JP5923893B2 - コンデンサ、その製造方法及び製造プログラム - Google Patents

Description

本発明は、電解コンデンサや電気二重層コンデンサなどのコンデンサ、その製造方法及び製造プログラムに関する。

電解コンデンサや電気二重層コンデンサなどのコンデンサでは、コンデンサ素子がケースに実装されている。車載などの機器に搭載される場合、コンデンサの電極端子が装置内回路に接続され、ケースがシャーシや装置筐体に固定されるのが一般的である。このような接続構造や固定構造が採用されても、搭載装置からの振動を受けると、コンデンサ素子がケース内で揺動するおそれがある。

このため、車載用など振動を伴う用途では、振動対策としてコンデンサ素子をケースに固定することが重要である。たとえば、ケースを加締め、コンデンサ素子を押圧状態に保持するなどの方法が用いられている。

コンデンサ素子とケースとの固定について、特許文献１には、コンデンサ素子の側面の５％以上の面積の箇所に接触する突起をケースの内面に設けることが記載されている。

特開平１０−２２１７７号公報

ところで、車載用など振動を伴う用途に向けられたコンデンサでは、コンデンサ素子と封口体とをレーザや電子ビームなどにより一体化し、耐振性が高められた構造（耐震構造）が採用されている。つまり、コンデンサ素子と封口体とを一体化した耐震構造では、コンデンサ素子と封口体にある電極端子とを集電板などの薄板を介してレーザや電子ビームで接続しているので、振動に強い構造となる。しかし、この耐震構造では、コンデンサ素子と封口体との中心位置がずれている場合には、ケースの中心と素子中心との間にずれが生じる。このずれがコンデンサ素子とケースとの間に空間を生じさせ、振動を受けると、ケース内でコンデンサ素子が揺動するおそれがある。

ケース内にコンデンサ素子を固定するためにケースの側面を一定圧力で加締めても、ケース中心と素子中心との間にずれがあると、ケースからコンデンサ素子に加えられる圧力は周面で均一にはならず、部分的に固定強度が変化してしまう。この場合、振動を受けた際にケース内でコンデンサ素子が揺動することを防止できない。

また、コンデンサ素子と封口体が一体化された耐震構造では、振動が加わると、封口体にある電極端子とコンデンサ素子との接続部やコンデンサ素子に負荷がかかり、内部抵抗の上昇やＥＳＲ特性の悪化の原因になる。振動の影響は、コンデンサ素子の封口体近傍で顕著となる。

また、ケース内に設けられた複数の突起をコンデンサ素子に接触させた構成（特許文献１）では、ケースに加わる振動がケース内の突起とコンデンサ素子との間に応力を生じさせる。また、突起に接触していない箇所との間に応力差が生じる場合もある。このような保持構造では、許容限度を超える応力が突起とコンデンサ素子との間に加わると、突起によってコンデンサ素子を損傷するおそれがある。

そこで、本発明のコンデンサ、その製造方法および製造プログラムの目的は、ケースとコンデンサ素子との固定性を高め、振動によるコンデンサ特性の劣化を防止することにある。

上記目的を達成するため、本発明のコンデンサは、コンデンサ素子と、前記コンデンサ素子の端面に溶接されている集電板を介して前記コンデンサ素子と一体とした封口体と、前記コンデンサ素子を収める外装ケースとを備え、前記外装ケースは、前記コンデンサ素子の前記封口体に対する偏心に応じ、前記コンデンサ素子に一定圧力を付与した単一または複数の第１の加締め部とを備えることにより前記コンデンサ素子を固定する。

上記コンデンサにおいて好ましくは、さらに、前記外装ケース側面に一定圧力が付与された単一または複数の第２の加締め部を備え、前記第１の加締め部は、前記第２の加締め部よりも前記封口体側の前記外装ケース側面に設定してもよい。

上記コンデンサにおいて好ましくは、前記第１の加締め部により加締められる前記外装ケースの加締め量が０．０５〜３．０〔ｍｍ〕であってもよい。

上記コンデンサにおいて好ましくは、前記第１の加締め部は、前記コンデンサ素子の周面に設置されている緊締部材上の前記外装ケース位置に形成されていてもよい。

上記目的を達成するため、本発明のコンデンサの製造方法は、端面に溶接した集電板を介して封口体と一体化したコンデンサ素子の、前記封口体に対する偏心を測定する工程と、前記コンデンサ素子を外装ケースに収める工程と、前記コンデンサ素子の前記封口体に対する偏心に応じて前記コンデンサ素子に一定圧力を付与する第１の加締め部を前記外装ケースに形成する工程とを含んでいる。

上記コンデンサの製造方法において好ましくは、前記コンデンサ素子の前記封口体に対する偏心はコンデンサ素子の所定角度を単位として設定し、該所定角度に応じて前記第１の加締め部の加締め量を加減してもよい。

上記コンデンサの製造方法において好ましくは、前記コンデンサ素子の前記封口体に対する偏心は、前記コンデンサ素子の最大偏心を基準に所定角度を単位として設定してもよい。

上記コンデンサの製造方法において好ましくは、前記コンデンサ素子の前記所定角度の偏心に対し、前記外装ケースの前記加締め部の前記コンデンサ素子に対する圧入量を０．０５〜１．０〔ｍｍ〕としてもよい。

上記コンデンサの製造方法において好ましくは、さらに、前記コンデンサ素子に電解液を含浸する工程とを含み、該工程は、前記コンデンサ素子の前記封口体に対する偏心の測定の後に行ってもよい。

本発明のコンデンサの製造プログラムは、コンピュータによって実行されるコンデンサの製造プログラムであって、端面に溶接した集電板を介して封口体と一体化したコンデンサ素子の前記封口体に対する偏心を測定する測定器から、前記コンデンサ素子の前記封口体に対する偏心データを取得する機能と、前記偏心データを用いることにより、前記コンデンサ素子が収められた外装ケースの加締め量を算出する機能とを前記コンピュータにより実行する構成である。

本発明のコンデンサ、その製造方法または製造プログラムによれば、次のいずれかの効果が得られる。

(1) ケースとコンデンサ素子との固定性を高め、振動によるコンデンサ特性の劣化を防止することができる。

(2) 素子への一定圧力による加締めを封口体側に位置させることで、加締めた際の封口体とコンデンサ素子との接続部への機械的ストレスが低減できる。

(3) 上記封口体側の素子一定圧力による加締めによって固定されているため、コンデンサ底面側においては、ケースに対する一定圧力による加締めを行うことができる。

(4) コンデンサ素子に対する一定圧力による加締めの追い込み量を素子径に応じて制御するので、外装ケースの加締めによるコンデンサ素子への影響を抑えまたは低くでき、漏れ電流が上昇するなどの不具合を防止できる。

そして、本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付図面及び各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。

コンデンサの製造工程の一例を示すフローチャートである。 ケース収納前のコンデンサ素子の一例を示す図である。 コンデンサ素子の端子接続構造を示す分解斜視図である。 素子径の測定を示す図である。 縦加締め後のコンデンサを示す断面図である。 横加締め後のコンデンサを示す断面図である。 第１の加締め部の加締め前後を示す図である。 第２の加締め部の加締め前後を示す図である。 コンデンサの製造システムの一例を示す図である。 素子径データの処理の一例を示す図である。 素子径データの処理手順の一例を示すフローチャートである。 横加締め処理の一例を示す図である。 素子径データの処理手順の一例を示すフローチャートである。

本発明のコンデンサ及びその製造方法の一実施形態について、図１を参照する。図１は電気二重層コンデンサ（以下単に「コンデンサ」と称する）の製造工程の一例を示している。図１に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。

図１に示す製造工程ではコンデンサ素子２の巻回を行う（ステップＳ１１）。この巻回工程では、コンデンサ素子２の素子端面１４に素子電極１６Ａ、１６Ｂを形成する。この素子電極１６Ａ、１６Ｂは、陽極側の電極箔４と、陰極側の電極箔６とを素子端面１４上の異なる位置に電極張出し部として露出させ、各電極張出し部を圧縮、成形して素子電極に生成させる。

コンデンサ素子２の素子端面１４に生成した素子電極１６Ａ、１６Ｂに集電板１８Ａ、１８Ｂを溶接し（ステップＳ１２）、この集電板１８Ａ、１８Ｂに封口体２０にある電極端子２２Ａ、２２Ｂを溶接し、コンデンサ素子２と封口体２０とを一体化する（ステップＳ１３）。封口体２０は、コンデンサ素子２が収められた外装ケース３６を封口する部材であり、既述の電極端子２２Ａ、２２Ｂが取り付けられている。封口体２０は絶縁性合成樹脂の成形体であり、該樹脂に電極端子２２Ａ、２２Ｂがインサート成形されている。

このように、封口体２０と一体化されたコンデンサ素子２の素子径を測定する（ステップＳ１４）。この測定により素子径データを取得する。

この素子径データを取得した後、コンデンサ素子２に電解液を含浸し（ステップＳ１５）、ケースにコンデンサ素子２を収納し、外装ケース３６の縦加締めを行う（ステップＳ１６）。この外装ケース３６の縦加締めは、封口体２０が取り付けられた外装ケース３６のケース縁部をカーリング処理してケース封止を行う加締めである。

そして、素子径データを参照し、外装ケース３６に対する横加締めを行い、コンデンサを完成する。この横加締めでは、第１の加締め部４４及び第２の加締め部４６Ａ、４６Ｂを外装ケース３６に設定し、第１の加締め部４４はコンデンサ素子２の素子径に応じ、コンデンサ素子２に一定圧力を付与した加締めである。また、第２の加締め部４６Ａ、４６Ｂはケース側面に一定圧力が付与された単一または複数の加締めである。この加締めによる外装ケース３６の変形量を加締め量とし、この加締めによってコンデンサ素子２に圧入される外装ケース３６の圧入の大きさを圧入量と称する。

斯かる構成では、電解液の含浸前に得た素子径データに基づき、コンデンサ素子２が封入された外装ケース３６を加締めている。第１の加締め部４４では、封口体２０の近傍でコンデンサ素子２に一定圧力を付与する加締め、第２の加締め部４６Ａ、４６Ｂでは、第１の加締め部４４でコンデンサ素子２が外装ケース３６に固定された後、ケース側面に一定圧力を付与する加締めであり、コンデンサ素子２に過大な負荷を掛けることなく、外装ケース３６に保持させることができ、耐振性に優れたコンデンサ４２を製造することができる。

コンデンサ素子２の巻回、素子電極１６Ａ、１６Ｂと集電板１８Ａ、１８Ｂの溶接、及び集電板１８Ａ、１８Ｂと電極端子２２Ａ、２２Ｂとの溶接（図１のステップＳ１１ないしステップＳ１３）について、図２を参照する。図２はケースに収納する前のコンデンサ素子の一例を示している。

コンデンサ素子２は、陽極箔４と陰極箔６をセパレータ８、１０を挟み込んで巻回し、周面部の複数箇所、この実施例では３箇所に巻止めテープ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを巻回している。巻止めテープ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃはコンデンサ素子２を緊締する緊締手段の一例である。

このコンデンサ素子２の一方の素子端面１４には、位置を異ならせて陽極側の電極箔４、陰極側の電極箔６のそれぞれの縁部を張り出させて張出し部とし、各張出し部を素子中心側に折り曲げて成形することにより、陽極側及び陰極側の素子電極１６Ａ、１６Ｂが個別に形成されている。この場合、素子端面１４に対して反対側の素子端面３０はセパレータ８、１０の縁部のみで形成されている。

素子電極１６Ａには集電板１８Ａ、素子電極１６Ｂには集電板１８Ｂが溶接されている。この溶接にはレーザ溶接、電子ビーム溶接を用いればよい。集電板１８Ａには封口体２０にある陽極側の電極端子２２Ａ、集電板１８Ｂは陰極側の電極端子２２Ｂが溶接されている。溶接部２４が集電板１８Ａ、１８Ｂの側面に設定されている。同様に、溶接はレーザ溶接、電子ビーム溶接を用いればよい。

これによりコンデンサ素子２は封口体２０と一体化される。この封口体２０は絶縁性合成樹脂で成形された本体部２６の上縁部に環状の封止部材２８を取り付けている。電極端子２２Ａ、２２Ｂは封口体２０にインサート成形により貫通、固定されている。

このコンデンサ素子２の端子接続構造について図３を参照する。図３はコンデンサ素子の端子接続構造を分解して示している。図３において、図２と同一部分には同一符号を付してある。

コンデンサ素子２は、巻回素子または積層素子のいずれでもよいが、この実施の形態では巻回素子を例示している。このコンデンサ素子２の素子端面１４には、陽極側の素子電極１６Ａと、陰極側の素子電極１６Ｂとが形成され、これらの間は、絶縁間隔１７が設けられて絶縁されている。素子電極１６Ａは陽極箔４（図２）、素子電極１６Ｂは陰極箔６で形成されている。これら素子電極１６Ａ、１６Ｂはそれぞれ非溶接部２１を中央にし、非溶接部２１の両脇に一対の溶接部２３が区分されている。各溶接部２３は、集電板１８Ａまたは集電板１８Ｂと溶接される部分であり、溶接しない部分である非溶接部２１を挟んで配置されている。各溶接部２３は非溶接部２１より高く設定され、各溶接部２３の頂面部は素子端面１４の素子中心２５と直交する同一（または共通）の平坦面を構成している。

素子端面１４は陽極箔４と陰極箔６との間に挟み込まれて巻回されるセパレータの縁部によって形成されている。陽極箔４と陰極箔６の間に設定された絶縁間隔１７は、素子中心２５を中心にして一定幅に形成されている。素子電極１６Ａ、１６Ｂは、素子端面１４に引き出された電極張出し部を圧縮、成形した素子電極１６Ａ、１６Ｂによって形成されている。

各集電板１８Ａ、１８Ｂは、コンデンサ素子２の素子端面１４内に設置される集電部材であって、ほぼ半円板状の板状部材である。各集電板１８Ａ、１８Ｂの裏面は、既述の溶接部２３が溶接される溶接面に形成される素子接続面２７が形成され、この素子接続面２７は平坦面である。したがって、この素子接続面２７と素子電極１６Ａ、１６Ｂの各溶接部２３との密着性が高められ、各素子電極１６Ａ、１６Ｂに対する集電板１８Ａ、１８Ｂの載置性が高められる。

各集電板１８Ａ、１８Ｂの上面には、中央部分に扇形の端子接続部２９が形成され、この端子接続部２９は溶接部２３と溶接される各溶接部３１の間に形成されている。この端子接続部２９には、電極端子２２Ａ、２２Ｂを設置する設置面部３３と、この設置面部３３と直交する第１の溶接面部３５と、この溶接面部３５の前側に素子覆い部３７を備えている。溶接面部３５は、電極端子２２Ａまたは電極端子２２Ｂの側面に形成された第２の溶接面部３９と一致する面部である。これら溶接面部３５、３９は、円弧状でもよいし、直線状であってもよいが、レーザ溶接や電子ビーム溶接などの溶接のため、両者が一致していることが望ましいが、異なっていてもよい。素子覆い部３７は、溶接時に飛翔するスパッタからコンデンサ素子２の素子端面１４を防護する。

各集電板１８Ａ、１８Ｂの間には絶縁間隔４１が設定され、この絶縁間隔４１を挟んで対向する中心部には素子中心２５に合わせて円弧状の切欠部４３が形成されている。絶縁間隔４１は、素子電極１６Ａ、１６Ｂ間の絶縁間隔１７と平行に設定し、絶縁間隔１７と同様に各集電板１８Ａ、１８Ｂ間を絶縁する。溶接部３１側の縁部には直方体状の突部４５が形成されており、この突部４５によって集電板１８Ａ、１８Ｂの熱容量を拡大している。

封口体２０は、外装ケース３６を封口する封口手段であるとともに、電極端子２２Ａ及び電極端子２２Ｂを絶縁しかつ支持する支持部材である。電極端子２２Ａ及び電極端子２２Ｂは外部端子の一例であって、封口体２０を貫通して設置されている。封口体２０は、インサート成形によって電極端子２２Ａ及び電極端子２２Ｂを固定した絶縁性合成樹脂からなる本体部２６と、この本体部２６の上側縁部に設置された気密性の高い弾性リングからなる封止部２８とを備えている。

このコンデンサ素子２の素子径の測定について図４を参照する。図４は素子径測定器及びその測定方法を示している。

コンデンサ素子２の素子径の測定位置は、図４の（Ａ）に示すように、コンデンサ素子２の巻止めテープ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ上に設定する。巻止めテープ１２Ａの位置は、封口体２０に最も近いコンデンサ素子２の周面部、巻止めテープ１２Ｂはコンデンサ素子２の中間部、巻止めテープ１２Ｃはコンデンサ素子２の素子端面３０側である。

素子径測定器３２はレーザ照射部３２Ａとレーザ受信部３２Ｂを備え、レーザ照射部３２Ａからコンデンサ素子２に向けて照射されたレーザビーム３４をレーザ受信部３２Ｂで受信する。

図４の（Ｂ）に示すように、コンデンサ素子２に照射してレーザ受信部３２Ｂに到達するレーザビーム３４に一定の走査幅を持たせれば、レーザ受信部３２Ｂにはコンデンサ素子２の素子径に応じたレーザビーム３４を受信することができる。これにより、レーザ受信部３２Ｂでは、受信または遮断されるレーザビーム３４によりコンデンサ素子２の素子径を測定することができる。

そして、電極端子２２Ａ、２２Ｂの中心を結ぶ仮想線５３を基準に、これをθ＝０〔°〕に設定し、チャック５５Ａ、５５Ｂ及び５５Ｃで把持された封口体２０とともにコンデンサ素子２を周面方向に回転させ、θ＝０〜３６０〔°〕の範囲で連続的に素子径データを取得する。

素子径測定後のコンデンサ素子及びその処理について、図５を参照する。図５は縦加締め後（横加締め前）のコンデンサを示している。

素子径の測定後、コンデンサ素子２には電解液を含浸し、外装ケース３６に収納する。外装ケース３６はたとえば、アルミニウムの成形体で構成され、その形状は底面及び側面を一体加工した筒状体である。

この外装ケース３６には開口部側に封口体２０を固定するための加締め段部３８が形成されている。コンデンサ素子２とともに封口体２０は外装ケース３６に収納され、封口体２０の上面側に突出するケース縁部４０をカーリング処理することにより、外装ケース３６の縦加締めが行われ、図５に示すコンデンサ４２が得られる。

このコンデンサ４２の横加締めについて、図６を参照する。図６は横加締め完了後のコンデンサを示している。

このコンデンサ４２には、図６に示すように、外装ケース３６の縦方向に第１の加締め部４４、第２の加締め部４６Ａ、４６Ｂが設定され、これら加締め部４４、４６Ａ、４６Ｂにより外装ケース３６にコンデンサ素子２が保持されている。加締め部４４では既述の素子径データに基づき、コンデンサ素子２に対して一定の圧力にて加締められた部分である。これに対し、加締め部４６Ａ、４６Ｂは、既述の素子径データに基づき、外装ケース３６に対して一定の圧力で加締められた部分である。

これら加締め部４４、４６Ａ、４６Ｂは、コレットにより回転するコンデンサ４２の外装ケース３６の側面にコマを押し込んで加締め加工を行い、外装ケース３６がコンデンサ素子２側に膨出する成形加工を施し、コンデンサ素子２側に圧入している。

加締め部４４について図７を参照する。図７の（Ａ）は加締め前の外装ケース３６（加締め部４４）の形状、図７の（Ｂ）は、加締め後の外装ケース３６（加締め部４４）の形状を示している。

加締め部４４について、加締め前には図７の（Ａ）に示すように、断面真円の外装ケース３６に対し、コンデンサ素子２の断面は歪な形状であり、外装ケース３６の中心に対して、コンデンサ素子２の中心がずれている場合がある。図７の（Ａ）は図５のVIIA −VIIA線の切断端面を示している。実際の製品では僅かな歪であるが、説明を容易にするため、図７の（Ａ）は誇張して記載している。

コンデンサ素子２は、既述のとおり、コンデンサ素子２の素子端面１４に設置した素子電極１６Ａ、１６Ｂと集電板１８Ａ、１８Ｂをレーザ溶接等により溶接し、さらに封口体２０の電極端子２２Ａと２２Ｂとをレーザ溶接等により溶接し、コンデンサ素子２と封口体２０とを一体化している。この一体化の際に、コンデンサ素子２と封口体２０との間で僅かなズレを生じる場合がある。このようなズレがあると、これが原因で、図７の（Ａ）に示すようにコンデンサ素子２と外装ケースの３６との中心とのズレが生じてしまう。つまり、コンデンサ素子２が封口体２０面に対して偏心してしまう。

加締め部４４は、封口体２０に近いコンデンサ素子２の巻止めテープ１２Ａの位置である。この加締め部４４では、巻止めテープ１２Ａ上で測定した素子径データを参照し、コンデンサ素子２の周面に一定の圧力で加締めを行う。つまり、コンデンサ素子２の周面に一定の加締め圧となるように、加締め量を素子径データに応じて変化させている。この変化点は、コンデンサ素子２の最大径部分から９０〔°〕毎の角度位置で設定される。これにより、外装ケース３６は図７の（Ｂ）に示すように、コンデンサ素子２の周面形状に準じた断面形状に加締めにより成形されている。コンデンサ素子２の周面に対して外装ケース３６を加締め、加締め部４４をコンデンサ素子２の周面に一定幅の圧入量として例えば、０．０５〜１．０〔mm〕程度を食い込ませればよい。この場合、加締め部４４を外装ケース３６の周面に一定幅の加締め量として例えば、０．０５〜３．０〔mm〕程度を加締めることになる。

図７の（Ｂ）は図６のVIIＢ−VIIＢ線の切断端面を示している。この加締めは、素子一定加締めである。

このような加締め部４４を封口体２０側に備えたことにより、封口体２０を介して外装ケース３６に固定されているコンデンサ素子２は、加締め部４４においても外装ケース３６に固定される。

加締め部４６Ａ、４６Ｂについて図８を参照する。図８は加締め部４６Ａ、４６Ｂの加締め前後のケース形状の変化を示している。

加締め部４６Ａ、４６Ｂについて、加締め前には図８の（Ａ）に示すように、断面真円の外装ケース３６に対し、コンデンサ素子２の断面は歪な形状であり、外装ケース３６の中心に対して、コンデンサ素子２の中心がずれている場合がある。斯かる点は加締め部４４の部分と同様であるが、加締め部４６Ａ、４６Ｂは、封口体２０から遠ざかる位置にあるため、外装ケース３６の中心Ｏ１とコンデンサ素子２の中心Ｏ２とのズレは大きくなっている。図８の（Ａ）は、図５のVIIIA−VIIIA線の切断端面を示している。

加締め部４６Ａ、４６Ｂは、加締め部４４の処理を経て施される。加締め部４４が封口体２０に近いコンデンサ素子２の巻止めテープ１２Ａの位置であるのに対し、加締め部４６Ａ、４６Ｂは封口体２０から遠ざかった巻止めテープ１２Ｂ、１２Ｃ上で測定した素子径データを参照し、外装ケース３６の周面に一定の圧力で加締めを行う。

この加締め部４６Ａ、４６Ｂでは、外装ケース３６の周面に一定の加締め圧となるように、加締め量を素子径データに応じて変化させている。ここで加締め部４６Ａ、４６Ｂの素子径データは、θ＝０〜３６０〔°〕の範囲で連続的に素子径データを取得し、各角度のうち、最大径となる素子径を基準に、この最大素子径に対して例えば、０．０５〜０．３〔ｍｍ〕小さい円形の加締めラインであって、該加締めラインの中心と外装ケース３６の中心とを一致させた加締めラインを設定し、外装ケース３６の内壁がコンデンサ素子２に圧入するように外装ケース３６を加締める。この場合、加締め部４６Ａ、４６Ｂの加締め量は、外装ケース３６の周面に一定幅として例えば、０．０５〜１．５〔mm〕程度の大きさの加締めとすればよい。加締め部４４による加締めが素子一定加締めであったのに対し、ケース一定加締めである点で相違する。

加締め部４６Ａでは、図８の（Ｂ）に示すように、真円の外装ケース３６の成形に基づき、加締められた外装ケース３６の内壁によってコンデンサ素子２の周面部が部分的に押圧されている。図８の（Ｂ）は図６のVIIIB−VIIIB線の切断端面を示している。図８の（Ｂ）において、Ｐ₁ は、コンデンサ素子２の最大素子径部位を含み、外装ケース３６の加締めによるコンデンサ素子２の押圧部分を示している。つまり、外装ケース３６の中心からズレていたコンデンサ素子２は外装ケース３６により押圧され、外装ケース３６の中心方向に押圧されて保持されている。このケース一定加締めであるため、コンデンサ素子２が外装ケース３６に保持された状態であっても、部分的に外装ケース３６とコンデンサ素子２との間に隙間が残る場合がある。なお、加締め部４６Ｂは、加締め部４６Ａと同様に、真円の外装ケース３６の成形に基づき、加締められた外装ケース３６の内壁によってコンデンサ素子２の周面部が部分的に押圧されることになる。

このコンデンサの製造システムについて、図９を参照する。図９はコンデンサの製造システムの一例を示している。

このコンデンサ製造システム４８は、コンデンサの製造方法及び製造プログラムの一例であって、既述の素子径の測定、測定データの演算処理、加締め処理の制御を実行する。このコンデンサ製造システム４８には図９に示すように、制御部５０、入力部５２、表示部５４、既述の素子径測定器３２及び加締め機５６が含まれている。

制御部５０はコンピュータで構成されており、この実施の形態では、プロセッサ５８と、プログラム記憶部６０と、データ記憶部６２と、ＲＡＭ（Random-Access Memory）６４とを備えている。

プロセッサ５８はたとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）で構成され、プログラム記憶部６０に格納されているＯＳ（Operating System）やコンデンサ製造プログラムなどの各種のプログラムを実行する。このプログラムには、素子径測定器３２からの素子径データの取得、最大半径の角度の算出、追従点の角度算出、追従点の半径値の算出、加締め量の狙い値（目標値）の算出、最大直径値の算出、加締め機５６に対する最大半径角度、半径値、最大直径値及び加締め量の狙い値のインプットが含まれる。プログラム記憶部６０及びデータ記憶部６２はハードディスクなどの記録媒体で構成され、プログラム記憶部６０にはＯＳや既述のプログラムを格納する。またデータ記憶部６２には素子径測定器３２からの素子径データや、角度データなどの各種のデータを格納する。ＲＡＭ６４は演算途上のデータの保存や、既述のプログラムを実行するワークエリアとして用いられる。プログラム記憶部６０、データ記憶部６２及びＲＡＭ６４は、ハードディスク装置で構成してもよい。

入力部５２はたとえば、キーボード、タッチパネル、マウスなどの入力装置で構成される。表示部５４はたとえば、液晶表示器（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）で構成される。

このコンデンサ製造システム４８における素子径データの処理について、図１０を参照する。図１０の（Ａ）は素子径測定器で測定された素子径データの一例を示し、図１０の（Ｂ）は圧入量Ｄｍ、加締め量Ｄｎの一例を示している。

図１０に示す素子径データにおいて、Ｄ１は巻止めテープ１２Ａ上の素子径、Ｄ２は巻止めテープ１２Ｂ上の素子径、Ｄ３は巻止めテープ１２Ｃ上の素子径の変化を示している。Ｄｍは、Ｄ１に対する外装ケース３６を加締めた際のコンデンサ素子２への圧入量である。この圧入量Ｄｍは例えば、０．０５〜１．０〔ｍｍ〕を設定し、コンデンサ素子２の固定を維持しつつコンデンサ素子に過度の応力が加わらないようにする。この圧入量Ｄｍより、加締め部４４の加締め量（狙い値）Ｄｎが算出される。なお、この実施の形態では、図１０の（Ｂ）に示すように、圧入量Ｄｍは外装ケース３６を加締めた際のコンデンサ素子２の外周に対する外装ケース３６の内壁の圧入寸法を示し、また加締め量Ｄｎは外装ケース３６を加締めた際の外装ケース３６に形成される溝の深さ寸法を示している。

この素子径データの例では、最大半径部がθ₁＝７５〔°〕に現れ、この最大半径部から一定角度θとしてたとえば、θ＝９０〔°〕毎につまり、θ₂ ＝１６５〔°〕、θ₃ ＝２５５〔°〕、θ₄ ＝３４５〔°〕の位置を追従点に設定している。

この実施の形態では、９０〔°〕毎の追従点を前提しているが、９０〔°〕未満を設定し、５箇所以上の追従点を設けてもよい。

素子径データの処理について、図１１を参照する。図１１は素子径データの処理手順を示している。

この処理手順は、本発明のコンデンサの製造プログラムの一例である。この処理手順は、既述のコンピュータを実行主体として処理される機能であり、図１１に示すように、素子径測定器３２の測定に基づき、その素子径データの取込みを行う（ステップＳ２１）。取得した素子径データはデータ記憶部６２に保存される。この素子径データを用いて最大半径の角度を算出し（ステップＳ２２）、既述の追従する４点の角度θ₁ 、θ₂ 、θ₃ 及びθ₄ を算出する（ステップＳ２３）。そして、この追従点の角度θ₁ 、θ₂ 、θ₃ 及びθ₄ における半径値を算出し（ステップＳ２４）、さらに外装ケースの加締めた際のコンデンサ素子への加締め量の狙い値を設定する。

このような演算に基づき、制御部５０から加締め機５６に対し、最大半径角度及び既述の４点の半径値及び加締め量の狙い値のインプットを行う（ステップＳ２５）。これに基づき、加締め機５６がコンデンサ４２に対し既述の加締め部４４の加締めを行う。

この横加締め処理について、図１２を参照する。図１２は加締め機５６によるコンデンサ４２の横加締めの一例を示している。

コンデンサ４２はコレットに保持されて回転し、回転する外装ケース３６に対し、コマ６６がコンデンサ４２の素子径方向に進退自在に備えられている。矢印Ｎはコレットの回転方向、矢印Ｍはコマ６６の押し込み方向を示している。

回転する外装ケース３６には、既述の追従点として最大径部であるθ₁ を基準点とし、この実施の形態では、９０〔°〕の回転位置に追従点θ₂ 、θ₃ 、θ₄ が設定されている。このコンデンサ４２のクッション厚み形状はたとえば、０．５〔ｍｍ〕＝セパレータ８、１０（＝１００〔μｍ〕×２×５周＝１０００〔μｍ〕）である。クッション厚みとしては、３００〔μｍ〕以上が好ましい。

そして、最大径部である角度と該角度θ₁の９０〔°〕の回転位置であるθ₂との差＝約０．５〔ｍｍ〕を算出し、この差＝０．５〔ｍｍ〕を増加又は減少して加締め量（狙い値）Ｄｎ〔図１０の（Ｂ）〕を設定することにより、コマ６６の前進後退を行い、θ₂とθ₃、θ₃とθ₄も同様にその差を算出して設定し、コマ６６の前進後退を行うことで、回転する外装ケース３６の側面を成形し、素子一定加締めである加締め部４４が形成される。このような素子一定加締めであるため、外装ケースの加締め量は封口体２０へのコンデンサ素子２のズレ状態（偏心）によって変わり、外装ケースの加締め量は加締め全周で均等とならない場合がある。つまり外装ケース３６の側面には、異なる深さの溝が形成される。この場合、加締め部４４を外装ケース３６の周面に例えば０．０５〜３．０〔mm〕の範囲の加締め量（寸法）となる。

なお、コマ６６を固定し、コンデンサ４２を保持したコレットを回転させつつ、コマ６６の方向に進退させて横加締め処理を行ってもよい。この場合は、コレットに前述のθ₁、θ₂、θ₃及びθ₄の差及び加締め量の狙い値を設定してコレットを回転させるとともに、コマ６６へ前進させればよい。

図１３は素子径データの処理手順の一例を示している。この処理手順では、加締め部４４の測定データと同様にコンデンサ素子２の巻止めテープ１２Ｂ、１２Ｃの位置における０〜３６０〔°〕の半径データを測定する（ステップＳ３１）。角度ごとの半径データと、該角度の１８０〔°〕の半径データを足して直径データとして算出し、角度ごとの直径データを算出する（ステップＳ３２）。直径データのうち、最大直径データを算出する（ステップＳ３３）。この最大直径データに基づき、加締め量を決定する。この加締め量は、最大素子径に対して例えば、０．０５〜０．３〔ｍｍ〕小さい円形の加締めラインであって、該加締めラインの中心と外装ケース３６の中心とを一致させた加締めラインを設定する（ステップＳ３４）。

このような加締め量の設定の後、コマ６６により、外装ケース３６の側面に成形を行い、加締め溝を形成する（ステップＳ３５）。なお、コンデンサ素子２の素子径歪みにより素子毎に最大直径が変わるため、外装ケース３６への加締め量は一定となるが、コンデンサ毎に加締め量は変わることになる。

既述の加締め部４６Ａ、４６Ｂについて、既述の図１２に示す装置を用いることにより、横加締め処理を行う。

具体的には、コンデンサ４２はコレットに保持されて回転し、回転する外装ケース３６に対し、コマ６６がコンデンサ４２の素子径方向に進退自在に備えられている。回転する外装ケース３６に対してコマ６６を素子径方向に移動させ、外装ケース３６の側面に一定の圧力を加え、外装ケース３６の側面を成形する。外装ケース３６の側面には、均等の深さの溝が形成される。

以上述べた実施の形態において、特徴点や利点や効果を列挙する。

(1) 素子端面より導出された陰極、陽極の張り出し部と集電板とを溶接し、金属ケースに収納したコンデンサにおいて、金属ケースの側面を、素子に対して一定の圧力にて加締められたコンデンサである。

(2) 素子一定圧力の加締めが、コンデンサ素子２の封口体側に設けられ、外装ケース３６の側面には、一定圧力で加締める加締め部が既述の一定圧力の加締め部位よりコンデンサ底面側に設けられている。

(3) コンデンサ素子２を封口体２０と一体化した後、コンデンサ素子２の素子径を測定し、この素子径データと封口体２０との位置情報を検出する。この位置情報はたとえば、角度情報である。

(4) コンデンサ素子２を外装ケース３６に封止した後、封口体２０と、コンデンサ素子２の位置情報（角度）に基づき、コンデンサ素子２の周面に一定圧力が加わるように外装ケース３６の側面を加締める。

(5) 封口体２０とコンデンサ素子２との位置情報として、コンデンサ素子２の最大半径を検出し、その最大半径部の基準（θ₁ ）を含む４点の半径部の値（素子径データ）を測定し、この４点の素子径データに応じて外装ケース３６の側面を一定圧力で加締める。

(6) 一定圧力の加締めを、コンデンサ素子２の封口体２０側に処理した後、この加締め位置より、コンデンサ４２の外装ケース３６の底面側に、外装ケース３６の側面に対して一定圧力で加締めることにより、外装ケース３６にコンデンサ素子２を固定する。

(7) このように封口体２０と一体化されたコンデンサ素子２の外装ケース３６への固定性を高めることができる。

(8) コンデンサ素子２に対する一定圧力による加締めを封口体２０側に位置させたので、加締めた際の封口体２０とコンデンサ素子２との接続部への機械的ストレスを低減することができる。

(9) 封口体２０側のコンデンサ素子２に一定圧力による加締めによって固定されているので、コンデンサ４２の底面側では、外装ケース３６に対して一定圧力による加締めを行うことができる。

(10) コンデンサ素子２への一定圧力による加締めの圧入量を1．０〔ｍｍ〕以下とすることで素子への影響が低く、漏れ電流が上昇するなどの不具合は生じない。

〔他の実施の形態〕

(1) 上記実施の形態では、第２の加締め部を２箇所の加締め部４６Ａ、４６Ｂとしたが、３以上でもよく、２未満でもよい。

(2) 上記実施の形態では、外装ケース３６にアルミニウムで形成された金属ケースを例示しているが、加締めによる保形性を有する材料であれば、金属に限定されない。

(3) 上記実施の形態では、加締め部４４は素子一定加締め、加締め部４６Ａ、４６Ｂはケース一定加締めとしているが、各加締め部について、素子一定加締め、ケース一定加締めを適宜選択できる。例えば、第１にすべて（３箇所）素子一定加締めを行ってもよい。また第２に、加締め部４４、４６Ａを素子一定加締めでもよい。また、第３に既述の実施の形態では複数の加締め部を設定したが、加締め部は単一でもよく、この場合は、素子一定加締めとなる。そして、測定した素子径データに基づき、加締め部において、素子一定加締め、ケース一定加締めを選択することができる。

以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。

本発明は、外装ケースに封入されるコンデンサであって、外装ケースに複数の加締め部を設定し、各加締め部の加締め量を素子径に応じて制御しており、外装ケースによるコンデンサ素子の固定とコンデンサ素子に対するストレス軽減を図ることができ、電解コンデンサなどのコンデンサに有用である。

２ コンデンサ素子
４ 陽極側の電極箔
６ 陰極側の電極箔
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ 巻止めテープ
１４ 素子端面
１６Ａ 素子電極
１６Ｂ 素子電極
１８Ａ 集電板
１８Ｂ 集電板
２０ 封口体
２２Ａ 電極端子
２２Ｂ 電極端子
２８ 封止部材
３０ 素子端面
３２ 素子径測定器
３２Ａ レーザ照射部
３２Ｂ レーザ受信部
３４ レーザビーム
３６ 外装ケース
４２ コンデンサ
４４ 第１の加締め部
４６Ａ、４６Ｂ 第２の加締め部
４８ コンデンサ製造システム
５６ 加締め機
６０ プログラム記憶部
６２ データ記憶部
６４ ＲＡＭ
６６ コマ

Claims (10)

1. コンデンサ素子と、前記コンデンサ素子の端面に溶接されている集電板を介して前記コンデンサ素子と一体とした封口体と、前記コンデンサ素子を収める外装ケースとを備え、
   前記外装ケースは、前記コンデンサ素子の前記封口体に対する偏心に応じ、前記コンデンサ素子に一定圧力を付与した単一または複数の第１の加締め部と、
   を備えることにより前記コンデンサ素子を固定する、
   ことを特徴とするコンデンサ。
2. さらに、前記外装ケース側面に一定圧力が付与された単一または複数の第２の加締め部を備え、前記第１の加締め部は、前記第２の加締め部よりも前記封口体側の前記外装ケース側面に設定したことを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ。
3. 前記第１の加締め部により加締められる前記外装ケースの加締め量が０．０５〜３．０〔ｍｍ〕である請求項１に記載のコンデンサ。
4. 前記第１の加締め部は、前記コンデンサ素子の周面に設置されている緊締部材上の前記外装ケース位置に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ。
5. 端面に溶接した集電板を介して封口体と一体化したコンデンサ素子の、前記封口体に対する偏心を測定する工程と、
   前記コンデンサ素子を外装ケースに収める工程と、
   前記コンデンサ素子の前記封口体に対する偏心に応じて前記コンデンサ素子に一定圧力を付与する第１の加締め部を前記外装ケースに形成する工程と、
   を含むことを特徴とするコンデンサの製造方法。
6. 前記コンデンサ素子の前記封口体に対する偏心はコンデンサ素子の所定角度を単位として設定し、該所定角度に応じて前記第１の加締め部の加締め量を加減することを特徴とする請求項５に記載のコンデンサの製造方法。
7. 前記コンデンサ素子の前記封口体に対する偏心は、前記コンデンサ素子の最大偏心を基準に所定角度を単位として設定することを特徴とする請求項５または請求項６に記載のコンデンサの製造方法。
8. 前記コンデンサ素子の前記所定角度の偏心に対し、前記外装ケースの前記加締め部の前記コンデンサ素子に対する圧入量を０．０５〜１．０〔ｍｍ〕とすることを特徴とする請求項６または請求項７に記載のコンデンサの製造方法。
9. さらに、前記コンデンサ素子に電解液を含浸する工程と、
   を含み、該工程は、前記コンデンサ素子の前記封口体に対する偏心の測定の後に行うことを特徴とする請求項５ないし８のいずれかに記載のコンデンサの製造方法。
10. コンピュータによって実行されるコンデンサの製造プログラムであって、
    端面に溶接した集電板を介して封口体と一体化したコンデンサ素子の前記封口体に対する偏心を測定する測定器から、前記コンデンサ素子の前記封口体に対する偏心データを取得する機能と、
    前記偏心データを用いることにより、前記コンデンサ素子が収められた外装ケースの加締め量を算出する機能と、
    を前記コンピュータにより実行するコンデンサの製造プログラム。

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