JP3456038B2 - 電解コンデンサ用電極箔の製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】この発明は電解コンデンサに用い
る電極箔の製造装置に関し、特にアルミニウム箔と電極
タブとを接合する製造装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】電解コンデンサに用いられる電極箔は、
エッチングして拡面処理した帯状のアルミニウム箔と、
アルミニウム等の材料よりなり先端に外部と連絡する外
部リード線が溶接された電極タブを接続した構造となっ
ている。そしてこのように構成された陽極の電極箔と陰
極の電極箔とをセパレータとともに巻回してコンデンサ
素子を形成している。 【０００３】このアルミニウム箔と電極タブの接合に
は、アルミニウム箔と電極タブの機械的な接続ととも
に、アルミニウム箔と電極タブとを電気的にも接続する
必要がある。そしてこの接続方法には、従来より種々の
ものが提案されており、その中でアルミニウム箔と電極
タブとを冷間圧接法（コールドウェルド）により接続す
る方法が知られている。 【０００４】この冷間圧接を利用した接合方法の概要を
次に説明する。図６に示すように、まずアルミニウム箔
１と電極タブ２を所定位置で重ね合わせ、電極タブ２側
を台座４の上に載置する。そして、台座４と対向する位
置に配置されたダイス４を、図６（ａ）中の矢印方向に
移動させて、ダイス３と台座４を突き合わせる。この時
のダイス３の移動行程はアルミニウム箔１を加圧して電
極タブ２に食い込んだ状態となる位置までである。この
ダイス３と台座４の突き合わせの際、ダイス３とアルミ
ニウム箔１または電極タブ２が接触した部分では摩擦に
より局所的にかつ瞬間的に高温になる。またそれととも
に、突き合わせた際の衝撃が加わる。そしてアルミニウ
ム箔１と電極タブ２を構成しているアルミニウム原子が
それぞれ原子拡散し、相互に入り込んだような状態とな
る。そして、アルミニウム箔１と電極タブ２の接触面で
は相互のアルミニウム原子間に新たな金属結合が生じる
ため、アルミニウム箔１と電極タブ２は機械的にかつ電
気的に強固に接合がなされる。その後にダイス３および
台座４を電極タブ２およびアルミニウム箔１より離脱さ
せて、電極タブ２とアルミニウム箔１の接合を完了し、
電極箔を得る。 【０００５】ところで、冷間圧接法により接続した場合
において、アルミニウム箔１と電極タブ２を冷間圧接し
終えたダイス３はアルミニウム箔１および電極タブ２に
食い込んだ状態となっている場合がある。そしてこのダ
イス３をアルミニウム箔１および電極タブ２より離脱さ
せるために、図６（ｂ）中の矢印方向へ移動させると、
ダイス３がアルミニウム箔１および電極タブ２に食いつ
いた状態となっているために、図６（ｃ）に示すよう
に、ダイス３の移動に伴い電極タブ２も移動し、電極タ
ブ２が台座と離間してしまう。そのため、ダイス３と電
極タブ２を離脱するための工程を必要とし、工程数の増
加を引き起こしてしまう。 【０００６】あるいは、台座４とアルミニウム箔または
電極タブ２が食いついた状態となることもある。この場
合でも、台座４と電極タブ２およびアルミニウム箔１を
離脱させる工程が必要となり、工程数の増加を引き起こ
してしまう。 【０００７】そのため、このダイスまたは台座に食いつ
いた電極箔を離脱させるために、従来の製造装置として
は図４に示すような構成のものを採用していた。すなわ
ち、ダイス３の移動と連動して移動する枠部材５にはバ
ネ９を介して上部支持部材６が取付けられている。この
上部支持部材６は長方形の平板状に形成されており、中
央部にダイス３を挿通する長方形の貫通孔が形成されて
いるものである。この上部支持部材６の四角にバネ９は
取り付けられている。そしてこの上部支持部材６の最下
端はダイス３の先端部より下に位置するように調整され
ている。また、台座４にもバネ９で支持された下部支持
部材７が取付けられている。この下部支持部材７も上部
支持部材６と同形のものである。そして、下部支持部材
７の貫通孔には台座４の突出部４１が挿通されるように
なっている。また、下部支持部材７も四角にバネ９が取
付けられている。そしてアルミニウム箔１および電極タ
ブ２はこの上部支持部材６および下部支持部材７の間に
配置される。このような製造装置において、その動作と
ともに冷間圧接方法について説明すると、ダイス３を上
から下に移動させると、まず上部支持部材６がアルミニ
ウム箔１および電極タブ２に当接する。そして、さらに
ダイス３を下降させると、アルミニウム箔１および電極
タブ２は下部支持部材７とも当接する。そして、ダイス
３の下降に伴い、上部支持部材６および下部支持部材７
を支えるバネ９が収縮する。さらにダイス３が移動しダ
イス３と台座４が突き合わさることにより、アルミニウ
ム箔１と電極タブ２の冷間圧接は完了する。その後、ダ
イス３を台座４より離脱させる。この際にダイス３にア
ルミニウム箔１および電極タブ２が食いついた状態にな
っていたとしても、上部支持部材６及び下部支持部材７
を支えるバネ９の弾性力によりアルミニウム箔１及び電
極箔２は上部支持部材６及び下部支持部材７により上方
向および下方向にそれぞれ押し付けられて、ダイス３ま
たは台座４とアルミニウム箔１と電極タブ２が離脱する
ようになる。そして、さらにダイス３が上昇するのに伴
い、上部支持部材６も上昇する。所定位置まで上昇した
段階で、接合を終了したアルミニウム箔１および電極タ
ブ２を移送する。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
製造装置によると、ダイスと台座を突き合わせる瞬間に
は、上部支持部材と下部支持部材により電極タブとアル
ミニウム箔は挟みこまれた状態となっている。このよう
な状態のままダイスと台座を突き合わせると、ダイスと
台座の突き合わせの際の衝撃が応力となって電極タブお
よびアルミニウム箔に伝播する。そして電極タブとアル
ミニウム箔に伝播た応力がそれぞれの支持部材と当接し
た部分に集中し、局所的な応力集中が起こる。そのた
め、その応力集中が発生した部分では、破断やクラック
が発生してしまうことがあった。 【０００９】そこでこの発明では、冷間圧接法によりア
ルミニウム箔と電極タブを接合する場合に、アルミニウ
ム箔および電極タブに機械的なストレスを加えることな
く製造することを目的とする。また、冷間圧接した電極
箔よりダイスを確実に離脱し、電極箔の製造をより効率
的に行うことを目的とする。 【００１０】 【課題を解決するための手段】この発明は、ダイスと台
座の間にアルミニウム箔と電極タブを載置し、ダイスと
台座を突き合わせることによりアルミニウム箔と電極タ
ブの冷間圧接を行う電解コンデンサ用電極箔の製造装置
であって、ダイスとともに移動する枠部材と、枠部材に
弾性部材により取付けられダイスの先端よりもアルミニ
ウム箔に近接した位置に取り付けられた上部支持部材
と、台座に弾性部材により取り付けられアルミニウム箔
および電極タブを載置する下部支持部材よりなり、ダイ
スと台座を突き合わせた際に、上部支持部材と下部支持
部材が接触しないような間隔を設定する係止手段を設け
たことを特徴とする。 【００１１】 【作用】冷間圧接が終了した後、アルミニウム箔と電極
タブがダイスに食いついた状態となっていたとしても、
ダイスに食いついた電極箔はダイスを上昇させる際にダ
イスの移動に伴って上昇し、まず上部支持部材に当接す
るようになる。さらにダイスが上昇すると、電極箔は上
部支持部材を支える弾性部材の弾性力により、ダイスよ
り離脱する方向に力が加わるようになり、ダイスと電極
箔が分離するようになる。また、台座と電極箔が食いつ
いた状態となっていたとしても、ダイスの上昇に伴い、
下部支持部材の弾性部材の弾性により電極箔が台座より
離脱する方向に力が加わるために、台座に食いついた電
極箔も離脱するようになる。 【００１２】また、この発明の製造装置では冷間圧接時
に上部支持部材と下部支持部材との間に間隔があり、そ
れぞれの支持部材が同時に電極箔に接触しないようにな
っているため、ダイスと台座を突き合わせた際には、電
極タブおよびアルミニウム箔に加わる応力は、電極タブ
およびアルミニウム箔全般に伝播して分散されてしま
い、局所的な応力集中が起こらない。 【００１３】 【実施例】次にこの発明の実施例について図面とともに
説明する。図１はこの発明の製造装置の要部のみを示し
た図面である。図２はこの発明の製造装置による各工程
の動作を示す断面図である。また、参照符号は従来例と
同一のものは同一の符号を付した。 【００１４】図１に示す参照符号１はアルミニウム箔
で、高純度のアルミニウムを帯状に形成し、さらにエッ
チングにより所望の倍率まで拡面処理したものである。
また参照符号２は電極タブで、やはり高純度のアルミニ
ウムよりなり、平坦部とその平坦部に連続した丸棒部を
具えており、さらに丸棒部の先端には外部リード２１線
が溶接されているものである。また、電極タブ２の平坦
部の厚さはアルミニウム箔１の厚さよりも厚く形成し、
容易に曲折しないように形成されている。そして、この
電極タブ２とアルミニウム箔１を重ね合わせる。この場
合、電極タブ２の平坦部がアルミニウム箔１と重なりあ
うようにする。 【００１５】図１に示すように、この重ね合わせた電極
タブ２とアルミニウム箔１を、電極タブ２が下側になる
ようにして上部支持部材６と下部支持部材７の間の所定
位置に配置する。この上部支持部材６は図３に示すよう
な構造のもので、長方形の平板状に形成されており、そ
の中間部は長方形の貫通孔が形成されている。この貫通
孔には、ダイス３が挿通するようになる。また、四角に
は突起部６１が形成されている。そして、この上部支持
部材６の四角にはバネ９が取り付けられ、バネ９のもう
一方の端は枠部材５に取り付けられる。そしてこの枠部
材５はダイス３に取り付けられており、ダイス３と連動
して移動するように形成されているものである。そのた
め、上部支持部材６はバネの弾性によりダイス３の移動
方向、すなわちこの図面中では上下方向に移動自在なも
のとなっている。ダイス３は、駆動手段（図示せず）に
よって図１中の上下方向に移動自在な構造となってい
る。このダイス３は高硬度の金属よりなるとともに、角
柱状の断面形状を有するもので、その先端部はテーパを
なしており、先端面は本体部の断面よりも面積の狭い長
方形をなしている。そして、この実施例では、４本のダ
イス３が根元の部分でつながった構造のものを用いてい
る。そうすると、４本のダイス３が同時に移動し、冷間
圧接が４ヵ所で同時に行われるようになる。 【００１６】また、このダイス３と対向する位置には台
座４が配置さている。この台座４には突出部４１が形成
されている。また台座４にはバネ９を介して下部支持部
材７が取り付けられている。この下部支持部材７は図３
に示すように、上部支持部材６とほぼ同様の構成をなし
ており、中央部の貫通孔には、台座４の突出部４１が挿
通するようになる。また、下部支持部材７の角部および
一方の側辺部には突起部７１が形成されている。そし
て、この下部支持部材７は上下方向に移動自在なものと
なっている。 【００１７】そして、ダイス３を図２（ａ）中の矢印方
向に移動し、ダイス３と台座４を突き合わせてアルミニ
ウム箔１と電極タブ２の冷間圧接を行う。この際の動作
を説明すると、ダイス３の下降に伴い枠部材５および枠
部材５に取付けられた上部支持部材６も下降する。そし
て図２（ｂ）に示すように、アルミニウム箔１および電
極タブ２が上部支持部材６の本体に当接する。さらにダ
イス３が下降すると、アルミニウム箔１および電極タブ
２も下降する。そして、ダイス３の先端よりも上部支持
部材６の最下端は下に位置しているために、上部支持部
材６の突起部６１と下部支持部材７の突起部７１が最初
に当接する。そしてこの突起部６１、７１同士が当接す
ることにより、上部支持部材６と下部支持部材７の本体
はお互いに当接しない状態に維持される。そのため、上
部支持部材６と下部支持部材７に挟まれたアルミニウム
箔１及び電極タブ２も上部支持部材６に当接された状態
のみで、下部支持部材７とは当接しない状態となってい
る。 【００１８】さらにダイス３が下降すると、図２（ｃ）
に示すように、上部支持部材６および下部支持部材７を
支持しているバネ９がそれぞれ収縮し、ダイス３と台座
４が突き合わさる。この場合のダイス３の移動行程は、
ダイス３が最も下の位置に来た際に、ダイス３の先端が
アルミニウム箔１を加圧し、電極タブ２に食い込んだ状
態となる位置まで移動させる。この冷間圧接法では、ダ
イス３とアルミニウム箔１、電極タブ２と接触した部分
では摩擦により局所的にかつ瞬間的に高温になる。また
それとともに、突き合わせた際の衝撃が加わる。そして
アルミニウム箔１と電極タブ２を構成している金属原子
がそれぞれ原子拡散し、相互に入り込んだような状態と
なる。そして、アルミニウム箔１と電極タブ２の接触面
での相互の構成金属の金属結合が生じるため、アルミニ
ウム箔１と電極タブ２は機械的にかつ電気的に強固に接
合がなされる。 【００１９】続いてこの冷間圧接が終了した後に、ダイ
ス３を台座４より離脱させる工程について説明する。図
２（ｄ）に示すように、冷間圧接が終了した後、ダイス
３を上昇させる。この際ダイス３に電極タブ２またはア
ルミニウム箔１が食いついた状態となっていた場合は、
ダイス３に伴い電極タブ２とアルミニウム箔１も上昇す
る。さらにダイス３が上昇すると、電極タブ２およびア
ルミニウム箔１は上部支持部材６と当接するようにな
る。この上部支持部材６はバネ９で支持されているため
に、バネ９の伸長に伴いダイス３とアルミニウム箔１お
よび電極タブ２を分離させる方向にバネ９の弾性力が加
わることになる。従って、ダイス３がさらに上昇した場
合には、アルミニウム箔１および電極タブ２は、ダイス
３より離脱する方向にバネ９の弾性力が加わり、ダイス
３よりアルミニウム箔１および電極箔２が離脱し、下部
支持部材７の上に載置されるようになる。 【００２０】また、台座４側でアルミニウム箔１および
電極タブ２が台座４に食いついていた場合では、ダイス
３の上昇に伴い、下部支持部材７のバネ９が伸長し、ア
ルミニウム箔１および電極タブ２を押し出す力が加わ
る。そして電極箔を台座から離脱させるようになる。 【００２１】さらにダイス３の上昇を続けると、上部支
持部材６も下部支持部材７より離脱する。そして所定位
置まで上昇したところで、電極箔の製造工程を終了す
る。そして、冷間圧接を終えた電極箔を移送手段（図示
せず）によって移送して、次に冷間圧接を行う電極タブ
およびアルミニウム箔を下部支持部材に載置する。以後
の工程は同様である。 【００２２】この実施例の中では、上記支持部材６と下
部支持部材７との間に間隔を設ける間隔形成手段として
は、上記支持部材６および下部支持部材７にそれぞれ突
起部６１、７１を形成したが、この突起部の形成はどち
らか一方にのみ形成されているものでも構わない。 【００２３】また、この実施例ではダイスを上から下へ
移動する型の製造装置について示したが、台座が上部、
ダイスが下側に配置され、ダイスを突き上げるような構
成の製造装置としても良い。 【００２４】 【発明の効果】この発明によると、冷間圧接法により電
極箔と電極タブの接合を行った際に、電極箔の破断等を
引き起こすことがなく、接合を行うことができる。ま
た、電極タブとダイスの離脱が確実に行われるようにな
り、電極タブとダイスの離脱のために作業を中断される
ことがない。 【００２５】また、電極箔と電極タブを支持するのは圧
接が終了した後なので、冷間圧接時の衝撃や応力は、ア
ルミニウム箔および電極タブ全般に伝播し分散される。
従って、局所的に応力が加わることが無くなり、その応
力集中によるアルミニウム箔の破断や、電極タブにクラ
ックが入ってしまうような不都合もない。

【図面の簡単な説明】 【図１】この発明による電解コンデンサ用電極箔の製造
装置の要部を示す側面図である。 【図２】この発明による電解コンデンサ用電極箔の製造
装置の動作の各工程を示す正面図である。 【図３】この発明の用いられる上部支持部材および下部
支持部材の構造を示す斜視図である。 【図４】従来の電解コンデンサ用電極箔の製造装置の要
部を示す側面図である。 【図５】従来の電解コンデンサ用電極箔の製造装置の動
作の各工程を示す正面図である。 【図６】冷間圧接法による電極タブとアルミニウム箔の
接続方法を示す図面である。 【符号の説明】 １ アルミニウム箔 ２ 電極タブ ２１ 外部リード線 ３ ダイス ４ 台座 ４１ 突出部 ５ 枠部材 ６ 上部支持部材 ６１ 突起部 ７ 下部支持部材 ７１ 突起部 ９ バネ

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ダイスと台座の間にアルミニウム箔と電
   極タブを載置し、前記ダイスと前記台座を突き合わせる
   ことによりアルミニウム箔と電極タブの冷間圧接を行う
   電解コンデンサ用電極箔の製造装置であって、前記ダイ
   スとともに移動する枠部材と、枠部材に弾性部材により
   取付けられ前記ダイスの先端よりも箔に近接した位置に
   取り付けられた上部支持部材と、前記台座に弾性部材に
   より取り付けられ前記アルミニウム箔および前記電極タ
   ブを載置する下部支持部材よりなり、ダイスと台座を突
   き合わせた際に、前記上部支持部材または前記下部支持
   部材とアルミニウム箔および電極箔が接触しないような
   間隔を形成する間隔形成手段を備えたことを特徴とする
   電解コンデンサ用電極箔の製造装置。