(57)【要約】【課題】冷間圧接法による接続に関し、引出し端子と電極箔との接続部分の接続強度の低下を抑制し、接続の信頼性を高める。【解決手段】引出し端子（２）の長手方向の側面側を拘束するとともに、引出し端子の外部リード（１０）側を開放する（開口部２４）第１の拘束治具（２０）に設置した引出し端子に電極箔（４）を重ね、冷間圧接法により引出し端子と電極箔との接続部（冷間圧接部１４）を形成するとともに、外部リード側を剪断する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
引出し端子の長手方向の側面側を拘束するとともに、引出し端子の外部リード側を開放する第１の拘束治具に設置した該引出し端子に電極箔を重ね、冷間圧接法により前記引出し端子と前記電極箔との接続部を形成するとともに、前記外部リード側を剪断する、
ことを特徴とするコンデンサの製造方法。
【請求項２】
前記引出し端子と前記電極箔との接続部を形成するとともに、更に、前記外部リード側と反対側の電極箔の縁部側を剪断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】
さらに、前記引出し端子に重ねた前記電極箔の上側に、前記第１の拘束治具と組み合わせて前記引出し端子および前記電極箔を拘束する第２の拘束治具を設置する工程を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコンデンサの製造方法。
【請求項４】
外部リードを有する引出し端子と電極箔とを冷間圧接により接続させたコンデンサであって、
該引出し端子の長手方向の側面側を拘束する拘束治具に固定された前記引出し端子と前記電極箔とが重なる部分を冷間圧接金型で押圧して形成された接続部と、
前記接続部の外部リード側に、前記冷間圧接金型の剪断部との接触面に沿って前記電極箔が剪断された開放部と、
を備えることを特徴とするコンデンサ。
【請求項５】
前記電極箔は、幅方向に対して最も側面側に対向して複数の前記開放部が形成されることを特徴とする請求項４に記載のコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解コンデンサ、電気二重層コンデンサなどのコンデンサに関し、たとえば、コンデンサ素子の電極箔と引出し端子の接続に冷間圧接（コールドウエルド）法を用いたコンデンサおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンデンサ素子は、陽極側および陰極側の電極箔の間にセパレータを重ねて巻回した後、電解液を含浸させ、または、電極箔とセパレータを交互に積層した後、電解液を含浸させている。これらの電極箔には引出し端子（タブ）が接続され、この引出し端子と電極箔との接続に冷間圧接が用いられる。冷間圧接は、重ね合わせた部材間を非加熱状態で圧接する方法である。
【０００３】
このような冷間圧接による電極箔と引出し端子との接続に関し、せん断面を形成した冷間圧接チップを引出し端子と電極箔に押し付けることで、引出し端子と電極部の一部をせん断するものがある（例えば、特許文献１、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２７３６４５号公報
【特許文献２】特開２００７−１０３５２８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、電子機器の小型化、軽量化、電子部品の高集積化などに対応するために、コンデンサは、小型化や低背化させる必要がある。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。さらにコンデンサには、高容量化が求められており、容量増加の手段として、電極箔の表面積の拡大などを行っている。そのため、高密度な拡面化処理が施されて電極箔の機械的強度が低下するおそれがある。引出し端子と電極箔との接続では、接続強度の向上や加工性などから冷間圧接法が用いられている。
【０００６】
冷間圧接を行う場合、押圧によって引出し端子の一部が延伸して流動すると、その端子部分との接続部分やその近傍の電極箔の一部が引張られ、接続部分やその近傍の電極箔が局所的に薄くなる。電極箔が薄くなった部分には、リード線に振動が加わった場合に応力が集中し、その力が引出し端子との接続部分に影響するおそれがある。その結果、コンデンサは、接続強度の低下や、電極箔にひび割れの発生などのおそれがある。コンデンサの製造では、押圧により引出し端子が変形するのを抑えるため、たとえば引出し端子の電極箔との接続部である偏平部の周囲に拘束治具を設置する場合がある。しかし、引出し端子には、たとえばリード線などが形成されるため、このリード線部分を回避するように拘束治具が形成される。このような拘束治具によって周囲を拘束された引出し端子は、冷間圧接工程で押圧されて金属流動が生じると、拘束治具の形状に応じて変形するために、変形量が均等にならない。すなわち、拘束治具が設置される偏平部は、リード線が形成されている面は拘束されていないため、リード線方向に大きく延伸し、それに伴って電極箔に対する引張り力も大きくなる。このような電極箔に対して部分的に大きな引張り力が作用すると、引出し端子と電極箔の接続部の状態に影響を与えるおそれがある。特に、小型化に対応するために引出し端子が縮小すると、その現象は顕著に現れる。このような冷間圧接時の引出し端子の伸び（金属流動）は引出し端子の押圧部分の周囲の金属材料の量に影響する。引出し端子が小さいと、押圧部分の周囲の金属材料が少ないので、その分だけ電極材料の抵抗が小さくなり、押圧時に加えられた押圧力に対し、反発力が低下する。このため、押圧力は、引出し端子の拘束されていないリード線方向に拡散し、引出し端子をリード線方向への広がりを生じさせる。
【０００７】
そこで本発明は、斯かる課題に鑑み、冷間圧接法による接続に関し、引出し端子と電極箔との接続部分の接続強度の低下を抑制し、接続の信頼性を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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の一側面は、引出し端子の長手方向の側面側を拘束するとともに、引出し端子の外部リード側を開放する第１の拘束治具に設置した該引出し端子に電極箔を重ね、冷間圧接法により前記引出し端子と前記電極箔との接続部を形成するとともに、冷間圧接金型に備える剪断部で接続部の前記外部リード側に開放部を形成する、ことを特徴とする。
【０００９】
上記コンデンサの製造方法において、より好ましくは、前記開放部と反対側で、かつ、電極箔の縁部に近い外周部に前記冷間圧接金型の一部に形成された剪断部によって、開放部を形成する工程を含む。
【００１０】
上記コンデンサの製造方法において、より好ましくは、前記引出し端子に重ねた前記電極箔の上側に、前記第１の拘束治具と組み合わせて前記引出し端子および前記電極箔を拘束する第２の拘束治具を設置する工程を含む。
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明のコンデンサの一側面は、外部リードを有する引出し端子と電極箔とを冷間圧接により接続させたコンデンサであって、該引出し端子の長手方向の側面側を拘束する拘束治具に固定された前記引出し端子と前記電極箔とが重なる部分を冷間圧接金型で押圧して形成された接続部と、前記接続部の外部リード側に、前記冷間圧接金型の剪断部との接触面に沿って前記電極箔が剪断された開放部とを備えることを特徴とする。
【００１２】
上記コンデンサにおいて、より好ましくは、前記電極箔は、幅方向に対して最も側面側に対向して複数の前記開放部が形成される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、次のいずれかの効果が得られる。
【００１４】
(1) 拘束治具の開口側に応じて電極箔に開放部を形成することで、引出し端子の延伸に電極箔の一部が追従した場合でも、その延伸方向に作用する力が開放部で遮断されるので、引出し端子との接続部に引張力を作用させず、その接続強度の低下を防止する。
【００１５】
(2) 電極箔の伸びを防止でき、引出し端子との接続強度を低下させないので、信頼性の高いコンデンサを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施の形態に係るコンデンサの引出し端子と電極箔の接続状態例を示す図である。
【図２】引出し端子を拘束治具に設置する状態を示す図である。
【図３】冷間圧接金型の一例を示す図である。
【図４】コンデンサの製造工程を段階的に示した図である。
【図５】第２の実施の形態に斯かるコンデンサの引出し端子と電極箔の接続状態例を示す図である。
【図６】冷間圧接金型の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
〔第１の実施の形態〕
【００１８】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るコンデンサの引出し端子と電極箔の接続状態例を示している。図１に示す構成は一例であり、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。
【００１９】
＜電極箔と引出し端子の接続部分について＞
【００２０】
引出し端子２には電極箔４が重ねられて冷間圧接法の圧接接続により接続されている。引出し端子２は、電極箔４を用いるコンデンサ素子たとえば、素子端面から引き出される端子リードの一例である。
【００２１】
この引出し端子２には図１Ａに示すように、柱状の支持部６が設けられ、この支持部６の一端側に内部リードとして偏平部８が設けられている。また支持部６の他端側には、図示しない基板などに形成された回路などに対してコンデンサ素子を電気的に接続するための外部リード１０が形成されている。偏平部８は、電極箔４に接続させるために形成されており、たとえば加圧成形して形成される。外部リード１０側の支持部６および偏平部８は電極箔４と同様の電極金属たとえば、アルミニウムで形成される。外部リード１０は支持部６に溶接などにより接続され、たとえば、半田付け可能な金属ワイヤで構成される。
【００２２】
陽極側の電極箔４は、たとえばアルミニウム箔にエッチングによる拡面化処理を経て化成処理を施し、表面に誘電体酸化皮膜が形成されている。陰極側の電極箔４は、たとえばアルミニウム箔にエッチングによる拡面化処理が施されており、必要に応じて化成処理によって誘電体酸化皮膜が形成されたものが使用される。
【００２３】
コンデンサ素子は、引出し端子２の偏平部８と電極箔４とが重なるように配置している。偏平部８の長さＷ１は、たとえば、電極箔４の幅Ｗ２以上の大きさ（Ｗ１≧Ｗ２）で形成される。電極箔４の幅Ｗ２は、たとえばコンデンサおよびコンデンサ素子を低背化するために、狭く形成されている。また、偏平部８は、たとえば一端側を電極箔４の内側に配置させることで、電極箔４と重ねている。
【００２４】
この実施の形態の引出し端子２と電極箔４は、たとえば冷間圧接金型３０（図３）を電極箔４側から押圧させることで、偏平部８に凹部１２を形成し、この凹部１２の少なくとも一部に電極箔４と偏平部８とが圧接接続する冷間圧接部１４が形成される。この冷間圧接部１４は、引出し端子２と電極箔４とを接続する本発明の接続部の一例である。冷間圧接部１４は、電極箔４のＷ２の内側で電極箔４と偏平部８とが重なる部位に設定されている。
【００２５】
この冷間圧接による接続処理では、引出し端子２の偏平部８を拘束治具２０に設置して行う。この拘束治具２０は、たとえば偏平部８の長辺側の側面と、外部リード１０が形成されていない端面側を含む偏平部８の周囲を覆って保持する保持部２２を形成している。また拘束治具２０には、引出し端子２の支持部６、外部リード１０を通過させ、保持部２２外に配置させる開口部２４が形成されている。
【００２６】
＜凹部１２の構成について＞
【００２７】
冷間圧接された電極箔４の凹部１２には、少なくとも箔幅方向について、引出し端子２の支持部６や外部リード１０の配置側の端面を一定の長さで切断した開放部１６−Ｉが形成される。開放部１６−Ｉは、図１Ｂに示すように、電極箔４の面上において、凹部１２側の端面と偏平部８に載置される部分との間を遮断することで、冷間圧接工程において、押圧時に電極箔４に作用する力を解放させる、所謂スリット（Slit）となる。開放部１６−Ｉは、凹部１２の幅と同等の長さで形成される。
【００２８】
また冷間圧接された電極箔４の凹部１２には、引出し端子２の支持部６や外部リード１０が配置されていない端面を一定の長さで切断した開放部１６−ＩＩが形成される。この開放部１６−ＩＩは、開放部１６−Ｉが形成された端面と対向側の端面側であり、たとえば開放部１６−Ｉに対して平行に形成されればよい。開放部１６−ＩＩは、たとえば凹部１２側の端面と偏平部８に載置される部分との間を遮断することで、冷間圧接処理における電極箔４に負荷される力を開放し、冷間圧接部１４と電極箔４の端面との距離を一定に保持させる。
【００２９】
なお、コンデンサは、開放部１６−Ｉのみを形成すればよく、開放部１６−ＩＩを形成しなくてもよい。
【００３０】
＜拘束治具２０について＞
【００３１】
図２は、引出し端子を拘束治具に設置する状態例を示している。
【００３２】
拘束治具２０は、本発明の第１の拘束治具の一例であり、たとえば図２に示すように、引出し端子２の偏平部８を載置させる載置部２１や、偏平部８の側面側を覆うように立壁された３辺の側壁部２６によって保持部２２を形成している。また保持部２２の一辺側には、既述のように、引出し端子２の支持部６および外部リード１０を保持部２２から突出させて開放する開口部２４を備える。この拘束治具２０は、引出し端子２を配置させる上面側が開放されており、載置部２１と側壁部２６によって断面が凹形状となっている。
【００３３】
拘束治具２０は、たとえば鋼材で形成されている。載置部２１の内幅Ｗ３は、引出し端子２の偏平部８を拘束するに必要な幅であり、偏平部８の幅Ｗ１と同等に設定されている。側壁部２６の載置部２１の上面からの高さＨは、引出し端子２の偏平部８の厚さｄと同一高さ（Ｈ＝ｄ）に設定されればよく、またはそれよりも大きく（Ｈ＞ｄ）してもよい。また保持部２２の横幅Ｌ２は、偏平部８の横幅Ｌ１と同等、またはそれよりも大きく（Ｌ２≧Ｌ１）設定して収納可能な大きさとなっている。
【００３４】
これにより、拘束治具２０は、冷間圧接される偏平部８に対し、押圧による横幅（Ｌ１）方向への伸びを防止できる。この偏平部８の伸び防止により、偏平部８の伸びに追従して電極箔４が伸びて薄化することを防止でき、圧接接続に伴う電極箔４の脆弱化の防止が期待できる。したがって、電極箔４と引出し端子２の偏平部８との接続強度を高めることができる。また開口部２４により、引出し端子２の全体長さなどに関わらず、用いることができる。
【００３５】
＜冷間圧接金型について＞
【００３６】
図３は、冷間圧接金型の一例を示している。
【００３７】
冷間圧接金型３０は、引出し端子２に載置された電極箔４上に押し当てて押圧する手段の一例であり、たとえば押圧対象物に接触させる押圧面３２、その両端側に側面部３４を備える。冷間圧接金型３０は、たとえば押圧面３２の表面を曲面状に形成し、側面部３４を平面状であって、押圧面３２との交点を直交またはそれに近い角度で形成しており、所謂蒲鉾形（Semicylindrical）となっている。
【００３８】
押圧面３２は、たとえば曲面状の頂点部分周辺による押圧により、偏平部８と電極箔４との冷間圧接部１４を形成し、その周縁の曲面によって凹部１２を形成する。また側面部３４は、本発明の剪断部の一例であり、平面形状および押圧面３２に対する角度により剪断刃として機能し、冷間圧接時に接触した電極箔４を剪断して、電極箔４の一部に開放部１６−Ｉ、１６−ＩＩを形成する。
【００３９】
曲面状の押圧面３２で電極箔４を押圧するので、押圧面３２から電極箔４に加わる応力が押圧面３２から放射状に作用し、均等な応力となり、応力集中を回避できる。つまり、押圧面３２では、角部がないので、角部のある冷間圧接金型で押圧した場合に角部に生じる応力集中はない。押圧面３２により冷間圧接金型３０からの応力が特定の一か所に集中することを防止できる。このため、電極箔４が脆弱化していても、局所的な応力の集中がないため、応力集中による亀裂発生を防止できる。
【００４０】
なお、冷間圧接金型３０は、たとえば押圧面３２の両端側に、剪断刃として機能する側面部３４を備える場合に限られず、少なくともいずれか一辺側に剪断刃としての機能を備えればよい。この場合、冷間圧接工程では、剪断刃としての機能を備えた側面部３４を拘束治具２０に形成された開口部２４側に配置させる。これにより電極箔４の凹部１２には、外部リード１０が配置された方向の端面に開放部１６−Ｉを形成することができる。
【００４１】
＜コンデンサの製造工程＞
【００４２】
図４は、コンデンサの製造工程を段階的に示している。
【００４３】
この図４に示すコンデンサの製造工程は、本発明のコンデンサの製造方法の一例であり、拘束治具２０を引出し端子２に設置する工程やこの引出し端子２に電極箔４を載置する工程（図４Ａ）、冷間圧接金型３０による冷間圧接による押圧工程（図４Ｂ）を含む。
【００４４】
(1) 拘束治具の設置工程
【００４５】
引出し端子２は、たとえば図４Ａに示すように、拘束治具２０の保持部２２内に対し、予め設定された位置で拘束される。この設定された位置は、たとえば偏平部８の一部を拘束治具２０の側壁部２６の一部に接触させてもよく、または載置部２１に位置合わせの手段を設けてもよい。拘束治具２０と引出し端子２とを決められた位置に配置することで、電極箔４の冷間圧接位置を安定して、コンデンサの製造が行える。
【００４６】
(2) 電極箔４の設置工程
【００４７】
拘束治具２０に位置決めされた引出し端子２の偏平部８には、この偏平部８の位置に合わせて、または拘束治具２０に設定された図示しない位置決め手段などに基づいて、電極箔４が重ねられる。
【００４８】
引出し端子２上に電極箔４が載置されると、この電極箔４の上面側に拘束治具４０が設置される。この拘束治具４０は、本発明の第２の拘束治具の一例であって、たとえば外形の幅を拘束治具２０と同等に形成することで、拘束治具２０と組み合わせて、引出し端子２と電極箔４とを上下から拘束する。拘束治具４０の平面側の中央部分には、冷間圧接金型３０を通過させる貫通孔４２を備えており、この貫通孔４２によって冷間圧接金型３０を左右にずらさずに、設定された位置で押圧することができる。拘束治具４０を使用すれば、引出し端子２の拘束治具４０方向への変形を防止でき、電極箔４の跳ね上がりや伸びを防止できる。電極箔４の薄化や脆弱化を防止でき、引出し端子２との接続強度をさらに高めることができる。
【００４９】
(3) 冷間圧接工程
【００５０】
冷間圧接工程では、たとえば図４Ｂに示すように、拘束された電極箔４の上面側に向けて冷間圧接金型３０を降下させて電極箔４および偏平部８の一部を押圧する。この押圧により引出し端子２の偏平部８には、凹部１２が形成される。偏平部８は、側面部分が各側壁部２６によって拘束されており、また上面側が拘束治具４０によって拘束されているため、凹部１２の形成に応じた力を受けて、拘束治具２０の開口部２４側に延伸する。
【００５１】
電極箔４は、冷間圧接金型３０の押圧面３２が接触し、さらに押し下げられることで圧縮して引出し端子２の偏平部８に圧接接続する。冷間圧接部１４は、圧接により物理的及び電気的に接続している部位をいう。冷間圧接金型３０の押圧面３２の頂点で圧接された電極箔４は、圧接時の応力により表面の誘電体酸化皮膜が破壊分断され、誘電体酸化皮膜に覆われていない電極箔の基材が現れる。さらに、圧接を続けると、偏平部８と基材が圧接により接続する。絶縁性である誘電体酸化皮膜が除去され、基材と直接した冷間圧接部１４は、機械的接続と電気的接続がなされる。一方、冷間圧接部１４以外の押圧部分である凹部１２では、たとえば電極箔４の誘電体酸化皮膜にひびが入り、そのひびに偏平部８を構成する金属が入り込み、アンカー効果によって機械的接続が達成されている。
【００５２】
また電極箔４は、側面部３４との接触部分が延伸していき、一定量押し下げられると、側面部３４と偏平部８に形成される凹部１２の一部との間で剪断される。このとき、電極箔４の剪断部分よりも外側の部分は、冷間圧接金型３０からの押圧により、電極箔４が剪断されるまでの間、一定量延伸状態となる。拘束治具２０の開放部２４側に配置された電極箔４の一部は、たとえば接触する偏平部８の延伸に伴って延伸状態となる。
【００５３】
冷間圧接工程では、冷間圧接金型３０を一定量下降させた後に上昇させて、拘束治具４０から引き抜く。押圧から開放されると、電極箔４には、たとえば図４Ｃに示すように、偏平部８の凹部１２の底面側に圧接接続された冷間圧接部１４と、その壁面側に剪断された開放部１６−Ｉ、１６−ＩＩが形成される。開放部１６−Ｉは、たとえば開口部２４側に流動する偏平部８に追従して延伸する電極箔４の一部からの力を解放し、冷間圧接部１４の部分にその引張り力を作用させない。また、開放部１６−ＩＩは、冷間圧接部１４を最大限確保する手段として有効である。偏平部８の外部リード１０が形成されていない端面側は拘束治具２０の側壁部２６が配置されるため、冷間圧接金型３０による押圧工程によって、偏平部８が伸びる影響は少ない。そのため、冷間圧接金型３０の側面部３４の内、偏平部８の外部リード１０が形成されていない端面側に配置される側面部３４は押圧面３２と同様に曲面状に形成してもよい。しかし、曲面状とすることで、冷間圧接部１４の面積が小さくなり、接続強度が低下するおそれがあるが、第１の実施の形態のように、剪断して開放部１６−ＩＩとすることで、冷間圧接部１４の面積を最大限確保できる。特に、小型化により、接続可能な面積が限られてくる中で、有効な手段となる。
【００５４】
斯かる構成によれば、次の効果が期待できる。
【００５５】
(1) 拘束治具２０の開口部２４に応じて電極箔４に開放部１６−Ｉを形成することで、引出し端子２の延伸に電極箔４の一部が追従した場合でも、その延伸方向に作用する力が開放部１６−Ｉで遮断されるので、電極箔４の引出し端子２との冷間圧接部１４に引張力を作用させず、電極箔に割れの原因となるひびや、極端に薄くなる部分が発生せず、その接続強度の低下を防止する。
【００５６】
(2) 冷間圧接部１４の接続強度が維持されることで、コンデンサは、たとえば外部リード１０側からの振動や外力に対する耐久性が維持でき、強固かつ信頼性の高い製品を製造することができる。
【００５７】
(3) 開放部１６−ＩＩを形成することで、機械的接続部と電気的接続部を担う冷間圧接部１４を最大限確保でき、小型化によって接続可能領域が縮小されても、接続強度を維持できる。
【００５８】
(4)電極箔４の伸び、脆弱化を防止でき、引出し端子２との接続強度を低下させないので、信頼性の高いコンデンサを製造することができる。
【００５９】
〔第２の実施の形態〕
【００６０】
図５は第２の実施の形態に係るコンデンサの引出し端子と電極箔の接続状態例を示している。
【００６１】
この実施の形態では、コンデンサの製造において、電極箔４と引出し端子２とを冷間圧接により接続させるのに際し、複数の冷間圧接部５２を形成する場合を示している。このコンデンサでは、たとえば引出し端子２の偏平部８上に、所定間隔で離間した２つの凹部５０−Ｉ、５０−ＩＩが形成され、各凹部５０−Ｉ、５０−ＩＩの中央側の一定の範囲が電極箔４と接続した冷間圧接部５２に形成されている。凹部５０−ＩＩは、たとえば図５Ａに示すように、電極箔４の上面側からみて円形に開口している。これに対し凹部５０−Ｉは、たとえば電極箔４の上面側からみて、その開口部分の半分以上が円形に近い形状に開口され、外部リード１０および支持部６側の一部を平面形状にして開口している。この凹部５０−Ｉの平面形状部分は、冷間圧接金型３０によって形成される開放部５４の一例である。
【００６２】
すなわち、この凹部５０の平面部分では、図５Ｃに示すように、電極箔４がこの平面形状にそって剪断される。この開放部５４の形成位置は、たとえば凹部５０−Ｉの中心部分から開放部５４までの距離Ｌ３が冷間圧接部５２の半径ｒよりも大きく（Ｌ３≧ｒ）なるように設定している。
【００６３】
また、電極箔４と引出し端子２には、たとえば図５Ｂに示すように、引出し端子２の長さ方向に対して一列に並べられた２つの凹部５０−Ｉ、５０−ＩＩについて、それぞれ、電極箔４の端面側の一部を切り欠いた形状に形成される。この切り欠き部分は、既述のように、本発明の開放部の一例である。各切り欠き部分では、冷間圧接において電極箔４が押圧されるときに形成され、切り欠き部分に重ねられた電極箔４の一部を剪断した開放部５４、５６が形成される。剪断による開放部５４、５６を備えた電極箔４の機能は、既述の通りであり、説明を省略する。
【００６４】
＜冷間圧接金型について＞
【００６５】
図６は、冷間圧接金型の一例を示している。
【００６６】
冷間圧接金型６０は、たとえば図６に示すように、電極箔４に形成する凹部の数に応じた数の金型６０Ａ、６０Ｂが用いられる。各金型６０Ａ、６０Ｂには、たとえば押圧対象物に接触させる接続面部６２、この接続面部６２の周囲に形成され、接触させる対象面に対して傾斜方向に直線状、または曲面状の接触面を備える押圧部６４を備える。また金型６０Ａ、６０Ｂには、側面側の一辺を上面側から接続面部６２側に向けて平面状に形成した側面部６６を備えている。この側面部６６は、たとえば接続面部６２や押圧部６４との接続交点を直交またはそれに近い角度で形成されており、電極箔４を剪断する。
【００６７】
接続面部６２は、金型６０Ａ、６０Ｂの各底面側であって、たとえばその接触面の形状が所定の半径をもった曲面と、側面部６６側と隣接する部分に直線の一辺が形成される。この金型６０Ａ、６０Ｂが電極箔４に対して直交方向またはそれに近い角度で押圧されることで、電極箔４と偏平部８とに所定の圧力を与えて接続させる。
【００６８】
押圧部６４は、電極箔４および偏平部８に対して、側面部６６が接触する部分を除き、図５Ｂに示すように、接触面が曲面または傾斜面の凹部５０−Ｉ、５０−ＩＩを形成する。
【００６９】
なお、図５Ａに示すように、凹部５０−ＩＩを形成する場合には、側面部６６を備えない、接触面部６２が円形断面の冷間圧接金型を用いればよい。
【００７０】
＜コンデンサの製造工程＞
【００７１】
このコンデンサの製造工程は、本発明のコンデンサの製造方法の一例であり、既述のように拘束治具２０を引出し端子２に設置する工程やこの引出し端子２に電極箔４を載置する工程（図４Ａ）、冷間圧接金型６０Ａ、６０Ｂによる押圧工程（図４Ｂ）を含む。この製造工程では、既述のコンデンサの製造工程と同様の内容に関する説明を省略する。
【００７２】
(1) 拘束治具の設置工程
【００７３】
引出し端子２は、たとえば第１の実施の形態と同様の拘束治具２０の保持部２２内に対し、予め設定された位置で拘束される。拘束治具２０と引出し端子２とを決められた位置に配置することで、電極箔４の冷間圧接位置を安定して、コンデンサの製造が行える。
【００７４】
(2) 電極箔４の設置工程
【００７５】
引出し端子２上に電極箔４が載置されると、この電極箔４の上面側に拘束治具４０が設置される。この拘束治具４０は、たとえば平面側の中央部分に、冷間圧接金型６０Ａ、６０Ｂを通過させる貫通孔４２を備えており、この貫通孔によって冷間圧接金型６０Ａ、６０Ｂを設定された位置で押圧させることができる。
【００７６】
(3) 冷間圧接工程
【００７７】
冷間圧接工程では、拘束された電極箔４の上面側に向けて冷間圧接金型６０Ａ、６０Ｂを降下させて電極箔４および偏平部８の一部を押圧する。冷間圧接金型６０Ａ、６０Ｂは、同時に降下させてもよく、またはいずれか一方ずつ降下させてもよい。そのほか、冷間圧接金型６０Ａ、６０Ｂは、たとえば一体的に形成され、または図示しない連結部品を利用して一体化することで、同時に降下させてもよい。この押圧により引出し端子２の偏平部８には、凹部５０−Ｉ、５０−ＩＩが形成される。偏平部８は、側面部分が各側壁部２６によって拘束されており、また上面側が拘束治具４０によって拘束されているため、凹部５０−Ｉ、５０−ＩＩの形成に応じた力を受けて、拘束治具２０の開口部２４側に延伸する。
【００７８】
電極箔４は、冷間圧接金型６０Ａ、６０Ｂの接続面部６２および押圧部６４が接触し、さらに押し下げられることで圧縮して引出し端子２の偏平部８に圧接接続する。電極箔４は、側面部６６との接触部分が延伸していき、一定量押し下げられると、側面部６６と偏平部８に形成される凹部５０−Ｉの一部との間で剪断される。側面部６６と接続面部６２との成す角度θ１は、たとえば直角またはそれに近い角度で形成され、その交点の角部はたとえば剪断刃として機能する。このとき、電極箔４の剪断部分よりも外側の部分は、冷間圧接金型６０Ａからの押圧により、電極箔４が剪断されるまでの間、一定量延伸状態となる。また、拘束治具２０の開口部２４側に配置された電極箔４の一部は、たとえば接触する偏平部８の延伸に伴って延伸状態となる。
【００７９】
また接続面部６２と押圧部６４との成す角度θ２は、たとえば鈍角であって、その角部は曲面に形成される。このように曲面状の接触面にすれば、電極箔４に対する局所的な応力集中を防止でき、均等な圧接応力が得られる。これにより、ひび割れや箔割れを防止できる。
【００８０】
冷間圧接工程では、冷間圧接金型６０Ａ、６０Ｂを上昇させて、拘束治具４０から引き抜き、押圧が開放されると、電極箔４には、たとえば図５Ｃに示すように、偏平部８の凹部５０−Ｉ、５０−ＩＩの底面側に圧接接続された冷間圧接部５２と、その壁面側に剪断された開放部５４、５６が形成される。
【００８１】
斯かる構成によれば、次のいずれかの効果が期待できる。
【００８２】
(1) 外部リード１０側に近い電極箔４の凹部５０−Ｉに開放部５４を備えることで、冷間圧接時に偏平部８が流動した場合でも、その流動による力を開放部５４で遮断して、冷間圧接部５２側に伝わらせず、電極箔４と引出し端子２との接続強度を維持できる。
【００８３】
(2) 偏平部８と電極箔４とが重なる面に対し、複数の凹部５０−Ｉ、５０−ＩＩを形成することで、冷間圧接部５２に対して生じる回転応力に対抗でき、接続強度およびコンデンサの信頼性の向上が図れる。
【００８４】
(3) 冷間圧接金型６０Ａ、６０Ｂによって電極箔４の接続工程時に同時に開放部５４、５６を形成するので、製造処理の迅速化、簡略化が図れる。
【００８５】
(4) 開放部５４によって外部リード１０側からの外力を遮断でき、冷間圧接部５２の接続強度の低下を防止できる。
【００８６】
〔第３の実施の形態〕
【００８７】
この実施の形態では、引出し端子２と電極箔４とを冷間圧接する前に、予め偏平部８の設定位置を押圧して凹部５０−Ｉ、５０−ＩＩを形成しておく場合を示している。この製造工程では、引出し端子２のみを拘束治具２０、４０に設置する。この場合、拘束治具２０の保持部２２の高さは、たとえば偏平部８の厚さと同等に形成するのが望ましい。これにより、拘束治具２０、４０を組み合わせた時に、偏平部８に対する保持力を高めることができる。
【００８８】
引出し端子２が拘束治具２０、４０に保持されると、１回目の押圧工程として、冷間圧接金型６０Ａ、６０Ｂをそれぞれ拘束治具４０の貫通孔４２内に降下させ、偏平部８を押圧する。これにより、偏平部８には、設定された位置に対して凹部５０−Ｉ、５０−ＩＩが形成される。この１回目の押圧工程では、たとえば冷間圧接金型６０Ａ、６０Ｂの押圧量を冷間圧接工程として設定された降下量よりも少なくしてもよい。
【００８９】
１回目の押圧が終了すると、電極箔４の設置工程として、拘束治具４０を外して、偏平部８の上面側の設定位置に電極箔４を載置させる。そして電極箔４の上面側に拘束治具４０を載置させる。
【００９０】
電極箔４および引出し端子２を拘束すると、２回目の押圧工程として、冷間圧接金型６０Ａ、６０Ｂを拘束治具４０の貫通孔４２を通じて降下させる。電極箔４は、上面側から押圧されることで予め形成された凹部５０−Ｉ、５０−ＩＩ内に導かれ、接続面部６２の表面と凹部５０−Ｉ、５０−ＩＩの表面に沿って変形していき、一定量押し下げられると、一部が偏平部８の表面に圧接状態となる。また電極箔４は、押し下げられる途中で、凹部５０−Ｉ、５０−ＩＩと、変形しない部分との境界と、冷間圧接金型６０Ａ、６０Ｂの側面部６６との間で剪断される。また、凹部５０−Ｉ、５０−ＩＩ内の電極箔４は、冷間圧接金型６０Ａ、６０Ｂによって押圧されることで偏平部８との接触部分の一部に冷間圧接部５２が形成される。
【００９１】
なお、１回目の押圧工程では、冷間圧接に用いる金型６０Ａ、６０Ｂを用いる場合に限られず、別途、１回目の押圧専用の金型を用いてもよい。この金型は、たとえば冷間圧接金型６０Ａ、６０Ｂよりも押圧面の幅が狭小なものを用いてもよい。これにより、２回目の押圧において、１回目に形成された凹部を深くすることで、電極箔４との接続強度を高めることができる。
【００９２】
斯かる構成によれば、既述の効果に加え、さらに以下の効果が期待できる。
【００９３】
(1) 予め引出し端子２の偏平部８を押圧し、凹部５０−Ｉ、５０−ＩＩを形成しておくことで、圧接接続する際に、電極箔４の表面に押圧力が集中でき、より強固な接続状態とすることができる。
【００９４】
(2) 電極箔４を押圧する際に、偏平部８を変形させないまたはその変形量が少なくなることで、電極箔４が偏平部８の変形に伴って追従することを抑制し、変形時に電極箔４の表面の皺の発生を防止する。また、偏平部８の表面状態の影響を受け、接続面が平面にならず、接触面積の低下または電極箔の破損などを回避することができる。
【００９５】
(3) 電極箔４の冷間圧接工程前に、凹部５０−Ｉ、５０−ＩＩの形成状態を確認することができ、偏平部８に対する接触面の状態を安定化することができる。
【００９６】
第３の実施の形態では、第２の実施の形態のように凹部を複数設ける構成を例としたが、第１の実施の形態のように凹部が一つである構成でも同様の効果を得られる。
【００９７】
〔実験例〕
【００９８】
この実験例では、電極箔４と引出し端子２とを冷間圧接で接続する場合であり、この一方のコンデンサ素子には、電極箔４に対し、従来の円形の冷間圧接金型を２つ用いて冷間圧接している。もう一方のコンデンサ素子では、電極箔４に対し、図５Ｂに示すように、押圧された凹部５０−Ｉ、５０−ＩＩの一部に開放部５４、５６を形成している。そして実験では、これら２つのコンデンサ素子について、冷間圧接による接続部の引き？がし強度と、接触抵抗値を比較した。
【００９９】
＜引き剥がし強度について＞
【０１００】
引き？がし強度は、電極箔４の上に引出し端子２を載置している状態で、引出し端子２の外部リード１０を電極箔４と反対方向に引っ張り、引出し端子２が電極箔４から剥がれたときの力の大きさによって測定する。接続部に対する引き剥がし強度は、凹部に開放部を備えない従来構造のコンデンサ素子では、約１．９〜２．１（Ｎ）が測定された。これに対し、凹部５０−Ｉ、５０−ＩＩに開放部５４、５６を備えたコンデンサ素子では、約２．１〜２．４（Ｎ）の引張強度が測定された。
【０１０１】
これは、凹部５０−Ｉ、５０−ＩＩに開放部５４、５６を形成することで、冷間圧接工程において、引出し端子２の変形による金属流動の力が凹部５０−Ｉ、５０−ＩＩ内に配置される電極箔４に作用するのを阻止し、冷間圧接部５２に対する負荷が軽減されたことによる。この実験例によれば、本発明の製造方法によるコンデンサは、引出し端子２に対する接続強度が高められることが示された。
【０１０２】
＜接触抵抗について＞
【０１０３】
コンデンサ素子の接触抵抗は、凹部に開放を備えない従来構造のコンデンサ素子では、電気的な負荷を与える前と負荷を与えた後において約１．３〜１．４〔ｍΩ〕が測定された。また凹部５０−Ｉ、５０−ＩＩに開放部５４、５６が形成されたコンデンサ素子では、負荷をかける前と負荷をかけた後において、約１．４〜１．５〔ｍΩ〕となった。この測定値から、コンデンサ素子は、冷間圧接により凹部５０−Ｉ、５０−ＩＩ内に開放部５４、５６を形成した場合であっても、接触抵抗が大きく変化せず、コンデンサの等価直列抵抗等の電気特性に大きな影響を与えないことが示された。
【０１０４】
〔他の実施の形態〕
【０１０５】
(1) 上記実施の形態では、引出し端子２の偏平部８と電極箔４とを接続させるために形成された凹部５０−Ｉ、５０−ＩＩは、電極箔４および偏平部８の変形部分が重ならない位置に離間して押圧位置が設定されているが、これに限られない。コンデンサ素子は、凹部５０−Ｉ、５０−ＩＩの一部が重なるように近接して押圧位置を設定してもよい。このとき、引出し端子２と電極箔４との冷間圧接部５２が２箇所に設定されるために、押圧位置は、冷間圧接金型６０Ａ、６０Ｂの押圧面部６２の直径よりも広い距離で離間させる。
【０１０６】
この実施の形態の凹部５０―Ｉ、５０−ＩＩには、たとえば電極箔４の端面に近い位置にそれぞれ開放部５４、５６が形成される。冷間圧接工程では、たとえば既述の冷間圧接金型６０Ａ、６０Ｂを、時間差を設けて電極箔４に降下させて押圧するほか、接続面部６２を所定の間隔で２つ突出させた形状の１つの冷間圧接金型を利用してもよい。２つの接続面部６２を突出させた金型を用いる場合、電極箔４には、たとえば２つの冷間圧接部５２によって同時に押圧することで、曲面状の凹部５０−Ｉ、５０−ＩＩの間に隆起部が形成される。この隆起部は、押圧時の変形量が少なく、偏平部８の金属流動を抑えることができる。これにより、凹部５０―Ｉ、５０−ＩＩでは、それぞれに形成された開放部５４、５６に加え、隆起部によって偏平部８の変形による電極箔４への負荷が軽減でき、冷間圧接部５２の接続強度が低下するのを防止できる。
【０１０７】
(2) 上記実施の形態では、冷間圧接による凹部を複数形成する場合、引出し端子２の長さ方向に応じて並べて押圧する場合を示したがこれに限られない。引出し端子２の横幅方向に対して、並べて押圧してもよい。すなわち、電極箔４の長辺方向であり、偏平部８の短辺方向に凹部５０―Ｉ、５０−ＩＩを形成してもよい。さらにコンデンサ素子の製造では、凹部５０―Ｉ、５０−ＩＩの一部が重なるように押圧位置を設定してもよい。この凹部５０−Ｉ、５０−ＩＩでは、冷間圧接部５２が重ならないように離間して押圧位置を設定すればよい。また電極箔４の長辺側の端面にそれぞれ開放部５４、５６を形成すればよい。さらに、凹部５０―Ｉ、５０−ＩＩ間には、それぞれの凹部５０−Ｉ、５０−ＩＩの一部同士が重なる隆起部が形成される。
【０１０８】
この隆起部が形成されることで、接続部は、たとえば開放部５４、５６が形成される方向のみならず、隆起部が形成される方向についても偏平部８の流動による外力の影響を抑えることができる。
【０１０９】
(3) 上記実施の形態では、電極箔４と引出し端子２に形成する凹部が１または２つの場合を示したがこれに限られない。冷間圧接工程では、３以上の凹部を形成してもよい。３つの凹部がたとえば引出し端子２に沿って直線的に配置される場合には、電極箔４の幅方向に対して最も外側の１または２箇所に開放部１６、５４、５６を形成し、電極箔４の中央側には開放部を形成しなくてもよい。
【０１１０】
(4) 上記実施の形態では、電極箔４の凹部に形成する開放部５４、５６は、電極箔４の長辺側端面または拘束治具２０の開口部２４に対して平行な直線状に形成される場合を示したが、これに限らない。冷間圧接により形成した凹部が円形である場合、開放部は、たとえば電極箔４の側面側、または拘束治具２０の開口部２４に近い部分の一部を凹部の円弧面に沿って剪断させてもよい。その他、開放部は、たとえば直線形状に形成される場合に限られず、電極箔４の端面側に対して曲面状にするほか、「Ｖ」字状などの形状で形成してもよい。この開放部の形状は、冷間圧接金型の剪断面の形状により設定される。
【０１１１】
(5) 上記実施の形態では、引出し端子２と電極箔４とに対して冷間圧接金型による接続工程は１回で行われる場合を示しているがこれに限られない。押圧角度の異なる冷間圧接金型により複数回で押圧してもよい。この場合、たとえば１回目の押圧工程において、電極箔に開放部を形成すればよい。これにより、２回目以降の押圧により引出し端子２の金属流動によって、電極箔４の接続部に外力が負荷されるのを防止できる。
【０１１２】
(6) 上記実施の形態では、引出し端子２の側面および底面側に接触して拘束する拘束治具２０と、電極箔４の上側に載せて、電極箔４および引出し端子２を拘束する拘束治具４０を用いる場合を示したがこれに限られない。コンデンサの製造では、引出し端子２を拘束する拘束治具２０のみを利用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明は、電極箔の一部に開放部を形成することで、拘束治具を用いた冷間圧接工程に対し、一定方向に変形する引出し端子の変形に対して、電極箔の接続強度の低下を防止することができる。これにより、コンデンサの信頼性の向上などに寄与し、極めて有益である。
【符号の説明】
【０１１４】
２  引出し端子
４  電極箔
６  支持部
８  偏平部
１０  外部リード
１２、５０−Ｉ、５０−ＩＩ  凹部
１４  冷間圧接部
１６−Ｉ、１６−ＩＩ、５４、５６  開放部
２０、４０  拘束治具
２１  載置部
２２  保持部
２４  開口部
２６  側壁部
３０、６０、６０Ａ、６０Ｂ  冷間圧接金型
３２  押圧面
３４、６６  側面部
４２  貫通孔
５２  冷間圧接部
６２  接続面部
６４  押圧部
【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】
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【図６】
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