JP2869708B2 - 貫通コンデンサ - Google Patents

貫通コンデンサ

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は配電系統から給電を
受ける機器において、電源線を通じて流出・流入する高
周波ノイズを防止するためのノイズフィルターにおい
て、通称Yコンと呼ばれる端子−ケース間に用いられる
高周波ノイズ除去用の貫通コンデンサに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図10は従来のこの種の貫通コンデンサ
の構造を示す図である。図示するように従来の貫通コン
デンサはフィルム又は紙(以下、「誘電体23」と称す
る)と金属箔2枚(図示を省略)を相異なる端面に金属
箔が露出するように重ねこれを筒状の絶縁体24に巻回
したもの、若しくは金属を蒸着した誘電体23を幅方向
にずらして重ねこれを筒状の絶縁体24に巻回したもの
の端面に金属粉をスプレーし、筒状の絶縁体24の中心
孔に端子(図示を省略)を通し、更に巻回した誘電体2
3の一端にケース側電極22を他端に端子側電極21を
設け、端子側電極21は絶縁体24の中心孔を通る前記
端子に電気的に接続し、ケース側電極22は金属ケース
に電気的に接続している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記構造の従来の貫通
コンデンサは、高周波ノイズを除去するためにコンデン
サ素子のインピーダンスが極小となるようにしている。
従って、この貫通コンデンサが理想的なコンデンサとし
て機能するため、高周波ノイズ除去効果(以下、「挿入
損失α」と称する)は周波数fと静電容量Cにより、
「α∝1/fC」で一義的に決定される。従って、特定
の周波数で必要な挿入損失を得るためには、コンデンサ
素子の静電容量Cを大きくしなければならない。
【0004】しかしながら、一方では人体への安全性の
問題から電源用ノイズフィルターの漏洩電流iLCには1
mA以下若しくは数mA以下との要求があり、漏洩電流
LCは「iLC=n×2πfCV」(nはコンデンサの
数)にて決定されるので、貫通コンデンサの静電容量に
は制限があり、より高い挿入損失αを得ることができな
いという問題があった。
【0005】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、限られた静電容量にて要求される周波数範囲におい
て、より高い挿入損失αを得られる貫通コンデンサを提
供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項1に記載の発明は、内部電極部と該内部電極部の
外周に設けられた複数の引出し部とからなる金属箔と、
誘電体を多層に積層して積層体を形成し、該積層体の中
央部に前記内部電極部の面に対して垂直方向に端子貫通
用穴を形成してコンデンサ素子を構成し、引出し部を内
部電極部と平衡になるようにコンデンサ素子の一側面に
折り曲げ、端子貫通用穴を貫通する端子により絶縁体を
介在させて金属製のケースに取付ることが可能に構成し
たことを特徴とする。
【0007】また、請求項2に記載の発明は請求項1に
記載の貫通コンデンサにおいて、コンデンサ素子が正多
角形又は円形の形状であり、その中央部に内部電極の面
に対して垂直方向に端子貫通用の穴を形成したことを特
徴とする。
【0008】また、請求項3に記載の発明は請求項1又
は請求項2に記載の貫通コンデンサにおいて、コンデン
サ素子の両端面に絶縁体板を取付け、金属箔の引出し部
を該絶縁体板の外周を通って外側に折り曲げたことを特
徴とする。
【0009】また、請求項4に記載の発明は請求項3に
記載の貫通コンデンサにおいて、ケース側になる絶縁体
板の引出し部周囲部分をコンデンサ素子より大きくした
ことを特徴とする。
【0010】また、請求項5に記載の発明は請求項3に
記載の貫通コンデンサにおいて、ケース側になる絶縁体
板と該ケースの間に引出し部周囲部分が該絶縁体板より
大きい絶縁体板を追加したことを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1及び図2は本発明の貫通コン
デンサの一例を示す図で、図1は側断面図、図2は正面
図である。なお、図1は構造を理解し易くするため貫通
コンデンサを積層方向に拡大して書いてある。同図にお
いて、1は内部電極部1aと該内部電極部1aからの引
き出し部(以下、「タブ」と称する)1bを具備する電
極であり、2は内部電極部2aと該内部電極部2aから
の引き出し部(以下、「タブ」と称する)2bを具備す
る電極である。該電極1及び2は15μm程度のアルミ
又は銅等の金属箔である。
【0012】3はPP、PET、PPS等の樹脂フィル
ム又はコンデンサ紙等からなる誘電体であり、前記内部
電極部1aと内部電極部2aの間に挿入され該内部電極
部1aと2aの間の電気絶縁並びに誘電体としての役割
を有している。上記電極1、電極2及び誘電体3でコン
デンサ素子を形成する。内部電極部1a、2a及び誘電
体3は正6角形状に形成されている。
【0013】4及び5は一定以上の曲げ強度を有する6
角形状の絶縁体板であり、該絶縁体板4と絶縁体板5で
上記電極1と電極2と誘電体3とで構成されるコンデン
サ素子を挟み、これを保持する。電極1の端子側タブ1
bは絶縁体板4の外周で折り曲げられ、電極2のケース
側タブ2bは絶縁体板5の外周で折り曲げられている。
【0014】6は一定以上の曲げ強度を有する絶縁体筒
であり、該絶縁体筒6は端子7と前記コンデンサ素子を
電気的に絶縁する作用を奏する。また、図では絶縁体筒
6は前記絶縁体板4と一体に構成しているが、別体とし
て構成してもよい。
【0015】8は金属板(若しくは箔)であり、前記電
極1の端子側タブ1bと端子7を電気的接続する。9は
絶縁体板であり、金属製のケース10と絶縁体板の間
に介在し、前記電極の端子側タブbとケース10の
縁面距離を確保するためのものである。
【0016】上記構造の貫通コンデンサを絶縁体筒6の
中央部の端子貫通用穴に端子7を貫通させ、貫通コンデ
ンサ両端部をナット11,12で締め付けてケース10
に固定する。なお、13、14はそれぞれナット12と
ケース10の間に介在する絶縁体筒及び座金である。こ
れにより、端子7と電気的に接続された金属板8とケー
ス10の間に貫通コンデンサが挿入されることになる。
【0017】従来の貫通コンデンサでは図10に示すよ
うに、高周波ノイズ電流が一端子より流入し他端子より
流出するため、コンデンサ素子内部にインダクタンスが
存在するが、図1及び図2に示すように構成することに
より、多数のタブ1b,2bが多端子となり、コンデン
サ素子内部のインダクタンスがさらに小さくなる。
【0018】また、上記構造の貫通コンデンサは、要求
される周波数範囲においてより高い挿入損失を得るため
に、タブ1b,2bのインダクタンスとコンデンサ素子
の内部容量による共振を利用している。また、共振周波
数より高い周波数においても高い挿入損失特性を維持す
るため、タブ1b,2bと内部電極1a,2aの間に静
電容量をもたせて共振周波数より高い周波数でのタブ1
b,2bのインダクタンスを軽減させる。
【0019】また、上記貫通コンデンサは端子貫通構造
とすることにより、後述するようにデスクリートコンデ
ンサより高い周波数範囲において有効なる挿入損失を得
ることができる。
【0020】図3は本発明の貫通コンデンサの一例を示
す正面図である。同図において、図1及び図2と同一符
号を付した部分は同一部分を示し、その材質及び作用は
同一であるので説明は省略する。図示するように本貫通
コンデンサは、内部電極部1a,2a及び誘電体3(図
1参照)を円形としている。
【0021】図4及び図5は本発明の貫通コンデンサの
一例を示す図で、図4は正面図、図5は分解斜視図であ
る。同図において、図1及び図2と同一符号を付した部
分は同一部分を示し、その材質及び作用は同一であるの
で説明は省略する。本貫通コンデンサは端子側タブ1b
及びケース側タブ2bを各々3枚とし、該タブ1b,2
bの形状を3角形としている。
【0022】図6は上記構造の貫通コンデンサの等価回
路を示す図である。コンデンサ素子は端子側内部電極部
1aとケース側内部電極部2aが、誘電体3を挟んで対
向しており静電容量Cを形成している。また、コンデン
サ素子の外周部より引き出されているタブ1b,2bは
インダクタンスLt,Ltを有すると共に内部電極部1
a,2aと平行であるため該内部電極部1a,2aとの
間にコンデンサCtを有している。
【0023】従って、貫通コンデンサはタブ1b,2b
のインダクタンスLt,Ltと内部電極部1a,2aと
誘電体3の積層体の静電容量Cの直列共振周波数F0、 を有するものであり、またはタブ1b,2bのインダク
タンスLt,Ltとタブ1b,2bと内部電極部1a,
2aの間の静電容量Ct,Ctによる並列共振周波数F
0'、 の並列共振により、直列共振周波数より高い周波数範囲
においても挿入損失を維持することができる。この周波
数と挿入損失の関係を図7に示す。
【0024】更に、コンデンサ素子の形状を円又は正多
角形とし、その中心部に端子7が貫通する貫通端子用穴
を設けることにより、コンデンサ素子内部を流れる高周
波ノイズ電流による電磁場は互いに相殺し合うため、コ
ンデンサ素子の内部インピーダンスを低く押えることが
でき、更なる挿入損失特性の向上が図れる。
【0025】図8は従来の貫通コンデンサと本発明の貫
通コンデンサ(図1及び図2に示す貫通コンデンサ)の
挿入損失特性を示す図である。同図において、曲線Aは
本発明の貫通コンデンサを、曲線Bは従来の貫通コンデ
ンサを示す。図示するように、直列共振周波数F0を中
心に20MHz〜400MHzの周波数範囲において、
従来のものより挿入損失の改善が認められる。また、並
列共振周波数F0'以上においてはタブ1b,2bのイ
ンダクタンスLt,Ltと内部電極部1a,2aの間の
静電容量Ct,Ctの共振効果が現れており、400M
Hz〜800MHzにて約50dBの挿入損失を維持し
ている。
【0026】図9は本発明による貫通コンデンサにおい
て、タブの本数を変更した場合の挿入損失特性を示す図
である。A,B,Cはいずれも本発明の貫通コンデンサ
を示し、Aはタブが2枚の場合、Bはタブが3枚の場
合、Cはタブが6枚の場合をそれぞれ示す。また、Dは
従来の貫通コンデンサ、Eはデスクリートコンデンサを
それぞれ示す。図示するように、本発明の貫通コンデン
サA,B,Cによればタブの本数を変更することによ
り、直列共振周波数F0は変更可能であり、従来の貫通
コンデンサD及びデスクリートコンデンサEにて得られ
なかった挿入損失特性を得ることができる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、内
部電極部の外周に複数の引出し部を設けた金属箔と、誘
電体を多層に積層して積層体を形成し、中央部に内部電
極部の面に対して垂直方向に端子貫通用の穴を形成して
コンデンサ素子を構成し、引出し部を内部電極部と平行
になるようにコンデンサ素子の一側面に折り曲げて貫通
コンデンサを構成するので、限られた静電容量にて要求
される周波数範囲において、より高い挿入損失αを得ら
れる貫通コンデンサを提供できるという優れた効果が得
られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の貫通コンデンサの一例を示す側断面図
である。
【図2】本発明の貫通コンデンサの一例を示す正面図で
ある。
【図3】本発明の貫通コンデンサの一例を示す正面図で
ある。
【図4】本発明の貫通コンデンサの一例を示す正面図で
ある。
【図5】本発明の貫通コンデンサの一例を示す分解斜視
図である。
【図6】本発明の貫通コンデンサの等価回路を示す図で
ある。
【図7】本発明の貫通コンデンサの周波数と挿入損失の
関係を示す図である。
【図8】本発明の貫通コンデンサと従来の貫通コンデン
サの挿入損失特性の比較例を示す図である。
【図9】本発明の貫通コンデンサと従来の貫通コンデン
サ及びデスクリートコンデンサの挿入損失特性の比較例
を示す図である。
【図10】従来の貫通コンデンサを示す図である。
【符号の説明】
1 電極 1a 内部電極部 2 電極 2a 内部電極部 3 誘電体 4 絶縁体板 5 絶縁体板 6 絶縁体筒 7 端子 8 金属板 9 絶縁体板 10 ケース 11 ナット 12 ナット 13 絶縁体筒 14 座金

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部電極部と該内部電極部の外周に設け
    られた複数の引出し部とからなる金属箔と、誘電体を多
    層に積層して積層体を形成し、該積層体の中央部に前記
    内部電極部の面に対して垂直方向に端子貫通用穴を形成
    してコンデンサ素子を構成し、前記引出し部を前記内部
    電極面と平行になるように前記コンデンサ素子の一側面
    に折り曲げ、前記端子貫通用穴を貫通する端子により絶
    縁体を介在させて金属製のケースに取付ることが可能に
    構成したことを特徴とする貫通コンデンサ。
  2. 【請求項2】 前記請求項1に記載の貫通コンデンサに
    おいて、 前記コンデンサ素子が正多角形又は円形の形状であり、
    その中央部に前記内部電極の面に対して垂直方向に前記
    端子貫通用の穴を形成したことを特徴とする貫通コンデ
    ンサ。
  3. 【請求項3】 前記請求項1又は請求項2に記載の貫通
    コンデンサにおいて、 前記コンデンサ素子の両端面に絶縁体板を取付け、前記
    金属箔の引出し部を該絶縁体板の外周を通って外側に折
    り曲げたことを特徴とする貫通コンデンサ。
  4. 【請求項4】 前記請求項3に記載の貫通コンデンサに
    おいて、 前記ケース側になる絶縁体板の前記引出し部周囲部分を
    前記コンデンサ素子より大きしくたことを特徴とする貫
    通コンデンサ。
  5. 【請求項5】 前記請求項3に記載の貫通コンデンサに
    おいて、 前記ケース側になる絶縁体板と該ケースの間に前記引出
    し部周囲部分が該絶縁体板より大きい絶縁体板を追加し
    たことを特徴とする貫通コンデンサ。
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