JP4193401B2

JP4193401B2 - 電解コンデンサ用リード線の製造方法

Info

Publication number: JP4193401B2
Application number: JP2002074151A
Authority: JP
Inventors: 達郎久保内
Original assignee: Nippon Chemi Con Corp
Current assignee: Nippon Chemi Con Corp
Priority date: 2002-03-18
Filing date: 2002-03-18
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2022-03-18
Also published as: JP2003272976A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電解コンデンサ素子の電極に接続される電解コンデンサ用リード線の製造方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
電解コンデンサは例えば、図６に示すように、陽極側及び陰極側の各電極箔１００に接続されたリード線１０２を備えているが、このリード線１０２には、電極箔１００に接続される偏平部１０４を備えた素子側リード１０６に棒状の外部リード１０８を溶接して一体化したものが用いられている。１１０は、素子側リード１０６及び外部リード１０８の溶接部である。
【０００３】
【従来の技術】
ところで、素子側リード１０６は、例えば、図７に示すように、丸棒状の線材を成形加工して偏平部１０４と、線材の外形状からなる非偏平部１１２とを備え、非偏平部１１２の端部には溶接面としての平坦な端面１１４が形成されている。これに対し、外部リード１０８には、丸棒状の線材を剪断加工して２つの傾斜面からなる鋭角状先端部１１６が形成され、この鋭角状先端部１１６を素子側リード１０６の端面１１４に押し当ててアーク溶接が行われてリード線１０２が形成される。このリード線１０２の製造には例えば、特開平７−２１１５９７号「電解コンデンサ用リード線の製造方法」や特開平７−２１１６０１号「電解コンデンサ用リード線の製造装置」等が使用される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、外部リード１０８には銅線や軟鉄線等の線材が使用され、このような線材を剪断加工すると、例えば、図８の（Ａ）、（Ｂ）に示すように、鋭角状先端部１１６が形成されるが、その先端には線材が持つ粘りやカッタの刃先形状等により多数の鋭利なバリ１１８が発生する場合がある。このようなバリ１１８を持つ鋭角状先端部１１６を、素子側リード１０６の端面１１４に、図７の矢印Ｘで示すように押し当てると、バリ１１８が存在しているために、素子側リード１０６への食い込みが深くなったり（外部リード１０８ａ）、食い込み方向にずれ（外部リード１０８ｂ）を生じたりするおそれがある。
【０００５】
これらを補正することは極めて困難である。食い込みが深い場合には、溶接時、外部リード１０８と素子側リード１０６とを離間させるには相当な力が必要となり、無理に離間させると、外部リード１０８に振動を生じ、また、食い込み方向にズレが生じた場合にも、離間時には外部リード１０８を振動させてしまう。その結果、ねじれや撓み等が生じた状態で外部リード１０８を素子側リード１０６に溶接させることになる。この結果、外部リード１０８と素子側リード１０６との溶接部１１０は、溶接強度や溶接品質の低下を招き、安定性に欠けるという不都合がある。このようなリード線１０２を用いると、電解コンデンサの信頼性を低下させるおそれがある。
【０００６】
ところで、このようなリード線の製造方法には、例えば、実開昭５２−１６７５４６号「電解コンデンサにおける電極端子」が知られている。この電極端子では、素子側リードであるアルミニウム材に接続する外部リードの先端部側の傾斜面の途上に凹部や突部を形成することにより、溶融したアルミニウム材をその凹凸部に食い込ませて素子側リードから外部リードの分離を防止したものである。このような傾斜面に凹凸部が形成されても、先端部にバリが生じている場合には、図８に示すように、素子側リードへの外部リードの食い込みを抑制できず、また、そのずれも防止できない。このため、外部リードに実開昭５２−１６７５４６号に係る形状の電極端子を用いても、依然として溶接強度や溶接品質の低下を招き、安定性に欠けるという不都合があり、電解コンデンサの信頼性を低下させるおそれがある。
【０００７】
そこで、この発明は、溶接強度や溶接品質の低下を防止し、安定性の高い電解コンデンサ用リード線の製造方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決したこの発明の電解コンデンサ用リード線の製造方法の構成を実施の形態で用いた符号を付して列挙すれば、次の通りである。
【０００９】
請求項１に係るこの発明の電解コンデンサ用リード線の製造方法は、電解コンデンサ素子に接続する素子側リード（３８）と、外部リード（２）とを溶着して形成する電解コンデンサ用リード線の製造方法であって、前記外部リードの先端部にバリを除去した尖鋭部（２８、３０）と平坦部（凹部２６）を形成し、前記尖鋭部を前記素子側リード側の平坦な溶接面に衝突させて食い込ませるとともに、前記平坦部にて食い込み量を制限し、前記外部リードと前記素子側リードとの両者間に溶接電流を流すとともに前記外部リードと前記素子側リードとを離間してアークを発生させて、該外部リードと前記素子側リードとを部分的に溶融させるとともに、前記外部リードと前記素子側リードとを当接させることにより溶接させることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係るこの発明の電解コンデンサ用リード線の製造方法は、前記尖鋭部は、外部リードの直径と同等又は該直径より狭い間隔を持つ複数個からなることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係るこの発明の電解コンデンサ用リード線の製造方法は、前記外部リードに、線材（４）を切断して鋭角状先端部（１０）を成形し、この鋭角状先端部の中央部に凹部からなる平坦部（凹部２６）を形成するとともに、該凹部を挟んで前記尖鋭部を形成したものを用いることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係るこの発明の電解コンデンサ用リード線の製造方法は、前記素子側リードは、前記電解コンデンサ素子の電極材料と同一金属で形成したことを特徴とする。
【００１４】
このような構成によれば、外部リードの先端部の特定箇所に尖鋭部が形成されているので、従来の不特定なバリによる影響を回避でき、素子側リードとの安定した溶接処理を実現でき、また、前記外部リードの先端部に平坦部が形成されているので、素子側リードとの当接および離間を制御でき、これにより外部リードと素子側リードとの安定した溶接処理を実現できるため、溶接強度や溶接品質の低下を回避し、電解コンデンサの信頼性向上に寄与することが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１〜図３はこの発明の電解コンデンサ用リード線の製造方法の実施の形態を示し、図１は外部リードの切断加工工程、図２はその成形加工工程、図３はその溶接工程を示している。
【００１６】
図１の（Ａ）に示すように、外部リード２の素材として例えば、丸棒状の線材４が用いられ、この線材４には例えば、０．３〜１．２ｍｍ程度の直径の軟鉄線の表面に銅皮膜を形成したものを用いる。この線材４には、軟鉄線の他、軟銅線、その他の金属線を用いてもよい。この線材４は２枚の剪断刃６、８の刃先側を対向方向（矢印ａ、ｂ方向）に進退させて剪断加工により、成形及び切断をする。各剪断刃６、８には、外部リード２の先端部の成形形状に対応する刃先角度θ及び幅Ｗを備えたものが用いられる。この剪断加工により、外部リード２の先端部には、図１の（Ｂ）に示すように、鋭角状先端部１０が成形され、この実施の形態では、線対称の２つの傾斜面１２を以て鋭角状先端部１０が形成されている。即ち、この剪断加工では、外部リード２の切断と成形とが同時に行われているが、線材４の切断と鋭角状先端部１０の成形加工とを別個に行うようにしてもよい。また、この外部リード２の他方の端部は切り落としによって所定長に形成される。
【００１７】
そして、図２の（Ｃ）に示すように、この外部リード２の鋭角状先端部１０に成形加工を施す。この成形手段として成形金型１４が用いられ、この成形金型１４には、例えば、Ｖ字形の第１及び第２の成形面１６、１８とともに断面が放物面ないし半円状の第３の成形面２０が形成されている。成形面２０の頂部は平坦面に形成されている。
【００１８】
そこで、外部リード２を図示しない保持手段に保持させ、成形金型１４の成形面１６、１８間に鋭角状先端部１０が橋絡するように、例えば、矢印ｃで示す方向に成形金型１４を移動させて成形金型１４の成形面１６、１８を外部リード２の鋭角状先端部１０に押し当てると、鋭角状先端部１０は、成形金型１４によって図２の（Ｄ）及び（Ｅ）に示すように成形される。即ち、外部リード２の鋭角状先端部１０には、剪断時に生じた傾斜面１２の先端側角部に成形面１６、１８によって三角形状の傾斜面２２、２４、成形面２０に対応した放物面を成す凹部２６が形成され、その結果、凹部２６を挟んで複数の尖鋭部としてこの実施の形態では、一対の尖鋭部２８、３０が形成されている。凹部２６の最奥部の面は平坦面となっている。また、尖鋭部２８、３０の間隔ｄは、外部リード２を形成する線材４の直径Ｒより狭く形成され、また、凹部２６の底面と尖鋭部２８、３０の先端との距離は、例えば、３μｍ程度に設定される。このような成形処理を行うと、剪断加工で外部リード２の鋭角状先端部１０に生じていたバリ３２｛図２の（Ｃ）｝が成形面１６、１８、２０によって成形され又はその成形によって除去されることになる。
【００１９】
そして、図３の（Ｆ）に示すように、例えば、コンデンサ素子の電極材料と同一の金属材料からなる線材、例えば、直径が１〜３ｍｍ程度の丸棒状のアルミニウム線を成形加工して偏平部３４と、丸棒状の線材の外形状からなる非偏平部３６とを備えた素子側リード３８が形成され、この素子側リード３８の非偏平部３６側には溶接面としての平坦な端面４０が形成されている。そして、この素子側リード３８の端面４０を配置するとともに、外部リード２を可動チャック４２に把持させて各尖鋭部２８、３０を一定間隔で対向配置する。この場合、素子側リード３８と外部リード２との間には、アーク溶接装置４４が接続される。
【００２０】
次に、図３の（Ｇ）に示すように、外部リード２を可動チャック４２によって保持させて矢印ｅで示す方向に移動し、その尖鋭部２８、３０を素子側リード３８の端面４０の所定位置に衝突させて端面４０内に食い込ませると、凹部２６の最奥面がストッパとして機能する。この状態において、外部リード２と素子側リード３８との間に接続されている溶接装置４４を動作させると、外部リード２と素子側リード３８との間に溶接電流が流れ、外部リード２と素子側リード３８との接触点、即ち、外部リード２の尖鋭部２８、３０と素子側リード３８の端面４０との間にアーク溶接電流が流れ始める。
【００２１】
このような溶接電流の通流開始から、図３の（Ｈ）に示すように、外部リード２の尖鋭部２８、３０を素子側リード３８の端面４０から矢印ｆで示す方向に移動させて離し、両者間に間隔ｍを設定すると、外部リード２の尖鋭部２８、３０と素子側リード３８の端面４０との間にアークが生じ、対向する外部リード２及び素子側リード３８の双方が部分的に溶融する。
【００２２】
この状態で、外部リード２を素子側リード３８の端面４０側に移動させて当接すると、溶融した金属間の融合が生じ、外部リード２と素子側リード３８の端面４０とが溶着する。溶融金属は表面張力によって球形化し、半球状の溶接部４６が形成され、図３の（Ｉ）に示すように、外部リード２と素子側リード３８とが一体化されたリード線４８が形成される。この場合、溶接部４６は、外部リード２を構成する金属と素子側リード３８を構成する金属との融合により合金層を形成している。
【００２３】
そして、このリード線４８を図示しない陰極箔及び陽極箔に接続し、コンデンサ素子を形成した後、外装ケースに収納し、その開口部を封口部材で封口することで、電解コンデンサを形成することができる。
【００２４】
このような外部リード２と素子側リード３８との溶接では、この実施形態の場合、外部リード２の尖鋭部２８、３０と素子側リード３８の端面４０とを接触させるので、素子側リード３８への食い込み位置がその尖鋭部２８、３０の間に形成されている凹部２６の底面、即ち、最奥面で形成されている平坦面がストッパとして機能するため、食い込み量が制限されて一定となる。しかも、各尖鋭部２８、３０の形状が一定であるために、加圧力が一定であれば、素子側リード３８への食い込みの深さが変化することがなく、素子側リード３８から外部リード２を離間した際に、外部リード２の振動等の機械的な変動を伴うことがなく、溶接の安定化を図ることができる。
【００２５】
また、この実施形態の場合、外部リード２の鋭角状先端部１０の尖鋭部２８、３０の双方が素子側リード３８の端面４０に食い込むので、その食い込み方向が各尖鋭部２８、３０によって規制される結果、素子側リード３８に対する外部リード２の方向ズレを防止でき、その結果、安定した溶接電流を流すことができる。また、両者を離間させた際に発生するアークは各尖鋭部２８、３０に発生し、各尖鋭部２８、３０に集中させて素子側リード３８及び外部リード２を一定範囲で溶融させることができ、安定した溶接を行うことができる。
【００２６】
なお、第１の実施形態では、尖鋭部２８、３０の形成間隔を線材４の直径Ｒより狭く形成したが、例えば、図４の（Ａ）、（Ｂ）に示すように、鋭角状先端部１０の幅と同等の間隔ｄで形成し、各尖鋭部２８、３０の間隔内に円弧状の稜線を持つ凹部２６を形成してもよく、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００２７】
また、例えば、図５の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、外部リード２の溶接面側を平坦な端面５０にするとともに、その端面５０内に円錐状の複数の尖鋭部５２を形成してもよい。この場合、各尖鋭部５２の間隔ｄは、外部リード２を形成する線材４の直径Ｒよりも小さく設定されている。このような構成によっても、素子側リード３８への３点食い込みによる、食い込み方向のズレを防止することが可能である。
【００２８】
また、実施の形態では、２又は３個の尖鋭部を形成した場合を例に取って説明したが、単一の尖鋭部を形成した場合にも、上記の溶接方法を採用することにより、同等の効果を得ることができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、次の効果が得られる。
ａ溶接強度や溶接品質の低下を防止し、安定性の高い電解コンデンサ用リード線を製造することができる。
ｂ外部リードの先端部側の特定箇所に尖鋭部を形成したので、不特定なバリを除去ないし成形してその影響を回避でき、また、前記外部リードの先端部に平坦部が形成されているので、素子側リードとの当接及び離間を制御でき、これにより外部リードと素子側リードとの安定した溶接処理を実現できるとともに、溶接強度や溶接品質の低下を回避し、電解コンデンサの信頼性向上に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の電解コンデンサ用リード線の製造方法の第１の実施形態である外部リードの切断工程を示す図である。
【図２】外部リードの成形工程を示し、（Ｃ）はその成形処理を示す図、（Ｄ）は成形された外部リードの第１の実施形態を示す平面図、（Ｅ）は外部リードの正面図である。
【図３】外部リードと素子側リードとの溶接工程を示し、（Ｆ）は初期配置を示す図、（Ｇ）は溶接開始を示す図、（Ｈ）は溶接途上を示す図、（Ｉ）は溶接によって形成されたリード線を示す図である。
【図４】外部リードの第２の実施形態を示し、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその正面図である。
【図５】外部リードの第３の実施形態を示し、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその正面図である。
【図６】一般的な電解コンデンサ用リード線の形態を示す斜視図である。
【図７】従来の外部リードと素子側リードとの溶接処理を示す図である。
【図８】従来の外部リードを示し、（Ａ）はその側面図、（Ｂ）はその平面図である。
【符号の説明】
２外部リード
４線材
１０鋭角状先端部
２６凹部（平坦部）
２８、３０尖鋭部
３８素子側リード
４０端面（溶接面）
４８リード線
５０端面
５２尖鋭部

Claims

電解コンデンサ素子に接続する素子側リードと、外部リードとを溶着して形成する電解コンデンサ用リード線の製造方法であって、
前記外部リードの先端部にバリを除去した尖鋭部と平坦部を形成し、前記尖鋭部を前記素子側リード側の平坦な溶接面に衝突させて食い込ませるとともに、前記平坦部にて食い込み量を制限し、前記外部リードと前記素子側リードとの両者間に溶接電流を流すとともに前記外部リードと前記素子側リードとを離間してアークを発生させて、該外部リードと前記素子側リードとを部分的に溶融させるとともに、前記外部リードと前記素子側リードとを当接させることにより溶接させることを特徴とする電解コンデンサ用リード線の製造方法。
ンサ用リード線の製造方法。
前記尖鋭部は、外部リードの直径と同等又は該直径より狭い間隔を持つ複数個からなることを特徴とする請求項１記載の電解コンデンサ用リード線の製造方法。
前記外部リードに、線材を切断して鋭角状先端部を成形し、この鋭角状先端部の中央部に凹部からなる平坦部を形成するとともに、該凹部を挟んで前記尖鋭部を形成したものを用いることを特徴とする請求項２記載の電解コンデンサ用リード線の製造方法。
前記素子側リードは、前記電解コンデンサ素子の電極材料と同一金属で形成したことを特徴とする請求項１記載の電解コンデンサ用リード線の製造方法。