(57)【要約】【課題】冷間圧接法により引出し端子と接続される電極箔の部分的な脆弱化を抑制する。【解決手段】引出し端子（２）に電極箔（４）を重ねる工程と、押圧方向に突出する少なくとも第１の押圧部（６Ａ）と第２の押圧部（６Ｂ）を持つ冷間圧接金型（６）を、前記第１の押圧部または前記第２の押圧部の押圧面内に配置した前記引出し端子の縁部を前記電極箔上から押圧する工程と、前記引出し端子の前記縁部に跨がる凹部（１８Ａ、１８Ｂ）を形成するとともに各凹部（１８Ａ、１８Ｂ）の間に突部を形成し、前記引出し端子に前記電極箔を圧接する工程とを含んでいる。【選択図】図２
2013004930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
引出し端子に電極箔を重ねる工程と、
押圧方向に突出する少なくとも第１の押圧部と第２の押圧部を持つ冷間圧接金型を、前記第１の押圧部または前記第２の押圧部の押圧面内に配置した前記引出し端子の縁部を前記電極箔上から押圧する工程と、
前記引出し端子の前記縁部に跨がる凹部を形成するとともに各凹部の間に突部を形成し、前記引出し端子に前記電極箔を圧接する工程と、
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】
前記第１の押圧部および前記第２の押圧部は、前記接続部の長さ方向の２箇所または３箇所以上に備え、前記引出し端子に前記凹部および前記突部を２箇所または３箇所以上に形成する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】
電極箔に引出し端子が冷間圧接法により接続されたコンデンサであって、
セパレータを挟み込んで配置された陽極側および陰極側の電極箔を備えるコンデンサ素子と、
前記電極箔を接続する接続部を備え、該接続部に重ねられた前記電極箔の上から押圧されて前記接続部の前記縁部に跨がる凹部とともに各凹部の間に突部を備えて前記電極箔と接続された引出し端子と、
を備えた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、冷間圧接法（コールドウェルド）により電極箔と引出し端子とを接続する電解コンデンサなどのコンデンサおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電解コンデンサはコンデンサ素子の陽極側および陰極側の電極箔に引出し端子を備えている。陽極側および陰極側の電極箔はセパレータを介在させて巻回することによりコンデンサ素子が形成され、このコンデンサ素子を電解液に含浸した後、外装ケースに封入している。陽極箔および陰極箔にはアルミニウムなどの電極材料が使用され、陽極箔には箔表面に拡面処理及び化成処理を施し、陰極箔には箔表面に拡面処理、必要に応じて化成処理が施されている。この電極箔と引出し端子との接続には、従来より種々のもが提案されており、冷間圧接法が用いられている。この冷間圧接法は、電極箔と引出し端子とを金型で圧接し、機械的かつ電気的な接続を行うものである。
【０００３】
電極箔と引出し端子の接続に関し、下記の特許文献１には、引出し端子の電極箔と当接される部分の形状について記載されている。この特許文献１では、引出し端子に形成された薄い部分にステッチ針を貫通させてバリを形成し、このバリが厚い部分に形成されたバリよりも広範囲になるので、電極箔との接続状態が良好になることが述べられている。
【０００４】
引出し端子の形状に関し、下記の特許文献２には、引出し端子の箔と接する部分を偏平にし、溶接電極チップが接する部分に段差を持つように凹面部分を備えることが記載されている。
【０００５】
引出し端子の溶接に関し、下記の特許文献３には、引出し端子に溶接機の電極を接触させるための凹部を設けることが記載されている。この特許文献３には、溶接電流の集中により生じるバリが、引出し端子の偏平部から突出しないので、巻回される金属箔を傷つけないことが述べられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭６１−１１２６３４号公報
【特許文献２】実開平０１−１７６９１８号公報
【特許文献３】特開昭５８−１１９６２１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、電子機器の小型化、軽量化、電子部品の高集積化などに応じるため、小型化や低背化されたコンデンサが提供されている。このようなコンデンサでは、電極箔や引出し端子が縮小化され、これらの接続も細密化している。引出し端子と電極箔との接続部では、その近傍で箔割れを生じ、これによる接続強度の低下が見られる。接続強度が低下すると、引出し端子が耐え得る張力の許容限度が低くなる。このため、接続強度が低下している引出し端子に許容限度を越える張力が作用すると、電極箔から引出し端子が剥離するなどの不都合を生じる場合があった。
【０００８】
冷間圧接法では図５の（Ａ）に示すように、引出し端子３２の上に載置された電極箔３４の上から冷間圧接金型３６を押圧する。冷間圧接金型３６は先端部に正方形の平坦面を持つ角錐台形の押圧面を備えている。
【０００９】
このような圧接接続は引出し端子３２の幅が接続に影響する。引出し端子３２の幅が広い場合には良好な接続状態が得られるが、引出し端子３２の幅が狭いと、幅方向の材料が少ないので、その分だけ電極材料の抵抗が小さくなり、電極箔３４に加えられた押圧力Ｆ１に対し、引出し端子３２から電極箔３４に対する反発力Ｆ２が低下する。このため、押圧力Ｆ１は幅方向に拡散し、引出し端子３２の幅方向への広がりを生じさせる。引出し端子３２は、冷間圧接金型３６の押圧方向に変形し、伸びＸを生じる。この伸びＸに追従するように引出し端子の電極箔との接触部が冷間圧接金型３６の押圧方向に変形し、伸びＰ１、Ｐ２が生じる。この場合、反発力Ｒは伸びＸを生じさせる力に比較して小さい。これにより、電極箔３４の残芯部（酸化皮膜の未形成部分）が伸ばされる結果、箔厚が部分的に薄くなり、電極箔３４の部分Ｚ１、Ｚ２に箔割れを生じる。つまり、電極箔３４が部分的に脆弱となる。図５の（Ｂ）は、図５の（Ａ）のＺ１、Ｚ２部分を拡大して示している。
【００１０】
そこで、本発明のコンデンサおよびその製造方法の目的は、冷間圧接法により引出し端子と接続された電極箔の部分的な脆弱化を抑制することにある。
【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、引出し端子に電極箔を重ねる工程と、押圧方向に突出する少なくとも第１の押圧部と第２の押圧部を持つ冷間圧接金型の前記第１の押圧部または前記第２の押圧部の押圧面内に前記引出し端子の縁部を配置し、前記冷間圧接金型で前記電極箔上から前記接続部の縁部を押圧する工程と、前記引出し端子の前記縁部に跨がる凹部を形成するとともに各凹部の間に突部を形成し、前記引出し端子に前記電極箔を圧接する工程とを含んでいる。
【００１２】
上記目的を達成するためには、上記コンデンサの製造方法において、前記第１の押圧部および前記第２の押圧部は、前記接続部の長さ方向の２箇所または３箇所以上に備え、前記引出し端子に前記凹部および前記突部を２箇所または３箇所以上に形成してもよい。
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明のコンデンサは、電極箔に引出し端子が冷間圧接法により接続されたコンデンサであって、セパレータを挟み込んで配置された陽極側および陰極側の電極箔を備えるコンデンサ素子と、前記電極箔を接続する接続部を備え、該接続部に重ねられた前記電極箔の上から押圧されて前記接続部の前記縁部に跨がる凹部とともに各凹部の間に突部を備えて前記電極箔と接続された引出し端子とを備えている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のコンデンサおよびその製造方法によれば、次のいずれかの効果が得られる。
【００１５】
(1) 押圧方向に突出する第１および第２の押圧部を持つ冷間圧接金型を、各押圧部の押圧面内に引出し端子の縁部を配置して電極箔状から押圧するので、引出し端子の押圧部間に挟まれた部分の外側への逃げを防止でき、電極箔側への反発力が生じ、電極箔の伸びを防止でき、電極箔が部分的に脆弱化するのを防止できる。
【００１６】
(2) 押圧時の引出し端子の伸びを防止でき、引出し端子に追従する電極箔の伸びが防止できるので電極箔の部分的な薄化による脆弱化を防止できる。
【００１７】
(3) 引出し端子の伸長部位を少なくでき、電極箔の脆弱化防止とともに、引出し端子と電極箔との接続の強化を図ることができる。
【００１８】
そして、本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付図面及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】
【００１９】
【図１】第１の実施の形態に係る引出し端子の形成から電極箔を重ねるまでの工程の一例を示す図である。
【図２】冷間圧接の工程の一例を示す図である。
【図３】冷間圧接により引出し端子が接続された電極箔を示す図である。
【図４】第２の実施の形態に係る引出し端子が接続された電極箔を示す図である。
【図５】従来の冷間圧接法による引出し端子と電極箔の接続を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
〔第１の実施の形態〕
【００２１】
本発明の第１の実施の形態について、図１ないし図３を参照する。図１ないし図３は冷間圧接による引出し端子と電極箔の接続を示している。
【００２２】
この接続工程は、本発明のコンデンサの製造方法の一例である。この接続工程には、引出し端子２の形成工程〔図１の（Ａ）〕、電極箔４の重合せおよび冷間圧接金型６の配置工程〔図１の（Ｂ）、図２の（Ｃ）〕、冷間圧接金型６の押圧工程〔図２の（Ｄ）〕が含まれている。図３は引出し端子２と電極箔４の接続状態を示している。
【００２３】
引出し端子２の形成工程では、図１の（Ａ）に示すように、接続部８とリード部１０とを備える引出し端子２を形成する。この引出し端子２は電極箔４と同一の金属材料で形成する。たとえば、電極箔４をアルミニウムで形成すれば、引出し端子２はアルミニウムで形成すればよい。接続部８は既述の電極箔４と接続する領域であり、棒状のリード部１０にたとえば、プレス加工により偏平部分を形成すればよい。
【００２４】
この引出し端子２の接続部８には図１の（Ｂ）に示すように、電極箔４を重ねる。電極箔４は陽極箔または陰極箔の何れでもよい。この場合、二点鎖線は冷間圧接金型６の第１の押圧部６Ａと、第２の押圧部６Ｂの配置を重ねて示している。
【００２５】
冷間圧接金型６の各押圧部６Ａ、６Ｂは、図２の（Ｃ）に示すように、同一の立体形状としてたとえば、逆正四角錐台形であって、先端側に正方形状の平坦面部１２Ａを備え、後方側に傾斜面部１２Ｂとを有し、各押圧部６Ａ、６Ｂ間に凹部１２Ｃを備えている。凹部１２Ｃは、隣合う傾斜面部１２Ｂ間で形成された窪みである。冷間圧接金型６の各押圧部６Ａ、６Ｂは、電極箔４が重ねられた引出し端子２の接続部８の幅方向に配置され、各平坦面部１２Ａは電極箔４の各縁部１４に跨がらせて配置されている。
【００２６】
押圧工程では、図２の（Ｄ）に示すように、冷間圧接金型６の各押圧部６Ａ、６Ｂを電極箔４の上から下降させ、電極箔４および引出し端子２の接続部８に押し当てる。電極箔４および引出し端子２は、各押圧部６Ａ、６Ｂの平坦面部１２Ａで圧縮成形されるとともに、押圧部６Ａ、６Ｂの傾斜面部１２Ｂで囲まれた凹部１２Ｃでは、平坦面部１２Ａに比較して押圧力が低いため、電極箔４および接続部８は凹部１２Ｃ内に突出部１６が形成される。この突出部１６は、押圧部６Ａ、６Ｂの間に挟まれた状態で生成される。押圧部６Ａ、６Ｂの間に挟まれた突出部１６に押圧力Ｆが加えられても、突出部１６に加えられる押圧力Ｆは幅方向ではなく中心部に向う為、電極箔４側への反発力Ｒが生じ、押圧力Ｆと反発力Ｒで挟まれ、電極箔４と引出し端子２は接続される。また、引出し端子の端縁は、冷間圧接金型６の押圧部６Ａ、６Ｂで押圧しているため、引出し端子２の幅方向へ逃げることができず、追従して箔が伸びることを防ぐことができる。
【００２７】
このように引出し端子２が接続された電極箔４は、図３の（Ｅ）および（Ｆ）に示すように、電極箔４に引出し端子２の接続部８が接続され、接続部８には外部リード部１０が備えられている。電極箔４および接続部８には冷間圧接金型６の押圧部６Ａ、６Ｂの押圧面形状と同一の凹部１８Ａ、１８Ｂが形成され、各凹部１８Ａ、１８Ｂの平坦部２０は接続部８の縁部１４に跨がって形成されている。
【００２８】
そして、電極箔４がたとえば、陽極箔であれば、陰極箔も同様に引出し端子２が接続される。そして、電極箔４間には図示しないセパレータが挟み込まれ、巻回素子であれば巻回されてコンデンサ素子が形成される。このコンデンサ素子に電解液が含浸された後、外装ケースに収納されて封口部材で封口され、コンデンサの一例である電解コンデンサを構成することができる。つまり、電極箔４に引出し端子２が冷間圧接法により接続されたコンデンサであって、セパレータを挟み込んで配置された陽極側および陰極側の電極箔４を備えるコンデンサ素子と、電極箔４を接続する接続部８を備え、該接続部８に重ねられた電極箔４の上から押圧されて接続部８の縁部１４に跨がる凹部１８Ａ、１８Ｂと各凹部１８１８Ａ、１８Ｂの間に突出部１６を備えて電極箔４と接続された引出し端子２とを備えた電解コンデンサを構成することができる。
【００２９】
このような製造方法によれば、次の利点や効果がある。
【００３０】
(1) 引出し端子２の接続部８に反発力Ｒが強い部位つまり、突部１６を接続部８上に作ることができ、引出し端子２の接続部８と電極箔４とを強く接続することができる。
【００３１】
(2) 引出し端子２の接続部８が幅方向へ変形することを防止できる。
【００３２】
(3) 冷間圧接金型６の押圧部６Ａ、６Ｂのように、引出し端子２の接続部８の幅方向に複数の突部を備え、引出し端子２の接続部８の幅方向の縁部１４に電極箔４を重ねて押圧する。
【００３３】
(4) 押圧部６Ａ、６Ｂの間に挟まれた部分は引出し端子２の接続部８が縁部１４側に伸びるのを防止できるので、電極箔４側への反発力Ｒを生じ、該反発力Ｒと冷間圧接金型６の押圧力Ｆにより電極箔４と引出し端子２が挟まれ、電極箔４の伸びを防止できる。
【００３４】
(5) 押圧部６Ａ、６Ｂで押圧された引出し端子２の縁部１４の外側への伸びを防止でき、電極箔４の薄化を防止できる。つまり、電極箔４の脆弱化を防止できる。
【００３５】
(6) 引出し端子２の接続部８の縁部１４を押圧するので、引出し端子２の接続部８の形成材料の伸延を防止でき、その結果、電極箔４の伸びを防止できる。
【００３６】
(7) 以上述べた引出し端子２が電極箔４に接続されたコンデンサ素子を備える電解コンデンサなどのコンデンサによれば、電極箔４の脆弱化を防止した信頼性の高い製品を実現することができる。
【００３７】
〔第２の実施の形態〕
【００３８】
上記実施の形態では、引出し端子２の接続部８に一対の凹部１８Ａ、１８Ｂが形成されるように、一対の押圧部６Ａ、６Ｂを持つ冷間圧接金型６を用いたが、接続部８の長手方向に二対の押圧部を備えて、図４に示すように、引出し端子２の接続部８の長さ方向に複数の凹部１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄを形成してもよい。
【００３９】
斯かる構成とすれば、冷間圧接金型６の押圧によって、引出し端子２が伸びる部位を少なくすることで、電極箔４が追従して伸びるのを抑制し、その伸び量をより低減することができる。図４において、凹部１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄの各間には、突出部１６が形成され、接続部８の幅方向だけでなく長さ方向に電極箔４が伸延するのを防止でき、電極箔４の脆弱化を抑制できる。また、押圧部に挟まれる部位が増えるので、接続強度が向上する。
【００４０】
〔他の実施の形態〕
【００４１】
(1) 上記実施形態では、コンデンサの一例として電解コンデンサを例示したが、本発明は電気二重層コンデンサなどの他のコンデンサにも適用でき、上記実施形態に限定されるものではない。
【００４２】
(2) 上記実施形態では、押圧部６Ａ、６Ｂの２箇所を例示したが、冷間圧接金型６に３箇所以上に押圧部を備えた構成であってもよい。
【００４３】
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が、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、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ことは勿論であり、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】
【００４４】
引出し端子に電極箔を冷間圧接法により接続するコンデンサの製造方法において、冷間圧接法によって電極箔が脆弱化するのを防止でき、コンデンサの信頼性を高めることができ、有用である。
【符号の説明】
【００４５】
２  引出し端子
４  電極箔
６  冷間圧接金型
６Ａ、６Ｂ  押圧部
８  接続部
１０  リード部
１２Ａ  平坦面部
１２Ｂ  傾斜面部
１２Ｃ  凹部
１４  縁部
１６  突出部
１８Ａ  凹部
１８Ｂ  凹部
１８Ｃ  凹部
１８Ｄ  凹部
Ｆ  押圧力
Ｒ  反発力
【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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