CN1064762A - 贯通式电容器 - Google Patents

Abstract

向微波炉或发射装置中产生超短波用的磁控管 供给加速电压的贯通式电容器由有一对贯通孔的接 地板、以导电状态贯通固定在上述接地板的贯通孔中 的圆筒形接地电极、以非导电状态贯通配置在上述接 地电极内部且分接抽头端子和输出端子与主体部分 构成一个整体的导体杆，以及在上述圆筒形接地电极 及导体杆之间用作电介质且构成电容器外壳的单一 绝缘树脂体构成。

Description

本发明涉及微波炉或发射装置中用来产生大功率微波的磁控管装置，特别是涉及向上述磁控管供给加速电压用的贯通式电容器。

发射装置或微波炉都要求大功率微波。利用磁控管装置可以得到这种微波，但为了防止该磁控管泄漏电磁波，而将其放置在屏蔽金属箱中，并利用贯通式电容器向其供给加速电压。

因通过贯通式电容器所供给的加速电压极高，达-4.2KV左右，所以制作电容器时应充分考虑电容器的耐压特性。

特别是当施加了这种加速电压后，磁控管产生的微波中的基波频率极高，达2.45千兆赫，该基波或二次、三次等高次谐波通过贯通式电容器外漏的可能性极高，因此在制作贯通式电容器时，应考虑这一点之后进行特殊制作。

图1示出了磁控管装置的电路结构。如图所示，磁控制管M₁设置在屏蔽箱S₁中，通过构成LC共振回路的电容器C₁、C₂和电感器L₁、L₂向该磁控管M₁的加热丝H₁和接地的两极A₁供给加速电压。因此，当磁场加在与地面相垂直的方向上时，从阴极发出的电子便旋转着到达两极。这时，空间电荷形成几个电子极，随着这些电子极的旋转，在两极共振回路中产生微波振荡。

在这种贯通式电容器技术领域中，尼卡华等人在标题为“Throgh  type  high-Withstand-Voltge  Ceramic”的美国专利第4370698号中提出了具有耐高压特性贯通式电容器。由尼卡华等人制成的贯通式电容器如图2所示，它含有带一对插孔12、13的椭圆形陶瓷体14、贯通上述插孔12、13的导体杆10、11、以及形成将上述陶瓷体14完全包住的外壳的绝缘树脂体16。

这里，椭圆形陶瓷体14用作电容器的电介质。

可是，这种贯通式电容器需要许多构件和价格贵的陶瓷体，因此导致产品的生产效率低及单价高。

日本国公开实用新设计公报昭63-89664号中发表了能只用单一的绝缘树脂制造贯通式电容器的技术，可以摆脱具有上述问题的陶瓷电介质型贯通式电容器。

上述技术能制作出如图3及图4所示的较简单的贯通式电容器。中心导体20上有U形主体部分24及平坦的外部接线端子22，内侧高电位电极26呈有底面的杯形，在其金属圆筒底面28上设有用来导向上述中心导体20的U形主体部分24的导槽30，圆筒形接地电位电极32带有法兰36，另外38则是单一的绝缘树脂体。

特别是在上述技术中，起电容器外壳和电容器的电介质作用的绝缘树脂体大致在一直线上形成，所以模压成形时树脂能顺畅地流动，可防止在树脂内部产生空隙，从而提高了耐压特性。

但是，上述日本国公开实用新设计公报昭63-89664号中的技术在制作贯通式电容器时有许多难点。

首先，将不太大的中心导体20的主体部分弯曲成U形的作业，其生产效率低，且增加了电容器整体制作过程的标准。

其次，由于圆筒形内侧高电位电极26有底面28，所以通常不能将管子切断使用，而应作为单元附件另外特殊制作，尤其是要在上述底面28上开设中心导体20的U形主体部分24的导槽30等，这一点也使工序复杂化，并增加了造价。

再次，接地电位电极32只是一个圆筒形的部件，而在其一个端面要成一整体地设一方形法兰36，这在制作上要求具备高度的金属模技术或加工技术。

特别是上术法兰36又不能免去其方形的形状，原因是贯通式电容器在分别单独制作后，将制好的两个贯通式电容器的双方法兰接合成一个整体，一对一对地成套使用才行。

这样，除了贯通式电容器个别构件在制作上有难点之外，还存在将这些部件组装起来构成电容器的装配技术上的难点。圆筒形高电位电极26与其内部的中心导体20之间要准确地直线对准成共轴状态，而且上述高电位电极26还应与接地电位电极32准确地直线对准成共轴状态，因此有好几个轴。另外，由于各轴相互间的误差，会使每个电容器的电气特性之间存在误差。

本发明的目的是通过使贯通式电容器的构成另部件数最少和单个构成部件的结构简单，提供一种制作和装配程序简单化的贯通式电容器。

本发明的另一个目的是提供一种电容器的固有容量及耐压特性好、且可使其小型化的贯通式电容器。

本发明的特征在于这种贯通式电容器含有带一对贯通孔的接地板、在上述接地板的贯通孔中呈导电状态贯通配置着有第1电极面的圆筒形接地电极、在上述圆筒形接地电极内部呈非导电状态贯通配置着有第2电极面的主体部分且其分接抽头端子和输出端子被设计成一个整体的导体杆、以及同时起上述第1、2电极间的电介质及电容器的外壳作用的绝缘树脂体。

图1是磁控管的简略电路结构图。

图2是以往的利用陶瓷电介质型贯能式电容器的磁控管装置的简略断面结构图。

图3是以往的单一绝缘树脂电介质型贯通式电容器分解图。

图4是图3所示的贯通式电容器在装配状态的断面结构图。

图5是本发明的贯通式电容器实施例的分解图。

图6是图5所示贯通式电容器在装配状态的断面结构图。

图7是本发明的贯通式电容器的另一个实施例的说明图。

图8是图7所示贯通式电容器在装配状态下的断面结构图。

图9是本发明的贯通式电容器的再一个实施例的分解图。

图10是图9所示贯通式电容器在装配状态下的断面结构图。

图11-1、11-2是极板棱边部位处的电场分布说明图。

图中40、50……导体杆

41、51、……主体部分

42、52……分接抽头端子

43、53……输出端子

45、55……圆板罩

60、70……接地电极

80、80……接地板

83、84……贯通孔

90……绝缘树脂体

下面根据附图详细地说明本发明的实施例。

参照图5及图6，在方形接地板80上有一对贯通孔83、84。在上述贯通孔83、84中设有保证与有第1电极面的接地电极60、70稳定结合的法兰81、82。

上述接地电极60、70设计成圆筒形，将金属管按给定长度切断后即可使用。

在上述圆筒形接地电极60、70内部以非导电状态配置的导体杆40、50上，分接抽头端子42、52及输出端子43、53同主体部分41、51成一整体，上述主体部分41、51的外侧面作为第2电极面。

上述导体杆40、50的分接抽头端子42、52和输出端子43、53是将作为主体部分的导体杆两端的一部分加工形成的，即输出端子43、53是对导体杆的一端进行切削加工，形成比主体部分的直径小的杆，分接抽头端子42、52是将导体杆的另一端加工形成与输出端子43、53同样形状后，再进一步进行锻造加工形成扁平状。

因此，导体杆剩下来的中间部分就作为主体部分41、51。另一，方面，上述导体杆40、50的主体部分41、51的两端周边部分要进行倒角或内腔加工处理，以便强化后面所述的电容器的耐压特性。再者，为了同一目的，沿圆筒形接地电极60、70的两端内侧周边部分，也要进行倒角或内腔加工处理。

在将这种结构的单个部件装配成贯通式电容器时，首先将圆筒形接地电极60、70贯通插入接地板80上的贯通孔83、84中。通过压入或铆接或钎焊或焊接等方式使上述圆筒形接地电极60、70与上述贯通孔83、84紧密贯通结合。设在上述贯通孔83、84上的法兰81、82，用来保证具有稳定的结合性。

这样结合起来的圆筒形接地电极60、70的内侧面便成为电容器的第1电极面。

其次，在上述圆筒形接地电极60、70内部使导体杆40、50以非导电状态贯通，并使接地电极60、70的内表面、即第1电极面与导体杆40、50的主体部分41、51的外表面、即第2电极面在同一垂直轴上直线对准，用夹具（图中未示出）固定后，在给定的金属模内注入绝缘树脂90。

上述绝缘树脂90同时注入于第1、2电极面之间及圆筒形接地电极60、70的外侧周围，但在第1、2电极面之间作电容器的电介质用，而在圆筒形接地电极的外侧周围，则作电容器的外壳材料用。

这里所使用的绝缘树脂90最好是耐压及耐热特性好的热塑性高分子树脂或热固化性树脂。

另一方面，在上述第1、2电极面之间起电介质作用的上述绝缘树脂90的介电系数虽然比现有的陶瓷型贯通式用的陶瓷体的介电系数低很多，但第1、2电极面的相向的极板面积很大，所以能保持陶瓷型贯通式电容器所具有的容量。

按本发明制作的贯通式电容器的静电容量C可由下式求得。

式中ε_r：相对介电常数

ε_o：真空中的介电常数

l：第1、2电极面的相向长度

φ₁：导体杆的壳体部分直径

φ₂：圆筒形接地电极的内径

另一方面，在使接地电极60、70和导体杆40、50直线对准配置时，使接地电极60、70的两端部分和导体杆主体部分41、51的两端部分在同一水平轴上具有一段差距是有好处的。

其理由如下，如图11-1所示，当两者的高度相同时，由于棱边处的电场分布密集，所以这一部分单位面积上施加的电压加大，结果使电容器的耐压特性显著下降。

因此必须使导体杆40、50的主体部分41、51的长度比接地电极60、70的长度长一些或短一些。

特别是对接地电极60、70和导体杆主体部分41、51的两端相对的棱边进行倒角处理或内腔加工处理，如图11-2所示，形成圆形棱边或内腔棱边部分44、45、54、55、61、62、71及72，这些部分处的电场分布比较均匀，所以使贯通式电容器的耐压特性更强化了。

另一方面，图7及图8示出了本发明的另一个实施例。图中在上述本发明的贯通式电容器的导体杆40、50的上端，即在分接抽头42、52旁边，再增设一个屏蔽噪声用的圆板罩45、55。

上述圆板罩45、55能屏蔽通过电容器的电介质层漏泄的磁控管的振荡电磁波，起到防止由漏泄电磁波引起的周围电子仪器中发生噪声的作用。

这种圆板罩45、55如果设置在导体杆40、50的输出端子43、53一侧，与上述情况相同，也能有效地屏蔽磁控管漏泄的电磁波。

特别是上述圆板罩43、53越能将有第1电极面的接地电极60、70的内径充分盖住，就越有利。

图9及图10所示是本发明的再一个实施例。图中，使设置在接地板上的贯通孔互相接近而呈8字形。

因此，将具有第1电极面的圆筒形接地电极60、70贯通插入上述接地板80′上的贯通孔83、84中时，接地电极60、70的圆筒面的一侧相接触配置。

在上述状态下，在将第2电极面的主体部分41、51设有的导体杆40、50以非导电状态配置在上述接地电极60、70内部后，注入单一的绝缘树脂，用作第1、2电极面之间的电介质及外壳材料，这样就完成了贯通式电容器的机械稳定性，且可使贯通式电容器的尺寸最小。

如上所述的本发明能获得如下效果，即通过使贯通式电容器的构成部件数最少化及构成部件等的结构简单化，来提高电容器制作及装配效率，缩小产品尺寸，降低成本。

Claims (10)

1、一种贯通式电容器，其特征为：它是由下述部分构成的，即有一对贯通孔的接地板；以导电状态贯通插入上述接地板的贯通孔中的圆筒形接地电极；以非导电状态贯通插入上述圆筒形接地电极内部、且其外表面与上述接地电极的内表面相向配置而作为电容器的一个电极的主体部分；含有与上述主体部分的上下端构成一个整体的分接抽头端子及输出端子的导体杆；以及由同一种树脂填充在上述接地电极和主体部分之间构成的电介质、并构成电容器外壳的绝缘体。

2、根据权利要求1所述的贯通式电容器，其特征为：设置在上述接地板上的一对贯通孔互相接近而形成8字形，以使圆筒形接地电极的一面沿垂直轴互相接触。

3、根据权利要求1所述的贯通式电容器，其特征为：在上述接地板上的贯通孔上形成法兰。

4、根据权利要求1所述的贯通式电容器，其特征为：上述接地电极插入接地板的贯通孔中加以固定。

5、根据权利要求1的所述的贯通式电容器，其特征为：绝缘树脂是热固化性高分子树脂。

6、根据权利要求1所述的贯通式电容器，其特征为：绝缘树脂是热塑性高分子树脂。

7、根据权利要求1所述的贯通式电容器，其特征为：在上述导体杆上设有屏蔽噪声用的圆板罩。

8、根据权利要求1所述的贯通式电容器，其特征为：接地电极的端部和导体杆主体部分的端部在同一水平轴上互相错位配置。

9、根据权利要求1所述的贯通式电容器，其特征为：接地电极的两端内侧的棱边进行了倒角处理。

10、根据权利要求1所述的贯通式电容器，其特征为：导体杆的主体部分的两端棱角进行了倒角处理。

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