JP5219631B2 - 電解コンデンサの製造方法 - Google Patents
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Description
このように、拡面処理されたタブ端子を用いることにより、電極箔に対するタブ端子の静電容量も付加することができるため、電解コンデンサ全体の容量を大きくすることができる。
凸型10と平型11はそれぞれプレス加工可能な金属で形成されており、図示しないプレス装置に設けられている。
凸型10の形状は、平面視すると長円状であり、側面視すると先端に向けて徐々に幅狭となる台形状に形成されている。また、凸型10の先端部10aは平面状に形成されており、この平面状に形成された先端部10aが電極箔9に当接する。
しかし、このように拡面処理されたタブ端子を用いた電解コンデンサを用いて充放電試験を実施し、5000万回充放電を繰り返した後に電解コンデンサを分解したところ、陰極タブ端子が茶色に変色していることが明らかになった。しかも変色部分には急激に大電流が流れるスパーク痕が存在することも確認された。
このように、スパークが生じるということは、陽極箔と陰極タブ端子との間でショートが発生していると考えられる。陽極箔と陰極タブ端子との間でショートを防止することができないと、電解コンデンサの破損に通じるおそれがあるという課題がある。
図8に、拡面処理されたタブ端子を電極箔に冷間圧着した後の従来の構成を示す。
凸型10に押されたタブ端子8と電極箔9は、溶着状態となった接合部12が形成され、固定される。
この接合部12では、タブ端子8の内部部分が塑性流動によってタブ端子8の表面に押し出され、タブ端子8の表面には拡面処理がされていない非拡面処理部14が形成される。つまり、拡面処理されたタブ端子8を冷間圧着すると、拡面処理されていない非拡面処理部14が生じてしまうので、この部分では周囲と比較して静電容量が小さくなるので電圧変動により電流が集中しやすくなり、ショートを生じさせるおそれがある。
この方法によれば、タブ端子と電極箔との固定が確実であり、且つ非拡面処理部の面積を小さくすることができるので充放電を繰り返してもタブ端子にショートが発生するのを防止できる。なお、本発明のタブ端子は、箔状に形成されたものである。
また、裾部の断面の縁は曲線状であるので、冷間圧着する載に、電極箔の塑性変形が緩やかになり、箔切れの抑制を図ることができる。
さらに、前記凸部は、平面視すると正方形状であることを特徴としてもよい。このような凸型を用いることで、接合部の面積を小さくし、ひいては非拡面処理部の面積を小さくすることができる。また、プレス後に、凸型が電極箔およびタブ端子に貼りついてしまうことを防止でき離型性を良好にするとともに、電極箔が切れてしまうこと(いわゆる箔切れ)を防止できる。
図1に本実施形態の電解コンデンサの全体構成を示す。
本実施形態の電解コンデンサ30は、アルミニウム等の金属で形成された有底筒状の外装ケース31の内部にコンデンサ素子32が配置され、外装ケース31の開口部をゴム貼積層樹脂板の封口体34で閉塞されて構成されている。
また、外装ケース31の外側には、コンデンサの性能表示が印刷されたスリーブ35が被覆されている。
コンデンサ素子32は、陽極箔38と、陰極箔39と、陽極箔38と陰極箔39との間に配置され、電解液が含浸されたセパレータ紙37とが巻回されて構成されている。
陰極箔39も陽極箔38と同様に、エッチングによって拡面処理されたアルミニウム箔が用いられるが、拡面処理された表面には化成処理を施して酸化被膜を形成しなくてもよい。
陰極箔39に固定される陰極用タブ端子41も、エッチングによって拡面処理されたアルミニウムの板材が用いられるが、拡面処理された表面には化成処理を施して酸化被膜を形成しなくてもよい。
このように、陰極用タブ端子をエッチングにより拡面処理を施したことにより、陰極用タブ端子41も対向する陽極箔38に対して、十分な静電容量を有することが可能となる。
陰極用タブ端子41と陰極箔39は、冷間圧着によって形成された接合部44によって取り付けられている。接合部44は複数箇所に形成され、後述するような複数の凸部を有する凸型を用いて接合される。接合部44では、陰極用タブ端子41と陰極箔39とが圧着状態となって接合されており、圧着状態となったそれぞれの箇所において、拡面処理されていない部分である非拡面処理部46が形成されている。
上述してきたように、陰極用タブ端子41と陰極箔39は、冷間圧着によって取り付けられる。冷間圧着は、図示しないプレス装置に設けられた凸型50と平型51が相対的に接離動することによって行われる。
本実施形態では、凸型50が下方に、平型51が上方に配置されており、平型51に対して凸型50が上昇することによってプレス加工が施される。
凸部52は、本実施形態のように陰極箔39と陰極用タブ端子41とを接合する場合には、傾斜角αが40°〜50°のものを用いるとよい。なかでも傾斜角αを45°とすると好適である。このようにすることで、陰極箔39と陰極用タブ端子41とを所定の剥離強度を維持しつつも、様々な厚さの陰極箔39に対して対応することができる。
なお、凸部52の傾斜角αとは、凸部52の傾斜面52bと凸部52の基面52cとがなす角の最大角をいう。
こうして本実施形態では、下から凸型50、陰極箔39、陰極用タブ端子41、平型51の順番に配置される。そして、凸型50が上昇することにより、凸型50の凸部52は陰極箔39を陰極用タブ端子41側へ押圧して陰極箔39と陰極用タブ端子41とを冷間圧着する。このようにすることで、剥離強度を上げることができるとともに、且つ製造時の離型性も良好とすることができる。
さらに、凸部52の裾部52d(凸部52の傾斜面52bが凸部52の基面52cから立ち上がる部分)は、断面の縁が下方に凸となる曲線状に形成されている。具体的には、凸部52の裾部52dは、断面の縁が所定の曲率半径を有する円弧状である。
このように、凸部52は、平面視すると四角形状に形成されている。具体的には、正方形に形成されているとよい。このように、凸部52を平面視正方形に形成することによって、なるべく接合部44の面積を小さくし、ひいては非拡面処理部の面積を小さくすることができる。また、プレス後に、凸型が電極箔およびタブ端子に貼りついてしまうことを防止でき離型性を良好にするとともに、箔切れも防止できる。
本実施形態における接合部44は、凸部52が陰極箔39を陰極用タブ端子41側へ押圧して形成されるものであるので、陰極箔39側から陰極用タブ端子41側へ凹む凹部55が形成される。かかる凹部55の底部55a(幅方向の先端)は、断面の縁が曲線状になるように形成されている。なお、凸部52の頂部52aの断面の縁を所定の曲率半径を有する円弧状に形成することで、凹部55の底部55aの断面の縁も所定の曲率半径を有する円弧状に形成される。
そして、陰極用タブ端子41側に形成された非拡面処理部46は、従来のように平面状の凸部で押圧された場合と比較して極めて小さく形成されている。
すると、剥離強度について現状の規格を満足する結果となり、なおかつ非拡面処理部の面積を、従来のものと比較して極めて小さくできることが確認できた。
31 外装ケース
32 コンデンサ素子
34 封口体
35 スリーブ
37 セパレータ紙
38 陽極箔
39 陰極箔
40 陽極用タブ端子
41 陰極用タブ端子
42 陽極用端子
43 陰極用端子
44 接合部
46 非拡面処理部
50 凸型
51 平型
52 凸部
52a 頂部
52b 傾斜面
52c 基面
55 凹部
Claims (6)
- 表面が拡面処理された電極箔と表面が拡面処理されたタブ端子とを重ね合わせ、
重ね合わせられた前記電極箔と前記タブ端子とを押圧する凸部を有し前記電極箔または前記タブ端子のいずれか一方の側に配置された凸型と、前記電極箔または前記タブ端子のいずれか他方の側に前記凸型と対向して配置された平型とを用い、前記凸型または前記平型を相対的に接離動させることによって、前記電極箔と前記タブ端子とを冷間圧着によって接合して電解コンデンサを製造する製造方法において、
前記凸部として、
四角錐状であり、
前記凸部の前記電極箔または前記タブ端子に当接する頂部の断面の縁が上方に凸となる曲線状に構成され、
前記凸部の傾斜面が凸部の基面から立ち上がる部分である、裾部の断面の縁が下方に凸となる曲線状に形成されているものを用い、
表面が拡面処理された電極箔と表面が拡面処理されたタブ端子との接合部に形成される非拡面処理部の面積を小さくするように冷間圧着することを特徴とする電解コンデンサの製造方法。 - 前記凸部の頂部は、断面の縁が円弧状であることを特徴とする請求項1記載の電解コンデンサの製造方法。
- 前記凸部は、平面視すると正方形状であることを特徴とする請求項1または請求項2記載の電解コンデンサの製造方法。
- 前記凸部の裾部は、断面の縁が円弧状であることを特徴とする請求項1〜請求項3のうちのいずれか1項記載の電解コンデンサの製造方法。
- 前記凸型は、前記電極箔側に配置され、重ね合わせられた電極箔とタブ端子とを電極箔側から押圧することを特徴とする請求項1〜請求項4のうちのいずれか1項記載の電解コンデンサの製造方法。
- 陽極箔と陽極用タブ端子とを接合する場合に用いる凸部の傾斜角は、陰極箔と陰極用タブ端子とを接合する場合に用いる凸部の傾斜角よりも大きくすることを特徴とする請求項1〜請求項5のうちのいずれか1項記載の電解コンデンサの製造方法。
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