JP4895721B2 - アルミ電解コンデンサ - Google Patents

Description

本発明は、アルミ電解コンデンサに関するものである。特に、コンデンサ素子の固定方法に関するものである。

一般的にアルミ電解コンデンサは、陽極用ではエッチング等によりピット形状に粗面化され、化成工程により表面に酸化膜からなる誘電体を形成し、陰極用では表面は一般的に自然酸化皮膜を設けた電極箔を適当な巾に裁断された後、引き出しリードを接続し、紙などのセパレータと共に捲回されコンデンサ素子とし、この後、このコンデンサ素子に電解液を含浸し、ケース内に入れ封口板で封口し、アルミ電解コンデンサとしている。

特に、アルミ電解コンデンサの耐振動性を向上させるために、コンデンサ素子の固定方法として、特開平３−６８１２５号公報には、封口板の裏面に、コンデンサ素子の上面に当接してコンデンサ素子を押さえつけるための複数の固定リブを放射状に設け、それと反対側のケース底面側とでコンデンサ素子を押さえつけことが記載されている。
特開平３−６８１２５号公報

解決しようとする問題点は、アルミ電解コンデンサの要求特性として、高リプル化が求められてきたが、高リプル化のため、外部端子と引き出しリードに流れる電流を大きく取れるようにするために、外部端子の径を大きく、引き出しリードの断面を大きくする必要がある。引き出しリードの厚さは、素子の収容に影響するため、幅を大きくする必要がある。しかし、これらのために封口板の裏面は空きスペースが不足し、従来封口板の裏面の固定リブを放射状に設けてコンデンサ素子を固定していたが、その設置場所を縮小せざるをえない。

本発明は、一端に短冊状の引き出しリードを有するコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を収納する一端部に開口部を有するケースと、この開口部を封口する封口板と、この封口板に設け前記ケース内で前記引き出しリードと接続する外部端子と、を有するアルミ電解コンデンサにおいて、前記コンデンサ素子の一方側が前記封口板のケース内面側に設けた固定リブと、引き出し用リード一層又は複数層厚みと外部端子のケース内の突出高さとの重ね合わせた部分とにより押さえつけられ、それにより前記コンデンサ素子の反対側が前記ケース底面側により押さえつけられたアルミ電解コンデンサを提供するものある。
また、本発明は、一端に短冊状の引き出しリードを有するコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を収納する一端部に開口部を有するケースと、この開口部を封口する封口板と、この封口板に設け前記ケース内で前記引き出しリードと接続する外部端子と、を有するアルミ電解コンデンサにおいて、前記コンデンサ素子の一方側が前記封口板のケース内面側に設けた固定リブと、引き出し用リード一層又は複数層厚みと外部端子のケース内の突出高さと前記引き出しリードに設けたスペーサとの重ね合わせた部分とにより押さえつけられ、それにより前記コンデンサ素子の反対側が前記ケース底面側により押さえつけられたアルミ電解コンデンサを提供するものある。

本発明のアルミ電解コンデンサは、縮小した封口板の裏面の固定リブ面積を補うために、引き出しリードの一層又は複数層厚みと外部端子のケース内の突出高さとの積層部分で、コンデンサ素子を上面から押さえつけることにより、コンデンサ素子を固定するという利点がある。また、引き出しリードの一層又は複数層厚みと外部端子のケース内の突出高さと追加したスペーサとの積層部分でコンデンサ素子を上面から押さえつけることによりコンデンサ素子を固定するという利点がある。

本発明に述べる引き出しリードとは、５０μｍから５００μｍ程度の厚さのアルミニウム箔を、短冊状に切り出したもので、エッチングなどの粗面化加工の施されていないプレンの箔が用いられている。陽極側の引き出しリードについては、陽極酸化が施されたものが使用される。これらの端子の下端部は、陽極箔あるいは陰極箔と電気的に接続する。陽極箔あるいは陰極箔との電気的な接続は、陽極箔および陰極箔の表面に陽極引き出しリードおよび陰極引き出しリードを重ねた状態での加締めあるいは溶接などによってなされている。

本発明に述べるコンデンサ素子とは、陽極用ではエッチング等によりピット形状に粗面化され、化成工程により表面に酸化膜からなる誘電体を形成し、陰極用では表面は一般的に自然酸化皮膜を設けた電極箔を適当な巾に裁断された後、引き出しリードを接続し、紙などのセパレータと共に捲回または積層されたものをさす。

本発明に述べるケースとは、上面が開口したアルミ等の金属材からなり、外観的に円筒状や楕円筒状に形成されている。ケース内側の底部はコンデンサ素子底部を平均的に接触する平面状で、中央にコンデンサ素子巻き芯の固定用の突起があってもかまわない。また、ケース内側の底部側に別部品としてコンデンサ素子底部を平均的に接触する平面状のものやその中央にコンデンサ素子巻き芯の固定用の突起を設置してもかまわない。ケースには絶縁性チューブを被覆する場合もある。

本発明に述べる封口板とは、ケース上面の開口部を封口するもので、ポリプロピレン・ポリフェニリンサルファイド・フェノール等の絶縁樹脂からなり、３〜５０ｍｍ程度の厚さがある。ケースの近傍の内周面に設けた突起に載せられ、封口板の最外周には、段面が三角形状の突起が設けられ、ゴム等の弾性材からなる弾性体が配置される場合もある。そしてこの弾性体にカーリングによるケースの屈曲した先端をくい込ませて密閉性を向上している。
封口板の作成方法としては、インサート樹脂モールド等で行い、予め端子を成形金型にセットし、形締め、金型を加熱、絶縁材料からなるモールド樹脂材を溶融させ一定の圧力で流し込むことで一体的に成形を行っている。
また、封口板には、ケース内部の圧力が上昇した場合、それを逃がす圧力弁等を設ける場合も多い。

本発明に述べる固定リブとは、封口板の裏面に設けた一定高さの突起状のもので、コンデンサ素子を上から押さえて固定するものである。コンデンサ素子は、一般に巻回されているので、それとは直角方向の放射状に設ける。

本発明に述べる外部端子とは、封口板にあって封口板を貫通する端子で、引き出しリードと外部回路を電気的につなぐものである。
外部端子は、ほぼ円柱形に形成されており、この外側面の中程に鍔が形成され、この鍔の部分が封口板に埋設される。また、一般には、外部端子の外側の端面には、ネジ穴が形成されたネジ端子となっている。
外部端子の他端には、引き出しリードを接続固定するための、リベット止め部や超音波溶接法により接続部を設ける。外部端子の径よりも細くした円柱部分を設け、引き出しリードの端部に穴をあけてその円柱部分に差し込み、次に平ワッシャを差し込み、機械的にかしめるリベット止めが一般的である。

本発明に述べるスペーサとは、引き出しリードを接続固定後の、外部端子のケース内の突出高さと引き出し用リード一層又は複数層厚みと積層厚さと、固定リブの高さとの差がある場合に、それを埋めるものである。
引き出しリードに適当な厚さのチューブ状のもの差し込んだり、引き出しリードに適当な厚さの板状のものを貼り付けたり、またはリベット止め部の平ワッシャの厚さを厚くしたり、積層したりしてもかまわない。

以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るアルミ電解コンデンサの、一部または全体を示している。図１（ａ）はアルミ電解コンデンサの断面を示している。図１（ｂ）は外部端子と引き出しリードとの重なり状態を示している。

本発明に係るアルミ電解コンデンサは、通常のアルミ電解コンデンサと同様に、電極箔を適当な巾に裁断した後、引き出しリード１を接続し、紙などのセパレータと共に捲回または積層されたコンデンサ素子２を、上面が開口したアルミ等の金属材からなり、外観的に円筒状や楕円筒状に形成されているケース３内に収容し、封口板４で封口したものである。封口板４の最外周には、段面が三角形状の突起５が設けられ、ゴム等の弾性材からなる弾性体６が配置される場合もある。そしてこの弾性体６にカーリングによるケースの屈曲した先端をくい込ませて密閉性を向上している。ケース３には絶縁性チューブ７を被覆する場合もある。

封口板４は、外部端子８を予め成形金型にセットし、インサート樹脂モールド等で行い、一体的に成形を行っている。引き出しリード１はコンデンサ素子２から引き出され、外部端子８のケース３内面側で接続固定される。図１では、外部端子８の径よりも細くした円柱部分を設け、引き出しリード１の端部に穴をあけてその円柱部分に差し込み、次に平ワッシャ１０を差し込み、機械的にかしめるリベット止めを示している。
図１（ｂ）は外部端子８と引き出しリード１との重なり状態を示している。引き出しリード１は、コンデンサ素子２から片極で４本引き出され、束ねられ、外部端子８の下部で一度横に折り曲げられている。このことにより引き出しリード１厚さの８倍の高さを得ることができる。また、折り曲げ横に積層することにより、引き出しリード１が、コンデンサ素子２を広い面積で押し付けることができるようになる。

また、封口板４の裏面に、コンデンサ素子を上から押さえて固定する突起状の固定リブ９を設ける。引き出しリード１の上記厚みと外部端子のケース内の突出高さとの積層部分に相当する高さのもので、コンデンサ素子２は、一般に巻回されているので、それとは直角方向の放射状に設ける。固定リブ９は、外部端子８、引き出しリード１、または図示はしていないが、封口板の圧力弁等の、設置部分以外の部分に設ける。そのため、細い縦長のものになり、特に外部端子８や引き出しリード１が大きくなるとより細くなってしまう必要がある。

図２は、本発明に係る別のアルミ電解コンデンサの、外部端子と引き出しリードとの重なり状態を示している。平ワッシャ１０の代わりに、平ワッシャ１０より厚さが厚く、外部端子８の径より大きく、リベット止め部をその内部に閉じこめるへこみ部を設けた固定治具１１に替えている。このことにより、引き出しリード１が、コンデンサ素子２を広い面積でより安定的に押し付けることができるようになる。

図３は、本発明に係る別のアルミ電解コンデンサの、外部端子と引き出しリードとの重なり状態を示している。図３（ａ）は、引き出しリード１を重ね折りしないものを、図３（ｂ）は、引き出しリード１の折り曲げた間に板状スペーサを、図３（ｃ）は、引き出しリード１に適当な厚さのチューブ状のスペーサ差し込んだりしたものを示している。
図３（ａ）は、封口板４からコンデンサ素子２側に出ている外部端子８の長さを長くするか、図２の固定治具１１の厚さが厚くすることにより引き出しリード１を重ね折りしないでも十分な間隔を取れる場合に採用できるものである。
図３（ｂ）の板状スペーサ１２は、導電性であっても絶縁性であってもかまわないが、導電性の場合は、インピーダンスの低減に効果があるものも、耐食の点では引き出しリード１と同じ金属が好ましく、耐ショートの点から引き出しリード１と同じかそれよりも幅の狭いものが好ましい。また、作業性の点と耐ショートの点から板状スペーサ１２の片面は引き出しリード１に接着や融着しているのが好ましい。
図３（ｃ）のチューブ状スペーサ１３は、絶縁性のプラスチックチューブでもかまわないが、金属の箔を引き出しリード１に巻きつけてもかまわない。金属の箔は引き出しリード１と同じ金属が耐食の点から好ましい。

図１は、本発明に係るアルミ電解コンデンサの、一部または全体を示している。 図２は、本発明に係る別のアルミ電解コンデンサの、外部端子と引き出しリードとの重なり状態を示している。 図３は、本発明に係る別のアルミ電解コンデンサの、外部端子と引き出しリードとの重なり状態を示している。

符号の説明

１…引き出しリード、２…コンデンサ素子、３…ケース、４…封口板、５…三角形状の突起、６…弾性体、７…絶縁性チューブ、８…外部端子、９…固定リブ、１０…平ワッシャ、１１…固定治具、１２…板状スペーサ、１３…チューブ状スペーサ。

Claims (2)

1. 一端に短冊状の引き出しリードを有するコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を収納する一端部に開口部を有するケースと、この開口部を封口する封口板と、この封口板に設け前記ケース内で前記引き出しリードと接続する外部端子と、を有するアルミ電解コンデンサにおいて、前記コンデンサ素子の一方側が前記封口板のケース内面側に設けた固定リブと、引き出し用リード一層又は複数層厚みと外部端子のケース内の突出高さとの重ね合わせた部分とにより押さえつけられ、それにより前記コンデンサ素子の反対側が前記ケース底面側により押さえつけられたアルミ電解コンデンサ。
2. 一端に短冊状の引き出しリードを有するコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を収納する一端部に開口部を有するケースと、この開口部を封口する封口板と、この封口板に設け前記ケース内で前記引き出しリードと接続する外部端子と、を有するアルミ電解コンデンサにおいて、前記コンデンサ素子の一方側が前記封口板のケース内面側に設けた固定リブと、引き出し用リード一層又は複数層厚みと外部端子のケース内の突出高さと前記引き出しリードに設けたスペーサとの重ね合わせた部分とにより押さえつけられ、それにより前記コンデンサ素子の反対側が前記ケース底面側により押さえつけられたアルミ電解コンデンサ。

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