JP2556556Y2 - セラミックコンデンサ - Google Patents
セラミックコンデンサInfo
- Publication number
- JP2556556Y2 JP2556556Y2 JP1990004533U JP453390U JP2556556Y2 JP 2556556 Y2 JP2556556 Y2 JP 2556556Y2 JP 1990004533 U JP1990004533 U JP 1990004533U JP 453390 U JP453390 U JP 453390U JP 2556556 Y2 JP2556556 Y2 JP 2556556Y2
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- JP
- Japan
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- dielectric ceramic
- resin coating
- electrode
- thickness
- ceramic
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- Ceramic Capacitors (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、電力遮断器、避雷器、開閉器または搬送結
合器等の高圧電力系統に使用されるセラミックコンデン
サに関する。
合器等の高圧電力系統に使用されるセラミックコンデン
サに関する。
〈従来の技術〉 この種のセラミックコンデンサは、チタン酸バリウ
ム、チタン酸ストロンチウム等を主成分として構成され
ており、高圧インパルス電圧印加時にその圧電性に起因
する機械的振動を生じ、セラミックが本来的に有してい
る電気的破壊レベルよりもかなり低いレベルで、機械的
破壊を起こす。
ム、チタン酸ストロンチウム等を主成分として構成され
ており、高圧インパルス電圧印加時にその圧電性に起因
する機械的振動を生じ、セラミックが本来的に有してい
る電気的破壊レベルよりもかなり低いレベルで、機械的
破壊を起こす。
インパルス破壊電圧特性を向上させることを狙った従
来技術としては、例えば特公昭63-9367号公報（特開昭5
6-48124号公報）に記載されたものが知られている。こ
の従来技術では、圧電性を有する円柱状誘電体セラミッ
クの両端面に電極を形成すると共に、電極の上に、電極
端子となる補強金属体を、半田付け等の手段によって、
密着して固着した構造となっていた。補強金属体の直径
Dtは誘電体セラミックの直径Ｄに対して、 Dt/D≧0.6 を満たすように設定してあり、それによって誘電体セラ
ミックの逆圧電効果による機械的破壊を防止できる旨記
載されている。
来技術としては、例えば特公昭63-9367号公報（特開昭5
6-48124号公報）に記載されたものが知られている。こ
の従来技術では、圧電性を有する円柱状誘電体セラミッ
クの両端面に電極を形成すると共に、電極の上に、電極
端子となる補強金属体を、半田付け等の手段によって、
密着して固着した構造となっていた。補強金属体の直径
Dtは誘電体セラミックの直径Ｄに対して、 Dt/D≧0.6 を満たすように設定してあり、それによって誘電体セラ
ミックの逆圧電効果による機械的破壊を防止できる旨記
載されている。
〈考案が解決しようとする課題〉 しかしながら、上述した従来のセラミックコンデンサ
には、次のような問題点がある。
には、次のような問題点がある。
（Ａ） 誘電体セラミックと補強金属体とでは、熱膨張
係数が大きく異なる。このため、補強金属体の直径Dt
と、誘電体セラミックの直径Ｄとを、Dt/D≧0.6を満た
すように設定した従来技術では、熱膨張係数の差異に起
因する熱ストレスの発生領域がきわめて大きくなり、ヒ
ートサイクル特性が悪くなるという問題点があった。
係数が大きく異なる。このため、補強金属体の直径Dt
と、誘電体セラミックの直径Ｄとを、Dt/D≧0.6を満た
すように設定した従来技術では、熱膨張係数の差異に起
因する熱ストレスの発生領域がきわめて大きくなり、ヒ
ートサイクル特性が悪くなるという問題点があった。
（Ｂ） 破壊の原因となる電歪を、主として、補強金属
体により誘電体セラミックを相対する両端面側から押え
て抑制する、いわば、二次元的な電歪抑制構造である。
かかる二次元的電歪抑制構造では、充分な電歪抑制作用
が得られにくい。これを補う手段として、上記従来技術
では、補強金属板の厚さと、誘電体セラミックの厚さと
の比をある所定範囲内に設定してあった。このため、補
強金属板及び誘電体セラミックの選定及びその設計の自
由度に制限が加わると共に、これらの値が変動すると、
インパルス破壊電圧値も変化してしまう等の問題点を生
じ易い。
体により誘電体セラミックを相対する両端面側から押え
て抑制する、いわば、二次元的な電歪抑制構造である。
かかる二次元的電歪抑制構造では、充分な電歪抑制作用
が得られにくい。これを補う手段として、上記従来技術
では、補強金属板の厚さと、誘電体セラミックの厚さと
の比をある所定範囲内に設定してあった。このため、補
強金属板及び誘電体セラミックの選定及びその設計の自
由度に制限が加わると共に、これらの値が変動すると、
インパルス破壊電圧値も変化してしまう等の問題点を生
じ易い。
（Ｃ） 補強金属体による二次元的電歪抑制構造の下で
は、補強金属体と誘電体セラミック上の電極との接合面
積の増減、接合状態等により、インパルス破壊電圧値が
変動し易く、安定したインパルス破壊電圧値を有するセ
ラミックコンデンサを量産することがむずかしい。
は、補強金属体と誘電体セラミック上の電極との接合面
積の増減、接合状態等により、インパルス破壊電圧値が
変動し易く、安定したインパルス破壊電圧値を有するセ
ラミックコンデンサを量産することがむずかしい。
そこで、本考案の課題は、上述する従来の問題点を解
決し、安定した高いインパルス破壊電圧が得られ、しか
もヒートサイクル特性の優れたセラミックコンデンサを
提供することである。
決し、安定した高いインパルス破壊電圧が得られ、しか
もヒートサイクル特性の優れたセラミックコンデンサを
提供することである。
〈課題を解決するための手段〉 上述する課題を解決するため、本考案に係るセラミッ
クコンデンサは、圧電性を有する円柱状の誘電体セラミ
ックと、この誘電体セラミックの両端面に設けられた電
極と、前記電極の上に接合された金属端子と、前記誘電
体セラミック及び前記電極の全体に密着して設けられた
樹脂被覆とを有するセラミックコンデンサであって、前
記樹脂被覆は、厚みが1.5mm以上でその付近の値である
ことを特徴とする。
クコンデンサは、圧電性を有する円柱状の誘電体セラミ
ックと、この誘電体セラミックの両端面に設けられた電
極と、前記電極の上に接合された金属端子と、前記誘電
体セラミック及び前記電極の全体に密着して設けられた
樹脂被覆とを有するセラミックコンデンサであって、前
記樹脂被覆は、厚みが1.5mm以上でその付近の値である
ことを特徴とする。
好ましくは、前記誘電体セラミックの外径Ｄ及び前記電
極に対する前記金属端子の接合部分の外径Dtは、 0.14≦Dt/D≦0.5 の関係を満たす。
極に対する前記金属端子の接合部分の外径Dtは、 0.14≦Dt/D≦0.5 の関係を満たす。
〈作用〉 誘電体セラミック及びその電極の全体に密着して設け
られた樹脂被覆を有するから、誘電体セラミックの圧電
性を全周から三次元的に押え込む電歪抑制構造が得られ
る。このため、インパルス破壊電圧特性が向上すると共
に、電極に対する金属端子の接合面積による影響を、あ
まり受けることなく、一定したインパルス破壊電圧値を
確保できるようになる。樹脂被覆による電歪抑制作用
は、樹脂被覆の厚みが1.5mm以上の領域で顕著に現われ
る。
られた樹脂被覆を有するから、誘電体セラミックの圧電
性を全周から三次元的に押え込む電歪抑制構造が得られ
る。このため、インパルス破壊電圧特性が向上すると共
に、電極に対する金属端子の接合面積による影響を、あ
まり受けることなく、一定したインパルス破壊電圧値を
確保できるようになる。樹脂被覆による電歪抑制作用
は、樹脂被覆の厚みが1.5mm以上の領域で顕著に現われ
る。
樹脂被覆の厚みは、10mm以下に選定することが望まし
い。このような厚みに設定すると、所要のインパルス破
壊電圧を確保するのに必要、かつ、充分な厚みに保た
れ、厚みが不必要に増大することもない。
い。このような厚みに設定すると、所要のインパルス破
壊電圧を確保するのに必要、かつ、充分な厚みに保た
れ、厚みが不必要に増大することもない。
誘電体セラミックの外径Ｄ及びその電極に対する金属端
子の接合部分の外径Dtを Dt/D≦0.5 の関係を満たすように選定した好ましい態様の場合、誘
電体セラミックと金属端子との間の熱膨張係数の差異に
起因する熱ストレスの発生領域が縮小され、ヒートサイ
クル特性が良くなる。また、（Dt/D）≦0.5を満たすよ
うに選定されていて、樹脂被覆領域が従来よりも増大し
ているので、樹脂被覆を施す場合、樹脂被覆による押え
込み領域が増大し、インパルス破壊電圧特性がより一層
向上することとなる。
子の接合部分の外径Dtを Dt/D≦0.5 の関係を満たすように選定した好ましい態様の場合、誘
電体セラミックと金属端子との間の熱膨張係数の差異に
起因する熱ストレスの発生領域が縮小され、ヒートサイ
クル特性が良くなる。また、（Dt/D）≦0.5を満たすよ
うに選定されていて、樹脂被覆領域が従来よりも増大し
ているので、樹脂被覆を施す場合、樹脂被覆による押え
込み領域が増大し、インパルス破壊電圧特性がより一層
向上することとなる。
また、0.14≦Dt/Dの範囲に設定されていると、誘電体セ
ラミック上に設けられた電極に対する金属端子の機械的
接合強度を充分に確保できる。
ラミック上に設けられた電極に対する金属端子の機械的
接合強度を充分に確保できる。
〈実施例〉 第１図は本考案に係るセラミックコンデンサの正面部
分破断面図である。図において、１は誘電体セラミッ
ク、２、３は電極、４、５は金属端子、６、７は誘電接
着材、８は樹脂被覆である。
分破断面図である。図において、１は誘電体セラミッ
ク、２、３は電極、４、５は金属端子、６、７は誘電接
着材、８は樹脂被覆である。
誘電体セラミック１は圧電性を有する誘電体セラミッ
ク材料を用いて円柱状に形成されている。誘電体セラミ
ック１の具体的な材料としては、例えばBaTiO3-SrTiO3-
Bi2O3・xTiO3系セラミックをあげることができる。
ク材料を用いて円柱状に形成されている。誘電体セラミ
ック１の具体的な材料としては、例えばBaTiO3-SrTiO3-
Bi2O3・xTiO3系セラミックをあげることができる。
電極２、３は、誘電体セラミック１の相対する両端面
上において、Ag等を主成分とする焼付電極を付着させて
形成する。
上において、Ag等を主成分とする焼付電極を付着させて
形成する。
金属端子４、５は、誘電体セラミック１に対して同軸
状に配置され、半田等の導電接着材６、７によって誘電
体セラミック１の上の電極２、３に面接合されている。
金属端子４、５は、電極２、３に対する接合部分の断面
形状を円形状とするのが好ましい。
状に配置され、半田等の導電接着材６、７によって誘電
体セラミック１の上の電極２、３に面接合されている。
金属端子４、５は、電極２、３に対する接合部分の断面
形状を円形状とするのが好ましい。
誘電体セラミック１の外径Ｄ及び電極２、３に対する
金属端子４、５の接合部分の外径Dtは、 0.14≦Dt/D≦0.5 の関係を満たしている。
金属端子４、５の接合部分の外径Dtは、 0.14≦Dt/D≦0.5 の関係を満たしている。
上述のように、Dt/D≦0.5の関係を満たすように選定
すると、誘電体セラミック１と金属端子４、５との間の
接合面積が従来よりも著しく縮小される。このため、誘
電体セラミック１と金属端子４、５との間の熱膨張係数
の差異に起因する熱ストレスの発生領域が縮小され、ヒ
ートサイクル特性が良くなる。
すると、誘電体セラミック１と金属端子４、５との間の
接合面積が従来よりも著しく縮小される。このため、誘
電体セラミック１と金属端子４、５との間の熱膨張係数
の差異に起因する熱ストレスの発生領域が縮小され、ヒ
ートサイクル特性が良くなる。
ヒートサイクル特性の向上という観点からは、誘電体
セラミック１と金属端子４、５との間の接合面積を小さ
くすることが望ましいが、接合面積が小さくなると、電
極２、３に対する金属端子４、５の機械的接合強度が低
下する。ヒートサイクル特性を改善しつつ、必要な電歪
抑制作用及び機械的接合強度を確保し得る限度は、0.14
≦Dt/Dの範囲である。
セラミック１と金属端子４、５との間の接合面積を小さ
くすることが望ましいが、接合面積が小さくなると、電
極２、３に対する金属端子４、５の機械的接合強度が低
下する。ヒートサイクル特性を改善しつつ、必要な電歪
抑制作用及び機械的接合強度を確保し得る限度は、0.14
≦Dt/Dの範囲である。
樹脂被覆８は、誘電体セラミック１及び電極２、３の
全体に密着して設けられている。樹脂被覆８はエポキシ
樹脂等を用いてモールドすることによって形成できる。
この樹脂被覆８により、誘電体セラミック１の圧電性に
対し全周から三次元的に押え込む電歪抑制構造が得られ
る。このため、インパルス破壊電圧特性が向上する。樹
脂被覆８による電歪抑制作用は、樹脂被覆８の厚みが1.
5mm以上の範囲で顕著に現われる。第２図は樹脂厚（m
m）とインパルス破壊電界強度（kV/mm）との関係を示す
実測データである。Ｓ1、Ｓ2は誘電体セラミック１の材
料組成を変えた各サンプルの特性を示している。サンプ
ルＳ1、Ｓ2とも（Dt/D）＝0.14に選定した。
全体に密着して設けられている。樹脂被覆８はエポキシ
樹脂等を用いてモールドすることによって形成できる。
この樹脂被覆８により、誘電体セラミック１の圧電性に
対し全周から三次元的に押え込む電歪抑制構造が得られ
る。このため、インパルス破壊電圧特性が向上する。樹
脂被覆８による電歪抑制作用は、樹脂被覆８の厚みが1.
5mm以上の範囲で顕著に現われる。第２図は樹脂厚（m
m）とインパルス破壊電界強度（kV/mm）との関係を示す
実測データである。Ｓ1、Ｓ2は誘電体セラミック１の材
料組成を変えた各サンプルの特性を示している。サンプ
ルＳ1、Ｓ2とも（Dt/D）＝0.14に選定した。
第２図の実測データから明らかなように、樹脂被覆８
の厚みＴ1が1.5mm以上の範囲では、ほぼ一定したインパ
ルス破壊電界強度が得られるが、1.5mmよりも小さい領
域に入ると、インパルス破壊電界強度が急激に低下す
る。樹脂被覆８の厚みＴ1＝1.5mmがインパルス破壊電界
強度に関する臨界点となっていることがよく分る。
の厚みＴ1が1.5mm以上の範囲では、ほぼ一定したインパ
ルス破壊電界強度が得られるが、1.5mmよりも小さい領
域に入ると、インパルス破壊電界強度が急激に低下す
る。樹脂被覆８の厚みＴ1＝1.5mmがインパルス破壊電界
強度に関する臨界点となっていることがよく分る。
更に、樹脂被覆８による三次元的電歪抑制構造によ
り、電極２、３に対する金属端子４、５の接合面積によ
る影響をあまり受けることなく、一定したインパルス破
壊電圧値を確保できるようになる。第３図は（Dt/D）と
インパルス破壊電界強度（kV/mm）との関係を示す実測
データである。Ｓ3は樹脂被覆８の厚みＴ1を1.5mmに設
定したサンプルの特性、Ｓ4は樹脂被覆８の厚みＴ1＜1.
5mmのサンプルの特性を、それぞれ示している。サンプ
ルＳ3は、樹脂被覆に関して本考案を適用した例であ
り、サンプルＳ4は従来品に対応する。
り、電極２、３に対する金属端子４、５の接合面積によ
る影響をあまり受けることなく、一定したインパルス破
壊電圧値を確保できるようになる。第３図は（Dt/D）と
インパルス破壊電界強度（kV/mm）との関係を示す実測
データである。Ｓ3は樹脂被覆８の厚みＴ1を1.5mmに設
定したサンプルの特性、Ｓ4は樹脂被覆８の厚みＴ1＜1.
5mmのサンプルの特性を、それぞれ示している。サンプ
ルＳ3は、樹脂被覆に関して本考案を適用した例であ
り、サンプルＳ4は従来品に対応する。
図示するように、従来品であるサンプルＳ4は（Dt/
D）が小さくなるに従って、インパルス破壊電界強度が
低下するが、樹脂被覆８の厚みＴ1＝1.5mmに選定したサ
ンプルＳ3は（Dt/D）の変化に殆ど影響を受けることな
く、安定したインパルス破壊電界強度を確保できる。
D）が小さくなるに従って、インパルス破壊電界強度が
低下するが、樹脂被覆８の厚みＴ1＝1.5mmに選定したサ
ンプルＳ3は（Dt/D）の変化に殆ど影響を受けることな
く、安定したインパルス破壊電界強度を確保できる。
しかも、同一の（Dt/D）に対して、サンプルＳ3は、
サンプルＳ4よりも高いインパルス破壊電界強度を示
す。
サンプルＳ4よりも高いインパルス破壊電界強度を示
す。
サンプルＳ3は（Dt/D）の増減にかかわらず、一定の
インパルス破壊電界強度を示しているが、（Dt/D）＞0.
5の領域ではヒートサイクル特性が悪くなり、（Dt/D）
＜0.14では充分な機械的接合強度が得られなくなること
は前述した通りである。
インパルス破壊電界強度を示しているが、（Dt/D）＞0.
5の領域ではヒートサイクル特性が悪くなり、（Dt/D）
＜0.14では充分な機械的接合強度が得られなくなること
は前述した通りである。
〈考案の効果〉 以上述べたように、本考案によれば、従来よりも著し
く高く、しかも、一定したインパルス破壊電圧値を示す
セラミックコンデンサを提供できる。
く高く、しかも、一定したインパルス破壊電圧値を示す
セラミックコンデンサを提供できる。
第１図は本考案に係るセラミックコンデンサの正面部分
破断面図、第２図は樹脂厚とインパルス破壊電界強度と
の関係をグラフ化して示す図、第３図は（Dt/D）とイン
パルス破壊電界強度との関係をグラフ化して示す図であ
る。 １……誘電体セラミック ２、３……電極 ４、５……金属端子 ８……絶縁樹脂
破断面図、第２図は樹脂厚とインパルス破壊電界強度と
の関係をグラフ化して示す図、第３図は（Dt/D）とイン
パルス破壊電界強度との関係をグラフ化して示す図であ
る。 １……誘電体セラミック ２、３……電極 ４、５……金属端子 ８……絶縁樹脂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−48124（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−52006（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−121237（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】圧電性を有する誘電体セラミックと、この
誘電体セラミックの両端面に設けられた電極と、前記電
極の上に接合された金属端子と、前記誘電体セラミック
及び前記電極の全体に密着して設けられた樹脂被覆とを
有するセラミックコンデンサであって、 前記樹脂被覆は、厚みが1.5mm以上でその付近の値であ
り、 前記誘電体セラミックの外径Ｄ及び前記電極に対する前
記金属端子の接合部分の外径Dtは、 0.14≦Dt/D≦0.5 の関係を満たしていること を特徴とするセラミックコンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990004533U JP2556556Y2 (ja) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | セラミックコンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990004533U JP2556556Y2 (ja) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | セラミックコンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0396028U JPH0396028U (ja) | 1991-10-01 |
| JP2556556Y2 true JP2556556Y2 (ja) | 1997-12-03 |
Family
ID=31508276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1990004533U Expired - Lifetime JP2556556Y2 (ja) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | セラミックコンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2556556Y2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54121237U (ja) * | 1978-02-15 | 1979-08-24 |
-
1990
- 1990-01-22 JP JP1990004533U patent/JP2556556Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0396028U (ja) | 1991-10-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |