JP4823869B2 - 電子部品および電解コンデンサ - Google Patents

Description

本発明は、各種電子機器や電気機器において電子回路や電気回路に用いられる電子部品に関するものであり、特に電解コンデンサに関するものである。

従来の電解コンデンサは、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、コンデンサ素子（図示せず）を、電解液を含浸した状態でアルミニウム等の金属ケース５に収容し、金属ケース５の開口端を端子板３によって封止した構造になっている。
ここで、電解液の特性上、金属ケース５と陰極箔とが同電位になっているため、耐電圧保証という観点から、金属ケース５の底面外側に絶縁性の底板２を重ねて配置する一方、金属ケース５の胴部には熱収縮性の絶縁スリーブ１を装着した構造となっている。この状態で、絶縁スリーブ１の底側端部１１が底板２の外面に重なっている。

このような構造の電解コンデンサにおいて、底部が浸水等した場合、絶縁スリーブ１と金属ケース５との間に水が浸入し、漏電するおそれがある。また、底板２と絶縁スリーブ１との隙間から異物が浸入し、金属ケース５と外部が導通した場合、短絡・発火のおそれがある。さらに、金属ケース５が不純物と反応して腐食するおそれもある。それ故、電解コンデンサについては使用環境を十分、考慮する必要がある。

そこで、電解コンデンサをさらにケース等に収納した状態で用いることにより安全性を高めることが提案されている（例えば、特許文献１参照）
特開２０００−１７３８６１号公報

しかしながら、特許文献１のように、電解コンデンサをケース等の収納した状態で用いると、その分、コストが大幅に増大するとともに、大形化してしまうという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、コストの大幅な増大や大形化を招くことなく、底側から金属ケースと絶縁スリーブとの間に水分等の異物が浸入することを確実に防止することのできる電子部品、特に電解コンデンサを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、金属ケースの底面外側に重ねて配置された絶縁性の底板と、前記金属ケースの胴部に装着されて底側端部が前記底板に重なる絶縁スリーブとを有する電子部品において、前記絶縁スリーブとして、内側絶縁スリーブと、該内側絶縁スリーブの外側に重ねられた外側絶縁スリーブとが前記金属ケースの胴部に装着され、前記内側絶縁スリーブの底側端部は前記底板の内面に重なっているとともに、前記外側絶縁スリーブの底側端部は前記底板の外面に重なっており、前記内側絶縁スリーブの底側端部と前記底板の内面との間の全周、および前記外側絶縁スリーブの底側端部と前記底板の外面との間の全周の少なくとも一方が樹脂製の封止材によって封止されていることを特徴とする。

本発明において、金属ケースの底面外側に重ねて配置された絶縁性の底板と、前記金属ケースの胴部に装着されて底側端部が前記底板に重なる絶縁スリーブとを有する電解コンデンサにおいて、前記絶縁スリーブとして、内側絶縁スリーブと、該内側絶縁スリーブの外側に重ねられた外側絶縁スリーブとが前記金属ケースの胴部に装着され、前記内側絶縁スリーブの底側端部は前記底板の内面に重なっているとともに、前記外側絶縁スリーブの底側端部は前記底板の外面に重なっており、前記内側絶縁スリーブの底側端部と前記底板の内面との間の全周、および前記外側絶縁スリーブの底側端部と前記底板の外面との間の全周の少なくとも一方が樹脂製の封止材によって封止されている構成となる。

本発明において、前記封止材は、例えば、アクリル樹脂系の接着剤からなる。ここで、接着剤には、いわゆる粘着剤と称せられているものも含む意味である。

本発明にかかる電解コンデンサでは、前記金属ケースに、アルミニウムの陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して巻回したコンデンサ素子が電解液または固体電解質を含浸した状態で収納されている。この構造では電解コンデンサの金属ケースと陰極箔とが同電位になるため、本発明を適用して短絡防止することの技術的価値が大きい。

本発明では、金属ケースの底面外側に重ねて配置された絶縁性の底板と、金属ケースの胴部に装着された絶縁スリーブの底側端部との間の全周が、封止材により封止されているため、金属ケースの底面側から絶縁スリーブと金属ケースとの間に水分等の異物が浸入することを防止できる。
それ故、漏電や金属ケースの腐食を防止することができ、電解コンデンサ等の電子部品の信頼性や安全性を向上させることができる。

図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

［参考形態］
図１（ａ）、（ｂ）は、電解コンデンサの内部構造を模式的に示す断面図、およびコンデンサ素子の説明図である。
図２（ａ）、（ｂ）は、本発明を適用した電解コンデンサの平面図、および縦断面図であり、図２（ｂ）では金属ケースの内部の図示などを省略してある。
図３は、本発明の参考形態に係る電解コンデンサの底部を拡大して示す拡大縦断面図である。

図１（ａ）、（ｂ）、および図２（ａ）、（ｂ）に示すように、電解コンデンサは、タブ９を取り付けた陽極箔７および陰極箔６を、セパレータ８を介して巻回したコンデンサ素子４に、電解液を含浸した状態でアルミニウム製の有底円筒状の金属ケース５に収納し、金属ケース５の開口端を端子板３によって封止した構造になっている。
ここで、電解液は導電性を有するため、金属ケース５と陰極箔６とは同電位になっている。このため、耐電圧保証の観点から、金属ケース５の底面外側に、樹脂製の円形シートからなる絶縁性の底板２を重ねて配置する一方、金属ケース５の胴部に熱収縮性の絶縁スリーブ１を装着した構造とする。

電解コンデンサの底部では、図３に示すように、絶縁スリーブ１の底側端部１１が、底板２の外面に対して外周縁に沿うように環状に重なった状態にある。
また、本形態において、絶縁スリーブ１の底側端部１１と底板２の外面との間は、底板２の外周縁に沿うように配置された樹脂製の封止材１０によって全周が封止されている。

上記構成の電解コンデンサは、金属ケース５の底部に底板２を重ねる際、あるいは重ねた後、底板２の外面のうち、外周縁に沿って接着剤を塗布しておくことにより実現できる。
また、外周縁に沿って粘着層が形成されている底板２を用い、絶縁スリーブ１を熱収縮させる際の熱で生じる粘着層の粘着力により、底板２と絶縁スリーブ１とを密着させてもよい。
なお、封止材１０として用いる接着剤については、耐熱性・耐水性・パッキング性に優れていればその材質に制限はないが、アクリル樹脂系、シリコン樹脂系の粘着性樹脂を用いることが好ましい。

以上説明したように、本形態の電解コンデンサでは、絶縁スリーブ１の底側端部１１と底板２の外面との間の全周が封止材１０によって封止されている。よって、金属ケース５の底面側から絶縁スリーブ１と金属ケース５との間に水分等の異物が浸入することを防止できるので、漏電や金属ケース５の腐食を防止することができ、電解コンデンサの信頼性や安全性を向上させることができる。

［実施の形態１］
図４は、本発明の実施の形態１に係る電解コンデンサの底部を拡大して示す拡大縦断面図である。なお、本形態は、基本的な構成が参考形態と同様であるため、共通する機能を担う部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

図４に示すように、本形態の電解コンデンサでも、参考形態と同様、金属ケース５の底面外側には絶縁性の底板２が重ねて配置されている。また、参考形態と同様、金属ケース５の胴部に熱収縮性の絶縁スリーブが装着されているが、本形態では、前記絶縁スリーブとして、内側絶縁スリーブ１ａと外側絶縁スリーブ１ｂとが２枚重ねに装着されている。

この状態で、内側絶縁スリーブ１ａの底側端部１１ａは底板２の内面に環状に重なっている一方、外側絶縁スリーブ１ｂの底側端部１１ｂは底板２の外面に環状に重なっている。

また、本形態では、内側絶縁スリーブ１ａの底側端部１１ａと底板２の内面との間は、底板２の外周縁に沿うように配置された樹脂製の封止材１０によって全周が封止されている。
また、外側絶縁スリーブ１ｂの底側端部１１ｂと底板２の外面との間は、底板２の外周縁に沿うように配置された樹脂製の封止材１０によって全周が封止されている。

このような構成の電解コンデンサは、金属ケース５に内側絶縁スリーブ１ａを装着した後、金属ケース５の底部に底板２を重ねる際、底板２の内面のうち、外周縁に沿ってアクリル樹脂の接着剤を塗布しておくことにより、内側絶縁スリーブ１ａの底側端部１１ａと底板２の内面との間を封止した構造とすることができる。
また、底板２の外面のうち、外周縁に沿ってアクリル樹脂の接着剤を塗布しておくことにより、外側絶縁スリーブ１ｂの底側端部１１ｂと底板２の外面との間を封止した構造とすることができる。
さらに、外周縁に沿って粘着層が形成されている底板２を用い、絶縁スリーブ１ｂを熱収縮させる際の熱で粘着層に粘着性を発現させて、底板２と絶縁スリーブ１ａ、１ｂとを密着させてもよい。なお、本形態でも、封止材１０として用いる接着剤については、耐熱性・耐水性・パッキング性に優れていればその材質に制限はないが、アクリル樹脂系の粘着剤を用いることが好ましい。

以上説明したように、本形態の電解コンデンサでは、絶縁スリーブ１ａ、１ｂの底側端部１１ａ、１１ｂと底板２の内面および外面との間は、各々の全周が封止材１０によって封止されているため、金属ケース５の底面側から絶縁スリーブ１ａと金属ケース５との間に水分等の異物が侵入することを防止できるので、漏電や金属ケース５の腐食を防止することができ、電解コンデンサの信頼性や安全性を向上させることができる。

［実施の形態２］
図５は、本発明の実施の形態２に係る電解コンデンサの底部を拡大して示す拡大断面図である。本形態の基本的な構成は実施の形態１と同様であるが、底板２の全面に封止材１０が配置され、該封止材１０を介して底板２が金属ケース５の底面に固着されている点、および外側絶縁スリーブ１ｂの底側端部１１ｂと底板２の内面との間に封止材１０が配置されていない点が実施の形態１と異なる。

［評価結果］
従来の構造による電解コンデンサ（封止材なし）と、図３〜５の構造による電解コンデンサとにおいて、電解質濃度１．０ｗｔ％の水溶液中に底部を浸水させ、金属ケース５と水溶液中に設置した電極との間に電圧を印加した際、回路に流れる電流を測定し、短絡までの時間を測定した。その結果を表１に示す。

表１に示すように、従来の電解コンデンサでは、明らかに水が浸入するのに対し、図３および図４による電解コンデンサでは、外部からスリーブ内側への水分の浸入が防止されている。

［その他の実施の形態］
実施の形態１では、内側絶縁スリーブ１ａの底側端部１１ａと底板２との間、および外側絶縁スリーブ１ｂの底側端部１１ｂと底板２との間の双方を封止材１０によって封止したが、これらの一方のみを封止材１０によって封止した構造を採用してもよい。

また、上記形態では、電解コンデンサに本発明を適用した例を説明したが、その他のコンデンサ、さらには他の電子部品に本発明を適用してもよい。

（ａ）、（ｂ）は、電解コンデンサの内部構造を模式的に示す断面図、およびコンデンサ素子の説明図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明による電解コンデンサの平面図、および縦断面図である。 本発明の参考形態による電解コンデンサの底部を拡大して示す拡大縦断面図である。 本発明の実施の形態１による電解コンデンサの底部を拡大して示す拡大縦断面図である。 本発明の実施の形態２による電解コンデンサの底部を拡大して示す拡大縦断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、従来の電解コンデンサの平面図、および縦断面図である。

符号の説明

１ 絶縁スリーブ
１ａ 内側絶縁スリーブ
１ｂ 外側絶縁スリーブ
２ 底板
５ 金属ケース
１０封止材
１１、１１ａ、１１ｂ 絶縁スリーブの底側端部

Claims (4)

1. 金属ケースの底面外側に重ねて配置された絶縁性の底板と、前記金属ケースの胴部に装着されて底側端部が前記底板に重なる絶縁スリーブとを有する電子部品において、
   前記絶縁スリーブとして、内側絶縁スリーブと、該内側絶縁スリーブの外側に重ねられた外側絶縁スリーブとが前記金属ケースの胴部に装着され、
   前記内側絶縁スリーブの底側端部は前記底板の内面に重なっているとともに、
   前記外側絶縁スリーブの底側端部は前記底板の外面に重なっており、
   前記内側絶縁スリーブの底側端部と前記底板の内面との間の全周、および前記外側絶縁スリーブの底側端部と前記底板の外面との間の全周の少なくとも一方が樹脂製の封止材によって封止されていることを特徴とする電子部品。
2. 前記封止材が、アクリル樹脂系の接着剤からなることを特徴とする請求項１記載の電子部品。
3. 金属ケースの底面外側に重ねて配置された絶縁性の底板と、前記金属ケースの胴部に装着されて底側端部が前記底板に重なる絶縁スリーブとを有する電解コンデンサにおいて、
   前記絶縁スリーブとして、内側絶縁スリーブと、該内側絶縁スリーブの外側に重ねられた外側絶縁スリーブとが前記金属ケースの胴部に装着され、
   前記内側絶縁スリーブの底側端部は前記底板の内面に重なっているとともに、
   前記外側絶縁スリーブの底側端部は前記底板の外面に重なっており、
   前記内側絶縁スリーブの底側端部と前記底板の内面との間の全周、および前記外側絶縁スリーブの底側端部と前記底板の外面との間の全周の少なくとも一方が樹脂製の封止材によって封止されていることを特徴とする電解コンデンサ。
4. 前記封止材が、アクリル樹脂系の接着剤からなることを特徴とする請求項３記載の電解コンデンサ。

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