JPS5930518Y2

JPS5930518Y2 - 高電圧コンデンサ

Info

Publication number: JPS5930518Y2
Application number: JP11229279U
Authority: JP
Inventors: 節雄佐々木; 照男田口
Original assignee: ティーディーケイ株式会社
Priority date: 1979-08-15
Filing date: 1979-08-15
Publication date: 1984-08-31
Also published as: JPS5629944U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は高周波高電圧装置、例えば電子レンジ、放送機
器のマグネトロンまたはＸ線管等のノイズフィルタとし
て使用される高電圧コンテ゛ンサに関する。

最近、放送用機器等の産業用機器、Ｘ線医療機器等のみ
ならず、電子レンジ等の民生用機器にもＵＨＦ、ＶＨＦ
帯の高電力の電磁波が利用されるようになり、その利用
度が高まるにつれて、これら機器から漏洩する電磁波に
よる雑音公害がクローズアップされるようになってきた
。

このような電磁波雑音障害防止のため、従来より、第１
図に示す如く、チョークソイルＩＡ、ＩＢと、高電圧貫
通形コンテ゛ンサ２とを組合せたノイズフィルタが利用
され、充分な効果をあげている。

前記高電圧貫通形コンデンサ２は、第２図にも示すよう
に誘電体磁器３に２つの貫通孔３Ａ、３Ｂを設け、該貫
通孔３Ａ、３Ｂのまわりに、絶縁ギャップｇ１によって
互に独立させた電極４Ａ、４Ｂを設けると共に、該電極
４Ａ、４Ｂのそれぞれに、貫通孔３Ａ、３Ｂ内を貫通さ
せた貫通端子５Ａ、５Ｂを、電極接続体６Ａ、６Ｂを介
して導通接続し、さらに誘電体磁器３の下面に設けた共
通の電極７を接地金具８上に対接して固着し、誘電体磁
器３、電極接続体６Ａ、６Ｂおよび貫通端子５Ａ、５Ｂ
のまわりを絶縁樹脂９で覆った構造となっている。

１０は絶縁チューブ、１１は絶縁カバー、１２はフィル
タケースである。

前記絶縁ギャップｇ１は誘電体磁器３に設けた溝部によ
って構成されるものであるが、その形状、寸法等はコン
デンサの絶縁耐圧特性に密接な関係がある。

次にこれを、第３図、第４図を参照して説明する。

第３図は上記ノイズフィルタを電子レンジのマグネトロ
ンのラインフィルタとして使用した場合の等価回路図で
、１１．１３はアノード１３ａを接地したマグネトロン
、１３ｂは該マグネトロン１３のヒータ、Ｌ、、Ｌ２
はチョークコイルＩＡ、ＩＢによるインダクタンス、Ｃ
１，Ｃ２は高電圧貫通形コンテ゛ンサ２の容量である。

上記ヒータ回路を動作させるにあたって、貫通端子５Ａ
、５Ｂにヒータ電圧を印加した場合、電極４Ａ、４Ｂ間
の絶縁ギャップｇ１にヒータ電圧が加わる。

このヒータ電圧は数Ｖ程度の低電圧であるから、このヒ
ータ電圧に関する限りは、絶縁ギャップｇ１の間隔は可
能な限り狭くすることが望ましい。

というのは、絶縁ギャップｇ１の間隔と、破壊電圧との
間には、第４図に示す如く、間隔が狭くなる程、コンデ
ンサの絶縁耐力が向上するという関係があり、また間隔
の縮小により小形化ができるからである。

しかしマグネトロン１３は、そのアノード１３ａを接地
して使用するものであり、接地ヒータ１３ｂとの間に
はアノード電位たる数ＫＶ〜１０ＫＶ程度の高電位差
が生じる。

このことはマグネトロン、電子レンジの使われ方により
、前記絶縁ギャップｇ１にも同程度の異常電圧が印加さ
れる可能性があることを示している。

すなわち、スパーク等の異常荷電により、コンデンサＣ
１−０２間に異常高電位差を生じた場合には、絶縁ギャ
ップｇ１が絶縁破壊を起し、電子レンジが発振動作を停
止するという事故を生じることもあるのである。

このため、絶縁ギャップｇ□の形状、寸法は、異常荷電
を考慮し、それに耐え得る絶縁耐力を示すような値に定
める必要があり、第４図のギャップ破壊電圧特性図にお
いて破壊電圧が最大となるギャップ間隔＝：＝０には設
定し得ない状況にある。

また最近、電子レンジはスチームオーブン付等による機
能の複合化が進められており、ノイズフィルタが高温多
湿の使用環境に晒される機会が多くなっている。

したがって、ノイズフィルタを構成する高電圧貫通形コ
ンデンサとしても、耐温度、耐湿特性に優れた信頼性の
高いものが要求される。

そこで本考案の目的は、上述した諸条件を勘案して前記
絶縁ギャップの形状、寸法を特定することにより、耐温
度、耐湿性に優れ、しかも破壊電圧が高くとれる高信頼
性の高電圧コンテ゛ンサを提供することにある。

上記目的を達成するために、本考案は、誘電体磁器の少
なくとも一面上に、該誘電体磁器に設けた溝部を絶縁ギ
ャップとして互に隔てられた複数個の電極を有する高電
圧コンデンサにおいて、前記溝部の間隔及び深さをＱ、
５ｍｍ乃至ｌ、Ｑｍｍとしたことを特徴とする。

以下実施例たる添付図面を参照し、本考案の内容を具体
的に詳説する。

本考案に係る高電圧コンテ゛ンサの基本的な構造は、第
５図（Ａ）、（Ｂ、）に示すように、従来のもの（第１
図、第２図）とほぼ同じであるが、絶縁ギャップｇ１を
構成する溝部の形状、寸法に特徴がある。

これを第６図（Ａ）の拡大図を参照して説明する。

まず、溝部ｇ１の稜角αを直角またはそれより小さい値
に設定する。

すなわち、第４図のギャップ−破壊電圧特性図において
、ギャップ０のとき最大の破壊電圧値を示すのは、この
ギャップ０の状態で電極縁端部に電界が集中する度合が
最も小さくなるからであると理解される。

この理論から、溝部ｇ１の稜角αを直角またはそれより
小さい角度に設定した場合には、電極４Ａ、４Ｂの縁端
を溝部ｇ１の縁端上に一致させ、電極４Ａ、４Ｂの縁端
部のギャップを見掛は上Ｏにすることができるから、破
壊電圧の上昇に最大の効果を発揮することができる。

次に溝部ｇ１の各寸法ａ、ｌ）、ｃ、ｄを特定の値に設
定する。

第６＠Ｂ）は誘電体磁器３の厚み、形状を一定にし、
ｂ＝０．８ｍｍ、ｃ＝０．３ｍｍ、ｄ＝
（ａ −Ｑ、３）ｍｍとして、間隔ａを可変にしたとき
の間隔ａ−破壊電圧特性図である。

この図から明らかなように、間隔ａが狭くなる程破壊電
圧値が高くなり、ａ＝Ｑ、５ｍｍでは破壊電圧値が
第４図のギャップ０時の理想値にほぼ等しくなっている
。

したがって間隔ａはＱ、５ｍｍを限度としてできるだけ
小さい値に選定することが望ましい。

また稜角αを構成する溝部ｇ１の側壁寸法Ｃが長い程破
壊電圧が上昇することは容易に推定できるが、第４図と
第６図（Ｂ）との比較で明らかなようニｃ＝０．３
ｍｍ、ａ＝０．５ｍｍでギャップ時の理想破壊
電圧値を示しており、ｃ＝Ｑ、３ｍｍですでに破壊電圧
が飽和する傾向にあること、寸法Ｃが長くなるとそれだ
け溝部ｇ１の作成が困難になること等を考え合わせると
、寸法Ｃは０．３−０．５ｍｍ程度が適当である。

次に溝部ｇ、の内面距離Ｌ＝ａ＋２ｂ＋ｄが電極４Ａ、
４Ｂの沿面距離にほぼ等しくなるから、この総和りが大
きくなれば破壊電圧値もそれにつれて高くなる。

しかし総和りが長くなればそれだけ誘電体磁器３が大型
化すること、間隔ａはできるだけ小さい値に抑えたいか
ら総和りを大きくするには深さｂを大きくしなければな
らず、製造上の困難さが増すこと等の問題があり、実用
上充分な耐圧を確保できる寸法に妥協点を見い出す必要
がある。

そこで第６図（Ｃ）を参照すると、総和Ｌ＝ａ＋２ｂ＋
ｄが２〜３ｍｍの範囲にあると、少なくとも電子レンジ
の最大電圧１０ＫＶを超える破壊電圧が得られる。

総和りを２〜３ｍｍの範囲に設定したとすると、ａ＝
Ｑ、５ｍｍ（−：ｄ）の条件で、深さｂは０．５
〜１ｍｍの範囲に設定しなければならない。

この深さｂはｃ＝Ｑ、３ｍｍより大きく、十分な破壊電
圧が得られる。

また深さｂ＝０．５ｍｍとした場合に、総和りを３ｍｍ
以内に抑えるには、間隔ａは１ｍｍ以内でなければなら
ない。

すなわち、間隔ａ、深さｂを、０．５〜１ｍｍの範囲に
設定することにより、溝部ｇ１の製造上の困難さを招く
ことなく、実用上十分な破壊電圧を確保することができ
る。

第７図は本考案に係る高電圧コンデンサの別の実施例に
おける溝部ｇ１の拡大図を示している。

この実施例の特徴は、溝部ｇ１の底部を曲面Ｒとしたこ
とである。

この曲面Ｒは前記形状、寸法条件、すなわち間隔ａ、深
さ０．５〜ｌ、Ｏｍｍの範囲に設定されていることを前
提にして形成される。

この実施例では、間隔ａ＝１．Ｑｍｍ、深さ１）＝Ｑ、
８ｍｍとし、この範囲内で半径Ｑ、５ｍｍの曲面Ｒを形
成しである。

したがって破壊電圧を定めるのに重要な要素となる寸法
Ｃは、０．３ｍｍとなり、充分な破壊電圧が確保できる
。

上述のような曲面Ｒを設けると、第１図に示したように
高電圧コンデンサを樹脂または合成ゴム等の絶縁物９で
被覆した場合、曲面Ｒに対する絶縁物９の密着力が向上
するので、熱衝撃に対する耐性が強く、ヒートショック
による界面剥離等が効果的に防止され、寿命、信頼性が
著るしく向上する。

第８図はヒートサイクル特性例を示す図で、横軸にヒー
トサイクル試験におけるサイクル数を目盛り、縦軸に累
積故障率（％）を目盛っである。

ヒートサイクル試験に当っては、サンプルをヒートサイ
クル試験槽内に入れ、−３０〜＋１２０℃の温度条件で
、３時間を１サイクルとし、５サイクル毎にＡＣ１３Ｋ
Ｖの高電圧を印加して、サンプルの耐電圧不良または破
壊の個数を確認した。

ここで、縦軸の累積故障率（％）とは、ヒートサイクル
試験槽に入れてヒートサイクル試験を行なったサンプル
数に対する耐電圧不良発生品数の割合を百分率で表示し
たものである。

第８図を見ると明らかなように、従来品は１００サイク
ル位より故障が発生しているが、本考案品はこれより遅
れて３００サイクル位より故障が発生するようになる。

このことから、本考案品は従来品の約３倍も寿命が延び
ていることがわかる。

なお、絶縁物９と溝部ｇ□の内面との密着力は、上触の
曲面Ｒのほか、すでに第５図（Ａ）、（Ｂ）において示
したように、溝部ｇ１の底部に斜面を設けたり、第９図
に示すように、底部の隅部に丸味を持たせることによっ
ても向上させることが可能である。

以上述べたように、本考案に係る高電圧コンデンサは、
誘電体磁器の少なくとも一面上に、該誘電体磁器に設け
た溝部を絶縁ギャップとして互に隔てられた複数個の電
極を有する高電圧コンデンサにおいて、前記溝部の間隔
及び深さをＱ、５ｍｍ乃至１．Ｑｍｍとしたことを特徴
とするから、誘電体磁器の大型化や溝部の製造上の困難
さを招くことなく、破壊電圧を著るしく向上させること
ができる。

また溝部の底部に斜面または曲面を形成することにより
、溝部内面と被覆絶縁物との密着力が強く、熱衝撃によ
る界面剥離などの生じ難い、高信頼性、長寿命の高電圧
コンテ゛ンサを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のノイズフィルタの断面図、第２図は高電
圧コンデンサの斜視図、第３図は上記ノイズフィルタを
使用したマグネトロンの等価回路図、第４図は高電圧コ
ンテ゛ンサのギャップ−破壊電圧特性図、第５図（Ａ）
は本考案に係る高電圧コンデンサの平面図、第５図（Ｂ
）は同じくその断面図、第６図（Ａ）は同じく溝部ｇ１
の拡大図、第６図（Ｂ、）は溝部の間隔ａに対する破壊
電圧の関係を示す図、第６図に）は溝部の内面距離に対
する破壊電圧の関係を示す図、第７図は他の実施例にお
ける溝部の拡大図、第８図は本考案に係る高電圧コンテ
゛ンサの効果を示す図、第９図は他の実施例における溝
部の拡大図である。３・・・・・・誘電体磁器、ａ・・・・・・溝部の間隔
、４Ａ、４Ｂ・・・・・・電極、ｂ・・・・・・溝部の
深さ、ｇｌ・・・・・・溝部。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

（１）誘電体磁器の少なくとも一面上に、該誘電体磁器
に設けた溝部を絶縁ギャップとして互に隔てられた複数
個の電極を有する高電圧コンテ゛ンサにおいて、前記溝
部の間隔及び深さを０．５乃至１．０ｍｍとしたことを
特徴とする高電圧コンデンサ。
（２）前記溝部は底部に曲面部を有することを特徴とす
る実用新案登録請求の範囲第１項に記載の高電圧コンデ
ンサ。