(57)【要約】【課題】引出し端子との接続による損傷から電極箔を防護する。【解決手段】電極箔（２）および引出し端子（４）を重ねて第１の型（下型６）と第２の型（上型８）との間に保持する工程と、前記引出し端子側から前記電極箔にステッチ針（１２）を挿通し、前記引出し端子に生じた切り起こし片（１８）を前記電極箔に挿通させる工程と、前記電極箔側に設置されている前記第１の型または前記第２の型を前記電極箔から離す工程と、前記切り起こし片を加圧成形し、前記電極箔に接続させる工程とを含んでいる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極箔および引出し端子を重ねて第１の型と第２の型との間に保持する工程と、
前記引出し端子側から前記電極箔にステッチ針を挿通し、前記引出し端子に生じた切り起こし片を前記電極箔に挿通させる工程と、
前記電極箔側に設置されている前記第１の型または前記第２の型を前記電極箔から離す工程と、
前記切り起こし片を加圧成形し、前記電極箔に接続させる工程と、
を含むことを特徴とするコンデンサの製造方法。
【請求項２】
前記電極箔から前記第１の型または前記第２の型を離した後、前記第１の型と前記第２の型によって前記電極箔および前記引出し端子を保持し、この保持状態で、前記切り起こし片を加圧成形し、前記電極箔に接続させる工程と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のコンデンサの製造方法。
【請求項３】
さらに、前記引出し端子側からの前記ステッチ針の挿通前に、先行して前記電極箔に透孔を形成する工程と、
前記引出し端子側からの前記ステッチ針の挿通により、前記引出し端子に生じた切り起こし片を前記電極箔の前記透孔に挿通させる工程と、
を含む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の製造方法。
【請求項４】
さらに、前記電極箔に挿通させた前記切り起こし片を成形型により前記加圧成形前に拡開させる工程と、
を含むことを特徴とする請求項１、２または３のいずれかに記載のコンデンサの製造方法。
【請求項５】
前記切り起こし片の加圧成形は、前記電極箔および前記引出し端子の前記切り起こし片の近傍に対し成形型を用いて押圧することを特徴とする請求項１、２、３または４のいずれかに記載のコンデンサの製造方法。
【請求項６】
透孔を形成した電極箔と、
前記透孔に挿通させる切り起こし片が形成された引出し端子と、
前記電極箔の前記透孔に挿通させた前記切り起こし片の成形により、前記電極箔と前記引出し端子とを接続する接続部と、
を備えることを特徴とするコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解コンデンサ、電気二重層コンデンサなどのコンデンサの製造方法に関し、たとえば、電極箔と引出し端子との接続にステッチ加工を用いたコンデンサおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電解コンデンサ、電気二重層コンデンサなどのコンデンサに用いられるコンデンサ素子には引出し端子が接続されている。この引出し端子は、コンデンサ素子に加工する前の電極箔に対して接続される。この接続には、電極箔に重ねられた引出し端子（タブ）にステッチ針を挿通させて引出し端子に生じた切り起こし片を電極箔に貫通させる。切り起こし片は、電極箔の表面に加圧成形によって接続させる。これにより、引出し端子と電極箔との接続が行われる。
【０００３】
このような引出し端子と電極箔との接続にステッチ加工およびその方法が用いられることが知られている（たとえば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２８２３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ステッチ針２００の穿孔処理によるタブ２０２と電極箔２０４の接続には、図７に示すように、セッティング工程、切り起こし片の形成工程および成形工程が含まれる。セッティング工程では、図７のＡに示すように、下型２０６上に電極箔２０４を載せ、下型２０６の透孔部２０８を塞ぐ位置にタブ２０２を配置する。電極箔２０４とタブ２０２は、下型２０６と上型２１０との間に挟み込み、上型２１０および下型２０６の透孔部２０８内にステッチ針２００を配置する。
【０００６】
切り起こし片の形成工程では、図７のＢに示すように、タブ２０２側からステッチ針２００を下降させる。ステッチ針２００をタブ２０２側から電極箔２０４に貫通させると、タブ２０２に生じた切り起こし片２１２および電極箔２０４に生じた切り起こし片２１３がステッチ針２００とともに電極箔２０４を貫通する。この切り起こし片２１２の形成工程では、ステッチ針２００による切り起こし片２１２、２１３の生成と、この切り起こし片２１２を電極箔２０４の裏面側に貫通させる。
【０００７】
切り起こし片２１２の成形工程では、図７のＣに示すように、ステッチ針２００を退避させた後、下型２０６の透孔部２０８に待機していた成形型２１４を上昇させる。成形型２１４の上昇により、成形型２１４と上型２１０との間で切り起こし片２１２、２１３を押圧して成形し、切り起こし片２１２、２１３を電極箔２０４の裏面側に接続させる。これにより、電極箔２０４は、タブ２０２と切り起こし片２１２との間に挟み込まれ、タブ２０２に電気的に接続される。
【０００８】
このようなステッチ加工の接続では、図８のＡ（図７のＢのVIIA部）に示すように、ステッチ針２００を貫通させた際に、タブ２０２の切り起こし片２１２と下型２０６との間には電極箔２０４に貫通孔２１６が形成した分だけ、電極箔２０４に余剰長が生じる。この余剰長が電極箔２０４に屈曲などの歪みを生じさせる。つまり、電極箔２０４は下型２０６と上型２１０の間で拘束されているので、電極箔２０４に発生した歪みを逃がすことができず、波うち状態となる。
【０００９】
このように歪んだ電極箔２０４に対して切り起こし片２１２、２１３を図８のＢ（図７のＣのVIIB部）に示すように押圧すると、波うち状態の電極箔２０４に切り起こし片２１２が重ねられて押圧される。コンデンサ素子に対する高容量化の要請で、電極箔２０４に高度な拡面化処理が施されている場合には、電極箔２０４の機械的強度が低下していることが予想される。このような電極箔２０４を波うち状態で押圧すると、ひび割れなどの損傷が生じるという課題がある。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、上記課題に鑑み、引出し端子との接続による損傷から電極箔を防護することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明のコンデンサの製造方法は、電極箔および引出し端子を重ねて第１の型と第２の型との間に保持する工程と、前記引出し端子側から前記電極箔にステッチ針を挿通し、前記引出し端子に生じた切り起こし片を前記電極箔に挿通させる工程と、前記電極箔側に設置されている前記第１の型または前記第２の型を前記電極箔から離す工程と、前記切り起こし片を加圧成形し、前記電極箔に接続させる工程とを含んでいる。
【００１２】
上記コンデンサの製造方法において、さらに、前記電極箔から前記第１の型または前記第２の型を離した後、前記第１の型と前記第２の型によって前記電極箔および前記引出し端子を保持し、この保持状態で、前記切り起こし片を加圧成形し、前記電極箔に接続させる工程とを含んでもよい。
【００１３】
上記コンデンサの製造方法において、さらに、前記引出し端子側からの前記ステッチ針の挿通前に、先行して前記電極箔に透孔を形成する工程と、前記引出し端子側からの前記ステッチ針の挿通により、前記引出し端子に生じた切り起こし片を前記電極箔の前記透孔に挿通させる工程とを含んでもよい。
【００１４】
上記コンデンサの製造方法において、さらに、前記電極箔に挿通させた前記切り起こし片を成形型により前記加圧成形前に拡開させる工程を含んでもよい。
【００１５】
上記コンデンサの製造方法において、前記切り起こし片の加圧成形は、前記電極箔および前記引出し端子の前記切り起こし片の近傍に対し成形型を用いて押圧してもよい。
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明のコンデンサは、透孔を形成した電極箔と、前記透孔に挿通させる切り起こし片が形成された引出し端子と、前記電極箔の前記透孔に挿通させた前記切り起こし片の成形により、前記電極箔と前記引出し端子とを接続する接続部とを備える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、次のような効果が得られる。
【００１８】
(1) ステッチ針による穿孔で生じる電極箔の波うち状態を解消できるので、波うち状態での電極箔に対して引出し端子の切り起こし片を加圧成形することがなく、電極箔を損傷から防護できる。
【００１９】
(2) 電極箔の損傷がなく、引出し端子と電極箔との信頼性ある接続を実現できる。
【００２０】
そして、本発明の他の目的、特徴および利点は、添付図面および各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施の形態に係る製造処理を示す図である。
【図２】図１の部分を拡大して示す図である。
【図３】切り起こし片の成形処理を示す図である。
【図４】第２の実施の形態に係る切り起こし片の加工を示す図である。
【図５】第３の実施の形態に係る穿孔処理を示す図である。
【図６】電極箔に形成する貫通孔の変形例を示す平面図である。
【図７】従来の引出し端子と電極箔の接続を示す図である。
【図８】図７の部分を拡大して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
〔第１の実施の形態〕
【００２３】
図１のＡおよびＢは、第１の実施の形態に係る穿孔工程、下型退避工程を含む製造工程を示す図である。
【００２４】
電極箔２の上面には図１のＡに示すように、引出し端子としてタブ４が重ねられる。これら電極箔２およびタブ４は第１の型の一例として下型６の上に設置され、タブ４の上面には第２の型の一例として上型８が設置されている。つまり、電極箔２およびタブ４は下型６と上型８との間に挟み込まれて保持される。
【００２５】
下型６および上型８には透孔部１０が形成されている。上型８の透孔部１０の中央にはステッチ針１２が配置される。このステッチ針１２は円柱状の軸部１４に鋭角状の角錐形の先端部１６を備えている。
【００２６】
タブ４が接続される電極箔２について、陽極側の電極箔、陰極側の電極箔のいずれでもよい。この電極箔にはたとえば、アルミニウム箔が使用される。陽極側の電極箔には、拡面化処理によりアルミニウム箔の表面にエッチング層が形成されている。このエッチング層には化成処理によって誘電体酸化皮膜が形成されている。陰極側の電極箔は、陽極側の電極箔と同様でもよいし、化成処理が施されていないエッチング箔であってもよい。これら陽極側および陰極側の電極箔の間にセパレータを介在させ、巻回または重ね合わせによりコンデンサ素子が形成される。
【００２７】
電極箔２に接続されるタブ４は一例として偏平部、支持部およびリード部を備えている。偏平部は、アルミニウムの棒状体を偏平に圧縮成形した偏平部であり、該偏平部が電極箔２に載置される。支持部は、偏平部が形成されていない既述の棒状体の原型部分である。この支持部は、既述のコンデンサ素子を収納した外装ケースの封口部材を貫通させ、該封口部材にタブ４を支持させる。リード部は、支持部より細く、半田付け可能な金属を表面にめっきしたワイヤで形成されている。このリード部は支持部に溶接によって接続されている。このリード部には半田付け可能な金属ワイヤを用いてもよい。
【００２８】
穿孔工程では図１のＢに示すように、下型６と上型８との間に電極箔２およびタブ４を保持し、これら電極箔２およびタブ４に対し、タブ４側からステッチ針１２を挿通させる。この挿通により、ステッチ針１２の先端部１６で切り込まれたタブ４には、切り起こし片１８が生成され、電極箔２には切り起こし片１９が生成される。同時に、電極箔２側には、ステッチ針１２とともに切り起こし片１８が挿通する。
【００２９】
ステッチ針１２によって電極箔２の裏側に切り起こし片１８の形成後、ステッチ針１２を後退させ、図１のＣに示すように、下型６を電極箔２から離す。この実施の形態では、電極箔２およびタブ４を上型８側に保持させ、矢印ｄｏｗｎに示すように下型６を下降させている。
【００３０】
図２のＡは、図１のＢのIIA 部を拡大して示している。図２のＢは、図１のＣのIIB 部を拡大して示している。
【００３１】
穿孔工程では図２のＡに示すように、ステッチ針１２および切り起こし片１８、１９の挿通により電極箔２には波うち２０が生じている。この波うち２０は、上下方向に電極箔２が湾曲する状態であり、所謂しわが生じている。
【００３２】
この状態から下型６を退避させると、下型６による拘束が解かれるため、電極箔２の自由移動が可能となる。この結果、電極箔２は図２のＢに示すように、波うち２０の状態から平坦状態に移行する。つまり、ステッチ針１２の貫通時に形成された歪みは電極箔２の長さ方向に逃げ、波うち２０による湾曲部が解消される。
【００３３】
このような歪みの解消の後、図３のＡに示すように、タブ４の上面に成形型２２が載置され、電極箔２の下方には成形型２４が配置される。成形型２４には押し当て面部２６が形成されている。この押し当て面部２６を切り起こし片１８に当て、成形型２２と成形型２４との間で押圧し、電極箔２の裏面側にタブ４の切り起こし片１８を成形する。
【００３４】
図３のＢは図３のＡのIIIB部を拡大して示している。切り起こし片１８、１９は、波うち２０のない電極箔２の裏面側に押圧されて電極箔２に接続される。これにより、電極箔２にタブ４が接続される。成形型２４の押し当て面部２６の各角部は、図３のＢに示すように、湾曲面とすれば、電極箔２やタブ４の切り起こし片１８、１９を損傷することがなく、圧接成形の品質が高められる。
【００３５】
以上の構成によれば、ステッチ針１２の挿通で電極箔２に生じる波うち２０を解消した後、切り起こし片１８を押圧成形するので、電極箔２に対する過剰な応力作用を解消でき、電極箔２の割れを防止できる。
【００３６】
また、成形型２４の形状を切り起こし片１８の近傍のみに当てて押圧すれば、電極箔２の割れを防止できる。この押圧処理について、電極箔２の切り起こし片１８に押圧される電極箔２の周辺部も同時に押圧した場合には、電極箔２のみを押圧してしまい、電極箔２のタブ４との接続に寄与しない部分に対してまでも応力を付与することとなる。この場合、電極箔２の表面に形成されている誘電体酸化皮膜は、硬くて脆いため、押圧時にひび割れが生じさせるおそれがある。これに対し、既述のように、成形型２４の形状を切り起こし片１８のみを押圧する形態としたので、電極箔２とタブ４の接続に寄与しない部分への応力の作用を解消でき、電極箔２のひび割れや箔割れを防止できる。
【００３７】
第１の実施の形態において、下型６を後退させて電極箔２の変形を平坦に修正させた後、再度下型６を上昇させ、この下型６を電極箔２の裏面側に当てて下型６と上型８との間に電極箔２およびタブ４を挟み込んで保持し、この保持状態で切り起こし片１８、１９を成形してもよい。斯かる工程を付加すれば、加圧時の変形を防止でき、電極箔２の割れを防止できる。また、加圧の際、電極箔４に下型６を当てれば、加圧応力を下型６の内側に集中させ、切り起こし片１８の周囲に応力が拡散することを防止できる。これにより、電極箔２とタブ４の接続に寄与しない箇所への応力が拡散することを抑制でき、過剰な負荷から電極箔２が防護され、電極箔２のひび割れや箔割れを防止できる。
【００３８】
〔第２の実施の形態〕
【００３９】
図４は、第２の実施の形態に係る切り起こし片１８の拡開処理を示している。
【００４０】
この実施の形態では、第１の実施の形態におけるステッチ針１２の挿通後、切り起こし片１８を拡開する処理を含んでいる。
【００４１】
この拡開処理には、拡開治具２８を用いる。この拡開治具２８には円柱状の治具本体３０の先端部に拡開部３２を備えている。この拡開部３２は、弾性を有する部材たとえば、ゴムなどで形成されている。拡開部３２が弾性を有する部材であることにより、切り起こし片１８を損傷させることなく、拡開させることができる。この拡開部３２の形状は先端部をたとえば、球形状とすればよい。
【００４２】
第１の実施の形態におけるステッチ針１２の挿通後、下型６を下降させ、電極箔２から離した後、下型６の透孔部１０から拡開治具２８を上昇させる。この拡開治具２８の拡開部３２を切り起こし片１８の内側に当て、上型８の方向に押し上げる。これにより、切り起こし片１８、１９は拡開部３２の球形状に応じて押し広げられる。
【００４３】
このような加圧成形前に予備成形された切り起こし片１８に既述の加圧成形処理（図３）の処理を行えば、切り起こし片１８と電極箔２との接続強度を向上させることができる。つまり、切り起こし片１８、１９を拡開させることで、切り起こし片１８の拡開方向の寸法を大きくでき、電極箔２と切り起こし片１８との固定面積を拡大でき、これにより、接続強度が向上する。
【００４４】
また、切り起こし片１８を拡開させる際、下型６が電極箔２から退避しているので、切り起こし片１８の拡開に応動して電極箔２が移動する。これにより、既述の波うち２０を解消でき、電極箔２の平坦度を高めることができる。これにより、電極箔２の割れを防止でき、タブ４との接続強度を助長することができる。
【００４５】
〔第３の実施の形態〕
【００４６】
図５のＡ、ＢおよびＣは、第３の実施の形態に係るタブ４の穿孔処理を示している。この穿孔処理では、先行処理により貫通孔３４を形成した電極箔２を用いている。この貫通孔３４は透孔の一例である。つまり、この実施の形態では、タブ４側の切り起こし片１８による電極箔２の穿孔を回避し、穿孔による電極箔２の波うち２０、つまり縮みを防止している。
【００４７】
図５のＡに示すように、ステッチ針１２の挿通前の電極箔２には貫通孔３４が形成されている。この貫通孔３４はたとえば、四角形である。この貫通孔３４は電極箔２の予備成形によって形成する。
【００４８】
この電極箔２は下型６の上面に設置され、貫通孔３４は下型６の透孔部１０の中央に配置されている。この電極箔２の上面にはタブ４が設置され、このタブ４の中心軸に貫通孔３４を合致させる。つまり、貫通孔３４にタブ４の電極箔２との接続部分を重ね合わせる。この電極箔２の上面にはタブ４が設置され、このタブ４の上に上型８が設置されている。
【００４９】
そこで、穿孔工程では図５のＢに示すように、下型６と上型８との間に保持された電極箔２およびタブ４に対し、タブ４側からステッチ針１２を挿通させる。この挿通により、この実施の形態では、ステッチ針１２の先端部１６で切り込まれたタブ４には切り起こし片１８を電極箔２の貫通孔３４内に生成させる。つまり、貫通孔３４は、ステッチ針１２の挿通によりタブ４に生成される切り起こし片１８を想定した形状および大きさとすればよい。
【００５０】
そして、成形型２２、２４によるプレス加工により、引出し端子４の切り起こし片１８を含めて、電極箔２とタブ４とを圧接して切り起こし片１８を偏平に成形し、電極箔２とタブ４とを接続する。
【００５１】
斯かる構成とすれば、電極箔２に予備成形で貫通孔３４を形成し、貫通孔３４を通すようにタブ４から電極箔２側にステッチ針１２を貫通させ、タブ４の切り起こし片１８を電極箔２の裏面側に形成する。これにより、貫通孔３４の内周面で切り起こし片１８と電極箔２の地金とが直接に接触するようにタブ４と電極箔２とを接合することが可能である。斯かる構成では、陽極箔２が表面に誘電体酸化皮膜を形成した電極箔であっても良好な電気的接続性が得られる。つまり、電極箔２の表面に形成された誘電体酸化皮膜は絶縁性を有するのに対し、電極箔２に貫通孔３４を形成すれば、この貫通孔３４により電極箔２からアルミニウムの基材を露出させることができる。この基材の露出面とタブ４とを直接接触させることができ、つまり、誘電体酸化皮膜が形成された電極箔２の切り起こし片１９を介在させることなく接続できるので、電極箔２とタブ４との間の電気的抵抗を低減できる。
【００５２】
また、この実施の形態では、電極箔２に貫通孔３４が予め形成されているので、ステッチ針１２を挿通することによる電極箔２に波うち２０の発生を抑えることができ、上記実施の形態と同様に電極箔２の割れを防止できる。
【００５３】
なお、第３の実施の形態について、貫通孔３４の形状は四角形に限らない。貫通孔３４は円形や三角形でもよく、また五角形などの多角形状であってもよい。
【００５４】
また、貫通孔３４の周囲に図６に示すように、放射状に複数の切込み３６を形成してもよい。このような切込み３６を形成すれば、切込み３６の部分で電極箔２が成形され、切込み３６以外で電極箔２の破れを防止でき、つまり、加圧時の圧縮応力を吸収することができる。これにより、貫通孔３４を中心に電極箔２を成形でき、電極箔２の割れを防止できる。
【００５５】
〔他の実施の形態〕
【００５６】
(1) 上記実施の形態では、タブと電極箔との接続を例示したが、この接続は電解コンデンサ、電気二重層コンデンサなど、各種のコンデンサのタブ・電極箔間接続に適用できる。
【００５７】
(2) 上記実施の形態では、タブと電極箔との接続を説明しているが、コンデンサの製造方法では電極箔の巻回工程、外装ケースへの封入工程などの他の工程が含まれることは言うまでもない。
【００５８】
(3) 上記実施の形態では、下型６を電極箔２から離す処理を行っているが、上型８とともに電極箔２およびタブ４を上昇させ、下型６から電極箔２を引き離す処理としてもよい。また、上型８からの加圧を解除し、下型６に載せられた状態で電極箔２の移動を許容しいてもよい。
【００５９】
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態等について説明した。本発明は、上記記載に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載され、または発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能である。斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
この発明のコンデンサおよびその製造方法では、ステッチ針による穿孔処理で生じた切り起こし片を用いてタブと電極箔との接続時に生じる電極箔の波うちを解消し、電極箔の割れなどの損傷を防止でき、信頼性のあるコンデンサを提供できる。
【符号の説明】
【００６１】
２  電極箔
４  タブ
６  下型
８  上型
１０  透孔部
１２  ステッチ針
１４  軸部
１６  先端部
１８、１９  切り起こし片
２０  波うち
２２  成形型
２４  成形型
２６  押し当て面部
２８  拡開治具
３０  治具本体
３２  拡開部
３４  貫通孔
３６  切込み
【図１】
2014022586.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2014022586.tif 000008
【図７】
2014022586.tif 000009
【図８】
2014022586.tif 000010