(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気エネルギーを蓄積するための装置において、
前記装置は、導電ストリップを一つ以上含む複数のストリップを実質的に円筒状に巻いた巻物を備え、
横側が、円筒状の側面によって規定され、縦側が、前記導電ストリップのエッジを含む二つの対向する端面によって規定されており、
前記ストリップはそれぞれ前記巻物の巻かれる長さ方向の全長にわたって連続しており、
少なくとも一つの導電ストリップのエッジの少なくとも一つが、複数の歯を有し、
前記複数の歯が実質的に、装置の端面の、少なくとも一つにおいて、前記装置の円筒状の側面の接面に対して、ほぼ垂直な所定の方向に重ね合わせられた集合体を一つ以上形成するように配置され、端子に電気的に接続する複数の部材からなるグループを構成し、各部材が、その部材を有する導電ストリップと導通した状態で延び、
一方では、前記装置を構成する、複数の歯を備えた各ストリップが、前記巻物の端面を隔てる距離よりも長い初期幅を有すること、
他方では、前記複数歯が、前記導電ストリップの横縁の少なくとも１本に複数のノッチを切り欠くことにより得られること、を特徴とする装置。
【請求項２】
一方では、前記複数の歯が重ね合わせられた各集合体において、歯どうしの電気的な接触が達成されるように、前記複数の歯が、少なくとも部分的に、向かい合う面を互いに緊密に押し当てられること、
他方では、前記複数の歯が、少なくとも間接的に、装置の外部にある電気接続端子に接続されること、
前記ストリップは第１および第２の導電ストリップと、前記第１および第２の導電ストリップの間に配置されたセパレータを備えること
を特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記複数の歯が重ね合わせられた状態にある各集合体において、前記複数の歯が、少なくとも部分的に、前記複数の歯の前記集合体の内部を貫通する部材でリベット留めすることによって、互いに緊密に押し当てられることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記複数の歯が重ね合わせられた状態にある各集合体において、前記複数の歯が、少なくとも部分的に、はんだ付けによって互いに緊密に押し当てられることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項５】
複数の歯の集合体を前記端面のそれぞれに一つ以上備え、前記集合体のそれぞれが、前記端面の高さに配置された端子に接続されることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一つに記載の装置。
【請求項６】
前記装置が、前記巻物に対して実質的に軸方向にかつ前記巻物の中心に配置された導電部材をさらに備え、前記導電部材が、前記装置の各端面から突き出た端部をそれぞれ有し、
前記装置の前記端面の第１の端面の高さにおいて少なくとも第１の、歯の集合体が、少なくとも直接、前記第１の端面の高さに配置された前記導電部材の第１の端部に接続され、
第２の端面の高さにおいて、前記導電部材の第２の端部は、第１の端子に接続され、前記第２の端面の高さに配置された、少なくとも第２の、歯の集合体は、第２の端子に接続されることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一つに記載の装置。
【請求項７】
電気エネルギーを蓄積するための装置の製造方法において、
前記装置が、
一方では、横側は、実質的に円筒状の側面によって規定され、縦側は、一定距離によって隔てられた二つの向かい合った端面によって規定されており、
前記装置が、他方では、複数のストリップを巻くことによって得られ、前記複数のストリップの少なくとも一つは、導電ストリップであり、２本の横縁の間により規定される前記導電ストリップの初期幅が、前記向かい合った端面を隔てる距離よりも長く、
前記ストリップはそれぞれ前記巻物の巻かれる長さ方向の全長にわたって連続しており、  前記ストリップが巻かれ終わる以前に、複数の歯が、少なくとも一つの導電ストリップの初期幅を規定する前記２本の横縁の少なくとも一つに、複数のノッチを切り欠くことによって得られることを特徴とする方法。
【請求項８】
各歯を規定する複数のノッチの少なくとも一部を切り欠く工程が、前記各歯が形成される前記導電ストリップの一部を巻いた後に実施されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記複数の歯を規定する前記複数のノッチの少なくとも一部が、少なくとも一つの導電ストリップを巻く前に得られることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記歯を規定する全てのノッチが、前記導電ストリップを巻く前に得られることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
電気エネルギーを蓄積するための装置の製造方法において、
前記装置が、
一方では、横側は、実質的に円筒状の側面によって規定され、縦側は、一定距離で隔てられた二つの向かい合う端面によって規定されており、
前記装置が、他方では、複数のストリップを巻くことによって得られ、前記複数のストリップの少なくとも一つは、導電ストリップであり、２本の横縁の間により規定される前記導電ストリップの初期幅が、前記向かい合った端面を隔てる距離よりも長く、
前記ストリップはそれぞれ前記巻物の巻かれる長さ方向の全長にわたって連続しており、
前記複数のストリップは、導電部材の周りに巻かれ、前記導電部材は、少なくとも装置が製造された後に、前記装置の各前記端面から突き出た一端をそれぞれ有することができるような長さを有し、
前記複数のストリップが巻かれ終わる以前に、前記装置の前記二つの端面のそれぞれが歯の集合体を一つ以上備えることができるように、二つの導電ストリップに複数の歯が形成され、
この巻物の第１の端面の高さにおいて、少なくとも第１の、歯の集合体が、前記端面の高さに配置された前記導電部材の第１の端部に接続され、
第２の端面の高さにおいて、一方では、前記導電部材の第２の端部が、第１の端子に接続され、他方では、前記第２の端面の高さに配置された少なくとも一つの、歯の集合体が、第２の端子に接続されることを特徴とする方法。
【請求項１２】
少なくとも一つの導電ストリップが使用され、前記導電ストリップが、向かい合った二つの面を有し、第１の面と呼ばれるそれらの一方の面が、高い電気化学的活性度を可能にする材料からなる層を備え、同様に、第２の面と呼ばれる他方の面もまた、高い電気化学的活性度を可能にする材料からなる層を備え、前記層は、セパレータ部材と呼ばれる層部材によって被覆されることを特徴とする請求項７〜１１のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも一つの導電ストリップが使用され、前記導電ストリップにおいて、前記向かい合った二つの面を備えた、高い電気化学的活性度を可能にする材料からなる二つの層と、セパレータ部材は、前記２本の横縁の一方からの、横縁を横切る方向の寸法が、装置の二つの端面を隔てる距離に実質的に等しいことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重ね合わせたストリップの巻物からなる、電気エネルギーを蓄積するための装置に関する。また、本発明は、重ね合わせたストリップの巻物からなる、電気エネルギーを蓄積するための装置を製造する方法に関する。なお、本発明は、限定はされないが、好ましくは、電解コンデンサの製造に適用される。
【０００２】
【従来の技術】
コンデンサの製造において、好ましくは重ね合わせられた、異なる材料からなる複数のストリップを渦巻状に巻くことは、昔から知られている。従来、複数のストリップのうち二つは、コンデンサの二つの電極を構成するために、導電性材料からなり、これらのストリップ電極は、それぞれ、少なくとも一つのコレクタ部材によってコンデンサ外部の電気接続端子に接続される。
【０００３】
このようにして製造された巻物は、一般的に、実質的に円筒形であり、回転により製造、または、平らにされ、実質的に円筒状の側面と二つの向かい合った端面とを有する。
【０００４】
これらの巻物は、一般には、電気絶縁材料でできた保護外装によって被覆され、この外装には、電気接続端子が取り付けられる。
【０００５】
ストリップまたはシートを巻くことによって得られたコンデンサの端子に電極を接続するコレクタ部材を製造するための米国特許第４，６３３，３６９号に記載のとおり、巻物に垂直な正中面に対して二つのストリップ電極をずらせて配置する方法が知られている。このとき、ストリップが巻かれた後、各ストリップが、ずらした分だけ自由なエッジを有し、このエッジは巻物の一つの端面と直角になるようにする。
【０００６】
ずらす度合いは、コンデンサの各端部に形成された導電部分に金属部材を圧着、固定、あるいは、はんだ付けできるように選択され、これによって、上記コンデンサの電気端子に接続できるコレクタ部材を構成する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この技術的方法は、接続効率と、電流を流すために設けられる部分に関しては満足できるものであるが、扱いにくいために重大な課題を有する。
【０００８】
本発明の目的は、上述の課題が解決された、重ね合わせたストリップの巻物からなる電気エネルギーを蓄積するための装置を提案することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明にかかる電気エネルギーを蓄積するための装置は、導電ストリップを一つ以上含む複数のストリップを実質的に円筒状に巻いた巻物を備え、この装置は、横側が、円筒状の側面によって規定され、これらのストリップはそれぞれ前記巻物の巻かれる長さ方向の全長にわたって連続しており、縦側が、前記導電ストリップのエッジを含む二つの対向する端面によって規定されている。この装置は、少なくとも一つの導電ストリップのエッジの少なくとも一つが、複数の歯を有し、前記複数の歯が実質的に、装置の端面の少なくとも一つにおいて、前記装置の円筒状の側面の接面に対してほぼ垂直な所定の方向に重ね合わせられた集合体を一つ以上形成するように配置され、端子に電気的に接続する複数の部材からなるグループを構成し、各部材が、その部材を有する導電ストリップと導通した状態で延びることを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明は、上述した種の装置を製造する方法を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明を容易に理解できるように、以下に添付の図面を参照しながら、本発明を説明するが、以下の例は本発明を何ら限定するものではない。
【００１２】
図において、装置１は、導電ストリップを一つ以上含む複数のストリップを実質的に円筒状に巻いた巻物２を備え、この装置１は、横側が、円筒状の側面１Ａによって規定され、縦側が、前記導電ストリップ２のエッジ２Ｂ、２Ｃを含む二つの対向する端面１Ｂ、１Ｃによって規定されている。
【００１３】
装置１は、好ましくは、複数の重ね合わせたストリップ２を渦巻状に巻いた巻物から製造される電解コンデンサである。
【００１４】
各導電ストリップ２は、限定はされないが好ましくは、アルミニウムから製造される。
【００１５】
電解コンデンサを製造するための本発明の一つの実施の形態においては、装置は、重なり合った二つの導電ストリップ２からなる。
【００１６】
各導電ストリップ２は、向かい合った二つの面２１、２２を有し、第１の面と呼ばれるそれらの一方の面２１が、高い電気化学的活性度を可能にする材料からなる層３を備え、同様に、第２の面と呼ばれる他方の面２２もまた、高い電気化学的活性度を可能にする材料からなる層３を備え、前記層３は、セパレータ部材４と呼ばれる層部材４によって被覆される。
【００１７】
導電ストリップ２の各面２１、２２が、高い電気化学的活性度を可能にする材料からなる層３を備えるという規定は、特に、この層３が、面２１、２２上において高い電気化学的活性度を可能にする被覆材料、あるいは、高い電気化学的活性度を可能にする材料からなるストリップを塗布したもの、からなることを含んでいる。
【００１８】
同様に、導電ストリップ２の第２の面２２が、高い電気化学的活性度を可能にする材料からなる層３を備え、層３がセパレータ部材４によって被覆されるという規定は、特に、このセパレータ部材４が、高い電気化学的活性度を可能にする材質からなる層３の上に形成された被覆材料、あるいは、この被覆に使用される材料からなるストリップを塗布したものからなることを含む。
【００１９】
電解コンデンサを製造するための本発明のこの実施の形態においては、セパレータ層４は、電解質を含浸させたときに、電気絶縁体およびイオン電導体となる材料から構成される。
【００２０】
たとえば、その電解質は、高い電気化学的活性度を可能にする材料からなる層３と、セパレータ部材４と、を含浸する液体またはポリマーである。
【００２１】
電解コンデンサを製造するための本発明のこの実施の形態において、この材料は、限定はされないが、炭素（活性炭、黒鉛、カーボンブラック）、希土類酸化物、泡状金属、などであってもよい。
【００２２】
図示されるように、各導電ストリップ２は、コンデンサの電極の一つを構成し、そして、少なくとも一つの電気接続部材５によって、コンデンサ１の外部にある少なくとも一つの電気接続端子６に接続される。
【００２３】
この実施の形態において、装置１は、壁１Ｄから構成される保護外装１Ｄを有し、この壁１Ｄは、たとえば、堅い電気絶縁材料からなる。
【００２４】
この装置の特徴は、少なくとも一つの導電ストリップ２のエッジ２Ｂ、２Ｃの少なくとも一つが、複数の歯５を有し、前記複数の歯５が実質的に、装置１の端面１Ｂ、１Ｃの少なくとも一つにおいて、前記装置の円筒状の側面１Ａの接面に対してほぼ垂直な所定の方向に重ね合わせられた集合体を一つ以上形成するように配置され、端子６に電気的に接続する複数の部材５からなるグループを構成し、各部材５が、その部材を有する導電ストリップ２と導通した状態で延びることにある。
【００２５】
これらの技術的特徴により、装置１には、それぞれが導電体を構成する複数の電気コレクタ部材からなる複数のグループを設けることが可能となり、また各コレクタ部材の横断面は、装置１の各端面１Ｂ、１Ｃ上で各コレクタ部材が占有する体積の点から考慮しても問題ない程度の大きさである。
【００２６】
また、電気エネルギーを蓄積するための装置１の特徴は、一方では、前記装置を構成する、複数の歯５を備えた各ストリップ２が、前記巻物の端面１Ｂ、１Ｃを隔てる距離Ｄよりも長い初期幅Ｌを有すること、他方では、前記複数の歯５が、前記導電ストリップ２の横縁２Ｄ、２Ｅの少なくとも一つに複数のノッチ７を切り欠くことにより得られること、にもある。
【００２７】
複数のノッチ７を切り欠く前の、横縁２Ｄ、２Ｅの間の幅は、導電ストリップ２の初期幅Ｌにより規定される。
【００２８】
これらの技術的な特徴によれば、各歯５は、それを有する導電ストリップ２と導通した状態にあり、その結果として、所望の電気接続において、断線の発生を確実に防ぐことができる。
【００２９】
また、電気エネルギーを蓄積するための装置１のさらなる特徴は、一方では、前記複数の歯５が重ね合わせられた各集合体において、歯５どうしの電気的な接触が達成されるように、前記複数の歯５が少なくとも部分的に、向かい合う面５Ａ、５Ｂを互いに緊密に押し当てられること、他方では、前記複数の歯が、少なくとも間接的に、装置の外部にある電気接続端子６に接続されることにある。
【００３０】
これらの技術的な特徴によれば、装置１の外部にある各電気接続端子６との電気的な接続の質を向上することができる。
【００３１】
また、電気エネルギーを蓄積するための装置１のさらなる特徴は、前記複数の歯５が重ね合わせられた状態にある各集合体において、前記複数の歯５が、少なくとも部分的に、前記複数の歯５の前記集合体の内部を貫通する部材８でリベット留めすることによって、互いに緊密に押し当てられることにある。
【００３２】
たとえば、心棒８が、歯５の集合体の内部を貫通して、心棒８の端部が、組立品を固定するように変形される。
【００３３】
さらに、別の例において、電気エネルギーを蓄積するための装置は、前記複数の歯５が重ね合わせられた状態にある各集合体において、前記複数の歯５が、少なくとも部分的に、はんだ付けによって互いに緊密に押し当てられることを特徴とする。
【００３４】
この方法は、上述した心棒８の使用を排除するものではない。
【００３５】
別の実施の形態において、装置１は歯５の集合体を前記端面１Ｂ、１Ｃのそれぞれに一つ以上備え、前記集合体のそれぞれが、前記端面１Ｂ、１Ｃの高さに配置された端子６に接続されることを特徴とする。
【００３６】
さらに別の実施の形態において、装置１は、前記巻物に対して実質的に軸方向に配置された導電部材９をさらに備え、前記導電部材９が、前記装置の各端面１Ｂ、１Ｃから突き出た端部９Ｂまたは９Ｃをそれぞれ有し、前記装置１の前記端面１Ｂ、１Ｃの第１の端面１Ｂの高さにおいて少なくとも第１の、歯５の集合体が、少なくとも直接、前記第１の端面１Ｂの高さに配置された前記導電部材９の第１の端部９Ｂに接続され、第２の端面１Ｃの高さにおいて、前記導電部材９の第２の端部９Ｃは、第１の端子６に接続され、前記第２の端面１Ｃの高さに配置された少なくとも第２の、歯５の集合体は、第２の端子６に接続される、ことを特徴とする。
【００３７】
さらに、本発明は、その目的として、電気エネルギーを蓄積するための装置１を製造する方法を有し、その装置１は、一方では、横側は、実質的に円筒状の側面１Ａによって規定され、縦側は、一定距離Ｄによって隔てられた二つの向かい合った端面１Ｂ、１Ｃによって規定されており、他方では、複数のストリップ２を巻くことによって得られ、前記複数のストリップ２の少なくとも一つは、導電ストリップ２であり、２本の横縁２Ｄ、２Ｅの間により規定される前記導電ストリップ２の初期幅Ｌが、前記向かい合った端面１Ｂ、１Ｃを隔てる距離Ｄよりも長い。
【００３８】
本発明によるこの方法は、前記ストリップ２が巻かれ終わる以前に、前記複数の歯５が、少なくとも一つの導電ストリップ２の初期幅Ｌを規定する前記２本の横縁２Ｄ、２Ｅの少なくとも一つに、複数のノッチ７を切り欠くことによって得られることを特徴とする。
【００３９】
複数のノッチは、好ましくは、ストリップが巻かれた後に作られる。
【００４０】
別の実施の形態においては、各歯５を規定する複数のノッチ７の少なくとも一部を切り欠く工程が、前記各歯５が形成される前記導電ストリップ２の一部を巻いた後に実施される。
【００４１】
この技術によって、歯が設けられる各ストリップが巻かれる際に歯を得ることができるため、特に技術的困難を伴うことなく、また、この種の機械が持つ高い生産性に影響を及ぼすことなく、ストリップを巻くための機械の動作が可能となる。
【００４２】
同様に、注目に値する別の方法は、前記複数の歯５を規定する前記複数のノッチ７の少なくとも一部が、少なくとも一つの導電ストリップ２を巻く前に得られることを特徴とする。
【００４３】
別の実施の形態は、前記複数の歯５を規定する全てのノッチ７が、前記導電ストリップ２を巻く前に得られることを特徴とする。
【００４４】
さらに、別の方法は、前記複数のストリップ２は、導電部材９の周りに巻かれ、前記導電部材９は、少なくとも装置が製造された後に、前記装置１の各前記端面１Ｂ、１Ｃから突き出た一端９Ｂまたは９Ｃをそれぞれ有することができるような長さを有し、前記複数のストリップ２が巻かれ終わる以前に、前記装置１の前記二つの端面１Ｂ、１Ｃのそれぞれが歯５の集合体を一つ以上備えることができるように、二つの導電ストリップ２に複数の歯５が形成され、この巻物の第１の端面１Ｂの高さにおいて、少なくとも第１の、歯５の集合体が、前記端面１Ｂの高さに配置された前記導電部材の第１の端部９Ｂに接続され、第２の端面１Ｃの高さにおいて、一方では、前記導電部材９の第２の端部９Ｃが、第１の端子６に接続され、他方では、前記第２の端面の高さに配置された少なくとも一つの、歯５の集合体が、第２の端子６に接続される、ことを特徴とする。
【００４５】
しかし、この最後に述べた実施の形態の方法は、前もって、取り外し可能な巻きチューブを用いて装置を製造し、巻きチューブを引き抜いた後に、装置を平らにするような製造方法を排除するものではない。
【００４６】
また別の方法は、少なくとも一つの導電ストリップ２が使用され、前記導電ストリップが、向かい合った二つの面２１、２２を有し、第１の面２１と呼ばれるそれらの一方の面が、高い電気化学的活性度を可能にする材料からなる層３を備え、同様に、第２の面と呼ばれる他方の面２２もまた、高い電気化学的活性度を可能にする材料からなる層３を備え、前記層３は、セパレータ部材４と呼ばれる層部材４によって被覆されることを特徴とする。
【００４７】
さらに他の方法においては、少なくとも一つの導電ストリップ２が使用され、前記導電ストリップ２において、前記向かい合った二つの面２１、２２を備えた、高い電気化学的活性度を可能にする材料からなる二つの層３と、セパレータ部材４は、前記２本の横縁２Ｄ、２Ｅの一方からの、横縁を横切る方向の寸法が、装置１の二つの端面１Ｂ、１Ｃを隔てる距離Ｄに実質的に等しいことを特徴とする。
【００４８】
このために、導電ストリップ２の各面２１、２２は、特に複数の歯５を形成するのに適した、被覆されていない部分を有している。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により、装置には、各電気コレクタ部材が電導体を構成する、複数の電気コレクタ部材からなるグループを複数設けることが可能となり、各コレクタ部材の横断面は、装置の各端面上で各コレクタ部材が占める体積の点から見ても問題ない程度に大きくなる、という効果を奏する。
【００５０】
さらに、本発明により、各歯は、それを有する導電ストリップと導通した状態にあり、その結果として、所望の電気接続において、断線の発生を確実に防ぐことができる。
【００５１】
さらに、本発明により、装置の外部にある各電気接続端子との電気的な接続の質を向上させることができる。
【００５２】
さらに、本発明により、歯が設けられる各ストリップが巻かれる際に歯を得ることができるため、特に技術的困難を伴うことなく、また、この種の機械が持つ高い生産性に影響を及ぼすことなく、ストリップを巻くための機械の動作が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による装置の構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明の装置を製造する方法の好ましい実施の形態による製造中における、本発明の装置の状態を示す斜視図である。
【図３】本発明による装置の製造における４つの工程を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  装置
１Ａ  装置の側面
１Ｂ、１Ｃ  装置の端面
１Ｄ  装置の保護外装
２  導電ストリップ
２Ｂ、２Ｃ  導電ストリップのエッジ
２Ｄ、２Ｅ  導電ストリップの横縁
３  層
４  セパレータ部材
５  歯（電気接続部材）
５Ａ、５Ｂ  歯の面
６  電気接続端子
７  ノッチ
８  心棒部材
９  導電部材
９Ｂ、９Ｃ  導電部材の端部
２１、２２  導電ストリップの第１、第２の面
【図１】
0003870064.tif 000002
【図２】
0003870064.tif 000003
【図３】
0003870064.tif 000004