JPH04225508A - 真空蒸着され区分けされた金属被膜部を備えるフォイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電極として設けられ真
空蒸着される金属被膜部であって繰り抜き部によって区
分けされた金属被膜部を備えた自己回復コンデンサを製
造するためのフォイルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自己回復コンデンサを製造するにあたっ
て、いずれのケースにおいても、誘電体の破裂放電個所
のまわりに塗布された金属被膜部を焼き払うことが所望
通りに行えないことが判明している。破裂放電によって
生じる短絡電流は破裂放電個所の周囲の金属被膜部を焼
き払うためには十分でなく、むしろ短絡電流はほとんど
の場合修理に必要な電流を上回るものであり、誘電体の
絶縁耐力を悪化させる付加的な加熱及び破壊を生じさせ
ることがある。

【０００３】短期的または長期的に継続するかなりの過
電流を避けるため、この種のコンデンサには溶融または
亀裂を防止する対策が施される。亀裂防止対策において
は、破裂放電が生じた場合にはガスも発生することが前
提とされている。ガスは、例えば刻まれた条溝により弾
性的に保持されるコンデンサケーシングを変形させ、そ
れによってリールに至る導線の少なくとも１つがコンデ
ンサケーシングから引出される。この亀裂防止対策の欠
点は、破裂放電の際にコンデンサケーシング内で生じる
過圧をリールとはぎ取り機構を有しているケーシング底
部との間に作用させなければ、所望の効果が得られない
ことである。他方、コンデンサを有しているケーシング
は、コンデンサをオイルで充填した場合にも開口が生じ
ないほど強固に構成されていなければならない。溶融防
止対策を適用する場合にも問題がある。なぜなら、強い
破裂放電の場合にすら通常は得られないほどの高い引き
はずし電流を必要とするからである。

【０００４】高い短絡電流または回復電流の発生を最小
限に抑えるために、誘電体の破裂放電防止対策を非常に
低いパーセンテージでしか利用しないようにして、空間
的に大きな膨張したコンデンサを生じさせ、その誘電体
をその本来の絶縁耐力の一部分で負荷させると、不具合
であることが判明した。

【０００５】金属被膜部を特殊に構成することにより、
負荷能力を高くさせ、自己回復特性を改善させるための
多数の提案が既になされている。例えば欧州特許公開第
０２４３２８８号公報によれば、金属被膜の幅の大部分
にわたって延びるスリットをフォイルの長手方向に配分
した金属被膜が提案されている。この金属被膜は、接続
を容易にするために、接続側の端部において補強されて
いる。また２つのコンデンサライニングの少なくとも一
方は細分されたスリットの端部領域においてすこしだけ
補強されている。このように構成する目的は、スリット
の分配が申し分のない状態でない場合に、すこしだけ補
強されている、金属被膜部の形成された横舌状部の根領
域が溶けて、横舌状部全体が分断されるようにするため
である。しかしながらこの欠点は、このように補強の度
合いが異なるように構成される金属被膜部のコーティン
グが困難であり、望ましい公差を容易にオーバーし、根
領域が溶ける際に横舌状部全体が欠損することによって
コンデンサの容量がかなり減少することである。

【０００６】簡単な構成としては、金属被膜部全体を少
しだけ補強して抵抗を増大させ、短絡電流及び回復電流
を制限することである。しかしながらこの構成の欠点は
、機械的な応力とか、加工中または貯蔵中に生じる腐食
作用によって金属被膜部が損傷する危険が、コーティン
グの厚さが減少するに伴って大きくなることである。

【０００７】さらに、フォイルの長手方向に延びている
スリットによって横舌状部に付加的に細分するために、
横舌状部の根領域を接続用金属被膜部の幅狭部に至るま
で区画して、金属被膜部が一定の厚さで形成されている
場合にも横舌状部の接続部の焼き切りが可能であるよう
にすることも提案されている。この構成は、あたかも横
舌状部が金属被膜部の狭くなっている部分によって形成
される溶融防止部を介して接続用金属被膜部と連結され
ているかのように見なされる。この構成も同様に、回復
の際に横舌状部全体が遮断され、従って比較的大きな面
積にわたって遮断され、従って容量が相当損失するとい
う欠点がある。幅狭の横舌状部を十分に細分すれば、破
裂放電の際に生じる容量の損失が低下するが、この場合
に生じる多数の横スリットが、誘電体の面積により得ら
れる容量を低下させる。

【０００８】通常のようにスリットを追加的に形成させ
ると、例えばドイツ特許公開第２４１５４０９号公報に
記載の電気的な焼き上げの場合、またはドイツ特許公告
第１１５０７６５号公報に記載の機械的な加工の場合、
スリットのなかに常に制御不能な金属領域が残り、この
金属領域が残存している金属チップにより比較的高い局
所的な電界強度を生じさせることがある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、自己
回復コンデンサを製造するための、請求項１の前提概念
に記載された種類のフォイルを次のように構成すること
、確実な自己回復に必要な電流を低下させ、他方過大な
放電電流を制限させるように金属被膜部が金属のないス
リットによって細分され、しかも破裂放電が生じた場合
にかなりの容量が損失することがなく、従って誘電体の
電圧負荷を増大させることができるように構成すること
である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、電極として設けられ真空蒸着される金属被
膜部であって繰り抜き部によって区分けされた金属被膜
部を備えた自己回復コンデンサを製造するためのフォイ
ルにおいて、繰り抜き部が、中断され自由端が丸くなっ
ているスリットとして構成され、該スリットは、金属被
膜部を広がりが小さな面要素に分割させ、スリットの自
由端は、面要素を導電連結させている幅狭の橋絡部を取
り囲んでいることを特徴とするものである。

【００１１】

【実施例】次に、本発明の実施例を添付の図面を用いて
説明する。

【００１２】図１には、フォイル、例えば二重に置かれ
た帯状の紙、またはポリプロピレン、ポリエステル等の
プラスチックフォイルに局部的に限定して金属被膜部を
備えさせるための装置が図示されている。フォイル１は
備蓄ローラ２から引出され、収容ローラ３によって再び
収容される。フォイル１は、備蓄ローラ２と収容ローラ
３の間で転向ローラ４と５を介して冷却ローラ６のまわ
りに案内されている。冷却ローラ６は蒸気発生器７に対
向している。蒸気発生器７は金属蒸気、例えばアルミニ
ウム、亜鉛等の蒸気を真空中で加熱した後放出させる。 この公知の蒸気発生機構には、フォイル１に当接する押
圧ローラ８が付設されている。押圧ローラ８は、柔らか
いローラまたは柔らかいライニング部を有しているロー
ラとして構成され、その表面には解放されるスリットの
模様が隆起状に設けられている。押圧ローラ８の隆起し
た部分には、配量装置１０と転写ローラ９とを介して、
熱の作用で蒸発する物質、例えば有機オイルまたは無機
オイルが塗布される。

【００１３】冷却ローラ６の外周に沿って設定され蒸気
発生器７に対向している蒸気化ゾーンをフォイル１が通
過する際、塗布された物質、例えばオイルがフォイル１
から蒸発し、従ってこの領域においては蒸気発生器７か
ら放出される金属蒸気の侵入が阻止され、よって金属沈
殿物の形成が阻止される。従って押圧ローラ８の形状に
応じてフォイル１の表面には金属のない模様が生じる。 従って、この種の方法に必要な特殊な装置を簡単に公知
の蒸着装置に付設することができ、その結果共通の真空
化と真空中または高真空中での共通の作業を１回の工程
で行うことができる。

【００１４】押圧ローラ８によって形成される模様は任
意の形状に形成することができ、鋭いエッジとか波形の
エッジを用いずに形成させることができる。従って金属
のないそのままの領域は透明な構造化されていないエッ
ジを所望の配置で有している。この製造方法は、蒸着さ
れるべき金属の種類に制限がないこと、所望の金属被膜
形状を設定できること、各種の蒸気発生を採用できる点
でも優れている。またこの製造方法はすべての誘電金属
被膜形成方法に適しており、フォイルを損傷させたり危
険にさらすことなく制限的金属塗布を可能にする。

【００１５】既に述べたように、この種の制限的に金属
被覆されるフォイルは自己回復コンデンサの製造に利用
される。本発明によれば、フォイルの金属被覆は、比較
的小さな面要素が引き延ばされたスリットまたは丸みを
帯びたスリットによって取り囲まれ、スリットの両端の
間に残っている比較的狭い橋絡部によって隣接する面要
素と連結されるように構成されている。面要素は、例え
ば公知の舌状面要素に比べて１０％以上面積が狭くなっ
ている。これにより、一方では過度な電界強度が避けら
れるばかりでなく、自己回復過程の間に生じる誘電体の
絶縁耐力も回避され、他方十分な分割により抜け落ちた
面要素はわずかに容量を低下させるにすぎない。

【００１６】図２は、押圧ローラ８により形成可能で、
自己回復コンデンサに対して要求される条件を十分に満
足させる金属被覆模様を示すものである。このような模
様を使用すると、比誘電荷重を従来のものに比べて２倍
に増大させることができ、従って所定の誘電体の場合、
この模様を備えた自己回復コンデンサは従来のものに比
べて２倍の電圧で作動させることができる。

【００１７】図２は、コンデンサフォイル１の一部分の
平面図である。コンデンサフォイル１には、図１の装置
により金属被膜が設けられている。長い幅狭の長方形の
形状に形成されたスリット１２はオイルでプリントされ
たものであり、従って金属被膜部のない部分である。そ
の端部１３は半円形である。金属被膜は、補強して構成
された接続板１１と、菱形に配置されている比較的小さ
な面要素１４とによって形成される。面要素１４の隅角
部はそれぞれ橋絡部１５を介して隣接する面要素に連結
されている。過度の電流による破裂放電の場合には、過
度の電流が該当する面要素１４の４つの橋絡部１５に負
荷を与え、これらを破壊する。その結果この面要素は金
属被膜部から切断される。この場合、橋絡部１５を介し
て橋絡されている隣接する面要素はそれぞれ部分電流を
受けるにすぎず、この部分電流を同数の橋絡部を介して
伝送させる。従ってこれらの橋絡部はその都度１つの橋
絡部を破壊する電流の一部分で負荷されるにすぎず、無
傷で残る。従って１つの面要素の橋絡部だけが遮断され
るにすぎず、この１つの小さな面積の面要素だけが遮断
されるにすぎない。前もってオイルが塗布されることに
より、無傷のフォイルの場合、幅狭のスリット１２の内
側においてはそれぞれ金属被膜が欠けており、スリット
１２の側面が引き延ばされた形状であり且つその端部が
半円形であることにより、コンデンサの使用中に電界ピ
ーク強度が十分に防止される。

【００１８】しかしながら、コンデンサの製造に利用さ
れるフォイルの金属被膜部の形状は図２の構成に限定さ
れるものではない。重要なことは、できるだけ隅角部が
鋭くならないように構成すること、面要素を小サイズに
構成し、少なくとも１つの、有利には複数個の橋絡部に
よって隣接する面要素と連結させることである。例えば
図３によれば、金属のないスリット１６によってハニカ
ム状の構成にすることができる。この場合各面要素１７
は規則的な六角形として構成され、引き延ばされた金属
のない６つのスリットによって取り囲まれており、その
結果面要素は６つの橋絡部により互いに接続している。 他方、スリットを例えば図３に示すように、それぞれ１
２０°で交差し一点で星状に合流している３つの引き延
ばされたスリット１６として構成することができる。こ
の場合面要素１７のそれぞれは３つの橋絡部１８を介し
て隣接する面要素と連結される。

【００１９】同様に、図４に種々の区分けで示すように
、面要素１７を三角形の形状で設けることもできる。 或いは図５のように正方形または長方形の形状で設ける
こともできる。さらに図６のように、面要素の面積をフ
ォイルの横方向において変化させ、その結果例えば細分
した面要素をフォイルの接続板に設け、フォイルの横方
向により大きな面要素を接続させ、一方対向する横面に
はさらに長さを長くした面要素を設けることができる。 この場合本発明は、長さが異なる面要素を備えた、長さ
が３段階の構成に限定されるものでも、また細分化され
た面領域１８がフォイル１の接続板に接続している構成
に限定されるものでもない。さらに面要素を上記の実施
例以外の構成にしてもよい。重要なことは、面要素の面
積が小さく、且つそれぞれの面要素に少なくとも１つの
、有利には２つまたは３つの橋絡部が隣接する面要素と
の連結のために設けられているように面要素が金属のな
いスリットによって互いに分離されていることである。 このように構成すると、自己回復コンデンサの製造の場
合材料を最適に利用することができるばかりでなく、こ
れと同時に与えられた安全性をさらに向上させることが
できる。従って、特に欧州特許第８８１３７号公報に従
って亜鉛アルミニウム合金で金属被覆する場合には、フ
ォイルから製造されるコンデンサを、同じ誘電体を備え
ている公知のコンデンサに比べて２倍の電圧で作動させ
ることができる。全損にいたるまでの過負荷も可能であ
る。この過負荷は、橋絡部を焼き切って面要素を連続的
に遮断することにより危険なく行われ、しかもコンデン
サカップを視認できるほどに変形させる過負荷、特に圧
力荷重が生じることなく行われる。

【００２０】次に、本発明の実施態様を列記しておく。

【００２１】（１）各面要素（１４，１７ないし２０）
が、少なくとも２つの橋絡部（１５）によって隣接する
面要素に接続されていることを特徴とする、請求項１に
記載のフォイル。

【００２２】（２）スリット（１２，１６）が、湾曲し
て且つ引き延ばされて延在していること、及び／または
分岐し帯状であることを特徴とする、請求項１または上
記第１項に記載のフォイル。

【００２３】（３）スリット（１６）が、１回または複
数回屈曲している帯状のスリットであることを特徴とす
る、請求項１、上記第１項または第２項に記載のフォイ
ル。

【００２４】（４）面要素（１７ないし２０）が異なる
形状及び／または大きさを有していることを特徴とする
、請求項１または上記第１項から第３項までのいずれか
１つに記載のフォイル。

【００２５】（５）両側にそれぞれ、コンデンサの１つ
の電極に対応する金属被膜部を備えていることを特徴と
する、請求項１または上記第１項から第４項までのいず
れか１つに記載のフォイル。

【００２６】（６）請求項１に記載のフォイルを製造す
るための方法において、塗布された蒸発する物質を、転
写ローラ（９）を用いて配量装置（１０）を介して父型
または押圧ローラ（８）に塗布することを特徴とする方
法。

【００２７】（７）請求項１に記載のフォイル（１）か
ら製造されていることを特徴とする自己回復コンデンサ
。

【００２８】

【発明の効果】繰り抜き部を幅狭のスリットとして構成
することにより、電極を形成しているフォイルの金属被
膜部は広がりが小さな面要素に分割され、その結果この
ような面要素が欠損すると、容量のロスは比較的小さい
。区分けしているスリットは、それぞれの面要素を連結
させている橋絡部の前で終わっている。橋絡部は、過大
な回復電流が生じた場合に焼き切られるほどの狭さに選
定されている。これに対応して橋絡部の数量を選定し、
且つ橋絡部を面要素から面要素へと案内することにより
、該当する面要素においてだけ、電流狭量部を形成し溶
融防止部として作用する橋絡部が破断され、残りの面要
素は接続領域と接続されたままの状態を保つ。

【００２９】重要なことは、金属被膜部を分割させてい
る幅狭のスリットを、模様化された塗布ローラを用いて
金属被膜部の蒸着の前に塗布されるマスクオイルによっ
て米国特許第４８３２９８３号公報に従って生じさせる
ことである。

【図面の簡単な説明】

【図１】局部的に中断された金属被膜部をフォイルに塗
布する装置の構成を示す図である。

【図２】図１の装置を用いて蒸着されたフォイルの一部
を示す図であって、小さな面要素の間に導電性の狭い橋
絡部が残るようにスリットにより区分けされた金属被膜
部を有するフォイルの部分図である。

【図３】図１の装置により金属被膜部が区分けされるよ
うに製造されたフォイルの変形例を示す図である。

【図４】図１の装置により金属被膜部が区分けされるよ
うに製造されたフォイルの変形例を示す図である。

【図５】図１の装置により金属被膜部が区分けされるよ
うに製造されたフォイルの変形例を示す図である。

【図６】図１の装置により金属被膜部が区分けされるよ
うに製造されたフォイルの変形例を示す図である。

【符号の説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　電極として設けられ真空蒸着される金
   属被膜部であって繰り抜き部によって区分けされた金属
   被膜部を備えた自己回復コンデンサを製造するためのフ
   ォイルにおいて、繰り抜き部が、中断され自由端が丸く
   なっているスリット（１２，１６）として構成され、該
   スリット（１２，１６）は、金属被膜部を広がりが小さ
   な面要素（１４，１７ないし２０）に分割させ、スリッ
   ト（１２，１６）の自由端は、面要素（１４，１７ない
   し２０）を導電連結させている幅狭の橋絡部（１５）を
   取り囲んでいることを特徴とするフォイル。