JP7189597B2 - 電解コンデンサ - Google Patents

Description

本発明は、電解コンデンサに関する。

従来の電解コンデンサは特許文献１に開示されている。図８は従来の電解コンデンサ１を示しており、電解コンデンサ１はコンデンサ素子４、ケース３及び封口体１０を備えている。コンデンサ素子４は一端面から延出される一対のリード端子７、８を有している。ケース３は下端に開口部３ａを有した有天筒状であり、コンデンサ素子４を収納する。封口体１０は板状のゴムから成り、開口部３ａに挿入される。

電解コンデンサ１はケース３にコンデンサ素子４を収納して電解液を充填し、開口部３ａに封口体１０を挿入してケース３を封口する。この時、リード端子７、８は封口体１０に形成された貫通孔１７、１８を貫通し、ケース３の外部に延出する。また、ケース３は封口体１０の周面に対向する領域において内側に絞られて内側に突出する突出部３ｂが形成される。突出部３ｂの内面は封口体１０の周面に密着してケース３内が気密に形成される。

ケース３の外部に引出されたリード端子７、８は折曲されて側方に延びる接続部７ａ、８ａが形成される。接続部７ａ、８ａは半田付けされて回路基板に電気的に接続されて電解コンデンサ１が回路基板に固定される。

特開２０１６－４９１４号公報

上記従来の電解コンデンサ１において、図９に示すように、リード端子７、８を回路基板に半田付けする際にケース３内の温度及び内圧が上昇して封口体１０が外方に凸に変形することがある。この時、接続部７ａ、８ａの外端部が上方に反り上がり、接続部７ａ、８ａと回路基板との接続不良が発生する問題があった。また、電解コンデンサ１と回路基板との接続強度が低下する問題もあった。

本発明は、回路基板に対する接続不良を低減できる電解コンデンサを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、下端に開口部を有する有天筒状のケースと、前記ケース内に収納されたコンデンサ素子と、前記開口部に挿入される板状の弾性部材から成る封口体とを備える電解コンデンサにおいて、前記コンデンサ素子は前記封口体を貫通して前記ケースの外方に延出するリード端子を有し、前記ケースは前記封口体の周面に対向する領域において内側に突出し、前記ケースの上下方向の中心よりも下方に頂点を有する突出部を備え、前記突出部は前記封口体の周面を内側に押圧し、前記封口体の前記コンデンサ素子側の面を、前記コンデンサ素子に向かって凸に湾曲させることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の電解コンデンサにおいて、前記頂点は前記ケースの上下方向における前記封口体の中心よりも下方に位置することを特徴としている。

また本発明は、上記構成の電解コンデンサにおいて、前記コンデンサ素子の前記封口体とは反対側の面が、前記ケースの天面と当接することを特徴としている。

また本発明は、上記構成の電解コンデンサにおいて、前記リード端子は前記ケースの外部で折曲して側方に延びる接続部を有し、前記接続部は側方に向かうに従って前記ケースから離れる方向に傾斜することを特徴としている。

また本発明は、上記構成の電解コンデンサにおいて、前記接続部の前記ケースとは反対側の面に前記接続部の延出方向に延びる溝部を設けたことを特徴としている。

本発明の電解コンデンサによると、ケースは板状の弾性部材から成る封口体の周面に対向する領域において内側に突出した突出部を有し、突出部はケースの上下方向の中心よりも下方に頂点を有する。また、突出部は封口体の周面を内側に押圧し、封口体のコンデンサ素子側の面を、コンデンサ素子に向かって凸に湾曲させる。これにより、リード端子を回路基板に半田付けする際にケース内の温度及び内圧が上昇した場合でも、封口体がケースの外側に向かって凸に変形し難くなる。その結果として、封口体の変形によるリード端子の変形を低減することができる。これにより、回路基板に対する接続不良を低減できる。

本発明の第１実施形態の電解コンデンサを上方から見た斜視図 本発明の第１実施形態の電解コンデンサを下方から見た斜視図 本発明の第１実施形態の電解コンデンサの正面断面図 本発明の第１実施形態の電解コンデンサの封口体の上面図 本発明の第１実施形態の電解コンデンサの正面断面図 本発明の第２実施形態の電解コンデンサを下方から見た斜視図 本発明の第２実施形態の電解コンデンサを回路基板に実装した状態を示す側面図 従来の電解コンデンサの正面断面図 従来の電解コンデンサの正面断面図

＜第１実施形態＞
以下に図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１及び図２は第１実施形態の電解コンデンサ１を上方から見た斜視図及び下方から見た斜視図を示している。また、図３は電解コンデンサ１の正面断面図を示している。

電解コンデンサ１はコンデンサ本体２と座板６とを備えている。座板６は合成樹脂により形成され、コンデンサ本体２を保持する。座板６には一対の貫通孔６ａ及び貫通孔６ｂが設けられる。後述するコンデンサ本体２に設けられたリード端子７、８は貫通孔６ａ、６ｂに挿通して折曲され、回路基板２０（図７参照）に半田付けされる接続部７ａ、８ａが形成される。

コンデンサ本体２はコンデンサ素子４、ケース３及び封口体１０を備えている。ケース３はアルミニウム等の金属から成る。また、ケース３は下端（一端側）に開口部３ａを開口し、上端（他端側）に天面３ｄを備えた水平断面円形の有天筒状に形成される。

コンデンサ素子４はセパレータを介して対向する帯状の陽極箔及び陰極箔（いずれも不図示）を巻回して円柱状に形成され、ケース３内に収納される。

コンデンサ素子４には陽極箔に取り付けられるリード端子７及び陰極箔に取り付けられるリード端子８が延出される。また、ケース３内には電解液（不図示）が充填されている。陽極箔と陰極箔との間に導電性高分子を配してもよい。

図４は封口体１０の上面図を示している。封口体１０はゴム等の弾性材料の成形品により円板状に形成され、ケース３の開口部３ａを封口する。封口体１０にはリード端子７、８（図３参照）挿通用の一対の貫通孔１７及び貫通孔１８が設けられる。貫通孔１７及び貫通孔１８は封口体１０の厚み方向に対向する表面１０ａ及び裏面１０ｂ（図３参照）の間を貫通し、厚み方向に直交する方向に所定間隔で配される。

電解コンデンサ１は封口工程、組立工程を順に行って形成される。封口工程ではケース３にコンデンサ素子４を収納して電解液を充填し、開口部３ａから挿入した封口体１０がコンデンサ素子４上に配される。この時、封口体１０の表面１０ａがケース３の内側に向けて配され、貫通孔１７、１８にそれぞれリード端子７、８が圧入して挿通される。つまり、リード端子７、８は封口体１０を貫通してケース３の外方に延出する。

封口体１０を挿入後、封口体１０の周面１０ｃに対向する領域においてケース３を径方向内側に、例えばコマ（絞り治具）を用いて押圧して絞り、径方向内側に突出する突出部３ｂを形成する。突出部３ｂはケース３の周方向全周に延びて環状に形成される。

また、突出部３ｂはケース３の上下方向の中心よりも下方に頂点Ｐを有する。さらに、頂点Ｐはケース３の上下方向（封口体１０の厚み方向）における封口体１０の中心よりも下方に位置する。これにより、封口体１０は突出部３ｂにより周面１０ｃが押圧されて弾性変形し、表面１０ａの中央部がコンデンサ素子４側に凸に湾曲する。

また、コンデンサ素子４は中心軸がケース３の中心軸と略一致する位置に配され、封口体１０の表面１０ａがコンデンサ素子４に当接してコンデンサ素子４をケース３の天面３ｄに当接させる。これにより、コンデンサ素子４がケース３内で揺れることが抑制される。したがって、電解コンデンサ１の耐振動性を向上することができる。

突出部３ｂを形成後、開口部３ａの周縁を内側に折り返して折返し部３ｃを形成する。これにより、開口部３ａが封口され、コンデンサ本体２が形成される。折返し部３ｃは封口体１０の裏面１０ｂに当接して封口体１０が開口部３ａから下方に抜けるのを防止する。

リード端子７、８は封口体１０の貫通孔１７、１８を貫通するが、リード端子７、８を貫通孔１７、１８に圧入することでリード端子７、８が貫通孔１７、１８の内面に密着する。また、突出部３ｂの内面は封口体１０の周面１０ｃに密着する。これにより、ケース３内が気密に形成される。

組立工程では座板６の貫通孔６ａ、６ｂにそれぞれリード端子７、８が挿通され、座板６の底面６ｃ上でリード端子７、８が互いに離れる方向に折曲される。これにより、コンデンサ本体２が座板６により保持され、接続部７ａ、８ａが形成される。

このとき、接続部７ａ、８ａは側方に向かうに従ってケース３から離れる方向に傾斜する。図３に示すように、リード端子７、８をそれぞれ外方に折曲する際に、リード端子７、８の外端側がスプリングバックにより、ケース３から離れる方向にわずかながら戻る状態を利用して形成される。

図５は電解コンデンサ１の正面断面図であり、半田付け時にケース３内の温度及び内圧が上昇した状態を示す。半田付け時にケース３内の温度及び内圧が上昇した場合でも、封口体１０は表面１０ａの中央部がコンデンサ素子４側に凸に湾曲しているため、封口体１０の裏面１０ｂは外方に凸に湾曲し難い。これに加え、表面１０ａの中央部はコンデンサ素子４に向かって押圧力が働いており、押圧力によって封口体１０に対して外方に働く力が低減される。このため、裏面１０ｂはより外方に凸に湾曲し難い。

これにより、接続部７ａ、８ａの外端部が上方に反り上がることが低減される。従って、半田３０（図７参照）により接続部７ａ、８ａと回路基板２０（図７参照）とをより確実に電気接続することができる。また、電解コンデンサ１と回路基板２０との接続強度の低下を低減することができる。従って、回路基板２０との接続不良の発生を低減できる。

本実施形態によると、突出部３ｂは封口体１０の周面１０ｃを内側に押圧して封口体１０がコンデンサ素子４側に凸に湾曲する。これにより、ケース３内の温度及び内圧が上昇した場合においても、封口体１０が外方に凸に変形し難い。従って、互いに離れる方向に折曲されたリード端子７、８を回路基板２０に半田付けする際に内圧が上昇してもリード端子７、８の外端部が上方に反り上がることが低減される。これにより、リード端子７、８と回路基板２０とを確実に電気接続することができる。また、電解コンデンサ１と回路基板２０との接続強度の低下を低減することができる。従って、回路基板２０との接続不良の発生を低減できる。

また、突出部３ｂはケース３の上下方向の中心よりも下方に頂点Ｐを有し、頂点Ｐはケース３の上下方向における封口体１０の中心よりも下方に位置する。これにより、封口体１０は突出部３ｂにより周面１０ｃが押圧されて弾性変形し、表面１０ａの中央部がコンデンサ素子４側に凸に湾曲する。

また、封口体１０はコンデンサ素子４に当接してコンデンサ素子４を天面３ｄに押圧する。この時、表面１０ａの中央部はコンデンサ素子４に向かって押圧力が働いており、封口体１０に対して外方に働く力が低減される。このため、裏面１０ｂはより外方に凸に湾曲し難い。また、コンデンサ素子４がケース３の天面３ｄと封口体１０の表面１０ａとに当接し、その結果として、コンデンサ素子４がケース３内で揺れることが抑制される。したがって、電解コンデンサ１の耐振動性を向上することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図６は本実施形態の電解コンデンサ１を下方から見た斜視図であり、図７は電解コンデンサ１を回路基板２０に実装した状態を示す側面図である。説明の便宜上、前述の図１～５に示した第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態では、接続部７ａ、８ａの下面に溝部７ｂ、８ｂが設けられている点が第１実施形態とは異なっている。その他の部分は第１実施形態と同様である。

溝部７ｂ、８ｂは接続部７ａ、８ａの延出方向に延びて接続部７ａ、８ａの外端部に開放端を有する。また、溝部７ｂ、８ｂは金型プレス加工により予め形成されている。また、座板６の底面６ｃには貫通孔６ａ、６ｂに連続する凹部６ｄ、６ｅが側方に延びており、接続部７ａ、８ａは凹部６ｄ、６ｅに嵌められる。

回路基板２０は所定箇所に予め半田３０が印刷され、熱溶融して半田付けをおこなう。熱溶融した半田３０は溝部７ｂ、８ｂに流入し、接続部７ａ、８ａと回路基板２０とをより確実に電気接続することができる。また、電解コンデンサ１と回路基板２０との接続強度の低下をより低減することができる。従って、回路基板２０との接続不良の発生をより低減できる。

また、図３に示すように、接続部７ａ、８ａは側方に向かうに従ってケース３から離れる方向に傾斜している。このため、回路基板２０と溝部７ｂ、８ｂとの間に形成される隙間は側方に向かうに従って狭くなる。このため、回路基板２０上で熱溶融した半田３０のうち、溝部７ｂ、８ｂ内に収納しきれなかった半田３０がリード端子７、８の折曲部側へ移動する。これにより、半田３０は溝部７ｂ、８ｂの長手方向に広く流れ込み、その結果として、溶融した半田３０の一部が分離し、いわゆる半田ボールの発生を抑制することができる。従って、回路接続の信頼性を高めることができる。

また、接続部７ａ、８ａは側方に向かうに従ってケース３から離れる方向に傾斜しているため、接続部７ａ、８ａの外端部が上方に反り上がることを低減することができる。これにより、半田付による温度上昇時でも、接続部７ａ、８ａの外端部が上方に反り上がり、回路基板２０に対する接続不良をより低減することができる。

なお、溝部７ｂ、８ｂは封口体１０がコンデンサ素子４側に凸に湾曲していない場合においても、回路基板２０との接続不良の発生を低減できる。

本発明は、電解コンデンサ及び電解コンデンサを制御回路に実装した自動車、電子機器等に利用することができる。

１ 電解コンデンサ
２ コンデンサ本体
３ ケース
３ａ 開口部
３ｂ 突出部
３ｃ 折返し部
３ｄ 天面
４ コンデンサ素子
６ 座板
６ａ、６ｂ 貫通孔
６ｃ 底面
６ｄ、６ｅ 凹部
７、８ リード端子
７ａ、８ａ 接続部
７ｂ、８ｂ 溝部
１０ 封口体
１０ａ 表面
１０ｂ 裏面
１０ｃ 周面
１７、１８ 貫通孔
２０ 回路基板
３０ 半田
Ｐ 頂点

Claims (3)

1. 下端に開口部を有する有天筒状のケースと、前記ケース内に収納されたコンデンサ素子と、前記開口部に挿入される板状の弾性部材から成る封口体とを備える電解コンデンサにおいて、
   前記コンデンサ素子は前記封口体を貫通して前記ケースの外方に延出するリード端子を有し、
   前記ケースは、前記封口体の周面に対向する領域において内側に突出して前記封口体の周面を内側に押圧する突出部を有し、
   前記突出部の頂点は上下方向における前記封口体の中心よりも下方に位置し、
   前記突出部が前記封口体の周面を内側に押圧して前記封口体を弾性変形させることにより、前記封口体の前記コンデンサ素子側の面を前記コンデンサ素子に向かって凸に湾曲させて前記封口体を前記コンデンサ素子に当接させるとともに、前記コンデンサ素子の前記封口体とは反対側の面を前記ケースの天面に当接させたことを特徴とする電解コンデンサ。
2. 前記リード端子は前記ケースの外部で折曲して側方に延びる接続部を有し、
   前記接続部は側方に向かうに従って前記ケースから離れる方向に傾斜することを特徴とする請求項１に記載の電解コンデンサ。
3. 前記接続部の前記ケースとは反対側の面に前記接続部の延出方向に延びる溝部を設けたことを特徴とする請求項２に記載の電解コンデンサ。

Images