(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
引出し端子の少なくとも側面に第１の拘束治具を配置する工程と、
前記引出し端子に凹部を形成する工程と、
前記引出し端子の前記凹部を覆って、前記引出し端子に電極箔を重ねる工程と、
前記引出し端子の前記凹部に重ねられた前記電極箔側から冷間圧接金型を押しつけて、前記拘束治具により前記引出し端子を拘束しつつ、前記引出し端子と前記電極箔とを接続する工程と、
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】
電極箔に引出し端子を重ねる工程と、
前記電極箔に重ねた前記引出し端子側からステッチ針を貫通させ、前記引出し端子に生じた切り起こし部を前記電極箔に貫通させる工程と、
前記引出し端子の少なくとも側面に第１の拘束治具を配置する工程と、
前記拘束治具により前記引出し端子を拘束しつつ、前記切り起こし部を前記電極箔に圧接させる工程と、
を含むことを特徴とするコンデンサの製造方法。
【請求項３】
さらに、前記引出し端子に重ねられた前記電極箔の上側に第２の拘束治具を配置することを特徴とする請求項１または請求項２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、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関し、たとえば、コンデンサ素子の電極箔と引出し端子の接続に冷間圧接（コールドウエルド）法、ステッチ接続または超音波溶接を用いるコンデンサ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のコンデンサ素子では、陽極側および陰極側の電極箔の間にセパレータを重ねて巻回した後、電解液を含浸させ、または、電極箔とセパレータを交互に積層した後、電解液を含浸させている。陽極側の電極箔にはエッチング処理を経た箔に化成処理を施し、誘電体皮膜が形成されている。陰極側の電極箔にはたとえば、エッチング処理を施し、必要に応じて化成処理を施して誘電体皮膜を形成している。いずれの電極箔にも引出し端子が接続され、この引出し端子と電極箔との接続にはたとえば、冷間圧接、ステッチ加工、超音波溶接が用いられる。冷間圧接は、重ね合わせた部材間を非加熱状態で圧接する方法である。ステッチ加工は、ステッチ針の貫通により生じた切り起こし部を部材間に貫通させ、この切り起こし部と引出し端子との間に電極箔を挟んで圧縮して固着する方法である。超音波溶接は、超音波エネルギを部材間に加えることにより溶接する方法である。
【０００３】
冷間圧接法による接続では、電極箔と引出し端子の接続部に押圧する金型に台形状の押圧面を持つ金型を使用することが知られている（たとえば、特許文献１、特許文献２）。また、ステッチ加工による接続では、電極箔と引出し端子とを重ねて針を突き刺して切り起こし部を形成し、この切り起こし部をプレスすることが知られている（たとえば、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２３５４５３号公報
【特許文献２】特開２００７−２７３６４５号公報
【特許文献３】特開昭５８−２３４２８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、コンデンサの製造において、冷間圧接による引出し端子と電極箔の接続では、平金型上に設置された引出し端子の上に電極箔を載せ、この電極箔の上から圧接金型を押圧する。電極箔は圧接金型と引出し端子との間に挟まれた状態となる。圧接金型の押圧により、圧接金型の先端部により電極箔および引出し端子の接合部が生成される。
【０００６】
圧接金型の押圧により、電極箔および引出し端子には圧接金型の先端形状に応じた変形を生じる。既述の接合部を中心に引出し端子には幅方向に金属流動を呈し、伸びを生じる。この伸びに追従し、電極箔には放射状方向の伸びを生じる。このように伸びが生じた部分では、電極箔と引出し端子の接続が不完全となるという課題がある。
【０００７】
一方接合部では電極箔と引出し端子とが固定される。接合部を中心として伸びた電極箔には薄化を生じる。電極箔は引出し端子に比較して薄く、伸びによる薄化は電極箔を脆弱化し、引出し端子と電極箔との接続強度を低下させるという課題がある。
【０００８】
ステッチ加工では、ステッチ針の貫通により引出し端子に生じた切り起こし部を電極箔に貫通させて押し潰している。切り起こし部を押し潰す際に引出し端子が押圧される。これにより引出し端子が変形すると、これに追従して電極箔に伸びが生じる。これにより、電極箔が脆弱化し、引出し端子と電極箔との接続強度を低下させるという課題がある。
【０００９】
超音波溶接においても、加圧によって引出し端子に変形を生じると、これに追従して電極箔が伸び、脆弱化し、引出し端子と電極箔との接続強度を低下させ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、加圧による引出し端子の伸びを抑制し、電極箔の伸びおよび脆弱化を防止することにある。
【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、引出し端子の少なくとも側面に第１の拘束治具を配置する工程と、前記引出し端子に凹部を形成する工程と、前記引出し端子の前記凹部を覆って、前記引出し端子に電極箔を重ねる工程と、前記引出し端子の前記凹部に重ねられた前記電極箔側から冷間圧接金型を押しつけて、前記拘束治具により前記引出し端子を拘束しつつ、前記引出し端子と前記電極箔とを接続する工程とを含んでいる。
【００１２】
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、電極箔に引出し端子を重ねる工程と、前記電極箔に重ねた前記引出し端子側からステッチ針を貫通させ、前記引出し端子に生じた切り起こし部を前記電極箔に貫通させる工程と、前記引出し端子の少なくとも側面に第１の拘束治具を配置する工程と、前記拘束治具により前記引出し端子を拘束しつつ、前記切り起こし部を前記電極箔に圧接させる工程とを含んでいる。
【００１４】
上記コンデンサの製造方法において、さらに、前記引出し端子に重ねられた前記電極箔の上側に第２の拘束治具を配置してもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、次のような効果が得られる。
【００１６】
(1) 引出し端子の伸びが抑制され、引出し端子に追従する電極箔の伸びを防止できる。
【００１７】
(2) 伸びによる電極箔の脆弱化を防止でき、引出し端子との接続強度を高めることができる。
【００１８】
(3) 電極箔の伸び、脆弱化を防止でき、引出し端子との接続強度が高められることにより、信頼性の高いコンデンサを製造することができる。
【００１９】
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】
【００２０】
【図１】第１の実施の形態に係る電極箔と引出し端子との接続工程の一例を示す断面図である。
【図２】引出し端子の原形状および拘束治具の一例を示す斜視図である。
【図３】第２の実施の形態に係る電極箔と引出し端子との接続工程の一例を示す断面図である。
【図４】第３の実施の形態に係る電極箔と引出し端子との接続工程の一例を示す断面図である。
【図５】第４の実施の形態に係る電極箔と引出し端子との接続工程の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
〔第１の実施の形態〕
【００２２】
図１は、第１の実施の形態に係る電極箔と引出し端子との接続工程を示している。この接続工程は、本発明のコンデンサの製造方法に含まれる工程である。
【００２３】
この実施の形態では冷間圧接法を用いて引出し端子２を電極箔４に接続している。この接続では引出し端子２を拘束治具６に設置し、拘束治具６で拘束された状態で引出し端子２に電極箔４を圧接する。このコンデンサの製造工程には、引出し端子２の設置工程（図１のＡ）、拘束・圧接工程（図１のＢ）が含まれる。
【００２４】
＜設置工程＞
【００２５】
この設置工程では、図１のＡに示すように、拘束治具６に引出し端子２を設置し、電極箔４との圧接接続前に引出し端子２を拘束治具６で拘束する。引出し端子２には偏平部２−１が設けられ、この偏平部２−１に電極箔４が接続される。
【００２６】
拘束治具６はたとえば、鋼材で形成され、平坦部８と側壁部１０とを備えて断面コ字形状である。つまり、拘束治具６には平坦部８と側壁部１０とで包囲されたキャビティ１２が形成されている。平坦部８の内幅Ｗ１は、引出し端子２の偏平部２−１を拘束するに必要な幅であり、偏平部２−１の幅Ｗ２と同等に設定されている。側壁部１０の平坦部８の上面からの高さＨは、引出し端子２の偏平部２−１の厚さｄと同一高さ（Ｈ＝ｄ）に設定されている。Ｈ＞ｄであってもよい。
【００２７】
電極箔４は陽極側の電極箔でもよいし、陰極側の電極箔でもよい。陽極側の電極箔４では図１のＡに示すように、基材部１４の表面部にエッチング層１６が形成されている。エッチング層１６は、電極箔４の基材に対してエッチング処理を施して形成された拡面化層であり、このエッチング層１６には化成処理によって誘電体皮膜が形成されている。拡面化層は静電容量の拡大を図るため、電極箔４の表面積を拡大する表面層である。図示しないが、陰極側の電極箔４では、基材部１４の表面層にエッチング層１６が形成されている。
【００２８】
拘束治具６のキャビティ１２に引出し端子２の偏平部２−１を設置する。この偏平部２−１および拘束治具６の側壁部１０を覆って電極箔４を重ねて配置する。
【００２９】
偏平部２−１の中心軸上に圧接金型１８が位置決めされる。この圧接金型１８は先端圧接部２０、側面圧接部２２および基体部２４を備えている。先端圧接部２０は球面状や台形状のいずれでもよいが、球面状が好ましい。球面状は、角部を持たないので、電極箔４に対する局所的な応力集中を防止でき、均等な圧接応力が得られる。これにより、ひび割れや箔割れを防止できる。先端圧接部２０の形状が台形形状であっても、角部を曲面化すれば同様に圧接応力の局所的な集中を防止できる。側面圧接部２２は、円錐台状である。側面圧接部２２は、先端圧接部２０の直径を最小幅とし、先端圧接部２０から離れるに従って連続的に径大に形成されている。基体部２４は同径である。
【００３０】
＜拘束・圧接工程＞
【００３１】
この拘束・圧接工程では、図１のＡに示す状態で、圧接金型１８を矢印方向ａに降下させ、電極箔４上から拘束状態にある偏平部２−１を押圧する。
【００３２】
圧接金型１８を圧接すると、図１のＢに示すように、電極箔４が圧接金型１８の先端圧接部２０の形状に沿って湾曲し、引出し端子２の偏平部２−１に湾曲凹部２６が形成される。湾曲凹部２６の最深部には電極箔４と引出し端子２との接合部２８が生成される。この接合部２８は、圧接によって接続される部分である。
【００３３】
湾曲凹部２６が形成される引出し端子２の偏平部２−１は、拘束治具６の各側壁部１０に拘束されているので、側面方向の金属流動が抑制される。このため、引出し端子２の偏平部２−１は、圧接金型１８の周面側に競り上がる。矢印ｂは金属の流動方向を示している。つまり、圧接金型１８の側面圧接部２２を覆うすり鉢状の湾曲凹部２６が形成される。圧接金型１８と引出し端子２の変形する偏平部２−１との間には電極箔４が介在するため、湾曲凹部２６の拡開角度は圧接金型１８の側面圧接部２２の拡開角度よりも大きくなる。
【００３４】
このように、拘束治具６によって引出し端子２の偏平部２−１の側面方向への変形を防止することができる。つまり、偏平部２−１の湾曲凹部２６に圧接金型１８の先端圧接部２０および側面圧接部２２からの応力を集中させることができる。偏平部２−１の側面方向への伸びを防止でき、この伸びに追従した電極箔４の伸びを防止できる。電極箔４の伸びによる薄化を防止でき、脆弱化を抑制できる。したがって、電極箔４と引出し端子２の偏平部２−１との接続強度を高めることができる。
【００３５】
＜引出し端子２の原形および拘束治具６＞
【００３６】
図２は、引出し端子２の原形状および拘束治具６の一例を示している。引出し端子２は、既述の偏平部２−１とリード部２−２とを備えている。偏平部２−１は、リード部２−２と同様の棒状材を偏平に成形してもよいし、別部材であってもよい。別部材であれば、偏平部２−１を電極箔４と同一のたとえば、アルミニウムで形成し、リード部２−２を半田付け可能な金属で形成し、これらを溶接して引出し端子２に形成してもよい。この偏平部２−１の長さはＬであり、幅はＷ２である。
【００３７】
拘束治具６は、既述の平坦部８を長方形状に形成されている。この平坦部８の長さは、引出し端子２の偏平部２−１の長さＬと同等に形成すればよい。
【００３８】
このような構成によれば、既述の接続を容易かつ確実に行え、引出し端子２の偏平部２−１の側面方向（Ｗ方向）への伸びを防止できる。この伸び防止により、電極箔４の伸びを防止でき、圧接接続に伴う電極箔４の脆弱化を防止できる。
【００３９】
〔第２の実施の形態〕
【００４０】
図３は、第２の実施の形態に係る電極箔と引出し端子との接続工程を示している。図３において、図１と同一部分には同一符号を付してある。
【００４１】
この接続工程では、既述の拘束治具６を第１の拘束治具６−１に使用し、第２の拘束治具６−２を併用する。
【００４２】
＜設置工程＞
【００４３】
この設置工程では、図３のＡに示すように、拘束治具６−１に引出し端子２を設置し、電極箔４との圧接接続前に引出し端子２を拘束治具６−１で拘束する。拘束治具６−１の形状は既述の拘束治具６と同一であるので、その説明を割愛する。
【００４４】
この拘束治具６−１に設置された引出し端子２の偏平部２−１および拘束治具６−１の側壁部１０を覆って電極箔４が設置される。
【００４５】
電極箔４の上面側には電極箔４および拘束治具６−１の側壁部１０に跨がって拘束治具６−２が設置される。この拘束治具６−２には圧接金型１８を挿通させる窓部３０が形成されている。この窓部３０の幅Ｗ３は、圧接金型１８の直径Ｒより大きく設定すればよい。
【００４６】
＜拘束・圧接工程＞
【００４７】
この拘束・圧接工程では、図３のＢに示すように、拘束治具６−１、６−２の拘束状態で、圧接金型１８を矢印方向ａに降下させ、電極箔４上から拘束状態にある引出し端子２の偏平部２−１を押圧する。
【００４８】
このようにすれば、偏平部２−１の湾曲凹部２６に圧接金型１８の先端圧接部２０および側面圧接部２２からの応力を集中させることができる。偏平部２−１の側面方向（Ｗ方向）の伸びを防止でき、この伸びに追従した電極箔４の伸びの防止とともに、電極箔４の跳ね上がりなどの極端な変形を防止できる。電極箔４の伸びによる薄化を防止でき、脆弱化を抑制できる。したがって、電極箔４と引出し端子２の偏平部２−１との接続強度をより高めることができる。
【００４９】
なお、第１および第２の実施の形態では、引出し端子２に電極箔４を重ねた後、電極箔４側から冷間圧接金型を押しつけて接続している。このように、引出し端子２に加工をせず、接続させてもよいが、引出し端子２に予め凹部を形成した後、前記凹部を覆って引出し端子２に電極箔４を重ねた後、電極箔４側から冷間圧接金型を押し付けて接続してもよい。このようにすることで、凹部に電極箔４が入り込んだ後、凹部の側面および底面に対して均等に押圧するため、電極箔４が局所的に押圧されて薄くなることはなく、脆弱部の発生をより防止することができる。
【００５０】
第１の実施の形態や第２の実施の形態では、偏平部２−１の側面方向への金属流動が抑制されている。このため、引出し端子２の接続部の側面方向には、金属流動がなく、その痕跡は生じない。つまり、引出し端子２の接続部の側面方向には、金属流動による伸びを表す所謂スジの発生はない。これに対し、偏平部２−１のリード部２−２の方向には側壁部１０がなく、金属流動を抑制することができないので、引出し端子２の伸びが少なからず生じる。このため、接続部のリード部２−２側の偏平部２−１表面には金属流動の痕跡を表すスジが生じる。換言すれば、スジの生成が金属流動の有無を表している。
【００５１】
〔第３の実施の形態〕
【００５２】
図４は、第３の実施の形態に係る電極箔と引出し端子との接続工程を示している。図４において、図１と同一部分には同一符号を付してある。
【００５３】
この実施の形態はステッチ加工法を用いて引出し端子２を電極箔４に接続している。この接続では引出し端子２および電極箔４の配置工程（図４のＡ）、ステッチ加工工程（図４のＢ）および拘束加工工程（図４のＣ）が含まれる。
【００５４】
＜配置工程＞
【００５５】
この配置工程では、図４のＡに示すように、電極箔４の接続部位に引出し端子２の偏平部２−１を配置し、ステッチ加工前の位置決めを行う。
【００５６】
＜ステッチ加工工程＞
【００５７】
このステッチ加工工程では、図４のＢに示すように、電極箔４の接続部位に重ねられた引出し端子２の偏平部２−１の上からステッチ針３２を貫通させる。このステッチ針３２は、頂角を鋭角とした四角錐状の尖端を有し、稜線部３４は切削刃を成している。
【００５８】
このようなステッチ針３２を引出し端子２に貫通させると、偏平部２−１にはばりによる切り起こし部３６が形成される。この切り起こし部３６はステッチ針３２の先端形状によって生成される金属片であり、この実施の形態では、四角錐の針先端により４つの切り起こし部３６が形成される。
【００５９】
電極箔４に比較し、引出し端子２の偏平部２−１が厚いので、切り起こし部３６は電極箔４の厚さを超えた長さとなり鋭角状である。このため、ステッチ針３２の侵入に追従して生じた切り起こし部３６は電極箔４をステッチ針３２にガイドされて貫通し、電極箔４の背面側に達する。この状態でステッチ針３２を引き抜くと、切り起こし部３６が電極箔４を貫通した状態に維持される。偏平部２−１には貫通孔３８が形成される。
【００６０】
＜拘束加工工程＞
【００６１】
この拘束工程では、図４のＣに示すように、引出し端子２の偏平部２−１には既述の拘束治具６を設置し、偏平部２−１を拘束治具６に拘束させる。
【００６２】
この拘束治具６で偏平部２−１を拘束した状態で、切り起こし部３６を平型４０に押し当て、電極箔４の表面に密着状態に成形する。
【００６３】
このように拘束治具６で偏平部２−１を拘束するので、拘束治具６および平型４０により引出し端子２の変形を防止して切り起こし部３６の成形を行うことができる。偏平部２−１の変形や金属流動が生じないので、切り起こし部３６の成形に応力を集中させることができる。つまり、引出し端子２の伸びを防止できるので、この伸びに伴う電極箔４の伸びや薄化を防止でき、引出し端子２と電極箔４の接続強度を高めることができる。
【００６４】
〔第４の実施の形態〕
【００６５】
図５は、第４の実施の形態に係る電極箔と引出し端子との接続工程を示している。図５において、図４と同一部分には同一符号を付してある。
【００６６】
この実施の形態はステッチ加工法を用いて引出し端子２を電極箔４に接続し、切り起こし部３６の成形に第１および第２の拘束治具６−１、６−２を用いている。
【００６７】
第３の実施の形態では平型４０を用いているが、この平型４０に代え、成形型４２と拘束治具６−２とを用いている。成形型４２は、既述の切り起こし部３６の成形のみを担当する。拘束治具６−１拘束されている引出し端子２から切り起こし部３６を貫通させた電極箔４の上に拘束治具６−２を設置する。拘束治具６−２は、切り起こし部３６の成形幅より大きい間隔４４ないし開口を備えている。この間隔４４内に成形型４２が設置され、この成形型４２により切り起こし部３６を偏平に成形する。
【００６８】
このように拘束治具６−１とともに、成形型４２および拘束治具６−２を使用すれば、引出し端子２の変形を防止でき、電極箔４の跳ね上がりや伸びを防止できる。電極箔４の薄化や脆弱化を防止でき、引出し端子２との接続強度を高めることができる。
【００６９】
なお、第３および第４の実施の形態では、電極箔４に重ねた引出し端子２側からステッチ針３２を貫通させ、引出し端子２に生じた切り起こし部３６を電極箔４に貫通させている。このように切り起こし部３６で電極箔４に貫通させてもよいが、電極箔４に予め孔を形成してもよい。電極箔４に引出し端子２を重ね合わせ、引出し端子２側からステッチ針３２を電極箔４の孔に突き通し、引出し端子２に生じた切り起こし部３６を電極箔４の孔に貫通させてもよい。このように予め形成した孔の内周面に切り起こし部３６を接触させれば、誘電体皮膜が形成されていない電極箔４の地金と切り起こし部３６を直接接触させて電極箔４に接合させることが可能である。つまり、誘電体皮膜が持つ絶縁性による電気的な接続への影響を回避し、陽極側の電極箔４と引出し端子２との電気的な接続性を高めることができる。
【００７０】
〔他の実施の形態〕
【００７１】
(1) 上記実施の形態では、冷間圧接法やステッチ加工による引出し端子と電極箔との接続を例示したが、これに限定されない。引出し端子と電極箔との接続には、超音波溶接を用いてもよい。この超音波溶接では、超音波振動を引出し端子に加える際に既述の拘束治具６または拘束治具６−１、６−２を用いることにより、引出し端子２の伸びを防止でき、既述した実施の形態と同様の効果が得られる。
【００７２】
(2) 上記実施の形態では、コンデンサの製造工程のうち、電極箔と引出し端子との接続を示している。コンデンサの製造にあっては、引出し端子を接続した電極箔を用いたコンデンサ素子の形成や、電解液の含浸工程、外装ケースへの封入工程、外装ケースの封口工程が含まれることは言うまでもない。
【００７３】
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、又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】
【００７４】
本発明は引出し端子と電極箔との接続に冷間圧接、ステッチ加工または超音波溶接を行う際の引出し端子の伸びなどの変形を防止できる。この伸びに追従する電極箔の伸びや薄化を防止し、電極箔の脆弱化を回避することができる。電極箔と引出し端子との接続強度を高めることができる。これにより、コンデンサの信頼性の向上などに寄与し、極めて有益である。
【符号の説明】
【００７５】
２  引出し端子
２−１  偏平部
２−２  リード部
４  電極箔
６  拘束治具
６−１  第１の拘束治具
６−２  第２の拘束治具
８  平坦部
１０  側壁部
１２  キャビティ
１４  基材部
１６  エッチング層
１８  圧接金型
２０  先端圧接部
２２  側面圧接部
２４  基体部
２６  湾曲凹部
２８  接合部
３０  窓部
３２  ステッチ針
３４  稜線部
３６  切り起こし部
３８  貫通孔
４０  平型
４２  成形型
４４  間隔部
【図１】
0005982983.tif 000002
【図２】
0005982983.tif 000003
【図３】
0005982983.tif 000004
【図４】
0005982983.tif 000005
【図５】
0005982983.tif 000006