(57)【要約】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、前記コンデンサ素子の少なくとも一部を覆うように配置された絶縁性の第１の熱放射層と、を備え、前記ケースの厚み方向の熱伝導率λＣが、１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、前記第１の熱放射層の熱放射率ε１が、０．７以上である、電解コンデンサ。前記第１の熱放射層は、前記ケースの前記コンデンサ素子に対向する内表面に、その少なくとも一部を覆うように配置されていてもよいし、前記コンデンサ素子の表面に、その少なくとも一部を覆うように配置されていてもよい。これにより、高い放熱性を備える電解コンデンサを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記コンデンサ素子の少なくとも一部を覆うように配置された絶縁性の第１の熱放射層と、を備え、
前記ケースの厚み方向の熱伝導率λＣが、１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、
前記第１の熱放射層の熱放射率ε１が、０．７以上である、電解コンデンサ。
【請求項２】
前記第１の熱放射層が、前記ケースの前記コンデンサ素子に対向する内表面に、その少なくとも一部を覆うように配置されている、請求項１に記載の電解コンデンサ。
【請求項３】
前記第１の熱放射層が、前記コンデンサ素子の表面に、その少なくとも一部を覆うように配置されている、請求項１または２に記載の電解コンデンサ。
【請求項４】
さらに、絶縁性の第２の熱放射層を備え、
前記第２の熱放射層の熱放射率ε２が、０．７以上であり、
前記第２の熱放射層が、前記ケースの前記コンデンサ素子に対向する内表面とは反対側の外表面に、その少なくとも一部を覆うように配置されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電解コンデンサ。
【請求項５】
さらに、熱伝導層を備え、
前記熱伝導層が、前記ケースの前記内表面または前記外表面に接触して、その少なくとも一部を覆うように配置されており、
前記熱伝導層の厚み方向の熱伝導率λＬが、前記第１の熱放射層の厚み方向の熱伝導率λ１以上である、請求項１〜４のいずれか一項に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、電解コンデンサに関し、特に放熱性の向上に関する。
【背景技術】
【０００２】
電解コンデンサに交流電圧を印加すると、電解コンデンサには交流の充放電電流（リプル電流）が流れる。電解コンデンサを構成するコンデンサ素子はＥＳＲといわれる内部抵抗を有しているため、リプル電流により発熱する。この熱により、コンデンサ素子は劣化し易く、長期間の使用が困難になる場合がある。そこで、電解コンデンサのケースの表面に熱放射塗布層を設けるなどの放熱対策がなされている（特許文献１等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−６４８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１のように、ケースの表面に熱放射性の層を設けただけでは、放熱効果は十分ではない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記に鑑み、本発明の一局面は、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、前記コンデンサ素子の少なくとも一部を覆うように配置された絶縁性の第１の熱放射層と、を備え、前記ケースの厚み方向の熱伝導率λＣが、１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、前記第１の熱放射層の熱放射率が、０．７以上である、電解コンデンサに関する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、コンデンサ素子から生じる熱がケースの外部に放熱され易くなるため、高寿命化が可能になるとともに、リプル電流を高く設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態に係る電解コンデンサの一例を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電解コンデンサの他の例を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る電解コンデンサのさらに他の例を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る電解コンデンサのさらに他の例を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る電解コンデンサのさらに他の例を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係るコンデンサ素子の構成を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本実施形態に係る電解コンデンサは、コンデンサ素子と、コンデンサ素子を収容するケースと、コンデンサ素子の少なくとも一部を覆うように配置された絶縁性の第１の熱放射層と、を備える。ケースの厚み方向の熱伝導率λＣは１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、第１の熱
放射層の熱放射率ε１は０．７以上である。
【０００９】
熱放射率εは、仮想的な物体である黒体の熱放射量に対するその物質の熱放射量の割合であり、熱吸収率αと同じ数値である。つまり、熱放射率εの高い物質は、熱吸収率αも高い。そのため、コンデンサ素子から生じる熱は、第１の熱放射層に速やかに吸収されるとともにケースへと放射され、その後、厚み方向に高い熱伝導性を有するケースの外部へと効率よく伝導される。よって、高寿命化が可能になるとともに、リプル電流を高く設定することができる。
【００１０】
（ケース）
コンデンサ素子は、例えば有底のケースに収容されている。ケースの厚み方向の熱伝導率λＣは１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、２Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。これにより、ケースの内部から外部への熱伝導性が向上する。
【００１１】
ケースの素材としては特に限定されず、樹脂（エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド樹脂等）、金属（アルミニウム、鉄、ステンレス鋼等）、セラミックス（酸化アルミニウム、二酸化ジルコニウム、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等）などが挙げられる。樹脂のように厚み方向の熱伝導率λＣが１Ｗ／ｍ・Ｋ未満の材質をケースに用いる場合、その材質に熱伝導性を有するフィラー（以下、第１の熱伝導フィラーと称す。）を配合することが好ましい。第１の熱伝導フィラーとしては特に限定されず、銀、銅、グラファイト、炭化珪素、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、炭化珪素、窒化アルミニウム等が例示できる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１２】
第１の熱伝導フィラーの形状は特に限定されないが、厚み方向における熱伝導率を高めるためには、フィラー同士が接触して、効率的に熱が伝わることが好ましい。そのため、熱伝導フィラーは、粒子状であることが好ましい。粒子状とは、例えば、アスペクト比が１以上、２未満の形状である。また、高アスペクト比の熱伝導フィラーと低アスペクト比の熱伝導フィラーとを組み合わせて用いてもよい。これにより、熱伝導フィラーが最密充填化される。
【００１３】
第１の熱伝導フィラーの平均粒径も特に限定されないが、例えば、１〜５０μｍである。平均粒径は、体積粒度分布の累積体積５０％における粒径（Ｄ５０）である（以下、同じ）。平均粒径Ｄ５０は、例えば、レーザー回折式の粒度分布測定装置を用いたレーザー回折散乱法によって測定される。
【００１４】
ケースのコンデンサ素子に対向しない外表面は、樹脂フィルムによって被覆されていてもよい。樹脂フィルムには、必要に応じて製品番号、型名、メーカー名等の情報が印刷、捺印等により記載される。
【００１５】
樹脂フィルムは、一般的に、中程度の熱放射率（例えば、０．６〜０．７）を有するものの、熱伝導率は低い（例えば、０．１Ｗ／ｍ・Ｋ）。ケースがこのような樹脂フィルムで被覆されている場合であっても、ケースの厚み方向の熱伝導率λＣが高く、さらに、熱放射率εに優れる第１の熱放射層がケースに隣接して配置されていることにより、コンデンサ素子から生じる熱のケースの外部への放熱性は高まる。後述するように、第１の熱放射層、第２の熱放射層および熱伝導層の少なくとも１層をケースの外表面に配置する場合、樹脂フィルムは、上記層よりも外側に配置される。
【００１６】
（第１の熱放射層）
第１の熱放射層は、ケースの内表面、外表面あるいはコンデンサ素子の表面であって、
コンデンサ素子の少なくとも一部を覆うことができるような位置に配置される。第１の熱放射層は、ケースのコンデンサ素子に対向する内表面に、その少なくとも一部を覆うように配置されていてもよいし、コンデンサ素子の表面に、その少なくとも一部を覆うように配置されていてもよいし、ケースの外表面に、その少なくとも一部を覆うように配置されていてもよい。なかでも、コンデンサ素子から生じた熱を効率的に吸収できる点で、第１の熱放射層は、ケースの内表面および／またはコンデンサ素子の表面に接触するように配置されることが好ましい。
【００１７】
第１の熱放射層の熱放射率ε１は０．７以上であり、０．８５以上であることが好ましい。これにより、コンデンサ素子から生じた熱は、速やかに第１の熱放射層に吸収されるとともに、ケースへと効率よく放射される。熱放射率ε１は１以下である。
【００１８】
第１の熱放射層は、例えば、絶縁性であり熱放射性を有するフィラー（以下、第１の熱放射フィラーと称す。）と、絶縁性のバインダ（以下、第１のバインダと称す。）と、を含む。
【００１９】
第１の熱放射フィラーとしては、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化チタンおよび酸化鉄等のセラミックス、エンステタイト（ＭｇＯ・ＳｉＯ２）、ディオブサイド（ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ２）、フォルステライト（２Ｍｇ２・ＳｉＯ４）、ジルコン（ＺｒＯ２・ＳｉＯ２）、コージェライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ２Ｏ３・５ＳｉＯ）、ハイドロタルサイト（Ｍｇ６Ａｌ２（ＯＨ）１６ＣＯ３・４Ｈ２Ｏ）、ステアタイト（ＭｇＯ・ＳｉＯ２）、ムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）、スポジュメン（Ｌｉ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２）、ワラストナイト（ＣａＳｉＯ３）、アノーサイト（ＣａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８）、アルバイト（ＮａＡｌＳｉ３Ｏ８）、ウィレマイト、ペタライト等の天然鉱物あるいは人工鉱物等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、第１の熱放射フィラーは、熱放射性に優れる点で、アルミニウム元素、マグネシウム元素およびケイ素よりなる群から選択される少なくとも１つを含むことが好ましく、特に、これらの元素をすべて含むことが好ましい。具体的には、コージェライトが好ましい。第１の熱放射フィラーの平均粒径は特に限定されず、例えば、１．０〜５０μｍである。
【００２０】
第１のバインダとしては、特に限定されず、ポリオレフィン樹脂（例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂等）、ポリエステル樹脂（例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等）、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルケトン樹脂およびシリコーン樹脂等の熱可塑性樹脂、および、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、シアネート樹脂、フェノール樹脂およびレゾール樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、耐熱性に優れる点で、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂が好ましい。
【００２１】
第１の熱放射層における第１の熱放射フィラーの含有量は、特に限定されない。なかでも、熱放射性の観点から、第１の熱放射フィラーの上記含有量は、５０質量％以上であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましい。一方、第１の熱放射層の強度の観点から、第１の熱放射フィラーの上記含有量は、９５質量％以下であることが好ましく、８５質量％以下であることがより好ましい。
【００２２】
第１の熱放射層の厚みも特に限定されない。ただし、第１の熱放射層が過度に薄いと、第１の熱放射層が形成されるケースあるいはコンデンサ素子の表面による熱の反射率が影響して、第１の熱放射層の効果が十分に発揮されない場合がある。金属光沢を備える物質は、一般的に熱の反射率が高く、放射率が低い。そのため、例えば、第１の熱放射層がケ
ースの内表面に配置されていて、かつ、ケースの内表面が金属光沢を有する場合、第１の熱放射層によって吸収され、ケースに向けて放射された熱は、ケースの内表面に反射され易くなって、外部に放出され難くなる。この点を考慮すると、第１の熱放射層の厚みは、１０μｍ以上であることが好ましく、３０μｍ以上であることがより好ましい。一方、電解コンデンサの小型化の観点から、第１の熱放射層の厚みは、２００μｍ以下であることが好ましく、１００μｍ以下であることがより好ましい。
【００２３】
第１の熱放射層は、熱伝導性を有することが好ましく、厚み方向に高い熱伝導性を有することがより好ましい。これにより、第１の熱放射層に吸収された熱は、ケースに向けて放射されるとともに伝導されるため、ケースの外部への放熱性がさらに高まる。この場合、第１の熱放射層とケースとは接触していることがより好ましい。第１の熱放射層の厚み方向の熱伝導率λ１は、１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましく、２Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることがより好ましい。これにより、ケースへの熱伝導性が向上する。
【００２４】
（第２の熱放射層）
電解コンデンサは、第１の熱放射層とともに、絶縁性の第２の熱放射層を備えることが好ましい。第２の熱放射層は、第１の熱放射層とケースを挟んで対向するように配置することが好ましい。これにより、コンデンサ素子から生じた熱をさらに効率的に放射することができる。例えば、第１の熱放射層がケースの内表面に配置される場合、第２の熱放射層は、ケースの内表面とは反対側の外表面に、その少なくとも一部を覆うように配置されることが好ましい。第１の熱放射層がコンデンサ素子の表面に配置される場合も同様に、第２の熱放射層は、ケースの外表面に、その少なくとも一部を覆うように配置されることが好ましい。
【００２５】
第２の熱放射層の熱放射率ε２は特に限定されないが、熱放射性の観点から、０．７以上であることが好ましく、０．８５以上であることがより好ましい。熱放射率ε２は１以下である。第２の熱放射層の構成は特に限定されないが、第１の熱放射層と同様の構成であってもよい。第２の熱放射層の厚みも、第１の熱放射層と同じであってもよい。
【００２６】
第２の熱放射層も、熱伝導性を有することが好ましく、厚み方向に高い熱伝導性を有することがより好ましい。第２の熱放射層の厚み方向の熱伝導率λ２は、１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましく、２Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることがより好ましい。
【００２７】
（熱伝導層）
電解コンデンサは、第１の熱放射層とともに、熱伝導層を備えていてもよい。熱伝導層を、ケースの内表面または外表面に接触させて、その少なくとも一部を覆うように配置することにより、ケースの内部から外部への熱伝導性が高まって、放熱性がさらに向上する。
【００２８】
例えば、第１の熱放射層がケースの内表面に配置される場合、熱伝導層は、第１の熱放射層とケースとの間に介在するように配置してもよいし、ケースの外表面に配置してもよい。なかでも、ケース内部の温度を低下させ易い点で、熱伝導層は、第１の熱放射層とケースとの間に介在するように配置されることが好ましい（第４実施形態）。第１の熱放射層がコンデンサ素子の表面に配置される場合も同様である。
【００２９】
熱伝導層の厚み方向の熱伝導率λＬは、第１の熱放射層の厚み方向の熱伝導率λ１以上であることが好ましい。なかでも、ケースの内部から外部への熱伝導性がより向上する点で、熱伝導率λＬは、１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましく、２Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることがより好ましい。
【００３０】
熱伝導層は、例えば、熱伝導フィラー（以下、第２の熱伝導フィラーと称す。）とバインダ（以下、第２のバインダと称す。）とを含む。
第２の熱伝導フィラーとしては、第１のフィラーと同じものが挙げられる。なかでも、熱伝導性に優れる点で、炭化ケイ素が好ましい。第２の熱伝導フィラーの平均粒径は特に限定されず、例えば、５〜５０μｍである。第２のバインダとしては特に限定されず、第１のバインダと同様の樹脂が挙げられる。なかでも、耐熱性に優れる点で、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂が好ましい。
【００３１】
熱伝導層における第２の熱伝導フィラーの含有量は、特に限定されない。なかでも、熱伝導性の観点から、第２の熱伝導フィラーの上記含有量は、５０質量％以上であることが好ましく、６０質量％以上であることがより好ましい。一方、熱伝導層の強度の観点から、第２の熱伝導フィラーの上記含有量は、９５質量％以下であることが好ましく、９０質量％以下であることがより好ましい。
【００３２】
熱伝導層の厚みも特に限定されないが、熱伝導性の観点から、１０μｍ以上であることが好ましく、３０μｍ以上であることがより好ましい。一方、電解コンデンサの小型化の観点から、熱伝導層の厚みは、２００μｍ以下であることが好ましく、１００μｍ以下であることがより好ましい。
【００３３】
以下、図面を参照しながら、各実施形態について詳細に説明する。図１〜５は、各実施形態に係る電解コンデンサ１００の断面模式図である。ただし、電解コンデンサ１００の構成はこれに限定されない。
【００３４】
［第１実施形態］
第１実施形態に係る電解コンデンサ１００は、図１に示すように、コンデンサ素子１０と、コンデンサ素子を収容するケース２０と、ケース２０のコンデンサ素子１０に対向する内表面に、その少なくとも一部を覆うように配置された絶縁性の第１の熱放射層３０Ａと、を備える。
【００３５】
このような電解コンデンサ１００は、例えば、以下のようにして製造される。まず、ケース２０の材料である板状物に、第１の熱放射層３０Ａの材料（例えば、第１の熱放射フィラーと第１のバインダとの混合物）を塗布するか、上記材料をシート状に成形したシート材を積層して、積層体を得る。得られた積層体を、第１の熱放射層３０Ａが内側になるようにケース２０の形状に成型し、その後、コンデンサ素子１０を収容する。ケース２０が金属材料から構成される場合、ケース２０の成型は、例えば絞り加工により行われる。第１の熱放射層３０Ａの材料が熱硬化性樹脂を含む場合、ケース２０を成型した後、加熱して、熱硬化性樹脂を硬化させる。ケース２０の加熱は、コンデンサ素子１０が収容される前であってもよいし、収容された後であってもよい。
【００３６】
熱放射率εの高い第１の熱放射層３０Ａが、熱源であるコンデンサ素子１０に対面するように配置されるため、コンデンサ素子１０から生じた熱は、速やかに第１の熱放射層３０Ａに吸収される。加えて、第１の熱放射層３０Ａは、厚み方向の熱伝導率λの高いケース２０の内表面に形成されている。そのため、第１の熱放射層３０Ａに吸収された熱は、ケース２０の内表面から外表面に速やかに伝導されて、電解コンデンサ１００の外部に放出される。
【００３７】
電解コンデンサ１００は、さらに、ケース２０の開口を塞ぐ封口体２１と、封口体２１を覆う座板２２と、封口体２１から導出され、座板２２を貫通するリード線２３Ａ、２３Ｂと、各リード線とコンデンサ素子１０の各電極とを接続するリードタブ２４Ａ、２４Ｂと、を備える。ケース２０の開口端近傍は、内側に絞り加工されており、開口端は封口体
２１にかしめるようにカール加工されている。電解コンデンサ１００は、さらに、コンデンサ素子１０とともにケース２０に収容される電解質を備える。
【００３８】
［第２実施形態］
第２実施形態に係る電解コンデンサ１００は、図２に示すように、絶縁性の第１の熱放射層３０Ａがコンデンサ素子１０の表面に、その少なくとも一部を覆うように配置されていること以外、第１実施形態と同様である。この場合、第１の熱放射層３０Ａからケース２０への熱伝導性が高まる点で、第１の熱放射層３０Ａとケース２０とは接触していることが好ましい。
【００３９】
このような電解コンデンサ１００は、例えば、コンデンサ素子１０の表面に、第１の熱放射層３０Ａの材料を塗布するか、上記材料をシート状に成形したシート材を熱溶融して接着した後、ケース２０に収容することにより得られる。第１の熱放射層３０Ａの材料が熱硬化性樹脂を含む場合、コンデンサ素子１０の表面を第１の熱放射層３０Ａの材料で被覆した後、コンデンサ素子１０を加熱して、熱硬化性樹脂を硬化させる。コンデンサ素子１０の加熱は、ケース２０に収容される前であってもよいし、収容された後であってもよい。
【００４０】
第１の熱放射層３０Ａがコンデンサ素子１０に接触しているため、コンデンサ素子１０から生じた熱は、より速やかに第１の熱放射層３０Ａに吸収される。加えて、第１の熱放射層３０Ａは、厚み方向の熱伝導率λに優れるケース２０に対向するように配置されているため、第１の熱放射層３０Ａに吸収された熱は、ケース２０の内表面から外表面に速やかに伝導されて、電解コンデンサ１００の外部に放出される。
【００４１】
［第３実施形態］
第３実施形態に係る電解コンデンサ１００は、図３に示すように、ケース２０の内表面に配置された第１の熱放射層３０Ａとともに、ケース２０の外表面に、その少なくとも一部を覆うように配置された第２の熱放射層３０Ｂを備えること以外、第１実施形態と同様である。
【００４２】
このような電解コンデンサ１００は、例えば、以下のようにして製造される。まず、ケース２０の材料である板状物の一方の面に、第１の熱放射層３０Ａの材料を塗布するか、上記材料をシート状に成形したシート材を積層し、板状物の他方の面に、第２の熱放射層３０Ｂの材料を塗布するか、上記材料をシート状に成形したシート材を積層して、積層体を得る。得られた積層体を、第１の熱放射層３０Ａが内側になるようにケース２０の形状に成型した後、コンデンサ素子１０を収容する。あるいは、第１実施形態と同様の方法により、内表面に第１の熱放射層３０Ａが配置されたケース２０を作製した後、ケース２０の外表面に、第２の熱放射層３０Ｂの材料を塗布してもよい。第１の熱放射層３０Ａの材料および／または第２の熱放射層３０Ｂの材料が熱硬化性樹脂を含む場合、ケース２０を成型した後、加熱して、熱硬化性樹脂を硬化させる。ケース２０の加熱は、コンデンサ素子１０が収容される前であってもよいし、収容された後であってもよい。
【００４３】
本実施形態では、第１の熱放射層３０Ａと第２の熱放射層３０Ｂとが、ケース２０を介して対向している。コンデンサ素子１０から生じた熱は、熱源であるコンデンサ素子１０に対面するように配置された第１の熱放射層３０Ａに速やかに吸収される。そして、第１の熱放射層３０Ａに吸収された熱は、ケース２０の内表面から外表面に速やかに伝導される。このとき、熱放射性の高い第２の熱放射層３０Ｂがケース２０の外表面に配置されているため、熱は、ケース２０の厚み方向にさらに伝導され易い。ケース２０の外表面に伝導された熱は、第２の熱放射層３０Ｂによって効率よくケース２０の外部に放射される。
【００４４】
［第４実施形態］
第４実施形態に係る電解コンデンサ１００は、図４に示すように、第１の熱放射層３０Ａとケース２０との間に介在するように、ケース２０の内表面に接触させて配置された熱伝導層４０を備えること以外、第１実施形態と同様である。
【００４５】
このような電解コンデンサ１００は、例えば、以下のようにして製造される。まず、ケース２０の材料である板状物の一方の面に、熱伝導層４０の材料（例えば、第２の熱伝導フィラーと第２のバインダとの混合物）を塗布するか、上記材料をシート状に成形したシート材を積層し、その表面に、さらに第１の熱放射層３０Ａの材料を塗布するか、上記材料をシート状に成形したシート材を積層して、積層体を得る。得られた積層体を、第１の熱放射層３０Ａが内側になるようにケース２０の形状に成型した後、コンデンサ素子１０を収容する。第１の熱放射層３０Ａの材料および／または熱伝導層４０の材料が熱硬化性樹脂を含む場合、ケース２０を成型した後、加熱して、熱硬化性樹脂を硬化させる。ケース２０の加熱は、コンデンサ素子１０が収容される前であってもよいし、収容された後であってもよい。
【００４６】
熱放射率ε（熱吸収率α）の高い第１の熱放射層３０Ａが、熱源であるコンデンサ素子１０に対面するように配置されるため、コンデンサ素子１０から生じた熱は、速やかに第１の熱放射層３０Ａに吸収される。そして、熱伝導層４０が、ケース２０の内表面に接触し、その少なくとも一部を覆うように配置されていることにより、第１の熱放射層３０Ａに吸収された熱は、熱伝導層４０からケース２０の内表面に速やかに伝導されるとともに、ケース２０外表面にまで速やかに伝導されて、電解コンデンサ１００の外部に放出される。熱伝導層４０が、ケース２０の外表面に接触させて配置される場合も、同様である。
【００４７】
［第５実施形態］
第５実施形態に係る電解コンデンサ１００は、図５に示すように、絶縁性の第１の熱放射層３０Ａがコンデンサ素子１０の表面全体を覆うように配置されていること以外、第１実施形態と同様である。
【００４８】
このような電解コンデンサ１００は、例えば、コンデンサ素子１０をケース２０に収容した後、ケース２０に第１の熱放射層３０Ａの材料を充填することにより得られる。第１の熱放射層３０Ａの材料が熱硬化性樹脂を含む場合、ケース２０に熱放射層３０Ａの材料を充填した後、加熱して、熱硬化性樹脂を硬化させる。この方法によれば、コンデンサ素子１０の表面全体を覆い、かつ、ケース２０に接触した第１の熱放射層３０Ａを容易に形成することができる。さらに、この方法によれば、ケース２０とコンデンサ素子１０との間を埋めるように第１の熱放射層３０Ａが形成されるため、放熱性はさらに向上する。
【００４９】
第１の熱放射層３０Ａは、コンデンサ素子１０の表面全体を覆うため、コンデンサ素子１０から生じた熱は、より速やかに第１の熱放射層３０Ａに吸収される。加えて、第１の熱放射層３０Ａは、厚み方向の熱伝導率λに優れるケース２０に接触しているため、第１の熱放射層３０Ａに吸収された熱は、ケース２０の内表面から外表面に速やかに伝導されて、電解コンデンサ１００の外部に放出される。
【００５０】
（コンデンサ素子）
以下、本実施形態に係るコンデンサ素子を図面を参照しながら説明する。図６は、コンデンサ素子１０の一部を展開した概略図である。ただし、コンデンサ素子１０の構成はこれに限定されない。
【００５１】
例えば、コンデンサ素子１０は、箔状の陽極１１と箔状の陰極１２とこれらの間に介在するセパレータ１３とを備える。陽極１１および陰極１２は、セパレータ１３を介在させ
ながら捲回されて、捲回体を形成している。捲回体の最外周は、巻止めテープ１４により固定される。陽極１１は、リードタブ２４Ａと接続され、陰極１２は、リードタブ２４Ｂと接続されている。また、コンデンサ素子１０は、陽極１１および陰極１２をセパレータ１３を介在させながら積層させた、積層型であってもよい。
【００５２】
コンデンサ素子１０は、弁作用金属を含む焼結体（多孔質体）を陽極体として備えていてもよい。焼結体を用いる場合、陽極側のリードの一端は、焼結体に埋め込まれる。このようなコンデンサ素子は、例えば、上記の陽極体と、陽極体を覆う誘電体層と、誘電体層を覆う陰極部とを備える。陰極部は、例えば、誘電体層を覆う固体電解質層と、固体電解質層を覆う陰極引出層とを備える。
【００５３】
（陽極）
陽極１１は、例えば、陽極体と陽極体を覆う誘電体層とを備える。
陽極体は、弁作用金属、弁作用金属を含む合金、および弁作用金属を含む化合物などを含むことができる。これらを単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。弁作用金属としては、例えば、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタンが好ましく使用される。陽極体の表面は、多孔質である。このような陽極体は、例えば、エッチングなどにより弁作用金属を含む基材（箔状または板状の基材など）の表面を粗面化することで得られる。
【００５４】
誘電体層は、弁作用金属の酸化物（例えば酸化アルミニウム、酸化タンタル）を含む。誘電体層は、陽極体の多孔質な表面（孔の内壁面を含む）に沿って形成される。
【００５５】
誘電体層は、例えば、陽極体の表面を、化成処理などにより陽極酸化することで形成される。陽極酸化は、公知の方法、例えば、化成処理などにより行うことができる。化成処理は、例えば、陽極体を化成液中に浸漬することにより、陽極体の表面に化成液を含浸させ、陽極体をアノードとして、化成液中に浸漬したカソードとの間に電圧を印加することにより行うことができる。
【００５６】
（陰極）
陰極１２は、陰極としての機能を有していればよく、特に限定されない。陰極１２は、例えば陽極１１と同様に、弁作用金属、弁作用金属を含む合金、および弁作用金属を含む化合物などにより形成される。必要に応じて、陰極１２の表面を粗面化してもよい。
【００５７】
（セパレータ）
セパレータ１３としては、セルロース繊維製の不織布、ガラス繊維製の不織布、ポリオレフィン製の微多孔膜、織布、不織布などが好ましく用いられる。セパレータ１３の厚みは、例えば１０〜３００μｍであり、１０〜６０μｍが好ましい。
【００５８】
（電解質）
電解質としては、電解液、固体電解質、またはその両方を用いることができる。
電解液としては、非水溶媒であってもよく、非水溶媒とこれに溶解させたイオン性物質（溶質、例えば、有機塩）との混合物であってもよい。非水溶媒は、有機溶媒でもよく、イオン性液体でもよい。非水溶媒としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、スルホラン、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチルアセトアミドなどを用いることができる。有機塩としては、例えば、マレイン酸トリメチルアミン、ボロジサリチル酸トリエチルアミン、フタル酸エチルジメチルアミン、フタル酸モノ１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウム、フタル酸モノ１，３−ジメチル−２−エチルイミダゾリニウムなどが挙げられる。
【００５９】
固体電解質は、例えば、マンガン化合物や導電性高分子を含む。導電性高分子としては、例えば、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリンおよびこれらの誘導体などを用いることができる。固体電解質層は、ドーパントを含んでもよい。より具体的には、固体電解質層は、導電性高分子としてポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）、および、ドーパントとしてポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）を含むことができる。
【００６０】
導電性高分子を含む固体電解質は、例えば、原料モノマーを、陽極体に形成された誘電体層上で化学重合および／または電解重合することにより、形成することができる。あるいは、導電性高分子が溶解した溶液、または、導電性高分子が分散した分散液を、誘電体層に塗布することにより、形成することができる。ただし、固体電解質は、陽極１１と陰極１２との間に配置されればよく、陽極１１、セパレータ１３および陰極１２を巻回した巻回体を、原料モノマーあるいは導電性高分子を含む処理液に含浸させることにより、形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明に係る電解コンデンサは、放熱性に優れるため、様々な用途に利用できる。
【符号の説明】
【００６２】
１００：電解コンデンサ
１０：コンデンサ素子
１１：陽極
１２：陰極
１３：セパレータ
１４：巻止めテープ
２０：ケース
２１：封口体
２２：座板
２３Ａ、２３Ｂ：リード線
２４Ａ、２４Ｂ：リードタブ
３０Ａ：第１の熱放射層
３０Ｂ：第２の熱放射層
４０：熱伝導層
【図１】
2018181088.tif 000003
【図２】
2018181088.tif 000004
【図３】
2018181088.tif 000005
【図４】
2018181088.tif 000006
【図５】
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【図６】
2018181088.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】令和1年9月10日(2019.9.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記コンデンサ素子の少なくとも一部を覆うように配置された絶縁性の第１の熱放射層と、を備え、
前記ケースの厚み方向の熱伝導率λＣが、１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、
前記第１の熱放射層の熱放射率ε１が、０．７以上である、電解コンデンサ。
【請求項２】
前記第１の熱放射層が、前記ケースの前記コンデンサ素子に対向する内表面に、前記内表面の少なくとも一部を覆うように配置されている、請求項１に記載の電解コンデンサ。
【請求項３】
前記第１の熱放射層が、前記コンデンサ素子の表面に、前記コンデンサ素子の前記表面の少なくとも一部を覆うように配置されている、請求項１または２に記載の電解コンデンサ。
【請求項４】
さらに、絶縁性の第２の熱放射層を備え、
前記第２の熱放射層の熱放射率ε２が、０．７以上であり、
前記第２の熱放射層が、前記ケースの前記コンデンサ素子に対向する内表面とは反対側の外表面に、前記外表面の少なくとも一部を覆うように配置されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電解コンデンサ。
【請求項５】
さらに、熱伝導層を備え、
前記熱伝導層が、少なくとも前記ケースの前記コンデンサ素子に対向する内表面および前記内表面とは反対側の外表面の一方に接触して、前記内表面および前記外表面の少なくとも１方の少なくとも一部を覆うように配置されており、
前記熱伝導層の厚み方向の熱伝導率λＬが、前記第１の熱放射層の厚み方向の熱伝導率λ１以上である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電解コンデンサ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
電解コンデンサに交流電圧を印加すると、電解コンデンサには交流の充放電電流（リプル電流）が流れる。電解コンデンサを構成するコンデンサ素子はＥＳＲ（等価直列抵抗）といわれる内部抵抗を有しているため、リプル電流により発熱する。この熱により、コンデンサ素子は劣化し易く、長期間の使用が困難になる場合がある。そこで、電解コンデンサのケースの表面に熱放射塗布層を設けるなどの放熱対策がなされている（特許文献１等）。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電解コンデンサの例を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る電解コンデンサの例を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る電解コンデンサの例を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係る電解コンデンサの例を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の第５実施形態に係る電解コンデンサの例を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係るコンデンサ素子の構成を説明するための概略図である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本実施形態に係る電解コンデンサは、コンデンサ素子と、コンデンサ素子を収容するケースと、コンデンサ素子の少なくとも一部を覆うように配置された絶縁性の第１の熱放射層と、を備える。ケースの厚み方向の熱伝導率λＣは１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、第１の熱放射層の熱放射率ε１は０．７以上である。ここで、ケースの厚み方向の熱伝導率とは、ケースの内表面から外表面に向かう方向における熱伝導率を意味している。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
熱放射率εは、仮想的な物体である黒体の熱放射量に対するその物質の熱放射量の割合であり、熱吸収率αと同じ数値である。つまり、熱放射率εの高い物質は、熱吸収率αも高い。そのため、本実施形態に係る電解コンデンサでは、コンデンサ素子から生じる熱は、高い熱放射率を有する第１の熱放射層に速やかに吸収されるとともにケースへと放射され、その後、厚み方向に高い熱伝導性を有するケースの外部へと効率よく伝導される。よって、高寿命化が可能になるとともに、リプル電流を高く設定することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
（ケース）
コンデンサ素子は、例えば有底で中空構造のケースに収容されている。ケースの厚み方向の熱伝導率λＣは１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、２Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。これにより、ケースの内部から外部への熱伝導性が向上する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
ケースの素材としては特に限定されず、樹脂（エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド樹脂等）、金属（アルミニウム、鉄、ステンレス鋼等）、セラミックス（酸化アルミニウム、二酸化ジルコニウム、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等）などが挙げられる。樹脂のように厚み方向の熱伝導率λＣが１Ｗ／ｍ・Ｋ未満の材質をケースに用いる場合、その材質に高い熱伝導性を有するフィラー（以下、第１の熱伝導フィラーと称す。）を配合することが好ましい。第１の熱伝導フィラーとしては特に限定されず、銀、銅、グラファイト、炭化珪素、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム等が例示できる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
樹脂フィルムは、一般的に、中程度の熱放射率（例えば、０．６〜０．７）を有するものの、熱伝導率は低い（例えば、０．１Ｗ／ｍ・Ｋ）。ケースがこのような樹脂フィルムで被覆されている場合であっても、ケースの厚み方向の熱伝導率λＣが高く、さらに、熱放射率εに優れる第１の熱放射層がケースに隣接して配置されていることにより、コンデンサ素子から生じる熱のケースの外部への放熱性は高まる。後述するように、第１の熱放射層、第２の熱放射層および熱伝導層の少なくとも１層をケースの外表面に配置する場合、樹脂フィルムは、外表面に配置される上記層よりも外側に配置される。
【国際調査報告】
2018181088.tif 000009
2018181088.tif 000010
2018181088.tif 000011