專利名稱：具有開路式機(jī)構(gòu)的電解電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有開路式機(jī)構(gòu)的電解電容器，在電解電容器發(fā)生故障時，一個上蓋會由于金屬殼內(nèi)的壓力上升而發(fā)生變形，從而斷開殼內(nèi)的電路。
慣用的鋁電解電容器具有圖8中所示的結(jié)構(gòu)。具體地說，在圖8中，電容元件1中充滿了主電解液，并且從電容元件1上抽出兩個引出鉛板2a和2b。一個口密封部件3用于密封一個金屬殼9的口，金屬殼例如是鋁制的，并且具有用整體層疊的橡膠板3a和樹脂板3b構(gòu)成的底，并且有一對例如鋁制的金屬鉚釘4a和一對例如鋁制的金屬鉚釘4b穿過口密封部件3。一個外部連接端子5a被連接到一個鉚釘4a的一端，并且通過例如鋁制的金屬墊圈6a和7a的夾持將引出鉛板2a連接到鉚釘4a的另一端。同樣，外部連接端子5b被連接到一個鉚釘4b的一端，并且通過例如鋁制的金屬墊圈6b和7b的夾持將引線鉛板2b連接到鉚釘4b的另一端。按照這種方式形成整體的電容元件1和口密封部件3被容納在包含固定劑8的金屬殼9內(nèi)。金屬殼9在口部附近受到橫向牽引。金屬殼9的口的末端被卷曲，以便保持口密封元件3。同時，在金屬殼9的底部設(shè)有由薄壁部分構(gòu)成的一個弱點(未示出)。
如果施加在慣用的鋁電解電容器上的電壓超過了其額定電壓，金屬殼9內(nèi)的溫度就會上升，使得電容元件1中充滿的構(gòu)成主電解液的有機(jī)溶液被蒸發(fā)，并且通過電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生氫氣。其結(jié)果會使容納電容元件1的金屬殼9的內(nèi)部壓力上升。如果金屬殼9的內(nèi)部壓力急劇上升，設(shè)在金屬殼9底部的薄弱部分就會破裂，使有機(jī)溶液氣體通過破裂的薄弱部分從金屬殼9中流出，這樣就能避免金屬殼9發(fā)生可怕的爆炸。
然而，在以上這種公知的鋁電解電容器中，從金屬殼9中涌出的主電解液氣體是霧狀的，由此造成的問題是這種涌出的霧狀主電解液氣體會在使用這種已知的鋁電解電容器的電子設(shè)備內(nèi)部造成污染，并且會由于著火而產(chǎn)生煙霧。
為了解決這種公知的鋁電解電容器的問題，在日本實用新型公開6-39446號(1994)中提出了一種如圖9A和9B中所示的具有開路式機(jī)構(gòu)的電解電容器?，F(xiàn)有技術(shù)的這種具有開路式機(jī)構(gòu)的電解電容器是按照以下方式來設(shè)計的。具體地說，在圖9A中，電容元件12被裝在一個金屬殼11內(nèi)，并且通過一個環(huán)形的彈性密封件13將金屬上蓋14氣密地安裝在金屬殼11口上的外邊沿上。用一對第一鉚釘15穿透金屬上蓋14，并且每個第一鉚釘15是一個合成的鉚釘，在其中將一個鐵或是除了鋁之外的金屬制成的金屬鉚釘15b壓接固定在一個鋁制的空心鉚釘15a的開口中，將其焊接在鋁制的空心鉚釘15a中。每個第一鉚釘15不僅是氣密地安裝在金屬上蓋14上，而且通過一個硅橡膠件17與金屬上蓋14形成電氣絕緣，橡膠件17被擠壓在一個用樹脂模制而成的絕緣件16和鋁制的空心鉚釘15a之間。
同時將一個外部端子18焊接在金屬鉚釘15b的上端。一個具有薄弱部分的鋁箔板19被焊接在鋁制的空心鉚釘15a上，并且利用安裝在一個用樹脂模制的固定板20上的第二鉚釘21通過一個鋁制墊圈23固定在從電容元件12引出的鉛箔板22上，從而將其連接到引出的鉛箔板22上。
在圖9A所示的現(xiàn)有技術(shù)的具有開路式機(jī)構(gòu)的電解電容器中，如果金屬殼11內(nèi)的壓力由于現(xiàn)有技術(shù)的電解電容器發(fā)生故障而上升，如圖9B所示，金屬上蓋14就會出現(xiàn)很大的變形，在金屬殼11內(nèi)的壓力作用下向上鼓起。因此，由于金屬上蓋14向上變形，不僅是氣密安裝在金屬上蓋14上并且還是通過擠壓的硅橡膠件17與金屬上蓋14電氣絕緣的第一鉚釘15也會向上變形，從而將焊接在第一鉚釘15的鋁制空心鉚釘15a上的鋁箔板19向上推，并且在薄弱部分處被切斷。結(jié)果就切斷了鋁箔板19和從電容元件22上引出的鉛箔板22之間的連接，這樣就切斷了現(xiàn)有技術(shù)的電解電容器的電路。
然而，在圖9A和9B所示的現(xiàn)有技術(shù)的具有開路式機(jī)構(gòu)的電解電容器中，從外部端子18到電容元件12的電流路徑中具有多達(dá)六個部件，它們是第一鉚釘15的金屬鉚釘15b和鋁制空心鉚釘15a，鋁箔板19，第二鉚釘21，鋁制墊圈23，以及引出的鉛箔板22，因此，現(xiàn)有技術(shù)的電解電容器結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，并且會相應(yīng)地增加其裝配工序。同時，現(xiàn)有技術(shù)的電解電容器還有一個缺點，那就是六個部件的連接點數(shù)目多達(dá)五個，這樣會造成部件的連接可靠性很差。
同時，在開路式機(jī)構(gòu)動作時，金屬上蓋14會發(fā)生變形，如圖9B所示向上鼓起，一對外部端子18之間的間隔就會增大。因此，如果外部端子18受到印刷電路板等的孔的限制，就會出現(xiàn)開路式機(jī)構(gòu)失效的麻煩，當(dāng)外部端子18之間的間隔增大時，印刷電路板還會受到外部端子18的破壞。
另外，在用于從外部端子18向電容元件12提供大AC電流的電路中設(shè)有鋁箔板19，并且在板上具有用于降低機(jī)械強(qiáng)度的小截面面積的薄弱部分，因此，薄弱部分的電阻比較大，AC電流會使這一薄弱部分發(fā)熱。其結(jié)果會給現(xiàn)有技術(shù)的電解電容器造成這樣的缺點，即作為電解電容器的一個基本特性的波動(AC)電流容量要受到損失。
為了消除現(xiàn)有技術(shù)中固有的上述缺點，本發(fā)明的目的是提供一種具有開路式機(jī)構(gòu)的性能優(yōu)越的電解電容器，在其中大大減少了外部連接端子到電容元件的電流路徑中的各部件之間的連接數(shù)量，并且從電流路徑中去掉了具有減小截面面積的薄弱點。
通過以下參照附圖結(jié)合著最佳實施例的詳細(xì)描述可以說明本發(fā)明的這種目的和特征，所有附圖中相同的部件都是用相同的標(biāo)號來表示的。


圖1是按照本發(fā)明第一實施例的具有開路式機(jī)構(gòu)的電解電容器的一個縱向截面圖。
圖2是按照本發(fā)明第二實施例的具有開路式機(jī)構(gòu)的電解電容器的縱向截面圖。
圖3A和3B是按照本發(fā)明第三實施例的具有開路式機(jī)構(gòu)的電解電容器的縱向截面圖。
圖4是圖3A的電解電容器的一個局部斷開的分解投影圖。
圖5是按照本發(fā)明第四實施例的具有開路式機(jī)構(gòu)的電解電容器的縱向截面圖。
圖6是按照本發(fā)明第五實施例的具有開路式機(jī)構(gòu)的電解電容器的縱向截面圖。
圖7是按照本發(fā)明第六實施例的具有開路式機(jī)構(gòu)的電解電容器的縱向截面圖。
圖8是現(xiàn)有技術(shù)的一個電解電容器的縱向截面圖。
圖9A和9B是具有開路式機(jī)構(gòu)的另一種現(xiàn)有技術(shù)電解電容器的縱向截面圖。
以下要參照附圖來說明本發(fā)明的最佳實施例。(第一實施例)圖1表示按照本發(fā)明第一實施例的一個具有開路式機(jī)構(gòu)的電解電容器K1。在圖1中，陽極箔片和陰極箔片是繞制的，從而在電容元件31中間插入一個隔離器。在電容元件中充滿了主電解液之后，將電容元件31裝在一個例如鋁制的并且有底的筒形金屬殼32內(nèi)。用于封閉金屬殼32的口的金屬上蓋33通過一個彈性橡膠制成的環(huán)形墊圈34安裝在金屬殼32的口上。用酚醛樹脂模制的一個絕緣部件36被連接到例如鋁制的一對金屬鉚釘35各自的一個端部，局部透入設(shè)在上蓋33上的一對通孔37。
為了將金屬鉚釘35固定在上蓋33上，每個金屬鉚釘35通過絕緣部件36穿透上蓋33。然后，使金屬鉚釘35的另一端部穿透用彈性橡膠制成整體的一個樹脂模制部件或是一個用橡膠粘結(jié)的樹脂層疊板38。接著通過彎曲每個金屬鉚釘35的另一端將金屬鉚釘35氣密地固定在上蓋33上，使其與上蓋33形成電絕緣。一個外部連接端子39被連接到每個金屬鉚釘35的一個端部。在用樹脂模制而成的一個固定部件40上設(shè)有一對通孔41，每個金屬鉚釘35的另一端部從每個孔中穿過。每個金屬鉚釘35的另一端部穿過固定部件40的通孔41，并且在與上蓋33相對的方向上從固定部件40上突出，從電容元件31上拉出的一對引出鉛板42通過超聲波焊接進(jìn)行金屬連接，在彼此之間形成電連接。固定部件40的通孔41直徑被設(shè)置成很小的尺寸容差，使得每個金屬鉚釘35的另一端部勉強(qiáng)能夠插入孔中。
一個凸起40a被整體地設(shè)置在固定部件40的大致中心部位，并且被插入電容元件31的彎曲芯體空腔31a，從而將電容元件31緊固在固定部件40上。在固定部件40上設(shè)有多個聯(lián)系孔43，用于在電容元件31和上蓋33之間形成聯(lián)系。按照以上方式使電容元件31，固定部件40，金屬鉚釘35，上蓋33等等形成整體，并且被裝在金屬殼32內(nèi)，金屬殼內(nèi)包含固定劑44，并且在口部附近受到橫向牽引。金屬殼32的口的末端被卷曲，以便保持固定部件40和上蓋33等。
在圖1所示的按照本發(fā)明第一實施例的具有開路式機(jī)構(gòu)的電解電容器K1中，如果金屬殼32內(nèi)的壓力由于電解電容器K1的故障而上升，此壓力就會通過固定部件40的聯(lián)系孔43作用到上蓋33上，造成上蓋33變形，最終使上蓋33向上鼓起。隨著上蓋33的這種變形，上蓋33會向上推動固定在上蓋33上的金屬鉚釘35，因此，金屬鉚釘35就會將設(shè)在固定部件40下面的電容元件31上的引出鉛板42與金屬鉚釘35之間的超聲波焊接連接點向上推。在這種情況下，用于將金屬鉚釘35插入固定部件40的通孔41的面積比引出鉛板42與金屬鉚釘35之間的連接部位處的引出鉛板42的面積要小。因此，即使是引出鉛板42可以在金屬鉚釘35向上變形的作用下穿入通孔41，引出鉛板42也不可能穿過通孔41。因此，每個通孔41的邊沿就會切斷每個金屬鉚釘35與每個引出鉛板42之間的超聲波焊接連接點，這樣就切斷了電解電容器K1的電路。
因此，這種電解電容器K1可以消除現(xiàn)有技術(shù)的電解電容器的缺點，現(xiàn)有的電解電容器包括一個金屬殼，在殼上具有由薄壁部分的底構(gòu)成的薄弱點，從金屬殼內(nèi)涌出的霧狀主電解液會在包括這種現(xiàn)有技術(shù)的電解電容器的電子設(shè)備內(nèi)部造成污染，并且會由于著火而產(chǎn)生煙霧。(第二實施例)圖2表示按照本發(fā)明第二實施例的一個具有開路式機(jī)構(gòu)的電解電容器K2。在圖2中，陽極箔片和陰極箔片是繞制的，從而在電容元件51中間插入一個隔離器。在電容元件51中充滿了主電解液之后，將電容元件51裝在一個例如鋁制的并且有底的筒形金屬殼52內(nèi)。用一個口密封部件53來封閉金屬殼52的口，該部件是由在一個烘干板53a上整體形成的層疊橡膠板53b構(gòu)成的。這一口密封部件53具有圖1中的電解電容器K1的金屬上蓋33，用酚醛樹脂模制的絕緣部件36，以及樹脂層疊板38這三者的功能。采用這種口密封部件53的電解電容器K2的結(jié)構(gòu)比電解電容器K1更加簡單。
用一對例如鋁制的金屬鉚釘54穿透口密封部件53。通過分別向上和向下彎曲從口密封部件53上伸出的每個金屬鉚釘54的一部分，將各金屬鉚釘54固定在口密封部件53上。外部連接端子55被連接到每個金屬鉚釘54的一個端部。在用樹脂模制而成的一個固定部件56上設(shè)有一對通孔57，每個金屬鉚釘54的另一端部從每個孔57中穿過。每個金屬鉚釘54的另一端穿過固定部件56的通孔57，并且在與口密封部件53相對的方向上從固定部件56上突出，從電容元件51上拉出的每個引出鉛板58通過超聲波焊接進(jìn)行金屬連接，在彼此之間形成電連接。固定部件56的通孔57的直徑容差被設(shè)置成很小的尺寸，使得每個金屬鉚釘54的另一端部勉強(qiáng)能夠插入孔中。在固定部件56上設(shè)有多個聯(lián)系孔59，用于在電容元件51和口密封部件53之間形成聯(lián)系。
按照以上方式使電容元件51，固定部件56，金屬鉚釘54，以及口密封部件53構(gòu)成一個整體，并且被裝在金屬殼52內(nèi)，金屬殼內(nèi)包含固定劑60，并且在口部附近受到橫向牽引。金屬殼52的口的末端被卷曲，以便保持固定部件56和口密封部件53。
在圖2所示的按照本發(fā)明第二實施例的具有開路式機(jī)構(gòu)的電解電容器K2中，如果金屬殼52內(nèi)的壓力由于電解電容器K2的故障而上升，此壓力就會通過固定部件56的聯(lián)系孔59作用到口密封部件53上，造成口密封部件53變形，最終使口密封部件53向上鼓起。隨著口密封部件53的這種變形，口密封部件53會向上推動固定在口密封部件53上的金屬鉚釘54，這樣，金屬鉚釘54就會將設(shè)在固定部件56下面的電容元件51上拉出的引出鉛板58與金屬鉚釘54之間的超聲波焊接連接點向上推。在這種情況下，用于將金屬鉚釘54插入固定部件56的通孔57的面積比引出鉛板58與金屬鉚釘54之間的連接部位處的引出鉛板58的面積要小。因此，即使是引出鉛板58可以在金屬鉚釘54向上變形的作用下穿入通孔57，引出鉛板58也不可能穿過通孔57。因此，各通孔57的邊沿就會切斷每個金屬鉚釘54與每個引出鉛板58之間的超聲波焊接連接點，這樣就切斷了電解電容器K2的電路。
因此，這種電解電容器K2可以消除現(xiàn)有技術(shù)的電解電容器的缺點，現(xiàn)有的電解電容器包括一個金屬殼，在殼上具有由薄壁部分的底構(gòu)成的薄弱點，從金屬殼內(nèi)涌出的霧狀主電解液會在包括這種現(xiàn)有技術(shù)的電解電容器的電子設(shè)備內(nèi)部造成污染，并且會由于著火而產(chǎn)生煙霧。(第三實施例)圖3A和3B表示按照本發(fā)明第三實施例的一個具有開路式機(jī)構(gòu)的電解電容器K3。在圖3中，陽極箔片和陰極箔片是繞制的，從而在電容元件61中間插入一個隔離器。在電容元件61中充滿了主電解液之后，將電容元件61裝在一個鋁制的并且有底的筒形金屬殼62內(nèi)。用于封閉金屬殼62的口的金屬上蓋63通過一個彈性橡膠制成的環(huán)形墊圈64安裝在金屬殼62的口上。用酚醛樹脂模制的一個絕緣部件66被連接到鋁制的一對金屬鉚釘65各自的一個端部。一個絕緣環(huán)67分別被壓接固定在設(shè)在上蓋63上的一對通孔68中。
為了將金屬鉚釘65固定在上蓋63上，每個金屬鉚釘65通過絕緣部件66穿透絕緣環(huán)67。然后使每個金屬鉚釘65的另一端部穿透一個用橡膠粘結(jié)的樹脂層疊板69。接著通過彎曲每個金屬鉚釘65的另一端部將金屬鉚釘65氣密地固定在上蓋63上，使其與上蓋63形成電絕緣。一個外部連接端子70被連接到每個金屬鉚釘65的一個端部。在用樹脂模制而成的一個固定部件71上設(shè)有一對通孔72，每個金屬鉚釘65的另一端部從每個孔中穿過。每個金屬鉚釘65的另一端部穿過固定部件71的通孔72，并且在與上蓋63相對的方向上從固定部件71上突出，從電容元件61上拉出的一對引出鉛板73通過超聲波焊接進(jìn)行金屬連接，在彼此之間形成電連接。固定部件71的通孔72的直徑容差被設(shè)置成很小的尺寸，使得每個金屬鉚釘65的另一端部勉強(qiáng)能夠插入孔中。
一個凸起71a被整體地設(shè)置在固定部件71的大致中心部位，并且被插入電容元件61的卷饒芯體空腔61a，從而將電容元件61緊固在固定部件71上。在固定部件71上設(shè)有一個聯(lián)系孔74，用于在電容元件61和上蓋63之間形成聯(lián)系。如圖4所示，在固定部件71上設(shè)有用于插入一個夾具76的四個開口75，它們對應(yīng)著兩個金屬鉚釘65。將夾具76的叉子76a和76b插入開口75，用每個叉子76a和76b從外側(cè)夾住從固定部件71的通孔72中穿過的每個金屬鉚釘65的另一端部。
按照以上方式使電容元件61，固定部件71，金屬鉚釘65，及上蓋63等等形成整體，并且被裝在金屬殼62內(nèi)，金屬殼內(nèi)包含固定劑77，并且在口部附近受到橫向牽引。金屬殼62的口的末端被卷曲，以便保持固定部件71和上蓋63等等。
圖3B表示圖3A的電解電容器K3中的開路式機(jī)構(gòu)動作時的狀態(tài)。具體地說，如果金屬殼62內(nèi)的壓力由于電解電容器K3的故障而上升，此壓力就會通過固定部件71的聯(lián)系孔74作用到上蓋63上，造成上蓋63變形，最終使上蓋63向上鼓起。然而，由于上蓋63的中心部位受到絕緣部件66和樹脂層疊板69的限制，上蓋63上僅有不會受到絕緣部件66和樹脂層疊板69限制的外周邊部分會向上變形。隨著上蓋63的外周邊部分向上的變形，上蓋63會向上推動固定在上蓋63上的金屬鉚釘65，因此，金屬鉚釘65就會將設(shè)在固定部件71下面的電容元件61上的引出鉛板73與金屬鉚釘65之間的超聲波焊接連接點向上推。在這種情況下，用于將金屬鉚釘65插入固定部件71的通孔72的面積比引出鉛板73與金屬鉚釘65之間的連接部位處的引出鉛板73的面積要小。因此，即使是引出鉛板73可以在金屬鉚釘65向上移動的作用下穿入通孔72，引出鉛板73也不可能穿過通孔72。因此，每個通孔72的邊沿就會切斷每個金屬鉚釘65與每個引出鉛板73之間的超聲波焊接連接點，這樣就切斷了電解電容器K3的電路。
因此，這種電解電容器K3可以消除現(xiàn)有技術(shù)的電解電容器的缺點，現(xiàn)有的電解電容器包括一個金屬殼，在殼上具有由薄壁部分的底構(gòu)成的薄弱點，從金屬殼內(nèi)涌出的霧狀主電解液會在包括這種現(xiàn)有技術(shù)的電解電容器的電子設(shè)備內(nèi)部造成污染，并且會由于著火而產(chǎn)生煙霧。
同時，由于受到絕緣部件66和樹脂層疊板69限制的上蓋63的中心部位不會發(fā)生變形，外部連接端子70之間的間隔不會發(fā)生變化。因此，無論是外部連接端子70不會受到印刷電路板等限制的焊片式端子還是外部連接端子70受到印刷電路板等限制的其他類型的端子，電解電容器K3的開路式機(jī)構(gòu)都可以正確工作。此外還避免了由于外部連接端子70之間的間隔增大而給印刷電路板造成損壞的問題。
另外，在電解電容器K3中，用于從外側(cè)夾住穿進(jìn)固定部件71的通孔72的各個金屬鉚釘65上另一端部的夾具76是插在開口75中的，開口75被設(shè)在固定部件71上。因此，當(dāng)各個金屬鉚釘65的另一端穿過固定部件71的通孔72并且在與上蓋63相反的方向上從固定部件71上突出、而且電容元件61的每個引出鉛板73是通過超聲波焊接的金屬連接而形成彼此電連接的情況下，可以方便并且準(zhǔn)確地完成這種金屬連接。
具體地說，如果各個金屬鉚釘65的另一端和電容元件61的各個引出鉛板73是通過超聲波焊接來完成金屬連接的，重要的問題在于要保證連接點的可靠性和強(qiáng)度，以便保持和固定金屬鉚釘65上與連接部位相鄰的部分。如果穿過固定部件71的通孔72并且在與上蓋63相反的方向上從固定部件71上突出的各個金屬鉚釘65，是在每個金屬鉚釘65與電容元件61相鄰的一側(cè)被夾持和固定住的，并且對每個金屬鉚釘65的末端和每個引出鉛板73采用金屬連接，金屬鉚釘65從固定部件71的下表面到每個金屬鉚釘65的金屬連接末端的突出距離應(yīng)該具有這樣的長度，該長度能夠用夾具來保持和固定金屬鉚釘65，這樣，該長度就變得較長。如果每個金屬鉚釘65的突出距離具有上述的長度，就可能出現(xiàn)下述的不良現(xiàn)象。具體地說，電解電容器的故障會使金屬殼62內(nèi)部的壓力上升，從而造成上蓋63向上變形，并且上蓋63會向上推動金屬鉚釘65，而用于將金屬鉚釘65插入固定部件71的各個通孔72的邊沿就會切斷各個金屬鉚釘65和各個引出鉛板73之間的超聲波焊接連接點，各個金屬鉚釘65的移動距離將會變長，這樣就會導(dǎo)致電解電容器的可靠性和響應(yīng)性能下降。
然而，在電解電容器K3中，用于從外側(cè)夾住穿進(jìn)固定部件71的通孔72的各個金屬鉚釘65上另一端的夾具76是插在開口75中的，開口75被設(shè)在固定部件71上。因此，在各個金屬鉚釘65的另一端穿過固定部件71的通孔72并且在與上蓋63相反的方向上從固定部件71上突出、而且電容元件61的每個引出鉛板73是通過超聲波焊接而形成金屬連接的情況下，夾具76的叉子76a和76b被插入開口75，以便從外側(cè)夾住從固定部件71的通孔72中穿過的每個金屬鉚釘65的另一端部。這樣就能方便并且準(zhǔn)確地完成各個金屬鉚釘65的另一端與電容元件61的各個引出鉛板73之間的金屬連接。另外，由于開口75是設(shè)在固定部件71上的，各個金屬鉚釘65從固定部件71上突出的距離可以被縮短。因此，在各個金屬鉚釘65和各個引出鉛板73之間的超聲波焊接連接點由于電解電容器K3的故障被切斷的情況下，可以提高電解電容器K3的可靠性和響應(yīng)性能。(第四實施例)圖5表示按照本發(fā)明第四實施例的一個具有開路式機(jī)構(gòu)的電解電容器K4。在圖5中，陽極箔片和陰極箔片是繞制的，從而在電容元件81中間插入一個隔離器。在電容元件81中充滿了主電解液之后，將電容元件81裝在一個鋁制的并且有底的筒形金屬殼82內(nèi)。用于封閉金屬殼82的口的金屬上蓋83通過一個彈性橡膠制成的環(huán)形墊圈84安裝在金屬殼82的口上。用樹脂制成的一個端子固定件85被連接到上蓋83上。在模制端子固定件85時用端子固定件85整體地夾住一對鋁制的金屬鉚釘86。一個外部連接端子87被連接到每個金屬鉚釘86的一個端部。在用樹脂模制的一個固定部件88上設(shè)有一對通孔89，分別可供每個金屬鉚釘86的另一端部從中通過。穿過固定部件88的通孔89并且在與上蓋83相反的方向上從固定部件88上突出的每個金屬鉚釘86的另一端和電容元件81上拉出的一對引出鉛板90分別通過超聲波焊接而形成金屬連接，從而形成彼此的電連接。固定部件88的通孔89直徑容差很小，其尺寸勉強(qiáng)允許金屬鉚釘86的另一端部插入其中。在固定部件88上設(shè)有多個可以在電容元件81和上蓋83之間形成聯(lián)系的聯(lián)系孔91。
按照上述方式使電容元件81，固定部件88和上蓋83等形成整體，并且被裝在金屬殼82內(nèi)，金屬殼內(nèi)包含固定劑92，并且在口部附近受到橫向牽引。金屬殼82的口的末端被卷曲，以便保持固定部件88和上蓋83等。
在圖5所示的按照本發(fā)明第四實施例的具有開路式機(jī)構(gòu)的電解電容器K4中，如果金屬殼82內(nèi)的壓力由于電解電容器K4的故障而上升，此壓力就會通過固定部件88的聯(lián)系孔91作用到上蓋83上，造成上蓋83變形，最終使上蓋83向上鼓起。隨著上蓋83的這種變形，上蓋83會向上推動金屬鉚釘86，因此，金屬鉚釘86就會將設(shè)在固定部件88下面的電容元件81上拉出的引出鉛板90與金屬鉚釘86之間的超聲波焊接連接點向上推。在這種情況下，用于將金屬鉚釘86插入固定部件88的通孔89的面積比引出鉛板90和金屬鉚釘86之間的連接部位處的引出鉛板90的面積要小。因此，即使是引出鉛板90可以在金屬鉚釘86向上移動的作用下穿入通孔89，引出鉛板90也不可能穿過通孔89。因此，各個通孔89的邊沿就會切斷每個金屬鉚釘86與每個引出鉛板90之間的超聲波焊接連接點，這樣就切斷了電解電容器K4的電路。
因此，這種電解電容器K4可以消除現(xiàn)有技術(shù)的電解電容器的缺點，現(xiàn)有的電解電容器包括一個金屬殼，在殼上具有由薄壁部分的底構(gòu)成的薄弱點，從金屬殼內(nèi)涌出的霧狀主電解液會在包括這種現(xiàn)有技術(shù)的電解電容器的電子設(shè)備內(nèi)部造成污染，并且會由于著火而產(chǎn)生煙霧。
同時，在電解電容器K4中，由于各自的一端連接著外部連接端子87的金屬鉚釘86是在模制連接上蓋83的端子固定件85時被端子固定件85整體夾持的，外部連接端子87之間的間隔就被固定了。因此，這種電解電容器K4特別適用于一對外部連接端子被插入電子設(shè)備的印刷電路板孔中的那種電解電容器。
具體地說，在圖1的電解電容器K1中，用酚醛樹脂模制的絕緣部件36被安裝在各個金屬鉚釘35的一個端部，并且局部穿入上蓋33的通孔37，將外部連接端子39連接到各個金屬鉚釘35的一個端部。因此，在電解電容器K1中，在金屬殼32內(nèi)部的壓力由于電解電容器K1的故障而上升并且上蓋33在上升的壓力作用下向上變形時，連接到每個金屬鉚釘35一個端部的外部連接端子39之間的間隔就會增大。如果插在電子設(shè)備的印刷電路板孔中的外部連接端子39之間的間隔增大，金屬鉚釘35就不會在上蓋33向上變形的作用下被上蓋33推向上方。由此可能造成的問題是電壓元件31的每個引出鉛板42和每個金屬鉚釘35之間的超聲波焊接連接點不能被準(zhǔn)確地切斷，并且會在電子設(shè)備印刷電路板的孔附近造成斷裂或是裂縫。
另一方面，在圖5的電解電容器K4中，各自的一個端部連接著外部連接端子87的金屬鉚釘86是在模制連接上蓋83的端子固定件85時被端子固定件85整體夾持的。這樣，如果金屬殼82內(nèi)的壓力由于電解電容器K4的故障而上升，并且隨著壓力的上升使上蓋83向上變形，連接著上蓋83的端子固定件85也會隨著上蓋83一起向上變形。這樣就消除了被端子固定件85整體夾持的金屬鉚釘86上的外部連接端子87之間的間隔由于上蓋83向上變形而增大的現(xiàn)象。因此，在外部連接端子87被插入電子設(shè)備的印刷電路板孔的情況下，在印刷電路板孔的附近不會產(chǎn)生斷裂或是裂縫。(第五實施例)圖6表示按照本發(fā)明第五實施例的一個具有開路式機(jī)構(gòu)的電解電容器K5。陽極箔片和陰極箔片是繞制的，從而在電容元件101中間插入一個隔離器。在電容元件101中充滿了主電解液之后，將電容元件101裝在一個鋁制的并且有底的筒形金屬殼102內(nèi)。用于封閉金屬殼102的口的金屬上蓋103通過一個彈性橡膠制成的環(huán)形墊圈104安裝在金屬殼102的口上。用樹脂制成的一個端子固定件105被連接到上蓋103上。在模制端子固定件105時用端子固定件105整體地夾住一對鋁制的金屬鉚釘106。一個外部連接端子107被連接到每個金屬鉚釘106的一個端部。在用樹脂模制的一個固定部件108上設(shè)有一對通孔109，分別可供每個金屬鉚釘106的另一端部從中通過。穿過固定部件108的通孔109并且在與上蓋103相反的方向上從固定部件108上突出的每個金屬鉚釘106的另一端和電容元件101上拉出的一對引出鉛板110分別通過超聲波焊接形成金屬連接，從而形成彼此的電連接。固定部件108的通孔109直徑容差很小，其尺寸勉強(qiáng)允許各個金屬鉚釘106的另一端部插入其中。在固定部件108上設(shè)有多個可以在電容元件101和上蓋103之間形成聯(lián)系的聯(lián)系孔111。同時，在端子固定件105外圍邊沿的部位用一個低機(jī)械強(qiáng)度的薄壁部分構(gòu)成了一個環(huán)形的薄弱部分105a。
按照上述方式使電容元件101，固定部件108和上蓋103等形成整體，并且被裝在金屬殼102內(nèi)，金屬殼內(nèi)包含固定劑112，并且在口部附近受到橫向牽引。金屬殼102的口的末端被卷曲，以便保持固定部件108和上蓋103等。
在圖6所示的按照本發(fā)明第五實施例的具有開路式機(jī)構(gòu)的電解電容器K5中，如果金屬殼102內(nèi)的壓力由于電解電容器K5的故障而上升，此壓力就會通過固定部件108的聯(lián)系孔111作用到上蓋103上，造成上蓋103變形，最終使上蓋103向上鼓起。隨著上蓋103的這種變形，上蓋103會向上推動金屬鉚釘106，因此，金屬鉚釘106就會將設(shè)在固定部件108下面的電容元件101上拉出的引出鉛板110與金屬鉚釘106之間的超聲波焊接連接點向上推。在這種情況下，用于插入金屬鉚釘106的通孔109的面積比引出鉛板110和金屬鉚釘106之間的連接部位處的引出鉛板110的面積要小。因此，即使是引出鉛板110可以在金屬鉚釘106向上移動的作用下穿入通孔109，引出鉛板110也不可能穿過通孔109。因此，各個通孔109的邊沿就會切斷每個金屬鉚釘106與每個引出鉛板110之間的超聲波焊接連接點，這樣就切斷了電解電容器K5的電路。
因此，這種電解電容器K5可以消除現(xiàn)有技術(shù)的電解電容器的缺點，現(xiàn)有的電解電容器包括一個金屬殼，在殼上具有由薄壁部分的底構(gòu)成的薄弱點，從金屬殼內(nèi)涌出的霧狀主電解液會在包括這種現(xiàn)有技術(shù)的電解電容器的電子設(shè)備內(nèi)部造成污染，并且會由于著火而產(chǎn)生煙霧。
這種電解電容器K5大大提高了開路式機(jī)構(gòu)的操作效率。具體地說，由低機(jī)械強(qiáng)度的薄壁部分構(gòu)成的環(huán)形薄弱部分105a被設(shè)在端子固定件105的外圍邊沿部位。因此，如果金屬殼102內(nèi)的壓力由于電解電容器K5的故障而上升，上蓋103和端子固定件105就會隨著壓力的上升而整體地向上變形，而端子固定件105中的低機(jī)械強(qiáng)度的薄弱部分105a就會在預(yù)定的壓力下首先發(fā)生斷裂，這樣就會使端子固定件105突然移動。其結(jié)果是，每個引出鉛板110和每個金屬鉚釘106之間的連接點在端子固定件105突然移動的作用下也會被突然推向上方，并且被固定部件108的各個通孔109的邊沿切斷，其結(jié)果就可以顯著地改善電解電容器K5的開路式機(jī)構(gòu)的操作效率。(第六實施例)圖7表示按照本發(fā)明第六實施例的一個具有開路式機(jī)構(gòu)的電解電容器K6。陽極箔片和陰極箔片是繞制的，從而在電容元件121中間插入一個隔離器。在電容元件121中充滿了主電解液之后，將電容元件121裝在一個鋁制的并且有底的筒形金屬殼122內(nèi)。用于封閉金屬殼122的口的金屬上蓋123通過一個彈性橡膠制成的環(huán)形墊圈124安裝在金屬殼122的口上。用樹脂制成的一個端子固定件125被連接到上蓋123上。在模制端子固定件125時用端子固定件125整體地夾住一對鋁制的金屬鉚釘126。一個外部連接端子127被連接到每個金屬鉚釘126的一個端部。在用樹脂模制的一個固定部件128上設(shè)有一對通孔129，分別可供每個金屬鉚釘126的另一端部從中通過。穿過固定部件128的通孔129并且在與上蓋123相反的方向上從固定部件128上突出的每個金屬鉚釘126的另一端和電容元件121上拉出的一對引出鉛板130分別通過超聲波焊接形成金屬連接，從而形成彼此的電連接。固定部件128的通孔129直徑容差很小，其尺寸勉強(qiáng)允許各個金屬鉚釘126的另一端部插入其中。在固定部件128上設(shè)有多個可以在電容元件121和上蓋123之間形成聯(lián)系的聯(lián)系孔131。同時，在上蓋123的外圍邊沿設(shè)有一個整體上縱向延伸的筒形塑性延長部分123a。這一塑性延長部分123a在低于預(yù)定值的壓力下發(fā)生彈性變形，但是在不小于預(yù)定值的壓力下會發(fā)生塑性變形，從而使上蓋123突然向上變形。
按照上述方式使電容元件121，固定部件128和上蓋123等形成整體，并且被裝在金屬殼122內(nèi)，金屬殼內(nèi)包含固定劑132，并且在口部附近受到橫向牽引。金屬殼122的口的末端被卷曲，以便保持固定部件128和上蓋123等等。
在圖7所示的按照本發(fā)明第六實施例的具有開路式機(jī)構(gòu)的電解電容器K6中，如果金屬殼122內(nèi)的壓力由于電解電容器K6的故障而上升，此壓力就會通過固定部件128的聯(lián)系孔131作用到端子固定件125上，通過端子固定件125使上蓋123向上變形。在這種情況下，由于縱向延伸的筒形塑性延長部分123a是整體地設(shè)在上蓋123的外圍邊沿上的，上蓋123會在小于預(yù)定值的壓力下發(fā)生彈性變形，而在不小于預(yù)定值的壓力下發(fā)生塑性變形。其結(jié)果是，由于上蓋123是突然向上變形的，每個引出鉛板130和每個金屬鉚釘126之間的連接點也會被突然推向上方，并且被固定部件128的各個通孔129的邊沿切斷，這樣就切斷了電解電容器K6的電路。
因此，這種電解電容器K6可以消除現(xiàn)有技術(shù)的電解電容器的缺點，現(xiàn)有的電解電容器包括一個金屬殼，在殼上具有由薄壁部分的底構(gòu)成的薄弱點，從金屬殼內(nèi)涌出的霧狀主電解液會在包括這種現(xiàn)有技術(shù)的電解電容器的電子設(shè)備內(nèi)部造成污染，并且會由于著火而產(chǎn)生煙霧。此外，電解電容器K6的開路式機(jī)構(gòu)的操作效率被顯著地提高了。
同時，在本發(fā)明的上述實施例中，每個金屬鉚釘?shù)牧硪欢撕碗娙菰弦龅拿總€鉛板之間的金屬連接是通過超聲波焊接來完成的，但是并非僅限于超聲波焊接。例如，可以用激光焊接，冷壓焊接和夾持的方式代替超聲波焊接。
盡管以上結(jié)合著附圖已經(jīng)充分地說明了本發(fā)明的最佳實施例，仍然需要注意到，本領(lǐng)域的技術(shù)人員仍然可以實現(xiàn)各種變更和修改。只要不偏離其精神，此類變更和修改都應(yīng)該納入附加的權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
工業(yè)用途在按照本發(fā)明的上述具有開路式機(jī)構(gòu)的電解電容器中，上蓋是通過墊圈安裝在有底的筒形金屬殼的口上的，并且將一對金屬鉚釘固定在上蓋上，以便使其穿過上蓋。另外，一對外部連接端子各自被連接到金屬鉚釘?shù)囊粋€端部，而每個金屬鉚釘?shù)牧硪欢瞬縿t穿過設(shè)在用樹脂模制的固定部件上的各個通孔。此外，穿過固定部件的通孔的每個金屬鉚釘?shù)牧硪欢嗽谂c上蓋相反的方向上從固定部件上突出，并且通過金屬連接將裝在金屬殼內(nèi)的電容元件上的一對引出鉛板各自相互連接。
在金屬殼內(nèi)的壓力由于電解電容器的故障而上升的情況下，上升的壓力使上蓋變形，并且向上鼓起。隨著上蓋的變形，固定在上蓋上的金屬鉚釘在遠(yuǎn)離電容元件的方向上抬起。其結(jié)果是，每個金屬鉚釘?shù)牧硪欢伺c電容元件上的每個引出鉛板之間的金屬連接就被切斷了，這樣就斷開了電解電容器的電路。
因此，本發(fā)明的電解電容器可以消除現(xiàn)有技術(shù)的電解電容器的缺點，現(xiàn)有的電解電容器包括一個金屬殼，在殼上具有由薄壁部分的底構(gòu)成的薄弱點，從金屬殼內(nèi)涌出的霧狀主電解液會在包括這種現(xiàn)有技術(shù)的電解電容器的電子設(shè)備內(nèi)部造成污染，并且會由于著火而產(chǎn)生煙霧。
同時，在本發(fā)明中，設(shè)在從外部連接端子到電容元件的電流通路中的元件僅僅有金屬鉚釘和引出鉛板，這樣就簡化了電解電容器的結(jié)構(gòu)。另外，與現(xiàn)有的具有開路式機(jī)構(gòu)的電解電容器相比，在本發(fā)明中，電解電容器中的連接點數(shù)量被明顯地減少了，這種電解電容器在減少裝配工序和提高連接點可靠性方面非常有效。
另外，在本發(fā)明中，由于象已知的具有開路式機(jī)構(gòu)的電解電容器中那樣的具有小截面面積的薄弱點不是被設(shè)在電解電容器的電路中，從而消除了現(xiàn)有的電解電容器中由于具有小截面面積的薄弱點電阻很大而發(fā)熱所造成的犧牲波動電流(AC)容量的問題，這樣就能使具有開路式機(jī)構(gòu)的電解電容器更加安全。
權(quán)利要求
1．具有開路式機(jī)構(gòu)的一種電解電容器(K1，K3)包括充滿了主電解液的一個電容元件(31；61)；用于容納電容元件(31；61)的一個有底的筒形金屬殼(32；62)；通過一個墊圈(34；64)安裝到金屬殼(32；62)口上的一個上蓋(33；63)；固定在上蓋(33；63)上并且通過上蓋(33；63)延伸的一對金屬鉚釘(35；65)；一對外部連接端子(39；70)，其各自被連接到每個金屬鉚釘(35；65)的一個端部；以及一個用樹脂模制的固定部件(40；71)，在其上設(shè)有一對通孔(41；72)，分別供每個金屬鉚釘(35；65)的另一端部從其中穿過；其中，每個金屬鉚釘(35；65)的另一端部從固定部件(40；71)的每個通孔(41；72)中穿過，在與上蓋(33；63)相反的方向上從固定部件(40；71)上突出，并且通過金屬連接分別連接到從電容元件(31；61)中拉出的一對引出鉛板(42；73)上。
2．按照權(quán)利要求1的電解電容器(K1，K3)，其特征是每個金屬鉚釘(35；65)的另一端與每個引出鉛板(42；73)之間的金屬連接是通過超聲波焊接，激光焊接，冷壓焊接以及夾持方式中間的一種方式來執(zhí)行的。
3．按照權(quán)利要求1的電解電容器(K3)，其特征是在固定部件(71)上設(shè)有一個開口(75)，用于在其中插入一個夾具(76)，以便從外側(cè)夾住每個金屬鉚釘(65)的另一端部。
4．按照權(quán)利要求1的電解電容器(K3)，其特征是，當(dāng)金屬殼(62)內(nèi)的壓力上升時，僅有上蓋(63)的外周邊部分(63a)發(fā)生變形，而外部連接端子(70)之間的間隔不會增大。
5．具有開路式機(jī)構(gòu)的一種電解電容器(K4-K6)，包括；充滿了主電解液的一個電容元件(81；101；121)；用于容納電容元件(81；101；121)的一個有底的筒形金屬殼(82；102；122)；通過一個墊圈(84；104；124)安裝到金屬殼(82；102；122)口上的一個上蓋(83；103；123)；用樹脂制成的一個端子固定件(85；105；125)，并且被固定在上蓋(83；103；123)上；在端子固定件(85；105；125)的模制過程中被端子固定件(85；105；125)整體夾持的一對金屬鉚釘(86；106；126)；以及一對外部連接端子(87；107；127)，各自被連接到每個金屬鉚釘(86；106；126)的一個端部，并且通過金屬連接將每個金屬鉚釘(86；106；126)的另一端分別連接到從電容元件(81；101；121)中拉出的一對引出鉛板(90；110；130)上。
6．按照權(quán)利要求5的電解電容器(K5)，其特征是在端子固定件(105)上設(shè)有一個具有低機(jī)械強(qiáng)度的薄弱部分(105a)。
7．按照權(quán)利要求5的電解電容器(K6)，其特征是在上蓋(123)的外圍邊沿設(shè)有一個縱向延伸的塑性延長部分(123a)。
全文摘要
具有開路式機(jī)構(gòu)的一種電解電容器(K1—K3)包括:用于容納一個電容元件(31;51;61)的金屬殼(32;52;62);裝在金屬殼的一個口上的一個上蓋(33;53;63);固定在上蓋上的一對金屬鉚釘(35;55;65);各自連接到每個金屬鉚釘?shù)囊粋€端部的一對外部連接端子(39;55;70);以及用樹脂模制而成的一個固定元件(40;56;71),它們設(shè)有一對通孔(41;57;72),分別可供各個金屬鉚釘?shù)牧硪欢瞬客ㄟ^,以便通過金屬連接將從固定元件上突出的每個金屬鉚釘?shù)牧硪欢诉B接到電容元件上拉出的一對引出鉛板(42;58;73)上。在由于電容元件的故障造成金屬殼內(nèi)的壓力上升時,上升的壓力會使上蓋出現(xiàn)變形,在上蓋發(fā)生變形時,金屬鉚釘會遠(yuǎn)離電容元件的方向上抬起,因此,每個金屬鉚釘?shù)牧硪欢伺c每個引出鉛板端部之間的金屬連接就被切斷了,這樣就能斷開電解電容器的電路。
文檔編號H01G9/12GK1205797SQ9619923
公開日1999年1月20日 申請日期1996年10月24日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月30日
發(fā)明者山田衛(wèi)弘, 栗本浩, 南真春 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社