(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解紙を介して弁金属の陽極箔と陰極箔とを重ね合わせて巻回してなるコンデンサ素子と、
前記コンデンサ素子を収納する有底円筒状の外装ケースと、
前記コンデンサ素子を前記外装ケース内に固定する固定材と、
前記外装ケースの開口部を封口する封口体と、を備える電解コンデンサであって、
カルボキシメチル基が結合した動物または原生生物由来セルロースを混合してなる前記固定材を用いたことを特徴とする電解コンデンサ。
【請求項２】
前記動物または原生生物由来セルロースは、ホヤセルロースまたはバクテリアセルロースであり、前記固定材に混合されていることを特徴とする、請求項１に記載の電解コンデンサ。
【請求項３】
前記固定材は、前記ホヤセルロースまたはバクテリアセルロースを１．０〜２０．０重量％混合してなることを特徴とする、請求項２に記載の電解コンデンサ。
【請求項４】
外装ケース内にコンデンサ素子を収納する電解コンデンサの前記コンデンサ素子を前記外装ケース内に固定する電解コンデンサ用の固定材であって、
カルボキシメチル基が結合した動物または原生生物由来セルロースを混合してなることを特徴とする電解コンデンサ用の固定材。
【請求項５】
前記動物または原生生物由来セルロースは、ホヤセルロースまたはバクテリアセルロースであり、前記固定材に混合されていることを特徴とする、請求項４に記載の電解コンデンサ用の固定材。
【請求項６】
前記ホヤセルロースまたはバクテリアセルロースが、１．０〜２０．０重量％混合されてなることを特徴とする、請求項５に記載の電解コンデンサ用の固定材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電解コンデンサ用の固定材およびそれを用いた電解コンデンサに関し、特にオーディオ機器に利用される音響用電解コンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電解コンデンサはアルミニウム、タンタルおよびニオブ等の弁金属と呼ばれる金属を電極に使用して、陽極酸化することで得られる酸化皮膜層を誘電体として利用するコンデンサである。
【０００３】
アルミニウムを電極に使用したアルミニウム電解コンデンサにおいて、コンデンサ素子は、エッチング処理および酸化皮膜形成処理が施された陽極箔と陰極箔とがセパレータを介して巻回され、素子止めテープによって固定されて形成されている。このコンデンサ素子は駆動用電解液が含浸された後、有底筒状外装ケースに収納され、固定材を用いてケース内に固定される。
【０００４】
さらに、外装ケースの開口部には封口体が装着され、該開口部は、絞り加工により密閉状態とされる。
【０００５】
基板自立タイプとネジ端子タイプのアルミニウム電解コンデンサは、この封口体の外端面に陽極端子および陰極端子が形成されている。陽極端子および陰極端子の端部は、それぞれ、コンデンサ素子から引き出された陽極タブ端子および陰極タブ端子に電気的に接続されている。また、リード線タイプのアルミニウム電解コンデンサは、コンデンサ素子から引き出された陽極タブ端子および陰極タブ端子と電気的に接続されたリード端子が、封口体に形成された挿通孔を通って外部に引き出されている。
【０００６】
アルミニウムを電極に使用した音響用電解コンデンサは、オーディオ機器において、電源回路フィルタ、各回路ブロックのカップリング、デカップリングの用途に使用されている。ここで、電解コンデンサに使用する材料によって再生される音質が変化することがある。
【０００７】
例えば、電解コンデンサにおいて外部で発生する振動が伝播することにより、再生音質特性が低下するという問題がある。この問題に対して、固定材を改善することにより、再生音質特性が低下するのを防止することが行われている。例えば、特許文献１には、固定材にフィブロインを主成分とするタンパク質の粉末を混合した電解コンデンサが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−４５８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１に記載されているフィブロインは絹から生成されているものであり、フィブロインとともに絹繊維に含まれるセリシンが少しでも残存した場合は、紫外線により変色を起こす可能性があり、それにより音質特性が低下するおそれがある。また、フィブロインの使用においては、保管環境を十分に配慮する必要もある。そのため、特許文献１に記載された電解コンデンサをオーディオ機器に使用した場合は、高い音質特性を安定して維持することが困難であるとの問題があった。
【００１０】
本願発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、オーディオ機器に使用した際に、安定して高い音質特性を得ることができる電解コンデンサ用の固定材およびそれを用いた電解コンデンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一形態に係る電解コンデンサは、電解紙を介して弁金属の陽極箔と陰極箔とを重ね合わせて巻回してなるコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子を収納する有底円筒状の外装ケースと、前記コンデンサ素子を前記外装ケース内に固定する固定材と、前記外装ケースの開口部を封口する封口体と、を備える電解コンデンサであって、カルボキシメチル基が結合した動物または原生生物由来セルロースを混合してなる前記固定材を用いたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の一形態に係る電解コンデンサ用の固定材は、外装ケース内にコンデンサ素子を収納する電解コンデンサの前記コンデンサ素子を前記外装ケース内に固定する電解コンデンサ用の固定材であって、カルボキシメチル基が結合した動物または原生生物由来セルロースを混合してなることを特徴とする。
【００１３】
これにより、この電解コンデンサを使用したオーディオ機器により再生される音の品質を向上させることができる。また、電解コンデンサの保管環境を考慮する必要がなく、安定して高音質を実現できる。
【００１４】
また、本発明の一形態に係る電解コンデンサ用の固定材において、前記動物または原生生物由来セルロースは、ホヤセルロースまたはバクテリアセルロースであり、前記固定材に混合されていることを特徴とする。
【００１５】
これにより、有効に音質の向上を図ることができる。
【００１６】
さらに、本発明の一形態に係る電解コンデンサ用の固定材は、前記ホヤセルロースまたはバクテリアセルロースを１．０〜２０．０重量％混合してなることを特徴とする。
【００１７】
これにより、音質をより向上させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の電解コンデンサ用の固定材およびそれを用いた電解コンデンサによると、オーディオ機器に使用した際に、安定して高い音質特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態に係る電解コンデンサのコンデンサ素子を示す分解斜視図である。
【図２】本実施形態に係る電解コンデンサの構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００２１】
図１は、本実施形態に係る電解コンデンサのコンデンサ素子を示す分解斜視図であり、図２は、本実施形態に係る電解コンデンサの構成を示す断面図である。図１に示すように、電解コンデンサのコンデンサ素子７は、エッチング処理および酸化皮膜形成処理が施された陽極箔１と、エッチング処理が施された陰極箔２とが電解紙（セパレータ）３を介して巻回され、素子止めテープ６で固定されることにより構成されている。
【００２２】
このコンデンサ素子７は、駆動用電解液が含浸された後、図２に示すように有底筒状の外装ケース１２に収納され、ポリプロピレンを代表とする熱可塑性樹脂にゴムを分散させた熱可塑性エラストマもしくはタール系ピッチに、動物または原生生物由来セルロースを混合してなる固定材１５により固定される。
【００２３】
ここで、動物または原生生物由来セルロースとしては、例えば、ホヤセルロース、バクテリアセルロースが挙げられる。また、このホヤセルロースまたはバクテリアセルロースは、化学処理を施してカルボキシメチル基を結合させたうえで、ポリプロピレンに混合することが好ましい。
なお、本発明の動物または原生生物由来のセルロースは、ホヤセルロースおよびバクテリアセルロースに限定されるわけではなく、他の動物または原生生物由来セルロースを用いてもよい。動物または原生生物由来セルロースとしては、例えば真核藻類由来のセルロースもあり、この真核藻類由来のセルロースを用いてもよい。このような固定材１５によりコンデンサ素子７を固定した電解コンデンサ２０を用いたオーディオ機器は高音質であり、音質設計の多様化を図ることができる。なお、固定材１５において、動物または原生生物由来セルロースが１〜２０重量％含まれている場合が特に好ましい。
【００２４】
外装ケース１２の開口部には封口体が装着され、該開口部は絞り加工により密閉状態とされる。封口体は、ベークライト１０に弾性部材１１を貼り合わせたものが用いられる。外装ケース１２は、さらに外装スリーブ１６で被覆されている。
【００２５】
封口体（ベークライト１０および弾性部材１１）の外端面には、陽極端子８および陰極端子９が形成されており、陽極端子８および陰極端子９のそれぞれは、端部が封口体の内側に位置する内部端子１４Ａおよび内部端子１４Ｂに接続されている。内部端子１４Ａおよび内部端子１４Ｂのそれぞれは、加締部（または溶接部）１３Ａおよび１３Ｂを介して、コンデンサ素子７から引き出された陽極引き出しリード４および陰極引き出しリード５と電気的に接続されている。
【００２６】
ここで、陽極引き出しリード４については、化成処理が施されたものが使用されるが、陰極引き出しリード５については、一般的には化成処理が施されていないものが使用される。いずれの引き出しリード（陽極引き出しリード４、陰極引き出しリード５）についても、表面加工の施されていない弁金属箔が一般的には用いられる。
【００２７】
さらに、基板自立タイプの電解コンデンサ２０の封止は、封口体と、外装ケース１２をカーリングした部分とでなされている。
【００２８】
この電解コンデンサ２０のコンデンサ素子７においてセパレータとして用いられる電解紙３は、一般用電解紙（クラフト系）が用いられている。なお、電解紙としては、クラフト系に限らず、マニラ系、クラフト／マニラ麻の混抄等種々のものを用いればよい。
【００２９】
次に、本実施形態の電解コンデンサ２０の製造方法について、製造工程順に説明する。
【００３０】
（エッチング工程）
エッチング液（塩酸等の強酸性の水溶液）中で、直流電圧や交流電圧により電気化学的にアルミニウム箔の表面を凹凸にして、表面積を拡大する。
【００３１】
（化成工程）
エッチング工程により作製したエッチング箔を化成液（硼酸アンモニウム等の弱酸性の水溶液）中に浸した状態でエッチング箔に直流電圧を印加することにより、エッチング箔表面に誘電体となるアルミニウム酸化皮膜を形成して陽極箔１を作製する。なお、陰極箔２としては、アルミニウム酸化皮膜を形成せず、エッチング工程により作製したエッチング箔をそのまま用いる。
【００３２】
（加締・巻取工程）
図１に示すように、陽極箔１および陰極箔２の間に電解紙３を介し、円筒形のコンデンサ素子７を構成するようにこれらを巻取りながら、電極引き出しリード材を陽極箔１および陰極箔２のそれぞれに接続して、陽極引き出しリード４および陰極引き出しリード５とする。最後まで巻き終わると、巻き終わりを素子止めテープ６で止める。なお、陽極引き出しリード４および陰極引き出しリード５のそれぞれと、陽極箔１および陰極箔２との接続は、針穴加締方法やコールド加締（冷間圧着）等により行うこととすればよい。
【００３３】
（含浸工程）
減圧や加圧等によりコンデンサ素子７に駆動用電解液を含浸させる。このときの含浸時間は、コンデンサ素子７のサイズや駆動用電解液の種類によって異なるが、一般的にコンデンサ素子７のサイズが大きくなるほど含浸時間を長くする。その後、過剰な駆動用電解液を遠心分離機にて、ある一定量取り除く。
【００３４】
（組立工程）
駆動用電解液を含浸済みのコンデンサ素子７と封口体（ベークライト１０と弾性部材１１）とを接合させた後、外装ケース１２内に固定材１５を注ぎ込む。その直後に、封口体が接合されたコンデンサ素子を外装ケース１２内に挿入し、封止して気密を保持する。これにより、コンデンサ素子７が外装ケース１２に固定される。その後、外装スリーブ１６で被覆して、電解コンデンサ２０を構成する。
【００３５】
ここで、固定材１５は、動物または原生生物由来セルロースに化学処理を施してカルボキシメチル基を結合させたうえで、ポリプロピレン等の固定剤に混合して撹拌することにより作製される。動物または原生生物由来セルロースとしては、例えば、ホヤセルロース、バクテリアセルロースが挙げられる。カルボキシメチル基を結合させる方法は、具体的には、以下の方法により行う。まず、水酸化ナトリウム水溶液に浸したホヤセルロースまたはバクテリアセルロースにモノクロロ酢酸水溶液を投入し、セルロースの粉砕処理を行う。さらに、このホヤセルロースまたはバクテリアセルロースを、６０℃で３時間の撹拌処理を行った後に酢酸を加えて中和処理を行う。中和処理を行った後、ホヤセルロースまたはバクテリアセルロースをメタノール水溶液で濾過して、乾燥処理を経ることで、カルボキシメチル基が結合したセルロースが得られる。
【００３６】
（エージング工程）
高温下で上記電解コンデンサ２０（製品）に直流電圧を印加し、箔の切断や巻取りによって損傷した酸化皮膜の修復を行う。
【００３７】
このようにして作製された電解コンデンサ２０において、固定材１５は動物または原生生物由来セルロースが混合されていることから、高い増粘性が実現されるため、吸音作用が向上し、反響を抑えることができる。それにより、この電解コンデンサ２０を用いたオーディオ機器の音質が向上する。さらに、動物または原生生物由来セルロースに化学処理が施されることにより、水溶性が上がり、電解液とのなじみもよくなる。また、固定材１５全体に動物または原生生物由来セルロースが拡散され、固定材１５は均一な性質となるため音質が安定する。
【００３８】
また、ホヤセルロースやバクテリアセルロースは重合度が高く、カルボキシメチルセルロースは重合度が高いものほど増粘性が向上する。特に、ホヤセルロースやバクテリアセルロースは、植物由来のセルロースと比べても、重合度が高い傾向となっているため、より高い増粘性が実現でき、特に音質が向上する。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されない。
【００４０】
電解紙３を介して陽極箔１と陰極箔２を重ね合わせ、巻回した電解コンデンサ素子７に駆動用電解液を含浸した後、遠心分離機にて余剰な駆動用電解液を取り除く。このコンデンサ素子７を外装ケース１２内に封口体と共に挿入し、固定材１５により固定し、定格７１Ｖ、１５０００μＦで、直径３５ｍｍ、長さ７０ｍｍの６９形音響用電解コンデンサ２０を作製し、エージング処理を行った。
【００４１】
固定材１５は、加温して液状となったポリプロピレンに、上述した化学処理を施してカルボキシメチル基を結合させたホヤセルロースまたはバクテリアセルロースを混合したものを用いた。なお、ホヤセルロースは、市販のホヤをアルカリ浸漬後、酸浸漬を実施することにより、化学処理することで得られたものを使用した。また、バクテリアセルロースは、市販のナタデココを純水洗浄後、乾燥処理を経ることにより得られたものを使用した。
【００４２】
（実施例１）
本実施例１は、上記ポリプロピレンに、上記ホヤセルロースが０．１重量％の割合で混合された固定材１５を用いた電解コンデンサである。
【００４３】
（実施例２）
本実施例２は、上記ポリプロピレンに、上記ホヤセルロースが０．５重量％の割合で混合された固定材１５を用いた電解コンデンサである。
【００４４】
（実施例３）
本実施例３は、上記ポリプロピレンに、上記ホヤセルロースが１重量％の割合で混合された固定材１５を用いた電解コンデンサである。
【００４５】
（実施例４）
本実施例４は、上記ポリプロピレンに、上記ホヤセルロースが５重量％の割合で混合された固定材１５を用いた電解コンデンサである。
【００４６】
（実施例５）
本実施例５は、上記ポリプロピレンに、上記ホヤセルロースが１０重量％の割合で混合された固定材１５を用いた電解コンデンサである。
【００４７】
（実施例６）
本実施例６は、上記ポリプロピレンに、上記ホヤセルロースが２０重量％の割合で混合された固定材１５を用いた電解コンデンサである。
【００４８】
（実施例７）
本実施例７は、上記ポリプロピレンに、上記ホヤセルロースが３０重量％の割合で混合された固定材１５を用いた電解コンデンサである。
【００４９】
（実施例８）
本実施例８は、上記ポリプロピレンに、上記バクテリアセルロースが０．１重量％の割合で混合された固定材１５を用いた電解コンデンサである。
【００５０】
（実施例９）
本実施例９は、上記ポリプロピレンに、上記バクテリアセルロースが０．５重量％の割合で混合された固定材１５を用いた電解コンデンサである。
【００５１】
（実施例１０）
本実施例１０は、上記ポリプロピレンに、上記バクテリアセルロースが１重量％の割合で混合された固定材１５を用いた電解コンデンサである。
【００５２】
（実施例１１）
本実施例１１は、上記ポリプロピレンに、上記バクテリアセルロースが５重量％の割合で混合された固定材１５を用いた電解コンデンサである。
【００５３】
（実施例１２）
本実施例１２は、上記ポリプロピレンに、上記バクテリアセルロースが１０重量％の割合で混合された固定材１５を用いた電解コンデンサである。
【００５４】
（実施例１３）
本実施例１３は、上記ポリプロピレンに、上記バクテリアセルロースが２０重量％の割合で混合された固定材１５を用いた電解コンデンサである。
【００５５】
（実施例１４）
本実施例１４は、上記ポリプロピレンに、上記バクテリアセルロースが３０重量％の割合で混合された固定材１５を用いた電解コンデンサである。
【００５６】
（従来例）
従来例は、上記ホヤセルロースおよび上記バクテリアセルロースのいずれも混合されていない上記ポリプロピレンを固定材として用いた電解コンデンサである。
【００５７】
上記の実施例１〜１４の電解コンデンサおよび従来例の電解コンデンサをプリメインアンプの電源フィルタに実装し、その再生音質を評価した。試聴者は３名で、各項目共に１０点満点で評価して３名の評価点の平均値とした。また、総合評価点は１０項目の評価点の合計値で示し１００点満点とした。再生音質の評価結果を表１および表２に示す。
【００５８】
【表１】
0006537299.tif 000002
【００５９】
【表２】
0006537299.tif 000003
【００６０】
表１および表２から以下のことがわかる。実施例１〜１４の電解コンデンサは、従来例の電解コンデンサと比べると総合評価点が高く、品質の高い音を再生することができた。また、固定材に混合されたホヤセルロースの割合が１〜２０重量％である実施例３〜６の電解コンデンサ、および固定材に混合されたバクテリアセルロースの割合が１〜２０重量％である実施例１０〜１３の電解コンデンサについて、特に品質の高い音質を再生することができた。
【００６１】
また、上述の実施例においては、固定剤としてポリプロピレンを用いたが、本発明はこれに限られるものではない。他にポリエチレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリアミドを用いても同様の効果が得られる。
【００６２】
さらに、上述の実施例においては、陰極箔として、アルミニウム酸化皮膜を形成せず、エッチング工程により作製したエッチング箔をそのまま用いたが、エッチング処理に加え、酸化皮膜形成処理が施されたものを使用しても同様の効果が得られる。
【００６３】
また、上述の実施例においては、基板自立タイプの電解コンデンサを適用したが、本発明はこれに限られるものではない。固定材を注ぎ込めることが可能なものであれば、他のタイプの電解コンデンサであっても同様の効果が得られる。
【００６４】
さらに、上述の実施例においては、電解コンデンサをプリメインアンプの電源フィルタに実装する場合について述べたが、これに限られるものではなく、その他の各回路ブロックのカップリング、デカップリング等の用途において使用する電解コンデンサにおいても本発明を適用することで同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００６５】
１              陽極箔
２              陰極箔
３              電解紙（セパレータ）
４              陽極引き出しリード
５              陰極引き出しリード
６              素子止めテープ
７              コンデンサ素子
８              陽極端子
９              陰極端子
１０            ベークライト
１１            弾性部材
１２            外装ケース
１３Ａ、１３Ｂ  加締部（または溶接部）
１４Ａ、１４Ｂ  内部端子
１５            固定材
１６            外装スリーブ
２０            電解コンデンサ
【図１】
0006537299.tif 000004
【図２】
0006537299.tif 000005