(57)【要約】【課題】コンデンサの金属ケースの開口部の密封強度を高め、封止性を大幅に改善するコンデンサの製造方法を提供すること。【解決手段】コンデンサ素子を収納した金属ケースの開口端に封口板を配置し、該金属ケースの開口端を加締めて封止するコンデンサの製造方法において、金属ケースの開口端を焼鈍した後、該金属ケースにコンデンサ素子を収納するとともに、該金属ケースの開口端に封口板を配置して加締める。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサ素子を収納した金属ケースの開口に封口板を配置し、該金属ケースの開口端を加締めて封止したコンデンサにおいて、前記金属ケースの開口端が焼鈍されていることを特徴とするコンデンサ。
【請求項２】
前記加締めた金属ケースの開口端と、前記金属ケースの胴部のビッカース硬度が同等であることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ。
【請求項３】
前記加締めた金属ケースの開口端と前記金属ケースの胴部とのビッカース硬度を５５〜７５としたことを特徴とする請求項１または２に記載のコンデンサ。
【請求項４】
コンデンサ素子を収納した金属ケースの開口端に封口板を配置し、該金属ケースの開口端を加締めて封止するコンデンサの製造方法において、金属ケースの開口端を焼鈍した後、該金属ケースにコンデンサ素子を収納するとともに、該金属ケースの開口端に封口板を配置して加締めることを特徴とするコンデンサの製造方法。
【請求項５】
前記加締めた金属ケースの開口端と金属ケースの胴部とのビッカース硬度を同等としたことを特徴とする請求項４に記載のコンデンサの製造方法。
【請求項６】
前記焼鈍によって金属ケースの開口端のビッカース硬度を３０〜４５に低下させたことを特徴とする請求項４または５に記載のコンデンサの製造方法。
【請求項７】
前記金属ケースの側面には、封口板を載置する横溝が形成されているとともに、金属ケースの開口端を加締める際に、前記横溝に支持部材を押し当てて金属ケースを固定することを特徴とする請求項４ないし６のいずれかに記載のコンデンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサ及びその製造方法に関し、特に開口端を焼鈍した金属ケースにて封止したコンデンサ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、金属ケースを用いたコンデンサとして、電解コンデンサや電気二重層コンデンサ等の素子を金属ケースに収納したコンデンサが知られている。近年では、これらの金属ケースは、収納効率等を考慮し、角型、長円型等の非真円型が用いられている。
【０００３】
例えば、電解コンデンサでは、コンデンサ素子は、一般に陽極箔と陰極箔をセパレータを介して巻回してなり、アルミニウム等からなる金属ケース内に収納されている。そして金属ケースは有低筒状の角型、長円型等からなり、この金属ケースの開口部には封口板が配置され、この封口板はゴムや樹脂等の絶縁材料から形成されている。金属ケースの開口端は加締められて封口板側にカールさせて固定・密封させている。また、コンデンサ素子の陽極箔及び陰極箔にはそれぞれ引き出し用の内部端子が接続され、封口板に設けられた外部端子にそれぞれ接続されている。
【０００４】
この電解コンデンサでは、金属ケースを角型や長円型とした場合、金属ケースの開口端のコーナー部と直線部との強度が異なるため、特にコーナー部では強度が高く、加締めた際に開口端が精度よくカールせずに座屈し、また加締め圧力を高くすると今度は金属ケースの胴部付近が座屈するなどの問題があった。特に、金属ケース内の内圧上昇による金属ケースの膨れを防ぐため、金属ケースを厚くし、また金属ケース自体の材質を硬度の高いものに変えるなど取り組まれているが、これにおいては上記の加締め時の座屈現象が顕著に現れるものとなっている。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−１７９５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、角型や長円型の金属ケースを用いた場合であっても、金属ケースの開口端が座屈することなく、また開口端のカール精度を向上することで、金属ケースの開口端の密封強度を高め、封止性を改善することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載のコンデンサは、
コンデンサ素子を収納した金属ケースの開口に封口板を配置し、該金属ケースの開口端を加締めて封止したコンデンサにおいて、前記金属ケースの開口端が焼鈍されていることを特徴としている。
この特徴によれば、金属ケースの開口端を焼鈍することで、該開口端のビッカース硬度が低下するため開口端が座屈することなく、精度よくカールでき、密封性が高まるとともに、金属ケースを厚くし、また金属ケース自体の硬度を高めたものを用いることができ、金属ケース内の内圧上昇による金属ケースの膨れを抑えることができる。
【０００８】
本発明の請求項２に記載のコンデンサは、請求項１に記載のコンデンサであって、
前記加締めた金属ケースの開口端と、前記金属ケースの胴部のビッカース硬度が同等であることを特徴としている。
この特徴によれば、通常、焼鈍により開口端のビッカース硬度を胴部よりも小さくして加締めた際に、開口部のカール部分のビッカース硬度も胴部のそれよりも小さくなる傾向にあり密封性に劣る場合もあるため、このように、加締められた金属ケースの開口端のビッカース硬度を金属ケースの胴部と同等程度まで高めることにより、特にコーナー部においても同様にビッカース硬度を高めることで、金属ケースの開口部の密封強度が高まり、封止性が大幅に改善される。
【０００９】
本発明の請求項３に記載のコンデンサは、請求項１または２に記載のコンデンサであって、
前記加締めた金属ケースの開口端と前記金属ケースの胴部とのビッカース硬度を５５〜７５とすることを特徴としている。
この特徴によれば、このビッカース硬度の範囲においては、金属ケースの開口部を座屈せずに加締められるとともに、高い密封強度が得られる。
【００１０】
本発明の請求項４に記載のコンデンサの製造方法は、
コンデンサ素子を収納した金属ケースの開口端に封口板を配置し、該金属ケースの開口端を加締めて封止するコンデンサの製造方法において、金属ケースの開口端を焼鈍した後、該金属ケースにコンデンサ素子を収納するとともに、該金属ケースの開口端に封口板を配置して加締めることを特徴としている。
この特徴によれば、金属ケースの開口端を焼鈍することで、該開口端のビッカース硬度が低下するため開口端が座屈することなく、精度よくカールでき、密封性が高まるとともに、金属ケースを厚くし、また金属ケース自体の硬度を高めたものを用いることができ、金属ケース内の内圧上昇による金属ケースの膨れを抑えることができる。この金属ケースの開口端の焼鈍後にコンデンサ素子を収納するため、焼鈍による熱影響がコンデンサ素子に伝わることがなく好ましい。
【００１１】
本発明の請求項５に記載のコンデンサの製造方法は、請求項４に記載のコンデンサの製造方法であって、
前記加締めた金属ケースの開口端と金属ケースの胴部とのビッカース硬度を同等としたことを特徴としている。
この特徴によれば、通常、焼鈍により開口端のビッカース硬度を胴部よりも小さくして加締めた際に、開口部のカール部分のビッカース硬度も胴部のそれよりも小さくなる傾向にあり密封性に劣る場合もあるため、このように、加締められた金属ケースの開口端のビッカース硬度を金属ケースの胴部と同等程度まで高めることにより、特にコーナー部においても同様にビッカース硬度を高めることで、金属ケースの開口部の密封強度が高まり、封止性が大幅に改善される。
【００１２】
本発明の請求項６に記載のコンデンサの製造方法は、請求項４または５に記載のコンデンサの製造方法であって、
前記焼鈍によって金属ケースの開口端のビッカース硬度を３０〜４５に低下させたことを特徴としている。
この特徴によれば、このビッカース硬度とすることで、金属ケースの開口端が加締め時に座屈せずに加締めることができる。
【００１３】
本発明の請求項７に記載のコンデンサの製造方法は、請求項４ないし６のいずれかに記載のコンデンサの製造方法であって、
前記金属ケースの側面には、封口板を載置する横溝が形成されているとともに、金属ケースの開口端を加締める際に、前記横溝に支持部材を押し当てて金属ケースを固定することを特徴としている。
この特徴によれば、支持部材によって金属ケースを安定して固定できるとため、金属ケースの開口端を加締めた際に該開口端が座屈することなく、精度よく加締めることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、焼鈍によって金属ケースの開口端のビッカース硬度を低下させて加締めることで、金属ケースの開口部の密封強度が高まり、封止性が大幅に改善される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係るコンデンサを実施するための最良の形態を実施例に基づいて以下に説明する。図１ないし図３は本発明の実施例に係る電解コンデンサ用封口板を封止する工程を説明するための図で、図１は封口板を予備加締めするプレス治具と予備加締め前の電解コンデンサであり、図２は予備加締めプレス治具が金属ケースの開口端を予備加締めする工程を示すものであり、図３は本加締めプレス治具が金属ケースの開口端を加締める工程を示すものである。
【００１６】
実施例として、コンデンサの一例として電解コンデンサ１を例示して説明する。まず図１に示すように、加締め前の電解コンデンサ１は金属ケース６の内部にコンデンサ素子２が収納され、その上に硬質樹脂板と弾性部材とを張り合わせた封口板５が配置される。コンデンサ素子２は、陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して巻回又は積層されて形成され、陽極箔と陰極箔にはそれぞれ内部端子３が接続されている。この内部端子３は封口板５に設けられた外部端子４に接続される。ここで、金属ケース６の開口端８は加締めされていないため、上方向に突出している。この金属ケース６は、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属材料からなり、有低筒状の角型、長円型を構成している。この金属ケース６の側面には横溝９が形成されており、この横溝９にて前記封口板５が載置される構成となっている。また、金属ケース６の開口端８の先端には、その外側の端面を加工しテーパ面１０を形成している。この金属ケース６は、その厚みは0.5〜1.5ｍｍ、ビッカース強度は５５〜７５であり、この金属ケース６の開口端８を高周波誘導過熱、光ビーム、レーザービームなどの手段によって事前に焼鈍処理されており、該開口端８のビッカース硬度が３０〜４５程度に低下されている。この焼鈍処理は、原則金属ケース６の開口端８のみに行われ、胴部７は焼鈍処理されずビッカース硬度は５５〜７５と変わらない。この開口端８のみに選択的に焼鈍処理をなせる手法として、高周波誘導加熱が好ましく、温度は３００〜６００度、特には３５０〜５００度が好適である。また、この焼鈍処理は、金属ケース６の開口端８の先端のテーパ面１０形成や横溝９加工前に施されることが望ましいが、前記加工後に施しても良い。前記金属ケース６の横溝９より上方を開口端８、下方を胴部７とし、開口端８に焼鈍処理を施しているが、この焼鈍処理は開口端８のうち、少なくとも後述する加締め用プレス治具によって屈曲する部分に施される。
【００１７】
このように開口端８が焼鈍処理されてビッカース硬度が低下された金属ケース６には、上述の通り、コンデンサ素子２が収納され、その上に封口板５が載置される。なお、図示しないが、前記焼鈍処理によって、ビッカース硬度が低下し、これにより、金属ケース６の開口端８には歪みが生じる場合がある。この歪みが生じると下記する加締めの際に開口端８を精度よく所望の曲率で屈曲しにくいため、焼鈍処理の後には所望の加締め前形状となるように矯正手段にて矯正する必要がある。一方、予備加締めプレス治具１１は、下面において下向きに金属ケース６の開口端８の軌跡外周となる成形面１２が設けられている。この成形面１２は、その断面が半円でカーリング形状となる曲率を有する溝であり、この成形面１２が当接して金属ケース６の開口端８が所望の曲率となるような成形面１２である必要がある。この成形面１２の外周と金属ケース６の開口端８の外周は一致する。
【００１８】
次に図２に示すように、金属ケース６の横溝９に支持部材１３を配して金属ケース６を固定し、予備加締めプレス治具１１がさらに金属ケース６の方向に移動して、成形面１２に開口端８の先端が当接して、押圧されて屈曲される。横溝９に配された支持部材１３によって金属ケース６が固定されるため、予備加締め用プレス治具による金属ケース６の開口端８の押圧時において金属ケース６の胴部７等が縦方向に座屈することがない。この金属ケース６の開口端８の屈曲は、開口端８の一部のみを屈曲させるのではなく、全周にわたって屈曲させることが好ましい。これにより、同時に均一な力で開口端８を屈曲させるので歪みが生じにくい。また、バリを生じさせること無く屈曲させることができる。なお、図示しないが、この予備加締めプレス治具１１を開口端８に当接する際に、該開口端８の内側に座屈防止用の受け台を配置して前記開口端８を屈曲させると好ましい。この受け台に沿って開口端８が所望の曲率の形状に屈曲される。なお、このプレス工程は、予備加締めプレス治具１１を降下させて押圧させたが、反対に金属ケース６を下部より押し上げて押圧する場合にも適用される。
【００１９】
このように、開口端８が内側に予備的に屈曲された金属ケース６は、その開口端８が、図３に示すように、加締めプレス治具１１’の成形面１２’によってさらに押圧され、封口板５の弾性部材に確実に圧接される。前述の予備加締めプレス治具１１にて開口端８を屈曲させる際と同様に、金属ケース６の横溝９には支持部材１３が配された状態で開口端８を屈曲させる。この加締めプレス治具１１’は、前述の予備加締めプレス治具１１と機構は同様であるが、開口端８の封口板５への圧接を成せるような成形面１２’の曲率としている。金属ケース６の開口端８は、その先端に設けられたテーパ面１０によって、屈曲時に加締めプレス治具１１’の成形面１２’に沿って変形する。そしてこの開口端８の屈曲時に開口端８は加工硬化が生じ、この屈曲時のプレス圧、加工寸法や成形面１２’の曲率などを調整することによってビッカース硬度が変化する。実施例では、この開口端８のビッカース硬度は、焼鈍処理によって、３０〜４５程度に低下され、上記の予備加締めプレス治具１１及び加締めプレス治具１１’による屈曲により、最終的には５５〜７５となり、金属ケース６の胴部７のビッカース硬度と同等となる。このビッカース硬度の範囲を下回ると開口端８の封口板５への圧接が弱まり、また上回ると開口端８自体が脆く、強度が低下するため、上記の範囲が好ましい。
【００２０】
金属ケース６の厚みは、上記の通り、0.5〜1.5ｍｍとしたが、金属ケース６内の内圧上昇による金属ケース６の膨れを防ぐには、0.7ｍｍ以上が好ましく、また金属ケース６の開口端８の加締め精度を考慮すると1.2ｍｍ以下が好ましい。また、前記金属ケース内６の内圧上昇による金属ケース６の膨れを防ぐために、金属ケース６として硬度が高いアルミニウム−マンガン合金ケース（日本工業規格の合金番号Ａ３００３）を用いた場合であっても、金属ケース６の開口端８が座屈することなく、精度よく加締められる。
【００２１】
以上、実施例によれば、金属ケース６の開口端８を焼鈍によって、ビッカース硬度を低下させることで、厚い金属ケースやそれ自体の硬度を高めた金属ケースであっても、開口端８が座屈することなく、精度よく加締めることができ、密封性が高まるとともに、金属ケース内の内圧上昇による金属ケースの膨れを抑えることができる。また、加締めた金属ケース６の開口端８のビッカース硬度を金属ケース６の胴部７のビッカース硬度と同等とすることで、金属ケース６の開口部の密封強度が高まり、封止性が大幅に改善される。
【００２２】
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【００２３】
例えば、前記実施例では、電解コンデンサ１を例示して説明してきたが、これに限らず、本発明は電気２重層コンデンサなどの金属ケースの開口端を加締めて封止する各種コンデンサに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例における封口板を予備加締めするプレス治具と予備加締め前の電解コンデンサを示す図である。
【図２】実施例における予備加締めプレス治具が金属ケースの開口端を予備加締めする工程を示す図である。
【図３】実施例における加締めプレス治具が金属ケースの開口端を加締める工程を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１        電解コンデンサ
２        コンデンサ素子
３        内部端子
４        外部端子
５        封口板
６        金属ケース
７        胴部
８        開口端
９        横溝
１０      テーパ面
１１      予備加締めプレス治具
１１’    加締めプレス治具
１２      成形面（予備加締め用）
１２’    成形面
１３      支持部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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