JP7328108B2 - 電解コンデンサおよび電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電解コンデンサおよび電解コンデンサの製造方法に関する。

特許文献１では、電解コンデンサを構成する電極箔とリードとを接続するために、電極箔の厚み方向の一方側の面にリードを配置し、厚み方向の一方側から、カシメ針を突き刺して、リードに電極箔を厚み方向に貫通するバリを形成する。その後、カシメ針を抜くとともに、突き上げピンにより厚み方向の他方側からバリを圧接する。これにより、リードと圧接されたバリとによって電極箔が挟み込まれ、電極箔とリードとが接続される。

特開平7-106203号公報

ここで、特許文献１に記載されているようにして電極箔とリードとを接続する場合、バリを圧接したときに、バリに圧縮応力による歪みが生じ、この圧縮応力による歪みが電極箔に伝わって、電極箔の端部にクラックが生じてしまうことがある。電極箔にクラックが生じると、電極箔とリードとの接合強度が低下し、最悪の場合、電極箔とリードとの導通が完全に切断されてしまう（オープンになってしまう）。

また、特許文献１に記載されているような電解コンデンサの電極箔の表面には、通常、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）の酸化皮膜（誘電体皮膜）が形成されている。ここで、酸化皮膜の厚みが大きいほど、電解コンデンサの耐電圧が高くなり、酸化皮膜の表面積が大きいほど電解コンデンサの静電容量が大きくなる。そのため、電解コンデンサの性能向上のために、電極箔の表面に形成する酸化皮膜の厚みや表面積を大きくすることがある。一方、酸化アルミニウムは、硬く脆い特性を有するものである。そのため、酸化皮膜の厚みや表面積を大きくした電極箔においては、上述したようにして電極箔とリードとを接合すると、電極箔にクラックが特に生じやすい。

本発明の目的は、電極箔とリードとの接続時に電極箔にクラックが生じにくい電解コンデンサおよび電解コンデンサの製造方法を提供することである。

第１の発明に係る電解コンデンサは、第１方向に延びた電極箔と、前記電極箔の厚み方向の一方側の面に配置され、前記電極箔から、前記第１方向および前記厚み方向のいずれとも直交する第２方向に引き出されたリードと、を備え、前記厚み方向に前記電極箔を貫通して突出した前記リードのバリが、前記電極箔の前記厚み方向の他方側の面に圧接されることで、前記リードと前記バリとで前記電極箔が挟み込まれて、前記電極箔と前記リードとが接続され、前記電極箔の前記第２方向において、前記電極箔の端と、前記電極箔と前記リードとの接続部分との間に位置する部分に対して、前記電極箔の端部側に貫通孔を備えている。

本発明によると、バリの圧接時にバリに生じて電極箔に伝わった圧縮応力による歪みが、貫通孔において吸収される。これにより、電極箔の第２方向の端部にクラックを生じにくくすることができる。

第２の発明に係る電解コンデンサは、第１の発明に係る電解コンデンサであって、前記貫通孔が、円形または楕円形である。特に、貫通孔が円形であることが好ましい。

電極箔に楕円形の貫通孔を形成する場合、貫通孔による圧縮応力の吸収性能は、主に、楕円の短軸方向の長さによって決まる。これに対して、貫通孔を上記楕円の短軸方向の長さと同じ直径の円形とすれば、貫通孔を楕円形とする場合と同等の圧縮応力の吸収性能を確保しつつも、貫通孔を楕円形とする場合よりも貫通孔を小さくすることができる。そして、貫通孔を小さくできることにより、電極箔の貫通孔が形成されていない部分の面積を極力大きくして、電解コンデンサの静電容量を確保することができる。

第３の発明に係る電解コンデンサは、第１または第２の発明に係る電解コンデンサであって、前記貫通孔が、前記電極箔の前記第２方向において、前記電極箔の両端の各々と、前記電極箔と前記リードとの接続部分との間に位置する部分に対して、前記電極箔の両端部側にそれぞれ備えられている。

本発明によると、電極箔の第２方向の両端部のいずれにおいてもクラックを生じにくくすることができる。

第４の発明に係る電解コンデンサは、第１～第３のいずれかの発明に係る電解コンデンサであって、前記貫通孔が、前記電極箔の前記リードとの接続部分から前記第１方向にずれた部分に備えられている。

電極箔とリードとの接続部分で発生した圧縮応力による歪みは、電極箔を放射線状に伝播し、電極箔のリードとの接続部分に近い部分ほど圧縮応力による歪みが大きくなる。そのため、貫通孔と、電極箔とリードとの接続部分との距離が短いと、電極箔の貫通孔が形成された部分における圧縮応力による歪みが大きく、圧縮応力による歪みを貫通孔で十分に吸収できないことがある。本発明では、貫通孔が、電極箔のリードとの接続部分から第１方向にずれた部分に備えられている。これにより、貫通孔が、電極箔のリードとの接続部分と第１方向の位置が同じとなる部分に備えられている場合と比較して、貫通孔と、電極箔とリードとの接続部分との距離を長くすることができる。これにより、上記圧縮応力による歪みを、貫通孔において十分に吸収することができる。

第５の発明に係る電解コンデンサは、第４の発明に係る電解コンデンサであって、前記貫通孔が、前記電極箔の前記リードとの接続部分の前記第１方向における両側に位置する部分に、それぞれ備えられている。

本発明によると、電極箔のリードとの接続部分の、第１方向における両側に位置する部分を伝わる圧縮応力による歪みを、貫通孔によって吸収することができる。

第６の発明に係る電解コンデンサは、第４又は第５の発明に係る電解コンデンサであって、前記貫通孔が、前記電極箔と前記リードが重なる位置から離れた位置に備えられている。

本発明では、貫通孔が、電極箔とリードとが重なる位置から離れた部分に備えられている。これにより、貫通孔が、電極箔とリードとが重なる部分に備えられている場合と比較して、貫通孔と、電極箔とリードとの接続部分との距離を長くすることができる。これにより、上記圧縮応力による歪みを、貫通孔において十分に吸収することができる。

第７の発明に係る電解コンデンサの製造方法は、第１方向に延びた電極箔と、前記電極箔の厚み方向における一方側の面に配置され、前記電極箔から前記第１方向および前記厚み方向のいずれとも直交する第２方向に引き出されたリードと、を備えた電解コンデンサの製造方法であって、前記リードを前記電極箔の前記厚み方向の一方側の面に配置し、前記電極箔および前記リードに、前記厚み方向における前記一方側からカシメ針を挿通することで、前記リードに前記厚み方向に前記電極箔を貫通するバリを形成するバリ形成工程と、前記バリを電極箔の前記厚み方向の他方側の面に圧接することによって、前記リードと前記バリとで前記電極箔を挟み込んで、前記電極箔と前記リードとを接続する圧接工程と、を備え、さらに、前記圧接工程よりも前に、前記電極箔の前記第２方向において、前記電極箔の前記リードとの接続部分との間に位置する部分に対して、前記電極箔の端部側に貫通孔を形成する貫通孔形成工程、を備えている。

本発明によれば、電極箔とリードとの接続時に、電極箔の端部にクラックを生じにくくすることができる。

本発明の実施形態における電解コンデンサの外観を示す正面図である。 本発明の実施形態における電解コンデンサの構成部品を示す分解図である。 本発明の実施形態に係るコンデンサ素子の構成部品を示す説明図である。 （ａ）は電極箔とリードとの接続を示す図であり、（ｂ）は（ａ）のIVＢ－IVＢ線断面図である。 （ａ）は電極箔に貫通孔を形成する工程を示す図であり、（ｂ）は電極箔とリードとの積層体をプレス装置にセットする工程を示す図であり、（ｃ）はバリを形成する工程を示す図であり、（ｄ）はバリを圧接する工程を示す図である。 （ａ）は実施例１に係る電極箔とリードとの接合体を示す図であり、（ｂ）は比較例１に係る電極箔とリードとの接合体を示す図である。 （ａ）は実施例２に係る解析モデルを示す図であり、（ｂ）は実施例３に係る解析モデルを示す図であり、（ｃ）は実施例４に係る解析モデルを示す図であり、（ｄ）は実施例５に係る解析モデルを示す図であり、（ｅ）は比較例２に係る解析モデルを示す図である。

以下、本発明の好適な実施形態について説明する。

＜電解コンデンサの構成＞
図１は、本発明の実施形態における電解コンデンサ１の外観を示す正面図、図２は、本発明の実施形態における電解コンデンサ１の構成部品を示す分解図である。図２に示すように、本実施形態の電解コンデンサ１は、コンデンサ素子２と、ケース３ａと、封口体３ｂと、を備えている。

コンデンサ素子２は、静電容量に応じた電荷を蓄えたり、放出したりする素子であり、図２に示すように、ケース３ａの内部に収容される。
ケース３ａ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。

封口体３ｂは、コンデンサ素子２を収容したケース３ａの開口を封止する、絶縁性を有する略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。

＜コンデンサ素子の構成＞
次に、コンデンサ素子２について説明する。
図３は、コンデンサ素子２の構成部品を示す説明図である。
図３に示すように、コンデンサ素子２は、陽極箔２ｘと、陰極箔２ｙと、複数のセパレータ２ｚと、陽極リード２ｂと、陰極リード２ａと、素子止めテープ２ｔと、を有している。

陽極箔２ｘ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２ｙは、陽極箔２ｘ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２ｘおよび陰極箔２ｙ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または電極長さ方向（本発明の「第１方向」）と称し、長尺方向に対して垂直方向に延びる幅を縦幅または電極幅方向（本発明の「第２方向」）と称することにする。陽極箔２ｘおよび陰極箔２ｙの縦幅は同一であるが異ならせてもよく、横幅は陽極箔２ｘよりも陰極箔２ｙの方が長く設定されているが陰極箔の方を短く設定したり同じ長さに設定してもよい。また、陽極箔２ｘは厚さ０．０５～０．１２ｍｍ、陰極箔２ｙは厚さ０．０２～０．０５ｍｍ程度であり、陽極箔２ｘの方が若干厚く設定されている。

この陽極箔２ｘ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２ｙも陽極箔２ｘ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または陽極酸化皮膜が形成されている。なお、陰極箔２ｙの表面はＴｉ、ＴｉＮまたはＴｉＣ等が形成されていてもよい。

セパレータ２ｚは、矩形の帯状の電解紙または不織布であり、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２ｚが使用される。２枚のセパレータ２ｚ，２ｚは縦幅が同一に設定されており、横幅は一方のセパレータ２ｚが長く設定されている。またセパレータ２ｚの縦幅は、陽極箔２ｘおよび陰極箔２ｙの縦幅よりも若干長く設定されている。

陽極リード２ｂは、陽極箔２ｘに電気的に接続された導電性を有する金属部材である。陰極リード２ａは、陰極箔２ｙに電気的に接続された導電性を有する金属部材である。

素子止めテープ２ｔは、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、その一方の面はアクリル系接着剤が塗布された粘着面となっており、他方の面は非接着面となっている。なお、素子止めテープ２ｔの縦幅は、電極箔の縦幅の７０％以上、セパレータ２ｚの縦幅以下が好ましく、電極箔の縦幅以上、セパレータ２ｚの縦幅以下がより好ましい。

そして、コンデンサ素子２は、陰極リード２ａが取り付けられた陰極箔２ｙと陽極リード２ｂが取り付けられた陽極箔２ｘとを、セパレータ２ｚを介して巻回し、これにより形成された巻回体の外周を素子止めテープ２ｔで固定し、その後巻回体に導電性高分子分散体溶液を含浸後乾燥および／または駆動用電解液を含浸させることにより、形成されている。

＜電極箔とリードとの接続構造＞
次に、陽極箔２ｘと陽極リード２ｂとの接続、および、陰極箔２ｙと陰極リード２ａとの接続について説明する。ただし、これらは同様であるので、以下では、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、陽極箔２ｘおよび陰極箔２ｙを電極箔２１とし、陽極リード２ｂおよび陰極リード２ａをリード２２として説明を行う。

図４（ａ）、（ｂ）に示すように、リード２２は、電極箔２１の厚み方向における一方側の面に配置されている。また、リード２２は、電極箔２１から電極幅方向の一方端側に引き出されている。また、リード２２と電極箔２１とは、電極幅方向に間隔をあけた３つの接続部３１において互いに接続されている。なお、接続部３１の数は３つであることには限られず、リード２２と電極箔２１とは、１つの接続部３１において接続されていてもよいし、電極幅方向に間隔をあけて並んだ２つあるいは４つ以上の接続部３１において接続されていてもよい。

各接続部３１では、電極箔２１およびリード２２に、それぞれ、カシメ孔２１ａ、２２ａが形成されている。そして、後述するようにカシメ孔２２ａが形成されるときに形成された、リード２２の一部であるバリ２２ｂが、カシメ孔２１ａを通って（電極箔２１を貫通して）、電極箔２１の厚み方向の他方側まで突出し、このバリ２２ｂが、電極箔２１の厚み方向における他方側の面に圧接されている。これにより、電極箔２１の厚み方向の一方側のリード２２と、圧接されたバリ２２ｂとによって電極箔２１が挟み込まれ、電極箔２１とリード２２とが接続されている。

また、電極箔２１には、４つの貫通孔３２が形成されている。４つの貫通孔３２のうち、２つの貫通孔３２は、電極幅方向において、３つの接続部３１のうち最も一方端側の接続部３１に対して、電極箔２１の一方端側に配置されている。そして、これら２つの貫通孔３２は、リード２２から、前記電極長さ方向の両側にずれた、リード２２と厚み方向に重ならない位置に１つずつ配置されている。４つの貫通孔３２のうち、残り２つの貫通孔３２は、電極幅方向において、３つの接続部３１のうち最も他方端側の接続部３１に対して、電極箔２１の他方端側に配置されている。そして、これら２つの貫通孔３２は、リード２２から前記電極長さ方向の両側にずれた、リード２２と厚み方向に重ならない位置に１つずつ配置されている。そして、４つの貫通孔３２がこのように配置されていることにより、３つの接続部３１のカシメ孔２１ａ，２２ａのそれぞれの中心は、図４（ａ）に一点鎖線で示す、４つの貫通孔３２の中心を頂点とする長方形の領域Ｒ内に位置している。

＜リードの電極箔への固定方法＞
次に、電極箔２１にリード２２を接続する方法について説明する。電極箔２１とリード２２とを接続する際には、まず、図５（ａ）に示すように、電極箔２１に上述の４つの貫通孔３２を形成する（本発明の「貫通孔形成工程」）。電極箔２１への貫通孔３２の形成は、例えば、円柱形状のパンチなどを用いて行う。あるいは、レーザ加工などによって電極箔２１に貫通孔３２を形成してもよい。

続いて、図５（ｂ）に示すように、４つの貫通孔３２を形成した電極箔２１とリード２２とを積層させ、カシメ装置１００にセットする。カシメ装置１００は、下型１０１と、上型１０２と、カシメ針１０３と、圧接ピン１０４とを有する。

下型１０１は、上下方向に延びて上端に開口した摺動孔１０１ａを有し、圧接ピン１０４が摺動孔１０１ａに沿って上下方向に移動可能となっている。圧接ピン１０４は、上面が平坦な部材である。

上型１０２は、下型１０１の上側に配置されている。上型１０２には、摺動孔１０１ａと上下方向に重なる部分に、上下方向に延びたガイド孔１０２ａが形成されている。そして、カシメ針１０３が、ガイド孔１０２ａを通して上下方向に移動可能となっている。カシメ針１０３は、下端部が先細り形状となっている。

そして、本実施形態では、電極箔２１とリード２２との積層体を、リード２２が電極箔２１の上側に位置する向き（厚み方向の一方側が上側となる向き）で、下型１０１と上型１０２とに挟まれ、かつ、電極箔２１およびリード２２が、摺動孔１０１ａおよびガイド孔１０２ａと上下方向に重なるように、電極箔２１とリード２２との積層体をカシメ装置１００にセットする。

続いて、図５（ｃ）に示すように、ガイド孔１０２ａに沿ってカシメ針１０３を降下させる（本発明の「バリ形成工程」）。これにより、カシメ針１０３が、リード２２および電極箔２１を貫通することで、電極箔２１およびリード２２にそれぞれカシメ孔２１ａ、２２ａが形成される。また、リード２２にカシメ孔２２ａが形成されるときに、リード２２に、カシメ孔２１ａを通って（電極箔２１を貫通して）、電極箔２１よりも下側（電極箔２１のリード２２と反対側）まで延びたバリ２２ｂが形成される。

続いて、図５（ｄ）に示すように、カシメ針１０３を上昇させて降下前の位置（図５（ｂ）位置）に戻し、圧接ピン１０４を上昇させる（本発明の「圧接工程」）。これにより、バリ２２ｂが、圧接ピン１０４によって電極箔２１の厚み方向の一方側のリード２２と反対側の面（他方側の面）に圧接される。そして、厚み方向の一方側のリード２２と厚み方向の他方側の圧接されたバリ２２ｂとによって電極箔２１が挟み込まれ、電極箔２１とリード２２とが接続される。

また、ここでは、３つの接続部３１のうち１つの接続部３１における、電極箔２１とリード２２との接続について説明したが、残り２つの接続部３１においても、図５（ｃ）、図５（ｄ）と同様の工程を行って、電極箔２１とリード２２とを接続する。

＜効果＞
リード２２のバリ２２ｂを電極箔２１の厚み方向の他方側の面に圧接したときには、バリ２２ｂに圧縮応力による歪みが生じ、この圧縮応力による歪みが電極箔２１に伝わる。そして、この圧縮応力による歪みが電極箔に伝わると、電極箔の電極幅方向の端部にクラックが生じるおそれがある。

また、本実施形態では、陽極箔２ｘおよび陰極箔２ｙは、表面に酸化アルミニウムの酸化皮膜が形成されたものであるところ、酸化アルミニウムは、比較的硬く、脆い性質がある。そのため、酸化アルミニウムの酸化皮膜が形成された陽極箔２ｘおよび陰極箔２ｙは、圧縮応力による歪みが伝わったときに、クラックが生じやすい。また、上述したように、陽極箔２ｘは、厚みが比較的大きい陽極酸化皮膜が表面に形成されたものであるため、圧縮応力による歪みが伝わったときに特にクラックが生じやすい。

これに対して、本実施形態では、電極箔２１の、電極幅方向において、接続部３１に対して電極箔２１の一方端側及び他方端側の部分に、円形の貫通孔３２が形成されている。これにより、上記圧縮応力による歪みが貫通孔３２において吸収される。その結果、電極箔２１の電極幅方向の端部にクラックを生じにくくすることができる。

ここで、本実施形態と異なり、電極箔に楕円形の貫通孔を形成することによっても、上述したのと同様、電極箔２１の電極幅方向の端部にクラックを生じにくくすることができる。この場合、貫通孔による圧縮応力による歪みの吸収性能は、主に、楕円の短軸方向の長さによって変わる。

そして、本実施形態では、電極箔２１に円形の貫通孔３２を形成する。これにより、貫通孔３２を上記楕円の短軸方向の長さと同じ直径の円形とすれば、貫通孔を楕円形とする場合と同等の圧縮応力の吸収性能を確保しつつも、貫通孔を楕円形とする場合よりも貫通孔３２を小さくすることができる。これにより、電極箔２１の貫通孔３２が形成されていない部分の面積を極力大きくして、電解コンデンサ１の静電容量を確保することができる。

また、本実施形態では、貫通孔３２が、電極箔２１の、電極幅方向において、接続部３１に対して電極箔２１の一方端側及び他方端側の部分に、それぞれ、備えられている。これにより、電極箔２１の電極幅方向の両端部のいずれにおいてもクラック生じにくくすることができる。

また、電極箔２１とリード２２との接続部３１で発生した圧縮応力による歪みは、電極箔２１を放射線状に伝播し、接続部３１に近い部分ほど圧縮応力による歪みが大きくなる。そのため、貫通孔３２と、接続部３１との距離が短すぎると、電極箔２１の貫通孔３２が形成された部分における圧縮応力による歪みが大きく、上記圧縮応力による歪みを貫通孔３２で十分に吸収できないことがある。本実施形態では、貫通孔３２が、電極箔２１の、リード２２との接続部分から電極長さ方向にずれた部分に備えられている。これにより、貫通孔３２が、電極箔２１の、接続部３１と電極長さ方向の位置が同じとなる部分に備えられている場合と比較して、貫通孔３２と接続部３１との距離を長くすることができる。これにより、上記圧縮応力による歪みを、貫通孔３２において十分に吸収することができる。また、本実施形態では、貫通孔３２が、電極箔２１とリード２２とが重なる部分から離れた位置に備えられている。これにより、貫通孔３２が、電極箔２１と接続部３１とが重なる部分に備えられている場合と比較して、貫通孔３２と接続部３１との距離を長くすることができる。これにより、上記圧縮応力による歪みを、貫通孔３２において十分に吸収することができる。

また、本実施形態では、貫通孔３２が、電極箔２１の、接続部３１の電極長さ方向（第１方向）における両側に位置する部分に、それぞれ、備えられている。これにより、電極箔２１の、電極長さ方向において、接続部３１の両側の部分を伝わる圧縮応力による歪みを、貫通孔によって吸収することができる。

以下、本発明の実施例について説明する。

実施例１では、上記実施形態と同様に、電極箔２１に貫通孔３２を形成してから、電極箔２１とリード２２とを接続することによって、電極箔２１とリード２２との接合体を１０個作製した。図６（ａ）は、これら１０個の接合体のうちの１つを示している。比較例１では、電極箔２１に貫通孔３２を形成せずに、電極箔２１とリード２２とを接続することによって、電極箔２１とリード２２との接合体を１０個作製した。図６（ｂ）は、これら１０個の接合体のうちの１つを示している。

また、実施例１および比較例１では、電極箔２１の電極幅方向の長さを１２ｍｍとし、電極箔２１の厚み（図６の紙面垂直方向の長さ）を０．１０５ｍｍとした。また、実施例１および比較例１では、リード２２の電極長さ方向の長さを２．２ｍｍとし、リード２２の厚みを０．２８ｍｍとした。なお、歪みの影響を大きくするため、カシメ部の厚み（カシメ後のリード厚み、電極箔厚み、バリ厚みの合計）が０．３９０ｍｍと通常のカシメ部の厚みより薄くなるように圧接ピンの上昇位置を調整した。

また、実施例１では、貫通孔３２の直径を０．４５ｍｍとし、電極長さ方向において、リード２２の端と、貫通孔３２の中心との間の長さを０．３３ｍｍとした。また、実施例１では、電極幅方向において、電極箔の端と貫通孔３２の中心との間の長さを１．５５ｍｍとした。また、実施例１および比較例１では、直径が１．１５ｍｍのカシメ針を用いて、カシメ孔２１ａ、２２ａおよびバリ２２ｂを形成した。

表１は、実施例１および比較例１において、それぞれ、作製した１０個の接合体の中で、電極箔２１にシワＳが生じた接合体の数、および、電極箔２１にクラックＣが生じた接合体の数を示している。

表１の結果から分かるように、実施例１の場合には、比較例１の場合と比較して、電極箔２１にクラックＣが生じにくい、すなわち、電極箔２１とリード２２との間の接合強度が低下しにくいことが分かる。

また、実施例１では、比較例１よりも電極箔２１にシワＳが生じている接合体の数が多いが、図６（ａ）と図６（ｂ）とを比較すれば、比較例１では、シワＳが、電極箔２１の、接続部３１と電極幅方向の端との間の領域の全体にわたってはっきりと痕跡が判別できる強いシワが生じているのに対して、実施例１では、シワＳが、電極箔２１の、接続部３１と電極幅方向の端との間の領域のうち、接続部３１と、貫通孔３２との間の部分にのみわずかに痕跡が判別できる程度の弱いシワ生じており、シワＳの生じる領域が小さく、痕跡も弱くなっていることが分かる。

実施例２～５および比較例２は、電極箔２１とリード２２の積層体において、バリ２２ｂを厚み方向に変位させたときに電極箔２１に生じる、厚み方向における最大変位量を数値解析によって算出するための解析モデルである。バリ２２ｂを厚み方向に変位させることが、バリ２２ｂを電極箔２１に圧接することに対応している。そして、電極箔２１の厚み方向における最大変位量が大きいほど、電極箔２１における圧縮応力による歪みが大きく、電極箔２１にクラックが発生しやすいことを示している。

実施例２は、図７（ａ）に示すように、電極箔２１に上記実施形態で説明した４つの貫通孔３２のうち、電極幅方向における図中上側（リード引出し側）、かつ、電極長さ方向における図中左側の１つの貫通孔３２を形成した例である。実施例３は、図７（ｂ）に示すように、電極箔２１に上記実施形態で説明した４つの貫通孔３２のうち、電極幅方向における図中下側（リード引出し方向と反対側）、かつ、電極長さ方向における図中左側の１つの貫通孔を形成した例である。実施例４は、図７（ｃ）に示すように、電極箔に上記実施形態で説明した４つの貫通孔のうち、電極長さ方向における図中左側の２つ（片側２つ）の貫通孔を形成した例である。実施例５は、図７（ｄ）に示すように、電極箔に上記実施形態で説明した４つの貫通孔３２を全て形成した例である。比較例２は、図７（ｅ）に示すように、電極箔２１に貫通孔３２を形成しない例である。

また、実施例２～５および比較例２では、実際に作製した電極箔２１とリード２２との接合体のサンプルをＣＴ（Computed Tomography）で読み取り、ＣＴのデータから解析のためのＣＡＤモデルを作成した。

上記サンプルにおいては、リード２２の電極長さ方向の長さＬ１を２．２ｍｍとし、実施例２～５および比較例２の上記サンプルでは、電極箔２１の電極長さ方向の図中左端を固定し、右端に５Ｎの引っ張り応力を加えた。また、実施例２～５および比較例２の上記サンプルでは、電極箔２１の電極幅方向の長さＷ１を１２ｍｍとした。また、実施例２～５および比較例２での上記サンプルでは、電極箔２１の厚み（図７の紙面垂直方向の長さ）を０．１０５ｍｍとし、リード２２の厚みを０．２８ｍｍとした。

また、実施例２～５の上記サンプルでは、貫通孔３２の直径Ｄを０．４５ｍｍとし、電極長さ方向において、電極箔２１の端と貫通孔３２の中心との間の長さＷ２を０．３３ｍｍとした。また、実施例２～５の上記サンプルでは、電極幅方向において、リード２２の端と貫通孔３２の中心との間の長さＬ２を０．３３ｍｍとした。また、実施例２～５の上記サンプルでは、直径が０．４５ｍｍのカシメ針を用いて、カシメ孔２１ａ、２２ａを形成した。

そして、実施例２～５および比較例２では、上記解析用のモデルにおいて、バリ２２ｂを電極箔２１側に０．０２ｍｍ変位させたときの電極箔の厚み方向における最大変位量を算出した。表２は、実施例２～５および比較例２における上記最大変位量、および、実施例２～５における比較例２に対する上記最大変位量の低減率を示している。

表２の結果から、電極箔２１に貫通孔３２を形成した実施例２～５では、電極箔２１に貫通孔を形成しない比較例２と比較して、電極箔２１とリード２２とを接合したときの上記最大変位量が小さい、すなわち、電極箔２１とリード２２との接合時に電極箔２１にクラックが発生しにくいことが分かる。

＜変形例＞
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。

上述の実施形態では、電極箔２１の、電極幅方向において、３つの接続部３１が配置された領域と、電極箔２１の両端の各々との間の部分のうち、電極長さ方向においてリード２２の両側に位置する部分に、それぞれ、貫通孔３２を形成したが、これには限られない。

例えば、電極箔２１に、上記４つの貫通孔３２のうち、電極長さ方向においてリード２２の片側に位置する２つの貫通孔３２のみを形成してもよい。さらには、電極箔２１に、これら２つの貫通孔３２のうち１つの貫通孔３２のみを形成してもよい。

あるいは、電極箔２１に、上記４つの貫通孔３２のうち、電極幅方向において、接続部３１に対して電極箔２１の片側の端に位置する２つの貫通孔３２のみを形成してもよい。さらには、電極箔２１に、これら２つの貫通孔３２のうち１つの貫通孔３２のみを形成してもよい。

また、上述の実施形態では、貫通孔３２が、電極箔２１の、電極長さ方向において接続部３１からずれた部分に位置しており、電極箔２１とリード２２とが重なる部分から離れた位置に備えられているが、これには限られない。例えば、電極幅方向において、最も一方側の接続部３１と電極箔２１の一方端との距離、および、最も他方側の接続部３１と電極箔２１の他方端との距離が十分に長い等、接続部３１と貫通孔３２との距離を十分に確保することができる場合には、貫通孔３２を、電極箔２１の、接続部３１と電極長さ方向の位置が同じとなる、電極箔２１のリード２２と重なる部分に形成してもよい。

また、上述の実施形態では、貫通孔３２が円形のものであったが、これには限られない。貫通孔３２は楕円形または円形および楕円形に近似した多角形であってもよい。

１ 電解コンデンサ
２ａ 陰極リード
２ｂ 陽極リード
２ｘ 陽極箔
２ｙ 陰極箔
２１ 電極箔
２２ リード
２２ａ バリ
３２ 貫通孔

Claims (8)

1. 第１方向に延びた電極箔と、
   前記電極箔の厚み方向の一方側の面に配置され、前記電極箔から、前記第１方向および前記厚み方向のいずれとも直交する第２方向に引き出されたリードと、を備え、
   前記厚み方向に前記電極箔を貫通して突出した前記リードのバリが、前記電極箔の前記厚み方向の他方側の面に圧接されることで、前記リードと前記バリとで前記電極箔が挟み込まれて、前記電極箔と前記リードとが接続され、
   前記電極箔の前記第２方向において、前記電極箔の端と、前記電極箔と前記リードとの接続部分との間に位置する部分に対して、前記電極箔の端部側の端縁領域に貫通孔を備え、
   前記電極箔の前記端縁領域以外の領域には、前記リードと前記バリとで挟み込まれた領域に貫通形成されたカシメ孔を除き、前記電極箔を貫通する孔が形成されていないことを特徴とする電解コンデンサ。
2. 前記貫通孔が、円形または楕円形であることを特徴とする請求項１に記載の電解コンデンサ。
3. 前記貫通孔が、前記電極箔の前記第２方向において、前記電極箔の両端の各々と、前記電極箔と前記リードとの接続部分との間に位置する部分に対して、前記電極箔の両端部側にそれぞれ備えられている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。
4. 前記貫通孔が、前記電極箔の前記リードとの接続部分から前記第１方向にずれた部分に備えられていることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の電解コンデンサ。
5. 前記貫通孔が、前記電極箔の前記リードとの接続部分の前記第１方向における両側に位置する部分に、それぞれ備えられていることを特徴とする請求項４に記載の電解コンデンサ。
6. 前記貫通孔が、前記電極箔と前記リードが重なる位置から離れた位置に備えられていることを特徴とする請求項４または５に記載の電解コンデンサ。
7. 前記貫通孔の径が前記カシメ孔の径よりも小さいことを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の電解コンデンサ。
8. 第１方向に延びた電極箔と、
   前記電極箔の厚み方向における一方側の面に配置され、前記電極箔から前記第１方向および前記厚み方向のいずれとも直交する第２方向に引き出されたリードと、を備えた電解コンデンサの製造方法であって、
   前記リードを前記電極箔の前記厚み方向の一方側の面に配置し、前記電極箔および前記リードに、前記厚み方向における前記一方側からカシメ針を挿通することで、前記リードに前記厚み方向に前記電極箔を貫通するバリを形成するバリ形成工程と、
   前記バリを電極箔の前記厚み方向の他方側の面に圧接することによって、前記リードと前記バリとで前記電極箔を挟み込んで、前記電極箔と前記リードとを接続する圧接工程と、を備え、
   さらに、
   前記圧接工程よりも前に、前記電極箔の前記第２方向において、前記電極箔の前記リードとの接続部分との間に位置する部分に対して、前記電極箔の端部側の端縁領域に貫通孔を形成する貫通孔形成工程、を備え、
   前記電極箔の前記端縁領域以外の領域には、前記リードと前記バリとで挟み込まれた領域に貫通形成されたカシメ孔を除き、前記電極箔を貫通する孔を形成しないことを特徴とする電解コンデンサの製造方法。

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