(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端を棒状に形成すると共に他端側を偏平状に形成したアルミニウム線の棒状側端面に、鉄を主成分とする外部リード線の一端部を溶接接続し、前記アルミニウム線の偏平状他端側を帯状の電極箔に接続するよう構成する電解コンデンサ用リード線の製造方法において、
前記アルミニウム線の端面に溶接レバーで挾持した前記外部リード線の一端部を溶接するに際し、高周波起動方式インバータ電源を使用して電流制限されたアーク溶接電流を供給するよう設定する工程と、初期状態において前記アルミニウム線の端面より前記外部リード線の一端部を離間位置させる工程と、この状態で高周波によりアークを発生させ、発生後のアークはインバータ制御により予め所定のアーク溶接電流値より低い電流値でプレアークを発生させて対向する金属端面部を溶融するプレヒートアーク工程と、所定のアーク溶接電流値でアークを発生させて所定のタイミングにより前記外部リード線の一端部を前記アルミニウム線の端面に所定の圧力で当接して溶接を行う工程とからなり、前記溶接レバーの溶接動作が片道運動であることを特徴とする電解コンデンサ用リード線の製造方法。
【請求項２】
高周波起動方式インバータ電源より供給するアーク溶接電流は、電流供給時間を可変に設定し得るようにすると共に、この電流供給時間を複数に等分割して連続する複数の時点における電流値データを記憶回路に記憶保持して、溶接の開始時点よりタイマ回路により順次前記電流値データを読出して所定のアーク溶接電流値を出力するよう構成してなる請求項１記載の電解コンデンサ用リード線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、電解コンデンサの製造方法に係り、特に電解コンデンサの電極と接続するアルミニウム線の端部に外部リード線を溶接接続してリード端子を組立てる電解コンデンサ用リード線の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電解コンデンサの製造方法において、リード端子の組立工程は、一端部を棒状とし、その他の部分を偏平状に形成したアルミニウム線材の棒状端部面に、鉄を主成分とする外部リード線、例えば銅被覆の軟鉄線からなる外部リード線を溶接し、その後前記アルミニウム線材の偏平状部分を帯状の電極箔にかしめ付け等の手段により接続する構成からなる。
【０００３】
従って、この種のリード端子の組立てを、連続的にしかも自動的に行うよう構成した、電解コンデンサ用リード線の組立装置は、例えば特開平４−４４２０６号公報に開示されている。
【０００４】
そこで、前記リード端子の組立てに際して、アルミニウム線材の棒状端部面に外部リード線材を溶接する手段として、例えば図８に示す装置が知られている。すなわち、図８において、参照符号１０はアルミニウム線、１２は外部リード線を示し、この外部リード線１２はアルミニウム製板ばねで構成した溶接レバー１４で保持して、アルミニウム線１０の端部面１０ａに外部リード線１０の先端部１２ａを当接させて溶接を行うよう構成されている。
【０００５】
しかるに、前記溶接レバー１４は、その先端部に外部リード線１２の一部を保持するための下側把持部１６と上側把持部１８とを備え、下側把持部１６はアルミニウム製板ばねからなる固定板２０に結合し、また上側把持部１８は軸部２２を介して前記固定板２０の一側面に枢着されたアルミニウム製板ばねからなる可動板２４に結合している。そして、前記固定板２０の基部は、支持部材２６に固定し、この固定板２０の先端に形成した前記把持部１６、１８を、外部リード線１２の軸芯（矢印）方向に弾性変位するよう配置する。この場合、前記固定板２０の一側面にばね部材２８を設置して、前記固定板２０の変位に対し加圧弾力を発生するよう構成する。また、前記固定板２０の一側面には、磁性板３０を取付け、この磁性板３０に対して電磁石３２の励磁片３４を対向配置する。これにより、前記電磁石３２を付勢することにより、励磁片３４に磁性板３０を、前記固定板２０に作用するばね弾力に抗して吸着し、溶接レバー１４を溶接待機状態に保持することができる。
【０００６】
また、一端において前記上側把持部１８と結合し、固定板２０に対して枢着された可動板２４の他端側に、圧縮コイルばね３６を介して上下方向に弾力的に変位する開閉部材３８を結合し、この圧縮コイルばね３６の弾力作用により、前記上側把持部１８を下側把持部１６に対し所要の圧力で当接して、外部リード線１２の適正な挾持を行うよう可動板２４を変位させる。従って、前記開閉部材３８に対し、上方から適当な押圧手段（図示せず）により、前記可動板２４の他端側をばね弾力に抗して押下げ操作を行うことにより、前記把持部１６、１８の開閉を行うことができる。なお、参照符号４０は、固定板２０の一側面に固定した前記圧縮コイルばね３６の一端を保持するための支持具である。
【０００７】
このように構成された従来の外部リード線材の溶接手段によれば、次の手順に従ってアーク溶接を行う。すなわち、図９の（ａ）〜（ｃ）に、この溶接手順を示す。
【０００８】
まず、図９の（ａ）は、アルミニウム線１０と溶接レバー１４に挾持された外部リード線１２との初期状態の位置関係を示す。すなわち、この場合、溶接レバー１４の電磁石３２は付勢されておらず、溶接レバー１４はばね弾力により変位して、挾持された外部リード線１２の先端部がアルミニウム線１０の端部面に当接するよう位置決めされる。なお、前記アルミニウム線１０と外部リード線１２とに対して、溶接用電源（図示せず）を接続し、前記アルミニウム線１０と外部リード線１２との対向面においてアーク溶接電流を発生するよう構成されている。そして、このアーク電流の電源としては、図２に示すように商用電源（３相、２００Ｖ）を変圧して使用している。
【０００９】
そこで、前記図９の（ａ）の状態において、アルミニウム線１０と外部リード線１２との間に溶接電流を流し始め、次いで溶接電流を流しながら電磁石３２を付勢することにより、図９の（ｂ）に示すように、溶接レバー１４をばね弾力に抗して外部リード線１２の先端部がアルミニウム線１０の端部面から離反するように吸着変位させる。この時、離間した前記外部リード線１２の先端部とアルミニウム線１０の端部面との間にアークが発生し、これにより相互に対向する金属表面が溶融する。
【００１０】
そして、所要のタイミングで前記電磁石３２の付勢を解除することにより、図９の（ｃ）に示すように、溶接レバー１４はばね弾力により変位して、再び初期状態に復帰する。この時、相互に溶融している外部リード線１２の先端部とアルミニウム線１０の端部面とが当接して、溶融金属が融合し所定の溶接による接続が達成される。
【００１１】
なお、前記のアーク溶接におけるアーク溶接電流、電磁石３２の動作および外部リード線１２の移動に関する動作条件は、図１０に示すような特性となる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の一般的な外部リード線材の溶接手段においては、外部リード線１２の先端部とアルミニウム線１０の端部面との溶接部において、溶接玉が形成され、その形状が大きくなり、これは今日におけるコンデンサの小型化および長寿命化の要求から、著しい障害となってきている。
【００１３】
しかるに、この溶接玉の形状を決定する要因として、アークエネルギーの大きさが関与するとの観点から、このアークエネルギーを有効に低減すれば、前記障害を克服できるものと思料し、鋭意研究を重ねた結果、前記従来の溶接手段によれば、▲１▼アークエネルギー源として、図１０に示すような商用電源（３相、２００Ｖ）を変圧して使用しているため、そのエネルギー制御に限界があること、および▲２▼アーク起動のために往復運動をさせていることにより、アーク発生時間にバラツキを生じ、溶接状態の安定化が困難であることが判明した。
【００１４】
ところで、今日の溶接技術としては、アークエネルギーを自由に制御し得るインバータ溶接電源と、電流を高周波に乗せて起動させる高周波起動アーク溶接電源とがそれぞれ知られている。
【００１５】
そこで、本発明者はさらに研究を重ねた結果、外部リード線の先端部とアルミニウム線の端部面との溶接に際して、溶接電流を発生する電源として高周波起動方式インバータ電源を使用し、前記対向する外部リード線とアルミニウム線との初期状態における位置関係において、前記外部リード線の先端部を前記アルミニウム線の端部面より予め離間させておき、この状態において高周波によりアークを発生し、発生後のアークをインバータ制御により、最初は低電流アークを発生させることにより、相互に対向する金属線の端部を溶融し、次いで所要の溶接アークを発生させることにより、適正な溶接を達成することができることを突き止めた。
【００１６】
従って、本発明の目的は、電解コンデンサ用リード線の組立てに際し、アルミニウム線の端部面に対して外部リード線の先端部を溶接して接続する場合において、高周波によるアーク起動によって溶接レバーの溶接動作精度を向上させ、アーク発生時間のバラツキを減少させることにより溶接状態を安定化し、しかも溶接エネルギーを正確にかつ安定して供給することができ、溶接部の形状の小型化および安定化を達成すると共に、溶接金属のスパッタの発生量を大幅に低減することができる電解コンデンサ用リード線の製造方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係る電解コンデンサ用リード線の製造方法は、一端を棒状に形成すると共に他端側を偏平状に形成したアルミニウム線の棒状側端面に、鉄を主成分とする外部リード線の一端部を溶接接続し、前記アルミニウム線の偏平状他端側を帯状の電極箔に接続するよう構成する電解コンデンサ用リード線の製造方法において、前記アルミニウム線の端面に溶接レバーで挾持した前記外部リード線の一端部を溶接するに際し、高周波起動方式インバータ電源を使用して電流制限されたアーク溶接電流を供給するよう設定する工程と、初期状態において前記アルミニウム線の端面より前記外部リード線の一端部を離間位置させる工程と、この状態で高周波によりアークを発生させ、発生後のアークはインバータ制御により予め所定のアーク溶接電流値より低い電流値でプレアークを発生させて対向する金属端面部を溶融するプレヒートアーク工程と、所定のアーク溶接電流値でアークを発生させて所定のタイミングにより前記外部リード線の一端部を前記アルミニウム線の端面に所定の圧力で当接して溶接を行う工程とからなり、前記溶接レバーの溶接動作が片道運動であることを特徴とする。
【００１８】
前記の電解コンデンサ用リード線の製造方法において、高周波起動方式インバータ電源より供給するアーク溶接電流は、電流供給時間を可変に設定し得るようにすると共に、この電流供給時間を複数に等分割して連続する複数の時点における電流値データを記憶回路に記憶保持して、溶接の開始時点よりタイマ回路により順次前記電流値データを読出して所定のアーク溶接電流値を出力するよう構成することができる。
【００１９】
【作用】
本発明に係る電解コンデンサ用リード線の製造方法によれば、高周波起動方式インバータ電源を使用して電流制限されたアーク溶接電流を供給するよう設定し、初期状態において前記アルミニウム線の端面より外部リード線の一端部を離間位置させ、この状態で高周波によりアークを発生させ、発生後のアークはインバータ制御により予め所定のアーク溶接電流値より低い電流値でアークを発生させて対向する金属端面部を溶融した後、所定のアーク溶接電流値でアークを発生させて所定のタイミングにより前記外部リード線の一端部を前記アルミニウム線の端面に所定の圧力で当接して溶接を行うことにより、溶接動作精度を向上させ、アーク発生時間のバラツキを減少させて溶接状態を安定化し、しかも溶接エネルギーを適正かつ安定して供給する事ができると共に、溶接部における溶接玉の形成を低減し、溶接金属のスパッタの発生量も低減し、さらには溶接による接続強度も増大することができる。
【００２０】
【実施例】
次に、本発明に係る電解コンデンサ用リード線の製造方法の実施例につき、添付図面を参照しながら、以下詳細に説明する。
【００２１】
図１の（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る電解コンデンサ用リード線の組立て操作方法を示すものである。なお、説明の便宜上、図９に示す従来の構成と同一の構成部分については、同一の参照符号を使用して説明する。
【００２２】
まず、図１の（ａ）は、アルミニウム線１０と溶接レバー１４に挾持された外部リード線１２との初期状態の位置関係を示す。すなわち、この場合、溶接レバー１４の電磁石３２は付勢されて、溶接レバー１４をばね弾力に抗して外部リード線１２の先端部がアルミニウム線１０の端部面から離間するように吸着変位させておく。
【００２３】
なお、この場合、前記アルミニウム線１０と外部リード線１２とに対して接続する溶接用電源（図示せず）としては、商用電源（３相、２００Ｖ）で作動するインバータ電源「インバータ・エレコン２００Ｐ（株式会社ダイヘン）」を使用し、これにより前記アルミニウム線１０と外部リード線１２との対向面においてアーク溶接電流を発生するよう構成した。すなわち、この高周波起動方式インバータ電源により発生するアーク溶接電流は、交流３相２００Ｖ（商用電源）を直流電流に変換し、図３に示すようなアーク電流波形に設定する。
【００２４】
しかるに、本実施例においては、前記図１の（ａ）の状態において、アルミニウム線１０と外部リード線１２との間に、図３に示すように、所要のアーク溶接電流よりは低電流からなるプレヒートアーク電流を一定時間（ｔ１  ）流す。これにより、図４に示すように、対向するアルミニウム線１０と外部リード線１２との金属表面が溶融して、溶接面の均一化を達成することができる。
【００２５】
次いで、所要のアーク溶接電流を一定時間（ｔ２  ）流すと共に、この間に電磁石３２の付勢を解除することにより、図１の（ｂ）に示すように、溶接レバー１４はばね弾力により変位して、外部リード線１２の先端部がアルミニウム線１０の端部面に所定の圧力で当接し、相互に溶融している外部リード線１２の先端部とアルミニウム線１０の端部面との溶融金属が融合し、所定の溶接による接続が達成される。
【００２６】
また、本実施例において、インバータ電源よりアーク溶接電流を供給するに際して、インバータ電源に電流波形を記憶設定する波形記憶回路と、アークスポットを設定するタイマ回路とを組合せ、例えば図５に示すように設定して、電流供給を行うよう構成することができる。すなわち、図５においては、所定のアーク電流供給時間（Ｔ）において、等分割した連続する複数の時点における電流値データを前記波形記憶回路に記憶し、トーチスイッチの作動時点から順次前記記憶データを出力して、それぞれのデータに比例したアーク電流出力を得ることができる。
【００２７】
なお、この場合、前記アーク電流供給時間Ｔ（ＴＨ  ：ＴＷ  ：ＴＡ  の比は一定とする）は、可変抵抗器により、例えば１０〜４０ｍ  ｓｅｃの範囲で調整可能とすることができる。また、電流値（ＩＨ  ：ＩＷ  ：ＩＡ  の比は一定とする）は、可変抵抗器により、例えば４〜５０Ａの範囲で調整可能とすることができる。さらに、前記電流値データは、１つの記憶回路に複数種類の記憶を可能として、予め設定したデータを適宜選択し得るように構成すれば、使用に便利である。
【００２８】
図６は、前述した電解コンデンサ用リード線の組立て操作を、連続生産システムにおいて実施する場合に、コンピュータ制御により行う場合のプログラム・フローチャート図である。また、図７は、前記図６に示すフローチャートに基づいて実行されるリード線の組立て操作を示すタイムチャート図である。
【００２９】
以下、前記図６および図７に基づいて、図１の（ａ）、（ｂ）に示す本発明の電解コンデンサ用リード線の組立て操作について説明する。
【００３０】
まず、ステップ１（ＳＴ．１）において、生産ラインに設定した位置検知センサにより、連続的に供給されるアルミニウム線１０と外部リード線１２との位置関係が所定の溶接待機状態〔図１の（ａ）参照〕に位置したことを検出して、所定の信号を出力する。次いで、ステップ２（ＳＴ．２）において、前記ステップ１の検出信号に基づいて電磁石３２を付勢するＯＮ信号を発生する。これにより、電磁石３２は後述するＯＦＦ信号が得られるまでの所定時間（Ｔｍ）付勢されて溶接レバー１４を、前記図１の（ａ）に示す状態に維持する。次に、ステップ３（ＳＴ．３）において、前記ステップ１で得られた検出信号の発生後の所定時間経過後を検出するセンサにより、所定の信号を出力する。そして、ステップ４
（ＳＴ．４）において、前記ステップ３で得られた検出信号に基づいて、アーク溶接電流の出力を開始するＯＮ信号を出力する。これにより、インバータ電源より、図３に示すように予め設定されたアーク電流を出力する。次に、ステップ５（ＳＴ．５）において、所定のアーク電流が供給される時間経過をタイマにより検出し、このタイマの設定時間経過後に所定の信号を出力する。そして、ステップ６（ＳＴ．６）において、アーク電流の出力を停止するＯＦＦ信号を出力する。次いで、ステップ７（ＳＴ．７）において、この出力信号に基づいて、前記電磁石３２の付勢を解除するＯＦＦ信号を発生させ、これに基づきステップ８（ＳＴ．８）において、電磁石３２の付勢を解除して、溶接レバー１４を図１の（ｂ）に示す溶接完了に位置させ、アルミニウム線１０と外部リード線１２との溶接を完了する。
【００３１】
なお、前記ステップ５（ＳＴ．５）において、所定のアーク電流が供給されない場合、ステップ９（ＳＴ．９）により、タイマの設定時間経過後に所定の信号を出力し、ステップ１０（ＳＴ．１０）において、前記出力信号に基づき生産ラインの停止を指令する。
【００３２】
このようにして、本発明によれば、アルミニウム線の端部面に対して外部リード線の先端部を溶接して接続する場合において、溶接エネルギーを正確にかつ安定して供給することができ、溶接部の形状の小型化および安定化を達成すると共に、溶接金属のスパッタの発生量を大幅に低減することができる。なお、従来技術と本発明方法とによって、それぞれ１万の生産個数についてテストを行った結果、例えば火花として飛び散った溶接金属粉末すなわちスパッタの総量を測定したところ、従来技術では約７８ｍｇであったのに対し、本発明方法によれば、０．１ｍｇと大幅に低減することができることが確認された。また、この場合のスパッタの成分は、従来技術では殆ど外部リード線材の鉄であるのに対し、本発明方法によれば、殆どアルミニウムであり、従って本発明によれば、溶接部における異種金属の混入の可能性を著しく低減し得ることが確認された。
【００３３】
さらに、接続強度について１００個のものについて測定した結果、従来技術では平均約１７Ｋｇであるのに対し、本発明によれば平均約２０Ｋｇに接続強度を向上し得ることが確認された。
【００３４】
【発明の効果】
前述した実施例から明らかな通り、本発明によれば、一端を棒状に形成すると共に他端側を偏平状に形成したアルミニウム線の棒状側端面に、鉄を主成分とする外部リード線の一端部を溶接接続し、前記アルミニウム線の偏平状他端側を帯状の電極箔に接続するよう構成する電解コンデンサ用リード線の製造方法において、前記アルミニウム線の端面に溶接レバーで挾持した前記外部リード線の一端部を溶接するに際し、高周波起動方式インバータ電源を使用して電流制限されたアーク溶接電流を供給するよう設定する工程と、初期状態において前記アルミニウム線の端面より前記外部リード線の一端部を離間位置させる工程と、この状態で高周波によりアークを発生させ、発生後のアークはインバータ制御により予め所定のアーク溶接電流値より低い電流値でプレアークを発生させて対向する金属端面部を溶融するプレヒートアーク工程と、所定のアーク溶接電流値でアークを発生させて所定のタイミングにより前記外部リード線の一端部を前記アルミニウム線の端面に所定の圧力で当接して溶接を行う工程とからなり、前記溶接レバーの溶接動作が片道運動であるようにすることにより、アルミニウム線の端部面に対して外部リード線の先端部を溶接して接続する場合において、溶接レバーの溶接動作を、従来の往復運動から片道運動とすることによって動作精度を向上させ、アーク発生時間のバラツキを減少させて溶接状態を安定化し、しかも溶接エネルギーを正確にかつ安定して供給することができ、溶接部の形状の小型化および安定化を達成すると共に、溶接金属のスパッタの発生量を大幅に低減することができる。
【００３５】
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内において種々の設計変更をなし得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電解コンデンサ用リード線の製造方法を実施するリード線の組立て操作を示すもので、（ａ）はアルミニウム線と外部リード線の初期状態の位置関係を示す説明図、（ｂ）はアルミニウム線と外部リード線の溶接完了状態の位置関係を示す説明図である。
【図２】従来の電解コンデンサ用リード線の製造方法を実施するアーク溶接電流の電流制限状態を示す波形図である。
【図３】本発明に係る電解コンデンサ用リード線の製造方法を実施するインバータ電源に基づくアーク溶接電流の波形図である。
【図４】本発明に係る電解コンデンサ用リード線の製造方法を実施するアルミニウム線と外部リード線の初期状態におけるプレヒートアーク時の対向する各金属端部の溶融状態を示す説明図である。
【図５】図３に示すアーク溶接電流の時系列的な設定方法を示す波形図である。
【図６】本発明に係る電解コンデンサ用リード線の製造方法をプログラマブルに実施するためのフローチャート図である。
【図７】図６に示すフローチャートに基づくリード線の組立て操作を示すタイムチャート図である。
【図８】従来の電解コンデンサ用リード線を製造するためのリード線組立装置の概略構成図である。
【図９】従来の電解コンデンサ用リード線の製造方法を実施するリード線の組立て操作を示すもので、（ａ）はアルミニウム線と外部リード線の初期状態の位置関係を示す説明図、（ｂ）はアルミニウム線と外部リード線の溶接開始状態の位置関係を示す説明図、（ｃ）はアルミニウム線と外部リード線の溶接完了状態の位置関係を示す説明図である。
【図１０】図９に示すアルミニウム線と外部リード線の溶接動作条件を示す波形図である。
【符号の説明】
１０  アルミニウム線
１０ａ  端部面
１２  外部リード線
１２ａ  先端部
１４  溶接レバー
１６  下側把持部
１８  上側把持部
２０  固定板
２２  軸部
２４  可動板
２６  支持部材
２８  ばね部材
３０  磁性板
３２  電磁石
３４  励磁片
３６  圧縮コイルばね
３８  開閉部材
４０  支持具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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