(57)【要約】【課題】引き出しリードタブ箔が、コンデンサの長時間の使用によって、電解液の変質やコンデンサ部材から流失する塩素等のハロゲンにさらされるために、腐食断線となってしまう事があり、この腐食断線を防止するために、リードタブ表面に樹脂をコーティングする場合があるが、コーティングした場合に発生しやすい樹脂のピンホールと、箔角部や側面のコーティング被覆が難しいことから腐食防食には限界が生じていた。【解決手段】一端に短冊状のアルミニウムの引き出しリードタブを有するコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を収納する一端部に開口部を有するケースと、この開口部を封口する封口板と、この封口板に設けケース内で引き出しリードタブと接続する外部端子と、を有するアルミニウム電解コンデンサにおいて、封口板の外部端子のケース内面側に、犠牲金属を設けたことを特徴とするアルミニウム電解コンデンサを提供することである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
短冊状のアルミニウムの引き出しリードタブを有するコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を収納する開口部を有するケースと、この開口部を封口する封口板と、この封口板に設け前記ケース内で前記引き出しリードタブと接続する外部端子と、を有するアルミニウム電解コンデンサにおいて、前記封口板のケース内面側の外部端子に犠牲金属を設けたことを特徴とするアルミニウム電解コンデンサ。
【請求項２】
短冊状のアルミニウムの引き出しリードタブを有するコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を収納する開口部を有するケースと、この開口部を封口する封口板と、この封口板に設け前記ケース内で前記引き出しリードタブと接続する外部端子と、を有するアルミニウム電解コンデンサにおいて、前記外部端子の前記ケース内面側に、内側から、犠牲金属、次に多孔質シート、次に引き出しリードタブの順に積層して固定するかまたは、前記外部端子の前記ケース内面側に、内側から、多孔質シートで包んだ犠牲金属、次に引き出しリードタブの順に積層して固定することを特徴とするアルミニウム電解コンデンサ。
【請求項３】
犠牲金属として、引き出しリードタブよりも異種金属を多く含んだアルミニウムを使用することを特徴とする請求項１または２のアルミニウム電解コンデンサ。
【請求項４】
犠牲金属として、マグネシウムまたはその合金を使用することを特徴とする請求項１または２のアルミニウム電解コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム電解コンデンサに関するものである。特に、アルミニウム電解コンデンサの引き出しリードタブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、アルミニウム電解コンデンサは、アルミニウムの箔を陽極と陰極とし、セパレータを介して積層または巻回してコンデンサ素子として、電解液とともに封口板付きケースに収納していた。このコンデンサ素子から電極を引き出すために陽極と陰極に、アルミニウムの箔からなる引き出しリードタブの片端を接続し、また、引き出しリードタブのもう一方の片端には、封口板に設けた外部端子と接続していた。
引き出しリードタブは、コンデンサ素子と封口板との間の空間部分にあるため、長時間の使用によって、電解液の変質やコンデンサ部材から流失する塩素等のハロゲンにさらされるために、腐食断線となってしまう事がある。
この腐食断線を防止するために、従来、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂などの熱可塑性樹脂をリードタブ表面にコーティングする方法（特許文献１）や、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等をリードタブ表面にコーティングする方法（特許文献２）や、リードタブ表面にメラミン樹脂をコーティング後硬化させる方法（特許文献３）が開示されている。
【特許文献１】特開平３−２６１１２５号公報
【特許文献２】実開平７−２７１４３号公報
【特許文献３】特開２００６−１２０８０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
解決しようとする問題点は、引き出しリードタブ箔が、コンデンサの長時間の使用によって、電解液の変質やコンデンサ部材から流失する塩素等のハロゲンにさらされるために、腐食断線となってしまう事があり、この腐食断線を防止するために、リードタブ表面に樹脂をコーティングする場合があるが、コーティングした場合に発生しやすい樹脂のピンホールと、箔の角部や側面のコーティング被覆が難しいことから腐食防食には限界が生じていた。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、短冊状のアルミニウムの引き出しリードタブを有するコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を収納する開口部を有するケースと、この開口部を封口する封口板と、この封口板に設け前記ケース内で前記引き出しリードタブと接続する外部端子と、を有するアルミニウム電解コンデンサにおいて、前記封口板のケース内面側の外部端子に犠牲金属を設けたことを特徴とするアルミニウム電解コンデンサを提供することである。
また、本発明は、短冊状のアルミニウムの引き出しリードタブを有するコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を収納する開口部を有するケースと、この開口部を封口する封口板と、この封口板に設け前記ケース内で前記引き出しリードタブと接続する外部端子と、を有するアルミニウム電解コンデンサにおいて、前記外部端子の前記ケース内面側に、内側から、犠牲金属、次に多孔質シート、次に引き出しリードタブの順に積層して固定するかまたは、前記外部端子の前記ケース内面側に、内側から、多孔質シートで包んだ犠牲金属、次に引き出しリードタブの順に積層して固定することを特徴とするアルミニウム電解コンデンサを提供することである。
また、犠牲金属として、引き出しリードタブよりも異種金属を多く含んだアルミニウムを使用することを特徴とする上記のアルミニウム電解コンデンサを提供することである。
また、犠牲金属として、マグネシウムまたはその合金を使用することを特徴とする上記のアルミニウム電解コンデンサを提供することである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の引き出しリードタブは、封口板のケース内面側の外部端子に犠牲金属を設けているので、犠牲金属の設置がしやすく、コンデンサの長時間の使用によって、電解液の変質やコンデンサ部材から流失する塩素等のハロゲンにさらされても、腐食断線を抑制または防止するという利点がある。
本発明の引き出しリードタブは、封口板の外部端子のケース内面側に、内側から、まず犠牲金属を設けているので、犠牲金属の設置がしやすく、また、その後に積層される引き出しリードタブの折り曲げ等の変形に対して邪魔にならないという利点がある。
また犠牲金属が、多孔質シートと封口板とに挟まれているか、または、多孔質シートに包まれていると対極や金属ケースとの接触防止とともに、犠牲金属が部分的に脱落しても多孔質シート内に保持しやすいという利点がある。
また、犠牲金属として引き出しリードタブよりも銅、亜鉛、鉄等の異種金属を多く含んだアルミニウムを使用した場合には、犠牲金属中のアルミニウムが優先的にイオンとして溶け出すので、アルミニウム以外の他金属による汚染の心配が少ないという利の点がある。
また、犠牲金属として、マグネシウムまたはその合金を使用した場合には、犠牲金属中のマグネシウムがアルミニウムよりイオンとして溶け出しやすいので、効果的に、アルミニウムの引き出しリードタブの腐食断線を抑制または防止するという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明に述べる外部端子は、コンデンサケースの封口板にあって、封口板を貫通する端子で、引き出しリードタブと外部回路を電気的につなぐものである。外部端子は一般にほぼ円柱形に形成されており、この外側面の中程に鍔が形成され、この鍔の部分が封口板に埋設される。また、一般には、外部端子の外側の端面には、ネジ穴が形成されたネジ端子となっている。外部端子の他端には、引き出しリードタブを接続固定するための、リベット止め部や超音波溶接法により接続部を設ける。外部端子の径よりも細くした円柱部分を設け、引き出しリードタブの端部に穴をあけてその円柱部分に差し込み、次に平ワッシャを差し込み、機械的にかしめるリベット止めが一般的である。
また、絶縁板とゴム板を張り合わせたタイプの封口板の場合、外部端子はリベットとそれに取り付けた金属板端子からなり、他端には、引き出しリードタブを接続固定するため、上記と同様に、引き出しリードタブの端部に穴をあけてその円柱部分に差し込み、次に平ワッシャを差し込み、機械的にかしめるリベット止めが一般的である。
【０００７】
本発明に述べる引き出しリードタブは、５０μｍから５００μｍ程度の厚さの、９９．９５％以上の高純度のアルミニウム箔を、短冊状に切り出したもので、エッチングなどの粗面化加工の施されていないプレンの箔が用いられている。陽極側の引き出しリードタブについては、陽極酸化が施されたものも使用される。これらの端子の下端部は、陽極箔あるいは陰極箔と電気的に接続する。陽極箔あるいは陰極箔との電気的な接続は、陽極箔および陰極箔の表面に陽極引き出しリードタブおよび陰極引き出しリードタブを重ねた状態での加締めあるいは溶接などによってなされている。
【０００８】
本発明に述べる犠牲金属は、引き出しリードタブよりも異種金属を多く含んだアルミニウムや、マグネシウムまたはその合金からなり、形状が、箔、シート、板状などで、金属結晶、アモルファス、または焼結体（粉末冶金）などからなる。また、クラッド材などの複合材も使用できる。これらは、コンデンサの使用環境により適宜選択する。取扱上、できるだけ封口板の内面に平行に設けるのは好ましい。
具体的には、異種金属を多く含んだアルミニウムとしては、銅、亜鉛、鉄、鉛、ニッケルなどの異種金属が、９９．８％程度の純度の、アルミニウムの不純物成分として、数十から数百ｐｐｍ含まれているものや、数十から数百ｐｐｍ程度添加したもののほか、アルミニウムに銅、マンガン、シリコン、マグネシウム、亜鉛等を最大で数％添加した従来の合金のほか、鉄、ニッケルなどを添加したものが使用できる。特に、銅系の合金のものは、片面にアルミニウムをクラッドしたものが好ましい。
マグネシウム合金には、マグネシウムにアルミニウム、亜鉛、マンガン、ジルコニアまたは希土類元素を添加したものなどが使用できる。
本発明に述べる多孔質シートは、紙、不織布、織布、ガラスペーパー、ポリオレフィン多孔膜など特に限定はなく使用できる。
【０００９】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るアルミニウム電解コンデンサの全体または一部を示している。図１（ａ）は、アルミニウム電解コンデンサの断面を示している。図１（ｂ）は、アルミニウム電解コンデンサの封口板の底面を示していて、犠牲金属を前記封口板のケース内面側の外部端子に設けた状態を示している。
本発明に係るアルミニウム電解コンデンサは、通常のアルミニウム電解コンデンサと同様に、電極箔を適当な巾に裁断された後、引き出しリードタブ１を接続し、紙などのセパレータと共に捲回または積層されたコンデンサ素子２を、上面が開口したアルミニウム等の金属材からなり、外観的に円筒状や楕円筒状に形成されているケース３内に収容し、封口板４で封口したものである。ケース３には絶縁性チューブを被覆する場合もある。
封口板４は、ケース上面の開口部を封口するもので、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド、フェノール等の絶縁樹脂からなり、３〜５０ｍｍ程度の厚さがある。ケースの近傍の内周面に設けた突起に載せられ、封口板の最外周には、段面が三角形状の突起が設けられ、ゴム等の弾性材からなる弾性体が配置される場合もある。そしてこの弾性体にカーリングによるケースの屈曲した先端をくい込ませて密閉性を向上している。外部端子５を予め成形金型にセットし、インサート樹脂モールド等で行い、一体的に成形を行っている。引き出しリードタブ１はコンデンサ素子２から引き出され、外部端子５のケース３内面側で接続固定される。
また、封口板には、ケース内部の圧力が上昇した場合、それを逃がす圧力弁等を設ける場合も多い。また、封口板内面には、陰極と陽極を分ける仕切用突起６を設けるのが好ましい。
図１（ａ）では、外部端子５のケース内側に、外部端子５の径よりも細くした円柱部分を設け、まず、犠牲金属７を、陽極側の外部端子の円柱部分に差込、多孔質シート８や補強板を必要に応じて差し込み、次に、引き出しリードタブ１の端部に穴をあけて、両方の外部端子５の円柱部分に差し込み、最後に平ワッシャ９を差し込み、機械的にかしめるリベット止めを示している。陽極側の外部端子の円柱部分は、犠牲金属の部分と引き出しリードタブの部分とでその径が同じでもかまわないが、引き出しリードタブがより外部端子と接続が安定するように、犠牲金属７の部分より引き出しリードタブの部分を細くして、引き出しリードタブがその段差のところで固定されるのが好ましい。
【００１０】
図２は、本発明に係るアルミ電解コンデンサの引き出しリードタブと犠牲金属部分を示している。
犠牲金属７は、多孔質シート８に包まれていて、引き出しリードタブ１と共に外部端子５に接続されている。包み形としてたとえば、袋状のもののほか、長方形の一辺を折ったものや二辺を折ったもの、十時形の四辺を折ったものなども含まれる。
【実施例１】
【００１１】
コンデンサ素子の引き出しリードタブには、厚さ１００μｍ、純度９９．９９％（不純物として鉄１１ｐｐｍ、シリコン１０ｐｐｍ、銅５０ｐｐｍ、その他１ｐｐｍ以下）のアルミニウム箔を使用し、短冊状でエッチングなどの粗面化加工の施されていないプレンの箔を使用し、陽極側の引き出しリードについては、陽極酸化を施したものも使用し、コンデンサ素子に設けた。
充填材を含むフェノール樹脂成形材料でインサート成形した、外部端子付き封口板に設けた外部端子のケース内側部分には、外部端子の径よりも細くした円柱部分を設け、まず、表１に記載のＮｏ．１から１０までの、厚さ３００μｍの犠牲金属シートを、陽極側の外部端子の上記の円柱部分に差し込み、次に、犠牲金属シートを隠すような大きさの厚さ２００μｍのクラフト紙を差し込み、次に、引き出しリードタブの端部に穴をあけて、両方の外部端子の円柱部分に差し込み、最後に平ワッシャを差し込み、機械的にかしめるリベット止めを行った。
次に、コンデンサ素子を、電解液と共に外装ケース内に納め、封口板により封口した。
印加電圧６５０Ｖで１２０℃の高温度下にて１０００時間放置後の、引き出しリードタブ表面状態を観察すると、上記の犠牲金属シートを設けたものは侵食痕が確認できなかったが、犠牲金属シート非装着のものは腐食が進行していた。
【００１２】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るアルミニウム電解コンデンサの全体または一部を示している。
【図２】本発明に係るアルミニウム電解コンデンサの引き出しリードタブと犠牲金属部分を示している。
【符号の説明】
【００１４】
１…引き出しリードタブ、２…コンデンサ素子、３…ケース、４…封口板、５…外部端子、６…仕切用突起、７…犠牲金属、８…多孔質シート、９…平ワッシャ。
【図１】
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【図２】
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