のコンデンサ。
- 前記コンデンサ素子は、各々の電極端面が互いに逆方向に突出し、前記金属ケースは、このコンデンサ素子の電極端面の一方を内底面に電気的に接続し、前記コンデンサ素子の他方の電極端面に電気的に接続した外部接続用の端子を有する集電板を有し、前記封口板は、前記集電板の外部接続用の端子を貫通させた請求項１に記載のコンデンサ。
- 金属ケースの外底面に外部接続用の端子を設けた請求項１０に記載のコンデンサ。
- 外部接続用の端子を有する集電板が封口板を兼ね備えた金属からなる封口集電板である請求項１０または１１に記載のコンデンサ。
- 封口板または封口集電板のゴム状弾性体と接する表面周縁に円環状の凸部を設けた請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載のコンデンサ。
- 集電板の外部接続用の端子と接する封口板の貫通孔内に封止部材を配設した請求項１０または１１に記載のコンデンサ。
- 封口板の貫通孔と接する集電板の外部接続用の端子の面に電気絶縁層を設けた請求項１４に記載のコンデンサ。
- 封口集電板のコンデンサ素子と接合される側の外周部に円環状の凸部を設け、かつ前記円環状の凸部を含む外周部周辺に電気絶縁層を設けた請求項１２に記載のコンデンサ。
- 金属ケースの内底面、集電板、封口集電板の少なくとも１つにコンデンサ素子の中心部の位置決めおよび／または固定を行う突起を設けた請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載のコンデンサ。
- 電気絶縁層がポリアミノアミド化合物もしくは変性ポリオレフィン系樹脂である請求項１５または１６に記載のコンデンサ。
- 平板状の一対の電極が、金属箔または導電性高分子からなる集電体表面に活性炭と結着剤と導電剤を少なくとも含む混合物からなる分極性電極層を電極端面部分を除いて形成したものである請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載のコンデンサ。
- 平板状の一対の電極が、表面に金属酸化皮膜を有する金属箔を少なくとも一方に用いた請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載のコンデンサ。
- コンデンサ素子の中心部に中空状の芯材を配設した請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載のコンデンサ。
- 金属ケースの内底面と内側面に接するようにテーパー状の肉厚部を設けた請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載のコンデンサ。
- 請求項１０に記載のコンデンサを複数接続する接続方法において、金属ケースの外底面部もしくは外側面部をろう付けおよび／または溶接することにより接続するようにしたコンデンサの接続方法。
- 接続するときに接続部材を用いるようにした請求項２３に記載のコンデンサの接続方法。
- 電気絶縁層がアクリル−メラミン系樹脂である請求項１または１５に記載のコンデンサ。
- 金属ケースに対する電気絶縁層配設の前処理として、前記金属ケースに脱脂処理または粗面化処理または酸化皮膜形成処理の少なくとも一つを行った請求項１、４、１５、１６、１８、２５のいずれか１項に記載のコンデンサ。
- 電気絶縁層がアルマイト層である請求項１または１５に記載のコンデンサ。
- 金属ケースの開口部端面の形状を曲面とした請求項１または１０に記載のコンデンサ。
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