用于高重力應(yīng)用的電容器制造技術(shù)

一種能在75個(gè)g或更多個(gè)g下工作的電解電容器具有殼體，該殼體具有底座和蓋，纏繞式電容器元件沿著底座底部縱向地定位在殼體側(cè)面上，并且蓋的下側(cè)壓迫電容器元件的長(zhǎng)度，以摩擦接合電容器元件。該殼體配備向內(nèi)突起的表面，包括在電容器元件一端處的隔板或在蓋上的元件和脊，起到限制電容器元件在殼體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)的屏障的作用。在殼體的一端處產(chǎn)生隔間，從而為嵌入在非導(dǎo)電支撐基體中的端子留出空間。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及能夠經(jīng)受住相對(duì)高的重力而不會(huì)發(fā)生故障的電容器。本專利技術(shù)對(duì)于具有卷繞式電容器元件的電解電容器尤其有用。
技術(shù)介紹
諸如鋁電解電容器這樣的卷繞式電容器經(jīng)常用在要遭受相對(duì)高的振動(dòng)、沖擊和離心力的環(huán)境中。例如，電容器常常并入到深井鉆井設(shè)備以及飛機(jī)和航天器的電路中。典型的卷繞式電容器的額定值應(yīng)能經(jīng)受住高達(dá)25個(gè)g的重力。使電容器受到更高的重力會(huì)導(dǎo)致電容器故障。Rubin的第4,584,630號(hào)美國(guó)專利公開了一種用于電解電容器的安裝墊片。該安裝墊片是一種柔性的塑料薄片，其在被折疊和插入到管狀外殼內(nèi)部時(shí)為電容器部分提供對(duì)準(zhǔn)和支持。Hutchins等人的US4,987,519公開了一種鋁電解電容器，其在電容器元件的每個(gè)端部處具有氟塑料構(gòu)件。向內(nèi)指向的環(huán)形珠使外殼變形，并且接合氟塑料構(gòu)件，從而形成密封。Bruvelaitis等人的第6,307,734號(hào)美國(guó)專利公開了一種電解電容器，其具有在罐(殼體)內(nèi)圍繞電容器的有機(jī)硅灌封料。在罐102中的壓痕108將硅化合物壓靠到電容器元件上從而將電容器元件牢固地保持在適當(dāng)位置。Ashino等人的第2012/0154984號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)公開了一種具有纏繞在電容器元件外側(cè)的帶狀材料的電解電容器。金屬殼體被向內(nèi)折皺以接合帶狀材料，從而使電容器元件相對(duì)于殼體固定在適當(dāng)位置。盡管不同的現(xiàn)有技術(shù)嘗試在殼體中對(duì)準(zhǔn)、支撐和穩(wěn)定纏繞式電容器，對(duì)于能夠在高重力的應(yīng)用中運(yùn)行的電容器仍存在長(zhǎng)期的需要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)涉及能夠經(jīng)受住相對(duì)高的重力而不發(fā)生故障的電解電容器。尤其是，本發(fā)明的電容器按照MIL-STD-202G，方法204，測(cè)試條件H-高頻振動(dòng)測(cè)試能夠經(jīng)受住35個(gè)g或更大，優(yōu)選地為50個(gè)g或更大，更優(yōu)選為75個(gè)g或更大的重力而不會(huì)發(fā)生故障。電容器具有纏繞式電容器元件，該纏繞式電容器元件具有陽(yáng)極、陰極和電介質(zhì)層。該元件具有第一端和與所述第一端相對(duì)的第二端，該第一和第二端縱向間隔開。第一和第二接頭從電容器元件伸出并且分別電連接到陽(yáng)極和陰極。該纏繞式電容器可以設(shè)置成卵形的、扁平形的或橢圓形的，例如，其可以具有大小為從1.5:1到7:1，尤其是從1.5:1到4:1的寬度與高度的縱橫比。電容器元件可以具有軸，該軸在第一端與第二端之間延伸，該軸的中心位于電容器元件的核心處。電容器元件的殼體具有底座和覆蓋該底座的蓋。該底座具有底部、位于底座的相對(duì)兩側(cè)的兩個(gè)側(cè)壁、后壁和與該后壁相對(duì)的前壁。電容器元件定位在該殼體的底座構(gòu)件中，縱向排列，電容器元件的第一端面向前壁并且電容器元件的第二端面向后壁。隔間是在殼體中在電容器元件的第一端與底座的前壁之間產(chǎn)生的，該隔間為放置一對(duì)端子提供了空間，該對(duì)端子用于將來(lái)自電容器元件的第一和第二接頭連接到殼體外部的電路。殼體的蓋具有沿著頂沿的邊緣，在尺寸上與底座相對(duì)應(yīng)。該蓋覆蓋底座的內(nèi)部，并且該蓋的下側(cè)被壓成與電容器元件的側(cè)面相接觸，即沿著該元件的長(zhǎng)度接觸該元件。在本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，在例如通過(guò)焊接將蓋附接上之前，用每平方英寸50磅或更大，甚至是每平方英寸75磅或更大的壓力將蓋壓靠到電容器元件上。殼體的蓋可以配備至少一個(gè)，優(yōu)選地為兩個(gè)向內(nèi)突起，諸如脊，該向內(nèi)凸起接合電容器元件的外表面并起到阻擋電容器元件相對(duì)于殼體移動(dòng)的屏障的作用。該突起可以排列成平行于電容器元件的軸線，并且定位在該軸線的任一側(cè)上。在一個(gè)實(shí)施例中，蓋可以設(shè)置被“反彎”的外邊沿，即，該蓋被向下彎曲以產(chǎn)生向內(nèi)突起和形成與電容器元件相接觸的凹部區(qū)域，然后該邊緣被向上彎曲，使得該邊緣背對(duì)底座的底部。在本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，蓋的邊緣的尺寸設(shè)置成在底座內(nèi)周邊內(nèi)滑動(dòng)。當(dāng)該蓋被裝到適當(dāng)位置時(shí)，該蓋的邊緣可以近似與底座的頂部邊沿齊平。當(dāng)蓋被附接到底座上時(shí)，電容器元件被以足夠大的壓力夾在蓋的下側(cè)與底座的底部之間，與電容器元件摩擦接合，從而對(duì)電容器元件相對(duì)于殼體的移動(dòng)，尤其是在縱向方向上的移動(dòng)造成很強(qiáng)的阻力。在電容器被組裝起來(lái)時(shí)，通過(guò)將殼體的內(nèi)部設(shè)計(jì)成基本上適合電容器元件可以限制電容器元件相對(duì)于殼體的運(yùn)動(dòng)。例如，底座的內(nèi)部和蓋的下側(cè)可以具有彎曲的邊沿，使得電容器元件的側(cè)面的表面面積的至少80％(即，除了第一和第二端之外)甚至是電容器元件的側(cè)面的表面面積的至少90％與殼體相接觸。作為進(jìn)一步的例子，在第一側(cè)壁與底部之間以及在第二側(cè)壁與底部之間的底座的內(nèi)部在側(cè)壁與底部的每個(gè)接合點(diǎn)處通過(guò)75°或更大的角度設(shè)置有0.125英寸或更大的半徑。在本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，底座設(shè)置有定位在底座的后壁與前壁之間的隔板。電容器元件定位在底座中，電容器元件的第一端與隔板相鄰，并且電容器元件的第二端與底座的后壁相鄰。隔板可以具有排列成基本上平行于底座的后壁并且在底座的側(cè)壁之間延伸的表面。在本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，隔板是平行于底座的后壁從底座的一個(gè)側(cè)壁延伸到另一個(gè)側(cè)壁的壁。隔板用作阻擋電容器元件在殼體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)的屏障，尤其是，用作阻擋電容器元件朝向底座的前壁的縱向運(yùn)動(dòng)的屏障。隔板的高度可以從底座的底部延伸到電容器元件的高度的20％或更高的高度。在一個(gè)例子中，隔板從底座的底部延伸到電容器元件的高度的25％至75％的高度。隔板可以是底座的一體的部分，并且可以作為底座的向內(nèi)突起，其接合電容器元件并且限制電容器元件相對(duì)于殼體的運(yùn)動(dòng)。術(shù)語(yǔ)“一體的部分”的意思是隔板和底座的其余部分(例如，底部、側(cè)壁、前壁和后壁)的結(jié)構(gòu)是由連續(xù)一片材料形成的。在一個(gè)例子中，該底座通過(guò)沖壓金屬薄片形成。在本專利技術(shù)的具有隔板的實(shí)施例中，在隔板的頂部邊沿與底座的前壁之間在底座中可以生成擱板。該擱板排列成在底部上方的某一高度處近似平行于底座的底部，從而在殼體的底座中產(chǎn)生凹處。可以將端子定位在擱板中形成的孔中(用于將從電容器元件伸出的接頭連接到殼體外部的電路)，借此該端子被抬高到底座底部上方，并且其中底座的前壁的外部不具有任何從其延伸的引線或其他電連接。從在底座中形成的擱板伸出的引線可以連接到直接在殼體周邊下方或周邊內(nèi)的電路板或其他電路。該隔板可以由布置成排列于底座的后壁的平面壁組成或包括該平面壁，具有從隔板伸到底座前壁的支柱或其他支撐結(jié)構(gòu)，用于保持隔板的位置和阻止電容器元件朝向前壁滑動(dòng)。可以在隔板中設(shè)置開口，用于電容器元件的第一和第二接頭，其連接到在元件的第一端與底座的前壁之間形成的隔間中的端子。在本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，底座配備至少一個(gè)向內(nèi)突起，或者蓋配備至少一個(gè)向內(nèi)突起，或者底座和蓋二者均可以配備向內(nèi)突起，該向內(nèi)突起能夠接合電容器元件并且阻止電容本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種電解電容器，包括：(a)殼體，包括(i)底座，其具有內(nèi)部和外部、底部、第一側(cè)壁和與所述第一側(cè)壁相對(duì)的第二側(cè)壁、后壁和與所述后壁相對(duì)的前壁，以及(ii)蓋，其具有邊緣和下側(cè)，其中所述蓋覆蓋所述底座的內(nèi)部并且平行于所述底座的所述底部，并且其中所述蓋的所述邊緣附接到所述底座從而與其產(chǎn)生密封；(b)纏繞式電容器元件，具有陽(yáng)極、陰極和電介質(zhì)層，其中所述電容器元件具有寬度、高度和長(zhǎng)度，所述電容器元件進(jìn)一步具有第一端和與所述第一端相對(duì)的第二端、和分別連接到所述陽(yáng)極和所述陰極的第一接頭和第二接頭，借此所述電容器元件定位在所述殼體內(nèi)部，所述電容器元件的所述第一端面向所述底座的所述前壁并且所述電容器元件的所述第二端面向所述底座的所述后壁，并且所述蓋的所述下側(cè)和所述底座的所述底部沿著所述電容器元件的長(zhǎng)度以足夠大的壓力與所述電容器元件相接觸，從而摩擦接合所述電容器元件并且阻止所述電容器元件相對(duì)于所述殼體的縱向運(yùn)動(dòng)，并且借此在所述殼體內(nèi)產(chǎn)生在所述電容器元件的所述第一端與所述底座的前壁之間的隔間，并且所述第一接頭和所述第二接頭延伸到所述隔間中；(c)第一端子，具有定位在所述隔間中并且連接到所述電容器元件的所述第一接頭的第一端和延伸穿過(guò)所述殼體中的第一孔的第二端；(d)第一氣密封接，其附接到所述殼體的所述外部并且圍繞所述殼體中的所述第一孔，其中所述第一端子的所述第二端延伸穿過(guò)所述第一氣密封接并且與所述殼體電絕緣；(e)第二端子，具有定位在所述隔間中并且連接到所述電容器元件的所述第二接頭的第一端和延伸穿過(guò)所述殼體中的第二孔的第二端；(f)第二氣密封接，其附接到所述殼體的所述外部并且圍繞所述殼體中的所述第二孔，其中所述第二端子的所述第二端延伸穿過(guò)所述第二氣密封接并且與所述殼體電絕緣；以及(g)電解質(zhì)溶液，其容納在所述殼體中并且與所述電容器元件相接觸。...

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】2013.08.30 US 14/014,7621.一種電解電容器，包括：
(a)殼體，包括(i)底座，其具有內(nèi)部和外部、底部、第一側(cè)壁和與所述第一側(cè)壁相對(duì)的
第二側(cè)壁、后壁和與所述后壁相對(duì)的前壁，以及(ii)蓋，其具有邊緣和下側(cè)，其中所述蓋覆
蓋所述底座的內(nèi)部并且平行于所述底座的所述底部，并且其中所述蓋的所述邊緣附接到所
述底座從而與其產(chǎn)生密封；
(b)纏繞式電容器元件，具有陽(yáng)極、陰極和電介質(zhì)層，其中所述電容器元件具有寬度、高
度和長(zhǎng)度，所述電容器元件進(jìn)一步具有第一端和與所述第一端相對(duì)的第二端、和分別連接
到所述陽(yáng)極和所述陰極的第一接頭和第二接頭，借此所述電容器元件定位在所述殼體內(nèi)
部，所述電容器元件的所述第一端面向所述底座的所述前壁并且所述電容器元件的所述第
二端面向所述底座的所述后壁，并且所述蓋的所述下側(cè)和所述底座的所述底部沿著所述電
容器元件的長(zhǎng)度以足夠大的壓力與所述電容器元件相接觸，從而摩擦接合所述電容器元件
并且阻止所述電容器元件相對(duì)于所述殼體的縱向運(yùn)動(dòng)，并且借此在所述殼體內(nèi)產(chǎn)生在所述
電容器元件的所述第一端與所述底座的前壁之間的隔間，并且所述第一接頭和所述第二接
頭延伸到所述隔間中；
(c)第一端子，具有定位在所述隔間中并且連接到所述電容器元件的所述第一接頭的
第一端和延伸穿過(guò)所述殼體中的第一孔的第二端；
(d)第一氣密封接，其附接到所述殼體的所述外部并且圍繞所述殼體中的所述第一孔，
其中所述第一端子的所述第二端延伸穿過(guò)所述第一氣密封接并且與所述殼體電絕緣；
(e)第二端子，具有定位在所述隔間中并且連接到所述電容器元件的所述第二接頭的
第一端和延伸穿過(guò)所述殼體中的第二孔的第二端；
(f)第二氣密封接，其附接到所述殼體的所述外部并且圍繞所述殼體中的所述第二孔，
其中所述第二端子的所述第二端延伸穿過(guò)所述第二氣密封接并且與所述殼體電絕緣；以及
(g)電解質(zhì)溶液，其容納在所述殼體中并且與所述電容器元件相接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的電容器，其中所述電容器能按照MIL-STD-202/方法204經(jīng)受住50
個(gè)g，而不會(huì)發(fā)生故障。
3.如權(quán)利要求1所述的電容器，進(jìn)一步包括排列成與所述后壁平行并且定位在所述后
壁與所述前壁之間的隔板，其中所述電容器元件的第一端與所述隔板相鄰，并且所述電容
器元件的所述第二端與所述底座的所述后壁相鄰，并且其中所述隔板是阻擋所述電容器元
件朝向所述底座的所述前壁運(yùn)動(dòng)的屏障。
4.如權(quán)利要求3所述的電容器，其中所述隔板與所述底座一體地形成，并且其中所述底
座進(jìn)一步包括在所述隔板與所述底座的所述前壁之間延伸的擱板，并且所述殼體中的所述
第一孔和所述第二孔定位在所述擱板中。
5.如權(quán)利要求3所述的電容器，其中所述隔板與所述底座一體地形成，并且其中所述底
座由沖壓成形處理形成。
6.如權(quán)利要求1所述的電容器，其中所述電容器元件具有大小為從1.5:1至7:1的寬度
與高度的縱橫比。
7.如權(quán)利要求6所述的電容器，其中所述底座的所述內(nèi)部在所述第一側(cè)壁與所述底部
之間以及在所述第二側(cè)壁與所述底部之間具有在75°或更大的角度中的0.125英寸或更大
的半徑。
8.如權(quán)利要求1所述的電容器，其中當(dāng)電容器被組裝時(shí)每平方英寸50磅或更大的壓力
被施加到所述蓋上，從而在所述蓋與所述底座的所述底部之間壓迫所述電容器元件。
9.如權(quán)利要求8所述的電容器，其中所述底座的內(nèi)部在所述第一側(cè)壁與所述底部之間
和在所述第二側(cè)壁與所述底部之間適合于所述電容器元件。
10.如權(quán)利要求1所述的電容器，其中所述蓋具有外邊沿，并且所述外邊沿被反彎從而
產(chǎn)生至少兩個(gè)向內(nèi)的突起，使得所述蓋的所述邊緣背對(duì)所述底座的所述底部，并且所述蓋
的下側(cè)的與所述電容器元件相接觸的部分是凹形的。
11.如權(quán)利要求1所述的電容器，其中所述電容器元件的所述陽(yáng)極和所述陰極包括第一
和第二纏繞箔，并且所述電容器元件的所述第一和第二接頭定位在從所述第一和第二箔的
各自的中間點(diǎn)加上或減去所述箔的長(zhǎng)度的15％之處。
12.如權(quán)利要求1所述的電容器，其中所述第一和第二接頭分別連接到所述第一和第二
端子，并且所述接頭被彎曲少于90°。
13.如權(quán)利要求1所述的電容器，進(jìn)一步包括定位在所述殼體的所述內(nèi)部中的非導(dǎo)電基
體材料，并且其中所述第一和第二端子嵌入在所述基體材料中。
14.一種電解電容器，包括：
(a)纏繞式電容器元件，具有陽(yáng)極、陰極和電介質(zhì)層，其中所述電容器元件具有寬度、高
度和長(zhǎng)度，所述電容器元件進(jìn)一步具有第一端和與所述第一端相對(duì)的第二端、和分別連接
到所述陽(yáng)極和所述陰極的第一接頭和第二接頭；
(b)殼體，包括(i)底座，其具有內(nèi)部和外部、底部、第一側(cè)壁和與所述第一側(cè)壁相對(duì)的
第二側(cè)壁、后壁和與所述后壁相對(duì)的前壁、以及隔板，該隔板在與所述后壁相距近似所述電
容器元件的所述長(zhǎng)度的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：W拉克，W吉爾斯特拉普，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：康奈爾杜比里埃營(yíng)銷股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：美國(guó);US