(57)【要約】【課題】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、封口板付きのケースに収納するのに、引き出しリードタブの片端を前記陽極と前記陰極とにまた、もう一方の片端には、前記封口板に設けた外部端子とにそれぞれ接続し、電解液とともに前記ケースに収納するアルミニウム電解コンデンサにあって、電解液を引き出しリードタブに接触しないように、また引き出しリードタブ箔を固定することにより、引き出しリードタブの腐食断線を効果的に防止することを目的としている。【解決手段】引き出しリードタブの少なくとも一部が前記封口板の内側から埋設用絶縁材で埋まってい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。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、封口板付きのケースに収納するのに、引き出しリードタブの片端を前記陽極と前記陰極とにまた、もう一方の片端には、前記封口板に設けた外部端子とにそれぞれ接続し、電解液とともに前記ケースに収納するアルミニウム電解コンデンサにあって、前記引き出しリードタブの少なくとも一部が前記封口板の内側から埋設用絶縁材で埋まっていることを特徴とする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外部に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、そして、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に使用される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、腐食して断線してしまう事がある。
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またはポリフッ化ビニリデン樹脂などの熱可塑性樹脂を引き出しリードタブ表面にコーティングする方法（特許文献１）、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂または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、引き出し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。また、特許文献４には、引き出しリードタブに、粘着性または接着性の樹脂シートを張り合わせる方法が開示されている。
また、この腐食断線を防止する記載はないが、特許文献５には、絶縁のために引き出しリードタブを樹脂でコーティング等により被覆する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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
【特許文献４】特開２００８−１９８８３７号公報
【特許文献５】実開昭５５−１０３９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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に使用される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、腐食し断線してしまう事があり、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、コーティングにより作成した樹脂にはピンホールが発生しやすいことや、箔角部や側面のコーティング被覆が難しいこと、また引き出しリードタブ箔は通常折り曲げて使用されるため、コーティングされた樹脂が角部で剥離しやすいなど、腐食防食には限界が生じていた。
また、粘着性または接着性の樹脂シートを張り合わせる方法は、樹脂コーティングよりピンポールの発生しにくい樹脂シートが張り合わされているので好ましいが、引き出しリードタブ箔と接する面には基材表面に設けた粘着性または接着性の樹脂をコーティングにより積層する方法がとられるので、徐々に粘着性または接着性の樹脂に電解液が浸透していく場合があった。
また、封口板に設けた外部端子と引き出しリードタブ箔との接続部分が特に腐食しやすい場合があるが、上記のいずれの場合でも、封口板に設けた外部端子との接続部分は樹脂被覆が難しく防食し難い。
【０００５】
本発明は、電解液を引き出しリードタブに接触しないようにすることにより、引き出しリードタブの腐食断線を効果的に防止することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するために、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、封口板付きのケースに収納するのに、引き出しリードタブの片端を前記陽極と前記陰極とにまた、もう一方の片端には、前記封口板に設けた外部端子とにそれぞれ接続し、電解液とともに前記ケースに収納するアルミニウム電解コンデンサにあって、前記引き出しリードタブの少なくとも一部が前記封口板の内側から埋設用絶縁材で埋まってい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ものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の埋設用絶縁材により、引き出しリードタブは、電解液を遮断することと、折り曲げた後に固定的に保持されるので、引き出しリードタブの腐食断線を効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係るアルミニウム電解コンデンサの断面図を示している。
【図２】本発明に係る別のアルミニウム電解コンデンサの断面図を示している。
【図３】本発明に係る別のアルミニウム電解コンデンサの断面図を示している。
【図４】本発明に係る別のアルミニウム電解コンデンサの断面図を示している。
【図５】本発明に係るアルミニウム電解コンデンサの埋設用絶縁材の固定方法を示している。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明に述べる陽極は、アルミニウム電解コンデンサに使用される一般的な陽極箔で、厚さ５０μｍから１５０μｍ程度のアルミニウム箔等を、酸水溶液中で、その表面をエッチング処理し、直径が０．１μｍから２μｍ程度のエッチングピットを設けた後、ホウ酸アンモニウム等の水溶液中で、定格電圧の１．５倍程度の電圧を印加して化成し、コンデンサとしての耐圧性の陽極酸化皮膜を形成したもので、化成後、引き出しリードタブを取り付けるものである。
【００１０】
本発明に述べる陰極は、アルミニウム電解コンデンサ使用される一般的な陰極箔で、厚さ２０μｍから１００μｍ程度のアルミニウム箔等をそのまま、または酸水溶液中に浸漬し、その表面をエッチング処理し、引き出しリードタブを取り付けるものである。
特に厚さは、厚い方が放熱性の点と共に曲がりやすい陰極箔の形状安定性を得ることができるので好ましいが、あまり厚いと対容積あたりの容量が低下するため、５０μｍから７０μｍ程度にすることが好ましい。
【００１１】
本発明に述べるセパレータは、陽極と、陰極とを物理的にわけると共に、電解液を保持する役目をする多孔質シートで、マニラ紙、ヘンプ紙、クラフト紙などの従来から使用されてきた電解紙を主材料としたものである。大きさはコンデンサの大きさにより選定されるが、おおよそ幅は、陽極幅より広く、１ｃｍから３０ｃｍ程度で、長さは数ｃｍから数ｍほどのもの、厚さは数μｍから数１０μｍほどのものである。セパレータの構成としては、単純密度紙のほか、一枚が相対的に繊維の密な高密度な層と、相対的に繊維の粗な低密度な層の複層紙などであってもよい。
【００１２】
本発明に述べる封口板は、外部電極との接続を目的とした外部端子を有し、コンデンサ素子をケース内に密閉のための蓋の機能を有するもので、一般的にたとえば、成形金型によるインサートモールド樹脂成形体、ゴム成形体またはゴム貼り紙フェノール絶縁板等からなる一般的なものである。
インサートモールド樹脂成形体としては、予め端子を成形金型にセットし、形締め、金型を加熱、絶縁材料からなるモールド樹脂材を溶融させ一定の圧力で流し込むことで一体的に成形を行っている。ポリプロピレン、ポリフェニリンサルファイドまたは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。
ゴム貼り紙フェノール絶縁板は、紙フェノール絶縁板にゴムシートを貼り合わせたコンデンサ用としては一般的に流通しているもので、紙フェノール絶縁板としては、紙基材に、架橋前のフェノール樹脂をアルコールなどに溶解したものを含浸させ、乾燥後、加熱架橋硬化させたものが使用されている。また、ゴムシートのゴム材としてはブチルゴム、エチレンプロピレンゴムなどが使用されている。
【００１３】
本発明に述べる引き出しリードタブは、封口板の外部電極と陽極・陰極とをそれぞれ電気的につなぐもので、陽極あるいは陰極との電気的な接続は、陽極箔および陰極箔の表面に引き出しリードタブを重ねた状態で加締めあるいは溶接などによってなされている。
引き出しリードタブは、たとえば５０μｍから５００μｍ程度の厚さ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な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。
引き出しリードタブが板状の場合には、丸棒の外部電極と溶接または外部電極と一体的に用いられる場合もある。
【００１４】
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、封口板が樹脂成形体タイプの場合、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、引き出しリータブド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、封口板が絶縁板とゴム板を張り合わせたタイプの場合、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、引き出しリータブド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、封口板が、ゴム成形体の場合、外部端子が丸棒で、板状の引き出しリードタブが端部に接続されるか外部端子と引き出しリードタブ一体的に用いられる場合もある。
【００１５】
本発明に述べるケースは、側面と底面を有し上面が開口したアルミニウム等の金属材またはプラスチック材からなり、外観的に円筒状や楕円筒状に形成されている。ケース内側の底部は、中央にコンデンサ素子巻き芯の固定用の突起があってもよい。上面の開口部は、外部端子を導出した封口板により封口され、コンデンサ素子がケース内は密封される。
【００１６】
本発明に述べる埋設用絶縁材は、引き出しリードタブの少なくとも一部を封口板の内側面を底面として埋めていく絶縁材で、ケースに注入時は液状であって、封口板でケースを密閉した後は加熱等で固化する絶縁材料である。埋設用絶縁材は、電解液が浸透し難くい絶縁材料で、熱的または機械的ストレスにより、封口板、外部端子、または引き出しリードタブと剥離せずに追従するほうが好まししく、ある程度柔軟で可撓性のある物質が好ましく、より好ましくはそれに追加して熱伝導性のある物質である。熱伝導性は添加する放熱フィラーにより増強される。
【００１７】
埋設用絶縁材としては、たとえば、エポキシ接着剤、ポリウレタン接着剤、可撓性エポキシ接着剤、一液縮合型液状シリコーンゴム接着剤、加熱硬化型シリコーンゴム接着剤などの接着剤が使用できる。また、ゴムとしては、シリコーンゴム、熱伝導性ウレタンゴムなどのゴムが使用できる。また、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル系ポリウレタン樹脂、変成シリコーン／エポキシ混合樹脂組成物などの樹脂が使用できる。また、熱伝導性シリコーンゲル、縮合硬化型の液状シリコーンゲル、チキソ性シリコーンゲル、付加型液状シリコーンゲル、熱伝導性ウレタンゲルなどのゲルが使用できる。必要があれば、難燃剤、酸化防止剤を添加してもよい。
【００１８】
埋設用絶縁材のフィラーとしては、窒化アルミニウム、アルミナ、窒化硼素、水酸化アルミニウム、炭化珪素、酸化チタンその他の熱伝導性に優れるセラミックフィラーを用いることができる。金属フィラーの場合は、樹脂やセラミックを被覆などしたものを使用してもよい。放熱フィラーの添加量は、硬化前の導入のしやすさから高粘度にならない程度に混合する。可撓性放熱材に導電性が生じない程度に多めに放熱粉を使用するのが放熱特性の点で好ましい。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面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断面図を示している。
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。絶縁性チューブをケース３に被覆する場合もある。
封口板４は、紙フェノール絶縁板５の表面に、ゴム板６が貼り合わされている。封口はケース３の開口部先端を内側にカールさせ、封口板４のゴム板６にくいこませている。
外部端子７は、外部端子貫通用の穴で封口板４を貫通する形で取り付けられる正負極用一対のリベット８と、リベット８に接続し別端部が外部と接続する板状端子９と、封口板４に固定するためのリベット８の先端から差し込まれた固定用平ワッシャ１０を有し、コンデンサ素子２から引き出された引き出しリード箔１をその端部に穴を開け、リベット８に差し込み、更にかしめ用平ワッシャ１１をリベット８に差し込みかしめて接続している。
埋設用絶縁材１２は、封口板４に設けた外部端子７との接続部分を含め、引き出しリードタブ１を封口板の内側から引き出しリードタブ１側のコンデンサ素子２の端部までと、ケース３のかしめ部分とを埋めている。
埋設用絶縁材１２が素子の端部まで有しているので、コンデンサ素子２の耐震性と放熱性が向上する。
また、ケース３のカール部分まで埋設しているので、カール部分が補強でき、ケース２の密閉性および密閉性維持が向上する。
【００２０】
図２は、本発明に係る別のアルミニウム電解コンデンサの断面図を示している。
埋設用絶縁材１２の埋め部分以外、図１と同じ構成となっている。
埋設用絶縁材１２の埋め部分は、コンデンサ素子２の端部を含まず、引き出しリードタブ１の折り曲げ部分まで埋めている。
埋設用絶縁材１２を引き出しリードタブ１の折り曲げ部分まで埋めているので、コンデンサの容量減少を回避できる。
【００２１】
図３は、本発明に係る別のアルミニウム電解コンデンサの断面図を示している。
封口板４の中央部分に防爆弁を設けた構造で、紙フェノール絶縁板５に貫通孔１３とこの貫通孔１３に筒状体１４を一部差し込んで埋設用絶縁材１２が貫通孔１３内に侵入しないようにした部分と、埋設用絶縁材１２の埋め部分以外、図１と同じ構成となっている。
埋設用絶縁材１２の埋め部分は、引き出しリードタブ１と外部端子７との接続部分を埋めている。
埋設用絶縁材１２を引き出しリードタブ１の外部端子７との接続部分だけを埋めているので、封口板４に防爆弁構造を容易に形成することができる。
【００２２】
図４は、本発明に係る別のアルミニウム電解コンデンサの断面図を示している。
封口板４は、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成形体からなり、３〜５０ｍｍ程度の厚さがある。外部端子７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、外部端子７のケース３内面側で接続固定されている。また、コンデンサ素子２を上方から押し付け、コンデンサ素子２の底面とケース３内底面が接触するようにするための手段として、封口板内面に押し付け突起１５を設けている。また、押し付け突起１５には中央に貫通孔１３を設け、押し付け突起１５の先端部分の貫通孔１３には防爆弁用の栓１６を設けている。
【００２３】
図５は、本発明に係るアルミニウム電解コンデンサの埋設用絶縁材の固定方法を示している。図５（ａ）は、封口前、図５（ｂ）は、封口後、図５（ｃ）は、逆さまにして埋設用絶縁材を固化する過程を示している。
まず、図５（ａ）に示すように、電解液が含侵されたコンデンサ素子２をケース３内に入れ、封口板４の外部端子７とコンデンサ素子２の引き出しリードタブ１を接続する。次に、液体状態の埋設用絶縁材１２をケース３内に注入する。
次に、図５（ｂ）に示すように、ケース３の開口部先端を内側にカールさせ、封口板４のゴム板６にくいこませて封口板４で封口する。
次に、図５（ｃ）に示すように、全体を逆さまにして埋設用絶縁材１２を封口板４の内側表面に堆積させ、その後固化する。
次に、回転させて全体を元通りにする。
【００２４】
このようにすることにより、封口板の内側を底面として、埋設用絶縁材で、引き出しリードタブの少なくとも一部を埋設することができる。
【符号の説明】
【００２５】
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…紙フェノール絶縁板、６…ゴム板、７…外部端子、８…リベット、９…板状端子、１０…固定用平ワッシャ、１１…かしめ用平ワッシャ、１２…埋設用絶縁材、１３…貫通孔、１４…筒状体、１５…押し付け突起、１６…防爆弁用の栓
【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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