JP2004127769A - 高電圧コンデンサ及びマグネトロン（低背型ｈｆｃ） - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁距離を確保しつつ、低背化された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は貫通孔２１１、２１２を有する誘電体磁器２１０を含み、且、貫通孔２１１、２１２の開口する両面に電極２１３乃至２１５を備える。電極２１５は接地金具１の一面上に固着されている。貫通導体５、６は、絶縁チューブ１１、１２が被せられており、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。絶縁ケース７は、接地金具１の一面側に備えられている。絶縁カバー１０は、接地金具１の他面側に備えられ、一端が浮き上り部１１１の内部空間内に挿入されている。絶縁樹脂８、９は、コンデンサ２の周りに充填されている。絶縁カバー１０は、他端側に外径の拡大された鍔部１０１を有し、鍔部１０１は接地金具１と対向している。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高電圧コンデンサ、及び、この高電圧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、この種の高電圧コンデンサは、例えば、特許文献１及び特許文献２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。接地金具は、一面側に浮き上り部を有し、浮き上り部は一面側から他面側に貫通する開口穴を有する。
【０００４】
さらに、コンデンサの貫通孔及び接地金具の開口穴には、通導体が貫通される。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。
【０００５】
接地金具の浮き上り部の外周には、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は、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。
【０００６】
従来、この種の高電圧コンデンサにおいて、絶縁カバーは、貫通導体と略平行になるような筒状の形状を有する。即ち、絶縁カバーの高さ寸法により、接地金具と貫通導体との間を絶縁するための沿面距離を確保している。従って、例えば、ＩＥＣ３３５−２−２５／ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ｏｖｅｎや、ＪＩＳＣ９３３５−２−２５／電子レンジにおいて、個別要求として規定されている絶縁距離１４．５ｍｍ以上の要件を満たすには、絶縁カバーを高さ方向に伸ばして絶縁距離を確保せざるを得ず、高電圧コンデンサの低背化の実現に限界を生じていた。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−３１６０９９号公報
【特許文献２】
実開平４−４０５２４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、絶縁距離を確保しつつ、低背化された高電圧コンデンサ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つの絶縁カバーと、絶縁樹脂とを含む。
【００１０】
前記貫通導体は、前記コンデンサの前記貫通孔及び前記接地金具の前記開口穴を貫通し、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られている。
【００１１】
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、前記絶縁ケースの内部空間内において、前記コンデンサの周りに充填されるとともに、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いる。
【００１２】
上記構成において、前記絶縁カバーは、更に、他端側に外径の拡大された鍔部を有する。前記鍔部は前記接地金具と対向している。
【００１３】
上記構造の高電圧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、この貫通導体と、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。
【００１４】
また、接地金具は開口穴を有しており、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、開口穴及び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。
【００１５】
さらに、絶縁樹脂がコンデンサの回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試験も耐える。
【００１６】
本発明の特徴は、上述した一般的構造において、絶縁カバーが、他端側に外径の拡大された鍔部を有し、鍔部は接地金具と対向していることである。
【００１７】
上記構成によれば、接地金具と貫通導体との間の絶縁距離が、鍔部によって絶縁カバーを広げた分だけ増えることになり、結果的に、絶縁カバー高さ、ひいては高電圧コンデンサ全体を低くすることができる（低背にできる）。
【００１８】
しかも、この高電圧コンデンサでなるフィルタを有するマグネトロンにおいて、高電位となる貫通導体の先に取り付けられるコイルに対しても、絶縁距離が規定されるから、上述した高電圧コンデンサを適用することによってマグネトロンを小型化できる。
【００１９】
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。添付図面は、単に、例示に過ぎない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る高電圧コンデンサの実施例を示す正面断面図である。図２は、図１に示した高電圧コンデンサの分解斜視図である。
【００２１】
図示する高電圧コンデンサは、接地金具１と、コンデンサ２と、貫通導体５、６と、絶縁ケース７と、絶縁樹脂８、９と、絶縁カバー１０と、絶縁チューブ１１、１２とを含む。
【００２２】
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開口穴１１２を有している。
【００２３】
コンデンサ２は誘電体磁器２１０を含み、誘電体磁器２１０は貫通孔２１１、２１２を有する。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。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。
【００２４】
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、ＢａＴｉＯ_３−ＢａＺｒＯ_３−ＣａＴｉＯ_３−ＭｇＴｉＯ_３を主成分とし、一種または複数種の添加物を含む組成をあげることができる。
【００２５】
貫通導体５、６は、コンデンサ２の貫通孔２１１、２１２、及び、接地金具１の開口穴１１２の内部を貫通し、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２１１及び開口穴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及び開口穴１１２の内部を貫通し、電極２１４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。
【００２６】
絶縁ケース７は、接地金具１の浮き上り部１１１の外周に嵌め込まれている。絶縁カバー１０は、一端が接地金具１の浮き上り部１１１の内周に嵌め込まれている。絶縁ケース７、及び、絶縁カバー１０は、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートまたは変性メラミン等で構成できる。
【００２７】
絶縁樹脂８は絶縁ケース７の内部に充填されている。絶縁樹脂８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９は絶縁カバー１０の内側、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内に充填されている。絶縁樹脂９は、接地金具１の他面側において、絶縁カバー１０の内部に充填されている。絶縁樹脂９は、更に、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。絶縁樹脂９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。
【００２８】
絶縁チューブ１１、１２は、好ましくはシリコーン等で構成され、貫通導体５、６の貫通部５２、６２が貫通孔２１１、２１２内に位置する部分に被せて設けられている。
【００２９】
上述した構造を有する高電圧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、図示する高電圧コンデンサを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ことができる。
【００３０】
接地金具１は、少なくとも一つの開口穴１１２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。
【００３１】
絶縁樹脂８、９がコンデンサ２の回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。
【００３２】
本発明の特徴は、上述した一般的構造において、絶縁カバー１０が、筒状部１０１の他端側に外径の拡大された鍔部１０１を有することである。鍔部１０１は接地金具１と対向している。図示実施例において、絶縁カバー１０の筒状部１０２の一端を、接地金具１の浮き上り部１１１の内周に嵌め込んである。鍔部１０１は筒状部１０２の他端部に備えられており、対向面が接地金具１の下面に実質的に接している。実質的に接するとは、間隔なしで密着している場合のみならず、僅かな間隔を有しているが、視覚的に見て、接しているとみなせる場合も含む意である。
【００３３】
上記構成によれば、接地金具１と貫通導体５、６との間の絶縁距離が、鍔部１０１によって、絶縁カバー１０を広げた分だけ増えることになり、結果的に、絶縁カバー１０の高さ、延いては、高電圧コンデンサ全体を低くすることができる。実施例の場合、鍔部１０１の厚みｈ１と、鍔部１０１の外端縁から貫通導体５または６までの距離ｄ１との和（ｈ１＋ｄ１）以上の絶縁距離が確保できる。
【００３４】
次に、実験データを参照して、本発明の効果を説明する。表１は、従来例１〜３と、本発明に係る実施例１、２とについて、スパーク電圧（ｋＶｒｍｓ）を測定した結果を示している。従来例１〜３は、鍔部を持たない単純筒状の絶縁カバーを用い、接地金具から絶縁カバーの端部までの高さｈ１を、１２ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍのように変えたものである。実施例１、２は鍔部１０１を有する絶縁カバー１０を用い、鍔部１０１の厚みｈ１と、鍔部１０１の外端縁から貫通導体５または６までの距離ｄ１を変えたものである。
【００３５】
スパーク電圧（ｋＶｒｍｓ）は、接地金具１をアースとして貫通導体５、６に高電圧を印加した時の大気中におけるスパーク電圧値を示している。実験に供されたサンプル数ｎは、従来例１〜３のそれぞれ、及び、実施例１、２のそれぞれにおいて、ｎ＝１０である。スパーク電圧の値はｎ＝１０個の平均値である。
【００３６】

表１に示すように、従来例１の場合、スパーク電圧（ｋＶｒｍｓ）は１５．３（ｋＶｒｍｓ）となり、十分な絶縁特性を示す。しかし、接地金具から絶縁カバーの端部までの高さｈ１が１２ｍｍもあり、低背化を達成することができない。また、従来例２、３の場合、接地金具から絶縁カバーの端部までの高さｈ１は、それぞれ、５ｍｍ、７ｍｍであり、低背化が図られているが、スパーク電圧（ｋＶｒｍｓ）が、それぞれ、９．５（ｋＶｒｍｓ）、１０．９（ｋＶｒｍｓ）まで低下しており、十分な絶縁特性を確保することができない。
【００３７】
これに対して、実施例１、２では、接地金具から絶縁カバーの端部までの高さｈ１が、それぞれ、５ｍｍ、７ｍｍであり、低背化が図られており、この低背化のなかで、スパーク電圧（ｋＶｒｍｓ）が、それぞれ、１４．３（ｋＶｒｍｓ）１４．４（ｋＶｒｍｓ）の高い値を示しており、十分な絶縁特性を確保することができる。
【００３８】
鍔部１０１の厚み及び外径は、接地金具１と貫通導体５、６との間の絶縁距離が、１４．５ｍｍ以上となるように選定されていることが好ましい。より具体的には、接地金具１の端面から絶縁カバー１０の一方端面までの高さｈ１と、絶縁カバー１０の他方端面から貫通導体５、６の外周部までの最小距離ｄ１の和（ｈ１＋ｄ１）が、１４．５ｍｍ以上であることが好ましい。これにより、ＩＥＣ３３５−２−２５／ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ｏｖｅｎや、ＪＩＳＣ９３３５−２−２５／電子レンジにおいて、個別要求として規定されている絶縁距離要件を満たすことができるからである。
【００３９】
図３は、本発明に係る高電圧コンデンサの別の実施例を示す正面断面図である。図において、図１及び図２に表れた構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付し、重複説明は省略する。
【００４０】
図３に示す実施例においては、鍔部１０１は、接地金具１との対向面が、接地金具１の表面から距離ｈ２を隔てている。この構成によれば、接地金具１と、貫通導体５または６との間の絶縁距離が更に拡大される。
【００４１】
図４は、本発明に係る高電圧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。図示されたマグネトロンは、陰極ステム１５、フィルタボックス１６、インダクタ１７、１８及び電圧貫通型磁器コンデンサ１９を含んでいる。高電圧コンデンサ１９は、図１、図２に示した構造、または、図３に示した構造を持ち、インダクタ１７、１８と共にフィルタとして使用されている。２１は冷却フィン、２２はガスケット、２３はＲＦ出力端、２４は磁石である。
【００４２】
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、高電圧コンデンサ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、絶縁樹脂８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。図３に示した高電圧コンデンサの場合は、接地金具１と鍔部１０１との間の間隔Ｈ２に側面板１６１を挟み込み、取り付け固定することができる。
【００４３】
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。
【００４４】
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の周波数を持っ４ｋＶ０−Ｐ程度の電圧が、高電圧コンデンサ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。
【００４５】
また、絶縁樹脂８、９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。
【００４６】
さらに、高電圧コンデンサ１９には、絶縁樹脂８、９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、高い信頼性を確保できる。
【００４７】
しかも、接地金具１と貫通導体５、６との間の絶縁距離が、鍔部１０１によって、絶縁カバー１０を広げた分だけ増えることになり、結果的に、絶縁カバー１０の高さ、延いては、高電圧コンデンサ全体を低くすることができる。このため、貫通導体５、６の先に取り付けられるコイル１７、１８に対しても、必要な絶縁距離を確保し、絶縁特性を満たしつつ、小型化できる。
【００４８】
以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種種の変形態様を採り得ることは自明である。
【００４９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、絶縁距離を確保しつつ、低背化された高電圧コンデンサ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コンデンサの実施例を示す正面断面図である。
【図２】図１に示した高電圧コンデンサの分解構造を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る高電圧コンデンサの別の実施例を示す正面断面図である。
【図４】本発明に係る高電圧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　　　　　　　開口穴
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
７　　　　　　　　　絶縁ケース
８　　　　　　　　　絶縁樹脂
９　　　　　　　　　絶縁樹脂
１０　　　　　　　　絶縁カバー
１０１　　　　　　　鍔部
１１、１２　　　　　絶縁チューブ

Claims (5)

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つの絶縁カバーと、絶縁樹脂とを含む高電圧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つの開口穴を有しており、
   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の前記一面上に固着されており、
   前記貫通導体は、前記コンデンサの前記貫通孔及び前記接地金具の前記開口穴を貫通し、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、前記絶縁ケースの内部空間内において、前記コンデンサの周りに充填されるとともに、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、更に、他端側に外径の拡大された鍔部を有し、前記鍔部は前記接地金具と対向している
   高電圧コンデンサ。
2. 請求項１に記載された高電圧コンデンサであって、
   前記鍔部の厚み及び外径は、前記接地金具と前記貫通導体との間の絶縁距離が、１４．５ｍｍ以上となるように選定されている高電圧コンデンサ。
3. 請求項１または２に記載された高電圧コンデンサであって、前記鍔部は対向面が前記接地金具に実質的に接している高電圧コンデンサ。
4. 請求項１または２に記載された高電圧コンデンサであって、前記鍔部は、対向面が前記接地金具から距離を隔てている高電圧コンデンサ。
5. 高電圧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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