(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサ素子を有底筒状のアルミ製外装ケース内に収納し、該アルミ製外装ケ−スの開口部を前記コンデンサ素子に接続されたリ−ド端子が設けられた封口板にて塞ぐとともに、該開口端の外周部をカ−リング加工して前記アルミ製外装ケ−ス内部を密閉して、該アルミ製外装ケ−ス内部の圧力上昇による前記封口板の変形により、前記リ−ド端子と前記コンデンサ素子との接続が遮断される保安装置付き電解コンデンサにおいて、前記アルミ製外装ケ−スの外径寸法；Ｘ、側部肉厚；Ｙ、カ−リング加工の曲率半径；Ｒが、Ｘ≧２０ｍｍ、０.３≦Ｙ≦１.５ｍｍ、１.１≦Ｒ≦２.０ｍｍであり、前記コンデンサ素子より導出されるリードタブに電気的に接合された第一リベットと、該第一リベットを移動不能に支持する固定板と、両極の外部端子と電気的に接合されるとともに前記封口板に支持された第二リベットと、前記封口板の内部側に当接して配置されて前記両極の各第二リベットの間隔を固定する硬質の支持板と、を具備し、前記第一リベットと第二リベットとが、第一リベットと第二リベットの少なくとも一方に設けられた薄肉の外周縁部にて接合され、前記第二リベットが封口板の変形に伴ってほぼ平行に外部方向に移動して、前記薄肉の外周縁部が尖断方向に破断するように、前記外周縁部とリベット本体部との境界部に、薄肉とされた弱点部が厚み方向に設けられていることを特徴とする保安装置付き電解コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、異常時におけるコンデンサ内部の圧力上昇により、電気回路を遮断させて動作を停止する保安装置を備えた電解コンデンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、これら保安装置付きの電解コンデンサとしては、内圧の上昇に伴うコンデンサの破裂を防止するために、外装ケ−ス等に機械的脆弱部（安全弁）を設けて、該機械的脆弱部（安全弁）が破断、動作して内圧が過度に上昇することを防ぐものがある。しかし、これら機械的脆弱部（安全弁）を用いたものは、前記機械的脆弱部（安全弁）の破断により外装ケ−ス内部の圧力を外部に逃がすことにより前記内圧の過度の上昇を防止することから、電解コンデンサ内部の電解液も同時に外部に飛散してしまい、その他の実装部品に損傷を及ぼす場合があった。
【０００３】
このため近年では、より安全なコンデンサとして、前記のように電解コンデンサ内部の電解液が飛散することことなく、オ−プン状態が形成されて動作停止する電解コンデンサが求められており、これらの電解コンデンサとしては、実公昭５５−６５８４４号等にて提案されているように、コンデンサ素子を収容する外装ケ−スの開口を塞ぐ封口板が、内圧の上昇に伴い変形することにより、該封口板に設けられた端子電極と前記コンデンサ素子より導出された電極との接続が離脱することにより、前記コンデンサ素子への給電が遮断されてその動作が停止するものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら内圧の上昇にる封口板の変形により動作停止状態とする保安装置付きの電解コンデンサでは、内圧が上昇しても内部のガスおよび電解液を外部に放出することなく、前記封口板が変形して動作停止するものでなければならないが、従来より前記外装ケ−ス内部の密閉は金属外装ケ−ス開口端外周部をカ−リング加工することにより実施されているため、内圧が上昇して前記封口板が変形、特に、これら電解コンデンサが基板やブスパー等に実装された場合では、各電極間隔が広がるような変形が、実装基板やブスパー等により規制されることから、その変形が前記カ−リング加工部近傍に集中するようになり、該カ−リング加工部において十分な気密が得られず、内部のガスや電解液が外部に漏れてしまうおそれがあるとともに、これらガスの流出によって前記封口板の変形が十分になされず、動作停止を生じない場合があるという問題があった。
【０００５】
よって、本発明は上記した問題点に着目してなされたもので、内部のガスや電解液が外部に飛散することなく、確実な動作の停止がなされる保安装置付き電解コンデンサを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記した問題を解決するために、本発明の保安装置付き電解コンデンサは、コンデンサ素子を有底筒状のアルミ製外装ケース内に収納し、該アルミ製外装ケ−スの開口部を前記コンデンサ素子に接続されたリ−ド端子が設けられた封口板にて塞ぐとともに、該開口端の外周部をカ−リング加工して前記アルミ製外装ケ−ス内部を密閉して、該アルミ製外装ケ−ス内部の圧力上昇による前記封口板の変形により、前記リ−ド端子と前記コンデンサ素子との接続が遮断される保安装置付き電解コンデンサにおいて、前記アルミ製外装ケ−スの外径寸法；Ｘ、側部肉厚；Ｙ、カ−リング加工の曲率半径；Ｒが、Ｘ≧２０ｍｍ、０.３≦Ｙ≦１.５ｍｍ、１.１≦Ｒ≦２.０ｍｍであり、前記コンデンサ素子より導出されるリードタブに電気的に接合された第一リベットと、該第一リベットを移動不能に支持する固定板と、両極の外部端子と電気的に接合されるとともに前記封口板に支持された第二リベットと、前記封口板の内部側に当接して配置されて前記両極の各第二リベットの間隔を固定する硬質の支持板と、を具備し、前記第一リベットと第二リベットとが、第一リベットと第二リベットの少なくとも一方に設けられた薄肉の外周縁部にて接合され、前記第二リベットが封口板の変形に伴ってほぼ平行に外部方向に移動して、前記薄肉の外周縁部が尖断方向に破断するように、前記外周縁部とリベット本体部との境界部に、薄肉とされた弱点部が厚み方向に設けられていることを特徴としている。
この特徴によれば、前記アルミ製外装ケースの外径寸法；Ｘ、側部肉厚；Ｙ、カ−リング加工の曲率半径；Ｒが、Ｘ≧２０ｍｍ、０.３≦Ｙ≦１.５ｍｍ、１.１≦Ｒ≦２.０ｍｍとすることにより、前記封口板の内圧の上昇に伴う変形よってリ−ド端子と前記コンデンサ素子との接続が離脱する以前において、該変形による内部ガスや電解液の外部への飛散を生じることのない十分な気密性能を有するカ−リング加工部を得ることができ、確実な動作の停止がなされるようになる。また前記第一リベットと第二リベットとが、前記薄肉の外周縁部にて直接接合されているために、その高さ方向の寸法を小さくできるばかりか、これら外周縁部は、第一リベットおよび／または第二リベットに付帯していることから、これら第一リベットと第二リベットとを接続する単独の接続板に比較してその肉厚を薄くすることができ、更にはその破断方向が厚み方向である尖断方向となるために少ない伸びや橈にて確実に破断が生じるようになるとともに、前記支持板が電極間隔を固定しているために、電解コンデンサが基板やブスパー等に実装されていても、封口板が外部方向にほぼ平行を保った状態にて変形可能となるため、これら実装時においても確実に破断がなされて動作が停止するようになる。そして破断に必要とされる力を大きくすることなく、前記弱点部以外の前記外周縁部の肉厚を適宜に厚くすることができ、接合時や組立時における取り扱い性を向上できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
【００１１】
（実施例）
図１は本実施例の保安装置付き電解コンデンサを実装基板に実装した状態を示す断面図であり、図２は、本実施例の保安装置付き電解コンデンサの保安装置が作動した状態を示す断面図であり、図３（ａ）は、本実施例における保安装置付き電解コンデンサの第一リベットと第二リベットとの接合部を示す拡大断面図であり、図３（ｂ）は、本実施例における保安装置付き電解コンデンサの第一リベットと第二リベットとの接合部の破断状況を示す拡大断面図であり、図４は、本実施例におけるカ−リング加工部を示す拡大断面図である。
【００１２】
前記図１および図２において、１はコンデンサ素子、２はアルミ製外装ケ−ス、３はコンデンサ素子１より導出されたアルミリードタブ、４はアルミリードタブと電気的に接合された第一リベット、５は封口板８を貫通して外部端子９と接合する第二リベット、６は第二リベットと嵌合して第二リベット５および外部端子９の間隔を固定する硬質の支持板、７は前記第一リベットを支持、固定する固定板、８はアルミ上蓋１２とその表面を覆う弾性部材である成形ゴム１３から成る封口板、９は実装基板１１と接続される外部端子、１０はコンデンサ素子を固定する固定剤、１１は実装基板、１７は固定板７に設けられコンデンサケース内部の圧力が封口板に作用するようにするための孔部、１８は外装ケースに設けられた絞り加工による溝部である。
【００１３】
この封口板８の外装ケ−ス２内部側の所定位置には、図１に示されるように第一リベット４が貫通、嵌合して第一リベット４を支持、固定とする電気絶縁性を有する樹脂製の固定板７が配置され、これら固定板７は、前記外装ケ−ス２側部外周に設けられた絞り加工による溝部１８と、前記封口板８の下面とに挟まれて固定されており、この固定板７には、コンデンサ素子１の温度上昇に伴い発生するガスによる圧力が、前記封口板８に作用するように、固定板７の内側と外側とを連通する孔部１７が所定位置に設けられている。
【００１４】
第一リベット４は、コンデンサ素子１より導出されたアルミリードタブ３と、前記固定板７上にて電気的かつ機械的にかしめ接続されている。
【００１５】
また、第二リベット５は、前記封口板８を貫通し、その外部端に外部端子９が機械的にかしめ接続されるとともに溶接接続されており、これら封口板８に、その内面部に前記支持板６を当接させて嵌合されることにより、封口板８に設けられた第二リベット５の貫通孔が、前記アルミ上蓋１２表面に設けられた成形ゴム１３が変形することにより、密閉されるようになるとともに、これら第二リベット５が、前記支持板６とともに強固に封口板８に固定されて、封口板８の変形に連れて、その電極間隔をほぼ保った状態にて移動するようになっている。
【００１６】
また、本実施例では、前記封口板８に設けられた貫通孔表面も前記成形ゴム１３にて覆われており、更には前記支持板６も電気絶縁性のものとされていて、各第二リベット５および外部端子９が電気的に絶縁されるようになっている。
【００１７】
本実施例では、これら第一および第二のリベット４、５が、当接可能なほぼ同一垂直線上に配置され、前記第一リベット４の第二リベット５との接合部には、図３（ａ）に示されるように、第一リベット４の外周方向に薄肉の縁部１５が形成されており、該薄肉の縁部１５が超音波溶接により第二リベット５と溶接されて接合、導通するようになっているとともに、前記第一リベット４と薄肉の縁部１５との境界には、薄肉の弱点部１６が形成されている。
【００１８】
また、本実施例の保安装置付き電解コンデンサは、その内部に前記コンデンサ素子１を収納した有底円筒状の外装ケ−ス２の端部開口の外周周辺部が、前記アルミ上蓋１２表面に成形加工された成形ゴム１３を介してカ−リング加工されることにより、外装ケ−ス２内部が気密に密閉されている。
【００１９】
該本実施例の外装ケ−ス２はアルミ製とされており、その側部の肉厚は、これが０.３ｍｍ未満であると、外装ケ−スとしての十分な機械的強度が得られず、これが１.５ｍｍを超えると前記のカ−リング加工性が著しく悪化してしまうことから、本発明では０.３〜１.５ｍｍの範囲とされ、この範囲内にて必要とされる外装ケ−スの機械的強度から適宜に選択することができる。
【００２０】
また、前記カ−リング加工の曲率としては、外装ケ−ス２がアルミ製であることから、該曲率半径が１.１ｍｍ未満であると、曲率がきつく該アルミが破断するおそれがあり、これが２.０ｍｍを超えると、該カ−リング加工部分が前記封口板８の変形に伴ってめくれあがり、該変形における十分な気密が得られなくなる場合があることから、本発明では１.１〜２.０ｍｍの範囲とされ、この範囲内にて使用する前記外装ケ−スの肉厚等より適宜に選択することができる。
【００２１】
また、本発明の保安装置付き電解コンデンサの外径は、これが２０ｍｍ未満であると、前記封口板８の変形によって前記第一リベット４と第二リベット５との接続を離脱させることが困難となることから、２０ｍｍ以上とされる。
【００２２】
以下に本実施例の保安装置付き電解コンデンサの動作について説明すると、外装ケ−ス２内部の圧力が上昇して封口板８が外側に変形すると、この変形は、前記支持板６が両極の各第二リベット５の間隔が変形により開くことを防止することから、これら開こうとする力が外部垂直方向の変形力となり、図２に示すように前記封口板８が外部方向にほぼ平行を保ったまま変形することとなって、第一リベット４と第二リベット５の接合部において、図３（ｂ）に示されるように、前記第二リベット５に超音波溶接された薄肉の縁部１５が該第二リベット５に連れて外部方向にほぼ平行に移動することから、第一リベット４の前記弱点部１６が、その厚み方向である尖断方向に破断して離間し、オ−プン状態が形成されてコンデンサ素子１への給電が停止するようになる。
【００２３】
これら本実施例のようにすれば、前記封口板８が内圧の上昇により変形しても、内部ガスや電解液が外部へ漏れることのない十分な気密性能を有するカ−リング加工部を得ることができ、これら圧力の漏れを生じないことから前記第一リベット４と第二リベット５の離間が確実になされるようになって確実な動作の停止を実施できるようになる。
【００２４】
また、前記支持板６を使用することにより、前記封口板８が外部方向にほぼ平行を保ったまま変形するようになるため、外部端子９が実装基板１１やブスパ−等に固定された状態であっても、封口板８が変形せずにオ−プン状態とならないようなことがないばかりか、これら基板等からコンデンサが離脱するようなことが防止される。
【００２５】
更には、前記薄肉の縁部１５の破断が、薄肉の縁部１５の厚み方向である尖断方向への移動により生じることから、薄肉の縁部１５が生じる伸びや橈が著しく少なく、少ない変形による移動量であっても、確実に破断を生じることから、確実に切断がなされてオ−プンの状態が形成されるようになる。
【００２６】
また、本実施例のように、接合部を薄肉の縁部１５とすることにより、前記第一リベット４と第二リベット５の接続を行うアルミ連結板のような単独の接続部材として取り扱う必要がないことから、その肉厚も薄くすることが可能となり、破断に必要とされる力をより小さくでき、より確実な破断がなされるようになる。
【００２７】
また、本実施例では、前記第一リベット４に薄肉の縁部１５を設けているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら薄肉の縁部１５を第２リベット５や双方に設けても良い。
【００２８】
また、本実施例では、前記接合部における接合を超音波溶接により接合しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、十分な接合強度と導通が得られれば、その他の接合方法による接合を用いるようにしても良い。
【００２９】
また、本実施例では前記のように、弱点部１６を第一リベット４に形成しているが、このようにすることは、破断に必要とされる力をより低いものとすることが可能となることから好ましいが、本発明はこれに限定されるものではなく、前記封口板８の変形により十分な破断力を得ることが可能である場合には、これら弱点部１６を設けずとも良い。
【００３０】
また、前記実施例では動作停止が前記第一リベット４と第二リベット５の離間によりなされるようになっているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら動作停止の機構は、前記封口板８の変形によりなされるものであれば良い。
【００３１】
また、本実施例では、前記のようにアルミ上蓋１２表面に弾性部材として成形ゴム１３を形成しているが、これら成形ゴム１３を形成することは、前記カ−リング加工部分の気密性を向上できることから好ましいが、本発明はこれに限定されるものではなく、適宜これら成形ゴム１３等の弾性部材を用いずとも良く、更には、これら弾性部材は、前記ゴム材のみに限定されるものではなく、その他適宜な弾性を有する樹脂等であっても良い。
【００３２】
また、本実施例では、前記上蓋１２の材質としてアルミを用いているが、これらアルミは適宜な可塑変形性を有し該周辺部のカ−リング加工にて高い気密性を得られることから好ましいが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら材質としてその他の金属を使用しても良いし、前記アルミ等との合金等として使用しても良い。
【００３３】
また、本実施例では、前記外装ケ−ス２を円筒状としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これを使用するコンデンサ素子に対応して楕円筒状や四角筒状としても良く、この場合において外径とは、前記楕円筒状においては少なくとも短辺方向の径を本発明の外径とすれば良く、更に前記四角筒状においては、少なくとも対角線の長さを本発明の外径とすれば良い。
【００３４】
なお、前記実施例において、保安装置付きコンデンサがオ−プン状態になる内圧の設定は、前記封口板８を構成するアルミ上蓋１２の材質、形状、厚さ、支持板６の大きさ、前記接合部の接合強度または薄肉の縁部１５の肉厚または前記弱点部の肉厚等の組み合わせにより、電解コンデンサの定格、用途に応じて適宜調整することができる。
【００３５】
以上、本発明を図面に基づいて説明してきたが、本発明はこれら前記実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲での変更や追加があっても、本発明に含まれることは言うまでもない。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は次の効果を奏する。
【００３７】
（ａ）請求項１の発明によれば、前記アルミ製外装ケースの外径寸法；Ｘ、側部肉厚；Ｙ、カ−リング加工の曲率半径；Ｒが、Ｘ≧２０ｍｍ、０.３≦Ｙ≦１.５ｍｍ、１.１≦Ｒ≦２.０ｍｍとすることにより、前記封口板の内圧の上昇に伴う変形よってリ−ド端子と前記コンデンサ素子との接続が離脱する以前において、該変形による内部ガスや電解液の外部への飛散を生じることのない十分な気密性能を有するカ−リング加工部を得ることができ、確実な動作の停止がなされるようになる。また前記第一リベットと第二リベットとが、前記薄肉の外周縁部にて直接接合されているために、その高さ方向の寸法を小さくできるばかりか、これら外周縁部は、第一リベットおよび／または第二リベットに付帯していることから、これら第一リベットと第二リベットとを接続する単独の接続板に比較してその肉厚を薄くすることができ、更にはその破断方向が厚み方向である尖断方向となるために少ない伸びや橈にて確実に破断が生じるようになるとともに、前記支持板が電極間隔を固定しているために、電解コンデンサが基板やブスパー等に実装されていても、封口板が外部方向にほぼ平行を保った状態にて変形可能となるため、これら実装時においても確実に破断がなされて動作が停止するようになる。そして破断に必要とされる力を大きくすることなく、前記弱点部以外の前記外周縁部の肉厚を適宜に厚くすることができ、接合時や組立時における取り扱い性を向上できる。
【００４１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における保安装置付き電解コンデンサを示す断面図である。
【図２】本発明の実施例における保安装置付き電解コンデンサの保安装置が動作した状況を示す断面図である。
【図３】（ａ）本発明の実施例における保安装置付き電解コンデンサの第一リベットと第二リベットとの接合部を示す拡大断面図である。
（ｂ）本発明の実施例における保安装置付き電解コンデンサの第一リベットと第二リベットとの接合部の破断状況を示す拡大断面図である。
【図４】本発明の実施例におけるカ−リング加工部を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
ｌ        コンデンサ素子
２        コンデンサケース
３        （アルミ）リードタブ
４        第一リベット
５        第二リベット
６        支持板
７        固定板
８        封口板
９        外部端子
１０      固定剤
１１      実装基板
１２      アルミ上蓋
１３      成形ゴム
１５      薄肉外周部
１６      弱点部
１７      孔部
１８      溝部
【図１】
0004345126.tif 000002
【図２】
0004345126.tif 000003
【図３】
0004345126.tif 000004
【図４】
0004345126.tif 000005