JP3430856B2

JP3430856B2 - ケース入りコンデンサ

Info

Publication number: JP3430856B2
Application number: JP12315197A
Authority: JP
Inventors: 裕一岡崎
Original assignee: 日立エーアイシー株式会社
Priority date: 1997-04-25
Filing date: 1997-04-25
Publication date: 2003-07-28
Anticipated expiration: 2017-04-25
Also published as: JPH10303083A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はケース入りコンデン
サに関する。

【０００２】

【従来の技術】アルミ電解コンデンサ等のケース入りコ
ンデンサは、例えば、陽極箔と陰極箔とを電解紙を介し
て積層し、巻回し、電解液を含浸したコンデンサ素子を
金属ケースに収納し、石油ピッチやアタクチックポリプ
ロピレン等の固定剤を金属ケース内に充填してコンデン
サ素子を固定し、蓋を金属ケースに取り付けて密封した
構造になっている。ところで、近年、耐リプル性を向上
したコンデンサが要求されるようになってきた。このた
め、アルミ電解コンデンサ等のコンデンサは、電解紙の
比抵抗を低下したり、電解紙の密度を低下することによ
って内部抵抗を低下して発熱を減少し、それによって耐
リプル性を向上している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、内部抵抗を下
げることによって多少発熱を減少できるが、従来の固定
剤として使用されている石油ピッチ等は熱伝導性が低
く、コンデンサ素子の熱を放熱し難い欠点があり、耐リ
プル性の改善効果が低い欠点がある。

【０００４】本発明は、以上の欠点を改良し、放熱性が
良く、耐リプル性に優れ、かつ耐振性の良好なケース入
りコンデンサを提供することを課題とするものである。

【０００５】

【問題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、コンデンサ素子をケースに収納し、こ
のケースに蓋を取り付けて密封したケース入りコンデン
サにおいて、エポキシ等の絶縁樹脂製の蓋と、ケースの
少なくとも底面に接触するコンデンサ素子と、前記ケー
スの内側底面又は前記蓋の裏面の少なくともどちらか一
方に設け前記コンデンサ素子の捲芯に挿入した突起と、
前記コンデンサ素子の上端面と前記蓋の裏面との間に配
置した板状のゴム状弾性体とを有することを特徴とする
ケース入りコンデンサを提供するものである。

【０００６】本発明によれば、石油ピッチ等の固定剤を
介さずに、ケースの少なくとも底面にコンデンサ素子を
接触しているため、コンデンサ素子に発生した熱を効率
的にケースに伝達でき、放熱効果を向上でき、従って、
耐リプル性を改善できる。また、ケースの内側底面や蓋
の裏面に突起を設け、この突起をコンデンサ素子の巻芯
に挿入するとともに、コンデンサ素子と蓋との間にゴム
状弾性体を配置しているため、コンデンサ素子をケース
に効果的に固定できる。従って、振動により耐圧が低下
する等の特性劣化を軽減できる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１において、１は、ほぼ円筒状
のケースであり、アルミ等の金属材からなる。そしてこ
のケース１の内側底面には、胴の部分が四角状で、先端
部分が径の小さい円筒状であり、これらの部分の間がテ
ーパー状になっている第１の突起２を設けている。この
第１の突起２の先端は円錐状であってもよい。また、ケ
ース２の口３の近傍の側面には内側を突起状にした溝４
を設けている。

【０００８】５はこのケース１に収納したコンデンサ素
子である。このコンデンサ素子１は、陽極箔と陰極箔と
を電解紙を介して積層し、巻回し、陽極リード線６と陰
極リード線７とを引き出した構造になっている。陽極箔
は、エッチングした高純度のアルミ箔等の弁作用金属箔
に酸化皮膜を形成し、陽極リード線６を接続したもので
ある。陰極箔は、エッチングしたアルミ箔等の弁作用金
属箔に陰極リード線７を接続したものを用いる。電解紙
はマニラ紙やクラフト紙等を用いる。なお、コンデンサ
素子５の巻芯８は、陰極箔あるいは電解紙のみを巻回す
るか、両者を合せて積層し巻回して形成する。この巻芯
８の直径はφ２０〜４０程度にする。また、コンデンサ
素子５の最外周を陰極箔を延長して巻き取る構造として
もよく、電解紙を巻き取るよりも放熱効果を向上でき
る。さらに、コンデンサ素子５の陽極リード線６等の引
き出し方向とは反対側の底面から陰極箔をはみ出させ、
このはみ出した陰極箔をケース１の内側底面に接触する
構造としてもよく、これによって放熱効果を向上でき
る。そしてコンデンサ素子５は、コンデンサ素子５の径
ｄとケース１の内径Ｄの比ｄ／Ｄが０．９〜１．０とな
る大きさが好ましく、これによりコンデンサ素子５の温
度上昇を効果的に抑制でき、特にｄ／Ｄ＝１．０の場合
にはコンデンサ素子５の側面がケース１の内面に接触す
るため最も放熱性が良い。

【０００９】また、ケース１に収納したコンデンサ素子
５はその底面をケース１の内側底面に接触している。そ
してコンデンサ素子５の巻芯８にはケース１の底面に設
けた第１の突起２を挿入している。従って、第１の突起
２は少なくとも胴部がコンデンサ素子５の巻芯８の径よ
りも多少大きい方が良い。このような構造とすることに
より、耐振性がより向上し、ケース１底面との接触も良
好になり、放熱性もより向上する。

【００１０】９は、エポキシ等の絶縁樹脂製の蓋であ
り、ケース１の口３の部分に、この口３をかしめて取り
付けている。なお、蓋９の周囲には段差１０を設けると
ともに、この段差１０に断面が三角形状の突起１１を設
け、ゴム等の弾性材からなる弾性帯１２を配置してい
る。そしてこの弾性帯１２にケース１の屈曲した口３を
くい込ませて密閉性を向上している。また、蓋９には陽
極端子１３と陰極端子１４とを貫通して設けている。そ
して陽極端子１３には陽極リード線６を接続し、かつ陰
極端子１４には陰極リード線７を接続している。さら
に、蓋９の裏面にはほぼ中央部から突出する円錐状の第
２の突起１５を設けている。

【００１１】１６は、コンデンサ素子５の上端面と蓋９
の裏面との間に配置した円板状のゴム状弾性体であり、
中心部に貫通孔１７を設けている。このゴム状弾性体１
６には、シリコンやスチレン・ブタジエン、エチレン・
プロピレンターポリマー、ブチル等のゴムやゴム類似物
質を用いる。また、ゴム状弾性体１４の厚さは、コンデ
ンサ素子５と蓋９との間隔よりも薄くても、コンデンサ
素子５が蓋９の方向に上下動する距離が短くなるため、
その分、耐振性が向上する。しかし、ゴム状弾性体１４
の厚さは、好ましくはコンデンサ素子５と蓋９との間隔
とほぼ同一かあるいはそれ以上の厚さとする方が良い。
すなわち、この場合には、コンデンサ素子５をケース１
の底面に確実に接触させることができあるいは押付ける
ことができる。従って、放熱効果が向上するとともに、
縦方向の振動に対してケース１内でコンデンサ素子５が
上下動するのを防止でき、より耐振性を向上できる。さ
らに、コンデンサ素子５の上端面に接触する面積がその
上端面の２０％となるような大きさのゴム状弾性体１６
を用いることにより、より耐振性を向上でき、特性劣化
を低下できる。なお、図１においては、ゴム状弾性体１
５の端から離れた位置に陽極リード線６と陰極リード線
７とを配置している。しかし、ゴム状弾性体１５がコン
デンサ素子５の上端面のほぼ全面に接触する程度の大き
さの場合や陽極リード線６等のコンデンサ素子５からの
引き出し位置が巻芯８に近い場合等のときは、ゴム状弾
性体１５に陽極リード線６等が貫通できる孔を設け、陽
極リード線６等をその孔に通して陽極端子１３等に接続
する構造としてもよい。

【００１２】そしてゴム状弾性体１６の貫通孔１７を通
してコンデンサ素子５の巻芯８まで、蓋９に設けた第２
の突起１５を挿入している。この場合、第２の突起１５
が円錐状であるため挿入作業が容易になる。そして第２
の突起１５を貫通孔１７と巻芯８とに挿入しているた
め、第１の突起２と合せて、コンデンサ素子５が横揺れ
するのをほとんど防止できる。

【００１３】なお、第１の突起２及び第２の突起１５と
を合せて、コンデンサ素子５の巻芯８の長さの２０％以
上の深さに挿入する方が好ましく、より耐振性が向上す
る。また、図１の実施の形態の場合には、ケース１の底
面に第１の突起２を設けるとともに、蓋９の裏面に第２
の突起１５を設けているが、どちらか一方を省略しても
よい。そして第１の突起２と第２の突起１５の両方を設
けた場合には、第２の突起１５をコンデンサ素子５の巻
芯８に挿入しない構造としてもよい。

【００１４】１８はケース１を被覆している絶縁性のチ
ューブである。

【００１５】次に、上記のケース入りコンデンサ１９の
製造方法を説明する。先ず、アルミ等の弁作用金属をエ
ッチングし、陽極化成処理をして酸化皮膜を形成した陽
極箔に、コールドウェルド法やかしめつけ法等により陽
極リード線６を接続する。また、陽極箔に陰極リード線
７をコールドウェルド法等により接続する。そしてこの
陽極箔と陰極箔とを電解紙を介して重ね合せて巻回し、
コンデンサ素子５を形成する。次に、コンデンサ素子５
に真空含浸法や真空加圧含浸法等によって電解液を含浸
する。電解液を含浸後、必要に応じて遠心分離処理をし
て過剰な電解液をコンデンサ素子５から除去する。この
後、陽極リード線６及び陰極リード線７を各々蓋９に設
けた陽極端子１３及び陰極端子１４に接続して、コンデ
ンサ素子５に蓋９を取付ける。そして蓋９の第２の突起
１５をゴム状弾性体１６の貫通孔１７に挿入して、ゴム
状弾性体１６を蓋９に取付ける。また、アルミ等の金属
板を用いて有底円筒状で、内側底面に第１の突起２を有
するケース１を製造する。そして蓋９を取り付けたコン
デンサ素子５をこのケース１に収納する。この際、コン
デンサ素子５の巻芯８に第１の突起２を挿入する。この
後、口３をかしめて蓋９をケース１に取付けケース１を
密閉する。この際、ゴム状弾性体１６から突出している
第２の突起１５をコンデンサ素子１の巻芯８に挿入す
る。ケース１を密閉後、高温雰囲気中において、段階的
に昇圧しながら最終的に定格電圧以上の電圧を印加して
エージング処理をする。エージング処理後、ケース５に
チューブ１８を被覆する。

【００１６】

【実施例】次に、定格４００Ｖ，１００００μＦで、大
きさが直径約８９mm、長さ１５６mmの円筒状のアルミ電
解コンデンサの実施例について、従来例とともに、コン
デンサ素子中心部の温度と、耐振性とを測定した。な
お、実施例は図１に示す通りの構造とする。そしてケー
ス１は外径８８．９mm、内径８６．６mmの大きさで、ア
ルミ製とする。このケース１の底面に設けた第１の突起
２は、全体の長さが３５mmで、胴部が長さ１８mm、その
一辺が７．５mm、先端部が長さ１０mm、径４mmとする。
また、コンデンサ素子５は、全体の直径が８５mm、そし
て巻芯８の直径が１０mmで、中心部を電解紙と陰極箔と
を積層して直径４５mmの大きさまで巻回して形成したも
のとする。さらに、蓋９に設けた第２の突起１５は、長
さ３５mmで、根本の径が７．５mmとする。そして、ゴム
状弾性体１６は、直径２０mm、厚さ１５mmの円板状で、
中心に設けた貫通孔１７の直径が８mmのシリコンゴムか
らなる。また、従来例は、中心部分から陽極箔と陰極箔
とを電解紙を介して積層したものを巻回したコンデンサ
素子を用い、このコンデンサ素子を石油ピッチからなる
固定剤によりケースに固定する以外は、実施例と同一の
条件とする。そしてコンデンサ素子の中心部の温度上昇
は、温度４０℃の雰囲気中に試料を放置し、周波数１２
０Ｈｚのリプル電流６０Ａを流して測定した。その結
果、実施例の方が従来例に比較して約４５％発熱が低下
した。さらに、耐振性は、ＪＩＳ−Ｃ５１４１による試
験方法により確認した。その結果、実施例及び従来例と
も異常は無かった。これらの測定結果から、実施例によ
れば従来例に比較して、許容リプル電流は３５％改善さ
れた。

【００１７】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、コンデン
サ素子をケースの底面に接触するとともに、コンデンサ
素子の巻芯に突起を挿入し、かつコンデンサ素子と蓋と
の間にゴム状弾性体を配置しているため、放熱性が向上
し、耐リプル性を改善でき、耐振性に優れたケース入り
コンデンサが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の断面図を示す。

【符号の説明】

１…ケース、２…第１の突起、５…コンデンサ素
子、８…巻芯、９…蓋、１５…第２の突起、１６
…ゴム状弾性体、１９…ケース入りコンデンサ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】コンデンサ素子をケースに収納し、この
ケースに蓋を取り付けて密封したケース入りコンデンサ
において、エポキシ等の絶縁樹脂製の蓋と、ケースの少
なくとも底面に接触するコンデンサ素子と、前記ケース
の内側底面又は前記蓋の裏面の少なくともどちらか一方
に設け前記コンデンサ素子の捲芯に挿入した突起と、前
記コンデンサ素子の上端面と前記蓋の裏面との間に配置
した板状のゴム状弾性体とを有することを特徴とするケ
ース入りコンデンサ。
【請求項２】コンデンサ素子をケースに収納し、この
ケースに蓋を取り付けて密封したケース入りコンデンサ
において、エポキシ等の絶縁樹脂製の蓋と、ケースの少
なくとも底面に接触するコンデンサ素子と、前記ケース
の内側底面と前記蓋の裏面の両方に設け前記コンデンサ
素子の捲芯に挿入した突起と、前記コンデンサ素子の上
端面と前記蓋の裏面との間に配置した板状のゴム状弾性
体とを有することを特徴とするケース入りコンデンサ。