JPH08162376A

JPH08162376A - 電解コンデンサ

Info

Publication number: JPH08162376A
Application number: JP33053094A
Authority: JP
Inventors: Akira Endo; 晃遠藤
Original assignee: Marcon Electronics Co Ltd
Current assignee: Marcon Electronics Co Ltd
Priority date: 1994-12-06
Filing date: 1994-12-06
Publication date: 1996-06-21

Abstract

(57)【要約】【目的】収納ケースに収納したコンデンサ素子の状態
を、ケース外部から確認・判別可能とする。【構成】一対の陽極箔と陰極箔をその間にスペーサと
してコンデンサ紙を介在させて巻回してコンデンサ素子
１が形成され、一対の引出端子４が接続される。収納ケ
ース１０は、透明な樹脂材料からなる上部開口型の円筒
状の収納部１１と、透明な樹脂材料からなる円板状の上
蓋部１２から構成される。上蓋部１２には電極端子５と
リベット部６が一体成形される。コンデンサ素子１に駆
動用電解液が含浸され、引出端子４が上蓋部１２のリベ
ット部６に接続された状態で、コンデンサ素子１が収納
部１１に収納される。収納部１１の第１のねじ部１３と
上蓋部１２のリング状嵌合部１４の第２のねじ部１５に
よって、収納部１１の上部開口部に上蓋部１２がねじ込
み嵌合され、互いに接続される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、使用による経時劣化を
目視により確認することにより、寿命が容易に予測可能
となる電解コンデンサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子部品に関しては、小型・高性
能化と共に信頼性の向上が要求されている。これは、機
器に組み込まれて使用される電解コンデンサにおいても
同様である。

【０００３】一般に、電解コンデンサにおいては、高純
度アルミニウム箔などの弁作用金属からなる一対の陽極
箔と陰極箔に、同じくアルミニウムなどの弁作用金属か
らなる一対の引出端子を接続し、前記一対の陽極箔・陰
極箔をその間にコンデンサ紙などのスペーサを介在させ
て巻回してコンデンサ素子を形成している。このような
コンデンサ素子において、弁作用金属からなる陽極箔・
陰極箔の表面は、その表面積を拡大するために電気化学
的に粗面化される。さらに、陽極箔の表面には誘電体酸
化皮膜が生成される。

【０００４】従来、このようなコンデンサ素子を使用し
てなる電解コンデンサとして、例えば、図３に示すよう
なものが存在している。この図３に示すように、電解コ
ンデンサは、コンデンサ素子１、収納ケース２、及び封
口板３から構成されている。このうち、コンデンサ素子
１は、前述したように、一対の陽極箔・陰極箔をその間
にコンデンサ紙などのスペーサを介在させて巻回して形
成されており、一対の引出端子４が接続されている。ま
た、収納ケース２は上部に開口部を有する円筒状の金属
ケースであり、封口板３には電極端子５とリベット部６
が設けられている。

【０００５】より詳細には、コンデンサ素子１に駆動用
電解液が含浸されるとともに、コンデンサ素子１の引出
端子４が封口板３のリベット部６に接続された状態で、
コンデンサ素子１が収納ケース２に収納されている。さ
らに、この収納ケース２の上部開口部は、封口板３によ
って塞がれ、この封口板３の縁部に収納ケース２の上部
開口端部が食込む形で密封されている。このように構成
された電解コンデンサでは、コンデンサ素子１を収納し
た収納ケース２を密封し、外気と遮断しているため、湿
気などの影響によるコンデンサ素子１や駆動用電解液の
劣化を防止することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
な構成を有する電解コンデンサが使用により経時劣化す
ることは、周知の事実である。このような経時劣化とし
ては、具体的に、陽極箔表面の誘電体酸化皮膜の劣化及
び駆動用電解液の劣化と共に、コンデンサ素子からの水
素ガスの発生などが起こる。このような経時劣化に伴
い、電解コンデンサの特性（静電容量、損失、漏れ電
流）も経時的に変化する。すなわち、一般的に、使用時
間が長くなるほど静電容量が減少し、損失や漏れ電流が
増大する。

【０００７】また、このような経時劣化により、コンデ
ンサの特性が低下するだけでなく、駆動用電解液の劣化
に起因して、最終的にコンデンサの機能を失ってしまう
可能性がある。すなわち、例えば、使用機器が高温とな
る場合には、駆動用電解液が蒸発・熱分解する形で劣化
する。このように蒸発・熱分解した駆動用電解液が冷却
されると、駆動用電解液の構成成分によっては、水素イ
オン濃度の高いアルカリ分を有する液体となる場合があ
る。このようなアルカリ性の液体が、引出端子に付着
し、この状態でコンデンサに電圧が印加された場合に
は、陽極側で浸蝕反応が発生することが確認されてい
る。このように引出端子が腐食した場合、この腐食に気
付かずに使用を継続すると、さらに腐食が進行し、最終
的には引出端子が断線してコンデンサの機能を失ってし
まうことにもなる。加えて、以上のように経時劣化して
しまった電解コンデンサの各部品は、いずれも再利用不
可能であるため、コスト面及び環境面でも欠点がある。

【０００８】以上のような経時劣化は、電解コンデンサ
の本質上から避けられないものである。そのため、従
来、このような電解コンデンサを組込んで使用する機器
においては、電解コンデンサの信頼性低下を認知した上
で、電解コンデンサの信頼性低下による機器機能の低下
を防止するために、次のように対応している。すなわ
ち、電解コンデンサの製品としての保証寿命に基づい
て、機器に組込んで実際に使用する電解コンデンサの寿
命を、アレニウスの法則（１０℃・２倍則）から複雑な
計算により算出し、推定している。そして、この推定し
た寿命に基づき、コンデンサの交換を行っている。しか
しながら、このような電解コンデンサの寿命の算出は繁
雑である上、電解コンデンサの運転条件が算出時の条件
と異なる場合などには、推定寿命と実際の寿命との差が
大きくなってしまう。

【０００９】一方、以上のような電解コンデンサの使用
による経時劣化に関し、駆動用電解液の劣化によってコ
ンデンサ素子が経時的に茶褐色に変色することが知られ
ている。したがって、使用中の電解コンデンサの内部状
態、すなわち、コンデンサ素子の変色程度を調べること
により、電解コンデンサとしての劣化状態を容易に判別
することができることになる。しかしながら、図３に示
したような従来の電解コンデンサでは、コンデンサ素子
１が不透明な金属の収納ケース２に密封収納されている
ため、ケース外部からコンデンサ素子１の変色程度を確
認することは困難である。したがって、コンデンサ素子
１の変色程度に基づいて電解コンデンサの寿命を判断す
ることは不可能である。

【００１０】本発明は、以上のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたものであり、その第１の目
的は、収納ケースに収納したコンデンサ素子の状態を、
ケース外部から確認・判別可能とすることにより、容易
かつ正確に寿命を予測することが可能であり、信頼性に
優れ、しかもコスト面及び環境面でも優れた電解コンデ
ンサを提供することである。

【００１１】また、第２の目的は、ケースに収納される
コンデンサ素子の状態を、ケース外部から確認・判別可
能とするとともに、収納部と上蓋部とを高気密性を保持
して接続可能とすることにより、より信頼性の高い電解
コンデンサを提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の電解コンデンサ
は、弁作用金属からなる一対の陽極箔と陰極箔をその間
にスペーサを介在させて巻回してコンデンサ素子を形成
し、このコンデンサ素子に駆動用電解液を含浸して収納
ケース内に密閉収納してなる電解コンデンサにおいて、
収納ケースが次のように構成されたことを特徴としてい
る。

【００１３】請求項１記載の電解コンデンサにおいて、
収納ケースは、コンデンサ素子を収納する上部開口型の
収納部と電極端子を有する上蓋部とから構成される。そ
して、これらの収納部と上蓋部は、ねじ部をそれぞれ有
し、このねじ部間のねじ込み嵌合によって互いに着脱可
能に接続される。さらに、収納部と上蓋部のうちの少な
くとも一方は透明な樹脂材料からなる透明樹脂部を有す
る。

【００１４】請求項２記載の電解コンデンサにおいて
は、請求項１記載の電解コンデンサの構成に加えて、さ
らに、収納部と上蓋部との接続部に樹脂製シール材が装
着されたことを特徴としている。

【００１５】請求項３〜６記載の電解コンデンサは、請
求項２記載の電解コンデンサにおいて、そのねじ込み嵌
合部が次のように構成されたことを特徴としている。請
求項３記載の電解コンデンサにおいて、収納部は、その
上部開口端部にリング状段差部を有し、このリング状段
差部の側面に第１のねじ部を有する。そして、上蓋部
は、収納部のリング状段差部と嵌合されるリング状嵌合
部を有し、このリング状嵌合部のリング状段差部の第１
のねじ部と対向する側面に第２のねじ部を有する。さら
に、樹脂製シール材は、リング状段差部の段差面とリン
グ状嵌合部の端面との間に装着される。

【００１６】請求項４記載の電解コンデンサにおいて、
収納部は、その上部開口端部の側面に第１のねじ部を有
する。そして、上蓋部は、収納部の上部開口端部と嵌合
されるリング状段差部を有し、このリング状段差部の上
部開口端部の第１のねじ部と対向する側面に第２のねじ
部を有する。さらに、樹脂製シール材は、上部開口端部
の端面とリング状段差部の段差面との間に装着される。

【００１７】請求項５記載の電解コンデンサにおいて、
収納部は、その上部開口端部に第１のリング状段差部を
有し、この第１のリング状段差部の側面に第１のねじ部
を有する。そして、上蓋部は、収納部の第１のリング状
段差部と嵌合される第２のリング状段差部を有し、この
第２のリング状段差部の第１のリング状段差部の第１の
ねじ部と対向する側面に第２のねじ部を有する。さら
に、樹脂製シール材は、第１のリング状段差部の段差面
と第２のリング状段差部の端面との間に装着される。

【００１８】請求項６記載の電解コンデンサにおいて、
収納部は、その上部開口端部に第１のリング状段差部を
有し、この第１のリング状段差部の側面に第１のねじ部
を有する。そして、上蓋部は、収納部の第１のリング状
段差部と嵌合される第２のリング状段差部を有し、この
第２のリング状段差部の第１のリング状段差部の第１の
ねじ部と対向する側面に第２のねじ部を有する。さら
に、樹脂製シール材は、第１のリング状段差部の端面と
第２のリング状段差部の段差面との間に装着される。

【００１９】

【作用】以上のような構成を有する本発明の作用は次の
通りである。すなわち、請求項１記載の発明によれば、
コンデンサ素子を収納する収納ケースが収納部と上蓋部
とから構成され、これらのうち少なくとも一方が透明樹
脂部を有するため、この透明樹脂部を介して、収納ケー
スの内部を目視により確認・判別することができる。し
たがって、コンデンサ素子の劣化による経時的な変色程
度あるいは引出端子の腐食程度から電解コンデンサの寿
命を容易かつ正確に予測することができる。また、請求
項２〜６記載の発明によれば、収納部と上蓋部とのねじ
込み嵌合部に装着した樹脂製シール材によって、収納部
と上蓋部とを高気密性を保持して接続することができ
る。

【００２０】

【実施例】以下には、本発明による電解コンデンサの実
施例について、図１及び図２を参照して具体的に説明す
る。

【００２１】［１］代表的な実施例の構成…図１まず、図１は、請求項１記載の発明を適用した電解コン
デンサの代表的な一実施例を示す図である。この図１に
示すように、本実施例の電解コンデンサは、コンデンサ
素子１と収納ケース１０から構成されている。このう
ち、コンデンサ素子１は、高純度アルミニウム箔からな
る一対の陽極箔と陰極箔をその間にスペーサとしてコン
デンサ紙を介在させて巻回して形成されている。このコ
ンデンサ素子１には、一対の引出端子４が接続されてい
る。また、収納ケース１０は、収納部１１と上蓋部１２
とから構成されている。このうち、収納部１１は、透明
な樹脂材料からなる上部開口型の円筒状部材である。そ
して、上蓋部１２は、透明な樹脂材料からなる円板状部
材であり、電極端子５とリベット部６が一体成形されて
いる。

【００２２】より詳細には、コンデンサ素子１に駆動用
電解液が含浸されるとともに、コンデンサ素子１の引出
端子４が上蓋部１２のリベット部６に接続された状態
で、コンデンサ素子１が収納部１１に収納されている。
そして、この収納部１１の上部開口部には、上蓋部１２
がねじ込み嵌合されている。すなわち、収納部１１の上
部開口端部の外周面には第１のねじ部１３が設けられて
いる。また、上蓋部１２は、収納部１１の上部開口端部
の外周部に嵌合されるリング状嵌合部１４を有し、この
リング状嵌合部１４における第１のねじ部１３と対向す
る内周面には第２のねじ部１５が設けられている。そし
て、以上のように設けられた収納部１１の第１のねじ部
１３と上蓋部１２の第２のねじ部１５とがねじ込み嵌合
されることにより、収納部１１と上蓋部１２とが気密状
態で接続されている。

【００２３】［２］代表的な実施例の作用と効果以上のように構成された本実施例の電解コンデンサの作
用と効果は次の通りである。すなわち、コンデンサ素子
１を収納する収納ケース１０が収納部１１と上蓋部１２
とから構成され、この収納部１１及び上蓋部１２が共に
透明な樹脂材料から構成されているため、収納ケース１
０の内部を目視により容易に確認・判別することができ
る。したがって、コンデンサ素子１の劣化による経時的
な変色程度あるいは引出端子４の腐食程度から電解コン
デンサの寿命を容易かつ正確に予測することができる。
その結果、電解コンデンサを最も適切な時期に交換する
ことができるため、使用機器の信頼性を向上できる。

【００２４】また、収納ケース１０は、ねじ込み嵌合型
の組立式樹脂ケースであるため耐久性に優れており、ケ
ース内部のコンデンサ素子１や引出端子４が劣化した後
も高品質に保持される。そのため、コンデンサ素子１が
使用不能となった場合には、この収納ケース１０をその
まま再利用してコンデンサ素子１を交換するだけで、新
たな電解コンデンサを構成することができる。このよう
に、本実施例においては、収納ケース１０を再利用可能
であるため、コスト面及び環境面にも優れている。

【００２５】以上のような本実施例の電解コンデンサの
作用と効果を実証するために、透明樹脂製の収納ケース
を使用した本発明品と金属ケースを使用した従来品とを
製作し、信頼性試験を行った。すなわち、まず、本発明
品と従来品として、定格４００Ｖ−５６００μＦの８５
℃品をそれぞれ１０個ずつ製作した。そして、この１０
個ずつの試料に対して、信頼性試験として、１０５℃−
４００Ｖの電圧を印加し、２０００時間の寿命試験を行
った。この後、収納ケース外部からケース内部のコンデ
ンサ素子及び引出端子の状態を目視確認し、続いてコン
デンサを分解調査したところ、次の表１に示すような結
果が得られた。

【００２６】

【表１】

【００２７】この表１に示すように、２０００時間の寿
命試験後の目視確認結果及び分解調査結果は次の通りで
ある。まず、従来品については、コンデンサ素子を収納
している収納ケースが金属からなるため、収納ケース外
部からケース内部の状態を目視により確認することは不
可能であり、コンデンサ素子表面の変色程度の確認や引
出端子の腐食の推定は全く不可能であった。また、この
従来品のコンデンサを分解して調査したところ、１０個
の試料中４個の引出端子において実際に腐食が確認され
た。

【００２８】これに対して、本発明品については、コン
デンサ素子を収納している収納ケースが透明樹脂からな
るため、収納ケース外部からケース内部の状態を目視に
より容易に確認することができた。すなわち、本発明品
については、全ての試料のコンデンサ素子表面が茶褐色
に変化しており、１０個の試料中４個の引出端子の腐食
が推定された。また、コンデンサを分解して調査したと
ころ、腐食が推定された４個の試料の引出端子において
実際に腐食が確認された。このように、本発明品につい
ては、コンデンサの機能を失う前に、コンデンサの劣化
状態を容易かつ正確に把握できる。したがって、前述し
たように、電解コンデンサを最も適切な時期に交換でき
るため、使用機器の信頼性を向上できる。

【００２９】［３］他の実施例…図２図２は、請求項２〜６記載の発明を適用した他の実施例
を示す図である。この図２は、特に、収納部１１と上蓋
部１２との接続部を示しており、図中１６は、樹脂製シ
ール材である。これらの実施例において、収納部１１と
上蓋部１２は、いずれも透明な樹脂材料で構成されてお
り、収納部１１と上蓋部１２との接続部の構成と樹脂製
シール材１６を除けば、前述した図１の実施例と全く同
様に構成されている。

【００３０】図２の（Ａ）は、請求項２及び３記載の発
明を適用した実施例である。この図２の（Ａ）に示すよ
うに、収納部１１の上部開口端部の外周部にはリング状
段差部１７が設けられ、このリング状段差部１７の外周
面には第１のねじ部１３が設けられている。また、上蓋
部１２のリング状嵌合部１４の第１のねじ部１３と対向
する内周面には第２のねじ部１５が設けられている。そ
して、収納部１１のリング状段差部１７の段差面と上蓋
部１２のリング状嵌合部１４の端面との間に、樹脂製シ
ール材１６が装着されている。

【００３１】図２の（Ｂ）は、請求項２及び４記載の発
明を適用した実施例である。この図２の（Ｂ）に示すよ
うに、収納部１１の上部開口端部の内周面には第１のね
じ部１３が設けられている。また、上蓋部１２のリング
状嵌合部１４の外周部にはリング状段差部１８が設けら
れ、このリング状段差部１８の外周面には第２のねじ部
１５が設けられている。そして、収納部１１の上部開口
端部の端面と上蓋部１２のリング状段差部１８の段差面
との間に、樹脂製シール材１６が装着されている。

【００３２】図２の（Ｃ）は、請求項２及び５記載の発
明を適用した実施例である。この図２の（Ｃ）に示すよ
うに、収納部１１の上部開口端部の外周部には第１のリ
ング状段差部１７が設けられ、この第１のリング状段差
部１７の外周面には第１のねじ部１３が設けられてい
る。また、上蓋部１２のリング状嵌合部１４の内周部に
は第２のリング状段差部１８が設けられ、このリング状
段差部１８の内周面には第２のねじ部１５が設けられて
いる。そして、収納部１１の第１のリング状段差部１７
の段差面と上蓋部１２の第２のリング状段差部１８の端
面との間に、樹脂製シール材１６が装着されている。

【００３３】図２の（Ｄ）は、請求項２及び６記載の発
明を適用した実施例である。この図２の（Ｄ）に示すよ
うに、収納部１１の上部開口端部の内周部には第１のリ
ング状段差部１７が設けられ、この第１のリング状段差
部１７の内周面には第１のねじ部１３が設けられてい
る。また、上蓋部１２のリング状嵌合部１４の外周部に
は第２のリング状段差部１８が設けられ、このリング状
段差部１８の外周面には第２のねじ部１５が設けられて
いる。そして、収納部１１の第１のリング状段差部１７
の端面と上蓋部１２の第２のリング状段差部１８の段差
面との間に、樹脂製シール材１６が装着されている。

【００３４】以上のような構成を有する図２の各実施例
においては、いずれも、段差部を利用して樹脂製シール
材１６を装着することにより、収納部１１と上蓋部１２
との接続の機械的結合力及び気密性を向上することがで
きる。振動などによる接続部のゆるみの発生や、外部の
湿気などの影響を確実に防止することができるため、信
頼性をより向上することができる。

【００３５】なお、前述した各実施例においては、いず
れも、収納部１１と上蓋部１２の両方に透明な樹脂材料
を用いた例を示したが、収納部１１と上蓋部１２のいず
れか一方を、半透明又は不透明な樹脂材料によって構成
することも可能である。さらに、収納部１１と上蓋部１
２のいずれか一方を半透明または不透明な樹脂材料で構
成し、その一部のみを透明な樹脂材料からなる窓部（透
明樹脂部）として構成することも可能である。そしてま
た、収納部１１と上蓋部１２のいずれか一方を、アルミ
などの金属材料によって構成することも可能である。一
方、収納部１１と上蓋部１２との接続部の具体的な構成
や樹脂製シール材１６の装着位置についても適宜変更可
能である。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
コンデンサ素子を収納する収納ケースを収納部と上蓋部
から構成し、この収納部と上蓋部の少なくとも一方に透
明樹脂部を設けたことにより、この透明樹脂部を介し
て、収納ケースに収納したコンデンサ素子の状態を、ケ
ース外部から目視により容易に確認・判別することがで
きる。したがって、電解コンデンサの寿命を容易かつ正
確に予測することが可能であり、信頼性に優れ、しかも
コスト面及び環境面でも優れた電解コンデンサを提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電解コンデンサの代表的な一実施例を
示す正面断面図。

【図２】本発明の電解コンデンサの他の複数の実施例を
示す部分断面図。

【図３】従来の電解コンデンサの一例を示す正面断面
図。

【符号の説明】

１…コンデンサ素子２…収納ケース３…封口板４…引出端子５…電極端子６…リベット部１０…収納ケース１１…収納部１２…上蓋部１３…第１のねじ部１４…リング状嵌合部１５…第２のねじ部１６…樹脂製シール材１７…（第１の）リング状段差部１８…（第２の）リング状段差部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】弁作用金属からなる一対の陽極箔と陰極
箔をその間にスペーサを介在させて巻回してコンデンサ
素子を形成し、このコンデンサ素子に駆動用電解液を含
浸して収納ケース内に密閉収納してなる電解コンデンサ
において、前記収納ケースは、コンデンサ素子を収納す
る上部開口型の収納部と電極端子を有する上蓋部とから
構成され、前記収納部と上蓋部は、ねじ部をそれぞれ有
し、このねじ部間のねじ込み嵌合によって互いに着脱可
能に接続され、前記収納部と上蓋部のうちの少なくとも
一方は透明な樹脂材料からなる透明樹脂部を有すること
を特徴とする電解コンデンサ。
【請求項２】前記収納部と上蓋部との接続部に樹脂製
シール材が装着されたことを特徴とする請求項１記載の
電解コンデンサ。
【請求項３】前記収納部は、その上部開口端部にリン
グ状段差部を有し、このリング状段差部の側面に第１の
ねじ部を有し、前記上蓋部は、前記収納部の前記リング
状段差部と嵌合されるリング状嵌合部を有し、このリン
グ状嵌合部の前記リング状段差部の前記第１のねじ部と
対向する側面に第２のねじ部を有し、前記樹脂製シール
材は、前記リング状段差部の段差面と前記リング状嵌合
部の端面との間に装着されたことを特徴とする請求項２
記載の電解コンデンサ。
【請求項４】前記収納部は、その上部開口端部の側面
に第１のねじ部を有し、前記上蓋部は、前記収納部の上
部開口端部と嵌合されるリング状段差部を有し、このリ
ング状段差部の前記上部開口端部の前記第１のねじ部と
対向する側面に第２のねじ部を有し、前記樹脂製シール
材は、前記上部開口端部の端面と前記リング状段差部の
段差面との間に装着されたことを特徴とする請求項２記
載の電解コンデンサ。
【請求項５】前記収納部は、その上部開口端部に第１
のリング状段差部を有し、この第１のリング状段差部の
側面に第１のねじ部を有し、前記上蓋部は、前記収納部
の前記第１のリング状段差部と嵌合される第２のリング
状段差部を有し、この第２のリング状段差部の前記第１
のリング状段差部の前記第１のねじ部と対向する側面に
第２のねじ部を有し、前記樹脂製シール材は、前記第１
のリング状段差部の段差面と前記第２のリング状段差部
の端面との間に装着されたことを特徴とする請求項２記
載の電解コンデンサ。
【請求項６】前記収納部は、その上部開口端部に第１
のリング状段差部を有し、この第１のリング状段差部の
側面に第１のねじ部を有し、前記上蓋部は、前記収納部
の前記第１のリング状段差部と嵌合される第２のリング
状段差部を有し、この第２のリング状段差部の前記第１
のリング状段差部の前記第１のねじ部と対向する側面に
第２のねじ部を有し、前記樹脂製シール材は、前記第１
のリング状段差部の端面と前記第２のリング状段差部の
段差面との間に装着されたことを特徴とする請求項２記
載の電解コンデンサ。