JP2018181665A - 気密端子 - Google Patents

Abstract

【課題】アルミ電解コンデンサの端子部に破圧弁を設けた気密端子を実現する。【解決手段】金属構造材１１−１と該金属構造材１１−１の少なくともケース内面を耐蝕金属材１１−２で覆った複合材ベース１１と、少なくともケース内面が耐蝕金属材１１−２で構成され複合材ベース１１の通孔に挿通した複合材リード１２と、この複合材リード１２と複合材ベース１１が絶縁ガラス１３によって気密封着されており、複合材ベース１１は、耐蝕金属材１１−２のみで構成された弱点部からなる破圧弁を設けた気密端子を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は電気・電子装置に用いられる気密端子に関する。

電子回路を構成する受動部品にアルミ電解コンデンサがある。アルミ電解コンデンサは、陽極用高純度アルミニウム箔表面に形成された酸化被膜を誘電体として、陰極用アルミニウム箔、電解液、コンデンサ紙から構成されている。特に陽極箔と陰極箔を対向させ、両極間にコンデンサ紙を挿み込んで円筒状に巻き込んだものを素子と呼ぶ。この状態では静電容量が僅少であるため、コンデンサ紙に電解液を含浸させて電解紙とすると陽極箔表面と陰極箔表面が電気的につながり、陽極箔表面のアルミニウム酸化皮膜を誘電体とする大きな静電容量を有するコンデンサ素子が得られる。この電解液は真の陰極の役割を果たしており、電解液の極性溶媒がドライアップしてしまうとアルミ電解コンデンサは寿命となる。一般にアルミ電解コンデンサは、電子回路を構成する部品のうち最も寿命が短い部類に属するため、近年、その長寿命化が図られている。

また、最近のアルミ電解コンデンサは、電気機械装置の狭隘な隙間に実装されることが多く、従来の円筒ケース型のアルミ電解コンデンサに加えて、高さの低い平板型をしたアルミ電解コンデンサなど非円筒型の異形パッケージ形状のものが増えて来ている。これらの非円筒型パッケージ形状のものは、ケース底部の形状が方形や楕円形となるので、従来のように円板状ゴムパッキンを円筒ケースに挿着しケース端部円周を均等にかしめシールすることが困難となって来ている。

このため特許文献１や特許文献２に記載のように、アルミ電解コンデンサのパッケージを気密端子にしたものがある。これらの気密端子は、アルミ電解コンデンサのパッケージを気密構造にすることで電解液のドライアップを防ぎ電解コンデンサの長寿命化に寄与するものである。気密端子を用いることでケース封止に圧入封止や抵抗溶接が利用できケース形状に左右されないパッケージングが可能となっている。

特開２０１６−２０７８２２号公報 ＷＯ２０１６／１９５０２７Ａ１号公報

アルミ電解コンデンサに定格を上回る過電圧が印加されたときには、コンデンサ素子に含有された電解液の温度が上がり蒸気化することがある。その際、パッケージの内圧は上昇するので、さらに内圧が上がるとパッケージが爆発したり端子に取付けた円筒ケースが飛ばされたりして危険である。このためアルミ電解コンデンサの円筒ケース頂部や封口部材に切欠きなどの弱点部を設けて、パッケージの内圧が異常上昇した場合には、弱点部（破圧弁ともいう）が壊れてパッケージ外部に電解液蒸気を放出させてパッケージが爆発しないようにしている。しかしながら、従来の気密端子を用いたアルミ電解コンデンサでは、気密端子の鋼製アイレットに阻まれて端子側に破圧弁を設けることができず、専ら円筒アルミケースの頂部に破圧弁を設けた形態のみが可能であった。本発明の目的は、アルミ電解コンデンサの端子部に破圧弁を設けた気密端子を実現することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、金属構造材とこの金属構造材の少なくともケース内面を耐蝕金属材で覆った複合材ベースと、少なくともケース内面が耐蝕金属材で構成され複合材ベースの通孔に挿通した複合材リードと、この複合材リードと複合材ベースが絶縁ガラスによって気密封着されており、複合材ベースは、耐蝕金属材のみで構成された弱点部からなる破圧弁を設けた気密端子を提供する。少なくとも複合材ベースのパッケージ内側表面と複合材リードのインナーリードは耐蝕金属材からなり、複合材ベースは鉄基合金材に耐蝕金属材が被覆されている。複合材ベースに設けた破圧弁は、金属構造材の鉄基合金材を有さず耐蝕金属材のみで構成された弱点部からなる。本発明の複合材ベースは、弱点部の縁辺部において金属構造材の縁に突起を設けて縁辺部の耐蝕金属材の厚みを局部的に薄くし弱点部の破砕を補助してもよい。また弱点部の耐蝕金属材の少なくとも片面に切欠きを設けて弱点部の破砕を補助させてもよい。鉄基合金材の表面に施される耐蝕金属材の被覆手段は、鉄基合金材に電解液に対して充分な耐蝕性を有する比較的薄い被膜が形成できれば、どのような手段を用いてもよい。好適には、例えばアルミクラッド皮膜などがある。

本発明によりアルミ電解コンデンサ用の気密端子に破圧弁を設けることができる。

本発明に係る気密端子１０を示し、（ａ）は平面図を、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄに沿って切断した正面断面図を、（ｃ）は下面図を示す。 本発明に係る気密端子２０を示し、（ａ）は平面図を、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄに沿って切断した正面断面図を、（ｃ）は下面図を示す。

以下、本発明の気密端子について、図面を参照しながら説明する。

本発明に係る気密端子１０は、図１に示すように、鉄基合金製の金属構造材１１−１にアルミニウム被膜の耐蝕金属材１１−２を施した複合材ベース１１と、この複合材ベース１１に設けた通孔に挿通した金属構造材１２−１の片端にアルミニウムの耐蝕金属材１２−２を接合した複合材リード１２と、複合材リード１２および複合材ベース１１を気密封着した絶縁ガラス１３とを備え、複合材ベース１１は、耐蝕金属材１１−２のアルミニウム被膜のみで構成された弱点部１４からなる破圧弁１５を設けた気密端子１０である。複合材ベース１１は少なくともパッケージ内部のベース表面が耐蝕金属材１１−２のアルミニウム材で構成されている。複合材リード１２は少なくともパッケージ内部のインナーリード１２−２の表面がアルミニウム材で構成され、かつパッケージ外部に露出するアウターリード１２−１は鉄基合金材で構成されている。金属構造材１１−１またはアウターリード１２−１の鉄基合金材は、例えば、鋼、ステンレス鋼、低炭素鋼、コバール合金、鉄ニッケル合金、鉄クロム合金の群から選択された鉄合金が好適に利用できる。絶縁ガラス１３は、例えばビスマス含有ガラスなどの低融点ガラスなどが利用できる。

本発明に係る別形態の気密端子２０は、図２に示すように、鉄基合金製の金属構造材２１−１にアルミニウム被膜の耐蝕金属材２１−２を施した複合材ベース２１と、この複合材ベース２１に設けた通孔に挿通した鉄基合金材の片端にアルミニウムの耐蝕金属材を接合した複合材リード２２と、複合材リード２２および複合材ベース２１を気密封着した絶縁ガラス２３とを備え、複合材ベース２１は、耐蝕金属材２１−２のアルミニウム被膜のみで構成された弱点部２４からなる破圧弁２５を設け、破圧弁２５を構成する弱点部２４は、弱点部２４の縁辺部すなわち弱点部２４を囲んだ金属構造材２１−１の縁にバリ状の突起２６を設けて縁辺部の耐蝕金属材の厚みを局部的に薄くし弱点部の破砕を補助させた気密端子２０である。複合材ベース２１は、弱点部２４の縁辺部において、金属構造材２１−１の縁に突起２６を設けて縁辺部の耐蝕金属材２１−２の厚みを局部的に薄くし弱点部の破砕を補助している。複合材ベース２１は少なくともパッケージ内部のベース表面が耐蝕金属材２１−２のアルミニウム材で構成されている。複合材リード２２は少なくともパッケージ内部のインナーリード２２−２の表面がアルミニウム材で構成され、かつパッケージ外部に露出するアウターリード２２−１は鉄基合金材で構成されている。金属構造材２１−１またはアウターリード２２−１の鉄基合金材は、例えば、鋼、ステンレス鋼、低炭素鋼、コバール合金、鉄ニッケル合金、鉄クロム合金の群から選択された鉄合金が好適に利用できる。絶縁ガラス２３は、電気絶縁性を具備していれば何れの材料を使用しても良く、例えば、ソーダバリウムガラスやホウ珪酸ガラスなどが利用できる。

本発明に係る気密端子の破圧弁は、上記に加えて弱点部の耐蝕金属材の少なくとも片側表面に断面が凹状の切欠きを設けて弱点部の破砕を補助させてもよい。

本発明に係る気密端子は、電気・電子装置に用いられるアルミ電解コンデンサのパッケージに利用できる。

１０,２０・・・気密端子、
１１,２１・・・複合材ベース、
１１−１, ２１−１・・・金属構造材、
１１−２, ２１−２・・・耐蝕金属材、
１２,２２・・・複合材リード、
１２−１, ２２−１・・・アウターリード（金属構造材）、
１２−２, ２２−２・・・インナーリード（耐蝕金属材）、
１３,２３・・・絶縁ガラス、
１４,２４・・・弱点部、
１５,２５・・・破圧弁、
２６・・・突起。

Claims (5)

1. 金属構造材と前記金属構造材の少なくともケース内面を耐蝕金属材で覆った複合材ベースと、少なくとも前記ケース内面が前記耐蝕金属材で構成され前記複合材ベースの通孔に挿通した複合材リードと、この複合材リードと前記複合材ベースが絶縁ガラスによって気密封着されており、前記複合材ベースは、前記耐蝕金属材のみで構成された弱点部からなる破圧弁を設けたことを特徴とする気密端子。
2. 前記複合材ベースは、前記弱点部の縁辺部において前記金属構造材の縁に突起を設けて前記縁辺部の前記耐蝕金属材の厚みを局部的に薄くし前記弱点部の破砕を補助したことを特徴とする請求項１に記載の気密端子。
3. 前記破圧弁は、前記弱点部の前記耐蝕金属材の少なくとも片面に切欠きを設けて弱点部の破砕を補助させことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の気密端子。
4. 前記金属構造材は、鋼、ステンレス鋼、低炭素鋼、コバール合金、鉄ニッケル合金、鉄クロム合金の群から選択された鉄基合金材からなる請求項１ないし請求項３の何れか一つに記載の気密端子。
5. 前記耐蝕金属材は、アルミニウム材からなる請求項１ないし請求項４の何れか一つに記載の気密端子。
   

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