JP6620044B2 - チップ形電解コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、面実装型として基板に実装して用いられ、特に耐振動性が要求されるチップ形電解コンデンサに関する。

特許文献１には、コンデンサ素子を収納する金属ケース（収納容器）の周面を内面で保持するように当接する壁部が４角に設けられた絶縁端子板（座板）を有するチップ形電解コンデンサについて記載されている。このチップ形電解コンデンサの絶縁端子板の壁部は、金属ケースに設けられた円環状の絞り加工部（凹み部）を覆う高さ以上に形成されている。このため、チップ形電解コンデンサに振動が加わっても、絶縁端子板の壁部が金属ケースの周面に当接して、金属ケースを効果的に保持することができる。

特開２００１−０５２９５９号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のチップ形電解コンデンサにおいて、絶縁端子板に形成された４つの壁部は、互いに離隔して配置され、且つ絶縁端子板への金属ケースの装着を考慮して撓みやすく形成されている。このため、チップ形電解コンデンサに比較的強い振動が生じる過酷条件下では、収納容器が大きく振れてチップ形電解コンデンサの基板からの脱落を確実に防止するには至っていなかった。

そこで、本発明の目的は、耐振動性の優れたチップ形電解コンデンサ及びその製造方法を提供することである。

本発明のチップ形電解コンデンサは、コンデンサ素子と、前記コンデンサ素子に接続された一対のリード線と、前記コンデンサ素子を収納するための有底筒状の収納容器と、前記収納容器の開口端を封口すると共に前記一対のリード線が挿通された挿通孔が形成された封口体とを有するコンデンサ本体と、前記封口体から導出された前記一対のリード線が挿通する孔が形成され、前記封口体と対向した状態で前記コンデンサ本体に取り付けられた絶縁性を有する座板と、前記収納容器の外周面を内周面で保持するように、前記収納容器に当接する筒体とを備えている。さらに、前記座板の前記封口体と対向する面には、前記収納容器の周方向に沿って互いに離隔して配置され、当該収納容器の外周面を内面で保持するように前記収納容器に当接する複数の壁部が形成されており、前記筒体の前記座板側には、前記座板に向かって突出し、前記複数の壁部間に嵌合された複数の突出部が形成されている。なお、ここでいう嵌合とは、突出部と複数の壁部とが互いに当接して、突出部が壁部間に嵌まることをいう。

これによると、筒体の複数の突出部が対応する壁部間にそれぞれ嵌合されている。このため、突出部および壁部の双方の撓みが抑制され、振れにくくなる。したがって、コンデンサ本体が複数の壁部のみならず、筒体によっても保持され、当該コンデンサ本体の保持力が高くなり、耐振動性が向上する。この結果、チップ形電解コンデンサに比較的強い振動が生じる過酷条件下でも、チップ形電解コンデンサの基板からの脱落を防止することが可能となる。

本発明において、前記複数の突出部は、前記収納容器の外周面を内面で保持するように、前記収納容器に当接して配置されていることが好ましい。これにより、突出部自体が振れにくくなる。このため、コンデンサ本体の保持力が高くなり、より耐振動性が向上する。

また、本発明において、前記収納容器の前記封口体と対向する部分の外周面には、前記周方向に沿って延在する環状の凹み部が形成されており、前記突出部には、前記凹み部に嵌合する突起が形成されていることが好ましい。なお、ここでいう嵌合とは、突起と凹み部とが互いに当接して、突起が凹み部に嵌まることをいう。これにより、筒体がコンデンサ本体から外れにくくなるとともに、より耐振動性が向上する。

また、本発明において、前記座板は、四角平面形状を有しており、前記壁部は、前記座板の４角に配置されており、前記突出部は、４つの前記壁部のそれぞれの間に嵌合されていることが好ましい。これにより、壁部の並び方向が座板の各辺に沿った方向となる。このため、筒体が座板の各辺に沿った方向に振れにくくなる。

また、本発明において、前記筒体の前記突出部を除く前記座板側の端面は、前記壁部の先端面と当接していることが好ましい。これにより、筒体の座板に対するガタツキが極めて小さくなる。

また、本発明のチップ形電解コンデンサの製造方法は、コンデンサ素子と、前記コンデンサ素子に接続された一対のリード線と、前記コンデンサ素子を収納するための有底筒状の収納容器と、前記収納容器の開口端を封口すると共に前記一対のリード線が挿通された挿通孔が形成された封口体とを有するコンデンサ本体の前記一対のリード線を絶縁性を有する座板に形成された孔に挿入させて、前記封口体と対向した状態で前記コンデンサ本体に前記座板を取り付ける座板取付工程と、前記座板取付工程の後に、前記収納容器の外周面を内周面で保持するように筒体を前記収納容器に当接させて、当該筒体を前記コンデンサ本体に取り付ける筒体取付工程とを備えている。さらに、前記座板取付工程において、前記座板の前記封口体と対向する面に形成された複数の壁部の内面で前記収納容器の外周面を保持するように、前記複数の壁部を前記収納容器に当接させ、前記筒体取付工程において、前記筒体の前記座板側から前記座板に向かって突出する複数の突出部を、前記複数の壁部間に嵌合させる。なお、ここでいう嵌合とは、突出部と複数の壁部とが互いに当接して、突出部が壁部間に嵌まることをいう。

これによると、筒体の複数の突出部が対応する壁部間にそれぞれ嵌合されている。このため、突出部および壁部の双方の撓みが抑制され、振れにくくなる。したがって、コンデンサ本体が複数の壁部のみならず、筒体によっても保持され、当該コンデンサ本体の保持力が高くなり、耐振動性が向上する。この結果、チップ形電解コンデンサに比較的強い振動が生じる過酷条件下でも、基板からの脱落を防止することが可能なチップ形電解コンデンサを製造することができる。

本発明によると、筒体の複数の突出部が対応する壁部間にそれぞれ嵌合されている。このため、突出部および壁部の双方の撓みが抑制され、振れにくくなる。したがって、コンデンサ本体が複数の壁部のみならず、筒体によっても保持され、当該コンデンサ本体の保持力が高くなり、耐振動性が向上する。この結果、チップ形電解コンデンサに比較的強い振動が生じる過酷条件下でも、チップ形電解コンデンサの基板からの脱落を防止することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るチップ形電解コンデンサの概略斜視図である。 図１に示すII−II線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態に係るチップ形電解コンデンサの筒体を分離させたときの分解斜視図である。 図１に示すコンデンサ本体の正面図である。 図１に示す座板の斜視図である。 図１に示す筒体を示しており、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は底面図である。

以下、本発明の一実施形態に係るチップ形電解コンデンサについて、図１〜図６を参照しつつ以下に説明する。

本実施形態におけるチップ形電解コンデンサ１００は、図１〜図３に示すように、コンデンサ本体１０と、座板２０と、筒体３０とを含み、コンデンサ本体１０の一対のリード線３を基板（不図示）に電気的に接続することで、基板の表面に実装されるものである。コンデンサ本体１０は、図２に示すように、コンデンサ素子１と、電解液を含浸したコンデンサ素子１を収納するための有底筒状の収納容器２と、コンデンサ素子１に接続された一対のリード線３と、収納容器２の開口端を封口すると共に一対のリード線３が挿通された挿通孔４ａが形成された封口体４とを有する。

コンデンサ素子１は、アルミニウム箔に酸化皮膜を形成した陽極箔と陰極箔とに、電極取り出し用の一対のリード線３を接続し、セパレータを介して巻回させることで構成されている。

収納容器２は、アルミニウムを素材として作製された筒状ケースである。収納容器２の封口体４と対向する領域には、図２〜図４に示すように、外周面２ａの周方向Ａ（図３参照）に沿って環状に延在する凹み部２ｂが形成されている。凹み部２ｂは、封口体４を収納容器２に挿入した後に、収納容器２の外周面２ａに絞り加工を施すことで形成される。封口体４は、例えば、イソブチレン−イソプレンラバー（ＩＩＲ）やエチレンプロピレンターポリマー（ＥＰＴ）のような弾性ゴムを素材として作製されている。

座板２０は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）やポリフタルアミド（ＰＰＡ）等の合成樹脂から構成されており、絶縁性を有する。座板２０は、図１及び図２に示すように、コンデンサ本体１０の封口体４側の端部（図２の下端部）と当接した状態で、コンデンサ本体１０に取り付けられている。つまり、座板２０は、封口体４と対向した状態でコンデンサ本体１０に取り付けられている。また、座板２０は、図１〜図３及び図５に示すように、平板状の座板本体２１を有している。座板本体２１は、略正方形平面形状を有しているが、特にこの平面形状を限定するものではない。座板本体２１は、コンデンサ素子１から導出された一対のリード線３が挿通される孔２０ａと、孔２０ａに挿通した一対のリード線３を夫々直角に折り曲げて収納するための溝２０ｂを有している。

座板本体２１の封口体４と対向する面２１ａには、収納容器２の外周面２ａの周方向Ａに沿って互いに離隔して配置され、収納容器２の外周面２ａを内面で保持するように当接する４つの壁部２２が一体で設けられている。４つの壁部２２は、座板本体２１の封口体４と対向する面２１ａの各コーナー部（４角）に配置されている。これにより、隣接する２つの壁部２２は、座板本体２１の辺に沿って並んで配置された構成となる。

より詳細には、図３及び図５中紙面最も手前側にある壁部２２と当該壁部２２の右側にある壁部２２とが、座板本体２１の一辺に沿った第１並び方向Ｂに沿って並んで配置される。また、図３及び図５中紙面最も手前側にある壁部２２と当該壁部２２の左側にある壁部２２とが、座板本体２１の当該一辺（第１並び方向Ｂに平行な辺）とは直交する他辺に沿った第２並び方向Ｃに沿って並んで配置される。また、図５中紙面最も奥側にある壁部と当該壁部２２の右側にある壁部２２とが、第２並び方向Ｃに沿って並んで配置される。また、図５中紙面最も奥側にある壁部２２と当該壁部２２の左側にある壁部２２とが、第１並び方向Ｂに沿って並んで配置される。なお、第１並び方向Ｂと第２並び方向Ｃとは、直交している。４つの壁部２２は、図５に示すように、隣接する２つの壁部２２の並び方向に面する２つの壁面２２ｂをそれぞれ有する。

コンデンサ本体１０に取り付けられた座板２０の４つの壁部２２の高さは、図３に示すように、面２１ａから収納容器２の凹み部２ｂを越えている。つまり、凹み部２ｂは、４つの壁部２２と対向している。また、４つの壁部２２の内面間の寸法が、収納容器２の外形よりも若干小さくなるようにして絶縁樹脂材料で形成されている。なお、４つの壁部２２の内面間の寸法に関して、座板本体２１からの立ち上がり部分（壁部根元および中腹部分）は収納容器２の外形とほぼ同寸法で、壁部先端部分は収納容器２の外形よりも若干小さくなるようにしてもよい。また、壁部先端部分に内側に突出する突起を設けてもよい。

また、座板２０には、２つの面取り部２３が設けられている。これら面取り部２３は、一対のリード線３が収納されるいずれか一方の溝２０ｂの終端が接する座板本体２１の辺の両端となる座板２０の２つのコーナー部に設けられている。この面取り部２３によって極性を表示する構成となっている。

筒体３０は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）やポリフタルアミド（ＰＰＡ）等の絶縁性を有する合成樹脂や弾性ゴムから形成された立方体部材に、内径が収納容器２よりも若干小さい円孔が形成されることで構成された筒本体３１を有している。筒本体３１は、収納容器２に嵌合可能に構成されている。筒体本体３１は、図１及び図２に示すように、収納容器２の外周面２ａを上方から内周面３０ａで保持するように、収納容器２に当接した状態で、コンデンサ本体１０に取り付けられている。筒本体３１は、座板本体２１とほぼ同じ外形平面を有し、平面サイズもほぼ同じになっている。筒本体３１の上面は、収納容器２の上面に合わせて円形に開口していることで、嵌合状態でも収納容器２の上面が視認可能に構成されている。

筒本体３１の座板２０側の端面３０ｂには、図１、図２及び図６に示すように、座板２０に向かって突出する４つの突出部３２が形成されている。これら４つの突出部３２は、図２に示すように、収納容器２の外周面２ａを内面で保持するように、収納容器２に当接して配置されている。また、これら４つの突出部３２は、図１に示すように、座板２０が取り付けられたコンデンサ本体１０に筒体３０を取り付けたときに、座板２０の４つの壁部２２間のそれぞれに嵌合するように形成されている。より詳細には、各突出部３２は、板状に形成されており、隣接する２つの壁部２２間にちょうど嵌合する幅を有している。また、各突出部３２は、対応する２つの壁部２２間に嵌合したときに、当該壁部２２間を構成する２つの壁面２２ｂに当接しつつ当該壁面２２ｂに平行な２つの当接面３２ｂを有する。つまり、当接面３２ｂも、突出部３２が嵌合する２つの壁部２２間を構成する壁面２２ｂの並び方向Ｂ，Ｃに面するように構成されている。

また、各突出部３２の先端部には、図６に示すように、内側に向かって突出する突起３２ａが形成されている。突起３２ａは、コンデンサ本体１０に筒体３０を取り付けたときに、凹み部２ｂにちょうど嵌合する形状に形成されている。具体的には、突起３２ａは、半円柱状の断面形状を有する。突起３２ａは、凹み部２ｂに嵌合した状態では、凹み部２ｂと当接している。これにより、筒体３０がコンデンサ本体１０から外れにくくなる。なお、突起３２ａの形状は特に限定するものではなく、凹み部２ｂに係止可能な形状であれば、どのような形状であってもよい。また、各突起３２ａは、端面３０ｂと各壁部２２の先端面２２ａとが当接した状態で凹み部２ｂに嵌合可能に形成されている。換言すると、筒本体３１の端面３０ｂは、突起３２ａが凹み部２ｂに嵌合した状態で、各壁部２２の先端面２２ａと当接する。これにより、筒体３０の座板２０に対するガタツキが極めて小さくなる。

続いて、チップ形電解コンデンサ１００の製造方法について説明する。

まず、高純度のアルミニウム箔にエッチング処理を施して表面積を拡大させておき、このアルミニウム箔に化成処理を施してコンデンサの誘電体となる酸化皮膜を形成した陽極箔、及び、エッチング処理された陰極箔を作製する。この陽極箔および陰極箔（以下、この両者をあわせて「電極箔」と称する）を、セパレータを介して巻回し、コンデンサ素子１を作製する。

次に、コンデンサ素子１に電解液を含浸させ、含浸済みのコンデンサ素子１を収納容器２に収納する。次に、一対のリード線３を挿入孔４ａに挿通させた封口体４を収納容器２の開口部に挿入する。その後、収納容器２の開口部をカーリング加工し、外周面２ａに絞り加工を施し、封口体４から導出した一対のリード線３に扁平加工を施す。なお、封口体４の挿通孔４ａは、針穴加締や超音波溶接等により電極箔に接合された一対のリード線３を挿通させることによって、その隙間が密封される。この段階でコンデンサ本体１０が完成する。

次に、コンデンサ本体１０の一対のリード線３を座板２０の孔２０ａに挿通させた後、一対のリード線３を直角に折り曲げて座板２０の溝２０ｂ内に配置させる。こうして、封口体４と対向した状態でコンデンサ本体１０に座板２０を取り付ける（座板取付工程）。このとき、座板２０の４つの壁部２２の内面で収納容器２の外周面２ａを保持するように、４つの壁部２２を収納容器２に当接させる。

次に、収納容器２の外周面２を内周面３０ａで保持するように筒体３０を収納容器２に当接させて、当該筒体３０をコンデンサ本体１０に取り付ける（筒体取付工程）。このとき、筒体３０の４つの突出部３２を、４つの壁部２２間に嵌合させる。つまり、４つの壁部２２のそれぞれの間に突出部３２を嵌合させ、突出部３２の当接面３２ｂを壁部２２の壁面２２ｂに当接させる。また、このとき、４つの突出部３２の内面で収納容器２の外周面２ａを保持するように、４つの突出部３２を収納容器２に当接させるとともに、突出部３２の突起３２ａを、収納容器２の凹み部２ｂに嵌合させる。これにより、筒体３０がコンデンサ本体１０から外れにくくなる。さらにこのとき、筒本体３１の端面３０ｂを、壁部２２の先端面２２ａに当接させる。これにより、筒体３０の座板２０に対するガタツキが極めて小さくなる。こうして、チップ形電解コンデンサ１００が製造される。

以上に述べたように、本実施形態のチップ形電解コンデンサ１００は、筒体３０の４つの突出部３２が対応する壁部２２間にそれぞれ嵌合されている。このとき、各突出部３２の当接面３２ｂは、壁部２２間を構成する２つの壁面２２ｂと当接しているため、各突出部３２は、嵌合された壁部３２間を構成する２つの隣接する壁部２２の並び方向Ｂ，Ｃに振れにくい。このため、突出部３２および壁部２２の双方の撓みが抑制される。したがって、コンデンサ本体１０が４つの壁部２２のみならず、筒体３０によっても保持され、当該コンデンサ本体１０の保持力が高くなり、耐振動性が向上する。この結果、チップ形電解コンデンサ１００に比較的強い振動が生じた場合でも、チップ形電解コンデンサ１００の基板からの脱落を防止することが可能となる。また、チップ形電解コンデンサ１００の製造方法によると、上記効果を有するチップ形電解コンデンサを製造することができる。

４つの突出部３２が、収納容器２の外周面２ａを内面で保持するように、収納容器２に当接して配置されているため、突出部３２自体が振れにくくなる。このため、コンデンサ本体１０の保持力が高くなり、より耐振動性が向上する。

また、壁部２２が、座板２０の４角に配置され、突出部３２が４つの壁部２２のそれぞれの間に嵌合されているため、壁部２２の並び方向Ｂ，Ｃが座板２０（座板本体２１）の各辺に沿った方向となる。このため、筒体３０が座板２０の各辺に沿った方向に振れにくくなる。
なお、４つの壁部の高さは同一でなくてもよく、４つの壁部の高さが異なる場合は、対応する筒体３０の突出部３２の長さを異ならせて、壁部２２の先端面２２ａと筒体３０の端面３０ｂとを当接させることができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。座板２０は、壁部２２を、２つ、３つ、及び、５以上有していてもよい。また、筒体３０も、突出部３２を、２つ、３つ、及び、５以上有していてもよい。さらに、筒体３０は、円筒状部材としてもよい。座板２０（座板本体２１）は、円形、楕円、三角形、正方形以外の四角形、多角形などどのような平面形状を有していてもよい。また、第１並び方向Ｂと、第２並び方向Ｃとが直交せずに交差していてもよい。また、チップ形電解コンデンサ１００の壁部２２と突出部３２との平面視における位置関係が入れ替わっていてもよい。また、筒体３０と座板３２とを同一の材質で形成することが好ましいが、異なる材質としてもよい。また、コンデンサ本体に座板を取り付けた状態で基板に実装し、その後筒体を取り付けてもよい。

１ コンデンサ素子
２ 収納容器
２ａ 外周面
２ｂ 凹み部
３ リード線
４ 封口体
４ａ 挿入孔
１０ コンデンサ本体
２０ 座板
２０ａ 孔
２１ａ 面
２２ 壁部
２２ａ 先端面
３０ 筒体
３０ａ 内周面
３０ｂ 端面
３２ 突出部
３２ａ 突起
Ａ 周方向

Claims (6)

1. コンデンサ素子と、前記コンデンサ素子に接続された一対のリード線と、前記コンデンサ素子を収納するための有底筒状の収納容器と、前記収納容器の開口端を封口すると共に前記一対のリード線が挿通された挿通孔が形成された封口体とを有するコンデンサ本体と、
   前記封口体から導出された前記一対のリード線が挿通する孔が形成され、前記封口体と対向した状態で前記コンデンサ本体に取り付けられた絶縁性を有する座板と、
   前記収納容器の外周面を内周面で保持するように、前記収納容器に当接する筒体とを備えており、
   前記座板の前記封口体と対向する面には、前記収納容器の周方向に沿って互いに離隔して配置され、当該収納容器の外周面を内面で保持するように前記収納容器に当接する複数の壁部が形成されており、
   前記筒体の前記座板側には、前記座板に向かって突出し、前記複数の壁部間に嵌合された複数の突出部が形成されていることを特徴とするチップ形電解コンデンサ。
2. 前記複数の突出部は、前記収納容器の外周面を内面で保持するように、前記収納容器に当接して配置されていることを特徴とする請求項１に記載のチップ形電解コンデンサ。
3. 前記収納容器の前記封口体と対向する部分の外周面には、前記周方向に沿って延在する環状の凹み部が形成されており、
   前記突出部には、前記凹み部に嵌合する突起が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のチップ形電解コンデンサ。
4. 前記座板は、四角平面形状を有しており、
   前記壁部は、前記座板の４角に配置されており、
   前記突出部は、４つの前記壁部のそれぞれの間に嵌合されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のチップ形電解コンデンサ。
5. 前記筒体の前記突出部を除く前記座板側の端面は、前記壁部の先端面と当接していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のチップ形電解コンデンサ。
6. コンデンサ素子と、前記コンデンサ素子に接続された一対のリード線と、前記コンデンサ素子を収納するための有底筒状の収納容器と、前記収納容器の開口端を封口すると共に前記一対のリード線が挿通された挿通孔が形成された封口体とを有するコンデンサ本体の前記一対のリード線を絶縁性を有する座板に形成された孔に挿入させて、前記封口体と対向した状態で前記コンデンサ本体に前記座板を取り付ける座板取付工程と、
   前記座板取付工程の後に、前記収納容器の外周面を内周面で保持するように筒体を前記収納容器に当接させて、当該筒体を前記コンデンサ本体に取り付ける筒体取付工程とを備えており、
   前記座板取付工程において、前記座板の前記封口体と対向する面に形成された複数の壁部の内面で前記収納容器の外周面を保持するように、前記複数の壁部を前記収納容器に当接させ、
   前記筒体取付工程において、前記筒体の前記座板側から前記座板に向かって突出する複数の突出部を、前記複数の壁部間に嵌合させることを特徴とするチップ形電解コンデンサの製造方法。

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