JP4345126B2

JP4345126B2 - Electrolytic capacitor with safety device

Info

Publication number: JP4345126B2
Application number: JP07418399A
Authority: JP
Inventors: 洋一志田; 行男上田; 寿得香川; 勉丹治
Original assignee: Nippon Chemi Con Corp
Current assignee: Nippon Chemi Con Corp
Priority date: 1999-03-18
Filing date: 1999-03-18
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2019-03-18
Also published as: JP2000269097A

Description

【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、異常時におけるコンデンサ内部の圧力上昇により、電気回路を遮断させて動作を停止する保安装置を備えた電解コンデンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、これら保安装置付きの電解コンデンサとしては、内圧の上昇に伴うコンデンサの破裂を防止するために、外装ケ−ス等に機械的脆弱部（安全弁）を設けて、該機械的脆弱部（安全弁）が破断、動作して内圧が過度に上昇することを防ぐものがある。しかし、これら機械的脆弱部（安全弁）を用いたものは、前記機械的脆弱部（安全弁）の破断により外装ケ−ス内部の圧力を外部に逃がすことにより前記内圧の過度の上昇を防止することから、電解コンデンサ内部の電解液も同時に外部に飛散してしまい、その他の実装部品に損傷を及ぼす場合があった。
【０００３】
このため近年では、より安全なコンデンサとして、前記のように電解コンデンサ内部の電解液が飛散することことなく、オ−プン状態が形成されて動作停止する電解コンデンサが求められており、これらの電解コンデンサとしては、実公昭５５−６５８４４号等にて提案されているように、コンデンサ素子を収容する外装ケ−スの開口を塞ぐ封口板が、内圧の上昇に伴い変形することにより、該封口板に設けられた端子電極と前記コンデンサ素子より導出された電極との接続が離脱することにより、前記コンデンサ素子への給電が遮断されてその動作が停止するものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら内圧の上昇にる封口板の変形により動作停止状態とする保安装置付きの電解コンデンサでは、内圧が上昇しても内部のガスおよび電解液を外部に放出することなく、前記封口板が変形して動作停止するものでなければならないが、従来より前記外装ケ−ス内部の密閉は金属外装ケ−ス開口端外周部をカ−リング加工することにより実施されているため、内圧が上昇して前記封口板が変形、特に、これら電解コンデンサが基板やブスパー等に実装された場合では、各電極間隔が広がるような変形が、実装基板やブスパー等により規制されることから、その変形が前記カ−リング加工部近傍に集中するようになり、該カ−リング加工部において十分な気密が得られず、内部のガスや電解液が外部に漏れてしまうおそれがあるとともに、これらガスの流出によって前記封口板の変形が十分になされず、動作停止を生じない場合があるという問題があった。
【０００５】
よって、本発明は上記した問題点に着目してなされたもので、内部のガスや電解液が外部に飛散することなく、確実な動作の停止がなされる保安装置付き電解コンデンサを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記した問題を解決するために、本発明の保安装置付き電解コンデンサは、コンデンサ素子を有底筒状のアルミ製外装ケース内に収納し、該アルミ製外装ケ−スの開口部を前記コンデンサ素子に接続されたリ−ド端子が設けられた封口板にて塞ぐとともに、該開口端の外周部をカ−リング加工して前記アルミ製外装ケ−ス内部を密閉して、該アルミ製外装ケ−ス内部の圧力上昇による前記封口板の変形により、前記リ−ド端子と前記コンデンサ素子との接続が遮断される保安装置付き電解コンデンサにおいて、前記アルミ製外装ケ−スの外径寸法；Ｘ、側部肉厚；Ｙ、カ−リング加工の曲率半径；Ｒが、Ｘ≧２０ｍｍ、０.３≦Ｙ≦１.５ｍｍ、１.１≦Ｒ≦２.０ｍｍであり、前記コンデンサ素子より導出されるリードタブに電気的に接合された第一リベットと、該第一リベットを移動不能に支持する固定板と、両極の外部端子と電気的に接合されるとともに前記封口板に支持された第二リベットと、前記封口板の内部側に当接して配置されて前記両極の各第二リベットの間隔を固定する硬質の支持板と、を具備し、前記第一リベットと第二リベットとが、第一リベットと第二リベットの少なくとも一方に設けられた薄肉の外周縁部にて接合され、前記第二リベットが封口板の変形に伴ってほぼ平行に外部方向に移動して、前記薄肉の外周縁部が尖断方向に破断するように、前記外周縁部とリベット本体部との境界部に、薄肉とされた弱点部が厚み方向に設けられていることを特徴としている。
この特徴によれば、前記アルミ製外装ケースの外径寸法；Ｘ、側部肉厚；Ｙ、カ−リング加工の曲率半径；Ｒが、Ｘ≧２０ｍｍ、０.３≦Ｙ≦１.５ｍｍ、１.１≦Ｒ≦２.０ｍｍとすることにより、前記封口板の内圧の上昇に伴う変形よってリ−ド端子と前記コンデンサ素子との接続が離脱する以前において、該変形による内部ガスや電解液の外部への飛散を生じることのない十分な気密性能を有するカ−リング加工部を得ることができ、確実な動作の停止がなされるようになる。また前記第一リベットと第二リベットとが、前記薄肉の外周縁部にて直接接合されているために、その高さ方向の寸法を小さくできるばかりか、これら外周縁部は、第一リベットおよび／または第二リベットに付帯していることから、これら第一リベットと第二リベットとを接続する単独の接続板に比較してその肉厚を薄くすることができ、更にはその破断方向が厚み方向である尖断方向となるために少ない伸びや橈にて確実に破断が生じるようになるとともに、前記支持板が電極間隔を固定しているために、電解コンデンサが基板やブスパー等に実装されていても、封口板が外部方向にほぼ平行を保った状態にて変形可能となるため、これら実装時においても確実に破断がなされて動作が停止するようになる。そして破断に必要とされる力を大きくすることなく、前記弱点部以外の前記外周縁部の肉厚を適宜に厚くすることができ、接合時や組立時における取り扱い性を向上できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
【００１１】
（実施例）
図１は本実施例の保安装置付き電解コンデンサを実装基板に実装した状態を示す断面図であり、図２は、本実施例の保安装置付き電解コンデンサの保安装置が作動した状態を示す断面図であり、図３（ａ）は、本実施例における保安装置付き電解コンデンサの第一リベットと第二リベットとの接合部を示す拡大断面図であり、図３（ｂ）は、本実施例における保安装置付き電解コンデンサの第一リベットと第二リベットとの接合部の破断状況を示す拡大断面図であり、図４は、本実施例におけるカ−リング加工部を示す拡大断面図である。
【００１２】
前記図１および図２において、１はコンデンサ素子、２はアルミ製外装ケ−ス、３はコンデンサ素子１より導出されたアルミリードタブ、４はアルミリードタブと電気的に接合された第一リベット、５は封口板８を貫通して外部端子９と接合する第二リベット、６は第二リベットと嵌合して第二リベット５および外部端子９の間隔を固定する硬質の支持板、７は前記第一リベットを支持、固定する固定板、８はアルミ上蓋１２とその表面を覆う弾性部材である成形ゴム１３から成る封口板、９は実装基板１１と接続される外部端子、１０はコンデンサ素子を固定する固定剤、１１は実装基板、１７は固定板７に設けられコンデンサケース内部の圧力が封口板に作用するようにするための孔部、１８は外装ケースに設けられた絞り加工による溝部である。
【００１３】
この封口板８の外装ケ−ス２内部側の所定位置には、図１に示されるように第一リベット４が貫通、嵌合して第一リベット４を支持、固定とする電気絶縁性を有する樹脂製の固定板７が配置され、これら固定板７は、前記外装ケ−ス２側部外周に設けられた絞り加工による溝部１８と、前記封口板８の下面とに挟まれて固定されており、この固定板７には、コンデンサ素子１の温度上昇に伴い発生するガスによる圧力が、前記封口板８に作用するように、固定板７の内側と外側とを連通する孔部１７が所定位置に設けられている。
【００１４】
第一リベット４は、コンデンサ素子１より導出されたアルミリードタブ３と、前記固定板７上にて電気的かつ機械的にかしめ接続されている。
【００１５】
また、第二リベット５は、前記封口板８を貫通し、その外部端に外部端子９が機械的にかしめ接続されるとともに溶接接続されており、これら封口板８に、その内面部に前記支持板６を当接させて嵌合されることにより、封口板８に設けられた第二リベット５の貫通孔が、前記アルミ上蓋１２表面に設けられた成形ゴム１３が変形することにより、密閉されるようになるとともに、これら第二リベット５が、前記支持板６とともに強固に封口板８に固定されて、封口板８の変形に連れて、その電極間隔をほぼ保った状態にて移動するようになっている。
【００１６】
また、本実施例では、前記封口板８に設けられた貫通孔表面も前記成形ゴム１３にて覆われており、更には前記支持板６も電気絶縁性のものとされていて、各第二リベット５および外部端子９が電気的に絶縁されるようになっている。
【００１７】
本実施例では、これら第一および第二のリベット４、５が、当接可能なほぼ同一垂直線上に配置され、前記第一リベット４の第二リベット５との接合部には、図３（ａ）に示されるように、第一リベット４の外周方向に薄肉の縁部１５が形成されており、該薄肉の縁部１５が超音波溶接により第二リベット５と溶接されて接合、導通するようになっているとともに、前記第一リベット４と薄肉の縁部１５との境界には、薄肉の弱点部１６が形成されている。
【００１８】
また、本実施例の保安装置付き電解コンデンサは、その内部に前記コンデンサ素子１を収納した有底円筒状の外装ケ−ス２の端部開口の外周周辺部が、前記アルミ上蓋１２表面に成形加工された成形ゴム１３を介してカ−リング加工されることにより、外装ケ−ス２内部が気密に密閉されている。
【００１９】
該本実施例の外装ケ−ス２はアルミ製とされており、その側部の肉厚は、これが０.３ｍｍ未満であると、外装ケ−スとしての十分な機械的強度が得られず、これが１.５ｍｍを超えると前記のカ−リング加工性が著しく悪化してしまうことから、本発明では０.３〜１.５ｍｍの範囲とされ、この範囲内にて必要とされる外装ケ−スの機械的強度から適宜に選択することができる。
【００２０】
また、前記カ−リング加工の曲率としては、外装ケ−ス２がアルミ製であることから、該曲率半径が１.１ｍｍ未満であると、曲率がきつく該アルミが破断するおそれがあり、これが２.０ｍｍを超えると、該カ−リング加工部分が前記封口板８の変形に伴ってめくれあがり、該変形における十分な気密が得られなくなる場合があることから、本発明では１.１〜２.０ｍｍの範囲とされ、この範囲内にて使用する前記外装ケ−スの肉厚等より適宜に選択することができる。
【００２１】
また、本発明の保安装置付き電解コンデンサの外径は、これが２０ｍｍ未満であると、前記封口板８の変形によって前記第一リベット４と第二リベット５との接続を離脱させることが困難となることから、２０ｍｍ以上とされる。
【００２２】
以下に本実施例の保安装置付き電解コンデンサの動作について説明すると、外装ケ−ス２内部の圧力が上昇して封口板８が外側に変形すると、この変形は、前記支持板６が両極の各第二リベット５の間隔が変形により開くことを防止することから、これら開こうとする力が外部垂直方向の変形力となり、図２に示すように前記封口板８が外部方向にほぼ平行を保ったまま変形することとなって、第一リベット４と第二リベット５の接合部において、図３（ｂ）に示されるように、前記第二リベット５に超音波溶接された薄肉の縁部１５が該第二リベット５に連れて外部方向にほぼ平行に移動することから、第一リベット４の前記弱点部１６が、その厚み方向である尖断方向に破断して離間し、オ−プン状態が形成されてコンデンサ素子１への給電が停止するようになる。
【００２３】
これら本実施例のようにすれば、前記封口板８が内圧の上昇により変形しても、内部ガスや電解液が外部へ漏れることのない十分な気密性能を有するカ−リング加工部を得ることができ、これら圧力の漏れを生じないことから前記第一リベット４と第二リベット５の離間が確実になされるようになって確実な動作の停止を実施できるようになる。
【００２４】
また、前記支持板６を使用することにより、前記封口板８が外部方向にほぼ平行を保ったまま変形するようになるため、外部端子９が実装基板１１やブスパ−等に固定された状態であっても、封口板８が変形せずにオ−プン状態とならないようなことがないばかりか、これら基板等からコンデンサが離脱するようなことが防止される。
【００２５】
更には、前記薄肉の縁部１５の破断が、薄肉の縁部１５の厚み方向である尖断方向への移動により生じることから、薄肉の縁部１５が生じる伸びや橈が著しく少なく、少ない変形による移動量であっても、確実に破断を生じることから、確実に切断がなされてオ−プンの状態が形成されるようになる。
【００２６】
また、本実施例のように、接合部を薄肉の縁部１５とすることにより、前記第一リベット４と第二リベット５の接続を行うアルミ連結板のような単独の接続部材として取り扱う必要がないことから、その肉厚も薄くすることが可能となり、破断に必要とされる力をより小さくでき、より確実な破断がなされるようになる。
【００２７】
また、本実施例では、前記第一リベット４に薄肉の縁部１５を設けているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら薄肉の縁部１５を第２リベット５や双方に設けても良い。
【００２８】
また、本実施例では、前記接合部における接合を超音波溶接により接合しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、十分な接合強度と導通が得られれば、その他の接合方法による接合を用いるようにしても良い。
【００２９】
また、本実施例では前記のように、弱点部１６を第一リベット４に形成しているが、このようにすることは、破断に必要とされる力をより低いものとすることが可能となることから好ましいが、本発明はこれに限定されるものではなく、前記封口板８の変形により十分な破断力を得ることが可能である場合には、これら弱点部１６を設けずとも良い。
【００３０】
また、前記実施例では動作停止が前記第一リベット４と第二リベット５の離間によりなされるようになっているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら動作停止の機構は、前記封口板８の変形によりなされるものであれば良い。
【００３１】
また、本実施例では、前記のようにアルミ上蓋１２表面に弾性部材として成形ゴム１３を形成しているが、これら成形ゴム１３を形成することは、前記カ−リング加工部分の気密性を向上できることから好ましいが、本発明はこれに限定されるものではなく、適宜これら成形ゴム１３等の弾性部材を用いずとも良く、更には、これら弾性部材は、前記ゴム材のみに限定されるものではなく、その他適宜な弾性を有する樹脂等であっても良い。
【００３２】
また、本実施例では、前記上蓋１２の材質としてアルミを用いているが、これらアルミは適宜な可塑変形性を有し該周辺部のカ−リング加工にて高い気密性を得られることから好ましいが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら材質としてその他の金属を使用しても良いし、前記アルミ等との合金等として使用しても良い。
【００３３】
また、本実施例では、前記外装ケ−ス２を円筒状としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これを使用するコンデンサ素子に対応して楕円筒状や四角筒状としても良く、この場合において外径とは、前記楕円筒状においては少なくとも短辺方向の径を本発明の外径とすれば良く、更に前記四角筒状においては、少なくとも対角線の長さを本発明の外径とすれば良い。
【００３４】
なお、前記実施例において、保安装置付きコンデンサがオ−プン状態になる内圧の設定は、前記封口板８を構成するアルミ上蓋１２の材質、形状、厚さ、支持板６の大きさ、前記接合部の接合強度または薄肉の縁部１５の肉厚または前記弱点部の肉厚等の組み合わせにより、電解コンデンサの定格、用途に応じて適宜調整することができる。
【００３５】
以上、本発明を図面に基づいて説明してきたが、本発明はこれら前記実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲での変更や追加があっても、本発明に含まれることは言うまでもない。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は次の効果を奏する。
【００３７】
（ａ）請求項１の発明によれば、前記アルミ製外装ケースの外径寸法；Ｘ、側部肉厚；Ｙ、カ−リング加工の曲率半径；Ｒが、Ｘ≧２０ｍｍ、０.３≦Ｙ≦１.５ｍｍ、１.１≦Ｒ≦２.０ｍｍとすることにより、前記封口板の内圧の上昇に伴う変形よってリ−ド端子と前記コンデンサ素子との接続が離脱する以前において、該変形による内部ガスや電解液の外部への飛散を生じることのない十分な気密性能を有するカ−リング加工部を得ることができ、確実な動作の停止がなされるようになる。また前記第一リベットと第二リベットとが、前記薄肉の外周縁部にて直接接合されているために、その高さ方向の寸法を小さくできるばかりか、これら外周縁部は、第一リベットおよび／または第二リベットに付帯していることから、これら第一リベットと第二リベットとを接続する単独の接続板に比較してその肉厚を薄くすることができ、更にはその破断方向が厚み方向である尖断方向となるために少ない伸びや橈にて確実に破断が生じるようになるとともに、前記支持板が電極間隔を固定しているために、電解コンデンサが基板やブスパー等に実装されていても、封口板が外部方向にほぼ平行を保った状態にて変形可能となるため、これら実装時においても確実に破断がなされて動作が停止するようになる。そして破断に必要とされる力を大きくすることなく、前記弱点部以外の前記外周縁部の肉厚を適宜に厚くすることができ、接合時や組立時における取り扱い性を向上できる。
【００４１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における保安装置付き電解コンデンサを示す断面図である。
【図２】本発明の実施例における保安装置付き電解コンデンサの保安装置が動作した状況を示す断面図である。
【図３】（ａ）本発明の実施例における保安装置付き電解コンデンサの第一リベットと第二リベットとの接合部を示す拡大断面図である。
（ｂ）本発明の実施例における保安装置付き電解コンデンサの第一リベットと第二リベットとの接合部の破断状況を示す拡大断面図である。
【図４】本発明の実施例におけるカ−リング加工部を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
ｌコンデンサ素子
２コンデンサケース
３（アルミ）リードタブ
４第一リベット
５第二リベット
６支持板
７固定板
８封口板
９外部端子
１０固定剤
１１実装基板
１２アルミ上蓋
１３成形ゴム
１５薄肉外周部
１６弱点部
１７孔部
１８溝部[0001]
[Field of the Invention]
The present invention relates to an electrolytic capacitor provided with a safety device that stops an operation by interrupting an electric circuit due to an increase in pressure inside the capacitor during an abnormality.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as these electrolytic capacitors with a safety device, in order to prevent the capacitor from bursting due to an increase in internal pressure, a mechanical weak portion (safety valve) is provided in an outer case or the like, and the mechanical weak portion (safety valve) ) Breaks and operates to prevent the internal pressure from rising excessively. However, those using these mechanically weakened parts (safety valves) prevent excessive increase of the internal pressure by letting the pressure inside the outer case escape to the outside due to the breakage of the mechanically weakened parts (safety valve). Therefore, the electrolytic solution inside the electrolytic capacitor may also be scattered to the outside at the same time, which may damage other mounted components.
[0003]
For this reason, in recent years, there has been a demand for an electrolytic capacitor that can be operated in an open state without causing the electrolytic solution inside the electrolytic capacitor to scatter, as a safer capacitor. As the capacitor, as proposed in Japanese Utility Model Publication No. 55-65844, etc., the sealing plate that closes the opening of the outer case that accommodates the capacitor element is deformed as the internal pressure increases, so that the sealing plate It is known that when the connection between the terminal electrode provided on the electrode and the electrode derived from the capacitor element is disconnected, the power supply to the capacitor element is cut off and the operation stops.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in an electrolytic capacitor with a safety device that stops operation due to deformation of the sealing plate that increases the internal pressure, the sealing plate does not release the internal gas and electrolyte solution to the outside even if the internal pressure increases. Although it must be deformed and stop operating, the internal pressure of the outer case is conventionally increased by curling the outer periphery of the metal outer case opening. When the sealing plate is deformed, especially when these electrolytic capacitors are mounted on a substrate or busper, the deformation that widens the distance between the electrodes is regulated by the mounting substrate or busper. It becomes concentrated in the vicinity of the curling process part, and sufficient airtightness cannot be obtained in the curling process part, and there is a possibility that internal gas or electrolyte may leak to the outside. Both variations of the sealing plate by the outflow of gas is not sufficiently performed, there is a problem that may not cause deactivation.
[0005]
Therefore, the present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and it is intended to provide an electrolytic capacitor with a safety device that can be reliably stopped without scattering internal gas or electrolyte. It is aimed.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the electrolytic capacitor with a safety device of the present invention has a capacitor element housed in a bottomed cylindrical aluminum outer case, and the opening of the aluminum outer case is formed in the capacitor element. The aluminum outer case is sealed with a sealing plate provided with lead terminals connected to the outer periphery, and the outer peripheral portion of the opening end is curled to seal the inside of the aluminum outer case. An outer diameter dimension of the outer case made of aluminum in an electrolytic capacitor with a safety device in which the connection between the lead terminal and the capacitor element is cut off by deformation of the sealing plate due to an increase in pressure inside the case; X , Side wall thickness; Y, curvature radius of curling process; R is X ≧ 20 mm, 0.3 ≦ Y ≦ 1.5 mm, 1.1 ≦ R ≦ 2.0 mm, derived from the capacitor element Electrically joined to the lead tab A first rivet, a fixed plate for immovably supporting the first rivet, a second rivet electrically connected to the external terminals of both poles and supported by the sealing plate, and an inner side of the sealing plate A hard support plate arranged in contact with each other and fixing a distance between the second rivets of the two poles, and the first rivet and the second rivet are attached to at least one of the first rivet and the second rivet. It is joined at the outer peripheral edge of the thin wall provided, and the second rivet moves outward in parallel with the deformation of the sealing plate, so that the outer peripheral edge of the thin wall is broken in the sharpening direction. The thinned weak point is provided in the thickness direction at the boundary between the outer peripheral edge and the rivet body .
According to this feature, the outer diameter of the aluminum outer case; X, the side wall thickness; Y, the radius of curvature of the curling process; R is X ≧ 20 mm, 0.3 ≦ Y ≦ 1.5 mm, By setting 1.1 ≦ R ≦ 2.0 mm, before the connection between the lead terminal and the capacitor element is released due to the deformation accompanying an increase in the internal pressure of the sealing plate, the internal gas or electrolyte solution due to the deformation is removed. Thus, a curling portion having a sufficient airtight performance that does not cause scattering to the outside can be obtained, and the operation can be reliably stopped. In addition, since the first rivet and the second rivet are directly joined at the outer peripheral edge portion of the thin wall, not only the height dimension can be reduced, but the outer peripheral edge portion includes the first rivet and the second rivet. Since it is attached to the second rivet, the wall thickness can be reduced compared to the single connection plate connecting the first rivet and the second rivet, and the breaking direction is the thickness. As the direction of the cut is the direction of sharpening, breakage occurs reliably with little elongation and wrinkles, and since the support plate fixes the electrode spacing, the electrolytic capacitor is mounted on a substrate, busper, etc. Even in such a case, the sealing plate can be deformed in a state of being substantially parallel to the external direction, so that even during the mounting, the breakage is surely made and the operation stops. And the thickness of the said outer periphery part other than the said weak point part can be appropriately thickened without enlarging the force required for a fracture | rupture, and the handleability at the time of joining and an assembly can be improved.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0011]
(Example)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which the electrolytic capacitor with a safety device of this embodiment is mounted on a mounting substrate, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the safety device of the electrolytic capacitor with a safety device of this embodiment is operated. FIG. 3A is an enlarged cross-sectional view showing a joint portion between the first rivet and the second rivet of the electrolytic capacitor with a safety device in the present embodiment, and FIG. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a breaking state of a joint portion between the first rivet and the second rivet of the electrolytic capacitor with a safety device, and FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a curling portion in the present embodiment.
[0012]
In FIG. 1 and FIG. 2, 1 is a capacitor element, 2 is an aluminum outer case, 3 is an aluminum lead tab derived from the capacitor element 1, and 4 is a first rivet electrically joined to the aluminum lead tab. 5 is a second rivet that penetrates the sealing plate 8 and is joined to the external terminal 9; 6 is a hard support plate that is fitted to the second rivet and fixes the distance between the second rivet 5 and the external terminal 9; A fixing plate for supporting and fixing the first rivet, 8 is a sealing plate made of an aluminum upper lid 12 and a molded rubber 13 which is an elastic member covering the surface, 9 is an external terminal connected to the mounting substrate 11, and 10 is a capacitor element. 11 is a mounting substrate, 17 is a hole provided in the fixing plate 7 for allowing the pressure inside the capacitor case to act on the sealing plate, and 18 is a groove formed by drawing in the outer case. It is.
[0013]
As shown in FIG. 1, the first rivet 4 penetrates and fits into a predetermined position inside the outer casing 2 of the sealing plate 8 so as to support and fix the first rivet 4. The fixing plate 7 made of resin is disposed, and these fixing plates 7 are sandwiched and fixed between the groove portion 18 formed by drawing and provided on the outer periphery of the exterior case 2 and the lower surface of the sealing plate 8. The fixing plate 7 has a hole 17 that communicates the inside and the outside of the fixing plate 7 so that the pressure generated by the gas generated with the temperature rise of the capacitor element 1 acts on the sealing plate 8. It is provided at a predetermined position.
[0014]
The first rivet 4 is caulked and electrically and mechanically connected to the aluminum lead tab 3 led out from the capacitor element 1 on the fixed plate 7.
[0015]
The second rivet 5 penetrates the sealing plate 8, and an external terminal 9 is mechanically caulked and connected to the outer end of the second rivet 5 by welding. By fitting the plate 6 in contact with each other, the through hole of the second rivet 5 provided in the sealing plate 8 is hermetically sealed by the deformation of the molding rubber 13 provided on the surface of the aluminum upper lid 12. At the same time, these second rivets 5 are firmly fixed to the sealing plate 8 together with the support plate 6, and move in a state where the electrode spacing is substantially maintained as the sealing plate 8 is deformed. It has become.
[0016]
Further, in this embodiment, the surface of the through hole provided in the sealing plate 8 is also covered with the molding rubber 13, and the support plate 6 is also electrically insulating, The rivet 5 and the external terminal 9 are electrically insulated.
[0017]
In the present embodiment, the first and second rivets 4 and 5 are arranged on substantially the same vertical line that can be brought into contact with each other, and the joint of the first rivet 4 with the second rivet 5 is shown in FIG. As shown in a), a thin edge 15 is formed in the outer peripheral direction of the first rivet 4, and the thin edge 15 is welded to the second rivet 5 by ultrasonic welding to join and conduct. In addition, a thin weak point 16 is formed at the boundary between the first rivet 4 and the thin edge 15.
[0018]
Further, in the electrolytic capacitor with a safety device of the present embodiment, the outer peripheral portion of the end opening of the bottomed cylindrical outer case 2 in which the capacitor element 1 is housed is formed on the surface of the aluminum upper lid 12. By carrying out the curling process through the processed molded rubber 13, the inside of the exterior case 2 is hermetically sealed.
[0019]
The outer case 2 of the present embodiment is made of aluminum, and if the side wall thickness is less than 0.3 mm, sufficient mechanical strength as the outer case cannot be obtained. If the thickness exceeds 1.5 mm, the curling processability is remarkably deteriorated. Therefore, in the present invention, the range is from 0.3 to 1.5 mm. -It can be appropriately selected from the mechanical strength of the glass.
[0020]
Further, as the curvature of the curling process, since the outer case 2 is made of aluminum, if the radius of curvature is less than 1.1 mm, the aluminum having a strong curvature may be broken. If the thickness exceeds 2.0 mm, the curling portion is turned up along with the deformation of the sealing plate 8, and sufficient airtightness in the deformation may not be obtained. The thickness is within a range of 0.0 mm, and can be appropriately selected based on the thickness of the outer case used within this range.
[0021]
Further, when the outer diameter of the electrolytic capacitor with a safety device of the present invention is less than 20 mm, it becomes difficult to release the connection between the first rivet 4 and the second rivet 5 due to the deformation of the sealing plate 8. Therefore, it is set to 20 mm or more.
[0022]
The operation of the electrolytic capacitor with a safety device of the present embodiment will be described below. When the pressure inside the outer case 2 rises and the sealing plate 8 is deformed outward, this deformation is caused by the support plate 6 having both poles. Since the distance between the second rivets 5 is prevented from opening due to deformation, the force to open them becomes a deformation force in the external vertical direction, and the sealing plate 8 is kept substantially parallel to the external direction as shown in FIG. As shown in FIG. 3 (b), the thin edge 15 is ultrasonically welded to the second rivet 5 at the joint between the first rivet 4 and the second rivet 5. Moves substantially parallel to the external direction along with the second rivet 5, so that the weak point portion 16 of the first rivet 4 is broken and separated in the sharpening direction which is the thickness direction thereof, and is in an open state. To the capacitor element 1 Electricity is to be stopped.
[0023]
According to these embodiments, even if the sealing plate 8 is deformed due to an increase in internal pressure, a curling portion having a sufficient airtight performance that prevents internal gas and electrolyte from leaking to the outside can be obtained. Since these pressure leaks do not occur, the first rivet 4 and the second rivet 5 are surely separated from each other, and the operation can be reliably stopped.
[0024]
In addition, since the sealing plate 8 is deformed while being substantially parallel to the external direction by using the support plate 6, the external terminals 9 are fixed to the mounting substrate 11, the bus bar, or the like. Even if it exists, not only the sealing plate 8 is not deformed and does not become an open state, but also the capacitor is prevented from being detached from these substrates.
[0025]
Furthermore, since the breakage of the thin edge 15 is caused by movement in the direction of sharpness that is the thickness direction of the thin edge 15, the elongation and wrinkles that are generated by the thin edge 15 are remarkably small and the deformation is small. Even if the amount of movement is due to, the breakage is surely generated, so that the cut is surely made and the open state is formed.
[0026]
Moreover, it is necessary to handle as a single connection member such as an aluminum connecting plate for connecting the first rivet 4 and the second rivet 5 by using the thin edge portion 15 as in the present embodiment. Therefore, the thickness can be reduced, the force required for breaking can be reduced, and more reliable breaking can be achieved.
[0027]
In the present embodiment, the thin edge 15 is provided on the first rivet 4, but the present invention is not limited to this, and the thin edge 15 is attached to the second rivet 5 or both. It may be provided.
[0028]
Further, in this embodiment, the joining at the joining portion is joined by ultrasonic welding, but the present invention is not limited to this, and other joining methods can be used as long as sufficient joining strength and continuity can be obtained. It is also possible to use the joining by.
[0029]
In the present embodiment, as described above, the weak point portion 16 is formed on the first rivet 4. However, this makes it possible to lower the force required for breaking. However, the present invention is not limited to this, and when it is possible to obtain a sufficient breaking force by deformation of the sealing plate 8, these weak points 16 need not be provided.
[0030]
In the embodiment, the operation is stopped by separating the first rivet 4 and the second rivet 5, but the present invention is not limited to this, and the mechanism for stopping the operation is as follows. What is necessary is just to be made by the deformation of the sealing plate 8.
[0031]
In this embodiment, the molded rubber 13 is formed as an elastic member on the surface of the aluminum top cover 12 as described above. However, the formation of these molded rubber 13 improves the airtightness of the curling portion. However, the present invention is not limited to this, and an elastic member such as the molded rubber 13 may not be used as appropriate. Further, the elastic member is not limited to the rubber material. Alternatively, a resin having other appropriate elasticity may be used.
[0032]
Further, in this embodiment, aluminum is used as the material of the upper lid 12, but these aluminums are preferable because they have appropriate plastic deformation properties and high hermeticity can be obtained by curling the peripheral portion. However, the present invention is not limited to this, and other metals may be used as these materials, and alloys such as aluminum may be used.
[0033]
Further, in the present embodiment, the outer case 2 has a cylindrical shape, but the present invention is not limited to this, and has an elliptical cylindrical shape or a rectangular cylindrical shape corresponding to a capacitor element using the same. In this case, the outer diameter may be at least the diameter in the short side direction in the elliptical cylindrical shape as the outer diameter of the present invention. Further, in the rectangular cylindrical shape, at least the length of the diagonal line is defined in the present invention. The outer diameter should be
[0034]
In the above embodiment, the internal pressure at which the capacitor with the safety device is opened is determined by the material, shape, thickness, size of the support plate 6, the size of the bonding plate 6, and the size of the bonding plate 8. Depending on the rating and application of the electrolytic capacitor, it can be appropriately adjusted by combining the bonding strength of the portion, the thickness of the thin edge 15 or the thickness of the weak point.
[0035]
The present invention has been described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the present invention can be modified or added without departing from the spirit of the present invention. Needless to say, it is included.
[0036]
【The invention's effect】
The present invention has the following effects.
[0037]
(A) According to the invention of claim 1, the outer diameter dimension of the aluminum outer case; X, side wall thickness; Y, the radius of curvature of the curling process; R is X ≧ 20 mm, 0.3 ≦ By setting Y ≦ 1.5 mm and 1.1 ≦ R ≦ 2.0 mm, the deformation before the connection between the lead terminal and the capacitor element is released due to the deformation accompanying an increase in the internal pressure of the sealing plate. Thus, a curling portion having a sufficient airtight performance without causing internal gas or electrolyte to be scattered outside can be obtained, and the operation can be reliably stopped. In addition, since the first rivet and the second rivet are directly joined at the outer peripheral edge portion of the thin wall, not only the height dimension can be reduced, but the outer peripheral edge portion includes the first rivet and the second rivet. Since it is attached to the second rivet, the wall thickness can be reduced compared to the single connection plate connecting the first rivet and the second rivet, and the breaking direction is the thickness. As the direction of the cut is the direction of sharpening, breakage occurs reliably with little elongation and wrinkles, and since the support plate fixes the electrode spacing, the electrolytic capacitor is mounted on a substrate, busper, etc. Even in such a case, the sealing plate can be deformed in a state of being substantially parallel to the external direction, so that even during the mounting, the breakage is surely made and the operation stops. And the thickness of the said outer periphery part other than the said weak point part can be appropriately thickened without enlarging the force required for a fracture | rupture, and the handleability at the time of joining and an assembly can be improved.
[0041]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an electrolytic capacitor with a safety device in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a situation in which the safety device for an electrolytic capacitor with a safety device in an embodiment of the present invention operates.
FIG. 3A is an enlarged cross-sectional view showing a joint portion between a first rivet and a second rivet of an electrolytic capacitor with a safety device in an embodiment of the present invention.
(B) It is an expanded sectional view which shows the fracture condition of the junction part of the 1st rivet and 2nd rivet of the electrolytic capacitor with a safety device in the Example of this invention.
FIG. 4 is an enlarged sectional view showing a curling portion in an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
l Capacitor element 2 Capacitor case 3 (Aluminum) Lead tab 4 First rivet 5 Second rivet 6 Support plate 7 Fixing plate 8 Sealing plate 9 External terminal 10 Fixing agent 11 Mounting substrate 12 Aluminum upper lid 13 Molded rubber 15 Thin outer peripheral portion 16 Weak point portion 17 Hole 18 Groove

Claims

The capacitor element is housed in a bottomed cylindrical aluminum outer case, the opening of the aluminum outer case is closed with a sealing plate provided with a lead terminal connected to the capacitor element, The outer peripheral portion of the opening end is curled to seal the inside of the aluminum outer case, and the lead terminal is deformed by the deformation of the sealing plate due to a pressure increase inside the aluminum outer case. In the electrolytic capacitor with a safety device in which the connection between the capacitor element and the capacitor element is cut off, the outer diameter of the aluminum outer case; X, the side wall thickness; Y, the radius of curvature of the curling process; A first rivet in which X ≧ 20 mm, 0.3 ≦ Y ≦ 1.5 mm, 1.1 ≦ R ≦ 2.0 mm, and electrically joined to a lead tab derived from the capacitor element; Fixed plate that supports the A rigid support that is electrically connected to the terminal and is supported by the sealing plate and is disposed in contact with the inner side of the sealing plate to fix the distance between the second rivets of the two poles. A first rivet and a second rivet are joined at a thin outer peripheral edge provided on at least one of the first rivet and the second rivet, and the second rivet is a sealing plate A weakened portion that is thinned at the boundary between the outer peripheral edge and the rivet main body so that the outer peripheral edge of the thin wall breaks in the sharpening direction, moving in parallel with the deformation in the outward direction. Is provided in the thickness direction . An electrolytic capacitor with a safety device.