(57)【要約】【課題】自動車用等に使用されるキャパシタに関し、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、高信頼性のキャパシタを提供することを目的とする。【解決手段】キャパシタ素子１を駆動用電解液と共に有底筒状の金属ケース２内に収納し、この金属ケース２の開口部を封口ゴム４を介して端子板３で封止したキャパシタにおいて、前記金属ケース２の外側から前記封口ゴム４を圧縮するように絞ると共に、前記金属ケース２開口部の端部を金属ケース２の内径側へカーリングして断面円弧状のカール部２ｃを形成し、このカール部２ｃの先端部２ｄと封口ゴム４との当接部に封口ゴム４よりヤング率の高い膜状もしくはシート状の保護部材５を配置したことを特徴としたキャパシタとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正負一対のシート状の電極をその間にセパレータを介在させて巻回したキャパシタ素子と、このキャパシタ素子を駆動用電解液と共に収容し、一方の電極を接合した有底筒状の金属ケースと、前記金属ケースの開口部を封口ゴムを介して封止し、他方の電極を接合した端子板とからなるキャパシタにおいて、前記封口ゴムを圧縮するように前記金属ケースの外側から絞るとともに、前記金属ケースの開口部端部を金属ケースの内径側へカーリングして断面円弧状のカール部を形成し、このカール部の先端部と封口ゴムとの当接部に封口ゴムよりヤング率の高い膜状もしくはシート状の保護部材を配置したことを特徴とするキャパシタ。
【請求項２】
前記カール部の先端部が当接する封口ゴムの上面部分に凹部を設け、この凹部内に保護部材を固定した請求項１に記載のキャパシタ。
【請求項３】
前記カール部の先端部が当接する封口ゴムの上面部分に凹部を設け、この凹部内にカール部の先端部を配置し、この凹部内に樹脂を注入固化してカール部の先端部を前記凹部内に固定した請求項１に記載のキャパシタ。
【請求項４】
前記カール部の先端部を保護部材によって被覆した請求項１に記載のキャパシタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器や車載用等に使用されるキャパシタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図６はこの種の従来のキャパシタの構成を示した断面図、図７は同キャパシタの封口部の断面拡大図である。
【０００３】
図６において、４１は略円筒形状のキャパシタ素子を示しており、このキャパシタ素子４１は、アルミニウム箔からなる集電体上に分極性電極層を有した正負一対の電極をその間にセパレータを介在させて積層し、中心部に中空部４１ａを有するように巻回され略円筒形状となっている。また、前記正負一対の電極（以下、正の電極を陽極、負の電極を陰極とする）は、巻回方向と垂直方向に互いにずれており、略円筒形状のキャパシタ素子４１の上部端面から陽極、下部端面から陰極をそれぞれ取り出せるように構成されている（図６において上下方向）。
【０００４】
また、４２はアルミニウム製の有底円筒形状の金属ケースを示しており、この金属ケース４２は、内底面中央部に設けた突起部４２ａをキャパシタ素子４１の中空部４１ａに嵌め込み、キャパシタ素子４１の下部端面が金属ケース４２の内底面に接するようにしてキャパシタ素子４１を収納している。このキャパシタ素子４１の下部端面と金属ケース４２の内底面とが接合部４２ｂで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された構成となっている。
【０００５】
また、４３はアルミニウム製で円板状に形成した端子板を示しており、この端子板４３は、下面中央部に設けた突起４３ａをキャパシタ素子４１の中空部４１ａに嵌め込むようにして金属ケース４２の開口部に配置され、金属ケース４２の外周面に全周に渡って施された凹状の絞り加工によって金属ケース４２の内周面に形成された凸部４２ｃに後述する絶縁リング４４を介して接触させて位置決めされている。
【０００６】
また、端子板４３下面とキャパシタ素子４１の上部端面とが接合部４３ｂで端子板４３の外部に露出した表面より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された構成となっている。
【０００７】
また、この端子板４３は外部に露呈した表面の中央部に設けられた突起４３ｃを外部端子としている。
【０００８】
また、４４はリング状の絶縁リングを示しており、この絶縁リング４４は、端子板４３の外周面と金属ケース４２の内周面との間、及び端子板４３の下面周縁部と金属ケース４２の内周側面に形成された凸部４２ｃの上端との間に挟まり込むように配設されている。
【０００９】
また、図７において、４５は絶縁性のゴムからなるリング状の封口ゴムを示しており、
この封口ゴム４５は、端子板４３の上部表面周縁に配置されており、端子板４３上面に設けた突起部４３ｄが封口ゴム４５の位置ずれを抑制している。
【００１０】
また、４２ｄは金属ケース４２の開口部端部を金属ケース４２の内径側へ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）して形成された断面円弧状のカール部を示しており、このカール部４２ｄの先端部４２ｅは、前記封口ゴム４５の上面に食い込むように配置されている。これによって、封口ゴム４５を端子板４３上面と先端部４２ｅとの間で圧縮し、またさらに、先端部４２ｅと相対する端子板４３の上面に設けた突起部４３ｅによって、封口ゴム４５をより局部的に圧縮する構成になっている。
【００１１】
これによって発生する封口ゴム４５の応力を利用して気密性を確保し、駆動用電解液の漏液を防止している。
【００１２】
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２００６−３２４６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記従来のキャパシタでは、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、キャパシタ素子４１の発熱による駆動用電解液の温度上昇やガス発生によって金属ケース４２内の圧力が上昇し、端子板４３に外部方向に押される圧力がかかり、これに伴い端子板４３の上部表面周縁に配設された封口ゴム４５にも同様に外部方向に押される圧力がかかる。
【００１４】
しかしながら、上記従来のキャパシタでは、図７に示すように、封口ゴム４５の上面が、外部に露呈している部分と、カール部４２ｄが上部にあるもののカール部４２ｄの内周面４２ｆとの間に隙間を有している部分と、カール部４２ｄの先端部４２ｅを食い込ませている部分とからなっており、封口ゴム４５が外部へ押し出されないように保持しているのは、前記カール部４２ｄの先端部４２ｅを食い込ませている部分のみであり、この部分に金属ケース４２内圧上昇に伴う封口ゴム４５への圧力が集中してしまう構成となっている。この結果として、カール部４２ｄの先端部４２ｅが封口ゴム４５に過度に食い込んで封口ゴム４５の破断を生じ、最悪の場合には漏液を起こし封止能力を低下させてしまうという課題を有していた。
【００１５】
本発明は前記従来の課題を解決し、金属ケースのカール部の先端部を封口ゴムに過度に食い込ませないようにして封口ゴムの破断を防止し、安定した封止性能を有する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】
【００１６】
上記課題を解決するために本発明は、キャパシタ素子を駆動用電解液と共に有底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封口ゴムを介して端子板で封止したキャパシタにおいて、前記封口ゴムを圧縮するように前記金属ケースの外側から絞ると共に、前記金属ケースの開口部端部が前記金属ケースの内径側へ断面円弧状のカール部を形成するようにカーリングされており、このカール部の先端部と封口ゴムとの当接部に封口ゴムよりヤング率の高い膜状もしくはシート状の保護部材を配置した構成のものである。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように本発明によるキャパシタは、カール部の先端部と封口ゴムとの当接部に封口ゴムよりヤング率の高い膜状もしくはシート状の保護部材を配置していることにより、金属ケース内の圧力上昇時に封口ゴムがカール部側へ押されて封口ゴムに発生する応力がカール部の先端部に集中しても、カール部の先端部が封口ゴムの上面に過度に食い込まないため、封口ゴムの破断を防止し、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キャパシタ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】
【００１８】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１に記載の発明について図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は本発明の実施の形態１におけるキャパシタの一例である電気二重層キャパシタの構成を示した断面図、図２は同電気二重層キャパシタの封口部の断面拡大図である。
【００２０】
図１において、１は略円筒形状のキャパシタ素子を示しており、このキャパシタ素子１は、アルミニウム箔からなる集電体上にカーボン材料からなる分極性電極層を有した正負一対の電極をその間にセパレータを介在させて積層し、中心部に中空部１ａを有するように巻回され略円筒形状となっている。
【００２１】
また、前記正負一対の電極（以下、正の電極を陽極、負の電極を陰極とする）は、巻回方向と垂直方向に互いにずれており、略円筒形状のキャパシタ素子１の上部端面から陽極、下部端面から陰極をそれぞれ取り出せるように構成されている（図１において上下方向）。
【００２２】
また、２はアルミニウム製の有底円筒形状の金属ケースを示しており、この金属ケース２は、キャパシタ素子１の下部端面が金属ケース２の内底面に接するようにしてキャパシタ素子１を収納しており、この金属ケース２の内底面とキャパシタ素子１の下部端面とが接合部２ａで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された構成となっている。
【００２３】
また、金属ケース２の外表面にレーザー溶接等の手段によって外部端子を別途取り付けてもよい。
【００２４】
なお、金属ケース２の内底面中央部に突起部を追加して設け（図示せず）、この突起部をキャパシタ素子１の中空部１ａに嵌め込むようにしてキャパシタ素子１の固定を補助してもよい。
【００２５】
また、３はアルミニウム製で円板状に形成した端子板を示しており、この端子板３は、下面が金属ケース２に収納されているキャパシタ素子１の上部端面に接するように金属ケース２の開口部内に配置されており、端子板３の外周面と金属ケース２内周面とは後述する封口ゴム４によって絶縁されている。
【００２６】
そして、端子板３下面とキャパシタ素子１の上部端面とが接合部３ａで端子板３の外部に露出した表面より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された構成となっている。
【００２７】
また、端子板３の下面中央部に別の突起部を追加して設けてもよく（図示せず）、この突起部をキャパシタ素子１の中空部１ａに嵌め込むようにすれば金属ケース２内のキャパシタ素子１の固定を補助することができる。
【００２８】
また、端子板３の外部に露呈した表面の中央部の突起部３ｂは、端子板３の強度補強部または外部端子として設けられている。なお、端子板３の外部に露出した表面にレーザー溶接等の手段によって外部端子（図示せず）を別途取り付けてもよい。
【００２９】
また、図２において、４は絶縁性のゴムからなるリング状の封口ゴムを示しており、この封口ゴム４は、端子板３の上面に垂直方向に設けた突起部３ｃと端子板３の下端周縁に水平方向に設けたフランジ部３ｄの両方に接するように嵌め込まれており、端子板３の外周面と金属ケース２の内周面を絶縁している。
【００３０】
なお、封口ゴム４の材料としてはブチルゴム（イソブチレンイソプレンゴム）等を用いている。
【００３１】
また、封口ゴム４は、金属ケース２の外周面の全周に渡って施された凹状の絞り加工によって金属ケース２の内周面に形成された凸部２ｂと端子板３に設けた突起部３ｃとの間で圧縮されており、これによって金属ケース２の開口部が封止され、気密性が確保されている。
【００３２】
また、２ｃは金属ケース２の開口部端部を金属ケース２の内径側へ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）して形成された断面円弧状のカール部、２ｄはこのカール部２ｃの先端部を示しており、この先端部２ｄは、封口ゴム４の上面に当接するようになっている。
【００３３】
また、５は上記封口ゴム４より高いヤング率を有した保護部材を示しており、カール部２ｃの先端部２ｄと封口ゴム４の上面との当接部に配置されている。
【００３４】
また、保護部材５の材質としては、例えば変性ポリプロピレン（変性ＰＰ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、フッ化エチレンプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）など封口ゴム４よりヤング率の高い材料であればよい。
【００３５】
また、保護部材５は、前述したような樹脂材料を塗布などの方法によって膜状に封口ゴム４上面に設けるほか、シート状のものを封口ゴム４上面に貼り付けたりしてもよい。
【００３６】
また、図１において、保護部材５に金属材料を用いてもよいが、封口ゴム４が嵌め込まれている端子板３はアルミニウム製で金属材料からなっており、接合部３ａでこの端子板３がキャパシタ素子１の上部端面と接合されているため、保護部材５に導電性を有する材料を適用する場合は、保護部材５が端子板３に接触しないように配置する必要がある。
【００３７】
以上の構成において、金属ケース２内の圧力上昇により封口ゴム４がカール部２ｃ側へ押され、封口ゴム４に発生する応力がカール部２ｃの先端部２ｄに集中した場合、この先端部２ｄと封口ゴム４との当接部に、ヤング率が封口ゴム４より高い膜状もしくはシート状の保護部材５を配置したことにより、この保護部材５が障壁となって、先端部２ｄの封口ゴム４への食い込みを低減するように作用し、封口ゴム４の局部的な過度の伸びによる破断を抑制することができ、封止能力を高め信頼性の向上を図ることができるものである。
【００３８】
また、前記保護部材５を有することにより、金属ケース２内の圧力上昇時にカール部２ｃの先端部２ｄの封口ゴム４上面への食い込みを防止できることにより、封口ゴム４の位置ずれを抑制できるため、その結果として、封口ゴム４と組み合わされた端子板３と接合部３ａで直接接合されたキャパシタ素子１への機械的なストレスを低減することができ、ショートや断線などを防止し電気特性の信頼性を向上させることができる。
【００３９】
また、金属ケース２開口部の封止における気密性は、金属ケース２の外周面の全周に渡って施された凹状の絞り加工によって金属ケース２の内周面に形成された凸部２ｂと端子板３に設けた突起部３ｃとの間で封口ゴム４を圧縮することによって確保されており、カール部２ｃは金属ケース２内の圧力が上昇した場合に封口ゴム４にかかる圧力でゴム４が外部へ押し出されないようにカール部２ｃの先端部２ｄを封口ゴム４上面へ当接させればよい。従って、図６に示した従来のキャパシタのように、気密性を確保するようにカール部４２ｄの先端部４２ｅを封口ゴム４５の上面に食い込ませる必要はなく、この従来のキャパシタと比較して図１に示した本実施の形態のキャパシタは、カール部２ｃの先端部２ｄの封口ゴム４への食い込みを低減することができ、封口ゴム４の局部的な過度の伸びによる破断をさらに抑制することができ、封止能力を高めることができる。
【００４０】
なお、金属ケース２内の圧力が上昇した場合、端子板３を外部へ反らせようとする応力に対し、この端子板３はアルミニウム製の金属材料からなっており、反りに対する強度を十分確保している。このため、この端子板３の外周部に嵌め込まれた封口ゴム４の上面に設けた保護部材５は、カール部２ｃの先端部２ｄが封口ゴム４の上面へ過度に食い込まないようにして封口ゴム４の破断を防止できさえすればよい。従って、保護部材５は端子板３の反りを補強する目的で必要となるような厚みや面積を必要とせず、簡素な膜状もしくはシート状のものでよく、さらにカール部の先端部が封口ゴムに当接している局所的な部分に配置されていればよい。
【００４１】
なお、本実施の形態１におけるキャパシタの一例である電気二重層キャパシタの構成では、図１に示したキャパシタ素子１の上部端面から陽極、下部端面から陰極をそれぞれ取り出せるように構成したが、キャパシタ素子１の上部端面から陰極、下部端面から陽極をそれぞれ取り出せるようにしてもよい。
【００４２】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項２に記載の発明について図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態１の構成と同様の構成を有するものについては、同一符号を付しその説明を省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて説明する。
【００４３】
図３は本発明の実施の形態２におけるキャパシタの封口部の断面拡大図である。図３において、実施の形態１と相違する点は、カール部１２ｃの先端部１２ｄが当接する封口ゴム１４の上面部分に凹部１４ａを設け、この凹部１４ａ内に保護部材１５を固定した構成とした点である。なお、この保護部材１５を前記凹部１４ａ内へ固定する方法は、嵌め込み、もしくは液状で注入して固化する等によって行われる。
【００４４】
以上のような構成において、前記凹部１４ａを設けることによって、保護部材１５の正確な位置を合わせることが容易となり、作業性を向上させることができるとともに、先端部１２ｄが封口ゴム１４の上面に過度に食い込むことを確実に防止することができ、封止能力をより高信頼化できる。
【００４５】
（実施の形態３）
以下、実施の形態３を用いて、本発明の特に請求項３に記載の発明について図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態１の構成と同様の構成を有するものについては、同一符号を付しその説明を省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて説明する。
【００４６】
図４は本発明の実施の形態３におけるキャパシタの封口部の断面拡大図である。図４において、実施の形態１と相違する点は、封口ゴム２４の上面に設けた凹部２４ａの内側にカール部２２ｃの先端部２２ｄを配置し、前記凹部２４ａに保護部材２５である液状の樹脂を注入して固化し、この固化した保護部材２５を先端部２２ｄとともに封口ゴム２４上面に固定した構成となっている点である。
【００４７】
以上のような構成において、カーリング加工によってカール部２２ｃを形成する際に、カーリング加工の精度や金属ケース２２の寸法ばらつき等によってカール部２２ｃの先端部２２ｄの位置にばらつきが生じても、先端部２２ｄと共に保護部材２５を封口ゴム２４上面に固定することができ、先端部２２ｄが封口ゴム２４の上面に過度に食い込むことを確実に防止することができ、封止能力をより高信頼化できる。
【００４８】
（実施の形態４）
以下、実施の形態４を用いて、本発明の特に請求項４に記載の発明について図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態１の構成と同様の構成を有するものについては、同一符号を付しその説明を省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて説明する。
図５は本発明の実施の形態４におけるキャパシタの封口部の断面拡大図である。図５において、実施の形態１と相違する点は、保護部材３５を封口ゴム３４の上面に設ける代わりに、カール部３２ｃの先端部３２ｄを樹脂製の保護部材３５で被覆した構成になっている点である。
【００４９】
また、この保護部材３５は、金属ケース３２開口部端部をカーリング加工してカール部３２ｃを形成する前に、金属ケース３２開口部端部の先端部（カーリング加工によってカール部３２ｃの先端部３２ｄとなる部分）に嵌め込みや液状の樹脂を塗布して固化させる等の手段によって設けられる。
【００５０】
以上のような構成において、保護部材３５を封口ゴム３４上面に設けた場合には、保護部材３５の位置をカール部３２ｃの先端部３２ｄと封口ゴム３４上面の間となるように合わせる必要があるが、予め金属ケース３２開口部端部の先端部に保護部材３５を被覆させて一体にしておくことにより、カーリング加工によってカール部３２ｃを形成する際に、カーリング加工の精度や金属ケース３２の寸法ばらつき等によってカール部３２ｃの先端部３２ｄの位置にばらつきが生じても、保護部材３５の位置合わせを必要としないため、作業性を向上させることができるとともに、先端部３２ｄを封口ゴム３４上面に過度に食い込まないようにし、高い封止能力を有するキャパシタを得ることができる。
【００５１】
なお、先端部３２ｄの形状が概ね断面円弧状となっている場合、この先端部３２ｄを被覆している保護部材３５の形状を、先端部３２ｄより大きな半径を有した断面円弧状とすれば、先端部３２ｄを封口ゴム３４上面に過度に食い込まないようにする効果を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明によるキャパシタは、カール部の先端部と封口ゴムとの当接部に封口ゴムよりヤング率の高い膜状もしくはシート状の保護部材を配置していることにより、金属ケース内の圧力上昇時に封口ゴムがカール部側へ押されて封口ゴムに発生する応力がカール部の先端部に集中しても、カール部の先端部が封口ゴムに過度に食い込まないようにして封口ゴムの破断を防止し、これによって駆動用電解液が漏液することがない高信頼性のキャパシタを実現することができるようになるという効果を有し、各種電子機器や車載用のキャパシタ等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態１におけるキャパシタの断面図
【図２】本発明の実施の形態１におけるキャパシタの封口部の断面拡大図
【図３】本発明の実施の形態２におけるキャパシタの封口部の断面拡大図
【図４】本発明の実施の形態３におけるキャパシタの封口部の断面拡大図
【図５】本発明の実施の形態４におけるキャパシタの封口部の断面拡大図
【図６】従来のキャパシタの断面図
【図７】従来のキャパシタの封口部の断面拡大図
【符号の説明】
【００５４】
１  キャパシタ素子
１ａ  中空部
２，１２，２２，３２  金属ケース
２ａ  接合部
２ｂ，１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ  凸部
２ｃ，１２ｃ，２２ｃ，３２ｃ  カール部
２ｄ，１２ｄ，２２ｄ，３２ｄ  先端部
３  端子板
３ａ  接合部
３ｂ  突起部
３ｃ  突起部
３ｄ  フランジ部
４，１４，２４，３４  封口ゴム
１４ａ，２４ａ  凹部
５，１５，２５，３５  保護部材
【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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