JP2010147091A - 電解コンデンサおよび電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】本件は電解コンデンサに関し、市販の電解コンデンサに簡単な追加工を施すだけで防爆弁解放前に劣化の視認を可能とする。
【解決手段】電解コンデンサには劣化時の内圧上昇による爆発を防止するための防爆弁が設けられており、防爆弁開放前に内圧上昇により電解コンデンサが膨らむことを利用し、内圧上昇による防爆弁部分の防爆弁開放前の膨らみを受けて内圧上昇を視認させる蓋が被冠されているか、又は外面に、内圧上昇による外面の変形により変形しその変形により内圧上昇を視認させる模様を有する。
【選択図】 図４

Description

本件は電解コンデンサおよび電子機器に関する。

電解コンデンサは他の種類のコンデンサと比べ比較的大容量のコンデンサであり、大容量コンデンサを必要とする用途に多用されている。例えば、電子機器に搭載される回路基板には、電源の安定化等の目的で電解コンデンサが搭載されることが多い。

ここで、電解コンデンサは、長用の使用等により劣化を生じることがある。劣化が生じるとその劣化に伴い内圧が上昇するため、端子が設けられている面とは反対側の面に切り込みによる防爆弁が形成されており、内圧が上昇すると防爆弁が開放されることで爆発の危険性を回避している。電解コンデンサの爆発はこの防爆弁の開放によって防がれるが、防爆弁開放時に内部の電解液が開放されて周囲に飛び散ることで、周辺の電装部品にまで損傷を与えるおそれがある。

その場合、装置を復旧させるためには、電解コンデンサだけではなくその周辺の電装部品（通常は基板関係）を交換する必要があり、復旧コストと装置停止とのダブルのコストがかかることになる。

電解コンデンサのケースの一部に透明樹脂を使用し、劣化による内部の変色を観察できるようにした電解コンデンサが提案されている。しかしこの提案の場合、電解コンデンサの製造工程から変更する必要があり、多量に出回っている汎用の電解コンデンサを使用できないという問題がある。
特開平８−８１４８号公報

本件開示の電解コンデンサおよび電子機器の課題は、市販の電解コンデンサに簡単な追加工を施すだけで、防爆弁開放前に劣化の認識を可能とすることにある。

本件開示の電解コンデンサのうちの第１の電解コンデンサは、内圧上昇による防爆弁部分の防爆弁開放前の膨らみを受けて内圧上昇を視認させる蓋が被冠されている電解コンデンサである。

また、本件開示の電解コンデンサのうちの第２の電解コンデンサは、外面に、内圧上昇による外面の変形により変形し該変形により内圧上昇を視認させる模様を有する電解コンデンサである。

さらに、本件開示の電子機器は、本件開示のいずれかの電解コンデンサが搭載された回路基板を備えた電子機器である。

本件開示の電解コンデンサおよび電子機器によれば、市販の一般の電解コンデンサに蓋を被せ、又は模様を描くという簡単な追加工を行なうことで、電解コンデンサの劣化を防爆弁開放前に認識することができる。

以下、追加工前の一般の電解コンデンサについて先ず説明し、その後、本件の実施形態について説明する。

図１は、一般の電解コンデンサの外形図である。図１（Ａ）は平面図、図１Ｂは、側面図である。

この電解コンデンサ１０の上面１０Ａには、防爆弁としての切り込み線１１が形成されている。

また、この電解コンデンサ１０の下面１０Ｂには、回路基板搭載用の２本の端子１２が設けられている。

図２は、図１に示す一般の電解コンデンサの防爆弁開放時の状態を示した図である。図２（Ａ）は平面図、図２（Ｂ）は側面図である。

電解コンデンサの劣化が進むと内圧が上昇し、その内圧上昇が進むと図２に示すように切り込み１１の破断による防爆弁開放がなされる。これにより電解コンデンサ１０の爆発が回避される。ただし内部の電解液が周囲に飛散して周囲の電装部品に損傷を与えるおそれがある。

そこで、以下に説明する各実施形態では、この一般的な電解コンデンサに簡単な追加工を施しておくことで、防爆弁開放前に劣化を認識できるようにしている。

図３は、第１実施形態の電解コンデンサの側面図である。

この図３に示す電解コンデンサ１００は、図１に示す一般の電解コンデンサ１０の上面１０Ａに蓋２０を被冠したものである。この蓋２０には、その周囲に一部分を除き切り込み２１が形成されている。

図４は、図３に示す実施形態における劣化視認状態を示す図である。

電解コンデンサ１０が劣化して内圧が上昇すると、防爆弁開放前に膨らみが生じる。蓋２０は、その膨らみのうちの上面１０Ａの膨らみにより押されて切り込み２１が破断し、蓋が変形するように構成されている。

この第１実施形態では、このように、防爆弁開放前の膨らみによる蓋２０の変形で電解コンデンサの劣化を知ることができる。ただし、蓋２０の変形に気づかずにそのまま途過してしまい、劣化がさらに進んだときは図２に示す防爆弁が開放される。

蓋２０が変形し、かつ防爆弁開放前の時点で電解コンデンサの寿命が尽きたものと判断して電解コンデンサの交換を行なえば、装置内部の他の部品に対する電解液による損傷を未然に防いで、装置の不用意な停止などの事態を引き起こさずに済む。

図５は、第２実施形態の電解コンデンサの側面図である。

図３に示す第１実施形態の場合と同様、この図５に示す電解コンデンサ２００も、図１に示す一般の電解コンデンサ１０の上面に蓋を被冠したものである。ただし、この図５に示す蓋３０は、図３に示す蓋２０とは構造が異なっている。

図５に示す蓋３０は、その外形は透明プラスチック等の透明材料で形成されており、蓋３０の内部を視認することができる。また、この蓋３０の内部には、色素剤３２を収容した色素剤室３１が設けられている。この色素剤室３１の外面３１Ａは、例えば不透明なビニールシートなど、不透明な軟質材料で形成されている。この蓋３０の内壁上面には、色素剤室３１を破るための針状突起３３が設けられている。

図６は、図５に示す第２実施形態における劣化視認状態を示す図である。

電解コンデンサ１０が劣化して内圧が上昇すると防爆弁開放前に膨らみが生じる、その膨らみのうちの上面１０Ａの膨らみにより色素剤室３１が上方に持ち上げられて針状突起３３がその色素剤室３１を破断し色素剤室３１の内部の包素剤３２が色素剤室３１の外部に洩れ出す。色素剤室３１は不透明、蓋３０の外形は透明であるため、色素剤室３１から外部に洩れ出した色素剤の色の変化が視認される。これにより防爆弁開放前に電解コンデンサの劣化を知ることができる。

この色素剤の容器を多層にして各層の色を替えて、どこまで膨張するかで、針がどの層まで刺さったかを色により判別可能とすることで、寿命の度合いを色で判別することも可能である。

色素剤は、ブラックライト等を当てた場合にしか判らないように紫外線のみに反応するようなものを採用しても良い。このことによって、ユーザによる勝手な寿命判断を防止し、ユーザの精神的負担を軽減することも出来る。

ここでは、針状突起３３で色素剤室３１を破断する構成としたが、針状突起３３等、色素剤室３１を破断するための部材を備えることに代わり、色素剤室３１に切り込みを入れるなどして、色素剤室３１が変形するとその変形で色素剤室３１が自ら破断する構成としてもよい。

尚、この蓋３０は、防爆弁の開放を妨げないように、防爆弁開放時の圧力で外れる程度の強度で固定されている。

図７は、第３実施形態の電解コンデンサの側面図である。

この図７に示す電解コンデンサ３０には、図１に示す一般の電解コンデンサ１０の側面に多数の縦線４０から成る縦縞模様を描いたものである。

図８は、図７に示す実施形態における劣化視認状態を示す図である。

電解コンデンサ１０が劣化し内圧が上昇すると防爆弁開放前に膨らみが生じる。この第３実施形態は側面の膨らみを利用して劣化を視認させるものである。すなわち、電解コンデンサ１０が劣化して膨らみが生じると、縦縞模様を構成する縦線４０が湾曲した線になり、電解コンデンサの膨らみが容易に視認でき、これにより防爆弁開放前に電解コンデンサの劣化を知ることができる。

電解コンデンサは、電子機器一般に広く使われているが、ここでは一例としてデスクトップ型パーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」と略記する）を挙げておく。

図９は、ＰＣの外観斜視図である。

電解コンデンサは、一例として、この様なＰＣにも組み入れられる。

このＰＣ９０は、本体ユニット９１と、表示ユニット９２と、キーボード９３と、マウス９４を備えている。また、この図９では、本体ユニット９１に内蔵される回路基板９１１を取り出して示してある。

本体ユニット９１には、電解コンデンサ７１やＣＰＵ７２等が搭載された回路基板７０を内蔵している。また、表示ユニット９２には、表示画面９２１が備えられている。ＰＣ９０自体の構成は広く知られており、ＰＣ自体についてのこれ以上の詳細説明は省略する。

尚、ここではＰＣについて略記したが、本件の電解コンデンサはＰＣに限られず、あらゆる電子機器に組み入れることができる。

以上のように、本件の各実施形態によれば、メインボードなどのプリント基板に実装し、電解コンデンサの寿命が来た時に、電解コンデンサが爆発（破裂）することによる被害を事前に把握することで、部品寿命の早期アラーム及び交換などの対処を促し、プリント基板へのダメージを最小限に留める事が可能である。

また、保守時にメインボードなどのプリント基板の状態を保守員が確認し、コンデンサの外観を見ることで電解コンデンサの劣化（寿命）が容易に判断でき、メインボードなどの交換を事前に実施することが可能となり、保守性の改善にもつながる。

一般の電解コンデンサの外形図である。 図１に示す一般の電解コンデンサの防爆弁開放時の状態を示した図である。 第１実施形態の電解コンデンサの側面図である。 第１実施形態における劣化視認状態を示す図である。 第２実施形態の電解コンデンサの側面図である。 第２実施形態における劣化視認状態を示す図である。 第３実施形態の電解コンデンサの側面図である。 第３実施形態における劣化視認状態を示す図である。 ＰＣの外観斜視図である。

符号の説明

１０，７１，１００，２００ 電解コンデンサ
１１ 切り込み線
１２ 端子
２０，３０ 蓋
３１ 色素剤室
３１Ａ 外面
３２ 色素剤
３３ 針状突起
４０ 縦線
７０ 回路基板
９０ ＰＣ

Claims (5)

1. 内圧上昇による防爆弁部分の防爆弁開放前の膨らみを受けて内圧上昇を視認させる蓋が被冠されていることを特徴とする電解コンデンサ。
2. 前記蓋が、内圧上昇による防爆弁部分の防爆弁開放前の膨らみにより押されて外れることにより内圧上昇を視認させる蓋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。
3. 前記蓋が、色素剤が封入され内圧上昇による防爆弁部分の防爆弁開放前の膨らみを受けて破損し該色素剤を流出させる色素剤室を有し、該色素剤室から流出した色素剤の視認が可能であって該色素剤室から流出した色素剤を視認させることにより内圧上昇を視認させる蓋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。
4. 外面に、内圧上昇による外面の変形により変形し該変形により内圧上昇を視認させる模様を有することを特徴とする電解コンデンサ。
5. 請求項１から４のうちのいずれか１項記載の電解コンデンサが搭載された回路基板を備えたことを特徴とする電子機器。

Images