JPH0623238U

JPH0623238U - 高電圧コンデンサ及びマグネトロン

Info

Publication number: JPH0623238U
Application number: JP085423U
Authority: JP
Inventors: 正小笠原
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1991-09-24
Filing date: 1991-09-24
Publication date: 1994-03-25

Abstract

(57)【要約】【目的】誘電体磁器素体と絶縁樹脂との間の接触界面に
熱応力に伴う剥離、隙間または亀裂等が発生しにくく、
信頼性に富む高電圧コンデンサ及びマグネトロンを提供
する。【構成】接地金具１、貫通コンデンサ２０、３０、貫通
導体４、５及び絶縁樹脂（７１、７２）、（８１、８
２）を有する。絶縁樹脂（７１、７２）、（８１、８
２）は貫通コンデンサ２０、３０の周りに充填され誘電
体磁器素体２００、３００の表面に密着している。誘電
体磁器素体２０、３０は表面の粒径が２〜５μｍで、表
面粗さが０．２μｍ以上である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、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】

従来のこの種の高電圧コンデンサは、例えば実公平１ー１９３８８号公報、実公昭６３ー４８１１２号公報等でよく知られている。その基本的な構造は、貫通コンデンサを構成する誘電体磁器素体に、２つの貫通孔を間隔をおいて形成し、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、共通電極を、接地金具の浮上り部上に半田付け等の手段によって固着すると共に、貫通コンデンサの貫通孔及び接地金具の貫通孔を通ってた貫通導体を貫通させ、この貫通導体を、貫通コンデンサの個別電極上に、電極接続体等を用いて半田付けした構造となっている。接地金具は、一面側に浮上り部を突出させ、浮上り部の外周に、貫通コンデンサを包囲するように、絶縁ケースを挿着すると共に、他面側に、貫通導体を包囲するように、絶縁カバーを挿着してある。そして、絶縁ケース及び絶縁ケースで包囲された貫通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を充填し、耐湿性及び絶縁性を確保してある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

この種の高電圧コンデンサにおいては、信頼性を確保するために、貫通コンデンサを構成する誘電体磁器素体と、その周りに充填されている絶縁樹脂との間の接着強度を増大させることが極めて重要である。ところが、従来の高電圧コンデンサは、接着強度が測定温度範囲８０〜１４０℃で略２０〜４０ｋｇｆ／cm² であり、ヒートショック試験、ヒートサイクル試験または使用状態における温度変動などにおいて発生する熱応力により、誘電体磁器素体と絶縁樹脂との間の接触界面に、剥離、隙間または亀裂が発生するのを防止することができなかった。このため、高温負荷試験や耐湿負荷試験の信頼性試験または高温多湿の環境で使用される実使用において、誘電体磁器素体と絶縁樹脂との間の接触界面に発生した剥離、隙間または亀裂に湿気が侵入すると共に、電界が集中し、電圧破壊を生じてしまうという問題点があった。

【０００４】そこで、本考案の課題は、上述する従来の問題点を解決し、誘電体磁器素体と絶縁樹脂との間の接触界面に熱応力に伴う剥離、隙間または亀裂等が発生しにくく、信頼性に富む高電圧コンデンサ及びマグネトロンを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上述した課題解決のため、本考案に係る高電圧コンデンサは、接地金具と、貫通コンデンサと、貫通導体と、絶縁樹脂とを有する高電圧コンデンサであって、前記接地金具は、一面側に浮上り部を有し、前記浮上り部が穴を有しており、前記貫通コンデンサは、誘電体磁器素体に貫通孔を有すると共に、前記貫通孔の開口する両面に電極を有し、前記浮上り部上に配置され、前記電極の一方が前記浮上り部に固着されており、前記貫通導体は、前記貫通孔及び前記穴内を貫通し、前記電極の他方に導通接続されており、前記絶縁樹脂は、前記貫通コンデンサの周りに充填され、前記誘電体磁器素体の表面に密着しており、前記誘電体磁器素体は、前記表面の粒径が２〜５μｍで、表面粗さが０．２μ ｍ以上であることを特徴とする。

【０００６】本考案に係るマグネトロンは、上記高電圧コンデンサを有することが特徴である。

【０００７】

【作用】

貫通コンデンサを構成する誘電体磁器素体の表面の粒径が２〜５μｍで、表面粗さが０．２μｍ以上であると、誘電体磁器素体と絶縁樹脂との間の接着力が著しく向上する。具体的数値を上げると、測定温度範囲８０〜１４０℃において略２０〜４０ｋｇｆ／cm² であった接着強度が略４０〜６０ｋｇｆ／cm² まで増大する。このため、ヒートショック試験、ヒートサイクル試験または使用状態における温度変動などにおいて、貫通コンデンサの誘電体磁器素体と絶縁樹脂との間の接触界面に、剥離、隙間または亀裂等が発生しにくくなり、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著しく向上する。従来の高電圧コンデンサでは、誘電体磁器素体は、表面の粒径が１μｍ以下であり、表面粗さが０．２μｍよりも小さい。

【０００８】

【実施例】

図１は本考案に係る高電圧コンデンサの正面断面図である。図において、１は接地金具、２０、３０は貫通コンデンサ、４、５は貫通導体、６は絶縁ケース、７１、７２は絶縁樹脂、８１、８２は絶縁樹脂、９は絶縁カバー、１０、１１はシリコーンチューブ等で構成された絶縁チューブである。

【０００９】接地金具１は、一面側に浮上り部１０１、１０２を有し、浮上り部１０１、１０２が穴１０３、１０４を有している。貫通コンデンサ２０、３０は、誘電体磁器素体２００、３００に貫通孔２０１、３０１を有すると共に、貫通孔２０１、３０１の開口する両面に電極（２０２、２０３）、（３０２、３０３）を有し、浮上り部１０１、１０２の上に配置され、電極２０３、３０３が浮上り部１０１、１０２に半田付け等の手段によって固着されている。貫通導体４、５は、貫通孔２０１、３０１及び穴１０３、１０４内を貫通し、電極２０２、３０２に電極接続体１２、１３等を介して導通接続されている。絶縁樹脂（７１、７２）、（８１、８２）は貫通コンデンサ２０、３０の周りに充填され、誘電体磁器素体２００、３００の表面に密着している。絶縁樹脂（７１、７２）、（８１、８２）はエポキシ系絶縁樹脂等が主に用いられる。

【００１０】貫通コンデンサ２０、３０を構成する誘電体磁器素体２００、３００は、表面の粒径が２〜５μｍである。図２は従来の高圧コンデンサに用いられていた誘電体磁器素体の表面結晶写真、図３は本考案に係る高電圧コンデンサに用いられた誘電体磁器素体の表面結晶写真である。図２及び図３の比較から明かなように、本考案に係る誘電体磁器素体２００、３００は表面の粒径が従来の誘電体磁器素体に比較して著しく大きくなっている。

【００１１】誘電体磁器素体２００、３００は表面粗さが０．２μｍ以上である。図４は従来の高圧コンデンサに用いられていた誘電体磁器素体の粗さ曲線を示し、図５は本考案に係る高電圧コンデンサに用いられている誘電体磁器素体の粗さ曲線を示している。図４の従来例では、表面粗さＲａは０．１４μｍであるが、図５の本考案品では表面粗さＲａは０．２５μｍである。表面粗さＲａは、粗さ曲線からその中心線の方向に測定長さＬの部分を抜き取り、この抜取部分の中心線をＸ軸、それに直交する軸をＹ軸とし、粗さ曲線をＹ＝ｆ（ｘ）で表したとき、Ｙ＝ｆ（ｘ）を長さ０から長さＬまで積分し、積分値を長さＬで除した単位長さ当りの値として求められる。

【００１２】上述のように、貫通コンデンサ２０、３０を構成する誘電体磁器素体２００、３００の表面の粒径が２〜５μｍで、表面粗さが０．２μｍ以上であると、誘電体磁器素体２００、３００と絶縁樹脂（７１、７２）または（８１、８２）との間の接着力が著しく向上する。図６は接着強度を示す実測データである。図６に示すように、測定温度範囲８０〜１４０℃において、従来品では、略２０〜４０ｋｇｆ／cm² であった接着強度が、本考案品では略４０〜６０ｋｇｆ／cm² まで増大している。このため、ヒートショック試験、ヒートサイクル試験または使用状態における温度変動などにおいて、貫通コンデンサの誘電体磁器素体と絶縁樹脂との間の接触界面に剥離、隙間または亀裂が発生しにくくなり、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著しく向上する。

【００１３】図７は高温負荷試験結果を示す図である。高温負荷試験に当って、本考案品と従来品とを適宜個数抜き取り、１２０℃の温度条件で、ＤＣ１５ｋＶの高電圧を印加した。図７に示すように、従来品では、３時間、６時間、１６時間、２２時間、５００時間の時に絶縁樹脂の剥離が原因と思われる電気的破壊が発生したのに対し、本考案品では、２０００時間を経過しても電気的破壊を生じなかった。高温負荷試験、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著しく向上するのである。

【００１４】次に、図１に図示された他の部分について説明する。接地金具１は、同一面側に２つの浮上り部１０１、１０２を有し、浮上り部１０１、１０２のそれぞれが中央部に穴１０３、１０４を有し、互いに間隔を隔てて配置されている。貫通コンデンサ２０、３０は２個であって、それぞれが誘電体磁器素体２００、３００に貫通孔２０１、３０１を有すると共に、貫通孔２０１、３０１の開口する両面に電極（２０２、２０３）、（３０２、３０３）を有し、浮上り部１０１、１０２上に配置され、電極２０３、３０３が浮上り部１０１、１０２に半田付け等の手段によって固着されている。貫通導体４、５は、貫通コンデンサ２０、３０毎に貫通孔２０１、３０１内を貫通して備えられ、それぞれが電極２０２、３０２に個別に導通接続されている。貫通導体４、５は接地金具１の浮上り部１０１、１０２に設けられた穴１０３、１０４を非接触状態で貫通して両端が外部に導出されている。

【００１５】上述のように、接地金具１は同一面側に２つの浮上り部１０１、１０２を有しており、貫通コンデンサ２０、３０は２個であってそれぞれが貫通孔２０１、３０１を有すると共に、貫通孔２０１、３０１の開口する両面に電極（２０２、２０３）、（３０２、３０３）を有し、浮上り部１０１、１０２上に配置されて電極２０２、３０２が浮上り部１０１、１０２に固着されており、貫通導体４、５は貫通コンデンサ２０、３０毎に貫通孔２０１、３０１内を貫通して備えられ、それぞれが電極２０２、３０２に個別に導通接続されている。従って、コンデンサ独立型の高電圧コンデンサとなる。

【００１６】絶縁ケース６は、２つの筒部６１、６２を有し、筒部６１、６２が互いに間隔Ｄ１を隔てて併設され、筒部６１、６２の上部開口側が連結部６４によって互いに結合され、内径部６１１、６２１に連なる凹部６３を有し、下部開口側が浮上り部１０１、１０２の外周に装着され、内径部６１１、６２１内に貫通コンデンサ２０、３０を収納している。絶縁樹脂７１、７２は内径部６１１、６２１の内部の貫通コンデンサ２０、３０の周りに充填され、絶縁樹脂８１、８２は接地金具１を間に挟んで反対側の絶縁カバー９で囲まれた領域内において、貫通コンデンサ２０、３０の貫通孔２０１、３０１内に充填されている。

【００１７】上述のように、絶縁ケース６は、２つの筒部６１、６２を有し、その内径部６１１、６２１内に貫通コンデンサ２０、３０を収納しており、絶縁樹脂７１、７２は内径部６１１、６２１の内部の貫通コンデンサ２０、３０の周りに充填されているから、絶縁樹脂７１、７２が筒部６１ー６２間で実質的に独立する。これに加えて、絶縁ケース６は筒部６１、６２が互いに間隔Ｄ１を隔てて併設され、筒部６１ー６２間に発生する空間が放熱領域となる。このため、ヒートサイクル試験、ヒートショック試験または使用状態での温度変動に伴って発生する熱ストレスが小さくなり、熱ストレスに起因する絶縁樹脂７１、７２と誘電体磁器素体２００、３００との間の接触界面に剥離、隙間または亀裂等が発生しにくくなる。

【００１８】絶縁ケース６は、２つの筒部６１、６２を有し、筒部６１、６２が互いに間隔Ｄ１を隔てて併設され、筒部６１、６２の上部開口側が連結部６４によって互いに結合され、内径部６１１、６２１に連なる凹部６３を有し、下部開口側が浮上り部１０１、１０２の外周に装着され、内径部６１１、６２１内に貫通コンデンサ２０、３０を収納している。

【００１９】絶縁ケース６は、筒部６１、６２の上部開口側が連結部６４によって互いに結合され、下部開口側が浮上り部１０１、１０２の外周に装着されているから、絶縁ケース６を上下で一体に結合した組立構造が得られる。このため筒部６１、６２の内部に収納されている貫通コンデンサ２０、３０及び貫通導体４、５に対する機械的補強が増大し、貫通導体４、５にグラツキを生じにくくなる。この結果、貫通導体４、５、貫通コンデンサ２０、３０及び接地金具１と、絶縁樹脂７１、７２との間に界面剥離が生じにくくなり、耐電圧特性が向上する。

【００２０】絶縁ケース６は、内径部６１１、６２１に連なる凹部６３を有するから、凹部６３を通して、２つの筒部６１、６２に同時に絶縁樹脂７１、７２を注型できる。このため、絶縁樹脂注型工程数が半減し、コストダウンが達成される。

【００２１】絶縁カバー９も、２つの筒部９１、９２を有し、筒部９１、９２が互いに間隔Ｄ２を隔てて併設され、筒部９１、９２の下部開口側が連結部９４によって互いに結合され、内径部９１１、９２１に連なる凹部９３を有し、上部開口側が浮上り部１０１、１０２の内周に挿着されている。そして、内径部９１１、９２１内に絶縁樹脂８１、８２が充填されている。この絶縁カバー９の構造は絶縁ケース６のそれと類似しており、絶縁ケース６に関して述べたような作用効果が得られる。

【００２２】本考案は種々の構造を有する高電圧コンデンサに広く適用できる。その例を図８〜図１２に示す。何れの実施例においても、貫通コンデンサを構成する誘電体磁器素体は、表面の粒径が２〜５μｍで、表面粗さが０．２μｍ以上である。

【００２３】まず、図８では絶縁樹脂７、８の外周面が空間を仕切る輪郭を形成している。従って、絶縁樹脂７及び絶縁樹脂８が外装体となり、従来必須であった絶縁ケース及び絶縁カバーが存在しない。このような構造であると、ヒートショック試験、ヒートサイクル試験または使用状態における温度変動などにおいて、絶縁ケース及び絶縁カバーを基点とした絶縁樹脂７、８の膨張収縮運動を阻止し、誘電体磁器素体２００、３００と絶縁樹脂７及び絶縁樹脂８との間の接触界面に剥離、隙間または亀裂が発生するのを防止できる。また、絶縁ケース及び絶縁カバーが不要であるから、部品点数及び組立工数が減少し、コストダウンになる。絶縁樹脂７、８は、インジェクションモールドによって形成できる。

【００２４】図９では、絶縁樹脂７の内部の貫通コンデンサ２０ー３０間に仕切部材７３を配置したことである。仕切部材７３は絶縁樹脂７がエポキシ系樹脂である場合は、ポリプロピレン等が適している。このような構造であると、絶縁樹脂７を、貫通コンデンサ２０の側と貫通コンデンサ３０の側とに２分し、応力相互作用を低減させ、貫通コンデンサ２０、３０と絶縁樹脂７との間の接触界面における剥離、隙間または亀裂より一層有効に防止できる。

【００２５】図１０では、図１の実施例と類似した基本構造のなかで、絶縁ケース６の連結部６４が絶縁樹脂７の内部に埋設されている。

【００２６】図１１では１つの貫通コンデンサを用いた例を示している。かかる構造の高電圧コンデンサは従来よりよく知られている。貫通コンデンサ２は誘電体磁器素体２１０に、２つの貫通孔２１１、２１２を間隔をおいて形成し、貫通孔２１１、２１２を開口させた両面に、互いに独立した個別電極２１３、２１４及び個別電極２１３、２１４に対して共通となる共通電極２１５を設け、共通電極２１５を、接地金具１の浮上り部１１１上に半田付け等の手段によって固着してある。そして、貫通コンデンサ２の貫通孔２１１、２１２及び接地金具１の浮上り部１１１に設けた１１２を通って貫通導体４、５を貫通させ、この貫通導体４、５を、貫通コンデンサ２の個別電極２１３、２１４上に、電極接続体１２、１３等を用いて半田付けした構造となっている。接地金具１は、一面側に浮上り部１１１を突出させ、浮上り部１１１の外周に、貫通コンデンサ２を包囲するように、絶縁ケース６を挿着すると共に、他面側に、貫通導体４、５を包囲するように、絶縁カバー９を挿着させてある。

【００２７】図１２では、図８の実施例と同様に、絶縁樹脂７、８の外周面が空間を仕切る輪郭を形成している。従って、図８で述べたような作用効果が得られる。

【００２８】図１３は本考案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、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考案に係る高電圧コンデンサである。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。

【００２９】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案に係る高電圧コンデンサは、貫通コンデンサを構成する誘電体磁器素体の表面の粒径が２〜５μｍで、表面粗さが０．２μｍ以上であるから、誘電体磁器素体と絶縁樹脂との間の接着強度を、従来の２０〜４０ｋｇｆ／cm² から、４０〜６０ｋｇｆ／cm² 程度まで増大させ、ヒートショック試験、ヒートサイクル試験または使用状態における温度変動などにおいて、誘電体磁器素体と絶縁樹脂との間の接触界面に、剥離、隙間または亀裂等が発生するのを防止し、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を著しく向上させた高電圧コンデンサ及びマグネトロンを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る高電圧コンデンサの正面断面図で
ある。

【図２】従来の高圧コンデンサに用いられていた誘電体
磁器素体の表面結晶写真である。

【図３】本考案に係る高電圧コンデンサに用いられた誘
電体磁器素体の表面結晶写真である。

【図４】従来の高圧コンデンサに用いられていた誘電体
磁器素体の表面粗さ曲線を示す図である。

【図５】本考案に係る高電圧コンデンサに用いられてい
る誘電体磁器素体の表面粗さ曲線を示している。

【図６】誘電体磁器素体と絶縁樹脂との接着強度測定デ
ータを示す図である。

【図７】本考案品と従来品の高温負荷試験結果を示す図
である。図８〜図１２本考案に係る高電圧コンデンサの
別々の実施例における各断面図である。

【図１３】本考案に係る高電圧コンデンサを組込んだマ
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１０１、１０２、１１１浮上り部１０３、１０４、１１２穴２、２０、３０貫通コンデ
ンサ２０１、３０１、２１１、２１２貫通孔２０２、２０３、２１３、２１４、２１５電極３０２、３０３電極４、５貫通導体７、７１、７２絶縁樹脂８、８１、８２絶縁樹脂

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【手続補正書】

【提出日】平成５年７月３１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】従来の高電圧コンデンサに用いられていた誘電
体磁器素体の結晶構造を表す写真である。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】本考案に係る高電圧コンデンサに用いられた誘
電体磁器素体の結晶構造を表す写真である。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】接地金具と、貫通コンデンサと、貫通導
体と、絶縁樹脂とを有する高電圧コンデンサであって、前記接地金具は、一面側に浮上り部を有し、前記浮上り
部が穴を有しており、前記貫通コンデンサは、誘電体磁器素体に貫通孔を有す
ると共に、前記貫通孔の開口する両面に電極を有し、前
記浮上り部上に配置され、前記電極の一方が前記浮上り
部に固着されており、前記貫通導体は、前記貫通孔及び前記穴内を貫通し、前
記電極の他方に導通接続されており、前記絶縁樹脂は、前記貫通コンデンサの周りに充填さ
れ、前記誘電体磁器素体の表面に密着しており、前記誘電体磁器素体は、前記表面の粒径が２〜５μｍ
で、表面粗さが０．２μｍ以上であることを特徴とする
高電圧コンデンサ。
【請求項２】前記接地金具は、前記浮上り部が２つ
で、それぞれが互いに間隔を隔てて配置されており、前記貫通コンデンサは２個であって、それぞれが前記浮
上り部上に配置されており、前記貫通導体は、前記貫通コンデンサ毎に前記貫通孔内
を貫通して備えられ、それぞれが前記電極の他方に個別
に導通接続されていることを特徴とする請求項１に記載
の高電圧コンデンサ。
【請求項３】高電圧コンデンサでなるフィルタを有す
るマグネトロンであって、前記高電圧コンデンサは、請求項１または２に記載のも
のでなることを特徴とするマグネトロン。