JP2577818Y2 - 電解コンデンサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は電解コンデンサに関し、
特にアルミニウム電解コンデンサ素子に対する固定技術
に関する。

【０００２】

【従来の技術】アルミニウム電解コンデンサの小型化お
よび高信頼性化がすすむに伴って、その用途が民生用機
器の分野から産業用機器の分野にまで拡張される状況下
にあって、特に大型のアルミニウム電解コンデンサに対
しては、小型化や長寿命化の要求に加えて、車両用電源
などに搭載しても、その振動などによってリード板切れ
などの不具合が発生しない耐振動性の向上も要求されて
いる。このような要求に対応するための従来のアルミニ
ウム電解コンデンサとしては、外装ケース内部に熱可塑
性樹脂などを充填して、コンデンサ素子を固定した耐振
動構造のものが知られている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
耐振動構造のアルミニウム電解コンデンサにおいては、
アルミニウム電解コンデンサが高温雰囲気中で長時間使
用されると、熱可塑性樹脂が軟化して、その機能を失っ
てしまうという問題点がある。また、コンデンサ素子を
確実に固定するには、多量の熱可塑性樹脂を充填する必
要があるため、アルミニウム電解コンデンサが重量化す
るのに加えて、コンデンサ内部で発生したガスを貯留可
能な空間が小さくなってしまうという問題、さらに、熱
可塑性樹脂が燃焼性を有しているため、外装ケースから
熱可塑性樹脂が漏出すると発火源になりやすいという安
全性の問題もある。

【０００４】そのため対向する電極箔をセパレータを介
して巻回してコンデンサ素子を形成し、これに電解液を
含浸し、封口板内側に設けた突起部をコンデンサ素子の
上端側の巻芯穴部に挿入し、かつコンデンサ素子の下端
側には、その巻芯部に嵌入する突部を有する素子固定具
を有する構造が検討されているが、電解紙に電解液を含
浸した状態で使用するため、アルミニウム電解コンデン
サを使用していく過程で、セパレータである電解紙の状
態が変化し、アルミニウム電解コンデンサを長期間使用
中にコンデンサ素子を確実に固定しておくことができな
いという問題があった。

【０００５】上記課題を実現するために、本考案に係る
アルミニウム電解コンデンサにおいて講じた手段は、筒
状金属製巻芯を軸として、対向する電極箔をセパレータ
を介して巻回し、各々電極箔より引出リードを導出した
コンデンサ素子と、該コンデンサ素子の底面側と有底筒
状外装ケースの内底面との間に配置され、厚さ方向に圧
縮された状態の皿状のバネ性部および上記筒状金属製巻
芯の下方に嵌入または嵌合する突起部とを有する固定部
材と、上記筒状金属製巻芯の上方に嵌入または嵌合する
突部を設けた封口板と、該封口板に装着し、上記引出リ
ードと接続する端子とを備え、上記外装ケースの開口部
を巻締めて上記筒状金属製巻芯を上記封口板の突部と上
記固定部材の突起部とによって支持したことを特徴とす
る電解コンデンサである。

【０００６】本考案においては、素子固定部材は、少な
くとも、外装ケース内部にコンデンサ素子と共に収納さ
れた状態で、その外周部の一部または全体が外装ケース
の内面側壁に当接する状態であることが好ましい。

【０００７】さらに、素子固定部材は難燃性または不燃
性を有する材料から構成されていることが好ましい。

【０００８】

【作用】本考案に係る手段を講じたアルミニウム電解コ
ンデンサにおいては、筒状金属製巻芯の上方に嵌入また
は嵌合する突部を設けた封口板と、外装ケースの内底部
とコンデンサ素子の底面側との間で、素子固定部材は圧
縮された状態からの復帰力（バネ性）によって、コンデ
ンサ素子を封口板側に向けて押圧し、その突起部がコン
デンサ素子の筒状金属製巻芯の内部に嵌入された状態で
コンデンサ素子を固定するため、初期的な耐振動性が高
い。しかも、アルミニウム電解コンデンサを高温度雰囲
気中で長時間使用していく過程で、電解紙の状態が変化
しても、電解紙を直接押圧するだけではなく、筒状金属
製巻芯を介してコンデンサ素子を固定するので、電解紙
の変化の影響がなく、経時的な耐振動性も高い。

【０００９】また、コンデンサ素子は筒状金属製巻芯１
５を軸として、対向する電極箔をセパレータを介して巻
回し構成されているため、コンデンサ素子は上記金属製
巻芯をクランプして組立することが容易で、その自動組
立化が図れる。また、上記手段においては、コンデンサ
素子の金属製巻芯内部に突起部を予め嵌入または嵌合し
ておき、その後、コンデンサ素子を外装ケースに収納す
る方法なども採用できる。

【００１０】

【実施例】つぎに、図１〜図３に基づいて、本考案の実
施例について説明する。

【００１１】（実施例１） 図１は本考案の実施例１に係るアルミニウム電解コンデ
ンサの断面図、図２〜図３は素子固定部材で、各々
（ａ）は平面図、（ｂ）は各々その断面図を示す。

【００１２】これらの図において、アルミニウム電解コ
ンデンサ１はコンデンサ素子の高さにほぼ等しい長さを
もつ筒状金属製巻芯を１５を軸として対向する陰極箔、
および陽極箔がセパレータを介して巻回された状態で、
電解液が含浸されたコンデンサ素子２と、このコンデン
サ素子２が収容された円筒状のアルミニウムケース３
（外装ケース）とを有し、このアルミニウムケース３の
開放端側には、そのカーリング加工により封口板４が固
着されて、アルミニウムケース３の内部を密封状態とし
ている。この封口板は、上層側たるラバー層と、下層側
たるフェノール樹脂板とによって構成される場合、又は
ＰＰＳ樹脂やフェノール樹脂などの樹脂成形体からなる
封口板４が用いられる場合もある。この封口板４には、
陽極用端子６ａおよび陰極用端子６ｂが固着されてお
り、その下端側たる内部ターミナル部６ｃ、６ｄには、
コンデンサ素子２から引き出された陽極用アルミニウム
リード板引出リード１０ａおよび陰極用アルミニウムリ
ード板（引出リード）１０ｂがそれぞれ固着されてい
る。なお、アルミニウムケース３又は封口板４の少なく
とも一方側には、内部圧力が過上昇したときにガスを放
出するための防爆構造（図示せず）も有する。そして封
口板４の内側中央部には筒状金属製巻芯１５に嵌入する
突部４ａが形成されている。

【００１３】一方、コンデンサ素子２の底面２ａ側にお
いて、この底面２ａとアルミニウムケース３の内底部３
ａとの間には、素子固定部材１１の中央部に設けたテー
パーを有する突起部１１ｂが筒状金属製巻芯１５の下方
に嵌入し、厚さ方向に圧縮された状態で配置されてお
り、その圧縮状態からの復帰力（バネ性）によって、コ
ンデンサ素子２の上記金属製巻芯１５は、封口板４の突
部４ａ側に押圧され、圧接された状態のままで固定され
ている。さらに、素子固定部材１１は、圧縮された状態
で、その外周部１１ｇは、アルミニウムケース３の内面
壁３ｂに当接した状態にある。

【００１４】この素子固定部材１１は、図２（ａ）およ
び図２（ｂ）に示すように、その中心側１１ｆが外周側
１１ａに広がり出したサラバネ状を呈し、その広がり出
し状態にある一方の面側が素子押圧部１２であってその
広がり出し形状の変形によって、バネ性を発揮可能な形
状になっている。またその中央部に先端側に向けてテー
パーを有する突起部１１ｂを有し、その外径寸法はアル
ミニウムケース３の内径寸法に比してやや小さく設定さ
れており、素子固定部材１１は、アルミニウムケース３
の着脱自在で、アルミニウムケース３内部への装着が容
易になっている。ここで、素子固定部材１１は、それぞ
れ独立した４つの部片１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ
が隣接する状態になっており、素子固定部材１１は、コ
ンデンサ素子２と共にアルミニウムケース３の内部に収
納された状態で、各部片１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１
ｄの折り曲げ部分１１ｈ，１１ｉ，１１ｊ，１１ｋが広
げられた状態に変形して、押し広げられ、その外周部１
１ｇがアルミニウムケース３の内面壁に当接可能となっ
ている。

【００１５】このような構成のアルミニウム電解コンデ
ンサ１においては、アルミニウムケース３の内底部３ａ
とコンデンサ素子２の底面２ａとの間で、素子固定部材
１１の背面側１３は内底部３ａが接しかつ筒状金属製巻
芯１５に上記突起部１１ｂが嵌入している一方、素子固
定部材１１は押し広げられて、その広がり迫り出し形状
が変形している。このため、素子固定部材１１の形状復
帰力によって、コンデンサ素子２の筒状金属製巻芯１５
は、封口板４に設けた突部４ａ側に圧接された状態を維
持される。従って、アルミニウム電解コンデンサ１は、
車両用電源などに搭載されても、上記巻芯１５でコンデ
ンサ素子が固定されており、その振動によって、コンデ
ンサ素子２に直接振動が加わらず、耐振動性が高く、陽
極用アルミニウムリード板１０ａおよび陰極用アルミニ
ウム板１０ｂが切断してしまうことがない。しかも、素
子固定部材１１は、そのバネ性によって、コンデンサ素
子２の上記巻芯１５を押圧する状態を維持可能な状態に
あるため、アルミニウム電解コンデンサ１を使用してい
く過程で、セパレータである電解紙の状態が変化して
も、コンデンサ素子２を支持して固定状態を維持する。
このため、アルミニウム電解コンデンサ１が長期間、高
い温度の雰囲気中で使用されても、アルミニウム電解コ
ンデンサ１の耐振動性が低下することがない。

【００１６】さらに、素子固定部材１１はアルミニウム
ケース３の底面部３ａに配置されるため、アルミニウム
電解コンデンサ１の組立工程において、コンデンサ素子
２の陽極用アルミニウムリード板１０ａおよび陰極用ア
ルミニウムリード板１０ｂと内部ターミナル部６ｃ，６
ｄとを、通常の作業どおり、支障なく接続させることが
できる。また、素子固定部材１１を予めコンデンサ素子
の上記巻芯１５に挿入した後ケース３に収納し組立する
ことができるので、アルミニウム電解コンデンサ１の組
立が容易で、その自動組立化などを妨げることがない。

【００１７】そして、多量の熱可塑性樹脂を充填する必
要もないので、製造工程が容易で、アルミニウム電解コ
ンデンサ１が重量化することもない。また、アルミニウ
ム電解コンデンサ１内部で発生したガスを貯留可能な空
間が小さくなってしまうという問題、および、アルミニ
ウムケース３から熱可塑性樹脂が漏出するという問題も
解消できる。

【００１８】図３（ａ）は本考案の実施例１に係るアル
ミニウム電解コンデンサに用いた素子固定部材の他の実
施例の平面図、図３（ｂ）はその断面図を示す。ここ
で、本例のアルミニウム電解コンデンサは、実施例１の
アルミニウム電解コンデンサと同様な構造であるため、
対応する部分には同符号を付して、それらの説明を省略
する。

【００１９】図３に示すように、素子固定部材３１は、
円板状のアルミニウム合金板が、同心円状の凹部および
凸部を有するように厚さ方向に屈曲加工された素子固定
部材本体３１ａと、その中心部に設けられた突起部３１
ｂとを有し、その外径寸法は、コンデンサケース３の内
径寸法に比してやや小さなものである。このような構造
の素子固定部材３１において、突起部３１ｂの突出する
側がコンデンサ素子２の底面２ａに接する素子押圧部３
２であって、その背面側３３がアルミニウムケース３の
底面部３ａに接する。ここで、素子固定部材３１の突起
部３１ｂはコンデンサ素子２の筒状金属製巻芯１５に嵌
入されている。また、突起部３１ｂは素子固定部材本体
３１ａの平坦部３１ｃに設けられており、その外側に同
心円状に形成された屈曲部３１ｄ，３１ｅ，３１ｆ，３
１ｇにおける変形によって、素子固定部材３１は、その
厚さ方向に圧縮可能になっている。このため、素子固定
部材３１は、アルミニウムケース３内部に収納されてい
る状態で、その屈曲部３１ｄ、３１ｅ，３１ｆ，３１ｇ
が押し広げられた状態に変形、すなわち、素子固定部材
３１は厚さ方向に上記巻芯１５とコンデンサ素子２とを
圧縮された状態になっており、この圧縮状態からの復帰
力によって突起部３１ｂは封口板４の凸部４ａ側に押圧
された状態にある。さらに、素子固定部材３１は、圧縮
された状態で、その外周部３１ｈがアルミニウムケース
３の内面側壁３ｂに接していることによって、それ自身
の位置ずれが防止されていると共に、素子固定部材３１
がバネ性をより発揮するようになっている。

【００２０】このように、実施例に係るアルミニウム電
解コンデンサにおいても、外装ケース自身または素子固
定部材に形成された突起部と封口板の突部を利用して、
コンデンサ素子の筒状金属製巻芯の上下を固定している
ため、長期間、耐振動性を発揮可能なアルミニウム電解
コンデンサを実現することができる。なお、上記の実施
例は、本考案の代表的な実施例であって、アルミニウム
電解コンデンサを構成する封口部の構造および材料、端
子などの形状については、いずれも製造すべきアルミニ
ウム電解コンデンサの用途や定格などによって最適な条
件に設計されるべき性質のものであって、限定するもの
ではない。

【００２１】また、素子固定部材の突起部に側面方向に
広がり力を有する機構を付与してもよい。

【００２２】なお、上述の実施例において、封口板４の
突部４ａとアルミニウムケースの突起部４５ｃは筒状金
属製巻芯に嵌入したものについて述べたが、嵌合する場
合であっても同様な効果が期待でき、適宜設計できるも
のである。

【００２３】

【考案の効果】以上のとおり、本考案に係るアルミニウ
ム電解コンデンサにおいては、コンデンサ素子の底面側
と外装ケースの底面部側との間で、コンデンサ素子の筒
状金属製巻芯に嵌入または嵌合される突起部を備える素
子固定部材と封口板に設けた突部とによって、コンデン
サ素子を支持する構造を有することに特徴を有している
ため、以下の効果を奏する。

【００２４】 コンデンサ素子の底面側に固定機構を
配置しているため、封口板との間には、通常のアルミニ
ウム電解コンデンサと同様に、不必要な隙間がほとんど
なく、リード板は短いままである。このため、小型化お
よび高ＣＶ積化を犠牲とすることもなく、コンデンサ素
子を固定して、耐振動性の高いアルミニウム電解コンデ
ンサを実現できる。しかも、リード板が短いので、リー
ド板自身の耐振動性は低下していない。

【００２５】 コンデンサ素子の底面側に固定機構を
配置しているため、アルミニウム電解コンデンサの組立
工程において、コンデンサ素子のリード板と封口部の内
部ターミナル部とを通常の作業と同様に支障なく接続さ
せることができるので、アルミニウム電解コンデンサの
組立が容易で、自動組立化などを妨げることがない。

【００２６】 剛性の筒状金属製巻芯を軸としてコン
デンサ素子を巻回固定しさらにバネ性によってコンデン
サ素子を固定している場合には、アルミニウム電解コン
デンサを使用していく過程で、電解紙の状態が変化して
も、コンデンサ素子の固定状態を維持できるので、経時
的な耐振動性も高い。

【００２７】 素子固定部材が外装ケース内部にコン
デンサ素子と共に収納された状態で、その外周部が外装
ケースの内面側壁に当接する状態にある場合には、素子
固定部材自身が位置ずれしないので、アルミニウム電解
コンデンサの耐振動性をより高めることができる。

【００２８】 素子固定部材が不燃性または難燃性を
有している場合には、アルミニウム電解コンデンサの火
災に対する安全性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例１に係るアルミニウム電解コン
デンサの断面図である。

【図２】図２（ａ）は図１に示すアルミニウム電解コン
デンサを用いた素子固定部材の平面図、（ｂ）はその側
面断面図である。

【図３】図３（ａ）は本考案の実施例１に係るアルミニ
ウム電解コンデンサに用いた他の素子固定部材の平面
図、（ｂ）はその側面断面図である。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01G 9/06 H01G 9/048

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】筒状金属製巻芯を軸として、対向する電極
   箔をセパレータを介して巻回し、各々電極箔より引出リ
   ードを導出したコンデンサ素子と、該コンデンサ素子の
   底面側と有底筒状外装ケースの内底面との間に配置さ
   れ、厚さ方向に圧縮された状態の皿状のバネ性部および
   上記筒状金属製巻芯の下方に嵌入または嵌合する突起部
   とを有する固定部材と、上記筒状金属製巻芯の上方に嵌
   入または嵌合する突起を設けた封口板と、該封口板に装
   着し上記引出リードと接続する端子とを備え、上記外装
   ケースの開口部を巻締めて上記筒状金属製巻芯を上記封
   口板の突起と上記固定部材の突起とによって支持したこ
   とを特徴とする電解コンデンサ。