JP3639398B2 - Electrolytic capacitor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高いリプル電流に対応できる、放熱特性の良い電解コンデンサに関するものであって、かつプリント基板への取付けが容易なリードレスの電解コンデンサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電解コンデンサは、アルミニウム箔からなる陽極箔と陰極箔をセパレータ紙を介して巻回したコンデンサ素子に電解液を含浸し、該コンデンサ素子を金属ケースに収納し、該金属ケースの開口部を封止する封口体の外部引出し端子に固着接続したものをスリーブにより被覆したものが使用されている。
【0003】
しかしながら、上記のような電解コンデンサでは、必要機器に組み込まれて使用されている最中に、交流成分が印加直流に重畳された高いリプル電流が流れ、コンデンサ素子の抵抗分(等価直列抵抗)によって熱が発生する。特に周囲の機器が高温になっている場合は、これらの機器の温度に上記の発熱分が加わってコンデンサ全体が高温になるため、電極箔、セパレータ等の構成材料に大きな影響を与える恐れがある。
【0004】
コンデンサが発熱すると、コンデンサ素子に含浸された電解液の揮散や変質を招き、コンデンサの容量減少、損失の増大が生じるため、コンデンサの寿命が短くなるという欠点があった。
【0005】
更に、上記の電解コンデンサを基板に取り付けるには、帯状取付金具が用いられることもあるが、取付けの際に基板面からコンデンサの重心が離れているため、大形のコンデンサは水平取付け、垂直取付けの何れであっても横方向に力や振動が加わると、コンデンサの安定性が損なわれるという問題があった。
【0006】
また、上記の電解コンデンサは、リードを基板に設けられたスルーホールを通してコンデンサ本体を固定する、いわゆるディスクリート部品であったため、面実装に対応できないという問題があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように従来技術による電解コンデンサを長時間にわたって使用する場合、リプル電流による発熱を逃すための手段が施されていなかったため、コンデンサが劣化し、寿命が短くなるという問題があった。
また、コンデンサを基板に取り付ける際の安定性にも問題があり、更に面実装化に対応できないという問題もあった。
上記のリプル電流による発熱に関する問題を解決するための一手段としては、例えば実公平7−26836号公報に図9に示すような「側面に複数個の開口部を有する中空円筒状のコアに帯状の電解コンデンサ素子材料を巻きつけて成る電解コンデンサ素子」が提案されている。
【0008】
しかしながら、上記構造のコンデンサ素子を使用して中空円筒形コンデンサ(通称:ドーナツコン)に構成した場合にあっても、素子の空気に対する放熱面積が充分取れないことから、コンデンサの放熱が充分に行われず、コンデンサの寿命特性を改善することができなかった。
【0009】
また、電解コンデンサを帯状取付金具等により基板に取付けたとき、横方向に力や振動が加わった場合でも、コンデンサが安定に保持できるような何らかの支えが必要であった。
【0010】
更に、リードを基板に設けられたスルーホールを挿通する困難な作業を必要としない、いわゆる面実装化に対応できる何らかの処理が必要であった。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を全て解決するもので、電極引出しタブを接続したアルミニウム箔からなる陽極箔および陰極箔を、セパレータを介して巻回したコンデンサ素子10に電解液を含浸し、該コンデンサ素子10を金属ケース8に収納し、該ケースの開口部を、封口体11で封止してなる電解コンデンサに放熱性を有する有底筒状の樹脂成形体1を被冠させ、該樹脂成形体1の胴部2内面に設けた凸部6を該コンデンサの封口体11の固定用環状凹溝9に嵌合させ、コンデンサ本体7を支持し、かつコンデンサ本体7から導出するリード12挿入用のスリット18に隣接する部分を覆う金属端子19を備えた面実装部17と取付固定部4とからなる座板16に、リード12を挿入し、コンデンサ本体7の封口部端面を嵌入し、リード12と金属端子19とを電気的接合させたことを特徴とする電解コンデンサである。
【0012】
また、該樹脂成形体1の胴部2には板状およびまたは棒状の格子形状を形成するか、複数の孔13を設け、若しくは複数のひれ(フィン)を形成したことを特徴としている。
【0013】
【発明の実施の形態】
上記の電解コンデンサに放熱性を有する有底筒状の樹脂成形体1を被冠させ、該樹脂成形体1の胴部2内面に設けた凸部6を該コンデンサの封口体11の固定用環状凹溝9に嵌合させ、コンデンサ本体7を支持し、かつコンデンサ本体7から導出するリード12挿入用のスリット18に隣接する部分を覆う金属端子19を備えた面実装部17と取付固定部4とからなる座板16に、リード12を挿入し、コンデンサ本体7の封口部端面を嵌入し、リード12と金属端子19とを電気的接合させ、上記樹脂成形体1を取付け固定する。コンデンサ本体7は上記面実装部17に設けられた金属端子19を介して基板の回路に接続され、取付部4により、基板に固定される。
そして、該樹脂成形体1の胴部2には、板状および/または棒状の格子、複数の孔13、若しくは複数のひれ(フィン)が形成される。
【0014】
【実施例】
以下、本発明による電解コンデンサの一実施例について図面を参照して説明する。
【0015】
[本実施例の構成]
図1に本発明の実施例による放熱性を有する有底筒状の樹脂成形体1を被冠し、これを座板16に接合した電解コンデンサの斜視図を示す。また、図1のA−A線断面図を図3に示す。
上記樹脂成形体1の胴部2内面には凸部6が設けられ、該凸部6を金属ケース8の開口部を封止する封口体11の固体用環状凹溝9に嵌合させ、コンデンサ本体7を支持する。
次いで、コンデンサ本体7から導出するリード挿入用のスリット18に隣接する部分を覆う金属端子19を備えた面実装部17と取付固定部4とからなる座板16に、リード12を挿入し、コンデンサ本体7の封口部端面を嵌入し、上記樹脂成形体1の凸部20を座板16の凹部に接合し固定する。その後、リード12と金属端子19とを電気的に接合させる。
上記樹脂成形体1の胴部2には、図1では板状および棒状の格子が設けられているが、他の実施例として、図6には複数の孔が、そして図7には複数のひれ(フィン)が設けられている。
また、上記樹脂成形体1と凹凸接合する16の取付固定部4には、コンデンサを基板に固定するための取付孔5が設けられている。
そして、図2は図1の実施例の裏側から見た斜視図、図4は図1の実施例による電解コンデンサの平面図、図5はその底面図である。
尚、上記実施例においては、コンデンサ本体7を樹脂成形体1に挿入し易くするための切り込みを胴部に入れておいてもよい。
【0016】
[本実施例の作用と効果]
以上のような構成を有する本実施例の電解コンデンサでは、まず以下のような作用を有する。すなわち、リプル電流の印加により、コンデンサ素子10の温度が上昇すると、コンデンサ素子の熱が金属ケース8を経て、コンデンサ7に装着された樹脂成形体1に伝えられる。樹脂成形体1は外気により容易に冷却できる構造となっているため、コンデンサの放熱を速めることができ、コンデンサ素子10からの熱を速やかに逃すことができる。
【0017】
更に、本実施例では図3に示すように、コンデンサの金属ケース8に形成された封口体11を固定する環状凹溝9に嵌合し、コンデンサ本体7を支持するための凸部6が、上記樹脂成形体1の胴部2内面に設けられているので、コンデンサを基板に取り付ける際、コンデンサ本体7の振動が少ない、安定した状態で固定することができる。
そして、コンデンサ本体7は、上記座板16の面実装部17に設けられた金属端子19を介して基板に接続されるので、面実装化が可能となる。
更に、面実装部17に連なる取付固定部4には、コンデンサを基板に固定するための取付孔5が設けられており、該取付孔5を使用してネジ止め等の処理を施すことにより、コンデンサはより堅固に基板付けされることができる。
このとき、上記樹脂成形体1の凸部20と座板16の凹部21とが接合しているので、コンデンサの基板に対する安定性はより強固なものとなる。
【0018】
[本実施例の電解コンデンサと従来の電解コンデンサとの特性比較]
次に、本実施例の電解コンデンサと従来技術による電解コンデンサの特性比較について述べる。コンデンサは400V−120μFのものを試料に用い、図1、図6、図7による樹脂成形体を装着したもの、並びに図8に示した樹脂成形体を装着しない従来のものについて、(A)105℃ 120Hzで0.59Armsのリプル電流を直流に重畳したときの温度上昇ΔT(℃)、および(B)115℃中で上記(A)と同様のリプル電流を重畳して5000時間加速負荷試験を行い、規格値を外れたもの(静電容量変化率:初期値の±20%を超えたもの、tanδ:初期規格値(0.25)を超えたもの、漏れ電流:初期規格値(3√CV(μA)、5分値)を超えたもの)の発生個数で比較した。それらの結果を表1に示す。
表1より明らかなように、本発明による実施例では従来例と比較して温度上昇ΔTが小さく、また、加速負荷試験において、不良品の発生個数0/50であるのに対し、従来例では6/50であり、本発明品の放熱特性が従来品より優れていることが確認された。
【0019】
【表1】
【0020】
【発明の効果】
上記したように、本発明によれば、リプル電流の印加によりコンデンサ素子10の温度が上昇すると、コンデンサ素子の熱が金属ケース8を経て、コンデンサ7に装着された樹脂成形体1に伝わり速やかに放熱されるので、コンデンサの放熱性が改善され、長期にわたり特性の安定した電解コンデンサを得ることができる。また、上記樹脂成形体1の内面にはコンデンサ本体を支持するための凸部6が設けられているので、安定した状態でコンデンサ本体7を保持することができる。 そして、コンデンサ本体7は、上記面実装部17に設けられた金属端子19を介して基板に接続されるので、面実装化が可能となる。
更に、上記成形体1の胴部に連なる取付固定部4には、コンデンサを基板に固定するための取付孔5が設けられているので、ネジ止め等の処理が可能であり、より堅固な状態でコンデンサを基板付けすることができる。
このとき、上記樹脂成形体1は、座板16と凹凸接合により一体に接合されるため、コンデンサの基板に対する安定性はより強固なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の表側から見た部分斜視図である。
【図2】本発明の一実施例の裏側から見た外観斜視図である。
【図3】図1のA−A線断面図である。
【図4】図1の実施例の平面図である。
【図5】図1の実施例の底面図である。
【図6】本発明の第2の実施例の表側から見た斜視図である。
【図7】本発明の第3の実施例の表側から見た斜視図である。
【図8】従来例による断面図である。
【図9】従来技術による参考図である。
【符号の説明】
1 樹脂成形体
2 胴部
3 上面部
4 取付固定部
5 取付孔
6 凸部
7 コンデンサ本体
8 金属ケース
9 環状凹溝
10 コンデンサ素子
11 封口体
12 リード
13 孔
14 底面部
15 スリーブ
16 座板
17 面実装部
18 スリット
19 金属端子
20 凸部
21 凹部
a コア
b 巻取軸
c 陽極箔
d 陰極箔
e セパレータ
f 素子材料
g コアの中心孔
h コアの開口部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrolytic capacitor that can cope with a high ripple current and has good heat dissipation characteristics, and also relates to a leadless electrolytic capacitor that can be easily mounted on a printed circuit board.
[0002]
[Prior art]
An electrolytic capacitor is made by impregnating a capacitor element in which an anode foil and a cathode foil made of aluminum foil are wound through a separator paper with an electrolytic solution, housing the capacitor element in a metal case, and sealing the opening of the metal case. In this case, a sealing member that is fixedly connected to an external lead terminal of a sealing body covered with a sleeve is used.
[0003]
However, in the electrolytic capacitor as described above, a high ripple current in which an alternating current component is superimposed on an applied direct current flows while being incorporated in a necessary device, and is caused by the resistance of the capacitor element (equivalent series resistance). Heat is generated. Especially when the surrounding equipment is hot, the above-mentioned heat generation component is added to the temperature of these equipment and the entire capacitor becomes hot, which may greatly affect the constituent materials such as electrode foil and separator. .
[0004]
When the capacitor generates heat, the electrolytic solution impregnated in the capacitor element is volatilized and deteriorated, and the capacitance of the capacitor is reduced and the loss is increased.
[0005]
Furthermore, to attach the above electrolytic capacitor to the board, a band-shaped mounting bracket may be used, but the center of gravity of the capacitor is separated from the board surface when mounting, so large capacitors can be mounted horizontally or vertically. In either case, when a force or vibration is applied in the lateral direction, the stability of the capacitor is impaired.
[0006]
In addition, the electrolytic capacitor is a so-called discrete component that fixes the capacitor main body through a through hole provided in the substrate, and thus has a problem that it cannot be used for surface mounting.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when the electrolytic capacitor according to the prior art is used for a long time, there has been a problem that the capacitor is deteriorated and the life is shortened because no means for releasing the heat generated by the ripple current is provided.
In addition, there is a problem in stability when the capacitor is attached to the substrate, and there is also a problem that it cannot cope with surface mounting.
As one means for solving the above-mentioned problem relating to heat generation due to ripple current, for example, as shown in FIG. 9 in Japanese Utility Model Publication No. 7-26836, “a hollow cylindrical core having a plurality of openings on a side surface is shaped like a band. An electrolytic capacitor element formed by winding an electrolytic capacitor element material is proposed.
[0008]
However, even when a capacitor element having the above structure is used to form a hollow cylindrical capacitor (commonly known as a donut kon), the element does not have a sufficient heat radiation area for air, so the capacitor is sufficiently radiated. As a result, the life characteristics of the capacitor could not be improved.
[0009]
In addition, when the electrolytic capacitor is attached to the substrate with a belt-like mounting bracket or the like, some support is required so that the capacitor can be stably held even when a force or vibration is applied in the lateral direction.
[0010]
Furthermore, some kind of processing that can cope with so-called surface mounting, which does not require the difficult work of inserting the lead through the through hole provided in the substrate, is required.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention solves all of the above-mentioned problems. An electrolytic solution is impregnated in a
[0012]
The
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The electrolytic capacitor is covered with a bottomed cylindrical resin molded
A plate-like and / or rod-like lattice, a plurality of
[0014]
【Example】
Hereinafter, an embodiment of an electrolytic capacitor according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
[Configuration of this embodiment]
FIG. 1 is a perspective view of an electrolytic capacitor in which a bottomed cylindrical resin molded
A
Next, the
The
In addition, 16 mounting
2 is a perspective view seen from the back side of the embodiment of FIG. 1, FIG. 4 is a plan view of the electrolytic capacitor according to the embodiment of FIG. 1, and FIG. 5 is a bottom view thereof.
In the embodiment described above, a notch for facilitating insertion of the
[0016]
[Operation and effect of this embodiment]
The electrolytic capacitor of the present embodiment having the above-described configuration first has the following operation. That is, when the temperature of the
[0017]
Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the
Since the
Further, the mounting fixing
At this time, since the
[0018]
[Characteristic comparison between the electrolytic capacitor of this example and a conventional electrolytic capacitor]
Next, the characteristic comparison between the electrolytic capacitor of this embodiment and the electrolytic capacitor according to the prior art will be described. (A) 105 with a capacitor of 400V-120 μF used as a sample, with the resin molded body shown in FIGS. 1, 6 and 7 attached, and with the conventional one not attached with the resin molded body shown in FIG. A temperature rise ΔT (° C.) when a ripple current of 0.59 Arms is superimposed on a direct current at 120 ° C. at 120 Hz, and (B) an acceleration load test is performed for 5000 hours by superimposing a ripple current similar to (A) above at 115 ° C. The value out of specification (capacitance change rate: over ± 20% of initial value, tan δ: over initial specification value (0.25), leakage current: initial specification value (3√ The number of occurrences of CV (μA) exceeding 5 minutes) was compared. The results are shown in Table 1.
As is apparent from Table 1, the temperature rise ΔT in the example according to the present invention is smaller than that in the conventional example, and the number of defective products generated in the accelerated load test is 0/50, whereas in the conventional example, It was 6/50, and it was confirmed that the heat dissipation characteristic of the product of the present invention is superior to that of the conventional product.
[0019]
[Table 1]
[0020]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the temperature of the
Further, since the mounting fixing
At this time, since the resin molded
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial perspective view of an embodiment of the present invention viewed from the front side.
FIG. 2 is an external perspective view of an embodiment of the present invention viewed from the back side.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
4 is a plan view of the embodiment of FIG.
FIG. 5 is a bottom view of the embodiment of FIG. 1;
FIG. 6 is a perspective view of the second embodiment of the present invention viewed from the front side.
FIG. 7 is a perspective view of a third embodiment of the present invention as viewed from the front side.
FIG. 8 is a cross-sectional view according to a conventional example.
FIG. 9 is a reference diagram according to the prior art.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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