JP2013026462A - コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】集電板や外部端子部材の加工精度に影響を受けることなく、集電板と外部端子部材との間の溶接精度や接続強度を高めたコンデンサを提供する。
【解決手段】陽極側及び陰極側の電極体（陽極体６０、陰極体８０）と、巻回素子又は非巻回素子であるコンデンサ素子（４）と、ケース部材（外装ケース２０）の開口部（３０）を封口する封口部材（封口板２２）と、コンデンサ素子の素子端面（５）に張り出させた単一又は複数の電極張出し部（陽極部６、陰極部８）と、外部端子部材（陽極端子１０、陰極端子１４）と、電極張出し部に接続される単一又は複数の集電板（陽極集電板１２、陰極集電板１６）と、集電板又は外部端子部材に形成された覆い部（カバー部５３）で集電板と外部端子部材との接触面を覆い、レーザビーム又は電子ビームの照射により集電板及び外部端子部材とを溶接した溶接部（ナゲット１８）とを備える。
【選択図】図８

Description

本発明は、コンデンサ素子と、コンデンサ素子の外装部材を封口する封口部材にある外部端子との間の接続に関し、その接続にレーザ溶接や電子ビーム溶接を用いた例えば、電解コンデンサ、電気二重層コンデンサ等のコンデンサ及びその製造方法に関する。

電気二重層コンデンサ又は電解コンデンサでは、コンデンサ素子と外部端子とを電気的に接続することが必要である。この電気的な接続により、素子側の内部抵抗の低減や、接続部分の接触抵抗を低減させる対策が施されている。

このような電気的接続に関し、素子の端面に集電端子を設けること（例えば、特許文献１）、巻回素子の一方の端面に陽極集電板、他方の端面に陰極集電板を設けること（例えば、特許文献２）、巻回素子の端面に露出した集電箔を覆って集電板を備え、集電板と集電箔とを溶接接続すること（例えば、特許文献３）、また、集電板を外装ケースと素子との接続や外部端子との接続に用いること（例えば、特許文献４）が知られている。

また、積層型のコンデンサ素子では、素子端面側に接続端子を備えるものが知られている（例えば、特許文献５）。

特開平１１−２１９８５７号公報 特開２００１−０６８３７９号公報 特開２００７−３３５１５６号公報 特開２０１０−０９３１７８号公報 特開平６−２７５４７６号公報

ところで、コンデンサ素子の素子端面に集電板を備えて外部端子等の外部端子部材と接続する構成では、集電板と外部端子部材とを溶接によって接続する。この接続にはレーザ溶接や電子ビーム溶接が用いられ、これらの溶接ではレーザビームや電子ビームを溶接箇所に照射することにより、溶接部の金属が溶融して一体化される。このような溶接にあっては、溶接箇所にレーザビームや電子ビームを照射するので、集電板と外部端子との接触が必要であり、その接触部分には溶接に必要な加工精度が求められる。しかし、集電板や、外部端子部材の形状精度にばらつきがあるなど、これらの加工精度が低い場合には、集電板と外部端子部材との間の接触面間に隙間を生じる。

このような隙間を生じた接触面間にレーザビームや電子ビームを照射すると、その隙間によって溶接領域が変動し、溶接精度が低下するという課題がある。また、接触面間の隙間が大きい場合には溶接範囲が狭小化したり、集電板と外部端子部材との間の接続強度が低下したり、接続抵抗が大きくなってしまうなどの課題がある。

そこで、本発明の目的は、上記課題に鑑み、集電板や外部端子部材の加工精度に影響を受けることなく、集電板と外部端子部材との間の溶接精度や接続強度を高めたコンデンサを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明のコンデンサは、 陽極側及び陰極側の電極体と、これら電極体間に介在されたセパレータを備える巻回素子又は非巻回素子であるコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子を収容するケース部材の開口部を封口する封口部材と、前記コンデンサ素子の素子端面に前記電極体の何れか一方又は双方から張り出させた単一又は複数の電極張出し部と、前記封口部材に設置された外部端子部材と、前記電極張出し部に接続されるとともに、前記外部端子部材に接続される単一又は複数の集電板と、前記集電板又は前記外部端子部材に形成された覆い部で前記集電板と前記外部端子部材との接触面を覆い、前記覆い部にレーザビーム又は電子ビームの照射により前記集電板及び外部端子部材とを溶接した溶接部とを備える構成である。

上記目的を達成するためには、上記コンデンサにおいて好ましくは、前記レーザビーム又は前記電子ビームの前記照射位置は、前記集電板と前記外部端子部材との接触面に一致させ、又は前記接触面に対して交差方向に異ならせてもよい。

上記目的を達成するためには、上記コンデンサにおいて好ましくは、前記レーザ溶接又は前記電子ビーム溶接のナゲット深さを１．２〔ｍｍ〕以下であってもよい。

また、上記目的を達成するため、本発明のコンデンサの製造方法は、陽極側及び陰極側の電極体と、これら電極体間に介在されたセパレータとを備える巻回素子又は非巻回素子であるコンデンサ素子の素子端面に前記電極体を張り出させ、前記素子端面に単一又は複数の電極張出し部を形成する工程と、前記コンデンサ素子を収容するケース部材の開口部を封口する封口部材に設置された外部端子部材、又は前記電極張出し部に接続される集電板の何れか一方に覆い部を備え、この覆い部で前記外部端子部材と前記集電板との接触面を覆う工程と、前記覆い部にレーザビーム又は電子ビームの照射位置が設定され、前記集電板と前記外部端子部材とを溶接する工程とを含む構成である。

上記目的を達成するため、上記コンデンサの製造方法において、より好ましくは、前記レーザビーム又は前記電子ビームの前記照射位置は、前記集電板と前記外部端子部材との接触面に一致させてもよい。

上記目的を達成するため、上記コンデンサの製造方法において、より好ましくは、前記レーザビーム又は前記電子ビームの前記照射位置は、前記集電板と前記外部端子部材との接触面に対して交差方向に異ならせてもよい。

上記目的を達成するため、上記コンデンサの製造方法において、より好ましくは、前記レーザビーム又は前記電子ビームの前記照射位置を前記接触面と交差方向に±０．１〜±０．５〔ｍｍ〕だけ異ならせてもよい。

上記目的を達成するため、上記コンデンサの製造方法において、より好ましくは、前記レーザビーム又は前記電子ビームのデフォーカス位置を前記レーザ又は前記電子ビームの前記照射位置から０．２〔ｍｍ〕〜２．０〔ｍｍ〕以下に設定してもよい。

本発明のコンデンサ又はその製造方法によれば、次の何れかの効果が得られる。

(1) 集電板と外部端子部材との接触面を集電板又は外部端子部材にある覆い部で覆い、この覆い部にレーザビーム又は電子ビームを照射するので、集電板と外部端子部材との接触面の状態に無関係に両者を溶接することができる。

(2) 集電板と外部端子部材との接触面を覆う集電板側の平坦面を選択してレーザビーム又は電子ビームを照射できるので、集電板と外部端子部材との接触面の加工精度が低い場合でも、隙間があっても、最適な溶接範囲が得られ、集電板と外部端子部材との間の溶接精度や溶接強度を高めることができる。

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電気二重層コンデンサの一例を示す断面図である。 電気二重層コンデンサを示す分解斜視図である。 一部を分解したコンデンサ素子の一例を示す斜視図である。 コンデンサ素子の電極部の成形前後の一例を示す図である。 集電板の一例を示す図である。 レーザ溶接された集電板を備えるコンデンサ素子を示す図である。 コンデンサ素子上の集電板と外部端子との接続を示す図である。 陽極集電板及び陽極端子の溶接部を拡大して示した図である。 レーザビームの溶接形態を示す図である。 熱伝導溶接によって形成されたナゲットを示す図である。 熱伝導溶接によって形成された他のナゲットを示す図である。 第２の実施の形態に係る電気二重層コンデンサの製造工程の一例を示すフローチャートである。 コンデンサ素子の陽極部及び陰極部の成形状態を示す図である。 コンデンサ素子と集電板の接続工程を示す図である。 第３の実施の形態に係る集電板と外部端子との接続を示す図である。 第４の実施の形態に係る集電板、その接続を示す図である。 第５の実施の形態に係る集電板と外部端子との接続及び位置決めを示す図である。 第６の実施の形態に係る、端子接続板を備える電気二重層コンデンサを示す分解斜視図である。 他の実施の形態に係る外部端子を覆う集電板及び溶接処理を示す図である。

〔第１の実施の形態〕

第１の実施の形態は、コンデンサ素子の素子端面に接続された集電板と外部端子との接触面と異なる位置にレーザビーム又は電子ビームの照射位置を設定し、集電板と外部端子をレーザ溶接した構成である。

この第１の実施の形態に係る電気二重層コンデンサ（以下単に「コンデンサ」と称する）について図１及び図２を参照する。図１はコンデンサの縦断面、図２はその分解状態を示している。図１及び図２に示す構成は一例であり、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。

このコンデンサ２は本発明のコンデンサの一例である。このコンデンサ２には、コンデンサ素子４の同一の素子端面５に陽極部６と陰極部８が形成されている。陽極部６及び陰極部８は、電極張出し部の一例であって、コンデンサ素子４の素子端面５から引き出された電極体（陽極体６０又は陰極体８０：図３）の一部で構成される。陽極部６と陽極端子１０との接続には両者間に介在させた陽極集電板１２が用いられ、また、陰極部８と陰極端子１４との接続には両者間に介在させた陰極集電板１６が用いられている。陽極端子１０及び陰極端子１４は外部接続のための外部端子部材であって、陽極端子１０は陽極端子部材の一例、陰極端子１４は陰極端子部材の一例である。陽極端子１０と陽極集電板１２の接続、陰極端子１４と陰極集電板１６の接続には既述のレーザ溶接や電子ビーム溶接が用いられ、これらの接続部にはナゲット１８が形成されている。各ナゲット１８は、レーザビームや電子ビームを溶接位置にデフォーカスにより照射し、陽極端子１０と陽極集電板１２又は陰極端子１４と陰極集電板１６とが溶融、硬化を経て一体化した金属塊部であり、溶接により生成された部分である。各ナゲット１８の形状は放物立体形であり、その大きさはナゲット径と、ナゲット表面の中心から深さ方向の長さ（ナゲット深さ）とで定義される。

この実施の形態では、陽極集電板１２と接続された陽極部６及び陰極集電板１６と接続された陰極部８の外周面には、絶縁手段１７が設置されている。この絶縁手段１７によってコンデンサ素子４と外装ケース２０との絶縁が図られる。この絶縁手段１７は例えば、絶縁紙や絶縁テープ等の絶縁材料を用いればよい。

次に、コンデンサ素子４は図２に示すように、円筒体であって、一方の素子端面に陽極体６０（図３、図４）を引き出して陽極部６が形成されているとともに、陰極体８０（図３）を引き出して陰極部８が形成されている。コンデンサ素子４の周囲には保持テープ１９が巻回され、陽極体６０や陰極体８０の巻き戻りが防止されている。

コンデンサ素子４の外装部材として外装ケース２０及び封口板２２が備えられる。外装ケース２０は例えばアルミニウム等の成形性のある金属材料からなる成形体である。封口板２２は外装ケース２０の開口部３０を閉止し、空間部２４の気密性を保持する手段であるとともに、陽極端子１０及び陰極端子１４を固定する固定部材であり、コンデンサ素子４の支持部材を構成している。この実施の形態では、封口板２２にベース部２６と、封止部２８とが備えられる。ベース部２６は絶縁材料である例えば、合成樹脂で形成され、陽極端子１０及び陰極端子１４が固定されるとともに、絶縁されている。封止部２８は密閉性の高い材料例えば、ゴム環で構成されている。

この封口板２２は、外装ケース２０の開口部３０に挿入されるとともに、開口部３０側の中途部に形成された加締め段部３２に位置決めされている。外装ケース２０の開口端部３４は、カーリング処理により加締められ、封止部２８に食い込ませられている。これらにより、外装ケース２０が強固に封止されている。そして、封口板２２のベース部２６には、透孔３６が形成されるとともに、薄ゴムからなる圧力開放機構３８が形成されている。

そして、陽極集電板１２には陽極端子１０との接触面６５（図８）を接続面部５２側でカバーする覆い部の一例としてカバー部５３が形成されている。同様に陰極集電板１６にも陰極端子１４との接触面６５を接続面部５２側で覆うカバー部５３が形成されている。各カバー部５３は、少なくとも陽極端子１０又は陰極端子１４の端子側接続面６４の一部又は全部を覆う。このカバー部５３は陽極集電板１２又は陰極集電板１６に一体に形成され、例えば、断面三角形状の立壁部である。これに対応し、陽極端子１０又は陰極端子１４の接続面６４にはテーパ面６７が形成されている。このテーパ面６７はカバー部５３でカバーされる。

次に、コンデンサ素子４について図３を参照する。図３は一部を分解したコンデンサ素子４を示している。

このコンデンサ素子４は、図３に示すように、陽極体６０と、陰極体８０と、セパレータ４０、４２とを備え、陽極体６０と陰極体８０との間には両者間を絶縁するセパレータ４０、４２のそれぞれが挟み込まれて巻回され、円筒状の巻回素子を構成している。陽極体６０及び陰極体８０にはベース材に例えば、アルミニウム箔が用いられ、このアルミニウム箔の両面に活性炭等の活物質及び結着剤等を含む分極性電極が形成されている。

また、このコンデンサ素子４では、同一端面側に形成された陽極部６と陰極部８との間には一定幅の絶縁間隔４４が設けられている。陽極部６は例えば、陽極体６０の基材で形成され、同様に陰極部８も陰極体８０の基材で形成されている。陽極体６０及び陰極体８０がアルミニウムで形成される場合、陽極部６及び陰極部８は、分極性電極を形成していないアルミニウム面を露出させた基材部である。

陽極部６又は陰極部８の形成部は、絶縁手段であるセパレータ４０、４２の幅Ｗより突出する形態とし、陽極部６又は陰極部８の円弧長に対応する長さＬに形成されている。長さＬを以て突出する陽極部６及び陰極部８には、折り曲げ加工の準備加工として、素子端面５と平行で素子端面５から僅かに露出する位置に折り目線４３が形成されている。この折り目線４３は、陽極部６及び陰極部８に対し、折り曲げ方向に谷折りとなる屈曲部である。

そして、コンデンサ素子４の陽極部６又は陰極部８は、陽極集電板１２又は陰極集電板１６との接続前に、図２（又は図４の（Ｂ））に示すように、加工してコンデンサ素子４の素子端面５に密着状態に形成される。

次に、コンデンサ素子の陽極部６及び陰極部８について、図４を参照する。図４はコンデンサ素子の陽極部及び陰極部の一例を示し、（Ａ）は陽極部及び陰極部の成形前、（Ｂ）は陽極部及び陰極部の成形後を示している。図４において、図１、図２及び図３と同一部分には同一符号を付してある。

コンデンサ素子４の素子端面５には図４の（Ａ）に示すように、電極張出し部を構成する陽極部６と陰極部８とが立設され、これら陽極部６と陰極部８との間には所定幅の絶縁間隔４４が設定されている。絶縁間隔４４の中心にＹ軸、このＹ軸と直交方向にＸ軸を取り、Ｘ軸を中心に左右に角度θ₁ 、θ₂ （≧θ₁ ）を設定して区画する。角度θ₁ でコンデンサ素子４の巻回中心部（巻芯部）４６を中心に放射状方向に複数の切込み４８を入れ、各切込み４８で区画された複数の区画部６Ａ、６Ｂ、６Ｃが陽極部６側に形成されている。同様に、陰極部８側にも複数の区画部８Ａ、８Ｂ、８Ｃが形成されている。角度θ₁ を例えば、３０〔°〕に設定すれば、区画部６Ａ、８Ａは２θ₁ ＝６０〔°〕となり、区画部６Ａを挟んで形成された区画部６Ｂ、６Ｃ又は区画部８Ａを挟んで形成された区画部８Ｂ、８Ｃの角度θ₂ は、θ₂ ＝６０〔°〕に設定されている。

切込み４８の深さは例えば、張出し長を陽極部６と陰極部８の高さｈ₁ に設定され、陽極部６の区画部６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、陰極部８の区画部８Ａ、８Ｂ、８Ｃを中途部にある折り目線４３の部分で屈曲させ、コンデンサ素子４の素子中心部側に押し倒して圧縮成形することにより、図４の（Ｂ）に示すように、陽極部６の区画部６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、陰極部８の区画部８Ａ、８Ｂ、８Ｃに成形される。この実施の形態では、各区画部６Ｂ、６Ｃ及び区画部８Ｂ、８Ｃが溶接部に設定されている。そこで、区画部６Ａ、８Ａの突出高さｈ₂ が各区画部６Ｂ、６Ｃ、８Ｂ、８Ｃの高さｈ₃ より高く設定され、陽極部６の区画部６Ａ、６Ｂ、６Ｃ及び陰極部８の区画部８Ａ、８Ｂ、８Ｃの高さを陽極集電板１２及び陰極集電板１６の屈曲形状に対応させている。

なお、コンデンサ素子４の陽極部６及び陰極部８は、このように素子中心方向に向かって陽極部６及び陰極部８全体を圧縮成形することで、高さ寸法を抑制できる。この実施の形態では、陽極部６の区画部６Ｂ、６Ｃを圧縮成形して、安定した平坦状の接続面を形成し、その後、非接続面である区画部６Ａを圧縮成形し、各区画部間６Ａ−６Ｂ、６Ａ−６Ｃの重なりによって生じる境界部の高さ寸法を抑制している。この境界部の高さ寸法の抑制については陰極部８においても同様である。

次に、陽極集電板１２（又は陰極集電板１６）について図５を参照する。図５は陽極集電板（又は陰極集電板）の一例を示し、（Ａ）はその平面、（Ｂ）は陽極集電板を溶接接続部側から見た側面を示している。

この陽極集電板１２は電極材料と同一の例えば、アルミニウム板で形成され、既述の陽極部６の区画部６Ａ、６Ｂ、６Ｃ（図４）を覆い、区画部６Ｂ、６Ｃとのレーザ溶接面積を持ち、且つ陽極端子１０とのレーザ溶接面積を持つ形状及び面積を備えている。この実施の形態では、コンデンサ素子４の素子端面の２分の１の大きさであって、絶縁間隔４４が確保される形状として、ほぼ半円形板である。

陽極集電板１２には、図５の（Ａ）に示すように、弦側中心部にコンデンサ素子４の巻回中心部４６に対応して円弧状切欠部５０が形成され、その弧側には、Ｘ軸を中心にＸ軸と直交方向に直線状に切り落とされた接続面部５２が形成されている。また、この陽極集電板１２には、図５の（Ｂ）に示すように、円弧状切欠部５０を中心即ち、Ｘ軸を中心に左右に角度θ₁ を持って直角に屈曲させた段部５４を以て円弧状の端子接続部５６Ａ及び素子接続部５６Ｂ、５６Ｃが形成されている。各端子接続部５６Ａ及び素子接続部５６Ｂ、５６Ｃは、それぞれ平坦面に形成され、段部５４を挟んで平行面を構成している。

この陽極集電板１２において、端子接続部５６Ａの高さをｈ₄ 、陽極集電板１２の厚さをｔ、端子接続部５６Ａの内側の高さをｈ₅ とすると、
ｈ₅ ＝ｈ₄ −ｔ≧ｈ₂ −ｈ₃ ・・・(1)
に設定されている。従って、端子接続部５６Ａの内側の高さｈ₅ は、区画部６Ａ、８Ａの突出高さｈ₂ と各区画部６Ｂ、６Ｃ、８Ｂ、８Ｃの高さｈ₃ との差分Δｈ（≧ｈ₂ −ｈ₃ ）を吸収し、陽極集電板１２が各区画部６Ｂ、６Ｃに密着し、且つ区画部６Ａを収納して設置される。なお、陽極集電板１２の厚さｔは、素子接続部５６Ｂ、５６Ｃと端子接続部５６Ａの部位で厚さを変更することもできる。例えば、端子接続部５６Ａの厚みを素子接続部５６Ｂ、５６Ｃに比べて厚く設定（１．２倍以上）することができ、これによると陽極部６とのレーザ溶接の際に素子接続部５６Ｂ、５６Ｃに生じる発熱が所定厚みを有する端子接続部５６Ａによって吸収され、レーザ溶接の接続精度が向上する。

そして、接続面部５２の中央部分には溶接される陽極端子１０又は陰極端子１４との接触面６５を覆うカバー部５３が備えられている。このカバー部５３は、少なくとも陽極端子１０又は陰極端子１４の端子側接続面６４を覆う幅に形成すればよいが、端子側接続面６４と同一幅でもよい。

このような構成及び他の部材との関係については、陰極集電板１６についても同様である。

次に、陽極集電板１２及び陰極集電板１６と、コンデンサ素子４の陽極部６及び陰極部８との接続について、図６を参照する。図６はコンデンサ素子の素子端面上の陽極集電板及び陰極集電板の配置及び接続状態の一例を示している。図６において図５と同一部分には同一符号を付している。

陽極集電板１２及び陰極集電板１６は図６に示すように、コンデンサ素子４の一端面に巻回中心部４６を中心にし、且つ巻回中心部４６に円弧状切欠部５０を合わせて配置され、陽極部６と陰極部８との間の絶縁間隔４４に対応して間隔６１が設定されている。陽極集電板１２には、端子接続部５６Ａの下面側にコンデンサ素子４の陽極部６の区画部６Ａ、陽極集電板１２の素子接続部５６Ｂ、５６Ｃの下面側にコンデンサ素子４の陽極部６の区画部６Ｂ、６Ｃが位置決めされて密着させられる。そして、レーザ照射接続部６６では、コンデンサ素子４の周縁方向から素子中心方向に向かうレーザ照射により、区画部６Ｂ、６Ｃ及び素子接続部５６Ｂ、５６Ｃを部分的又は全面的に溶融させ、接続している。このような接続は陰極集電板１６側でも同様である。

レーザ照射の部位は、この実施の形態では、図６に示すように、陽極集電板１２及び陰極集電板１６の段部５４で隔てた素子接続部５６Ｂ、５６Ｃ及び５８Ｂ、５８Ｃの各２箇所即ち、レーザ照射接続部６６である。この場合、レーザ照射接続部６６に付した矢印〔１〕、〔２〕、〔３〕及び〔４〕で示すように、レーザ照射を行う。このレーザ照射は、シールドガスにアルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガスを用いてコンデンサ素子４をシールドし、コンデンサ素子４に対するレーザ熱やスパッタの影響を回避する。

〔１〕このレーザ照射は、コンデンサ素子４の外周側より、素子中心方向に向かって直線状に一方の陽極集電板１２の素子接続部５６Ｂに照射する。

〔２〕次に、巻回中心部４６を隔てて対向する他方の陰極集電板１６の素子接続部５８Ｂに素子中心側より、素子外周方向に向かって直線上にレーザ照射することにより、一連の動作にて溶接される。

〔３〕また、同じく、レーザ照射は、コンデンサ素子４の外周側より、素子中心方向に向かって直線状に一方の陽極集電板１２の素子接続部５６Ｃに照射する。

〔４〕そして、巻回中心部４６を隔てて対向する他方の陰極集電板１６の素子接続部５８Ｃに素子中心側より素子外周側に向かって直線上にレーザを照射する一連の動作にて溶接される。

このように、巻回中心部４６を隔てて直線状にレーザ照射する一連の動作にて、陽極部６と陽極集電板１２、陰極部８と陰極集電板１６とが接続される。つまり、陽極部６及び陰極部８と各集電板１２、１６とを巻回中心部４６を隔ててコンデンサ素子４の直径方向に向かう溶接ライン（レーザ照射接続部６６）を設定して溶接するので、陽極部６及び陰極部８と各集電板１２、１６との接続のための溶接の時間短縮を図ることができ、製造工程の簡略化を図ることができる。なお、レーザ照射の〔１〕及び〔２〕の一連の動作を２回繰り返す、又は、レーザ照射の〔１〕ないし〔４〕の一連の動作を２回繰り返し、近傍に溶接部を配することで接続抵抗を更に低減することも可能である。レーザ照射の〔１〕及び〔２〕の一連の動作にて接続することも可能であるが、陽極集電板１２、陰極集電板１６の各素子接続部５６Ｂ、５６Ｃ、５８Ｂ、５８Ｃを、それぞれ素子中心側より素子外周側に向かって直線上に照射する等、個別に接続することもできる。

また、レーザ照射の〔１〕ないし〔４〕の連続動作について、同一箇所を連続してレーザ照射するのではなく、レーザ溶接を〔１〕から〔４〕で行い、その後、再び〔１〕から〔４〕にレーザ照射すれば、同一箇所のレーザ照射に時間間隔を設けることができ、この結果、レーザ照射箇所の冷却化を図ることができ、レーザ溶接による接続の安定化が図られる。また、同一箇所に時間間隔を設けて複数回のレーザ照射を行うことも可能であるが、１回目のレーザ溶接を〔１〕から〔４〕で行い、再びレーザ溶接を〔１〕から〔４〕で行うので、冷却間隔を取りながら、レーザ照射を連続的に行うことができ、レーザ照射による溶接時間の短縮化を図ることができる。

このレーザ照射の〔１〕ないし〔４〕の連続動作について、各レーザ照射の始点から終点に至る溶接ラインに対するレーザ出力を段階的又は連続的に減衰させるとよい。具体的には、レーザ出力を始点から終点にかけて３区間を設け、始点区間のレーザ出力Ｐａ、中間区間のレーザ出力Ｐｂ、終点区間のレーザ出力Ｐｃとし、レーザ出力をＰａ＞Ｐｂ、Ｐｂ＞Ｐｃに減衰させている。始点区間のレーザ出力Ｐａは最も高い値に設定され、一例として５０〔Ｗ〕〜３０００〔Ｗ〕である。レーザ出力Ｐｂはレーザ出力Ｐａの９０〔％〕以下のレーザ出力とし、またレーザ出力Ｐｃはレーザ出力Ｐａの８０〔％〕以下のレーザ出力としている。このように、各レーザ照射の始点から終点に至る溶接ラインに対するレーザ出力を段階的又は連続的に減衰させることで、集電板１２、１６、陽極部６及び陰極部８に加えられる溶接エネルギーを均一化でき、接続性を向上させることができ、安定した溶接接続を実現できる。即ち、レーザ照射を受けた陽極集電板１２又は陰極集電板１６及び陽極部６又は陰極部８の溶接ライン（レーザ照射接続部６６）及びその近傍部が加熱され、レーザ照射を溶接ラインに沿って行えば、レーザ照射の走査に応じて加熱がその走査とともに連鎖状態で移動するので、レーザ出力を同一に設定しなくても、連鎖的に溶融状態となる。このため、レーザ出力を段階的及び連続的に減衰させても、溶接部に加わるレーザ照射による熱エネルギーは均一化する。このため、陽極集電板１２又は陰極集電板１６と陽極部６又は陰極部８との接続性が向上する。

なお、図４に示すように、コンデンサ素子４の素子端面５には陽極部６及び陰極部８が形成されている。陽極部６及び陰極部８には、中心方向に向かって圧縮成形した際に、陽極部６及び陰極部８が接触しない絶縁間隔４４を設定しており、このため、コンデンサ素子４の巻回中心部４６近傍（素子中心部から２〔ｍｍ〕以内）では、陽極部６及び陰極部８が形成されていない。また、陽極部６及び陰極部８は、その形成部位が多いほど（又は面積が大きいほど）、抵抗の低減につながるため、陽極部６及び陰極部８が接触せず、また、低抵抗化が図れる絶縁間隔４４として、例えば、３〔ｍｍ〕〜１５〔ｍｍ〕を設定している。また、コンデンサ素子４の最外周では、陽極部６及び陰極部８の圧縮成形時にずれ等が生じても陽極部６及び陰極部８が外装ケース２０に接触しないように、陽極集電板１２と接続された陽極部６、及び陰極集電板１６と接続された陰極部８の外周面に絶縁紙や絶縁テープ等の絶縁手段１７（図１）を設置すればよい。この絶縁手段１７を、該陽極部６及び陰極部８に加え、陽極端子１０、陰極端子１４、陽極集電板１２、陰極集電板１６を覆うように外周に沿って設置すれば、外装ケース２０との絶縁が図られる。

陽極端子１０と陽極集電板１２の接続、陰極端子１４と陰極集電板１６の接続について図７を参照する。図７は陽極端子と陽極集電板、陰極端子と陰極集電板の接続を示し、図７の（Ａ）は陽極端子と陽極集電板、陰極端子と陰極集電板の接続前の状態、図７の（Ｂ）はレーザ照射を示している。図７において図６と同一部分には同一符号を付している。

コンデンサ素子４の素子端面５に接続された陽極集電板１２及び陰極集電板１６には、図７の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、封口板２２にある外部端子部材である陽極端子１０、陰極端子１４が位置決めされる。陽極端子１０及び陰極端子１４には側面部に端子側接続面６４が形成され、この端子側接続面６４は、陽極集電板１２及び陰極集電板１６にある接続面部５２と接続すべき側壁面である。陽極集電板１２と陽極端子１０との接触面６５（図８）が陽極集電板１２側のカバー部５３により、又は陰極端子１４と陰極集電板１６との接触面６５が陰極集電板１６側のカバー部５３によりカバーされる。そこで、各カバー部５３にレーザビームの照射位置を設定し、この照射位置にレーザ照射６８を行いさらに接触面６５と並行方向にレーザ照射６８を行えば、既述のナゲット１８がカバー部５３を含んで陽極集電板１２及び陽極端子１０、陰極集電板１６及び陰極端子１４側に生成されてレーザ溶着される。これにより、接続面部５２及び端子側接続面６４間を溶着させることができる。

この陽極集電板１２と陽極端子１０（又は陰極集電板１６と陰極端子１４）の溶接について図８を参照する。図８は陽極集電板１２及び陽極端子１０の溶接部を拡大して示している。

陽極集電板１２は例えば、アルミニウム板をヘッダ加工され、一例として接続面部５２には断面三角形状のカバー部５３が形成されている。陽極端子１０も同様に例えば、アルミニウム板をヘッダ加工され、テーパ面６７が形成されている。このテーパ面６７の角度をカバー部５３の内側壁面の傾斜角度と一致させれば、両者を合致させることができる。この場合、接触面６５には加工精度に応じて隙間等が生じている。つまり、接触面６５側には互いに密着している部分と、互いに上下方向に湾曲して拡開する非接触部６３とを備えている。このような陽極集電板１２と陽極端子１０の形態は、陰極集電板１６と陰極端子１４との関係においても同様である。

このような陽極集電板１２と陽極端子１０の接触面６５に一致した位置にレーザビーム６９の照射の中心位置（照射位置７１）が設定されている。照射位置７１は、図中接触面６５に一致してもよく、また、異なった位置でもよい。

このレーザビーム６９の溶接形態について図９を参照する。レーザビーム６９の溶接形態には、図９の（Ａ）に示すように、熱伝導溶接と、図９の（Ｂ）に示すように、キーホール溶接とがある。金属間の溶接には何れの溶接形態を用いてもよいが、キーホール溶接では、レーザビーム６９の先鋭なフォーカス７５を溶接面に当てるため、先鋭で長大なナゲット１８を生じ、レーザビーム６９の出力によってはナゲット１８の成長に応じて多数のスパッタ７７が形成される場合がある。

これに対し、熱伝導溶接では、レーザビーム６９の照射位置７１の手前にフォーカス７５があるデフォーカスとし、照射位置７１には口径の大きい照射部７９が形成される。この照射部７９では、先鋭なフォーカス７５に比較し、緩やかに熱伝導を生じ、緩慢なナゲット１８が形成される。即ち、熱伝導溶接では、照射部７９の半径方向に広がりを持つナゲット１８が生成される。この溶接処理では、レーザビーム６９をデフォーカスすることによりナゲット径を拡大し、キーホール溶接を熱伝導溶接に移行させている。

このような熱伝導溶接によって形成されたナゲット１８について図１０を参照する。図１０は照射位置７１にレーザビーム６９を照射し、その照射形態はデフォーカスによりナゲット径を拡大させている。即ち、図１０では、ナゲット中心Ｏを接触面６５に一致するよう設定しているが、図中上方又は下方（接触面６５に対して交差方向を異ならせる）に設定してもよい。

このような熱伝導溶接では、照射位置７１が接触面６５と一致しているため、ナゲット径が拡大されたナゲット１８には接触面６５が取り込まれ、陽極集電板１２と陽極端子１０が溶接されている。この図１０において、φはナゲット径、Ｎｄはナゲット深さ、Ｗｄは溶接深さである。ナゲット径φが大きく、ナゲット１８がキーホール溶接に比較して偏平に近づくため、ナゲット深さＮｄと同等の溶接深さＷｄ（≒Ｎｄ）が得られる。つまり、これにより溶接精度及び溶接強度が高められる。

また、ナゲット１８の外面部には、溶接前、カバー部５３が接触面６５側に互いに密着している部分と、互いに上下方向に湾曲して拡開する非接触部が溶融によって一体化されることにより、緩やかな面部８１が生成されている。

なお、レーザビーム６９の照射位置７１を図１１のＡに示すように、カバー部５３又はカバー部５３を設けた集電板の側面の範囲において、接触面６５より上方向に異ならせ、又は図１１のＢに示すように、下方向に異ならせてもよい。この場合においても、ナゲット径が拡大されたナゲット１８には接触面６５が取り込まれ、陽極集電板１２と陽極端子１０が溶接される。この図１１において、φはナゲット径、Ｎｄはナゲット深さ、Ｗｄは溶接深さである。ナゲット径φが大きく、ナゲット１８がキーホール溶接に比較して偏平に近づくため、ナゲット深さＮｄと同等の溶接深さＷｄ（≒Ｎｄ）が得られる。つまり、これにより溶接精度及び溶接強度が高められる。なお、ナゲット深さＮｄと溶接深さＷｄとの寸法差を０．５〔ｍｍ〕以内に設定することで所望の溶接強度が得られる。

ナゲット１８は、陽極集電板１２と陽極端子１０との接触面６５、又は陰極集電板１６と陰極端子１４との接触面６５と平行方向（接続面部５２及び端子側接続面６４に沿って平行方向）に連続又は非連続にて形成される。

そして、この実施の形態では、コンデンサ素子４と封口板２２との間隔（距離）を極力短くしている。コンデンサ素子４と封口板２２との間隔（距離）を長く取ると、その分抵抗が増え、電気二重層コンデンサ２の高さ寸法が大きくなるが、斯かる不都合をコンデンサ素子４と封口板２２との間隔（距離）を極力短くして回避している。このような小スペースにおいて、陽極端子１０及び陰極端子１４と、陽極集電板１２及び陰極集電板１６とを接続するために、既述の通り、接続面部５２及び端子側接続面６４を一致した共通の面部とし、この部位つまり接触面６５と一致しない部位に溶接可能なレーザ照射にて溶接することで溶接の簡易化及び強化が図られている。ここで、陽極集電板１２及び陰極集電板１６、陽極端子１０及び陰極端子１４の厚み（接続面部５２及び端子側接続面６４の高さ寸法）は、それぞれ０．５〔ｍｍ〕〜５〔ｍｍ〕の範囲で設定されており、これによると、レーザ溶接が可能な寸法で且つ内部抵抗が増大され難く、また、電気二重層コンデンサ２の高さ寸法を短くすることができる。

また、接続面部５２及び端子側接続面６４は、レーザ照射の際に他の部材（陽極部６や陰極部８）への過剰なストレスを防ぐためにも、コンデンサ素子４の外周面近傍に設置されることが好ましく、具体的には、コンデンサ素子４の外周面より、例えば、１０〔ｍｍ〕以内とすることが好ましい。

また、陽極集電板１２、陰極集電板１６において、コンデンサ素子４の陽極部６及び陰極部８との接続領域と、陽極端子１０と陰極端子１４との接続領域とが異なる位置に設定されているので、各電極部と集電板、各外部端子と集電板との接続を安定化させることができ、コンデンサ素子の低抵抗化とともに接続の強化を図ることができる。

以上説明した第１の実施の形態の電気二重層コンデンサ２の特徴事項や利点を列挙すれば以下の通りである。

(1) コンデンサ素子４の一端面側に陽極体６０の基材で陽極部６、陰極体８０の基材で陰極部８が形成され、陽極部６と陽極端子１０とが陽極集電板１２を介して接続され、陰極部８と陰極端子１４とが陰極集電板１６を介して接続されるので、端子接続のシンプル化が図られている。しかも、接続を容易化することができる。

(2) 外装ケース２０の空間部２４内に接続部の占める空間専有率が極めて低い。

(3) 外装部材である封口板２２には、コンデンサ素子４が強固に支持されている。即ち、陽極端子１０及び陰極端子１４に陽極集電板１２、陰極集電板１６を介してコンデンサ素子４の陽極部６及び陰極部８がレーザ溶接により、強固に固定されるので、コンデンサ素子４の支持強度が高められている。この結果、機械的に堅牢な支持構造が構成され、製品の耐震性を高めることができる。

(4) 巻回素子であるコンデンサ素子４に巻回されている陽極体６０から複数の側縁部を集合させて陽極部６が形成され、この陽極部６を陽極集電板１２にレーザ溶接し、同様に、陰極体８０から複数の側縁部を集合させて陰極部８が形成され、この陰極部８を陰極集電板１６にレーザ溶接しているので、コンデンサ素子４及び電気二重層コンデンサ２の低抵抗化を図ることができ、等価直列抵抗の低い製品を提供できる。

(5) 陽極集電板１２及び陰極集電板１６を用いたので、コンデンサ素子４にタブを接続する必要がない。

(6) 陽極集電板１２又は陰極集電板１６と外部端子（陽極端子１０又は陰極端子１４）との側面を同一面化しているので、両者に対するレーザ照射を安定でき、接続の完全化及び信頼性を高めることができる。

(7) レーザ照射時にシールドガスを用いるので、レーザ熱や、飛翔するスパッタからコンデンサ素子４を防護でき、コンデンサ素子４及び製品であるコンデンサ２の特性劣化を防止でき、信頼性を向上させることができる。

(8) 上記実施の形態では、レーザビーム６９を用いているが、レーザビーム６９に変えて電子ビームを用いてもよい。レーザビーム６９又は電子ビームを陽極集電板１２又は陰極集電板１６と外部端子部材との接触面６５と異なる位置に照射するので、集電板と外部端子部材との接触面の状態に無関係に両者を溶接することができる。

(9) レーザビーム６９は、外部端子側の照射位置７１の他、レーザ照射に適した面部を選択すればよく、何れかの平坦面を選択してレーザビーム又は電子ビームを照射できる。このようなレーザビーム６９又は電子ビームの照射形態では、陽極集電板１２（又は陰極集電板１６）と外部端子部材との接触面の加工精度が低い場合でも、隙間があっても、最適な溶接領域（ナゲット深さ）を得ることができ集電板と外部端子部材との間の溶接精度や溶接強度を高めることができる。

(10) 陽極集電板１２（又は陰極集電板１６）や外部端子部材にはアルミニウムなどの比較的低い硬度の金属材料が使用され、ヘッダ加工などにより加工される場合には加工精度に限界がある。陽極集電板１２（又は陰極集電板１６）と外部端子部材との間の接触面間に生じる隙間を避けることができない。このような場合に、既述のレーザビームや電子ビームの照射位置７１が陽極集電板１２（又は陰極集電板１６）の側面にあるカバー部５３に設定され、つまり、平坦なレーザ溶接に適した面部を選択でき、溶接精度を高めることができる。

(11) 上記実施の形態では、レーザビーム又は電子ビームの照射位置７１が接触面６５と直交方向等、交差方向に異ならせてもよく、接触面６５と同一位置であってもよい。

(12) レーザビーム又は電子ビームの照射位置７１が接触面６５と交差方向に異なればよいが、その多寡及びその範囲は例えば、±０．１〜±０．５〔ｍｍ〕であることが好ましい。この範囲に設定することでレーザビーム又は電子ビームによる溶接範囲に接触面６５を含めることができる。

レーザ溶接又は電子ビーム溶接のナゲット１８の深さは溶接が可能であればよく、例えば、１．２〔ｍｍ〕以下が好ましい。この範囲を超えると、レーザビーム又は電子ビームの照射範囲が広くなり、集電板及び外部端子部材の厚み寸法が増えるため、コンデンサが大型化してしまう。

〔第２の実施の形態〕

第２の実施の形態は、既述のコンデンサの製造方法について開示している。

第２の実施の形態について、図１２、図１３及び図１４を参照する。図１２は、第２の実施の形態に係る電気二重層コンデンサの製造工程の一例を示すフローチャート、図１３は陽極部及び陰極部の成形状態、図１４は集電板とコンデンサ素子とのレーザ溶接工程を示している。

この製造工程は、本発明のコンデンサの製造方法の一例であって、図１２に示すように、コンデンサ素子４及び電極部（電極張出し部）の形成工程（ステップＳ１１）、陽極部６及び陰極部８の成形工程（ステップＳ１２）、第１の接続工程（ステップＳ１３）、第２の接続工程（ステップＳ１４）、電解液含浸及び封止工程（ステップＳ１５）を含んでいる。

(1) コンデンサ素子４及び電極部（電極張出し部）の形成工程（ステップＳ１１）

図３に示すように、陽極体６０及び陰極体８０の間にセパレータ４０、４２を挟み込み、巻回中心部４６を中心に円筒状に巻回することにより、コンデンサ素子４が形成される。このコンデンサ素子４には、素子端面側に陽極体６０及び陰極体８０の一部を張り出させ、電極張出し部としての陽極部６及び陰極部８が形成される。陽極部６及び陰極部８には絶縁間隔４４が設定されている。

(2) 陽極部６及び陰極部８の成形工程（ステップＳ１２）

この成形工程では、電極張出し部としての陽極部６及び陰極部８を図４の（Ａ）に示すように、既述の区画部６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、８Ａ、８Ｂ、８Ｃに区画し、図４の（Ｂ）に示すように、それぞれを巻回中心部４６の方向に折曲げ、成形する（ステップＳ１２）。その成形は、図１３に示すように、陽極集電板１２、陰極集電板１６の屈曲形状に対応し、密着可能な高さに成形される。図１３において、（Ａ）及び（Ｂ）は陽極集電板１２に接続される陽極部６の区画部６Ｂ、６Ｃ、陰極集電板１６に接続される陰極部８の区画部８Ｂ、８Ｃの折曲げ状態（成形状態）を示し、（Ａ）は、後述する陽極集電板１２及び陰極集電板１６を設置する前の成形状態を示し、（Ｂ）は陽極集電板１２及び陰極集電板１６を設置後の成形状態を示す。つまり、陽極集電板１２及び陰極集電板１６を陽極部６及び陰極部８に押し付けて、又は陽極部６及び陰極部８を陽極集電板１２及び陰極集電板１６に押し付けて圧縮することで、該陽極部６の区画部６Ｂ、６Ｃ及び陰極部８の区画部８Ｂ、８Ｃが平坦状となり、陽極集電板１２、陰極集電板１６に密着することになる。また、図３に示すように、陽極部６又は陰極部８を折り曲げ、成形する前に陽極部６又は陰極部８に予め折り目線４３を設けても良い。折り目線４３は、素子端面５から一定の幅（０．５ｍｍ以上）の位置に形成されており、これにより陽極部６又は陰極部８の折り曲げ時に素子端面位置のセパレータ部位に加わる機械的ストレスが減少し、陽極体６０、陰極体８０の接触によるショート等を防止可能となる。なお、この折り目線４３はキズではなくケガキ線であって、陽極部６及び陰極部８の折り曲げ時の座屈を防止することができる。この折り目線４３は溝であり、断面形状は三角、四角又は湾曲（Ｒ）であってもよい。この折り目線４３の形成には例えば、プレス、レーザ、切削等の方法を用いればよい。折り目線４３は図３に示すように１本であってもよいが、陽極部６又は陰極部８の幅に応じて複数本としてもよい。折り目線４３の形成面部は、陽極部６又は陰極部８の片面でもよいが、両面であってもよい。一例としての折り目線４３は、素子端面の巻回中心部４６に対向する面が谷折りになるように形成されている。

(3) 第１の接続工程（ステップＳ１３）

この接続工程（ステップＳ１３）では、図１４の（Ａ）に示すように、コンデンサ素子４の陽極部６に陽極集電板１２、コンデンサ素子４の陰極部８に陰極集電板１６を位置決めし、図１４の（Ｂ）に示すように、陽極部６に陽極集電板１２をまた、陰極部８に陰極集電板１６をそれぞれレーザ溶接により接続する。このレーザ溶接では、アルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガスをシールドガスに用いることにより、コンデンサ素子４をシールドし、レーザ熱や飛翔するスパッタからコンデンサ素子４を分離させる。

(4) 第２の接続工程（ステップＳ１４）

この接続工程（ステップＳ１４）では、図７に示すように、陽極部６に接続された陽極集電板１２の接続面５２に封口板２２にある陽極端子１０の端子側接続面６４を対応させ、接触面６５と同一位置となる既述の照射位置７１の何れかにレーザビーム６９又は電子ビームを照射し、さらに既述の接触面６５と並行方向にレーザビーム６９又は電子ビームを走査して溶接する。同様に、陰極部８に接続された陰極集電板１６に封口板２２の陰極端子１４をレーザ溶接により接続する。このレーザ溶接においても、アルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガスをシールドガスに用いることにより、コンデンサ素子４をシールドし、レーザ熱や飛翔するスパッタからコンデンサ素子４を分離させる。

この実施の形態では、図７の（Ａ）に示すように、コンデンサ素子４の陽極部６に接続された陽極集電板１２に対して封口板２２の陽極端子１０を位置決めし、同時にコンデンサ素子４の陰極部８に接続された陰極集電板１６に対して封口板２２の陰極端子１４を位置決めすることにより、図７の（Ｂ）に示すように、それぞれをレーザ溶接する。１８は既述のナゲットである。

なお、封口板２２は陽極端子１０及び陰極端子１４のインサートにより合成樹脂を成形（インサート成形）し、これによりベース部２６及び封止部２８が形成される。

(5) 電解液含浸及び封止工程（ステップＳ１５）

コンデンサ素子４は、電解液を含浸した後、外装ケース２０に収容し、外装ケース２０の開口端部３４のカーリング処理により封止し（ステップＳ１５）、製品である電気二重層コンデンサ２（図１）を完成する。

このような製造工程によれば、既述の電気二重層コンデンサ２を容易に製造でき、端子接続工程の簡略化を図ることができ、第１の実施の形態で述べた通りの効果を有するコンデンサを実現できる。

この製造工程において、レーザビーム又は電子ビームのデフォーカス位置はレーザビーム６９又は電子ビームの照射位置７１から異なればよく、例えば、０．２〔ｍｍ〕〜２．０〔ｍｍ〕以下の範囲に設定することが好ましい。

〔第３の実施の形態〕

第３の実施の形態では、外部端子の配置及び集電板の形態について開示する。

第３の実施の形態について、図１５を参照する。図１５は第３の実施の形態に係る集電板と外部端子との接続を示し、（Ａ）は接続前、（Ｂ）は接続中のレーザ照射を示している。

この実施の形態の封口板２２に設置された陽極端子１０及び陰極端子１４は、図１５の（Ａ）に示すように、コンデンサ素子４の素子端面５の巻回中心部４６に近接して配置されている。そして、陽極端子１０及び陰極端子１４の端子側接続面６４は、コンデンサ素子４の外周面より巻回中心部４６側に後退している。

このような陽極端子１０、陰極端子１４及び端子側接続面６４に対し、この実施の形態では、図１５の（Ａ）に示すように、陽極集電板１２及び陰極集電板１６の端子接続部５６Ａ、５８Ａに巻回中心部４６側に後退した凹部７０が形成されている。この凹部７０には陽極端子１０又は陰極端子１４の端子側接続面６４に対応して既述の接続面部５２が形成されている。この場合、陽極集電板１２又は陰極集電板１６では、端子側接続面６４の側面部に対し素子接続部５６Ｂ、５６Ｃは、コンデンサ素子４の外周方向に突出する平坦部を構成している。

このような構成とすれば、図１５の（Ｂ）に示すように、コンデンサ素子４の素子端面５の巻回中心部４６に近接して陽極端子１０や陰極端子１４が配置されていても、端子側接続面６４及び接続面５２を対応させて維持し、上記実施の形態と同様に、照射位置７１から選択された平坦面にレーザ照射６８による接続を行うことができる。

この場合、カバー部５３は接続面５２側に形成され、陽極端子１０と陽極集電板１２との接触面６５、陰極端子１４と陰極集電板１６との接触面６５を覆うことができ、カバー部５３の外面にレーザビーム６９又は電子ビームを照射し、溶接の安定化を図ることができる。

なお、この実施の形態では、陽極集電板１２及び陰極集電板１６に凹部７０を形成しているが、凸部を以て接続面５２を形成してもよい。

〔第４の実施の形態〕

第４の実施の形態では、集電板の他の形態について開示しているが、このような集電板を用いた場合にも、既述の接触面６５と同一位置にレーザビームや電子ビームの照射位置を設定すればよい。

第４の実施の形態について、図１６を参照する。図１６は第４の実施の形態に係る集電板、集電板と外部端子との接続を示し、（Ａ）は接続前の集電板、（Ｂ）は接続前、（Ｃ）は接続中のレーザ照射を示している。

この実施の形態の集電板１２、１６は、図１６の（Ａ）に示すように、間隔６１を設けてコンデンサ素子４の素子端面５を覆う形態であり、第１の実施の形態と同様に裏面側には区画部６Ａ、８Ａを収納させる凹部８９が形成されている。この集電板１２、１６の表面部には、コンデンサ素子４の区画部６Ａ、８Ａとの接続部分を扇形の突部９１とし、この突部９１を挟んで、コンデンサ素子４の区画部６Ｂ、６Ｃ、８Ｂ、８Ｃに対応する凹部９３、９５が形成されている。凹部９３、９５が外部端子との接続部よりコンデンサ素子４の外周方向に突出する平坦部を構成する。突部９１には、周縁側に切欠部９７が形成され、この切欠部９７に臨む周縁部を円弧状に形成して陽極端子１０又は陰極端子１４との接続面９９が形成されている。凹部９３、９５側には集電板１２、１６を同時に把持（チャッキング）する手段として、直方体状の突起部１０１が形成されている。

この実施の形態の集電板１２、１６は、図１６の（Ｂ）に示すように、コンデンサ素子４の素子端面５を覆って設置され、陽極部６と集電板１２の凹部９３、９５とがレーザ溶接により接続され、同様に陰極部８と集電板１６の凹部９３、９５とがレーザ溶接により接続される。

そして、図１６の（Ｃ）に示すように、コンデンサ素子４に接続された集電板１２には陽極端子１０が重ねられ、集電板１６には陰極端子１４が重ねられ、陽極端子１０の接続面６４と対応する曲面を持つ接続面９９を合致させ、同様に陰極端子１４の曲面部と対応する曲面を持つ接続面９９を合わせて位置決めする。この位置決め状態により、レーザ照射６８を行うことにより各集電板１２、１６と陽極端子１０又は陰極端子１４とを接続する。凹部９３、９５は、突部９１にある、陽極端子１０又は陰極端子１４に接続される接続面９９即ち、外部端子部材と溶接された側面部より集電板１２、１６の外周方向に突出する平坦部を構成している。この平坦部でコンデンサ素子４の素子端面５を被覆することができる。

斯かる構成では、コンデンサ素子４の素子端面５が集電板１２、１６で覆われており、接続面９９側のレーザ照射６８によるスパッタの飛翔からコンデンサ素子４の素子端面５を防護できる。しかも、接続面９９は、陽極端子１０、陰極端子１４の曲面に対応する曲面としているが、陽極端子１０（又は陰極端子１４）と集電板１２（又は集電板１６）との接触面６５に隙間が生じていても、接触面６５と同一位置にレーザビームや電子ビームの照射位置７１を設定すればよい。斯かる構成によれば、上記実施の形態と同様に良好なレーザ溶接が行え、溶接精度を高めることができる。

〔第５の実施の形態〕

第５の実施の形態は、封口板、外部端子又は集電板の何れかに位置決め手段を設け、位置決め手段で外部端子と集電板との接続位置を決定することを開示している。

第５の実施の形態について、図１７を参照する。図１７は第５の実施の形態に係る封口板を示し、（Ａ）は背面側から見た封口板、（Ｂ）は封口板で位置決めされた陽極集電板及び陰極集電板を示している。

この実施の形態の封口板２２の背面側には、図１７の（Ａ）に示すように、陽極端子１０及び陰極端子１４との間にある空間部に絶縁材料からなる位置決め凸部７２が形成され、この位置決め凸部７２をコンデンサ素子４（図１）の巻回中心部４６に向けて突出させている。この位置決め凸部７２は、円柱状部７４と、一対の平板状立壁部７６とを備えている。円柱状部７４は、陽極集電板１２と陰極集電板１６のそれぞれの円弧状切欠部５０の円弧に対応する柱体部である。円柱状部７４は、平板状立壁部７６を備え、円柱状部７４を中心に陽極集電板１２及び陰極集電板１６の間隔６１を維持する平板状立壁部７６を左右に備えている。

このような位置決め凸部７２を備えた封口板２２を備えれば、図１７の（Ｂ）に示すように、位置決め凸部７２で陽極集電板１２及び陰極集電板１６を所定位置に位置決めし、間隔６１を所定幅ｗに維持することができる。即ち、位置決め凸部７２の円柱状部７４では陽極集電板１２及び陰極集電板１６の円弧状切欠部５０を嵌合させ、各平板状立壁部７６の側面に陽極集電板１２及び陰極集電板１６を接することにより、陽極集電板１２及び陰極集電板１６が所定位置に位置決めされる。この位置決めにより、陽極端子１０の端子側接続面６４と陽極集電板１２の接続面５２、陰極端子１４の端子側接続面６４と陰極集電板１６の接続面５２をそれぞれ一致させることができ、レーザ照射による接続の安定化を図り、接続精度を高めることができるとともに、位置決め凸部７２によって、陽極部６及び陰極部８が確実に絶縁隔離される。

なお、この実施の形態では、封口板２２側に位置決め凸部７２を形成したが、外部端子（陽極端子１０、陰極端子１４）又は集電板（陽極集電板１２及び陰極集電板１６）の何れかに位置決め手段を設けてもよい。斯かる構成によっても、位置決め手段で外部端子と集電板との接続位置を決めることができ、レーザ照射面として照射位置７１を選択すればよく、接続の安定化とともに信頼性の高い溶接接続が得られる。

〔第６の実施の形態〕

第６の実施の形態は、集電板と外部端子部材として接続板を備える構成である。斯かる構成では集電板と接続板とをレーザ溶接又は電子ビーム溶接で接続する際に、集電板と接続板の接触面６５とレーザ溶接又は電子ビーム溶接の照射位置とを異ならせてもよく、また、同一であってもよい。つまり、接触面６５が不安定であっても、カバー部５３がレーザ照射又は電子ビーム照射で溶融し、不安定な面部を溶融金属で補うことができ、安定した溶接が得られ、溶接精度を高めることができる。

第６の実施の形態について、図１８を参照する。図１８は第６の実施の形態に係る電気二重層コンデンサを示している。

この第６の実施の形態では、図１８に示すように、陽極端子部材として陽極端子１０とともに陽極接続板８８、陰極端子部材として陰極端子１４とともに陰極接続板９０を備えた構成である。陽極接続板８８は陽極端子１０にレーザ溶接により接続された後、コンデンサ素子４側の陽極集電板１２に接続される。同様に、陰極接続板９０は陰極端子１４にレーザ溶接により接続された後、コンデンサ素子４側の陰極集電板１６に接続される。陽極接続板８８には陽極端子１０を位置決めして接続する接続用凹部９２、陰極接続板９０には陰極端子１４を位置決めして接続する接続用凹部９４が形成されている。また、陽極接続板８８及び陰極接続板９０の周面の一部には、陽極集電板１２又は陰極集電板１６の接続面５２に対応する接続面部９６が形成され、この接続面部９６と接続面５２とを対応させてレーザ溶接が施されて電気的に接続される。

このような陽極接続板８８及び陰極接続板９０を用いた構成では、外部端子である陽極端子１０、陰極端子１４と、コンデンサ素子４側に接続された陽極集電板１２、陰極集電板１６との接続が広範囲に行われ、接続抵抗を低減でき、しかも接続強度を高めることができる。

そして、この実施の形態においても、陽極集電板１２にカバー部５３を備えることにより、陽極接続板８８との接触面６５をカバー部５３で覆い、カバー部５３上にレーザビーム６９又は電子ビームの照射位置７１を設定し、レーザ溶接や電子ビーム溶接を行うことがで、溶接精度を高めることができる。このような構成は陰極集電板１６においても同様である。

〔他の実施の形態〕

(1) 上記実施の形態では、コンデンサ素子として巻回素子を例示したが、巻回素子に限定されない。積層型素子や固体素子であってもよい。

(2) 上記実施の形態では、コンデンサ素子４の素子端面５の一方に陽極部６及び陰極部８を備えて外部端子に接続する構成を開示しているが、一方の素子端面に陽極部、他方の素子端面に陰極部を備える構成としてもよい。

(3) 上記実施の形態では、電気二重層コンデンサ２を例示したが、本発明はこれに限定されない。同一の構造及び方法は、電解コンデンサにも同様に適用でき、同様の効果が得られる。

(4) 上記実施の形態では、集電板として陽極集電板１２、陰極集電板１６を例示したが、本発明は上記実施の形態に限定されない。接続面５２は、フラット面としたが、外部端子の形状に合致する形状として、曲面であってもよい。この接続面５２の位置についても、集電板の面内又は周面の何れでもよいし、接続用凸部を設けてもよい。

(5) 上記実施の形態では、陽極部と陰極部との間に絶縁間隔を設置しているが、この絶縁間隔に絶縁部材を設置してもよい。

(6) 上記実施の形態では、陽極部６及び陰極部８を半円形状に形成したが、本発明はこれに限定されない。実施の形態で示した陽極部６の区画部６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、陰極部８の区画部８Ａ、８Ｂ、８Ｃのうち、陽極集電板１２と陰極集電板１６と接続する区画部６Ｂ、６Ｃ及び８Ｂ、８Ｃのみ張り出して形成し、陽極部の区画部６Ａ及び陰極部の区画部８Ａは張り出さなくてもよい。

(7) 上記実施の形態では、集電板の異なる位置として３分割された区分により、陽極部６及び陰極部８との素子接続領域である素子接続部５６Ｂ、５６Ｃ又は５８Ｂ、５８Ｃ、端子接続領域である端子接続部５６Ａ又は５８Ａとが集電板の表裏面に設定され、水平方向に異なる位置に設定しているが、これに限定されない。集電板の一部に素子接続領域（レーザ照射接続部６６）を設定し、その他の部位に端子溶接領域（つまりナゲット１８）を設定してもよい。即ち、集電板の表裏面で溶接位置が異なれば、素子接続領域と端子接続領域が近接していてもよい。つまり、素子接続領域である素子接続部５６Ｂ又は５８Ｂ又は５６Ｃ又は５８Ｃにおいてレーザ照射接続部６６と集電板の表裏面で溶接位置が重ならない部位にナゲット１８を形成してもよい。

(8) 陽極端子１０（又は陰極端子１４）と陽極集電板１２（又は陰極集電板１６）との接触面６５を覆うカバー部５３は、図１９の（Ａ）に示すように、接続面部５２を延長して立設させた構成でもよい。このようなカバー部５３の外面上の平坦面部に図１９の（Ｂ）に示すように、照射位置７１を設定してレーザビーム又は電子ビームを照射すれば、カバー部５３とともに陽極端子１０（又は陰極端子１４）と陽極集電板１２（又は陰極集電板１６）を溶融させ、ナゲット１８を形成することができ、溶接精度を高めることができる。

(9) 上記実施の形態では、カバー部５３を集電板１２、１６側に形成したが、外部端子部材である陽極端子１０又は陰極端子１４又は接続板に形成し、接触面６５を覆う構成としてもよく、上記実施の形態と同様の効果が得られる。

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

本発明のコンデンサ及びその製造方法は、集電板又は外部端子部材の何れか一方にカバー部を設けて集電板と外部端子部材との接触面を覆うことにより、カバー部にレーザ照射や電子ビーム照射を行うので、端子接続構造や接続工程の簡略化に寄与し、生産性や信頼性を高めることができ、レーザ溶接や電子ビーム溶接の溶接精度を高め、接続強度を向上させることができるなど、有益である。

２ 電気二重層コンデンサ
４ コンデンサ素子
６ 陽極部
６０ 陽極体
８ 陰極部
８０ 陰極体
１０ 陽極端子
１２ 陽極集電板
１４ 陰極端子
１６ 陰極集電板
１８ ナゲット
１９ 保持テープ
２０ 外装ケース
２２ 封口板
２４ 空間部
２６ ベース部
２８ 封止部
３２ 加締め段部
３４ 開口端部
３６ 透孔
３８ 圧力開放機構
４４ 絶縁間隔
５３ カバー部
６７ テーパ面
７１ 照射位置

Claims (8)

1. 陽極側及び陰極側の電極体と、これら電極体間に介在されたセパレータを備える巻回素子又は非巻回素子であるコンデンサ素子と、
   前記コンデンサ素子を収容するケース部材の開口部を封口する封口部材と、
   前記コンデンサ素子の素子端面に前記電極体の何れか一方又は双方から張り出させた単一又は複数の電極張出し部と、
   前記封口部材に設置された外部端子部材と、
   前記電極張出し部に接続されるとともに、前記外部端子部材に接続される単一又は複数の集電板と、
   前記集電板又は前記外部端子部材に形成された覆い部で前記集電板と前記外部端子部材との接触面を覆い、前記覆い部にレーザビーム又は電子ビームの照射により前記集電板及び外部端子部材とを溶接した溶接部と、
   を備えることを特徴とするコンデンサ。
2. 前記レーザビーム又は前記電子ビームの前記照射位置は、前記集電板と前記外部端子部材との接触面に一致させ、又は前記接触面に対して交差方向に異ならせたことを特徴とする、請求項１に記載のコンデンサ。
3. 前記レーザ溶接又は前記電子ビーム溶接のナゲット深さを１．２〔ｍｍ〕以下であることを特徴とする、請求項１に記載のコンデンサ。
4. 陽極側及び陰極側の電極体と、これら電極体間に介在されたセパレータとを備える巻回素子又は非巻回素子であるコンデンサ素子の素子端面に前記電極体を張り出させ、前記素子端面に単一又は複数の電極張出し部を形成する工程と、
   前記コンデンサ素子を収容するケース部材の開口部を封口する封口部材に設置された外部端子部材、又は前記電極張出し部に接続される集電板の何れか一方に覆い部を備え、この覆い部で前記外部端子部材と前記集電板との接触面を覆う工程と、
   前記覆い部にレーザビーム又は電子ビームの照射位置が設定され、前記集電板と前記外部端子部材とを溶接する工程と、
   を含むことを特徴とする、コンデンサの製造方法。
5. 前記レーザビーム又は前記電子ビームの前記照射位置は、前記集電板と前記外部端子部材との接触面に一致させたことを特徴とする請求項４に記載のコンデンサの製造方法。
6. 前記レーザビーム又は前記電子ビームの前記照射位置は、前記集電板と前記外部端子部材との接触面に対して交差方向に異ならせたことを特徴とする、請求項４に記載のコンデンサの製造方法。
7. 前記レーザビーム又は前記電子ビームの前記照射位置を前記接触面と交差方向に±０．１〜±０．５〔ｍｍ〕だけ異ならせたことを特徴とする、請求項６に記載のコンデンサの製造方法。
8. 前記レーザビーム又は前記電子ビームのデフォーカス位置を前記レーザ又は前記電子ビームの前記照射位置から０．２〔ｍｍ〕〜２．０〔ｍｍ〕以下に設定したことを特徴とする、請求項４ないし７の何れかに記載のコンデンサの製造方法。
   

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