JP2006210960A - コンデンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コンデンサの内部抵抗を減少させることができ、かつ小型化と部品点数を削減することができるコンデンサを提供することを目的とする。
【解決手段】平板状の一対の電極をその間にセパレータを介在させ、各々の電極の端面が互いに逆方向に突出するようにして巻回することにより両端面に一対の電極部が形成された中空状のコンデンサ素子１を駆動用電解液と共に収納する有底筒状の金属ケース６と、この金属ケース６の開口部を封止する封口板７を有したコンデンサの製造方法であって、上記金属ケース６の底面側からレーザー光の照射により上記金属ケース６底面とコンデンサ素子１の一方のスウェッジ加工された電極部２ｂとを接合すると共に、金属板５の表面からのレーザー光の照射により上記金属板５とコンデンサ素子１の他方のスウェッジ加工された電極部２ａとを接合するようにした製造方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は各種電子機器に使用されるコンデンサに関するものである。

従来のこの種のコンデンサについて図面を用いて説明する。

図１７は従来のコンデンサの構成を示す断面図、図１８は同コンデンサに使用されるコンデンサ素子の構成を示す展開斜視図である。

図１８において、３７ａと３７ｂは平板状の一対の電極、３８ａ〜３８ｄは上記平板状の一対の電極３７ａ，３７ｂに接続されたリード板、３９はセパレータであり、このようにリード板３８ａ〜３８ｄが接続された平板状の一対の電極３７ａ，３７ｂをその間にセパレータ３９を介在させた状態で巻回することによりコンデンサ素子４０が構成されている。

また、図１７において、４０は上記リード板３８ａ〜３８ｄが接続されたコンデンサ素子、４２はこのコンデンサ素子４０が収納された有底筒状のケース、４３はこのケース４２の内底面に配設されたコンデンサ素子４０の位置決め部材、４４は上記ケース４２の開口部を封止する端子板、４５はこの端子板４４に装着され上記リード板３８ａ〜３８ｄと接続される外部接続用の端子、４６は上記端子板４４に装着された圧力弁、４７はＯリングであり、従来のコンデンサはこのように構成されたものであった。

しかしながら上記従来の構成のコンデンサでは、コンデンサの低抵抗化、小型化に関する市場要求が近年さらに高まっている状況の中で、コンデンサの内部抵抗を下げようとした場合、その手段として、リード板３８ａ〜３８ｄの枚数を増す方法、リード板３８ａ〜３８ｄの接続位置を最適化する方法等がある。ここで前者におけるリード板３８ａ〜３８ｄの枚数を増す方法においては、（数１）に従ってリード板３８ａ〜３８ｄの枚数を増加させるに従いコンデンサ素子４０を構成する一対の電極３７ａ，３７ｂの抵抗は低減できるが、上記リード板３８ａ〜３８ｄを外部接続用の端子４５に接続する場合は、端子４５のリード板３８ａ〜３８ｄの接続部に複数枚のリード板３８ａ〜３８ｄを積層して接続しなければならないため、端子４５のリード板接続部に接続できるリード板３８ａ〜３８ｄの接続枚数はケース４２内の寸法、接続作業性、信頼性等の問題から限界があり、リード板３８ａ〜３８ｄの枚数はむやみに増加させられないという課題があった。

また、後者のリード板３８ａ〜３８ｄの接続位置を最適化する方法においては、例えば、複数枚接続されたリード板３８ａ〜３８ｄの距離を同じにし、かつ電極３７ａ，３７ｂの端部とこの電極３７ａ，３７ｂの端部に最も近いリード板３８ａ，３８ｃとの距離を複数枚接続されたリード板３８ｂ，３８ｄとの距離の１／２にした場合は、コンデンサ素子４０を構成する一対の電極３７ａ，３７ｂの抵抗値は理想的なものとなるが、それらを実際に巻回した場合においては、一対の電極３７ａ，３７ｂのそれぞれから引き出された複数枚のリード板３８ａ〜３８ｄは中心から外側にいくにしたがってリード板３８ａ〜３８ｄの位置がずれるものであった。したがって、後者の方法においては、一対の電極３７ａ，３７ｂの抵抗値は理想的なものより増大するという課題を有するものであった。

また、本発明者が特願平０９−３２２５９６号に記載の方法にて提案した構成のコンデンサにおいて、有底筒状のケースを使用し、陰極、陽極端子の両方を同一方向に取り出す構成の場合には、内部構造が複雑になって低背化が困難になり、かつ量産が困難であるという課題があった。

本発明はこのような従来の課題を解決し、コンデンサの内部抵抗を減少させることができ、かつ小形化と部品点数の削減が可能なコンデンサを提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために本発明は、平板状の一対の電極をその間にセパレータを介在させ、各々の電極の端面が互いに逆方向に突出するようにして巻回することにより両端面に一対の電極部が形成された中空状のコンデンサ素子と、液状または隆起状の凹凸部を設け、かつ上記凹凸部を中心から外周方向に形成した封口板と、上記コンデンサ素子を駆動用電解液と共に収納する有底筒状の金属ケースとを有したコンデンサの製造方法であって、上記金属ケースの底面には波状または隆起状の凹凸部が中心から外周方向に形成され、金属ケースの底面側からレーザー光の照射により上記金属ケース底面とコンデンサ素子の一方のスウェッジ加工された電極部とを接合すると共に、封口板の表面からのレーザー光の照射により上記封口板とコンデンサ素子の他方のスウェッジ加工された電極部とを接合して、上記封口板により上記金属ケースの開口部を封止するようにしたコンデンサの製造方法としたものである。この本発明により、一対の電極の体積抵抗を減少させることができ、しかも小型化と部品点数の削減を図ることができる。

以上のように本発明のコンデンサは、コンデンサ素子の互いに逆方向に突出した電極の端面にそれぞれ接続された二つの独立した電極部でコンデンサを構成することにより、一対の電極の体積抵抗を減少させることができ、小型化と部品点数の削減を実現することができるものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、平板状の一対の電極をその間にセパレータを介在させ、各々の電極の端面が互いに逆方向に突出するようにして巻回することにより両端面に一対の電極部が形成された中空状のコンデンサ素子と、上記コンデンサ素子を駆動用電解液と共に収納する有底筒状の金属ケースと、封口板とを有したコンデンサの製造方法であって、上記金属ケースの底面に形成した波状または隆起状の凹凸部をコンデンサ素子の電極の端面に押し当て、上記電極の端面を部分的にスウェッジ加工し、このスウェッジ加工された電極の端面と金属ケースを金属ケースの底面側からレーザー光を照射することにより接合すると共に、上記封口板に形成した波状または隆起状の凹凸部をコンデンサ素子の他方の電極の端面に押し当て、上記電極の端面を部分的にスウェッジ加工し、このスウェッジ加工された電極の端面と封口板を封口板の表面からレーザー光を照射することにより接合して、上記封口板により上記金属ケースの開口部を封止するようにしたコンデンサの製造方法としたものであり、この方法によれば、コンデンサ素子の電極の端面に金属部材を接合しているため、この金属部材は従来のリード板と外部端子の役目を成し、かつこの金属部材はコンデンサ素子の端面に配置されているため、一対の電極の体積抵抗を減少させることができるという作用を有する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、封口板および／または金属ケースにコンデンサ内部と連通する電解液注入用の連通孔を設け、コンデンサ素子の電極の端面を封口板および金属ケースに接合した後、上記連通孔より電解液を注入し、その後上記連通孔を閉塞するようにした方法としたもので、この方法によれば、コンデンサ生産工程の最終段階にてコンデンサ素子に対して電解液の含浸ができるために電解液注入量の管理が容易であり、かつ生産工程において電解液が外気と接して水分を含むことを防ぐことができるという作用を有する。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、封口板および／または金属ケースにコンデンサ内部と連通する連通孔を設け、この連通孔を覆うように閉塞体を設け、さらにこの閉塞体に重なるように外部と連通する孔を有するキャップを設けて上記閉塞体が常時閉塞する方向に付勢される圧力調整弁を形成するようにしたもので、この方法によれば、例えば封口板に圧力調整弁が取り付けられる際、その圧力調整弁の取り付け部分が金属の場合においても、キャップを金属としてキャップと封口板を溶接等の方法で容易に取り付けができるという作用を有する。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、封口板および／または金属ケースにコンデンサ内部と連通する連通孔を備えた弁座を設け、この弁座の連通孔を覆うように閉塞体を設け、さらにこの閉塞体に重なるように外部と連通する孔を有するキャップを設けて圧力調整弁を形成するようにしたもので、この方法によれば、圧力調整弁は別工程で作成することができ、コンデンサに対しての取り付けが容易であり、かつ取り付け部分の厚みが厚い場合、その厚み部分に埋め込み装着することができるという作用を有する。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、平板状の一対の電極として、金属箔からなる集電体上に集電体の一端に集電体の露出部分が形成されるように活性炭と結着剤と導電剤の混合物からなる分極性電極層を形成するようにしたもので、この方法によれば、分極性電極層の界面で形成される電気二重層を利用した電気二重層コンデンサとして使用できるものであり、大容量でかつ低抵抗が必要とされるモータ駆動用の二次電源としての利用が可能となり、電気二重層コンデンサの内部抵抗の減少により大電流で充電もしくは放電しても、充放電における電圧の急激なダウン部分あるいはアップ部分の電圧範囲を小さくすることができるため、コンデンサのより大電流での充放電ができるという作用を有する。

請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、コンデンサ素子の各電極の端面と金属ケースおよび封口板とをレーザー光にて接合する際、各電極の端面の接合部分が非対称となる位置に溶接箇所を設けて接合するようにしたもので、この方法によれば、コンデンサ素子に振動が加えられた際においてもコンデンサ素子の共振を防ぐことができるという作用を有する。

以下、本発明の実施の形態を添付図面にもとづいて説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態によるコンデンサの構成を示す断面図、図２（ａ），（ｂ）は同コンデンサに使用されるコンデンサ素子の展開斜視図と斜視図である。図１において、１はコンデンサ素子、５はこのコンデンサ素子１の一方の端面に接続された金属板、６は上記コンデンサ素子１を収納した有底円筒状の金属ケース、６ａはこの金属ケース６の内底面に設けられた突起、７は上記金属ケース６の開口部を封止した封口板、８は一端に外部接続用の端子８ａを備えた棒状の芯材、９は上記金属ケース６の外表面に接合された外部接続用の端子、１０は上記芯材８と金属ケース６とを絶縁するための絶縁部材、１１はキャップ１２と組み合わされて圧力調整弁を構成するためのゴム状弾性絶縁部材からなる閉塞体、１３はＯリングである。

図２（ａ）は上記コンデンサ素子１の構成を示す展開斜視図で、図２（ａ）において２は一対の電極であり、この一対の電極２は集電体の露出部分２ａ，２ｂが互いに逆方向に突出するようにして、活性炭と結着剤と導電性の混合物からなる分極性電極層３ａ，３ｂを形成して構成され、このように構成された一対の電極２間にセパレータ４を介在させた状態で巻回することにより、同図（ｂ）に示すようなコンデンサ素子１が構成されている。

このように本実施の形態によるコンデンサは、有底円筒状の金属ケース６の内底面にコンデンサ素子１の一方の電極の端面の集電体の露出部分２ｂを電気的に接合し、かつ上記コンデンサ素子１の他方の電極の端面の集電体の露出部分２ａに金属板５を接合すると共に、外部接続用の端子８ａを備えてコンデンサ素子１の中心部に配設された棒状の芯材８と上記金属板５を接合し、かつ上記外部接続用の端子８ａが貫通する穴を備えた封口板７により上記金属ケース６の開口部を封止してコンデンサを構成したもので、この構成によれば、金属ケース６が集電端子の役割を果たすために大幅な低背化が可能となり、かつ部品点数をより削減することができるものである。

また、封口板７を金属および／または絶縁性の高分子からなる構成とすることにより、例えば封口板７を絶縁性の高分子で構成した場合、金属で構成した場合と比較して強度が弱いために厚い厚みで構成しなければならないためにコンデンサの低背化が困難であるという不利な点があるが、金属ケース６と外部接続用の端子８ａとの絶縁は既に保たれているために工法が複雑化しないという効果がある。

また、封口板７を金属で構成した場合、絶縁性の高分子で構成した場合と比較して強い強度が得られるためにより薄い厚みで封口板としての機能を果たすためにコンデンサの低背化が可能であるが、金属ケース６と外部接続用の端子８ａとの絶縁性を保つために金属ケース６と外部接続用の端子８ａの間に絶縁部材の配設が必要である。

また、封口板７を金属と絶縁性の高分子の一体品からなるもので構成した場合、上記封口板７の薄肉化によるコンデンサの低背化と金属ケース６と外部接続用の端子８ａとの絶縁は既に保たれているので工程は複雑化しないという効果がある。

また、コンデンサ素子１の中心部に、コンデンサ素子１の位置決めおよび／または固定を行うための棒状の芯材８を配設した構成とすることにより、例えばコンデンサ素子１の巻回時にこの芯材８を巻芯とすることによって芯材８のない場合と比較して固く巻くことができるために巻きずれの軽減ができ、かつ電極間の距離を短くすることができるためにコンデンサの内部抵抗を減少させることができ、かつコンデンサに対して外部より振動が加えられた際にコンデンサ素子１の端面と電極部との接合部分に対してのストレスが軽減できるために製品の耐震性を向上させることができる。

またこの場合、芯材８を固定するための突起６ａを金属ケース６等に設けるとより効果的で、さらに、上記芯材８は、金属および／または絶縁性の高分子からなるものとし、例えば芯材８が金属と絶縁性の高分子の複合材料からなる場合、コンデンサ素子１の端面に接続した２つの電極部が芯材８を介してショートすることがなく、かつ金属部を設けているためにコンデンサ使用時に内部発熱が生じた場合においても外部への放熱性を向上させることができ、さらにこの場合、金属部分が多いほど外部への放熱性を向上させることができるものである。

また、本実施の形態によるコンデンサ素子１は、平板からなる一対の電極２，２の間にセパレータ４を介在させて巻回することにより構成され、かつこのコンデンサ素子１における逆方向に突出する電極の端面の集電体の露出部分２ａ，２ｂに金属板５および金属ケース６を金属溶射、溶接、ろう接、導電性接着剤を用いた接着の少なくとも一つを用いて接合して構成し、一対の電極２，２の体積抵抗を減少させるようにしたものであり、例えば（数１）を用いて本発明品と従来品の電極の体積抵抗を算出し比較してみると、一対の電極のサイズが各々９８ｍｍ×３６００ｍｍで厚みが０．０２２ｍｍのアルミニウム箔（アルミニウム抵抗率＝０．０２６５）を使用した場合、本発明のコンデンサ素子１として逆方向に突出する電極の端面の各々に金属板５を接合した状態において、一対の電極を構成するアルミニウム箔全体の体積抵抗を計算すると約０．０２ｍΩとなり、一方、同じサイズの一対の電極を使用して従来のように一対の電極から各々４本のリード板を等間隔で引き出した場合における一対の電極を構成するアルミニウム箔全体の体積抵抗を同様に計算すると約０．４６ｍΩとなる。

この結果から明らかなように、本発明においては一対の電極の体積抵抗を低減できるもので、コンデンサの内部抵抗を減少させることができ、これを上記図２（ａ）の例で示したように、平板状の一対の電極として、金属箔もしくは導電性高分子からなる集電体上に、集電体の一端に集電体の露出部分２ａ，２ｂが形成されるように活性炭と結着剤と導電剤の混合物からなる分極性電極層３ａ，３ｂを形成してなる電極２を用いた構成とすることにより、分極性電極層３ａ，３ｂの界面で形成される電気二重層を利用した電気二重層コンデンサとして使用できるものであり、このように電気二重層コンデンサに応用した場合、電気二重層コンデンサの内部抵抗の減少により大電流で充電もしくは放電しても充放電における電圧の急激なダウン部分あるいはアップ部分の電圧範囲を小さくすることができるためにコンデンサのより大電流での充放電ができるものである。

さらに平板状の一対の電極として、表面に金属酸化皮膜を有する金属箔からなる電極箔を用いて、この金属箔の材料をアルミニウムとした構成の場合にはアルミ電解コンデンサとして使用できるものであり、主に高リプル電流化が必要なインバータ回路用のアルミ電解コンデンサとしての利用が可能となり、アルミ電解コンデンサの内部抵抗の減少により大電流を印加する場合の製品発熱を低減することができるため、従来のアルミ電解コンデンサより高リプル電流化が可能になるものである。

さらにまた、平板状の一対の電極の間に介在させるセパレータとこのセパレータに含浸する電解液に代え、機能性高分子もしくはセパレータと機能性高分子からなる複合部材を用いた構成とすることにより、機能性高分子コンデンサとして使用できるものであり、従来の巻回タイプの機能性高分子コンデンサより低インピーダンスのコンデンサを提供することができ、かつアルミ電解コンデンサのように電解液を使用しないためにドライアップが要因の寿命劣化モードがなくなり、コンデンサの長寿命化を図ることができるものである。

なお、図１において、金属板５と集電体の露出部分２ａ、金属ケース６の内底面と集電体の露出部分２ｂを各々接合する手段としては金属溶射、溶接、ろう接、導電性接着剤を用いた接着などがあるが、特にレーザー溶接により金属板５と集電体の露出部分２ａを接合する場合には、金属板５の側から集電体の露出部分２ａの方向にレーザー光を照射して接合し、また金属ケース６の内底面と集電体の露出部分２ｂを接合する場合には、金属ケース６の底面の外側から集電体の露出部分２ｂの方向にレーザー光を照射して接合を行うものであるが、この際、レーザー光の吸収を高めるために金属板５の封口板７側の表面及び金属ケース６の底面の外表面を例えば化学エッジングにて表面処理することによってレーザー光の吸収を高めることができ、このような処理をした場合、処理をしない場合と比較してレーザー光の吸収がよいために低エネルギーでの溶接が可能となり、レーザー光の照射間隔を短くすることができるために生産性を向上させることができるものである。

また、図３において２１は金属板であり、２１ａはこの金属板２１に設けたスリット状もしくは穴状等の欠落部分で、この構成によれば、例えば金属溶射の方法でコンデンサ素子１に対して金属板２１を接合する場合、その方法としてコンデンサ素子１に金属板２１を押し当て、金属板２１側から所定の部分に溶融された金属粉体状のものを噴射するもので、金属板２１の欠落部分２１ａの端面とその端面に接しているコンデンサ素子１における電極の突出部分が溶射金属を媒体とし接合するもので、金属溶射の方法でコンデンサ素子１に対して金属板２１を接合する場合は、金属板２１の平面部分の欠落部分２１ａが必要不可欠である。また、その他の接合方法の場合においては、次の工程であるコンデンサ素子１への電解液の含浸の際、金属板２１の欠落部分２１ａが電解液がコンデンサ素子１へ浸入する一つの浸入経路となるものである。

（実施の形態２）
図４は本発明の第２の実施の形態によるコンデンサの構成を示した断面図であり、図４において１はコンデンサ素子、１４はこのコンデンサ素子１を収納した有底筒状の金属ケース、１４ａはこの金属ケース１４の内底面に設けられたコンデンサ素子１の位置決め固定用の突起、１５はコンデンサ素子１の端面に接合された封口板、１５ａはこの封口板１５に設けられたコンデンサ素子１の位置決め固定用の突起、１６は絶縁部材、１７は外部接続用の端子、１８は上記コンデンサ素子１の中心に配設された棒状の芯材、１９は上記封口板１５に設けた電解液注入用の連通孔である。

このように本実施の形態によるコンデンサは、金属ケース１４の内底面にコンデンサ素子１の一方の電極の端面の集電体の露出部分２ｂを電気的に接合し、かつ上記コンデンサ素子１の他方の電極の端面の集電体の露出部分２ａに封口板１５を電気的に接合すると共に、この封口板１５で上記金属ケース１４の開口部を封止してコンデンサを構成したもので、上記第１の実施の形態の図１に示すものに加え、さらに封口板１５が金属板５の役割を果たすためにより大幅な低背化が可能となり、かつ部品点数をより削減することができる。

また、例えば封口板１５を金属で構成した場合、封口板としての機能と集電板としての機能の双方の機能を有するが、金属ケース１４と外部接続用の端子１７との絶縁性を保つためには、図５に示すようにカーリング加工部分の金属ケース１４と封口板１５の間に絶縁部材１６を配設することが必要であり、さらに封止性を向上させるためにこのカーリング加工部分に封止材１６ａを配設することが好ましい。

また、本実施の形態においては、封口板１５の外周部と金属ケース１４の開放端を同時にカーリング加工することにより金属ケース１４の開口部を封止してコンデンサを構成したものであり、この構成によれば、コンデンサ素子１が接合された封口板１５の封止が容易で、かつコンデンサを低背化することができ、また上記カーリング加工は金属ケース１４の内側もしくは外側のいずれで行ってもその効果を有する。

さらに金属ケース１４の内底面および封口板１５に突起１４ａ，１５ａを設け、この突起１４ａ，１５ａによりコンデンサ素子１の位置決めおよび／または固定を行うようにすることにより、コンデンサに対して外部より振動が加えられた際に、コンデンサ素子１の端面と封口板１５の接合部分に対してのストレスが軽減できるために製品の耐震性を向上させることができ、かつコンデンサ使用時に内部発熱が生じた場合においても外部への放熱性を向上させることができる。

また、封口板１５にコンデンサの内部と連通する電解液注入用の連通孔１９を設けることにより、コンデンサ生産工程の最終段階にてコンデンサ素子１に対して電解液の含浸ができるようになるもので、電解液注入量の管理が容易となり、かつ生産工程において電解液が外気と接して水分を含むことを防ぐことができるものである。

なお、図４に示すように、コンデンサの封口は、封口板１５の外周部と金属ケース１４の開放端を同時に内側にカーリング加工して行っているが、外側にカーリング加工を施しても同様の効果が得られるものであり、外側にカーリング加工した例を図１４に示す。また、図１４に示すように、カーリング加工部分の最大外周部が金属ケース１４ｂの外周径より大きくならないようにするため、カーリング加工前に金属ケース１４ｂの開口部の開口径を小さくするようなネッキング加工を施すとよい。

また、図５に示す金属ケース１４と封口板１５の間に配設する絶縁部材１６は、例えば封口板１５の外周部と金属ケース１４の開放端に予め絶縁部材をコーティングすることによって代用してもよく、さらにコーティング部分の前処理として、脱脂処理または粗面化処理または酸化皮膜形成処理の少なくとも一つを行うことにより、カーリング加工の際においても、封口板と金属ケースの絶縁部材のコーティング部分の剥がれが軽減できるため、封口板と金属ケースの間の絶縁性がより確保できるものである。

また、図４において、封口板１５と集電体の露出部分２ａ、金属ケース１４の内底面と集電体の露出部分２ｂを各々接合する手段としては金属溶射、溶接、ろう接、導電性接着剤を用いた接着などあるが、特にレーザー溶接により封口板１５と集電体の露出部分２ａを接合する場合には、封口板１５側から集電体の露出部分２ａの方向にレーザー光を照射して接合し、また金属ケース１４の内底面と集電体の露出部分２ｂを接合する場合には、金属ケース１４の底面の外側から集電体の露出部分２ｂの方向にレーザー光を照射して接合を行うものであるが、この際レーザー光の吸収を高めるために封口板１５の外表面及び金属ケース１４の底面の外表面を例えば化学エッジングにて表面処理することによってレーザー光の吸収を高めることができ、このような処理をした場合、処理をしない場合と比較してレーザー光の吸収がよいために低エネルギーでの溶接が可能となり、レーザー光の照射間隔を短くすることができるために生産性を向上させることができるものである。

また、図６および図７は封口板の具体例を示したものであり、図６において、２０は封口板であり、２０ａはこの封口板２０のコンデンサ素子１と接する側に設けた波状もしくは隆起状の凹凸部分であり、この構成によれば、コンデンサ素子１に対して封口板２０を接合した後の次の工程であるコンデンサ素子１への電解液の含浸の際、封口板２０の波状もしくは隆起状の凹凸部分２０ａが電解液がコンデンサ素子１へ浸入する一つの浸入経路となるものである。

また、図７（ａ）〜（ｃ）は封口板の他の例を示したもので、図７において、２０Ａは封口板であり、同図のＡ−Ａ断面を同図（ｂ）に、Ｂ−Ｂ断面を同図（ｃ）に示す。このように波状もしくは隆起状の凹凸部分２０ｂをコンデンサ素子１の電極の端面に押し当てて配設することにより電極の端面がスウェッジ加工され、このスウェッジ加工された箇所に封口板２０Ａ側からコンデンサ素子１の電極２の端面方向にレーザー光を照射して封口板２０Ａとコンデンサ素子１の端面を接合することにより、確実な接合が可能となる。

また、この場合、電極２の端面に波状もしくは隆起状の凹凸部分２０ｂを押し当てる際、完全に押し当てずに封口板２０Ａの凹凸部分のない平面部分がコンデンサ素子１の端面に接触しないよう、封口板２０Ａにコンデンサ素子の芯材と接触する突起２０ｃを設け、封口板２０Ａの凹凸部分のない平面部分とコンデンサ素子１の端面との間に隙間を設けることにより、電解液がコンデンサ素子１へ浸入する際の一つの浸入経路となるものである。

また、この波状もしくは隆起状の凹凸部分２０ｂおよび突起２０ｃは、金属ケースの底面もしくは金属板に設けても同様の効果を発揮するものである。

（実施の形態３）
図８は本発明の第３の実施の形態におけるコンデンサ素子の断面図で、コンデンサ素子１ａの集電体の露出部分２ａ，２ｂの付近に導電性材料３１を付着させた後に硬化させ、この部分が平面になるように加工し、かつ電極２の端面２ｃ，２ｄが露出するように構成したもので、この構成によれば、電極２の集電体の露出部分２ａ，２ｂの付近が折れ曲がることなく、しかもコンデンサ素子１ａにおいて電極の端面２ｃ，２ｄが両端に突出しているため、金属板および金属ケースもしくは封口板および金属ケースと電極との端面をより確実に接合することができるものである。

（実施の形態４）
図９、図１０、図１１、図１２は本発明の第４の実施の形態によるコンデンサの圧力調整弁の構成を示した断面図であり、これらの圧力調整弁はコンデンサの内部圧力が所定以上の圧力になると圧力を外部に逃がすための自己復帰型のものである。

まず、図９に示す圧力調整弁について説明すると、図９において、２２は封口板、２３はこの封口板２２の連通孔２２ａのコンデンサ内部側に設けられたシート状部材、２４はゴム状弾性部材からなる閉塞体、２５はキャップであり、このように構成された圧力調整弁は、封口板２２にコンデンサ内部と連通する連通孔２２ａを設け、この連通孔２２ａを覆うようにゴム状弾性部材からなる閉塞体２４を配設し、さらにこの閉塞体２４に重なるように外部と連通する穴を有するキャップ２５を配設し、かつ上記ゴム状弾性部材からなる閉塞体２４は常時閉塞する方向に付勢される構成とし、例えば封口板２２およびキャップ２５が金属の場合、溶接等の方法で容易に取り付けができる。

また、図１３に示すように、閉塞体２４に覆うように取り付けられるキャップ２５が外部接続用の端子１７と一体となるように構成してもよく、この場合、封口板に対しての圧力調整弁のキャップ２５の接合と同時に端子１７の接合が可能であり、生産性を向上させることができる。

また、電解液の透過を防ぎ、かつコンデンサ内部で発生したガスを外部へ透過する材料を用いて構成したシート状部材２３を密着配設してもよく、これにより圧力調整弁の内部に対しての電解液の浸入を防ぐことができるため、電解液の溶質が閉塞体２４に付着して圧力調整弁の機能を損なうことがなく、かつ圧力調整弁を介してコンデンサ内部から外部への電解液の漏れを防ぐことができる。

なお、シート状部材２３を閉塞体２４とコンデンサ内部とを連通する連通孔２２ａの間に形成するようにしてもよい。

次に、図１０に示す圧力調整弁について説明すると、図１０において、２６は封口板、２７はこの封口板２６の連通孔に取り付けられた弁座、２８は閉塞部材、２９はバネ、３０はキャップであり、このように封口板２６に設けたコンデンサ内部と連通する連通孔に対して、コンデンサ内部と連通する連通孔を備えた弁座２７を配設し、この弁座２７の連通孔を覆うように連通孔を塞ぐ閉塞部材２８と金属製のバネ２９からなる閉塞体を配設し、この閉塞体を弁座２７とで挟む形でキャップ３０を配設することにより構成されたものである。

次に、図１１に示す圧力調整弁について説明すると、図１１（ａ）において、封口板２２Ａの中心部分にコンデンサ素子固定用の突起２２ｂを有する場合、この突起２２ｂの内部を空洞とし、かつコンデンサ内部とを連通する連通孔２２ｃを設け、かつ上記空洞の内部に閉塞体２４を配設し、さらに外部と連通する連通孔を備えた平板２５ａで上記閉塞体２４を保持するように覆うことにより、閉塞体２４を常時閉塞する方向に付勢する構成としたもので、この構成によれば、圧力調整弁は製品外部へ突出した形状でないために製品の外形寸法を大きくすることがなく、かつ閉塞体２４を収める突起部分は圧力調整弁とコンデンサ素子１の固定という二つの機能を有することができる。

また、図１１（ｂ）のように、コンデンサ素子１の中心に棒状の芯材１８を配設する場合に用いる封口板２２Ｂにおいて、この棒状の芯材１８の端の部分に閉塞体２４を収納するための空洞を設け、この空洞にコンデンサ内部と連通する連通孔および／または部材欠損部分１８ａを設けて閉塞体２４を収納し、これを外部と連通する連通孔を備えた封口板２２Ｂで覆うことにより、閉塞体２４を常時閉塞する方向に付勢する構成としたものである。

この構成によれば、キャップに代えて封口板２２Ｂが閉塞体２４を常時閉塞する方向に付勢する役割を果たしているためにキャップは必要でなく、部品点数の削減が可能であり、かつ圧力調整弁は製品外部へ突出した形状でないために製品の外形寸法を大きくすることがなく、かつ棒状の芯材１８は大きな形状変更の必要がないままに圧力調整弁とコンデンサ素子の芯材という二つの機能を持たせることができるものである。

次に、図１２に示す圧力調整弁について説明すると、図１２（ａ）において、封口板２２Ｄは隆起部分２２ｅとコンデンサ内部と連通する連通孔２２ｆを設け、この連通孔２２ｆに重なるように閉塞体２４を配設し、外部と連通する連通孔２５ｃを有するキャップ２５ｂで閉塞体２４を覆い、閉塞体２４を閉塞する前段階の状態を示したもので、これを図１２（ｂ）に示すように、閉塞体２４をキャップ２５ｂと封口板２２Ｄで閉塞するために、上記隆起部分２２ｅをポンチなどによりカシメることにより変形させてキャップ２５ｂを保持することができ、この構成によると、キャップ２５ｂを封口板２２Ｄ等に取り付ける際、短時間で取り付けができるために生産性を向上させることができる。

このように、コンデンサの内部圧力が所定の圧力以上になると圧力を外部に逃がすための自己復帰型の圧力調整弁を封口板および／または金属ケースに設けることにより、コンデンサ内部で発生したガスを外部へ放出してコンデンサ内部の圧力の上昇を防ぐことができ、また作動後に圧力調整弁は作動前の状態に復帰してコンデンサ内部の気密性を保持することができるため、コンデンサ内部のガス発生による圧力の上昇においてもコンデンサの外観に異常をきたすことはなく、その特性を維持することができるものである。

（実施の形態５）
図１４は本発明の第５の実施の形態によるコンデンサの構成を示した断面図であり、図１４において、１はコンデンサ素子、１４ｂはこのコンデンサ素子１を収納した有底筒状の端子一体型の金属ケース、１４ｃはこの端子一体型の金属ケース１４ｂの内底面に設けられたコンデンサ素子１の位置決め固定用の多角形の外周形状を有する突起、１５ｂはコンデンサ素子１の端面に接合された端子一体型の封口板、１５ｃはこの端子一体型の封口板１５ｂに設けられたコンデンサ素子１の位置決め固定用の多角形の外周形状を有する突起、１６ｂはアルマイト処理部分、１７ａは外部接続用のスリット入りの平板状の端子、１７ｂは外部接続用の穴を有する平板状の端子、１８ｂは上記コンデンサ素子１の中心に配設された中空部分を有する棒状の芯材、１９は上記端子一体型の封口板１５ｂに設けた電解液注入用の連通孔、３２は圧力調整弁である。

以上のように構成された本実施の形態のコンデンサは、多角形の外周形状を有する突起１４ｃ，１５ｃを、これに対応する多角形の中空部分を有する芯材１８ｂの中空部分に挿入してコンデンサ素子１を固定することにより、外部より振動が加えられた際においてもコンデンサ素子１の端面と端子一体型の封口板１５ｂおよび端子一体型の金属ケース１４ｂとの接合部分に対してのストレスが軽減できるものである。

また、端子形状をスリット入りの平板状の端子１７ａとすることにより、例えば２点のスポット溶接で平板部どうしを溶接接合する場合において、溶接点の間にスリットがない時には１点目の溶接に続いて２点目の溶接を行う際、既に溶接されている部分に電流が流れるために接合が困難となるが、溶接点の間にスリットを入れた場合は溶接を容易に行うことができるものである。また、ネジによる接続においては、平板状の端子を穴を有する平板状の端子１７ｂとすることにより接続が容易となる。また、端子一体型の封口板１５ｂと端子一体型の金属ケース１４ｂのカーリング加工の部分をアルマイト処理部分１６ｂとすることにより、カーリング加工後も端子一体型の封口板１５ｂと端子一体型の金属ケース１４ｂの絶縁を可能とすることができるものである。

また、上記電解液注入用の連通孔１９は、図４に閉塞前の状態を、図１４に閉塞後の状態を示しており、この電解液注入用の連通孔１９の閉塞の方法として、例えば図４の電解液注入用の連通孔１９に示すように、封口板１５に電解液注入用の連通孔１９が突出した筒状のものである場合、図１４の電解液注入用の連通孔１９に示すように、この電解液注入用の連通孔１９の筒状部分を挟んで変形させた後、連通孔の一部が閉孔するようにして、その閉孔部分に対してレーザー光を照射することにより溶接して閉塞できる。これにより連通孔の閉塞に別の部材を使用する必要がないので部品点数は増加せず、かつスムーズな電解液の注入および注入用の連通孔の閉塞ができるものである。

また、電解液注入用の連通孔の形状として筒状部分を形成させない場合、別途準備された連通孔閉塞用の平板部材にて連通孔を覆った後、この平板部材の周囲と上記連通孔の周囲を例えばレーザー光を照射することによる溶接で接合して閉塞できる。この際、レーザー溶接を施す部分は連通孔より適度に離れているために溶接部に電解液が付着することによる接合不良の恐れがなくなるものである。

（実施の形態６）
図１５は本発明の第６の実施の形態によるコンデンサを示した正面図であり、図１５において、３３はコンデンサ、１７ａと１７ｂは外部接続用の平板状の端子であり、この平板状の端子１７ａと１７ｂは金属ケースの中心軸を基準に相反する方向にずれるように配設されている。

このような構成にすることにより、同図に示すように、複数のコンデンサ３３を接続する際に上記金属ケースの中心軸を境にして両端子が密着すると共に、基板３４等の上面に載置した状態でコンデンサ３３が浮いたりすることもなくなり、精度の良い接続を行うことができるものである。

（実施の形態７）
図１６（ａ），（ｂ）は本発明の第７の実施の形態による金属ケースを示した断面図であり、同図に示すように、外部接続用の平板状の端子３５ａまたは３６ａを一体に設けた金属ケース３５または３６の上記平板状の端子３５ａまたは３６ａの根元部の長手方向の一方に補強用の凸部３５ｂまたはＲ３６ｂを設けたもので、この構成により、平板状の端子３５ａまたは３６ａの強度を向上し、より耐震性に優れたコンデンサを得ることができるものである。

以上のように本発明のコンデンサは、コンデンサ素子の互いに逆方向に突出した電極の端面にそれぞれ接続された二つの独立した電極部でコンデンサを構成することにより、一対の電極の体積抵抗を減少させることができ、小型化と部品点数の削減を実現することができるので、各種電子機器に使用することができる。

本発明の第１の実施の形態によるコンデンサの構成を示す断面図 （ａ）同コンデンサ素子の構成を示す展開斜視図、（ｂ）同斜視図 同金属板の斜視図 本発明の第２の実施の形態によるコンデンサの構成を示す断面図 同カーリング部分の要部断面図 同封口板の斜視図 （ａ）同封口板の他の例を示す斜視図、（ｂ）同Ａ−Ａ断面を示す断面図、（ｃ）同Ｂ−Ｂ断面を示す断面図 本発明の第３の実施の形態によるコンデンサ素子の断面図 本発明の第４の実施の形態による圧力調整弁の構成を示す断面図 同圧力調整弁の他の例を示す断面図 同圧力調整弁の他の例を示す断面図 同圧力調整弁の他の例を示す断面図 同圧力調整弁の他の例を示す斜視図 本発明の第５の実施の形態によるコンデンサの構成を示す断面図 本発明の第６の実施の形態によるコンデンサを示す正面図 本発明の第７の実施の形態による金属ケースを示す断面図 従来のコンデンサの構成を示す断面図 従来のコンデンサ素子を示す展開斜視図

符号の説明

１ コンデンサ素子
２ａ，２ｂ 集電体の露出部分
５ 金属板
６ 金属ケース
６ａ 突起
７ 封口板
８ 芯材
８ａ，９ 外部接続用の端子
１０ 絶縁部材
１１ 閉塞体
１２ キャップ
１３ Ｏリング

Claims (6)

1. 平板状の一対の電極をその間にセパレータを介在させ、各々の電極の端面が互いに逆方向に突出するようにして巻回することにより両端面に一対の電極部が形成された中空状のコンデンサ素子と、上記コンデンサ素子を駆動用電解液と共に収納する有底筒状の金属ケースと、封口板とを有したコンデンサの製造方法であって、上記金属ケースの底面に形成した波状または隆起状の凹凸部をコンデンサ素子の電極の端面に押し当て、上記電極の端面をスウェッジ加工し、このスウェッジ加工された電極の端面と金属ケースを金属ケースの底面側からレーザー光を照射することにより接合すると共に、上記封口板に形成した波状または隆起状の凹凸部をコンデンサ素子の他方の電極の端面に押し当て、上記電極の端面を部分的にスウェッジ加工し、このスウェッジ加工された電極の端面と封口板の表面からレーザー光を照射することにより接合して、上記封口板により上記金属ケースの開口部を封止するようにしたコンデンサの製造方法。
2. 封口板および／または金属ケースにコンデンサ内部と連通する電解液注入用の連通孔を設け、コンデンサ素子の電極の端面を金属ケースおよび封口板に接合した後、上記連通孔より電解液を注入し、その後、上記連通孔を閉塞するようにした請求項１に記載のコンデンサの製造方法。
3. 封口板および／または金属ケースにコンデンサ内部と連通する連通孔を設け、この連通孔を覆うように閉塞体を設け、さらにこの閉塞体に重なるように外部と連通する孔を有するキャップを設けて上記閉塞体が常時閉塞する方向に付勢される圧力調整弁を形成するようにした請求項１に記載のコンデンサの製造方法。
4. 封口板および／または金属ケースにコンデンサ内部と連通する連通孔を備えた弁座を設け、この弁座の連通孔を覆うように閉塞体を設け、さらにこの閉塞体に重なるように外部と連通する孔を有するキャップを設けて圧力調整弁を形成するようにした請求項１に記載のコンデンサの製造方法。
5. 平板状の一対の電極として、金属箔からなる集電体上に集電体の一端に集電体の露出部分を形成するように活性炭と結着剤と導電剤の混合物からなる分極性電極層を形成するようにした請求項１に記載のコンデンサの製造方法。
6. コンデンサ素子の各電極の端面と金属ケースおよび封口板とをレーザーにて接合する際、各電極の端面の接合部分が非対称となる位置に溶接箇所を設けて接合するようにした請求項１に記載のコンデンサの製造方法。

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