JP2000182909A - 圧力表示及び保安機構付きアルミニウム電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルミニウム電解コンデンサの構造体内の圧
力上昇を告知し、ガス漏れ及び液漏れを防止する機構を
提供しようとする。 【解決手段】 アルミニウム電解コンデンサ本体４の外
周面を覆う円筒部１ａ、円筒部の上端に連なって前記コ
ンデンサの本体頭部を覆うダイヤフラム部２、及び円筒
部の下端に連なった延長筒部１ｂとからなる保護ケース
１と、前記保護ケース内の円筒部下端に嵌合し、電解コ
ンデンサの電極リード基部６を貫通させるためのリード
開口部９を有する加圧板５と、前記延長筒部内において
前記加圧板の下側に充填され、電極リード６、６ａを貫
通せしめた封口ゴム７と、前記封口ゴムにおいて前記リ
ード開口部に対向して形成された凹所内に充填されたパ
ラフィン又はワックス等の軟質充填材８とを備えたもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ガス漏れを告知
する圧力表示機構及び保安機構を備えたアルミニウム電
解コンデンサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にアルミニウム電解コンデンサは、
回路組み込み時のハンダ付けや過負荷使用による自身も
しくは周辺の発熱、又は機械的衝撃や周囲圧力の急激な
変化に接すると、内部の電解液がガス化して金属ケース
を膨らせ、さらには電極リード付け根等からガス漏れ及
び液漏れを生ずることが多い。また、圧力弁を有する電
解コンデンサでは突発的に弁作動が起こり、その際は回
路の遮断及び機械の停止を行わなければならない等の不
都合が生ずる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
電解液のガス化及び圧力上昇に基づく事故を未然に防止
するために、その兆候を予知及び緩和する機構を備えた
アルミニウム電解コンデンサを提供しようとするもので
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明はａ）アルミニウム電解コンデンサの本体外
周面を覆う円筒部と、円筒部の上端に連なって前記コン
デンサの本体頭部を覆うダイヤフラム部と、円筒部の下
端に連なった延長筒部とからなる保護ケースと、 ｂ）前記保護ケース内の円筒部下端に嵌合する周縁と、
電解コンデンサの本体下端面から突出した電極リード基
部を貫通させるためのリード開口部とを有する加圧板
と、 ｃ）前記保護ケースの延長筒部内において前記加圧板の
下側に充填された封口ゴムであって、前記リード開口部
に対向した位置で電極リード基部を部分的に包囲する凹
所を有し、その凹所の底から電極リードを貫通・突出せ
しめてなるものと、 ｄ）前記封口ゴムの凹所内に充填されたパラフィン又は
ワックス等の軟質充填材とを備えたアルミニウム電解コ
ンデンサを構成したものである。

【０００５】上記の基本構成によれば、コンデンサ本体
からのガス漏れによって前記保護ケース内にガス圧上昇
が生じたときは、前記ダイヤフラム部の拡張によってこ
れを吸収及び告知するとともに、前記加圧板が前記電極
リード基部に沿って前記コンデンサ本体の下端面から離
れる方向に加圧・駆動されることにより、前記凹所内の
軟質充填材を加圧して前記加圧板と封口ゴムとの間、及
び電極リード基部と封口ゴムとの間に前記軟質充填材を
浸透させ、この保護ケースからのガス漏れ及び液漏れを
防止及び緩和することができる。

【０００６】また保護ケースに設けたダイヤフラム部
は、その波状断面のピッチと振幅の大きさや板厚に応じ
て異なった設定圧に対応できるため、航空機やロケット
にこれを搭載した場合等における激しい衝撃や圧力変化
をも吸収・緩和し、封口ゴムにかかるストレスを減少し
てコンデンサの長寿命化を実現することができる。

【０００７】本発明はさらに、保護ケースからのガス漏
れ及び液漏れの防止機能をさらに高め、なお漏出するガ
スについては出口で浄化するようにした構成として、前
記保護ケースの延長筒部内周面と封口ゴムとの間に弾性
気密シール膜を挟入し、さらに前記延長筒部の下端開口
部に設けた電極リード気密貫通孔を有するシール蓋によ
り同開口部より露出した前記シール膜の外端縁を介して
その開口部内を封鎖するとともに、前記シール蓋の内側
面に対向する封口ゴムの下端面に前記電極リードを包囲
しかつ外周に達する排ガス溝又は排ガス空間を形成し、
この溝又は空間内にガス浄化用フィルタを充填したもの
である。

【０００８】上記の構成によれば、排ガス溝又は排ガス
空間に漏れ出したガスはフィルタにより浄化処理され、
シール蓋の外周縁とシール膜の外端縁との圧接面を通り
抜けて微量ずつ排出される。

【０００９】本発明において、ガス圧上昇の告知をより
明確な形で行うためには、適当位置において裂断線を設
定したテープを前記ケース上端部の両側から前記ダイヤ
フラム部に掛け渡したことにより、前記ダイヤフラム部
が拡張した時に前記テープを張り詰めて裂断させ、ダイ
ヤフラム部上のテープ用下地を露出させるようになって
いる。この構成によれば、テープの裂断そのものが可視
的な告知手段となるが、このテープを掛け渡しの中間部
で透明半部と着色半部とに区切ったり、下地自体も危険
表示マークを有する片止めテープにすれば、ダイヤフラ
ム部の拡張による両テープの相対移動によりいっそう明
確なガス圧上昇の告知を与えることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の基本実施例の外
観を示している。図１において、１は金属、好ましくは
アルミニウム製の一体成形された保護ケース、２はその
ケース１の頭部をなすダイヤフラム部、３はその頭部に
掛け渡された危険表示用テープ層であり、Ａは正常な状
態、Ｂはガス圧上昇によりダイヤフラム部２が膨らんで
テープ層３の上部テープが裂断した状態を示すものであ
る。

【００１１】図２は図１の実施例の縦断面図であって、
その全体構造を示している。図２Ａにおいて、保護ケー
ス１はアルミニウム電解コンデンサの本体４における外
周面を覆う円筒部１ａと、円筒部１ａの上端に連なって
前記コンデンサ本体４の頭部を覆う前記ダイヤフラム部
２と、円筒部１ａの下端に連なった延長筒部１ｂとから
なり、この保護ケース１内の円筒部１ａの下端、すなわ
ち延長筒部１ｂの上端には耐電解液性プラスチックから
なる加圧板５の周縁が嵌合する。この耐電解液性プラス
チックとしては、例えばテトラフルオロエチレン重合体
が用いられ、これを成形してなる加圧板５にはコンデン
サ本体４の各電極リード脚部６を貫通させるための開口
を有する。

【００１２】加圧板５の上面はコンデンサ本体４の下端
面に微小間隙を置き、又は緩接触状態において対向して
おり、保護ケース１の延長筒部１ｂ内において加圧板５
の下側には封口ゴム７が充填される。この封口ゴム７に
おいて加圧板５の前記リード用開口部に対向する位置に
は、電極リード脚部６を部分的且つ同心的に包囲する凹
所が形成され、この凹所内にはパラフィン又はワックス
等の軟質充填材８が充填される。そして加圧板５の前記
リード用開口を含む部分には、軟質充填材８に圧接する
ピストン状突起９が形成される。

【００１３】保護ケース１の延長筒部１ｂには、封口ゴ
ム７を締めつけるための括れ部分１ｃが形成され、延長
筒部１ｂの内周面と封口ゴム７との間には弾性気密シー
ル膜１０が挟入される。また封口ゴム７において、延長
筒部１ｂの開口縁と同レベル又はこのレベルより僅かに
突出した位置の下端面には、排ガス溝１１が形成され
る。その排ガス溝１１の平面パターンは図３に示す通
り、リード脚から延びるリード線６ａを包囲する半円形
の終端壁からケース延長部１ｂの開口縁に漸近し、先端
で接する先窄まりの湾曲形状をもっている。一方、シー
ル膜１０は延長筒部１ｂの開口縁に沿い且つこの開口縁
から僅かに露出した外端縁を有し、この外端縁に開口封
鎖用のシール蓋１２の縁が圧接し、この圧接面間からの
緩和的なガス放出を許容する。

【００１４】シール蓋１２は好ましくは耐腐食性プラス
チック又は硬質ゴムからなり、封口ゴム７の下端面に接
着される。またこの蓋によって封蓋される排ガス溝１１
内には、例えばプラスチックフィルタ材料からなるガス
浄化用フィルタ２１が充填される。なお、溝１１の形状
は終端が前記開口縁に達する限り、このような湾曲形状
に限らない。場合によっては封口ゴム７の、全体に平坦
な下端面をケース延長部１ｂの開口縁までに止め、その
下端面とシール１２との間隔をもって排ガス空間として
もよい。

【００１５】次に、図２と共に図４を参照して危険表示
構造を説明する。危険表示用テープ層３はケース１上端
部の両側から前記ダイヤフラム部２に掛け渡した上層テ
ープ３ａと、その下側においてケース１上端部の片側か
らのみ前記ダイヤフラム部２上に敷延された下層テープ
３ｂとからなっている。上層テープ３ａは適当位置にお
いてミシン目等の裂断線１３をテープ横断方向に設定し
た完全透明部（図の左側）と、透明素地に粗から密への
横断目盛りを配列し又は薄色から濃色へと濃淡付けした
スケール部（図の右側）とからなっている。１４はその
透明部とスケール部とを区分する境界斜線である。下層
テープ３ｂは図２及び図４に示す正常時（Ａ）において
ケース１の中心軸を通る位置を境１５として無表示部
（図の左側）と危険色表示部（図の右側）とに区分され
る。

【００１６】上記のような基本実施例の構造において、
何らかの原因によりガス圧上昇したコンデンサ本体４、
特にそのリード脚６の付け根部からガスが漏れだすと、
それは保護ケース１の本体部内に進入してダイヤフラム
部２を膨らませる。テープ３ａ、３ｂは凹凸を含みなが
らも全体として山形に盛り上がるダイヤフラム部２によ
り山形に張り詰められ、図の左端のみ固定された下層テ
ープ３ｂの自由端が相対的に左側にずれるため境１５よ
り右側の危険色表示部が、依然として中央部に位置する
上層テープ３ａのスケール部端１４よりも右側に出て明
確に目視できるようになる（図４Ｂ）。従って電気機器
等の使用者はこの状態を見て、危険な兆候を予知するこ
とができる。

【００１７】さらにダイヤフラム部２が膨れると、いっ
そう強く両側から引っ張られる上層テープ３ａはその張
力により裂断線１３で裂断し、下層テープ３ｂの危険色
表示部をほぼ完全に露出させる（図４Ｃ）。この状態は
使用不能を表している。

【００１８】ガス圧上昇によるダイヤフラム２の膨張
中、又は膨張後において、ガスはケース本体１ａの下端
における加圧板５を延長部１ｂ側に凸状に撓むように加
圧し、同時にリード脚６に沿って加圧板５の外部に出よ
うとする。これはまた封口ゴム７とリード脚６及びリー
ド線６ａとの間に気密性の劣化をもたらし、液漏れを発
生させる。しかしながら、加圧板５の撓みはピストン状
突起９をして、その下側の軟質充填材８を圧搾せしめ、
封口ゴム７とリード脚６及びリード線６ａとの間、封口
ゴム７と加圧板５及びシール膜１０又はケース延長部１
ｂ内面との間にそれぞれ浸透させ、そのような気密性の
劣化を阻止させる。

【００１９】それでもなおリード脚６及びリード線６ａ
に沿ってガスが漏出した場合、それは、図３を参照して
排ガス溝１１内に入り、その溝１１内のガス浄化用フィ
ルタ２１を通って浄化されながら、溝１１の外端に接す
るシール膜１０の外端縁とシール蓋１２との圧接面間か
ら微量ずつ緩和的に漏出する。

【００２０】図５は図１〜図４に示した基本実施例にお
けるダイヤフラム上の危険表示構造に代えて、圧力上昇
の検知機構を備えた実施例を示す上面図である。ダイヤ
フラム２には、ケース１の両側から架橋された比較的固
い電気絶縁体からなる弾性片１６を有し、この弾性片の
一端上には一対の検知出力コネクタ１７が配置されてい
る。図６はこの実施例の正面図であり、弾性片１６の本
体裏面とダイヤフラム２との間にはダイヤフラムの外周
縁に掛かる内側突起１６ａを起点として適当な間隙が存
在することを示している。

【００２１】ダイヤフラム２の中央部にはこの間隙を埋
める緩衝体１８が配置され、緩衝体１８上にはタッチ接
点１９が設置される。このタッチ接点１９は弾性片１６
の本体裏面に敷設された検知回路導体２０の先端に固定
及び接続されたものであり、通常状態（Ａ）から、コン
デンサのガス圧上昇によりダイヤフラム２の中央部２ａ
が持ち上がってタッチ接点１９が“オン”になり、圧力
上昇を示す状態（Ｂ）になる。この変化を拡大して示し
たものが、図７Ａ及びＢである。その他の構造は基本実
施例と同様であるため、説明を省略する。

【００２２】

【発明の効果】以上述べた通り、本発明はダイヤフラム
と、液及びガス漏れ防止・緩和構造を包囲した延長部を
有するアルミニウム製保護ケースを備えたことにより、
アルミニウム電解コンデンサの圧力表示又は検出を可能
とし、安全性の優れたアルミニウム電解コンデンサ構体
を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本実施例の斜視図であってＡは正常
状態、Ｂはガス圧上昇時の状態を示している。

【図２】図１Ａ及びＢに対応する本発明の基本実施例の
正面側から見た断面図であり、同様に正常状態（Ａ）及
びガス圧上昇状態（Ｂ）を示すものである。

【図３】基本実施例におけるコンデンサ保護ケースの裏
面を示す図である。

【図４】基本実施例におけるコンデンサ保護ケースの上
面図であり、Ａは正常状態、Ｂはガス圧上昇初期の状
態、そしてＣは表示限界を越えたガス圧上昇時の状態を
示している。

【図５】本発明の応用実施例における保護ケースの上面
図である。

【図６】本発明の応用実施例における保護ケースの正面
図であって、Ａは正常状態、Ｂはガス圧上昇時の状態を
示している。

【図７】図６Ａ及びＢにそれぞれ対応した正常時
（Ａ）、及びガス圧上昇時（Ｂ）における検知機構の要
部拡大図である。

【符号の説明】

１ 保護ケース ２ ダイヤフラム部 ３ 危険表示用テープ層 ４ コンデンサ本体 ５ 加圧板 ６ 電極リード脚 ６ａ 電極リード線 ７ 封口ゴム ８ 軟質充填材 ９ ピストン状突起 １０ シール膜 １１ 排ガス溝 １２ シール蓋 １３ 裂断線 １４、１５ 境界線 １６ 弾性片 １７ 検知出力コネクタ １８ 緩衝体 １９ タッチ接点１９ ２０ 検知回路導体 ２１ ガス浄化用フィルタ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ａ）アルミニウム電解コンデンサの本体
   外周面を覆う円筒部と、円筒部の上端に連なって前記コ
   ンデンサの本体頭部を覆うダイヤフラム部と、円筒部の
   下端に連なった延長筒部とからなる保護ケースと、 ｂ）前記保護ケース内の円筒部下端に嵌合する周縁と、
   電解コンデンサの本体下端面から突出した電極リード基
   部を貫通させるためのリード開口部とを有する加圧板
   と、 ｃ）前記保護ケースの延長筒部内において前記加圧板の
   下側に充填された封口ゴムであって、前記リード開口部
   に対向した位置で電極リード基部を部分的に包囲する凹
   所を有し、その凹所の底から電極リードを貫通・突出せ
   しめてなるものと、 ｄ）前記封口ゴムの凹所内に充填されたパラフィン又は
   ワックス等の軟質充填材とを備えたことを特徴とするア
   ルミニウム電解コンデンサ。
2. 【請求項２】 前記保護ケースの延長筒部内周面と前記
   封口ゴムとに挟まれた弾性気密シール膜を備え、このシ
   ール膜が前記延長筒部の開口縁から露出した外端縁を有
   することを特徴とする請求項１記載のアルミニウム電解
   コンデンサ。
3. 【請求項３】 前記保護ケースの延長筒部の下端開口を
   前記シール膜の外端縁を介して封鎖するとともに、前記
   電極リードをシール状に貫通・突出せしめてなるシール
   蓋を設け、このシール蓋の内側面に対応する前記封口ゴ
   ムの下端面に前記電極リードを包囲しかつ外周に達する
   排ガス溝又は排ガス空間を形成し、この溝又は空間内に
   ガス浄化用フィルタを充填したことを特徴とする請求項
   ２記載のアルミニウム電解コンデンサ。
4. 【請求項４】 適当位置において裂断線を設定したテー
   プを前記ケース上端部の両側から前記ダイヤフラム部に
   掛け渡したことにより、前記ダイヤフラム部が拡張した
   時に前記テープを張り詰めて裂断させ、ダイヤフラム部
   上のテープ用下地を露出させるようにしたことを特徴と
   する請求項１〜４のいずれか１項記載のアルミニウム電
   解コンデンサ。
5. 【請求項５】 前記加圧板のリード開口部において、前
   記凹所内の軟質充填材を加圧するためのピストン状突起
   を形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１
   項記載のアルミニウム電解コンデンサ。
6. 【請求項６】 前記保護ケースの延長筒部が、前記封口
   ゴムを締めつけるための括れ部分を有することを特徴と
   する請求項１〜５のいずれか１項記載のアルミニウム電
   解コンデンサ。