(57)【要約】【課題】陰極箔及び陽極箔の切断カスが発生し再化成工程時に不具合を起こしたり、絶縁破壊を起こすことがないので、再化成時間を短縮することができるアルミ電解コンデンサおよびその製造方法を提供することを目的とするものである。【解決手段】この目的を達成するために、本発明は、陽極箔１の箔幅を陰極箔２の箔幅より長くするとともに前記陰極箔２を前記陽極箔１の箔幅内に配置して巻回してなるコンデンサ素子６としているので、再化成時間を短縮することができ、その結果、消費エネルギーを削減することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部引き出し用のリード線が夫々接続された陽極箔と陰極箔とをその間にセパレータを介在させて巻回することにより形成されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を駆動用電解液と共に収納した有底筒状の金属ケースと、前記一対のリード線が挿通される孔を備えて上記金属ケースの開放端を封止した封口体とからなるアルミ電解コンデンサにおいて、前記コンデンサ素子は、前記陽極箔の箔幅を前記陰極箔の箔幅より長くするとともに前記陰極箔を前記陽極箔の箔幅内に配置して巻回してなるアルミ電解コンデンサ。
【請求項２】
陰極箔から露出する、陽極箔の片側の箔幅を０．１５ｍｍ以上とする請求項１に記載のアルミ電解コンデンサ。
【請求項３】
前記セパレータの幅を陽極箔の幅よりも長くしたことを特徴とする請求項１に記載のアルミ電解コンデンサ。
【請求項４】
アルミニウム箔の表面を粗面化した陰極箔を規定の幅に切断する工程と、
アルミニウム箔の表面を粗面化した後に化成処理により誘電体酸化皮膜が形成された陽極箔を前記陰極箔の幅より長く切断する工程と、
前記夫々の箔幅に切断された陰極箔及び陽極箔に外部引き出し用のリード線を夫々接続し、そのリード線を規定の長さに夫々切断する工程と、
前記外部引き出し用のリード線が夫々接続された陰極箔と陽極箔とをその間にセパレータを介在させて、陰極箔の箔幅に対して陽極箔の箔幅方向の両端が均等に露出するように配置して巻回することによりコンデンサ素子を作製する工程と、
前記巻回されたコンデンサ素子の外部引き出し用のリード線に封口体を装着する工程と、
有底筒状の金属ケースに駆動用電解液が注入される工程と、
前記駆動用電解液を前記コンデンサ素子に含浸させて前記金属ケースの開口部を封止する工程と、
を備えたアルミ電解コンデンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器に使用されるアルミ電解コンデンサおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、温暖化に伴い世界的に省エネルギー化が叫ばれており、電子部品であるアルミ電解コンデンサにおいても省エネルギー化と不良の少ない効率生産が要求されてきている。
【０００３】
図５はアルミニウム箔の切断工程を示した斜視図、図６（ａ）は従来のアルミ電解コンデンサに用いられるコンデンサ素子の展開図、（ｂ）は同コンデンサ素子の斜視図、（ｃ）は同アルミ電解コンデンサの側面図であり、同図において、２１はアルミニウム箔、２２、２３はアルミニウム箔２１を切断する刃、２４は、アルミニウム箔２１を切断する刃２２、２３によって所定の幅に切断されたスリット箔である。
【０００４】
前記アルミニウム箔２１の表面を粗面化した陰極箔２６と上記アルミニウム箔２１の表面を粗面化したあとに化成処理を施した陽極箔２５に夫々リード線２７を接続し、上記陰極箔２６と陽極箔２５との間にセパレータ２８を介在させて巻回することによりコンデンサ素子２９が形成される。上記コンデンサ素子２９を形成する時に使用する陽極箔２５と陰極箔２６の箔幅は同じ幅のものを用いている。このコンデンサ素子２９の夫々のリード線２７から封口体（図示しない）を挿通したあと、駆動用電解液（図示しない）が入った有底筒状の金属ケースを挿入し、金属ケースの開放端と側部を絞り加工を施すことによりアルミ電解コンデンサ３０を作製している。
【０００５】
図７はコンデンサ素子の要部断面図であり、図７に示すようにコンデンサ素子２９の断面は、陽極箔２５と陰極箔２６の対向面には誘電体酸化皮膜３０が形成されているが、陽極箔２５と陰極箔２６を所定の幅に切断しているため、切断面３１はアルミニウム箔２１が剥き出しになっているため切断カス（以下バリと称す）が発生している。そのためアルミ電解コンデンサを製造する工程において再化成を施しており、この再化成工程の時間は３０〜６０分程度行っている。
【０００６】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、以下の特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開平０２−０４９４１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来のアルミ電解コンデンサを製造する上で、再化成工程は必須であるが、陽極箔２５と陰極箔２６を所定の幅に切断する際、バリが発生し再化成工程時に不具合を起こしているため、再化成の時間は３０分以上かかり、その結果、再化成工程に要する電気量は工程全体の６０％を占めているという問題を有していた。
【０００８】
本発明はこのような従来の課題を解決し、再化成時間を短縮することにより、消費エネルギーが削減できるアルミ電解コンデンサおよびその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明は、特に、陽極箔の箔幅を陰極箔の箔幅より長くするとともに陰極箔を前記陽極箔の箔幅内に配置して巻回したアルミ電解コンデンサである。
【００１０】
また、アルミニウム箔の表面を粗面化した陰極箔を規定の幅に切断する工程と、アルミニウム箔の表面を粗面化した後に化成処理により誘電体酸化皮膜が形成された陽極箔を前記陰極箔の幅より長く切断する工程と、前記夫々の箔幅に切断された陰極箔及び陽極箔に外部引き出し用のリード線を夫々接続し、そのリード線を規定の長さに夫々切断する工程と、前記外部引き出し用のリード線が夫々接続された陰極箔と陽極箔とをその間にセパレータを介在させて、陰極箔の箔幅に対して陽極箔の箔幅方向の両端が均等に露出するように配置して巻回することによりコンデンサ素子を作製する工程と、前記巻回されたコンデンサ素子の外部引き出し用のリード線に封口体を装着する工程と、有底筒状の金属ケースに駆動用電解液が注入される工程と、前記駆動用電解液を前記コンデンサ素子に含浸させて前記金属ケースの開口部を封止する工程とを備えたアルミ電解コンデンサの製造方法である。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように本発明によれば、陽極箔の箔幅を陰極箔の箔幅より長くするとともに陰極箔を前記陽極箔の箔幅内に配置して巻回しているので、再化成時間を短縮でき、その結果、消費エネルギーを削減することができるという作用効果を有するものである。
【００１２】
すなわち、陽極箔と陰極箔のそれぞれの幅方向切断面の距離を広げることができ、広げた分の駆動用電解液を介した抵抗が高くなるため漏れ電流を少なくすることができる。その結果、再化成時間を短縮できるものである。
【００１３】
また、前記距離が広がることにより、電流集中が起こりにくくなり、その結果、絶縁破壊を抑制することができるという作用効果も有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明のアルミ電解コンデンサについて、一実施の形態及び図面を用いて説明する。
【００１５】
図１（ａ）は本発明のアルミ電解コンデンサに用いられるコンデンサ素子の展開図、図１（ｂ）は同コンデンサ素子の斜視図である。同図において長さ１４０ｍｍ、箔幅６．５ｍｍに切断し陽極リード線３を接続した陽極箔１と、長さ１６０ｍｍ、箔幅６．２ｍｍに切断し陰極リード線４を接続した陰極箔２と、この陽極箔１及び陰極箔２の間にそれぞれセパレータ５を介在させて巻回することによりコンデンサ素子６が形成される。上記コンデンサ素子６の陽極箔１は、陰極箔２より片面０．１５ｍｍずつ幅方向に突出している。陽極箔１、陰極箔２の切断方法は、図５で示した従来の方法と同様である。
【００１６】
なお、陽極箔１はアルミニウム箔を粗面化し、その表面に誘電体酸化皮膜１３が形成されており、陰極箔２はアルミニウム箔を粗面化したものである。
【００１７】
上記コンデンサ素子６は、γ−ブチロラクトンなどを主成分とする駆動用電解液と共にアルミニウムの金属ケースに挿入した後、金属ケースの開口部を封口部材で封止することによりアルミ電解コンデンサ（図示しない）を得ることができる。ここでは、５０Ｖ１００μＦ（８φｘ１２Ｌ）のアルミ電解コンデンサを作製した。
【００１８】
次に図２を用いて説明する。図２は本実施の形態１におけるコンデンサ素子の要部断面図である。
【００１９】
上述した構成において、セパレータ５の厚みｔに対し、陽極箔１の幅をＡ、陰極箔２の幅をＢとすると
（Ａ−Ｂ）／２＞ｔ×４（ｍｍ）
とすることにより、陽極箔１サイドと陰極箔２の距離がセパレータ５の厚みの４倍以上となり、漏れ電流が１／４以下となる。
【００２０】
例えば、セパレータ５の厚みｔ＝４０μｍとすると、陽極箔１の切断面１１と陰極箔２の切断面１２は、片側０．１６ｍｍ（１６０μｍ）ほど陽極箔１の切断面１１が外側（箔幅方向）にせり出るようにする。これにより陰極箔２の切断面１２は、誘電体酸化皮膜１３と対向し、かつ、陽極箔１の切断面１１が従来４０μｍの距離より１６０μｍ以上の距離に伸びるため、駆動用電解液を介した抵抗が高くなることにより漏れ電流は小さくなる。このことにより、再化成時間を短縮でき、かつ消費エネルギーを削減することができる。
【００２１】
次に、本発明の一実施の形態のアルミ電解コンデンサと従来のアルミ電解コンデンサを常温で２分間５０Ｖを印加して強制放電した後、２日間室温にて自然放置し、常温における１ｍＡの定電流充電にて漏れ電流の挙動を比較した結果を図３に表す。
【００２２】
図３から明らかになるように、従来のアルミ電解コンデンサは１ｍＡ以下になる時間が約１８０秒に対し、本発明の一実施の形態は約２０秒しかかからなかった。
【００２３】
また、本発明の一実施の形態のアルミ電解コンデンサの陽極箔と陰極箔のズレ寸法を変え、電流フリーにて１分後の漏れ電流を測定したものを図４に表す。
【００２４】
図４から明らかになるように、陽極箔と陰極箔のズレ寸法が広がるにつれて、早く電流値が下がっていることがわかる。陽極箔と陰極箔の端面距離がない場合に比べ、０．１ｍｍで漏れ電流は約１／３、０．２ｍｍで約１／１０となり、本発明によれば従来実施していたエージング工程を省略しても漏れ電流がすぐに減少することがわかる（一般の機器は、数ｍＡ〜数百ｍＡの電流供給能力がある。）。
【００２５】
なお、図４より本発明の一実施の形態によれば、約４分で漏れ電流が飽和レベルに達している為、エージングを実施する場合でも、４分間で十分といえる。
【００２６】
また、厚み４０μｍのセパレータを用いて、陰極箔の切断面に３０μｍの長さのバリが垂直方向に発生した場合、陽極箔切断面までの距離は、
従来品の電極間距離は、４０−３０＝１０（μｍ）
本発明品の場合の電極間距離は、
【００２７】
【数１】
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【００２８】
となり、従来よりも１６倍の電極間距離が取れるため電流の集中が起こりにくく、たとえ陰極箔２の切断面１２にバリが発生しても従来品よりも絶縁破壊の発生を抑制することができる。
【００２９】
なお、誘電体酸化皮膜１３と陰極箔２が軽くタッチ（０．１ｇ以下）しても絶縁耐圧は、３００Ｖ付近まで、誘電体酸化皮膜形成時の化成電圧にほぼ等しいことが実験的にわかっている。
【００３０】
以上のことにより、本発明の一実施の形態では漏れ電流が短時間で飽和レベルに達するので、再化成時間を大幅に短縮することができる。
【００３１】
また、本発明の一実施の形態においては、駆動用電解液を用いたアルミ電解コンデンサで説明を行ったが、導電性高分子を用いたアルミ電解コンデンサを用いても同様の効果を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、陽極箔の箔幅を陰極箔の箔幅より長くするとともに前記陰極箔を前記陽極箔の箔幅内に配置して巻回するという特徴を有し、アルミ電解コンデンサに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】（ａ）本発明の一実施の形態によるコンデンサ素子の展開図、（ｂ）同コンデンサ素子の斜視図
【図２】同コンデンサ素子の要部断面図
【図３】１ｍＡの定電流を加えた場合の漏れ電流の推移を示す図
【図４】電流フリーで１分後の漏れ電流の推移を示す図
【図５】アルミニウム箔の切断工程を示した斜視図
【図６】（ａ）従来のコンデンサ素子の展開図、（ｂ）従来のコンデンサ素子の斜視図、（ｃ）従来のアルミ電解コンデンサの側面図
【図７】従来のコンデンサ素子の要部断面図
【符号の説明】
【００３４】
１  陽極箔
２  陰極箔
３  陽極リード線
４  陰極リード線
５  セパレータ
６  コンデンサ素子
１１  陽極箔の切断面
１２  陰極箔の切断面
１３  誘電体酸化皮膜
【図１】
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【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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