JP2012084690A - 固体電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】大容量であってＥＳＲが小さく、且つ、製造過程で実行される陰極リードの取り付け作業が簡易である固体電解コンデンサを提供する。
【解決手段】本発明に係る固体電解コンデンサは、表面に誘電体被膜が形成された陽極部材を巻回して構成された巻回体11と、巻回体11をその巻回軸110に沿って第１巻回端面11aから該第１巻回端面11aとは反対側の第２巻回端面11bまで貫通した貫通孔114と、巻回体11の内部に形成された固体電解質層と、陽極部材に接続されると共に第１巻回端面11a又は第２巻回端面11bから引き出された複数の陽極リード30，30と、貫通孔114に貫挿されて第１巻回端面11aから引き出されると共に、固体電解質層と電気的に接続された陰極リード40とを具えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、巻回型の固体電解コンデンサに関する。

図１８に示す様に、この種の固体電解コンデンサは、従来、陽極箔(801)と陰極箔(802)の両箔を、これらの間にセパレータ(803)を介在させて巻回することにより構成された巻回体(80)と、陽極箔(801)に電気的に接続されて巻回体(80)から引き出された陽極リード(81)と、陰極箔(802)に電気的に接続されて巻回体(80)から引き出された陰極リード(82)とを具えている（例えば、特許文献１参照）。ここで、陽極箔(801)の表面には、誘電体被膜が形成されている。又、陽極箔(801)と陰極箔(802)との隙間には、該隙間に電解重合液を含浸させて重合させることにより、固体電解質層が形成されている。

上記固体電解コンデンサは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の処理装置から生じる高周波ノイズを除去するノイズフィルタとして機能させることが出来る。

特開２００２−８３７５０号公報 特開２００７−１８０４０４号公報

近年、電子機器の小型化に伴い、固体電解コンデンサにおいて、それが小型であるにも拘わらず大容量であるものが求められている。又、ＣＰＵ等の処理装置は、その動作速度が高速化しており、このため、処理装置に供給される電流量が増大し、又、ノイズの帯域が高周波側へシフトする傾向にある。従って、固体電解コンデンサにおいて、その低ＥＳＲ（等価直列抵抗）化が求められている。

しかしながら、従来の固体電解コンデンサにおいて大容量化を実現しようとすると、陽極箔(801)と陰極箔(802)の巻回量を増やしてこれらの対向面積を増大させる必要があり、これに伴って固体電解コンデンサが大型化することになる。

固体電解コンデンサの大容量化を実現するべく、次の構成を有した固体電解コンデンサが提案されている（例えば、特許文献２参照）。即ち、この固体電解コンデンサは、表面に誘電体被膜が形成された１枚の陽極箔を巻回して構成された巻回体と、陽極箔に電気的に接続されて巻回体から引き出された１本の陽極リードと、巻回体の内部及び外周面上に形成された固体電解質層と、巻回体の外周面の上方にて固体電解質層上に形成された陰極層と、巻回体の外周面側に設けられて陰極層に電気的に接続された陰極リードとから構成されている。

上記固体電解コンデンサにおいては、コンデンサ素子を作製する過程で陰極箔を巻回する必要がない。従って、陰極箔がない分を陽極箔に置き換えて陽極箔の巻回量を増やすことが出来る。よって、上記固体電解コンデンサよれば、該固体電解コンデンサの大容量化を実現することが可能である。その一方で、該固体電解コンデンサにおいては、陽極箔近傍の位置にて該陽極箔に対向していた陰極箔が存在しなくなる。従って、巻回体内の陰極側の電子が陰極端子に到達するまでに、該電子は固体電解質層を通じて長い距離を移動する必要がある。又、固体電解質層は、金属からなる陰極箔に比べて電気抵抗が大きい。このため、巻回体の陰極側に生じる電気抵抗が大きく、従って、固体電解コンデンサのＥＳＲが大きくなっていた。又、該固体電解コンデンサにおいては、陰極リードの取り付け作業が煩雑であった。

そこで本発明の目的は、大容量であってＥＳＲが小さく、且つ、製造過程で実行される陰極リードの取り付け作業が簡易である固体電解コンデンサを提供することである。

本発明に係る固体電解コンデンサは、表面に誘電体被膜が形成された陽極部材を巻回して構成された巻回体と、前記巻回体をその巻回軸に沿って第１巻回端面から該第１巻回端面とは反対側の第２巻回端面まで貫通した貫通孔と、前記巻回体の内部に形成された固体電解質層と、前記陽極部材に接続されると共に前記第１巻回端面又は第２巻回端面から引き出された複数の陽極リードと、前記貫通孔に貫挿されて前記第１巻回端面から引き出されると共に、前記固体電解質層と電気的に接続された陰極リードとを具えている。尚、陽極部材には、陽極箔が含まれる。

上記固体電解コンデンサにおいては、巻回体を構成する陽極部材に複数の陽極リードが電気的に接続されている。従って、巻回体を構成する陽極部材に１本の陽極リードが電気的に接続されているに過ぎない従来の固体電解コンデンサに比べて、陽極リードの本数が増加した分、各陽極リードが担う陽極部材の長さ寸法が小さい。よって、陽極部材自体に生じる電気抵抗が小さく、その結果、固体電解コンデンサの低ＥＳＲ化が実現されることになる。

又、上記固体電解コンデンサにおいて陽極リードと陰極リードとの間に電圧が印加されたとき、巻回体内の陰極側の電子は、固体電解質層を通じて陰極リードまで移動する。ここで、上記固体電解コンデンサにおいては、陰極リードが、巻回体の巻回軸に沿って設けられている。従って、巻回体の外周面側に陰極リードが設けられている従来の固体電解コンデンサに比べて、巻回体内の陰極側の電子が固体電解質層を通じて陰極リードまで移動する距離が短く、その結果、固体電解コンデンサのＥＳＲが更に低減されることになる。

上記固体電解コンデンサの製造過程では、陰極リードを巻回体の貫通孔に挿入するだけでよいので、従来の固体電解コンデンサに比べて、陰極リードの取付けが容易である。

更に、上記固体電解コンデンサにおいては、その製造過程において陰極箔を巻回する必要がない。従って、陰極箔がない分を陽極部材に置き換えて陽極部材の巻回量を増やすことが出来る。よって、上記固体電解コンデンサよれば、該固体電解コンデンサの大容量化を実現することが可能である。

上記固体電解コンデンサの具体的構成において、前記陰極リードは、前記第２巻回端面に沿って延びると共に該第２巻回端面に当接する当接部が形成されている。

上記具体的構成によれば、陰極リードに対して巻回体の第２巻回端面から第１巻回端面へ向かう方向の外力が加わって、陰極リードが巻回体の第１巻回端面側へ移動しようとした場合、当接部が巻回体の第２巻回端面に当接し、これによって、陰極リードの移動が阻止されることになる。よって、陰極リードは、巻回体の第１巻回端面側へ抜け落ちることがない。

より具体的な構成において、前記巻回体は、前記陽極部材がセパレータを介して巻回されたものであり、前記セパレータには前記固体電解質層が形成され、前記第２巻回端面は、突出したセパレータの縁によって構成され、前記当接部は、前記陰極リードと電気的に接続されると共に、前記第２巻回端面上にて前記固体電解質層と電気的に接続されている。

上記具体的構成においては、当接部が、第２巻回端面上にて固体電解質層に電気的に接続されている。このため、巻回体内の陰極側の電子は、当接部を通って陰極リードまで移動することが出来、従って、電子が固体電解質中を移動する距離は短くて済む。よって、上記具体的構成によれば、固体電解コンデンサのＥＳＲが更に低減されることになる。

又、上記具体的構成によれば、貫通孔を構成する巻回体の内周面がセパレータによって形成された構成を実現することが可能である。この構成においては、上記固体電解コンデンサの製造過程において、貫通孔に陰極リードを挿入した場合でも、陰極リードが陽極箔上の誘電体被膜に接触することがなく、従って、誘電体被膜が損傷し難い。よって、陰極リードと陽極箔とが電気的に短絡することが防止されることになる。

更に、上記具体的構成においては、導電性を有する当接部を巻回体の第２巻回端面に当接させた場合、当接部と陽極箔との間にセパレータが介在することになる。従って、当接部と陽極箔との電気的な短絡が、セパレータによって防止されることになる。

本発明に係る固体電解コンデンサは、大容量であってＥＳＲが小さく、且つ、製造過程で実行される陰極リードの取り付け作業が簡易である。

図１は、本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサを示した斜視図である。 図２は、上記固体電解コンデンサの下面図である。 図３は、図２に示されるＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図４は、上記固体電解コンデンサを構成する巻回体を示した斜視図である。 図５は、上記固体電解コンデンサの製造方法の内、巻回工程の説明に用いられる図である。 図６は、該巻回工程にて作製される巻回体を示した斜視図である。 図７は、上記固体電解コンデンサの製造方法の内、リード挿入工程の説明に用いられる斜視図である。 図８は、該リード挿入工程の実行後の陰極リードの状態を示した斜視図である。 図９は、上記固体電解コンデンサの製造方法の内、組み立て工程の説明に用いられる斜視図である。 図１０は、上記固体電解コンデンサの第１変形例について、該固体電解コンデンサが具える巻回体を示した斜視図である。 図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、上記固体電解コンデンサの第２変形例について、当接部の各種形状を示した斜視図である。 図１２は、上記固体電解コンデンサの第３変形例について、該固体電解コンデンサが具える巻回体を示した斜視図である。 図１３は、図１２に示す固体電解コンデンサの製造方法に内、リード挿入工程の説明に用いられる斜視図である。 図１４は、該リード挿入工程の実行後の陰極リードの状態を示した斜視図である。 図１５は、図１２に示す固体電解コンデンサの製造方法に内、当接部形成工程の前段の説明に用いられる斜視図である。 図１６は、該当接部形成工程の後段の説明に用いられる斜視図である。 図１７は、上記固体電解コンデンサの第４変形例を示した下面図である。 図１８は、従来の固体電解コンデンサを示した斜視図である。 図１９は、実験の比較対象として用いた固体電解コンデンサを示した下面図である。 図２０は、図１９に示されるＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

以下、本発明の実施の形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサを示した斜視図である。又、図２は、該固体電解コンデンサの下面図である。図１及び図２に示す様に、該固体電解コンデンサは、コンデンサ本体(１)と、該コンデンサ本体(１)を搭載する座板(２)と、２つの陽極端子(３)(３)と、陰極端子(４)とを具えている。

図３は、図２に示されるＡ−Ａ線に沿う断面図である。図３に示す様に、コンデンサ本体(１)は、円柱形状を有する巻回体(11)と、該巻回体(11)を収容する有底筒状の金属ケース(５)と、該金属ケース(５)の開口(5b)を封止する封口部材(52)とから構成されている。

図４は、巻回体(11)を示した斜視図である。図４に示す様に、巻回体(11)は、２枚の陽極箔(111)(111)を、各陽極箔(111)に、セパレータ(112)を重ね合わせて巻回することにより構成されている。本実施形態では、各陽極箔(111)の幅寸法Ｗ１が、セパレータ(112)の幅寸法Ｗ２と略同一の寸法に設定されている。ここで、各陽極箔(111)は、アルミニウム、タンタル、ニオブ等の弁作用金属から構成されている。又、各陽極箔(111)の表面には、誘電体被膜（図示せず）が形成されている。尚、巻回体(11)は、陽極箔(111)に限らない種々の陽極部材を用いて構成されていてもよい。

図４に示す様に、巻回体(11)の外周面には、巻回軸(110)に略直交する第１巻回端面(11a)と、巻回軸(110)に略直交していて第１巻回端面(11a)とは反対側の第２巻回端面(11b)とが含まれている。そして、巻回体(11)には、該巻回体(11)をその第１巻回端面(11a)から第２巻回端面(11b)まで巻回軸(110)に沿って貫通する貫通孔(114)が形成されている。図示していないが、該貫通孔(114)を形成している巻回体(11)の内周面は、セパレータ(112)によって形成されている。

巻回体(11)には固体電解質層（図示せず）が形成されている。ここで、固体電解質層は、巻回体(11)の内周面及び外周面上に形成されると共に、巻回体(11)の内部に存在する隙間（具体的には、２枚の陽極箔(111)(111)間に存在する隙間）に、該隙間を埋めた状態で形成されている。又、巻回体(11)の外周面上には、固体電解質層上に陰極層(15)が形成されており、陰極層(15)は、巻回体(11)の外周面の上方にて固体電解質層上に形成されたカーボン層（図示せず）と、該カーボン層上に形成された銀ペースト層（図示せず）とによって構成されている。そして、固体電解質層と陰極層(15)とは互いに電気的に接続されている。

金属ケース(５)は、アルミニウム等の導電材料から形成されている。又、封口部材(52)は、樹脂材やゴム材等の電気絶縁材料から形成されており、金属ケース(５)の開口(5b)を封止した状態で該金属ケース(５)に固定されている。具体的には、金属ケース(５)の開口縁部に横絞り加工及びカール処理を施すことにより、金属ケース(５)に封口部材(52)が固定されている。

上記２枚の陽極箔(111)(111)にはそれぞれ、２本の陽極リード(30)(30)が１つずつ電気的に接続されており、図３に示す如く、各陽極リード(30)は、巻回体(11)の第１巻回端面(11a)（図３において下端面）から引き出されている。

巻回体(11)の貫通孔(114)には、陰極リード(40)が貫挿されており、該陰極リード(40)は、その一部分が巻回体(11)の第１巻回端面(11a)から引き出される一方、残りの部分が巻回体(11)内に埋設されている。ここで、上述した様に、巻回体(11)の内周面上には固体電解質層が形成されている。従って、誘電体被膜の内、陽極箔(111)の最内周面を覆った領域と、陰極リード(40)との対向面間には、固体電解質層の一部が介在し、これによって、陰極リード(40)は、固体電解質層に電気的に接続されると共に、該固体電解質層によって巻回体(11)に固定されている。

図３に示す様に、陰極リード(40)の端部（図３において上端部）には、巻回体(11)の第２巻回端面(11b)に当接する当接部(43)が形成されている。具体的には、当接部(43)は、巻回体(11)の第２巻回端面(11b)に沿って円盤状に拡がっており、該当接部(43)には、その中心位置からずれた位置に陰極リード(40)が連結されている。ここで、当接部(43)は導電性を有しており、該当接部(43)は、これが陰極リード(40)に一体に形成されることにより、陰極リード(40)に電気的に接続されている。又、当接部(43)は、巻回体(11)の第２巻回端面(11b)上にて固体電解質層に電気的に接続されている。

封口部材(52)には、各陽極リード(30)が貫挿される小さな第１貫通孔(521)が形成されており、該第１貫通孔(521)には、各陽極リード(30)の引出し部(31)が隙間なく貫挿されている。更に、封口部材(52)には、陰極リード(40)が貫挿される小さな第２貫通孔(522)が形成されており、該第２貫通孔(522)には、陰極リード(40)の内、巻回体(11)の第１巻回端面(11a)から引き出された引出し部(41)が隙間なく貫挿されている。これにより、各陽極リード(30)は封口部材(52)に支持され、これによって巻回体(11)が金属ケース(５)内で固定されている。

一方、座板(２)には、該座板(２)をその上面(2a)から下面(2b)に貫通する複数の貫通孔(20)〜(20)がそれぞれ、巻回体(11)からの陽極リード(30)の引き出し位置Ｐ１，Ｐ１（図３参照）と、巻回体(11)からの陰極リード(40)の引き出し位置Ｐ２（図３参照）とに対応して設けられている。又、座板(２)の下面(2b)は、図２に示す様に、４つ縁(21)〜(24)から形成された略四角形を呈している。

図３に示す様に（図２も参照）、２本の陽極リード(30)(30)の内、一方の陽極リード(30)（図３において右側の陽極リード）の引出し部(31)は、これに対応する座板(２)の貫通孔(20)を通過した後、該貫通孔(20)の出口近傍で屈曲し、その後、座板(２)の下面(2b)に沿って、該貫通孔(20)近傍に位置する第１縁(21)まで延びている。又、２本の陽極リード(30)(30)の内、他方の陽極リード(30)（図３において左側の陽極リード）の引出し部(31)は、これに対応する座板(２)の貫通孔(20)を通過した後、該貫通孔(20)の出口近傍で屈曲し、その後、座板(２)の下面(2b)に沿って、該貫通孔(20)近傍に位置していて第１縁(21)とは反対側の第３縁(23)まで延びている。各陽極リード(30)の内、座板(２)の下面(2b)に沿って延びた部分は平坦形状を有しており、該部分によって固体電解コンデンサの陽極端子(３)が構成されている。

図４に示す様に（図２も参照）、陰極リード(40)の引出し部(41)は、これに対応する座板(２)の貫通孔(20)を通過した後、該貫通孔(20)の出口近傍で屈曲し、その後、座板(２)の下面(2b)に沿って、第１縁(21)及び第３縁(23)の両縁とは異なる第２縁(22)まで延びている。陰極リード(40)の内、座板(２)の下面(2b)に沿って延びた部分は平坦形状を有しており、該部分によって固体電解コンデンサの陰極端子(４)が構成されている。

次に、上記固体電解コンデンサの製造方法について、具体的に説明する。該製造方法では、箔作製工程、巻回工程、再化成処理工程、リード挿入工程、電解質層形成工程、陰極層形成工程、組み立て工程、及び端子形成工程が順に実行される。

箔作製工程（図示せず）では先ず、陽極箔(111)となる金属箔を用意し、該金属箔の表面にエッチング加工を施して複数の微細な凹凸を形成し、これによって金属箔の表面積を増大させる。次に、金属箔の表面に対して化成処理を施すことにより、該表面に誘電体被膜を形成する。その後、金属箔に切断加工を施して該金属箔を長尺状の所定形状に裁断する。これにより、表面が誘電体被膜によって覆われた複数の陽極箔(111)〜(111)が作製される。尚、作製された陽極箔(111)においては、その切断面に陽極箔(111)の一部が露出することになる。

図５は、巻回工程の説明に用いられる図である。図５には図示していないが、巻回工程では先ず、２枚の陽極箔(111)(111)にそれぞれ陽極リード(30)を１つずつ取り付ける。その後、図５に示す様に、該２枚の陽極箔(111)(111)を、これらの間に、セパレータ(112)を介在させて重ね合わせると共に、一方の陽極箔(111)に対して、他方の陽極箔(111)とは反対側から別のセパレータ(112)を重ね合わせる。そして、２枚の陽極箔(111)(111)を、前記一方の陽極箔(111)を内側して（即ち、前記別のセパレータ(112)が最も内側となるように）巻き芯(601)に巻き付け、これにより、図６に示す如く巻回体(11)を作製する。

巻き付け完了後、巻回体(11)の型崩れを防止するべく、巻き止めテープ(113)によって陽極箔(111)の終端部(111a)を巻回体(11)の外周面に固定する。その後、巻回体(11)から巻き芯(601)を抜き取る。これにより、巻回体(11)には、図４に示す如く、巻き芯(601)が貫挿されていた領域に貫通孔(114)が形成されることになる。尚、巻回工程では、陽極箔(111)への陽極リード(30)の取付けや陽極箔(111)(111)の巻回によって誘電体被膜にストレスが生じ、これにより誘電体被膜が損傷する虞がある。

再化成処理工程では、巻回体(11)を化成液に浸漬させ、この状態で、各陽極リード(30)を通じて各陽極箔(111)に電圧を印加する。これにより、巻回体(11)に対して再化成処理が施され、その結果、陽極箔(111)の露出面に酸化被膜（誘電体被膜）が形成され、又、誘電体被膜の損傷した部分が修復され、これによって、各陽極箔(111)の表面全体が誘電体被膜によって覆われる。

図７は、リード挿入工程の説明に用いられる斜視図である。図７に示す様に、リード挿入工程では先ず、陰極リード(40)を用意する。ここで、該陰極リード(40)は、その端部に当接部(43)が一体に形成されたものである。そして、巻回体(11)の貫通孔(114)に対して、陰極リード(40)を巻回体(11)の第２巻回端面(11b)側から挿入する。続けて、図８に示す様に、当接部(43)を巻回体(11)の第２巻回端面(11b)に当接させる。ここで、陰極リード(40)は、当接部(43)が巻回体(11)の第２巻回端面(11b)に当接したときに、該陰極リード(40)の一部（引出し部(41)）が巻回体(11)の第１巻回端面(11a)から引き出されることとなる長さ寸法に設定されている。

電解質層形成工程では、固体電解質層を形成するための化学重合液、具体的には導電性高分子等の化学重合液を用意し、該化学重合液に巻回体(11)を浸漬させる。これにより、巻回体(11)の内部に存在する隙間（具体的には、２枚の陽極箔(111)(111)間に存在する隙間）に、該隙間を埋めた状態で化学重合膜が形成され、更には、セパレータ(112)(112)に化学重合液が含浸して重合することにより、各セパレータ(112)にも化学重合膜が形成され、これらの化学重合膜によって固体電解質層が構成される。このとき、陰極リード(40)の当接部(43)は、巻回体(11)の第２巻回端面(11b)上にて固体電解質層に電気的に接続されることになる。尚、導電性高分子には、例えば、ポリチオフェン系、ポリピロール系、又はポリアニリン系の高分子を用いることが出来る。

陰極層形成工程では、巻回体(11)をカーボンペーストに浸漬させて、巻回体(11)の外周面の上方にて固体電解質層上にカーボン層を形成する。その後、巻回体(11)を銀ペーストに浸漬させて、カーボン層上に銀ペースト層を形成する。

図９は、組み立て工程の説明に用いられる斜視図である。図９に示す様に、組み立て工程では先ず、封口部材(52)の各第１貫通孔(521)に、これに対応する陽極リード(30)の引出し部(31)を挿入すると共に、封口部材(52)の第２貫通孔(522)に、陰極リード(40)の引出し部(41)を挿入する。これにより、各陽極リード(30)が封口部材(52)に支持され、これによって巻回体(11)が封口部材(52)に固定される。

次に、金属ケース(５)内に巻回体(11)を収容すると共に、封口部材(52)によって金属ケース(５)の開口(5b)を塞ぎ、その後、金属ケース(５)の開口端部に対して横絞り加工及びカール処理を施すことにより、金属ケース(５)に封口部材(52)を固定する。これにより、巻回体(11)が金属ケース(５)内で固定されて、コンデンサ本体(１)（図１参照）が完成する。

次に、座板(２)上にコンデンサ本体(１)を搭載する。このとき、各陽極リード(30)の引出し部(31)及び陰極リード(40)の引出し部(41)を、これらに対応する座板(２)の貫通孔(20)に挿入する。

その後、陽極リード(30)の引出し部(31)の内、座板(２)の下面(2b)から突出した部分に対してプレス加工を施し、これによって該部分を平坦形状に変形させる。そして、各陽極リード(30)の引出し部(31)を、座板(２)の貫通孔(20)の出口近傍にて折り曲げることにより、平坦部分を座板(２)の下面(2b)に沿わせる（図３参照）。これにより、固体電解コンデンサの陽極端子(３)が形成される。

又、陰極リード(40)の引出し部(41)の内、座板(２)の下面(2b)から突出した部分に対してプレス加工を施し、これによって該部分を平坦形状に変形させる。そして、陰極リード(40)の引出し部(41)を、座板(２)の貫通孔(20)の出口近傍にて折り曲げることにより、平坦部分を座板(２)の下面(2b)に沿わせる(図３参照)。これにより、固体電解コンデンサの陰極端子(４)が形成される。

斯くして、本実施形態の固体電解コンデンサが完成することになる。

上記固体電解コンデンサにおいては、巻回体を構成する２枚の陽極箔(111)(111)にそれぞれ、陽極リード(30)が１本ずつ電気的に接続されている。従って、巻回体を構成する１枚の陽極箔に１本の陽極リードが電気的に接続されているに過ぎない従来の固体電解コンデンサに比べて、陽極リード(30)の本数が増加した分、各陽極リード(30)が担う陽極箔(111)の長さ寸法が小さい。よって、陽極箔(111)自体に生じる電気抵抗が小さく、その結果、固体電解コンデンサの低ＥＳＲ化が実現されることになる。

又、上記固体電解コンデンサにおいて陽極端子(３)と陰極端子(４)との間に電圧が印加されたとき、巻回体(11)内の陰極側の電子は、固体電解質層を通じて陰極リード(40)まで移動する。ここで、上記固体電解コンデンサにおいては、陰極リード(40)が、巻回体(11)の巻回軸(110)に沿って設けられている。従って、巻回体(11)の外周面側に陰極リードが設けられている従来の固体電解コンデンサ（特許文献２、又は、図１９及び図２０に示す固体電解コンデンサ参照）に比べて、巻回体(11)内の陰極側の電子が固体電解質層を通じて陰極リード(40)まで移動する距離が短い。

又、上記固体電解コンデンサにおいては、当接部(43)が、巻回体(11)の第２巻回端面(11b)上にて固体電解質層に電気的に接続されている。このため、巻回体(11)内の陰極側の電子は、当接部(43)を通って陰極リード(40)まで移動することが出来、従って、電子が固体電解質層中を移動する距離は短くて済む。

よって、上記固体電解コンデンサによれば、該固体電解コンデンサのＥＳＲが更に低減されることになる。

上記固体電解コンデンサの製造過程では、陰極リード(40)を巻回体(11)の貫通孔(114)に挿入するだけでよいので、従来の固体電解コンデンサに比べて、陰極リード(40)の取付けが容易である。

又、上記固体電解コンデンサにおいては、貫通孔(114)を構成する巻回体(11)の内周面が、セパレータ(112)によって形成されている。従って、上記固体電解コンデンサの製造過程において、貫通孔(114)に陰極リード(40)を挿入した場合でも、陰極リード(40)が陽極箔(111)上の誘電体被膜に接触することがなく、従って、誘電体被膜が損傷し難い。よって、上記固体電解コンデンサによれば、陰極リード(40)と陽極箔(111)とが電気的に短絡することが防止されることになる。

更に、上記固体電解コンデンサにおいては、これを作製する過程で陰極箔を巻回する必要がない。従って、陰極箔がない分を陽極箔(111)に置き換えて陽極箔(111)の巻回量を増やすことが出来る。よって、上記固体電解コンデンサよれば、該固体電解コンデンサの大容量化を実現することが可能である。

更に又、上記固体電解コンデンサによれば、陰極リード(40)に対して巻回体(11)の第２巻回端面(11b)から第１巻回端面(11a)へ向かう方向の外力が加わって、陰極リード(40)が巻回体(11)の第１巻回端面(11a)側へ移動しようとした場合、当接部(43)が巻回体(11)の第２巻回端面(11b)に当接し、これによって、陰極リード(40)の移動が阻止されることになる。よって、陰極リード(40)は、巻回体(11)の第１巻回端面(11a)側へ抜け落ちることがない。

本願発明者は、ＥＳＲ及び静電容量について、本実施形態の固体電解コンデンサと従来の固体電解コンデンサとを比較する実験を行っている。下掲の表１に、その実験の結果が示されている。

ここで、従来の固体電解コンデンサとして、図１８に示される固体電解コンデンサ（従来例１；例えば、特許文献１参照）と、図１９及び図２０に示す如く陰極リード(40)が金属ケース(５)の外周面に取り付けられた固体電解コンデンサ（従来例２）とを採用した。具体的には、従来例１の固体電解コンデンサにおいては、１枚の陽極箔と１枚の陰極箔とが、これら間に紙製のセパレータを介在させて巻回されており、該陽極箔に１本の陽極リードが接続され、該陰極箔に１本の陰極リードが接続されている。従来例２の固体電解コンデンサにおいては、１枚の陽極箔が、これに紙製のセパレータを重ね合わせて巻回されており、該陽極箔に１本の陽極リードが接続されている。又、従来例２の固体電解コンデンサにおいては、図２０に示す様に、金属ケース(５)の内周面と陰極層(15)の外周面との間に、金属ケース(５)と陰極層(15)とを互いに電気的に接続する導電性接着剤(51)が介在しており、これによって、陰極層(15)と陰極リード(40)とが、金属ケース(５)と導電性接着剤(51)とを介して互いに電気的に接続されている。

更に、本実験においては、定格電圧を６Ｖ、静電容量の測定周波数を１２０Ｈｚ、ＥＳＲの測定周波数を１００ｋＨｚとした。又、本実施形態の固体電解コンデンサ（実施例１）の巻回体(11)の外形寸法、及び従来例１及び２の固体電解コンデンサの巻回体の外形寸法を何れも、直径６．３ｍｍ、高さ寸法６．０ｍｍとした。尚、表１には、後述する変形例３の固体電解コンデンサ（実施例２）に対して同様の実験を行った結果も示されている。

実験の結果（表１参照）、従来例２のＥＳＲが従来例１のＥＳＲに比べて大きくなっている。これは、従来例１の固体電解コンデンサ（図１８参照）では、巻回体(11)内に陰極箔(802)が存在しているため、巻回体(11)内の陰極側の電子が陰極リード(82)まで移動し易いのに対し、従来例２の固体電解コンデンサでは、巻回体(11)内の陰極側の電子が陰極リード(40)に到達するまでに、該電子は固体電解質層を通じて長い距離を移動する必要があるからである。一方、実施例１のＥＳＲは、従来例２のＥＳＲに比べて著しく低下して、従来例１のＥＳＲと同程度の値まで小さくなっている。これは、実施例１の固体電解コンデンサにおいて、陽極リード(30)の本数が増加した分、各陽極リード(30)が担う陽極箔(111)の長さ寸法が小さくなり、又、陰極リード(40)が、巻回体(11)の巻回軸(110)に沿って設けられることにより、巻回体(11)内の陰極側の電子が固体電解質層を通じて陰極リード(40)まで移動する距離が短くなったからである。

又、実験の結果、実施例１及び従来例２の静電容量が従来例１の静電容量に比べて著しく大きくなっている。これは、陽極箔(111)の巻回量が増えた分、固体電解コンデンサの静電容量が増大したからである。

図１０は、上記固体電解コンデンサの第１変形例について、該固体電解コンデンサが具える巻回体(11)を示した斜視図である。図１０に示す様に、上記固体電解コンデンサにおいて、セパレータ(112)の幅寸法Ｗ２が、陽極箔(111)の幅寸法Ｗ１より大きく設定されていてもよい。この構成によれば、巻回体(11)の第２巻回端面(11b)が、巻回されて渦巻状に延びたセパレータ(112)の縁（即ち、陽極箔(111)から突出したセパレータ(112)の縁）によって構成されることになる。

本変形例に係る固体電解コンデンサにおいては、導電性を有する当接部(43)を巻回体(11)の第２巻回端面(11b)に当接させた場合、当接部(43)と各陽極箔(111)との間にセパレータ(112)が介在することになる。従って、当接部(43)と陽極箔(111)との電気的な短絡が、セパレータ(112)によって防止されることになる。

図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、上記固体電解コンデンサの第２変形例について、当接部(43)の各種形状を示した斜視図である。図１１（ａ）に示す様に、当接部(43)が円盤状に拡がっていて、該当接部(43)の中心位置に陰極リード(40)の端部が連結されていてもよい。又、図１１（ｂ）に示す様に、当接部(43)が、陰極リード(40)の延在方向に対して略垂直な方向へ棒状に延びていて、該当接部(43)の中心位置に陰極リード(40)の端部が連結されていてもよい。尚、当接部(43)の形状は、これらに限られるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、当接部(43)は、巻回体(11)の第２巻回端面(11b)に沿って長く延び、或いは大きく拡がることにより、該第２巻回端面(11b)の外周縁又はその近傍位置にまで達していてもよい。

図１２は、上記固体電解コンデンサの第３変形例について、該固体電解コンデンサが具える巻回体(11)を示した斜視図である。図１２に示す様に、上記固体電解コンデンサにおいて、陰極リード(40)には、その引出し部(41)の根元に、巻回体(11)の第１巻回端面(11a)に当接するストッパ(44)が設けられていてもよい。一例として、該ストッパ(44)は、図８に示す如く巻回体(11)の貫通孔(114)に陰極リード(40)を挿入した後、陰極リード(40)の引出し部(41)に、例えばゴム材からなるリング部材を嵌め込むことによって構成することが出来る。

本変形例に係る固体電解コンデンサによれば、陰極リード(40)に対して巻回体(11)の第１巻回端面(11a)から第２巻回端面(11b)へ向かう方向の外力が加わって、陰極リード(40)が巻回体(11)の第２巻回端面(11b)側へ移動しようとした場合、ストッパ(44)が巻回体(11)の第１巻回端面(11a)に当接し、これによって、陰極リード(40)の移動が阻止されることになる。よって、陰極リード(40)は、巻回体(11)の第２巻回端面(11b)側へ抜け落ちることがない。

本変形例に係る固体電解コンデンサにおいて、ストッパ(44)は、陰極リード(40)に一体に形成されていてもよい。この構成を有する固体電解コンデンサを製造する場合、リード挿入工程において先ず、図１３に示す如く陰極リード(40)を用意する。即ち、陰極リード(40)は、その端部に当接部(43)が設けられておらず、引出し部(41)の根元となる位置にストッパ(44)が一体に形成されたものである。そして、巻回体(11)の貫通孔(114)に対して、陰極リード(40)を巻回体(11)の第１巻回端面(11a)側から挿入する。続けて、図１４に示す様に、ストッパ(44)を巻回体(11)の第１巻回端面(11a)に当接させる。ここで、陰極リード(40)は、ストッパ(44)が巻回体(11)の第１巻回端面(11a)に当接したときに、該陰極リード(40)の端部(401)が巻回体(11)の第２巻回端面(11b)から突出することとなる長さ寸法に設定されている。従って、陰極リード(40)の両端部がそれぞれ、巻回体(11)の第１巻回端面(11a)及び第２巻回端面(11b)から突出することになる。

次に、当接部形成工程において、図１５に示す様に、陰極リード(40)の端部(401)にプレス加工を施すことにより、該端部(401)を平板状に塑性変形させて、当接部(43)となる平板部(402)を形成する。その後、図１６に示す様に、該平板部(402)を押し倒してその平坦面(402a)（図１５参照）を巻回体(11)の第２巻回端面(11b)に当接させる。これにより、平板部(402)から当接部(43)が形成される。この製造方法によれば、当接部(43)を容易に作製することが出来る。尚、この様に作製した固体電解コンデンサは、上記実施形態に係る固体電解コンデンサ（図３及び図７参照）と同様、大容量であってＥＳＲが小さい（表１参照）。

図１７は、上記固体電解コンデンサの第４変形例を示した下面図である。図１７に示す様に、上記固体電解コンデンサにおいて、２つの陽極端子(３)(３)となる陽極リード(30)(30)の引出し部(31)(31)はそれぞれ、これらに対応する座板(２)の貫通孔(20)から、該座板(２)の下面(2b)に沿って、第２縁(22)とは反対側の第４縁(24)まで互いに略平行に延びていてもよい。

上記固体電解コンデンサの第５変形例として、各セパレータ(112)に、導電性を有するものを採用してもよい。具体的には、該セパレータ(112)には、金属製のメッシュ、又は金属製若しくは非金属製のメッシュの表面に金属層が形成されたものを用いることが出来る。ここで、メッシュを構成する金属として、金や白金等の貴金属を採用することにより、セパレータ(112)の耐食性を向上させることが出来る。又、セパレータ(112)として、銅や鉄等の金属からなるメッシュの表面に、メッキによって金やパラジウム等の金属からなる金属層が形成されたものを用いることにより、セパレータ(112)の耐食性を向上させることが出来る。

本変形例に係る固体電解コンデンサにおいては、陽極端子(３)と陰極端子(４)との間に電圧が印加されたとき、巻回体(11)内の陰極側の電子が、導電性を有するセパレータ(112)を通じて陰極リード(40)まで移動することになる。従って、巻回体(11)内の陰極側の電子は陰極端子(４)まで移動し易い。よって、本変形例に係る固体電解コンデンサによれば、該固体電解コンデンサのＥＳＲが更に低減されることになる。

尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記固体電解コンデンサにおいて、巻回体(11)は、１枚の陽極箔(111)を巻回して構成されたものであってもよいし、２枚に限らない複数の陽極箔(111)〜(111)を巻回して構成されたものであってもよい。又、上記固体電解コンデンサにおいて、巻回体(11)からは、２本に限らない複数の陽極リード(30)〜(30)が引き出されていてもよい。更には、これらの構成に限らず、上記固体電解コンデンサについて、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。

上記固体電解コンデンサは、当接部(43)に導電性がない構成、或いは当接部(43)自体がない構成を有していてもよい。又、上記固体電解コンデンサは、座板(２)のない構成を有していてもよい。

又、上記固体電解コンデンサにおいて、巻き止めテープ(113)に、導電性を有するものを採用してもよい。これにより、巻き止めテープ(113)を設けたことによるＥＳＲの増加を抑制することが出来る。

(１) コンデンサ本体
(11) 巻回体
(11a) 第１巻回端面
(11b) 第２巻回端面
(111) 陽極箔
(112) セパレータ
(113) 巻き止めテープ
(114) 貫通孔
(15) 陰極層
(２) 座板
(20) 貫通孔
(３) 陽極端子
(30) 陽極リード
(31) 引出し部
(４) 陰極端子
(40) 陰極リード
(401) 端部
(402) 平板部
(41) 引出し部
(43) 当接部
(44) ストッパ
(５) 金属ケース
(5b) 開口
(52) 封口部材
(521) 第１貫通孔
(522) 第２貫通孔
(601) 巻き芯
(701) 化成液
(71) 処理槽
(710) 陰極板

Claims (3)

1. 表面に誘電体被膜が形成された陽極部材を巻回して構成された巻回体と、
   前記巻回体をその巻回軸に沿って第１巻回端面から該第１巻回端面とは反対側の第２巻回端面まで貫通した貫通孔と、
   前記巻回体の内部に形成された固体電解質層と、
   前記陽極部材に接続されると共に前記第１巻回端面又は第２巻回端面から引き出された複数の陽極リードと、
   前記貫通孔に貫挿されて前記第１巻回端面から引き出されると共に、前記固体電解質層と電気的に接続された陰極リード
   とを具える固体電解コンデンサ。
2. 前記陰極リードには、前記第２巻回端面に沿って延びると共に該第２巻回端面に当接する当接部が形成されている請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
3. 前記巻回体は、前記陽極部材がセパレータを介して巻回されたものであり、
   前記セパレータには前記固体電解質層が形成され、
   前記第２巻回端面は、突出したセパレータの縁によって構成され、
   前記当接部は、前記陰極リードと電気的に接続されると共に、前記第２巻回端面上にて前記固体電解質層と電気的に接続されている請求項２に記載の固体電解コンデンサ。

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