JP6349626B2 - コンデンサの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電気二重層コンデンサなどのコンデンサの製造方法に関する。

電気二重層コンデンサや電解コンデンサなどのコンデンサでは、コンデンサ素子と外部端子との接続手段として、電極用タブなどが用いられている。この電極用タブに代えてコンデンサ素子から電極体を引き出し、この電極体に接続部材を介在させて外部端子を接続することにより、コンデンサ素子の内部抵抗の低減や、接続部の接続抵抗を低減させることが行われている。

このようなコンデンサ素子と外部端子との接続に関し、素子端面に集電端子を設け、この集電端子との接続のため、コンデンサ素子から集電箔を露出させること（たとえば、特許文献１および特許文献２）が知られている。また、集電箔を覆う集電板とを溶接によって接続することが知られている（たとえば、特許文献３）。

特開平１１−２１９８５７号公報 特開２００１−０６８３７９号公報 特開２００７−３３５１５６号公報

ところで、コンデンサ素子の素子端面に陽極側および陰極側の電極引出部を設けたコンデンサでは、電極引出部に素子の外周側から治具を当て折り曲げることにより電極部に加工される。そして、この電極部に載置した集電板をレーザ溶接により接続する。

電極引出部を折り曲げる際に、最内周の電極引出部が折り曲げにくく、根元から倒れ込むおそれがある。陽極側および陰極側の電極引出部間の距離が短く、このように電極引出部が変形すると、電極引出部間の絶縁性が不安定化するという課題がある。

折り曲げられる電極引出部の枚数が多いと、平坦面を形成しにくく、特に素子中心付近では突出状態となり、レーザ溶接にて所望の溶接状態を得にくいという課題がある。

そこで、本発明の目的は上記課題に鑑み、素子端面に形成される電極引出部の整形性を高めることにある。

上記目的を達成するため、本発明のコンデンサの製造方法の一側面によれば、コンデンサ素子の素子端面に電極引出部を備えるコンデンサの製造方法であって、素子中心側から素子外周側に向かって区分された少なくとも前記素子中心側の第１の折曲げ領域と、前記素子外周側の第２の折曲げ領域とを設定し、これら第１および第２の折曲げ領域を個別に折り曲げるとともに、前記第１の折曲げ領域に配置された複数の電極引出部を折り曲げて重ねる工程を含み、前記第１の折曲げ領域は前記第２の折曲げ領域の折曲げに先行して折り曲げられ、前記第１の折曲げ領域の折り曲げの後、前記第２の折曲げ領域が折曲げられた前記第１の折曲げ領域の前記電極引出部にガイドされて折り曲げられる。

上記コンデンサの製造方法において、前記第１の折曲げ領域を前記コンデンサ素子の素子中心側から素子外周に向かって折り曲げ、前記第２の折曲げ領域を前記素子外周から前記素子中心に向かって折り曲げてもよい。

本発明によれば、次のような効果が得られる。

(1) コンデンサ素子の素子端面の素子中心側から素子外周側に形成されている電極引出部に少なくとも第１の折曲げ領域および第２の折曲げ領域を設定し、各領域毎に折曲げを段階的に行うので、素子中心側の折曲げを安定化させることができるなど、電極引出部の整形性が高められ、電極引出部を平坦な電極部に形成できる。

(2) 電極部が平坦化されるので、該電極部に集電板をレーザ溶接などの溶接接続を行えば、その接続性が高められ。これにより、コンデンサ素子の低抵抗化や接続の安定化を図ることができる。

そして、本発明の他の目的、特徴および利点は、添付図面およ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。

第１の実施の形態に係るコンデンサ素子の素子端面を示す図である。 電極引出部の加工を示す図である。 電極引出部と集電板の接続を示す図である。 電極引出部の加工の変形例を示す図である。 第２の実施の形態に係る電極引出部の加工を示す図である。

〔第１の実施の形態〕

図１は、第１の実施の形態に係るコンデンサ素子の素子端面の一例を示している。このコンデンサ素子２は本発明のコンデンサの一例である電気二重層コンデンサに用いられる素子である。

コンデンサ素子２は、陽極側の電極箔４−１および陰極側の電極箔４−２の間にセパレータ６を挟み込んで円筒状に巻回されている。このコンデンサ素子２の素子端面８には、各電極箔の縁部を張り出させて陽極側の電極引出部１０−１と、陰極側の電極引出部１０−２とが引き出されている。この実施の形態では、各電極引出部１０−１、１０−２が素子中心１２を挟んで端面扇形状に形成されている。

図２のＡは図１のIIA −IIA 線断面を示している。これら電極引出部１０−１、１０−２に対し、図２のＡに示すように、素子中心１２側から第１の折曲げ領域Ｉ、素子外周１４側から第２の折曲げ領域IIを設定する。

この電極引出部１０−１、１０−２の折曲げ加工には、折曲げ治具１６が用いられる。この折曲げ治具１６は先端に平坦部１８を備え、この平坦部１８を挟んでテーパ部２０を備えている。電極引出部１０−１、１０−２の折曲げは、コンデンサ素子２を固定し、このコンデンサ素子２の素子端面８側に折曲げ治具１６を矢印方向に押圧して行う。

図２のＢは、折曲げ領域Ｉの折曲げ加工を示している。この実施の形態では、折曲げ領域Ｉの折曲げ方向を素子中心１２から素子外周１４に向かう方向に設定し、折曲げ領域Ｉの折曲げを折曲げ領域IIの折曲げに先行して行う。

図２のＣは、折曲げ領域IIの折曲げ加工を示している。折曲げ領域Ｉの折曲げの後、別途準備した折曲げ治具（図示しない）を移動して折曲げ領域IIの折曲げを行う。折曲げ領域IIの折曲げは、素子外周１４から素子中心１２に向かう方向に設定する。

このように、折曲げ領域Ｉ、IIが互いに向き合うように折り曲げ、電極引出部１０−１、１０−２を平坦に整形する。電極引出部１０−１側では、先行折曲げに係る折曲げ領域Ｉの電極引出部１０−１の一部に後行折曲げに係る折曲げ領域IIの電極引出部１０−１の一部が重なり合って、電極部２２−１が形成されている。

図３は、集電板の溶接工程を示している。素子端面８に形成された電極部２２−１には陽極側の集電板２４−１が重ねられ、電極部２２−２には陰極側の集電板２４−２が重ねられている。そして、集電板２４−１、２４−２の上面からレーザ照射２６を行う。これにより、電極部２２−１には集電板２４−１、電極部２２−２には集電板２４−２が溶接される。

そして、集電板２４−１、２４−２には封口板にある外部端子が同様にレーザ溶接により接続される。コンデンサ素子２を収納した外装ケースを封口板で封口し、コンデンサが形成される。

＜第１の実施の形態の効果＞

(1) 既述の通り、電極引出部１０−１、１０−２の折曲げ工程では、素子中心１２の折曲げ領域Ｉを先行して折曲げをし、その後、コンデンサ素子２の素子外周１４側から折曲げ領域IIを折り曲げる。折曲げ領域Ｉを前置折り曲げし、その後に、折曲げ領域IIの本折曲げとすることで、コンデンサ素子２の素子中心１２付近での折曲げが安定し、電極部２２−１、２２−２を所望の平坦面に整形できる。

(2) 素子中心１２の付近を先行して折り曲げれば、素子中心１２付近の電極引出部１０−１、１０−２の折曲げ形状を安定化させ、陽極側と陰極側の絶縁間隔Ｄの維持が容易化できる。

(3) 素子中心１２側の電極引出部１０−１、１０−２を先行して折り曲げれば、折曲げ領域IIの折曲げ、つまり、電極引出部１０−１、１０−２の本折曲げする際に、素子中心１２の付近で折り曲げられた電極引出部１０−１、１０−２が堰き止め的な役割を果たし、折曲げ領域IIの本折曲げ部分が素子中心１２側にガイドされて折り曲げられ、その折曲げが容易になる。

(4) 素子中心１２付近の折曲げ（少なくとも素子外周１４側への折曲げを含む）、または座屈する程度に折り曲げることで、絶縁間隔Ｄが確実となる。

(5) 素子中心１２の折曲げ領域Ｉを折り曲げることで、折曲げの不安定化を防止でき、折曲げ領域IIとは別工程で折曲げ領域Ｉに安定的な折曲げ形状が得られ、後に、折曲げ領域IIの本折り曲げとするので、電極引出部１０−１、１０−２を全体として集電板２４−１、２４−２に溶接し易い平坦面が得られる。

(6) 素子中心１２側では折曲げ領域Ｉの電極引出部１０−１、１０−２が素子外周１４側に向かって折り曲げられ、陽極側と陰極側との間の絶縁間隔Ｄを広く取ることができ、絶縁性の確保とともに、絶縁性を高めることができる。

(7) 折曲げ領域Ｉと折曲げ領域IIの電極引出部１０−１、１０−２を異なる角度で折り曲げることができ、折曲げ角度を制御することなく、折曲げ角度に無関係に電極部２２−１、２２−２の平坦化を実現することができる。

(8) 個々の製品で、その折曲げ角度が異なっても一様に電極引出部１０−１、１０−２から平坦な電極部２２−１、２２−２を得ることができる。

(9) 折曲げ領域Ｉの電極引出部１０−１、１０−２は座屈状態となってもよく、その上に折曲げ領域IIの電極引出部１０−１、１０−２が重なりあって平坦な電極部２２−１、２２−２を得ることができる。

図４は、電極引出部１０−１、１０−２に座屈成形を施した変形例を示している。電極引出部１０−１、１０−２の素子中心１２側の電極箔４−１、４−２に図４のＡに示すように、折曲げ治具１６のテーパ部２０を当てて押圧する。この場合、折曲げ治具１６には図２に示す折曲げ治具１６を用いてもよいし、テーパ部２０の傾斜角度が異なる他の折曲げ治具を用いてもよい。これにより、テーパ部２０の傾斜角度を利用し、素子中心１２側の電極箔４−１、４−２を潰し、たとえば、ジグザグ状に屈曲した圧縮状態に成形する。このように成形された一部の電極箔４−１、４−２を壁にし、電極箔４−１、４−２の全てを図４のＢのように成形する。このような成形を行えば、電極箔４−１、４−２の素子中心１２への突出成形を防止でき、電極部２２−１、２２−２の平坦化とともに、陽極側と陰極側との電極部間の接触を防止することができる。

〔第２の実施の形態〕

図５のＡおよびＢは、第２の実施の形態に係る電極引出部の加工を示している。図５のＡおよびＢにおいて、図２と同一部分には同一符号を付してある。

第１の実施の形態では、折曲げ領域Ｉの電極引出部１０−１、１０−２は素子中心１２から素子外周１４側方向に折曲げ方向を設定したが、図５のＡに示すように、素子外周１４から素子中心１２側に向かって折曲げ方向を設定し、先行折曲げを行ってもよい。

折曲げ領域IIの折曲げは、図５のＢに示すように、折曲げ領域Ｉの折曲げの後、折曲げ治具１６を移動して折曲げ領域IIの折曲げを行う。折曲げ領域IIの折曲げ方向は、素子外周１４から素子中心１２に向かう方向に設定する。

このように、折曲げ領域Ｉ、IIが互いに同一方向に折り曲げ、電極引出部１０−１、１０−２を平坦に整形する。同様に、電極引出部１０−１側では、先行折曲げに係る折曲げ領域Ｉの電極引出部１０−１の一部に後行折曲げに係る折曲げ領域IIの電極引出部１０−１の一部が重なり合って、電極部２２−１が形成されている。

係る構成によっても、上記実施の形態と同様の効果が得られる。

〔他の実施の形態〕

(1) 上記実施の形態では、折曲げ領域Ｉを先行して折り曲げ、その後に折曲げ領域IIを折り曲げているが、折曲げ領域IIを先行して折り曲げた後、折曲げ領域Ｉを折り曲げて電極部２２−１、２２−２を形成してもよい。

(2) 上記実施の形態では、折曲げ領域Ｉ、IIを設定し、２段階処理で各電極引出部１０−１、１０−２を折り曲げているが、３以上の折曲げ領域とし、複数段階処理としてもよい。たとえば、コンデンサ素子の素子端面に素子中心側と素子外周側との間に引き出された電極引出部に素子中心側から素子外周側に向かって区分された少なくとも３以上の折曲げ領域を設定し、いずれの領域を先行折曲げとしてもよく、特に、素子中心側の折曲げ領域を他の領域に先駆けて折り曲げれば、素子中心側に確実な絶縁間隔を設定できる。

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。本発明は、上記記載に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載され、また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。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。

本発明のコンデンサの製造方法は、コンデンサ素子の素子端面に素子中心側と素子外周側との間に引き出された電極引出部を備えるコンデンサに関し、素子中心側から素子外周側に向かって区分された少なくとも第１の折曲げ領域と、第２の折曲げ領域とを設定し、第１および第２の折曲げ領域が個別に折り曲げられることにより、平坦な電極部を素子端面に形成でき、集電板との接続性やレーザ溶接などによる電気接続の接続性を向上させることができ、コンデンサの信頼性向上に寄与するなどの優れた効果を有する。

２ コンデンサ素子
４−１ 陽極側の電極箔
４−２ 陰極側の電極箔
６ セパレータ
８ 素子端面
１０−１ 陽極側の電極引出部
１０−２ 陰極側の電極引出部
１２ 素子中心
１４ 素子外周
１６ 折曲げ治具
１８ 平坦部
２０ テーパ部
２２−１、２２−２ 電極部
２４−１、２４−２ 集電板
２６ レーザ照射

Claims (2)

1. コンデンサ素子の素子端面に電極引出部を備えるコンデンサの製造方法であって、
   素子中心側から素子外周側に向かって区分された少なくとも前記素子中心側の第１の折曲げ領域と、前記素子外周側の第２の折曲げ領域とを設定し、
   これら第１および第２の折曲げ領域を個別に折り曲げるとともに、前記第１の折曲げ領域に配置された複数の電極引出部を折り曲げて重ねる工程を含み、
   前記第１の折曲げ領域は前記第２の折曲げ領域の折曲げに先行して折り曲げられ、前記第１の折曲げ領域の折り曲げの後、前記第２の折曲げ領域が折曲げられた前記第１の折曲げ領域の前記電極引出部にガイドされて折り曲げられることを特徴とするコンデンサの製造方法。
2. 前記第１の折曲げ領域を前記コンデンサ素子の前記素子中心側から前記素子外周側に向かって折り曲げ、
   前記第２の折曲げ領域を前記素子外周側から前記素子中心側に向かって折り曲げ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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