JP3803258B2 - 高電圧貫通型コンデンサ及びマグネトロン - Google Patents
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Description
【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。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
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が要求される。
【０００４】
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、貫通導体に、例えば１０ｋＶ程度の高電圧が印加される。絶縁ケースは、貫通導体から接地金具に至る経路内に位置するので、絶縁ケースには、上述した高電圧が印加される。従って、絶縁ケースには、高度な加湿耐電圧性能が要求される。また、絶縁ケースには、難撚性、耐トラッキング性、靭性、撥水性等も要求される。
【０００５】
これらの性能を満たし得る絶縁ケースの材料として、従来は、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あるいは変性メラミン等が用いられていた。しかしながら、充分な加湿耐電圧性能を得ることができなかった。
【０００６】
また、この種の高電圧貫通型コンデンサは、マグネトロンに組み込む都合上、絶縁ケースの高さ寸法は小さい方が望ましい。しかし、絶縁ケースの高さ寸法を小さくすると、貫通導体から絶縁ケースの表面を経由して接地金具に至る沿面距離が短くなり、加湿耐電圧性能が低下する。
【０００７】
本発明の課題は、加湿耐電圧性能を含めて優れた耐電圧性能を有する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。
【０００８】
本発明のもう一つの課題は、絶縁ケースの高さ寸法が小さく、かつ、耐電圧性能が加湿耐電圧性能を含めて優れた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つの絶縁カバーと、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。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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。前記絶縁カバーは、前記接地金具の前記他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絶縁カバーの内部に充填されるとともに、前記コンデンサの周りに充填されている。
【００１３】
前記絶縁ケースは、ポリブチレンテレフタレートと無機物との混合物でなる。前記無機物は、ガラス粉とセラミック粉とから成り、前記ガラス粉および前記セラミック粉は、混合物の全量に対する含有量が、それぞれ、１５ｗｔ％である。
【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、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。
【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】
さらに、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】
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、接地金具はアースされ、貫通導体に高電圧が印加される。絶縁ケースは、貫通導体から接地金具に至る経路内に位置するので、絶縁ケースには、上述の高電圧が印加される。従って、絶縁ケースには、高度な加湿耐電圧性能が要求される。
【００１８】
本発明の高電圧貫通型コンデンサでは、絶縁ケースが、ポリブチレンテレフタレートと無機物との混合物でなる。無機物は、ガラス粉とセラミック粉とから成り、前記ガラス粉および前記セラミック粉は、混合物の全量に対する含有量が、それぞれ、１５ｗｔ％である。本発明者らの実験によれば、絶縁ケースが上述の構成の場合、高電圧貫通型コンデンサの加湿耐電圧性能が大幅に向上する。
【００１９】
しかも、本発明の高電圧貫通型コンデンサは、絶縁ケースが上述の構成なので、高度な加湿耐電圧性能を有する。従って、絶縁ケースの高さ寸法が小さくなり、貫通導体から絶縁ケースの表面を経由して接地金具に至る沿面距離が短くなった場合でも、優れた加湿耐電圧性能を確保できる。
【００２０】
好ましくは、絶縁ケースは、一端が前記浮き上り部の外周側に挿着され、高さ寸法が１２ｍｍ以上である。本発明者らの実験において、絶縁ケースの高さ寸法が１２ｍｍ以上であれば、必要な加湿耐電圧性能を確保できることがわかった。
【００２１】
また、好ましい高電圧貫通型コンデンサにおいて、貫通導体は、丸棒の成形体でなり、タブ部が丸棒のプレス加工により形成される。かかる構造の貫通導体では、コンデンサを貫通する貫通部と、タブ部とを接続するかしめ等の接続部が不要となる。従って、絶縁ケース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。
【００２２】
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。
【００２３】
【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、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。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４、５と、絶縁チューブ１０、１１と、絶縁ケース６と、絶縁カバー９と、絶縁樹脂７、８とを含む。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。
【００２４】
コンデンサ２は、貫通孔２１１、２１２を有する誘電体磁器２１０を含む。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２１３〜２１５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。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。
【００２５】
貫通導体４、５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４は、貫通孔２１１及び貫通孔１１２の内部を貫通し、電極２１３に電極接続体１２を介して導通接続されている。貫通導体５は、貫通孔２１２及び貫通孔１１２の内部を貫通し、電極２１４に電極接続体１３を介して導通接続されている。図示の貫通導体４は、コンデンサ２を貫通する貫通部４２と、タブ接続子として用いられるタブ部４１とを有する。貫通部４２とタブ部４１とは、かしめ４３により接続されている。同様に、図示の貫通導体５も貫通部５２とタブ部５１とを有しており、貫通部５２とタブ部５１とがかしめ５３により接続されている。
【００２６】
絶縁チューブ１０、１１は、貫通導体４、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。絶縁チューブ１０、１１は、シリコーン等により構成される。
【００２７】
絶縁ケース６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６は、一端が浮き上り部１１１の外周側に挿着されている。
【００２８】
絶縁カバー９は、接地金具１の他面側に備えられている。この絶縁カバー９は、一端が浮き上り部１１１の内周側に挿着されている。絶縁カバー９は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あるいは変性メラミン等で構成できる。
【００２９】
絶縁樹脂７、８は、絶縁ケース６の内部及び絶縁カバー９の内部に充填されるとともに、コンデンサ２の周りに充填されている。詳説すれば、絶縁樹脂７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８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７、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。
【００３０】
図示実施例において、絶縁カバー９の一端面９２は、接地金具１の浮き上り部１１１の内面（天面）１１３と、間隔ｇ１を隔てて対向させてあり、間隔ｇ１の内部には絶縁樹脂８が充填されている。
【００３１】
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。
【００３２】
接地金具１は、少なくとも一つの貫通孔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。
【００３３】
絶縁樹脂７、８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。
【００３４】
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４、５に高電圧が印加される。絶縁ケース６は、貫通導体４、５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６には、上述の高電圧が印加される。従って、絶縁ケース６には、高度な加湿耐電圧性能が要求される。
【００３５】
本発明では、絶縁ケース６の加湿耐電圧性能を向上させる手段として、絶縁ケース６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。本発明の範囲ではないが、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％前後であってもよい。
【００３６】
混合物の全量に対する無機物の含有量が１５ｗｔ％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、絶縁ケースの機械的強度が不充分となる。
【００３７】
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、ＳｉＯ2粉、Ａｌ2Ｏ3粉、もしくはこれらの混合物を用いることができる。
【００３８】
実施例の絶縁ケース６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。
【００３９】
本発明者らの実験によれば、絶縁ケース６が上述の構成の場合、高電圧貫通型コンデンサの加湿耐電圧性能が大幅に向上する。
【００４０】
本発明者らは、実施例の高電圧貫通型コンデンサの外部絶縁性能を確認するため、加湿耐電圧試験を行った。表１は加湿耐電圧試験の結果を示している。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６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３０ｗｔ％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。
【００４１】
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、三菱レイヨン株式会社製の高品質ポリブチレンテレフタレート樹脂Ｇ２９３０により絶縁ケースを構成した点を除けば、実施例の高電圧貫通型コンデンサと同じ構成である。
【００４２】
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。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。但し、この導通印加サイクル数は、絶縁ケースの高さごとに１０個のサンプルを投入し、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。
【００４３】
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おいて、同じ高さ寸法で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、加湿耐電圧性能が大幅に向上していることがわかる。
【００４４】
しかも、本発明の高電圧貫通型コンデンサは、絶縁ケース６が上述の構成なので、高度な加湿耐電圧性能を有する。従って、絶縁ケース６の高さ寸法ｈ０が小さくなり、貫通導体４、５から絶縁ケース６の表面を経由して接地金具１に至る経路ａ（沿面距離）が短くなった場合でも、優れた加湿耐電圧性能を確保できる。表１を参照すれば、本発明の高電圧貫通型コンデンサは、絶縁ケース６の高さ寸法ｈ０を１２ｍｍとした場合でも、１８５回の導通印加サイクル数に相当する加湿耐電圧性能を確保している。
【００４５】
一般に、高電圧貫通型コンデンサは、マグネトロンに組み込む都合上、絶縁ケースの高さ寸法が２０ｍｍ以下である。表１に示すように、従来の高電圧貫通型コンデンサは、高さ寸法を２０ｍｍとしたとき、導通印加サイクル数は１８２回である。
【００４６】
好ましい高電圧貫通型コンデンサにおいて、絶縁ケース６は、高さ寸法ｈ０が１２ｍｍ以上である。表１に示すように、本発明の高電圧貫通型コンデンサにおいて絶縁ケース６の高さ寸法ｈ０を１２ｍｍ以上とした場合、従来の高電圧貫通型コンデンサ（絶縁ケースの高さ寸法ｈ０＝２０ｍｍ）と比較して同等以上の加湿耐電圧性能を得ることができる。
【００４７】
図３は、本発明に係る高電圧貫通型コンデンサの別の実施例を示す正面断面図である。図示において、図１、図２と同一の参照符号は、図１に示した高電圧貫通型コンデンサと同一の構成部分を示している。図３に示した高電圧貫通型コンデンサの特徴は、貫通導体４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４１を有することである。貫通導体４と同様に、貫通導体５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を有する。図示の貫通導体４、５は、直径２ｍｍの丸棒の成形体でなり、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４１、５１を形成してある。図示のタブ部４１、５１以下の断面積を有するタブ部ならば、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のタブ部を形成することもできる。
【００４８】
図３に示した高電圧貫通型コンデンサにおいて、貫通導体４、５は、丸棒の成形体でなり、タブ部４１、５１が丸棒のプレス加工により形成される。かかる構造の貫通導体４では、コンデンサ２を貫通する貫通部４２、５２と、タブ部４１、５１とを接続するかしめ等の接続部が不要となる。従って、絶縁ケース６の高さ寸法ｈ０の小さな高電圧貫通型コンデンサを実現できる。
【００４９】
図４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、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、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、２３はＲＦ出力端、２４は磁石である。
【００５０】
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。
【００５１】
また、絶縁樹脂７、８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。
【００５２】
更に、高電圧貫通型コンデンサ１９は、絶縁ケース６が上述の構成なので、優れた加湿耐電圧性能を有する。従って、本発明の高電圧貫通型コンデンサ１９を、高温多湿の環境であ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。
【００５３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、次のような効果を得ることができる。
（ａ）加湿耐電圧性能を含めて優れた耐電圧性能を有する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。
（ｂ）絶縁ケースの高さ寸法が小さく、かつ、耐電圧性能が加湿耐電圧性能を含めて優れた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
２ コンデンサ
２１０ 誘電体磁器
２１３〜２１５ 電極
４、５ 貫通導体
１０、１１ 絶縁チューブ
６ 絶縁ケース
９ 絶縁カバー
７、８ 絶縁樹脂
【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。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
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が要求される。
【０００４】
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、貫通導体に、例えば１０ｋＶ程度の高電圧が印加される。絶縁ケースは、貫通導体から接地金具に至る経路内に位置するので、絶縁ケースには、上述した高電圧が印加される。従って、絶縁ケースには、高度な加湿耐電圧性能が要求される。また、絶縁ケースには、難撚性、耐トラッキング性、靭性、撥水性等も要求される。
【０００５】
これらの性能を満たし得る絶縁ケースの材料として、従来は、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あるいは変性メラミン等が用いられていた。しかしながら、充分な加湿耐電圧性能を得ることができなかった。
【０００６】
また、この種の高電圧貫通型コンデンサは、マグネトロンに組み込む都合上、絶縁ケースの高さ寸法は小さい方が望ましい。しかし、絶縁ケースの高さ寸法を小さくすると、貫通導体から絶縁ケースの表面を経由して接地金具に至る沿面距離が短くなり、加湿耐電圧性能が低下する。
【０００７】
本発明の課題は、加湿耐電圧性能を含めて優れた耐電圧性能を有する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。
【０００８】
本発明のもう一つの課題は、絶縁ケースの高さ寸法が小さく、かつ、耐電圧性能が加湿耐電圧性能を含めて優れた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つの絶縁カバーと、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。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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。前記絶縁カバーは、前記接地金具の前記他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絶縁カバーの内部に充填されるとともに、前記コンデンサの周りに充填されている。
【００１３】
前記絶縁ケースは、ポリブチレンテレフタレートと無機物との混合物でなる。前記無機物は、ガラス粉とセラミック粉とから成り、前記ガラス粉および前記セラミック粉は、混合物の全量に対する含有量が、それぞれ、１５ｗｔ％である。
【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、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。
【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】
さらに、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】
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、接地金具はアースされ、貫通導体に高電圧が印加される。絶縁ケースは、貫通導体から接地金具に至る経路内に位置するので、絶縁ケースには、上述の高電圧が印加される。従って、絶縁ケースには、高度な加湿耐電圧性能が要求される。
【００１８】
本発明の高電圧貫通型コンデンサでは、絶縁ケースが、ポリブチレンテレフタレートと無機物との混合物でなる。無機物は、ガラス粉とセラミック粉とから成り、前記ガラス粉および前記セラミック粉は、混合物の全量に対する含有量が、それぞれ、１５ｗｔ％である。本発明者らの実験によれば、絶縁ケースが上述の構成の場合、高電圧貫通型コンデンサの加湿耐電圧性能が大幅に向上する。
【００１９】
しかも、本発明の高電圧貫通型コンデンサは、絶縁ケースが上述の構成なので、高度な加湿耐電圧性能を有する。従って、絶縁ケースの高さ寸法が小さくなり、貫通導体から絶縁ケースの表面を経由して接地金具に至る沿面距離が短くなった場合でも、優れた加湿耐電圧性能を確保できる。
【００２０】
好ましくは、絶縁ケースは、一端が前記浮き上り部の外周側に挿着され、高さ寸法が１２ｍｍ以上である。本発明者らの実験において、絶縁ケースの高さ寸法が１２ｍｍ以上であれば、必要な加湿耐電圧性能を確保できることがわかった。
【００２１】
また、好ましい高電圧貫通型コンデンサにおいて、貫通導体は、丸棒の成形体でなり、タブ部が丸棒のプレス加工により形成される。かかる構造の貫通導体では、コンデンサを貫通する貫通部と、タブ部とを接続するかしめ等の接続部が不要となる。従って、絶縁ケース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。
【００２２】
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。
【００２３】
【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、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。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４、５と、絶縁チューブ１０、１１と、絶縁ケース６と、絶縁カバー９と、絶縁樹脂７、８とを含む。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。
【００２４】
コンデンサ２は、貫通孔２１１、２１２を有する誘電体磁器２１０を含む。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２１３〜２１５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。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。
【００２５】
貫通導体４、５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４は、貫通孔２１１及び貫通孔１１２の内部を貫通し、電極２１３に電極接続体１２を介して導通接続されている。貫通導体５は、貫通孔２１２及び貫通孔１１２の内部を貫通し、電極２１４に電極接続体１３を介して導通接続されている。図示の貫通導体４は、コンデンサ２を貫通する貫通部４２と、タブ接続子として用いられるタブ部４１とを有する。貫通部４２とタブ部４１とは、かしめ４３により接続されている。同様に、図示の貫通導体５も貫通部５２とタブ部５１とを有しており、貫通部５２とタブ部５１とがかしめ５３により接続されている。
【００２６】
絶縁チューブ１０、１１は、貫通導体４、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。絶縁チューブ１０、１１は、シリコーン等により構成される。
【００２７】
絶縁ケース６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６は、一端が浮き上り部１１１の外周側に挿着されている。
【００２８】
絶縁カバー９は、接地金具１の他面側に備えられている。この絶縁カバー９は、一端が浮き上り部１１１の内周側に挿着されている。絶縁カバー９は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あるいは変性メラミン等で構成できる。
【００２９】
絶縁樹脂７、８は、絶縁ケース６の内部及び絶縁カバー９の内部に充填されるとともに、コンデンサ２の周りに充填されている。詳説すれば、絶縁樹脂７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８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７、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。
【００３０】
図示実施例において、絶縁カバー９の一端面９２は、接地金具１の浮き上り部１１１の内面（天面）１１３と、間隔ｇ１を隔てて対向させてあり、間隔ｇ１の内部には絶縁樹脂８が充填されている。
【００３１】
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。
【００３２】
接地金具１は、少なくとも一つの貫通孔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。
【００３３】
絶縁樹脂７、８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。
【００３４】
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４、５に高電圧が印加される。絶縁ケース６は、貫通導体４、５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６には、上述の高電圧が印加される。従って、絶縁ケース６には、高度な加湿耐電圧性能が要求される。
【００３５】
本発明では、絶縁ケース６の加湿耐電圧性能を向上させる手段として、絶縁ケース６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。本発明の範囲ではないが、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％前後であってもよい。
【００３６】
混合物の全量に対する無機物の含有量が１５ｗｔ％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、絶縁ケースの機械的強度が不充分となる。
【００３７】
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、ＳｉＯ2粉、Ａｌ2Ｏ3粉、もしくはこれらの混合物を用いることができる。
【００３８】
実施例の絶縁ケース６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。
【００３９】
本発明者らの実験によれば、絶縁ケース６が上述の構成の場合、高電圧貫通型コンデンサの加湿耐電圧性能が大幅に向上する。
【００４０】
本発明者らは、実施例の高電圧貫通型コンデンサの外部絶縁性能を確認するため、加湿耐電圧試験を行った。表１は加湿耐電圧試験の結果を示している。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６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３０ｗｔ％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。
【００４１】
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、三菱レイヨン株式会社製の高品質ポリブチレンテレフタレート樹脂Ｇ２９３０により絶縁ケースを構成した点を除けば、実施例の高電圧貫通型コンデンサと同じ構成である。
【００４２】
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。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。但し、この導通印加サイクル数は、絶縁ケースの高さごとに１０個のサンプルを投入し、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おいて、同じ高さ寸法で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、加湿耐電圧性能が大幅に向上していることがわかる。
【００４４】
しかも、本発明の高電圧貫通型コンデンサは、絶縁ケース６が上述の構成なので、高度な加湿耐電圧性能を有する。従って、絶縁ケース６の高さ寸法ｈ０が小さくなり、貫通導体４、５から絶縁ケース６の表面を経由して接地金具１に至る経路ａ（沿面距離）が短くなった場合でも、優れた加湿耐電圧性能を確保できる。表１を参照すれば、本発明の高電圧貫通型コンデンサは、絶縁ケース６の高さ寸法ｈ０を１２ｍｍとした場合でも、１８５回の導通印加サイクル数に相当する加湿耐電圧性能を確保している。
【００４５】
一般に、高電圧貫通型コンデンサは、マグネトロンに組み込む都合上、絶縁ケースの高さ寸法が２０ｍｍ以下である。表１に示すように、従来の高電圧貫通型コンデンサは、高さ寸法を２０ｍｍとしたとき、導通印加サイクル数は１８２回である。
【００４６】
好ましい高電圧貫通型コンデンサにおいて、絶縁ケース６は、高さ寸法ｈ０が１２ｍｍ以上である。表１に示すように、本発明の高電圧貫通型コンデンサにおいて絶縁ケース６の高さ寸法ｈ０を１２ｍｍ以上とした場合、従来の高電圧貫通型コンデンサ（絶縁ケースの高さ寸法ｈ０＝２０ｍｍ）と比較して同等以上の加湿耐電圧性能を得ることができる。
【００４７】
図３は、本発明に係る高電圧貫通型コンデンサの別の実施例を示す正面断面図である。図示において、図１、図２と同一の参照符号は、図１に示した高電圧貫通型コンデンサと同一の構成部分を示している。図３に示した高電圧貫通型コンデンサの特徴は、貫通導体４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４１を有することである。貫通導体４と同様に、貫通導体５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を有する。図示の貫通導体４、５は、直径２ｍｍの丸棒の成形体でなり、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４１、５１を形成してある。図示のタブ部４１、５１以下の断面積を有するタブ部ならば、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のタブ部を形成することもできる。
【００４８】
図３に示した高電圧貫通型コンデンサにおいて、貫通導体４、５は、丸棒の成形体でなり、タブ部４１、５１が丸棒のプレス加工により形成される。かかる構造の貫通導体４では、コンデンサ２を貫通する貫通部４２、５２と、タブ部４１、５１とを接続するかしめ等の接続部が不要となる。従って、絶縁ケース６の高さ寸法ｈ０の小さな高電圧貫通型コンデンサを実現できる。
【００４９】
図４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、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、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、２３はＲＦ出力端、２４は磁石である。
【００５０】
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。
【００５１】
また、絶縁樹脂７、８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。
【００５２】
更に、高電圧貫通型コンデンサ１９は、絶縁ケース６が上述の構成なので、優れた加湿耐電圧性能を有する。従って、本発明の高電圧貫通型コンデンサ１９を、高温多湿の環境であ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。
【００５３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、次のような効果を得ることができる。
（ａ）加湿耐電圧性能を含めて優れた耐電圧性能を有する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。
（ｂ）絶縁ケースの高さ寸法が小さく、かつ、耐電圧性能が加湿耐電圧性能を含めて優れた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
２ コンデンサ
２１０ 誘電体磁器
２１３〜２１５ 電極
４、５ 貫通導体
１０、１１ 絶縁チューブ
６ 絶縁ケース
９ 絶縁カバー
７、８ 絶縁樹脂
Claims (2)
- 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、一端が前記浮き上り部の外周側に挿着され、高さ寸法が１２ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり、
前記絶縁カバーは、前記接地金具の前記他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及び前記絶縁カバーの内部に充填されるとともに、前記コンデンサの周りに充填されており、
前記絶縁ケースは、ポリブチレンテレフタレートと無機物との混合物でなり、
前記貫通導体は、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を有しており、
前記無機物は、ガラス粉とセラミック粉から成り、前記ガラス粉および前記セラミック粉は、混合物の全量に対する含有量が、それぞれ、１５ｗｔ％である、
高電圧貫通型コンデンサ。 - 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に記載されたものでなるマグネトロン。
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