JP2001015391A

JP2001015391A - 電解コンデンサ

Info

Publication number: JP2001015391A
Application number: JP11185393A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Shida; 洋一志田
Original assignee: Nippon Chemi Con Corp
Current assignee: Nippon Chemi Con Corp
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 1999-06-30
Publication date: 2001-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】電解コンデンサ内部で発生するガスを外部に
放出することにより、安全弁の動作を遅らせ、電解コン
デンサの長寿命化を図る。【解決手段】電解コンデンサの封口板に表裏を貫通す
る貫通孔を形成するとともに、その貫通孔を発泡シリコ
ンゴムで密封した。発泡シリコンゴムはガスの透過性が
高いが、電解液は透過しない性質を持つ。そのため、電
解コンデンサの内部で発生したガスのみを透過させ、外
部に放出させることができ、内圧の上昇を緩和すること
ができる。従って、安全弁動作を遅らせることができ、
電解コンデンサの長寿命化を達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は電解コンデンサに
関し、特に大型の電解コンデンサにおいて電解コンデン
サ内部での内圧の上昇を緩和するための構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】電解コンデンサは、拡面処理されたアル
ミニウム箔に陽極酸化皮膜を形成した陽極箔と、拡面処
理された陰極箔をセパレータである電解紙を介在させて
巻回したコンデンサ素子に、駆動用の電解液を含浸さ
せ、アルミニウム等の金属よりなる有底筒状の外装ケー
スに収納し、その外装ケースの開口端部を硬質樹脂より
なる封口板で封口し、さらに外装ケースの端部をカーリ
ング加工することで密封した構成となっている。なお、
封口板には外部端子が埋設されており、この外部端子が
封口板の表裏を電気的に連絡している。そして、陽極
箔、陰極箔それぞれに接続された電極タブが外部端子の
内部側の端部に接続され、コンデンサ素子は外部との電
気的な導通を得ている。

【０００３】このうち、電解液は陽極箔と直接接触し、
コンデンサの真の陰極としての機能を果たすものであ
る。そのために、電解液はコンデンサ素子に充分な量が
含浸されていることが必要である。なぜなら、コンデン
サ素子内部での電解液が少なくなると、陽極箔と対向し
ている電解液の接触面積が小さくなるときがある。その
ため、対向する電極の面積が小さいことになり、電解コ
ンデンサの静電容量を充分得ることができなくなるため
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電解コンデ
ンサは使用中にその内部で漏れ電流が流れることが知ら
れている。そして漏れ電流が流れることによって、電解
コンデンサの内部では水素等のガスが発生する。電解コ
ンデンサは前述したように密封した構造となっているた
めに、その内部でガスが発生することにより内圧が上昇
し、最悪の場合には電解コンデンサが破裂するおそれが
ある。そのため、この破裂を防止するために、電解コン
デンサでは外装ケースに切溝等よりなる機械的脆弱部を
形成し、内圧が上昇した場合には、その切溝に沿って外
装ケースが破断して開弁することにより内圧の上昇を解
放する安全弁や、封口板に貫通孔を形成しておき、その
貫通孔に弾性ゴム等よりなる部材を挿入して、内圧が上
昇したときには、ゴム部材が破断することにより内圧の
上昇を解放する安全弁等が採用されている。しかしなが
ら、上記のような安全弁が動作した場合には、内圧の上
昇を解放することは可能であるが、同時に電解コンデン
サの内部の電解液も飛散してしまう。前述したように電
解液は電解コンデンサの静電容量に大きく影響を及ぼす
もので、電解液が飛散して、コンデンサ素子に含浸され
た電解液が減少することにより電解コンデンサの静電容
量は大きく減少してしまうことがある。従って、電解コ
ンデンサの安全弁が動作してしまうと、もはや電解コン
デンサとしての適正な機能を果たさなくおそれがあるた
めに、電解コンデンサの寿命と判定される。このように
電解コンデンサ内部での内圧の上昇は、電解コンデンサ
の寿命特性を短くする原因となってしまうため、好まし
いものではない。

【０００５】そこでこの発明では、電解コンデンサの内
部で発生したガスのみを外部に放出する機構を提供する
ことにより、電解コンデンサの安全弁動作を遅らせ、電
解コンデンサの寿命特性の向上を図るものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこでこの発明では、陽
極箔と陰極箔をセパレータを介して巻回したコンデンサ
素子を有底筒状の外装ケースに収納するとともに、外装
ケースの開口端部を封口板で封止した電解コンデンサに
おいて、前記封口板には表裏を貫通する貫通孔を形成す
るとともに、前記貫通孔を発泡シリコーンゴムで密封し
たことを特徴とするものである。

【０００７】発泡シリコーンゴムはガスの透過性が高い
とともに、液体である電解液は通過させないために、電
解コンデンサ内部で発生したガスのみを外部に放出して
内圧の上昇を緩和させることができる。そして、電解コ
ンデンサの内部では電解液は失われないために、電解コ
ンデンサの静電容量の急激な減少を防止することができ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下には、この発明の実施の形態
について説明する。

【０００９】図１の中で符号１はコンデンサ素子であ
り、帯状のアルミニウム箔をエッチングして拡面処理す
るとともにその表面に陽極酸化皮膜層を形成した陽極箔
と、アルミニウム箔をエッチングして拡面処理した陰極
箔をセパレータである電解紙を介して巻回したものであ
る。そしてその最外周はコンデンサ素子の巻きほぐれを
防止するための巻き止めテープ９が巻かれている。陽極
箔および陰極箔にはそれぞれ電極タブ２、３が接続され
ており、コンデンサ素子１の一方の巻回端面より導出さ
れいる。

【００１０】封口板４は硬質の樹脂よりなり、封口板４
の表裏を貫通する外部端子５、６が埋設されている。ま
た、封口板４の電解コンデンサの外部側（図面中上部位
置）の外周にはゴムリング７が配置されている。そして
封口板４の外部端子５、６の内側の端部にはコンデンサ
素子１から導出された電極タブ２、３が機械的および電
気的に接続されている。

【００１１】また封口板４には、安全弁として表裏を貫
通する貫通孔８が設けられており、その形状としては、
封口板４の内部側で径小として段部１０が形成したもの
である。そして貫通孔８には円板状の発泡シリコーンゴ
ム１１が挿入され、貫通孔８の段部１０によって支持さ
れる。そして、さらに貫通孔８には封口板４の外部側よ
り、円板状の発泡シリコーンゴム１１の周囲にのみ当接
して、発泡シリコーンゴム１１を貫通孔８の内部に固定
するための環状の固定部材１２を挿入して、発泡シリコ
ーンゴム１１を固定するとともに、発泡シリコーンゴム
１１を封口板４に密着させて気密を得ている。なお、固
定部材１２は接着その他の手段により封口板４に固定さ
れ、容易に脱落しないように構成される。

【００１２】発泡シリコーンゴムは、通常知られるシリ
コーンゴムに微細な空気包を多数内在させたものであ
る。発泡シリコーンゴムは材質としては従来のシリコー
ンゴムと違いはないが、内部に空気包が多数存在するた
めに、従来より知られる密に形成されたシリコーンゴム
と比べると、同じ厚さであってもガスの透過経路として
は短いものとなる。そのために、ガスの透過速度を比べ
ると、発泡シリコーンゴムの方が早くなるものと考えら
れる。また、発泡シリコーンゴムでは、分子量の大きい
電解液の成分については殆ど透過することがないため
に、結果としてガスのみを選択的に透過する作用を持っ
ている。

【００１３】さらに、発泡シリコーンゴム内の空気包は
微細なものであるために、発泡シリコーンゴムの機械的
特性、すなわち引張強度や弾性などは従来より知られる
密に形成されたシリコーンゴムと殆ど同等の特性を示す
ものである。

【００１４】従って、貫通孔を発泡シリコーンゴムで密
封することにより、電解コンデンサの内部で発生するガ
スは、発泡シリコーンゴムを透過して外に解放されるた
めに、電解コンデンサ内部での内圧上昇を緩和すること
ができる。また、電解コンデンサの内部でのガス発生量
が、発泡シリコーンゴムの透過量よりも多くなり、電解
コンデンサ内部の内圧が上昇しすぎた場合には、発泡シ
リコーンゴムが破断（安全弁動作）し、内圧を解放する
機能をも有するものである。前述したように、発泡シリ
コーンゴムの機械的特性は従来より知られるシリコーン
ゴムとほぼ同等の特性を有しているために、従来に比べ
内圧が低い状態で安全弁が動作することもない。

【００１５】以上のような封口板４をコンデンサ素子１
とともにアルミニウム等の金属よりなる外装ケース１３
に収納する。外装ケース１３には予め横溝加工が施され
ており、封口板４を支持し、位置決めする機能を果た
す。そして外装ケース１３の開口端部をカーリング加工
し、外装ケース１３の開口端部を封口板４のゴムリング
７に食い込ませることにより電解コンデンサの気密を得
る。

【００１６】このようにして完成した電解コンデンサに
は、その外部に外装スリーブを被覆して（図面中省
略）、外装ケースの電気的絶縁を図り、電解コンデンサ
を完成する。

【００１７】なお、この発明の実施の形態の中では、発
泡シリコーンゴムをガス透過に用いるとともに、電解コ
ンデンサの内圧が上昇した際に破断する安全弁としての
機能も有するようにしているが、発泡シリコーンゴムを
ガスを透過させる機能のみを有するものとして、電解コ
ンデンサの爆発を防ぐための目的の安全弁を別に設けて
もよい。すなわち、外装ケースの底部等に切溝よりなる
機械的脆弱部を形成しておくことや、封口板に別の貫通
孔を形成し、その貫通孔をゴム板等で密封して、電解コ
ンデンサの爆発を防ぐ安全弁とすることも可能である。

【００１８】

【実施例】次にこの発明の実施例について説明する。

【００１９】上記のようにして、外装ケースの外径が８
９ｍｍ、高さ寸法が１８０ｍｍの電解コンデンサを得
た。この電解コンデンサの定格は、定格電圧４００Ｖ、
静電容量７０００μＦであった。

【００２０】そして、封口板には、封口板の外部側で直
径１０ｍｍ、内部側で直径７．５ｍｍの貫通孔を形成
し、その貫通孔に直径１０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍの発泡
シリコーンゴムを挿入し、固定部材で固定した。また比
較例として、同じ大きさのシリコーンゴムを用いたもの
を用意した。この発明の発泡シリコーンゴムと従来例の
シリコーンゴムは、シリコーンゴムとしての材質は同じ
ものであるが、その構造が異なるものである。すなわ
ち、従来のシリコーンゴムでは、内部構造は密な構造と
なっているが、この発明で用いる発泡シリコーンゴム
は、内部に微細な空気包が多数形成されているものであ
る。

【００２１】以上の二つの電解コンデンサを、１０５℃
の温度において、定格電圧を印加して寿命試験を行っ
た。その際に一定時間で電解コンデンサを取り出し、経
過時間毎おける電解コンデンサの静電容量の変化と、外
観の変化について観察した。その結果を次の表１に示
す。

【００２２】

【表１】

【００２３】以上のように、従来例では４０００時間経
過した時点で、安全弁に用いられているシリコーンゴム
が破断し、その後急激な静電容量の減少が発生している
ことわかる。一方、本発明例の発泡シリコーンゴムを用
いたものでは、５０００時間経過した時点でも安全弁が
動作せずに、静電容量変化もそれ程大きいものではな
い。

【００２４】以上の結果については、二種類のサンプル
における内部でのガス発生量はほぼ同じと考えられるた
めに、安全弁に用いられた発泡シリコーンゴムとシリコ
ーンゴムのガス透過性能の違いるよるものと考えられ
る。結果として、従来例に比べ本発明例ではより長寿命
化が図られていることが判る。

【００２５】

【発明の効果】この発明では、電解コンデンサの封口板
に、貫通孔を設け、その貫通孔を発泡シリコーンゴムで
密封したことにより、電解コンデンサの内部で発生する
ガスを効率的に透過させ、内圧の上昇を緩和させること
ができる。そのために、内圧上昇に伴い安全弁が開弁す
るのを遅らせることができ、電解コンデンサの静電容量
の減少も遅らせることができる。その結果、電解コンデ
ンサの寿命特性を大きく引き延ばすことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電解コンデンサの内部構造を示す断面図であ
る。

【図２】この発明における安全弁の構造を示す拡大断面
図である。

【符号の説明】

１コンデンサ素子２、３電極タブ４封口板５、６外部端子７ゴムリング８貫通孔９巻き止めテープ１０段部１１発泡シリコーンゴム１２固定部材１３外装ケース

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】陽極箔と陰極箔をセパレータを介して巻
回したコンデンサ素子を有底筒状の外装ケースに収納す
るとともに、外装ケースの開口端部をの封口板で封口し
た電解コンデンサにおいて、前記封口板には表裏を貫通
する貫通孔を形成するとともに、前記貫通孔を発泡シリ
コーンゴムで密封したことを特徴とする電解コンデン
サ。