JP6757698B2 - 圧力弁及び電解コンデンサ - Google Patents

Description

本発明は、電解コンデンサ用の圧力弁及び圧力弁を備えた電解コンデンサに関する。

電解コンデンサとして、コンデンサ素子が収容されるケースと、ケースを封止する封口体と、封口体に形成された貫通孔を塞ぐ圧力弁とを備えたものが知られている（特許文献１参照）。特許文献１（図２、図５）の圧力弁は、円盤状であり、ケース内圧が所定値以上に達すると、破裂する。これにより、ケース内部のガスが放出される。

特開２００５−９３９４１号公報

ケースに収容されたコンデンサ素子には、電解液が含浸されている。ケース内圧が所定値以上に達する頃には、コンデンサ素子が高温となっており、ケース内部において電解液が蒸散している。この状態で圧力弁が破裂すると、破裂した圧力弁からガスと共に電解液がケース外部に蒸散し、電解コンデンサの静電容量が減少してしまう。その結果、電解コンデンサが摩耗故障に至り得る。また、破裂した圧力弁を介したケース外部からケース内部への汚染物質の侵入（コンタミネーション）も問題となり得る。

本発明の目的は、電解コンデンサの摩耗故障及びコンタミネーションを共に防止することができる圧力弁及び電解コンデンサを提供することである。

本発明に係る圧力弁は、コンデンサ素子が収容されるケースと前記ケースを封止する封口体とを備えた電解コンデンサにおいて、基端が前記ケース内部側かつ先端が前記ケース外部側に位置した状態で前記封口体に形成された貫通孔を塞ぐように配置される圧力弁であって、前記先端に近付くにつれて先細り形状となった先細り領域を有し、前記先細り領域の頂部に作動部が設けられており、前記作動部は、前記ケース内圧が第１の所定値未満では、前記ケース内部の気密性を保つ閉鎖状態を維持し、最初に前記ケース内圧が前記第１の所定値以上に達したときに、開口が形成され、前記開口を介して前記ケース内部のガスを前記ケース外部に放出する開放状態を取り、前記開口が形成された後、前記ケース内圧が前記第１の所定値以下の第２の所定値未満では、前記先細り領域の弾性力により前記開口が閉じて前記閉鎖状態を維持する一方、前記ケース内圧が前記第２の所定値以上では、前記開口を介して前記ケース内部のガスを前記ケース外部に放出する前記開放状態を維持するように構成されていることを特徴とする。

本発明に係る電解コンデンサは、本発明に係る圧力弁と、前記圧力弁が配置される封口体と、前記封口体によって封止されるケースと、前記ケースに収容されたコンデンサ素子とを備えていることを特徴とする。

本発明によれば、圧力弁が先細り領域を有し、先細り領域の頂部に、ケース内圧に応じて閉鎖状態と開放状態とを取り得る作動部が設けられている。作動部は、最初にケース内圧が第１の所定値以上に達したときに開口が形成され、その後ケース内圧が第２の所定値未満になると先細り領域の弾性力（以下、「緊迫力」という。）により開口が閉じて閉鎖状態を維持するように構成されている。これにより、ケース内圧が第１の所定値以上の場合は、作動部の開口を介してケース内部のガスをケース外部に放出することができる一方、ケース内圧が第２の所定値未満の場合は、緊迫力により作動部を閉鎖状態に維持することができる。その結果、圧力弁の破裂を回避して、電解コンデンサの摩耗故障を防止することができる。また、作動部は、逆止弁機能（一旦開口が形成された後にケース内圧が第２の所定値未満になると閉鎖状態を維持する機能）を有し、ケース内部からケース外部へのガスの放出のみを許可し、ケース外部からケース内部へのガスの侵入を抑止する。これにより、コンタミネーションを防止することができる。

前記第１の所定値が１．５〜１５気圧であることが好ましい。この場合、作動部の機械的強度を保ちながら、開口の開閉の繰り返しを安定的に行うことができる。

前記第１の所定値と前記第２の所定値の比が１．１：１〜３：１であることが好ましい。この場合、開口の開閉の繰り返しを安定的に行うことができる。さらに、最初の開口形成に伴う開放状態で放出される電解液の量を少なくできるので、電解コンデンサの摩耗故障をより確実に防止することができる。

前記頂部は、薄肉部と、前記薄肉部よりも厚みが大きい厚肉部とを含み、前記作動部は、前記薄肉部により構成されることが好ましい。この場合、作動部が頂部における作動部以外の部分とは別の材料（例えば、作動部以外の部分の材料よりも破断し易い材料）で構成された場合等に比べ、作動部の形成が容易であり、作動部が上記のように開放状態と閉鎖状態とを選択的に取る構成を容易に実現することができる。

前記頂部の厚み方向から見て、前記作動部は直線状であってよい。この場合、緊迫力が向上し、逆止弁機能を確実に得ることができる。

前記頂部の厚み方向から見て、前記頂部は矩形状であり、前記作動部は前記頂部の幅方向に延びる直線状であってよい。頂部が矩形状であって、作動部が頂部の長手方向に延びる直線状の場合、ケース内圧が第１の所定値以上に達したときに作動部の周囲まで開口する問題、圧力弁又はこれを備えた電解コンデンサの運搬時における圧力変化等で作動部が破断する問題、逆止弁機能が確実に得られない問題等が生じ得る。これに対し、上記構成によれば、頂部が矩形状であって、作動部が頂部の幅方向に延びる直線状であるため、上記種々の問題を抑制可能である。

前記先細り領域は、円錐台状又は多角錐台状に形成されてよい。この場合、緊迫力が向上し、逆止弁機能を確実に得ることができる。

前記先細り領域の側部は、前記頂部よりも厚みが大きくてよい。この場合、緊迫力が向上し、逆止弁機能を確実に得ることができる。

本発明に係る圧力弁は、前記先端を構成し、前記先細り領域が形成された弁本体であって、少なくとも一部が前記貫通孔に配置される弁本体と、前記基端を構成し、前記弁本体の前記ケース内部側に設けられた鍔体であって、前記貫通孔よりも径が大きい鍔体とを備えてよい。この場合、圧力弁を封口体に配置するとき、弁本体の少なくとも一部を貫通孔に配置し、鍔体を封口体のケース内部側の壁に取り付けることができる。これにより、ケース内圧が上昇して圧力弁がケース外部側に押圧されても、鍔体が壁に引っ掛かり、圧力弁が封口体から外れることを防止できる。

本発明によると、圧力弁の破裂を回避して、電解コンデンサの摩耗故障を防止することができる。また、作動部が逆止弁機能を有することから、コンタミネーションを防止することができる。

（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る電解コンデンサの平面図である。（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る電解コンデンサの全体構成を示す、図１（ａ）のIＢ−ＩＢ線に沿った部分断面図である。 コンデンサ素子の分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る圧力弁を示す、図１（ｂ）の領域ＩＩＩに対応する図である。 （ａ）は、本発明の第１実施形態に係る圧力弁の斜視図である。（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る圧力弁の図４（ａ）のＩＶＢ-ＩＶＢ線に沿った断面図である。 （ａ）は、本発明の第１実施形態に係る圧力弁の平面図であり、作動部の開口が開いた状態を示す。（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る圧力弁の平面図であり、作動部の開口が閉じた状態を示す。 本発明の第２実施形態の圧力弁を示す、図１（ｂ）の領域ＩＩＩに対応する図である。 （ａ）は、本発明の第２実施形態に係る圧力弁の斜視図である。（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る圧力弁の図７（ａ）のＶＩＩＢ‐ＶＩＩＢ線に沿った断面図である。 （ａ）は、本発明の第２実施形態に係る圧力弁の平面図であり、作動部の開口が開いた状態を示す。（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る圧力弁の平面図であり、作動部の開口が閉じた状態を示す。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る電解コンデンサ１は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、コンデンサ素子２、ケース３ａ、封口体３ｂ、底板４、スリーブ５、固定材６、端子７ａ，７ｂ及び圧力弁１０を含む。

ケース３ａは、コンデンサ素子２を収容するものであり、開口部に封口体３ｂが嵌合されている。封口体３ｂは、ケース３ａを封止している。ケース３ａは金属（アルミニウム等）からなり、封口体３ｂは絶縁材料（変性フェノール樹脂等）からなる。

封口体３ｂの上部周縁には、弾性材料（ゴム等）からなるパッキン３ｘが設けられている。パッキン３ｘは、封口体３ｂとケース３ａとの隙間からケース３ａ内部のガスが漏出するのを防止する機能を有する。ケース３ａの上端には、パッキン３ｘが加締固定されている。

底板４は、絶縁材料（難燃性ポリエステル等）からなる円形のフィルムであり、ケース３ａの底部下面に重なるように配置されている。スリーブ５は、絶縁材料（ポリオレフィン等）からなる略円筒状の部材であり、ケース３ａの側部周面、底板４の下部周縁及びケース３ａの上部周縁を覆っている。スリーブ５の下部とケース３ａの底部との間に、底板４が挟持されている。

固定材６は、コンデンサ素子２をケース３ａ内に固定するものであり、熱可塑性樹脂（ポリプロピレン等）からなる。

端子７ａ，７ｂ及び圧力弁１０は、封口体３ｂに設けられている。端子７ａ，７ｂは、封口体３ｂの厚み方向から見て封口体３ｂの中心に関して点対称となる位置に、互いに離隔して配置されている。端子７ａ，７ｂは、金属（アルミニウム等）からなる。陰極端子７ａはコンデンサ素子２の陰極リード２ａ（図２参照）に接続され、陽極端子７ｂはコンデンサ素子２の陽極リード２ｂに接続されている。

封口体３ｂには、ケース３ａの内部とケース３ａの外部とを連通する貫通孔３０が形成されている。貫通孔３０は、封口体３ｂの厚み方向から見て、封口体３ｂの中心（端子７ａ，７ｂ間の中央）と封口体３ｂの外縁との間に設けられている。圧力弁１０は、貫通孔３０を塞ぐように配置されており、その上面に配置されたロックワッシャ（図示略）によって封口体３ｂに固定されている。圧力弁１０は、例えば、非ジエン系ゴム（ＩＩＲ、ＥＰＤＭ、シリコーンゴム、フッ素ゴム等）又はジエン系ゴム（ＣＲ等）からなる。

コンデンサ素子２は、図２に示すように、陰極リード２ａが取り付けられた陰極箔２ｙと陽極リード２ｂが取り付けられた陽極箔２ｘとを、絶縁材料からなるセパレータ（クラフト紙等）２ｚを介して巻回し、これにより形成された巻回体の外周を素子止めテープ２ｔ（図１（ｂ）参照）で固定し、その後巻回体を駆動用電解液に含浸させることにより、形成されている。陽極箔２ｘ及び陰極箔２ｙはアルミニウム箔の表面を粗面化したものであり、陽極箔２ｘは当該表面に陽極酸化皮膜を形成したものである。

次いで、図３〜図５を参照し、圧力弁１０について詳細に説明する。

圧力弁１０は、図３に示すように、基端１０ａがケース３ａの内部側、かつ、先端１０ｂがケース３ａの外部側に位置した状態で、貫通孔３０を塞ぐように配置されている。

圧力弁１０は、先端１０ｂを構成する弁本体１１と、基端１０ａを構成する鍔体１２とを有する。弁本体１１は、ケース内部側の半分以上の部分（貫通孔３０の軸方向に沿った全長の３／５程度）が貫通孔３０に配置されている。鍔体１２は、弁本体１１のケース内部側に設けられており、貫通孔３０よりも径が大きく、封口体３ｂのケース内部側の壁３ｂｗに取り付けられている。

弁本体１１は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、円筒状の筒領域２１と、筒領域２１のケース外部側に設けられた先細り領域２２とを有する。筒領域２１は、径が一定の領域である。先細り領域２２は、先端１０ｂに近付くにつれて（即ち、ケース外部側に向かって）先細り形状となっている。

先細り領域２２の頂部２２ｔは、図４（ａ）に示すように、平面視において（頂部２２ｔの厚み方向から見て）矩形状である。頂部２２ｔには、平面視において頂部２２ｔの幅方向に延びる直線状の作動部２３が形成されている。作動部２３は、ケース３ａの内圧の上昇時に圧力弁１０の他の部分よりも先に破断する部分である。頂部２２ｔは、図４（ｂ）に示すように、作動部２３を構成する薄肉部と、薄肉部よりも厚みが大きい厚肉部２４とを含む。

厚肉部２４の厚みは、先細り領域２２の一対の側部２２ｓの各々の厚みと同じであり、薄肉部（作動部２３）の厚みよりも大きい。一対の側部２２ｓは、頂部２２ｔを挟んで対向し、先端１０ｂに近付くにつれて互いに漸進的に近づくように傾斜している。

圧力弁１０は、図４（ｂ）に示すように、基端１０ａ側が開口した中空の部材である。

作動部２３は、ケース３ａの内圧が第１の所定値（本実施形態では、１．５〜１５気圧）未満の場合は、ケース３ａ内部の気密性を保つ閉鎖状態を維持する。

ケース３ａの内圧が第１の所定値以上に達するのは、例えば、逆電圧によって陰極箔２ｙに陽極酸化皮膜が形成されたとき、過電圧や過電流によって陽極箔２ｘの陽極酸化皮膜が損傷し、電解液によって損傷した皮膜の修復が行われる際に水素ガスが発生したとき等である。上記皮膜の形成や修復中は、コンデンサ素子２が発熱するのでケース３ａ内部の温度が上昇し、ケース３ａ内部において電解液が蒸散する。

最初にケース３ａの内圧が第１の所定値以上に達したときに、作動部２３が破断し、図５（ａ）に示すように、作動部２３に開口２３ｘが形成される。開口２３ｘが形成された後、ケース３ａの内圧が第２の所定値（ここで、第２の所定値≦第１の所定値。本実施形態において、第１の所定値と第２の所定値の比は１．１：１〜３：１）以上であれば、開口２３ｘが開いた状態が維持され、作動部２３は、開口２３ｘを介してケース３ａ内部のガスをケース３ａ外部に放出する開放状態を維持する。

ここで、開口２３ｘは、特許文献１（図２、図５）の圧力弁が破裂して形成される開口よりも遥かに小さい。このため、開口２３ｘが開いた状態のときにケース３ａ内部において電解液が蒸散していても、ケース３ａ内部の電解液は開口２３ｘから殆ど放出されない。

その後、ケース３ａの内圧が第２の所定値未満になると、図５（ｂ）に示すように、先細り領域２２の弾性力（緊迫力）により開口２３ｘが閉じて、作動部２３は上記閉鎖状態（ケース３ａ内部の気密性を保つ状態）を維持する。

さらにその後、ケース３ａの内圧が第２の所定値以上に達すると、図５（ａ）に示すように開口２３ｘが開いた状態となり、開口２３ｘを介してケース３ａ内部のガスがケース３ａ外部に放出される。その後、ケース３ａの内圧が再び第２の所定値未満になると、図５（ｂ）に示すように開口２３ｘが閉じた状態となり、ケース３ａ内部の気密性が保たれる。このように、開口２３ｘの開閉が繰り返される。

以上に述べたように、本実施形態によれば、図４（ａ）に示すように、圧力弁１０が先細り領域２２を有し、先細り領域２２の頂部２２ｔに、ケース３ａ（図１（ｂ）参照）の内圧に応じて閉鎖状態と開放状態とを取り得る作動部２３が設けられている。作動部２３は、最初にケース３ａの内圧が第１の所定値以上に達したときに開口２３ｘ（図５（ａ）参照）が形成され、その後ケース３ａの内圧が第２の所定値未満になると先細り領域２２の弾性力（緊迫力）により開口２３ｘが閉じて閉鎖状態を維持する（図５（ｂ）参照）ように構成されている。これにより、ケース３ａの内圧が第１の所定値以上の場合（即ち、最初にケース３ａの内圧が第１の所定値以上に達したとき、及び、開口２３ｘの形成後にケース３ａの内圧が第２の所定値以上になったとき）は、作動部２３の開口２３ｘを介してケース３ａの内部のガスをケース３ａの外部に放出することができる一方、ケース３ａの内圧が第２の所定値未満の場合は、緊迫力により作動部２３を閉鎖状態に維持することができる。その結果、圧力弁１０の破裂を回避して、電解コンデンサ１の摩耗故障を防止することができる。また、作動部２３は、逆止弁機能（一旦開口２３ｘが形成された後にケース３ａの内圧が第２の所定値未満になると閉鎖状態を維持する機能）を有し、ケース３ａの内部からケース３ａの外部へのガスの放出のみを許可し、ケース３ａの外部からケース３ａの内部へのガスの侵入を抑止する。これにより、コンタミネーションを防止することができる。

本実施形態において、第１の所定値は１．５〜１５気圧である。この場合、作動部２３の機械的強度を保ちながら、開口２３ｘの開閉の繰り返しを安定的に行うことができる。

本実施形態において、第１の所定値と第２の所定値の比は１．１：１〜３：１である。この場合、開口２３ｘの開閉の繰り返しを安定的に行うことができる。しかも、最初の開口２３ｘ形成に伴う開放状態で放出される電解液の量を少なくできるので、電解コンデンサ１の摩耗故障をより確実に防止することができる。

頂部２２ｔは、図４（ｂ）に示すように、作動部２３を構成する薄肉部と、薄肉部よりも厚みが大きい厚肉部２４とを含む。この場合、作動部２３が頂部２２ｔにおける作動部２３以外の部分とは別の材料（例えば、作動部２３以外の部分の材料よりも破断し易い材料）で構成される場合等に比べ、作動部２３の形成が容易であり、作動部２３が上記のように開放状態と閉鎖状態とを選択的に取る構成を容易に実現することができる。

頂部２２ｔの厚み方向から見て、図４（ａ）に示すように、作動部２３は直線状である。この場合、緊迫力が向上し、逆止弁機能を確実に得ることができる。

頂部２２ｔの厚み方向から見て、図４（ａ）に示すように、頂部２２ｔは矩形状であり、作動部２３は頂部２２ｔの幅方向に延びる直線状である。頂部２２ｔが矩形状であって、作動部２３が頂部２２ｔの長手方向に延びる直線状の場合、ケース３ａの内圧が第１の所定値以上に達したときに作動部２３の周囲まで開口する問題、圧力弁１０又はこれを備えた電解コンデンサ１の運搬時における圧力変化等で作動部が破断する問題、逆止弁機能が確実に得られない問題等が生じ得る。これに対し、上記構成によれば、頂部２２ｔが矩形状であって、作動部２３が頂部２２ｔの幅方向に延びる直線状であるため、上記種々の問題を抑制可能である。

圧力弁１０は、図３に示すように、先端１０ｂを構成し、先細り領域２２（図４（ａ）参照）が形成された弁本体１１であって、少なくとも一部が貫通孔３０に配置される弁本体１１と、基端１０ａを構成し、弁本体１１のケース内部側に設けられ貫通孔３０よりも径が大きい鍔体１２とを備えている。この場合、圧力弁１０を封口体３ｂに配置するとき、弁本体１１の少なくとも一部を貫通孔３０に配置し、鍔体１２を封口体３ｂのケース内部側の壁３ｂｗに取り付けることができる。これにより、ケース内圧が上昇して圧力弁１０がケース外部側に押圧されても、鍔体１２が壁３ｂｗに引っ掛かり、圧力弁１０が封口体３ｂから外れることを防止できる。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係る圧力弁２１０は、図６に示すように、基端２１０ａがケースの内部側、かつ、先端２１０ｂがケースの外部側に位置した状態で、貫通孔３０を塞ぐように配置されている。

圧力弁２１０は、先端２１０ｂを構成する弁本体２１１と、基端２１０ａを構成する鍔体２１２とを有する。弁本体２１１は、貫通孔３０に配置されている。鍔体２１２は、弁本体２１１のケース内部側に設けられており、貫通孔３０よりも径が大きく、封口体３ｂのケース内部側の壁３ｂｗに取り付けられている。

弁本体２１１は、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、略円筒状の筒領域２２１と、筒領域２２１のケース外部側に設けられた先細り領域２２２とを有する。筒領域２２１は、内径が略一定の領域である。先細り領域２２２は、先端２１０ｂに近付くにつれて（即ち、ケース外部側に向かって）先細り形状となっており、円錐台状である。

筒領域２２１の外側面には、図６に示すように、リブ２２１ａ,２２１ｂが形成されている。筒領域２２１においてリブ２２１ａ,２２１ｂが形成された部分の外径は、貫通孔３０の径よりもやや大きい。そのため、弁本体２１１を貫通孔３０に配置すると、リブ２２１ａ,２２１ｂにより筒領域２２１と封口体３ｂとの間が密封される。

先細り領域２２２の頂部２２２ｔは、図７（ａ）に示すように、平面視において（頂部２２２ｔの厚み方向から見て）円形状である。頂部２２２ｔには、平面視において直線状の作動部２２３が形成されている。作動部２２３は、ケース３ａ（図１（ｂ）参照）の内圧の上昇時に圧力弁２１０の他の部分よりも先に破断する部分である。頂部２２２ｔは、図７（ｂ）に示すように、作動部２２３を構成する薄肉部と、薄肉部よりも厚みが大きい厚肉部２２４とを含む。

厚肉部２２４の厚みは、先細り領域２２２の側部２２２ｓの厚みよりも小さく、薄肉部（作動部２２３）の厚みよりも大きい。側部２２２ｓは、頂部２２２ｔよりも厚みが大きい。

圧力弁２１０は、図７（ｂ）に示すように、基端２１０ａ側が開口した中空の部材である。

作動部２２３は、第１実施形態の作動部２３と同様、ケース３ａの内圧が第１の所定値未満の場合は、ケース３ａ内部の気密性を保つ閉鎖状態を維持する。

最初にケース３ａの内圧が第１の所定値以上に達したときに、作動部２２３が破断し、図８（ａ）に示すように、作動部２２３に開口２２３ｘが形成される。開口２３ｘが形成された後、ケース３ａの内圧が第２の所定値以上であれば、開口２２３ｘが開いた状態が維持され、作動部２２３は、開口２２３ｘを介してケース３ａ内部のガスをケース３ａ外部に放出する開放状態を維持する。

その後、ケース３ａの内圧が第２の所定値未満になると、図８（ｂ）に示すように、先細り領域２２２の弾性力（緊迫力）により開口２２３ｘが閉じて、作動部２２３は上記閉鎖状態（ケース３ａ内部の気密性を保つ状態）を維持する。

さらにその後、ケース３ａの内圧が第２の所定値以上に達すると、図８（ａ）に示すように開口２２３ｘが開いた状態となり、開口２２３ｘを介してケース３ａ内部のガスがケース３ａ外部に放出される。その後、ケース３ａの内圧が再び第２の所定値未満になると、図８（ｂ）に示すように開口２２３ｘが閉じた状態となり、ケース３ａ内部の気密性が保たれる。このように、開口２２３ｘの開閉が繰り返される。

以上に述べたように、本実施形態によれば、第１実施形態と同様の構成に基づく同様の効果の他、以下のような効果が得られる。

先細り領域２２２は、図７（ａ）に示すように、円錐台状に形成されている。この場合、頂部２２２ｔにおいて、開口２２３ｘの周囲の領域が頂部２２２ｔに中心に向かう力が作用し、この力が開口２２３ｘに集中し、開口２２３ｘを閉じようとする。したがって、緊迫力が向上し、逆止弁機能を確実に得ることができる。

先細り領域２２２の側部２２２ｓは、図７（ｂ）に示すように、頂部２２２ｔよりも厚みが大きい。この場合、上記のような開口２２３ｘを閉じようとする力をより大きくすることができる。したがって、緊迫力が向上し、逆止弁機能を確実に得ることができる。

以下、実施例により、本発明をさらに具体的に説明する。

実施例のＮｏ.１〜Ｎｏ.３では、第１実施形態の圧力弁１０（図３〜図５参照）と同様の構成の圧力弁を用いた。当該圧力弁は、鍔体１２の厚み１ｍｍ、弁本体１１の高さ１０ｍｍ（筒領域２１の高さ５ｍｍ、先細り領域２２の高さ５ｍｍ）、鍔体１２の外径７ｍｍ、鍔体１２の内径３．８ｍｍ（鍔体１２の開口３．２ｍｍ）、筒領域２１の外径４．８ｍｍ、筒領域２１の内径３．８ｍｍ（筒領域２１の厚み１ｍｍ）、先細り領域２２の一対の側部２２ｓの厚み０．２ｍｍ、頂部２２ｔの厚肉部２４の厚み０．２ｍｍ、薄肉部（作動部２３）の厚み０．１ｍｍ、頂部２２ｔの長辺３．８ｍｍ、頂部２２ｔの短辺０．４ｍｍ、作動部２３の長辺０．２ｍｍ、作動部２３の短辺（幅方向の長さ）０．１ｍｍである。

従来例のＮｏ.４〜Ｎｏ.６では、円盤状の圧力弁を用いた。当該圧力弁は、直径８ｍｍ、厚み０．４５ｍｍである。

実施例のＮｏ.１〜Ｎｏ.３及び従来例のＮｏ.４〜Ｎｏ.６では、第１実施形態の電解コンデンサ１（図１参照）と同様の構成の電解コンデンサを用いた。当該電解コンデンサは、直径７６.２ｍｍ、高さ９０ｍｍ、封口体に形成された貫通孔の直径４ｍｍ、定格電圧４００Ｖ、静電容量４７００μＦ（５０００時間保証品）である。当該電解コンデンサを周囲温度１０５℃で定格電圧（４００Ｖ）を印加放置し、信頼性試験を行った。試験前（初期）と８０００時間後とにおける各パラメータを表１に示す。表１の「外観」は、目視により判断した。

実施例のＮｏ.１〜Ｎｏ.３では、８０００時間が経過しても、（作動部が破断して開口は形成されているが）圧力弁は破裂しておらず、電解コンデンサに摩耗故障が生じなかった。また、８０００時間を経過しても、静電容量Ｃａｐ、損失角の正接ｔａｎδ及び濡れ電流ＬＣがあまり変化していなかった。これは、最初にケース内圧が第１の所定値以上に達したときに作動部に開口が形成されること、又は、開口が形成された後にケース内圧が第２の所定値以上に達して開口が開いた状態となることによって、開口を介してケース内部のガスがケース外部に放出されても、ケース内圧が第２の所定値未満になると、開口が閉じた状態となり、ケース内部の気密性が保たれることから、電解液の放出が抑制され、静電容量Ｃａｐ及び損失角の正接ｔａｎδが殆ど変化しなかったためと考えられる。また、８０００時間を経過しても、圧力弁が破裂することなく、圧力弁を継続して使用できた。

なお、第１の所定値は７気圧、第２の所定値は６気圧であった。ここで、第１の所定値は１．５〜１５気圧であることが好ましい。第１の所定値を１．５〜１５気圧とすることで、作動部の機械的強度を保ちながら、開口の開閉の繰り返しを安定的に行うことができる。

また、第１の所定値と第２の所定値の比は、１．１：１〜３：１であることが好ましい。所定値の比を１．１〜３とすることで、開口の開閉の繰り返しを安定的に行うことができる。さらに、最初の開口形成に伴う開放状態で放出される電解液の量を少なくできるので、電解コンデンサの摩耗故障をより確実に防止することができる。

一方、従来例のＮｏ.４〜Ｎｏ.６では、８０００時間が経過した時点で、圧力弁が破裂しており、電解コンデンサに摩耗故障が生じた。これは、圧力弁に形成された破裂孔からガスと共に電解液が放出され、静電容量Ｃａｐが半分程度に低下すると共に損失角の正接ｔａｎδが１０倍近く上昇したためと考えられる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。

作動部は、第１実施形態では、矩形状の頂部の幅方向に延びる直線状であるが、矩形状の頂部の長手方向に延びる直線状であってもよい。また、頂部の厚み方向から見て、作動部の形状は、直線状であることに限定されず、例えば円形、楕円形、波形であってもよい。

作動部は、頂部における作動部以外の部分と同じ厚みであって、頂部における作動部以外の部分とは別の材料（例えば、作動部以外の部分の材料よりも破断し易い材料）で構成されてもよい。

頂部の厚み方向から見て、頂部の形状は、矩形（図５）や円形（図８）であることに限定されず、例えば楕円形であってもよい。

先細り領域は、第２実施形態では円錐台状であるが、多角錐台状（三角錘状、四角錐状、五角錘状等）であってもよい。

圧力弁は、弁本体及び鍔体を含むことに限定されない。圧力弁は、例えば、鍔体を含まずに弁本体のみで構成されてもよい。また、弁本体は、筒領域を含まずに先細り領域のみで構成されてもよい。

１ 電解コンデンサ
２ コンデンサ素子
３ａ ケース
３ｂ 封口体
３０ 貫通孔
１０；２１０ 圧力弁
１０ａ；２１０ａ 基端
１０ｂ；２１０ｂ 先端
１１；２１１ 弁本体
１２；２１２ 鍔体
２２；２２２ 先細り領域
２２ｓ；２２２ｓ 側部
２２ｔ；２２２ｔ 頂部
２３；２２３ 作動部（薄肉部）
２３ｘ；２２３ｘ 開口
２４；２２４ 厚肉部

Claims (10)

1. コンデンサ素子が収容されるケースと前記ケースを封止する封口体とを備えた電解コンデンサにおいて、基端が前記ケース内部側かつ先端が前記ケース外部側に位置した状態で前記封口体に形成された貫通孔を塞ぐように配置される圧力弁であって、
   前記先端に近付くにつれて先細り形状となった先細り領域を有し、前記先細り領域の頂部に作動部が設けられており、
   前記作動部は、
   前記ケース内圧が第１の所定値未満では、前記ケース内部の気密性を保つ閉鎖状態を維持し、最初に前記ケース内圧が前記第１の所定値以上に達したときに、開口が形成され、前記開口を介して前記ケース内部のガスを前記ケース外部に放出する開放状態を取り、
   前記開口が形成された後、前記ケース内圧が前記第１の所定値以下の第２の所定値未満では、前記先細り領域の弾性力により前記開口が閉じて前記閉鎖状態を維持する一方、前記ケース内圧が前記第２の所定値以上では、前記開口を介して前記ケース内部のガスを前記ケース外部に放出する前記開放状態を維持するように構成されていることを特徴とする圧力弁。
2. 前記第１の所定値が１．５〜１５気圧であることを特徴とする請求項１に記載の圧力弁。
3. 前記第１の所定値と前記第２の所定値の比が１．１：１〜３：１であることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧力弁。
4. 前記頂部は、薄肉部と、前記薄肉部よりも厚みが大きい厚肉部とを含み、
   前記作動部は、前記薄肉部により構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧力弁。
5. 前記頂部の厚み方向から見て、前記作動部は直線状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の圧力弁。
6. 前記頂部の厚み方向から見て、前記頂部は矩形状であり、前記作動部は前記頂部の幅方向に延びる直線状であることを特徴とする請求項５に記載の圧力弁。
7. 前記先細り領域は、円錐台状又は多角錐台状に形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の圧力弁。
8. 前記先細り領域の側部は、前記頂部よりも厚みが大きいことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の圧力弁。
9. 前記先端を構成し、前記先細り領域が形成された弁本体であって、少なくとも一部が前記貫通孔に配置される弁本体と、
   前記基端を構成し、前記弁本体の前記ケース内部側に設けられた鍔体であって、前記貫通孔よりも径が大きい鍔体とを備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の圧力弁。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の圧力弁と、
    前記圧力弁が配置される封口体と、
    前記封口体によって封止されるケースと、
    前記ケースに収容されたコンデンサ素子とを備えていることを特徴とする電解コンデンサ。

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