WO2016002220A1 - コンデンサ - Google Patents
コンデンサ Download PDFInfo
- Publication number
- WO2016002220A1 WO2016002220A1 PCT/JP2015/003317 JP2015003317W WO2016002220A1 WO 2016002220 A1 WO2016002220 A1 WO 2016002220A1 JP 2015003317 W JP2015003317 W JP 2015003317W WO 2016002220 A1 WO2016002220 A1 WO 2016002220A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- hole
- capacitor
- valve
- gas
- annular
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 87
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 93
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 16
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 12
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 5
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 5
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 10
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 230000003811 curling process Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000181 Ethylene propylene rubber Polymers 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 1
- 229920000800 acrylic rubber Polymers 0.000 description 1
- 230000003712 anti-aging effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229920005555 halobutyl Polymers 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/08—Housing; Encapsulation
- H01G9/12—Vents or other means allowing expansion
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/14—Arrangements or processes for adjusting or protecting hybrid or EDL capacitors
Definitions
- the present invention relates to a gas discharge technique for capacitors such as electrolytic capacitors and electric double layer capacitors.
- the electrolyte causes a chemical reaction due to long-term use or usage environment, and generates gas, which increases the internal pressure of the outer case.
- a gas vent valve is installed in the outer case to enable gas discharge.
- Patent Document 1 a gas vent valve is installed in a sealing body that seals the outer case, and gas is discharged according to an increase in the internal pressure of the outer case, thereby preventing the outer case from being ruptured due to an increase in the internal pressure.
- a through hole is formed in a sealing body that seals the outer case, and a gas vent valve is installed in the through hole.
- a pressure regulating valve structure is configured by attaching a butyl rubber cap having gas-liquid separation property to close the through hole to the gas vent valve to form a moisture-proof film. That is, this pressure regulating valve structure provides a pressure regulating function by degassing and an explosion-proof function of the outer case by pressure regulation.
- the electrolytic solution vaporized at high temperature is cooled on the surface of the sealing body and deposited as water droplets. If this water droplet enters the gas vent valve along the surface of the sealing plate and adheres to and stays in the gas permeable portion, there is a problem that the gas permeable function of the gas vent valve is hindered.
- an object of the present invention is to prevent a decrease in gas discharge function due to an electrolyte or moisture, and to improve the reliability of a capacitor.
- an exterior case that houses a capacitor element, and a recess around a through-hole that allows gas in the exterior case to pass therethrough are used to seal the exterior case.
- a sealing member, and a valve body having a main body portion that fits into the through hole together with a valve function portion that closes the through hole, and the main body portion is pressed against an inner surface of the through hole to penetrate the through hole.
- a first annular wall portion fitted in the hole, and a second annular wall portion fitted to the recess on the outer peripheral side of the first annular wall portion, and the second annular wall portion The inner peripheral surface presses the side surface portion of the concave portion on the through hole side, the outer peripheral surface of the second annular wall portion presses the outer peripheral surface of the concave portion, and the valve body is fixed to the sealing member. ing.
- the main body may further include a locking projection that protrudes in an inner diameter direction from the opening edge of the through hole, and a locking portion that locks on the locking projection.
- valve function part of the valve body may protrude from a surface part of the sealing member.
- the main body portion includes an insertion fixing portion that is compressed when inserted into the concave portion, and the insertion fixing portion deforms in an inner diameter direction and presses against the sealing member. May be provided.
- the sealing member may include a blocking wall or a blocking groove that surrounds the valve body and blocks the electrolytic solution.
- the sealing member may include a moisture-proof valve at an opening of the through hole on the outer surface side of the exterior case.
- the moisture-proof valve may be provided with a gas release path on the upper surface portion that closes the opening to release the gas when the internal pressure is increased by the gas generated in the exterior case.
- the moisture-proof valve may include a protruding portion in which the gas discharge path and its periphery protrude outward.
- valve body that closes the through hole can prevent the gas permeation function from being lowered due to the retention of the electrolyte.
- FIG. 1 shows a longitudinal section of the capacitor.
- the configuration shown in FIG. 1 is an example, and the present invention is not limited to such a configuration.
- the capacitor 2 may be any capacitor such as an electric double layer capacitor or an electrolytic capacitor that generates a gas due to a chemical reaction of the electrolytic solution due to long-term use or usage environment.
- a capacitor element 6 is housed in an outer case 4 made of aluminum or the like.
- the capacitor element 6 has, for example, a cylindrical shape in which anode-side and cathode-side electrode foils are provided, a separator is interposed between the electrode foils, the column is wound in a columnar shape, and a winding tape 8 is wound around the outer peripheral portion. Therefore, the outer case 4 that houses the capacitor element 6 is also cylindrical.
- the exterior case 4 is an example of an exterior member that houses the capacitor element 6, and may be a resin case in which an insulating synthetic resin is molded in addition to a metal case such as aluminum or an aluminum alloy.
- the opening side of the exterior case 4 is sealed with a sealing body 10.
- the sealing body 10 is an example of a sealing member that seals the exterior case 4.
- the sealing body 10 is supported between an inner circumferential protrusion 12 formed on the outer case 4 by the caulking process and an opening end 14 by the curling process on the opening side of the outer case 4.
- the sealing body 10 is formed of a hard synthetic resin plate as an example, and a sealing member 16 such as rubber is installed around the periphery.
- the sealing member 16 has the opening end portion 14 of the outer case 4 cut into it by a curling process. Thereby, a high degree of airtightness is maintained in the exterior case 4.
- a through-hole 18 is formed in the sealing body 10, and external terminals 20-1 and 20-2 on the anode side and the cathode side are installed.
- the external terminals 20-1 and 20-2 penetrate the sealing body 10 and are connected to electrode tabs 24-1 and 24-2 led out from the end face of the capacitor element 6.
- the through-hole 18 includes a small-diameter portion 18-1 and a large-diameter portion 18-2, and is open to the outside air with the large-diameter portion 18-2 facing outside.
- the small diameter portion 18-1 is sealed by a valve body 26 installed on the inner side of the exterior case 4.
- the valve body 26 has a gas releasing function for releasing the gas filling the outer case 4 to the outside of the outer case 4, and an explosion-proof function for preventing deformation due to an increase in the internal pressure of the outer case 4 and an explosion due to the internal pressure exceeding the allowable limit. It is an example of a gas vent valve or a safety valve having gas-liquid separation properties that does not allow moisture such as electrolyte to permeate.
- the valve body 26 is integrally formed of a gas permeable material such as butyl rubber. For example, a saturated rubber may be used as a material for forming the valve body 26.
- saturated rubber examples include silicon rubber, butyl rubber, halogenated butyl rubber, vinyl-modified butyl rubber, ethylene propylene rubber, fluorine rubber, acrylic rubber, and hydrogenated nitrile rubber.
- a cross-linking agent, a filler, a plasticizer, an antiaging agent, or the like may be appropriately blended with the saturated rubber.
- FIG. 2 shows an example of the valve body 26 detached from the sealing body 10.
- the valve body 26 is formed with a flat thin portion 28 at the center, and a main body portion 30 that supports the peripheral portion of the thin portion 28.
- the thin portion 28 is an example of a valve function portion that closes the through hole 18 and performs a function of releasing gas. By making the thin portion 28 thinner than other portions of the valve body 26, gas permeability is increased.
- the thin portion 28 is set to a size at least equivalent to the opening of the through hole 18. Further, when the internal pressure of the capacitor 2 suddenly increases, the thin portion 28 is ruptured to release the internal pressure and prevent the capacitor 2 from being ruptured.
- the main body 30 is fitted to the sealing body 10 at least one of the inner side and the peripheral side of the through hole 18 around the thin-walled portion 28 to fix the valve body 26 to the sealing body 10.
- a first annular wall portion 32 is formed around the thin portion 28 in the main body portion 30, and an annular concave portion 34 is provided between the annular wall portion 32 and a second annular wall portion 36 is formed. Yes.
- the annular wall portion 32 is set lower than the annular wall portion 36, and an annular anchoring portion 38 that protrudes toward the annular wall portion 36 is provided at an opening edge portion thereof.
- the opening width of the annular recess 34 is narrowed by the protruding length of the annular stopper 38.
- annular protrusion 40-1 is formed at the bottom of the annular recess 34.
- a plurality of annular protrusions 40-2 and 40-3 are formed on the outer peripheral portion of the annular wall portion 36 at regular intervals.
- the annular protrusions 40-2 and 40-3 are examples of protrusions that press the annular wall portion 36 against the sealing body 10.
- FIG. 3A shows the cross-sectional shape of the through hole 18 of the sealing body 10 on the side of the small diameter portion 18-1 and the cross-sectional shape of the valve body 26.
- annular wall portion 42 is formed in the sealing body 10 around the small diameter portion 18-1 of the through hole 18.
- the annular wall portion 42 is an example of a blocking wall that surrounds the valve body 26 fixed to the sealing body 10 and blocks the electrolyte solution from the valve body 26.
- the annular wall portion 42 is provided with an annular locking projection 44 that protrudes in the inner diameter direction of the small diameter portion 18-1 at the opening edge of the small diameter portion 18-1 of the through hole 18.
- the annular locking projection 44 is locked by an annular locking portion 38 by engagement.
- the annular locking projection 44 is formed with a vertical step 46 between the small diameter portion 18-1 and a tapered portion 48 is formed on the opening end side.
- annular recess 50 is formed in the annular wall portion 42 concentrically with the small diameter portion 18-1.
- An annular wall portion 36 of the valve body 26 is inserted into the annular recess 50.
- Tapered portions 52 are formed on the inner edge and the outer edge of the opening edge of the annular recess 50, respectively.
- the thin part 28 of the valve body 26 and the outer surface of the main body part 30 are molded into a flat surface.
- valve body 26 shows a cross-sectional shape in which the valve body 26 is fixed to and integrated with the annular wall portion 42 of the sealing body 10.
- the annular wall portion 32 of the valve body 26 is inserted into the small-diameter portion 18-1 of the through hole 18, and the annular wall portion 36 of the valve body 26 uses the elasticity of the valve body 26 to compress the annular recess 50. It is inserted in a state and fixed to the sealing body 10. That is, the annular wall portion 36 is an example of an insertion fixing portion that is compressed and fixed to the annular recess 50.
- the annular locking portion 38 of the annular wall portion 32 inserted into the small-diameter portion 18-1 engages with the annular locking projection 44 and is firmly fixed.
- the annular protrusions 40-2 and 40-3 are in close contact with the wall portion of the annular recess 50.
- the annular protrusion 40-1 is fixed in close contact with the top of the annular wall portion.
- the annular wall 42 is sandwiched between the annular wall 36 and the annular wall 32, and the valve body 26 is firmly fixed to the annular wall 42 of the sealing body 10.
- the manufacturing method of the capacitor 2 includes, as an example, a forming process of the sealing body 10, a forming process of the valve body 26, and an assembling process of the capacitor 2.
- the forming process of the sealing body 10 includes a molding process of the sealing body 10. In this molding step, a through hole 18 for allowing gas to pass through the sealing body 10 is formed.
- the shapes of the through-hole 18, the annular recess 50, and the annular locking projection 44 of the small-diameter portion 18-1 have been described above and will not be described.
- the through hole 18, the annular recess 50, and the annular locking projection 44 of the small diameter portion 18-1 may be formed by cutting the sealing body 10 or by resin molding.
- valve body 26 for example, a molding die corresponding to the valve body 26 may be used and integrally molded with an elastic material such as a gas permeable rubber. Since the shape of the thin part 28 which is a valve function part in the valve body 26 and the main-body part 30 was already described, it omits.
- the valve body 26 is attached to the sealing body 10, the capacitor element 6 is accommodated in the pre-molded outer case 4, and the sealing body 10 is fitted into the opening of the outer case 4 and sealed. Then, the outer case 4 may be sealed by a curling process.
- annular locking projection 44 is formed on the small-diameter portion 18-1 side of the through hole 18 formed in the sealing member 10, and the annular wall portion 32 of the valve body 26 is formed on the annular locking projection 44.
- the ring-shaped anchoring portion 38 is locked.
- the valve body 26 that closes the small-diameter portion 18-1 with the thin portion 28 is firmly fixed to the sealing body 10.
- the annular wall portion 36 of the valve body 26 is fitted in the annular recess 50 formed in the peripheral portion of the through hole 18 of the seal body 10 in a compressed state, and the main body portion 30 of the valve body 26 is fitted to the seal body 10. It is firmly fixed.
- the valve body 26 is positioned and firmly fixed to the sealing body 10 by combining the sealing body 10 with the fixing by the main body portion 30 and the fixing by the annular locking portion 38 of the annular wall portion 32.
- the eaves annular wall 32 is erected on the outer periphery of the thin portion 28 and is reinforced by the annular locking projection 44 of the small-diameter portion 18-1 of the through hole 18 so that the thin portion 28 is in an extremely stable state. Can be maintained.
- the inner diameter of the annular wall portion 36 of the valve body 26 is set to be smaller than the inner diameter of the annular recess 50 of the sealing body 10, and the annular wall portion 36 is firmly attached to the inner wall of the annular recess 50 of the sealing body 10. It is fixed.
- the eaves annular wall portion 32 is erected on the inner side of the annular wall portion 36, and is smaller than the small diameter portion 18-1 of the through hole 10, and further smaller in diameter than the annular locking projection 44. Thereby, the support of the thin part 28 can be stabilized.
- annular eaves stop portion 38 On the outer peripheral side of the eaves annular wall portion 32, an annular eaves stop portion 38 is formed, and this annular eaves stop portion 38 forms a flange portion, so that the annular wall portion 32 is reinforced and the thin portion 28 is flexible.
- the main body 30 of the valve body 26 can be reinforced.
- the outer surface of the thin portion 28 that performs the valve function is set higher than the inner surface of the sealing body 10 by a height H, and protrudes into the outer case 4. Even if it adheres to the thin-walled portion 28, it will flow down and will not stay. This provides a highly reliable gas discharge function.
- valve body 26 Since the annular locking portion 38 of the annular wall portion 32 is firmly engaged with the annular locking protrusion 44 of the sealing body 10, the valve body 26 can be prevented from being detached from the sealing body 10. it can.
- the inner wall of the annular wall portion 36 can be brought into close contact with the small-diameter side wall portion of the annular recess 50 of the sealing body 10, and the sealing performance of the through hole 18 can be maintained at a high level.
- the outer surface of the thin portion 28 of the valve body 26 forms a uniform flat surface portion that is matched with the outer surface of the main body portion 30, so that even if there is adhesion of electrolytic solution or moisture, the outer surface of the thin portion 28 may flow away. Can be prevented. It is possible to prevent the gas permeation function from being lowered due to adhesion or retention of moisture or electrolyte.
- the projection length of the annular protrusions 40-2 and 40-3 has the same effect as W1> W2. be able to.
- the annular wall portion 36 other than the annular protrusions 40-2 and 40-3 is narrower than the width of the annular recess 50 of the sealing body 10, it can be easily inserted into the annular recess 50.
- the valve body 26 can be prevented from being disposed obliquely.
- the annular protrusions 40-2 and 40-3 are brought into close contact with the inner wall surface of the annular recess 50 of the sealing body 10, and the sealing performance of the through hole 18 by the valve body 26 can be enhanced.
- annular protrusions 40-2 and 40-3 are annular, adhesion to the inner wall surface of the annular recess 50 is enhanced and high sealing performance is obtained.
- annular protrusion 40-1 is formed on the inner bottom of the annular recess 34 of the valve body 26.
- a capacitor provided with the valve body 26 having an excellent valve function in the sealing body 10 can be manufactured on the production line.
- annular wall portion 42 is exemplified as the electrolytic solution blocking wall, but instead of this blocking wall, an annular groove portion is provided around the valve body 26 to block the electrolytic solution and moisture. A groove may be formed.
- annular protrusion 40-1 is provided.
- the bottom surface of the annular recess 34 is flattened except for the annular protrusion 40-1, and the bottom surface of the annular wall 42 of the sealing body 10 is flattened. You may make it closely_contact
- the annular protrusions 40-2 and 40-3 may be formed on the inner wall surface side of the annular wall portion 36. Even if it does in this way, a sealing performance can be improved similarly.
- annular protrusions 40-2 and 40-3 may not be provided, the widths of the annular wall portions 36 may be all the same, and W1 ⁇ W2. By doing in this way, sealing performance can be improved.
- the through hole 18 is sealed by the valve body 26 installed inside the exterior case 4, but in addition to the valve body 26, for example, as shown in FIG. You may install the moisture-proof valve 54 in the outer side.
- the moisture-proof valve 54 By disposing the moisture-proof valve 54 outside the through hole 18, it is possible to prevent moisture that enters from the outside through the through hole 18 from staying in the thin portion 28 of the valve body 26.
- the moisture concentration in the capacitor 2 is lower than the moisture concentration in the external air atmosphere. For this reason, external moisture can easily enter the capacitor 2, and the gas-liquid separation action of the valve body 26 may be reduced. Therefore, if the moisture-proof valve 54 is disposed outside the valve body 26, the contact between the valve body 26 and the external air atmosphere can be suppressed, and moisture can be prevented from entering.
- the moisture-proof valve 54 for example, a rubber bottomed cylinder may be used.
- the bottom portion of the moisture-proof valve 54 is directed toward the large diameter portion 18-2, and the cylindrical portion 56 of the moisture-proof valve 54 is fitted into the small diameter portion 18-1, whereby the through hole 18 is fitted.
- a slit 60 is formed in an upper surface portion 58 that closes the outside of the through hole 18.
- the internal pressure rises and the upper surface portion 58 of the moisture-proof valve 54 swells outward, as shown in FIG. 60 opens and gas G is released.
- the internal pressure is reduced, as shown in FIG. 6A, the swelling of the upper surface portion 58 returns to the original state, the slit 60 is closed, and the sealing performance of the upper surface portion 58 is ensured.
- a cylindrical portion 62 communicating with the small-diameter portion 18-1 is formed outside the sealing plate 10, and a peripheral portion of the cylindrical portion 62 is formed.
- An annular gap 64 may be formed between the large diameter portion 18-2 and a bottomed cylindrical rubber moisture-proof valve 54 may be installed so as to cover the opening of the cylindrical portion 62.
- the cylindrical portion 62 is lower than the large diameter portion 18-2, and the moisture-proof valve 54 that covers the cylindrical portion 62 is disposed in the through hole 18. Thereby, the moisture-proof valve 54 is protected by the large diameter portion 18-2.
- the gas flows through the valve body 26 to the through hole 18, and the internal pressure in the through hole 18 rises, the gas is formed in a plurality of cylinder parts 62 covered by the moisture-proof valve 54. It acts on the side wall 68 of the moisture-proof valve 54 through the notch 66 and pulls the side wall 68 away from the cylinder 62. Thereby, a gas discharge path is formed.
- the gas in the capacitor 2 flows from the through hole 18 to each notch 66 and is released to the outside air.
- the side wall 68 of the moisture-proof valve 54 comes into close contact with the side surface of the cylindrical portion 62, and the sealing performance of the through hole 18 is ensured.
- the gas filling the capacitor 2 can be discharged according to the increase in the internal pressure in the capacitor 2, the pressure increase in the capacitor 2 can be suppressed, and the deformation of the capacitor 2 can be prevented.
- the internal pressure of the capacitor 2 is suppressed by discharging the gas, gas does not accumulate in the capacitor 2 and the life of the capacitor 2 can be extended. Note that when the gas is suddenly generated and the pressure in the capacitor 2 rapidly increases, the moisture-proof valve 54 is opened.
- the washer 70 may be pressed and fixed by pressing from above.
- the washer 70 is, for example, a spring plate having an annular main body 72 shown in FIGS. 8A and 8B.
- a plurality of through holes 74 are formed in the main body portion 72, and the gas G can pass therethrough.
- This washer 70 is an example of a pressure contact member of a moisture-proof valve.
- a plurality of protruding pieces 76 are formed integrally with the main body 72 at regular intervals on the periphery of the main body 72 that presses the moisture-proof valve 54. Each protrusion 76 is bent at an obtuse angle with respect to the main body 72.
- the diameter of the washer 70 including the projecting pieces 76 bent at an obtuse angle is larger than the diameter of the opening on the upper surface of the large diameter portion 18-2.
- the washer 70 is attached to the sealing plate 10 by the projecting pieces 76 that are press-fitted into the large-diameter portion 18-2 and locked to the inner surface of the large-diameter portion 18-2. That is, the moisture-proof valve 54 is pressed by the elasticity and rigidity of each projecting piece 76 of the washer 70, and the moisture-proof valve 54 is firmly maintained in the through hole 18 in this state. With such a configuration, it is possible to prevent the moisture-proof valve from coming off from the through hole 18.
- the moisture-proof valve 54 may have the form shown in FIG. 9, for example.
- a gas discharge path 60 is formed at the center of the upper surface portion 58 of the moisture-proof valve 54.
- the gas discharge path 60 may be formed, for example, by inserting a needle having a sharp tip into the center of the upper surface portion 58 of the moisture-proof valve 54 to form a tubular through hole.
- a flat portion 78 is provided around the gas discharge path 60. That is, the moisture-proof valve 54 is formed with a protruding portion 80 with the flat portion 78 as a top portion.
- the protruding portion 80 may be formed thinner than the thickness of the cylindrical portion 56 (A in FIG. 6), and the gas pressure may be concentrated.
- the gas discharge path 60 is maintained closed by the elasticity of the moisture-proof valve 54 due to the elasticity of the moisture-proof valve 54. If such a moisture-proof valve 54 is provided, the internal pressure of the capacitor acts on the inside of the protrusion 80 of the moisture-proof valve 54. If no gas is generated, the relationship between the capacitor internal pressure and the atmospheric pressure is such that the capacitor internal pressure ⁇ the atmospheric pressure. At this time, an atmospheric pressure that overcomes the capacitor internal pressure acts on the outer surface of the protrusion 80, and the outer surface of the protrusion 80 is pressed by the atmospheric pressure. That is, a pressing force due to the atmospheric pressure acts in the direction in which the gas discharge path 60 is closed. For this reason, the gas discharge path 60 is not easily opened, and the sealing performance of the outer case 4 is improved.
- the relationship between the capacitor internal pressure and the atmospheric pressure is such that the capacitor internal pressure> atmospheric pressure.
- the gas discharge path 60 is opened by the gas pressure, and the gas is released. If the internal pressure of the capacitor decreases after the gas is released, the gas discharge path 60 returns to its original shape and closes due to the elasticity of the material of the moisture-proof valve 54.
- the window part which exposes the protrusion part 80 to the center part of this washer 70 should just be provided.
- the peripheral portion of the protruding portion 80 can be pressed by the washer 70, and the moisture-proof valve 54 can be firmly fixed to the sealing body 10.
- the tubular gas discharge path 60 appears on the upper surface 58 of the moisture-proof valve 54 as an example of the gas discharge means.
- the present invention is not limited to this, and the shape and size of the gas discharge path discharges gas. What is necessary is just to set suitably in consideration of the magnitude
- the capacitor of the present invention it is possible to realize a capacitor having a valve function that does not deteriorate the gas releasing function due to the adhesion of an electrolytic solution or moisture, and a highly reliable product can be provided.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
【課題】電解液や水分によるガス排出機能の低下を防止し、コンデンサの信頼性を高める。 【解決手段】コンデンサ素子（６）を収納する外装ケース（４）と、ガスを通過させる貫通孔（１８、径小部１８－１）が形成されて前記外装ケースを封口する封口部材（封口体１０）と、前記外装ケース内に設置されて前記貫通孔を閉塞する弁機能部（薄肉部２８）の周囲部に前記貫通孔の内側または周囲側の少なくともいずれか一方で前記封口部材と嵌合して固定する本体部（３０）を備えた弁体（２６）とを備える。
Description
本発明はたとえば、電解コンデンサや電気二重層コンデンサなどのコンデンサのガス排出技術に関する。
電解コンデンサ、電気二重層コンデンサなどのコンデンサでは、長時間の使用や使用環境などにより電解液が化学反応を起こしてガスを発生し、このガスが外装ケースの内圧を上昇させる。斯かる内圧上昇を抑制するため、外装ケースにガス抜き弁が設置されてガス排出を可能にしている。
斯かるコンデンサに関し、外装ケースを封止する封口体にガス抜き弁が設置され、外装ケースの内圧上昇に応じてガスを排出させ、内圧上昇による外装ケースの破裂を防止することが知られている（たとえば、特許文献１）。
また、防爆弁とガス抜き弁とが併用され、ガス抜き弁からガスを排出してケース内圧を抑制することにより、防爆弁の動作を遅らせることが知られている（たとえば、特許文献２）。
ところで、コンデンサには、外装ケースを封止する封口体に貫通孔が形成され、この貫通孔にガス抜き弁が設置される。このガス抜き弁には貫通孔を塞ぐ気液分離性を持つブチルゴム製キャップを取り付けて防湿膜を形成することにより、調圧弁構造が構成されている。つまり、この調圧弁構造により、ガス抜きによる調圧機能と、調圧による外装ケースの防爆機能とが得られる。
このようなガス抜き弁構造では、高温下で気化する電解液が封口体表面で冷やされて、水滴として析出する。この水滴が封口板表面を伝ってガス抜き弁内に浸入し、ガス透過部に付着し滞留すると、ガス抜き弁のガス透過機能を阻害するという課題がある。
コンデンサ素子に含浸させた電解液の一部が外装ケース内に溜まり、この電解液がガス抜き弁に浸入してガス透過部に付着し滞留すると、ガス抜き弁のガス透過機能を阻害するという課題がある。
ガス抜き弁のガス透過機能が損なわれると、外装ケース内に充満するガスが外装ケース内の内圧を上昇させ、外装ケースを膨張させる。内圧が許容限度を超えるまでの時間が短くなるので、防爆のためにたとえば、別途防爆弁を備えた場合（たとえば、特許文献２）には防爆弁の動作が早まり、コンデンサ寿命が短くなるという課題がある。
そこで、本発明の目的は上記課題に鑑み、電解液や水分によるガス排出機能の低下を防止し、コンデンサの信頼性を高めることにある。
上記目的を達成するため、本発明のコンデンサの一側面によれば、コンデンサ素子を収納する外装ケースと、前記外装ケース内のガスを通過させる貫通孔の周囲に凹部を備えて前記外装ケースを封口する封口部材と、前記貫通孔を閉塞する弁機能部とともに前記貫通孔に嵌合する本体部を備えた弁体とを備え、前記本体部が、前記貫通孔の内側面に押圧されて前記貫通孔に嵌合させた第一の環状壁部と、前記第一の環状壁部よりも外周側で前記凹部と嵌合する第二の環状壁部とを備え、前記第二の環状壁部の内周面が前記凹部の前記貫通孔側の側面部を押圧し、かつ、前記第二の環状壁部の外周面が前記凹部の外周面を押圧し、前記弁体が前記封口部材に固定されている。
上記コンデンサにおいて、前記本体部はさらに、前記貫通孔の開口縁部から内径方向に突出する係止突部を備え、この係止突部に鉤止する鉤止部を備えてよい。
上記コンデンサにおいて、前記弁体の前記弁機能部は、前記封口部材の面部に突出してよい。
上記コンデンサにおいて、前記本体部は、前記凹部に挿入された際に圧縮される挿入固定部を備え、該挿入固定部が、内径方向に変形させて前記封口部材に圧接させる単一または複数の突部を備えてよい。
上記コンデンサにおいて、前記封口部材は、前記弁体を包囲して電解液を阻止する阻止壁または阻止溝を備えてよい。
上記コンデンサにおいて、前記封口部材は、前記貫通孔の前記外装ケース外面側の開口部に防湿弁を備えてよい。
上記コンデンサにおいて、前記防湿弁は、前記開口部を塞ぐ上面部に、外装ケース内で発生したガスにより内圧が上昇したときに開放して前記ガスを放出するガス放出経路を備えてよい。
上記コンデンサにおいて、前記防湿弁は、前記ガス放出経路とその周辺が外側に向かって突出する突出部を備えてよい。
本発明のコンデンサによれば、次の効果が得られる。
(1) 高温度下で気化した電解液から析出する水分や、流動する電解液が弁体のガス透過機能部分に滞留することを防止でき、弁体のガス透過機能や防爆機能を低下させることがなく、コンデンサの信頼性が高められる。
(2) 貫通孔を塞ぐ弁体が、電解液の滞留によるガス透過機能の低下を防止できる。
(3) 貫通孔の弁体による密封性を高めることができる。
(4) ガス排出が良好になるので、開弁による防爆機能の動作を遅らせ、コンデンサの短寿命化を防止できる。
〔一実施の形態〕
図１は、コンデンサの縦断面を示している。図１に示す構成は一例であり、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。
このコンデンサ２は長時間の使用や使用環境等により電解液が化学反応を起こして、ガスを発生するたとえば、電気二重層コンデンサまたは電解コンデンサなど、いずれのコンデンサであってもよい。
このコンデンサ２ではたとえば、アルミニウムなどで形成された外装ケース４にコンデンサ素子６が収納されている。コンデンサ素子６はたとえば、陽極側および陰極側の電極箔を備え、各電極箔の間にセパレータを介在させて柱状に巻回し、外周部に巻き止めテープ８を巻回した円柱形状である。したがって、このコンデンサ素子６を収納する外装ケース４も円筒形状である。外装ケース４は、コンデンサ素子６を収納する外装部材の一例であり、アルミニウムやアルミニウム合金などの金属ケースの他、絶縁性合成樹脂を成形した樹脂ケースであってもよい。
この外装ケース４の開口側は、封口体１０によって封口されている。この封口体１０は外装ケース４を封口する封口部材の一例である。この封口体１０は、加締め処理によって外装ケース４に形成された内周方向の突部１２と、外装ケース４の開口部側のカーリング処理による開口端部１４との間に支持されている。封口体１０は、一例として硬質合成樹脂板で形成され、周囲部にゴムなどの封止部材１６が設置されている。この封止部材１６にはカーリング処理により外装ケース４の開口端部１４が食い込ませられている。これにより、外装ケース４の内部は高度な気密性が保持されている。
封口体１０には貫通孔１８が形成されているとともに、陽極側および陰極側の外部端子２０－１、２０－２が設置されている。外部端子２０－１、２０－２は封口体１０を貫通させ、コンデンサ素子６の端面から導出された電極タブ２４－１、２４－２に接続されている。
貫通孔１８は、径小部１８－１と径大部１８－２とを備え、径大部１８－２を外側にして外気に開放されている。径小部１８－１は、外装ケース４の内部側に設置された弁体２６によって封止されている。
弁体２６は、外装ケース４内に充満するガスを外装ケース４外に放出させるガス放出機能や、外装ケース４の内圧上昇による変形や許容限度を超える内圧による爆発を防止する防爆機能を備えるとともに、電解液などの水分を透過させない気液分離性を有するガス抜き弁または安全弁などの一例である。この弁体２６はガス透過性材料であるたとえば、ブチルゴムなどで一体成形されている。弁体２６を形成する材料にはたとえば、飽和系ゴムを用いればよい。この飽和系ゴムにはたとえば、シリコンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、ビニル変性ブチルゴム、エチレンプロピレン系ゴム、フッ素ゴム、アクリル系ゴム、水素添加二トリルゴムなどが挙げられる。この飽和系ゴムには架橋剤、充填剤、可塑剤または老化防止剤などを適宜配合してもよい。
＜弁体２６＞
図２は、封口体１０から離脱させた弁体２６の一例を示している。この弁体２６には、中央には平坦な薄肉部２８が形成され、この薄肉部２８の周囲部を支持する本体部３０を備える。薄肉部２８は、貫通孔１８を閉塞し、ガスを放出する機能などを果たす弁機能部の一例である。薄肉部２８を弁体２６の他の部分より肉厚を薄くすることによって、ガス透過性が高まる。なお、この薄肉部２８は、少なくとも貫通孔１８の開口部と同等の大きさに設定されている。また、コンデンサ２の内部圧力が急激に上昇した場合においては、薄肉部２８が破裂することで、内部圧力を開放し、コンデンサ２の破裂を防止する。本体部３０は、薄肉部２８の周囲部に貫通孔１８の内側または周囲側の少なくともいずれか一方で封口体１０と嵌合して弁体２６を封口体１０に固定する。
本体部３０には、薄肉部２８を周回して第一の環状壁部３２が形成され、この環状壁部３２との間に環状凹部３４を設けて第二の環状壁部３６が形成されている。環状壁部３２は、環状壁部３６より低く設定され、その開口縁部には環状壁部３６に向かって突出する環状鉤止部３８が備えられる。この環状鉤止部３８の突出長だけ環状凹部３４の開口幅が狭められている。
環状凹部３４の底部には環状突部４０－１が形成されている。環状壁部３６の外周部には複数の環状突部４０－２、４０－３が一定の間隔で形成されている。環状突部４０－２、４０－３は環状壁部３６を封口体１０に圧接させる突部の一例である。
＜封口体１０および弁体２６＞
図３のＡは、封口体１０の貫通孔１８の径小部１８－１側の断面形状および弁体２６の断面形状を示している。
封口体１０には貫通孔１８の径小部１８－１を中心に環状壁部４２が形成されている。この環状壁部４２は、封口体１０に固定される弁体２６を包囲し、弁体２６に対する電解液を阻止する阻止壁の一例である。
環状壁部４２には、貫通孔１８の径小部１８－１の開口縁部に径小部１８－１の内径方向に突出する環状係止突部４４が備えられる。この環状係止突部４４には環状鉤止部３８が係合により鉤止される。環状係止突部４４は径小部１８－１との間に垂直段差４６を設けて形成され、開口端側にはテーパ部４８が形成されている。
環状壁部４２には径小部１８－１と同心円状に環状凹部５０が形成されている。この環状凹部５０には弁体２６の環状壁部３６が挿入される。環状凹部５０の開口縁部には内縁部および外縁部にそれぞれテーパ部５２が形成されている。
そして、弁体２６の薄肉部２８および本体部３０の外面はフラット面に成形されている。
図３のＢは、封口体１０の環状壁部４２に弁体２６が固定されて一体化された断面形状を示している。
貫通孔１８の径小部１８－１には弁体２６の環状壁部３２が挿入されるとともに、環状凹部５０には弁体２６の環状壁部３６が弁体２６の弾性を利用し、圧縮状態で挿入され、封口体１０に固定される。つまり、環状壁部３６は環状凹部５０に圧縮されて固定される挿入固定部の一例である。
この場合、径小部１８－１に挿入された環状壁部３２の環状鉤止部３８は環状係止突部４４に係合し、強固に固定される。また、環状凹部５０に挿入された環状壁部３６は、環状突部４０－２、４０－３が環状凹部５０の壁部に密着する。そして、環状突部４０－１は環状壁部４２の頂部に密着して固定される。つまり、環状壁部３６と環状壁部３２との間に環状壁部４２が挟み込まれた結合構造となり、弁体２６は封口体１０の環状壁部４２に強固に固定される。
＜コンデンサ２の製造方法＞
このコンデンサ２の製造方法には一例として、封口体１０の形成工程、弁体２６の形成工程、コンデンサ２の組立工程が含まれる。
封口体１０の形成工程では、封口体１０の成形工程が含まれる。この成形工程において、封口体１０にガスを通過させるための貫通孔１８が形成される。この貫通孔１８、環状凹部５０、径小部１８－１の環状係止突部４４の形状は既述したので割愛する。これら貫通孔１８、環状凹部５０、径小部１８－１の環状係止突部４４は封口体１０の切削や、樹脂成形によって形成すればよい。
弁体２６の形成工程ではたとえば、弁体２６に対応した成形型を使用し、ガス透過性のゴムなどの弾性材料で一体成形すればよい。弁体２６における弁機能部である薄肉部２８や、本体部３０の形状は既述したので割愛する。
コンデンサ２の組立工程では、封口体１０に弁体２６を取り付け、予め成形加工した外装ケース４にコンデンサ素子６を収納し、外装ケース４の開口部に封口体１０を嵌め込んで封口する。そして、外装ケース４をカーリング処理により封止すればよい。
＜一実施の形態の機能および効果＞
(1) 封口体１０に形成された貫通孔１８の径小部１８－１側には、環状係止突部４４が形成され、この環状係止突部４４に弁体２６の環状壁部３２にある環状鉤止部３８が係止される。これにより、径小部１８－１を薄肉部２８で塞ぐ弁体２６が封口体１０に強固に固定される。
(2) 封口体１０の貫通孔１８の周囲部に形成された環状凹部５０には、弁体２６の環状壁部３６が圧縮状態で嵌め込まれ、弁体２６の本体部３０が封口体１０に強固に固定される。封口体１０には本体部３０による固定と、環状壁部３２の環状鉤止部３８による固定とが相まって、弁体２６は封口体１０に位置決めされて強固に固定される。
(3) 薄肉部２８は、本体部３０の環状壁部３２によって支持されており、しかも封口体１０の環状壁部４２によって補強されるので、安定したガス透過機能および防爆機能を果たすことができる。
(4) 環状壁部３２は薄肉部２８の外周に立設され、貫通孔１８の径小部１８－１の環状係止突部４４によって補強されており、薄肉部２８を極めて安定した状態で維持することができる。
(5) 弁体２６の環状壁部３６の内径は、封口体１０の環状凹部５０の内径より小さく設定され、環状壁部３６は、封口体１０の環状凹部５０の内壁に密着して強固に固定されている。
(6) 環状壁部３２は環状壁部３６の内側に立設され、しかも貫通孔１０の径小部１８－１よりも小さく、さらに、環状係止突部４４よりも小径である。これにより、薄肉部２８の支持を安定化させることができる。
(7) 環状壁部３２の外周側には、環状鉤止部３８が形成され、この環状鉤止部３８がフランジ部を形成するので、環状壁部３２を補強し、薄肉部２８の柔軟性を損なうことなく、弁体２６のとりわけ本体部３０を補強することができる。
(8) 環状壁部３２の環状鉤止部３８と、環状壁部３６との間に封口体１０の環状壁部４２の一部が挟み込まれ、弁体２６が封口体１０に強固に固定されている。
(9) 弁機能を果たす薄肉部２８の外表面は図３のＢに示すように、封口体１０の内表面より高さＨだけ高く設定され、外装ケース４内に突出しているので、電解液が薄肉部２８に付着しても流れ落ち、滞留することがない。これにより信頼性の高いガス排出機能が得られる。
(10) 環状壁部３２の環状鉤止部３８は、封口体１０の環状係止突部４４と強固に係合しているので、弁体２６が封口体１０からの離脱を防止することができる。
(11) 弁体２６の環状壁部３６の内径は、封口体１０の環状凹部５０の内径より小さく設定されているので、弁体２６は素材の持つ弾性を利用して伸長状態で封口体１０に装着され、封口体１０が締め付け状態で固定されている。図３のＢの矢印ｆで示すように、弁体２６から内径方向に原形復帰応力ｆが作用しており、封口体１０からの弁体２６の離脱を防止することができる。
(12) 上記応力ｆにより、環状壁部３６の内壁を封口体１０の環状凹部５０の径小側壁部に密着させることができ、貫通孔１８の密封性を高度に維持することができる。
(13) 弁体２６の薄肉部２８の外面は本体部３０の外面と一致させた一様な平坦面部を形成しており、電解液や水分の付着があっても流れ落ちるなど、これらの滞留を防止できる。水分や電解液の付着、滞留によるガス透過機能の低下を防止できる。
(14) ガス透過機能を果たす薄肉部２８の表面を封口体１０の面部より突出させたことにより、薄肉部２８に付着する電解液は溜まることがなく、外装ケース４内に戻すことができる。電解液によるガス透過性低下を抑制でき、コンデンサ２の信頼性を高めることができる。
(15) 図３のＡに示すように、弁体２６の環状壁部３６の厚さをＷ１、封口体１０側の環状凹部５０の幅をＷ２とし、Ｗ１≧Ｗ２に設定すれば、両者の係合強度を高めることができる。
Ｗ１＜Ｗ２に設定した場合には、外装ケース４内のガス発生に起因する内圧上昇により、図４のＡに示すように、圧力Ｐを受け、弁体２６の薄肉部２８が貫通孔１８側に膨出し、環状壁部３６が環状凹部５０から跳ね上がり、環状壁部３６と環状凹部５０との間に隙間を生じさせるおそれがある。
これに対し、Ｗ１≧Ｗ２に設定した場合には、図４のＢに示すように、圧力Ｐを受け、弁体２６の薄肉部２８が貫通孔１８側に膨出しても、その膨出範囲は薄肉部２８に止まり、環状壁部３６が環状凹部５０から跳ね上がることはなく、環状壁部３６と環状凹部５０との間に隙間を生じさせることもない。本体部３０で薄肉部２８を安定した状態で保持することができ、ガス排出機能の信頼性を維持することができる。
(16) 上記実施の形態に加え、環状壁部３６の幅をＷ１＜Ｗ２に設定した場合には、環状突部４０－２、４０－３の突出長でＷ１＞Ｗ２と同等の効果を得ることができる。この場合、環状突部４０－２、４０－３以外の環状壁部３６は、封口体１０の環状凹部５０の幅より狭小であるため、環状凹部５０への挿入が容易であり、組立加工上、弁体２６が斜めに配置されることを防止できる。そして、環状突部４０－２、４０－３が封口体１０の環状凹部５０の内壁面に密着し、弁体２６による貫通孔１８の密封性を高めることができる。
(17) 環状突部４０－２、４０－３は環状であるため、環状凹部５０の内壁面との密着性が高められるとともに、高い密封性が得られる。
(18) 封口体１０には環状凹部５０および弁体２６の周囲に環状壁部４２が備えられているので、封口体１０の内表面に付着した電解液や水滴などが弁体２６側へ移動することがなく、弁体２６に電解液などが付着するのを防止することができる。
(19) 弁体２６の環状凹部３４の内底部には環状突部４０－１が形成されており、この環状突部４０－１を本体部３０の封口体１０に固定することで、環状壁部４２の頂部に密着させることができ、弁体２６の固定強度と相まって封口体１０の貫通孔１８の密封性を高めることができる。
(20) 上記の製造方法によれば、優れた弁機能を持つ弁体２６を封口体１０に備えたコンデンサを生産ラインで製造することができる。
〔他の実施の形態〕
(a) 上記実施の形態に示した電解コンデンサや電気二重層コンデンサだけでなく、各種のコンデンサや蓄電機能を重視する蓄電素子にも適用することができる。
(b) 上記実施の形態では、電解液の阻止壁として環状壁部４２を例示したが、この阻止壁に代え、環状溝部を弁体２６の周囲部に備えて電解液や水分を阻止する阻止溝を構成してもよい。
(c) 上記実施の形態では、環状突部４０－１を備えているが、この環状突部４０－１を除き環状凹部３４の底面を平坦化し、この底面を封口体１０の環状壁部４２の頂部に密着させてもよい。
(d) 上記実施の形態において、環状突部４０－２、４０－３は、環状壁部３６の内壁面側に形成してもよい。このようにしても、同様に密封性を向上させることができる。
(e) 上記実施の形態において、環状突部４０－２、４０－３を設けず、環状壁部３６の幅を全て同一とし、かつ、Ｗ１≧Ｗ２としてもよい。このようにすることで、密封性を向上させることができる。
(f) 上記実施の形態では、貫通孔１８は外装ケース４の内側部に設置された弁体２６によって密閉されているが、弁体２６に加え、たとえば、図５に示すように外装ケース４の外側部に防湿弁５４を設置してもよい。防湿弁５４を貫通孔１８の外側に配置することによって、貫通孔１８を通して外部から浸入する水分が弁体２６の薄肉部２８に滞留することを防止できる。コンデンサ２内の水分濃度は、外部の空気雰囲気中の水分濃度より低い。そのため、外部の水分がコンデンサ２内に浸入しやすく、弁体２６の気液分離の作用が低下する場合がある。そこで、弁体２６の外側に防湿弁５４を配置すれば、弁体２６と外部の空気雰囲気との接触を抑制し、水分の浸入をより防ぐことができる。また、ガスを放出してコンデンサ２内の内圧が低下すると、貫通孔１８を通して外圧が弁体２６の薄肉部２８に加わり、封口体１０から弁体２６が離脱するおそれがある。しかし、防湿弁５４を配置して貫通孔１８の封口板１０の外部側を塞ぐことで、貫通孔１８を通して弁体２６の薄肉部２８に加わる外圧を防ぎ、弁体２６の固定力を維持できる。
防湿弁５４としては、たとえば、ゴム製の有底筒状のものを使用すればよい。この防湿弁５４の設置方法としては、防湿弁５４の底部を径大部１８－２側に向け、径小部１８－１に防湿弁５４の筒状部５６を嵌合することによって貫通孔１８内に固定する。防湿弁５４には図６のＡに示すように、貫通孔１８の外側を閉塞する上面部５８にスリット６０が形成されている。通常はゴムの弾性力により閉じられているが、貫通孔１８にガスが充満し、内圧が上昇して防湿弁５４の上面部５８が外側に膨れると、図６のＢに示すように、スリット６０が開きガスＧを放出する。なお、内圧が低下すると、図６のＡに示すように、上面部５８の膨らみは元に戻り、スリット６０は閉じられ、上面部５８の密封性が確保される。
防湿弁５４の他の設置方法として、たとえば、図７に示すように、この封口板１０の外側に径小部１８－１に連通する筒部６２を形成し、この筒部６２の周囲部に径大部１８－２との間に環状の隙間６４を形成し、この筒部６２の開口部を覆うように、有底筒状のゴム製の防湿弁５４を設置してもよい。筒部６２は径大部１８－２より低く、筒部６２に被せられた防湿弁５４は貫通孔１８内に配置された状態である。これにより、防湿弁５４が径大部１８－２により防護される。コンデンサ２の内部にガスが充満し、弁体２６を通してガスが貫通孔１８に流れ、貫通孔１８内の内圧が上昇すると、そのガスは防湿弁５４によって覆われた筒部６２に形成された複数の切り欠き部６６を通して防湿弁５４の側壁部６８に作用し、側壁部６８を筒部６２から引き離す。これにより、ガス排出経路が形成される。コンデンサ２内のガスは、貫通孔１８から各切り欠き部６６に流れ、外気に開放される。なお、内圧が低下すると防湿弁５４の側壁部６８は筒部６２の側面に密着し、貫通孔１８の密封性が確保される。
防湿弁５４を配置した結果、コンデンサ２内に充満するガスをコンデンサ２内の内圧上昇に応じて排出でき、コンデンサ２内の圧力上昇を抑制でき、コンデンサ２の変形を防ぐことができる。このコンデンサ２の変形防止に加え、ガス排出によりコンデンサ２の内圧を抑制すれば、コンデンサ２内にガスが溜まらず、コンデンサ２の寿命を延ばすことができる。なお、急激にガスが発生して、コンデンサ２内の圧力が急激に上昇した場合には、防湿弁５４が開弁する。
また、図５に示すように、座金７０を上方からの押圧により押圧固定してもよい。この座金７０はたとえば、図８のＡおよびＢに示す環状の本体部７２を備えたばね板である。本体部７２には複数の貫通孔７４が形成され、ガスＧの通過が可能である。この座金７０は防湿弁の圧接部材の一例である。防湿弁５４を押圧する本体部７２の周縁には、一定の間隔で複数の突片７６が本体部７２と一体に形成されている。各突片７６は、本体部７２に対して鈍角状に折り曲げられている。鈍角に折り曲げられた各突片７６を備える座金７０の直径は、径大部１８－２の上面部の開口部の直径より大きく形成されている。座金７０は、径大部１８－２に圧入させ、径大部１８－２の内側面に係止させた各突片７６により封口板１０に取り付けられている。つまり、座金７０の各突片７６が備える弾性および剛性によって防湿弁５４が押し付けられ、その状態で防湿弁５４が貫通孔１８に強固に維持される。このような構成にすれば、貫通孔１８から防湿弁が外れるのを防止できる。
(g) 防湿弁５４はたとえば、図９に示す形態でもよい。この防湿弁５４の上面部５８の中央にはガス放出経路６０が形成されている。このガス放出経路６０は防湿弁５４の上面部５８の中央にたとえば、先端が鋭利な針を突き刺し、管状の貫通孔を形成すればよい。このガス放出経路６０の周囲部には平坦部７８が備えられている。つまり、防湿弁５４には平坦部７８を頂部として突出部８０が形成されている。この突出部８０は筒状部５６（図６のＡ）の肉厚より薄く形成してガス圧を集中的に作用させてもよい。
防湿弁５４の弾性によりガス放出経路６０は、防湿弁５４の弾性により閉じた状態に維持される。このような防湿弁５４を備えれば、防湿弁５４の突出部８０の内側にコンデンサ内圧が作用する。ガスが発生していなければ、コンデンサ内圧と大気圧の関係は、コンデンサ内圧≦大気圧となる。このとき、突出部８０の外面にはコンデンサ内圧に打ち勝つ大気圧が作用し、突出部８０の外面部が大気圧により押圧される。つまり、ガス放出経路６０が閉じる方向に大気圧による押圧力が作用する。このため、ガス放出経路６０は開放されにくく、外装ケース４の密封性が向上する。
これに対し、ガスが発生すれば、コンデンサ内圧と大気圧の関係は、コンデンサ内圧＞大気圧となる。このとき、ガス圧によってガス放出経路６０が開き、ガスが放出される。ガス放出の後、コンデンサ内圧が低下すれば、防湿弁５４の素材が持つ弾性により、ガス放出経路６０は元の形状に復帰し、閉じた状態になる。
そして、この防湿弁５４とともに座金７０を設置する場合には、この座金７０の中央部に突出部８０を露出させる窓部を備えればよい。このような構成では、座金７０により突出部８０の周囲部を押さえ付け、封口体１０に防湿弁５４を強固に固定することができる。
この例では、ガス放出手段の一例として防湿弁５４の上面部５８にガス放出時に管状のガス放出経路６０が現れる手段としたがこれに限らず、ガス放出経路の形状や大きさはガス放出する際の内圧の大きさや密封性を考慮して適宜設定すればよい。
以上説明したように、本発明のコンデンサの最も好ましい実施の形態等について説明した。本発明は、上記記載に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載され、または発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能である。斯かる変形や変更が本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
本発明のコンデンサによれば、電解液や水分の付着によるガス放出機能を低下させることのない弁機能を持つコンデンサを実現でき、信頼性の高い製品を提供することができる。
２ コンデンサ
４ 外装ケース
６ コンデンサ素子
８ 巻き止めテープ
１０ 封口体
１２ 突部
１４ 開口端部
１６ 封止部材
１８ 貫通孔
１８－１ 径小部
１８－２ 径大部
２０－１、２０－２ 外部端子
２４－１、２４－２ 電極タブ
２６ 弁体
２８ 薄肉部
３０ 本体部
３２ 第一の環状壁部
３４ 環状凹部
３６ 第二の環状壁部
３８ 環状鉤止部
４０－１ 環状突部
４０－２、４０－３ 環状突部
４２ 環状壁部
４４ 環状係止突部
４６ 垂直段差
４８ テーパ部
５０ 環状凹部
５２ テーパ部
５４ 防湿弁
５６ 筒状部
５８ 上面部
６０ ガス放出経路
６２ 筒部
６４ 隙間
６６ 切り欠き部
６８ 側壁部
７０ 座金
７２ 本体部
７４ 貫通孔
７６ 突片
７８ 平坦部
８０ 突出部
４ 外装ケース
６ コンデンサ素子
８ 巻き止めテープ
１０ 封口体
１２ 突部
１４ 開口端部
１６ 封止部材
１８ 貫通孔
１８－１ 径小部
１８－２ 径大部
２０－１、２０－２ 外部端子
２４－１、２４－２ 電極タブ
２６ 弁体
２８ 薄肉部
３０ 本体部
３２ 第一の環状壁部
３４ 環状凹部
３６ 第二の環状壁部
３８ 環状鉤止部
４０－１ 環状突部
４０－２、４０－３ 環状突部
４２ 環状壁部
４４ 環状係止突部
４６ 垂直段差
４８ テーパ部
５０ 環状凹部
５２ テーパ部
５４ 防湿弁
５６ 筒状部
５８ 上面部
６０ ガス放出経路
６２ 筒部
６４ 隙間
６６ 切り欠き部
６８ 側壁部
７０ 座金
７２ 本体部
７４ 貫通孔
７６ 突片
７８ 平坦部
８０ 突出部
Claims (8)
- コンデンサ素子を収納する外装ケースと、
前記外装ケース内のガスを通過させる貫通孔の周囲に凹部を備えて前記外装ケースを封口する封口部材と、
前記貫通孔を閉塞する弁機能部とともに前記貫通孔に嵌合する本体部を備えた弁体とを備え、
前記本体部が、前記貫通孔の内側面に押圧されて前記貫通孔に嵌合させた第一の環状壁部と、前記第一の環状壁部よりも外周側で前記凹部と嵌合する第二の環状壁部とを備え、
前記第二の環状壁部の内周面が前記凹部の前記貫通孔側の側面部を押圧し、かつ、前記第二の環状壁部の外周面が前記凹部の外周面を押圧し、前記弁体が前記封口部材に固定されていることを特徴とするコンデンサ。 - 前記本体部は、さらに、前記貫通孔の開口縁部から内径方向に突出する係止突部を備え、この係止突部に鉤止する鉤止部を備えることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ。
- 前記弁体の前記弁機能部は、前記封口部材の面部に突出していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のコンデンサ。
- 前記本体部は、前記凹部に挿入された際に圧縮される挿入固定部を備え、該挿入固定部が、内径方向に変形させて前記封口部材に圧接させる単一または複数の突部を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかの請求項に記載のコンデンサ。
- 前記封口部材は、前記弁体を包囲して電解液を阻止する阻止壁または阻止溝を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかの請求項に記載のコンデンサ。
- 前記封口部材は、前記貫通孔の前記外装ケース外面側の開口部に防湿弁を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかの請求項に記載のコンデンサ。
- 前記防湿弁は、前記開口部を塞ぐ上面部に、外装ケース内で発生したガスにより内圧が上昇したときに開放して前記ガスを放出するガス放出経路を備えることを特徴とする請求項６に記載のコンデンサ。
- 前記防湿弁は、前記ガス放出経路とその周辺が外側に向かって突出する突出部を備えることを特徴とする請求項７に記載のコンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016531118A JP6489124B2 (ja) | 2014-07-04 | 2015-07-01 | コンデンサ |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014-138895 | 2014-07-04 | ||
| JP2014138895 | 2014-07-04 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2016002220A1 true WO2016002220A1 (ja) | 2016-01-07 |
Family
ID=55018793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2015/003317 WO2016002220A1 (ja) | 2014-07-04 | 2015-07-01 | コンデンサ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6489124B2 (ja) |
| WO (1) | WO2016002220A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019124435A1 (ja) * | 2017-12-20 | 2019-06-27 | 日本ケミコン株式会社 | 封口板、コンデンサおよび封口板の製造方法 |
| WO2019137668A1 (de) * | 2018-01-10 | 2019-07-18 | Audi Ag | Sicherheitsventil für ein gehäuse sowie energiespeicher zur speicherung elektrischer energie |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52171650U (ja) * | 1976-06-21 | 1977-12-27 | ||
| JPS6258035U (ja) * | 1985-09-28 | 1987-04-10 | ||
| JPH03110827U (ja) * | 1990-02-28 | 1991-11-13 | ||
| JP2008098546A (ja) * | 2006-10-16 | 2008-04-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | コンデンサ |
| JP2012069644A (ja) * | 2010-09-22 | 2012-04-05 | Nippon Chemicon Corp | 電解コンデンサ |
-
2015
- 2015-07-01 JP JP2016531118A patent/JP6489124B2/ja active Active
- 2015-07-01 WO PCT/JP2015/003317 patent/WO2016002220A1/ja active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52171650U (ja) * | 1976-06-21 | 1977-12-27 | ||
| JPS6258035U (ja) * | 1985-09-28 | 1987-04-10 | ||
| JPH03110827U (ja) * | 1990-02-28 | 1991-11-13 | ||
| JP2008098546A (ja) * | 2006-10-16 | 2008-04-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | コンデンサ |
| JP2012069644A (ja) * | 2010-09-22 | 2012-04-05 | Nippon Chemicon Corp | 電解コンデンサ |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019124435A1 (ja) * | 2017-12-20 | 2019-06-27 | 日本ケミコン株式会社 | 封口板、コンデンサおよび封口板の製造方法 |
| CN111448632A (zh) * | 2017-12-20 | 2020-07-24 | 日本贵弥功株式会社 | 封口板、电容器以及封口板的制造方法 |
| JPWO2019124435A1 (ja) * | 2017-12-20 | 2020-12-17 | 日本ケミコン株式会社 | 封口板、コンデンサおよび封口板の製造方法 |
| JP7283393B2 (ja) | 2017-12-20 | 2023-05-30 | 日本ケミコン株式会社 | 封口板、コンデンサおよび封口板の製造方法 |
| WO2019137668A1 (de) * | 2018-01-10 | 2019-07-18 | Audi Ag | Sicherheitsventil für ein gehäuse sowie energiespeicher zur speicherung elektrischer energie |
| US11486506B2 (en) | 2018-01-10 | 2022-11-01 | Audi Ag | Safety valve for a housing, and energy store for storing electric energy |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPWO2016002220A1 (ja) | 2017-04-27 |
| JP6489124B2 (ja) | 2019-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6136931B2 (ja) | コンデンサ | |
| JP6323638B2 (ja) | 蓄電デバイス | |
| JP6489124B2 (ja) | コンデンサ | |
| JP4411726B2 (ja) | 調圧弁及びコンデンサ | |
| US11393639B2 (en) | Seal plate, capacitor and method for manufacturing seal plate | |
| JP2011187773A (ja) | キャパシタ | |
| JP6406491B2 (ja) | 蓄電デバイス | |
| JP4877994B2 (ja) | 電解コンデンサ | |
| JP2006108185A (ja) | 電解コンデンサ | |
| JP2014127692A (ja) | コンデンサおよびその封口板 | |
| JP6264526B2 (ja) | 蓄電デバイス | |
| CN114342023A (zh) | 具有用于气体扩散的控制元件的电解电容器 | |
| JP5181454B2 (ja) | コンデンサ | |
| WO2022181693A1 (ja) | 弁構造、封口部材、蓄電デバイスおよびその製造方法 | |
| JP2020102541A (ja) | 圧力開放弁 | |
| JP6115272B2 (ja) | 封口体、コンデンサおよびその製造方法 | |
| JP2010232675A (ja) | 電解コンデンサ | |
| JP4733506B2 (ja) | コンデンサ用防爆弁 | |
| JP2007059495A (ja) | 一方向弁 | |
| JP2010109272A (ja) | 圧力開放弁 | |
| JP2013207031A (ja) | コンデンサ用圧力弁 | |
| JP2005209822A (ja) | 電解コンデンサ | |
| JP2005209823A (ja) | 電解コンデンサ | |
| WO2019031432A1 (ja) | コンデンサおよびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 15814264 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2016531118 Country of ref document: JP Kind code of ref document: A |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 15814264 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |