WO2021171609A1 - コンデンサ - Google Patents

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WO2021171609A1
WO2021171609A1 PCT/JP2020/008505 JP2020008505W WO2021171609A1 WO 2021171609 A1 WO2021171609 A1 WO 2021171609A1 JP 2020008505 W JP2020008505 W JP 2020008505W WO 2021171609 A1 WO2021171609 A1 WO 2021171609A1
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sealing body
capacitor
solution
liquid supply
deterioration inhibitor
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PCT/JP2020/008505
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Inventor
隆志 竹澤
雅和 細木
Original Assignee
サン電子工業株式会社
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Priority to JP2022503048A priority patent/JP7461671B2/ja
Priority to US17/802,019 priority patent/US12027323B2/en
Priority to EP20921528.4A priority patent/EP4113555A4/en
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    • H01G9/15—Solid electrolytic capacitors
    • H01G9/151—Solid electrolytic capacitors with wound foil electrodes

Definitions

  • the present invention relates to a capacitor having a sealing body.
  • Patent Document 1 The conventional capacitor is disclosed in Patent Document 1.
  • This capacitor includes a body case, a capacitor element and a sealing body.
  • the main body case is made of metal to form a bottomed cylinder, and one end of the cylindrical peripheral wall is closed to open an opening at the other end.
  • the capacitor element is housed in the main body case by winding the anode foil and the cathode foil on which the oxide film is formed via a separator. An electrolytic solution is held between the anode foil and the cathode foil. Further, lead terminals are connected to the anode foil and the cathode foil, respectively.
  • the opening of the main body case containing the capacitor element is sealed by a sealing body such as rubber, and the lead terminal penetrates the sealing body and is pulled out of the main body case.
  • Patent Document 2 and Patent Document 3 disclose a capacitor having a solid electrolyte instead of an electrolytic solution. These capacitors include a main body case, a capacitor element, and a sealing body similar to those in Patent Document 1.
  • a conductive polymer which is a solid electrolyte, is held between the anode foil and the cathode foil of the capacitor element. According to the capacitor having the above configuration, the ESR can be lowered by the conductive polymer.
  • the capacitor of Patent Document 3 holds a hydrophilic polymer compound between the anode foil and the cathode foil.
  • the hydrophilic polymer compound retains water, and the defects of the oxide film formed on the anode foil can be repaired by the water.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-100670 Pages 2-4, Fig. 1
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-76562 Pages 7-16, Fig. 2
  • International Publication No. 2014/050913 pages 9-23, Fig. 2
  • the antioxidant mixed in the sealing body is consumed as it performs the antioxidant action, and is gradually lost.
  • the sealant deteriorates rapidly with the disappearance of the antioxidant.
  • the electrolytic solution evaporates to the outside of the main body case, and finally becomes a state called dry-up. Therefore, there is a problem that the characteristics of the capacitor cannot be stably maintained for a long period of time.
  • the capacitor disclosed in Patent Document 3 also deteriorates when the capacitor is used in a high temperature environment. Therefore, the water retained in the hydrophilic polymer compound between the anode foil and the cathode foil escapes to the outside of the main body case due to the deterioration of the sealing body, and the oxide film cannot be repaired. Therefore, there is a problem that the characteristics of the capacitor cannot be stably maintained for a long period of time.
  • the functional liquid has a function of enhancing the characteristics of the capacitor as well as repairing the oxide film, if the functional liquid escapes, the characteristics of the capacitor cannot be stably maintained for a long period of time.
  • An object of the present invention is to provide a capacitor capable of stably maintaining characteristics over a long period of time.
  • the present invention presents a condenser element in which a predetermined solution is held between an anode foil and a cathode foil wound via a separator, and one end is closed by an end wall portion and the other end is opened.
  • a main body case formed in a bottomed tubular shape having a portion and accommodating the condenser element, a liquid supply sheet arranged between the inner surface of the main body case and the outer surface of the condenser element, and the opening.
  • the solution is dissolved in an oil-based solvent to prevent deterioration of the sealing body, and the liquid supply sheet comes into contact with the separator to absorb the solution. It is characterized by having a supply unit that comes into contact with the sealing body and supplies the solution.
  • the liquid supply sheet is arranged with the absorbing portion facing the end wall portion, bent from the absorbing portion, and shafts along the inner peripheral surface of the main body case. It is characterized by extending in the direction.
  • the present invention is characterized in that, in the capacitor having the above configuration, the liquid supply sheet is bent on both sides from the absorption portion to form the supply portion on both ends.
  • the axial width of the separator is larger than the axial width of the anode foil and the cathode foil, and the separator is the end wall of the anode foil and the cathode foil. It is characterized by protruding toward the part.
  • the present invention is characterized in that, in the capacitor having the above configuration, the liquid supply sheet projects toward the sealing body side with respect to the capacitor element.
  • the present invention is characterized in that, in the capacitor having the above configuration, the supply unit is arranged so as to face the sealing body by bending the liquid supply sheet extending in the axial direction in the radial direction.
  • the solution supplied to the sealing body through the supply section permeates the inside of the sealing body, and the covering portion in which the sealing body deterioration inhibitor is solidified by oxidation.
  • the outer surface of the sealing body is covered, and the solution is present in the sealing body on the capacitor element side of the covering portion.
  • the present invention is characterized in that, in the capacitor having the above configuration, the capacitor element holds a solid electrolyte.
  • the present invention is characterized in that, in the capacitor having the above configuration, the solution comprises an electrolytic solution in which the sealant deterioration inhibitor and the electrolyte are dissolved in the lipophilic solvent.
  • the present invention is characterized in that, in the capacitor having the above configuration, the concentration of the sealing body deterioration inhibitor in the electrolytic solution is 1% by weight to 90% by weight.
  • the present invention is characterized in that, in the capacitor having the above configuration, the concentration of the sealing body deterioration inhibitor in the electrolytic solution is 3% by weight to 80% by weight.
  • the present invention is characterized in that the lipophilic solvent is ⁇ -butyrolactone in the capacitor having the above configuration.
  • the present invention is characterized in that, in the capacitor having the above configuration, the lipophilic solvent has a lipophilic group bonded to any one of polyethylene glycol, glycerin, and polyglycerin.
  • the present invention is characterized in that, in the capacitor having the above structure, the solution contains the lipophilic solvent, any one of sulfolane, ethylene glycol, diethylene glycol, and polyethylene glycol, and an amphipathic compound.
  • the present invention is characterized in that, in the capacitor having the above configuration, the sealant deterioration inhibitor is a fat-soluble vitamin.
  • the present invention is characterized in that the fat-soluble vitamin is tocopherol or tocotrienol in the capacitor having the above configuration.
  • the condenser element holds a predetermined solution in which the sealant deterioration inhibitor is dissolved in a lipophilic solvent, and the liquid supply sheet comes into contact with the separator to absorb the solution and the sealant. It has a supply unit for supplying a solution.
  • the sealing body deterioration inhibitor is supplied from the separator to the sealing body via the liquid supply sheet, and deterioration due to oxidation of the sealing body can be suppressed for a long period of time. Therefore, it is possible to prevent the solution held in the capacitor element from escaping and maintain the characteristics of the capacitor stably for a long period of time.
  • Front sectional view showing the element accommodating process of the capacitor of the first and second embodiments of the present invention.
  • Top view showing the element accommodating process of the capacitor of the 1st and 2nd embodiments of this invention.
  • FIG. 1 and 2 show a perspective view of the capacitor 1 of the first embodiment as viewed from above and a perspective view as viewed from below.
  • the capacitor 1 is composed of an electrolytic capacitor and is mounted on the seat plate 15.
  • the seat plate 15 is made of synthetic resin and holds the capacitor 1.
  • the seat plate 15 is provided with a pair of through holes 15a and 15b.
  • the capacitor 1 has lead terminals 8 and 9, and the lead terminals 8 and 9 inserted through the through holes 15a and 15b of the seat plate 15 are bent outward. As a result, the capacitor 1 is mounted on the circuit board while holding the upper surface of the main body case 2 by an automatic machine, and the lead terminals 8 and 9 are soldered to the land of the circuit board.
  • FIG. 3 shows a front sectional view of the capacitor 1.
  • the condenser 1 includes a main body case 2, a condenser element 3, a sealing body 4, and a liquid supply sheet 10.
  • the main body case 2 is made of a metal such as aluminum, and is formed into a bottomed cylinder having a circular cross section with one end closed by an end wall portion 2a and an opening 2b at the other end.
  • the capacitor element 3 is housed in the main body case 2, and the opening 2b is sealed by the sealing body 4.
  • FIG. 4 shows a perspective view of the capacitor element 3.
  • the capacitor element 3 has an anode foil 5, a cathode foil 7, and a separator 6.
  • the anode foil 5 and the cathode foil 7 are each formed in a long strip shape by the metal foil.
  • the separator 6 is formed in a long strip shape by a non-woven fabric or the like.
  • the condenser element 3 is formed by winding the anode foil 5 and the cathode foil 7 in a cylindrical shape via a separator 6.
  • the strip-shaped anode foil 5, cathode foil 7, and separator 6 are elongated in the winding direction (longitudinal direction), and the width in the direction orthogonal to the winding direction (short direction) is shorter than the length in the winding direction.
  • the end of the anode foil 5 or the cathode foil 7 is fixed by the tape 12.
  • the lead terminal 8 is connected to the anode foil 5, and the lead terminal 9 is connected to the cathode foil 7.
  • the axial width (short direction) of the separator 6 is formed larger than the axial width of the anode foil 5 and the cathode foil 7.
  • the separator 6 projects upward (end wall portion 2a side) and downward (opening 2b side) with respect to the anode foil 5 and the cathode foil 7, and short-circuiting between the anode foil 5 and the cathode foil 7 is prevented.
  • the anode foil 5 is made of a valve acting metal such as aluminum, tantalum, niobium, and titanium.
  • the cathode foil 7 faces the anode foil 5 via the separator 6 and is formed of aluminum or the like.
  • An oxide film (not shown) is formed on the surfaces of the anode foil 5 and the cathode foil 7.
  • the electrolytic solution is held between the anode foil 5 and the cathode foil 7 of the condenser element 3.
  • the electrolytic solution permeates the separator 6 and is held between the anode foil 5 and the cathode foil 7.
  • the electrolyte functions as a virtual cathode.
  • the electrolytic solution can repair defects in the oxide films of the anode foil 5 and the cathode foil 7.
  • the electrolytic solution consists of a solution in which an electrolyte and a sealant deterioration inhibitor are dissolved in a lipophilic solvent.
  • This embodiment uses ⁇ -butyrolactone as a lipophilic solvent.
  • the lipophilic solvent one in which a lipophilic group is bonded to any one of polyethylene glycol, glycerin, and polyglycerin may be used. It is preferable that the lipophilic solvent contains ⁇ -butyrolactone in order to improve the penetration of the sealing body deterioration inhibitor into the sealing body 4.
  • sulfolane ethylene glycol, diethylene glycol, polyethylene glycol or the like can be used in combination with the lipophilic solvent.
  • an amphipathic compound may be added if necessary.
  • a polyethylene glycol derivative, a polyethylene glycol-polypropylene glycol copolymer, or the like can be used.
  • the electrolyte When the electrolyte is dissolved in a solvent, it dissociates into ions and exhibits electrical conductivity, and an organic amine salt of a boric acid compound or a carboxylic acid compound is used.
  • the sealing body deterioration inhibitor is a compound that dissolves in a lipophilic solvent and penetrates into the sealing body 4.
  • the sealant deterioration inhibitor was immersed in a solution dissolved in a lipophilic solvent at a concentration of 10% for 1 week, and the weight after wiping off the surface solution was immersed only in the lipophilic solvent.
  • Compounds that increase more than the seal 4 can be used.
  • terpenoids such as fat-soluble vitamins having an isoprene skeleton (including cases where the main chain of the isoprene skeleton has a single bond or a double bond and a cyclic structure) in the molecule are saturated.
  • Fatty acids, unsaturated fatty acids, polyglycerin esters, or derivatives thereof can be used.
  • a nonionic surfactant or an amphipathic polymer compound may be added in order to facilitate the dissolution of these seal deterioration inhibitors in a lipophilic solvent.
  • vitamin A retinol, ⁇ -carotene, ⁇ -carotene, ⁇ -cryptoxanthin
  • vitamin D vitamin D2, vitamin D3
  • vitamin E ⁇ -tocopherol, ⁇ -tocopherol, ⁇ -tocopherol, ⁇ ) -Tocopherol, ⁇ -tocotrienol, ⁇ -tocotrienol, ⁇ -tocotrienol, ⁇ -tocotrienol
  • vitamin K vitamin K1, vitamin K2, menaquinone 7
  • polyglycerin ester examples include tetraglycerin triester using oleic acid as a fatty acid group.
  • the sealing body 4 is formed in a disk shape by a molded product of an elastic material of an insulator, and has a pair of through holes 4a and 4b.
  • the lead terminals 8 and 9 of the capacitor element 3 are inserted into the through holes 4a and 4b by press fitting.
  • Butyl rubber, silicone rubber, fluororubber, or the like can be used as the sealing body 4.
  • Butyl rubber is more desirable because it has high environmental resistance such as heat aging resistance, chemical resistance, and weather resistance, and electrical insulation characteristics, and has low gas permeability. Silicone rubber and fluororubber have lower airtightness than butyl rubber, but the airtightness can be improved by covering the outer surface of the sealing body 4 with a covering portion 17 described later.
  • the liquid supply sheet 10 is formed by making a sheet of cellulose fibers into a strip shape, and is arranged between the inner surface of the main body case 2 and the outer surface of the condenser element 3.
  • the liquid supply sheet 10 is provided with an absorption unit 10a and a supply unit 10b.
  • the absorbing portion 10a is arranged so as to face the end wall portion 2a, and comes into contact with the separator 6 of the capacitor element 3 to absorb the electrolytic solution containing the sealing body deterioration inhibitor.
  • the supply unit 10b comes into contact with the sealing body 4 and supplies the electrolytic solution absorbed from the separator 6 to the sealing body 4.
  • the liquid supply sheet 10 extends axially along the inner peripheral surface 2c of the main body case 2 by bending both side portions from the absorbing portion 10a facing the end wall portion 2a.
  • the liquid supply sheet 10 extending in the axial direction projects toward the sealing body 4 from the condenser element 3, bends in the radial direction, and is arranged facing the sealing body 4.
  • supply portions 10b are formed at both ends of the liquid supply sheet 10.
  • the electrolytic solution absorbed from the separator 6 via the absorption unit 10a is continuously supplied to the sealing body 4 via the supply unit 10b.
  • the sealant deterioration inhibitor contained in the electrolytic solution permeates the inside of the sealant 4 through the intermolecular gap inside the sealer 4. Therefore, the deterioration inhibitor of the sealing body 4 can suppress the deterioration of the sealing body 4 due to oxidation for a long period of time, and prevent the electrolytic solution from evaporating through cracks or the like of the sealing body 4.
  • the electrolytic solution that permeates the inside of the sealing body 4 reaches the outer surface of the sealing body 4 (the surface opposite to the capacitor element 3). As a result, the outer surface of the sealing body 4 is covered with the electrolytic solution in the oil film state.
  • the seal body deterioration inhibitor on the outer surface of the seal body 4 is solidified by oxidation when it is brought into a high temperature state in contact with oxygen in the air. Therefore, in the capacitor 1 of the present embodiment, the outer surface of the sealing body 4 is covered with the covering portion 17 which is solidified by the oxidation of the sealing body deterioration inhibitor by the high temperature treatment.
  • the outer surface of the sealing body 4 may be covered with an oil film, but as will be described in detail later, if it is covered with the covering portion 17, evaporation of the electrolytic solution due to deterioration of the sealing body 4 can be more reliably prevented.
  • the liquid supply sheet 10 is in a swollen state containing the electrolytic solution. Therefore, the movable range of the capacitor element 3 in the main body case 2 is reduced, and the vibration resistance to the capacitor element 3 can be improved.
  • the absorbing portion 10a facing the end wall portion 2a may be provided at one end of the liquid supply sheet 10 and the supply portion 10b may be provided at the other end.
  • the absorbing portion 10a is provided in the central portion, and the supply portions 10b are provided at both ends, the sealing body deterioration inhibitor is reliably supplied to the sealing body 4. More desirable because it can be done.
  • the main body case 2 is subjected to drawing processing to press the outer peripheral surface with the sealing body 4 arranged in the opening 2b.
  • the main body case 2 is formed with a protruding portion 13 projecting to the inner surface side.
  • the outer peripheral surface of the sealing body 4 is compressed in the inner peripheral direction by the protruding portion 13 and comes into close contact with the inner peripheral surface of the main body case 2.
  • the inner surfaces of the through holes 4a and 4b are brought into close contact with the lead terminals 8 and 9.
  • the opening 2b of the main body case 2 is sealed by the sealing body 4 so that the electrolytic solution held by the capacitor element 3 does not leak out of the main body case 2.
  • the open end of the main body case 2 forms a folded-back portion 14 that is folded back on the outer surface (the surface opposite to the capacitor element 3) side of the sealing body 4.
  • the folded-back portion 14 and the protruding portion 13 prevent the sealing body 4 from coming out of the main body case 2.
  • the capacitor 1 is manufactured by performing an element forming process, an element accommodating process, a sealing body attaching process, a molding process, and a repair process in this order.
  • the element forming step the anode foil 5 provided with the lead terminal 8 and the cathode foil 7 provided with the lead terminal 9 are wound around the separator 6 and immersed in the electrolytic solution for a predetermined time to form the capacitor element 3.
  • the elements 7 and 8 are a front sectional view and a plan view showing the element accommodating process.
  • the central portion of the strip-shaped liquid supply sheet 10 in the longitudinal direction is placed on the opening 2b of the main body case 2.
  • the width of the liquid supply sheet 10 in the lateral direction is formed to be the same as or slightly smaller than the inner diameter of the main body case 2. Then, the condenser element 3 is inserted into the main body case 2 from above the liquid supply sheet 10, and the liquid supply sheet 10 is pushed into the main body case 2.
  • the liquid supply sheet 10 is arranged in a U shape between the inner surface of the main body case 2 and the outer surface of the condenser element 3 housed in the main body case 2.
  • the central portion of the liquid supply sheet 10 in the longitudinal direction forms an absorbing portion 10a facing the end wall portion 2a and in contact with the separator 6 (see FIG. 5). Further, both ends of the liquid supply sheet 10 in the longitudinal direction project toward the opening 2b side (sealing body 4 side) of the condenser element 3 housed in the main body case 2 (see FIG. 9).
  • FIG. 9 is a front sectional view showing the sealing body mounting process.
  • the sealing body 4 is inserted into the main body case 2 containing the capacitor element 3 from the opening 2b side and attached.
  • the lead terminals 8 and 9 of the capacitor element 3 are inserted into the through holes 4a and 4b of the sealing body 4 by press fitting.
  • both ends of the liquid supply sheet 10 in the longitudinal direction are pushed by the sealing body 4 and bent in the radial direction to form a supply portion 10b in contact with the inner surface (the surface on the condenser element 3 side) of the sealing body 4.
  • NS the sealing body attaching step
  • a protruding portion 13 projecting to the inner surface side of the main body case 2 is formed by drawing, and a folded portion 14 having an open end folded back is formed.
  • the oxide film formed on the anode foil 5 and the cathode foil 7 is repaired.
  • the repair work is performed, for example, by applying a voltage of 35 V between the lead terminals 8 and 9 for 30 minutes in a high temperature environment of 125 ° C.
  • the sealing body deterioration inhibitor that has reached the outer surface of the sealing body 4 is oxidized and solidified by the high temperature environment to form the covering portion 17.
  • an electrolytic solution containing an agent for suppressing deterioration of the sealing body is present in the sealing body 4 on the capacitor element 3 side of the covering portion 17.
  • the outer surface of the sealing body 4 is covered with the covering portion 17, and the entire sealing body 4 becomes difficult to come into contact with oxygen outside the main body case 2. Further, even if a part of the covering portion 17 is deteriorated, the liquid electrolytic solution existing inside the sealing body 4 is supplied to the portion, the sealing body deterioration inhibitor is solidified, and the covering portion 17 is repaired. Therefore, deterioration of the sealing body 4 due to oxidation can be suppressed for a longer period of time. Therefore, it is possible to more reliably prevent evaporation of the electrolytic solution through cracks in the sealing body 4.
  • the covering portion 17 may be formed in a repair step, or may be performed in a step different from the repair step.
  • the temperature at the time of forming the covering portion 17 is preferably 105 ° C. or higher, more preferably 125 ° C. or higher.
  • the sealant deterioration inhibitor is a saturated fatty acid or an ester compound of a saturated fatty acid, the solidification reaction takes time, so it is preferable to form the coating portion 17 at 160 ° C. or higher.
  • the time of leaving in a high temperature environment is preferably 30 minutes or more, more preferably 1 hour or more, but it may be shorter when it is 160 ° C. or higher.
  • the concentration of the sealant deterioration inhibitor in the electrolytic solution is preferably 1% by weight to 90% by weight. If the amount of the sealant deterioration inhibitor in the electrolytic solution is less than 1% by weight, the oxidation inhibitory effect of the sealant 4 cannot be continued for a long period of time. Further, when the amount of the sealing body deterioration inhibitor in the electrolytic solution exceeds 90% by weight, the viscosity of the electrolytic solution becomes high. Therefore, the time for the capacitor element 3 to hold the electrolytic solution and the time for the electrolytic solution to be supplied from the capacitor element 3 to the sealing body 4 become long, and the man-hours for the capacitor 1 increase. It is more preferable to set the concentration of the sealing body deterioration inhibitor in the electrolytic solution to 3% by weight to 80% by weight because the oxidation suppressing effect can be further exerted and the man-hours can be reduced.
  • the electrolytic solution of the capacitor 1 of the present embodiment uses ⁇ -butyrolactone as a lipophilic solvent and ⁇ -tocopherol as a sealant deterioration inhibitor.
  • the concentration of the sealant deterioration inhibitor in the electrolytic solution is 10% by weight.
  • a durability test was also conducted on a comparative example in which the sealant deterioration inhibitor of the electrolytic solution was omitted from the present embodiment.
  • the sealing body 4 of the capacitor 1 of the present embodiment and the comparative example is formed of butyl rubber.
  • the capacitance of the capacitor 1 of the present embodiment was changed within 20% after 8000 hours with respect to the initial capacitance. Therefore, even in a high temperature environment, long-term stable characteristics can be exhibited.
  • the condenser element 3 holds the electrolytic solution of the solution in which the sealing body deterioration inhibitor is dissolved in the lipophilic solvent, and the liquid supply sheet 10 comes into contact with the separator 6 to absorb the electrolytic solution. It has a supply unit 10b that contacts the sealing body 4 and supplies the electrolytic solution.
  • the sealing body deterioration inhibitor is supplied from the separator 6 to the sealing body 4 via the liquid supply sheet 10, and deterioration due to oxidation of the sealing body 4 can be suppressed for a long period of time. Therefore, it is possible to prevent the electrolytic solution held by the capacitor element 3 from escaping, and to maintain the characteristics of the capacitor 1 stably for a long period of time.
  • liquid supply sheet 10 is arranged so that the absorbing portion 10a faces the end wall portion 2a, bends from the absorbing portion 10a, and extends axially along the inner peripheral surface 2c of the main body case 2. Therefore, the absorption unit 10a in contact with the separator 6 and the supply unit 10b in contact with the sealing body 4 can be easily realized.
  • the liquid supply sheet 10 is bent from the absorbing portion 10a on both sides to form the supply portions 10b at both ends. Therefore, the absorption unit 10a and the supply unit 10b can be easily formed by placing the liquid supply sheet 10 on the opening 2b of the main body case 2 and inserting the condenser element.
  • the liquid supply sheet 10 can be surely brought into contact with the separator 6 to form the absorbing portion 10a.
  • the liquid supply sheet 10 projects toward the sealing body 4 from the condenser element 3, the liquid supply sheet 10 can be surely brought into contact with the sealing body 4 to form the supply unit 10b.
  • the supply unit 10b is arranged by bending the liquid supply sheet 10 extending in the axial direction in the radial direction and facing the sealing body 4, the contact area of the supply unit 10b with respect to the sealing body 4 can be increased. can. Therefore, the electrolytic solution can be reliably supplied to the sealing body 4.
  • the outer surface of the sealing body 4 is covered with the covering portion 17, and the electrolytic solution permeates and exists inside the sealing body 4 on the capacitor element 3 side of the covering portion 17. Therefore, deterioration of the sealing body 4 due to oxidation can be suppressed for a longer period of time, and the characteristics of the capacitor 1 can be stably maintained for a longer period of time.
  • the concentration of the sealing body deterioration inhibitor in the electrolytic solution is 1% by weight to 90% by weight, the increase in man-hours can be suppressed and the deterioration of the sealing body 4 can be suppressed for a long period of time.
  • the concentration of the sealing body deterioration inhibitor in the electrolytic solution is 3% by weight to 80% by weight, the increase in man-hours can be further suppressed and the deterioration of the sealing body 4 can be suppressed for a long period of time.
  • the lipophilic solvent of the electrolytic solution is ⁇ -butyrolactone
  • the electrolytic solution in which the sealant deterioration inhibitor is dissolved can be easily realized.
  • the lipophilic solvent of the electrolytic solution contains at least one of sulfolane, ethylene glycol and diethylene glycol and a nonionic surfactant, an electrolytic solution in which the sealant deterioration inhibitor is dissolved can be easily realized. ..
  • the lipophilic solvent of the electrolytic solution is polyethylene glycol to which a lipophilic group is bonded or a polyethylene glycol-polypropylene glycol copolymer
  • an electrolytic solution in which a sealant deterioration inhibitor is dissolved can be easily realized. can do.
  • fat-soluble vitamins such as tocopherol and tocotrienol
  • the capacitor element 3 holds a solid electrolyte (not shown) and a predetermined functional liquid instead of the electrolytic solution.
  • Other parts are the same as those in the first embodiment.
  • the solid electrolyte is composed of a conductive polymer or the like.
  • the ESR of the capacitor 1 can be lowered by the conductive polymer.
  • the conductive polymer polythiophene, polypyrrole, derivatives thereof and the like can be used. Polyethylene dioxythiophene is more desirable due to its high electrical conductivity.
  • the solid electrolyte composed of the conductive polymer can be held between the anode foil 5 and the cathode foil 7.
  • a functional liquid having a function of further lowering the ESR of the capacitor 1 is held between the anode foil 5 and the cathode foil 7.
  • the functional liquid permeates the separator 6 and is held between the anode foil 5 and the cathode foil 7.
  • the functional liquid consists of a solution in which a lipophilic solvent is used to prevent deterioration of the sealing body.
  • a lipophilic solvent a solvent containing at least one of sulfolane, ethylene glycol and diethylene glycol and a nonionic surfactant can be used.
  • the lipophilic solvent one in which a lipophilic group is bonded to polyethylene glycol may be used, or an amphipathic polymer compound such as a polyethylene glycol-polypropylene glycol copolymer may be used. It is preferable to contain ⁇ -butyrolactone in order to improve the penetration of the sealing body deterioration inhibitor into the sealing body 4.
  • sealant deterioration inhibitor fat-soluble vitamins, saturated fatty acids, unsaturated fatty acids, polyglycerin esters, or derivatives thereof can be used in the same manner as described above.
  • a nonionic surfactant or an amphipathic polymer compound may be added in order to facilitate the dissolution of these sealant deterioration inhibitors in a lipophilic solvent.
  • vitamin A retinol, ⁇ -carotene, ⁇ -carotene, ⁇ -cryptoxanthin
  • vitamin D vitamin D2, vitamin D3
  • vitamin E ⁇ -tocopherol, ⁇ -tocopherol, ⁇ -tocopherol, ⁇ ) -Tocopherol, ⁇ -tocotrienol, ⁇ -tocotrienol, ⁇ -tocotrienol, ⁇ -tocotrienol
  • vitamin K vitamin K1, vitamin K2, menaquinone 7
  • the solid electrolyte Since the solid electrolyte is in a swollen state due to the functional liquid, the degree of adhesion of the solid electrolyte to the anode foil 5 and the cathode foil 7 sandwiching the solid electrolyte is high. Thereby, the ESR of the capacitor 1 can be lowered.
  • the absorption unit 10a of the liquid supply sheet 10 contacts the separator 6 of the condenser element 3, and the supply unit 10b contacts the sealing body 4.
  • the functional liquid is continuously supplied to the sealing body 4 via the liquid supply sheet 10.
  • the functional liquid permeates the inside of the sealing body 4 through the intermolecular gap inside the sealing body 4. Therefore, the deterioration inhibitor of the sealing body 4 contained in the functional liquid can suppress the deterioration of the sealing body 4 due to oxidation for a long period of time, and prevent the functional liquid from evaporating through cracks or the like of the sealing body 4.
  • the outer surface of the sealing body 4 is covered with a covering portion 17 in which the sealing body deterioration inhibitor is solidified by oxidation, and the entire sealing body 4 becomes difficult to come into contact with oxygen outside the main body case 2. Further, even if a part of the covering portion 17 is deteriorated, the liquid functional liquid existing inside the sealing body 4 is supplied to the portion, the sealing body deterioration inhibitor is solidified, and the covering portion 17 is repaired. Therefore, deterioration of the sealing body 4 due to oxidation can be suppressed for a longer period of time. Therefore, it is possible to more reliably prevent the evaporation of the functional liquid through the cracks of the sealing body 4.
  • the liquid supply sheet 10 is in a swollen state containing a functional liquid. Therefore, the movable range of the capacitor element 3 in the main body case 2 is reduced, and the vibration resistance to the capacitor element 3 can be improved.
  • the condenser element 3 holds the functional liquid of the solution in which the sealant deterioration inhibitor is dissolved in the lipophilic solvent, and the liquid supply sheet 10 contacts the separator 6 to absorb the functional liquid. It has a 10a and a supply unit 10b that comes into contact with the sealing body 4 to supply a functional liquid.
  • the sealing body deterioration inhibitor is supplied from the separator 6 to the sealing body 4 via the liquid supply sheet 10, and deterioration due to oxidation of the sealing body 4 can be suppressed for a long period of time. Therefore, it is possible to prevent the functional liquid held by the capacitor element 3 from escaping, and to maintain the characteristics of the capacitor 1 stably for a long period of time.
  • the outer surface of the sealing body 4 is covered by the covering portion 17, and the functional liquid permeates and exists inside the sealing body 4 on the capacitor element 3 side of the covering portion 17. Therefore, deterioration of the sealing body 4 due to oxidation can be suppressed for a longer period of time, and the characteristics of the capacitor 1 can be stably maintained for a longer period of time.
  • the functional liquid has a function of lowering the ESR of the capacitor 1, but a function of enhancing other characteristics of the capacitor 1 (a function of repairing defects in the oxide film of the anode foil and the cathode foil, and resistance of the capacitor 1). It may have a function of increasing the voltage, etc.).
  • the same electrolytic solution as in the first embodiment may be held between the anode foil 5 and the cathode foil 7.
  • the ESR of the capacitor 1 can be further lowered.
  • the capacitor element 3 holds the solid electrolyte or the electrolytic solution, but the capacitor 1 holds the functional liquid of the second embodiment without holding the solid electrolyte and the electrolytic solution. You may.
  • the present invention can be used for capacitors such as electrolytic capacitors and automobiles, electronic devices, etc. in which capacitors are mounted on circuits.
  • Capacitor 2 Main body case 2a End wall 2b Opening 2c Inner peripheral surface 3 Capacitor element 4 Sealing body 4a, 4b Through hole 5 Anode foil 6 Separator 7 Cathode foil 8, 9 Lead terminal 10 Liquid supply sheet 10a Absorbent 10b Supply unit 12 Tape 13 Protruding part 14 Folded part 15 Seat plate 16 Through hole 17 Covering part

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Abstract

セパレータ６を介して巻回された陽極箔５と陰極箔７との間に所定の溶液を保持したコンデンサ素子３と、一端を端壁部２ａにより閉じて他端に開口部２ｂを有した有底筒状に形成されるとともにコンデンサ素子３を収納する本体ケース２と、本体ケース２の内面とコンデンサ素子３の外面との間に配される給液シート１０と、開口部２ｂを封口する封口体４とを備えたコンデンサ１において、前記溶液が親油性溶媒に封口体劣化抑止剤を溶解されており、給液シート１０がセパレータ６に接触して前記溶液を吸収する吸収部１０ａと、封口体４に接触して前記溶液を供給する供給部１０ｂとを有する。

Description

コンデンサ
　本発明は、封口体を備えたコンデンサに関する。
　従来のコンデンサは特許文献１に開示されている。このコンデンサは本体ケース、コンデンサ素子及び封口体を備えている。本体ケースは金属によって有底筒状に形成され、円筒状の周壁の一端を閉じて他端に開口部を開口する。
　コンデンサ素子は酸化膜が形成された陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して巻回され、本体ケースに収納される。陽極箔と陰極箔との間には電解液が保持される。また、陽極箔及び陰極箔にはそれぞれリード端子が接続される。コンデンサ素子を収納した本体ケースの開口部はゴム等の封口体により封口され、リード端子は封口体を貫通して本体ケース外に引き出される。
　また、ゴム等の高分子は空気中等の酸素存在下で熱や光のエネルギーを受けると、ラジカルの生成をきっかけとして連鎖的な酸化反応が起こり、物性低下を生ずると言われている。このため、封口体に酸化反応を抑制するための酸化防止剤（老化防止剤）を混入している。
　特許文献２及び特許文献３には電解液に替えて固体電解質を有するコンデンサが開示される。これらのコンデンサは特許文献１と同様の本体ケース、コンデンサ素子及び封口体を備えている。コンデンサ素子の陽極箔と陰極箔との間には固体電解質である導電性高分子が保持される。上記構成のコンデンサによると、導電性高分子によりＥＳＲを低くすることができる。
　また、特許文献３のコンデンサは、陽極箔と陰極箔の間に親水性高分子化合物を保持させている。親水性高分子化合物は水分を保持し、陽極箔に形成した酸化膜の欠陥を水分によって修復することができる。
特開２０００－１００６７０号公報（第２頁－第４頁、第１図） 特開２０１６－７６５６２号公報（第７頁－第１６頁、第２図） 国際公開第２０１４／０５０９１３号（第９頁－第２３頁、第２図）
　近年、コンデンサを搭載する機器の小型化及び高性能化により、大きな発熱を伴うモータ、エンジン、高速処理用半導体素子等の近傍にコンデンサを配置する場合が増えている。このため、高温環境下でのコンデンサの使用が多くなってきている。
　上記特許文献１に開示されるコンデンサによると、封口体に混入された酸化防止剤は酸化防止作用を果たすにつれて消費され、次第に失われる。コンデンサを高温環境下で使用すると封口体は酸化防止剤の消失に伴って急速に劣化する。このため、電解液が本体ケース外へ蒸散し、最終的にドライアップと言われる状態になることが多い。従って、コンデンサの特性を長期的に安定して維持できない問題があった。
　また、上記特許文献３に開示されるコンデンサも同様に、コンデンサを高温環境下で使用すると封口体が劣化する。このため、陽極箔と陰極箔との間の親水性高分子化合物に保持される水が封口体の劣化により本体ケース外へ抜け出て、酸化膜の修復を行うことができない。従って、コンデンサの特性を長期的に安定して維持できない問題があった。
　また、機能性液体が酸化膜を修復する場合だけでなくコンデンサの特性を高める機能を有する場合に、機能性液体が抜け出るとコンデンサの特性を長期的に安定して維持できない。
　本発明は、長期的に安定して特性を維持できるコンデンサを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために本発明は、セパレータを介して巻回された陽極箔と陰極箔との間に所定の溶液を保持したコンデンサ素子と、一端を端壁部により閉じて他端に開口部を有した有底筒状に形成されるとともに前記コンデンサ素子を収納する本体ケースと、前記本体ケースの内面と前記コンデンサ素子の外面との間に配される給液シートと、前記開口部を封口する封口体とを備えたコンデンサにおいて、前記溶液が親油性溶媒に封口体劣化抑止剤を溶解されており、前記給液シートが前記セパレータに接触して前記溶液を吸収する吸収部と、前記封口体に接触して前記溶液を供給する供給部とを有することを特徴としている。
　また本発明は、上記構成のコンデンサにおいて、前記給液シートが前記吸収部を前記端壁部に面して配され、前記吸収部から折曲して前記本体ケースの内周面に沿って軸方向に延びることを特徴としている。
　また本発明は、上記構成のコンデンサにおいて、前記給液シートが前記吸収部から両側部を折曲され、両端部に前記供給部を形成されることを特徴としている。
　また本発明は、上記構成のコンデンサにおいて、前記セパレータの軸方向の幅が前記陽極箔及び前記陰極箔の軸方向の幅よりも大きく、前記セパレータが前記陽極箔及び前記陰極箔よりも前記端壁部側に突出することを特徴としている。
　また本発明は、上記構成のコンデンサにおいて、前記給液シートが前記コンデンサ素子よりも前記封口体側に突出することを特徴としている。
　また本発明は、上記構成のコンデンサにおいて、前記供給部が軸方向に延びた前記給液シートを径方向に折曲して前記封口体に面して配されること特徴としている。
　また本発明は、上記構成のコンデンサにおいて、前記供給部を介して前記封口体に供給される前記溶液が前記封口体内部に浸透して、前記封口体劣化抑止剤が酸化により固化した被覆部により前記封口体の外面が覆われ、前記被覆部よりも前記コンデンサ素子側の前記封口体内には前記溶液が存在していることを特徴としている。
　また本発明は、上記構成のコンデンサにおいて、前記コンデンサ素子が固体電解質を保持することを特徴としている。
　また本発明は、上記構成のコンデンサにおいて、前記溶液が前記親油性溶媒に前記封口体劣化抑止剤及び電解質を溶解した電解液から成ることを特徴としている。
　また本発明は、上記構成のコンデンサにおいて、前記電解液中の前記封口体劣化抑止剤の濃度が１重量％～９０重量％であることを特徴としている。
　また本発明は、上記構成のコンデンサにおいて、前記電解液中の前記封口体劣化抑止剤の濃度が３重量％～８０重量％であることを特徴としている。
　また本発明は、上記構成のコンデンサにおいて、前記親油性溶媒がγ－ブチロラクトンであることを特徴としている。
　また本発明は、上記構成のコンデンサにおいて、前記親油性溶媒が、ポリエチレングリコール、グリセリン、ポリグリセリンのいずれかに親油基を結合させたものであることを特徴としている。
　また本発明は、上記構成のコンデンサにおいて、前記溶液が、前記親油性溶媒と、スルホラン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコールのいずれかと、両親媒性化合物とを含むことを特徴としている。
　また本発明は、上記構成のコンデンサにおいて、前記封口体劣化抑止剤が脂溶性ビタミンであることを特徴としている。
　また本発明は、上記構成のコンデンサにおいて、前記脂溶性ビタミンがトコフェロールまたはトコトリエノールであることを特徴としている。
　本発明によると、コンデンサ素子が親油性溶媒に封口体劣化抑止剤を溶解した所定の溶液を保持し、給液シートがセパレータに接触して溶液を吸収する吸収部と、封口体に接触して溶液を供給する供給部とを有する。これにより、給液シートを介してセパレータから封口体に封口体劣化抑止剤が供給され、封口体の酸化による劣化を長期的に抑止することができる。このため、コンデンサ素子に保持される溶液が抜け出ることを防止し、コンデンサの特性を長期的に安定して維持することができる。
本発明の第１、第２実施形態のコンデンサを上方から見た斜視図 本発明の第１、第２実施形態のコンデンサを下方から見た斜視図 本発明の第１、第２実施形態のコンデンサを示す正面断面図 本発明の第１、第２実施形態のコンデンサのコンデンサ素子を示す斜視図 図３のＧ部詳細図 図３のＨ部詳細図 本発明の第１、第２実施形態のコンデンサの素子収納工程を示す正面断面図 本発明の第１、第２実施形態のコンデンサの素子収納工程を示す平面図 本発明の第１、第２実施形態のコンデンサの封口体取付け工程を示す正面断面図
　＜第１実施形態＞
　以下に図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１及び図２は第１実施形態のコンデンサ１を上方から見た斜視図及び下方から見た斜視図を示している。コンデンサ１は電解コンデンサから成り、座板１５上に装着される。座板１５は合成樹脂により形成され、コンデンサ１を保持する。座板１５には一対の貫通孔１５ａ、１５ｂが設けられる。
　コンデンサ１はリード端子８、９を有し、座板１５の貫通孔１５ａ、１５ｂに挿通されたリード端子８、９が外側に折曲される。これにより、コンデンサ１は本体ケース２の上面を自動機により保持して回路基板上に配され、リード端子８、９を回路基板のランドに半田付けして実装される。
　図３はコンデンサ１の正面断面図を示している。コンデンサ１は本体ケース２、コンデンサ素子３、封口体４及び給液シート１０を備えている。本体ケース２はアルミニウム等の金属から成り、一端を端壁部２ａにより閉じて他端に開口部２ｂを有した断面円形の有底筒状に形成される。本体ケース２内にコンデンサ素子３が収納され、開口部２ｂが封口体４により封口される。
　図４はコンデンサ素子３の斜視図を示している。コンデンサ素子３は陽極箔５、陰極箔７及びセパレータ６を有している。陽極箔５及び陰極箔７は金属箔によりそれぞれ長尺の帯状に形成される。セパレータ６は不織布等により長尺の帯状に形成される。
　コンデンサ素子３はセパレータ６を介して陽極箔５及び陰極箔７を円筒状に巻回して形成される。帯状の陽極箔５、陰極箔７及びセパレータ６は巻回方向（長手方向）に細長く、巻回方向に対して直交する方向（短手方向）の幅が巻回方向の長さよりも短い。陽極箔５または陰極箔７の終端はテープ１２によって固定される。陽極箔５にはリード端子８が接続され、陰極箔７にはリード端子９が接続される。
　セパレータ６の軸方向（短手方向）の幅は陽極箔５及び陰極箔７の軸方向の幅よりも大きく形成される。これにより、セパレータ６は陽極箔５及び陰極箔７に対して上方（端壁部２ａ側）及び下方（開口部２ｂ側）に突出し、陽極箔５と陰極箔７との短絡が防止される。
　陽極箔５はアルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン等の弁作用金属から成っている。陰極箔７はセパレータ６を介して陽極箔５に対向し、アルミニウム等により形成される。陽極箔５及び陰極箔７の表面には酸化膜（不図示）が形成される。
　また、コンデンサ素子３の陽極箔５と陰極箔７との間には電解液が保持される。電解液にコンデンサ素子３を所定時間浸漬することにより、電解液がセパレータ６に浸透して陽極箔５と陰極箔７との間に保持される。電解液は実質上の陰極として機能する。また、電解液によって陽極箔５及び陰極箔７の酸化膜の欠陥を修復することができる。
　電解液は親油性溶媒に電解質及び封口体劣化抑止剤を溶解した溶液から成っている。本実施形態は親油性溶媒としてγ－ブチロラクトンを用いている。親油性溶媒としてポリエチレングリコール、グリセリン、ポリグリセリンのいずれかに親油基を結合させたものを用いてもよい。封口体４への封口体劣化抑止剤の浸透をよくするため、親油性溶媒がγ－ブチロラクトンを含むと好ましい。
　また、電解液の溶媒は親油性溶媒と併用して、スルホラン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール等を用いることができる。この時、必要に応じて両親媒性化合物を添加してもよい。両親媒性化合物として、ポリエチレングリコール誘導体、ポリエチレングリコール－ポリプロピレングリコール共重合体等を用いることができる。
　電解質は溶媒に溶解することによってイオンに解離して電気伝導性を発揮し、ホウ酸化合物またはカルボン酸化合物の有機アミン塩等が用いられる。
　封口体劣化抑止剤は親油性溶媒に溶解して封口体４に浸透する化合物である。簡便的には、封口体劣化抑止剤は１０％の濃度で親油性溶媒に溶解した溶液に封口体４を１週間浸漬して表面の溶液をふき取った後の重量が親油性溶媒のみに浸漬した封口体４よりも増加する化合物を用いることができる。
　具体的には封口体劣化抑止剤として、分子内にイソプレン骨格（イソプレン骨格の主鎖が単結合または二重結合の場合及び環状構造の場合を含む）を有した脂溶性ビタミン等のテルペノイド、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、ポリグリセリンエステル、またはこれらの誘導体を用いることができる。これらの封口体劣化抑止剤の親油性溶媒に対する溶解を容易にするため、非イオン性界面活性剤や両親媒性高分子化合物を添加してもよい。
　脂溶性ビタミンとして、ビタミンＡ（レチノール、α－カロテン、β－カロテン、β－クリプトキサンチン）、ビタミンＤ（ビタミンＤ２、ビタミンＤ３）、ビタミンＥ（α－トコフェロール、β－トコフェロール、γ－トコフェロール、δ－トコフェロール、α－トコトリエノール、β－トコトリエノール、γ－トコトリエノール、δ－トコトリエノール）、ビタミンＫ（ビタミンＫ１、ビタミンＫ２、メナキノン７）等を挙げることができる。
　ポリグリセリンエステルとして、例えばオレイン酸を脂肪酸基としたテトラグリセリントリエステル等を挙げることができる。
　図３において、封口体４は絶縁体の弾性材料の成形品により円板状に形成され、一対の貫通孔４ａ、４ｂを有している。コンデンサ素子３のリード端子８、９は圧入によって貫通孔４ａ、４ｂに挿通される。封口体４として、ブチルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム等を用いることができる。
　ブチルゴムは耐熱老化性、耐薬品性、耐候性等の環境抵抗性や電気絶縁特性が高く、気体の透過性が低いためより望ましい。シリコンゴム、フッ素ゴムはブチルゴムよりも気密性が低いが、後述する被覆部１７で封口体４の外面を覆うことによって気密性を高くすることができる。
　給液シート１０は例えばセルロース繊維をシート状に抄き上げて帯状に形成され、本体ケース２の内面とコンデンサ素子３の外面との間に配される。給液シート１０には吸収部１０ａ及び供給部１０ｂが設けられる。吸収部１０ａは端壁部２ａに面して配され、コンデンサ素子３のセパレータ６に接触して封口体劣化抑止剤を含む電解液を吸収する。供給部１０ｂは封口体４に接触し、セパレータ６から吸収した電解液を封口体４に供給する。
　給液シート１０は端壁部２ａに面した吸収部１０ａから両側部を折曲して本体ケース２の内周面２ｃに沿って軸方向に延びる。軸方向に延びた給液シート１０はコンデンサ素子３よりも封口体４側に突出し、径方向に折曲して封口体４に面して配される。これにより、給液シート１０の両端部に供給部１０ｂが形成される。
　図５、図６は図３のＧ部詳細図及びＨ部詳細図を示している。陽極箔５及び陰極箔７に対して端壁部２ａ側に突出するセパレータ６の少なくとも一部は、複数点または面で吸収部１０ａに接触する。また、給液シート１０の両端部を径方向に折曲した供給部１０ｂは、複数点または面で封口体４に接触する。
　吸収部１０ａを介してセパレータ６から吸収される電解液は供給部１０ｂを介して封口体４に継続的に供給される。電解液に含まれる封口体劣化抑止剤は封口体４の内部の分子間隙間を介して封口体４の内部に浸透する。このため、封口体劣化抑止剤によって封口体４の酸化による劣化を長期的に抑止し、封口体４のクラック等を介した電解液の蒸散を防止することができる。
　封口体４の内部に浸透する電解液は封口体４の外面（コンデンサ素子３の反対側の面）に到達する。これにより、封口体４の外面が油膜状態の電解液により覆われる。
　封口体４の外面の封口体劣化抑止剤は空気中の酸素と触れた状態で高温状態とすることで酸化により固化する。このため、本実施形態のコンデンサ１は高温処理によって封口体４の外面を封口体劣化抑止剤が酸化により固化した被覆部１７により覆われる。封口体４の外面が油膜により覆われてもよいが、詳細を後述するように、被覆部１７により覆われると封口体４の劣化による電解液の蒸散をより確実に防止することができる。
　また、給液シート１０は電解液を含んで膨潤した状態となっている。このため、本体ケース２内のコンデンサ素子３の可動範囲が小さくなり、コンデンサ素子３に対する耐振性を向上することができる。
　尚、端壁部２ａに面した吸収部１０ａを給液シート１０の一端に設け、他端に供給部１０ｂを設けてもよい。本実施形態に示すように給液シート１０をＵ字状に形成し、中央部に吸収部１０ａを設けて両端部に供給部１０ｂを設けると封口体劣化抑止剤を確実に封口体４に供給できるためより望ましい。
　本体ケース２には開口部２ｂに封口体４を配した状態で外周面を押圧する絞り加工が施される。これにより、本体ケース２には内面側に突出する突出部１３が形成される。突出部１３によって封口体４の外周面が内周方向に圧縮され、本体ケース２の内周面に密着する。また、封口体４の圧縮により貫通孔４ａ、４ｂの内面がリード端子８、９に密着する。これにより、本体ケース２の開口部２ｂが封口体４により封口され、コンデンサ素子３に保持された電解液が本体ケース２外に漏れ出さないようにしている。
　また、本体ケース２の開口端は封口体４の外面（コンデンサ素子３とは反対側の面）側に折り返された折り返し部１４を形成する。折り返し部１４及び突出部１３によって封口体４が本体ケース２外に抜け出ることを防止している。
　コンデンサ１は素子形成工程、素子収納工程、封口体取付け工程、成形工程、修復工程を順に行って製造される。素子形成工程ではリード端子８を設けた陽極箔５とリード端子９を設けた陰極箔７とがセパレータ６を介して巻回され、電解液に所定時間浸漬してコンデンサ素子３が形成される。
　図７、図８は素子収納工程を示す正面断面図及び平面図である。素子収納工程では本体ケース２の開口部２ｂ上に帯状の給液シート１０の長手方向の中央部が載置される。給液シート１０の短手方向の幅は本体ケース２の内径と同じまたは内径よりも若干小さく形成される。そして、給液シート１０上からコンデンサ素子３が本体ケース２内に挿入され、給液シート１０が本体ケース２内に押し込まれる。
　これにより、本体ケース２の内面と本体ケース２内に収納されたコンデンサ素子３の外面との間に給液シート１０がＵ字状に配される。給液シート１０の長手方向の中央部により、端壁部２ａに面してセパレータ６（図５参照）に接触した吸収部１０ａが形成される。また、給液シート１０の長手方向の両端部は本体ケース２に収納されたコンデンサ素子３よりも開口部２ｂ側（封口体４側）に突出する（図９参照）。
　図９は封口体取付け工程を示す正面断面図である。封口体取付け工程ではコンデンサ素子３を収納した本体ケース２に開口部２ｂ側から封口体４を挿入して取り付ける。コンデンサ素子３のリード端子８、９は圧入により封口体４の貫通孔４ａ、４ｂに挿通される。この時、給液シート１０の長手方向の両端部は封口体４に押されて径方向に折曲され、封口体４の内面（コンデンサ素子３側の面）に接触した供給部１０ｂが形成される。
　成形工程では絞り加工によって本体ケース２の内面側に突出する突出部１３が形成され、開口端を折り返された折り返し部１４が形成される。
　修復工程では陽極箔５及び陰極箔７に形成されている酸化膜の修復作業が行われる。修復作業は例えば、１２５℃の高温環境でリード端子８、９間に３５Ｖの電圧を３０分加えることにより行われる。また、封口体４の外面に到達した封口体劣化抑止剤が高温環境によって酸化して固化し、被覆部１７が形成される。この時、被覆部１７よりもコンデンサ素子３側の封口体４内には封口体劣化抑止剤を含む電解液が存在している。
　これにより、封口体４の外面は被覆部１７で覆われ、封口体４全体が本体ケース２外の酸素と触れ難くなる。また、被覆部１７の一部が劣化してもその部分に封口体４内部に存在する液状の電解液が供給され、封口体劣化抑止剤が固化して被覆部１７が修復される。このため、封口体４の酸化による劣化をより長期的に抑止することができる。従って、封口体４のクラック等を介した電解液の蒸散をより確実に防止することができる。
　被覆部１７の形成は修復工程で行ってもよく、修復工程と異なる工程で行ってもよい。高温環境下では電解液の封口体４への供給が速くなり、封口体劣化抑止剤の酸化反応が速くなる。このため、被覆部１７の形成時の温度は１０５℃以上が好ましく、１２５℃以上がより好ましい。尚、封口体劣化抑止剤が飽和脂肪酸または飽和脂肪酸のエステル化合物の場合は固化の反応に時間がかかるため、１６０℃以上で被覆部１７を形成する方が好ましい。
　被覆部１７の形成を十分に進めるため、高温環境下に置く時間は３０分以上が好ましく１時間以上がより好ましいが、１６０℃以上の場合はより短時間でもよい。
　電解液中の封口体劣化抑止剤の濃度は１重量％～９０重量％にすると好ましい。電解液中の封口体劣化抑止剤が１重量％よりも少ないと、封口体４の酸化抑制効果を長期的に継続できない。また、電解液中の封口体劣化抑止剤が９０重量％を超えると電解液の粘度が高くなる。このため、コンデンサ素子３に電解液を保持させる時間及びコンデンサ素子３から封口体４に電解液が供給される時間が長くなり、コンデンサ１の工数が大きくなる。電解液中の封口体劣化抑止剤の濃度を３重量％～８０重量％にするとより酸化抑制効果を発揮して工数を削減できるため更に好ましい。
　次に、コンデンサ１を１５０℃の高温環境下で耐久試験を行い、時間経過による静電容量の変化を調べた。本実施形態のコンデンサ１の電解液は親油性溶媒としてγ－ブチロラクトンを用い、封口体劣化抑止剤としてα－トコフェロールを用いている。電解液中の封口体劣化抑止剤の濃度は１０重量％である。また、本実施形態に対して電解液の封口体劣化抑止剤を省いた比較例についても耐久試験を行った。本実施形態及び比較例のコンデンサ１の封口体４はブチルゴムにより形成している。
　耐久試験の結果、本実施形態のコンデンサ１は初期の静電容量に対して８０００時間経過後の静電容量が２０％以内の変化量であった。従って、高温環境下でも、長期的に安定した特性を発揮することができる。
　これに対して、比較例は４０００時間を経過すると封口体４に不要路（クラック）が形成され、電解液が急速に蒸散して静電容量が初期に対して３０％以上急激に低下した。このため、比較例は高温環境下において品質保証が問題となる。
　本実施形態によると、コンデンサ素子３が親油性溶媒に封口体劣化抑止剤を溶解した溶液の電解液を保持し、給液シート１０がセパレータ６に接触して電解液を吸収する吸収部１０ａと、封口体４に接触して電解液を供給する供給部１０ｂとを有する。これにより、給液シート１０を介してセパレータ６から封口体４に封口体劣化抑止剤が供給され、封口体４の酸化による劣化を長期的に抑止することができる。このため、コンデンサ素子３に保持される電解液が抜け出ることを防止し、コンデンサ１の特性を長期的に安定して維持することができる。
　また、給液シート１０が吸収部１０ａを端壁部２ａに面して配され、吸収部１０ａから折曲して本体ケース２の内周面２ｃに沿って軸方向に延びる。このため、セパレータ６に接触する吸収部１０ａ及び封口体４に接触する供給部１０ｂを容易に実現することができる。
　また、給液シート１０が吸収部１０ａから両側部を折曲され、両端部に供給部１０ｂを形成される。このため、本体ケース２の開口部２ｂ上に給液シート１０を載置してコンデンサ素子を挿入することで吸収部１０ａ及び供給部１０ｂを容易に形成することができる。
　また、セパレータ６が陽極箔５及び陰極箔７よりも端壁部２ａ側に突出するので、給液シート１０を確実にセパレータ６に接触させて吸収部１０ａを形成することができる。
　また、給液シート１０がコンデンサ素子３よりも封口体４側に突出するので、給液シート１０を確実に封口体４に接触させて供給部１０ｂを形成することができる。
　また、供給部１０ｂが軸方向に延びた給液シート１０を径方向に折曲して封口体４に面して配されるので、封口体４に対する供給部１０ｂの接触面積を大きくすることができる。このため、電解液を確実に封口体４に供給することができる。
　また、被覆部１７により封口体４の外面が覆われ、被覆部１７よりもコンデンサ素子３側の封口体４内部に電解液が浸透して存在する。このため、封口体４の酸化による劣化をより長期的に抑止し、コンデンサ１の特性をより長期的に安定して維持することができる。
　また、電解液中の封口体劣化抑止剤の濃度が１重量％～９０重量％であると、工数の増大を抑制し、封口体４の劣化を長期的に抑止することができる。
　また、電解液中の封口体劣化抑止剤の濃度が３重量％～８０重量％であると、工数の増大をより抑制し、封口体４の劣化を長期的に抑止することができる。
　また、電解液の親油性溶媒がγ－ブチロラクトンであると、封口体劣化抑止剤が溶解した電解液を容易に実現することができる。
　また、電解液の親油性溶媒が、スルホラン、エチレングリコール、ジエチレングリコールの少なくとも一つと、非イオン性界面活性剤とを含むと、封口体劣化抑止剤が溶解した電解液を容易に実現することができる。
　また、電解液の親油性溶媒が、ポリエチレングリコールに親油基を結合させたもの、または、ポリエチレングリコール－ポリプロピレングリコール共重合体であると、封口体劣化抑止剤が溶解した電解液を容易に実現することができる。
　また、トコフェロール、トコトリエノール等の脂溶性ビタミンにより、封口体４の酸化による劣化を防止する封口体劣化抑止剤を容易に実現することができる。
　＜第２実施形態＞
　次に、第２実施形態について説明する。本実施形態はコンデンサ素子３が電解液に替えて固体電解質（不図示）及び所定の機能性液体を保持する。その他の部分は第１実施形態と同様である。
　固体電解質は導電性高分子等により構成される。導電性高分子によってコンデンサ１のＥＳＲを低くすることができる。導電性高分子として、ポリチオフェン、ポリピロールまたはこれらの誘導体等を用いることができる。ポリエチレンジオキシチオフェンは電気伝導率が高いためより望ましい。
　導電性高分子の分散液にコンデンサ素子３を所定時間浸漬した後に乾燥することにより、導電性高分子から成る固体電解質を陽極箔５と陰極箔７との間に保持することができる。
　また、陽極箔５と陰極箔７との間にはコンデンサ１のＥＳＲを更に低くする機能を有した機能性液体が保持される。機能性液体にコンデンサ素子３を所定時間浸漬することにより、機能性液体がセパレータ６に浸透して陽極箔５と陰極箔７との間に保持される。
　機能性液体は親油性溶媒に封口体劣化抑止剤を溶解した溶液から成っている。親油性溶媒として、スルホラン、エチレングリコール、ジエチレングリコールの少なくとも一つと、非イオン性界面活性剤とを含むものを用いることができる。また、親油性溶媒としてポリエチレングリコールに親油基を結合させたものを用いてもよく、ポリエチレングリコール－ポリプロピレングリコール共重合体のような両親媒性高分子化合物を用いてもよい。封口体劣化抑止剤の封口体４への浸透をよくするため、γ-ブチロラクトンを含むことが好ましい。
　封口体劣化抑止剤は上記と同様に、脂溶性ビタミン、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、ポリグリセリンエステル、またはこれらの誘導体を用いることができる。これらの封口体劣化抑止剤の親油性溶媒に対する溶解を容易にするため、非イオン性界面活性剤や両親媒性高分子化合物を添加してもよい。
　脂溶性ビタミンとして、ビタミンＡ（レチノール、α－カロテン、β－カロテン、β－クリプトキサンチン）、ビタミンＤ（ビタミンＤ２、ビタミンＤ３）、ビタミンＥ（α－トコフェロール、β－トコフェロール、γ－トコフェロール、δ－トコフェロール、α－トコトリエノール、β－トコトリエノール、γ－トコトリエノール、δ－トコトリエノール）、ビタミンＫ（ビタミンＫ１、ビタミンＫ２、メナキノン７）等を挙げることができる。
　固体電解質は機能性液体により膨潤状態となるため、固体電解質を挟む陽極箔５及び陰極箔７に対する固体電解質の密着度が高くなる。これにより、コンデンサ１のＥＳＲを低下させることができる。
　第１実施形態と同様に、給液シート１０の吸収部１０ａはコンデンサ素子３のセパレータ６に接触し、供給部１０ｂは封口体４に接触する。封口体４には給液シート１０を介して継続的に機能性液体が供給される。機能性液体は封口体４の内部の分子間隙間を介して封口体４の内部に浸透する。このため、機能性液体に含まれる封口体劣化抑止剤によって封口体４の酸化による劣化を長期的に抑止し、封口体４のクラック等を介した機能性液体の蒸散を防止することができる。
　封口体４の外面は封口体劣化抑止剤が酸化により固化した被覆部１７で覆われ、封口体４全体が本体ケース２外の酸素と触れ難くなる。また、被覆部１７の一部が劣化してもその部分に封口体４内部に存在する液状の機能性液体が供給され、封口体劣化抑止剤が固化して被覆部１７が修復される。このため、封口体４の酸化による劣化をより長期的に抑止することができる。従って、封口体４のクラック等を介した機能性液体の蒸散をより確実に防止することができる。
　また、給液シート１０は機能性液体を含んで膨潤した状態となっている。このため、本体ケース２内のコンデンサ素子３の可動範囲が小さくなり、コンデンサ素子３に対する耐振性を向上することができる。
　本実施形態によると、コンデンサ素子３が親油性溶媒に封口体劣化抑止剤を溶解した溶液の機能性液体を保持し、給液シート１０がセパレータ６に接触して機能性液体を吸収する吸収部１０ａと、封口体４に接触して機能性液体を供給する供給部１０ｂとを有する。これにより、給液シート１０を介してセパレータ６から封口体４に封口体劣化抑止剤が供給され、封口体４の酸化による劣化を長期的に抑止することができる。このため、コンデンサ素子３に保持される機能性液体が抜け出ることを防止し、コンデンサ１の特性を長期的に安定して維持することができる。
　また、被覆部１７により封口体４の外面が覆われ、被覆部１７よりもコンデンサ素子３側の封口体４内部に機能性液体が浸透して存在する。このため、封口体４の酸化による劣化をより長期的に抑止し、コンデンサ１の特性をより長期的に安定して維持することができる。
　本実施形態において、機能性液体がコンデンサ１のＥＳＲを低くする機能を有するが、コンデンサ１の他の特性を高める機能（陽極箔及び陰極箔の酸化膜の欠陥を修復する機能、コンデンサ１の耐電圧を大きくする機能等）を有してもよい。
　また、機能性液体に替えて第１実施形態と同様の電解液を陽極箔５と陰極箔７との間に保持してもよい。陽極箔５と陰極箔７との間に固体電解質及び電解液を保持することにより、コンデンサ１のＥＳＲをより低くすることができる。
　また、第１、第２実施形態において、コンデンサ素子３が固体電解質または電解液を保持するが、固体電解質及び電解液を保持せずに第２実施形態の機能性液体を保持したコンデンサ１であってもよい。
　本発明は、電解コンデンサ等のコンデンサ及びコンデンサを回路に実装した自動車、電子機器等に利用することができる。
　　　１　　　コンデンサ
　　　２　　　本体ケース
　　　２ａ　　端壁部
　　　２ｂ　　開口部
　　　２ｃ　　内周面
　　　３　　　コンデンサ素子
　　　４　　　封口体
　　　４ａ、４ｂ　貫通孔
　　　５　　　陽極箔
　　　６　　　セパレータ
　　　７　　　陰極箔
　　　８、９　リード端子
　　１０　　　給液シート
　　１０ａ　　吸収部
　　１０ｂ　　供給部
　　１２　　　テープ
　　１３　　　突出部
　　１４　　　折り返し部
　　１５　　　座板
　　１６　　　貫通孔
　　１７　　　被覆部

Claims (16)

  1. 　セパレータを介して巻回された陽極箔と陰極箔との間に所定の溶液を保持したコンデンサ素子と、一端を端壁部により閉じて他端に開口部を有した有底筒状に形成されるとともに前記コンデンサ素子を収納する本体ケースと、前記本体ケースの内面と前記コンデンサ素子の外面との間に配される給液シートと、前記開口部を封口する封口体とを備えたコンデンサにおいて、前記溶液が親油性溶媒に封口体劣化抑止剤を溶解されており、前記給液シートが前記セパレータに接触して前記溶液を吸収する吸収部と、前記封口体に接触して前記溶液を供給する供給部とを有することを特徴とするコンデンサ。
  2. 　前記給液シートが前記吸収部を前記端壁部に面して配され、前記吸収部から折曲して前記本体ケースの内周面に沿って軸方向に延びることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ。
  3. 　前記給液シートが前記吸収部から両側部を折曲され、両端部に前記供給部を形成されることを特徴とする請求項２に記載のコンデンサ。
  4. 　前記セパレータの軸方向の幅が前記陽極箔及び前記陰極箔の軸方向の幅よりも大きく、前記セパレータが前記陽極箔及び前記陰極箔よりも前記端壁部側に突出することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のコンデンサ。
  5. 　前記給液シートが前記コンデンサ素子よりも前記封口体側に突出することを特徴とする請求項２～請求項４のいずれかに記載のコンデンサ。
  6. 　前記供給部が軸方向に延びた前記給液シートを径方向に折曲して前記封口体に面して配されること特徴とする請求項５に記載のコンデンサ。
  7. 　前記供給部を介して前記封口体に供給される前記溶液が前記封口体内部に浸透して、前記封口体劣化抑止剤が酸化により固化した被覆部により前記封口体の外面が覆われ、前記被覆部よりも前記コンデンサ素子側の前記封口体内には前記溶液が存在していることを特徴とする請求項１～請求項６のいずれかに記載のコンデンサ。
  8. 　前記コンデンサ素子が固体電解質を保持することを特徴とする請求項１～請求項７のいずれかに記載のコンデンサ。
  9. 　前記溶液が前記親油性溶媒に前記封口体劣化抑止剤及び電解質を溶解した電解液から成ることを特徴とする請求項１～請求項８のいずれかに記載のコンデンサ。
  10. 　前記電解液中の前記封口体劣化抑止剤の濃度が１重量％～９０重量％であることを特徴とする請求項９に記載のコンデンサ。
  11. 　前記電解液中の前記封口体劣化抑止剤の濃度が３重量％～８０重量％であることを特徴とする請求項９に記載のコンデンサ。
  12. 　前記親油性溶媒がγ－ブチロラクトンであることを特徴とする請求項８～請求項１１のいずれかに記載のコンデンサ。
  13. 　前記親油性溶媒が、ポリエチレングリコール、グリセリン、ポリグリセリンのいずれかに親油基を結合させたものであることを特徴とする請求項１～請求項１１のいずれかに記載のコンデンサ。
  14. 　前記溶液が、前記親油性溶媒と、スルホラン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコールのいずれかと、両親媒性化合物とを含むことを特徴とする請求項１～請求項１１のいずれかに記載のコンデンサ。
  15. 　前記封口体劣化抑止剤が脂溶性ビタミンであることを特徴とする請求項１～請求項１４のいずれかに記載のコンデンサ。
  16. 　前記脂溶性ビタミンがトコフェロールまたはトコトリエノールであることを特徴とする請求項１５に記載のコンデンサ。
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