JP6016478B2 - 電解コンデンサ用の圧力弁、および、これを用いた電解コンデンサ - Google Patents
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Description
当該問題を回避するため、1つの弁のみを用いることも考えられるが、この場合、通常使用時に生じる内部ガスの放出に対応するためには、弁の厚みを小さくする必要がある。
しかしながら、弁の厚みを小さくすると、弁が破断し易くなり、電解コンデンサの長寿命化を実現することができない。
具体的には、通常使用時には、動作電流等によってケース内部に発生したガスを、薄肉部を介して外部に放出することができる一方、急激な内圧上昇時には、薄肉部中央が破断し、圧力弁を作動させることができる。
これは、薄肉部が、ガス透過性を有する材料からなるとともに、通常使用時等の比較的低い内圧では破断し難い構成(即ち、薄肉部の外縁が、薄肉部の内側に向かって凸となる複数の第1円弧を有する形状であり、丸みを帯びた形状であるため、薄肉部の外縁の角部に局所的に応力が集中することを回避でき、内圧上昇時に、薄肉部の外縁に応力が集中せず、効果的に応力が分散される構成)を有するためである。一方、急激な内圧上昇時には、応力が集中する薄肉部の中心部分が破断し、圧力弁を作動させることができる。
したがって、上記第1および第2観点によれば、内部ガス放出用の部品の点数を抑えつつ、電解コンデンサの長寿命化を実現することができる。
封口体3bの上部周縁には、弾性材料(ゴム等)からなるパッキン3xが設けられている。パッキン3xは、封口体3bとケース3aとの隙間からケース3a内のガスが漏出するのを防止する機能を有する。ケース3aの上端は、パッキン3xに加締固定されている。
封口体3bには、封口体3bの厚み方向から見たときの中心(端子7a,7b間の中央)と外縁との間に、ケース3aの内部と外部とを連通する貫通孔3b1が形成されている。圧力弁10は、当該貫通孔3b1を塞ぐように設けられており、その上面に設けられたロックワッシャ8によって、封口体3bに固定されている。圧力弁10は、ケース3a内のガスを放出する機能を有する。
厚肉部11bは、薄肉部11aに対して厚み方向の両方向(図3(c)の上下方向)に同じ量だけ突出している。作動部11の厚み方向から見て、薄肉部11aは十字状であり、厚肉部11bの外縁は円形である。厚肉部11bは、薄肉部11aの周囲において、薄肉部11aを画定するように設けられている。
作動部11の厚み方向から見て、薄肉部11aの外縁は、薄肉部11aの中心Oに向かって(即ち、薄肉部11aの内側に向かって)凸となる複数の第1円弧a1と、薄肉部11aの中心Oから離隔する方向に(即ち、薄肉部11aの外側に向かって)凸となる複数の第2円弧a2とを有する形状である。第2円弧a2は十字の各先端を構成し、第1円弧a1は十字の交差部分を構成している。各第2円弧a2は厚肉部11bの外縁と接している。
リブ12bは、本体12aの外周端面から外側に突出している。リブ12bの角部には、アールが設けられている。
一方、内部ガスの圧力(内圧)が急激に上昇し、内圧が第2所定圧力(>第1所定圧力)以上になると、薄肉部11aは、盛り上がるように変形し、最終的に亀裂が生じて破断する。このとき、応力的に弱い薄肉部11aに、先に亀裂が生じる。厚肉部11bには、多少変形が生じても、亀裂は生じない。
圧力弁50は、略円盤状であり、作動部51、および、作動部51を当該作動部51の外縁から支持する環状の支持部52を含む。
圧力弁50は、ガス透過性および可撓性を有する材料(シリコンゴム等)からなり、作動部51および支持部52が一体になるよう形成されている。
作動部51は、作動部51の厚み方向(図4(a)の紙面に垂直な方向)から見て、円形であり、一定の厚みを有する。
支持部52は、本体52aおよびリブ52bを含む。本体52aの厚みは、一定であり、作動部51の厚みよりも大きい。リブ52bの厚みは、作動部51の厚みよりも大きく、本体52aの厚みよりも小さい。
リブ52bは、本体52aの外周端面から外側に突出している。リブ52bの角部には、アールが設けられている。
図4(b)に示すように、寸法については、R1(作動部51の直径)=6mm、R2(本体52aの外径)=12mm、D0(本体52aの厚み)=2mm、D3(作動部51の厚み)=0.45mmである。また、リブ52bの突出量は0.5mm、リブ52bのアールの半径は0.5mm、作動部51と支持部52との境界に設けられたアールの半径は0.2mmである。
具体的には、通常使用時には、動作電流等によってケース3a内部に発生したガスを、薄肉部11aを介して外部に放出することができる一方、急激な内圧上昇時には、薄肉部11aが破断し、圧力弁10を作動させることができる。
これは、薄肉部11aが、ガス透過性を有する材料からなるとともに、通常使用時等の比較的低い内圧では破断し難い構成(即ち、薄肉部11aの外縁が、薄肉部11aの内側に向かって凸となる複数の第1円弧a1を有する形状であり、丸みを帯びた形状であるため、薄肉部11aの外縁の角部に局所的に応力が集中することを回避でき、内圧上昇時に、薄肉部の11a外縁に応力が集中せず、効果的に応力が分散される構成)を有するためである。一方、急激な内圧上昇時には、応力が集中する薄肉部11aの中心部分が破断し、圧力弁10を作動させることができる。
したがって、本実施形態によれば、内部ガス放出用の部品の点数を抑えつつ、電解コンデンサ1の長寿命化を実現することができる。
圧力弁は、支持部を有さず、作動部のみを有してもよい。
作動部の形状は、円形に限定されず、任意の形状(楕円形等)であってよい。
薄肉部の形状は、十字状であることに限定されず、大字状、Y字状、T字状、X字状、K字状、放射状、多角形状、十字状または上記形状を複数組み合わせた形状等、任意である。
また、薄肉部の外縁は、上述の実施形態では、作動部の厚み方向から見て、薄膜部の中心線(中心を通る線)に関して線対称な形状であり、且つ、薄膜部の中心Oに関して点対称な形状であるが、薄膜部の中心線または中心に対して対称な形状で有ることに限定されない。
厚肉部は、上述の実施形態では薄肉部に対して厚み方向の両方向に同じ量だけ突出しているが、各方向への突出量は任意である。
圧力弁、および、電解コンデンサの各部を構成する材料は、上述したものに限定されない。
2 コンデンサ素子
3a ケース
3b 封口体
10 圧力弁
11 作動部
11a 薄肉部
11b 厚肉部
12 支持部
a1 第1円弧
a2 第2円弧
O 中心
Claims (7)
- 電解コンデンサにおけるコンデンサ素子を収容するケースを封止する封口体に設けられ、前記ケース内のガスを放出する、電解コンデンサ用の圧力弁であって、
薄肉部および前記薄肉部の外側に設けられた前記薄肉部よりも厚みが大きい厚肉部を含む作動部を有し、
前記作動部のうち少なくとも前記薄肉部が、ガス透過性を有する材料からなり、
前記作動部の厚み方向から見て、前記薄肉部の外縁が、角部を有さず、前記薄肉部の内側に向かって凸となる複数の第1円弧を有する形状であることを特徴とする、圧力弁。 - 前記作動部の厚み方向から見て、前記薄肉部の外縁が、前記薄肉部の外側に向かって凸となる複数の第2円弧をさらに有する形状であることを特徴とする、請求項1に記載の圧力弁。
- 前記作動部の厚み方向から見て、前記薄肉部の外縁が、前記薄膜部の中心線に関して対称な形状であることを特徴とする、請求項1または2に記載の圧力弁。
- 前記作動部の厚み方向から見て、前記薄肉部が十字状であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の圧力弁。
- 前記作動部の厚み方向から見て、前記作動部が円形であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の圧力弁。
- 前記厚肉部よりも厚みが大きく、前記作動部を当該作動部の外縁から支持する環状の支持部をさらに備えたことを特徴とする、請求項5に記載の圧力弁。
- コンデンサ素子と、
前記コンデンサ素子を収容するケースと、
前記ケースを封止する封口体と、
前記封口体に設けられた、請求項1〜6のいずれか一項に記載の圧力弁と、
を備えたことを特徴とする、電解コンデンサ。
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