JP2006286972A - コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 コンデンサの小型化が図れ、かつ外力に対しても接合力が低下することがなく、しかも長期に渡り接合力が大きい密封性に優れたコンデンサを提供すること。
【解決手段】 引出端子４と接続したコンデンサ素子５と、該コンデンサ素子５を収納する開口部を有する外装ケース２と、前記引出端子４を密封状態で外部に導出した封口体３とを備え、前記開口部を封口体３で密着封止して外装ケース２と封口体３を接合したコンデンサ１であって、前記外装ケース２又は封口体３の一方をレーザ光２０の吸収性材料で、他方をレーザ光２０の透過性材料で構成し、前記外装ケース２と封口体３との当接部２ａがレーザ光２０の照射により密着封止されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、引出端子と接続したコンデンサ素子と、該コンデンサ素子を収納する開口部を有する外装ケースと、前記引出端子を密封状態で外部に導出した封口体とを備え、前記開口部を封口体で密着封止して外装ケースと封口体を接合したコンデンサ及びその製造方法に関する。

従来のコンデンサにおける外装ケースと封口体の接合手段として、例えば引出端子を密着状態で通過させた封口体をゴム等の電気絶縁材で構成し、一方、開口部を有する外装ケースをアルミニウムなどの金属製の有底筒状体で構成して、開口部を封口体により塞いで、両者を加締めもしくはレーザ溶接（シーム溶接）により密封接合して、電解液の漏出を阻止すると同時に、外部からの水や空気の侵入を防ぎコンデンサの劣化を極力防止するようにしたものが公知である（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−６３９０８号公報（段落００２３、００２４、図２、３）

前記特許文献１に記載された接合手段において、加締めによる接合は、加締め部分を必要とするためコンデンサの外形が大きくなり、しかも外力に対して加締め部分に変形が起きやすく接合力を安定して保持できないばかりでなく、封口体の劣化により加締め力が弱まることがあり密着性の低下が避けられなかった。一方、レーザ光による接合は、加締めによる接合よりは接合力が強く、封口体の劣化にも密着力の低下は少ないが、溶着部分がレーザ光が照射できる部分、即ち外装ケースの開口部と封口体との当接面の外縁部をシーム溶着したものであり、接合強度及び密着性能の点でコンデンサの外装ケースと封口体の接合手段としては充分なものとは言えなかった。

本発明は、前記課題に鑑みてなされたもので、コンデンサの小型化が図れ、かつ外力に対しても接合力が低下することがなく、しかも長期に渡り接合力が大きい密封性に優れたコンデンサ及びその製造方法を提供することを目的としている。

前記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載のコンデンサは、
引出端子と接続したコンデンサ素子と、該コンデンサ素子を収納する開口部を有する外装ケースと、前記引出端子を密封状態で外部に導出した封口体とを備え、前記開口部を封口体で密着封止して外装ケースと封口体を接合したコンデンサであって、前記外装ケース又は封口体の一方をレーザ光の吸収性材料で、他方をレーザ光の透過性材料で構成し、前記外装ケースと封口体との当接部がレーザ光の照射により密着封止されていることを特徴としている。
この特徴によれば、接合のための加締め部分を必要とせずコンデンサの小型化が図れ、しかも透過性材料を介してレーザ光を当接部の任意の位置、及び全体に照射可能であるので、外力に対しても接合力が低下することがなく、かつ長期に渡り接合力が大きい密封性に優れた外装ケースと封口体の接合構造を有するコンデンサを提供できる。

本発明の請求項２に記載のコンデンサは、請求項１に記載のコンデンサであって、
レーザ光の透過性材料は、そのレーザ光の透過率が１５％以上であることを特徴としている。
この特徴によれば、透過性材料のレーザ光透過率が１５％以上であれば、レーザ光を有効に当接部に照射することができるので、コンデンサの生産性の向上と省エネ化が図れる。

本発明の請求項３に記載のコンデンサは、請求項１または２に記載のコンデンサであって、
前記透過性材料は、熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマーであることを特徴としている。
この特徴によれば、熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマーは種類が豊富であり、レーザ光の吸収性材料に応じて、透過性と又は軟化性に好適なものを選択できる。特に熱可塑性エラストマーはその弾性力により、レーザ光の照射時における吸収性材料との密着度をより高めることができる。

本発明の請求項４に記載のコンデンサは、請求項３に記載のコンデンサであって、
前記熱可塑性樹脂はポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド又は液晶ポリマーから選ばれたいずれか一つであることを特徴としている。
この特徴によれば、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド又は液晶ポリマーはいずれも、レーザ光の吸収性材料に対して密着性に優れ、接合力も大きい。

本発明の請求項５に記載のコンデンサは、請求項１ないし４のいずれかに記載のコンデンサであって、
前記吸収性材料は、樹脂、アルミニウム又はアルミニウム合金から選ばれたいずれか一つであることを特徴としている。
この特徴によれば、樹脂を吸収性材料として用いた場合、レーザ光照射時の溶融又は軟化により、相手側の透過性材料の溶融と相俟ってより密封度が高まり、またアルミニウム又はアルミニウム合金を用いた場合、コンデンサ素子が主としてアルミニウムで形成されていることから、電池形成作用による腐食を防げコンデンサの電気特性に悪影響を与えることがない。

本発明の請求項６に記載のコンデンサの製造方法は、
引出端子と接続したコンデンサ素子と、該コンデンサ素子を収納する開口部を有する外装ケースと、前記引き出し端子を密封状態で外部に導出した封口体とを備え、前記開口部を封口体で密着封止して外装ケースと封口体を接合するコンデンサの製造方法であって、前記外装ケース又は封口体の一方をレーザ光の吸収性材料で他方をレーザ光の透過性材料で構成して前記開口部を塞ぐように外装ケースと封口体とを当接し、次いでレーザ光を前記透過性材料側より当接部に照射し、前記当接部を溶融又は軟化させて接合することを特徴としている。
この特徴によれば、外装ケースと封口体とを当接した上でレーザ光を照射し、透過性材料を透過したレーザ光により当接部を溶融又は軟化させて接合するので、密封度が高く、また透過性材料を介して当接部のどの様な箇所にもレーザ光を照射できるので、充分な接合力が得られる。

本発明の請求項７に記載のコンデンサの製造方法は、請求項６に記載のコンデンサの製造方法であって、
前記レーザ光を照射している間は前記当接部が押圧状態にあることを特徴としている。
この特徴によれば、レーザ光を照射している間、当接部を押圧することにより、密着度が高められ、効率的に接合力の大きい接合が可能となる。

本発明の請求項８に記載のコンデンサの製造方法は、請求項６または７に記載のコンデンサの製造方法であって、
前記当接部は、レーザ光の照射前に熱溶着又は超音波溶接により予め仮接合されていることを特徴としている。
この特徴によれば、レーザ光照射時に外装ケースと封口体の位置合わせが省略でき連続生産に好適であり、かつ熱溶着部又は超音波溶接部の再溶融化により両者の密封部の均質化が図れる。

本発明の実施例を以下に説明する。

本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、先ず図１は、本発明の実施例１におけるコンデンサを示す一部破断斜視図であり、図２は、コンデンサの外装ケースを示す斜視図であり、図３（ａ）は、コンデンサ素子と外装ケースと封口体の分解組立断面図であり、図３（ｂ）は、レーザ光を用いた外装ケースと封口体の接合を示す断面図である。

図１の符号１は、本発明の適用された円筒状コンデンサ１であり、このコンデンサ１は、有底円筒状の外装ケース２と、外装ケース２内部に収納される２本の引出端子４が接続されたコンデンサ素子５と、外装ケース２の開口を封口して引出端子４を密封状態で外部に導出する略円盤状の封口体３とで構成されている。

この外装ケース２の内部には電解液が充填されており、外装ケース２内部に収納されたコンデンサ素子５は、陽極箔ならび陰極箔の間に電解液を保持するセパレータを介して巻回させた円筒タイプの電解コンデンサ素子５が用いられている。尚、本実施例で用いられるコンデンサ素子は、陽極箔ならび陰極箔の間にセパレータを介して前後に複数積層させた積層式タイプの電解コンデンサ素子を用いてもよいし、電気二重層コンデンサ、フィルムコンデンサ等の各種コンデンサを用いるようにしてもよい。

また、この引出端子４は電極箔に引出端子４の一方が接続され、他方が封口体３を貫通して封口体３に装着される。尚、本実施例で用いる引出端子４は、封口体３に予め外部引き出し用となる外部端子をインサート形成し、別途電極箔に接続した内部端子を前記外部端子と接続したものを用いても良い。

引出端子４のコンデンサ素子５との内部の接続部分は、特に図示しないが電極箔（陽極箔ならび陰極箔）と接続し易いように平板状に形成されている。また、コンデンサ素子５にはアルミニウムが使用されている。尚、本実施例では、使用するコンデンサ素子５を平面視で円形の円筒状としていることから外装ケース２も円筒状としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら使用するコンデンサ素子５が平面視で長円形のものであれば、外装ケースも長円筒状のものとすれば良いし、これら使用するコンデンサ素子５が四角形の角状のものであれば、外装ケースも四角筒状のものとすれば良く、コンデンサ素子の形状に合わせて外装ケース２の形状を適宜選択するようにするとよい。

尚、図２に示される外装ケース２はアルミニウム又はアルミニウム合金等の金属材料で形成されることが好ましく、アルミニウム又はアルミニウム合金を用いた場合、後述するレーザ照射時においてレーザ光２０の吸収特性が良い。またコンデンサ素子５が主としてアルミニウムで形成されていることから、電池形成作用による腐食を防げ、かつコンデンサの電気特性に悪影響を与えることがない。

尚、本実施例ではアルミニウムを用いているが、その他の金属材料として鉄、銅、スズを用いる事も可能となっている。外装ケース２の開口上端には、外装ケース２の厚みとほぼ同じ所定幅を有する本実施例における当接部としての当接面２ａが形成されている。後述するように、この当接面２ａが封口体３の下面３ａ（当接部）に当接されるようになっている。

次に本実施例において外装ケース２と封口体３の接合に用いられるレーザ光２０について具体的に説明すると、本実施例に用いられるレーザは、半導体レーザ、ＹＡＧレーザ、ＣＯ_２レーザを用いる事が好ましい。また、外装ケース２の金属材料等により種々のレーザ照射条件を変更して最適なレーザ光２０を構成してもよい。

次に、封口体３について詳述すると、図３（ａ）に示される封口体３は、レーザ光２０の透過性を有する透過性材料として熱可塑性樹脂で形成されている。尚、熱可塑性樹脂以外に、透過性材料として熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）などを用いてもよく、熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマーは種類が豊富であり、吸収性材料（本実施例では外装ケース２に用いられるアルミニウム）に応じて、透過性と又は軟化性に好適なものを選択する。特に熱可塑性エラストマーはその弾性力により、レーザ光の照射時における外装ケース２との密着度をより高めることができる。

この熱可塑性エラストマーは、常温ではゴム弾性を有し、高温では可塑化されて溶融成形可能となる材料であり、スチレン系、オレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、フッ素系、塩素化ポリエチレン系、ニトリル系、シリコーン系、１，２ポリブタジエン、トランス−１，４ポリイソプレン、塩素化エチレンコポリマー架橋体アロイなどを用いることができ、特にポリエステル系エラストマーやポリオレフィン系エラストマーが好適に用いられる。

尚、熱可塑性樹脂を使用する際には、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、フッ素樹脂、アクリル等が用いられる。特に、ＰＥＥＫ、ＰＰＳ、ＬＣＰは、いずれも金属材料に対して密封性に優れ接合強度も大きく、通常使用時における耐熱性、耐薬品性に優れコンデンサへの使用に適している。液晶ポリマー（ＬＣＰ）としては、全芳香族ポリアミド、全芳香族ポリエステル、ポリエステルアミド、ポリアミドイミド、ポリエステルカーボネート、ポリアゾメチンが好適に用いられる。

尚、前述したこれら透過性材料には、ガラス繊維、カーボン繊維などの強化繊維や、無機物パウダー等の充填材や、着色材などの添加剤を添加してもよい。ただし、後述するレーザ照射時において、封口体３の少なくともレーザが照射される領域ではレーザ光の透過率が１５％以上に保たれるように、透過性材料内の添加剤の含有量が調整される。

尚、本実施例においては封口体３の全てを透過性材料で形成しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、透過性材料で形成される封口体３の透過性領域は、少なくともレーザが照射される領域、いわゆる外装ケース２における当接面２ａに対応する封口体３の縁部に形成されていれば良い。

図３（ａ）に示すように、封口体３の中央部には２つの貫通孔３ｂが形成されており、コンデンサ素子５に接続された２本の引出端子４を貫通孔３ｂに貫通させることで、コンデンサ素子５が封口体３に取り付けられる。引出端子４は貫通孔３ｂにきつめに嵌入されるようになっており、そのため貫通孔３ｂを介してコンデンサ１の内部に外部から水分や異物等が入りこまないようになっているとともに外装ケース２内部の電解液やその気化成分の流出を防ぐことができる。尚、この貫通孔３ｂへの引出端子４のきつめの嵌入に代えて、または加えて貫通孔３ｂと引出端子４とを接着剤やレーザ溶接、あるいはゴムパッキンの嵌入などにより封止することもできる。

次いで封口体３を外装ケース２に取り付けるときの取付作業を説明すると、図３（ｂ）に示すように、封口体３の下面３ａを外装ケース２の当接面２ａに当接させるとともに、外装ケース２の当接面２ａと封口体３の下面３ａが密着するように封口体３を下方に向けて押圧する。この押圧を継続させたままで外装ケース２における当接面２ａの接合予定部を含む近傍をヒータ等の加熱手段によって加熱することで、外装ケース２と封口体３を熱溶着により予め仮接合させる。

そして、図３（ｂ）に示すように、レーザ光２０を封口体３の上方より、封口体３の縁部に向けて照射する。レーザ光２０は透過性材料で形成された封口体３を透過して、外装ケース２の当接面２ａに照射される。するとレーザ光２０の有するエネルギーによって当接面２ａの温度が上昇し、この当接面２ａの熱が当接面２ａに当接されている封口体３の下面３ａの縁部に伝導される。そして封口体３の下面３ａの縁部の温度が上昇し、封口体３の下面３ａを軟化または溶融させることができる。尚、このレーザ照射中も継続して当接面２ａの近傍の加熱を継続することで、接合予定部の昇温を早められる。尚、アルミニウムで構成されている外装ケース２の当接面２ａはレーザ光２０が照射されても軟化または溶融されないようになっている。

レーザ光２０の照射域を徐々に移動させて行くと、既にレーザ光２０が照射された外装ケース２の当接面２ａに対応する部位の封口体３の下面３ａが固化されはじめ、封口体３の下面３ａが外装ケース２の当接面２ａに強固に接合されるようになる。レーザ光２０の照射幅が外装ケース２の当接面２ａの幅より狭い場合には、このようなレーザ照射を当接面２ａの所定幅全体に渡って行い、当接面２ａを封口体３の下面３ａに面接合させる。

そして封口体３の縁部全体に渡ってレーザ照射を行うことで、外装ケース２の当接面２ａが全面に渡って封口体３の下面３ａに面接合されるので、封口体３が外装ケース２に密着封止される。尚、前述した透過性材料のレーザ光透過率が１５％以上であれば、レーザ光２０を有効に当接面２ａに照射することができるので、コンデンサ１の生産性の向上と省エネ化が図れる。

そして、レーザ光２０の照射を止めて外装ケース２と封口体３の接合作業が終了し、封口体３の下面３ａが完全に固化した状態で封口体３の上方からの押圧を止める。このように、レーザ光２０を照射している間、封口体３を上方から押圧することにより、外装ケース２と封口体３の密接度が高められ、効率的に接合強度の大きい接合が可能となる。

尚、本実施例ではレーザ光２０を照射する前に、外装ケース２の当接面２ａの接合予定部を含む近傍にヒータ等で熱を加えて、封口体３の下面３ａと熱溶着による仮接合をさせており、そのためレーザ光２０の照射時に外装ケース２と封口体３の位置合わせが省略できるとともに当接面２ａの昇温を早められ連続生産に好適であり、かつ熱溶着部の再溶融化により両者の密封部の均質化が図れるようになっている。尚、本実施例では熱溶着を用いることで、外装ケース２の当接面２ａと封口体３の下面３ａとを仮接合していたが、熱溶着以外にも超音波溶接等を用いることで、外装ケース２の当接面２ａと封口体３の下面３ａとを仮接合させてもよい。

本発明のコンデンサ１における外装ケース２と封口体３の接合構造によれば、外装ケース２と封口体３の接合のための加締め部分が不要となりコンデンサ１の小型化が図れ、しかもレーザ光２０の照射により外装ケース２の当接面２ａと封口体３の下面３ａとの当接面全体が面接合されているので、外力に対しても接合力が低下することがなく、かつ長期に渡り接合力が大きい密封性に優れたコンデンサ１を提供できるようになる。また、外装ケース２と封口体３によるコンデンサ１内部の密封性が向上されるので、外部からのコンデンサ素子５への影響がより強固に保護され、コンデンサ１内部の電解液やその気化成分の漏れも確実に防止される。

次に、本発明の実施例２を図４に基づいて説明する。図４は、実施例２におけるレーザ光を用いた外装ケースと封口体の接合を示す断面図である。尚、以下の実施例２において前述の実施例１と同様の構造部分に関しては、同一の符号を付すことにより詳細な説明は省略する。

図４に示すように、実施例２における略円盤状の封口体３は透過性材料で形成されており、有底円筒状の外装ケース２は吸収性材料としてのアルミニウムで形成されている。封口体３の外周の側端面３ｅ（当接部）は、外装ケース２の開口部の内周の当接面２ｂ（当接部）に嵌合される形状を成している。尚、封口体３、コンデンサ素子５及び外装ケース２の形状は、適宜変更できる。

この封口体３の取り付け時には、封口体３を外装ケース２に押圧操作によって嵌合させながら取り付ける。封口体３が外装ケース２に嵌合されると、封口体３の側端面３ｅは、外装ケース２の開口部の当接面２ｂに押圧される。このように嵌合させることで、外装ケース２の開口部に封口体３が固定されので、レーザ照射を行い易くなる。

図４に示すように、外装ケース２の当接面２ｂにレーザ光２０を照射するときには、レーザ光２０を封口体３の上方側から外装ケース２の当接面２ｂに向けて斜め方向に照射する。するとレーザ光２０が封口体３を通過して、外装ケース２の当接面２ｂに照射される。そして当接面２ｂの昇温に伴い、封口体３の側端面３ｅが軟化または溶融され、外装ケース２と封口体３が接合される。

尚、本実施例では外装ケース２の当接面２ｂが、封口体３の厚みと同じ所定幅の側端面３ｅと、同様の所定幅となっており、この当接面２ｂの所定幅全体に渡ってレーザ光２０が照射され、側端面３ｅと当接面２ｂとが面接合されるため外装ケース２と封口体３が強固に接合され、コンデンサ１内部の密封性が高められる。

尚、本実施例２では、封口体３を構成する透過性材料としては、実施例１に記載の透過性材料を用いることができるのは言うまでもない。特に、透過性材料としてポリエチレン系エラストマーやポリオレフィン系エラストマーなどの熱可塑性エラストマーを用いると、封口体３が外装ケース２に嵌合されると、その弾性力により外装ケース２の当接面に押圧されて密着されるため、レーザ照射を行いやすくなるとともに、レーザ光照射により強固な接合が得られる。

また、封口体３を外装ケース２の内部側に向かって漸次小径となるようなテーパ面を設け、該テーパ面に対応するテーパ面を外装ケース２の開口端に形成し、封口体２を外装ケース３に嵌合させることで密着性をより高めるとともに、当接面積を増やすこともできる。

次に、本発明の実施例３を図５に基づいて説明する。図５は、実施例３におけるレーザ光を用いた外装ケースと封口体の接合を示す断面図である。尚、以下の実施例３において前述の実施例１と同様の構造部分に関しては、同一の符号を付すことにより詳細な説明は省略する。

図５に示すように、実施例３における略円盤状の封口体３は透過性材料で形成されており、有底円筒状の外装ケース２は吸収性材料としてのアルミニウムで形成されている。封口体３の縁部には、下方に向けて折曲された折曲部３ｆが形成されている。尚、封口体３、コンデンサ素子５及び外装ケース２の形状は、適宜変更できる。

この封口体３を外装ケース２に取り付けるときには、封口体３が上方から押圧されながら外装ケース２の上部に嵌合されることで取り付けられる。そして、封口体３の折曲部３ｆの内側（当接部）が外装ケース２の開口上端部と開口外周面の当接面２ｃ（当接部）に当接される。外装ケース２に封口体３を嵌め込み閉蓋状態とすることで、外装ケース２に確実に封口体３が位置固定されてレーザ照射の作業を行い易くなる。

図５に示すように、封口体３の折曲部３ｆと当接する外装ケース２の当接面２ｃにレーザ光２０を照射するときには、封口体３の上方から側方にかけて開口上端部と開口外周部における当接面２ｃの全体に照射して行く。すると当接面２ｃの温度の上昇に伴い、当接面２ｃに当接される封口体３の折曲部３ｆの内側が軟化または溶融され、外装ケース２と封口体３が接合される。外装ケース２の開口上端部と開口外周部における当接面２ｃの全体が、封口体３の折曲部３ｆに面接合されるため、外装ケース２と封口体３が強固に接合され、コンデンサ１内部の密封性が高められる。

尚、本実施例３では、封口体３を構成する透過性材料としては、実施例１に記載の透過性材料を用いることができるのは言うまでもない。特に、透過性材料としてポリエチレン系エラストマーやポリオレフィン系エラストマーなどの熱可塑性エラストマーを用いると、封口体３が外装ケース２に嵌合されると、その弾性力により外装ケース２の当接面に押圧されて密着されるため、レーザ照射を行いやすくなるとともに、レーザ光照射により強固な接合が得られる。

次に、本発明の実施例４を図６から図８に基づいて説明する。図６は、実施例４におけるコンデンサを示す一部破断斜視図であり、図７は、コンデンサの外装ケースを示す斜視図であり、図８は、レーザ光を用いた外装ケースと封口体の接合を示す断面図である。

図６及び図７に示すように、実施例４における角状コンデンサ１’は、有底四角筒状の外装ケース２’と、外装ケース２’内部に収納される２本の引出端子４’が接続されたコンデンサ素子５’と、外装ケース２’の開口を封口して引出端子４’を密封状態で外部に導出する貫通孔３ｂ’が形成された略矩形状の封口体３’とで構成されている。尚、本実施例では、コンデンサ素子５’を陽極箔ならび陰極箔の間にセパレータを介して前後に複数積層させた積層式タイプの電解コンデンサが用いられている。尚、封口体３’、コンデンサ素子５’及び外装ケース２’の形状は、適宜変更できる。

図８に示すように、実施例４における封口体３’は透過性材料としての熱可塑性樹脂で形成されており、外装ケース２’はレーザ光２０の吸収性を有する本実施例における吸収性材料としてポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド等の吸収性樹脂で形成されている。この吸収性樹脂には、透過性材料としての実施例１で述べた熱可塑性樹脂と同様の熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマー等を用いることができるが、コンデンサの通常使用時における耐熱性、耐薬品性に優れている点からポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイドが好適である。また、この吸収性樹脂には、レーザ光２０を吸収し易くするために、カーボンブラックなどの黒色系の着色材などが添加されている。

また、図８に示すように、外装ケース２’の上端部は内方に屈曲されて開口平坦部が形成され、封口体３’の下面３ａ’（当接部）との当接面２ｄ’（当接部）が幅広に形成されている。封口体３’の上方からレーザ光２０を照射すると、封口体３’を通過したレーザ光２０が、封口体３’の下面３ａ’と当接する外装ケース２’の開口平坦部の当接面２ｄ’に照射され、当接面２ｄ’の温度が上昇される。このとき外装ケース２’が樹脂で構成されているために当接面２ｄ’が軟化または溶融されるようになっており、かつ当接面２ｄ’の温度の上昇に伴い、封口体３’の下面３ａ’も軟化または溶融される。

外装ケース２’の当接面２ｄ’と封口体３’の下面３ａ’の両方が軟化または溶融されるため、外装ケース２’の当接面２ｄ’と封口体３’の下面３ａ’が固化する際に、外装ケース２’と封口体３’が強固に面接合され、外装ケース２’の当接面２ｄ’と封口体３’の下面３ａ’の溶融と相俟ってより密封度が高り、外装ケース２’と封口体３’の接続強度及び密着性が良好となる。また、外装ケース２’に開口平坦部が形成されることによって当接面２ｄ’の面積が拡大され、外装ケース２’の当接面２ｄ’と封口体３’の下面３ａ’とをより強固に接合させることができ、コンデンサ１’内部の密封性が高められる。尚、封口体３’を構成する吸収性材料としてポリプロピレンを用い、外装ケース２’を構成する透過性材料としてポリプロピレンを用いるなど、吸収性材料と透過性材料に同種系の材料を用いることで強固な接合が得られる。

実施例４では、外装ケース２’の開口平坦部は、上端部を内方に屈曲して形成されたが、これに代えて、開口平坦部を外装ケース２’の上端部を外方に屈曲して形成することもできる。

次に、本発明の実施例５を図９に基づいて説明する。図９は、実施例５におけるレーザ光を用いた外装ケースと封口体の接合を示す断面図である。尚、以下の実施例５において前述の実施例４と同様の構造部分に関しては、同一の符号を付すことにより詳細な説明は省略する。

先ず、図９に示すように、略矩形状の封口体３’は、その周端部３ｄ’が透過性材料で形成され、引出端子４’が配置される封口体３’の中央部３ｃ’が絶縁性の樹脂またはゴム等で形成されている。また、有底四角筒状の外装ケース２’は吸収性材料としてのアルミニウムで形成されている。

封口体３’の中央部３ｃ’を引出端子４’との密封性に優れた樹脂やゴムなどにて形成し、その周端部３ｄ’に外装ケース２’との接合性に適した材料としてレーザ光の透過性材料で形成している。ここで、封口体３’は、封口体３’の中央部３ｃ’と周端部３ｄ’は引出端子４’と一体に２色成形による射出成形で封口体を作成できる。また前記射出成形にかかわらず、中央部３ｃ’と透過性材料からなる周端部３ｄ’をレーザ照射による方法、接着剤、ホットプレス或いは超音波接合にて一体化して封口体３’を作成することもできる。尚、封口体３’の中央部３ｃ’は、絶縁性の樹脂やゴムに代えて、アルミニウムなどの金属材料やセラミック材料を用いることができる。この場合は引出端子４’との絶縁を確保するためゴムパッキンなどを貫通孔３ｃ’と引出端子４’との間に介在させており、更には接着剤などを用い密封性を確保することもできる。

このように、中央部３ｃ’を絶縁性の樹脂またはゴムで形成し、周端部３ｄ’を透過性材料で構成した封口体３’は、図９に示すように、外装ケース２’と封口体３’の密着性を高めた状態でレーザ照射を行うことが好ましいために、封口体３’を外装ケース２’の開口平坦部に押圧させた状態で外装ケース２’に取り付けて、外装ケース２’の当接面２ａ’の接合予定部を含む近傍をヒータ等の加熱手段によって予め加熱しておくことで、レーザ光２０の昇温効果を高めておく。

そして、レーザ光２０を封口体３’の周端部３ｄ’上方より外装ケースの当接面２ａ’向けて照射することで、外装ケースの当接面２ａ’が昇温される。すると外装ケースの当接面２ａ’に当接する封口体３’下面ａ’（当接部）が軟化または溶融され、封口体３’の下面３ａ’と外装ケース２’の当接面２ａ’とが面接合されるので、外装ケース２’と封口体３’が強固に接合され、コンデンサ１内部の密封性が高められる。

尚、本発明では、実施例５の様に、封口体３’のうち少なくとも当接部へのレーザ照射可能な領域にのみ透過性樹脂を用いればよく、封口体３’の他の領域は別材料から構成することができる。

また、外装ケース２’をアルミニウムなどの金属材料に代えて透過性材料で形成し、封口体３’の周端部３ｄ’をアルミニウムなどの金属材料を用いてもよく、透過性材料に当接する封口体３’の部位に金属材料を用いた構成であっても、実施例１〜４に示された（図３〜８参照）コンデンサ１と同様に外装ケース２と封口体３の接合強度は高められるとともに、コンデンサ１’の内部が密着封止され密封性も高められている。

尚、実施例５では、封口体３’の周端部３ｄ’を構成する透過性材料としては、実施例１に記載の透過性材料を用いることができるのは言うまでもなく、これらの透過性材料は、各実施例に限定のものではなく、全ての実施例に適用できる。また実施例５では、外装ケース２’をアルミニウムなどの金属材料を用いたが、実施例１に記載の他の金属材料を用いることは言うまでもなく、また実施例４に記載のポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイドなどの吸収性樹脂を用いることもでき、これらの吸収性材料は、各実施例に限定のものではなく、全ての実施例に適用できる。

以上の各実施例の説明から、本発明における外装ケース２、２’と封口体３、３’の接合構造及びその接合方法は、コンデンサに複雑な構成を付加または煩雑な機器類を用いることなく、コンデンサ１、１’の小型化が図れ、かつ外力に対してもより安定して外装ケース２、２’と封口体３、３’の接合力を保持でき、しかも長期に渡り接合強度が大きく、密封性能の高いコンデンサ１、１’の製造方法となる。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

例えば、前記実施例１〜５では、外装ケース２、２’の当接面２ａ、２ａ’の全体（幅方向の全体）にレーザ光２０が照射され、当接面２ａ、２ａ’の全体が封口体３、３’の下面３ａ、３ａ’に接合されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、レーザ光２０を当接面２ａ、２ａ’の一部（幅方向の一部）に照射して、当接面２ａ、２ａ’と下面３ａ、３ａ’を接合させてもよいし、実施例４〜５における外装ケース２’の当接面２ａ’の角部などの外力が加わり易い部位に集中的にレーザ光２０を照射することで、当接面２ａ’における角部の接合強度を高めるようにしてもよい。そして当接面は一つの平坦面とは限らず、実施例３で示したものも含め複数の平面が集合したものであっても良い。

また、前記実施例１〜５では、封口体にレーザ光の透過性材料を用い、外装ケースにレーザ光の吸収性材料を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、封口体にレーザ光の吸収性材料を用い、外装ケースにレーザ光の透過性材料を用いても良い。例えば、実施例１では、外装ケース２をアルミニウムなどの金属材料としたが、これに代えて透過性材料を用い、封口体３をアルミニウムなどの金属材料やセラミック材料を用い、レーザ照射により接合することもできる。封口体３にアルミニウムなどの金属材料やセラミック材料を用いる際には、引出端子４との絶縁を確保するためゴムパッキンなどを貫通孔３ｃと引出端子４との間に介在させており、更には接着剤などを用い密封性を確保することもできる。尚、外装ケースの全てをレーザ光の透過性材料で形成してもよいが、少なくとも外装ケース２’のレーザ照射可能な領域にのみに透過性材料が用いればよい。

また、実施例１〜３と実施例５では、封口体を構成する透過性材料として熱可塑性材料を用い、外装ケースを構成する吸収性材料としてアルミニウムなどの金属材料料を用いたものを説明したが、本発明ではこれに限定するものではなく、実施例４で述べた様に透過性材料と吸収性材料ともに熱可塑性材料を用いることもできる。

また、前記実施例１〜５では、封口体より外部に引き出された引出端子は直線状をなしているが、これに限らず、陰極側、陽極側の引出端子を離間する方向に封口体の面に沿って折り曲げ、チップ品として用い、表面実装に対応させることもできる。

また、前記実施例２に記載したコンデンサでは、封口体３と外装ケース２との当接面をテーパ状とすることで、封口体を外装ケースに嵌合させることで密着性をより高めるとともに、当接面積を増やしてレーザ照射による接合部を増やし接合性を高めているが、実施例２に限定するものではなく、実施例１、実施例３〜５にも適用できる。

実施例１におけるコンデンサを示す一部破断斜視図である。 コンデンサの外装ケースを示す斜視図である。 （ａ）は、コンデンサ素子と外装ケースと封口体の分解組立断面図であり、（ｂ）は、レーザ光を用いた外装ケースと封口体の接合を示す断面図である。 実施例２におけるレーザ光を用いた外装ケースと封口体の接合を示す断面図である。 実施例３におけるレーザ光を用いた外装ケースと封口体の接合を示す断面図である。 実施例４におけるコンデンサを示す一部破断斜視図である。 コンデンサの外装ケースを示す斜視図である。 レーザ光を用いた外装ケースと封口体の接合を示す断面図である。 実施例５におけるレーザ光を用いた外装ケースと封口体の接合を示す断面図である。

符号の説明

１ 円筒状コンデンサ
１’ 角状コンデンサ
２、２’ 外装ケース
２ａ、２ａ’ 当接面
２ｂ、２ｃ 当接面
２ｄ’ 当接面
３、３’ 封口体
３ａ、３ａ’ 下面
３ｂ、３ｂ’ 貫通孔
３ｃ’ 中央部
３ｄ’ 周端部
３ｅ’ 側端面
３ｆ’ 折曲部
４、４’ 引出端子
５、５’ コンデンサ素子
２０ レーザ光

Claims (8)

1. 引出端子と接続したコンデンサ素子と、該コンデンサ素子を収納する開口部を有する外装ケースと、前記引出端子を密封状態で外部に導出した封口体とを備え、前記開口部を封口体で密着封止して外装ケースと封口体を接合したコンデンサであって、前記外装ケース又は封口体の一方をレーザ光の吸収性材料で、他方をレーザ光の透過性材料で構成し、前記外装ケースと封口体との当接部がレーザ光の照射により密着封止されていることを特徴とするコンデンサ。
2. レーザ光の透過性材料は、そのレーザ光の透過率が１５％以上である請求項１に記載のコンデンサ。
3. 前記透過性材料は、熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマーである請求項１または２に記載のコンデンサ。
4. 前記熱可塑性樹脂はポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド又は液晶ポリマーから選ばれたいずれか一つである請求項３に記載のコンデンサ。
5. 前記吸収性材料は、樹脂、アルミニウム又はアルミニウム合金から選ばれたいずれか一つである請求項１ないし４のいずれかに記載のコンデンサ。
6. 引出端子と接続したコンデンサ素子と、該コンデンサ素子を収納する開口部を有する外装ケースと、前記引き出し端子を密封状態で外部に導出した封口体とを備え、前記開口部を封口体で密着封止して外装ケースと封口体を接合するコンデンサの製造方法であって、前記外装ケース又は封口体の一方をレーザ光の吸収性材料で他方をレーザ光の透過性材料で構成して前記開口部を塞ぐように外装ケースと封口体とを当接し、次いでレーザ光を前記透過性材料側より当接部に照射し、前記当接部を溶融又は軟化させて接合することを特徴とするコンデンサの製造方法。
7. 前記レーザ光を照射している間は前記当接部が押圧状態にある請求項６に記載のコンデンサの製造方法。
8. 前記当接部は、レーザ光の照射前に熱溶着又は超音波溶接により予め仮接合されている請求項６または７に記載のコンデンサの製造方法。

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