CN1052808C - 制造铝电解电容器引线的装置 - Google Patents

Abstract

制造铝电解电容器引线的装置，包括：夹持和进给铝线并将其切成预定长度的第一进给工位；可旋转并包括多个分别夹持来自第一进给工位的铝线的卡具的工作台；用于在被卡住的铝线上钻孔的沿工作台转动路线配置的钻孔部；夹持和进给铜基镀锡铁线并将其切成预定长度的第二进给工位，该工位随后将切断的铜基镀锡铁线***所述孔内；加热已***了铜基镀锡铁线的铝线总成引线的加热装置；用于在加热后取出所述引线的取出部。

Description

制造铝电解电容器引线的装置

本申请是申请号为94102419.9申请日为940207名称为“铝电解电容器连接方法及其制造装置”的发明专利申请的分案申请。

本发明涉及一种制造铝电解电容器(电子部件)引线的装置。

传统的铝电解电容器的引线连接方法公开在，例如，日本授权专利刊物(Tokko)昭58-41154中。

图6(a)是表示在上述刊物中所公开的方法的轴测图。在图(6a)中铝线21的杆形部21a由采用氧、氢和甲醇混合气的燃烧咀20加热。当杆形部21a成为保持着其形状的半熔状态时，具有削尖端22a的铜基镀锡铁线22(下称Cp线)被压入铝线21的杆形部21a的中心。这样，便制成了如在图6(b)切开的视图中所示的外部伸出的引线。

另一方面，业已提出了一种用以制造铝电解电容器的该种引线的装置，一种具有如在图7中所示结构的焊接装置。在图7中，铝线21由两焊接电极24a和24b夹持，它们是负极，而Cp线22由引线卡具23夹持，它是正极。引线卡具23按箭头A所示方向沿圆周被驱动。在Cp线22和铝线21相接触的瞬间，Cp线22被引线卡具23沿箭头A′所示方向稍微拉动，从而使其和铝线21脱离接触。在此瞬间，在铝线21和Cp线22之间产生电弧25，如图8所示。因此，铝线21和Cp线22被电弧25的加热而熔化，随后它们由在它们之间形成的、由铜、铝和锡组成的合金部26彼此固定，如图9所法。

然而，上述传统的引线连接方法和传统的制造装置是有缺点的。例如，在图6(a)和6(b)所示的连接方法中，小型铝电解电容器的铝线21的杆形部21a的直径为1毫米或更小，如上所述，杆形部21a由燃烧咀20加热到它成为保持其形状的半溶状态，Cp线22的削尖端被压入杆形部21a的中心。那时，如此小的连接部件不能充分和正确地彼此压入。例如，如图10所示，铝线21的杆形部21a常变形成不正常的形状。

同样，在上述传统的制造装置中，诸如铁和铜的金属，它们相对于铝来说是异质金属，通过在连接工艺过程中产生的电弧飞溅27扩散和粘结到铝线21上，如图8所示。此外，为由铜、铝、锡和类似物组成的合金所形成的合金部26暴露在铝线21的外面。在装配电解电容器的时度，这些非纯质金属细片和粉末粘接在铝铂和隔离片上，它们形成电解电容器的电极。另外，这些由振动部件进给装置中的摩擦产生的细片和粉末也粘接到铝线上。这些状况使漏电特性恶化，这对于电解电容器是很主要的，它可导致严重的故障，诸如短路。

众所周知，铝是一种即刻在其上形成氧化膜的金属。这一氧化膜保留在该合金的连接部内，并在其中混合，从而形成其中有缺陷的部分。结果，焊接强度不足，而且焊接不均匀。

此外，由于图7所示的正极引线卡具23的圆周运动，很难使Cp线22跟处在直线状态的铝线21的中心对准。结果，在外观上便出现这样的问题，使图9中所示的合金部26的中心偏离正确的位置。

本发明的目的是要提供一种铝电解电容器的能高速自动制造引线而不会使铝线和Cp线的合金连接层暴露于外面也不会使中心定位偏移的装置。

按照本发明的另一方面，用于制造铝电解电容器引线的装置包括：

一个夹持的进给铝线并将其切成预定长度的第一进给工位；

能转动并包括若干用于夹持自第一进给工位进给的铝线的卡具的工作台；

一个用于在由卡具中的一个夹持的铝线中钻孔的钻孔部；

一个夹持和进给铜基镀锡铁线并将其切成预定长度的第二进给工位；该第二进给工位随后将被切断的铜基铁线***所述孔内；

用于对铜基镀锡铁线***铝线后而成的引线组件加热的加热装置；

所述加热装置通过形成一层由铜、铝和锡组成的扩散合金层而将所述铝线和铜基镀锡铁线相对固定；

在加热完毕后用于取出引线的自动取出部。

按照上述引线方法及其装置，由于在铝线端部中的孔是事先钻出的，因此Cp线沿该孔能被顺当地压入。于是，跟Cp线被压入半熔状态的铝线杆的端面内的传统方法相比，定位是容易的，而且不总是需要在加热后检查其外观。此外，铝线和Cp线的连接合金层不暴露于外面，即使铝线杆直径为1毫米或更小时，在外观上和合金连接部没有诸如中心偏移的缺陷部分。结果，在自动高速制造工艺过程中焊接强度提高了，而且达到均匀一致。

虽然本发明的新颖特点在所附权利要求书中已被详细陈述，然而，由于连同附图一起所作的下列详细叙述，本发明在其编排和内容两个方面，与其它的目的和特点一起会被更清楚地理解。

图1(a)是表示用于按第一实施例完成铝电解电容器的引线连接的其中一个制造步骤的侧视图；

图1(b)是表示用于按第一实施例完成铝电解电容器的引线连接的其中一个制造步骤的横剖面图；

图1(c)是表示用于按第一实施例完成铝电解电容器的引线连接的其中一个制造步骤的横剖面图；

图1(d)是表示用于按第一实施例完成铝电解电容器的引线连接的其中一个制造步骤的横剖面图；

图1(e)是表示用于按第一实施例完成铝电解电容器的引线连接的其中一个制造步骤的横剖面图；

图2(a)是表示用于按第二实施例完成铝电解电容器的引线连接的其中一个制造步骤的侧视图；

图2(b)是表示用于按第二实施例完成铝电解电容器的引线连接的其中一个制造步骤的横剖面图；

图2(c)是表示用于按第二实施例完成铝电解电容器的引线连接的其中一个制造步骤的横剖面图；

图2(d)是表示用于按第二实施例完成铝电解电容器的引线连接的其中一个制造步骤的横剖面图；

图3是表示按本发明第三实施例的铝电解电容器引线制造装置的整个配置的平面布置图；

图4是按本发明第三实施例得到的引线连接的横剖面图；

图5是表示按本发明第四实施例的铝电解电容器引线制造装置的整个配置的平面布置图；

图6(a)是表示铝电解电容器的传统引线连接的轴测图；

图6(b)是按图6(a)状态将铜基镀锡铁线22***铝线21后的局部切开轴测图；

图7是表示铝电解电容器引线的传统制造装置的轴测图；

图8是表示传统焊接法原理的主要部分的正视图；

图9是表示由传统焊接法制备的引线连接的正视图；

图10是表示由传统的连接法导致的连接失败的横剖面图。

应该意识到，某些或所有的附图只是为解译而作简略地表示，并非需要描绘所示另件的实际相对尺寸或位置。

下面，参照附图叙述本发明的优先实施例。(第一实施例)

图1(a)至1(e)是表示用于完成按第一实施例的铝电解电容器导线连接制备步骤的侧视或横剖面图。首先，如图1(a)所示，准备一根用于在铝线1的杆形部的端面上钻孔的钻孔杆，与铝线1共轴线对中。接着，如图1(b)所示，将钻孔杆2压入铝线1的杆形部端面内，并随后拉出以形成如图1(c)所示的孔3。接着，如图1(c)和1(d)所示，将Cp线4压入铝线1的杆形部内。此后，如图1(e)所示，借助于采用氧、氢和甲醇混合气的燃烧咀在保持其形状的情况下加热铝线1的杆形部，从而和Cp线形成紧密连接。

在上述第一实施例中，铝线1的杆形部直径为0.8毫米，铝线杆形部端面上的孔的直径为0.42毫米，Cp线4的直径为0.45毫米，混合气量为10至12升/分，加热时间为0.3秒。在这些条件下，业已证实一扩散合金层在铝线1的杆形部和Cp线4之间的边界附近形成。

虽然在上述第一实施例中采用了气体火焰作为热源，然而，其它的加热方法，诸如感应加热，电子束加热，光束加热，兰塞束加热也同样可以采用。此外，镀锡铜线可用于外部伸出线，以代替Cp线4。

图2(a)至2(d)是表示用于完成第二实施例中铝电解电容器引线连接的制造步骤的侧视图或横剖面图。首先，如图2(a)所示，准备好用于在铝线1杆形部端面上钻孔的钻孔杆2，使与铝线1共轴对中。接着，如图2(b)所示，将钻孔轴2压入铝线1的杆形部端面内，并随后拉出，以形成图2(c)中所示的孔3。接着，如图2(c)和2(d)中所示，铝线1的杆形部在保其形状的情况下，借助于采用氧、氢和甲醇混合气体的燃烧咀5被加热，而Cp线4沿孔3被压入。如图1(d)所示，借助于燃烧咀5对铝线杆形部的连续加热，实现了铝线1和Cp线4之间的紧密连接。结果，保障了充分的加热时间，从而在铝线1和Cp线4的边界附近形成了一层非常均匀的扩散合金层。

虽然在上述第二实施例中采用了气体火焰作为热源，然而，其它的加热方法，诸如感应加热，电子束加热，光束加热，兰塞束加热也同样可以采用。此外，镀锡铜线可用于外部伸出线。以代替Cp线4。

图3是表示第三实施例的铝电解电容器引线的制造装置的整个结构的平面布置图。在图3中，铝线6由铝线矫直滚子7支承。第一进给工位8包括一铝线卡具8a和一铝线切割器8b。工作台9周期转动。沿工作台9的圆周以非常均匀的间隔安装多个卡具9a。一钻孔部10被配置成面对卡具9a中的一个。Cp线11由Cp线矫直滚子12支承。第二进给工位13包括一Cp线卡具13a和Cp线切割器13b。多个燃烧咀14沿工作台9的圆周部分设置。自动取出部15包括一传送带15a。一压力自动取出卡爪16沿工作台9的圆周配置。一引线17固定在工作台9的外侧。

下面，将叙述上述制作装置的操作。

首先，铝线6穿过铝线矫直滚子7，从而其弯曲得到矫直。铝线6由可前后移动的铝线卡具8a支承。铝线卡具8a和被支承的铝线6一起向前移动，将铝线6进给到固定于周期转动的工作台9上的卡具9a。同时，铝线切割器8b和铝线卡具8a一起向前移动，并将铝线6切成一定的长度。

一当卡具9a卡住铝线6，铝线卡具8a便松开铝线6，并和切割器8b一起回位。此时，铝线6的一端部伸在卡具9a的外面，如图3所示。

接着，由卡具9a卡住的铝线6根据工作台9的周期转动被送到钻孔部10，一个其内径小于Cp线11直径的孔被钻出，沿铝线6端面中心具有某一深度。

接着，具有孔的铝线6根据工作台9的周期转动被送到第二进给工位13。Cp线11穿过Cp线矫直滚子12，按类同于铝线6矫直的方法矫直其弯曲。Cp线11由可前、后移动的Cp线卡具13a卡位。Cp线卡具13a和被卡住的Cp线11一起向前移动，将Cp线压入在钻孔部10钻出的铝线6的孔内。在Cp线11压入到铝线6的孔内时，Cp线11擦去在铝线上形成的一层氧化膜。同时，Cp线切割器13b和Cp线卡具13a一起向前移动，并将Cp线11切成某一长度。

此后，Cp线卡具13a松开Cp线11，并和Cp线切割器13b一起回位。

接着，被压入Cp线11的铝线6(此后称作引线17)根据工作台9的转动被送到燃烧咀14。引线17借助于采有氧、氢和甲醇混合气体的燃烧咀的火焰被逐步加热，其外部形状保持不变。在引线17的Cp线11和铝线6之间的边界形成一层由铜、铝和锡组成的合金。

此后，引线17根据工作台9的转动被送到自动取出部15，并在那里被自动取出。如果引线17在自动取出工位15意外地未被自动取出，则由压力取出卡爪16来取出，设置后者是为了在沿工作台9的旋转方向越过该自动取出位置的某一位置A上强制取出引线17。

经上述工艺过程制成的引线17，其中在如图4所示的铝线6和Cp线11的连接部有一由铜、铝和锡组成的合金层18。因此，铁、铝等的外部暴露和扩散完成被排除了。此外，焊接强度提示了，焊接质量均匀，在高速自动制造时，无中心定位偏移。

当Cp线11的直径大到足以获得充分的连接区时，即使在铝线6端面上钻出的孔的直径大于Cp线11的孔径时，而能获得充分的焊接强度。

虽然，在上述第三实施例中采用了气体火焰作为热源，然而，其它的加热方法，诸如感应加热、电子束加热、光束加热、兰塞束加热也同样可以采用。此外，镀锡铜线可用于外部伸出线，以代替Cp线4。

图5是表示按本发明第四实施例的铝电解电容器引线的制作装置的整个结构的平面布置图。该制作装置的特点是除了图3所示的第三实施例的结构外，还设置燃烧咀14′。在图5中，铝线6由铝线矫直滚子7支承。第一进给工位8包括一铝线卡具8a和铝线切割器8b。工作台7周期地旋转。多个卡具9a以极均匀的间隔固定在工作台的圆周上。钻孔部10被配置成面对卡具9a中的一个。Cp线由Cp线矫直滚子12支承。第二进给工位13包括Cp线卡具13a和cp线切割器13b。多个燃烧咀14和14′设置在工作台9的圆周部的周围。自动取出部15包括一传送带15a。压力自动取出卡爪16沿工作台9的圆周配置。引线17粘接于工作台9的外侧。

下面，将叙述上述制作装置的操作。

首先，铝线6穿过铝线矫直滚子7，从而其弯曲得到矫直。铝线6由可前后移动的铝线卡具8a支承。铝线卡具8a和被支承的铝线6一起向前移动，将铝线6进给到固定于周期转动的工作台9上的卡具9a。同时，铝线切割器8b和铝线卡具8a一起向前移动，并将铝线6成一定的长度。

一当卡具9a卡住铝线6，铝线卡具8a便松开铝线6，并和切割器8b一起回位。此时，铝线6的一端部伸在卡具9a的外面，如图3所示。

接着，由卡具9a卡住的铝线6根据工作台9的周期转动被送到钻孔部10，一个其内径小于Cp线11直径的孔被钻出，沿铝线6端面中心具有某一深度。

接着，具有孔的铝线6根据工作台9的周期转动被送到燃烧咀14′。正如从和图3的对比中明显看出，该燃烧咀14′和紧邻的燃且14′是在Cp线11和铝线6连接工艺过程中和之前预先提供的。铝线6借助于采用氧、氢和甲醇混合气的燃烧咀14′的火焰被逐步加热，保持其外部形状不变。

该加热过程在持续进行着，铝线6根据工作台9的周期转动被送至第二进给站13。Cp线11穿过Cp线矫直滚子12，按类同于铝线6的方法矫直其弯曲。Cp线11由可前、后移动的Cp线卡具卡住。Cp线卡具13a和被卡住的Cp线11一起向前移动，将Cp线11压入铝线6的孔内，铝线6已在钻孔工位10上被钻孔，并由燃烧咀14′加热。在Cp线11被压入铝线6的孔内时，Cp线11擦去在铝线6上形成的一层氧化膜。同时，Cp线切割器13b和Cp线卡具一起向前移动，并将Cp线11切成一定的长度。

此后，Cp线卡具13a松开Cp线11，并和Cp线切割器13b一起回位。

接着，被压入Cp线11的铝线6(此后称作引线17)根据工作台9的转动被送到燃烧咀14。引线17借助于采有氧、氢和甲醇混合气体的燃烧咀的火焰被逐步加热，其外部形状保持不变。由铜、铝和锡组成的合金层在引线17的Cp线11和铝线6之间的边界处进一步形成。

此后，引线17根据工作台9的转动被送到自动取出部15，并在那里被自动取出。如果引线17在自动取出工位15意外地未被自动取出，则由压力取出卡爪16来取出，设置后者是为了在沿工作台9的旋转方向越过该自动取出位置的某一位置A上强制取出引线17。

经上述工艺过程制成的引线17，其中在如图4所示的铝线6和Cp线11的连接部有一由铜、铝和锡组成的合金层18。因此，铁、铝等的外部暴露和扩散完全被排除了。此外，焊接强度提示了，焊接质量均匀，在高速自动制造时，无中心定位偏移。

当Cp线11的直径大到足以获得充分的连接区时，即使在铝线6端面上钻出的孔的直径大于Cp线11的孔径时，而能获得充分的焊接强度。

虽然，在上述第三实施例中采用了气体火焰作为热源，然而，其它的加热方法，诸如感应加热、电子束加热、光束加热、兰塞束加热也同样可以采用。此外，镀锡铜线可用于外部伸出线，以代替Cp线4。

虽然就目前的优先实施例叙述了本发明，然而应该明白，这一公开不能被理解为限制。各种替代和修改方案对于熟悉本发明所涉及的技术领域的人，在阅读了上述公开内容后，无疑会变得明显。因此，试图将所附的权利要求书解释的覆盖所有凡落在本发明的实际精神和范围内的各种替代与修改方案。

Claims (3)

1.一种用于制造铝电解电容器引线的装置，其特征在于包括：

一个夹持和进给铝线(6)并将其切成预定长度的第一进给工位(8)；

一个可旋转并包括多个分别夹持来自所述第一进给工位的铝线的卡具(9a)的工作台(9)；

一个用于在被所述卡具(9a)中的一个卡住的铝线上钻孔的钻孔部(10)，所述钻孔部沿工作台的转动路线配置；

一个夹持和进给铜基镀锡铁线(11)并将其切成预定长度的第二进给工位，所述第二进给工位随后将切断的铜基镀锡铁线(11)***所述孔(3)内；

用于加热已***了铜基镀锡铁线的铝线总成引线(17)的加热装置(5，14)；

所述加热装置通过形成一层由铜、铝和锡组成的扩散合金层而将所述铝线和铜基镀锡铁线相对固定；

用于在完成加热后取出所述引线的取出部(15)。

2.一种按权利要求1所述的装置，其特征在于还包括另一个用于加热被卡具卡住并设有一孔的铝线的加热装置。

3.按权利要求1或2所述的装置，其特征在于在铝线上所钻的孔的直径小于铜基镀锡铁线的直径。

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