JPS58186931A

JPS58186931A - 平形電解コンデンサ

Info

Publication number: JPS58186931A
Application number: JP57069775A
Authority: JP
Inventors: 大沢　光男
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1982-04-26
Filing date: 1982-04-26
Publication date: 1983-11-01

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】本発明は新規な平形電解コンデンサに関し、特にコンデ
ンサの素子から発生された熱を有効に放熱することがで
き、且つ温度分布が均一で、従って容量分布も均一で、
しかもコンデンサの素子を成す積層体の振動の少ない新
規な平形電解コンデンサを提供しようとするものである
。

従来、電解コンデンサとして用いられたものは一般に陽
極を成すフィルムと陰極を成すフィルムとをその間に絶
縁材として電解フィルムを介在させた状態で巻取って環
状の素子をつくり、その素子を含浸し、電極の取り付け
、エイジング処理等をした後、ケース内に実装してなる
ものである。

ところでこのような巻取りによってつくった電解コンデ
ンサには下記のような無視することのできない問題があ
った。先ず、第１に充分な容量、耐圧を得るためにはコ
ンデンサの径、高さを相当大きくしなければならず、そ
のためオーディオ装置等電子装置の小型化に対応するこ
とが困難である。又１巻取りによってつくった電解コン
デンサは環状の素子を囲むような磁束が発生し、それが
そのコンデンサを用いた電子回路その他に悪影響を及ぼ
し例えばハム等を発生させる。更には、シャーシ等が鉄
等磁性体からなる場合には磁力線がそのシャーシ等によ
って乱され、その反作用としてコンデンサを流れる電流
が歪んでしまうという問題がある。更に又、素子を巻取
りによりつくった電解コンデンサは素子から発生された
熱が放熱されにビく、そのため温度上昇が激しいので、
その温度上昇によって容量その他の特性が大き（変化し
てしまうという問題もある。更には、環状の素子の中心
部側（巻き始め側）と周縁部側（巻き絆り側）とでは温
度が異なり、中心部側の力が温度が高く、そのため容量
分布も不均一で、中心部側の方が６蟻が大きく周縁部側
へ行くに従って容量が小さくなるという容量分布を有し
ており、このようなコンデンサの容量分布の不均一によ
って電子回路の特性が低下せしめられるという無視でき
ない問題もある。

そのため、電解紙を介して対向する陽極箔と陰極箔とを
複数対積層した積層体を素子とした平形電解コンデンサ
が着目されている。というのはこのタイプの電解コンデ
ンサによれば、非常に厚さを薄くすることができるので
、電子機器の小型化に充分に対応することができ、しか
も素子が平板状なので環状の素子の場合とは異なり磁束
がほとんど発生せず、従って、磁束の発生を原因とする
ハム、電流の歪は生じる余地がほとんどない、更に、積
層体をその表側をケースの蓋体に、裏側をケースの本体
に密着させてケース内に収納することができるので、積
層体から生じる熱をケースの蓋体及び本体を通じて効果
的に放熱することができる。従って、温度上昇による容
量その他の特性の変化量も少ないという利点を有してお
り、又、巻取りによってつくった電解コンデンサと比較
して温度分布の均一性が良く、従って、容量分布の均一
性が良いという長所も有しているからである。

しかしながら、電子装置の高度化に伴い、電解コンデン
サに要求される特性が非常に高くなっており、中に電解
コンデンサを平形のものにするというだけでその高い要
求に対して筒中に応じることができるというわけではな
い。この点について′電解コンデンサを用いたパワーア
ンプを例としてより具体的に説明する。第１図はパワー
アンプの一例における電源回路と出力回路とを示すもの
で、トランスＴの２次側コイルの両端子はダイオードＤ
Ｉ、Ｄ２のアノードに接続され、そのダイオードＤｉと
Ｄ２のカソードどうしは互いに接続されて陽極を成し、
２次側コイルの中間タップは陰極を成す。その陽極と陰
極との間には平滑用の電解コンデンサＣＣが接続されて
いる。又、その陽極と陰極との間にはＮＰＮトランジス
タＱ１とＰＮＰ）ランジスタＱ２とからなるプッシュプ
ル出力回路が接続されている。ＳＰはプッシュプル出力
回路の負荷となるスピーカ、Ｃは該スピーカＳＰに直列
に接続されたコンデンサである。そのアンプに用いられ
る電解コンデンサＣＣは電源回路の平滑用のコンデンサ
としてリップルを吸収するが、又、交流信号の通る経路
ともなるので、その電解コンデンサＣＣの特性がアンプ
の特性に無視できない影響を及ぼす、従って、電解コン
デンサＣＣの容量等の特性がきわめて安定していること
が必要であり、そのため、容量等の特性を不安定にする
要因となる電解コンデンサＣＣの温度上昇をできるだけ
小さくすることを必要とする。

又、容量分布の不均一の原因となる温度分布の不均一も
極力小さくすることが必要である。又、平形電解コンデ
ンサＣＣにおいては交流信号が流れると陽極に帯電した
電荷と陰極に帯電した電荷とによってクーロン力が生じ
、陽極と陰極とが互いに吸収したり反発したりして振動
する。そして、その振動が特性を悪くする一因となって
いた。

そこで、本発明は、素子から発生された熱を有効に放熱
することができ、且つ温度分布が均一で、従って容量分
布も均一で、しかもコンデンサの素子を成す積層体の振
動の少ない新規な平形電解コンデンサを提供しようとす
るものであり、本発明平形電解コンデンサは、第１に、
電解紙を介して対向された陽極箔と陰極箔とを複数対積
層してなる積層体を少なくとも一部が熱伝導の良好な伝
熱材料から成るケース内に収納し、陽極箔と陰極箔との
いずれか一方を上記ケースの前記伝熱材料面に接続して
なることを特徴とするものであり、第２に、電解紙を介
して陽極箔と陰極箔とを複数対積層してなる積層体を少
なくとも一部が熱伝導の良好な伝熱材料からなるケース
内に収納してなる平形電解コンデンサであって、前記陽
極箔と陰極箔との少なくともいずれか一方と、前記電解
紙との互いに対応した位置にそれぞれ孔を形成し、前記
陽極箔と陰極箔とのうちのどちらかをＥ配孔の形成部に
て前記ケースの伝熱材料面に接続してなることを特徴と
するものであり、そして、第３に、電解紙を介して陽極
箔と陰極箔とを複数対積層してなる積層体を少なくとも
一部が熱伝導の良好な伝熱材料からなるケース内に収納
してなる平形電解コンデンサであって、前記陽極箔、陰
極箔及び電解紙の互いに対応した位置に孔を形成し、紡
孔の大きさは陽極箔と陰極箔との一方の孔を最小に、他
方の孔を最大に、そして電解紙の孔をその中間にし、前
記最小の大きさの孔を有する箔をそれらの孔の形成部に
て前記ケースの伝熱材料面に接続してなることを特徴と
するものである。

以下木考案を図面に示した実施例に従って詳細に説明す
る。

第２図及び第３図は本考案平形電解コンデンサの第１の
実施例を示すものである。第２図は電解コンデンサの素
子を成す積層体１を示し、該積層体ｌは、陽極箔２と陰
極箔３とを電解紙４を介して交すに重ね合わせてなる。

その陽極箔２．２゜・・・はその一部が電解紙４．４、
・・・から例えば第２図における左側へ張り出すように
、陰極箔３．３、・・・はその一部が電解紙４．４、・
・・から同図における右側へ張り出すように重ねられて
いる。そして、この積層体ｌは第３図に示すように積層
体収納四部５をケース本体６に有し、熱伝導の良好な金
属例えばアルミニウムから成るケース７に収納される。

具体的には先ず積層体ｌを蓋体８に次のようにして取り
付ける。′＊属からなる薄い電極板９及び１０を陽極箔
２，２、・・・及び陰極箔３，３、・・・の電解紙４゜
４、・・・から張り出した部分に溶接その他の適宜な手
段で予め接続しておき、そして、陰極箔３．３、・・・
に接続された電極板１０の一部をケース本体６の積層体
収納凹部５に溶接等の手段により直接接続する。更に、
陽極箔２．２、Φ・・に接続された電極板９の一部を蓋
板８の裏面にそれと電気的に絶縁された状態で固定する
。その固定の仕方を詳細に述べると、電極板９に棒状の
端子１１を貫通し、該端子１１の一端部を電極板９に溶
接しておき、一方、蓋体８に穿設された端子取付孔１２
には一対の環状の絶縁スペーサ１３．１４を取り付けて
おく、該絶縁スペーサ１３．１４はそれぞれ一端に端子
取付孔１２の周縁と係合する係合フランジ１５．１６を
有し、一方の絶縁スペーサ１３の外径は端子取付孔１２
の径よりも梢小さくされ、他方の絶縁スペーサ１４の外
径は絶縁スペーサ１３の内径よりも稍小さくされている
。そして１例えば絶縁スペーサ１３を端ｆ取付孔１２に
蓋体８の裏側から挿通し、この絶縁スペーサ１３に絶縁
スペーサ１４を蓋体８の表側から挿通する。次いで、そ
の状態の絶縁スペーサ１４に一端を電極板９に接続され
た端子１１を蓋体８の裏側から挿通する。そして、この
端子１１の絶縁スペーサ１４から突出した部分の根本に
金属ディスク１７を溶接等の手段によって外嵌状に固定
する。そして、蓋体８の表面には棒状の端子１８を溶接
等により立設しておく、１９はケース本体６の積層体収
納凹部５の外側に設けられた環状の防水リング収納溝で
、該防水リング収納溝１９内にはゴム等からなる環状の
防水リング２０が収納されている。

そして、ケース７の本体６と蓋体８とをその周縁にて溶
接その他の手段で結合することによりケース７内に積層
体ｌを収納する。

このように、第２図に示した平形電解コンデンサは陰極
箔３，３、・・・が熱伝導の良い金属からなるケース本
体６に接続されている。従って、積層体ｌの内部で発生
した熱は単に積層体ｌの裏面からケース本体６へ伝導さ
れるだけでなく、積層３．３、Φ・・を通してケース本
体６へきわめて効率的に伝導される。従って、放熱性を
良くすることができ、平形電解コンデンサの温度上昇を
小さくすることができる。依って、温度変化に起因する
６楡その他の特性の変化量を小さくすることができる。

第４図乃至第７図は、本発明平形電解コンデンサの第２
の実施例を示すものである。

第４図は平形電解コンデンサの素子を成す積層体１ａを
示し、その積層体１ａは全体として略正方形を有し、そ
れを構成する陽極箔２ａ、２ａ、−・・、陰極箔３ａ、
３ａ、ａｌ１４及び電解紙４ａ、４ａ、・・・はそれぞ
れ中央部に例えば円形の孔２１．２１．−″・・、２２
，２２、・・・及び２３．２３、・・・が形成されてい
る。それらの孔２１．２１、・・・、２２．２２、・拳
・及び２３．２３．・・・の径は、陽極箔２ａ、２ａ、
＊・＊、孔２１．２１．−−−（７）径ｄ２が最も犬き
く、そして、電解紙４ａ、４ａ、・・・の孔２３．２３
の径ｄ４がそのｄ２とｄ３との中間の大きさになるよう
にされている。又、陽極箔２ａ、２ａ、・・・、陰極箔
３ａ、３ａ、　　・・・及び電解紙４ａ、４ａ、・・・
の縦及び横の長さｌは、陽極箔２ａ、２ａ、・・・のそ
れｔ２が最も大きく、陰極箔３ａ、３ａ、・・拳のそれ
Ｉ３が最も小さく、そして、電解紙４ａ、４ａ、・・・
のそれ１４がその中間の大きさになるようにされている
。尚、電解紙４ａ、４ａ、・・拳のうち最も下に位置す
る電解紙４ａだけは陽極箔２ａ、２ａ、・・・と後述す
るケースの放熱板との間を電気的に絶縁するために陽極
箔２ａ、２ａ、・＠・よりも更に大きくされている。

これら陽極箔２ａ、２ａ、・・・、陰極箔３ａ、３ａ、
・・・及び電解紙４ａ、４ａ、・・・はその孔２１．２
１、・・・、２２．２２、・・・及び２３．２３、・拳
・の中心軸線が略一致するように積層されている。しか
して、陽極箔２ａ、２ａ、・・・の周縁部は陰極箔３ａ
、３ａ、・・・及び電解紙４ａ、４ａ、・・・から外側
へ張り出し、そして陰極箔３ａ、３ａ、　　・・・の内
縁部は陽極箔２ａ、２ａ、　　・・・及び電解紙４ａ、
４ａ、＊＊＊の孔２１．２１．−−−及び２３．２３．
　　・・・から内側へ張り出す。

この積層体１ａは第５図に示すような略正方形のケース
２４に収納されるものであり、第６図及び第７図によっ
てケース２４内部の一造を示す。

ケージ２４は金属例えばアルミニウムからなる板状の本
体２５と１合成樹脂を成形加工することによって形成さ
れた冠状の蓋体２６とからなり、ケース本体２５はその
周縁にはＬ側に稍延び更に外方へ稍延びる嵌合突起２７
が一体に形成されている。一方、冠状の蓋体２６はその
内周面の下端より稍七方に前記嵌合突起２７が嵌合され
る嵌合溝２８が形成されている。更に、蓋体２６の一つ
の対角線上には２つの角部に相近接した位置に陽極端子
取付孔２９．２９が形成されており、該陽極端子取付孔
２９．２９にはスリーブ状のバッキング３０．３０を介
してピン状の陽極端子３１．３１が嵌合され固定されて
いる。

このケース２４内には積層体ｌが次のようにして収納さ
れる。陽極箔２ａ、２ａ、＊・−の陰極箔３ａ、３ａ、
・・−及び電解紙４ａ、４ａ、・・・から外方へ張り出
した周縁部を互いに接続し、更にその周縁部に薄い金属
枠３２を接続する。又、陰極箔３ａ、３ａ、・・・の陽
極箔２ａ、２ａ、Φ・・及び電解紙４ａ、４ａ、・φ・
の孔２１．２１、・・・及び２３．２３、・・・から喰
みだした部分、即ち、陰極箔３ａ、３ａ、・・・の孔２
２．２２、・・・の周縁部を互いに接続し、更に該周縁
部に薄い金属ディスク３３をケース２４の本体２５の略
中央部に接続する。そして、金属枠３２と陽極端子３１
．３１の内側の端部との間に金属からなる細い導板３４
，３４（図面にはその一方３４のみを示す、）を接続す
る。しかる後、ケース本体２５の嵌合突起２７を蓋体２
６の嵌合溝２８に嵌合することにより本体１１と蓋体１
２とを互いに結合して本体２５と蓋体２６とを一体化す
る。

このような平形電解コンデンサは、陰極箔３ａ、３ａ、
φ・・が金属ディスク３３を介してケース本体２５に接
続されているので、積層体１ａの内部で発生した熱は積
層体１ａの表面を通ってケース本体２５に放熱されるの
みならず、熱伝導性の良い金属製の箔からなる陰極箔３
ａ、３ａ、・・・を通しても効率的にケース本体２５に
放熱される。しかも、陰極箔３ａを通しての放熱を積層
体１ａの最も温度の高くなる中央部において行うので放
熱量をきわめて大きくすることができる。即ち、平形電
解コンデンサにおいてはその素子を成す積層体１ａの発
熱量は周縁部では小さく中央部が最も大きい。従って、
平形電解コンデンサの温度上昇をより少なくするには効
率的な放熱を積層体１ａの周縁部において行うよりも中
央部あるいはその付近において行うことが望ましいとい
える。そして、第４図乃至第７図に示した平形電解コン
デンサにおいては電極箔による効率的な放熱が積層体１
ａの中央部にてなされるので、放熱性がより一層良好と
なり、平形電解コンデンサの温度上昇がきわめて小さく
なる。依って、温度上昇に起因する容量その他特性の変
化量を非常に小さくすることができる。

又、上述したように積層体１ａの最も発熱量の大きい部
分の熱をより有効に放熱することができるので、積層体
１ａの温度分布の不均一性をより小さくすることができ
、従って、温度分布の不均一性に起因する容量分布の不
均一性を小さくすることができる。

更に又、積層体１ａの陰極箔３ａ、３ａ、・・・の中央
部が金属ディスク２３を介してケース本体２５に固定さ
れるようにしたので、その固定する力によって積層体１
ａ特にその中央部をケース本体２５へ押圧することがで
き、従って積層体１の振動を防止することができる。即
ち、一般のコンデンサにおいては交流信号が流れると陽
極箔２に帯電した電荷と陰極箔３に帯電した電荷とによ
ってクーロン力が生じ、陽極と陰極とが互いに吸収した
り反発したりして振動する惧れがあるが、上述したよう
に第４図乃至第７図に示した平形電解コンデンサにおい
ては積層体１の特に中央部が押圧されているので、振動
が阻止される。

従って、振動に起因して特性が変動しそれによって信号
が変調されてしまうという惧れをなくすことができる。

尚、８４図乃至第７図に示した実施例においては、ケー
ス本体２５に接続された陰極箔３ａ、３ａ、１１・φに
も孔２２．２２、φ・・が形成されているが、第８図に
示すように陰極箔３ｂ、３ｂ、・・・に孔を形成しない
ようにすることもできる。

又、上記各実施例においては、ケース本体６．２５には
陰極箔３．３、・・・、３ａ、３ａ、ｅ・Φが接続され
ているが、逆に陽極箔２．２、・番・、２ａ、２ａ、　
　・・・をケース本体６．２５に接続するようにしても
良いことは勿論である。

更に又、平形電解コンデンサの素子を成す積層体は略正
方形であるが、長方形であっても良い。

その場合長辺と短辺との差が大きいほど積層体の温度分
布の不均一性が大きくなるので、長辺と短辺との差が小
さいことが好ましい、又、積層体ｌの形状を円形にして
温度分布の不均一性をより小さくするようにしても良い
。

以上に述べたように、本発明平形電解コンデンサの一つ
のものは、電解紙を介して対向された陽極箔と陰極箔と
を複数対積層してなる積層体を少なくとも一部が熱伝導
の良好な伝熱材料から成るケース内に収納し、陽極箔と
陰極箔とのいずれか一方を上記ケースの前記伝熱材料面
に接続してなることを特徴とするものである。従って、
平形電解コンデンサの素子を成す積層体の内部で発生し
た熱は、単に積層体の裏面からケースの伝熱材料面に伝
導されるだけでなく、内部から熱伝導性のよい陽極箔と
陰極箔とのどちらかを通してもケースの伝熱材料面に伝
導される。従って、放熱量を大きくすることができ、平
形電解コンデンサの温度上昇を小さくすることができる
。依って、平形電解コンデンサの温度上昇に起因する容
量その他の特性の変化量を小さくすることができる。

又１本発明平形電解コンデンサの他のものは、電解紙を
介して陽極箔と陰極箔とを複数対積層してなる積層体を
少なくとも一部が熱伝導の良好な伝熱材料からなるケー
ス内に収納してなる平形電解コンデンサであって、前記
陽極箔と陰極箔との少なくともいずれか一方と、前記電
解紙との互いに対応した位置にそれぞれ孔を形成し、前
記陽極箔と陰極箔とのうちのどちらかを上記孔の形成部
にて前記ケースの伝熱材料面に接続にてなることを特徴
とするか、あるいは前記陽極箔、陰極箔及び電解紙の互
いに対応した位置に孔を形成し、鎖孔の大きさは陽極箔
と陰極箔との一方の孔を最小に、他方の孔を最大に、そ
して電解紙の孔をその中間にし、前記最小の大きさの孔
を有する箔をそれらの孔の形成部にて前記ケースの伝熱
材料面に接続してなることを特徴とするものである。従
って、積層体内部の熱の伝熱性のよい電極箔（即ち陽極
箔と陰極箔とのいずれか一方）を通してより効率的な放
熱を積層体の温度上昇量の比較的少ない周縁部よりも内
側のより温度上昇量の大きな部分において行うことがで
きる。従って、放熱量を著しく増大させることができ、
温度上昇量を言わめて少なくすることができる。又、そ
れに伴って温度の高い部分と低い部分の温度差、そして
、温度分布の不均一性も小さくすることができる。

依って、温度変化に起因する容量その他の特性の変化を
小さくすることができ、それと共に容量分布の均一性を
高めることができる。そして、陽極箔と陰極箔との少な
くともいずれか一方をその他方及び電解紙の孔の形成部
にて接続し、その箔の互いに接続された部分をケースの
放熱部に接続することによって積層体をケースの伝熱材
表面へ押圧することができる。従って、積層体の振動を
防止することが可能となる。

尚、第４図乃至第７図、あるいは第８図に示す実施例の
ように電極箔及び電解紙の孔を積層体ｌ、ｌａ、ｌｂの
中央部に形成し、電極箔を通しての効率的な放熱を積層
体１．ｌａ、ｌｂの中央部にて行うこととすれば最も有
効に放熱を行うことができる。即ち、積層体で最も温度
が高くなるのはその中央部であるので、上記実施例のよ
うにその中央部の熱をより有効に放熱すれば放熱量を最
も大きくすることができ、温度上昇を最も有効に防１．
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電解コンデンサの特性の重要性を説明するため
の電解コンデンサを使用したアンプの要部を示す回路図
、第２図及び第３図は本発明電解コンデンサの実施の一
例を示すもので、第２図は積層体の縦断面図、第３図は
コンデンサの縦断面図、第４図乃至第７図は本発明電解
コンデンサの他の実施例を示すもので、第４図は積層体
の縦断面図、第５図は全体の斜視図、第６図は第５図の
６−６線に沿う断面図、第７図は第５図の７−７線に沿
う断面図、第８図は本発明平形電解コンデンサの更に他
の実施例を示す縦断面図である。符号の説明１、ｌａ、ｌｂ＊＊＊積層体、２．２ａ＊＊・陽極箔、
３．３ａ、３ｂ・拳・陰極箔、４　、４　ａ＠　１１１
＋電解紙、７．２４−−−ケ−ス、２１．２２．２３・
・・孔「−系先ネ南ｊＦ’＊Ｎ　　（自発）昭和５７′お→；ｆ月２月日１日庁長官　若　杉　和　夫　殿 ■、“１１件の表小１招和５７年特許願第６９７７５号２、発明の名称セ形屯解コンデンサ３、補止をする清用件との関係　特許出願人住所　東京部品用区北品用６１−目７番３５号名＠　（
２１８）　　ソニー株式会社４、代理人住所　東京都中央区入船３丁目１８１０〜４０１号５、
抽圧の対象明細−１の発明の詳細な説明の橿１６、補止の内容手続補正書１、明細書第３ページ９行目、「電解」と「フィルム」
との間に「紙」を挿入する。２、明細書第３ページ１１行目、ｒ子をＪと「含浸し、
」との間に「電解液で」を挿入する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電解紙を介して対向された陽極箔と陰極箔とを複
数対積層してなる積層体を少なくとも一部が熱伝導の良
好な伝熱材料から成るケース内に収納し、陽極箔と陰極
箔とのいずれか一方を上記ケースの前記伝熱材料面に接
続してなることを特徴とする平形電解コンデンサ
（２）電解紙を介して陽極箔と陰極箔とを複数対積層し
てなる積層体を少なくとも一部が熱伝導の良好な伝熱材
料からなるケース内に収納してなる平形電解コンデンサ
であって、前記陽極箔と陰極箔との少なくともいずれか
一方と、前記電解紙との互いに対応した位置にそれぞれ
孔を形成し、前記陽極箔と陰極箔とのうちのどちらかを
上記孔の形成部にて前記ケースの伝熱材料面に接続にて
なることを特徴とする平形電解コンデンサ
（３）陽極箔と陰極箔との少なくともいずれか一方と、
電解紙とに互いに対応して設けられる孔の位置を積層体
の略中央部にしてなることを特徴とする特許請求の範囲
第２項記載の平形電解コンデンサ
（４）電解紙を介して陽極箔と陰極箔とを複数対積層し
てなる積層体を少なくとも一部が熱伝導の良好な伝熱材
料からなるケース内に収納してなる平形電解コンデンサ
であって、前記陽極箔、陰極箔及び電解紙の互いに対応
した位置に孔を形成し、鎖孔の大きさは陽極箔と陰極箔
との一方の孔を最小に、他方の孔を最大に、そして電解
紙の孔をその中間にし、前記最小の大きさの孔を有する
箔をそれらの孔の形成部にて前記ケースの伝熱材料面に
接続してなることを特徴とする平形電解コンデンサ
（５）陽極箔、陰極箔及び電解紙の孔の位置を積層体の
略中央部にしてなることを特徴とする特許請求の範囲第
４項記載の平形電解コンデンサ