JP4634306B2

JP4634306B2 - 音響用電解コンデンサ

Info

Publication number: JP4634306B2
Application number: JP2006000401A
Authority: JP
Inventors: 英俊原; 晃啓松田
Original assignee: Nichicon Corp
Current assignee: Nichicon Corp
Priority date: 2006-01-05
Filing date: 2006-01-05
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2026-01-05
Also published as: JP2007184339A

Description

本発明は、音響機器等に使用される音響用電解コンデンサに関する。

電解コンデンサは、アルミニウム、タンタル、ニオブ等の弁金属と呼ばれる金属を電極とし、陽極を酸化することで得られる酸化皮膜層を誘電体として利用するコンデンサである。電解コンデンサにおいては、弁金属にエッチング処理及び酸化皮膜形成処理を行った長尺状の陽極箔と、陽極箔と同じ長尺状の陰極箔とがセパレータを介して筒状に巻回された巻回型コンデンサ素子を有しており、この巻回型コンデンサ素子が駆動用電解液に含浸された後に、有底筒状の外装ケースに収容されている。そして、外装ケースの開口部には、弾性封口体が装着されているとともに、絞り加工により密閉されている。さらに、外装ケース内において陽極箔及び陰極箔と電気的に接続されたリード線が弾性封口体に形成された貫通孔を介して外部に引き出されている。

音響機器において、電源回路フィルター、各回路ブロックのカップリング及びデカップリングに使用される音響用電解コンデンサがある。音響用電解コンデンサにおいては、弾性封口体が、電極に流れる信号電流の強弱や周波数の大小、及び、スピーカから出る音圧や音圧による基板振動により絶えず微小振動している。その振動は弾性封口体を構成するゴムの分子間距離を変化させるため、弾性封口体のダンプ力にアンバランスが生じ、結果的に２次的な振動を信号電流に与え、音色のエネルギーバランスを崩すことがある。これにより、音響機器の音質劣化や音質歪みが発生する。そこで、封口体素材の上面及び下面、もしくは上面と下面との間に絹繊維布を配することによって振動変化を抑制した弾性封口体を有する電解コンデンサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。これにより、音響機器の音質劣化や音質歪みの発生を抑制することができる。

特開平９−２３２１９１号公報（図１、図３及び図４）

近年、地球環境問題の対策の一環として、電気部品の環境対策化が進んでいる。ここで、環境対策とは、電気部品に環境に悪影響を与える物質（鉛、カドミウム、水銀、六価クロム化合物等）を使用しないようにすることである。このため、音響用電解コンデンサにおいても、リード線の鉛フリー化が行われている。しかしながら、鉛フリー化されたリード線は、鉛を含んでいるものと比較して比重が小さくなる。このため、上述した弾性封口体を用いても、音響用電解コンデンサにおいて低音が伝わりにくくなり、軽い感じのする音質となってしまう。このように、音響用電解コンデンサにおける鉛フリー化が音質再現性を低下させる原因となっている。

そこで、本発明の主たる目的は、上記従来の問題点を解決するものであって、音響機器において優れた音質再現性を得ることができる音響用電解コンデンサを提供することである。

本発明の音響用電解コンデンサは、陽極箔と陰極箔とがセパレータを介して巻回され、駆動用電解液が含浸されたコンデンサ素子と、該コンデンサ素子を収容する有底筒状のケースと、該ケースの開口を封止する弾性封口体と、前記陽極箔及び前記陰極箔に電気的に接続されているとともに、前記弾性封口体を介して外部に引き出された鉛を含まないリード線とを備えている。そして、前記弾性封口体が、エチレン−プロピレン−ジエン原料ゴム１００部に対して、クレー系充填剤を５０〜７０部、及び、カーボンブラックを２０〜４０部配合することによって生成されたエチレン−プロピレン−ジエン共重合体で形成されているとともに、ＪＩＳ−Ａ硬度が８３Ｈｓ〜８８Ｈｓの範囲内にある。

本発明の発明者らは、鉛を含まないリード線を有する音響用電解コンデンサにおいて、弾性封口体がエチレン−プロピレン−ジエン共重合体で形成されているとともに、ＪＩＳ−Ａ硬度が８３Ｈｓ〜８８Ｈｓの範囲内にあるとき、この音響用電解コンデンサを用いた音響機器の音質再現性が向上することを知見した。したがって、本発明によると、環境対策品の音響用電解コンデンサを用いた場合でも、音響機器において優れた音質再現性を得ることができる。

また、弾性封口体を、エチレン−プロピレン−ジエン原料ゴム１００部に対して、クレー系充填剤を５０〜７０部、及び、カーボンブラックを２０〜４０部配合することによって生成されるエチレン−プロピレン−ジエン共重合体で形成することによって、弾性封口体を安価に製造することができる。

以下、本発明の好適な実施例について、図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の好適な実施例である電解コンデンサの断面図である。図１に示すように、音響用電解コンデンサ１は、コンデンサ素子１０と、コンデンサ素子１０を収容する有底筒状のアルミニウムのケース２０と、ケース２０の開口部を封止する弾性封口体２１とを有している。

コンデンサ素子１０について図２を参照しつつ説明する。図２は、コンデンサ素子１０の外観斜視図である。図２に示すように、コンデンサ素子１０は、陽極箔２と陰極箔３を備えており、これら陽極箔２と陰極箔３がセパレータ４を介して巻回された構造を有している。

陽極箔２は、アルミニウム等の弁作用金属で形成されている。この陽極箔２の表面はエッチング処理により粗面化されるとともに陽極酸化皮膜形成処理が施されている。また、陰極箔３も陽極箔２と同様にアルミニウム等で形成されており、陽極酸化皮膜形成処理が施されているか、または陰極酸化皮膜形成処理が施されている。コンデンサ素子１０が駆動用電解液に含浸されることによって、セパレータ４が駆動用電解液を保持する。これにより、陽極箔２と陰極箔３とが電解質を挟持する。陽極箔２と陰極箔３からはそれぞれ先端を扁平加工したアルミニウムからなるリード棒６が引き出されており、リード棒６を介して陽極箔２と陰極箔３にリード線７が接続されている。リード線７は、鉄線に銅を被覆または銅線であり、その銅の酸化を防ぐために表面にメッキが施されている。表面メッキ層には、錫、錫とビスマスとの合金または鉛フリーはんだ等が用いられている。
また、上記駆動用電解液としては、エチレングリコール、γ―ブチロラクトン、スルホラン等の有機溶媒か水を単独または混合溶媒に、溶質として、コハク酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン酸、安息香酸、２−メチルアゼライン酸、１，６−デカンジカルボン酸、５，６−デカンジカルボン酸、２-ブチルオクタン二酸、７−ビニルヘキサデン−１,１６−ジカルボン酸等の有機カルボン酸に、ニトロ化合物、リン化合物、糖類等を使用した電解液を例示することができる。
また、より顕著な効果を得るために、２種もしくはそれ以上の有機カルボン酸を使用しても良い。また、前述有機カルボン酸の塩としては、アンモニウム塩、メチルアミン、エチルアミン、ｔ−ブチルアミン等の一級アミン塩、ジメチルアミン、エチルメチルアミン、ジエチルアミン等の二級アミン塩、トリメチルアミン、ジエチルメチルアミン、エチルジメチルアミン、トリエチルアミン等の三級アミン塩、テトラメチルアンモニウム、トリエチルメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム等の四級アンモニウム塩、イミダゾリウム塩、イミダゾリニウム塩などを用いることが可能である。

図１において、弾性封口体２１は、ケース２０の開口部に配置されている。弾性封口体２１は、絞り加工によりケース２０の側壁とともにかしめられ、ケース２０の開口部を封止する。弾性封口体２１には、リード線７の端部を外部に引き出すための貫通孔が形成されている。

また、弾性封口体２１は、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体で形成されている。このエチレン−プロピレン−ジエン共重合体は、エチレン−プロピレン−ジエン原料ゴム１００部に対して、クレー系充填剤を５０〜７０部、カーボンブラックを２０〜４０部配合することによって生成されたものである。このとき、弾性封口体２１は、ＪＩＳ−Ａ硬度が８３Ｈｓ〜８８Ｈｓの範囲内となっている。これにより、好適な硬度を有する弾性封口体２１を安価に製造することができる。

次に、実施例１〜５の音響用電解コンデンサ１及び比較例１〜３の音響用電解コンデンサの音質評価を比較する評価試験及びその試験結果について説明する。

評価試験に用いた実施例１〜５の音響用電解コンデンサ１及び比較例１〜３の音響用電解コンデンサは、環境対策品の音響用電解コンデンサである。そして、各音響用電解コンデンサによって、弾性封口体組成の配合量が異なっている。また、これら音響用電解コンデンサは、定格電圧６３Ｖ、静電容量１０００μＦ（ケースサイズφ１８×３５ｍｍＬ）となっている。ここで、評価試験に用いられた弾性封口体の組成を表１に示す。

表１に示すように、実施例１〜５の音響用電解コンデンサ１の弾性封口体２１はＪＩＳ−Ａ硬度が８３Ｈｓ〜８８Ｈｓの範囲内となっている。比較例１の音響用電解コンデンサ（従来例の音響用電解コンデンサ）の弾性封口体はＪＩＳ−Ａ硬度が７０Ｈｓとなっており、比較例２の音響用電解コンデンサの弾性封口体はＪＩＳ−Ａ硬度が８２Ｈｓとなっており、比較例３の音響用電解コンデンサの弾性封口体はＪＩＳ−Ａ硬度が８９Ｈｓとなっている。また、評価試験は、これら各音響用アルミニウム電解コンデンサを音響機器におけるプリメインアンプの電源フィルター回路に実装してコンパクトディスクを試聴し、その再生音質を３名の試聴者で１２項目の評価することにより行われた。各項目の評価結果は、１０点満点で評価された３名の評価点の平均値とした。また、総合評価点は１０項目の評価点の合計値で示し１２０点満点とする。ここで各評価項目について説明する。バランスとは、音質全体のバランスである。空気感とは、楽曲が演奏された場の臨場感である。重心とは、音の中心である。声とは、ボーカリストの声色・発声である。低域量とは、低音の音量・音感である。音場感とは、音の厚み・収束感である。情報量とは、個々の音の再現量である。透明度とは、音の分解能である。定位感とは、楽曲が演奏されている位置の再現性である。高域質感とは、高音域の伸びである。中域質感とは、中音域の伸びである。低域質感とは、低音域の伸びである。再生音質の評価結果を表２に示す。

表２の結果より、ＪＩＳ−Ａ硬度が７０Ｈｓの弾性封口体を有する比較例１の音響用電解コンデンサを用いたときの総合評価点は５５点である。ＪＩＳ−Ａ硬度が８２Ｈｓの弾性封口体を有する比較例２の音響用電解コンデンサを用いたときの総合評価点は９０点であり、ＪＩＳ−Ａ硬度が８９Ｈｓの弾性封口体を有する比較例３の音響用電解コンデンサを用いたときの総合評価点は９０点である。これに対して、ＪＩＳ−Ａ硬度が８３Ｈｓ〜８８Ｈｓの範囲内にある弾性封口体２１を有する実施例１〜５の音響用電解コンデンサ１を用いたときの総合評価点は１００点以上となっている。これにより、弾性封口体２１のＪＩＳ−Ａ硬度が８３Ｈｓ〜８８Ｈｓの範囲内にある音響用電解コンデンサ１は、リード線７が鉛を含んでいなくても音響機器において原音に忠実で臨場感溢れる、優れた音質再現性を得ることができることが確認された。

以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明はその趣旨を超えない範囲において変更が可能である。例えば、上述の実施例１〜５においては、弾性封口体２１がエチレン−プロピレン−ジエン原料ゴム１００部に対して、クレー系充填剤を５０〜７０部、カーボンブラックを２０〜４０部配合することによって生成されたエチレン−プロピレン−ジエン共重合体で形成されているが、弾性封口体が上記とは異なる材料を配合することによって生成されたエチレン−プロピレン−ジエン共重合体で形成されてもよい。

本発明に係る実施例である電解コンデンサの断面図である。図１に示すコンデンサ素子の外観斜視図である。

符号の説明

１音響用電解コンデンサ
２陽極箔
３陰極箔
４セパレータ
６リード棒
７リード線
１０コンデンサ素子
２０ケース
２１弾性封口体

Claims

陽極箔と陰極箔とがセパレータを介して巻回され、駆動用電解液が含浸されたコンデンサ素子と、
該コンデンサ素子を収容する有底筒状のケースと、
該ケースの開口を封止する弾性封口体と、
前記陽極箔及び前記陰極箔に電気的に接続されているとともに、前記弾性封口体を介して外部に引き出された鉛を含まないリード線とを備えており、
前記弾性封口体が、エチレン−プロピレン−ジエン原料ゴム１００部に対して、クレー系充填剤を５０〜７０部、及び、カーボンブラックを２０〜４０部配合することによって生成されたエチレン−プロピレン−ジエン共重合体で形成されているとともに、ＪＩＳ−Ａ硬度が８３Ｈｓ〜８８Ｈｓの範囲内にあることを特徴とする音響用電解コンデンサ。