JP4193401B2 - 電解コンデンサ用リード線の製造方法 - Google Patents
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Description
【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 (4)
- 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。
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