JP2003100567A - 電解コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】コンデンサ素子を偏平状に成形する際に加わる
外力を十分に分散させ、電極箔のひび割れ等を防止す
る。 【解決手段】セパレータを介して電極箔を巻回したコン
デンサ素子と、このコンデンサ素子の中心部に設けられ
た円筒状の支持部材とからなり、前記コンデンサ素子を
圧縮して成形される偏平状のコンデンサ素子を用いた電
解コンデンサであって、この圧縮によって形成される前
記支持部材の曲率の大きな部分の内側面に、この曲率部
分を支持する補助部材が配置されているため、前記圧縮
時に曲率の大きな部分の電極箔に加わる外力を前記支持
部材及び補助部材により十分に分散でき、電極箔のひび
割れ等を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンデンサ素子を
圧縮して偏平状に成形したコンデンサ素子を用いた電解
コンデンサ及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電解コンデンサは、図４に示すよ
うに、ステッチ法やコールドウェルド法などによりあら
かじめ内部端子３が接続された陽極箔と陰極箔をセパレ
ータを介して円筒状に巻回し、巻き終わり端を巻き止め
テープ４により止められてなるコンデンサ素子を直径方
向に圧縮することにより偏平状のコンデンサ素子２を成
形し、駆動用電解液を含浸した後、前記コンデンサ素子
２の外観形状に適合した収納ケースに前記コンデンサ素
子２を収納し、封口部材をもって封止することにより電
解コンデンサを形成していた。

【０００３】しかしながら、図４に示すような従来の偏
平状のコンデンサ素子２は、陽極及び陰極に使用されて
いる電極箔は静電容量を増やすために表面積を拡大させ
るエッチング処理が行われており、特に陽極側には高度
のエッチング処理が施されているため、前記電極箔の機
械的強度は低下している。また、前記エッチング処理が
施された陽極箔には、その表面に酸化皮膜層が形成され
ており、前記酸化皮膜層は硬く柔軟性に乏しいものであ
り、折り曲げる際の機械的強度は低い。そのため、前記
コンデンサ素子を偏平状に圧縮する際に加わる機械的ス
トレスにより曲率の大きな部分５の陽極箔に箔折れやひ
び割れ等が生じ、このコンデンサ素子を用いた電解コン
デンサの品質低下の要因となりうる。

【０００４】そこで、本願出願人は、図５に示すよう
に、コンデンサ素子の中心部に金属からなる支持部材６
を設け、該素子をその直径方向に圧縮することで、その
圧縮時に前記金属からなる支持部材６が曲率の大きな部
分５の電極箔を支持するため、前記電極箔に加わる機械
的ストレスを緩和させることができ、前記曲率の大きな
部分の電極箔の箔折れやひび割れ等を防止でき、また前
記圧縮後には、前記支持部材６が偏平状のコンデンサ素
子の形状を内側から保持するため、コンデンサ素子形状
が変形しにくい偏平状のコンデンサ素子を開発した（特
願２００１−２２７８４３号参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示すように、前記コンデンサ素子を直径方向に圧縮して
偏平状に成形する際に、前記曲率の大きな部分５の電極
箔に加わる機械的ストレスを金属からなる支持部材６に
より緩和させているが、十分ではない。また、前記コン
デンサ素子を圧縮する際には、支持部材６の硬さやコン
デンサ素子の大きさを考慮して前記圧縮時のプレス力を
調整しなければならず、その精度調整が難しく、圧縮時
に支持部材６が圧縮され過ぎて折れてしまうなどの不具
合が生じ、前記曲率の大きな部分５の電極箔を十分に支
持できない可能性があり、このようなコンデンサ素子を
用いた電解コンデンサの信頼性は低い。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで上記課題を解決す
るために、本発明の電解コンデンサは、セパレータを介
して電極箔を巻回したコンデンサ素子と、このコンデン
サ素子の中心部に設けられた円筒状の支持部材とからな
り、前記コンデンサ素子を圧縮して成形される偏平状の
コンデンサ素子を用いた電解コンデンサであって、この
圧縮によって形成される前記支持部材の曲率の大きな部
分の内側面に、この曲率部分を支持する補助部材が配置
されていることを特徴とする。

【０００７】この構成によると、コンデンサ素子を圧縮
して偏平状に成形する際には、前記円筒状の支持部材に
よる支持、さらには前記支持部材に設けた補助部材によ
る前記圧縮時のコンデンサ素子の曲率の大きな部分の面
接触による部分的な支えにより、前記曲率の大きな部分
の電極箔に加わる機械的ストレスを十分に分散させるこ
とができ、前記曲率の大きな部分の電極箔の箔折れやひ
び割れ等を防止し、高品質な偏平状のコンデンサ素子を
用いた電解コンデンサを提供できる。

【０００８】また、前記補助部材の外周形状を曲形状と
した。これは、コンデンサ素子を偏平状に圧縮する際
に、曲率の大きな部分の電極箔が補助部材の外周形状に
沿って成形されるため、補助部材の外周形状を曲形状に
することで、曲率の大きな部分の電極箔が該曲形状に成
形されるため、前記電極箔に加わる機械的ストレスはさ
らに低減される。

【０００９】また、本発明の電解コンデンサの製造方法
は、セパレータを介して電極箔を、円筒状の支持部材を
中心に配して巻回してコンデンサ素子を形成した後、こ
のコンデンサ素子を圧縮して偏平状に成形してなるコン
デンサ素子を用いた電解コンデンサの製造方法であっ
て、この圧縮によって形成される前記支持部材の曲率の
大きな部分の内側面に、前記曲率部分を支持する補助部
材を配置して、前記コンデンサ素子を圧縮することを特
徴とする。

【００１０】この製造方法によると、コンデンサ素子を
圧縮して偏平状に成形する際には、前記円筒状の支持部
材による支持、さらには前記支持部材に設けた補助部材
による前記圧縮時にコンデンサ素子の曲率の大きな部分
の面接触による部分的な支持により、前記曲率の大きな
部分の電極箔に加わる機械的ストレスを十分に分散させ
ることができ、前記曲率の大きな部分の電極箔の箔折れ
やひび割れ等を防止し、電気的特性が安定的な偏平状の
コンデンサ素子を用いた電解コンデンサを製造できる。
また、前記補助部材は支持部材の折れを防止するため、
前記圧縮時のプレス力の調整範囲が増え、調整が容易と
なり、製造工程を大幅に簡略化できる。

【００１１】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の電解コンデン
サ及びその製造方法の実施例を説明する。

【００１２】図１は本実施例に用いられた成形工程前の
コンデンサ素子を示す斜視図である。図２は本発明の圧
縮されて偏平状に成形されたコンデンサ素子を示す斜視
図である。図３は本発明の電解コンデンサに用いられる
偏平状のコンデンサ素子及びその収納過程を示す斜視図
である。

【００１３】本実施例に用いられるコンデンサ素子は、
図１に示すようにアルミニウム等の弁作用金属からなる
陽極箔と陰極箔をセパレータを介して円筒状に巻回し、
巻き終わり端を巻き止めテープ４により止められてな
る。前記コンデンサ素子１の中心部には、所定の中空空
間が形成されている。前記陽極箔及び陰極箔は、あらか
じめ静電容量を増やすために表面積を拡大するエッチン
グ処理が施されており、陽極箔には誘電体酸化皮膜層を
形成する化成処理が施されている。また外部端子に接続
するための内部端子３がステッチ法やコールドウェルド
法などの手段により前記陽極箔及び陰極箔の一部にそれ
ぞれ電気的に接続されている。

【００１４】前記コンデンサ素子１には、その中心部に
コンデンサ素子に含浸される駆動用電解液と化学反応を
起こさないアルミニウムやアルミニウム合金などの金属
材料からなる支持部材６が設けられている。このアルミ
ニウムなどからなる支持部材６は、円筒状に形成され、
コンデンサ素子の巻軸として、あるいはコンデンサ素子
の巻回後に中心部に挿入されるなどにより、コンデンサ
素子の中心部に前記円筒状の支持部材６が設けられる。

【００１５】また、前記支持部材６の高さ方向への長さ
は主にコンデンサ素子１の電極箔と略同等の長さで形成
されており、前記支持部材６はコンデンサ素子１の内部
端子３の導出側の端面より、突出しないように形成され
る。これは、支持部材６が金属からなるため、前記内部
端子３の導出側の端面より突出すると、前記内部端子３
と支持部材６が接触してショートを引き起こす可能性が
あるためである。

【００１６】そして、コンデンサ素子１の圧縮によって
形成される前記支持部材６の曲率の大きな部分５の内側
面には、前記曲率の大きな部分５を該内側面と面接触を
もって部分的に支持する補助部材７が配置されている。
前記補助部材７は、前記金属材料からなる支持部材６の
成形時に突起などを同時加工により形成したり、又は円
柱部材を前記支持部材６に固着するなどして、前記補助
部材７は支持部材６に設けられる。前記補助部材７は、
金属材料、特には駆動用電解液と化学反応を起こさず、
前記支持部材６と同材質のアルミニウムやアルミニウム
合金などから形成されることが好ましいが、その他に、
樹脂等から形成することもできる。補助部材７の高さ方
向への長さは、コンデンサ素子の電極箔と同じ長さに形
成されている。また、前記補助部材７として金属材料を
用いた場合は、前記補助部材７はコンデンサ素子の内部
端子３の導出側の端面より、突出しないように形成さ
れ、前記内部端子３と補助部材７との接触によるショー
トを防止している。

【００１７】また、低圧用のコンデンサと高圧用のコン
デンサとでは、陽極箔に形成された酸化皮膜の厚みが異
なり、高圧用のコンデンサの酸化皮膜の方が厚く形成さ
れているためその機械的強度が弱くなっている。そのた
め、高圧用のコンデンサでは、機械的強度の高い補助部
材７を用いてコンデンサ素子の支持を強化するなど、酸
化皮膜の厚みに対応させた機械的強度を有する補助部材
７が用いられている。

【００１８】そして、図２に示すように、前記補助部材
７が配置された支持部材６が中心部に設けられたコンデ
ンサ素子１は圧縮手段により直径方向に圧縮され偏平状
に成形される。この圧縮の際に、前記支持部材６、さら
には前記補助部材７により、前記コンデンサ素子１の曲
率の大きな部分５の電極箔は支持され、前記曲率の大き
な部分５の電極箔に加わる機械的ストレスは緩和され、
電極箔の箔折れやヒビ割れ等を防止でき、電気的特性が
安定的な偏平状のコンデンサ素子２を提供できる。な
お、本発明でいう偏平状とは長円、楕円などの非円形状
のことを言う。

【００１９】また、コンデンサ素子１を圧縮する際に、
該コンデンサ素子１の曲率の大きな部分は、金属材料か
らなる支持部材６に設けられた補助部材７の外周形状に
沿って成形される。そのため、前記補助部材７の外周形
状、特には圧縮時に前記支持部材６に押圧される部分を
円形など曲形状にすることにより、前記コンデンサ素子
１の曲率の大きな部分５の電極箔に加わる機械的ストレ
スをさらに低減して偏平状のコンデンサ素子２に圧縮で
きる。

【００２０】そして前記偏平状に成形されたコンデンサ
素子２は、金属材料からなる支持部材６及び該支持部材
６に配置された補助部材７により内側から偏平状のコン
デンサ素子２の全体の形状を保持されるため、膨れる等
の形状の変形を防止することができ、そのため図３に示
すように、前記偏平状のコンデンサ素子２の形状に適合
する収納空間を有する有底筒状の収納ケース８に不具合
なく収納される。そして、前記偏平状のコンデンサ素子
２から導出された内部端子３を封口部材に設けられた外
部用電極端子に接続するとともに、前記封口部材により
前記収納ケース８の開口部を封止することで高品質な電
解コンデンサが完成する。なお、偏平状のコンデンサ素
子２の中心部に設けられた支持部材６及び該支持部材に
設けられた補助部材７を金属材料から構成すると、前記
コンデンサ素子の発熱を該支持部材６及び補助部材６に
より放熱することが可能となり、より高品質な電解コン
デンサを提供できる。

【００２１】次に本発明の電解コンデンサの製造方法の
実施例を説明する。コンデンサ素子を圧縮して偏平状に
成形した偏平状のコンデンサ素子を用いた電解コンデン
サの製造方法であり、まず、図１に示すように、セパレ
ータを介して陽極箔及び陰極箔を円筒状に巻回し、その
中心部に円筒状の支持部材６を配してコンデンサ素子１
を形成する。コンデンサ素子１の圧縮によって形成され
る前記支持部材６の曲率の大きな部分５の内側面には補
助部材７が形成されている。そして図２に示すように、
このコンデンサ素子１を圧縮手段により圧縮して偏平状
のコンデンサ素子２を成形する。図３に示すように、前
記圧縮成形されてなる偏平状のコンデンサ素子２は収納
ケース８に収納され、開口部を封口部材により封止され
て、電解コンデンサが完成する。

【００２２】この製造方法を用いることにより、コンデ
ンサ素子１を圧縮する際に曲率の大きな部分５の電極箔
に加わる機械的ストレスを、前記コンデンサ素子１の中
心部に設けられた支持部材６による支持、さらには前記
支持部材６に設けた補助部材７の前記支持部材の内側面
との面接触による部分的な支持により、十分に分散させ
ることができ、前記電極箔の箔折れやひび割れを防止で
き、電気的特性が安定的な偏平状のコンデンサ素子を用
いた電解コンデンサを製造できる。さらには前記支持部
材６に設けられた補助部材７により、前記圧縮によって
形成される支持部材６の曲率の大きな部分５を部分的に
支持するため、前記圧縮手段のプレス力の調整範囲が増
え、その調整が容易となり、製造工程の大幅な簡略化が
可能となる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電解コン
デンサによると、コンデンサ素子の中心部に設けた支持
部材及び該支持部材に設けた補助部材により、コンデン
サ素子を偏平状に圧縮成形する際に、前記コンデンサ素
子の曲率の大きな部分の電極箔に加わる機械的ストレス
を十分に分散させることができ、高品質な電解コンデン
サを提供できる。

【００２４】また本発明の電解コンデンサの製造方法に
よると、前記支持部材に設けた補助部材が前記コンデン
サ素子の圧縮によって形成される曲率の大きな部分の支
持部材を部分的に支持するため、圧縮手段のプレス力の
調整範囲が増え、該調整が容易となり、成形精度が向上
し、製造工程の簡略化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造過程におけるコンデンサ素子を示
す斜視図である。

【図２】本発明の圧縮されて偏平状に成形されたコンデ
ンサ素子を示す斜視図である。

【図３】本発明の電解コンデンサに用いられる偏平状の
コンデンサ素子及びその収納過程を示す斜視図である。

【図４】従来の圧縮されて偏平状に成形されたコンデン
サ素子を示す斜視図である。

【図５】従来の圧縮されて偏平状に成形されたコンデン
サ素子を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ コンデンサ素子 ２ 偏平状のコンデンサ素子 ３ 内部端子 ４ 巻き止めテープ ５ 曲率の大きな部分 ６ 支持部材 ７ 補助部材 ８ 収納ケース

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セパレータを介して電極箔を巻回したコ
   ンデンサ素子と、このコンデンサ素子の中心部に設けら
   れた円筒状の支持部材とからなり、前記コンデンサ素子
   を圧縮して成形される偏平状のコンデンサ素子を用いた
   電解コンデンサであって、この圧縮によって形成される
   前記支持部材の曲率の大きな部分の内側面に、この曲率
   部分を支持する補助部材が配置されていることを特徴と
   する電解コンデンサ。
2. 【請求項２】 前記補助部材の外周形状が曲形状である
   ことを特徴とする請求項１記載の電解コンデンサ。
3. 【請求項３】 セパレータを介して電極箔を、円筒状の
   支持部材を中心に配して巻回してコンデンサ素子を形成
   した後、このコンデンサ素子を圧縮して偏平状に成形し
   てなるコンデンサ素子を用いた電解コンデンサの製造方
   法であって、この圧縮によって形成される前記支持部材
   の曲率の大きな部分の内側面に、前記曲率部分を支持す
   る補助部材を配置して、前記コンデンサ素子を圧縮する
   ことを特徴とする電解コンデンサの製造方法。