JP7208871B2 - CAPACITOR, CAPACITOR MANUFACTURING APPARATUS, AND CAPACITOR MANUFACTURING METHOD - Google Patents
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Description
本発明は、コンデンサ、コンデンサの製造装置およびコンデンサの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a capacitor, a capacitor manufacturing apparatus, and a capacitor manufacturing method.
巻回形コンデンサの素子として、陽極箔と陰極箔との間にセパレータを介在させて巻回した構造のものが知られている(特許文献1)。
図11は、従来のコンデンサ素子の製造装置および製造工程の一部を示す説明図である。製造装置100は、巻芯101と、巻芯101を回転させる回転駆動装置102と、回転駆動装置102の駆動、停止等を制御する駆動制御装置103と、を備えている。
As an element of a wound capacitor, a structure in which a separator is interposed between an anode foil and a cathode foil and wound is known (Patent Document 1).
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a part of a conventional capacitor element manufacturing apparatus and manufacturing process. The
コンデンサ素子の製造において、まず、陽極箔2の所定位置に陽極端子5を、陰極箔3の所定位置に陰極端子6をそれぞれ加締接続しておく。次に、一例としてセパレータ4a、陰極箔3、セパレータ4b、陽極箔2の順で重ねた積層体8を、製造装置の巻芯101に取り付ける。次に、巻芯101を回転させて巻芯101に積層体8を巻回することにより、巻回体9を形成する。この時、陽極端子5は陽極箔2とセパレータ4bとの間に介在し、陰極端子6は陰極箔3とセパレータ4aとの間に介在し、巻回体9の片方の端面から陽極端子5および陰極端子6のリード棒が延出する。そして、この巻回体9の外周に素子止めテープ(図示せず)を巻いた後、巻芯101から巻回体9を抜き取る。これにより、コンデンサ素子が製造される。
In manufacturing the capacitor element, first, the
このように製造されたコンデンサ素子に電解質を含浸した後、コンデンサ素子を外装ケース内に挿入して、外装ケースの開口を封口体によって完全気密封止することにより、巻回形コンデンサが製造される。 After impregnating the capacitor element manufactured in this manner with an electrolyte, the capacitor element is inserted into an exterior case, and the opening of the exterior case is completely airtightly sealed with a sealing member to manufacture a wound capacitor. .
図12は、従来の巻芯101の概略構成を示す説明図であり、図12(a)は、巻芯101の正面(横断面)の拡大図、図12(b)は、図12(a)をX方向視した側面図、図12(c)は、図12(a)をY方向視した側面図である。
12A and 12B are explanatory views showing a schematic configuration of a conventional winding
巻芯101は、ベース部51と、巻回部52と、を備えている。
ベース部51は、円柱状に形成されており、ベース部51における中心軸方向の一方の端部から、中心軸方向に沿って巻回部52が延出している。
The winding
The
巻回部52は、ベース部51と同軸の円柱体に対して、径方向に互いに対向する側面部の一部に欠落部52a、52bを形成することにより、断面が略小判形状に形成されている。巻回部52において、欠落部52a、52bの側面は平面であり、互いに平行である。また、ベース部51の中心軸を通りかつ巻回部52の長径方向に拡がる、欠落部52a、52bの側面に平行な仮想平面(以下、基準面Aと称する)は、巻回部52を二等分する。また、巻回部52において、欠落していない部分の側面はベース部51の円周面と面一の円周面である。巻回部52は、ベース部51の中心軸に対して回転対称であり、基準面Aに対して左右対称である。
The winding
また、図12(a)、(b)に示すように、巻回部52の端面からベース部51に向かって延びるスリット53を備えている。このスリット53は、ベース部51の中心軸方向に沿って延びている。また、図12(a)、(b)に示すように、巻回部52の端面には、外縁からスリット53に向かって下り傾斜するテーパ54が形成されている。
Moreover, as shown in FIGS. 12A and 12B, a
コンデンサ素子を製造する際には、図12(a)に示すように、図示しない電極箔およびセパレータを挟んで巻回部52の欠落部52a、52bの側面に対向するように、陽極端子5のタブ部5cおよび陰極端子6のタブ部6cが位置付けられる。これにより、積層体8を巻芯101に巻回するごとに、陽極端子5および陰極端子6のタブの部位の外周側が膨らんでも、欠落部52a、52bにおいて必要以上に突出することが抑えられる。
When manufacturing the capacitor element, as shown in FIG. 12A, the
しかしながら、図12(a)に示すように、基準面Aに対して左右対称形状の巻芯101を使用して素子を巻回した場合、電極箔の状態によっては陽極端子5のタブ部5cの巻回方向後方側が素子径に対して膨らんで、素子が真円から離れた形状になるという問題が発生している。
However, as shown in FIG. 12(a), when the element is wound using a winding
この現象の発生原因について、図13、図14を参照しながら説明する。図13は、巻芯101に積層体8を巻き回す際に陰極端子6および陽極端子5の部位の状態を示す説明図である。図14は、巻芯101に積層体8を巻き回した状態を示す説明図であり、図14(a)は模式図、図14(b)は従来のコンデンサ素子の断面を示すX線写真である。
The cause of this phenomenon will be described with reference to FIGS. 13 and 14. FIG. FIG. 13 is an explanatory view showing the state of the
まず、セパレータ4a、陰極箔3、セパレータ4b、陽極箔2の順で重ねた積層体を、製造装置の巻芯101に取り付けて、図13(a)に示すように、巻芯101を回転させて巻芯101に積層体8を巻き回す。巻芯101への積層体8の巻き回しを進めると、図13(b)に示すように、セパレータ4bと陰極箔3との間の所定の部位に陰極端子6のタブが介在し、さらに、巻芯101への積層体8の巻回しを進めると、図13(c)、(d)に示すように、セパレータ4aと陽極箔2との間の所定の部位に陽極端子5がタブを介在する。
First, a laminate in which the
ここで、陽極箔2の厚みは、例えば、70[μm]~120[μm]程度であり、陰極箔3の厚みは、例えば、20[μm]~50[μm]程度である。つまり、陽極箔2は陰極箔3よりも厚い。特に化成処理により形成した陽極酸化皮膜が厚くなると、陽極箔2が硬くなり柔軟性がなくなる。
Here, the thickness of the
また、陽極箔2に加締接続された陽極端子5のタブ部5cが積層体8とともに巻芯101に巻回される際、タブ部5cの一方端側(巻回方向の前方側)が初めに周囲の部材と近接・接触した状態となった後に、次いでタブ部5cの他方端側(巻回方向の後方側)が周囲の部材と近接・接触した状態となる。このとき、陽極端子5のタブ部5cは周囲のセパレータ4a、4b、陰極箔3によって押しつけられた状態が続き、図13(d)の矢印Pで示す部位のように、陽極箔2の柔軟性の低下によって、タブ部5cが巻回体9に最初に接触した側(タブ部5cの巻回方向前方側)よりもタブ部5cが巻回体9に最後に接触した側(タブ部5cの巻回方向後方側)が浮き上がり易くなる。つまり、周囲の部材に対する隙間が、タブ部5cの一方端側(巻回方向の前方側)に対し他方端側(巻回方向の後方側)が大きくなる。結果として、陽極端子5のタブ部5cの表面は、図14(a)に示すように、欠落部52a、52bの側面と平行にならない状態(傾いている状態)で巻回されることになる。これにより、図14(b)における点線に示す部位のように、コンデンサ素子の断面形状が歪んでしまうおそれがある。
Further, when the
コンデンサ素子の断面形状が歪んでいる場合には、円筒体からなる外装ケースの内部空間に無駄が生じてしまい、それだけ、陽極箔、陰極箔およびセパレータを収納できないことからコンデンサの容量の低下につながる。このため、断面形状が真円に近いコンデンサ素子、当該コンデンサ素子を製造する製造装置および製造方法の出現が望まれる。 If the cross-sectional shape of the capacitor element is distorted, the internal space of the external case made of a cylindrical body is wasted, and the anode foil, cathode foil, and separator cannot be accommodated, leading to a decrease in the capacity of the capacitor. . Therefore, it is desired to develop a capacitor element having a cross-sectional shape close to a perfect circle, and a manufacturing apparatus and manufacturing method for manufacturing the capacitor element.
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、断面形状が真円に近いコンデンサ、およびそのコンデンサを製造する製造装置、製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a capacitor having a nearly circular cross section, and a manufacturing apparatus and method for manufacturing the capacitor.
前記目的を達成するため、本発明は、以下に記載する構成を備える。 In order to achieve the above object, the present invention has the configurations described below.
(1) 陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して巻回してなる円柱状の巻回体に、前記陽極箔に接続される陽極端子および前記陰極箔に接続される陰極端子を介在させてなるコンデンサ素子と、
前記コンデンサ素子を収納する有底円筒状の外装ケースと、
を備え、
前記陽極端子は、前記陽極箔に固定される陽極タブ部を有し、
前記陰極端子は、前記陰極箔に固定される陰極タブ部を有し、
前記陽極タブ部および前記陰極タブ部は、前記巻回体の中心軸を挟んで互いに平行になるように配置され、
前記陽極タブ部に対向しかつ前記陽極タブ部より内側に配置される前記巻回体の対向部位は、前記陽極タブ部における前記陽極箔の始端側から終端側に向かって前記陽極タブ部から離れるように傾斜していることを特徴とするコンデンサ。
(1) An anode terminal connected to the anode foil and a cathode terminal connected to the cathode foil are interposed in a cylindrical wound body formed by winding an anode foil and a cathode foil with a separator interposed therebetween. a capacitor element;
a bottomed cylindrical exterior case that houses the capacitor element;
with
The anode terminal has an anode tab portion fixed to the anode foil,
The cathode terminal has a cathode tab portion fixed to the cathode foil,
The anode tab portion and the cathode tab portion are arranged so as to be parallel to each other across the central axis of the wound body,
The facing portion of the wound body, which faces the anode tab portion and is arranged inside the anode tab portion, separates from the anode tab portion toward the terminal end side from the starting end side of the anode foil in the anode tab portion. A capacitor characterized in that it is slanted as
(1)によれば、陽極タブ部に対向しかつ陽極タブ部より内側に配置される巻回体の対向部位が、陽極タブ部における陽極箔の始端側から終端側に向かって陽極タブ部から離れるように傾斜しているため、コンデンサ素子の製造工程において、陽極タブ部の巻回方向後方側(陽極箔の終端側)が外側に膨らむことがなく、陽極タブ部および陰極タブ部が、巻回体の中心軸を挟んで互いに平行になるように配置される。このため、コンデンサ素子が陽極タブ部付近においてコンデンサ素子の断面形状の歪みが低減され、コンデンサ素子の断面形状を真円に近づけることが可能になる。これにより、外装ケースへのコンデンサ素子の収納効率を高め、コンデンサの容量を向上させることが可能になる。 According to (1), the facing portion of the wound body, which faces the anode tab portion and is arranged inside the anode tab portion, extends from the anode tab portion toward the terminal end side of the anode foil in the anode tab portion. Since it is slanted away, the rear side of the anode tab portion in the winding direction (end side of the anode foil) does not bulge outward during the manufacturing process of the capacitor element. They are arranged so as to be parallel to each other across the central axis of the rotating body. Therefore, the distortion of the cross-sectional shape of the capacitor element is reduced in the vicinity of the anode tab portion of the capacitor element, and the cross-sectional shape of the capacitor element can be approximated to a perfect circle. As a result, it is possible to increase the storage efficiency of the capacitor element in the exterior case and improve the capacity of the capacitor.
(2)(1)のコンデンサを製造する製造装置であって、
前記陽極箔、前記陰極箔および前記セパレータを周囲に巻き回す巻回部を有する巻芯と、
当該巻芯を回転させる回転駆動部と、を備え、
前記巻回部は、両側部が一部欠落している、断面が略小判形状の円柱体からなり、前記巻回部の中心軸を通りかつ前記巻回部の長径方向に拡がる仮想の基準面に対して非対称に形成され、
一方の欠落部分に巻回される前記巻回体の一の部分の前記基準面に対する傾斜が、他方の欠落部分に巻回される前記巻回体の他の部分の前記基準面に対する傾斜よりも大きいことを特徴とするコンデンサの製造装置。
(2) A manufacturing apparatus for manufacturing the capacitor of (1),
a winding core having a winding portion around which the anode foil, the cathode foil and the separator are wound;
and a rotation drive unit that rotates the winding core,
The winding portion is formed of a cylindrical body having a substantially oval cross section with both side portions missing, and a virtual reference plane passing through the central axis of the winding portion and extending in the major axis direction of the winding portion. formed asymmetrically with respect to
The inclination of one portion of the wound body wound around one of the missing portions with respect to the reference plane is greater than the inclination of the other portion of the wound body wound around the other missing portion with respect to the reference plane. A capacitor manufacturing apparatus characterized by being large.
(2)によれば、陽極箔、陰極箔およびセパレータを周囲に巻き回す巻回部が、中心軸の両側部が一部欠落しており、一方の欠落部分に巻回される巻回体の一の部分の前記基準面に対する傾斜が、他方の欠落部分に巻回される巻回体の他の部分の傾斜よりも大きい。このため、コンデンサ素子の製造工程において、巻回体の一の部分と他の部分との間の傾斜角の差に応じて陽極タブ部の傾きが補正され、陽極タブ部および陰極タブ部が、巻回体の中心軸を挟んで互いに平行になるように配置される。これにより、コンデンサ素子10の断面形状を真円に近づけることが可能になり、外装ケースへのコンデンサ素子の収納効率を高め、コンデンサの容量を向上させることが可能になる。
According to (2), the winding part around which the anode foil, the cathode foil and the separator are wound is partially missing on both sides of the central axis, and the winding body is wound around one of the missing parts. The inclination of one portion with respect to the reference plane is greater than the inclination of the other portion of the wound body wound around the other missing portion. Therefore, in the manufacturing process of the capacitor element, the inclination of the anode tab portion is corrected according to the difference in inclination angle between one portion and the other portion of the wound body, and the anode tab portion and the cathode tab portion are They are arranged so as to be parallel to each other across the central axis of the wound body. As a result, the cross-sectional shape of the
(3)(2)の製造装置の巻回部の両側部間の厚みが、巻回される陽極箔の始端側に対して終端側が小さくなるように形成することで、上記した作用効果を簡易な構成で奏することができる。
(4)(2)または(3)の製造装置を使用したコンデンサの製造方法であって、
前記回転駆動部は、前記巻芯を、前記巻回部の一方の欠落部分において、前記基準面から遠い側から前記基準面に近づく方向に前記陽極箔、前記陰極箔および前記セパレータを巻き回す方向に回転させ、
前記陽極タブ部が前記一方の欠落部分に巻き回された前記陽極箔、前記陰極箔および前記セパレータに対向するように、前記陽極箔における前記陽極タブ部の固定部位を設定し、
前記陰極タブ部が前記他方の欠落部分に巻き回された前記陽極箔、前記陰極箔および前記セパレータに対向するように、前記陰極箔における前記陰極タブ部の固定部位を設定することを特徴とするコンデンサの製造方法。
(3) By forming the thickness between both sides of the winding portion of the manufacturing apparatus of (2) so that the end side is smaller than the starting end side of the anode foil to be wound, the above effects can be easily achieved. It can be played in a simple configuration.
(4) A method of manufacturing a capacitor using the manufacturing apparatus of (2) or (3),
The rotation drive unit rotates the core in a direction in which the anode foil, the cathode foil, and the separator are wound in a direction closer to the reference plane from a side farther from the reference plane at one missing portion of the winding section. and rotate to
setting the fixing portion of the anode tab portion of the anode foil so that the anode tab portion faces the anode foil, the cathode foil, and the separator wound around the one missing portion;
The fixing portion of the cathode tab portion of the cathode foil is set so that the cathode tab portion faces the anode foil, the cathode foil, and the separator wound around the other missing portion. A method of manufacturing a capacitor.
(4)によれば、コンデンサ素子の製造工程において、陽極タブ部および陰極タブ部が、巻回体の中心軸を挟んで互いに平行になるように配置することが可能になる。これにより、コンデンサ素子の断面形状を真円に近づけることが可能になり、外装ケースへのコンデンサ素子の収納効率を高め、コンデンサの容量を向上させることが可能になる。 According to (4), in the manufacturing process of the capacitor element, the anode tab portion and the cathode tab portion can be arranged so as to be parallel to each other across the central axis of the wound body. As a result, the cross-sectional shape of the capacitor element can be approximated to a perfect circle, and the storage efficiency of the capacitor element in the exterior case can be increased, thereby improving the capacitance of the capacitor.
本発明によれば、コンデンサ素子の断面形状を真円に近づけることが可能になり、外装ケースへのコンデンサ素子の収納効率を高め、コンデンサの容量を向上させることが可能になる。 According to the present invention, it is possible to make the cross-sectional shape of the capacitor element closer to a perfect circle, improve the efficiency of accommodating the capacitor element in the exterior case, and improve the capacity of the capacitor.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[巻回形コンデンサの構成]
図1は、本発明の一実施形態における巻回形コンデンサ1の外観を示す正面図、図2は、本発明の一実施形態における巻回形コンデンサ1の構成部品を示す分解図である。
[Structure of wound capacitor]
FIG. 1 is a front view showing the appearance of a wound capacitor 1 according to an embodiment of the invention, and FIG. 2 is an exploded view showing components of the wound capacitor 1 according to an embodiment of the invention.
図2に示すように、本実施形態の巻回形コンデンサ1は、コンデンサ素子10と、外装ケース21と、封口体22と、を備えている。
As shown in FIG. 2 , the wound capacitor 1 of this embodiment includes a
コンデンサ素子10(図2参照)は、蓄電作用により電荷を蓄えたり、放出したりする素子であり、外装ケース21の内部に収容される。
外装ケース21は、アルミニウム材からなる有底の円筒体であって、軸方向の一端側が開放されており、他端側が閉鎖されている。
Capacitor element 10 (see FIG. 2) is an element that stores and releases electric charge by means of power storage, and is housed inside
The
封口体22は、外装ケース21の開口を封止する絶縁性を有する円柱状の部材であり、例えば、ゴムや合成樹脂によって構成されている。
The sealing
そして、コンデンサ素子10に電解質を含浸した後、コンデンサ素子10を外装ケース21内に挿入して、外装ケース21の開口を封口体22によって封止する。その後、外装ケース21の開口部の側面に絞り加工を施して外装ケース21の内部を封口体22によって完全気密封止することにより、図1に示すように、巻回形コンデンサ1が構成される。
After the
[コンデンサ素子の構成]
次に、電解コンデンサを例として、コンデンサ素子10について説明する。本発明は、特に厚みが大きい陽極箔を用いた電解コンデンサ、例えば化成処理により陽極酸化皮膜を形成することで陽極箔の柔軟性が低下したアルミニウム電解コンデンサに好適である。
[Configuration of Capacitor Element]
Next, the
図3は、コンデンサ素子10の構成部品を示す説明図である。なお、図11に示した、従来のコンデンサ素子の構成部品と同一の部品については、同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing components of the
図3に示すように、コンデンサ素子10は、陽極箔2と、陰極箔3と、2枚のセパレータ4と、陽極端子5と、陰極端子6と、素子止めテープ7と、を有している。
As shown in FIG. 3, the
陽極箔2は、アルミニウム等の弁作用金属で形成された長尺の帯状の電極箔であり、後述するように表面に誘電体となる酸化皮膜が必須的に形成されている。陰極箔3は、陽極箔2と同様にアルミニウム等の弁作用金属で形成された長尺の帯状の電極箔である。陽極箔2および陰極箔3は矩形であり、以下の説明の便宜上、矩形において、長尺方向に延びる幅を横幅と称し、長尺方向に対して垂直方向に延びる幅を縦幅と称することにする。陽極箔2および陰極箔3の縦幅は同一であるが、横幅は陽極箔2よりも陰極箔3の方が若干大きく設定されている。
The
この陽極箔2の表面はエッチング処理により粗面化(エッチングピット形成)されるとともに陽極酸化(化成)による陽極酸化皮膜が形成されている。また、陰極箔3も陽極箔2と同様にアルミニウム等で形成されており、その表面は粗面化(エッチングピット形成)されるとともに自然酸化皮膜が形成されている。
The surface of the
セパレータ4は矩形の帯状であり、その両面には駆動用電解液および/または固体電解質が保持されている。本実施形態によれば2枚のセパレータ4a、4bが使用される。セパレータ4の厚さは、例えば、30[μm]~90[μm]程度である。またセパレータ4a、4bの縦幅は、陽極箔2および陰極箔3の縦幅よりも若干長く、セパレータ4a、4bの横幅は陰極箔3の横幅よりも長く設定されている。
The
図4は、陽極端子5および陰極端子6の外観図である。陽極端子5は、陽極箔2に接触する導電性を有する金属部材である。陽極端子5は、円柱部5aと、円柱部5aの一方の端面から円柱部5aと同軸に延びる円柱部5aよりも細い円柱状の陽極リード棒5bと、円柱部5aの他方の端面から円柱部5aと同軸方向に延びる平板状のタブ部5cとによって構成されている。
FIG. 4 is an external view of the
陰極端子6は、円柱部6aと、陰極リード棒6bと、タブ部6cとによって構成されている。陰極端子6は、陰極リード棒6bの長さが陽極リード棒5bよりも短いこと以外は陽極端子5と同形である。
The
素子止めテープ7は、矩形の帯状であり、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド等の長尺のフィルムを基材とするものであり、その一方の面の少なくとも長尺方向両端部は接着面となっており、他方の面は非接着面となっている。素子止めテープ7の縦幅は、セパレータ4の縦幅以下であり、横幅は、巻回体9(図3参照)の外周よりも長く設定されている。
The element-fixing
[コンデンサ素子の製造装置]
次に、コンデンサ素子の製造装置について説明する。
図5は、本発明のコンデンサ素子の製造装置の実施形態に係る巻芯50の構成を示す図であり、図5(a)は正面図(横断面図)、図5(b)は、図5(a)をX方向視した側面図、図5(c)は、図5(a)をY方向視した側面図である。図6は、図5(a)の拡大図である。なお、図12に示す従来の巻芯101における構成と同一の部分、あるいは同一機能の部分については同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
[Capacitor element manufacturing equipment]
Next, an apparatus for manufacturing a capacitor element will be described.
5A and 5B are diagrams showing the configuration of a winding
本発明のコンデンサ素子の製造装置は、図11に示す製造装置100における巻芯101の代わりに、次に説明する巻芯50を用いたものである。
The capacitor element manufacturing apparatus of the present invention uses a winding
図5(a)~(c)に示すように、巻芯50は、図12に示す巻芯101と同様にベース部51と、巻回部52と、を備えている。
As shown in FIGS. 5A to 5C, the
ベース部51は、円柱状に形成されており、ベース部51における中心軸方向の一方の端部から、中心軸方向に沿って巻回部52が延出している。
The
図5(a)に示すように、巻回部52は、断面が略小判形の柱状に形成されており、図5(b)、(c)に示すように、巻回部52の端面からベース部51に向かって延びるスリット53を備えている。このスリット53は、図5(b)に示すように、ベース部51の中心軸に沿って巻回部52の先端側からベース部51まで延びている。また、図5(b)に示すように、巻回部52の端面には、外縁から中心側のスリット53に向かって下り傾斜するテーパ54が形成されている。
As shown in FIG. 5(a), the winding
図12(a)に示す、従来の製造装置に係る巻芯101が基準面Aに対して左右対称であることに対して、本実施形態の製造装置に係る巻芯50は、図6に示すように、基準面A(中心軸Oを通り、スリット53の形成方向に対して直交する方向に延びる平面)に対して左右非対称に構成されている。具体的に、本実施形態の製造装置に係る巻芯50においては、欠落部52aの代わりに欠落部52cを形成したものであり、図12(a)に示す、従来の製造装置に係る巻芯101においては、欠落部52aと欠落部52bとが左右対称であったが、本実施形態の製造装置に係る巻芯50においては、欠落部52cと欠落部52bとが左右非対称である。
The
図6に示すように、巻回部52における略小判形の長径方向に対向する側面56は、ベース部51の側面から延びる円周面であり、欠落部52c、52bの側面57、58は平面である。側面57は、基準面Aに対して平行であり、側面58は、図6に示すように、基準面A(に平行な平面)に対して角度θだけ傾いている。すなわち、図6に示すように、巻回部52は、基準面Aに対して非対称である。このように構成された巻芯50は、回転駆動装置102(図11参照)に固定され、積層体8(図11参照)を巻き回す際には、図6中の矢印Q方向(巻回方向)、すなわち、側面58における基準面Aから近い側の端部が、側面58における基準面Aから遠い側の端部に向かう方向に回転する。このため、積層体8(図11参照)には、側面58における基準面Aに遠い始端側の端部(図6中矢印C1の部位)が先に接触し、側面58を通って側面58における基準面Aに近い側の端部(図6中矢印C2の部位)が接触するようになる。
As shown in FIG. 6, a
[コンデンサ素子の組立方法]
次に、コンデンサ素子10の組立方法は、図11を用いて説明した従来技術と同様であり、まず、セパレータ4a、陰極箔3、セパレータ4b、陽極箔2の順に始端部を積み重ねて、積層体8を形成する。なお、積層順序はこれに限定されず、陰極箔3、セパレータ4b、陽極箔2、セパレータ4aであってもよい。積層体8を構成するセパレータ4a、4b、陽極箔2および陰極箔3を所定の位置関係で順に巻芯50にセットして、巻芯50を回転させることにより、図3に示すように、積層体8が巻芯50の周囲に巻き回されて巻回体9が形成される。この巻回体9の一方の端面から陽極リード棒5bおよび陰極リード棒6bが突出する。
[Method for assembling capacitor element]
Next, the method of assembling the
なお、陽極リード棒5bおよび陰極リード棒6bの位置は、図2に示すように、コンデンサ素子10を外装ケース21内に挿入して、外装ケース21の開口を封口体22によって封止した際に、封口体22に形成された2つの貫通孔(図示せず)に挿入される。
The positions of the
そして、図7(a)に示すように、陰極箔3およびセパレータ4bを最後まで巻き回した後、素子止めテープ7を巻回体9の外周を周回させて、図7(b)に示すように、素子止めテープ7の終端部を内周側の素子止めテープ7の所定部位に貼着する。以上により、コンデンサ素子10が製造される。
Then, as shown in FIG. 7(a), after the
図8は、コンデンサ素子10における陽極端子5および陰極端子6の配置を示す説明図である。陽極箔2には、陽極端子5のタブ部5cが加締接続されており、陰極箔3には、陰極端子6のタブ部6cが加締接続されている。陽極箔2における陽極端子5の加締接続位置は、積層体8が巻芯50の周囲に巻き回された時に、タブ部5cが側面58の側方に配置されるように設定されている。陰極端子6における陰極端子6の加締接続位置は、積層体8が巻芯50の周囲に巻き回された時に、タブ部6cが側面57の側方に配置されるように設定されている。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the arrangement of the
そして、巻芯50に積層体8を巻き回した場合、積層体8は巻芯50の周囲に巻き回され、特に、側面58の側方には基準面Aに対して傾斜するように積層体8が重ねられる。そして、陽極端子5のタブ部5cが側面58の側方に到達すると、タブ部5cの巻回方向後方側が外方に膨らもうとするが、側面58に合わせて積層体8が傾斜している結果、一方の欠落部52c(図6)に巻回される巻回体9の一の部分の基準面Aに対する傾斜が、他方の欠落部52b(図6)に巻回される巻回体9の他の部分の基準面Aに対する傾斜よりも大きくなっている。このため、膨らみかけたタブ部5cが、図8中矢印Pが指す隙間部位に向けて矯正される(タブ部5cの巻回方向後方側の外方への膨らみが防止される)。すなわち、巻芯50の両側部間、すなわち側面57と側面58との間の厚みが、巻回される陽極箔2の始端側に対して終端側が小さくなっているので、タブ部5cより内側に配置される陽極箔2の内側への傾斜を可能とし、タブ部5cがタブ部6cと互いに平行になるように配置される。
When the
このように、巻芯50を使用して製造したコンデンサ素子10によれば、タブ部5cおよびタブ部6cは、円柱形の巻回体9の中心軸Oを挟んで互いに平行になるように配置され、タブ部5cより内側に配置される巻回体9のうちタブ部5cに対向する対向部位9aは、タブ部5cにおける陽極箔2の始端側から終端側に向かってタブ部5cから離れるように傾斜している(図8)。
Thus, according to the
[最適角度の求め方]
図9は、側面58の最適な傾斜角度の求め方についての説明図である。
[How to find the optimum angle]
FIG. 9 is an explanatory diagram of how to obtain the optimum inclination angle of the
図9(a)は、従来の巻芯101に積層体を巻き回した場合における各部位の角度を示す説明図、図9(b)、図9(c)はコンデンサ素子の断面形状を示す写真である。
FIG. 9(a) is an explanatory view showing the angles of each part when the laminate is wound around the conventional winding
図9(a)において、aは基準面Aに対するタブ部6cの角度、bは水平面B(中心軸Oを通り、基準面Aに直交する平面)に対するタブ部6c側(陰極側)の内周箔表面の角度、cは水平面Bに対するタブ部5c側(陽極側)の内周箔表面の角度、dは基準面Aに対するタブ部5cの角度をそれぞれ示す。巻芯50における側面58の傾斜角の最適角度θは、これらの角度を用いて次の式で求めることが可能である。
θ=-a+b-c+d
In FIG. 9A, a is the angle of the
θ=-a+b-c+d
図9(b)は、長径3.0mm/短径1.8mmの従来の巻芯101に、タブ厚0.33mmの陽極端子5および陰極端子6を使用して製造したコンデンサ素子の断面形状を示す写真である。この写真に基づいて、a~dの角度を測定したところ、
a=0°、b=0°、c=-4°、d=1°
という値を求めることができた。これらの値に基づいて、最適角度θを求めたところ、
θ=5°
という値を求めることができた。
FIG. 9(b) shows the cross-sectional shape of a capacitor element manufactured by using a conventional winding
a=0°, b=0°, c=-4°, d=1°
value could be obtained. Based on these values, the optimum angle θ was found,
θ=5°
value could be obtained.
そこで、最適角度θ=5°となる巻芯50を作成して、コンデンサ素子10を作成したところ、タブ部5cとタブ部6cとが略平行になり、断面形状が真円に近いコンデンサ素子10を製造することができた。
Therefore, when the winding
図9(c)は、長径3.0mm/短径1.8mmの従来の巻芯101に、タブ厚0.25mmの陽極端子5および陰極端子6を使用して製造したコンデンサ素子の断面形状を示す写真である。この写真に基づいて、a~dの角度を測定したところ、
a=0°、b=0°、c=-1°、d=4°
という値を求めることができた。これらの値に基づいて、角度θを求めたところ、
θ=5°
という値を求めることができた。
FIG. 9(c) shows the cross-sectional shape of a capacitor element manufactured by using a conventional winding
a=0°, b=0°, c=-1°, d=4°
value could be obtained. Based on these values, the angle θ was calculated as
θ=5°
value could be obtained.
そこで、角度θ=5°となる巻芯50を作成して、コンデンサ素子10を作成したところ、タブ部5cとタブ部6cとが略平行になり、断面形状が真円に近いコンデンサ素子10を製造することができた。なお、この場合、タブ厚が図9(b)に示す場合よりも薄いが、それでも、コンデンサ素子10を支えるためのタブ強度を確保することができた。
Therefore, when the winding
このように構成した本実施形態によれば、タブ部5cを適切な位置と方向にすることが可能になり、コンデンサ素子10の断面形状の歪みが低減され、コンデンサ素子10の断面形状を真円に近づけることが可能になる。これにより、円筒体からなる外装ケースの内部空間を効率的に使用することが可能になるため、コンデンサの容量を向上させることが可能になる。
According to this embodiment configured as described above, it is possible to set the
[変形例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の実施形態は、上述したものに限るものではない。例えば、前述した実施形態においては、巻芯50における陽極端子5のタブ部5c側の側面に、基準面Aに対して角度(図10(a)の角度θ1)を付けているが、それに限らず、図10(a)に示すように、巻芯50における陰極端子6のタブ部6c側の側面にも、基準面Aに対して角度θ2を付けてもよい。この場合、陽極箔2よりも陰極箔3が薄いことから、角度θ2は角度θ1よりも小さく設定する。
[Modification]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, embodiment of this invention is not restricted to what was mentioned above. For example, in the above-described embodiment, the side surface of the
さらに、前述した実施形態においては、巻芯50における陽極端子5のタブ部5c側の側面58は基準面Aに対して傾斜した傾斜面であるが、それに限らず、図10(b)に示すように、基準面Aと略平行な平面581と当該平面581に直交する略平面582とを組み合わせた形状であってもよい。このように構成してもC3点とC4点とを結ぶ直線状に結ぶ傾斜面に代替することができる。また、C3点とC4点とを結ぶ傾斜面に代替する構成としては、平面581と平面582との組合せに限らず、C3点およびC4点を結ぶ曲面、複数平面で構成してもよい。すなわち、巻芯50と陽極端子5のタブ部5cとの間に巻き回される積層体8が、基準面Aに対して角度が付くような構成であれば、適用可能である。
Furthermore, in the above-described embodiment, the
なお、上述した実施形態においては、アルミニウム電解コンデンサについて説明したが、陽極タブ部の傾きが問題となる限り、電気二重層コンデンサ、リチウムイオンキャパシタなどの巻回形コンデンサにおいても適用可能である。 In the above-described embodiment, an aluminum electrolytic capacitor has been described, but as long as the inclination of the anode tab portion is a problem, it can also be applied to wound capacitors such as electric double layer capacitors and lithium ion capacitors.
1 巻回形コンデンサ
2 陽極箔
3 陰極箔
4、4a、4b セパレータ
5 陽極端子
5b 陽極リード棒
5c 陽極タブ部
6 陰極端子
6b 陰極リード棒
6c 陰極タブ部
7 素子止めテープ
9 巻回体
9a 巻回体の対向部位
10 コンデンサ素子
21 外装ケース
22 封口体
1
Claims (4)
前記コンデンサ素子を収納する有底円筒状の外装ケースと、
を備え、
前記陽極端子は、前記陽極箔に固定される陽極タブ部を有し、
前記陰極端子は、前記陰極箔に固定される陰極タブ部を有し、
前記陽極タブ部および前記陰極タブ部は、前記巻回体の中心軸を挟んで互いに平行になるように配置され、
前記陽極タブ部に対向しかつ前記陽極タブ部より内側に配置される前記巻回体の対向部位は、前記陽極タブ部における前記陽極箔の始端側から終端側に向かって前記陽極タブ部から離れるように傾斜していることを特徴とするコンデンサ。 a capacitor element having an anode terminal connected to the anode foil and a cathode terminal connected to the cathode foil interposed in a cylindrical wound body formed by winding an anode foil and a cathode foil with a separator interposed therebetween; ,
a bottomed cylindrical exterior case that houses the capacitor element;
with
The anode terminal has an anode tab portion fixed to the anode foil,
The cathode terminal has a cathode tab portion fixed to the cathode foil,
The anode tab portion and the cathode tab portion are arranged so as to be parallel to each other across the central axis of the wound body,
The facing portion of the wound body, which faces the anode tab portion and is arranged inside the anode tab portion, separates from the anode tab portion toward the terminal end side from the starting end side of the anode foil in the anode tab portion. A capacitor characterized in that it is slanted as
前記陽極箔、前記陰極箔および前記セパレータを周囲に巻き回す巻回部を有する巻芯と、
当該巻芯を回転させる回転駆動部と、を備え、
前記巻回部は、両側部が一部欠落している、断面が略小判形状の柱状体からなり、前記巻回部の中心軸を通りかつ前記巻回部の長径方向に拡がる仮想の基準面に対して非対称に形成され、
一方の欠落部分に巻回される前記巻回体の一の部分の前記基準面に対する傾斜が、他方の欠落部分に巻回される前記巻回体の他の部分の前記基準面に対する傾斜よりも大きいことを特徴とするコンデンサの製造装置。 A manufacturing apparatus for manufacturing the capacitor according to claim 1,
a winding core having a winding portion around which the anode foil, the cathode foil and the separator are wound;
and a rotation drive unit that rotates the winding core,
The winding portion is composed of a columnar body having a substantially oval cross section with both side portions missing, and a virtual reference plane passing through the central axis of the winding portion and extending in the major axis direction of the winding portion. formed asymmetrically with respect to
The inclination of one portion of the wound body wound around one of the missing portions with respect to the reference plane is greater than the inclination of the other portion of the wound body wound around the other missing portion with respect to the reference plane. A capacitor manufacturing apparatus characterized by being large.
前記回転駆動部は、前記巻芯を、前記巻回部の一方の欠落部分において、前記基準面から遠い側から前記基準面に近づく方向に前記陽極箔、前記陰極箔および前記セパレータを巻き回す方向に回転させ、
前記陽極タブ部が前記一方の欠落部分に巻き回された前記陽極箔、前記陰極箔および前記セパレータに対向するように、前記陽極箔における前記陽極タブ部の固定部位を設定し、
前記陰極タブ部が前記他方の欠落部分に巻き回された前記陽極箔、前記陰極箔および前記セパレータに対向するように、前記陰極箔における前記陰極タブ部の固定部位を設定することを特徴とするコンデンサの製造方法。 A capacitor manufacturing method using the manufacturing apparatus according to claim 2 or 3,
The rotation drive unit rotates the core in a direction in which the anode foil, the cathode foil, and the separator are wound in a direction closer to the reference plane from a side farther from the reference plane at one missing portion of the winding section. and rotate to
setting the fixed portion of the anode tab portion of the anode foil so that the anode tab portion faces the anode foil, the cathode foil, and the separator wound around the one missing portion;
The fixing portion of the cathode tab portion of the cathode foil is set so that the cathode tab portion faces the anode foil, the cathode foil, and the separator wound around the other missing portion. A method of manufacturing a capacitor.
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