JPH01258407A - 貫通コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電子レンジ等の電子もしくは電気機器に組み込
まれてノイズを除去するのに使用される貫通コンデンサ
に関する。

［従来の技術］ 従来より、貫通コンデンサとしては、円筒形状のセラミ
ック誘電体を使用するものや、円板形状のセラミック誘
電体を使用するしの、あるいはポリエチレンテレフタレ
ート等の樹脂フィルムを円筒形状に巻装してなるものを
誘電体として使用する乙の等が周知である。

樹脂フィルムを誘電体として使用する従来の貫通コンデ
ンサの一例の縦断面図および平面図を夫々第６図（ａ）
および第６図（ｂ）に示す。

上記貫通コンデンサｌは、円筒形状のコンデンサユニッ
ト２と、貫通端子３と、接地用端子板４と、集電板５と
、円筒状の絶縁部材Ｓとからなる。

上記コンデンサユニット２は、第７図に示すように、は
ぼ一定幅を有し、一つの主面にコンデンサ電極６か形成
されてなるテープ状の第１の誘電体フィルム７と、この
第１の誘電体フィルム７とほぼ等しい幅を有し、一つの
主面にコンデンサ１極８が形成されてなるテープ状の第
２の誘電体フィルム９とからなる。そして、上記第１の
誘電体フィルム７のいま一つの主面に、第２の誘電体フ
ィルム９の上記コンデンサ電極８が重ね合わされて、絶
縁部材Ｓ（第６図（ａ）参照）を巻芯として、円筒形状
に巻装される。

上記第１の誘電体フィルム７のコンデンサ電極６および
上記第２の誘電体フィルム９のコンデンサ電極８はいず
れもアルミニウム（Ａｇ）もしくは亜鉛（Ｚｎ）の蒸着
もしくはスパッタにより形成される。そして、上記第１
の誘電体フィルム７のコンデンサ電極６は、第１の誘電
体フィルム７の一辺から一定のマージン１１をおいて他
辺７こ達し、コンデンサユニット２の一端面に引き出さ
れる。

また、上記第２の誘電体フィルム９のコンデンサ電極８
は、第１の誘電体フィルム７の上記他辺に対応する第２
の誘電体フィルム９の辺から一定のマージン！２をおい
て第１の誘電体フィルム７の上記−辺に対応する第２の
誘電体フィルム９の辺に達し、コンデンサユニット２の
他端面に引き出される。

上記コンデンサユニット２の一端面および他端面には、
第６図（ａ）に示すように、溶融金属の溶射により、メ
タリコン電極１３および１４が夫々形成される。そして
メタリコン電極１３は第１の誘電体フィルム７のコンデ
ンサ電極６に電気的に接続され、いま一つのメタリコン
電極１４は第２の誘電体フィルム９のコンデンサ電極８
に電気的に接続される。

上記メタリコン電極！３および１４には、接地用端子板
４および集電板５が夫々半田付けされる。

そして、その集電板５には、絶縁部材Ｓに挿通した貫通
端子３が半田付けされる。上記構成を有する貫通コンデ
ンサ１の等価回路を第８図に示す。

［発明が解決しようとする課題］ 上記の貫通コンデンサ１では、ノイズ電流ｉは、貫通端
子３を通過した後、集電板５．メタリコン電極１４から
コンデンサユニット２内を、貫通端子３を流れる向きと
は逆に流れて、メタリコン電極１３および接地用端子板
４からアースにバイパスされる（第６図（ａ）および第
８図参照）。この場合、コンデンサユニット２内を流れ
る高周波電流の周波数が高くなればなるほど、高周波電
流はコンデンサユニット２の外側面近くに集中して流れ
ようとするので、貫通端子３の半径Ｒ１に対してコンデ
ンサユニット２の実効的な半径Ｒ７が大きく、１．／Ｒ
，の値が５ないしｌＯと大きくなる。

このため、貫通端子３とコンデンサユニット２を流れる
ノイズ電流ｉの向きが逆であっても、両者を流れるノイ
ズ電流間の距離が大きくなり、貫通端子３をノイズ電流
ｉが流れることにより発生するインダクタンスと、コン
デンサユニット２をノイズ電流ｉが流れることにより発
生するインダクタンスとの相殺の効果はあまり期待する
ことはできない。従って、第６図（ａ）および第６図（
ｂ）の従来の貫通コンデンサｌでは、ノイズ電流ｉに対
する貫通端子３と接地用端子板４との間の残留インダク
タンスが充分低減されず、この残留インダクタンスのた
めに高域での挿入損失が充分でないという問題があった
。

本願の第１の発明の目的は、残留インダクタンスが小さ
く、高域での挿入損失が大きい貫通コンデンサを提供す
ることである。

本願の第２の発明の目的は、本願の第１の発明より乙さ
らに残留インダクタンスが小さく、高域での挿入損失も
さらに大きな貫通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］ このため、本願の第１の発明は、一端面に形成された端
子電極に一つのコンデンサ電極が引き出されるとともに
、他端面に形成されたいま一つの端子電極に上記−つの
コンデンサ電極との間に静電容量を形成しているいま一
つのコンデンサ電極が引き出されてなる筒形のコンデン
サユニットと、この筒形のコンデンサユニットの軸心部
に挿通される貫通端子と、コンデンサユニットの上記端
子電極と貫通端子とを電気的に接続する集電部材と、上
記コンデンサユニットのほぼ全長にわたって外嵌する一
端開口状の金属ケースからなり、上記−端開口に対向す
る他端の中央部に上記貫通端子が遊嵌する穴を有し、コ
ンデンサユニットの上記いま一つの端子電極に電気的に
接続される接地用ケース部材と、上記コンデンサユニッ
トと貫通端子との間に介装されて両者を電気的に絶縁す
る第１絶縁部材と、上記コンデンサユニットと接地用ケ
ース部材との間に介装されて両者を絶縁するシート状の
第２絶縁部材とを備え、上記貫通端子から接地用ケース
部材へ流れる高周波電流が上記コンデンサユニットの上
記接地用ケース部材の近傍部分から上記接地用ケース部
材を通して折返して流れるようにしたことを特徴として
いる。

また、本願の第２の発明は、各一端面に形成された端子
電極にコンデンサ電極が引き出されるとともに、各他端
面に形成されたいま一つの端子電極に上記コンデンサ電
極との間に静電容量を形成しているいま一つのコンデン
サ電極が引き出され、外側に位置するものがそれよりも
内側に位置するものよりも長さが短く、上記各一端面が
一致するように同軸に配置されてなる複数個の筒形のコ
ンデンサユニットと、これら筒形のコンデンサユニット
の軸心部に挿通される貫通端子と、各コンデンサユニッ
トの上記各−つの端子電極と貫通端子とを電気的に接続
する集電部材と、上記各コンデンサユニットの上記各い
ま一つの端子電極から最外側のコンデンサユニットの外
側面を覆って外嵌する一端開口状の金属ケースからなり
、上記一端開口に対向する他端の中央部に上記貫通端子
が遊嵌する穴を有し、各コンデンサユニットの上記各い
ま一つの端子電極に電気的に接続される接地用ケース部
材と、最内側のコンデンサユニットと貫通端子との間に
介装されて両者を電気的に絶縁する第１絶縁部材と、最
外側のコンデンサユニットと接地用ケース部材との間に
介装されて両者を絶縁するシート状の第２絶縁部材とを
備え、上記貫通端子から接地用ケース部材へ流れる高周
波電流が最外側のコンデンサユニットの上記接地用ケー
ス部材の近傍部分から上記接地用ケース部材を通して折
返して流れるようにしたことを特徴としている。

［作用］ 本願の第１および第２の発明において、コンデンサユニ
ットを流れる高周波電流は、その周波数が高くなればな
るほど、コンデンサユニットの外周部近くを流れようと
する。すなわち、コンデンサユニットを流れる高周波電
流は、その周波数が高くなると、コンデンサユニットの
外周部近くに集中して流れる。一方、上記接地用ケース
部材はシート状の第２絶縁部材を介してコンデンサユニ
ットの外側面に接しているので、上記接地用ケース部材
に流れる高周波電流は、上記コンデンサユニットの外周
面に近接して流れ、しかも上記コンデンサユニット内と
は逆の向きに流れる。これにより、コンデンサユニット
を流れる高周波電流による磁界と接地用ケース部材を流
れる高周波電流による磁界が互いに相殺し合い、残留イ
ンダクタンスが小さ（なる。

また、本願の第２の発明では、高周波電流が集中する最
外側のコンデンサユニットはその長さが短く、かつ、静
電容量も小くでき、それだけ残留インダクタンスもより
小さくなり、可使周波数は更に高くなる。

［発明の効果］ 本発明によれば、コンデンサユニットを流れる高周波電
流は、その周波数が高くなればなるほど接地用ケース部
材に近いコンデンサユニットの外周部近くに集中して流
れ、しかも接地用ケース部材内では高周波電流はコンデ
ンサユニットとは逆向きに流れるので、コンデンサユニ
ットを流れる高周波電流による磁界と接地用ケース部材
を流れる高周波電流による磁界との相殺効果が太き（な
り、高域での残留インダクタンスの小さい貫通コンデン
サを得ることができる。

また、コンデンサユニットを流れる高周波電流の周波数
が高くなると、コンデンサユニットの外周部近くに高周
波電流が集中して流れるので、同軸に配置された複数の
コンデンサユニットのうちで最外側のコンデンサユニッ
トの長さを短くすれば、高周波電流が流れる経路が短く
なり、残留インダクタンスをさらに小さくすることがで
きる。

［実施例］ 以下、添付の図面を参照して本発明の詳細な説明する。

一つの貫通コンデンサの一実施例の縦断面図および平面
図を夫々第１図（ａ）および第１図（ｂ）に示す。

上記貫通コンデンサは、樹脂フィルムを誘電体として使
用する筒形のコンデンサユニット２１と、このコンデン
サユニット２１の軸心部に挿通される貫通端子２２と、
この貫通端子２２と上記コンデンサユニット２１の端子
電極２３とを電気的に接続する集電部材２４と、上記コ
ンデンサユニット２１に外嵌する接地用ケース部材２５
と、上記コンデンサユニット２１と貫通端子２２とを電
気的に絶縁する第１絶縁部材２６と、上記コンデンサユ
ニット２１と接地用ケース部材２５とを電気的に絶縁す
る第２絶縁部材２７とからなる。

上記コンデンサユニット２１は、第７図において説明し
たものと同じ構成を有するものである。

従って、その詳細な説明は省略する。

上記コンデンサユニット２！のコンデンサ電極（第７図
のコンデンサ電極６に対応）は、上記コンデンサユニッ
ト２１の一端面に形成された端子電極２３に引き出され
る。また、上記コンデンサ電極との間に静電容量を形成
しているいま一つのコンデンサ電極（第７図のコンデン
サ電極８に対応）は、上記コンデンサユニット２１の他
端面に形成された端子電極２８に引き出される。

上記貫通端子２２は、その一部が絶縁性を有する樹脂か
らなるチューブ状の第１絶縁部材２６により被覆され、
上記コンデンサユニット２１の軸心部に挿通される。ま
た、金属製の板を円板形状に打ち抜いてなる集電部材２
４の中心部に形成された穴２４ａに上記貫通端子２２が
挿通される。

そして、上記集電部材２４は、貫通端子２２およびコン
デンサユニット２１の端子電極２３に半田等により、導
電的に接着される。

一方、接地用ケース部材２５は、上記コンデンサユニッ
ト２１のほぼ全長にわたって外嵌する筒状部２５ａを有
する一端開口状の金属ケースからなるものである。この
接地用ケース部材２５の一端開口に対向する平板部２５
ｂの中央部には、上記貫通端子２２が遊嵌する穴２９を
有する。上記接地用ケース部材２５の平板部２５ｂは、
この穴２９と、必要により形成された別の穴３０を通し
て供給される半田等により、コンデンサユニット２Ｉの
いま一つの端子電極２８に導電的に接着される。

第２絶縁部材２７は絶縁性を有する樹脂製のシートから
なる。この第２絶縁部材２７は上記コンデンサユニット
２１の外周に巻装され、その上に接地用ケース部材２５
が嵌合される。また、上記第２絶縁部材２７は、上記接
地用ケース部材２５の一端開口側から一部突出する寸法
を有する。

上記接地用ケース部材２５は、その一端開口側にフラン
ジ部３１を有し、このフランジ部３１に形成された取付
穴３２にて、上記貫通コンデンサが電子機器のシャーシ
やケース等に固定される。

図示していないがこの接地用ケース外周にねじを切って
おきシャーシ、ケース等にねじ込んで固定してもよい。

以上に構成を説明した第１図（ａ）および第１図（ｂ）
の貫通コンデンサは、分布定数回路的には第３図に示す
ような等価回路を有する。すなわち、この等価回路は、
集電部材２４と接地用ケース部材２５の平板部２５ｂと
の間に、貫通端子２２の径方向に、この貫通端子２２か
ら距離ｄｋ（ｋ＝　１　、２　。

・＝　、　ｎ）をへだてて、静電容、ＩＣｋ（ｋ＝　１
　、２、−＝、ｎ）とインダクタンスＬｋ（ｋ＝１，２
．・・・、ｎ）との直列回路が順次接続されたものとな
る。

そして、上記インダクタンスＬｋは、貫通端子２２から
接地用ケース部材２５の筒状部２５ａまでの距離をｄと
すれば、 （！ｏｇ　ｎ　ｄ／ｄｋ　　　　　　・−・（１）に比
例することが知られている。この（り式から上記インダ
クタンスＬｋは、番号ｋが大きくなるほど、すなわち、
接地用ケース部材２５の筒状部２５ａに近いものほど、
小さくなることが分かる。

ところで、貫通端子２２から上記接地用ケース部材２５
のフランジ部３！にバイパスされる高周波電流は、周波
数が高くなるほど、貫通端子２２から離れた、インダク
タンスとコンデンサとの直列回路を流れようとする。す
なわち、周波数が高くなればなるほど、第３図において
、静電容量ＣＩとインダクタンスＬ、の直列回路を流れ
る高周波電流ｉ、は小さくなり、静電容量Ｃｎとインダ
クタンスＬｎの直列回路に流れる高周波電流ｉｎが大き
くなる。従って、周波数が高くなると、高周波電流は静
電容Ｉｔ　ＣｎとインダクタンスＬｎの′直列回路に集
中して流れることになる。この場合、ｄ／ｄｋにおいて
、ｋ＝ｎとなって、ｄ／ｄｋが最小（１，２〜１．０５
）となるので、（１）式より、上記インダクタンスＬｎ
（貫通コンデンサ残留インダクタンス）が最小になるこ
とが分かる。このことは、上記静電容量Ｃｎとインダク
タンスＬｎとの直列回路を流れる高周波電流が接地用ケ
ース部材２５に最も近接しているので、この接地用ケー
ス部材２５を上記とは逆に流れる高周波電流が発生する
磁界と上記直列回路を流れる高周波電流が発生する磁界
とが効率よく相殺し合うことからも明らかである。

第１図の貫通コンデンサの周波数・挿入損失特性を測定
したところ、第５図において、点線り、で示す結果を得
た。また、第６図（ａ）および第６図（ｂ）で説明した
従来の貫通コンデンサの周波数−挿入損失特性を、第５
図において実線り、で示す。この第５図から、第１図（
ａ）および第１図（ｂ）の貫通コンデンサでは、上記従
来の貫通コンデンサに比較して、ＩｏｏｏＭＨｚで約２
０ｄＢ挿入損失が大きくなっていることが分かる。

次に、いま一つの貫通コンデンサの実施例の縦断面図お
よび平面図を夫々第２図（ａ）および第２図（ｂ）に、
また、この等価回路を第４図に示す。

上記貫通コンデンサは、第１図（ａ）および第１図（ｂ
）にて説明した貫通コンデンサにおいて、コンデンサユ
ニット２１を径方向で２つ（もしくはそれ以上）のコン
デンサユニット２１ａ、２１ｂに分割し、コンデンサユ
ニット２１ａの外側のコンデンサユニット２１ｂの長さ
（ｌｘを、コンデンサユニット２１ａの上記長さＱ、よ
りも短くしたものである。

このように、接地用ケース部材２５に近い外側のコンデ
ンサユニット２１ｂの長さＩ２！を小さくすれば、第４
図からも分かるように、高周波電流が流れる経路が短く
なり、それだけ、残留インダクタンスが小さくなる。

なお、第２図（ａ）および第２図（ｂ）において、第１
図（ａ）および第１図（ｂ）に対応する部分には対応す
る符号を付して示し、重複した説明は省略する。

上記第２図（ａ）および第２図（ｂ）の貫通コンデンサ
の挿入損失−周波数特性を第５図において二点鎖線り、
で示す。この第５図から、第２図（ａ）および第２図（
ｂ）の貫通コンデンサでは、第１図（ａ）および第１図
（ｂ）のものに比較して、１０００　ＭＨｚでさらに１
０ｄＢ程度、挿入損失が大きくなっていることが分かる
。

本発明は、電子レンジの電源フィルタ用の貫通コンデン
サ、電磁干渉フィルタ（ＥＭＩ）フィルタ用コンデンサ
、あるいは各種バイパス用コンデンサ等に広く適用する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および第１図（ｂ）は夫々本発明に係る一
つの貫通コンデンサの一実施例の縦断面図および平面図
、 第２図（ａ）および第２図（ｂ）は夫々本発明に係るい
ま一つの貫通コンデンサの一実施例の縦断面図および平
面図、 第３図は第１図（ａ）および第１図（ｂ）の貫通コンデ
ンサの等価回路図、 第４図は第２図（ａ）および第２図（ｂ）の貫通コンデ
ンサの等価回路図、 第５図は本発明の貫通コンデンサと従来の貫通コンデン
サの周波数−挿入損失特性図、第６図（ａ）および第６
図（ｂ）は夫々従来の貫通コンデンサの縦断面図および
平面図、 第７図はコンデンサユニットの構造説明図、第８図は第
６図（ａ）および第６図（ｂ）の貫通コンデンサの等価
回路図である。 ２１．２１ａ、２　ｌｂ・・・コンデンサユニット、２
２・・・貫通端子、２３・・・端子、２４・・・集電部
材、２５・・・接地用ケース部材、２６・・・第１絶縁
部材、２７・・・第２絶縁部材、２８・・・端子電極、
２９・・・穴。 特許出願人　株式会社村田製作所 代　理　人　弁理士　前出　葆　外１名第５図 □思壇孜（ＭＨｚ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一端面に形成された端子電極に一つのコンデンサ
   電極が引き出されるとともに、他端面に形成されたいま
   一つの端子電極に上記一つのコンデンサ電極との間に静
   電容量を形成しているいま一つのコンデンサ電極が引き
   出されてなる筒形のコンデンサユニットと、この筒形の
   コンデンサユニットの軸心部に挿通される貫通端子と、
   コンデンサユニットの上記端子電極と貫通端子とを電気
   的に接続する集電部材と、上記コンデンサユニットのほ
   ぼ全長にわたって外嵌する一端開口状の金属ケースから
   なり、上記一端開口に対向する他端の中央部に上記貫通
   端子が遊嵌する穴を有し、コンデンサユニットの上記い
   ま一つの端子電極に電気的に接続される接地用ケース部
   材と、上記コンデンサユニットと貫通端子との間に介装
   されて両者を電気的に絶縁する第１絶縁部材と、上記コ
   ンデンサユニットと接地用ケース部材との間に介装され
   て両者を絶縁するシート状の第２絶縁部材とを備え、上
   記貫通端子から接地用ケース部材へ流れる高周波電流が
   上記コンデンサユニットの上記接地用ケース部材の近傍
   部分から上記接地用ケース部材を通して折返して流れる
   ようにしたことを特徴とする貫通コンデンサ。
2. （２）各一端面に形成された端子電極にコンデンサ電極
   が引き出されるとともに、各他端面に形成されたいま一
   つの端子電極に上記コンデンサ電極との間に静電容量を
   形成しているいま一つのコンデンサ電極が引き出され、
   外側に位置するものがそれよりも内側に位置するものよ
   りも長さが短く、上記各一端面が一致するように同軸に
   配置されてなる複数個の筒形のコンデンサユニットと、
   これら筒形のコンデンサユニットの軸心部に挿通される
   貫通端子と、各コンデンサユニットの上記各一つの端子
   電極と貫通端子とを電気的に接続する集電部材と、上記
   各コンデンサユニットの上記各いま一つの端子電極から
   最外側のコンデンサユニットの外側面を覆って外嵌する
   一端開口状の金属ケースからなり、上記一端開口に対向
   する他端の中央部に上記貫通端子が遊嵌する穴を有し、
   各コンデンサユニットの上記各いま一つの端子電極に電
   気的に接続される接地用ケース部材と、最内側のコンデ
   ンサユニットと貫通端子との間に介装されて両者を電気
   的に絶縁する第１絶縁部材と、最外側のコンデンサユニ
   ットと接地用ケース部材との間に介装されて両者を絶縁
   するシート状の第２絶縁部材とを備え、上記貫通端子か
   ら接地用ケース部材へ流れる高周波電流が最外側のコン
   デンサユニットの上記接地用ケース部材の近傍部分から
   上記接地用ケース部材を通して折返して流れるようにし
   たことを特徴とする貫通コンデンサ。