JP2001015392A - 電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安全機構付きの電解コンデンサに関し、機械
的ストレスに強く、安全機構部の信頼性に優れた電解コ
ンデンサを提供することを目的とする。 【解決手段】 コンデンサ素子２を駆動用電解液と共に
収納した有底筒状の金属ケース１と、リード線４が挿通
する孔を備えて金属ケース１の開口部を封止した封口体
６からなり、この封口体６が金属ケース１の開放端から
所定の寸法内部に入り込んで封口体６と金属ケース１の
開放端の間に所定の寸法の空隙部７を形成した構成とす
ることにより、機械的ストレスに強く、雷サージ等の異
常電圧や過剰リップルにより発熱して内部圧力が上昇し
た時にリード線４が切断されて内部回路を確実に遮断す
ることができる信頼性に優れた電解コンデンサを得るこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は雷サージ等の異常電
圧や過剰リップルが加わることにより発熱して内部圧力
が上昇したときに、コンデンサ内部の回路を遮断するこ
とができる安全機構付きの電解コンデンサに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図９（ａ）は従来の一般的な安全機構付
きのアルミ電解コンデンサの構成を示した断面図であ
り、同図に示すように陽極箔と陰極箔をセパレータと共
に巻回し、駆動用電解液を含浸して形成されるコンデン
サ素子９２を有底円筒状の金属ケース９１に収納した
後、コンデンサ素子９２より導出されたリード線を一部
に開口穴９４が形成された端子板９５を貫通して固定さ
れた端子９３に接続し、金属ケース９１の開放端９９
を、端子板９５の端子９３に圧着する接続端子９６と外
部接続端子９８を備えた封口板９７とともに絞り加工す
ることにより封口した構造のものである。

【０００３】図９（ｂ）は上記図９（ａ）に示したアル
ミ電解コンデンサに、雷サージ等の異常電圧や過剰リッ
プルにより発熱して内部圧力が上昇した時の状態を示し
た断面図であり、金属ケース９１内に発生した内部圧力
は、端子板９５に設けた開口穴９４を通じて封口板９７
を円弧状に膨らませ、端子板９５の端子９３に圧着した
封口板９７の接続端子９６が離れることにより内部回路
を遮断できるように構成されたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構造の安全機構付きのアルミ電解コンデンサは、端
子板９５の端子９３と封口板９７の接続端子９６は圧着
しているだけなので、振動や引っ張り等の機械的ストレ
スに弱いという問題があった。

【０００５】また、雷サージ等の異常電圧や過剰リップ
ルにより発熱して内部圧力が上昇した時に封口板９７が
円弧状に膨れるが、僅かな内部圧力では端子板９５の端
子９３に圧着した封口板９７の接続端子９６が完全に離
れにくく、端子間接触の信頼性が低いといった課題を有
していた。

【０００６】本発明はこのような従来の課題を解決し、
機械的ストレスに強く、雷サージ等の異常電圧や過剰リ
ップルにより発熱して内部圧力が上昇した時に内部回路
を確実に遮断することができる信頼性に優れた電解コン
デンサを提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、外部接続用のリード線が接続された陽極箔
と陰極箔とをセパレータを介在させて巻回することによ
り構成されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を
駆動用電解液と共に収納した有底筒状の金属ケースと、
上記リード線が挿通する孔を備えて上記金属ケースの開
口部を封止した封口体からなり、この封口体が金属ケー
スの開放端から金属ケースの内部に所定の寸法入り込ん
で、封口体と金属ケースの開放端の間に所定の寸法の空
隙部を形成した構成のものである。

【０００８】この本発明により、機械的ストレスに強
く、雷サージ等の異常電圧や過剰リップルにより発熱し
て内部圧力が上昇した時に内部回路を確実に遮断するこ
とができて信頼性に優れた電解コンデンサが得られる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、外部接続用のリード線が接続された陽極箔と陰極箔
とをセパレータを介在させて巻回することにより構成さ
れたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を駆動用電
解液と共に収納した有底筒状の金属ケースと、上記リー
ド線が挿通する孔を備えて上記金属ケースの開口部を封
止した封口体からなり、この封口体が金属ケースの開放
端から金属ケースの内部に所定の寸法入り込んで封口体
と金属ケースの開放端の間に所定の寸法の空隙部を形成
するように構成したものであり、雷サージ等の異常電圧
や過剰リップルにより発熱して内部圧力が上昇した時に
封口体が金属ケースの空隙部に移動しリード線が切断さ
れるという作用を有する。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、金属ケースの開放端を中心方向に向か
って折り曲げ加工したもので、封口体が移動した時のス
トッパーの役目をするという作用を有する。

【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の発明において、封口体から外部へ挿通したリ
ード線の根元部にリード線の径よりも大きな径を有する
係止部を設けたもので、封口体に固定したリード線とコ
ンデンサ素子間の切断を確実なものにするという作用を
有する。

【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれか一つに記載の発明において、外部接続用のリー
ド線の一部またはリード線と陽極箔および陰極箔の接続
部またはこの接続部の周辺の少なくとも１箇所に、コン
デンサ素子からリード線を分離する方向に力を加えた際
に分離点となる分断起点部を設けたもので、内部圧力が
上昇したときにリード線を分離しやすいという作用を有
する。

【００１３】請求項５に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれか一つに記載の発明において、外部接続用のリー
ド線の陽極箔および陰極箔に接続する部分を三角形また
は台形の平板状にしたもので、請求項４に記載の発明に
よる作用と同様の作用を有する。

【００１４】請求項６に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれか一つに記載の発明において、陽極箔および陰極
箔に導電性シートを介して外部接続用のリード線を接続
したもので、請求項４に記載の発明による作用と同様の
作用を有する。

【００１５】請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の
いずれか一つに記載の発明において、コンデンサ素子の
外周面に当接してコンデンサ素子を保持する円環状の突
起を金属ケースに設けたもので、内部圧力が上昇して封
口体が移動してもコンデンサ素子は固定状態を保つこと
ができるという作用を有する。

【００１６】請求項８に記載の発明は、請求項１〜７の
いずれか一つに記載の発明において、金属ケースの開放
端と封口体の間に設けた所定の寸法の空隙部を金属ケー
スの開放端側が小径となるようなテーパー状または段付
き形状にしたもので、封口体は弾性体であるため空隙部
に移動できるがコンデンサ素子は移動できないようにす
ることができるという作用を有する。

【００１７】請求項９に記載の発明は、請求項１〜８の
いずれか一つに記載の発明において、コンデンサ素子と
封口体の間に硬質部材からなる絶縁板を配置したもの
で、請求項８に記載の発明による作用と同様の作用を有
する。

【００１８】請求項１０に記載の発明は、請求項１また
は２に記載の発明において、金属ケースの底面に薄肉部
を設けたもので、一定内部圧力以上になるとこの薄肉部
が壊れて圧力を外部に逃がすことができるという作用を
有する。

【００１９】以下、本発明の実施の形態について図面を
用いて説明する。

【００２０】（実施の形態１）図１（ａ）は、本発明の
第１の実施の形態による基板に取り付けたアルミ電解コ
ンデンサの構成を示す断面図である。同図（ａ）におい
て、１は有底筒状の金属ケース、２は外部接続用のリー
ド線４を接続した陽極箔と陰極箔をセパレータを介在さ
せて巻回されたコンデンサ素子、３は封口体６を固定す
るために金属ケース１に設けた絞り加工部、５は外部接
続用のリード線４を封口体６に固定するリードフック
部、７は空隙部、８は中心方向に折り曲げ加工した金属
ケースの開放端、９は外部接続用のリード線の一部に設
けた分離点となる分断起点部、１０は電気回路が形成し
てある基板で外部接続用のリード線４がはんだ付けして
ある。

【００２１】同図（ｂ）は、上記図１（ａ）に示したア
ルミ電解コンデンサに雷サージや過電圧等の異常により
内部圧力が増加して一定以上の圧力に達して分断起点部
９が切断された状態を示したものである。このように内
部圧力が上昇すると、金属ケース１が押し上げられて封
口体６が金属ケース１の開放端部８と封口体６の間に設
けられた空隙部７に移動すると同時に、外部接続用のリ
ード線４に設けた分断起点部９が切断されてアルミ電解
コンデンサの回路が遮断する。また、この時に外部接続
用のリード線４を封口体６に固定するためのリードフッ
ク部５を設けているので、確実に外部接続用のリード線
４が封口体６とともに移動して分断起点部９を切断する
ことができる。

【００２２】（実施の形態２）図２（ａ）〜（ｃ）は本
発明の第２の実施の形態による分断起点部の他の例を示
した平面図で、上記第１の実施の形態で説明した分断起
点部９と同様の効果を得ることができるものである。

【００２３】同図において、（ａ）は電極箔１１と接続
された外部接続用のリード線１４の平坦部１２に数ヵ所
のスリット１３を設けたもので、この構成により、外部
接続用のリード線１４に引っ張り力が加わった時に短い
ストロークで切断することができる。（ｂ）は電極箔１
５と接続された外部接続用のリード線１８の平坦部１６
の周辺に、三角状または台形状にミシン目１７を設けた
もので、切断するとテーパー状に離れるので再ショート
することがない。（ｃ）は外部接続用のリード線２１の
平坦部２０の形状を三角状または台形状に形成したもの
で、外部接続用のリード線２１に引っ張り力が加わった
ときに頂点に力が集中してテーパー状に離れるので再シ
ョートすることがない。

【００２４】（実施の形態３）図３（ａ）は、本発明の
第３の実施の形態による基板に取り付けた状態のアルミ
電解コンデンサの構成を示す断面図である。同図（ａ）
において、３１は有底筒状の金属ケース、３２は外部接
続用のリード線３４を接続した陽極箔と陰極箔をセパレ
ータを介在させて巻回されたコンデンサ素子、３３はコ
ンデンサ素子３２を固定するために設けた金属ケース３
１の絞り加工部、３５はＴ形の封口体３６を固定するた
めに設けた金属ケース３１の絞り加工部で、上記コンデ
ンサ素子３２を固定するために設けた金属ケース３１の
絞り加工部３３の径よりも狭くしてある。３７は空隙
部、３８は中心方向に折り曲げ加工した金属ケースの開
放端部、３９は外部接続用のリード線３４の一部に設け
た分離点となる分断起点部、４０は電気回路が形成して
ある基板で外部接続用のリード線３４がはんだ付けされ
ている。

【００２５】同図（ｂ）は、上記図３（ａ）に示したア
ルミ電解コンデンサに雷サージや過電圧等の異常により
内部圧力が増加して一定以上の圧力に達して分断起点部
３９が切断された状態を示したものである。このように
内部圧力が上昇すると、金属ケース３１が押し上げられ
て封口体３６が金属ケース３１の開放端部３８と封口体
３６の間に設けられた空隙部３７に移動すると同時に、
外部接続用のリード線３４に設けた分断起点部３９が切
断されてアルミ電解コンデンサの回路を遮断することが
できる。ここで、封口体３６を固定するために設けた金
属ケース３１の絞り加工部３５は、コンデンサ素子３２
を固定するために設けた金属ケース３１の絞り加工部３
３よりも狭くなるように絞り加工してあるため、第１の
実施の形態で示した外部接続用のリード線４を封口体６
に固定するリードフック部５を設けなくても、外部接続
用のリード線３４に設けた分起点部３９が切断されてア
ルミ電解コンデンサの回路を遮断することができる。

【００２６】（実施の形態４）図４は本発明の第４の実
施の形態によるチップ形アルミ電解コンデンサの断面図
である。同図において、４１は有底筒状の金属ケース、
４２は外部接続用のリード線４４を接続した陽極箔と陰
極箔をセパレータを介在させて巻回されたコンデンサ素
子、４３はコンデンサ素子４２を固定するために設けた
金属ケース４１に設けた絞り加工部、４５はＴ形の封口
体４６を固定するために金属ケース４１に設けた絞り加
工部で、コンデンサ素子４２の径よりも狭くしてある。
４７は空隙部、４８は中心方向に折り曲げ加工した金属
ケース４１の開放端部、４９は外部接続用のリード線４
４の一部に設けた分離点となる分断起点部、５０は金属
ケース４１の開放端部４８に配置した座板である。

【００２７】このように構成することにより、上記第３
の実施の形態によるアルミ電解コンデンサと同様の作用
効果が得られるとともに、座板５０を設けたことにより
基板実装時のリフローの熱でも誤動作しないという効果
がある。

【００２８】（実施の形態５）図５は本発明の第５の実
施の形態によるアルミ電解コンデンサの断面図で、同図
において、５１は有底筒状の金属ケース、５２は外部接
続用のリード線５４を接続した陽極箔と陰極箔をセパレ
ータを介在させて巻回されたコンデンサ素子、５３はコ
ンデンサ素子５２とリード線５４が挿通する孔を設けた
硬質材料からなる絶縁板５９を固定するために金属ケー
ス５１に設けた絞り加工部、５５はＴ形の封口体５６を
固定するために金属ケース５１に設けた絞り加工部で、
金属ケース５１の開放端の方向に広がるようにテーパー
状に加工してある。５７は空隙部、５８は中心方向に折
り曲げ加工した金属ケース５１の開放端部である。

【００２９】このように構成することにより、コンデン
サ素子５２の外径が金属ケース５１よりも極端に小さい
場合やコンデンサ素子５２の巻きが緩い場合でも、硬質
材料からなる絶縁板５９によりコンデンサ素子５２を金
属ケース５１内に確実に保持することができ、アルミ電
解コンデンサの回路を遮断することができる。

【００３０】（実施の形態６）図６（ａ）は本発明の第
６の実施の形態によるアルミ電解コンデンサの断面図で
ある。同図において、６１は有底筒状の金属ケース、６
２は外部接続用のリード線６４を導くための導電性シー
ト６９を接続した陽極箔と陰極箔をセパレータを介在さ
せて巻回されたコンデンサ素子、６３はコンデンサ素子
６２を固定するために設けた金属ケース６１に設けた絞
り加工部、６５は封口体６６を固定するために金属ケー
ス６１に設けた絞り加工部、６７は空隙部、６８は中心
方向に折り曲げ加工した金属ケース６１の開放端部であ
る。なお、上記導電性シート６９はアルミニウム製のシ
ートを用いるのが好ましいが、本発明では特に限定する
ものではない。

【００３１】同図（ｂ）は、上記図６（ａ）に示したア
ルミ電解コンデンサに雷サージや過電圧等の異常により
内部圧力が増加して一定以上の圧力に達して導電性シー
ト６９が切断された状態を示したものである。このよう
に内部圧力が上昇すると、金属ケース６１が押し上げら
れて、封口体６６が金属ケース６１の開放端部６８と封
口体６６の間に設けられた空隙部６７に移動すると同時
に、導電性シート６９が切断されてアルミ電解コンデン
サの回路を遮断することができる。

【００３２】（実施の形態７）図７は本発明の第７の実
施の形態によるアルミ電解コンデンサの断面図である。
同図において、７１は有底筒状の金属ケース、７２は外
部接続用のリード線７４を接続した陽極箔と陰極箔をセ
パレータを介在させて巻回されたコンデンサ素子、７３
はコンデンサ素子７２の外周面に当接してコンデンサ素
子７２を保持するように金属ケース７１に設けられた円
環状の突起部、７５は封口体７６を固定するために金属
ケース７１に設けた絞り加工部、７７は空隙部、７８は
中心方向に折り曲げ加工した金属ケース７１の開放端部
である。

【００３３】このように構成することにより、雷サージ
や過電圧等の異常により内部圧力が増加して一定以上の
圧力に達した時に、金属ケース７１が押し上げられて封
口体７６が金属ケース７１の開放端部７８と封口体７６
の間に設けられた空隙部７７に移動すると同時に、金属
ケース７１に設けた円環状の突起部７３でコンデンサ素
子７２が保持されているため、外部接続用のリード線７
４を接続した陽極箔および陰極箔の部分が切断されてア
ルミ電解コンデンサの回路を遮断することができるの
で、分断起点部を設けなくても良いものである。

【００３４】（実施の形態８）図８は本発明の第８の実
施の形態によるアルミ電解コンデンサの断面図である。
同図において、８１は底面部に薄肉部８５を設けた有底
筒状の金属ケース、８２は外部接続用のリード線８４を
接続した陽極箔と陰極箔をセパレータを介在させて巻回
されたコンデンサ素子、８３は封口体８６を固定するた
めに金属ケース８１に設けた絞り加工部、８７は空隙
部、８８は中心方向に折り曲げ加工した金属ケース８１
の開放端部、８９は電気回路が形成してある基板で外部
接続用のリード線８４がはんだ付けされている。

【００３５】このように構成することにより、雷サージ
や過電圧等の異常により内部圧力が増加して一定圧力に
達した時に、金属ケース８１が押し上げられてコンデン
サ素子８２と封口体８６が移動し、封口体８６が金属ケ
ース８１の開放端８８と封口体８６の間に設けられた空
隙部８７に移動して金属ケース８１内の容積を増加させ
て内部圧力を減圧することができる。さらに内部圧力が
上昇して一定圧力以上になると、金属ケース８１の底面
部に設けた薄肉部８５が破れて圧力は外部へ放出され、
アルミ電解コンデンサの機能を遮断することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上のように構成される本発明の電解コ
ンデンサは、外部接続用のリード線が接続された陽極箔
と陰極箔をセパレータを介在させて巻回することにより
構成されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を駆
動用電解液と共に収納した有底筒状の金属ケースと、上
記リード線が挿通する孔を備えて上記金属ケースの開口
部を封止した封口体からなり、この封口体が金属ケース
の開放端から金属ケースの内部に所定の寸法入り込んで
封口体と金属ケースの開放端の間に所定の寸法の空隙部
を形成した構成とすることにより、機械的ストレスに強
く、雷サージ等の異常電圧や過剰リップルにより発熱し
て内部圧力が上昇した時に内部回路を確実に遮断するこ
とができて信頼性に優れた電解コンデンサを得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の第１の実施の形態によるアルミ
電解コンデンサの構成を示す断面図 （ｂ）同リード線が切断されて回路が遮断状態を示す断
面図

【図２】（ａ）〜（ｃ）本発明の第２の実施の形態によ
る分断起点部の他の例を示す平面図

【図３】（ａ）本発明の第３の実施の形態によるアルミ
電解コンデンサの構成を示す断面図 （ｂ）同リード線が切断されて回路が遮断状態を示す断
面図

【図４】本発明の第４の実施の形態によるアルミ電解コ
ンデンサの構成を示す断面図

【図５】本発明の第５の実施の形態によるチップ形アル
ミ電解コンデンサの構成を示す断面図

【図６】（ａ）本発明の第６の実施の形態によるアルミ
電解コンデンサの構成を示す断面図 （ｂ）同導電性シートが切断されて回路が遮断状態を示
す断面図

【図７】本発明の第７の実施の形態によるアルミ電解コ
ンデンサの構成を示す断面図

【図８】本発明の第８の実施の形態によるアルミ電解コ
ンデンサの構成を示す断面図

【図９】（ａ）従来の安全機構付きアルミ電解コンデン
サの構成を示す断面図 （ｂ）同回路が切断されて回路が遮断状態を示す断面図

【符号の説明】

１，３１，４１，５１，６１，７１，８１ 有底筒状の
金属ケース ２，３２，４２，５２，６２，７２，８２ コンデンサ
素子 ３，３３，４３，５３，６３，８３ 金属ケースの絞り
加工部 ４，１４，１８，２１，３４，４４，５４，６４，７
４，８４ 外部接続用のリード線 ５ リードフック部 ６，３６，４６，５６，６６，７６，８６ 封口体 ７，３７，４７，５７，６７，７７，８７ 空隙部 ８，３８，４８，５８，６８，７８，８８ 金属ケース
の開放端部 ９，１３，１７，３９，４９ 分断起点部 １０，４０，８９ 基板 １２，１６，２０ リード線の平坦部 ３５，４５，５５，６５，７５ 封口体を固定する絞り
加工部 ５０ 座板 ６９ 導電性シート ７３ 円環状の突起部 ８５ 薄肉部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｇ 9/12 Ｃ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部接続用のリード線が接続された陽極
   箔と陰極箔をセパレータを介在させて巻回することによ
   り構成されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を
   駆動用電解液と共に収納した有底筒状の金属ケースと、
   上記リード線が挿通する孔を備えて上記金属ケースの開
   口部を封止した封口体からなり、この封口体が金属ケー
   スの開放端から金属ケースの内部に所定の寸法入り込ん
   で封口体と金属ケースの開放端の間に所定の寸法の空隙
   部を形成してなる電解コンデンサ。
2. 【請求項２】 金属ケースの開放端を中心方向に向かっ
   て折り曲げ加工した請求項１に記載の電解コンデンサ。
3. 【請求項３】 封口体から外部へ挿通したリード線の根
   元部に、リード線の径よりも大きな径を有する係止部を
   設けた請求項１または２に記載の電解コンデンサ。
4. 【請求項４】 外部接続用のリード線の一部またはリー
   ド線と陽極箔および陰極箔の接続部またはこの接続部の
   周辺の少なくとも１箇所に、コンデンサ素子からリード
   線を分離する方向に力を加えた際に分離点となる分断起
   点部を設けた請求項１〜３のいずれか一つに記載の電解
   コンデンサ。
5. 【請求項５】 外部接続用のリード線の陽極箔および陰
   極箔に接続する部分を三角形または台形の平板状とした
   請求項１〜３のいずれか一つに記載の電解コンデンサ。
6. 【請求項６】 陽極箔および陰極箔に導電性シートを介
   して外部接続用のリード線を接続した請求項１〜３のい
   ずれか一つに記載の電解コンデンサ。
7. 【請求項７】 コンデンサ素子の外周面に当接してコン
   デンサ素子を保持する円環状の突起を金属ケースに設け
   た請求項１〜６のいずれか一つに記載の電解コンデン
   サ。
8. 【請求項８】 金属ケースの開放端と封口体の間に設け
   た所定の寸法の空隙部を金属ケースの開放端側が小径と
   なるようなテーパー状または段付き形状にした請求項１
   〜７のいずれか一つに記載の電解コンデンサ。
9. 【請求項９】 コンデンサ素子と封口体の間に硬質部材
   からなる絶縁板を配置した請求項１〜８のいずれか一つ
   に記載の電解コンデンサ。
10. 【請求項１０】 金属ケースの底面に薄肉部を設けた請
    求項１または２に記載の電解コンデンサ。