JPH08288187A - コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 衝撃や振動を受けても、ケース４内でコンデ
ンサ素子３が傾かず、また異常ストレスを受けてもショ
ートしない電解コンデンサ１の提供。 【構成】 電解コンデンサ１は、筒状のケース４内に、
コンデンサ素子３（電極箔を有する電解紙を２枚重ねて
巻いたもの）を収納し、封口板６でケース４の開口部を
密閉封止したもので、コンデンサ素子３の底側が固定剤
５によって固定されている。コンデンサ素子３は、巻き
中心にアルミニウム製の巻芯２を備え、この巻芯２が、
ケース４の底と封口板６とに押し付けられて固定されて
いる。このように、コンデンサ素子３は、ケース４の開
口部側でも、巻芯２によって固定支持されるため、振動
や衝撃を受けてもコンデンサ素子３が傾かない。また、
コンデンサ素子３が、過電圧や内圧上昇等の異常ストレ
スを受けても、巻き中心には巻芯２が配置されるため、
コンデンサ素子３の巻き中心の変形が防がれ、ショート
の発生が防がれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、有底容器状のケース内
にコンデンサ素子を収納した後に、封口板で開口部を塞
いだラジアル型のコンデンサに関するもので、特に電解
コンデンサに用いて好適であるとともに、車両用など耐
振性が要求されるコンデンサに適用して好適なものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のラジアル型の電解コンデンサの構
造を、図１０に示す。電解コンデンサ１００は、陽極
箔、陰極箔を、電解液が含浸された紙（電解紙）で挟ん
で巻いたコンデンサ素子１０１、有底容器状の筒型ケー
ス１０２、このケース１０２の開口部を塞ぐ封口板１０
３から構成される。そして、コンデンサ素子１０１の固
定手段は、ケース１０２内に溶融した固定剤１０４（パ
ラフィン、ピッチ等の樹脂）を注入し、その後ケース１
０２内にコンデンサ素子１０１を挿入し、固定剤１０４
を固化する手段が採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】コンデンサ１００は、
使用時に内部温度が上昇する。すると、電解液の蒸発等
によって内圧が上昇するため、ケース１０２内には、内
圧上昇を緩和、吸収ための空間が必要となる。このた
め、ケース１０２内に空間を形成する目的で、固定剤１
０４は、コンデンサ素子１０１の底部からケース１０２
の高さの１／４〜１／３しか充填することができない。

【０００４】このように、コンデンサ素子１０１は、底
部側でのみ固定支持される状態となっているため、開口
部側における固定力が弱い。このため、コンデンサ１０
０が、衝撃や振動等を受けると、コンデンサ素子１０１
が傾き、タブリード１０５に負担がかかる不具合が生
じ、場合によってはタブリード１０５が切れる可能性も
ある。

【０００５】また、コンデンサ素子１０１の巻き中心
は、製造工程時に巻き取り機の巻芯にコンデンサ素子１
０１を巻き付けた後、コンデンサ素子１０１から巻芯を
抜きさるので、図１１の（ａ）に示すように、空芯とな
っている。このため、コンデンサ素子１０１に過電圧、
内圧上昇等の異常ストレスが加えられると、図１１の
（ｂ）に示すように、コンデンサ素子１０１が巻き中心
（空芯）に向かって膨張する場合がある。そして、この
ように、コンデンサ素子１０１が巻き中心（空芯）に向
かって膨張すると、電極箔や電解紙が破れて陽極箔と陰
極箔とがショートする可能性がある。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、上記の事情に鑑みてなされた
もので、その目的は、衝撃や振動等を受けてもケース内
でコンデンサ素子が傾くことなく、またコンデンサ素子
が異常ストレスを受けてもショートが発生しないコンデ
ンサの提供にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のコンデンサは、
次の技術的手段を採用した。 〔請求項１の手段〕コンデンサは、 ａ）一方の面に第１電極箔が設けられた膜状の第１誘電
体、および一方の面に第２電極箔が設けられた膜状の第
２誘電体を重ねて巻き付けたコンデンサ素子と、 ｂ）このコンデンサ素子の巻き中心に貫通して設けられ
た棒状の芯体と、 ｃ）この芯体を備える前記コンデンサ素子を収納する有
底容器状のケースと、 ｄ）前記ケースの開口部を塞ぐとともに、前記芯体の一
端を固定する封口板とを備える。

【０００８】〔請求項２の手段〕請求項１のコンデンサ
において、前記芯体は、熱伝導性に優れた材質よりなる
ことを特徴とする。

【０００９】〔請求項３の手段〕請求項１または請求項
２のコンデンサにおいて、前記芯体は、前記第１誘電体
および前記第２誘電体が巻き付けられる巻芯であること
を特徴とする。

【００１０】〔請求項４の手段〕請求項３のコンデンサ
において、前記巻芯は、軸方向に沿うスリットを備え、
このスリットに前記第１誘電体および前記第２誘電体の
巻き始め端部が差し込まれることを特徴とする。

【００１１】〔請求項５の手段〕請求項３のコンデンサ
において、前記巻芯は、軸方向に沿って分割可能な分割
体で、この分割体に前記第１誘電体および前記第２誘電
体の巻き始め端部が挟み込まれることを特徴とする。

【００１２】〔請求項６の手段〕請求項１ないし請求項
５のいずれかに記載のコンデンサにおいて、前記巻芯と
前記封口板との固定部は、前記巻芯が前記封口板に差し
込まれてなることを特徴とする。

【００１３】〔請求項７の手段〕請求項１ないし請求項
５のいずれかに記載のコンデンサにおいて、前記巻芯と
前記封口板は、一体に設けられたことを特徴とする。

【００１４】

【発明の作用および発明の効果】

〔請求項１の作用および効果〕請求項１のコンデンサ
は、コンデンサ素子の巻き中心を貫通する芯体の一端
が、封口板に固定されるため、コンデンサに振動や衝撃
が加えられても、封口板に固定された芯体が傾かず、結
果的にコンデンサ素子がケース内で傾く不具合が生じな
い。つまり、コンデンサに振動や衝撃が加えられても、
ケース内でコンデンサ素子が傾かず、タブリードに負担
がかからず、タブリードが切れる不具合も抑えることが
できる。

【００１５】また、コンデンサ素子の巻き中心には、芯
体が貫通配置されるため、コンデンサ素子に過電圧、内
圧上昇等の異常ストレスが加えられても、コンデンサ素
子の巻き中心の変形を防ぐことができる。そして、異常
ストレスの印加によるコンデンサ素子の巻き中心の変形
が防がれるため、第１電極箔と第２電極箔とが変形によ
ってショートする不具合も抑えることができる。

【００１６】〔請求項２の作用および効果〕請求項２の
コンデンサは、芯体が熱伝導性に優れることにより、コ
ンデンサ素子の巻き中心の熱を封口板へ伝えることがで
きる。このため、従来では困難であったコンデンサ素子
の巻き中心の放熱ができ、コンデンサ素子の巻き中心の
温度を抑えることができる。そして、このようにコンデ
ンサ素子の巻き中心の温度を抑えることができるため、
コンデンサ素子にリップル電流が印加された場合での巻
き中心の温度上昇が抑えられ、結果的に従来に比較して
大きなリップル電流を流すことができる。

【００１７】〔請求項３の作用および効果〕請求項３の
コンデンサの芯体は、第１誘電体および第２誘電体が巻
き付けられる巻芯を利用しているため、製造が容易であ
り、空芯に芯体を挿入する場合に比較して、製造コスト
を抑えることができる。

【００１８】〔請求項４の作用および効果〕請求項４の
コンデンサの巻芯（芯体）は、第１誘電体および第２誘
電体の巻き始め端部を差し込むスリットを備えるため、
第１誘電体および第２誘電体の巻き付け作業が容易とな
る。

【００１９】〔請求項５の作用および効果〕請求項５の
コンデンサの巻芯（芯体）は、分割して設けられ、第１
誘電体および第２誘電体の巻き始め端部を挟み込むた
め、第１誘電体および第２誘電体の巻き付け作業が容易
となる。

【００２０】〔請求項６の作用および効果〕請求項６の
コンデンサは、芯体が封口板に差し込まれる構造を採用
するため、組付けが容易で、且つ確実に封口板が芯体の
端部を固定することができる。

【００２１】〔請求項７の作用および効果〕請求項７の
コンデンサは、芯体が封口板と一体に設けられる構造を
採用するため、部品点数が減少するとともに、確実に封
口板が芯体の端部を固定することができる。

【００２２】

【実施例】次に、本発明のコンデンサを、図に示す実施
例に基づき説明する。 〔第１実施例の構成〕図１ないし図７は本発明を採用し
た第１実施例を示すもので、図１は電解コンデンサの断
面図である。電解コンデンサ１は、巻芯２の周囲に巻き
付けられたコンデンサ素子３、有底筒状のケース４、固
定剤５、封口板６、陽極端子７、陰極端子８、絶縁スリ
ーブ９から構成される。

【００２３】巻芯２は、コンデンサ素子３の巻き中心を
貫通する芯体で、機械的強度が強くでかつ熱伝導性に優
れた材質（例えば、アルミニウム）を円柱状に形成した
ものである（図３参照）。

【００２４】コンデンサ素子３は、図２に示すように、
陽極取出用のタブリード１１ａが取り付けられた陽極箔
１２ａ（第１電極箔に相当する）が一方の面に重ね合わ
された（あるいは蒸着された）第１電解紙１３ａと、陰
極取出用のタブリード１１ｂが取り付けられた陰極箔１
２ｂ（第２電極箔に相当する）が一方の面に重ね合わさ
れた（あるいは蒸着された）第２電解紙１３ｂとを重ね
合わせ、巻芯２の周囲に巻き付けたものである。なお、
第１電解紙１３ａおよび第２電解紙１３ｂは、それぞれ
電解液が含浸された電解紙である。

【００２５】巻芯２に第１、第２電解紙１３ａ、１３ｂ
を巻き付ける手段の一例を次に示す。 （ａ）図３に示すように、円柱状の巻芯２の周囲に、第
１、第２電解紙１３ａ、１３ｂの端をテープ１４で止
め、巻芯２の周囲に第１、第２電解紙１３ａ、１３ｂを
巻き付ける。 （ｂ）図４に示すように、円柱状の巻芯２に、軸方向に
沿うスリット１５を設ける。そして、巻芯２のスリット
１５に、第１、第２電解紙１３ａ、１３ｂの端を差し込
む。次に、第１、第２電解紙１３ａ、１３ｂが差し込ま
れたスリット１５をかしめ、巻芯２の周囲に第１、第２
電解紙１３ａ、１３ｂを巻き付ける。

【００２６】（ｃ）図５に示すように、円柱状の巻芯２
に、軸方向に沿うスリット１５を設ける。そして、巻芯
２のスリット１５に、第１、第２電解紙１３ａ、１３ｂ
の端を差し込む。次に、第１、第２電解紙１３ａ、１３
ｂが差し込まれた巻芯２の周囲に第１、第２電解紙１３
ａ、１３ｂを巻き付ける。 （ｄ）図６、図７に示すように、円柱状の巻芯２は、軸
方向に沿って２つに分割可能に設けられる。そして、こ
の２つの分割体１６ａ、１６ｂの間に、第１、第２電解
紙１３ａ、１３ｂの端を挟み込む。次に、第１、第２電
解紙１３ａ、１３ｂが挟み込まれた巻芯２の周囲に第
１、第２電解紙１３ａ、１３ｂを巻き付ける。

【００２７】ケース４は、巻芯２に巻かれたコンデンサ
素子３を収容する筒状の有底容器で、機械的強度が強く
てかつ熱伝導性に優れた材質（例えば、アルミニウム）
よりなる。

【００２８】固定剤５は、ケース４内に収納されたコン
デンサ素子３を、ケース４の底側で固定する樹脂（パラ
フィン、ピッチ等）で、その固定手段は、ケース４内に
溶融した固定剤５を注入し、その後ケース４内にコンデ
ンサ素子３を挿入し、固定剤５を固化したものである。

【００２９】封口板６は、コンデンサ素子３を収納した
ケース４の開口部を強固に密閉封止するとともに、ケー
ス４内の巻芯２の一端を固定する蓋で、機械的強度が強
い絶縁材質よりなる。本実施例の封口板６は、ケース４
の開口部を封止する際、巻芯２をケース４内に押し付け
るもので、巻芯２はケース４の底部と封口板６とに加圧
されることで、巻芯２がケース４内に強固に固定され
る。

【００３０】なお、本実施例では巻芯２をケース４の底
部と封口板６との間で加圧することでケース４内に固定
した例を示したが、封口板６に巻芯２の端部を差し込む
凹部（固定部）を設け、この凹部内に巻芯２の端部を差
し込むことで、巻芯２の開口部側の端部をケース４内で
固定しても良い。また、巻芯２と封口板６とを一体に設
けることで、巻芯２の開口部側の端部をケース４内で固
定しても良い。

【００３１】陽極端子７は、封口板６に強固に固定され
た接続端子で、ケース４内においてコンデンサ素子３の
陽極取出用のタブリード１１ａに電気的に接続されてい
る。陰極端子８も、封口板６に強固に固定された接続端
子で、ケース４内においてコンデンサ素子３の陰極取出
用のタブリード１１ｂに電気的に接続されている。

【００３２】絶縁スリーブ９は、ケース４の周囲を覆
い、ケース４を外部から絶縁する樹脂等の絶縁材料で、
表面には容量や耐圧等が印字されるものである。

【００３３】〔実施例の作用および効果〕次に、上記実
施例の効果を作用とともに説明する。本実施例の電解コ
ンデンサ１は、巻芯２の両端がケース４の底と封口板６
との間で強固に固定されることと、ケース４の底側にお
いてコンデンサ素子３が固定剤５によって固定される。
このため、電解コンデンサ１に、比較的大きな振動や衝
撃が加えられても、ケース４内において巻芯２は傾か
ず、結果的にコンデンサ素子３もケース４内で傾くこと
がない。

【００３４】このように、電解コンデンサ１に比較的大
きな振動や衝撃が加えられても、ケース４内でコンデン
サ素子３が傾かないため、各タブリード１１ａ、１１ｂ
には負担がかからず、各タブリード１１ａ、１１ｂが切
れる不具合が抑えられる。このため、振動を受ける電解
コンデンサ１、特に自動車用のコンデンサ（例えば、電
気自動車用インバータの平滑用コンデンサ）等に用いて
最適なものである。

【００３５】また、コンデンサ素子３の巻き中心には、
巻芯２が貫通配置されるため、コンデンサ素子３に過電
圧、内圧上昇等の異常ストレスが加えられても、コンデ
ンサ素子３の巻き中心の変形が防がれる。このように、
異常ストレスが加えられても、コンデンサ素子３の巻き
中心の変形が防がれるため、陽極箔１２ａと陰極箔１２
ｂとが変形によってショートする不具合が抑えられる。

【００３６】さらに、巻芯２は熱伝導性に優れるため、
コンデンサ素子３の巻き中心の熱を封口板６へ伝えるこ
とができる。このため、従来では困難であったコンデン
サ素子３の巻き中心の放熱ができ、コンデンサ素子３の
巻き中心の温度を抑えることができる。そして、このよ
うにコンデンサ素子３の巻き中心の温度を抑えることが
できるため、内圧上昇が抑えられるとともに、コンデン
サ素子３にリップル電流が印加された場合での巻き中心
の温度上昇が抑えられ、結果的に従来に比較して大きな
リップル電流を流すことができる。

【００３７】〔第２実施例〕図８は第２実施例を示す電
解コンデンサ１の断面図である。本実施例の電解コンデ
ンサ１は、封口板６のケース４内側の中心部分に、ケー
ス４内に向けて突出した押圧突起２１を設けたもので、
この押圧突起２１によって、巻芯２の開口部側の端部
を、ケース４の底に向けて押圧するものである。

【００３８】このように、封口板６に設けた押圧突起２
１で巻芯２を押圧する構造を採用することにより、巻芯
２の軸方向寸法を、第１実施例に比較して短くできる。
このため、巻芯２の強度が向上するため、第１実施例に
比較してさらに電解コンデンサ１の耐振性が向上する。

【００３９】〔第３実施例〕図９は第３実施例を示す電
解コンデンサ１の断面図である。本実施例の電解コンデ
ンサ１は、ケース４の底の中心部分に、巻芯２の底側端
部を差し込む凹部２２（固定部）を設け、この凹部２２
内に巻芯２の端部を差し込むことで、巻芯２の底側の端
部をケース４内に固定するものである。

【００４０】このように、ケース４の底に凹部２２を設
け、巻芯２の底側端部を差し込むことで、ケース４底側
における巻芯２の位置決めが容易に行えるとともに、ケ
ース４の底側で巻芯２がずれるのを、確実に防ぐことが
できる。この結果、電解コンデンサ１の耐振性がさらに
向上する。

【００４１】〔変形例〕上記の実施例では、第１、第２
誘電体に電解紙を用いた電解コンデンサを例に示した
が、第１、第２誘電体にオイル紙、金属化紙、樹脂フィ
ルムなどを用いた他のコンデンサに適用しても良い。上
記の実施例では、巻芯を芯体に用いた例を示したが、空
芯に設けられた既存のコンデンサ素子の巻き中心（空
芯）に棒状の芯体を後から挿入しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】電解コンデンサの断面図である（第１実施
例）。

【図２】コンデンサ素子の説明図である（第１実施
例）。

【図３】巻芯に第１、第２電解紙を巻き付ける説明図で
ある。

【図４】巻芯に第１、第２電解紙を巻き付ける説明図で
ある。

【図５】巻芯に第１、第２電解紙を巻き付ける説明図で
ある。

【図６】巻芯に第１、第２電解紙を巻き付ける説明図で
ある。

【図７】巻芯に第１、第２電解紙を巻き付ける説明図で
ある。

【図８】電解コンデンサの断面図である（第２実施
例）。

【図９】電解コンデンサの断面図である（第３実施
例）。

【図１０】電解コンデンサの断面図である（従来技
術）。

【図１１】異常ストレスの不具合を示すコンデンサ素子
の上視図である（従来技術）。

【符号の説明】

１ 電解コンデンサ ２ 巻芯（芯体） ３ コンデンサ素子 ４ ケース ６ 封口板 １２ａ 陽極箔（第１電極箔） １２ｂ 陰極箔（第２電極箔） １３ａ 第１電解紙（第１誘電体） １３ｂ 第２電解紙（第２誘電体） １５ スリット １６ａ 分割体 １６ｂ 分割体

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ａ）一方の面に第１電極箔が設けられた膜
   状の第１誘電体、および一方の面に第２電極箔が設けら
   れた膜状の第２誘電体を重ねて巻き付けたコンデンサ素
   子と、 ｂ）このコンデンサ素子の巻き中心に貫通して設けられ
   た棒状の芯体と、 ｃ）この芯体を備える前記コンデンサ素子を収納する有
   底容器状のケースと、 ｄ）前記ケースの開口部を塞ぐとともに、前記芯体の一
   端を固定する封口板とを備えるコンデンサ。
2. 【請求項２】請求項１のコンデンサにおいて、 前記芯体は、熱伝導性に優れた材質よりなることを特徴
   とするコンデンサ。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２のコンデンサにお
   いて、 前記芯体は、前記第１誘電体および前記第２誘電体が巻
   き付けられる巻芯であることを特徴とするコンデンサ。
4. 【請求項４】請求項３のコンデンサにおいて、 前記巻芯は、軸方向に沿うスリットを備え、このスリッ
   トに前記第１誘電体および前記第２誘電体の巻き始め端
   部が差し込まれることを特徴とするコンデンサ。
5. 【請求項５】請求項３のコンデンサにおいて、 前記巻芯は、軸方向に沿って分割可能な分割体で、この
   分割体に前記第１誘電体および前記第２誘電体の巻き始
   め端部が挟み込まれることを特徴とするコンデンサ。
6. 【請求項６】請求項１ないし請求項５のいずれかに記載
   のコンデンサにおいて、 前記巻芯と前記封口板との固定部は、前記巻芯が前記封
   口板に差し込まれてなることを特徴とするコンデンサ。
7. 【請求項７】請求項１ないし請求項５のいずれかに記載
   のコンデンサにおいて、 前記巻芯と前記封口板は、一体に設けられたことを特徴
   とするコンデンサ。