JPH11145004A - 電解コンデンサ駆動用電解液およびそれを用いたストロボ用電解コンデンサ - Google Patents
電解コンデンサ駆動用電解液およびそれを用いたストロボ用電解コンデンサInfo
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- JPH11145004A JPH11145004A JP30838497A JP30838497A JPH11145004A JP H11145004 A JPH11145004 A JP H11145004A JP 30838497 A JP30838497 A JP 30838497A JP 30838497 A JP30838497 A JP 30838497A JP H11145004 A JPH11145004 A JP H11145004A
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Abstract
供するとともに、この駆動用電解液をストロボ用電解コ
ンデンサに使用することにより、低tanδで漏れ電流
特性の安定した安価なストロボ用電解コンデンサを提供
することを目的とする。 【解決手段】 エチレングリコールを主体とした溶媒に
アゼライン酸、アジピン酸、安息香酸もしくはこれらの
アンモニウム塩のいずれか1種以上の溶質と、10〜2
5wt%の水と有機燐酸エステルを添加して溶解し、そ
の電導度を4mS/cm以上とした電解コンデンサ駆動
用電解液およびこの電解コンデンサ駆動用電解液をコン
デンサ素子4に含浸して安価なストロボ用電解コンデン
サとする。
Description
用電解液およびそれを用いたストロボ用電解コンデンサ
に関するものである。
ボ用電解コンデンサの電圧は、1/2×C×V2で示さ
れる蓄電エネルギーの関係から電圧に大きく依存するた
め、閃光放電管の生産性、価格等から330Vが主流と
なっている。
いられる電解コンデンサ駆動用電解液としては、通常エ
チレングリコール等の有機化合物を主溶媒とし、これに
硼酸等の無機酸やアジピン酸、アゼライン酸、セバチン
酸等の二塩基酸およびそれらの塩からなる溶質を溶解し
た電解コンデンサ駆動用電解液が用いられている。この
電解コンデンサ駆動用電解液における溶質は、適度な濃
度でエチレングリコール等の溶媒に溶解しているため、
化成性と電導度を比較的容易にコントロールすることが
できる。
サ駆動用電解液は、電導度が上限でも4mS/cm程度
であるが、この電導度では、電解コンデンサ駆動用電解
液の放電電圧が極端に低下して電解コンデンサを作製で
きなかったり、またこの電導度レベルでは電解コンデン
サのtanδを大幅に低減することは期待できなかっ
た。
剰に添加して電導度を向上させる手段もあるが、この場
合、過剰に添加した水分の影響により電解コンデンサで
使用している電極箔が水和劣化し、これにより、ストロ
ボ用電解コンデンサの重要特性である電圧上昇時間が著
しく悪化するという問題点を有していた。
けでなく、ストロボ装置における電解コンデンサのコス
ト構成比率が高いためにコストダウンに対する課題も抱
えていた。
になされたもので、高電導度の電解コンデンサ駆動用電
解液を提供するとともに、この駆動用電解液をストロボ
用電解コンデンサに使用することにより、低tanδで
漏れ電流および充電特性の安定した安価なストロボ用電
解コンデンサを提供することを目的とするものである。
に本発明の電解コンデンサ駆動用電解液は、エチレング
リコールを主体とした溶媒にアゼライン酸、アジピン
酸、安息香酸もしくはこれらのアンモニウム塩のいずれ
か1種以上の溶質と、10〜25wt%の水と有機燐酸
エステルを添加して溶解し、その電導度を4mS/cm
以上としたもので、この構成によれば、高電導度の電解
コンデンサ駆動用電解液を得ることができ、またこの電
解コンデンサ駆動用電解液を使用することにより低ta
nδで漏れ電流および充電特性の安定したストロボ用電
解コンデンサを得ることができるものである。
は、エチレングリコールを主体とした溶媒にアゼライン
酸、アジピン酸、安息香酸もしくはこれらのアンモニウ
ム塩のいずれか1種以上の溶質と、10〜25wt%の
水と有機燐酸エステルを添加して溶解し、その電導度を
4mS/cm以上としたもので、この構成によれば、電
解コンデンサ駆動用電解液の電導度を十分に引き出すこ
とができ、化成性が良好で放電電圧の高い電解コンデン
サ駆動用電解液を得ることができるものである。
ルの添加量を0.3〜10wt%の範囲としたもので、
この構成によれば、有機燐酸エステルの添加量を0.3
〜10wt%の範囲としているため、水分を10〜25
wt%含有した電解コンデンサ駆動用電解液であって
も、電解コンデンサに使用されるアルミニウム箔の水和
劣化を抑制することができるものである。
ールを主体とした溶媒にアゼライン酸、アジピン酸、安
息香酸もしくはこれらのアンモニウム塩のいずれか1種
以上の溶質と、10〜25wt%の水と有機燐酸エステ
ルを添加して溶解し、その電導度を4mS/cm以上と
した電解コンデンサ駆動用電解液を使用して構成したも
ので、上記電解コンデンサ駆動用電解液を使用すること
により、tanδが低く、かつ耐圧特性が安定している
ストロボ用電解コンデンサを得ることができるものであ
る。
0〜330Vの範囲とし、かつtanδを4%以下とし
たもので、この構成によれば、定格電圧を230〜33
0Vの範囲に設定しているため、このストロボ用電解コ
ンデンサを用いたストロボ装置の発光効率を向上させる
ことができ、これにより、ストロボ用電解コンデンサの
容量を低減できるため、安価なストロボ用電解コンデン
サを得ることができるものである。
る。一般にストロボ用電解コンデンサを搭載するストロ
ボ装置は、電源等で電解コンデンサを通常330V程度
に充電し、そして充電された電荷を閃光放電管を介して
瞬時に放電させて発光している。330Vに設定してい
る充電電圧の妥当性について調査するために発光効率と
充電電圧の関係を測定したところ、図1に示すように発
光効率の最適電圧帯は、250V付近であることがわか
った。つまりこの電圧帯では、通常使用されている33
0Vに比べ10%程度発光効率が向上しているものであ
る。
光は、可視光付近の波長分布が有用であるが、それ以外
の波長、つまり赤外光、紫外光等は、写真撮影用の光と
しては不必要であることが周知であり、250V付近で
の電圧帯ではその紫外光、赤外光等の波長光の発生が減
少することにより、発光効率が向上しているものと思わ
れる。
に示すように、アルミニウムよりなる陽極電極としての
陽極箔1と同じくアルミニウムよりなる陰極電極として
の陰極箔2とを、その間にセパレータ3を介在させて対
向するように巻き取ることによってコンデンサ素子4を
構成している。またこのコンデンサ素子4を構成する陽
極箔1および陰極箔2のそれぞれには引き出しリード線
5,6が接続されている。そしてこのような構成のコン
デンサ素子4は、駆動用電解液を含浸させた後、アルミ
ニウムよりなる有底円筒状の外装ケース7内に挿入し、
かつ外装ケース7の開口部をゴム製の封口体8で封口す
ることにより構成している。
材におけるコスト比率は、電極箔が50%以上を占めて
おり、電極箔の使用量を低減できれば、ストロボ用電解
コンデンサのコストを低減できるものである。
330Vから250Vにした時の効率の向上を算出して
みる。
解コンデンサを250Vにした時、同一の光量を得るた
めには、蓄電エネルギー=1/2×C×V2の関係で算
出すると209μFが必要となる。しかしながら、上記
したように発光効率が10%向上できることから容量を
188μF(10%低減)まで下げても同じ光量が得ら
れる。
サ自身の抵抗分による自己発熱により、充電エネルギー
をロスしていることに着眼し検討を加えた結果、ストロ
ボ用電解コンデンサのtanδを従来4%のものから例
えば2%にすることによって発光効率を約12%程度低
減できることが判った。この結果は、上記250Vのス
トロボ用電解コンデンサの容量を更に12%低減できる
ことを示しているものである。つまり、電圧帯を250
Vにすることによる発光効率向上とtanδの低減によ
り、蓄電エネルギー=1/2×C×V2で求められるス
トロボ用電解コンデンサの容量は約20%程度削減でき
るものである。これにより、ストロボ用電解コンデンサ
のコンデンサ素子4を構成する電極箔の面積を削減でき
るため、小形でコストを低減したストロボ用電解コンデ
ンサを得ることができるものである。
50Vのストロボ用電解コンデンサの容量と光量(ガイ
ドNo.)およびストロボ用電解コンデンサのtanδ
の相関関係について示したものである。
付近の電圧帯で発光させるストロボ装置に用いられるス
トロボ用電解コンデンサは、低tanδであることが要
求される。この低tanδを実現するために本発明で示
される高電導度の電解コンデンサ駆動用電解液が必要と
なるものである。
液を構成する溶質の基本的な特性について以下に示す。
の電導度を向上させるために水分の添加に着眼した。そ
こで本発明で使用される溶質の加水特性を図4に示す。
この図4は、アジピン酸アンモニウム、アゼライン酸ア
ンモニウム、安息香酸アンモニウムからなる溶質を0.
5モル/lのエチレングリコールからなる溶媒と水に溶
解させて水分量を変化させた時の電導度特性を示したも
ので、この図4では、0.5モル/lの溶質濃度のみし
か掲載していないが、溶質濃度を増加させるとそれに比
例して電導度は向上するために、図4では、上にシフト
していく。ただし、これらの溶質は、溶解度にそれぞれ
限界があるため、2モル/l以下の範囲で溶解させるこ
とが望ましい。
がアジピン酸アンモニウム、アゼライン酸アンモニウム
に比べて電導度が低いのは、一塩基酸であるためである
が、いずれの溶質でも水分量が増加するにしたがい電解
コンデンサ駆動用電解液は、高い電導度を得ることがで
きる。
サ駆動用電解液を用いてストロボ用電解コンデンサを作
製した際にストロボ用電解コンデンサのtanδがどの
ようになるかの検討結果を図5に示す。
デンサのtanδと電解コンデンサ駆動用電解液の電導
度の関係は、右下がりの曲線関係となっている。つま
り、ある一定以上にストロボ用電解コンデンサのtan
δを低減させようとすれば、電導度の飛躍的な向上が必
要であることを示しているものである。
ストロボ用電解コンデンサのtanδを規定すると、従
来の330Vの製品の通常値が4〜5.5%程度である
ことを考慮すると、4%以下にすることで有効になるこ
とが判る。そこで、図5から製品のtanδを4%以下
にしようとすると電解コンデンサ駆動用電解液の電導度
は、3mS/cm以上にする必要がある。余裕度を勘案
して、本発明では電解コンデンサ駆動用電解液の電導度
を4mS/cm以上と定めるものである。電解コンデン
サ駆動用電解液の電導度は高い方がストロボ用電解コン
デンサのtanδは低減し、ストロボの発光効率も向上
する。当然のことながら、ストロボ用電解コンデンサの
電圧が330Vであったとしてもtanδを低減すると
ストロボ用電解コンデンサの容量を低減できるため、ス
トロボ用電解コンデンサの定格は330Vでも効果を享
受できる。従って請求項4に記載のストロボ用電解コン
デンサ定格の上限値は330Vとしたものである。
慮し、本発明では、電解コンデンサ駆動用電解液の電導
度が4mS/cm以上のものを対象とすると、図4から
明らかなように、水分量の下限値は10%であることが
規定できる。ただし、電解コンデンサ駆動用電解液の水
分量が25%を超えると電極箔の水和劣化を抑制できな
くなるために上限値を25%に定めるものである。
説明する。本発明の実施の形態1〜7と従来例1〜3の
電解コンデンサ駆動用電解液の組成と特性を(表1)に
示す。
発明の実施の形態1〜7における電解コンデンサ駆動用
電解液は、水分を十分に添加しているために従来例1,
2の電解コンデンサ駆動用電解液に比べて飛躍的に電導
度を向上させることができるものである。
ンデンサ駆動用電解液は、有機化合物であるエチレング
リコールを主体とした溶媒にアゼライン酸、アジピン
酸、安息香酸もしくはこれらのアンモニウム塩のいずれ
か1種以上の溶質と、10〜25wt%の水と有機燐酸
エステルを添加して溶解することにより高電導度化して
いる。
め、更なる電導度の向上が期待できるが、添加量の増加
と共に電極箔の水和劣化の影響が大きくなり、ストロボ
用電解コンデンサの漏れ電流の上昇や充放電特性の悪化
を招くもので、前記水和劣化を防ぐために有機燐酸エス
テルを添加しているものである。有機燐酸エステルは、
電極箔に吸着して表面を保護する作用があるため、水和
劣化を防ぐことができる。以上の施策を実施することに
より、低tanδで漏れ電流および充電特性の安定した
ストロボ用電解コンデンサが得られるものである。
解液を用いた本発明のストロボ用電解コンデンサと従来
例の電解コンデンサ駆動用電解液を用いたストロボ用電
解コンデンサをそれぞれ20個用意し、寿命試験を行っ
た結果を(表2)に示す。ここで使用したストロボ用電
解コンデンサの定格は、いずれも250WV160μF
であり、その試験温度は85℃で行った。
の形態1〜7における電解コンデンサ駆動用電解液を用
いたストロボ用電解コンデンサは、低tanδで、かつ
漏れ電流特性が安定しているものである。
規定に設定した電解コンデンサ駆動用電解液を用いてい
るが、無機の燐酸であるオルト燐酸を用いているため、
漏れ電流、電圧上昇時間が悪化し、使用できるレベルに
あるものではない。本発明の実施の形態1〜7では、有
機燐酸エステルを用いているために水和劣化を抑制でき
るものと判断できる。
は、(表1)の実施の形態では、1,2,3,6の4種
程しか掲載していないが、(化1)で示される有機燐酸
エステルが有効であり、1種以上を添加して溶解すると
上記効果が得られるものである。
を示す。ただし、R1、R2、R3は、同時に−Hではな
い。
より電極箔の水和劣化を抑制する効果は多少異なるが、
一般的には、0.3〜10wt%の添加量で有効であ
り、添加量が少ないと効果が十分でなく、添加量が過剰
であると電極箔の溶解作用がストロボ用電解コンデンサ
中で支配的となり、ストロボ用電解コンデンサのショー
ト等の不具合を引き起こす確率が高くなるものである。
動用電解液は、エチレングリコールを主体とした溶媒に
アゼライン酸、アジピン酸、安息香酸もしくはこれらの
アンモニウム塩のいずれか1種以上の溶質と、10〜2
5wt%の水と有機燐酸エステルを添加して溶解し、そ
の電導度を4mS/cm以上としたもので、この構成に
よれば、電解コンデンサ駆動用電解液の電導度を十分に
引き出すことができ、化成性が良好で放電電圧の高い電
解コンデンサ駆動用電解液を得ることができ、またこの
電解コンデンサ駆動用電解液を使用することにより低t
anδで漏れ電流および充電特性の安定したストロボ用
電解コンデンサを得ることができるものである。
ボ装置の発光効率の相関関係を示す特性図
光量(ガイドNo.)およびストロボ用電解コンデンサ
のtanδの相関関係を示す特性図
ニウム、安息香酸アンモニウムからなる溶質を0.5モ
ル/lのエチレングリコールからなる溶媒と水に溶解さ
せて水分量を変化させた時の電導度特性を示す特性図
ボ用電解コンデンサのtanδの相関関係を示す特性図
Claims (4)
- 【請求項1】 エチレングリコールを主体とした溶媒に
アゼライン酸、アジピン酸、安息香酸もしくはこれらの
アンモニウム塩のいずれか1種以上の溶質と、10〜2
5wt%の水と有機燐酸エステルを添加して溶解し、そ
の電導度を4mS/cm以上とした電解コンデンサ駆動
用電解液。 - 【請求項2】 有機燐酸エステルの添加量を0.3〜1
0wt%の範囲とした請求項1に記載の電解コンデンサ
駆動用電解液。 - 【請求項3】 エチレングリコールを主体とした溶媒に
アゼライン酸、アジピン酸、安息香酸もしくはこれらの
アンモニウム塩のいずれか1種以上の溶質と、10〜2
5wt%の水と有機燐酸エステルを添加して溶解し、そ
の電導度を4mS/cm以上とした電解コンデンサ駆動
用電解液を使用して構成したストロボ用電解コンデン
サ。 - 【請求項4】 定格電圧を230〜330Vの範囲と
し、かつtanδを4%以下とした請求項3に記載のス
トロボ用電解コンデンサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30838497A JPH11145004A (ja) | 1997-11-11 | 1997-11-11 | 電解コンデンサ駆動用電解液およびそれを用いたストロボ用電解コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30838497A JPH11145004A (ja) | 1997-11-11 | 1997-11-11 | 電解コンデンサ駆動用電解液およびそれを用いたストロボ用電解コンデンサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11145004A true JPH11145004A (ja) | 1999-05-28 |
Family
ID=17980427
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30838497A Pending JPH11145004A (ja) | 1997-11-11 | 1997-11-11 | 電解コンデンサ駆動用電解液およびそれを用いたストロボ用電解コンデンサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11145004A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011118234A1 (ja) | 2010-03-26 | 2011-09-29 | 日本ケミコン株式会社 | 電解コンデンサ用電解液 |
-
1997
- 1997-11-11 JP JP30838497A patent/JPH11145004A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011118234A1 (ja) | 2010-03-26 | 2011-09-29 | 日本ケミコン株式会社 | 電解コンデンサ用電解液 |
KR20130018793A (ko) | 2010-03-26 | 2013-02-25 | 닛뽄 케미콘 가부시끼가이샤 | 전해 컨덴서용 전해액 |
EP2555213A4 (en) * | 2010-03-26 | 2015-06-10 | Nippon Chemicon | ELECTROLYTIC FOR AN ELECTROLYTIC CONDENSER |
US9111685B2 (en) | 2010-03-26 | 2015-08-18 | Nippon Chemi-Con Corporation | Electrolytic solution for electrolytic capacitor |
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