JPH0334205B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電解コンデンサ中にフイルムコン
デンサを複合形成して特性改善を行つたコンデン
サに関する。

〔従来の技術〕

一般に、電解コンデンサは静電容量を大きく形
成できる点で優れているが、そのインピーダンス
は数百ｋHz以上の周波数において高い値を示し、
高周波領域の使用に適さない欠点がある。

たとえば、スイツチング電源のスイツチング周
波数は数百ｋHz或いはそれ以上の高周波数域に設
定され、この種の電源に使用される平滑用電解コ
ンデンサには低周波数域は勿論のこと高周波数域
でも低インピーダンス特性を有するものが要求さ
れている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、フイルムコンデンサは電解コンデン
サのように高い静電容量を得ることは困難である
が、電解コンデンサでは得られない高周波領域に
おいて、低インピーダンス特性を備えている。

そこで、この発明は、電解コンデンサとフイル
ムコンデンサとを共通の電極上に複合形成するこ
とにより、静電容量が大きく高周波数帯域で低イ
ンピーダンス特性等、両者の優れた特性を併有さ
せたものである。

〔問題点を解決するための手段〕 この発明のコンデンサは、エツチング処理によ
つて拡面化した電極面に合成樹脂皮膜を被着し、
又は、エツチング処理によつて拡面化した電極面
に形成した誘電体酸化皮膜上に選択的に合成樹脂
皮膜を被着してなる陽極側電極に陰極側電極を対
向配置し、陽極側電極上に露出する誘電体酸化皮
膜と陰極側電極との間にセパレータ紙を設置し、
電解液を含浸したものである。

〔作用〕

このように構成すると、陽極側電極の誘電体酸
化皮膜と陰極側電極との間で電解コンデンサ素子
が形成され、陽極側電極に被着した合成樹脂皮膜
と陰極側電極との間でフイルムコンデンサが形成
され、両者の特性を併せ持つたコンデンサが得ら
れる。

そして、この発明のコンデンサにおいて、合成
樹脂皮膜を陽極側電極の誘電体酸化皮膜の一部の
表面に被着しても、電解コンデンサとともにプラ
スチツクフイルムコンデンサの特性を併せ持つた
コンデンサを得ることができる。

また、陽極側電極は、その電極面の一面側に誘
電体酸化皮膜を形成し、他面側に合成樹脂皮膜を
被着し、又は、陽極側電極は、その電極面を一定
の範囲に区分し、その区分された電極面に選択的
に誘電体酸化皮膜及び合成樹脂皮膜を形成しても
よく、何れの形態を用いても、電解コンデンサ素
子及びプラスチツクフイルムコンデンサ素子の特
性を併せ持つたコンデンサが得られる。

〔実施例〕

第１図及び第２図はこの発明のコンデンサの実
施例を示し、第１図はそのコンデンサ素子、第２
図はその電極構造の一部分を拡大して表わしてい
る。

コンデンサ素子２な、陽極側電極及び陰極側電
極にアルミニウム等で形成された帯状の電極箔
４，６を対向配置し、陽極側及び陰極側の電極箔
４，６の一面部間に選択的にセパレータ紙８を挟
み込んで巻き込み、その内部に電解液を含浸させ
ている。

このコンデンサ素子２の端面には、各電極箔
４，６に個別に溶接等の固着手段によつて接続さ
れた電極用タブ１０，１２が外部引出用端子に接
続するために引き出されている。

そして、コンデンサ素子２はアルミニウム等の
金属又は絶縁性合成樹脂で形成された気密性の高
い外装ケースで外装されるものである。

このコンデンサ素子２において、陽極側の電極
箔４の表面部には、エツチング処理による拡面化
の後、その一面に誘電体酸化皮膜１４が化成によ
つて形成されるとともに、その他面に合成樹脂皮
膜１６が被着されている。合成樹脂皮膜１６は、
ポリエチレン、ポリプロピレン等の合成樹脂をエ
ツチング処理した電極箔４を表面に真空蒸着、紫
外線重合、電子ビーム照射重合、グロー放電重
合、ガンマ線照射キユアー等の薄膜形成技術によ
つて1μ程度の厚さで形成され、その表面積は、
電極箔４の表面の拡面化に応じて拡大されてい
る。

このように形成された電極箔４の誘電体酸化皮
膜１４には、セパレータ紙８を挟み込んで陰極側
の電極箔６を対向させ、また、電極箔４の合成樹
脂皮膜１６には、陰極側の電極箔６を対向させ、
各電極箔４，６の間には電解液１８が介在してい
る。

したがつて、このコンデンサでは、第２図に示
すように、陽極側の電極箔４の誘電体酸化皮膜１
４と陰極側の電極箔６との間で電解コンデンサ素
子が形成されるとともに、陽極側の電極箔４の合
成樹脂皮膜と陰極側の電極箔１６との間でプラス
チツクフイルムコンデンサ素子が形成される。各
コンデンサ素子は電極箔４，６の巻回によつて、
交互に積層する形で形成される。

このように形成されたコンデンサ素子２は、第
３図に示す等価回路のように、電解コンデンサ２
０ａとフイルムコンデンサ２０ｂとを並列接続し
たものとなり、共通の外部接続用の端子２２ａ，
２２ｂが形成される。

このように構成すれば、そのインピーダンス−
周波数特性は、電解コンデンサ２０ａの特性と、
フイルムコンデンサ２０ｂの特性とを合成したも
のとなる。即ち、このコンデンサでは低周波から
高周波に至る極めて広範囲の周波数帯域で低イン
ピーダンス特性が得られ、高周波損失を低減でき
るので、スイツチング周波数が数百ｋHz以上に設
定されるスイツチング電源の平滑用のコンデンサ
に適するものとなる。

また、合成樹脂皮膜１６は、電極箔４のエツチ
ング処理で拡面化された表面部に前記薄膜形成技
術により極めて薄く、例えば1μ程度の厚さでそ
のエツチング処理表面に沿つて被着されているた
め、その表面積は電極箔４の拡面倍率に応じて拡
大される結果、従来のフイルムコンデンサでは得
られない大きい静電容量を合成樹脂皮膜１６の側
で形成することができる。即ち、このフイルムコ
ンデンサ側の静電容量はコンデンサ素子２の全静
電容量の十数ないし数十％となる。

そして、合成樹脂皮膜１６は、第４図に示すよ
うに、陽極側の電極箔４の表面の全面に誘電体酸
化皮膜１４を形成した後、その上に選択的に合成
樹脂皮膜１６を被着してもよい。このようにすれ
ば、誘電体酸化皮膜１４の上面部に積層設置され
る合成樹脂皮膜１６にコーテイング途上で破線で
示すピンホール等の無皮膜部１９が生じている場
合、この無皮膜部１９の内部には誘電体酸化皮膜
１４が存在しているため陰極側の電極箔６との電
気的短絡が阻止され、しかも、この無皮膜部１９
は含浸されている電解液が侵入するので、通常の
電解コンデンサ素子として機能させることができ
る。

また、この発明のコンデンサは、巻回型素子だ
けでなく、第５図に示すように、平板型コンデン
サ素子に適用してもよい。この実施例のコンデン
サ素子２４は、陽極側の電極板２６に前記実施例
の陽極側の電極箔４と同様に誘電体酸化皮膜１４
を形成するとともに合成樹脂皮膜１６を被着し、
陰極側の電極板２８はこの電極板２６の表裏面に
対向するように折曲させて配置し、セパレータ紙
３０を電解コンデンサ素子を形成する側の電極板
２６，２８の間に挿入したものである。このよう
に構成すれば、前記実施例と同様の複合コンデン
サを形成することができ、その等価回路は第３図
に示すようになり、電解コンデンサとプラスチツ
クフイルムコンデンサの特性を得ることができ
る。なお、この実施例において、陽極側の電極板
２６及び陰極側の電極板２８の配置を逆にしても
同様の特性を得ることができる。

なお、前記実施例では電解コンデンサを形成す
る側の電極箔間のみにセパレータ紙を挿入した
が、更にフイルムコンデンサを形成する側の電極
箔間にセパレータ紙を挿入してもこの発明の効果
を損なうものではない。

また、実施例では各コンデンサを形成する誘電
体酸化皮膜及び合成樹脂皮膜は陽極側の電極の表
裏面で区分したが、陽極側の電極の一面部を区画
して各皮膜を選択的に併設しても同様の効果を得
ることができる。例えば、陽極側の電極箔の表面
部を一定の範囲で区分し、各区分の表面部を誘電
体酸化皮膜面又は合成樹脂皮膜面としても良い。

〔実験結果〕

実験による定格電圧50V、定格静電容量220μF
に形成した第５図に示す形態のコンデンサと、比
較のために第５図に示す形態で同一定格電圧及び
静電容量に形成した通常の電解コンデンサとを実
験用コンデンサとした。即ち、前者の陽極側の電
極箔２６は50mm×90mmの大きさに設定し、一面側
に誘電体酸化皮膜、他面側に1μの厚さで合成樹
脂皮膜を形成し、後者の陽極側の電極箔２４は前
者と同一静電容量に形成するため、50mm×50mmの
大きさに設定して両面に誘電体酸化皮膜を形成し
たものである。

第６図は、各コンデンサについて測定した周波
数−インピーダンス特性を示し、Ａはこの発明に
係るコンデンサの特性、Ｂは通常の電解コンデン
サの特性を示す。

各特性曲線より明らかなように、この発明に係
るコンデンサでは、低い周波数域では通常の電解
コンデンサと同様の特性を呈する一方、低インピ
ーダンス域が5kHz程度まで拡大され、通常の電
解コンデンサに比較して広い範囲に亘つて低イン
ピーダンス特性が得られている。したがつて、こ
の発明に係るコンデンサは、容量の拡大化と低イ
ンピーダンス化によつて、スイツチング周波数が
数百ｋHzに設定されるスイツチング電源に適する
ものである。

〔発明の効果〕

この発明によれば、電解コンデンサとプラスチ
ツクフイルムコンデンサとが同時に得られ、電解
コンデンサが持つ大きな静電容量と、フイルムコ
ンデンサが持つ高周波数域における低インピーダ
ンス特性など、両者の優れた特性を実現でき、た
とえば、スイツチング周波数の高いスイツチング
電源等に適したコンデンサを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のコンデンサの実施例を示す
分解斜視図、第２図は第１図に示したコンデンサ
の要部を示す拡大断面図、第３図は第１図に示し
たコンデンサの等価回路を示す説明図、第４図は
この発明のコンデンサの他の実施例を示す断面
図、第５図はこの発明のコンデンサの応用例を示
す斜視図、第６図はこの発明のコンデンサにおけ
るインピーダンス−周波数特性を示す特性説明図
である。 ２，２４……コンデンサ素子、４……陽極側の
電極箔（陽極側電極）、６……陰極側の電極箔
（陰極側電極）、８，３０……セパレータ紙、１４
……誘電体酸化皮膜、２６……電極板（陽極側電
極）、２８……電極板（陰極側電極）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エツチング処理によつて拡面化した電極面に
   合成樹脂皮膜を被着し、又は、エツチング処理に
   よつて拡面化した電極面に形成した誘電体酸化皮
   膜上に選択的に合成樹脂皮膜を被着してなる陽極
   側電極に陰極側電極を対向配置し、前記陽極側電
   極上に露出する誘電体酸化皮膜と陰極側電極との
   間にセパレータ紙を設置し、電解液を含浸したコ
   ンデンサ。 ２ 前記合成樹脂皮膜は、前記誘電体酸化皮膜の
   一部の表面に被着した特許請求の範囲第１項に記
   載のコンデンサ。 ３ 前記陽極側電極は、その電極面の一面側に誘
   電体酸化皮膜を形成し、他面側に合成樹脂皮膜を
   被着した特許請求の範囲第１項又は第２項に記載
   のコンデンサ。 ４ 前記陽極側電極は、その電極面を一定の範囲
   に区分し、その区分された電極面に選択的に誘電
   体酸化皮膜を形成し、又は、合成樹脂皮膜を被着
   した特許請求の範囲第１項、第２項又は第３項に
   記載のコンデンサ。