JPH0662532U - アルミニウム電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アルミニウム電解コンデンサにおいて、ケー
ス内部の圧力が上昇した際に自動的にオープンとなる保
安機構を小型で安価に構成する。 【構成】 封口部材２４をリード引き止め部材１と封口
部材２とで構成し、封口部材２は、ケース２３内の圧力
が上昇すると、リベット３０の接続端３１と共に外側に
変形可能であり、該接続端３１と接続されたリード２
７，２８は、リード引き止め部材１のターミナル挿通孔
３ａ，３ｂへ進入しないように構成し、接続端３１がタ
ーミナル挿通孔３ａ，３ｂの内部で外方に移動するとそ
れらの接続が絶たれ、オープンモードとなるよう構成し
たことを特徴としている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はアルミニウム電解コンデンサに関し、特に、オープンモードの保安機 構に関する。

【０００２】

【従来の技術】

アルミニウム電解コンデンサは、その単位ＣＶ積に対する体積が小さく、また 価格的にも有利であることから、民生用機器はもちろんのこと、産業用機器にま で使用されており、その代表的な構造を図６に示す。この図に示すアルミニウム 電解コンデンサ２１は、陰極箔、電解紙および陽極箔が巻回されたコンデンサ素 子２２が、電解液の含浸された状態でアルミニウムケース２３に収容されており 、その開放端側にはアルミニウムケース２３の内部を密封状態とするための封口 板２４がアルミニウムケース２３のカール部によって固定されている。この封口 板２４には、その外側に外部端子２５ａ，２５ｂがアルミニウムリベット２６ａ ，２６ｂによって固着されており、これらのアルミニウムリベット２６ａ，２６ ｂの下方端には、コンデンサ素子２２の陽極箔および陰極箔から引き出された陽 極用リード２７および陰極用リード２８が接続されている。また、封口板２４は 、アルミニウムケース２３と同様にコンデンサの外側を規定する表面側のラバー 層２４ａと、このラバー層２４ａの内側にあるフェノール樹脂板２４ｂの２層構 造となっている。図６に例示する構成を含めてアルミニウム電解コンデンサは、 漏れ電流などによって水素ガスが発生した場合にアルミニウムケース２３の内部 の圧力が上昇してしまうという問題がある。そして、内部圧力の上昇により、例 えば、封口板２４が爆音と共に飛び出すなどの不具合が生ずる。このため通常は アルミニウムケース２３の底面側等に形成された肉薄部２３ａや、フェノール樹 脂板２４ｂに形成された孔２４ｃなどによって、アルミニウムケース２３の内部 の圧力が異常に高くなる前に、内部のガスを放出する保安機構、すなわち、防爆 構造が採用されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような防爆構造は、内部のガスを放出させる構造が採用さ れているため、弁の作動と共にコンデンサ素子２２に含浸されていた電解液がミ スト状となって吹き出してしまうという問題が発生する。ここで、電解液として は、導電性のものが使用されており、しかも、可燃性のものが殆どであることか ら、噴出した電解液が回路パターン等に付着すると、パターンの間をショートさ せたり、場合によっては、発火の原因となる危険もある。

【０００４】 このような事態に対処するため、アルミニウム電解コンデンサが寿命に達した とき、あるいは異常が発生したときには、コンデンサ自身がオープン状態となり 、ショートあるいは発火等の不具合の発生を防止できるものが、種々検討、考案 されている。しかしながら、従来検討されているものは、いずれもコンデンサ内 部に大きなスペースを必要とするもの、あるいは、極めて構成が複雑なものであ り、アルミニウム電解コンデンサの小型で安価であるという長所を減ずるもので しかなかった。

【０００５】 そこで、本考案においては、上記の問題点に鑑みて、小型で安価なアルミニウ ム電解コンデンサでありながら、オープンモードの保安機構を有するものを提供 することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記の課題を解決するために、本考案においては、封口部材の少なくとも１部 をコンデンサケース内の圧力上昇によって変形可能として、この変形に伴いター ミナル部を移動させる一方、リード部材をコンデンサ素子側に引き止めることに よって、内圧が上昇してターミナル部が移動した際に自動的にターミナル部とリ ード部材との接続が絶たれるようにしている。 すなわち、本考案のアルミニウム電解コンデンサにおいては、コンデンサケー スの開放端側に固定され、コンデンサケース内の圧力上昇によって外側に向かっ て変形可能な封口部材と、この封口部材に固定されて封口部材の変形によって外 側に向かって変位可能であって、下端側にコンデンサ素子から延びるリード部材 が接続されたターミナル部と、封口部材とコンデンサ素子との間において、ター ミナル部が外側に向けて変位したときに、リード部材を引き止めてターミナル部 とリード部材との接続を遮断するリード引き止め部材とを設けてある。

【０００７】 ここで、リード引き止め部材には、ターミナル部の下端側をコンデンサ素子側 に露出させてその露出部分にリード部材を接続可能とするターミナル挿通部が形 成されており、このターミナル挿通部は、リード部材の侵入が不能に形成されて ターミナル部が外側に向けて変位したときに、リード部材をコンデンサ素子側に 引き止めてターミナル部とリード部材との接続を遮断するようになっている。

【０００８】 また、封口部材は、コンデンサケースのカール部によって固定された金属製の 薄肉の封口板であって、この封口板は、その外周側でコンデンサケースとの絶縁 性を確保する絶縁部を介してリード引き止め部材とともにカール部に保持されて いる一方、封口板には、コンデンサケース内の内圧をシール可能に固定された絶 縁性のシール部を介してターミナル部が固定されている。

【０００９】 さらに、リード引き止め部材には、それ自身の変形を防止する補強突起部を設 けることが好ましい。

【００１０】

【作用】

本考案に係るアルミニウム電解コンデンサにおいて、コンデンサケース内の圧 力が上昇すると、封口部材が外側に向かって変形すると共に、ターミナル部も外 側に移動する。ここで、ターミナル部にはコンデンサ素子から延びるリード部材 が接続され、このリード部材は、リード引き止め部材によって外側に向けての移 動が規制されているため、ターミナル部が外側に向けて変位しても、リード部材 は、コンデンサ素子側に引き止められてターミナル部との接続が絶たれ、アルミ ニウム電解コンデンサは自動的にオープン状態となる。このように、本考案に係 るアルミニウム電解コンデンサにおいては、保安機構の構成が簡素であるため、 アルミニウム電解コンデンサの特徴である小型で安価であることを減ずることが ない。

【００１１】 ここで、リード引き止め部材として、ターミナル部の下端側をコンデンサ素子 側に露出させてその露出部分にリード部材を接続可能とするターミナル挿通部が 形成されたものであって、このターミナル挿通部は、リード部材の侵入が不能に 形成されている場合には、ターミナル部が外側に移動しても、リード部材を容易 にコンデンサ素子側に引き止めることができるので、リード部材の長さ寸法など を規定する必要がなく、コンデンサの組立てなどが容易である。従って、オープ ンモードの保安機構を組み込んだアルミニウム電解コンデンサをより安価に提供 することができる

【００１２】 なお、リード引き止め部材を内蓋状のもので構成した場合には、内部からの圧 力は、リード引き止め部材に孔、ベロー、薄膜等の圧力伝達部を設けることによ って封口部材側に伝達することができる。

【００１３】

【実施例】

図１に、本考案の実施例に係るアルミニウム電解コンデンサの構造を示す。

【００１４】 本実施例のアルミニウム電解コンデンサ２１も、コンデンサ素子２２が収容さ れたアルミニウムケース２３、このアルミニウムケース２３の内部を密封状態と するための封口部材２を備える封口部側４０、封口部側４０の外側の外部端子２ ５ａ，２５ｂ、コンデンサ素子２２の陽極箔および陰極箔から引き出されたリー ド２７，２８を備えており、その主な構造は先に説明した従来のコンデンサと同 様である。従って、共通する部分については同じ符号を付し、説明を省略する。

【００１５】 本実施例のアルミニウム電解コンデンサ２１において、着目すべき点は、封口 部側４０の構成と、リード２７，２８と外部端子２５ａ，２５ｂとを接続するリ ベット３０（ターミナル部）の構成である。

【００１６】 まず、本実施例のアルミニウム電解コンデンサ２１の封口部側４０は、アルミ ニウムケース２３の内部に向いたリード引き止め部材１と、アルミニウムケース ２３の外部に向いた封口部材２とによって構成されている。リード引き止め部材 １は樹脂製で、図１および図２に示すように、アルミニウムケース２３の内面と 略接触するようなディスク状である。リード引き止め部材１には、その中心を対 称の中心とするターミナル挿通孔３ａ，３ｂおよび孔４ａ，４ｂが形成されてお り、これらのターミナル挿通孔３ａ，３ｂおよび孔４ａ，４ｂは、対峙するター ミナル挿通孔３ａ，３ｂの並んだ線と、孔４ａ，４ｂの並んだ線が略直角に交わ るように配置されている。

【００１７】 ここで、ターミナル挿通孔３ａ，３ｂには、図１にも示すように、リベット３ ０（３０ａ，３０ｂ）の下端がコンデンサ素子２２の側に露出しており、この露 出した部分が接続端３１（３１ａ，３１ｂ）としてそれぞれのリード２７，２８ に接続している。また、ターミナル挿通孔３ａ，３ｂは、接続端３１ａ，３１ｂ を通すには十分な大きさであるが、リード２７，２８は進入できない大きさの孔 となるように設定されている。従って、後述するように、ケース２３内の圧力の 上昇により、封口部材２が外側に向かって変形して、リベット３０ａ，３０ｂが ケース２の開放端から外側に移動し、接続端３１ａ，３１ｂがターミナル挿通孔 ３ａ，３ｂ内に引っ込んだ場合であっても、リード２７，２８は、ターミナル挿 通孔３ａ，３ｂの内部に進入することはなく、コンデンサ素子２２の側に引き止 められ、接続端３１ａ，３１ｂとリード２７，２８との接続が破壊される。すな わち、接続端３１ａ，３１ｂとリード２７，２８との接続は、その強度がこのよ うな際に破壊されるように、弱点部分として形成されている。また、孔４ａ，４ ｂは、リード引き止め部材１の両側を貫通する構造に形成されて、圧力伝達孔と して機能するとともに、リード引き止め部材１の強度を高める機能も担っている 。

【００１８】 なお、本実施例においては、ターミナル挿通孔３ａ，３ｂおよび孔４ａ，４ｂ が形成されているが、これらの孔の数量は、端子の数、圧力の伝達量等によって 自由に選択することができ、孔の形状も円形のものに限られない。また、それぞ れの孔の位置も、本実施例の配置に限られず種々の配置を採用することが可能で ある。さらに、孔４ａ，４ｂにはベロー等の圧力のみが伝達でき、蒸気等は遮断 されるもの等の圧力伝達手段であってもよい。

【００１９】 さらに、本実施例においては、リード引き止め部材１のアルミニウムケース２ ３の内部に面した側１ａに、１対の補強用突起５ａ，５ｂが形成されている。こ の補強用突起５ａ，５ｂは、梁状の突状部分であり、ターミナル挿通孔３ａ，３ ｂの外側に配置されて、アルミニウムケース２３内の圧力の上昇により、リード 引き止め部材１の変形を最小限に止める機能を有する。また、補強用突起５ａ， ５ｂは、リード２７，２８を接続端３１ａ，３１ｂに導き、所定の位置に保持す る役割も果たすようになっている。従って、補強用突起５ａ，５ｂは、これらの 役割を果たすことが可能なように、その数、突起の強度を定める断面、配置、組 み合わせ等が定められる。また、補強用突起５ａ，５ｂは、リード引き止め部材 １の強度を高める目的であれば、内面１ａではなく、リード引き止め部材１の外 面等に設置してもよい。なお、リード引き止め部材１は、絶縁対策が施された金 属製であってももちろん良いが、ショートや腐食等の問題を考慮すると、樹脂製 であることが望ましい。

【００２０】 一方、本実施例のアルミニウム電解コンデンサ２１に用いられている封口部材 ２は、アルミニウムケース２３の内周に合致した略ディスク状である。そして、 その外周部には立ち上がった形状のつば１１が形成されており、このつば１１の 内側には、外周に沿って溝１２が構成されている。従って、リード引き止め部材 １とともに、封口部材２をアルミニウムケース２３の開放端に配置する一方、溝 １２にシリコンゴム等のパッキン９を挿着した状態で、アルミニウムケース２３ の開放端をパッキン９に向かって折り返し、カール部を形成することにより、封 口部材２の外周部は密封され、耐圧性のあるシール構造が構成される。ここで、 図１および図３に示すように、封口部材２にも１対のリベット端子装着孔３４ａ ，３４ｂが形成されている。これらのリベット端子装着孔３４ａ，３４ｂには、 そこを通って、アルミニウムケース２３内の電解液が蒸気としてケース外にリー クすることを防止するとともに、リベット３０ａ，３０ｂと封口部材２との間の 絶縁性を確保する目的に、シリコンゴム製等のブッシュ８ａ，８ｂが配置されて おり、これらのブッシュ８ａ，８ｂを介して、リベット３０ａ，３０ｂは封口部 材２に固定されている。

【００２１】 ここで、封口部材２は金属製の薄板で形成されているが、その形状および強度 は、アルミニウムケース２３の内部で通常発生する圧力に対しては十分な強度を 備えている一方、内圧が異常に高くなった場合には、外側に膨らんだ形状に変形 可能である。なお、封口部材２には、その略中央にリベット端子装着孔１３ａ， １３ｂを分断するように、薄肉部１４を設けて、アルミニウムケース２３内の圧 力が上昇すると、薄肉部１４を頂点とした山形に変形するようにしてもよい。

【００２２】 なお、封口部材２の外面２ｂには、樹脂製の絶縁体であるスペーサー１５が設 定されており、このスペーサー１５から、リベット３０ａ，３０ｂは突出した状 態にあって、外部端子２５ａ，２５ｂと接続されている。また、スペーサー１５ は、外部端子２５ａ，２５ｂに対し一体に成形されたものであり、その連結部、 すなわち、中心には封口部材２の変形を阻害しないように薄肉部１６が形成され ている。従って、封口部材２が内圧上昇によって外側に膨らむように変形すると 、これに応じてスペーサー１５も山形に変形する。

【００２３】 図４には、本実施例のアルミニウム電解コンデンサ２１のアルミニウムケース ２３内の圧力が上昇した場合の様子を模式的に示してある。

【００２４】 アルミニウム電解コンデンサ２１は、電解液を使用していることもあって、印 加状態において発生する漏れ電流などにより、寿命時間に到達するに連れて内部 圧力が上昇する。また、アルミニウム電解コンデンサ２１に対して、逆電圧が印 加されたり、過電圧が印加された場合には、短時間で内部圧力が上昇する。

【００２５】 そこで、本実施例のアルミニウム電解コンデンサ２１には、オープンモードの 保安機構が構成されている。すなわち、アルミニウム電解コンデンサ２１におい て、アルミニウムケース２３内の圧力が上昇すると、矢印４１に示すように、そ の圧力がターミナル挿通孔３ａ，３ｂおよび孔４ａ，４ｂを介して封口部材２の 側に伝達される。そして、封口部材２は、伝達された圧力の上昇に呼応して、矢 印４２のように変形する。ここで、封口部材２の中心に薄肉部１４を設けた場合 には、その薄肉部１４に沿って変形する。従って、封口部材２に固定されたリベ ット３０ａ，３０ｂも、矢印４３に示すように、封口部材２の変形に引っ張られ てアルミニウムケース２３に対して外側へ移動する。ここで、封口部材２の変形 が進むと、リード２７，２８に接続しているリベット３０ａ，３０ｂの接続端３ １ａ，３１ｂは、リード引き止め部材１のターミナル挿通孔３ａ，３ｂの内部に 引き込まれる。このとき、リベット３０ａ，３０ｂは、ターミナル挿通孔３ａ， ３ｂ内をスムーズに移動するが、リード２７，２８は、ターミナル挿通孔３ａ， ３ｂの内部に進入できないため、リード２７，２８と接続端３１ａ，３１ｂとの 接続が絶たれ、オープン状態となる。

【００２６】 なお、本実施例において、封口部材２の外周部は、つば１１、パッキン１２お よびケース２３のカール部によって確実にシールされているので、封口部材２の 変形によって圧力、あるいはケース２３内の蒸気等が漏れることはない。また、 スペーサー１５には薄肉部１６が設けられているので、スペーサー１５が封口部 材２の変形を阻害することはなく、確実にオープン状態にすることが可能である 。また、ターミナル挿通孔３ａ，３ｂの大きさは、リベット３０ａ，３０ｂの移 動が、封口部材２の変形に伴って若干の角度を有した移動であることを考慮して 決定されており、封口部材２が変形した時にリベット３０ａ，３０ｂが引っ掛か るようなことはなく、スムーズである。

【００２７】 このように、本実施例においては、アルミニウム電解コンデンサ２１が寿命ま たは異常な使用態様により内部圧力が高まることを利用して、リード２７，２８ とリベット３０ａ，３０ｂとの接続が遮断されるようにしている。このため、遮 断された以降は、コンデンサはオープン状態になって、内部圧力の上昇はこの状 態で停止する。従って、内部圧力が高まりすぎて電解液が噴出する等の不具合を 防止でき、配線基板上などに電解液が付着することに起因する機器の異常動作あ るいは発火などの危険を防止することができる。すなわち、オープンモードの保 安機構を備えたアルミニウム電解コンデンサを実現することができる。

【００２８】 また、本実施例のアルミニウム電解コンデンサ２１において、オープンモード の保安機構は、内部圧力の上昇によって変形してリベット３０ａ，３０ｂの接続 端３１ａ，３１ｂを移動させる封口部材２と、リード２７，２８の侵入が不能な ターミナル挿通孔３ａ，３ｂが形成されているリード引き止め部材１とによって 実現されている。従って、保安機構の実現のために、余分な部材、空間等を用い る必要はなく、アルミニウム電解コンデンサの小型で安価である長所を減ずるこ とがない。また、保安機構の構成が簡単で、動作が確実であることから、保安機 構の信頼性は高く、確実にオープン状態とすることが可能である。

【００２９】 また、本実施例においては、図５に示すように、鉄−アルミニウム製のリベッ ト３０が用いられている。このリベット３０は、封口部材２の内面１ａ側のアル ミニウム製の内部リベット３２と、封口部材２の外面２ｂ側で外部ターミナル２ ５に接続した鉄製の外部リベット３３とによって構成されている。その理由は、 非アルミニウム素材にとって腐食雰囲気となる封口部材２の内側には、アルミニ ウム製の内部リベット３２のみを露出させて腐食などを防止する一方、強度の要 求される外部ターミナル２５との接続は、強度等の面で優れている鉄製の外部リ ベット３３を用いており、ターミナルとしての要求も満足させている。

【００３０】 このような鉄−アルミニウム製のリベット３０は、内部リベット３２の内部に 設けられた円筒状の中空部３５に外部リベット３３の円柱状の挿入部３６を挿入 して組み立てられ、組み立てに際しては圧入、溶接、補止め等が用いられる。そ して、これらの効果を増すために、挿入部３６の外面には、ローレット状の加工 、半田メッキ、あるいは半田メッキの下層に銅メッキを施したものが用いられる 。それ故、リベット３０の電気的特性も良好である。

【００３１】

【考案の効果】

以上に説明したように、本考案に係るアルミニウム電解コンデンサにおいては 、コンデンサケース内の圧力が上昇すると封口部材がターミナル部と共に外側に 向かって変形する一方、リード引き止め部材は、リード部材を引き止めることに 特徴を有する。従って、内部の圧力が上昇すると、リード部材とターミナル部と の接続が自動的に絶たれるため、アルミニウム電解コンデンサの特徴である小型 で安価であることを減ずることなく、保安機構を組み込んだアルミニウム電解コ ンデンサを提供することができ、さらに、保安機構の構成が簡単であるので、そ の信頼性が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に係るアルミニウム電解コンデ
ンサの構造を示す断面図である。

【図２】図１に示すアルミニウム電解コンデンサの封口
部側の裏面を示す裏面図である。

【図３】図１に示すアルミニウム電解コンデンサの封口
部側の表面を示す表面図である。

【図４】図１に示すアルミニウム電解コンデンサ内の圧
力が異常に上昇した場合において、封口部材側での動作
を示す説明図である。

【図５】図１に示すアルミニウム電解コンデンサに用い
られているリベットを一部欠いて示す説明図である。

【図６】従来のアルミニウム電解コンデンサの構成を示
す断面図である。

【符号の説明】

１・・リード引き止め部材 ２・・封口部材 ３ａ，３ｂ・・ターミナル挿通孔 ５ａ，５ｂ・・補強用突起 ８・・ブッシュ ９・・パッキン １４，１６・・薄肉部 １５・・スペーサー ２１・・アルミニウム電解コンデンサ ２２・・コンデンサ素子 ２３・・アルミニウムケース ２４・・封口部材 ２５・・外部ターミナル ２６・・アルミニウムリベット ２７，２８・・リード ３０，３０ａ，３０ｂ・・・リベット ３１，３１ａ，３１ｂ・・接続端 ３２・・内部リベット ３３・・外部リベット ３５・・中空部 ３６・・挿入部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 南 真一郎 京都市中京区御池通烏丸東入一筋目仲保利 町191番地の４ 上原ビル３階 ニチコン 株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンデンサケースの開放端側に固定さ
   れ、前記コンデンサケース内の圧力上昇によって外側に
   向かって変形可能な封口部材と、この封口部材に固定さ
   れて前記封口部材の変形によって外側に向かって変位可
   能であって、下端側に前記コンデンサ素子から延びるリ
   ード部材が接続されたターミナル部と、前記封口部材と
   前記コンデンサ素子との間において、前記ターミナル部
   が外側に向けて変位したときに、前記リード部材を引き
   止めて前記ターミナル部と前記リード部材との接続を遮
   断するリード引き止め部材とを有することを特徴とする
   アルミニウム電解コンデンサ。