WO2016027470A1 - コンデンサおよびその製造方法 - Google Patents

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WO2016027470A1
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芦野 宏次
総芳 遠藤
大蔵 千才
隆広 吉田
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日本ケミコン株式会社
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    • Y02E60/13Energy storage using capacitors

Definitions

  • the technology of the present disclosure relates to a technology for fixing a capacitor element enclosed in a case.
  • capacitors such as electrolytic capacitors and electric double layer capacitors
  • the capacitor element is housed in the case.
  • Capacitors are increasingly mounted on automobiles and the like, and intense vibrations continue to act.
  • a case and a capacitor element, or a terminal component connected to the capacitor element may be damaged due to a large force acting on a part due to vibration. Therefore, there are known capacitors in which a fixing material is sealed inside the case and those in which the case and the capacitor element are integrated and fixed by caulking the side of the case.
  • the capacitor in order to improve the vibration resistance, the capacitor is subjected to a caulking process at a plurality of locations along the peripheral surface thereof in accordance with the arrangement position of the capacitor element housed in the case.
  • the caulking position is set to a position where the capacitor element and the case on the exterior side overlap.
  • two outer crimping positions along the capacitor element are set to positions close to the end face of the capacitor element.
  • the caulking position may be set at a position overlapping the end of the terminal component connected in the electrode foil.
  • the terminal component is made of a metal such as aluminum, and a lead wire connected to the outside is connected to one end of cylindrical aluminum, and the other end is a flat shape to secure a connection point with the electrode foil.
  • a connecting portion is formed. There are corners on the end face of the connecting portion having such a shape. In the caulking process, when the position of the corner portion on the end side of the connecting portion is caulked, the electrode foil and the separator are partially pressed strongly by the pressing force acting on the contact portion with the corner portion. There is a problem that it may be damaged.
  • Patent Documents 1 and 2 do not disclose or suggest such requirements, nor do they disclose or suggest a configuration or the like for solving them.
  • the purpose of the technique of the present disclosure is to increase the vibration resistance of the capacitor and maintain the reliability of the capacitor by appropriately setting the caulking position.
  • anode-side and cathode-side electrode foils are laminated via a separator, and the connection part of each terminal component arranged inside this laminated part is the anode side.
  • a capacitor element connected to the electrode foil on the cathode side, and a storage part for storing the capacitor element, and an opening of the storage part is sealed by a sealing body, and the storage toward the side surface of the capacitor element
  • a caulking part that is caulked from the outside of the part and holding the capacitor element by the caulking part, and the case includes the electrode foil and the terminal of the capacitor element in the storage part
  • the caulking part is formed by caulking avoiding a position where the tip part of the connecting part of the part overlaps.
  • the caulking portion is a first caulking portion that caulks a position where the electrode foil and the connection portion of the terminal component overlap, and a circumferential surface of the capacitor element,
  • One or both of the second caulking portions that caulk the positions where the electrode foil and the connection portion do not overlap may be included.
  • the terminal component includes the connection portion on one end side, the length of the connection portion is shorter than the length of the capacitor element, and the case includes the capacitor element in the storage portion.
  • the caulking portion is formed in at least two places having different heights with respect to the side surface of the capacitor according to the difference in element diameter of the capacitor element between the first caulking portion and the second caulking portion. The amount of caulking for the case may be varied.
  • the caulking portions are formed on the capacitor element at a set interval, and the caulking portions are formed by at least the caulking from each end face side of the electrode foil. A distance corresponding to the length of the caulking groove to be formed may be separated.
  • the caulking portions are formed on the capacitor element at a set interval, and the case is a position sandwiching the center position of the capacitor element or the center of gravity position of the capacitor element.
  • the caulking portion may be formed by caulking.
  • the caulking portion includes a flat portion on which a contact surface having a predetermined length is formed by pressing the circumferential surface of the capacitor element in the housing portion toward the center of the case. And a bent portion formed on both ends of the flat portion and bent between the flat portion and the outer peripheral surface of the case.
  • one aspect of the method for producing a capacitor according to the present invention is that the anode-side and cathode-side electrode foils are laminated via separators, and the connection parts of the respective terminal components arranged inside this laminated part.
  • a step of forming a caulking portion for holding the capacitor element by caulking from the outside of the storage portion toward a side surface of the capacitor element; and an end of the connection portion of the terminal component with respect to the inside of the capacitor element A step of calculating a position where the portion is disposed, and a step of setting a caulking position while avoiding a position overlapping the tip end portion of the connection portion of the calculated terminal component.
  • Capacitor elements in the case can be prevented from vibrating independently from vibrations acting from outside the capacitor, such as vibrations of equipment equipped with capacitors, reducing the load on terminal components and causing damage Can be prevented.
  • FIG. 1 shows a configuration example of a capacitor according to the first embodiment.
  • the capacitor 2 may be any capacitor such as an electrolytic capacitor or an electric double layer capacitor.
  • the capacitor 2 has a capacitor element 6 housed in an outer case 4 using a metal member such as aluminum.
  • the exterior case 4 is an example of the case of the present disclosure, and functions as an exterior member of the capacitor 2 including the storage portion 5 that stores the capacitor element 6 therein.
  • the outer case 4 is formed in, for example, a bottomed cylindrical shape, and the cylindrical portion is an example of a storage portion, and in addition to the capacitor element 6, an electrolytic solution (not shown) is stored.
  • the outer case 4 may be made of a hard material such as an aluminum alloy to which manganese or magnesium is added in addition to a metal such as aluminum.
  • the capacitor element 6 is formed in, for example, a cylindrical shape in which anode-side and cathode-side electrode foils are stacked with a separator interposed therebetween.
  • external terminals 8A and 8B on the anode side and the cathode side are provided on one end side of the capacitor element 6.
  • the external terminals 8A and 8B are examples of terminal components that are electrically connected to an electric circuit such as a substrate (not shown).
  • one end side is disposed inside the capacitor element 6 and is used as an electrode foil of the capacitor element 6.
  • the other end side is connected to the outside and protrudes from the end face side of the capacitor element 6.
  • the outer case 4 is provided with the sealing body 10 at the opening, so that the storage 5 is sealed from the outside.
  • the sealing body 10 is an example of the sealing body of the present disclosure.
  • an elastic body such as rubber is used to block air, moisture, and the like from the storage unit 5.
  • the sealing body 10 may be provided with, for example, a not-shown vent or a vent valve that allows only gas to pass through the vent.
  • the sealing body 10 has external terminals 8 ⁇ / b> A and 8 ⁇ / b> B penetrating through a part of a flat portion that seals the storage portion 5.
  • the sealing body 10 is in a pressed state with a part on the opening end portion side by, for example, curling processing on the opening portion of the exterior case 4.
  • the capacitor 2 is formed with a caulking portion 12 in which the outer peripheral surface of the outer case 4 is pressed and deformed along the circumferential direction.
  • the caulking portion 12 integrates the sealing body 10 or the capacitor element 6 and the outer case 4 by pressing the part of the capacitor element 6 or the sealing body 10 with the deformation of the outer case 4.
  • the caulking portion 12 is close to the caulking portion 12A on the side surface side of the sealing body 10, the caulking portion 12B for caulking a position close to the opening side of the outer case 4 of the capacitor element 6, and the bottom side of the outer case 4
  • a caulking portion 12C for caulking the position is included.
  • the caulking part 12A presses the sealing body 10 from the outside to be integrated with the side surface of the outer case 4 to fix the sealing body 10 and improve the sealing performance of the opening of the outer case 4.
  • the caulking portion 12B is an example of a first caulking portion.
  • the caulking portion 12B is formed on the capacitor element 6 at a position close to the opening side of the storage portion 5, and fixes the capacitor element 6 to the exterior case 4.
  • the formation position of the caulking portion 12B is set to a position where the laminated portion of the electrode foil of the capacitor element 6 and the separator overlaps the external terminals 8A and 8B.
  • the crimped portion 12B avoids the tip portions of the external terminals 8A and 8B disposed on the electrode foil, and is formed so as not to overlap the corner portion formed at the tip portion of the external terminal.
  • the caulking portion 12C is an example of a second caulking portion, is located near the end of the capacitor element 6 disposed on the bottom side of the outer case 4, and is formed avoiding the external terminals 8A and 8B.
  • the capacitor element 6 is fixed in the storage portion 5. That is, the formation position of the caulking portion 12 ⁇ / b> C is set so that the electrode foil and the external terminals 8 ⁇ / b> A and 8 ⁇ / b> B do not overlap with the capacitor element 6.
  • the capacitor 2 is provided with a capacitor element 6 in which external terminals 8A and 8B are connected to one end face with respect to the housing part 5 of the outer case 4 and the tips of the external terminals 8A and 8B protrude.
  • the sealing body 10 that seals the outer case 4 has through holes that are aligned with the protruding positions of the external terminals 8A and 8B, and the tips of the external terminals 8A and 8B are exposed to the outside of the sealing body 10.
  • the through hole may be opened to a size that is in close contact with the outer peripheral surface of the large-diameter portion at a part of the external terminals 8A and 8B, for example, so that the airtightness in the storage portion 5 may be maintained.
  • the capacitor element 6 has a cylindrical shape in which a separator is interposed between electrode foils on the anode side and the cathode side and is wound in a columnar shape, and a winding tape 14 is wound around the outer peripheral portion thereof.
  • the winding tape 14 is, for example, paper or insulating tape, and may be formed to be equal to the length of one side of the electrode foil, and covers the periphery of the electrode foil.
  • the caulking portions 12B and 12C are formed in the capacitor 2 within a range where the winding tape 14 is wound.
  • the winding tape 14 is more preferably wound around a plurality of circumferences. If such a layer of the winding tape 14 is formed, the buffering function is enhanced, and the influence on the electrode foil and the separator can be further reduced.
  • the thickness of the winding tape 14 is preferably 200 to 600 [ ⁇ m]. If it is less than 200 [ ⁇ m], the effect of the buffering action from the pressing force by the caulking process is low, and if it exceeds 600 [ ⁇ m], the housing case 4 to be accommodated must be enlarged, and downsizing is impeded Is done.
  • the sealing body 10 is placed on the opening side of the outer case 4. Place and seal.
  • the capacitor 2 performs the crimping process on the electrode foil side after performing the crimping process along the peripheral surface of the sealing body 10.
  • the capacitor element 6 is in a laminated state in which a separator 16 is interposed between an anode foil 18 and a cathode foil 20, respectively.
  • the anode foil 18 and the cathode foil 20 are formed of, for example, an aluminum foil on which a chemical conversion film is formed.
  • the anode foil 18 and the cathode foil 20 are connected to one end sides of the external terminals 8A and 8B, respectively.
  • the external terminals 8A and 8B include, for example, flat connection portions 22A and 22B as connection portions connected to the anode foil 18 and connection portions connected to the cathode foil 20.
  • Connection portions 22A and 22B are connected to anode foil 18 or cathode foil 20 by, for example, stitch connection.
  • the connecting portions 22A and 22B are formed in a flat plate shape, for example, so that the contact with the electrode foil or the separator 16 is ensured.
  • each of the external terminals 8A and 8B has the connection portions 22A and 22B arranged inside the winding, and is connected to the electrode foil while receiving pressure due to the winding.
  • the capacitor 2 is caulked while avoiding this position E so as not to press the position (position E) where the tip portions of the external terminals 8A and 8B are arranged against the capacitor element 6.
  • the position is set. Therefore, the crimping position of the first crimping part 12B that presses the position overlapping the connection parts 22A and 22B is, for example, a predetermined distance (PX1) from the position E to the connection direction of the external terminals 8A and 8B with respect to the outer case 4. ) Are separated from each other (position P1).
  • the crimping position of the second crimping portion 12C that presses the position that does not overlap the connecting portions 22A and 22B is a predetermined distance (PX2) from the position E toward the bottom of the exterior case 4 with respect to the exterior case 4. Is set to a position (position P2) separated from each other.
  • caulking positions P1 and P2 may be set, for example, in the opposite directions with respect to the exterior case 4 with respect to the position E, with an equal distance from each other, or from the position E to the end of the electrode foil It may be set according to the distance to. Further, the caulking positions P1 and P2 are preferably set at positions close to both ends of the capacitor element 6 in order to increase the supporting strength of the capacitor element 6 by the outer case 4, for example. As a result, the capacitor element 6 is supported by the outer case 4 at positions close to the upper end side and the lower end side, for example, and the capacitor element 6 can be prevented from vibrating in the outer case 4.
  • the capacitor element 2 has one or both of the caulking portions 12B and 12C as fulcrums against vibrations received from the outside. There is a case where it vibrates in the storage unit 5.
  • the capacitor element 6 vibrates in this way, since the distal ends of the external terminals 8A and 8B are fixedly connected to the substrate or the like, stress concentrates on a part of the external terminals 8A and 8B, and breakage occurs. There is a fear. However, it is possible to suppress the vibration of the capacitor element 6 in the outer case 4 by caulking a position close to the upper and lower ends of the capacitor element 6 and separating the caulking position.
  • the capacitor 2 is, for example, based on the center of gravity position or the center position of the capacitor element 6, and the position of the center of gravity or the center position of the capacitor 2 including the sealing body 10, the external terminals 8 ⁇ / b> A, 8 ⁇ / b> B, etc.
  • the caulking positions P ⁇ b> 1 and P ⁇ b> 2 may be set at positions sandwiching the center position of 4. By pressing and fixing the capacitor element 6 so as to sandwich the center of gravity, vibration in the outer case 4 can be further prevented. More specifically, it is desirable that the caulking positions P1 and P2 are set inward from the end face portion of the capacitor element 6 by a predetermined length toward the position E side with respect to the outer case 4.
  • the caulking position can be caulked by avoiding the burr generated in the cut surface when the anode foil 18 is cut into a predetermined length by avoiding the end face portion of the electrode foil. By doing so, it is possible to avoid the possibility that the burrs are pressed by the crimping portions 12B and 12C, break through the separator 16, and short-circuit.
  • the caulking position is specified based on the opening side or the bottom surface side of the outer case 4, and the caulking process is performed.
  • the caulking position is, for example, a position E where the tip portions of the connecting portions 22A and 22B in the storage portion 5 are arranged using the size information of each component that has been grasped in advance, such as the capacitor element 6 and the sealing body 10. Avoid setting.
  • the length L1 of the wound capacitor element 6, the length L2 of the outer case 4, the length M of the sealing body 10, the length L3 of the connecting portions 22A and 22B, etc. is previously measured.
  • a gap N is formed by a curling process between the opening and the sealing body 10, and a predetermined interval X is provided between the bottom of the storage portion 5 and the end face of the capacitor element 6. May occur.
  • the distance X by setting the distance X, deformation due to caulking of the capacitor element 6 can be allowed, and deformation stress generated in the capacitor element 6 can be reduced.
  • the end face of the capacitor element 6 may be brought into close contact with the bottom face of the outer case 4 without setting the distance X.
  • the position E of the tip portion of the terminal component 8A, 8B is calculated based on the length information, and the positions of the caulking portions 12B, 12C may be set based on the position E. .
  • the caulking process is performed on the peripheral surface of the electrode foil at a position set avoiding the calculated position E.
  • a caulking sesame (not shown) is pressed along the peripheral surface of the outer case 4 and pressed to crimp the outer case 4.
  • the caulking process is performed at a position avoiding the tip portions of the connecting portions 22A and 22B of the external terminals 8A and 8B. That is, the capacitor 2 does not set the caulking portions 12B and 12C at positions that overlap the tip portions of the connecting portions 22A and 22B. As a result, the capacitor 2 does not cause an excessive load to be applied to a part of the electrode foil by the caulking process at the corner portions formed in the connection portions 22A and 22B, so that the electrode foil and the separator 16 are prevented from being damaged and reliable. Enhanced.
  • the sealing body 10 integrated with the capacitor element 6 is accommodated in the outer case 4, and the curling process on the opening side of the outer case 4 and the peripheral surface of the sealing body 10 are performed before the caulking process on the capacitor element 6 side.
  • the caulking process is performed on the side.
  • the capacitor 2 can limit the variation range of the capacitor element 6 in the storage unit 5, and can accurately specify the crimping position and the pressing process.
  • a first caulking portion 12B that presses on the connecting portions 22A and 22B of the external terminals 8A and 8B and a case position where the connecting portions 22A and 22B are not connected to the peripheral surface of the capacitor element 6 are pressed. There are either one or both of the two caulking portions 12C.
  • the first caulking portion 12B is formed in the storage portion 5 at a position closer to the sealing body 10 than the position E of the front end portion of the connecting portions 22A and 22B.
  • a second caulking portion 12 ⁇ / b> C is formed at a position close to the bottom surface of the outer case 4.
  • FIG. 5 shows a configuration example of the capacitor according to the second embodiment.
  • the outer diameter of the capacitor element 6, that is, the element diameter is different depending on, for example, the position of the cylindrical portion in the height direction.
  • the element diameter W1 of the upper side portion where the external terminals 8A and 8B are interposed is larger than the element diameter W2 of the bottom side portion. That is, the difference in element diameter in this case is caused by the presence or absence of the connecting portions 22A and 22B having the width W3.
  • the capacitor 2 and the capacitor element 6 of this embodiment may be configured in the same manner as in the first embodiment.
  • the determination processing of the formation positions of the crimped portions 12A and 12B with respect to the height direction of the capacitor element 6 is the same as in the first embodiment.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the outer case 4 is formed so that, for example, the inner diameter W4 of the storage portion 5 is a constant size regardless of the height direction.
  • the element diameter of the capacitor element 6 is not constant, in the capacitor 2, the gap between the inner wall of the storage portion 5 and the capacitor element 6 varies depending on the element diameters W 1 and W 2 of the capacitor element 6.
  • the caulking amounts Y1 and Y2 of the caulking portion 12B and the caulking portion 12C are set to different values according to the element diameter of the capacitor element 6 with respect to the set caulking position.
  • the crimping amounts Y1 and Y2 are the depths of the grooves that deform the exterior case 4 inward by pressing.
  • the caulking portion 12 ⁇ / b> B is caulked based on an element diameter W ⁇ b> 1 that is a large diameter portion of the capacitor element 6.
  • the crimping portion 12C is crimped based on an element diameter W2 that is a small diameter portion at a position different from the crimping portion 12B with respect to the height direction of the capacitor element 6.
  • the caulking amount is determined and adjusted based on the value. That is, the caulking amount is set to a value smaller in the caulking portion 12B having a small gap to the inner wall of the outer case 4 than in the caulking portion 12C.
  • the difference in the amount of caulking is set by the following formula (1), for example.
  • a plurality of caulking amounts for the capacitor element 6 enclosed in the outer case 4 are partially oversized by varying the caulking amount according to the difference in element diameter at the caulking position. It is possible to prevent the electrode foil from being damaged by a pressing force. Thereby, the reliability of the capacitor 2 is improved.
  • the connecting portions 22A and 22B of the external terminals 8A and 8B are formed shorter than the height of the capacitor element 6, and the connecting portions 22A and 22B are provided inside the capacitor element 6 in the height direction of the capacitor 2.
  • a non-intervening part is formed.
  • the cross-sectional shape of the portion where the connecting portions 22A and 22B are not interposed is close to a perfect circle, and the pressing force by the caulking process tends to be more constant.
  • the capacitor 2 in which such a perfect circle portion is crimped has an improved fixed support force and an improved vibration resistance in the entire capacitor 2.
  • the capacitor 2 is formed on the side surface of the outer case 4 by separating the first caulking portion 12B and the second caulking portion 12C.
  • the distance between the caulking portion 12B and the caulking portion 12C is determined by the electrode foil width of the capacitor element 6 in the storage portion 5 and the like.
  • the capacitor 2 and the capacitor element 6 of this embodiment may be configured in the same manner as in the first embodiment or the second embodiment.
  • the determination processing of the formation positions of the crimped portions 12A and 12B with respect to the height direction of the capacitor element 6 is the same as that in the first embodiment or the second embodiment. is there.
  • the same components as those in the first embodiment or the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the capacitor element 6 is in a laminated state, for example, with a separator 16 interposed between the anode foil 18 and the cathode foil 20.
  • the capacitor element 6 has a cylindrical shape in which the anode foil 18, the cathode foil 20, and the separator 16 are wound in a columnar shape and the winding tape 14 (FIG. 6) is wound around the outer peripheral portion thereof.
  • the winding tape 14 is, for example, paper or insulating tape, and is at least as wide as the electrode foil, and the periphery of the electrode foil is covered. As the number of turns of the winding tape 14 increases, the protective function of the electrode foil increases.
  • burrs 24 such as fracture marks by a cutting blade remain along the side surface portion or the surface that becomes the end surface portion of the capacitor element 6.
  • an aluminum foil taken wider than the height of the capacitor element 6 is subjected to an etching process or a chemical conversion film process on the surface side, and then a cutting process is performed to a predetermined length.
  • the burr 24 does not always remain on the anode foil 18, and the cut surface may be flat and the burr 24 may not be generated.
  • the anode foil 18 is not necessarily limited to the case where burrs 24 are generated on both side surfaces, and for example, the burrs 24 may be generated only on one side surface.
  • the burr 24 is generated, for example, due to a force acting state in the direction of cutting the anode foil 18 or a change in tensile force when the anode foil 18 is processed.
  • FIG. 6 is a cross section of the capacitor element 6 in the length direction, and shows a part of the pressing portion of the capacitor element 6 that has been subjected to the caulking process.
  • the separator 16 is formed longer than the anode foil 18 and the cathode foil 20, and is formed so as not to directly contact the anode foil 18 and the cathode foil 20.
  • the burr 24 generated in the anode foil 18 is in a state of projecting in the intersecting direction with respect to the planar portion of the anode foil 18 facing the separator 16, for example. That is, the front end portion of the burr 24 is in a state facing the flat portion of the separator 16, for example.
  • the anode foil 18 is in a state in which the burrs 24 come into contact with the flat portions of the separator 16 at the end surface portions D1 and D2 serving as the winding end surfaces of the capacitor element 6 or are bitten by press-bonding to the flat portions.
  • the separator 16 is pressed by the burr 24 when the capacitor element 6 is wound.
  • the anode foil 18 is formed longer than the cathode foil 20. Therefore, even if the burr 24 penetrates the separator 16, the cathode foil 20 does not exist in the opposite part of the burr 24, so that a short circuit can be prevented and the reliability of the capacitor 2 can be further improved.
  • the positions of at least the predetermined lengths Q1 and Q2 from the end face portions D1 and D2 are set to the caulking positions P1 and P2.
  • the crimping positions P1 and P2 are the crimping portions 12B and 12C.
  • the caulking portions 12 ⁇ / b> B and 12 ⁇ / b> C are formed so as to be largely separated along the height direction of the capacitor element 6.
  • the length Q3 between the crimping portions 12B and 12C is an example of an interval set in the height direction of the capacitor element 6 of the present disclosure, and is set based on the lengths Q1 and Q2 from the end surface portions D1 and D2.
  • the predetermined lengths Q1 and Q2 are set to be equal to or longer than the flat portion of the caulking groove formed on the outer surface of the outer case 4 or a part of the peripheral surface of the capacitor element 6 by caulking, for example. Just do it. Thereby, even if the caulking process is performed on the capacitor element 6, it is possible to avoid caulking the portion where the burr 24 is generated.
  • the capacitor 2 is positioned near the winding end surface of the capacitor element 6 and does not overlap with the end surface portions D1 and D2 of the anode foil 18 as the crimping positions P1 and P2, thereby performing the crimping process.
  • This capacitor 2 is formed so that the end face portion of the capacitor element 6 is not pressed by the caulking process. Specifically, in the capacitor 2, the caulking portions 12B and 12C are set at positions shifted from the end face portions D1 and D2 of the anode foil 18 toward the element center side. Thereby, since an excessive pressing force is not applied to the burr 24 generated at the end face portion of the anode foil 18, damage to the electrode foil and the separator 16 can be prevented, and the reliability of the capacitor 2 is improved.
  • Capacitor 2 has a support strength increased by caulking at least two locations on the side surface portion of capacitor element 6 and integrating it with exterior case 4, so that external terminals 8 ⁇ / b> A and 8 ⁇ / b> B connected to a substrate or the like It is possible to prevent a part from breaking due to vibration or a partial excessive load.
  • the caulking portions 12B and 18C are spaced apart from the side surface side of the capacitor element 6 by a certain distance, so that the capacitor element 6 is caulked in the storage portion 5 with reference to the caulking portions 12B and 12C. Fixing strength can be increased without vibrating the fastening portions 12B and 12C as fulcrums. That is, when the location where the capacitor element 6 is supported by the caulking portion is concentrated, the capacitor element 6 vibrates with the caulking portion serving as a fulcrum, and the stress generated by the vibration concentrates on the external terminals 8A and 8B, possibly breaking. is there.
  • the caulking portion 12B and 12C are located at positions where the center of gravity of the capacitor 2 is sandwiched. By pressing and fixing the capacitor element 6 so as to sandwich the center of gravity, vibration of the capacitor element 6 in the outer case 4 can be further prevented.
  • the supporting strength of the capacitor element 6 inside the outer case 4 is determined by the positions of the crimped portions 12B and 12C.
  • the crimped portions 12B and 12C may be formed at a distance of at least the length of the crimping groove from each end face side of the anode foil 18.
  • FIG. 7 shows an example of the arrangement configuration inside the capacitor case.
  • the configuration of the capacitor and the capacitor element shown in FIG. 7 is an example, and the present invention is not limited to such a configuration. Further, the configuration of the capacitor element 6, the outer case 4, the external terminals 8A and 8B, the sealing body 10, the manufacturing process of the capacitor 2, the configuration of the crimping portion, and the crimping processing method are described in the first to third embodiments. It may be the same as that shown in the third embodiment, and a description of the contents will be omitted.
  • a planar portion 30 that is pressed in a planar shape with a predetermined length is formed with respect to the peripheral surfaces of the capacitor element 6 and the sealing body 10.
  • the flat portion 30 is, for example, in a direction parallel to or approximate to the central axis O with respect to the height direction of the storage portion 5 of the outer case 4.
  • the flat surface portion 30 includes a bent portion 32 that is connected to the exterior surface of the exterior case 4.
  • the bent portion 32 is a peripheral portion of the flat portion 30 that is the bottom portion of the caulking groove.
  • the bent portion 32 is formed by pressing during the caulking process, and is a boundary portion between the outer surface of the outer case 4 and the flat surface portion 30, and is a portion bent toward the center side of the outer case 4 by the caulking process. The part extended according to the caulking depth is included.
  • the bent portion 32 is formed along a side surface portion formed around the pressing surface of the crimping piece that performs the crimping process, for example.
  • the inner wall surface of the flat portion 30 is in contact with the peripheral surface of the capacitor element 6 in parallel. That is, the flat portion 30 is in surface contact with the contact surface with the capacitor element 6 with substantially equal pressing force.
  • the length Z1 of the groove of the flat portion 30 that is the caulking width may be set according to the outer diameter of the capacitor element 6 at the caulking position and the outer diameter of the capacitor 2.
  • the support area for the capacitor element 6 is increased, and the capacitor element 6 and the like in the outer case 4 can be firmly supported against vibration applied to the capacitor 2 from the outside. Sexuality is enhanced.
  • the external terminal 8A can be used even when the capacitor element 6 sways independently in the outer case 4 with respect to externally applied vibration, for example. , 8B can be prevented from being deformed or damaged, and the reliability of the capacitor 2 can be improved.
  • first caulking part 12B and the second caulking part 12C are formed one by one with respect to the circumferential surface of the capacitor element 6 is shown. Not limited. A plurality of first caulking portions 12B and second caulking portions 12C may be formed, for example. At this time, in the capacitor 2, for example, the number of first caulking portions 12B and the number of second caulking portions 12C may be the same or different.
  • the number of crimped portions formed may be set based on, for example, the balance of forces acting on the entire capacitor element 6, or the number of formed portions may be increased or decreased according to the position E of the tip portions of the connecting portions 22A and 22B. May be.
  • This capacitor 2 can be applied not only to an electrolytic capacitor and an electric double layer capacitor but also to various capacitors and other power storage elements.
  • the length of the winding stopper tape 14 is made equal to the length of the electrode foil after winding is shown, but the present invention is not limited to this. Since the winding tape 14 only needs to be arranged in accordance with the crimped portions 12B and 12C of the capacitor element 6, the length thereof is, for example, the length of the groove of the crimped portions 12B and 12C. More than this, the capacitor element 6 may be disposed in accordance with the portions corresponding to the crimped portions 12B and 12C. In this way, it is not necessary to change the length of the winding tape 14 depending on the length of the capacitor element 6, and it can be used for the capacitor element 6 of various lengths, and the usage amount of the winding tape 14 can be reduced. The material cost reduction effect can also be expected.
  • the element shape of the capacitor element 6 at the crimping portion 12B is elliptical due to the interposition of the connecting portions 22A and 22B, and the element shape of the capacitor element 6 at the crimping portion 12C.
  • the shape is not limited to this. Based on the fact that the shape of the capacitor element 6 is changed by interposing the connecting portions 22A and 22B, the capacitor element 6 starts to be wound in an elliptical shape, for example, and is wound to be a perfect circle by interposing the connecting portions 22A and 22B. You may let them.
  • the capacitor element 6 can have the element shape of the portion where the connection portions 22 ⁇ / b> A and 22 ⁇ / b> B where the element diameter is increased disposed in a perfect circle or a shape similar to the outer case 4, and the volume of the capacitor element 6 relative to the outer case 4 Increased efficiency can be expected.
  • the present invention is a capacitor that houses a capacitor element in an outer case and presses and crimps the peripheral surface of the outer case, and is caulked avoiding the tip of the connecting portion having many corners and the burr of the electrode foil. Therefore, damage to the electrode foil and the separator can be prevented, and the reliability of the capacitor can be maintained, which is useful.
  • Capacitor 4 Outer case 6 Capacitor element 8A, 8B External terminal 10 Sealing body 12, 12A, 12B, 12C Clamping portion 14 Winding tape 16 Separator 18 Anode foil 20 Cathode foil 22A, 22B Connection portion 24 Burr 30 Plane portion 32 Bending Part

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Abstract

 陽極側および陰極側の電極箔がセパレータを介して積層され、この積層部分の内部に配置された各端子部品の接続部が陽極側および陰極側の前記電極箔と接続されるコンデンサ素子と、コンデンサ素子が収納される収納部を備え、収納部の開口部が封口体により封口され、コンデンサ素子の側面に向けて収納部の外部から加締められた加締め部が形成され、この加締め部でコンデンサ素子を保持するケースとを備え、ケースは、収納部内のコンデンサ素子の電極箔と端子部品の接続部の先端部分とが重なる位置を避けて加締められ、加締め部が形成されることにより、コンデンサ素子の耐振動性を向上させ、端子部品の損傷防止やコンデンサの動作の安定性が図れる。

Description

コンデンサおよびその製造方法
 本開示の技術は、ケースに封入されたコンデンサ素子の固定技術に関する。
 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は、コンデンサ素子がケース内に収納されている。コンデンサは、自動車などに搭載されるものが増えてきており、激しい振動が継続的に作用することになる。車載されたコンデンサでは、たとえばケースとコンデンサ素子、またはコンデンサ素子と接続した端子部品などが振動により一部分に大きな力が作用することで破損するおそれがある。そのためコンデンサでは、ケース内部に固定材を封入するものや、ケース側面を加締めてケースとコンデンサ素子とを一体化させて固定するものが知られている。
 このようなコンデンサに関し、金属ケースの側面の一部を押圧して加締めることでコンデンサ素子とケースとを接触させ、固定するものがある(たとえば特許文献1、2)。
実開昭64-026830号公報 特開2008-109074号公報
 ところで、コンデンサは、耐振動性を向上させるために、ケース内に収納されたコンデンサ素子の配置位置に合せて、その周面に沿って複数箇所に加締め処理が施される。このとき加締め位置は、コンデンサ素子とその外装側のケースとが重なる位置に設定される。さらに複数の加締めのうち、コンデンサ素子に沿って外側の2つの加締め位置は、コンデンサ素子の端面に近い位置に設定されるのが望ましい。すなわち、この加締め位置が、たとえばケース上部側の封口体との接続部分と重なる場合や、ケースの底部に近い位置に設定される場合など、ケースとその内部に収納されたコンデンサ素子とが全く重ならない状態、または不完全な重なり状態となる位置で加締められたのでは、コンデンサ素子に対して想定通りの固定力が発揮できなくなるおそれがある。
 また、コンデンサ素子の両端部分以外に加締め位置を設定した場合、その加締め位置は、電極箔内に接続された端子部品の端部に重なる位置に設定される場合がある。端子部品は、アルミニウムなどの金属で形成されており、円柱状のアルミニウムの一端に外部と接続するリード線が接続され、他端には、電極箔との接続箇所を確保するために偏平形状の接続部が形成されている。このような形状の接続部の端面には角部が存在する。加締め処理では、接続部の端部側の角部の位置を加締めた場合、その角部との接触部分に対し押圧力が作用することで、電極箔やセパレータが部分的に強く押し付けられて損傷するおそれがあるという課題がある。
 斯かる要求や課題について、特許文献1、2にはその開示や示唆はなく、それを解決する構成等についての開示や示唆もない。
 そこで本開示の技術の目的は、加締め位置の設定を適切に行うことで、コンデンサの耐振動性を高めるとともに、コンデンサの信頼性を維持させることにある。
 上記目的を達成するため、本発明のコンデンサの一側面は、陽極側および陰極側の電極箔がセパレータを介して積層され、この積層部分の内部に配置された各端子部品の接続部が陽極側および陰極側の前記電極箔と接続されるコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子が収納される収納部を備え、該収納部の開口部が封口体により封口され、前記コンデンサ素子の側面に向けて前記収納部の外部から加締められた加締め部が形成され、この加締め部で前記コンデンサ素子を保持するケースと、を備え、前記ケースは、前記収納部内の前記コンデンサ素子の前記電極箔と前記端子部品の前記接続部の先端部分とが重なる位置を避けて加締められ、前記加締め部が形成される。
 上記コンデンサにおいて、好ましくは、前記加締め部は、前記電極箔と前記端子部品の前記接続部とが重なる位置を加締める第1の加締め部と、前記コンデンサ素子の周面であって、前記電極箔と前記接続部とが重ならない位置を加締める第2の加締め部のいずれか一方または両方を含んでもよい。
 上記コンデンサにおいて、好ましくは、前記端子部品は、一端側に前記接続部を備え、前記接続部の長さが前記コンデンサ素子の長さよりも短く形成され、 前記ケースは、前記収納部内の前記コンデンサ素子の側面側に対し、高さの異なる少なくとも2箇所に前記加締め部が形成され、前記第1の加締め部と前記第2の加締め部とで前記コンデンサ素子の素子径の相違に応じて、前記ケースに対する加締め量を異ならせてもよい。
 上記コンデンサにおいて、好ましくは、前記加締め部は、前記コンデンサ素子上に、設定された間隔で少なくとも2つ形成され、前記加締め部は、前記電極箔の各端面側から、少なくとも前記加締めにより形成される加締め溝の長さに応じた距離を離間させてもよい。
 上記コンデンサにおいて、好ましくは、前記加締め部は、前記コンデンサ素子上に、設定された間隔で少なくとも2つ形成され、前記ケースは、前記コンデンサ素子の中心位置又は前記コンデンサ素子の重心位置を挟む位置で加締められて、前記加締め部が形成されてもよい。
 上記コンデンサにおいて、好ましくは、前記加締め部は、前記収納部内の前記コンデンサ素子の周面に対し、前記ケースの中心方向に向けた押圧により、所定長さの接触面が形成される平面部と、前記平面部の両端側に形成され、前記平面部と前記ケースの外周面との間を屈曲させた屈曲部とを備えてもよい。
 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の一側面は、陽極側および陰極側の電極箔がセパレータを介して積層され、この積層部分の内部に配置された各端子部品の接続部がそれぞれ陽極側および陰極側の前記電極箔と接続されるコンデンサ素子を形成する工程と、前記コンデンサ素子が収納される収納部を備え、該収納部の開口部が封口体により封口されるケースを、前記コンデンサ素子の側面に向けて前記収納部の外部から加締めて前記コンデンサ素子を保持させる加締め部を形成する工程と、前記コンデンサ素子の内部に対し、前記端子部品の前記接続部の先端部分が配置される位置を算出する工程と、算出した前記端子部品の前記接続部の先端部分と重なる位置を避けて加締め位置を設定する工程とを含む。
 本発明のコンデンサおよびその製造方法によれば、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ることで、外部からの振動に対してコンデンサ素子や端子部品の損傷を防止し、コンデンサの動作の安定性を維持することができる。
 (2) 角部が多数ある端子部品の端部側を避けて加締め処理を施すことで、電極箔やセパレータの損傷を防止でき、コンデンサの機能を安定化でき、コンデンサの信頼性が高められる。
 (3) コンデンサが搭載された機器の振動など、コンデンサの外部から作用する振動に対して、ケース内でのコンデンサ素子が独立して振動するのを抑制でき、端子部品に対する負荷を軽減し、破損を防止できる。
 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。
第1の実施の形態に係るコンデンサの構成例を示す図である。 電極箔に対する端子部品の設置例を示す図である。 コンデンサ素子に対する加締め位置の設定例を示す図である。 コンデンサの製造における加締め位置の設定例を示す図である。 第2の実施の形態に係るコンデンサ内部の構成例を示す図である。 電極箔に対する加締め位置の設定例を示す図である。 コンデンサのケース内部の配置構成例を示す図である。
〔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の構成例を示している。このコンデンサ2は、電解コンデンサや電気二重層コンデンサなどいずれのコンデンサであってもよい。
 このコンデンサ2は、アルミニウムなどの金属部材を利用した外装ケース4にコンデンサ素子6が収納されている。外装ケース4は、本開示のケースの一例であり、内部にコンデンサ素子6を収納する収納部5を含むコンデンサ2の外装部材として機能する。外装ケース4は、たとえば有底筒状に形成されており、その筒状部分が収納部の一例であり、内部にコンデンサ素子6のほか、図示しない電解液などが収納される。また、外装ケース4は、アルミニウムなどの金属のほか、マンガンやマグネシウムが添加されたアルミニウム合金などの硬質材料が利用されてもよい。硬質材料からなる外装ケース4を用いることで、高温度環境下でコンデンサ2を使用した場合においても、後述する加締め部12B、12Cが高温により緩むことはなく、固定力を維持できる。
 コンデンサ素子6は、たとえば陽極側および陰極側の電極箔がセパレータを介して積層された円柱形状に形成される。コンデンサ素子6の一端側には、陽極側および陰極側の外部端子8A、8Bが設置されている。外部端子8A、8Bは、図示しない基板などの電気回路に対して電気的に接続される端子部品の一例であり、たとえば一端側はコンデンサ素子6の内部に配置させてコンデンサ素子6の電極箔に接続され、他端側がコンデンサ素子6の端面側から外部に突出される。
 外装ケース4は、開口部に封口体10が設置されることで、収納部5が外部から封止状態となる。封口体10は、本開示の封口体の一例であり、たとえばゴムなどの弾性体が用いられ、収納部5に対する空気や水分などを遮断している。なお、封口体10には、たとえば図示しない通気口や、その通気口から気体のみを通過可能にする通気弁などを備えてもよい。
 封口体10は、収納部5を封口する平面部分の一部に外部端子8A、8Bを貫通させている。そのほか封口体10は、たとえば外装ケース4の開口部分に対するカーリング処理により、開口端部側の一部と押圧状態となっている。
 コンデンサ2には、外装ケース4の外周面を周方向に沿って押圧して変形させた加締め部12が形成される。加締め部12は、外装ケース4の変形に伴ってコンデンサ素子6の一部や封口体10への押圧により、封口体10やコンデンサ素子6と外装ケース4とを一体化させる。加締め部12には、封口体10の側面側の加締め部12Aや、コンデンサ素子6の外装ケース4の開口部側に近い位置を加締める加締め部12B、外装ケース4の底部側に近い位置を加締める加締め部12Cが含まれる。
 加締め部12Aは、封口体10を外部から押圧することで外装ケース4の側面と一体化させて封口体10を固定し、外装ケース4の開口部の封止性を高める。
 加締め部12Bは、第1の加締め部の一例であり、たとえばコンデンサ素子6上であって、収納部5の開口部側に近い位置に形成されて、コンデンサ素子6を外装ケース4に固定させる。この加締め部12Bの形成位置は、コンデンサ素子6の電極箔とセパレータとの積層部分と外部端子8A、8Bとが重なる位置に設定される。さらに、この加締め部12Bは、電極箔に配置された外部端子8A、8Bの先端部分を避けており、外部端子の先端部分に形成される角部と重ならないように形成されている。
 加締め部12Cは、第2の加締め部の一例であり、外装ケース4の底部側に配置されるコンデンサ素子6の端部に近い位置であって、外部端子8A、8Bを避けて形成され、収納部5内にコンデンサ素子6を固定させる。すなわち加締め部12Cの形成位置は、コンデンサ素子6に対し、電極箔と外部端子8A、8Bが重ならないように設定される。
 <コンデンサ2の組立てについて>
 コンデンサ2には、外装ケース4の収納部5に対し、一端面に外部端子8A、8Bが接続されて外部端子8A、8Bの先端部分を突出させたコンデンサ素子6が配置される。外装ケース4を封口する封口体10には、外部端子8A、8Bの突出位置に合せた貫通孔があり、外部端子8A、8Bの先端部を封口体10の外部に露出させる。この貫通孔は、たとえば外部端子8A、8Bの一部にある径大部の外周面に密着する大きさに開口させることで、収納部5内の密閉性を維持してもよい。
 コンデンサ素子6は、陽極側および陰極側の電極箔にセパレータを介在させて柱状に巻回し、その外周部分に巻止めテープ14が巻回された円柱形状である。巻止めテープ14は、たとえば紙や絶縁性のテープなどであって、電極箔の一辺の長さと同等に形成すればよく、電極箔の周囲を覆う。これによりコンデンサ2には、巻止めテープ14が巻き付けられた範囲内で加締め部12B、12Cが形成される。このようにすることで、巻止めテープ14が加締め処理によりコンデンサ素子6が押圧された場合の緩衝材となり、押圧による電極箔やセパレータの損傷などを防止できる。なお、巻止めテープ14は複数周に巻回されているとより好ましい。このような巻止めテープ14の層が形成されれば緩衝機能が高められ、電極箔やセパレータへの影響をより低減させることができる。巻止めテープ14の層の厚さとしては、200~600〔μm〕が好ましい。200〔μm〕未満の場合には、加締め処理による押圧力からの緩衝作用の効果は低く、600〔μm〕を超えると、収納する外装ケース4を大きくしなければならず、小型化が阻害される。
 コンデンサ2の組立て処理では、外装ケース4の収納部5よりも径小に巻回されたコンデンサ素子6や電解液などを収納部5に収納した後、封口体10を外装ケース4の開口部側に配置して封口する。そして、コンデンサ2は、封口体10の周面に沿って加締め処理を行ったのち、電極箔側に対する加締め処理を行う。
 <コンデンサ素子6の構成例について>
 コンデンサ素子6は、たとえば図2に示すように、陽極箔18と陰極箔20にそれぞれセパレータ16が介在されて積層状態となっている。陽極箔18および陰極箔20は、たとえば化成被膜が形成されたアルミニウム箔で形成されている。また陽極箔18および陰極箔20には、それぞれ外部端子8A、8Bの一端側が接続される。
 この外部端子8A、8Bには、陽極箔18と接続させる接続部および陰極箔20と接続させる接続部として、たとえば扁平形状の接続部22A、22Bを備える。接続部22A、22Bは、たとえばステッチ接続などにより陽極箔18または陰極箔20に接続される。接続部22A、22Bは、たとえば平板状に形成することで、電極箔やセパレータ16と面で接触するので、接触性が確保される。
 コンデンサ素子6は、これらの陽極箔18と陰極箔20、セパレータ16が積層状態のまま巻回されている。このとき各外部端子8A、8Bは、この巻回内部に接続部22A、22Bが配置され、巻回による圧力を受けながら電極箔と接続状態となる。
<加締め位置の設定について>
 このコンデンサ2は、たとえば図3に示すように、コンデンサ素子6に対し、外部端子8A、8Bの先端部分が配置される位置(位置E)を押圧しないように、この位置Eを避けて加締め位置が設定される。そこで接続部22A、22Bに重なる位置を押圧する第1の加締め部12Bの加締め位置は、たとえば、外装ケース4に対し位置Eから外部端子8A、8Bの接続方向に向けて所定距離(PX1)分を離間させた位置(位置P1)に設定される。また、接続部22A、22Bに重ならない位置を押圧する第2の加締め部12Cの加締め位置は、外装ケース4に対し位置Eから外装ケース4の底部側に向けて所定距離(PX2)分を離間させた位置(位置P2)に設定される。
 これらの加締め位置P1、P2は、たとえば外装ケース4に対して位置Eを基準にそれぞれ反対向きに、同等の距離分を離間させて設定してもよく、または位置Eから電極箔の端部までの距離に応じて設定されればよい。また、加締め位置P1、P2は、たとえば外装ケース4によるコンデンサ素子6の支持強度を高めるために、コンデンサ素子6の両端に近い位置にそれぞれ設定するのが好ましい。これによりコンデンサ素子6は、たとえば上端側と下端側に近い位置で外装ケース4に支持されることになり、外装ケース4内でコンデンサ素子6が振動状態となるのを抑制することができる。コンデンサ素子2は、たとえば加締め位置P1、P2がコンデンサ素子6の中央側で近い位置に設定されると、外部から受けた振動に対し、一方または両方の加締め部12B、12Cを支点として、収納部5内で振動する場合がある。このようにコンデンサ素子6が振動すると、外部端子8A、8Bの先端側が基板などに固定接続されていることから、外部端子8A、8Bの一部に応力が集中してしまい、破断するなどが生じるおそれがある。しかしながら、コンデンサ素子6の上下端部に近い位置を加締め、加締め位置が離間することで、外装ケース4内でコンデンサ素子6が振動するのを抑制することができる。
 コンデンサ2は、たとえばコンデンサ素子6の重心位置または中心位置を基準とし、その重心位置または中心位置を挟んだ位置、または封口体10や外部端子8A、8B等を含むコンデンサ2の重心位置や外装ケース4の中心位置を挟んだ位置に加締め位置P1、P2を設定してもよい。重心を挟むようにコンデンサ素子6を押圧固定することで、外装ケース4内での振動をより防止できる。さらに特定すれば、加締め位置P1、P2はコンデンサ素子6の端面部分から所定長さ分、外装ケース4に対して位置E側に向けて内側に設定されるのが望ましい。加締め位置は電極箔の端面部分を避けることにより、陽極箔18を所定長さに裁断した際に裁断面に生じるバリを避けて加締めることができる。このようにすることで、加締め部12B、12Cによりバリが押圧され、セパレータ16を突き破り、短絡するおそれを回避できる。
 <外装ケース4に対する加締め処理について>
 コンデンサ2に対する加締め処理では、たとえば図4に示すように、外装ケース4の開口部側または底面側を基準に加締め位置を特定し、加締め処理が行われる。加締め位置は、たとえばコンデンサ素子6や封口体10等、予め把握された各部品の大きさ情報を利用して、収納部5内の接続部22A、22Bの先端部分が配置された位置Eを避けて設定する。
 具体的には、コンデンサ2の製造では、たとえば巻回されたコンデンサ素子6の長さL1、外装ケース4の長さL2、封口体10の長さM、接続部22A、22Bの長さL3などの大きさ情報が予め測定されている。そのほか収納部5内には、たとえば開口部と封口体10との間にカーリング処理による隙間Nが形成されるほか、収納部5の底部とコンデンサ素子6の端面との間に所定の間隔Xが生じる場合がある。コンデンサ2では、この間隔Xを設定したことで、コンデンサ素子6の加締めによる変形を許容することができ、コンデンサ素子6に生じる変形応力を低減できる。この間隔Xを設定することなく、コンデンサ素子6の端面を外装ケース4の底面に密着させてもよい。加締め処理では、たとえばこれらの長さ情報に基づいて端子部品8A、8Bの先端部分の位置Eを算出し、その位置Eを基準にして、加締め部12B、12Cの位置を設定すればよい。
 コンデンサ2の組立てでは、封口体10の周面に対する加締め処理を行った後に、算出された位置Eを避けて設定された位置に対して、電極箔の周面に対する加締め処理が行われる。加締め処理は、図示しない加締めゴマを外装ケース4の周面に沿って押し当て、押圧して外装ケース4を加締める。
<第1の実施の形態の機能および効果>
 (1) このコンデンサ2では、外部端子8A、8Bの接続部22A、22Bの先端部分を回避した位置に加締め処理が行われる。すなわちコンデンサ2は、接続部22A、22Bの先端部分に重なる位置に加締め部12B、12Cを設定しない。これによりコンデンサ2は、接続部22A、22Bに形成された角部に加締め処理によって電極箔の一部に過大な負荷を作用させないので、電極箔やセパレータ16の損傷を防止し、信頼性が高められる。
 (2) コンデンサ素子6に対し離間した複数箇所で加締めることで、外装ケース4内においてコンデンサ素子6が加締め部を支点に振動するのを防止できる。
 (3) 外装ケース4内にコンデンサ素子6と一体化した封口体10を収納し、コンデンサ素子6側の加締め処理の前に外装ケース4の開口部側のカーリング処理や封口体10の周面側に加締め処理を行う。これによりコンデンサ2は、収納部5内のコンデンサ素子6の変動範囲を制限でき、加締め位置の特定および押圧処理を精度よく行うことが可能となる。
 (4) 予め測定したコンデンサ素子6の長さ情報、外部端子8A、8Bの長さ情報、封口体10の高さ情報などを利用して収納部5内での接続部22A、22Bの配置位置を想定して加締め部12B、12Cの位置を設定する。これにより、外部から目視できない接続部22A、22Bの先端部分のケース位置Eを回避して加締め部12B、12Cが設定される。
 (5) コンデンサ素子6の周面には、外部端子8A、8Bの接続部22A、22B上を押圧する第1の加締め部12Bと、接続部22A、22Bが接続されないケース位置を押圧する第2の加締め部12Cのいずれか一方または両方がある。
 (6) コンデンサ2では、収納部5内において、接続部22A、22Bの先端部分の位置Eよりも封口体10に近い位置に第1の加締め部12Bが形成され、またケース位置Eよりも外装ケース4の底面に近い位置に第2の加締め部12Cが形成される。このように収納部5内において、位置Eから離れた方向に複数箇所で外装ケース4とコンデンサ素子6とを一体化させることで、収納部5内におけるコンデンサ素子6の振動が抑えられ、外部端子8A、8Bの一部に対する過大な負荷による電極箔の破断などが生じるのを防止できる。
 〔第2の実施の形態〕
 図5は、第2の実施の形態に係るコンデンサの構成例を示している。
 このコンデンサ素子6は、図5に示すように、たとえば円筒部分の高さ方向の位置によって、コンデンサ素子6の外径、すなわち素子径が異なっている。コンデンサ素子6は、外部端子8A、8Bが介在する上部側の部分の素子径W1が底部側の部分の素子径W2よりも大きくなっている。すなわち、この場合の素子径の相違は、幅W3の接続部22A、22Bの有無により生じる。
 この実施の形態のコンデンサ2およびコンデンサ素子6は、第1の実施の形態と同様に構成すればよい。また端子部品の形状や配置位置のほか、コンデンサ素子6の高さ方向に対する加締め部12A、12Bの形成位置の決定処理などは、第1の実施の形態と同様である。この実施の形態において、第1の実施の形態と同様の構成部分には、同じ符号を付して示しており、その具体的な説明は割愛する。
 <加締め処理について>
 外装ケース4は、たとえば収納部5の内径W4が、高さ方向に関わらず一定の大きさで形成されている。これに対しコンデンサ素子6の素子径が一定でないため、コンデンサ2では、収納部5の内壁とコンデンサ素子6との間の隙間が、コンデンサ素子6の素子径W1、W2によって異なる。
 そこで、コンデンサ2では、設定した加締め位置に対し、そのコンデンサ素子6の素子径に応じて、加締め部12Bと加締め部12Cの加締め量Y1、Y2を異なる値に設定する。加締め量Y1、Y2は、押圧により外装ケース4を内側に変形させる溝の深さである。加締め部12Bは、コンデンサ素子6の径大部である素子径W1に基づいて加締める。また加締め部12Cは、コンデンサ素子6の高さ方向に対して加締め部12Bと異なる位置の径小部分である素子径W2に基づいて加締める。
 加締め量Y1、Y2による加締め処理では、加締め部12Bの位置に配置されるコンデンサ素子6の素子径W1と、加締め部12Cの位置に配置されるコンデンサ素子6の素子径W2の差分値に基づいて加締め量の決定および調整が行われる。すなわち、加締め量は、外装ケース4の内壁までの隙間が小さい加締め部12Bが加締め部12Cよりも小さな値で設定される。加締め量の相違は、たとえば以下の式(1)で設定される。
  (Y2-Y1)=(W1-W2)/2 ・・・(1)
 このように加締め量を調整することで、加締め部12B、12Cは、加締め量は異なるが、コンデンサ素子6の外装面に対する外装ケース4の圧着量、すなわち、加締め部12B、12Cでのコンデンサ素子6の変形量は同等となる。
<第2の実施の形態の機能および効果>
 (1) このコンデンサ2では、外装ケース4に封入されるコンデンサ素子6に対する複数の加締め量について、加締め位置における素子径の差分に応じて加締め量を異ならせることで、一部の過大な押圧力による電極箔の損傷を防止できる。これによりコンデンサ2の信頼性が高められる。
 (2) 素子径の異なる加締め位置に対して加締め量を異ならせることで、外装ケース4によるコンデンサ素子6の押圧力が安定化し、外部からの力による振動に対し、コンデンサ素子6の固定強度が高められる。
 (3) コンデンサ素子6に対し、高さ方向に離間した複数箇所で加締めることで、コンデンサ素子6が加締め部を軸として外装ケース4の側面方向に振動するのを防止できる。
 (4) 加締め部12B、12Cにおいてコンデンサ素子6への押圧力を一定にすることで、コンデンサ素子6の一部に捻れや撓みが生じるのを防止できるほか、固定力の弱い加締め部側に向けて振動による負荷が過大となるのを防止できる。
 (5) 複数の加締め部12B、12Cのいずれかによって外部端子8A、8Bに重なる位置を加締め、外部端子8A、8Bに対する押圧負荷の軽減が図れる。すなわち、コンデンサ2では、外部端子8A、8Bが加締め処理を施す加締め位置12B、12Cの全てに重ならない長さや位置となるように形成されるので、加締め処理に伴う押圧力によって外部端子8A、8Bが電極箔やセパレータ16を損傷する可能性を低くできる。また、加締め部12B、12Cにおいて加締め量を異ならせてコンデンサ素子6に対する押圧力を一定にすることで、コンデンサ素子6の固定力向上に伴う耐振動性向上を図ることができる。
 (6) コンデンサ2は、外部端子8A、8Bの接続部22A、22Bがコンデンサ素子6の高さよりも短く形成され、コンデンサ2の高さ方向において、コンデンサ素子6の内部に接続部22A、22Bが介在しない部分が形成されている。この接続部22A、22Bが介在しない部分の断面形状は、真円に近くなり、加締め処理による押圧力がより一定になりやすい。このような真円部分を加締めたコンデンサ2は、固定支持力が向上するとともに、コンデンサ2全体において耐振動性が向上する。
 〔第3の実施の形態〕
 このコンデンサ2は、外装ケース4の側面上に対し、第1の加締め部12Bと第2の加締め部12Cとを離間させて形成される。加締め部12Bと加締め部12Cの離間距離は、収納部5内のコンデンサ素子6の電極箔幅などによって決まる。
 この実施の形態のコンデンサ2およびコンデンサ素子6は、第1の実施の形態または第2の実施の形態と同様に構成すればよい。また端子部品の形状や配置位置のほか、コンデンサ素子6の高さ方向に対する加締め部12A、12Bの形成位置の決定処理などは、第1の実施の形態または第2の実施の形態と同様である。この実施の形態において、第1の実施の形態または第2の実施の形態と同様の構成部分には同じ符号を付して示しており、その具体的な説明は割愛する。
 <コンデンサ素子の構成例について>
 コンデンサ素子6は、たとえば陽極箔18と陰極箔20との間にセパレータ16を介在させて積層状態となっている。そして、コンデンサ素子6は、陽極箔18と陰極箔20とセパレータ16との積層状態のまま柱状に巻回し、その外周部分に巻止めテープ14(図6)が巻回された円柱形状である。この巻止めテープ14は、たとえば紙や絶縁性のテープなどであって、少なくとも電極箔と同等の幅であり、電極箔の周囲が覆われる。この巻止めテープ14は複数周巻回数が多い程、電極箔の防護機能が高くなる。
 この陽極箔18には、たとえば側面部分や、コンデンサ素子6の端面部分となる面に沿って、切断刃による破断痕などのバリ24が残留している。陽極箔18の加工処理では、たとえばコンデンサ素子6の高さよりも広くとったアルミニウム箔に対し、表面側にエッチング処理や化成被膜処理を施した後に、所定長さに切断処理が行われる。
 陽極箔18には、必ずバリ24が残留するとは限らず、切断面が平面状になってバリ24が生じない場合がある。また、陽極箔18は、必ず両側面側にバリ24が生じる場合に限られず、たとえば一方の側面にのみバリ24が生じる場合もある。バリ24は、たとえば陽極箔18を切断する方向への力の作用状態や、陽極箔18に対する加工時の引張り力の変化などにより生じる。
 <加締め位置の設定について>
 図6は、コンデンサ素子6を長さ方向に断面にしたものであり、加締め処理が施されたコンデンサ素子6の押圧部の一部を示している。
 コンデンサ素子6では、セパレータ16が陽極箔18や陰極箔20よりも長大に形成されており、陽極箔18と陰極箔20とを直接接触させないように形成されている。このとき陽極箔18に生じたバリ24は、たとえばセパレータ16と対向する陽極箔18の平面部分に対して、交差方向に突出した状態となっている。すなわち、バリ24の先端部は、たとえばセパレータ16の平面部分に向いた状態となっている。そのため、陽極箔18は、コンデンサ素子6の巻回端面となる端面部分D1、D2においてセパレータ16の平面部分にバリ24が接触し、またはその平面部分への圧着により食い込んだ状態となる。セパレータ16は、コンデンサ素子6が巻回されることで、バリ24によって押圧される。また、陽極箔18は陰極箔20よりも長大に形成される。そのため、たとえ、バリ24がセパレータ16を貫通したとしても、バリ24の対向部分には陰極箔20を存在させないので、短絡を防止し、コンデンサ2の信頼性をより高められる。
 そこで、コンデンサ素子6の製造処理では、たとえば端面部分D1、D2から少なくとも所定長さQ1、Q2の位置を加締め位置P1、P2に設定する。加締め位置P1、P2は、加締め部12B、12Cとなる。コンデンサ素子6では、加締め部12B、12Cをコンデンサ素子6の高さ方向に沿って大きく離間するように形成される。加締め部12B、12C間の長さQ3は、本開示のコンデンサ素子6の高さ方向に設定された間隔の一例であり、端面部分D1、D2からの長さQ1、Q2に基づいて設定される。この所定長さQ1、Q2は、たとえば加締め処理により外装ケース4の外装面やコンデンサ素子6の周面の一部に形成される加締め溝の平面部と同等、またはそれよりも長く設定されればよい。これにより、コンデンサ素子6に加締め処理が施されても、バリ24が生じる部分が加締められるのを回避できる。
 このように、コンデンサ2は、コンデンサ素子6の巻回端面に近い位置であって、陽極箔18の端面部分D1、D2と重ならない位置を加締め位置P1、P2とすることで、加締め処理による外装ケース4への押圧負荷が軽減できるほか、バリ24による電極箔やセパレータ14の損傷を防止できる。
<第3の実施の形態の機能および効果>
 (1) このコンデンサ2は、コンデンサ素子6の端面部分を加締め処理により押圧させないように形成する。具体的には、コンデンサ2では、陽極箔18の端面部分D1、D2から素子中央側にずらした位置に加締め部12B、12Cが設定される。これにより、陽極箔18の端面部分に生じるバリ24に過大な押圧力が加えられないので、電極箔やセパレータ16の損傷を防止でき、コンデンサ2の信頼性が高められる。
 (2) コンデンサ2は、コンデンサ素子6の側面部分に対し、少なくとも2箇所を加締めて外装ケース4と一体化させることで支持強度が高められ、基板などに接続された外部端子8A、8Bの一部が振動や部分的に過大な負荷が作用して破断するのを阻止できる。
 (3) また、コンデンサ素子6の側面側に対し、加締め部12B、18Cを一定距離離間させることで、この加締め部12B、12Cを基準に、収納部5内において、コンデンサ素子6が加締め部12B、12Cを支点に振動せず、固定強度を高めることができる。つまり、加締め部によるコンデンサ素子6を支持する箇所を集中させた場合、加締め部を支点にコンデンサ素子6が振動し、外部端子8A、8Bに振動により生じる応力が集中し、破断するおそれがある。しかしながら、コンデンサ素子6の上下端側を加締めることで、加締め部を離間させ、コンデンサ素子6の収納部5内での振動を抑制することができる。このとき、コンデンサ2の重心を挟む位置に加締め部12B、12Cがあるとよい。重心を挟むようにコンデンサ素子6を押圧固定することで、外装ケース4内でのコンデンサ素子6の振動をより防止できる。これらの加締め部12B、12Cの位置により、外装ケース4内部でのコンデンサ素子6の支持強度などが決まる。
 (4) 加締め部12B、12Cは、陽極箔18の各端面側から少なくとも加締め溝の長さ分の距離を離間させて形成すればよい。
 (5) コンデンサ2に対する加締め部の数を多くとらなくても、外装ケース4とコンデンサ素子6との支持強度が高められるので、コンデンサ素子6に対する押圧負荷の増大を防止でき、機械的なストレスなどによる電極箔の電気的特性への影響を抑えることができる。
 〔第4の実施の形態〕
 図7は、コンデンサのケース内部の配置構成例を示している。図7に示すコンデンサやコンデンサ素子の構成は一例であり、本発明が斯かる構成に限定されるものではない。また、コンデンサ素子6、外装ケース4、外部端子8A、8B、封口体10の構成やコンデンサ2の製造処理、加締め部の構成や加締め処理方法については、上記第1の実施の形態ないし第3の実施の形態に示すものと同様であってもよく、係る内容についての説明は割愛する。
 <加締め部12の形状について>
 加締め部12A、12B、12Cには、コンデンサ素子6や封口体10の周面に対して、所定長さの平面状に押圧された平面部30が形成される。この平面部30は、たとえば外装ケース4の収納部5の高さ方向に対する中心軸Oに対して平行またはそれに近似した方向にある。これにより加締め部12A、12B、12Cは、収納部5内のコンデンサ素子6や封口体10の側面に直線状の面で圧着して固定支持する。
 また加締め部12A、12B、12Cは、平面部30は外装ケース4の外装面と連結する屈曲部32を備える。この屈曲部32は、加締め溝の底面部分である平面部30に対し、その周縁部分である。屈曲部32は、加締め処理時の押圧によって形成され、外装ケース4の外装面と平面部30の境界部分であって、加締め処理により外装ケース4の中央部側に向けて屈曲する部分や、加締め深さに応じて延伸する部分が含まれる。この屈曲部32は、たとえば加締め処理を行う加締めコマの押圧面の周囲に形成される側面部分に沿って形成される。
 加締め部12B、12Cは、平面部30の内壁面がコンデンサ素子6の周面に対して平行に接触している。すなわち平面部30は、コンデンサ素子6との接触面に対して略均等な押圧力で面接触している。加締め幅である平面部30の溝の長さZ1は、加締め位置でのコンデンサ素子6の外径や、コンデンサ2の外径によって設定されればよい。
 <第4の実施の形態の特徴事項および効果>
 (1) コンデンサ素子6に対する押圧面を平面状に形成することで、加締め部12の一部に押圧力が集中する部分を形成させないので、押圧力による影響が過大とならず、電極箔やセパレータ16の損傷を防止できる。
 (2) 平面部30を形成することで、コンデンサ素子6に対する支持面積が大きくなり、コンデンサ2に外部から加えられる振動に対して外装ケース4内のコンデンサ素子6などを強固に支持でき、耐振動性が高められる。
 (3) 加締めによる耐振動性を向上することで、たとえば外部から加えられた振動に対し、さらに外装ケース4内でコンデンサ素子6が独立して揺れが生じる場合であっても、外部端子8A、8Bの変形や破損の発生を防止でき、コンデンサ2の信頼性が高められる。
〔他の実施の形態〕
 (1) 上記実施の形態では、コンデンサ素子6の周面に対して第1の加締め部12Bと第2の加締め部は12Cがそれぞれ1つずつ形成される場合を示したが、これに限られない。第1の加締め部12Bと第2の加締め部12Cは、たとえば複数個形成してもよい。このときコンデンサ2では、たとえば第1の加締め部12Bと第2の加締め部12Cの形成数を同じにしてもよく、または異ならせてもよい。加締め部の形成数は、たとえばコンデンサ素子6の全体に作用する力のバランスに基づいて設定してもよく、または接続部22A、22Bの先端部の位置Eに応じて、形成数を増減してもよい。
 (2) このコンデンサ2は、電解コンデンサや電気二重層コンデンサだけでなく、各種のコンデンサやその他の蓄電素子にも適用することができる。
 (3) 上記実施の形態では、巻止めテープ14の長さを巻回後の電極箔の長さと同等にする場合を示したが、これに限らない。巻止めテープ14は、コンデンサ素子6の加締め部12B、12Cの部分に合せて配置していればよいので、その長さがたとえば、巻止めテープ14を加締め部12B、12Cの溝の長さ以上に形成し、コンデンサ素子6の加締め部12B、12Cに相当する部分に合せて配置してもよい。このようにすれば、巻止めテープ14の長さをコンデンサ素子6の長さによって変える必要がなく、様々な長さのコンデンサ素子6に用いることができるし、巻止めテープ14の使用量の削減など、材料費の削減効果も期待できる。
 (4) 上記実施の形態では、加締め部12Bでのコンデンサ素子6の素子形状が接続部22A、22Bの介在により楕円状になっており、また加締め部12Cでのコンデンサ素子6の素子形状が真円に近い形状となっているが、これに限らない。接続部22A、22Bを介在させることでコンデンサ素子6の形状が変わることに基づき、コンデンサ素子6では、たとえば楕円状に巻き始め、接続部22A、22Bを介在させることで真円になるよう巻回させてもよい。これによりコンデンサ素子6は、素子径が大きくなる接続部22A、22Bが配置される部分の素子形状を外装ケース4と同様に真円またはそれに近い形状にでき、外装ケース4に対するコンデンサ素子6の体積効率の向上が期待できる。
 以上説明したように、本発明のコンデンサおよびその製造方法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。
産業上の利用の可能性
 本発明は、外装ケース内にコンデンサ素子を収納させ、その外装ケースの周面を押圧して加締めるコンデンサであり、角部が多い接続部の先端部分や電極箔のバリを避けて加締めることで電極箔やセパレータの損傷を防止でき、コンデンサの信頼性維持が図れ、有用である。
 2 コンデンサ
 4 外装ケース
 6 コンデンサ素子
 8A、8B 外部端子
 10 封口体
 12、12A、12B、12C 加締め部
 14 巻止めテープ
 16 セパレータ
 18 陽極箔
 20 陰極箔
 22A、22B 接続部
 24 バリ
 30 平面部
 32 屈曲部

                                                                                

Claims (7)

  1.  陽極側および陰極側の電極箔がセパレータを介して積層され、この積層部分の内部に配置された各端子部品の接続部が陽極側および陰極側の前記電極箔と接続されるコンデンサ素子と、
     前記コンデンサ素子が収納される収納部を備え、該収納部の開口部が封口体により封口され、前記コンデンサ素子の側面に向けて前記収納部の外部から加締められた加締め部が形成され、この加締め部で前記コンデンサ素子を保持するケースと、
     を備え、
     前記ケースは、前記収納部内の前記コンデンサ素子の前記電極箔と前記端子部品の前記接続部の先端部分とが重なる位置を避けて加締められ、前記加締め部が形成されることを特徴とするコンデンサ。
  2.  前記加締め部は、前記電極箔と前記端子部品の前記接続部とが重なる位置を加締める第1の加締め部と、前記コンデンサ素子の周面であって、前記電極箔と前記接続部とが重ならない位置を加締める第2の加締め部のいずれか一方または両方を含むことを特徴とする請求項1に記載のコンデンサ。
  3.  前記端子部品は、一端側に前記接続部を備え、前記接続部の長さが前記コンデンサ素子の長さよりも短く形成され、
     前記ケースは、前記収納部内の前記コンデンサ素子の側面側に対し、高さの異なる少なくとも2箇所に前記加締め部が形成され、前記第1の加締め部と前記第2の加締め部とで前記コンデンサ素子の素子径の相違に応じて、前記ケースに対する加締め量を異ならせることを特徴とする、請求項2に記載のコンデンサ。
  4.  前記加締め部は、前記コンデンサ素子上に、設定された間隔で少なくとも2つ形成され、
     前記加締め部は、前記電極箔の各端面側から、少なくとも前記加締めにより形成される加締め溝の長さに応じた距離を離間して形成されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のコンデンサ。
  5.  前記加締め部は、前記コンデンサ素子上に、設定された間隔で少なくとも2つ形成され、
     前記ケースは、前記コンデンサ素子の中心位置又は前記コンデンサ素子の重心位置を挟む位置で加締められて、前記加締め部が形成されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のコンデンサ。
  6.  前記加締め部は、前記収納部内の前記コンデンサ素子の周面に対し、前記ケースの中心方向に向けた押圧により、所定長さの接触面が形成される平面部と、
     前記平面部の両端側に形成され、前記平面部と前記ケースの外周面との間を屈曲させた屈曲部と、
     を備えることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載のコンデンサ。
  7.  陽極側および陰極側の電極箔がセパレータを介して積層され、この積層部分の内部に配置された各端子部品の接続部がそれぞれ陽極側および陰極側の前記電極箔と接続されるコンデンサ素子を形成する工程と、
     前記コンデンサ素子が収納される収納部を備え、該収納部の開口部が封口体により封口されるケースを、前記コンデンサ素子の側面に向けて前記収納部の外部から加締めて前記コンデンサ素子を保持させる加締め部を形成する工程と、
     前記コンデンサ素子の内部に対し、前記端子部品の前記接続部の先端部分が配置される位置を算出する工程と、
     算出した前記端子部品の前記接続部の先端部分と重なる位置を避けて加締め位置を設定する工程と、
     を含むことを特徴とするコンデンサの製造方法。
                                                                                    
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