JP2000260659A - 高電圧貫通型コンデンサ及びマグネトロン - Google Patents
高電圧貫通型コンデンサ及びマグネトロンInfo
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Abstract
亀裂等を発生するのを抑制し得る高信頼度の高電圧貫通
型コンデンサを提供する。 【解決手段】 コンデンサ2は、誘電体磁器210によ
って構成され、誘電体磁器210を貫通する貫通孔21
1、212を有し、貫通孔211、212の開口する両
面に電極213、214、215を有する。電極215
が接地金具1の一面上に固着されている。貫通導体4、
5は、コンデンサ2及び接地金具2を貫通し、電極21
3、214に導通接続されている。絶縁樹脂7、8は、
コンデンサ2の回りに充填されている。絶縁カバー9の
一端面90を、接地金具1の浮き上がり部111の内面
113と、間隔g1を隔てて対向させ、間隔g1の内部
に内側絶縁樹脂8を充填した。
Description
デンサ及びこの高電圧貫通型コンデンサでなるフィルタ
を有するマグネトロンに関する。
は、例えば特開平8−316099号公報、例えば実開
平4ー40524号公報等でよく知られている。その一
般的な構造は次のようなものである。コンデンサを構成
する誘電体磁器に、2つの貫通孔を間隔をおいて形成す
る。誘電体磁器の貫通孔を開口させた両面に、互いに独
立した個別電極及び個別電極に対して共通となる共通電
極を設ける。共通電極は、接地金具の浮上り部上に半田
付け等の手段によって固着される。コンデンサの貫通孔
及び接地金具の貫通孔を通って、貫通導体を貫通させ
る。この貫通導体は、コンデンサの個別電極に、電極接
続体等を用いて半田付けされる。接地金具の浮上り部の
外周に、コンデンサを包囲するように、絶縁ケースが挿
着される。接地金具の他面側に、貫通導体を包囲するよ
うに、絶縁カバーが挿着される。絶縁カバーは接地金具
の浮き上がり部の内周面に密着するように装着される。
そして、絶縁ケース及び絶縁ケースで包囲されたコンデ
ンサの内外に、エポキシ樹脂等の熱硬化性絶縁樹脂が充
填され、それによって耐湿性及び絶縁性が確保される。
は、接地金具の浮き上がり部の内周面に密着するように
挿着されているだけであって、両者は非接着状態にあ
る。このため、絶縁樹脂の硬化収縮時及び使用時に繰り
返し発生するストレスにより、絶縁カバーと接地金具の
浮き上がり部の内周面との境界に隙間が発生し、さら
に、絶縁樹脂と接地金具及び誘電体磁器との間に隙間を
誘発させる。このため、従来のこの種の高電圧貫通型コ
ンデンサは、短時間で、特性劣化及び電極間短絡による
不良の問題を発生する危険性を抱えていた。
間を発生させる主な原因としては、エポキシ樹脂等の熱
硬化性絶縁樹脂が硬化収縮する時のストレス及びコンデ
ンサを構成する誘電体磁器の電歪現象に起因するストレ
スをあげることができる。
ン酸バリウムを主成分とした誘電体磁器によって構成さ
れる。このような誘電体磁器は圧電性結晶族に属する強
誘電体である。圧電性結晶族に属する強誘電体は逆圧電
効果を示す。このため、交流高電圧が印加された場合、
コンデンサを構成する誘電体磁器の内部に機械的エネル
ギーが発生する。例えば、この種の高電圧貫通型コンデ
ンサが、電子レンジのマグネトロンにおいてフィルタと
して用いられた場合、マグネトロンを発振させる交流高
電圧がコンデンサに印加される。交流高電圧が印加され
ると、誘電体磁器の内部で、前述した逆圧電効果によ
り、電気的エネルーが機械的エネルギーに変換される。
このため、誘電体磁器は電圧印加時に伸び、無印加時に
元の状態に戻ろうとしてして縮む。電子レンジのマグネ
トロンを発振させるために、商用周波数または20kH
z〜40kHzの周波数を持つ4kV0ーP程度の電圧が
印加される。また、マグネトロンが発振を開始する直前
に、0〜40kVpーpの過渡電圧が印加される。コンデ
ンサを構成する誘電体磁器は、これらの交流電圧を受け
て伸び縮みを繰り返す。このような現象は、誘電体磁器
の電歪現象と称されているものである。
上がり部の内周面に密着するように挿着されているだけ
であって、両者は非接着状態にある。このため、コンデ
ンサを構成する誘電体磁器が交流電圧を受けて伸び縮み
を繰り返すうち、絶縁カバーと接地金具の浮き上がり部
の内周面との境界に隙間が発生し、さらに、絶縁樹脂と
接地金具との間の界面剥離を誘発させる。
填された絶縁樹脂との間の界面における接着力を増大さ
せ、両者間の界面剥離を阻止し、特性劣化及び電気的短
絡を回避し得るようにした高信頼度の高電圧貫通型コン
デンサを提供することである。
ため、本発明に係る高電圧貫通型コンデンサは、少なく
とも1つの接地金具と、少なくとも1つのコンデンサ
と、少なくとも1つの貫通導体と、少なくとも1つの絶
縁チューブと、少なくとも1の絶縁カバーと、絶縁樹脂
とを含む。
を有し、前記浮き上がり部は一面側から他面側に貫通す
る貫通孔及び前記貫通孔に連続する内部空間を有する。
磁器を含み、前記誘電体磁器の前記貫通孔の開口する両
面に電極を備えて構成され、前記電極の一方が前記接地
金具の前記一面上に固着されている。
接地金具を貫通し、前記電極の他方に導通接続されてい
る。前記絶縁チュ−ブは、前記貫通導体に被せて設けら
れている。
に備えられ、一端が前記浮き上がり部の前記内部空間内
に挿入されている。前記絶縁樹脂は、前記接地金具の前
記一面側において前記コンデンサの周りに充填されると
もに、前記絶縁カバーの内部において前記コンデンサの
周りに充填されている。
ば、電子レンジのマグネトロンに使用した場合、貫通導
体を給電端子とし、この貫通端子と、アース電位となる
接地金具との間にコンデンサを接続し、貫通導体を通る
ノイズをコンデンサのフィルタ作用によって吸収するこ
とができる。
コンデンサも誘電体磁器を貫通する貫通孔を有している
から、アースに対して高電位となる貫通端子を、アース
電位となる接地金具及びコンデンサの電極の一方との間
に、貫通孔による充分な電気絶縁を確保して、取り付け
ることができる。
填されているから、高温負荷試験や耐湿負荷試験等の信
頼性試験または高温多湿の環境で使用された場合等の信
頼性が向上する。
いて、絶縁カバーの一端が接地金具の浮き上がり部の内
面と間隔を隔てて対向し、前記間隔内に前記絶縁樹脂が
充填されていることである。
が、間隔内に充填された絶縁樹脂によって閉じられた状
態になると共に、間隔内に充填された絶縁樹脂が接地金
具の内面に接着されるから、樹脂硬化収縮時または使用
時において、絶縁樹脂と接地金具との間に発生する剥離
力よりも、絶縁樹脂と接地金具の接着強度が上回り、耐
湿性能が格段に向上する。このため、絶縁樹脂の硬化収
縮、または、使用時に誘電体磁器の電歪現象が生じて
も、その機械的ストレスに十分に耐えることができるよ
うになる。
樹脂によって立体的に接合する構造となるので、両者間
の接着力が格段に向上し、絶縁樹脂が径方向に収縮しよ
うとしても、接地金具と絶縁カバーとの間にすき間が発
生しにくくなる。
通型コンデンサは、接地金具1、コンデンサ2、貫通導
体4、5、絶縁ケース6、外側絶縁樹脂7、内側絶縁樹
脂8、絶縁カバー9及びシリコーン等で構成された絶縁
チューブ10、11等を含んでいる。
有し、浮上り部111が孔112を有している。コンデ
ンサ2は、浮上り部111上に配置され、電極215が
浮上り部111に半田付け等の手段によって固着されて
いる。貫通導体4、5は、貫通孔211、212及び孔
112の内部を貫通し、電極213、214に電極接続
体12、13を介して導通接続されている。
コンデンサ2の周りに充填され、誘電体磁器210の表
面に密着している。内側絶縁樹脂8は、接地金具1の他
面においてコンデンサ2の貫通孔211、212内に充
填され、誘電体磁器210の表面に密着している。外側
絶縁樹脂7、内側絶縁樹脂8は、ウレタン樹脂、エポキ
シ樹脂等の熱硬化性樹脂で構成できる。更に、フェノー
ル樹脂やシリコン樹脂等も用いることができる。
5の貫通孔211、212内に位置する部分に被せて設
けられている。
レンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートある
いは変性メラミン等で構成できる。絶縁ケース6は接地
金具1の浮き上がり部111の外周に嵌め込まれてい
る。絶縁カバー9は接地金具1の浮き上がり部111の
内周に嵌め込まれている。外側絶縁樹脂7は絶縁ケース
6の内部に充填され、内側絶縁樹脂8は絶縁カバー9の
内側、接地金具1に備えられた浮き上がり部111の内
側及びコンデンサ2の貫通孔211、212内に充填さ
れている。
のの組成は周知である。具体例としては、BaTi03ーBaZrO
3ーCaTiO3ーMgTiO3を主成分とし、一種または複数種を添
加物を含む組成をあげることができる。
一面上に固着されて、接地金具1上に備えられている。
貫通導体4、5は、コンデンサ2及び接地金具1を貫通
し、電極213、214に導通接続されている。従っ
て、電子レンジのマグネトロンに使用した場合、貫通導
体4、5を給電端子とし、この貫通導体4、5と、アー
ス電位となる接地金具1との間にコンデンサ2を接続
し、貫通導体4、5を通るノイズをコンデンサ2のフィ
ルタ作用によって吸収する高電圧貫通型コンデンサが得
られる。
12を有しており、コンデンサ2は誘電体磁器210を
貫通する少なくとも一つの貫通孔211、212を有し
ているから、アースに対して高電位となる貫通導体4、
5を、アース電位となる接地金具1及びコンデンサ2の
電極215との間に、貫通孔211、212による充分
な電気絶縁を確保することができる。
填されているから、高温負荷試験や耐湿負荷試験等の信
頼性試験または高温多湿の環境で使用された場合等の信
頼性が向上する。
いて、絶縁カバー9の一端面92を、接地金具1の浮き
上がり部111の内面(天面)113と、間隔g1を隔
てて対向させ、間隔g1の内部に内側絶縁樹脂8を充填
したことである。
が、間隔g1の内部に充填された内側絶縁樹脂8によっ
て閉じられた状態になると共に、間隔g1の内部に充填
された内側絶縁樹脂8が、接地金具1の天面113及び
内側面114に接着されるから、内側絶縁樹脂8の硬化
収縮時または使用時において、内側絶縁樹脂8と接地金
具1との間に発生する剥離力よりも、内側絶縁樹脂8と
接地金具1の接着強度が上回るようになる。このため、
内側絶縁樹脂8の硬化収縮、または、使用時にコンデン
サ2を構成する誘電体磁器210の電歪現象に伴って発
生する機械的ストレスに十分に耐えることができるよう
になり、耐湿性能が格段に向上する。
3及び内側面114と、絶縁カバー9の一端面とによっ
て囲まれた立体的な形状を持つ。しかも、接地金具1、
絶縁カバー9及びコンデンサ2を構成する誘電体磁器2
10の内部には内側絶縁樹脂8が充填されている。従っ
て、接地金具1と絶縁カバー9とを、内側絶縁樹脂8に
よって立体的に接合する構造となるので、両者1ー9間
の接着力が格段に向上し、内側絶縁樹脂8が径方向に収
縮しようとしても、それが抑制され、接地金具1と絶縁
カバー9との間にすき間が発生しにくくなる。
示す。耐湿試験に当たっては、45個のサンプルを、温
度45℃、相対湿度90%RHの雰囲気中に表1に記載
された時間の間放置した後、AC10KV(r.m.s.)を5
秒間印加した。表1はこのときの耐湿不良数/投入数
(45)を表示している。
mm以上に設定すると、耐湿性試験時間1000時間で
も、45個のサンプルに1個の耐湿不良品も生じていな
い。従って、間隔g1は、0.1mm以上に設定するこ
とにより、高い耐湿性能を確保することができる。間隔
g1を0.1mm以上に設定することにより、間隔g1
の内部で見た内側絶縁樹脂9の層厚を0.1mm以上に
設定することができる。
と、耐湿性試験時間1000時間で、45個のサンプル
において、5個の耐湿不良品が生じ、よい結果が得られ
ない。その理由は、間隔g1が0.1mmよりも小さく
なると、内側絶縁樹脂8が粘度等の影響で、間隔g1の
内部に充分に回り込むことができなくなるためと推測さ
れる。また、間隔g1が0.1mmよりも小さくなる
と、充填する内側絶縁樹脂9の粘度等のバラツキ等の影
響を受けやすくなる。このため、内側絶縁樹脂8が間隔
g1の内部に充分に回り込むことができなくなる。
に間隔g1を生じさせる手段としては、種々の構造が考
えられる。次にその例を示す。まず、図3は絶縁カバー
9の端面92に突起91を設けた例を示している。突起
91は半球状、角形状、台形状、截頭錐体上等、各種の
形状をとり得る。突起91は絶縁カバー9と同体に成型
されていてもよいし、別の部材を植設したものであって
もよい。また、突起91の個数は任意でよい。実施例で
は、相対向する2辺に2つで、合計4つの突起91を設
けた例を示している。
との関係を示す。耐湿試験に当たっては、45個のサン
プルを、温度45℃、相対湿度90%RHの雰囲気中に
表1に記載された時間の間放置した後、AC10KV
(r.m.s.)を5秒間印加した。表2はこのときの
耐湿不良数/投入数(45個)を表示している。耐湿性
能は1000時間の試験時間で評価される。
9と同体に成型する場合、突起19の高さh1を0.2
mm以上に設定すると、1000時間の耐湿性試験時間
でも、45個のサンプル中、1個の耐湿不良品も生じな
い。従って、突起91の高さh1は、0.2mm以上に
設定することにより、高い耐湿性能を確保することがで
きる。
ると、接地金具1へ絶縁カバー9を挿入したとき、突起
91がつぶれてしまい、0.1mm以上の間隔g1を確
保できない場合が生じる。突起91の高さが0.2mm
以上であれば、接地金具1への挿入嵌合時のつぶれを考
慮しても、0.1mm以上の間隔g1を確保することが
できる。
い。その例を図4、5に示す。図4、5は、絶縁カバー
9と対向する接地金具1の内面113に4個の突起11
5を設けた例を示している。突起115の個数、形状、
及び、位置等は任意である。
サをフィルタとして組込んだマグネトロンの部分破断面
図で、15は陰極ステム、16はフィルタボックス、1
7、18はインダクタ、19はインダクタ17、18と
共にフィルタとして使用された本発明に係る高電圧貫通
型コンデンサである。フィルタボックス16は陰極ステ
ム15を覆うように配置してあり、また高電圧貫通型コ
ンデンサ19は、フィルタボックス16の側面板161
に設けた貫通孔を通して、外側絶縁樹脂7が外部に出る
ように貫通して設けられ、接地金具1の部分で、フィル
タボックス16の側面板161に取付け固定されてい
る。インダクタ17、18はフィルタボックス16の内
部において、陰極ステム15の陰極端子と、高電圧貫通
型コンデンサ19の貫通導体4、5との間に直列に接続
されている。21は冷却フィン、22はガスケット、2
3はRF出力端、24は磁石である。
めに、商用周波数または20kHz〜40kHzの周波
数を持つ4kV0ーP程度の電圧が、高電圧貫通型コンデ
ンサ19の貫通導体4、5に供給される。供給された高
電圧は、貫通導体4、5からインダクタ17、18を通
してマグネトロンに供給される。貫通導体4、5を通る
ノイズはコンデンサ2及びインダクタ17、18のフィ
ルタ作用によって吸収される。
りに充填されているから、高温多湿の環境である電子レ
ンジに使用された場合も、充分な信頼性を確保できる。
図1〜図6に示したように、絶縁カバー9の一端を、接
地金具1の浮き上がり部111の内面(天面)113
と、間隔g1を隔てて対向させ、間隔g1の内部に内側
絶縁樹脂8を充填し、耐湿性能を高めてあるので、高温
多湿の環境である電子レンジに使用された場合、さらに
高い信頼性を確保できる。
地金具とその内部に充填された絶縁樹脂との間の界面に
おける接着力を増大させ、両者間の界面剥離を阻止し、
特性劣化及び電気的短絡を回避し得るようにした高信頼
度の高電圧貫通型コンデンサを提供することができる。
示す正面断面図である。
視図である。
れる絶縁カバーの拡大斜視図である。
れる接地金具の正面断面図である。
マグネトロンを示す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 少なくとも1つの接地金具と、少なくと
も1つのコンデンサと、少なくとも1つの貫通導体と、
少なくとも1つの絶縁チューブと、少なくとも1の絶縁
カバーと、絶縁樹脂とを含む高電圧貫通型コンデンサで
あって、 前記接地金具は、一面側に浮き上がり部分を有し、前記
浮き上がり部は一面側から他面側に貫通する貫通孔及び
前記貫通孔に連続する内部空間を有しており、 前記コンデンサは、貫通孔を有する誘電体磁器を含み、
前記誘電体磁器の前記貫通孔の開口する両面に電極を備
えて構成され、前記電極の一方が前記接地金具の前記一
面上に固着されており、 前記貫通導体は、コンデンサ及び前記接地金具を貫通
し、前記電極の他方に導通接続されており、 前記絶縁チュ−ブは、前記貫通導体に被せて設けられて
おり、 前記絶縁カバーは、前記接地金具の他面側に備えられ、
一端が前記浮き上がり部の前記内部空間内に挿入されて
おり、 前記絶縁樹脂は、前記接地金具の前記一面側において前
記コンデンサの周りに充填されるともに、前記絶縁カバ
ーの前記内部空間内において前記コンデンサの周りに充
填されており、 前記絶縁カバーは、前記一端が前記接地金具の浮き上が
り部の内面と間隔を隔てて対向しており、前記間隔内に
前記絶縁樹脂が充填されている高電圧貫通型コンデン
サ。 - 【請求項2】 請求項1に記載された高電圧貫通型コン
デンサであって、 前記間隔内に充填された絶縁樹脂の層厚は、0.1mm
以上である高電圧貫通型コンデンサ。 - 【請求項3】 請求項1または2の何れかに記載された
高電圧貫通型コンデンサであって、 前記絶縁カバーは、一端面上に前記接地金具の内面と対
向する少なくとも1つの突起を有する高電圧貫通型コン
デンサ。 - 【請求項4】 請求項1または2の何れかに記載された
高電圧貫通型コンデンサであって、 前記接地金具は、前記内面に前記絶縁カバーと対向する
少なくとも1つの突起を有する高電圧貫通型コンデン
サ。 - 【請求項5】 高電圧貫通型コンデンサをフィルタとし
て組込んだマグネトロンであって、 前記高電圧貫通型コンデンサは請求項1乃至4の何れか
に記載されたものでなるマグネトロン。
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