コンデンサ用ケース、その製造方法、コンデンサ及びコンデンサの製造方法
【課題】薄型偏平形ケースの成形精度を向上させる。
【解決手段】コンデンサ素子（８２）が収容されるコンデンサ用ケース（２）であって、板状成形材から打抜加工されたスラグ（スラグ２８Ａ、２８Ｂ）から押出し成形された側壁部（４）と底面部（６）とを備える有底筒状体（２９）であり、前記側壁部及び前記底面部の短辺部は長辺部の２分の１以下であり、前記底面部から前記側壁部が立ち上がる部分が湾曲面であり、前記有底筒状体の内底面と少なくとも前記長辺部の前記側壁部とが成す隅部に周回状凸部（１４）が備えられている。
【解決手段】コンデンサ素子（８２）が収容されるコンデンサ用ケース（２）であって、板状成形材から打抜加工されたスラグ（スラグ２８Ａ、２８Ｂ）から押出し成形された側壁部（４）と底面部（６）とを備える有底筒状体（２９）であり、前記側壁部及び前記底面部の短辺部は長辺部の２分の１以下であり、前記底面部から前記側壁部が立ち上がる部分が湾曲面であり、前記有底筒状体の内底面と少なくとも前記長辺部の前記側壁部とが成す隅部に周回状凸部（１４）が備えられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム等の成形材料を用いたケース及びその製造技術、そのケースを用いるコンデンサ及びその製造技術に関し、例えば、衝撃押出成形を用いたコンデンサ用ケース、その製造方法、コンデンサ及びコンデンサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンデンサ用ケースの製造技術として深絞り成形が知られている。この深絞り成形では、アルミニウム等の成形材料でスラグを形成し、複数のパンチとダイスを用いてスラグに複数段階の成形を施し、徐々に塑性変形させた中間体を経て所望形状のケースに加工する。
【０００３】
このような深絞り成形は、複数段階の成形工程からなり、成形加工に手間がかかるとともに、各工程では、専用のパンチとダイスが用いられている。段階的な工程処理に加え、工程毎に専用のパンチやダイスを必要とすることは、加工コストや設備コストによる経済的負担が大きい。
【０００４】
また、衝撃押出成形法では、ダイスに配置されたスラグにパンチを押し当て、パンチとダイスとでスラグを塑性変形させており、スラグに対するパンチの押当て動作（一動作）で成形を行う。
【０００５】
衝撃押出成形法のように、一動作による成形加工は設備コストや、工程数を単純化する利点があるが、スラグに対するパンチの押当て位置決め等の調整や、押当て位置誤差で成形品に生じる肉厚の不均一化が問題となる。
【０００６】
ケースの肉厚が不均一化すると、ケース強度が部分的に低下する。このようなケースにコンデンサ素子が実装され、駆動時のケース内圧が上昇すると、強度の低い部分に膨れを生じるおそれがある。また、このケース開口部の肉厚が不均一である場合には、封口体をレーザ溶接してケースを封口する際に、肉厚が薄い部分で溶接強度が低下し、ケースの密封性が損なわれるおそれがある。
【０００７】
斯かるケース成形に関し、ケースの肉厚を均一化するため、パンチにテーパ状の凸部を形成し、この凸部に嵌合する凹部をブランク材に設けることにより、ブランク材の凹部にパンチの凸部を組み合わせてダイス中で押圧成形することが知られている（特許文献１）。
【０００８】
また、ケース成形に関し、押圧面部に最も突出した頂部を持ち、この頂部を包囲して平滑面とした突部をパンチに備え、このパンチをケース成形に用いることが知られている（特許文献２）。
【０００９】
また、ケース成形に関し、パンチに先端面部から僅かに立ち上がる平坦面状の凸部を形成し、この凸部を持つパンチを用いることが知られている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−５９０７号公報
【特許文献２】特開平１０−２４３４３号公報
【特許文献３】特開２０００−１０７８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、ケース成形に用いられるパンチやダイスの形状に関し、ケース側壁の肉厚（側壁の厚みであり、ケースの厚みではない）の均一化に向けた種々の工夫が施されている。成形品であるケースについて、肉厚精度はケース形状と密接な関係がある。薄型偏平の例えば、ケース厚：１０〔ｍｍ〕以下、ケース幅：２０〔ｍｍ〕以上、ケース高：４００〔ｍｍ〕以上のケースでは、外形寸法が充足されても側壁の肉厚にばらつきを生じ、品質のよいケースを得ることが困難である。試作ではある程度の精度が得られても、一定以上の品質を維持するには歩留りが問題である。
【００１２】
斯かるケース成形にはスラグが用いられる。このスラグは例えば、アルミケースの場合、アルミニウムの板材を打ち抜いて形成される。例えば、ケース厚：１０〔ｍｍ〕以下、ケース幅：２０〔ｍｍ〕以上、ケース高：４００〔ｍｍ〕以上のアルミケースでは、厚さ：１０〔ｍｍ〕以下、ケース幅：２０〔ｍｍ〕程度のスラグが必要である。このような寸法を持つスラグをアルミニウムの板材から打ち抜いた場合には、その形状が歪化し、形状が安定しない。このようなスラグを用いることは、ケース精度が低下し、均一な肉厚を実現することができない。
【００１３】
斯かる課題について、特許文献１〜３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はない。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、コンデンサ用ケース及びその製造方法に関し、薄型偏平形ケースの成形精度を向上させることにある。
【００１５】
また、本発明の他の目的は、コンデンサに関し、薄型偏平形ケースコンデンサを用いてコンデンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明のコンデンサ用ケースは、コンデンサ素子が収容されるコンデンサ用ケースであって、板状成形材から打抜加工されたスラグから押出し成形された側壁部と底面部とを備える有底筒状体であり、前記側壁部及び前記底面部の短辺部は長辺部の２分の１以下であり、前記底面部から前記側壁部が立ち上がる部分が湾曲面であり、前記有底筒状体の内底部と少なくとも前記長辺部の前記側壁部とが成す隅部に周回状凸部が備えられている。
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明のコンデンサ用ケースの製造方法は、コンデンサ素子が収容されるコンデンサ用ケースの製造方法であって、板状成形材から打抜き加工により第１のスラグを生成する工程と、前記第１のスラグから押出し成形により第２のスラグに加工する工程と、前記コンデンサ用ケースの外形に対応するキャビティを備えるダイと、前記コンデンサ用ケースの内形に対応する形状を持つパンチとを用いることにより、側壁部及び底面部を備え、これら側壁部及び底面部が短辺部と長辺部とを有する有底筒状体に前記第２のスラグを成形する工程とを含んでいる。
【００１８】
このコンデンサ用ケースの製造方法において、前記パンチは、前記第２のスラグに押し当てられる第１の面部と、前記有底筒状体の側壁部を成形する第２の面部とを備え、前記第１の面部は、前記有底筒状体の内底面を成形する凸部と、この凸部より後退させ且つ前記凸部を包囲して形成された段部とを備え、前記段部が前記第２のスラグの成形に際し、スラグ材溜まりとしてもよい。
【００１９】
このコンデンサ用ケースの製造方法において、更に、前記有底筒状体の開口部を切り落として整形する工程とを含んでもよい。
【００２０】
上記目的を達成するため、本発明のコンデンサは、板状成形材から打抜加工されたスラグから押出し成形された側壁部と底面部とを備える有底筒状体であり、前記側壁部及び前記底面部の短辺部は長辺部の２分の１以下であり、前記底面部から前記側壁部が立ち上がる部分が湾曲面であり、前記有底筒状体の内底部と少なくとも前記長辺部の前記側壁部とが成す隅部に周回状凸部が備えられたケースと、前記ケースに収容された薄型偏平形のコンデンサ素子と、前記ケースの開口部に設置されて前記開口部を封止するとともに、前記コンデンサ素子に接続された外部端子を備えた封口体とを備える。
【００２１】
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、板状成形材から打抜加工されたスラグから押出し成形された側壁部と底面部とを備える有底筒状体であり、前記側壁部及び前記底面部の短辺部は長辺部の２分の１以下であり、前記底面部から前記側壁部が立ち上がる部分が湾曲面であり、前記有底筒状体の内底部と少なくとも前記長辺部の前記側壁部とが成す隅部に周回状凸部が備えられたケースを作成する工程と、前記ケースに薄型偏平形のコンデンサ素子を収容する工程と、前記コンデンサ素子に接続された外部端子を備えた封口体で前記ケースの開口部を封止する工程とを含んでいる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、次のような効果が得られる。
【００２３】
(1) コンデンサ用ケースに関し、成形精度を高めた薄型偏平形ケースを提供できる。
【００２４】
(2) コンデンサ用ケースに関し、成形精度を向上させることができる。
【００２５】
(3) 肉厚の均一なコンデンサ用ケースを提供でき、内圧上昇による部分的な膨れを防止できる。
【００２６】
(4) 品質の良いコンデンサを提供できる。
【００２７】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１の実施の形態に係るコンデンサ用ケースを示す平面図である。
【図２】図１に示すコンデンサ用ケースのII−II線断面図である。
【図３】図２の破線包囲部の拡大断面図である。
【図４】第２の実施の形態に係るコンデンサ用ケースの製造工程を示すフローチャートである。
【図５】第１スラグの打抜き加工の一例を示す図である。
【図６】第２スラグの冷間押出し加工の一例を示す図である。
【図７】第１スラグ及び第２スラグの比較を示す断面図である。
【図８】第２スラグの整形工程の一例を示す図である。
【図９】ケース形成工程の一例を示す図である。
【図１０】押当て面部側から見たパンチの一例を示す斜視図である。
【図１１】ケース形成の一例を示す断面図である。
【図１２】ケースの整形処理の一例を示す図である。
【図１３】コンデンサの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
〔第１の実施の形態〕
【００３０】
第１の実施の形態はコンデンサ用ケースの構造を提示する。
【００３１】
このコンデンサ用ケースについて、図１、図２及び図３を参照する。図１、図２及び図３はコンデンサ用ケースの一例を示し、図１はコンデンサ用ケースの開口部側から見た平面、図２は図１のII−II線断面、図３は図２の破線部III の拡大断面を示している。
【００３２】
このコンデンサ用ケース２は、本発明のコンデンサ用ケースの一例であって、成形材料から作成され、成形材料に例えば、アルミニウムを用いて成形加工されたものである。このコンデンサ用ケース２は、図１に示すように、薄型偏平形であって、長円形の側壁部４と底面部６（図２）とを備える。側壁部４は、平行面を形成する１対のフラット面部８と、１対の第１の湾曲面部１０とを備える。湾曲面部１０は断面円形である。側壁部４で包囲された内底部１２には、側壁部４側の隅部に周回状凸部１４が形成されている。この周回状凸部１４からすれば、内底部１２は窪みを形成している。
【００３３】
ケース開口部１６は、図２に示すように、側壁部４の縁部を切り落とし、フラットな開口面部を形成している。また、底面部６の外縁部には第２の湾曲面部１８が形成されている。
【００３４】
そして、内底部１２に形成されている周回状凸部１４は、図２の破線部III を拡大した図３に示すように、平坦面部２０と第３の湾曲面部２２とを備え、内底部１２から立ち上がる湾曲面部２２には第４の湾曲面部２４が形成され、平坦面部２０から立ち上がる側壁部４には第５の湾曲面部２５が形成されている。
【００３５】
このコンデンサ用ケース２において、ケース幅をＷ1 〔ｍｍ〕、ケース厚をＴ1 〔ｍｍ〕、ケース高をＨ1 〔ｍｍ〕、側壁部４の肉厚をｔｗ、底面部６の肉厚をｔｂ、周回状凸部１４の周回幅をｗｒ、周回状凸部１４の高さをｈとすれば、これらの大小関係及び一例としての寸法は以下の通りである。
【００３６】
一例としての寸法によれば、Ｈ1 ＞Ｗ1 ＞Ｔ1 ≫ｔｗであり、ケース高Ｈ1 ＝６３〔ｍｍ〕、ケース幅Ｗ1 はケース厚Ｔ1 の５倍、Ｗ1 ＝５Ｔ1 に設定され、Ｗ1 ＝２５〔ｍｍ〕、Ｔ1 ＝５〔ｍｍ〕、ｔｗ＝０．５〔ｍｍ〕である。また、ｔｂ≧ｔｗである。ここで、周回凸部１４の寸法は、ｗｒ＝０．５〔ｍｍ〕以上、ｈ＝０．５〔ｍｍ〕以上である。これらのｗｒ及びｈは、ケース２の側壁部４の肉厚ｔｗ及び底面部６の肉厚ｔｂの寸法以上であることが好ましい。つまり、この寸法設定とすることで後述する衝撃押出成形時に周回凸部１４（十分なアルミニウム突出量が確保）が形成され、側壁部４が均一に形成される。
【００３７】
このコンデンサ用ケース２の特徴や利点を挙げれば次の通りである。
【００３８】
(1) 側壁部４の肉厚が均一化されている。
【００３９】
(2) 側壁部４を構成する１対の平坦面部２０が断面円形の湾曲面部１０で平行に維持され、ケース厚Ｔ1 方向の応力による変形を防止している。
【００４０】
(3) 断面円形の湾曲面部１０は、その中心方向に対する応力を分散するので、ケース強度を高めている。
【００４１】
(4) 内底部１２に形成された周回状凸部１４は、側壁部４と底面部６との角部を補強している。フラット面部８を周回状凸部１４によって補強され、ケース２の変形を防止できる。
【００４２】
〔第２の実施の形態〕
【００４３】
第２の実施の形態は、コンデンサ用ケースの製造方法であって、側壁部の肉厚の均一化等、加工精度を高めた製造方法を提示する。
【００４４】
コンデンサ用ケースの製造方法について、図４を参照する。図４はコンデンサ用ケースの製造方法の一例を示している。
【００４５】
この製造方法は本発明のコンデンサ用ケースの製造方法の一例であって、その製造工程には図４に示すように、スラグ形成工程（ステップＳ１）、第１の熱処理工程（ステップＳ２）、スラグ鍛造工程（ステップＳ３）、第２の熱処理工程（ステップＳ４）、成形前処理工程（ステップＳ５）、ケース成形工程（ステップＳ６）、仕上げ工程（ステップＳ７）を含んでいる。
【００４６】
(1) スラグ形成工程（ステップＳ１）
【００４７】
スラグ形成工程は、図５に示すように、フープ材２６から第１のスラグ２８Ａを形成する工程であって、この実施の形態では、フープ材２６からスラグ２８Ａを打ち抜く工程である。スラグ２８Ａは、コンデンサ用ケース２に加工される有底筒状体２９（図９）の成形単位である。
【００４８】
フープ材２６は例えば、アルミニウムの板材を用いればよいが、他の成形材料であってもよい。この実施の形態では、フープ材２６はアルミニウムの熱延コイルから平坦化したアルミニウム板材が用いられ、複数のスラグ２８Ａが形成可能な連続した帯状材である。
【００４９】
この実施の形態では、ダイ３０及びパンチ３２からなる打抜型が用いられ、ダイ３０は下型であって、フープ材２６から打ち抜かれるスラグ２８Ａの断面形状に対応するブランク部３４が形成されている。この実施の形態では、ブランク部３４は長円形である。これに対し、パンチ３２は上型であって、ダイ３０のブランク部３４と相似形の断面形状を持ち、ブランク部３４に挿通可能な断面長円形の柱体である。このパンチ３２の押当て面部３６はフラット面である。
【００５０】
そこで、スラグ２８Ａの打抜きでは、パンチ３２とダイ３０との間にフープ材２６が導かれ、ダイ３０のブランク部３４の上方に位置決めされたパンチ３２を下降させてフープ材２６に押し当て貫通させる。これにより、フープ材２６は、ダイ３０及びパンチ３２による剪断力を受け、フープ材２６からスラグ２８Ａが打ち抜かれ、ダイ３０のブランク部３４からパンチ３２により押し出される。
【００５１】
各スラグ２８Ａは既述の通り、単一の有底筒状体２９の成形単位であって、コンデンサ用ケース２の成形に必要な体積及び形状を備えている。このスラグ２８Ａの形状は、上面部をフラット面部３８、側壁部を長円状部４０、下面側に湾曲して膨出する膨出部４２（図６）を備えた固体である。
【００５２】
(2) 熱処理工程（ステップＳ２）
【００５３】
この熱処理工程では、フープ材２６から打ち抜かれたスラグ２８Ａに熱処理を施す。この熱処理は焼き鈍し処理である。この焼き鈍し処理ではスラグ２８Ａを加熱した後、徐々に冷却させる。打ち抜きにより塑性歪みを生じているスラグ２８Ａは、この熱処理（焼き鈍し）により塑性歪みが除かれ、素材の安定化が図られる。
【００５４】
(3) スラグ鍛造工程（ステップＳ３）
【００５５】
熱処理の後のスラグ鍛造工程は、衝撃押出成形の前処理として、スラグ２８Ａに対し、鍛造により第２のスラグ２８Ｂに成形する。
【００５６】
この鍛造処理について、図６を参照する。図６はスラグの冷間押出し加工を示している。
【００５７】
この鍛造処理では、図６に示すように、据え込み金型４４が用いられ、この据え込み金型４４にスラグ２８Ａを通過させ、冷間押出しによりスラグ２８Ｂに成形する。
【００５８】
据え込み金型４４は、スラグ２８Ａが挿入される挿入部４６と、成形部４８とを備えている。挿入部４６は、スラグ２８Ａの厚みＴ2 より僅かに大きい幅Ｗ3 を持ち、成形部４８は、スラグ２８Ｂの厚みＴ3 に対応する幅Ｗ4 （＜ケース幅Ｗ1 ）に成形するための傾斜面を対向させている。即ち、成形部４８は、幅Ｗ3 から幅Ｗ4 に連続的に傾斜している。
【００５９】
この鍛造処理では、冷間押出しであり、スラグ２８Ａが据え込み金型４４の挿入部４６に挿入されて位置決めされる。このスラグ２８Ａの上面部に突き型５０を当てて垂直に降下させることにより、幅Ｗ3 から幅Ｗ4 に狭められている成形部４８を通過したスラグ２８Ａは、高さ方向に延伸し、スラグ２８Ａより薄い厚さＴ3 を持つ平板状のスラグ２８Ｂが形成される。
【００６０】
このスラグ２８Ｂは、図６に示すように、スラグ２８Ａと相似形の断面長円状の板状体であって、頂部には突き型５０による突き跡５２が生じ、下面側は断面円形である。
【００６１】
次に、スラグ２８Ａ、２８Ｂとの比較について、図７を参照する。スラグ２８Ｂに成形前のスラグ２８Ａを破線で重ねて表示すると、図７のＡに示すように、横幅Ｗ2 、Ｗ5 は略一致している（Ｗ2 ≒Ｗ5 ）が、スラグ２８Ｂの高さＨ3 はスラグ２８Ａの高さＨ2 より大幅に伸延している。また、スラグ２８Ｂの厚みＴ3 は、図７のＢに示すように、スラグ２８Ａの厚みＴ2 より大幅に減少している。また、平面形状にあっては、スラグ２８Ｂの厚みＴ3 がスラグ２８Ａの厚みＴ2 より減少するも、相似形が維持されている。スラグ２８Ｂの幅Ｗ5 及び厚みＴ3 はコンデンサ用ケース２又は有底筒状体２９の幅Ｗ1 及び厚みＴ1 に略一致している。
【００６２】
(4) 熱処理工程（ステップＳ４）
【００６３】
この熱処理工程では、スラグ２８Ａから冷間押出しによる鍛造処理を経たスラグ２８Ｂに熱処理を施す。この熱処理は既述の焼き鈍し処理である。この焼き鈍し処理ではスラグ２８Ｂを加熱した後、徐々に冷却させる。スラグ２８Ａから冷間押出し処理を経たスラグ２８Ｂは塑性歪みを生じているが、この熱処理（焼き鈍し）により塑性歪みが除かれ、既述の熱処理と同様に素材の安定化が図られる。
【００６４】
(5) 成形前処理工程（ステップＳ５）
【００６５】
この成形前処理工程では、有底筒状体２９の成形精度を向上させるための準備処理として、スラグ２８Ｂの整形処理を行う。
【００６６】
この成形前処理工程について、図８を参照する。図８はスラグ２８Ｂの頂部の平滑化処理を示し、Ａは平滑化前のスラグ２８Ｂ、Ｂは平滑化後のスラグ２８Ｂを示している。冷間押出し加工、焼鈍処理を経たスラグ２８Ｂは頂部に成形によるバリ５４を生じ、凹凸状態にある。そこで、スラグ２８Ｂの底面部と平行面になるように、図８のＡに示すように、破線５６の箇所で切断する。又は、スラグ２８Ｂの頂部のバリ５４をプレス等により押し潰してもよい。これにより、図８のＢに示すように、スラグ２８Ｂの頂部はフラット面５８に形成される。
【００６７】
(6) ケース成形工程（ステップＳ６）
【００６８】
このケース成形工程は、コンデンサ用ケース２に加工される有底筒状体２９の成形工程であって、鍛造処理である衝撃押出成形による有底筒状体２９の形成工程である。この成形について、図９を参照する。図９は衝撃押出成形処理を工程順に示している。
【００６９】
この衝撃押出成形には、図９に示すように、下型のダイ６０と、上型のパンチ６２が用いられる。ダイ６０には有底筒状体２９の底面側の外観形状に合致する形状のキャビティ６４が形成されている。パンチ６２は有底筒状体２９の空間形状に合致する形状であり、その高さＨ5 は成形される有底筒状体２９の高さより大きく設定されている。パンチ６２の水平断面形状は、キャビティ６４の水平断面形状より、既述のコンデンサ用ケース２の肉厚ｔｗ（図１）分又はその同等分だけ小さく設定されている。
【００７０】
そこで、図９のＡに示すように、ダイ６０のキャビティ６４にスラグ２８Ｂを挿入する。キャビティ６４内にあるスラグ２８Ｂに対し、図９のＢの矢印で示すように、パンチ６２を下降させてスラグ２８Ｂに押し当てる。これにより、図９のＣに示すように、パンチ６２がダイ６０のキャビティ６４に挿入されるに従ってスラグ２８Ｂが押圧されて変形する。この結果、スラグ２８Ｂは、パンチ６２の側面に沿って成形されるとともに延伸し、有底筒状体２９に成形される。
【００７１】
ダイ６０からパンチ６２を離脱させ、成形された有底筒状体２９からパンチ６２を抜き取ると、図９のＤに示すように、有底筒状体２９が得られる。この場合、有底筒状体２９の開口部（ケース開口部１６）には、長幅側の側壁部分に山形状の突出部６６が形成されている。この突出部６６は、スラグ２８Ｂが所定形状のコンデンサ用ケース２に成形するに十分な体積を持たせているために生じたものである。
【００７２】
この衝撃押出成形に用いたパンチ６２の形状、コンデンサ用ケース２の内側の成形について、図１０及び図１１を参照する。図１０はパンチ６２の押当て面部を示し、図１１はコンデンサ用ケース２の成形を拡大して示している。
【００７３】
パンチ６２には、図１０に示すように、スラグ２８Ｂに押し当てられる第１の面部として押当て面部６８と、有底筒状体２９の側壁部４を成形する第２の面部として側壁面部６９とを備える。押当て面部６８には、パンチ６２の本体側の水平断面と相似形の凸部７０が形成され、この凸部７０は平坦面に形成されている。この凸部７０は、パンチ６２の水平断面より小さく設定され、凸部７０の周囲には段部７２が形成されている。
【００７４】
このようなパンチ６２がスラグ２８Ｂに押し当てられると、図１１に示すように、段部７２にスラグ２８Ｂの一部が侵入して残留する。この結果、コンデンサ用ケース２の内底部１２には、既述の周回状凸部１４（図２、図３）が形成される。
【００７５】
(7) 仕上げ工程（ステップＳ７）
【００７６】
この仕上げ工程は成形された有底筒状体２９をコンデンサ用ケース２に仕上げ処理する工程である。この仕上げ処理には縁切りや洗浄等が含まれ、縁切りは剪断による所謂よろめき加工である。
【００７７】
この仕上げ処理について、図１２を参照する。図１２はコンデンサ用ケース２のケース開口部１６を示し、Ａは仕上げ処理前、Ｂは仕上げ処理後を示している。既述のように、衝撃押出成形によって得られたコンデンサ用ケース２では、図９のＤに示すように、開口縁部に山形の突出部６６が生じている。そこで、コンデンサ用ケース２では、衝撃押出成形によって十分なケース高が得られているので、図１２のＡに破線７４で示す部分を切断面に設定し、図１２のＢに示すように、縁切りを行い、ケース開口部１６を平坦な開口面部に成形する。これにより、製品としてのコンデンサ用ケース２が作成される。
【００７８】
以上述べた第２の実施の形態について、特徴事項や利点を以下に列挙する。
【００７９】
(a) 側壁部４の肉厚が均一化され、コンデンサ用ケース２の成形精度を向上させることができる。
【００８０】
(b) 上記実施の形態では、アルミニウム等の板材（フープ材）から所定形状のスラグ２８Ａを打ち抜くスラグ打ち抜き工程、打ち抜いたスラグ２８Ａを金型による冷間押し出しにより所定形状のスラグ２８Ｂに変形させている。
【００８１】
(c) 鍛造されたスラグ２８Ｂを所定温度で焼鈍し、そのスラグ２８Ｂをダイ６０のキャビティ６４に固定し、パンチ６２で押圧することにより、キャビティ６４の側壁面に沿って突出させる衝撃押出工程によって薄型偏平の有底ケースを得ている。
【００８２】
(d) フープ材２６から打ち抜き→鍛造によってスラグ２８Ａ、２８Ｂを形成することで、板材から直接スラグを打ち抜く従来の加工に比較し、処理が簡略化される。また、スラグ鍛造工程及び焼鈍工程により、スラグ２８Ａ、２８Ｂを安定化状態にするので、衝撃押出工程時のケース成形による肉厚の不均一化を防止できる。
【００８３】
(e) スラグ２８Ｂには鍛造工程で底面部に湾曲部を形成している。この湾曲部により、衝撃押出工程によるケース成形の際のアルミニウムの塑性変形（アルミニウム流れ）が良好になり、コンデンサ用ケース２の肉厚を均一化することができる。
【００８４】
(f) 衝撃押出成形に用いるパンチ６２の押当て面部（成形先端面）６８は、外周より一定間隔の離間距離（離間幅）ｔｘを持って周回する段部７２で包囲された凸部７０が形成されている。そして、パンチ６２の側壁面部６９と凸部７０との離間距離ｔｘは成形されるコンデンサ用ケース２の側壁部４の肉厚ｔｗと同等以上に設定すればよい。この結果、ケース２の内底部１２には、パンチ６２の押当て面部６８にある底面形状に沿って周回する周回状凸部１４が形成される。
【００８５】
(g) パンチ６２がスラグ２８Ｂに押し当てられた際、パンチ６２のほぼ一定幅に、成形されるアルミニウム溜まり（即ち、スラグ材溜まりの一例である）が生成され、このアルミニウム溜まりから、パンチ６２の側壁面部６９に沿ってアルミニウムが延伸し、所定形状に成形される。このようにアルミニウム溜まりは、コンデンサ用ケース２の側壁部４へ成形される十分なアルミニウム突出量を確保し、側壁部４の肉厚ｔｗの不均一化の防止に寄与している。
【００８６】
(h) 衝撃押出成形では、既述のように、コンデンサ用ケース２のケース開口部１６の側壁部には、その長辺側に扇状の突出部６６を生じさせる。この突出部６６を含めて切断して端面を形成すれば、ケース開口部１６を平坦化することができる。
【００８７】
(i) 薄型偏平形のケースでは、衝撃押出工程によって、長辺側と短辺側とでアルミニウムの突出量が異なる。衝撃押出工程後のケース端面としては平坦面が好ましい。パンチの底面に所定の凹凸や放射状の溝を設けて衝撃押出を行う方法では、これを十分に解消することができないし、押出し成形の加圧力を変化させてしまう。これに対し、上記実施の形態では、パンチ６２の加圧力をスラグ２８Ｂに一様に加えてコンデンサ用ケース２の長辺側に突出部６６を生じさせ、ケース短辺側とケース長辺側の塑性変形力を一様化している。これにより、ケース短辺側とケース長辺側の強度が同一になる。この結果、例えば、コンデンサ製造時の加締め時の短辺側と長辺側での加締め工程の容易化に寄与する。
【００８８】
〔第３の実施の形態〕
【００８９】
第３の実施の形態は、既述のコンデンサ用ケースを用いたコンデンサ及びその製造方法である。
【００９０】
第３の実施の形態について、図１３を参照する。図１３はコンデンサの断面を示している。図１３において、図１及び図２と同一部分には同一符号を付してある。
【００９１】
このコンデンサ８０は、本発明のコンデンサの一例であって、既述のコンデンサ用ケース２を用いている。このコンデンサ８０には、図１３に示すように、コンデンサ用ケース２に収容可能なコンデンサ素子８２が用いられ、このコンデンサ素子８２には陽極側電極体と、陰極側電極体とをセパレータを介在させて積層した積層タイプの偏平型素子が用いられる。このコンデンサ素子８２では、端面部に陽極側電極体から引き出された陽極部８４、陰極側電極体から引き出された陰極部８６を備えている。
【００９２】
この実施の形態では、コンデンサ素子８２を収容するコンデンサ用ケース２を封口する封口板８８にはコンデンサ用ケース２と同様にアルミニウム等の金属板が使用されている。封口板８８は、コンデンサ用ケース２を封口する蓋体、封口体の一例である。この封口板８８には、陽極端子９０及び陰極端子９２が絶縁部材９４を介挿して設置されている。そこで、陽極部８４は陽極端子９０に内部リード９６により接続され、陰極部８６は陰極端子９２に内部リード９８により接続されている。
【００９３】
このような接続処理を経たコンデンサ素子８２は電解液を含浸した後、図１３に示すように、コンデンサ用ケース２に収容され、コンデンサ用ケース２のケース開口部１６には封口板８８が設置される。
【００９４】
そして、ケース開口部１６の開口縁部と封口板８８とをレーザ溶接により固定し、コンデンサ用ケース２を封口板８８で封口するとともに、封止する。これにより、コンデンサ８０が完成する。
【００９５】
斯かる構成では、既述のコンデンサ用ケース２を用いているので外装強度が補強され、内圧上昇によっても形状変化がなく、信頼性の高いコンデンサ８０を提供できる。
【００９６】
〔他の実施の形態〕
【００９７】
(1) 第２の実施の形態において、第２のスラグ２８Ｂの頂部を切断してフラット化する処理を行っているが、この工程は省略してもよい。
【００９８】
(2) 上記実施の形態の製造方法では、薄型偏平形のコンデンサ用ケースを開示しているが、これに限定されない。本発明は側壁部がフラットとなる角型のコンデンサ用ケースに適用してもよい。
【００９９】
(3) 成形材料としてアルミニウムを例示しているが、成形可能な材料であればよく、アルミニウムに限定されない。
【０１００】
(4) コンデンサとしては、電解コンデンサや電気二重層コンデンサに適用可能である。
【実施例】
【０１０１】
上記実施の形態について、実施例では、５Ｈ×２５Ｗ×６０Ｌのコンデンサ用ケースの製造に本発明を適用したが、衝撃押出成形による薄型ケースを低コストで製造することが可能となり、成形精度が高く、品質の良いコンデンサ用ケースが得られた。
【０１０２】
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態や実施例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。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明は、アルミニウム等の成形材料を用いるケース及びその製造、そのケースを用いるコンデンサ及びその製造に利用でき、薄型偏平形ケースの作成精度の向上、コンデンサに用いて内圧上昇による部分的な膨れの防止、品質の良いコンデンサの提供に寄与する等、有用である。
【符号の説明】
【０１０４】
２ コンデンサ用ケース
４ 側壁部
６ 底面部
８ フラット面部
１０ 湾曲面部
１２ 内底部
１４ 周回状凸部
１８ 湾曲面部
２６ フープ材
２９ 有底筒状体
６２ パンチ
６８ 押当て面部
６９ 側壁面部
７０ 凸部
７２ 段部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム等の成形材料を用いたケース及びその製造技術、そのケースを用いるコンデンサ及びその製造技術に関し、例えば、衝撃押出成形を用いたコンデンサ用ケース、その製造方法、コンデンサ及びコンデンサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンデンサ用ケースの製造技術として深絞り成形が知られている。この深絞り成形では、アルミニウム等の成形材料でスラグを形成し、複数のパンチとダイスを用いてスラグに複数段階の成形を施し、徐々に塑性変形させた中間体を経て所望形状のケースに加工する。
【０００３】
このような深絞り成形は、複数段階の成形工程からなり、成形加工に手間がかかるとともに、各工程では、専用のパンチとダイスが用いられている。段階的な工程処理に加え、工程毎に専用のパンチやダイスを必要とすることは、加工コストや設備コストによる経済的負担が大きい。
【０００４】
また、衝撃押出成形法では、ダイスに配置されたスラグにパンチを押し当て、パンチとダイスとでスラグを塑性変形させており、スラグに対するパンチの押当て動作（一動作）で成形を行う。
【０００５】
衝撃押出成形法のように、一動作による成形加工は設備コストや、工程数を単純化する利点があるが、スラグに対するパンチの押当て位置決め等の調整や、押当て位置誤差で成形品に生じる肉厚の不均一化が問題となる。
【０００６】
ケースの肉厚が不均一化すると、ケース強度が部分的に低下する。このようなケースにコンデンサ素子が実装され、駆動時のケース内圧が上昇すると、強度の低い部分に膨れを生じるおそれがある。また、このケース開口部の肉厚が不均一である場合には、封口体をレーザ溶接してケースを封口する際に、肉厚が薄い部分で溶接強度が低下し、ケースの密封性が損なわれるおそれがある。
【０００７】
斯かるケース成形に関し、ケースの肉厚を均一化するため、パンチにテーパ状の凸部を形成し、この凸部に嵌合する凹部をブランク材に設けることにより、ブランク材の凹部にパンチの凸部を組み合わせてダイス中で押圧成形することが知られている（特許文献１）。
【０００８】
また、ケース成形に関し、押圧面部に最も突出した頂部を持ち、この頂部を包囲して平滑面とした突部をパンチに備え、このパンチをケース成形に用いることが知られている（特許文献２）。
【０００９】
また、ケース成形に関し、パンチに先端面部から僅かに立ち上がる平坦面状の凸部を形成し、この凸部を持つパンチを用いることが知られている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−５９０７号公報
【特許文献２】特開平１０−２４３４３号公報
【特許文献３】特開２０００−１０７８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、ケース成形に用いられるパンチやダイスの形状に関し、ケース側壁の肉厚（側壁の厚みであり、ケースの厚みではない）の均一化に向けた種々の工夫が施されている。成形品であるケースについて、肉厚精度はケース形状と密接な関係がある。薄型偏平の例えば、ケース厚：１０〔ｍｍ〕以下、ケース幅：２０〔ｍｍ〕以上、ケース高：４００〔ｍｍ〕以上のケースでは、外形寸法が充足されても側壁の肉厚にばらつきを生じ、品質のよいケースを得ることが困難である。試作ではある程度の精度が得られても、一定以上の品質を維持するには歩留りが問題である。
【００１２】
斯かるケース成形にはスラグが用いられる。このスラグは例えば、アルミケースの場合、アルミニウムの板材を打ち抜いて形成される。例えば、ケース厚：１０〔ｍｍ〕以下、ケース幅：２０〔ｍｍ〕以上、ケース高：４００〔ｍｍ〕以上のアルミケースでは、厚さ：１０〔ｍｍ〕以下、ケース幅：２０〔ｍｍ〕程度のスラグが必要である。このような寸法を持つスラグをアルミニウムの板材から打ち抜いた場合には、その形状が歪化し、形状が安定しない。このようなスラグを用いることは、ケース精度が低下し、均一な肉厚を実現することができない。
【００１３】
斯かる課題について、特許文献１〜３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はない。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、コンデンサ用ケース及びその製造方法に関し、薄型偏平形ケースの成形精度を向上させることにある。
【００１５】
また、本発明の他の目的は、コンデンサに関し、薄型偏平形ケースコンデンサを用いてコンデンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明のコンデンサ用ケースは、コンデンサ素子が収容されるコンデンサ用ケースであって、板状成形材から打抜加工されたスラグから押出し成形された側壁部と底面部とを備える有底筒状体であり、前記側壁部及び前記底面部の短辺部は長辺部の２分の１以下であり、前記底面部から前記側壁部が立ち上がる部分が湾曲面であり、前記有底筒状体の内底部と少なくとも前記長辺部の前記側壁部とが成す隅部に周回状凸部が備えられている。
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明のコンデンサ用ケースの製造方法は、コンデンサ素子が収容されるコンデンサ用ケースの製造方法であって、板状成形材から打抜き加工により第１のスラグを生成する工程と、前記第１のスラグから押出し成形により第２のスラグに加工する工程と、前記コンデンサ用ケースの外形に対応するキャビティを備えるダイと、前記コンデンサ用ケースの内形に対応する形状を持つパンチとを用いることにより、側壁部及び底面部を備え、これら側壁部及び底面部が短辺部と長辺部とを有する有底筒状体に前記第２のスラグを成形する工程とを含んでいる。
【００１８】
このコンデンサ用ケースの製造方法において、前記パンチは、前記第２のスラグに押し当てられる第１の面部と、前記有底筒状体の側壁部を成形する第２の面部とを備え、前記第１の面部は、前記有底筒状体の内底面を成形する凸部と、この凸部より後退させ且つ前記凸部を包囲して形成された段部とを備え、前記段部が前記第２のスラグの成形に際し、スラグ材溜まりとしてもよい。
【００１９】
このコンデンサ用ケースの製造方法において、更に、前記有底筒状体の開口部を切り落として整形する工程とを含んでもよい。
【００２０】
上記目的を達成するため、本発明のコンデンサは、板状成形材から打抜加工されたスラグから押出し成形された側壁部と底面部とを備える有底筒状体であり、前記側壁部及び前記底面部の短辺部は長辺部の２分の１以下であり、前記底面部から前記側壁部が立ち上がる部分が湾曲面であり、前記有底筒状体の内底部と少なくとも前記長辺部の前記側壁部とが成す隅部に周回状凸部が備えられたケースと、前記ケースに収容された薄型偏平形のコンデンサ素子と、前記ケースの開口部に設置されて前記開口部を封止するとともに、前記コンデンサ素子に接続された外部端子を備えた封口体とを備える。
【００２１】
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、板状成形材から打抜加工されたスラグから押出し成形された側壁部と底面部とを備える有底筒状体であり、前記側壁部及び前記底面部の短辺部は長辺部の２分の１以下であり、前記底面部から前記側壁部が立ち上がる部分が湾曲面であり、前記有底筒状体の内底部と少なくとも前記長辺部の前記側壁部とが成す隅部に周回状凸部が備えられたケースを作成する工程と、前記ケースに薄型偏平形のコンデンサ素子を収容する工程と、前記コンデンサ素子に接続された外部端子を備えた封口体で前記ケースの開口部を封止する工程とを含んでいる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、次のような効果が得られる。
【００２３】
(1) コンデンサ用ケースに関し、成形精度を高めた薄型偏平形ケースを提供できる。
【００２４】
(2) コンデンサ用ケースに関し、成形精度を向上させることができる。
【００２５】
(3) 肉厚の均一なコンデンサ用ケースを提供でき、内圧上昇による部分的な膨れを防止できる。
【００２６】
(4) 品質の良いコンデンサを提供できる。
【００２７】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１の実施の形態に係るコンデンサ用ケースを示す平面図である。
【図２】図１に示すコンデンサ用ケースのII−II線断面図である。
【図３】図２の破線包囲部の拡大断面図である。
【図４】第２の実施の形態に係るコンデンサ用ケースの製造工程を示すフローチャートである。
【図５】第１スラグの打抜き加工の一例を示す図である。
【図６】第２スラグの冷間押出し加工の一例を示す図である。
【図７】第１スラグ及び第２スラグの比較を示す断面図である。
【図８】第２スラグの整形工程の一例を示す図である。
【図９】ケース形成工程の一例を示す図である。
【図１０】押当て面部側から見たパンチの一例を示す斜視図である。
【図１１】ケース形成の一例を示す断面図である。
【図１２】ケースの整形処理の一例を示す図である。
【図１３】コンデンサの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
〔第１の実施の形態〕
【００３０】
第１の実施の形態はコンデンサ用ケースの構造を提示する。
【００３１】
このコンデンサ用ケースについて、図１、図２及び図３を参照する。図１、図２及び図３はコンデンサ用ケースの一例を示し、図１はコンデンサ用ケースの開口部側から見た平面、図２は図１のII−II線断面、図３は図２の破線部III の拡大断面を示している。
【００３２】
このコンデンサ用ケース２は、本発明のコンデンサ用ケースの一例であって、成形材料から作成され、成形材料に例えば、アルミニウムを用いて成形加工されたものである。このコンデンサ用ケース２は、図１に示すように、薄型偏平形であって、長円形の側壁部４と底面部６（図２）とを備える。側壁部４は、平行面を形成する１対のフラット面部８と、１対の第１の湾曲面部１０とを備える。湾曲面部１０は断面円形である。側壁部４で包囲された内底部１２には、側壁部４側の隅部に周回状凸部１４が形成されている。この周回状凸部１４からすれば、内底部１２は窪みを形成している。
【００３３】
ケース開口部１６は、図２に示すように、側壁部４の縁部を切り落とし、フラットな開口面部を形成している。また、底面部６の外縁部には第２の湾曲面部１８が形成されている。
【００３４】
そして、内底部１２に形成されている周回状凸部１４は、図２の破線部III を拡大した図３に示すように、平坦面部２０と第３の湾曲面部２２とを備え、内底部１２から立ち上がる湾曲面部２２には第４の湾曲面部２４が形成され、平坦面部２０から立ち上がる側壁部４には第５の湾曲面部２５が形成されている。
【００３５】
このコンデンサ用ケース２において、ケース幅をＷ1 〔ｍｍ〕、ケース厚をＴ1 〔ｍｍ〕、ケース高をＨ1 〔ｍｍ〕、側壁部４の肉厚をｔｗ、底面部６の肉厚をｔｂ、周回状凸部１４の周回幅をｗｒ、周回状凸部１４の高さをｈとすれば、これらの大小関係及び一例としての寸法は以下の通りである。
【００３６】
一例としての寸法によれば、Ｈ1 ＞Ｗ1 ＞Ｔ1 ≫ｔｗであり、ケース高Ｈ1 ＝６３〔ｍｍ〕、ケース幅Ｗ1 はケース厚Ｔ1 の５倍、Ｗ1 ＝５Ｔ1 に設定され、Ｗ1 ＝２５〔ｍｍ〕、Ｔ1 ＝５〔ｍｍ〕、ｔｗ＝０．５〔ｍｍ〕である。また、ｔｂ≧ｔｗである。ここで、周回凸部１４の寸法は、ｗｒ＝０．５〔ｍｍ〕以上、ｈ＝０．５〔ｍｍ〕以上である。これらのｗｒ及びｈは、ケース２の側壁部４の肉厚ｔｗ及び底面部６の肉厚ｔｂの寸法以上であることが好ましい。つまり、この寸法設定とすることで後述する衝撃押出成形時に周回凸部１４（十分なアルミニウム突出量が確保）が形成され、側壁部４が均一に形成される。
【００３７】
このコンデンサ用ケース２の特徴や利点を挙げれば次の通りである。
【００３８】
(1) 側壁部４の肉厚が均一化されている。
【００３９】
(2) 側壁部４を構成する１対の平坦面部２０が断面円形の湾曲面部１０で平行に維持され、ケース厚Ｔ1 方向の応力による変形を防止している。
【００４０】
(3) 断面円形の湾曲面部１０は、その中心方向に対する応力を分散するので、ケース強度を高めている。
【００４１】
(4) 内底部１２に形成された周回状凸部１４は、側壁部４と底面部６との角部を補強している。フラット面部８を周回状凸部１４によって補強され、ケース２の変形を防止できる。
【００４２】
〔第２の実施の形態〕
【００４３】
第２の実施の形態は、コンデンサ用ケースの製造方法であって、側壁部の肉厚の均一化等、加工精度を高めた製造方法を提示する。
【００４４】
コンデンサ用ケースの製造方法について、図４を参照する。図４はコンデンサ用ケースの製造方法の一例を示している。
【００４５】
この製造方法は本発明のコンデンサ用ケースの製造方法の一例であって、その製造工程には図４に示すように、スラグ形成工程（ステップＳ１）、第１の熱処理工程（ステップＳ２）、スラグ鍛造工程（ステップＳ３）、第２の熱処理工程（ステップＳ４）、成形前処理工程（ステップＳ５）、ケース成形工程（ステップＳ６）、仕上げ工程（ステップＳ７）を含んでいる。
【００４６】
(1) スラグ形成工程（ステップＳ１）
【００４７】
スラグ形成工程は、図５に示すように、フープ材２６から第１のスラグ２８Ａを形成する工程であって、この実施の形態では、フープ材２６からスラグ２８Ａを打ち抜く工程である。スラグ２８Ａは、コンデンサ用ケース２に加工される有底筒状体２９（図９）の成形単位である。
【００４８】
フープ材２６は例えば、アルミニウムの板材を用いればよいが、他の成形材料であってもよい。この実施の形態では、フープ材２６はアルミニウムの熱延コイルから平坦化したアルミニウム板材が用いられ、複数のスラグ２８Ａが形成可能な連続した帯状材である。
【００４９】
この実施の形態では、ダイ３０及びパンチ３２からなる打抜型が用いられ、ダイ３０は下型であって、フープ材２６から打ち抜かれるスラグ２８Ａの断面形状に対応するブランク部３４が形成されている。この実施の形態では、ブランク部３４は長円形である。これに対し、パンチ３２は上型であって、ダイ３０のブランク部３４と相似形の断面形状を持ち、ブランク部３４に挿通可能な断面長円形の柱体である。このパンチ３２の押当て面部３６はフラット面である。
【００５０】
そこで、スラグ２８Ａの打抜きでは、パンチ３２とダイ３０との間にフープ材２６が導かれ、ダイ３０のブランク部３４の上方に位置決めされたパンチ３２を下降させてフープ材２６に押し当て貫通させる。これにより、フープ材２６は、ダイ３０及びパンチ３２による剪断力を受け、フープ材２６からスラグ２８Ａが打ち抜かれ、ダイ３０のブランク部３４からパンチ３２により押し出される。
【００５１】
各スラグ２８Ａは既述の通り、単一の有底筒状体２９の成形単位であって、コンデンサ用ケース２の成形に必要な体積及び形状を備えている。このスラグ２８Ａの形状は、上面部をフラット面部３８、側壁部を長円状部４０、下面側に湾曲して膨出する膨出部４２（図６）を備えた固体である。
【００５２】
(2) 熱処理工程（ステップＳ２）
【００５３】
この熱処理工程では、フープ材２６から打ち抜かれたスラグ２８Ａに熱処理を施す。この熱処理は焼き鈍し処理である。この焼き鈍し処理ではスラグ２８Ａを加熱した後、徐々に冷却させる。打ち抜きにより塑性歪みを生じているスラグ２８Ａは、この熱処理（焼き鈍し）により塑性歪みが除かれ、素材の安定化が図られる。
【００５４】
(3) スラグ鍛造工程（ステップＳ３）
【００５５】
熱処理の後のスラグ鍛造工程は、衝撃押出成形の前処理として、スラグ２８Ａに対し、鍛造により第２のスラグ２８Ｂに成形する。
【００５６】
この鍛造処理について、図６を参照する。図６はスラグの冷間押出し加工を示している。
【００５７】
この鍛造処理では、図６に示すように、据え込み金型４４が用いられ、この据え込み金型４４にスラグ２８Ａを通過させ、冷間押出しによりスラグ２８Ｂに成形する。
【００５８】
据え込み金型４４は、スラグ２８Ａが挿入される挿入部４６と、成形部４８とを備えている。挿入部４６は、スラグ２８Ａの厚みＴ2 より僅かに大きい幅Ｗ3 を持ち、成形部４８は、スラグ２８Ｂの厚みＴ3 に対応する幅Ｗ4 （＜ケース幅Ｗ1 ）に成形するための傾斜面を対向させている。即ち、成形部４８は、幅Ｗ3 から幅Ｗ4 に連続的に傾斜している。
【００５９】
この鍛造処理では、冷間押出しであり、スラグ２８Ａが据え込み金型４４の挿入部４６に挿入されて位置決めされる。このスラグ２８Ａの上面部に突き型５０を当てて垂直に降下させることにより、幅Ｗ3 から幅Ｗ4 に狭められている成形部４８を通過したスラグ２８Ａは、高さ方向に延伸し、スラグ２８Ａより薄い厚さＴ3 を持つ平板状のスラグ２８Ｂが形成される。
【００６０】
このスラグ２８Ｂは、図６に示すように、スラグ２８Ａと相似形の断面長円状の板状体であって、頂部には突き型５０による突き跡５２が生じ、下面側は断面円形である。
【００６１】
次に、スラグ２８Ａ、２８Ｂとの比較について、図７を参照する。スラグ２８Ｂに成形前のスラグ２８Ａを破線で重ねて表示すると、図７のＡに示すように、横幅Ｗ2 、Ｗ5 は略一致している（Ｗ2 ≒Ｗ5 ）が、スラグ２８Ｂの高さＨ3 はスラグ２８Ａの高さＨ2 より大幅に伸延している。また、スラグ２８Ｂの厚みＴ3 は、図７のＢに示すように、スラグ２８Ａの厚みＴ2 より大幅に減少している。また、平面形状にあっては、スラグ２８Ｂの厚みＴ3 がスラグ２８Ａの厚みＴ2 より減少するも、相似形が維持されている。スラグ２８Ｂの幅Ｗ5 及び厚みＴ3 はコンデンサ用ケース２又は有底筒状体２９の幅Ｗ1 及び厚みＴ1 に略一致している。
【００６２】
(4) 熱処理工程（ステップＳ４）
【００６３】
この熱処理工程では、スラグ２８Ａから冷間押出しによる鍛造処理を経たスラグ２８Ｂに熱処理を施す。この熱処理は既述の焼き鈍し処理である。この焼き鈍し処理ではスラグ２８Ｂを加熱した後、徐々に冷却させる。スラグ２８Ａから冷間押出し処理を経たスラグ２８Ｂは塑性歪みを生じているが、この熱処理（焼き鈍し）により塑性歪みが除かれ、既述の熱処理と同様に素材の安定化が図られる。
【００６４】
(5) 成形前処理工程（ステップＳ５）
【００６５】
この成形前処理工程では、有底筒状体２９の成形精度を向上させるための準備処理として、スラグ２８Ｂの整形処理を行う。
【００６６】
この成形前処理工程について、図８を参照する。図８はスラグ２８Ｂの頂部の平滑化処理を示し、Ａは平滑化前のスラグ２８Ｂ、Ｂは平滑化後のスラグ２８Ｂを示している。冷間押出し加工、焼鈍処理を経たスラグ２８Ｂは頂部に成形によるバリ５４を生じ、凹凸状態にある。そこで、スラグ２８Ｂの底面部と平行面になるように、図８のＡに示すように、破線５６の箇所で切断する。又は、スラグ２８Ｂの頂部のバリ５４をプレス等により押し潰してもよい。これにより、図８のＢに示すように、スラグ２８Ｂの頂部はフラット面５８に形成される。
【００６７】
(6) ケース成形工程（ステップＳ６）
【００６８】
このケース成形工程は、コンデンサ用ケース２に加工される有底筒状体２９の成形工程であって、鍛造処理である衝撃押出成形による有底筒状体２９の形成工程である。この成形について、図９を参照する。図９は衝撃押出成形処理を工程順に示している。
【００６９】
この衝撃押出成形には、図９に示すように、下型のダイ６０と、上型のパンチ６２が用いられる。ダイ６０には有底筒状体２９の底面側の外観形状に合致する形状のキャビティ６４が形成されている。パンチ６２は有底筒状体２９の空間形状に合致する形状であり、その高さＨ5 は成形される有底筒状体２９の高さより大きく設定されている。パンチ６２の水平断面形状は、キャビティ６４の水平断面形状より、既述のコンデンサ用ケース２の肉厚ｔｗ（図１）分又はその同等分だけ小さく設定されている。
【００７０】
そこで、図９のＡに示すように、ダイ６０のキャビティ６４にスラグ２８Ｂを挿入する。キャビティ６４内にあるスラグ２８Ｂに対し、図９のＢの矢印で示すように、パンチ６２を下降させてスラグ２８Ｂに押し当てる。これにより、図９のＣに示すように、パンチ６２がダイ６０のキャビティ６４に挿入されるに従ってスラグ２８Ｂが押圧されて変形する。この結果、スラグ２８Ｂは、パンチ６２の側面に沿って成形されるとともに延伸し、有底筒状体２９に成形される。
【００７１】
ダイ６０からパンチ６２を離脱させ、成形された有底筒状体２９からパンチ６２を抜き取ると、図９のＤに示すように、有底筒状体２９が得られる。この場合、有底筒状体２９の開口部（ケース開口部１６）には、長幅側の側壁部分に山形状の突出部６６が形成されている。この突出部６６は、スラグ２８Ｂが所定形状のコンデンサ用ケース２に成形するに十分な体積を持たせているために生じたものである。
【００７２】
この衝撃押出成形に用いたパンチ６２の形状、コンデンサ用ケース２の内側の成形について、図１０及び図１１を参照する。図１０はパンチ６２の押当て面部を示し、図１１はコンデンサ用ケース２の成形を拡大して示している。
【００７３】
パンチ６２には、図１０に示すように、スラグ２８Ｂに押し当てられる第１の面部として押当て面部６８と、有底筒状体２９の側壁部４を成形する第２の面部として側壁面部６９とを備える。押当て面部６８には、パンチ６２の本体側の水平断面と相似形の凸部７０が形成され、この凸部７０は平坦面に形成されている。この凸部７０は、パンチ６２の水平断面より小さく設定され、凸部７０の周囲には段部７２が形成されている。
【００７４】
このようなパンチ６２がスラグ２８Ｂに押し当てられると、図１１に示すように、段部７２にスラグ２８Ｂの一部が侵入して残留する。この結果、コンデンサ用ケース２の内底部１２には、既述の周回状凸部１４（図２、図３）が形成される。
【００７５】
(7) 仕上げ工程（ステップＳ７）
【００７６】
この仕上げ工程は成形された有底筒状体２９をコンデンサ用ケース２に仕上げ処理する工程である。この仕上げ処理には縁切りや洗浄等が含まれ、縁切りは剪断による所謂よろめき加工である。
【００７７】
この仕上げ処理について、図１２を参照する。図１２はコンデンサ用ケース２のケース開口部１６を示し、Ａは仕上げ処理前、Ｂは仕上げ処理後を示している。既述のように、衝撃押出成形によって得られたコンデンサ用ケース２では、図９のＤに示すように、開口縁部に山形の突出部６６が生じている。そこで、コンデンサ用ケース２では、衝撃押出成形によって十分なケース高が得られているので、図１２のＡに破線７４で示す部分を切断面に設定し、図１２のＢに示すように、縁切りを行い、ケース開口部１６を平坦な開口面部に成形する。これにより、製品としてのコンデンサ用ケース２が作成される。
【００７８】
以上述べた第２の実施の形態について、特徴事項や利点を以下に列挙する。
【００７９】
(a) 側壁部４の肉厚が均一化され、コンデンサ用ケース２の成形精度を向上させることができる。
【００８０】
(b) 上記実施の形態では、アルミニウム等の板材（フープ材）から所定形状のスラグ２８Ａを打ち抜くスラグ打ち抜き工程、打ち抜いたスラグ２８Ａを金型による冷間押し出しにより所定形状のスラグ２８Ｂに変形させている。
【００８１】
(c) 鍛造されたスラグ２８Ｂを所定温度で焼鈍し、そのスラグ２８Ｂをダイ６０のキャビティ６４に固定し、パンチ６２で押圧することにより、キャビティ６４の側壁面に沿って突出させる衝撃押出工程によって薄型偏平の有底ケースを得ている。
【００８２】
(d) フープ材２６から打ち抜き→鍛造によってスラグ２８Ａ、２８Ｂを形成することで、板材から直接スラグを打ち抜く従来の加工に比較し、処理が簡略化される。また、スラグ鍛造工程及び焼鈍工程により、スラグ２８Ａ、２８Ｂを安定化状態にするので、衝撃押出工程時のケース成形による肉厚の不均一化を防止できる。
【００８３】
(e) スラグ２８Ｂには鍛造工程で底面部に湾曲部を形成している。この湾曲部により、衝撃押出工程によるケース成形の際のアルミニウムの塑性変形（アルミニウム流れ）が良好になり、コンデンサ用ケース２の肉厚を均一化することができる。
【００８４】
(f) 衝撃押出成形に用いるパンチ６２の押当て面部（成形先端面）６８は、外周より一定間隔の離間距離（離間幅）ｔｘを持って周回する段部７２で包囲された凸部７０が形成されている。そして、パンチ６２の側壁面部６９と凸部７０との離間距離ｔｘは成形されるコンデンサ用ケース２の側壁部４の肉厚ｔｗと同等以上に設定すればよい。この結果、ケース２の内底部１２には、パンチ６２の押当て面部６８にある底面形状に沿って周回する周回状凸部１４が形成される。
【００８５】
(g) パンチ６２がスラグ２８Ｂに押し当てられた際、パンチ６２のほぼ一定幅に、成形されるアルミニウム溜まり（即ち、スラグ材溜まりの一例である）が生成され、このアルミニウム溜まりから、パンチ６２の側壁面部６９に沿ってアルミニウムが延伸し、所定形状に成形される。このようにアルミニウム溜まりは、コンデンサ用ケース２の側壁部４へ成形される十分なアルミニウム突出量を確保し、側壁部４の肉厚ｔｗの不均一化の防止に寄与している。
【００８６】
(h) 衝撃押出成形では、既述のように、コンデンサ用ケース２のケース開口部１６の側壁部には、その長辺側に扇状の突出部６６を生じさせる。この突出部６６を含めて切断して端面を形成すれば、ケース開口部１６を平坦化することができる。
【００８７】
(i) 薄型偏平形のケースでは、衝撃押出工程によって、長辺側と短辺側とでアルミニウムの突出量が異なる。衝撃押出工程後のケース端面としては平坦面が好ましい。パンチの底面に所定の凹凸や放射状の溝を設けて衝撃押出を行う方法では、これを十分に解消することができないし、押出し成形の加圧力を変化させてしまう。これに対し、上記実施の形態では、パンチ６２の加圧力をスラグ２８Ｂに一様に加えてコンデンサ用ケース２の長辺側に突出部６６を生じさせ、ケース短辺側とケース長辺側の塑性変形力を一様化している。これにより、ケース短辺側とケース長辺側の強度が同一になる。この結果、例えば、コンデンサ製造時の加締め時の短辺側と長辺側での加締め工程の容易化に寄与する。
【００８８】
〔第３の実施の形態〕
【００８９】
第３の実施の形態は、既述のコンデンサ用ケースを用いたコンデンサ及びその製造方法である。
【００９０】
第３の実施の形態について、図１３を参照する。図１３はコンデンサの断面を示している。図１３において、図１及び図２と同一部分には同一符号を付してある。
【００９１】
このコンデンサ８０は、本発明のコンデンサの一例であって、既述のコンデンサ用ケース２を用いている。このコンデンサ８０には、図１３に示すように、コンデンサ用ケース２に収容可能なコンデンサ素子８２が用いられ、このコンデンサ素子８２には陽極側電極体と、陰極側電極体とをセパレータを介在させて積層した積層タイプの偏平型素子が用いられる。このコンデンサ素子８２では、端面部に陽極側電極体から引き出された陽極部８４、陰極側電極体から引き出された陰極部８６を備えている。
【００９２】
この実施の形態では、コンデンサ素子８２を収容するコンデンサ用ケース２を封口する封口板８８にはコンデンサ用ケース２と同様にアルミニウム等の金属板が使用されている。封口板８８は、コンデンサ用ケース２を封口する蓋体、封口体の一例である。この封口板８８には、陽極端子９０及び陰極端子９２が絶縁部材９４を介挿して設置されている。そこで、陽極部８４は陽極端子９０に内部リード９６により接続され、陰極部８６は陰極端子９２に内部リード９８により接続されている。
【００９３】
このような接続処理を経たコンデンサ素子８２は電解液を含浸した後、図１３に示すように、コンデンサ用ケース２に収容され、コンデンサ用ケース２のケース開口部１６には封口板８８が設置される。
【００９４】
そして、ケース開口部１６の開口縁部と封口板８８とをレーザ溶接により固定し、コンデンサ用ケース２を封口板８８で封口するとともに、封止する。これにより、コンデンサ８０が完成する。
【００９５】
斯かる構成では、既述のコンデンサ用ケース２を用いているので外装強度が補強され、内圧上昇によっても形状変化がなく、信頼性の高いコンデンサ８０を提供できる。
【００９６】
〔他の実施の形態〕
【００９７】
(1) 第２の実施の形態において、第２のスラグ２８Ｂの頂部を切断してフラット化する処理を行っているが、この工程は省略してもよい。
【００９８】
(2) 上記実施の形態の製造方法では、薄型偏平形のコンデンサ用ケースを開示しているが、これに限定されない。本発明は側壁部がフラットとなる角型のコンデンサ用ケースに適用してもよい。
【００９９】
(3) 成形材料としてアルミニウムを例示しているが、成形可能な材料であればよく、アルミニウムに限定されない。
【０１００】
(4) コンデンサとしては、電解コンデンサや電気二重層コンデンサに適用可能である。
【実施例】
【０１０１】
上記実施の形態について、実施例では、５Ｈ×２５Ｗ×６０Ｌのコンデンサ用ケースの製造に本発明を適用したが、衝撃押出成形による薄型ケースを低コストで製造することが可能となり、成形精度が高く、品質の良いコンデンサ用ケースが得られた。
【０１０２】
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態や実施例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。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明は、アルミニウム等の成形材料を用いるケース及びその製造、そのケースを用いるコンデンサ及びその製造に利用でき、薄型偏平形ケースの作成精度の向上、コンデンサに用いて内圧上昇による部分的な膨れの防止、品質の良いコンデンサの提供に寄与する等、有用である。
【符号の説明】
【０１０４】
２ コンデンサ用ケース
４ 側壁部
６ 底面部
８ フラット面部
１０ 湾曲面部
１２ 内底部
１４ 周回状凸部
１８ 湾曲面部
２６ フープ材
２９ 有底筒状体
６２ パンチ
６８ 押当て面部
６９ 側壁面部
７０ 凸部
７２ 段部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサ素子が収容されるコンデンサ用ケースであって、
板状成形材から打抜加工されたスラグから押出し成形された側壁部と底面部とを備える有底筒状体であり、前記側壁部及び前記底面部の短辺部は長辺部の２分の１以下であり、前記底面部から前記側壁部が立ち上がる部分が湾曲面であり、前記有底筒状体の内底部と少なくとも前記長辺部の前記側壁部とが成す隅部に周回状凸部が備えられていることを特徴とするコンデンサ用ケース。
【請求項２】
コンデンサ素子が収容されるコンデンサ用ケースの製造方法であって、
板状成形材から打抜き加工により第１のスラグを生成する工程と、
前記第１のスラグから押出し成形により第２のスラグに加工する工程と、
前記コンデンサ用ケースの外形に対応するキャビティを備えるダイと、前記コンデンサ用ケースの内形に対応する形状を持つパンチとを用いることにより、側壁部及び底面部を備え、これら側壁部及び底面部が短辺部と長辺部とを有する有底筒状体に前記第２のスラグを成形する工程と、
を含むことを特徴とするコンデンサ用ケースの製造方法。
【請求項３】
前記パンチは、前記第２のスラグに押し当てられる第１の面部と、前記有底筒状体の側壁部を成形する第２の面部とを備え、前記第１の面部は、前記有底筒状体の内底部を成形する凸部と、この凸部より後退させ且つ前記凸部を包囲して形成された段部とを備え、前記段部が前記第２のスラグの成形に際し、スラグ材溜まりとなることを特徴とする請求項２に記載のコンデンサ用ケースの製造方法。
【請求項４】
前記有底筒状体の開口部を切り落として整形する工程と、
を含むことを特徴とする請求項３に記載のコンデンサ用ケースの製造方法。
【請求項５】
板状成形材から打抜加工されたスラグから押出し成形された側壁部と底面部とを備える有底筒状体であり、前記側壁部及び前記底面部の短辺部は長辺部の２分の１以下であり、前記底面部から前記側壁部が立ち上がる部分が湾曲面であり、前記有底筒状体の内底部と少なくとも前記長辺部の前記側壁部とが成す隅部に周回状凸部が備えられたケースと、
前記ケースに収容された薄型偏平形のコンデンサ素子と、
前記ケースの開口部に設置されて前記開口部を封止するとともに、前記コンデンサ素子に接続された外部端子を備えた封口体と、
を備えることを特徴とするコンデンサ。
【請求項６】
板状成形材から打抜加工されたスラグから押出し成形された側壁部と底面部とを備える有底筒状体であり、前記側壁部及び前記底面部の短辺部は長辺部の２分の１以下であり、前記底面部から前記側壁部が立ち上がる部分が湾曲面であり、前記有底筒状体の内底部と少なくとも前記長辺部の前記側壁部とが成す隅部に周回状凸部が備えられたケースを作成する工程と、
前記ケースに薄型偏平形のコンデンサ素子を収容する工程と、
前記コンデンサ素子に接続された外部端子を備えた封口体で前記ケースの開口部を封止する工程と、
を含むことを特徴とするコンデンサの製造方法。
【請求項１】
コンデンサ素子が収容されるコンデンサ用ケースであって、
板状成形材から打抜加工されたスラグから押出し成形された側壁部と底面部とを備える有底筒状体であり、前記側壁部及び前記底面部の短辺部は長辺部の２分の１以下であり、前記底面部から前記側壁部が立ち上がる部分が湾曲面であり、前記有底筒状体の内底部と少なくとも前記長辺部の前記側壁部とが成す隅部に周回状凸部が備えられていることを特徴とするコンデンサ用ケース。
【請求項２】
コンデンサ素子が収容されるコンデンサ用ケースの製造方法であって、
板状成形材から打抜き加工により第１のスラグを生成する工程と、
前記第１のスラグから押出し成形により第２のスラグに加工する工程と、
前記コンデンサ用ケースの外形に対応するキャビティを備えるダイと、前記コンデンサ用ケースの内形に対応する形状を持つパンチとを用いることにより、側壁部及び底面部を備え、これら側壁部及び底面部が短辺部と長辺部とを有する有底筒状体に前記第２のスラグを成形する工程と、
を含むことを特徴とするコンデンサ用ケースの製造方法。
【請求項３】
前記パンチは、前記第２のスラグに押し当てられる第１の面部と、前記有底筒状体の側壁部を成形する第２の面部とを備え、前記第１の面部は、前記有底筒状体の内底部を成形する凸部と、この凸部より後退させ且つ前記凸部を包囲して形成された段部とを備え、前記段部が前記第２のスラグの成形に際し、スラグ材溜まりとなることを特徴とする請求項２に記載のコンデンサ用ケースの製造方法。
【請求項４】
前記有底筒状体の開口部を切り落として整形する工程と、
を含むことを特徴とする請求項３に記載のコンデンサ用ケースの製造方法。
【請求項５】
板状成形材から打抜加工されたスラグから押出し成形された側壁部と底面部とを備える有底筒状体であり、前記側壁部及び前記底面部の短辺部は長辺部の２分の１以下であり、前記底面部から前記側壁部が立ち上がる部分が湾曲面であり、前記有底筒状体の内底部と少なくとも前記長辺部の前記側壁部とが成す隅部に周回状凸部が備えられたケースと、
前記ケースに収容された薄型偏平形のコンデンサ素子と、
前記ケースの開口部に設置されて前記開口部を封止するとともに、前記コンデンサ素子に接続された外部端子を備えた封口体と、
を備えることを特徴とするコンデンサ。
【請求項６】
板状成形材から打抜加工されたスラグから押出し成形された側壁部と底面部とを備える有底筒状体であり、前記側壁部及び前記底面部の短辺部は長辺部の２分の１以下であり、前記底面部から前記側壁部が立ち上がる部分が湾曲面であり、前記有底筒状体の内底部と少なくとも前記長辺部の前記側壁部とが成す隅部に周回状凸部が備えられたケースを作成する工程と、
前記ケースに薄型偏平形のコンデンサ素子を収容する工程と、
前記コンデンサ素子に接続された外部端子を備えた封口体で前記ケースの開口部を封止する工程と、
を含むことを特徴とするコンデンサの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１５１１６７（Ｐ２０１２−１５１１６７Ａ）
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６７７１（Ｐ２０１１−６７７１）
【出願日】平成２３年１月１７日（２０１１．１．１７）
【出願人】（０００２２８５７８）日本ケミコン株式会社 (514)
【出願人】（５１１０１４８８４）株式会社ダイヤ精工 (1)
【出願人】（０００２２２９９０）株式会社テクノアソシエ (11)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１７日（２０１１．１．１７）
【出願人】（０００２２８５７８）日本ケミコン株式会社 (514)
【出願人】（５１１０１４８８４）株式会社ダイヤ精工 (1)
【出願人】（０００２２２９９０）株式会社テクノアソシエ (11)
【Ｆターム（参考）】
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