JPS62193236A - 金属線蓄電器 - 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】 昭和初期から大量製産が始まった、紙と箔とで成る蓄電
器や炭化珪素発熱体及び避雷器用セラミック素子のよう
な単純電気用品に始まり、戦後からチタン酸バリュウム
強誘電体蓄電器の製産が成長しているが、これら非金属
電気製品と導電体との接合の仲介役を行なっているのが
金属溶射法で、この金属溶射法の革新を計ったく低温化
溶射機〉は、この発明者発明の特許第６７Ｊ、／ｊ？２
号と第７０乙♂、乙グ♂号並に特許願昭和５り年第１り
、５Ｊ５Ｐ／号と第２３７７２７号とであって、この発
明に必須支柱の一つになっている。

チタン酸系強誘電体は、平板形蓄電器を主力に永年間作
られているように、肉厚のため折角の強誘電重性が生か
されていない体積比小容匿蓄電器であることは、これの
焼結時とその前後に於ける不都合性が数かずある表れで
ある。　初期の焼結円板に電極用として、従来の電気溶
線式溶射機で亜鉛の溶射皮膜を設けようとしたが、日干
し棟瓦状に極めて脆く、５０％余の破壊率であったこと
を深刻に覚えており、これが対策の第１歩が前記溶射機
を革新えの発端であり、強誘電性の有効引き出し策であ
った。　たとえば、乾季に掃出は地割れを生じる。　名
刺の片側面に糊を塗ると他方へ反り、乾燥するとその反
対側方向へ大きく湾曲するように、平面体はその大きさ
に関係なく塗着物の膨張収縮に応じて歪か？破壊となっ
て表れる。

他方、球体の外面を覆う塗着物の場合は安定性が良く、
その直径が小さいものほど安定度を増し次いで卵形から
棒形の順となっている。また、細い棒状物になるにした
がって、更に、これに塗る皮膜も薄いほど、両者の異質
性による伸縮差異が零へ接近し、或は樽とくタガ〉との
関係状態となり、平面体では到底望めない物理的安定性
がある。

この経験を深くした原理をこの発明の主要点とし、前記
革新溶射機とその広汎な用法をこれに併用とで、各種物
質の誘電体皮膜を薄く作る方法で軽薄短小の蓄電器が得
られる理由で、その要領を次のとおりに説明する。

■　心体兼電極となる耐熱性と耐食性をもつニッケルま
たはニッケル合金線は、直径Ｚ、２％で長さ、！Ｏ〜の
直伸線を多数を用意し、これの一端を第１図（Ａ状に半
球面としたものを、サンド、ブラスト加工で全面を粗面
化し、表面積の増大と塗着性向上用前処理を行なう。こ
れに塗るチタン酸系強誘電体の粉粒は微細化したものを
用い、粘結剤は焼結加熱中に粒間結合の妨げとならない
、無機質のゾル少量と、焼成前の塗着性を助ける有機質
糊料との水性混合溶液を用いて、泥しよう状を料として
用いる。　６％間隔て、２０本の軸か並列する多頭ロク
ロのチャックへ０体（１）の半球面を外端にして挿着し
た露出面７．５Ａ間の全表面に亘り、筆に含ませた上記
塗料を順送りに触れさせると、手早や番こ平均した薄い
塗膜が設けられる。　気泡と塊状物並にむら塗りは大赦
であるか、この手段は適切で、２回塗りで、乾燥時点の
厚さかθ／、５〒−であった。　この塗着物を、炭化珪
素の細粒を盛った耐熱皿の上面に沈・めて、トンネル炉
中を通過させると、所定通りの除熱と焼結並に徐冷過程
を経て出炉する。　この０体を再び各ロクロのモヤツク
へ挿着し、焼結して成る磁器質強誘電体面に他方の電極
となる７次溶射皮膜を施すべき先端から／、！％間を露
出し、他の部分にはマスクを設け、２０本か並列して回
転する磁器皮膜面へ、左右交互に斜方向より溶射し、そ
の厚さが００５〜θ／２の亜鉛の溶射皮膜を設ける。　
この段階で、磁器皮膜の耐電圧測定器の一極をロクロ側
に接ぎ、他極を各溶射皮膜に触れ進むと、短絡部は小火
花と小量を発し、亜鉛は独特の昇華臭を放ち、その所在
部と痕跡を示す。　短絡部は別途補修し９合格品は他方
の電極とする銅合金その他剛体化と半田付けに適した材
質の２次溶射金属の層状被覆を設けてリード線を接ぎ、
充分な乾燥の上、絶縁と防湿用樹脂で被覆などの後処理
を行なって完成品とする。この蓄電器はマツチ軸の２分
の／以下の小形であるが強誘電性が生かされて、００７
　ＭＦＤ前後であるが、これより大容情のものは第、２
図以下のように、長さの増大策として任意形状形態に屈
曲で表面積を拡大し、更にその状態に応じた積層策で膨
大容量蓄電器のＶ産が容易であり、更に小容量蓄電器が
簡易且つ経済的に量産に適した諸策もこの発明の特徴で
ある。

■　上記と同じ心体素材に同じ前処理を施したものを、
前記のロクロへ挿着し、これにセラミック溶射機を用い
て斜側面よりチタン酸系強誘電体粉粒を溶射し、前記状
位置に磁器質強誘電体皮膜として００５％厚さ以上に設
ける。この皮膜は前記焼結皮膜に較べて密度が低い傾向
がある。これが顕著な場合は更に焼結を行なうと、粒間
に全く介在物のない焼結皮膜で理想的なものとなる。

この誘電体皮膜のロクロ側端部に樹脂類でマスクを兼ね
た補強策を施した上、他方の電極となる金属の溶射被ｒ
Ｉ層を設けること及び後処理は前記のとおりである。

■　Ａ項と同じ心体素材の長尺なものを、前記ロクロに
各一端を固定し、他端は発条などによる伸張性と、ロク
ロの回転に同期回転する装置に接ぎ、恰も織機上に張設
の経糸列状とし、−斉に回転する各線列の斜側方よりセ
ラミック溶射機でチタン酸系強誘電体粉粒を溶射し、必
要厚さの磁器質強誘電体皮膜を設ける。前者のように短
寸の蓄電器に構成の場合は、切断部附近に７０％巾程度
の着色した浸透性絶縁樹脂を塗布し、切断時の位置識別
と加工時の剥離防止補強を計っておき、未着色部誘電体
皮膜の外周面へ、他方の電極を形成する７次金属溶射は
、被着力の強いアルミニウムを薄く設け、続いて亜鉛と
真鍮などを設けてリード線の半田付けに適した表面とな
る金属の被覆層としてロクロより外し、短寸ものは着色
にし５たかつて切断と仕様に応じて各静電容量品と配列
順に、直列又は並列に接続と集束化が容易で、用途別に
単純化は恰もマツチ軸を揃えるに似ること及びこの蓄電
器／本当りの所要面積は２〜３〜平方で足りる特徴があ
る。

■　上記とは別に、高価な金属心体及び多くの燃費を必
要とせない方法のものがある。即ち、上記のように前処
理を施した長い洋銀線を多数列に接ぎ、強誘電体粉粒と
小量の有機質糊料とで成る泥しよう質を上記状に筆で塗
り着け、ロクロを回転の侭心体に通電発熱で乾燥後、切
断部に／ｃｇａ中程度の着色アルミナゾルかケイ酸ゾル
などの無機耐熱塗料を刷毛塗りし、再度通電加熱を約５
秒間で乾燥する。　次いで誘電体面へアルミニウムの７
次溶射皮膜を厚さθ７５％程度に設け、ロクロの回転を
停止の状態で０体に通電し、徐ろな温度上昇で３０θ〜
グ００℃に約７０分間保持後徐冷を行なうと、強誘電体
粉粒相互間を接いだ有機質結合剤は薄くて多孔質な溶射
皮膜の無数の微小孔を通じて気化消散し、誘電体各部粉
粒は自由な姿勢になっている。　これの外周に設けるア
ルミニウムの溶射皮膜は、特に収縮度を大きくすること
を意図し、テルミット状超高温発熱状態のアルミニウム
粉粒として６２％以上の厚い溶射皮膜を設け、これの収
縮力によって、合体金属の外周と溶射皮膜の内面間へ〈
樽のタガ〉状に強力に圧縮を受けた強ｍ電体粉粒各簡の
広大な全表面は、隣接する相互が密な嵌合終結で単体皮
膜状であり、かつ数ミクロンの薄い皮膜が容易に得られ
るため強洋銀ないし真鍮などの後処理を行なうことも前
例に準じる。

０　上記と同じような心体に同じ前処理を施し上記状ロ
クロ上に装着した長尺の金属心体外周に易溶解性樹脂な
どで塗料化のチタン酸系強誘電体粉粒の塗膜面に、アル
ミニウムの７次溶射皮膜を０ｏｊＸ厚さ程度に設けたら
のく切断部及び端部へ無機質のゾルでマスク処理したも
のをトリクロル、エチレンなどの溶剤中に浸し、樹脂質
が多孔性なアルミニウムの皮膜を通じて溶出と洗浄を計
り。

乾燥に次いで強誘電体皮膜部の外周面に、超高温発熱状
態のアルミニウムの粉粒として溶射皮膜を厚く設けると
、一旦は粘結性を失なったことは、強誘電体粉粒各部は
性能上置も有害な異質介在物を失なったことになってお
り、これが金属心体の外周面とアルミニウムの溶射皮膜
間に圧縮せられ広大な表面積の粉粒各面の相互が嵌合終
結で単体状で、焼結に劣らない振舞となり、加えて極め
て薄い強誘電体皮膜の形成容易性は特に経済性と小型化
が特徴である。　これに３次溶射皮膜による被覆層とな
る洋銀ないし真鍮の溶射その他の後処理は前例と同じで
ある。

■　上記と同じ心体に同じ要領でロクロ上に準備のもの
に、水溶性糊料で泥しよう状塗料化のチタン酸系強誘電
体粉粒を塗布した皮膜面に、アルミニウムの溶射皮膜を
薄く設けたものの、切断部及び端部に着色絶縁性塗料を
／〜２−巾程度設置九これを超音波洗浄槽中で、誘電体
粉粒各部間の糊料を溶射皮膜の微細孔を通じて溶出と洗
浄を計り、充分な乾燥後その外周面へ超高温発熱状態の
アルミニウムの溶射粉粒として圧縮系に厚い皮膜を設け
ると、前者のように焼結に劣らない強誘電体の金属線蓄
電器とすることができる。　尚これに３次溶射による被
覆層となる洋銀ないし真鍮の肉盛その他の後処理は前例
と同じである。

■　同一誘電体で静電容量の多い蓄電器を狙う場合は、
表面積の増大と皮膜を薄くする方法とがある。この場合
は線状心体の断面が花弁状となるように、合体軸心に沿
う複数条の凹凸面を設けることによって同−質面及び同
一空間比静電容量が外周回通りに増大する。　更に誘電
体皮膜と心体間の被着性が安定な場合は、太い心体を用
いてもよいが、重量が嵩むため中空線とし、第７図グー
２状とすることで一層有効度が高くなる。

■　例えば、アルミニウムの陽極酸化皮膜で知られてい
るアルマイト及びチタニウムのチタン酸化皮膜のように
、合体金属線ないし中空線自体の外周に生じた化合物に
適宜な処理で、高耐電圧特性の有効誘電体皮膜とし、こ
の表面に薄くて粗面の導電性塗膜を設け、これに亜鉛及
び真鍮などの溶射皮膜を重ねて溶射被覆層として、前述
のように後処理を経て金属線蓄電器とする。

■　絶縁性及び塗着性がよく、大量使用で評価の高いエ
ナメル銅線をその侭応用できるが、静電容量及び耐電圧
を増すために３〜ｊ〜径の中空線を心体として用い、広
般な用途に応じて変化に富む各種の樹脂質皮膜を誘電体
として固着を計り、この面へ導電性で粗面を形成する塗
料を薄く設けた面へ、亜鉛に次いで真鍮の溶射被覆層を
設けてリード線の設置と防護樹脂の被覆等の後処理を厳
重に行なって成る金属線蓄電器とする。

このように多種多様の誘電体筒々を最も安定した状態で
片方の電極へ固着を計り、更にこれを包んで防護壁とな
り、且つ他方の電極となる溶射金属皮膜は、比類のない
溶射量能力と巾広い性質をもつ独自の低温化金属溶射機
とその溶射技法が、その都度の条件に合せて対応し、皮
膜の厚薄は勿論収縮性の度合及び多孔性の度合とシ凡ゆ
る高融点セラミックスにも溶着性をもつおり、したがっ
て新規な性能を醸し出している原因の金属線蓄電器。

グ　図面の略解 第１図以下第４図まで何れも７０倍の拡大図で表してお
り、第１図／−／はこの発明の基本となる小型金唄線蓄
電器の外観図、／−２は／−／を延長による大容量化の
合体金属線を表す。

第２図！−／は第１図／−／から屈曲による大容ｌ化と
剛体化へ移行例の第１歩を表し、２−．２は無制限的大
容量化の可能性を心体金属の構造で表す。　第３図は第
２図と同じく大容量化へ移行の簡易策心体金属線の構造
を表す。　第７図は、安定度の高い誘電体の場合は太い
心体金属に代る篩機な中空金°属線を表す。グー２は花
弁状外形図例。

／は短寸の合体金属線　２は誘電体皮膜　３は溶射金属
皮膜又は溶射金属被覆層　グはリード線５は長尺の合体
金属線　乙は屈曲で成る合体金属線　７は接合部　♂は
長尺心体金属線の複数列屈曲部　タは各接合部　１０は
渦形心体金属線／／は補強材の接合部　／−７は中空金
属線心体。

／３は金属線合体全異形化断面の一例。

外　　！　　名 ＝／乙＝

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、片方の電極を兼ねた直線ないし屈曲の金属線または
   、これの類似形態物心体の外周面に設けた、磁器質強誘
   電体粉粒の溶射を含む単一ないし複数材質で形成する誘
   電体の皮膜面に、他方の電極を形成する導電体粉粒が主
   成分の密着被覆層を設けた単層蓄電器ないし、この手段
   を複数段に積層して成ることを特徴とする金属線蓄電器
   。 ２、片方の電極を兼ねた直線ないし屈曲の金属線または
   、これの類似形態物心体の粗面化外周面に設けた塗料化
   チタン酸系強誘電体粉粒皮膜を焼結して成る強誘電体磁
   器皮膜面に、他方の電極を形成する溶射金属の被覆層を
   設けた単層蓄電器ないし、この手段を複数段に積層して
   成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の金
   属線蓄電器。 ３、片方の電極を兼ねた直線ないし屈曲の金属線または
   、これの類似形態物心体の粗面化外周面に設けた、有機
   質材で塗料化のチタン酸系強誘電体塗膜面に、１次溶射
   金属皮膜を設けたものを焼いて、有機質材の気化消失を
   計り、更に、その外周面に他方の電極を形成する圧縮系
   の２次溶射金属被覆層を設けた単層蓄電器ないし、この
   手段を複数段に積層して成ることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項と第２項に記載の金属線蓄電器。 ４、片方の電極を兼ねた直線ないし屈曲の金属線または
   、これの類似形態物心体の粗面化外周面に設けた樹脂質
   で塗料化のチタン酸系強誘電体粉粒皮膜面に、１次溶射
   金属皮膜を設けたものを、トリクロル、エチレンなどの
   溶剤中で計る樹脂質の溶出洗浄後に、他方の電極を形成
   する圧縮系の２次溶射金属被覆層を設けた単層蓄電器な
   いし、この手段を複数段に積層して成ることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項と第２項竝に第３項に記載の金
   属線蓄電器。 ５、片方の電極を兼ねた直線ないし屈曲の金属線または
   、これの類似形態物心体の外周面に設けた水溶性糊料質
   で塗料化のチタン酸系強誘電体粉粒皮膜面に、１次溶射
   金属皮膜を設けたものを水中で計る糊料質の溶出と洗浄
   後に、他方の電極を形成する圧縮系の溶射金属被覆層を
   設けた単層蓄電器ないし、この手段を複数段に積層して
   成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項と第２項竝
   に第３項と第４項に記載の金属線蓄電器。 ６、片方の電極を兼ねた直線ないし屈曲形で成り、その
   表面にもつ軸心に沿う凹凸の筋目で、断面が花弁状を形
   成する線または中空線で成る心体の外周に設けた任意の
   誘電体皮膜面に密着を計るカーボンまたは金属粉粒など
   の導電性塗膜内へ、他方の電極を形成する螺旋形または
   編組状金属線のうち、リード線部を残し埋設して成るこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項と第２項竝に第３
   項と第４項と第５項に記載する金属線蓄電器。 ７、片方の電極を兼ねた金属線または中空線の外周面に
   生じたその金属の化合物誘電体皮膜面へ密着を計る粗面
   化導電性塗膜面へ更に他方の電極を形成する亜鉛及び真
   鍮の溶射金属被覆層を設けて成ることを特徴とする特許
   請求の範囲第 １項と第２項竝に第３項と第４項と第５項及び第６項に
   記載の金属線蓄電器。 ８、片方の電極を兼ねた直線ないし屈曲の金属線または
   、これの類似形態物心体の外周面に設けた不溶性樹脂誘
   電体皮膜面に、粗面化導電性塗料皮膜を設け、この面へ
   更に、他方の電極を形成する溶射金属被覆層を設けて成
   る単層蓄電器ないしこの手段を複数段に積層して成るこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項と第２項竝に第３
   項と第４項更に第５項と第６と第７項とに記載する金属
   線蓄電器。