(57)【要約】【課題】コンデンサのＥＳＲの低減化、または特定のＥＳＲ値を持つコンデンサ、特定のＥＳＲ値に設定されたコンデンサを得る。【解決手段】同極側電極箔（４、６）に複数のタブが接続されたコンデンサ素子（２）を備えるコンデンサであって、陽極側または陰極側の電極箔と、前記電極箔の巻心（巻心部１２）側に接続された第１のタブ（内側タブ１４−１、１６−１）と、前記電極箔の巻終端（終端３２）側に接続され、前記第１のタブと共通に接続される第２のタブ（外側タブ１４−２、１６−２）とを備える。このコンデンサにおいて、前記第２のタブから前記電極箔の巻終端までの前記電極箔の第１の領域長（終端側領域３４）に対し、前記第１のタブから前記第２のタブまでの前記電極箔の第２の領域長（中間領域３６）が１ないし４倍に設定されている。【選択図】      図１
2016100578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同極側電極箔に複数のタブが接続されたコンデンサ素子を備えるコンデンサであって、
陽極側または陰極側の電極箔と、
前記電極箔の巻心側に接続された第１のタブと、
前記電極箔の巻終端側に接続され、前記第１のタブと共通に接続される第２のタブと、
を備え、前記第２のタブから前記電極箔の巻終端までの前記電極箔の第１の領域長に対し、前記第１のタブから前記第２のタブまでの前記電極箔の第２の領域長が１ないし４倍に設定されたことを特徴とするコンデンサ。
【請求項２】
前記第２の領域長は、前記第１の領域長に対し、より好ましくは２倍またはその近傍値に設定されたことを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ。
【請求項３】
同極側電極箔に複数のタブが接続されたコンデンサ素子を備えるコンデンサの製造方法であって、
陽極側または陰極側の電極箔の巻心側に第１のタブを接続する工程と、
前記電極箔の巻終端側に第２のタブを接続する工程と、
前記第２のタブから前記電極箔の巻終端までの前記電極箔の第１の領域長に対し、前記第１のタブから前記第２のタブまでの前記電極箔の第２の領域長を１ないし４倍に設定する工程と、
前記電極箔を巻回して前記コンデンサ素子を形成した後、前記第１のタブと前記第２のタブとを共通に接続する工程と、
を含むことを特徴とするコンデンサの製造方法。
【請求項４】
同極側電極箔に複数のタブを接続させたコンデンサ素子を備えるコンデンサの製造方法であって、
前記電極箔の巻心側に第１のタブを接続し、前記電極箔の巻終端側に第２のタブを接続し、前記第２のタブから前記電極箔の巻終端までの前記電極箔の第１の領域長と、前記第１のタブから前記第２のタブまでの前記電極箔の第２の領域長との領域長比に対して求められた等価直列抵抗低減比率から領域長比を選択する工程と、
前記領域長比に応じて前記電極箔に対する接続位置に前記第１のタブおよび前記第２のタブを接続する工程と、
前記電極箔を巻回して前記コンデンサ素子を形成した後、前記第１のタブと前記第２のタブとを共通に接続する工程と、
を含むことを特徴とするコンデンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の技術は、電解コンデンサ、電気二重層コンデンサなどに用いられるコンデンサの端子引出技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
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は電源など、各種の分野で用いられる。このコンデンサには、電気的な特性改善としてＥＳＲ（Equivalent Series Resistance：等価直列抵抗）の低減化が要求されている。
【０００３】
このようなコンデンサの特性改善に関し、インピーダンス特性を改善するため、補助リード板を増加させることが知られている（たとえば、特許文献１）。固体電解コンデンサでは、ポリエチレンジオキシチオフェンなどの固体電解質を保持したコンデンサ素子に複数の引出端子を取り付けることが知られている（たとえば、特許文献２）。電解コンデンサでは、２本のリード線をひとつの共通リード線に束ねたリード構造が知られている（たとえば、特許文献３）。固体電解コンデンサにおいて、素子から引き出された２つの陽極タブを導電部材で連結することが知られている（たとえば、特許文献４）。また、電解コンデンサでは、巻回素子における陽極箔に２つのリード線を接続することが知られている（たとえば、特許文献５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭５７−７１３３１号公報
【特許文献２】特開２００３−２９７６７７号公報
【特許文献３】特開２０１２−４４８１号公報
【特許文献４】特開２０１２−１２９２６７号公報
【特許文献５】特開２００９−１０４１８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、コンデンサ素子の等価直列抵抗は、コンデンサ素子に含浸する電解液や、電極箔間に設置するセパレータなどに関係する。コンデンサ素子の低抵抗化の要求には、電解液の組成変更や、セパレータに用いる紙種の変更などによって対応している。
【０００６】
コンデンサの静電容量は電極箔の表面積に関係する。コンデンサの容量増加の要求には、電極箔の表面積の拡大によって対応する。電極箔の表面積は、箔長および箔幅によって増大する。
【０００７】
図９に示すように、コンデンサは複数の抵抗成分Ｒａ、Ｒｃ、Ｒｄ、Ｒｐ、容量成分Ｃおよび誘導成分Ｌａ、Ｌｃ、Ｌｔからなる等価回路で表すことができる。この場合、Ｃはコンデンサの静電容量に寄与する容量、Ｒａは陽極側の電極箔の長手方向（巻回方向）の抵抗成分、Ｒｃは陰極側の電極箔の長手方向（巻回方向）の抵抗成分、Ｒｄは誘電損失、Ｒｐは電解液質の抵抗成分である。
【０００８】
高周波領域たとえば、１００〔ｋＨｚ〕付近でのＥＳＲ（等価直列抵抗）では、電極箔の長手方向の抵抗成分であるＲａ、Ｒｃと、Ｒｐが支配的である。電極箔の箔長が長くなれば、Ｒａ、Ｒｃを合わせた合成直列抵抗の影響が大きくなる。このとき、Ｒｐは並列に接続された内部抵抗であるため、ＥＳＲに及ぼす影響が小さくなる。このように、ＥＳＲの値はＲａ、ＲｃおよびＲｐによって決定される。
【０００９】
ＥＳＲを低減するため、電解液の組成を変更するなどの対策を講じても、容量増加のために電極箔の箔長を増加させて電極箔の表面積を大きくすると、電極箔の合成直列抵抗が大きくなり、コンデンサ全体のＥＳＲの低減効果が相殺されるという課題がある。
【００１０】
また、コンデンサは、基板に接続するための複数の外部接続線を備えている。この外部接続線同士の間隔は、たとえば基板側に形成された接続孔間の距離に応じて設定される。従来、コンデンサには、たとえば外部接続線間の距離および箔端との距離の比率を規定することでＥＳＲの低減を図るものがある。この場合、電極箔全体の長さにおける外部接続線の距離の比率を規定しているため、電極箔の巻き始めの位置と外部接続線との距離の比率についても規定することになる。この比率条件によってコンデンサを製造すると外部接続線間の距離が変動してしまうという課題がある。この場合、接続する基板側の孔間の距離も変更させるなどの手段をとる必要が生じる。
【００１１】
そこで、本開示の技術の第１の目的は、コンデンサのＥＳＲの低減化を図ることにある。
【００１２】
また、本開示の技術の第２の目的は、電極箔に接続されるタブの接続位置によって等価直列抵抗低減比率が変化するとの知見を得て、特定のＥＳＲ値を持つコンデンサ、特定のＥＳＲ値に設定されたコンデンサを得ることにある。
【００１３】
また、本開示の技術の第３の目的は、コンデンサが接続される接続孔の間隔に合せて外部接続線を形成した上で、ＥＳＲの低減化を実現したコンデンサを得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本開示のコンデンサは、同極側電極箔に複数のタブが接続されたコンデンサ素子を備えるコンデンサであって、陽極側または陰極側の電極箔と、前記電極箔の巻心側に接続された第１のタブと、前記電極箔の巻終端側に接続され、前記第１のタブと共通に接続される第２のタブとを備える。このコンデンサにおいて、前記第２のタブから前記電極箔の巻終端までの前記電極箔の第１の領域長に対し、前記第１のタブから前記第２のタブまでの前記電極箔の第２の領域長が１ないし４倍に設定されている。
【００１５】
上記コンデンサにおいて、前記第２の領域長は、前記第１の領域長に対し、より好ましくは２倍またはその近傍値に設定してもよい。
【００１６】
上記目的を達成するため、本開示のコンデンサの製造方法は、同極側電極箔に複数のタブが接続されたコンデンサ素子を備えるコンデンサの製造方法であって、陽極側または陰極側の電極箔の巻心側に第１のタブを接続する工程と、前記電極箔の巻終端側に第２のタブを接続する工程と、前記第２のタブから前記電極箔の巻終端までの前記電極箔の第１の領域長に対し、前記第１のタブから前記第２のタブまでの前記電極箔の第２の領域長を１ないし４倍に設定する工程と、前記電極箔を巻回して前記コンデンサ素子を形成した後、前記第１のタブと前記第２のタブとを共通に接続する工程とを含む。
【００１７】
上記目的を達成するため、本開示のコンデンサの製造方法は、同極側電極箔に複数のタブを接続させたコンデンサ素子を備えるコンデンサの製造方法であって、前記電極箔の巻心側に第１のタブを接続し、前記電極箔の巻終端側に第２のタブを接続し、前記第２のタブから前記電極箔の巻終端までの前記電極箔の第１の領域長と、前記第１のタブから前記第２のタブまでの前記電極箔の第２の領域長との領域長比に対して求められた等価直列抵抗低減比率から領域長比を選択する工程と、前記領域長比に応じて前記電極箔に対する接続位置に前記第１のタブおよび前記第２のタブを接続する工程と、前記電極箔を巻回して前記コンデンサ素子を形成した後、前記第１のタブと前記第２のタブとを共通に接続する工程とを含む。
【発明の効果】
【００１８】
本開示の技術によれば、次のいずれかの効果が得られる。
【００１９】
(1) ＥＳＲを低減したコンデンサを実現できる。
【００２０】
(2) 同極側の電極箔に対し、ＥＳＲ低減比率に応じた位置に第１のタブおよび第２のタブの接続位置を設定できる。
【００２１】
(3) 特定のＥＳＲ値を持つコンデンサを製造できる。
【００２２】
(4) 電極箔に対する第１のタブおよび第２のタブを特定のＥＳＲ値に応じて変更された接続位置に設定することができ、コンデンサ素子から第１のタブおよび第２のタブの引出位置の自由度が高められる。
【００２３】
(5) 外部接続線同士の間隔を設定値に維持させつつ、コンデンサのＥＳＲの低減化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】一実施の形態に係るコンデンサ素子のタブ導出側素子端面の一例を示す図である。
【図２】コンデンサ素子の一例を示す側面図である。
【図３】コンデンサ素子の巻回前の電極箔に対する内側タブおよび外側タブの接続位置を示す図である。
【図４】電極箔に対する内側タブおよび外側タブの配置位置に応じた電気的作用を説明するための図である。
【図５】タブ位置に対するＥＳＲ低減比率を示す図である。
【図６】箔長に対するＥＳＲ低減比率の関係を説明するための図である。
【図７】箔幅に対するＥＳＲ低減比率を示す図である。
【図８】陽極側電極箔の箔長に対するＥＳＲ低減比率を示す図である。
【図９】コンデンサの等価回路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
＜コンデンサ素子＞
【００２６】
図１は、一実施の形態に係るコンデンサ素子を示す図である。図１に示すコンデンサの構成は一例であり、これに限定されるものではない。
【００２７】
このコンデンサ素子２はたとえば、電解コンデンサや電気二重層コンデンサなどに用いられる巻回素子であればよい。このコンデンサ素子２は、少なくとも陽極側の電極箔４と、陰極側の電極箔６と、これら電極箔４、６の間にセパレータ８−１、８−２を介在させて積層することにより、円柱状に巻回されている（図３）。セパレータ８−１、８−２にはたとえば、レーヨン系繊維の電解紙を用いればよい。このコンデンサ素子２にはセパレータ８−１、８−２の縁部によって素子端面１０が形成されている。この素子端面１０の中心部には巻心部１２が形成されている。
【００２８】
素子端面１０には、陽極側の第１のタブとして内側タブ１４−１、第２のタブとして外側タブ１４−２、陰極側の第１のタブとして内側タブ１６−１、第２のタブとして外側タブ１６−２が引き出されている。この実施の形態では、内側タブ１４−１、１６−１、外側タブ１４−２、１６−２が、巻心部１２の中心Ｏを貫く仮想線Ｍ上の巻心部１２を挟む位置に配置されている。内側タブ１４−１には接続部の一例として、平板状の平坦部１８が備えられ、内側タブ１６−１にも接続部の一例として、平板状の平坦部２０が備えられている。これら平坦部１８、２０は巻心部１２を挟んで平行に配置されている。
【００２９】
内側タブ１４−１には柱状部２２、内側タブ１６−１には柱状部２４が形成されており、柱状部２２の端部にはたとえば、棒状の外部接続線２６、柱状部２４の端部には外部接続線２８が接続されている。この外部接続線２６、２８は、本発明のリード端子の一例である。
【００３０】
このコンデンサ素子２には電解液が含浸されている。この電解液にはたとえば非プロトン系電解液が用いられ、具体的に述べれば、非プロトン系電解液の内たとえば、γ−ブチロラクトン（Gamma-Butyrolactone ）が用いられる。このコンデンサ素子２は図示しないたとえば、円筒形のケースに収納され、このケースの開口部は封口体により封止される。ケースにはたとえば、アルミニウムなどの金属材料や合成樹脂材料を用いればよい。封口体にはたとえば、ゴムなどの弾性封止材料を用いればよい。
【００３１】
図２は、コンデンサ素子２の側面を示している。図示のコンデンサ素子２は内側タブ１４−１、１６−１を左右にした状態を示している。内側タブ１４−１の柱状部２２、内側タブ１６−１の柱状部２４は、コンデンサ素子２の素子端面１０より外側に配置されている。内側タブ１４−１、１６−１間には絶縁間隔Ｄが設定されている。外部接続線２６、２８の配置間隔は、絶縁間隔Ｄに基づいて決まる。外部接続線２６、２８の配置間隔は、コンデンサが設置される基板側の接続孔の間隔に合せる必要がある。そこで、コンデンサは、外部接続線２６、２８が設定された配置間隔になるように内側タブ１４−１、１６−１の絶縁間隔Ｄが設定される。
【００３２】
内側タブ１４−１の平坦部１８の外側面部には外側タブ１４−２が接続され、これにより内側タブ１４−１および外側タブ１４−２が同極側同士で共通に接続されている。同様に、内側タブ１６−１の平坦部２０の外側面部には外側タブ１６−２が接続され、これにより内側タブ１６−１および外側タブ１６−２が同極側同士で共通に接続されている。これらの接続にはたとえば、レーザ溶接を用いればよいが、冷間溶接や超音波溶接などを用いてもよい。各内側タブ１４−１、１６−１にはアルミニウムなどの導電性の金属材料が用いられる。平坦部１８、２０は円柱状の柱状部２２、２４の各接続面をたとえば、プレス加工などで成形加工をすればよい。各外側タブ１４−２、１６−２には内側タブ１４−１、１６−１と同様にアルミニウムなどの導電性の金属材料が用いられている。
【００３３】
コンデンサ素子２は絶縁テープなどの巻き戻し防止テープ３０が巻回され、一定形状に維持されている。
【００３４】
＜内側タブ１４−１および外側タブ１４−２の接続位置＞
【００３５】
図３は、コンデンサ素子２の分解状態を示している。陽極側の電極箔４には巻心部１２側に内側タブ１４−１、終端３２側に外側タブ１４−２が接続されている。陰極側の電極箔６にも巻心部１２側に内側タブ１６−１、終端３２側に外側タブ１６−２が接続されるが、陽極側と同様の形態であるので、説明を割愛する。
【００３６】
この電極箔４について、
ア）  外側タブ１４−２の中心から終端３２までの範囲を終端側領域３４、
イ）  内側タブ１４−１の中心から外側タブ１４−２の中心までの範囲を中間領域３６、
ウ）  巻心部１２から内側タブ１４−１の中心までの範囲を巻心側領域３８、
と定義する。終端側領域長３４は、本発明の第１の領域長の一例である。中間領域長３６は、本開示の第２の領域長の一例である。
【００３７】
この電極箔４の箔幅をＷ１、箔長をＬとする。この箔長Ｌについて、終端側領域３４、中間領域３６、巻心側領域３８の各領域長をＬ１、Ｌ２、Ｌ３とすれば、
Ｌ２＞Ｌ３                        ・・・(1) 
Ｌ２＞Ｌ１                        ・・・(2) 
に設定する。領域長Ｌ１、Ｌ３の大小関係は、Ｌ１≧Ｌ３でもよいし、Ｌ３＞Ｌ１であってもよい。領域長Ｌ３は内側タブ１４−１、１６−１の間の距離に直接関係するので、外部接続線２６、２８が接続される基板側の孔同士の距離に応じて設定すればよい。
【００３８】
領域長Ｌ１、Ｌ２は、
Ｌ１：Ｌ２＝１：１〜４                  ・・・(3) 
に設定する。つまり、領域長Ｌ２は領域長Ｌ１の１倍ないし４倍の長さに設定する。
【００３９】
この場合、内側タブ１４−１、外側タブ１４−２の各幅はＷ２、電極箔４との接続長はＬ４とする。
【００４０】
＜電極箔４の内側タブ１４−１および外側タブ１４−２の電気的作用＞
【００４１】
図４に示すように、コンデンサ素子２を動作させると、内側タブ１４−１および外側タブ１４−２は共通に接続されており、電極箔４の中間領域３６は内側タブ１４−１および外側タブ１４−２によって短絡状態に維持されている。このような電極箔４上の電荷Ｑは内側タブ１４−１または外側タブ１４−２に移動する。
【００４２】
終端側領域３４の電荷Ｑの多くは最も近い外側タブ１４−２に移動する。巻心側領域３８の電荷Ｑの多くは最も近い内側タブ１４−１に移動する。
【００４３】
中間領域３６は、内側タブ１４−１と外側タブ１４−２との間にあるから、電荷Ｑの移動はいずれでもよい。ここで、中間領域３６に中心線Ｐを想定すれば、中心線Ｐと外側タブ１４−２の間の領域３６−１では、電荷Ｑの多くは最も近い外側タブ１４−２に移動する。これに対し、中心線Ｐと内側タブ１４−１の間の領域３６−２では、電荷Ｑの多くは最も近い内側タブ１４−１に移動する。
【００４４】
ここで、式(3) のＬ１：Ｌ２＝１：１〜４から次の場合を想定する。
【００４５】
ａ）Ｌ１：Ｌ２＝１：１の場合
【００４６】
領域３６−１、３６−２の領域長をＬ２１、Ｌ２２とすれば、
Ｌ２１＝Ｌ１÷２＝０．５
Ｌ２２＝Ｌ１÷２＝０．５
となり、領域３６−１、３６−２の領域長Ｌ２１、Ｌ２２は終端側領域３４の領域長Ｌ１の０．５倍となる。つまり、中間領域３６の外側タブ１４−２に移動する電荷Ｑの移動ルート長が、終端側領域３４の領域長Ｌ１の二分の一となる。
【００４７】
ｂ）Ｌ１：Ｌ２＝１：２の場合
【００４８】
この場合、
Ｌ２１＝２×Ｌ１÷２＝１
Ｌ２２＝２×Ｌ１÷２＝１
となり、領域３６−１、３６−２の領域長Ｌ２１、Ｌ２２は終端側領域３４の領域長Ｌ１と同等となる。つまり、中間領域３６の外側タブ１４−２に移動する電荷Ｑの移動ルート長、中間領域３６の内側タブ１４−１に移動する電荷Ｑの移動ルート長が、終端側領域３４の領域長Ｌ１と同等である。
【００４９】
ｃ）Ｌ１：Ｌ２＝１：３の場合
【００５０】
この場合、
Ｌ２１＝３×Ｌ１÷２＝１．５
Ｌ２２＝３×Ｌ１÷２＝１．５
となり、領域３６−１、３６−２の領域長Ｌ２１、Ｌ２２は終端側領域３４の領域長Ｌ１の１．５倍となる。つまり、中間領域３６の外側タブ１４−２に移動する電荷Ｑの移動ルート長、中間領域３６の内側タブ１４−１に移動する電荷Ｑの移動ルート長が、終端側領域３４の領域長Ｌ１の１．５倍である。
【００５１】
ｄ）Ｌ１：Ｌ２＝１：４の場合
【００５２】
この場合、
Ｌ２１＝４×Ｌ１÷２＝２
Ｌ２２＝４×Ｌ１÷２＝２
となり、領域３６−１、３６−２の領域長Ｌ２１、Ｌ２２は終端側領域３４の領域長Ｌ１の２倍となる。つまり、中間領域３６の外側タブ１４−２に移動する電荷Ｑの移動ルート長、中間領域３６の内側タブ１４−１に移動する電荷Ｑの移動ルート長が、終端側領域３４の領域長Ｌ１の２倍である。
【００５３】
各電荷Ｑの移動はコンデンサ素子２に流れる電流ｉであるから、この電流ｉの流通ルートつまり、電荷Ｑの移動ルートがコンデンサ素子２が持つＥＳＲ（等価直列抵抗）の値に影響を与える。電極箔４の抵抗は、オームの法則に従い大凡、箔長Ｌに比例して増加する。従って、電荷Ｑの移動ルートが長い区間では抵抗が大きく、電荷Ｑの移動ルートが短い区間では抵抗が小さくなる傾向がある。斯かる傾向から、内側タブ１４−１および外側タブ１４−２が共通に接続されたとしても、電極箔４との接続位置が電荷Ｑの移動ルートを決定することとなるので、コンデンサ素子２が持つＥＳＲの値に影響を与える。
【００５４】
＜コンデンサの製造方法Ｉ＞
【００５５】
このコンデンサの製造方法Ｉには、タブ位置設定工程、タブ接続およびコンデンサ素子巻回工程、コンデンサ組立工程が含まれる。
【００５６】
この製造方法Ｉでは、１枚の陽極側の電極箔４、１枚の陰極側の電極箔６、各電極箔間に１枚ずつのセパレータ８−１、８−２を用いる。各電極箔４、６の箔長Ｌはたとえば、１３０〔ｍｍ〕以上とすればよい。陽極側の電極箔４には２枚のタブとして、既述の内側タブ１４−１、外側タブ１４−２を用いる。
【００５７】
(a1)  タブ位置設定工程
【００５８】
この工程では、電極箔４に接続する内側タブ１４−１、外側タブ１４−２の接続位置、電極箔６に接続する内側タブ１６−１、外側タブ１６−２の接続位置を設定する。
【００５９】
電極箔４では内側タブ１４−１、外側タブ１４−２の接続位置は、既述の領域長Ｌ１の位置に外側タブ１４−２、外側タブ１４−２から領域長Ｌ２の位置に内側タブ１４−１を接続する。既述したように、領域長Ｌ１に対し、領域長Ｌ２は、式(3) に従い、領域長Ｌ１の１倍ないし４倍の長さに設定すればよい。より好ましくは、後述の実験結果から明らかなように、領域長Ｌ１の２倍ないしその近傍値に設定すればよい。
【００６０】
電極箔６に接続する内側タブ１６−１、外側タブ１６−２の接続位置も同様であるので、その説明を割愛する。
【００６１】
(b1)  タブ接続およびコンデンサ素子巻回工程
【００６２】
この工程では、電極箔４に対し、前記工程で設定された接続位置に内側タブ１４−１、外側タブ１４−２を接続し、同様に電極箔６に対し、前記工程で設定された接続位置に内側タブ１６−１、外側タブ１６−２を接続する。そして、これら電極箔４、６の間にセパレータ８−１、８−２を重ねて積層し、巻心部１２を中心に巻回する。これにより、円柱状のコンデンサ素子２が形成される。
【００６３】
コンデンサ素子２の素子端面１０には内側タブ１４−１、１６−１および外側タブ１４−２、１６−２が引き出された状態となる。この場合、内側タブ１４−１には予め外部接続線２６、内側タブ１６−１には予め外部接続線２８を接続しておけばよい。
【００６４】
内側タブ１４−１には外側タブ１４−２をレーザ溶接、超音波溶接、冷間圧接などで接続し、内側タブ１６−１には外側タブ１６−２をレーザ溶接、超音波溶接、冷間圧接などで接続する。これにより、電極箔４の中間領域３６が内側タブ１４−１および外側タブ１４−２で短絡状態となる。同様に電極箔６の中間領域３６が内側タブ１６−１および外側タブ１６−２で短絡状態となる。つまり、コンデンサ素子２が後述のケース内において、内側タブ１４−１および外側タブ１４−２による電極箔４の中間領域３６の短絡状態が維持される。陰極側の電極箔６においても同様である。
【００６５】
(c1)  コンデンサ組立工程
【００６６】
この工程には、コンデンサ素子２の電解液含浸工程が含まれる。この含浸工程では既述の電解液を使用し、この電解液をコンデンサ素子２に含浸する。
【００６７】
電解液に使用できる溶媒は、たとえばγ−ブチロラクトン、エチレングリコールなどの多価アルコール、スルホラン、ジメチルホルムアミドなどが含まれる。また、電解液には、多価アルコールとして、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、１，２−プロパンジオール、グリセリン、１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオールなどの低分子量の多価アルコールを用いてもよい。特に、エチレングリコールなどの低分子量の多価アルコールおよびγ−ブチロラクトンからなる混合溶媒は、初期のＥＳＲ特性が良好となり、さらに高温特性も良好となる。
【００６８】
電解質の溶質は、有機酸と無機酸との複合化合物の塩を用いる。溶質に用いる塩には、少なくとも１種のアンモニウム塩、四級アンモニウム塩、四級化アミジニウム塩、アミン塩などを用いてもよい。上記有機酸には、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、マレイン酸、アジピン酸、安息香酸、トルイル酸、エナント酸、マロン酸、１，６−デカンジカルボン酸、１，７−オクタンジカルボン酸、アゼライン酸、サリチル酸、蓚酸、グリコール酸などのカルボン酸、フェノール類などを用いてもよい。また、無機酸としては、ホウ酸、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、リン酸エステル、炭酸、ケイ酸などが挙げられる。有機酸と無機酸の複合化合物としては、ボロジサリチル酸、ボロジ蓚酸、ボロジグリコール酸などを用いてもよい。
【００６９】
また、上記有機酸と無機酸の複合化合物には、少なくとも１種の塩として、アンモニウム塩、四級アンモニウム塩、四級化アミジニウム塩、アミン塩などを用いればよい。４級アンモニウム塩の４級アンモニウムイオンには、テトラメチルアンモニウム、トリエチルメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウムなどを用いればよい。四級化アミジニウムには、エチルジメチルイミダゾリニウム、テトラメチルイミダゾリニウムなどを用いればよい。アミン塩のアミンには、１級アミン、２級アミン、３級アミンを用いればよい。１級アミンには、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミンなどを用いればよい。２級アミンには、ジメチルアミン、ジエチルアミン、エチルメチルアミン、ジブチルアミンなどを用いればよい。また３級アミンには、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、エチルジイソプロピルアミンなどを用いればよい。
【００７０】
そして、この組立工程では予め成形加工されたケースや封口体が用いられ、ケースに電解液含浸後のコンデンサ素子２を収納する。このコンデンサ素子２には、予め内側タブ１４−１、１６−１および外部接続線２６、２８を貫通させた封口体が一体化されている。この封口体をケースの開口部に挿入し、ケースのカーリング処理によりケースを封止する。
【００７１】
＜コンデンサの製造方法II＞
【００７２】
このコンデンサの製造方法IIには、タブ位置算出工程、タブ接続およびコンデンサ素子巻回工程、コンデンサ組立工程が含まれる。
【００７３】
この製造方法IIでは、製造方法Ｉと部材や構成材料が同一であるが、製造方法Ｉの式(3) に基づき、同一または異なる領域長Ｌ１、Ｌ２による領域長比Ｌ２／Ｌ１に応じた複数のＥＳＲ低減比率から特定のＥＳＲを決め、このＥＳＲを実現する領域長比を選択してタブ位置を設定する。つまり、この製造方法IIによれば、想定したＥＳＲを持つコンデンサ素子２が得られる。
【００７４】
(a2)  タブ位置算出工程
【００７５】
この工程では、同一または異なる領域長Ｌ１、Ｌ２を持つコンデンサ素子２を製造し、後述の実験結果により求められる、領域長比に対するＥＳＲ低減比率（たとえば、図５）を参照して、予め所望のＥＳＲを決定する。この決定したＥＳＲから領域長比（Ｌ２／Ｌ１）を選択して、領域長比Ｌ２／Ｌ１に一致する領域長Ｌ１、Ｌ２の実長を算出すればよい。
【００７６】
(b2)  タブ接続およびコンデンサ素子巻回工程
【００７７】
この工程では、製造方法Ｉの既述の工程(b1)と同様に、電極箔４、６に対し、前記工程で設定された接続位置に内側タブ１４−１、外側タブ１４−２を接続し、同様に電極箔４、６に対し、前記工程で設定された接続位置に内側タブ１６−１、外側タブ１６−２を接続する。その他の処理は製造方法Ｉと同様であるので割愛する。
【００７８】
(c2)コンデンサ組立工程
【００７９】
この工程は、製造方法Ｉの既述の工程(c1)と同様に行えばよい。
【００８０】
＜一実施の形態の効果＞
【００８１】
以上説明したように、一実施の形態のコンデンサおよびその製造方法によれば、次のような効果が得られる。
【００８２】
(1) 電極箔４、６に接続される各外側タブ１４−２、１６−２の接続位置をＥＳＲ低減比率の高い位置に設定することができ、ＥＳＲを低減したコンデンサを実現することができる。
【００８３】
(2) 同極側の電極箔４、６に対し、ＥＳＲ低減比率に応じた位置に外側タブ１４−２、１６−２の接続位置を設定でき、これら接続位置をＥＳＲ低減比率に応じて定量化できる。
【００８４】
(3) ＥＳＲ低減比率と領域長比の関係を特定でき、特定のＥＳＲ値を持つコンデンサ素子２およびコンデンサを製造できる。
【００８５】
(4) コンデンサ素子２のＥＳＲ低減比率は、箔長Ｌ、電解液の種類、領域長Ｌ１、Ｌ２、領域長比Ｌ２／Ｌ１などに関係するが、箔長Ｌおよび電解液を一定とした場合、最も低いＥＳＲを得るための領域長比Ｌ２／Ｌ１を求め、この領域長比Ｌ２／Ｌ１から領域長Ｌ１、Ｌ２を算定できる。これにより、少ない作業工程でＥＳＲを低減したコンデンサを実現し、製造することができる。
【００８６】
(5) 電極箔４、６の箔長Ｌが与えられると、最も低いＥＳＲを得るための領域長比Ｌ２／Ｌ１およびその範囲が求められるので、これらの値から領域長Ｌ１、Ｌ２を求め、最適な位置に外側タブ１４−２、１６−２を接続し、低ＥＳＲ化を図ることができる。
【００８７】
(6) 低ＥＳＲ化により、コンデンサの電力損失を低減でき、電力損失の小さいコンデンサを提供できる。
【００８８】
(7) 電極箔４、６の箔長Ｌが長くなれば、内側タブ１４−１と外側タブ１４−２との短絡、内側タブ１６−１と外側タブ１６−２との短絡により、電極箔４、６に対してバイパスルートの電流経路が形成されて内部抵抗の低減やＥＳＲの低減比率を高くできる。
【００８９】
(8) 電解液の種類によっては低ＥＳＲ化が図られるが、この低減効果を外側タブ１４−２、１６−２の接続位置によってより高めることができる。箔長の増加により、抵抗の低減効果が減殺される不都合を外側タブ１４−２、１６−２の接続位置によって回避することができる。
【００９０】
(9)  内側タブ１４−１、１６−１の絶縁間隔Ｄは、巻心側領域３８の領域長Ｌ３つまり、内側タブ１４−１、１６−１の接続位置により一元的に決定できる。これに対し、外側タブ１４−２、１６−２の接続位置は領域長Ｌ１、Ｌ２により最もＥＳＲ低減比率の高い位置を設定すればよい。この場合、外側タブ１４−２、１６−２は柔軟性を備えた帯状材であるので、適当に屈曲させて対応する内側タブ１４−１、１６−１に接続することができる。
【００９１】
(10)  内側タブ１４−１、１６−１、外側タブ１４−２、１６−２の電極箔４、６に対する接続面積は、幅Ｗ２×接続長Ｌ４で決定することができる。最もＥＳＲ低減比率の高い位置に内側タブ１４−１、１６−１、外側タブ１４−２、１６−２の接続位置を決定した後、最もＥＳＲ低減比率の高いないしは抵抗率が低くなる接続面積（＝Ｗ×Ｌ４）を設定すれば、より電気的特性に優れたコンデンサ素子２を実現できる。
【００９２】
(11)  コンデンサ素子２のＥＳＲ低減比率を高くできるので、コンデンサ素子２の電気的な損失を低減でき、コンデンサの発熱を抑制できる。これにより、コンデンサの発熱劣化を抑制でき、放熱対策の軽減化に寄与する。
【００９３】
(12)  上記実施の形態のように、各電極箔に対して２つのタブを以てＥＳＲ低減比率を高めたので、３以上のタブの設置をすることなく、ＥＳＲの低減化を図ることができ、部品点数の削減やコンデンサ素子２の軽量化に寄与する。３以上のタブを用いた場合のタブ引回しや接続の手数を軽減できる。
【００９４】
(13)  外部接続端子２６、２８の配置間隔によって電極箔４、６に対する接続位置が固定された内側タブ１４−１、１６−１に対し、最もＥＳＲの低減効率が高くなる位置に外側タブ１４−２、１６−１を接続することで、コンデンサの製造条件に適合させた上で、コンデンサの電力損失の低減を図ることができる。
【００９５】
＜実験結果１＞
【００９６】
１）タブ位置に対するＥＳＲ低減比率
【００９７】
図５のＡは、領域長比（Ｌ２／Ｌ１）に対するＥＳＲ低減比率〔％〕を示している。ＥＳＲ低減比率は、複数の領域長Ｌ１、Ｌ２を持つ複数のコンデンサ素子２を作製して各ＥＳＲを測定し、領域長比Ｌ２／Ｌ１に対するＥＳＲ低減割合を示している。
【００９８】
特性ａでは、製品定格、定格電圧：２５〔Ｖ〕、容量：４，７００〔μＦ〕、電極箔の箔幅Ｗ１：１２〔ｍｍ〕、箔長Ｌ：７３０〔ｍｍ〕、電解液：溶媒＝γ―ブチロラクトン（ＧＢＬ、１００〔％〕）、溶質＝フタル酸４級塩（２０〔％〕）、セパレータ：レーヨン系繊維の電解紙を用いたコンデンサを使用している。特性ｂでは、箔長Ｌ：２００〔ｍｍ〕に設定したコンデンサを使用し、他の設定値は特性ａと同様である。
【００９９】
図５のＡに示す特性ａから明らかなように、領域長比Ｌ２／Ｌ１の上昇に応じてＥＳＲ低減比率が増加し、ＥＳＲ低減比率は、Ｌ２／Ｌ１＝０．５で３０〔％〕を超え、Ｌ２／Ｌ１＝１で約４０〔％〕に到達し、Ｌ２／Ｌ１＝２でピークに達し、Ｌ２／Ｌ１＝２を超えると若干の減衰はあるものの、Ｌ２／Ｌ１＝７に至るまで３５〔％〕以上を維持している。
【０１００】
特性ｂについては、ＥＳＲ低減比率に特性ａ程の大きな変化はないが、特性ａと同様の傾向が観測される。
【０１０１】
このような特性ａについて見ると、領域長比Ｌ２／Ｌ１が１以上４以下であれば、４０〔％〕以上のＥＳＲ低減比率が得られている。領域長比Ｌ２／Ｌ１が２またはその近傍値であれば４２〔％〕以上のＥＳＲ低減比率が得られる。
【０１０２】
箔長Ｌ＝７３０〔ｍｍ〕の電極箔にあっては、領域長比Ｌ２／Ｌ１に１以上４以下を採用することが好ましく、より好ましくは、領域長比Ｌ２／Ｌ１に２またはその近傍値を設定すればよい。
【０１０３】
箔長Ｌを長くすれば、ＥＳＲ低減比率に対する領域長比Ｌ２／Ｌ１の影響が著しい。したがって、箔長Ｌを考慮しつつ領域長比Ｌ２／Ｌ１に１以上４以下を採用し、より好ましくは、領域長比Ｌ２／Ｌ１に２またはその近傍値を採用することによってＥＳＲ低減比率を高めることが可能である。
【０１０４】
ＥＳＲ低減比率から領域長比Ｌ２／Ｌ１を求め、内側タブ１４−１、外側タブ１４−２の位置を算出することが可能である。同様に、内側タブ１６−１、外側タブ１６−２の位置を算出することが可能である。つまり、所望のＥＳＲ低減比率を持つコンデンサ素子２を作成することができる。
【０１０５】
２）箔長に対するＥＳＲ低減比率の関係
【０１０６】
図６は、陽極側の電極箔４の箔長に対するＥＳＲ低減比率〔％〕の変化を示している。このＥＳＲ低減比率〔％〕の変化は、図５に示すグラフから求められたものである。
【０１０７】
このグラフによれば、箔長Ｌを決定すると、領域長比（Ｌ２／Ｌ１）に応じてＥＳＲ低減比率〔％〕の変化量が求められる。つまり、図５に示す特性ａ、ｂに対し、異なる箔長Ｌの特性を推測することができる。
【０１０８】
３）箔幅に対するＥＳＲ低減比率
【０１０９】
図７は、箔幅Ｗ１に対するＥＳＲ低減比率を示している。図７のＡの場合には、製品定格、定格電圧：２５〔Ｖ〕、電極箔の箔長Ｌ：６２０〔ｍｍ〕、電解液：溶媒＝ＧＢＬ（１００〔％〕）、溶質＝フタル酸４級塩（２０〔％〕）、セパレータ：レーヨン系繊維の電解紙を用いたコンデンサを使用し、箔幅Ｗ１の異なる製品を作成した。
【０１１０】
箔幅Ｗ１を変化させてもＥＳＲ低減比率の変化は小さく、ＥＳＲ低減比率に対する箔長Ｌの影響度が大きいのに対し、ＥＳＲ低減比率に対する箔幅Ｗ１の影響度が小さい。
【０１１１】
４）陽極側の電極箔４の箔長Ｌに対するＥＳＲ低減比率
【０１１２】
図８のＡは、電極箔４の箔長Ｌに対するＥＳＲ低減比率を示している。このＥＳＲ低減比率は、領域長比Ｌ２：Ｌ１＝２：１に設定された電極箔４の箔長Ｌを変化させた場合である。なお、電解液の組成およびセパレータの種類については特性ａ、ｂと同様である。ＥＳＲ低減比率は、箔長Ｌ＝１３０〔ｍｍ〕以下では変化がなく、１３０〔ｍｍ〕＜箔長Ｌ＜４００〔ｍｍ〕の範囲では、箔長Ｌに比例的に増加し、４００〔ｍｍ〕＜箔長Ｌ＜７３０〔ｍｍ〕の範囲では、指数関数的な増加によりＥＳＲ低減比率＝４３〔％〕に到達している。
【０１１３】
＜実験結果２＞
【０１１４】
１）タブ位置に対するＥＳＲ低減比率
【０１１５】
図５のＢは、領域長比（Ｌ２／Ｌ１）に対するＥＳＲ低減比率〔％〕を示している。ＥＳＲ低減比率は、複数の領域長Ｌ１、Ｌ２を持つ複数のコンデンサ素子２を作製して各ＥＳＲを測定し、領域長比Ｌ２／Ｌ１に対するＥＳＲ低減割合を示している。
【０１１６】
特性ｃおよびｄは、コンデンサ素子に導電性高分子微粒子を充填後、電解液を含浸する仕様のコンデンサである。特性ｃの製品定格は、定格電圧：２５〔Ｖ〕、容量：２７０〔μＦ〕であり、電極箔の箔幅Ｗ１：４．３〔ｍｍ〕、箔長Ｌ：２３０〔ｍｍ〕、電解液：溶媒＝γ―ブチロラクトン（ＧＢＬ、１００〔％〕）、溶質＝フタル酸４級塩（２０〔％〕）、セパレータは、レーヨン系繊維の電解紙を用いたコンデンサを使用している。特性ｄは、箔長Ｌ：１３０〔ｍｍ〕として容量を１５０〔μＦ〕としたこと以外の他の設定値は特性ｃと同様である。
【０１１７】
図５のＢに示す特性ｃから明らかなように、領域長比Ｌ２／Ｌ１の上昇に応じてＥＳＲ低減比率が増加し、ＥＳＲ低減比率は、Ｌ２／Ｌ１＝０．５で３０〔％〕を超え、Ｌ２／Ｌ１＝１で約４０〔％〕に到達し、Ｌ２／Ｌ１＝２でピークに達し、Ｌ２／Ｌ１＝２を超えると若干の減衰はあるものの、Ｌ２／Ｌ１＝６に至るまで３５〔％〕以上を維持している。
【０１１８】
特性ｄについては、ＥＳＲ低減比率に特性ｃ程の大きな変化はないが、特性ｃと同様の傾向が観測される。また特性ｄは、電極箔が巻回されたコンデンサの直径が小さいことから、領域長比が４を採用することが望ましい。そして、領域長比が４以上の領域のＥＳＲ低減比率は、領域長比２〜３、３〜４間におけるＥＳＲ低減比率の減少と同等の割合で減少する。
【０１１９】
このような特性ｃについて見ると、領域長比Ｌ２／Ｌ１が１以上４以下であれば、３８〔％〕以上のＥＳＲ低減比率が得られている。領域長比Ｌ２／Ｌ１が２またはその近傍値であれば約４０〔％〕のＥＳＲ低減比率が得られる。
【０１２０】
箔長Ｌ＝２３０〔ｍｍ〕の電極箔にあっては、領域長比Ｌ２／Ｌ１に１以上４以下を採用することが好ましく、より好ましくは、領域長比Ｌ２／Ｌ１に２またはその近傍値を設定すればよい。
【０１２１】
特性ｃについては、箔長Ｌを長くすれば、ＥＳＲ低減比率に対する領域長比Ｌ２／Ｌ１の影響が著しい。したがって、箔長Ｌを考慮しつつ領域長比Ｌ２／Ｌ１に１以上４以下を採用し、より好ましくは、領域長比Ｌ２／Ｌ１に２またはその近傍値を採用することがＥＳＲ低減比率を高めることが可能である。
【０１２２】
２）箔幅に対するＥＳＲ低減比率
【０１２３】
図７のＢの場合には、コンデンサ素子に導電性高分子微粒子を充填後、電解液を含浸した仕様である。製品定格、定格電圧：２５〔Ｖ〕、電極箔の箔長Ｌ：６２０〔ｍｍ〕、電解液：溶媒＝ＧＢＬ（１００〔％〕）、溶質＝フタル酸４級塩（２０〔％〕）、セパレータ：セルロース系繊維の電解紙を用いたコンデンサを使用し、箔幅Ｗ１の異なる製品を作成した。
【０１２４】
箔幅Ｗ１を変化させてもＥＳＲ低減比率の変化は小さく、ＥＳＲ低減比率に対する箔長Ｌの影響度が大きいのに対し、ＥＳＲ低減比率に対する箔幅Ｗ１の影響度が小さい。
【０１２５】
３）陽極側の電極箔４の箔長Ｌに対するＥＳＲ低減比率
【０１２６】
図８のＢは、導電性高分子微粒子を充填させた後、電解液を含浸させたコンデンサ素子を用いたコンデンサの電極箔４の箔長Ｌに対するＥＳＲ低減比率を示している。このＥＳＲ低減比率は、領域長比Ｌ２：Ｌ１＝２：１に設定された電極箔４の箔長Ｌを変化させた場合である。なお、電解液の組成およびセパレータ種については特性ｃ、ｄと同様である。ＥＳＲ低減比率は、箔長Ｌ＝８０〔ｍｍ〕以下では変化がなく、８０〔ｍｍ〕＜箔長Ｌ＜１３０〔ｍｍ〕の範囲では、箔長Ｌに比例的に増加し、１３０〔ｍｍ〕＜箔長Ｌ＜２３０〔ｍｍ〕の範囲では、指数関数的な増加によりＥＳＲ低減比率＝４０〔％〕に到達している。
【０１２７】
斯かる実験結果よりＥＳＲは、電極箔の長さによらず、内側タブ１４−１、１６−１および外側タブ１４−２、１６−２の配置位置によって、低減効果が現れる。また、コンデンサ全体で見た場合、ＥＳＲ低減比率は、一定以上の電極箔の長さがあることで低減効果が現れ、電極箔が長くなるに従ってＥＳＲの低減比率は高くなる。
【０１２８】
〔他の実施の形態〕
【０１２９】
(1) 上記実施の形態では、電解液に含まれる物質の一例を示しているが、本開示のコンデンサに用いられる電解液は、これらに限定されるものではない。
【０１３０】
(2) 上記実施の形態では、各電極箔４、６に内側タブ１４−１、１６−１、外側タブ１４−２、１６−２の２組のタブを接続しているが、３以上のタブを接続することを妨げるものではない。
【０１３１】
(3) 電極箔４、６に加え、３以上の電極箔を併設してもよい。その場合、セパレータ８−１、８−２は３以上のセパレータを用いてもよい。
【０１３２】
(4) 上記実施の形態では、内側タブ１４−１、１６−１に外部接続線２６、２８を接続させたが、外側タブ１４−２、１６−２に外部接続線２６、２８を接続させてもよい。外部接続線２６、２８の接続対象は、たとえば規定された外部接続線２６、２８間の距離などの条件に基づいて適宜選択すればよい。外部接続線２６、２８は、たとえば直径が小さいコンデンサ素子２を用いた小型のコンデンサの場合、外部接続線２６、２８の間隔を確保するために、広い間隔で配置された外側タブ１４−２、１６−２に接続されればよい。
【０１３３】
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施形態などについて説明した。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、又は明細書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】
【０１３４】
本開示の技術は、同極側電極箔に複数のタブが接続されたコンデンサ素子を備えるコンデンサであって、これらのタブの接続位置によって電極箔上の領域長比を設定して、ＥＳＲを低減したコンデンサを実現することができる。
【符号の説明】
【０１３５】
２  コンデンサ素子
４  陽極側の電極箔
６  陰極側の電極箔
８−１、８−２  セパレータ
１０  素子端面
１２  巻心部
１４−１、１６−１  内側タブ
１４−２、１６−２  外側タブ
１８、２０  平坦部
２２  平坦部
２２、２４  柱状部
２６、２８  外部接続線
３０  巻き戻し防止テープ
３２  終端
３４  終端側領域
３６  中間領域
３８  巻心側領域
【図１】
2016100578.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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