(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサ素子を収容する有底四角筒状の外装ケースと、該外装ケースを閉蓋する蓋体と、基端部にコンデンサ素子の集電体から延出された延出リードが接続され、先端部が蓋体の表側に突出する電極端子とを備えるコンデンサにおいて、前記蓋体は、前記外装ケースの開口形状に対応する基部と、該基部の表側と裏側とに貫通して前記電極端子が挿着自在の一対の貫通孔と、各貫通孔に連続して一体に起立して前記電極端子を挿着支持する筒状部と、両筒状部間において両筒状部の周壁から側方に一体に連続して前記基部上に形成されたブロック状の連結部とを備え、該蓋体の前記基部の周縁を前記外装ケースの周壁に接合して固定してなり、前記外装ケースを閉蓋した前記蓋体の複数を一方向に隣接させて配列した際に、同一軸線上に位置して、前記蓋体同士を一体に連結する連結部材が挿着自在となる連結孔が、該蓋体の前記連結部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】
前記外装ケース、前記蓋体及び前記電極端子は金属により形成されており、前記外装ケースと前記蓋体とは、互いに溶接接合され、前記電極端子は、前記筒状部の貫通孔に対応する筒状の合成樹脂製の絶縁ブッシュを介して該筒状部に挿着され、該電極端子と絶縁ブッシュとの間、及び絶縁ブッシュと筒状部との間にはそれぞれシール部材が介在されていることを特徴とする請求項１記載のコンデンサ。
【請求項３】
前記連結部には、前記蓋体をその表側と裏側とに貫通する注液口が形成されており、該注液口には、外装ケースの内圧を調整可能に閉塞する栓体が挿着されていることを特徴とする請求項１又は２記載のコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンデンサに関し、例えば、電気自動車等に設けられる比較的大容量のものに適した構造を有するコンデンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電気自動車のように高電圧、大電流を要する負荷としてコンデンサを採用する場合、１０００〜２０００Ｆといった大容量のコンデンサを複数設けることが行われる。各コンデンサは、有底筒状の外装ケースにコンデンサ素子が収容され、外装ケースは蓋体により密封閉蓋されている。蓋体には、コンデンサ素子の延出リードが接続された電極端子が設けられている。そして、このような大容量のコンデンサは大電流での充放電が行われるために、電極端子も電流値に応じた形状のものが設けられる。しかも、この種のコンデンサは、車載に際して密封性を確実に維持すると共に、高い耐振性や耐久性を備えることが必要とされる。
【０００３】
従来、特開昭５５−６７１２８号公報に示されるコンデンサが知られている。該コンデンサは、コンデンサ素子を収容した外装ケースが、薄板状の蓋体により閉蓋されている。蓋体には電極端子がリベットによりカシメ止めされて設けられている。しかし、該コンデンサは、蓋体が薄板状であるために撓み易く、電極端子にこじり等の外力が付与された際に蓋体が撓んで密封性が損なわれる不都合がある。また、リベット止めされる電極端子は比較的小さなものに限られ、負荷電流による発熱等によって端子が損傷するおそれがあるため、大容量のコンデンサに採用することができない不都合がある。
【０００４】
また、特開平３−１５７９１１号公報に示されるコンデンサが知られている。該コンデンサは、電極端子を貫通状態で埋め込んだ合成樹脂製の蓋体を備えている。このような合成樹脂製の蓋体においては、蓋体の厚みを増加させることによって強度を向上させることができる反面、電極端子の発熱等によって金属製の電極端子と合成樹脂製の蓋体との膨張度合いが異なり、電極端子が発熱と冷却による膨張・収縮を繰り返すうちに蓋体と電極端子との間に隙間等が生じてその密封性が低下する不都合がある。
【０００５】
また、特開平８−４５７９５号公報に示されるコンデンサが知られている。該コンデンサは、電極端子をガラスハーメチックシールを介して固設した金属製蓋体を、金属製の外装ケースにハンダにより固定した構造を備えている。これによって、電極端子に発熱が生じても高い密封性を維持することができる。しかし、電極端子がガラスハーメチックシールによって固着されてるために、電極端子に衝撃や振動が付与された際に、ガラスハーメチックシールが損傷し易く、これによって密封性を失うおそれがある。
【０００６】
そこで、大容量のコンデンサの端子構造として、車載用バッテリの端子構造を採用することが考えられる。該バッテリの端子構造としては、図７に要部を断面視して示すように、電極端子６０の先端部に雄ネジ部６１が形成されており、該雄ネジ部にナット６２を螺着することによって、合成樹脂製の蓋体６３に電極端子６０を固設するようにしたものが知られている。該電極端子６０は、蓋体６３に形成された貫通孔６４に挿着されており、パッキン６５やＯリング６６により密封性が確保されている。また、電極端子６０の下端部には、蓋体６３の内面側に当接する鍔部６７が形成されており、ナット６２の締め付けによって、十分な密封性を得ると共に該ナット６２と鍔部６７とで蓋体６３を挟み込むようにして確実に固定される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、蓋体６３には、電極端子６０の締め付け力に対抗するだけの強度が必要となり、そのために、蓋体６３の厚みが大とされて大型化する不都合がる。
【０００８】
更に、電極端子６０自体にもナット６２の締め付け力が軸方向に付与されるため、前記鍔部６７の外径を大として応力の分散を図る必要があり、これによっても端子形状が大型化する不都合がある。
【０００９】
また、電極端子６０は、例えばステンレス製とすることによって、ナット６２の締め付けに対抗する強度を十分に得ているが、これを大容量のコンデンサの端子として採用する場合には、コンデンサの内部に収容する有機系電解液によって電極端子６０が腐食するおそれがある。有機系電解液による腐食を防止するためには、電極端子６０をアルミニウム系金属によって形成することが好ましいが、アルミニウム系金属は比較的軟質であるために、ネジの潰れや曲がり等が生じ易く、ネジに要求される強度が得られないばかりか、ナット６２の締め付けにより鍔部６７等にも歪みが生じてコンデンサの密封性を損なうおそれがある。
【００１０】
かかる不都合を解消して、本発明は、蓋体に高い強度を得ることができ、蓋体に設けられる電極端子の形状を小型化することができると共に軽量化することができ、しかも密封性の高いコンデンサを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は、コンデンサ素子を収容する有底四角筒状の外装ケースと、該外装ケースを閉蓋する蓋体と、基端部にコンデンサ素子の集電体から延出された延出リードが接続され、先端部が蓋体の表側に突出する電極端子とを備えるコンデンサにおいて、前記蓋体は、前記外装ケースの開口形状に対応する基部と、該基部の表側と裏側とに貫通して前記電極端子が挿着自在の一対の貫通孔と、各貫通孔に連続して一体に起立して前記電極端子を挿着支持する筒状部と、両筒状部間において両筒状部の周壁から側方に一体に連続して前記基部上に形成されたブロック状の連結部とを備え、該蓋体の前記基部の周縁を前記外装ケースの周壁に接合して固定してなり、前記外装ケースを閉蓋した前記蓋体の複数を一方向に隣接させて配列した際に、同一軸線上に位置して、前記蓋体同士を一体に連結する連結部材が挿着自在となる連結孔が、該蓋体の前記連結部に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、電極端子を前記筒状部に挿着することによって支持するので、電極端子に加わる曲げ方向の外力を筒状部を介して蓋体全体から該蓋体が接合固定された外装ケースに及んで分散させることができ、電極端子の曲げ方向の歪みを防止して高い密封性を維持することができる。更に、両筒状部は、その周壁から側方に連続する前記ブロック状の連結部によって一体に連結されていることにより筒状部自体の強度を得ることができ、コンパクトに形成しても十分な強度を得ることができる。
本発明によれば、ブロック状の前記連結部が両筒状部の間に設けられているので、該連結部の形成部分を有効に利用して前記連結孔を設けることができる。そして、該連結孔を連結部に設けておくことにより、該連結孔に前記連結部材を挿着して複数のコンデンサをそれぞれの前記蓋体を介して容易に連結することができる。これにより、各コンデンサの形状を比較的小さく形成して複数連結することにより所望の容量のコンデンサを容易且つ安価に形成することができる。
【００１３】
本発明において、前記外装ケース、前記蓋体及び前記電極端子は金属により形成されており、前記外装ケースと前記蓋体とは、互いに溶接接合され、前記電極端子は、前記筒状部の貫通孔に対応する筒状の合成樹脂製の絶縁ブッシュを介して該筒状部に挿着され、該電極端子と絶縁ブッシュとの間、及び絶縁ブッシュと筒状部との間にはそれぞれシール材が介在されてることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、前述したように、電極端子を前記筒状部に挿着して電極端子の曲げ方向の歪み等が防止できるので、前記電極端子を例えばアルミニウム系金属のように比較的軟質の金属によって形成しても、また、前記電極端子を比較的小型に形成しても、その強度を十分得ることができる。そして、前記外装ケース、前記蓋体及び前記電極端子をアルミニウム系金属により形成した場合には、コンデンサ全体を軽量化することができる。また、蓋体が金属製であっても、絶縁ブッシュにより電極端子を電気的に絶縁することができると共に、該絶縁ブッシュによっても電極端子に加わる外力を筒状部に伝達して分散することができる。しかも、各シール材によって電極端子と絶縁ブッシュとの間、及び絶縁ブッシュと筒状部との間の密封性を確実に維持することができる。
【００１５】
また、本発明において、前記連結部には、前記蓋体をその表側と裏側とに貫通する注液口が形成されており、該注液口には、外装ケースの内圧を調整可能に閉塞する栓体が挿着されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明においては、両筒状部を連結するブロック状の連結部が設けられており両筒状部だけでなく蓋体自体に十分に高い強度を得ている。そこで、該連結部に前記注液口を形成することにより蓋体の強度を低下させることなく注液口を設けることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態のコンデンサを一部破断して示す説明的斜視図、図２は本実施形態のコンデンサの要部の説明的縦断面図、図３は図２のＩＩＩ  −ＩＩＩ  線断面説明図、図４は複数のコンデンサの連結構造の一例を示す説明的分解斜視図、図５は複数のコンデンサの連結構造の他の例を示す説明的分解斜視図、図６は他の蓋体の要部の断面説明図である。
【００２０】
本実施形態のコンデンサ１は、電気二重層コンデンサであり、図１に示すように、アルミニウム系金属製の外装ケース２と、該ケース２に収容されたコンデンサ素子３と、該ケース２を閉蓋するアルミニウム系金属製の蓋体４とにより構成されている。
【００２１】
前記外装ケース２は、有底四角筒状に形成され、図示においては既に蓋体４が挿着された開口部５を備えている。その内部には、コンデンサ素子３の他に電解質溶液が収容される。
【００２２】
前記コンデンサ素子３は、図１に一部が示されるように、薄板状の集電体を介して複数に積層された板状の電極が結束部材６により結束されて外装ケース２に収容されている。各集電体からは、陽極と陰極とで各別に延出リード７が延出されている。
【００２３】
図１乃至図３に示すように、前記蓋体４には、アルミニウム系金属製の棒状の一対の電極端子８が設けられており、一方が陽極とされ、他方が陰極とされてそれぞれの極の延出リード７が接続されている。
【００２４】
該蓋体４は、図２及び図３に示すように、前記外装ケース２の開口部５の形状に対応する基部９と、該基部９に形成された両電極端子８がそれぞれ挿着される一対の貫通孔１０と、各貫通孔１０に連続して基部９の上面側に突出し、前記電極端子８を挿着保持する一対の筒状部１１と、両筒状部１１を基部９上において一体に連結するブロック状の連結部１２とを備えている。また図１及び図２に示すように、該連結部１２には、前記外装ケース２内に電解質溶液を注入する注液口１３が形成されている。該注液口１３には、外装ケース２の内圧を調整可能に閉塞する栓体１４が挿着されている。
【００２５】
また、図２及び図３に示すように、蓋体４の基部９の周縁には、その輪郭に沿って突出する凸条部１５が形成されており、該凸条部１５全周に亘って外装ケース２の内面に溶接接合されて一体に固着されている。また、該凸条部１５は、外装ケース２の外壁の肉厚と略同一であって比較的薄く形成されており、溶接時に溶けやすく且つ溶接時の熱が蓋体４の他の肉厚の部分に逃げないようになっている。
【００２６】
前記電極端子８は、図２及び図３に示すように、その下端に、延出リード７を接続するアルミニウム系金属製の接続板１６が一体に溶接されて連結されている。接続板１６は、図３に示すように、複数の延出リード７の先端を束ねた状態で挟持して接続固定する固定部１７を備えている。
【００２７】
電極端子８は、図２及び図３に示すように、絶縁ブッシュ１８を介して筒状部１１に挿着されている。該絶縁ブッシュ１８は、合成樹脂により筒状に形成されており、その下端には、蓋体４の基部９の下面側と、電極端子８の前記接続板１６との間に介在されて両者を絶縁する鍔部１９が形成されている。また、絶縁ブッシュ１８の上端部には、筒状部１１の上縁に係止する係止凸部２０が形成されており、該係止凸部２０と前記鍔部１９とによって筒状部１１への挿着状態が維持されている。
【００２８】
また、電極端子８が筒状部１１及び絶縁ブッシュ１８の上端から突出する位置には、電極端子８が筒状部１１から抜けることを防止するための抜け止めクリップ２１が設けられている。該抜け止めクリップ２１は、電極端子８の外周に形成された係止溝２２に嵌め込まれて、絶縁ブッシュ１８の上端縁に当接する。これによって電極端子８は、前記接続板１６と抜け止めクリップ２１とによって、絶縁ブッシュ１８を介して筒状部１１への挿着状態が確実に維持される。
【００２９】
更に、電極端子８と絶縁ブッシュ１８との間、及び絶縁ブッシュ１８と筒状部１１との間には、それぞれシール材としてのＯリング２３，２４が設けられている。これにより、電極端子８を挿着保持した状態での筒状部１１においては高い密封性を確実に得ることができる。
【００３０】
また、図１に示すコンデンサ１は、複数一列に配列して一体に連結することができる。即ち、図１及び図２に示すように、蓋体４の連結部１２の両筒状部８と注液口１３との間には、一対の連結孔２５が形成されている。該連結孔２５は、蓋体４の連結部１２を水平方向に貫通しており、図４に一例を示すように、連結部材２６の連結凸部２７が挿着自在となっている。連結部材２６は、蓋体４の連結部１２に連結孔２５を介して取り付けることによって、複数のコンデンサ１を収容するモジュールケース２８に各コンデンサ１を連結保持するものである。該連結部材２６の側縁には、モジュールケース２８に形成された凹部２９に係合する係合部３０が形成されている。これによって、一列に配列された各コンデンサ１はモジュールケース２８に収容されたとき、連結部材２６を介してモジュールケース２８内において互いに連結状態で確実に固定される。
【００３１】
また、図５に他の例を示すように、一列に配列された複数のコンデンサ１を、各蓋体４の連結孔２５に棒状の連結部材３１を挿通することによって連結することもできる。モジュールケース３２には、連結部材３１の両端を受ける凹状の受け部３３が形成されている。このように、各蓋体４の同じ位置に連結孔２５が形成されていることにより、棒状の連結部材３１を挿通するだけで各コンデンサ１を一列に一体に連結することができ、該連結部材３１をモジュールケース３２の受け部３３により保持することにより、モジュールケース３２内において各コンデンサ１を一体に保持することができる。
【００３２】
なお、本実施形態においては、図３に示すように、電極端子８に前記抜け止めクリップ２１を嵌着することによって、電極端子８の抜け落ちを防止して筒状部１１に保持した例を示したが、電極端子８を筒状部１１に保持する構造はこれに限るものではない。即ち、図６に示すように、蓋体４の基部９から上方に起立する筒状部１１´は、その肉厚が外装ケース２と同等に比較的薄く形成され、更に、該筒状部１１´の外周に金属製（例えばステンレス製）のキャップ３４が冠着されている。電極端子８´と該筒状部１１´との間には合成樹脂製の絶縁ブッシュ３５が設けられる。該絶縁ブッシュ３５は、上半部と下半部とに分割されており、その間にシール材としてのＯリング３６が介在されている。そして、キャップ３４の外側から電極端子８´に向かってカシメ部３７においてカシメ加工を施すことによって、キャップ３４、筒状部１１´、絶縁ブッシュ３５及び電極端子８´を一体にカシメ止めする。こうすることにより電極端子８´を筒状部１１´に一体的に固定することができる。しかも、Ｏリング３６をより太くすることができ、これによって、Ｏリング３６の強度及び密封性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のコンデンサを一部破断して示す説明的斜視図。
【図２】本実施形態のコンデンサの要部の説明的縦断面図。
【図３】図２のＩＩＩ  −ＩＩＩ  線断面説明図。
【図４】複数のコンデンサの連結構造の一例を示す説明的分解斜視図。
【図５】複数のコンデンサの連結構造の他の例を示す説明的分解斜視図。
【図６】他の蓋体の要部の断面説明図。
【図７】従来の端子の取り付け構造を示す説明的断面図。
【符号の説明】
１…コンデンサ、２…外装ケース、３…コンデンサ素子、４…蓋体、７…延出リード、８，８´…電極端子、１０…貫通孔、１１…筒状部、１２…連結部、１３…注液口、１４…栓体、１８，３５…絶縁ブッシュ、２３，２４，３６…Ｏリング（シール材）、２５…連結孔、２６，３１…連結部材。
【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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【図６】
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【図７】
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