(57)【要約】  改良された接続部を有する電解コンデンサ(100)は、缶(10)によって収容されるコンデンサ素子(20)を備える。カバー要素(30)は、缶(10)の開口を閉鎖する。接続要素(40)は、電気信号を印加するための外部端子(41)と、コンデンサ素子(20)と外部端子(41)とに電気的に結合されたリードタブ(42)とを備える。接続要素(40)は、外部端子(41)及びリードタブ(42)をカバー要素(30)に固定するリベット(43)を受ける開口部(444,454)をそれぞれ有する上部ワッシャ(44)及び下部ワッシャ(45)を含む。上部ワッシャ(44)は、リベット(43)のヘッド(431)を受け入れるための空洞(445)、突起(446)、リベット(43)、リードタブ(42)、及び上部ワッシャ(44)の間の隙間を減少させて電解質/水の浸入を防止するためのテーパ付き側面のいずれかを備えるように構成される。【選択図】図２A
2021518055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口を有する缶(10)と、
前記缶(10)に収容されるコンデンサ素子(20)と、
前記缶(10)の内側に向けられた内面(I30)と前記缶(10)の外側に向けられた反対側の外面(Ｏ30)とを有し、前記缶(10)の前記開口を閉じるように配置されるカバー要素(30)と、
前記コンデンサ素子(20)に電気信号を外部から印加する接続要素(40)と、を備え、
前記接続要素(40)は、電気信号を外部から印加する外部端子(41)、及び前記コンデンサ素子(20)と前記外部端子(41)とに電気的に結合されたリードタブ(42)を有し、前記接続要素(40)は、第1ヘッド及び第2ヘッド(431,432)を有するリベット(43)を含み、前記リベット(43)は、カバー要素(30)を貫通することで前記リベットの前記第１ヘッド(431)が前記カバー要素(30)の前記内面(I30)で前記カバー要素(30)から突出し、前記リベット(43)の前記第２ヘッド(432)は、前記カバー要素(30)の前記外面(Ｏ30)で前記カバー要素(30)から突出し、前記リベット(43)は、前記リベットの前記第１ヘッド(431)が前記リードタブ(42)を前記カバー要素(30)の前記内面(I30)で前記カバー要素(30)に固定し、前記リベット(43)の前記第２ヘッド(432)が前記外部端子(41)を前記カバー要素(30)の前記外面(Ｏ30)で前記カバー要素(30)に固定するように構成され、
前記接続要素(40)は、前記リベット(43)を受け入れるための開口部(444、454)をそれぞれ有する上部ワッシャ(44)及び下部ワッシャ(45)を備え、
前記上部ワッシャ(44)が前記リードタブ(42)と前記リベット(43)の前記第1ヘッド(431)との間に配置され、前記下部ワッシャ(45)が前記リードタブ(42)と前記カバー要素(30)の前記内面(I30)との間に配置され、
前記上部ワッシャ(44)は、前記缶(10)の前記内側に向けられた第1表面(441)、前記第１表面(441)に対向して位置すると共に前記カバー要素(30)の前記内面(I30)に向けられた第2表面(442)、及び前記上部ワッシャ(44)の前記第１表面(441)と第2表面(442)との間の横方向に位置する第３表面(443)を有するように形成され、
前記上部ワッシャ(44)は、前記上部ワッシャ(44)の前記第１表面(441)が前記リベット(43)の前記第１ヘッド(431)を受け入れるための空洞(445)を含むか、前記上部ワッシャ(44)の前記第２表面(442)が突起(446)を含むか、又は前記上部ワッシャ(44)の前記第３表面(443)が前記上部ワッシャ(44)の前記第２表面(442)が前記上部ワッシャ(44)の前記第１表面(441)よりも大きな領域を有するようにテーパで形成されるか、のいずれかとなるように構成されている、改良された接続部を有する電解コンデンサ。
【請求項２】
前記上部ワッシャ(44)の前記開口部(444)は、前記上部ワッシャの前記第2表面(442)から前記上部ワッシャ(44)の前記空洞(445)内に延在する、請求項１に記載の電解コンデンサ。
【請求項３】
前記上部ワッシャ(44)の前記空洞(445)の幅は、前記上部ワッシャ(44)の前記開口部(444)の幅よりも大きい、請求項１に記載の電解コンデンサ。
【請求項４】
前記上部ワッシャ(44)の前記空洞(445)の深さ(L1)は、前記上部ワッシャ(44)の前記第1表面(441)と前記空洞(445)の底面(B445)との間に延在し、
前記上部ワッシャ(44)の前記開口部(444)の深さ(L2)は、前記上部ワッシャ(44)の前記第2表面(442)と前記空洞(445)の前記底面(B445)との間に延在し、
前記上部ワッシャ(44)の前記空洞(445)の深さ(L1)と前記上部ワッシャ(44)の前記開口部(444)の深さ(L2)との間の商が0.2〜0.8mmである、請求項１に記載の電解コンデンサ。
【請求項５】
前記上部ワッシャ(44)の前記空洞(445)は、前記上部ワッシャ(44)の前記第1表面(441)と、前記上部ワッシャ(44)の前記開口部(444)が端部となる前記空洞(445)の底面(B445)との間に延在し、
前記リードタブ(42)は、前記上部ワッシャ(44)の前記第2表面(442)、前記上部ワッシャ(44)の前記開口部(444)の側壁(S444)、及び前記上部ワッシャ(44)の前記空洞(445)の前記底面(B445)に沿って延在する、請求項１に記載の電解コンデンサ。
【請求項６】
前記下部ワッシャ(45)は、前記上部ワッシャ(44)の前記突起(446)に対して相補的に形成された空洞(455)を備える、請求項１に記載の電解コンデンサ。
【請求項７】
前記上部ワッシャ(44)及び前記下部ワッシャ(45)は、前記上部ワッシャ(44)の前記突起(446)によって前記リードタブ(42)が前記下部ワッシャ(45)の前記空洞(455)内に押圧されるように構成される、請求項６に記載の電解コンデンサ。
【請求項８】
前記上部ワッシャ(44)の前記第2表面(442)は、第1領域(A1)及び第2領域(A2)を有し、第2領域(A2)は、前記上部ワッシャ(44)の前記第2表面(442)の第1領域(A1)から突出することによって前記突起(446)を形成し、
前記上部ワッシャ(44)の前記開口部(444)は、前記上部ワッシャ(44)の前記第１表面(441)から前記上部ワッシャ(44)の前記第2表面(442)の前記第２領域(A2)へ延在し、
前記上部ワッシャ(44)は、前記上部ワッシャ(44)の前記第1表面(441)と前記上部ワッシャ(44)の前記第２表面(442)の前記第１領域(A1)との間に第１高さ(t)を有し、
前記上部ワッシャ(44)は、前記上部ワッシャ(44)との前記第1表面(441)と前記上部ワッシャ(44)の前記第２表面(442)の前記第２領域(A2)との間に第2高さ(T)を有し、
前記上部ワッシャ(44)の前記第1高さ(t)と前記第2高さ(T)との商は、0.2と0.8との間である、請求項１に記載の電解コンデンサ。
【請求項９】
前記下部ワッシャ(45)は、前記上部ワッシャ(44)に向けられた第1表面(451)と、前記カバー要素(30)に向けられた対向する第2表面(452)とを有し、
前記下部ワッシャ(45)の前記開口部(454)は、前記下部ワッシャ(45)の前記第2表面(452)から前記空洞(455)の底面(B455)へ延在し、
前記下部ワッシャ(45)の前記空洞(455)は、前記下部ワッシャ(45)の前記第１表面(451)から前記空洞(455)の前記底面(B455)へ延在し、
前記下部ワッシャ(45)は、前記空洞(455)の前記底面(B455)と前記下部ワッシャ(45)前記第2表面(452)との間に第１高さ(t´)を有し、
前記下部ワッシャ(45)は、前記下部ワッシャ(45)の前記第１表面(451)と前記下部ワッシャ(45)の前記第2表面(452)との間に第２高さ(T´)を有し、
前記下部ワッシャ(45)の前記第1高さ(t´)と前記第2高さ(T´)との商は、0.2と0.8との間である、請求項１に記載の電解コンデンサ。
【請求項１０】
前記上部ワッシャ(44)の前記開口部(444)は、前記上部ワッシャ(44)の前記第１表面(441)から前記上部ワッシャ(44)の前記第2表面(442)へ延在する、請求項１に記載の電解コンデンサ。
【請求項１１】
前記リードタブ(42)は、前記上部ワッシャ(44)の前記第2表面(442)、前記上部ワッシャ(44)の前記開口部(444)の側壁(S444)、及び前記上部ワッシャ(44)の前記第1表面(441)に沿って延在する、請求項１０に記載の電解コンデンサ。
【請求項１２】
前記上部ワッシャ(44)の前記第2表面(442)と前記上部ワッシャ(44)のテーパ付きの前記第3表面(443)との間の角度が20°から80°の間である、請求項１に記載の電解コンデンサ。
【請求項１３】
前記第2表面(442)に沿った前記上部ワッシャ(44)の直径(D)は、3mm〜10mmであり、
前記上部ワッシャ(44)の前記開口部(444)の直径(d)は、2mm〜8mmであり、
前記上部ワッシャ(44)の前記第1表面(441)と前記第2表面(442)との間の前記上部ワッシャ(44)の厚さが0.3mm〜5mmである、請求項１に記載の電解コンデンサ。
【請求項１４】
開口を有する缶(10)を設けるステップと、
コンデンサ素子(20)を設けるステップと、
前記缶(10)を閉じたときに前記缶(10)の内側に向けられた内面(I30)と前記缶(10)の外側に向けられた反対側の外面(Ｏ30)とを有する、前記缶(10)の前記開口を閉鎖するためのカバー要素(30)を設けるステップと、
前記コンデンサ素子(20)に電気信号を外部から印加するための接続要素(40)を設けるステップと、
前記コンデンサ素子(20)を前記缶(10)の前記開口に挿入するステップと、
前記カバー要素(30)で前記缶(10)の前記開口を閉じるステップと、
を含み、
前記接続要素(40)は、電気信号を印加するための外部端子(41)、前記コンデンサ素子(20)に電気信号を印加するためのリードタブ(42)、及び第1ヘッド及び第2ヘッド(431,432)を有するリベット(43)を備え、
前記リベット(43)は、前記リベット(43)の前記第１ヘッド(431)がカバー要素(30)の前記内面(I30)で前記カバー要素(30)から突出すると共に、前記リベット(43)の前記第２ヘッド(432)が前記カバー要素(30)の前記外面(Ｏ30)で前記カバー要素(30)から突出するように前記カバー要素(30)を貫通し、
前記リベット(43)は、前記リベット(43)の前記第１ヘッド(431)が前記リードタブ(42)を前記カバー要素(30)の前記内面(I30)で前記カバー要素(30)に固定し、前記リベット(43)の前記第２ヘッド(432)が前記外部端子(41)を前記カバー要素(30)の前記外面(Ｏ30)で前記カバー要素(30)に固定するように構成され、
前記接続要素(40)は、前記リベット(43)を受けるための開口部(444、454)をそれぞれ有する上部ワッシャ(44)及び下部ワッシャ(45)を含み、
前記上部ワッシャ(44)が前記リードタブ(42)と前記リベット(43)の前記第１ヘッド(431)との間に配置され、前記下部ワッシャ(45)が前記リードタブ(42)と前記カバー要素(30)の前記内面(I30)との間に配置され、
前記上部ワッシャ(44)は、前記缶(10)の前記内側に向けられた第１表面(441)、前記第１表面(441)の反対側に配置され前記カバー要素(30)の前記内面(I30)に向けられた第２表面(442)、及び前記上部ワッシャ(44)の前記第１表面(441)と前記第２表面(442)との間に横方向に配置された第３表面(443)を有するように形成され、
前記上部ワッシャ(44)は、前記上部ワッシャ(44)の前記第１表面(441)が前記リベット(43)の前記第１ヘッド(431)を受け入れるための空洞(445)を含むか、前記上部ワッシャ(44)の前記第２表面(442)が突起(446)を含むか、又は前記第３表面(443)が前記上部ワッシャ(44)の前記第２表面(442)が前記上部ワッシャ(44)の前記第１表面(441)よりも大きな領域を有するようにテーパで形成されるか、のいずれかとなるように構成されている、
電界コンデンサの製造方法。
【請求項１５】
リベット留めプロセスによって、前記外部端子(41)及び前記リードタブ(42)を前記カバー要素(30)に固定するためのプレス機(200)を設けるステップを含み、
前記プレス機(200)は、前記上部ワッシャ(44)を固定するための外側治具(210)と、前記リベット(43)を押し潰して前記リベット(43)の前記第１ヘッド(431)を形成するための内側治具(220)とを備え、
前記外側治具(210)は、前記リベット留めプロセス中に前記上部ワッシャ(44)の前記第３表面(443)に押圧されるテーパ面(211)及びローラ(212)のうちの１つを含む、請求項１４に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解コンデンサに外部から信号を印加するための接続部を改良した電解コンデンサに関する。更に本発明は、電解コンデンサに外部から信号を印加する接続部を改良した電解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、例えばアルミニウム電解コンデンサは、電解質溶液で含浸された巻線を含む。含浸巻線は、巻線を挿入するための開口を有する缶内に配置される。缶は、シール材料、例えばカバーディスクによって閉じられる。電解コンデンサに信号を印加するための外部端子はカバーディスクの外面に固定される。電解コンデンサの巻線を外部端子に電気的に接続するために、カバーディスクの内面にリードタブが固定される。
【０００３】
製造手順のほとんどで、フラッシュで主に使用されるスナップイン型とラグ端子型のアルミ電解コンデンサは、製造コストを節約するために、カバーディスクにリードタブを接続するための冷間溶接(リベット締め)に基づいて製造される。カバー要素の内面とリベットのヘッドとの間には、リードタブをカバーディスクに固定するためのワッシャが設けられる。特に、リベットのヘッドとリードタブとの間に上部ワッシャが配置される。上部ワッシャは、リベット締め工程で使用され、コンデンサの寿命時間においてリードタブを固定するため、及び良好な電気的接触を保つために存在する。カバーディスクの内面とリードタブとの間に配置された下部ワッシャは、リベットと外部端子とをカバーディスクに固定するために設けられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
コンデンサの使用中に、巻線から残留電解液が出てくると、それがリベット、上部ワッシャ、及びリードタブの隙間に入り込む可能性がある。その結果、電流により当該隙間においてリベット、上部ワッシャ、及びリードタブの表面に酸化膜/層が生成される。当該酸化膜/層は、接続部において接触不良を引き起こす。
【０００５】
当該接続部のコンポーネントの表面上での酸化層の成長を防止して当該接続部での接触不良を回避するための改良された接続部を有する電解コンデンサを提供することが望まれている。更に、当該接続部のコンポーネントの表面上での酸化層の成長を防止して当該接続部での接触不良を回避するための改良された接続部を有する電解コンデンサを製造する方法を提供することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
接触不良を避けるために接続部の部品の表面に酸化物層の成長を防止するように改良された接続部を有する電解コンデンサの一実施形態によれば、電解コンデンサは、開口を有する缶と、缶に収容されるコンデンサ素子と、缶の開口を閉鎖するように配置されるカバー要素とを備える。カバー要素は、缶の内側に向けられた内面と、缶の外側に向けられた反対側の外面とを有する。電解コンデンサは、コンデンサ素子に電気信号を外部から印加するための接続要素を更に備える。接続要素は、電気信号を印加するための外部端子、及びコンデンサ素子と外部端子とに電気的に結合されたリードタブを備える。接続要素は、第１ヘッド及び第２ヘッドを有するリベットを備える。リベットは、リベットの第１ヘッドがカバー要素の内面においてカバー要素から突出するようにカバー要素を貫通し、リベットの第２ヘッドは、カバー要素の外面においてカバー要素から突出する。リベットは、リベットの第１ヘッドがカバー要素の内面でリードタブをカバー要素に固定し、リベットの第２ヘッドがカバー要素の外面で外部端子をカバー要素に固定するように構成される。
【０００７】
接続要素は、リベットを受け入れるための開口部をそれぞれ有する上部ワッシャ及び下部ワッシャを備える。上部ワッシャは、リードタブとリベットの第１ヘッドとの間に配置され、下部ワッシャは、リードタブとカバー要素の内面との間に配置される。上部ワッシャは、缶の内側に向けられた第１表面、第１表面に対向して位置しカバー要素の内側表面に向けられた第２表面、及び上部ワッシャの第１表面と第２表面との間に横方向に位置する第３表面を有するように形成される。
【０００８】
上部ワッシャは、上部ワッシャの第１表面がリベットの第１ヘッドを受容する空洞を含むか、上部ワッシャの第２表面が突出部を含むか、又は第２表面が上部ワッシャの第１表面よりも大きな領域を有するように上部ワッシャの第３表面がテーパで形成されるか、のいずれかとなるように構成されている。
【０００９】
当該電解コンデンサの実施形態は、リベット、リードタブ、及び上部ワッシャの間の任意の隙間を減少させて、電解質/水の浸漬を防止し、リベット、リードタブ、及び上部ワッシャの表面上の酸化物層の成長を回避することを可能にする。従って、電解コンデンサは、隙間への電解質/水の浸漬、及び接続材料の酸化によって生じるリードタブとリベットとの間のあらゆる接触不良を解決することができる。
【００１０】
接触不良を回避するために、接続部の構成要素の表面に酸化物層の現像を防止するために、接続部を改良した電解コンデンサを製造する方法の一実施形態によれば、この方法は、以下のステップを含む:
- 開口部を有する缶を設けること、
-コンデンサ素子を設けること、
-缶の開口を閉鎖するためのカバー要素を設けること、
-缶を閉鎖する際に缶の内面と缶の外側に向く反対の外面とを有するカバー要素を設けること、
-電気信号をコンデンサ素子に印加するための外部端子と、電気信号をコンデンサ素子に印加するためのリードタブと、第1ヘッド及び第2ヘッドとを有するリベットとを備え、リベットの第１ヘッドがカバー要素の内面でカバー要素から突出すると共にリベットの第２ヘッドがカバー要素の外面でカバー要素から突出するようにリベットがカバー要素を貫通し、リベットは、リベットの第１ヘッドがリードタブをカバー要素の内面でカバー要素に固定し、リベットの第２ヘッドが外部端子をカバー要素の外面でカバー要素に固定するように構成され、接続要素は、リベットを受け入れるための開口部をそれぞれ有する下部ワッシャを備え、上部ワッシャがリードタブとリベットの第1ヘッドとの間に配置され、下部ワッシャがリードタブとカバー要素の内面との間に配置され、上部ワッシャは、缶の内側に向けられた第1表面、第1表面に対向して位置すると共にカバー要素の内面に向けられた第2表面、及び上部ワッシャの第１表面と第2表面との間の横方向に位置する第３表面を有するように形成され、上部ワッシャは、上部ワッシャの第１表面がリベットの第１ヘッドを受け入れるための空洞(445)を含むか、上部ワッシャの第２表面が突起を含むか、又は上部ワッシャの第３表面が上部ワッシャの第２表面が上部ワッシャの第１表面よりも大きな領域を有するようにテーパで形成されるように構成される、電気信号をコンデンサ素子に外部から印加するための接続要素を設けること、
-コンデンサ素子を缶の開口に挿入すること、
-カバー要素で缶の開口を閉じること。
【００１１】
電解コンデンサの更なる実施形態及び電解コンデンサの製造方法は、請求項に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】電解コンデンサの一実施形態の第1の側面からの断面図である。
【図１Ｂ】電解コンデンサの一実施形態の第2の側面からの断面図である。
【図２Ａ】リードタブの直線形状を有する電解コンデンサの接続部の一実施形態の断面図である。
【図２Ｂ】リードタブの折り畳まれた構成を有する電解コンデンサの接続部の一実施形態の断面図である。
【図２Ｃ】電解コンデンサの接続要素の上部ワッシャの実施形態を示す図である。
【図２Ｄ】電解コンデンサの接続要素の下部ワッシャの実施形態を示す図である。
【図３】プレス機によって接続要素のリベットのヘッドを形成する工程である。
【図４Ａ】電解コンデンサの接続要素のリベットのヘッドの形成を示す図である。
【図４Ｂ】リベット締め処理中の電解コンデンサの接続要素のリベットのヘッドの形成の拡大図を示す。
【図５】電解コンデンサの接続要素のリベットのヘッドをプレス機で形成したものである。
【図６】電解コンデンサの接続要素の上部ワッシャの上面図及び断面図である。
【図７】電解コンデンサの接続要素の上部ワッシャの一実施形態を示す図である。
【図８Ａ】電解コンデンサの接続部の一実施形態を示す。
【図８Ｂ】電解コンデンサの接続部の他の実施形態を示す。
【図８Ａ】リベット締めプロセス中の電解コンデンサの接続部のリベットのヘッドの形成を示す図である。
【図９Ａ】電解コンデンサの接続部のリベットのヘッドの形成を示す。
【図９Ｂ】電解コンデンサの接続部のリベットのヘッドの形成の拡大図である。
【図１０Ａ】リードタブの真っ直ぐな構成を有する電解コンデンサの接続部の側面図を示す。
【図１０Ｂ】リードタブの折り畳まれた構成を有する電解コンデンサの接続部の実施形態の側面図を示す。
【図１１Ａ】電解コンデンサの接続部の上部ワッシャの実施形態を示す。
【図１１Ｂ】電解コンデンサの接続部の下部ワッシャの実施形態を示す。
【図１２Ａ】リードタブの折り畳まれた構成を有する電解コンデンサの接続部の実施形態の側面図を示す。
【図１２Ｂ】リードタブの直線構造を有する電解コンデンサの接続部の一実施形態の側面図である。
【図１３Ａ】テーパ状の横方向の表面を有する接続要素の上部ワッシャの実施形態を示す。
【図１３Ｂ】テーパ状の横方向の表面を有する接続要素の上部ワッシャの実施形態の幾何学形状を示す。
【図１４Ａ】標準的なプレス機を使用するリベット締め工程中の上部ワッシャの変形を示す。
【図１４Ｂ】標準的なプレス機を使用するリベット締め工程中の上部ワッシャの変形を示す。
【図１５Ａ】テーパ状の横方向の表面を有する上部ワッシャと折り畳まれたリードタブとを有する電解コンデンサの組み立てられた接続部の実施形態を示す。
【図１５Ｂ】組み立てられた構成における、テーパ状の横方向の表面を有する上部ワッシャと直線状リードタブとを有する電解コンデンサの接続部の実施形態を示す。
【図１６Ａ】プレス機の第1実施形態を示す。
【図１６Ｂ】プレス機の第1実施形態を示す。
【図１６Ｃ】プレス機の第2実施形態を示す。
【図１７Ａ】リベット締めプロセス中の上部ワッシャの形成を示す。
【図１７Ｂ】リベット締めプロセス中の上部ワッシャの形成を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１A及び図１Bのそれぞれは、電解コンデンサの一実施形態の異なる側面からの断面図を示す。電解コンデンサ100は、コンデンサ素子20を挿入するための開口を有する缶10、例えばアルミニウム缶を備える。コンデンサ素子20は、缶10に収容されている。コンデンサ素子20は、電解質溶液が含浸された巻線を含む。カバー要素30は、缶10の開口を閉じるように配置されている。電解コンデンサは、コンデンサ素子20に電気信号を外部から印加するための接続要素40を更に備える。
【００１４】
図２A及び図２Bのそれぞれは、カバー要素30及び接続要素40の2つの異なる実施形態の拡大図を示す。カバー要素30及び接続要素は、電解コンデンサの接続部を形成している。カバー要素30は、例えばBakelite(登録商標)で作られたプレート31と封止ゴム32とを含む。この封止ゴム32は、プレート31上に配置されている。電解コンデンサの組み立てられた構成では、プレート31は、缶10の内部領域に向けられる。カバー要素30は、缶10の内側に向けられた内面I30と、缶10の外側に向けられた反対側の外面Ｏ30とを有する。
【００１５】
接続要素40は、電気信号を電解コンデンサに印加するための外部端子41と、コンデンサ素子20及び外部端子41に電気的に結合されるリードタブ42とを備える。接続要素40は、第1ヘッド431及び第2ヘッド432を有するリベット43を備える。リベット43は、リベットのヘッド431がカバー要素30の内面I30でカバー要素30の外に突出するように、カバー要素30を貫通している。リベット43のヘッド432は、カバー要素30の外面Ｏ30でカバー要素30の外に突出する。リベット43は、リベットのヘッド431がリードタブ42をカバー要素30の内面I30でカバー要素30に固定し、リベットのヘッド432が外部端子41をカバー要素30の表面Ｏ30でカバー要素30に固定するように構成される。
【００１６】
接続要素40は、リベット43を受けるための開口部をそれぞれ有する上部ワッシャ44及び下部ワッシャ45を更に含む。上部ワッシャ44は、リードタブ42とリベット43のヘッド431との間に配置されている。上部ワッシャ44はリベット締め工程で使用され、リードタブ42を固定し、コンデンサの寿命時間において良好な電気的接触を保つために存在する。下部ワッシャ45は、リードタブ42とカバー要素30の内面I30との間に配置される。下部ワッシャ45は、リベット43と外部端子41とをカバー要素30上に固定するために使用される。
【００１７】
図2Aに示す実施形態によれば、リードタブ42は、いわゆるタブ‐フラワーのない接続部を実現する直線状に構成される。図2Bに示される実施形態によれば、リードタブ42は、いわゆるタブ‐フラワーとの接続部を実現する折り畳み様式で構成される。
【００１８】
図２Cは、上部ワッシャ44の一実施形態の上面図及び側面図を示す。上部ワッシャ44は、缶10の内側に向けられた第1表面441、第1表面441に対向して位置すると共にカバー要素30の内面I30に向けられた第2表面442、及び上部ワッシャ44の第1表面と第2表面との間に横方向に位置する第3表面443を有するように形成されている。開口部444は、第1表面441と第2表面442との間に延在する。
【００１９】
図2Dは、下部ワッシャ45の一実施形態の上面図及び側面図を示す。下部ワッシャ45は、缶10の内側に向けられた第1表面451、第1表面451に対向して位置すると共にカバー要素30の内面I30に向けられた第2表面452、及び上部ワッシャ44の第1表面と第2表面との間に横方向に位置する第3表面453を有するように形成されている。開口部454は、第1表面451と第2表面452との間に延在する。
【００２０】
図2Cに示すように上部ワッシャ44の実施形態を使用する場合、コンデンサ素子20から出てくる残留電解質は、リベット43、上部ワッシャ44及びリードタブ42の間の隙間に入り込むことがある。その結果、ギャップ内のこれらの部分の表面に電流によって酸化膜/層が生成され、接続部分での接触不良を引き起こす可能性がある。
【００２１】
図3は、リベット締め処理中にリベット43を押し潰すためのプレス機200の使用を示す。プレス機200は、リベット43の第1ヘッド431を形成するための平坦な金型/治具220を有する。
【００２２】
図４Aは、リベット締めプロセス中のリベット43のヘッド431の形成を示す。図４Bは、リードタブ42及び上部ワッシャ44と同様にリベット43のヘッド431の拡大図を示す。図４A及び図４Bに示すように、リベット43がプレス機200によって押し潰されると、リベットシャフトは、短縮され且つリベットシャフトに垂直な横方向に広げられる。プレス機200によって長手方向に与えられる応力は、リベット43のヘッド431の横方向への変位によって減少する。その結果、リベット43、リードタブ42、上部ワッシャ44の間における接着性が悪化し、これらの間の隙間が大きくなる。
【００２３】
リベットシャフトがリベット金型220から横方向に広がるのを防止するために、図５に示されるプレス機の実施形態を使用してもよい。当該プレス機は、リベット締め軸が横方向に膨張するのを防止するために、ボウルのような凹形状を有するリベット締め金型220を備える。しかしながら、リベットの破砕されたシャフトがリベット締め金型220の内部に固着することがあり、リベット締めプロセスの生産性が低下することが観察された。
【００２４】
図6は、上部ワッシャ44の他の実施形態の上面図及び断面図で示す。上部ワッシャ44は、缶10の内側に向けられた第1表面441、第1表面441に対向して位置すると共にカバー要素30の内面I30に向けられる第2表面442、及び上部ワッシャ44の第1表面と第2表面との間に横方向に位置する第3表面443を有する。上部ワッシャ44は、上部ワッシャ44の第1表面441がリベット43のヘッド431を受けるための空洞445を含むように構成される。当該空洞は、凹形状の空洞として構成されてもよい。
【００２５】
図7は、図6に図示されている上部ワッシャ44の一実施形態の横方向の拡大図を示している。上部ワッシャ44は、上部ワッシャの第2表面442から上部ワッシャの空洞445内に延びる開口部444を備えている。上部ワッシャ44の空洞445の幅L3は、上部ワッシャの開口部444の幅L5よりも大きい。上部ワッシャ44の空洞445は、上部ワッシャ44の第1表面441と上部ワッシャ44の開口部444が終わる空洞445の底面B445との間に延在する。
【００２６】
図7に図示されるように、上部ワッシャ44の空洞445の深さL1は、上部ワッシャの第1表面441と空洞445の底面B445との間に延在する。上部ワッシャ44の開口部444の深さL2は、上部ワッシャの第2表面442と空洞445の底面B445との間に延在する。開口部444の深さL1と深さL2との商は、0.2〜0.8、すなわち、0.2≦L1/L2≦0.8である。幅L3と幅L4との間の商は、0.04と0.8との間、すなわち、0.04≦L3/L4≦0.8である。加工硬化によって強化された上部ワッシャ44は、それ自体の変位を回避するために、接続要素内に使用されてもよい。
【００２７】
図８A及び図８Bは、カバー要素30及び接続要素40を含む電解コンデンサの接続部の側面図を示す。図８Aは、折り畳まれたリードタブ42を有する実施形態を示し、図８Bは、真っ直ぐなリードタブ42を有する実施形態を示す。図８A及び図８Bに示すように、リベット43のヘッド431は、上部ワッシャ44の空洞445内に配置される。折り畳みリードタブ42の実施形態によれば、リードタブ42は、上部ワッシャ44の第2表面442、上部ワッシャの開口部444の側壁S444、及び上部ワッシャ44の空洞445の底面B445に沿って延在する。
【００２８】
上部ワッシャ44の当該実施形態及び図６乃至図８Bに示す電解コンデンサの接続部によれば、上部ワッシャ44は、図２Cに示すような平坦な表面の代わりに、上部ワッシャの第1表面441における空洞/凹形状445を備える。結果として、図7に示されるように、空洞445と共に上部ワッシャ44を使用する場合、押し潰されたリベットシャフトは、ワッシャの内径から外側に拡大することができず、図９A及び９Bに示されるように、応力が効率的に長手方向に加えられる。これにより、リベット43、リードタブ42及び上部ワッシャ44の接着性を向上させることができる。更に、リベット43の破砕されたシャフトは、プレス機200のリベット締め金型に固着しない。
【００２９】
図10Aは、リードタブ42の真っ直ぐな構成を有する電解コンデンサの接続部の実施形態の側面図を示す。上部ワッシャ44及び下部ワッシャ45は、図２C及び図２Dに示すように構成される。リードタブ42、リベット43、並びに上部ワッシャ44及び下部ワッシャ45の間の有効接触領域は、図10Aに太線で示されている。リベット43、上部ワッシャ44、下部ワッシャ45及びリードタブ42を構成する接続要素40は、キャパシタ設計において大きな体積を占めるが、リベット43とリードタブ42との間の有効接触領域は非常に小さく、長い寿命にわたって接触を保つには小さ過ぎる場合がある。
【００３０】
図10Bは、折り畳まれた構成で具現化されるリードタブ42を含む接続要素40を備える電解コンデンサの接続部の実施形態の側面図を示す。リードタブ42は、上部ワッシャ44の第2表面442、上部ワッシャ44の開口部の側壁S444、及び図２Cに示すように構成される上部ワッシャ44の第1表面441に沿って延在する。タブ‐フラワーリベット締めプロセスによって作製された折り畳まれたリードタブ(タブ‐フラワー)は、太線によって図10Bに示されるように、接触面積を増加させることを可能にする。しかしながら、タブ‐フラワーの数及び個々のタブ‐フラワーの領域は限られており、得られる接触領域は、通常、長寿命にわたって良好な接触を維持するのに十分ではない。したがって、電解コンデンサに図10A、10Bに示すような接続部を設けると、接触不良が観察される。
【００３１】
図11Aは、図11Bに示すように構成された下部ワッシャ45と組み合わせてリードタブ42とリベット43との間の有効接触領域を改善するための、上部ワッシャ44の一実施形態の上面図及び側面図を示す。
【００３２】
図11Aに示される上部ワッシャ44の実施形態によれば、上部ワッシャ44は、缶10の内側に向けられた第1表面441、第1表面441に対向して位置すると共にカバー要素30の内面I30に向けられる第2表面442、及び上部ワッシャ44の第1表面441と第2表面442との間に横方向に位置する第3表面443を有するように形成される。上部ワッシャ44は、上部ワッシャ44の第2表面442が突起446を含むように構成される。
【００３３】
上部ワッシャ44の第2表面442は、第1領域A１及び第２領域A２を有する。第2領域A２は、上部ワッシャ44の第2表面442の第1領域A1から突出することにより突起446を形成する。上部ワッシャ44の開口部444は、上部ワッシャの第1表面441から上部ワッシャの第2表面442の第2領域A2まで延在する。上部ワッシャ44は、上部ワッシャの第1表面441と上部ワッシャの第2表面442の第1領域A1との間に第1高さtを有する。上部ワッシャ44は、上部ワッシャの第1表面441と上部ワッシャ44の第2表面442の第2領域A2との間に第2高さTを有する。上部ワッシャ44の第1高さtと第2高さTとの間の商は、0.2と0.8との間である。
【００３４】
図11Bは、上部ワッシャ44に向けられた第1表面451と、カバー要素30に向けられた反対側の第2表面452とを有する下部ワッシャ45の一実施形態の平面図及び側面図を示す。下側ワッシャ54の開口部454は、下部ワッシャ45の第2表面452から下側ワッシャの空洞455の底面B455まで延在している。下部ワッシャ45の空洞455は、下部ワッシャの第1表面451から下部ワッシャの空洞の底面B455まで延在する。下部ワッシャの空洞455は、上部ワッシャ44の突起446に関連して相補的に成形される。下部ワッシャ45は、空洞455の底面B455と下部ワッシャ45の第2表面452との間に第1高さt'を有する。下部ワッシャ45は、下部ワッシャ45の第1表面451と下部ワッシャの第2表面452との間に第2高さT´を有する。下部ワッシャ45の第1高さt´と第2高さT´との間の商は、0.2と0.8との間である。
【００３５】
図12Aは、カバー要素30及び接続要素40を含む電解コンデンサの接続部分の実施形態を示し、上部ワッシャ44は図11Aに示されるように具現化され、下部ワッシャ45は図11Bに示されるように具現化され、リードタブ42は折り畳み構成で具現化される。図12Bは、図11Aに示されるように具現化された上部ワッシャ44と、図11Bに示されるように具現化された下部ワッシャ45とを含む電解コンデンサの接続部の実施形態を組み立てられた方法で示しており、リードタブ42は直線状に具現化されている。両実施形態によれば、上部ワッシャ44及び下部ワッシャ45は、上部ワッシャ44の突起446によって、リードタブ42が下部ワッシャ45の空洞455に押圧されるように構成される。
【００３６】
図12A及び12Bに示すように、リードタブ42と上部ワッシャ44及び下部ワッシャ45との間の有効接触領域を増加させることによって接触不良が解決される。上部ワッシャ44は、図2Cに示すように、平坦な第2表面442の代わりに凸形状を備える。下部ワッシャ45の第1表面451は、図2Dに示される下部ワッシャの平坦な第1表面451の代わりに空洞/凹形状を有する。上部ワッシャ44の拡張部分/突起446は、リベットシャフトが押し潰された後、リードタブ42を下側に押しつける。その結果、リードタブ42と上部ワッシャ44及び下部ワッシャ45との間の有効接触領域は、上部ワッシャ44の拡張部分のために増大する。また、狭い領域の拡張部分の応力が大きくなるので、拡張部分/突起446は、リードタブ42と下部ワッシャ45との良好な接触を維持することができる。
【００３７】
図13Aは、リードタブ42、リベット43、及び上部ワッシャ44間の接着特性を改善して、これらの部品の表面上の酸化物層の生成による接触不良を回避するための、上部ワッシャ4４の他の実施形態を示す。上部ワッシャ44は、缶10の内側に向けられた第1表面441、第1表面441に対向して位置すると共にカバー要素30の内面I30に向けられた第2表面442、及び上部ワッシャ44の第1表面と第2表面との間に横方向に位置する第3表面443を有するように形成されている。上部ワッシャ44は、上部ワッシャの第3表面443がテーパで形成されるように構成され、その結果、上部ワッシャの第2表面442は、上部ワッシャ44の第1表面441よりも大きな面積を有する。上部ワッシャ44の開口部444は、上部ワッシャの第1表面441から上部ワッシャの第2表面442に延在する。
【００３８】
図13Bは、上部ワッシャ44の幾何学的形状を示す。上部ワッシャ44の第2表面442と上部ワッシャのテーパ付き第3表面443との間の角度θは、20°から80°の間である。第2表面442に沿った上部ワッシャ44の直径Dは、3mmから10mmの間である。上部ワッシャ44の開口部444の直径dは、2mmから8mmの間である。上部ワッシャの第1表面及び第2表面441、442の間の上部ワッシャ44の厚さTは、0.3mmから5mmの間である。
【００３９】
図2Cに示すような上部ワッシャ44の実施形態が接続要素40に使用され、リベット43がプレス機によって押しつぶされると、上部ワッシャ44の厚さが短くなり、上部ワッシャ44の外側側面が拡大される。ワッシャ44の内側側面は収縮している。図14A及び図14Bは、図2Cに示すような上部ワッシャの実施形態が使用される場合の、リベット締めプロセス中の上部ワッシャ44の領域の拡大及び収縮を示す。しかしながら、上部ワッシャ44の外側側面が拡大すると、タブ‐フラワーリベット締めの場合には上部ワッシャの内側側面がうまく収縮できず、また、タブ‐フラワーリベット締めの場合にはリードタブ42、リベット43及び上部ワッシャ44間の接着性又はタブ‐フラワーリベット締めのない場合にはリベット43及び上部ワッシャ44間の接着性が悪化し、それらの間の隙間が増大する。
【００４０】
図15Aは、カバー要素30を備える接続部と、組み立てられた構成でテーパ状の第3表面443を有する上部ワッシャ44を備える接続要素40とを示し、リードタブ42が折り畳まれた構成で形成されている。折り畳まれた構成では、リードタブ42は、上部ワッシャ44の第2表面442、上部ワッシャの開口部444の側壁S444、及び上部ワッシャの第1表面441に沿って延在する。図15Bは、テーパ付き第3表面443を有する上部ワッシャ44を含むカバー要素30及び接続要素40を含む接続部を示し、リードタブ42が直線状に構成されている。
【００４１】
図3又は図5に示すような標準的なプレス機を使用する場合、プレス機の外側治具210は、最初に上部ワッシャを固定し、次に、内側治具/リベット金型220がリベットを押し潰す。テーパ状の第3表面443を有する図13A及び図13Bに示すような実施形態の上部ワッシャが使用される場合には、特別のプレス機200が使用される。図16A及び16Bは、プレス機の第1実施形態を示し、図16Cは、リベット締め処理を実行するためのプレス機の第2実施形態を示す。
【００４２】
図16A及び図16Bに示すプレス機の第1実施形態によれば、外側治具210は、リベット締め処理中に上部ワッシャ44の第3表面443に押圧されるテーパ面211を備える。図16Cに示すプレス機の第2実施の形態によれば、外側治具210は、リベット締め処理中に上部ワッシャ44の第3表面443に押圧されるローラ212を備える。外側治具210は、図17A及び図17Bに示すように、上部ワッシャ44を下側に押圧し、内側にも押圧する。その結果、外側治具210の特殊な実施形態のために上部ワッシャ44の外側側面を拡大することができず、上部ワッシャ44の内側側面の収縮への寄与が大きくなる。その結果、タブ‐フラワーリベット締めの場合のリードタブ42、リベット43、上部ワッシャ44間の接着性、タブ‐フラワーリベット締めの場合のリベット43、上部ワッシャ44間の接着性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００４３】
100  電解コンデンサ
10  缶
20  コンデンサ素子
30  カバー要素
40  接続要素
41  外部端子
42  リードタブ
43  リベット
44  上部ワッシャ
45  下部ワッシャ
200  プレス機
210  外側治具
220  内側治具/リベット金型
【図１Ａ】
2021518055.tif 000003
【図１Ｂ】
2021518055.tif 000004
【図２Ａ】
2021518055.tif 000005
【図２Ｂ】
2021518055.tif 000006
【図２Ｃ】
2021518055.tif 000007
【図２Ｄ】
2021518055.tif 000008
【図３】
2021518055.tif 000009
【図４Ａ】
2021518055.tif 000010
【図４Ｂ】
2021518055.tif 000011
【図５】
2021518055.tif 000012
【図６】
2021518055.tif 000013
【図７】
2021518055.tif 000014
【図８Ａ】
2021518055.tif 000015
【図８Ｂ】
2021518055.tif 000016
【図９Ａ】
2021518055.tif 000017
【図９Ｂ】
2021518055.tif 000018
【図１０Ａ】
2021518055.tif 000019
【図１０Ｂ】
2021518055.tif 000020
【図１１Ａ】
2021518055.tif 000021
【図１１Ｂ】
2021518055.tif 000022
【図１２Ａ】
2021518055.tif 000023
【図１２Ｂ】
2021518055.tif 000024
【図１３Ａ】
2021518055.tif 000025
【図１３Ｂ】
2021518055.tif 000026
【図１４Ａ】
2021518055.tif 000027
【図１４Ｂ】
2021518055.tif 000028
【図１５Ａ】
2021518055.tif 000029
【図１５Ｂ】
2021518055.tif 000030
【図１６Ａ】
2021518055.tif 000031
【図１６Ｂ】
2021518055.tif 000032
【図１６Ｃ】
2021518055.tif 000033
【図１７Ａ】
2021518055.tif 000034
【図１７Ｂ】
2021518055.tif 000035
【国際調査報告】
2021518055.tif 000036
2021518055.tif 000037