JPH04223321A - アルミ電解コンデンサ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はアルミ電解コンデンサに
関するもので、さらに詳しく言えばアルミ電解コンデン
サの寿命特性の改善及び安全性の向上に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のアルミ電解コンデンサは
、図２に示すように、高純度アルミニウム箔を粗面化し
た後、陽極酸化により誘電体酸化皮膜を形成したものを
陽極箔とし、この陽極箔とこれに対極する陰極箔とをセ
パレータを介して巻回することによりコンデンサ素子１
を構成し、このコンデンサ素子１に駆動用電解液を含浸
させた後、コンデンサ素子１を有底円筒状の金属ケース
２内に装備し、そしてコンデンサ素子１から導出された
陽極リード３を天然ゴム，合成ゴムあるいはテフロン等
の樹脂材により構成された封口部材４の貫通孔４ａより
外部に引き出すとともに、封口部材４を金属ケース２の
一端開口部に装着してカーリング封口を行い、また前記
金属ケース２の内底部には陰極内部リード５を溶接によ
り接続し、かつ金属ケース２の外底部に陰極外部リード
６を溶接して前記陰極内部リード５を外部へ導出させる
とともに陰極を構成していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のアルミ電解コンデンサの構造においては、封口部材
４を構成するポリマーの内部を駆動用電解液が徐々に拡
散浸透して外部に蒸散するという、いわゆるドライアッ
プを招くという欠点があり、従って長期にわたって特性
を維持できないという問題点があった。

【０００４】また使用状態において、電子回路の故障等
によりアルミ電解コンデンサに異常な過電圧，逆電圧あ
るいはリプル電流等の異常負荷が印加された場合は、コ
ンデンサの内部素子が発熱し、この発熱によりガスが急
激に発生し、これによって内部圧力が上昇し、所定の圧
力になると金属ケース２の側面部に設けた安全弁が作動
するため、ガスが外部に噴出したり、駆動用電解液が外
部に流出したりして汚染を招き、また異常負荷のレベル
によっては、安全弁が作動する前に、コンデンサ素子１
がショートして爆発、発火に至るという問題点を有して
いた。

【０００５】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、長寿命で、かつ異常負荷が印加された場合において
も、ガスの外部への噴出、駆動用電解液の外部への流出
を未然に防止できるとともに、ショートによる発火等を
起こすこともないアルミ電解コンデンサを提供すること
を目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のアルミ電解コンデンサは、陽極リードと陰極
リードを有するコンデンサ素子を有底筒状の金属ケース
内に装備し、かつ金属ケースの開口部を封口部材で封口
したアルミ電解コンデンサ本体を備え、このアルミ電解
コンデンサ本体を有底筒状の外装ケース内に両者が絶縁
状態となるように装備し、前記アルミ電解コンデンサ本
体におけるコンデンサ素子から導出された陽極リードと
陰極リードのいずれか一方を前記封口部材内を貫通させ
るとともに、陽極リードと陰極リードのいずれか他方を
金属ケースの内底部に当接させ、さらに前記金属ケース
の有底部側を延長して空間部を形成し、この空間部内に
位置して金属ケースの外底部に切断部材を設けるととも
に、前記外装ケースの一端開口部を閉塞する金属製の蓋
に前記金属ケースの内底部に当接させた陽極リードと陰
極リードのいずれか他方と導通する導電部材の端部を接
触させ、さらに前記外装ケースにおける陽極リードある
いは陰極リードの外部への導出部分にハーメチックシー
ル材を施して二重ケース構造とし、異常負荷時に金属ケ
ースの内圧の上昇により、金属ケースの有底部を変形さ
せて切断部材により導電部材を切断するようにしたもの
である。

【０００７】

【作用】上記した本発明のアルミ電解コンデンサによれ
ば、陽極リードあるいは陰極リードの外部への導出部分
にハーメチックシール材を施しているため、例えばこの
アルミ電解コンデンサを真空雰囲気で、高低温の温度サ
イクルが厳しい宇宙環境で使用した場合においても、ハ
ーメチックシール材により完全密閉がなされており、従
って通常の封口部材で封止しただけのアルミ電解コンデ
ンサよりも、内部の駆動用電解液の蒸散のスピードを大
幅に低減させることができ、その結果、長寿命のアルミ
電解コンデンサが得られる。また異常負荷が印加された
場合、コンデンサ素子の内部のガス発生により内圧が上
昇し、そして所定の圧力に達すると、金属ケースの底部
を圧力により変形させるとともに底部に設けた切断部材
が移動し、その切断部材が導通部材を切断して通電を断
ち切るため、ガスの外部への噴出、駆動用電解液の外部
への流出を未然に防止することができるとともに、ショ
ートによる発火等の不具合を起こすことなく、安全にア
ルミ電解コンデンサの機能を停止させることができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１（ａ）（ｂ）
にもとづいて説明する。

【０００９】図１（ａ）（ｂ）において、１１はコンデ
ンサ素子で、このコンデンサ素子１１は高純度アルミニ
ウム箔を粗面化した後、陽極酸化により誘電体酸化皮膜
を形成したものを陽極箔とし、この陽極箔とこれに対極
する陰極箔とをセパレータを介して巻回することにより
構成しており、そしてこのコンデンサ素子１１に駆動用
電解液を含浸させた後、コンデンサ素子１１を有底円筒
状の金属ケース１２の内部に収納する。

【００１０】また前記コンデンサ素子１１の陽極箔には
棒状の陽極リード１３が接続され、かつこの陽極リード
１３はコンデンサ素子１１の上部巻回端より引き出され
ている。そしてまた陰極箔には板状の陰極内部リード１
４が接続され、コンデンサ素子１１の下部端面より引き
出されている。そしてこの陰極内部リード１４は金属ケ
ース１２の内底部に溶接等により接続されている。また
前記金属ケース１２には有底部側をさらに延長して空間
部１５を形成し、この空間部１５内に位置して金属ケー
ス１２の外底部に切断部材１６を接着剤等により固着し
ている。

【００１１】さらに前記陽極箔に接続された棒状の陽極
リード１３は、金属ケース１２の一端開口部に配置され
た封口部材１７の中央に設けた貫通孔１８を貫通し、そ
して封口部材１７が抜けないように金属ケース１２の端
部をカーリングして封口部材１７の外部端面を押さえて
いる。そして前記金属ケース１２の外側は、電気絶縁を
目的として樹脂チューブ１９で被覆することにより、ア
ルミ電解コンデンサ本体２０を構成している。

【００１２】そしてこのアルミ電解コンデンサ本体２０
は有底円筒状の外装ケース２１内に装備され、かつこの
外装ケース２１の一端開口部は金属製の蓋２２で閉塞す
るようにしている。また前記金属ケース１２の有底部側
に形成した空間部１５内には、一端部が空間部１５の内
側壁に溶接等により取り付けられ、かつ他端部が前記金
属製の蓋２２に溶接等により取り付けられた導電部材２
３を配設しており、そしてこの導電部材２３は、金属ケ
ース１２の内底部に溶接等により接続した陰極内部リー
ド１４と金属ケース１２を介して電気的に導通するとと
もに、金属製の蓋２２に溶接等により取り付けた陰極外
部リード２４と金属製の蓋２２を介して電気的に導通し
ているものである。また前記外装ケース２１の有底部、
すなわち棒状の陽極リード１３の外部への導出部分には
、ハーメチックシール材２５を施して、この外装ケース
２１と前記金属ケース１２からなる二重ケース構造とし
ている。

【００１３】上記構成において、次にその動作を説明す
る。通常の使用状態において、電子回路の故障等により
アルミ電解コンデンサに異常な過電圧，逆電圧あるいは
リプル電流等の異常負荷が印加された場合は、コンデン
サ素子１１が発熱し、この発熱によりガスが急激に発生
し、これによって金属ケース１２の内部の圧力が上昇し
、そして所定の圧力に達すると、その圧力により金属ケ
ース１２の有底部が金属製の蓋２２側にふくらむように
変形し、この変形に伴って切断部材１６が移動して導電
部材２３を切断するものである。これによりアルミ電解
コンデンサへの通電が断たれるため、それ以後はコンデ
ンサ素子１１が発熱することはなくなるものである。

【００１４】次にこのような構造的特徴を有するアルミ
電解コンデンサと一般のアルミ電解コンデンサについて
、その特性を比較して見た。

【００１５】定格は２５０Ｖ６８μＦとし、封口部材１
７には両者ともテフロンを使用した。各々の電解コンデ
ンサについて１２５℃の真空雰囲気（真空度：１×１０
−５ｔｏｒｒ）中で定格電圧を５０００時間印加した時
の特性変化を測定した。その結果を（表１）に示す。

【００１６】

【表１】

【００１７】この（表１）から明らかなように本発明品
においては、駆動用電解液が封口部材１７の内部を透過
する透過量を示す重量変化が小さいため、静電容量変化
率及びｔａｎδの変化も小さく安定している。なお、同
じテフロン封口をしているにもかかわらず、特性が安定
している理由として、ハーメチックシール材２５を施し
て二重ケース構造にしている本発明品は、真空環境に影
響されないことが挙げられる。

【００１８】次に同じアルミ電解コンデンサを用いて逆
電圧試験を実施した。この試験条件は、１Ａ／個，電圧
フリーにより行なった。その結果を（表２）に示す。

【００１９】

【表２】

【００２０】この（表２）から明らかなように本発明品
においては、ショートが発生しないため、外部環境に影
響を与えることなく、オープンとなることがわかる。こ
れらの効果は、過電圧，過リプル等の異常負荷がかかっ
た場合においても、上記と同様に発揮されるものである
。

【００２１】なお、上記図１（ａ）（ｂ）に示す実施例
においては、陽極リード１３が封口部材１７の中央に設
けた貫通孔１８を貫通し、かつ陰極内部リード１４が金
属ケース１２の内底部に溶接等により接続され、さらに
陰極外部リード２４が金属製の蓋２２に溶接等により取
り付けられているものについて説明したが、この実施例
とは逆に、陽極リードと陰極内部リードおよび陰極外部
リードを置き換えても良いものである。

【００２２】

【発明の効果】上記実施例の説明から明らかなように、
本発明のアルミ電解コンデンサによれば、陽極リードあ
るいは陰極リードの外部への導出部分にハーメチックシ
ール材を施しているため、例えば、このアルミ電解コン
デンサを、真空雰囲気で高低温の温度サイクルが厳しい
宇宙環境で使用した場合においても、ハーメチックシー
ル材により完全密閉がなされており、従って通常の樹脂
材で構成される封口部材で封止しただけのアルミ電解コ
ンデンサよりも、内部の駆動用電解液の蒸散のスピード
を大幅に低減させることができ、その結果、長寿命のア
ルミ電解コンデンサが得られる。

【００２３】また電子回路の故障等によりアルミ電解コ
ンデンサに異常な過電圧，逆電圧あるいはリプル電流等
の負荷が印加された場合は、コンデンサ素子の内部のガ
ス発生により内圧が上昇し、そして所定の圧力に達する
と、金属ケースの底部がその圧力により変形し、それに
伴って切断部材が移動し、導電部材を切断して導通を断
ち切るため、ガスの外部への噴出、駆動用電解液の外部
への流出を未然に防止することができるとともに、ショ
ートによる発火等の不具合を起こすことなく、安全にア
ルミ電解コンデンサの機能を停止させることができる。

【００２４】そしてこのアルミ電解コンデンサは、一般
の電子機器用としてはもちろんの事、真空環境で高低温
の温度サイクルが厳しい使用条件を有する宇宙機器用と
しても高信頼度部品として使用可能である等、工業的価
値の高いものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）　　本発明の一実施例におけるアルミ電
解コンデンサの断面図（ｂ）　　上記（ａ）のＡ部の拡
大断面図

【図２】従来のアルミ電解コンデンサを示す断面図

【符号の説明】

１１　　コンデンサ素子 １２　　金属ケース １３　　陽極リード １４　　陰極内部リード １５　　空間部 １６　　切断部材 １７　　封口部材 ２０　　アルミ電解コンデンサ本体 ２１　　外装ケース ２２　　金属製の蓋 ２３　　導電部材 ２４　　陰極外部リード ２５　　ハーメチックシール材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】陽極リードと陰極リードを有するコンデン
   サ素子を有底筒状の金属ケース内に装備し、かつ金属ケ
   ースの開口部を封口部材で封口したアルミ電解コンデン
   サ本体を備え、このアルミ電解コンデンサ本体を有底筒
   状の外装ケース内に両者が絶縁状態となるように装備し
   、前記アルミ電解コンデンサ本体におけるコンデンサ素
   子から導出された陽極リードと陰極リードのいずれか一
   方を前記封口部材内を貫通させるとともに、陽極リード
   と陰極リードのいずれか他方を金属ケースの内底部に当
   接させ、さらに前記金属ケースの有底部側を延長して空
   間部を形成し、この空間部内に位置して金属ケースの外
   底部に切断部材を設けるとともに、前記外装ケースの一
   端開口部を閉塞する金属製の蓋に前記金属ケースの内底
   部に当接させた陽極リードと陰極リードのいずれか他方
   と導通する導電部材の端部を接触させ、さらに前記外装
   ケースにおける陽極リードあるいは陰極リードの外部へ
   の導出部分にハーメチックシール材を施して二重ケース
   構造とし、異常負荷時に金属ケースの内圧の上昇により
   、金属ケースの有底部を変形させて切断部材により導電
   部材を切断することを特徴とするアルミ電解コンデンサ
   。