JPS60158614A - ハ−メチツクシ−ルした電解コンデンサおよびそのガラス／金属シ−ルの製造方法 - 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、ノ・−メチツクシールした電解コンデンサ
、特に圧縮ガラス／金属シールを有するそのようなコン
デンサに関するものである。

〔従来の技術〕 カラス／金属ノ・−メチツクシールはコンデンサの分野
では周知である。シールには主として２つの型式があり
、その１つはガラス部材と金属部材の膨張係数が事実上
同じである整合シールで、ひずみのないシールを提供す
る。もう１つはガラスおよび中心の金属端子が外側の金
属部材、通常リングに！って圧縮状態で保持される圧縮
シールである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

残念ながら、整合シールはかなりもろく、簡単に壊れる
。従来の圧縮シールは、ガラスを圧縮する金属のはと目
金また１はリングによって囲まれたフィードスルーを含
む中心のガラス体を一般に有していた。電解コンデンサ
によるリングの腐食の問題があったので、メッキした１
ノングおよびクラッドリングとはと目金の少なくとモ一
方が使用された。メッキした材料は、一般に一ンホール
の存在またはメッキ中のピンホールの発達のために、不
満足なものであった。クララＦ部材はもつと高価であり
、これを組込むクールの設計はかさ張った。

この発明の特色は、製造するのに経済的でありかつ電解
コンデンサの容積効率を増大するコン・ξクトなガラス
／金属シールを提供することにある。整合ガラスが使用
されかつシールが濡れた圧縮シールであることが望まし
い。

〔問題点を解決するための手段と作用〕この発明によれ
ば、ワッシャは圧縮リングへ接着されかつ管状フィード
スルーを含むガラス体へ接着される。ワッシャの外側は
両者の周辺のまわりでコンデンサ・ケースの一端へ接着
される。

この発明のシールは平らな金属製ワッシャを有し、この
ワッシャへは圧縮リングがその水平底面沿いに取り付け
られる。圧縮リングおよびワッシャの外径は事実上同じ
であるが、圧縮リングの内径はワッシャが圧縮リングを
横方向内側に越えて延びるようにワッシャの内径よりも
太きい。ガラスビーＦは圧縮リングの内側に位置しかつ
ワッシャ上に在り、ガラスピードの中央の孔を貫通して
管状のフィードスルーが延び出る。ガラスピードはフィ
ードスルー、圧縮リングおよびワッシャの、圧縮リング
の内側へ延びる部分へ溶接される。圧縮リングの半径方
向でガラスピードを圧縮し、それがワッシャへ取り付け
られるのでワッシャにも半径方向の圧縮力がかへる。

シールの圧縮リングと反対側の面は、ワッシャ表面、ガ
ラスおよび管状フィードスルーの一端から成る。簡単化
のため、この面をシールの底部と呼ぼう。コンデンサ部
分からの電極接続部はフィードスルーに通され、シール
の底部は両者の周辺のまわりでコンデンサ容器の開端縁
へ取り付けられる。事実、シールはコンデンサ容器内に
置かれる代りにコンデンサ容器の一端上に位置し、従っ
てより短いハウジングを使用できる限りコンデンサの容
積効率を増大する。

従って、シールはワッシャによってハウジングへ結合さ
れ、ノ・ウクングと圧縮リングの直接的な接続は無（・
。

管状フィードスルーおよび電極接続部はシールの外部で
一緒に溶接され、これにより中空管を同時に閉じる。外
部リード線はこの溶接に取り付けられる。

〔実施例〕

この発明の電解コンデンサは、第１図に示すような多孔
陽極１０または第２図に示したようなはく巻きコンデン
サ部分１００を利用する。

第１図は、陽極立上り体１１．を有するタンタルの多孔
陽極１０を示す。立上り体１１は、矢張りタンタルで作
られるのが望ましい中空管１２の中へ延びろ。立上り体
１１は溶接１３で中空管１２ヘシールされ、これはまた
中空管１２をシールするのに役立つ。外部陽極リード線
１４も溶接１３で取り付けられる。

シール２０はガラスビード２１を有する。このガラスビ
ード２１は、中空管１２を囲んでこれに溶着され、かつ
また金属製のワッシャ２２へ接着されワッシャ２２の内
周と中空管１２０間の孔を充填する。ワッシャ２２はろ
う付けまたは溶接２３で圧縮リング２４へその全底面沿
いに接着される。圧縮リング２４はガラスビード２゛１
を囲んで半径方向で圧縮する。圧縮リング２４は面取り
した隅２５を有する。圧縮リング２４の外径上の面取り
した隅２５は同じなので、組立て生圧縮リング２４のど
の側面がワッシャ２２に面するかは重要でない。同様に
、圧縮リング２４の内径上の面取りした隅も同じである
が、外径上のもの程大きい必要はない。ワッシャ２２に
面する面取りした隅は、ろう付けまたは溶接２３がワッ
シャ２２および圧縮リング２４の縁まで延びないように
ろう付けまたは溶接２３を保有するのに役立ち、かつこ
れによりコンデンサ・ケース３０へのワッシャ２２の接
着を妨げる。

シールのガラス／管部分が整合シールでアリかつガラス
ビード２１が圧縮リング２４によって圧縮される最終の
シール２ｏが濡れた圧縮シールであるように、ガラスビ
ード２１は中空管１２と同様な膨張係数をもつことが望
ましい。

コンデンサ・ケース３ｏは陰極として役立ちかつタンタ
ルで作られるのが望ましいかんの形態をしている。この
がんは５焼結した多孔陰極スリーブ３１（これもタンタ
ルが望ましい）を帯びている。ポリテトラフルオロエチ
レンで作られるのが望ましいスペーサ３２は、コンデン
サ・ケース３０および陰極スリーブ３１の底部′と適合
しかつ随意の上部ガスケット３３（これもポリテトラフ
ルオロエチレンが望ましい）によって下部スペーサ３２
へ押し付けられ得る多孔陽極１０を受け容れる。電解液
３５、普通は硫酸が多孔陽極１０とコンデンサ・ケース
３゜の間の空間を占める。外部陰極リード線１５はコン
デンサ・ケース３ｏの底部へ溶接で取り付けられろこと
が望ましい。

ガスケット３３の周辺に溝３４を設け、コンデンサ・ケ
ース３ｏはこの点でネックインされる。立上り体１１が
ガスケット３３を通過する場合、それはポリイソブチレ
ンまたはポリブタジェンのようなコーキング材料または
粘着物質で被覆され得る。シール２ｏは、ワッシャ２２
の下面の外周のまわりでコンデンサ・ケース３゜の頂縁
への溶接４０によりコンデンサ・ケース３０ヘシールさ
れる。

コンデンサ部分が第２図に示したようなはく巻きコンデ
ンサ部分である時には、コンデンサ部分１００が連続巻
きした陽極はくおよび陰極はくから成り、それらの間に
スペーサ材望ましくは紙が挿入される。電極接続部１１
１望ましくは導線は、既知の手段によって一方のはくへ
取り付けられ、かつ中空管１１２の中へ延びて溶接１１
３でこの中空管１１２へ接続される。

溶接１１３は中空管１１２もシールする。外部リード線
１１４は溶接Ｊ１３で取り付けられる。

ハーメチックシール１２０はガフスピード１２１で作ら
れる。このガラスビーＩＦ１２１は、中空管１１２を囲
んでこれに接着され、また金属製ワッシャ１２２の内周
と中空間１１２０間にあるワッシャ１２２の孔を充填し
てワッシャ１２２に接着される。ワッシャ１２２はろう
付けまたは溶接１２３で圧縮リング１２４へ接着される
。この圧縮リング１２４はガラスビード１２１を囲んで
これを半径方向で圧縮する。圧縮リング１２４には第１
図で説明したような面取りした隅１２５を設ける。

金属製のハウジング１３０は両端が開いて良く、この場
合シール１２０と同じ別なシールか下端で使用され、こ
の別なシールに対して別な電極接続部か作られ、そして
別な外部リード線１１５が上述したように取り刊けられ
る。電解液１３５ははく巻きコンデンサ部分１００に浸
み込みかつこのはく巻きコンデンサ部分ｉｏ。

とハウジング１３００間の空間を充填する。

ポリテトラフルオロエチレンで作るのが望ましいスペー
サ１３２は、はく巻きコンデンザ部分１００の振動を防
止しかつはく巻きコンデンサ部分１００の頂部とシール
１２００間の空間を埋める。シール１２０はワッシャ１
２２の外周とハウジング１３０の頂縁との間の溶接１４
０で取り付けられる。

タンタルの多孔ペレットがコンデンサ部分として使用さ
れる時に、ワッシャ２２および中空管１２は共にタンタ
ルである。コンデンサ・ケース３０は第１図に示したよ
うなタンタルの多孔陰極スリーブ３１を有する場合には
タンタルで良いが、銀やニッケルや銅でも良（・。

コンデンサ部分としてタンタルはく巻きコンデンサ部分
が使用される時には、中空管１１２がタンタルであり、
）・ウジング１３０はタンタル、チタンまたはステンレ
ス鋼で良（・。これらのうち初めの２つの材料ではワッ
シャ１２２カータンタルであるが、最後の材料ではワッ
シャ１２２はステンレス鋼である。電解液１３５は任意
の既知の電解液例えばホウ酸塩電解液またはリン酸塩電
解液で良い・ 圧縮リング２４または１２４は、どちらの実施例でもコ
ンデンサ・ケース３０または）・ウジング１３０へ直接
取り付けられていないので、様々の材料で作れる。圧縮
リングはニッケルが望ましいが、ニッケルメッキした鋼
、モネル（Ｍｏｎｅｌ　）金属またはタンタルよりも膨
張係数（および収縮係数）が約１０倍高いことが望まし
い金属もしくは合金でも良い。この圧縮リングは、決し
て電解液に接触しないので、電解液と両立し得る必要が
ない。シールの電解液と接触する部分が中空管、ガラス
ビードおよびワッシャだけであるので、これらは電解液
と両立し得る必要がある。

ワッシャは圧縮リングへ溶接しても良いが、製造を容易
にするためタンタルのワッシャおよびニッケルの圧縮リ
ングが使用される時には銅のろう付けが望ましい。他の
ろう付は例えば銀、銅と銀の合金等も使用できる。

このシールに使用され得る代表的なガラスは、重量％で
約５０〜７５％のシリカ、約１〜１０％のアルミナ、約
５〜１０％の酸化ナトリウムおよび約１０〜２５％の３
酸化ゼロンを含有する。ガラスは、タンタルと全く同じ
膨張係数をもつ必要はないが、整合ガラスでありかつシ
ールが濡れた圧縮シールであることが望ましい。

シールは下記のようにして作れる。タンタルのワッシャ
は黒鉛溶解固定物の中に置かれ、その上に銅ろう付はリ
ングが置かれる。ワッシャよりも大きな内径およびワッ
シャと同じ外径を有し面取りしたニッケルの圧縮リング
はろう付はリング上に置かれる。しかしながら、もしワ
ッシャをろう付はリングへ直接溶接すべきならば、これ
は組立て前に行われ、そして溶接したワッシャ／ろう付
はリングはワッシャを下にして固定物中に置かれる。中
央に孔があるガラスビードは各種リングの孔の中に置か
れる。ガラスビードの孔に対する孔がある固定物頂部は
固定物の上に置かれる。中空の管状フィードスルーはそ
の孔およびガラスビーげに通される。

固定物はオープンまたは他の適当な加熱手段中に置かれ
てろうの溶解点以上の温度すなわち銅ろうでは１０８２
℃以上、望ましくは１１８２℃以上に加熱される。構成
部品は、ろうを溶解しかつニッケルリングとタンタルワ
ッシャの境界を毛管現象で濡らすのに充分長い時間上述
の温度に保持される。濡れはニッケルリングの外径およ
び内径上の下側の面取りによって保有される。

その間、約７００℃で軟化するガラスは充分に流動して
フィードスルー、リングおよびワッシャで形成された凹
みを充填し、これらを境界での積極的なメニスカスで濡
らす。溶接したワッシャ／ろう付はリングが使用される
時には、これだけはガラスを軟化して流動させるのに光
分尚い温度で加熱される必要がある。前組立て工程が不
−要であるので、ろう付けが望ましい。

組立て体は周囲温度まで冷却される。ガラスは、凝固す
ると、整合ガラスが使用される時のタンタルと大体同じ
量収縮するが、より高い収縮リングはワッシャの半径方
向圧縮を起させ、それへ−側でそしてガラスへろう付け
される。

ガラスはニッケルリング並びにタンタルワッシャおよび
フィードスルーへ接着すると思われる。たとえガラスが
ニッケルに接着しなくても、リングは一５５℃〜２００
℃のコンデンサ動作範囲に亘りシールが有用であるため
に充分な圧縮力を与える。

ガラスはタンタルに整合される、すなわちタンタルと大
体同じ膨張係数をもつことが望ましいが、これが必要な
ことではないのはリングが圧縮状態下でガラスを保持す
るためである。

〔発明の効果〕

この発明のシールは、強く濡れた圧縮シールが従来シー
ルの長さのわずか約５０〜８０％であり、これにより材
料およびコンデンサ容積の両方を節約する点で、従来ク
ールよりも多くの利点を提供する。タンタルワッシャが
使用される時、タンタルの必要量は他のタンタルシール
の約３３％である。全ての構成部品は組立てのための方
向付けを必要としない簡単な対称的形状であり、従って
組立てを簡単化しかつ生産設備を低減する。シールはコ
ンデンサ・ケースへ容易に溶接ないしろう付げされ、そ
してケースの面または縁上にシールの位置決めをするこ
とは短いケースを使用させて材料を節約すると共により
安い費用でシール工程および仕上げ工程を使用させる。

【図面の簡単な説明】

第１図は多孔ペレット・コンデンサ部分を利用する電解
コンデンサの断面図、第２図ははく巻きコンデンサ部分
を利用する電解コンデンサの一部断面図である。 １０・・・多孔陽極、１１・・・立上り体、１２と１１
２・・・中空管、１４・・・外部陽極リード線、１５・
・・外部陰極＋）　Ｆ”−線、２０と１２０・・・シー
ル、２１と１２１・・・ガラスビード、２２と１２２・
・・フンシャ、２４と１２４・・・圧縮リング、２５と
１２５・・・面取りした隅、３０・・・コンデンサ・ケ
ース、３１・・・陰極スリーブ、３２と１３２・・・ス
ペーサ、３５と１３５・・・電解液、１００・・・はく
巻きコンデンサ部分、１１１・・・電極接続部、ｚｉ４
と１１５・・・外部リード線、１３０・・・ハウジング
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　金属製のハウジングと、このハウジング中の電解
   コンデンサ部分と、この電解コンデンサ部分に接触する
   電解液と、前記ハウジングの一端でハーメチックシール
   係合するガラス／金属シールとを備え、とのシールは平
   らな金属製ワッシャを有し、このフッシャの平らな一面
   がその周辺のまわりで前記ハウジングの前記一端へ接着
   され、また前記ワッシャの平らな他面が前記ワッシャと
   同じ外径の金属製圧縮リングへ接着されるが、この接着
   が前記ワッシャの外周の近くでかつ前記圧縮リングの全
   底面沿いに行われ、前記圧縮リングに孔があり、この孔
   は前記ワッシャの孔よりも大きく、これにより前記ワッ
   シャは前記圧縮リングを越えて内側へ延び、前記圧縮リ
   ングおよび前記ワッシャに隣接するガラスを設け、この
   ガラスの孔を貫通して中空管が延び、前記ガラスが前記
   ワッシャおよび前記中空管へ接着され、前記圧縮リング
   が半径方向で前記ガラスを圧縮する電解コンデンサ。 ２　圧縮リングは、ワッシャおよびガラスによって電解
   液と接触しないように維持されてい、　る特許請求の範
   囲第１項記載の電解コンデンサ。 ３　圧縮リングは内径と外径の両方の頂縁および底縁涜
   いに面取りがしである特許請求の範囲第１項記載の電解
   コンデンサ。 ４　電解コンデンサ部分はタンタルの多孔ペレット陽極
   であって、これからタンタルの導線立上り体が延びてお
   り、中空管はタンタルであり、前記立上り体は前記中空
   管の中を通過しかつ前記中空管へ溶接で接続され、これ
   により前記中空管の外端を閉じている特許請求の範囲第
   １項記載の電解コンデンサ。 ５、　ガラスがタンタルと大体同じ膨張係数をもってい
   る特許請求の範囲第４項記載の電解コンデンサ。 ６、　ハウジングはタンタル、ニッケルおよび銅から成
   る群から選ばれ、ワッシャはタンタルで作られる特許請
   求の範囲第４項記載の電解コンデンサ。 ７、　ハウジングは、タンタルのかんであってこれに接
   着されたタンタルの多孔内側スリーブを帯びており、か
   つその底部にスペーサを有し、これに多孔ペレット陽極
   が適合する特許請求の範囲第６項記載の電、解コンデン
   サ。 ８、　圧縮リングがニッケル製のリングであり、ワッシ
   ャがこの圧縮リングへろう付けまたは溶接で取り付けら
   れる特許請求の範囲第７項記載の電解コンデンサ。 ９、　多孔ペレット陽極がシールの下の上部ガスケット
   によって底部のスペーサにしつかり保持され、立上り体
   が前記シールを貫通し、前記ガスケットは前記多孔ペレ
   ット陽極の頂部へ押し付ゆられる特許請求の範囲第７項
   記載の電解コンデンサ。 １０、ｉ解コンデンサ部分ははく巻きコンデンサ部分で
   あって、陽極はくおよび陰極はくが連続巻きでその間に
   スペーサ材が挿入されており、各はくはこれに取り付け
   られた電極接続部を有し、この電極接続部が前記はく巻
   きコンデンサ部分を越えて延び、前記はく巻きコンデン
   サ部分とシールの間のスペーサヲ第１の接続部が通り、
   この接続部が中空管へ延びてこれに前記シールの外部で
   溶接され、この溶接が前記中空管の上端を閉じる特許請
   求の範囲第１項記載の電解コンデンサ。 １１　電解コンデンサ部分はタンタルのはく部分であり
   、接続部がタンタル導線であり、中空管がタンタル管で
   あり、そしてハウジングはタンタル、チタンおよびステ
   ンレス鋼から成る群から選んだ金属製のハウジングであ
   る特許請求の範囲第１０項記載の電解コンデンサ。 １２　ハウジングはタンタルまたはチタンであり、ワッ
   シャはタンタルである特許請求の範囲第１１項記載の電
   解コンデンサ。 １３　圧縮リングはニッケル製のリングであり、ワッシ
   ャはこの圧縮リングへろう付けまたは溶接で取り付けら
   れる特許請求の範囲第１２項記載の電解コンデンサ。 １４、ハウジングがステンレス鋼であり、ワラツヤもス
   テンレス鋼である特許請求の範囲第１１項記載の電解コ
   ンデンサ。 １５、ハウジングは筒状ハウジングであり、その両端カ
   バーメチツクシールでシールされている特許請求の範囲
   第１１項記載の電解コンデンサ。 １６　ガラスビードがタンタルと大体同じ膨張係数をも
   っている特許請求の範囲第１１項記載の電解コンデンサ
   。 １７、黒鉛溶解固定物の底部に金属製ワッシャを挿入す
   ること、このワッシャの頂部にろうを置くこと、前記ワ
   ッシャよりも大きな内径およ“び前記ワッシャに等しい
   外径を有しかつ面取りを有する対称的な圧縮リングを前
   記ろう上に置くこと、中央に孔があるガラスビードを前
   記ワラツヤおよび前記圧縮リングで形成された凹みの中
   に挿入すること、前記黒鉛溶解固定物の孔のある頂部を
   前記圧縮リングおよび前記ガラスビードの上に置くこと
   、前記黒鉛固定物の孔および前記がラスビードの孔に管
   状フィードスルーを通すこと、前記黒鉛溶解固定物を前
   記ろうの溶解点および前記ガラスビードの軟化点以上に
   加熱して前記ワッシャを前記圧縮り／グヘ接着しかつ前
   記凹みを完全に充填し、前記圧縮リングに隣接し、前記
   ワッシャおよび前記フィードスルーに接着するように前
   記ガラスビードを流動させること、その後冷却して前記
   ろうおよび前記ガラスビードを凝固しかつ前記圧縮リン
   グに接触して前記シールを圧縮状態下に置くことから成
   る電解コンデンサのガラス／金属シールの製造方法。