(57)【要約】【目的】オーディオ機器において優れた再生音質を得る。【解決手段】電解コンデンサの駆動用電解液として、エチレングリコールと水とを混合した溶液に、コハク酸および／またはそのアンモニウム塩と、コハク酸とは異なる二塩基酸およびその塩のうち少なくとも１種と、芳香族モノカルボン酸およびその塩の少なくとも１種と、リン化合物を１種以上とを溶解したものであって、コハク酸またはそのアンモニウム塩の含有量が電解液全体に対して１〜１５重量％であり、しかも、コハク酸ニアンモニウムと、コハク酸とは異なる二塩基酸およびその塩のうち少なくとも１種と、芳香族モノカルボン酸およびその塩のうち少なくとも１種との含有量が電解液全体に対して５〜２０重量％であり、且つ、リン化合物の含有量が電解液全体に対して０．０１〜２重量％であるものを用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極箔と陰極箔とがセパレータを介して重ねられて巻回されたコンデンサ素子を備えた音響用電解コンデンサの駆動用電解液において、
エチレングリコールと水とを混合した溶液に、
コハク酸および／またはそのアンモニウム塩と、コハク酸とは異なる二塩基酸およびその塩のうち少なくとも１種と、芳香族モノカルボン酸およびその塩のうち少なくとも１種と、リン化合物を１種以上とを溶解したものであって、
前記コハク酸またはそのアンモニウム塩の含有量が電解液全体に対して１〜１５重量％であり、しかも、
前記コハク酸および／またはそのアンモニウム塩と、コハク酸とは異なる二塩基酸およびその塩のうち少なくとも１種と、芳香族モノカルボン酸およびその塩のうち少なくとも１種との含有量が電解液全体に対して５〜２０重量％であり、且つ、
前記リン化合物の含有量が電解液全体に対して０．０１〜２重量％であることを特徴とする音響用電解コンデンサの駆動用電解液。
【請求項２】
前記二塩基酸が、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸の群より選ばれる１種以上であることを特徴とする請求項１に記載の音響用電解コンデンサの駆動用電解液。
【請求項３】
前記芳香族モノカルボン酸が、安息香酸、ｐ−ニトロ安息香酸、サリチル酸の群より選ばれる１種以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の音響用電解コンデンサの駆動用電解液。
【請求項４】
前記リン化合物が、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、リン酸エステル、アルキルリン酸エステルの群より選ばれる１種以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の音響用電解コンデンサの駆動用電解液。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の駆動用電解液を用いた音響用電解コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオ機器に使用される音響用電解コンデンサの駆動用電解液およびこれを用いた音響用電解コンデンサに関するものである。
【０００２】
電解コンデンサとは、アルミニウム、タンタル、ニオブなど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のことである。例えば、アルミニウム電解コンデンサは、陽極箔と陰極箔とがセパレータを介在して巻回されたコンデンサ素子を有しており、このコンデンサ素子は駆動用電解液に含浸した後で有底筒状の外装ケースに収納される。ここで、駆動用電解液は、真の陰極として作用しており、また、酸化皮膜が電気的ストレスなどにより絶縁破壊が発生したときに、駆動用電解液はその化成能力により、酸化皮膜を成長させ直ちに修復する機能を有しており、電解コンデンサの特性に大きな影響を与える重要な構成要素である。
【０００３】
また、アルミニウム電解コンデンサは、オーディオ機器においては、電源回路フィルター、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が、アルミニウム電解コンデンサの材料や製造方法によって再生音質が変化する現象が知られており、特に駆動用電解液が含有する成分の影響が大きいことが知られている。
【０００４】
ここで、音響用電解コンデンサ用の駆動用電解液としては、エチレングリコールやそのエーテル類、水、アジピン酸またはその塩からなる主電解液に対して、酸やその塩基を含有したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特公平７−４８４５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した駆動用電解液を用いた電解コンデンサをオーディオ機器に使用した場合には、優れた再生音質を得られないという問題があり、音響用電解コンデンサとして満足できるものではない。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、オーディオ機器に使用した際に、優れた音質を得ることができる音響用電解コンデンサの駆動用電解液およびこれを用いた音響用電解コンデンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の音響用電解コンデンサの駆動用電解液は、陽極箔と陰極箔とがセパレータを介して重ねられて巻回されたコンデンサ素子を備えた音響用電解コンデンサの駆動用電解液において、エチレングリコールと水とを混合した溶液に、コハク酸および／またはそのアンモニウム塩と、コハク酸とは異なる二塩基酸およびその塩のうち少なくとも１種と、芳香族モノカルボン酸およびその塩のうち少なくとも１種と、リン化合物を１種以上とを溶解したものであって、前記コハク酸および／またはそのアンモニウム塩の含有量が電解液全体に対して１〜１５重量％であり、しかも、前記コハク酸および／またはそのアンモニウム塩と、コハク酸とは異なる二塩基酸およびその塩のうち少なくとも１種と、芳香族モノカルボン酸およびその塩のうち少なくとも１種との含有量が電解液全体に対して５〜２０重量％であり、且つ、前記リン化合物の含有量が電解液全体に対して０．０１〜２重量％であることを特徴としている。
【０００９】
本発明の音響用電解コンデンサの駆動用電解液では、前記二塩基酸が、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸の群より選ばれる１種以上であってもよい。
【００１０】
本発明の音響用電解コンデンサの駆動用電解液では、前記芳香族モノカルボン酸が、安息香酸、ｐ−ニトロ安息香酸、サリチル酸の群より選ばれる１種以上であってもよい。
【００１１】
本発明の音響用電解コンデンサの駆動用電解液では、前記リン化合物が、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、リン酸エステル、アルキルリン酸エステルの群より選ばれる１種以上であってもよい。
【００１２】
本発明の音響用電解コンデンサは、上述のいずれかに記載の駆動用電解液を用いたものである。
【００１３】
本発明に用いられる溶液（溶媒）としては、少なくともエチレングリコールと水とを含み、さらに副溶媒として、例えばアルコール類、エーテル類、アミド類、オキサゾリジノン類、ラクトン類、ニトリル類、カーボネート類、スルホン類などを挙げることができ、これらの１種以上を用いることができる。より具体的には以下の通りである。
【００１４】
アルコール類としては、例えばメチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、ジアセトンアルコール、ベンジルアルコール、アミルアルコール、フルフリルアルコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ヘキシレングリコール、グリセリン、ヘキシトールなどを挙げることができる。
【００１５】
エーテル類としては、例えばエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールフェニルエーテル、テトラヒドロフラン、３−メチルテトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテルなどを挙げることができる。また、高分子量体としては、例えばポリエチレングリコールやポリプロピレングリコールなどのポリアルキレングリコールおよびその共重合体（以下、ポリアルキレングリコール）などを挙げることができる。
【００１６】
アミド類としては、例えばＮ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−エチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−エチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホリックアミドなどを挙げることができる。
【００１７】
オキサゾリジノン類としては、例えばＮ−メチル−２−オキサゾリジノン、３，５−ジメチル−２−オキサゾリジノンなどを挙げることができる。
【００１８】
ラクトン類としては、例えばα−アセチル−γ−ブチロラクトン、β−ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトンなどを挙げることができる。
【００１９】
ニトリル類としては、例えばアセトニトリル、アクリロニトリル、アジポニトリル、３−メトキシプロピオニトリルなどを挙げることができる。
【００２０】
カーボネート類としては、例えばエチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどを挙げることができる。
【００２１】
スルホン類としては、例えばジメチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、スルホラン、３−メチルスルホラン、２，４−ジメチルスルホランなどを挙げることができる。
【００２２】
その他の溶媒としては、例えばＮ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルスルホオキシド、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、トルエン、キシレン、パラフィン類などを用いることができる。ここで、本発明では、特に溶媒として、エチレングリコールの含有量が電解液全体に対して５９．７〜８４．０重量％で、水の含有量が電解液全体に対して５．０重量％を超え２０重量％未満の範囲で用いるのが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の音響用電解コンデンサの駆動用電解液は、陽極箔と陰極箔とがセパレータを介して重ねられて巻回されたコンデンサ素子を備えた音響用電解コンデンサの駆動用電解液において、エチレングリコールと水とを混合した溶液に、コハク酸および／またはそのアンモニウム塩と、コハク酸とは異なる二塩基酸およびその塩のうち少なくとも１種と、芳香族モノカルボン酸およびその塩のうち少なくとも１種と、リン化合物を１種以上とを溶解したものである。そして、前記コハク酸および／またはそのアンモニウム塩の含有量が電解液全体に対して１〜１５重量％であり、しかも、前記コハク酸および／またはそのアンモニウム塩と、コハク酸とは異なる二塩基酸およびその塩のうち少なくとも１種と、芳香族モノカルボン酸およびその塩のうち少なくとも１種との含有量が電解液全体に対して５〜２０重量％であり、且つ、前記リン化合物の含有量が電解液全体に対して０．０１〜２重量％である。そのため、この駆動用電解液を適用した音響用電解コンデンサを使用したオーディオ機器の再生音質は、低音域から高音域にわたる全ての帯域においてバランスの良く、歪み感が無く、且つ、情報量及び分解能が高く、臨場感溢れる音質になる。
【００２４】
本発明の音響用電解コンデンサの駆動用電解液で、前記二塩基酸が、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸の群より選ばれる１種以上であれば、音質的に音の広がり感、華やかさが得られる。
【００２５】
本発明の音響用電解コンデンサの駆動用電解液で、前記芳香族モノカルボン酸が、安息香酸、ｐ−ニトロ安息香酸、サリチル酸の群より選ばれる１種以上であれば、音質的に透明度のあるものが得られる。
【００２６】
本発明の音響用電解コンデンサの駆動用電解液で、前記リン化合物が、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、リン酸エステル、アルキルリン酸エステルの群より選ばれる１種以上であれば、音質的に透明度のあるものが得られる。
【００２７】
本発明の音響用電解コンデンサは、上述のいずれかに記載の駆動用電解液を用いたものであるので、この音響用電解コンデンサを使用したオーディオ機器では、低音域から高音域にわたる全ての帯域においてバランスが良く、歪み感が無く、且つ、情報量及び分解能が高く、臨場感溢れる再生音質を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る音響用アルミニウム電解コンデンサの断面図である。図２は、図１の音響用アルミニウム電解コンデンサのコンデンサ素子の構成を示す図である。図３は、本発明の第２の実施の形態に係る音響用アルミニウム電解コンデンサの断面図である。図４は、図３の音響用アルミニウム電解コンデンサのコンデンサ素子の構成を示す図である。
【００２９】
図１に示す音響用アルミニウム電解コンデンサ１は、コンデンサ素子２と、コンデンサ素子２を収納する有底筒状のアルミニウム製の外装ケース３と、外装ケース３の開放端側を封止する封口体４とを有している。ここで、コンデンサ素子２は駆動用電解液に含浸した後で外装ケース３に収納される。また、外装ケース３の開口部には絞り加工が施されており、封口体４は弾性を有しているので、外装ケース３の開口部は密閉された構造になっている。そして、陽極引き出しリード２１及び陰極引き出しリード２２は、封口体４に形成された貫通孔から引き出されている。コンデンサ素子２は、図２に示すように、酸性溶液中で化学的あるいは電気化学的にエッチングして拡面処理した後、ホウ酸アンモニウム水溶液中で化成処理を行い、酸化皮膜形成処理をした陽極箔２６と、拡面処理をした陰極箔２７とがセパレータ２８を介して重ねられて巻回されている。
【００３０】
図３に示す音響用アルミニウム電解コンデンサ１０１は、コンデンサ素子１０２と、コンデンサ素子１０２を収納する有底筒状のアルミニウム製の外装ケース１０３と、外装ケース１０３の開放端側を封止する封口体１０４と、外装ケース１０３内でコンデンサ素子１０２を固定する固定材１３０とを有している。ここで、コンデンサ素子１０２は駆動用電解液に含浸した後で外装ケース１０３に収納される。また、封口体１０４の上面には陽極外部端子１４１及び陰極外部端子１４２が配置されていると共に、封口体１０４の下面には陽極内部端子１４３及び陰極内部端子１４４が配置されている。陽極外部端子１４１と陽極内部端子１４３とは電気的に接続され、陰極外部端子１４２と陰極内部端子１４４とは電気的に接続されている。
【００３１】
コンデンサ素子１０２は、図４に示すように、エッチング処理及び酸化皮膜形成処理をした陽極箔１２６と、エッチング処理した陰極箔１２７とがセパレータ１２８を介して重ねられて巻回されている。陽極箔１２６には、複数の陽極タブ端子１２１が溶接などによって固着されており、陰極箔２７には、複数の陰極タブ端子１２２が溶接などによって固着されている。陽極タブ端子１２１は、化成処理が施されたものが使用されるが、陰極タブ端子１２２は、化成処理が施されていないものが使用される。また、陽極タブ端子１２１及び陰極タブ端子１２２には、エッチングの施されていないアルミニウム箔が用いられる。
【００３２】
次に、本発明の駆動用電解液を用いた音響用アルミニウム電解コンデンサの評価試験及びその試験結果について説明する。
【００３３】
評価試験に用いた音響用アルミニウム電解コンデンサは、種々の組成の駆動用電解液に含浸したコンデンサ素子（定格電圧６３Ｖ、静電容量１０００μＦ、ケースサイズφ１８×３５ｍｍＬ）を用いたものである。ここで、評価試験に用いられた駆動用電解液の組成を表１に示す。なお、評価試験では、コンデンサ素子を第１の実施の形態に係る構成の電解コンデンサに適用したものを用いた。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
また、評価試験は、これらの音響用アルミニウム電解コンデンサをプリメインアンプの電源フィルター回路に実装して試聴し、その再生音質を試聴者は３名で評価することにより行われた。各項目の評価結果は、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、再生音質の評価結果を表２に示す。
【００３６】
【表２】
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【００３７】
表２から以下のことが分かる。
【００３８】
比較例１の駆動用電解液においては、コハク酸ニアンモニウムの含有量が電解液全体に対して１重量％未満であり、更にコハク酸ニアンモニウムとコハク酸とは異なる二塩基酸およびその塩と芳香族モノカルボン酸およびその塩との含有量が電解液全体に対して５重量％未満であるため、再生音質評価における全ての項目において優れた音質は得られない。
【００３９】
比較例２の駆動用電解液においては、コハク酸ニアンモニウムの含有量が電解液全体に対して１５重量％を超えており、更にコハク酸ニアンモニウムとコハク酸とは異なる二塩基酸およびその塩と芳香族モノカルボン酸およびその塩との含有量が電解液全体に対して２０重量％を超えているため、再生音質評価における全ての項目において優れた音質は得られない。
【００４０】
比較例３の駆動用電解液においては、コハク酸とは異なる二塩基酸およびその塩が含有されていないため、再生音質評価における全ての項目において優れた音質は得られない。
【００４１】
比較例４の駆動用電解液においては、芳香族モノカルボン酸およびその塩が含有されていないため、優れた再生音質が得られない。
【００４２】
比較例５の駆動用電解液においては、リン化合物が含有されていないため全ての帯域において再生音質が若干劣る。
【００４３】
比較例６の駆動用電解液においては、リン化合物すなわち亜リン酸の含有量が電解液全体に対して２重量％を超えているため、バランスと透明感が悪く優れた再生音質が得られない。
【００４４】
比較例８の駆動用電解液においては、比較例７の駆動用電解液と比較して、多量の水を含有しており、歪み感が増し、優れた再生音質が得られないと共に、電解コンデンサの特性を著しく劣化している。そのため、水の含有量は電解液全体に対して２０重量％未満が好ましいことが分かる。また、水の含有量が電解液全体に対して５重量％以下においても同様に歪み感が増し、優れた再生音質が得られないため、水の含有量は電解液全体に対して５重量％を超えるのが好ましいことが分かる。
【００４５】
比較例９の駆動用電解液においては、コハク酸ニアンモニウムが含有されていないため、全ての帯域において再生音質が若干劣る。
【００４６】
一方、本発明の実施例１〜３の駆動用電解液は、エチレングリコールと水とを混合した溶液に、コハク酸ニアンモニウムと、コハク酸とは異なる二塩基酸およびその塩のうち少なくとも１種と、芳香族モノカルボン酸およびその塩の少なくとも１種と、リン化合物を１種以上とを溶解したものであって、コハク酸ニアンモニウムの含有量が電解液全体に対して１〜１５重量％であり、しかも、コハク酸ニアンモニウムと、コハク酸とは異なる二塩基酸およびその塩のうち少なくとも１種と、芳香族モノカルボン酸およびその塩のうち少なくとも１種との含有量が電解液全体に対して５〜２０重量％であり、且つ、リン化合物の含有量が電解液全体に対して０．０１〜２重量％である。
【００４７】
そして、実施例１〜３の駆動用電解液を用いたアルミニウム電解コンデンサでは、比較例１〜９の駆動用電解液を用いたアルミニウム電解コンデンサの総合評価点が７０点に満たないのに対して、いずれも総合評価点８０点以上の優れた再生音質を得ることができた。
【００４８】
なお、本発明は、実施例に限定されるものではなく、先に記載した各種化合物を単独または複数溶解した駆動用電解液を用いた電解コンデンサにおいても実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る音響用アルミニウム電解コンデンサの断面図である。
【図２】図１の音響用アルミニウム電解コンデンサのコンデンサ素子の構成を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る音響用アルミニウム電解コンデンサの断面図である。
【図４】図３の音響用アルミニウム電解コンデンサのコンデンサ素子の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  音響用アルミニウム電解コンデンサ
２  コンデンサ素子
３  外装ケース
４  封口体
２６  陽極箔
２７  陰極箔
２８  セパレータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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