WO2007069538A1

WO2007069538A1 - コンデンサ

Info

Publication number: WO2007069538A1
Application number: PCT/JP2006/324523
Authority: WO
Inventors: Teruhisa Miura; Hideki Shimamoto; Shusaku Kawasaki; Masayuki Shinjou
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2005-12-13
Filing date: 2006-12-08
Publication date: 2007-06-21
Also published as: US20090273886A1; US7830647B2; JPWO2007069538A1; JP5012511B2; EP1962309A1

Abstract

　コンデンサはコンデンサ素子と、金属性の筒状のケースと、電解液と、端子板とを有する。ケースはコンデンサ素子を収容し、内底面にはコンデンサ素子の第１電極が接合されている。端子板はコンデンサ素子の第２電極と接合され、ケースの開口部を封止している。端子板とケースとの少なくともいずれかには貫通孔が設けられ、この貫通孔に、貫通孔の径より大きい外径のゴム状弾性体からなる密栓部材が嵌め込まれている。

Description

明細書

コンデンサ技術分野

[0001] 本発明は各種電子機器、ハイブリッド自動車や燃料電池車の回生用、あるいは電力貯蔵用等に使用されるコンデンサに関する。背景技術

[0002] 図 13は従来のコンデンサの構成を示す断面図である。コンデンサ素子 20はアルミ -ゥム製の有底円筒状の金属製のケース 22に図示しない電解液と共に収容されている。コンデンサ素子 20の上下の両端面から陽極と陰極とが取り出されている。金属板 21はコンデンサ素子 20の一方の電極に接続されて!、る。コンデンサ素子 20の中心部に配設された棒状の芯材 24は、一端に外部接続用の平板状の端子 24Aを有する。芯材 24と金属板 21とは電気的に接続されている。一方、ケース 22の内底面はコンデンサ素子 20の他方の電極に接続されている。外部接続用の平板状の端子 25 はケース 22の外表面に接合されている。なおケース 22の内底面には突起 22Aが設けられて、る。絶縁部材 26は芯材 24とケース 22とを絶縁して、る。

[0003] 絶縁性の封口板 23はケース 22の開口部を封止している。封口板 23には芯材 24 が貫通する孔 32と、電解液を注入するための孔 33とが設けられている。 Oリング 29 は孔 32の周囲で封口板 23に組み込まれ、芯材 24と封口板 23との間を封止している

[0004] ゴム状弾性絶縁部材カもなる閉塞体 27はキャップ 28と組み合わされて孔 33を塞ぎ、圧力調整弁を構成している。封口板 23の上面周縁に配設された封口ゴム 30は、ケース 22の開口端をカーリングカ卩ェしてカーリング力卩ェ部 22Bを形成することにより圧縮され、ケース 22と封口板 23との間を封止している。このように構成されたコンデンサでは、ケース 22が集電端子の役割を果たす。このようなコンデンサは例えば、特許文献 1に開示されている。

[0005] し力しながら上記従来のコンデンサでは、小型大容量化する場合にケース 22の外径が小さくなると封口板 23も小さくなる。そのため小さくなつた封口板 23に孔 33や、コンデンサ内の圧力が所定の圧力以上になると内部のガスを外部に逃がすための圧力調整弁を設けることはスペース的に極めて困難である。具体的にはケース 22の外径が 20mm以下の場合にこのような構造のコンデンサを作製することは困難になる。特許文献 1 :特開 2000— 315632号公報

発明の開示

[0006] 本発明は外径の小さなケースの開口部を封口する端子板に電解液注入用の孔を設け、この孔を確実に封止したコンデンサである。本発明のコンデンサは、コンデンサ素子と、金属性の筒状のケースと、電解液と、端子板とを有する。コンデンサ素子は第 1電極と、第 2電極と、その間に介在するセパレータとを有する。ケースはコンデンサ素子を収容し、内底面には第 1電極が接合されている。端子板は第 2電極と接合され、ケースの開口部を封止している。端子板とケースとの少なくともいずれかには貫通孔が設けられ、この貫通孔に、貫通孔の径より大きい外径のゴム状弾性体力なる密栓部材が嵌め込まれている。以上のように本発明によるコンデンサでは、小型化された場合でも、端子板に電解液注入孔を設け、この注入孔を確実に封止することができる。

図面の簡単な説明

[0007] [図 1A]図 1Aは本発明の実施の形態 1によるコンデンサの上面図である。

[図 1B]図 1Bは図 1Aに示すコンデンサの正面断面図である。

[図 1C]図 1Cは図 1Aに示すコンデンサの底面図である。

[図 1D]図 1Dは図 1Bにおけるコンデンサ素子の拡大断面図である。

[図 2A]図 2Aは図 1Aに示すコンデンサに使用される密栓部材の上面図である。

[図 2B]図 2Bは図 2Aに示す密栓部材の正面断面図である。

[図 3A]図 3Aは本発明の実施の形態 1による他のコンデンサの上面図である。

[図 3B]図 3Bは図 3Aに示すコンデンサの正面断面図である。

[図 3C]図 3Cは図 3Aに示すコンデンサの底面図である。

[図 4A]図 4Aは図 1 Aに示すコンデンサに使用される他の密栓部材の上面図である。

[図 4B]図 4Bは図 4Aに示す密栓部材の正面断面図である。

[図 5A]図 5Aは図 1Aに示すコンデンサに使用されるさらに他の密栓部材の上面図である。

[図 5B]図 5Bは図 5Aに示す密栓部材の正面断面図である。

[図 6A]図 6Aは図 1Aに示すコンデンサに使用されるさらに他の密栓部材の上面図である。

[図 6B]図 6Bは図 6Aに示す密栓部材の正面断面図である。

[図 7A]図 7Aは図 1Aに示すコンデンサに使用されるさらに別の密栓部材の正面断面図である。

[図 7B]図 7Bは図 7Aに示す密栓部材の底面図である。

[図 8A]図 8Aは図 7Aに示す密栓部材を装着した状態の要部断面図である。

[図 8B]図 8Bは図 7Aに示す密栓部材が作動した状態の要部断面図である。

[図 9]図 9は図 1 Aに示すコンデンサに使用されるさらに他の密栓部材を装着した状態の要部断面図である。

[図 10A]図 10Aは本発明の実施の形態 2によるコンデンサの上面図である。

[図 10B]図 10Bは図 10Aに示すコンデンサの正面断面図である。

[図 10C]図 10Cは図 10Aに示すコンデンサの底面図である。

[図 11]図 11は本発明の実施の形態 3によるコンデンサに使用される密栓部材を装着した状態の要部断面図である。

[図 12]図 12は本発明の実施の形態 3によるコンデンサに使用される他の密栓部材を装着した状態の要部断面図である。

[図 13]図 13は従来のコンデンサの構成を示した断面図である。

符号の説明

1 コンデンサ素子

2 ケース

2A, 2D, 3A, 12C 凹咅

2B 絞り加工部

2C カーリング力卩ェ部

2E, 3B, 12E 貫通孔（孔）

3, 11, 12 端子板 5 封止用ゴム

6, 7, 8, 9, 10, 13, 34, 36 密栓部材 (栓）

6A, 6B, 7A, 7B, 8A, 8B, 9A, 9B, 10A, 10B, 34A, 34B, 36A, 36B 鍔部

6C, 7C, 8C テーノ

6D, 7D, 8D RU

7E 直線部

8E, 36D 凹部

6E, 9C, IOC, 36C 装着部

9D スリット

10D 溝部

10E 密着部

12 A ネジ部

12B 突起

14 圧力調整弁

15 第 1電極

16 第 2電極

15A 第 1集電体

16A 第 2集電体

15B, 16B 分極性電極層

18 セパレータ

19 電解液

0 コンデンサ素子

1 金属板

2 ケース

2A 突起

2B カーリング加工部 23 封口板

24 芯材

24A, 25 端子

26 絶縁部材

27 閉塞体

28 キャップ

29 Oリング

30 封口ゴム

31 基板

32, 33 孑し

35 絶縁層

37 ピン

37A 貫通孔

発明を実施するための最良の形態

[0009] (実施の形態 1)

図 1A〜図 1Cはそれぞれ本発明の実施の形態 1によるコンデンサの上面図、正面断面図、底面図である。図 1Dは図 1Bにおけるコンデンサ素子の拡大断面図である。図 2A、図 2Bはこのコンデンサに使用される密栓部材の上面図と正面断面図である。

[0010] コンデンサ素子 1は第 1電極 15と第 2電極 16とセパレータ 18と力も構成されている。第 1電極 15はアルミニウム箔カなる第 1集電体 15 Aの上に分極性電極層 15Bが形成されている。第 2電極 16もまたアルミニウム箔カゝらなる第 2集電体 16Aの上に分極性電極層 16Bが形成されて、る。そして第 1電極 15と第 2電極 16とが互いに逆方向に位置をずらして配置され、その間にセパレータ 18を介在させて捲回することにより構成されている。コンデンサ素子 1の上下両端面力も第 1集電体 15Aと第 2集電体 16 Aとがそれぞれ突出して、る。

[0011] コンデンサ素子 1はアルミニウム製の有底円筒状の金属製のケース 2に電解液 19と共に収容されている。ケース 2の底面には凹部 2Aが設けられている。凹部 2Aの内面にはコンデンサ素子 1の一方の端面に露出した第 1電極 15が押し当てられ、ケース 2 の外底面側力レーザー光を照射してレーザー溶接を行う等の方法によって接合されている。このようにして凹部 2Aの内面とコンデンサ素子 1の第 1電極 15とは機械的かつ電気的に接続されて!、る。

[0012] 端子板 3はケース 2の開口部を塞いでいる。端子板 3には凹部 3Aが設けられている。凹部 3Aの底面にはコンデンサ素子 1の他方の端面に露出した第 2電極 16が押し当てられ、端子板 3の表面側力レーザー光を照射してレーザー溶接を行う等の方法によって接合されて、る。このようにして凹部 3Aの底面とコンデンサ素子 1の第 2 電極 16とは機械的かつ電気的に接続されている。

[0013] 絶縁材料力もなる環状の絶縁部材 4はケース 2の開口端の近傍を絞り加工して形成された絞り加工部 2Bの内周面の上部に配設されている。絶縁部材 4の上には端子板 3が配設されている。封止用ゴム 5は端子板 3の上面周縁に配設され、ケース 2 の開口端をカーリングカ卩ェしてカーリング力卩ェ部 2Cを形成することにより圧縮されてケース 2と端子板 3との間を絶縁しつつ封止している。

[0014] 密栓部材 (以下、栓） 6は端子板 3に設けられた電解液注入用の孔 3B力ケース 2 内に図示しない電解液を注入した後、孔 3Bを塞ぐように圧入されている。栓 6はプチルゴム (IIR)またはエチレンプロピレンターポリマー（EPT)等のゴム状弾性体により作製されている。栓 6の外径は孔 3Bの径よりも大きい。この構造ではコンデンサを小型化しても、端子板 3に孔 3Bを設けることができる。そして栓 6と孔 3Bとをこのような寸法関係にすることより栓 6は孔 3Bを確実に封止する。

[0015] コンデンサ素子 1の第 2電極 16とその近傍には、図示しない絶縁テープが貼り付けられている。これにより、ケース 2の内周面と第 2電極 16との短絡が防止されている。なお絶縁テープは当該部分のケース 2の内周面に絶縁コーティングを施すことによつて省略することも可能である。

[0016] なお栓 6の挿入方向、すなわち図 2における上下方向の始終端にはそれぞれ第 1 鍔部 6A、第 2鍔部 6B (以下、いずれも鍔部）が設けられていることが好ましい。鍔部 6 A、 6Bを設けることにより、栓 6が簡単に抜けたり、あるいはコンデンサ内部へはまり込んでしまったりすることが防止される。またコンデンサの内部に挿入される鍔部 6A 側の先端面周縁にはテーパ 6Cが設けられている。さらに鍔部 6A、 6Bの挿入側の周縁には R部 6Dが設けられている。このような構成の少なくともいずれかにより、栓 6は孔 3Bに圧入し易ぐかつ圧入時に栓 6が損傷しにくいため好ましい。なお、テーパ 6 Cの角度は 95〜175° の範囲が適しており、 R部 6Dの曲率半径は 0. 1mm以上が適している。また鍔部 6A、 6Bの最大厚みは 0. 2mm以上が適している。

[0017] 孔 3Bに嵌まり込む栓 6の最小部分の外径は、孔 3Bの径の 106%以上、 170%未満が好ま、。これより小さ、場合には封止能力が低下してしまうために漏液の危険性がある。また逆に大きすぎる場合には栓 6が局部的に破断する危険性がある。

[0018] また栓 6の封止性能を確保して漏液を防止するためには、孔 3Bに密接する栓 6の周面に発生する応力を 1. OMPa以上とすることが好ましい。これより小さい場合には封止能力が低下する。このように栓 6の好ま、形状や応力性能を確認するために、外径の異なる栓 6をそれぞれ 10個作製し、それらを評価した結果を (表 1)に示す。

[0019] [表 1]

[0020] なお、（表 1)においては、孔 3Bの径を 1として、これに圧入する栓 6の外径を変化させることによって圧縮比を変化させて電解液の漏れ性を調べている。漏れ性は、栓 6 に 0. 6MPaのガス圧力が負荷されるようにして評価している。なおヤング率約 5. OM Pa、ポアソン比 0. 48、破断伸び率 200以上 300%以下の特性を有する材料である I IRまたは EPTを栓 6に使用して、線形構造解析と実験と行っている。なお（表 1)の漏れ性評価において「X」は 5個以上が漏液し、「△」は 1〜4個が漏液し、「〇」は全数漏液して、な、ことを示して、る。

[0021] (表 1)から、栓 6の圧縮比が 1. 05%以下の場合には、栓 6から孔 3Bの内周面に対する反力が小さいために漏れが発生したと考えられる。また、圧縮比が 170%を超えた場合においても、同様に漏れが発生している。圧縮比が 170%の場合、（表 1)に示すように線形構造解析による最大歪量は lmm当たり 1. 54mmとなっている。このように大きな歪のために、栓 6の伸び率は局部的に 254%となる。したがって、この漏れは栓 6において局部的な破断が発生し、この部分で孔 3Bの内周面に対する反力の低下や材料の破断による漏れ経路が発生したためと考えられる。これらの結果から、栓 6で孔 3Bを封止するためには、孔 3Bに嵌まり込む栓 6の最小部分の外径は、孔 3Bの径の 106%以上、 170%未満であることが好ましい。

[0022] 栓 6の圧縮比が 1. 05%の場合の栓 6の外周面に発生している応力を線形構造解析により求めると、 0. 89MPaとなる。また栓 6の圧縮比が 1. 06%の場合、栓 6の外周面に発生している応力は多少ばらつくものの 1. OOMPa力ら 1. 03MPaとなり、いずれの場合も漏液が生じな力つた。以上の結果から、栓 6の外周面に発生する応力としては、少なくとも 1. OMPa必要であることが分かる。この値は栓 6を構成する材料に依存しない。一方、栓 6の外周面に発生する応力の上限は、上述のように栓 6を構成する材料の強度に依存する。以上より、液漏れを起こさないための封止能力としては、孔 3Bに密接する栓 6の周面に発生する応力が 1. OMPa以上であることが好ましい。

[0023] なお、図 3A〜図 3Cに示すように、電解液注入用の孔 2Eを端子板 3ではなくケース 2の底に設け、孔 2Eを栓 6で封止してもよい。このような構造でも図 1A〜図 1Cの構造と同様の効果が得られる。さらに孔 3Bと孔 2Eとを両方設けてそれぞれを栓 6で封止してもよい。この場合には電解液を注入しやすくなる。これは以下に説明する他の形状の密栓部材につヽても同様である。

[0024] 次に、孔 3Bに圧入する際の作業性を向上させた密栓部材の形状について説明する。図 4A、図 4Bは密栓部材の他の例を示した平面図と正面断面図である。密栓部材 (以下、栓） 7には栓 6と同様に鍔部 7A、 7B、テーパ 7C、 R部 7Dが設けられていると共に、鍔部 7A側の先端面とテーパ 7Cとの間に直線部 7Eが設けられている。直線部 7Eは鍔部 7Aから栓 7の挿入方向に伸び、鍔部 7A、 7B間に設けられた装着部 7F より細、。このように直線部 7Eが設けられて、ることにより栓 7を孔 3Bに圧入し易くなる。

[0025] 図 5A、図 5Bもまた密栓部材の他の例を示した平面図と正面断面図である。密栓部材 (以下、栓） 8には栓 6と同様に鍔部 7A、 7B、テーパ 7C、 R部 7Dが設けられていると共に、鍔部 8A側の先端面に凹部 8Eが設けられている。すなわち、凹部 8Eは栓 8の挿入方向の先端面に設けられている。これにより挿入先端部が変形しやすぐ栓 8を挿入しやすヽ。特に凹部 8Eが鍔部 8Aの R部 8Dよりも深ヽと鍔部 8A側の応力が低下するため、栓 8を孔 3Bに圧入し易くなる。

[0026] 次に密栓部材に圧力調整機能を持たせた例について説明する。

[0027] 図 6A、図 6Bはこのような密栓部材の上面図と正面断面図である。密栓部材 (以下、栓） 9の下端と上端にはそれぞれ鍔部 9A、 9Bが設けられ、栓 9の上下中央部分には孔 3Bに嵌まり込んで圧着する装着部 9Cが環状に形成されている。

[0028] また中央部には上下方向に連通するスリット 9Dが設けられている。栓 9を孔 3Bに圧入した状態では栓 9全体が中心に向力つて圧縮される。そのためスリット 9Dは塞がれた状態になり、ケース 2内に注入された電解液は漏出しない。

[0029] このように構成されたコンデンサ内の圧力が所定値以上になると、スリット 9Dが上昇した圧力によって押し広げられる。スリット 9Dは例えば 0. 15MPa〜l. OMPaの圧力で押し広げられる。その結果、ケース 2内部が部分的に外部と連通状態になり、この部分から内部のガスが外部に放出され、ケース 2内部の圧力が低下する。そしてケース 2内の圧力が所定の圧力以下まで低下すると、栓 9に設けられたスリット 9Dは再び密着して塞がれ、栓 9はケース 2内に注入された電解液の漏出を防止するように封止する。

[0030] このように栓 9は孔 3Bを塞ぐとともにケース 2内部の圧力を調整する機能を有する。

そのため特に、小型化されて圧力調整弁を取り付けるスぺーサがないようなコンデンサにおいても、圧力調整機能を有する信頼性の高いコンデンサを構成することができる。

[0031] なおスリット 9Dの両端にはテーパが設けられていることが好ましい。このテーパは栓 9が孔 3Bに圧入された状態でも密着しないため、確実にケース 2内のガスが外部に放出される。また下端の鍔部 9Aの周縁にはテーパを設けることが好ましい。このテーパにより栓 9を孔 3Bに圧入し易くなる。

[0032] 次に密栓部材に圧力調整機能を持たせた他の例について説明する。

[0033] 図 7A、図 7Bはこのような密栓部材の正面断面図と底面図である。図 8A、図 8Bはこの密栓部材を装着した状態を示した要部断面図と密栓部材が作動した状態を示した要部断面図である。

[0034] 密栓部材 (以下、栓） 10の下端と上端にはそれぞれ鍔部 10A、 10Bが設けられ、栓 10の上下中央部分には孔 3Bに嵌まり込んで圧着する装着部 10Cが環状に形成されている。装着部 10Cは端子板 11の厚みの約 2倍程度の長さに形成されると共に、装着部 10Cの端子板 11との密着部分を除く下方には、周面の一部を上下方向に切り欠いた溝部 10Dが設けられている。また溝部 10Dと鍔部 10Bとの間には栓 10が端子板と密着する密着部 10Eが設けられている。すなわち栓 10には、栓 10の挿入方向の始端カも終端に向力つて、端子板 3の厚みより伸びた溝部 10Dが設けられるとともに、溝部 10Dカも栓 10の挿入方向の終端までの間には密着部 10Eが設けられている。

[0035] このように構成された栓 10の動作について説明する。まず、図 8Aに示すように、通常状態では栓 10は端子板 3の孔 3Bに圧入され、鍔部 10Bが端子板 3と密着している。これにより栓 10は孔 3Bを確実に封止している。ケース 2内の圧力が上昇すると、図 8Bに示すように鍔部 10Aが端子板 11と密着する位置まで栓 10は押し上げられて装着部 10Cの下方に設けられた溝部 10Dが端子板 11の表面側に露出する。そのためケース 2の内部と外部とが連通状態になり、ケース 2内のガスが外部に逃げて圧力が低下する。すなわち、栓 10はケース 2内の圧力が所定の圧力以上になるとその圧力によって挿入方向と逆方向に移動し、溝部 10D力もケース 2内部のガスを外部に逃がす。なお、このようにして押し上げられた栓 10をユーザが押し込んで図 8Aの状態にすることにより、栓 10はケース 2内を再び封止することができる。

[0036] このように栓 10は孔 3Bを塞ぐとともにケース 2内部の圧力を調整する機能を有する。そのため特に、小型化されて圧力調整弁を取り付けるスぺーサがないようなコンデンサにおいても、圧力調整機能を有する信頼性の高いコンデンサを構成することができる。

[0037] なお下端の鍔部 10Aの周縁にはテーパを設けることが好ましい。このテーパにより栓 10を孔 3Bに圧入し易くなる。

[0038] 次に密栓部材を 2つの部材で構成した他の例について説明する。図 9はこのような密栓部材を装着した状態の要部断面図である。密栓部材 (以下、栓） 36の上端と下端にはそれぞれ鍔部 36A、 36Bが設けられ、栓 36の上下中央部分には孔 3Bに嵌まり込んで圧着する装着部 36Cが環状に形成されている。また中央部には挿入方向の外側に凹部 36Dが設けられ、凹部 36Dにピン 37が嵌っている。栓 36は他の密栓部材と同様、ゴム材などの弾性を有する材料で構成され、ピン 37は金属ゃ榭脂など、栓 36より硬、硬材で構成されて、る。

[0039] このように栓 36とピン 37とを装着するにはまず孔 3Bに栓 36を挿入する。この際、凹部 36Dが設けられているために栓 36が変形しやすぐ容易に孔 3Bに装着することができる。その後、凹部 36Dにピン 37を挿入する。これにより凹部 36Dがピン 37で閉塞され、栓 36が変形しに《なる。結果として図 2Bと同様に栓 36は孔 3Bを封止することができる。このように栓 36とピン 37とを用いることにより栓 6のように凹部や空洞を内部に有していない密栓部材に比べて装着作業性が向上する。

[0040] なおピン 37の中央部にはピン 37の挿入方向に貫通する貫通孔 37Aを設けておくことが好ましい。凹部 36Dにピン 37を挿入する際に貫通孔 37Aから凹部 36D内部の空気が抜ける。そのため凹部 36Dにピン 37を挿入後に圧縮された空気によって挿入側へピン 37が浮き上がることがな、。

[0041] なお、図 4B、図 5B、図 7Aに示す栓 7、 8、 10も鍔部同士の間の部分には空洞がないので栓 6と同様にこの部分の外径は、孔 3Bの径の 106%以上、 170%未満であることが好ましい。図 9に示す栓 36についても凹部 36Dがピン 37で塞がれるので栓 6と同様に装着部 36Cの外径は、孔 3Bの径の 106%以上、 170%未満であることが好ましい。また、孔 3Bに密接する際の栓 7、 8、 10、 36の周面に発生する応力は 1. OM Pa以上であることが好ましい。さらに図 6Bに示す栓 9のように鍔部の間の部分には空洞 (スリット 9D)がある場合でも、装着部 9Cの外径からスリット 9Dの厚さを除いた寸法が孔 3Bの径の 106%以上、 170%未満であることが好ましい。また、孔 3Bに密接する際の装着部 9Cの周面に発生する応力は 1. OMPa以上であることが好ましい。

[0042] (実施の形態 2)

図 10A〜図 10Cはそれぞれ、本発明の実施の形態 2によるコンデンサの上面図、正面断面図、底面図である。本実施の形態によるコンデンサは、図 6A〜図 8Bを用いて説明した圧力調整機能を有する密栓部材ではなぐ図 2B、図 4B、図 5B、図 9に示す密栓部材のいずれかを用い、圧力調整弁が端子板に設けられている。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説明する。

[0043] 端子板 12は外部接続用のネジ部 12Aを有する。密栓部材 (以下、栓） 13は端子板 12に設けられた電解液注入用の孔 12Eに圧入されている。圧力調整弁 14は端子板 12に装着されている。圧力調整弁 14は端子板 12に設けられた孔 12Fをガス透過性シートとゴム製の弁体で塞ぎ、これらをキャップで固定して構成されて、る。

[0044] 端子板 12の内面には突起 12Bが設けられている。端子板 12の表面には凹部 12C と周り止め用の突起 12Dとが設けられている。ケース 2の底面には凹部 2Dが設けられている。

[0045] このように構成されたコンデンサでは、ケース 2内の圧力が所定の圧力以上になると端子板 12に設けられた圧力調整弁 14が開放され内部のガスを外部に逃がす。圧力調整弁 14の作動圧は例えば 0. 15MPa〜l. OMPaに設定されている。そのため、栓 13には圧力調整機能を持たせる必要はなくなり、栓 13に簡単な構造を有する実施の形態 1における栓 6、 7、 8あるいは栓 36とピン 37のいずれかを用いることができる。したがって、端子板 12に栓 13と圧力調整弁 14とを装着するスペースがある場合には、このように両者を同時に装着することも可能である。

[0046] (実施の形態 3)

図 11は本発明の実施の形態 3によるコンデンサに使用される密栓部材を装着した状態の要部断面図である。本実施の形態と実施の形態 1とが異なる点は端子板 3に設けられた孔 3Bの内周面と、これに繋がる端子板 3の表裏面の一部に絶縁層 35が設けられている点である。これ以外の基本的な構成は図 1A〜図 2Bを用いて説明した実施の形態 1と同様である。絶縁層 35はポリプロピレン榭脂など、電解液により溶解することがない材料で形成されている。以下、絶縁層 35の効果について図 1Bも参照しながら説明する。

[0047] コンデンサ素子 1の一方の電極は端子板 3に接合され、他方の電極はケース 2に接合されている。コンデンサ素子 1の陰極を端子板 3に接合した場合、コンデンサを高温 ·高湿の環境下で使用すると、端子板 3と密栓部材 (以下、栓) 6との界面に電解液が浸入しやすくなり、電解液が外部に漏洩する場合がある。

[0048] この現象は、以下のようにして起こると考えられる。栓 6の近傍にぉ、て、陰極である端子板 3を構成するアルミニウムにより電解液に含まれる水分が（1)式に示す電気化学反応によって水酸化物イオンを生成する。この水酸ィ匕物イオンと電解質のプラスイオンとが作用して、電解液はよりアルカリ性を呈する。このようにアルカリ性になった電解液は端子板 3と栓 6との界面を伝わって栓 6全体と接触する。このアルカリは栓 6 の化学的な架橋構造を切断し栓 6を劣化させる。この結果、栓 6の封止性能が低下して電解液が外部に漏洩する。

[0049] [化 1]

H ₂ 0 + - 0 ₂ + 4 e " → 2 O H - ( 1 )

[0050] また、アルカリ性を呈した電解液は、端子板 3と栓 6との界面に僅かな隙間があると界面張力によってその隙間に浸入して漏洩に至る可能性がある。そのため、電解液の漏洩を無くすためには端子板 3と栓 6とを密着させる必要がある。

[0051] 一方、コンデンサ素子 1の陽極を端子板 3に接合した場合、例えば、電解液の溶質としてテトラエチルアンモ -ゥムフルォロボレート（N (C H ) BF )を使用した場合に

2 5 4 4

は、ケース 2の封口部分では電解液中のマイナスイオンであるテトラフルォロボレートァ-オン (BF―)が近づき、（2)式を経て（3)式に示す反応により電解液中にヒドロ-

4

ゥムイオン (H 0+)が生成する。これにより、端子板 3近傍の電解液は酸性を呈する。

3

このように酸性を呈した電解液が端子板 3と栓 6との界面を伝わって端子板 3と接触すると端子板 3表面を腐食させ栓 6の封止性能が低下する。

[0052] [化 2] B F ₄ - + H ₂ O B F ₃ (〇 H ) - + H F ( 2 ) [0053] [化 3]

H F + H ₂ O → H ₃ 0 ⁺ + F - ( 3 )

[0054] し力しながら本実施の形態では端子板 3を構成するアルミニウムは絶縁層 35によつて被覆されて、る。そのためコンデンサ素子 1の陰極を端子板 3に接合した場合でも、電気化学反応が発生することはない。したがって水酸ィ匕物イオンの生成もなく電解液がアルカリ性を呈することもない。そのため、栓 6の封止性能の低下が抑制される。この場合、鍔部 6A、 6Bは端子板 3と密着して孔 3Bを封止する役目も担う。

[0055] 絶縁層 35はポリプロピレン榭脂以外に、 IIR、 EPT、スチレンブタジエンゴムのいずれかと、脂環族系石油榭脂、脂肪族系石油榭脂、テルペン系榭脂のいずれかからなる混合材料により形成された榭脂等で形成してもよヽ。すなわち電解液により溶解することがなぐかつ絶縁性を有するものであれば何を用いても構わない。

[0056] また絶縁層 35をポリプロピレン榭脂などの撥水性材料で構成することが好ま、。

このような材料で絶縁層 35を形成すればコンデンサ素子 1の陽極を端子板 3に接合した場合、端子板 3と栓 6との界面に酸性を呈する電解液が伝わってきても絶縁層 35 が電解液と端子板 3との接触を防ぐ。その結果、端子板 3と栓 6との界面において端子板 3表面の腐食が抑制され栓 6の封止性能の低下が抑制される。

[0057] また、本実施の形態においては、孔 3Bに栓 6を嵌め込むことにより封止を行う構成を説明したが、栓 6に代えて、圧力調整弁や防爆弁等の弁部材を用いて封止する場合にも絶縁層 35を孔 3Bの内周面とこれに繋がる端子板 3の表裏面の一部に形成することにより同様の効果を奏する。

[0058] なお実施の形態 1にて図 4A〜図 4Cを用いて説明したように、電解液注入用の孔 2 Eをケース 2の底部に設けてもよい。この場合には孔 2Eの内周面と、これに繋がるケース 2の表裏面の一部に絶縁層 35を設ければよい。

[0059] また鍔部が絶縁層 35を介して端子板 3に密着することによって密栓部材が孔 3Bを封止することができるのであれば、密栓部材に防爆機能をもたせることもできる。図 1 2はこのような密栓部材 34の構造を示す断面図である。密栓部材 34は端子板 3に設けられ内面が絶縁層 35に覆われた孔 3Bに装着される。装着された状態でコンデンサの内側になる側で密栓部材 34の中心部には空洞 34Cが設けられている。空洞 34 Cの上端は薄肉部 34Dで封じられている。密栓部材 34は、鍔部 34A、 34Bが絶縁層 35を介して端子板 3に密着することによって孔 3Bを封止している。

[0060] この状態でコンデンサの内圧が所定値まで上昇すると薄肉部 34Dが内圧によって破れることによりコンデンサのガスが外部に放出される。これにより密栓部材 34は、防爆機能を果たす。

[0061] なお以上の説明では一対の集電体のそれぞれの表面に分極性電極層を形成した一対の電極とセパレータで構成されたコンデンサ素子 1を用いた電気二重層コンデンサについて説明している力本発明はこれに限定されない。アルミ電解コンデンサなど、電解液を用いる他のコンデンサに適用可能である。

産業上の利用可能性

[0062] 本発明によるコンデンサは、小型化しても、端子板に電解液注入用の孔ゃ圧力調整機能を設けることができる。このコンデンサは例えばハイブリッド自動車用として有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 第 1電極と、第 2電極と、前記第 1電極と前記第 2電極との間に介在するセパレータとを有するコンデンサ素子と、

前記コンデンサ素子を収容し、前記第 1電極が内底面に接合された金属性の筒状のケースと、

前記ケースに収容された電解液と、

前記第 2電極と接合され、前記ケースの開口部を封止する端子板と、を備え、前記端子板と前記ケースとの少なくともいずれかに貫通孔が設けられ、前記貫通孔に、前記貫通孔の径より大きい外径のゴム状弾性体力なる密栓部材が嵌め込まれた、

コンデンサ。

[2] 前記密栓部材は、前記密栓部材の挿入方向の始端に第 1鍔部を、終端に第 2鍔部をそれぞれ有する、

請求項 1記載のコンデンサ。

[3] 前記第 1鍔部の先端面周縁にテーパが設けられた、

請求項 2記載のコンデンサ。

[4] 前記第 1鍔部、前記第 2鍔部の挿入側の周縁に R部が設けられた、

請求項 2記載のコンデンサ。

[5] 前記密栓部材は、前記第 1鍔部と前記第 2鍔部との間に装着部を有し、前記第 1鍔部から前記密栓部材の挿入方向に伸び、前記装着部より細い直線部を有する、請求項 2記載のコンデンサ。

[6] 前記密栓部材の挿入方向の先端面に凹部が設けられた、

請求項 1記載のコンデンサ。

[7] 前記密栓部材に上下方向に連通するスリットが設けられ、前記密栓部材は、前記ケース内の圧力が所定の圧力以上になると内部のガスを外部に逃がす、

請求項 1記載のコンデンサ。

[8] 前記密栓部材には、前記密栓部材の挿入方向の始端から終端に向かって、前記密栓部材が装着される前記端子板と前記ケースとの少なくともいずれかの厚みより伸びた溝部が設けられるとともに、前記溝部力前記密栓部材の挿入方向の終端までの間には前記密栓部材が装着される前記端子板と前記ケースとの少なくとも、ずれかと密着する密着部が設けられ、前記密栓部材は前記ケース内の圧力が所定の圧力以上になるとその圧力によって挿入方向と逆方向に移動し、前記溝部から前記ケース内部のガスを外部に逃がす、

請求項 1記載のコンデンサ。

[9] 前記密栓部材の挿入方向の外側には凹部が設けられ、前記凹部に前記密栓部材ょり硬いピンが嵌め込まれた、

請求項 1記載のコンデンサ。

[10] 前記ピンには、前記ピンの挿入方向に貫通する貫通孔が設けられた、

請求項 9記載のコンデンサ。

[11] 前記密栓部材は、ブチルゴムとエチレンプロピレンターポリマーとのいずれかで構成された、

請求項 1記載のコンデンサ。

[12] 前記密栓部材の周面の最小部分の外径が、前記貫通孔の径の 106%以上、 170% 未満である、

請求項 11記載のコンデンサ。

[13] 前記貫通孔に密接する前記密栓部材の周面に発生する応力が 1. OMPa以上である、

請求項 1記載のコンデンサ。

[14] 前記ケース内の圧力が所定の圧力以上になると、内部のガスを外部に逃がすように構成された圧力調整弁が前記端子板に設けられた、

請求項 1記載のコンデンサ。

[15] 前記貫通孔の内周面と、前記貫通孔が設けられた前記端子板と前記ケースとの少なくともいずれかの前記内周面に繋がる表裏面の一部に絶縁層が設けられた、請求項 1記載のコンデンサ。

[16] 前記絶縁層が、ポリプロピレン榭脂により形成された、

請求項 15記載のコンデンサ。前記絶縁層が、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴムのいずれかと、脂環族系石油榭脂、脂肪族系石油榭脂、テルペン系榭脂のいずれかと力なる混合材料により形成された、請求項 15記載のコンデンサ。