(57)【要約】【課題】本発明は巻回型キャパシタの信頼性を向上させることを目的とする。【解決手段】このため、本発明の巻回型キャパシタでは、金属製の箔からなる集電体の両面に分極性電極層を設けることで形成された陽極電極および陰極電極の間にセパレータを介在させ、これらを巻回することで形成されたキャパシタ素子１と、前記キャパシタ素子１と駆動用電解液とをともに収容した有底筒状のケースと、前記ケースの開放端を封止した封口部材とを備え、前記キャパシタ素子１の外周面は撥水性を有する保護層にて被覆され、さらに保護層の外周面は樹脂製チューブにて被覆された構成とした。この構成により、駆動用電解液とキャパシタ素子１の外周面の接触の可能性を低減することができ、最外周の電極の劣化を抑制することができる。そしてこの結果、巻回型キャパシタの信頼性を向上させることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の箔からなる集電体の表面に分極性電極層を設けた陽極電極および陰極電極の間にセパレータを介在させ、これらを巻回することで形成されたキャパシタ素子と、
前記キャパシタ素子と駆動用電解液とをともに収容した有底筒状のケースと、
前記ケースの開放端を封止した封口部材とを備え、
前記キャパシタ素子の外周面は、前記駆動用電解液に対して撥水性を有する保護層にて被覆され、
前記保護層の外周面は樹脂製チューブにて被覆された巻回型キャパシタ。
【請求項２】
前記樹脂製チューブは、両端に開口部を有した円筒状の熱収縮性チューブである請求項１に記載の巻回型キャパシタ。
【請求項３】
前記保護層ならびに前記樹脂製チューブとして、前記保護層が内周面に設けられた２層構造の熱収縮性チューブを用いた請求項１に記載の巻回型キャパシタ。
【請求項４】
前記熱収縮性チューブの内周面に設けられた前記保護層は、ホットメルト接着剤である請求項３に記載の巻回型キャパシタ。
【請求項５】
前記キャパシタ素子の外周面には前記陰極電極が表出した請求項１に記載の巻回型キャパシタ。
【請求項６】
前記キャパシタ素子の両端部にそれぞれ分極性電極層未塗工部を配置し、前記キャパシタ素子の一方の端面は前記ケースの内底面に、他方の端面は前記封口部材に接合された請求項１に記載の巻回型キャパシタ。
【請求項７】
前記キャパシタ素子の両端部に僅かな隙間を残して前記保護層および前記樹脂製チューブにて被覆した請求項６に記載の巻回型キャパシタ。
【請求項８】
前記陽極電極および陰極電極はそれぞれリード線により外部に引き出された請求項１に記載の巻回型キャパシタ。
【請求項９】
前記キャパシタ素子の外周面は全面にかけて前記保護層にて被覆された請求項８に記載の巻回型キャパシタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器、電気機器、産業機器、自動車等に用いられる巻回型キャパシタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護の観点より車両や建設機械の駆動時の動力をアシストするキャパシタの開発がなされており、このような大きな静電容量を必要とするキャパシタには一般に巻回型（あるいは円筒型）と呼ばれる電気二重層キャパシタが用いられる。
【０００３】
特許文献１に記載の従来の巻回型の電気二重層キャパシタ１０１の構成を図８（ａ）および図８（ｂ）に示す。ここで、図８（ａ）は巻回型の電気二重層キャパシタ１０１の分解斜視図であり、図８（ｂ）は同電気二重層キャパシタに用いるキャパシタ素子１０２の展開斜視図である。
【０００４】
図８（ａ）に示されるように、従来の巻回型の電気二重層キャパシタ１０１は、キャパシタ素子１０２を有底円筒状の金属ケース１０３に駆動用電解液（図示せず）とともに挿入し、さらに金属ケース１０３の開口部をゴム製の封口部材１０４で封止することで構成される。
【０００５】
この封口部材１０４は陽極リード線１０５と陰極リード線１０６を挿通させるための２つの孔を有しており、陽極リード線１０５と陰極リード線１０６はこれらの孔に挿通された状態でそれぞれキャパシタ素子１０２の電極と電気的に接続される。なお、この封口部材１０４は金属ケース１０３の開口部に配設された後、金属ケース１０３の開口部の外周を内側に絞り加工されることで封止され、駆動用電解液の外部への漏出を防いでいる。
【０００６】
ところで、陽極電極と陰極電極の間にセパレータを介在させて巻回しキャパシタ素子を形成した場合、陽極電極が陰極電極よりも長いと最外周面に陽極電極がはみ出すことがある。そして、このように陽極電極がはみ出した状態で電気二重層キャパシタを長時間使用すると、陰極電極の先端と陽極電極の間で駆動用電解液が化学反応を起こして電解質アニオンのＢＦ4-、ＰＦ6-等が陽極側に引き寄せられ、その周辺部が酸性となってセパレータを劣化させてしまうことがある。
【０００７】
そのため、特許文献１に記載のキャパシタ素子１０２では、図８（ｂ）に示されるように陽極電極１０７の巻き終わりから少なくとも１周分陰極電極１０８を長く巻回した構成となっている。
【０００８】
具体的にキャパシタ素子１０２の構成を述べると、キャパシタ素子１０２は陽極電極１０７と陰極電極１０８をその間にセパレータ１０９を介在させた状態で巻回し、さらに陽極電極１０７には陽極リード線１０５を、陰極電極１０８には陰極リード線１０６をそれぞれ接続することで構成され、さらに図８（ｂ）に示されるように陰極電極１０８の長さを陽極電極１０７よりも約１周分長くしている。
【０００９】
すなわち、特許文献１に記載のキャパシタ素子１０２では、陰極電極１０８で陽極電極１０７を覆った構成とすることによって、陽極電極１０７の表面に電解質アニオンであるＢＦ4-、ＰＦ6-等が集中することを防ぎ、セパレータ１０９の劣化を防ごうとするものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−１５７８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
確かに、上記キャパシタ素子１０２の構成にてセパレータ１０９の劣化を防ぐことは可能であった。
【００１２】
しかしながら、例えば３Ｖ近くの高い電圧をかけて電気二重層キャパシタ１０１を駆動させた場合、キャパシタ素子１０２の最外周に配設された陰極電極１０８が劣化（腐食）してしまうことがあった。
【００１３】
これは、キャパシタ素子１０２の最外周の陰極電極１０８には対向する陽極電極１０７が存在しないため発生したアルカリが拡散しにくく、最外周の陰極電極１０８に駆動用電解液中のアルカリがたまりやすい状態となっていることに起因すると考えられる。
【００１４】
そこで、本発明はこのような課題に鑑み、キャパシタ素子最外周の電極の劣化を抑制し、信頼性の高い巻回型キャパシタ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】
【００１５】
そして、この目的を達成するために、本発明の巻回型キャパシタは、金属製の箔からなる集電体の両面に分極性電極層を設けることで形成された陽極電極および陰極電極の間にセパレータを介在させ、これらを巻回することで形成されたキャパシタ素子と、前記キャパシタ素子と駆動用電解液とをともに収容した有底筒状のケースと、前記ケースの開放端を封止した封口部材とを備え、前記キャパシタ素子の外周面は、前記駆動用電解液に対して撥水性を有する保護層にて被覆され、前記保護層の外周面は樹脂製チューブにて被覆された構成とした。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると信頼性の高い巻回型キャパシタを提供することができる。
【００１７】
これは、キャパシタ素子の外周面が駆動用電解液に対して撥水性を有する保護層にて被覆された構成となっていることによる。
【００１８】
すなわち、本発明の構成では外周面に設けられた保護層により駆動用電解液と最外周の電極との接触を低減することができ、さらにこの保護層は製造時に樹脂製チューブから受ける圧力により、キャパシタ素子の外周面に十分に浸透した状態となっている。
【００１９】
これらの結果、最外周の電極の劣化を抑制することができ、信頼性の高い巻回型キャパシタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例１のキャパシタ素子１の展開斜視図
【図２】（ａ）は樹脂製チューブ１２に挿入前のキャパシタ素子１を示した断面図、（ｂ）は樹脂製チューブ１２に挿入後のキャパシタ素子１を示した断面図
【図３】実施例１の巻回型キャパシタ１３の断面図
【図４】実施例２のキャパシタ素子２１の展開斜視図
【図５】実施例２の樹脂製チューブ１２を被覆した状態のキャパシタ素子２１の断面図
【図６】実施例２の巻回型キャパシタ２８の分解斜視図
【図７】（ａ）は熱収縮性チューブ３２に挿入前のキャパシタ素子３１を示した断面図、（ｂ）は熱収縮性チューブ３２に挿入後のキャパシタ素子３１を示した断面図
【図８】（ａ）は従来の巻回型キャパシタ１０１を示す分解斜視図、（ｂ）は同巻回型キャパシタ１０１に用いるキャパシタ素子１０２の展開斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（実施例１）
以下、本実施例における巻回型キャパシタ１３の構成について述べる。
【００２２】
まず、図１を用いて本実施例における巻回型キャパシタ１３に用いるキャパシタ素子１の構成について述べる。ここで、図１はキャパシタ素子１の展開斜視図である。
【００２３】
図１に示されるように、本実施例におけるキャパシタ素子１の陽極電極２はアルミニウム箔等の金属箔からなる集電体３と、この集電体３の両面に活性炭粉末とバインダと導電性物質との混合物質を塗工することで形成された分極性電極層４とで構成される。分極性電極層４の形成に用いた活性炭粉末としては木粉系、ヤシガラ系、フェノール樹脂系、石油コークス系、石炭コークス系、ピッチ系のいずれかを原料として賦活したものを用いることができる。なお、図１に示されるように集電体３の端部は電極として作用させるため、分極性電極層４は形成せず、分極性電極層未塗工部５を配置している。これに関する詳細は後述する。
【００２４】
陰極電極６も陽極電極２と同様の構成であり、すなわち集電体７の両面に分極性電極層８を分極性電極層未塗工部９を残した状態で形成している。
【００２５】
そして、キャパシタ素子１はこれら陽極電極２と陰極電極６を対向させ、その間にセパレータ１０を介在させた状態で巻回することで形成される。このセパレータ１０としては合成繊維系やパルプを原料とした天然繊維系の紙や不織布、あるいはポリプロピレン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレンなどの多孔質膜を用いるとよい。
【００２６】
陽極電極２と陰極電極６を巻回する際には図１に示されるように、分極性電極層未塗工部５と分極性電極層未塗工部９が逆方向となり、かつ幅方向に位置をずらして巻回している。この結果、形成された円柱状のキャパシタ素子１の両端面には分極性電極層未塗工部５と分極性電極層未塗工部９が位置し、キャパシタ素子１は両端面に各電極が引き出された構成となる。
【００２７】
なお、本実施例のキャパシタ素子１においては、巻回後に陰極電極６がキャパシタ素子１の最外周となるように巻回している。上述のように、陰極電極６は集電体７に分極性電極層８を両面塗工した構成であるため、このように陰極電極６が最外周となるように巻回した場合、キャパシタ素子１の外周面には分極性電極層８が表出することになる。
【００２８】
次に、図２（ａ）および図２（ｂ）を用いて本実施例におけるキャパシタ素子１の外周面を被覆する保護層１１とこの保護層１１の外周面をさらに被覆する樹脂製チューブ１２の構成について述べる。ここで、図２（ａ）は保護層１１にて覆われた状態のキャパシタ素子１を樹脂製チューブ１２に挿入する前の様子を示した断面図、図２（ｂ）は保護層１１にて覆われた状態のキャパシタ素子１を樹脂製チューブ１２に挿入した後の様子を示した断面図である。
【００２９】
図２（ａ）に示されるように保護層１１は、キャパシタ素子１の上下両端部に１ｍｍ程度の僅かな隙間を残し、キャパシタ素子１の外周面を膜状に被覆している。このようにキャパシタ素子１の両端部に僅かな隙間を残したのは、キャパシタ素子１を後述する金属ケース１４に挿入し、キャパシタ素子１の両端部を金属ケース１４や端子板１６にレーザー溶接する際に差し障りの無いようにするためである。なお、本実施例ではこの隙間を１ｍｍとしたが、特にこの大きさに限られるわけではない。すなわち、この隙間の大きさは、レーザー溶接を行うことができ、さらにキャパシタ素子１の陰極電極６の分極性電極層８の全面を被覆できるように適宜決定すればよい。
【００３０】
保護層１１は、フッ素系やシリコン系といった駆動用電解液に対して撥水性を有する塗料をキャパシタ素子１の外周面に塗工することで形成される。ここで、本発明においては、「撥水性を有する」とは駆動用電解液に対して接触角が９０度以上の性質を有することを指すものとする。
【００３１】
保護層１１の厚みは特に限定されないが、例えば厚み１０μｍから１００μｍ程度で形成すると本発明の効果を十分に奏することができる。
【００３２】
樹脂製チューブ１２は加熱することによって、軸方向および内径方向に収縮する熱収縮性チューブであり、図２（ａ）に示されるように、両端に開口部を有した円筒状の形状を有している。
【００３３】
樹脂製チューブ１２の材料としては、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリオレフィン、ポリフッ化ビニリデン等にて形成された熱収縮性のチューブが好適に使用できる。この樹脂製チューブ１２の熱収縮率としては、軸方向で１０％以下、内径方向で４０％以上８０％以下であることが本実施例のキャパシタ素子１に対する好適な態様として挙げられる。軸方向の熱収縮率が１０％より大きい場合、熱収縮させた際に樹脂製チューブ１２の両端部が均一に熱収縮せず、所望のごとくキャパシタ素子１を被覆できない可能性があるからである。また、キャパシタ素子１を被覆する面積が小さくなり過ぎてしまい、本発明による十分な効果が得られない可能性もある。さらに、内径方向の熱収縮率が４０％以下であると、十分な締付力にてキャパシタ素子１を被覆することができない可能性がある。また、熱収縮率が低いと収縮前の樹脂製チューブ１２の開口部の径がキャパシタ素子１の径と同等の大きさとなるため、キャパシタ素子１の樹脂製チューブ１２への挿入も困難となる。一方収縮率が８０％以上であると、樹脂製チューブ１２がキャパシタ素子１を締め付ける力が強くなり過ぎ、キャパシタ素子１の性能に支障を来たす可能性があるためである。
【００３４】
なお、熱収縮率とは以下の式（１）で表すことができる。
【００３５】
熱収縮率（％）＝［［（熱収縮前の長さ）−（熱収縮後の長さ）］ ／（熱収縮前の長さ）］×１００・・・（１）
このような構成の樹脂製チューブ１２の中空部に図２（ａ）の矢印で示すように保護層１１にて覆われた状態のキャパシタ素子１を挿入する。ここで、樹脂製チューブ１２はまだ熱収縮前であり、その開口部の径はキャパシタ素子１の径に対して大きいため、キャパシタ素子１の外周面に塗工された保護層１１が樹脂製チューブ１２の内周面に触れることを抑制でき、保護層１１の形状が変形する可能性は少ないものとなっている。
【００３６】
そして、樹脂製チューブ１２にキャパシタ素子１を挿入した後、この状態の樹脂製チューブ１２およびキャパシタ素子１を共に熱風炉にて加熱する。ここで、本実施例の樹脂製チューブ１２の熱収縮は１５０℃以下で発現するものであり、このように１５０℃以下で熱収縮が始まる樹脂製チューブ１２を用いると、キャパシタ素子１や保護層１１の特性に影響を与える可能性を低減できる。ただし、セパレータ１０としてポリプロピレンを用いた場合は、セパレータ１０の特性に影響を与えることを防ぐため、８０℃以下で熱収縮が始まる樹脂製チューブ１２を用いることが望ましい。
【００３７】
この熱風炉による加熱により、樹脂製チューブ１２は熱収縮し、図２（ｂ）で示されるように、保護層１１の外周面に巻装された状態となる。
【００３８】
この樹脂製チューブ１２による被覆においても、キャパシタ素子１の両端部を金属ケース１４や端子板１６にレーザー溶接する際に差し障りの無いようにするため、キャパシタ素子１の上下両端面から僅かに分極性電極層未塗工部５および分極性電極層未塗工部９が外部へと露出するようにしている。
【００３９】
なお、この熱収縮後の樹脂製チューブ１２の厚みは特に限定されないが、例えば肉厚が１０μｍから３００μｍ程度であれば本発明の効果を問題なく奏することができる。
【００４０】
次に、これまで説明した外周面が撥水性の保護層１１と樹脂製チューブ１２にて覆われたキャパシタ素子１を用いた巻回型キャパシタ１３の構成について図３を用いて述べる。なお、図３においては上述した保護層１１、樹脂製チューブ１２は省略し、キャパシタ素子１のみを図示している。
【００４１】
アルミニウム製の有底円筒状の金属ケース１４は上述した巻回状のキャパシタ素子１を駆動用電解液（図示せず）と共に収容している。ここで、本実施例の駆動用電解液の溶媒としては、プロピレンカーボネート、γ − ブチロラクトン、エチレンカーボネート、スルホラン、アセトニトリル、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートまたはメチルエチルカーボネートのいずれか１種もしくは２種以上の混合物が用いられる。また、電解質カチオンとしては、第四級アンモニウム、第四級ホスホニウム、イミダゾリウム塩が使用され、一方、電解質アニオンとしては、ＢＦ4-、ＰＦ6-、ＣｌＯ4-、ＣＦ3ＳＯ3-またはＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2-が用いられる。
【００４２】
突起１５はこの金属ケース１４の内底面に一体で設けられており、キャパシタ素子１の中央の中空部にこの突起１５を嵌め込んで金属ケース１４内に固定される。そして、この状態で金属ケース１４内に挿入されたキャパシタ素子１の一方の端面を金属ケース１４の内底面にレーザー溶接等の手段によって接合することにより、キャパシタ素子１と金属ケース１４との機械的かつ電気的な接続が可能となる。
【００４３】
また、キャパシタ素子１の他方の端面は、キャパシタ素子１の中央の中空部に端子板１６の内面中央に設けられた突起１７を嵌め込んだ状態で、端子板１６の内面とレーザー溶接等の手段によって接合されている。この構成によって、キャパシタ素子１の他方の端面は端子板１６と機械的かつ電気的に接続されている。
【００４４】
すなわち、本実施例の巻回型キャパシタ１３では、キャパシタ素子１の両端面を金属ケース１４の内底面および端子板１６の内面とレーザー溶接することで、金属ケース１４および端子板１６を外部電極として用いている。
【００４５】
これら、金属ケース１４および端子板１６の絶縁はリング状の封口ゴム１８により行われる。すなわち、絶縁材料にて形成されたこの封口ゴム１８を端子板１６の段部の平面部とこれに繋がる下側外周面に内面が当接すると共に、外周面が金属ケース１４の内周面に当接するように配設することで金属ケース１４および端子板１６の絶縁を行っている。なお、巻回型キャパシタ１３はこの封口ゴム１８の外周面を金属ケース１４の外周面の絞り加工（絞り加工部１９）により圧縮すると共に、封口ゴム１８の平面部分を金属ケース１４の開口端のカーリング加工（カーリング加工部２０）により圧縮することで封止されるものであり、すなわち巻回型キャパシタ１３においては封口ゴム１８と端子板１６を封口部材として用いている。封口ゴム１８の材料としては、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＴ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等、絶縁性のあるものであればいずれを用いてもよい。
【００４６】
以下、本実施例の巻回型キャパシタ１３の効果について述べる。
【００４７】
まず、本実施例の巻回型キャパシタ１３の信頼性は優れたものとなっている。
【００４８】
これは、キャパシタ素子１の外周面を撥水性の保護層１１にて被覆し、さらにこの保護層１１の外周面を樹脂製チューブ１２にて被覆した構成としたことによる。
【００４９】
まず、本実施例においてはキャパシタ素子１の外周面に設けられた保護層１１により駆動用電解液とキャパシタ素子１の外周面の陰極電極６との接触が抑制されている。
【００５０】
さらに、保護層１１は樹脂製チューブ１２にて被覆されており、樹脂製チューブ１２を熱収縮させる際に保護層１１はキャパシタ素子１の内径方向に圧力を受ける。この圧力によって保護層１１を形成するフッ素系あるいはシリコン系等の塗料は、キャパシタ素子１の外周面によりいっそう浸透する。この結果、キャパシタ素子１の外周面に保護層１１を塗工したのみの構成に比べ、保護層１１とキャパシタ素子１の密着性および一体性が増す。この結果、駆動用電解液とキャパシタ素子１の外周面の陰極電極６との接触がさらに抑制されることになる。
【００５１】
なお、キャパシタ素子１を保護層１１のみでなく、さらに樹脂製チューブ１２で被覆し、このように２重にキャパシタ素子１を被覆することによっても駆動用電解液とキャパシタ素子１の外周面の陰極電極６との接触は抑制されている。
【００５２】
このようにして本実施例では駆動用電解液と陰極電極６との接触を抑制し、駆動用電解液と陰極電極６との接触に起因する陰極電極６の劣化が抑制されているのである。
【００５３】
この結果、巻回型キャパシタ１３の信頼性を優れたものとすることができる。
【００５４】
なお、この樹脂製チューブ１２としては上述したように例えば熱収縮性チューブが挙げられ、巻回型キャパシタ１３の製造の際には、保護層１１にて被覆したキャパシタ素子１を熱収縮性チューブに挿入した後、熱風炉等にて加熱し樹脂製チューブ１２を熱収縮させるのみでキャパシタ素子１に被覆させることができる。本発明においてはこのように熱収縮性チューブを用いると、生産性を向上させる効果も奏する。なお、樹脂製チューブ１２を熱収縮させる方法としては上記熱風炉以外の方法を用いてもよいが、極力キャパシタ素子１にダメージを与えない方法を用いることが望ましい。
【００５５】
また、キャパシタ素子１の最外周は陽極電極２ではなく、陰極電極６とすることが望ましい。陽極電極２を最外周とした場合、陰極電極６の先端と陽極電極２の間で駆動用電解液が化学反応を起こして電解質アニオンのＢＦ4-、ＰＦ6-等が陽極電極２側に引き寄せられ、その周辺部が酸性となってセパレータ１０を劣化させてしまい、巻回型キャパシタ１３の特性を劣化させてしまう。一方、陰極電極６を最外周とした場合、上述したように高電圧をかけた場合は集電体７が劣化してしまうが、低い電圧においては集電体７の劣化はそれほど顕著には見受けられない。すなわち、陰極電極６を最外周とした場合は陽極電極２を最外周とした場合よりも比較的巻回型キャパシタ１３の特性の劣化は抑制されるため、巻回型キャパシタ１３の特性を長期間良好な状態に保つためには陰極電極６を最外周とすることが望ましい。
【００５６】
（実施例２）
以下、本実施例における巻回型キャパシタ２８の構成について述べる。
【００５７】
本実施例では上述の実施例１と異なる点についてのみ説明し、同様の点についてはその説明を省略する。
【００５８】
まず、図４を用いて本実施例における巻回型キャパシタに用いるキャパシタ素子２１の構成について述べる。ここで、図４はキャパシタ素子２１の展開斜視図である。
【００５９】
図４に示されるように、本実施例のキャパシタ素子２１と上述の実施例１のキャパシタ素子１との違いは、実施例１のキャパシタ素子１がその上下端面を金属ケース１４の端子板１６と金属ケース１４内底面と接続させ外部へ電極を取り出していることに対し、本実施例のキャパシタ素子２１では２本のリード線（陽極リード線２４、陰極リード線２５）で外部へ電極を取り出していることである。
【００６０】
キャパシタ素子２１の陽極電極２２と陰極電極２３は金属箔からなる集電体の両面に分極性電極層をそれぞれ塗工することにより形成される。さらに、陽極電極２２と陰極電極２３には陽極リード線２４と陰極リード線２５がそれぞれ接続されている。これら陽極リード線２４と陰極リード線２５の接続は、それぞれ陽極電極２２と陰極電極２３に形成された分極性電極層の一部を除去して集電体を露出させ、この露出させた部分に陽極リード線２４と陰極リード線２５をかしめ、冷間圧接、超音波溶接等で接続するようにしたものである。
【００６１】
そして、これら陽極電極２２と陰極電極２３の間にセパレータ２６を介在させた状態で巻回することによってキャパシタ素子２１が形成される。
【００６２】
ここで、本実施例においては前述したように電極を陽極リード線２４と陰極リード線２５で引き出すため、実施例１のキャパシタ素子１のごとく位置をずらして巻回する必要はなく、かつ完成品としてのキャパシタ素子２１の上下端面から陽極電極２２と陰極電極２３は露出していない。すなわち、本実施例では図４に示されるように２枚のセパレータ２６の上下にある程度のマージン２７を設けた状態でそれぞれ陽極電極２２と陰極電極２３を配置し、これらを巻回している。
【００６３】
なお、本実施例においては図４に示されるように、キャパシタ素子２１の最外周は内側に陰極電極２３が配置されたセパレータ２６が位置するように巻回している。
【００６４】
次に、図５を用いてこのキャパシタ素子２１の外周面を被覆する保護層１１と樹脂製チューブ１２について述べる。ここで、図５はキャパシタ素子２１の断面図である。なお、本実施例では実施例１で用いた保護層１１および樹脂製チューブ１２と同じ保護層および樹脂製チューブを用いているため、これらについては同じ番号を付す。
【００６５】
図５に示されるように、保護層１１はキャパシタ素子２１の外周面を被覆しており、樹脂製チューブ１２はさらに保護層１１の外周面を被覆している。樹脂製チューブ１２の被覆は実施例１と同様に、保護層１１を被覆させたキャパシタ素子１を熱収縮前の樹脂製チューブ１２に挿入した後、熱風炉等にて加熱して樹脂製チューブ１２を熱収縮させることで行った。
【００６６】
ここで、本実施例におけるキャパシタ素子２１が実施例１のキャパシタ素子１と異なるのは、保護層１１がキャパシタ素子２１の外周面を全面に渡って被覆していることである。すなわち、本実施例においては、電極を陽極リード線２４と陰極リード線２５によって引き出しているため、実施例１のようにキャパシタ素子１の両端面を金属ケース１４や端子板１６に溶接する必要はなく、キャパシタ素子２１の両端部に隙間を残して保護層１１を被覆させる必要はない。このため、キャパシタ素子２１の外周面として巻装されたセパレータ２６の全面を十分に覆うことができる。なお、樹脂製チューブ１２は上述のようにセパレータ２６の全面を被覆した保護層１１の全面をさらに被覆している。
【００６７】
次に、これまで説明した保護層１１および樹脂製チューブ１２にて被覆されたキャパシタ素子２１を用いた巻回型キャパシタ２８の構成について図６を用いて述べる。ここで図６は同巻回型キャパシタ２８の分解斜視図である。
【００６８】
図６に示されるように、キャパシタ素子２１を有底円筒状の金属ケース２９に駆動用電解液（図示せず）とともに挿入し、さらに金属ケース２９の開口部をゴム製の封口部材３０で封止することで巻回型キャパシタ２８は構成される。
【００６９】
この封口部材３０は陽極リード線２４と陰極リード線２５を挿通させるための２つの孔を有しており、陽極リード線２４と陰極リード線２５はこれらの孔に挿通された状態でそれぞれ外部と電気的に接続される。なお、この封口部材３０は金属ケース２９の開口部に配設された後、金属ケース２９の開口部の外周を内側に絞り加工されることで封止され、駆動用電解液の外部への漏出を防いでいる。
【００７０】
以下、本実施例の巻回型キャパシタ２８の効果について述べる。
【００７１】
本実施例においても、実施例１と同様にキャパシタ素子２１の外周面を保護層１１にて被覆し、さらに保護層１１の外周面を樹脂製チューブ１２にて被覆した構成としたことにより、駆動用電解液とキャパシタ素子２１の外周面のセパレータ２６との接触を低減し、この結果キャパシタ素子２１の外周面であるセパレータ２６の内側に配置された最外周の陰極電極２３の劣化を抑制することができる。この結果、巻回型キャパシタ２８の信頼性を優れたものとすることができる。
【００７２】
さらに、本実施例においては、セパレータ２６を最外周とすることで陰極電極２３の劣化をさらに低減している。
【００７３】
また、本実施例では陽極リード線２４と陰極リード線２５により電極を引き出す構成としているため、キャパシタ素子２１の両端面に隙間を設けることなくその全面を保護層１１および樹脂製チューブ１２にて被覆することが可能であり、キャパシタ素子２１の外周面のセパレータ２６を全面にかけて保護層１１および樹脂製チューブ１２にて十分に覆うことができる。そしてこの結果、駆動用電解液とキャパシタ素子２１の最外周の陰極電極２３との接触をさらに低減することができる。
【００７４】
これらの結果、巻回型キャパシタ２８の信頼性はさらに高いものとなっている。
【００７５】
なお、本実施例においては陰極電極２３の劣化を低減させるためにセパレータ２６をキャパシタ素子２１の最外周としたが、この態様に限らず実施例１と同様に最外周を陰極電極２３とすることもできる。この場合は最外周の陰極電極２３の全面が保護層１１にて覆われた構成となり、駆動用電解液と陰極電極２３との接触を低減することで巻回型キャパシタ２８の信頼性を高めることができる。
【００７６】
（実施例３）
以下、本実施例における巻回型キャパシタについて述べる。
【００７７】
本実施例では上述の実施例１または実施例２と異なる点についてのみ説明し、同様の点についてはその説明を省略する。したがって本実施例では特にキャパシタ素子３１を被覆する熱収縮性チューブ３２について詳しく説明する。
【００７８】
まず、図７（ａ）および図７（ｂ）を用いて本実施例におけるキャパシタ素子３１について述べる。ここで、図７（ａ）はキャパシタ素子３１を熱収縮性チューブ３２に挿入する前の様子を示した断面図、図７（ｂ）はキャパシタ素子３１を熱収縮性チューブ３２に挿入した後の様子を示した断面図である。
【００７９】
本実施例におけるキャパシタ素子３１の構成は実施例１で図１を用いて説明したキャパシタ素子１の構成と同じであるが、図７（ｂ）に示されるように、本実施例においては内周面に保護層３３を備えた２層構造の熱収縮性チューブ３２にて被覆した点において異なる。すなわち、実施例１では保護層１１を樹脂製チューブ１２と別体とし、樹脂製チューブ１２を被覆させる前に保護層１１をキャパシタ素子１に塗工していたことに対し、本実施例では保護層１１ならびに樹脂製チューブ１２として保護層３３を内周面に備えた２層構造の熱収縮性チューブ３２を用いることで、キャパシタ素子３１への保護層３３と熱収縮性チューブ３２の塗工および被覆を同時に行うことができる点において異なる。
【００８０】
この熱収縮性チューブ３２の内周面に設けられた保護層３３としては、実施例１の保護層１１と同様に駆動用電解液に対して撥水性を有している。さらに保護層３３は加熱によって溶融し接着が可能となる熱可塑性接着剤としての性質も有している。具体的には保護層３３にはポリオレフィン系のホットメルト接着剤を用いており、熱収縮性チューブ３２はこのホットメルト接着剤の層を内側に備えた２層構造の熱収縮性チューブである。なお、本実施例においてはこのように保護層３３をポリオレフィン系のホットメルト接着剤としたが、駆動用電解液に対して撥水性を有し、かつ熱可塑性接着剤としての性質を有するものであれば、保護層３３として使用することが可能である。例えばポリアミド系のホットメルト接着剤も好適に採用できると考えられる。
【００８１】
この保護層３３を内層として備えた熱収縮性チューブ３２をキャパシタ素子３１に被覆させるに際しては、まず図７（ａ）の矢印に示されるように熱収縮性チューブ３２の中空部にキャパシタ素子３１を挿入する。この時、熱収縮性チューブ３２はまだ加熱されていないため熱収縮が開始しておらず、またホットメルト接着剤である保護層３３も固化したままの状態である。したがって、この挿入の際にはキャパシタ素子３１の外周面が保護層３３の内周面に接触する可能性は低減されており、キャパシタ素子３１の外周面にダメージを与えることなく挿入することが可能である。
【００８２】
そして、キャパシタ素子３１を熱収縮性チューブ３２の所定の位置まで挿入した後、実施例１と同様に熱風炉等の加熱手段により加熱する。ここで、保護層３３を形成するホットメルト接着剤は常温では固体であるが加熱により溶融し液状化するため、熱風炉による加熱によって熱収縮性チューブ３２が熱収縮し始めると同時にホットメルト接着剤が溶融し始める。この結果、図７（ｂ）に示されるように熱収縮性チューブ３２の内周面がキャパシタ素子３１の最外周面に密着し、巻装された状態となるとともに、溶融したホットメルト接着剤が熱収縮性チューブ３２からの圧力を内径方向に受け、キャパシタ素子３１の最外周面へ塗布されることになる。
【００８３】
このように本実施例では実施例１と同様に保護層３３を熱収縮性チューブ３２で被覆することで、保護層３３は内径方向に圧力を受け、保護層３３を形成する塗料はキャパシタ素子３１の外周面にいっそう浸透することになる。この結果、保護層３３とキャパシタ素子３１の密着性および一体性が増し、駆動用電解液とキャパシタ素子３１の外周面との接触が抑制され、信頼性の高い巻回型キャパシタを提供することが可能となる。
【００８４】
また、本実施例の熱収縮性チューブ３２は内周面に保護層３３を備えた２層構造であるため、巻回型キャパシタの製造において保護層３３をキャパシタ素子３１の外周面に塗工する工程を必要せず、優れた生産性にて巻回型キャパシタを製造することができる。
【００８５】
さらに本実施例では保護層３３に常温では固化した状態であるホットメルト接着剤を使用しているため、キャパシタ素子３１の熱収縮性チューブ３２への挿入を容易に行うことができるとともに、加熱のみで保護層３３の塗工および熱収縮性チューブ３２の被覆を同時に行うことができる。この点からも本実施例の態様によると優れた生産性にて巻回型キャパシタを製造することができる。
【００８６】
このように本実施例の構成の巻回型キャパシタは駆動用電解液とキャパシタ素子３１の外周面との接触が抑制され、高い信頼性を有するとともに、その生産性においても優れたものとなっている。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明によると、巻回型キャパシタの最外周の電極の劣化を抑制することができ、ひいては信頼性の高い巻回型キャパシタを提供することができる。したがって、本発明による巻回型キャパシタは、各種電子機器、電気機器、産業機器、自動車等に好適に採用し得る。
【符号の説明】
【００８８】
１  キャパシタ素子
２  陽極電極
３  集電体
４  分極性電極層
５  分極性電極層未塗工部
６  陰極電極
７  集電体
８  分極性電極層
９  分極性電極層未塗工部
１０  セパレータ
１１  保護層
１２  樹脂製チューブ
１３  巻回型キャパシタ
１４  金属ケース
１５  突起
１６  端子板
１７  突起
１８  封口ゴム
１９  絞り加工部
２０  カーリング加工部
２１  キャパシタ素子
２２  陽極電極
２３  陰極電極
２４  陽極リード線
２５  陰極リード線
２６  セパレータ
２７  マージン
２８  巻回型キャパシタ
２９  金属ケース
３０  封口部材
３１  キャパシタ素子
３２  熱収縮性チューブ
３３  保護層
【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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【図８】
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