[发明专利]用于生产卷绕电容器单元芯子的椭圆形卷轴及卷绕电容器单元芯子

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于生产卷绕电容器单元芯子的卷轴及卷绕电容器单元芯子，尤其涉及一种用于生产卷绕电容器单元芯子的椭圆形卷轴及卷绕电容器单元芯子。

背景技术

卷绕电容器单元芯子包括卷绕成圈的电极箔/介质，这里的电极箔/介质指电极箔和介质（即绝缘介质），电极箔/介质通过卷轴实现卷绕加工，加工时电极箔和介质相间排列于卷轴外，卷绕加工前会将电极箔和介质的一端通过导出签临时固定在卷轴上以便于卷绕，卷绕完成后取出导出签和卷绕芯子即可。传统的用于生产卷绕电容器单元芯子的卷轴为圆柱体，即其径向截面为圆形，对抗拉强度较低的介质（如电容器纸、云母纸），其直径尺寸有一定的极限，因此，采用传统圆形卷轴生产的卷绕电容器单元芯子的宽度也存在一个极限，当需要设计生产小于该宽度极限的卷绕电容器单元芯子时，传统圆形卷轴无法实现。如果采用带圆角的长方形截面的卷轴，因卷轴的机械强度随其截面面积的减小而减小也无法实现。另外，采用传统圆形卷轴生产卷绕电容器单元芯子还存在以下缺陷：导出签必须凸起才能在卷绕结束后顺利取下卷绕芯子，也因此导致实际的卷轴相当于一个凸轮而非标准的圆柱体，不仅存在设计偏差，还容易导致卷绕芯子压扁之后出现S形扭曲；当圆柱体卷轴直径很小时，芯子的圆曲率变大，此时无论在任何一个位置插入引出片，都容易导致介质（如：云母纸）的损伤，为了减小对介质的损伤，不得不将引出片的宽度减小，但减小引出片的宽度将导致芯子电感增大、电容器的载流能力下降，而且，采用位置不对称的引出片做径向引出时，在圆形卷轴上难以找到确切的位置。

所以，传统圆形卷轴无法满足小于自身宽度极限的卷绕电容器单元芯子的生产需求，尤其无法满足介质强度和韧性较低的卷绕电容器单元芯子的生产要求，比如，无法满足以云母纸作为介质的卷绕电容器单元芯子的生产需求，需要寻求新的技术方案来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种能够实现更小宽度尺寸的用于生产卷绕电容器单元芯子的椭圆形卷轴及卷绕电容器单元芯子。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种用于生产卷绕电容器单元芯子的椭圆形卷轴，所述椭圆形卷轴的径向截面为椭圆形且其椭圆长轴的其中一端表面开口形成一个用于安装导出签的与椭圆形卷轴同轴向的导槽。

作为优选，所述导槽的径向截面为外侧开口的圆且其直径与所述椭圆形卷轴的径向截面椭圆短半轴的长度相同，所述导槽的径向截面圆的圆心位于所述椭圆形卷轴的径向截面椭圆长轴上，所述导槽的径向截面圆的圆心与所述椭圆形卷轴的开口端的虚拟椭圆长轴端点之间的距离为所述导槽的径向截面圆的半径长度。

进一步，所述导槽的开口两侧与所述椭圆形卷轴对应的圆弧表面之间分别通过外凸的过渡半圆面平滑过渡，两个所述过渡半圆面的径向截面半圆的圆心之间的连线经过所述导槽的径向截面圆的圆心且与所述椭圆形卷轴的径向截面椭圆长轴相互垂直。

一种采用椭圆形卷轴加工的卷绕电容器单元芯子，包括相间排列的电极箔/介质，所述卷绕电容器单元芯子所需的电极箔/介质的卷绕圈数N为：设所述椭圆形卷轴的径向截面椭圆的长轴半径长度为a，设所述椭圆形卷轴的径向截面椭圆的短轴半径长度为b，

如果b/a的值大于或等于0.8，则所述卷绕电容器单元芯子所需的电极箔/介质的卷绕圈数N由下面两个公式计算：

其中，L是完成卷绕电容器单元芯子所需的电极箔的长度，该长度采用传统计算方法即可得到，h是卷绕电容器单元芯子的厚度，d_x为电极箔和介质的厚度之和的2倍；

如果b/a的值小于0.8，则所述卷绕电容器单元芯子所需的电极箔/介质的卷绕圈数N采用与卷轴截面椭圆周长相等的圆的圆柱体卷轴的传统算法进行计算，即将椭圆的周长转化为一个等半径的圆，假定该圆是圆柱体卷轴的径向截面对应的圆，此时即可用传统计算方法获得卷绕芯子所需的卷绕圈数。

本发明的有益效果在于：