JP5057422B2 - コンデンサ - Google Patents
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Description
本発明は、コンデンサ素子と、該コンデンサ素子を収納する開口部を有する外装ケースと、前記開口部を密着封止する封口体と、前記コンデンサ素子に接続されているとともに、前記封口体より外部に導出された引出端子とを備え、前記引出端子を前記封口体と密封状態で一体に接合したコンデンサ及びその製造方法に関する。
従来のコンデンサにおける引出端子と封口体の接合手段として、例えばゴム等の電気絶縁材で構成した封口体に引出端子の端子挿通孔を形成し、この端子挿通孔の孔径より少し大きめの丸棒状の引出端子を端子挿通孔に挿通して密封性を確保していた。そして、その密封性と、引き抜き強度を高めるためにカップリング剤を接合面に塗布したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。しかしこの種の密封手段は、カップリング剤を塗布したとしても端子を孔に挿入しているだけなので引き抜き強度に限界があり、かつ封口体の劣化により密封性能を長期に渡り維持できない恐れがあった。
前記した事情の基に、封口体を熱可塑性樹脂で構成して金属製の引出端子に圧接あるいは熱融着して密封性と接合強度の向上を図ったものも公知である。（例えば、特許文献２参照）。
前記特許文献２に記載された接合手段は、圧接や熱融着よる接合であるので、引出端子と封口体の密封性及び接合強度は向上の見られるものの、ヒートサイクルや長期使用による封口体の劣化に基づく密封性及び接合強度の低下は避けることはできず、更に改良の余地があった。
本発明は、前記課題に鑑みてなされたもので、長期に渡り密封性能の高い、かつ接合強度が大きいコンデンサ及びその製造方法を提供することを目的としている。
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載のコンデンサは、コンデンサ素子と、該コンデンサ素子を収納する開口部を有する外装ケースと、前記開口部を密着封止する封口体と、前記コンデンサ素子に接続されているとともに、前記封口体より外部に導出された引出端子とを備え、前記封口体が、その中央部に配置した熱可塑性樹脂と角隅部に配置した樹脂材とからなり、前記外装ケースの開口上端面に前記封口体の角隅部を載置した状態で両者を密封接合し、前記引出端子を前記封口体の熱可塑性樹脂と密封状態で一体に接合したコンデンサであって、前記引出端子が、アンモニア、ヒドラジン、及び水溶性アミン系化合物から選択される１種以上の化合物の水溶液に浸漬させて表面処理が施された金属材料で構成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、引出端子の表面がアンモニア、ヒドラジン、及び水溶性アミン系化合物から選択される１種以上の化合物の水溶液に浸漬させて表面処理を施してあるので、封口体との一体成形時に引出端子と熱可塑性材料とを、超微細な凹部を持って直接的に結合することができることから、長期に渡り密封性能が高く且つ接合強度のあるコンデンサの引出端子と封口体の接合構造を提供できる。
また、外装ケースの開口上端面に封口体を載置した状態で両者を密封接合できるので、内部のコンデンサ素子および引出端子に影響を与えずに、コンデンサの密封性を確実に確保できる。更に封口体の角端部を樹脂材料からなる外装ケースと接合しやすい樹脂材とし、封口体の中央部を引出端子との密着性に優れたＰＰＳ、ＰＢＴなどの熱可塑性樹脂とすることでコンデンサーの密封性の向上を図ることができる。
この特徴によれば、引出端子の表面がアンモニア、ヒドラジン、及び水溶性アミン系化合物から選択される１種以上の化合物の水溶液に浸漬させて表面処理を施してあるので、封口体との一体成形時に引出端子と熱可塑性材料とを、超微細な凹部を持って直接的に結合することができることから、長期に渡り密封性能が高く且つ接合強度のあるコンデンサの引出端子と封口体の接合構造を提供できる。
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本発明の請求項２に記載のコンデンサは、請求項１に記載のコンデンサであって、前記表面処理が施された金属材料の表面は、２０ｎｍ〜６０ｎｍ径の凹部が形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、金属材料の表面が２０ｎｍ〜６０ｎｍ径の凹部で形成されているので、封口体との一体成形時に引出端子と熱可塑性材料とを、より効果的に結合することができ、密封性能が極めて高く且つ接合強度が大きい引出端子と封口体の接合構造とすることができる。
この特徴によれば、金属材料の表面が２０ｎｍ〜６０ｎｍ径の凹部で形成されているので、封口体との一体成形時に引出端子と熱可塑性材料とを、より効果的に結合することができ、密封性能が極めて高く且つ接合強度が大きい引出端子と封口体の接合構造とすることができる。
本発明の請求項３に記載のコンデンサは、請求項１または２に記載のコンデンサであって、前記熱可塑性材料は、ポリブチレンテレフタートまたはポリフェニレンサルファイドであることを特徴としている。
この特徴によれば、熱可塑性材料としてポリブチレンテレフタートまたはポリフェニレンサルファイドを使用することで、金属材料との一体成型が容易で密着性に富み、電気絶縁性、耐熱性、耐薬品性に優れているので、外装ケース内に電解液が含まれている発熱量の大きいコンデンサの封口体に適している。
この特徴によれば、熱可塑性材料としてポリブチレンテレフタートまたはポリフェニレンサルファイドを使用することで、金属材料との一体成型が容易で密着性に富み、電気絶縁性、耐熱性、耐薬品性に優れているので、外装ケース内に電解液が含まれている発熱量の大きいコンデンサの封口体に適している。
本発明の請求項４に記載のコンデンサは、請求項１乃至３のいずれかに記載のコンデンサであって、前記金属材料は、アルミニウム又はアルミニウム合金であることを特徴としている。
この特徴によれば、金属材料としてアルミニウム又はアルミニウム合金を用いた場合、コンデンサ素子が主としてアルミニウムで形成されていることから、コンデンサの電気特性に悪影響を与えることがない。また表面処理後の表面性状も均質で安定していて、熱可塑性材料との一体化による密封状態も良好である。
この特徴によれば、金属材料としてアルミニウム又はアルミニウム合金を用いた場合、コンデンサ素子が主としてアルミニウムで形成されていることから、コンデンサの電気特性に悪影響を与えることがない。また表面処理後の表面性状も均質で安定していて、熱可塑性材料との一体化による密封状態も良好である。
本発明の実施例を以下に説明する。
図１は、本発明の実施例１におけるコンデンサの全体像を示す一部破断斜視図であり、図２（ａ）は、封口体の射出形成過程を示す断面図であり、図２（ｂ）は、射出成形によって引出端子が一体となった封口体を示す断面図であり、図３（ａ）は、コンデンサ素子と外装ケースと封口体の分解組立断面図であり、図３（ｂ）は、外装ケースと封口体の接合を示す断面図であり、図４（ａ）は、実施例１の変形例におけるコンデンサ素子と外装ケースと封口体の分解組立断面図であり、図４（ｂ）は、同変形例の外装ケースと封口体の接合を示す断面図である。以下、本実施例の説明において、図１で示したコンデンサ１の正面側を前方をとし、背面側を後方として説明する。
本実施例１においては、図１に示すように、陽極箔ならび陰極箔の間にセパレータを介して前後に複数積層させた積層タイプのコンデンサ素子（以下、コンデンサ素子）５を収納可能な有底角状とした外装ケース２の開口を、２本の引出端子４を密封状態で外部に導出した封口体３を設けることで、電解液（図示省略）が充填されたコンデンサ１内にコンデンサ素子５を封止した角状の電解コンデンサを例として説明する。しかし本発明はこれに限定されるものではなく、中心軸から巻回するように積層された巻回状のコンデンサ素子を用いた円筒状コンデンサや、フィルムコンデンサ、電気二重層コンデンサ等の各種コンデンサにも適用できるものである。
尚、この引出端子４は封口体３に一体に形成され、引出端子４の一端は陰極箔、陽極箔毎に纏められコールドウェルド等で接合された内部端子４’に接続されている。この引出端子の封口体より外部に引き出された部分の表面には、はんだ付け用の金属メッキが施されていても良い。引出端子４はアルミニウム又はアルミニウム合金が使用されているが、鉄、銅、スズを用いる事も可能である。尚、本実施例では、使用するコンデンサ素子５を積層体としていることから外装ケース２も角状としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら使用するコンデンサ素子５の形状に応じて外装ケースの形状を設定すればよい。内部端子４’は、陰極箔、陽極箔に接続されたものや、陰極箔、陽極箔の一部を突出させ、この突出部を内部端子としたものがある。
この外装ケース２は、後述する封口体との接合性を考慮すると樹脂材料から構成することが好ましい。樹脂材料としては、ポリフェニレンサルファイドやポリプロピレンなどが好適であるが、封口体との接合性にあわせ適宜変更可能である。尚、外装ケースを構成する他の材料としては、アルミニウムやアルミニウム合金などの金属材料や、セラミック材料などが挙げられる。アルミニウム系材料を用いると、電池形成作用による腐食を防げコンデンサの電気特性に悪影響を与えることがない。そして外装ケース２の内部には電解液が充填されている。
次に、封口体３の成形方法について説明する。図２（ａ）に示されるように、封口体３を形成するために耐熱性に優れた金属で形成された射出成形金型１０が用意されており、下部取付板１２を備えた可動下型１４と上部取付板１１を備えた固定上型１３とが合わさって、金型１０の中央部には空洞部１５が形成されている。可動下型１４には上面から下方に向けて端子固定溝１４ａが２箇所形成され、固定上型１３には空洞部１５から上方に向けて端子固定溝１３ａが２箇所形成されている。
この端子固定溝１３ａの中央位置には、上下に貫通する注入路１３ｂが形成され、上部取付板１１の中央部に上下に貫通する貫通孔１１ｂが形成されており、貫通孔１１ｂに位置する注入路１３ｂの上端には樹脂注入孔１１ａが形成されている。可動下型１４と固定上型１３が合わさったとき端子固定溝１３ａと端子固定溝１４ａが連続した溝となり、その溝内に引出端子４が挿入固定される。
この引出端子４には以下に述べる表面処理が予め施されている。そこで、表面処理について具体的に説明すると、引出端子４であるアルミニウム（ＡＩ）形状物の表面処理法としては、次記する化合物の水溶液に浸漬する「水溶液浸漬法」があり、アルミニウム形状物をアンモニア（ＮＨ３）、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）、及び水溶性アミン系化合物から選択される１種以上の水溶液に浸漬させる。アンモニアの水溶液は、市販のアンモニア水をそのまま、又は希釈して使用できる。
水溶性アミン系化合物としては低級アミン類が使え、特にメチルアミン（ＣＨ３ＮＨ２）、ジメチルアミン（（ＣＨ３）２ＮＨ）、トリメチルアミン（（ＣＨ３）３Ｎ）、エチルアミン（Ｃ２Ｈ５ＮＨ２）、ジエチルアミン（（Ｃ２Ｈ５）２ＮＨ）、トリエチルアミン（（Ｃ２Ｈ５）３Ｎ）、エチレンジアミン（Ｈ２ＮＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２）、エタノールアミン（モノエタノールアミン（ＨＯＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２）、アリルアミン（ＣＨ２ＣＨＣＨ２ＮＨ２）、ジエタノールアミン（（ＨＯＣＨ２ＣＨ２）２ＮＨ）、等が好ましく、これらを水に溶解して使用する。
使用する水溶液での前記化合物濃度は、２〜３０％程度が使用でき、浸漬時間は常温〜６０℃で数分〜３０分である。例えば、アンモニアであれば、濃度１０〜３０％、常温下で１５〜１２０分の浸漬が好ましい。これらの水溶液で浸漬処理したのち、水洗をして乾燥させる。アンモニア水溶液にアルミニウムを浸漬することで、その中のアルミニウムは水素を発泡しつつアルミン酸イオンとなって溶解され、引出端子４の浸漬された全表面に２０ｎｍ〜６０ｎｍ径の凹部により形成された超微細な凹部を備えるエッチング面となる。
尚、このアンモニア水溶液に浸漬後に水洗乾燥したアルミニウムの表面のＸ線電子分光法（ＸＰＳ）による分析では、アルミニウムの表面に窒素が残存しており、これが後述する引出端子４と封口体３との密着性に有効なものとなる。
尚、本実施例における引出端子４の表面処理においては、引出端子４の全体面に表面処理が施されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば後述する封口体３と接触する引出端子４の当接面４ａに範囲を限定して表面処理を施すようにしてもよい。
尚、「水溶液浸漬法」により表面処理される引出端子４には、後述する封口体３との接合強度を、より高めるために前述した表面処理よりも先に前工程として化学エッチング工程を施すようにしても良く、この化学エッチング工程は、金属形状物の表面に化学的な腐食処理を施すことにより、その表面を粗くして凹凸形状を形成する工程である。
場合によっては、原材料である金属合金材料に対して化学エッチングを行うケースもあるが、好ましくは引出端子４の形状に加工後の金属形状物に対して行う方がよい。また、結果として金属形状物の表面に微細な凹凸が出来ていればよいため、化学エッチングに限らず、エアーブラスト処理による研磨であっても良いし、サンドブラスト処理による研磨であっても良い。
図２（ａ）に示された金型１０を利用した封口体３の射出成形について具体的に説明すると、まず樹脂注入口１１ａには、ヒータ等で溶融した樹脂が注入路１３ｂを介して空洞部１５に流れ込む。この樹脂は、熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）の透過性材料から形成されており、熱可塑性樹脂においては、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ），ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ），液晶ポリマー（ＬＣＰ），ポリプロピレン，ポリエチレン，ポリエチレンテレフタレート，ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ），ポリ塩化ビニル，フッ素樹脂，アクリル等が用いられる。特に、ＰＥＥＫ、ＰＰＳ、ＬＣＰは、いずれも金属材料に対して密封性に優れ接合強度も大きく、通常使用時における耐熱性、耐薬品性に優れコンデンサへの使用に適している。液晶ポリマー（ＬＣＰ）としては、全芳香族ポリアミド、全芳香族ポリエステル、ポリエステルアミド、ポリアミドイミド、ポリエステルカーボネート、ポリアゾメチンが好適に用いられる。
尚、熱可塑性エラストマーは、常温ではゴム弾性を有し、高温では可塑化されて溶融成形可能となる材料であり、スチレン系、オレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、フッ素系、塩素化ポリエチレン系、ニトリル系、シリコーン系、１，２ポリブタジエン、トランス−１，４ポリイソプレン、塩素化エチレンコポリマー架橋体アロイなどを用いることができ、特にポリエステル系エラストマーやポリオレフィン系ラストマーが好適に用いられる。
このように、熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマーは種類が豊富であり、引出端子４に用いられる金属材料に応じて軟化性に好適なものを選択できる。特に熱可塑性エラストマーはその弾性力により、引出端子４との密着度をより高めることができる。尚、これら樹脂材料には、ガラス繊維，カーボン繊維などの強化繊維や、無機物パウダー等の充填材や、着色材などの添加剤を添加してもよい。
そこで、空洞部１５内に樹脂を流し込ませ充填させたのち、射出プランジャ１６を注入路１３ｂに向けて押し込み、さらに射出圧力を加えることで樹脂を引出端子４の当接面４ａに密着させる。そして、樹脂が金型１０内で冷却し固まったら、下部取付板１２側から下方に可動下型１４を取り外し、金型１０を開口して封口体３を取り外すと、図２（ｂ）に示される封口体３の成形品が完成する。
このような射出成形によれば、引出端子４と封口体３の一体成形時に射出成形圧が掛かるので、より強固な接合が可能であり、型を替えることで形状の自由度、生産性など最も優れた成形法である。また、熱可塑性樹脂のインサート用にロボットを用意すれば大量生産に好適となる。
次に、射出条件について簡単に説明すると、金型温度、射出温度は高い方が良い結果が得られるが無理に上げることはなく、熱可塑性樹脂を使う通常の射出成形時とほぼ同様の条件で十分な接着効果が発揮できる。要するに、円滑な封口体３の成形を阻害しない範囲で出来るだけ高温の樹脂溶融物が引出端子４の当接面４ａに接するようにすることが好ましい。
このように、引出端子４の当接面４ａには、あらかじめ前述のアンモニア、ヒドラジン、及び水溶性アミン系化合物から選択される１種以上の化合物と接触させた「水溶液浸漬法」により、２０ｎｍ〜６０ｎｍ径の凹部が全表面に施されているため、この表面処理された当接面４ａに射出成形によって熱溶融された熱可塑性樹脂が金型に流れ込み、さらに、熱可塑性樹脂に射出加圧が加えられるため当接面４ａに樹脂が均質的に密接され、当接面４ａに封口体３を構成する熱可塑性材料が直接的に結合される。したがって、当接面４ａと熱可塑性樹脂との密着度が高く、封口体３と引出端子４の強固な接合が可能となり、コンデンサ１として密封性能が高い一体化接合構造が得られる。
尚、「水溶液浸漬法」の表面処理によって引出端子４の表面に形成された凹部の大きさは、引出端子４の水溶液浸漬時間や水溶液を構成する化合物の配合状況や、その希釈率により調整可能となっているが、本実施例においては本出願人の検証実験に基づき、２０ｎｍ〜６０ｎｍ径となるように表面処理を行うことで、封口体３との一体成形時に引出端子４と熱可塑性材料とを、より効果的に結合することができ、長期に渡り密封性能が極めて高く且つ接合強度が大きい引出端子４と封口体３の接合構造とすることができることから好ましい。また、本実施例においては本出願人の検証実験に基づき、表面処理による２０ｎｍ〜６０ｎｍ径の凹部の深さを、２０ｎｍ〜６０ｎｍの深さとなるように浸漬処理することで、さらに封口体３と引出端子４との接合強度を効果的に高めることができる。
さらに、引出端子４の表面に表面処理よりも先に前工程として前述した化学エッチング工程が施された場合には、引出端子４の表面に微細な凹部が形成されるため、熱溶融された熱可塑性樹脂が凹部内に入り込み、アンカー効果で封口体３と引出端子４との接合強度の強化が図られ、且つ当接面４ａの密着度を高くすることができ、長期に渡り接合強度の大きな接合が可能となる封口体３と引出端子４が一体成形される。すなわち、この化学エッチング工程による凹凸の形成上に、さらに前述で説明した表面処理が施されることで相乗効果を得られ、封口体３との接合強度を一段と高めることができる。
尚、本実施例で示された射出成形以外の封口体３の別成形方法としては、特に図示しないが、金型に引出端子４と熱可塑性樹脂をインサートして、他方の金型で閉めて加熱しつつ押し付ける成形法、即ち加熱プレス成形でも一体化品を得ることができる。量産に適した方法ではないが、形状や、生産コスト等により使い分ければよい。
その他に、パイプ状物、板状物などの一体化品が求められる場合に、押出し成形という方法が使用されるが、この押出し成形でも本発明は利用可能である。前述した熱可塑性樹脂が加熱溶融状態の時に表面処理された引出端子４と接触することが重要であるだけであり、理論的には成形方法を選ばない。ただし、この押出し成形では溶融樹脂と引出端子４の表面の間にかかる圧力が射出成形等と比較すると著しく低い。この点で前述した射出成形による程の強い接着力を示すことは期待できないが、実用上十分使用に耐える成形方法である。
次に、図３（ａ）に示されるように、封口体３と一体成形された引出端子４は、前述の内部端子４’と超音波溶接、コールドウェルド（冷間圧接）、ステッチなどの手法にて接続されることでコンデンサ素子５が取り付けられており、このコンデンサ素子５を矢印方向に移動させながら電解液が充填された外装ケース２内に収納させる。そして、図３（ｂ）に示されるように、外装ケース２の開口上端面２ａに封口体３を載置した状態で、両者２，３を密封接合する。外装ケースが樹脂材料の場合はレーザによる方法、超音波接合、接着剤や熱圧着（ホットプレス）で接合させることで、外装ケース２内にコンデンサ素子５が密封封止される。尚、内部のコンデンサ素子５および引出端子４に影響を与えず、且つコンデンサ１の密封性を確保できる構成であれば、別の封止方法を用いても良いことはいうまでもない。また、外装ケースが金属ケースの場合は、カーリング処理による加締めや、レーザによる方法で接合できる。
このようにして構成されたコンデンサ１の引出端子４の当接面４ａには、あらかじめ前述したアンモニア、ヒドラジン及び水溶性アミン系化合物から選択される１種以上の化合物と接触させた「水溶液浸漬法」により、当接面４ａに２０ｎｍ〜６０ｎｍ径の凹部が形成されるため、射出成形による一体成形によって封口体３の樹脂と当接面４ａとの密封性能が極めて高く、かつ長期に渡り接合強度が大きいコンデンサ１の引出端子４と封口体３の一体化接合構造が構成される。
したがって、コンデンサ１の密封性が極めて高いので、電解液の漏れが確実に防止されるとともに、外部の水分や細かな異物等がコンデンサ１の内部に進入されることが未然に防止され、外部からのコンデンサ素子５へ悪影響も生じることなく常に保護することができる。
次に、実施例１の変形例である図４（ａ）に示されるように、封口体３の下面３ａには前述した射出成形時に、下方に向けて延在される引出端子４，４の一部を覆うように突出部３ｅ，３ｅが封口体３と一体で金型形成されており、射出圧力の加圧によって予め前述の「水溶液浸漬法」の表面処理により２０ｎｍ〜６０ｎｍ径の凹部が施された引出端子４，４の当接面４ａ，４ａに突出部３ｅ，３ｅを含む封口体３の樹脂が密着され、引出端子４，４に内部端子４’，４’を接続することでコンデンサ素子５が取り付けられている。
そして、図４（ｂ）に示されるように、コンデンサ素子５が電解液の充填された外装ケース２内に収納され、且つ外装ケース２と封口体３が密封接合されたコンデンサ１の成形状態においては、突出部３ｅ，３ｅによって封口体３と引出端子４，４との接触面積が拡大されていることから、封口体３における引出端子４，４の固定性を高めるとともに、両者３，４の密着性が向上されており、コンデンサ１の密封性をさらに高めている。
また、突出部３ｅ，３ｅがコンデンサ素子５側に向けて設けられたことで、外部に突出することなく外装ケース２内のスペースを有効に活用して収納されることから好ましいが、突出部３ｅ，３ｅの成型箇所とは反対の面に突出部を設けることで、封口体３と引出端子４，４との接触面積を増やし、コンデンサ１との密封性を高めるようにしてもよい。
次に、本発明の実施例２を図５に基づいて説明する。図５（ａ）は、本発明の実施例２におけるコンデンサ素子と外装ケースと封口体の分解組立断面図であり、図５（ｂ）は、外装ケースと封口体の接合を示す断面図である。尚、前述の実施例１と同様の構造部分に関しては、同一の符号を付すことにより詳細な説明を省略することにする。同様に金属材料の表面処理の詳細な説明についても割愛して説明する。
図５（ａ）に示されるコンデンサ１’は、前後に積層された積層状のコンデンサ素子５’を収納可能な有底四角筒状とされた樹脂等で構成した外装ケース２の開口を、２本の引出端子４を密封状態で外部に導出した封口体３にて封止した電解式の角状コンデンサ１’を示している。
このコンデンサ素子５’は、陽極箔ならび陰極箔の間にセパレータを介して積層させた積層タイプのコンデンサが用いられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、陽極箔ならび陰極箔の間にセパレータを介して巻回した巻回タイプのコンデンサ素子を用いてもよい。そして、これら使用するコンデンサ素子５’が巻回にて積層された円筒状のものであれば、外装ケースも円筒状のものとすれば良い。
前述の実施例１では、封口体３の全体を熱可塑性樹脂による射出成形で構成しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、図５（ａ）に示されるように、樹脂材料からなる外装ケース２’と接合しやすい樹脂材（角端部３ｄ）を選定し、封口体３’の中央部３ｃを前述した実施例１の射出成形に適した、つまり引出端子４との密着性に優れたＰＰＳ、ＰＢＴなどの熱可塑性樹脂として、表面処理が施された引出端子４と一体で従来公知の２色成形法による射出成形で封口体３’を製作する。
尚、前記樹脂材３ｄと熱可塑性樹脂３ｃは、前記２色成形に限らず、熱可塑性樹脂３ｃと引出端子４を一体成形した後、樹脂材３ｄを別途レーザによる方法、接着剤やホットプレス、或いは超音波接合にて熱可塑性樹脂３ｃと一体化して封口体３’を製作することもできる。
そして、図５（ｂ）に示されるように、引出端子４と内部端子４’とを接続したコンデンサ素子５’が外装ケース２’に収納された後、この外装ケース２’と封口体３’を前述した実施例１と同様に、レーザによる方法、接着剤または熱圧着（ホットプレス）、あるいは超音波接合等の方法により接合すればよい。このように、外装ケース２’が樹脂材料で形成され、この樹脂材料に当接する封口体３’の部位（角端部３ｄ）に前記外装ケース２’と接合しやすい樹脂材を用いることで、コンデンサの密封性はより向上する。
尚、外装ケース２’として金属材料を用い、封口体３’の角端部３ｄを前記金属材料と接合しやすい材料を用いることもできる。更には、前記封口体３’の角端部３ｄをレーザ光が透過する透過性材料とすることで、この透過性材料に当接される封口体３’の中央部３ｃとの当接面をレーザ光の照射によって溶融又は軟化させて両者３ｃ，３ｄを接合し、同じく透過性材料の角端部３ｄと当接する外装ケース２’の当接面をレーザ光により溶融又は軟化させて両者３ｄ，２’を接合することもできる。
この透過性材料としては、熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマーがあり、熱可塑性樹脂では、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、フッ素樹脂、アクリル等が用いられる。熱可塑性エラストマーを使用する際には、ポリエステルエラストマー等が用いられる。特に、ＰＥＥＫ、ＰＰＳ、ＬＣＰは、いずれも金属材料に対して密封性に優れ接合強度も大きく、通常使用時における耐熱性、耐薬品性に優れコンデンサへの使用に適している。また熱可塑性エラストマーは、その弾性力により、レーザ光の照射時における封口体３’の中央部３ｃや外装ケース２’との密着度をより高めることができ接合後の密封性は良好である。
本発明においては表面処理が施された引出端子４の当接面４ａに接触される封口体３’の中央部３ｃを、少なくとも引出端子との密着性に優れた熱可塑性の樹脂材料で形成し、加圧、加熱された溶融樹脂と引出端子４とを一体化することで、封口体３と引出端子４との高い密着性と大きな接合強度が得られる。
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれ、例えば実施例１，２においては、外装ケースを樹脂材料のケースとしているが、その他として金属材料やセラミック材料などを用いることができる。前記金属材料としては、アルミニウム系の他にも鉄、銅、スズ等を用いることも可能である。また、引出端子の形状は平板状、円柱状等の各種形状のものにも適用可能である。
１、１’ 角状コンデンサ（実施例１、２）
２、２’ 外装ケース
２ａ 開口上端面
３、３’ 封口体
３ａ 下面
３ｃ 中央部
３ｄ 角端部
３ｅ 突出部
４ 引出端子
４’ 内部端子
４ａ 当接面
５、５’ コンデンサ素子
１０ 金型
１１ 上部取付板
１１ａ 樹脂注入口
１１ｂ 貫通孔
１２ 下部取付板
１３ 固定上型
１３ａ 端子固定溝
１３ｂ 注入路
１４ 可動下型
１４ａ 端子固定溝
１５ 空洞部
１６ 射出プランジャ
２１ ラミネート状コンデンサ（実施例３）
２２ ラミネートフィルム
２３ 封口体
２３ａ 貫通孔
２４ 引出端子
２４ａ 当接面
２４’ 内部端子
２５ コンデンサ素子
２、２’ 外装ケース
２ａ 開口上端面
３、３’ 封口体
３ａ 下面
３ｃ 中央部
３ｄ 角端部
３ｅ 突出部
４ 引出端子
４’ 内部端子
４ａ 当接面
５、５’ コンデンサ素子
１０ 金型
１１ 上部取付板
１１ａ 樹脂注入口
１１ｂ 貫通孔
１２ 下部取付板
１３ 固定上型
１３ａ 端子固定溝
１３ｂ 注入路
１４ 可動下型
１４ａ 端子固定溝
１５ 空洞部
１６ 射出プランジャ
２１ ラミネート状コンデンサ（実施例３）
２２ ラミネートフィルム
２３ 封口体
２３ａ 貫通孔
２４ 引出端子
２４ａ 当接面
２４’ 内部端子
２５ コンデンサ素子
Claims (4)
- コンデンサ素子と、該コンデンサ素子を収納する開口部を有する外装ケースと、前記開口部を密着封止する封口体と、前記コンデンサ素子に接続されているとともに、前記封口体より外部に導出された引出端子とを備え、前記封口体が、その中央部に配置した熱可塑性樹脂と角隅部に配置した樹脂材とからなり、前記外装ケースの開口上端面に前記封口体の角隅部を載置した状態で両者を密封接合し、前記引出端子を前記封口体の熱可塑性樹脂と密封状態で一体に接合したコンデンサであって、前記引出端子が、アンモニア、ヒドラジン、及び水溶性アミン系化合物から選択される１種以上の化合物の水溶液に浸漬させて表面処理が施された金属材料で構成されていることを特徴とするコンデンサ。
- 前記表面処理が施された金属材料の表面は、２０ｎｍ〜６０ｎｍ径の凹部が形成されている請求項１に記載のコンデンサ。
- 前記熱可塑性材料は、ポリブチレンテレフタートまたはポリフェニレンサルファイドである請求項１または２に記載のコンデンサ。
- 前記金属材料は、アルミニウム又はアルミニウム合金である請求項１乃至３のいずれかに記載のコンデンサ。
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