JP2001015393A - 電解コンデンサの劣化検出装置および劣化検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント配線板から取外すことなく、電解コ
ンデンサの電気的特性の劣化を検出する。 【解決手段】 ケース１１には開口部が設けられ、その
開口部に透明あるいは半透明の樹脂材などで形成された
板材が取付けられ、観測窓１３が形成される。コンデン
サ素子１０３は、ケース１１における底部開口から挿入
され、ケース１１内部に収納される。劣化検出に当って
は、観測窓１３を通してコンデンサ素子１０３を構成す
るコンデンサ紙の色の濃淡を観測する。電解液が蒸発し
て電解コンデンサの電気的特性が劣化すると、コンデン
サ紙が乾燥して淡色化するため、コンデンサ紙が淡色で
あるほど、電解コンデンサの劣化が大きいと判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板から
取外すことなく、電気的特性の劣化検出を可能とした電
解コンデンサの劣化検出装置および劣化検出方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年では、産業プラントをコントロール
する各種制御装置をはじめとして、電解コンデンサをプ
リント配線板に高密度実装した電子回路が使用されてい
る。図１９（ａ）は、電解コンデンサ１００の構造を示
す図であり、同図（ｂ）は、電解コンデンサ１００の実
装状態を示す図である。

【０００３】電解コンデンサ１００は、外装ケース１０
１（以下ケース１０１という）、コンデンサ素子１０３
および封止ゴム１０５から構成される。ケース１０１
は、頂部を閉じた筒形状のアルミニウムなどから形成さ
れ、その内部にはコンデンサ素子１０３が収納されてい
る。このコンデンサ素子１０３は、はんだづけ可能なリ
ード線１０７，１０９を有し、これらは、ケースｄの底
部開口から外部へと引出され、電解コンデンサ１００の
正極および負極を構成している。そして、ケースｄ内部
には電解液（図示せず）が注入され、コンデンサ素子１
０３がこの電解液に浸漬されている。また、電解液の流
出を防止するため、底部開口には封止ゴム１０５が装着
されている。

【０００４】電解コンデンサ１００は、図１９（ｂ）に
示すように他の回路素子とともに、プリント配線板１１
１に実装され、はんだづけ等の方法により固定される。
そして、電解コンデンサ１００は、印加される電圧によ
り、電子回路の一部として機能する。

【０００５】ところで、電解コンデンサ１００は、内部
の電解液が時間経過とともに蒸発して枯渇化していくこ
とで、電気的特性が劣化する。劣化の進行状況は、主
に、設置環境における温度・湿度と、電気的な使用条件
で決まるコンデンサの発熱量とによって変動するため、
定期点検において劣化を検出する必要がある。

【０００６】劣化検出に当っては、電解コンデンサ１０
０はプリント配線板１１１から取外され、リード線１０
７，１０９に適宜計測器が接続され、静電容量、Ｔａｎ
δ（誘電体損失）、漏れ電流などの電気的特性が直接計
測される。そして、計測された電気的特性と、予め設定
された許容限度との比較結果により、電解コンデンサ１
００を継続して使用するかあるいは交換するかなどの判
定がなされる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電解コ
ンデンサの劣化検出のためには、プリント配線板から電
解コンデンサを逐一取外し、電気的特性を計測し、再び
取付けるという一連の作業を行わなければならず、手間
を要する。さらに、電解コンデンサは、他の回路素子と
ともに高い実装密度でプリント配線板に実装されること
も多いため、点検作業に時間がかかる傾向にある。

【０００８】また、上記の点検作業には、電解コンデン
サの取付けおよび取外しの工程において、はんだを用い
た作業が必要であるため、はんだを溶融させるための熱
によって、電解コンデンサの電解液の蒸発が加速され、
劣化が一層進行してしまうおそれがある。

【０００９】本発明は、上記従来の事情に鑑みなされた
もので、プリント基板から取外すことなく、電気的特性
の劣化検出を可能とした電解コンデンサの劣化検出装置
および劣化検出方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に係る電解コンデンサの劣化検出装置は、
電解液に浸漬されたコンデンサ素子を収納した電解コン
デンサの劣化を判定するための手段を当該電解コンデン
サに設けたことを特徴とする。

【００１１】この発明にあっては、劣化を判定するため
の手段を電解コンデンサ自体に設けることで、プリント
基板に実装したままで劣化を検出する。

【００１２】請求項２に係る電解コンデンサの劣化検出
装置は、請求項１記載の装置において、前記劣化を判定
するための手段は、前記電解コンデンサの内部を観測す
るための観測窓であることを特徴とする。

【００１３】この発明にあっては、劣化を判定するため
の手段としての観測窓を通して電解コンデンサ内部を直
接観測できるようにしている。

【００１４】請求項３に係る電解コンデンサの劣化検出
装置は、請求項２記載の装置において、前記観測窓に電
解液の量を計測するための目盛を設けたことを特徴とす
る。この発明にあっては、観測窓に目盛を設け、コンデ
ンサ素子に浸漬され劣化に伴って蒸発する電解液の量を
計測できるようにしている。

【００１５】請求項４に係る電解コンデンサの劣化検出
装置は、請求項２記載の装置において、前記観測窓の内
側に設けられ、電解液の蒸発に伴い発生するガスにより
着色されるガス吸収材を有することを特徴とする。

【００１６】この発明にあっては、電解液の蒸発に伴い
発生するガスにより着色されるガス吸収材を設け、観測
窓を通してこのガス吸収材の着色状況を観測できるよう
にしている。

【００１７】請求項５に係る電解コンデンサの劣化検出
装置は、請求項２記載の装置において、電解液の蒸発に
よるガスの発生により淡色化される有色の気体を内部に
充填したことを特徴とする。

【００１８】この発明にあっては、劣化に伴う電解液の
蒸発によるガスの発生により淡色化される有色の気体を
内部に充填し、観測窓を通してこの有色の気体の色を観
測できるようにしている。

【００１９】請求項６に係る電解コンデンサの劣化検出
装置は、請求項２記載の装置において、前記観測窓を通
して視認可能な位置に、電解液の蒸発により増加する前
記コンデンサ素子の抵抗値に応じて発光状態が変化する
発光体を設けたことを特徴とする。

【００２０】この発明にあっては、観測窓を通して視認
可能な位置に上記発光体を設け、その発光状態により劣
化検出ができるようにしている。

【００２１】請求項７に係る電解コンデンサの劣化検出
装置は、請求項６記載の装置において、前記発光体は、
前記コンデンサ素子の抵抗値に応じて異なる部分が発光
することを特徴とする。

【００２２】この発明にあっては、コンデンサ素子の抵
抗値に応じて発光体の異なる部分が発光するようにし
て、定量的な劣化検出ができるようにしている。

【００２３】請求項８に係る電解コンデンサの劣化検出
装置は、電解液に浸漬されたコンデンサ素子を収納する
電解コンデンサの内部を観測するための観測窓と、前記
電解液の蒸発により淡色化する前記コンデンサ素子を前
記観測窓を通して撮像する撮像手段と、この撮像手段に
より撮像された画像を処理して前記電解コンデンサの劣
化を判定する劣化判定手段とを有することを特徴とす
る。

【００２４】この発明にあっては、劣化に伴う電解液の
蒸発により淡色化するコンデンサ素子を撮像手段により
撮像し、この撮像された画像を劣化判定手段により処理
することで、目視によらない電解コンデンサの劣化検出
を可能にしている。

【００２５】請求項９に係る電解コンデンサの劣化検出
装置は、請求項１記載の装置において、前記劣化を判定
するための手段は、前記電解コンデンサ内に設けられ、
前記電解液の蒸発により増加する電解コンデンサ内部の
圧力を検出する圧力検出手段であることを特徴とする。

【００２６】この発明にあっては、劣化を判定するため
の手段としての圧力検出手段を設け、劣化に伴う電解液
の蒸発により増加する電解コンデンサ内部の圧力を検出
できるようにしている。

【００２７】請求項１０に係る電解コンデンサの劣化検
出方法は、電解液およびコンデンサ素子が封止された電
解コンデンサ内部の前記電解液の蒸発による圧力の増加
に基づいて前記電解コンデンサの劣化を検出することを
特徴とする。

【００２８】この発明にあっては、電解液の蒸発による
電解コンデンサ内部の圧力増加に基づいて電解コンデン
サの劣化を検出するようにしている。

【００２９】請求項１１に係る電解コンデンサの劣化検
出装置は、請求項１記載の装置において、前記劣化を判
定するための手段は、前記電解液およびコンデンサ素子
を封止する弾性封止部材に埋込まれ、前記電解液の蒸発
による電解コンデンサ内部の圧力増加に伴う前記弾性封
止部材の変形を検出する変形検出手段であることを特徴
とする。

【００３０】この発明にあっては、劣化を判定するため
の手段としての変形検出手段を設け、劣化による電解コ
ンデンサ内部の圧力増加に伴う弾性封止部材の変形を検
出できるようにしている。

【００３１】請求項１２に係る電解コンデンサの劣化検
出装置は、請求項１記載の装置において、前記劣化を判
定するための手段は、前記電解コンデンサ内に収納さ
れ、前記電解コンデンサの劣化状況を反映する劣化検出
用電解コンデンサであることを特徴とする。

【００３２】この発明にあっては、劣化を判定するため
の手段として、電解コンデンサに劣化検出用電解コンデ
ンサを収納して、その電気的特性を、劣化検出対象の電
解コンデンサに代えて測定し、その測定された電気的特
性から劣化検出対象の電解コンデンサの劣化を検出でき
るようにしている。

【００３３】請求項１３に係る電解コンデンサの劣化検
出装置は、請求項１記載の装置において、前記劣化を判
定するための手段は、前記電解コンデンサ内に設けら
れ、前記電解液の蒸発により増加する前記コンデンサ素
子の抵抗値を検出する抵抗値検出手段であることを特徴
とする。

【００３４】この発明にあっては、劣化を判定するため
の手段としての抵抗値検出手段を設けて、劣化に伴う電
解液の蒸発により増加するコンデンサ素子の抵抗値を検
出可能としている。

【００３５】請求項１４に係る電解コンデンサの劣化検
出方法は、電解液に浸漬され、電解コンデンサに収納さ
れたコンデンサ素子の前記電解液の蒸発による抵抗増加
に基づいて前記電解コンデンサの劣化を検出することを
特徴とする。

【００３６】この発明にあっては、電解液の蒸発による
コンデンサ素子の抵抗増加に基づいて電解コンデンサの
劣化検出を行うようにしている。

【００３７】請求項１５に係る電解コンデンサの劣化検
出装置は、底部を弾性封止部材によって封止された電解
コンデンサの実装位置に開口部を有するプリント配線板
と、前記電解コンデンサの劣化に伴い増加する前記弾性
封止部材の硬度を前記開口部を通して検出する硬度検出
手段とを有することを特徴とする。

【００３８】この発明にあっては、硬度検出手段を設け
て、電解コンデンサの劣化に伴い増加する弾性封止部材
の硬度をプリント配線板の開口部を通して検出できるよ
うにしている。

【００３９】請求項１６に係る電解コンデンサの劣化検
出方法は、電解液およびコンデンサ素子を封止する弾性
封止部材を具備する電解コンデンサの劣化に伴う前記弾
性封止部材の硬度増加に基づいて前記電解コンデンサの
劣化を検出することを特徴とする。

【００４０】この発明にあっては、電解コンデンサの劣
化に伴う弾性封止部材の硬度増加に基づいて電解コンデ
ンサの劣化を検出するようにしている。

【００４１】請求項１７に係る電解コンデンサの劣化検
出装置は、電解液が封止された電解コンデンサのプリン
ト配線板における実装位置あるいはその近傍に形成され
た一対の電極と、前記電解液の流出による前記一対の電
極間の導通の有無を検出する導通検出手段とを有するこ
とを特徴とする。

【００４２】この発明にあっては、電解液の流出によっ
て導通するように一対の電極をプリント配線板に設け、
電解コンデンサの劣化による電解液の流出の有無を導通
検出手段により検出可能としている。

【００４３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電解コンデン
サの劣化検出装置および劣化検出方法の実施の形態を図
面を参照して詳細に説明する。

【００４４】まず、本発明の第１の実施の形態について
説明する。この実施の形態は、電解液の蒸発に伴い、コ
ンデンサ素子が乾燥して淡色化することに着目し、その
色を観測できるようにしたことを特徴とする。

【００４５】図１（ａ）は、電解コンデンサ１０の外観
図であり、同図（ｂ）は、この電解コンデンサ１０の構
造を示す図である。電解コンデンサ１０は、ケース１
１、コンデンサ素子１０３および封止ゴム１０５から構
成され、ケース１１の胴部には観測窓１３が設けられ
て、その内部が直接観測可能となっている。即ち、ケー
ス１１には開口部が設けられ、その開口部に、透明ある
いは半透明の樹脂材やガラス材で形成された板材が取付
けられ、その周縁部が隙間なく開口部に固着されて、観
測窓１３が形成されている。

【００４６】コンデンサ素子１０３は、図２に示すよう
に、巻回状態において、外側から内側に向って、コンデ
ンサ紙１０３ｃ、陰極箔１０３ａ、コンデンサ紙１０３
ｃ、陽極箔１０３ｂが順に重ねられた構成となってい
る。なお、陰極箔１０３ａと陽極箔１０３ｂには、それ
ぞれ、リード線１０７，１０９が接続されている。コン
デンサ素子１０３は、ケース１１における底部開口から
挿入され、ケース１１内部に収納される。ケース１１内
部には電解液（図示せず）が注入され、コンデンサ素子
１０３がその電解液に浸漬されている。そして、電解液
の流出を防止するため、底部開口には封止ゴム１０５が
装着され、ケース１１の底部近傍が絞り加工され、電解
液およびコンデンサ素子１０３がケース１１内に密封さ
れている。

【００４７】このような構成において、定期点検時（例
えば年毎の点検時）における電解コンデンサ１０の劣化
検出に当っては、作業員が、観測窓１３を通して内部の
コンデンサ紙１０３ｃを目視して、その色の濃淡から乾
燥の程度、即ち劣化の程度を判断する。電解コンデンサ
１０は、観測窓１３によって内部が視認可能となってい
るため、劣化の程度を目視で直接に判断することができ
る。また、コンデンサ紙１０３ｃの色と劣化の許容限度
に対応する濃淡の見本とを比較して、電解コンデンサ１
０の交換の必要性を判断することも可能である。

【００４８】従って、この第１の実施の形態によれば、
観測窓１３を設けたことにより、電解液の蒸発に伴い変
化するコンデンサ素子１０３の色の濃淡を観測できるた
め、電解コンデンサ１０を逐一取外すことなく劣化検出
ができ、取外し作業、電気的特性の計測および取付け作
業が不要となって、高密度実装される傾向にある電子回
路において、点検作業の時間短縮および簡素化を可能に
することができる。加えて、劣化検出において、はんだ
接続（はんだづけ）を不要として、電解コンデンサ１０
への徒な加熱を防止し、劣化を加速するといったことを
回避することができる。

【００４９】なお、上記実施の形態では、単に観測窓１
３を設けるようにしたが、その観測窓１３に、図３
（ａ），（ｂ）に示すような目盛１３ａを設けることに
より、目視によって電解液の量を計測することが可能と
なり、電気的特性の劣化を定量的に検出することができ
る。

【００５０】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。この実施の形態の特徴は、電解コンデンサの
劣化をもたらす電解液の蒸発に伴ってガスが発生するこ
とに着目し、観測窓の内側にそのガスにより着色される
ガス吸収材を設け、このガス吸収材の着色状況から劣化
検出を可能としたことにある。

【００５１】この実施の形態では、図４（ａ）に示すよ
うに、電解コンデンサ２０の観測窓１３の内側には、ガ
ス吸収シート１５が設けられている。このガス吸収シー
ト１５は、電解液の蒸発により発生するガスと反応して
変色する薬品をろ紙などに浸漬することにより形成され
るこのガス吸収シート１５が設けられた電解コンデンサ
２０の劣化検出に当り、作業員は、観測窓１３を通して
ガス吸収シート１５の着色状況を観測する。電解液の蒸
発により、ケース１１内部における電解液の液位が下が
るため、図４（ｂ）に示すように、ガス吸収シート１５
は上方からガスを吸収して、下方に向って着色されてい
く。そして、経過時間に対する着色面積は、図５に示す
ように増加していくため、劣化判定にあたっては、この
着色面積が広いほど劣化程度が大きいと判断される。

【００５２】従って、この第２の実施の形態によれば、
電解液の蒸発に伴うガスの発生状況をガス吸収シート１
５の着色状況から検出可能としたため、電解コンデンサ
２０の劣化程度を判定することができる。尚、ガス吸収
シート１５に、図４（ｂ）の１５ａに示すような線を予
め付けておくことにより、これを電解コンデンサ２０の
交換時期などの判断基準として使用することができる。

【００５３】次に、本発明の第３の実施の形態について
説明する。この実施の形態の特徴は、電解コンデンサの
劣化とともに電解液が蒸発し、これに伴って発生したガ
スが電解コンデンサの外部に放出されることに着目し
て、予め有色ガスを電解コンデンサ内部に充填しておく
ことで、この有色ガスが、発生したガスとともに放出さ
れるようにして、その電解コンデンサ内部に充填された
有色ガスの色から劣化検出を可能としたことにある。

【００５４】即ち、この実施の形態では、図６（ａ）に
示すように、電解コンデンサ３０のケース１１内部に、
有色ガス１７が充填されている。そして、このような構
成とした電解コンデンサ３０にあって、その設置時に
は、作業員は、観測窓１３から有色ガス１７の色の初期
の濃淡を観測しておく。この際に、色見本などによっ
て、有色ガス１７の色の濃淡を定量化しておくのが好適
である。そして、後の劣化検出に当り、作業員は、観測
窓１３から有色ガス１７の色の濃淡を観測する。電解液
の蒸発によりガスが発生してケース１１内部の圧力が増
加し、図６（ｂ）に示すように、有色ガス１７と発生し
たガスとが、例えば、封止ゴム１０５におけるリード線
１０７、１０９の挿通孔から外部へ放出され、有色ガス
１７が淡色化されるため、観測窓１３を通して観測され
た色が淡色であるほど、劣化の程度が大きいと判定され
る。

【００５５】従って、この第３の実施の形態によれば、
有色ガス１７を電解コンデンサ３０内部に充填し、その
有色ガス１７が、電解液の蒸発により発生したガスとと
もに外部に放出され、その色が淡色化されるようにした
ため、有色ガス１７の色の濃淡を観測することにより劣
化検出を行うことができる。

【００５６】次に、本発明の第４の実施の形態について
説明する。この実施の形態の特徴は、観測窓を通して視
認可能な位置に、劣化に伴って増加するコンデンサ素子
の抵抗値に応じて発光状態が変化するように、発光体を
設けたことにある。

【００５７】即ち、図７（ａ），（ｂ）に示すように、
本実施の形態の電解コンデンサ４０のコンデンサ素子１
０３の側面には、それぞれ電極端子１９ａ，２１ａを有
し、これら電極端子に近づくほどその枝部の間隔が広が
るように構成された一対の櫛形電極１９，２１が、その
各枝部の間隔を、電極端子１９ａ，２１ａから離れるに
したがって順次狭くなるようにして配置される。そし
て、電極端子１９ａ、２１ａは、電解コンデンサ４０の
外部へと引出されている。さらに電極１９，２１を覆う
ようにして、発光体２３が設けられ、この発光体２３
は、観測窓１３を通して視認可能となるように配置され
ている。

【００５８】ここで、この実施の形態において、発光体
２３を発光させるための原理を説明する。なお、説明の
便宜上、発光体２３においては、図８（ａ）に示すよう
に、電極１９，２１の各枝部に挟まれた部分のうち、最
も間隔が広い部分から、順に発光部位をＰ１，Ｐ２，Ｐ
３，Ｐ４というものとする。

【００５９】発光体２３の各発光部位における電極間の
等価回路は、図８（ｂ）に示すように、発光体２３の抵
抗値Ｒｄとコンデンサ素子１０３表面のコンデンサ紙１
０３ｃの抵抗値Ｒｏとが並列接続されたものとして表す
ことができる。コンデンサ紙１０３ｃの抵抗値は、発光
体２３の抵抗値Ｒｄより小さい状態（Ｒｏ＜Ｒｄ）か
ら、電解液の蒸発に伴ってコンデンサ紙１０３ｃが乾燥
するために増加していく（Ｒｏ→Ｒｆ）。この回路に電
源を接続すると、コンデンサ紙１０３ｃの抵抗値の増加
過程において、その抵抗値が発光体２３の抵抗値Ｒｄを
越えたときに、発光体２３に電流が供給されて、その発
光体２３は発光状態に転じるのである。

【００６０】上記原理を利用したこの実施の形態におけ
る電解コンデンサ４０の劣化検出時には、図８（ａ）に
示すように、電極１９，２１間に電源が接続される。作
業員は、観測窓１３を通して発光体２３を観測し、この
発光体２３の発光状態から、電解コンデンサ４０の劣化
程度を判断する。

【００６１】コンデンサ紙１０３ｃが一様に乾燥する場
合にあっては、単位長さ当りのコンデンサ紙１０３ｃの
抵抗値が、図９に示すように、時間経過とともに、Ｒ
１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４と次第に増加していくため、発光
部位Ｐ１に覆われた部分のコンデンサ紙１０３ｃの抵抗
値、即ち、電極１９，２１の枝部の間隔が最も広い部分
の抵抗値が、発光体２３の抵抗値Ｒｄを最初に越えるこ
ととなって、発光部位Ｐ１が発光し、その後は、発光部
位Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４が順次に発光し、この発光状況によ
り劣化程度が判断される。

【００６２】従って、この第４の実施の形態によれば、
特性劣化に伴って増加するコンデンサ素子１０３の抵抗
値に応じて発光状態が変化するように発光体２３を設け
たので、電解コンデンサの劣化状況を直接視認すること
ができ、プリント配線板から取外すことなく、電解コン
デンサ４０の劣化状況を判断することができる。しか
も、コンデンサ素子１０３の抵抗値に応じて、発光体２
３における異なる部位が発光するように構成したため、
定量的な劣化検出が可能である。

【００６３】尚、各電極の形状、枝部の数あるいはその
配置は、必ずしも本実施の形態に限られるものでなく、
使用される電解コンデンサに適したものとすれば良い。

【００６４】次に、本発明の第５の実施の形態について
説明する。本実施の形態は、先に説明した第１の実施の
形態のように、コンデンサ素子の濃淡観測を目視で行う
のではなく、カメラ（撮像手段）を用いて行い、得られ
た画像を適宜処理できるようにしたことを特徴とする。

【００６５】即ち、この実施の形態では、図１０に示す
ように、劣化検出に当っては、観測窓１３を通して光源
１０００からコンデンサ素子１０３に対し光が照射さ
れ、コンデンサ素子１０３がカメラ２０００により撮像
され、撮像された画像が画像処理装置３０００で処理さ
れる。そして、その処理結果に基づく劣化判定が行われ
る。なお、コンデンサ素子１０３は、図１１（ａ）に示
すように電解液の蒸発とともに淡色化し、同図（ｂ）に
示すような、時間経過に対する淡色化傾向を示すため、
このような特性が判定の際の参考などとなる。

【００６６】従って、第５の実施の形態によれば、電解
コンデンサの電気的特性が劣化し、これに伴い乾燥して
淡色化するコンデンサ素子１０３の撮像および画像処理
を可能としたため、目視によらなくとも電解コンデンサ
の劣化検出が可能となる。

【００６７】次に、本発明の第６の実施の形態について
説明する。この実施の形態の特徴は、電解液の蒸発によ
り増加する電解コンデンサ内部の圧力を検出可能とした
ことにある。

【００６８】この実施の形態では、図１２（ａ）に示す
ように、電解コンデンサ５０内部に圧力センサ２５が収
納され、この圧力センサ２５に接続された検出用の端子
２５ａおよび２５ｂが、電解コンデンサ５０の外部へと
引出されている。

【００６９】上記構成とした電解コンデンサ５０の劣化
検出に当っては、端子２５ａ，２５ｂに圧力計測器が接
続されて圧力が計測される。電解コンデンサ５０の内部
圧力は、図１２（ｂ）に示すように、時間経過とともに
増加するため、劣化判定の際には、測定値（圧力）が高
いほど、電解コンデンサ５０の劣化の程度が大きいと判
断される。

【００７０】従って、この第６の実施の形態によれば、
電解コンデンサの劣化とともに上昇する電解コンデンサ
内部の圧力を検出可能としたので、プリント配線板から
取外すことなく、電解コンデンサの劣化検出を行うこと
ができる。

【００７１】尚、上記実施の形態では、電解コンデンサ
５０の劣化を、その劣化に伴って増加する内部圧力から
検出可能としたが、この圧力増加によって封止ゴム１０
５に変形が生ずるため、図１３（ａ）に示すように、封
止ゴム１０５の変形量が検出可能な変形センサ２７を、
形成過程で封止ゴム１０５に埋込むことによっても劣化
の検出が可能である。

【００７２】このような構成とした電解コンデンサ６０
の劣化検出に当っては、変形センサ２７から電解コンデ
ンサ６０の外部へと引出された端子２７ａ，２７ｂに変
形量の計測器が接続され、変形センサ２７で検出された
封止ゴム１０５の変形量が計測される。この封止ゴム１
０５の変形量は、図１３（ｂ）に示すような増加傾向を
示すことから、劣化判定においては、計測された変形量
が大きいほど、電気的特性の劣化が大きいと判断すれば
よい。

【００７３】次に、本発明の第７の実施の形態について
説明する。この実施の形態の特徴は、劣化検出用の電解
コンデンサを検出対象の電解コンデンサに収納して、前
者に後者の電気的特性を反映させ、検出対象の電解コン
デンサの特性の代わりに劣化検出用の電解コンデンサの
特性を検出できるようにしたことにある。

【００７４】即ち、この実施の形態では、図１４に示す
ように、電解コンデンサ７０の内部には、劣化検出用コ
ンデンサ２９が収納され、この劣化検出用コンデンサ２
９に接続された端子２９ａ，２９ｂが、ケース１０１の
外部へと引出される。

【００７５】このような構成とした電解コンデンサ７０
にあって、その劣化検出に当っては、静電容量計などの
測定器が端子２９ａ，２９ｂに接続され、劣化検出用コ
ンデンサ２９の電気的特性（静電容量、Ｔａｎδ、漏れ
電流など）が測定される。そして、測定された電気的特
性を用いて劣化検出対象の電解コンデンサ７０の劣化判
定が行われる。

【００７６】従って、この第７の実施の形態によれば、
電解コンデンサ７０の内部に劣化検出用コンデンサ２９
を設け，その電気的特性を外部から測定可能としたの
で、電解コンデンサ特有の電気的特性を用いた劣化判定
が可能となる。

【００７７】次に、本発明の第８の実施の形態について
説明する。この実施の形態の特徴は、電気的特性の劣化
に伴い電解液が蒸発してコンデンサ素子が乾燥し、その
抵抗値が増加することに着目し、コンデンサ素子の抵抗
値を検出することによって電解コンデンサの劣化検出を
可能としたことにある。

【００７８】即ち、図１５（ａ），（ｂ）に示すよう
に、本実施の形態の電解コンデンサ８０のコンデンサ素
子１０３表面には、櫛形に形成された一対の電極３１、
３３が設けられ、各電極に接続された電極端子３１ａ，
３３ａが電解コンデンサ８０の外部へと引出されてい
る。

【００７９】このように構成された電解コンデンサ８０
の劣化検出時においては、電極端子３１ａ，３３ａに絶
縁抵抗計が接続され、コンデンサ素子１０３の絶縁抵抗
が測定される。電解コンデンサ８０においては、その電
解液の蒸発に伴いコンデンサ素子１０３が乾燥して、図
１６に示すように、コンデンサ素子１０３の絶縁抵抗が
増加していくため、絶縁抵抗の測定値が高いほど、劣化
の程度が大きいと判定される。

【００８０】従って、この第８の実施の形態によれば、
電解液の蒸発により乾燥し、抵抗値が増加するコンデン
サ素子１０３にあって、その絶縁抵抗（抵抗値）を検出
可能としたため、電解コンデンサ８０の特性劣化の検出
が可能となり、その結果、プリント配線板から取外すこ
となく、電解コンデンサ８０の劣化検出を行うことがで
きる。

【００８１】次に、本発明の第９の実施の形態を説明す
る。この実施の形態は、電解コンデンサの劣化に伴い封
止ゴムの硬度が増加することに着目して、その封止ゴム
の硬度を検出可能としたことを特徴とする。

【００８２】図１７（ａ）は、この第９の実施の形態を
示す図であり、プリント配線板１１１において、封止ゴ
ム１０５が装着された電解コンデンサ１００の底部と対
向する位置には開口部１１１ａが設けられている。

【００８３】この実施の形態における劣化検出の際に
は、硬度計４０００の測定端子４００１が、開口部１１
１ａを通して封止ゴム１０５に当接され、封止ゴム１０
５の硬度が計測される。電解液およびコンデンサ素子１
０３を封止する封止ゴム１０５の硬度は、図１７（ｂ）
に示すように、時間経過とともに増加する傾向にあるた
め、硬度の測定値が大きいほど、電気的特性の劣化の程
度が大きいと判断される。

【００８４】従って、この第９の実施の形態によれば、
電解コンデンサ１００の劣化に伴い増加する封止ゴム１
０５の硬度を開口部１１１ａを通して検出できるように
したため、底部を封止ゴム１０５によって封止された、
一般的な電解コンデンサの劣化検出を、プリント配線板
から取外すことなしに行うことができる。

【００８５】次に、本発明の第１０の実施の形態を説明
する。この実施の形態の特徴は、電解コンデンサの電解
液の流出を検知して、劣化を検出するようにしたことに
ある。

【００８６】図１８は、この実施の形態において、各構
成要素を上方および側方から見た場合の配置図である。
プリント配線板１１１における電解コンデンサ１００の
実装位置（封止ゴム１０５と対向する位置あるいはその
近傍）には、一対の導通検出パターン１１１ｂ，１１１
ｃが形成されている。

【００８７】この実施の形態での劣化検出に当っては、
上記の導通検出パターン１１１ｂ，１１１ｃ間の導通性
が導通テスタ５０００により検出され、ここで、導通し
ていることが検出されれば、電解液の流出により、電解
コンデンサ１００の電気的特性が劣化していると判断さ
れる。

【００８８】従って、この第１０の実施の形態によれ
ば、電解液が流出したときに導通するように上記導通検
出パターン１１１ａ，１１１ｂを設けたことにより、電
解コンデンサ１００の電解液の流出を検知して、その劣
化検出を行うことが可能となる。

【００８９】なお、これまで説明してきた実施の形態に
あって、図５，図１１（ｂ），図１２（ｂ），図１３
（ｂ），図１６および図１７（ｂ）に示された劣化の限
界判定ラインを、電解コンデンサの特性の限界に対応す
るように、予め実験的に求めておけば、この劣化の限界
判定ラインを劣化判定時からの残存寿命の予測に役立て
ることができる。

【００９０】また、上記実施の形態の他にも、プリント
配線板における電解コンデンサの近傍に、電解液との反
応により変色する薬品を塗布しておくことにより、その
変色の様子から電解液の漏れの検出が可能となる。ま
た、電解コンデンサの近傍に、電解液の蒸発により放出
されるガスの検知が可能なガス検知器を配備することに
よっても電解コンデンサの劣化検出が可能となる。

【００９１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電解
コンデンサの劣化検出装置および劣化検出方法によれ
ば、プリント基板がら取外すことなく、電解コンデンサ
の電気的特性の劣化検出が可能となり、その結果、電解
コンデンサの点検作業の時間短縮および簡素化が図れ、
はんだ接続時の熱による劣化の加速を回避することも可
能となる。

【００９２】特に、請求項３に係る本発明によれば、観
測窓に設けられた目盛により、請求項７に係る本発明に
よれば、コンデンサ素子の抵抗値に応じて異なる部分が
発光する発光体により、定量的な劣化検出が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態の電
解コンデンサ１０の外観図であり、同図（ｂ）は、その
構造を示す図である。

【図２】電解コンデンサ１０のコンデンサ素子の構造を
示す図である。

【図３】図１に示す形態における観測窓に設けられた目
盛を説明するための図である。

【図４】図４（ａ）は、本発明の第２の実施の形態の電
解コンデンサ２０の構造図であり、同図（ｂ）は、ガス
吸収シートにおける着色の様子を示す図である。

【図５】図４に示した形態において、経過時間に対する
ガス吸収シートの着色面積を示す図である。

【図６】図６（ａ）は、本発明の第３の実施の形態の電
解コンデンサ３０の内部を示す図であり、同図（ｂ）
は、淡色化した有色ガスの様子を示す図である

【図７】図７（ａ）は、本発明の第４の実施の形態の電
解コンデンサ４０の構造を示す図であり、同図（ｂ）
は、電解コンデンサ４０のコンデンサ素子の外観図であ
る。

【図８】図８（ａ）は、図７に示した形態における発光
体の発光原理を示す図であり、同図（ｂ）は、電極間の
等価回路である。

【図９】図７に示した形態における発光体の発光順序を
示す図である。

【図１０】本発明の第５の実施の形態を示す図である。

【図１１】図１１（ａ）は、コンデンサ紙の淡色化の様
子を示す図であり、同図（ｂ）は、コンデンサ紙の濃淡
の変化を示す図である。

【図１２】図１２（ａ）は、本発明の第６の実施の形態
の電解コンデンサ５０の構造を示す図であり、同図
（ｂ）は、電解コンデンサ５０内部の圧力の変化を示す
図である。

【図１３】図１３（ａ）は、本発明の第６の実施の形態
の電解コンデンサ６０の構造を示す図であり、同図
（ｂ）は、経過時間に対する封止ゴムの変形量を示す図
である。

【図１４】本発明の第７の実施の形態の電解コンデンサ
７０の構造を示す図である。

【図１５】図１５（ａ）は、本発明の第８の実施の形態
の電解コンデンサ８０の構造を示す図であり、同図
（ｂ）は、電解コンデンサ８０のコンデンサ素子の外観
図である。

【図１６】図１５に示した形態における、コンデンサ紙
表面の絶縁抵抗の変化を示す図である。

【図１７】図１７（ａ）は、本発明の第９の実施の形態
を示す図であり、同図（ｂ）は、封止ゴムの硬度の変化
を示す図である。

【図１８】本発明の第１０の実施の形態を示す配置図で
あり、図１８（ａ）は、上方から見た配置を、同図
（ｂ）は、側方から見た配置をそれぞれ示す。

【図１９】従来の電解コンデンサの劣化検出方法を説明
するための図であり、図１９（ａ）は、電解コンデンサ
１００の構造を示す図、同図（ｂ）は、プリント配線板
への実装状態を示す図である。

【符号の説明】

１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，１
００…電解コンデンサ、１１，１０１…外装ケース（ケ
ース）、１３…観測窓、１３ａ…目盛、１５…ガス吸収
シート、１７…有色ガス、１９，２１，３１，３３…電
極、２３…発光体、２５…圧力センサ、２７…変形セン
サ、２９…劣化検出用コンデンサ、１０３…コンデンサ
素子、１０５…封止ゴム、１１１…プリント配線板、１
１１ａ…開口部、１１１ｂ，１１１ｃ…導通検出パター
ン、１０００…光源、２０００…カメラ、３０００…画
像処理装置、４０００…硬度計、５０００…導通テスタ

フロントページの続き (72)発明者 長谷川 良明 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 澤田 彰 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 Ｆターム(参考） 2G036 AA24 AA28 BB02 CA07 5E082 AA07 AB04 AB09 BC40 EE03 EE23 FG27 GG04 HH03 HH11 HH47 KK04 MM31 MM35 MM36

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電解液に浸漬されたコンデンサ素子を収
   納した電解コンデンサの劣化を判定するための手段を当
   該電解コンデンサに設けたことを特徴とする電解コンデ
   ンサの劣化検出装置。
2. 【請求項２】 前記劣化を判定するための手段は、前記
   電解コンデンサの内部を観測するための観測窓であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の電解コンデンサの劣化検
   出装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の装置において、前記観測
   窓に電解液の量を計測するための目盛を設けたことを特
   徴とする電解コンデンサの劣化検出装置。
4. 【請求項４】 請求項２記載の装置において、前記観測
   窓の内側に設けられ、電解液の蒸発に伴い発生するガス
   により着色されるガス吸収材を有することを特徴とする
   電解コンデンサの劣化検出装置。
5. 【請求項５】 請求項２記載の装置において、電解液の
   蒸発によるガスの発生により淡色化される有色の気体を
   内部に充填したことを特徴とする電解コンデンサの劣化
   検出装置。
6. 【請求項６】 請求項２記載の装置において、前記観測
   窓を通して視認可能な位置に、電解液の蒸発により増加
   する前記コンデンサ素子の抵抗値に応じて発光状態が変
   化する発光体を設けたことを特徴とする電解コンデンサ
   の劣化検出装置。
7. 【請求項７】 前記発光体は、前記コンデンサ素子の抵
   抗値に応じて異なる部分が発光することを特徴とする請
   求項６記載の電解コンデンサの劣化検出装置。
8. 【請求項８】 電解液に浸漬されたコンデンサ素子を収
   納する電解コンデンサの内部を観測するための観測窓
   と、 前記電解液の蒸発により淡色化する前記コンデンサ素子
   を前記観測窓を通して撮像する撮像手段と、 この撮像手段により撮像された画像を処理して前記電解
   コンデンサの劣化を判定する劣化判定手段とを有する電
   解コンデンサの劣化検出装置。
9. 【請求項９】 前記劣化を判定するための手段は、前記
   電解コンデンサ内に設けられ、前記電解液の蒸発により
   増加する電解コンデンサ内部の圧力を検出する圧力検出
   手段であることを特徴とする請求項１記載の電解コンデ
   ンサの劣化検出装置。
10. 【請求項１０】 電解液およびコンデンサ素子が封止さ
    れた電解コンデンサ内部の前記電解液の蒸発による圧力
    の増加に基づいて前記電解コンデンサの劣化を検出する
    ことを特徴とする電解コンデンサの劣化検出方法。
11. 【請求項１１】 前記劣化を判定するための手段は、前
    記電解液およびコンデンサ素子を封止する弾性封止部材
    に埋込まれ、前記電解液の蒸発による電解コンデンサ内
    部の圧力増加に伴う前記弾性封止部材の変形を検出する
    変形検出手段であることを特徴とする請求項１記載の電
    解コンデンサの劣化検出装置。
12. 【請求項１２】 前記劣化を判定するための手段は、前
    記電解コンデンサ内に収納され、前記電解コンデンサの
    劣化状況を反映する劣化検出用電解コンデンサであるこ
    とを特徴とする請求項１記載の電解コンデンサの劣化検
    出装置。
13. 【請求項１３】 前記劣化を判定するための手段は、前
    記電解コンデンサ内に設けられ、前記電解液の蒸発によ
    り増加する前記コンデンサ素子の抵抗値を検出する抵抗
    値検出手段であることを特徴とする請求項１記載の電解
    コンデンサの劣化検出装置。
14. 【請求項１４】 電解液に浸漬され、電解コンデンサに
    収納されたコンデンサ素子の前記電解液の蒸発による抵
    抗増加に基づいて前記電解コンデンサの劣化を検出する
    ことを特徴とする電解コンデンサの劣化検出方法。
15. 【請求項１５】 底部を弾性封止部材によって封止され
    た電解コンデンサの実装位置に開口部を有するプリント
    配線板と、 前記電解コンデンサの劣化に伴い増加する前記弾性封止
    部材の硬度を前記開口部を通して検出する硬度検出手段
    とを有する電解コンデンサの劣化検出装置。
16. 【請求項１６】 電解液およびコンデンサ素子を封止す
    る弾性封止部材を具備する電解コンデンサの劣化に伴う
    前記弾性封止部材の硬度増加に基づいて前記電解コンデ
    ンサの劣化を検出することを特徴とする電解コンデンサ
    の劣化検出方法。
17. 【請求項１７】 電解液が封止された電解コンデンサの
    プリント配線板における実装位置あるいはその近傍に形
    成された一対の電極と、 前記電解液の流出による前記一対の電極間の導通の有無
    を検出する導通検出手段とを有する電解コンデンサの劣
    化検出装置。