(57)【要約】【課題】電解コンデンサにおける放熱性を向上し、長寿命化を計る。【解決手段】有底筒状の外装ケースにコンデンサ素子を収納してなる電解コンデンサにおいて、前記コンデンサ素子と外装ケースのとの間に発泡金属部材を配置することで、コンデンサ素子からの熱が外装ケースに前記各々の筒状金属材を介して伝達され、つまり、コンデンサ素子から外装ケースへの熱伝導の経路を多く確保できるため、コンデンサ素子からの発熱が効率よく外装ケースに伝わり、放熱性が向上し、電解コンデンサの長寿命化が図れる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底筒状の外装ケースにコンデンサ素子を収納してなる電解コンデンサにおいて、前記コンデンサ素子と外装ケースのとの間に発泡金属部材が配置されていることを特徴とする電解コンデンサ。
【請求項２】
前記発泡金属部材は、コンデンサ素子の外壁面を覆うように形成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】
前記発泡金属部材は、コンデンサ素子の外壁面および／または外装ケースの内壁面に接触していることを特徴とする請求項１又は２記載の電解コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解コンデンサ等のコンデンサにおけるコンデンサ素子からの熱を効率よく放熱する放熱構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルミ電解コンデンサでは、アルミニウムなどからなる外装ケース２に駆動用電解液が含浸されたコンデンサ素子１を収納し、その開口部を絶縁材料からなる封口部材４にて封止してなるものであるが、特に大型の電解コンデンサでは、リップル電流を重畳すると、コンデンサ素子１の発熱により内部の温度が上昇し、駆動用電解液や電極箔やセパレータ等の劣化を招いたり、また、重畳時に水素ガスなどのガスの発生が促進され、内部圧力を高め安全弁の早期動作を招くなど、電解コンデンサの寿命に影響を与えるため、効率のよい放熱構造が求められ、種々の提案がなされている。
【０００３】
例えば、固定構造として、外装ケース２の内部にホットメルト樹脂などの絶縁性の樹脂材を充填し、外装ケース２とコンデンサ素子１を固定したものや、金属材料からなる固定材を用いたものとして、コンデンサ素子１の外壁面に円筒状保持枠７を固定し、外装ケース２の内壁面に接触する突出片を前記円筒状保持枠７に設けてなる固定構造がある。そしてこの円筒状枠体及び突出片を金属材料から構成することで、コンデンサ素子１からの熱を放熱させている。（特許文献１）
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５７−１２５５３０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電解コンデンサでは、円筒状の保持枠９によりコンデンサ素子１の外壁面が覆われているものの、突出片による外装ケース２の内壁面との接触面積が少ないため、放熱性が不十分であった。また、突出片を長くすることで放熱性を高めることも考えられるが、コンデンサ素子１を外装ケース２に収納する際に、突出片を長くした分該突出片自体の収納が難しくなり、つまり突出片は弾性を有しているためずれてしまうなどの問題があり製造工程を複雑化してしまう。また、突出片自体の数を増やして、外装ケース２の内壁面との接触面積を増やすことも考えられるが、突出片の個数が増えるほど収納が難しくなり、また該突出片は金属板からなる円筒状の保持枠９の端部を延長して形成しているため簡易に形成できるものの、円筒状の保持枠９に突出片をさらに増やす場合には該円筒状の保持枠９の側面領域に溶接等の作業により新たに取り付けなければならず、工程の複雑化を招いてしまう。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで、上記の課題を解決した本発明の電解コンデンサは、有底筒状の外装ケースにコンデンサ素子を収納してなる電解コンデンサにおいて、前記コンデンサ素子と外装ケースのとの間に発泡金属部材が配置されていることを特徴とする。これによると、コンデンサ素子からの発熱は前記発泡金属部材を介して外装ケースに伝達され、特にこの発泡金属部材は、コンデンサ素子及び外装ケースとの接触を面を以て接触しているため、接触面積が大きく放熱性は良好なものとなり、電解コンデンサの長寿命化に大きく貢献する。また、発泡金属部材によりコンデンサ素子が外装ケースの内部に固定されるとともに、発泡金属部材は高気孔率を有し、例えば６０〜９７％のものがあり、コンデンサ素子から発生するガスを十分に許容できる内部空間を確保することができる。またコンデンサ素子に駆動用電解液を含浸した際に、高気孔率を有する発泡金属材料は所定量の駆動用電解液を保持させることができ、さらに電解コンデンサの長寿命化に貢献できる。
【０００７】
また、本発明の電解コンデンサは、前記発泡金属部材が、コンデンサ素子の外壁面を覆うように形成されていることを特徴とする。これによると、高気孔率を有する発泡金属部材によりガス発生の許容空間を減らすことなく、コンデンサ素子及び外装ケースとの接触面積が増え、放熱性が大幅に向上する。
【０００８】
また、本発明の電解コンデンサは、前記発泡金属部材が、コンデンサ素子の外壁面および／または外装ケースの内壁面に接触していることを特徴とする。これによりコンデンサ素子からの発熱を発泡金属部材を介して確実に外装ケースに伝達させることができる。
【０００９】
【実施例】
以下に図面に基づき本発明の実施例を説明する。図１は、本発明の実施例に係る電解コンデンサの断面図を示している。
【００１０】
図１において、コンデンサ素子１は、アルミニウムなどの弁作用金属からなる陽極箔と陰極箔の間にセパレータを介在させて巻回されて最外周端を巻止めテープにより固定して形成される。このコンデンサ素子１は、アルミニウムなどからなる有底円筒状の外装ケース２に収納され、コンデンサ素子１より導出された引き出し端子５は封口部材４に設けられた外部端子６に接続されるとともに、該封口部材４により電解コンデンサが封止されている。
【００１１】
前記コンデンサ素子１と外装ケース２との間には、該コンデンサ素子１の外壁面の曲面に対応するように形成された円筒状の発泡金属部材３が介在されている。前記発泡金属部材３は、アルミニウムやアルミニウム合金などの金属材料から形成され、特に電極箔と同種の金属材料から構成されるのが好ましく、その形状は、多数の独立した気泡が金属マトリックス中に分散した発泡形状であり、６０〜９５％の高気孔率を有している。そして、この発泡金属部材３は、コンデンサ素子１及び外装ケース２にそれぞれ少なくとも一部が接触している。
【００１２】
前記発泡金属部材３は、コンデンサ素子１の高さ方向の長さと同等以上の寸法にすると、コンデンサ素子１との接触面が増加して熱伝導性が向上するため好ましいが、寸法を短くしても良い。また短い寸法の発泡金属部材３を複数、前記コンデンサ素子１の高さ方向に沿って積み重ねても良く、積み重ねられた各発泡金属部材３は、それぞれ接触しても良く、また各発泡金属部材３同士が離れて配置されその間に空隙があってもよい。なお、実施例ではコンデンサ素子１の外壁面に接触するように発泡金属部材３が配置されているが、コンデンサ素子１の底面を覆うように配置することもできる。
【００１３】
次に、本発明の実施例における電解コンデンサの製造方法に、以下に述べる。
【００１４】
まず、図２に示すように、陰極箔と陽極箔を間にセパレータを介して巻回してコンデンサ素子１が形成される。そして、発泡金属部材３をシート状に形成し、コンデンサ素子１外周に巻き付ける。シートの厚みは、コンデンサ素子１と外装ケース２間の距離に対応して適宜設定される。なお、発泡金属部材３はシート状であるため、前記巻回してコンデンサ素子１を形成する装置を用いてコンデンサ素子１の外周に巻き付けることもでき、新たな製造設備を必要とすることなく製造できる。そしてこのコンデンサ素子に駆動用電解液が含浸される。この含浸により、コンデンサ素子１が僅かに膨らみ、コンデンサ素子が発砲金属部材３にさらに確実に接触するとともに、該発泡金属部材３に確実に保持される。なお、前記駆動用電解液は、その一部が発泡金属部材３の中に保持されるため、電解コンデンサの長寿命化にさらに貢献する。
【００１５】
次に、図３に示すように、発泡金属部材３と一体化されたコンデンサ素子１は、有底筒状の外装ケース２に収納される。前記発泡金属部材３の外径は外装ケース２の内径と同等かより大きくして、該発泡金属部材３の弾性力をもって外装ケース２と確実に接触するようにするとともに、確実な固定を実現している。その後、該コンデンサ素子１より導出された引き出し端子５を、絶縁材料からなる封口部材４に設けられた外部端子６に接続するとともに、外装ケース２の開口端部を加締めて封口部材４に食い込ませて封止を行い、電解コンデンサが完成する。
【００１６】
本発明の実施例では、予めコンデンサ素子１に発泡金属部材３を取り付けた後、外装ケース２に収納しているが、発泡金属部材３を外装ケース２に収納した後にコンデンサ素子１を前記７に被嵌することもできる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、前記コンデンサ素子と外装ケースのとの間に発泡金属部材を配置することで、コンデンサ素子からの発熱は前記発泡金属部材を介して外装ケースに確実に伝達され放熱性を向上させて長寿命化を図ることができるとともに、高気孔率を有する発泡金属部材により、コンデンサ素子から発生するガスを十分に許容できる内部空間を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る電解コンデンサを示す断面図である。
【図２】本発明の実施例に係る電解コンデンサの製造工程を示す展開図である。
【図３】本発明の実施例に係る電解コンデンサの製造工程を示す展開図である。
【図４】従来の電解コンデンサを示す図である。
【符号の説明】
１  コンデンサ素子
２  外装ケース
３  発泡金属部材
４  封口部材
５  引き出し端子
６  外部端子
７  円筒状保持枠
８  突出片
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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