(57)【要約】【課題】  断面形状が長円形または略長方形のコンデンサでの封口部材の破断を防止する。【解決手段】  対向する一対の長辺部と、該長辺部と連続した湾曲部を有する開口端面の形状が長円形または略長方形の有底筒状の外装ケース２のコンデンサを封口する封口部材３として、硬質樹脂等の硬質部材からなり両極の外部端子５，５が埋設されている封口部材３を用いる。この封口部材３には、長径方向の中心軸以外の領域に圧力弁８が設けられており、封口部材３に長径方向に圧縮する応力が加わった場合でも、長径方向の中心軸の機械的強度が保たれているため、中心軸近傍での破断を防止する。【選択図】  図２
2009245995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対の長辺部と、該長辺部と連続した湾曲部を有する開口端面の形状が長円形または略長方形の有底筒状の外装ケースに、コンデンサ素子と、少なくとも上面の外周縁部に弾性部材が配置され両極の外部端子が取り付けられた硬質樹脂製の封口部材を収納し、前記外装ケースの開口端部の全周囲をカーリング加工することにより、前記外装ケースの開口端部を前記弾性部材に食い込ませてなるコンデンサにおいて、
前記封口部材の長径方向の中心軸以外の領域に圧力弁を設けたコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はコンデンサに関し、断面形状が長円形または略長方形のコンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、コンデンサを用いた電子機器の用途の拡大に伴い、非円筒形のコンデンサが求められることがある。特に断面形状が長円形や略長方形の電解コンデンサは、同体積における比率での許容リプル電流が大きい等の優れた特長を有し、注目を集めている。
【０００３】
まず、断面形状が長円形のコンデンサとして電解コンデンサを例に内部構造および製造方法について図３とともに説明する。
【０００４】
図３（Ａ）は電解コンデンサの上面図、（Ｂ）は電解コンデンサの内部構造を示す断面図である。コンデンサ素子１は、高純度のアルミニウムからなり、表面をエッチング処理するとともに陽極酸化処理した陽極箔と、高純度のアルミニウムからなり、エッチング処理した陰極箔とを、セパレータとしての電解紙を介して巻回して形成したものである。
【０００５】
このコンデンサ素子は、予め長円形状として巻回する方法や、略円形に巻回したあとにコンデンサ素子を圧縮する等により長円形状に成型する。
【０００６】
なお、陽極箔と陰極箔にはそれぞれ電極タブ６，６が接続されており、コンデンサ素子１の一方の巻回端面より導出されている。このコンデンサ素子には駆動用の電解液を含浸する。
【０００７】
封口部材３は長円形に形成された板状のもので、絶縁性の硬質樹脂から構成されている。封口部材３は中心部が肉厚、外周部が肉薄となるような段差が形成されており、この段差に長円形のリング状に形成されたゴムのような弾性部材４をはめ合わせることにより、封口部材３の上面縁部に弾性部材４が配置されることになる。
【０００８】
そして、封口部材３には、その表裏を電気的に連絡するための外部端子５，５が２本埋設されて取り付けられている。この外部端子５，５は封口部材３の長径軸方向に対称配置されている。
【０００９】
また、封口部材３の下面より露出した外部端子５，５の端部には、コンデンサ素子１から導出された電極タブ６，６が取り付けられる。
【００１０】
この発明の外装ケース２はその側面が湾曲面と平面部が連続して形成されたもので、開口端面が対向する一対の長辺部と、該長辺部と連続した湾曲部を有する長円形をした有底筒状のものである。外装ケース２の側面は、平面部同士が平行して対向するように形成されている。また、平面部の開口部付近には、外装ケース内部に突出するような溝７が形成されている。この外装ケース２の材質としては陽極箔や陰極箔と同じアルミニウムやアルミニウム合金を用いると好適である。
【００１１】
そして、コンデンサ素子１を封口部材３とともに、外装ケース２に収納する。封口部材３を収納する際には、弾性部材４が配置された面がコンデンサの外部側となるように収納する。外装ケース２にコンデンサ素子１と封口部材３を収納すると、封口部材３は、外装ケース２に形成された溝７がコンデンサの内部に突出している部位に当接して支持される。この状態で外装ケース２の開口端部の加締めを行う。
【００１２】
加締めは、図示しない加締めゴマを外装ケース２の開口端部に押しあてて、外装ケース２を長円形状に周動させて、外装ケース２の開口端部の全周囲をカーリング加工することによって行う。
【００１３】
このような加締めを行った際には、外装ケース２の先端部が封口部材３の弾性部材４に食い込む。外装ケース２の端部を弾性部材４に食い込ませることにより、外装ケース２に封口部材３を固定するとともに、電解コンデンサの気密を得ることができる。
【００１４】
このような長円形の電解コンデンサに関しては、次の特許文献が知られている。
【特許文献１】特開２００２−２９９１８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
電解コンデンサは、その使用中に内圧が上昇することが知られている。これは、電解コンデンサを使用していくうちに、電解コンデンサの中で漏れ電流が流れることによって電解液中の水分が電気分解し、水素ガスを発生するためと考えられている。そして、発生した水素ガスによって電解コンデンサの内圧が上昇し、外装ケースが変形する場合がある。そのため、ある一定の圧力以上に内圧が上昇した場合には、圧力弁８を開放することで、内圧上昇を緩和する構成を採用している。
【００１６】
このような圧力弁８としては、種々の構造が知られているが、一般的な圧力弁８としては、封口部材３に貫通孔を形成し、この貫通孔に薄肉部を設けた弾性ゴムを挿入して、電解コンデンサの内圧が所定圧力を超えた際には、弾性ゴムの薄肉部が破断して内圧を開放する構造となっている。
【００１７】
ところで、断面形状が長円形の電解コンデンサでは、内圧が上昇した際、外装ケース２の湾曲部分よりも平坦部分がより変形しやすい。これが外装ケース２の湾曲部分よりも平坦部分の方が機械的強度が弱いためである。近年は、長円形の電解コンデンサでもカーリング加工の精度が向上し、内圧が上昇した場合でも、カーリング部分の変形により気密が保たれなくなるという不良が減少している。このため、、外装ケース２の湾曲部分よりも平坦部分がより変形することが顕著になってきている。
【００１８】
この外装ケースの変形について、図４とともに説明すると、外装ケース２の平坦部分が膨らむように変形する（変形後の外装ケースの形状を点線で示す）のに伴って、外装ケース２の開口端部では、短径軸方向に開くよう（矢印Ａ、Ａ‘方向）に力が加わる。そして、この短径軸方向へ開くように膨らむことに伴って、長径軸方向が縮まる（矢印Ｂ、Ｂ’方向）ように変形する。この外装ケース２の変形に伴う応力が封口部材３に加わった場合、封口部材３の長径軸方向を圧縮する応力が加わることになる。そして、封口部材３の長径軸方向の中心軸近傍（図４中の中心線Ｙで示す）に応力が集中することになる。
【００１９】
そして、圧力弁が封口部材の長径軸方向のほぼ中心位置の形成されている場合には、封口部材３の中で、圧力弁が形成された短径軸方向が機械的強度が弱い部分となってしまい、内圧上昇に伴う変形応力を受けやすい。電解コンデンサの内圧の上昇に対しては圧力弁による内圧の開放が図られるが、電解コンデンサに過電圧が印加された場合等には電解コンデンサの内部で急激にガスが発生して内圧が上昇することがあり、圧力弁８が適正に動作開始するよりも前に、封口部材３が長径軸方向の中心部で破断するという問題が発生する場合があった。
【００２０】
封口部材の破断は、電解コンデンサの内容物の飛散を伴う場合があり、周辺の電気機器に損害を与える場合があるため、異常発生時でも圧力弁による適正な内圧の開放する手段が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
そこでこの出願の請求項１にかかる発明は、対向する一対の長辺部と、該長辺部と連続した湾曲部を有する開口端面の形状が長円形の有底筒状の外装ケースに、コンデンサ素子と、少なくとも上面の外周縁部に弾性部材が配置され、両極の外部端子が長径方向に配置された硬質樹脂製の封口部材を収納し、外装ケースに開口端部の全周囲をカーリング加工することにより、外装ケースの開口端部を前記弾性部材に食い込ませてなるコンデンサにおいて、前記封口部材の長径方向の中心軸以外に領域に安弁を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
封口部材の長径方向の中心軸以外の領域に圧力弁を形成したことで、封口部材の長径軸方向の中心位置の機械的強度が向上する。そのため、電解コンデンサの内圧の上昇による外装ケースの応力が封口部材に加わった場合でも、封口部材の長径方向の中心軸の機械的強度が向上しているために、中心軸近傍で封口部材が破断することがなく、圧力弁による内圧開放が適正に行われるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次にこの発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１はこの発明のコンデンサの分解斜視図、図２はこの発明のコンデンサに用いる封口部材を示す図面である。
【００２４】
コンデンサ素子１は陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して巻回したもので、駆動用の電解液を含浸したものである。このコンデンサ素子１は長円形状に構成されている。また、陽極箔と陰極箔にはそれぞれ電極タブ６，６が接続されており、コンデンサ素子１の一方の巻回端面より導出されている。
【００２５】
このような長円形状のコンデンサ素子１を形成するには、最初から長円形状となるようにコンデンサ素子１を巻回していく方法や、コンデンサ素子を略円形状に巻回して形成した後に、コンデンサ素子を側面で押しつぶして長円形状に形成する方法によって得ることができる。
【００２６】
封口部材３は、図２に示すように、長円形に形成された板状のもので、絶縁性の硬質樹脂から構成されている。封口部材３は中心部が肉厚、外周部が肉薄となるような段差が形成されており、この段差に長円形のリング状に形成されたゴムのような弾性部材４をはめ合わせることにより、封口部材３の上面縁部に弾性部材４が配置されることになる。
【００２７】
そして、封口部材３の表裏を電気的に連絡するための外部端子５，５が２本埋設されている。この外部端子は封口部材３の長径軸方向に対称配置されている。また、封口部材３には、圧力弁８を取り付けるための貫通孔が形成されており、その位置は、封口部材３の長径軸方向の上で外部端子５，５よりも封口部材３の外側（封口部材の湾曲部側）に配置されている。この貫通孔には、電解コンデンサの内圧の上昇に応じて、外部に内圧を開放する圧力弁８が取り付けられる。この圧力弁８としては、例えば、弾性ゴムに脆弱部を形成しておき、内圧上昇に応じて脆弱部を破断させて、内圧を開放する圧力弁を用いることができる。
【００２８】
この圧力弁８の位置は、封口部材３の長径方向の中心軸以外の領域であれば任意に設定可能であるが、外部端子５，５よりも中心軸近傍に配置された場合には、封口部材３が破断する可能性があるため、外部端子５，５よりも封口部材３の外側（封口部材の湾曲部側）に配置することが好ましい。
【００２９】
また、封口部材３の下面より露出した外部端子５，５の端部には、コンデンサ素子１から導出された電極タブ６，６が取り付けられる。
【００３０】
この発明の外装ケース２はその側面が湾曲面と平面部が連続して形成されたもので、開口端面が対向する一対の長辺部と、該長辺部と連続した湾曲部を有する長円形をした有底筒状のものである。外装ケース２の側面は、平面部同士が平行して対向するように形成されている。また、平面部の開口部付近には、外装ケース内部に突出するような溝７が形成されている。この外装ケース２の材質としては陽極箔や陰極箔と同じアルミニウムやアルミニウム合金を用いると好適である。
【００３１】
そして、コンデンサ素子１を封口部材３とともに、外装ケース２に収納する。封口部材３を収納する際には、弾性部材４が配置された面がコンデンサの外部側となるように収納する。外装ケース２にコンデンサ素子１と封口部材３を収納すると、封口部材３は、外装ケース２に形成された溝７がコンデンサの内部に突出している部位に当接して支持される。この状態で外装ケース２の開口端部の加締めを行う。
【００３２】
加締めは、図示しない加締めゴマを外装ケース２の開口端部に押しあてて、外装ケース２を長円形状に周動させて、外装ケース２の開口端部の全周囲をカーリング加工することによって行う。
【００３３】
このような加締めを行った際には、外装ケース２の先端部が封口部材３の弾性部材４に食い込む。外装ケース２の端部を弾性部材４に食い込ませることにより、外装ケース２に封口部材３を固定するとともに、電解コンデンサの気密を得ることができる。
【００３４】
以上の実施形態では、断面形状として長円形のコンデンサについて説明したが、図５に示すように断面形状が略長方形のコンデンサでも同様の効果を得ることができる。略長方形とは長方形の角部が円弧状に加工された形状を指している。
【実施例】
【００３５】
（実施例）
短径５６ｍｍ×長径１０５ｍｍのサイズの断面形状が長円形で、長さ１７０ｍｍの電解コンデンサを作成した。この電解コンデンサの定格電圧は４００Ｖ、静電容量は１００００μＦである。
【００３６】
この電解コンデンサに用いた封口部材は、硬質樹脂製で、長径方向に２本の外部端子が埋設されている。また、封口部材の外周には弾性部材が配置されている。そして、圧力弁は２本の外部端子よりも封口部材の湾曲部側に形成したものである。この圧力弁は封口部材に貫通孔を形成し、この貫通孔に有底筒状の弾性ゴムを底部が電解コンデンサの外部側となるように装着したものである。
（比較例）
封口部材として、実施例と同一のサイズのものを用意した。この比較例では圧力弁の位置を両極の外部端子の間に配置し、封口部材の長径軸方向のほぼ中心位置としものである。
【００３７】
その他の電解コンデンサの構成は実施例と同様である。
（過電圧試験）
以上の実施例と比較例の電解コンデンサを１０個ずつ用意し、過電圧試験を行った。定格電圧４００Ｖのところへ５００Ｖの過電圧の直流電圧を印加して、電解コンデンサ内部でのガス発生を促進させた。
【００３８】
この結果、比較例の電解コンデンサでは、１０個中９個は、圧力弁の動作により内圧の上昇を開放することでできたが、１個は封口部材が中心近傍で破断した。これに対し、実施例の電解コンデンサでは１０個とも圧力弁の動作により内圧の上昇を開放することができた。
【００３９】
この結果より、電解コンデンサで異常が発生した場合でも、実施例では封口部材の破断は発生しないが、比較例では封口部材の破断が発生しており、本発明の効果を確認することができた。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明のコンデンサを示す分解斜視図である。
【図２】この発明に用いる封口部材を示す図面で、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は側面の断面図である。
【図３】従来の電解コンデンサを示す図面で、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は側面の断面図である。
【図４】従来の電解コンデンサにおいて、封口部材に加えられる応力を説明する図面である。
【図５】この発明の別の実施例を示す図面である。
【符号の説明】
【００４１】
１  コンデンサ素子
２  外装ケース
３  封口部材
４  弾性部材
５  外部端子
６  電極タブ
７  溝
８  圧力弁
【図１】
2009245995.tif 000003
【図２】
2009245995.tif 000004
【図３】
2009245995.tif 000005
【図４】
2009245995.tif 000006
【図５】
2009245995.tif 000007