JP2018037599A - コンデンサの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】コンデンサのろう付け工程の回数を削減し、コンデンサの製造コストを低減する。【解決手段】絶縁筒２と、絶縁筒２の開口端に設けられる端部電極３、４と、端部電極３、４に接続される渦巻電極５、６を備える真空コンデンサ１の製造方法である。電極板７とスペーサ８を重ね合わせて芯部材９に巻回し渦巻電極５を作製し、電極板１０とスペーサ８を重ね合わせて芯部材１１に巻回して渦巻電極６を作製する。端部電極３の絶縁筒２内側の面に形成された溝３ｃに線ろう材１２を設け、端部電極３と渦巻電極５の間に板ろう材１３を挟んで端部電極３に渦巻電極５を固定する。端部電極４に絶縁筒２と渦巻電極６を載せ、絶縁筒２上に端部電極３を設けて真空コンデンサ１を仮組み立てする。仮組み立てされた真空コンデンサ１を真空加熱炉に入れ、端部電極３と渦巻電極５のろう付け、端部電極４と渦巻電極６のろう付け、絶縁筒２と端部電極３、４のろう付けを行う。【選択図】図２

Description

本発明は、コンデンサの製造方法に関する。特に、真空コンデンサなどの真空機器に適用されるろう付け技術に関する。
真空コンデンサは、真空の容器内に組み込まれた一対の電極により静電容量を形成している（例えば、特許文献１）。真空コンデンサは、例えば、絶縁筒の開口端を封止する一対の端部電極と、各端部電極から立設する筒状の電極板と、を備えている。筒状の電極板は、径の異なる電極板が同心円状に配置される。
通常、真空コンデンサの製造工程では、絶縁筒の上下に端部電極を設け、絶縁筒と端部電極とのろう付けが行われる。したがって、絶縁筒の上部に配置された端部電極では、電極板が下方向に延在しており、端部電極に電極板がろう付けされていなければ、端部電極と電極板がばらばらになってしまう。そこで、１回目のろう付けで、端部電極に電極板をろう付けし、２回目のろう付けで、絶縁筒と端部電極のろう付けが行われる。このように、真空コンデンサのろう付けは、２回以上のろう付け工程を行って製造される。なお、真空コンデンサに限らず、ガス封入タイプのコンデンサにおいても同様である。
特開２０００−５８３８４号公報
しかし、ろう付け工程の回数が増加すると、コンデンサの製造コストが増加することとなる。
本発明は、上記事情を鑑みて為されたものであり、コンデンサのろう付け工程の回数を削減し、コンデンサの製造コストを低減することを目的としている。
上記目的を達成する本発明のコンデンサの製造方法の一態様は、絶縁筒と、前記絶縁筒の開口端に設けられる第１端部電極及び第２端部電極と、前記第１端部電極に立設され前記第１端部電極から前記絶縁筒の内部方向に延在する第１電極板と、前記第２端部電極に立設され前記第２端部電極から前記絶縁筒の内部方向に延在する第２電極板と、前記第１電極板が巻回される第１芯部材と、前記第２電極板が巻回される第２芯部材とを備え、前記第１端部電極の前記絶縁筒の内部側の面に溝が形成されたコンデンサの製造方法であって、前記第１電極板とスペーサを重ね合わせて前記第１芯部材に巻回して第１渦巻電極を得る工程と、前記第２電極板とスペーサを重ね合わせて前記第２芯部材に巻回して第２渦巻電極を得る工程と、前記第１端部電極の溝にろう材を設け、当該第１端部電極に前記第１渦巻電極を仮止めする工程と、前記第２端部電極に前記絶縁筒及び前記第２渦巻電極を載置し、この絶縁筒の上部開口端に前記第１渦巻電極が仮止めされた第１端部電極を設けてコンデンサを組み立てる工程と、前記第１端部電極と前記第１渦巻電極のろう付け、前記第２端部電極と前記第２渦巻電極のろう付け、前記第１端部電極と前記絶縁筒のろう付け、及び前記第２端部電極と前記絶縁筒のろう付けを行う工程とを有することを特徴としている。
また、上記目的を達成する本発明のコンデンサの製造方法の他の態様は、上記コンデンサの製造方法において、前記第１端部電極に前記第１渦巻電極を仮止めする工程では、前記第１端部電極と前記第１渦巻電極との間にろう材を設けることを特徴としている。
以上の発明によれば、コンデンサのろう付け工程の回数が削減され、コンデンサの製造コストが低減する。
（ａ）本発明の実施形態に係るコンデンサの要部断面図、（ｂ）同コンデンサの拡大断面図である。 端部電極に渦巻電極を設ける工程を説明する説明図である。 端部電極と渦巻電極との間に形成される隙間を説明する説明図である。 端部電極に渦巻電極を仮止めする方法を例示する図であり、（ａ）固定リングを用いる方法を示す図、（ｂ）固定リングとかしめを用いる方法を示す図、（ｃ）圧入を用いる方法を示す図、（ｄ）圧入とかしめを用いる方法を示す図、（ｅ）ねじ（または、リベット）により固定する方法を示す図である。
本発明の実施形態に係るコンデンサの製造方法について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施形態の説明では、ろう付け工程において、絶縁筒の上側に設けられる端部電極を上側の端部電極、絶縁筒の下側に設けられる端部電極を下側の端部電極とするが、上下方向は本発明をなんら限定するものではない。
図１に示すように、本発明の実施形態に係る真空コンデンサ１は、絶縁筒２と、絶縁筒２の開口端に設けられる１対の端部電極３、４と、端部電極３に接続される渦巻電極５と、端部電極４に接続される渦巻電極６と、を備える。
端部電極３は、絶縁筒２の一端に設けられ絶縁筒２の開口端を封止する。端部電極４は、絶縁筒２の他端に設けられ絶縁筒２の開口端を封止する。このように絶縁筒２の開口端を端部電極３、４で封止することで真空容器が形成される。端部電極３、４には、端部電極３、４の外周に沿って絶縁筒２方向に延在する接続部３ａ、４ａが設けられる。また、端部電極３、４の中央部には、絶縁筒２の内側方向に突出する凸部３ｂ、４ｂが設けられる。また、ろう付け時に上側に配置される端部電極３の絶縁筒２内周側の面には溝３ｃ（例えば、端部電極３の外周と同心円状の溝３ｃ）が形成されており、ろう付け工程では、この溝３ｃにろう材が設けられる。なお、実施形態の説明では、絶縁筒２に直接接続部３ａ、４ａをろう付けしているが、絶縁筒２の端部に予め封着金具を設けておき、封着金具に端部電極３、４をろう付けする態様とすることもできる。
渦巻電極５は、端部電極３の絶縁筒２内側方向に立設される電極板７と、電極板７の間隔を定めるスペーサ８と、電極板７が巻回される芯部材９（コマ）と、を備える。同様に、渦巻電極６は、端部電極４の絶縁筒２内側方向に立設される電極板１０と、電極板１０の間隔を定めるスペーサ８と、電極板１０が巻回される芯部材１１（コマ）と、を備える。
電極板７、１０は、長い帯状の薄板である。電極板７は、スペーサ８と重ねられて芯部材９に巻回される。つまり、端部電極３に接続される電極板７は、スペーサ８の厚さ分の距離だけ離間した渦巻状であって、端部電極３から絶縁筒２の内側方向に延在して設けられる。同様に、電極板１０は、スペーサ８と重ねられて芯部材１１に巻回される。つまり、端部電極４に接続される電極板１０は、スペーサ８の厚さ分の距離だけ離間した渦巻状であって、端部電極４から絶縁筒２の内側方向に延在して端部電極４に設けられる。
芯部材９、１１は、渦巻電極５、６の渦巻形状を決定する部品である。芯部材９の半径と芯部材１１の半径にはスペーサ８の半分程度の差があり、芯部材９と芯部材１１を、電極板７（または電極板１０）が設けられた面が向かい合うように配置することで、電極板７と電極板１０とが交互に配置されることとなる。なお、芯部材９、１１の中央部には、渦巻電極５、６の作製用に芯部材９、１１の軸方向に貫通する孔９ａ、１１ａが形成されている。
［コンデンサの製造方法］
まず、溶接等により電極板７及びスペーサ８を芯部材９の起点に固定してから芯部材９に巻きつけ、終端部も溶接等により固定する。同様に、電極板１０及びスペーサ８を芯部材１１の起点に固定してから芯部材１１に巻きつけ、終端部も溶接等に固定する。
次に、ろう付け時に上側となる端部電極３に渦巻電極５を固定する。このとき、図２に示すように、端部電極３の溝３ｃに線ろう材１２が設けられ、端部電極３と渦巻電極５（すなわち、芯部材９と電極板７が一体となったもの）との間に板ろう材１３が設けられる。端部電極３と渦巻電極５は、例えば、芯部材９に形成された孔９ａに端部電極３の凸部３ｂを挿通し、リング部材１４を圧入することで固定する等の方法により固定される。
そして、ろう付け時に下側となる端部電極４に板ろう材（図示せず）を介して渦巻電極６（すなわち、芯部材１１と電極板１０が一体となったもの）を載置する。また、端部電極４の接続部４ａ及び、端部電極３の接続部３aにろう材を設け、その間に絶縁筒２を設ける。さらに、電極板１０間に電極板７が入るように絶縁筒２上に端部電極３を設けて真空コンデンサ１を仮組み立てし、仮組み立てされた真空コンデンサ１を真空加熱炉内に入れて真空ろう付けを行う。このろう付け工程において、端部電極３と渦巻電極５のろう付け、端部電極４と渦巻電極６のろう付け、絶縁筒２と端部電極３及び端部電極４のろう付けが行われる。
以上のような、本発明の実施形態に係るコンデンサの製造方法によれば、１回のろう付けで、上側の端部電極３と渦巻電極５（すなわち、電極板７）のろう付けと、下側の端部電極４と渦巻電極６（すなわち、電極板１０）のろう付けを行うことができる。その結果、ろう付け工程の回数が削減され、真空コンデンサ１の製造コストを低減することができる。
従来、真空コンデンサをろう付けする際、真空コンデンサを仮組み立てした状態で真空加熱炉に入れてろう付けが行われている。このとき、上側に設けられる端部電極に接続される電極板が落下しないように、予め端部電極に電極板がろう付けされる。そのため、同心円状の電極であれ、渦巻電極であれ、１回目のろう付けで端部電極と電極板を接合して固定し、２回目のろう付けで仮組み立てされた真空コンデンサのろう付けが行われる。つまり、端部電極と電極板のろう付けと、端部電極と絶縁筒とのろう付けと、ろう付け工程が２回に分けて行われる。
これに対して、本発明の実施形態に係るコンデンサの製造方法では、１回のろう付け工程で、端部電極３と渦巻電極５のろう付け、端部電極４と渦巻電極６のろう付け、及び絶縁筒２と端部電極３、４とのろう付けを同時に行っている。渦巻電極５において芯部材９に巻回された電極板７は１個の部品となっており、上下逆さまとしてもばらばらになることはない。また、芯部材９の孔９ａに端部電極３の凸部３ｂを圧入する等の方法により、端部電極３に渦巻電極５を固定することができる。このように、電極板７が落下しないように端部電極３に渦巻電極５を固定できるので、端部電極４と電極板１０のろう付けや絶縁筒２と端部電極３、４のろう付けと同時に、端部電極３と渦巻電極５のろう付けを行うことが可能となる。
なお、端部電極３と渦巻電極５との間に板ろう材１３を設けると、ろう付け時に、板ろう材１３の厚み分の隙間が必ずできることとなる。この隙間は、セットした板ろう材１３では埋めることができず、端部電極３と渦巻電極５のろう付けが部分的なものとなり、ろう付け強度が低下するおそれがある。また、図３に示すように、渦巻電極５を、端部電極３の中央部にて固定した場合、重さによって渦巻電極５の外周部が反ってしまい、隙間１５ができるおそれがある。この隙間１５もセットした板ろう材１３の量だけでは埋めることができない。
そこで、本発明の実施形態に係るコンデンサの製造方法では、端部電極３に溝３ｃを形成し、この溝３ｃに線ろう材１２を設けることで、端部電極３と渦巻電極５を接合するろう材量を補完し、隙間（具体的には、板ろう材１３分の隙間や隙間１５）を埋めることを可能としている。その結果、従来２回以上行っていたろう付け工程を１回に減らすことが可能となる。なお、本発明の実施形態に係るコンデンサの製造方法は、端部電極３と渦巻電極５のろう付けと、他の部分のろう付け（例えば、端部電極４と渦巻電極６や、絶縁筒２と端部電極３または端部電極４のろう付け）を同時に行うことを可能とするものであり、必要であれば、ろう付け工程を２回以上行ってもよい。
以上、具体的な実施形態を示して本発明のコンデンサの製造方法について詳細に説明したが、本発明のコンデンサの製造方法は、実施形態に限定されるものではなく、その特徴を損なわない範囲で適宜設計変更が可能であり、設計変更された形態も本発明の技術的範囲に属する。
例えば、実施形態の説明では、真空コンデンサを例示して、本発明の実施形態に係るコンデンサの製造方法を説明したが、本発明のコンデンサの製造方法は、真空コンデンサだけでなく、ガス封入タイプのコンデンサ等にも適用できる。また、容量固定のコンデンサと容量可変のコンデンサのいずれのコンデンサの製造方法に適用することができる。なお、コンデンサを容量可変とする場合は、端部電極間の距離が可変となるようにベローズ等が設けられることとなる。
また、実施形態の説明では、端部電極３と渦巻電極５との間に板ろう材１３を設けているが、端部電極３の溝３ｃに設けられた線ろう材１２により、十分なろう材量を確保できれば、板ろう材１３を省略することができる。ただし、板ろう材１３を設けることにより、板ろう材１３が呼び水のような形となり、溝３ｃから線ろう材１２が出やすくなり、端部電極３と渦巻電極５との間の隙間をより確実に埋めることができる。
また、端部電極３に形成される溝３ｃ及び溝３ｃに設けられる線ろう材１２の本数、形状、位置、大きさ等は、特に限定されるものではなく、端部電極３と渦巻電極５をろう付けするために必要な本数、形状、位置、大きさが適宜選択される。
また、真空コンデンサ１を仮組み立てする際に、端部電極３に渦巻電極５を固定する方法は、図４（ａ）に示すような芯部材９の孔９ａに端部電極３の凸部３ｂを挿通した後、芯部材９をリング部材１４で固定する方法に限定されるものではない。端部電極３に渦巻電極５を固定する他の方法としては、例えば、芯部材９の孔９ａに端部電極３の凸部３ｂを挿通した後、芯部材９をリング部材１４で固定し、さらに凸部３ｂの先端部をかしめて渦巻電極５を固定する方法（図４（ｂ）に示す）、芯部材９の孔９ａに端部電極３の凸部３ｂを圧入して渦巻電極５を固定する方法（図４（ｃ）に示す）、芯部材９の孔９ａに端部電極３の凸部３ｂを圧入した後、治具で押し付けて芯部材９を変形させて渦巻電極５を固定する方法（図４（ｄ）に示す）、芯部材９の孔９ａに端部電極３の凸部３ｂを挿通した後、端部電極３と芯部材９をねじ１６（または、リベット）で固定する方法（図４（ｅ）に示す）等がある。
また、本発明は、コンデンサの製造方法に係る発明であるが、この製造方法により製造されたコンデンサも本発明の技術的範囲に含まれる。
１…真空コンデンサ（コンデンサ）
２…絶縁筒
３…端部電極（第１端部電極）
４…端部電極（第２端部電極）
３ａ、４ａ…接続部、３ｂ、４ｂ…凸部、３ｃ…溝
５…渦巻電極（第１渦巻電極）
６…渦巻電極（第２渦巻電極）
７…電極板（第１電極板）
８…スペーサ
９…芯部材（第１芯部材）
１０…電極板（第２電極板）
１１…芯部材（第２芯部材）
９ａ、１１ａ…孔
１２…線ろう材
１３…板ろう材
１４…リング部材
１５…隙間
１６…ねじ

Claims (2)

  1. 絶縁筒と、前記絶縁筒の開口端に設けられる第１端部電極及び第２端部電極と、前記第１端部電極に立設され前記第１端部電極から前記絶縁筒の内部方向に延在する第１電極板と、前記第２端部電極に立設され前記第２端部電極から前記絶縁筒の内部方向に延在する第２電極板と、前記第１電極板が巻回される第１芯部材と、前記第２電極板が巻回される第２芯部材とを備え、前記第１端部電極の前記絶縁筒の内部側の面に溝が形成されたコンデンサの製造方法であって、
    前記第１電極板とスペーサを重ね合わせて前記第１芯部材に巻回して第１渦巻電極を得る工程と、
    前記第２電極板とスペーサを重ね合わせて前記第２芯部材に巻回して第２渦巻電極を得る工程と、
    前記第１端部電極の溝にろう材を設け、当該第１端部電極に前記第１渦巻電極を仮止めする工程と、
    前記第２端部電極に前記絶縁筒及び前記第２渦巻電極を載置し、この絶縁筒の上部開口端に前記第１渦巻電極が仮止めされた第１端部電極を設けてコンデンサを組み立てる工程と、
    前記第１端部電極と前記第１渦巻電極のろう付け、前記第２端部電極と前記第２渦巻電極のろう付け、前記第１端部電極と前記絶縁筒のろう付け、前記第２端部電極と前記絶縁筒のろう付けを行う工程とを有する
    ことを特徴とするコンデンサの製造方法。
  2. 前記第１端部電極に前記第１渦巻電極を仮止めする工程では、前記第１端部電極と前記第１渦巻電極との間にろう材を設ける
    ことを特徴とする請求項１に記載のコンデンサの製造方法。
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