(57)【要約】【課題】電極箔とリードタブとを加締接続する構成において、電極箔に箔割れや歪みが不規則に生じることを抑制し得るとともに、パンチ屑が発生することを抑制し得る電解コンデンサおよびその製造方法を提供する。【解決手段】電極箔３に切れ目３１を形成する工程と、電極箔３に対してリードタブ５を重ね、リードタブ側から加締針２１を切れ目３１に突き刺して貫通させ、リードタブ５のバリ７ａを生じさせた後、当該バリ７ａをプレスにより押し潰すことによって、電極箔３とリードタブ５とを加締接続する工程とを備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極箔とリードタブとを加締接続するとともに前記電極箔を巻回してなる電解コンデンサの製造方法であって、
前記電極箔に切れ目を形成する工程と、
前記電極箔に対して前記リードタブを重ね、前記リードタブ側から加締針を前記切れ目に突き刺して貫通させ、前記リードタブのバリを生じさせた後、当該バリをプレスにより押し潰すことによって、前記電極箔と前記リードタブとを加締接続する工程と
を備えることを特徴とする電解コンデンサの製造方法。
【請求項２】
リードタブを加締接続した電極箔を備えた電解コンデンサであって、
前記電極箔は切れ目を有し、
前記リードタブは前記切れ目を貫通するバリを有し、
前記電極箔と前記リードタブとは前記バリが押し潰された状態で加締接続されていることを特徴とする電解コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解コンデンサおよびその製造方法に関し、電極箔とリードタブとを加締めにより接続した電解コンデンサおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電極箔（陽極箔および陰極箔）を電解紙（セパレータ）を挟んで巻回してなる巻回型の電解コンデンサの製造工程では、電極箔とリードタブとを物理的および電気的に接続する際、加締接続法と呼ばれる方法が用いられている。
【０００３】
この加締接続法としては、例えば、特許文献１、２に記載されているように、電極箔にリードタブを重ねて、これらを支持台と押さえ板とによって挟持した状態で、加締針をリードタブ側から重ね合わせた電極箔とリードタブに突き刺して、加締針が突き抜けた側にリードタブのバリを生じさせた後、加締針を引き抜き、バリをプレスによって押し潰すという方法が知られている。
【０００４】
具体的には、図８に示すように、電極箔１０３にリードタブ１０５を重ね（図８（ａ）、（ｂ））、これらを図示しない支持台と押さえ板とによって挟持した状態でリードタブ側から加締針１２１を突き刺して（図８（ｃ））、加締針１２１が突き抜けた側にリードタブ１０５のバリ１０７ａを生じさせたのち、加締針１２１を引き抜き（図８（ｄ））、バリ１０７ａをプレスによって押し潰す（図８（ｅ）、（ｆ））というものである。
【０００５】
また、従来の他の加締接続法として、図９に示すように、電極箔１０３に予めパンチ穴１１３をあけた後（図９（ａ））、電極箔１０３にリードタブ１０５を重ね（図９（ｂ））、パンチ穴１１３の位置に合わせて加締針１２１をリードタブ側から重ね合わせた電極箔１０３とリードタブ１０５に突き刺して（図９（ｃ）、リードタブ１０５のバリ１０７ａを生じさせた後（図９（ｄ））、このバリ１０７ａをプレスにより押し潰すことによって（図９（ｅ））、電極箔１０３とリードタブ１０５とを加締接続するものも知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１４７３３６号公報
【特許文献２】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】
【０００７】
ところで、電極箔１０３とリードタブ１０５とを加締接続する際、電極箔１０３の種類や加締条件によっては、電極箔１０３に割れが生じる問題があった。
【０００８】
具体的には、加締針１２１がリードタブ１０５および電極箔１０３を貫く際に電極箔１０３に割れが生じ、その後の工程におけるストレスによって箔切れに至り、電気特性異常が生じる問題があった。
【０００９】
また、従来の加締接続法では、加締針が電極箔１０３を突き破っていることにより、図８（ｆ）に示すように、加締部分の周囲Ｘ１に電極箔１０３の裂け目や歪が不規則に拡がり、その結果、電極箔１０３が電解紙（セパレータ）を突き破りショート等の特性異常が発生する問題があった。
【００１０】
また、図９に示したパンチ穴１１３を設ける方法においては、電極箔１０３にパンチ穴１１３を形成する際に発生するパンチ屑１１４（図９（ａ））が電極箔１０３に貼り付いたり、当該屑を排出するための排出口が詰まったりするといった問題があった。
【００１１】
本発明は、電極箔とリードタブとを加締接続する構成において、電極箔に箔割れや歪みが生じることを抑制し得るとともに、パンチ屑が発生することを抑制し得る電解コンデンサ及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の電解コンデンサの製造方法は、電極箔とリードタブとを加締接続するとともに前記電極箔を巻回してなる電解コンデンサの製造方法であって、前記電極箔に切れ目を形成する工程と、前記電極箔に対して前記リードタブを重ね、前記リードタブ側から加締針を前記切れ目に突き刺して貫通させ、前記リードタブのバリを生じさせた後、当該バリをプレスにより押し潰すことによって、前記電極箔と前記リードタブとを加締接続する工程とを備えることを特徴とする。
【００１３】
この方法によれば、予め切れ目が形成された電極箔とリードタブとを加締接続することにより、特性異常の発生を抑制した電解コンデンサを製造することができる。
【００１４】
また、本発明の電解コンデンサは、リードタブを加締接続した電極箔を備えた電解コンデンサであって、前記電極箔は切れ目を有し、前記リードタブは前記切れ目を貫通するバリを有し、前記電極箔と前記リードタブとは当該バリが押し潰された状態で加締接続されていることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、製造された電解コンデンサに特性異常が発生することを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の電解コンデンサおよびその製造方法によると、電極箔とリードタブとを加締接続する構成において、電極箔に箔割れが生じることを抑制し得るとともに、パンチ屑が発生することを抑制し得る電解コンデンサ及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る電解コンデンサの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るコンデンサ素子を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る加締部を示す断面図及び平面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る電解コンデンサの製造工程を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態に係る電解コンデンサの電極箔およびリードタブの加締接続法の説明に供する断面図および平面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る電極箔に形成された切れ目を示す略線図および断面図である。
【図７】他の実施形態に係る切れ目を示す略線図である。
【図８】従来の加締接続法の説明に供する断面図である。
【図９】従来の加締接続法の説明に供する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面に基づき詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態における巻回型の電解コンデンサ１は、主として、コンデンサ素子２と、外装ケース１２と、封口体１１とから構成される。
【００１９】
図２に示すように、コンデンサ素子２は、エッチング処理および酸化皮膜形成処理が施された陽極箔３ａと陰極箔３ｂとがセパレータ（電解紙）４を介して巻回され、素子止めテープ９（図１）で固定される。
【００２０】
このコンデンサ素子２は、駆動用電解液および／または固体電解質が含浸された後、有底筒状の外装ケース１２（図１）に収納される。
【００２１】
外装ケース１２の開口部には樹脂やゴム等で形成された封口体１１が装着され、該開口部は絞り加工により密閉された構造を有する。
【００２２】
コンデンサ素子２から引き出されるリードタブ５にはリード線６が溶接され、封口体１１を介して外部に引き出されている。外装ケース１２は、スリーブ１３によって被覆される。
【００２３】
コンデンサ素子２において、陽極箔３aは、アルミニウム、タンタル、ニオブなどの弁作用金属で構成されている。陽極箔３ａの表面は、エッチング処理により粗面化されるとともに、陽極酸化（化成）による陽極酸化皮膜が形成されている。
【００２４】
また、陰極箔３ｂも、陽極箔３ａと同様にアルミニウムなどで形成され、その表面は粗面化されるとともに自然酸化皮膜が形成されている。
【００２５】
陽極箔３ａの厚さは、例えば６０〜１２０μｍであり、陰極箔３ｂの厚さは、例えば２０〜５０μｍである。
【００２６】
また、セパレータ４には、有機溶媒を主体とする溶媒と、有機酸塩、無機酸塩からなる溶質と、リン化合物等の添加物を含む電解液が含浸されている。これにより、陽極箔３ａと陰極箔３ｂとの間に液体の電解質層が形成される。さらに、他の電解質として、固体の導電性高分子を陽極箔３ａと陰極箔３ｂとの間に形成したものも用いることができる。
なお、セパレータ４には、電気絶縁性を有する絶縁紙が用いられる。
【００２７】
陽極箔３ａおよび陰極箔３ｂには、それぞれリードタブ５が加締めによって接続されている。
【００２８】
図３（ａ）および（ｂ）に示すように、リードタブ５は、コンデンサ素子２の端面から突出する丸棒部５ａと、この丸棒部５ａの一端に連結されており、電極箔３（陽極箔３ａ、陰極箔３ｂ）が接続される偏平部５ｂとから構成されている。
【００２９】
リードタブ５は、アルミニウムからなる丸棒状の部材の一端部を、所定長さだけプレスして偏平部５ｂを形成し、残りの部分を丸棒部５ａとすることによって形成されている。
【００３０】
また、丸棒部５ａの先端（偏平部５ｂと反対側の端部）には、リード線６が溶接されている。
【００３１】
偏平部５ｂの長さは、電極箔３の幅とほぼ同じであって、例えば１〜３０ｍｍである。偏平部５ｂの幅は、例えば１〜３ｍｍであり、偏平部５ｂの厚さは、例えば０．１〜２．０ｍｍである。
【００３２】
偏平部５ｂは、電極箔３の表面上に、電極箔３の略全幅にわたって配置され、例えば３つの加締部７により電極箔３に接続される。
【００３３】
加締部７は、電極箔３とリードタブ５とを重ねた状態でリードタブ５側から３本の加締針２１（図５（ｃ））を突き刺すことにより生じたバリ７ａを、プレスにより押し潰すことによって形成されるものである。加締針２１が電極箔３とリードタブ５とを貫通したことにより形成された孔を、貫通孔７ｂと称する。貫通孔７ｂは、リードタブ５（偏平部５ｂ）の厚み方向に伸びた中空部と、電極箔３を貫通するリードタブ５のバリ（加締針２１により電極箔３に形成された孔の内壁を覆うように孔内部に突出した偏平部５からの突出部分）とで構成される。
【００３４】
３つの加締部７は、電極箔３の幅方向（図３において矢印Ａ方向）に関して略等間隔に並んでいる。
次に、電解コンデンサ１の製造工程について図４に示すフローチャートを用いて説明する。
【００３５】
（加締・巻取工程）
リードタブ５と電極箔（陽極箔３ａ、陰極箔３ｂ）とを加締接続するとともに、この電極箔３をセパレータ４を介して巻取ることにより、コンデンサ素子２（図２）を作製する。（ステップＳ１０１）。
【００３６】
この加締・巻取工程では、図５（ａ）に示すように、電極箔３（陽極箔３ａ、陰極箔３ｂ）の加締位置に対して、予め十字形状の切れ目３１を形成する。この切れ目３１は、後述する加締針２１による加締工程において、加締針２１を突き刺す位置（加締位置）に形成するものであり、本実施形態の場合、３つの加締部７によってリードタブ５と電極箔３を加締接続するため、電極箔３には、図６（ａ）に示すように加締位置に相当する３箇所に切れ目３１を形成する。この切れ目３１は、図６（ａ）のＢ−Ｂ線を断面にとって示す図６（ｂ）に示すように、電極箔３を貫通するものである。
【００３７】
この切れ目３１を形成する工程では、切れ目３１の形状に合ったカッターを用いる。具体的には、本実施形態の場合、十字形状の切れ目３１を形成するようになされていることにより、十字形状のカッター３３を用いる。図５（ａ）に示すように、このカッター３３を電極箔３に押しつけることにより、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、当該電極箔３に十字形状の切れ目３１を形成することができる。
この切れ目３１は、図５（ａ）に示すように、電極箔３厚み方向に貫通した構成を有する。
【００３８】
このようにして切れ目３１が形成された電極箔３の上にリードタブ５の偏平部５ｂを配置する（図５（ｂ））。そして、リードタブ５の上方から、電極箔３の幅方向に並んだ３本の加締針２１を、偏平部５ｂと電極箔３に突き刺して（図５（ｃ）、貫通孔７ｂを形成するとともに電極箔３側に偏平部５ｂと電極箔３の花弁状のバリ７ａを生じさせる（図５（ｄ））。
なお、本実施形態の場合、加締針２１の先端は四角錐である。
【００３９】
その後、加締針２１を引き抜き、リードタブ５の偏平部５ｂと電極箔３とを上下からプレスすることにより、図５（ｅ）および（ｆ）に示すように、偏平部５ｂと電極箔３のバリ７ａを押し潰して、加締部７を形成し、電極箔３とリードタブ５とを加締接続する。このとき、押し潰された偏平部５ｂのバリによって電極箔３が巻き込まれることにより、電極箔３とリードタブ５とが接続される。
【００４０】
加締・巻取工程（ステップＳ１０１）では、次に、陽極箔３ａと陰極箔３ｂとをセパレータ４を介して巻回して、リード線６が引き出された円柱状のコンデンサ素子２を作製する。
【００４１】
（含浸工程）
減圧や加圧等によりコンデンサ素子２に駆動用電解液を含浸させる（ステップＳ１０２）。この時の含浸時間は、コンデンサ素子２のサイズや駆動用電解液の種類によって異なるが、一般的に素子サイズが大きくなるほど含浸時間も長くなる。その後、過剰な駆動用電解液を遠心分離機にてある一定量取り除く。
【００４２】
（組立工程）
駆動用電解液を含浸済みのコンデンサ素子２を、外装ケース１２（図１）に収納し、リード線６が外部に引き出された状態で、外装ケース１２の開口部を封口体１１で封止して気密を保持し、その後、スリーブ１３によって被覆することにより、電解コンデンサ１の組立てを完了する（ステップＳ１０３）。
【００４３】
（エージング工程）
高温下で電解コンデンサ１に直流電圧を印加し、箔の切断や巻取りによって損傷した酸化皮膜の修復を行い（ステップＳ１０４）、電解コンデンサ１の製造工程を完了する。
【００４４】
以上説明した電解コンデンサ１の製造工程では、リードタブ５と電極箔３（陽極箔３ａ、陰極箔３ｂ）とを加締接続する工程において、電極箔３に対して、加締針２１を突き刺す位置に予め切れ目３１が形成される。
【００４５】
加締工程では、この切れ目３１に対して加締針２１がリードタブ５を介して突き刺され貫通される（図５（ｃ））。このとき、切れ目３１に突き刺して貫通された加締針２１の径が、切れ目３１の大きさよりも大きい場合、電極箔３には、切れ目３１から加締針２１の径に応じた分だけ裂け目が拡がる（図５（ｄ））。
【００４６】
このように、予め形成されている切れ目３１から裂け目が拡がるようにすることができるため、加締針２１が電極箔３を突き破ることがなくなり、この結果、電極箔３にストレスが加わることが抑制される。
【００４７】
また、予め電極箔３に切れ目３１が形成されていることにより、加締針２１の貫通に伴って電極箔３に裂け目が拡がる場合においても、その裂け目は、予め形成されている裂け目３１を元に拡がることとなる。本実施形態の場合、予め十字形状の裂け目３１が形成されていることにより、当該十字の方向に裂け目が拡がり易くなる。このように、予め形成されている裂け目３１の形状に応じて、そこから拡がる裂け目が規則的に拡がり易くすることができ、この分、図８（ｆ）について上述したような、裂け目や歪が不規則に拡がることを抑制することができる。
【００４８】
因みに、切れ目３１に突き刺して貫通された加締針２１の径が切れ目３１の寸法と同等又はそれよりも小さい場合は、予め形成されている切れ目３１から裂け目が拡がることはない。従って、この場合においても、加締針２１の貫通に伴って電極箔３にストレスが加わることを抑制することができる。
【００４９】
また、切れ目３１を形成する工程では、従来のパンチ穴１１３（図９）を形成する場合に比べて、電極箔３の一部を打ち抜いて除去する必要がないため、除去された屑（従来のパンチ屑１１４（図９（ａ））が発生することがなくなる。
【００５０】
従って、加締部７から不要な箔割れや歪み３ｃ（図５（ｄ）、（ｆ））が不規則に拡がることを抑制することができるとともに、パンチ屑１１４の電極箔３への付着や製造設備における排出口の詰まりの問題が生じることを防止することができる。
【００５１】
この結果、製造される電解コンデンサ１においてショート等の特性異常の発生を抑制することができるとともに、パンチ屑１１４により製造設備に不具合が生じることを防止することができる。
【００５２】
また、本実施形態の製造工程は、従来のパンチ穴１１３を形成する製造工程と比べて、パンチ穴１１３を形成する代わりに切れ目３１を形成する工程を導入すればよく、製造工程を大幅に変更することなく当該電解コンデンサを製造することができる。
【００５３】
なお、上述の実施形態においては、陽極箔３ａおよび陰極箔３ｂに十字形状の切れ目３１を形成する場合について述べたが、切れ目３１の形状はこれに限られるものではなく、例えば、図７に示すように、Ｙ字形状（図７（ａ））、Ｘ字形状（図７（ｂ））等、要は陽極箔３ａ、陰極箔３ｂを貫通する切れ目であれば、種々の形状を適用することができる。
【００５４】
また、上述の実施形態においては、カッターを用いて切れ目３１を形成する場合について述べたが、切れ目３１を形成する方法はこれに限られるものではなく、例えば、レーザを陽極箔３ａ、陰極箔３ｂに照射して切れ目３１を形成する等、他の方法も用いることができる。
【００５５】
また、上述の実施形態においては、陽極箔３ａ（陰極箔３ｂ）とリードタブ５とを３カ所の加締部７によって加締接続する場合について述べたが、加締部の数はこれに限られるものではなく、種々の数を適用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１  電解コンデンサ
２  コンデンサ素子
３、１０３  電極箔
３ａ  陽極箔
３ｂ  陰極箔
４  セパレータ
５、１０５  リードタブ
５ｂ  偏平部
７  加締部
７ａ  バリ
７ｂ  貫通孔
１１  封口体
１２  外装ケース
１３  スリーブ
２１、１２１  加締針
３１  切れ目
３３  カッター
【図１】
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【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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