WO2017069010A1 - 圧力弁及び電解コンデンサ - Google Patents

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WO2017069010A1
WO2017069010A1 PCT/JP2016/080022 JP2016080022W WO2017069010A1 WO 2017069010 A1 WO2017069010 A1 WO 2017069010A1 JP 2016080022 W JP2016080022 W JP 2016080022W WO 2017069010 A1 WO2017069010 A1 WO 2017069010A1
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WO
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case
slit
pressure valve
shape
pressure
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PCT/JP2016/080022
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満 米田
孝也 酒井
健太 川西
和也 山中
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ニチコン株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a pressure valve for an electrolytic capacitor and an electrolytic capacitor provided with the pressure valve.
  • Patent Document 1 As an electrolytic capacitor or an electric double layer capacitor, one having a case in which a capacitor element is accommodated, a sealing body that seals the case, and a pressure valve that closes a through hole formed in the sealing body is known ( Patent Document 1).
  • a pressure valve 810 having a flat portion 811 as shown in FIG. 11A or a pressure valve 910 having a flat portion 911 as shown in FIG. 11B is used.
  • ⁇ Capacitor element housed in the case is impregnated with electrolyte.
  • the capacitor element When the internal pressure of the case reaches a certain value, the capacitor element is at a high temperature, and the electrolytic solution is evaporated in the case.
  • the pressure valve 810 or 910 Once the pressure valve 810 or 910 is ruptured in this state, the electrolyte is evaporated from the ruptured pressure valve together with the gas to the outside of the case, so that the capacitance of the capacitor is reduced and the loss is increased. As a result, there is a problem that the capacitor is subject to wear failure and the life of the capacitor is shortened.
  • An object of the present invention is to provide a pressure valve and an electrolytic capacitor that can improve the life of the capacitor by avoiding the burst of the pressure valve.
  • the present invention is a pressure valve disposed on a sealing body for sealing a case containing a capacitor element so that a proximal end is located inside the case and a distal end is located outside the case.
  • a slit having a tapered region is formed, and a slit that can be changed between a closed state and an open state by elastic deformation is formed at the top of the tapered region, and when the case internal pressure is less than a certain value, the slit While the closed state is maintained, the slit changes state to the open state when the internal pressure of the case reaches a certain value, so that the inside of the case communicates with the outside of the case to reduce the internal pressure of the case.
  • It is a pressure valve that opens.
  • the tapered region has a tapered shape
  • a force to restore the closed state by elastic deformation acts on the slit that has been opened. Can be made. Therefore, when the internal pressure of the case reaches a certain value, the slit changes to the open state, so that the internal pressure of the case can be released.
  • the internal pressure of the case becomes less than a certain value, the slit is closed by the tightening force. The state can be maintained. As a result, the case internal pressure that has reached a certain value can be released without rupturing the pressure valve, and the life of the capacitor can be improved.
  • check valve action since only the outflow from the inside of the case to the outside can be permitted and the inflow from the outside of the case to the inside (hereinafter referred to as “check valve action”) can be exerted, It is possible to prevent contamination from entering (contamination).
  • the tapered region is preferably formed in a truncated cone shape or a polygonal truncated cone shape. Since the above-described tightening force is increased by the shape, the check valve action can be obtained more effectively.
  • the tapered shape has a length in a first direction orthogonal to an axial direction connecting the distal end and the base end at a top portion of the tapered region in a second direction orthogonal to the axial direction and the first direction.
  • the slit has a planar shape that is longer than the length, and the slit extends in a direction intersecting the first direction.
  • the tapered shape is a shape in which the thickness in the first direction is constant without depending on the height in the axial direction, and the thickness in the second direction becomes smaller as it approaches the tip. Good. This can more effectively prevent the slit length from becoming longer.
  • the slit may extend in the second direction. This can more effectively prevent the slit length from becoming longer.
  • the slit is formed in a straight line in a plan view.
  • the tightening force is increased by making the slit linear. Thereby, the check valve action can be obtained more effectively.
  • the slit is preferably formed in a taper shape in the thickness direction of the top portion.
  • a valve main body at least partially disposed in a through hole formed in the sealing body, and a housing connected to a proximal end of the valve main body and having a diameter larger than the through hole.
  • the tapered region is preferably formed at the tip of the valve body.
  • the capacitor of the present invention includes the above-described pressure valve, a sealing body in which the pressure valve is disposed, a case sealed by the sealing body, and a capacitor element housed in the case.
  • the above-described pressure valve can prevent the electrolyte impregnated in the capacitor element from being released excessively to the outside of the case, so that the lifetime of the capacitor can be prevented from being reduced. Moreover, since the periphery of the slit of the pressure valve functions as a check valve, contamination in the case can be suppressed. Further, the failure of the pressure valve does not occur and the life of the capacitor can be improved.
  • the rupture of the pressure valve can be avoided. Thereby, the lifetime of the capacitor can be improved.
  • FIG. 1 is a plan view of an electrolytic capacitor according to a first embodiment of the present invention.
  • 1B is a partial cross-sectional view taken along line IB-IB in FIG. 1A showing the overall configuration of the electrolytic capacitor according to the first embodiment of the present invention. It is a disassembled perspective view of the capacitor
  • FIG. 4B is a cross-sectional view of the pressure valve along line IVb-IVb shown in FIG. 4A. It is a top view of the pressure valve seen from the V direction of Drawing 4A showing the state where a slit was closed.
  • the electrolytic capacitor 1 includes a capacitor element 2, a case 3a, a sealing body 3b, a bottom plate 4, a sleeve 5, a fixing member 6, terminals 7a and 7b, and a pressure valve 10.
  • the case 3a accommodates the capacitor element 2, and a sealing body 3b is fitted in the opening.
  • the sealing body 3b seals the case 3a.
  • the case 3a is made of metal (aluminum or the like), and the sealing body 3b is made of an insulating material (modified phenol resin or the like).
  • a packing 3x made of an elastic material (rubber or the like) is disposed on the upper peripheral edge of the sealing body 3b.
  • the packing 3x has a function of preventing gas in the case 3a from leaking from the gap between the sealing body 3b and the case 3a.
  • the upper end of the case 3a is crimped and fixed to the packing 3x.
  • the bottom plate 4 is a circular film made of an insulating material (such as flame retardant polyester) and is disposed so as to overlap the bottom surface of the bottom of the case 3a.
  • the sleeve 5 is a substantially cylindrical member made of an insulating material (polyolefin or the like), and covers the side peripheral surface of the case 3a, the lower peripheral edge of the bottom plate 4, and the upper peripheral edge of the case 3a.
  • the bottom plate 4 is sandwiched and fixed between the lower portion of the sleeve 5 and the bottom of the case 3a.
  • the fixing material 6 fixes the capacitor element 2 in the case 3a and is made of a thermoplastic resin (polypropylene or the like).
  • the terminals 7a and 7b and the pressure valve 10 are disposed on the sealing body 3b.
  • the terminals 7a and 7b are spaced apart from each other at positions that are point-symmetric with respect to the center of the sealing body 3b when viewed from the thickness direction of the sealing body 3b.
  • the terminals 7a and 7b are made of metal (aluminum or the like), the cathode terminal 7a is connected to the cathode lead 2a of the capacitor element 2, and the anode terminal 7b is connected to the anode lead 2b of the capacitor element 2 (see FIG. 2). As shown in FIG.
  • the sealing body 3b has an inside and an outside of the case 3a between the center (center between the terminal 7a and the terminal 7b) and the outer edge when viewed from the thickness direction of the sealing body 3b.
  • a communicating through hole 30 is formed.
  • the pressure valve 10 is disposed so as to close the through hole 30, and is fixed to the sealing body 3b by a lock washer (not shown) disposed on the upper surface thereof.
  • the pressure valve 10 has a function of releasing the gas in the case 3a.
  • the pressure valve 10 is made of, for example, non-diene rubber such as IIR or EPDM, silicone rubber or fluorine rubber, or diene rubber such as CR.
  • the capacitor element 2 is formed by winding an anode foil 2y and a cathode foil 2x, to which a cathode lead 2a and an anode lead 2b are respectively attached, via a separator (craft paper or the like) 2z made of an insulating material.
  • the outer periphery of the body is fixed with an element stopper tape 2t (see FIG. 1B), and then the wound body is impregnated with the driving electrolyte.
  • the anode foil 2x and the cathode foil 2y are obtained by roughening the surface of an aluminum foil, and the anode foil 2x is obtained by further forming an anodized film on the surface.
  • the pressure valve 10 is disposed on the sealing body so that the distal end is located outside the case 3 a and the proximal end is located inside the case 3 a.
  • the pressure valve 10 has a valve body 11 extending in the vertical direction and a housing 12 connected to the proximal end of the valve body 11.
  • the vertical direction is a direction (axial direction) connecting the distal end and the proximal end of the pressure valve 10, and this is also the axial direction of the through hole 30.
  • the valve body 11 is arranged in the through hole 30 up to a height of about 3/5 from the base end.
  • the housing 12 has a diameter larger than the diameter of the through hole 30, and is disposed below the wall 3b1 surrounding the through hole 30 in the sealing body 3b.
  • the valve main body 11 has a cylindrical tube region 21 extending upward from the base end, and a tapered region 22 formed above the tube region 21.
  • the tapered region 22 is formed at the tip of the valve body 11.
  • the cylinder region 21 is a region having a constant diameter.
  • the tapered region 22 tapers in the front-rear direction in FIG. 4A (corresponding to the “second direction” of the present invention and in a direction perpendicular to the extending direction of a slit 23 described later) as it approaches the tip of the valve body 11 ( That is, it is formed so that the thickness in the front-rear direction becomes smaller as it goes upward.
  • the width of the tapered region 22 is constant (that is, the thickness in the left-right direction is any position in the up-down direction) The same).
  • An elongated top portion 22t is formed at the uppermost position of the tapered region 22.
  • the top portion 22t has a substantially rectangular planar shape whose length in the left-right direction is longer than the length in the front-rear direction.
  • a straight slit 23 that is long in the left-right direction is formed on the top 22t.
  • the slit 23 is formed so that the width in the left-right direction is constant in the thickness direction (vertical direction) of the top portion 22t (that is, the width in the left-right direction is the same at any position in the vertical direction). Yes.
  • the slit 23 can be changed between a closed state and an open state. By opening the slit 23, the internal space of the pressure valve 10 communicates with the outside.
  • the pressure valve 10 is a hollow member having an open lower end.
  • the slit 23 is opened as shown in FIG. 5B, the interior of the case 3a communicates with the outside, and the internal pressure of the case 3a is released. Thereby, the gas in case 3a is emitted.
  • the internal pressure of the case 3a reaches a constant value
  • the conventional pressure valve 810 shown in FIG. 11A it corresponds to when the flat portion 811 bursts.
  • the conventional pressure valve 910 shown in FIG. 11B this corresponds to a case where the flat portion 911 is ruptured.
  • the internal pressure of the case 3a reaches a constant value, for example, in the following cases.
  • an anodic oxide film is formed on the cathode foil by reverse voltage
  • the anodic oxide film of the anode foil is damaged by overvoltage, overcurrent, etc., and the damaged film is repaired by the electrolyte and hydrogen gas is generated. Is the time.
  • the capacitor element generates heat, so that the temperature in the case rises and the electrolytic solution evaporates.
  • the opening of the slit 23 is much smaller than the opening formed by rupture of the conventional pressure valve shown in FIGS. 11A and 11B. For this reason, even if the electrolytic solution is evaporated in the case 3 a when the slit 23 is opened, the electrolytic solution in the case 3 a is hardly discharged from the slit 23.
  • the slit 23 is closed.
  • the pressure valve 10 has a tapered shape in which the thickness in the front-rear direction becomes smaller as it goes upward, so that the slits are opened in the front region 31 and the rear region 32 that face each other in the front-rear direction across the slit 23. This is because a tightening force acts on 23 (see FIG. 4A).
  • the tapered region 22 is formed in the pressure valve 10, and the slit 23 is formed in the top portion 22 t of the tapered region 22.
  • the slit 23 changes to the open state only when the internal pressure of the case 3a reaches a constant value, so that the internal pressure of the case 3a can be released, while when the internal pressure of the case 3a becomes less than a predetermined value.
  • the slit 23 can be closed by the tightening force, and the state can be maintained.
  • the internal pressure of the case 3a that has reached a certain value can be released without rupturing the pressure valve 10, and the life of the electrolytic capacitor 1 can be improved. Furthermore, since only the outflow of gas or the like from the inside of the case 3a to the outside is permitted and the action (check valve action) for preventing the inflow from the outside to the inside of the case 3a can be exhibited, the inside of the case 3a It is possible to prevent contamination from entering (contamination).
  • the slit 23 is formed in a straight line in the plan view of the pressure valve 10, the force of the front region 31 and the rear region 32 sandwiching the slit 23 in the front-rear direction approaches the mutual region ( Tension force) is easy to act. Therefore, the check valve action can be obtained more effectively.
  • the pressure valve 10 when the pressure valve 10 is arranged in the sealing body 3 b, at least a part of the valve main body 11 is arranged in the through hole 30, and the housing 12 is arranged below the wall portion 3 b 1 surrounding the through hole 30.
  • the casing 12 is caught by the wall 3b1, so that the pressure valve 10 is released from the sealing body 3b. Can be suppressed.
  • FIGS. 6A and 6B differs from the first embodiment in the tapered shape and the slit direction.
  • symbol is used and the description is abbreviate
  • the pressure valve 110 is disposed on the sealing body so that the distal end is located outside the case 3a and the proximal end is located inside the case 3a.
  • the pressure valve 110 has a valve main body 111 extending in the vertical direction and a housing 112 connected to the proximal end of the valve main body 111, similarly to the pressure valve 10 of the first embodiment. Similar to the pressure valve 10 shown in FIG. 4A, the valve main body 111 has a cylindrical tube region extending upward from the base end, and a tapered region 102 formed above the tube region.
  • the taper region 102 tapers in the front-rear direction in FIG. 6A (in a direction parallel to the extending direction of a slit 103 described later) (that is, the thickness in the front-rear direction becomes smaller toward the upper side). ) It is formed to have a tapered shape. In the left-right direction (the direction orthogonal to the extending direction of the slit 103), the width of the tapered region 102 is constant (that is, the thickness in the left-right direction is the same at any position in the up-down direction).
  • top portion 102t is formed at the uppermost position of the tapered region 102. Similar to the top portion 22t according to the first embodiment, the top portion 102t has a substantially rectangular planar shape in which the length in the left-right direction is longer than the length in the front-rear direction. The top portion 102t of the present embodiment is formed wider in the front-rear direction than the top portion 22t according to the first embodiment.
  • a linear slit 103 that is long in the front-rear direction is formed at the top 102t.
  • the slit 103 can be changed between a closed state and an open state.
  • the internal space of the pressure valve 110 communicates with the outside.
  • the slit 103 opens as shown in FIG. 6B, the inside and the outside of the case 3a communicate with each other, and the internal pressure of the case 3a is released. Thereby, the gas in case 3a is emitted.
  • the slit 103 is closed. From this state, when the internal pressure of the gas in the case 3a reaches a certain value again, the slit 103 is opened and the gas in the case 3a is released. Thereafter, when the internal pressure in the case 3a falls below a certain value, the slit 103 is closed. In this way, the opening and closing of the slit 103 are repeated.
  • region 22 is elongate in the left-right direction, and the slit 23 is extended in the left-right direction. Therefore, if the internal pressure in the case 3a is repeatedly increased suddenly, when the slit 23 is opened, the pressure valve 10 may tear in the extending direction of the slit 23 in the vicinity of both ends of the slit 23 and the slit length may be increased. There is. When the slit length becomes long, the pressure resistance, that is, the valve operating pressure tends to decrease.
  • the planar shape of the top part 102t of the tapered region 102 is elongated in the left-right direction, and the slit 103 extends in the front-rear direction. Therefore, when the slit 103 is opened, it is possible to effectively prevent the pressure valve 110 from tearing in the extending direction of the slit 103 in the vicinity of both ends of the slit 103 and increasing the slit length. Therefore, even if the internal pressure in the case 3a is repeatedly increased rapidly, the breakdown voltage is unlikely to decrease.
  • the tapered shape of the tapered region 102 is such that the thickness in the left-right direction is constant regardless of the height in the vertical direction, that is, the axial direction, and the thickness in the front-rear direction becomes smaller as it approaches the tip. It has become.
  • the force that suppresses the pressure valve 110 from tearing in the extending direction of the slit 103 near the both ends of the slit 103 acts more, so that the slit length can be further effectively increased. Can be prevented.
  • the slit 103 extends in the front-rear direction, that is, in the direction orthogonal to the longitudinal direction (left-right direction) of the elongated top portion 102t, so that when the slit 103 is opened, in the vicinity of both ends of the slit 103. Since the force which suppresses that the pressure valve 110 tears in the extension direction of the slit 103 acts more, it can prevent more effectively that a slit length becomes long.
  • the tapered shape of the tapered region 102 may not be the shape as in the present embodiment as long as the planar shape of the top portion 102t is formed to be elongated in one direction.
  • the extending direction of the slit 103 is preferably orthogonal to the one direction, but may not be orthogonal as long as it intersects the one direction.
  • the slit 123 is formed in the top part 22t of the taper area
  • the slit 123 is formed in a tapered shape having a wider width in the left-right direction.
  • the width of the upper end of the slit 123 is the same as the width of the slit 23 of the first embodiment.
  • the slit 123 opens and the gas in the case 3a is released from the slit 123. Even when the slit 123 is opened, the electrolyte is hardly discharged from the slit 123. Further, since the internal pressure of the case 3a that has reached a certain value can be released without rupturing the pressure valve, the life of the electrolytic capacitor can be improved. The life reduction of the electrolytic capacitor 1 can be suppressed. When the gas falls below a certain value, the slit 123 closes and functions as a check valve.
  • the slit 123 is formed in a tapered shape that changes in the thickness direction of the top portion 22t, the strength of the structure is ensured and the tightening force is increased. Thereby, the check valve action can be obtained more effectively.
  • the fourth embodiment differs from the first embodiment in the shape of the pressure valve.
  • symbol is used and the description is abbreviate
  • the pressure valve 210 includes a valve body 211 disposed in the through hole 230 of the sealing body 203 b and a housing 212 connected to the proximal end of the valve body 211.
  • the housing 212 has a diameter larger than the diameter of the through hole 230 and is disposed below the wall portion 203b1 surrounding the through hole 230 in the sealing body 203b.
  • the valve body 211 has a substantially cylindrical tube region 221 and a truncated cone-shaped tapered region 222 disposed above the tube region 221.
  • the tapered region 222 has a tapered shape whose diameter decreases as it approaches the tip of the valve body 211.
  • two large diameter portions 221a and 221b having a larger diameter than other portions are formed in the cylinder region 221. Since the diameters of the large diameter portions 221a and 221b are slightly larger than the diameter of the through hole 230 shown in FIG. 8, when the valve body 211 is disposed in the through hole 230, the large diameter portions 221a and 221b cause the cylindrical region 221 and the sealing body 203b to Is sealed (see FIG. 8).
  • the top portion 222t of the tapered region 222 has a circular shape as shown in FIG. 9A.
  • a short straight slit 223 extending in the left-right direction is formed in the top portion 222t.
  • the top 222t is thick.
  • the width in the left-right direction of the slit 223 is constant in the thickness direction (vertical direction) of the top portion 222t (that is, the width in the left-right direction is the same at any position in the vertical direction).
  • the pressure valve 210 is a hollow member having an open lower end. By opening the slit 223, the internal space of the pressure valve 210 communicates with the outside.
  • the slit 223 When the internal pressure of the case 3a shown in FIG. 1B is less than a certain value, the slit 223 is closed (see FIGS. 9A and 9B). When the internal pressure of the case 3a reaches a certain value, the slit 223 opens and the gas in the case 3a is released. When the gas in the case 3a falls below a certain value, the slit 223 is closed. Thus, the opening and closing of the slit 223 are repeated. As a result, the internal pressure of the case 3a that has reached a certain value can be released without rupturing the pressure valve 210, and the life of the electrolytic capacitor can be improved.
  • the slit 223 opens and the gas in the case 3a is released from the slit 223.
  • the slit 223 is closed, so that the electrolyte is hardly discharged from the slit 223. For this reason, the lifetime reduction of an electrolytic capacitor can be suppressed.
  • the slit 223 closes and functions as a check valve.
  • the tapered region 222 has a truncated cone shape, a force is applied to the region around the slit 223 toward the center of the top 222t at the top 222t, and this force concentrates on the slit 223 and attempts to close the slit 223. . Therefore, the function as a check valve can be obtained more effectively.
  • the slit 223 is short, a force in which the area around the slit 223 is directed toward the center of the top 222t is likely to act.
  • the thickness of the top portion 222t is large, the tightening force becomes larger than when the thickness of the top portion 222t is thin. As a result, the function as a check valve can be obtained more effectively.
  • the pressure valve of the third embodiment shown in FIG. 7 was used.
  • the cylinder region has a height of 10 mm and a diameter of 4 mm
  • the tapered region has a height of 5 mm
  • the slit has a horizontal width of 0.5 mm at the upper end and 0.3 mm at the lower end.
  • the disk-shaped pressure valve (diameter 8 mm) shown in FIG. 11A was used.
  • the diameter of the cylindrical through hole formed in the sealing body is 4 mm.
  • electrolytic capacitors having a diameter of 76.2 mm, a height of 90 mm, a rated voltage of 400 V, and a capacitance of 4700 ⁇ F (5,000 hours guaranteed product) ) was used.
  • the electrolytic capacitor was left to apply a rated voltage (400 V) at an ambient temperature of 105 ° C., and a reliability test was performed.
  • Table 1 shows the parameters before the test to be left (initial) and after the test was left for 8000 hours.
  • valve body 11 of the first embodiment has the cylinder region 21, but may be configured without the cylinder region 21.
  • valve body 111 of the second embodiment also has a cylinder region
  • the valve body 211 of the third embodiment also has a cylinder region
  • the valve body 311 of the fourth embodiment also has a cylinder region 321.
  • these valve bodies may be configured so as not to have a cylindrical region.
  • the tapered region 222 has a truncated cone shape, but the tapered region 222 may have a polygonal truncated cone shape, for example, a triangular frustum shape, a quadrangular frustum shape, or a pentagonal frustum shape.
  • the slits 23, 103, 123, and 223 are linear in the left-right direction, but the shape of the slit can be changed.
  • the slit may be corrugated.
  • the width in the left-right direction of the slit 223 is constant in the thickness direction of the top portion 222t, but the width in the left-right direction of the slit 223 may be tapered in the thickness direction of the top portion 222t. .
  • the width in the left-right direction of the slit 103 may change in the thickness direction with respect to the top portion 102.
  • the top 222t of the tapered region 222 is thick, but the top 222t is not limited to such a configuration.
  • a thin portion 401 is formed at the center of the top portion 322t of the tapered region 322, a thick portion 402 thicker than the thin portion 401 is formed around the thin portion 401, and a slit 323 is formed in the thin portion 401. It may be formed.
  • the pressure valve of the present invention may be used for an electric double layer capacitor.

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Abstract

コンデンサ素子を収容するケースを封止する封口体に、基端がケースの内部に位置し、先端がケースの外部に位置するように配置される圧力弁である。圧力弁は、先細り形状となった先細り領域を有する。前記先細り領域の頂部には、弾性変形することにより閉口状態と開口状態とに状態変化可能なスリットが形成されている。ケース内圧が一定値未満ではスリットが閉口状態を維持する。ケース内圧が一定値に達したときにスリットが前記開口状態に状態変化することでケースの内部と外部とを連通させケース内圧を開放する。

Description

圧力弁及び電解コンデンサ
　本発明は、電解コンデンサ用の圧力弁（pressure valve）及び当該圧力弁を備えた電解コンデンサ（electrolytic capacitor）に関する。
　電解コンデンサや電気二重層コンデンサとして、コンデンサ素子が収容されたケースと、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）。圧力弁には、図１１Ａに示すような、平坦部８１１を有する圧力弁８１０、または、図１１Ｂに示すような、平坦部９１１を有する圧力弁９１０が用いられている。
　ケースの内圧が一定値に達すると、平坦部８１１、９１１が破裂することにより、ケース内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。ケースの内圧が一定値に達する頃には、コンデンサ素子が高温となっており、電解液がケース内にて蒸散している。この状態で圧力弁８１０又は９１０が一旦破裂すると、破裂した圧力弁からガスとともに電解液がケースの外部に蒸散し、コンデンサの静電容量が減少するとともに損失が増加してしまう。その結果、コンデンサは摩耗故障に至り、コンデンサの寿命が短くなるという問題がある。
　本発明の目的は、圧力弁の破裂を回避することにより、コンデンサの寿命の向上を図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。
　本発明は、コンデンサ素子を収容するケースを封止する封口体に、基端が前記ケースの内部に位置し、先端が前記ケースの外部に位置するように配置される圧力弁であって、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、弾性変形することにより閉口状態と開口状態とに状態変化可能なスリットが形成されており、前記ケース内圧が一定値未満では前記スリットが前記閉口状態を維持する一方、前記ケース内圧が一定値に達したときに前記スリットが前記開口状態に状態変化することで、前記ケースの内部と前記ケースの外部とを連通させ前記ケース内圧を開放する圧力弁である。
　上記構成によれば、先細り形状となった先細り領域を有しているので、開口状態となったスリットに対して弾性変形により閉口状態に復元しようとする力（以下「緊迫力」という）を作用させることができる。そのため、ケース内圧が一定値に達したときのみスリットが開口状態に状態変化することで、ケース内圧を開放することができる一方、ケース内圧が一定値未満となったときには緊迫力によりスリットを閉口状態としてその状態を維持することができる。その結果、圧力弁を破裂させることなく、一定値に達したケース内圧を開放することができ、コンデンサの寿命の向上を図ることができる。さらに、ケースの内部から外部への流出のみを許可し、ケースの外部から内部への流入を防止する作用（以下「逆止弁作用」という）を発揮させることができることから、ケースの内部への汚染物の侵入（コンタミネーション）を防止することができる。
　また、上記構成において、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が好ましい。上記形状により、上記した緊迫力が大きくなるため、逆止弁作用がより効果的に得られる。
　前記先細り形状は、前記先細り領域の前記頂部において、前記先端と前記基端とを結ぶ軸方向と直交する第１方向の長さが、前記軸方向及び前記第１方向と直交する第２方向の長さよりも長くなる平面形状を有するような形状であり、前記スリットが、前記第１方向と交差する方向に延在していることが好ましい。これにより、ケース内圧を開放する際にスリット両端付近において圧力弁がスリットの延在方向に裂けてスリット長が長くなることを効果的に防止できる。そのため、スリット長が長くなることによる圧力弁の耐圧低下を抑制することができる。
　このとき、前記先細り形状は、前記第１方向の厚さが前記軸方向の高さに依存せず一定で且つ前記第２方向の厚さが前記先端に近づくほど小さくなるような形状であってよい。これによって、スリット長が長くなることをさらに効果的に防止できる。
　また、このとき、前記スリットが、前記第２方向に延在していてよい。これによって、スリット長が長くなることをさらに効果的に防止できる。
　また、上記構成において、平面視において、前記スリットは直線状に形成されていることが好ましい。スリットを直線状にすることにより、緊迫力が大きくなる。これにより逆止弁作用がより効果的に得られる。
　さらに、上記構成において、前記スリットは、前記頂部の厚み方向にテーパ状に形成されていることが好ましい。スリットの入口及び出口のうち一方を狭くし、他方を広くすることにより、構造の強度が確保され、緊迫力が大きくなり、逆止弁としての機能がより効果的に得られる。
　また、上記構成において、少なくとも一部が前記封口体に形成された貫通孔内に配置される弁本体と、前記弁本体の基端に接続され、前記貫通孔より径が大きい鍔体とを備え、前記弁本体の先端に前記先細り領域が形成されていることが好ましい。
　上記構成では、圧力弁を封口体に配置したとき、弁本体は貫通孔に配置され、鍔体は貫通孔を包囲する壁の下方に配置される。このため、ケース内のガス量が増加し、圧力弁がケースの外部に向けて押圧されても、鍔体が壁に引っ掛かるため、圧力弁が封口体から外れることを抑止できる。
　また、本発明のコンデンサは、上述した圧力弁と、前記圧力弁が配置された封口体と、封口体によって封止されたケースと、ケースに収容されたコンデンサ素子とを備えている。
　上述した圧力弁により、コンデンサ素子に含浸された電解液がケースの外部に過剰に放出されることを抑止できるため、コンデンサの寿命低下を抑止できる。また、圧力弁のスリット周辺が逆止弁として機能するため、ケース内のコンタミネーションを抑止できる。さらに、圧力弁の破裂による故障が生じず、コンデンサの寿命の向上を図ることができる。
　本発明によると、圧力弁の破裂を回避することができる。これによりコンデンサの寿命の向上を図ることができる。
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。 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１ＡのIB－IB線に沿った部分断面図である。 図１Ａ及び図１Ｂに示すコンデンサ素子の分解斜視図である。 正面からみた圧力弁周辺の拡大図である。 圧力弁の斜視図である。 図４Ａに示すIVb- IVb線に沿った圧力弁の断面図である。 スリットが閉じた状態を示す、図４ＡのＶ方向から視た圧力弁の平面図である。 スリットが開いた状態を示す、図４ＡのＶ方向から視た圧力弁の平面図である。 本発明の第２実施形態に係る電解コンデンサにおける圧力弁のスリットが閉じた状態での平面図である。 図６Ａに示す圧力弁のスリットが開いた状態での平面図である。 本発明の第３実施形態に係る電解コンデンサにおける圧力弁の断面図である。 本発明の第４実施形態に係る電解コンデンサにおける圧力弁周辺の正面からみた拡大図である。 本発明の第４実施形態に係る電解コンデンサにおける圧力弁の斜視図である。 図９Ａに示すIXb‐IXbに沿った圧力弁の断面図である。 本発明の第４実施形態の変形例に係る電解コンデンサにおける圧力弁の断面図である。 従来の圧力弁の断面図である。 従来の他の圧力弁の断面図である。
　以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。ここでは、本発明の第１実施形態である電解コンデンサについて、図面を参照しつつ以下に説明する。
〔第１実施形態〕
　電解コンデンサ１は、図１Ａ及び図１Ｂ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、および圧力弁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が配置されている。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の上端は、パッキン３ｘに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、およびケース３ａの上部周縁を覆っている。スリーブ５の下部は、ケース３ａの底部との間に底板４を狭持し、固定している。
　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および圧力弁１０は、封口体３ｂに配置されている。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）からなり、陰極端子７ａはコンデンサ素子２の陰極リード２ａ、陽極端子７ｂはコンデンサ素子２の陽極リード２ｂとそれぞれ接続されている（図２参照）。
　封口体３ｂには、図１Ｂに示すように、封口体３ｂの厚み方向から見たときの中心（端子７ａ－端子７ｂ間の中央）と外縁との間に、ケース３ａの内部と外部とを連通する貫通孔３０が形成されている。圧力弁１０は、当該貫通孔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（図示せず）によって、封口体３ｂに固定されている。圧力弁１０は、ケース３ａ内のガスを放出する機能を有する。圧力弁１０は、例えば、ＩＩＲやＥＰＤＭ、シリコーンゴムやフッ素ゴムなどの非ジエン系ゴムや、ＣＲなどのジエン系ゴムなどによって形成されている。
　次に、図２を参照し、コンデンサ素子２の構成について詳細に説明する。
　コンデンサ素子２は、陰極リード２ａおよび陽極リード２ｂがそれぞれ取り付けられた陽極箔２ｙおよび陰極箔２ｘ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で固定し（図１Ｂ参照）、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および陰極箔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はさらに当該表面に陽極酸化皮膜を形成したものである。
　続いて、圧力弁の構成について、図３及び図４を参照しつつ詳細に説明する。
　圧力弁１０は、図３に示すように、先端がケース３ａの外部に位置し、基端がケース３ａの内部に位置するように封口体に配置されている。
　圧力弁１０は、上下方向に延在した弁本体１１と、弁本体１１の基端に接続された鍔体１２とを有している。ここで、上下方向とは圧力弁１０の先端と基端とを結ぶ方向（軸方向）であり、これは貫通孔３０の軸方向でもある。弁本体１１は、基端から３/５程度の高さまでが貫通孔３０内に配置されている。鍔体１２は貫通孔３０の直径より大きな直径を有し、封口体３ｂにおいて貫通孔３０を包囲する壁部３ｂ1の下方に配置されている。
　弁本体１１は、図４Ａに示すように、基端から上方に延在した筒状の筒領域２１と、筒領域２１の上方に形成された先細り領域２２とを有している。先細り領域２２は、弁本体１１の先端に形成されている。
　筒領域２１は、径が一定の領域である。先細り領域２２は、弁本体１１の先端に近付くにつれて、図４Ａ中の前後方向（本発明の「第２方向」に相当し、後述するスリット２３の延在方向に直交する方向）に先細る（すなわち、前後方向の厚さが上方ほど小さくなる）ように形成されている。なお、左右方向（本発明の「第１方向」に相当し、前記スリット２３の延在方向）については、先細り領域２２の幅が一定（すなわち、左右方向の厚さが上下方向のどの位置でも同じ）である。
　先細り領域２２の最上位置には、細長形状の頂部２２ｔが形成されている。頂部２２ｔは、左右方向の長さが前後方向の長さよりも長いほぼ矩形の平面形状を有している。頂部２２ｔには、左右方向に長い直線状のスリット２３が形成されている。スリット２３は、図４Ｂに示すように、左右方向の幅が頂部２２ｔの厚み方向（上下方向）に一定（すなわち、左右方向の幅が上下方向のどの位置でも同じ）になるように形成されている。スリット２３の周囲が弾性変形することにより、スリット２３は閉口状態と開口状態とに変化可能である。スリット２３が開口することにより、圧力弁１０の内部空間と外部とが連通する。
　圧力弁１０は、図４Ｂに示すように、下端が開口した中空の部材である。
　続いて、図５Ａ及び図５Ｂを参照しつつ、スリット２３の開閉動作について説明する。
　図１Ｂにおいてケース３ａの内圧が一定値未満では、図５Ａに示すように、スリット２３の閉口状態が維持される。
　ケース３ａの内圧が一定値に達すると、図５Ｂに示すようにスリット２３が開口し、ケース３ａの内部と外部とが連通し、ケース３ａの内圧が開放される。これにより、ケース３ａ内のガスが放出される。ここで、ケース３ａの内圧が一定値に達するときとは、図１１Ａに示す従来の圧力弁８１０を用いた場合、平坦部８１１が破裂するときに相当する。また、図１１Ｂに示す従来の圧力弁９１０を用いた場合、平坦部９１１が破裂するときに相当する。ケース３ａの内圧が一定値に達するのは、例えば、以下の場合である。すなわち、逆電圧によって陰極箔に陽極酸化皮膜が形成されるとき、過電圧及び過電流などによって陽極箔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て水素ガスが発生するときである。上記皮膜の形成や修復中は、コンデンサ素子が発熱するのでケース内の温度が上昇し、電解液が蒸散する。
　スリット２３の開口は、従来の図１１Ａ及び図１１Ｂに示す圧力弁が破裂して形成される開口よりはるかに小さい。このため、スリット２３の開口時にケース３ａ内に電解液が蒸散していても、ケース３ａ内の電解液はスリット２３から殆ど放出されない。
　その後、ケース３ａの内圧が一定値未満になると、スリット２３が閉じる。これは、圧力弁１０が前後方向の厚さが上方ほど小さくなる先細り形状になっていることで、スリット２３を挟んで前後方向に対向した前領域３１と後領域３２において開口状態となったスリット２３に対して、緊迫力が作用するためである（図４Ａ参照）。
　この状態から、ケース３ａ内のガスの内圧が再び一定値に達すると、スリット２３が開き、ケース３ａ内のガスが放出される。その後、ケース３ａ内の内圧が一定値を下回ると、スリット２３が閉じる。このようにスリット２３の開口と閉口が繰り返される。
　以上に述べたように、本実施形態の圧力弁１０を備えた電解コンデンサ１では、圧力弁１０に先細り領域２２を形成し、先細り領域２２の頂部２２ｔにスリット２３を形成している。これにより、スリット２３の周囲が弾性変形することにより開口状態となったスリット２３に対して緊迫力を作用させることができる。そのため、ケース３ａの内圧が一定値に達したときのみスリット２３が開口状態に状態変化することで、ケース３ａの内圧を開放することができる一方、ケース３ａの内圧が一定値未満となったときには緊迫力によりスリット２３を閉口状態としてその状態を維持することができる。その結果、圧力弁１０を破裂させることなく、一定値に達したケース３ａの内圧を開放することができ、電解コンデンサ１の寿命の向上を図ることができる。さらに、ケース３ａの内部から外部へのガス等の流出のみを許可し、ケース３ａの外部から内部への流入を防止する作用（逆止弁作用）を発揮させることができることから、ケース３ａの内部への汚染物の侵入（コンタミネーション）を防止することができる。
　また、圧力弁１０の平面視において、スリット２３が直線状に形成されているため、スリット２３を前後方向に挟んだ前領域３１と後領域３２とが互いの領域に近付こうとする力（緊迫力）が作用しやすい。したがって、逆止弁作用がより効果的に得られる。
　また、圧力弁１０を封口体３ｂに配置したとき、弁本体１１の少なくとも一部は貫通孔３０内に配置され、鍔体１２は貫通孔３０を包囲する壁部３ｂ1の下方に配置される。これにより、ケース３ａの内圧が一定値に達し、圧力弁１０がケース３ａの外部に向かって押圧されても、鍔体１２が壁部３ｂ1に引っ掛かるため、圧力弁１０が封口体３ｂから外れることを抑止できる。
〔第２実施形態〕
　次に、本発明の第２実施形態について、図６Ａ及び図６Ｂを参照しつつ説明する。第２実施形態において第１実施形態と異なる点は、先細り形状とスリットの方向である。なお、上述した第１実施形態と同一の構成については同一の符号を用い、その説明を適宜省略する。
　本実施形態に係る圧力弁１１０は、先端がケース３ａの外部に位置し、基端がケース３ａの内部に位置するように封口体に配置されている。
　圧力弁１１０は、第１実施形態の圧力弁１０と同様に、上下方向に延在した弁本体１１１と、弁本体１１１の基端に接続された鍔体１１２とを有している。弁本体１１１は、図４Ａに示す圧力弁１０と同様に、基端から上方に延在した筒状の筒領域と、筒領域の上方に形成された先細り領域１０２とを有している。
　先細り領域１０２は、弁本体１１１の先端に近付くにつれて、図６Ａ中の前後方向（後述するスリット１０３の延在方向と平行な方向）に先細る（すなわち、前後方向の厚さが上方ほど小さくなる）先細り形状を有するように形成されている。なお、左右方向（スリット１０３の延在方向と直交する方向）については、先細り領域１０２の幅が一定（すなわち、左右方向の厚さが上下方向のどの位置でも同じ）である。
　先細り領域１０２の最上位置には、細長形状の頂部１０２ｔが形成されている。頂部１０２ｔは、第１実施形態に係る頂部２２ｔと同じく、左右方向の長さが前後方向の長さよりも長いほぼ矩形の平面形状を有している。本実施形態の頂部１０２ｔは、第１実施形態に係る頂部２２ｔよりも前後方向に幅広に形成されている。
　頂部１０２ｔには、前後方向に長い直線状のスリット１０３が形成されている。スリット１０３の周囲が弾性変形することにより、スリット１０３は閉口状態と開口状態とに変化可能である。スリット１０３が開口することにより、圧力弁１１０の内部空間と外部とが連通する。
　続いて、スリット１０３の開閉動作について説明する。
　ケース３ａの内圧が一定値未満では、図６Ａに示すように、スリット１０３の閉口状態が維持される。
　ケース３ａの内圧が一定値に達すると、図６Ｂに示すようにスリット１０３が開口し、ケース３ａの内部と外部とが連通し、ケース３ａの内圧が開放される。これにより、ケース３ａ内のガスが放出される。
　その後、ケース３ａの内圧が一定値未満になると、スリット１０３が閉じる。この状態から、ケース３ａ内のガスの内圧が再び一定値に達すると、スリット１０３が開き、ケース３ａ内のガスが放出される。その後、ケース３ａ内の内圧が一定値を下回ると、スリット１０３が閉じる。このようにスリット１０３の開口と閉口が繰り返される。
　ところで、第１実施形態では、先細り領域２２の頂部２２ｔの平面形状が左右方向に細長く、スリット２３は左右方向に延在している。そのため、ケース３ａ内の内圧が急激に上昇することを繰り返すと、スリット２３が開口した際に、スリット２３の両端付近において圧力弁１０がスリット２３の延在方向に裂けてスリット長が長くなるおそれがある。スリット長が長くなると、耐圧すなわち弁作動圧が低下しやすい。これに対して、本実施形態では、先細り領域１０２の頂部１０２ｔの平面形状が左右方向に細長く、スリット１０３は前後方向に延在している。そのため、スリット１０３が開口した際に、スリット１０３の両端付近において圧力弁１１０がスリット１０３の延在方向に裂けてスリット長が長くなることを効果的に防止することができる。したがって、ケース３ａ内の内圧が急激に上昇することを繰り返しても、耐圧が低下しにくい。
　本実施形態において、先細り領域１０２の先細り形状は、左右方向の厚さが上下方向すなわち軸方向の高さに依存せず一定で且つ前後方向の厚さが前記先端に近づくほど小さくなるような形状となっている。これによって、スリット１０３が開口した際にスリット１０３の両端付近において圧力弁１１０がスリット１０３の延在方向に裂けるのを抑制する力がより大きく働くので、スリット長が長くなることをさらに効果的に防止できる。
　さらに、本実施形態では、スリット１０３が、前後方向、つまり細長い頂部１０２ｔの長手方向（左右方向）と直交する方向に延在しているので、スリット１０３が開口した際にスリット１０３の両端付近において圧力弁１１０がスリット１０３の延在方向に裂けるのを抑制する力がより大きく働くので、スリット長が長くなることをさらに効果的に防止できる。
　なお、先細り領域１０２の先細り形状は、頂部１０２ｔの平面形状が一方向に細長くなるように形成されていれば、本実施形態のような形状でなくてもよい。また、スリット１０３の延在方向は当該一方向と直交していることが好ましいが、当該一方向と交差していれば直交していなくてもよい。
〔第３実施形態〕
　次に、本発明の第３実施形態について、図７を参照しつつ説明する。第３実施形態において第１実施形態及び第２実施形態と異なる点は、スリットの形状である。なお、上述した第１実施形態と同一の構成については同一の符号を用い、その説明を適宜省略する。
　スリット１２３は、先細り領域２２の頂部２２ｔに、左右方向に直線状に形成されている。スリット１２３は、左右方向の幅が上方ほど広いテーパ状に形成されている。スリット１２３の上端の幅は、第１実施形態のスリット２３の幅と同じ幅である。
　上記構成により、第３実施形態でも、第１実施形態と同様に、ケース３ａの内圧が一定値に達すると、スリット１２３が開き、スリット１２３からケース３ａ内のガスが放出される。スリット１２３が開いても、スリット１２３から電解液が殆ど放出されない。また、圧力弁を破裂させることなく、一定値に達したケース３ａの内圧を開放することができるため、電解コンデンサの寿命の向上を図ることができる。電解コンデンサ１の寿命低下を抑止できる。また、ガスが一定値を下回ると、スリット１２３が閉じ、逆止弁として機能する。
　また、スリット１２３が頂部２２ｔの厚み方向に変化するテーパ状に形成されているため、構造の強度が確保され、緊迫力が大きくなる。これにより逆止弁作用がより効果的に得られる。
〔第４実施形態〕
　次に、本発明の第４実施形態について、図８及び図９を参照しつつ説明する。第４実施形態において第１実施形態と異なる点は、圧力弁の形状である。なお、上述した第１実施形態と同一の構成については同一の符号を用い、その説明を適宜省略する。
　圧力弁２１０は、図８に示すように、封口体２０３ｂの貫通孔２３０に配置された弁本体２１１と、弁本体２１１の基端に接続された鍔体２１２とを有している。鍔体２１２は貫通孔２３０の直径より大きな直径を有し、封口体２０３ｂにおいて貫通孔２３０を包囲する壁部２０３ｂ1の下方に配置されている。
　弁本体２１１は、図９Ａに示すように、略円筒状の筒領域２２１と、筒領域２２１の上方に配置された円錐台状の先細り領域２２２とを有している。先細り領域２２２は、弁本体２１１の先端に近付くにつれて径が小さくなった先細り形状となっている。
　筒領域２２１には、径が他の部分よりも大きい２つの大径部２２１ａ、２２１ｂが形成されている。大径部２２１ａ、２２１ｂの径は、図８に示す貫通孔２３０の径よりやや大きいため、弁本体２１１を貫通孔２３０に配置すると、大径部２２１ａ、２２１ｂにより筒領域２２１と封口体２０３ｂとの間が密封される（図８参照）。
　先細り領域２２２の頂部２２２ｔは、図９Ａに示すように、円形状である。頂部２２２ｔには、左右方向に延在した短い直線状のスリット２２３が形成されている。図９Ｂに示すように、頂部２２２ｔは厚みが厚い。スリット２２３の左右方向の幅は、頂部２２２ｔの厚み方向（上下方向）に一定（すなわち、左右方向の幅が上下方向のどの位置でも同じ）である。
　圧力弁２１０は、下端が開口した中空の部材である。スリット２２３が開くことにより、圧力弁２１０の内部空間と外部とが連通する。
　図１Ｂに示すケース３ａの内圧が一定値未満では、スリット２２３が閉じている（図９Ａ及び図９Ｂ参照）。ケース３ａの内圧が一定値に達すると、スリット２２３が開き、ケース３ａ内のガスが放出される。ケース３ａ内のガスが一定値を下回ると、スリット２２３が閉じる。このように、スリット２２３の開口と閉口が繰り返される。その結果、圧力弁２１０を破裂させることなく、一定値に達したケース３ａの内圧を開放することができ、電解コンデンサの寿命の向上を図ることができる。
　上記構成により、第４実施形態でも、第１実施形態と同様に、ケース３ａの内圧が一定値に達すると、スリット２２３が開き、スリット２２３からケース３ａ内のガスが放出される。ケース３ａの内圧が一定値を下回るとスリット２２３が閉じることにより、スリット２２３から電解液が殆ど放出されない。このため、電解コンデンサの寿命低下を抑止できる。また、ケース３ａの内圧が一定値を下回ると、スリット２２３が閉じ、逆止弁として機能する。
　また、先細り領域２２２が円錐台状であるため、頂部２２２ｔでは、スリット２２３周囲の領域が頂部２２２ｔの中心に向かう力が作用し、この力がスリット２２３に集中し、スリット２２３を閉じようとする。したがって、逆止弁としての機能がより効果的に得られる。
　また、スリット２２３が短いため、スリット２２３周囲の領域が頂部２２２ｔの中心に向かう力が作用しやすい。また、頂部２２２ｔの厚みが厚いため、頂部２２２ｔの厚みが薄い場合に比べて緊迫力が大きくなる。これらにより、逆止弁としての機能がより効果的に得られる。
　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、図７に示す第３実施形態の圧力弁を用いた。圧力弁において、筒領域の高さ１０ｍｍ及び直径４ｍｍ、先細り領域の高さ５ｍｍ、スリットの左右方向幅が上端において０．５ｍｍで下端において０．３ｍｍである。
　従来例のＮｏ.４～Ｎｏ.６では、図１１Ａに示す円板状の圧力弁（直径８ｍｍ）を用いた。
　封口体に形成された円筒状の貫通孔の直径は４ｍｍである。
　実施例のＮｏ.１～Ｎｏ.３および従来例のＮｏ.４～Ｎｏ.６では、直径７６.２ｍｍ、高さ９０ｍｍ、定格電圧４００Ｖ、及び、静電容量４７００μＦの電解コンデンサ（５０００時間保証品）を用いた。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。放置する試験前（初期）と８０００時間放置した後とにおける、各パラメータを表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  
　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時間が経過しても圧力弁が破裂せず、電解コンデンサに故障などの問題が生じなかった。また、８０００時間を経過しても静電容量Ｃａｐ、損失角の正接ｔａｎδ、及び漏れ電流ＬＣがあまり変化していなかった。
　これは、ケースの内圧が一定値に達すると、スリットからガスは放出されたが、電解液は殆ど放出されなかったためであると考えられる。また、８０００時間を経過しても圧力弁を継続して使用できた。
　一方、従来例のＮｏ.４～Ｎｏ.６では、８０００時間経過時点で、静電容量Ｃａｐが半分程度に低下するとともに損失角の正接ｔａｎδが１０倍近く上昇し、圧力弁が破裂しており、電解コンデンサが故障した。これは、圧力弁に形成された破裂孔から電解液が放出されたためであると考えられる。
　以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
　例えば、第１実施形態の弁本体１１は筒領域２１を有しているが、筒領域２１を有さない構成でもよい。また、第２実施形態の弁本体１１１も筒領域を有し、第３実施形態の弁本体２１１も筒領域２１を有し、第４実施形態の弁本体３１１も筒領域３２１を有しているが、これらの弁本体も筒領域を有さない構成としてもよい。
　さらに、上述した第４実施形態では、先細り領域２２２が円錐台状であるが、先細り領域２２２が多角錐台状、例えば、三角錘台状、四角錐台状、五角錘台状でもよい。
　また、上述した第１～第４実施形態では、スリット２３、１０３、１２３、２２３が左右方向に直線状であるが、スリットの形状は変更可能である。例えば、スリットが波形でもよい。
　また、上述した第４実施形態では、スリット２２３の左右方向の幅が頂部２２２ｔの厚み方向に一定であるが、スリット２２３の左右方向の幅が頂部２２２ｔの厚み方向にテーパ状であってもよい。これにより、構造の強度が確保されるため、逆止弁としての機能がより効果的に得られる。同様に、第２実施形態においてもスリット１０３の左右方向の幅が頂部１０２との厚み方向に変化していてもよい。
　また、上述した第４実施形態では、先細り領域２２２の頂部２２２ｔの厚みが厚いが、頂部２２２ｔはこのような構成に限られない。例えば、図１０に示すように、先細り領域３２２の頂部３２２ｔの中央部に薄肉部４０１が形成され、その周囲に薄肉部４０１より厚みが厚い厚肉部４０２が形成され、スリット３２３が薄肉部４０１に形成されていてもよい。
　本発明の実施形態として電解コンデンサについて説明したが、本発明の圧力弁を電気二重層コンデンサに用いてもよい。
 

Claims (9)

  1. 　コンデンサ素子を収容するケースを封止する封口体に、基端が前記ケースの内部に位置し、先端が前記ケースの外部に位置するように配置される圧力弁であって、
    　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、弾性変形することにより閉口状態と開口状態とに状態変化可能なスリットが形成されており、
    　前記ケース内圧が一定値未満では前記スリットが前記閉口状態を維持する一方、
    　前記ケース内圧が一定値に達したときに前記スリットが前記開口状態に状態変化することで前記ケースの内部と前記ケースの外部とを連通させ前記ケース内圧を開放する圧力弁。
  2. 　前記先細り領域が、円錐台状又は多角錐台状に形成されている請求項１に記載の圧力弁。
  3. 　前記先細り形状は、前記先細り領域の前記頂部において、前記先端と前記基端とを結ぶ軸方向と直交する第１方向の長さが、前記軸方向及び前記第１方向と直交する第２方向の長さよりも長くなる平面形状を有するような形状であり、
    　前記スリットが、前記第１方向と交差する方向に延在している請求項１に記載の圧力弁。
  4. 　前記先細り形状は、前記第１方向の厚さが前記軸方向の高さに依存せず一定で且つ前記第２方向の厚さが前記先端に近づくほど小さくなるような形状である請求項３に記載の圧力弁。
  5. 　前記スリットが、前記第２方向に延在している請求項３又は４に記載の圧力弁。
  6. 　平面視において、前記スリットは直線状に形成されている請求項１～５のいずれか１項に記載の圧力弁。
  7. 　前記スリットが、前記頂部の厚み方向にテーパ状に形成されている請求項１～６のいずれか１項に記載の圧力弁。
  8. 　少なくとも一部が前記封口体に形成された貫通孔内に配置される弁本体と、前記弁本体の基端に接続され、前記貫通孔より径が大きい鍔体とを備え、
    　前記弁本体の先端に前記先細り領域が形成されている請求項１～７のいずれか１項に記載の圧力弁。
  9. 　請求項１～８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た封口体と、
    　前記封口体によって封止されたケースと、
    　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電解コンデンサ。
     
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10952661B2 (en) * 2017-06-14 2021-03-23 International Business Machines Corporation Analysis of cognitive status through object interaction
CN213393710U (zh) * 2020-07-14 2021-06-08 东莞东阳光科研发有限公司 泄压阀及具有其的电解电容器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5412647U (ja) * 1977-06-29 1979-01-26
JPS5993062U (ja) * 1982-12-16 1984-06-23 株式会社日本コインコ 電池を内蔵した電動器具の安全装置
JP2004071725A (ja) * 2002-08-05 2004-03-04 Meidensha Corp 電気化学素子の放圧弁構造
WO2007069538A1 (ja) * 2005-12-13 2007-06-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. コンデンサ

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR706854A (fr) * 1930-12-02 1931-06-30 Pile Hydra Bouchon-valve pour accumulateurs électriques
DE1947469A1 (de) * 1969-08-29 1971-03-04 Armin Graf Akkumulator
JPS5412647Y1 (ja) * 1970-03-18 1979-06-02
US4139904A (en) 1977-06-30 1979-02-13 International Business Machines Corporation Bubble lattice files with selected access channel positioning
DE2804583C2 (de) * 1978-02-03 1985-04-04 Varta Batterie Ag, 3000 Hannover Akkumulator mit wässrigem Elektrolyten und einem Rekombinationskatalysator
ZA834112B (en) 1982-06-09 1984-03-28 Pfizer Triazole antifungal agents
JP2004190803A (ja) * 2002-12-12 2004-07-08 Kokoku Intech Co Ltd 圧力開放弁ホルダ、および圧力開放弁ホルダを備えたキャパシタ
JP2005093941A (ja) * 2003-09-19 2005-04-07 Nichicon Corp 電解コンデンサ
ATE410200T1 (de) 2003-12-22 2008-10-15 Medical Ventures Llc Druckbetätigtes zweiwegeventil für infusionskatheter
JP4613729B2 (ja) * 2005-07-26 2011-01-19 パナソニック株式会社 コンデンサ
JP4613733B2 (ja) * 2005-07-26 2011-01-19 パナソニック株式会社 コンデンサ
CN101313378A (zh) 2005-12-13 2008-11-26 松下电器产业株式会社 电容器
CN2934815Y (zh) * 2006-06-09 2007-08-15 奇鋐科技股份有限公司 具有泄压隙缝的泄压阀结构
US8276616B2 (en) * 2009-03-20 2012-10-02 Xylem Ip Holdings Llc High pressure duckbill valve and insert
JP4759075B2 (ja) * 2009-06-04 2011-08-31 トヨタ自動車株式会社 密閉型電池及び該密閉型電池を備える車両
CN103946939B (zh) * 2011-11-17 2017-02-15 日本贵弥功株式会社 电容器及其制造方法
CN206271560U (zh) * 2015-10-21 2017-06-20 尼吉康株式会社 压力阀和电解电容器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5412647U (ja) * 1977-06-29 1979-01-26
JPS5993062U (ja) * 1982-12-16 1984-06-23 株式会社日本コインコ 電池を内蔵した電動器具の安全装置
JP2004071725A (ja) * 2002-08-05 2004-03-04 Meidensha Corp 電気化学素子の放圧弁構造
WO2007069538A1 (ja) * 2005-12-13 2007-06-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. コンデンサ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3367403A4 *

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KR102094880B1 (ko) 2020-03-30
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US10586656B2 (en) 2020-03-10
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