JP2006286973A - Capacitor and its manufacturing process - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンデンサ素子と、該コンデンサ素子を収納する開口部を有する外装ケースと、前記開口部を密着封止する封口体と、前記コンデンサ素子に接続されているとともに、前記封口体より外部に導出された引出端子とを備え、前記引出端子を前記封口体と密封状態で接合したコンデンサ及びその製造方法に関する。 The present invention provides a capacitor element, an exterior case having an opening for accommodating the capacitor element, a sealing body that tightly seals the opening, and connected to the capacitor element, and external to the sealing body. The present invention relates to a capacitor including a drawn-out lead terminal, wherein the lead-out terminal is joined to the sealing body in a sealed state, and a method for manufacturing the same.
従来のコンデンサにおける引出端子と封口体の接合手段として、例えばゴム等の電気絶縁材で構成した封口体に引出端子の端子挿通孔を形成し、この端子挿通孔の孔径より少し大きめの丸棒状の引出端子を端子挿通孔に挿通して密封性を確保していた。そして、その密封性と、引き抜き強度を高めるためにカップリング剤を接合面に塗布したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。しかしこの種の接合手段は、カップリング剤を塗布したとしても端子を孔に挿入しているだけなので引き抜き強度に限界があり、かつ封口体の劣化により密封性能を長期に渡り維持できない恐れがあった。 As a means for joining the lead terminal and the sealing body in a conventional capacitor, for example, a terminal insertion hole of the lead terminal is formed in a sealing body made of an electrical insulating material such as rubber, and a round bar shape slightly larger than the diameter of the terminal insertion hole is formed. The extraction terminal was inserted into the terminal insertion hole to ensure sealing performance. And what applied the coupling agent to the joint surface in order to improve the sealing performance and pull-out strength is known (for example, refer to patent documents 1). However, this type of joining means has a limitation on the pull-out strength because the terminal is only inserted into the hole even if a coupling agent is applied, and there is a possibility that the sealing performance cannot be maintained for a long time due to deterioration of the sealing body. It was.
前記した事情の基に、封口体を熱可塑性樹脂で構成して金属製の引き出し端子に圧接あるいは熱融着して密封性と接合強度の向上を図ったものも公知である。(例えば、特許文献2参照)。 Under the circumstances described above, it is also known that the sealing body is made of a thermoplastic resin and is pressed or heat-sealed to a metal lead terminal to improve sealing performance and bonding strength. (For example, refer to Patent Document 2).
前記特許文献2に記載された接合手段は、圧接や熱融着よる接合であるので、引出端子と封口体の密封性及び接合強度は向上は見られるものの、ヒートサイクルや長期使用による封口体の劣化に基づく密封性及び接合強度の低下は避けることはできず、更に改良の余地があった。
Since the joining means described in
本発明は、前記課題に鑑みてなされたもので、長期に渡り密封性能の高い、かつ接合強度が大きいコンデンサ及びその製造方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a capacitor having a high sealing performance and a high bonding strength over a long period of time and a method for manufacturing the same.
前記課題を解決するために、本発明の請求項1に記載のコンデンサは、
コンデンサ素子と、該コンデンサ素子を収納する開口部を有する外装ケースと、前記開口部を密着封止する封口体と、前記コンデンサ素子に接続されているとともに、前記封口体より外部に導出された引出端子とを備え、前記引出端子を前記封口体と接合したコンデンサであって、前記封口体をレーザ光の透過性材料で構成し、前記引出端子と封口体との当接部がレーザ光の照射により密着封止されていることを特徴としている。
この特徴によれば、透過性材料を介してレーザ光を当接部の任意の位置、及び全体に照射可能であるので、外力に対しても接合力が低下することがなく、かつ長期に渡り接合力が大きい密封性に優れた引出端子と封口体の接合構造を有するコンデンサを提供できる。
In order to solve the above-mentioned problem, the capacitor according to claim 1 of the present invention provides:
A capacitor element, an outer case having an opening for accommodating the capacitor element, a sealing body for tightly sealing the opening, and a lead connected to the capacitor element and led out from the sealing body A capacitor in which the extraction terminal is joined to the sealing body, wherein the sealing body is made of a laser light transmitting material, and a contact portion between the extraction terminal and the sealing body is irradiated with laser light. It is characterized by being tightly sealed by.
According to this feature, it is possible to irradiate a laser beam to an arbitrary position of the contact portion and the whole through the transparent material, so that the bonding force does not decrease even with an external force, and for a long time. It is possible to provide a capacitor having a joining structure of an extraction terminal and a sealing body having a large joining force and excellent sealing performance.
本発明の請求項2に記載のコンデンサは、請求項1に記載のコンデンサであって、
前記レーザ光の透過性材料は、そのレーザ光の透過率が15%以上であることを特徴としている。
この特徴によれば、透過性材料のレーザ光透過率が15%以上であれば、レーザ光を有効に当接部に照射することができるので、コンデンサの生産性の向上と省エネ化が図れる。
A capacitor according to
The laser light transmitting material is characterized in that the laser light transmittance is 15% or more.
According to this feature, when the laser beam transmittance of the transparent material is 15% or more, the laser beam can be effectively irradiated onto the contact portion, so that the productivity of the capacitor can be improved and the energy can be saved.
本発明の請求項3に記載のコンデンサは、請求項1または2に記載のコンデンサであって、
前記透過性材料は、熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマーであることを特徴としている。
この特徴によれば、熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマーは種類が豊富であり、引出端子の材料に応じて、透過性又は軟化性に好適なものを選択できる。特に熱可塑性エラストマーはその弾性力により、レーザ光の照射時における引出端子との密着度をより高めることができる。
A capacitor according to
The permeable material is a thermoplastic resin or a thermoplastic elastomer.
According to this feature, there are many types of thermoplastic resins or thermoplastic elastomers, and those suitable for permeability or softness can be selected according to the material of the lead terminal. In particular, the thermoplastic elastomer can further increase the degree of adhesion with the lead-out terminal during laser light irradiation due to its elastic force.
本発明の請求項4に記載のコンデンサは、請求項3に記載のコンデンサであって、
前記熱可塑性樹脂はポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド又は液晶ポリマーから選ばれたいずれか一つであることを特徴としている。
この特徴によれば、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド又は液晶ポリマーはいずれも、引出端子に対して密着性に優れ、接合力も大きい。
A capacitor according to claim 4 of the present invention is the capacitor according to
The thermoplastic resin is any one selected from polyetheretherketone, polyphenylene sulfide, or liquid crystal polymer.
According to this feature, any of polyetheretherketone, polyphenylene sulfide, or liquid crystal polymer has excellent adhesion to the lead terminal and a large bonding force.
本発明の請求項5に記載のコンデンサの製造方法は、
コンデンサ素子と、該コンデンサ素子を収納する開口部を有する外装ケースと、前記開口部を密着封止する封口体と、前記コンデンサ素子に接続されているとともに、前記封口体より外部に導出された引出端子とを備え、前記引出端子を前記封口体と接合するコンデンサの製造方法であって、前記封口体をレーザ光の透過性材料で構成するとともに、前記引出端子が封口体により包囲されて封口体より導出するように封口体と引出端子を当接し、次いでレーザ光を封口体側より該当接部に照射し、前記封口体の引出端子との当接部を溶融又は軟化させて引出端子と封口体とを接合することを特徴としている。
この特徴によれば、引出端子の金属材料が、レーザ光の透過性材料から成る封口体により包囲されて封口体より導出するように封口体と引出端子を当接した上でレーザ光を照射し、封口体の引出端子との当接部を溶融又は軟化させて接合するので、密封度が高く、また透過性材料を介して当接部のどの様な箇所にもレーザ光を照射できるので、充分な接合力が得られる。
The method for manufacturing a capacitor according to
A capacitor element, an outer case having an opening for accommodating the capacitor element, a sealing body for tightly sealing the opening, and a lead connected to the capacitor element and led out from the sealing body A capacitor manufacturing method comprising: a terminal, wherein the lead terminal is joined to the sealing body, wherein the sealing body is made of a laser light transmitting material, and the lead terminal is surrounded by the sealing body. The sealing body and the extraction terminal are brought into contact so as to be further derived, and then the laser beam is irradiated to the corresponding contact portion from the sealing body side, and the contact portion of the sealing body with the extraction terminal is melted or softened so that the extraction terminal and the sealing body It is characterized by joining.
According to this feature, the metal material of the extraction terminal is surrounded by the sealing body made of a laser light transmitting material and is irradiated with laser light after contacting the sealing body and the extraction terminal so as to be led out from the sealing body. Since the contact portion with the lead-out terminal of the sealing body is melted or softened and joined, the sealing degree is high, and any portion of the contact portion can be irradiated with the laser light through the transparent material. Sufficient bonding strength can be obtained.
本発明の請求項6に記載のコンデンサの製造方法は、請求項5に記載のコンデンサの製造方法であって、
前記レーザ光を照射している間は前記当接部が押圧状態にあることを特徴としている。
この特徴によれば、レーザ光を照射している間、当接部を押圧することにより、密着度が高められ、効率的に接合力の大きい接合が可能となる。
A capacitor manufacturing method according to claim 6 of the present invention is the capacitor manufacturing method according to
While the laser beam is irradiated, the contact portion is in a pressed state.
According to this feature, by pressing the contact portion while irradiating the laser beam, the degree of adhesion is increased, and the bonding with a large bonding force can be performed efficiently.
本発明の請求項7に記載のコンデンサの製造方法は、請求項5または6に記載のコンデンサの製造方法であって、
前記当接部は、レーザ光の照射前に熱溶着又は超音波により予め仮接合されていることを特徴としている。
この特徴によれば、レーザ光照射時に引出端子と封口体の位置合わせが省略でき連続生産に好適であり、かつ熱溶着部又は超音波溶接部の再溶融化により両者の密封部の均質化が図れる。
A capacitor manufacturing method according to claim 7 of the present invention is the capacitor manufacturing method according to
The abutting portion is preliminarily bonded by thermal welding or ultrasonic waves before irradiation with laser light.
According to this feature, the alignment of the lead terminal and the sealing body can be omitted at the time of laser light irradiation, which is suitable for continuous production, and the re-melting of the heat welded part or the ultrasonic welded part makes it possible to homogenize the sealed part of both. I can plan.
本発明の実施例を以下に説明する。 Examples of the present invention will be described below.
本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、先ず図1は、実施例1におけるコンデンサを示す一部破断斜視図であり、図2は、レーザ光を用いた引出端子と封口体の接合を示す断面図である。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, FIG. 1 is a partially broken perspective view showing a capacitor in the first embodiment, and FIG. 2 shows the joining of an extraction terminal and a sealing body using a laser beam. It is sectional drawing shown.
図1の符号11は、本発明の適用された角状コンデンサ11であり、このコンデンサ11は、有底角筒状の外装ケース12と、外装ケース12内部に収納される2本の引出端子14が接続されたコンデンサ素子15と、外装ケース12の開口を封口して引出端子14を密封状態で外部に導出する略矩形状の封口体13とで構成されている。
この外装ケース12の内部には電解液が充填されており、外装ケース12内部に収納されたコンデンサ素子15は、陽極箔ならび陰極箔の間に電解液を保持するセパレータを介して前後に複数積層させた積層式タイプの電解コンデンサ素子15が用いられている。尚、本実施例で用いられるコンデンサ素子15には、陽極箔ならび陰極箔の間にセパレータを介して巻回させた円筒タイプの電解コンデンサ素子を用いてもよいし、電気二重層コンデンサ、フィルムコンデンサ等の各種コンデンサを用いるようにしてもよい。
The
また、この引出端子14は電極箔に引出端子14の一方が接続され、他方が封口体13を貫通して封口体13に装着される。尚、本実施例で用いる引出端子14は、封口体13に予め外部引き出し用となる外部端子をインサート形成し、別途電極箔に接続した内部端子を前記外部端子と接続したものを用いても良い。
The
引出端子14のコンデンサ素子15との内部の接続部分は、特に図示しないが電極箔(陽極箔ならび陰極箔)と接続し易いように平板状に形成されている。また、コンデンサ素子15にはアルミニウムが使用されている。尚、本実施例では、使用するコンデンサ素子15を平面視で四角形の角状としていることから外装ケース12も角状としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら使用するコンデンサ素子15が平面視で長円形のものであれば、外装ケースも長円筒状のものとすれば良いし、これら使用するコンデンサ素子15が円形の円筒状のものであれば、外装ケースも円筒状のものとすれば良く、コンデンサ素子の形状に合わせて外装ケース12の形状を適宜選択するとよい。
The connection portion of the
また、本実施例では外装ケース12はレーザ光20の吸収性を有する吸収性樹脂で形成されている。この吸収性樹脂には、後述する封口板12の透過性材料としての熱可塑性樹脂と同様の熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマー等を用いることができるが、コンデンサの通常使用時における耐熱性、耐薬品性に優れたポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイドが好適である。尚、外装ケース12の開口上端には、外装ケース12の厚みとほぼ同じ所定幅を有する当接面12aが形成されている。この当接面12aが封口体13の下面13aに当接されるようになっている。
In the present embodiment, the
更に、図1に示される引出端子14は、アルミニウム等の金属材料を用いて形成されている。引出端子14に用いる金属材料には、その他にもアルミニウム合金や、鉄、銅、スズなどを用いることもできる。この引出端子の封口体より外部に引き出された部分の表面には、はんだ付け用の金属メッキが施されていても良い。
Further, the
次に本実施例において封口体13と引出端子14の接合に用いられるレーザ光20について具体的に説明すると、本実施例に用いられるレーザは、半導体レーザ、YAGレーザ、CO2レーザを用いる事が好ましい。また、引出端子4の金属材料等により種々のレーザ照射条件を変更して最適なレーザ光20を構成してもよい。
Next, the
次に、封口体13について詳述すると、図2に示される封口体13は、レーザ光20の透過性を有する本実施例における透過性材料としての熱可塑性樹脂で形成されている。尚、熱可塑性樹脂以外に、透過性材料として熱可塑性エラストマー(TPE)などを用いてもよく、熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマーは種類が豊富であり、引出端子14を構成する金属材料(本実施例ではアルミニウム)に応じて、透過性と又は軟化性に好適なものを選択することができる。特に熱可塑性エラストマーはその弾性力により、レーザ光の照射時における引出端子14との密着度をより高めることができる。この熱可塑性エラストマーは、常温ではゴム弾性を有し、高温では可塑化されて溶融成形可能となる材料であり、スチレン系、オレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、フッ素系、塩素化ポリエチレン系、ニトリル系、シリコーン系、1,2ポリブタジエン、トランス−1,4ポリイソプレン、塩素化エチレンコポリマー架橋体アロイなどを用いることができ、特にポリエステル系エラストマーやポリオレフィン系エラストマーが好適に用いられる。
Next, the sealing
尚、熱可塑性樹脂を使用する際には、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、液晶ポリマー(LCP)、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、フッ素樹脂、アクリル等が用いられる。特に、PEEK、PPS、LCPは、いずれも金属材料に対して密封性に優れ接合強度も大きく、通常使用時における耐熱性、耐薬品性に優れコンデンサへの使用に適している。液晶ポリマー(LCP)としては、全芳香族ポリアミド、全芳香族ポリエステル、ポリエステルアミド、ポリアミドイミド、ポリエステルカーボネート、ポリアゾメチンが好適に用いられる。 When a thermoplastic resin is used, polyether ether ketone (PEEK), polyphenylene sulfide (PPS), liquid crystal polymer (LCP), polypropylene, polyethylene, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyvinyl chloride, fluororesin, Acrylic or the like is used. In particular, PEEK, PPS, and LCP are all excellent in sealing performance against metal materials and have high bonding strength, and are excellent in heat resistance and chemical resistance during normal use and are suitable for use in capacitors. As the liquid crystal polymer (LCP), wholly aromatic polyamide, wholly aromatic polyester, polyester amide, polyamide imide, polyester carbonate, and polyazomethine are preferably used.
尚、前述したこれら透過性材料には、ガラス繊維、カーボン繊維などの強化繊維や、無機物パウダー等の充填材や、着色材などの添加剤を添加してもよい。ただし、後述するレーザ照射時において、封口体13の少なくともレーザが照射される領域ではレーザ光20の透過率が15%以上に保たれるように、透過性材料内の添加剤の含有量が調整される。
In addition, you may add additives, such as reinforcing fibers, such as glass fiber and carbon fiber, fillers, such as inorganic substance powder, and a coloring material, to these permeable materials mentioned above. However, the content of the additive in the transmissive material is adjusted so that the transmittance of the
図2に示すように、封口体13の中央部には2つの貫通孔13b(当接部)が形成されており、コンデンサ素子15に接続された2本の引出端子14を貫通孔13bに貫通させることで、コンデンサ素子15が封口体13に取り付けられる。引出端子14の外周面(外径)は貫通孔13bの内周面(内径)よりも若干大きくなるように形成されており、引出端子14は貫通孔13bにきつめに嵌入される。そのため引出端子14が封口体13の貫通孔13bに取り付けられると、引出端子14の封口体13との当接部14aは押圧状態になる。
As shown in FIG. 2, two through
尚、本実施例においては封口体13の全てを透過性材料で形成しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、透過性材料で形成される封口体13の透過性領域は、少なくともレーザが照射される領域、いわゆる引出端子14の当接部14aに接触される封口体13の貫通孔13bの近傍に形成されていれば良い。
In this embodiment, all of the sealing
次いでレーザ光20を用いた封口体13と引出端子14の接合作業について説明すると、図2に示すように、引出端子14における当接部14aの接合予定部を含む近傍をヒータ等の加熱手段によって加熱することで、引出端子14の当接部14aと封口体13の貫通孔13bとを熱溶着により予め仮接合させておく。
Next, the joining operation of the sealing
そして、図2に示すように、レーザ光20を封口体13の上方より、斜め方向から引出端子14の当接部14aに向けて照射する。レーザ光20は透過性材料で形成された封口体13を透過して、引出端子14の当接部14aに照射される。するとレーザ光20の有するエネルギーによって当接部14aの温度が上昇し、この当接部14aの熱が当接部14aに当接されている封口体13の貫通孔13bの内周面に伝導される。そして封口体13の貫通孔13bの内周面の温度が上昇し、封口体13の貫通孔13bの内周面を軟化または溶融させることができる。尚、このレーザ照射中も継続して当接部14aの近傍の加熱を継続することで、接合予定部の昇温を早められる。尚、アルミニウムで構成されている引出端子14の当接部14aの表面はレーザ光20が照射されても軟化または溶融されないようになっている。
Then, as shown in FIG. 2, the
レーザ光20の照射域を引出端子14の当接部14aの外周面に沿って徐々に移動させて行くと、既にレーザ光20が照射された引出端子14の当接部14aに対応する部位の封口体13の貫通孔13bの内周面が固化されはじめ、封口体13の貫通孔13bが引出端子14の当接部14aに強固に接合されるようになる。このようなレーザ照射を引出端子14の当接部14aの外周面全体に渡って行い、当接部14aを封口体13の貫通孔13bに面接合させる。尚、前述した透過性材料のレーザ光透過率が15%以上であれば、レーザ光20を有効に当接部14aに照射することができるので、コンデンサ11の生産性の向上と省エネ化が図れる。
When the irradiation region of the
また、引出端子14は貫通孔13bにきつめに嵌入され、引出端子14の封口体13との当接部14aが押圧状態となっていることで、レーザ光20を照射している間、引出端子14の当接部14aと封口体13の貫通孔13bとの密接度が高められ、効率的に接合強度の大きい接合が可能となる。
Further, the
尚、引出端子14の封口体13との当接部14aを押圧状態とするためには、封口体13の貫通孔13bの内周面に突起を設け、かつこの突起を引出端子14の外周面(外径)全体を囲うように設けることで、貫通孔13bの内周面(内径)を小さく形成してもよい。また、引出端子14の外周面全体に突起を形成して引出端子14の外周面(外径)が大きくなるようにしてもよい。更に、封口体13の貫通孔13bのコンデンサ素子15側の貫通孔13b端部に引出端子14を案内するテーパ面を形成することで、引出端子14を貫通孔13bに貫通させ易くするとともに、貫通後に引出端子14の当接部14aと封口体13の貫通孔13bとを押圧状態とするものであってもよい。
In addition, in order to make the
尚、本実施例ではレーザ光20を照射する前に、引出端子14の当接部14aの接合予定部を含む近傍にヒータ等で熱を加えて、封口体13の貫通孔13bと熱溶着による仮接合をさせており、そのためレーザ光20の照射時に引出端子14と封口体13の位置合わせが省略できるとともに当接面14aの昇温を早められ、連続生産に好適であり、かつ熱溶着部の再溶融化により両者の密封部の均質化が図れるようになっている。尚、本実施例では熱溶着を用いることで、封口体13の貫通孔13bと引出端子14の当接部14aとを仮接合していたが、熱溶着以外にも超音波溶接等を用いることで、封口体13の貫通孔13bと引出端子14の当接部14aとを仮接合させてもよい。
In this embodiment, before the
そして、引出端子14と封口体13の接合と同様な方法で、外装ケース12と封口体13が接合されるようになっている。つまり図2(b)に示すように、レーザ光20’を封口体13の縁部に照射することにより、封口体13を通過したレーザ光20’が、吸収性材料として熱可塑性樹脂からなる外装ケース12の当接面12aに照射され当接面12aの温度が上昇して軟化または溶融する。この当接面12aの熱が当接面12aに当接されている封口体13の下面13aの縁部に伝導され、封口体13の下面13aの縁部の温度が上昇し、封口体13の下面13aの縁部を軟化または溶融させることで、封口体13の下面13aの縁部と外装ケース12の当接面12aとの両方の溶融と相俟って強固に接合させることができる。尚、封口体13を構成する吸収性材料としてポリプロピレンを用い、外装ケース12を構成する透過性材料としてポリプロピレンを用いるなど、吸収性材料と透過性材料に同種系の材料を用いることで強固な接合が得られる。
And the
尚、実施例1では外装ケース12をレーザ光の吸収性材料として熱可塑性樹脂を用いたが、これに限らず、レーザ光の吸収性材料としてはアルミニウム、アルミニウム合金などの金属材料を用いることができる。この外装ケース12に収納されるコンデンサ素子15が主としてアルミニウムで形成されていることから、外装ケース12をアルミニウムで形成することにより、電池形成作用による腐食を防げ、かつコンデンサの電気特性に悪影響を与えることがない。
In the first embodiment, the
本発明のコンデンサ11における引出端子14と封口体13の接合構造によれば、透過性材料である封口体13を介してレーザ光20を引出端子14の当接部14aの全体に照射可能であるので、外力に対しても接合力が低下することがなく、かつ長期に渡り接合力が大きい密封性に優れた引出端子14と封口体13の接合構造を有するコンデンサ11を提供できるようになる。
According to the joining structure of the
また、引出端子14と封口体13が強固に接合されるとともに、外装ケース12と封口体13も強固に接合されるので、コンデンサ11内部の密封性が向上される。つまり外部からのコンデンサ素子15への影響がより強固に保護され、コンデンサ11の内部に外部から水分や異物等が入りこまないようになっているとともに、コンデンサ11内部の電解液やその気化成分の漏れも確実に防止される。更に、透過性材料で構成される封口体13を介して引出端子14の当接部14aのどの様な箇所にもレーザ光20を照射できるので、充分な接合力が得られる。
Further, since the
次に、本発明の実施例2を図3から図4に基づいて説明する。図3は実施例1におけるコンデンサを示す一部破断斜視図であり、図4(a)は、コンデンサ素子と外装ケースと封口体の分解組立断面図であり、図4(b)は、レーザ光を用いた引出端子と封口体の接合を示す断面図である。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 is a partially broken perspective view showing the capacitor in Example 1, FIG. 4A is an exploded sectional view of the capacitor element, the outer case, and the sealing body, and FIG. 4B is a laser beam. It is sectional drawing which shows joining of the lead-out terminal and sealing body using this.
図3に示すように、実施例2における円筒状コンデンサ1は、有底円筒状の外装ケース2と、外装ケース2内部に収納される2本の引出端子4が接続されたコンデンサ素子5と、外装ケース2の開口を封口して引出端子4を密封状態で外部に導出する貫通孔3b(当接部)が形成された略円盤状状の封口体3とで構成されている。尚、本実施例では、コンデンサ素子5を陽極箔ならび陰極箔の間にセパレータを介して巻回した巻回積層式タイプの電解コンデンサが用いられている。
As shown in FIG. 3, the cylindrical capacitor 1 according to the second embodiment includes a bottomed cylindrical
図4(a)に示すように、引出端子4はアルミニウムで形成されている。更に、実施例2における封口体3は透過性材料としての熱可塑性樹脂で形成されており、外装ケース2はレーザ光20の吸収性を有する吸収性材料としてアルミニウムなどの金属材料で形成されている。この吸収性樹脂には、実施例1に記載の封口板12の透過性材料としての熱可塑性樹脂と同様の熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマー等を用いることができ、熱可塑性材料としては、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイドが好適である。また、この吸収性樹脂には、レーザ光20を吸収し易くするために、カーボンブラックなどの黒色系の着色材などが添加されている。
As shown in FIG. 4A, the lead terminal 4 is made of aluminum. Further, the sealing
図4(b)に示すように、引出端子4と封口体3を接合させる際には、先ず、押圧手段(図示略)によって封口体3の左右側面から封口体3の中心方向に向く圧力を加える。すると引出端子4の当接部4aと封口体3の貫通孔3bとが押圧状態になる。そして、レーザ光20を封口体3の上方より、斜め方向から引出端子4における封口体3の貫通孔3bに当接される当接部4aに向けて照射する。
As shown in FIG. 4B, when joining the lead terminal 4 and the sealing
レーザ光20は透過性材料で形成された封口体3を透過して、引出端子4の当接部4aに照射される。そして当接部4aの温度が上昇し、その熱が封口体3の貫通孔3bの内周面に伝導され、封口体3の貫通孔3bの内周面の温度が上昇することで、封口体3の貫通孔3bの内周面が軟化または溶融され、引出端子4の当接部4aと封口体3の貫通孔3bの内周面が接合される。
The
そして、引出端子4と封口体3の接合と同様な方法で、外装ケース2と封口体3が接合されるようになっている。つまり図4(b)に示すように、封口体3の上方からレーザ光20’を照射すると、封口体3を通過したレーザ光20’が、封口体3の下面3aと当接する外装ケース2の当接面2dに照射され、当接面2dの温度が上昇される。この当接面2dの熱が当接面2dと当接されている封口体3の下面3aに伝達され、封口体3の縁部の温度が上昇し、封口体の下面3aが軟化又は溶融させることで、封口体3の下面3aと外装ケース2の当接面2dとを強固に接合させることができる。
And the
次に、本発明の実施例3を図5から図6に基づいて説明する。図5は、実施例3におけるコンデンサを示す一部破断斜視図であり、図6(a)は、レーザ光を用いた引出端子と透過性フィルムの接合を示す断面図であり、図6(b)は、ラミネートフィルムを用いたコンデンサを示す断面図である。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a partially broken perspective view showing the capacitor in Example 3, and FIG. 6A is a cross-sectional view showing joining of the lead-out terminal and the transmissive film using laser light, and FIG. ) Is a cross-sectional view showing a capacitor using a laminate film.
図5に示すように、実施例3におけるラミネート状コンデンサ21は、2本の引出端子24が接続されたコンデンサ素子25がラミネートフィルム22で包まれている。尚、本実施例では、コンデンサ素子25を陽極箔ならび陰極箔の間にセパレータを介して複数積層させた積層式タイプの電解コンデンサが用いられているが、陽極箔ならび陰極箔の間にセパレータを介して巻回した円筒状のコンデンサ素子を用いた円筒状の電解コンデンサでも良い。
As shown in FIG. 5, in the
更に、このラミネートフィルム22が本発明の外装ケースを構成しており、そのためコンデンサ21の薄型化が可能であるとともにコンデンサ素子25のいかなる形状に対しても対応できる。このラミネートフィルム22は、アルミニウムなどの金属材料の両面に、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド又はポリイミドからなる絶縁樹脂層が形成された複合フィルム材である。
Further, the
図5に示すように、引出端子24はアルミニウムで形成されており、この引出端子24の一部を包囲するように、本実施例における封口体としての透過性フィルムが巻き付けられている。更に、透過性フィルムは、実施例1に記載の透過性材料で形成されている。また、ラミネートフィルム22は上端と下端が開口された円筒形状を成しており、コンデンサ素子25を包囲した後、ラミネートフィルム22の上端と下端を封止することで内部が密封状態にされている。
As shown in FIG. 5, the
図6(a)を参照して引出端子24と透過性フィルム23の接合について説明すると、先ず透過性フィルム23を押圧手段(図示略)により両側方から挟み込み、更に加熱手段(図示略)によって、透過性フィルム23に熱を加える。すると透過性フィルム23の同士が熱溶着される。更に、透過性フィルム23が熱溶着されると、透過性フィルム23には、引出端子24を外部に導出する貫通孔23a(当接部)が形成される。
Referring to FIG. 6 (a), the joining of the
図6(a)に示す透過性フィルム23が熱溶着により密封されると、透過性フィルム23同士は互いに熱可塑性樹脂で形成されているため強固に接合される。また、透過性フィルム23の貫通孔23aと、この貫通孔23aに当接される引出端子24の当接部24aも熱溶着によって接合されるが、透過性フィルム23と引出端子24は互いに異なる材料で形成されており、それら材質(樹脂とアルミニウム)の熱膨張率などが異なっているので、ラミネート状コンデンサ21を長年使用することにより、透過性フィルム23の貫通孔23aと引出端子24の当接部24aとの接合が剥がれてしまう場合がある。そこで透過性フィルム23の貫通孔23aと引出端子24の当接部24aとの接合を保証するために、レーザ光20を用いた透過性フィルム23と引出端子4の接合作業を行う。
When the
次いでレーザ光20を用いた透過性フィルム23と引出端子24の接合作業について説明すると、図6(a)に示すように、レーザ光20を透過性フィルム23の側方より、引出端子24の当接部24aに向けて照射する。レーザ光20は透過性材料で形成された透過性フィルム23を透過して、引出端子24の当接部24aに照射される。そして当接部24aの温度が上昇し、その熱が透過性フィルム23の貫通孔22aの内周面に伝導され、透過性フィルム23の貫通孔22aの内周面の温度が上昇することで、透過性フィルム23の貫通孔22aの内周面が溶融され、引出端子24の当接部24aとラミネートフィルム23の貫通孔22aの内周面が接合される。
Next, the joining operation of the
そして、図6(b)に示すラミネートフィルム22の上端と下端を押圧手段(図示略)により両側方から挟み込み、更に加熱手段(図示略)によって、ラミネートフィルム22の上端と下端に熱を加える。するとラミネートフィルム22の上端は、引出端子24に巻き付けられた透過性フィルム23を挟み込むように接合され、ラミネートフィルム22と透過性フィルム23が熱溶着されるとともに、ラミネートフィルム22の下端同士も熱溶着され、ラミネートフィルム22の内部が密封状態にされる。尚、本実施例では熱溶着を用いることで、ラミネートフィルム22の上端と透過性フィルム23を接合するとともに、ラミネートフィルム22の下端同士を接合していたが、接着剤等を用いてラミネートフィルム22の上下端の接合を実施してもよい。
Then, the upper and lower ends of the
本発明のコンデンサ21における引出端子24と透過性フィルム23の接合構造によれば、レーザ光20を用いて局所的に透過性フィルム23を加熱するので、樹脂で構成された透過性フィルム23が完全に溶融する温度まで加熱することが可能になっている。そして、レーザ光20によって溶融された透過性フィルム23が固化する際には、強固にアルミニウムで構成された引出端子24の表面に接合されることとなる。尚、透過性フィルム23を介してレーザ光20を引出端子24の当接部24aの全体に照射可能であるので、透過性フィルム23と引出端子24の接合領域全体を強固に接合でき、外力に対しても接合力が低下しないコンデンサ21を提供できる。
According to the joining structure of the
以上の各実施例の説明から、本発明におけるコンデンサにおける引出端子4、14、24と封口体3、13(透過性フィルム23)の接合構造及びその接合方法は、コンデンサ1、11、21に複雑な構成を付加または煩雑な機器類を用いることなく、コンデンサ1、11、21の小型化が図れ、かつ外力に対してもより安定して引出端子4、14、24と封口体3、13(透過性フィルム23)の接合力を保持でき、しかも長期に渡り接合強度が大きく、密封性能の高いコンデンサ1、11、21の製造方法となる。
From the description of each of the above embodiments, the joining structure of the
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments, and modifications and additions within the scope of the present invention are included in the present invention. It is.
例えば、実施例3において、ラミネートフィルムを上端と下端が開口した円筒形状のものを使用したが、これに限らず2枚のラミネートフィルムを用いて外周部を接合し、引出端子のところに配置された透過性フィルムをレーザ光で接合するようにしても良く、ラミネートフィルムの形状はコンデンサの外形に応じて最適なものを使用する。 For example, in Example 3, a laminate film having a cylindrical shape with an open upper end and a lower end was used. However, the present invention is not limited to this, and the outer peripheral portion is joined using two laminate films, and the laminate film is disposed at the lead terminal. The transparent film may be bonded with a laser beam, and the optimum shape of the laminate film is used according to the outer shape of the capacitor.
また、実施例1、実施例2では、レーザ光の透過性材料からなる封口体と外装ケースとの封止をレーザによる方法を用いたが、これに限らず前記封口体と外装ケースとの封止を熱溶着(ホットプレス)、接着剤あるいは超音波接合などを用いることもできる。 Further, in Example 1 and Example 2, a sealing method using a laser was used to seal the sealing body made of a laser light-transmitting material and the outer case. However, the sealing is not limited to this, and the sealing body and the outer case are sealed. It is also possible to use heat welding (hot press), adhesive, ultrasonic bonding, or the like.
また、前記実施例1、2では、封口体より外部に引き出された引出端子は直線状をなしているが、これに限らず、陰極側、陽極側の引出端子を離間する方向に封口体の面に沿って折り曲げ、チップ品として用い、表面実装に対応させることもできる。 In the first and second embodiments, the lead terminal drawn out from the sealing body has a linear shape. However, the present invention is not limited to this, and the sealing body is not limited to this direction in the direction of separating the cathode side and the anode side lead terminals. It can be bent along the surface, used as a chip product, and adapted to surface mounting.
1 円筒状コンデンサ
2 外装ケース
2a 当接面
3 封口体
3a 下面
3b 貫通孔
4 引出端子
4a 当接部
5 コンデンサ素子
11 角状コンデンサ
12 外装ケース
12a 当接面
13 封口体
13a 下面
13b 貫通孔
14 引出端子
14a 当接部
15 コンデンサ素子
20 レーザ光
21 ラミネート状コンデンサ
22 ラミネートフィルム
23 透過性フィルム
23a 貫通孔
24 引出端子
24a 当接部
25 コンデンサ素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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