JP5130942B2 - Capacitors - Google Patents
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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キャパシタ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18はこの種の従来のキャパシタの構成を示した断面図であり、図18において、2
5は素子、25aはこの素子25に形成された中空部を示し、この素子25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、この素子25の両端面(図18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したものである。
FIG. 18 is a cross-sectional view showing the structure of this type of conventional capacitor. In FIG.
26は上記素子25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円筒状の金属ケース、26aは素子25の中空部25a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26aを素子25の中空部25a内に嵌め込んで金属ケース26内に挿入された素子25の陰極側の端面を金属ケース26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ようにしたものである。26bはこの金属ケース26に施された断面V字形の絞り加工部であり、素子25の図中における上部側の端面周縁を外方から押さえ込むようにしているものである。
27はアルミニウム製の端子板、27aはこの端子板27の外面側に一体で設けられた外部接続用の陽極端子、27bは内面側に設けられた上記素子25の陽極側の端面との接合部、27cは素子25の中空部25a内に嵌まり込む突起であり、素子25の陽極側の端面を上記接合部27b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ようにしたものである。
27 is a terminal board made of aluminum, 27a is an anode terminal for external connection integrally provided on the outer surface side of the
28はリング状に形成されて上記金属ケース26に施された絞り加工部26bの上端に配設された絶縁リングであり、この絶縁リング28は上記金属ケース26の内面と端子板27の外周面との間から端子板27の内面周縁の一部に繋がるように形成されることにより、端子板27と金属ケース26間の絶縁を保つようにしたものである。
29は絶縁性のゴムからなるリング状の封口ゴムであり、上記端子板27の表面周縁に配設された状態で、この封口ゴム29を介在させて上記金属ケース26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ている)して、カール部26cを形成することによって封止したものである。
Reference numeral 29 denotes a ring-shaped sealing rubber made of an insulating rubber, and is disposed around the surface periphery of the
このように構成された従来のキャパシタは、素子25の両端面に形成された一対の電極を端子板27の内面、金属ケース26の内底面に夫々接合することにより、部品点数の削減と小型化が図れるというものであった(特許文献1)。
In the conventional capacitor thus configured, a pair of electrodes formed on both end surfaces of the
また、図19は同じく従来のキャパシタの他の構成を示した断面図、図20は同キャパシタ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19と図20において、30は素子、30aは中空部を示し、この素子30の両端面(図19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。
19 is a cross-sectional view showing another configuration of the conventional capacitor, FIG. 20 is a cross-sectional view showing a configuration of a pressure regulating valve provided in the capacitor, and in FIGS. An
31は上記素子30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金属ケース、31aはこの金属ケース31の外底面に設けられた陰極端子、31bは内底面に設けられた突起であり、この突起31bを上記素子30の中空部30a内に嵌め込み、素子30の陰極側の端面を金属ケース31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。
31 is a metal case made of aluminum containing the
32はアルミニウム製の封口板、32aはこの封口板32の表面側に設けられた陽極端子、32bは内面側に設けられた突起、32cは電解液注入用の孔であり、素子30の陽極側の端面を封口板32の内面にレーザー溶接などによって機械的、かつ電気的に接合すると共に、この封口板32の周縁上で上記金属ケース31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ている)することによって封止して構成されたものである。
32 is an aluminum sealing plate, 32a is an anode terminal provided on the surface side of the
33は上記封口板32の表面側に設けられた圧力調整弁であり、この圧力調整弁33は図20にその詳細を示すように、上記電解液注入用の孔32c上にガス透過性部材34と閉塞体35を配設し、これらを外部と連通する孔36aを有する金属キャップ36で覆うように固定することにより、閉塞体35を常時閉塞する方向に付勢しているものである。また、この金属キャップ36の固定は、予め封口板32に電解液注入用の孔32cの周囲を囲うようにして設けられた円環状の凸部32dをカシメ加工等により変形させて金属キャップ36に押し当てることにより固定したものである。
33 is a pressure regulating valve provided on the surface side of the
また、上記圧力調整弁33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33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33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34を密着配設することにより、駆動用電解液が閉塞体35に付着して圧力調整弁33の機能を損なうことがなく、かつ、圧力調整弁33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。
In addition, the
このように構成された従来のキャパシタは、電解液注入用の孔32cに圧力調整弁33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軽減することができ、より信頼性の高いキャパシタを得ることができるというものであった(特許文献2)。
しかしながら上記図18に示した従来のキャパシタ(図19、図20に示した従来のキャパシタも同様)では、素子25の両端面に形成された一対の電極を端子板27の内面、金属ケース26の内底面に夫々レーザー溶接によって機械的、かつ電気的に接合することにより、部品点数の削減と小型化が図れるというものであるが、上記レーザー溶接は端子板27、金属ケース26の外部から夫々レーザー光を照射して行う方法であるために、溶接状態を確認することが難しいばかりでなく、溶接条件も狭い範囲内に限定された厳しいものになってしまうため、電極引き出しのための接続に纏わる信頼性の保証が難しいという課題があった。
However, in the conventional capacitor shown in FIG. 18 (the conventional capacitors shown in FIGS. 19 and 20 are also the same), the pair of electrodes formed on both end surfaces of the
また、上記図19、図20に示した従来のキャパシタでは、電解液注入用の孔32cに圧力調整弁33を装着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、圧力調整弁33は、キャパシタを組み立て、電解液注入用の孔32cから駆動用電解液を注入した後、電解液注入用の孔32c上に各部材を直接組み込むことにより装着するようにしているため、組み立て精度のバラツキがそのまま動作バラツキに繋がり、圧力調整弁33の性能にバラツキが発生し易いという課題に加え、動作確認を圧力調整弁33単体で行うことができないという課題があった。
In the conventional capacitors shown in FIGS. 19 and 20, the
更に、自動車用の用途においては過酷な使用環境からより高い信頼性が要求されるようになってきており、特に高温においても高い動作性能を示す圧力調整弁が求められているという課題もあった。 Furthermore, in automobile applications, higher reliability has been demanded from harsh usage environments, and there has been a problem that there is a demand for a pressure regulating valve that exhibits high operating performance even at high temperatures. .
本発明はこのような従来の課題を解決し、電極引き出しのための接続に纏わる信頼性を高い次元で保証すると共に、動作バラツキが少なく、高温においても高い動作性能を示し、かつ、単体での検査も可能な圧力調整弁を備えたキャパシタを提供することを目的とするものである。 The present invention solves such a conventional problem, guarantees a high level of reliability related to connection for electrode lead-out, exhibits little operation variation, exhibits high operation performance even at high temperatures, and is a single unit. An object of the present invention is to provide a capacitor including a pressure regulating valve that can be inspected.
上記課題を解決するために本発明は、素子と、この素子の各電極に夫々接合された一枚の平板状金属を加工した集電板と、上記素子を駆動用電解液と共に収容し、かつ、素子の一方の電極に接合された集電板を内底面に接合した有底筒状の金属ケースと、上記素子の他方の電極に接合された集電板の下面に接合して上記金属ケースの開口部に配設された端子板と、この端子板に設けられた圧力調整弁と、上記端子板の外周面と金属ケースの内周面の間に配設されて相互を絶縁すると共に、金属ケースを加工することにより圧縮されて封止を行う円環状の封口ゴムからなり、上記端子板の下端に設けかつ封口ゴムの下面に円環状に設けた鍔部と、上記素子の他方の電極に上記集電板の下面を接合し、上記集電板の上面の周縁に上記端子板の上記鍔部の下面を円環状に重ね合わせて直接接合した構成のものである。 In order to solve the above problems, the present invention contains an element, a current collector plate processed from a single flat metal bonded to each electrode of the element, the element together with a driving electrolyte, and a bottomed cylindrical metal case joined to the inner bottom surface of the bonded collector plate to one of the electrodes of the element, the metal bonded under surface of the current collector plate joined to the other electrode of the device case and the terminal plate which is disposed in the opening of insulating a pressure regulating valve provided in the terminal plate, the cross is disposed between the inner peripheral surface of the outer peripheral surface and the metal case of the terminal plate together consist annular sealing rubber to perform sealing is compressed by processing the metal casing, provided at a lower end of said terminal plate and a flange portion provided in the annular to the lower surface of the sealing rubber, the upper Symbol element the other electrode is joined to the lower surface of the current collecting plate, above the terminal plate on the periphery of the upper surface of the current collecting plate Those of the joined structure directly to the lower surface of the parts superposed annular.
また、上記圧力調整弁が、外部との連通孔を有した金属製のキャップ内にブチルゴム製のパッキンとシリコンゴム製の弁体を重ねて配設し、このキャップの開口部にリング状のワッシャを圧入してパッキンと弁体を圧縮状態で保持した弁ユニットと、上記端子板に設けられた電解液注入用の孔の上部に配設されたリング状の押さえゴムならびにガス透過性シートからなり、上記弁ユニットを端子板に結合することによって押さえゴムを圧縮状態で保持した構成のものである。 In addition, the pressure regulating valve is disposed by overlapping a butyl rubber packing and a silicon rubber valve body in a metal cap having a communication hole with the outside, and a ring-shaped washer at an opening of the cap. A valve unit that holds the packing and the valve body in a compressed state, and a ring-shaped pressing rubber and a gas permeable sheet disposed above the hole for electrolyte injection provided on the terminal plate. The pressure rubber is held in a compressed state by coupling the valve unit to a terminal plate.
以上のように本発明によるキャパシタは、素子の両端面の各電極に夫々集電板を接合し、この集電板を端子板、金属ケースに夫々接合するようにした構成により、素子に集電板を接合した時点で接合状態の確認や検査を容易に行うことができるばかりでなく、この集電板を端子板、金属ケースに夫々接合する際に、幅広い溶接条件で行えるために作業が容易になり、電極引き出しのための接続に纏わる信頼性を大きく向上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。 As described above, the capacitor according to the present invention has a structure in which a current collecting plate is joined to each electrode on both end faces of the device, and this current collecting plate is joined to a terminal plate and a metal case, respectively. Not only can the confirmation and inspection of the joining state be performed easily at the time of joining the plates, but also the work can be done easily because a wide range of welding conditions can be used when joining the current collector plate to the terminal plate and metal case. Thus, it is possible to greatly improve the reliability associated with the connection for extracting the electrodes.
また、弁体を配設したキャップにワッシャを圧入することによって弁体を圧縮状態で保持した弁ユニットを構成した圧力調整弁により、弁ユニットとしての組み立て精度を大きく向上させることができるようになるため、圧力調整弁としての動作バラツキを低減し、安定した性能を発揮することができるようになるばかりでなく、弁ユニット単体で圧力調整弁としての動作確認を行うことが可能になるという効果が得られるものである。 In addition, the pressure adjustment valve that constitutes the valve unit that holds the valve body in a compressed state by press-fitting a washer into the cap provided with the valve body can greatly improve the assembly accuracy of the valve unit. Therefore, not only can the operation variation as a pressure regulating valve be reduced and stable performance can be demonstrated, but also the operation of the pressure regulating valve as a single unit can be confirmed. It is obtained.
(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1〜3、5〜7に記載の発明について説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the first to third aspects 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によるキャパシタの構成を示した断面図、図2は同キャパシタの封口部分を示した要部断面図、図3は同キャパシタに使用される素子の両端面の電極に集電板を接合する前の状態を示した斜視図、図4は同集電板を接合した状態を示した断面図、図5は図4の陽極集電板に端子板を接合した状態を示した断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a capacitor according to
図1〜図5において、1は素子、1cはこの素子1に形成された中空部を示し、この素子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、この素子1の両端面(図1において上下方向)から陽極1a(図1において上側)と陰極1b(図1において下側)を夫々取り出すようにしたものである。
1 to 5,
2は上記素子1の一方の端面に形成された陽極1aに接合された陽極集電板、3は同じく素子1の他方の端面に形成された陰極1bに接合された陰極集電板であり、この陽極集電板2と陰極集電板3は夫々アルミニウム板を加工することにより形成され、素子1の陽極1a、陰極1bに夫々重ね合わせてレーザー溶接することにより、機械的、かつ電気的に接合しているものである。
2 is an anode current collecting plate joined to the anode 1a formed on one end face of the
4は端子板、4aはこの端子板4の下端に設けた鍔部であり、この端子板4を上記素子1の陽極1aに接合された陽極集電板2上に重ね合わせ、端子板4に設けた鍔部4aの上面側からレーザー溶接することにより、鍔部4aと陽極集電板2の周縁とを、機械的、かつ電気的に接合しているものであり、これにより、素子1の陽極1aを端子板4から取り出すようにしているものである。
4 is a terminal plate, 4a is a flange provided at the lower end of the
5は上記陽極集電板2と陰極集電板3、ならびに端子板4が接合された素子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円筒状の金属ケース、5aはこの金属ケース5の内底面を部分的に凸状に形成することによって設けられた接合部であり、上記素子1をこの金属ケース5内に挿入した後、素子1の陰極1bに接合された陰極集電板3と金属ケース5に設けた接合部5aとを密着して金属ケース5の外底面側からレーザー溶接することにより、機械的、かつ電気的に接合しているものであり、これにより、素子1の陰極1bを金属ケース5から取り出すようにしているものである。
なお、上記金属ケース5の開口部側の周面の一部を窪ませることにより形成した平面部5dは、このキャパシタを図示しない接続部材を介して複数個接続してユニット化する際に、金属ケース5に平面部5dを設けることによって上記接続部材をレーザー溶接し易いようにしたものであり、本発明とは直接関係なく、また、必要不可欠なものではない。
The
6は上記端子板4に設けられた電解液注入用の孔4bを塞ぐように結合された圧力調整弁(詳細は後述する)、7は絶縁性ゴムからなる封口ゴム(詳細は後述する)であり、この封口ゴム7を上記端子板4の下端に設けた鍔部4aの上面に配設した状態で、上記金属ケース5の開口部近傍を外周から絞り加工(横溝絞り加工部5b)することによって封口ゴム7を圧縮すると共に、金属ケース5の開口端をカーリング加工(カーリング加工部5c)して封口ゴム7の上面を押さえ込むようにすることによって封止を行うようにしているものである。
6 is a pressure regulating valve (details will be described later) connected so as to close the
また、図6(a)、(b)は上記素子1の陽極1aに接合された陽極集電板2の構成を示した平面図と正面断面図、図7(a)、(b)は同じく素子1の陰極1bに接合された陰極集電板3の構成を示した平面図と正面断面図であり、陽極集電板2、陰極集電板3共に、素子1に形成された中空部1cに嵌まり込む凸部2a、3aが設けられると共に、駆動用電解液が通過するための孔2b、3bが設けられているものである。なお、この駆動用電解液が通過するための孔2b、3bは、陽極集電板2側から駆動用電解液を注入する関係上、陽極集電板2により多くの孔2bを設けるようにしているものである。
6A and 6B are a plan view and a front sectional view showing the configuration of the anode
また、図8(a)、(b)は上記陽極集電板2と重ね合わせて接合されるアルミニウム製の端子板4の構成を示した平面図と正面断面図であり、図8において、4aは下端に設けた鍔部、4bは駆動用電解液注入用の孔、4cは後述する圧力調整弁6を装着するための凹部、4dは同じく圧力調整弁6をカシメ結合するための突起である。
FIGS. 8A and 8B are a plan view and a front sectional view showing the structure of an
また、図9(a)、(b)は上記金属ケース5の開口部の封止を行う絶縁性ゴム(本実施の形態においてはブチルゴムを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない)からなる円環状の封口ゴム7の構成を示した平面図と正面断面図であり、図9において、7aは上端内周部に突出するように設けた円環状の壁部、7bは下端外周部に突出するように設けた円環状の壁部である。そして、このように構成された上側の壁部7aは端子板4の上部側の外周面に密着し、下側の壁部7bは端子板4の下部側ならびに陽極集電板2の外周面と金属ケース5の内周面間に密着するようにしたものである。なお、この上側の壁部7a、下側の壁部7bは、必ずしも両方に必要なものではなく、製品設計上で必要な部分のいずれか一方のみに設けるだけでも良いものである。
FIGS. 9A and 9B show an insulating rubber for sealing the opening of the metal case 5 (in this embodiment, butyl rubber is used, but the present invention is not limited to this). FIG. 9 is a plan view and a front sectional view showing the structure of an annular sealing rubber 7 made up of (a), and in FIG. 9, 7a is an annular wall provided so as to protrude from the inner periphery of the upper end, and 7b is the lower end. It is an annular wall provided so as to protrude from the outer periphery. The upper wall portion 7a thus configured is in close contact with the outer peripheral surface of the upper side of the
また、図10は上記端子板4の電解液注入用の孔4bを塞ぐように結合された圧力調整弁6の構成を示した断面図、図11は同圧力調整弁を分解して示した断面図であり、図10と図11において、8は開口端に鍔部8aを設けると共に、外部と連通する孔8bを設けた有底円筒状のステンレス製のキャップ、9は有底円筒状に形成されたシリコンゴム製の弁体、10はブチルゴム製のパッキン、11は中央部に孔11aを設け、上面周縁に円環状の壁部11bが一体で設けられたアルミニウム製のリング状のワッシャであり、このワッシャ11の内底面上に上記パッキン10と弁体9を重ねて載置した状態で、ワッシャ11を上記キャップ8内に圧入することにより、弁体9ならびにパッキン10を圧縮状態で保持し、これにより弁ユニット12を構成しているものである。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the configuration of the
なお、上記ワッシャ11のキャップ8内への圧入は、図示しない治具を用いて行うことにより、圧入寸法の管理を精度良く行うことができるものであり、更に、キャップ8の内周面の一部に切り欠きを設け、この切り欠きがキャップ8の内部に突出するように加工した切り起こし部8cを設けることにより、キャップ8にワッシャ11を圧入する際に、ステンレス製のキャップ8に設けた切り起こし部8cがアルミニウム製のワッシャ11に喰い込み、より高い結合強度が得られる圧入が行えるようになるものである。
The press-fitting of the
13は中央部に孔13aを設けたブチルゴム製のリング状の押さえゴムであり、この押さえゴム13を上記端子板4に設けられた電解液注入用の孔4bの上部に設けられた凹部4cに配置した状態で上記弁ユニット12を配設し、端子板4に設けられた突起4dをカシメ加工することによってキャップ8の開口端に設けた鍔部8aに圧接して機械的に結合し、これにより上記押さえゴム13を圧縮状態で保持するようにしたものである。
14はポリテトラフルオロエチレン(PTFE)からなる多孔質フィルム製のガス透過性シートであり、このガス透過性シート14は上記弁ユニット12を構成するリング状のワッシャ11の底面に変性PPを用いて熱融着することによって接合した例を示しているが、ガス透過性シート14は、電解液注入後に端子板4に設けられた電解液注入用の孔4bの上面に同様の手段によって接合しても良いものである。
14 is a gas permeable sheet made of a porous film made of polytetrafluoroethylene (PTFE), and this gas
このように構成された圧力調整弁6は、キャパシタ内部の圧力が上昇して所定の圧力以上になると、ガス透過性シート14により、駆動用電解液の透過を防ぎ、ガスのみを透過するため、圧力が上昇したガスはパッキン10ならびに弁体9を押し上げてパッキン10とワッシャ11の界面からキャップ8内に抜け、キャップ8に設けた孔8bを介して外部に放出されるようになるものであり、また、このように作動した後は作動前の状態に復帰してキャパシタ内部の気密性を保持することができる自己復帰型のものである。これにより、弁ユニット12としての組み立て精度を大きく向上させることができるようになるため、圧力調整弁6としての動作バラツキを低減し、安定した性能を発揮することができるばかりでなく、弁ユニット12単体で圧力調整弁6としての動作確認を行うことも可能になるという格別の効果が得られるものである。
When the pressure inside the capacitor rises to a predetermined pressure or higher, the
更に、上記弁体9をシリコンゴム製とし、この弁体9をブチルゴム製のパッキン10上に重ねて載置した構成により、耐熱性に優れるという効果が得られるものであり、このような効果を確認する目的で、85℃雰囲気の高温試験を行った結果を従来品(ブチルゴム製の弁体のみを用い、パッキンはなし)と比較して図12、図13に示す。なお、図12は時間経過による圧力調整弁の動作圧の変化を示したものであり、図13は同試験結果から求めた時間経過による動作圧維持率の変化を示したものである。 Further, the structure in which the valve body 9 is made of silicon rubber and the valve body 9 is placed on the packing 10 made of butyl rubber can provide an effect of excellent heat resistance. For the purpose of confirmation, the results of a high-temperature test in an atmosphere at 85 ° C. are shown in FIGS. 12 and 13 in comparison with a conventional product (using only a valve body made of butyl rubber and no packing). FIG. 12 shows the change in operating pressure of the pressure regulating valve over time, and FIG. 13 shows the change in operating pressure maintenance rate over time obtained from the test results.
図12、図13から明らかなように、本発明の実施の形態による圧力調整弁6は、300時間経過時点でも動作圧が0.6MPa、動作圧維持率が87.4%と高い値を示しており、これに対して従来品の圧力調整弁は、300時間経過時点での動作圧が0.35MPa、動作圧維持率が46.7%という低い値(一般的な保証においては問題なし)を示すものであり、シリコンゴム製の弁体9とブチルゴム製のパッキン10を用いた本発明の圧力調整弁6は高温における動作が安定しており、耐熱性に優れていることが十分に分かるものである。
As is apparent from FIGS. 12 and 13, the
このような優れた耐熱性を発揮するのは弁体9の材料としてシリコンゴムを用いたことによるものであるが、シリコンゴムは高温、低温共に優れた性能を発揮することができる反面、水分遮断性に対しては劣っており、この水分遮断性を確保する目的でブチルゴム製のパッキン10を弁体9の底面(キャパシタ内部側)に配置することによって解決し、高い水分遮断性を維持するようにしたものである。 This excellent heat resistance is due to the use of silicon rubber as the material for the valve body 9, but silicon rubber can exhibit excellent performance at both high and low temperatures, but it also blocks moisture. In order to ensure this moisture barrier property, the butyl rubber packing 10 is disposed on the bottom surface of the valve body 9 (inside the capacitor) so as to maintain a high moisture barrier property. It is a thing.
また、上記シリコンゴム製の弁体9とブチルゴム製のパッキン10との密着状態を良くすることによって圧力調整弁6の作動性を向上させる目的で、シリコンゴム製の弁体9の表面にポリパラキシリレン等をコーティングすることによって効果があるものである。
Further, for the purpose of improving the operability of the
また、シリコンゴム製の弁体9とブチルゴム製のパッキン10を、予め両面テープ等を用いて接合しておくことにより、組み立て時の作業性を向上させることができるようになるものである。 Further, by joining the valve body 9 made of silicon rubber and the packing 10 made of butyl rubber in advance using a double-sided tape or the like, workability at the time of assembly can be improved.
また、このようにシリコンゴム製の弁体9とブチルゴム製のパッキン10とを組み合わせて用いることをしなくても、低温特性に優れたフッ素ゴムを弁体9の材料として用いることにより、上記ブチルゴム製のパッキン10を用いることなく、低温特性に優れたフッ素ゴム製の弁体のみで圧力調整弁を構成し、高温、低温、ガス透過性の全てを満足することも可能であるが、この場合には、上記低温特性に優れたフッ素ゴムが極めて高価なものであるために実用性が低いものとなってしまうことから好ましくないと言えるものである。 Further, even if the silicon rubber valve body 9 and the butyl rubber packing 10 are not used in combination, the above-mentioned butyl rubber can be obtained by using fluorine rubber having excellent low temperature characteristics as a material for the valve body 9. It is possible to construct a pressure regulating valve only with a fluorine rubber valve body having excellent low temperature characteristics without using the packing 10 made of metal, and satisfy all of high temperature, low temperature and gas permeability. In this case, the fluororubber having excellent low-temperature characteristics is extremely expensive, so that the practicality is low, which is not preferable.
なお、本実施の形態においては、より高い耐熱性を確保する目的で、シリコンゴム製の弁体9とブチルゴム製のパッキン10とを組み合わせて用いる構成を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、一般的な耐熱性で良ければ、従来品のように、ブチルゴム製の弁体のみでパッキンは用いない構成のものであっても、本発明による効果が十分に得られるものである。 In the present embodiment, for the purpose of ensuring higher heat resistance, the configuration in which the silicon rubber valve body 9 and the butyl rubber packing 10 are used in combination has been described as an example. The present invention is not limited, and if the general heat resistance is sufficient, the effect of the present invention can be sufficiently obtained even with a configuration in which only a butyl rubber valve body is used and no packing is used as in the conventional product. Is.
以上のように、本実施の形態によるキャパシタは、素子1の両端面に形成された各電極1a、1bに集電板2、3を夫々接合し、この集電板2、3を端子板4、金属ケース5に夫々接合するようにした構成により、素子1に集電板2、3を接合した時点で接合状態の確認や検査を容易に行うことができるばかりでなく、この集電板2、3を端子板4、金属ケース5に夫々接合する際に、幅広い溶接条件で行えるために作業が容易になり、電極引き出しのための接続に纏わる信頼性を大きく向上させることができるようになるという格別の効果を奏するものである。
As described above, in the capacitor according to the present embodiment, the
また、圧力調整弁6を、弁体9を配設したキャップ8にワッシャ11を圧入することによって弁体9を圧縮状態で保持した弁ユニット12を構成するようにしたことにより、弁ユニット12としての組み立て精度を大きく向上させることができるようになり、これにより、圧力調整弁6としての動作バラツキを低減し、安定した性能を発揮することができるようになるばかりでなく、弁ユニット12単体で圧力調整弁6としての動作確認を行うことが可能になるという格別の効果を奏するものである。更に、上記弁体9をシリコンゴム製とし、これをブチルゴム製のパッキン10上に重ねて載置した構成とすることにより、耐熱性に優れるという格別の効果を奏するものである。
Further, the
また、金属ケース5の開口部を封止する封口ゴム7の上端内周部ならびに下端外周部に夫々突出する壁部7a、7bを設け、この封口ゴム7を金属ケース5の絞り加工によって圧縮して封止するようにした構成により、封止性能を高めると共に、水分付着や異常使用時においても、金属ケース5と端子板4の短絡を防止することができるという格別の効果を奏するものである。
Moreover, wall portions 7 a and 7 b projecting from the inner peripheral portion of the upper end of the sealing rubber 7 that seals the opening of the
(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4に記載の発明について説明する。
(Embodiment 2)
Hereinafter, the invention according to the fourth aspect of the present invention will be described with reference to the second embodiment.
本実施の形態は、上記実施の形態1で図1〜図13を用いて説明したキャパシタに用いる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詳細に説明する。 In the present embodiment, the configuration of the pressure regulating valve used for the capacitor described in the first embodiment with reference to FIGS. 1 to 13 is partially different, and the other configurations are the first embodiment. Therefore, the same parts are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted, and only different parts will be described in detail below with reference to the drawings.
図14は本発明の実施の形態2によるキャパシタに使用される圧力調整弁の構成を示した断面図、図15は同圧力調整弁を分解して示した断面図であり、図14と図15において、15は圧力調整弁、4は端子板、4bはこの端子板4に設けられた電解液注入用の孔である。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing the configuration of the pressure regulating valve used in the capacitor according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 15 is an exploded cross-sectional view of the pressure regulating valve. , 15 is a pressure regulating valve, 4 is a terminal plate, and 4b is a hole for electrolyte injection provided in the
16は開口端に鍔部16aを設けて有底円筒状に形成され、外部と連通する孔16bを設けたステンレス製のキャップ、9は有底円筒状に形成されたシリコンゴム製の弁体、10はブチルゴム製のパッキン、11は中央部に孔11aを設け、上面周縁に円環状の壁部11bが一体で設けられたアルミニウム製のリング状のワッシャであり、このワッシャ11の内底面上に上記パッキン10と弁体9を重ねて載置した状態で、ワッシャ11を上記キャップ16内に圧入することにより、弁体9ならびにパッキン10を圧縮状態で保持し、これにより弁ユニット17を構成しているものである。
16 is a stainless steel cap provided with a flange 16a at the opening end and formed in a bottomed cylindrical shape and provided with a hole 16b communicating with the outside, 9 is a valve body made of silicon rubber formed in a bottomed cylindrical shape, 10 is a packing made of butyl rubber, 11 is an aluminum ring-shaped washer provided with a
なお、16cは上記キャップ16の周面の一部に切り欠きを設け、この切り欠きがキャップ16の内部に突出するように加工した切り起こし部であり、この切り起こし部16cを設けることにより、キャップ16にワッシャ11を圧入する際に、ステンレス製のキャップ16に設けた切り起こし部16cがアルミニウム製のワッシャ11に喰い込み、より結合強度が高い圧入が行えるようになるものである。
In addition, 16c is a cut-and-raised portion that is processed so that a cutout is provided in a part of the peripheral surface of the cap 16, and the cutout projects into the cap 16, and by providing the cut-and-raised portion 16c When the
18は中央部に孔18aを有するリング状に形成されたアルミニウム製のワッシャ、14はPTFEからなる多孔質フィルム製の円形のガス透過性シートであり、このガス透過性シート14と上記ワッシャ18をフィルム状の変性ポリプロピレン(以下、変性PPと呼ぶ)19を用いて熱融着することによって結合し、これにより円形のフィルタホルダ20を構成し、このフィルタホルダ20を上記端子板4に設けられた電解液注入用の孔4bの上部に配設したものである。
18 is an aluminum washer formed in a ring shape having a
なお、図16(a)、(b)は上記ワッシャ18とガス透過性シート14を変性PP19を用いて接合する方法を示したものであり、図16(a)の熱圧着前に示すように、ワッシャ18とガス透過性シート14の間にフィルム状の変性PP19を配置して重ね、140〜200℃の温度で10秒間程度加熱し、1kgf/cm2の圧力でプレス加工することにより、図16(b)に示すように、ガス透過性シート14に溶融した変性PP19が均一に染み込んでアンカー効果による接合が行われるものである。
16A and 16B show a method of joining the
21は中央部に孔21aを設けることにより、断面逆L字形に形成された円筒状のブチルゴム製の押さえゴムであり、この押さえゴム21を上記フィルタホルダ20を覆うように被せると共に、フィルタホルダ20に接合されたガス透過性シート14を押圧するようにしたものである。
そして、このように構成されたフィルタホルダ20を端子板4に設けられた電解液注入用の孔4bの上部に配置し、このフィルタホルダ20を覆うように押さえゴム21を被せた状態で、上記弁ユニット17を配設して、端子板4に設けられた突起4dをカシメ加工することによってキャップ16の開口端に設けた鍔部16aに圧接して機械的に結合し、これにより、上記押さえゴム21を圧縮状態で保持するようにしたものである。
Then, the
そして、このように構成された本実施の形態による圧力調整弁15は、上記実施の形態1で説明した圧力調整弁6と同様に、コンデンサ内部の圧力が上昇して所定の圧力以上になると、ガス透過性シート14により、駆動用電解液の透過を防ぎ、ガスのみを透過するため、圧力が上昇したガスはパッキン10ならびに弁体9を押し上げてパッキン10とワッシャ11の界面からキャップ16内に抜け、キャップ16に設けた孔16bを介して外部に放出されるようになるものであり、また、このように作動した後は作動前の状態に復帰してキャパシタ内部の気密性を保持することができる自己復帰型のものである。
And the
これにより、弁ユニット17としての組み立て精度を大きく向上させることができるようになるため、圧力調整弁15としての動作バラツキを低減し、安定した性能を発揮することができるばかりでなく、弁ユニット17単体で圧力調整弁15としての動作確認を行うことも可能になり、更に、上記弁体9をシリコンゴム製とし、この弁体9をブチルゴム製のパッキン10上に重ねて載置した構成により、耐熱性に優れるという格別の効果を奏するものである。
As a result, the assembly accuracy as the
(実施の形態3)
以下、実施の形態3を用いて、本発明の特に請求項8に記載の発明について説明する。
(Embodiment 3)
Hereinafter, the invention according to the eighth aspect of the present invention will be described with reference to the third embodiment.
本実施の形態は、上記実施の形態1で図1〜図13を用いて説明したキャパシタに用いる金属ケース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詳細に説明する。 In the present embodiment, the configuration of the metal case used for the capacitor described in the first embodiment with reference to FIGS. 1 to 13 is partially different, and the other configurations are different from those of the first embodiment. For the same reason, the same parts are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted, and only different parts will be described in detail below with reference to the drawings.
図17は本発明の実施の形態3によるキャパシタに使用される金属ケースの構成を示した断面図であり、図17において、5は金属ケース、22はこの金属ケース5の開口部近傍の内周面に環状に設けられた保護層であり、この保護層22は変性PPを熱融着することにより形成されたものであり、少なくとも上記金属ケース5の開口部を封止するための封口ゴム7との接触部に設けるようにしたものである。
17 is a cross-sectional view showing a configuration of a metal case used in the capacitor according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 17, 5 is a metal case, and 22 is an inner periphery of the
このように構成された本実施の形態によるキャパシタは、上記変性PPからなる保護層22によって駆動用電解液が金属ケース5から電気的に絶縁されており、これによって駆動用電解液の電気分解による負極でのアルカリ化を抑制して封口ゴム7の劣化を抑制することができるため、駆動用電解液の漏液を無くし、より高い信頼性を発揮することができるようになるという格別の効果を奏するものである。
In the capacitor according to the present embodiment configured as described above, the driving electrolyte is electrically insulated from the
本発明によるキャパシタは、電極引き出しのための接続に纏わる信頼性を高め、圧力調整弁の動作バラツキを低減すると共に耐熱性に優れる等の効果を有し、特に高い信頼性が要求される自動車用分野のキャパシタ等として有用である。 The capacitor according to the present invention has an effect of improving reliability associated with connection for electrode lead-out, reducing operation variation of the pressure regulating valve and excellent in heat resistance, and is particularly suitable for automobiles that require high reliability. It is useful as a capacitor in the field.
1 素子
1a 陽極
1b 陰極
1c 中空部
2 陽極集電板
2a、3a 凸部
2b、3b、8b、11a、13a、16b、18a、21a 孔
3 陰極集電板
4 端子板
4a、8a、16a 鍔部
4b 駆動用電解液注入用の孔
4c 凹部
4d 突起
5 金属ケース
5a 接合部
5b 横溝絞り加工部
5c カーリング加工部
5d 平面部
6、15 圧力調整弁
7 封口ゴム
7a、7b、11b 壁部
8、16 キャップ
8c、16c 切り起こし部
9 弁体
10 パッキン
11、18 ワッシャ
12、17 弁ユニット
13、21 押さえゴム
14 ガス透過性シート
19 変性PP
20 フィルタホルダ
22 保護層
DESCRIPTION OF
20 Filter holder 22 Protective layer
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