JPH0845796A - 電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 経時変化のない安定した高い防爆機能を有す
る安全性の高い電解コンデンサを提供する。 【構成】 コンデンサ素子１の内部引出端子２を、成形
端子板３を貫通する外部端子４のリベット部５に接続す
る。コンデンサ素子１を、金属ケース６に収納するとと
もに、成形端子板３を、金属ケース６の開口部を覆うよ
うにして金属ケース６に取り付ける。金属ケース６と成
形端子板３との間を密封する。成形端子板３には、防爆
装置２０を設ける。防爆装置２０は、成形端子板３を貫
通する防爆孔２１と、この防爆孔２１を塞ぐように配置
された防爆弁２２とを備える。防爆弁２２を、下部開口
形ケース状のアルミニウム製の防爆弁ユニット２３の上
面部として構成し、この防爆弁ユニット２３を成形端子
板３に挿入成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電解コンデンサに係
り、特に、その防爆装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ねじ型の外部端子を有する大型の
電解コンデンサは、図４に示すように構成されている。
すなわち、この図４においてまず、１は、内部引出端子
２を備えたコンデンサ素子である。このコンデンサ素子
１は、陽極箔と陰極箔とをコンデンサ紙などの絶縁スペ
ーサと共に巻回し、駆動用電解液を含浸して形成されて
いる。また、このコンデンサ素子１に使用する陽極箔と
陰極箔は、高純度のアルミニウム箔を電気化学的に粗面
化して表面積を拡大し、かつ陽極酸化により誘電体酸化
皮膜を形成してなるものである。次に、図４において、
３は成形端子板である。この成形端子板３は、図５に示
すように、この成形端子板３を貫通するように配置され
たねじ型の外部端子４と、この外部端子４の一端に設け
られたリベット部５を備えている。また、このリベット
部５には、図４に示すように、コンデンサ素子１の内部
引出端子２が接続されている。

【０００３】そして、このような接続状態で、コンデン
サ素子１が、有底筒状の金属ケース６に収納されるとと
もに、成形端子板３が、金属ケース６の開口部を覆うよ
うにしてこの金属ケース６に取り付けられている。この
場合、成形端子板３の外面の外周部には、ゴムリング７
が配置され、このゴムリング７に金属ケース６の開放端
が巻締め加工によって食い込んでおり、それによって、
金属ケース６と成形端子板３との間が密封されている。

【０００４】ところで、このような構成を有する電解コ
ンデンサは、その使用中に回路異常などにより過電圧、
逆電圧あるいは過電流が印加されると、その内部圧力が
急激に上昇する。そして、この内部圧力の上昇が、電解
コンデンサの爆発の原因となる。従って、電解コンデン
サの爆発を防ぐためには、この電解コンデンサの内部圧
力の上昇を抑制しなくてはならない。このため、一般的
に、電解コンデンサには、図６に示すような防爆装置１
０が設けられている。この防爆装置１０は、図６に示す
ように、成形端子板３の一部に設けられた小径部１１ａ
と大径部１１ｂからなる防爆孔１１と、この防爆孔１１
の大径部１１ｂ側に配置された肉薄のゴム製の防爆弁１
２と、この防爆弁１２を固定する金属製のワッシャ１３
とから構成されている。このような防爆装置１０を設け
ることにより、電解コンデンサの内部圧力が上昇した場
合には、その内部圧力を外部に逃がし、爆発を防ぐこと
ができる。すなわち、図６の電解コンデンサの内部圧力
が急激に上昇した場合には、この内部圧力によって防爆
装置１０の防爆弁１２が引き裂ける形で開いて内部ガス
を放出するため、その内部圧力がさらに上昇することを
抑止することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような構成を有する図４の電解コンデンサには次のよう
な問題点がある。すなわち、図４に示す電解コンデンサ
においては、前述したように、その防爆装置１０の防爆
弁１２の材質がゴムであるため、ゴムの経時的な品質の
変化に伴い、このゴム製の防爆弁１２が電解コンデンサ
の使用中に劣化してしまう。具体的には、防爆弁１２を
構成するゴムの硬度が経時的に上昇し、その引き裂き強
度が増大してしまう。その結果、防爆弁１２の動作圧力
は経時変化し、徐々に高くなってしまう。

【０００６】そして、このように、ゴム製の防爆弁１２
の動作圧力が経時変化により高くなると、回路異常など
の原因でコンデンサの内部圧力が上昇した場合に防爆弁
１２が開かなくなる可能性がある。このようなコンデン
サの内部圧力上昇時に、防爆弁１２が開かない場合に
は、コンデンサの内部が著しく高圧になり、成形端子板
３が破壊し飛散する形でコンデンサが爆発したり、ある
いは、コンデンサ内部で短絡や発火を生じる可能性があ
り、これは安全上致命的な問題点である。

【０００７】本発明は、以上のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたものであり、その目的は、
経時変化のない安定した高い防爆機能を有する安全性の
高い電解コンデンサを提供することである。

【０００８】より具体的に、請求項１記載の発明の目的
は、防爆弁の材料の経時劣化による防爆機能の経時的な
低下を避けることである。請求項２記載の発明の目的
は、防爆弁を確実に端子板に固定して通常時における電
解コンデンサの密封状態を保持し、コンデンサの信頼性
を高く維持するとともに、防爆装置を小型・簡略化し
て、設計の自由度を高め、かつ、その製造工程を容易化
することである。請求項３記載の発明の目的は、防爆弁
に強度的な弱点部を設けることにより、その防爆機能を
向上することである。請求項４記載の発明の目的は、防
爆弁の材料を適切に選択することにより、防爆装置の設
計の自由度を高めるとともにその製造工程を容易化する
ことである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、陽極箔と陰極
箔とを絶縁スペーサと共に巻回し、駆動用電解液を含浸
してコンデンサ素子を形成し、このコンデンサ素子の内
部引出端子を端子板を貫通する外部端子に接続した状態
で、このコンデンサ素子を有底筒状の金属ケースに収納
し、金属ケースの開放端と端子板との間を密封してなる
電解コンデンサにおいて、その端子板が、次のような防
爆装置を有することを特徴としている。すなわち、請求
項１記載の発明において、端子板は、金属製の防爆弁を
含む防爆装置を有する。

【００１０】また、請求項２記載の発明において、防爆
装置は、端子板を貫通する防爆孔と、この防爆孔を塞ぐ
ようにして端子板に挿入成形された金属製の防爆弁とを
有する。請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明に
おいて防爆弁がさらに次のように構成されたことを特徴
としている。すなわち、請求項３記載の発明において、
防爆弁は、その一部に他の部分よりも肉厚の薄い溝部を
有する。請求項４記載の発明において、防爆装置は、ア
ルミニウム製の防爆弁を含む。

【００１１】

【作用】以上のような構成を有する本発明の電解コンデ
ンサの作用は次の通りである。すなわち、請求項１記載
の発明によれば、電解コンデンサの防爆弁の材質が金属
であるため、ゴム製の防爆弁を使用した場合のように、
電解コンデンサの使用中に防爆弁の材料の劣化による防
爆機能の低下を生じることはない。つまり、金属製の防
爆弁は、ゴム製の防爆弁に比べて、長期に亘り防爆弁と
しての所定の性能を維持できる。そのため、電解コンデ
ンサの長期に亘る使用中に回路異常などによりその内部
に急激な圧力上昇を生じた場合には、確実に防爆弁が破
壊して内部ガスを放出し、それ以降のコンデンサの内部
圧力上昇を確実に抑止することができる。したがって、
コンデンサの内部圧力上昇によって端子板が破壊し飛散
することはなく、結果として電解コンデンサの爆発を未
然に防止できるとともに、コンデンサ内部で短絡や発火
を生じる可能性も全くない。

【００１２】請求項２記載の発明によれば、端子板に防
爆弁を挿入成形して防爆装置を形成することにより、防
爆弁を確実に端子板に固定して通常時におけるコンデン
サ内部の密封状態を確実に保持し、コンデンサの信頼性
を高く維持することができる。また、防爆装置をできる
限り小型・簡略化できるため、設計の自由度を高めると
ともにその製造工程を容易化することができる。請求項
３記載の発明によれば、防爆弁の一部に溝部を設けるこ
とにより、この部分が防爆弁の強度的な弱点部となる。
したがって、電解コンデンサの長期に亘る使用中にその
内部に急激な圧力上昇を生じた場合には、この溝部を起
点として防爆弁がより確実に破壊して内部ガスを放出す
ることができる。

【００１３】請求項４記載の発明によれば、防爆弁の材
料としてアルミニウムを使用していることから、このア
ルミニウム製の防爆弁が、ゴム製の防爆弁に比べて、長
期に亘り防爆弁としての所定の性能を維持できるため、
電解コンデンサの内部圧力の上昇時には、確実に防爆弁
が破壊して内部ガスを放出することができる。また、加
工性に優れた材料であるアルミニウムを使用することに
より、防爆装置の設計の自由度を高めるとともにその製
造工程を容易化することができる。特に、アルミニウム
は、コンデンサ素子の電極箔に使用される材料でもある
ため、電解コンデンサの製造工程に使用する材料の種類
をできる限り少なくすることができ、この点からも製造
工程をさらに容易化することができる。そしてまた、ア
ルミニウムは安価であるため、製造コストの増大を防止
できるという利点もある。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の請求項１〜４記載の発明を適
用してなる一実施例について、図１〜図３を用いて説明
する。なお、図４の従来例と同一部分には同一符号を付
し、説明を省略する。

【００１５】図１に示すように、本実施例の成形端子板
３には、本発明による防爆装置２０が設けられている。
この防爆装置２０は、図２に示すように、成形端子板３
を貫通する防爆孔２１と、この防爆孔２１を塞ぐように
配置された防爆弁２２とを備えている。この場合、防爆
弁２２は、アルミニウム製の防爆弁ユニット２３の一部
として構成されており、この防爆弁ユニット２３が成形
端子板３に挿入成形されている。すなわち、アルミニウ
ム製の防爆弁ユニット２３は、図３に示すように下部開
口形ケース状に形成されており、上面部に相当する防爆
弁２２と、この防爆弁２２の周囲を支持する円筒状の支
持部２４と、この支持部２４の下端部から外側につば状
にせり出した取付固定部２５とを備えている。そして、
このアルミニウム製の防爆弁ユニット２３は、その円筒
状の支持部２４の内周面が防爆孔２１の内周面とほぼ一
致し、かつ、その取付固定部２５が成形端子板３内に埋
設されるようにして固定されている。また、防爆弁２２
の一部には、他の部分より肉厚の薄い溝部２６が設けら
れている。なお、これ以外の部分は、前述した図４の従
来例と全く同様に構成されている。

【００１６】以上のような構成を有する本実施例の作用
は次の通りである。まず、本実施例においては、防爆弁
ユニット２３の一部として設けられた防爆弁２２の材質
がアルミニウムであるため、ゴム製の防爆弁１２を使用
した従来技術のように、電解コンデンサの使用中に防爆
弁２２の材料の劣化による防爆機能の低下を生じること
はなく、長期に亘り防爆弁２２としての所定の性能を維
持することができる。その上、特に、本実施例において
は、防爆弁２２の一部に肉厚の薄い溝部２６を設けてい
るため、この部分が防爆弁２２の強度的な弱点部となっ
ている。そのため、電解コンデンサの長期に亘る使用中
に回路異常などによりその内部に急激な圧力上昇を生じ
た場合には、溝部２６を起点として確実に防爆弁２２が
破壊して内部ガスを放出し、それ以降のコンデンサの内
部圧力上昇を確実に抑止することができる。したがっ
て、従来のようにコンデンサの内部圧力上昇によって端
子板が破壊し飛散することはなく、結果として電解コン
デンサの爆発を未然に防止できるとともに、コンデンサ
内部で短絡や発火を生じる可能性も全くない。

【００１７】また、本実施例においては、防爆弁２２を
含むアルミニウム製の防爆弁ユニット２３を成形端子板
３に挿入成形して防爆装置２０を形成しているため、防
爆弁２２を確実に成形端子板３に固定して、通常時にお
ける電解コンデンサの密封状態を確実に保持し、コンデ
ンサの信頼性を高く維持することができる。また、防爆
弁２２を含む単体の防爆弁ユニット２３を成形端子板３
に挿入成形して構成された防爆装置２０は、部品点数も
少なく、極めて小型・簡略であり、小さなスペースに容
易に配置できる。そのため、成形端子板３の任意の位置
にこの小型の防爆装置２０を自由に配置することが可能
であり、設計の自由度が高くなっている。そしてまた、
このように小型・簡略な防爆装置２０の製造は、極めて
容易であり、このことは、電解コンデンサの製造工程全
体の容易化につながる。

【００１８】その上、本実施例では、防爆弁ユニット２
３の材料として、加工性に優れた材料であるアルミニウ
ムを使用することにより、防爆装置２０の設計の自由度
を高めるとともにその製造工程を容易化することができ
る。特に、アルミニウムは、コンデンサ素子１の電極箔
に使用される材料でもあるため、電解コンデンサの製造
工程に使用する材料の種類をできる限り少なくすること
ができ、この点からも製造工程をさらに容易化すること
ができる。そしてまた、アルミニウムは安価であるた
め、製造コストの増大を防止できるという利点もある。

【００１９】以上のように、本実施例によれば、アルミ
ニウム製の防爆弁２２を含む防爆弁ユニット２３を使用
することにより、ゴム製の防爆弁１２を使用した従来例
で生じていた防爆弁の経時変化の問題を解消できるた
め、従来に比べて安定した高い防爆機能を有する安全性
の高い電解コンデンサを提供することができる。また、
このような本実施例の効果をより具体的に示すために、
実際に本発明と従来技術とに基づく電解コンデンサをそ
れぞれ作製し、同一条件で寿命試験と防爆弁動作試験を
行った。以下には、この実際の比較試験の結果について
説明する。

【００２０】まず、電解コンデンサとして、定格４００
Ｖ−５６００μＦの仕様で、図１の防爆装置２０を有す
る製品（本発明品Ａ）と、図４のゴム製の防爆装置１０
を有する製品（従来品Ｂ）を作製した。なお、成形端子
板３の材質は、本発明品Ａ，従来品Ｂともにポリフェニ
レンサルファイド（ＰＰＳ）とし、本発明品Ａのアルミ
ニウム製の防爆弁ユニット２３は、外径１０．０ｍｍ、
取付固定部２５の外径１４．０ｍｍ、開弁圧力１８．０
ｋｇ／ｃｍ² として構成した。そして、本発明品Ａと従
来品Ｂの双方に対して、同一条件で寿命試験と防爆弁動
作試験を行った。すなわち、まず、８５℃の温度におい
て４００Ｖの電圧を５０００時間印加して寿命試験を行
い、次に、電圧６５０Ｖ、突入電流４０００Ａの過電圧
を印加して防爆弁動作試験を行った。この場合の防爆弁
動作試験の結果を下記の表１に示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】この表１に示すように、従来品Ｂでは、弁
動作を行ったものが６０％と低く、４０％のものの端子
板が破壊しており、さらに、発火したものも２５％存在
している。これに対して、本発明品Ａでは、１００％の
ものが弁動作を行っており、端子板の破壊や発火は全く
生じていない。この結果は、本発明品Ａの効果、すなわ
ち、寿命試験後の製品でも確実に防爆弁２２が動作する
ため、内部圧力上昇時においても成形端子板３を破壊す
ることがなく、発火する危険性も全くなく、極めて安全
であることを実証している。

【００２３】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、防爆弁の具体的な構成は適宜変更可能で
ある。例えば、防爆弁の材料として、アルミニウム以外
の金属を使用することも可能であり、さらに、合金やセ
ラミックを使用することも可能である。また、防爆弁の
端子板に対する固定構造は、適宜選択可能である。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、端子板に金属製の防爆弁を設けることにより、経時
変化のない安定した高い防爆機能を有する安全性の高い
電解コンデンサを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電解コンデンサの一実施例を示す断面
図。

【図２】図１の成形端子板を示す断面図。

【図３】図２の防爆装置を構成する防爆弁ユニットを示
す断面図。

【図４】従来の電解コンデンサの一例を示す断面図。

【図５】図４の成形端子板を示す断面図

【図６】図４の成形端子板に設けられる防爆装置を示す
断面図。

【符号の説明】

１…コンデンサ素子 ２…内部引出端子 ３…成形端子板 ４…外部端子 ５…リベット部 ６…金属ケース ７…ゴムリング １０…防爆装置 １１…防爆孔 １１ａ…小径部 １１ｂ…大径部 １２…防爆弁 １３…ワッシャ ２０…防爆装置 ２１…防爆孔 ２２…防爆弁 ２３…防爆弁ユニット ２４…支持部 ２５…取付固定部 ２６…溝部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 陽極箔と陰極箔とを絶縁スペーサと共に
   巻回し、駆動用電解液を含浸してコンデンサ素子を形成
   し、このコンデンサ素子の内部引出端子を端子板を貫通
   する外部端子に接続した状態で、このコンデンサ素子を
   有底筒状の金属ケースに収納し、金属ケースの開放端と
   前記端子板との間を密封してなる電解コンデンサにおい
   て、前記端子板は、金属製の防爆弁を含む防爆装置を有
   することを特徴とする電解コンデンサ。
2. 【請求項２】 前記防爆装置は、前記端子板を貫通する
   防爆孔を有し、前記防爆弁は、この防爆孔を塞ぐように
   して端子板に挿入成形されたことを特徴とする請求項１
   記載の電解コンデンサ。
3. 【請求項３】 前記防爆弁は、その一部に他の部分より
   も肉厚の薄い溝部を有することを特徴とする請求項２記
   載の電解コンデンサ。
4. 【請求項４】 前記防爆弁は、アルミニウムから構成さ
   れていることを特徴とする請求項１記載の電解コンデン
   サ。