(57)【要約】  電解コンデンサ（１３）のための缶（１）であって、第１の領域（５）および第２の領域（６）を備える底部（２）を備え、第１の領域（５）は、底部（２）の外面（７）において第２の領域（６）に比べて窪んでいる。電解コンデンサ（１３）のための缶（１）は、アルミニウム合金ＡｌＳｉ１ＭｇＭｎを基本材料として備えてもよい。
2019512884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解コンデンサのための缶であって、
第１の領域（５）および第２の領域（６）を備える底部（２）を備え、前記第１の領域（５）は、前記底部（２）の外面（７）において前記第２の領域（６）に比べて窪んでいる、缶。
【請求項２】
前記第１の領域（５）は、第１の厚さ（ｄ１）を有し、前記第２の領域は、第２の厚さ（ｄ２）を有し、前記第２の厚さ（ｄ２）は、前記第１の厚さ（ｄ１）よりも大きい、請求項１に記載の缶。
【請求項３】
前記第２の厚さ（ｄ２）は、前記第１の厚さ（ｄ２）の少なくとも１．５倍である、請求項１または請求項２に記載の缶。
【請求項４】
前記第１の領域（５）は、前記底部（２）の内面（８）において前記第２の領域（６）と平坦である、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の缶。
【請求項５】
圧力除去を可能にするための安全ベント（９）を備え、前記安全ベント（９）は、前記第１の領域（５）内に配置される、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の缶。
【請求項６】
前記安全ベント（９）は、少なくとも１つの溝（１０、１１、１２）を備える、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の缶。
【請求項７】
前記缶（１）内部の高圧力下で、前記第１の領域（５）の膨張によって前記第１の領域（５）が前記第２の領域（６）を超えるように突出される前に、前記安全ベント（９）は、圧力除去を可能とするように構成される、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の缶。
【請求項８】
前記缶底部（２）は、圧力除去を可能とするための安全ベント（９）を有さない、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の缶。
【請求項９】
前記第２の領域（６）は、側方方向に前記第１の領域（５）を囲む、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の缶。
【請求項１０】
前記第２の領域（６）は、前記第１の領域（５）を隙間なく囲む、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の缶。
【請求項１１】
前記第１の領域（５）は、円形ディスクの形状を有する、請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の缶。
【請求項１２】
前記第２の領域（６）は、円形リングの形状を有する、請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の缶。
【請求項１３】
前記第１の領域および第２の領域（５、６）の幾何は、前記第１の領域（５）の膨張が前記缶（１）を全体として膨張させないように構成される、請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載の缶。
【請求項１４】
隙間が前記第２の領域（６）と前記取り付けデバイスとの間に配置されるように取り付けデバイスに取り付けられるよう構成される、請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の缶。
【請求項１５】
アルミニウム合金ＡｌＳｉ１ＭｇＭｎを備える、請求項１〜請求項１４のいずれか１項に記載の缶。
【請求項１６】
電解コンデンサのための缶であって、底部（２）を備え、前記底部（２）の基本材料は、アルミニウム合金ＡｌＳｉ１ＭｇＭｎを備える、缶。
【請求項１７】
電解コンデンサであって、請求項１〜請求項１６のいずれか１項に記載の缶（１）および前記缶（１）内に取り付けられるコンデンサ素子（１４）を有する、電解コンデンサ。
【請求項１８】
請求項１７に記載の電解コンデンサおよび取り付けデバイスの組立体であって、前記コンデンサは、前記取り付けデバイス上に取り付けられ、隙間は、安全ベント（９）から排出されたガスが前記隙間を通して放出されることを可能とするように、前記第２の領域（６）と前記取り付けデバイスとの間に配置される、組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解コンデンサのための缶に関する。缶の基本材料は、たとえばアルミニウムまたはアルミニウム合金であってもよい。
【背景技術】
【０００２】
中華人民共和国実用新案第２０４０２９６０９Ｕ号明細書および第２０２３６３２６６Ｕ号明細書は、覆いを備える電解コンデンサを開示し、覆いの内部底部部分には、強化リブが設けられる。欧州特許出願公開第ＥＰ０１２０９７１Ａ１号明細書は、安全ベントを有する缶を備える電解コンデンサを開示する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、電解コンデンサのための改善された缶を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
１つの態様では、本発明は、電解コンデンサのための缶に関する。缶は、第１の領域および第２の領域を備える底部を備え、第１の領域は、底部の外面において第２の領域に比べて窪んでいる。したがって、第１の領域および第２の領域の幾何学的設計は、外側から可視である。
【０００５】
缶は、円状シリンダの形状を有してもよく、これは、１つの端部において底部によって閉じられる。反対の端部において、缶は、缶内にコンデンサ素子を配置するための開口部を備えてもよい。基本材料として、缶は、たとえばアルミニウムまたはアルミニウム合金を、備えてもよい。
【０００６】
コンデンサの動作中に、電気化学的反応によって引き起こされる缶内側の加圧が発生し得る。これによって、缶は、機械的な応力の下に置かれる。このことは、缶が、変形、たとえば膨張または伸長されることにつながり得る。この種の機械的変形は、部品の寿命中の全体部品長の増加、振動耐性の低下および熱散逸特性の劣化などのコンデンサ特性上へのいくつかの負の効果を有し得る。
【０００７】
第１の領域の第２の領域に対して窪められた構成は、缶を機械的に安定させることができる。窪められた構成に起因して、第１の領域の膨張は、缶の全体としての膨張をもたらさないであろう。特に、幾何は、第１の領域の膨張が第２の領域によって設定される外寸法において発生し得るようにされてもよい。換言すると、第１の領域の膨張が発生するときにも、第１の領域は、第２の領域を超えて外側へ突出しない。
【０００８】
第２の領域は、第１の領域に比べて圧力に対するより高い抵抗を有してもよい。したがって、缶内側の加圧が発生するときに、第２の領域は、第１の領域と比べてより小さく変形するだろう。第２の領域の圧力に対する高い抵抗に起因して、底部の全体としての圧力に対する抵抗は、増加されることができる。
【０００９】
実施形態では、第１の領域は、第１の厚さを有し、第２の領域は、第２の厚さを有し、第２の厚さは、第１の厚さよりも大きい。例として、第２の領域の厚さは、第１の領域の厚さの少なくとも１．５倍であってもよい。第１の領域の厚さは、少なくとも缶の側方領域の厚さであってもよい。
【００１０】
実施形態では、第１の領域は、底部の内面において第２の領域と平坦であってもよい。特に、第１の領域は、缶内側で第２の領域から識別不可能であってもよい。これによって、底部の幾何学的設計は、缶の内部特性に影響しない。
【００１１】
実施形態では、第１の領域は、第２の領域を側方方向に囲んでもよい。第２の領域は、第１の領域と比べて底部の側方方向の縁部のより近くに配置されてもよい。第１の領域は、底部の中央部内に配置されてもよい。
【００１２】
第１の領域および第２の領域の設計は、高い内圧において、缶の全体としての膨張、特に缶底部のものが、削減されるかまったく起こらないようにされてもよい。特に、缶底部の外面の膨張は、防がれるべきである。換言すると、第２の領域の外面は、増加された内圧においても平坦に維持されるべきである。例として、第２の領域は、第１の領域を完全に囲んでもよい。特に、缶底部は、第１の領域に対応するその中央領域に比べて、第２の領域に対応するその側方方向の縁部領域においてより大きい厚さを有してもよい。
【００１３】
第２の領域は、第１の領域をいずれの隙間なく一周してもよい。第２の領域内の隙間、たとえば第２の領域内の削減された厚さを有する領域は、缶底部の全体としての膨張につながり得る。そのような隙間が存在する場合、膨張がそのような隙間に起因して発生し得るので、第２の領域は、増加された圧力において平坦のままでなく、不均一となり得る。第２の領域の隙間のない幾何は、高い機械的な堅牢性をもたらす。
【００１４】
実施形態では、第２の領域は、円形リングの形状を有してもよい。第２の領域は、底部の縁部にまで延在してもよい。第１の領域は、円状ディスクの形状を有してもよい。円状ディスクは、第２の領域によって円形リングの形状内に囲まれてもよい。したがって、底部は、より薄い円状ディスクを取り巻く厚い円形リングの設計を有してもよい。円形リングの外径は、底部の総半径に対応してもよい。円形リングの内径は、円状ディスクの外径に対応してもよい。
【００１５】
実施形態では、缶は、圧力除去を可能とするための安全ベントを備える。これによって、過圧力の場合のコンデンサの制御不能な破裂は、防がれることができる。安全ベントは、圧力が臨界値に近づいたときに、一気に開くように構成されてもよい。安全ベントは、弱い箇所、たとえば１つまたは複数の溝を備えてもよい。安全ベントは、缶底部内に配置されてもよい。
【００１６】
特に、安全ベントは、第１の領域内に配置されてもよい。安全ベントは、第２の領域内へと延在しなくてもよい。第１の領域の厚さは、安全ベントの開口部機構が促進されるように選択されてもよい。第２の領域の厚さは、安全ベントの開口部機構に影響しなくてもよい。このことは、缶の機械的な安定性に関して、第２の領域の厚さが最適化されることを可能とする。
【００１７】
例として、安全ベントは、少なくとも１つの溝を備えてもよい。溝は、缶内にスタンプされてもよい。安全ベントは、底部の内面においておよび底部の外面においての両方で、可視であってもよい。特に、溝は、内面においておよび外面においての両方に、配置されてもよい。溝の内側で、底部の厚さは、局所的に削減されてもよい。特に、安全ベントは、第１の厚さよりも小さい第３の厚さを有してもよい。実施形態では、缶は、高圧力において、第１の領域が膨張し、その結果、第１の領域が第２の領域を超えて突出する前に、安全ベントが圧力除去を可能とするように構成されてもよい。特に、缶内側での圧力の増加中に、第１の領域は、外側へ膨張してもよい。安全ベントは、第１の領域の膨張が缶全体としての膨張につながる前に開くように構成されてもよい。これによって、底部の全体としての変形は、防がれることができる。
【００１８】
実施形態では、缶は、取り付けデバイスに取り付けられるように構成されてもよい。例として、缶は、第２の領域と取り付けデバイスとの間に隙間が存在するように取り付けられるよう構成されてもよい。隙間は、安全ベントから排出されるガスの解放を可能にしてもよい。
【００１９】
実施形態では、缶底部は、安全ベントを備えなくてもよい。安全ベントは、たとえば、缶の側面に配置されてもよい。さらなる実施形態では、缶は、いずれの安全ベントも備えなくてもよい。
【００２０】
実施形態によれば、缶の底部は、圧力に対する高い抵抗を有する基本材料を備える。この場合、缶底部の膨張または伸長は、缶底部の幾何学的設計によってだけでなく、追加的にまたは代替的に缶底部の材料特性によって削減されることができる。例として、缶底部は、アルミニウム合金ＡｌＳｉ１ＭｇＭｎを備える。缶の側方領域は、缶底部と同じ基本材料を備えてもよい。
【００２１】
さらなる態様では、本発明は、電解コンデンサのための缶に関し、缶は、底部を備え、底部の基本材料は、アルミニウム合金ＡｌＳｉ１ＭｇＭｎを備える。缶は、上述の任意の缶の機能的および構造的特性を備えてもよい。缶は、側方領域を備えてもよい。側方領域は、底部と同じ基本材料を備えてもよい。側方領域は、底部と一体であってもよい。アルミニウム合金ＡｌＳｉ１ＭｇＭｎは、標準の基本材料に比べてより高い圧力に対する抵抗を有する。これによって、缶の変形、特に膨張または伸長は、缶内側における高圧力の場合に、削減されることができる。
【００２２】
本発明のさらなる態様によれば、電解コンデンサは、缶および缶内に取り付けられるコンデンサ素子を備える。コンデンサは、上述の缶のうちの１つの任意の機能的および構造的特性を備えてもよい。例として、缶底部は、第１の領域および第２の領域を備えてもよく、第１の領域は、底部の外面において窪みを形成する。追加的にまたは代替的に、缶底部は、アルミニウム合金ＡｌＳｉ１ＭｇＭｎを基本材料として備えてもよい。
【００２３】
本発明のさらなる態様によれば、電解コンデンサおよび取り付けデバイスの組立体が開示される。コンデンサは、上述の任意の機能的および構造的特性を備えてもよい。取り付けデバイスは、たとえば、回路基板またはバスバーであってもよい。コンデンサは、隙間が第２の領域と取り付けデバイスとの間に存在するように、取り付けデバイス上に取り付けられる。例として、第２の領域は、任意の他のデバイスと当接しなくてもよい。電解コンデンサは、取り付けデバイスに機械的に固定されおよび／または電気的に接続されてもよい。隙間は、安全ベントから排出されるガスを組立体の外側へと解放することを可能にしてもよい。そのような取り付け構成では、第２の領域内の隙間は、ガスの解放を可能とするために必須ではない。
【００２４】
さらなる実施形態では、電解コンデンサおよび取り付けデバイスは、第２の領域が取り付けデバイスに当接するように配置されてもよい。この場合、安全ベントは、缶底部内に提供されなくてもよい。代わりに、安全ベントは、缶の側面に配置されてもよい。
【００２５】
本開示は、発明のいくつかの態様を備える。缶および／またはコンデンサに関して説明される全ての特徴は、それぞれの特徴が特定の態様の文脈において明示的に言及されていない場合であっても、他の態様に関しても本明細書において開示される。
【００２６】
さらなる特徴、改良および応変は、図面に関連する例示的な実施形態の以下の説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】電解コンデンサのための缶の断面図である。
【図２】図１の缶の底部の外面を示す図である。
【図３】図１の缶の底部の内面を示す図である。
【図４】コンデンサの概略断面図である。
【図５】膨張対圧力のダイアグラムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
同様の素子、同じ種の素子および同一に作用する素子は、図において同じ参照番号を提供され得る。
【００２９】
図１は、電解コンデンサのための缶１を概略断面図において示す。
缶１は、円状シリンダの形状を有する。缶１は、缶１を第１の側において閉じる底部２と、側方領域３と、第１の側とは反対の第２の側における開口部４とを備える。コンデンサの動作中に、開口部４は、カバー部材によって閉じられてもよい。缶１は、液状電解質で含浸されるコンデンサ素子を収容するために使用されてもよい。
【００３０】
缶１は、１つのピースに形成されてもよい。缶１は、金属を備えてもよい。例として、缶１は、アルミニウムを備えてもよい。基本材料組成は、たとえば、アルミニウム合金であってもよい。
【００３１】
缶１の機械的な安定性を増加させるために、底部２は、特定の幾何学的設計を備える。底部２は、第１の領域５および第２の領域６を備え、第１の領域５は、外面７において第２の領域６に比べて窪んでいる。特に、第１の領域５および第２の領域は、外面７において階段状の幾何を形成する。缶底部２の内面８において、第１の領域５は、第２の領域６から識別不能であってもよい。換言すると、底部２は、平坦な内面８を有してもよい。
【００３２】
第２の領域６の厚さｄ２は、第１の領域５の厚さｄ１よりも大きい。例として、第２の厚さｄ２は、第１の厚さｄ１の少なくとも１．５倍であってもよい。増加された第２の領域６の厚さｄ２は、缶底部２の全体としての安定性の増加および全体としての部品膨張の減少につながる。それにもかかわらず、第１の領域５は、ある量の部品膨張を可能にし、これによって全体としての機械的な応力を削減する。
【００３３】
第１の領域５の第２の領域６に対して窪められた構成に起因して、膨張が第２の領域６によって設定される外寸法内で発生するために、第１の領域５の膨張は、缶底部２の大きな総膨張につながらないだろう。好ましくは、第１の領域５は、缶１内側における高圧力の場合であっても、それが第２の領域６の外面を超えて突出しないように十分に窪められる。第２の領域６は、その増加された厚さに起因して、大きな膨張を示さないだろう。
【００３４】
第２の領域６は、第１の領域５よりも底部２の側方方向の縁部近くに配置される。特に、第１の領域５は、底部２の中央部に形成されてもよい。第２の領域６は、第１の領域５を完全に囲んでもよい。
【００３５】
図２は、缶１の底部２上の外側からの、すなわち、底部２の外面７上の図を示す。図２に見られるように、第２の領域６は、円形リングの形状を有してもよい。例として、円形リングの外径ｒ２は、缶底部２の半径に対応してもよい。例として、缶底部２の半径は、１０ｍｍから６０ｍｍの範囲であってもよい。
【００３６】
第１の領域５は、円状ディスクの形状を有してもよく、これは、特に円形リングの第２の領域６の内側に配置されてもよい。第２の領域６は、第１の領域５を完全に、すなわち第２の領域６内のいずれの隙間もなく、一周する。円状ディスクの半径は、円形リングの内径ｒ１に対応してもよい。内径ｒ１は、意図される安全ベントの開口部圧力に依存する。第２の領域６は、側方領域３によって覆われない底部２の領域内を延在する。
【００３７】
缶１は、底部２内に配置される安全ベント９を備えてもよい。安全ベント９は、制御された圧力除去を可能にする。安全ベント９は、内圧が臨界値に近づくときに、ガスの流出を可能にしてもよい。これによって、コンデンサの制御不能な破裂は、防がれることができる。例として、安全ベント９は、臨界圧力の場合に、一気に開くように設計されてもよい。第１の領域５の膨張は、安全ベント９が圧力除去機能を提供する前にも発生し得る。安全ベント９は、第１の領域５の膨張が第１の領域５の第２の領域６を超える突出につながる前に、開かれるように構成されてもよい。
【００３８】
安全ベント９は、第１の領域５内に配置されてもよい。第１の領域５の総面積は、安全ベント９に比べてかなり大きい。第１の領域５の厚さｄ１は、安全ベント９の開口部機構が可能にされ安全ベント９の意図される開口部圧力に依存するように選択される。第２の領域６の厚さｄ２は、安全ベント９が第２の領域６内へと延在しないので、膨張に関して最適化されることができる。
【００３９】
安全ベント９は、３つの等角に配置された溝１０、１１、１２によって形成されてもよい。他の形状、たとえば十字、星または「Ｚ」形状も等しく可能であり得る。例として、安全ベント９は、底部２内にスタンプされてもよい。
【００４０】
示された実施形態では、安全ベント９は、第１の領域５の縁部へと延在する。特に、溝１０、１１、１２の長さは、第１の領域５の半径ｒに対応する。さらなる実施形態では、安全ベント９は、第１の領域５の縁部にまで延在しなくてもよい。
【００４１】
図３は、缶１の底部２上の缶１の内側からの、すなわち、底部２の内面８上の図を示す。内面８は、安全ベント９の他で、平坦である。缶１の内側から、第１の領域５は、第２の領域６から識別可能ではない。安全ベント９は、缶１の内側からおよび外側から可視である。安全ベント９から排出されたガスが缶１の取り付けられた構成において外側に解放されることを可能とするために、隙間が第２の領域６と取り付けデバイスとの間に存在するように、缶１は取り付けられるよう構成されてもよい。
【００４２】
上述の外側の階段状の幾何に対して代替的にまたは追加的に、缶１の、特に缶底部２の材料は、高い圧力に対する抵抗を有してもよい。この場合、缶底部２の膨張は、低いレベルに維持されることができる。例として、基本材料は、ＥＮ  ＡＷ−６０８２合金（ＡｌＳｉ１ＭｇＭｎ）を備えてもよい。この合金を使用するときに、膨張耐性は、同じ幾何の基本材料ＥＮ  ＡＷ−１０５０Ａ（Ａｌ９９．５）と比較して、追加的に２０％増加され得る。
【００４３】
図４は、電解コンデンサ１３を示す。コンデンサ１３は、上述のような缶１を備える。コンデンサ素子１４は、缶１内に取り付けられる。コンデンサ素子１４は、巻かれた形状を備える。コンデンサ素子１４は、箔、特にアルミニウム箔を備えてもよい。コンデンサ素子１４は、液状電解質で含浸されてもよい。
【００４４】
コンデンサ１３は、コンデンサ１３を電気的に接続するための終端部１５、１６を備える。終端部１５、１６は、スクリュー種類の終端部として構成されてもよい。
【００４５】
缶１の開口部４は、カバー部材１７によって閉じられる。カバー部材１７は、ディスクの形状を有してもよい。カバー部材１７は、缶１を封止してもよい。カバー部材１７は、ゴム材料または別の弾性材料を備えてもよい。終端部１５、１６は、カバー部材１７を通して導かれる。
【００４６】
図５は、２つの異なる設計に対する缶底部２の総膨張Ｂ対缶１内圧ｐのダイアグラムを示す。
【００４７】
実線は、基本材料ＥＮ  ＡＷ−１０５０を有する標準の平らな底部設計に対する膨張を示す。破線は、基本材料ＥＮ  ＡＷ−６０８２を有する図１に係る逆階段状の幾何に対する膨張を示す。ダイアグラムから明らかなように、幾何学的変更および基本材料における変更に起因して、膨張として表される缶の機械的な安定性は、著しく増加される。
【００４８】
参照符号
【符号の説明】
【００４９】
１  缶
２  底部
３  側方領域
４  開口部
５  第１の領域
６  第２の領域
７  外面
８  内面
９  安全ベント
１０  溝
１１  溝
１２  溝
１３  コンデンサ
１４  コンデンサ素子
１５  終端部
１６  終端部
１７  カバー部材
ｄ１  第１の厚さ
ｄ２  第２の厚さ
ｒ１  内径
ｒ２  外径
【図１】
2019512884.tif 000003
【図２】
2019512884.tif 000004
【図３】
2019512884.tif 000005
【図４】
2019512884.tif 000006
【図５】
2019512884.tif 000007
【国際調査報告】
2019512884.tif 000008
2019512884.tif 000009
2019512884.tif 000010