(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブ粉末からコンデンサ素子を形成するためのプレスであって、
その反対側の端部に開口を有する均一な断面の細長い圧縮室を形成する壁と、
前記開口の中に延び、非圧縮位置と圧縮位置の間の第１の距離にわたって前記室の中で直線的に往復運動可能な対向する一組のリブパンチと、
非圧縮位置と圧縮位置の間の第２の距離にわたって前記室の中で直線的に往復運動可能な対向する一組のチャネルパンチであって、非圧縮位置にある前記対向するリブパンチ間の直線距離と圧縮位置にある前記対向するリブパンチ間の直線距離との比が、非圧縮位置にある前記対向するチャネルパンチ間の直線距離と圧縮位置にある前記チャネルパンチ間の直線距離の比と同じである当該対向チャネルパンチと
を備え、
前記対向する一組のリブパンチと前記対向する一組のチャネルパンチは交互に配置されており、
さらに、
前記リブパンチをそれらの非圧縮位置とそれらの圧縮位置の間で所定の第１の速度で移動させるように動作する第１の駆動手段と、
前記チャネルパンチをそれらの非圧縮位置とそれらの圧縮位置の間で所定の第２の速度で移動させるように動作する第２の駆動手段と
を備え、
前記所定の第１の速度と前記所定の第２の速度の比は前記第１の距離と前記第２の距離の比に等しく、
さらに、
前記第１および第２の駆動手段が、前記リブおよびチャネルパンチをそれらの非圧縮位置からそれらの圧縮位置まで同時に移動させるようにするべく動作するとともに、前記第２の駆動手段が前記チャネルパンチをそれらの圧縮位置からそれらの非圧縮位置まで移動させ、その後に前記第１の駆動手段が前記リブパンチをそれらの圧縮位置からそれらの非圧縮位置まで移動させるようにするべく動作する制御部と
を備えることを特徴とするプレス。
【請求項２】
バルブ粉末からリブおよびチャネルを有するコンデンサ素子を形成するためのプレスであって、
上を向いた水平な平らな表面を有する据え付けの支持体と、
前記支持体の前記上を向いた表面に載り、前記支持体の前記上を向いた表面から上向きに延びる等しい高さの平行な一対の側壁であって、前記プレスの中に形成された素子の取出しを容易にするために、互いに離れるように移動して素子から取外し可能である当該一対の側壁と
を備え、
前記側壁は、所定の距離を隔てて向い合った平行な垂直面と、前記支持体の前記水平な平らな表面に平行な共面の上面とを有し、
さらに、
前記側壁の前記上面と係合した平らな表面を有する取外し可能な頂壁
を備え、
前記支持体の前記上を向いた表面、前記側壁の前記向い合った垂直面および前記頂壁の前記平らな表面は、その対向する両端部に開口を有する四辺形断面の水平に延びる細長い圧縮室を画定し、
さらに、
前記室開口の中に延び、粉末装てん位置と圧縮位置の間で、前記室の前記細長い方向に、互いに向かっておよび互いから離れる方向に水平に移動可能な対向する一組のリブパンチと、
前記室開口の中に延び、粉末装てん位置と圧縮位置の間で、前記室の前記細長い方向に、互いに向かっておよび互いから離れる方向に水平に移動可能な対向する一組のチャネルパンチと
を備え、
前記リブパンチと前記チャネルパンチは交互に配置されており、
装てん位置にある前記対向するリブパンチ間の直線距離と圧縮位置にある前記対向するリブパンチ間の直線距離との比は、装てん位置にある前記対向するチャネルパンチ間の直線距離と圧縮位置にある前記チャネルパンチ間の直線距離の比と同じであり、
さらに、
前記リブおよびチャネルパンチをそれらの装てん位置からそれらの圧縮位置まで、前記素子全体を通じて前記粉末の均一な圧縮率を生み出す速度で同時に移動させるように動作するアクチュエータ手段
を備え、前記アクチュエータ手段は、前記チャネルパンチをその圧縮位置から後退させて、その後に前記リブパンチをその圧縮位置から後退させるように動作することを特徴とするプレス。
【請求項３】
バルブ粉末からコンデンサ素子を形成するためのプレスであって、
均一な四辺形の断面の垂直に細長い圧縮室を形成し、頂部開口および底部開口を有する垂直壁であって、前記プレスによって形成されたコンデンサ素子の取出しを容易にするために、隣接する一対の壁が移動可能である当該垂直壁と、
前記室の中で垂直に往復運動可能な対向する一組の上下のリブパンチと、
前記室の中で垂直に往復運動可能な対向する一組の上下のチャネルパンチと
を備え、
前記上リブパンチは前記上チャネルパンチと交互に配置されており、
前記下リブパンチは前記下チャネルパンチと交互に配置されており、
前記パンチは前記粉末の装てん位置、圧縮前位置および素子形成圧縮位置に位置づけ可能であり、
さらに、
前記パンチに接続され、前記パンチを前記粉末装てん位置に配置するように動作する駆動手段であって、前記粉末装てん位置では、前記上リブおよび上チャネルパンチが前記頂部開口上に配置されるとともに、前記下リブおよび下チャネルパンチが前記底部開口を通って延びるようにされ、前記下チャネルパンチについては、前記圧縮前位置への延びとこれよりも上方の位置への延びとが行われるようにする当該駆動手段
を備え、
前記駆動手段は、前記リブおよびチャネルパンチを前記粉末装てん位置から前記圧縮前位置まで移動させ、前記上下のリブおよびチャネルパンチを前記圧縮前位置から前記素子形成圧縮位置まで、前記リブおよびチャネルパンチがそれらの圧縮前位置からそれらの圧縮位置まで移動する際の移動距離に比例した速度で同時に移動させ、それによって前記素子が均一に圧縮されるように動作するとともに、前記駆動手段は、前記チャネルパンチをその圧縮位置から後退させてから、前記リブパンチをその圧縮位置から後退させるように動作する
ことを特徴とするプレス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は粉末圧縮成形プレス（ｐｏｗｄｅｒ  ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ  ｐｒｅｓｓ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
１９９９年９月７日にＴ．Ｍａｌｄａ他に発行された「a Capacitor Element for Solid Electrolytic Capacitor, Device and Process for Making the Same」という名称の米国特許第５９４９６３９号明細書の開示、および２００１年２月２０日にＤ．Ａ．Ｗｅｂｂｅｒ他に発行された「a Capacitor Having Textured Pellet and Method for Making Same」という名称の米国特許第６１９１９３６号明細書の開示によって明白に示されているとおり、タンタルまたはバルブ粉末（ｖａｌｖｅ  ｐｏｗｄｅｒ）を圧縮成形してコンデンサ素子を製造することは当技術分野で知られている。
【０００３】
バルブ粉末の圧縮成形によってコンデンサの陽極を製作するときには均一な圧縮が得られることが望ましい。しかし、圧縮成形装置は一般に、コンデンサ素子が不規則な外表面を有するときに均一に圧縮されたコンデンサ素子を生み出さない。さらに、コンデンサ素子を形成する際に使用されるパンチ（ｐｕｎｃｈ）の後退（ｗｉｔｈｄｒａｗａｌ）によってコンデンサ素子が損傷する可能性があることが分かっている。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５９４９６３９号明細書
【特許文献２】米国特許第６１９１９３６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の主たる目的は、素子全体の圧縮の程度が均一になるような方法でバルブ粉末を圧縮成形することによって、不規則な外表面を有するコンデンサ素子を形成することにある。本発明の他の目的は、不規則な外表面を有するコンデンサ素子を均一に圧縮成形する粉末圧縮成形プレスであって、コンデンサ素子から成形用ポンチを後退させるときにコンデンサ素子を傷つけない粉末圧縮成形プレスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このコンデンサ素子は、水平プレスまたは垂直プレスの中で、交互に配置された対向するリブパンチおよび対向するチャネルパンチを使用して形成される。これらの対向するリブおよびチャネルパンチは、圧縮室の中の粉末が圧縮されていない非圧縮位置に、圧縮位置まで移動する際にコンデンサ素子全体にわたって粉末が同じ程度に圧縮されるように配置される。コンデンサ素子が形成された後、素子の摩擦破壊を防ぐために、対向するチャネルパンチを最初に後退させる。
【０００７】
図面には本発明の２つの実施形態が示されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
水平粉末プレス２６を図１、２および３に示す。平らな支持体２８の形態の底壁と、支持体２８の上を向いた表面から上方へ延びる同じ高さの向い合った平行な垂直面を有する平行な一対の側壁３１、３２と、側壁３１、３２の共面をなす２つの上面と係合した平らな底面を有する頂壁３３とによって、四辺形の均一な断面の細長い圧縮室（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｃｈａｍｂｅｒ）２７が形成されている。対向する６つのリブパンチ（ｒｉｂ  ｐｕｎｃｈ）３６、３６’および対向する４つのチャネルパンチ（ｃｈａｎｎｅｌ  ｐｕｎｃｈ）３７、３７’が圧縮室２７の開いた両端の中へ延びている。直線往復運動が可能なリブパンチ３６およびチャネルパンチ３７は交互に配置された平らなプレートである。頂壁３３は、頂壁３３の開口４３を通して粉末圧縮室２７の内部へ挿入される線（ｗｉｒｅ）４２を収容するための垂直に延びる開口４１を有するプレスフット（ｐｒｅｓｓ  ｆｏｏｔ）３９によって、側壁３１、３２の上面の所定の位置に保持されている。
【０００９】
支持体２８上には４つの電動駆動機構５１、５２、５３、５４が取り付けられている。駆動機構５１は、スラストブロック（ｔｈｒｕｓｔ  ｂｌｏｃｋ）５９の中のねじが切られた開口５８を貫通して延びる水平に配置されたねじ５７を駆動する、支持体２８に固定された電動機５６を含む。スラストブロック５９は支持体２８とのＴ形材溝形接続（Ｔ−ｂａｒ  ｔｏｎｇｕｅ  ａｎｄ  ｇｒｏｏｖｅ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）６０を有し、この接続は、電動機５６によってねじ５７が回転されたときにスラストブロック５９がこのねじの軸方向に移動することを可能にする。スラストブロック５９は、スラストバー６２によってリブパンチ３６に接続された一対の片持ばりアーム６１を含む。駆動機構５２は、スラストブロック６９を貫く内側にねじが切られた開口６８とねじ式に係合した出力ねじ６７を有する電動機６６の形態の動力駆動部（ａ  ｐｏｗｅｒｅｄ  ｄｒｉｖｅｒ）を含む。スラストブロック６９は支持体２８とのＴ形材溝形接続を有する。スラストブロック６９は、スラストバー７２によってチャネルパンチ３７に接続された片持ばりアーム７１を含む。
【００１０】
駆動機構５３、５４も同様に、駆動電動機７６、７７、ねじ７８、７９およびねじブロック８１、８２を含み、ねじブロック８１、８２は、スラストアーム８３、８４およびスラストバー８６、８７によってリブパンチおよびチャネルパンチ３６’、３７’に接続されている。
【００１１】
図４は、頂壁３３およびプレスフット３９が取り外されたプレス２６の空の圧縮室２７の上面図である。圧縮室２７はバルブ粉末を充てんする準備ができている。リブおよびチャネルパンチ３６、３６’、３７、３７’は、圧縮操作段階中に所望の圧縮度を達成するための適当な非圧縮位置ないし粉末装てん位置に調整されている。図４〜９に示す例では圧縮比が３：１である。図５はバルブ粉末８８が充てんされた圧縮室を示している。側壁３１、３２の上には頂壁（図示せず）が置かれ、頂壁３３（図示せず）にはプレスフット３９（図示せず）が載せられている。次いで、粉末８８の中の適当な深さまで線４２が延ばされる。この時点で、粉末８８を圧縮成形してコンデンサ素子にする準備ができている。図示の例では圧縮中に、リブパンチ３６、３６’の対向する端部間の距離が１／３に短縮され、チャネルパンチ３７、３７’の端部間の距離が１／３に短縮される。したがってリブ領域と互いの反対側にあるチャネル間のウェブ（ｗｅｂ）領域とは等しく圧縮され、すなわち同じ程度に圧縮される。図６は、リブおよびチャネルパンチ３６、３６’、３７、３７’がそれらの圧縮位置まで移動した、この製造プロセスの圧縮ステップが完了した状態を示している。これらのパンチは、図４および５に示した非圧縮位置ないし室装てん位置から、図６に示した圧縮位置まで、これらのパンチが非圧縮位置から圧縮位置まで移動する距離に比例した速度で移動される。リブパンチ３６、３６’はチャネルパンチ３７、３７’よりも速く移動し、これらのパンチは図６に示したそれらの圧縮位置に同時に到達する。したがって素子８９のリブ領域における粉末の圧縮率は、この素子８９の互いの反対側に配置されたチャネル間のウェブにおける粉末の圧縮率と同じである。コンデンサ素子８９のリブおよびウェブ領域の仕上がり幅に比例した間隔をあけて配置されたパンチで圧縮を開始し、圧縮中にパンチを、圧縮中にパンチが移動する距離に比例した速度で移動させることによって、均一な密度の素子８９が生み出される。
【００１２】
図７に示す次の製造ステップでは、素子８９の中に形成されたチャネルからチャネルパンチ３７、３７’を後退させる。操作上の目的から、チャネルパンチ３７、３７’を、図４および５に示したそれらの粉末装てん位置まで後退させることができる。チャネルパンチ３７、３７’を後退させる間、リブパンチ３６、３６’をそれらの圧縮位置に保持し続けることによって、形成された素子８９の縁の破壊が防止される。
【００１３】
図８ではリブパンチ３６、３６’がすでに後退されている。リブパンチ３６、３６’は図４および５に示したそれらの室装てん位置に配置することができる。図９に示す次の製造ステップでは、プレスフット３９および頂壁３３を持ち上げ、側壁３１、３２を互いに遠ざかるように側方へ移動させて素子８９を完全に解放する。この時点で素子８９は、素子８９の側面のバニシング（ｂｕｒｎｉｓｈｉｎｇ）なしで取り出すことができる。
【００１４】
図１０、１１および１２に、コンデンサ素子を製造する従来技術のプレスを示す。側壁９１、９２、底壁（図示せず）および対向するパンチ９３、９４によって形成された圧縮室に図１０に示すように粉末が充てんされ、頂壁が閉じられた後に、対向するパンチ９３、９４が図１１に示すそれらの圧縮位置まで移動される。パンチ９３、９４のチャネル形成部分がリブ形成部分と同じ距離だけ移動するので、チャネル間のウェブ領域はリブよりも圧縮される程度が大きい。素子の不均一な圧縮はコンデンサの品質の観点から非常に望ましくない。パンチに拘束された圧縮された粉末の圧力は、圧縮成形された素子の引張り強度よりも大きいため、パンチ９３、９４が解放されまたは後退されるときに、図１２に示すように素子の一部が破断しやすい。図示の従来技術の粉末圧縮成形プレスの上記の欠陥は本明細書に開示された発明によって矯正される。
【００１５】
図１３は、プレス２６によって形成されたコンデンサ素子８９の透視図である。図１４は３本の線を有するコンデンサ素子９６を示しており、図１５および１６は、対向する１対のリブパンチおよび対向する２対のチャネルパンチを使用し本発明に従って形成されたコンデンサ素子９７を示している。
【００１６】
図１７および１８に、本発明の垂直プレス１０１の一実施形態を概略的に示す。４つの電動駆動機構１０２、１０３、１０４、１０６が垂直支持壁１０７に固定されており、垂直壁１０７、側壁１１１、１１２、１１３、ならびに垂直壁１０７に取り付けられたガイドブロック１２１、１２２の中に支持された対向するリブパンチ１１６、１１６’および対向するチャネルパンチ１１７、１１７’によって、バルブ粉末圧縮室１０８が形成されている。側壁１１１、１１２、１１３は、プレスフット１３１、１３２、１３３によって所定の位置に取外し可能に保持されている。電動機１４１、１４２、１４３、１４４によって駆動される駆動ねじ１３６、１３７、１３８、１３９は、スラストブロック１４６、１４７、１４８、１４９のねじが切られた開口とねじ式に係合しており、スラストブロック１４６、１４７、１４８、１４９は、図１〜３に示した本発明の実施形態に対して提供した溝形接続と同様のサイディング溝形接続を壁１０７との間に有する。支持壁１０７は、そこを通して圧縮室１０８の中へコンデンサ線１６２を挿入することができる開口１６１を有する。
【００１７】
図１９に、圧縮室１０８の中にバルブ粉末を配置することができるように圧縮室１０８から十分に後退された上リブパンチ１１６および上チャネルパンチ１１７を示す。下リブおよび下チャネルパンチ１１６’、１１７’の上端は、室１０８が頂部まで満たされたときに素子を形成するための所望の量の粉末１５１が装てんされるように配置される。次いで上リブパンチおよび上チャネルパンチ１１６、１１７が下ろされて、図２０に示すように圧縮室１０８の頂部開口を閉じる。
【００１８】
次に、図２１に示すように、圧縮室１０８の中へ等しい距離だけ延びるように上および下チャネルパンチ１１７、１１７’が調整される。これは、上および下チャネルパンチ１１７、１１７’を同時に同じ距離だけ下げることによって達成される。この時点でこのプレスは圧縮ステップの準備ができている。線１６２は圧縮される粉末１５１に関して中心に位置し、パンチ１１６と１１６’は、線１６２の中心を通る水平面１５２から等しい距離を置いて配置されており、パンチ１１７、１１７’も、水平面１５２から等しい距離を置いて配置されていることに留意されたい。図２２に示した素子１５３は、粉末１５１の３：１圧縮によって形成される。言い換えると、圧縮ステップでは、図２１に示された対向するリブパンチ１１６と１１６’の間の距離が１／３に縮められる。同様にこの圧縮ステップでは、図２１に示された対向するチャネルパンチ１１７と１１７’の間の距離も１／３に縮められる。素子のリブ領域とウェブ領域の圧縮率を等しくするため、対向するリブパンチ１１６、１１６’は、チャネルパンチ１１７、１１７’が互いに向かって移動されるよりも速く互いに向かって移動される。この圧縮ステップでリブパンチとチャネルパンチが移動する速度の比は、圧縮ステップ中に前記リブパンチとチャネルパンチが移動する距離の比に等しい。リブ領域とチャネル間のウェブ領域の粉末の圧縮率が等しくなり、したがって圧縮中の粉末の側方への移動が防止される。素子１５３の均一な圧縮密度が達成される。
【００１９】
図２２に示された圧縮ステップに続いて、駆動機構１０２、１０３、１０４、１０６によってチャネルパンチ１１７、１１７’が素子１５３から後退させられ、次にリブパンチ１１６、１１６’が非圧縮位置まで後退させられる。次いで側壁１１１、１１２および１１３が素子１５３から引き離されて、表面をバニシングすることなく素子１５３を取り出すことができるようになる。パンチ１１６、１１６’、１１７、１１７’のこの後退および側壁の取外しは、図１〜９に示した水平プレスによって素子９２を製造する際に使用される手順と同様である。
【００２０】
本明細書に開示した水平プレス２６および垂直プレス１０１は、均一な圧縮密度を有し、バニシングされていない欠陥のない表面を有する高品質のコンデンサ素子を生み出すコンデンサ素子の製造方法を実現する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図示の目的から部分的に破断された、水平プレスの形態の第１の実施形態の上面図である。
【図２】図示の目的から部分的に破断された、図１の線２−２に沿ってとった図である。
【図３】図１の線３−３に沿ってとった図である。
【図４】非圧縮位置にあるリブおよびチャネルパンチを示す、図１のプレスの部分上面図である。
【図５】圧縮室の中に配置された粉末を示す、図４と同様の上面図である。
【図６】圧縮位置にあるリブおよびチャネルパンチならびに圧縮された状態にあるコンデンサ素子を示す、圧縮室の上面図である。
【図７】コンデンサ素子からのチャネルパンチの後退を示す、圧縮室の上面図である。
【図８】コンデンサ素子から後退させたリブおよびチャネルパンチを示す、圧縮室の上面図である。
【図９】圧縮室の対側壁の後退を示す上面図である。
【図１０】圧縮前の圧縮室の中の粉末を示す、従来技術のプレスの断面図である。
【図１１】圧縮位置にある図１０の従来技術のプレスのパンチを示す断面図である。
【図１２】圧縮されたコンデンサ素子から後退された従来技術のプレスのパンチを示す断面図である。
【図１３】単一のリード線を有するコンデンサ素子の透視図である。
【図１４】３本のリード線を有するコンデンサ素子の透視図である。
【図１５】変更されたコンデンサ素子を示す透視図である。
【図１６】図１５の線１６−１６に沿ってとった図である。
【図１７】図示の目的から部分的に破断された、垂直プレスの形態の第２の実施形態の側面図である。
【図１８】図１７の線１８−１８に沿ってとった図である。
【図１９】粉末が充てんされた圧縮室を示すために部分的に破断された部分側面図である。
【図２０】充てんされた圧縮室の頂部まで下げられた上リブおよびチャネルパンチを示す部分側面図である。
【図２１】所望の圧縮前位置に調整されたリブおよびチャネルパンチを示す部分側面図である。
【図２２】圧縮位置にあるリブおよびチャネルパンチならびに圧縮された状態にあるコンデンサ素子を示す部分側面図である。
【図１】
0004426566.tif 000002
【図２】
0004426566.tif 000003
【図３】
0004426566.tif 000004
【図４】
0004426566.tif 000005
【図５】
0004426566.tif 000006
【図６】
0004426566.tif 000007
【図７】
0004426566.tif 000008
【図８】
0004426566.tif 000009
【図９】
0004426566.tif 000010
【図１０】
0004426566.tif 000011
【図１１】
0004426566.tif 000012
【図１２】
0004426566.tif 000013
【図１３】
0004426566.tif 000014
【図１４】
0004426566.tif 000015
【図１５】
0004426566.tif 000016
【図１６】
0004426566.tif 000017
【図１７】
0004426566.tif 000018
【図１８】
0004426566.tif 000019
【図１９】
0004426566.tif 000020
【図２０】
0004426566.tif 000021
【図２１】
0004426566.tif 000022
【図２２】
0004426566.tif 000023