JPH10208986A - 寿命検出型電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電解コンデンサの寿命の到来を確実に検出す
ること。 【解決手段】 電解コンデンサの使用を新品の状態から
開始すると、当初は電解コンデンサ内部の空間Ｓの内圧
は低く、可動接点部材４０の金属膜４１は固定接点部材
４２，４３に接触し、寿命検出スイッチは導通状態にあ
る。使用を続けると、空間Ｓの内圧が上昇して防爆弁３
０が外側に向かって膨張し、やがて可動接点部材４０の
底面に接触する。更に、内圧が高まると、防爆弁３０が
バネ部材４６，４７の偏椅力に抗して可動接点部材材４
０を変位させ寿命検出スイッチを非導通状態とする。検
出回路５０はこれを検出して、寿命到来を表わす信号を
制御装置に出力する。寿命検出スイッチを常開型に構成
することも出来る。また、防爆弁３０の膨張時にリミッ
トスイッチを可動部材を介して付勢する機構を採用して
も良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電解コンデンサに関
し、更に詳しく言えば、寿命検出機構を備えた寿命検出
型電解コンデンサに関する。本発明は、例えば工作機械
の電源部のインバータ回路に組み込まれる電解コンデン
サの他、任意の電気回路で使用される電解コンデンサに
適用出来る。

【０００２】

【従来の技術】図１は、従来より使用されている電解コ
ンデンサの代表的な構造を部分破断断面で示したもので
ある。同図に描かれているように、全体を符号１で指示
した電解コンデンサは、電解液やこれに接する電極など
を含む素子本体部２を固定剤３を用いてケーシング４の
内部に固定し、これを側部スリーブ５と底部スリーブ６
からなるハウジングを構成する絶縁スリーブ内に収容し
た構造を有している。

【０００３】ケーシング４の上部は屈曲部４ａとなって
おり、この屈曲部４ａにゴムリング７を介して絶縁座８
が取り付けられている。絶縁座８は環状部８ａを有し、
この環状部８ａを通して一方の電極（陽極または陰極）
の端子１０が外部に露出している。電極（陽極または陰
極）１０には、ワッシャ１１を介してリード条９が超音
波溶接等により電気的に接続されている。リード条９
は、素子本体部で陰極（電解質と接するアルミニウム
箔）あるいは陽極（電解質と接する酸化被膜付アルミニ
ウム箔）に接続されている。

【０００４】他方の電極（陽極または陰極）の端子２０
についても、図示は省略したが、同様の構造で絶縁座８
に支持され、また、素子本体部の陽極あるいは陰極に電
気的に接続されている。

【０００５】周知の通り、電解コンデンサ１は長期間使
用するうちに、素子本体部２から徐々にガスが放出され
る。放出されたガスは、シリコンゴム製防爆弁３０より
透過し、通常の使用では内圧と外圧（大気圧）がバラン
スを保つ。しかし、弁からの透過量は限られているの
で、それ以上のガスが発生すると、ケーシング４内の空
間Ｓに充満して内圧が次第に高まり、爆発や内容物飛散
に伴う短絡事故を招く危険性が生じてくる。

【０００６】そこで、防爆弁３０を、内圧が限界を越え
て上昇する前に開く（破れる）ように構成し、暴爆の危
険を回避している。例えば防爆弁３０を、電解コンデン
サの内圧異常上昇時に破れる程度の強度を有するシリコ
ンゴムからなるキャップ状の部材で構成する。なお、防
爆弁３０は安全弁とも呼ばれる。

【０００７】電解コンデンサ１は、このガス発生を伴う
長期使用の過程で容量が低下してくるから、容量低下が
顕著にならない内に交換されることが必要である。この
問題に対処するために従来とられてきた方法は、使用条
件から寿命を予測し、それに基づいて定期的に交換を行
なうか、あるいは、防爆弁（安全弁）３０の開放を確認
してから交換するというものであった。

【０００８】ところが、電解コンデンサは使用条件によ
って寿命の長短のばらつきが非常に大きいという性質が
あるため、前者の方法では、個別に交換時期を管理しな
けらばならず、交換時期のばらつき（交換時期の尚早あ
るいは遅れ）が避けられない。また、防爆弁が開いてガ
スが抜けている段階では素子の容量は既に大きく低下し
てしまっているから、後者の方法では交換時期が常に遅
れがちになる。更に、電解コンデンサはガス開放に至っ
て容量が低下しても、動作は一応継続されるから、交換
のし忘れにより、結局は容量が抜けきり短絡破壊に至っ
てしまうおそれもあった。

【０００９】なお、内圧上昇時に主端子のリードを切断
する機構を設けることも提案されているが、この方式で
は主端子リード切断時に電解コンデンサを組み込んだ回
路に電源遮断など突発的な変化を与えることになり好ま
しくない。例えば工作機械の電源回路で使用される電解
コンデンサにこの方式を適用した場合、リード切断時に
突然電源が遮断されることになり、非常に危険である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、個々の電解コンデンサについて確実に寿命の到来を
検出出来るようにした電解コンデンサを提供することに
ある。また、本発明はそのことを通して電解コンデンサ
を適正な時期に交換し、電解コンデンサを使用した回路
に関連するシステムの正常な動作と安全を確保しようと
するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、電解コンデン
サの防爆弁が、内圧上昇に伴って外側に膨れる現象を感
知することによって、防爆弁が開放に至る前に電解コン
デンサの寿命の到来を検知出来るようにしたものであ
る。

【００１２】即ち、本発明は、内部で発生するガスを閉
じこめる空間と、該空間内に閉じこめられたガスの圧力
上昇によって外側に向かって膨張する防爆弁と、防爆弁
の前記膨張によって防爆弁が開放に至る前に動作する寿
命検出スイッチ機構を備えた寿命検出型電解コンデンサ
を提供する。

【００１３】好ましい実施形態に従えば、寿命検出スイ
ッチ機構には、防爆弁の近傍に防爆弁の膨張によって変
位する可動接点部材と、該可動接点部材との間で接点を
構成する固定接点部材が設けられ、可動接点部材の変位
によって寿命検出スイッチ機構が閉状態から開状態ある
いは開状態から閉状態に移行することにより寿命到来を
表現する。

【００１４】また、別の好ましい実施形態に従えば、寿
命検出スイッチ機構には、防爆弁の近傍に防爆弁の膨張
によって変位する可動部材とリミットスイッチが設けら
れる。リミットスイッチは、防爆弁の膨張による可動部
材の変位によって動作可能な位置に配置され、可動接点
部材の変位によって開状態から閉状態、あるいは閉状態
から開状態に移行することにより寿命到来を表現する。

【００１５】このように、本発明の寿命検出型電解コン
デンサは、スイッチ機構の開閉状態を以て寿命到来／未
到来を表現するので、簡単な検出回路などを用いて電解
コンデンサの寿命到来／未到来を表わす電気信号を得る
ことが出来る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明のいくつかの実施形
態について説明する。本発明の特徴は防爆弁の膨らみ検
知に関連しているので、いずれの実施形態においても、
防爆弁の膨らみ検知に関連しない部分の図示並びに説明
を適宜省略する。また、図１に示した電解コンデンサ１
と共通して使用されている構成要素については同じ参照
符号を以て指示した。

【００１７】図２、図３は、常開型の寿命検出スイッチ
を防爆弁の膨らみ検知に用いた第１の実施形態を説明す
る図で、電解コンデンサの防爆弁の膨らみ検知機構の周
辺構成を、正常時（使用開始時）の状態（図２）と異常
時（防爆弁膨張時）の状態（図３）に分けて断面図で示
したものである。防爆弁３０は、例えばゴムキャップの
ような弾性材料からなる閉塞部材で、電解コンデンサの
ケーシング内の密閉空間Ｓの内圧に応じて外側に膨らむ
ような柔らかさを有している。

【００１８】そして、防爆弁３０の外側には可動接点部
材４０が、防爆弁３０の膨張とともに変位が可能な態様
で配置される。ここに示した例では、可動接点部材４０
はＴ字形断面を有する栓状の部材で、正常時（図２参
照）には、絶縁座環状部８ａの外側面上に取り付けられ
た固定座４４，４５上に、自重（または図示しないバネ
偏椅力等）によって）、図示されたような姿勢で座した
状態をとる。可動接点部材４０は、全体を導電性材料で
構成されても良いが、ここでは頂部に金属膜４１を設け
たものが使用されている。

【００１９】固定座４４，４５には、防爆弁３０の膨張
時（図３参照）に可動接点部材４０の金属膜４１との接
触が可能な態様で固定接点部材４２，４３が取り付けら
れている。各固定接点部材４２，４３は、固定接点部材
４２，４３間の導通／非導通状態を識別する導通／非導
通検出回路５０に接続されている。導通／非導通検出回
路５０は、可動接点部材４０（金属膜４１）、固定接点
部材４２，４３で構成される寿命検出スイッチの導通／
非導通の別を表わす信号をシステム（例：工作機械など
を含むシステム）の制御装置へ出力する。

【００２０】上記構成を有する電解コンデンサの使用を
新品の状態から開始すると、使用開始当初は電解コンデ
ンサ内部の空間Ｓの内圧は低く（ほぼ大気圧）、図２に
示した通り、防爆弁３０は外側に向かって膨張した状態
にない。従って、可動接点部材４０の金属膜４１は固定
接点部材４２，４３と接触せず、寿命検出スイッチは非
導通状態（開状態）にある。

【００２１】電解コンデンサの使用を続けると、空間Ｓ
の内圧は徐々に上昇して防爆弁３０が外側に向かって少
しづつ膨張し、やがて、図３に示した状態となり、可動
接点部材４０の金属膜４１が固定接点部材４２，４３に
接触し、寿命検出スイッチは導通状態（閉状態）とな
る。防爆弁３０の弾性、金属膜４１が固定接点部材４
２，４３に接触するに必要な可動接点部材４０の移動距
離などを適当な値に設計しておけば、要交換の判断に適
した内圧上昇があった時点で寿命到来を検出することが
出来る。

【００２２】例えば、防爆弁３０の設計条件を変えずに
早めに寿命到来を検出したければ、金属膜４１が固定接
点部材４２，４３に接触するに必要な可動接点部材４０
の移動距離を小さく値に設計すれば良い。逆に、相当容
量低下が起ってから寿命到来を検出したければ、同移動
距離を大きい値に設計すれば良い。なお、図３の状態に
至る前に防爆弁３０が破れてしまうと、寿命検出スイッ
チを閉状態に出来なくなる。従って、寿命検出スイッチ
が閉状態に移行する時点における防爆弁３０の膨らみの
程度は、防爆弁３０が破れるおそれのない範囲とする。

【００２３】図４、図５は、常閉型の寿命検出スイッチ
を防爆弁の膨らみ検知に用いた第２の実施形態を説明す
る図で、電解コンデンサの防爆弁の膨らみ検知機構の周
辺構成を、正常時（使用開始時）の状態（図４）と異常
時（防爆弁膨張時）の状態（図５）に分けて断面図で示
したものである。

【００２４】図１の従来例あるいは第１実施形態の場合
と同じく、例えばゴムキャップのような弾性材料からな
る防爆弁（安全弁）３０が絶縁座８の開口部に設けら
れ、その外側には可動接点部材４０が、防爆弁３０の膨
張とともに変位が可能な態様で配置される。可動接点部
材４０は、Ｔ字形断面を有する栓状の部材であるが、金
属膜４１を設ける位置は第１実施形態の場合とは異な
り、図示したように、Ｔ字形の張り出し部の下面であ
る。

【００２５】防爆弁が取り付けられる絶縁座の開口部の
外側面には固定座４４，４５が取り付けられており、こ
の固定座４４，４５には、正常時（図４参照）に可動接
点部材４０の金属膜４１との接触が可能な態様で固定接
点部材４２，４３が取り付けられている。また、可動接
点部材４０の上方へ向かって張り出た固定座４４，４５
の先端部４４ａ，４５ａには、バネ部材４６，４７が設
けられ、このバネ部材４６，４７が常時可動接点部材４
０を固定接点部材４２，４３へ向けて偏椅している。ま
た、正常時（使用開始時）には可動接点部材４０の先端
と防爆弁３０の間には適当な大きさの隙間ＣＬが存在し
ている。従って、正常時（使用開始時）には、可動接点
部材４０は、金属膜４１を介して固定接点部材４２，４
３上に座した状態をとる。

【００２６】固定接点４，４３は、両固定接点４，４３
間の導通／非導通状態を識別する導通／非導通検出回路
５０に接続されており、導通／非導通検出回路５０は、
可動接点部材４０（金属膜４１）、固定接点部材４２，
４３で構成される寿命検出スイッチの導通／非導通の別
を表わす信号をシステム（例：工作機械などを含むシス
テム）の制御装置へ出力する。

【００２７】上記構成を有する電解コンデンサの使用を
新品の状態から開始すると、使用開始当初は電解コンデ
ンサ内部の空間Ｓの内圧は低く（ほぼ大気圧）、図４に
示した通り、防爆弁３０は外側に向かって膨張した状態
にない。従って、可動接点部材４０の金属膜４１は固定
接点部材４２，４３に（圧接）接触し、寿命検出スイッ
チは導通状態（閉状態）にある。

【００２８】電解コンデンサの使用を続けると、空間Ｓ
の内圧は徐々に上昇して防爆弁３０が外側に向かって少
しづつ膨張し、やがて可動接点部材４０の先端（底面）
に接触する。更に、内圧が高まると、バネ部材４６，４
７の偏椅力に抗して（重力が図中下向きに作用するよう
な姿勢で使用されるならば、自重にも抗して）、可動接
点部材４０を移動させようとする力が作用し始める。更
に使用を続けると、防爆弁３０が可動接点部材４０を変
位させて図５の状態とする。

【００２９】これにより、寿命検出スイッチは非導通状
態（開状態）となり、それが検出回路５０で検出され、
寿命到来（防爆弁膨張）を表わす信号が制御装置に出力
される。防爆弁３０の弾性、金属膜４１が固定接点部材
４２，４３に接触するに必要な可動接点部材４０の移動
距離、バネ部材４６，４７の強さなどを適当な値に設計
しておけば、要交換の判断に適した内圧上昇があった時
点で寿命到来を検出することが出来る。なお、寿命検出
スイッチが開状態に移行する時点における防爆弁３０の
膨らみの程度は、防爆弁３０が破れるおそれのない範囲
とすることは、第１の実施形態の場合と同じである。

【００３０】次に、図６、図７は、常閉型のリミットス
イッチを防爆弁の膨らみ検知に用いた第３の実施形態を
説明する図で、電解コンデンサの防爆弁の膨らみ検知機
構の周辺構成を、正常時（使用開始時）の状態（図６）
と異常時（防爆弁膨張時）の状態（図７）に分けて断面
図で示したものである。

【００３１】図１の従来例あるいは第１実施形態、第２
実施形態の場合と同じく、例えばゴムキャップのような
弾性材料からなる防爆弁（安全弁）３０が絶縁座８の開
口部に設けられる。防爆弁３０の外側には、リミットス
イッチＬＳを付勢するための可動部材６０が、防爆弁３
０の膨張とともに変位が可能な態様で配置される。

【００３２】可動部材６０は、Ｔ字形断面を有する栓状
の部材であるが、第１、第２実施形態で使用される可動
接点部材４０とは異なり、それ自身が接点（金属膜４
１）を有する必要はなく、正常時（図６参照）には、絶
縁座環状部８ａの外側面上に取り付けられた固定座４
４，４５上に、自重（または図示しないバネ偏椅力等）
によって）、図示されたような姿勢で座した状態をと
る。

【００３３】寿命検出を行なうためのリミットスイッチ
ＬＳは、固定座４４，４５間に渡された梁部材４８のほ
ぼ中央部に、作用点４９が可動部材６０の頂部側に位置
するように設けられる。図中に簡略描示したように、本
例ではリミットスイッチＬＳは各々導通／非導通検出回
路５０に接続された共通接点ＣＯＭと常閉接点ＮＣを使
用した常閉型のものが使用されている。しかし、図中に
併記した常開接点ＮＯを常閉接点ＮＣに代えて使用（導
通／非導通検出回路５０に接続）すれば、常開型のリミ
ットスイッチとすることも出来ることは言うまでもな
い。

【００３４】導通／非導通検出回路５０は、第１実施形
態、第２実施形態の場合と同様、可動部材６０で付勢さ
れるリミットスイッチＬＳで構成される寿命検出スイッ
チの導通／非導通の別を表わす信号をシステム（例：工
作機械などを含むシステム）の制御装置へ出力する。

【００３５】上記構成を有する電解コンデンサの使用を
新品の状態から開始すると、使用開始当初は電解コンデ
ンサ内部の空間Ｓの内圧は低く（ほぼ大気圧）、図６に
示した通り、防爆弁３０は外側に向かって膨張した状態
にない。従って、可動部材６０はリミットスイッチＬＳ
を付勢せず、寿命検出スイッチは導通状態（閉状態）に
ある。

【００３６】電解コンデンサの使用を続けると、空間Ｓ
の内圧は徐々に上昇して防爆弁３０が外側に向かって少
しづつ膨張し、やがて、図７に示した状態となり、可動
部材６０がリミットスイッチＬＳを付勢し、寿命検出ス
イッチは非導通状態（開状態）に移行する。防爆弁３０
の弾性、リミットスイッチＬＳの付勢に必要な可動部材
６０の移動距離などを適当な値に設計しておけば、要交
換の判断に適した内圧上昇があった時点で寿命到来を検
出することが出来る。なお、寿命検出スイッチ（リミッ
トスイッチＬＳ）が開状態に移行する時点における防爆
弁３０の膨らみの程度は、防爆弁３０が破れるおそれの
ない範囲とすることは、第１の実施形態あるいは第２の
実施形態の場合と同じである。

【００３７】以上説明した各実施形態で述べた寿命検出
機構は、任意の電気回路に組み込まれた電解コンデンサ
に適用出来る。そして、検出回路を介して得られる寿命
到来を表わす電気信号は、例えば寿命到来報知（例：操
作パネル上の警報ランプ、警報ブザーの付勢）あるいは
その他の寿命到来メッセージ出力に利用することが出来
る。また、例えば工作機械を含むシステムの電源回路の
インバータに組み込まれた電解コンデンサに上記実施形
態を適用し、寿命到来を検出時に、適当なタイミングを
以てシステムを停止させることも可能である。

【００３８】図８は、そのような事例におけるシステム
構成の概要を要部ブロック図で示したものである。同図
において、符号１００で示されているのは工作機械（こ
こでは５軸加工機）を制御するための数値制御装置（Ｃ
ＮＣ）で、全体を統括制御するプロセッサ１１１を備え
ている。プロセッサ１１１は、バス１２１を介して、Ｒ
ＯＭ１１２に格納されたシステムプログラムを読み出
し、このシステムプログラムに従って、数値制御装置
（ＣＮＣ）１００全体の制御を実行する。例えばＤＲＡ
Ｍで構成されるＲＡＭ１１３には、計算データ、表示デ
ータ等が一時的に格納される。

【００３９】ＣＭＯＳ１１４には、加工プログラム等の
プログラム及び各種パラメータが格納される。ＣＭＯＳ
１１４は図示されないバッテリでバックアップされ、数
値制御装置（ＣＮＣ）１００の電源がオフされてもデー
タが消去されない不揮発性メモリとして機能する。

【００４０】インターフェイス１１５は、外部機器用と
の入出力を行なう為に設けられ、オフラインプログラミ
ング装置、プリンタ等の外部機器１３１が接続される。
オフラインプログラミング装置で作成された動作プログ
ラムのデータは、インターフェイス１１５を介して数値
制御装置（ＣＮＣ）１００に読み込まれる。数値制御装
置（ＣＮＣ）１００で編集されたプログラムのデータ
は、例えばプリンタで出力可能である。

【００４１】ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コント
ローラ）１１６は、数値制御装置（ＣＮＣ）１００に内
蔵され、Ｉ／Ｏユニット１１７を介して機械及び表示パ
ネルに設けられているエアシリンダ、ネジ、電気アクチ
ュエータ、警報ランプ等を作動させる。本実施形態にお
いては、警報ランプに電解コンデンサの寿命到来報知ラ
ンプが含まれている。Ｉ／Ｏユニット１１７は、後述す
るインバータ入力側に設けられる電解コンデンサ１の寿
命検出スイッチ機構ＳＷの導通／非導通状態を検出する
導通／非導通検出回路５０にも接続され、電解コンデン
サの寿命の到来／未到来を表わす信号を受け、ＰＭＣ
（プログラマブル・マシン・コントローラ）１１６に渡
す。

【００４２】ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コント
ローラ）１１６は、これら寿命信号の他、機械各部、表
示パネルなどから受け取った信号に適当な処理を加えた
上でプロセッサ１１１に渡す。プロセッサ１１１はＰＭ
Ｃ（プログラマブル・マシン・コントローラ）１１６か
ら渡された信号に応じて、必要な処理を行なう。本実施
形態においては、これら処理に、電解コンデンサの寿命
監視／アラームメッセージ出力に関連した処理が含まれ
る（処理内容は後述）。

【００４３】グラッフィク制御回路１１８は、各軸（５
軸）の現在位置、アラーム、パラメータ、画像データ等
のディジタルデータを画像信号に変換して出力する。こ
の画像信号は、ＣＲＴ／ＭＤＩユニット１２５の表示装
置１２６に送られ、表示装置１２６に表示される。イン
ターフェイス１１９は、ＣＲＴ／ＭＤＩユニット１２５
内のキーボード１２７からデータを受けて、プロセッサ
１１１へ渡す。

【００４４】インターフェイス１２０は、手動パルス発
生器１３２に接続され、手動パルス発生器１３２からの
パルスを受ける。手動パルス発生器１３２は機械操作盤
に実装され、ワークテーブルを含む機械本体の可動部を
手動で移動・位置決めするために使用することが出来
る。

【００４５】軸制御回路１４１〜１４５は、プロセッサ
１１１からの各軸（５軸）の移動指令を受けて、各軸の
指令をサーボアンプ１５１〜１５５に出力する。サーボ
アンプ１５１〜１５５は、この移動指令を受けて、各軸
のサーボモータ１６１〜１６５を駆動する。これら各軸
のサーボモータ１６１〜１６５は、加工機の基本３軸
（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）並びに回転２軸（Ｃ軸、Ａ軸／Ｂ
軸）を駆動する。

【００４６】符号６５１はサーボモータ６５に付設され
た位置検出器としてのパルスコーダであり、図示は省略
したが、他軸のサーボモータ１６１〜１６４にも同様に
パルスコーダが付設される。これらパルスコーダの出力
パルスは、位置フィードバック信号や速度のフィードバ
ック信号の生成に使用される。

【００４７】スピンドル制御回路１７１は、スピンドル
回転指令の指令を受けて、スピンドルアンプ１７２にス
ピンドル速度信号を出力する。スピンドルアンプ１７２
は、このスピンドル速度信号を受けて、スピンドルモー
タ１７３を指令された回転速度で回転し、５軸加工機の
工具のボールエンドミルを回転させる。

【００４８】各サーボアンプ１５１〜１５５及びスピン
ドルアンプ１７２は、良く知られている通り、電力変換
器とその制御回路を含んでいる。図中には、電力変換器
の一般的な構成を抽出併記した（破線矢印）。電力変換
器は、３相交流をコンバータ２０１で一旦直流に変換し
た上で、インバータ２０２を介してモータに交流電流
（３相）を供給する。そして、インバータ２０２の入力
部には大容量のコンデンサ（平滑コンデンサ）が組み込
まれており、このコンデンサとして電解コンデンサ１が
広く利用されている。

【００４９】本事例では、この電解コンデンサ１として
前述した第１実施形態〜第３実施形態のいずれかの寿命
検出スイッチＳＷ機構付のものを使用する。そして、電
解コンデンサ１の寿命検出スイッチＳＷ機構は、前述し
た態様で導通／非導通検出回路５０に接続されている。
導通／非導通検出回路５０は、１個または複数個設けら
れ、使用された電解コンデンサ毎の寿命検出スイッチ機
構ＳＷの導通／非導通状態を検出して、Ｉ／Ｏユニット
１１７へ出力する。

【００５０】このようなシステム構成を採用すれば、電
解コンデンサ１（一般には複数個）の寿命到来を監視し
ながら工作機械の運転を行うとともに、いずれかの電解
コンデンサ１について寿命到来が検出された時に、シス
テムを突然停止させるのではなく、システムを停止させ
るに適したタイミングで停止させることが出来る。

【００５１】ここでは一例として、電解コンデンサ１の
寿命到来監視を行いながら、加工プログラムで指定され
たＮ個の動作１〜動作Ｎを１サイクルとする自動運転を
実行する場合について、電解コンデンサ１の寿命到来監
視及び寿命到来検出時のシステム停止に関連した処理の
フローを示せば図９（処理１）、図１０（処理２）のフ
ローチャートのようになる。両処理１，２はタスク処理
により、並列的に実行される。

【００５２】なお、これらフローチャート中、Ｆ１，Ｆ
２は電解コンデンサ１の寿命到来監視に関連して設定さ
れるフラグで、次の意味を持つ。

【００５３】Ｆ１；導通／非導通検出回路５０の出力の
チェック指令の出力状態を表わし、“０”はチェック指
令が出力されていない状態を意味し、“１”はチェック
指令が出力されている状態を意味する。 Ｆ２；導通／非導通検出回路５０の出力状態を表わし、
“０”は寿命未到来（常開型スイッチ機構であれば“開
状態”、常閉型スイッチ機構であれば“閉状態”）を意
味し、“１”は寿命到来（常開型スイッチ機構であれば
“閉状態”、常閉型スイッチ機構であれば“開状態”）
を意味する。

【００５４】処理１（図９）は、導通／非導通検出回路
５０の出力状態監視のルーチンであり、先ず、後述する
処理２で寿命チェック指令が出力される（Ｆ１の“１”
への反転）のを待つ（ステップＳ１）。寿命チェック指
令が出されたら、導通／非導通検出回路５０の出力状態
をチェックする（ステップＳ２）。チェックが完了した
ら、フラグＦ１を“０”へ再反転する。

【００５５】そして、チェック結果がいずれの電解コン
デンサ１も寿命未到来を表わすものである場合には（ス
テップＳ４でノー）、ステップＳ１へ戻り、再度処理２
で寿命チェック指令が出力されるのを待つ。これに対し
て、いずれかの電解コンデンサ１について寿命到来を表
わすチェック結果が得られたならば（ステップＳ４でイ
エス）、ステップＳ５へ進んでフラグＦ２を“１”に反
転する。

【００５６】これによりシステム停止の準備を行なう一
方、更に、ステップＳ６で電解コンデンサ１の寿命到来
を報知するアラーム関連処理を行なって処理１を終了す
る。アラーム関連処理には、例えば、電解コンデンサ１
の寿命到来を報知するランプの点灯、ブザーの起動、Ｃ
ＲＴ１２６へのメッセージ出力（寿命が到来した電解コ
ンデンサを特定するデータの表示）などのための処理が
含まれる。

【００５７】次に処理２（図１０）は、システム本来の
動作を定めたプログラムの実行と寿命到来検出時のシス
テム停止に関連したルーチンである。先ず、加工プログ
ラム１サイクル分、動作１〜動作Ｎの実行前に寿命到来
チェックを行なうためにフラグＦ１を“１”への反転さ
せ（ステップＴ１）、適当な応答時間の経過後にフラグ
Ｆ２の値をチェックする（ステップＴ２）。

【００５８】もし、Ｆ２＝１であれば、いずれかの電解
コンデンサ１に寿命が到来したことを意味するから、シ
ステム本来の動作は開始せず、ステップＴ８へ進み、各
サーボアンプ１５１〜１５５及びスピンドルアンプ１７
２の電源オフを含むシステムの運転停止のための処理を
実行する。

【００５９】これに対してＦ２＝０であれば、いずれの
電解コンデンサ１にも寿命が到来していないたことを意
味するから、ステップＴ３へ進んでシステムの動作を記
述したプログラムの１ブロックを読み込み、次いで動作
（動作１〜動作Ｎのいずれか１つ）を実行する（ステッ
プＴ４）。

【００６０】動作実行が完了したら、再び寿命チェック
を行なうためにフラグＦ１を“１”への反転させる（ス
テップＴ５）。これにより、上述した処理１では、各動
作１〜Ｎの完了毎に電解コンデンサの寿命チェックの処
理が行なわれることになる。

【００６１】処理２では、ステップＴ４で実行された動
作がＮ番目（１サイクル完了）であるか否かを判断し
（ステップＴ６）、イエスであればステップＴ７へ進
み、ノーであればステップＴ３へ戻り、プログラムの次
の１ブロックの読み込み以下の処理を実行する。１サイ
クル分の動作が完了してステップＴ７へ進んだ場合は、
フラグＦ２の値をチェックする。

【００６２】もし、Ｆ２＝１であれば、いずれかの電解
コンデンサ１に寿命が到来したことを意味するから、ス
テップＴ８へ進み、各サーボアンプ１５１〜１５５及び
スピンドルアンプ１７２の電源オフを含むシステムの運
転停止のための処理を実行する。これに対してＦ２＝０
であれば、いずれの電解コンデンサ１にも寿命が到来し
ていないたことを意味するから、システムの運転停止の
ための処理は行なわずに処理を終了する（次回のサイク
ルに備える）。

【００６３】ここで注意すべきことは、動作１〜動作Ｎ
の１サイクル分の運転が続行されている間に処理１で既
に電解コンデンサの寿命チェックの処理が行なわれ、電
解コンデンサの寿命到来が検出されている可能性があ
り、その場合（電解コンデンサの寿命到来：Ｆ２＝１）
であっても直ちにシステムの電源をオフするようなこと
は行なわず、とりあえず１サイクル分の運転が続行され
ることである。

【００６４】但し、いずれのタイミングで電解コンデン
サ１の寿命到来が報知された場合でも、処理１のステッ
プＳ６でアラーム関連処理（ランプの点灯、ブザーの起
動、ＣＲＴ１２６へのメッセージ出力など）がシステム
停止に先だって行なわれるので、オペレータは動作Ｎの
実行後にはシステム停止となることを予め知ることが出
来る。

【００６５】このように、本発明の電解コンデンサは、
防爆弁の膨張状態に応じたスイッチの開閉状態で寿命到
来を表現するので、電解コンデンサの寿命到来を電気信
号の形態で出力するようにシステムに組み込み、システ
ムの動作シーケンスの制御に柔軟に利用することが出来
る。

【００６６】

【発明の効果】本発明によれば、個々の電解コンデンサ
について、スイッチ機構の開閉状態を通して寿命到来／
未到来を防爆弁の開放前に確実に検出出来るようになっ
た。その結果、電解コンデンサを適正な時期に交換し、
電解コンデンサを使用した回路に関連するシステムの正
常な動作と安全を確保することが容易になった。また、
電解コンデンサの寿命監視も容易となり、寿命到来に応
じたシステムの動作シーケンスの制御も可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来より使用されている電解コンデンサの代表
的な構造を部分破断断面で示したものである。

【図２】第１の実施形態を説明する図で、電解コンデン
サの防爆弁の膨らみ検知機構の周辺構成を、正常時（使
用開始時）の状態を以て、断面図で示したものである。

【図３】第１の実施形態を説明する図で、電解コンデン
サの防爆弁の膨らみ検知機構の周辺構成を、異常時（防
爆弁膨張時）の状態を以て、断面図で示したものであ
る。

【図４】第２の実施形態を説明する図で、電解コンデン
サの防爆弁の膨らみ検知機構の周辺構成を、正常時（使
用開始時）の状態を以て、断面図で示したものである。

【図５】第２の実施形態を説明する図で、電解コンデン
サの防爆弁の膨らみ検知機構の周辺構成を、異常時（防
爆弁膨張時）の状態を以て、断面図で示したものであ
る。

【図６】第３の実施形態を説明する図で、電解コンデン
サの防爆弁の膨らみ検知機構の周辺構成を、正常時（使
用開始時）の状態を以て、断面図で示したものである。

【図７】第３の実施形態を説明する図で、電解コンデン
サの防爆弁の膨らみ検知機構の周辺構成を、異常時（防
爆弁膨張時）の状態を以て、断面図で示したものであ
る。

【図８】本発明を工作機械の制御装置の電力変換器のイ
ンバータ入力側に組み込まれるコンデンサに適用した事
例を説明する図である。

【図９】図８に示したシステムを用いて、電解コンデン
サの寿命到来監視を行いながら、加工プログラムで指定
されたＮ個の動作１〜動作Ｎを１サイクルとする自動運
転を実行する場合について、電解コンデンサの寿命到来
監視に関連した処理の要点を記したフローチャートであ
る。

【図１０】図８に示したシステムを用いて、電解コンデ
ンサの寿命到来監視を行いながら、加工プログラムで指
定されたＮ個の動作１〜動作Ｎを１サイクルとする自動
運転を実行する場合について、寿命到来検出時のシステ
ム停止に関連した処理の要点を記したフローチャートで
ある。

【符号の説明】

１ 電解コンデンサ ２ 素子本体部 ３ 固定剤 ４ ケーシング ４ａ 屈曲部 ５ 側部スリーブ ６ 底部スリーブ ７ ゴムリング ８ 絶縁座 ８ａ 環状部 ９ リード条 １０，２０ 端子 １１ ワッシャ ３０ 防爆弁（安全弁） ４０ 可動接点部材 ４４，４５ 固定座 ４１ 金属膜 ４２，４３ 固定接点部材 ５０ 導通／非導通検出回路 ４４ａ，４５ａ 固定座４４，４５の先端部 ４６，４７ バネ部材 ６０ 可動部材 ＬＳ リミットスイッチ ＣＯＭ 共通接点 ＮＣ 常閉接点 ＮＯ 常開接点 １００ 数値制御装置（ＣＮＣ） １１１ プロセッサ １１２ ＲＯＭ １１３ ＲＡＭ １１４ ＣＭＯＳ １１５ インターフェイス １１６ ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コントロー
ラ） １１７ Ｉ／Ｏユニット １１８ グラッフィク制御回路 １１９ インターフェイス １２０ インターフェイス １２１ バス １２５ ＣＲＴ／ＭＤＩユニット １２６ 表示装置 １２７ キーボード １３１ 外部機器 １３２ 手動パルス発生器 １４１〜１４５ 軸制御回路 １５１〜１５５ サーボアンプ １６１〜１６５ サーボモータ １７１ スピンドル制御回路 １７２ スピンドルアンプ １７３ スピンドルモータ ２００ ３相交流電源 ２０１ コンバータ ２０２ インバータ ６５１ パルスコーダ ＣＬ 隙間 Ｓ 空間 ＳＷ 寿命検出スイッチ機構

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部で発生するガスを閉じこめる空間
   と、前記空間内に閉じこめられた前記ガスの圧力上昇に
   よって外側に向かって膨張する防爆弁と、前記防爆弁の
   前記膨張によって、前記防爆弁が開放に至る前に動作す
   る寿命検出スイッチ機構を備えた、寿命検出型電解コン
   デンサ。
2. 【請求項２】 前記寿命検出スイッチ機構は、前記防爆
   弁の近傍に前記防爆弁の前記膨張によって変位するよう
   に配置された可動接点部材と、前記可動接点部材との間
   で接点を構成する固定接点部材を備え、 前記可動接点部材の前記変位によって前記寿命検出スイ
   ッチ機構が閉状態から開状態に移行するようになってい
   る、請求項１に記載された寿命検出型電解コンデンサ。
3. 【請求項３】 前記寿命検出スイッチ機構は、前記防爆
   弁の近傍に前記防爆弁の前記膨張によって変位するよう
   に配置された可動接点部材と、前記可動接点部材との間
   で接点を構成する固定接点部材を備え、 前記可動接点部材の前記変位によって前記寿命検出スイ
   ッチ機構が開状態から閉状態に移行するようになってい
   る、請求項１に記載された寿命検出型電解コンデンサ。
4. 【請求項４】 前記寿命検出スイッチ機構は、前記防爆
   弁の近傍に前記防爆弁の前記膨張によって変位するよう
   に配置された可動部材と、前記可動部材の前記変位によ
   って動作可能な位置に配置されたリミットスイッチを備
   え、 前記可動接点部材の前記変位によって前記リミットスイ
   ッチが開状態から閉状態に移行するようになっている、
   請求項１に記載された寿命検出型電解コンデンサ。
5. 【請求項５】 前記寿命検出スイッチ機構は、前記防爆
   弁の近傍に前記防爆弁の前記膨張によって変位するよう
   に配置された可動部材と、前記可動部材の前記変位によ
   って動作可能な位置に配置されたリミットスイッチを備
   え、 前記可動接点部材の前記変位によって前記リミットスイ
   ッチが閉状態から開状態に移行するようになっている、
   請求項１に記載された寿命検出型電解コンデンサ。