JP2010161277A - コンデンサ、コンデンサ用封口栓およびコンデンサの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ウィスカがコンデンサ外側に散らばりにくく、しかも封口栓用の金型が製作しやすくかつ作業効率が良いコンデンサ、およびコンデンサ用封口栓を提供すること。
【解決手段】端子体4を有するコンデンサ素子6と、コンデンサ素子6を内包するケース2と、ケース2の開口部12を封止するための封口栓3と、を有し、封口栓3が端子体4によって突き破られることにより、封口栓3の外側に端子体4の先端が引き出されるコンデンサ1としている。
【選択図】図1
【解決手段】端子体4を有するコンデンサ素子6と、コンデンサ素子6を内包するケース2と、ケース2の開口部12を封止するための封口栓3と、を有し、封口栓3が端子体4によって突き破られることにより、封口栓3の外側に端子体4の先端が引き出されるコンデンサ1としている。
【選択図】図1
Description
本発明は、コンデンサ、コンデンサ用封口栓およびコンデンサの製造方法に関する。
従来のコンデンサの中には、コンデンサ素子と、そのコンデンサ素子を収納するケースと、ケースの開口部を封口する封口栓と、を有するコンデンサがある。そのようなコンデンサ素子としては、二つの電極箔(陰極箔と陽極箔)間に隔離部材となるセパレータを介在させたものを巻回することで得られる巻回部と、電極箔に接続されるリード端子と、を有するものが多い。また、封口栓には、貫通孔が形成され、その貫通孔によりリード端子が、コンデンサ外側に引き出されているものが多い。
通常、リード端子は、棒状部材の一端側に押し潰された扁平部を有し、他端側が丸棒部とされたものが用いられる。また、リード端子を回路基板にはんだ付け可能とするため、リード端子の丸棒部の端部には、外部引出線として表面に錫メッキ層を有する銅被覆鋼線(CP線)または銅線が同軸的に溶接される。
ところで、リード端子の丸棒部と外部引出線との溶接部は、アルミニウム、錫、銅、鉄などが混在している部材で形成されている。溶接部のアルミニウム層が外気に晒されると、水和や酸化反応などにより錫層に応力が働き、ウィスカと呼ばれるヒゲ状の結晶生成物が生じる場合がある。また、その成長したウィスカが回路基板上に落下し、最悪の場合、電子回路をショートさせる危険性がある。
そこで、錫ウィスカの落下を防止するため、リード線が貫通する封口ゴムの挿通孔の孔径を、リード線の直径よりも小径とすると共に、リード端子と外部引出線との接続部を封口ゴムの挿通孔内部にするという技術が知られている。(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1記載のタイプのコンデンサは、封口ゴムに設けるリード線が貫通する挿通孔の内周とリード線の外周とのわずかな隙間が生じにくいものとなる。そのため、ウィスカが挿通孔とリード線との間に沿って成長することで、コンデンサ外側にウィスカが落下しないものとすることができる。
しかし、挿通孔を作製するためには、その挿通孔の内径と同程度の外周を有する棒状の挿通孔作製部を備える金型を必要とする。例えば、小型のコンデンサを製造する場合には、その挿通孔作製部が非常に細いものとなるため、金型の挿通孔作成部が折れるあるいは曲がりやすいという問題がある。
そこで本願発明者らは、以下のような検討を行った。図19は、検討例としてのコンデンサ60の外観図である。図20は、コンデンサ60を図19に示すA−A線で切断し、矢印の方向に見た場合の要部断面図である。
本検討例では、コンデンサケース61の開口を塞ぐ封口栓62に、断面円形の貫通孔63が設けられている。貫通孔63は、コンデンサ60の内側部分が円錐状とされ、その円錐状の途中から、封口栓62の外側に露出する部分までが円柱状とされている。貫通孔63には、外部引出線64と、溶接部65を介して外部引出線64に接続されたリード端子66とを、挿入する。なお、溶接部65は、貫通孔63の内側に配置する。そして、弾性体から主に構成されると共に中央に円柱の穴部を有する環状部材67を用意する。環状部材67の内径すなわち貫通孔の径は、外部引出線64の外径と同一あるいは略同一である。また、環状部材67の外径は、貫通孔63の外径よりも大きい。そして、外部引出線64を環状部材67の穴部に通し、封口栓62の露出面(すなわち、図19および図20の上方向側の面)に接するように配置する。すると、環状部材67は、外部引出線64の外周と、貫通孔63の内周との隙間を、塞ぐものとなる。すなわち、外部引出線64と貫通孔63との間からウィスカがコンデンサ60の外側へ散らばるのを防ぐことができる。
環状部材67としては、たとえば、天然ゴム、スチレンブタジエン、エチレンプロピレンターポリマーあるいはイソブチレン・イソプレンゴム等の弾性ゴムから主に構成される環状部材67を用いることができる。
図21は、本願発明者らの別の検討例としてのコンデンサ70を図20と同様の断面で見た場合の要部断面図である。
コンデンサ70の場合は、封口栓71のコンデンサ70の外側へ露出する面(すなわち、図16の上方向側の面)側に、円形の凹部72が形成されている。また、封口栓71に設けられる断面円形の貫通孔73は、凹部72の凹んだ部分に設けられている。貫通孔73は、貫通孔63と同様な形状を為している。貫通孔73には、溶接部65を介して接続された外部引出線64とリード端子66のうち、リード端子66の丸棒部が挿入される。なお、溶接部65は、貫通孔73の内側に位置するような位置に配置する。そして、貫通孔73と外部引出線64との間を埋めるように、凹部72の内部に樹脂層74を形成する。このような樹脂層74は、外部引出線64の外周と、貫通孔73の内周との隙間を、塞ぐものとなる。すなわち、外部引出線64と貫通孔63との間からウィスカがコンデンサ70の外側へ散らばるのを防ぐことができる。
樹脂層74を形成するためには、たとえば、紫外線硬化性樹脂等を用いることができる。紫外線硬化性樹脂を用いて樹脂層74を形成する場合には、比較的容易に樹脂層74を形成できる。
このような検討例は、特許文献1の技術の問題点を回避されており、優れたものである。しかし、環状部材67という別部材を取り付ける作業や樹脂層74を形成する作業が必要となり作業効率の面では若干落ちるものとなる。
本発明では、ウィスカがコンデンサ外側に散らばりにくく、しかも封口栓用の金型が製作しやすく、かつ、作業効率が良いコンデンサおよびコンデンサ用封口栓を提供することを目的とする。
かかる目的を達成するため、本発明のコンデンサは、端子体を有するコンデンサ素子と、コンデンサ素子を内包するケースと、ケースの開口部を封止するための封口栓と、を有し、封口栓が端子体によって突き破られることにより、封口栓の外側に端子体の先端が引き出されるものとしている。
また、封口栓は、薄肉部により遮蔽された挿通孔を備え、端子体は、その先端が薄肉部を突き破り、端子体の溶接部は外部に露出しないように上記薄肉部に覆われた状態であるのが好ましい。
また、薄肉部は、薄肉部の中心が外周側と比べ薄くなっているものが好ましい。
また、薄肉部は、薄肉部以外の外面よりも内部側に窪んだ位置に配置されているものが好ましい。
また、封口栓は、端子体が挿通する凹部または孔を有していないのが好ましい。
また、本発明のコンデンサ用封口栓は、溶接部を有する端子体を備えるコンデンサ素子を内包するケースの開口部を封止するコンデンサ用封口栓であって、端子体が突き破るための、他の部位より薄い厚さである薄肉部を有するものとしている。
さらに、薄肉部は、表面と裏面の両面から窪んだ位置に配置されているコンデンサ用封口栓とするのが好ましい。
また、本発明のコンデンサの製造方法は、溶接部を有する端子体を備えるコンデンサ素子と、コンデンサ素子を内包するケースと、ケースの開口部を封止するための封口栓と、を有するコンデンサの製造方法において、封口栓は、薄肉部により遮蔽された挿通孔を備え、端子体の先端が薄肉部を突き破ることで、端子体を貫通させ、溶接部を外部に引き出しされないようにし、かつ、端子体の先端を外部に引き出すものとしている。
本発明によれば、ウィスカがコンデンサ外側に露出しにくく、しかも封口栓用の金型が製作しやすくかつ作業効率が良いコンデンサ、およびコンデンサ用封口栓を提供できる。
以下、本発明のコンデンサの実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
(第1の実施の形態)
まず、第1の実施の形態に係るコンデンサ1の構成要素について説明する。
まず、第1の実施の形態に係るコンデンサ1の構成要素について説明する。
(全体構成)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るコンデンサ1の構成を示す外観図である。コンデンサ1は、例えば、中心軸が図1において上下方向に延びる直径が4〜20mm、高さが5〜40mmの円柱型のコンデンサである。このコンデンサ1の側面および図1における下方向の面は、ケース2に覆われている。一方、コンデンサ1のケース2の図1における上方向は、開口しており、封口栓3がその開口を塞いでいる。このため封口栓3が外部に露出している。また、コンデンサ1の図1における上方向の面、すなわち、封口栓3の露出面からは、端子体の一部となる2本の外部引出線4a、4b(以後、外部引出線4aおよび4bの両方を指す場合には、外部引出線4という。)が図1の上方向へ延びている。また、ケース2の側面には、コンデンサ1の径方向内側へ凹む、かしめ部5が形成されている。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るコンデンサ1の構成を示す外観図である。コンデンサ1は、例えば、中心軸が図1において上下方向に延びる直径が4〜20mm、高さが5〜40mmの円柱型のコンデンサである。このコンデンサ1の側面および図1における下方向の面は、ケース2に覆われている。一方、コンデンサ1のケース2の図1における上方向は、開口しており、封口栓3がその開口を塞いでいる。このため封口栓3が外部に露出している。また、コンデンサ1の図1における上方向の面、すなわち、封口栓3の露出面からは、端子体の一部となる2本の外部引出線4a、4b(以後、外部引出線4aおよび4bの両方を指す場合には、外部引出線4という。)が図1の上方向へ延びている。また、ケース2の側面には、コンデンサ1の径方向内側へ凹む、かしめ部5が形成されている。
図2は、図1のコンデンサ1の分解斜視図である。図3は、図1のコンデンサを、図1のB−B線で切断した断面図である。なお、図2においては、図の簡略化のため、かしめ部5の図示を省略している。
図2に示すように、コンデンサ1は、ケース2、封口栓3および外部引出線4を有するコンデンサ素子6から主に構成されている。また、コンデンサ素子6は、図3に示すようにケース2の内部に配置される。さらに、コンデンサ素子6の図2の上方向端面側には、図3に示すように封口栓3が配置される。なお、コンデンサ素子6が備える外部引出線4は、封口栓3を貫通して図3の上方向へ突出する。この外部引出線4は、リード端子7の丸棒部と溶接部8を介して接続されている。ここで、外部引出線4と、リード端子7と、溶接部8とで端子体が形成される。
(コンデンサの各構成部品について)
まず、ケース2について説明する。
まず、ケース2について説明する。
ケース2は、図2および図3に示すように、コンデンサ素子6を収納し、電解液等が揮発あるいは漏洩しないように密閉する役割を有する。本実施の形態では、ケース2は、底面10を有する円筒型であって、円形の底面10の端部から、側面11が底面10に対して略垂直に設けられている。また、底面10と対向する面には、開口部12が形成されている。このようなケース2の材料としては、気密性の高いものを用いることが好ましく、例えば、耐熱性、気密性および耐腐食性が高いアルミニウム製のケースとすることができる。
次に、封口栓3の構成について説明する。
封口栓3は、ケース2の開口部12を封口するために用いる。また、組み立て後のコンデンサ1では、外部引出線4が、封口栓3を図2および図3において上方向に貫通している。しかし、封口栓3が製造された段階では、円形の平板状で、貫通孔も凹部も形成されていない。なお、全くの平板状とするのではなく、外部引出線4が入り込みやすくするため、封口栓3のコンデンサ素子6に面する側に2つの凹部を、外部引出線4a,4bを差し込む位置と同じ間隔で設けてもよい。
コンデンサ1の各構成部品を組み立てる前は、上述したように、封口栓3の外部引出線4が貫通する部分には、貫通孔が形成されていない。コンデンサ1の各構成部品を組み立てる場合には、外部引出線4が封口栓3を図2で上方向に貫くことで、外部引出線4の開放端側が、コンデンサ1の外部に露出する。
封口栓3としては、適度な強度と反発力を有し、かつ、用いる電解液に対して不透過性の材料からなることが好ましい。そのような封口栓3の材料としては、高硬度かつ適度のゴム弾性を有する弾性体を用いることができる。例えば、天然ゴム(NR)、スチレンブタジエン(SBR)、エチレンプロピレンターポリマー(EPT)あるいはイソブチレン・イソプレンゴム(IIR)等の弾性ゴムを用いることができる。これらの中でも特に気密性が高く、かつ電解液が蒸気として透過してしまうようなことがないイソブチレン・イソプレンゴム(IIR)を使用することがより好ましい。イソブチレン・イソプレンゴムの中でも、より優れた耐熱性を有する加硫イソブチレン・イソプレンゴムを用いることが、とりわけ好ましい。加硫イソブチレン・イソプレンゴムとしては、例えば、イオウ加硫、キノイド加硫、樹脂加硫あるいは過酸化物加硫等の加硫イソブチレン・イソプレンゴムを用いることができる。なお、上述のように封口栓3としては、ゴム弾性体を用いることが好ましいが、ゴム弾性体に限定されず、弾性体であればどのようなものであってもよい。弾性体から構成される封口栓3を、外部引出線4が貫通する場合には、外部引出線4が封口栓3を突き破ることにより形成された亀裂部と外部引出線4との間に、隙間が生じにくいものとなる。
次に、コンデンサ素子6について説明する。
図4は、コンデンサ素子6の分解斜視図である。コンデンサ素子6は、上述したリード端子7と、溶接部8を介してリード端子7に接続される上述した外部引出線4と、巻回部21とを主に有する。また、巻回部21は、陽極箔22、陰極箔23および隔離紙24から主に構成される。
巻回部21は、陽極箔22と陰極箔23との間に隔離紙24が介在されてなる積層体が、巻回されることで構成されている。また、巻回部21の隔離紙24には、電解液が浸透されている。陽極箔22および陰極箔23には、2つのリード端子7、すなわちリード端子7aおよびリード端子7bがそれぞれ接続されている。
陽極箔22としては、弁金属(いわゆる、バルブメタル)を用いることが好ましいが、弁金属以外の材料を用いてもよい。弁金属としては、例えば、酸化アルミニウム皮膜が形成されたアルミニウム箔を用いることができる。その場合には、陽極箔22の純粋なアルミニウムの地金部分は、コンデンサ素子6の陽極として機能する。一方、陽極箔22の酸化アルミニウム部分は、コンデンサ素子6の誘電体として機能するものとなる。
陰極箔23としては、エッチング処理を施して大表面積化したアルミニウム箔を用いることが好ましい。なお、陽極箔22と同様に、陽極酸化により形成された酸化アルミニウム皮膜を陰極箔23の表面に設けたものを陽極箔22として用いてもよい。
隔離紙24は、陽極箔22と陰極箔23とが物理的に接触しないようにするためのセパレータとして機能する。また、隔離紙24に浸透している電解液が、エッチングにより形成された微細な凹凸に行き渡るので、電解液が浸透した隔離紙24は、コンデンサ素子6の陰極として機能する隔離紙24としては、合成繊維より生産されるものではなく、天然に産出するセルロース材料、例えばマニラ麻や草木のパルプなどを原料として製造された紙を用いることがより好ましい。隔離紙24として天然紙を用いることで、合成繊維の多くに含まれているハロゲン化物から生じるハロゲンイオン等が、コンデンサ1の他の部材の腐蝕を引き起こさないため好ましい。
隔離紙24に浸透させるための導電性の電解液としては、エチレングリコール,グリセリン等の多価アルコール類を主溶媒とし、これにホウ酸アンモニウム,有機酸アンモニウム等を溶質とした溶剤等を用いることができる。
外部引出線4は、リード端子7の先端側の径よりも小径で、リード端子7の先端面に溶接されて、溶接部8を形成している。溶接部8では、Al,Sn,Cu,Feなどが混在しているため、外気に晒されると、Alの水和や酸化反応によりSn層に応力が働き、Snウィスカ(ヒゲ状の結晶体)発生し成長する。リード端子7の巻回部21側は、扁平とされ、陽極箔22に、溶接あるいはかしめ等でそれぞれ接続され陽極としてのリード端子
7aとなり、陰極箔23に同様にして接続されて、陰極としてのリード端子7bとなる。陽極箔22および陰極箔23に接続されたリード端子7は、図2の上方向に略平行に突出している。なお、リード端子7は、陽極箔22および陰極箔23と電気的に接続されるように、導電性の材料から構成される。
7aとなり、陰極箔23に同様にして接続されて、陰極としてのリード端子7bとなる。陽極箔22および陰極箔23に接続されたリード端子7は、図2の上方向に略平行に突出している。なお、リード端子7は、陽極箔22および陰極箔23と電気的に接続されるように、導電性の材料から構成される。
上述のようなコンデンサ1を用いることで、コンデンサ1の外部にウィスカが落下しにくいものとなる。なぜなら、封口栓3が、外部引出線4や溶接部8と密着しているため、溶接部8でSnウィスカが発生したり、成長したりするのを抑えるからである。さらに、外部引出線4の周囲に隙間が生じにくいため、溶接部8で発生および成長したウィスカが外部引出線4の周囲からコンデンサ1の外部に散らばりにくくなる。この結果、発生したSnウィスカが外部へ落下するのを防止できる。
また、外部引出線4と略同一の貫通孔を設けなくて良いため、外部引出線4よりも細い棒状突起を金型に設ける必要がない。すなわち、金型を製造しやすくなり、また金型の耐久性が向上する。
(コンデンサ1の製造方法)
次に、第1の実施の形態におけるコンデンサ1の製造方法について説明する。図5は、コンデンサ1の製造の流れを説明するフローチャートの一例である。
次に、第1の実施の形態におけるコンデンサ1の製造方法について説明する。図5は、コンデンサ1の製造の流れを説明するフローチャートの一例である。
まず、リード端子7に、溶接部8を介して外部引出線4を接続し、端子体を作る。その後、陽極箔22にリード端子7aを有する端子体のリード端子7の部分を固定して取り付け、また陰極箔23にリード端子7bを有する端子体のリード端子7bの部分を固定して取り付ける。(ステップS101:リード端子取り付けステップ)。たとえば、かしめ、あるいは超音波融着により、リード端子7は、陽極箔22、陰極箔23となる電極箔にそれぞれ取り付けられる。
次に、リード端子7が固定された陽極箔22および陰極箔23の間に、隔離紙24を介在させた状態で、陽極箔22、陰極箔23および隔離紙24を巻くことで、コンデンサ素子6が形成される(ステップS102:巻回ステップ)。
次に、電解液を巻回部21に含浸させる(ステップS103:含浸ステップ)。たとえば、減圧下にて電解液にコンデンサ素子6を浸すことで、隔離紙24の繊維の細部にまで電解液がいきわたる。
次に、コンデンサ素子6の外部引出線4の開放端部を、封口栓3に刺し、封口栓3を貫通させる(ステップS104:封口栓貫通ステップ)。次に、外部引出線4が貫通した状態の封口栓3を有するコンデンサ素子6をケース2の内方に収納する(ステップS105:コンデンサ素子収納ステップ)。
最後に、封口栓3がケース2内のコンデンサ素子6を密封する目的で、ケース2の側面であって、封口栓3と外周部位と平面で重なる部位に、かしめ部5を形成する(ステップS106:かしめ部形成ステップ)。
上述のようなコンデンサ1は、コンデンサ1の外部にウィスカが落下しにくいものとなる。なぜなら、封口栓3が、外部引出線4や溶接部8と密着しているため、ウィスカの発生あるいは成長を抑止し、さらに外部引出線4の周囲からウィスカが散らばりにくくなるためである。
(第2の実施の形態)
次に、第2の実施の形態に係るコンデンサ30について図面を参照して説明する。第2の実施の形態に係るコンデンサ30は、第1の実施の形態に係るコンデンサ1とは、ケース2やコンデンサ素子6を有する点等は、同一で、封口栓31の形状において異なっている。以下の説明においては、封口栓31を中心に説明すると共に、第1の実施の形態と同一または同種の部材については、同一の符号をなし、その説明を省略または簡略化する。
次に、第2の実施の形態に係るコンデンサ30について図面を参照して説明する。第2の実施の形態に係るコンデンサ30は、第1の実施の形態に係るコンデンサ1とは、ケース2やコンデンサ素子6を有する点等は、同一で、封口栓31の形状において異なっている。以下の説明においては、封口栓31を中心に説明すると共に、第1の実施の形態と同一または同種の部材については、同一の符号をなし、その説明を省略または簡略化する。
図6は、第2の実施の形態のコンデンサ30の外観図である。図7は、第2の実施の形態のコンデンサ30が有する封口栓31の外観斜視図である。また、図8は、図7の封口栓31を図7の上方から見た場合の平面図である。図9は、図7の封口栓31を図7の下方から見た場合の断面図である。図10は、封口栓31を図7のC−C線で切断した場合の断面図である。図11は、図10の封口栓31に、外部引出線4およびリード端子7を挿入した状態を示す断面図である。
封口栓31は、第1の実施の形態の封口栓3と異なり、貫通状態に近いが、薄肉部32の存在により貫通しない挿通孔33を有する。挿通孔33は、外側に露出すると共に内方側にへこむ凹部33aと、ケース2の収納内方側に露出すると共に外側方向に凹む凹部33bとを有し、凹部33aと凹部33bとの境界に、両凹部33a,33bを連通しないようにする薄肉部32を有する。また、挿通孔33のコンデンサ素子6側は、円錐状の面取部34が形成されているので、挿通孔33は、コンデンサ素子6の外径が大きいものとなっている。このような面取部34により、外部引出線4の先端を挿通孔33、すなわち凹部33bに挿入しやすいものとなる。なお、面取部34は、なくてもよい。
また、図8において、外部引出線4が配置された場合に、外部引出線4が占める領域を破線で示している。図11に示されるように、挿通孔33の内周は、外部引出線4の径よりも大きい直径を有する。一方、リード端子7の円柱状部分の外周は、外部引出線4の外径および挿通孔33の内径よりも大きい直径を有する。なお、挿通孔33は、均一な内径を有していなくても良い。たとえば、凹部33aと凹部33とが異なる内径の凹部とされていてもよい。
さらに、図10に示すように、薄肉部32は、外周側がより厚く、中心に向かって薄くなるような形状を有している。また、薄肉部32の外部側の面は、封口栓31の端面と平行または略平行な面とされているのに対し、薄肉部のコンデンサ素子6側の面は、中心側に向かう円錐状とされることで、中心側ほど薄くなっている。薄肉部32をこのような形状とすることにより、外部引出線4の先端が、薄肉部32の中心を突き破りやすいものとなる。なぜなら、薄肉部32は、その中心に向かって凹状であるため、外部引出線4の先端が、薄肉部32の外周部から中心に向かってガイドされるからである。
さらに、薄肉部32の突き破りやすい中心部分が、最も薄い、すなわち破断しやすい領域となるため、外部引出線4が封口栓31を簡単に貫通することができる。そのため、外部引出線4が屈曲等することを防ぐことができる。また、斜めに外部引出線4が挿入されることを防止でき、外部引出線4が貫通する部位以外の領域に、亀裂等が生じる危険性を減少させることができる。
また、薄肉部32が、外周側がより厚く、中心に向かって薄くなるような形状を有することで、外部引出線4が、安定して同じ位置を突き破るものとなる。たとえば、外部引出線4の先端が薄肉部32を突き破ろうとする際に、外部引出線4の先端が薄肉部32の中心に当接しなくても、薄肉部32の中心が最初に裂けるものとなる。そのため、外部引出線4の先端は、その裂けた薄肉部32の中心部から封口栓31の外部へ引き出される。したがって、複数のコンデンサ30を作製した場合に、外部引出線4が突出する位置が均一(すなわち、薄肉部32の中央部分)となり、安定した品質のコンデンサ30を提供できる。
さらに、薄肉部32は、その内側面が外周側になるに従い徐々に厚くなっているため、外部引出線4の外周と、薄肉部32がより密着するものとなる。具体的には、外部引出線4が薄肉部32を貫通する際に、外部引出線4の貫通方向へ、外部引出線4と接触している薄肉部32が引っ張られる。しかし、引っ張られた薄肉部32が湾曲するため、その湾曲した状態を復帰しようとする弾性力が薄肉部32に生じやすいためである。
挿通孔33の内径は、リード端子7の丸棒部の外径と同径あるいはそれよりも小さい。しかし、挿通孔33の内径は、外部引出線4の外径よりも大きいため、挿通孔33を作製するための金型は、外部引出線4よりも太い棒状部材を用いることができる。したがって、挿通孔33を作製するための金型部分が折れてしまうあるいは曲がってしまうこと等が少ないものとなる。
この第2の実施の形態のコンデンサ30の製造方法は、図5に示すフローチャートと同じようなステップにて行われる。また、このコンデンサ30の効果は、コンデンサ1と同じように、コンデンサ30の外部にウィスカが散らばりにくいものとなる。なぜなら、封口栓31が、外部引出線4と密着し、かつ、溶接部8が薄肉部32よりもコンデンサ30の内側に位置するため、外部引出線4の周囲にウィスカが侵入しにくくなるためである。
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明は、上述の各形態に限定されることなく、種々変形した形態にて実施可能である。例えば、上述の各実施の形態では、各部品に係る寸法あるいは形状を例示しているが、例示された寸法あるいは形状等に限定されるものではない。たとえば、コンデンサ1,30は、直径が4〜20mm、高さが5〜40mmの円柱型のコンデンサとしたが、このような形態に限らない。しかし、直径が20mm以下の小型コンデンサ1,30の場合は、封口栓3,31を貫通する端子体の直径も細くなるため、リード端子7を貫通させるための貫通孔を設けるのは難しい。したがって、リード端子7が貫通するための貫通孔を有していない封口栓3,31の製造用金型は、リード端子7を貫通させるための貫通孔を有する封口栓の製造用金型よりも簡単なものとなる。
また、第2の実施の形態では、封口栓31は、凹部33a、凹部33bおよび凹部33a,33bとの間に薄肉部32を有するものとしているが、このような形態に限らない。例えば、凹部33aのみあるいは凹部33bのみを有する形態としてもよい。しかし、凹部33aを有することで、封口栓31の外側平面よりも薄肉部32が突出することがない。そのため、コンデンサ30の完成品検査の際に、封口栓31の外面に付着した異物として薄肉部32が扱われることがない。また、封口栓31が、凹部33bを有することで、より小さい力でリード端子7が薄肉部32を貫通することができる。
また、第2の実施の形態では、薄肉部32の外部側の面は、封口栓31の端面と平行または略平行な面とされているのに対し、薄肉部32のコンデンサ素子6側の面は、中心側に向かう円錐状とされている。しかし、このような形態に限らない。たとえば、図12に示すように、薄肉部32Aの外部側の面に、中心側へ向かう円錐状の凹部が形成され、薄肉部32Aのコンデンサ素子6側の面には、封口栓31の端面と平行または略平行な面を有する封口栓31Aとしてもよい。図12に示されるような薄肉部32Aを外部引出線4が突き破ると、外部引出線4の周囲に空隙が生じにくいものとなる。なぜなら、外部引出線4が薄肉部32Aの中心あるいは略中心を突き破った際に、薄肉部32Aの中心側がコンデンサ素子6側の方向に戻ろうとする反発力が生じるためである。
また、図13は、薄肉部32の別の変形例を示す封口栓31Bの断面図である。別の変形例としての薄肉部32Bは、薄肉部32Bの外部側の面、およびコンデンサ素子6側の面の両方に、中心側に向かう円錐状の凹部が形成されている。このような薄肉部32Bは、外部引出線4が突き破った際に、外部引出線4の周囲に空隙が生じにくいことに加えて、外部引出線4が、安定して同じ位置を突き破るものとなるため、より好ましい。
また、第2の実施の形態では、薄肉部32は、外周側が厚く、中心に向かって徐々に薄くなるような形態としたが、このような形態にかぎらない。たとえば、段階的に薄くなるような形状等としてもよい。図14および図15は、薄肉部32のさらなる変形例を示す封口栓40の断面図である。図14に示す薄肉部41は、薄肉部41の中央付近が平坦なものである。また、図15に示す封口栓45の薄肉部46は、外部引出線4のみが通過できる凹部をさらに設けるものとしている。
また、薄肉部32は、薄肉部32の中心からの距離により厚みが変化するような形態、すなわち、円錐形状の凹状に限らない。図16は、薄肉部32の別の変形例としての薄肉部50を示す平面図である。たとえば、図16に示すように、薄肉部50は、十字状の凹部51を有していてもよい。その際に、十字型の凹部51は、単なる切込みであってもよい。また、凹部51の深さは、一定でなくともよい。例えば、凹部51は、段状に深さが変化するような形態としてもよい。凹部51の深さが変化する場合には、クサビ状等の断面を有する凹部51としてもよいし、中心P(図16を参照)に近い凹部51ほど凹部51の深さが深くなっても良い。凹部51が切り込みにより形成される場合には、円状、四角状、十字状あるいは他のどのような形状で切込みが入っていてもよい。凹部51や切り込みは、リード端子7が挿入される側に形成されていることが好ましい。また、凹部51や切り込みが十字状等の場合には、その交差点が薄肉部50の中心となるようなものが好ましい。薄肉部50の中心Pの部分の厚さが、薄肉部50の他の部分の厚さよりも薄い場合には、外部引出線4が、薄肉部50の中心Pをより突き抜けやすいものとなるからである。なお、薄肉部50に形成する凹部は、十字型に限らず、他の形状であってもよい。たとえば、図17は、薄肉部32の別の変形例としての薄肉部55を示す平面図である。図17のように薄肉部55は、三角錐形状の凹部56を有していてもよい。なお、凹部56は、三角錐形状に限らず、どのような多角錐形状であってもよい。また、これらの十字型の凹部や三角錐形状の凹部等は、図10〜図15に示す封口栓と組み合せてもよい。
また、各実施の形態において、封口栓3,31を突き抜けやすいように、外部引出線4の先端側をつまようじ等の先端のように鋭利な先端としてもよい。図18は、溶接部8に接続されていない方の外部引出線4の先端を示す斜視図である。さらに、図18のように、外部引出線4の先端を、刃物状としてもよい。具体的には、外部引出線4の先端は、向かいあう2つの平面58が、外部引出線4の中心軸方向にそれぞれ角度γ1および角度γ2で傾斜し、一辺を共有している(以後、この共有する一辺を稜線57という。)。稜線57は、外部引出線4が伸びる方向に対して垂直あるいは略垂直に伸びている。また、2つの平面58は、稜線57の線を挟み、180度以内の角度θを形成している。このような先端形状を有する外部引出線4は、特に、線状の凹部を有する封口栓と共に用いるのが好ましい。たとえば、図16に示す封口栓32Aと共に用いると、外部端子4の稜線57が、十字型の凹部51に嵌まりやすい。そのため、外部端子4の先端が薄肉部23の特定の位置を突き破りやすいものとなる。すなわち、外部端子4が、同一の箇所を安定して突き破ることができる。
また、第1の実施の形態において、封口栓3に外部引出線4を貫通(ステップS104)させた後で、コンデンサ素子6をケース2に収納(ステップS105)するものとしているが、コンデンサ素子6をケース2に収納した後、外部引出線4を貫通させながら封口栓3を配置するようにしてもよい。また、電解液を巻回部21に含浸させる(ステップS103)前に、ステップS104を行うこととしてもよい。
なお、上述の各実施の形態において、封口栓3,31の外部に露出する面(すなわち、外部引出線4が突出した側の面)は、凹部33aが形成された部分を除き平滑なものとしているが、このような形態に限らない。たとえば、コンデンサ1,30を基板等に実装した状態で、封口栓3,31の外部に露出する面と基板面との間に間隙を設ける目的で、封口栓31の外部に露出する面に突出部を設けても良い。しかし、コンデンサ1,30では、薄肉部32が封口栓31の外側平面よりも突出しないため、封口栓31の外部に露出する面に突出部を設けない場合にも適用できる。たとえば、座板を介して基板に実装するコンデンサのように、封口栓31の外部に露出する面が平滑あるいは略平滑であることが必要とされるコンデンサにも適用できる。
1,30…コンデンサ
2…ケース
3,31,31A,31B,40,45…封口栓
4…外部引出線(端子体の一部)
6…コンデンサ素子
7…リード端子(端子体の一部)
8…溶接部(端子体の一部)
12…開口部
32,32A,32B,41,46,50,55…薄肉部
33,33a…凹部
2…ケース
3,31,31A,31B,40,45…封口栓
4…外部引出線(端子体の一部)
6…コンデンサ素子
7…リード端子(端子体の一部)
8…溶接部(端子体の一部)
12…開口部
32,32A,32B,41,46,50,55…薄肉部
33,33a…凹部
Claims (8)
- 端子体を有するコンデンサ素子と、
上記コンデンサ素子を内包するケースと、
上記ケースの開口部を封止するための封口栓と、を有し、
上記封口栓が上記端子体によって突き破られることにより、上記封口栓の外側に上記端子体の先端が引き出されることを特徴とするコンデンサ。 - 請求項1に記載のコンデンサにおいて、
前記封口栓は、薄肉部により遮蔽された挿通孔を備え、
前記端子体は、その先端が上記薄肉部を突き破り、前記端子体の溶接部が外部に露出しないように上記薄肉部により覆われた状態であることを特徴とするコンデンサ。 - 請求項2に記載のコンデンサにおいて、
前記薄肉部の中心側は、当該薄肉部の外周側と比べ薄くなっていることを特徴とするコンデンサ。 - 請求項2または請求項3のいずれか1項に記載のコンデンサにおいて、
前記薄肉部は、前記薄肉部以外の外面よりも内部側に窪んだ位置に配置されていることを特徴とするコンデンサ。 - 請求項2から請求項4のいずれか1項に記載のコンデンサにおいて、
前記封口栓は、前記端子体が挿通する凹部または孔を有していないことを特徴とするコンデンサ。 - 溶接部を有する端子体を備えるコンデンサ素子を内包するケースの開口部を封止するコンデンサ用封口栓において、
上記端子体が突き破るための、他の部位より薄い厚さである薄肉部を有することを特徴とするコンデンサ用封口栓。 - 請求項6に記載のコンデンサ用封口栓において、
前記薄肉部は、表面と裏面の両面から窪んだ位置に配置されていることを特徴とする、コンデンサ用封口栓。 - 溶接部を有する端子体を備えるコンデンサ素子と、
上記コンデンサ素子を内包するケースと、
上記ケースの開口部を封止するための封口栓と、を有するコンデンサの製造方法において、
上記封口栓は、薄肉部により遮蔽された挿通孔を備え、
上記端子体の先端が上記薄肉部を突き破ることで、上記端子体を貫通させ、上記溶接部を外部に引き出しされないようにし、かつ、上記端子体の先端を外部に引き出すことを特徴とするコンデンサの製造方法。
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