JP7461671B2

JP7461671B2 - コンデンサ

Info

Publication number: JP7461671B2
Application number: JP2022503048A
Authority: JP
Inventors: 隆志竹澤; 雅和細木
Original assignee: Sun Electronic Industries Corp
Current assignee: Sun Electronic Industries Corp
Priority date: 2020-02-28
Filing date: 2020-02-28
Publication date: 2024-04-04
Anticipated expiration: 2040-02-28
Also published as: CN115191020B; JPWO2021171609A1; US20230140448A1; EP4113555A1; WO2021171609A1; CN115191020A; JP2024060049A; EP4113555A4

Description

本発明は、封口体を備えたコンデンサに関する。

従来のコンデンサは特許文献１に開示されている。このコンデンサは本体ケース、コンデンサ素子及び封口体を備えている。本体ケースは金属によって有底筒状に形成され、円筒状の周壁の一端を閉じて他端に開口部を開口する。

コンデンサ素子は酸化膜が形成された陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して巻回され、本体ケースに収納される。陽極箔と陰極箔との間には電解液が保持される。また、陽極箔及び陰極箔にはそれぞれリード端子が接続される。コンデンサ素子を収納した本体ケースの開口部はゴム等の封口体により封口され、リード端子は封口体を貫通して本体ケース外に引き出される。

また、ゴム等の高分子は空気中等の酸素存在下で熱や光のエネルギーを受けると、ラジカルの生成をきっかけとして連鎖的な酸化反応が起こり、物性低下を生ずると言われている。このため、封口体に酸化反応を抑制するための酸化防止剤（老化防止剤）を混入している。

特許文献２及び特許文献３には電解液に替えて固体電解質を有するコンデンサが開示される。これらのコンデンサは特許文献１と同様の本体ケース、コンデンサ素子及び封口体を備えている。コンデンサ素子の陽極箔と陰極箔との間には固体電解質である導電性高分子が保持される。上記構成のコンデンサによると、導電性高分子によりＥＳＲを低くすることができる。

また、特許文献３のコンデンサは、陽極箔と陰極箔の間に親水性高分子化合物を保持させている。親水性高分子化合物は水分を保持し、陽極箔に形成した酸化膜の欠陥を水分によって修復することができる。

特開２０００－１００６７０号公報（第２頁－第４頁、第１図）特開２０１６－７６５６２号公報（第７頁－第１６頁、第２図）国際公開第２０１４／０５０９１３号（第９頁－第２３頁、第２図）

近年、コンデンサを搭載する機器の小型化及び高性能化により、大きな発熱を伴うモータ、エンジン、高速処理用半導体素子等の近傍にコンデンサを配置する場合が増えている。このため、高温環境下でのコンデンサの使用が多くなってきている。

上記特許文献１に開示されるコンデンサによると、封口体に混入された酸化防止剤は酸化防止作用を果たすにつれて消費され、次第に失われる。コンデンサを高温環境下で使用すると封口体は酸化防止剤の消失に伴って急速に劣化する。このため、電解液が本体ケース外へ蒸散し、最終的にドライアップと言われる状態になることが多い。従って、コンデンサの特性を長期的に安定して維持できない問題があった。

また、上記特許文献３に開示されるコンデンサも同様に、コンデンサを高温環境下で使用すると封口体が劣化する。このため、陽極箔と陰極箔との間の親水性高分子化合物に保持される水が封口体の劣化により本体ケース外へ抜け出て、酸化膜の修復を行うことができない。従って、コンデンサの特性を長期的に安定して維持できない問題があった。

また、機能性液体が酸化膜を修復する場合だけでなくコンデンサの特性を高める機能を有する場合に、機能性液体が抜け出るとコンデンサの特性を長期的に安定して維持できない。

本発明は、長期的に安定して特性を維持できる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、セパレータを介して巻回された陽極箔と陰極箔との間に所定の溶液を保持したコンデンサ素子と、一端を端壁部により閉じて他端に開口部を有した有底筒状に形成されるとともに前記コンデンサ素子を収納する本体ケースと、前記本体ケースの内面と前記コンデンサ素子の外面との間に配される給液シートと、前記開口部を封口する封口体とを備えたコンデンサにおいて、前記溶液が親油性溶媒に封口体劣化抑止剤を溶解されており、前記給液シートが前記セパレータに接触して前記溶液を吸収する吸収部と、前記封口体に接触して前記溶液を供給する供給部とを有することを特徴としている。

また本発明は、上記構成のコンデンサにおいて、前記給液シートが前記吸収部を前記端壁部に面して配され、前記吸収部から折曲して前記本体ケースの内周面に沿って軸方向に延びることを特徴としている。

また本発明は、上記構成のコンデンサにおいて、前記給液シートが前記吸収部から両側部を折曲され、両端部に前記供給部を形成されることを特徴としている。

また本発明は、上記構成のコンデンサにおいて、前記セパレータの軸方向の幅が前記陽極箔及び前記陰極箔の軸方向の幅よりも大きく、前記セパレータが前記陽極箔及び前記陰極箔よりも前記端壁部側に突出することを特徴としている。

また本発明は、上記構成のコンデンサにおいて、前記給液シートが前記コンデンサ素子よりも前記封口体側に突出することを特徴としている。

また本発明は、上記構成のコンデンサにおいて、前記供給部が軸方向に延びた前記給液シートを径方向に折曲して前記封口体に面して配されること特徴としている。

また本発明は、上記構成のコンデンサにおいて、前記供給部を介して前記封口体に供給される前記溶液が前記封口体内部に浸透して、前記封口体劣化抑止剤が酸化により固化した被覆部により前記封口体の外面が覆われ、前記被覆部よりも前記コンデンサ素子側の前記封口体内には前記溶液が存在していることを特徴としている。

また本発明は、上記構成のコンデンサにおいて、前記コンデンサ素子が固体電解質を保持することを特徴としている。

また本発明は、上記構成のコンデンサにおいて、前記溶液が前記親油性溶媒に前記封口体劣化抑止剤及び電解質を溶解した電解液から成ることを特徴としている。

また本発明は、上記構成のコンデンサにおいて、前記電解液中の前記封口体劣化抑止剤の濃度が１重量％～９０重量％であることを特徴としている。

また本発明は、上記構成のコンデンサにおいて、前記電解液中の前記封口体劣化抑止剤の濃度が３重量％～８０重量％であることを特徴としている。

また本発明は、上記構成のコンデンサにおいて、前記親油性溶媒がγ－ブチロラクトンであることを特徴としている。

また本発明は、上記構成のコンデンサにおいて、前記親油性溶媒が、ポリエチレングリコール、グリセリン、ポリグリセリンのいずれかに親油基を結合させたものであることを特徴としている。

また本発明は、上記構成のコンデンサにおいて、前記溶液が、前記親油性溶媒と、スルホラン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコールのいずれかと、両親媒性化合物とを含むことを特徴としている。

また本発明は、上記構成のコンデンサにおいて、前記封口体劣化抑止剤が脂溶性ビタミンであることを特徴としている。

また本発明は、上記構成のコンデンサにおいて、前記脂溶性ビタミンがトコフェロールまたはトコトリエノールであることを特徴としている。

本発明によると、コンデンサ素子が親油性溶媒に封口体劣化抑止剤を溶解した所定の溶液を保持し、給液シートがセパレータに接触して溶液を吸収する吸収部と、封口体に接触して溶液を供給する供給部とを有する。これにより、給液シートを介してセパレータから封口体に封口体劣化抑止剤が供給され、封口体の酸化による劣化を長期的に抑止することができる。このため、コンデンサ素子に保持される溶液が抜け出ることを防止し、コンデンサの特性を長期的に安定して維持することができる。

本発明の第１、第２実施形態のコンデンサを上方から見た斜視図本発明の第１、第２実施形態のコンデンサを下方から見た斜視図本発明の第１、第２実施形態のコンデンサを示す正面断面図本発明の第１、第２実施形態のコンデンサのコンデンサ素子を示す斜視図図３のＧ部詳細図図３のＨ部詳細図本発明の第１、第２実施形態のコンデンサの素子収納工程を示す正面断面図本発明の第１、第２実施形態のコンデンサの素子収納工程を示す平面図本発明の第１、第２実施形態のコンデンサの封口体取付け工程を示す正面断面図

＜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。コンデンサ１は電解コンデンサから成り、座板１５上に装着される。座板１５は合成樹脂により形成され、コンデンサ１を保持する。座板１５には一対の貫通孔１５ａ、１５ｂが設けられる。

コンデンサ１はリード端子８、９を有し、座板１５の貫通孔１５ａ、１５ｂに挿通されたリード端子８、９が外側に折曲される。これにより、コンデンサ１は本体ケース２の上面を自動機により保持して回路基板上に配され、リード端子８、９を回路基板のランドに半田付けして実装される。

図３はコンデンサ１の正面断面図を示している。コンデンサ１は本体ケース２、コンデンサ素子３、封口体４及び給液シート１０を備えている。本体ケース２はアルミニウム等の金属から成り、一端を端壁部２ａにより閉じて他端に開口部２ｂを有した断面円形の有底筒状に形成される。本体ケース２内にコンデンサ素子３が収納され、開口部２ｂが封口体４により封口される。

図４はコンデンサ素子３の斜視図を示している。コンデンサ素子３は陽極箔５、陰極箔７及びセパレータ６を有している。陽極箔５及び陰極箔７は金属箔によりそれぞれ長尺の帯状に形成される。セパレータ６は不織布等により長尺の帯状に形成される。

コンデンサ素子３はセパレータ６を介して陽極箔５及び陰極箔７を円筒状に巻回して形成される。帯状の陽極箔５、陰極箔７及びセパレータ６は巻回方向（長手方向）に細長く、巻回方向に対して直交する方向（短手方向）の幅が巻回方向の長さよりも短い。陽極箔５または陰極箔７の終端はテープ１２によって固定される。陽極箔５にはリード端子８が接続され、陰極箔７にはリード端子９が接続される。

セパレータ６の軸方向（短手方向）の幅は陽極箔５及び陰極箔７の軸方向の幅よりも大きく形成される。これにより、セパレータ６は陽極箔５及び陰極箔７に対して上方（端壁部２ａ側）及び下方（開口部２ｂ側）に突出し、陽極箔５と陰極箔７との短絡が防止される。

陽極箔５はアルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン等の弁作用金属から成っている。陰極箔７はセパレータ６を介して陽極箔５に対向し、アルミニウム等により形成される。陽極箔５及び陰極箔７の表面には酸化膜（不図示）が形成される。

また、コンデンサ素子３の陽極箔５と陰極箔７との間には電解液が保持される。電解液にコンデンサ素子３を所定時間浸漬することにより、電解液がセパレータ６に浸透して陽極箔５と陰極箔７との間に保持される。電解液は実質上の陰極として機能する。また、電解液によって陽極箔５及び陰極箔７の酸化膜の欠陥を修復することができる。

電解液は親油性溶媒に電解質及び封口体劣化抑止剤を溶解した溶液から成っている。本実施形態は親油性溶媒としてγ－ブチロラクトンを用いている。親油性溶媒としてポリエチレングリコール、グリセリン、ポリグリセリンのいずれかに親油基を結合させたものを用いてもよい。封口体４への封口体劣化抑止剤の浸透をよくするため、親油性溶媒がγ－ブチロラクトンを含むと好ましい。

また、電解液の溶媒は親油性溶媒と併用して、スルホラン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール等を用いることができる。この時、必要に応じて両親媒性化合物を添加してもよい。両親媒性化合物として、ポリエチレングリコール誘導体、ポリエチレングリコール－ポリプロピレングリコール共重合体等を用いることができる。

電解質は溶媒に溶解することによってイオンに解離して電気伝導性を発揮し、ホウ酸化合物またはカルボン酸化合物の有機アミン塩等が用いられる。

封口体劣化抑止剤は親油性溶媒に溶解して封口体４に浸透する化合物である。簡便的には、封口体劣化抑止剤は１０％の濃度で親油性溶媒に溶解した溶液に封口体４を１週間浸漬して表面の溶液をふき取った後の重量が親油性溶媒のみに浸漬した封口体４よりも増加する化合物を用いることができる。

具体的には封口体劣化抑止剤として、分子内にイソプレン骨格（イソプレン骨格の主鎖が単結合または二重結合の場合及び環状構造の場合を含む）を有した脂溶性ビタミン等のテルペノイド、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、ポリグリセリンエステル、またはこれらの誘導体を用いることができる。これらの封口体劣化抑止剤の親油性溶媒に対する溶解を容易にするため、非イオン性界面活性剤や両親媒性高分子化合物を添加してもよい。

脂溶性ビタミンとして、ビタミンＡ（レチノール、α－カロテン、β－カロテン、β－クリプトキサンチン）、ビタミンＤ（ビタミンＤ２、ビタミンＤ３）、ビタミンＥ（α－トコフェロール、β－トコフェロール、γ－トコフェロール、δ－トコフェロール、α－トコトリエノール、β－トコトリエノール、γ－トコトリエノール、δ－トコトリエノール）、ビタミンＫ（ビタミンＫ１、ビタミンＫ２、メナキノン７）等を挙げることができる。

ポリグリセリンエステルとして、例えばオレイン酸を脂肪酸基としたテトラグリセリントリエステル等を挙げることができる。

図３において、封口体４は絶縁体の弾性材料の成形品により円板状に形成され、一対の貫通孔４ａ、４ｂを有している。コンデンサ素子３のリード端子８、９は圧入によって貫通孔４ａ、４ｂに挿通される。封口体４として、ブチルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム等を用いることができる。

ブチルゴムは耐熱老化性、耐薬品性、耐候性等の環境抵抗性や電気絶縁特性が高く、気体の透過性が低いためより望ましい。シリコンゴム、フッ素ゴムはブチルゴムよりも気密性が低いが、後述する被覆部１７で封口体４の外面を覆うことによって気密性を高くすることができる。

給液シート１０は例えばセルロース繊維をシート状に抄き上げて帯状に形成され、本体ケース２の内面とコンデンサ素子３の外面との間に配される。給液シート１０には吸収部１０ａ及び供給部１０ｂが設けられる。吸収部１０ａは端壁部２ａに面して配され、コンデンサ素子３のセパレータ６に接触して封口体劣化抑止剤を含む電解液を吸収する。供給部１０ｂは封口体４に接触し、セパレータ６から吸収した電解液を封口体４に供給する。

給液シート１０は端壁部２ａに面した吸収部１０ａから両側部を折曲して本体ケース２の内周面２ｃに沿って軸方向に延びる。軸方向に延びた給液シート１０はコンデンサ素子３よりも封口体４側に突出し、径方向に折曲して封口体４に面して配される。これにより、給液シート１０の両端部に供給部１０ｂが形成される。

図５、図６は図３のＧ部詳細図及びＨ部詳細図を示している。陽極箔５及び陰極箔７に対して端壁部２ａ側に突出するセパレータ６の少なくとも一部は、複数点または面で吸収部１０ａに接触する。また、給液シート１０の両端部を径方向に折曲した供給部１０ｂは、複数点または面で封口体４に接触する。

吸収部１０ａを介してセパレータ６から吸収される電解液は供給部１０ｂを介して封口体４に継続的に供給される。電解液に含まれる封口体劣化抑止剤は封口体４の内部の分子間隙間を介して封口体４の内部に浸透する。このため、封口体劣化抑止剤によって封口体４の酸化による劣化を長期的に抑止し、封口体４のクラック等を介した電解液の蒸散を防止することができる。

封口体４の内部に浸透する電解液は封口体４の外面（コンデンサ素子３の反対側の面）に到達する。これにより、封口体４の外面が油膜状態の電解液により覆われる。

封口体４の外面の封口体劣化抑止剤は空気中の酸素と触れた状態で高温状態とすることで酸化により固化する。このため、本実施形態のコンデンサ１は高温処理によって封口体４の外面を封口体劣化抑止剤が酸化により固化した被覆部１７により覆われる。封口体４の外面が油膜により覆われてもよいが、詳細を後述するように、被覆部１７により覆われると封口体４の劣化による電解液の蒸散をより確実に防止することができる。

また、給液シート１０は電解液を含んで膨潤した状態となっている。このため、本体ケース２内のコンデンサ素子３の可動範囲が小さくなり、コンデンサ素子３に対する耐振性を向上することができる。

尚、端壁部２ａに面した吸収部１０ａを給液シート１０の一端に設け、他端に供給部１０ｂを設けてもよい。本実施形態に示すように給液シート１０をＵ字状に形成し、中央部に吸収部１０ａを設けて両端部に供給部１０ｂを設けると封口体劣化抑止剤を確実に封口体４に供給できるためより望ましい。

本体ケース２には開口部２ｂに封口体４を配した状態で外周面を押圧する絞り加工が施される。これにより、本体ケース２には内面側に突出する突出部１３が形成される。突出部１３によって封口体４の外周面が内周方向に圧縮され、本体ケース２の内周面に密着する。また、封口体４の圧縮により貫通孔４ａ、４ｂの内面がリード端子８、９に密着する。これにより、本体ケース２の開口部２ｂが封口体４により封口され、コンデンサ素子３に保持された電解液が本体ケース２外に漏れ出さないようにしている。

また、本体ケース２の開口端は封口体４の外面（コンデンサ素子３とは反対側の面）側に折り返された折り返し部１４を形成する。折り返し部１４及び突出部１３によって封口体４が本体ケース２外に抜け出ることを防止している。

コンデンサ１は素子形成工程、素子収納工程、封口体取付け工程、成形工程、修復工程を順に行って製造される。素子形成工程ではリード端子８を設けた陽極箔５とリード端子９を設けた陰極箔７とがセパレータ６を介して巻回され、電解液に所定時間浸漬してコンデンサ素子３が形成される。

図７、図８は素子収納工程を示す正面断面図及び平面図である。素子収納工程では本体ケース２の開口部２ｂ上に帯状の給液シート１０の長手方向の中央部が載置される。給液シート１０の短手方向の幅は本体ケース２の内径と同じまたは内径よりも若干小さく形成される。そして、給液シート１０上からコンデンサ素子３が本体ケース２内に挿入され、給液シート１０が本体ケース２内に押し込まれる。

これにより、本体ケース２の内面と本体ケース２内に収納されたコンデンサ素子３の外面との間に給液シート１０がＵ字状に配される。給液シート１０の長手方向の中央部により、端壁部２ａに面してセパレータ６（図５参照）に接触した吸収部１０ａが形成される。また、給液シート１０の長手方向の両端部は本体ケース２に収納されたコンデンサ素子３よりも開口部２ｂ側（封口体４側）に突出する（図９参照）。

図９は封口体取付け工程を示す正面断面図である。封口体取付け工程ではコンデンサ素子３を収納した本体ケース２に開口部２ｂ側から封口体４を挿入して取り付ける。コンデンサ素子３のリード端子８、９は圧入により封口体４の貫通孔４ａ、４ｂに挿通される。この時、給液シート１０の長手方向の両端部は封口体４に押されて径方向に折曲され、封口体４の内面（コンデンサ素子３側の面）に接触した供給部１０ｂが形成される。

成形工程では絞り加工によって本体ケース２の内面側に突出する突出部１３が形成され、開口端を折り返された折り返し部１４が形成される。

修復工程では陽極箔５及び陰極箔７に形成されている酸化膜の修復作業が行われる。修復作業は例えば、１２５℃の高温環境でリード端子８、９間に３５Ｖの電圧を３０分加えることにより行われる。また、封口体４の外面に到達した封口体劣化抑止剤が高温環境によって酸化して固化し、被覆部１７が形成される。この時、被覆部１７よりもコンデンサ素子３側の封口体４内には封口体劣化抑止剤を含む電解液が存在している。

これにより、封口体４の外面は被覆部１７で覆われ、封口体４全体が本体ケース２外の酸素と触れ難くなる。また、被覆部１７の一部が劣化してもその部分に封口体４内部に存在する液状の電解液が供給され、封口体劣化抑止剤が固化して被覆部１７が修復される。このため、封口体４の酸化による劣化をより長期的に抑止することができる。従って、封口体４のクラック等を介した電解液の蒸散をより確実に防止することができる。

被覆部１７の形成は修復工程で行ってもよく、修復工程と異なる工程で行ってもよい。高温環境下では電解液の封口体４への供給が速くなり、封口体劣化抑止剤の酸化反応が速くなる。このため、被覆部１７の形成時の温度は１０５℃以上が好ましく、１２５℃以上がより好ましい。尚、封口体劣化抑止剤が飽和脂肪酸または飽和脂肪酸のエステル化合物の場合は固化の反応に時間がかかるため、１６０℃以上で被覆部１７を形成する方が好ましい。

被覆部１７の形成を十分に進めるため、高温環境下に置く時間は３０分以上が好ましく１時間以上がより好ましいが、１６０℃以上の場合はより短時間でもよい。

電解液中の封口体劣化抑止剤の濃度は１重量％～９０重量％にすると好ましい。電解液中の封口体劣化抑止剤が１重量％よりも少ないと、封口体４の酸化抑制効果を長期的に継続できない。また、電解液中の封口体劣化抑止剤が９０重量％を超えると電解液の粘度が高くなる。このため、コンデンサ素子３に電解液を保持させる時間及びコンデンサ素子３から封口体４に電解液が供給される時間が長くなり、コンデンサ１の工数が大きくなる。電解液中の封口体劣化抑止剤の濃度を３重量％～８０重量％にするとより酸化抑制効果を発揮して工数を削減できるため更に好ましい。

次に、コンデンサ１を１５０℃の高温環境下で耐久試験を行い、時間経過による静電容量の変化を調べた。本実施形態のコンデンサ１の電解液は親油性溶媒としてγ－ブチロラクトンを用い、封口体劣化抑止剤としてα－トコフェロールを用いている。電解液中の封口体劣化抑止剤の濃度は１０重量％である。また、本実施形態に対して電解液の封口体劣化抑止剤を省いた比較例についても耐久試験を行った。本実施形態及び比較例のコンデンサ１の封口体４はブチルゴムにより形成している。

耐久試験の結果、本実施形態のコンデンサ１は初期の静電容量に対して８０００時間経過後の静電容量が２０％以内の変化量であった。従って、高温環境下でも、長期的に安定した特性を発揮することができる。

これに対して、比較例は４０００時間を経過すると封口体４に不要路（クラック）が形成され、電解液が急速に蒸散して静電容量が初期に対して３０％以上急激に低下した。このため、比較例は高温環境下において品質保証が問題となる。

本実施形態によると、コンデンサ素子３が親油性溶媒に封口体劣化抑止剤を溶解した溶液の電解液を保持し、給液シート１０がセパレータ６に接触して電解液を吸収する吸収部１０ａと、封口体４に接触して電解液を供給する供給部１０ｂとを有する。これにより、給液シート１０を介してセパレータ６から封口体４に封口体劣化抑止剤が供給され、封口体４の酸化による劣化を長期的に抑止することができる。このため、コンデンサ素子３に保持される電解液が抜け出ることを防止し、コンデンサ１の特性を長期的に安定して維持することができる。

また、給液シート１０が吸収部１０ａを端壁部２ａに面して配され、吸収部１０ａから折曲して本体ケース２の内周面２ｃに沿って軸方向に延びる。このため、セパレータ６に接触する吸収部１０ａ及び封口体４に接触する供給部１０ｂを容易に実現することができる。

また、給液シート１０が吸収部１０ａから両側部を折曲され、両端部に供給部１０ｂを形成される。このため、本体ケース２の開口部２ｂ上に給液シート１０を載置してコンデンサ素子を挿入することで吸収部１０ａ及び供給部１０ｂを容易に形成することができる。

また、セパレータ６が陽極箔５及び陰極箔７よりも端壁部２ａ側に突出するので、給液シート１０を確実にセパレータ６に接触させて吸収部１０ａを形成することができる。

また、給液シート１０がコンデンサ素子３よりも封口体４側に突出するので、給液シート１０を確実に封口体４に接触させて供給部１０ｂを形成することができる。

また、供給部１０ｂが軸方向に延びた給液シート１０を径方向に折曲して封口体４に面して配されるので、封口体４に対する供給部１０ｂの接触面積を大きくすることができる。このため、電解液を確実に封口体４に供給することができる。

また、被覆部１７により封口体４の外面が覆われ、被覆部１７よりもコンデンサ素子３側の封口体４内部に電解液が浸透して存在する。このため、封口体４の酸化による劣化をより長期的に抑止し、コンデンサ１の特性をより長期的に安定して維持することができる。

また、電解液中の封口体劣化抑止剤の濃度が１重量％～９０重量％であると、工数の増大を抑制し、封口体４の劣化を長期的に抑止することができる。

また、電解液中の封口体劣化抑止剤の濃度が３重量％～８０重量％であると、工数の増大をより抑制し、封口体４の劣化を長期的に抑止することができる。

また、電解液の親油性溶媒がγ－ブチロラクトンであると、封口体劣化抑止剤が溶解した電解液を容易に実現することができる。

また、電解液の親油性溶媒が、スルホラン、エチレングリコール、ジエチレングリコールの少なくとも一つと、非イオン性界面活性剤とを含むと、封口体劣化抑止剤が溶解した電解液を容易に実現することができる。

また、電解液の親油性溶媒が、ポリエチレングリコールに親油基を結合させたもの、または、ポリエチレングリコール－ポリプロピレングリコール共重合体であると、封口体劣化抑止剤が溶解した電解液を容易に実現することができる。

また、トコフェロール、トコトリエノール等の脂溶性ビタミンにより、封口体４の酸化による劣化を防止する封口体劣化抑止剤を容易に実現することができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態はコンデンサ素子３が電解液に替えて固体電解質（不図示）及び所定の機能性液体を保持する。その他の部分は第１実施形態と同様である。

固体電解質は導電性高分子等により構成される。導電性高分子によってコンデンサ１のＥＳＲを低くすることができる。導電性高分子として、ポリチオフェン、ポリピロールまたはこれらの誘導体等を用いることができる。ポリエチレンジオキシチオフェンは電気伝導率が高いためより望ましい。

導電性高分子の分散液にコンデンサ素子３を所定時間浸漬した後に乾燥することにより、導電性高分子から成る固体電解質を陽極箔５と陰極箔７との間に保持することができる。

また、陽極箔５と陰極箔７との間にはコンデンサ１のＥＳＲを更に低くする機能を有した機能性液体が保持される。機能性液体にコンデンサ素子３を所定時間浸漬することにより、機能性液体がセパレータ６に浸透して陽極箔５と陰極箔７との間に保持される。

機能性液体は親油性溶媒に封口体劣化抑止剤を溶解した溶液から成っている。親油性溶媒として、スルホラン、エチレングリコール、ジエチレングリコールの少なくとも一つと、非イオン性界面活性剤とを含むものを用いることができる。また、親油性溶媒としてポリエチレングリコールに親油基を結合させたものを用いてもよく、ポリエチレングリコール－ポリプロピレングリコール共重合体のような両親媒性高分子化合物を用いてもよい。封口体劣化抑止剤の封口体４への浸透をよくするため、γ-ブチロラクトンを含むことが好ましい。

封口体劣化抑止剤は上記と同様に、脂溶性ビタミン、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、ポリグリセリンエステル、またはこれらの誘導体を用いることができる。これらの封口体劣化抑止剤の親油性溶媒に対する溶解を容易にするため、非イオン性界面活性剤や両親媒性高分子化合物を添加してもよい。

固体電解質は機能性液体により膨潤状態となるため、固体電解質を挟む陽極箔５及び陰極箔７に対する固体電解質の密着度が高くなる。これにより、コンデンサ１のＥＳＲを低下させることができる。

第１実施形態と同様に、給液シート１０の吸収部１０ａはコンデンサ素子３のセパレータ６に接触し、供給部１０ｂは封口体４に接触する。封口体４には給液シート１０を介して継続的に機能性液体が供給される。機能性液体は封口体４の内部の分子間隙間を介して封口体４の内部に浸透する。このため、機能性液体に含まれる封口体劣化抑止剤によって封口体４の酸化による劣化を長期的に抑止し、封口体４のクラック等を介した機能性液体の蒸散を防止することができる。

封口体４の外面は封口体劣化抑止剤が酸化により固化した被覆部１７で覆われ、封口体４全体が本体ケース２外の酸素と触れ難くなる。また、被覆部１７の一部が劣化してもその部分に封口体４内部に存在する液状の機能性液体が供給され、封口体劣化抑止剤が固化して被覆部１７が修復される。このため、封口体４の酸化による劣化をより長期的に抑止することができる。従って、封口体４のクラック等を介した機能性液体の蒸散をより確実に防止することができる。

また、給液シート１０は機能性液体を含んで膨潤した状態となっている。このため、本体ケース２内のコンデンサ素子３の可動範囲が小さくなり、コンデンサ素子３に対する耐振性を向上することができる。

本実施形態によると、コンデンサ素子３が親油性溶媒に封口体劣化抑止剤を溶解した溶液の機能性液体を保持し、給液シート１０がセパレータ６に接触して機能性液体を吸収する吸収部１０ａと、封口体４に接触して機能性液体を供給する供給部１０ｂとを有する。これにより、給液シート１０を介してセパレータ６から封口体４に封口体劣化抑止剤が供給され、封口体４の酸化による劣化を長期的に抑止することができる。このため、コンデンサ素子３に保持される機能性液体が抜け出ることを防止し、コンデンサ１の特性を長期的に安定して維持することができる。

また、被覆部１７により封口体４の外面が覆われ、被覆部１７よりもコンデンサ素子３側の封口体４内部に機能性液体が浸透して存在する。このため、封口体４の酸化による劣化をより長期的に抑止し、コンデンサ１の特性をより長期的に安定して維持することができる。

本実施形態において、機能性液体がコンデンサ１のＥＳＲを低くする機能を有するが、コンデンサ１の他の特性を高める機能（陽極箔及び陰極箔の酸化膜の欠陥を修復する機能、コンデンサ１の耐電圧を大きくする機能等）を有してもよい。

また、機能性液体に替えて第１実施形態と同様の電解液を陽極箔５と陰極箔７との間に保持してもよい。陽極箔５と陰極箔７との間に固体電解質及び電解液を保持することにより、コンデンサ１のＥＳＲをより低くすることができる。

また、第１、第２実施形態において、コンデンサ素子３が固体電解質または電解液を保持するが、固体電解質及び電解液を保持せずに第２実施形態の機能性液体を保持したコンデンサ１であってもよい。

本発明は、電解コンデンサ等のコンデンサ及びコンデンサを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コンデンサ
２本体ケース
２ａ端壁部
２ｂ開口部
２ｃ内周面
３コンデンサ素子
４封口体
４ａ、４ｂ貫通孔
５陽極箔
６セパレータ
７陰極箔
８、９リード端子
１０給液シート
１０ａ吸収部
１０ｂ供給部
１２テープ
１３突出部
１４折り返し部
１５座板
１６貫通孔
１７被覆部

Claims

セパレータを介して巻回された陽極箔と陰極箔との間に所定の溶液を保持したコンデンサ素子と、一端を端壁部により閉じて他端に開口部を有した有底筒状に形成されるとともに前記コンデンサ素子を収納する本体ケースと、前記本体ケースの内面と前記コンデンサ素子の外面との間に配される給液シートと、前記開口部を封口する封口体とを備えたコンデンサにおいて、前記溶液が親油性溶媒に封口体劣化抑止剤を溶解されており、前記給液シートが前記セパレータに接触して前記溶液を吸収する吸収部と、前記封口体に接触して前記溶液を供給する供給部とを有することを特徴とするコンデンサ。
前記給液シートが前記吸収部を前記端壁部に面して配され、前記吸収部から折曲して前記本体ケースの内周面に沿って軸方向に延びることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ。
前記給液シートが前記吸収部から両側部を折曲され、両端部に前記供給部を形成されることを特徴とする請求項２に記載のコンデンサ。
前記セパレータの軸方向の幅が前記陽極箔及び前記陰極箔の軸方向の幅よりも大きく、前記セパレータが前記陽極箔及び前記陰極箔よりも前記端壁部側に突出することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のコンデンサ。
前記給液シートが前記コンデンサ素子よりも前記封口体側に突出することを特徴とする請求項２～請求項４のいずれかに記載のコンデンサ。
前記供給部が軸方向に延びた前記給液シートを径方向に折曲して前記封口体に面して配されること特徴とする請求項５に記載のコンデンサ。
前記供給部を介して前記封口体に供給される前記溶液が前記封口体内部に浸透して、前記封口体劣化抑止剤が酸化により固化した被覆部により前記封口体の外面が覆われ、前記被覆部よりも前記コンデンサ素子側の前記封口体内には前記溶液が存在していることを特徴とする請求項１～請求項６のいずれかに記載のコンデンサ。
前記コンデンサ素子が固体電解質を保持することを特徴とする請求項１～請求項７のいずれかに記載のコンデンサ。
前記溶液が前記親油性溶媒に前記封口体劣化抑止剤及び電解質を溶解した電解液から成ることを特徴とする請求項１～請求項８のいずれかに記載のコンデンサ。
前記電解液中の前記封口体劣化抑止剤の濃度が１重量％～９０重量％であることを特徴とする請求項９に記載のコンデンサ。
前記電解液中の前記封口体劣化抑止剤の濃度が３重量％～８０重量％であることを特徴とする請求項９に記載のコンデンサ。
前記親油性溶媒がγ－ブチロラクトンであることを特徴とする請求項８～請求項１１のいずれかに記載のコンデンサ。
前記親油性溶媒が、ポリエチレングリコール、グリセリン、ポリグリセリンのいずれかに親油基を結合させたものであることを特徴とする請求項１～請求項１１のいずれかに記載のコンデンサ。
前記溶液が、前記親油性溶媒と、スルホラン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコールのいずれかと、両親媒性化合物とを含むことを特徴とする請求項１～請求項１１のいずれかに記載のコンデンサ。
前記封口体劣化抑止剤が脂溶性ビタミンであることを特徴とする請求項１～請求項１４のいずれかに記載のコンデンサ。
前記脂溶性ビタミンがトコフェロールまたはトコトリエノールであることを特徴とする請求項１５に記載のコンデンサ。