(57)【要約】【課題】ガス抜き弁の内部に水分を滞留させガス透過機能を阻害してしまうことなく、高寿命化を達成できるとともに優れた蓄電特性を維持できるガス抜き弁を設けたコンデンサ及び封口板を提供すること。【解決手段】コンデンサ素子２と、コンデンサ素子２を収納する有底筒状の外装ケース３と、外装ケース３の開口部３ａを封止する封口板４とを有するコンデンサ１であって、封口板４に、ガス透過性のゴムからなるガス抜き弁１０が設けられ、ガス抜き弁１０が円筒状の側壁部１１と底部と開口部とからなる有底筒状であり、側壁部１１の内周面の少なくとも一部が、側壁部１１の開口部側から底部側に向かって漸次縮径する弧状面１１ａに形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサ素子と、前記コンデンサ素子を収納する有底筒状の外装ケースと、前記外装ケースの開口部を封止する封口板とを有するコンデンサであって、
前記封口板に、ガス透過性のゴムからなるガス抜き弁が設けられ、前記ガス抜き弁が円筒状の側壁部と底部と開口部とからなる有底筒状であり、前記側壁部の内周面の少なくとも一部が、前記側壁部の開口部側から前記底部側に向かって漸次縮径する弧状面に形成されていることを特徴とするコンデンサ。
【請求項２】
前記弧状面は、前記側壁部の開口部から前記底部側に向かって漸次縮径して形成されていることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ。
【請求項３】
前記弧状面は、前記側壁部の開口部から前記底部に至るまで漸次縮径して形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のコンデンサ。
【請求項４】
コンデンサ素子を収納する有底筒状の外装ケースの開口部を封止する封口板であって、
前記封口板に、ガス透過性のゴムからなるガス抜き弁が設けられ、前記ガス抜き弁が円筒状の側壁部と底部と開口部とからなる有底筒状であり、前記側壁部の内周面の少なくとも一部が、前記側壁部の開口部側から前記底部側に向かって漸次縮径する弧状面に形成されていることを特徴とする封口板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス抜き弁を設けたコンデンサ及び封口板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンデンサの内部で例えば水素ガスが発生し、その内部圧力が上昇した場合に備え、コンデンサの封口板に防爆弁を設置したものがあり、コンデンサ内部が一定の圧力となった場合にこの防爆弁を破裂させ、内部のガスをこの防爆弁より外部に放出することで、コンデンサ自体の破裂を防ぐようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、コンデンサの内圧上昇時に弁を破裂させてコンデンサを開放する防爆弁を設置したコンデンサにおいて、この防爆弁の動作を極力遅らせコンデンサを長寿命化させる手段として、防爆弁とは別に、例えばシリコンゴム等のガス透過性の薄膜ゴムからなるガス抜き弁を封口板に設置し、内圧上昇を抑えるものもある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６２−５８０３５号公報（第３頁、第４，５図）
【特許文献２】特開２００６−１０８１８５号公報（第４頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１にあっては、従来のコンデンサに設けられたガス抜き弁の一例として、図５に示されるように、閉塞されたコンデンサ１Ａの内部に収納したコンデンサ素子２０に含浸された電解液が、高温により気化して、外装ケース３０を封口する封口板４０の内表面に水滴Ｙ１として付着する場合があり、或いは、コンデンサ素子２０が全量含浸できずに余剰となった電解液が、コンデンサ１Ａの内部を流動して封口板４０の内表面に水滴Ｙ１として付着する場合があった。また図５の点線囲い部に示されるように、この電解液の水滴が封口板４０の内表面を伝ってガス抜き弁１００の内部に浸入し周壁部１１０の内周面１１０ａに水滴Ｙとして付着すると、この水滴Ｙと略鉛直面である内周面１１０ａとの接触角θＹが比較的小さいため、水滴Ｙが内周面１１０ａに滞留する蓋然性が高まり、更に電解液がガス抜き弁１００のガス透過部である底部１２０まで到達し水滴Ｙ２として滞留すると、ガス抜き弁１００のガス透過機能を阻害してしまい、コンデンサ１Ａの内部圧力によりガス抜き弁１００が破裂し易くなるため、ガス抜き弁１００の開放によりコンデンサ１Ａの寿命が短くなるという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、ガス抜き弁の内部に水分を滞留させガス透過機能を阻害してしまうことなく、高寿命化を達成できるとともに優れた蓄電特性を維持できるガス抜き弁を設けたコンデンサ及び封口板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明のコンデンサは、
コンデンサ素子と、前記コンデンサ素子を収納する有底筒状の外装ケースと、前記外装ケースの開口部を封止する封口板とを有するコンデンサであって、
前記封口板に、ガス透過性のゴムからなるガス抜き弁が設けられ、前記ガス抜き弁が円筒状の側壁部と底部と開口部とからなる有底筒状であり、前記側壁部の内周面の少なくとも一部が、前記側壁部の開口部側から前記底部側に向かって漸次縮径する弧状面に形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、コンデンサ用の封口板に設けられたガス抜き弁の側壁部の内周面の少なくとも一部が、開口部側から底部側に向け漸次縮径する弧状面に形成されていることで、コンデンサ内の水分が底部まで浸入し難く、例え弧状面にコンデンサ内の水分が水滴として付着しても、この水滴と弧状面との接触角を垂直面よりも大きく取ることができるため、水滴が弧状面に滞留し難く重力により弧状面を伝って下方に落ち易い。また、一旦下方に落ち始めた水滴と弧状面との接触角が更に大きくなり、当該水滴は速度を一段と速めて、周辺の水滴も伴いその体積を拡大し重力を大きく得ながら加速度的に下方に排水されることになるため、ガス抜き弁の側壁部の内周面に水分を滞留させることなく、ガス抜き弁のガス透過機能を設計通りに維持することができ、コンデンサの長寿命化を達成できる。
【０００８】
本発明のコンデンサは、
前記弧状面は、前記側壁部の開口部から前記底部側に向かって漸次縮径して形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、弧状面が、側壁部の開口部から底部側に向かって漸次縮径して形成されていることで、弧状面を伝って下方に落ち始めた水滴を加速度的に開口部側まで導いた後に、この加速力により水滴を弧状面から離間させ確実に排水できる。
【０００９】
本発明のコンデンサは、
前記弧状面は、前記側壁部の開口部から前記底部に至るまで漸次縮径して形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、弧状面が、側壁部の開口部から底部に至るまで漸次縮径して形成されていることで、水滴が底部やその近傍に付着しても、この水滴を弧状面を伝って開口部まで導出できる。
【００１０】
本発明の封口板は、
コンデンサ素子を収納する有底筒状の外装ケースの開口部を封止する封口板であって、
前記封口板に、ガス透過性のゴムからなるガス抜き弁が設けられ、前記ガス抜き弁が円筒状の側壁部と底部と開口部とからなる有底筒状であり、前記側壁部の内周面の少なくとも一部が、前記側壁部の開口部側から前記底部側に向かって漸次縮径する弧状面に形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、コンデンサ用の封口板に設けられたガス抜き弁の側壁部の内周面の少なくとも一部が、開口部側から底部側に向け漸次縮径する弧状面に形成されていることで、この弧状面にコンデンサ内の水分が水滴として付着しても、この水滴と弧状面との接触角を垂直面よりも大きく取ることができ、水滴が弧状面に静止し難く重力により弧状面を伝って下方に落ち易いばかりか、一旦下方に落ち始めた水滴と弧状面との接触角が更に大きくなり、当該水滴は速度を一段と速めて、周辺の水滴も伴いその体積を拡大しながら大きく重力を得て加速度的に下方に排水されることになるため、ガス抜き弁の側壁部の内周面に水分を滞留させることなく、ガス抜き弁のガス透過機能を設計通りに維持することができ、コンデンサの長寿命化を達成可能な封口板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例におけるガス抜き弁を設けた電気二重層コンデンサ及び封口板を示す正面断面図である。
【図２】（ａ）は封口板を示す平面図であり、（ｂ）は同じく底面図である。
【図３】（ａ）はガス抜き弁の平面図であり、（ｂ）は同じく正面図であり、（ｃ）は同じく底面図であり、（ｄ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図４】実施例におけるガス抜き弁に付着した水滴の態様を示す拡大断面図である。
【図５】従来例におけるガス抜き弁に付着した水滴の態様を示す拡大断面図である。を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に係るガス抜き弁を設けたコンデンサ及び封口板を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。
【実施例】
【００１３】
実施例に係るガス抜き弁を設けた電気二重層コンデンサ及び封口板につき、図１から図４を参照して説明する。図１に示されるように、電気二重層コンデンサ１は、スタック構造（ないしは巻き型構造等）の電気二重層コンデンサ素子２と、このコンデンサ素子２を収納する有底筒状（図示略）の外装ケース３と、この外装ケース３の開口部３ａを封止する封口板４とから主としてなる。
【００１４】
外装ケース３は、例えばアルミニウムなどの金属板を有底筒状に成形されたものであり、内部に収納するコンデンサ素子２の形状に合わせ、円形、楕円形、長円形、あるいは矩形に成形される。コンデンサ素子２は、陽極側及び陰極側の電極箔がセパレータを介して積層または捲回された構造となっており、円形、楕円形、長円形、あるいは矩形に形成される。コンデンサ素子２の端部からは、引出部６が導出され、封口板４に一体成形された外部端子５と接続されている。
【００１５】
コンデンサ素子２は、詳細は特に図示しないが、分極性電極を有する集電体を、セパレータを介在させて対極させ複数層積層させたものである。分極性電極は、活性炭シートからなる２枚の分極性電極をアルミニウム箔からなる集電体を挟んで対極させた構造のものである。
【００１６】
図１及び図２に示されるように、封口板４は、外装ケース３の開口部３ａに合致する形状に樹脂材などの気密性を有する材料によって成形されており、開口部３ａの形状に応じて円形板等の形状を成し、密封部材８を介して開口部３ａを密封状に封止している。封口板４の表面（外面）と裏面（内面）との間に、これ等表裏面の径よりも大径の段部４ａが形成されており、この段部４ａが外装ケース３の開口部３ａに嵌合するように成っている。この封口板４には、外部端子５がインサート成形されるとともに、ガス抜き弁１０が設けられている。
【００１７】
図３（ａ）〜（ｄ）に示されるように、本実施例のガス抜き弁１０は、封口板４の背面側から孔部４ｃに密封状に嵌合される有底筒状のシリコン等の弾性ゴムから一体成型され、筒胴部を成し比較的肉厚の肉厚部である側壁部１１と、筒底部を成し側壁部１１よりも肉薄の肉薄部でありガス透過性を備えた底部１２と、側壁部１１の下端に拡径形成され封口板４の裏面（内面）に係合する鍔部１３と、から主として構成されている。このガス抜き弁１０は、電気二重層コンデンサ１内で各種ガスが発生し内部圧力が高まった場合に、底部１２を介して外部に適宜ガス抜きすることで、電気二重層コンデンサ１の内部圧力を下げる機能を有している。また、電気二重層コンデンサ１の内部圧力が急激に上昇した場合においては、底部１２が破裂することで、内部圧力を開放し、電気二重層コンデンサ１の膨れや破裂を防止する。
【００１８】
また本実施例のガス抜き弁１０について詳述すると、側壁部１１の内周面が全面に亘って、側壁部１１の開口部１１ｂから底部１２まで漸次縮径する弧状面１１ａに形成されている。換言すると、弧状面１１ａは、鉛直下方に向かって漸次拡径して形成されている。弧状面１１ａは、開口部１１ｂと底部１２とに架けて上下方向に所定曲率の曲面に形成され、弧状面１１ａ全体として仮想の鉛直面に対し略１０度傾斜したテーパ面に形成されている。なお、弧状面は、開口部１１ｂと底部１２とに架けて一定曲率の曲面に形成されてもよいし、或いは弧状面は、開口部１１ｂから底部１２に至るまで曲率が漸次小となる曲面に形成されても構わない。
【００１９】
尚、本実施例のガス抜き弁１０は、底部１２の内径が５．４ｍｍ、ガス透過部である底部１２の厚さが０．５ｍｍであり、弧状面１１ａ全体として仮想の鉛直面に対し略１０度傾斜しているが、底部１２（ガス透過部）の形状・寸法、若しくは弧状面１１ａ全体としての傾斜角度は、本実施例に限らず、電気二重層コンデンサの形状仕様やガスの発生量、若しくはガス抜き弁を構成する材料の撥水性や電解液の粘度により、ガス抜き弁に浸入すると想定される電解液の量に応じて適宜設計されるものである。
【００２０】
このように、本実施例では、電気二重層コンデンサ１用の封口板４に設けられたガス抜き弁１０の側壁部１１の内周面の少なくとも一部が、開口部１１ｂ側から底部１２側に向け漸次縮径する弧状面１１ａに形成されていることで、電気二重層コンデンサ１内の水分が底部１２まで浸入し難く、例えば図４に示されるように、弧状面１１ａに電気二重層コンデンサ１内の水分が水滴Ｗとして付着しても、この水滴Ｗと弧状面１１ａとの接触角θＷを、水滴Ｗと垂直面との接触角よりも大きく取ることができるため、水滴Ｗが弧状面１１ａに滞留し難く重力により弧状面１１ａを伝って下方に滑落し易い。また、一旦下方に落ち始めた水滴Ｗと弧状面１１ａとの接触角が更に大きくなり、当該水滴Ｗは下方への滑落速度を一段と速めて、周辺の水滴Ｗ’も伴いその体積を拡大した水滴Ｗ１となって重力を大きく得ながら加速度的に下方に滑落され、更に大きな接触角θＷ１を得ることで弧状面１１ａから離間し、ガス抜き弁１０から排水されることになるため、ガス抜き弁１０の側壁部１１の内周面に水分を滞留させることなく、ガス抜き弁１０のガス透過機能を設計通りに維持することができ、電気二重層コンデンサ１の長寿命化を達成できる。
【００２１】
またこのように、弧状面１１ａが、側壁部１１の開口部１１ｂから底部１２側に向かって漸次縮径して形成されていることで、弧状面１１ａを伝って下方に落ち始めた水滴Ｗ１を加速度的に開口部１１ｂ側まで導いた後に、この加速力により水滴Ｗ１を弧状面１１ａから離間させ確実に排水できる。
【００２２】
またこのように、弧状面１１ａが、側壁部１１の開口部１１ｂから底部１２に至るまで漸次縮径して形成されていることで、水滴が底部１２やその近傍に付着しても、この水滴を弧状面１１ａを伝って開口部１１ｂまで導出できる。
【００２３】
またこのように、電気二重層コンデンサ１用の封口板４に設けられたガス抜き弁１０の側壁部１１の内周面の少なくとも一部が、開口部１１ｂ側から底部１２側に向け漸次縮径する弧状面１１ａに形成されていることで、この弧状面１１ａに電気二重層コンデンサ１内の水分が水滴Ｗとして付着しても、この水滴Ｗと弧状面１１ａとの接触角θＷを、水滴Ｗと垂直面との接触角よりも大きく取ることができるため、水滴Ｗが弧状面１１ａに滞留し難く重力により弧状面１１ａを伝って下方に滑落し易い。また、一旦下方に落ち始めた水滴Ｗと弧状面１１ａとの接触角が更に大きくなり、当該水滴Ｗは速度を一段と速めて、周辺の水滴Ｗ’も伴いその体積を拡大した水滴Ｗ１となって重力を大きく得ながら加速度的に下方に滑落され、更に大きな接触角θＷ１を得ることで弧状面１１ａから離間し、ガス抜き弁１０から排水されることになるため、ガス抜き弁１０の側壁部１１の内周面に水分を滞留させることなく、ガス抜き弁１０のガス透過機能を設計通りに維持することができ、電気二重層コンデンサ１の長寿命化を達成可能な封口板４を提供することができる。
【００２４】
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【００２５】
前記実施例では、ガス抜き弁１０のみが封口板４に設けられているが、これと別に、圧力弁を備えてもよい。圧力弁を備えることで、電気二重層コンデンサ１の内部圧量が急激に上昇し、ガス抜き弁１０によっても電気二重層コンデンサ１の内部圧力を下げられず、内部圧力が限度を超えて高まった場合に作用するように構成されるものである。圧力弁は、特に図示しないが、その外周部が封口板４に対し密封状に嵌合されるようになっており、電気二重層コンデンサ１内部で例えば水素ガスや一酸化炭素ガスあるいは二酸化ガスが発生し、内部圧力が一定の限度圧を超えて高まった場合に、当該圧力弁の膜状体が弾性変形し破裂することで、電気二重層コンデンサ１の内部が外部に開放されるため、外装ケース３や封口板４の内部圧力による破損が防止される。
【００２６】
また例えば、前記実施例では、ガス抜き弁の材質として、シリコンを用いたがこれに限らず、気液分離性があって且つガス透過性がある材料であれば適用可能である。
【００２７】
また例えば、前記実施例では、ガス抜き弁１０が設けられた封口板４が電気二重層コンデンサ１に適用されているが、本発明に係る封口板が適用される対象となるコンデンサの種類は、必ずしも電気二重層コンデンサに限られず、例えば電解コンデンサでもよいし、内部で水素や一酸化炭素等の多種・大量のガスを発生する種々のコンデンサに適用可能である。
【００２８】
例えば、前記実施例では、ガス抜き弁１０の側壁部１１の内周面が開口部１１ｂから底部１２に至るまで漸次縮径する弧状面１１ａに形成されているが、本発明の弧状面は側壁部の内周面の全部に形成されず一部のみに形成されてもよく、例えば弧状面は、側壁部１１の内周面の開口部１１ｂから底部１２側の途中までの一部に形成されてもよいし、あるいは弧状面は、側壁部１１の内周面の開口部１１ｂ側の途中から底部までの一部に形成されても構わない。
【符号の説明】
【００２９】
１                電気二重層コンデンサ
２                コンデンサ素子
３                外装ケース
４                封口板
５                外部端子
６                引出部
８                密封部材
１０              ガス抜き弁
１１              側壁部
１１ａ            弧状面
１１ｂ            開口部
１２              底部
１３              鍔部
２０              コンデンサ素子
４０              封口板
１００            ガス抜き弁
１１０            周壁部
１１０ａ          内周面
１２０            底部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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