JPH08153654A - 電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 封口体からの駆動用電解液の透過を防止する
と共に、十分な強度を有する封口体を有する電解コンデ
ンサを提供する。 【構成】 コンデンサ素子６がアルミニウムケース８に
収納され、アルミニウムケース８の開口部が封口体７に
よって密閉されている。また、前記コンデンサ素子６か
ら導出された陽極引出端子４及び陰極引出端子５は、封
口体７の貫通孔７ｃ，７ｄから、コンデンサ外部へ引き
出され、外部電極と接続されている。なお、前記封口体
７は二層構造を成しており、下層はゴム栓７ａ、上層は
このゴム栓７ａの表面に貼り付けられた樹脂板７ｂとか
ら構成されている。そして、樹脂板７ｂには、液状の熱
硬化性樹脂が含浸されて加熱される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、封口体の構造を改善
し、信頼性を向上させた電解コンデンサに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】一般に、乾式箔形電解コンデンサにおい
ては、高純度アルミニウム箔からなる一対の陽極・陰極
箔に、同じくアルミニウムからなる一対の引出端子を接
続し、前記一対の陽極・陰極箔相互間にスペーサ紙を介
在して巻回して成るコンデンサ素子を使用している。ま
た、このコンデンサ素子は、アルミニウムの陽極箔・陰
極箔の表面積を拡大させるために、その表面をエッチン
グにより粗面化させている。さらに、前記陽極箔には誘
電体酸化皮膜が形成されている。

【０００３】この様なコンデンサ素子を使用してなる電
解コンデンサとしては、例えば、コンデンサ素子に駆動
用電解液を含浸してアルミニウムケースに収納し、この
ケース開口部を密閉するなどの外装を施したものが用い
られている。なお、上記開口部を封口して密閉する手段
としては、従来から、引出端子の貫通孔が一定間隔をお
いて形成された、弾性を有するゴムからなる封口体が用
いられている。

【０００４】しかし、上記コンデンサ素子に含浸する駆
動用電解液としては、例えば、エチレングリコールなど
の有機溶媒が使用されるため、ゴムからなる封口体で
は、長時間、高温下で使用した場合の信頼性試験におい
て、駆動用電解液が封口体を透過し、その結果、静電容
量が減少し、損失が増大するといった問題が生じてい
た。

【０００５】また、近年、電解コンデンサを小型化する
ために、陽極・陰極箔の表面をより粗面化させる、スペ
ーサ紙をより薄化させる等、さまざまな工夫がなされ、
さらに、封口体を構成するゴム栓をより薄化させること
により、アルミニウムケース内におけるコンデンサ素子
の収容スペースを広げて、コンデンサ素子を大型化する
ことにより、電解コンデンサの特性の向上が図られてい
る。

【０００６】ところが、上記のようにゴム栓を薄化させ
た場合、前述した駆動用電解液の透過がさらに増加する
という問題が生じていた。そこで、従来より、封口体を
構成するゴム栓の材質を変えるなどの手法を施して、駆
動用電解液が封口体から透過するのを抑制し、電解コン
デンサの性能の安定化を図っている。

【０００７】しかし、薄化されたゴム栓を封口体として
使用した場合、特に高温下での長時間使用においては、
前記駆動用電解液がコンデンサ素子の表面から蒸発して
ガス化し、このガスによって前記ゴム栓が変形するとい
う問題が生じていた。

【０００８】このため、近年、電解コンデンサに異常な
電圧が印加された時や保証温度を超える雰囲気におかれ
た時でも、前記電解コンデンサが危険な破壊に至らぬよ
うに、コンデンサ素子収納用のアルミニウムケースの底
面に、切欠溝を有する安全装置が設けられている。しか
し、このような安全装置は、一般に内部圧力により作動
するため、封口体を構成するゴム栓においても、この内
部圧力に耐えられるだけの十分な強度が必要とされる。
そのため、従来から、ゴム栓に樹脂板を貼り付けるな
ど、その強度を向上させるための工夫が成されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように薄化したゴム栓に樹脂板を貼り付けることによっ
てその強度を強化した従来の電解コンデンサには、以下
のような問題があった。すなわち、樹脂板が貼り合わせ
てあるゴム栓の位置が上下にずれて収納された場合は、
ケースを加締固定した時、密閉を維持することが不完全
な場合が生じていた。また、前記ゴム栓に樹脂板を貼り
付けた場合、引出端子を引き出すための貫通孔の周辺及
びアルミニウムケースと接触する外周部において、わず
かな隙間が生じるのを避けられなかった。

【００１０】これらの理由から、ゴム栓に樹脂板を貼り
付けただけでは、アルミニウムケースを完全に密封する
ことはできず、封口体から多量の駆動用電解液が透過す
るのを防止することは困難であり、電解コンデンサの信
頼性を維持する上で問題となっていた。

【００１１】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、その目的は、封口体からの
駆動用電解液の透過を防止すると共に、十分な強度を有
する封口体を有する電解コンデンサを提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１記載の発明は、弁作用を有する金属か
らなる陽極箔と陰極箔間にスペーサを介在させると共
に、各電極箔にそれぞれ引出端子を取り付けて巻回して
コンデンサ素子を形成し、このコンデンサ素子に駆動用
電解液を含浸すると共に、コンデンサ素子をケース内に
収納し、このケースの開口部を封口体により封口してな
る電解コンデンサにおいて、前記封口体が、前記コンデ
ンサ素子側に配置されたゴム栓と、このゴム栓の上面に
貼付された樹脂板とから成る二層構造を有し、前記樹脂
板が液状樹脂を含浸したものであることを特徴とするも
のである。

【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
電解コンデンサにおいて、前記液状樹脂が熱硬化性樹脂
であり、前記樹脂板に含浸された後に硬化処理されるこ
とを特徴とするものである。

【００１４】

【作用】以上のような構成を有する本発明の作用につい
て、以下に説明する。

【００１５】すなわち、請求項１記載の発明によれば、
電解コンデンサの封口体を樹脂板とゴム栓との二重構造
とし、この封口体によってコンデンサ素子を収納したア
ルミニウムケースを密閉して加締した後に、前記樹脂板
に液状樹脂を含浸する。これにより、封口体の樹脂板と
アルミニウムケースとの間や、コンデンサ素子より導出
された引出端子と貫通孔との間などに生じるわずかな隙
間を塞ぐことができるので、コンデンサ素子の表面から
蒸発した駆動用電解液が、封口体を透過して外部へ漏れ
出るのを防ぐことができる。

【００１６】また、請求項２に記載の発明によれば、液
状樹脂として、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を使用
することにより、前記樹脂板に含浸後加熱することによ
り、熱硬化性樹脂を硬化させることができるので、樹脂
板の強度を向上させることができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明による電解コンデンサの一実施
例について、図面を参照して具体的に説明する。

【００１８】本実施例の電解コンデンサは、図１に示す
ように、有機系溶媒から成る駆動用電解液に含浸された
コンデンサ素子６がアルミニウムケース８内に収納され
ており、このアルミニウムケース８の開口部は、封口体
７によって密閉されている。また、この封口体７は二層
構造を成し、下層はゴム栓７ａ、上層はこのゴム栓７ａ
の表面に貼り付けられた樹脂板７ｂとから構成されてい
る。さらに、前記封口体７には、一対の貫通孔７ｃ，７
ｄが形成されている。

【００１９】なお、前記樹脂板７ｂは、積層フェノール
樹脂あるいは積層エポキシ樹脂等の多孔質樹脂より構成
されている。また、前記樹脂板７ｂの外径は、前記ゴム
栓７ａの径と同一か、またはわずかに小さく設定されて
いる。さらに、前記二層構造を有する封口体７は、ゴム
栓の成型時に、金型に前記樹脂板をセットし、溶融ゴム
を注入することにより形成される。

【００２０】また、前記コンデンサ素子６からは、内部
リード線４ａ，５ｂを介して、陽極引出端子４及び陰極
引出端子５が導出されている。そして、これらの引出端
子４，５は、前記貫通孔７ｃ，７ｄから、コンデンサ外
部へ引き出され、コンデンサ外部において外部電極（図
示せず）と接続されている。

【００２１】次に、前記コンデンサ素子６の構成を図２
に基づいて説明する。すなわち、前記コンデンサ素子６
は、高純度のアルミニウム箔より成る一対の陽極箔１と
陰極箔２とを備えており、この陽極箔１及び陰極箔２に
は、任意の箇所に前記内部リード線４ａ，５ａがそれぞ
れ幅方向に取り付けられている。そして、これらの内部
リード線４ａ，５ａを介して、前記引出端子４，５が導
出されている。さらに、前記陽極箔１と陰極箔２の間に
は、クラフト紙又はマニラ紙などからなるスペーサ３が
介在され、これらが一体に巻回されることにより、コン
デンサ素子６が形成されている。

【００２２】続いて、前記封口体７の密封工程について
説明する。すなわち、前記コンデンサ素子６を収納した
アルミニウムケース８の開口部を、前記二層構造の封口
体７によって密閉した後、封口体７の上層である樹脂板
７ｂの表面に調合したエポキシ樹脂を盛り付け、減圧し
て前記樹脂板７ｂ中に浸み込ませる。その後、エポキシ
樹脂を加熱する。なお、前記エポキシ樹脂は、液状の熱
硬化性樹脂であるため、樹脂板７ｂとアルミケース８と
の隙間及び樹脂板７ｂと前記引出端子４，５との隙間に
まんべんなく浸透した後、加熱によって硬化する。

【００２３】上記のような構成を有する本実施例の電解
コンデンサにおいては、樹脂板７ｂ内の多数の細かい気
孔や、わずかな隙間が前記エポキシ樹脂によって全て塞
がれるので、蒸発した駆動用電解液は、たとえゴム栓７
ｂの部分を透過したとしても、樹脂板７ｂを透過するこ
とはない。このように、樹脂板７ｂにエポキシ樹脂を浸
み込ませ、硬化させることにより、封口体７から駆動用
電解液が透過するのを防止することができる。また、加
熱することによってエポキシ樹脂が硬化するので、この
エポキシ樹脂が含浸された樹脂板７ｂの強度を向上させ
ることができる。

【００２４】このように、本実施例の電解コンデンサに
よれば、長時間・高温下での使用においても、電解コン
デンサの損失の増大や、静電容量の減少を効果的に防止
することができるので、より信頼性の高い電解コンデン
サを得ることができる。また、樹脂板に浸み込んだエポ
キシ樹脂が硬化することにより樹脂板の強度が高くなる
ため、封口体のゴム栓が極めて薄くても十分な強度を確
保できる。さらに、ゴム栓を薄くできるので、電解コン
デンサ内部のスペースに余裕が生じ、より大型のコンデ
ンサ素子を収納することができる。

【００２５】次に、本実施例の電解コンデンサと従来技
術による電解コンデンサの特性を比較した結果について
説明する。

【００２６】初めに、本実施例の構成を有する電解コン
デンサ（以下、本発明品Ａ）を、以下のような仕様で製
造した。すなわち、高純度のアルミニウム箔の表面をエ
ッチング液で粗面化して表面積を拡大した後、陽極酸化
皮膜を生成して陽極箔１とする。同様に、アルミニウム
箔の表面をエッチング液で粗面化し、表面積を拡大して
陰極箔２とする。なお、前記陽極箔１の幅は１６ｍｍ、
長さを３００ｍｍに形成した。

【００２７】次いで、これらの陽極箔１及び陰極箔２間
に、クラフト紙またはマニラ紙等からなるスペーサ３を
介在させると共に、陽極箔１及び陰極箔２の任意の箇所
に内部リード線４ａ，５ａを介し、陽極内部端子４及び
陰極内部端子５を取り付けて巻回し、コンデンサ素子６
を形成する。次に、このコンデンサ素子６を、駆動用電
解液に浸漬し、減圧して含浸を終了した。そして、前記
コンデンサ素子６から導出された内部端子４，５を封口
体７の貫通孔７ｃ，７ｄからそれぞれ外部に引き出し外
部電極に接続した。

【００２８】一方、コンデンサ素子６自体をアルミニウ
ムケース８内に収納し、このアルミニウムケース８の開
口部に、封口体７によって封口処理を施した。この封口
体７は、厚さ１ｍｍの多孔質樹脂板７ｂを、厚さ４ｍｍ
のゴム栓７ａの表面に貼り付けた二層構造を成してい
る。また、前記多孔質樹脂板７ｂの表面には調合したエ
ポキシ樹脂を盛り付け、減圧して前記樹脂板７ｂ中に浸
み込ませた後、加熱硬化させた。

【００２９】次に、従来技術を用いた２種類の電解コン
デンサを製造した。すなわち、初めに、厚さ５ｍｍのゴ
ム栓を封口体とする電解コンデンサ（以下、従来品Ｂ）
を製造した。また、本発明品Ａと同様、厚さ１ｍｍの多
孔質樹脂板を厚さ４ｍｍのゴム栓の表面に貼り付けた二
層構造を有してはいるが、多孔質樹脂板にエポキシ樹脂
を浸み込ませないものを封口体とする他の電解コンデン
サ（以下、従来品Ｃ）を製造した。なお、封口体の構造
に関する仕様を除き、前記従来品Ｂ及び従来品Ｃの製造
上の仕様は、全て本発明品Ａと等しいものとした。ま
た、本発明品Ａ、従来品Ｂ及びＣにおける定格は、全て
１０Ｖ−３３００μｍとした。

【００３０】その後、本発明品Ａ、従来品Ｂ及び従来品
Ｃの３つの電解コンデンサの各々について、１０５℃で
寿命試験を行い、それぞれの電解コンデンサにおける静
電容量の変化を調べた。この結果を図４に示した。図４
より明らかなように、長時間に亘る使用において、本発
明品Ａでは、従来品Ｂ及びＣと比較して静電容量の減少
が目立って少なくなっている。これにより、本発明品Ａ
は、その性能を従来品よりも高いレベルで維持できるこ
とが確認された。

【００３１】なお、本発明は、本実施例に限られるもの
でなく、適宜態様を変更して適用することが可能であ
る。例えば、樹脂板７ｂにエポキシ樹脂を浸みこませる
際、本実施例では、前記樹脂板７ｂの表面に前記エポキ
シ樹脂を盛り付けてから減圧したが、この際、調合した
エポキシ樹脂中にコンデンサ自体を入れてから減圧して
も良い。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、駆
動用電解液が封口体を透過するのを抑制することができ
るので、安定した機能を有する信頼性の高い電解コンデ
ンサを提供することができる。また、樹脂板に浸み込ん
だエポキシ樹脂が硬化することにより樹脂板の強度が高
くなるため、封口体のゴム栓が極めて薄くても十分な強
度を確保できる。これにより、電解コンデンサ内部のス
ペースに余裕が生じる分、より大型のコンデンサ素子を
収納することができるので、同サイズのアルミニウムケ
ースを用いて、より静電容量が大きい定格を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電解コンデンサの一実施例の構成を示
す断面図。

【図２】本発明の一実施例におけるコンデンサ素子の構
成を示す展開斜視図。

【図３】本発明の一実施例における封口体の構成を示す
斜視図。

【図４】本発明の一実施例において製造された電解コン
デンサ（本発明品Ａ）と、従来技術によって製造された
２種類の電解コンデンサ（従来品Ｂ及び従来品Ｃ）につ
いて、その使用時間数に伴う静電容量の変化を表す図。

【符号の説明】

４…陽極引出端子 ５…陰極引出端子 ４ａ，５ａ…内部リード線 ６…コンデンサ素子 ７…封口体 ７ａ…ゴム栓 ７ｂ…樹脂板 ７ｃ，７ｄ…貫通孔 ８…アルミニウムケース

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁作用を有する金属からなる陽極箔と陰
   極箔間にスペーサを介在させると共に、各電極箔にそれ
   ぞれ引出端子を取り付けて巻回してコンデンサ素子を形
   成し、このコンデンサ素子に駆動用電解液を含浸すると
   共に、コンデンサ素子をケース内に収納し、このケース
   の開口部を封口体により封口してなる電解コンデンサに
   おいて、 前記封口体が、前記コンデンサ素子側に配置されたゴム
   栓と、このゴム栓の上面に貼付された樹脂板とから成る
   二層構造を有し、前記樹脂板が液状樹脂を含浸したもの
   であることを特徴とする電解コンデンサ。
2. 【請求項２】 前記液状樹脂が熱硬化性樹脂であり、前
   記樹脂板に含浸された後に硬化処理されることを特徴と
   する請求項１記載の電解コンデンサ。