(57)【要約】【課題】内金属ケースと外金属ケースとの間の空間が高い気密性を有する電解コンデンサおよび該電解コンデンサの製造方法を提供する。【解決手段】電解コンデンサ１は、コンデンサ素子２と、コンデンサ素子２を収容した有底筒状の内金属ケース５と、内金属ケース５を覆う有底筒状の外金属ケース６と、内金属ケース５の開口部を封口する封口部材３と、内金属ケース５の開口端近傍および外金属ケース６の開口端近傍に設けられたくびれ部５ｃ、６ｃとを備えており、内金属ケース５のくびれ部５ｃと外金属ケース６のくびれ部６ｃとの間に、弾性部材８が挟み込まれている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサ素子と、前記コンデンサ素子を収容した有底筒状の内金属ケースと、前記内金属ケースを覆う有底筒状の外金属ケースと、前記内金属ケースの開口部を封口する封口部材と、前記内金属ケースの開口端近傍および前記外金属ケースの開口端近傍に設けられたくびれ部とを備えた電解コンデンサであって、
前記内金属ケースのくびれ部と前記外金属ケースのくびれ部との間に弾性部材を挟み込んだことを特徴とする電解コンデンサ。
【請求項２】
前記弾性部材が合成ゴムからなることを特徴とする請求項１に記載の電解コンデンサ。
【請求項３】
コンデンサ素子を作製する素子作製工程と、
前記コンデンサ素子を有底筒状の内金属ケースに収容する素子収容工程と、
前記内金属ケースの開口部を封口部材で封口する封口工程と、
前記内金属ケースの開口端近傍にくびれ部を形成して前記封口部材を締め付ける第１締付工程と、
前記内金属ケースのくびれ部に弾性部材を配置する弾性部材配置工程と、
前記弾性部材が配置された後の前記内金属ケースを有底筒状の外金属ケースに収容するケース収容工程と、
前記外金属ケースの開口端近傍にくびれ部を形成して前記弾性部材を締め付ける第２締付工程と、
を備えたことを特徴とする電解コンデンサの製造方法。
【請求項４】
前記第１締付工程と前記ケース収容工程との間に、前記コンデンサ素子のエージング工程をさらに備えたことを特徴とする請求項３に記載の電解コンデンサの製造方法。
【請求項５】
前記弾性部材が合成ゴムであることを特徴とする請求項３または４に記載の電解コンデンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二重ケース構造を採用した電解コンデンサおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電解コンデンサは、電解液を含浸させたコンデンサ素子と、該コンデンサ素子を収容した有底筒状の金属ケースと、該金属ケースの開口部を封口する封口部材とから構成されている。
かかる電解コンデンサは、定格電圧を超える過電圧、逆電圧または過リプル電流が印加されると、コンデンサ素子の発熱により電解液が気化し、密閉状態となっている金属ケース内部の圧力が上昇する。そして、この圧力が高くなり過ぎると、金属ケースが破裂したり、弾け飛んだりするおそれがあるため、金属ケースに圧力弁が設けられ、一定圧力以上になると圧力弁が作動し、金属ケース内部の圧力を外部に逃がす構造となっている。
【０００３】
しかしながら、圧力弁が作動すると、気化した電解液（以下、蒸気化電解液という）が圧力弁を通って放出されるため、二重ケース構造を採用した電解コンデンサが従来から検討されている。例えば、図３に示す特許文献１に記載の電解コンデンサ１０は、底板１１ａに圧力弁１１ｂが形成された内金属ケース１１と、内金属ケース１１を覆う有底筒状の外金属ケース１２と、内金属ケース１１の底板１１ａと外金属ケース１２の底板１２ａとの間の空間に配置された吸収部材１３とを備えている。
【０００４】
この電解コンデンサ１０では、内金属ケース１１内の圧力がある程度高くなると、蒸気化電解液が圧力弁１１ｂを通って放出され、吸収部材１３によって速やかに冷却・吸収される。したがって、電解コンデンサ１０によれば、内金属ケース１１内および外金属ケース１２内の圧力上昇を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平４−３６２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、二重ケース構造を採用した従来の電解コンデンサ１０は、気密性を高めるために内金属ケース１１および外金属ケース１２の開口端近傍に形成された内くびれ部１１ｃおよび外くびれ部１２ｃに関し、以下のような問題があった。
【０００７】
すなわち、内金属ケース１１を外金属ケース１２で覆った後に、内金属ケース１１の内くびれ部１１ｃと外金属ケース１２の外くびれ部１２ｃを同時に形成すると、加工対象となる金属の肉厚が大きく加工性が悪いために、くびれ部１１ｃ、１２ｃの形状にずれが生じ、その結果、吸収部材１３で吸収しきれなかった蒸気化電解液が内くびれ部１１ｃと外くびれ部１２ｃの間の隙間を通って外部に漏れ出すおそれがあった。
【０００８】
また、内くびれ部１１ｃが形成された内金属ケース１１を外くびれ部１２ｃが形成されていない外金属ケース１２に収容し、その後に外くびれ部１２ｃを形成する場合、すなわち、内くびれ部１１ｃと外くびれ部１２ｃを別々に形成する場合も、内くびれ部１１ｃおよび外くびれ部１２ｃの加工寸法誤差により金属ケース１１、１２同士の密着性が低下し、上記した問題が生じるおそれがあった。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、内金属ケースと外金属ケースとの間の空間が高い気密性を有する電解コンデンサおよび該電解コンデンサの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係る電解コンデンサは、コンデンサ素子と、コンデンサ素子を収容した有底筒状の内金属ケースと、内金属ケースを覆う有底筒状の外金属ケースと、内金属ケースの開口部を封口する封口部材と、内金属ケースの開口端近傍および外金属ケースの開口端近傍に設けられたくびれ部とを備えた電解コンデンサであって、内金属ケースのくびれ部と外金属ケースのくびれ部との間に弾性部材を挟み込んだことを特徴としている。
【００１１】
この構成によれば、内金属ケースのくびれ部と外金属ケースのくびれ部との間に弾性部材が挟み込まれているので、いずれか一方または両方のくびれ部の形状にずれが生じた場合においても、弾性部材が変形することによってずれが吸収され、内金属ケースと外金属ケースとの間の空間の気密性を確保することができる。
【００１２】
なお、上記弾性部材は例えば合成ゴムからなる。
【００１３】
また、上記課題を解決するために、本発明に係る電解コンデンサの製造方法は、コンデンサ素子を作製する素子作製工程と、コンデンサ素子を有底筒状の内金属ケースに収容する素子収容工程と、内金属ケースの開口部を封口部材で封口する封口工程と、内金属ケースの開口端近傍にくびれ部を形成して封口部材を締め付ける第１締付工程と、内金属ケースのくびれ部に弾性部材を配置する弾性部材配置工程と、弾性部材が配置された後の内金属ケースを有底筒状の外金属ケースに収容するケース収容工程と、外金属ケースの開口端近傍にくびれ部を形成して弾性部材を締め付ける第２締付工程とを備えたことを特徴としている。
【００１４】
この構成によれば、内金属ケースのくびれ部に弾性部材を配置した後に外金属ケースのくびれ部を形成するので、いずれか一方または両方のくびれ部の形状にずれが生じた場合においても、弾性部材が変形することによってずれが吸収され、内金属ケースと外金属ケースとの間の空間の気密性を確保することができる。
【００１５】
上記製造方法は、第１締付工程とケース収容工程との間に、コンデンサ素子のエージング工程をさらに備えていてもよい。
【００１６】
なお、弾性部材は例えば合成ゴムからなる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、内金属ケースと外金属ケースとの間の空間が高い気密性を有する電解コンデンサおよび該電解コンデンサの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る電解コンデンサの一実施形態を示す部分断面図である。
【図２】本発明に係る電解コンデンサの製造方法を示すフローチャートである。
【図３】従来の電解コンデンサの部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明に係る電解コンデンサおよびその製造方法の好ましい実施形態について説明する。
【００２０】
［電解コンデンサの構成］
まず、図１を参照して、本発明に係る電解コンデンサの構成について説明する。
同図に示すように、電解コンデンサ１は、電解液を含浸させたコンデンサ素子２と、コンデンサ素子２を収容した有底筒状の内金属ケース５と、内金属ケース５の開口部を封口する封口部材３と、コンデンサ素子２から陽極および陰極を引き出すための一対のリード４とを備えている。
【００２１】
また、圧力機能を持たせるために、電解コンデンサ１は、内金属ケース５を覆う有底筒状の外金属ケース６と、互いに離間した内金属ケース５の底板５ａと外金属ケース６の底板６ａとの間の空間９に配置された吸収部材７とをさらに備えている。
内金属ケース５の底板５ａの中央には、他の部分よりも薄肉化して破れやすくした内圧力弁５ｂが形成されている。外金属ケース６の底板６ａの中央にも、他の部分よりも薄肉化して破れやすくした外圧力弁６ｂが形成されている。
【００２２】
コンデンサ素子２の発熱等により内金属ケース５の内部の圧力が所定圧力を超えると、内圧力弁５ｂが破れ（開弁し）、内金属ケース５の内部と吸収部材７が配置されている空間９とが繋がる。また、吸収部材７が配置されている空間９の圧力が所定圧力を超えると、外圧力弁６ｂが破れ（開弁し）、空間９と電解コンデンサ１の外部とが繋がり、電解コンデンサ１の破裂が防止される。
【００２３】
なお、コンデンサ素子２の温度が上昇し、内圧力弁５ｂを通じて蒸気化電解液が放出されたとしても、放出された蒸気化電解液の多くは吸収部材７によって直ちに冷却・吸収される。したがって、外圧力弁６ｂが開弁するのは、吸収部材７によって吸収しきれない程の大量の蒸気化電解液が内圧力弁５ｂから勢いよく放出された場合に限られる。
【００２４】
なお、吸収部材７としては、シリカゲル、活性炭、グラファイト、モレキュラーシーブ、珪藻土、ベントナイト、ゼオライト、ケイ酸カルシウム、メタケイ酸アルミン酸マグネシウム、酸化マグネシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウム、カーボン繊維、多孔質ガラス、ガラス繊維、多孔質高分子、濾紙、不織布、ゲル化剤等が挙げられ、上記ゲル化剤としては、セルロース、硝酸セルロース、酢酸セルロース、ヒドロキシアルキルセルロース、アルキルセルロース、カルボキシアルキルセルロースのアルカリ金属塩からなるセルロース誘導体、アルギン酸のアルカリ金属塩、ゼラチン、寒天、コンニャク粉、デンプン、砂糖や多糖類、タンパク質のいずれか１種もしくはこれらの２種以上を混合したもの、または、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコール誘導体、ポリビニルエーテル誘導体、ポリ酢酸ビニル、酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合体、酢酸ビニル−エチレン共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレンのいずれか１種または２種以上を共重合もしくは混合したものが挙げられる。
【００２５】
図１に示すように、内金属ケース５には内くびれ部５ｃが形成されている。内くびれ部５ｃは、例えば、円盤状の冶具を内金属ケース５の開口端近傍に押し付けて該開口端近傍を凹ませることにより形成される。
内くびれ部５ｃの寸法（幅、深さ）は、冶具の形状または押付け力を調整することにより、任意に変更することができる。内くびれ部５ｃを形成することにより、封口部材３が締め付けられ、内金属ケース５の気密性を高めることができる。
【００２６】
外金属ケース６には外くびれ部６ｃが形成されている。内金属ケース５の内くびれ部５ｃと同様、外くびれ部６ｃは、例えば、円盤状の冶具を外金属ケース６の開口端近傍に押し付けて該開口端近傍を凹ませることにより形成される。
図１に示すように、外くびれ部６ｃは、内くびれ部５ｃよりも幅が狭く、かつ僅かに浅い。したがって、外くびれ部６ｃを形成するためには、内くびれ部５ｃを形成する際に用いられる冶具よりも小型の冶具が必要である。
【００２７】
内くびれ部５ｃと外くびれ部６ｃの間には、弾性部材８が挟み込まれている。弾性部材８は、外金属ケース６の外くびれ部６ｃが形成される際に圧縮されて変形する。このため、弾性部材８は、内金属ケース５の外表面および外金属ケース６の内表面の両方に隙間なく密着した状態となっている。
【００２８】
弾性部材８としては、例えば、シリコーンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム等の任意の合成ゴムを使用することができる。一方、エポキシ樹脂、ポリエチレン、ポリスチレンのような樹脂は、外くびれ部６ｃを形成する際に変形することなく割れてしまい、空間９の気密性を保つことができなくなる可能性があるので、好ましくない。
【００２９】
［電解コンデンサの製造方法］
続いて、図２を参照して、本発明に係る電解コンデンサ１の製造方法について説明する。同図に示すように、電解コンデンサ１は７つの工程（Ｓ１〜Ｓ７）を経て製造される。
【００３０】
まず、素子作製工程Ｓ１では、表面に酸化皮膜を形成した陽極箔および陰極箔の間にセパレータを挟んで円筒状に巻回し、その後、この巻回体に電解液を含浸させてコンデンサ素子２を作製する。
【００３１】
素子収容工程Ｓ２では、前工程Ｓ１で作製したコンデンサ素子２を有底筒状の内金属ケース５に収容する。内金属ケース５は例えばアルミニウムからなり、その底板５ａの中央には内圧力弁５ｂが予め形成されている。
【００３２】
封口工程Ｓ３では、内金属ケース５の開口部に封口部材３を嵌め込み、内金属ケース５を封口する。封口部材３は、想定される温度変化に耐え得る適当なゴム等からなる。なお、封口部材３には、コンデンサ素子２の一対のリード４を外部に引き出すための２つの貫通穴が予め形成されている。
【００３３】
第１締付工程Ｓ４では、円盤状の冶具を内金属ケース５の開口端近傍に押し付けて該開口端近傍に内くびれ部５ｃを形成し、封口部材３を締め付ける（圧縮する）。これにより、封口部材３と内金属ケース５が密着し、コンデンサ素子２が収容されている空間の気密性が高められる。これと同時に、本工程では、内金属ケース５の開口端（裾）の折り曲げも行う。
【００３４】
弾性部材配置工程Ｓ５では、前工程Ｓ４で形成した内くびれ部５ｃに弾性部材８を配置する。
弾性部材８を配置する態様としては、（１）弾性部材８となるペースト状の樹脂を内くびれ部５ｃに塗布し、乾燥させる、（２）リング状の弾性部材８を内くびれ部５ｃに嵌め込む、（３）粘着面を有する長尺テープ状の弾性部材８を内くびれ部５ｃに巻き付ける、（４）チューブ状の弾性部材８を内くびれ部５ｃおよびその周辺部に被せ、熱収縮させる、等が考えられる。
【００３５】
ケース収容工程Ｓ６では、前工程Ｓ５で弾性部材８が配置された内金属ケース５を有底筒状の外金属ケース６に収容する。外金属ケース６は例えばアルミニウムからなり、その底板６ａの中央には外圧力弁６ｂが予め形成されている。なお、吸収部材７は、内金属ケース５を収容する前に外金属ケース６内に配置しておく必要がある。
【００３６】
第２締付工程Ｓ７では、第１締付工程Ｓ４と同様、円盤状の冶具を外金属ケース６の開口端近傍に押し付けて該開口端近傍に外くびれ部６ｃを形成し、弾性部材８を締め付ける（圧縮する）。ただし、本工程では、第１締付工程Ｓ４よりも小型の冶具を用いる。
外くびれ部６ｃを形成すると、圧縮された弾性部材８が内くびれ部５ｃと外くびれ部６ｃの間の隙間を埋める適当な形状に変形し、空間９の気密性が高められる。これと同時に、本工程では、外金属ケース６の開口端の折り曲げも行う。
【００３７】
以上、本発明に係る電解コンデンサおよびその製造方法の好ましい実施形態について説明してきたが、本発明は上記の構成に限定されるものではない。
【００３８】
例えば、上記実施形態では、内金属ケース５と外金属ケース６の間の空間９に吸収部材７を配置したが、この空間９および吸収部材７は省略することができる。つまり、本発明は、内金属ケース５と外金属ケース６を備えたあらゆる二重ケース構造の電解コンデンサおよびその製造方法に適用可能である。
【００３９】
また、内圧力弁５ｂを設ける位置は、内金属ケース５の底板５ａの中央部に限定されず、底板５ａの任意の位置に変更可能である。同様に、外圧力弁６ｂを設ける位置は、外金属ケース６の底板６ａの中央部に限定されず、底板６ａの任意の位置に変更可能である。
【００４０】
また、上記実施形態では、７つの工程（Ｓ１〜Ｓ７）を経て電解コンデンサ１を製造したが、各工程の間に適宜検査工程を設けてもよいし、第１締付工程Ｓ４とケース収容工程Ｓ６の間にコンデンサ素子２のエージング工程をさらに設けてもよい。
内金属ケース５を外金属ケース６に収容する前に、コンデンサ素子２のエージングを行うと、エージングにより生じた内金属ケース５の膨張等の異常が生じたか否かを外観の変化により判断することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１    電解コンデンサ
２    コンデンサ素子
３    封口部材
４    リード
５    内金属ケース
５ａ  底板
５ｂ  内圧力弁
５ｃ  内くびれ部
６    外金属ケース
６ａ  底板
６ｂ  外圧力弁
６ｃ  外くびれ部
７    吸収部材
８    弾性部材
９    空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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