JP2003309047A - アルミ電解コンデンサ用外装ケース - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルミ電解コンデンサの外装ケースにおける
天部の板厚を増すことなく天部の膨れ変形を低減し、か
つ、水素ガス等の爆発的噴出を防止する所定の圧力で防
爆弁を作動させるようにするとともに、防爆弁の作動時
においてコンデンサ素子の突出を防止することにより、
アルミ電解コンデンサを設置する際に必要な緩衝空間を
最小限として、アルミ電解コンデンサをより狭いスペー
スに設置できるアルミ電解コンデンサの外装ケースを提
供する。 【解決手段】 天部１１が上端を閉塞した筒形状であ
り、天部１１の外面に防爆弁２０を有し、コンデンサ素
子を収装するアルミ電解コンデンサ用外装ケースにおい
て、天部１１の板厚を縁部から中央部に向けて漸次薄く
し、天部の外面を凹状に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、アルミ電解コンデ
ンサに用いる外装ケースに関する発明である。

【０００２】

【従来の技術】アルミ電解コンデンサは、電極用のアル
ミ箔と絶縁紙を積層、巻回して形成したコンデンサ素子
に電解液を含浸させたものをアルミ等で形成された外装
ケースに収装し、この外装ケースを蓋により密閉し、端
子を引き出した構造である。アルミ電解コンデンサは使
用中に電解液の反応によって水素ガス等が発生するた
め、外装ケースの内部圧力が上昇して爆発を起こし、周
辺の電子回路に悪影響を及ぼす危険がある。そこで外装
ケースの天部に十字形などの形状を有する溝部からなる
防爆弁を形成し、外装ケースの内部圧力が一定圧（弁作
動圧）まで上昇した場合に前記溝部が切れることによっ
て内部圧力を逃がし、アルミ電解コンデンサが爆発する
ことを防止している。

【０００３】しかし、アルミ電解コンデンサは前述のよ
うに水素ガス等が発生して外装ケースの内部圧力が上昇
するため、防爆弁の作動圧まで達する前に、アルミ電解
コンデンサの天部が外側に膨れ変形を起す場合がある。
また、アルミ電解コンデンサを高温環境のもとで長期間
使用した場合にも、同様の膨れ変形が生ずる場合があ
る。この天部の膨れ変形はアルミ電解コンデンサの上方
に設置される他の電子部品等に天部が接触してショート
等の原因となったり、アルミ電解コンデンサ自体が上方
から圧迫されて端子の断線を招来するなどの問題があ
る。

【０００４】上記天部の膨れ変形の対策として、外装ケ
ースの天部の板厚を厚くすると、内部圧力に対して強く
なり、外装ケースの内部圧力の上昇による天部の膨れ変
形を低減することはできる。しかし、同時に防爆弁の弁
作動圧が高くなってしまい、防爆弁の作動時における水
素ガス等の噴出力が爆発に近い威力となり、周辺の電子
回路に悪影響を及ぼすおそれがある。また、天部の板厚
を一定のままとして天部を外装ケースの内面側に曲げ、
天部の外面を凹状（天部の内面が凸状）に形成した場
合、天部の内面を凸状に形成すると一般に平面の場合よ
り圧力に対して強くなるため、外装ケースの内部圧力の
上昇に対して膨れ変形は生じにくくなるが、同時に防爆
弁の弁作動圧も上昇してしまうため、天部の板厚を厚く
した場合と同様、外装ケース内部に発生した水素ガス等
の爆発的噴出を招き、周辺の電子回路に悪影響を及ぼす
おそれがある。

【０００５】また、防爆弁の作動時の内部圧力の強さ、
あるいは防爆弁の開き方によっては、アルミ電解コンデ
ンサの内部に収装されているコンデンサ素子のアルミ箔
が中心部から螺旋状に解けながら外装ケースの外に突出
し、アルミ電解コンデンサの上方に設置される他の電子
部品等に接触してショート等の原因となる場合がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにアルミ電
解コンデンサは、内部圧力の上昇による外装ケースの天
部の膨れ変形、防爆弁の作動圧が高くなることによる水
素ガスの爆発的噴出、あるいは防爆弁の作動時における
コンデンサ素子の突出などの問題を生ずる。このため、
アルミ電解コンデンサを電子回路に設置する際は他の電
子部品や電子回路から離して緩衝空間を設け、天部の膨
れ変形などの問題による影響を低減するようにしている
が、設置スペースに制限のある電子回路をより高性能
化、小型化させるためには、アルミ電解コンデンサの上
記問題を解決し、必要な緩衝空間を最小限として、アル
ミ電解コンデンサをより狭いスペースに設置できるよう
にすることが求められている。

【０００７】そこで本発明は、アルミ電解コンデンサの
外装ケースにおける天部の板厚を増すことなく天部の膨
れ変形を低減し、かつ、水素ガス等の爆発的噴出を防止
する所定の圧力で防爆弁を作動させるようにするととも
に、防爆弁の作動時においてコンデンサ素子の突出を防
止することにより、アルミ電解コンデンサを設置する際
に必要な緩衝空間を最小限として、アルミ電解コンデン
サをより狭いスペースに設置できるアルミ電解コンデン
サの外装ケースを提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るアルミ電解
コンデンサ用外装ケースは、上記課題を解決すべくなさ
れたものであり、天部が上端を閉塞した筒形状であり、
天部の外面に防爆弁を有し、コンデンサ素子を収装する
アルミ電解コンデンサ用外装ケースにおいて、天部の板
厚を縁部から中央部に向けて漸次薄くし、天部の外面を
凹状に形成したことを特徴とするアルミ電解コンデンサ
用外装ケースを基本とする。ここで筒形状とは、円形断
面の円筒形状のほか、断面が楕円形状や長円形である場
合を含むものである。

【０００９】上記天部に形する防爆弁の交差部を天部の
中心から変位させてもよく、その変位の量を天部の直径
の１０パーセントから２０パーセントとしてもよい。

【００１０】また、上記防爆弁を構成する溝部の溝底部
を天部の内面と平行に形成し、溝底部における天部の板
厚を一定にしてもよい。

【００１１】更に、上記防爆弁を構成する溝部の溝底部
の幅を０．１mmから０．１５mmとし、溝側面を垂直に対
して傾斜させるようにしてもよい。

【００１２】

【発明の効果】上記本発明に係るアルミ電解コンデンサ
用外装ケース１０によれば、天部１１の板厚を縁部から
中央部に向けて漸次薄くし、天部１１の外面を凹状に形
成することにより、天部１１は縁部から中央部に向かう
につれて相対的に窪んだ状態となり、天部１１の中央部
においては、縁部での板厚と中央部での板厚の差（これ
を「窪み量」とする）だけ相対的に窪んだ状態となる。
水素ガス等の発生によって外装ケース１０の内部圧力が
上昇した場合、天部１１が外側に膨れようとするが、前
述のように天部１１は中央部に向かうにつれて縁部より
窪んだ状態であるため、天部１１の膨れは窪み分だけ低
減され、中央部では膨れ変形量は窪み量だけ低減され
る。すなわち、天部１１の外面を凹状とすることによ
り、天部１１の外面が平坦であった従来の場合と比較し
て膨れ変形が見かけ上低減されることとなる。よって、
天部１１の膨れ変形によって発生していた、アルミ電解
コンデンサの上方に設置される他の電子部品等に天部１
１が接触してショート等を生じる問題や、アルミ電解コ
ンデンサ自体が上方から圧迫されて端子の断線を招来す
るなどの問題が回避され、特に天部１１の膨れが中央部
の窪み量より少ない場合には、縁部から突出する膨れ変
形は無いため、前記問題が生じることはない。

【００１３】天部１１の板厚を縁部から中央部に向けて
漸次薄くし、天部１１の外面を凹状に形成しているた
め、天部１１の板厚を増加させた場合や天部１１の内面
を凸状とした場合と比較して外装ケース１０の内部圧力
に対する強さは変化していない。従って天部１１の外面
が平坦であった従来の場合と比較して、天部１１に形成
した防爆弁２０の弁作動圧は高くなっておらず、水素ガ
ス等の爆発的噴出を防止する所望の圧力で防爆弁２０を
作動させることができ、周辺の電子回路に悪影響を及ぼ
すおそれがない。また、防爆弁２０の弁作動圧を一定に
することができるため、コンデンサ素子の突出を押さえ
ることができる。

【００１４】防爆弁２０を構成する溝部２１の交差部２
２を天部１１の中心から変位させているため、防爆弁２
０が作動しても開く部分は天部１１の中央部ではない。
内部に収装されているコンデンサ素子のアルミ箔が突出
するのはコンデンサ素子の中心部からであるが、天部１
１が必ずコンデンサ素子の中心部を被うため、外装ケー
ス１０の外部へ突出することが防止される。よって、ア
ルミ電解コンデンサの上方に設置される他の電子部品等
にコンデンサ素子が接触してショート等の原因となる場
合がない。

【００１５】以上により、アルミ電解コンデンサの外装
ケース１０における天部１１の板厚を増すことなく天部
１１の膨れ変形を低減し、かつ、水素ガス等の爆発的噴
出を防止する所望の圧力で防爆弁２０を作動させるよう
にするとともに、防爆弁２０の作動時においてコンデン
サ素子の突出を防止することにより、アルミ電解コンデ
ンサを設置する際に必要な緩衝空間を最小限として、ア
ルミ電解コンデンサをより狭いスペースに設置できるア
ルミ電解コンデンサの外装ケースを提供することができ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態及び実施例】本発明の実施例に係る
アルミ電解コンデンサの外装ケース１０について図に基
いて説明すると、図１は実施例に係るアルミ電解コンデ
ンサ用外装ケース１０の拡大側面図、図２は実施例に係
る外装ケース１０の天部１１の拡大平面図、図３は図２
の３―３断面（天部の中心を通る縦断面）の一部を拡大
した縦断面図、図４のａ、ｂ、ｃはそれぞれ他の実施例
に係る外装ケース１０の天部１１の拡大平面図、図５の
ａ、ｂ、ｃはそれぞれ他の実施例の外装ケース１０にお
いて、天部の中心を通る縦断面の一部を拡大した縦断面
図、図６は防爆弁２０を構成する溝部２１の拡大断面図
であって、外装ケース１０は天部１１によって上端が閉
塞された円筒形状であり、天部１１の外面に防爆弁２０
を有し、コンデンサ素子を収装してアルミ電解コンデン
サを構成するものである。

【００１７】図１に示すようにアルミ電解コンデンサ用
外装ケース１０は外径１６．０mmの円筒形状であって、
側部１２の板厚は０．３０mmである。図３に示すよう
に、天部１１は外面から板厚を減少させ、天部１１の内
面は平坦とし、板厚を縁部から中央部に向けて漸次薄く
して、天部１１の外面を凹状に形成している。天部１１
の板厚は縁部において０．３０mm、中央部では０．２０
mmとして、縁部を基準とすると中央部では０．１０mm窪
んでおり、これを窪み量Ａとすると、天部１１の中央部
の板厚を最も薄くして窪み量Ａを確保している。これ
は、天部１１の中央部が内面からの圧力によって最も大
きく膨れ変形する部位だからである。よって中心部の板
厚を薄くして窪み量Ａを確保することにより、天部１１
の縁部に対する突出量が小さくなる。

【００１８】本実施例の場合、縁部に対する中央部の窪
み量Ａは０．１０mmであり、天部１１の内面からの圧力
で天部１１が膨れ変形を生じても、膨れ変形が前記窪み
量Ａの０．１０mm以下であれば、天部１１の中央部は天
部１１の縁部と比較して突出しない状態となり、天部１
１の中央部の膨れ変形が縁部に対して相対的に抑制され
ることとなる。

【００１９】天部１１の外面の凹状の形状は、天部１１
の板厚を縁部から中央部に向けて直線的に薄くして、天
部１１の外面を図３のようにすり鉢状とすることを基本
とするが、図５aに示すように、天部１１の板厚を縁部
から中央部に向けて曲線的に薄くして、天部１１の外面
を凹レンズ状としても同様の効果を得ることができる。
また、図５ｂに示すように、天部１１の板厚を縁部から
中央部に向けて直線的または曲線的に薄くする部分と、
天部１１の板厚を一定にする部分を組み合わてもよく、
更に図５ｃに示すように、天部１１の板厚を段階的に薄
くして天部１１の外面を凹状とすることもできる。

【００２０】天部１１の凹状の形状は、外装ケース１０
の絞り加工と同時に形成してもよく、または天部１１の
板厚を一定とした一定の外装ケース１０を絞り加工手段
等により形成し、次にプレス加工手段を用いて天部１１
の凹状の形状を形成してもよい。

【００２１】次に天部１１の外面に形成する防爆弁２０
は、図２に示すように一定幅の溝部２１を交差させて構
成したものであり、溝部２１が交差する交差部２２を天
部１１の中心から変位させて形成する。変位させる量
は、防爆弁２０の作動で溝部２１の交差部２２が開いて
もコンデンサ素子の中心部が外部に突出せず、かつ防爆
弁２０の作動圧を上昇させない範囲で選択することがで
きるが、本実施例では変位させる量は２．４mmとし、こ
れは天部１１の直径の１５パーセントに相当する量であ
る。直径が異なる場合であっても、交差部２２を変位さ
せる量は直径の１０パーセントから２０パーセント程度
とし、かつ直径の大小に関わらず１mm以上を確保する。

【００２２】防爆弁２０の形状は、図２に示すように同
じ長さの二本の溝部２１を中点位置で直交させた十字形
としたが、他に図４aのように中点以外で交差させた縦
長十字架形、図４ｂのように長短の溝部２１による横長
十字形や図４ｃのように三本以上の溝部２１を交差させ
た形状としてもよい。

【００２３】防爆弁２０を構成する溝部２１の断面形状
は図６に示すように、溝底部２３を形成し、外面が開い
たように形成する。溝底部２３における板厚（溝底部厚
さＢ）を０．１〜０．１５mmとし、溝底部２３の幅は
０．１５mm、溝側面２４の傾斜角度は、垂直から２４度
とする。しかし、溝底部厚さＢ、溝底部２３の幅寸法、
溝側面２４の傾斜は、防爆弁２０の作動圧と密接な関係
があるため、これらの寸法はアルミ電解コンデンサの外
装ケース１０の天部１１の板厚や、所望の防爆弁２０の
作動圧により決定されるものであり、前記寸法に限定さ
れるものではない。

【００２４】防爆弁２０を構成する溝部２１の形成は、
天部１１の外面を凹状となるように形成した後に、外装
ケース１０の内側に挿入して天部１１の内面に当接され
る内側金型と、防爆弁２０の長さ、溝底部２３厚さの形
成に対応する押圧刃の形成された押金型により行う。

【００２５】上記の構成を具備させた外装ケース１０を
用いてアルミ電解コンデンサを試作し、雰囲気１５０℃
の環境下にアルミ電解コンデンサを置き、一定時間毎に
天部１１の膨れ変形を計測する試験を行った。同時に天
部３１の外面を凹状に形成していない従来の外装ケース
３０を用いたアルミ電解コンデンサについても同様の試
験を行い天部３１の膨れ変形を比較した。図７は試験の
結果を示すグラフであり、天部の縁部に対する中央部の
膨れ変形を計測したものである。図８aは実施例に係る
外装ケース１０の試験後の拡大側面図、図８ｂは従来の
アルミ電解コンデンサの外装ケース３０の試験後の拡大
側面図を示す。

【００２６】上記試験の結果、図７のグラフに示すよう
に試験開始後一定時間内では、実施例の外装ケース１０
を用いたアルミ電解コンデンサの天部の膨れ変形は凹状
の窪み量以下であるため、中央部が縁部から突出しない
ことが確認された。

【００２７】また、一定時間後には、いずれのアルミ電
解コンデンサにおいても天部１１、３１に膨れ変形が見
られ、８０分経過後は両アルミ電解コンデンサの天部１
１、３１の膨れ変形は一定となったが、８０分経過時点
における膨れ変形は従来のアルミ電解コンデンサの膨れ
変形が０．５５mmであるのに対して（図８ｂ）、実施例
の外装ケース１０を用いたアルミ電解コンデンサでは
０．３mmに抑えられ（図８a）、４５パーセント以上も
天部１１の膨れ変形が抑制された。従って、天部１１を
中央部に向かうにつれて縁部より窪んだ状態としたこと
により、天部１１の膨れは窪み分だけ低減され、中央部
では膨れ変形量が窪み量だけ低減されるという効果、す
なわち、天部１１の外面を凹状とすることにより、天部
の外面が平坦であった従来の場合と比較して膨れ変形が
見かけ上低減されるという効果が確認された。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係るアルミ電解コンデンサ用外装ケー
ス１０の拡大側面図である。

【図２】実施例に係る外装ケース１０の天部１１の拡大
平面図である。

【図３】図２の３―３断面（天部の中心を通る縦断面）
の一部を拡大した縦断面図である。

【図４】ａ、ｂ、ｃはそれぞれ他の実施例に係る外装ケ
ース１０の天部１１の拡大平面図である。

【図５】ａ、ｂ、ｃはそれぞれ他の実施例の外装ケース
１０において、天部の中心を通る縦断面の一部を拡大し
た縦断面図である。

【図６】防爆弁２０を構成する溝部２１の拡大断面図で
ある。

【図７】試験の結果を示すグラフであり、天部の縁部に
対する中央部の膨れ変形を計測したものである。

【図８】aは実施例に係る外装ケース１０の試験後の拡
大側面図、ｂは従来のアルミ電解コンデンサの外装ケー
ス３０の試験後の拡大側面図である。

【符号の説明】

１０ アルミ電解コンデンサ用外装ケース １１ 天部 １２ 側部 ２０ 防爆弁 ２１ 溝部 ２２ 交差部 ２３ 溝底部 ２４ 溝側面 ３０ （従来の）アルミ電解コンデンサ用外装ケース ３１ （従来の）天部 ３２ （従来の）側部 Ａ 窪み量 Ｂ 溝底部厚さ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】天部１１が上端を閉塞した筒形状であり、
   天部１１の外面に防爆弁２０を有し、コンデンサ素子を
   収装するアルミ電解コンデンサ用外装ケースにおいて、 天部１１の板厚を縁部から中央部に向けて漸次薄くし、
   天部１１の外面を凹状に形成したことを特徴とするアル
   ミ電解コンデンサ用外装ケース。
2. 【請求項２】天部１１に形成する防爆弁２０の交差部２
   ２が天部１１の中心から変位していることを特徴とする
   請求項１記載のアルミ電解コンデンサ用外装ケース。
3. 【請求項３】防爆弁２０の交差部２２が天部１１の中心
   から変位しており、変位の量が天部１１の直径の１０パ
   ーセントから２０パーセントであることを特徴とする請
   求項２記載のアルミ電解コンデンサ用外装ケース。
4. 【請求項４】防爆弁２０を構成する溝部２１の溝底部２
   ３を天部１１の内面と平行に形成し、溝底部２３におけ
   る天部１１の板厚を一定にしたことを特徴とする請求項
   １、２または３記載のアルミ電解コンデンサ用外装ケー
   ス。
5. 【請求項５】防爆弁２０を構成する溝部２１の溝底部２
   ３が幅０．１mmから０．１５mmであり、溝側面２４が垂
   直に対して傾斜していることを特徴とする請求項１、
   ２、３、４または５記載のアルミ電解コンデンサ用外装
   ケース。