JP2770293B2 - 電解コンデンサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、電解コンデンサ、特に乾式電解コンデン
サと称せられる、電解液を用いた電解コンデンサの安全
装置に関する。

【従来の技術】 乾式電解コンデンサ（以下単に電解コンデンサとい
う）は、アルミニウム、タンタル、ニオブなどの表面に
絶縁酸化皮膜が形成され得る、いわゆる弁金属を少なく
とも陽極に用い、弁金属表面を先ず拡面化のためにエッ
チング処理を施した後、陽極酸化処理等の操作によって
誘電体層となる絶縁性の酸化皮膜層が形成される。 この陽極は通常箔を帯状に切断した形状をなしてお
り、同様に帯状に切断された陰極側電極箔、セパレータ
紙と共に巻回し、円筒形のコンデンサ素子を形成する。
またコンデンサ素子には、陽極箔表面の酸化皮膜層に直
接接触して真の陰極として機能する電解液が含浸され、
セパレータ紙によって保持されている。 第４図は電解コンデンサの構造を表したもので、円筒
形のコンデンサ素子１の陽極箔12、陰極箔13には、各々
外部との電気的な接続を得るための金属製引き出しリー
ド２、３が接続され、上部巻回端から引き出されてい
る。 この金属製引き出しリード２、３は、アルミニウムな
ど電極と同種の金属からなる短冊状をなしており、両電
極に各々溶接、かしめ付けなどの手段で電気的に接続が
なされている。 そして、陽極箔12、陰極箔13およびセパレータ14を重
ね合わせて巻回してなるコンデンサ素子１は、電解液が
含浸された後有底筒状の外装ケース４に収納される。そ
して外装ケース４の上部開口部には、この開口部を閉じ
る板状の封口板５が配置されている。封口板５はフェノ
ール樹脂積層板などの硬質絶縁板６に各種の合成ゴム等
からなる弾性部材７が貼り合わせて形成されており、こ
の封口板５を貫通して一組のリベット８が設置され、リ
ベット８の内部側は、前記金属製引き出しリード２、３
が各々電気的に接続されるとともに、外部側には板状の
金属部材を加工した外部端子９に接続されている。 ところで電解コンデンサは、内部に電解液が含浸され
ているが、この電解液は陰極として機能するとともに、
誘電体層を形成する酸化皮膜の損傷部分や劣化部分を陽
極酸化反応によって修復する役目を持つ。ところが修復
時の陽極酸化反応の際水素ガスが発生し、電解コンデン
サの密閉された内部の圧力が上昇することがある。 また電解コンデンサは有極性のため、誤って逆極性に
接続したり、交流分が印加されたりすると急激に電流が
流れ、コンデンサ素子が発熱するとともに、ガスの発生
や電解液の気化が起き、内圧が急激に上昇して、電解コ
ンデンサの外装を爆発的に破損させる事故を起こすこと
がある。このため電解コンデンサには、外装ケース４や
封口板５の一部に肉薄部10を形成し、防爆弁として安全
を確保している。 しかし従来の防爆弁は、爆発を防止できるものの、内
部の高圧ガスが急激に外部に放散させるために、大きな
音を発したりガスと共に電解液が霧状に飛散することが
ある。また防爆弁部が大きく開口すると、内容物が飛び
出すこともある。 この他飛散した電解液や内容物が、他の電子部品に付
着することによって短絡等の二次事故を誘発することも
ある。さらには電解コンデンサ自体が高温になっていた
り、周囲に高温の物体があると引火して火災事故となる
恐れもある。 このようなことから、電解コンデンサは、防爆弁の設
置のみでなく、上述したような事故を防止するために、
より高度な安全装置が求められている。

【発明が解決しようとする課題】

電解コンデンサの急激な内圧上昇は、コンデンサ素子
の発熱による電解液の気化等によるが、コンデンサ素子
が発熱する原因は、短絡等による急激な電流増加によ
る。したがって電流が増加した場合に、電解コンデンサ
の電路の一部を遮断すれば良いことになる。 従来からも、電流遮断のための装置として電流制限ヒ
ューズを電解コンデンサの内部もしくは外部に取り付け
ることが提案されている。しかしこの電流制限ヒューズ
の取り付けは、回路部品を増やし、配線が別途必要にな
るなど取り扱いが面倒である。 また、電流制限ヒューズを電解コンデンサ内部に取り
付ける場合、電解コンデンサは内部に電解液を含有し、
常に電気化学反応を起こしているので、異種の金属等が
存在すると腐食を発生させ、断線事故や著しい寿命低下
を起こす。これを防ぐためには、ヒューズや配線部分を
腐食を防止するために、耐食材料で被覆しなければなら
ず、部品点数の増加や、製造工程の複雑化を招く欠点が
あった。 この発明は、従来のこのような欠点を改良し、確実な
安全動作を行うとともに、製造容易な電解コンデンサを
得ることを目的としている。

【課題を解決するための手段】

この発明の電解コンデンサは、外装容器内にコンデン
サ素子を収納し、前記外装容器もしくは、外装容器開口
部を密閉する封口体に設けられた外部端子と、前記コン
デンサ素子の電極部とを引き出しリードによって電気的
に接続した電解コンデンサの、前記引き出しリードの一
部もしくは全部に合成樹脂表面もしくは内部に金属薄膜
層を形成したものを用いたことを特徴としている。 この発明の電解コンデンサの引き出しリードは、帯状
の各種の合成樹脂の表面にアルミニウムなど電極金属と
同じ材料からなる金属を蒸着あるいは、箔状の金属薄膜
層を融着させたものである。 帯状の合成樹脂には、各種の樹脂が選択できるが、具
体例を挙げると、ポリエチレ、ポリプロピレンなどのオ
レフィン系樹脂、ナイロン、芳香族ポリアミドなどのポ
リアミド樹脂、４ふっ化−６ふっ化プロピレン、４ふっ
化エチレン−エチレンなどのふっ素樹脂、ポリサルフォ
ン、ポリフェニレンサルファイドなどのサルファイド系
樹脂などが例示できる。 金属薄膜層は、リードの両面あるいは片面、さらには
合成樹脂間に挟持されたいわゆるラミネート構造に形成
することができる。これらいずれの構成においても、電
極とリードとの接触面部に金属薄膜層が形成されている
ことが必要である。また、封口体に設けられた外部端子
との接続面についても、前記金属薄膜層が形成されてい
る必要がある。したがってラミネート構造のリードの場
合には、少なくともリードの両端部の表面の合成樹脂が
除去され、金属面が露出している必要がある。 リードと電極部あるいは外部端子部との接続は、特に
限定はなく、電解コンデンサの接続手段として従来から
用いられている金属針によるステッチによるもの、コー
ルドウエルドなどの手段を用いることができる。しかし
ながらアーク溶接など被処理材を高温融着させる手段に
よるものは、基材の合成樹脂層自体を融解させてしまう
ので、好ましくない。 また従来からのこのような手段によるもの以外に、導
電性接着剤によって電極とリードと接着させても良い。

【作用】

この発明の電解コンデンサは、引き出しリードが、絶
縁物である合成樹脂の基材表面に金属の薄膜層を形成し
てあるので、許容電流値が小さく電解コンデンサに異常
が発生して、引き出しリードを流れる電流が増加する
と、金属薄膜がジュール熱によって溶断し、コンデンサ
素子への電流が阻止される。

【実 施 例】

以下実施例に基づいてこの発明を詳細に説明する。 （第１実施例） 第１図はこの発明の電解コンデンサのコンデンサ素子
11の構造を表した分解斜視図である。図において、帯状
に裁断された陽極箔12および陰極箔13は、陽極箔12およ
び陰極箔13より僅かに幅の広いセパレータ14を挟んで重
ね合わされ、一方の端部から巻回されている。 陰極箔13の所定の位置には、陰極側引き出しリード15
が導電性接着剤16によって固着されている。第２図はこ
の固着状態を示す断面図で、陰極側引き出しリード15
は、合成樹脂基材17に導電性を有する金属薄膜層18が蒸
着あるいは融着されており、金属薄膜層18面を陰極箔13
側に向けて配置し、導電性接着剤16によって固着がなさ
れている。 一方陽陽極箔12の所定の位置には、通常用いられる金
属製の陽極側引き出しリード20が、ステッチ部21などの
接続手段によって陽極箔12と接続がなされている。 電極箔12、13に接続された各々の引き出しリード15、
20の端部は、封口板５に貫通して設けられたリベット８
に導電性接着剤、溶接などによって固着されている。ま
たリベット８を通じて、封口板５の外面には板状の外部
端子９が取り付けられており外部との電気的接続が行え
るようになっている。 このコンデンサ素子11は、図示はしないが、電解液が
含浸された後、有底筒状の外装ケースに収納され、外装
ケースの開口部を封口板５で閉じるとともに、外装ケー
ス開口部周縁を巻き締めして密閉がなされる。 なおこの実施例では、金属薄膜層18を有する引き出し
リード15を陰極側に設置したが、引き出しリード15は陽
極箔12側あるいは双方の電極箔に設置しても差し支えな
い。ただ、陽極箔12には表面に絶縁性の酸化皮膜層が形
成されているため、導電性接着剤16で単に固着するのみ
では電気的接続が得られないので、固着部分の陽極箔12
の表面から絶縁性酸化皮膜を除去するか、ステッチング
などの酸化皮膜層の破壊を伴う接続手段を用いて、電気
的な接続を確保する必要がある。 （第２実施例） 第３図はこの発明の第２の実施例を示したもので、第
１の実施例と共通部分には共通な符号が付してある。 この実施例においては、陰極箔13の所定の位置に、通
常の金属製の第１の引き出しリード22がスラッチ21によ
って接続され、陰極箔13の端部から僅かに突出する長さ
に設定されており、引き出しリード22の先端とリベット
８との間に、第２の引き出しリード23が接続されてい
る。この第２の引き出しリード23は、帯状の合成樹脂基
材の表面に導電性の金属薄膜層を形成したものからなっ
ており、導電性接着剤などを用いて接続固着を行う。 この実施例の場合、電極箔12、13へ接続される引き出
しリード20、22は、従来から用いられている金属製リー
ドのままで良く、従来通りの製造工程でコンデンサ素子
11を巻回形成でき、封口板５への接続の際に第２の引き
出リード23を取り付ければ良い。 なおこの実施例においても、第１の実施例と同様に、
導電性の金属薄膜層を有する第２の引き出しリード23は
陽極箔12側に設けても良いし、双方の電極箔12、13に設
けることもできる。

【発明の効果】

以上説明したようにこの発明によれば、電解コンデン
サの引き出しリードの全部もしくは一部を導電性金属薄
膜層で形成したので、電解コンデンサに異常が発生して
電流が増加し、コンデンサ素子が発熱すると金属薄膜部
分が溶断して電流の流れを遮断することができる。 特にこの発明においては、異常時の発熱の中心とな
る、電極箔と引き出しリードとの接続部自体またはこの
近傍に、溶断部分を配置できるので、発熱に対する動作
が確実かつ速やかに行え、安全性の高い電解コンデンサ
が得られる。 またこの発明では、安全装置の設置が引き出しリード
の全部もしくは一部を変更するのみで行えるので、電解
コンデンサの製造工程を大幅に変更する必要もない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の電解コンデンサの素子構造を表す部
分分解斜視図、第２図は電極箔と引き出しリードとの接
続構造を表す断面図。第３図はこの発明の第２の実施例
を示す部分分解斜視図、第４図は電解コンデンサの一般
的な構造を説明した断面図である。 1,11……コンデンサ素子 2,3……金属性引き出しリード ４……外装ケース、５……封口板 ６……硬質絶縁板、７……弾性部材 ８……リベット、９……外部端子 10……肉薄部、12……陽極箔 13……陰極箔、14……セパレータ 15……陰極側引き出しリード 16……導電性接着剤、17……合成樹脂基材 18……金属薄膜層 20……陽極側引き出しリード 21……ステッチ 22……第１の引き出しリード 24……第２の引き出しリード

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外装容器内にコンデンサ素子を収納し、前
   記外装容器もしくは、外装容器開口部を密閉する封口体
   に設けられた外部端子と、前記コンデンサ素子の電極部
   とを引き出しリードによって電気的に接続した電解コン
   デンサにおいて、 前記引き出しリードの一部もしくは全部が、合成樹脂表
   面に金属薄膜層を形成したものからなること、 を特徴とする電解コンデンサ。