JPH08203791A - 電解コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 収容ケースを分解することなく、電解コンデ
ンサの寿命を容易に且つ正確に判断できる電解コンデン
サを提供する。 【構成】 金属製の有底筒状で、上端が開口部８ａ、下
端が底面である収容ケース８の側面に窓部８ｂを形成す
る。窓部８ｂの周囲の表面及び裏面にローレット処理に
より粗面化部７を設ける。窓部８ｂを透明部材６によっ
て完全に覆い、透明部材６の周囲を粗面化部７に溶着
し、透明部材６の周囲を収容ケース８の内側と外側から
密着固定する。収容ケース８内に、駆動用電解液を含浸
したコンデンサ素子１を収容し、開口部８ａを封口体３
により密封する。封口体３に設けられたリベット部４
に、コンデンサ素子１から引き出された引出端子２を接
続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子機器に用いられる電
解コンデンサに係り、特に、電極箔を巻回したコンデン
サ素子に、電解液を含浸させて収容ケース内に収容した
電解コンデンサ及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子部品の低コスト化及び小形・
高性能化志向の要求と並行して、電子部品の安全性及び
信頼性が重要視されてきている。中でもアルミニウム電
解コンデンサは、国内での生産量が多く、完成品に対す
る信頼性を重視する傾向がますます強まってきている。

【０００３】一般に、アルミニウム電解コンデンサにお
けるコンデンサ素子は、以下のように構成されている。
すなわち、表面が電気化学的に粗面化され、誘電体酸化
被膜が生成された陽極箔と、表面が粗面化された陰極箔
から成る電極箔が、高純度アルミニウム箔によって形成
され、この陽極箔と陰極箔とにそれぞれ引出端子が接続
されている。そして、陽極箔と陰極箔との相互間にコン
デンサ紙等のスペーサを介在させて、これらを一体に巻
回することによってコンデンサ素子が形成されている。

【０００４】このようなコンデンサ素子を使用してなる
電解コンデンサの一例を図面に従って以下に説明する。
すなわち、図３に示すように、コンデンサ素子１は駆動
用電解液を含浸され、円筒状の収容ケース５内に収容さ
れている。この収容ケース５は金属製で、片側に開口部
５ａを有している。開口部５ａの封止用の部材である封
口体３には、リベット部４が設けられている。このリベ
ット部４には、コンデンサ素子１の引出端子２が接続さ
れている。そして、収容ケース５は、その開口部５ａを
封口体３に食込ませることにより密封され、したがっ
て、コンデンサ素子１及び駆動用電解液は外気から遮断
されて湿気による劣化が防止される。

【０００５】一般に、３５０Ｖ以上の製品耐圧を有する
アルミニウム電解コンデンサの場合、駆動用電解液には
溶質としてアンモニア成分を有する有機系化合物あるい
は硼酸等の無機系化合物が用いられ、溶媒としてエチレ
ングリコールが用いられている。溶質として有機系と無
機系のどちらを使用するかは、電気的特性と浸食を排除
して得られる信頼性のどちらを重視するかによって決定
される。すなわち、無機系化合物を溶質とした電解液の
場合、固有抵抗が高く熱的にも劣化が激しいため、長時
間使用すると電気的特性が一定せず、コンデンサの損失
が増大する。一方、有機系化合物を溶質とした電解液の
場合、固有抵抗が低く熱安定性が良いため、電気的特性
に優れている。

【０００６】ところで、このようなアルミニウム電解コ
ンデンサは、使用により経時的に劣化する。劣化の態様
としては、陽極箔表面の誘電体酸化皮膜の劣化及び駆動
用電解液の劣化とともに、コンデンサ素子からの水素ガ
スの発生等がある。かかる経時的な劣化に伴い、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。したがって、コンデンサの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こと
になる。

【０００７】特に、上記のようなアルミニウム電解コン
デンサを必要機器に組み込んで使用していると、印加直
流に交流成分が重畳された高いリプル電流が流れ、コン
デンサ素子の抵抗分（等価直列抵抗）によって熱が発生
する。そして、周囲の機器が高温になっている場合に
は、この熱も加わってコンデンサ素子に含浸された駆動
用電解液が蒸発し、アンモニアを含む蒸気となる。この
蒸気が、電解コンデンサ内で比較的低温の部位、すなわ
ち収容ケースや開口部を密閉する封口体の裏面において
冷やされ再び液化すると、水素イオン濃度の高い、つま
り高アルカリで強い浸食性を有する凝縮液として付着す
ることとなる。特に、有機系化合物を溶質とした電解液
を使用する場合には、浸食性の強い凝縮液がケース内部
に付着することになる。

【０００８】このように凝縮液が付着したままコンデン
サ素子に電圧が印加されると、コンデンサ素子から封口
体に導出される一対の引出端子のうち陽極側の引出端子
及びその周辺が急速に浸食され腐食する。これは、陽極
側の引出端子にプラス電位、陰極側の引出端子にマイナ
ス電位（正電位）が印加されると、一対の引出端子の取
り付け部の間をはじめとして、ケースと陽極側の引出端
子との間、及びケースと陽極引出端子の取り付け部との
間にも凝縮液を介した電気回路が形成されるためであ
る。このような浸食による腐食を放置しておくと、引出
端子は最終的には断線し、電解コンデンサが機能停止に
至る可能性もある。

【０００９】このような経時的な劣化は、アルミニウム
電解コンデンサにとって避けられないものである。した
がって、これに対処するため、従来は、コンデンサの寿
命を想定し、この寿命が到来した時にコンデンサの交換
を行うこととしていた。この寿命は、電解コンデンサの
製品としての保証寿命に対応して、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てい
た。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ように算出された寿命は、計算によるものであって、推
定された値に過ぎない。したがって、このような推定に
基づいて電解コンデンサの交換を行うことは、以下のよ
うな問題点がある。すなわち、電解コンデンサの寿命
は、組み込まれる機器によって異なることは当然である
が、同じ機器であっても、それが使用される環境によっ
ても異なってくる。例えば、高温の場所で用いた場合に
は劣化が早く、低温の場所で用いた場合には劣化が遅
い。したがって、上記のように推定に基づいて電解コン
デンサの交換を行うと、必ずしも適切な時期に交換でき
ないこととなる。

【００１１】ところで、電解コンデンサの使用により駆
動用電解液が劣化した場合、コンデンサ素子が茶褐色に
変色していくことが知られている。このため、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ができれば、電解コンデンサと
しての適切な交換時期を容易に判断できる。しかし、従
来の電解コンデンサでは、コンデンサ素子は不透明な金
属の収容ケースに密封収容されているため、内部のコン
デンサ素子の状態を調べるには封口体を開く等の分解作
業が必要となり、面倒である。また、このような作業を
施した後に、電解コンデンサの使用を継続することは、
実際には不可能に近い。

【００１２】本発明はこのような問題点を解決するため
に提案されたもので、その主たる目的は、収容ケースを
分解することなく、電解コンデンサの寿命を容易に且つ
正確に判断できる電解コンデンサを提供することであ
る。

【００１３】第２の目的は、収容ケースを分解すること
なく、電解コンデンサの寿命を容易に且つ正確に判断で
きる電解コンデンサの製造方法を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１記載の発明は、引出端子を接続した複
数の電極箔をスペーサを介して巻回して構成されたコン
デンサ素子と、電解液を含浸した前記コンデンサ素子を
収容した収容ケースと、前記収容ケースの開口部を密封
した絶縁性の封口体と、前記封口体に設けられ、一端に
前記引出端子が接続された接続導体とを有する電解コン
デンサにおいて、前記収容ケースの一部が、透明部材に
よって構成されていることを特徴とする。

【００１５】請求項２記載の発明は、請求項１記載の電
解コンデンサにおいて、前記収容ケースの一部に、内部
が視認可能な大きさの窓部が形成され、前記窓部の周囲
には、粗面化された粗面化部が形成され、前記透明部材
は、前記窓部を覆うように前記粗面化部に密着固定され
た樹脂であることを特徴とする。

【００１６】請求項３記載の発明は、引出端子を接続し
た複数の電極箔をスペーサを介して巻回することによっ
てコンデンサ素子を形成し、このコンデンサ素子に電解
液を含浸した後、収容ケースに収容し、前記収容ケース
の開口部を絶縁性の封口体によって密封し、前記封口体
に設けた接続導体の一端に前記引出端子を接続する電解
コンデンサの製造方法において、前記収容ケースの一部
に、内部が視認可能な大きさの窓部を形成し、前記窓部
の周囲に、化学的処理、電気化学的処理又は機械的処理
により粗面化した粗面化部を形成し、前記窓部を覆うよ
うに、透明な樹脂である透明部を前記粗面化部に密着固
定することを特徴とする。

【００１７】

【作用】以上のような構成を有する本発明の作用は以下
の通りである。すなわち、請求項１記載の発明では、コ
ンデンサ素子を収容する収容ケースの一部を、透明部材
により構成したので、内部を目視により容易に確認する
ことができる。したがって、コンデンサ素子の劣化によ
る変色を経時的に視認することにより、電解コンデンサ
の寿命を容易に判断できる。

【００１８】請求項２記載の発明では、窓部を覆うよう
に設けられた樹脂製の透明部材は、窓部周囲の粗面化部
に密着固定されている。したがって、粗面により収容ケ
ースと透明部材との接合が強固になり、電解コンデンサ
内部が高気密状態で保持される。

【００１９】請求項３記載の発明では、コンデンサ素子
を収容する収容ケースの一部に、内部を視認可能な大き
さの窓部を形成し、この窓部を樹脂の透明部材によって
覆うので、内部を目視により容易に確認できる電解コン
デンサが製造される。また、透明部材を窓部周囲の粗面
化部に密着固定するので、収容ケースと透明部材との接
合を強固にすることができ、内部の高気密状態が保持可
能な電解コンデンサが製造される。

【００２０】

【実施例】 （１）実施例の構成 以下、請求項１、請求項２及び請求項３記載の発明によ
る電解コンデンサの一実施例を、図面に従って説明す
る。なお、請求項１及び請求項３記載の接続導体はリベ
ット部とし、従来例と同一の部材は同一の符号を付し
て、説明は省略する。

【００２１】本実施例は、図１，２に示すように、金属
製の収容ケース８の側面に窓部８ｂを形成し、この窓部
５ｂに透明部材６を密着固定させたものであり、以下の
ような方法により製造される。すなわち、金属製の有底
筒状で、上端が開口部８ａ、下端が底面となっている収
容ケース８の側面に、窓部８ｂを形成する。窓部８ｂ
は、内部が視認可能な大きさの穴である。この窓部８ｂ
の周囲の表面及び裏面に粗面化部７を設ける。粗面化部
７は、ローレット処理により複数条の溝を網状に形成し
たものである。そして、窓部８ｂを樹脂の透明部材６に
よって完全に覆い、透明部材６の周囲を粗面化部７に溶
着する。これにより、透明部材６の周囲を収容ケース８
の内側と外側から密着固定する。このような収容ケース
８内に、駆動用電解液を含浸したコンデンサ素子１を収
容し、開口部８ａを封口体３により密封する。そして、
封口体３に設けられたリベット部４に、コンデンサ素子
１から引き出された引出端子２を接続する。

【００２２】（２）実施例の作用 以上のような構成を有する本実施例の作用を、従来の電
解コンデンサとの特性比較試験に基づいて説明する。こ
の比較試験に用いた電解コンデンサは、本実施例による
電解コンデンサ（本発明品Ａ）と、従来の電解コンデン
サ（従来品Ｂ）である。両者ともに、定格４００Ｖ−５
６００μＦの８５℃用に製造されたものであり、窓部、
粗面化部及び透明部材の有無以外は同一構成のものを使
用した。比較試験は、本発明品Ａ及び従来品Ｂに対し
て、１０５℃・４００Ｖ印加を２０００時間（ｈ）継続
して行った結果について調べたものである。この結果を
表１に示す。なお、表１において、２０００時間後のコ
ンデンサ素子の確認結果は、本発明品Ａ及び従来品Ｂと
もに収容ケースの封口体を開口する分解調査により、内
部を調査したものである。この表１に示すように、本発
明品Ａ及び従来品Ｂともにコンデンサ素子から引出され
た引出端子において、腐食の発生が検出されている。

【００２３】

【表１】

【００２４】ここで、従来品Ｂでは、収容ケースがすべ
て金属によって構成されているため、分解せずにその内
部を目視により確認することは不可能である。このた
め、引出端子の腐食を確認することができず、引き続き
試験を継続すると腐食が進行してしまい、最終的には引
出端子が断線し、コンデンサの機能を失ってしまうこと
になる。このように、従来品Ｂでは、電解コンデンサの
劣化状態を把握できずに使用を継続することが多く、こ
のような使用の継続は使用機器の信頼性の低下につなが
る。

【００２５】一方、本発明品Ａでは、収容ケースの一部
が透明部材によって構成されているため、ケース内部の
状態を目視により判別することができる。したがって、
収容ケース内のコンデンサ素子の状態を確認できる。本
比較試験の場合は、収容ケース外部より、コンデンサ素
子の表面がかなり茶褐色に変色していることが確認され
ている。したがって、本発明品Ａでは、コンデンサ素子
の変色程度から、電解コンデンサがかなり劣化している
と判定できる。これは、収容ケースの封口体を開口して
の確認結果と一致することになる。

【００２６】以上の試験結果から明らかな通り、本実施
例の電解コンデンサによれば、コンデンサ素子１の収容
ケース８の一部に透明部材６が使用されているので、外
部から収容ケース８内部の状態を確認することができ
る。したがって、収容ケース８外部からコンデンサ素子
１の変色の程度が確認でき、経時的劣化の程度を目視に
より容易に判別することができる。

【００２７】（３）実施例の効果 以上のような本実施例の効果は以下の通りである。すな
わち、電解コンデンサの劣化を外部から容易に判別する
ことができるので、分解等を行わなくとも、電解コンデ
ンサの寿命を正確に且つ容易に判断することができる。
したがって、組み込まれる機器や環境が異なることによ
り製品寿命が異なっても、安心して使用を継続でき、そ
れぞれの電解コンデンサに適切な交換時期に、新しい電
解コンデンサと交換することが可能となる。これによ
り、電解コンデンサの交換回数を減少させることがで
き、使用機器のコストを低減することができる。

【００２８】そして、収容ケース８の窓部８ｂの周囲に
粗面化部７が形成されているので、これに密着固定され
る透明部材６は、収容ケース８との接合が強固なものと
なる。したがって、収容ケース８に金属と樹脂という異
種の材料を用いても、高い気密性が保持され、外気の流
入によるコンデンサ素子１の劣化を防止することができ
る。

【００２９】（４）他の実施例 なお、本発明は以上のような実施例に限定されるもので
はなく、各部材の材質等については適宜変更可能であ
る。例えば、上記実施例においては、コンデンサ素子の
電極や引出端子がアルミニウムによって構成されていた
が、タンタル、ニオブ、チタン、マグネシウム、ジルコ
ニウムなどによって構成することも可能である。また、
透明部材は内部が視認可能な透明性を有するものであれ
ば、樹脂以外のものでもよく、収容ケースと一体に成形
されたものでもよい。

【００３０】さらに、粗面化部７の形成は、上記実施例
においてはローレット処理によって行っていたが、他の
機械的な方法によっても、さらには化学的、電気化学的
な方法によって行ってもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、収
容ケースの一部を透明部材によって構成することによっ
て、収容ケースを分解することなく、電解コンデンサの
寿命を容易に且つ正確に判断可能な電解コンデンサを提
供することができる。

【００３２】また、透明部材を窓部周囲の粗面化部に密
着固定することによって、高気密状態を保持可能な電解
コンデンサを提供することができる。

【００３３】さらに、収容ケースの一部に設けた窓部
に、透明部材を密着固定するという手順をとることによ
って、収容ケースを分解することなく、寿命を容易に且
つ正確に判断可能な電解コンデンサの製造方法を提供す
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一実施例を示す縦断
面図である。

【図２】図１の電解コンデンサの収容ケースの縦断面図
である。

【図３】従来の電解コンデンサの一例を示す縦断面図で
ある。

【符号の説明】

１…コンデンサ素子 ２…引出端子 ３…封口体 ４…リベット部 ５，８…収容ケース ５ａ，８ａ…開口部 ６…透明部材 ７…粗面化部 ８ｂ…窓部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 引出端子を接続した複数の電極箔をスペ
   ーサを介して巻回して構成されたコンデンサ素子と、電
   解液を含浸した前記コンデンサ素子を収容した収容ケー
   スと、前記収容ケースの開口部を密封した絶縁性の封口
   体と、前記封口体に設けられ、一端に前記引出端子が接
   続された接続導体とを有する電解コンデンサにおいて、
   前記収容ケースの一部が、透明部材によって構成されて
   いることを特徴とする電解コンデンサ。
2. 【請求項２】 前記収容ケースの一部に、内部が視認可
   能な大きさの窓部が形成され、前記窓部の周囲には、粗
   面化された粗面化部が形成され、前記透明部材は、前記
   窓部を覆うように前記粗面化部に密着固定された樹脂で
   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. 【請求項３】 引出端子を接続した複数の電極箔をスペ
   ーサを介して巻回することによってコンデンサ素子を形
   成し、このコンデンサ素子に電解液を含浸した後、収容
   ケースに収容し、前記収容ケースの開口部を絶縁性の封
   口体によって密封し、前記封口体に設けた接続導体の一
   端に前記引出端子を接続する電解コンデンサの製造方法
   において、前記収容ケースの一部に、内部が視認可能な
   大きさの窓部を形成し、前記窓部の周囲に、化学的処
   理、電気化学的処理又は機械的処理により粗面化した粗
   面化部を形成し、前記窓部を覆うように、透明な樹脂で
   ある透明部を前記粗面化部に密着固定することを特徴と
   する電解コンデンサの製造方法。