(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサ素子をケースに収納し、このケースに蓋を取り付けて密封した電解コンデンサにおいて、前記コンデンサ素子の巻芯は、陰極箔と電解紙のみを巻回するかさらに陽極箔を積層して巻回して形成し、コンデンサ素子をケースの底面に接触するとともに、前記ケースの蓋の裏面に、前記コンデンサ素子の巻芯に挿入する、胴の部分が円筒形の突起を設けることと、前記突起は、円板状の鍔部とこの鍔部から突出している前記突起と相似な形状の突部とからなる弾性体で被覆することと、前記鍔部が前記コンデンサ素子の上面に接触していることとを特徴とする電解コンデンサ。
【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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルミ電解コンデンサ等の電解コンデンサは、一般的に、陽極箔と陰極箔とを電解紙を介して積層し、巻回し、電解液を含浸したコンデンサ素子を金属ケースに収納し、石油ピッチやアタクチックポリプロピレン等の固定剤を金属ケース内に充填してコンデンサ素子を固定し、蓋を金属ケースに取り付けて密封した構造になっている。
ところで、近年、耐リプル性を向上した電解コンデンサが要求されるようになってきた。このため、電解液の比抵抗を低下したり、電解紙の密度を低下することによって内部抵抗を低下し、電解コンデンサの耐リプル性を向上している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、内部抵抗を下げることによって多少発熱を減少できるが、従来、固定剤として使用されている石油ピッチ等は熱伝導性が低く、コンデンサ素子の熱を放熱し難い欠点があり、耐リプル性の改善効果が低い欠点がある。
【０００４】
本発明は、以上の欠点を改良し、放熱性を向上し、耐リプル性に優れた電解コンデンサを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するためにコンデンサ素子をケースに収納し、このケースに蓋を取り付けて密封した電解コンデンサにおいて、前記コンデンサ素子の巻芯は、陰極箔と電解紙のみを巻回するかさらに陽極箔を積層して巻回して形成し、コンデンサ素子をケースの底面に接触するとともに、前記ケースの蓋の裏面に、前記コンデンサ素子の巻芯に挿入する、胴の部分が円筒形の突起を設けることと、前記突起は、円板状の鍔部とこの鍔部から突出している前記突起と相似な形状の突部とからなる弾性体で被覆することと、前記鍔部が前記コンデンサ素子の上面に接触していることとを特徴とする電解コンデンサを提供するものである。
【０００６】
本発明によれば、コンデンサ素子を石油ピッチ等の固定剤を介さずに、ケースの少なくとも底面に接触しているため、コンデンサ素子に発生した熱を効率的にケースに伝達でき、放熱効果が向上する。
また、ケースの内側底面や蓋の裏面に、弾性体により被覆した突起を設け、この突起をコンデンサ素子の巻芯に挿入しているため、コンデンサ素子を固定でき、振動により耐圧が低下する等の特性劣化を防止できる。そして特に、突起を弾性体により被覆しているため、弾性体を被覆しない場合に比較して、突起を挿入した際や長時間振動が加わった際にもコンデンサ素子を良好に固定できるとともに、コンデンサ素子の巻芯等の変形を軽減でき耐圧低下等の特性劣化を抑制できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
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において、１はコンデンサ素子である。このコンデンサ素子１は、陽極箔と陰極箔とを電解紙を介して積層し、巻回し、陽極リード線２と陰極リード線３とを引き出した構造になっている。陽極箔は、エッチングした高純度のアルミ箔等の弁作用金属箔に酸化皮膜を形成し、陽極リード線２を接続したものである。陰極箔は、エッチングしたアルミ箔等の弁作用金属箔に陰極リード線３を接続したものを用いる。電解紙はマニラ紙やクラフト紙等を用いる。なお、コンデンサ素子１の巻芯４は、陰極箔と電解紙のみを巻回するかさらに陽極箔を積層して巻回して形成する。また、コンデンサ素子１の最外周を、陰極箔を延長して巻き取る構造としてもよく、電解紙を巻き取るよりも放熱効果を向上できる。さらに、コンデンサ素子１の陽極リード線２等の引き出し方向とは反対側の底面から陰極箔をはみ出させ、このはみ出した陰極箔をケース５の内側底面に接触する構造としてもよく、これによって放熱効果を向上できる。そしてコンデンサ素子１の径を大きくする構造としてもよく、これによりコンデンサ素子１の温度上昇を抑制できる。この場合、コンデンサ素子１の側面をケース５に接触させることによりさらに放熱が向上する。
【０００８】
ケース５は、アルミ等の金属材からなり、全体的に円筒状に形成されている。このケース５の内側底面には、先端が円錐状で、胴の部分が円筒状の第１の突起６を設けている。また、第１の突起６には、図２（Ａ）に示す通り、この第１の突起６とほぼ相似な形状の、シリコンゴムやブチルゴム等からなる第１の弾性体７を被覆している。従って、第１の弾性体７の先端が円錐形であるため、第１の突起６をコンデンサ素子１の巻芯４に挿入し易くなる。さらに、ケース５の口８の近傍の側面には、内側を突起状にした溝９を設けている。
【０００９】
そしてこのケース５にコンデンサ素子１を収納している。この際、コンデンサ素子１の巻芯４に第１の弾性体７ごと第１の突起６を挿入するとともに、コンデンサ素子１の底面をケース５の内側底面に接触している。なお、第１の弾性体７を被覆した状態の第１の突起６は、コンデンサ素子１の巻芯４の径よりも多少大きい方が良い。このような構造とすることにより、耐振性が向上し、ケース５底面との接触も良好になり放熱性も向上する。
【００１０】
１０は、エポキシ等の絶縁樹脂製の蓋であり、ケース５の口８の部分に、この口８をかしめて取り付けている。なお、蓋１０の周囲には段差１１を設けるとともに、この段差１１に断面が三角形状の突起１２を設け、ゴム等の弾性材からなる弾性帯１３を配置している。そしてこの弾性帯１３にケース５の屈曲した口８をくい込ませて密閉性を向上している。
また、蓋１０には裏面に第２の突起１４を設けている。この第２の突起１４は、第１の突起６と同様に、先端が円錐状で、胴の部分が円筒状の形状になっている。
さらに、第２の突起１４には、図２（Ｂ）にも示す通りの第２の弾性体１５を被覆している。すなわち、第２の弾性体１５は、円板状の鍔部１５ａと、この鍔部１５ａから突出している、第２の突起１４とほぼ相似な形状の突部１５ｂとからなる。
そして第２の突起１４は、第２の弾性体１５ごとコンデンサ素子１の巻芯４に挿入している。この場合、第２の弾性体１５の先端が円錐状であるため、挿入作業が容易になる。
第２の弾性体１５は、鍔部１５がコンデンサ素子１の上面に接触している。そしてこの第２の弾性体１５の鍔部１５ａとケース５の底面によりコンデンサ素子１の上下方向の動きを押え、耐振性を向上するとともに、コンデンサ素子１の変形を軽減して特性劣化等を低下する。なお、第２の弾性体１５は鍔部１５ａがなくてもよいが、ある方が耐振性をより向上できる。そして鍔部１５ａのコンデンサ素子１に対する接触面積は２０％以上とする方が良く、より耐振性が向上し、特性劣化を低下できる。
また、第２の弾性体１５を被覆した状態の第２の突起１４の径は、コンデンサ素子１の巻芯４の径よりも大きくする方が良く、耐振性がより向上する。
さらに、蓋１０には、陽極端子１６と陰極端子１７とを貫通して設けている。そして陽極端子１６には陽極リード線２を接続し、かつ陰極端子１７には陰極リード線３を接続している。
１８はケース５を被覆している絶縁性のチューブである。
【００１１】
なお、この電解コンデンサ１９では、ケース５の底面に第１の突起６を設けるとともに、蓋１０の裏面に第２の突起１４を設けているが、どちらか一方を省略してもよい。しかし、両者を設けた方が耐振性等は向上する。
【００１２】
また、第１の突起６及び第２の突起１４とを合せて、コンデンサ素子１の巻芯４の長さの２０％以上の深さに挿入する方が好ましく、より耐振性等が向上する。
【００１３】
次に、上記の電解コンデンサ１９の製造方法を説明する。
先ず、アルミ等の弁作用金属をエッチングし、陽極化成処理をして酸化皮膜を形成した陽極箔に、陽極リード線２をコールドウェルド法やかしめつけ法等により接続する。また、陰極箔に陰極リード線３をコールドウェルド法等により接続する。そしてこの陽極箔と陰極箔とを電解紙を介して重ね合せて巻回し、コンデンサ素子１を形成する。
次に、コンデンサ素子１に真空含浸法や真空加圧含浸法等によって電解液を含浸する。
また、アルミ等の金属板を用いて有底円筒状で、内側底面に第１の突起６を有するケース５を製造する。第１の突起６には第１の弾性体７を被覆する。
そして、電解液を含浸したコンデンサ素子１をケース５に収納する。この際、第１の突起６をコンデンサ素子１の巻芯４に挿入する。この後、ケース５に溝９を形成する。溝９を形成後、陽極リード線２及び陰極リード線３を各々蓋１０に設けた陽極端子１６及び陰極端子１７に接続する。接続後、蓋１０をケース５に口８をかしめて取り付けケース５を密封する。この際、蓋１０に設けた第２の突起１４をコンデンサ素子１の巻芯４に挿入する。ケース５を密閉後、高温雰囲気中において、段階的に昇圧しながら最終的に定格電圧以上の電圧を印加してエージング処理する。エージング処理後、ケース５にチューブ１８を被覆する。
【００１４】
【実施例】
次に、定格４００Ｖ，１００００μＦで、大きさがφ９０×１７０Ｌのアルミ電解コンデンサの実施例について、従来例とともに、コンデンサ素子中心部の温度上昇や耐電圧性、耐振性を測定した。
なお、実施例は図１に示す通りの構造とし、コンデンサ素子１の巻芯４の中心部分を陰極箔と電解紙のみでφ３０迄巻回し、その後に陽極箔を積層して巻回したコンデンサ素子１を用いる。また、第１の弾性体７及び第２の弾性体１５はシリコンゴム製とし、両者を合せて、巻芯４の長さのほぼ１／２の長さ迄巻芯４に挿入している。そして第２の弾性体１５の鍔部１５ａはコンデンサ素子１の上面のほぼ５０％に接触している。
また、従来例は、中心部分から陽極箔と陰極箔とを電解紙を介して積層したものを巻回したコンデンサ素子を用い、このコンデンサ素子を石油ピッチからなる固定剤によりケースに固定する以外は、実施例と同一の条件とする。
そしてコンデンサ素子の中心部の温度上昇は、温度４０℃の雰囲気中に試料を放置し、周波数１２０Ｈｚのリプル電流７０Ａを流して測定した。その結果、実施例の方が従来例に比較して約３０％発熱が低下した。
また、耐電圧性は、試料に一定の直流電流１Ａで電圧を印加し、試料の電解コンデンサが到達する電圧を測定して行なった。その結果、実施例及び従来例とも６１０Ｖ以上となった。
さらに、耐振性は、ＪＩＳ−Ｃ５１４１による試験方法により確認した。その結果、実施例及び従来例とも異常は無かった。
これらの測定結果から、実施例によれば従来例に比較して、許容リプル電流は１／０．７1/2倍となり、従って約２０％改善された。
【００１５】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、コンデンサ素子をケースの底面に接触するとともに、コンデンサ素子の巻芯に弾性体を被覆した突起を挿入しているため、放熱性が向上し、耐リプル性を改善でき、耐振性に優れた電解コンデンサが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の断面図を示す。
【図２】本発明の実施の形態に用いる弾性体の斜視図を示す。
【符号の説明】
１…コンデンサ素子、  ４…巻芯、  ５…ケース、  ６…第１の突起、７…第１の弾性体、  １０…蓋、  １４…第２の突起、  １５…第２の弾性体、  １９…電解コンデンサ。
【図１】
0003871077.tif 000002
【図２】
0003871077.tif 000003