JP2006041125A - チップ形アルミニウム電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】コンデンサ本体と絶縁板との間に隙間があっても、絶縁板の揺動を抑え、リード線の破断を防止することのできるチップ形アルミニウム電解コンデンサを提供する。
【解決手段】コンデンサ素子より導出した引き出しリード線を弾性封口体のリード線挿通部から引き出し、該素子および弾性封口体を金属ケースに収納し、封止してなるコンデンサ本体と、上記リード線が挿通する挿通部とリード線が折り曲げられ収納される溝部とを備え、上記コンデンサ本体の開口端に当接する絶縁板とで構成されるチップ形アルミニウム電解コンデンサにおいて、
上記絶縁板のコンデンサ本体開口端との当接面に１個以上の突起を設け、絶縁板の溝部とその両側を覆う補助電極を有し、該補助電極が溝部と裏面にコの字状に嵌合されて絶縁板に固定されていることを特徴とし、上記絶縁板の周辺部からコンデンサ本体外周側面に沿って起立する壁部を設ける。
【選択図】図７

Description

本発明は、プリント基板等に面実装するチップ形アルミニウム電解コンデンサに関するものである。

従来のチップ形アルミニウム電解コンデンサは、コンデンサ本体に絶縁物を装着することで自立可能とし、面実装対応できるようにしたものがある。これらのチップ形アルミニウム電解コンデンサは、加熱、加圧を伴うモールド加工をする必要がないため、コンデンサの特性劣化を生じることなく、高い実用性を有する（例えば、特許文献１、２参照）。
特開２００１−５２９５９号公報 特開２００２−２５８５９号公報

しかしながら、従来のチップ形アルミニウム電解コンデンサにおいては、コンデンサを自立可能とするために、絶縁板の下面（実装面）に沿ってリード線を折り曲げ配置しており（図１３）、また、絶縁板４にコンデンサ本体２の外周側面に当接する支持柱（壁部）７を設けるものもあったが（図１６）、コンデンサ本体と絶縁板との間に生じた隙間で、コンデンサ本体に対し絶縁板が、横方向または回転方向に動くことがあり、絶縁板の揺動を抑えるには十分なものではなかった。
また、コンデンサ本体に対し絶縁板が動くことで、固着性が損なわれ、コンデンサに振動が加わると、その負荷がリード線の折り曲げ加工された部分に集中するため、折り曲げ部でリード線が破断して動作不能となってしまうことがあった。

上記のように、コンデンサ本体と絶縁板との間に生じた若干の隙間により、固定されたコンデンサ本体に対し絶縁板が横方向または回転方向に動くため、実装時の位置決め不良や実装後の異常騒音が発生し、また、振動が加わると固定された端子を支点としてコンデンサ本体も揺動し、リード線の破断に繋がるという問題があり、コンデンサ本体に対する絶縁板の揺動防止手段が求められていた。

本発明は、上記課題を解決するもので、コンデンサ本体と絶縁板との間に隙間があっても、絶縁板の揺動を抑えることができるチップ形アルミニウム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。

すなわち、コンデンサ素子に駆動用電解液やポリピロール、ポリエチレンジオキシチオフェン等の固体電解質を含浸し、該コンデンサ素子より導出した引き出しリード線を弾性封口体のリード線挿通部から引き出し、該コンデンサ素子および弾性封口体を金属ケースに収納し、封止してなるコンデンサ本体と、上記リード線が挿通する挿通部とリード線が折り曲げられ収納される溝部とを備え、上記コンデンサ本体の開口端に当接する絶縁板とで構成されるチップ形アルミニウム電解コンデンサにおいて、
上記絶縁板のコンデンサ本体開口端との当接面に１個以上の突起を設け、絶縁板の溝部とその両側を覆う補助電極（嵌め込み式）を有し、該補助電極が溝部と裏面に嵌合されて絶縁板に固定されていることを特徴とするチップ形アルミニウム電解コンデンサである。

また、上記の補助電極の嵌合形状がコの字状であることを特徴とするチップ形アルミニウム電解コンデンサである。

さらに、上記絶縁板の周辺部からコンデンサ本体外周側面に沿って起立する壁部を設け、該壁部がコンデンサ本体の環状凹部以上の高さを有することを特徴とするチップ形アルミニウム電解コンデンサである。

そして、上記絶縁板の壁部を、コンデンサ本体を挟んで対向する位置に設け、外方向に弾性変形可能としたことを特徴とするチップ形アルミニウム電解コンデンサである。

また、上記絶縁板の突起が、絶縁板のリード線挿通部を結ぶ線と交差する線上に１個以上設けられていることを特徴とするチップ形アルミニウム電解コンデンサである。

さらに、上記絶縁板の突起が、絶縁板のリード線挿通部を結ぶ線と交差する線上およびリード線挿通部を結ぶ線上に各々１個以上設けられていることを特徴とするチップ形アルミニウム電解コンデンサである。

そして、上記絶縁板の溝部とほぼ垂直で、側縁からリード線挿通部に向かうにつれて狭幅となるスリットを設けたことを特徴とするチップ形アルミニウム電解コンデンサである。

本発明によるチップ形アルミニウム電解コンデンサは、絶縁板に設けた突起がコンデンサの弾性封口体と当接して固着性が増すため、コンデンサ本体が絶縁板に確実に固定され、コンデンサ本体の横方向または回転方向の揺動を抑止できる。
さらに、絶縁板の溝部の両側を覆うように補助電極を溝部に嵌め込み、該補助電極が溝部と裏面を挟むように構成することで、基板実装面のランドへ固着した時、絶縁板の横方向または回転方向の動きを抑止できるので、耐振動性を向上できる。
ここで、上記補助電極は、絶縁板の溝部底面と裏面とにコの字状に嵌合しているので、絶縁板との嵌合は堅固なものとなる。
また、絶縁板周辺部からコンデンサ本体外周側面に沿って起立する壁部を設けることにより、コンデンサ本体と絶縁板との固定はより確実なものとなる。
さらに、上記壁部を、コンデンサ本体を挟んで対向する位置に設け、外方向に弾性変形可能としているので、コンデンサ本体との取り付けが容易である。
そして、上記突起を、絶縁板のリード線挿通部を結ぶ線と交差する線上、およびリード線挿通部を結ぶ線上に設けることにより、コンデンサ本体の横方向または回転方向の揺動抑止がさらに確実なものとなる。
また、上記絶縁板の溝部とほぼ垂直で、側縁からリード線挿通部に向かうにつれて狭幅となるスリットを設けておくことで、リード線の挿通部への挿入が円滑に行われる。

以下、本発明の実施例を図面に基づき、詳細に説明する。
本発明の実施例による、コンデンサ本体２を取り付ける絶縁板４は、図５、１１に示すような形状であり、所定の厚さと電気絶縁性とを有しており、平面図は図３、９に示すようにほぼ方形状で、隣り合う１組の角に、リード線の極性が容易に判別できるよう、切り欠きが形成されている。
ただし、絶縁板の形状は上記に限定されるものではなく、多角形状、円形状等、適宜選択すれば良い。
また、絶縁板４の材質として、実装時のはんだ付けにおける加熱に耐え得る耐熱性と電気絶縁性を有するポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂を使用しているが、これに限定されるものではなく、セラミックスやガラス等の無機材質や、これら複数の材質の複合体としても良く、十分な絶縁性を有するものであれば使用することができる。

絶縁板４には、コンデンサ本体２との当接面側から実装面側にリード線３が挿通する挿通部４ｅが穿設され、実装面側には、リード線挿通部４ｅから外周部にかけてリード線３を収納できる深さの溝部４ｄが形成されている。
上記絶縁板４は、溝部４ｄとその両側を覆う補助電極４ｃを有し、該補助電極４ｃが溝部４ｄと裏面に嵌合されて絶縁板４に固定され、基板実装面のランドへ固着できるようにされている。
上記補助電極４ｃは、絶縁板４の溝部４ｄ底面と裏面とに、コの字状に嵌合しているので、絶縁板に堅固に取り付けられ、脱落することがない。

絶縁板４のコンデンサ本体開口端の弾性封口体と当接する部分には、１個以上の突起４ｂが形成されている。これらの突起の高さは、コンデンサ本体と当接する寸法に形成されており、形状はコンデンサ本体との固着性が増すように、円錘状、円柱状、三角錐状、三角柱状、四角錐状、四角柱状、またはそれ以上の多角錐状若しくは多角柱状となっている。
上記突起４ｂを、絶縁板４のリード線挿通部４ｅを結ぶ線と交差する線上およびリード線挿通部４ｅを結ぶ線上に設ける。
なお、上記突起４ｂは、リード線挿通部に接する位置に設けると、リード線と電極箔との接続部にストレスを与え易いので、リード線挿通部から離れた位置に設けることが望ましい。
ここで、上記リード線挿通部４ｅの形状を角形とすることで、リード線３の横方向または回転方向の動きをある程度、抑えることができる。

絶縁板４周辺部には、該絶縁板４から起立してコンデンサ本体２側面に沿って伸延する壁部４ａを、コンデンサ本体を挟んで対向する位置に設ける。該壁部４ａは外方向に弾性変形可能であり、高さは、コンデンサ本体２の頭頂部より低くなるように形成されているため、コンデンサ本体２への取付が容易にできる。

以上のように構成された実施例のチップ形アルミニウム電解コンデンサにあっては、絶縁板に設けた突起、壁部がコンデンサ本体に当接して固着性が増し、また、リード線が補助電極にはんだ付け等で固定されることで、コンデンサ本体が絶縁板に確実に固定され、コンデンサ本体の横方向または回転方向の揺動を抑止できる。

［実施例１〜３］突起・補助電極設置
図１は、本発明の実施例によるチップ形アルミニウム電解コンデンサ１を示す外観透視側面図、図２は、図１の絶縁板４をＡ方向から見た側面図、図３は、図２の絶縁板をＢ方向から見た底面図である。
本発明の実施例によるチップ形アルミニウム電解コンデンサ１は、図１、６に示すような外観形状を有しており、リード線３が弾性封口体から導出されるコンデンサ本体２と、上記リード線３が挿通する挿通部４ｅとリード線３が折り曲げられ収納される溝部４ｄ（金属製補助電極４固着）とを備え、コンデンサ本体２開口端の弾性封口体に当接する円錐状突起４ｂが形成された絶縁板４とで構成される。
ここで、上記円錐状突起は、絶縁板のリード線挿通部４ｅを結ぶ線と交差する線上に２個配置されたもの（実施例１）、これに加えて、リード線挿通部４ｅを結ぶ線上に１個配置されたもの（実施例２）、２個配置されたもの（実施例３）の３種類を準備した。

上記構成にて、弾性封口体に、絶縁板の円錘状突起４ｂを当接させ、絶縁板底面に設けた溝部４ｄに固着させた金属製の補助電極４ｃに、リード線挿通部４ｅから導出させたリード線３を折り曲げて収納し、図６に示すような、チップ形アルミニウム電解コンデンサ（本体サイズφ１０×１０ｍｍＬ）を各３０個作製した。

［実施例４〜６］突起・補助電極・壁部設置
図７は、本発明の実施例によるチップ形アルミニウム電解コンデンサ１を示す外観透視側面図、図８は、図７の絶縁板４をＡ方向から見た側面図、図９は、図８の絶縁板をＢ方向から見た底面図である。
本発明の実施例によるチップ形アルミニウム電解コンデンサ１は、図７、１２に示すような外観形状を有しており、リード線３が弾性封口体から導出されるコンデンサ本体２と、上記リード線３が挿通する挿通部４ｅとリード線３が折り曲げられ収納される溝部４ｄ（金属製補助電極４ｃ固着）とを備え、コンデンサ本体２の弾性封口体に当接する円錐状突起４ｂが形成された絶縁板とで構成される。ここで、上記円錐状突起４ｂは、絶縁板のリード線挿通部４ｅを結ぶ線と交差する線上に２個配置されたもの（実施例４）、これに加えて、リード線挿通部４ｅを結ぶ線上に１個配置されたもの（実施例５）、２個配置されたもの（実施例６）の３種類を準備した。
そして、上記絶縁板周辺部からコンデンサ本体２の外周側面に沿って起立する壁部４ａを、コンデンサ本体を挟んで対向する位置に設け、コンデンサ本体の環状凹部以上の高さで支えられるようにし、かつ、外方向に弾性変形可能とした。

上記構成にて、弾性封口体に、絶縁板の円錘状突起４ｂを当接させ、コンデンサ本体を挟んで対向する位置に絶縁板の壁部を当接させ、絶縁板底面に設けた溝部４ｄに固着させた金属製の補助電極に、リード線挿通部４ｅから導出させたリード線３を折り曲げて収納し、図１２に示すような、チップ形アルミニウム電解コンデンサ（本体サイズφ１０×１０ｍｍＬ）を各３０個作製した。

（従来例１、２）
上記実施例と同様のコンデンサ本体２を用い、絶縁板溝部に補助電極を固着させず、絶縁板の突起がない絶縁板を使用し、壁部なし（従来例１）、壁部あり（従来例２）のチップ形アルミニウム電解コンデンサ（本体サイズφ１０×１０ｍｍＬ）を各３０個作製した。

（比較例１、２）
上記実施例と同様のコンデンサ本体２を用い、絶縁板溝部に補助電極を固着させ、絶縁板の突起がない絶縁板を使用し、壁部なし（比較例１）、壁部あり（比較例２）のチップ形アルミニウム電解コンデンサ（本体サイズφ１０×１０ｍｍＬ）を各３０個作製した。

上記のチップ形アルミニウム電解コンデンサについて、製品がたつき調査を行い、また、上記コンデンサを、リード線３と補助電極４ｃ部分で基板にはんだ付けし、耐振動試験（３０Ｇ、１０〜２０００Ｈｚ，Ｘ、Ｙ、Ｚ方向各２時間）を行い、不良品の発生数を調査した。その結果を表１に示す。

上記の表１から明らかなように、本発明による、絶縁板に突起、補助電極を設けた実施例１〜３は、製品がたつきの発生数が皆無であり、耐振動性試験において不良品の発生がなく、突起のない従来例１よりも、製品がたつき、耐振動性が改善されている。
さらに、補助電極を使用し、突起がない比較例１では、従来例よりも、製品がたつき、耐振性が改善されているが、実施例１〜３よりは劣る結果となった。

また、本発明による、絶縁板に突起、補助電極、壁部を設けた実施例４〜６は、製品がたつきの発生数が皆無であり、耐振動性試験において不良品の発生がなく、突起のない従来例２よりも、製品がたつき、耐振動性が改善されている。
さらに、補助電極を使用し、突起がない比較例２では、従来例よりも、製品がたつき、耐振性が若干改善されているが、実施例４〜６よりは劣る結果となった。
また、振動時間を延長して、試験を継続した結果、壁部４ａを設けた実施例４〜６は、壁部４ａのない実施例１〜３よりも耐振動性に優れている。
さらに、突起を絶縁板のリード線挿通部を結ぶ線と交差する線上、およびリード線挿通部を結ぶ線上に設けたものの方が、絶縁板のリード挿通部を結ぶ線と交差する線上にのみ設けたものよりも耐振動性に優れている。

なお、上記実施例では、孔状のリード挿通部を設けた絶縁板を使用したが、図１３のように、絶縁板の溝部とほぼ垂直で、側縁からリード線挿通部に向かうにつれて狭幅となるスリットを設け、リード線の挿通部への挿入が円滑に行われるようにした絶縁板を使用した場合でも、上記と同様の効果が得られた。

本発明の実施例による、絶縁板のコンデンサ本体開口端との当接面に１個以上の突起を設け、絶縁板溝部に金属製の補助電極を嵌合させてなるチップ形アルミニウム電解コンデンサの外観透視正面図である。 図１の絶縁板をＡ方向から見た側面図である。 図２の絶縁板をＢ方向から見た底面図である。 図１の絶縁板に金属製の補助電極を嵌合させる前の斜視図である。 図１の絶縁板に金属製の補助電極を嵌合させた後の斜視図である。 図５の絶縁板にコンデンサ本体を取り付けた状態の斜視図である。 本発明の他の実施例による、絶縁板のコンデンサ本体開口端との当接面に１個以上の突起を設け、絶縁板溝部に金属製の補助電極を嵌合させてなるチップ形アルミニウム電解コンデンサの外観透視正面図である。 図７の絶縁板をＡ方向から見た側面図である。 図８の絶縁板をＢ方向から見た底面図である。 図７の絶縁板に、金属製の補助電極を嵌合させる前の斜視図である。 図７の絶縁板に、金属製の補助電極を嵌合させた後の斜視図である。 図１１の絶縁板に、コンデンサ本体を取り付けた状態の斜視図である。 本発明の他の実施例による、絶縁板の平面図であり、溝部とほぼ垂直に、側縁からリード線挿通部に向かうにつれて狭幅となるスリットが設けられている。 従来例による、チップ形アルミニウム電解コンデンサの構成を示す図であり、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面断面図である。 図１４のチップ形アルミニウム電解コンデンサの底面図である。 図１４のチップ形アルミニウム電解コンデンサの絶縁板溝部に設けた保持部の形状の例を示した要部断面図である。 他の従来例によるチップ形アルミニウム電解コンデンサの構成を示す斜視図である。 図１７のチップ形アルミニウム電解コンデンサの断面図であり、（ａ）はＡ−Ａ断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図である。 図１８のチップ形アルミニウム電解コンデンサの分解斜視図である。

符号の説明

１ チップ形アルミニウム電解コンデンサ
２ コンデンサ本体
３ リード線
４ 絶縁板
４ａ 壁部
４ｂ 突起
４ｃ 金属製補助電極
４ｄ 溝部
４ｅ リード線挿通部
６ 保持部
７ 支持柱（壁部）
８ 環状凹部
９ 絶縁板のスリット（側縁からリード線挿通部に向かうにつれて狭幅）

Claims (7)

1. コンデンサ素子に電解質を含浸し、該コンデンサ素子より導出した引き出しリード線を弾性封口体のリード線が挿通する挿通部から引き出し、該コンデンサ素子および弾性封口体を金属ケースに収納し、封止してなるコンデンサ本体と、上記リード線が挿通する挿通部とリード線が折り曲げられ収納される溝部とを備え、上記コンデンサ本体の開口端に当接する絶縁板とで構成されるチップ形アルミニウム電解コンデンサにおいて、
   上記絶縁板のコンデンサ本体開口端との当接面に１個以上の突起を設け、絶縁板の溝部とその両側を覆う補助電極を有し、該補助電極が溝部と裏面に嵌合されて絶縁板に固定されていることを特徴とするチップ形アルミニウム電解コンデンサ。
2. 請求項１記載の補助電極の嵌合形状がコの字状であることを特徴とするチップ形アルミニウム電解コンデンサ。
3. 請求項１記載の絶縁板の周辺部からコンデンサ本体外周側面に沿って起立する壁部を設け、該壁部がコンデンサ本体の環状凹部以上の高さを有することを特徴とするチップ形アルミニウム電解コンデンサ。
4. 請求項３記載の絶縁板の壁部を、コンデンサ本体を挟んで対向する位置に設け、外方向に弾性変形可能としたことを特徴とするチップ形アルミニウム電解コンデンサ。
5. 請求項１記載の絶縁板の突起が、絶縁板のリード線挿通部を結ぶ線と交差する線上に１個以上設けられていることを特徴とするチップ形アルミニウム電解コンデンサ。
6. 請求項１記載の絶縁板の突起が、絶縁板のリード挿通部を結ぶ線と交差する線上およびリード挿通部を結ぶ線上に各々１個以上設けられていることを特徴とするチップ形アルミニウム電解コンデンサ。
7. 請求項１記載の絶縁板の溝部とほぼ垂直で、側縁からリード線挿通部に向かうにつれて狭幅となるスリットを設けたことを特徴とするチップ形アルミニウム電解コンデンサ。

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