JP2007103900A - コンデンサおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】陽極および陰極の電極箔のセパレータへの配置位置を精度良く可能とし、両電極箔の位置ズレを起こさず容易に巻回することができ、且つ平板状に巻回したコンデンサの厚みを極力薄く仕上げるとともに、コンデンサの幅寸法を小形化が可能な電解コンデンサを提供すること。
【解決手段】複数の矩形の陽極５箔及び陰極箔６が、巻回されたセパレータ２の同一面に適宜配置され、且つ該陽極箔５と陰極箔６とがセパレータ２を介して交互に積層される。
【選択図】図２

Description

本発明は、表面に複数の矩形の陽極箔及び陰極箔を配置した帯状のセパレータを折り曲げ平板状に巻回することにより前記両電極箔を積層したコンデンサおよびその製造方法に関する。

従来、コンデンサとしては、電解コンデンサ、電気２重層コンデンサなどがあり、帯状のセパレータの一面側に複数の矩形の陽極箔を所定間隔あけて、例えば接着剤等で貼着し、もう１つの帯状のセパレータの一面側に同様に複数の矩形の陰極箔を所定間隔あけて貼着し、両セパレータを重ね合わせて平板状に巻回したコンデンサの製造方法は既に公知である（例えば、特許文献１参照）。

この巻回式コンデンサは電極箔が存在しないセパレータ部分で折り曲げて巻回するようにしているので、電極箔に巻回時の負荷が掛からず亀裂や、特に陽極箔の誘電体酸化被膜の損傷を避けることができる利点を有している。

特公平２−５２８５０号公報（第２頁右欄、図１、４）

しかし前記特許文献１に記載された巻回式コンデンサは、陽極箔および陰極箔を貼着する２枚のセパレータを必要とし、かつ巻回後に両箔が位置ズレを起こさず正しい位置に正対できるように巻回の際に細心の注意を要し、しかも平板状に巻回したコンデンサの厚みはセパレータを２枚使用しているので厚くなってしまうと言う問題点が指摘されていた。

本発明は、前記課題に鑑みてなされたもので、陽極および陰極の電極箔のセパレータへの配置位置を精度良く可能とし、両電極箔の位置ズレを起こさず容易に巻回することができ、且つ平板状に巻回したコンデンサの厚みを極力薄く仕上げるとともに、コンデンサの幅寸法を小形化が可能なコンデンサおよびその製造方法を提供することを目的としている。

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、
複数の矩形の陽極箔及び陰極箔が、巻回されたセパレータの同一面に適宜配置され、且つ該陽極箔と陰極箔とがセパレータを介して交互に積層されたことを特徴としている。
この特徴によれば、セパレータの同一面に陽極箔及び陰極箔が適宜配置されるため、セパレータが少なくとも１枚あれば製造可能であり、コンデンサを薄型とすることができる。

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、
前記巻回されたセパレータの最外周は、陰極箔が２枚配置されていることを特徴としている。
この特徴によれば、最小限度の陽極箔と陰極箔の枚数でコンデンサが製造可能であり、コンデンサを薄型とすることができるとともに、陽極箔には必ず陰極箔がセパレータを介して対向するように配置され、ＥＳＲ特性が改善される。また巻回されたセパレータの最外周に配置された陰極箔を外装ケースに当接させることにより、放熱性を向上させることもできる。

本発明の請求項３に記載のコンデンサの製造方法は、
表面に複数の矩形の陽極箔及び陰極箔を適宜配置して帯状のセパレータを折り曲げ平板状に巻回することにより前記陽極箔と陰極箔を積層するコンデンサの製造方法であって、
セパレータの同一面に陽極箔と陰極箔とを適宜配置するとともに、該セパレータを巻回することにより、陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して交互に積層することを特徴としている。
この特徴によれば、帯状のセパレータの同一面のみに陽極箔と陰極箔を配置すればよいので、セパレータへの電極箔の配置精度を高められ、位置ずれが抑制されるとともに、製造工程が単純で手間が掛からず、またセパレータが少なくとも１枚あれば製造可能であるので、巻回後のコンデンサを薄型とすることができる。
尚、巻回されたセパレータの最外周に陰極箔が２枚配置されるようにすれば、コンデンサの電気的特性、すなわちＥＳＲ特性が改善される。

本発明の請求項４に記載のコンデンサの製造方法は、請求項３に記載のコンデンサの製造方法であって、
巻軸が垂直方向に回動され、該巻軸によってセパレータが巻回されるときに、外側となるセパレータの同一面に、前記陽極箔及び陰極箔を配置することを特徴としている。
この特徴によれば、陽極箔及び陰極箔を巻軸上に配置されるセパレータ上に配置でき、陽極箔及び陰極箔を正確に積層させることができるばかりか、少なくとも巻軸が１回転された後に、陽極箔及び陰極箔がセパレータの間に挟まれるようになるため、セパレータが巻回されて大きくなることで生じる陽極箔及び陰極箔の位置ズレの影響を受け難くなる。

本発明の請求項５に記載のコンデンサの製造方法は、請求項３または４に記載のコンデンサの製造方法であって、
巻回初め時のセパレータの先端部に載置される陽極箔または陰極箔は、押え板によって押圧されながら巻回されることを特徴としている。
この特徴によれば、セパレータが巻軸に巻き付くまで押え板によりセパレータと巻軸を押圧しているので、巻きはじめの滑りを押さえることができる。なお、セパレータが巻軸に巻き付いた後は、適宜押え板を取り除くことで、巻き付け後のコンデンサ素子の厚みを減らすことができる。

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３ないし５のいずれかに記載のコンデンサの製造方法であって、
前記両電極箔は前記セパレータの一面に塗工された粘着剤により移動不能に配置したことを特徴としている。
この特徴によれば、電極箔を粘着剤により移動不能にセパレータの一面側に配置できるので、巻回中に電極箔が位置ズレを起こすことがない。なお、粘着剤の塗工量は少ない程、電気的特性への影響が小さいため好ましく、また、矩形の両電極箔は、４隅のうち、巻回される先行側の少なくもと２隅近傍を粘着剤を介してセパレータに貼着すると、巻回時に電極箔がセパレータにより捲れあがることを防げ好ましい。

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３ないし６のいずれかに記載のコンデンサの製造方法であって、
前記矩形の両電極箔は４隅の内、巻回される先行側の隅角部を面取りしたことを特徴としている。
この特徴によれば、電極箔の巻回される先行側の２隅角部のうち少なくとも１隅を面取りすることにより、巻回時に電極箔の巻回される先行側の隅角部がセパレータにより引っかかって捲れあがることが防げる。

本発明の請求項８に記載のコンデンサの製造方法は、請求項３に記載のコンデンサの製造方法であって、
巻軸が垂直方向に回動され、該巻軸によってセパレータが巻回されるときに、内側となるセパレータの同一面に、前記陽極箔及び陰極箔を配置することを特徴としている。
この特徴によれば、少なくとも巻軸が半回転される前に、陽極箔及び陰極箔がセパレータの間に挟まれるようになるため、セパレータにおける陽極箔及び陰極箔が配置された面が下方を向くようなことがなく、陽極箔及び陰極箔がセパレータから落ちることがなくなる。

本発明の請求項９に記載のコンデンサの製造方法は、請求項３または８に記載のコンデンサの製造方法であって、
前記セパレータが巻回されるときに、巻回前のセパレータの外面側を押圧手段により押圧するとともに、巻回されたセパレータの外面側と巻回前のセパレータの内面側とで形成されるＶ字の谷間に陽極箔及び陰極箔を配置することを特徴としている。
この特徴によれば、セパレータに形成されたＶ字の谷間によって陽極箔及び陰極箔を正確に配置でき、かつ押圧手段により巻回前のセパレータの外面側が押圧されるので、Ｖ字の谷間を狭窄させて陽極箔及び陰極箔の位置決めを行うことができ、セパレータが巻回されて大きくなっても、陽極箔及び陰極箔の位置ズレを防止できる。

本発明の請求項１０に記載のコンデンサの製造方法は、請求項３、８または９に記載のコンデンサの製造方法であって、
巻回初め時のセパレータを押え板と巻軸によって挟持することを特徴としている。
この特徴によれば、少なくともセパレータが巻軸に巻き付くまで、セパレータの巻きはじめの滑りを押さえることができる。なお、セパレータが巻軸に巻き付いた後は、適宜押え板を取り除くことで、巻き付け後のコンデンサ素子の厚みを減らすことができる。

本発明の請求項１１に記載のコンデンサの製造方法は、請求項３ないし１０のいずれかに記載のコンデンサの製造方法であって、
前記帯状のセパレータを平板状に巻回した後、平板状に仕上げた両面をプレス整形したことを特徴としている。
この特徴によれば、平板状に仕上げた両面をプレス整形することで、巻き付け後のコンデンサの厚みを更に減らすことができる。

本発明の請求項１２に記載のコンデンサの製造方法は、請求項３ないし１１のいずれかに記載のコンデンサの製造方法であって、
前記セパレータに配置する陽極箔の枚数が偶数枚の際には、最初にセパレータに陰極箔を配置して巻回し、前記セパレータに配置する陽極箔の枚数が奇数枚の際には、最初にセパレータに陽極箔を配置して巻回したことを特徴とする。
この特徴によれば、陽極箔が偶数の場合は、最初に巻回される方から順に、陰極箔、以降２枚の陽極箔と、２枚の陰極箔を交互にセパレータ上に配置して巻回し、陽極箔が奇数の場合は、最初に巻回される方から順に、陽極箔、以降２枚の陰極箔、２枚の陽極箔を交互にセパレータ上に配置して巻回することで、陽極箔の枚数に対してコンデンサとして有効に機能する最小限の陰極箔の枚数をもって巻回することができるので、巻回後のコンデンサをより薄型とすることができる。

本発明に係るコンデンサおよびその製造方法を実施するための最良の形態を実施例に基づいて以下に説明する。

本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、図１は、実施例１における巻回装置の全体像を示す斜視図であり、図２は、電極箔がセパレータに載置される状態を示す斜視図であり、図３は、電極箔とセパレータを示す平面図であり、図４は、冷間圧接される陽極箔を示す斜視図であり、図５は、積層される２つの陽極箔を示す斜視図であり、図６、図７及び図８は、コンデンサ素子の製造工程を示す概念図であり、図９は、コンデンサ素子を示す斜視図である。

図１の符号１は、本発明の電解コンデンサの製造方法を実施するための巻回装置である。この巻回装置１には、帯状のセパレータ２がロール状に巻き回されて取り付けられている。このセパレータ２の一方の面には、粘着剤３（図３参照）が塗布されており、この粘着剤３が塗布された面に、帯状の剥離紙４が取り付けられ、この剥離紙４とセパレータ２とが一体となって巻き回されている。

また図１に示すように、巻回装置１には、セパレータ２を電極箔５，６と共に巻き回すための巻軸板７が設けられている。巻軸板７は略平板状を成しており、その一端が駆動部８に固着されている。巻軸板７は、駆動部８によって垂直方向に回転され、巻軸板７の上下面が１８０°反転できるようになっている。尚、巻軸板７は反時計回り（図１中の矢印の方向）に連続的に回転され、セパレータ２を巻き取ることができる。

尚、巻軸板７の近傍には、押え板１０が配置されており、この押え板１０は巻軸板７の上面に重なるようになっている。押え板１０の一端は、駆動部９に固着されており、巻軸板７の垂直方向の回転と同時に、押え板１０が垂直方向に回転できるようになっている。また、この押え板１０は水平方向と上下方向にスライドできるようになっている。

図１に示すセパレータ２は、複数のローラ１１によって案内されながらその先端が巻軸板７まで延びている。尚、セパレータ２の取り付けられている剥離紙４は、セパレータ２がローラ１１によって案内される途中で剥離されて巻き取られるようになっている。また、巻軸板７の近傍には、セパレータ２を切断できる切断装置１２が設けられている。

更に図１に示すように、巻軸板７の近傍には、水平方向にスライドされるスライド板１３が配置されており、このスライド板１３の上面には、複数枚の陽極箔５及び陰極箔６で構成される電極箔が載置されている。このスライド板１３の上方には、電極箔５，６を巻軸板７の上面まで移動させることができるアーム１４が配置されている。このアーム１４は、上下方向と水平方向にスライド移動でき、アーム１４の下端には、吸着パット１５が設けられている。

図１に示すように、アーム１４の下端の吸着パット１５を電極箔５，６に接触させて吸着パット内の空気圧を低減させることで、電極箔５，６を１枚づつ保持できるようになっている。そして、図２に示すように、アーム１４によって電極箔５，６を巻軸板７の上面まで移動させて、吸着パット１５内の空気圧を増大させると、電極箔５，６が吸着パット１５から離れて、巻軸板７の上面のセパレータ２上に載置されるようになっている。

図２に示すように、巻軸板７の上面のセパレータ２の表面上に電極箔６が載置されると、駆動部８によって巻軸板７が１８０°反転され、次の電極箔５が巻軸板７の上面のセパレータ２上に載置されるようになっている。この動作を繰り返すことで、セパレータ２が電極箔５，６を巻き込みながら平板状に巻回されるようになっている。

図２に示すように、巻軸板７に取り付けられたセパレータ２の上面は平坦面をなし、そのセパレータ２上に陽極箔５及び陰極箔６が各々２枚づつ交互に載置されるようになっている。図３に示すように、セパレータ２上に載置される電極箔５，６には、平面視で右側にアルミタブ１６が取り付けられた陽極箔５と、左側にアルミタブ１６が取り付けられた陽極箔５と、右側にアルミタブ１７が延設された陰極箔６と、左側にアルミタブ１７が延設された陰極箔６との４種類の電極箔５，６が使用される。これら４種類の電極箔５，６は、同極の電極箔がセパレータの折り曲げ位置に対して対称となるように配置される。つまり、陽極箔５は、隣接する陽極箔５とアルミタブ１６が近接する様に配置され、陰極箔６は、隣接する陰極箔６とアルミタブ１７が離間する様に配置され、セパレータが巻回された際には、アルミタブ１６，１７は、それぞれ揃って重ね合わされる。なお、セパレータに、陰極箔６のアルミタブ１７を近接するように配置し、陽極箔５のアルミタブ１６を離間するように配置しても良い。

更に図３に示すように、セパレータ２上には、最初に巻回される方から順に、１枚の陰極箔６、２枚の陽極箔５、２枚の陰極箔６、以降２枚の陽極箔５と、２枚の陰極箔６とが交互に配置され、最後に２枚の陰極箔６で終わるようにセパレータ２上に電極箔５，６が順次配置されるようになっている。このようにすれば、陽極箔５の枚数に対してコンデンサ素子２０として有効に機能する最小限の陰極箔６の枚数をもって巻回することができるので、巻回後のコンデンサ素子２０をより薄型とすることができる。

尚、コンデンサの電気的特性（ＥＳＲ）を低減させる際には、１枚の陽極箔５に対してその両面に対向するように２枚の陰極箔６が配置されるようにすることが望ましい。この陽極箔５の両面に陰極箔６を対向するように巻回する際には、前述した配置の仕方以外にも、例えば、最初に１枚の陽極箔５を配置したならば、次に２枚の陰極箔、以降２枚の陽極箔５と、２枚の陰極箔６とが交互に配置され、最後に２枚の陰極箔６で終わるようにセパレータ２上に配置すればよい。最初に巻回される電極箔５，６を適宜選択することで、電気的特性が優れ且つ収納効率の高い薄型のコンデンサが得られる。

また図３に示すように、セパレータ２に塗布される粘着剤３は、電極箔５，６が載置される面に直線状に２条塗られており、セパレータ２は、粘着剤３が塗布された面が、上方になるように巻軸板７に取り付けられる。なお、この粘着剤３は、前述した２条に限定されるものではなく、１条であっても複数状であっても良い。更になお、粘着剤３はセパレータ２の長手方向に沿って間欠的に塗られてもよく、粘着剤３が間欠的に塗られると、コンデンサ素子２０が電解液に含浸された際に、電解液が粘着剤３同士の間隙から浸透し易くなり、電解液の含浸性が向上するので好ましい。尚、電極箔５，６はセパレータ２の一面に塗工された粘着剤３により移動不能に配置できるので、巻回中に電極箔５，６が位置ズレを起こすことがない。

更に図３に示す電極箔５，６は、平面視で略矩形状を成しており、その４隅角部の内、巻回される先行側の２隅角部が面取りされ、ラウンドされた角部を有している。このように電極箔５，６の巻回される先行側の２隅角部を面取りすることにより、巻回時に電極箔５，６の巻回される先行側の２隅角部がセパレータ２により引っかかって捲れあがることが防げるようになっている。なお、電極箔５，６の４隅角部全てを面取りしてもよく、また先行側の２隅角部の内、１隅のみ面取りしても良い。

図３に示す陽極箔５及び陰極箔６は、それぞれアルミニウムで形成されている。陰極箔６のアルミタブ１７は、陰極箔６から延設され一体となって形成されているが、別途アルミタブを取り付けても良い。次に陽極箔５について詳述すると、図４に示すように、電解コンデンサの静電容量を増やすため、陽極箔５は２枚のアルミ箔１８と、この２枚のアルミ箔１８の中間に介挿された外部に突出するアルミタブ１６とで構成されている。

図４に示すアルミ箔１８におけるアルミタブ１６が介挿された部位の２箇所には、外方から押圧されて冷間圧接された圧接位置１９が形成されている。この圧接位置１９によって２枚のアルミ箔１８及びアルミタブ１６が連結されている。これは、２枚のアルミ箔１８にそれぞれアルミタブ１６を接続することもできるが、アルミタブ１６が増え、コンデンサ素子の厚くなってしまう。そこで、２枚のアルミ箔１８を重ね合わせ、その上にアルミタブ１６を配置して冷間圧接して接続することもできるが、重ね合わされたアルミ箔１８は、それぞれその表面に形成された硬い酸化皮膜どうしが面するため、この酸化皮膜を超えてアルミ地金どうしを接続するのは難しく、従って、このように、２枚の陽極箔５の中間にアルミタブ１６を介挿させて冷間圧接することで、表面に硬い酸化皮膜が形成されている２枚の陽極箔５は、それぞれ表面に酸化皮膜のない比較的柔らかいアルミタブ１６と面して接続されるため、信頼性の高い接続となる。また、アルミタブ１６はアルミ箔１８に介挿され、その角部はアルミ箔１８によって保護されているため、アルミタブ１６の角部によるセパレータの損傷などがない。また、アルミタブ１６を２枚のアルミ箔の中間に介挿して２点で冷間圧接するので、アルミタブ１６の回動を抑止してアルミ箔１８にしっかりと取り付けることができる。

図５の部分拡大図に示すように、２枚のアルミ箔１８及びアルミタブ１６が圧接されると、アルミ箔１８が冷間圧接によって圧接位置１９を中心に若干盛り上がっている。例えば、積層された各々の陽極箔５の圧接位置１９を同じ位置に形成した場合、圧接位置１９によって形成された盛り上がりの部位が重なってしまい、そこの部分だけが膨出状態になるため、製造されるコンデンサ素子２０の厚みが厚くなってしまう。

そこで図５に示すように、冷間圧接される２点の圧接位置１９は、巻回装置１によってセパレータ２が巻回されてセパレータ２の内部で積層された状態において、積層された各々の陽極箔５毎に極力ずれた位置に設定されるようになっている。２点の圧接位置１９をずらすことで、巻回後にアルミタブ１６の圧接位置１９が重なり合って、そこの部分だけが膨出状態になるのが防げるようになる。そのため製造されたコンデンサ素子２０の厚みを薄くすることができる。なお、本実施例では、アルミ箔１８とアルミタブ１６との接続として冷間圧接を用いたが、これに限らず、超音波溶接、ステッチ、レーザなどにて接続することもできる。

図６から図８に示すコンデンサ素子２０の概念図を用いて製造工程を詳述する。先ず図６（ａ）に示すように、巻軸板７の上面にセパレータ２の先端部を載置すると共に、１枚目の陰極箔６を、スライド板１３からアーム１４によって巻軸板７の上面に移動する。次に図６（ｂ）に示すように、１枚目の陰極箔６の上方から押え板１０を当接させ、巻軸板７と押え板１０によってセパレータ２の先端部と１枚目の陰極箔６を挟み込むように押圧する。なお、セパレータ２は塗布されている接着剤３により電極箔５，６を容易に固定できるため、巻初め部においては、陰極箔６の一部がセパレータ２上に位置するように載置するだけで足り、セパレータ２を節約できるとともにコンデンサ素子２０の厚みを低減できる。

次に、図６（ｃ）に示すように、駆動部８，９を駆動させて、巻軸板７と押え板１０を１８０°反転させる。すると１枚目の陰極箔６が巻軸板７の下面に配置される。セパレータ２が巻軸板７に巻き付くまで押え板１０によりセパレータ２と巻軸板７を押圧しているので、巻きはじめのセパレータ２と陰極箔６の滑りを押さえることができる。

そして、巻軸板７の上面側のセパレータ２上に１枚目の陽極箔５を載置する。更に図６（ｄ）に示すように、駆動部８，９を駆動させて、巻軸板７と押え板１０を１８０°反転させると、巻軸板７及び押え板１０は巻回初めの位置から３６０°回転（１回転）された状態となる。このとき巻軸板７の下面側の陽極箔５はセパレータ２に塗布された粘着剤３によって保持されている。

更に、図７（ｅ）に示すように、巻回されたセパレータ２から押え板１０を水平方向にスライド移動させて抜き取る。このようにセパレータ２が巻軸板７に巻き付いた後は押え板１０を取り除くことで、巻き付け後のコンデンサ素子２０の厚みを減らすことができる。次に巻軸板７の上面側のセパレータ２上に２枚目の陽極箔５を載置する。

そして、図７（ｆ）に示すように、駆動部８を駆動させて、巻軸板７を１８０°反転させる。このとき巻軸板７の下面側の陽極箔５は、セパレータ２に塗布された粘着剤３によって保持されている。そして、巻軸板７の上面側のセパレータ２上に２枚目の陰極箔６を載置する。また、１枚目の陽極箔５はセパレータ２の間に挟持され、以後、巻軸板７が１回転されるたびに、巻軸板７の上面側のセパレータ２上に配置される陽極箔５及び陰極箔６はセパレータ２の間に挟持されて積層される。

図７（ｇ）に示すように、駆動部８を駆動させて、巻軸板７を１８０°反転させると共に、巻軸板７の上面側のセパレータ２上に３枚目の陰極箔６を載置する。このような動作を繰り返すことで、巻回されたセパレータ２内で陽極箔５と陰極箔６が積層されるようになっており、かつ陽極箔５と陰極箔６がセパレータ２の外側の同一面に配置されるようになる。このように、陽極箔５又は陰極箔６をセパレータ２を介して巻軸の中心に配置して巻軸を回転し、その後巻軸の中心に陽極箔５又は陰極箔６を順次配置するだけで、巻回して積層される陽極箔５及び陰極箔６のアルミタブ１６，１７を容易に揃えることができ好ましい。セパレータ２に予め陽極箔５及び陰極箔６を順次配置して巻回する場合に比べて、巻回数によって電極箔の配置距離が変わり、予めこの配置距離を考慮して電極箔を配置しなければならないなどの手間が省ける。そして、切断装置１２によってセパレータ２を切断し、図７（ｈ）に示すように、巻軸板７に巻回されたセパレータ２の周囲にテープ２１を巻き付ける。この際に、巻回されたセパレータ２の最外周に配置された陰極箔６に直接テープ２１が貼り付けられるとともに、テープ２１による積層厚みを低減するために、テープ２１の巻止め初端および終端どうしを重ねず、陰極箔６の端部に貼り付けている。このようにすれば、電解コンデンサ２５のＥＳＲ特性が改善され、且つ巻回されたセパレータ２６の最外周に配置された陰極箔６をラミネートフィルム（外装ケース）２４に当接させることにより、電解コンデンサ２５の放熱性を向上させることもできる。

次に図８（ｉ）に示すように、最後に平板状に巻回されたセパレータ２から巻軸板７が取り除かれ、平板状に仕上げた両面を上下方向から押圧してプレス整形する。このように巻軸板７を取り除き、平板状に仕上げた両面をプレス整形することで、巻き付け後のコンデンサ素子２０の厚みを更に減らすことができる。

また、図６から図８に示した概念図では、陽極箔５及び陰極箔６の枚数を簡略化して示しているが、本実施例では、１つのユニット２２に１２枚の陽極箔５と１３枚の陰極箔６とが用いられるようになっている。尚、１つのユニット２２に使用される陰極箔６の枚数は、陽極箔５の枚数よりも１枚多くなっている。

また、前述したコンデンサ素子２０を１つのユニットにて使用することもできるが、図８（ｊ）に示すように、３つのユニット２２を積層してワンユニットに形成することで１つの大容量形電解コンデンサ素子２０が製造される。このようにすれば、コンデンサ素子２０の大容量を得るために電極箔５，６の積層枚数を増やし、セパレータ２の巻回数を多くしてワンユニットのコンデンサ素子２０にするよりも、セパレータ２の使用量が少なくて済み、また少ない積層枚数の電極箔５，６を巻回した１つのユニット２２を複数積層してワンユニットとすれば、電極箔５，６の積層枚数が多くなるほど、コンデンサ素子２０の電極箔５，６が介在されていない側面部が厚くなり、コンデンサ素子２０の幅寸法が大きくなってしまうことがなく、更には、ユニット２２の積層数を選択することにより、コンデンサ素子２０の容量の調整が可能である。

なお、複数のユニット２２を積層したワンユニットのコンデンサ素子２０では、図８（ｊ）に示すように、各ユニット２２は、陰極箔６同士が対向する形態となっており、対向する一方の陰極箔６を予め外してコンデンサ素子２０を作成すること、例えば中央のユニットの最外周に配置される２枚の陰極を外すことで、コンデンサ素子２０の厚みを低減することができる。

図９に示すように、製造されたコンデンサ素子２０のセパレータ２からアルミタブ１７，１６が外部に延びている。尚、陽極箔５のアルミタブ１６と陰極箔６のアルミタブ１７とが、各々束ねられるようになっている。アルミタブ１７，１６には、外部リード２３が冷間圧接、超音波溶接、レーザ溶接などによって取り付けられる。その後、コンデンサ素子２０は電解液に含浸され、セパレータ２の内部に電解液が保持される。そして、コンデンサ素子２０の周りをラミネートフィルム２４で覆い、熱溶着させて内部を密封することで、積層電解コンデンサ２５が形成される。

以上、実施例１によれば、帯状のセパレータ２の一面側のみに陽極箔５と陰極箔６を配置すればよいので、製造工程が単純で手間が掛からない。またセパレータ２が１枚あれば製造可能であるので、巻回後のコンデンサ素子２０を薄型とすることができる。

また、平板状の巻軸板７が垂直方向に回動され、長手が水平方向を向くように配置されたセパレータ２が巻軸板７の上方側から巻回され、陽極箔５及び陰極箔６をセパレータ２の上面側に配置することで、回動される巻軸板７が水平をなしたときに、その巻軸板７上に配置されるセパレータ２上に陽極箔５及び陰極箔６を配置できるようになり、陽極箔５及び陰極箔６を正確に積層することができる。更に、少なくとも巻軸板７が１回転された後に、陽極箔５及び陰極箔６がセパレータ２の間に挟まれるようになるため、常に回動される巻軸板７が水平をなしたときに、セパレータ２上に陽極箔５及び陰極箔６を配置でき、セパレータ２が巻回されて大きくなることで生じる陽極箔５及び陰極箔６の位置ズレの影響を受け難くなる。

次に、実施例２に係る電解コンデンサの製造方法につき、図１０及び図１１を参照して説明する。尚、前記実施例と同一構成で重複する構成を省略する。図１０は、実施例２における電極箔とセパレータを示す平面図であり、図１１は、巻回されたコンデンサを示す概念図である。

図１０に示すように、セパレータ２６上に載置される電極箔２７，２８には、平面視で右側にアルミタブ２９が取り付けられた陽極箔２７と、左側にアルミタブ２９が取り付けられた陽極箔２７と、右側にアルミタブ３０が延設されて陽極箔２７と同じ長さを有する陰極箔２８’と、右側にアルミタブ３０が延設されて陽極箔２７の略２枚分の長さを有する陰極箔２８との４種類の電極箔２７，２８が使用される。

更に図１０に示すように、セパレータ２６上には、最初に巻回される方から順に、１枚の陰極箔２８’、２枚の陽極箔２７、陽極箔２７の略２枚分の長さを有する１枚の陰極箔２８、以降２枚の陽極箔２７と、１枚の陰極箔２８を交互に配置し、最後に陰極箔２８で終わるようにセパレータ上に順次配置されるようになっている。

また図１０に示すように、電極箔２７，２８をセパレータ２６に貼り付ける粘着剤３１は、セパレータ２６の表面に円形状に複数塗布されている。粘着剤３１は、陽極箔２７の巻回される先行側の２隅近傍と、陰極箔２８の巻回される先行側の２隅近傍を粘着できるようにセパレータ２６に塗布されている。このようにすれば、陽極箔２７及び陰極箔２８の巻回される先行側の２隅がセパレータ２６に貼着されているので、巻回時に陽極箔２７及び陰極箔２８がセパレータ２６により捲れあがることが防げる。

また、セパレータ２６が巻軸板３２に巻回される際に、図１０に示す破線Ｌの部位で折り曲げられるようになっている。巻回される際に、陽極箔２７の略２枚分の長さを有する陰極箔２８は、この破線Ｌの部位で折り曲げられ、図１１の概念図に示すように、１枚の陰極箔２８が上下方向から２枚の陽極箔２７を挟み込むように配置される。

尚、図１１に示した概念図では、陽極箔２７及び陰極箔２８の枚数を簡略化して示しているが、実施例２では、１つのユニット３３に、１２枚の陽極箔２７と、最初に巻回される陽極箔２７と同じ長さを有する１枚の陰極箔２８と、陽極箔２７の略２枚分の長さを有する６枚の陰極箔２８とが用いられるようになっている。

以上、実施例２によれば、陽極箔２７の枚数に対してコンデンサ素子３４として有効に機能する最小限の陰極箔２８枚数をもって巻回して、巻回後の電解コンデンサ素子３４をより薄型とすることができるばかりでなく、陰極箔２８の枚数を半減できるので陰極箔２８をセパレータ２６上に配置させる手間が低減できる。

次に、実施例３に係る電解コンデンサの製造方法につき、図１２を参照して説明する。尚、前記実施例と同一構成で重複する構成を省略する。図１２は、実施例３における電極箔とセパレータを示す斜視図である。

図１２（ａ）に示すように、先ず、巻回前の帯状を成す１枚のセパレータ３５の一面側半分に電極箔３６を配置する。次に、図１２（ｂ）に示すように、電極箔３６が載置されていないセパレータ３５の一面側他半分を電極箔３６側に折り返して、セパレータ３５によって電極箔３６を上下両側から挟持する。その後、セパレータ３５の先端部を巻軸板３７に取り付けて折り曲げながら平板状に巻回する。

以上、実施例３によれば、セパレータ３５の一面側半分に電極箔３６を載置した後、セパレータ３５の一面側他半分を電極箔３６側に折り返して電極箔３６を両側から挟持するので、粘着剤を使用しなくても電極箔３６をセパレータ３５に固定しながら巻回できる。

次に、実施例４に係る電解コンデンサの製造方法につき、図１３を参照して説明する。尚、前記実施例と同一構成で重複する構成を省略する。図１３は、実施例４における電極箔とセパレータを示す斜視図である。

図１３（ａ）に示すように、先ず、巻回前の帯状を成す２枚のセパレータ３８，３９の内、一方のセパレータ３９上に電極箔４０を配置する。次に、図１３（ｂ）に示すように、他方のセパレータ３８を、電極箔４０が載置されたセパレータ３９上に載置させ、２枚のセパレータ３８，３９によって電極箔４０を上下両側から挟持する。その後、セパレータ３８，３９の先端部を巻軸板４１に取り付けて折り曲げながら平板状に巻回する。

次に、実施例５に係る電解コンデンサの製造方法につき、図１４を参照して説明する。尚、前記実施例と同一構成で重複する構成を省略する。図１４は、実施例５における電極箔とセパレータを示す斜視図である。

図１４に示すように、先ず、幅広の帯状を成す巻回前のセパレータ４２をＶ字状に折り曲げ、Ｖ字状の開口側が上方になるように配置する。そして、電極箔４３をセパレータ４２のＶ字状の開口側から投入して配置する。次いで、Ｖ字開口を閉じて、電極箔４３を両側から挟持し、その後、セパレータ４２の先端部を巻軸板４４に取り付けて折り曲げながら平板状に巻回する。このようにすれば、セパレータ４２のＶ字状開口側より両電極箔４３を投入配置し、次いでＶ字開口を閉じて折り曲げるので、粘着剤を使用しなくても電極箔４３をセパレータ４２に固定しながら巻回できる。

次に、実施例６に係る電解コンデンサの製造方法につき、図１５から図１７を参照して説明する。尚、実施例１に示される構成部分と同一構成部分に付いては同一符号を付して重複する説明を省略する。図１５、図１６及び図１７は、コンデンサ素子の製造工程を示す概念図である。

前述した実施例１では、巻軸板７が反時計回りに回動するようになっていたが、実施例６における巻回装置１では、巻軸板７が時計回り（図１中の矢印の方向の反対方向）に連続的に回転され、セパレータ２を巻き取ることができる。尚、実施例６におけるセパレータ２には、前述した粘着剤３が塗布されていないものを用いている。

先ず図１５（ａ）に示すように、巻軸板７の下面にセパレータ２を当接させるとともに、巻軸板７の下面に下方から押え板１０を当接させ、セパレータ２を押え板１０と巻軸板７によって挟持する。このときセパレータ２の先端部２ａは巻軸板７と押え板１０との間から所定長突出される。次に図１５（ｂ）に示すように、巻軸板７が垂直方向に回転されて巻軸板７の上面が所定角度傾斜されることで、巻軸板７とセパレータ２の上面によって側面視で略Ｖ字状をなす谷間が形成される。そして、１枚目の陰極箔６を、スライド板１３からアーム１４によって巻軸板７の近傍のセパレータ２の上面、つまりＶ字の谷間に移動する。

尚、巻軸板７の近傍には、本実施例における押圧手段としての位置決め装置４５が配置されている。この位置決め装置４５は、ローラ４６がバネ等の付勢手段４７によって巻軸板７に近づく方向に付勢されており、ローラ４６がＶ字の谷間を形成するセパレータ２の外面側に当接して巻軸板７に向かって押圧することで、位置決め装置４５がＶ字の谷間の下部を狭窄させるようになっている。このようにＶ字の谷間の下部を狭窄させることで、セパレータ２が弛んだり陰極箔６の載置位置がずれることを防止でき、正確に陰極箔６をセパレータ２上に載置できる。

更に尚、本実施例では、ローラ４６が付勢手段４７によって付勢される位置決め装置４５が用いられているが、ローラ４６以外にも、セパレータ２の外面側に当接される板部材等を付勢手段４７によって付勢する構成とした位置決め装置４５であってもよい。

図１５（ｃ）に示すように、１枚目の陰極箔６がセパレータ２の上面に配置された状態で、巻軸板７及び押え板１０を巻回初めの位置から１８０°回転（半回転）させると、１枚目の陰極箔６が巻軸板７とセパレータ２との間に挟持される。更に、図１５（ｄ）に示すように、巻軸板７及び押え板１０を回転させてＶ字の谷間を形成し、１枚目の陽極箔５を巻軸板７の近傍のセパレータ２の上面（Ｖ字の谷間）に載置する。

更に、図１６（ｅ）に示すように、巻軸板７及び押え板１０を巻回初めの位置から３６０°回転（１回転）させると、１枚目の陽極箔５が巻軸板７とセパレータ２との間に挟持される。そして、押え板１０を水平方向にスライド移動させて抜き取る。このように押え板１０は、少なくともセパレータ２が巻軸板７に巻き付くまで、セパレータ２の巻きはじめの滑りを押さえることができ、セパレータ２が巻軸板７に巻き付いた後は押え板１０を取り除くことで、巻き付け後のコンデンサ素子の厚みを減らすことができる。ここで、陽極箔５は、セパレータの先端部２ａによって覆われているため、陰極箔６と接触してショートすることはない。

図１６（ｆ）に示すように、巻軸板７を回転させて巻回されたセパレータ２の外面側と巻回前のセパレータ２の内面側とでＶ字の谷間を形成し、２枚目の陽極箔５を巻軸板７の近傍のセパレータ２の上面（Ｖ字の谷間）に載置する。以後、図１６（ｇ）に示すように、巻軸板７の回転が繰り返されるたびに、セパレータ２の上面（Ｖ字の谷間）に配置される陽極箔５及び陰極箔６はセパレータ２に挟持されて積層される。このような動作を繰り返すことで、巻回されたセパレータ２内で陽極箔５と陰極箔６が積層されるようになっていおり、かつ陽極箔５と陰極箔６がセパレータ２の内側の同一面に配置されるようになる。

尚、巻軸板７にセパレータ２が巻回されると、巻回されたセパレータ２の厚み（大きさ）が増していき、陽極箔５及び陰極箔６が正確に積層されなくなってしまう虞があるが、Ｖ字の谷間を形成する巻回前のセパレータ２の外面側を位置決め装置４５により押圧してＶ字の谷間の下部を狭窄することで、セパレータ２上の所定の位置に陽極箔５及び陰極箔６を配置することができ、陽極箔５及び陰極箔６の位置ズレを防止できる。

更に尚、特に図示はしないが、巻軸板７による巻回を終了させるときには、セパレータ２が最外周に配置されるようようにセパレータ２を切断し、その切断されたセパレータ２の端部を巻回されたセパレータ２の外面側にテープで固定させる。実施例１のように、巻回されたセパレータ２の最外周全体にテープ２１を巻き付ける必要がなくなり（図７（ｈ）参照）、セパレータ２の端部をテープで固定させるだけで済むので、巻回作業が簡素化される。最後に平板状に巻回されたセパレータ２から巻軸板７が取り除かれ、平板状に仕上げた両面を上下方向から押圧してプレス整形する。

次に、実施例６における巻回方法の変形例を説明する。先ず図１７（ａ）に示すように、巻軸板７の下面にセパレータ２を当接させるとともに、セパレータ２の先端部２ａを巻軸板７の上面に当接するように折り曲げ、巻軸板７の上面に上方から押え板１０を当接させ、セパレータ２の先端部２ａを押え板１０と巻軸板７によって挟持する。次に図１７（ｂ）に示すように、巻軸板７が垂直方向に回転されて巻軸板７の上面が所定角度傾斜されることで、巻軸板７とセパレータ２の上面によって側面視で略Ｖ字状をなす谷間が形成される。

そして、１枚目の陰極箔６を、巻軸板７の近傍のセパレータ２の上面、つまり前記Ｖ字の谷間に移動して、図１７（ｃ）に示すように、巻軸板７及び押え板１０を巻回初めの位置から１８０°回転（半回転）させると、１枚目の陰極箔６が巻軸板７とセパレータ２との間に挟持される。このときに押え板１０を水平方向にスライド移動させて抜き取ると、先端部２ａが巻軸板７と巻軸板７の下面側のセパレータ２との間に挟持される。以後、図１７（ｄ）に示すように、巻軸板７が半回転されるたびに、セパレータ２上に配置される陽極箔５及び陰極箔６がセパレータ２とともに巻回されて積層される。

以上、実施例６によれば、平板状の巻軸板７が垂直方向に回動され、長手が水平方向を向くように配置されたセパレータ２が巻軸板７の下方側から巻回されるようになっており、陽極箔５及び陰極箔６がセパレータ２の上面側に配置されることで、少なくとも巻軸板７が半回転される前に、陽極箔５及び陰極箔６がセパレータ２の間に挟まれるようになるため、セパレータ２における陽極箔５及び陰極箔６が配置された面が下方を向くようなことがなく、陽極箔５及び陰極箔６がセパレータから落ちることがなくなり、実施例１で用いたような陽極箔５及び陰極箔６をセパレータ２に保持させるための粘着剤３をセパレータ２に塗布する必要がなくなる。

また、セパレータ２が巻回されるときに、巻回前のセパレータ２の外面側を位置決め装置４５により押圧するとともに、巻回されたセパレータ２の外面側と巻回前のセパレータ２の内面側とで形成されるＶ字の谷間に陽極箔５及び陰極箔６を配置することで、セパレータ２に形成されたＶ字の谷間によって陽極箔５及び陰極箔６を正確に配置できる。かつ位置決め装置４５により巻回前のセパレータ２の外面側が押圧されるので、Ｖ字の谷間の下部を狭窄させて陽極箔５及び陰極箔６の位置決めを行うことができ、セパレータ２が巻回されて大きくなっても、陽極箔５及び陰極箔６の位置ズレを防止できる。

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。

例えば、前記実施例では、巻軸板７が１８０°回転する度に、巻軸板７の上面側のセパレータ２上に電極箔５，６が取り付けられるようになっていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、巻軸板７が３６０°回転する度に、巻軸板７の上面と下面の両側に配置されるセパレータ２の表面に電極箔５，６を貼り付けるようにしてもよい。

また、前記実施例では、本発明のコンデンサの製造方法が、２枚のアルミ箔１８が重ねられることで、１つの陽極箔５が構成されるダブルアノードのコンデンサ素子２０の製造に適用されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、１枚のアルミ箔１８によって１つの陽極箔５が構成されるシングルアノードのコンデンサ素子の製造に適用してもよい。

また、前記実施例では、コンデンサとして電解コンデンサを例示して説明してきたが、これに限らず、電気２重層コンデンサ、電気化学キャパシタなどの各種コンデンサ、キャパシタに適用でき、更には、電池にも適用できる。

また、前記実施例では、巻軸板及び押え板が垂直方向に回転することで、セパレータを巻回するようになっていたが、巻軸板及び押え板が水平方向に回転することで、セパレータを巻回するようにしてもよい。更に、巻軸板及び押え板が水平方向に回転したときに、巻回されたセパレータの外面側と巻回前のセパレータの内面側とで形成されるＶ字の谷間に陽極箔及び陰極箔を配置するようにしてもよい。

実施例１における巻回装置の全体像を示す斜視図である。 電極箔がセパレータに載置される状態を示す斜視図である。 電極箔とセパレータを示す平面図である。 冷間圧接される陽極箔を示す斜視図である。 積層される２つの陽極箔を示す斜視図である。 コンデンサ素子の製造工程を示す概念図である。 コンデンサ素子の製造工程を示す概念図である。 コンデンサ素子の製造工程を示す概念図である。 コンデンサ素子を示す斜視図である。 実施例２における電極箔とセパレータを示す平面図である。 巻回されたコンデンサを示す概念図である。 実施例３における電極箔とセパレータを示す斜視図である。 実施例４における電極箔とセパレータを示す斜視図である。 実施例５における電極箔とセパレータを示す斜視図である。 実施例６におけるコンデンサ素子の製造工程を示す概念図である。 実施例６におけるコンデンサ素子の製造工程を示す概念図である。 実施例６におけるコンデンサ素子の製造工程を示す概念図である。

符号の説明

１ 巻回装置
２ セパレータ
３ 粘着剤
５ 陽極箔（電極箔）
６ 陰極箔（電極箔）
７ 巻軸板（巻軸）
１０ 押え板
１６，１７ アルミタブ
１８ アルミ箔
２０ コンデンサ素子
２２ ユニット
２５ 電解コンデンサ
２６ セパレータ
２７ 陽極箔（電極箔）
２８ 陰極箔（電極箔）
２９，３０ アルミタブ
３２ 巻軸板（巻軸）
３３ ユニット
３４ コンデンサ素子
３５ セパレータ
３６ 電極箔（陽極箔，陰極箔）
３７ 巻軸板（巻軸）
３８，３９ セパレータ
４０ 電極箔（陽極箔，陰極箔）
４１ 巻軸板（巻軸）
４２ セパレータ
４３ 電極箔（陽極箔，陰極箔）
４４ 巻軸板（巻軸）
４５ 位置決め装置（押圧手段）
４６ ローラ
４７ 付勢手段

Claims (12)

1. 複数の矩形の陽極箔及び陰極箔が、巻回されたセパレータの同一面に適宜配置され、且つ該陽極箔と陰極箔とがセパレータを介して交互に積層されたことを特徴とするコンデンサ。
2. 前記巻回されたセパレータの最外周は、陰極箔が２枚配置されている請求項１に記載のコンデンサ。
3. 表面に複数の矩形の陽極箔及び陰極箔を適宜配置して帯状のセパレータを折り曲げ平板状に巻回することにより前記陽極箔と陰極箔を積層するコンデンサの製造方法であって、
   セパレータの同一面に陽極箔と陰極箔とを適宜配置するとともに、該セパレータを巻回することにより、陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して交互に積層することを特徴とするコンデンサの製造方法。
4. 巻軸が垂直方向に回動され、該巻軸によってセパレータが巻回されるときに、外側となるセパレータの同一面に、前記陽極箔及び陰極箔を配置する請求項３に記載のコンデンサの製造方法。
5. 巻回初め時のセパレータの先端部に載置される陽極箔または陰極箔は、押え板によって押圧されながら巻回される請求項３または４に記載のコンデンサの製造方法。
6. 前記両電極箔は前記セパレータの一面に塗工された粘着剤により移動不能に配置した請求項３ないし５のいずれかに記載のコンデンサの製造方法。
7. 前記矩形の両電極箔は４隅の内、巻回される先行側の隅角部を面取りした請求項３ないし６のいずれかに記載のコンデンサの製造方法。
8. 巻軸が垂直方向に回動され、該巻軸によってセパレータが巻回されるときに、内側となるセパレータの同一面に、前記陽極箔及び陰極箔を配置する請求項３に記載のコンデンサの製造方法。
9. 前記セパレータが巻回されるときに、巻回前のセパレータの外面側を押圧手段により押圧するとともに、巻回されたセパレータの外面側と巻回前のセパレータの内面側とで形成されるＶ字の谷間に陽極箔及び陰極箔を配置する請求項３または８に記載のコンデンサの製造方法。
10. 巻回初め時のセパレータを押え板と巻軸によって挟持する請求項３、８または９に記載のコンデンサの製造方法。
11. 前記帯状のセパレータを平板状に巻回した後、平板状に仕上げた両面をプレス整形した請求項３ないし１０のいずれかに記載のコンデンサの製造方法。
12. 前記セパレータに配置する陽極箔の枚数が偶数枚の際には、最初にセパレータに陰極箔を配置して巻回し、前記セパレータに配置する陽極箔の枚数が奇数枚の際には、最初にセパレータに陽極箔を配置して巻回した請求項３ないし１１のいずれかに記載のコンデンサの製造方法。

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