JP2003086457A - 高電圧貫通型コンデンサ及びマグネトロン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】過電圧印加により継続的なスパークが発生して
も、焼損しない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の貫通
孔２１１、２１２の開口する両面に電極２１３乃至２１
５を備え、電極２１３乃至２１５の一方が接地金具１に
導通接続されている。貫通導体５、６は、コンデンサ２
及び接地金具１を貫通し、電極２１３乃至２１５の他方
に導通接続されている。絶縁チューブ７、８は、貫通導
体５、６に被せて設けられている。絶縁ケース９は、接
地金具１の前記一面側に備えられている。絶縁樹脂１
２、１３は、絶縁ケース９の内部に充填されるととも
に、コンデンサ２の周りに充填される。絶縁管１０、１
１は、セラミックからなり、絶縁チューブ５、６に被せ
られている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高電圧貫通型コン
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。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の高電圧貫通型コンデンサ
は、例えば、特開平８−３１６０９９号公報、実開平４
ー４０５２４号公報等でよく知られている。その一般的
な構造は以下のようなものである。

【０００３】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、接地金具の浮き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。接地金具の浮き上り部の外周に、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。

【０００４】この種の高電圧貫通型コンデンサは、電子
レンジのマグネトロンのフィルタとしての重要な用途が
あり、湿気や塵埃の多い環境で使用されることが多いた
め、高度な加湿耐電圧性能、難燃性及び耐トラッキング
性が要求される。また、マグネトロンの耐電圧試験時は
実働時の数倍にも及ぶ電圧で試験されることもある。

【０００５】高電圧貫通型コンデンサがマグネトロンに
実装された場合、接地金具はアースされ、フィルタボッ
クス内においては貫通導体とチョークコイルが溶着され
て、貫通導体に例えば１０ｋＶ程度の高電圧が印加され
る。絶縁カバーは、貫通導体から接地金具に至る経路内
に位置するので、絶縁カバーには、上述した高電圧が印
加される。従って、絶縁カバーには、高度な加湿耐電圧
性能、難撚性及び耐トラッキング性が要求される。

【０００６】これらの性能を満たし得る絶縁カバーの材
料として、従来は、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢ
Ｔ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）あるいは
変性メラミン等が用いられていた。

【０００７】しかしながら、チョークコイルの取付け方
によっては充分な絶縁距離を維持することができず、Ｕ
Ｌ−９４ Ｖ−０を取得した材料であっても、マグネト
ロンの耐電圧試験等における予測しえない継続的なスパ
ークにより、絶縁カバーが焼損してしまう点で問題があ
った。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、マグ
ネトロンの耐電圧試験または使用状態において、仮に過
電圧等の印加により、継続的なスパークが発生しても、
優れた耐電圧性能を有し、焼損しない高電圧貫通型コン
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を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
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つの絶縁ケースと、少なく
とも１つの絶縁管と、絶縁樹脂とを含む。

【００１０】前記接地金具は、一面側に浮き上り部を有
し、前記浮き上り部は前記一面側から他面側に貫通する
少なくとも１つの貫通孔を有している。

【００１１】前記コンデンサは、少なくとも１つの貫通
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に導通接続されている。

【００１２】前記貫通導体は、前記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い
る。前記絶縁チューブは、前記貫通導体に被せて設けら
れている。前記絶縁ケースは、前記接地金具の前記一面
側に備えられている。前記絶縁樹脂は、前記絶縁ケース
の内部及び前記コンデンサの周りに充填される。

【００１３】前記絶縁管は、セラミックからなり、前記
絶縁チューブに被せて設けられ、一端部が前記絶縁樹脂
によって支持されている。

【００１４】上記構造の高電圧貫通型コンデンサによれ
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、前記貫通導体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。

【００１５】また、接地金具は、貫通孔を有しており、
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導体を、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。

【００１６】また、絶縁樹脂がコンデンサの周りに充填
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。

【００１７】更に、絶縁管はセラミックからなり、絶縁
チューブに被せて設けられているから、マグネトロンの
耐電圧試験等において、仮に過電圧等の印加により継続
的なスパークが発生しても、ポリブチレンテレフタレー
ト（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）
あるいは変性メラミン等で構成された従来の絶縁カバー
と異なって、焼損しない。

【００１８】本発明の他の目的、構成及び利点について
は、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。添付され
た図面は単なる例示に過ぎない。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る高電圧貫通
型コンデンサの一実施例を示す正面断面図である。図２
は、図１に示した高電圧貫通型コンデンサの分解斜視図
である。

【００２０】図示のように、本発明に係る高電圧貫通型
コンデンサは、接地金具１と、コンデンサ２と、貫通導
体５及び６と、絶縁チューブ７及び８と、絶縁ケース９
と、絶縁管１０及び１１と、絶縁樹脂１２及び１３とを
含む。

【００２１】接地金具１は、一面側に浮き上り部１１１
を有し、浮き上り部１１１は、一面側から他面側に貫通
する貫通孔１１２を有している。

【００２２】コンデンサ２は誘電体磁器２１０を有し、
誘電体磁器２１０は貫通孔２１１及び２１２を含む。コ
ンデンサ２は、誘電体磁器２１０の貫通孔２１１、２１
２の開口する両面に電極２１３乃至２１５を備えて構成
される。コンデンサ２は、電極２１５が接地金具１に導
通接続されている。詳しくは、コンデンサ２は、接地金
具１の浮き上り部１１１上に配置され、電極２１５が浮
き上り部１１１に半田付け等の手段によって固着されて
いる。

【００２３】コンデンサ２を構成する誘電体磁器２１０
の組成は周知である。具体例としては、BaTi0₃ーBaZrO₃
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。

【００２４】貫通導体５、６は、コンデンサ２及び接地
金具１を貫通し、それぞれ、電極２１３、２１４に導通
接続されている。具体的には、貫通導体５は、貫通孔２
１１及び貫通孔１１２の内部を貫通し、電極２１３に電
極接続体３を介して導通接続されている。貫通導体６
は、貫通孔２１２及び貫通孔１１２の内部を貫通し、電
極に電極接続体４を介して導通接続されている。図示の
貫通導体５、６は、コンデンサ２を貫通する貫通部５２
及び６２と、タブ接続子として用いられるタブ部５１、
６１とを有する。

【００２５】図１に示した高電圧貫通型コンデンサの特
徴は、貫通導体５、６が、丸棒の成形体でなり、丸棒の
プレス加工により形成されたタブ部５１、６１を有する
ことである。貫通導体５、６と同様に、貫通部５２、６
２も丸棒の成形体でなり、丸棒のプレス加工により形成
されたタブ部５１、６１を有する。具体的には、図示の
貫通導体５、６は、直径２ｍｍの丸棒の成形体でなり、
前記直径２ｍｍの丸棒をプレス加工することにより、幅
５．２ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのタブ部５１、６１を形成
してある。図示のタブ部５１、６１の断面積が上述した
寸法よりも小さくてよい場合は、タブ部５１、６１は、
直径２ｍｍの丸棒をプレス加工することにより形成でき
る。例えば、幅４．７５ｍｍ、厚さ０．６ｍｍのタブ部
５１、６１を形成することもできる。

【００２６】かかる構造の貫通導体５、６では、コンデ
ンサ２を貫通する貫通部５２、６２と、タブ部５１、６
１とを接続するかしめ等の接続手段が不要となる。従っ
て、絶縁ケース９の高さ寸法の小さな高電圧貫通型コン
デンサを実現できる。

【００２７】但し、上記は好ましい数値の例示にすぎな
い。また、本発明は貫通部５２及び６２とタブ部５１、
６１とを別個に製造した後、かしめ等の接合手段で接合
する構造を排除するものではない。

【００２８】絶縁チューブ７、８は、貫通導体５、６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。絶縁チューブ７、８は、シリコーン等により
構成される。

【００２９】絶縁ケース９は、接地金具１の一面側に備
えられている。この絶縁ケース９は、一端が浮き上り部
１１１の外周側に挿着されている。

【００３０】絶縁管１０、１１は、接地金具１の他面側
において、絶縁チューブ７、８に被せられている。この
絶縁管１０、１１は、後端が絶縁樹脂１３の内部にあっ
て、絶縁樹脂１３に接着され、且つ、支持されている。
絶縁管１０、１１はセラミックの管で構成する。絶縁管
１０、１１を構成するセラミックの例としては、アルミ
ナ、ステアタイト、フォルステライト、ジルコン、ムラ
イト、スピネル、マグネシア、長石、結晶化ガラス等を
挙げることができる。

【００３１】絶縁樹脂１２、１３は、絶縁ケース９の内
部及び絶縁管１０、１１の内外部に充填されるととも
に、コンデンサ２の周りに充填されている。詳説すれ
ば、絶縁樹脂１２、１３は、接地金具１の一面側でコン
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。絶縁樹脂１２、１３は、接地金具１に備
えられた浮き上り部１１１の内側及びコンデンサ２の貫
通孔２１１、２１２の内部に充填され、誘電体磁器２１
０の表面に密着している。

【００３２】絶縁樹脂１２、１３は、ウレタン樹脂や、
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。

【００３３】図示実施例において、絶縁管１０、１１の
一端面は、接地金具１の浮き上り部１１１の内面（天
面）と、間隔を隔てて対向させてあり、間隔の内部には
絶縁樹脂１２、１３が充填されている。

【００３４】上述した高電圧貫通型コンデンサにおい
て、コンデンサ２は、電極２１５が接地金具１の一面上
に固着されて、接地金具１上に備えられている。貫通導
体５、６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５、６
を給電端子とし、この貫通導体５、６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５、６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２が得られる。

【００３５】接地金具１は、少なくとも一つの貫通孔１
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５、
６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。

【００３６】絶縁樹脂１２、１３がコンデンサ２の周り
に充填されているから、高温負荷試験や耐湿負荷試験等
の信頼性試験で使用された場合の信頼性、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。

【００３７】更に、絶縁管１０、１１をセラミックによ
って構成し、これを絶縁チューブ１０、１１に被せて設
け、その一端部を絶縁樹脂１３によって支持した構造を
採用しているので、絶縁管１０、１１が焼損することは
ない。従って、本発明の高電圧貫通型コンデンサ１９
を、高温多湿の環境で用いられる電子レンジのマグネト
ロンに組み込んだ場合、マグネトロンの信頼性が向上す
る。

【００３８】高電圧貫通型コンデンサをマグネトロンに
使用した場合、接地金具１はアースされ、貫通導体５、
６に高電圧が印加される。絶縁ケース９は、貫通導体
５、６から接地金具１に至る経路内に位置するので、絶
縁ケース９には、上述の高電圧が印加される。従って、
絶縁ケース９には、高度な加湿耐電圧性能が要求され
る。

【００３９】絶縁ケース９の加湿耐電圧性能を向上させ
る手段として、絶縁ケース９を、ポリブチレンテレフタ
レートと無機物との混合物により構成してある。無機物
は、ガラス粉とセラミック粉とを含み、混合物の全量に
対する含有量が１５ｗｔ％〜４５ｗｔ％の範囲、好まし
くは２０ｗｔ％〜４０ｗｔ％、更に好ましくは３０ｗｔ
％前後である。

【００４０】混合物の全量に対する無機物の含有量が１
５ｗｔ％未満の場合、充分な加湿耐電圧性能が得られな
い。また、無機物の含有量が４５ｗｔ％を越えた場合、
ポリブチレンテレフタレートの含有量が５５ｗｔ％未満
となり、絶縁ケース９の機械的強度が不充分となる。

【００４１】ガラス粉としては、通常の工業用ガラス粉
を用いることができる。セラミック粉としては、SiO
₂粉、Al₂O₃粉、もしくはこれらの混合物を用いることが
できる。

【００４２】実施例の絶縁ケース９において、無機物
は、ガラス粉及びセラミック粉により構成され、混合物
の全量に対する含有量が３０ｗｔ％である。ガラス粉及
びセラミック粉は、ともに、混合物の全量に対する含有
量が１５ｗｔ％である。

【００４３】実験によれば、絶縁管１０、１１をセラミ
ックによって構成し、これを絶縁チューブ１０、１１に
被せて設ける構造にすることにより、フィルタボックス
内における加湿耐電圧性能が大幅に向上することが解っ
た。

【００４４】本発明者らは、実施例の高電圧貫通型コン
デンサのフィルタボックス内における外部絶縁性能を確
認するため、加湿耐電圧試験を行った。加湿耐電圧試験
において、高電圧貫通型コンデンサの絶縁ケース９を、
ポリブチレンテレフタレートと無機物との混合物を加熱
成型して構成した。無機物は、ガラス粉及びセラミック
粉により構成し、混合物の全量に対する含有量を３０ｗ
ｔ％とした。ガラス粉及びセラミック粉は、ともに、混
合物の全量に対する含有量を１５ｗｔ％とした。

【００４５】比較のため、従来の高電圧貫通型コンデン
サにも加湿耐電圧試験を行った。試験に供された従来高
電圧貫通型コンデンサは、ウィンティックポリマー株式
会社製の高品質ポリエチレンテレフタレート樹脂ＦＲ−
ＰＥＴ ＣＮ９０１５により、絶縁ケース９を構成し
た。接地金具１の他面側に、貫通導体５、６を包囲する
ように、絶縁カバーを挿着した。絶縁カバーには、高品
質ポリエチレンテレフタレート樹脂ＦＲ−ＰＥＴ ＣＮ
９０１５を用いた。

【００４６】加湿耐電圧試験に当たっては、アクリルボ
ックス内に高電圧貫通型コンデンサを設置し、加湿器に
よりアクリルボックス内を常時加湿した。そして、電子
レンジ電源により高電圧貫通型コンデンサに電圧を印加
した。但し、絶縁管１０、１１あるいは絶縁カバーの評
価を行なうため、通常はフィルターボックス内に入る側
を外側に出して評価した。

【００４７】具体的には、１０秒間ＯＮ−５秒間ＯＦＦ
を１印加サイクルとして、高電圧貫通型コンデンサに直
流電圧１０ｋＶを印加し、高電圧貫通型コンデンサが焼
損導通するまでこの印加サイクルを繰り返した。焼損導
通したときの印加サイクル数（以下、導通印加サイクル
数と称する）を表１に示してある。

【００４８】但し、この導通印加サイクル数は、１０個
のサンプルのうち、最も少ない印加サイクル数で焼損導
通したサンプルの印加サイクル数である。導通印加サイ
クル数が大きい程、加湿耐電圧性能が優れていると解釈
できる。 表１において、実施例の高電圧貫通型コンデンサと、従
来の高電圧貫通型コンデンサに関し、導通印加サイクル
数を比較する。従来の高電圧貫通型コンデンサに比較し
て、実施例の高電圧貫通型コンデンサは、空間距離が短
いにも係わらず、１０００回でも焼損しておらず、加湿
耐電圧性能が大幅に向上していることがわかる。

【００４９】図３は、本発明に係る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の部分破断
面図である。図示において、１５は陰極ステム、１６は
フィルタボックス、１７及び１８はインダクタ、１９は
インダクタ１７及び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。

【００５０】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１１２、２１１、２１２を通して、絶縁樹脂１
２、１３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５、６
との間に直列に接続されている。２１は冷却フィン、２
２はガスケット、２３はＲＦ出力端、２４は磁石であ
る。

【００５１】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２０ｋＨｚ〜４０ｋＨｚの周波
数を持つ４ｋＶ_0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５、６に供給される。供給された高
電圧は、貫通導体５、６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５、６を通る
ノイズはコンデンサ及びインダクタ１７、１８のフィル
タ作用によって吸収される。

【００５２】また、絶縁樹脂１２、１３がコンデンサ２
の周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。

【００５３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、マ
グネトロンの耐電圧試験等において、仮に過電圧等の印
加により継続的なスパークが発生しても、優れた耐電圧
性能を有し、焼損しない高電圧貫通型コンデンサ、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
るマグネトロンを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高電圧貫通型コンデンサの一実施
例を示す正面断面図である。

【図２】図１に示した高電圧貫通型コンデンサの分解斜
視図である。

【図３】本発明に係る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の部分破断面図である。

【符号の説明】

１ 接地金具 １１１ 浮き上り部 １１２ 貫通孔 ２ コンデンサ ２１０ 誘電体磁器 ２１１、２１２ 貫通孔 ２１３〜２１５ 電極 ３、４ 電極接続体 ５、６ 貫通導体 ５１、６１ タブ部 ５２、６２ 貫通部 ７、８ 絶縁チューブ ９ 絶縁ケース １０、１１ 絶縁管 １２、１３ 絶縁樹脂

【手続補正書】

【提出日】平成１４年６月２０日（２００２．６．２
０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【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つの絶
   縁ケースと、少なくとも１つの絶縁管と、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、一面側に浮き上り部を有し、前記浮き
   上り部は前記一面側から他面側に貫通する少なくとも１
   つの貫通孔を有しており、 前記コンデンサは、少なくとも１つの貫通孔を有する誘
   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
   接地金具に導通接続されており、 前記貫通導体は、前記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、 前記絶縁チューブは、前記貫通導体に被せて設けられて
   おり、 前記絶縁ケースは、前記接地金具の前記一面側に備えら
   れており、 前記絶縁樹脂は、前記絶縁ケースの内部において前記コ
   ンデンサの周りに充填されており、 前記絶縁管は、セラミックからなり、前記絶縁チューブ
   に被せて設けられている高電圧貫通型コンデンサ。
2. 【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、 前記絶縁管は、アルミナ、ステアタイト、フォルステラ
   イト、ジルコン、ムライト、スピネル、マグネシア、長
   石、結晶化ガラスのいずれかからなる高電圧貫通型コン
   デンサ。
3. 【請求項３】 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または２の何
   れかに記載されたものでなるマグネトロン。