特開 2024-163664 電解コンデンサ素子及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024163664

(43)【公開日】2024-11-22

(54)【発明の名称】電解コンデンサ素子及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01G 9/012 20060101AFI20241115BHJP

   H01G 9/008 20060101ALI20241115BHJP

   H01G 9/02 20060101ALI20241115BHJP

   H01G 9/00 20060101ALI20241115BHJP

【ＦＩ】

H01G9/012 309

H01G9/008 303

H01G9/02

H01G9/00 290Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023079475

(22)【出願日】2023-05-12

(71)【出願人】

【識別番号】000103220

【氏名又は名称】エルナー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087480

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 修平

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 慎一郎

(72)【発明者】

【氏名】中村 忠浩

(57)【要約】

【課題】 品質低下を抑制することができる電解コンデンサ素子及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 電解コンデンサ素子は、陽極箔及び陰極箔が、互いに反対面側の第１セパレータ及び第２セパレータを介して巻回された巻回体と、前記陽極箔の第１位置に接続された陽極接続端子と、前記陰極箔の第２位置に接続された陰極接続端子と、前記第１セパレータ上で前記第１位置及び前記第２位置に対向するように前記巻回体内に巻回された第１絶縁材と、前記第２セパレータ上で前記第１位置及び前記第２位置に対向するように前記巻回体内に巻回され、前記陽極箔及び前記陰極箔を挟んで前記第１絶縁材とは反対側に配置された第２絶縁材とを有する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

陽極箔及び陰極箔が、互いに反対面側の第１セパレータ及び第２セパレータを介して巻回された巻回体と、
前記陽極箔の第１位置に接続された陽極接続端子と、
前記陰極箔の第２位置に接続された陰極接続端子と、
前記第１セパレータ上で前記第１位置及び前記第２位置に対向するように前記巻回体内に巻回された第１絶縁材と、
前記第２セパレータ上で前記第１位置及び前記第２位置に対向するように前記巻回体内に巻回され、前記陽極箔及び前記陰極箔を挟んで前記第１絶縁材とは反対側に配置された第２絶縁材とを有することを特徴とする電解コンデンサ素子。

【請求項2】

前記第１絶縁材及び前記第２絶縁材の少なくとも一方の巻回される方向の長さは、前記陽極接続端子と前記陰極接続端子の間の距離の３倍以上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素子。

【請求項3】

前記第１絶縁材及び前記第２絶縁材の少なくとも一方の巻回される方向の長さは、前記陽極接続端子と前記陰極接続端子の間の距離の１０倍以下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素子。

【請求項4】

前記第１絶縁材及び前記第２絶縁材の少なくとも一方は、繊維を含有することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の電解コンデンサ素子。

【請求項5】

前記陽極接続端子と前記陰極接続端子は、前記陽極箔及び前記陰極箔をそれぞれ貫通した先にバリを有し、前記バリにより前記陽極箔及び前記陰極箔にカシメ接続され、
前記第１絶縁材及び前記第２絶縁材の少なくとも一方は、前記陽極箔及び前記陰極箔の少なくとも一方の前記バリを覆うことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の電解コンデンサ素子。

【請求項6】

前記第１絶縁材は、前記第１セパレータに貼り付けられていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の電解コンデンサ素子。

【請求項7】

前記第２絶縁材は、前記第２セパレータに貼り付けられていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の電解コンデンサ素子。

【請求項8】

陽極箔の第１位置に陽極接続端子を接続し、陰極箔の第２位置に陰極接続端子を接続する工程と、
前記陽極箔及び前記陰極箔を、互いに反対面側の第１セパレータ及び第２セパレータを介して巻回すことにより巻回体を生成する工程とを有し、
前記巻回体を生成する工程において、前記第１セパレータ上で前記第１位置及び前記第２位置に対向するように第１絶縁材を前記巻回体内に巻回し、前記第２セパレータ上で前記第１位置及び前記第２位置に対向するように、前記陽極箔及び前記陰極箔を挟んで前記第１絶縁材とは反対側で第２絶縁材を前記巻回体内に巻回すことを特徴とする電解コンデンサ素子の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電解コンデンサ素子及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば電解コンデンサ素子において、巻回される陽極箔及び陰極箔と一対の引出端子との各接続部分を絶縁紙で覆うことにより、陽極箔及び陰極箔の間のセパレータが引出端子により損傷することを抑制する技術が知られている（例えば特許文献１及び２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６－２８６９５９号公報

【特許文献2】特開２０２２－４０７５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば電解コンデンサ素子の製造において、絶縁紙は、セパレータを介して陽極箔及び陰極箔を巻回す際、陽極箔及び陰極箔と一対の引出端子との各接続部分を覆うようにセパレータ上に配置されるが、製造装置の精度や振動などの各種の要因により位置ずれが生ずるおそれがある。位置ずれにより接続部分が絶縁紙で適切に覆われていない場合、引出端子によりセパレータが損傷し、例えばショート不良などの品質低下が起こるおそれがある。

【0005】

そこで本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、品質低下を抑制することができる電解コンデンサ素子及びその製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の電解コンデンサ素子は、陽極箔及び陰極箔が、互いに反対面側の第１セパレータ及び第２セパレータを介して巻回された巻回体と、前記陽極箔の第１位置に接続された陽極接続端子と、前記陰極箔の第２位置に接続された陰極接続端子と、前記第１セパレータ上で前記第１位置及び前記第２位置に対向するように前記巻回体内に巻回された第１絶縁材と、前記第２セパレータ上で前記第１位置及び前記第２位置に対向するように前記巻回体内に巻回され、前記陽極箔及び前記陰極箔を挟んで前記第１絶縁材とは反対側に配置された第２絶縁材とを有することを特徴とする。

【0007】

上記の電解コンデンサ素子において、前記第１絶縁材及び前記第２絶縁材の少なくとも一方の巻回される方向の長さは、前記陽極接続端子と前記陰極接続端子の間の距離の３倍以上であってもよい。

【0008】

上記の電解コンデンサ素子において、前記第１絶縁材及び前記第２絶縁材の少なくとも一方の巻回される方向の長さは、前記陽極接続端子と前記陰極接続端子の間の距離の１０倍以下であってもよい。

【0009】

上記の電解コンデンサ素子において、前記第１絶縁材及び前記第２絶縁材の少なくとも一方は、繊維を含有してもよい。

【0010】

上記の電解コンデンサ素子において、前記陽極接続端子と前記陰極接続端子は、前記陽極箔及び前記陰極箔をそれぞれ貫通した先にバリを有し、前記バリにより前記陽極箔及び前記陰極箔にカシメ接続され、前記第１絶縁材及び前記第２絶縁材の少なくとも一方は、前記陽極箔及び前記陰極箔の少なくとも一方の前記バリを覆ってもよい。

【0011】

上記の電解コンデンサ素子において、前記第１絶縁材は、前記第１セパレータに貼り付けられてもよい。

【0012】

上記の電解コンデンサ素子において、前記第２絶縁材は、前記第２セパレータに貼り付けられてもよい。

【0013】

本発明の電解コンデンサ素子の製造方法は、陽極箔の第１位置に陽極接続端子を接続し、陰極箔の第２位置に陰極接続端子を接続する工程と、前記陽極箔及び前記陰極箔を、互いに反対面側の第１セパレータ及び第２セパレータを介して巻回すことにより巻回体を生成する工程とを有し、前記巻回体を生成する工程において、前記第１セパレータ上で前記第１位置及び前記第２位置に対向するように第１絶縁材を前記巻回体内に巻回し、前記第２セパレータ上で前記第１位置及び前記第２位置に対向するように、前記陽極箔及び前記陰極箔を挟んで前記第１絶縁材とは反対側で第２絶縁材を前記巻回体内に巻回すことを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明によると、電解コンデンサ素子の品質低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、アルミ電解コンデンサの一例を示す側面図である。

【図2】図２は、電解コンデンサ素子の一例を示す斜視図である。

【図3】図３は、図２のＡ－Ａ線に沿った巻回体の巻回構造の一例を示す概略断面図である。

【図4】図４は、羽子板部近傍の巻回構造の一例を示す断面図である。

【図5】図５は、巻回方向に展開された陽極箔及び陰極箔の外側の面の正面図である。

【図6】図６は、巻回方向に展開された陽極箔及び陰極箔の内側の面の正面図である。

【図7】図７は、絶縁シートを陽極箔の位置と陰極箔の位置とに個別に配置した場合を示す正面図である。

【図8】図８は、アルミ電解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。

【図9】図９は、巻回体を生成する巻回装置の概略構成の一例を示す図である。

【図10】図１０は、巻回体を生成する巻回装置の概略構成の他の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

［実施形態］
（アルミ電解コンデンサの構成）
図１は、アルミ電解コンデンサ１の一例を示す側面図である。図１の紙面において、アルミ電解コンデンサ１の中心線Ｌｃを挟んだ右半分には、その内部の断面が示されている。

【0017】

アルミ電解コンデンサ１は、電解コンデンサの一例であり、具体的には導電性高分子ハイブリッドアルミ電解コンデンサである。アルミ電解コンデンサ１は、電子回路基板に実装され、例えばカップリング、デカップリング、及び平滑化などに用いられる。

【0018】

アルミ電解コンデンサ１は、電解コンデンサ素子１０、ケース１１、封口体１２、座板１３、一対の羽子板部１１２、一対の丸棒部１１１、及び一対のリード部１１０を有する。羽子板部１１２、丸棒部１１１、及びリード部１１０は電解コンデンサ素子１０の引き出し電極であり、丸棒部１１１は羽子板部１１２の先端から延び、リード部１１０は丸棒部１１１の先端から延びている。なお、図１には一方の羽子板部１１２及び丸棒部１１１のみが示されているが、中心線Ｌを挟んだ対称な位置に他方の羽子板部１１２及び丸棒部１１１が設けられている。

【0019】

ケース１１は、アルミニウムにより形成され、上部の開口が塞がった円筒形状を有する。ケース１１は、電解コンデンサ素子１０及び封口体１２を覆い、アルミ電解コンデンサ１の外装として機能する。なお、ケース１１の形状は円筒形状に限定されず、角筒形状であってもよい。

【0020】

封口体１２は、例えばブチルゴムなどの弾性部材により形成された略円柱形状の部材である。封口体１２は、電解コンデンサ素子１０に隣接し、ケース１１下部の開口を封口する。

【0021】

電解コンデンサ素子１０は、後述するように、陽極箔、陰極箔、及びセパレータ（電解紙）を重ねて巻回した構成を有する。電解コンデンサ素子１０の内部には一対の羽子板部１１２が配置され、電解コンデンサ素子１０の底部からは一対の丸棒部１１１が延びている。

【0022】

羽子板部１１２、丸棒部１１１、及びリード部１１０はアルミニウムなどから形成されている。一対の羽子板部１１２は、陽極箔及び陰極箔に対し、それぞれカシメ接続されており、アルミ電解コンデンサ１の陽極端子及び陰極端子として機能する。各丸棒部１１１は、封口体１２に形成された一対の貫通孔１２０にそれぞれ挿通されている。なお、図１には一方の貫通孔１２０のみが示されているが、中心線Ｌを挟んだ対称な位置に他方の貫通孔１２０が設けられている。

【0023】

リード部１１０は平板形状を有し、Ｌ字形状に屈曲し、その先端側の部分は座板１３の板面に沿って延びている。リード部１１０の丸棒部１１１側の部分は座板１３の貫通孔１３０に挿通されている。リード部１１０は、電子回路基板のリフロー工程において、電子回路基板上のパッドにはんだ付けされる。

【0024】

座板１３は、樹脂などにより形成された板状部材であり、ケース１１及び封口体１２の下部に設けられている。座板１３は、実装対象の電子回路基板に対してケース１１及び封口体１２を支持する。座板１３には、リード部１１０の貫通孔１３０、及びリード部１１０の屈曲した先端部分を収容する溝部１３１が設けられている。溝部１３１は座板１３の底面に沿って中央近傍から外側へ延びている。座板１３の底面は、電子回路基板に対するアルミ電解コンデンサ１の実装面となるため、板状のリード部１１０を電子回路基板上のパッドにはんだ付けすることが可能となる。なお、本実施形態では表面実装タイプのアルミ電解コンデンサ１を挙げるが、後述する実施例は、座板１３がないリードタイプにも適用することができる。

【0025】

（電解コンデンサ素子の構成）
図２は、電解コンデンサ素子１０の一例を示す斜視図である。図２において、図１と共通する構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。なお、図２では、リード部１１０の屈曲前の状態が示されている。電解コンデンサ素子１０は、陽極箔１０１、陰極箔１０２、及びセパレータ（電解紙）１０３，１０４を巻回した巻回体１００と、陽極箔１０１及び陰極箔１０２に接続された一対の引き出し電極１９ａ，１９ｂとを有する。引き出し電極１９ａは陽極側端子であり、引き出し電極１９ｂは陰極側端子である。

【0026】

陽極箔１０１及び陰極箔１０２は、例えばアルミニウム、タンタル、チタン、及びニオブ等の弁金属およびその合金箔並びに蒸着箔等により形成されている。陽極箔１０１の表面には、電極面積が増加するようにエッチング処理が施されている。これにより、電解コンデンサ素子１０は所定の静電容量を確保する。さらに陽極箔１０１の表面には極薄の酸化被膜が形成されている。このため、陽極箔１０１は、他の部材から絶縁されている。酸化被膜が誘電体として機能することで、電解コンデンサ素子１０がコンデンサとして機能する。陽極箔１０１の厚みは、例えば５～２００（μｍ）である。この厚み範囲によると、陽極箔１０１の強度と容量の発現量の間に適切なバランス関係が実現できるため、好ましい。

【0027】

一方、陰極箔１０２の表面には酸化被膜が形成されていない。なお、陰極箔１０２の表面にもエッチング処理が施されてもよい。また、陰極箔１０２の表面には、酸化被膜が形成されてもよいし、無機層またはカーボン層が形成されていてもよい。

【0028】

セパレータ１０３，１０４は陽極箔１０１及び陰極箔１０２の間に挟まれた状態で巻回される。セパレータ１０３，１０４はセルロース、レーヨン、及びガラス繊維などから選択される少なくとも１種類以上を材料とする。巻回体１００は、陽極箔１０１、陰極箔１０２、及びセパレータ１０３，１０４を巻回すことにより形成された略円柱状の素子である。本実施形態では、この略円柱形状の高さに沿って電解コンデンサ素子１０の高さ方向を規定する。一対の引き出し電極１９ａ，１９ｂは、高さ方向において巻回体１００の下方に延びる。高さ方向は、各引き出し電極１９ａ，１９ｂの丸棒部１１１が延びる方向に実質的に一致する。

【0029】

巻回体１００は、アルミ電解コンデンサ１の製造工程において電解液及び導電性高分子の分散液または溶液に浸漬される。これにより、セパレータ１０３，１０４には電解液及び導電性高分子層が保持される。セパレータ１０３，１０４の厚みは、例えば１～１００（μｍ）である。この厚み範囲によると、セパレータ１０３，１０４の強度、絶縁性、空隙率、及び導電性物質のバランスが良好に保たれるため、好ましい。

【0030】

電解液は、多価アルコール、スルホン化合物、ラクトン化合物、カーボネート化合物、多価アルコールのジエーテル化合物、１価のアルコールなどを含むことができる。これらは単独で用いてもよく、複数種を組み合わせて用いてもよい。

【0031】

多価アルコールは、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ポリアルキレングリコール、グリセリン、の少なくとも一つを含むことが望ましい。ポリアルキレングリコールとしては、平均分子量が２００～１０００のポリエチレングリコール、平均分子量が２００～５０００のポリプロピレングリコールを用いることが好ましい。

【0032】

ラクトン化合物としては、γ－ブチロラクトン、γ－バレロラクトンなどを用いることができる。カーボネート化合物としては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネートなどを溶媒として含むことができる。特に、エチレングリコール、ポリアルキレングリコール、γ－ブチロラクトン、スルホランを用いることが望ましい。

【0033】

電解液は、溶質を含んでいてもよい。溶質として、酸成分、塩基成分、酸成分および塩基成分からなる塩、ニトロ化合物、フェノール化合物等を用いることができる。

【0034】

酸成分は、有機酸、無機酸、有機酸と無機酸との複合化合物を用いることができる。有機酸としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、マレイン酸、琥珀酸、グルタル酸、アジピン酸、安息香酸、４－ヒドロキシ安息香酸、１，６－デカンジカルボン酸、１，７－オクタンジカルボン酸、アゼライン酸などのカルボン酸などを用いることができる。無機酸としては、硼酸、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、リン酸エステル、リン酸ジエステルなどを用いることができる。

【0035】

有機酸と無機酸との複合化合物としては、ボロジサリチル酸、ボロジシュウ酸、ボロジグリコール酸等を用いることができる。

【0036】

塩基成分は、１級～３級アミン、４級アンモニウム、４級化アミジニウム等を用いることができる。１級～３級アミンとしては、例えば、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ－ジイソプロピルエチルアミン、テトラメチルエチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、アニリンなどを用いることができる。４級アンモニウムとしては、例えば、テトラメチルアンモニウム、トリエチルメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウムなどを用いることができる。４級化アミジニウムとしては、例えば、エチルジメチルイミダゾリニウム、テトラメチルイミダゾリニウムなどを用いることができる。

【0037】

導電性高分子は、導電性を有する高分子であれば特に限定されるものではない。例えば、導電性高分子として、例えば、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリンおよびこれらの誘導体からなる群より選択される少なくとも１種の高分子を用いる。導電性高分子として、一般的に、ｐ－トルエンスルホン酸およびポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）等からなる群より選択される少なくとも１種の酸をドーパントとするポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）が用いられる。

【0038】

（巻回構造）
図３は、図２のＡ－Ａ線に沿った巻回体１００の巻回構造の一例を示す概略断面図である。図３において、図２と共通する構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。図３には、略円柱状の巻芯Ａｘを中心として巻回された陽極箔１０１、陰極箔１０２、セパレータ１０３，１０４が部分的に示されている。なお、以降の説明において、陽極端子側の羽子板部１１２を羽子板部１１２ａ、陰極端子側の羽子板部１１２を羽子板部１１２ｂと表記する。なお、羽子板部１１２ａは陽極接続端子の一例であり、羽子板部１１２ｂは陰極接続端子の一例である。

【0039】

陽極箔１０１及び陰極箔１０２は、互いに反対面側のセパレータ１０３，１０４を介して巻回されている。セパレータ１０３，１０４は、陽極箔１０１及び陰極箔１０２を挟んで互いに反対側で巻回されている。なお、セパレータ１０３は第１セパレータの一例であり、セパレータ１０４は第２セパレータの一例である。

【0040】

羽子板部１１２ａは陽極箔１０１の位置Ｐａにカシメ接続され、羽子板部１１２ｂは陰極箔１０２の位置Ｐｂにカシメ接続されている。位置Ｐａと位置Ｐｂは、例えば巻芯Ａｘを挟んで対称な位置関係にある。羽子板部１１２ａ，１１２ｂ間の距離Ｌａはアルミ電解コンデンサ１の設計に基づき決定される。羽子板部１１２ａ,１１２ｂの各板面は、巻芯Ａｘから見て電解コンデンサ素子１０の外側に面している。

【0041】

羽子板部１１２ａは陽極箔１０１の外側の面上に設けられ、陽極箔１０１の内側の面上においてカシメ接続されている。羽子板部１１２ｂは陰極箔１０２の外側の面上に設けられ、陰極箔１０２の内側の面上においてカシメ接続されている。セパレータ１０３は、陽極箔１０１の外側の面と陰極箔１０２の内側の面の間に配置され、セパレータ１０４は、陽極箔１０１の内側の面と陰極箔１０２の外側の面の間に配置されている。

【0042】

このため、セパレータ１０３は、羽子板部１１２ａの板面と、羽子板部１１２ｂのカシメ接続部とに対向する。また、セパレータ１０４は、羽子板部１１２ｂの板面と、羽子板部１１２ａのカシメ接続部とに対向する。このため、アルミ電解コンデンサ１の製造工程において羽子板部１１２ａ，１１２ｂに外力が加わると、セパレータ１０３，１０４は、その厚みが薄いほど、羽子板部１１２ａ，１１２ｂ及びその背面のカシメ接続部との当接部分などが損傷するおそれがある。

【0043】

そこで、絶縁シート５ａ，５ｂが、それぞれ、セパレータ１０３，１０４上で陽極箔１０１の位置Ｐａと陰極箔１０２の位置Ｐｂとに対向するように巻回体１００内に巻回されている。このため、セパレータ１０３，１０４の引張強度が、絶縁シート５ａ、５ｂが無い場合より増加し、羽子板部１１２ａ，１１２ｂ及びその背面のカシメ接続部からセパレータ１０３，１０４に圧力が加わっても、セパレータ１０３，１０４の損傷を抑制することができる。なお、絶縁シート５ａは第１絶縁材の一例であり、絶縁シート５ｂは第２絶縁材の一例である。

【0044】

例えば、絶縁シート５ａはセパレータ１０３と陰極箔１０２の間に配置され、絶縁シート５ｂはセパレータ１０４と陽極箔１０１の間に配置されている。また、絶縁シート５ａ、５ｂは、例えば、十分な量の電解液及び導電性高分子を保持できるように、セパレータ１０３，１０４と同様の繊維、あるいは２以上の繊維を混抄した不織布を含有する。また、絶縁シート５ａ、５ｂの厚みは、例えば３０（μｍ）以上であり、絶縁シート５ａ、５ｂの密度は、例えば０．４（ｇ／ｃｍ^３）である。

【0045】

図４は、羽子板部１１２ａ近傍の巻回構造の一例を示す断面図である。具体的には図４は、図２の羽子板部１１２ａ近傍を拡大して示す。本例では、一方の羽子板部１１２ａを挙げるが、他方の羽子板部１１２ｂ近傍も同様の巻回構造となる。

【0046】

羽子板部１１２ａの幅方向の中央部分には、その厚み方向に陽極箔１０１ごと貫通する開口Ｈが設けられている。開口Ｈは、羽子板部１１２ａが陽極箔１０１の位置Ｐａにカシメ接続されるとき、羽子板部１１２ａの複数個所に対して針状部材８を貫通させることにより形成される（矢印Ｄ参照）。これにより、針状部材８の貫通により陽極箔１０１の反対面には羽子板部１１２ａのバリＢが形成される。バリＢは、陽極箔１０１を羽子板部１１２ａとの間で挟むように開口Ｈの外側に押し広げられる。

【0047】

このように、羽子板部１１２ａは陽極箔１０１を貫通した先のバリＢにより陽極箔１０１にカシメ接続される。なお、他方の羽子板部１１２ｂも同様に陰極箔１０２を貫通した先のバリにより陰極箔１０２にカシメ接続される。

【0048】

羽子板部１１２ａは絶縁シート５ａにより覆われ、バリＢは絶縁シート５ｂにより覆われている。絶縁シート５ａはセパレータ１０３に重なり、絶縁シート５ｂはセパレータ１０４に重なる。このため、セパレータ１０３，１０４の引張強度が向上する。したがって、例えば羽子板部１１２ａの板面の角Ｅ１がセパレータ１０３を損傷させるおそれが低減され、バリＢの先端Ｅ２がセパレータ１０４を損傷させるおそれが低減される。

【0049】

本例では、絶縁シート５ａはセパレータ１０３を介して羽子板部１１２ａを覆い、絶縁シート５ｂは直接的にバリＢを覆うが、これに限定されない。仮に絶縁シート５ａが直接的に羽子板部１１２ａを覆い、絶縁シート５ｂがセパレータ１０４を介してバリＢを覆う場合でもセパレータ１０３，１０４の引張強度は同様に向上する。しかし、バリＢによるセパレータ１０３，１０４の突き破りを抑制する観点からすると、絶縁シート５ａ，５ｂは直接的にバリＢに当接することが好ましい。

【0050】

図５は、巻回方向に展開された陽極箔１０１及び陰極箔１０２の外側の面１０１ａ，１０２ａの正面図である。図５は、図３の矢印Ｖ１ａ及びＶ１ｂに沿って羽子板部１１２ａ，１１２ｂをそれぞれ視たときの陽極箔１０１及び陰極箔１０２を示す。羽子板部１１２ａは陽極箔１０１の外側の面１０１ａ上に接続され、羽子板部１１２ｂは陰極箔１０２の外側の面１０２ａ上に接続されている。

【0051】

また、図６は、巻回方向に展開された陽極箔１０１及び陰極箔１０２の内側の面１０１ｂ，１０２ｂの正面図である。図６は、図３の矢印Ｖ２ａ及びＶ２ｂに沿って羽子板部１１２ａ，１１２ｂの裏側のバリＢをそれぞれ視たときの陽極箔１０１及び陰極箔１０２を示す。羽子板部１１２ａのバリＢは陽極箔１０１の内側の面１０１ｂ上に設けられ、羽子板部１１２ｂのバリＢは陰極箔１０２の内側の面１０２ｂ上に設けられている。

【0052】

図５及び図６は、陽極箔１０１及び陰極箔１０２と一方の絶縁シート５ａとの重複範囲を中心として示し、他方の絶縁シート５ｂは中略して示している。また、図５及び図６は、巻回方向（紙面横方向）における絶縁シート５ａの位置を揃えた状態で陽極箔１０１及び陰極箔１０２を示している。

【0053】

絶縁シート５ａ，５ｂはセパレータ１０３，１０４ごとに設けられている。絶縁シート５ａ，５ｂは、それぞれ、巻回された状態で陽極箔１０１の位置Ｐａと陰極箔１０２の位置Ｐｂの間の領域に重なるように巻回方向の長さＬｂが設定されている。このため、絶縁シート５ａは、セパレータ１０３上で位置Ｐａ，Ｐｂとそれぞれ対向し、羽子板部１１２ａと、羽子板部１１２ｂのバリＢを覆うことができる。また、絶縁シート５ｂはセパレータ１０４上で位置Ｐａ，Ｐｂとそれぞれ対向し、羽子板部１１２ｂと、羽子板部１１２ａのバリＢを覆うことができる。

【0054】

したがって、絶縁シート５ａ，５ｂは、羽子板部１１２ａ，１１２ｂ及びそのバリＢによるセパレータ１０３，１０４の損傷を抑制するとともに、羽子板部１１２ａ，１１２ｂが設けられた位置Ｐａ，Ｐｂにまたがる長さＬｂを確保することが可能となる。したがって、絶縁シート５ａ，５ｂは、仮に陽極箔１０１の位置Ｐａと陰極箔１０２の位置Ｐｂとに個別に配置された場合よりもセパレータ１０３，１０４との接触面積が増加するため、アルミ電解コンデンサ１の製造工程において巻回す際、位置ずれしにくい。

【0055】

図７は、絶縁シート６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂを陽極箔１０１の位置Ｐａと陰極箔１０２の位置Ｐｂとに個別に配置した場合を示す正面図である。図７において、図５と共通する構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。

【0056】

絶縁シート６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂは、絶縁シート５ａ，５ｂと同様の絶縁材である。絶縁シート６ａはセパレータ１０３上で羽子板部１１２ａを覆い、絶縁シート６ｂはセパレータ１０４上で羽子板部１１２ａの裏側のバリ（不図示）を覆う。絶縁シート７ａはセパレータ１０４上で羽子板部１１２ｂを覆い、絶縁シート７ｂはセパレータ１０３上で羽子板部１１２ｂの裏側のバリ（不図示）を覆う。

【0057】

絶縁シート６ａは、陽極箔１０１上の一方の羽子板部１１２ａだけを覆い、陰極箔１０２上の他方の羽子板部１１２ｂを覆っていない。このため、絶縁シート６ａは、巻回方向において、陽極箔１０１の位置Ｐａ近傍の領域だけに対向する長さＬｂしか有していない。また、絶縁シート７ａは、陰極箔１０２上の一方の羽子板部１１２ｂだけを覆い、陽極箔１０１上の他方の羽子板部１１２ａを覆っていない。このため、絶縁シート６ｂは、巻回方向において、陰極箔１０２の位置Ｐｂ近傍の領域だけに対向する長さＬｂしか有していない。また、絶縁シート６ｂ，７ｂも同様に位置Ｐａ，Ｐｂ近傍の領域だけに対向する長さＬｂしか有していない。

【0058】

このように、絶縁シート６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂの長さＬｂは、実施形態の絶縁シート５ａ，５ｂの長さＬｂより短いため、セパレータ１０３，１０４との接触面積が小さく、アルミ電解コンデンサ１の製造工程において巻回す際、位置ずれしやすい。

【0059】

これに対し、実施形態の絶縁シート５ａ，５ｂは、それぞれ、巻回体１００において位置Ｐａ，Ｐｂの両方と対向できる長さＬｂを有するため、セパレータ１０３，１０４の引張強度を向上するだけでなく、位置ずれを抑制することができる。したがって、セパレータ１０３，１０４の損傷が抑制されるため、電解コンデンサ素子１０の品質低下が抑制される。

【0060】

絶縁シート５ａ，５ｂの巻回される方向の長さＬｂは、各羽子板部１１２ａ，１１２ｂの間の距離Ｌａの３倍以上であると、図７に示されるような個別の絶縁シート６ａ，６ｂを設けた場合より格段にショート不良が抑えられるため、好ましい。また、絶縁シート５ａ，５ｂの巻回される方向の長さＬｂは、各羽子板部１１２ａ，１１２ｂの間の距離Ｌａの１０倍以下であると、巻回体１００の直径を適切な大きさに抑えられるため、電解コンデンサ素子１０をケース１１に収容して封口体１２で封口することが容易となり、好ましい。

【0061】

なお、本実施形態において、羽子板部１１２ａ，１１２ｂは陽極箔１０１及び陰極箔１０２の外側の面１０１ａ，１０２ａ上にそれぞれ配置されるが、これに限定されず、内側の面１０１ｂ，１０２ｂ上に配置されてもよい。したがって、絶縁シート５ａ，５ｂは、羽子板部１１２ａ及びその裏側のバリＢと、羽子板部１１２ｂ及びその裏側のバリＢとのうち、何れか２つを覆うことができる。例えば絶縁シート５ａが羽子板部１１２ｂ及びその裏側のバリＢを覆い、絶縁シート５ｂが羽子板部１１２ａ及びその裏側のバリＢを覆ってもよい。

【0062】

また、絶縁シート５ａ，５ｂの長さは互いに同一であってもよいが、相違してもよい。例えば、一方のセパレータ１０４上の絶縁シート５ｂを他方のセパレータ１０３上の絶縁シート５ａの１．１倍程度長くすることにより、巻回体１００の巻き回しの精度を向上することが可能である。

【0063】

（アルミ電解コンデンサの製造方法）
次にアルミ電解コンデンサ１の製造方法を述べる。

【0064】

図８は、アルミ電解コンデンサ１の製造工程の一例を示すフローチャートである。アルミ電解コンデンサ１の製造にあたって、陽極箔１０１、陰極箔１０２、セパレータ１０３，１０４、及び絶縁シート５ａ，５ｂなどを準備する。

【0065】

例えば、陽極箔１０１の厚みは５～２００（μｍ）であり、セパレータの厚みは１～１００（μｍ）である。また、絶縁シート５ａ，５ｂの厚みは３０（μｍ）である。陽極箔１０１及び陰極箔１０２の各表面には、エッチング処理によりピットが形成されている。陽極箔１０１には化成処理が施され、エッチング処理された表面上に酸化被膜の誘電体層が形成されている。

【0066】

まず、陽極箔１０１の位置Ｐａに引き出し電極１９ａをカシメ接続し、陰極箔１０２の位置Ｐｂに引き出し電極１９ｂをカシメ接続する（ステップＳｔ１）。次に、陽極箔１０１、セパレータ１０３、陰極箔１０２、及びセパレータ１０４をこの順に積層して巻回し、外側表面を巻止めテープで固定することで巻回体１００を生成する（ステップＳｔ２）。陽極箔１０１及び陰極箔１０２はセパレータ１０３，１０４を介して巻回され、セパレータ１０３，１０４は、陽極箔１０１及び陰極箔１０２を挟んで互いに反対側で巻回される。これにより、導電性高分子液及び電解液に浸漬する前段階の電解コンデンサ素子１０が生成される。

【0067】

また、巻回体１００の生成工程において、セパレータ１０３上で位置Ｐａ及び位置Ｐｂに対向するように絶縁シート５ａを巻回体１００に巻回し、セパレータ１０４上で位置Ｐａ及び位置Ｐｂに対向するように絶縁シート５ｂを巻回体１００に巻回す。絶縁シート５ｂは、陽極箔１０１及び陰極箔１０２を挟んで絶縁シート５ａとは反対側に配置される。

【0068】

図９は、巻回体１００を生成する巻回装置９の概略構成の一例を示す図である。巻回装置９は、陽極箔１０１を巻装したリール１０１Ｒと、陰極箔１０２を巻装したリール１０２Ｒと、セパレータ１０３を巻装したリール１０３Ｒと、セパレータ１０４を巻装したリール１０４Ｒと、絶縁シート５ａを巻装したリール５ａＲと、絶縁シート５ｂを巻装したリール５ｂＲとを有する。

【0069】

陽極箔１０１、陰極箔１０２、及びセパレータ１０３，１０４は、ローラ９３，９５，９２，９４を介して引き出し方向Ｄ１～Ｄ４にそれぞれ引き出される。陽極箔１０１、陰極箔１０２、及びセパレータ１０３，１０４は、下流側のクランプローラ９６を通過することにより重ね合わせられて、図３に示されるように巻芯Ａｘの周面に渦巻状に巻き回される。巻芯Ａｘの上流側にはカッター９７が配置されている。カッター７は、所定長分の陽極箔１０１、陰極箔１０２、及びセパレータ１０３，１０４が巻回された後、巻回方向に対して略直交方向Ｄ５に移動して陽極箔１０１、陰極箔１０２、及びセパレータ１０３，１０４を切断する。

【0070】

絶縁シート５ａはリール５ａＲから引き出され、ローラ９２の上流側に配置されたクランプローラ９０によりセパレータ１０３に重ね合わせられる。絶縁シート５ｂはリール５ｂＲから引き出され、ローラ９４の上流側に配置されたクランプローラ９１によりセパレータ１０４に重ね合わせられる。リール５ａＲは、絶縁シート５ａが陽極箔１０１の所定領域にだけ重ね合わせられるように絶縁シート５ａを送出し、リール５ａＬは、絶縁シート５ｂが陰極箔１０２の所定領域にだけ重ね合わせられるように絶縁シート５ｂを送出する。

【0071】

図１０は、巻回体１００を生成する巻回装置９の概略構成の他の例を示す図である。図１０において、図９と共通する構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。

【0072】

巻回装置９は絶縁シート５ａ，５ｂの貼付装置９８，９９を有する。貼付装置９８は、ローラ９２の上流側に配置され、絶縁シート５ａを陽極箔１０１に貼り付ける。貼付装置９９は、ローラ９４の上流側に配置され、絶縁シート５ｂを陰極箔１０２に貼り付ける。ここで、絶縁シート５ａ，５ｂの各貼付面には、例えばアクリル系などの粘着剤が予め塗布されている。このように絶縁シート５ａ，５ｂを陽極箔１０１及び陰極箔１０２に貼り付けることにより、絶縁シート５ａ，５ｂの位置ずれが、より効果的に抑制される。

【0073】

再び図８を参照すると、巻回体１００を例えばリン酸アンモニウム水溶液に浸漬させて陽極箔１０１に対して所定電圧を印加しながら再化成処理を施して、酸化被膜を修復し、陽極箔１０１の切り口に表面に誘電体層を形成する（ステップＳｔ３）。

【0074】

次に減圧雰囲気中で、導電性高分子の分散液に巻回体１００を浸漬し、巻回体１００に分散液を含浸させる（ステップＳｔ４）。なお、導電性高分子の分散液に代えて、導電性高分子を含む溶液に巻回体１００を浸漬してもよい。

【0075】

次に巻回体１００を乾燥させる（ステップＳｔ５）。このとき、巻回体１００内のセパレータ１０３，１０４に含浸された導電性高分子液のうち、溶媒である水分は蒸発して導電性高分子層が形成される。

【0076】

次に減圧雰囲気中で電解液を電解コンデンサ素子１０に含浸させる（ステップＳｔ６）。次に電解コンデンサ素子１０をケース１１に収容して封口体１２によって封口する（ステップＳｔ７）。このとき、電解コンデンサ素子１０から延びる引き出し電極１９ａ，１９ｂは封口体１２の貫通孔１２０に挿通される。その後、アルミ電解コンデンサ１に定格電圧を印加しながらエージング処理を行なってもよい。このようにしてアルミ電解コンデンサ１の製造工程は行われる。

【実施例0077】

上記の製造工程に従ってアルミ電解コンデンサ１のサンプルＮｏ．１～４を１００００個ずつ作製した。また、サンプルＮｏ．１～４の評価のため、比較対象のサンプルＮｏ．５を作製した。サンプルＮｏ．５は、サンプルＮｏ．１～４と異なり、図７に示された形態と同様に、羽子板部１１２ａ及びその裏側のバリＢと、羽子板部１１２ｂ及びその裏側のバリＢとを個別に覆う合計４枚の絶縁シート６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂを有する。これに対し、サンプルＮｏ．１～４は、羽子板部１１２ａ，１１２ｂを覆う絶縁シート５ａと、羽子板部１１２ａ，１１２ｂの裏側のバリＢを覆う絶縁シート５ｂとの合計２枚を有する。

【0078】

サンプルＮｏ．１～５のケース１１の直径は１８（mm）とし、サンプルＮｏ．１～５の高さ方向のサイズは４０（mm）とした。また、陽極箔１０１の厚みは１２０（μｍ）とし、セパレータ１０３，１０４の厚みは３０（μｍ）とし、絶縁シート５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂの厚みは４０（μｍ）とした。

【0079】

【表1】

【0080】

表１は、サンプルＮｏ．１～５の各種のパラメータと評価結果を示す。サンプルＮｏ．１～４の絶縁シート５ａ，５ｂの使用数は２枚である。サンプルＮｏ．１の絶縁シート５ａ，５ｂの長さＬｂは２０．０（mm）であり、サンプルＮｏ．２の絶縁シート５ａ，５ｂの長さＬｂは２４．０（mm）であり、サンプルＮｏ．３の絶縁シート５ａ，５ｂの長さＬｂは８０．０（mm）であり、サンプルＮｏ．４のｃの長さＬｂは８８．０（mm）である。

【0081】

また、サンプルＮｏ．５の絶縁シート６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂの使用数は４枚である。サンプルＮｏ．５の絶縁シート６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂの長さＬｂは１０．０（mm）である。また、サンプルＮｏ．１～５の引き出し電極１９ａ，１９ｂ間の距離（電極間距離）Ｌａは８．０（mm）である。

【0082】

端子間距離Ｌａに対する絶縁シート５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂの長さＬｂの比（Ｌｂ／Ｌａ）は上記の各数値から算出される。サンプルＮｏ．１のＬｂ／Ｌａは２．５であり、サンプルＮｏ．２のＬｂ／Ｌａは３．０であり、サンプルＮｏ．３のＬｂ／Ｌａは１０．０であり、サンプルＮｏ．４のＬｂ／Ｌａは１１．０であり、サンプルＮｏ．５のＬｂ／Ｌａは１．２５である。

【0083】

サンプルＮｏ．１～５の評価として、ショート不良率（不良率）（％）と、巻回体１００の直径（素子径）（mm）とを測定した。不良率はエージング機のショート検出機構により測定し、素子径はノギスにより測定した。

【0084】

サンプルＮｏ．１の不良率は２．１５（％）であり、サンプルＮｏ．２の不良率は１．５４（％）であり、サンプルＮｏ．３の不良率は０．４２（％）であり、サンプルＮｏ．４の不良率は０．３７（％）であった。また、サンプルＮｏ．５の不良率は３．６１（％）であった。サンプルＮｏ．５は、羽子板部１１２ａ，１１２ｂとそのバリＢに絶縁シート６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂが個別に設けられ、その長さＬｂが最も短いため、絶縁シート６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂが位置ずれしやすく、不良率が最も高かった。

【0085】

改善率（％）は、サンプルＮｏ．５の不良率に対するサンプルＮｏ．１～４の不良率の比を示す。サンプルＮｏ．１は、サンプルＮｏ．１～４の中で絶縁シート５ａ，５ｂの長さＬｂが最短であるため、改善率は最も低い４０（％）であった。また、サンプルＮｏ．４は、サンプルＮｏ．１～４の中で絶縁シート５ａ，５ｂの長さＬｂが最長であるため、改善率は最も高い９０（％）であった。また、サンプルＮｏ．２の改善率は５７（％）であり、サンプルＮｏ．３の改善率は８８（％）であった。

【0086】

このように絶縁シート５ａ，５ｂの長さＬｂが長いほど、位置ずれは抑制されるが、巻回体１００の直径（素子径）が大きくなるため、電解コンデンサ素子１０をケース１１に収容して封口体１２で封口することが難しくなる。サンプルＮｏ．５の素子径は１５．７０（mm）であった。サンプルＮｏ．１の絶縁シート５ａ，５ｂの長さＬｂは、サンプルＮｏ．１～４の中で最短であるため、その素子径は最小となる１５．６８（mm）であった。サンプルＮｏ．４の絶縁シート５ａ，５ｂの長さＬｂは、サンプルＮｏ．１～４の中で最長であるため、その素子径は最大となる１６．０１（mm）であった。また、サンプルＮｏ．２の素子径は１５．７０（mm）であり、サンプルＮｏ．３の素子径は１５．９７（mm）であった。

【0087】

径増加率（％）は、サンプルＮｏ．５の素子径に対するサンプルＮｏ．１～４の素子径の比を示す。上記の素子径の測定結果から、サンプルＮｏ．１の径増加率は－０．１（％）であり、サンプルＮｏ．２の径増加率は０（％）であり、サンプルＮｏ．３の径増加率は＋１．７（％）であり、サンプルＮｏ．４の径増加率は＋２．０（％）であった。

【0088】

改善率及び径増加率の各評価結果に基づきサンプルＮｏ．１～４を判定した。判定は、改善率＞５０（％）以上、かつ、径増加率＜２．０（％）の２条件が満たされる場合、「〇」（優）とし、２条件の一方だけが満たされる場合、「△」（良）とした。上記の基準に従い、サンプルＮｏ．１及びＮｏ．４の判定は「△」とし、サンプルＮｏ．２及びＮｏ．３の判定は「〇」とした。

【0089】

以上より、Ｌｂ／Ｌａは、不良率の観点から３．０以上であることが好ましく、素子径の観点から１０．０以下であることが好ましい。

【0090】

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0091】

１ アルミ電解コンデンサ
５ａ，５ｂ 絶縁シート
１０ 電解コンデンサ素子
１１ ケース
１２ 封口体
１３ 座板
１９ａ，１９ｂ 引き出し電極
１００ 巻回体
１０１ 陽極箔
１０２ 陰極箔
１０３，１０４ セパレータ
１１２，１１２ａ，１１２ｂ 羽子板部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】