JP2010192706A - 薄型コンデンサチップ成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】コンデンサ粉末の投入が容易で上下の密度差が少ない薄型のコンデンサチップを製造できるコンデンサチップ成形機を提供する。
【解決手段】上面開口部と側面開口部を有し、ワイヤ挿入方向に並行な側面でかつより幅広な側面を上下面としてコンデンサチップを成形する金型と、ワイヤ孔から水平方向に突き出されたワイヤを外側の側面と面一に切断するカッターが取り付けられ、側面開口部を塞ぐ横蓋と、金型の上面を水平方向に擦動して、コンデンサ粉末を上面開口部から金型に投入するコンデンサ供給箱と、金型内に昇降可能に装着され、上面開口部から金型に挿入され、投入されたコンデンサ粉末を下方向に押圧する上パンチと、金型に昇降可能に装着され、投入されたコンデンサ粉末を上方向に押圧する下パンチと、が備えられる。
【選択図】図３

Description

本発明は、コンデンサチップ成形機に係り、より詳細には、コンデンサ粉末の投入が容易で上下の密度差が少ない薄型のコンデンサチップを製造できるコンデンサチップ成形機に関する。

図８は、従来のコンデンサチップ成形機で、（Ａ）は特許文献１に示される横型成形機の要部説明図であり、（Ｂ）は縦型成形機の要部説明図である。図８（Ａ）に示すように、横型成形機は、横圧縮の金型にコンデンサ粉末５を上から投入（符号Ｉｎで示す）し、続いてワイヤ１を上から挿入し、左パンチ３８と右パンチ３９で押圧し、コンデンサチップを成形する。図８（Ｂ）に示すように、縦型成形機は、縦圧縮の金型にコンデンサ粉末を投入し、上パンチ４８と下パンチ４９で押圧し、コンデンサチップを成形する。このような縦型成形機では、コンデンサ粉末５は上から投入（符号Ｉｎで示す）され、ワイヤ１も上から挿入される。成形されたコンデンサチップは、ワイヤ１に陽極端子が、コンデンサ本体に陰極端子が接続され、モールドチップ型タンタルコンデンサなどとなる。

図８（Ａ）において、高さｈが３ｍｍ、幅ｗが３ｍｍ、厚さｔが１．５ｍｍのタンタルのコンデンサチップを成形する場合を示す。この場合、コンデンサ粉末５の投入面（コンデンサチップ成形空間の上面）の面積（＝ｄ×ｗ）は、投入面の一辺の長さが通常３ｔ（符号ｄで示す）に設定されるので、１３．５ｍｍ^２（＝１．５ｍｍ×３倍×３ｍｍ）となる。一方ｄ×ｈの側面の面積は、１３．５ｍｍ^２（＝１．５ｍｍ×３×３ｍｍ）で、ｗ×ｈの側面の面積は、９ｍｍ^２（＝３ｍｍ×３ｍｍ）であるから、ｄ×ｗを上面としコンデンサ粉末の投入面とすることは、好ましい大きな面積を有している。

しかしながら、最近ではコンデンサチップの薄型化が進行し、例えば厚さｔが０．５ｍｍとされる場合もある。その場合、コンデンサ粉末５の投入面の面積（＝ｄ×ｗ）は、４．５ｍｍ^２（＝０．５ｍｍ×３×３ｍｍ）となり、コンデンサ粉末の投入面の面積が著しく縮小される。またｄ×ｈの側面の面積も４．５ｍｍ^２（＝０．５ｍｍ×３×３ｍｍ）と縮小され、ｗ×ｈの側面の面積は、９ｍｍ^２（＝３ｍｍ×３ｍｍ）のままである。投入面の大きさが縮小されると、コンデンサ粉末の投入が難しくなるので、コンデンサ粉末がコンデンサチップ成形空間に十分に充填されない場合も出る。すなわち、図８（Ａ）のような横型成形機は、コンデンサチップの薄型化には対応しにくい構造である。

また、コンデンサチップは、コンデンサ粉末の密度の均一性も求められている。図８（Ａ）の横型成形機では、コンデンサチップ成形空間に投入されたコンデンサ粉末の水平方向の密度は、押圧されて密度を均一にできるが、上下方向はコンデンサチップ成形空間の下部の密度が高く、上部の密度が粗となりやすい。

同様に図８（Ｂ）に示すような縦型成形機は、例えばコンデンサ粉末の投入面の面積（ｔ×ｗ）は、１．５ｍｍ^２（＝０．５ｍｍ×３ｍｍ）であるから、横型成形機の場合より狭い。つまり、コンデンサ粉末が投入しにくい。高さ方向は、圧縮される方向なので９ｍｍ（＝３×３ｍｍ）と深い。深さがあるとコンデンサ粉末を投入する際に上下方向の密度差が出やすい。このような縦型成形機も、コンデンサチップの薄型化には好ましい構造とは言えない。

特開平８−１２４８１０号公報

本発明の目的は、コンデンサ粉末の投入が容易で上下の密度差が少ない薄型のコンデンサチップを製造できるコンデンサチップ成形機を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明による薄型コンデンサチップ成形機は、上面開口部と側面開口部を有し、ワイヤ挿入方向に対して並行な側面でかつより幅広な側面を上下面としてコンデンサチップを成形する金型と、ワイヤ孔から水平方向に突き出されたワイヤを外側の側面と面一に切断するカッターが取り付けられ、前記側面開口部を塞ぐ横蓋と、前記金型の上面を水平方向に擦動して、コンデンサ粉末を前記上面開口部から前記金型に投入するコンデンサ供給箱と、前記金型内に昇降可能に装着され、前記上面開口部から前記金型に挿入され、投入された前記コンデンサ粉末を下方向に押圧する上パンチと、前記金型に昇降可能に装着され、投入された前記コンデンサ粉末を上方向に押圧する下パンチと、が備えられることを特徴とする。

請求項２は、前記上パンチと前記下パンチは、前記金型に投入された前記コンデンサ粉末を、押圧する前にあらかじめ設定された値に従って、挿入される前記ワイヤが前記コンデンサ粉末のある上下中央の位置または前記コンデンサ粉末のある上下中央の位置よりも下がった位置または前記コンデンサ粉末のある上下中央の位置よりも上がった位置に来るように移動することを特徴とする。

請求項３は、前記上パンチと前記下パンチは、前記金型に投入された前記コンデンサ粉末を押圧する際、あらかじめ設定された値に従って、前記上パンチの押圧ストロークと前記下パンチの押圧ストロークを等しくするまたは前記上パンチの押圧ストロークを前記下パンチの押圧ストロークより大きくするまたは前記上パンチの押圧ストロークを前記下パンチの押圧ストロークより小さくすることを特徴とする。

請求項１のコンデンサチップ成形機によれば、（１）コンデンサチップのワイヤ挿入方向に対して並行な側面でかつより幅広な側面（図１のｗ×ｈの面、符号Ｓ１ａとＳ１ｂで示す）をコンデンサ粉末投入面としたので、比較的大きなコンデンサ粉末投入面積を確保できる。これによればコンデンサチップが薄型になっても、コンデンサ粉末の投入が容易である。（２）また、深さは従来の場合よりも浅く、投入したコンデンサ粉末は、上下方向に密度差が少ない。つまり、コンデンサ粉末の上下方向の密度を均一にできる。

請求項２によれば、上パンチと下パンチを動かして、金型に投入されたコンデンサ粉末をあらかじめ設定した値に従って金型に投入された上下方向の密度を均一に保ったままコンデンサ粉末の上下中央の位置を、ワイヤのある位置、またはワイヤのある位置より下側の位置、またはワイヤのある位置より上側の位置まで下降させることができる。この状態から押圧成形して上下方向に密度差が少ない素子を成形することができる。例えば、粉の使用粉末の特性により、金型内の上方のコンデンサ粉末が粗で、金型内の下方のコンデンサ粉末が密となるような場合、金型内のコンデンサ粉末の上下中央の位置をワイヤのある位置より上方に来るようにして成形することにより、密度対策とすることができる。

請求項３によれば、上パンチの押圧ストロークと下パンチの押圧ストロークを等しくする、または上パンチの押圧ストロークを下パンチの押圧ストロークより大きくする、または上パンチの押圧ストロークを下パンチの押圧ストロークより小さくする設定を可能としたので、上パンチと下パンチを同期させて成形することにより、ワイヤがオフセットしない成形も、ワイヤがコンデンサチップの一端面の中央からずれる（オフセット）成形もできる。

本発明によるコンデンサチップ成形機で製造されたコンデンサチップの斜視図である。 図１のコンデンサチップが、ワイヤを水平方向に挿入し、上パンチと下パンチで上下に押圧して製造されることを示す説明図である。 本発明によるコンデンサチップ成形機の要部を示す斜視図である。 本発明によるコンデンサチップ成形機の動作説明図で、一連の動作の（１／４）である。（Ａ）は初期状態を示す。（Ｂ）は粉末供給箱から金型にコンデンサ粉末が投入される段階を示す。（Ｃ）はコンデンサ粉末供給箱が左方向に移動して金型の開口部を擦り切って平坦にする段階を示す。（Ｄ）は上パンチが下降して開口部を塞ぐ段階を示す。 本発明によるコンデンサチップ成形機の動作説明図で、一連の動作の（２／４）である。（Ｅ）は上パンチと下パンチが間隔を保って下降し、コンデンサ粉末をワイヤの挿入位置まで移動する段階を示す。（Ｆ）はワイヤを金型のコンデンサ粉末内に挿入する段階を示す。（Ｇ）は上パンチと下パンチでコンデンサ粉末を押圧する段階を示す。（Ｈ）は横蓋が右方向に移動してカッターのためのスペースをあける段階を示す。 本発明によるコンデンサチップ成形機の動作説明図で、一連の動作の（３／４）である。（Ｉ）はカッターがワイヤを切断する段階を示す。（Ｊ）は上パンチと下パンチが共に上昇してコンデンサチップを持ち上げる段階を示す。（Ｋ）は横蓋を下パンチに接触するように左方向に前進させる段階を示す。 本発明によるコンデンサチップ成形機の動作説明図で、一連の動作の（４／４）である。（Ｌ）はコンデンサ粉末供給箱を右方向に移動して、コンデンサチップを落下させ、コンデンサ回収箱に回収する段階を示す。（Ｍ）は初期状態に戻す段階を示す。 従来のコンデンサチップ成形機の例で、（Ａ）は横型成形機の要部説明図であり、（Ｂ）は縦型成形機の要部説明図である。

以下、図面を参照して、本発明による薄型コンデンサチップ成形機について詳細に説明する。

図１は、本発明による薄型コンデンサチップ成形機によって製造されたコンデンサチップの斜視図である。コンデンサチップ１０は、ワイヤ突出長ｎ、ワイヤ挿入長ｍ、幅ｗ、高さｈ、厚さｔを有する。図１に示すように、コンデンサチップ１０の製造は、太い破線で示すようにコンデンサ粉末が上方から金型に投入され、ワイヤ１が水平に挿入され、太い矢印で示すように上下方向に押圧することで行なう。すなわち、ワイヤ挿入方向に対して並行な側面でかつより幅広な側面（符号Ｓ１ａとＳ１ｂで示す面）を上下面としてコンデンサチップを成形する。符号φｄは、ワイヤ１の直径で、０．１１〜０．２ｍｍ程度の太さを有する。

図２は、本発明によるコンデンサチップ成形機の説明図である。図１のコンデンサチップが、上パンチと下パンチで上下から押圧されることを示している。図１の太線による押圧は、上パンチ４８と下パンチ４９で行なう。コンデンサチップ成形空間はｗ×ｈ×ｄで示し、この中にコンデンサ粉末５が、上方から投入（符号Ｉｎで示す）される。奥行きｄは、コンデンサチップの厚さｔの３倍の長さに取られる。従ってｄ＝３ｔの関係がある。引出円の中に示すように、符号Ｓ１ａはコンデンサチップ成形空間５０の上面で、符号Ｓ１ｂはコンデンサチップ成形空間５０の下面で、符号Ｓ２ａ、Ｓ３ａはコンデンサチップ成形空間５０の側面である。上下面Ｓ１ａ、Ｓ１ｂが押圧されることにより、側面Ｓ２ａ、Ｓ３ａが上下方向に縮んで、厚さｔとなるように薄くされる。ワイヤの挿入方向は、水平方向である。

図３は、本発明によるコンデンサチップ成形機の要部を示す斜視図である。金型２０は、縦置きタイプで上部にはコンデンサ粉末を下方向に押圧する上パンチ４８と、下部にはコンデンサ粉末を上方向に押圧する下パンチ４９が設けられる。金型２０の右側には、金型２０の側面開口部を塞ぐように動く横蓋１２が設けられる。横蓋１２の側面にはカッター３が設けられ、カッター３は、可動刃３ａが回動軸３ｂに取り付けられ、ワイヤ孔２から突き出たワイヤを横蓋１２の外側の側面と面一に切断する。

図４〜図７は、本発明によるコンデンサチップ成形機の一連の動作（Ａ）〜（Ｎ）を示す説明図である。図４の（Ａ）〜（Ｄ）は一連の動作の最初の１／４である。図４〜図７において、上パンチ４８は装置の上部に固定された金型２０に昇降可能に装着される。金型２０内の下パンチ４９も昇降可能に設けられる。横蓋１２は水平方向に動きことができる。コンデンサ粉末供給箱４は、金型２０の上面を左右に擦るように動き、コンデンサ粉末５を金型２０に供給する。

図４（Ａ）は、コンデンサチップ成形機の初期状態を示す。図４（Ａ）に示すように、金型２０のコンデンサチップ成形空間５０の上面は、コンデンサ粉末５の投入面として開口している。横蓋１２は、金型２０の右側面に接して側面開口部を塞いでいる。ワイヤ１は、横蓋１２のワイヤ孔２から突き出していない状態にある。下パンチ４９の上端は、ワイヤ１より少し上の位置まで上昇され、コンデンサチップ成形空間５０の底面を形成している。

図４（Ｂ）は、粉末供給箱から金型にコンデンサ粉末が投入される段階を示す。図４（Ｃ）は、コンデンサ粉末供給箱が左方向に移動して、金型の上部開口部を擦り切り、上面を平坦にする段階を示す。図４（Ｄ）は、上パンチ４８が下降して金型２０の上部開口部を塞ぐ段階を示す。

図５の（Ｅ）〜（Ｈ）は、一連の動作の２／４である。図５（Ｅ）は、上パンチと下パンチが間隔を保って下降し、金型２０内のコンデンサ粉末をワイヤの挿入位置まで移動する段階を示す。ここで、コンデンサ粉末５が上下に粗密が出にくい（粗密が無視できる程度に小さい）場合は、ワイヤ１が、コンデンサ粉末５のある上下中央の位置に来るようにコンデンサ粉末５を移動する。コンデンサ粉末５が上下に粗密が出やすいものであれば、ワイヤ１がコンデンサ粉末５の上下中央の位置より少し下がった位置に来るようにコンデンサ粉末５を移動する。なお、ワイヤ１がコンデンサ粉末５の上下中央の位置より少し上がった位置に来るようにコンデンサ粉末５を移動することもできる。上パンチ４８と下パンチ４９を下降させる時の移動量は、あらかじめコンデンサチップ成形装置のパネルから設定しておくことができる。

図５（Ｆ）はワイヤを金型のコンデンサ粉末内に挿入する段階を示す。ワイヤ１がワイヤ孔２から所定の長さ送り出され、コンデンサ粉末５の中に挿入される。引出円の中は、ワイヤ１が、コンデンサ粉末５の上下中央の位置より少し下がった位置に来るように移動された場合を示す。符号ｇ１は、上パンチ４８からワイヤ１までの距離であり、符号ｇ２は下パンチ４９からワイヤ１までの距離であって、ｇ１＞ｇ２の関係がある。符号ｓ１は上パンチ４８の押圧ストロークであり、符号ｓ２は下パンチ４９の押圧ストロークであって、ｓ１＞ｓ２の関係がある。押圧された後は、厚さｔ（＝ｇ１＋ｇ２−ｓ１−ｓ２）で、ワイヤ１は上下中央の位置に来る。なお、図示を省略するが、ワイヤ１がコンデンサ粉末５のある上下中央の位置に来るように移動される場合は、例えば、ｇ１＝ｇ２、ｓ１＝ｓ２＝ｔの関係を有して押圧される。なお、押圧ストロークは、ｓ１＞ｓ２、ｓ１＝ｓ２の他に、ｓ１＜ｓ２とすることもできる。ｓ１＝ｓ２を通常使用する値としてあらかじめコンデンサチップ成形装置のパネルから設定しておいてもよい。図５（Ｇ）は、上パンチ４８と下パンチ４９が所定の位置まで動き、コンデンサチップ成形空間５０を上下に押圧する段階を示す。図５（Ｈ）は、横蓋１２が右方向に移動し、リード線のワイヤ突出長を決める。

図６の（Ｉ）〜（Ｋ）は、一連の動作の３／４である。図６（Ｉ）は、カッター３がワイヤ１を切断する段階を示す。引出円の中に示すように、カッター３が回動して、横蓋１２のワイヤ孔２から突き出たワイヤ１を横蓋１２の外側の側面と面一に切断する。このようなワイヤ１の切断は、横蓋１２の内部でワイヤ１を切断する場合に比較して、ワイヤ孔２でのワイヤ詰まり障害を顕著に減少させることができる。図６（Ｊ）は、上パンチ４８と下パンチ４９が共に上昇してコンデンサチップ１０を持ち上げる段階を示す。なお、上パンチ４８はコンデンサ粉末供給箱４が挿入できるまで、さらに上昇させておく。図６（Ｋ）は、コンデンサチップ１０の排出に備えて、横蓋１２を左方向に前進させる段階を示す。横蓋１２を移動させるのは、引出円の中に示すように、コンデンサチップ１０が横蓋１２の傾斜面を滑って落下し、コンデンサチップ回収箱１４に回収されるからである。

図７の（Ｌ）〜（Ｍ）は、一連の動作の４／４である。図７（Ｌ）は、コンデンサ粉末供給箱４を右方向に移動して、コンデンサチップ１０を落下させ、コンデンサチップ回収箱１４に回収する段階を示す。コンデンサチップ回収箱１４は、手前側に設置されている。図７（Ｍ）は、下パンチ４９とコンデンサ粉末供給箱４を元の位置に移動して、図４（Ａ）の初期状態に戻す段階を示す。これを繰り返すことで、コンデンサチップ１０が次々と製造される。１個のコンデンサチップを製造するサイクルは約２秒である。

本発明によるコンデンサチップ成形機は、薄型コンデンサチップを製造できる製造機として好適である。

１ ワイヤ
２ ワイヤ孔
３ カッター
３ａ 可動刃
３ｂ 回動軸
４ コンデンサ粉末供給箱
５ コンデンサ粉末
１０ コンデンサチップ
１２ 横蓋
１４ コンデンサチップ回収箱
２０ 金型
３８ 左パンチ
３９ 右パンチ
４８ 上パンチ
４９ 下パンチ
５０ コンデンサチップ成形空間
ｇ１ 上パンチからワイヤまでの距離
ｇ２ 下パンチからワイヤまでの距離
ｓ１ 上パンチの押圧ストローク
ｓ２ 下パンチの押圧ストローク
Ｓ１ａ コンデンサチップ成形空間の上面
Ｓ１ｂ コンデンサチップ成形空間の下面
Ｓ２ａ、Ｓ３ａ コンデンサチップ成形空間の側面
ｎ ワイヤ突出長
ｍ ワイヤ挿入長
ｗ 幅
ｈ 高さ
ｄ 奥行き
ｔ 厚さ
Ｉｎ コンデンサ粉末の投入

Claims (3)

1. 上面開口部と側面開口部を有し、ワイヤ挿入方向に対して並行な側面でかつより幅広な側面を上下面としてコンデンサチップを成形する金型と、
   ワイヤ孔から水平方向に突き出されたワイヤを外側の側面と面一に切断するカッターが取り付けられ、前記側面開口部を塞ぐ横蓋と、
   前記金型の上面を水平方向に擦動して、コンデンサ粉末を前記上面開口部から前記金型に投入するコンデンサ供給箱と、
   前記金型内に昇降可能に装着され、前記上面開口部から前記金型に挿入され、投入された前記コンデンサ粉末を下方向に押圧する上パンチと、
   前記金型に昇降可能に装着され、投入された前記コンデンサ粉末を上方向に押圧する下パンチと、が備えられることを特徴とする薄型コンデンサチップ成形機。
2. 前記上パンチと前記下パンチは、前記金型に投入された前記コンデンサ粉末を、押圧する前にあらかじめ設定された値に従って、挿入される前記ワイヤが前記コンデンサ粉末のある上下中央の位置または前記コンデンサ粉末のある上下中央の位置よりも下がった位置または前記コンデンサ粉末のある上下中央の位置よりも上がった位置に来るように移動することを特徴とする請求項１に記載の薄型コンデンサチップ成形機。
3. 前記上パンチと前記下パンチは、前記金型に投入された前記コンデンサ粉末を押圧する際、あらかじめ設定された値に従って、前記上パンチの押圧ストロークと前記下パンチの押圧ストロークを等しくするまたは前記上パンチの押圧ストロークを前記下パンチの押圧ストロークより大きくするまたは前記上パンチの押圧ストロークを前記下パンチの押圧ストロークより小さくすることを特徴とする請求項１に記載の薄型コンデンサチップ成形機。
   

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