JP3497242B2 - 電解コンデンサの実装構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電解コンデンサの実装
構造に関し、特に、オープンモードの保安機構を備えた
電解コンデンサの実装構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】電解コンデンサ（アルミニウム電解コン
デンサ）では、不具合が発生したときにオープンモード
となる保安機構として、コンデンサケースの開放端側に
固定された封口部材がコンデンサケース内の圧力上昇に
よって外側に向かって変形し、この封口部材の変形に基
づいて、コンデンサ内の電気的接続が絶たれるものが案
出されている。このような保安機構を内蔵した電解コン
デンサでも、基板への実装方法は、従来の電解コンデン
サと同様であり、封口部材の外部端子をブスバーなどに
直接ねじ止めする方法、または、外部端子を回路基板に
直接はんだ付けする方法が行なわれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように、外部端子と基板側とを直接固定すると、封口部
材と基板とが外部端子を介して完全に固定された状態に
あるため、保安機構の作動時に封口部材の変形が妨げら
れるという問題点がある。

【０００４】以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、
封口部材の変形を利用したオープンモードの保安機構の
作動を妨げることなく、基板側との電気的接続を可能と
する電解コンデンサの実装構造を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では、ケースの開放端側に固定された封口
部材がケース内圧の過上昇によって外側に向かって変形
し、この変形に基づいてコンデンサ内部の電気的接続が
絶たれる保安機構を有する電解コンデンサと、この電解
コンデンサの封口部材側で実装される回路基板、シャー
シなどの基板との間には、封口部材の変形を可能とする
隙間を封口部材の表面側に確保しながら、電解コンデン
サを基板側に固定するコネクタ部材と、封口部材に固着
されている外部端子と基板側とを電気的接続し、封口部
材の変形に基づくコネクタ部材に対する外部端子の変位
を可能とする接続手段とを設けたことに特徴を有する。

【０００６】本発明において、コネクタ部材には、電解
コンデンサが装着されるコンデンサ装着部と、このコン
デンサ装着部に封口部材側から挿入された電解コンデン
サの横カール部に係合してそれを保持する突起と、コン
デンサ装着部の先端側において、外部端子との間に封口
部材の変形を可能とする隙間を隔てた位置に形成され、
基板側に電気的接続しながら固着された固定用端子とを
設け、接続手段には、固定用端子と外部端子とを電気的
接続する変形自在な線材を用いることが好ましい。

【０００７】本発明の別の形態では、コネクタ部材に対
し、電解コンデンサが装着されるコンデンサ装着部と、
このコンデンサ装着部に封口部材側から挿入された電解
コンデンサの横カール部に係合してそれを保持する突起
と、コンデンサ装着部の先端側において、外部端子との
間に封口部材の変形を可能とする隙間を隔てた位置に形
成され、基板側に電気的接続しながら固着された固定用
端子と、この固定用端子に電気的接続しながら、コンデ
ンサ装着部に向けて固定された中継端子とを設け、外部
端子と中継端子とは、一方側の端子が他方側の端子に対
して変位可能な状態でばね性をもって保持することによ
り、外部端子の基板に対する変位を可能にする前記の配
線手段を構成していることが好ましい。

【０００８】

【作用】本発明において、電解コンデンサをコネクタ部
材を介して基板に実装すると、電解コンデンサと基板と
の間において、封口部材の表面側には、保安機構の作動
時に生じる封口部材の変形を可能とする隙間が確保され
た状態にある。従って、保安機構の作動時には、封口部
材の変形が可能である。しかも、電解コンデンサと基板
側との間には、封口部材の変形に基づく外部端子の変位
を可能とする接続手段が介在している。従って、通常時
には、電解コンデンサの電気的な動作に支障がないとと
もに、保安機構の作動時にも、接続部材は、封口部材の
変形を妨げない。それ故、封口部材の変形を利用したオ
ープンモードの保安機構の作動を妨げることなく、電解
コンデンサを基板に実装できる。

【０００９】

【実施例】以下本発明を図１〜図７に示す実施例につい
て説明する。

【００１０】〔実施例１〕図１は、実施例１に係る電解
コンデンサの基板への実装構造を示す部分断面図であ
る。

【００１１】図１において、電解コンデンサ２１（アル
ミニウム電解コンデンサ）は、コンデンサ素子２２が収
容されたケース２３、このケース２３の内部を密封状態
とするために、その開放端側に固定された封口部材２
４、封口部材２４の外側に突出する外部端子２５、コン
デンサ素子２２から引き出されたリード２７を備えてい
る。封口部材２４は、ケース２３の内部に向いた内蓋１
と、ケース２３の外部に向いた外蓋２とによって構成さ
れている。内蓋１は樹脂製で、ケース２３の内面と略接
触するようなディスク状である。

【００１２】図２に内蓋１の裏面側の構造を示すよう
に、内蓋１には、その中心を対称の中心とする１対のリ
ベット端子孔３および圧力伝達孔４が形成されており、
対峙する孔同士を結んだ線が略直角に交わるようになっ
ている。

【００１３】再び、図１において、ケース２３の内部に
は、リベット端子孔３を通ってリベット３０がケース２
３の内部に突出しており、この突出した接続端３１にリ
ード２７が接続している。リベット端子孔３は、接続端
３１を通すには十分な大きさであるが、リード２７は進
入できない大きさの孔である。

【００１４】従って、接続端３１がリベット端子孔３内
に引っ込んだ場合でも、リード２７はこれに追従してリ
ベット端子孔３の内部に進入することはなく、接続端３
１とリード２７との接続が破壊されるようになってい
る。この際に、接続端３１とリード２７との接続部分
は、破壊位置を規定する弱点部分になる。なお、コンデ
ンサ素子２２側の圧力は、圧力伝達孔４を介して外蓋２
に伝達されるようになっている。

【００１５】本例では、内蓋１のケース２３の内部に面
した側１ａに１対の補強用突起５が形成されている。こ
の補強用突起５は、リベット端子孔３の外側に配置さ
れ、リード２７を接続端３１に導き、所定の位置に保持
する役割も果たしている。補強用突起５は、ケース２３
内の圧力の上昇により、内蓋１の変形を最小限に止める
ためのものであり、内蓋１の外面等に設置しても良いこ
とはもちろんである。

【００１６】図３に外蓋２の表面側を示すように、外蓋
２は、金属製で、ケース２３の内周に合致した略ディス
ク状である。そして、その外周部には立ち上がった形状
のつば１１が形成されており、このつば１１の内側に
は、外周に沿って溝１２が形成されている。従って、図
１に示すように、内蓋１に引き続き外蓋２をケース２３
の開放端に挿入したのち、溝１２にシリコンゴム等のパ
ッキン９を挿入し、ケース２３の開放端の端部をパッキ
ン９に向かって折り返して、上カール部２８ａを形成す
ると、封口部材２４は、上カール部２８ａと横カール部
２８ｂとに挟まれてそこに固定され、耐圧性のあるシー
ルが完了する。

【００１７】外蓋２には１対のリベット端子外孔１３が
形成されている。リベット端子外孔１３も、リベット３
０が挿通する孔であり、リベット端子孔３と同様に、外
蓋２の中心が対称の中心となるように形成されている。
リベット端子外孔１３には、そこを通ってケース２３内
の電解液の蒸気や圧力がケース外にリークすることを防
止するため、シリコンゴム製等のブッシュ８が嵌められ
ており、このブッシュ８を介してリベット３０が外蓋２
に固定されている。

【００１８】外蓋２は、薄い金属板で形成されている
が、その形状および強度は、ケース２３の内部で通常発
生する圧力に対しては十分な強度を備えている。外蓋２
には、その略中央でリベット端子外孔１３を分断するよ
うに、薄肉部１４が形成されている。従って、ケース２
３内の圧力が上昇すると、その圧力が外蓋２に伝達さ
れ、外蓋２は薄肉部１４を頂点とした山形に変形可能で
ある。

【００１９】外蓋２の外面２ｂには、さらに、樹脂製の
絶縁体であるスペーサー１５が配置されており、リベッ
ト端子外孔１３を貫通して外面２ｂに突出したリベット
３０は、外部端子２５と接続されている。スペーサー１
５は、外部端子２５の配置位置を結ぶように連続的に成
形されており、その連結部、すなわち、中心には、外蓋
２の変形を阻害しないように薄肉部１６が形成されてい
る。従って、外蓋２が内圧の上昇によって山形に変形す
ると、これに応じてスペーサー１５も山形に変形する。

【００２０】本例では、電解コンデンサ２１を基板Ｂに
実装する場合には、図４のように外蓋２の外側に向けて
の変形を可能とする隙間Ｓを封口部材２４の表面側に確
保しながら、電解コンデンサ２１を基板Ｂに固定するコ
ネクタ部材４０を用いている。また、外部端子２５と基
板Ｂの側との電気的接続は、外蓋２の変形に基づいて変
形自在な線材からなる接続部材５１を用いてある。

【００２１】すなわち、コネクタ部材４０は、電解コン
デンサ２１が装着されるコンデンサ装着部４１と、この
コンデンサ装着部４１に封口部材２４側から挿入された
電解コンデンサ２１の横カール部２８ｂに係合してそれ
を保持する突起４０ｂとが形成されている。また、コン
デンサ装着部４１の先端側では、外部端子２５から蓋材
２の変形を可能とする隙間Ｓを隔てた位置で底部４３に
固定された固定用端子４４を有している。固定用端子４
４は、基板ＢのホールＨに嵌め込んだ後にはんだ付け可
能な爪状の端子である。また、底部４３には、固定用端
子４４の近傍位置に貫通孔４５が形成されている。

【００２２】このような構成のコネクタ部材４０には、
以下のようにして、電解コンデンサ２１が固定される。
まず、外部端子２５に配線部材５１をはんだ付けしてお
き、この配線部材５１の先端側を貫通孔４５から外部に
引き出しておく。ここで、外部端子２５に配線部材５１
を圧着により接続する場合もある。この状態から、コン
デンサ装着部４１に封口部材２４の側から電解コンデン
サ２１を挿入すると、その横カール部２８ｂに突起４０
ｂが嵌合して、コネクタ部材４０に電解コンデンサ２１
が固定される。この状態で、外部端子２５および封口部
材２４の表面側には、保安機構の作動時に、封口部材２
４が外側に向けて変形できる隙間Ｓが形成される。次
に、配線部材５１の先端側を固定用端子４４の基部４４
１にはんだ付けする。しかる後に、電解コンデンサ２１
と一体化したコネクタ部材４０を基板Ｂに実装する。す
なわち、固定用端子４４を基板ＢのホールＨに挿入した
後に、基板Ｂの回路パターンと固定用端子４４とをはん
だ付けする。その結果、電解コンデンサ２１と一体化し
たコネクタ部材４０は、固定用端子４４を介して基板Ｂ
に固定されるので、電解コンデンサ２１が基板Ｂに実装
されたことになる。

【００２３】このように電解コンデンサ２１を実装して
おけば、以下のように、保安機構が作動するのに支障が
ない。すなわち、図４に示すように、ケース２３内の圧
力が過上昇すると、その圧力が圧力伝達孔４を介して外
蓋２に伝達される。外蓋２は、伝達された圧力の上昇に
呼応して、中心の薄肉部１４に沿って外側に向けて変形
し、薄肉部１４を頂点として山形となる。従って、外蓋
２に固定されたリベット３０は、外蓋２の変形に引っ張
られて外側へ移動する。この移動が進むと、リード２７
と接続していたリベット３０の接続端３１は、リベット
端子孔３の内部に引き込まれる。ここで、リード２７
は、リベット端子孔３の内部に進入できないため、リー
ド２７と接続端３１との接続が破壊され、このコンデン
サ２１はオープン状態となる。

【００２４】このようにして、保安機構が作動すると、
外蓋２が外側に向けて変形するが、本例では、封口部材
２４および外部端子２５の表面側には、保安機構の作動
時に生じる外蓋２の変形および外部端子２５の変位を可
能とする隙間Ｓを確保してあるため、保安機構の作動に
支障がない。また、電解コンデンサ２１と基板Ｂとの間
では、保安機構の作動時に外蓋２の変形に基づいて変形
自在な配線部材５１が介在しているため、配線部材５１
は、外蓋２の変形を妨げない。それ故、封口部材２４の
変形を利用したオープンモードの保安機構の作動を妨げ
ることなく、電解コンデンサ２１を基板Ｂに実装でき
る。

【００２５】〔実施例１の変形例〕実施例１において、
コネクタ部材４０の固定用端子４４と、電解コンデンサ
２１の外部端子２５とをリード線などの変形可能な配線
部材５１をはんだ付けなどで電気的接続している。そこ
で、外部端子２５の形状については、はんだ付けしやす
いように、図５（ａ）に示す丸棒状の比較的長い外部端
子２５ａ、または、図５（ｂ）に示す角棒状の比較的長
い外部端子２５ｂを用いることが好ましい。

【００２６】また、封口部材２４の構成については、上
記実施例の構成に限定されず、封口部材２４がケース内
圧の過上昇によって外側に向かって変形し、この変形に
基づいて、コンデンサ内部の電気的接続を絶つ保安機構
を構成できれば、同様な効果が得られその封口部の構成
を限定するものではない。

【００２７】さらに、コネクタ部材４０については、図
１に示すように、コンデンサ装着部４１を構成する筒部
分と、その底部４３とを一体に成型したものに限らず、
別体で構成しておき、配線部材５１のはんだ付けなどを
終えた後に、筒部分の内面に形成した突起４０ｂなどを
利用して、筒部分の所定の位置に底部４３を位置決めし
た後に、それらを一体化してもよい。

【００２８】〔実施例２〕図６は、実施例２に係る電解
コンデンサの実装構造を示す説明図である。本例の実装
構造でも、基本的には、実施例１と同様に、ケースの開
放端側に固定された封口部材がケース内圧の過上昇によ
って外側に向かって変形し、この変形に基づいて、コン
デンサ内部の電気的接続が絶たれる保安機構を有する電
解コンデンサを基板に実装しており、電解コンデンサ本
体、それに内蔵された保安機構、および基板などの構成
が共通している。従って、以下の説明では、同じ機能を
有する部分には、同じ符号を付して、それらの図示およ
び詳細な説明を省略するとともに、図６には、本例の実
装構造の要部のみを図示してある。

【００２９】図６において、電解コンデンサ２１を基板
Ｂに実装するにあたって、本例では、基板Ｂの側に電気
的接続しながら固定される固定用端子６１が一方面側に
固着され、この固定用端子６１に電気的接続する中継端
子６２が他方面側に突出する状態に固着されたコネクタ
部材６０を用いている。

【００３０】ここで、中継端子６２は、固定用端子６１
に接続する基部６２１の側の径が太く、先端側が薄くて
径の細い形状になっている。

【００３１】これに対して、電解コンデンサ２１の封口
部材２４の側にビス７５で固着されている外部端子７０
は、金属板を折り返した構造になっており、その折り返
し部分に相当するばね部７１と、それに対峙する受け部
７２とが形成されている。ここで、ばね部７１は、受け
部７２に押圧する状態にある。

【００３２】このように構成した外部端子７０およびコ
ネクタ部材６０を用いて、電解コンデンサ２１は、図７
（ａ）に示すように、基板Ｂに実装される。

【００３３】まず、基板ＢのホールＨに対して、コネク
タ部材６０の固定用端子６１を挿入した後に、固定用端
子６１をはんだ付けにより基板Ｂの側に電気的接続しな
がら固定する。ここで、はんだフラックスを除去する必
要がある場合には、この状態のうちに基板洗浄を行なっ
ておく。基板洗浄用の溶剤によっては、電解コンデンサ
に支障をもたらすことがあるからである。

【００３４】次に、コネクタ部材６０の内部に対して、
電解コンデンサ２１を封口部材２４の側から装着する。
この装着にあたっては、外部端子７０のばね部７１と受
け部７２との間に中継端子６２を差し込むようにして、
コネクタ部材６０に電解コンデンサ２１を装着する。こ
の装着を行うだけで、外部端子７０と中継端子６２と
は、その表面側に封口部材２４の変形を可能とする隙間
Ｓを確保しながら、外部端子７０（一方側の端子）が中
継端子６２（他方側の端子）をばね性をもって保持す
る。その結果、電解コンデンサ２１は、コネクタ部材６
０を介して基板Ｂに実装されたことになる。

【００３５】この状態から、電解コンデンサ２１の内圧
が上昇すると、保安機構が作動して、図７（ｂ）に示す
ように、封口部材２４が外側に向けて膨らみ、この変形
により、コンデンサ内の電気的接続が絶たれる。この
間、封口部材２４の表面側には、隙間Ｓが確保されてい
るため、封口部材２４の変形は、妨げられない。

【００３６】また、封口部材２４が変形すると、この変
形に基づいて、外部端子７０は、封口部材２４に向けて
浮き上がり気味に、かつ側方に移動しようとする。ここ
で、外部端子７０は、ばね部７１のばね性で中継端子６
２を保持しているだけであるため、中継端子６２は、ば
ね部７１と受け部７２との接合面に沿って相対的に変位
する。従って、外部端子７０の変位が妨げられない。そ
れ故、本例でも、封口部材２４の変形を利用したオープ
ンモードの保安機構の作動を妨げることなく、電解コン
デンサ２１を基板Ｂに実装できる。

【００３７】〔実施例２の改良例〕なお、実施例２で
は、封口部材２４に固着されている一対の外部端子７０
が対称に配置されているが、図８に示すように、外部端
子７０を非対称に配置することによって、極性を容易に
判別できるようにし、誤挿入を防止してもよい。

【００３８】外部端子７０の形状と、中継端子６２の形
状を逆にして、中継端子６２がばね性をもって、外部端
子７０を保持するようにしてもよい。図９は、本発明の
他の実施例で、上述の図１の実施例において、底部４
３、固定用端子４４を用いず、コネクタ部材４０を基板
Ｂに固定し、配線部材５１を基板Ｂの配線と接続しても
よい。

【００３９】

【発明の効果】以上のとおり、本発明では、封口部材の
表面側には、保安機構の作動時に生じる封口部材の変形
を可能とする隙間を確保した状態で電解コンデンサを基
板に実装し、しかも、電解コンデンサと基板側との間に
は、保安機構の作動時に封口部材の変形に基づいて変形
自在な接続手段が介在している。従って、本発明によれ
ば、封口部材の変形を利用したオープンモードの保安機
構の作動を妨げることなく、電解コンデンサを基板に実
装できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係る電解コンデンサの実装
構造を示す断面図である。

【図２】図１に示す電解コンデンサの封口部材（内蓋）
の底面図である。

【図３】図１に示す電解コンデンサの封口部材（外蓋）
の平面図である。

【図４】図１に示す電解コンデンサ内の圧力が上昇した
ときの保安機構の動作を示す説明図である。

【図５】（ａ）、（ｂ）は、実施例１に係る電解コンデ
ンサの外部端子の変形例を示す斜視図である。

【図６】本発明の実施例２に係る電解コンデンサ要部の
構造を示す説明図である。

【図７】（ａ）は、図６に示す電解コンデンサをコネク
タ部材を介して基板に実装した状態を示す説明図、
（ｂ）は、図６に示す電解コンデンサの保安機構が作動
した状態を示す説明図である。

【図８】本発明の実施例２の改良例に係る電解コンデン
サの外部端子の構造を示す斜視図である。

【図９】本発明のその他の実施例に係る電解コンデンサ
の実装構造を示す断面図である。

【符号の説明】

２１・・電解コンデンサ ２２・・コンデンサ素子 ２３・・ケース ２４・・封口部材 ２５、７０・・外部端子 ２８ｂ・・横カール部 ４０、６０・・・コネクタ部材 ４０ｂ・・突起 ４４、６１・・・固定用端子 ５１・・・配線部材 ６２・・・中継端子 ７１・・・ばね部 ７２・・・受け部 Ｓ・・隙間 Ｂ・・基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村橋 秀樹 京都府京都市中京区御池通烏丸東入一筋 目仲保利町191番地の４ 上原ビル３階 ニチコン株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−215925（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−26835（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01G 9/12 H01G 9/00 321

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケースの開放端側に固定された封口部材
   がケース内圧の過上昇によって外側に向かって変形し、
   この変形に基づいてコンデンサ内部の電気的接続が絶た
   れる保安機構を有する電解コンデンサと、この電解コン
   デンサの封口部材側で実装される基板との間には、 前記封口部材の変形を可能とする隙間を前記封口部材の
   表面側に確保しながら、前記電解コンデンサを固定する
   接続手段であるコネクタ部材を設けたことを特徴とする
   電解コンデンサの実装構造。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記コネクタ部材
   は、前記電解コンデンサが装着されるコンデンサ装着部
   と、このコンデンサ装着部に前記封口部材側から挿入さ
   れた前記電解コンデンサの横カール部に係合してそれを
   保持する突起と、前記コンデンサ装着部の先端側におい
   て、前記外部端子との間に前記封口部材の変形を可能と
   する隙間を隔てた位置に形成され、前記基板側に電気的
   接続しながら固着された固定用端子とを有し、 前記接続手段は、前記固定用端子と前記外部端子とを電
   気的接続する変形自在な線材であることを特徴とする電
   解コンデンサの実装構造。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記コネクタ部材
   は、前記電解コンデンサが装着されるコンデンサ装着部
   と、このコンデンサ装着部に前記封口部材側から挿入さ
   れた前記電解コンデンサの横カール部に係合してそれを
   保持する突起と、前記コンデンサ装着部の先端側におい
   て前記外部端子との間に前記封口部材の変形を可能とす
   る隙間を隔てた位置に形成され、前記基板側に電気的接
   続しながら固着された固定用端子と、この固定用端子に
   電気的接続しながら、前記コンデンサ装着部に向けて固
   定された中継端子とを有し、 前記外部端子と前記中継端子とは、一方側の端子が他方
   側の端子に対して変位可能な状態でばね性をもって保持
   することにより、前記外部端子の前記基板に対する変位
   を可能とする前記配線手段を構成していることを特徴と
   する電解コンデンサの実装構造。