JP4078777B2 - チップ形アルミ電解コンデンサ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は面実装型として基板に実装して用いられ特に優れた耐振動性を要求されるチップ形アルミ電解コンデンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１はこの種の従来のチップ形アルミ電解コンデンサの構成を示した斜視図であり、同図において、１１は図示しないコンデンサ素子を収納してその開放端を封口部材（図示せず）により封止した有底円筒状の金属ケース、１１ａは上記封止の際に金属ケース１１に施される絞り加工部である。１２は上記封口部材に当接するように装着された絶縁端子板であり、この絶縁端子板１２には上記コンデンサ素子から導出された一対のリード線１１ｂが挿通する孔（図示せず）と、この孔を挿通した一対のリード線１１ｂを直角方向に折り曲げて収納するための溝部１２ａが外表面（図中の底面）に設けられており、これによって基板に面実装可能なように構成されたものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのように構成された従来のチップ形アルミ電解コンデンサでは、基板に実装した後で、特に図１２に示すように一対のリード線１１ｂを結ぶ方向であるＸ方向に対して直角方向となるＹ方向に強い振動ストレスを加えた場合、基板との接合は一対のリード線１１ｂの２箇所のみであるためにコンデンサ本体が振り子状に揺動するように振動し、これによってリード線１１ｂと基板とのはんだ付け部やリード線１１ｂの付け根部分がダメージを受け、最悪の場合には、はんだ付け部の剥離やリード線１１ｂの破断に至るという課題があった。
【０００４】
なお、このような課題を解決するために本発明者らは、特願平１１−２８６４９３号にて絶縁端子板をコンデンサ本体を囲むハウジング形状とすることを提案したが、この技術で耐振動性を向上させるためには製品本体の外径とハウジング部分の内径を同一または略同一にしなければならず、そのためにハウジング部分への製品本体の装着作業が難しくなるという課題を抱えたものでもあった。
【０００５】
また、同様の課題解決を図る他の手段として、特開平９−１６２０７７号公報では、絶縁端子板の周辺部分より起立して伸延する支持部を有する、さらにはこの支持部にコンデンサの絞り加工溝部に入る突起を有する、あるいは支持部が多数の切り込みによって切り割りされている、あるいは支持部が円筒状をなし絶縁端子板と一体に若干の伸縮性を持った樹脂物質で構成されているもの等の技術が開示されているが、これらの場合でも同様に支持部が環状に構成されているために装着しにくい、あるいは支持部がコンデンサの絞り加工溝部までしか形成されていないために、自動車等への装着を考慮した強い振動には十分な効果が得られないという問題があった。
【０００６】
また、反面、電装用部品のチップ化の進行に伴い、アルミ電解コンデンサにおいてもエンジンルーム内への装着用途を始め、耐振動性に優れたチップ形アルミ電解コンデンサが市場から強く求められているものであった。
【０００７】
本発明はこのような従来の課題を解決し、製品本体への装着が容易で、しかも耐振動性に優れたチップ形アルミ電解コンデンサを提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の請求項１に記載の発明は、特に、外部引き出し用のリード線を備えたコンデンサ素子を金属ケース内に収納し、この金属ケースの開放端を封口部材で封止し、この封止部材に当接するように方形を有する絶縁端子板を装着してなるチップ形アルミ電解コンデンサにおいて、上記絶縁端子板の各コーナーに金属ケースの円環状の絞り加工部よりも高く形成した壁部を設け、この壁部の外周側に切り欠きを有し、かつその壁部の内面を上記金属ケースの周面に当接させて金属ケースを保持するとともに、陽極リード線側に設けられる壁部と陰極リード線側に設けられる壁部の高さが異なるようにした構成としたものであり、この構成により、製品を基板に実装した状態でリード線の折り曲げ方向と交差する方向を含むあらゆる方向に強い振動が加わった場合でも、絶縁端子板の各コーナーに金属ケースの円環状の絞り加工部よりも高く形成され、上記金属ケースの周面を内面で保持するように当接した壁部が金属ケースの周面に弾接して保持するために優れた耐振動性を発揮し、信頼性の高いチップ形アルミ電解コンデンサを提供することができるという作用効果が得られる。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、絶縁端子板の陽極リード線側または陰極リード線側のいずれか一方の辺の両端となる２つのコーナーに面取り加工を施した構成のものであり、この構成により、陽極と陰極を外観から容易に見分けることができるという作用効果が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１によるチップ形アルミ電解コンデンサの構成を示した斜視図、図２は同絶縁端子板を示した斜視図、図３（ａ），（ｂ）は同絶縁端子板の例を示す平面図であり、図１〜図３において、１は図示しない外部引き出し用の陽極リード線と陰極リード線が夫々接続された陽極箔と陰極箔とをその間にセパレータを介在させて巻回することにより構成されたコンデンサ素子を駆動用電解液とともに収納してその開放端を封口部材（図示せず）により封止した有底円筒状の金属ケース、１ａは上記封止の際に金属ケース１に施される絞り加工部である。
【００１１】
２は上記封口部材に当接するように装着された絶縁端子板であり、この絶縁端子板２には上記コンデンサ素子から導出された一対のリード線（図示せず）が挿通する孔２ｃと、この孔２ｃを挿通した一対のリード線を直角方向に折り曲げて収納するための溝部２ａが外表面（図中の底面）に設けられており、これによって基板に面実装可能なように構成されている。なお、上記絶縁端子板２の孔２ｃを挿通した一対のリード線は直角方向に折り曲げられて絶縁端子板２の外表面と略同一面になるようにして溝部２ａ内に収納され、基板実装時に端子としてはんだ付けされるものである。
【００１２】
また、上記絶縁端子板２は方形に形成され、各コーナー部には上記金属ケース１の周面を内面で保持するように当接する複数の壁部２ｂが設けられており、この壁部２ｂの高さは絞り加工部１ａを十分に覆う高さ以上に形成され、その高さとしては金属ケース１の高さの１／２以上の高さであることが望ましい。また、このように複数の壁部２ｂが設けられた絶縁端子板２は、対向する壁部２ｂの内面どうし間の寸法が金属ケース１の外径よりも若干小さくなるようにして絶縁樹脂材料で一体に構成することにより金属ケース１の周面を確実に保持することができるので、製品を基板に実装した状態でリード線の折り曲げ方向と交差する方向に強い振動が加わった場合でも、壁部２ｂが金属ケース１を確実に保持して過大な振動の発生を抑制することができるために優れた耐振動性を発揮し、信頼性の高いチップ形アルミ電解コンデンサを提供することができるものである。
【００１３】
図３（ａ）は、絶縁端子板２を方形とし、この各辺の中央に壁部２ｂを設けた構成としたものであり、この４つの壁部２ｂにより金属ケース１を確実に保持することができ、製品を基板に実装した状態でリード線の折り曲げ方向と交差する方向を含むあらゆる方向に強い振動が加わった場合でも、壁部２ｂが金属ケース１を確実に保持して過大な振動の発生を抑制することができるために優れた耐振動性を発揮し、信頼性の高いチップ形アルミ電解コンデンサを提供することができるものである。なお、図中の符号２ａはリード線を収納するために壁部２ｂとは反対の面に設けられた溝部、２ｃはリード線を挿通させるための孔である。
【００１４】
図３（ｂ）は、絶縁端子板２を方形とし、この各コーナーに壁部２ｂを設けた構成としたものであり、この４つの壁部２ｂにより金属ケース１を確実に保持することができるばかりでなく、壁部２ｂの肉厚を厚くして強度ＵＰを図ることができるものであるが、必要以上に肉厚を厚くすると金属ケース１を装着する際に壁部２ｂの弾性が低下して装着しにくくなるため、上記図２に示すように、壁部２ｂの外周側に切り欠き２ｄを設けるようにすればこの問題を解決することができる。なお、図中の符号２ａはリード線を収納するために壁部２ｂとは反対の面に設けられた溝部、２ｃはリード線を挿通させるための孔である。
【００１５】
このような本発明によれば、絶縁端子板２に壁部２ｂを設けることにより金属ケース１の周面を確実に保持することができるので、製品を基板に実装した状態でリード線の折り曲げ方向と交差する方向やその他のあらゆる方向に強い振動が加わった場合でも、壁部２ｂが金属ケース１を確実に保持して過大な振動の発生を抑制することができるために優れた耐振動性を発揮し、信頼性の高いチップ形アルミ電解コンデンサを提供することができるものである。
【００１６】
（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２によるチップ形アルミ電解コンデンサの絶縁端子板の構成を示した斜視図であり、図４において、３は絶縁端子板であり、この絶縁端子板３にはコンデンサ素子から導出された一対のリード線（図示せず）が挿通する孔３ｄと、この孔３ｄを挿通した一対のリード線を直角方向に折り曲げて収納するための溝部３ａと、各コーナー部には金属ケースの周面を内面で保持するように当接する複数の壁部３ｂ・３ｃと、この壁部３ｂ・３ｃの外周側に切り欠き３ｅが設けられているのは上記実施の形態１と同様である。また、上記壁部３ｂ・３ｃは各２個ずつ設けられ、かつ夫々の高さ寸法Ｈ１・Ｈ２が異なるように構成されており、どのように高さ寸法が異なる壁部３ｂ・３ｃのどちらか一方に一対のリード線の陽極と陰極のどちらか一方を配置するように決めておけば、組み立てを終えたチップ形アルミ電解コンデンサの外観から陽極と陰極を極めて容易に見分けることができるようになるものである。
【００１７】
このように本発明によれば、絶縁端子板３に設けた壁部３ｂ・３ｃの夫々の高さ寸法Ｈ１・Ｈ２が異なるように構成することにより、組み立てを終えた製品の外観から陽極と陰極を極めて容易に見分けることができるようになるものである。なお、上記実施の形態１によるチップ形アルミ電解コンデンサにより得られる作用効果と同様の作用効果も得られることは言うまでもない。
【００１８】
（実施の形態３）
図５は本発明の実施の形態３によるチップ形アルミ電解コンデンサの絶縁端子板の構成を示した斜視図、図６（ａ），（ｂ）は同平面図である。同図において、４は絶縁端子板であり、この絶縁端子板４にはコンデンサ素子から導出された一対のリード線（図示せず）が挿通する孔４ｃと、この孔４ｃを挿通した一対のリード線を直角方向に折り曲げて収納するための溝部４ａと、各コーナー部には金属ケースの周面を内面で保持するように当接する複数の壁部４ｂと、この壁部４ｂの外周側に切り欠き４ｄが設けられているのは上記実施の形態１と同様である。また、この絶縁端子板４は方形に形成され、かつ一対のリード線を収納する溝部４ａと交差する方向の一方の辺の両端となる２つのコーナーに面取り加工部４ｅを設けた構成としており、このように面取り加工部４ｅを設けた側に一対のリード線の陽極と陰極のどちらか一方を配置するように決めておけば、組み立てを終えたチップ形アルミ電解コンデンサの外観から陽極と陰極を極めて容易に見分けることができるようになるものである。
【００１９】
このように本発明によれば、絶縁端子板４に面取り加工部４ｅを設け、この面取り加工部４ｅを設けた側に一対のリード線の陽極と陰極のどちらか一方を配置するように決めておけば、組み立てを終えたチップ形アルミ電解コンデンサの外観から陽極と陰極を極めて容易に見分けることができるようになるものである。なお、上記実施の形態１によるチップ形アルミ電解コンデンサにより得られる作用効果と同様の作用効果も得られることは言うまでもない。
【００２０】
また、本実施の形態３と上記実施の形態２に示した絶縁端子板の壁部の高さが異なる構成とを組み合わせて用いることにより、その効果がさらに増大することは言うまでもない。
【００２１】
（実施の形態４）
図７は本発明の実施の形態４によるチップ形アルミ電解コンデンサの構成を示した断面図、図８（ａ），（ｂ）は同絶縁端子板の構成を示した斜視図であり、同図において、１はチップ形アルミ電解コンデンサの金属ケース、１ａはこの金属ケース１に設けられた絞り加工部、１ｂは上記金属ケース１内のコンデンサ素子（図示せず）から引き出されたリード線である。５は絶縁端子板であり、この絶縁端子板５にはコンデンサ素子から導出された一対のリード線１ｂ（と図示しない１ｃ）が挿通する孔５ｃと、この孔５ｃを挿通した一対のリード線１ｂを直角方向に折り曲げて収納するための溝部５ａと、各コーナー部には金属ケース１の周面を内面で保持するように当接する複数の壁部５ｂと、この壁部５ｂの外周側に切り欠き５ｄが設けられているのは上記実施の形態１と同様である。
【００２２】
また、この絶縁端子板５の壁部５ｂの内面には突起部５ｅを設けた構成としており、図８（ａ）では壁部５ｂの内面に部分的な突起部５ｅを、図８（ｂ）では壁部５ｂの内面の全面に突起部５ｅを設けた構成としたものである。この突起部５ｅは、図７に示すように金属ケース１の絞り加工部１ａにはまり込み、しかも壁部５ｂはこの突起部５ｅを超えて金属ケース１の中央部付近まで金属ケース１を保持するように形成されているため、金属ケース１との接触面積が増大してより高い耐振動性を発揮することができるばかりでなく、上下方向の振動に対しても金属ケース１を確実に保持して過大な振動の発生を抑制することができるものである。なお、上記突起部５ｅは絶縁端子板５の壁部５ｂと一体化して樹脂材料で構成しても良く、また突起部５ｅを個片にしてゴム等の弾性体で構成しても良いものである。
【００２３】
このように本発明によれば、絶縁端子板５の壁部５ｂの内面に突起部５ｅを設けた構成とすることにより、金属ケース１との接触面積が増大してより高い耐振動性を発揮することができるばかりでなく、上下方向の振動に対しても金属ケース１を確実に保持して過大な振動の発生を抑制することができるようになり、上記実施の形態１によるチップ形アルミ電解コンデンサにより得られる作用効果と同様の作用効果をより高いレベルで得られるものである。
【００２４】
（実施の形態５）
図９は本発明の実施の形態５によるチップ形アルミ電解コンデンサの構成を示した底面図であり、同図において、１０は絶縁端子板であり、この絶縁端子板１０には上記実施の形態１の絶縁端子板と同様に、コンデンサ素子から導出された一対のリード線１ｂ・１ｃが挿通する孔１０ｃと、この孔１０ｃを挿通した一対のリード線１ｂ・１ｃを直角方向に折り曲げて収納するための溝部１０ａと、各コーナー部には金属ケースの周面を内面で保持するように当接する複数の壁部１０ｂが設けられているのは上記実施の形態１と同様である。
【００２５】
また、１ｄは絶縁端子板１０の底面に設けられた一対のダミー端子であり、このダミー端子１ｄは絶縁端子板１０のリード線１ｂ・１ｃの折り曲げ方向と交差する方向の周縁に一対で設けられており、このチップ形アルミ電解コンデンサを基板に実装する際に上記リード線１ｂ・１ｃと同様にダミー端子１ｄもはんだ付けされるようにしたものであり、このような構成にすることにより、基板に実装された製品の絶縁端子板１０の安定性が大きく向上するために、過大な振動の発生を抑制してより高い耐振動性を発揮することができるものである。
【００２６】
このように本発明によれば、絶縁端子板１０のリード線の折り曲げ方向と交差する方向に一対のダミー端子１ｄを設けた構成とすることにより、製品を基板に実装する際にこのダミー端子１ｄをリード線と同様にはんだ付けして絶縁端子板１０の安定性を大きく向上させることができるようになるため、過大な振動の発生を抑制してより高い耐振動性を発揮し、高信頼性のチップ形アルミ電解コンデンサを提供することができるものである。
【００２７】
（実施の形態６）
本発明によるチップ形アルミ電解コンデンサとして上記実施の形態１〜５の中から以下に示すものを一例として選び、比較例としての従来品と共にサンプル（φ１８×１６．５Ｌｍｍ）を各々５個ずつ作製し、これらを基板に実装して振動試験を行った。
【００２８】
［サンプル］
(1)実施の形態１……絶縁端子板の各辺中央に壁部を設けた［図３（ａ）］
(2)実施の形態１……絶縁端子板の各コーナーに壁部を設けた［図３（ｂ）］
(3)実施の形態４……上記(2)に部分突起を追加［図８（ａ）］
(4)実施の形態４……上記(2)に全面突起を追加［図８（ｂ）］
(5)実施の形態なし……上記(1)に全面突起を追加［図面なし］
(6)従来品
［試験条件］
（図１２に示すＸ−Ｙ−Ｚ方向に）
振幅：７．５ｍｍ、振動加速度：３０Ｇ、周波数：５〜１０００Ｈｚ、周期：８ｍｉｎを各１５周期（１２０ｍｉｎ）の振動条件による外観変化（リード線破断発生有無）及び（図１２に示すＹ方向に）
振動加速度：１Ｇ、周波数：５〜１０００Ｈｚ、周期：８ｍｉｎを１周期の振動条件における振動加速度ピーク値を測定
以上のように試験を行った結果を（表１）に示す。
【００２９】
【表１】

【００３０】
以上のように、本発明によるチップ形アルミ電解コンデンサは、いずれもリード線の破断が見られない安定した耐振動性を示した。また、１Ｇ振動試験におけるピーク加速度測定値についても本発明品は従来品に比べて１／２以下の値となり、特に、絞り加工部に突起部がはまり込むようにしたものは、より小さい値になっていることが分かる。
【００３１】
次に、上記試験に用いた本発明による(1)実施の形態１……絶縁端子板の各辺中央に壁部を設けた［図３（ａ）］、(2)実施の形態１……絶縁端子板の各コーナーに壁部を設けた［図３（ｂ）］製品の夫々に、実施の形態５（図９）で示したダミー端子を設けた製品を各々１０個ずつ作製し、この製品に上記試験と同様に、図１２に示すＹ方向に、振動加速度：１Ｇ、周波数：５〜１０００Ｈｚ、周期：８ｍｉｎを１周期の試験における振動加速度ピーク値の測定、およびこの製品を基板にはんだ付けして実装した後、図１０に示すように金属ケース１に取り付けられた絶縁端子板５をＹ方向に加圧してはんだ付け部が破壊に至るまでの破壊強度を測定した。以上のように試験を行った結果を（表２）に示す。
【００３２】
【表２】

【００３３】
以上の結果から明らかなように、ダミー端子を設けることによって振動加速度が小さくなることはなく、はんだ付け部が破壊に至るまでの破壊強度が大きくなり、これにより製品のはんだ付けによる強度が大きくなり、振動によるはんだ付け部の破壊によって製品が剥離することを発生しにくくすることができるものである。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、コンデンサ素子を収納してその開放端を封口部材で封止した金属ケースに装着された絶縁端子板の各コーナーに金属ケースの円環状の絞り加工部よりも高く形成した壁部を設け、この壁部の外周側に切り欠きを有し、かつその壁部の内面を上記金属ケースの周面に当接させて金属ケースを保持するとともに、陽極リード線側に設けられる壁部と陰極リード線側に設けられる壁部の高さが異なるようにした構成としたことにより、製品を基板に実装した状態でリード線の折り曲げ方向と交差する方向を含むあらゆる方向に強い振動が加わった場合でも、絶縁端子板の少なくともリード線の折り曲げ方向と交差する方向に設けられ、かつ金属ケースを封止する際に設けられる円環状の絞り加工部を覆う高さ以上にまで形成された壁部が金属ケースの周面に弾接して保持するために優れた耐振動性を発揮し、信頼性の高いチップ形アルミ電解コンデンサを提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１によるチップ形アルミ電解コンデンサの構成を示す斜視図
【図２】 同絶縁端子板の構成を示す斜視図
【図３】 （ａ），（ｂ）同絶縁端子板の例を示す平面図
【図４】 本発明の実施の形態２による絶縁端子板の構成を示す斜視図
【図５】 本発明の実施の形態３による絶縁端子板の構成を示す斜視図
【図６】 （ａ），（ｂ）同絶縁端子板の例を示す平面図
【図７】 本発明の実施の形態４によるチップ形アルミ電解コンデンサの構成を示す断面図
【図８】 （ａ）同壁部内面に部分的に突起部を設けた絶縁端子板の構成を示す斜視図
（ｂ）同壁部内面の全面に突起部を設けた絶縁端子板の構成を示す斜視図
【図９】 本発明の実施の形態５によるチップ形アルミ電解コンデンサの構成を示す底面図
【図１０】 本発明の実施の形態６による試験方法を示す断面図
【図１１】 従来のチップ形アルミ電解コンデンサの構成を示す斜視図
【図１２】 チップ形アルミ電解コンデンサの振動試験に加える振動方向を示す斜視図
【符号の説明】
１ 金属ケース
１ａ 絞り加工部
１ｂ，１ｃ リード線
１ｄ ダミー端子
２，３，４，５，１０ 絶縁端子板
２ａ，３ａ，４ａ，５ａ，１０ａ 溝部
２ｂ，３ｂ，３ｃ，４ｂ，５ｂ，１０ｂ 壁部
２ｃ，３ｄ，４ｃ，５ｃ，１０ｃ 孔
２ｄ，３ｅ，４ｄ，５ｄ 切り欠き
４ｅ 面取り加工部
５ｅ 突起部

Claims (2)

1. 外部引き出し用の陽極リード線と陰極リード線が夫々接続された陽極箔と陰極箔とをその間にセパレータを介在させて巻回することにより形成されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を駆動用電解液と共に収納した有底筒状の金属ケースと、上記一対のリード線が挿通する孔を備えて上記金属ケースの開放端を封止した封口部材と、この封口部材から導出された一対のリード線が挿通する孔ならびにこの孔を挿通したリード線を直角方向に折り曲げて収納する溝部を外表面に備えて上記封口部材に当接するように装着された方形を有する絶縁端子板からなるチップ形アルミ電解コンデンサにおいて、上記絶縁端子板の各コーナーに金属ケースの円環状の絞り加工部よりも高く形成した壁部を設け、この壁部の外周側に切り欠きを有し、かつその壁部の内面を上記金属ケースの周面に当接させて金属ケースを保持するとともに、陽極リード線側に設けられる壁部と陰極リード線側に設けられる壁部の高さが異なるようにしたチップ形アルミ電解コンデンサ。
2. 絶縁端子板の陽極リード線側または陰極リード線側のいずれか一方の辺の両端となる２つのコーナーに面取り加工を施した請求項１に記載のチップ形アルミ電解コンデンサ。

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