JP2008091562A - Electrolytic capacitor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電解コンデンサにおける電極箔と引き出し端子との接続構造に関する。 The present invention relates to a connection structure between an electrode foil and a lead terminal in an electrolytic capacitor.
電解コンデンサでは、電極箔として、表面にエッチング処理および酸化皮膜を形成した陽極箔と、表面にエッチング処理を施した陰極箔があり、引き出し端子として、所定長さの平坦部を備えたアルミニウム線にCP線を溶接したものや、薄平状のタブ端子などがあり、これらの引き出し端子を前記陽極箔、陰極箔に接続し、この陽極箔及び陰極箔の間に絶縁紙などからなるセパレータを介在して巻回又は積層してコンデンサ素子が形成される。このコンデンサ素子は駆動用電解液とともに外装ケースに収納され開口部を封口部材により封止され電解コンデンサが完成する。 In an electrolytic capacitor, there are an anode foil with an etching process and an oxide film formed on the surface as an electrode foil, and a cathode foil with an etching process on the surface, and an aluminum wire having a flat portion of a predetermined length as a lead terminal. There are welded CP wires and thin flat tab terminals, etc. These lead terminals are connected to the anode foil and cathode foil, and a separator made of insulating paper or the like is interposed between the anode foil and cathode foil. Then, the capacitor element is formed by winding or stacking. This capacitor element is housed in the outer case together with the driving electrolyte, and the opening is sealed with a sealing member to complete the electrolytic capacitor.
従来から前記電極箔と引き出し端子との接続方法としては、電極箔に引き出し端子を重ね合わせ、ステッチ、コールドウェルド、超音波溶接等により接続が行われている。そして、電極箔と引き出し端子との接続における機械的強度及び電気的信頼性を高める方法として、電極箔に形成された酸化皮膜を除去し、この除去部に引き出し端子をステッチにより接続したものが知られている(特許文献1および特許文献2)。
Conventionally, as a method for connecting the electrode foil and the lead terminal, the lead terminal is superimposed on the electrode foil, and the connection is performed by stitching, cold welding, ultrasonic welding, or the like. As a method for improving the mechanical strength and electrical reliability in the connection between the electrode foil and the lead terminal, an oxide film formed on the electrode foil is removed, and the lead terminal is connected to the removed portion by stitching. (
しかしながら、従来の接続方法では、電気的信頼性を満足できるものではなかった。つまり、従来の様に、電極箔の表面に形成された酸化皮膜を除去することで、電極箔の芯金となるアルミニウムを露出させ、この露出部分と引き出し端子をステッチにより接続することで、酸化皮膜を除去しない状態で接続することよりも、接続部の低抵抗にて接続が可能となるが、酸化皮膜の除去形状によっては、接続部の抵抗が満足できない場合があった。例えば、図4(a)に示すように、酸化皮膜の除去部13がステッチ針を突き刺した際に形成される貫通孔14の形状に対して小さい場合は、酸化皮膜はアルミニウムに比べて硬く、周辺の除去されていない酸化皮膜が、ステッチ針による電極箔12ならびに引き出し端子11の返り部の適正な形状への形成を阻害してしまう。また、図4(b)に示すように、酸化皮膜の除去部13がステッチ針を突き刺した際の貫通孔14の形状に対して大きい場合は、アルミニウム芯金は柔らかく容易に裂けるため、ステッチ針を突き刺した際に、ステッチ針の断面形状に適合するような貫通孔14を形成することは難しく、また接続部の機械的強度も低い。
However, the conventional connection method cannot satisfy the electrical reliability. That is, as in the past, by removing the oxide film formed on the surface of the electrode foil, the aluminum that becomes the core metal of the electrode foil is exposed, and the exposed portion and the lead terminal are connected by stitching, thereby oxidizing the The connection can be made with a lower resistance than the connection without removing the film, but the resistance of the connection may not be satisfied depending on the removed shape of the oxide film. For example, as shown in FIG. 4A, when the oxide
そこで、本発明は、従来の問題を解決するもので、電極箔と引き出し端子との接続部形状を制御可能とし、低抵抗で且つ信頼性の高い電極箔と引き出し端子との接続を可能とする電解コンデンサを提供することを目的としている。 Therefore, the present invention solves the conventional problems, enables the shape of the connection portion between the electrode foil and the lead terminal to be controlled, and enables the connection between the electrode foil and the lead terminal with low resistance and high reliability. The object is to provide an electrolytic capacitor.
上記目的を達成するために、本願発明者は鋭意研究した結果、電極箔の酸化皮膜を無いように形成した非酸化皮膜の除去形状とステッチ針により形成される貫通孔の形状、ならびにそれらの配置位置を特定することで、安定的な接続部形状を形成でき、低抵抗で且つ信頼性の高い接続が可能であることを見出した。そこで、本発明の電解コンデンサは、電極箔に引き出し端子を重ね合わせ、該引き出し端子側より先端断面多角形のステッチ針を突き刺し、引き出し端子及び電極箔に多角形の貫通孔を形成するとともに、電極箔側に形成された引き出し端子ならびに電極箔の返り部を圧接することで、引き出し端子と電極箔を接続した電解コンデンサにおいて、
電極箔の表面の一部に非酸化皮膜部を形成して酸化皮膜部と非酸化皮膜部との境界を設け、引き出し端子及び電極箔に形成する多角形の貫通孔の頂点を、この境界近傍に配置したことを特徴としている。
これによると、先端断面多角形のステッチ針によって引き出し端子及び電極箔に形成される多角形の貫通孔のそれぞれの頂点が、前記酸化皮膜部と非酸化皮膜部との境界近傍に配置されることで、前記引き出し端子及び電極箔の返り部は、ステッチ針を突き刺した際に、酸化皮膜部と非酸化皮膜部との境界を基点として形成されるため、該境界によって、引き出し端子及び電極箔の返り部が制御可能となり、上記非酸化皮膜の形状を適宜設定することで、引き出し端子の返り部を適正な形状に形成可能となり、低抵抗で且つ信頼性の高い接続部を形成することが可能となる。
In order to achieve the above object, the present inventor has intensively studied, and as a result, the removal shape of the non-oxide film formed so as not to have the oxide film of the electrode foil, the shape of the through-hole formed by the stitch needle, and the arrangement thereof It was found that by specifying the position, a stable connection portion shape can be formed, and a low-resistance and high-reliability connection is possible. Therefore, the electrolytic capacitor of the present invention has a lead terminal overlapped with the electrode foil, a stitch needle having a polygonal cross section at the tip is pierced from the lead terminal side, and a polygonal through hole is formed in the lead terminal and the electrode foil. In the electrolytic capacitor in which the lead terminal and the electrode foil are connected by press-contacting the lead terminal formed on the foil side and the return portion of the electrode foil,
A non-oxide film part is formed on a part of the surface of the electrode foil to provide a boundary between the oxide film part and the non-oxide film part, and the apex of the polygonal through-hole formed in the lead terminal and the electrode foil is near this boundary. It is characterized by having been arranged in.
According to this, each vertex of the polygonal through hole formed in the lead terminal and the electrode foil by the stitch needle having a polygonal cross section at the tip is arranged in the vicinity of the boundary between the oxide film part and the non-oxide film part. The return portion of the lead terminal and the electrode foil is formed with the boundary between the oxide film portion and the non-oxide film portion as the base point when the stitch needle is pierced. The return part can be controlled, and by appropriately setting the shape of the non-oxide film, the return part of the lead terminal can be formed in an appropriate shape, and a low resistance and highly reliable connection part can be formed. It becomes.
また、前記引き出し端子及び電極箔に形成する多角形の貫通孔の外周形状を、前記非酸化皮膜部との境界と一致させたことを特徴としている。
これによると、前記多角形の貫通孔の外周形状と、前記酸化皮膜部と非酸化皮膜部との境界全周の形状とを略同形状とさせることで、ステッチ針を引き出し端子及び電極箔に突き刺した際に、前記非酸化皮膜部の境界全体が基点として機能するため、引き出し端子及び電極箔の返り部をより精度良く形成することが可能となる。
Further, the outer peripheral shape of the polygonal through-hole formed in the lead terminal and the electrode foil is made to coincide with the boundary with the non-oxide film portion.
According to this, by making the outer peripheral shape of the polygonal through-hole and the shape of the entire circumference of the boundary between the oxide film portion and the non-oxide film portion into substantially the same shape, the stitch needle is used as the lead terminal and the electrode foil. When pierced, the entire boundary of the non-oxide film portion functions as a base point, so that the lead terminal and the return portion of the electrode foil can be formed with higher accuracy.
また、前記電極箔の非酸化皮膜部は、少なくとも引き出し端子が重ね合わされる側の面に設けられたことを特徴としている。これによると、引き出し端子との接続面となる電極箔の面に酸化皮膜が存在していないため、低抵抗で信頼性の高い接続が可能となる。 Further, the non-oxide film portion of the electrode foil is characterized in that it is provided on at least the surface on which the lead terminals are superimposed. According to this, since the oxide film does not exist on the surface of the electrode foil serving as the connection surface with the lead-out terminal, it is possible to connect with low resistance and high reliability.
以上説明したように、本発明によると、電極箔の酸化皮膜部と非酸化皮膜部との境界とステッチ針によって形成される貫通孔の形状を適正な形状ならびに適正な位置に配置することで、ステッチ接続する際の引き出し端子ならびに電極箔の返り部を精度良く形成可能となり、低抵抗かつ信頼性の高い引き出し端子と電極箔との接続が実現できる。 As described above, according to the present invention, by arranging the shape of the through-hole formed by the boundary between the oxide film portion and the non-oxide film portion of the electrode foil and the stitch needle in an appropriate shape and an appropriate position, The lead terminals and the return portions of the electrode foils for stitch connection can be formed with high accuracy, and the connection between the lead terminals and the electrode foils with low resistance and high reliability can be realized.
以下に図面に基づき本発明の実施例を説明する。図1の(a)は、本発明の実施例に係る電解コンデンサにおける電極箔と引き出し端子を示し、図1の(b)は、ステッチ針の形状を示す。図2の(a)から(c)は、本発明の実施例に係る電解コンデンサの電極箔と引き出し端子との接続行程を示す。図3は、本発明の実施例に係る電解コンデンサの電極箔、引き出し端子ならびにステッチ針との配置位置を示す。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1A shows the electrode foil and the lead terminal in the electrolytic capacitor according to the embodiment of the present invention, and FIG. 1B shows the shape of the stitch needle. FIGS. 2A to 2C show a connection process between the electrode foil and the lead terminal of the electrolytic capacitor according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 shows an arrangement position of the electrode foil, the lead terminal, and the stitch needle of the electrolytic capacitor according to the embodiment of the present invention.
電解コンデンサは、コンデンサ素子が封入される外装ケースを備えており、この外装ケースの開口部は引き出し端子1を挿通する貫通部を有する弾性ゴムからなる封口部材によって封止される。
The electrolytic capacitor includes an outer case in which a capacitor element is enclosed, and an opening of the outer case is sealed by a sealing member made of elastic rubber having a through portion through which the
引き出し端子1はアルミニウムからなる棒状部材の一部をプレス加工し、平坦部と丸棒部を形成し、該丸棒部に線材からなるCP線を溶接して形成される。なお、引き出し端子として、平坦状のタブ端子を用いても良い。この引き出し端子1は、アルミニウムなどの主に電極箔2と同一の素材から構成され、表面にエッチング層及びその上に酸化皮膜層が形成された陽極箔と、表面にエッチング層が形成された陰極箔の各々に接続される。なお、CP線は鋼線材に銅メッキを施し、さらに必要に応じて錫メッキやハンダメッキが施されている。
The
この引き出し端子1と各電極箔2との接続方法について、以下に述べる。まず、電極箔2に引き出し端子1の平坦部を重ねて配置し、次に前記引き出し端子1の平坦部側より先端断面四角形のステッチ針6を突き刺して貫通孔8を形成させる。
ここで、図1の(a)に示すように、引き出し端子1との接続部となる電極箔2の両面には、酸化皮膜を無いようにした非酸化皮膜部3を形成し酸化皮膜部との境界4を設けている。この非酸化皮膜部3は、予めマスキング等によって酸化皮膜形成処理の際に酸化皮膜が形成されないようにするか、又はプレス、研削、切削、超音波振動、レーザー照射、アーク照射や、酸又はアルカリを用いた化学処理等により酸化皮膜を除去して形成される。
この酸化皮膜部と非酸化皮膜部3との境界4は、電極箔2に引き出し端子1を重ね合わせ、先端断面四角形のステッチ針6を前記電極箔2に突き刺した際に形成される貫通孔8の少なくとも頂点5が、前記境界4近傍に配置されるような形状とする。つまり、図1(b)に示す先端断面四角形のステッチ針6によって形成される引き出し端子1及び電極箔2の貫通孔8は四角形となり、ステッチ針6の断面形状と略同一であるため、このステッチ針6の断面形状と、略同一となるように非酸化皮膜部3を形成することで、前記貫通孔8の頂点5が前記非酸化皮膜部3の境界4近傍に配置される。なお、本発明では、ステッチ針6による貫通孔8の頂点5が、前記非酸化皮膜部3の境界4近傍に配置されればよく、図3に示すように、非酸化皮膜部3を円形に形成しても良い。また本発明では、ステッチ針6は先端断面四角形のものを用いているが、六角形、八角形を用いることができ、また各多角形は正多角形であることが好ましい。
A method for connecting the
Here, as shown in FIG. 1A, a
The
次に図2の(a)に示すように、非酸化皮膜部3を形成した電極箔2に引き出し端子1を重ねて配置し、この引き出し端子側より先端断面多角形のステッチ針6をそのステッチ針6の断面の頂点5と、前記酸化皮膜部と非酸化皮膜部3の境界4のうち、頂点5とを一致させた状態で突き刺すと、電極箔2及び引き出し端子1は、ステッチ針6の断面多角形によって四方向に引き裂かれて貫通されるとともに、前記電極箔2の酸化皮膜部と非酸化皮膜部3の境界近傍(頂点5ならびにその辺)を基点として、電極箔側に、電極箔2及び引き出し端子1の返り部7が形成される。次に、図2の(b)に示すように、ステッチ針6を電極箔2ならびに引き出し端子1の平坦部より抜きとり、図示しない一対の金属からなるプレス板によって電極箔2および引き出し端子1の上下より圧接して前記電極箔2および引き出し端子1の返り部7を押し潰し、この返り部7にて電極箔2および引き出し端子1を接続する。
Next, as shown in FIG. 2 (a), the
この様に、電極箔2の表面の一部に非酸化皮膜部3を形成して酸化皮膜部と非酸化皮膜部3との境界4を設け、引き出し端子1及び電極箔2に形成する多角形の貫通孔8の頂点5を、この境界4近傍に配置するようにしてステッチ接続することで、図2の(c)にしめすように、ステッチ針6の断面形状と略同一の貫通孔8が形成されて電極箔2及び引き出し端子1の返り部7が均等に四方に形成されるため、信頼性の高い接続が可能となる。
In this way, the
次に、引き出し端子1が接続された電極箔2は、セパレータを介して巻回又は積層されてコンデンサ素子が形成される。このコンデンサ素子は、アルミニウムからなる外装ケースに駆動用電解液とともに収納され、外装ケースの開口部は、引き出し端子1を挿通する貫通部を有する弾性ゴムからなる封口部材を配置し、前記外装ケースの開口部をカーリング処理にて加締めて封止することで電解コンデンサが完成する。
Next, the
1 引き出し端子
2 電極箔
3 非酸化皮膜部
4 境界
5 頂点
6 ステッチ針
7 返り部
8 貫通孔
11 引き出し端子
12 電極箔
13 除去部
14 頂点
15 貫通孔
DESCRIPTION OF
Claims (3)
電極箔の表面の一部に非酸化皮膜部を形成して酸化皮膜部と非酸化皮膜部との境界を設け、引き出し端子及び電極箔に形成する多角形の貫通孔の頂点を、この境界近傍に配置した電解コンデンサ。 A lead terminal is overlaid on the electrode foil, and a stitch needle having a polygonal cross section at the tip is pierced from the lead terminal side, a polygonal through hole is formed in the lead terminal and the electrode foil, and a lead terminal formed on the electrode foil side and In the electrolytic capacitor in which the lead terminal and the electrode foil are connected by pressing the return portion of the electrode foil,
A non-oxide film part is formed on a part of the surface of the electrode foil to provide a boundary between the oxide film part and the non-oxide film part, and the apex of the polygonal through-hole formed in the lead terminal and the electrode foil is near this boundary. Electrolytic capacitor placed in
4. The electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the non-oxide film portion of the electrode foil is provided on at least a surface on which the lead terminals are superimposed.
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