DE112005001007T5

DE112005001007T5 - Kondensator und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE112005001007T5
Application number: DE112005001007T
Authority: DE
Inventors: Teruhisa Uji Miura; Hideki Simamoto; Tatehiko Hirakata Inoue; Tsuyoshi Kameoka Yoshino
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2004-05-28
Filing date: 2005-05-26
Publication date: 2007-06-28
Also published as: US7457102B2; US20090052115A1; KR20080044357A; KR101023277B1; WO2005117045A1; KR100905851B1; US7843680B2; US20060156521A1; KR20060135596A

Abstract

Kondensator, bei welchem vorgesehen sind:
ein Kondensatorelement, das ein Paar von Elektroden in einer gepolten Elektrodenschicht aufweist, die auf einer aus einer Metallfolie bestehenden Stromsammeleinheit vorgesehen ist, wobei das Paar der Elektroden in entgegengesetzten Richtungen gegeneinander verschoben ist, und ein Trennstück zwischen dem Paar der Elektroden angeordnet ist, und das Paar der Elektroden zusammen mit dem Trennstück zusammengerollt ist, um das Kondensatorelement auszubilden;
ein zylindrisches Metallgehäuse mit einem Boden zur Aufnahme des Kondensatorelements und eines Treiberelektrolyten; und
eine Klemmenplatte zur Abdichtung einer Öffnung des Metallgehäuses,
wobei die Klemmenplatte ein Klemmenteil aufweist, das durch Einsetzformen mit Isolierharz ausgebildet ist, und das Klemmenteil eine Klemme zum Anschluss nach außen und eine Rippe aufweist, die mit einer ersten Elektrode der Elektroden verbunden werden soll, die in entgegengesetzten Richtungen ausgerichtet sind,
wobei die erste Elektrode mit der Rippe des Klemmenteils verbunden ist, und eine zweite Elektrode mit einer inneren,...

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Kondensatoren, die für wieder aufladbare Batterien von Hybridfahrzeugen und für Fahrzeuge mit Brennstoffzellenantrieb eingesetzt werden sollen, oder zum Zweck der Speicherung von Energie, und betrifft weiterhin Verfahren zur Herstellung derartiger Kondensatoren.
Technischer Hintergrund
23 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau eines herkömmlichen Kondensators erläutert, der bei ähnlichen Anwendungen wie bei den voranstehend geschilderten eingesetzt werden soll. Ein Kondensatorelement 20 wird durch Zusammenrollen der folgenden Teile hergestellt: Eines Paares von Elektroden in einer gepolten Elektrodenschicht, die auf einer Stromsammeleinheit vorgesehen ist, die aus einer Aluminiumfolie besteht, die mit einem Trennstück versehen ist, das zwischen den beiden Elektroden angeordnet ist, wobei die beiden Elektroden in entgegengesetzte Richtungen vorstehen. Genauer gesagt, berührt in 23 ein Ende einer ersten Elektrode des Paares der Elektroden, die in entgegengesetzten Richtungen vorstehen, die innere, untere Oberfläche eines Metallgehäuses 21, und berührt ein Ende einer zweiten Elektrode der beiden Elektroden eine Oberfläche eines Deckels 22, der aus Aluminium besteht.
Bei Betrachtung von 23 von vorn aus, werden eine Anode und eine Kathode von der Oberseite bzw. der Unterseite, nämlich den jeweiligen Endoberflächen des Kondensatorelements 20 herausgeführt. Das Kondensatorelement 20 und eine Treiberelektrode (nicht gezeigt) sind in ein Metallgehäuse 21 eingeschlossen, das aus Aluminium besteht, wobei dessen untere Oberfläche eine Kathodenklemme 21a für die Verbindung nach außen aufweist. Eine Endoberfläche in der Nähe der Kathode des Kondensatorelements 20 ist elektrisch und mechanisch mit der inneren, unteren Oberfläche des Metallgehäuses 21 durch Laserschweißen verbunden.
Der herkömmliche Kondensator weist einen Deckel 22 auf, der aus Aluminium besteht, wobei der Deckel 22 eine Anodenklemme 22a zur Verbindung nach außen aufweist. Eine Endoberfläche in der Nähe der Anode des Kondensatorelements 20 ist elektrisch und mechanisch mit einer inneren Oberfläche des Deckels 22 durch Laserschweißen verbunden. Ein Isolierteil ist zwischen dem Rand des Deckels 22 und der Öffnung 23 des Metallgehäuses 21 vorgesehen, und diese drei Elemente werden zur Abdichtung miteinander zusammengekräuselt.
Wie voranstehend geschildert, weist der herkömmliche Kondensator eine Anodenklemme 22a und eine Kathodenklemme 21a entlang der Zentrumsachse des Metallgehäuses 21 (entlang der Vertikalrichtung in 23, gesehen von vorn aus) auf, und werden beide Klemmen zur Verbindung mit einem äußeren Bauteil eingesetzt. Die Verwendung des Kupplungsteils 24, das als Sammelschiene bezeichnet wird, zum Verbinden der Anodenklemme 22a zur Kathodenklemme 21a (gezeigt in 24) ermöglicht die Verbindung mehrerer Kondensatoren miteinander, wodurch eine Kondensatoreinheit ausgebildet wird, die in einer Ersatzenergieversorgung eingesetzt werden soll, die in einem Fahrzeug vorgesehen ist.
Stand der Technik, der die vorliegende Erfindung betrifft, ist beispielsweise in der japanischen Veröffentlichung eines ungeprüften Patents Nr. 2000-315632 beschrieben.
Die Verwendung herkömmlicher Kondensatoren als eine Kondensatoreinheit, die aus mehreren, miteinander verbundenen Kondensatoren besteht, wie in 24 gezeigt, führt dazu, dass die Anodenelektrodenklemme 22a mit der Kathodenelektrodenklemme verbunden ist, wobei zu diesem Zeitpunkt die jeweiligen Klemmen in entgegengesetzten Richtungen zueinander angeordnet werden. Wie voranstehend geschildert, verbindet ein Isolierteil 24, welches als Sammelschiene bezeichnet wird, die Anodenklemme 22a und die Kathodenklemme 21a miteinander. Dies ist ein mühsamer Arbeitsvorgang, und Kupplungsräume h1 und h2 müssen an den beiden Enden vorgesehen werden, so dass ein unerwartet großer Montageraum benötigt wird. Dies führt dazu, dass die Kondensatoreinheit nicht verkleinert werden kann.
Die Anodenklemme und die Kathodenklemme können in derselben Richtung herausgeführt werden, um die voranstehend geschilderten Probleme zu vermeiden. So ist beispielsweise eine gepolte Elektrodenschicht auf der Stromsammeleinheit vorgesehen, die aus Aluminiumfolie besteht. Bei einer derartigen Konstruktion werden ein Paar von Elektroden, die mit Leitungsteilen verbunden sind, die jeweils nach außen führen, und das Paar der Elektroden gerollt, so dass die Anodenelektrodenklemme und die Kathodenelektrodenklemme in derselben Richtung herausgeführt werden können. Allerdings wird die Elektrode von einem Punkt (oder mehreren Punkten) einer bandförmigen, langen Elektrode herausgeführt, so dass eine Widerstandskomponente größer wird als bei einer Anordnung, die als eine Endoberflächenstromsammelvorrichtung bezeichnet wird, so dass Elektroden von der gesamten Endoberfläche des Kondensatorelements 20 herausgeführt werden. Daher ist dieses Verfahren nicht immer zufrieden stellend für eine Kondensatoreinheit, die durch Verbindung mehrerer Kondensatoren miteinander ausgebildet wird.
25 ist eine Schnittansicht, die einen anderen Aufbau eines herkömmlichen Kondensators erläutert. Die 26A, 26B, 26C und 26D zeigen jeweils einen Aufbau einer Klemmenplatte, die bei diesem Kondensator eingesetzt werden soll, und zwar eine Perspektivansicht der Oberfläche der Platte, eine Perspektivansicht von deren innerer Oberfläche, eine Schnittansicht entlang der Linie A-A, und eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in 26B. In 25 und den 26A-26D ist ein hohler Abschnitt 40A etwa im Zentrum des Kondensatorelements 40 angeordnet. Obwohl dies in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, weist das Kondensatorelement 40 ein Paar von Elektroden auf, nämlich eine Anode und eine Kathode, die in einer gepolten Elektrodenschicht auf einer Stromsammeleinheit vorgesehen sind, die aus Aluminiumfolie besteht. Die Anode und die Kathode sind in entgegengesetzte Richtungen gegeneinander verschoben, und ein Trennstück ist zwischen ihnen angeordnet, und diese drei Elemente werden zusammengerollt (nicht gezeigt). Die Anode und die Kathode werden jeweils durch eine der Endoberflächen des Kondensatorelements 40 herausgeführt (von oben und unten in 25, gesehen von vorn aus).
Das Kondensatorelement 40 und ein Treiberelektrolyt (nicht gezeigt) sind im zylindrischen Metallgehäuse 41 mit geschlossenem Ende aufgenommen, das aus Aluminium besteht. Ein Vorsprung 41a ist einstückig mit der inneren, unteren Oberfläche des Gehäuses 41 so ausgebildet, dass er in den hohlen Abschnitt 40a des Kondensatorelements 40 passt. Der Vorsprung 41a wird in den hohlen Abschnitt 40a eingepasst, und es wird die Endoberfläche des Kondensatorelements 40 an der Kathodenseite elektrisch und mechanisch mit der inneren, unteren Oberfläche des Gehäuses 41 durch Laserschweißen verbunden.
Die Anodenelektrode 42a, die zum Anschluss nach außen dienen soll, ist einstückig mit der Klemmenplatte 42 auf der Oberfläche der aus Aluminium bestehenden Platte 42 vorgesehen. An der Endoberfläche des Kondensators 40 an der Anodenseite sind Verbindungsabschnitte 42b vorgesehen, der Vorsprung 42c, der in den hohlen Abschnitt 40a des Kondensatorelements 40 passt, sowie ein Sicherheitsventilmontageloch 42d, das auch als Elektrolyteinlass dient. Die Endoberfläche an der Anodenseite des Kondensators 40 ist mechanisch und elektrisch mit den Verbindungsabschnitten 42b durch Laserschweißen verbunden. Am Rand der Klemmenplatte 42 ist eine Öffnung des Metallgehäuses 41 zusammen mit Dichtungsgummi 43 eingerollt, um die Öffnung abzudichten.
Der voranstehend geschilderte, herkömmliche Kondensator ermöglicht es, dass die Anodenklemme 42a für den Anschluss nach außen, die auf der Klemmenplatte 42 vorgesehen ist, und auch die Kathodenklemme durch das Metallgehäuse 41 herausgeführt werden. Die Verbindung mehrerer derartiger Kondensatoren bildet eine Kondensatoreinheit, die als eine an einem Fahrzeug angebrachte Reserve-Energieversorgung eingesetzt werden soll.
27 ist eine Schnittansicht zur Erläuterung einer noch anderen Ausbildung des herkömmlichen Kondensators dieser Art. Dieser Kondensator weist eine wandartige Kathodenklemme 44a auf, die zum Anschluss nach außen eingesetzt werden soll, und einstückig mit der unteren Platte eines Metallgehäuses 44 ausgebildet ist. Die Anodenklemme 45a, die zum Anschluss nach außen eingesetzt werden soll, erstreckt sich zu einem äußeren Rand der Klemmenplatte 45, die oben angeordnet ist. Der Rand der Platte 45 und eine Öffnung des Metallgehäuses 44 sind zusammen mit einem Isolierteil (nicht gezeigt) zur Abdichtung zusammengerollt. Dies wird normalerweise als Doppeleinrollvorgang bezeichnet. Im Übrigen ist der Aufbau unverändert von dem in 25 gezeigten Kondensator übernommen.
Bei den herkömmlichen Kondensatoren ist es jedoch schwierig, sie zu verkleinern, infolge der Ausbildung der Klemmenplatte 42 (oder der Klemmenplatte 45). Anders ausgedrückt ist, wie 26D im einzelnen zeigt, bei der herkömmlichen Klemmenplatte 42 ein Öffnungsende des Metallgehäuses 41 mit Dichtungsgummi 43 zusammengerollt, der zwischen dem Öffnungsende und einem äußeren Rand der Klemmenplatte 42 liegt, so dass der äußere Rand nach außen freiliegt. Die obere Seite, die abgedichtet werden soll, wird als eine Bezugsebene bezeichnet, und mehrere Verbindungsabschnitte 42b, die mit einer Endoberfläche des Kondensatorelements 40 an der Anodenseite verbunden werden soll, sind gegenüber der Bezugsebene eingedrückt, und die eingedrückten Verbindungsabschnitte sind in Radialrichtung vorgesehen. Die Höhe zwischen der Endoberfläche des Kondensatorelements 40 an der Anodenseite und dem oberen Ende des Metallgehäuses 41, mit welchem der Einrollvorgang durchgeführt wurde, nimmt ein gewisses Ausmaß an, das in Bezug auf die Gesamthöhe des Kondensators nicht vernachlässigbar ist. Genauer gesagt, stellt die Höhe die Summe einer Entfernung von der Bezugsebene zum Verbindungsabschnitt 42b (gleich der eingedrückten Tiefe) und der Höhe der bearbeiteten Abschnitte sowohl des Dichtungsgummis als auch des Metallgehäuses 41 dar.
Seit einigen Jahren wird gefordert, dass Kondensatoren verkleinert werden müssen, und dennoch eine höhere Kapazität aufweisen müssen, so dass eine größere Höhe des Kondensatorelements 40 nicht zugelassen werden kann, in der Umgebung, in welcher die Höhe von Kondensatoren begrenzt ist. Dies führt dazu, dass es extrem schwierig ist, die Kapazität der Kondensatoren zu erhöhen, und ihren Widerstand zu verringern.
Die vorliegende Erfindung geht die voranstehenden Probleme an, und versucht, Kondensatoren zur Verfügung zu stellen, die kleiner ausgebildet werden können, jedoch mit erhöhter Kapazität und verringertem Widerstand. Die Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung derartiger Kondensatoren zur Verfügung.
Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt einen Kondensator zur Verfügung, bei welchem ein Kondensatorelement und ein Treiberelektrolyt zusammen in einem Metallgehäuse aufgenommen sind, und eine Öffnung des Metallgehäuses durch eine Klemmenplatte abgedichtet ist. Die Klemmenplatte weist die folgenden Elemente auf:
eine Rippe, die mit einer der Elektroden verbunden ist, die in entgegengesetzten Richtungen von Kondensatorelementen angeordnet sind; und
ein Klemmenteil, das eine Klemme aufweist, die zum Anschluss an ein äußeres Bauelement verwendet werden soll,
wobei die Rippe und das Klemmenteil unter Verwendung von Isolierharz durch Einsetzformen ausgebildet sind.
Eine erste Elektrode der Elektroden, die in entgegengesetzten Richtungen angeordnet sind, der Kondensatorelemente ist mit der Rippe verbunden, die bei dem Klemmenteil vorgesehen ist, das auf der Klemmenplatte vorhanden ist, und eine zweite Elektrode ist mit der inneren, unteren Oberfläche des Metallgehäuses verbunden. Diese Anordnung ermöglicht es, entweder die Anode oder die Kathode durch eine Klemme herauszuführen, die bei der Klemmenplatte vorgesehen ist, und zum Anschluss an ein äußeres Bauelement verwendet werden soll, und das andere Teil, also die Kathode oder die Anode, durch das Metallgehäuse herauszuführen.
Die voranstehende Konstruktion ermöglicht es, die Anode und die Kathode von dem Kondensatorelement direkt über die Endoberfläche des Elements herauszuführen, ohne ein Leitungsteil einzusetzen, so dass sich ein niedrigerer Widerstand erwarten lässt. Die Anode und die Kathode können nach außen von der Klemme herausgeführt werden, die an der Klemmenplatte vorgesehen ist, und aus dem Metallgehäuse, so dass ein Verbindungsraum zwischen jeweiligen Kondensatoren um die Hälfte verkleinert werden kann, wenn mehrere Kondensatoren miteinander verbunden werden, um eine Kondensatoreinheit auszubilden. Dies führt dazu, dass einfach in vorteilhafter Weise die Kondensatoreinheit verkleinert werden kann.
Es gibt einen anderen Kondensator gemäß der vorliegenden Erfindung zur Lösung der voranstehend geschilderten Probleme. Dieser Kondensator weist die folgenden Elemente auf:
ein Kondensatorelement, das eine Anode und eine Kathode aufweist, die in entgegengesetzte Richtungen weisen;
ein Metallgehäuse, das mit einer ersten Elektrode der Elektroden des Kondensatorelements an seiner inneren, unteren Oberfläche verbunden ist; und
eine Klemmenplatte, deren innere Oberfläche mit einer zweiten der Elektroden des Kondensatorelements verbunden ist.
Eine Öffnung des Metallgehäuses wird durch diese Klemmenplatte abgedichtet. Die Klemmenplatte ist mit der zweiten Elektrode an ihrer inneren Oberfläche verbunden, die als eine Bezugsebene bezeichnet wird. Die Bezugsebene steigt zur Oberflächenseite hin an, und lässt den Rand und die mehreren bandartigen Verbindungsabschnitte, die sich vom Rand zum Zentrum erstrecken, unverändert, und dennoch ist eine Klemme, die zum Anschluss an ein äußeres Bauelement verwendet werden soll, beim Zentrum der Oberflächenseite vorgesehen.
Die voranstehende Ausbildung ermöglicht es, die Klemmenplatte folgendermaßen auszubilden: Die Bezugsebene, die eine innere Oberfläche der Klemmenplatte ist, und mit einer Elektrode des Kondensatorelements verbunden werden soll, ist zur Oberflächenseite hin angehoben, wobei der Rand und die mehreren bandartigen Verbindungsabschnitte, die sich vom Rand zum Zentrum erstrecken, unverändert bleiben. Da die Bezugsebene ein Verbindungsabschnitt zum Kondensatorelement ist, kann die Höhe von der Endoberfläche des Kondensatorelements an der Anodenseite bis zum oberen Ende des Metallgehäuses, mit welchem der Einrollvorgang durchgeführt wurde, extrem verkleinert werden. Daher können Kondensatoren mit derselben Höhe ein höheres Kondensatorelement gemäß der vorliegenden Erfindung als das herkömmliche aufnehmen. Dies führt dazu, dass die vorliegende Erfindung gleichzeitig derartige Vorteile wie eine höhere Kapazität und einen geringeren Widerstand zur Verfügung stellt.
Ein anderer Kondensator gemäß der vorliegenden Erfindung nimmt ein Kondensatorelement und einen Treiberelektrolyten auf, und dennoch ist jede der Elektroden, die in entgegengesetzten Richtungen des Kondensatorelements angeordnet sind, mit der inneren, unteren Oberfläche verbunden. Dieser Kondensator weist weiterhin die folgenden Elemente auf:
ein zylindrisches Metallgehäuse mit geschlossenem Ende, dessen ringförmiger Rand gezogen wurde, was zu einer V-förmigen Querschnittsform führt, wobei dieser Ziehvorgang einen Rand einer Endoberfläche der Elektrode des Kondensatorelements von der Außenseite her herunterhält;
eine Klemmenplatte, deren innere Oberfläche mit der verbleibenden Elektrode der beiden Elektroden verbunden ist, die in entgegengesetzten Richtungen angeordnet sind, wodurch die Öffnung des Metallgehäuses abgedichtet wird. Dieser Kondensator weist weiterhin einen ersten Isolierring und einen Dichtungsring auf, der aus Gummi besteht. Dieser erste Isolierring ist an dem Metallgehäuse an einem oberen Ende eines durch Ziehen bearbeiteten Abschnitts vorgesehen, und zwischen einer äußeren Wand der Klemmenplatte und einer inneren Wand des Metallgehäuses angeordnet. Der erste Ring erstreckt sich zu Teilen der inneren Wand der Klemmenplatte. Der Dichtungsring ist an einem äußeren Rand der Oberfläche der Klemmenplatte vorgesehen, und dichtet das Metallgehäuse ab, durch Einrollen eines Endes der Öffnung des Metallgehäuses. Ist eine ringförmige Isolierschicht so angeordnet, dass sie sich vom Rand der Endoberfläche des Kondensatorelements an der Seite der Klemmenplatte zu Teilen der äußeren Wand des Kondensatorelements erstreckt, wobei die äußere Wand von dem Rand ausgeht. Es gibt ein anderes Isolierverfahren: Ein Abschnitt der inneren Wand des Metallgehäuses ist isoliert, wobei der Abschnitt eng zumindest dem Rand der Endoberfläche des Kondensatorelements an der Klemmenplatte gegenüberliegt, und sich Teile der äußeren Wand von dem Rand aus erstrecken.
Wie voranstehend erläutert, kann der Kondensator gemäß der vorliegenden Erfindung einen elektrischen Kurschluss verhindern, da ein Isolierteil zwischen dem Rand der Endoberfläche des Kondensatorelements an der Anodenseite und der inneren Wand des Metallgehäuses vorgesehen ist. Dies führt dazu, dass Kondensatoren (nicht gezeigt) in vorteilhafter Weise erhalten werden können, die hervorragende elektrische Eigenschaften aufweisen.
Ein noch anderer Kondensator gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Kondensatorelement auf, welches folgenden Aufbau aufweist:
ein Paar von Elektroden, nämlich eine Anode und eine Kathode, in gepolten Elektroden, die auf einer Stromsammeleinheit vorgesehen sind, die aus Metallfolie besteht, werden zusammengerollt, wobei ein Trennstück zwischen der Anode und der Kathode angeordnet wird, und die Anode entgegengesetzt zur Kathode angeordnet ist. Dieses Kondensatorelement und ein Treiberelektrolyt sind in einem Metallgehäuse mit geschlossenem Ende aufgenommen, dessen innere, untere Oberfläche mit einer ersten Elektrode der Elektroden verbunden ist, die entgegengesetzt zueinander in dem Kondensatorelement angeordnet sind. Der Kondensator weist weiterhin eine Klemmenplatte auf, deren innere Oberfläche mit einer zweiten Elektrode der Elektroden verbunden ist, die entgegengesetzt zueinander ausgerichtet sind, und die Klemmenplatte dichtet die Öffnung des Metallgehäuses ab. Daher wird die erste Elektrode des Kondensatorelements durch das Metallgehäuse herausgeführt, und wird die zweite Elektrode durch eine Klemme für die Verbindung nach außen herausgeführt, die bei der Klemmenplatte vorgesehen ist. Zwei dieser Kondensatoren werden in einer Einheit angeordnet, so dass unterschiedliche Polungen einander benachbart sind, und diese eine Einheit wird elektrisch und mechanisch mit einer entsprechenden Einheit durch eine Verbindungsplatte verbunden.
Wie voranstehend geschildert, wird der Kondensator gemäß der vorliegenden Erfindung mit seiner Anode und seiner Kathode von einer Endoberfläche des Kondensatorelements direkt herausgeführt, ohne ein Leitungsteil zu verwenden, wodurch der Widerstand verringert wird. Die Anode und die Kathode können nach außen von der Klemme herausgeführt werden, die auf der Klemmenplatte und dem Metallgehäuse angeordnet ist, so dass dann, wenn die Kondensatoren miteinander verbunden werden, um eine Kondensatoreinheit auszubilden, der Verbindungsraum zwischen den einzelnen Kondensatoren auf die Hälfte verringert werden kann. Dies führt dazu, dass einfach die Kondensatoreinheit in vorteilhafter Art und Weise verkleinert werden kann.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Schnittansicht zur Erläuterung des Aufbaus eines Kondensators gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Aufsicht auf eine Klemmenplatte, die bei dem in 1 gezeigten Kondensator eingesetzt werden soll.
3 ist eine Schnittansicht der Klemmenplatte, die bei diesem Kondensator eingesetzt werden soll.
4 ist eine Aufsicht auf ein Klemmenteil, das durch Einsetzformen in der Klemmenplatte ausgebildet werden soll.
5 ist eine Vorderansicht, welche den Aufbau einer Kondensatoreinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
6A ist eine Schnittansicht des Aufbaus eines wesentlichen Teils eines Kondensators, bevor dessen Anode mit einem Verbindungsteil verbunden wird, gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6B ist eine Schnittansicht eines wesentlichen Teils des Kondensators, nachdem die Anode mit dem Verbindungsteil verbunden wurde, gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau eines wesentlichen Teils eines Klemmenteils gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
8 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau eines Kondensators gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
9A ist eine Perspektivansicht einer Oberfläche einer Klemmenplatte, die bei dem in 8 gezeigten Kondensator eingesetzt werden soll.
9B ist eine Perspektivansicht einer inneren Oberfläche der Klemmenplatte.
9C ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 9B.
9D ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in 9B.
10 ist eine Schnittansicht des in 9A gezeigten Kondensators und eines herkömmlichen Kondensators zum Zwecke des Vergleichs.
11 ist eine Schnittansicht, die einen Kondensator gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
12 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau einer Klemmenplatte zeigt, die bei dem in 11 gezeigten Kondensator eingesetzt werden soll.
13 ist eine Schnittansicht des in 11 dargestellten Kondensators und eines herkömmlichen Kondensators zum Zwecke des Vergleichs.
14A ist eine Schnittansicht, die mehrere Kondensatoren zeigt, die miteinander verbunden sind, gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
14B ist eine Schnittansicht eines vergrößerten, wesentlichen Teils von 14A.
15 ist eine Schnittansicht, die einen Kondensator gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
16 ist eine Schnittansicht eines wesentlichen Teils von 15.
17 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau eines wesentlichen Teils eines Kondensators gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
18 ist eine Schnittansicht, welche den Aufbau eines wesentlichen Teils eines Kondensators gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
19 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau eines wesentlichen Teils eines Kondensators gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
20A ist eine Schnittansicht von vorn, die den Aufbau eines Kondensators gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
20B ist eine Ansicht von unten des Kondensators gemäß der dreizehnten Ausführungsform.
21 ist eine Aufsicht, die den Aufbau einer Kupplungsplatte zeigt, die bei einem Kondensator gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden soll.
22 ist eine Schnittansicht von vorn, die den Aufbau eines Kondensators gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
23 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau eines herkömmlichen Kondensators zeigt.
24 ist eine Vorderansicht einer Kondensatoreinheit, die aus mehreren herkömmlichen Kondensatoren besteht, die miteinander verbunden sind.
25 ist eine Schnittansicht, welche einen anderen Aufbau eines herkömmlichen Kondensators zeigt.
26A ist eine Perspektivansicht einer Oberfläche einer Klemmenplatte, die bei dem herkömmlichen Kondensator eingesetzt werden soll.
26B ist eine Perspektivansicht einer inneren Oberfläche der Klemmenplatte des herkömmlichen Kondensators.
26C ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 26B.
26D ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in 26B.
27 ist eine Schnittansicht, welch eine andere Ausbildung des herkömmlichen Kondensators zeigt.

1, 8, 81A, 81B: Kondensator
2, 12, 31, 51, 82: Kondensatorelement
3, 32, 36, 52, 58, 83: Metallgehäuse
3a, 4a, 32a, 33c, 33f, 37c, 38c, 52a, 53b, 83a, 84b: Vorsprung
3b, 5b: Rippe
4, 33, 37, 38, 53, 84: Klemmenplatte
4b, 33h: Sicherheitsventilmontageloch
5: Klemmenteil
5a, 9a, 84a: Klemme
6, 35, 86: Dichtungsgummi
7: Isolierschicht
10, 11: Kupplungsteil
13a, 13b: Stromsammeleinheit
14a, 14b: Gepolte Elektrodenschicht
15: Anode
16: Kathode
17: Trennstück
18: Lot
19: Aluminiumlot
21a, 36a, 44a: Kathodenklemmen
22a, 42a, 45a, 53a, 33d, 37d, 38d: Anodenklemmen
31a, 51a, 82a: Hohler Abschnitt
33a, 37a: Rand
33b, 37b, 38b: Verbindungsabschnitt
33e: Stufe
33g: Drehanschlag
34, 85: Isolierteil
37e: Anstiegsabschnitt
52b, 58a: Durch Ziehen bearbeiteter Abschnitt
54: Erster Isolierring
55: Isolierschicht
56, 60: Dichtungsring
57, 59: Zweiter Dichtungsring
83b: Vertiefung
87, 88: Verbindungsplatte
87a: Schweißspur
88a: Einkerbung
88b: Geradliniger Abschnitt
89: Wärmeschrumpfbarer Harzfilm

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
(Ausführungsform 1)
1 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau eines Kondensators gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. 2 ist eine Aufsicht auf eine Klemmenplatte, die bei dem Kondensator eingesetzt werden soll. 3 ist eine Schnittansicht der Klemmenplatte. 4 ist eine Aufsicht auf ein Klemmenteil, das durch Einsetzformen in der Klemmenplatte ausgebildet werden soll. In den 1-4 weist der Kondensator 1 ein Kondensatorelement 2 auf, welches mit einem Paar von Elektroden (nicht gezeigt) versehen ist, die eine gepolte Elektrodenschicht bilden, deren Hauptbestandteile Aktivkohle und ein Bindemittel sind. Die gepolte Elektrodenschicht ist auf einer Stromsammeleinheit vorgesehen, die aus Aluminiumfolie besteht, so dass die Stromsammeleinheit selbst an ihrem einen Ende freiliegt. Das Paar der Elektroden wird dadurch ausgebildet, dass der freiliegende Abschnitt der Stromsammeleinheit zusammengerollt wird, so dass der freiliegende Abschnitt in entgegengesetzte Richtungen gerichtet ist, und ein Trennstück (nicht gezeigt) zwischen den freiliegenden Abschnitten angeordnet ist, die entgegengesetzt ausgerichtet sind. Die Anode und die Kathode des Elektrodenpaares sind an der Oberseite bzw. Unterseite des in 1 gezeigten Kondensators angeordnet, bei Ansicht von vorn.
Der Kondensator 1 weist ein zylindrisches Metallgehäuse 3 mit geschlossenem Ende auf, das aus Aluminium besteht, und das Gehäuse 3 nimmt das Kondensatorelement 2 und einen Treiberelektrolyten (nicht gezeigt) auf. Das Metallgehäuse 3 weist einen Vorsprung 3a im Zentrum seiner inneren, unteren Oberfläche auf, und der Vorsprung 3a ist in einen Hohlraum eingeführt, also einen Luftkern der Rolle des Kondensatorelements 2, so dass das Kondensatorelement 2 starr positioniert ist. Das Metallgehäuse 3 weist weiterhin eine Rippe 3b auf, die teilweise gegenüber der inneren, unteren Oberfläche vorsteht, und die Rippe 3b ist mechanisch und elektrisch mit einer Endoberfläche des Kondensatorelements 2 an der Kathodenseite durch eine Verbindungsvorrichtung wie beispielsweise Laserschweißen verbunden, durch Metallsprühen, oder durch Löten.
2 ist eine Aufsicht auf die Klemmenplatte 4, die dadurch hergestellt wird, dass ein Einsetzformen des Klemmenteils 5 aus Aluminium unter Verwendung von Isolierharz (Phenol oder PPS) vorgenommen wird. Das Klemmenteil 5 weist eine Klemme 5a für den Anschluss nach außen auf. Die Klemmenplatte 4 weist ein Sicherheitsventilmontageloch 4b auf, das auch als Einlass für den Treiberelektrolyten (nicht gezeigt) dient. Nachdem der Elektrolyt eingegossen wurde, wird das Sicherheitsventil angebracht. Wie in 3 gezeigt, weist die Klemmenplatte 4 einen Vorsprung 4a in ihrem Zentrum an der Unterseite auf, wobei der Vorsprung 4a in den Hohlraum eingeführt werden soll, welcher einen Luftkern der Rolle des Kondensatorelements 2 darstellt.
Das Klemmenteil 5 weist weiterhin Rippen 5b auf, die teilweise nach unten vorstehen, also durch Nuten gebildete Rippen, die in Radialrichtung verlaufen. Die Oberseiten der Rippen 5b stehen in Berührung mit einer Endoberfläche des Kondensatorelements 2 an der Anodenseite, die Berührungsabschnitte werden mittels Laser verschweißt, um eine mechanische und elektrische Verbindung zu erzielen. Dies führt dazu, dass die Anode durch die Klemme 5a herausgeführt werden kann.
Ein ringförmiger Dichtungsgummi (vgl. 1) ist bei dem Rand der oberen Oberfläche der Klemmenplatte 4 vorgesehen, und der Gummi 6 ist in eine Öffnung des Metallgehäuses 3 zusammen mit der Klemmenplatte 4e eingepasst. Dann wird mit der Umgebung der Öffnung ein Ziehvorgang durchgeführt, und wird ein Ende der Öffnung eingerollt, zur Abdichtung. Bei dem Einrollen dringt das Ende der Öffnung des Gehäuses 3 in den Gummi 6 ein, so dass die Öffnung wirksamer abgedichtet werden kann.
Bei der Vornahme eines Ziehvorgangs in der Umgebung der Öffnung, und beim Einrollen der Öffnung, um das Gehäuse 3 abzudichten, wird die äußere Wand des Gehäuses 3 in ihrem oberen Abschnitt zum Zentrum hin gezwungen, so dass die Klemmenplatte 4 und das Gehäuse 3 sich während dieser Vorgänge fest berühren. Dies führt dazu, dass verhindert wird, dass der Treiberelektrolyt nach außen herausleckt, und daher wird das Gehäuse 3 äußerst luftdicht ausgebildet.
Eine Isolierschicht 7, die an der Innenseite des Öffnungsendes des Gehäuses 3 vorgesehen ist, kann verhindern, dass der Elektrolyt infolge eines Kapillareffekts herauf kriecht, und mit dem Dichtungsgummi 6 reagiert, so dass die Isolierschicht 7 verhindert, dass der Gummi 6 geschwächt wird.
Der Kondensator 1 gemäß der ersten Ausführungsform, wie sie voranstehend beschrieben wurde, ermöglicht, dass eine Endoberfläche des Kondensatorelements 2 an der Anodenseite mit den Rippen 5b des Klemmenteils 5 verbunden wird, das an der Klemmenplatte 4 vorgesehen ist (was im allgemeinen bezeichnet wird als "Sammeln von Strom auf einer Endoberfläche"). Diese Anordnung ermöglicht es, dass die Endoberfläche an der Anodenseite mit der Klemme 5a verbunden wird, die bei der Klemmenplatte 4 vorgesehen ist, zum Anschluss nach außen, und auch eine andere Endoberfläche an der Kathodenseite mit der inneren, unteren Oberfläche des Metallgehäuses 3 verbunden wird (üblicherweise bezeichnet als "Sammeln von Strom auf einer Endoberfläche"). Die Anode und die Kathode des Kondensatorelements 2 können durch das Verfahren des "Sammelns von Strom auf einer Endoberfläche" herausgeführt werden. Da die Anode mit der Klemme 5a über eine minimale Entfernung über das Klemmenteil 5 verbunden ist, wird ein unnötiger Widerstand verringert, und kann daher der Kondensator 1 erhalten werden, der einen niedrigeren Widerstand aufweist.
Die Anode und die Kathode können durch die Klemme 5a, die bei der Klemmenplatte 4 vorgesehen ist, und durch das Metallgehäuse 3 herausgeführt werden. Diese Anordnung überwindet die folgenden zwei, herkömmlichen Unzuträglichkeiten gleichzeitig, wenn mehrere Kondensatoren miteinander verbunden werden, um eine Kondensatoreinheit auszubilden: Einen mühsamen Verbindungsvorgang, da jeweilige Klemmen in entgegengesetzten Richtungen herausgeführt werden; und einen umfangreichen Montageraum, der deswegen benötigt wird, da jeweilige Verbindungsräume an beiden Enden benötigt werden, was dazu führt, dass die Kondensatoreinheit nicht verkleinert werden kann.
Bei dieser ersten Ausführungsform ist die Anode des Kondensatorelements 2 mit der Klemme 5a über das Klemmenteil 5 verbunden, das auf der Klemmenplatte 4 angeordnet ist, und ist die Kathode mit dem Metallgehäuse 3 verbunden. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine derartige Ausbildung beschränkt, und können beispielsweise die Anode und die Kathode entgegengesetzt zur voranstehend geschilderten Anordnung angeordnet werden.
Bei dieser ersten Ausführungsform wurde ein zylindrischer Kondensator 1 erläutert; allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausbildung beschränkt, und kann beispielsweise der Kondensator 1 ovalförmig oder winkelförmig ausgebildet sein.
Mehrere Rippen 5b sind zum Laserschweißen des Klemmenteils 5 der Klemmenplatte 4 an eine Endoberfläche des Kondensatorelements 2 an der Anodenseite vorgesehen; allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausbildung beschränkt, so dass beispielsweise nur eine Rippe 5b ausreichen kann, oder es auch ausreichend sein, wenn keine Rippe 5b vorhanden ist.
Ausführungsform 2
Die zweite Ausführungsform stellt eine Kondensatoreinheit dar, die durch Verbindung mehrerer Kondensatoren gemäß der ersten Ausführungsform miteinander gebildet wird. Gleiche Elemente wie bei der ersten Ausführungsform sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und deren Beschreibung wird weggelassen, so dass nur unterschiedliche Elemente nachstehend unter Bezugnahme auf 5 beschrieben werden.
5 ist eine Vorderansicht, die den Aufbau einer Kondensatoreinheit gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Der Kondensator 1 weist den gleichen Aufbau wie bei der ersten Ausführungsform auf, und weist eine Klemme 5a auf, die mit einer Anode eines Kondensatorelements (nicht gezeigt) verbunden ist. Der Kondensator 1 ist neben einem Kondensator 8 angeordnet, der eine Klemme 9a aufweist, die eine Verbindung zur Kathode eines Kondensatorelements herstellt.
Bei dem Kondensator 1 ist seine Anode von der Klemme 5a und seine Kathode von seinem Metallgehäuse aus herausgeführt. Bei dem Kondensator 8 ist dessen Anode von seinem Metallgehäuse und seine Kathode von der Klemme 9a aus herausgeführt. Die Metallgehäuse dieser beiden Arten von Kondensatoren 1 und 8 sind in Reihe durch ein Verbindungsteil 10 geschaltet. Die Klemmen 9a und 5a des Kondensators 1 bzw. 8 sind in Reihe mit dem Verbindungsteil 11 geschaltet. Das Verbindungsteil 10 ist vorzugsweise durch Schweißen oder einen leitfähigen Kleber angeschlossen, und das Verbindungsteil 11 ist vorzugsweise durch Anschrauben angeschlossen.
Wie voranstehend erläutert, zeigt die zweite Ausführungsform, dass zwei Arten von Kondensatoren 1 und 8 vorgesehen sind, deren Anoden und Kathoden auf unterschiedliche Art und Weise herausgeführt sind, und die beiden Kondensatoren einfach in Reihe geschaltet sind, durch die Verbindungsteile 10 und 11, zum Verdoppeln der Kapazität. Die beiden Arten von in Reihe geschalteten Kondensatoren sind so ausgebildet, dass die Anode und die Kathode von Klemmen 5a und 9a aus herausgeführt sind, so dass sie in derselben Richtung herausgeführt werden können. Dies führt dazu, dass dann, wenn mehrere Kondensatoren 1 und 8 zur Ausbildung einer Kondensatoreinheit verbunden werden, der Verbindungsraum zwischen den jeweiligen Kondensatoren auf die Hälfte verringert werden kann.
Ausführungsform 3
Die dritte Ausführungsform stellt einen Fall dar, bei welchem das Kondensatorelement gemäß der ersten Ausführungsform teilweise ein unterschiedliches Verbindungsverfahren für dessen Anode und Kathode im Vergleich zu dem bei der Ausführungsform 1 geschilderten Verfahren aufweist. Im Übrigen ist der Aufbau in dieser Hinsicht nicht anders als bei der Ausführungsform 1, so dass entsprechende Elemente wie bei der Ausführungsform 1 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, und auf deren Beschreibung hier verzichtet wird. Elemente, die sich von der Ausführungsform 1 unterscheiden, werden nachstehend unter Bezugnahme auf die 6 und 7 erläutert.
Die 6A und 6B sind Schnittansichten, welche den Aufbau wesentlicher Teile von Kondensatoren gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutern. Das Kondensatorelement 12 besteht aus folgenden Elementen:
Anoden 15, die eine gepolte Elektrodenschicht 14a aufweisen, die auf der Oberfläche einer Stromsammeleinheit 13a vorgesehen ist, die aus Aluminiumfolie besteht;
Kathoden 16, welche eine gepolte Elektrodenschicht 14b aufweisen, die auf der Oberfläche der Stromsammeleinheit 13b vorgesehen ist, die aus Aluminiumfolie besteht; und
einem Trennstück 17, das zwischen der Anode 15 und der Kathode 16 angeordnet ist,
wobei jede der Anoden 15 und jede der Kathoden 16 gegeneinander in entgegengesetzten Richtungen verschoben sind, und diese drei Elemente zusammengerollt sind.
Die 6A und 6B verdeutlichen die Endoberfläche der Anode.
Das Klemmenteil 5, das durch Einsetzformen in der Klemmenplatte 4 ausgebildet wird, ist mit einer durch Nuten gebildeten Rippe 5b versehen, deren äußere Oberfläche durch ein Lötteil 18 abgedeckt ist. Bei dieser dritten Ausführungsform wird Aluminiumlot als das Lötteil 18 verwendet. Das Aluminiumlot, das bei der dritten Ausführungsform eingesetzt wird, besteht hauptsächlich aus Aluminium und Silizium, und sein Schmelzpunkt beträgt 586 ± 6 °C. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Material beschränkt. Wie in 6A gezeigt, wird eine Endoberfläche des Kondensatorelements 12 an der Anodenseite in Berührung mit dem Lötteil 18 versetzt, das auf der Rippe 5b vorgesehen ist, und dann werden die Endoberfläche und das Lötteil durch einen Laser verschweißt, so dass die Anode des Kondensatorelements 12 mit der Rippe 5b verbunden werden.
Wenn das Aluminium, welches das Klemmenteil 5 bildet, das mit der Rippe 5b versehen ist, mit Hilfe eines Lasers mit dem Aluminium verschweißt wird, welches die Stromsammeleinheit 13a bildet, ist das Lötteil 18 dazwischen vorgesehen. Dieses Verfahren ermöglicht es, das Lötteil 18, dessen Schmelzpunkt niedriger ist als jener von Aluminium, in einer frühen Stufe zu schmelzen, so dass die Stromsammeleinheit 13a von dem geschmolzenen Lötteil 18 umschlungen wird, wie dies in 6B gezeigt ist. Die Endoberfläche an der Anodenseite haftet fest an dem Lötteil 18 an, so dass die Verbindungsfestigkeit vergrößert wird, was in vorteilhafter Weise die Beständigkeit gegen das Einwirken von Schwingungen erhöht.
Ein Verfahren zum Anbringen dieses Lötteils 18 zwischen der Rippe 5b und dem Kondensatorelement 2 verläuft folgendermaßen: Es wird beispielsweise die Endoberfläche des Elements 12 an der Anodenseite in das Lötteil 18 eingetaucht, oder das Lötteil 18 wird auf die äußere Oberfläche der Rippe 5b aufgesetzt, die auf dem Klemmenteil 5 vorgesehen ist. Es gibt ein anderes Verfahren, wie es in 7 gezeigt ist, nämlich ein Beschichtungsverfahren, bei welchem Aluminiumlot 19 auf der äußeren Oberfläche der Rippe 5b ausgebildet wird, die bei dem Klemmenteil 5 vorhanden ist. Diese Beschichtungsanordnung ermöglicht es, dass Aluminiumlot 19 nur an dem erforderlichen Ort für das Laserschweißen liegt, so dass die Genauigkeit der Verbindung, die Verlässlichkeit der Verbindung, und den Arbeitswirkungsgrad wesentlich verbessert werden können.
Die dritte Ausführungsform setzt das Lötteil 18 (oder Aluminiumlot 19) ein, das zwischen der Endoberfläche des Kondensatorelements 12 an der Anodenseite und der Rippe 5b vorgesehen ist, die auf dem Klemmenteil 5 vorhanden ist, zum Laserschweißen. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausbildung beschränkt, und kann diese Ausbildung auch zum Verbinden einer Endoberfläche des Elements 12 an der Kathodenseite mit einer inneren, unteren Oberfläche des Metallgehäuses 3 eingesetzt werden.
Ausführungsform 4
Die vierte Ausführungsform sorgt für eine unterschiedliche Ausbildung des Kondensatorelements gemäß der ersten Ausführungsform. Im Übrigen ergibt sich kein Unterschied gegenüber der ersten Ausführungsform, so dass insoweit auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird, und nur die unterschiedlichen Aspekte nachstehend erläutert werden.
Ein Kondensatorelement, das bei dieser vierten Ausführungsform eingesetzt wird, weist eine gepolte Elektrodenschicht auf, in welcher die Elektroden vorgesehen sind, über einer Stromsammeleinheit, ohne irgendein Teil der Stromsammeleinheit freizulegen. Ein Paar von Elektroden in dieser gepolten Elektrodenschicht wird so bereitgestellt, dass jede Endoberfläche der jeweiligen Elektrode in entgegengesetzte Richtungen vorsteht. Trennstücke werden zwischen den beiden Elektroden des Elektrodenpaares angeordnet, und dann werden diese Teile zusammengerollt. Da das Kondensatorelement mit dieser Konstruktion keinen freiliegenden Abschnitt der Stromsammeleinheit aufweist, der vollständig durch die gepolte Elektrodenschicht abgedeckt ist, kann mit dieser Ausbildung eine Verkleinerung des Kondensators und eine Erhöhung der Kapazität erzielt werden. Dies liegt daran, dass der freiliegende Abschnitt zum Kapazitätswert überhaupt nicht beiträgt, während ein freiliegender Abschnitt an einem Ende des Kondensatorelements bei der ersten Ausführungsform übrig bleibt.
Wenn bei der voranstehend geschilderten, ersten Ausführungsform angenommen wird, dass mehrere Elektroden sämtlich zusammen hergestellt werden, muss die gepolte Elektrodenschicht auf folgende Art und Weise hergestellt werden, damit die freiliegenden Abschnitte der Stromsammeleinheit an einem Ende übrig bleiben: Der freiliegende Abschnitt, also jener Abschnitt, der nicht durch die gepolte Elektrodenschicht abgedeckt ist, muss als ein Streifenmuster mit einer beträchtlichen Länge einer Stromsammeleinheit hergestellt werden. Dieser Vorgang erfordert die Ausrichtung beider Oberflächen der Stromsammeleinheit, so dass der Arbeitswirkungsgrad verringert wird, und dennoch genaue Abmessungen benötigt werden. Die gepolte Elektrodenschicht, die auf der gesamten Oberfläche der Stromsammeleinheit vorgesehen ist, wie dies anhand der vierten Ausführungsform geschildert wurde, kann die voranstehend geschilderten Probleme lösen, also in Bezug auf den Arbeitswirkungsgrad und die Genauigkeit der Abmessungen.
Ausführungsform 5
Die fünfte Ausführungsform stellt eine unterschiedliche Ausbildung des Kondensatorelements als bei der ersten Ausführungsform zur Verfügung. Im Übrigen ergibt sich keine Änderung gegenüber dem Kondensatorelement der ersten Ausführungsform, so dass insoweit keine detaillierte Beschreibung erfolgt, und nur die Unterschiede nachstehend erläutert werden.
Bei einem Kondensatorelement, das bei dieser fünften Ausführungsform verwendet wird, wird dessen gepolte Elektrodenschicht entfernt, die auf den beiden Endoberflächen vorgesehen ist. Im Einzelnen werden die beiden Endoberflächen des Kondensatorelements auf mehr als 180 °C erwärmt, und dann werden mechanisch die gepolten Elektrodenschichten entfernt, die auf den beiden Endoberflächen vorhanden sind. Bei dem Bindemittel, das aus CMC (Carboxymethylcellulose) besteht, unter den anderen Bestandteilen der gepolten Elektrodenschicht wie beispielsweise Aktivkohle und Bindemittel, erfolgt eine Zersetzung unter Wärmeeinwirkung infolge dieses Verfahrens, so dass die Haltekraft der Aktivkohle abnimmt. Dies führt dazu, dass die Aktivkohle einfach entfernt werden kann. So wird beispielsweise durch den Einsatz einer Bürste oder eines Schleifsteins Aktivkohle mechanisch entfernt, so dass die Stromsammeleinheit freigelegt werden kann, die aus Aluminiumfolie besteht. Dieses Verfahren vermeidet Unzuträglichkeiten wie beispielsweise Löcher, die an Verbindungsabschnitten der Klemmenplatte oder des Metallgehäuses durch das Laserschweißen hervorgerufen werden, so dass die Schweißfestigkeit verbessert wird, und die Verlässlichkeit erhöht wird. Die Vergasung des Bindemittels erhöht den Druck im Inneren, was zum Ausbilden von Löchern führt. Dies wird normalerweise als "Ausblasloch" bezeichnet, und kann ebenfalls durch die vorliegende Erfindung verhindert werden.
Es gibt ein weiteres Verfahren zum Entfernen der gepolten Elektrodenschicht, die auf den beiden Endoberflächen des Kondensatorelements vorhanden ist: Zumindest einer der Berührungsabschnitte der Klemmenplatte oder des Metallgehäuses mit der gepolten Elektrodenschicht wird mechanisch durch eine sich drehende Schleifscheibe entfernt. Dieses Verfahren stellt einen ähnlichen Vorteil wie bei dem vorherigen Verfahren zur Verfügung.
Die Kondensatoren, die anhand der Ausführungsformen 1-5 erläutert wurden, ermöglichen es, die Anode und die Kathode von dem Kondensatorelement direkt durch die Endoberfläche des Elements herauszuführen, ohne ein Leitungsteil einzusetzen, so dass sich ein niedrigerer Widerstand erwarten lässt. Die Anode und die Kathode können durch eine Klemme der Klemmenplatte bzw. des Metallgehäuses herausgeführt werden, so dass der Verbindungsraum zwischen den jeweiligen Kondensatoren auf die Hälfte verringert werden kann, wenn mehrere Kondensatoren miteinander verbunden werden, um eine Kondensatoreinheit auszubilden. Dies führt dazu, dass einfach in vorteilhafter Weise die Kondensatoreinheit verkleinert werden kann.
Ausführungsform 6
8 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau eines Kondensators gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Die 9A, 9B, 9C und 9D sind eine Perspektivansicht einer Oberfläche einer Klemmenplatte, die bei dem in 8 gezeigten Kondensator eingesetzt werden kann, bzw. eine Perspektivansicht einer inneren Oberfläche der Klemmenplatte, eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 9B, und eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in 9B.
In 8 und den 9A-9D weist ein Kondensatorelement 31 einen hohlen Abschnitt 31a auf. Ein Paar von Elektroden, nämlich eine Anode und eine Kathode, werden in einer gepolten Elektrodenschicht vorgesehen, die auf einer Stromsammeleinheit vorhanden ist, die aus Aluminiumfolie besteht, so dass die Anode und die Kathode in entgegengesetzten Richtungen zueinander verschoben sind, und ein Trennstück sich zwischen der Anode und der Kathode befindet, und dann werden sie zusammengerollt, wodurch ein Kondensatorelement 31 (nicht gezeigt) ausgebildet wird. Die Anode und die Kathode werden jeweils über eine obere bzw. eine untere Endoberfläche des Kondensatorelements 31 herausgeführt, so dass die Elektroden entlang der Vertikalrichtung von 8 in Ansicht von vorn herausgeführt werden.
Das Kondensatorelement 31 und der Treiberelektrolyt sind in dem zylindrischen Metallgehäuse 32 aufgenommen, dessen Ende geschlossen ist, und das aus Aluminium besteht. Ein Vorsprung 32a ist einstückig mit der inneren, unteren Oberfläche des Gehäuses 32 ausgebildet, so dass er in den hohlen Abschnitt 31a passt. Eine Endoberfläche des Kondensatorelements 31 an der Kathodenseite ist mechanisch und elektrisch mit der inneren, unteren Oberfläche des Gehäuses 32 durch Laserschweißen verbunden.
Die aus Aluminium bestehende Klemmenplatte 33 ist mit einer Endoberfläche des Kondensatorelements 31 an der Anodenseite verbunden, und ist an der Öffnung des Metallgehäuses 32 zur Abdichtung angeordnet. Die Klemmenplatte 33 ist mit der Endoberfläche des Kondensatorelements 31 an dessen innerer Oberfläche verbunden, die als Bezugsebene bezeichnet wird. Diese Bezugsebene steht zur Oberflächenseite hin vor, mit Ausnahme des äußeren Randes 33a und mehrerer bandartiger Verbindungsabschnitte 33b, die sich vom Rand 33a zum Zentrum hin erstrecken. Der Rand 33a und die Verbindungsabschnitte 33b bleiben unverändert. Der Verbindungsabschnitt 33b wird mechanisch und elektrisch mit der Endoberfläche des Kondensatorelements 31 an der Anodenseite durch Laserschweißen verbunden.
Die Klemmenplatte 33 weist den Vorsprung 33c im Zentrum ihrer inneren Oberfläche so auf, dass der Vorsprung 33c in den hohlen Abschnitt 31a des Kondensatorelements 31 hineinpasst. Die Klemmenplatte 33 weist die Anodenklemme 33d auf, die an ihrer Oberfläche ein Innengewinde aufweist. Die Anodenklemme 33d wird zum Anschluss mit einem äußeren Bauelement verwendet. Ein äußerer Rand an der Oberflächenseite der Klemmenplatte 33 weist eine ringförmige Stufe 33e und einen ringförmigen Vorsprung 33f etwa im Zentrum der ringförmigen Stufe 33e auf. Die Stufe 33e und der Vorsprung 33f empfangen fest den Dichtungsgummi, der nachstehend geschildert wird. Ein Drehanschlag 33g und ein Sicherheitsventilmontageloch 33h, das auch als Einlass für den Elektrolyten dient, sind auf der Oberfläche der Klemmenplatte 33 angeordnet. Eine Ausnehmung, in welcher das Sicherheitsventil (nicht gezeigt), das in das Loch 33h eingepasst werden soll, ohne Berührung liegt, ist auf der Endoberfläche des Kondensatorelements 31 an der Anodenseite vorgesehen. Die voranstehende Anordnung kann einen unerwarteten Kurzschluss verhindern, und auch das Kondensatorelement 31 verkleinern.
In 8 ist der Vorsprung 33c, der bei der inneren Oberfläche der Klemmenplatte 33 vorgesehen ist, in den hohlen Abschnitt 31a des Kondensatorelements 31 eingepasst, und ist der Verbindungsabschnitt 33b mittels Laserschweißen mit der Endoberfläche des Elements 31 an der Anodenseite verbunden, so dass eine mechanische und elektrische Verbindung fertig gestellt wird. Die Klemmenplatte 33 ist an der Öffnung des Metallgehäuses 31 so angeordnet, dass das Isolierteil 34 dazwischen liegt, und Dichtungsgummi 35 ist auf dem Rand der Platte 33 angeordnet. Der Rand der Öffnung ist eingerollt, so Dichtungsgummi 35 gegen das Gehäuse 32 gedrückt werden kann, wodurch das Metallgehäuse 32 abgedichtet wird.
Der gemäß der sechsten Ausführungsform ausgebildete Kondensator ermöglicht es, dass die Bezugsebene seiner Klemmenplatte 33 mit der Endoberfläche des Kondensatorelements 31 an der Anodenseite verbunden werden kann. Daher kann die Höhe zwischen der Endoberfläche und dem oberen Ende des Metallgehäuses 32, mit welchem die Bearbeitung durchgeführt wurde, extrem verkleinert werden. Daher können Kondensatoren mit derselben Höhe ein höheres Kondensatorelement aufnehmen, und Vorteile wie eine größere Kapazität und einen niedrigeren Widerstand gleichzeitig erzielen.
10 zeigt deutlich die Vorteile, die durch die sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzielt werden. 10 vergleicht den Kondensator gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem herkömmlichen Kondensator. Der erfindungsgemäße Kondensator (an der rechten Seite von 10, gesehen von vorn aus) weist eine geringere Höhe H1 zwischen der Endoberfläche des Kondensatorelements 31 und dem oberen Ende des Metallgehäuses 32 infolge des Vorteils der Klemmenplatte 33 auf. Andererseits weist der herkömmliche Kondensator (an der linken Seite von 10, gesehen von vorn aus) eine größere Höhe H2 auf, und beträgt die Höhendifferenz H2-H1=H3, wie in 10 gezeigt ist.
Unter der Annahme, dass Kondensatoren mit derselben Höhe hergestellt werden, kann das Kondensatorelement 31 um die Höhendifferenz H3 höher sein, so dass dieser Kondensator gleichzeitig die Kapazität vergrößern und den Widerstand verringern kann. Die nachstehende Tabelle 1 zeigt derartige Verbesserungen der Eigenschaften, und Tabelle 1 gibt auch Eigenschaften des Kondensators gemäß der siebten Ausführungsform an. TABELLE 1
Wie aus Tabelle 2 hervorgeht, zeigt der Kondensator gemäß der sechsten Ausführungsform eine Erhöhung der Kapazität von 25 % und dennoch eine Verringerung von 20 % des DCR (Gleichstromwiderstands), verglichen mit den Werten bei einem herkömmlichen Kondensator, in Bezug auf den Kondensator gemäß der siebten Ausführungsform, wie dies nachstehend gezeigt wird. Die sechste Ausführungsform sorgt daher für erhebliche Verbesserungen.
Bei der sechsten Ausführungsform wird der Drehanschlag 33g, der auf der Oberfläche der Klemmenplatte 33 angeordnet ist, dazu verwendet, eine Drehung der Klemmenplatte 33 zu verhindern, wenn ein Außengewinde (nicht gezeigt) in das Innengewinde eingeschraubt wird, das auf der Anodenklemme 33d vorgesehen ist, zum Einsatz beim Anschluss nach außen. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der vorstehende Anschlag 33g verwendet; allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt, und kann auch ein vertiefter Anschlag eingesetzt werden.
Bei dieser sechsten Ausführungsform weist die Anodenklemme 33d zum Anschluss nach außen, die auf der Oberfläche der Klemmenplatte 33 angeordnet ist, eine Form wie ein Vorsprung auf, der das Innengewinde aufweist; allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt, und kann jede Form zum Zeitpunkt der Konstruktion ausgewählt werden.
Das Kondensatorelement 31 gemäß der sechsten Ausführungsform wird auf folgende Art und Weise hergestellt: Ein Paar von Elektroden, nämlich eine Anode und eine Kathode, wird in einer gepolten Elektrodenschicht ausgebildet, die auf einer Stromsammeleinheit vorgesehen ist, die aus Aluminiumfolie besteht, so dass die Anode und die Kathode in entgegengesetzten Richtungen zueinander verschoben sind, und ein Trennstück liegt zwischen der Anode und der Kathode, und dann werden diese Teile zusammengerollt, wodurch das Kondensatorelement 31 ausgebildet wird. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Die gepolte Elektrodenschicht, welche die Elektroden bildet, kann so auf der Stromsammeleinheit ausgebildet werden, dass die Einheit an ihrem einen Ende freiliegt, und ein Paar aus einer Anode und einer Kathode so angeordnet wird, dass die freiliegenden Abschnitte in entgegengesetzten Richtungen in Bezug aufeinander angeordnet sind, wobei dann das Trennstück dazwischen angeordnet wird, bevor diese Teile zusammengerollt werden.
Als nächstes wird ein anderer Aufbau des Kondensatorelements beschrieben: Die gepolte Elektrodenschicht, welche die Elektroden bildet, ist auf der gesamten Stromsammeleinheit vorgesehen, ohne irgendein Teil der Stromsammeleinheit freizulegen, und ein Paar aus einer Anode und einer Kathode wird so angeordnet, dass die Anode und die Kathode in entgegengesetzten Richtungen in Bezug aufeinander verschoben sind, und die jeweiligen Enden der Anode und der Kathode in entgegengesetzte Richtungen vorstehen, und dann wird ein Trennstück dazwischen angeordnet, bevor diese Teile zusammengerollt werden.
Bei dieser sechsten Ausführungsform wird die Anode des Kondensatorelements 31 durch die Klemmenplatte 33 herausgeführt, und wird deren Anode durch das Metallgehäuse 32 herausgeführt. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt, und können die betreffenden Teile entgegengesetzt zur voranstehend geschilderten Anordnung herausgeführt werden.
Ausführungsform 7
Die siebte Ausführungsform betrifft einen Kondensator, dessen Klemmenplatte und Metallgehäuse eine unterschiedliche Konstruktion als bei der sechsten Ausführungsform aufweisen, und bei welcher die Vorgehensweise zum Herausführen der Anode und der Kathode in Bezug auf das vergleichbare Verfahren geändert ist, das bei der sechsten Ausführungsform eingesetzt wird. Im Übrigen ist der Aufbau ebenso wie bei der sechsten Ausführungsform. Gleiche Elemente wie bei der sechsten Ausführungsform sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und es wird hier auf deren detaillierte Beschreibung verzichtet, und es werden nur unterschiedliche Aspekte nachstehend unter Bezugnahme auf die 11-13 beschrieben.
11 ist eine Schnittansicht, die einen Kondensator gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. 12 ist eine Schnittansicht zur Erläuterung des Aufbaus einer Klemmenplatte, die in den Kondensator eingesetzt werden soll. In den 11 und 12 sind ein Kondensatorelement 31 und ein Treiberelektrolyt (nicht gezeigt) in einem zylindrischen Metallgehäuse 36 aus Aluminium aufgenommen, welches ein geschlossenes Ende aufweist. Das Gehäuse 36 weist eine bandförmige Kathodenklemme 36a an der äußeren, unteren Oberfläche zum Anschluss nach außen auf. Die Kathodenklemme 36a ist einstückig mit der äußeren, unteren Oberfläche des Gehäuses 36 ausgebildet. Die aus Aluminium bestehende Klemmenplatte 37 ist so angeordnet, dass sie mit einer Endoberfläche des Kondensatorelements 31 an der Anodenseite verbunden ist, und an einer Öffnung des Metallgehäuses 36 zur Abdichtung angeordnet ist. Die Klemmenplatte 37 ist mit der voranstehend erwähnten Endoberfläche an ihrer innenseitigen Oberfläche verbunden, die als Bezugsebene bezeichnet wird. Diese Bezugsebene steht zur Seite der Oberfläche hin vor, mit Ausnahme des äußeren Randes 37a und mehrerer bandförmiger Verbindungsabschnitte 37b, die sich vom Rand 37a zum Zentrum hin erstrecken. Verbindungsabschnitte 37b sind mechanisch und elektrisch mit der Endoberfläche des Kondensatorelements 31 an der Anodenseite durch Laserschweißen verbunden. Die Klemmenplatte 37 weist einen Vorsprung 37c im Zentrum ihrer inneren Oberfläche auf, so dass der Vorsprung 37c in den hohlen Abschnitt 31a des Kondensatorelements 31 hineinpasst. Dieser Aufbau ist ebenso wie bei der sechsten Ausführungsform.
Die Klemmenplatte 37 weist die bandförmigen Anodenklemme 37d auf ihrer Oberfläche zum Anschluss nach außen auf, und weist einen ringförmigen ansteigenden Abschnitt 37e auf ihrem Rand auf, und einen gewundenen Bearbeitungsabschnitt 37f, der sich wie eine Hutkrempe entlang dem Außendurchmesser von dem oberen Ende des ansteigenden Abschnitts 37e aus erstreckt. Der ansteigende Abschnitt 37e und der Bearbeitungsabschnitt 37f sind einstückig ausgebildet. Der Vorsprung 37c, der bei der Innenoberfläche der Klemmenplatte 37 vorgesehen ist, ist in den hohlen Abschnitt 31a des Kondensatorelements 31 eingepasst, und der Verbindungsabschnitt 37b wird durch Laserschweißen mit der Endoberfläche des Elements 31 an der Anodenseite verbunden, wodurch eine mechanische und elektrische Verbindung fertig gestellt wird. Die Klemmenplatte 37 ist an einer Öffnung des Metallgehäuses 36 angeordnet, und der Rand des gewundenen Bearbeitungsabschnitts 37f und der Öffnung des Gehäuses 36 sind eng zusammengewickelt, zusammen mit einem dazwischen angeordneten (nicht gezeigten) Isolierteil, so dass eine doppelte Wicklung zur Abdichtung durchgeführt wird.
Der so ausgebildete Kondensator gemäß der siebten Ausführungsform kann die Höhe von der Endoberfläche des Kondensatorelements 31 an der Anodenseite zum oberen Ende des Metallgehäuses 36 verkürzen, bei welchem die Bearbeitung durchgeführt wurde. Dies stellt den gleichen Vorteil wie bei der sechsten Ausführungsform dar. Daher können Kondensatoren mit derselben Höhe ein höheres Kondensatorelement aufnehmen, und Vorteile wie eine höhere Kapazität und einen niedrigeren Widerstand gleichzeitig erzielen.
13 vergleicht den Kondensator gemäß der siebten Ausführungsform mit dem herkömmlichen Kondensator (siehe 27), um die Vorteile der siebten Ausführungsform zu verdeutlichen. In 13 weist der erfindungsgemäße Kondensator (rechte Seite von 13, gesehen von vorn aus) eine Höhe H11 zwischen der Endoberfläche des Kondensatorelements 31 und dem oberen Ende des Metallgehäuses 36 auf, infolge des Vorteils der Klemmenplatte 37. Andererseits weist der herkömmliche Kondensator (an der linken Seite von 13, gesehen von vorn aus) eine Höhe H12 auf, und die Höhendifferenz beträgt H12 – H11 = H13, wie in 13 gezeigt ist.
Wenn man annimmt, dass Kondensatoren mit derselben Höhe hergestellt werden, kann das Kondensatorelement 31 um die Höhendifferenz von H13 höher sein, so dass dieser Kondensator die Kapazität erhöhen und gleichzeitig den Widerstand verringern kann. Diese Vorteile sind in Tabelle 1 aufgeführt, zusammen mit jenen des Kondensators gemäß der sechsten Ausführungsform.
Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, erhöht der Kondensator gemäß der siebten Ausführungsform die Kapazität um 10 %, und verringert den Widerstand um 9 %, gegenüber jenen Werten (100 %) des herkömmlichen Kondensators, so dass erhebliche Vorteile erzielt werden können.
Ausführungsform 8
Bei der achten Ausführungsform ist der Aufbau eines Teils der Anodenklemme geändert, die bei der Klemmenplatte des Kondensators gemäß der sechsten Ausführungsform vorgesehen ist, die voranstehend erläutert wurde. Der übrige Aufbau unterscheidet sich nicht von jenem gemäß der sechsten Ausführungsform, so dass gleiche Elemente wie bei der sechsten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, und auf deren detaillierte Beschreibung hier verzichtet wird. Nur unterschiedliche Aspekte werden nachstehend unter Bezugnahme auf 14 erläutert.
14A ist eine Schnittansicht, die mehrere Kondensatoren zeigt, die miteinander verbunden sind, gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 14B ist eine Schnittansicht, die einen vergrößerten, wesentlichen Abschnitt von 14A zeigt. 14A zeigt eine Klemmenplatte 38, einen Verbindungsabschnitt 38b, und einen Vorsprung 38c, eine Anodenklemme 38d zum Anschluss nach außen, einen Verstemmungsabschnitt 38e, der durch Verjüngung einer Spitze der Anodenklemme 38d ausgebildet wird, und eine Verbindungsstange 39.
Der so aufgebaute Kondensator wird bei der achten Ausführungsform eingesetzt, bei welcher mehrere der Kondensatoren miteinander verbunden sind. Wie aus der vergrößerten Darstellung des wesentlichen Teils aus 14B deutlich wird, ist die Verbindungsstange 39 mit dem Verstemmungsabschnitt 38e verbunden, der bei der Anodenklemme 38d der Klemmenplatte 38 vorgesehen ist, so dass der Verstemmungsabschnitt 38e an der Stange 39 befestigt ist. Auf diese Weise werden die mehreren Kondensatoren miteinander verbunden. Die Umgebung des Verstemmungsabschnitts 38e wird mittels Laser verschweißt, um eine verlässlichere Verbindung zu erzielen. Die voranstehend geschilderte Konstruktion kann die Höhe des Kondensators verringern, im Vergleich zur Ausbildung der Anodenklemme 38d, die ein Innengewinde aufweist, wie dies bei der sechsten Ausführungsform beschrieben wurde.
Die Kondensatoren, die bei den Ausführungsformen 6-8 erläutert wurden, können extrem stark die Höhe von der Endoberfläche des Kondensatorelements an der Anodenseite zum oberen Ende des Metallgehäuses nach der Bearbeitung verkürzen. Wenn man annimmt, dass Kondensatoren mit der gleichen Höhe hergestellt werden, kann der Kondensator gemäß diesen Ausführungsformen ein Kondensatorelement aufnehmen, dass eine größere Höhe aufweist, so dass dieser Kondensator in vorteilhafter Weise gleichzeitig die Kapazität erhöhen und den Widerstand verringern kann. Die Kondensatoren gemäß diesen Ausführungsformen sind daher für Anwendungen nützlich, welche verkleinerte Kondensatoren mit erhöhten Kapazitätswerten benötigen.
Ausführungsform 9
15 ist eine Schnittansicht zur Erläuterung eines Kondensators gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 16 ist eine Schnittansicht eines wesentlichen Teils von 15. In den 15 und 16 weist ein Kondensatorelement 51 einen hohlen Abschnitt 51a und eine Endoberfläche 51b auf. Ein Paar von Elektroden, also eine Anode und eine Kathode, werden in einer gepolten Elektrodenschicht hergestellt, die auf einer Stromsammeleinheit vorgesehen ist, die aus Aluminiumfolie besteht, so dass die Anode und die Kathode in entgegengesetzten Richtungen voneinander verschoben sind, und ein Trennstück (nicht gezeigt) zwischen der Anode und der Kathode liegt, und dann werden diese Teile zusammengerollt, wodurch das Kondensatorelement 51 ausgebildet wird. Die Anode und die Kathode werden jeweils von einem der beiden Enden des Kondensatorelements 51 herausgeführt, also von der Oberseite bzw. der Unterseite des Elements 51, wenn 15 von vorn aus betrachtet wird.
Das Kondensatorelement 51 und der Treiberelektrolyt (nicht gezeigt) sind in dem aus Aluminium bestehenden, zylindrischen Metallgehäuse 52 aufgenommen, das ein geschlossenes Ende aufweist. Ein Vorsprung 52a ist einstückig mit der inneren, unteren Oberfläche des Gehäuses 52 ausgebildet, so dass er in den hohlen Abschnitt 51a des Elements 51 passt. Eine Endoberfläche des Kondensatorelements 51 an der Kathodenseite ist mechanisch und elektrisch mit der inneren, unteren Oberfläche des Gehäuses 52 durch Laserschweißen verbunden. Das Metallgehäuse 52 weist einen Abschnitt 52b auf, der in der Schnittansicht V-förmig ist, infolge eines Ziehvorgangs, der einen Rand der oberen Endoberfläche des Kondensatorelements 51 von außerhalb her herunterhält.
Die aus Aluminium bestehende Klemmenplatte 53 weist eine Anodenklemme 53a zum Anschluss nach außen auf. Ein Vorsprung 53b ist in den hohlen Abschnitt 51a des Elements 51 eingepasst. Die Endoberfläche des Elements 51 an der Anodenseite ist elektrisch und mechanisch mit einer inneren Oberfläche der Klemmenplatte 53 durch Laserschweißen verbunden.
Am oberen Ende des ringförmigen und durch Ziehen bearbeiteten Abschnitts 52b ist eine erste Isolierung 54 angeordnet, die sich zwischen einer inneren Wand des Metallgehäuses 52 und einer äußeren Wand der Klemmenplatte 53 befindet, und zu einem Teil einer inneren Oberfläche der Klemmenplatte 53 führt. Diese Anordnung isoliert die Klemmenplatte 53 gegenüber dem Metallgehäuse 52.
Eine Isolierschicht 55 befindet sich auf dem Rand der Endoberfläche des Kondensatorelements 51, und führt zu einem Teil von dessen äußerer Wand. Diese Anordnung verhindert, dass der Rand der Endoberfläche des Kondensatorelements 51 an der Anodenseite die innere Wand des Metallgehäuses 52 berührt, so dass dazwischen ein Kurzschluss verhindert werden kann.
Ein Dichtungsring 56, der aus Isoliergummi besteht, wird auf dem Oberflächenrand der Klemmenplatte 53 angeordnet, und die Öffnung des Metallgehäuses 52 wird zusammen mit dem Ring 56 eingerollt (allgemein als "Einrollvorgang" bezeichnet), wodurch das Metallgehäuse 52 abgedichtet wird.
Wie voranstehend erläutert, verwendet der Kondensator gemäß der neunten Ausführungsform die Isolierschicht 55, die sich auf dem Rand auf der Endoberfläche des Kondensatorelements 51 befindet, und zu einem Teil einer äußeren Wand des Elements 51 führt. Anders ausgedrückt, ist die Isolierschicht 55 zwischen der inneren Wand des Metallgehäuses 52 und über dem Rand der Endoberfläche des Kondensatorelements 51 an der Anodenseite angeordnet, so dass ein unerwarteter Kurzschluss verhindert werden kann. Dies führt dazu, dass ein verlässlicher Kondensator erhalten werden kann, der hervorragende elektrische Eigenschaften aufweist.
Der erste Isolierring 54 kann aus Gummi oder Harz (PP, PPS) bestehen. Wenn Harz verwendet wird, ist der Biegemodul vorzugsweise nicht kleiner als 500 MPa, um die Elastizität des Rings 56 normal zu halten.
Bei dieser neunten Ausführungsform befindet sich die Isolierschicht 55 auf dem Rand der Endoberfläche des Kondensatorelements 51, und führt zu einem Teil in dessen äußerer Wand. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Das Metallgehäuse 52 ist zumindest an seiner inneren Wand isoliert, die in enger Nähe dem Kondensatorelement 51 zugewandt ist, an dem Rand der Endoberfläche, die sich weiterhin zu einem Teil in der äußeren Wand erstreckt. Diese Anordnung kann einen ähnlichen Vorteil wie jenen erzielen, der voranstehend erläutert wurde.
Das Kondensatorelement 51 gemäß der neunten Ausführungsform wird folgendermaßen hergestellt: Ein Paar von Elektroden, nämlich eine Anode und eine Kathode, wird in einer gepolten Elektrodenschicht hergestellt, die auf einer Stromsammeleinheit aus Aluminiumfolie vorgesehen ist, so dass die Anode und die Kathode in entgegengesetzten Richtungen in Bezug aufeinander verschoben sind, und ein Trennstück zwischen der Anode und der Kathode liegt, und dann diese Teile zusammengerollt werden, wodurch das Kondensatorelement 51 ausgebildet wird. Als nächstes wird ein weiteres Beispiel für die so ausgebildete Kathodenelektrode erläutert: Die gepolte Elektrodenschicht, welche die Elektroden bildet, kann so auf der Stromsammeleinheit vorgesehen werden, dass die Einheit an ihrem einen Ende freiliegt, und ein Paar aus einer Anode und einer Kathode wird so angeordnet, dass die freiliegenden Abschnitte in entgegengesetzten Richtungen zueinander ausgerichtet sind, und dann wird das Trennstück dazwischen angeordnet, bevor diese Teile zusammengerollt werden. Als nächstes wird eine noch andere Konstruktion des Kondensatorelements angegeben: Die gepolte Elektrodenschicht, welche die Elektroden bildet, ist auf der gesamten Stromsammeleinheit vorgesehen, ohne irgendeine Stromsammeleinheit freizulegen, und ein Paar aus einer Anode und einer Kathode wird so angeordnet, dass die Anode und die Kathode in entgegengesetzten Richtungen voneinander verschoben sind, und das jeweilige Ende der Anode bzw. der Kathode in entgegengesetzten Richtungen vorsteht, dann wird ein Trennstück zwischen der Anode und der Kathode angeordnet, bevor sie zusammengerollt werden.
Ausführungsform 10
Die zehnte Ausführungsform stellt einen Kondensator zur Verfügung, der eine Isolieranordnung zwischen einer Endoberfläche eines Kondensatorelements an der Anodenseite und einer inneren Oberfläche eines Metallgehäuses aufweist, und diese Konstruktion unterscheidet sich von jener des Kondensators, der bei der neunten Ausführungsform erläutert wurde. Der übrige Aufbau ist ebenso wie bei der neunten Ausführungsform, so dass gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen wie bei der neunten Ausführungsform bezeichnet werden, und auf deren detaillierte Beschreibung verzichtet wird. Nur unterschiedliche Aspekte werden nachstehend unter Bezugnahme auf 17 erläutert.
17 ist eine Schnittansicht zur Erläuterung des Aufbaus eines wesentlichen Teils des Kondensators gemäß der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 17 befindet sich ein zweiter Isolierring 57 zwischen einer unteren Oberfläche des ersten Isolierrings 54 und dem Rand der Endoberfläche des Kondensatorelements 51 an der Anodenseite, wobei der äußere Rand in enger Nähe dem durch Ziehen bearbeiteten Abschnitt 52b des Metallgehäuses 52 zugewandt ist.
Der so ausgebildete Kondensator weist einen zweiten Isolierring 57 auf, der zwischen dem Rand der Endoberfläche des Kondensatorelements 51 an der Anodenseite und der inneren Oberfläche des Metallgehäuses 52 angeordnet ist, so dass ein unerwarteter elektrischer Kurzschluss verhindert werden kann. Obwohl die voranstehend erläuterte, neunte Ausführungsform die Isolierschicht 55 oder eine Isolierung auf dem Metallgehäuse 52 aufweist, benötigt diese zehnte Ausführungsform diese Teile nicht, und kann dennoch die zehnte Ausführungsform verlässliche Kondensatoren zur Verfügung stellen.
Ausführungsform 11
Die elfte Ausführungsform betrifft einen Kondensator, der eine Isolieranordnung zwischen einer Endoberfläche eines Kondensatorelements an der Anodenseite und einer inneren Oberfläche eines Metallgehäuses aufweist, und diese Isolieranordnung unterscheidet sich von jener des Kondensators, der bei der neunten Ausführungsform geschildert wurde. Der übrige Aufbau ist ebenso wie bei der neunten Ausführungsform, so dass gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen wie bei der neunten Ausführungsform bezeichnet sind, und auf deren detaillierte Beschreibung verzichtet wird. Nur unterschiedliche Aspekte werden nachstehend unter Bezugnahme auf 18 erläutert.
18 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau eines wesentlichen Teils eines Kondensators gemäß der elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. In 18 weist das Metallgehäuse 58 einen ringförmigen, durch Ziehen bearbeiteten Abschnitt 58a auf. Der Ziehvorgang führt zu einem U- oder V-förmigen Querschnitt im Abschnitt 58a. Der zweite Isolierring 59 ist vorstehend ausgebildet, so dass seine obere Oberfläche die untere Oberfläche des ersten Isolierrings 54 berührt, und sein unteres Ende den Rand der Endoberfläche des Kondensatorelements 51 an der Anodenseite berührt. Zumindest entweder die untere Oberfläche oder die Oberfläche in Querrichtung des U-förmigen, durch Ziehen bearbeiteten Abschnitts 58a berührt den zweiten Isolierring 59, oder ist diesem eng benachbart zugewandt.
Der so ausgebildete Kondensator weist den zweiten Isolierring 59 auf, der zwischen dem Rand der Endoberfläche des Kondensatorelements 51 an der Anodenseite und der inneren Oberfläche des Metallgehäuses 52 angeordnet ist, so dass ein unerwarteter, elektrischer Kurzschluss verhindert werden kann. Dies führt dazu, dass ein Kondensator erhalten werden kann, der in Bezug auf die Isolierung verlässlicher ist als der Kondensator gemäß der neunten Ausführungsform.
Ausführungsform 12
Die zwölfte Ausführungsform stellt einen Kondensator zur Verfügung, der eine Isolieranordnung zwischen einer Endoberfläche eines Kondensatorelements an der Anodenseite und einer inneren Oberfläche eines Metallgehäuses aufweist, und diese Isolieranordnung unterscheidet sich von jener des Kondensators, der anhand der neunten Ausführungsform geschildert wurde. Der übrige Aufbau ist ebenso wie bei der neunten Ausführungsform, so dass gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen wie bei der neunten Ausführungsform bezeichnet sind, und auf deren detaillierte Beschreibung verzichtet wird. Nur unterschiedliche Aspekte werden nachstehend unter Bezugnahme auf die 19 erläutert.
19 ist eine Schnittansicht zur Erläuterung des Aufbaus eines wesentlichen Teils des Kondensators gemäß der zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 19 ist ein aus Gummi bestehender Dichtungsring 60 so ausgebildet, dass sein Querschnitt U- oder V-förmig ist, so dass der Ring 60 die äußere Wand berühren kann, die Ränder zum Teil auf der Oberfläche, und die Unterseite der Klemmenplatte 53. Der Dichtungsring 60 ist auf das obere Ende des durch Ziehen bearbeiteten Abschnitts 58a des Metallgehäuses 52 aufgelegt.
Der gemäß der zwölften Ausführungsform ausgebildete Kondensator benötigt keinen ersten Isolierring 54, der bei den Ausführungsformen 9-11 beschrieben wurde, so dass der Dichtungsring 60 und der zweite Isolierring 59 allein eine äußerst verlässliche Isolierung erzielen können.
Wie voranstehend geschildert, ermöglichen es die Kondensatoren gemäß den Ausführungsform 9-12, dass die Anode und die Kathode direkt von den Endoberflächen des Kondensatorelements herausgeführt werden können, ohne irgendein Leitungsteil zu verwenden, so dass sich ein niedrigerer Widerstand erwarten lässt. Die Anode und die Kathode können zur Außenseite herausgeführt werden, von der Klemme, die an der Klemmenplatte vorgesehen ist, und von dem Metallgehäuse, so dass ein Verbindungsraum zwischen den jeweiligen Kondensatoren auf die Hälfte verkleinert werden kann, wenn mehrere Kondensatoren miteinander verbunden werden, um eine Kondensatoreinheit auszubilden. Die voranstehenden Ausbildungen und Vorteile ermöglichen es, dass die Kondensatoren gemäß den Ausführungsformen 9-12 in vorteilhafter Weise zum Nachladen von Batterien von Hybridfahrzeugen und von durch Brennstoffzellen angetriebenen Fahrzeugen eingesetzt werden können, oder zum Zwecke der Energiespeicherung.
Ausführungsform 13
20A und 20B sind eine Schnittansicht von vorn bzw. eine Ansicht von unten zur Erläuterung des Aufbaus eines Kondensators gemäß der dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In diesen Zeichnungen sind der Kondensator 81A und der Kondensator 81B so ausgerichtet, dass sich ihre Polungen unterscheiden.
Als erstes wird nachstehend der Kondensator 81A erläutert. Sein Kondensatorelement 82 weist einen hohlen Abschnitt 82a auf. Ein Paar von Elektroden, also eine Anode und eine Kathode, werden in einer gepolten Elektrodenschicht hergestellt, die auf einer aus Aluminiumfolie bestehenden Stromsammeleinheit vorgesehen ist, so dass die Anode und die Kathode in entgegengesetzten Richtungen in Bezug aufeinander verschoben sind, und ein Trennstück (nicht gezeigt) zwischen der Anode und der Kathode liegt, und dann werden diese Teile zusammengerollt, wodurch das Kondensatorelement 82 ausgebildet wird. Die Anode und die Kathode werden jeweils von einer der beiden Endoberflächen des Elements 82 herausgeführt (von der Ober- bzw. der Unterseite in 20).
Das Kondensatorelement 82 und der Treiberelektrolyt (nicht gezeigt) sind im aus Aluminium bestehenden, zylindrischen Metallgehäuse 83 aufgenommen, das ein geschlossenes Ende aufweist. Ein Vorsprung 83a ist einstückig mit der inneren, unteren Oberfläche des Gehäuses 83 ausgebildet, so dass er in den hohlen Abschnitt 82a des Elements 82 passt. Eine Endoberfläche des Kondensatorelements 82 an der Kathodenseite ist mechanisch und elektrisch mit einer inneren, unteren Oberfläche des Gehäuses 83 durch Laserschweißen verbunden.
Die aus Aluminium bestehende Klemmenplatte 84 ist mit einer Endoberfläche des Elements 82 an der Anodenseite verbunden, und weiterhin zum Zwecke der Abdichtung an der Öffnung des Gehäuses 83 angeordnet. An der Oberfläche der Klemmenplatte 84 (der Oberseite in 20A) ist die Klemme 84a zum Anschluss nach außen einstückig mit der Oberfläche ausgebildet, und an deren Unterseite (der unteren Seite in 20A) ist der Vorsprung 84b, der in den hohlen Abschnitt 82a eingepasst werden soll, einstückig mit der Unterseite ausgebildet. Die Klemmenplatte 84 ist so an der Öffnung des Metallgehäuses 83 angeordnet, dass das Isolierteil 85 dazwischen angeordnet ist, und Dichtungsgummi 86 ist auf dem Oberflächenrand der Klemmenplatte 84 angeordnet. Dann wird ein Öffnungsende des Gehäuses 83 so eingerollt, dass es den Gummi 86 gegen das Gehäuse 83 drückt, wodurch das Metallgehäuse 83 abgedichtet wird.
Der Kondensator 81A mit dieser Konstruktion ermöglicht es, dass die Anode durch die Klemme 84a herausgeführt wird, die an der Klemmenplatte 84 vorgesehen ist, und die Kathode durch das Metallgehäuse 83 herausgeführt wird.
Andererseits ist der Kondensator 81B mit entgegengesetzter Polung zu jener des Kondensators 81A angeordnet, so dass die Anode des Kondensatorelements 82 durch das Metallgehäuse 83 herausgeführt ist, und die Kathode durch die Klemme 84a herausgeführt ist.
Die aus Aluminium bestehende Verbindungsplatte 87 überspannt eine äußere, untere Oberfläche des Metallgehäuses 83 des Kondensators 81A und des Kondensators 81B, und die so angeordnete Verbindungsplatte 87 wird durch Laserschweißen mit den Kondensatoren 81A und 81B verbunden, um diese beiden Kondensatoren mechanisch und elektrisch in Reihe zu schalten.
Die Verbindungsplatte 87 ist sechseckig ausgebildet, und eine Berührungsfläche zwischen der Platte 87 und den Gehäusen 83 ist kleiner als 50 % der äußeren, unteren Fläche des Gehäuses 83. Diese Anordnung stellt eine ausreichende Festigkeit für die Verbindung sicher, und wenn der Innendruck des Metallgehäuses 83 infolge von Änderungen der Umwelteinflüsse ansteigt, wodurch der Boden des Metallgehäuses 83 sich nach außen wölbt, kann diese Anordnung einen negativen Einfluss infolge dieses Ausbeuleffekts verhindert. Die sechseckige Verbindungsplatte 87 ermöglicht, aus ihr Material in einem Hahnentrittmuster zu entnehmen, so dass das Material effizient genutzt werden kann.
20 zeigt eine Anzahl an Spuren 87a infolge des Laserverschweißens der Verbindungsplatte 87 mit dem Metallgehäuse 83. Das Laserschweißen wird so durchgeführt, dass diese zahlreichen Spuren 87a im Wesentlichen geradlinig ausgebildet sind. Mit dieser Anordnung wird der folgende Vorteil erzielt: Das Metallgehäuse 83 beult sich infolge der Wärme beim Laserschweißen aus, und zieht sich dann zusammen, entsprechend der Temperaturverringerung nach gewisser Zeit. Das Zusammenziehen führt zu einigen Verzerrungen; die voranstehend geschilderte Anordnung kann diese Verzerrungen jedoch minimieren. Ausnehmungen 83b, welche die Form frei wachsenden Kerbels aufweisen, wie in 20B gezeigt, sind Rippen zum Verbinden einer Endoberfläche des Kondensatorelements 82 mit der inneren, unteren Oberfläche des Metallgehäuses 83 mittels Laserschweißen.
Die Dicke der Verbindungsplatte 87 liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 0,1 bis 0,8 mm, oder bevorzugter zwischen 0,2 und 0,5 mm, da diese Dicke ausreichend gering ist, um einen zulässigen Stromwert der Kondensatoren 81A, 81B mit einer Toleranz sicherzustellen, und auch die Festigkeit der Verbindungsplatte sowie die Festigkeit der verschweißten Abschnitte sicherzustellen.
Der wie geschildert ausgebildete Kondensator ermöglicht es, die Anode und die Kathode direkt von den Endoberflächen des Kondensatorelements herauszuführen, ohne irgendein Leitungsteil einzusetzen, so dass sich ein niedrigerer Widerstand erwarten lässt. Die Anode und die Kathode können zur Außenseite von der Klemme 84a, die an der Klemmenplatte 84 vorgesehen ist, und vom Metallgehäuse 83 herausgeführt werden, so dass der Verbindungsraum zwischen den jeweiligen Kondensatoren um die Hälfte verkleinert werden kann, wenn mehrere Kondensatoren miteinander verbunden werden, um eine Kondensatoreinheit auszubilden. Daher kann die Kondensatoreinheit verkleinert werden.
Ausführungsform 14
Die vierzehnte Ausführungsform stellt einen Kondensator zur Verfügung, der eine Verbindungsplatte aufweist, die sich von jener des Kondensators gemäß der dreizehnten Ausführungsform unterscheidet. Im Übrigen ist der Aufbau ebenso wie bei der dreizehnten Ausführungsform, so dass gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, und auf deren detaillierte Beschreibung verzichtet wird. Nur unterschiedliche Aspekte werden nachstehend unter Bezugnahme auf 21 erläutert.
21 ist eine Aufsicht zur Erläuterung des Aufbaus einer Verbindungsplatte, die bei einem Kondensator gemäß der vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden soll. In 21 ist eine sechseckige Verbindungsplatte 88 ausgeschnitten, und gelangt um einen zentralen Abschnitt 88c herum, der einer Grenze zwischen den beiden Kondensatoren entspricht, so dass Schlitze 88a ausgebildet werden. Die Schlitze 88a weisen einen geradlinigen Querschnitt 88b an ihren Rändern in der Nähe des Zentrumsabschnitts 88c der Platte 88 auf.
Die Verwendung der so ausgebildeten Verbindungsplatte 88 kann daher zum folgenden Vorteil führen, zusätzlich zu dem Vorteil, der bei der Ausführungsform 13 erhalten wird: Wenn eine geringfügige Abweichung der Parallelität oder der Höhe zwischen den äußeren, unteren Oberflächen der Kondensatoren 81A und 81B auftritt, können die Schlitze 88a die Abweichung ausgleichen, so dass eine exaktere Verbindung erzielt werden kann.
Die geradlinigen Abschnitte 88b am Rand der Schlitze 88a in der Nähe des Zentrumsabschnitts 88c sind dafür nützlich, die Abweichung durch die Schlitze 88a auszugleichen, da sie eine Spannungskonzentration abmildern können, so dass verlässlichere Kondensatoren erhalten werden können.
Ausführungsform 15
Die fünfzehnte Ausführungsform stellt einen abgeschirmten Kondensator zur Verfügung, obwohl der Kondensator an sich so wie bei der Ausführungsform 13 ausgebildet ist. Im Übrigen ist der Aufbau ebenso wie bei der Ausführungsform 13, so dass gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, und auf deren detaillierte Beschreibung verzichtet wird. Nur unterschiedliche Aspekte werden nachstehend unter Bezugnahme auf 22 erläutert.
22 ist eine Schnittansicht von vorn zur Erläuterung des Aufbaus eines Kondensators gemäß der fünfzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 22 schirmt ein wärmeschrumpfbarer Harzfilm 89 zwei Kondensatoren 81A und 81B ab, so dass die Verbindung der beiden Kondensatoren stabiler wird.
Wie voranstehend erläutert, können die Kondensatoren gemäß den Ausführungsformen 13 bis 15 einen Verbindungsraum zwischen jeweiligen Kondensatoren auf die Hälfte verringern, wenn mehrere Kondensatoren miteinander verbunden werden, um eine Kondensatoreinheit auszubilden, so dass die Kondensatoreinheit verkleinert werden kann. Diese Kondensatoren sind in vorteilhafter Weise nützlich zum Wiederaufladen von Batterien von Hybridfahrzeugen und von durch Kraftstoffzellen angetriebenen Fahrzeugen, oder zum Zwecke der Energiespeicherung.
Der Aufbau, der Betriebsablauf und die Vorteile der vorliegenden Erfindung wurden anhand der Ausführungsformen 1-15 erläutert. Jede der Ausführungsformen stellt Kondensatoren zur Verfügung, mit denen eine Verkleinerung des Kondensators erzielt werden kann, der Kapazitätswert erhöht werden kann, und der Widerstand verringert werden kann, und gibt auch Verfahren zur Herstellung dieser Kondensatoren an.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Der Kondensator gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, dass ein Kondensatorelement so ausgebildet werden kann, dass die Anode und die Kathode von den Endoberflächen des Elements direkt herausgeführt werden können, ohne irgendein Leitungsteil einzusetzen, so dass sich ein niedrigerer Widerstand erwarten lässt. Die Anode und die Kathode können über eine Klemme herausgeführt werden, die bei einer Klemmenplatte vorgesehen ist, und durch ein Metallgehäuse, so dass diese Anordnung einen Verbindungsraum um die Hälfte zwischen jeweiligen Kondensatoren verkleinern kann, wenn mehrere Kondensatoren so verbunden werden, dass eine Kondensatoreinheit ausgebildet wird. Daher kann die Kondensatoreinheit verkleinert werden. Diese Kondensatoren sind in vorteilhafter Weise einsetzbar zum Wiederaufladen von Batterien von Hybridfahrzeugen und von durch Kraftstoffzellen angetriebenen Fahrzeugen, oder zum Zwecke der Energiespeicherung, so dass sich eine gewerbliche Anwendbarkeit in hohem Ausmaß erwarten lässt.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Kondensator wird zur Überwindung des folgenden Problems zur Verfügung gestellt: Wenn mehrere Kondensatoren verbunden werden, wird ein erheblicher Verbindungsraum benötigt, da eine Anode und eine Kathode durch entgegengesetzte Enden herausgeführt sind, so dass eine Verkleinerung der Kondensatoren schwierig ist. Der Kondensator ermöglicht weiterhin eine einfache elektrische und mechanische Verbindung, wodurch der Verbindungsraum und ein unnötiger Widerstand verkleinert werden. Der Aufbau des Kondensators ist folgendermaßen: Kondensatorelement (2) ist in einem mechanischen Gehäuse (3) aufgenommen, dessen Öffnung durch eine Klemmenplatte (4) abgedichtet ist. Ein Klemmenteil (5), das eine Rippe (5b) aufweist, die mit einer ersten Elektrode des Kondensatorelements (2) und der Klemme (5a) verbunden werden soll, ist durch Einsetzformen in der Klemmenplatte (4) ausgebildet. Eine zweite Elektrode ist mit einer inneren, unteren Oberfläche des Metallgehäuses (3) verbunden. Entweder die Anode oder die Kathode ist durch die Klemme (5a) herausgeführt, und das andere Teil ist durch das Metallgehäuse (3) herausgeführt, so dass sich ein niedriger Widerstand erwarten lässt. Wenn mehrere Kondensatoren (1) miteinander verbunden werden, wird der Verbindungsraum auf die Hälfte verringert, so dass eine Verkleinerung erzielt wird.

Claims

Kondensator, bei welchem vorgesehen sind: ein Kondensatorelement, das ein Paar von Elektroden in einer gepolten Elektrodenschicht aufweist, die auf einer aus einer Metallfolie bestehenden Stromsammeleinheit vorgesehen ist, wobei das Paar der Elektroden in entgegengesetzten Richtungen gegeneinander verschoben ist, und ein Trennstück zwischen dem Paar der Elektroden angeordnet ist, und das Paar der Elektroden zusammen mit dem Trennstück zusammengerollt ist, um das Kondensatorelement auszubilden; ein zylindrisches Metallgehäuse mit einem Boden zur Aufnahme des Kondensatorelements und eines Treiberelektrolyten; und eine Klemmenplatte zur Abdichtung einer Öffnung des Metallgehäuses, wobei die Klemmenplatte ein Klemmenteil aufweist, das durch Einsetzformen mit Isolierharz ausgebildet ist, und das Klemmenteil eine Klemme zum Anschluss nach außen und eine Rippe aufweist, die mit einer ersten Elektrode der Elektroden verbunden werden soll, die in entgegengesetzten Richtungen ausgerichtet sind, wobei die erste Elektrode mit der Rippe des Klemmenteils verbunden ist, und eine zweite Elektrode mit einer inneren, unteren Oberfläche des Metallgehäuses verbunden ist, so dass entweder die Anode oder die Kathode durch die Klemme des Klemmenteils zum Anschluss nach außen herausgeführt ist, und das verbleibende Teil, also die Anode bzw. die Kathode, durch das Metallgehäuse herausgeführt ist.
Kondensator nach Anspruch 1, bei welchem eine Rippe, die teilweise vorsteht, bei einer Verbindungsoberfläche zwischen der inneren, unteren Oberfläche des Metallgehäuses und dem Kondensatorelement vorgesehen ist.
Kondensator nach Anspruch 1, bei welchem Löten bei zumindest entweder einem Verbindungsabschnitt zwischen der Rippe des Klemmenteils und dem Kondensatorelement oder einem Verbindungsabschnitt zwischen der inneren, unteren Oberfläche des Metallgehäuses und dem Kondensatorelement vorgesehen ist.
Kondensator nach Anspruch 1, bei welchem zumindest entweder ein Verbindungsabschnitt zwischen der Rippe des Klemmenteils und dem Kondensatorelement oder ein Verbindungsabschnitt zwischen der inneren, unteren Oberfläche des Metallgehäuses und dem Kondensatorelement die Form einer Mantelstruktur einnimmt, die aus Aluminiumlot besteht, das auf einem Substrat vorhanden ist.
Kondensator nach Anspruch 1, bei welchem ein Sicherheitsventil-Montageloch, das auch als ein Elektrolyteinlass dient, bei der Klemmenplatte vorgesehen ist.
Kondensator nach Anspruch 1, der ein Kondensatorelement aufweist, das eine gepolte Elektrodenschicht aufweist, welche Elektroden festlegt, die auf einer Stromsammeleinheit vorgesehen sind, wobei die Stromsammeleinheit teilweise an einem Ende der Stromsammeleinheit freigelegt ist, wobei ein Paar der Elektroden in der gepolten Elektrodenschicht so angeordnet ist, dass der freiliegende Abschnitt der Stromsammeleinheit in entgegengesetzten Richtungen zueinander ausgerichtet ist, und ein Trennstück zwischen dem Paar der Elektroden angeordnet ist, und das Paar der Elektroden zusammen mit dem Trennstück zusammengerollt ist, um das Kondensatorelement auszubilden.
Kondensator nach Anspruch 1, welcher ein Kondensatorelement aufweist, das mit einer gepolten Elektrodenschicht versehen ist, welche Elektroden festlegt, die insgesamt über einer Stromsammeleinheit vorgesehen sind, wobei ein Paar der Elektroden in der gepolten Elektrodenschicht so vorgesehen ist, dass die Enden der Elektroden in entgegengesetzte Richtungen vorstehen, und ein Trennstück zwischen dem Paar der Elektroden vorgesehen ist, und das Paar der Elektroden zusammen mit dem Trennstück zusammengerollt ist, um das Kondensatorelement auszubilden.
Kondensator nach Anspruch 1, bei welchem eine Isolierung bei dem Metallgehäuse an einem Abschnitt vorgesehen ist, der einen Dichtungsgummi berührt, der auf einem Rand einer oberen Oberfläche der Klemmenplatte angeordnet ist.
Kondensator nach Anspruch 1, bei welchem ein erster Kondensator so ausgebildet ist, dass dessen Anode der Elektroden, die in entgegengesetzte Richtungen gerichtet sind, durch die Klemme herausgeführt ist, die an der Klemmenplatte vorgesehen ist, zum Anschluss nach außen, und die Kathode durch das Metallgehäuse herausgeführt ist, und bei einem zweiten Kondensator dessen Kathode durch die Klemme herausgeführt ist, die an der Klemmenplatte vorgesehen ist, zum Anschluss nach außen, und dessen Anode durch das Metallgehäuse herausgeführt ist, wobei die Metallgehäuse des ersten und des zweiten Kondensators miteinander verbunden sind, um den ersten und den zweiten Kondensator in Reihe zu schalten.
Kondensator nach Anspruch 9, bei welchem der erste Kondensator und der zweite Kondensator miteinander in Reihe geschaltet sind, um eine Einheit auszubilden, und mehrere der Einheiten miteinander in Reihe geschaltet sind.
Verfahren zur Herstellung des Kondensators nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem beide Endoberflächen des Kondensatorelements auf eine Temperatur von nicht weniger als 180 °C erwärmt werden, und dann die gepolten Elektrodenschichten, die auf beiden Endoberflächen des Kondensatorelements vorhanden sind, mechanisch entfernt werden.
Verfahren zur Herstellung des Kondensators nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem die gepolte Elektrodenschicht mechanisch von zumindest einer der beiden Endoberflächen des Kondensatorelements entfernt wird, dort, wo die Endoberfläche zumindest entweder die Klemmenplatte oder das Metallgehäuse berührt.
Kondensator, bei welchem vorgesehen sind: ein Kondensatorelement, das ein Paar aus einer Anode und einer Kathode in einer gepolten Elektrodenschicht aufweist, die auf einer aus Metallfolie bestehenden Stromsammeleinheit vorgesehen ist, ein Trennstück, das zwischen der Anode und der Kathode angeordnet ist, wobei die Anode und die Kathode zusammen mit dem Trennstück zusammengerollt sind, so der das Kondensatorelement so ausgebildet wird, dass es einen hohlen Abschnitt aufweist, und die Anode und die Kathode in entgegengesetzte Richtungen gerichtet sind; ein zylindrisches Metallgehäuse mit einem Boden, der das Kondensatorelement und einen Treiberelektrolyten umschließt, wobei eine erste Elektrode des Kondensatorelements mit einer inneren Oberfläche des Bodens verbunden ist; und eine Klemmenplatte, deren innere Oberfläche mit einer zweiten Elektrode des Kondensatorelements verbunden ist, um eine Öffnung des Metallgehäuses abzudichten, wobei die innere Oberfläche, mit welcher die zweite Elektrode des Kondensatorelements verbunden ist, der Klemmenplatte als eine Bezugsebene bezeichnet wird, und die Bezugsebene zu einer Oberflächenseite vorsteht, wobei mehrere bandartige Verbindungsabschnitte verbleiben, die sich von einem Rand zu einem Zentrum der Klemmenplatte unverändert erstrecken, und die Klemmenplatte einen Vorsprung aufweist, der in den hohlen Abschnitt des Kondensatorelements eingepasst werden soll, und die Klemmenplatte ebenfalls eine Klemme im Zentrum ihrer Oberfläche zum Anschluss nach außen aufweist, so dass die erste Elektrode des Kondensatorelements durch das Metallgehäuse herausgeführt wird, und die zweite Elektrode durch die Klemme der Klemmenplatte herausgeführt wird.
Kondensator nach Anspruch 13, bei welchem die Klemme, die im Zentrum der Oberfläche der Klemmenplatte zum Anschluss nach außen vorgesehen ist, ein Innengewinde aufweist.
Kondensator nach Anspruch 13, bei welchem die Klemmenplatte eine Stufe an einem Rand der Oberfläche zur festen Aufnahme eines Dichtungsgummis aufweist.
Kondensator nach Anspruch 15, bei welchem die Klemmenplatte eine ringförmige Stufe am Rand der Oberfläche aufweist, und die Stufe einen ringförmigen Vorsprung im Wesentlichen im Zentrum aufweist.
Kondensator nach Anspruch 13, bei welchem die Klemmenplatte einen Drehanschlag aufweist, der durch zumindest entweder eine Vertiefung oder einen Vorsprung auf der Oberfläche gebildet wird.
Kondensator nach Anspruch 13, bei welchem die Klemmenplatte ein Sicherheitsventil-Montageloch aufweist, das auch als ein Einlass für den Treiberelektrolyten dient, und eine Ausnehmung, die berührungslos ein Sicherheitsventil aufnimmt, das an dem Sicherheitsventil-Montageloch angebracht werden soll, bei den Elektroden des Kondensatorelements vorgesehen ist.
Kondensator nach Anspruch 13, bei welchem die Klemmenplatte einstückig einen ringförmig ansteigenden Abschnitt an einem Rand der Oberfläche und einen gewundenen Bearbeitungsabschnitt aufweist, der sich wie ein Rand in Durchmesserrichtung von einem oberen Ende des ansteigenden Abschnitts aus erstreckt, und der gewundene Bearbeitungsabschnitt und die Öffnung des Metallgehäuses zur Abdichtung zusammengeschlungen sind, und das Metallgehäuse eine Klemme zum Anschluss nach außen auf seiner äußeren, unteren Oberfläche aufweist.
Kondensator nach Anspruch 13, bei welchem eine Spitze der Klemme zum Anschluss nach außen, die im Zentrum der Oberfläche der Klemmenplatte vorgesehen ist, verjüngt ausgebildet ist, um einen Verbindungsabschnitt auszubilden, der verstemmt werden soll.
Kondensator nach Anspruch 13 oder Anspruch 19, der ein Kondensatorelement aufweist, das mit einer gepolten Elektrodenschicht versehen ist, welche Elektroden festlegt, die auf einer Stromsammeleinheit vorgesehen sind, wobei die Stromsammeleinheit teilweise an einem Ende der Stromsammeleinheit freigelegt ist, ein Paar aus der Anode und der Kathode in der gepolten Elektrodenschicht so angeordnet ist, dass der freiliegende Abschnitt der Stromsammeleinheit in entgegengesetzten Richtungen zueinander ausgerichtet ist, und ein Trennstück zwischen dem Paar der Elektroden angeordnet ist, und das Paar der Elektroden zusammen mit dem Trennstück zusammengerollt ist, um das Kondensatorelement auszubilden.
Kondensator nach Anspruch 13 oder Anspruch 19, der ein Kondensatorelement aufweist, das mit einer gepolten Elektrodenschicht versehen ist, welche Elektroden festlegt, die insgesamt über einer Stromsammeleinheit vorgesehen sind, wobei ein Paar aus der Anode und der Kathode in der gepolten Elektrodenschicht in entgegengesetzten Richtungen in Bezug aufeinander verschoben ist, und deren Enden jeweils in entgegengesetzte Richtungen vorstehen, und ein Trennstück zwischen dem Paar der Elektroden angeordnet ist, und das Paar der Elektroden zusammen mit dem Trennstück zusammengerollt ist, um das Kondensatorelement auszubilden.
Kondensator, bei welchem vorgesehen sind: ein Kondensatorelement, das ein Paar aus einer Anode und einer Kathode aufweist, in einer gepolten Elektrodenschicht, die auf einer aus einer Metallfolie bestehenden Stromsammeleinheit vorgesehen ist, ein Trennstück, das zwischen der Anode und der Kathode angeordnet ist, wobei die Anode und die Kathode zusammen mit dem Trennstück zusammengerollt sind, um das Kondensatorelement auszubilden, und die Anode und die Kathode in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet sind; ein zylindrisches Metallgehäuse mit einem Boden, welches das Kondensatorelement und einen Treiberelektrolyten umschließt, wobei eine erste Elektrode der Elektroden, die in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet sind, des Kondensatorelements mit einer inneren Oberfläche des Bodens verbunden ist, und das Metallgehäuse einen ringförmigen Querschnitt aufweist, bei welchem ein Ziehvorgang vorgenommen wurde, der zu einem V-förmigen Querschnitt führt, so dass der bearbeitete Abschnitt einen Rand einer Endoberfläche einer zweiten Elektrode der Elektroden von außerhalb herunterhalten kann; eine Klemmenplatte, deren innere Oberfläche mit der zweiten Elektrode der Elektroden verbunden ist, die in entgegengesetzte Richtungen gerichtet sind, des Kondensatorelements, um eine Öffnung des Metallgehäuses abzudichten; ein erster Isolierring, der auf einem oberen Ende des bearbeiteten Abschnitts des Metallgehäuses so vorgesehen ist, dass der Ring zwischen einer äußeren Wand der Klemmenplatte und einer inneren Wand des Metallgehäuses liegt, und sich zur inneren Oberfläche in einem Teil der Klemmenplatte fortsetzt; und ein Dichtungsring, der aus Gummi besteht, und auf dem Rand der Oberfläche der Klemmenplatte angeordnet ist, wobei ein Ende der Öffnung des Metallgehäuses so eingerollt ist, dass der Dichtungsring die Öffnung abdichten kann, wobei eine ringförmige Isolierschicht sich von einem Rand einer Endoberfläche des Kondensatorelements an der Seite der Klemmenplatte zu einer äußeren Wand erstreckt, die teilweise von der Endoberfläche des Kondensatorelements ausgeht, oder das Metallgehäuse zumindest an seinem inneren Wandteil teilweise isoliert ist, welches in enger Nähe dem Kondensatorelement zugewandt ist, an dem Rand der Endoberfläche, und der äußeren Wand, die teilweise vom Rand der Klemmenplatte ausgeht.
Kondensator nach Anspruch 23, bei welchem ein zweiter Isolierring zwischen dem ersten Isolierring und einer Endoberfläche des Kondensatorelements anstelle der ringförmigen Isolierschicht angeordnet ist, die sich von einem Rand einer Endoberfläche des Kondensatorelements an der Seite der Klemmenplatte teilweise zu einer äußeren Wand erstreckt, die von der Endoberfläche des Kondensatorelements ausgeht, oder zur Isolierung zumindest an der Innenwand des Metallgehäuses, welche eng gegenüberliegend dem Kondensatorelement am Rand der Endoberfläche angeordnet ist, und eng gegenüberliegend der äußeren Wand des Kondensatorelements, das teilweise von dem Rand ausgeht.
Kondensator nach Anspruch 24, bei welchem das Metallgehäuse einen ringförmigen Abschnitt aufweist, bei welchem ein Ziehvorgang durchgeführt wurde, was zu einem V- oder U-förmigem Querschnitt führt, und zumindest entweder eine Oberfläche in Querrichtung oder eine untere Oberfläche des bearbeiteten Abschnitts den zweiten Isolierring berührt.
Kondensator nach Anspruch 25, bei welchem der erste Isolierring und der Dichtungsring durch einen Dichtungsring ersetzt sind, der so ausgebildet ist, dass er ein Teil der äußeren Wand und den jeweiligen Rand der Oberfläche und der Unterseite der Klemmenplatte berührt.
Kondensator nach einem der Ansprüche 23 bis 26, bei welchem zumindest entweder der erste oder der zweite Isolierring aus Gummi besteht.
Kondensator nach einem der Ansprüche 23 bis 26, bei welchem zumindest entweder der erste oder der zweite Isolierring aus Harz besteht, und das Harz einen Biegemodul von nicht weniger als 500 MPa aufweist.
Kondensator nach einem der Ansprüche 23 bis 26, welcher ein Kondensatorelement aufweist, das mit einer gepolten Elektrodenschicht versehen ist, welche Elektroden festlegt, die auf einer Stromsammeleinheit vorgesehen sind, wobei die Stromsammeleinheit teilweise an einem Ende der Stromsammeleinheit freigelegt ist, wobei ein Paar aus der Anode und der Kathode in der gepolten Elektrodenschicht so angeordnet ist, dass der freigelegte Abschnitt der Stromsammeleinheit in entgegengesetzten Richtungen zueinander ausgerichtet ist, und ein Trennstück zwischen dem Paar der Elektroden angeordnet ist, und das Paar der Elektroden zusammen mit dem Trennstück zusammengerollt ist, um das Kondensatorelement auszubilden.
Kondensator nach einem der Ansprüche 23 bis 26, welcher ein Kondensatorelement aufweist, das mit einer gepolten Elektrodenschicht versehen ist, welche Elektroden festlegt, die insgesamt über einer Stromsammeleinheit vorgesehen sind, wobei ein Paar aus der Anode und der Kathode in der gepolten Elektrodenschicht so vorgesehen ist, dass deren Enden in entgegengesetzte Richtungen vorstehen, und ein Trennstück zwischen dem Paar der Elektroden angeordnet ist, und das Paar der Elektroden zusammen mit dem Trennstück zusammengerollt ist, um das Kondensatorelement auszubilden.
Kondensator, bei welchem vorgesehen sind: ein Kondensatorelement, das ein Paar aus einer Anode und einer Kathode in einer gepolten Elektrodenschicht aufweist, die auf einer Stromsammeleinheit aus Metallfolie vorgesehen ist, ein Trennstück, das zwischen der Anode und der Kathode angeordnet ist, wobei die Anode und die Kathode zusammen mit dem Trennstück zusammengerollt sind, um das Kondensatorelement auszubilden, und die Anode und die Kathode in entgegengesetzte Richtungen gerichtet sind; ein zylindrisches Metallgehäuse mit einem Boden, welches das Kondensatorelement und einen Treiberelektrolyten umschließt, wobei eine erste Elektrode der Elektroden, die in entgegengesetzte Richtungen gerichtet sind, des Kondensatorelements mit einer inneren Oberfläche des Bodens verbunden ist; und eine Klemmenplatte, deren innere Oberfläche mit einer zweiten Elektrode der Elektroden verbunden ist, die in entgegengesetzte Richtungen gerichtet sind, des Kondensatorelements, um eine Öffnung des Metallgehäuses abzudichten, wobei die erste Elektrode des Kondensatorelements durch das Metallgehäuse herausgeführt ist, und die zweite Elektrode durch die Klemme herausgeführt ist, die bei der Klemmenplatte vorgesehen ist, wobei zwei der Kondensatoren elektrisch und mechanisch mit einander entgegengesetzten Polungen zu einer Einheit durch eine Verbindungsplatte verbunden sind.
Kondensator nach Anspruch 31, bei welchem die Verbindungsplatte sechseckförmig ausgebildet ist, und an den Böden der Metallgehäuse der beiden Kondensatoren angeordnet ist, um die beiden Kondensatoren mittels Laserschweißen zu verbinden.
Kondensator nach Anspruch 32, bei welchem eine Berührungsfläche zwischen der Verbindungsplatte und den Böden der Metallgehäuse kleiner ist als 50 % der gesamten Bodenfläche der Metallgehäuse.
Kondensator nach Anspruch 32, bei welchem Spuren infolge Schweißen zwischen der Verbindungsplatte und den Metallgehäusen eine gerade Linie bilden.
Kondensator nach Anspruch 32, bei welchem die Verbindungsplatte einen Schlitz aufweist, der um eine Grenze zwischen den beiden Kondensatoren herumgelangt, die durch die Verbindungsplatte verbunden werden sollen.
Kondensator nach Anspruch 31, bei welchem die beiden Kondensatoren zu einer Einheit durch einen wärmeschrumpfbaren Film aus Harz abgeschirmt sind.
Kondensator nach Anspruch 31, der ein Kondensatorelement aufweist, das mit einer gepolten Elektrodenschicht versehen ist, welche Elektroden festlegt, die auf einer Stromsammeleinheit vorgesehen sind, wobei die Stromsammeleinheit teilweise an einem Ende der Stromsammeleinheit freigelegt ist, wobei ein Paar aus der Anode und der Kathode in der gepolten Elektrodenschicht so angeordnet ist, dass der freigelegte Abschnitt der Stromsammeleinheit in entgegengesetzten Richtungen zueinander ausgerichtet ist, und ein Trennstück zwischen dem Paar der Elektroden angeordnet ist, und das Paar der Elektroden zusammen mit dem Trennstück zusammengerollt ist, um das Kondensatorelement auszubilden.
Kondensator nach Anspruch 31, der ein Kondensatorelement aufweist, das mit einer gepolten Elektrodenschicht versehen ist, welche Elektroden festlegt, die insgesamt über einer Stromsammeleinheit vorgesehen sind, wobei ein Paar aus der Anode und der Kathode in der gepolten Elektrodenschicht in entgegengesetzte Richtungen voneinander verschoben ist, und das jeweilige Ende des Paares in entgegengesetzte Richtungen vorsteht, und ein Trennstück zwischen dem Paar der Elektroden vorgesehen ist, und das Paar der Elektroden zusammen mit dem Trennstück zusammengerollt ist, um das Kondensatorelement auszubilden.