JP4161168B2 - 電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

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【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は、引き出しリードと外部端子のリベットとの金属接合を安定的に行うことのできる電解コンデンサの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、コンデンサ素子の引き出しリード2と封口部材に取付けた外部端子6のリベット7とを接合する方法として、超音波溶接がある(特許登録第2811732号参照)。この超音波溶接では、円柱状の外部端子6に対応する収納凹部54を有する固定下型53に外部端子6を収納して固定し、この状態で、ワッシャを介してリベット頭部18を加締めて固定されたリード2を折り返して該リベット頭部18に載置し、超音波加工ホーン22により加圧しながら超音波振動させて前記リード2とリベット頭部18との接続を行っている。この超音波溶接では、超音波加工ホーン22により水平方向に振動力が加わるため、通常外部端子6を固定する固定下型53の収納凹部54は外部端子6の外周形状と略同一寸法とすることで、前記超音波溶接時の水平方向への振動を抑え、リベット頭部18及びリード2の溶接ずれや、それに伴う溶接エネルギーのロスを防止し、安定的な接続を達成させている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、リベット頭部と引き出しリードとの超音波溶接を安定して行うには、超音波溶接時の水平方向への振動を防ぐために外部端子を固定下型の収納凹部に収納した際に、該外部端子と収納凹部の側壁部との間に僅かな隙間がなく固定された状態にてリードをリベット頭部に載置させて、超音波加工ホーンにより溶接を行うことが好ましい。そこで、固定下型の収納凹部の形状を外部端子の外周形状と対応する寸法とし、外部端子を固定することで安定的な固定状態を達成することができる。そしてこの超音波溶接工程は複雑等の理由から人手に頼っている。
【0004】
しかしながら、現在コンデンサを含む電子部品は価格競争が激しく、大幅なコスト低減が求められており、これに伴い超音波溶接工程の自動機械化が必須となっている。そしてこの自動機械化を行う際には、安定的な接続状態を達成するために、つまり超音波溶接時の水平方向への振動によるリードとリベットとの溶接ずれや、それに伴う溶接エネルギーのロスを防ぐため、固定下型の収納凹部の形状とリベットの外部端子の外周形状は略同一寸法が望まれるため、前記固定下型の収納凹部に外部端子を移送する場合には、極めて高い移送精度が要求され自動機械自体のコストが高くなってしまう。また移送精度のバラツキが生じた場合には、外部端子の接続端面が固定下型の収納凹部の側壁部に接触して外部端子の接続端面にキズがつき、電解コンデンサの品質を低下させてしまう可能性がある。
【0005】
本発明は、前記問題点を解決するためになされたものであり、超音波加工ホーンの水平方向への振動によるリードとリベットの溶接ずれや、それに伴う溶接エネルギーのロスを防止し安定した接続を可能とし、移送失敗時にも外部端子の接続端面に傷がつきにくく、自動機械化に容易に対応できる電解コンデンサの製造方法の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明に係る電解コンデンサの製造方法は、コンデンサ素子から導出されたリードを、封口部材に固定された外部端子のリベットに挿入し、ワッシャを介してこのリベットの頭部を加締めて固定した後、リードの先端部を折り返してリベット頭部に載置し、超音波溶接により接続を行う電解コンデンサの製造方法において、外部端子の外周角部に段部を形成するとともに、前記外部端子の先端の外周形状に適合する収納凹部を有し、かつ前記外部端子の段部と当接する上端面に凹凸形状を形成した固定下型により、外部端子を固定して超音波溶接を行う。
【0007】
また、本発明に係るさらなる電解コンデンサの製造方法は、コンデンサ素子から導出されたリードを、封口部材に固定された外部端子のリベットに挿入し、ワッシャを介してこのリベットの頭部を加締めて固定した後、リードの先端部を折り返してリベット頭部に載置し、超音波溶接により接続を行う電解コンデンサの製造方法において、外部端子の外周角部にテーパ部を形成するとともに、前記外部端子の先端の外周形状に適合するテーパ状の上端面を形成した収納凹部を有し、かつ前記外部端子のテーパ部と当接する前記テーパ状の上端面に凹凸形状を形成した固定下型により、外部端子を固定して超音波溶接を行う。
【0008】
さらに、リベットをコンデンサ内部側の封口部材端面より所定寸法高く突出させ、この突出部の外周面を固定治具により固定して超音波溶接を行ってもよい。
【0009】
そして、ワッシャの外周面を固定治具により固定して超音波溶接を行ってもよい。
【0010】
【作用】
本発明に係る電解コンデンサの製造方法を用いると、超音波溶接時における外部端子の固定を該外部端子の段部、テーパ部で行っているため、外部端子を収納固定する固定下型の収納凹部の寸法を外部端子の外周形状より大きくすることが可能となり、外部端子を固定下型への自動機による移送収納が容易となり、自動機械化に低コストで対応することができるとともに、外部端子の接続端面ではない部分にて固定下型との固定がなされることで接続端面の傷等の発生が予防され、なおかつ固定下型の凹凸加工された上端面の滑り止め効果により、超音波溶接時の超音波加工ホーンの水平方向への振動による引出しリードとリベットとの溶接のずれや、それに伴う溶接エネルギーのロスを防止して安定した接続を可能とした。
【0011】
【実施例】
(第1の実施例)
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明の実施形態に係る電解コンデンサ1を示す。ネジ溝からなる外部端子との一体型であるリベット7は、コンデンサ素子12が内装された有底筒状の外装ケース8の上部にある樹脂製の封口体4に取り付けられてコンデンサ素子から導出された陰極及び陽極リード2と接続される。
【0012】
図3に基づいて本発明に係る電解コンデンサの製造方法の基本的な流れを示すと、第一にコンデンサ素子から導出された陰極、陽極の各複数枚のリード2を封口部材4(フェノール等の樹脂製)に固定された(インナー成型)外部端子6に挿入する。第2にリード2に重ねてワッシャ9をリベット頭部18に挿入する。第3にワッシャ9を所定の圧力で加圧しながらリベット頭部18を圧接してリード2を外部端子6に固定する。第4にリード2の先端部20を折り返し、圧接されたリベット頭部18に載置する。第5に固定下型36で外部端子6を保持し、超音波加工ホーン22により、リード2とリベット頭部18を超音波加工ホーン22で超音波溶接により接続する。第6に封口部材4と一体化したコンデンサ素子を外装ケース8に収納し、外装ケース8の開口端部を加締めることで電解コンデンサを形成する。
【0013】
外部端子6の外周角部に段部30,31を形成し、固定下型36の収納凹部34の形状を外部端子6の先端の外周形状に適合する形状に形成する。収納凹部34の収納寸法は外部端子の接続端面29と略同一寸法にする必要はなく外部端子6に形成された段部30,31に前記固定下型36の上端面38が当接する範囲内で収納凹部34の寸法は設定される。
【0014】
そして、前記固定下型36の上端面38にはローレット加工やサンドブラスト加工などにより凹凸加工が施され、この凹凸加工された上端面38を外部端子6の段部30,31に当接させることで、外部端子6が固定下型36に該凹凸加工された上端面38の滑り止め効果により、強固に固定される。従って、超音波加工ホーン22による水平方向への振動を抑えられ、引出しリード2とリベット頭部18との溶接時のずれや、それに伴う溶接エネルギーのロスは防止され、安定した超音波溶接が可能となる。
【0015】
また、図示しない移送装置により封口部材4に固定された外部端子6を固定下型36の収納凹部34に移送収納する際には、固定下型36の収納凹部34の収納寸法は外部端子6の接続端面29より大きく設定することができるため、前記移送装置による移送収納は容易となり、高い収納精度は要求されず、低コストで自動機械化に十分に適応させることが可能となる。また固定下型36の収納凹部34の収納寸法は大きく設定されているため、外部端子6の接続端面29は該収納凹部34の上端面38や側壁部と接触しにくく、そのため該接続端面29に傷が付くことはない。
【0016】
また、固定下型36による外部端子6の固定は、固定下型36の凹凸加工された上端面38と外部端子6の段部30,31との当接により固定されているため、外部端子6の接続端面29は固定下型36の収納凹部34の内底面35に接触しないため、超音波溶接時の溶接エネルギーを支える際の前記収納凹部34の内底面との接触による傷は、外部端子6の接続端面にはつかず、電解コンデンサの品質を下げることなく製造が可能になる。
【0017】
また、超音波溶接時の外部端子6の固定を、前述の固定下型36による固定のほか、該外部端子6と一体成型されたリベット7をコンデンサ内部側の封口部材端面より所定寸法高く突出させ、図2に示すように、この突出部24の外周面を固定治具すなわちチャッキング治具16で固定することにより、更に固定強度を高め、超音波溶接時の水平方向への振動による引き出しリード2とリベット頭部18との接続ずれを防止し、確実に溶接を達成することができる。前記チャッキング治具16による固定をリベット7の突出部24の代わりに、引き出しリード2のリベット7への固定を補完するワッシャ9をチャッキング治具16にて固定することも可能である。
【0018】
(第2の実施例)
図4に本発明に係る電解コンデンサの製造方法の第2の実施例を示す。外部端子6の外周角部にテーパ部42,44を形成し、固定下型48の収納凹部45の上端面46,47を該外部端子6のテーパ部42,44の形状に適合するテーパ形状に形成する。このテーパ形状の上端面46,47には、ローレット加工などにより凹凸加工が施され、この凹凸加工された上端面46,47を外部端子6のテーパ部42,44に当接させることで、外部端子6が固定下型48に該凹凸加工された上端面46,47の滑り止め効果により、強固に固定される。なお、この固定下型48の上端面46,47のテーパ傾斜は、外部端子6の外周角部のテーパ部42,44の傾斜に近づける程当接面積が増えるためその固定性は向上する。従って、超音波加工ホーン22による水平方向への振動を抑えられ引出しリード2とリベット頭部18との溶接時のずれやそれに伴う溶接エネルギーのロスは防止され、安定した超音波溶接が可能となる。
【0019】
また、図示しない移送装置により封口部材4に固定された外部端子6を固定下型48の収納凹部45に移送収納する際には、固定下型48の収納凹部45の収納寸法は外部端子6の接続端面41より大きく設定することができるため、前記移送装置による移送収納は容易となり、高い収納精度は要求されず、低コストで自動機械化に十分に適応させることが可能となる。また固定下型48の収納凹部45の収納寸法は大きく設定されているため、外部端子6の接続端面41は該収納凹部45の上端面46,47や側壁部と接触しにくく、そのため該接続端面41に傷が付くことはない。
【0020】
また、固定下型48による外部端子6の固定は、固定下型48のローレット加工された上端面46,47と外部端子6のテーパ部41,42との当接により固定されているため、外部端子6の接続端面41は固定下型48の収納凹部45の内底面に接触しないため、外部端子6の接続端面41には傷がつかず、電解コンデンサの品質を下げることなく製造が可能になる。
【0021】
前記外部端子6を固定下型48により固定した状態にてリード2とリベット7を超音波溶接で接続した後には、端子押上具50の押し上げにより前記外部端子6は固定下型48の固定から解放される。
【0022】
実施例2におけるテーパ状の上端面を有する固定下型を用いると、外部端子の移送収納時にこのテーパ状の上端面が、外部端子の収納を案内し、所望の位置にて固定できるという効果を有するため、リードとリベットの位置、及びそれらを溶接する超音波溶接ホーンの溶接位置の設定が容易となり、さらに安定した溶接ができるとともに自動機械化に更に容易に適用できる。
【0023】
また、超音波溶接時の外部端子6の固定を、前述の固定下型48による固定のほか、該外部端子6と一体成型されたリベット7をコンデンサ内部側の封口部材端面より所定寸法高く突出させ、第1の実施例と同様に、この突出部24の外周面を固定治具すなわちチャッキング治具16で固定することにより、更に固定強度を高め、超音波溶接時の水平方向への振動による引き出しリード2とリベット頭部18との接続ずれを防止し、確実に溶接を達成することができる。前記チャッキング治具16による固定をリベット7の突出部24の代わりに、引き出しリード2のリベット7への固定を補完するワッシャ9をチャッキング治具16にて固定することも可能である。
【0024】
【発明の効果】
本発明に係る電解コンデンサの製造方法を用いることで、外部端子の接続端面ではない部分で固定下型との固定を行い接続端面の傷の発生等を予防するとともに、超音波溶接時の超音波加工ホーンの水平方向への振動による引き出しリードとリベットとの溶接のずれやそれに伴う溶接エネルギーのロスを防止して安定した接続を可能とし、なおかつ固定下型への外部端子の移送収納を容易として低コストで自動機械化に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る電解コンデンサの構成図を示す。
【図2】本発明の実施例に係る封口体に組み込まれたリベットにリードを超音波接続するための固定治具の正面図を示す。
【図3】本発明の実施例に係る組み込まれたリベットとリードと固定治具の断面図を示す。
【図4】本発明の第2の実施例に係る組み込まれたリベットとリードと固定治具の断面図を示す。
【図5】従来の組み込まれたリベットとリードと固定治具の断面図を示す。
【符号の説明】
2 リード
4 封口板
6 外部端子
7 リベット
8 外装ケース
9 ワッシャ
18 リベット頭部
20 先端部
22 超音波加工ホーン
24 突出部
29,41 接続端面
30,31 段部
34,45 収納凹部
35 内底面
36,48 固定下型
38,46,47 ローレット加工
41 段部端面
42,44 テーパ部
48 テーパー状固定下型
50 端子押上具

Claims (4)

  1. コンデンサ素子から導出されたリードを、封口部材に固定された外部端子のリベットに挿入し、ワッシャを介してこのリベットの頭部を加締めて固定した後、リードの先端部を折り返してリベット頭部に載置し、超音波溶接により接続を行う電解コンデンサの製造方法において、
    外部端子の外周角部に段部を形成するとともに、
    前記外部端子の先端の外周形状に適合する収納凹部を有し、かつ前記外部端子の段部と当接する上端面に凹凸形状を形成した固定下型により、外部端子を固定して超音波溶接を行う電解コンデンサの製造方法。
  2. コンデンサ素子から導出されたリードを、封口部材に固定された外部端子のリベットに挿入し、ワッシャを介してこのリベットの頭部を加締めて固定した後、リードの先端部を折り返してリベット頭部に載置し、超音波溶接により接続を行う電解コンデンサの製造方法において、
    外部端子の外周角部にテーパ部を形成するとともに、
    前記外部端子の先端の外周形状に適合するテーパ状の上端面を形成した収納凹部を有し、かつ前記外部端子のテーパ部と当接する前記テーパ状の上端面に凹凸形状を形成した固定下型により、外部端子を固定して超音波溶接を行う電解コンデンサの製造方法。
  3. 前記リベットをコンデンサ内部側の封口部材端面より所定寸法高く突出させ、この突出部の外周面を固定治具により固定して超音波溶接を行う請求項1または2に記載の電解コンデンサの製造方法。
  4. 前記ワッシャの外周面を固定治具により固定して超音波溶接を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の電解コンデンサの製造方法。
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