JP2001237152A - 電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電解コンデンサ内部の圧力上昇を電解コンデ
ンサ外部より電気的に検知可能とする。 【解決手段】 コンデンサ素子１０を有底筒状の外装ケ
ース２内に収納して該外装ケース２の開放端を封口部材
５にて封口するとともに、前記コンデンサ素子１０より
導出したリード端子４を前記封口部材５を貫通させて前
記外装ケース２外に露出させて成る電解コンデンサ１で
あって、前記封口部材５に、コンデンサ素子１０の動作
状態において、前記外装ケース２内の圧力が所定以上と
なったことをコンデンサ外部より電気的に検知可能な内
圧検知手段７を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】本発明は、電解コンデンサ
の異常や寿命等を電解コンデンサ外部より把握すること
のできる電解コンデンサの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般的に使用されている電解コン
デンサは、例えば定格以上の過電流が印加されたような
異常時や寿命時等において、コンデンサ内部において異
常な発熱によるガスが発生して、その内部圧力が上昇し
て外装ケースが変形、破壊してしまう場合があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このため、これらの変
形や破損による周辺電子部品への損傷を回避する目的か
ら、前記内圧の上昇に伴うコンデンサの破損を防止する
ために、外装ケ−ス等に機械的脆弱部（安全弁）を設け
て、該機械的脆弱部（安全弁）が破断、動作して内圧が
過度に上昇することを防ぐものがある。しかし、これら
機械的脆弱部（安全弁）を用いたものは、前記機械的脆
弱部（安全弁）の破断により外装ケ−ス内部の圧力を外
部に逃がすことにより前記内圧の過度の上昇を防止する
ことから、前記破損に伴う周辺電子部品の機械的な損傷
は回避できるものの、電解コンデンサ内部の電解液も同
時に外部に飛散してしまい、近年の高集積度の電子部品
が飛散された電解液等にて汚染され、電気絶縁性の低下
等により損傷を来たす場合があった。

【０００４】よって、本発明は上記した問題点に着目し
てなされたもので、電解コンデンサ内部の圧力上昇を電
解コンデンサ外部より電気的に検知することで、該電解
コンデンサが破損等を起こす以前に該電解コンデンサを
含む回路の動作停止や電解コンデンサの交換時期等の表
示を行うことのできる電解コンデンサを提供することを
目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記した問題を解決する
ために、本発明の電解コンデンサは、コンデンサ素子を
有底筒状の外装ケース内に収納して該外装ケースの開放
端を封口部材にて封口するとともに、前記コンデンサ素
子より導出したリード端子を前記封口部材を貫通させて
前記外装ケース外に露出させて成る電解コンデンサであ
って、前記封口部材に、コンデンサ素子の動作状態にお
いて、前記外装ケース内の圧力が所定以上となったこと
をコンデンサ外部より電気的に検知可能な内圧検知手段
を具備することを特徴としている。この特徴によれば、
前記内圧検知手段を設けることで、電解コンデンサ内部
の圧力上昇を電解コンデンサの外部にて電気的に検知す
ることが可能となることから、これら検知結果を、例え
ば該電解コンデンサが変形等を起こす以前に該電解コン
デンサを含む回路の動作停止に用いたり、電解コンデン
サの交換時期等の表示に用いたりすることができる。

【０００６】本発明の電解コンデンサは、前記内圧検知
手段は、外装ケース内の圧力が所定以上となった場合に
導通状態或いは非導通状態へ移行することで、内圧の上
昇をコンデンサ外部にて検知可能とされていることが好
ましい。このようにすれば、内圧の上昇をコンデンサ外
部にて検知する検知回路を簡便な構成にて設けることが
可能となる。

【０００７】本発明の電解コンデンサは、前記内圧検知
手段が、底面部に外部と連通する開口を有する有底筒状
のケース本体と、該ケース本体内部の底面側の空間と開
放側の空間とに２分するように配置されて前記底面側の
空間の圧力上昇により変形可能な変形部材と、電気絶縁
性を有するとともに前記ケース本体の開放端を塞いで前
記開放側の空間を密閉空間とする絶縁部材と、前記開放
側の空間内に配置された２つの端子板と、該２つの端子
板のそれぞれより前記絶縁部材を貫通して外部に導出さ
れた端子部材と、導電性を有するとともに前記開放側の
空間内に配置されて前記変形部材の変形によって２つの
端子板間を導通状態或いは非導通状態とするスイッチ部
材と、から成る圧力スイッチを、前記開口が前記外装ケ
ース内に露出するように前記封口部材に設けたことが好
ましい。このようにすれば、前記圧力スイッチを封口部
材に設けるのみで、通常の電解コンデンサに簡便に内圧
検知手段を形成することができる。

【０００８】本発明の電解コンデンサは、前記変形部材
の形状が、前記底面側の空間に突出するドーム状とされ
ていることが好ましい。このようにすれば、前記ドーム
状の突出部がコンデンサ内部の圧力上昇により前記開放
側に反転して突出するようになるため、変形部材の変形
量を大きくとることが可能となり、確実に前記スイッチ
部材による導通状態或いは非導通状態への移行がなされ
るようになるばかりか、これら変形量を大きくとること
により、圧力スイッチが振動等により誤作動することも
防止できる。

【０００９】本発明の電解コンデンサは、前記ケース本
体および／または前記変形部材が前記外装ケースと同一
の金属材料にて形成されていることが好ましい。このよ
うにすれば、ケース本体および／または前記変形部材が
外装ケースと同一の金属材料とされていることから、こ
れら外装ケースとケース本体や変形部材との間において
電解液や電解質等が介在することで電池形成がなされて
腐食が進行することを防止できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態を説明する。 （実施例）図１は本実施例の電解コンデンサを示す外観
斜視図であり、図２は、本実施例の電解コンデンサを示
す断面図であり、図３は、本実施例にて用いた圧力スイ
ッチを示す上面図であり、図４は、本実施例にて用いた
圧力スイッチの断面図並びに該圧力スイッチの動作状況
を示す図であり、図５は、前記本実施例の圧力スイッチ
に用いた絶縁部材の内側面を示す図である。

【００１１】本実施例の電解コンデンサ１は、図１に示
すように、アルミニウムからなる有底円筒状の外装ケ−
ス２と、この外装ケ−ス２内部に収納されるコンデンサ
素子１０と、前記外装ケ−ス２の開口３を塞ぐとともに
外装ケ−ス２内部を密閉する封口部材５と、前記コンデ
ンサ素子１０より導出された各極のタブとそれぞれ接続
され、前記封口部材５を貫通してコンデンサ外部に露出
するリ−ド端子４とから主に構成されており、これら電
解コンデンサ１は、図２にその断面を示すように、前記
アルミ製外装ケ−ス２に前記コンデンサ素子１０および
電解液（図示略）を収納後、前記外装ケ−ス２の開口３
近傍の側面所定位置に、溝加工を実施して横溝を形成
し、該外装ケ−ス２の開口３を前記封口部材５にて塞ぐ
とともに、外装ケ−ス２の開口端部を、カ−ル加工する
ことで前記封口部材５が固定されて作製されている。

【００１２】これら外装ケ−ス２内部に収容される前記
コンデンサ素子１０としては、アルミニウム等の弁作用
金属からなる陽極箔と陰極箔との間にセパレータを介在
させて巻回して形成され、電解液が含浸されたものや、
電解質として固体の二酸化マンガン層をアルミニウム等
の弁作用金属からなる陽極箔と陰極箔との間に形成して
巻回した、固体電解コンデンサ素子等を用いることがで
きる。

【００１３】本実施例の封口部材５の略中央部位置に
は、図１並びに図２に示すように、内方側が小径となる
ように内周側面に段部が形成され、外装ケース２の内部
と外部とを連通する円形の貫通口６が形成されていて、
該貫通口６の前記段部位置には、内圧検知手段である円
盤状の圧力スイッチ７が貫通口６を塞いで外装ケース２
内部を密閉するとともに、該圧力スイッチ７より導出さ
れた２本の端子部材８が前記貫通口６よりコンデンサの
外部方向へ突出するように配置されている。

【００１４】この本実施例にて用いた圧力スイッチ７
は、図２並びに図３に示すように、円盤形状とされ、そ
の上面からは前記２本の端子部材８が突出しており、こ
の２本の端子部材８の導通／非導通状態により、前記コ
ンデンサ素子１０が収納された外装ケース２内部の圧力
の上昇を検知できるようになっている。

【００１５】この本実施例にて用いた圧力スイッチ７の
構造を図４並びに図５に基づき説明すると、本実施例の
圧力スイッチ７は、一方端側に開放された有底短筒状の
円盤型とされたアルミ製ケース１１と、電気絶縁性を有
する樹脂にて中央部に凹部２０を有する略皿状型に形成
されて前記アルミ製ケース１１の前記一方端側の開放口
を塞ぐようにアルミ製ケース１１に挿入配置された絶縁
部材１２と、該絶縁部材１２を貫通して圧力スイッチ７
内部に設けられた端子板１７、１８とに接続された端子
部材８と、から主に構成されている。

【００１６】前記アルミ製ケース１１の底面には、図４
に示すように、アルミ製ケース１１の内部と外部とを連
通する連通口１４が、ほぼ中央部位置に形成されてお
り、後述するように、該アルミ製ケース１１の底面がコ
ンデンサ素子１０の収納された前記外装ケースの内部に
露出するように配置されることで、電解コンデンサ１内
部の圧力が前記連通口１４より圧力スイッチ７のアルミ
製ケース１１内部にも印加されるようになっている。

【００１７】このように、本実施例ではコンデンサ素子
１０が収納された電解コンデンサ１の内部に露出する前
記圧力スイッチ７のケース１１の材質を、前記外装ケー
ス２と同一のアルミニウムとすることは、これら双方の
ケースに異なる金属を用いた場合には、コンデンサ内部
の電解液の存在下である電解雰囲気により、異種金属に
おいて電池が形成されていずれか一方が著しく腐食した
り、電解液の特性が劣化したりする場合があり、これら
の問題を回避できることから好ましいが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、例えば前記圧力スイッチ７
のケース１１の外周面を樹脂等にて被覆するようにし
て、該ケース１１をアルミ以外の金属にて形成するよう
にしても良いし、該ケース１１を樹脂にて形成するよう
にしても良い。

【００１８】また、本実施例の前記絶縁部材１２の前記
アルミ製ケース１１に挿入される側の面（内面）には、
図５に示すように、凹部２０内に２つの端子板１７、１
８とが、その取付けの高さ位置が異なるように設けられ
ているとともに、双方の端子板１７、１８とを電気的に
接続する側断面視形状が略逆Ｓ字状とされたスイッチ部
材１６が、その一方端のみが端子板１８に固定されて上
下方向に屈曲自在とされるとともに、他方端が前記端子
板１７と当接するように設けられており、前記各端子板
１７、１８には、前記端子部材８が接続されている。

【００１９】本実施例の圧力スイッチ７は、まず、前記
のアルミ製ケース１１の内部にアルミ製ケース１１の内
周にほぼ等しい外径を有する適宜な厚みのＯリング状と
された適宜な弾性を有する弾性材から成るガスケット１
３を、アルミ製ケース１１の底面と当接するようにして
収納し、次いで、該収納されたガスケット１３の上面
に、そのほぼ中央部位置がド−ム状とされ、かつ前記ガ
スケット１３を覆うようにアルミ製ケース１１の内周に
ほぼ等しい外径を有する適宜な厚みのアルミ箔から成る
変形部材１５が、前記ド−ム状の突出側が前記連通口１
４側と成るように配置される。

【００２０】更に、該変形部材１５の上部に前記絶縁部
材１２が挿入、配置されることで、前記変形部材１５が
ガスケット１３と絶縁部材１２との間に挟持されて、圧
力スイッチ７の内部が解放側である前記絶縁部材１２側
の空間と、底面側である前記ガスケット１３側の空間と
に、２分されるようになっており、前記絶縁部材１２
は、前記アルミ製ケース１１の解放端が折り曲げ加工さ
れることで、脱落しないように固定されている。

【００２１】尚、本実施例では前述のように、前記ガス
ケット１３並びに変形部材１５をアルミ製としており、
このようにすることは、前記アルミ製ケース１１の場合
と同様に、これらガスケット１３並びに変形部材１５が
電解質雰囲気と触れる可能性があることから、腐食の問
題や電解液の劣化を防止する目的から好ましいが、本発
明はこれに限定されるものではない。

【００２２】また、前記変形部材１５のアルミ箔の厚み
やド−ムの形状等は、コンデンサ内部の圧力がどの程度
に上昇した際に、該変形部材１５が変形を生じるかに基
づき、所望する圧力にて変形するように適宜選択すれば
良い。

【００２３】この本実施例にて用いた圧力スイッチ７
は、図２に示すように、前記封口部材５の中央部位置に
形成された貫通口６内に埋め込まれるようにして配置さ
れることで、図４に示すように、電解コンデンサ１内部
の圧力が前記連通口１４より侵入して前記変形部材に作
用し、該内部の圧力が所定以上と成った場合には、前記
変形部材１５がド−ムの突出方向とは反対側の図面上方
側へ変形して前記屈曲自在に設けられたスイッチ部材１
6を屈曲させることで、前記端子板１７、１８間の導通
状態が非道通状態となることから、これら端子板１７、
１８のそれぞれに接続された前記端子部材８間の導通状
態を監視することで、コンデンサが動作中であっても、
その内部圧力が異常状態にあるか等をコンデンサ外部よ
り検知することができ、これら端子部材８間の非導通の
発生に基づき、該電解コンデンサを含む回路の動作（通
電）を停止したり、コンデンサが寿命であることの報知
を実施したりすることが可能となる。

【００２４】尚、本実施例では、前記端子部材８間の導
通状態が非道通状態となることで内圧の異常を検知する
ようになっているが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、前記圧力スイッチを図６に示すように変更し、
前記変形部材１５の変形にて前記端子板１７、１８とが
非道通状態から導通状態となることで検知するようにし
ても良い。

【００２５】また、本実施例では、前記のように導通／
非導通の変化にて内圧の異常検知を実施できるようにし
ており、このようにすれば、検知回路の構成を著しく簡
素なものとすることができることから好ましいが、本発
明はこれに限定されるものではなく、前記圧力スイッチ
として感圧導電ゴム等を内在して圧力の上昇により抵抗
値が変化するものを用い、これら抵抗の変化にて内圧の
変化を検知するようにしても良い。

【００２６】以上、本発明を図面に基づいて説明してき
たが、本発明はこれら前記実施例に限定されるものでは
なく、本発明の主旨を逸脱しない範囲での変更や追加が
あっても、本発明に含まれることは言うまでもない。

【００２７】

【発明の効果】本発明は次の効果を奏する。

【００２８】（ａ）請求項１の発明によれば、前記内圧
検知手段を設けることで、電解コンデンサ内部の圧力上
昇を電解コンデンサの外部にて電気的に検知することが
可能となることから、これら検知結果を、例えば該電解
コンデンサが変形等を起こす以前に該電解コンデンサを
含む回路の動作停止に用いたり、電解コンデンサの交換
時期等の表示に用いたりすることができる。

【００２９】（ｂ）請求項２の発明によれば、内圧の上
昇をコンデンサ外部にて検知する検知回路を簡便な構成
にて設けることが可能となる。

【００３０】（ｃ）請求項３の発明によれば、前記圧力
スイッチを封口部材に設けるのみで、通常の電解コンデ
ンサに簡便に内圧検知手段を形成することができる。

【００３１】（ｄ）請求項４の発明によれば、前記ドー
ム状の突出部がコンデンサ内部の圧力上昇により前記開
放側に反転して突出するようになるため、変形部材の変
形量を大きくとることが可能となり、確実に前記スイッ
チ部材による導通状態或いは非導通状態への移行がなさ
れるようになるばかりか、これら変形量を大きくとるこ
とにより、圧力スイッチが振動等により誤作動すること
も防止できる。

【００３２】（ｅ）請求項５の発明によれば、ケース本
体および／または前記変形部材が外装ケースと同一の金
属材料とされていることから、これら外装ケースとケー
ス本体や変形部材との間において電解液や電解質等が介
在することで電池形成がなされて腐食が進行することを
防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における電解コンデンサを示す
外観斜視図である。

【図２】本発明の実施例における電解コンデンサを示す
断面図である。

【図３】本発明の本実施例にて用いた圧力スイッチを示
す上面図である。

【図４】本発明の本実施例にて用いた圧力スイッチの断
面図並びに本実施例の圧力スイッチの動作状況を示す図
である。

【図５】本発明の実施例の圧力スイッチに用いた絶縁部
材の内側面を示す図である。

【図６】その他の形態の圧力スイッチを示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 電解コンデンサ ２ 外装ケース ３ 開口 ４ リード端子 ５ 封口部材 ６ 貫通口 ７ 圧力スイッチ ８ 端子部材 １０ コンデンサ素子 １１ アルミ製ケース １２ 絶縁部材 １３ ガスケット １４ 連通口 １５ 変形部材 １６ スイッチ部材 １７ 端子板 １８ 端子板 ２０ 凹部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 志田 洋一 東京都青梅市東青梅一丁目167番地の１ 日本ケミコン株式会社内 (72)発明者 仲秋 健太郎 東京都青梅市東青梅一丁目167番地の１ 日本ケミコン株式会社内 (72)発明者 亀石 敏造 奈良県御所市玉手380番地 ワコー電子株 式会社御所事業所内 (72)発明者 井元 章 奈良県御所市玉手380番地 ワコー電子株 式会社御所事業所内 Ｆターム(参考） 2F055 AA11 BB20 CC14 DD01 EE18 EE35 FF31 FF41 GG11 5G056 DA10 DB01 DE02 DE33 DG11

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンデンサ素子を有底筒状の外装ケース
   内に収納して該外装ケースの開放端を封口部材にて封口
   するとともに、前記コンデンサ素子より導出したリード
   端子を前記封口部材を貫通させて前記外装ケース外に露
   出させて成る電解コンデンサであって、前記封口部材
   に、コンデンサ素子の動作状態において、前記外装ケー
   ス内の圧力が所定以上となったことをコンデンサ外部よ
   り電気的に検知可能な内圧検知手段を具備することを特
   徴とする電解コンデンサ。
2. 【請求項２】 前記内圧検知手段は、外装ケース内の圧
   力が所定以上となった場合に導通状態或いは非導通状態
   へ移行することで、内圧の上昇をコンデンサ外部にて検
   知可能とされている請求項１項に記載の電解コンデン
   サ。
3. 【請求項３】 前記内圧検知手段が、底面部に外部と連
   通する開口を有する有底筒状のケース本体と、該ケース
   本体内部の底面側の空間と開放側の空間とに２分するよ
   うに配置されて前記底面側の空間の圧力上昇により変形
   可能な変形部材と、電気絶縁性を有するとともに前記ケ
   ース本体の開放端を塞いで前記開放側の空間を密閉空間
   とする絶縁部材と、前記開放側の空間内に配置された２
   つの端子板と、該２つの端子板のそれぞれより前記絶縁
   部材を貫通して外部に導出された端子部材と、導電性を
   有するとともに前記開放側の空間内に配置されて前記変
   形部材の変形によって２つの端子板間を導通状態或いは
   非導通状態とするスイッチ部材と、から成る圧力スイッ
   チを、前記開口が前記外装ケース内に露出するように前
   記封口部材に設けた請求項１または２に記載の電解コン
   デンサ。
4. 【請求項４】 前記変形部材の形状が、前記底面側の空
   間に突出するドーム状とされている請求項３に記載の電
   解コンデンサ。
5. 【請求項５】 前記ケース本体および／または前記変形
   部材が前記外装ケースと同一の金属材料にて形成されて
   いる請求項３または４に記載の電解コンデンサ。