JP4831752B2 - 被覆チューブおよびこれを用いたアルミニウム電解コンデンサ - Google Patents

Description

本発明は、アルミニウム電解コンデンサのケースを被覆する被覆チューブおよびその被覆チューブによりケースを被覆してなるアルミニウム電解コンデンサであって、特にオーディオ機器に適した電解コンデンサに関するものである。

図１および２に示すように、アルミニウム電解コンデンサ１０は一般に、エッチング処理および酸化皮膜形成処理を行った陽極箔２と陰極箔４とを、セパレータ３を介して巻回して、コンデンサ素子１を作製し、そのコンデンサ素子１に電解液を含浸したものを有底筒状のケース５に収納し、ケース開口部を封口体６によって封止し、かつ、コンデンサ素子１から導出される陽極リード７および陰極リード８を封口体６の貫通孔から引き出し、さらに、製品名や定格電圧、静電容量等が印字されたポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）製の被覆チューブ９でケース５の外側を被覆して作製される。

このアルミニウム電解コンデンサは、オーディオ機器等の音響分野において、電源回路または信号回路等に広く使用されている。そして、その音質は、使用しているアルミニウム電解コンデンサの構造や材質等に影響を受けることが知られている。

例えば、アルミニウム電解コンデンサは、交流信号が印加されることで誘電体が微小な収縮と膨張を繰り返して振動するが、この振動により、誘電体間の電圧に変化が生じると共に電解液中のイオンの流れに変化が生じるため、回路の信号成分に微小な変動が生じて音質が変化する。

また、アルミニウム電解コンデンサが使用されている周辺にスピーカーやトランス等がある場合、音質は、該電解コンデンサ周辺の空気の振動や、該電解コンデンサが実装されている基板を介して伝播する振動によっても、変化する。

これらの振動による音質の変化は、振動によりアルミニウム電解コンデンサが共振したとき、特に顕著となる。電解コンデンサが共振した場合、音の特定周波数成分、特に高音域における周波数成分が強調され、全体的な音のバランスが崩れて、高音域が強い耳障りな音となっていた。

さらに、特定周波数成分のみが強調された音がスピーカーから出力され、その空気振動がアルミニウム電解コンデンサに伝播して音質に影響を及ぼし、さらにその周波数成分が強調される場合には、全体として正帰還を構成し、より一層、音のバランスを損なっていた。

このような音質の変化を緩和するために、様々な検討がなされている。例えば、セパレータを構成するパルプに異種繊維を混抄した電解コンデンサ（例えば、特許文献１参照）や、コンデンサ素子と外装ケースとの間に固定剤を充填した電解コンデンサ（例えば、特許文献２参照）が提案されている。

特開２０００−２９９２５１号公報 特開２００１−６８３８５号公報

ところで、近年の環境問題から、被覆チューブの材料としては、ＰＶＣ樹脂よりもポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂が多く採用されるようになっている。ＰＥＴ樹脂を使用した被覆チューブは、ＰＶＣ樹脂と比べて材質が固く、高音域が強調されるため、上記の特許文献に記載されたアルミニウム電解コンデンサを用いても、音質改善の要求を満足するには至らなかった。さらに、アルミニウム電解コンデンサの構造または封口材料、電解液組成等を変更するような改良は、該電解コンデンサ自体の生産性、または耐圧、耐熱等の信頼性に及ぼす影響を常に考慮する必要があり、自ずと改良の余地が限られていた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、オーディオ機器に適用され得るアルミニウム電解コンデンサのケースを被覆する被覆チューブであって、そのオーディオ機器の音のバランスを改善することができる被覆チューブ、およびその被覆チューブによりケースを被覆してなるアルミニウム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は、（１）オーディオ用アルミニウム電解コンデンサのケースを被覆する被覆チューブであって、ポリエチレンテレフタレート樹脂１００重量部に対し、粒径１０．０μｍ以下の炭酸カルシウム０．０１〜８．０重量部と、ポリエチレンナフタレート樹脂０．５〜２０．０重量部とを添加してなることを特徴とする被覆チューブを提供するものである。

また、本発明は、（２）上記構成（１）の被覆チューブの外表面および／または内表面に、周期的またはランダムな凹凸部を有する被覆チューブを提供するものである。

また、本発明は、（３）上記構成（１）または（２）の被覆チューブにより、ケースを被覆されてなることを特徴とするオーディオ用アルミニウム電解コンデンサを提供するものである。

上記のように構成された本発明の被覆チューブによれば、アルミニウム電解コンデンサの内部および外部からの振動を吸収することができ、これらの振動に起因する音のバランスの悪化を抑制することができる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい一実施形態につき説明する。
図１は本発明に係るコンデンサ素子を示す斜視図、図２は本発明に係るアルミニウム電解コンデンサを示す断面図である。

本発明に係るアルミニウム電解コンデンサ１０は、図１および図２に示す如く、エッチング処理および酸化皮膜形成処理を行った陽極箔２と陰極箔４とを、セパレータ３を介して巻回して、コンデンサ素子１を作製し、そのコンデンサ素子１に電解液を含浸したものを有底筒状のケース５に収納し、ケース開口部を封口体６によって封止し、かつ、コンデンサ素子１から導出される陽極リード７および陰極リード８を封口体６の貫通孔から引き出し、さらに、ケース５の外側を被覆チューブ９で被覆してなる。

また、被覆チューブ９は、ＰＥＴ樹脂１００重量部に対し、粒径１０．０μｍ以下の炭酸カルシウム０．０１〜８．０重量部と、ポリエチレンナフタレート樹脂０．５〜２０．０重量部とを添加したものからなっている。

また、アルミニウム電解コンデンサの内部および外部からの振動の吸収をさらに向上させるべく、被覆チューブ９の外表面および／または内表面に凹凸部を周期的またはランダムに形成してもよい。この場合、その凹凸部に対応した表面加工が施された１対のローラー間に被覆チューブ材を通過させてプレス加工することにより、形成することができる。

上記のように構成されたアルミニウム電解コンデンサ１０は、被覆チューブ９の作用により、コンデンサの内部および外部からの振動を抑制し、特に共振周波数での振動を緩和することができる。したがって、本発明によるアルミニウム電解コンデンサ１０によれば、音の特定周波数成分、特に高音域における周波数成分が強調されるのを抑制し、音のバランスが損なわれるのを回避することができる。

次に、図面を参照しつつ本発明の実施例について説明し、これらの特性と従来例の特性とを比較検討する。
［参考例１、２］
まず、ＰＥＴ樹脂１００重量部に対し、最大粒径１０．０μｍ、平均粒径０．１５μｍの炭酸カルシウムを１．０重量部（参考例１）または３．０重量部（参考例２）添加し、比重を１．３４〜１．３５に調整することにより、参考例１および２に係る被覆チューブ９を作製した。そして、６３Ｖ、１０００μＦ品（寸法：φ１８ｍｍ×３５．５ｍｍ）のアルミニウム電解コンデンサ１０のケース５の外側を、当該被覆チューブ９によって被覆した。
なお、ケース５を被覆チューブ９により被覆する際は、被覆チューブ９をアルミニウム電解コンデンサ１０のケース５に嵌挿した後、当該アルミニウム電解コンデンサ１０を８５℃の恒温槽内に１時間置き、被覆チューブ９を熱収縮させて行った。

［実施例３］
次に、ＰＥＴ樹脂１００重量部に対し、ポリエチレンナフタレート樹脂７．０重量部と、最大粒径１０．０μｍ、平均粒径０．１５μｍの炭酸カルシウム５．０重量部とを添加することにより、実施例３に係る被覆チューブ９を作製した。そして、参考例１、２と同様に、アルミニウム電解コンデンサ１０のケース５の外側を、当該被覆チューブ９によって被覆した。

［参考例４、５］
次に、ＰＥＴ樹脂１００重量部に対し、最大粒径１０．０μｍ、平均粒径０．１５μｍの炭酸カルシウム８．０重量部を添加して、参考例４に係る被覆チューブ９を作成した。また、ＰＥＴ樹脂１００重量部に対し、ポリエチレンナフタレート２０．０重量部を添加して、参考例５に係る被覆チューブを作製した。そして参考例１、２と同様にアルミニウム電解コンデンサ１０のケース５の外側を、当該被覆チューブによって被覆した。

（従来例）
次に、ＰＥＴ樹脂１００重量部に対し、最大粒径４０．０μｍ、平均粒径５．０μｍの炭酸カルシウムを２．０重量部添加し、比重を１．３４に調整することにより、従来例に係る被覆チューブ９’を作製した。そして、参考例１、２と同様に、アルミニウム電解コンデンサ１０’のケース５の外側を、当該被覆チューブ９によって被覆した。

（比較例１、２）
次に、ＰＥＴ樹脂１００重量部に対し、最大粒径１０．０μｍ、平均粒径０．１５μｍの炭酸カルシウムを１０．０重量部添加し、比較例１の被覆チューブを作製した。また、ＰＥＴ樹脂１００重量部に対し、ポリエチレンナフタレート２２．０重量部添加し、比較例２の被覆チューブを作製した。参考例１、２と同様に、アルミニウム電解コンデンサ１０’のケース５の外側を、当該被覆チューブ９によって被覆した。

上記各実施例、参考例、比較例および従来例に係るアルミニウム電解コンデンサを、オーディオ機器の電源回路におけるバイパスコンデンサとして用いた時の音を試聴し、それぞれの音質を評価項目ごとに５点満点で評価した。その結果を表１に示す。なお、「奥行き」「広がり」とは、音の定位（楽曲が演奏されている位置）の明確さを意味する。

表１から明らかなように、実施例３、参考例１、２、４、５に係るアルミニウム電解コンデンサは、従来例と比べて全ての項目において良好な結果を示した。
特に、実施例３は、耳障りな高音域の音が強調されず、高音域と低音域とのバランスが改良されて、非常に聞き易い音となった。

実施例３、参考例１、２、４、５、従来例、比較例１、２の被覆チューブを、アルミニウム電解コンデンサに被覆し、８５℃の恒温槽中で１０００時間放置する高温放置試験と、８５℃８５％の恒温恒湿度槽中に１０００時間放置する耐湿試験を行った。実施例、参考例および従来例の被覆チューブは異常なかったが、比較例１，２の被覆チューブは、波打ち、割れ等の異常状態となった。
よって、ＰＥＴ樹脂１００重量部に添加する炭酸カルシウムは８．０重量部以下、またポリエチレンナフタレートは２０．０重量部以下が好ましい。
また、粒径の大きな炭酸カルシウムを含む被覆チューブは、材質が固くなり、音質が改善されないため、炭酸カルシウムは粒径１０．０μm以下が好ましく、さらには平均粒子径０．０５〜１．０μmが好ましい。

なお、上記実施例および参考例においては、ＰＥＴ樹脂１００重量部に対し、最大粒径１０．０μｍ、平均粒径０．１５μｍの炭酸カルシウムを、１．０、３．０、５．０または８．０重量部添加することによって被覆チューブ９を作製したが、上記炭酸カルシウムの添加量は、ＰＥＴ樹脂１００重量部に対し、３．０〜８．０重量部であるのが、より好適である。

また、被覆チューブ９を、ＰＥＴ樹脂１００重量部に対し、ポリエチレンナフタレート樹脂０．５〜２０．０重量部のみを添加することによって作製しても、上記実施例と同様の効果が得られた。

また、上記実施例においては、被覆チューブ９の熱収縮条件を８５℃、１時間とし、量産時の条件に揃えたが、これに限定されるものではない。より高温で短時間にしたり、段階的に温度条件を変化させたりしてもよい。

本発明にかかるコンデンサ素子の分解斜視図である。 アルミニウム電解コンデンサの縦断面図である。

符号の説明

１ コンデンサ素子
２ 陽極箔
３ セパレータ
４ 陰極箔
５ ケース
６ 封口体
７ 陽極リード
８ 陰極リード
９、９’ 被覆チューブ
１０、１０’ アルミニウム電解コンデンサ

Claims (3)

1. オーディオ用アルミニウム電解コンデンサのケースを被覆する被覆チューブであって、
   ポリエチレンテレフタレート樹脂１００重量部に対し、粒径１０．０μｍ以下の炭酸カルシウム０．０１〜８．０重量部と、ポリエチレンナフタレート樹脂０．５〜２０．０重量部とを添加してなることを特徴とする被覆チューブ。
2. 前記被覆チューブの外表面および／または内表面に、周期的またはランダムな凹凸部を有することを特徴とする請求項１に記載の被覆チューブ。
3. 請求項１または２に記載の被覆チューブにより、ケースを被覆されてなることを特徴とするオーディオ用アルミニウム電解コンデンサ。

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