JPH01215009A

JPH01215009A - 巻き込み形コンデンサ

Info

Publication number: JPH01215009A
Application number: JP63329483A
Authority: JP
Inventors: Jr Benton H Box; ベントン・ホルコーム・ボックス
Original assignee: US Philips Corp
Current assignee: US Philips Corp
Priority date: 1987-12-31
Filing date: 1988-12-28
Publication date: 1989-08-29
Also published as: EP0323669A2; EP0323669A3; US4814939A

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】（発明の技術分野）本発明は巻き込み形コンデンサに関し、特に６軸のよう
な中核具の周りに導電層と絶縁層とを交互に巻かれたコ
ンデンサに関するものである。

（従来の技術）巻き込み形コンデンサは電解コンデンサ、紙コンデンサ
及び薄膜コンデンサを含む多くの形で存在する。等価直
列抵抗（Ｅ　Ｓ　Ｒ）及び等価直列インダクタンス（Ｅ
ＳＬ）を最小に保つ試みとして、延長された箔の形態で
コンデンサ層を巻くことが知られている。例えば、１Ｅ
ＥＥの第１０５〜１１０頁（１９８３）　　のＷａｒｒ
ｅｎ　Ｊ、　Ｃｌｅｍｅｎｔ　によるＦＬＡＴ−ＰＡ（
：に１１ｉＬＥＣＴＲＯＬＹＴＩＣＣＡＰＡＣＩＴＯＲ
Ｓｔ！ＩＩＴＣＨＥＤ−ＭＯ口Ｂ　　ＰＯＷＥＲ３ＵＰ
ＰＬＩＢＳに記載されている。この論文に記載された延
長された箔の形態では、陽極及び陰極電極層がこのコン
デンサ巻回物の誘電体層を越えて延びた所で、各層のこ
れらの延長された部分のそれぞれの隣接する巻回物が、
その長さに沿ってそれぞれの電極へ連続した電気的接続
を形成するように相互に圧接される。この連続した接続
が、長さに沿ってときどき電極へ取り付けられた複数の
導電性タブを使用した典型的な従来技術の接続手段によ
って達成された値よりも、等価直列抵抗（ＥＳＲ）及び
等価直列インダクタンス（ＥＳＬ）の両方を大幅に減少
させる。不幸なことに、この論文には延長された電極部
分へ低抵抗及び低インダクタンスで電気的に接続するた
めの特別の導電的構造を何も開示していない。そのよう
な導電形態はこの連続した延長箔接続により達成された
低等価抵抗及び低等価インダクタンス（以後低インピー
ダンスとして参照される）を維持する形態であるばかり
でなく、電極材料及びコンデンサ中に用いられるどんな
電解質に対しても適合しなくてはならない。

低等価抵抗及び低等価インダクタンスを有する巻き込み
形コンデンサについての多くの特許が知られているとは
いえ、これらのコンデンサの電極へ電気的接続させる手
段は複雑で（又従って製造するのが高価であり）又は接
続するために単位長さ当たりにつき比較的大きい抵抗を
有する薄い箔の紐を信頼する傾向がある。例えば、米国
特許第３５１８５００、　３６１１０５１．３６５４５
２４．　３８２２３９７及び４３８５３４２号を参照さ
れたい。

（発明の概要）コンデンサの電極へ低等価抵抗及び低等価インダクタン
スの電気的接続をする単純な導電的構造を完全に有する
巻き込み形コンデンサを提供することが本発明の目的で
ある。本発明に従って、コンデンサ層が周りに巻かれた
“タブ軸”は完全な導電構造としてコンデンサ内に保持
される。このタブ軸は第１及び第２の導電性の部分を含
み、それらはコンデンサへの電気的接続をするために相
互に絶縁される。このコンデンサの巻回物はタブ軸の第
１及び第２の導電性の部分へそれぞれ接触する部分を有
する第１及び第２の導電層を含む。

この巻回物はまたこれらの導電層を物理的に分離する第
１及び第２の分離層を含む。これらの分離層は（紙−箔
コンデンサ又は金属化フィルムコンデンサ中の誘電体層
のような）絶縁層又は（電解コンデンサ中に用いられる
ような）電解質含有層であり得る。第１及び第２の導電
層は、これら導電層のほぼ全長に沿って巻き付けられた
分離層から延びる個別の部分を有する。

完全なタブ軸の集団は、コンデンサ巻回物への低インピ
ーダンスの電気的接続を備えるのみならず、ハウジング
内へのコンデンサの取り付は及び／又はコンデンサが用
いられる回路へのコンデンサの取り付けを容易にする。

例えば、好適な一実施例では、タブ軸の端部がハウジン
グの両側の溝を通って延び、母線又は回路板へ容易に取
り付けられる形状に曲げられる。

（実施例）本発明による第１の実施例の製造は、第１ａ図に示した
ようなタブ軸の形成で始まる。このタブ軸１０は、中央
絶縁部材１２と第１及び第２の導電性端部部材１４及び
１６を含む。゛この中央絶縁部材はポリエチレンのよう
な樹脂で形成された平らな部材であり、両端部の縁に形
成された溝１８．２０を有する。

導電性端部部材はアルミニウム又はタンタルのような金
属で形成された平らな部材である。この金属はコンデン
サ巻回物の電極として用いられる金属と一致することが
望ましい。導電性端部部材の縁が溝１８．２０のそれぞ
れ１つへ挿入され、プレス嵌めによって固定される。典
型的には、金属製の端部部材１４．１６は１／１６イン
チの厚さで、樹脂製の中央絶縁部材１２は３／１６イン
チの厚さである。

代わりの形態では、タブ軸を端部部材１４．１６の位置
を導電性材料で覆われた樹脂又は他の絶縁材料で作られ
た単独片によって形成してもよい。

第１ｂ図はタブ軸の周りに各層を巻く以前のコンデンサ
各層の配置を図解する。これら各層は第１の分離層２２
上に配置された第１の導電層２１と、第２の分離層２４
上に配置された第２の導電層２３とを含む。これら各層
はその次の巻回物の張力によってタブ軸上に保持される
。

作られるコンデンサの形式に依存して、分離層は異なる
機能を奏する。例えば、紙−箔コンデンサでは、分離層
２２及び２４０両者共が絶縁層である。

巻回した後に、分離層２２は導電層２３の上側面から導
電層２１の下側面を電気的に絶縁するように働き、分離
層２４は導電層２３の下側面から導電層２１の上側面を
電気的に絶縁するように働く。電解コンデンサでは、こ
の技術分野ではよ（知られたように、分離層２２．２４
は電解質で飽和された紙又は他の多孔質材料の層であり
、導電層がそれらの両面上の酸化被膜によって相互に電
気的に絶縁される。

第１ｂ図に示したように、分離層２２．２４はタブ軸の
中央絶縁部材１２を軸方向に横切って延び、一方導電層
２１．２３は分離層を越えてタブ軸のそれぞれの端部部
材１４．１６上へ軸方向に延びる。コンデンサ巻回物が
形成される場合には、軸線ｘ−ｙの周りを矢印により示
された方向へタブ軸ＩＯを回転させることによって、導
電層２１．２３の延長された部分がおのおの連続的な電
気的接触を形成する。これらの延長された部分のおのお
のが最初にタブ軸のそれぞれの端部部材に巻き付き、そ
れからそれ自身に巻き付く。第１Ｃ図に示した完成した
巻回物では、導電層２１．２３の延長された部分がそれ
ぞれ位置２６．２８で、永久的な低インピーダンスの電
気的接続が、タブ軸の導電性端部部材１４．１６へ各層
を通して形成されることを保証するように冷間溶接され
る。

分離層が電解質によって含浸されるべき場合には、その
ような含浸は巻回中か又は冷間溶接工程のすぐ前かのい
ずれかに行えばよい。溶接工程それ自身は、例えば、抵
抗溶接、ＴＩＧ　（タングステンイナートガス）溶接、
へりアーク　（イナートガスシールドアーク）溶接、冷
間溶接、又は超音波溶接によって行えばよい。完成した
コンデンサ巻回物はタブ軸の導電性端部部材１４．１６
により形成されたコンデンサ電極へ完全な低インピーダ
ンス導電性接続を有するコンパクトで丈夫なユニットで
ある。

このコンデンサ巻回物形態は、梱包とコンデンサが用い
られるべき回路への完成したコンデンサの電気的及び機
械的な接続を単純化する。例えば、第２図に図解したよ
うに、容器のつがいの縁３２゜３４の間に形成されたそ
れぞれの溝を通って延びる導電性端部部材１４．１６に
よって、巻回物が２片の樹脂製容器３０内へ固定される
。この容器は密封され、対向する縁を相互に及び導電性
端部部材へ冷間溶接又は粘着性の接着をすることによっ
て巻回物は適切に固定される。電解コンデンサでは普通
に起こるが、容器内に内部気体が発生する場合には、こ
の技術分野ではよく知られているように、圧力除去間３
６が設けられる。

導電性端部部材それら自身はそれらの端部が相互に近付
くようにＵ字形状の形態におのおの曲げられる。この形
態がコンデンサの機械的接続及び電気的接続の両者を容
易にする。例えば、第２図に示したように向けられたコ
ンデンサについては、導電性端部部材が正極性及び負極
性の母線の底部へこのコンデンサを接続する端子として
働く。取り付けは各端子の孔３８を通過し母線のそれぞ
れ１つの対応する孔へ捩じ込まれる螺子を用いることに
より達成される。代わりに、このコンデンサは端子にな
る導電性端部部材１４．１６がコンデンサの下になるよ
うに逆転してもよ（、これらの端子が回路板へはんだづ
けされる。

第３ａ〜３ｄ図は、２個の分離された導電性の部分を具
えたタブ軸が用いられた本発明の第２の実施例について
、層の配置と巻回の手順とを図解する。

そのようなタブ軸は単一片のタブ軸（第１ａ図参照）よ
りも作るのが容易であるが、巻回の手順がやや複雑であ
る。

第２の実施例の製造は、第３ａ図に示したように、タブ
軸の第１の部分４０Ａ上への導電層２１．２３及び分離
層２２．２４の配置によって始まる。この配置と各層の
材料とは、再び分離層２２．２４を越えて軸方向に延び
る導電層２１．２３について、第１ｂ図に示した配置と
材料とにほぼ等しい。然し乍ら、製造のこの段階では導
電層２３の延長部分のみがタブ軸の第１の部分４０Ａと
接触している。

各層がタブ軸の第１の部分４０Ａ−の周りに少なくとも
１回巻かれるまで、タブ軸の第１の部分４０＾がそこに
取り付けられた各層と共に、中実軸線Ｘ−ｙの周りを矢
印で示された方向へ回される。それから、第３ｂ図に示
したように、層２３及び２４が一時的に層２１及び２２
から離される。続いて、第３Ｃ図に示したように、タブ
軸の第２の部分４０Ｂが導電層２１上に置かれ、第３ｄ
図に示した完成した巻回物が作られるまで巻回が続けら
れる。第１の部分４０Ａと第２の部分４０Ｂとは各層自
身によって、又は電解コンデンサの場合には酸化被膜に
よって、相互に電気的に絶縁される。

完成された巻回物では、導電層２１及び２３の延長部分
がそれぞれ、第２の部分４０Ｂ及び第１の部分４０Ａと
の連続な電気的接触を形成する。延長部分は第１Ｃ図に
関連して述べたように位置２６．２８において冷間溶接
される。

第３ｅ図及び第３ｆ図は第３Ｃ図及び第３ｄ図に図解さ
れた製造工程の変形を図解する。第３ｅ図かられかるよ
うに、タブ軸の第２の部分４０Ｂが、巻回物が完成した
ときに第１の部分４０Ａと同じ方向に端部が来るように
、導電層２１上に置かれる。このことが導電層２３の延
長部分に隣接する導電性の第２の部分４０Ｂの部分の周
りに巻かれた（マイラー）樹脂テープのような絶縁材料
の帯４２を追加することを必要にする。完成した巻回物
では、第３ｆ図に示したように、位置２８での冷間溶接
が絶縁帯４２の領域で行われるようにして、冷間溶接が
位置２６．２８で行われる。

第２の実施例の第３ｄ図の形の梱包は、第２図に示した
容器と類似した容器を使用することにより簡単に達成で
きる。第３ｆ図の実施例については、第１及び第２の部
分４０Ａ及び４０Ｂの両方の間隔を置かれた端部が通過
するのに充分な幅の溝を有する容器を準備すればよい。

この溝はコンデンサ巻回物の化学反応によって決まるエ
ポキシ又は充填用化合物によって密封される。

第４ａ〜４０図は２個のＬ字状の導電部分を具えたタブ
軸が用いられた本発明の第４の実施例について、層の配
置と巻回の手順とを図解する。この実施例では巻回手順
が複雑化することなく、タブ軸の製造が（第１ａ図のタ
ブ軸よりも）単純化される。

第４の実施例の製造は、第４ａ図に示したように、間隔
を置いて離された長い方の部分４４Ｂに滑り込まされた
絶縁スリーブ４６により絶縁された２個のＬ字状の導電
部分４４Ａ、　４４Ｂによって始まる。このスリーブは
（マイラー）樹脂フィルムのような樹脂材料によって作
るのが好ましい。各層はそれから第４ｂ図に示したよう
に取り付けられる。各層の配置及び材料は、底部層が導
電層２１であることによって導電層２１．２３と分離層
２２．２４との積み重ねの順序が反転されたことを除い
て、第１ｂ図の配置及び材料と再びほぼ同一である。コ
ンデンサ巻回物がタブ軸を矢印で示した方向へ軸線ｘ−
ｙの周りを回ることにより形成される場合に、導電層２
１及び２３それぞれの延長部分が、部分４４Ａ及び４４
Ｂとの連続な電気接触を形成する。第４Ｃ図に示した完
成した巻回物では、第１の実施例のように位置２６及び
２８で冷間溶接が行われる。

第４ｄ図は第４Ｃ図に示した巻回物を梱包するのに適し
た容器の形を図解する。この容器は蓋５０により閉じら
れた箱４８を具え、それぞれは好ましくはフェノール樹
脂のような樹脂材料で構成される。

この蓋はタブ軸の部分４４Ａ、　４４Ｂの端部がそれを
通って延び出すことのできる充分な幅の溝５２を含む。

この溝５２はエポキシのような材料で密封される。

この蓋それ自身は、樹脂の箱に対しては超音波溶接又は
溶剤溶接によって、又はアルミニウムの箱に対しては端
縁折り曲げ技術によって箱４８へ固定される。この蓋は
第４ｂ図及び第４Ｃ図に図解されているように、各層を
取り付ける前にタブ軸を滑り込まさなくてはならない。

本発明の幾つかの模範的な実施例を記述したが、記載し
た請求の範囲の領域内で多くの変形が可能である。例え
ば、コンデンサ巻回物は容器内に梱包される必要はなく
、カプセルに入れたり、適切に各層を保持するように各
層の周りを帯で単に巻くことにより梱包してもよい。又
、タブ軸の端部は示された容器の異なる部分を通って延
びてもよく、又は容器の中に留まってもよい。後者の場
合には、タブ軸への電気的接続は導電ピン又は容器の壁
を通って延びるタブによってなされる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ〜ＩＣ図は本発明によるコンデンサ巻回物の第１
の実施例を作る工程を図解する斜視図、第２図はこの第
１の実施例を梱包する一手段を図解する斜視図、第３ａ〜３ｄ図は本発明によるコンデンサ巻回物の第２
の実施例を作る工程を図解する斜視図、第３ｅ〜３ｆ図
は本発明によるコンデンサ巻回物の第３の実施例を作る
工程を図解する斜視図、第４ａ〜４Ｃ図は本発明による
コンデンサ巻回物の第４の実施例を作る工程を図解する
斜視図、第４ｄ図はこの第４の実施例を梱包する一手段
を図解する斜視図である。１０・・・タブ軸　　　　　　　１２・・・中央絶縁部
材１４、１６・・・導電性端部部材　１８．２０・・・
溝２１・・・第１の導電層　　　　２２・・・第１の分
離層２３・・・第２の導電層　　　　２４・・・第２の
分離層２６、２８・・・位置　　　　　　３０・・・２
片の樹脂製容器３２、３４・・・つがいの縁　　　３６
・・・圧力除去間３８・・・孔４０Ａ・・・タブ軸の第１の部分４０Ｂ・・・タブ軸の第２の部分４２・・・帯

Claims

【特許請求の範囲】

１．ａ，相互に電気的に絶縁された第１及び第２の平ら
な導電部を含み、それらの導電部がこのコンデンサへ低
インピーダンスの電気的接続を行う手段として働く相互
に横方向への延長部を有するタブ軸と、ｂ，前記第１の導電部と低インピーダンスの電気的接触で一方の面の大部分を前記タブ軸上へ導電
層を保持するためにタブ軸の周りに張力をかけて巻かれ
る、第１及び第２の面を有する第１の導電層と、ｃ，前記第２の導電部と低インピーダンスの電気的接触で一方の面の大部分をタブ軸の周りに同様
に張力をかけて巻かれる、第１及び第２の面を有する第
２の導電層と、ｄ，タブ軸の周りに張力をかけて巻かれ、第１の導電層の第１の面と第２の導電層の第２の面との
間に前記両面を物理的に分離するように固定された第１
の分離層と、ｅ．タブ軸の周りに張力をかけて巻かれ、第２の導電層の第１の面と第１の導電層の第２の面との
間に前記両面を物理的に分離するように固定された第２
の分離層と、前記第１の導電層は該導電層のほぼ全長に沿って巻回された分離層から延長した部分を有し、前記
延長部分の隣接する巻回は相互にほぼ連続した低インピ
ーダンス接触であり、前記延長部分は低インピーダンス
接続を形成するように前記第１の平らな導電部へ溶接さ
れ、前記第２の導電層は該導電層のほぼ全長に沿って巻回された分離層から延長した部分を有し、前記
延長部分の隣接する巻回は相互にほぼ連続した低インピ
ーダンス接触であり、前記延長部分は低インピーダンス
接続を形成するように前記第２の平らな導電部へ溶接さ
れ、ｆ，前記巻回された各層を入れる梱包手段と、を具える巻き込み形コンデンサ。
２．第１及び第２の導電部が前記導電層と同一材料の分
離した導電性部材を具え、該導電性部材は個別の絶縁部
材によって分離された、請求項１記載の巻き込み形コン
デンサ。
３．両導電性部材が絶縁部材へ取り付けられた請求項２
記載の巻き込み形コンデンサ。
４．導電性及び絶縁の各部材が分離した部品である請求
項２記載の巻き込み形コンデンサ。
５．絶縁部材がタブ軸の周りに巻かれた分離層の一つを
具える請求項４記載の巻き込み形コンデンサ。
６．絶縁部材が導電性部材の一方のあらかじめ決められ
た長さを取り囲む絶縁層を含む請求項４記載の巻き込み
形コンデンサ。
７．第１及び第２の導電部がタブ軸の反対端部にある請
求項２記載の巻き込み形コンデンサ。
８．第１及び第２の導電部がタブ軸の同一端部にある請
求項２記載の巻き込み形コンデンサ。
９．ａ，中央の長手方向の軸線に沿って配設され、相互
に導電性の部分を電気的に絶縁する絶縁部分によって分
離された第１及び第２の導電性の平らな部分を含み、前
記導電性の部分はこのコンデンサへ低インピーダンスの
電気的接続をするための手段として働くタブ軸と、ｂ，軸線を回る方向にタブ軸の周りに一緒に張力をかけて巻かれる複数の材料の層であって、１）前記絶縁部分を横切って軸方向に延びる第１の分離層、２）この第１の分離層と前記第１の導電性の部分とを横切って軸方向に延びる第１の導電層、３）前記絶縁部分を横切って軸方向に延びる第２の分離層、４）この第２の分離層と前記第２の導電性の部分とを横切って軸方向に延びる第２の導電層、の順に含む各層で、前記第１の導電層は該導電層のほぼ全長に沿って巻かれた分離層から延びる部分を有し、この延長
部分は隣接する巻回が相互にほぼ連続して低インピーダ
ンス接触しており、この延長部分が低インピーダンス接
続を形成するように前記平らな導電性の部分へ溶接され
、前記第２の導電層は該導電層のほぼ全長に沿って巻かれた分離層から延びる部分を有し、この延長
部分の隣接する巻回が相互にほぼ連続して低インピーダ
ンス接触しており、この延長部分が低インピーダンス接
続を形成するように前記平らな導電性の部分へ溶接され
、ｆ，前記巻回された各層を入れる梱包手段と、を具える巻き込み形コンデンサ。
１０．梱包手段が前記導電性の部分のそれぞれの端部が
突き出したハウジングを具え、前記突出部分がコンデン
サの電気的端子として働く請求項９記載の巻き込み形コ
ンデンサ。
１１．前記コンデンサが電解コンデンサである請求項９
記載の巻き込み形コンデンサ。
１２．前記コンデンサが金属化フィルムコンデンサであ
る請求項１又は９記載の巻き込み形コンデンサ。
１３．前記コンデンサが紙箔コンデンサである請求項１
又は９記載の巻き込み形コンデンサ。
１４．前記第１及び第２の導電性の部分と前記第１及び
第２の導電層とが同一の導電性の材料で形成された請求
項９記載の巻き込み形コンデンサ。