JPH09283368A - 巻回形コンデンサ及びその電極引出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小形で、安定した特性を有し、大電流を流す
ことができるとともに、振動に強い巻回形コンデンサを
提供する。 【解決手段】 コンデンサ紙１を有機フィルム２で挟む
ことにより構成した誘電体層３を、アルミ電極箔４と交
互に積層する。アルミ電極箔４の一端を、誘電体３の相
反する方向に交互にはみ出させ、他端を内部に入れて誘
電体層３の端部との間にマージンを設ける。この積層体
を巻回し、プレスすることによりコンデンサ素子５とす
る。アルミ電極箔４のはみ出し部分４ａを押圧成形する
ことにより平面状にしたコンデンサ素子５を、そのはみ
出し電極面が同一平面上となるように複数並べる。コン
デンサ素子５のはみ出し電極面に、円形の穴６ａが形成
された長方形状の金属板６をはんだ付けする。はんだ付
けは、この金属板６の周囲と穴６ａに沿って行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電極箔と誘電体と
を積層して巻回したコンデンサ素子を用いた巻回形コン
デンサ及びその電極引出方法に係り、特に、電極引出用
の導体として電極板を用いた大電流用の巻回形コンデン
サ及びその電極引出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子部品の低コスト化及び小形・
高性能化志向の要求と並行して、電子部品の安全性及び
信頼性が重要視されている。中でも、アルミニウム電極
箔によるコンデンサ素子を用いた巻回形コンデンサは、
生産量が多く、完成品に対する信頼性を重視する傾向が
ますます強まってきている。

【０００３】一般的に、かかる巻回形のコンデンサ素子
は以下のように形成されている。すなわち、有機フィル
ム及びコンデンサ紙から成る誘電体と、高純度アルミニ
ウムの電極箔とが多数積層され一体に巻回されている。
そして、各電極箔に接続された引出端子によって、電極
が引き出されている。

【０００４】例えば、ＮＨ（ｎｏｎ ｓｅｌｆ ｈｅａ
ｌｉｎｇ）コンデンサであって、高周波大電流が流れる
ＧＴＯ（ｇａｔｅ ｔｕｒｎ ｏｆｆ）スナバコンデン
サの場合には、誘電体として低損失のフィルムとコンデ
ンサ紙の組み合わせが主に使用されている。また、引出
端子の接続による電極の引き出しは以下のような方法に
よって行われている。すなわち、アルミニウム電極箔が
両端面から２０〜３０ｍｍ程度はみ出すように巻回し、
このはみ出し電極部分を束にして金具でかしめてはんだ
付けする。そして、この金具にリード線をはんだ付けす
ることによって端子を引き出す。

【０００５】また、巻回コンデンサの電極引出方法とし
ては、特開昭５６−４６５２０号公報に示すものも提案
されている。この従来技術は、巻回された電極箔のはみ
出し部分を、中心線部分に集中するように折り畳み、当
該集中部分にリード線をスポット溶接又ははんだ付けす
る方法である。この場合、溶融したＺｎ又はＡｌを吹き
付けてリード線を接続するいわゆるメタリコン方式によ
ってリード線を接続することも可能である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来技術による巻回形コンデンサの電極引出方法
には、次のような問題点があった。すなわち、はみ出し
電極部分を中心線に集中するように折り畳む方法による
場合、はみ出し電極部分を金具でかしめる方法では、か
しめるための工数がかかるとともに、かしめ圧力の管理
が必要となり、作業効率が良くない。そして、電極箔を
２０〜３０ｍｍもはみ出させる必要があるので、これを
束ねてかしめると、コンデンサ素子が大形化することに
なる。

【０００７】また、メタリコン方式による場合には、メ
タリコン粉がコンデンサ素子内部に侵入することによっ
て、絶縁、耐圧、ｔａｎδのばらつきが大きくなり、特
性の安定性に欠ける場合がある。

【０００８】これに対処するため、はみ出し電極部分に
平板状の金属板をはんだ付けする方法も提案されてい
る。この方法によれば、はみ出し電極部分を長くする必
要もなく、はんだ付けにより容易に金属板を取り付ける
ことができ、メタリコン粉の侵入による特性のばらつき
も生じない。

【０００９】しかし、この方法では、金属板の周囲のみ
がはんだ付けされることとなり、中心部分ははんだ付け
できない。このため、電極箔と金属板との接続面積が小
さくなり、大電流を流すのに不十分な場合がある。さら
に、金属板の周辺部のみのはんだ付けでは、耐振動性に
対する信頼性が低いという問題もある。

【００１０】本発明は、以上のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたものであり、その目的は、
小形で安定した特性を有し、大電流を流すことができる
とともに、振動に強い巻回形コンデンサを提供すること
である。

【００１１】本発明の第２の目的は、大電流を流すこと
ができるとともに、振動に強いコンデンサを容易に製造
できる巻回形コンデンサの電極引出方法を提供すること
である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は以上のような問
題点を解決するために、請求項１記載の発明は、交互に
重ねられた複数の電極層及び誘電体層によって積層体が
構成され、前記電極層の一端が前記積層体からはみ出
し、前記電極層の他端が前記積層体の内部に引き込ま
れ、前記電極層のはみ出し部分と引き込み部分とが積層
方向に交互に設けられ、前記積層体を巻回することによ
りコンデンサ素子が形成され、前記コンデンサ素子にお
ける前記電極層のはみ出し部分に電極引出用の導体が接
続された巻回形コンデンサにおいて、前記電極引出用の
導体は、穴又は穴及び返り爪が形成された電極板である
ことを特徴とする。

【００１３】以上のような請求項１記載の発明では、電
極引出用の導体である電極板に、穴又は穴及び返り爪が
形成されているので、電極板の周囲ばかりでなくその穴
部分も、電極層のはみ出し部分に対する接続有効部分と
なる。したがって、接続有効面積が大きくなり、コンデ
ンサ素子の耐電流強度、接続強度が高くなる。

【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の巻
回形コンデンサにおいて、前記電極板の周囲及び前記穴
の周囲が、前記電極箔のはみ出し部分にはんだ付けされ
ることにより又は導電性接着剤で接着されることにより
接続されていることを特徴とする。

【００１５】以上のような請求項２記載の発明では、電
極板の周囲及び穴の周囲と電極箔のはみ出し部分との接
続が、はんだ付け又は導電性接着剤によってなされてい
るので、接続が容易且つ確実となる。

【００１６】請求項３記載の発明は、巻回形コンデンサ
の電極引出方法において、複数の電極層と誘電体層とを
交互に重ねることにより積層体を構成し、前記電極層の
一端を前記積層体からはみ出させ、前記電極層の他端を
前記積層体の内部に引き込ませ、前記電極層のはみ出し
部分と引き込み部分とを積層方向に交互に設け、前記積
層体を巻回してコンデンサ素子を形成し、前記電極層の
はみ出し部分を折り曲げて、前記コンデンサ素子の側面
に沿うように押圧整形し、前記電極層のはみ出し部分
に、穴又は穴及び返り爪が形成された電極板を接続する
ことを特徴とする。

【００１７】以上のような請求項３記載の発明では、電
極引出用の導体として穴又は穴及び返り爪が形成された
電極板を用いるので、電極板の周囲ばかりでなく、その
穴部分をも、電極層のはみ出し部分に対する接続有効部
分とすることができる。したがって、接続のための有効
面積を拡大させ、コンデンサ素子の耐電流強度を向上さ
せることができると共に、接続強度の向上を図ることが
できる。

【００１８】請求項４記載の発明は、請求項３記載の巻
回形コンデンサの電極引出方法において、前記電極層の
はみ出し部分と前記電極板との接続は、前記電極板の周
囲と前記穴の周囲をはんだ付けすることによって又は導
電性接着剤で接着することよって行うことを特徴とす
る。

【００１９】以上のような請求項４記載の発明では、電
極板の周囲及び穴の周囲と電極箔のはみ出し部分との接
続を、はんだ付け又は導電性接着剤によって行うので、
容易に接続できると共に、接続が確実となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図面に従
って以下に説明する。なお、本実施の形態の巻回形コン
デンサの電極引出方法は、請求項３及び請求項４記載の
発明に対応するものであり、本実施の形態により製造さ
れる巻回形コンデンサは、請求項１及び請求項２記載の
発明に対応するものである。また、請求項に記載の電極
層はアルミニウム電極箔、誘電体層はコンデンサ紙及び
有機フィルム、電極板は金属板とする。

【００２１】（１）実施の形態の手順 まず、本実施の形態の手順を説明する。すなわち、図１
に示すように、コンデンサ紙１を有機フィルム２で挟む
ことによって誘電体層３を構成し、この誘電体層３とア
ルミ電極箔４とを交互に積層する。アルミ電極箔４の一
端は、誘電体３の相反する方向に交互にはみ出し、他端
は内部に入って誘電体層３の端部との間にマージンが設
けられている。そして、このような積層体を巻回してプ
レスすることにより、図２に示すように、反物状のコン
デンサ素子５とする。

【００２２】次に、コンデンサ素子５におけるアルミ電
極箔４のはみ出し電極４ａの部分を、図３に示すよう
に、Ｌ字形に押圧成形することにより平面状にする。そ
して、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、コンデンサ素
子５をそのはみ出し電極４ａの面が同一平面上となるよ
うに複数並べ、そのはみ出し電極４ａの面に、円形の穴
６ａが形成された長方形平板状の金属板６をはんだ付け
する。はんだ付けは、この金属板６の周囲と穴６ａに沿
って行う。

【００２３】（２）実施の形態の作用・効果 以上のような本実施の形態の作用・効果は以下の通りで
ある。すなわち、アルミ電極箔４のはみ出し電極４ａ
は、押圧成形することにより平面状になればよいので、
特別に長くする必要はない。そして、これに接続する金
属板６も平板状なので、コンデンサが大形化することは
ない。

【００２４】また、はみ出し電極４ａと金属板６との接
続は、はんだ付けにより行うので容易であり、メタリコ
ン粉の侵入等による特性のばらつきも生じない。

【００２５】そして、はんだ付けは金属板６の周辺部の
みならず、穴６ａ部分も行うので、接続面積が大きくな
り、大電流に十分耐え得るコンデンサ素子５を構成でき
る。さらに、穴６ａ部分まではんだ付けされているの
で、振動に対しても強く、車載用の機器に用いた場合等
に信頼性が向上する。

【００２６】（３）他の実施の形態 本発明は上記のような実施の形態に限定されるものでは
なく、使用する各部材の形状、材質、大きさ、数量等は
適宜変更可能である。例えば、金属板６に形成する穴６
ａは、円形に限定されず、楕円や変形円、方形その他の
多角形状、星形等であってもよく、その数や組み合わせ
も自由である。また、図５（Ａ），（Ｂ）、図６
（Ａ），（Ｂ）に示すように、金属板７，８に三角形状
又は台形状の穴と返り爪７ａ，８ａを形成し、この返り
爪７ａ，８ａの穴部分をはんだ付けしてもよい。

【００２７】さらに、金属板６，７，８とはみ出し電極
４ａとの接続は、はんだ付けに限定されるものではな
く、導電性接着剤によって接着する方法も可能である。

【００２８】

【実施例】以上のような本発明の巻回形コンデンサの電
極引出方法により製作した巻回形コンデンサの一つの実
施例を、以下に説明する。

【００２９】（１）実施例の構成 まず、本実施例の構成を説明する。なお、本実施例は、
２０００ＶＤＣ−５μＦのスナバコンデンサである。誘
電体としては、コンデンサ紙幅５０ｍｍ×１２μｍ×１
枚、有機フィルム（ポリプロピレンフィルム）幅５０ｍ
ｍ×１２μｍ×２枚を用い、電極箔としては、１対のア
ルミ電極箔幅４５ｍｍ×６μｍを用いる。

【００３０】そして、アルミ電極箔のはみ出し部分が約
３ｍｍとなるように、誘電体と電極箔が積層され巻回さ
れることにより、１．２５μＦのコンデンサ素子が形成
されている。このコンデンサ素子は４本並べられ、その
はみ出し電極面に、図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、
長手方向が８０ｍｍの金属板がはんだ付けされて接続固
定されている。なお、はんだ付けの際の金属板の予備は
んだめっきは、６２．７Ｓｎ−３７．３Ｐｂ合金の共晶
はんだを用いると、そのはんだ流れがよいので、作業性
の向上に効果がある。

【００３１】このコンデンサ素子は、図８（Ａ），
（Ｂ）に示すように、１２０×６５×１５０ｍｍのブリ
キケース９に収納され、金属板６からは５．５ｍｍ² の
平編線１０がはんだ付けで引き出され、上蓋９ａに固着
された中心導体１１ａを有するブッシング１１に接続さ
れている。上蓋９ａはブリキケース９の胴体にシーマリ
ングされて全周がはんだ付けで密閉されている。さら
に、ブリキケース９の内部には、注油孔（図示せず）か
ら絶縁油が封入され、この注油孔が封印されている。な
お、このコンデンサの内部結線図は、図９の通りであ
る。

【００３２】以上のような構成のスナバコンデンサをそ
れぞれ３台製作するとともに、従来品として、図１０
（Ａ），（Ｂ）、図１１（Ａ），（Ｂ）に示すように、
金属板を穴なしとした以外は上記実施例と同様の構成の
スナバコンデンサを３台製作した。

【００３３】（２）実施例と従来品との比較試験 これらの巻回形コンデンサに対して、パルス電流１００
０Ａ／５０μｓｅｃを１ｋＨｚで３０ｓｅｃＯＮ．ＯＦ
Ｆ通電して温度上昇試験を実施した。また、強度試験と
して、ｆ＝３０Ｈｚ、４．５Ｇで連続振動試験を実施し
た。以上の実験結果を比較したところ、次の表１、表２
に示す結果が得られた。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【表２】

【００３６】以上のように、パルス試験による温度上昇
試験では、従来品は３０００ｈで１．６ｋ温度が上昇し
ているのに対して、実施例は、同様の条件で３．７ｋを
維持していて変化がない。従って、実施例は温度上昇が
あっても接続の安定性が維持されることが確認できた。
また、連続振動試験では、従来品は耐振性が５７ｈでオ
ープン状態となったのに対して、実施例は９６ｈでも特
性に異常がない。以上のことから、本実施例は、優れた
耐大電流特性、耐振動性を有することが判明した。

【００３７】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、電極引出用の導体を穴又は穴及び返り爪が形成され
た電極板とするという簡単な構成によって、小形で、安
定した特性を有し、大電流を流すことができるととも
に、振動に強い巻回形コンデンサを提供することができ
る。

【００３８】また、本発明によれば、電極引出用の電極
箔のはみ出し部分に、穴又は穴及び返り爪が形成された
電極板を接続することによって、大電流を流すことがで
きるとともに、振動に強いコンデンサを容易に製造でき
る巻回形コンデンサの電極引出方法を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の巻回形コンデンサの電極引出方法の一
つの実施の形態に用いられる電極箔と誘電体との重層構
造を示す断面図である。

【図２】図１の電極箔と誘電体とを巻回したコンデンサ
素子の斜視図である。

【図３】図２の電極はみ出し部分を示すＡ−Ａ′断面図
である。

【図４】図２のコンデンサ素子に金属板を取り付けた状
態を示す正面図（Ａ）及び側面図（Ｂ）である。

【図５】本発明の他の実施の形態に用いる金属板を示す
正面図（Ａ）及び側面図（Ｂ）である。

【図６】本発明の他の実施の形態に用いる金属板を示す
正面図（Ａ）及び側面図（Ｂ）である。

【図７】本発明の一つの実施例に用いる金属板を示す正
面図（Ａ）及び側面図（Ｂ）である。

【図８】本発明の一つの実施例による巻回形コンデンサ
の完成体を示す正面透視図（Ａ）及び平面図（Ｂ）であ
る。

【図９】図６のコンデンサ素子の結線図である。

【図１０】従来品に用いる金属板を示す正面図（Ａ）及
び側面図（Ｂ）である。

【図１１】図１０の金属板を用いた従来品のコンデンサ
素子の一例を示す正面図（Ａ）及び側面図（Ｂ）であ
る。

【符号の説明】

１…コンデンサ紙 ２…有機フィルム ３…誘電体層 ４…アルミ電極箔 ４ａ…はみ出し電極 ５…コンデンサ素子 ６，７，８，１２…金属板 ６ａ…穴 ７ａ…三角形状返り爪 ８ａ…台形状返り爪 ９…ブリキケース ９ａ…上蓋 １０…平編線 １１…ブッシング １１ａ…中心導体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交互に重ねられた複数の電極層及び誘電
   体層によって積層体が構成され、前記電極層の一端が前
   記積層体からはみ出し、前記電極層の他端が前記積層体
   の内部に引き込まれ、前記電極層のはみ出し部分と引き
   込み部分とが積層方向に交互に設けられ、前記積層体を
   巻回することによりコンデンサ素子が形成され、前記コ
   ンデンサ素子における前記電極層のはみ出し部分に電極
   引出用の導体が接続された巻回形コンデンサにおいて、 前記電極引出用の導体は、穴又は穴及び返り爪が形成さ
   れた電極板であることを特徴とする巻回形コンデンサ。
2. 【請求項２】 前記電極板の周囲及び前記穴の周囲が、
   前記電極箔のはみ出し部分にはんだ付けされることによ
   り又は導電性接着剤で接着されることにより接続されて
   いることを特徴とする請求項１記載の巻回形コンデン
   サ。
3. 【請求項３】 複数の電極層と誘電体層とを交互に重ね
   ることにより積層体を構成し、 前記電極層の一端を前記積層体からはみ出させ、前記電
   極層の他端を前記積層体の内部に引き込ませ、前記電極
   層のはみ出し部分と引き込み部分とを積層方向に交互に
   設け、 前記積層体を巻回してコンデンサ素子を形成し、 前記電極層のはみ出し部分を折り曲げて、前記コンデン
   サ素子の側面に沿うように押圧整形し、 前記電極層のはみ出し部分に、穴又は穴及び返り爪が形
   成された電極板を接続することを特徴とする巻回形コン
   デンサの電極引出方法。
4. 【請求項４】 前記電極層のはみ出し部分と前記電極板
   との接続は、前記電極板の周囲と前記穴の周囲をはんだ
   付けすることによって又は導電性接着剤で接着すること
   よって行うことを特徴とする請求項３記載の巻回形コン
   デンサの電極引出方法。