(57)【要約】【課題】はんだリフローによる実装時に安定してセルを支持できる、コイン型の電気化学セルを提供する。【解決手段】電気化学セルの上部端子が、上面側の電極に接合されセル本体の上面の縁部に向って広がる第１の部分と、第１の部分から下に向って伸びる複数の第２の部分と、複数の第２の部分の夫々の下端から屈曲して前記セル本体の半径方向に向って伸びる複数の第３の部分とを備え、セル本体の下面を含む平面への上部及び下部端子の投影がこの平面へのセル本体の投影に外接する正方形に略収められ、複数の第２の部分の上記平面への投影が上記正方形の２つ以上の隅の近傍に配置される。【選択図】  図１
2009076846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円盤形状の外形を有し、上面及び下面に互いに極性の異なる電極が設けられたセル本体と、
前記セル本体の上面側の電極に接合されている上部端子と、
前記セル本体の下面側の電極に接合されている下部端子と
を備え、
前記上部端子は、前記上面側の電極に接合され、前記セル本体の上面の縁部に向って広がる第１の部分と、該第１の部分から下に向って伸びる複数の第２の部分と、該複数の第２の部分の夫々の下端から屈曲して前記セル本体の半径方向に向って伸びる複数の第３の部分とを備え、
前記セル本体の下面を含む平面への、前記上部及び下部端子の投影は、該平面への前記セル本体の投影に外接する正方形に略収められ、
前記複数の第２の部分の前記平面への投影は、前記正方形の２つ以上の隅の近傍に配置される
ことを特徴とする電気化学セル。
【請求項２】
前記複数の第２の部分の前記平面への投影の少なくとも２つが、前記正方形の隅の隣接する２つに夫々配置されることを特徴とする請求項１に記載の電気化学セル。
【請求項３】
前記第２の部分の前記平面への投影が配置されない前記隅が２つあり、
前記第２の部分の前記平面への投影が配置されない２隅を両端とする前記正方形の辺に前記下部端子の前記平面への投影が略隣接して配置されることを特徴とする請求項２に記載の電気化学セル。
【請求項４】
前記上部端子の第１の部分の形状は、両端が第２の部分に接続されているＶ字状である、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の電気化学セル。
【請求項５】
前記複数の第２の部分の前記平面への投影が前記正方形の対角の２隅に配置され、
前記正方形の他の２隅には前記第２の部分の前記平面への投影が配置されない
ことを特徴とする請求項１に記載の電気化学セル。
【請求項６】
前記下部端子は細長い形状を有しており、
前記下部端子の長軸方向略中央部で前記下部端子と前記セル本体の下面とが接合されており、
前記下部端子の長軸方向両端が、夫々前記第２の部分の前記平面への投影が配置されない前記正方形の２隅に配置される
ことを特徴とする請求項５に記載の電気化学セル。
【請求項７】
前記下部端子の長軸方向両端には直角部が形成されており、
前記直角部の前記平面への投影が、対応する前記正方形の隅に沿うように構成されている
ことを特徴とする請求項６に記載の電気化学セル。
【請求項８】
前記下部端子の長軸方向略中央部が、前記下部端子の他の部分と比べて幅広に形成されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の電気化学セル。
【請求項９】
前記第３の部分が、前記第２の部分の下端から前記セル本体の半径方向外側に伸びていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の電気化学セル。
【請求項１０】
前記上部端子の第３の部分は略直角三角形状であり、
前記正方形の隅に前記第３の部分の直角部の前記平面への投影が沿うように前記上部端子が配置されている
ことを特徴とする請求項９に記載の電気化学セル。
【請求項１１】
前記上部端子の第２の部分の少なくとも一部は、前記第２の部分が上下方向に撓むことができるように、前記セル本体の半径方向外側又は内側方向に突出するように屈曲された屈曲部を少なくとも一つ有する、ことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の電気化学セル。
【請求項１２】
略円盤状の外形を有し、上面及び下面に互いに極性の異なる電極が設けられたセル本体と、
前記セル本体の上面側の電極に接合されている上部端子と、
前記セル本体の下面側の電極に接合されている下部端子と、
を備え、
前記上部端子は、前記上面側の電極に接合されて前記セル本体の前記上面の縁部に向って伸びる第１の部分と、前記第１の部分から下に向って伸びる第２の部分と、前記第２の部分の下端から前記セル本体の半径方向外側に向って伸びる第３の部分と、を有し、
前記上部端子の第２の部分は、該第２の部分が上下方向に撓むことができるように、前記セル本体の半径方向外側又は内側方向に突出するように屈曲された屈曲部を少なくとも一つ有する、
ことを特徴とする電気化学セル。
【請求項１３】
前記上部端子の第２の部分には、上下方向に配置された複数の屈曲部が設けられており、上下方向に連続する任意の２つの屈曲部の突出の方向が互いに異なる、ことを特徴とする請求項１２に記載の電気化学セル。
【請求項１４】
前記上部端子の第２の部分は、上側と下側の一方が前記セル本体の半径方向外側に向って突出し、他方が前記セル本体の半径方向内側に向って突出するＳ字状に形成されている、ことを特徴とする請求項１３に記載の電気化学セル。
【請求項１５】
前記屈曲部は、前記上部端子を折り曲げることによって形成されている、ことを特徴とする請求項１２から１４のいずれかに記載の電気化学セル。
【請求項１６】
前記屈曲部は、前記上部端子をカールさせることによって形成されている、ことを特徴とする請求項１２から１４のいずれかに記載の電気化学セル。
【請求項１７】
前記電気化学セルが電気二重層コンデンサである、ことを特徴とする請求項１から１６のいずれかに記載の電気化学セル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板への表面実装に適した端子を備えた電気化学セルに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、携帯電子機器などに、リチウム電池や電気二重層コンデンサなどの電気化学セルが広く利用されている。このうち、携帯電子機器などのバックアップ用電源等の用途に使用される小型の電気化学セルは、特許文献１に開示されているように、本体がコイン状となっているものが多い。コイン状の電気化学セルの場合、セル本体の上下面の一方が正極、他方が負極となる
【特許文献１】特開２００６−３４４５３４
【０００３】
また、このような電気化学セルの多くは、基板に実装するための端子（リード線）を有している。端子は、一般に鋼などを原材料とする板金部材であり、夫々セル本体の上下面に一端が接合される。この接合は、例えばスポット溶接によってなされる。特許文献１の構成においては、セル本体の上面に接合された端子がセル本体の側面を回り込んで、その他端が下面に接合された端子の他端と同じ平面上に配置されている。また、両端子の他端の下面または、基板において両端子の他端の下面と当接する部分には、クリームはんだが塗布されている。従って、セル本体の下面と基板とが対向するように電気化学セルを基板上に配置し、炉内で基板を加熱することによって、はんだが溶けて基板と両端子の他端とが接合される（はんだリフローによる表面実装）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記構成においては、電気化学セルの実装時に、炉内の温度分布の不均一性などによって、端子の一方を固定しているはんだが先に溶けてしまう場合がある。そうなると、両端子によるセル本体の支持状態がアンバランスになり、セル本体が傾いて基板と直接接触する等により、電気化学セルが正しく実装されない可能性があった。この問題は、近年環境上の理由から多用されている、融点の高い鉛フリーはんだを使用する場合において特に顕著である。
【０００５】
また、基板に反り等があると、基板に対する傾きが、上部端子の先端部分（基板と接する部分）と下部端子の先端部分とで異なったものになる。このような状態では、上部端子の先端と下部端子の先端のいずれか一方、又は双方の下面が基板に対して傾斜して配置されることになる。こうなると、基板と端子との接触面積を十分にとれず、はんだの接合不良が発生する可能性があった。
【０００６】
本発明は、以上の問題を解決するためになされたものである。すなわち、本発明は、はんだリフローによる実装時にセル本体が安定して支持される電気化学セルを提供することを目的とする。更に、基板に反りがあるような場合であっても、端子と基板との接触面積を十分に大きくとることが可能な電気化学セルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明の電気化学セルは、上部端子が、上面側の電極に接合されセル本体の上面の縁部に向って広がる第１の部分と、第１の部分から下に向って伸びる複数の第２の部分と、複数の第２の部分の夫々の下端から屈曲して前記セル本体の半径方向に向って伸びる複数の第３の部分とを備え、セル本体の下面を含む平面への上部及び下部端子の投影がこの平面へのセル本体の投影に外接する正方形に略収められ、複数の第２の部分の上記平面への投影が上記正方形の２つ以上の隅の近傍に配置される。
【０００８】
このように、本発明の構成においては上部端子が２つに分岐して、分岐した先のそれぞれでセルを支持できるようになる。すなわち、下部端子と合わせて少なくとも３点でセルを支持できるため、セルを基板上で安定して支持できるようになる。
【０００９】
例えば、複数の第２の部分の上記平面への投影の少なくとも２つが、上記正方形の隅の隣接する２つに夫々配置されている。さらに、第２の部分の上記平面への投影が配置されていない隅が２つある（すなわち、上記正方形の隣接する２隅のみに第２の部分の投影が配置される）場合に、第２の部分の上記平面への投影が配置されない２隅を両端とする上記正方形の辺に下部端子の平面への投影が略隣接して配置されることが好ましい。このような構成とすると、セル本体の円盤の中心（すなわち、セルの重心）が上部端子の一対の第３の部分と下部端子とで囲まれる構成となるため、電気化学セルのセル本体はより安定して支持される。
【００１０】
また、好ましくは、上部端子の第１の部分の形状は、両端が第２の部分に接続されているＶ字状となっている。このような構成とすると、打ち抜き加工によって金属板から上部端子を製造する際、一枚の板からより多くの上部端子を得ることができる。
【００１１】
代替的には、複数の第２の部分の上記平面への投影が上記正方形の対角の２隅に配置され、上記正方形の他の２隅には第２の部分の平面への投影が配置されない。
【００１２】
また、下部端子は細長い形状を有しており、下部端子の長軸方向略中央部で下部端子と前記セル本体の下面とが接合されており、下部端子の長軸方向両端が夫々第２の部分の上記平面への投影が配置されていない上記正方形の２隅に配置されていることが好ましい。このような構成とすると、上部端子、下部端子の先端が正方形の四隅に配置されることになり、上下両端子によってセル本体を安定して支持することが可能となる。
【００１３】
下部端子の長軸方向両端には直角部が形成されており、直角部の上記平面への投影が、対応する上記正方形の隅に沿うように構成されることが好ましい。このような構成とすると、下部端子が上記正方形からはみ出さない範囲内で、下部端子の上記平面への投影のうち、セル本体の投影からはみ出す部分の大きさを大きくとることができる。このため、表面実装の加熱処理が終了した後、セル本体の上側から超音波プローブ等を下部端子のセル本体からはみ出した部分に押し当てて、はんだ付けが行われたかどうかの検査を容易に行うことができる。また、この構成によってはんだ面を大きくとることができるので、はんだ付けの不良発生を防止することができる。
【００１４】
第３の部分が、第２の部分の下端からセル本体の半径方向外側に伸びている構成とすることが好ましい。このような構成とすると、表面実装の加熱処理が終了した後、セル本体の上側から超音波プローブ等を上部端子の第３の部分に押し当てて、はんだ付けが行われたかどうかの検査を容易に行うことができる。
【００１５】
上部端子の第３の部分は略直角三角形状であり、正方形の隅に第３の部分の直角部の前記平面への投影が沿うように前記上部端子が配置されている構成とすると、第３の部分はコンデンサを基板上に実装する際に必然的に生じるデッドスペースである正方形の隅に配置されることになる。このため、コンデンサによって占有される基板上のスペースを大きくすることなく、セル本体を安定して支持することができる。
【００１６】
また、好ましくは、上部端子の第２の部分の少なくとも一部は、第２の部分が上下方向に撓むことができるように、セル本体の半径方向外側又は内側方向に突出するように屈曲された屈曲部を少なくとも一つ有する。このような構成とすると、基板に反りが発生するなどして上部端子側と下部端子側とで基板の傾きや高さが異なる場合であっても、上部端子が基板の面の状態に応じて撓み、はんだリフローにて確実に実装できる。
【００１７】
また、上記の目的を達成するため、本発明の電気化学セルは、上部端子が、上面側の電極に接合され、前記セル本体の上面の縁部に向って伸びる第１の部分と、第１の部分から下に向って伸びる第２の部分と、第２の部分の下端からセル本体の半径方向外側に向って伸びる第３の部分と、を有し、上部端子の第２の部分は、第２の部分が上下方向に撓むことができるように、セル本体の半径方向外側又は内側方向に突出するように屈曲された屈曲部を少なくとも一つ有する。
【００１８】
このような構成とすると、基板に反りが発生するなどして上部端子側と下部端子側とで基板の傾きや高さが異なる場合であっても、上部端子が基板の面の状態に応じて撓み、はんだリフローにて確実に実装できる。
【００１９】
好ましくは、上部端子の第２の部分には、上下方向に配置された複数の屈曲部が設けられており、上下方向に連続する任意の２つの屈曲部の突出の方向が互いに異なる。すなわち、本構成によれば、複数の屈曲部によって第２の部分がより撓みやすくなる。
【００２０】
また、上部端子の第２の部分は、上側と下側の一方が前記セル本体の半径方向外側に向って突出し、他方が前記セル本体の半径方向内側に向って突出するＳ字状に形成される。ここで、屈曲部は上部端子を折り曲げることによって形成されてもよく、上部端子をカールさせることによって形成されてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明によれば、はんだリフローによる実装時に安定してセル本体を支持できる電気化学セルが実現される。また、本発明によれば、基板に反りがあるような場合であっても、端子と基板との接触面積を十分に大きくとることが可能な電気化学セルが実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１及び図２は、本発明の第１の実施形態の電気化学セルである電気二重層コンデンサの上面図及び下面図をそれぞれ示したものである。また、図３は図１のＩ−Ｉ断面図である。
【００２３】
まず、電気二重層コンデンサの構造について説明する。図３に示されているように、本実施形態の電気二重層コンデンサ１は、セル本体１０、上部端子１７、及び下部端子１８を有する。また、セル本体１０は、上部金属ケース１１、下部金属ケース１２、上部電極１３、下部電極１４、セパレータ１５、及びガスケット１６を有する。
【００２４】
上部金属ケース１１は、円盤部１１ａと、この円盤部１１ａの周縁から垂直に伸びる壁部１１ｂとを有する。同様に、下部金属ケース１２は、円盤部１２ａと、この円盤部１２ａの周縁から垂直に伸びる壁部１２ｂとを有する。下部金属ケース１２の円盤部１２ａは、上部金属ケース１１の円盤部１１ａよりも一回り大きく構成されている。
【００２５】
本実施形態においては、上部金属ケース１１と下部金属ケース１２とは、壁部１１ｂの外面と壁部１２ｂの内面が略等間隔で向かい合うように（すなわち、壁部１２ｂの内側の空間に壁部１１ｂが収められるように）組み合わせられている。ここで、円環状のガスケット１６は、上部金属ケース１１の壁部１１ｂの外周と下部金属ケース１２の壁部１２ｂの内周との間に挟み込まれている。これによって、上部金属ケース１１と下部金属ケース１２とに囲まれた空間が外部から密閉されている。この空間内には、無機又は有機の電解液が封入されている。また、ガスケット１６は絶縁性の材料から形成されているので、上部金属ケース１１と下部金属ケース１２との短絡が防止される。
【００２６】
下部金属ケース１２の壁部１２ｂの上端は内側に向って折り曲げられている。これによって、ガスケット１６の上端は上部金属ケース１１の壁部１１ｂと下部金属ケース１２の壁部１２ｂとの間で強く圧迫されることになり、ガスケット１６の弾性力によって、上部金属ケース１１の下部金属ケース１２からの脱落が防止される。
【００２７】
上部電極１３は、活性炭等の多孔質且つ導電性の材料を主成分とする部材であり、上部金属ケース１１の円盤部１１ａの内側（図３中下面側）に、導電性の接着剤によって貼り付けられている。下部電極１４もまた、活性炭等の多孔質且つ導電性の材料を主成分とする部材であり、下部金属ケース１２の円盤部１２ａの内側（図３中上面側）に、導電性の接着剤によって貼り付けられている。
【００２８】
セパレータ１５は、上部電極１３と下部電極１４との間に設けられているシート状の部材である。このセパレータ１５は、上部電極１３と下部電極１４との接触による短絡を防止する一方で、電解液のイオンの透過を可能としている。このため、上部金属ケース１１と下部金属ケース１２との間に電位差を与えると、電極と電解液との界面に電解液のイオンが移動して、電気二重層を形成することにより充電が行われる。一方、充電された電気二重層コンデンサを回路に接続すると、イオンが電極との界面から離散して、回路に電流が流れる（放電）。
【００２９】
前述のように、円盤部１１ａ及び１２ａを備えた上部金属ケース１１と下部金属ケース１２を組み合わせることによって本実施形態の電気二重層コンデンサ１が形成されているので、電気二重層コンデンサ１の形状は大凡コイン型となる。本実施形態の電気二重層コンデンサ１は、基板と下部金属ケース１２とを対向させた状態での基板への実装に適した構成となっている。具体的には、上部端子１７及び下部端子１８は、下部金属ケース１２を下にして電気二重層コンデンサ１を基板上に置いた時に、両端子が電気二重層コンデンサ１を支えて下部金属ケース１２を基板からわずかに浮かせるようになっている。なお、上部端子１７及び下部端子１８は共に、ステンレス鋼の薄板を折り曲げて形成した板金部材である。
【００３０】
次に、上部端子１７及び下部端子１８の形状について説明する。なお、以下の説明においては、下部金属ケース１２の円盤部１２ａの外側の面を下に向けた状態で電気二重層コンデンサ１を水平面上に置いたときに、上側となる向きを「上」、下側となる向きを「下」と定義する。また、円盤部１１ａ、１２ａの縁部から中心に向う方向を「半径方向内側」、中心から縁部に向う方向を「半径方向外側」と定義する。
【００３１】
図１及び図３に示されているように、上部端子１７は、上部金属ケース１１の円盤部１１ａと接し、この円盤部１１ａに沿って半径方向外側に広がる第１部１７ａを有する。この接触部において、上部端子１７の第１部１７ａは上部金属ケース１１の円盤部１１ａにスポット溶接によって接合されている。
【００３２】
上部端子１７の第１部１７ａは、二箇所でセル本体１０から半径方向外側に飛び出すように形成されており、この二箇所のそれぞれ少し外側の部分で、第１部１７ａは下方に屈曲している。以下、この屈曲して下方に向う部分を第２部１７ｂ、１７ｂ’と呼ぶ。言い換えれば、第１部１７ａは、二方向に分岐して第２部１７ｂ、１７ｂ’となっている。そして、図３に示されているように、第２部１７ｂ、１７ｂ’の各々は、下部金属ケース１２ａの下面よりもわずかに下側で、半径方向外側に向って屈曲している。以下、この屈曲した先の部分を第３部１７ｃ、１７ｃ’と呼ぶ。第３部１７ｃ、１７ｃ’は夫々略水平に広がっている。
【００３３】
また、図２及び図３に示されているように、下部端子１８は、略長方形状のプレートであり、略中央に位置する折り曲げ部１８ａでクランク状に折り曲げられている。この結果、下部端子１８は、折り曲げ部１８ａを境にして、互いに平行な第４部１８ｂと第５部１８ｃとに区分される。下部端子１８の第４部１８ｂは、その上面が下部金属ケース１２の円盤部１２ａの下面と接するように配置されている。そして、この接触部において、第４部１８ｂは円盤部１２ａにスポット溶接によって接合されている。
【００３４】
本実施形態においては、下部端子１８の第５部１８ｃと、上部端子１７の第３部１７ｃ、１７ｃ’は、略同じ高さに位置する。従って、下部金属ケース１２の円盤部１２ａを下に向けた状態で電気二重層コンデンサ１を平面上に置くと、下部端子１８の第５部１８ｃと、上部端子１７の第３部１７ｃ、１７ｃ’の三点で電気二重層コンデンサ１のセル本体１０は支えられ、下部金属ケース１２の円盤部１２ａがわずかに平面から浮いた状態となる。このため、基板上に電気二重層コンデンサ１を置いて、上部端子１８の第５部１８ｃと上部端子１７の第３部１７ｃ、１７ｃ’とを基板にはんだ付けすることによって、基板上に電気二重層コンデンサ１が実装される。
【００３５】
本実施形態においては、前述のように下部金属ケース１２の円盤部１２ａが基板から浮いた状態で電気二重層コンデンサ１が実装されるため、上部端子１７の第３部１７ｃ、１７ｃ’をはんだ付けする際に多少のはんだ流れがあったとしても、流れたはんだを介して上部端子１７と下部金属ケース１２とが短絡することは無い。
【００３６】
上部端子１７の第３部１７ｃ、１７ｃ’及び下部端子１８の第５部１８ｃの底面には、はんだ面が形成されている。従って、基板上に電気二重層コンデンサ１を載置して加熱処理を行うのみで、基板上に電気二重層コンデンサ１を実装することができる。
【００３７】
上記のように、本実施形態においては、上部端子１７から２つの第３部１７ｃ、１７ｃ’が分岐している。すなわち、下部端子１８の第５部１８ｃと、上部端子１７の第３部１７ｃ、１７ｃ’の計三点で電気二重層コンデンサ１が支えられることになる。
【００３８】
特に、本実施形態においては、上部端子１７の第３部１７ｃ、１７ｃ’が、円盤部１２ａの中心に対して互いに約９０°の角をなすように配置されている。また、下部端子１８の第５部１８ｃは、円盤部１２ａの中心に対して、上部端子１７の第３部１７ｃ、１７ｃ’の各々と約１３５°の角を成すように配置されている。言い換えれば、図２に示されているように、下部金属ケース１２の円盤部１２ａに外接する仮想の正方形Ｓを考えたときに、仮想正方形Ｓの隣接する２隅Ｃ１、Ｃ２に上部端子１７の第３部１７ｃ、１７ｃ’が夫々配置されているとも表現できる。また、下部端子１８の第５部１８ｃは、第３部１７ｃ、１７ｃ’が配置されていない仮想正方形Ｓの２隅Ｃ３、Ｃ４を結ぶ辺Ｅ１に略隣接して配置されている。このため、下部金属ケース１２の円盤部１２ａの中心（電気二重層コンデンサ１の重心と略一致する）が上部端子１７の第３部１７ｃ、１７ｃ’と下部端子１８の第５部１８ｃを結ぶ領域内に位置することになり、電気二重層コンデンサ１は安定して支持される。このため、例えば加熱処理中に特定の端子のはんだが先に溶けて、下部端子１８の第５部１８ｂと上部端子１７の第３部１７ｃ、１７ｃ’の高さに偏りが生じたとしても、電気二重層コンデンサ１の倒れは発生せず、確実に電気二重層コンデンサ１を基板上に実装することができる。
【００３９】
ここで、上部端子１７の第３部１７ｃ、１７ｃ’の先端部の輪郭は、仮想正方形Ｓの隅Ｃ１、Ｃ２に沿った直角三角形形状となっている。従って、仮想正方形Ｓの内部に上部端子１７と下部端子１８が配置される。このため、基板に電気二重層コンデンサ１を実装する場合、端子１７、１８は、セル本体１０の上下の空間または、基板に円形のデバイスを実装する際に必然的に発生するデッドスペース（仮想正方形Ｓの輪郭と下部金属ケース１２の円盤部の外周との間の領域）の内部に配置されることになる。従って、本実施形態の電気二重層コンデンサ１によれば、必要最低限の基板スペースで電気二重層コンデンサ１を実装できる。
【００４０】
また、図１、３に示されているように、本実施形態の上部端子１７の第３部１７ｃ、１７ｃ’は、下部金属ケース１２に対して半径方向外側に配置され、且つ上部端子の第１部１７ａや第２部１７ｂに覆われていない。すなわち、電気二重層コンデンサ１の上方から上部端子１７の第３部１７ｃ、１７ｃ’の上面にアクセス可能となっている。このため、表面実装の加熱処理が終了した後、電気二重層コンデンサ１の上方から超音波プローブ等を上部端子１７の第３部１７ｃ、１７ｃ’に押し当てて、はんだ付けが行われたかどうかの検査を容易に行うことができる。同様に、下部端子１８の第５部１８ｃの一部が仮想正方形Ｓの内周と円盤部１２ａの外周との間の領域に位置しているため、この位置で超音波プローブ等を第５部１８ｃに押し当てて、確実にはんだ付けが成されたかどうかの検査を容易に行うことができる。
【００４１】
次いで、上部端子１７の第２部１７ｂ、１７ｂ’の構造について説明する。図３に示されているように、本実施形態の上部端子１７の第２部１７ｂ’は、上側が半径方向外側を凸として緩やかに湾曲すると共に、下側が半径方向内側を凸として緩やかに湾曲する、略Ｓ字状の形状となっている。この構造により、第２部１７ｂ’は、上下方向にある程度伸縮可能な板ばねとして機能する。従って、電気二重層コンデンサ１を実装する基板に反りなどがあり、下部端子１８の第５部１８ｃが基板と接する部分の傾きと、上部端子１７の第３部１７ｃ’が基板と接する部分の傾きが異なる場合は、上部端子１７の第２部１７ｂが撓み、この結果、下部端子１８の第５部１８ｃと、上部端子１７の第３部１７ｃ’の双方を基板に密着させることができる。なお、図３においては一方の第２部１７ｂ’、第３部１７ｃ’のみ示されているが、他方の第２部１７ｂ、第３部１７ｃについても同様である。
【００４２】
上部端子１７の第２部１７ｂ、１７ｂ’の形状は必ずしも略Ｓ字状でなくともよい。例えば、図４（ａ）のように、第２部１７ｂ、１７ｂ’が平面状であってもよい。或いは、図４（ｂ）のように、第２部１７ｂ、１７ｂ’が複数箇所（図面においては３箇所）でつづら折り状に折り曲げられていてもよい。さらに、図４（ｃ）のように第２部１７ｂ、１７ｂ’の上下方向略中央部において、セル本体１０の半径方向外側に突出するようにカールさせる、或いは図４（ｄ）のようにセル本体１０の半径方向内側に突出するようにカールさせる構成としてもよい。或いは、第２部１７ｂ’ や１７ｂをカールさせる代わりに、図４（ｅ）（ｆ）のように折り曲げる構成としてもよい。図４（ｂ）〜（ｆ）の上部端子１７は、本実施形態のものと同様、電気二重層コンデンサ１を実装する基板に反り等があったとしても、下部端子１８の第５部１８ｃと、上部端子１７の第３部１７ｃ、１７ｃ’の双方を基板に密着させることができるようになっている。
【００４３】
以上説明した本発明の実施形態においては、上部端子１７の第１部ａが分岐して第２部１７ｂおよび第３部１７ｃが２組ずつ備えられている。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではなく、図５のように、第２部１７ｂおよび第３部１７ｃを一つずつ有し、かつ第２部１７ｂが図３および図４（ｂ）〜（ｆ）のように屈曲している構成もまた、本発明の範囲内である。
【００４４】
また、本実施形態においては、下部金属ケース１２の円盤部１２ａが内接する仮想正方形Ｓの中に上部端子１７及び下部端子１８が入るように構成されている。しかしながら、本発明は上記の構成に限定されるものではない。すなわち、上記の仮想正方形Ｓの中に完全に端子１７、１８が収まらず、多少はみ出した構成もまた、本発明の範囲内である。具体的には、仮想正方形Ｓが下部金属ケース１２の円盤部１２ａよりも若干大きく、円盤部１２ａをその中心を原点として水平方向に１０％程拡大した円に外接する正方形であっても良い。
【００４５】
また、図１に示されているように、本実施形態においては、上部端子１７の第１部１７ａが、上部金属ケース１１の円盤部１１ａの縁部付近で二方向に分岐する構成となっている。別の表現をすれば、上部端子１７の第１部１７ａは略扇状の形状となっている。しかしながら、本発明は上記の構成に限定されるものではない。例えば、図６のように、第１部１７ａの分岐が、円盤部１１ａの中心により近い位置で起こり、第１部１７ａが全体として略Ｖ字形状となる構成もまた、本発明の範囲内である。このような構成においては、上部端子１７を展開した時の形状もまたＶ字状となる。一般に、上部端子１７を製造する際は、プレス装置にて打ち抜き加工を行うことによって、一枚の鋼板から多数の折り曲げ前の上部端子１７を得る。従って、この例のように折り曲げ前の上部端子１７をＶ字状とすると、上部端子１７一つ当たりの鋼板使用量が減り、且つ図７のように、鋼板にほとんど隙間無く折り曲げ前の上部端子１７を配置することが出来るので、一枚の鋼板からより多くの上部端子１７を得ることができる。
【００４６】
以上説明した本発明の第１の実施形態は、下部金属ケース１２の円盤部１２ａに外接する仮想の正方形Ｓ（若しくは、下部金属ケース１２の円盤部１２ａをやや拡大した円に外接する正方形）の隣接する２隅の夫々に上部端子１７の一対の第３部１７ｃが配置されている。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、以下に説明する本発明の第２の実施形態のような他の構成もまた、本発明の範囲内である。なお、第２の実施形態においては、第１の実施形態と同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付けてある。
【００４７】
図８及び図９は、本実施形態の電気化学セルである電気二重層コンデンサの上面図及び下面図をそれぞれ示したものである。また、図１０及び１１は、それぞれ図８のＩＩ−ＩＩ断面図及びＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【００４８】
まず、電気二重層コンデンサの構造について説明する。図１０に示されているように、本実施形態の電気二重層コンデンサ１は、セル本体１０、上部端子１７、及び下部端子１８から構成されている。また、セル本体１０は、上部金属ケース１１、下部金属ケース１２、上部電極１３、下部電極１４、セパレータ１５、及びガスケット１６から構成されている。
【００４９】
上部金属ケース１１は、円盤部１１ａと、この円盤部１１ａの周縁から垂直に伸びる壁部１１ｂとを有している。同様に、下部金属ケース１２は、円盤部１２ａと、この円盤部１２ａの周縁から垂直に伸びる壁部１２ｂとを有している。下部金属ケース１２の円盤部１２ａは、上部金属ケース１１の円盤部１１ａよりも一回り大きく構成されている。
【００５０】
本実施形態においては、上部金属ケース１１と下部金属ケース１２とは、壁部１１ｂの外面と壁部１２ｂの内面が略等間隔で向かい合うように（すなわち、壁部１２ｂの内側の空間に壁部１１ｂが収められるように）組み合わせられている。ここで、円環状のガスケット１６は、上部金属ケース１１の壁部１１ｂの外周と下部金属ケース１２の壁部１２ｂの内周との間に挟み込まれている
。これによって、上部金属ケース１１と下部金属ケース１２とに囲まれた空間が外部から密閉されている。この空間内には、無機又は有機の電解液が封入されている。また、ガスケット１６は絶縁性の材料から形成されているので、上部金属ケース１１と下部金属ケース１２との短絡が防止される。
【００５１】
下部金属ケース１２の壁部１２ｂの上端は内側に向って折り曲げられている。これによって、ガスケット１６の上端は上部金属ケース１１の壁部１１ｂと下部金属ケース１２の壁部１２ｂとの間で強く圧迫されることになり、ガスケット１６の弾性力によって、上部金属ケース１１の下部金属ケース１２からの脱落が防止される。
【００５２】
上部電極１３は、活性炭等の多孔質且つ導電性の材料を主成分とする部材であり、上部金属ケース１１の円盤部１１ａの内側（図１０中下面側）に、導電性の接着剤によって貼り付けられている。下部電極１４もまた、活性炭等の多孔質且つ導電性の材料を主成分とする部材であり、下部金属ケース１２の円盤部１２ａの内側（図１０中上面側）に、導電性の接着剤によって貼り付けられている。
【００５３】
セパレータ１５は、上部電極１３と下部電極１４との間に設けられているシート状の部材である。このセパレータ１５は、上部電極１３と下部電極１２との接触による短絡を防止する一方で、電解液のイオンの透過を可能としている。このため、上部金属ケース１１と下部金属ケース１２との間に電位差を与えると、電極と電解液との界面に電解液のイオンが移動して、電気二重層を形成することにより充電が行われる。一方、充電された電気二重層コンデンサを回路に接続すると、イオンが電極から離散して、回路に電流が流れる（放電）。
【００５４】
前述のように、円盤部１１ａ及び１２ａを備えた上部金属ケース１１と下部金属ケース１２を組み合わせることによって本実施形態の電気二重層コンデンサ１が形成されているので、電気二重層コンデンサ１の形状は大凡コイン型となる。本実施形態の電気二重層コンデンサ１は、基板と下部金属ケース１２とを対向させた状態での基板への実装に適した構成となっている。具体的には、上部端子１７及び下部端子１８は、下部金属ケース１２を下にして電気二重層コンデンサ１を基板上に置いた時に、両端子が電気二重層コンデンサ１を支えて下部金属ケース１２を基板からわずかに浮かせるようになっている。なお、上部端子１７及び下部端子１８は共に、ステンレス鋼の薄板を折り曲げて形成した板金部材である。
【００５５】
次に、上部端子１７及び下部端子１８の形状について説明する。なお、以下の説明においては、下部金属ケース１２の円盤部１２ａの外側の面を下に向けた状態で電気二重層コンデンサ１を水平面上に置いたときに、上側となる向きを「上」、下側となる向きを「下」と定義する。また、円盤部１１ａ、１２ａの縁部から中心に向う方向を「半径方向内側」、中心から縁部に向う方向を「半径方向外側」と定義する。
【００５６】
図９に示されているように、下部端子１８は、細長い形状のプレートであり、その中央部には半径方向外側に円形状に広がる第４部１８ｂが形成されている。また、下部端子１８の両端には第５部１８ｃ、１８ｃ’が形成されている。図１１に示されているように、第４部１８ｂと第５部１８ｃ、１８ｃ’との間（折り曲げ部１８ａ、１８ａ’）で下部端子１８はクランク状に折り曲げられており、第４部１８ｂは第５部１８ｃ、１８ｃ’よりも一段高く位置している。また、第４部１８ｂと第５部１８ｃ、１８ｃ’は互いに略平行である。下部端子１８の第４部１８ｂは、その上面が下部金属ケース１２の円盤部１２ａの下面と接するように配置されている。そして、この接触部において、第４部１８ｂは円盤部１２ａにスポット溶接によって接合されている。
【００５７】
また、図８に示されているように、上部端子１７は細長い形状のプレートであり、その中央には円形状の第１部１７ａが形成されている。第１部１７ａは、上部金属ケース１１の円盤部１１ａと接し、この接触部において、上部端子１７の第１部１７ａは上部金属ケース１１の円盤部１１ａにスポット溶接によって接合されている。
【００５８】
上部端子１７は、円形の第１部１７ａから互いに反対向きの２方向に伸びて、セル本体１０から半径方向外側に飛び出すように形成されており、この飛び出した二箇所の各々において、上部端子１７は下方に屈曲する。以下、この屈曲して下方に向う部分を第２部１７ｂ、１７ｂ’と呼ぶ。言い換えれば、第１部１７ａは、互いに反対向きとなる二方向に分岐して第２部１７ｂ、１７ｂ’となる。更に、図１０に示されているように、第２部１７ｂ、１７ｂ’の各々は、下部金属ケース１２ａの下面よりもわずかに下側にて、半径方向外側に向って屈曲している。以下、この屈曲した先端部分を第３部１７ｃ、１７ｃ’と呼ぶ。第３部１７ｃ、１７ｃ’は夫々略水平に広がる。
【００５９】
本実施形態においては、下部端子１８の第５部１８ｃ、１８ｃ’と、上部端子１７の第３部１７ｃ、１７ｃ’は、略同じ高さに位置する。従って、下部金属ケース１２の円盤部１２ａを下に向けた状態で電気二重層コンデンサ１を水平面上に置くと、下部端子１８の第５部１８ｃ、１８ｃ’と、上部端子１７の第３部１７ｃ、１７ｃ’の四点で電気二重層コンデンサ１のセル本体１０は支えられ、下部金属ケース１２の円盤部１２ａがわずかに水平面から浮いた状態となる。このため、基板上に電気二重層コンデンサ１を置き、下部端子１８の第５部１８ｃ、１８ｃ’と上部端子１７の第３部１７ｃ、１７ｃ’とを基板にはんだ付けすることによって、基板上に電気二重層コンデンサ１が実装される。
【００６０】
本実施形態においては、前述のように下部金属ケース１２の円盤部１２ａが基板から浮いた状態で電気二重層コンデンサ１が実装されるため、上部端子１７の第３部１７ｃ、１７ｃ’をはんだ付けする際に多少のはんだ流れがあったとしても、流れたはんだを介して上部端子１７と下部金属ケース１２とが短絡することは無い。
【００６１】
また、上部端子１７の第３部１７ｃ、１７ｃ’及び下部端子１８の第５部１８ｃ、１８ｃ’の底面には、はんだ面が形成されている。従って、基板上に電気二重層コンデンサ１を置いて加熱処理を行うのみで、基板に電気二重層コンデンサ１を実装することができる。
【００６２】
上記のように、本実施形態においては、上部端子１７が２つの第３部１７ｃ、１７ｃ’に分かれている。すなわち下部端子１８の第５部１８ｃ、１８ｃ’と上部端子１７の第３部１７ｃ、１７ｃ’の計４点で電気二重層コンデンサ１が支えられることになる。
【００６３】
特に、本実施形態においては、上部端子１７の第３部１７ｃ、１７ｃ’が、下部端子１８の第５部１８ｃ、１８ｃ’と夫々、円盤部１２ａの中心に対して互いに約９０°の角をなすように配置されている。すなわち、図８又は９に示されているように、下部金属ケース１２の円盤部１２ａに外接する仮想正方形Ｓの互いに対角をなす２隅Ｃ３、Ｃ２に上部端子１７の第３部１７ｃ、１７ｃ’が夫々配置されている。また、下部端子１８の第５部１８ｃ、１８ｃ’は、第３部１７ｃ、１７ｃ’が配置されていない仮想正方形Ｓの対角する２隅Ｃ４、Ｃ１に夫々配置されている。このため、下部金属ケース１２の円盤部１２ａの中心（すなわち重心）が上部端子１７の第３部１７ｃ、１７ｃ’と下部端子１８の第５部１８ｃ、１８ｃ’を結ぶ仮想正方形内に位置することになり、電気二重層コンデンサ１は安定して支持される。このため、例えば加熱処理中に特定の端子のはんだが先に溶けて、下部端子１８の第５部１８ｃ、１８ｃ’、上部端子１７の第３部１７ｃ、１７ｃ’の高さに偏りが生じたとしても、電気二重層コンデンサ１の倒れは発生せず、確実に電気二重層コンデンサ１を実装することができる。
【００６４】
ここで、上部端子１７の第３部１７ｃ、１７ｃ’ の先端部の輪郭は、仮想正方形Ｓの隅Ｃ３、Ｃ２に沿った直角三角形形状となっている。すなわち、仮想正方形Ｓの内部に上部端子１７、下部端子１８が配置されるようになっている。また、下部端子１８の第５部１８ｃ、１８ｃ’の先端には、仮想正方形Ｓの隅Ｃ４、Ｃ１に沿った直角部が形成されている。このため、基板に電気二重層コンデンサ１を実装する場合、端子１７、１８は、セル本体１０の上下の空間または、基板上に円形のデバイスを実装する際に必然的に発生するデッドスペース（仮想正方形Ｓの輪郭と下部金属ケース１２の円盤部の外周との間の領域）に配置されることになる。従って、本実施形態の電気二重層コンデンサ１によれば、必要最低限の基板スペースで電気二重層コンデンサ１を実装できる。
【００６５】
また、図８、１０に示されているように、本実施形態の上部端子１７の第３部１７ｃ、１７ｃ’は、下部金属ケース１２に対して半径方向外側に配置され、且つ上部端子の第１部１７ａや第２部１７ｂに覆われていない。同様に、図９、１１に示されているように、下部端子１８の第５部１８ｃ、１８ｃ’の先端部は、下部金属ケース１２に対して半径方向外側に配置され、且つ上部端子１７に覆われていない。すなわち、電気二重層コンデンサ１の上方から上部端子１７の第３部１７ｃ、１７ｃ’及び下部端子１８の第５部１８ｃ、１８ｃ’の上面にアクセス可能となっている。このため、表面実装の加熱処理が終了した後、電気二重層コンデンサ１の上方から超音波プローブ等を上部端子１７の第３部１７ｃ、１７ｃ’や下部端子１８の第５部１８ｃ、１８ｃ’に押し当てて、はんだ付けが行われたかどうかの検査を容易に行うことができる。
【００６６】
次いで、上部端子１７の第２部１７ｂの構造について説明する。図１０に示されているように、本実施形態の上部端子１７の第２部１７ｂ、１７ｂ’は、上側が半径方向外側を凸として緩やかに湾曲すると共に、下側が半径方向内側を凸として緩やかに湾曲する、略Ｓ字状の形状となっている。この構造により、第２部１７ｂ、１７ｂ’は、上下方向にある程度伸縮可能な板ばねとして機能する。従って、電気二重層コンデンサ１を実装する基板に反り等があり、下部端子１８の第５部１８ｃ、１８ｃ’が接する部分の傾きと、上部端子１７の第３部１７ｃ、１７ｃ’が接する部分の傾きが異なる場合は、上部端子１７の第２部１７ｂ、１７ｂ’が撓み、この結果、下部端子１８の第５部１８ｃ、１８ｃ’と、上部端子１７の第３部１７ｃ、１７ｃ’の双方を基板に密着させることができる。
【００６７】
なお、上部端子１７の第２部１７ｂ、１７ｂ’の形状は必ずしも略Ｓ字状でなくともよい。すなわち、図１２（ａ）のように、第２部１７ｂ、１７ｂ’が平面状であってもよい。或いは、図１２（ｂ）のように、第２部１７ｂ、１７ｂ’が複数箇所（図面においては３箇所）でつづら折り状に折り曲げられていてもよい。さらに、図１２（ｃ）のように第２部１７ｂ、１７ｂ’の上下方向略中央部において、セル本体１０の半径方向外側に突出するようにカールさせる、或いは図１２（ｄ）のようにセル本体１０の半径方向内側に突出するようにカールさせる構成としてもよい。或いは、第２部１７ｂ、１７ｂ’をカールさせる代わりに、図１２（ｅ）、（ｆ）のように折り曲げる構成としてもよい。図１２（ｂ）〜（ｆ）の上部端子１７は、本実施形態のものと同様、電気二重層コンデンサ１を実装する基板に反り等があったとしても、下部端子１８の第５部１８ｃと、上部端子１７の第３部１７ｃの双方を基板に密着させることができるようになっている。
【００６８】
以上説明した本発明の第１及び第２の実施形態においては、上部端子１７、１７’の第３の部分１７ｃ、１７ｃ’が第２の部分１７ｂ、１７ｂ’の下端からセル本体１０の半径方向外側に伸びている。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない、例えば、第１の実施形態において、図１３（ａ）〜（ｇ）のように、第３の部分１７ｃ’が第２の部分１７ｂ’の下端からセル本体１０の半径方向内側に伸びている構成としてもよい。或いは、第２の実施形態において、図１４（ａ）〜（ｇ）のように、第３の部分１７ｃ、１７ｃ’が第２の部分１７ｂ、１７ｂ’の下端からセル本体１０の半径方向内側に伸びている構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第１の実施の形態による、電気二重層コンデンサの上面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による、電気二重層コンデンサの下面図である。
【図３】図１のＩ−Ｉ断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の上部端子の変形例を示す側面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の電気二重層コンデンサの別例の上面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態の電気二重層コンデンサの他の別例の上面図である。
【図７】図６に示される電気二重層コンデンサの上部端子を鋼板からとる時の状態を示したものである。
【図８】本発明の第２の実施の形態による、電気二重層コンデンサの上面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態による、電気二重層コンデンサの下面図である。
【図１０】図８のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図１１】図８のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態の上部端子の変形例を示す側面図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態の上部端子の変形例を示す側面図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態の上部端子の変形例を示す側面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１    電気二重層コンデンサ
１０    セル本体
１１    上部金属ケース
１１ａ  円盤部
１１ｂ  壁部
１２    下部金属ケース
１２ａ  円盤部
１２ｂ  壁部
１７    上部端子
１７ａ  第１部
１７ｂ  第２部
１７ｃ  第３部
１８    下部端子
１８ａ  折り曲げ部
１８ｂ  第４部
１８ｃ  第５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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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