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