JP2004304057A

JP2004304057A - 電解コンデンサ

Info

Publication number: JP2004304057A
Application number: JP2003097195A
Authority: JP
Inventors: Koji Ashino; 宏次芦野
Original assignee: Nippon Chemi Con Corp
Current assignee: Nippon Chemi Con Corp
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2004-10-28

Abstract

【課題】電解コンデンサにおける放熱性を向上し、長寿命化を計る。
【解決手段】コンデンサ素子を収納する有底筒状の外装ケースの内壁面と該コンデンサ素子の外壁面との間に、該コンデンサ素子の外壁面を囲うように複数の筒状金属材を配置することで、コンデンサ素子からの熱が外装ケースに前記各々の筒状金属材を介して伝達され、つまり、コンデンサ素子から外装ケースへの熱伝導の経路を多く確保できるため、コンデンサ素子からの発熱が効率よく外装ケースに伝わり、放熱性が向上し、電解コンデンサの長寿命化が図れる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解コンデンサ等のコンデンサにおけるコンデンサ素子からの熱を効率よく放熱する放熱構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルミ電解コンデンサでは、アルミニウムなどからなる外装ケース２に駆動用電解液が含浸されたコンデンサ素子１を収納し、その開口部を絶縁材料からなる封口部材６にて封止してなるものであるが、特に大型の電解コンデンサでは、リップル電流を重畳すると、コンデンサ素子１の発熱により内部の温度が上昇し、駆動用電解液や電極箔やセパレータ等の劣化を招いたり、また、重畳時に水素ガスなどのガスの発生が促進され、内部圧力を高め安全弁の早期動作を招くなど、電解コンデンサの寿命に影響を与えるため、効率のよい放熱構造が求められ、種々の提案がなされている。
【０００３】
例えば、固定構造として、外装ケース２の内部にホットメルト樹脂などの絶縁性の樹脂材を充填し、外装ケース２とコンデンサ素子１を固定したものや、金属材料からなる固定材を用いたものとして、コンデンサ素子１の外壁面に円筒状保持枠９を固定し、外装ケース２の内壁面に接触する突出片１０を前記円筒状保持枠９に設けてなる固定構造がある。そしてこの円筒状枠体及び突出片１０を金属材料から構成することで、コンデンサ素子１からの熱を放熱させている。（特許文献１）
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５７−１２５５３０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電解コンデンサでは、円筒状の保持枠９によりコンデンサ素子１の外壁面が覆われているものの、突出片１０による外装ケース２の内壁面との接触面積が少ないため、放熱性が不十分であった。また、突出片１０を長くすることで放熱性を高めることも考えられるが、コンデンサ素子１を外装ケース２に収納する際に、突出片１０を長くした分該突出片１０自体の収納が難しくなり、つまり突出片１０は弾性を有しているためずれてしまうなどの問題があり製造工程を複雑化してしまう。また、突出片１０自体の数を増やして、外装ケース２の内壁面との接触面積を増やすことも考えられるが、突出片１０の個数が増えるほど収納が難しくなり、また該突出片１０は金属板からなる円筒状の保持枠９の端部を延長して形成しているため簡易に形成できるものの、円筒状の保持枠９に突出片１０をさらに増やす場合には該円筒状の保持枠９の側面領域に溶接等の作業により新たに取り付けなければならず、工程の複雑化を招いてしまう。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで、上記の課題を解決した本発明の電解コンデンサは、コンデンサ素子を収納する有底筒状の外装ケースの内壁面と該コンデンサ素子の外壁面との間に、前記コンデンサ素子の外壁面を囲うように複数の筒状金属材が配置されている。これにより、筒状金属材の各々がコンデンサ素子の外壁面及び外装ケースの内壁面に接触しているため、接触面積が大幅に増え、又コンデンサ素子からの熱が外装ケースに各々の筒状金属材を介して伝達され、つまり、コンデンサ素子から外装ケースへの熱伝導の経路を多く確保できるため、コンデンサ素子からの発熱が効率よく外装ケースに伝わり、放熱性が向上し、電解コンデンサの長寿命化が図れる。
【０００７】
また、本発明の電解コンデンサは、前記筒状金属材は互いに接触されている。これにより、各筒状金属材間での隙間が少なくなり、空間を有効に利用できコンデンサ素子からの発熱を効率よく外装ケースに伝えることができるとともに、筒状金属材の外装ケース内でのコンデンサ素子の固定性が向上する。
【０００８】
また、本発明の電解コンデンサは、前記筒状金属材と、外装ケースの内壁面および／またはコンデンサ素子の外壁面との間に金属薄板が介在されている。これにより、筒状金属材のコンデンサ素子側または外装ケース側の少なくとも一方に前記金属薄板が介在されていることで、接触面積がさらに増加し、コンデンサ素子からの熱を効率よく外装ケースに伝えることができるとともに、金属薄板にて筒状金属材を挟み込んで保持し、ユニット化された放熱部材であるため、この放熱部材を予め外装ケースの内部に配置して後にコンデンサ素子を被嵌したり、またこの放熱材をコンデンサ素子に取り付けた後に外装ケースに収納するなど、多々の製造方法が可能となる。
【０００９】
また、前記筒状金属材の外装ケースの開口側の端面に外装ケースを封止する封口部材が載置されて封止されている。これにより、外装ケースの開口端面を加締める際に、封口部材を直接保持できるため、外装ケースの横溝形成工程を省略でき、工程の簡略化が図れる。
【００１０】
【実施例】
以下に図面に基づき本発明の実施例を説明する。図１は、本発明の実施例に係る電解コンデンサの断面図を示している。
【００１１】
図１において、コンデンサ素子１は、アルミニウムなどの弁作用金属からなる陽極箔と陰極箔の間にセパレータを介在させて巻回されて最外周端を巻止めテープにより固定して形成される。このコンデンサ素子１は、アルミニウムなどからなる有底円筒状の外装ケース２に収納され、コンデンサ素子１より導出された引き出し端子は封口部材６に設けられた外部端子８に接続されるとともに、該封口部材６により電解コンデンサが封止されている。
【００１２】
前記コンデンサ素子１と外装ケース２との間には、該コンデンサ素子１の外壁面の曲面に対応するように形成された円形の金属薄板４と、同じく前記コンデンサ素子１の外壁面の曲面に複数を並べることで対応するように配置された筒状金属材３と、さらにこの筒状金属材３の外周に、該筒状金属材３の外周面の曲面に対応するように形成された金属薄板とからなる放熱部材７が介在されている。そして、前記筒状金属材３は、コンデンサ素子１側に配置された金属薄板４及び外装ケース２側に配置された金属薄板４の双方にそれぞれ少なくとも一部が接触し、各筒状金属材３同士もそれぞれ少なくとも一部が接触している。また、前記コンデンサ素子１側に配置された金属薄板４はコンデンサ素子１の外壁面と、前記外装ケース２側に配置された金属薄板４は外装ケース２の内壁面と、それぞれ少なくとも一部が接触している。
【００１３】
また、前記筒状金属材３は、電極箔と同種の金属材料で形成され、実施例ではアルミニウムから構成されている。前記筒状金属材３はコンデンサ素子１の高さ方向の長さと同等もしくはより長い寸法にすると、コンデンサ素子１との接触面が増加して熱伝導性が向上するため好ましいが、寸法を短くしても良い。また短い寸法の筒状金属材３を複数、前記コンデンサ素子１の高さ方向に沿って積み重ねても良く、積み重ねられた各筒状金属材３は、それぞれ接触しても良く、また各筒状金属材３同士が離れて配置されその間に空隙があってもよい。なお、実施例ではコンデンサ素子１と外装ケース２の間に単一の筒状金属材３を配しているが、コンデンサ素子１と外装ケース２の間に小さい径の筒状金属材３を配置し、蜂の巣状とすることもできる。
【００１４】
そして、前記金属薄板４の間に筒状金属材３が配置されて形成された放熱部材７は、円筒形状を成しており、該放熱部材７の下面を外装ケース２の底面に配置し、寸法をコンデンサ素子１よりも高く設定し、前記外装ケース２を封止する封口部材６を載置して固定し、該外装ケース２の開口端部を加締めて封止が成されている。これにより、外装ケース２には従来のように封口部材６の載置用の横溝を形成する必要がなく、製造工程を簡略化できる。
【００１５】
次に、本発明の実施例における電解コンデンサの製造方法に、以下に述べる。
【００１６】
まず、図２に示すように、陰極箔と陽極箔を間にセパレータを介して巻回してコンデンサ素子１が形成される。そして、筒状金属材３を複数用いて円形に配置し、前記筒状金属材３をその内周面及び内周面側から金属薄板４にて挟み込むことで、円筒状の放熱部材７が形成されれる。そして、前記コンデンサ素子１を円筒状の放熱部材７に被嵌する。なお、コンデンサ素子１の外径は、前記放熱部材７の内径と同等または僅かに小さく設定され、前記コンデンサ素子１に駆動用電解液を含浸した際に、該コンデンサ素子１が膨張する許容量を考慮し、放熱部材７とコンデンサ素子１が固定されるように、接触するように設定している。
【００１７】
次に、図３に示すように、放熱部材７と一体化されたコンデンサ素子１は、有底筒状の外装ケース２に収納される。前記放熱部材７の外径は外装ケース２の内径と同等とし、該放熱部材７と外装ケース２が接触するように設定されている。このように放熱部材７の外径は、外装ケース２と同等であり、外装ケース２の収納を容易としている。そしてコンデンサ素子１を外装ケース２に収納した後、該コンデンサ素子１より導出された引き出し端子を、封口部材６に設けられた外部端子８に接続するとともに、該封口部材６を放熱部材７を構成する前記筒状金属材３の外装ケース２開口側の端面に載置して固定し、外装ケース２の開口端部を加締めて封口部材６に食い込ませて封止を行い、電解コンデンサが完成する。
【００１８】
本発明の実施例では、予めコンデンサ素子１に放熱部材７を固定した後、外装ケース２に収納しているが、封口部材６を外装ケース２に収納した後にコンデンサ素子１を前記放熱部材７に被嵌することもできる。
【００１９】
また本発明の実施例では、筒状金属材３を金属薄板４にて挟み込んでいるが、金属薄板４を用いず、直接コンデンサ素子１の外壁面と外装ケース２の内壁面を接触する構成とすることもできる。なお、この場合は、予め筒状金属材３を外装ケース２の外壁面に接触するように配置し、その後コンデンサ素子１を収納することが望ましい。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、筒状金属材の各々がコンデンサ素子の外壁面及び外装ケースの内壁面に接触しているため、接触面積が大幅に増え、又コンデンサ素子からの熱が外装ケースに各々の筒状金属材を介して伝達され、つまり、コンデンサ素子から外装ケースへの熱伝導の経路を多く確保できるため、コンデンサ素子からの発熱が効率よく外装ケースに伝わり、放熱性が向上し、電解コンデンサの長寿命化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る電解コンデンサを示す断面図である。
【図２】本発明の実施例に係る電解コンデンサの製造工程を示す展開図である。
【図３】本発明の実施例に係る電解コンデンサの製造工程を示す展開図である。
【図４】従来の電解コンデンサを示す図である。
【符号の説明】
１コンデンサ素子
２外装ケース
３筒状金属材
４金属薄板
５引き出し端子
６封口部材
７放熱部材
８外部端子
９円筒状保持枠
１０突出片

Claims

コンデンサ素子を収納する有底筒状の外装ケースの内壁面と該コンデンサ素子の外壁面との間に、該コンデンサ素子の外壁面を囲うように複数の筒状金属材が配置されていることを特徴とする電解コンデンサ。
前記筒状金属材は、各筒状金属材が互いに接触されていることを特徴とする請求項１記載の電解コンデンサ。
前記筒状金属材と、外装ケースの内壁面および／またはコンデンサ素子の外壁面との間に金属薄板が介在されていることを特徴とする請求項１又は２記載の電解コンデンサ。
前記筒状金属材の外装ケースの開口側の端面に外装ケースを封止する封口部材が載置されて封止されている請求項１乃至３いずれかに記載の電解コンデンサ。