JPH03200314A - 電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、電解コンデンサ、特に乾式電解コンデンサ
と称せられる、電解液を用いた電解コンデンサの安全装
置に関する。

【従来の技術】

乾式電解コンデンサ（以下単に電解コンデンサという）
は、アルミニウム、タンタル、ニオブなどの表面に絶縁
酸化皮膜が形成され得る、いわゆる弁金属を少なくとも
陽極に用い、弁金属表面を先ず波面化のためにエツチン
グ処理を施した後、陽極酸化処理等の操作によって誘電
体層となる絶縁性の酸化皮膜層が形成される。 この陽極は通常筒を帯状に切断した形状をなしており、
同様に帯状に切断された陰極側電極箔、セパレータ紙と
共に巻回し、円筒形のコンデンサ素子を形成する。また
コンデンサ素子には、陽極箔表面の酸化皮膜層に直接接
触して真の陰極として機能する電解液が含浸され、セパ
レータ紙によって保持されている。 第４図は電解コンデンサの構造を表したもので、円筒形
のコンデンサ素子１の陽極箔１２、陰極箔１３には、各
々外部との電気的な接続を得るための金属製引き出しり
一部２．３が接続され、上部巻回端から引き出されてい
る。 この金属製引き出しり−ド２．３は、アルミニウムなど
電極と同種の金属からなる短冊状をなしており、画電極
に各々溶接、かしめ付けなどの手段で電気的に接続がな
されている。 そして、陽極箔１２、陰極箔１３およびセパレータ１４
を重ね合わせて巻回してなるコンデンサ素子ｌは、電解
液が含浸された後有底筒状の外装ケース４に収納される
。そして外装ケース４の上部開口部には、この開口部を
閉じる板状の封口板５が配置されている。封口板５はフ
ェノール樹脂積層板などの硬質絶縁板６に各種の合成ゴ
ム等からなる弾性部材７が貼り合わせて形成されており
、この封口板５を貫通して一組のリベット８が設置され
、リベット８の内部側は、前記金属製用き出しり一部２
．３が各々電気的に接続されるとともに、外部側には板
状の金属部材を加工した外部端子９に接続されている。 ところで電解コンデンサは、内部に電解液が含浸されて
いるが、この電解液は陰極として機能するとともに、誘
電体層を形成する酸化皮膜の損傷部分や劣化部分を陽極
酸化反応によって修復する役目を持つ。ところが修復時
の陽極酸化反応の際水素ガスが発生し、電解コンデンサ
の密閉された内部の圧力が上昇することがある。 また電解コンデンサは有極性のため、誤って逆極性に接
続したり、交流骨が印加されたりすると２、激に電流が
流れ、コンデンサ素子が発熱するとともに、ガスの発生
や電解液の気化が起き、内圧が急激に上昇して、電解コ
ンデンサの外装を爆発的に破損させる事故を起こすこと
がある。このため電解コンデンサには、外装ケース４や
封口板５の一部に肉薄部１０を形成し、防爆弁として安
全を確保している。 しかし従来の防爆弁は、爆発を防止できるものの、内部
の高圧ガスが急激に外部に放散させるために、大きな音
を発したりガスと共に電解液が霧状に飛散することがあ
る。また防爆弁部が大きく開口すると、内容物が飛び出
すこともある。 この他飛散した電解液や内容物が、他の電子部品に付着
することによって短絡等の二次事故を誘発することもあ
る。さらには電解コンデンサ自体が高温になっていたり
、周囲に高温の物体があると引火して火災事故となる恐
れもある。 このようなことから、電解コンデンサは、防爆弁の設置
のみでなく、上述したような事故を防止するために、よ
り高度な安全装置が求められている。

【発明が解決しようとする課題】

電解コンデンサの急、激な内圧上昇は、コンデンサ素子
の発熱による電解液の気化等によるが、コンデンサ素子
が発熱する原因は、短絡等による急激な電流増加による
。したがって電流が増加した場合に、電解コンデンサの
電路の一部を遮断すれば良いことになる。 従来からも、電流遮断のための装置として電流制限ヒユ
ーズを電解コンデンサの内部もしくは外部に取り付ける
ことが提案されている。しかしこの電流制限ヒユーズの
取り付けは、回路部品を増やし、配線が別途必要になる
など取り扱いが面倒である。 また、電流制限ヒユーズを電解コンデンサ内部に取り付
ける場合、電解コンデンサは内部に電解液を含有し、常
に電気化学反応を起こしているので、異種の金属等が存
在すると腐食を発生させ、断線事故や著しい寿命低下を
起こす。これを防ぐためには、ヒユーズや配線部分を腐
食を防止するために、耐食材料で被覆しなければならず
、部品点数の増加や、製造工程の複雑化を招く欠点があ
った。 この発明は、従来のこのような欠点を改良し、確実な安
全動作を行うとともに、製造容易な電解コンデンサを得
ることを目的としている。

【課題を解決するための手段】

この発明の電解コンデンサは、外装容器内にコンデンサ
素子を収納し、前記外装容器もしくは、外装容器開口部
を密閉する封口体に設けられた外部端子と、前記コンデ
ンサ素子の電極部とを引き出しリードによって電気的に
接続した電解コンデンサの、前記引き出しリードの一部
もしくは全部に合成樹脂表面もしくは内部に金属薄膜層
を形成したものを用いたことを特徴としている。 この発明の電解コンデンサの引き出しリードは、帯状の
各種の合成樹脂の表面にアルミニウムなど電極金属と同
じ材料からなる金属を蒸着あるいは、箔状の金属薄膜層
を融着させたものである。 帯状の合成樹脂には、各種の樹脂が選択できるが、具体
例を挙げると、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのオ
レフィン系樹脂、ナイロン、芳香族ポリアミドなどのポ
リアミド樹脂、４ふっ化６ふっ化プロピレン、４ふっ化
エチレン−エチレンなどのふっ素樹脂、ポリサルフォン
、ポリフェニレンサルファイドなどのサルファイド系樹
脂などが例示できる。 金属薄膜層は、リードの両面あるいは片面、さらには合
成樹脂間に挟持されたいわゆるラミネート構造に形成す
ることができる。これらいずれの構成においても、電極
とリードとの接触面部に金属薄膜層が形成されているこ
とが必要である。また、封口体に設けられた外部端子と
の接続面についても、前記金属薄膜層が形成されている
必要がある。したがってラミネート構造のリードの場合
には、少なくともリードの両端部の表面の合成樹脂が除
去され、金属面が露出している必要がある。 リードと電極部あるいは外部端子部との接続は、特に限
定はなく、電解コンデンサの接続手段として従来から用
いられている金属針によるステッチによるもの、コール
ドウェルドなどの手段を用いることができる。しかしな
がらアーク溶接など被処理材を高温融着させる手段によ
るものは、基材の合成樹脂層自体を融解させてしまうの
で、好ましくない。 また従来からのこのような手段によるもの以外に、導電
性接着剤によって電極とリードとを接着させても良い。

【作　　　用】

この発明の電解コンデンサは、引き出しリードが、絶縁
物である合成樹脂の基材表面に金属の薄膜層を形成しで
あるので、許容電流値が小さく電解コンデンサに異常が
発生して、引き出しリードを流れる電流が増加すると、
金属薄膜がジュール熱によって溶断し、コンデンサ素子
への電流が阻止される。

【実　施　例】

以下実施例に基づいてこの発明の詳細な説明する。 （第１実施例） 第１図はこの発明の電解コンデンサのコンデンサ素子１
１の構造を表した分解斜視図である。図において、帯状
に裁断された陽極箔１２および陰極箔１３は、陽極箔１
２および陰極箔１３より僅かに幅の広いセパレータ１４
を挟んで重ね合わされ、一方の端部から巻回されている
。 陰極箔１３の所定の位置には、陰極側引き出しリード１
５が導電性接着剤１６によって固着されている。 第２図はこの固着状態を示す断面図で、陰極側引き出し
リード１５は、合成樹脂基材１７に導電性を有する金属
薄膜層１８が蒸着あるいは融着されており、金属薄膜層
１８面を陰極箔１３側に向けて配置し、導電性接着剤１
６によって固着がなされている。 一方陽陽極箔１２の所定の位置には、通常用いられる金
属製の陽極側引き出しり−ド２０が、ステッチ部２１な
どの接続手段によって陽極箔１２と接続がなされている
。 電極箔１２．１３に接続された各々の引き出しリード１
５．２０の端部は、封口板５に貫通して設けられたリベ
ット８に導電性接着剤、溶接などによって固着されてい
る。またリベット８を通じて、封口板５の外面には板状
の外部端子９が取り付けられており外部との電気的接続
が行えるようになっている。 このコンデンサ素子１１は、図示はしないが、電解液が
含浸された後、有底筒状の外装ケースに収納され、外装
ケースの開口部を封口板５で閉じるとともに、外装ケー
ス開口部周縁を巻き締めして密閉がなされる。 なおこの実施例では、金属薄膜層１８を有する引き出し
り一部エ５を陰極側に設置したが、引き出しり一部１５
は陽極箔１２側あるいは双方の電極箔に設置しても差し
支えない。ただ、陰極箔１２には表面に絶縁性の酸化皮
膜層が形成されているため、導電性接着剤１６で単に固
着するのみでは電気的接続が得られないので、固着部分
の陽極箔１２の表面がら絶縁性酸化皮膜を除去するか、
ステッチングなどの酸化皮膜層の破壊を伴う接続手段を
用いて、電気的な接続を確保する必要がある。 （第２実施例） 第３図はこの発明の第２の実施例を示したもので、第１
の実施例と共通部分には共通な符号が付しである。 この実施例においては、陰極箔１３の所定の位置に、通
常の金属製の第１の引き出しリード２２がステッチ２１
によって接続され、陰極箔１３の端部から僅かに突出す
る長さに設定されており、引き出しり一部２２の先端と
リベット８との間に、第２の引き出しり一部２３が接続
されている。この第２の引き出しり一部２３は、帯状の
合成樹脂基材の表面に導電性の金属薄膜層を形成したも
のからなっており、導電性接着剤などを用いて接続固着
を行う。 この実施例の場合、電極箔１２．１３へ接続される引き
出しり一部２０．２２は、従来から用いられている金属
製リードのままで良く、従来通りの製造工程でコンデン
サ素子１１を巻回形成でき、封目板５への接続の際に第
２の引き出リード２３を取り付ければ良い。 なおこの実施例においても、第１の実施例と同様に、導
電性の金属薄膜層を有する第２の引き出しり−ド２３は
陽極箔１２側に設けても良いし、双方の電極箔１２．１
３に設けることもできる。

【発明の効果】

以上説明したようにこの発明によれば、電解コンデンサ
の引き出しリードの全部もしくは一部を導電性金属薄膜
層で形成したので、電解コンデンサに異常が発生して電
流が増加し、コンデンサ素子が発熱すると金属薄膜部分
が溶断して電流の流れを遮断することができる。 特にこの発明においては、異常時の発熱の中心となる、
電極箔と引き出しリードとの接続部自体またはこの近傍
に、溶断部分を配置できるので、発熱に対する動作が確
実かつ速やかに行え、安全性の高い電解コンデンサが得
られる。 またこの発明では、安全装置の設置が引き出しリードの
全部もしくは一部を変更するのみで行えるので、電解コ
ンデンサの製造工程を大幅に変更する必要もない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の電解コンデンサの素子構造を表す部
分分解斜視図、第２図は電極箔と引き出しリードとの接
続構造を表す断面図。第３図はこの発明の第２の実施例
を示す部分分解斜視図、第４図は電解コンデンサの一般
的な構造を説明した断面図である。 １．１１・・・コンデンサ素子 ２．３・・・金属性引き出しリード ４・・・外装ケース　　　　　５・・・封口板６・・・
硬質絶縁板　　　　　７・・・弾性部材８・・・リベッ
ト　　　　　　９・・・外部端子１０・・・肉薄部　　
　　　　１２・・・陽極箔１３・・・陰極箔　　　　　
　　１４・・・セパレータ１５・・・陰極側引き出しリ
ード １６・・・導電性接着剤　　　１７・・・合成樹脂基材
１８・・・金属薄膜層 ２０・・・陽極側引き出しリード ２１・・・ステッチ ２２・・・第１の引き出しり−ド ２４・・・第２の引き出しリード

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）外装容器内にコンデンサ素子を収納し、前記外装
   容器もしくは、外装容器開口部を密閉する封口体に設け
   られた外部端子と、前記コンデンサ素子の電極部とを引
   き出しリードによって電気的に接続した電解コンデンサ
   において、 前記引き出しリードの一部もしくは全部が、合成樹脂表
   面に金属薄膜層を形成したものからなること、 を特徴とする電解コンデンサ。