(57)【要約】      （修正有）【課題】音響用途のアルミニウム電解コンデンサにおいて、音圧の変化や振動による音質の変化がより少なく、品質の高い再生音が得られるようにする。【解決手段】陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して渦巻き状に巻回したアルミニウム電解コンデンサにおいて、セパレータは、クラフトパルプ繊維もしくはマニラ麻繊維である繊維基材に、電解液に溶解しない粒径が１ｎｍ〜５μｍの二酸化チタン（ＴｉＯ２）もしくはチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）誘電体粉末を含有させる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維基材に電解液に溶解しない誘電体粉末を含有させたことを特徴とするアルミニウム電解コンデンサ用セパレータ。
【請求項２】
上記誘電体粉末の粒径が１ｎｍ〜５μｍであることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム電解コンデンサ用セパレータ。
【請求項３】
上記繊維基材に対する上記誘電体粉末の含有率が０．０１〜１．０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１または２に記載のアルミニウム電解コンデンサ用セパレータ。
【請求項４】
上記誘電体粉末が二酸化チタン（ＴｉＯ２）もしくはチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のアルミニウム電解コンデンサ用セパレータ。
【請求項５】
上記繊維基材がクラフトパルプ繊維もしくはマニラ麻繊維であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のアルミニウム電解コンデンサ用セパレータ。
【請求項６】
ともにアルミニウム材からなる陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して渦巻き状に巻回し所定の電解液が含浸されたコンデンサ素子を有底筒状の金属ケース内に収納し、上記金属ケースの開口部を封口部材にて封止してなるアルミニウム電解コンデンサにおいて、
上記セパレータに請求項１ないし５のいずれか１項によるセパレータを用い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７】
音響機器のコンデンサとして用いられることを特徴とする請求項６に記載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用セパレータおよびアルミニウム電解コンデンサに関し、さらに詳しく言えば、音響機器のコンデンサとして好適なアルミニウム電解コンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム電解コンデンサは、ともにアルミニウム材からなる電極箔としての陽極箔と陰極箔とを、それらの間にセパレータを挟んで渦巻き状に巻回してなるコンデンサ素子に所定の電解液を含浸して有底筒状の金属ケース内に収納し、そのケース開口部を封口ゴム等の封口部材にて封止し、陽極箔と陰極箔とに接続されている一対のタブ端子を封口部材に穿設されている貫通孔を通して外部に引き出してなる構造を備えている。
【０００３】
この種のアルミニウム電解コンデンサにおいて、セパレータには、通常、クラフトパルプ繊維やマニラ麻繊維等の繊維を抄製してなる繊維基材が用いられている。
【０００４】
アルミニウム電解コンデンサは、多くの電子・電気機器に採用されているが、音響機器の電源平滑コンデンサやカップリング用コンデンサ等に用いられる音響用途の場合、スピーカから発せられる音圧の変化や実装回路基板から伝播される振動によってコンデンサ素子の電極箔のセパレータへの締め付け力が変化し、音響機器の音質が劣化するという問題がある。
【０００５】
特に、電解液が含浸されているセパレータは、繊維間の機械的な結合が弱い膨潤状態にあるため、図３に示すアルミニウム電解コンデンサの等価回路において、セパレータ自体の抵抗とセパレータに含浸されている電解液の抵抗とを含むセパレータの抵抗Ｒｅが上記したような音圧の変化や振動等によって変化し、これによってアルミニウム電解コンデンサの電気的定数が変動することがある。
【０００６】
なお、図３の等価回路において、Ｒｆは皮膜抵抗，Ｌはコンデンサの巻き構造やタブ端子によるインダクタンス成分，Ｄは皮膜の極性，Ｃ＋は陽極酸化皮膜の静電容量，Ｃ−は陰極の自然空気酸化皮膜の静電容量である。
【０００７】
したがって、このようなセパレータを有するアルミニウム電解コンデンサを音響機器の電源平滑コンデンサやカップリング用コンデンサに使用した場合、音圧の変化や内部振動および外的振動等により、オーディオ信号の劣化や音質の歪みが生じやすくなる。
【０００８】
そこで、特許文献１に記載された発明では、音響用のアルミニウム電解コンデンサにおいて、セパレータの膨潤状態における機械的強度を補強するため、セパレータの繊維基材にフッ素雲母粒子を含有させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−６９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載された発明によれば、フッ素雲母粒子をセパレータに含有させることによってある程度オーディオ信号の劣化や音質の歪みを少なくすることができるが、十分な効果が得られるまでに至っていない。
【００１１】
したがって、本発明の課題は、音響用途のアルミニウム電解コンデンサにおいて、音圧の変化や振動による音質の変化がより少なく、より品質の高い再生音が得られるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明は、アルミニウム電解コンデンサ用セパレータにおいて、その繊維基材に電解液に溶解しない誘電体粉末を含有させたことを特徴としている。
【００１３】
本発明において、上記誘電体粉末の粒径は１ｎｍ〜５μｍで、上記繊維基材に対する上記誘電体粉末の含有率は０．０１〜１．０ｗｔ％であることが好ましい。
【００１４】
また、上記誘電体粉末として、二酸化チタン（ＴｉＯ２）もしくはチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）が好ましく採用され、上記繊維基材には、クラフトパルプ繊維もしくはマニラ麻繊維が用いられてよい。
【００１５】
本発明には、アルミニウム電解コンデンサも含まれる。すなわち、本発明のアルミニウム電解コンデンサは、ともにアルミニウム材からなる陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して渦巻き状に巻回し所定の電解液が含浸されたコンデンサ素子を有底筒状の金属ケース内に収納し、上記金属ケースの開口部を封口部材にて封止してなるアルミニウム電解コンデンサで、上記セパレータとして、繊維基材に電解液に溶解しない誘電体粉末を含有させたセパレータを用いることを特徴としており、特に、音響機器のコンデンサとして好適である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、アルミニウム電解コンデンサのセパレータに、電解液に溶解しない誘電体粉末を含有させたセパレータを用いることにより、音響用途のアルミニウム電解コンデンサにおいて、音圧の変化や振動による音質の変化がより少なく、より品質の高い再生音を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】アルミニウム電解コンデンサの基本的な構成を示す模式的な断面図。
【図２】コンデンサ素子の構成要素を図解した模式的な斜視図。
【図３】アルミニウム電解コンデンサの等価回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、図１ないし図３を参照して、本発明の実施形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１９】
まず、図１に示すように、本発明のアルミニウム電解コンデンサは、基本的な構成として、コンデンサ素子１０と、その収納容器である有底筒状の金属ケース２０と、金属ケース２０の開口部を封止する封口部材３０とを備える。
【００２０】
図２に示すように、コンデンサ素子１０は、陽極箔１１と陰極箔１２とを、それらの間にセパレータ１３（１３ａ，１３ｂ）を介在させて渦巻き状に巻回することにより構成される。
【００２１】
図示の例では、セパレータ１３ａ，陽極箔１１，セパレータ１３ｂ，陰極箔１２を重ねた状態で巻回される。なお、セパレータ１３ａ，１３ｂは同一の素材からなるため、特に区別する必要がない場合には、セパレータ１３とする。
【００２２】
陽極箔１１と陰極箔１２は、ともにアルミニウム材からなり、陽極箔１１には、アルミニウム材をエッチングし、さらに陽極化成したものが用いられ、また、陰極箔１２には、アルミニウム材をエッチングしてなるエッチド箔が好ましく用いられる。
【００２３】
陽極箔１１と陰極箔１２は、テープ状であって巻回する前に、その各々に引出リードとしてのタブ端子１４，１５が例えばかしめ針等の接続手段によって電気的・機械的に取り付けられる。
【００２４】
詳しくは図示しないが、タブ端子１４，１５は、アルミニウム材の丸棒からなり、その一端側をプレス等により扁平に押し潰して羽子板状とした端子本体と、端子本体の他端側に残されている丸棒の端部に溶接等により一体的に接続されたＣＯＰ線（銅被覆鋼線）とから構成されてよい。
【００２５】
金属ケース２０は、アルミニウム材のプレス成型品よりなる。この実施形態において、封口部材３０には、ブチルゴム等からなる封口ゴムが用いられている。
【００２６】
封口部材３０には、タブ端子１４，１５を貫通する貫通孔が穿設されており、タブ端子１４，１５に取り付けられた状態でコンデンサ素子１０とともに金属ケース２０内に挿入され、金属ケース２０の開口端縁のかしめにより固着される。
【００２７】
コンデンサ素子１０には、電解液が含浸される。電解液の含浸は、金属ケース２０に収納する前もしくは収納後のいずれに行われてもよい。
【００２８】
電解液には、溶質として例えば無機酸や、芳香族カルボン酸および脂肪族カルボン酸等の有機酸を使用でき、また、溶媒としては、γ−ブチロラクトン等の非プロトン溶媒や、エチレングリコール等のプロトン溶媒を使用できるが、これに限定されるものではない。
【００２９】
また、電解液には、初期の損失角の正接（ｔａｎδ）を改善するためにケトン類を添加したり、ｐＨを調整するためにｐＨ調整剤を添加する等、その他の添加剤が添加されてよい。
【００３０】
セパレータ１３には、繊維を紙のように抄製したものが用いられる。繊維としては、クラフトパルプ繊維やマニラ麻繊維等の植物繊維やポリプロピレン，ビニロン，レーヨン，ポリエチレン，ポリエステル等の合成繊維を単独で用いたり、あるいはこれらにガラス繊維を混抄させたものが使用される。
【００３１】
本発明では、音響用途のアルミニウム電解コンデンサにおいて、音圧の変化や振動による音質の変化がより少なく、品質の高い再生音が得られるようにするため、セパレータ１３の繊維基材に、電解液に溶解しない誘電体粉末（図示省略）を含有させる。
【００３２】
誘電体粉末の粒径は１ｎｍ〜５μｍであることが好ましい。すなわち、１ｎｍ未満では、音圧の変化や振動による音質の変化に改善が見られず、他方において、５μｍを超えると、かえって音質が損なわれるおそれがあるので好ましくない。
【００３３】
また、繊維基材に対する誘電体粉末４０の含有率は０．０１〜１．０ｗｔ％であることが好ましい。すなわち、含有率が０．０１ｗｔ％未満と少なすぎても、また、１．０ｗｔ％超と多すぎても、所期の効果が得られないので好ましくない。
【００３４】
誘電体粉末には、二酸化チタン（ＴｉＯ２）もしくはチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）が好ましく採用される。
【００３５】
二酸化チタンについて説明すれば、二酸化チタンには、アナターゼ型二酸化チタン，ルチル型二酸化チタン，ブルッカイト型二酸化チタン，アモルファス型二酸化チタン等が知られているが、これらの中では、アナターゼ型二酸化チタンが好ましい。
【００３６】
二酸化チタン粒子は、乾燥させた二酸化チタン粒子であってよいが、二酸化チタンゲル，二酸化チタンゾル等であってもよい。
【００３７】
二酸化チタンゲル，二酸化チタンゾル等の二酸化チタンの分散体を用いる場合には、その分散体に含まれている溶媒を除去して使用する。商業的に入手できる二酸化チタンには、例えば石原産業社製の品番ＳＴ−２１等が挙げられる。
【実施例】
【００３８】
厚さ９０μｍのアルミニウム箔（純度４Ｎ）をエッチングし化成処理したものを陽極箔とし、厚さ５０μｍのアルミニウム箔（純度２Ｎ）をエッチングしたものを陰極箔とし、これらの間に表１のように仕様が異なるセパレータを挟んで巻回してコンデンサ素子を作成した。そして、各コンデンサ素子にエチレングリコール系の電解液を含浸させた後、有底筒状のアルミニウムケースに入れ、各タブ端子を封口ゴムの貫通孔を貫通させて外部に引き出しながら、アルミニウムケースの開口部を密封することにより、直径１０ｍｍ，高さ１０ｍｍ，定格１６Ｖ２２０μＦの音響用アルミニウム電解コンデンサ（実施例１〜８，比較例１〜１０および特許文献１に記載のもの）を作成した。
【００３９】
【表１】
2012099526.tif 000002
【００４０】
実施例１〜８，比較例１〜１０およびフッ素雲母粒子含有のセパレータを用いた特許文献１に記載のアルミニウム電解コンデンサを音響機器の電源平滑用コンデンサとして用い、音楽の再生音を６名で試聴して、その音質を帯域，質感，解像度，音像および音場に分けて１０点満点で評価した。その結果を表２に示す。
【００４１】
【表２】
2012099526.tif 000003
【００４２】
ここで、帯域とは、周波数特性であり、高得点のものほど再現できる音の周波数帯域が広いことを意味している。質感とは、音のＳ／Ｎ比で、音の伸びの再現性を意味している。解像度とは、音の分解能であり、例えば重なった旋律をそれぞれ把握できる度合いを意味している。音像とは、音の美しさであり、音の透明感や輪郭を意味し、音場とは、音の厚み、すなわち音の収束感を意味している。
【００４３】
表２から分かるように、本発明の実施例１〜８によれば、帯域，質感，解像度，音像および音場ともに７点以上（特に、実施例５〜８はすべてが１０点）の高得点であるのに対して、比較例１〜１０ではいずれも５点評価であり、また、特許文献１の場合は６点評価であり、本発明の繊維基材にフッ素皮膜を有する誘電体粉末を含有させたセパレータを用いたアルミニウム電解コンデンサの優位性が検証された。
【００４４】
以上説明したように、本発明のアルミニウム電解コンデンサは、音響用途に好適であるが、これ以外の用途に適用されてもよいことは勿論である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  コンデンサ素子
１１  陽極箔
１２  陰極箔
１３（１３ａ，１３ｂ）  セパレータ
１４，１５  タブ端子
２０  金属ケース（アルミニウムケース）
３０  封口部材
【図１】
2012099526.tif 000004
【図２】
2012099526.tif 000005
【図３】
2012099526.tif 000006