説明

電解コンデンサ

【課題】内金属ケースと外金属ケースの位置合わせが容易な電解コンデンサを提供する。
【解決手段】本発明に係る電解コンデンサ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の開口部を封口する封口部材3と、内金属ケース5を同軸的に覆う有底筒状の外金属ケース6とを備え、外金属ケース6の内周壁に該外金属ケース6内における内金属ケース5の軸方向への移動を制限する制限突起9を形成したことを特徴としている。

【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するので、密閉状態となっている金属ケース内の圧力の上昇が避けられない。金属ケース内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を同軸的に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】
ところで、電解コンデンサ10のような二重ケース構造を採用した電解コンデンサでは、内金属ケース11を外金属ケース12に収容した後に、外金属ケース12の開口端近傍を締め付けてくびれ部11c、12cを同時に形成し、封口部材14を圧縮することにより、内部の気密性を高めるのが一般的である。
【0007】
また、組み立てを容易にするために、内金属ケース11の外周壁と外金属ケース12の内周壁の間には、通常、クリアランスが設けられている。
言い換えると、内金属ケース11の外形寸法は、外金属ケース12の内径寸法よりも僅かに大きく、くびれ部11c、12cが形成されていない段階においては、内金属ケース11は外金属ケース12内で軸方向に移動自在となっている。
【0008】
このため、従来の電解コンデンサ10においては、内金属ケース11および外金属ケース12の位置合わせをするのが非常に難しく、予め決められた位置にくびれ部11cを形成することができなかったり、または形成中に位置ずれが起きてくびれ部11cがうまく形成できなかったりする場合があった。
【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の位置合わせが容易な電解コンデンサ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、内金属ケースの開口部を封口する封口部材と、内金属ケースを同軸的に覆う有底筒状の外金属ケースとを備えた電解コンデンサにおいて、外金属ケースの内周壁に該外金属ケース内における内金属ケースの軸方向への移動を制限する制限突起を形成したことを特徴としている。
【0011】
この構成によれば、外金属ケースの内周壁に内金属ケースの移動を制限する制限突起が形成されているので、内金属ケースの底板と制限突起とを互いに当接させるだけで、内金属ケースと外金属ケースの位置合わせを簡単に行うことができる。
【0012】
また、この構成によれば、内金属ケースがより深く差し込まれる方向に内金属ケースおよび外金属ケースの少なくとも一方を付勢し続けるだけで、外金属ケース内において内金属ケースが軸方向へ移動することがなくなるので、くびれ部が誤った位置に形成されるのを確実かつ簡単に防ぐことができる。
【0013】
ここで、上記制限突起はリング状としてもよいし、所定の間隔おきに全周にわたって形成された複数の突起であってもよい。
【0014】
また、本発明は、例えば、内金属ケースの底板に形成された圧力弁と、内金属ケースの底板と外金属ケースの底板の間の空間に配置された吸収部材とを備えた、圧力機能を有する電解コンデンサに適用することができる。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、内金属ケースと外金属ケースの位置合わせが容易な電解コンデンサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【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縦断面図である。
【図2】図1に示す電解コンデンサのX−X線における横断面図であって、(A)は制限突起がリング状の場合、(B)は制限突起が複数の突起からなる場合である。
【図3】従来の電解コンデンサの部分縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
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の好ましい実施形態について説明する。
【0018】
図1に示すように、本実施形態に係る電解コンデンサ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。
【0019】
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を同軸的に覆う有底筒状の外金属ケース6と、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8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。
【0020】
コンデンサ素子2の発熱等により内金属ケース5内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8とが繋がる。また、吸収部材7が配置されている空間8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8と電解コンデンサ1の外部とが繋がる。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
外金属ケース6の内周壁には制限突起9が形成されている。図2に示すように、内金属ケース5の外形寸法をR、外金属ケース6の制限突起9が形成された部分における内径寸法をR、外金属ケース6のその他の部分における内径寸法をRとしたとき、これらの間には“R<R<R”の関係が成立している。このため、外金属ケース6内における内金属ケース5の軸方向への移動は、制限突起9によって制限される。
【0024】
図2(A)に示すように、制限突起9は例えばリング状とすることができる。この場合、制限突起9は、外金属ケース6の内周壁から全周にわたって(R−R)/2だけ突出している。このような制限突起9は、後述する内くびれ部5cおよび外くびれ部6cと同様、円盤状の冶具を外金属ケース6の外周壁に押し付けて該外周壁を凹ませることにより形成することができる。
【0025】
図2(B)に示すように、制限突起9は所定の間隔(同図の場合は60°)おきに全周にわたって形成された複数の突起とすることもできる。この場合、各突起は、外金属ケース6の内周壁から(R−R)/2だけ突出している。このような制限突起9は、穴が開いてしまわないように注意しながら、ピン状の冶具の先端部を外金属ケース6の外周壁に押し付けて該外周壁を凹ませることにより形成することができる。
【0026】
本実施形態に係る電解コンデンサ1によれば、内金属ケース5の底板5a側を外金属ケース6の開口部に差し込んで内金属ケース5を外金属ケース6に収容する際に、内金属ケース5の底板5aと制限突起9が当接するので、その当接した位置において内金属ケース5を位置決めすることができる。つまり、内金属ケース5と外金属ケース6の位置合わせを容易に行うことができる。
【0027】
再び図1を参照して、内金属ケース5および外金属ケース6には、それぞれ内くびれ部5cおよび外くびれ部6cが形成されている。くびれ部5c、6cは、内金属ケース5を外金属ケース6に収容した後に、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外金属ケース6および内金属ケース5を同時に凹ませることにより形成される。くびれ部5c、6c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内の気密性を高めることができる。
【0028】
内くびれ部5cと外くびれ部6cの間に、不図示の弾性部材を挟み込むことが好ましい。弾性部材は、くびれ部5c、6cが形成される際に圧縮されて変形し、内金属ケース5(内くびれ部5c)の外周壁および外金属ケース6(外くびれ部6c)の内周壁の両方に隙間なく密着した状態となる。したがって、弾性部材によれば、吸収部材7が配置されている空間8の気密性を高めることができる。
【0029】
なお、このような弾性部材としては、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変形することなく割れてしまい、空間8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。
【0030】
くびれ部5c、6cを形成する際は、内金属ケース5がより深く差し込まれる方向に内金属ケース5および外金属ケース6の少なくとも一方を付勢し続けることが好ましい。こうすることにより、内金属ケース5の軸方向への移動(内金属ケース5の差し込み深さが深くなる方向への移動と浅くなる方向への移動とを含む)を防ぎ、内金属ケース5および外金属ケース6の位置ずれを防ぐことができる。つまり、予め決められた位置からずれた位置に内くびれ部5cが形成されるのを確実かつ簡単に防ぐことができる。
【0031】
また、図1に示すように、外金属ケース6はその上端部(裾部)が折り返され、この折り返し部と制限突起9とにより内金属ケース5が上下から挟み込まれている。これにより、外金属ケース6の内部で内金属ケース5ががたつくのを防ぐことができる。すなわち、電解コンデンサ1の耐振性を高めることができる。
【0032】
以上、本発明に係る電解コンデンサの好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記の構成に限定されるものではなく、種々の変形例が考えられる。
【0033】
例えば、制限突起は図2に例示したものに限定されず、外金属ケースの内周壁から突出した、内金属ケースの軸方向への移動を制限し得るものであればどのようなものであってもよい。具体例を挙げると、外金属ケースの内周壁に接着、溶接等により取り付けられた突起も、本発明の制限突起に含まれる。
【符号の説明】
【0034】
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 空間
9 制限突起

【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、前記内金属ケースの開口部を封口する封口部材と、前記内金属ケースを同軸的に覆う有底筒状の外金属ケースとを備えた電解コンデンサにおいて、
前記外金属ケースの内周壁に、前記外金属ケース内における前記内金属ケースの軸方向への移動を制限する制限突起を形成したことを特徴とする電解コンデンサ。
【請求項2】
前記制限突起がリング状であ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】
前記制限突起が、所定の間隔おきに全周にわたって形成された複数の突起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4】
前記内金属ケースの底板に形成された圧力弁と、
前記内金属ケースの軸方向への移動を制限したことにより、前記内金属ケースの底板と前記外金属ケースの底板の間の空間に配置された吸収部材と、
を備えたことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の電解コンデンサ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2012−248773(P2012−248773A)
【公開日】平成24年12月13日(2012.12.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−121165(P2011−121165)
【出願日】平成23年5月31日(2011.5.31)
【出願人】(000004606)ニチコン株式会社 (656)