(57)【要約】【課題】プレス加工で生じるバリなどの金属片の影響を回避し、加工精度や加工品質の高い端子を提供する。【解決手段】コンデンサの端子（２）の成形に、端子部材（２４）をプレス加工により成形する単一または複数の成形工程と、前記成形工程を経た前記端子部材の少なくとも表面層を高出力の超音波により処理する表面処理工程（超音波処理工程）とが含まれている。成形工程には前記端子部材をプレス加工により成形する第一の成形工程と、前記第一の成形工程により加工された前記加工エリアをプレス加工により成形する第二の成形工程とが含まれる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサの端子を成形する端子成形方法であって、
端子部材をプレス加工により成形する単一または複数の成形工程と、
前記成形工程を経た前記端子部材の少なくとも表面層を高出力の超音波により処理する表面処理工程と、
を含むことを特徴とする端子成形方法。
【請求項２】
コンデンサの端子を成形する端子成形方法であって、
端子部材をプレス加工により成形する第一の成形工程と、
前記第一の成形工程により加工された前記加工エリアをプレス加工により成形する第二の成形工程と、
前記第二の成形工程を経た前記端子部材の表面を超音波により処理する超音波処理工程と、
を含むことを特徴とする端子成形方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の端子成形方法により端子を成形する端子成形工程と、
前記端子をインサートして絶縁性材料を成形する樹脂成形工程と、
を含むことを特徴とする封口板成形方法。
【請求項４】
コンデンサの外装ケースを封口する封口板のコンデンサの製造方法であって、
請求項３に記載の封口板成形方法により封口板を形成する封口板形成工程と、
コンデンサ素子を収納したケースを前記封口板により封口する封口工程と、
を含むことを特徴とする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、電気二重層コンデンサ、電解コンデンサなどのコンデンサに用いられる端子および封口板に関し、たとえば、プレス加工を用いた端子成形方法、封口板成形方法およびコンデンサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気二重層コンデンサや電解コンデンサなどのコンデンサでは、コンデンサ素子を収納するケースが封口板により封口されている。この封口板には陽極側および陰極側の端子が設置されている。各端子は、外装ケース内のコンデンサ素子の陽極、陰極を外部に引き出す外部電極であるとともに、コンデンサを外部回路に接続するための接続部材である。
【０００３】
このような端子に関し、コンデンサ素子を収納した外装ケースを封口する封口板に端子を設置することが知られている（たとえば、特許文献１）。基板製造に関し、超音波洗浄を用いることが知られている（たとえば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平５−６９９３６号公報
【特許文献２】特開２００４−１９００４３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、封口板に設置される各端子は所定形状にプレス加工された後、絶縁部材にインサート成形により設置される。プレス加工には冷間圧造加工や冷間鍛造などが用いられる。所定の大きさに切断された端子材料がプレス加工により所定形状に加工される。複雑な形状を持つ端子では、一回のプレス加工で実現することは不可能であり、最終形状に到達するまで、段階的のプレス加工が施される。
【０００６】
コンデンサの端子ではコンデンサ素子の電極箔と同様に金属材料としてたとえば、アルミニウムが用いられる。このアルミニウムは成形性の良い金属である。反面、プレス加工の際に生じたバリなどの金属片が端子部材や成形型に残留すると、その金属片が端子部材の被成形面を劣化させるという課題がある。つまり、被加工面に金属片が付着していれば、その金属片が次工程で被加工面に押しつけられ、これが加工面を損傷する。また、成形型に付着した金属片が、次工程で押しつけられて被加工面に付着し、または金属片が押しつけられる際に加工面から剥離を生じる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記課題に鑑み、プレス加工で生じるバリなどの金属片の影響を回避し、加工精度や加工品質の高い端子を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、加工精度や加工品質の高い端子を用いて封口板またはコンデンサの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の端子成形方法は、コンデンサの端子を成形する端子成形方法であって、端子部材をプレス加工により成形する単一または複数の成形工程と、前記成形工程を経た前記端子部材の少なくとも表面層を高出力の超音波により処理する表面処理工程とを含む。
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の端子成形方法は、コンデンサの端子を成形する端子成形方法であって、端子部材をプレス加工により成形する第一の成形工程と、前記第一の成形工程により加工された前記加工エリアをプレス加工により成形する第二の成形工程と、  前記第二の成形工程を経た前記端子部材の表面を超音波により処理する超音波処理工程とを含む。
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の封口板成形方法は、上記端子成形方法により端子を成形する端子成形工程と、前記端子をインサートして絶縁性材料を成形する樹脂成形工程とを含む。
【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、コンデンサの外装ケースを封口する封口板のコンデンサの製造方法であって、上記封口板成形方法により封口板を形成する封口板形成工程と、コンデンサ素子を収納したケースを前記封口板により封口する封口工程とを含む。
【発明の効果】
【００１３】
(1) 本発明の端子成形方法によれば、端子の加工面における割れや剥がれなどの損傷や汚れを防止でき、端子の加工精度を高めることができる。
【００１４】
(2) 本発明の封口板成形方法によれば、加工精度の高い端子を用いて形成され、品質の良い封口板が得られる。
【００１５】
(3) 本発明のコンデンサの製造方法によれば、加工精度の高い端子を用いた品質の良い封口板で封口されるので、製品品質が高く、信頼性のあるコンデンサを実現できる。
【００１６】
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】
【００１７】
【図１】端子の成形加工の一例を示すフローチャートである。
【図２】端子の一例を示す縦断面図である。
【図３】端子材料の切断および一次プレス加工の一例を示す図である。
【図４】二次プレス加工および表面処理の一例を示す図である。
【図５】コンデンサの製造工程の一例を示すフローチャートである。
【図６】封口板の成形加工の一例を示す断面図である。
【図７】コンデンサの一例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜端子の成形加工＞
【００１９】
図１は、端子の加工手順を示している。この加工手順は一例であって、斯かる手順に本発明の端子の成形方法が限定されるものではない。
【００２０】
この加工手順では、端子材料２２（図３）を所定長に切断する（Ｓ１１）。端子材料２２はたとえば、アルミニウムの線状材である。この端子材料２２の切断により、端子２（図２）の端子部材（原形）２４（図３）が形成される。
【００２１】
この端子部材２４に一次プレス加工を施す（Ｓ１２）。一次プレス加工は第一の成形工程の一例であり、この一次プレス加工により、端子部材２４に一次成形面を形成する。この一次成形面は、第一の成形部の一例であり、最終製品である端子２の一部の面部を構成する。この一次プレス加工の際には、端子部材２４やプレス加工冶具２６に付着したバリなどの金属片が端子部材２４の表面に押し付けられる場合がある。
【００２２】
一次プレス加工を施した端子部材２４に二次プレス加工を施す（Ｓ１３）。二次プレス加工は第二の成形工程の一例であり、この二次プレス加工により、端子部材２４に二次成形面を形成する。この二次成形面は、第二の成形部の一例であり、最終製品である端子２の一部の面部が形成される。この二次プレス加工の際には、前記端子部材２４の表面に押し付けられたバリなどの金属片が剥離するなどして端子部材２４から突出する。
【００２３】
そして、この二次プレス加工を経た端子部材２４に高出力の超音波を付与して表面処理をする（Ｓ１４）。この表面処理は、端子部材２４の表面部４０に押し付けられているばりなどの付着物を除去する超音波処理である。
【００２４】
この超音波処理によれば、二次プレス加工を経た端子部材２４の表面に押し付けられているばりなどの金属片のほか夾雑物を除去する。これにより二次プレス加工品の表面層が超音波により清浄化される。
【００２５】
そして、端子部材２４にねじ切り加工を施し（Ｓ１５）、封口板４４（図７）のインサート成形前の端子２が形成される。
【００２６】
このように一次プレス加工と二次プレス加工とを経た後、表面処理として超音波処理を行うことにより、清浄化された製品である端子２が得られる。このような表面処理を行えば、成形精度および製品品質の高い端子２が得られる。
【００２７】
＜端子２＞
【００２８】
図２は、成形加工品の一例である端子２の縦断面を示している。
【００２９】
この端子２は本体部４を備える。この本体部４は封口部材に固定される円柱状の胴部である。この本体部４には、一端面側に段部６を設けて径小部８、他端面側に段部１０を設けて径小部１２が形成されている。この本体部４の周囲面にはローレット加工などにより、粗面化面１４が形成されている。
【００３０】
径小部８の頂部には、径小部８より小径の突部１６が形成されている。また、径小部１２の中央には、突部１６の直径より細い円柱状のリベット部１８が形成されている。
【００３１】
突部１６の中央にはねじ孔２０が形成されている。このねじ孔２０は本体部４の長さの２分の１より深く形成されている。
【００３２】
＜端子２の成形加工＞
【００３３】
図３は、端子材料の切断および一次プレス加工を示している。図４は、一次プレス加工品の二次プレス加工から超音波による表面処理工程までを示している。
【００３４】
(1) 切断加工（Ｓ１１）
【００３５】
切断加工では、図３のＡに示すように、端子材料２２を高さｈ１に切断する。端子材料２２にはたとえば、アルミニウムの断面円形の線状材が用いられる。この場合、端子材料２２の切断単位は、高さｈ１でもよいし、高さｈ１より大きく設定してもよい。また、後述の一次プレス加工の際に、リベット部１８が伸びるので、端子材料２２の切断単位は、リベット部１８の伸びを見込んで、高さｈ１より小さくすることができる。
【００３６】
図３のＢは、端子材料２２から切り出された円柱体の端子部材２４を示している。この実施の形態では、高さｈ１に設定されている。
【００３７】
(2) 一次プレス加工（Ｓ１２）
【００３８】
端子部材２４に対し、図３のＣに示すように、プレス加工治具２６−１、２６−２を用いてプレス加工を施し、キャビティ２７−１、２７−２の形状により一次プレス加工品２８を形成する。このプレス加工では、全長のｈ１に対し、本体部４が高さｈ２に形成される。つまり、この場合、加工途上の本体部４には径小部８、１２の高さ分を含んでいる。
【００３９】
(3) 二次プレス加工（Ｓ１３）
【００４０】
二次プレス加工では、一次プレス加工品２８に対し、図４のＡに示すように、プレス加工治具３０−１、３０−２を用いてプレス加工を施す。これにより、段部６、１０を設けて径小部８、１２が本体部４に形成される。つまり、この二次プレス加工により、図２に示す端子２のうち、ねじ孔２０のない外形形状が成形される。
【００４１】
(4) 超音波による表面処理（Ｓ１４）
【００４２】
二次プレス加工品３２に対し高出力の超音波による表面処理を行う。この表面処理ではたとえば、図４のＢに示す超音波処理装置３３が用いられる。この超音波処理装置３３では、処理容器３４に超音波発生装置３５が設置され、処理液３６が充填される。超音波発生装置３５は高出力の超音波を発生するたとえば、超音波振動子で構成されている。この処理液３６には処理かご３７が設置され、この処理かご３７には底面に絶縁樹脂からなる防護メッシュ３８が敷かれ、この防護メッシュ３８の上に二次プレス加工品３２が収容される。これにより、二次プレス加工品３２は処理かご３７により処理液３６に浸漬される。超音波発生装置３５を駆動すると、超音波発生装置３５から超音波が処理液３６内の二次プレス加工品３２に付与される。これにより、二次プレス加工品３２の少なくとも表面層が超音波処理される。
【００４３】
超音波が付与される二次プレス加工品３２は、防護メッシュ３８により処理容器３４または処理かご３７と分離されている。このため、超音波付与時の処理容器３４または処理かご３７との接触回避により、二次プレス加工品３２が防護される。同時に処理される二次プレス加工品３２間の衝突を回避する防護メッシュを設置してもよい。
【００４４】
処理容器３４内の二次プレス加工品３２に超音波を付与する超音波発生装置３５の出力はたとえば、周波数１９〔ｋＨｚ〕、３，６００〔Ｗ〕に設定する。処理液３６は水でよいが、純水であってもよい。処理液３６の温度は、３０〔℃〕ないし５５〔℃〕に設定し、超音波付与時間は５〔分〕ないし２０〔分〕とする。
【００４５】
この表面処理によって、一次プレス加工などの際に端子部材２４の表面部４０に押し付けられ、二次プレス加工などの際に端子部材２４の表面部４０から剥れたばりなどの付着物が除去され、二次プレス加工面が清浄化される。これにより、表面を超音波処理した処理品である端子２が得られる。
【００４６】
(5) ねじ切り加工（Ｓ１５）
【００４７】
このねじ切り加工では、端子２の突部１６の中央にねじ孔２０（図２）を形成する。このねじ孔２０はダイスによって形成する。
【００４８】
＜超音波による表面処理の条件＞
【００４９】
上記実施の形態では、二次プレス加工品３２に付与する超音波出力は、実験によれば少なくとも２，４００〔Ｗ〕以上であれば、ばりなどの付属物を表面部４０から除去できることを確認した。また、超音波出力のエネルギを高く設定（高出力）すれば、表面処理時間を短くできることも確認した。この処理結果を表１に示す。このようなプレス加工の際に端子部材２４の表面に押し付けられ、またプレス加工によって剥れたバリなどの金属片はその径が大きく（たとえば、０．５〔ｍｍ〕を超える径）通常の超音波処理では除去できないが、このように高出力の超音波による超音波処理を施すことで除去が可能となる。
【００５０】
【表１】
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【００５１】
＜コンデンサの製造工程＞
【００５２】
図５は、端子２の粗面化処理からコンデンサの組立までの手順を示している。この加工手順は一例であり、斯かる手順に本発明が限定されるものではない。
【００５３】
上記工程を経て製造された端子２の本体部４の外面には、封口板の成形前にローレット加工などの粗面化処理を施す（Ｓ２１）。これにより既述の粗面化面１４が形成される。この本体部４の外面の粗面化は、成形樹脂との密着性が高まる程度の粗さでよい。これにより、後述の封口板４４（図７）へのインサート成形樹脂との密着性を高めることができる。
【００５４】
封口板の成形では、成形型内に既述の端子２を位置決めする（Ｓ２２）。成形型のキャビティ内に樹脂を注入し、封口板本体の成形により、端子２を備える封口板本体のインサート成形を行う（Ｓ２３）。
【００５５】
封口板本体に封止部を結合し（Ｓ２４）、封口板４４を形成する。コンデンサの組立て（Ｓ２５）では、外装ケースにコンデンサ素子を収納し、封口板４４を外装ケースに設置し、外装ケースを封口してコンデンサ６０を完成する。
【００５６】
＜封口板の成形＞
【００５７】
図６は、封口板４４の成形工程を示している。
【００５８】
封口板４４の成形には成形型４６−１、４６−２が用いられる。この実施の形態では、成形型４６−２には、端子２のリベット部１８側を位置決めする位置決め部４８が形成され、成形型４６−１には本体部４の突部１６側を位置決めする位置決め部５０が形成されている。各成形型４６−１、４６−２には封口板４４の封口板本体５２の内形状を持つキャビティ５４が形成されている。これら成形型４６−１、４６−２には、本体部４に粗面化面１４を備える端子２が位置決めされる。
【００５９】
端子２が設置されたキャビティ５４には、ポート部５６から樹脂５８が注入され、キャビティ５４に樹脂５８が充填される。この樹脂５８はたとえば、熱硬化性樹脂である。
【００６０】
樹脂５８はキャビティ５４の内形状に成形され、硬化する。これにより、端子２をインサートした成形品である封口板本体５２が成形される。本体部４の周囲部にある粗面化面１４には樹脂５８が密着する。端子２の本体部４の粗面化により、封口板４４に対する端子２の固定強度が高められる。
【００６１】
＜コンデンサの組立＞
【００６２】
図７は、コンデンサを示している。このコンデンサ６０は既述の端子２および封口板４４を用いた電気二重層コンデンサである。
【００６３】
封口板４４の封口板本体５２には既述の成形により凹部６２が形成されている。この凹部６２には封止部６４が結合されている。封止部６４はたとえば、封止ゴムで形成されている。
【００６４】
コンデンサ素子６６の素子端面６８には陽極側の電極タブ７０−１、陰極側の電極タブ７０−２が引き出され、封口板４４の端子２にリベット部１８の加締めにより固定、接続されている。この接続によりコンデンサ素子６６と封口板４４とが一体化される。
【００６５】
コンデンサ素子６６は外装ケース７２に収納され、封口板４４が外装ケース７２にある段部７４に設置されている。外装ケース７２はアルミニウムの成形体である。この外装ケース７２の開口縁部７６がカーリング処理により、封止部６４に圧入されている。これにより封口板４４が外装ケース７２に固定され、外装ケース７２が封口板４４により封止される。
【００６６】
以上説明したように、端子２の成形にあっては、端子２の加工面における割れなどの損傷や汚れを防止でき、端子２の加工精度が高められる。
【００６７】
斯かる端子２を用いれば、加工精度の高い端子２により、品質の良い封口板４４が得られる。
【００６８】
そして、コンデンサ６０では、加工精度の高い端子２を用いた品質の良い封口板４４で封口されるので、製品品質が高く、信頼性の高い製品を実現できる。金属片が端子２や封口板４４に残留することがなく、その金属片が電気的な特性を劣化させるおそれがないコンデンサ６０が得られる。
【００６９】
＜他の実施の形態＞
【００７０】
(1) 上記実施の形態で述べた成形加工治具にはパンチやダイスなどの各種の加工治具が含まれることは言うまでもない。
【００７１】
(2) 上記実施の形態では外装ケース７２を封口する封口部材に端子２を固定することを例示したが、端子２は外装ケースまたは封口部材である樹脂被覆にインサート成型される構成であってもよい。
【００７２】
(3) 上記実施の形態では、複数段階のプレス加工を例示しているが、単一のプレス加工処理の場合にも本発明を適用してもよい。超音波による表面処理により、ばりなどの付着物を除去し、製品品質を高めることができる。
【００７３】
(4) 上記実施の形態では、二次プレス加工品３２に超音波による表面処理を施しているが、二次プレス加工前に一次プレス加工品２８に超音波による表面処理を施してもよい。すなわち、第一の成型加工である一次プレス加工（Ｓ１２）の後、プレス加工面を超音波による表面処理し、表面処理品に対して第二の成型加工である二次プレス加工（Ｓ１３）を行ってもよい。斯かる構成とすれば、清浄化された面部に第二の成型加工を施すことができ、成形精度を高めることができる。
【００７４】
(5) 上記実施の形態では、超音波による表面処理を記載しているが、切削加工などの表面処理を排除するものではない。成形加工の後、超音波処理の前または後に切削加工などの表面加工処理の工程を付加してもよい。
【００７５】
以上説明したように、本発明の端子成形方法、封口板成形方法およびコンデンサの製造方法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】
【００７６】
本発明では、端子のプレス加工による金属片の影響を回避でき、成形精度の高い端子に成形でき、斯かる端子を用いて製品品質を高めることができ、有用である。
【符号の説明】
【００７７】
２  端子
４  本体部
６  段部
８  径小部
１０  段部
１２  径小部
１４  粗面化面
１６  突部
１８  リベット部
２０  ねじ孔
２２  端子材料
２４  端子部材
２６−１、２６−２  プレス加工治具
２８  一次プレス加工品
３０−１、３０−２  プレス加工治具
３２  二次プレス加工品
３３  超音波処理装置
３４  処理容器
３５  超音波発生装置
３６  処理液
３７  処理かご
３８  防護メッシュ
４０  表面部
４４  封口板
４６−１、４６−２  成形型
４８  位置決め部
５０  位置決め部
５２  封口板本体
５４  キャビティ
５６  ポート部
５８  樹脂
６０  コンデンサ
６２  凹部
６４  封止部
６６  コンデンサ素子
６８  素子端面
７０−１  陽極側の電極タブ
７０−２  陰極側の電極タブ
７２  外装ケース
７４  段部
７６  開口縁部
【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】
2013247154.tif 000008
【図６】
2013247154.tif 000009
【図７】
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