(57)【要約】【課題】自動車用等に使用されるコンデンサに関し、封口ゴムの封止能力が高く、駆動用電解液の漏液を抑止する、高信頼性のコンデンサを提供することを目的とする。【解決手段】正負一対の電極をその間にセパレータを介在させて巻回し、正負の電極が互いに逆方向に位置をずらす構成とするコンデンサ素子１と、このコンデンサ素子１を駆動用電解液と共に収容した有底筒状の金属ケース２と、この金属ケース２の開口部をリング状の封口ゴム５で封止した端子板３と、からなるコンデンサにおいて、封口ゴム５の外周面は金属ケース２の外側から絞られることによって金属ケース２と接し、封口ゴム５の内周面は端子板３とに接しており、かつ、封口ゴム５の内周面の全周にわたって中心方向へ向かって突出する内周突出部５ａを設けたことを特徴としたコンデンサとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正負一対の電極をその間にセパレータを介在させて巻回し、正負の電極が互いに逆方向に位置をずらす構成とするコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を駆動用電解液と共に収容した有底筒状の金属ケースと、この金属ケースの開口部をリング状の封口ゴムで封止した端子板と、からなるコンデンサにおいて、前記封口ゴムの外周面は前記金属ケースが外側から絞られることによって前記金属ケースと接し、前記封口ゴムの内周面は前記端子板とに接しており、かつ、前記封口ゴムの内周面の全周にわたって中心方向へ向かって突出する内周突出部を設けたことを特徴とするコンデンサ。
【請求項２】
正負一対の電極をその間にセパレータを介在させて巻回し、正負の電極が互いに逆方向に位置をずらす構成とするコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を駆動用電解液と共に収容した有底筒状の金属ケースと、この金属ケースの開口部をリング状の封口ゴムで封止した端子板と、からなるコンデンサにおいて、前記封口ゴムの外周面は前記金属ケースが外側から絞られることによって前記金属ケースと接し、前記封口ゴムの内周面は前記端子板とに接しており、かつ、前記封口ゴムの内周面に接する前記端子板の外周部分の全周にわたって中心から外方向へ向かって突出する外周突出部を設けたことを特徴とするコンデンサ。
【請求項３】
封口ゴムの円周突出部または端子板の外周突出部の断面形状が、略半円形のＲ形状または台形状を有するものである請求項１または２に記載のコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種電子機器や車載用等に使用されるコンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図７はこの種の従来のコンデンサの構成を示した断面図であり、図７において１０はコンデンサ素子、１０ａはこのコンデンサ素子１０に形成された中空部を示し、このコンデンサ素子１０はアルミニウム箔からなる集電体上に分極性電極層を形成した正負一対の電極を互いに逆方向に位置をずらしてその間にセパレータを介在させて巻回する（全て図示せず）ことにより構成され、このコンデンサ素子１０の両端面（図７において上下方向）から陽極と陰極を夫々取り出すようにしたものである。
【０００３】
１１は上記コンデンサ素子１０を図示しない駆動用電解液と共に収容したアルミニウム製の有底円筒状の金属ケース、１１ａはコンデンサ素子１０の中空部１０ａ内に嵌まり込むように内底面に一体で設けられた突起であり、この突起１１ａをコンデンサ素子１０の中空部１０ａに嵌め込んで金属ケース１１内に挿入されたコンデンサ素子１０の陰極側の端面を金属ケース１１の内底面にレーザー溶接等の手段によって機械的、かつ電気的に接合するようにしたものである。１１ｂはこの金属ケース１１に施された断面Ｖ字形の絞り加工部であり、コンデンサ素子１０の図中における上部側の端面周縁を外方から押さえ込むようにしているものである。
【０００４】
１２はアルミニウム製の端子板、１２ａはこの端子板１２の外面側に一体で設けられた外部接続用の陽極端子、１２ｂは内面側に設けられたコンデンサ素子１０の陽極側の端面との接合部、１２ｃはコンデンサ素子１０の中空部１０ａ内に嵌まり込む突起であり、コンデンサ素子１０の陽極側の端面を上記接合部１２ｂにレーザー溶接等の手段によって接合することにより、機械的、かつ電気的に接続するようにしたものである。
【０００５】
１３はリング状に形成されて上記金属ケース１１に施された絞り加工部１１ｂの上端に配設された絶縁リングであり、この絶縁リング１３は上記金属ケース１１の内面と端子板１２の外周面との間から端子板１２の内面周縁の一部に繋がるように形成されることにより、端子板１２と金属ケース１１間の絶縁を保つようにしたものである。
【０００６】
１４は絶縁性のゴムからなるリング状の封口ゴムであり、上記端子板１２の表面周縁に配設された状態で、この封口ゴム１４を介在させて上記金属ケース１１の開口部を巻き込むように加工（一般に、カーリング加工と呼ばれている）することによって封止して構成されたものである。
【０００７】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２０００−３１５６３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら上記従来のコンデンサでは、金属ケース１１内にコンデンサ素子１０と共に収容された駆動用電解液の漏液を防止するために、金属ケース１１の開口部に端子板１２を配設し、この端子板１２の表面周縁に配設したゴム製の封口ゴム１４を介して金属ケース１１の開口部をカーリング加工することによって封止しているものであるが、このように機械的に封止をしたコンデンサにおいても、過酷な環境や条件で使用したり、連続寿命試験を行ったりした場合にコンデンサ素子１０が発熱し、これに伴って駆動用電解液の温度が上昇するために金属ケース１１内の圧力が上昇し、最悪の場合には駆動用電解液が漏液を起こすという課題があった。
【０００９】
これは、上記金属ケース１１の開口部をカーリング加工することにより封口ゴム１４を圧縮し、これによって発生する封口ゴム１４の応力を利用して封止を行い、駆動用電解液の漏液を防止するようにしているものであるが、この際のカーリング加工工程においては、カーリング加工によって金属ケース１１の開口部を巻き込むように加工し、開口部が封口ゴム１４に喰い込む量、即ち、機械的な寸法のみを管理してカーリング加工を行っているものであったため、加工後の封口ゴム１４に発生している応力については一切把握できておらず、封口ゴム１４のヤング率や破断伸び率等のゴム物性が製造ロット間でバラツキを生じた場合、結果として加工後の封口ゴム１４に発生している応力にバラツキが生じ、最悪の場合には駆動用電解液が漏液を起こすという課題があったものである。
【００１０】
本発明はこのような従来の課題を解決するために、封口ゴムの封止能力を高め、駆動用電解液の漏液を抑止することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、コンデンサ素子を駆動用電解液と共に有底円筒状の金属ケース内に収納し、この金属ケースの開口部をリング状の封口ゴムで封止したコンデンサにおいて、前記封口ゴムの外周面は前記金属ケースの外側から絞られることによって前記金属ケースと接し、前記封口ゴムの内周面は前記端子板とに接しており、かつ、前記封口ゴムの内周面の全周にわたって中心方向へ向かって突出する内周突出部を設けたことを特徴とする構成のものである。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように本発明によるコンデンサは、封口ゴムと端子板との間に発生する封止能力を高め、これにより駆動用電解液が漏液することがない高信頼性のコンデンサを実現することができるという効果が得られるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による電気二重層コンデンサの構成を示した断面図、図２は要部拡大図である。
【００１４】
図１、図２において、１はコンデンサ素子であり、このコンデンサ素子１はアルミニウム箔からなる集電体上に分極性電極層を形成した正負一対の電極を互いに逆方向に位置をずらしてその間にセパレータを介在させて巻回することにより構成され（全て図示せず）、中心部には中空部１ａを形成してこのコンデンサ素子１の両端面（図１において上下方向）から陽極と陰極を夫々取り出すようにしたものである。
【００１５】
２は上記コンデンサ素子１を図示しない駆動用電解液と共に収納したアルミニウム製の有底円筒状の金属ケースであり、この金属ケース２内に収納されたコンデンサ素子１の陰極側の端面（図１では下面側）を金属ケース２の内底面にレーザー溶接等の手段によって、機械的、かつ電気的に接合するようにしたものである。２ｂはこの金属ケース２に施された断面Ｒ状の絞り加工部であり、金属ケース２の外側から絞り込むことによって形成されている。
【００１６】
３はアルミニウム製の端子板であり、平板の中央部（陽極端子３ａ）及び外周部分（封口ゴムによる封口面）を平板に対して垂直に突出させた形状を有しており、コンデンサ素子１の陽極側の端面（図１では上面側）をレーザー溶接等の手段によって端子板３の下面側に接合することにより、機械的、かつ電気的に接合するようにしたものであり、陽極端子３ａによって外部接続できるように電気的に引き出される。
【００１７】
５は絶縁性のゴムからなるリング状の封口ゴムであり、図２に示すように上記端子板３の外周部分の表面周縁に配設された状態で、この封口ゴム５を介在させて上記金属ケース２の開口部を巻き込むように加工（一般に、カーリング加工と呼ばれている）することによって封止して構成されたものである。
【００１８】
なお、上記封口ゴム５は材料としてブチルゴム（イソブチレンイソプレンゴム）等の樹脂加硫ゴムを用いることができ、また、封口ゴム５のリング状部分の肉厚は２〜４ｍｍの範囲が好ましい。本実施の形態においてはリング状の肉厚が３ｍｍのブチルゴムを用いてカーリング加工を行った。
【００１９】
また、図２に示すように封口ゴム５の外周面は絞り加工部２ｂを形成するように金属ケース２の外側から絞り込むことによって封口ゴム５の外周面が金属ケース２の内面に接しており、封口ゴム５の内周面は端子板３の外周部に接している。さらに、封口ゴム５の内周面には全周にわたって中心方向へ向かって突出する内周突出部５ａが設けられている。
【００２０】
ここで封口ゴム５の断面は図３に示すように、内周突出部５ａが断面形状として略半円状をなしているものであるが、図２では金属ケース２の外側から絞られているので、図２では内周突出部５ａは現れていない。
【００２１】
このように金属ケース２の外側から絞り加工部２ｂで絞られることによって封口ゴム５の内周面に設けた内周突出部５ａと端子板３の外周部分との間の封止能力が高まるので、金属ケース２内部の駆動用電解液の漏液を抑止することができるものである。
【００２２】
また、端子板３は封口ゴム５の肉厚によって金属ケースと接触することがないので、絶縁リングを用いる必要がない。
【００２３】
（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２による電気二重層コンデンサの要部拡大図である。
【００２４】
図４において、平板の中央部（陽極端子３ａ）及び外周部分（封口ゴムによる封口面）を突出させた形状を有した端子板３を用い、この端子板３の外周部分は封口ゴム５の内周面と接しており、かつこの外周部分には全周にわたって中心から外方向へ向かって断面形状が略半円状に突出している外周突出部３ｄが形成されている。
【００２５】
突出部の形状としては図５に示すような断面が台形状をなすような外周突出部３ｅであってもよい。
【００２６】
このようにすると、金属ケース２の外側から絞り加工部２ｂで絞られることによって封口ゴム５の内周面と端子板３の外周部分に設けた外周突出部３ｄとの間の封止能力が高まるので、金属ケース２内部の駆動用電解液の漏液を抑止することができるものである。
【００２７】
また、封口ゴム５は端子板３の外周部分に対して位置決めをして応力を発生させるように正対させる必要があり、このためには図２のように端子板３のフランジ部３ｂを設けて、このフランジ部３ｂに当接させるように封口ゴム５を配置させて位置決めをするか、このフランジ部３ｂを端子板３に設けない場合は、図４のように封口ゴム５の内周面に位置決め部５ｂを設け、この位置決め部５ｂを端子板３の上面に当接させて位置決めをしてもよい。
【００２８】
さらに、この位置決め部５ｂを封口ゴム５に設けられない場合は図６に示すように、端子板３の上面と封口ゴム５の上面がほぼ同じ高さとなるように位置決めをしてもよい。
【００２９】
このようにすることによって、金属ケース２の外側から絞り加工部２ｂを形成するように絞られた際に、端子板３の外周部と封口ゴム５の内周面との間に封止のための応力が発生することとなるものである。
【００３０】
なお、上記の実施の形態においてはコンデンサ素子１を電気二重層コンデンサによる素子としたが、これはアルミ電解コンデンサによる素子であってもよいものとする。
【００３１】
上記の各実施の形態における封止のための応力の状態について詳細に説明をする。
【００３２】
まず、実施の形態１のように封口ゴム５の内周面に断面形状が半円形状の内周突出部５ａを設けたものにおける封口ゴム５の外周面と金属ケース２の内面との間に発生する応力（以下、ケース側応力とする。）と、封口ゴム５の内周面と端子板３の外周部との間に発生する応力（以下、端子板側応力とする。）をそれぞれシミュレーションにより算出した。
【００３３】
このとき、ケース側応力と端子板側応力とは等しい値で、かつ、大きな値であるほうが封止能力の高い状態といえる。
【００３４】
次に、実施の形態２のように端子板３の外周部に断面形状が半円形状の外周突出部３ｄを設けたものにおける封口ゴム５のケース側応力と端子板側応力とを同様に算出した。
【００３５】
さらに、上記のような内周突出部５ａや外周突出部３ｄのないものにおける封口ゴム５のケース側応力と端子板側応力とを同様に算出した。（以下、比較例１とする）
以上の結果を表にしたものが以下の（表１）である。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
（表１）にあるように、比較例１ではケース側応力が高くなっているのに対し、実施例１ではケース側応力と端子板側応力との差が小さくなり、実施例２ではさらに小さくなっている。このような状態とすることで、封口ゴム５の外周面および内周面の封止能力が高いコンデンサとすることができるものである。
【００３８】
次に上記各実施の形態の具体的な実施例を説明する。
【００３９】
（実施例１）
厚さ３０μｍの高純度アルミニウム箔（Ａｌ：９９．９９％以上）を使用し、塩酸系のエッチング液中で電解エッチングしてアルミニウム箔の表面を粗面化した。
【００４０】
次に、このアルミニウム箔の両面に分極性電極を形成した。この分極性電極の形成は、平均粒径５μｍのフェノール樹脂系活性炭粉末と、導電性付与剤として平均粒径０．０５μｍのカーボンブラック、ＣＭＣを溶解した水溶性バインダー溶液を１０：２：１の重量比に混合して混練機で充分に混練した後、メタノールと水の分散溶媒を少しずつ加えてさらに混練して所定の粘度を有したペーストを作製し、その後、このペーストをアルミニウム箔の表面に塗布して、１００℃の大気中で１時間乾燥して形成した。
【００４１】
次いで、この分極性電極が形成されたアルミニウム箔を２枚用意し、一方を正の電極、もう一方を負の電極として、正極側及び負極側の各電極の間に厚さ３５μｍのセパレータを介して捲回する。このとき、正極側と負極側の端面が互いに逆方向に露出するように位置をずらして巻回してコンデンサ素子（巻き径：φ３０ｍｍ）を得た。
【００４２】
次に、このコンデンサ素子に電解液を含浸させた。この電解液はプロピレンカーボネートに４エチルアンモニウム４フッ化ホウ素を溶解したものを用いた。
【００４３】
その後、このコンデンサ素子をアルミニウム製からなる有底筒状の金属ケースに挿入し、その開口部を図３に示す形状の封口ゴム（肉厚２．５ｍｍ，内周突出部ｒ＝１．０）と端子板を用いてカーリング加工して封止した電気二重層コンデンサを作製した（コンデンサ外形寸法：φ３５×４５ｍｍ）。
【００４４】
（実施例２）
上記実施例１において、金属ケースの開口部を図５に示す端子板（外周突出部が１ｍｍの台形形状）と封口ゴム（肉厚３ｍｍ，内周突出部なし）を用いてカーリング加工して封止した以外は上記実施例１と同様にして電気二重層コンデンサを作製した（コンデンサ外形寸法：φ３５×４５ｍｍ）。
【００４５】
（比較例２）
上記実施例１において、金属ケースの開口部を図７（従来技術）に示す方法で封止した以外は上記実施例１と同様にして電気二重層コンデンサを作製した（コンデンサ外形寸法：φ３５×４５ｍｍ）。
【００４６】
上記実施例１〜２と比較例２の電気二重層コンデンサについて、初期特性（容量、直流コンデンサ抵抗（以下、ＤＣＲと略す））と、８５℃で２．３Ｖ印加したときの特性劣化試験を行った。その結果を（表２）に示す。なお、試験数は２０個で行った。また、前記ＤＣＲは充電した後放電させ、その開始の０．５〜２．０ｓｅｃの傾きを算出した。
【００４７】
【表２】
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【００４８】
（表２）から明らかなように、本発明における電気二重層コンデンサは比較例に比べて容量変化が少なく、特性劣化試験によるΔＣ、ΔＤＣＲは比較例に比べて大幅に改善することができた。
【００４９】
このように本発明のコンデンサは、コンデンサ素子を駆動用電解液と共に有底円筒状の金属ケース内に収納し、この金属ケースの開口部をリング状の封口ゴムで封止したコンデンサにおいて、前記封口ゴムの外周面は前記金属ケースの外側から絞られることによって前記金属ケースと接し、前記封口ゴムの内周面は前記端子板とに接しており、かつ、前記封口ゴムの内周面の全周にわたって中心方向へ向かって突出する内周突出部を設けた構成とすることにより、封口ゴムと端子板との間に発生する封止能力を高め、これにより駆動用電解液が漏液することがない高信頼性のコンデンサを実現することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明によるコンデンサは、駆動用電解液の漏出をなくして信頼性に優れるという効果を有し、特に高い信頼性が要求される自動車用等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施の形態によるコンデンサの構成を示した断面図
【図２】本発明の実施の形態１によるコンデンサの要部拡大図
【図３】同コンデンサの封口ゴムの断面図
【図４】本発明の実施の形態２によるコンデンサの要部拡大図
【図５】同コンデンサの端子板の断面図
【図６】本発明の実施の形態２によるコンデンサの要部拡大図
【図７】従来のコンデンサの構成を示した断面図
【符号の説明】
【００５２】
１  コンデンサ素子
２  金属ケース
２ｂ  絞り加工部
３  端子板
３ａ  陽極端子
３ｂ  フランジ部
３ｄ、３ｅ  外周突出部
５  封口ゴム
５ａ  内周突出部
５ｂ  位置決め部
【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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【図６】
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【図７】
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