(57)【要約】【課題】直線状のリードを用いてもリードの幅を狭めずにＥＳＬを低減させることができ、使い勝手がよい電解コンデンサを提供する。【解決手段】リード４０ｂと、タブ４０ａと、タブ４０ａとリード４０ｂを接合する部位である丸棒４０ｃとを備える陽極側リード端子４０と、リード４１ｂと、タブ４１ｂと、タブ４１ａとリード４１ｂを接合する部位である丸棒４１ｃとを備える陰極側リード端子４１とを具備する電解コンデンサ３０において、巻回された状態におけるコンデンサ素子３２の陽極側リード端子３８の丸棒４０ｃと陰極側リード端子４１の丸棒４１ｃとの距離をＰとし、陽極箔３８と陰極箔３９とを重ね合わせたままでコンデンサ素子３２の巻回を展開した状態における陽極側リード端子４０の陽極箔３８への接続位置と陰極側リード端子４１の陰極箔３９への接続位置との距離をｒとしたとき、０≦ｒ＜πＰ／２の関係を満たす。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース外部へ突出する部位であるリードと、陽極箔に接続される部位であるタブと、タブとリードを接合する部位である丸棒とを備える陽極側リード端子と、
ケース外部へ突出する部位であるリードと、陰極箔に接続される部位であるタブと、タブとリードを接合する部位である丸棒とを備える陰極側リード端子とを具備し、
前記陽極側リード端子が接続された陽極箔と前記陰極側リード端子が接続された陰極箔とをセパレータを介して巻回して構成されるコンデンサ素子をケース内に収納してなる電解コンデンサにおいて、
巻回された状態における前記コンデンサ素子の前記陽極側リード端子の丸棒と前記陰極側リード端子の丸棒との距離をＰとし、前記陽極箔と前記陰極箔とを重ね合わせたままで前記コンデンサ素子の巻回を展開した状態における前記陽極側リード端子の陽極箔への接続位置と前記陰極側リード端子の陰極箔への接続位置との距離をｒとしたとき、
０≦ｒ＜πＰ／２
の関係を満たすことを特徴とする電解コンデンサ。
【請求項２】
巻回された状態における前記コンデンサ素子の前記陽極側リード端子のタブと前記陰極側リード端子のタブとは、前記コンデンサ素子の巻回軸に対して対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の電解コンデンサ。
【請求項３】
前記陽極側リード端子及び前記陰極側リード端子のうち少なくとも何れか一方は、
巻回された状態の前記コンデンサ素子において、前記タブを肉薄側から見た場合における軸線方向に沿った中心線が、前記丸棒の径の中心を通る軸線方向に沿った中心線よりも内周側に位置するように配置されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の電解コンデンサ。
【請求項４】
前記陽極側リード端子及び前記陰極側リード端子のうち少なくとも何れか一方は、
前記タブを肉薄側から見た場合における軸線方向に沿った中心線と、前記丸棒の径の中心を通る軸線方向に沿った中心線とは異なる位置となるように形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項記載の電解コンデンサ。
【請求項５】
前記陽極側リード端子及び前記陰極側リード端子のうち少なくともいずれか一方は、前記丸棒又は前記タブが屈曲した形状に形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項記載の電解コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陽極側リード端子が接続された陽極箔と、陰極側リード端子が接続された陰極箔とをセパレータを介して巻回して構成されるコンデンサ素子をケース内に収納してなる電解コンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体素子の動作が高速化してきている。このため、ＥＭＩ対策を含め高周波ノイズをいかにして抑えるかということが、半導体素子の機能を確保するために重要な問題となっている。
【０００３】
例えば、高周波フィルタ機能を有するセラミックフィルムコンデンサと、平滑用の電解コンデンサとを並列に接続して高周波フィルタを構成することで、高周波ノイズを抑える方法が一般的に知られている。
【０００４】
しかし、セラミックフィルムコンデンサと電解コンデンサを並列に接続すると、電解コンデンサの等価直列インダクタンス（以下、単にＥＳＬ（Equivalent Series Inductance）と称する場合がある）とセラミックフィルムコンデンサとで共振してしまうという問題があった。そこで、電解コンデンサのＥＳＬを低減するための構成が従来より研究されている。
【０００５】
電解コンデンサのＥＳＬを低減させるための構成としては、コンデンサ素子の陽極箔と陰極箔のそれぞれに複数の引出端子を取り付け、引出端子をコンデンサ素子の一方の巻回端面から導出するとともに、外周近傍にある引出端子を折り曲げ、内周側にある引出端子に接続した構成がある（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
このように、引出端子を近接することにより、それぞれの引出端子の誘導磁場が打ち消されるため、ＥＳＬが低減する。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２９７６７７号公報
【特許文献２】特開２００３−２９７６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したような従来の構成によれば、引出端子を接近させて誘導磁場の打ち消しを図っている。このため、引出端子におけるコンデンサのケース外部に突出している部位（以下、本願の構成のようにリードと称する）同士の間隔は、汎用的に使用される間隔、あるいは規格等で定められている間隔よりも狭くなってしまうので、例えば回路基板における必要な面間距離やパターン幅を確保しにくくなるなど、非常に使い勝手が悪いという課題がある。
【０００８】
なお、引出端子を接近させ、リードを屈曲または変形させることで、誘導磁場の打ち消しを図りつつリードの間隔を汎用的に使用される間隔あるいは規格等で定められている間隔にすることはできる。
しかし、リードが屈曲していると、プリント基板等への実装の際、屈曲した部位の長さ分だけマージンの制限が大きくなるため、やはり使い勝手が悪いという課題がある。
【０００９】
そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、リードが接続されている丸棒の間隔を維持することで使い勝手が悪くならないようにしつつ、ＥＳＬを低減させることが可能な電解コンデンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明にかかる電解コンデンサによれば、ケース外部へ突出する部位であるリードと、陽極箔に接続される部位であるタブと、タブとリードを接合する部位である丸棒とを備える陽極側リード端子と、ケース外部へ突出する部位であるリードと、陰極箔に接続される部位であるタブと、タブとリードを接合する部位である丸棒とを備える陰極側リード端子と、前記陽極側リード端子が接続された陽極箔と前記陰極側リード端子が接続された陰極箔とをセパレータを介して巻回して構成されるコンデンサ素子をケース内に収納してなる電解コンデンサにおいて、巻回された状態における前記コンデンサ素子の前記陽極側リード端子の丸棒と前記陰極側リード端子の丸棒との距離をＰとし、前記陽極箔と前記陰極箔とを重ね合わせたままで前記コンデンサ素子の巻回を展開した状態における前記陽極側リード端子の陽極箔への接続位置と前記陰極側リード端子の陰極箔への接続位置との距離をｒとしたとき、０≦ｒ＜πＰ／２の関係を満たすことを特徴としている。
この構成を採用することによる作用は以下の通りである。
すなわち、従来の構成であれば、リードの間隔をＰとした場合に、コンデンサ素子を広げた場合における、陽極側リード端子のタブの接続位置と陰極側リード端子のタブの接続位置との間の距離はπＰ／２で定まる。しかし、陽極側リード端子のタブの接続位置と陰極側リード端子のタブの接続位置との間の距離を狭めると、丸棒の間隔が狭くなってしまう。
本発明では、丸棒の間隔Ｐがリードの間隔として汎用的に使用されている間隔または規定された間隔を維持することができるので使い勝手が良く、且つコンデンサ素子を広げた場合における、陽極側リード端子のタブの接続位置と陰極側リード端子のタブの接続位置とが０≦ｒ＜πＰ／２という関係を満たすことで、丸棒の間隔Ｐが通常の間隔を維持したままｒの値を小さくする（陽極側リード端子のタブの接続位置と陰極側リード端子のタブの接続位置との間の距離を狭める）ことができるので、ＥＳＬを減少させることが可能となった。
【００１１】
また、巻回された状態における前記コンデンサ素子の前記陽極側リード端子のタブと前記陰極側リード端子のタブとは、前記コンデンサ素子の巻回軸に対して対向する位置に配置されていることを特徴としてもよい。
【００１２】
また、前記陽極側リード端子及び前記陰極側リード端子のうち少なくとも何れか一方は、巻回された状態の前記コンデンサ素子において、前記タブを肉薄側から見た場合における軸線方向に沿った中心線が、前記丸棒の径の中心を通る軸線方向に沿った中心線よりも内周側に位置するように配置されることを特徴としてもよい。
この構成によれば、丸棒の間隔を従来通りに維持しつつ、コンデンサ素子を展開した状態では陽極側リード端子のタブの接続位置と陰極側リード端子のタブの接続位置とを容易に近づけることができ、ＥＳＬを減少させることができる。
【００１３】
さらに、前記陽極側リード端子及び前記陰極側リード端子のうち少なくとも何れか一方は、前記タブを肉薄側から見た場合における軸線方向に沿った中心線と、前記丸棒の径の中心を通る軸線方向に沿った中心線とは異なる位置となるように形成されていることを特徴としてもよい。
この構成によっても、丸棒の間隔を従来通りに維持しつつ、コンデンサ素子を展開した状態では陽極側リード端子のタブの接続位置と陰極側リード端子のタブの接続位置とを容易に近づけることができ、ＥＳＬを減少させることができる。
【００１４】
さらに、前記陽極側リード端子及び前記陰極側リード端子のうち少なくともいずれか一方は、前記丸棒又は前記タブが屈曲した形状に形成されていることを特徴としてもよい。
この構成によっても、丸棒の間隔を従来通りに維持しつつ、コンデンサ素子を展開した状態では陽極側リード端子のタブの接続位置と陰極側リード端子のタブの接続位置とを容易に近づけることができ、ＥＳＬを減少させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の電解コンデンサによれば、丸棒の間隔を維持することで使い勝手が悪くならないようにしつつ、ＥＳＬを低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に本実施形態の電解コンデンサの全体構成を示す。
本実施形態の電解コンデンサ３０は、アルミニウム等の金属で形成された有底筒状の外装ケース３１の内部にコンデンサ素子３２が配置され、外装ケース３１の開口部をゴム貼積層樹脂板等の封口体３４で閉塞されて構成されている。
また、外装ケース３１の外側には、コンデンサの性能表示が印刷されたスリーブ３５が被覆されている。
【００１７】
図２にコンデンサ素子の構造について示す。
コンデンサ素子３２は、陽極箔３８と、陰極箔３９と、陽極箔３８と陰極箔３９との間に配置され、電解液が含浸されたセパレータ紙３７とが巻回されて構成されている。また、セパレータ紙３７は陰極箔３９の外周側にも配置されており、陰極箔３９が外装ケース３１に直接接触しないように設けられている。
【００１８】
陽極箔３８と陰極箔３９には、それぞれ陽極側リード端子４０及び陰極側リード端子４１が接続されている。
陽極側リード端子４０及び陰極側リード端子４１のそれぞれは、陽極箔３８及び陰極箔３９に接続されるタブ４０ａ，４１ａと、外装ケース３１の外側に突出する部位である直線状のリード４０ｂ，４１ｂとを備えている。タブ４０ａ，４１ａとリード４０ｂ，４１ｂは丸棒４０ｃ，４１ｃにおいて溶接等によって接合されて形成されている。本実施形態では、各リード４０ｂ，４１ｂの径の中心と、各丸棒４０ｃ，４１ｃの径の中心とは一致するように接合されている。また、各リード端子４０，４１の丸棒４０ｃ、４１ｃが、封口体３４に収納される部位となる。
【００１９】
図３では、電解コンデンサを封口体３４側から見たときの、各丸棒４０ｃ，４１ｃと各タブ４０ａ，４１ａとの位置関係を示す概略図を示している。黒丸がリードを表し、白丸が丸棒を表し、黒棒がタブを表している。なお、図３では、見やすくするために各リード４０ｂ，４１ｂおよび各丸棒４０ｃ，４１ｃと、各タブ４０ａ，４１ａとを接続している部分は省略している。
図４では、図３の電解コンデンサを側面から見た概略図を示している。
【００２０】
図３及び図４に示すように、本発明の電解コンデンサ３０は、封口体３４側からみた場合、各丸棒４０ｃ，４１ｃよりもタブ４０ａ，４１ａが内側に配置されるように構成されている。すなわち、図３のように、各丸棒４０ｃ，４１ｃの位置の間の距離Ｐを直径とする円形のリード範囲Ｌを考えた場合に、このリード範囲Ｌの内側に、タブ４０ａ，４１ａが配置されるように構成されている。言い換えると、巻回された状態のコンデンサ素子３２において、封口体３４側からみると、タブ４０ａ，４１ａを肉薄側から見た場合における軸線方向に沿った中心線が、丸棒４０ｃ，４１ｃの径の中心を通る軸線方向に沿った中心線よりも内周側に位置している。
また、図４のように、各電極箔３８，３９が巻回された状態のコンデンサ素子３２における各タブ４０ａ，４１ａの距離ｐは、各電極箔３８，３９が巻回された状態のコンデンサ素子３２における各丸棒４０ｃ，４１ｃの距離Ｐよりも小さくなるように構成されている。
【００２１】
なお、図３では、陽極側リード端子４０と陰極側リード端子４１の双方のタブ４０ａ，４１ａが、リード範囲Ｌの内側に配置されるように構成されているが、後述するように本発明では少なくとも何れか一方のタブ４０ａ，４１ａがリード範囲Ｌの内側に配置されていればよい。
【００２２】
以下、本発明の原理について説明する。
本発明者等は、電解コンデンサ３０でＥＳＬが生じている原因として、陽極側リード端子４０のタブ４０ａの位置と陰極側リード端子４１のタブ４１ａの位置に原因が有ると考えた。
【００２３】
つまり、図５に示すように、各電極箔３８，３９を広げて見た場合、陽極箔３８のタブ４０ａの位置と、陰極箔３９のタブ４１ａの位置が距離ｒだけ離れているとする。リード端子のリード４０ｂ，４１ｂ間の距離（丸棒４０ｃ，４１ｃの間の距離）Ｐは、汎用的に用いられている距離であり、また過去にはＪＩＳ等の規格で予め決められていた経緯もあるので、容易に変更することはできない。そして、従来のように、丸棒４０ｃ，４１ｃの間隔Ｐと、タブ４０ａ，４１ａの間隔ｐが一致している場合は、電極箔３８，３９を巻回したときにタブ４０ａ，４１ａの間隔がｐ＝Ｐとなるように、タブの距離ｒが決定される。なお、ｒ＝πＰ／２である。
【００２４】
陽極箔３８では、タブ４０ａから左右両側の端部方向へ電流が流れ、陰極箔３９では、両端部からタブ４１ａへ向かって電流が流れる。ここで、陽極箔３８と陰極箔３９とで互いに逆向きに流れている電流は相殺され、この部分ではインダクタンスは生じない。しかし、陽極箔３８のタブ４０ａと陰極箔３９のタブ４１ａとの間においては、電流の向きが同一方向になってしまうので、この電流に基づくインダクタンスが発生する。
そこで、陽極箔３８のタブ４０ａの位置と陰極箔３９のタブ４１ａの位置をなるべく接近させる（距離ｒを短くする）ことにより、同一方向となる電流をなるべく小さくでき、インダクタンス（ＥＳＬ）を減少させることができる。
【００２５】
本発明では、コンデンサ素子３２を展開した場合における陽極箔３８のタブ４０ａと陰極箔３９のタブ４１ａとの距離ｒを、少なくとも従来の構成における距離πＰ／２よりも小さくすることで、従来の構成よりもＥＳＬを低減させることができる。
すなわち、ｒ＜πＰ／２の関係式が成立するように、電解コンデンサを構成するとよい。
【００２６】
なお、陽極箔３８におけるタブ４０ａの位置と、陰極箔３９におけるタブ４１ａの位置を一致させれば、陽極箔３８と陰極箔３９を流れる電流のうちＥＳＬの原因となる電流成分を無くすことができるので、ＥＳＬを大幅に減少させることができる。かかる場合、コンデンサ素子３２を展開した場合における陽極箔３８のタブ４０ａと陰極箔３９のタブ４１ａとの距離ｒについて、ｒ＝０の関係式が成立する。
すなわち、本発明では、陽極箔３８におけるタブ４０ａの位置と陰極箔３９におけるタブ４１ａの位置とを一致させた上記の関係式に、上述したように距離ｒを少なくとも従来の構成における距離πＰ／２よりも小さくする条件を加えることにより、コンデンサ素子３２を展開した場合における陽極箔３８のタブ４０ａと陰極箔３９のタブ４１ａとの距離ｒについて、０≦ｒ＜πＰ／２の関係式が成立するように電解コンデンサを構成する。
【００２７】
ただし、上述したように、予めリード４０ｂ，４０ｃの間隔（丸棒４０ｃ，４１ｃの間隔）Ｐは汎用的に用いられているか、または規格で決められていたものであるため、丸棒とタブが一直線状に形成されているリード端子を用いた場合、タブの位置を自由に変更することはできない。
そこで、丸棒とタブとが一直線状に形成されていないリード端子を用いることによって、丸棒４０ｃ，４１ｃの間隔は、汎用的に用いられていたり規格で定められていた通りの間隔を維持しつつ、タブ４０ａ，４１ａ同士の距離を近づけることができるようになった。
【００２８】
続いて、リード端子の具体的な構造について説明する。図６には、通常用いられているリード端子を示している。図６（ａ）に、通常のリード端子の正面図を、図６（ｂ）に通常のリード端子の側面図を示す。
図６に示すような通常のリード端子５０は、平板状に形成されたタブ５０ａと、円柱状（線状）のリード５０ｂと、タブ５０ａとリード５０ｂの接続部分である円柱状の丸棒５０ｃとを有しており、リード５０ｂと丸棒５０ｃとタブ５０ａとが側面視すると（タブの肉薄方向から見ると）一直線状に形成されている。タブ５０ａとリード５０ｂは、元々別部材であり、溶接によって接合されている。また、タブ５０ａは、円柱状の部材をプレス加工することにより平板状に形成され、プレス加工されずにそのまま円柱状に残っている部分が丸棒５０ｃである。
なお、タブ５０ａ、リード５０ｂ及び丸棒５０ｃは鉄に銅めっきまたは錫めっきを施してなる金属で構成されている。
【００２９】
図７には、本発明に用いるリード端子を示している。
図７（ａ）に、本発明に用いるリード端子の正面図を、図７（ｂ）に本発明に用いるリード端子の側面図を示す。
図７に示すリード端子６０は、丸棒６０ｃの径の中心線ｃ１と、タブ６０ａの厚さ方向（肉薄側から見た場合）の中心線ｃ２が異なる位置となるように設けられているものである。なお、丸棒６０ｃの径の中心線とリード６０ｂの径の中心線は一致している。このような構成のリード端子を用いることにより、リード６０ｂとタブ６０ａが一直線状ではなく、タブ６０ａをリード６０ｂの内側に配置可能となる。
このようなリード端子６０を電極箔３８，３９に接続するには、丸棒６０ｃの中心線ｃ１から離れた側のタブ６０ａ面に、電極箔３８，３９の外側面を接続する。このようにすれば、丸棒６０ｃの径の中心線ｃ１と、タブ６０ａの厚さ方向の中心線ｃ２との位置がずれた分だけ、タブ６０ａをリード６０ｂよりも内側に配置できる。つまり、タブ同士の距離を短くしてＥＳＬの低減に寄与できる。
【００３０】
タブをリードの内側に配置可能なリード端子の他の実施形態について、図８に基づいて説明する。
この実施形態では、上述のようなリード端子とは異なり、リード端子６５の丸棒６５ｃが屈曲した形状となっている。このように、丸棒６５ｃを屈曲した形状に形成したことにより、リード６５ｂの内側にタブ６５ａを配置することができ、タブ同士の距離を短くしてＥＳＬの低減に寄与できる。
【００３１】
さらに、タブをリードの内側に配置可能なリード端子の他の実施形態について、図９に基づいて説明する。
この実施形態では、リード端子６６のタブ６６ａが屈曲した形状となっている。このように、丸棒６６ｃを屈曲した形状に形成したことにより、リード６６ｂの内側にタブ６６ａを配置することができ、タブ同士の距離を短くしてＥＳＬの低減に寄与できる。
【００３２】
また、上述してきた実施形態では、互いのタブはコンデンサ素子３２の直径方向に対向して配置される構成についてのみ説明してきた。
しかし、図１０に示すように、丸棒４０ｃ，４１ｃが規格に適合する距離Ｐさえ維持していれば、タブ４０ａ，４１ａが互いに対向して配置されていなくてもよい。かかる場合には、リード範囲Ｌの内側（タブ４０ａ，４１ａが丸棒４０ｃ，４１ｃの内周側）でさえあればいずれの位置にタブが配置されていてもよい。
なお、図１０では、見やすくするために各丸棒４０ｃ，４１ｃと各タブ４０ａ，４１ａとを接続している部分は省略している。
【００３３】
以上本発明につき好適な実施形態を挙げて種々説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明にかかる電解コンデンサの側面からの断面図である。
【図２】コンデンサ素子の斜視図である。
【図３】リードとタブとの位置関係を示す概略図である。
【図４】図３を側面から示した概略図である。
【図５】本発明の原理を説明するための説明図である。
【図６】通常のリード端子の外観構成図である。
【図７】本発明に使用されるリード端子の外観構成図である。
【図８】リード端子の他の実施形態を示す外観構成図である。
【図９】リード端子の他の実施形態を示す外観構成図である。
【図１０】他の実施形態におけるリードとタブとの位置関係を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３５】
３０  電解コンデンサ
３１  外装ケース
３２  コンデンサ素子
３４  封口体
３５  スリーブ
３７  セパレータ紙
３８  陽極箔
３９  陰極箔
４０  陽極側リード端子
４０ａ，４１ａ，５０ａ，６０ａ，６５ａ，６６ａ  タブ
４０ｂ，４１ｂ，５０ｂ，６０ｂ，６５ｂ，６６ｂ  リード
４０ｃ，４１ｃ，５０ｃ，６０ｃ，６５ｃ，６６ｃ  丸棒
４１  陰極側リード端子
５０，６０，６５, ６６  リード端子
Ｌ  リード範囲
【図１】
2010003989.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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