JP2002367865A - 電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】陽極箔の座屈を原因とするショート不良や発火
を防止し、信頼性の高い電解コンデンサを提供するこ
と。 【解決手段】陽極用リード線１０を接続した陽極箔６と
陰極用リード線１２を接続した陰極箔７とをセパレータ
８を介して積層し、巻回したコンデンサ素子を有する電
解コンデンサにおいて、巻き終端１１から箔長Ｌの１／
４以内の位置に陽極用リード線１０を接続した陽極箔６
にセパレータ８を介して陰極箔７を積層した積層体９を
２組以上積層することを特徴とする電解コンデンサ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電解コンデンサに
関し、特に、陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して積
層し、巻回したコンデンサ素子を有し、印加電圧の異常
による発火等を防止できる信頼性の高い電解コンデンサ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電解コンデンサは、例えば、１枚
の長い陽極箔と１枚の長い陰極箔とを電解紙からなるセ
パレータを介して積層し、巻回して形成したコンデンサ
素子を有している。この場合、陽極箔には長手方向の中
央に陽極用リード線を接続していて、陽極用リード線を
外部用引出端子に接続した構造になっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この電解コン
デンサに誤って逆極性の電圧や定格以上の電圧が印加さ
れると、コンデンサ素子が発熱し、陽極箔が膨脹して長
手方向に伸びる。そしてこの伸びが小さいときは、電解
紙が伸びを吸収するため問題を生じない。しかし、陽極
箔の長さがほぼ２ｍ以上になると電解紙が伸びを吸収で
きなくなり、図３に示す通り、陽極用リード線２０の近
傍の巻き始め側２１を中心に、同じ位置に重なった陽極
箔２２の箇所に座屈２３が発生する。そして陽極箔２２
の座屈２３の部分には電流が集中し、かつ座屈２３の部
分により電解紙２４が破れ、陽極箔２２と陰極箔２５と
がショートする不良を生じ、さらには発火などに至る欠
点がある。

【０００４】本発明は、以上の欠点を改良し、陽極箔の
座屈を原因とするショート不良や発火を防止し、信頼性
の高い電解コンデンサを提供することを課題とするもの
である。

【０００５】

【課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、陽極用リード線を接続した陽極箔と陰
極用リード線を接続した陰極箔とをセパレータを介して
積層し、巻回したコンデンサ素子を有する電解コンデン
サにおいて、巻き終端から箔長の１／４以内の位置に前
記陽極用リード線を接続した前記陽極箔に前記セパレー
タを介して前記陰極箔を積層した積層体を２組以上積層
するものである。

【０００６】すなわち、陽極箔には巻き終端から箔長の
１／４以内の位置に陽極用リード線を接続していて、陽
極用リード線を陽極箔の巻き終端あるいはその近傍に配
置しているため、コンデンサ素子の発熱等により陽極箔
が伸びても、陽極箔に座屈を生じ難くできる。また、陽
極箔と陰極箔とをセパレータを介して積層した積層体を
２組以上積層しているため、従来のものと同一定格であ
れば陽極箔の長さをほぼ１／２以下にできる。したがっ
て、陽極箔の長さが短い分、伸びも減少でき座屈が発生
するのを軽減あるいは防止できる。これにより座屈を原
因とするコンデンサのショート不良を抑制でき、発火を
防止でき、その信頼性を向上できる。

【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においては、１はアルミ電解
コンデンサであり、ケース２にコンデンサ素子３を収納
し、蓋４により密閉した構造になっている。

【０００８】すなわち、ケース２は、金属製で円筒状で
あり、底面に肉厚を薄くした圧力弁５を設け、ケース２
内のガス圧が所定値以上になるとこの圧力弁５の箇所が
開いてガスがケース２外に放出されるようになってい
る。

【０００９】コンデンサ素子３は、例えば図２に示す通
り、陽極箔６と陰極箔７とを電解紙からなるセパレータ
８を介して積層した積層体９を単位とし、別のセパレー
タ８を介して積層体９を２組積層し、これを巻回した構
造になっている。そして陽極箔６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、
陽極用リード線１０を巻き終端１１から箔長Ｌの１／４
以内の位置に、かしめや冷間圧着、溶接等により接続し
ている。また、陰極箔７は、エッチングしたアルミ箔等
の弁作用金属箔に、陰極用リード線１２を陽極用リード
線１０に対応する位置から巻き始め側１３に５〜１０mm
ずらした位置にかしめ等により接続している。セパレー
タ８はマニラ紙やクラフト紙等を用いる。なお、積層体
９は３組以上を積層する構造であってもよい。

【００１０】蓋４は、ケース２の開口部１４に取り付け
られていて、ベーク板１５にゴム１６を張り付けたもの
で、陽極用引出端子１７と陰極用引出端子１８とが貫通
して設けられている。そして陽極用引出端子１７には陽
極用リード線１０が接続され、また陰極用引出端子１８
には陰極用リード線１２が接続されている。１９はケー
ス２を被覆している絶縁性のチューブである。

【００１１】上記のアルミ電解コンデンサ１はコンデン
サ素子３以外は従来と同様の方法で製造する。そしてコ
ンデンサ素子３を形成するには、所定の位置に陽極用リ
ード線１０を接続した陽極箔６と、陰極用リード線１２
を接続した陰極箔７とをセパレータ８を介して積層する
とともに、この積層体９にセパレータ８を介して同様な
積層体９を積層する。この後、２組の積層体９をセパレ
ータ８とともに同時に巻回してコンデンサ素子３を形成
する。

【００１２】そしてアルミ電解コンデンサ１は、巻き終
端１１から箔長Ｌの１／４以内の位置に陽極用リード線
１０を接続した陽極箔６を用い、この陽極箔６と陰極箔
７とをセパレータ８を介して積層した積層体９を２組積
層し、巻回して形成したコンデンサ素子３を有している
ため、コンデンサ素子３が発熱等により温度上昇して
も、陽極箔６に座屈を発生し難くでき、ショート不良や
発火を防止できる。

【００１３】なお、通常、陽極箔の箔長Ｌがほぼ２ｍ以
上になると座屈を生じ易くなるが、アルミ電解コンデン
サ１は、２ｍ以上の陽極箔６を用いた場合にも座屈の発
生を低減あるいは防止でき、ショート不良や発火を防止
等できる。

【００１４】

【実施例】次に、本発明の実施例について、従来例とと
もに、過電圧印加時に陽極箔に座屈が発生する状況を測
定した。測定条件は次の通りとする。

【００１５】実施例１：図１に示す通りの構造からな
り、定格が２００Ｖ，１５００μＦで、直径が３５mm、
長さが４５mmの大きさのアルミ電解コンデンサを用い
る。そしてこのアルミ電解コンデンサに用いるコンデン
サ素子は、図２に示す通りの構造で、巻き終端から１４
０mm（箔長の１／９）の位置に陽極用リード線を接続し
た長さが１２６０mmの陽極箔と、陽極用リード線に対応
する位置から巻き始め側に７mmずらした位置に陰極用リ
ード線を接続した陰極箔とをセパレータ（電解紙）を介
して積層したものを２組積層し、巻回して形成する。

【００１６】実施例２：実施例１において、巻き終端か
ら３１５mm（箔長の１／４）の位置に陽極用リード線を
接続した陽極箔と、陽極用リード線に対応する位置から
巻き始め側に７mmずらした位置に陰極用リード線を接続
した陰極箔とを用いる以外は同一の条件とする。

【００１７】従来例：実施例１において、長さ２５２０
mmで、巻き終端から１２６０mm（箔長の１／２）の位置
に陽極用リード線を接続した陽極箔と、陽極用リード線
に対応する位置から巻き始め側に７mmずらした位置に陰
極用リード線を接続した陰極箔とを用いる以外は同一の
条件とする。

【００１８】また、印加電圧は３００Ｖ（定格電圧の
１．５倍，電流７Ａ）とする。そしてケースに設けた圧
力弁が作動し、この圧力弁から電解液が噴出して止むま
でこの電圧を試料に印加する。この電圧印加後、陽極箔
に座屈が発生した試料数を測定する。試料数は各々１０
個とする。測定結果を表１に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】表１から明らかな通り、実施例１と、実施
例２と、従来例とは、電圧を印加してから圧力弁が作動
するまでの時間はほぼ同一である。また、電解液の噴出
時間は各試料ともほぼ２０秒である。したがって電圧の
印加時間はほぼ同一である。しかし、実施例１及び実施
例２によれば座屈の発生した試料数が０個であるのに対
し、従来例は１０個となり全数発生した。すなわち前者
は後者に比較して座屈が発生し難くなっている。

【００２１】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、陽極箔の
巻き終端から箔長の１／４以内の位置に陽極用リード線
を接続し、この陽極箔にセパレータを介して陰極箔を積
層した積層体を２組以上積層し、巻回することによって
コンデンサ素子を形成しているため、コンデンサ素子の
温度が上昇しても陽極箔に座屈が生じるのを防止でき、
座屈によるショート不良や発火を防止でき、信頼性の高
い電解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電解コンデンサの断面図
を示す。

【図２】本発明の実施の形態の電解コンデンサに用いる
コンデンサ素子の展開図を示す。

【図３】従来のコンデンサ素子の部分図を示す。

【符号の説明】

１…アルミ電解コンデンサ 、 ２…ケース、 ３…コ
ンデンサ素子、４…蓋、 ６…陽極箔、 ７…陰極箔、
８…セパレータ、 ９…積層体、１０…陽極用リード
線、 １１…巻き終端、 １２…陰極用リード線。整理
番号 Ｐ２５７２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 陽極用リード線を接続した陽極箔と陰極
   用リード線を接続した陰極箔とをセパレータを介して積
   層し、巻回したコンデンサ素子を有する電解コンデンサ
   において、巻き終端から箔長の１／４以内の位置に前記
   陽極用リード線を接続した前記陽極箔に前記セパレータ
   を介して前記陰極箔を積層した積層体を２組以上積層す
   ることを特徴とする電解コンデンサ。