JPS63244605A

JPS63244605A - 高耐電圧コンデンサ

Info

Publication number: JPS63244605A
Application number: JP7582187A
Authority: JP
Inventors: 正樹安達
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-03-31
Filing date: 1987-03-31
Publication date: 1988-10-12

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、各種コンデンサに係り、特に熱可塑性樹脂を
使用した大容量、高耐電圧性にすぐれた高耐電圧コンデ
ンサに関する。

（従来の技術）近年、家庭用電気製品やＯＡ機器の小形化が進み、それ
に対応して電子部品の小形化が急速に進展している。こ
のためコンデンサも小形化の必要があり、そのため従来
のコンデンサよりも容量が大きいコンデンサの開発を望
まれている。それに対して従来の樹脂使用によるコンデ
ンサは、誘電体として用いられる樹脂の誘電率の低さか
ら、大容量を必要とするところで使用されるコンデンサ
は、電極間距離を小さくするか、電極面積を大きくする
かして、コンデンサを大容量化に対応させていた。また
、単にコンデンサを大容量化するためだけなら、その形
状を大きくす−るのが一般であった。

（発明が解決しようとする問題点）近頃の電気製品の小形化に対して、コンデンサを大形化
することによって大容量化する方法は、その内部の限ら
れた空間に各装置等を収納するため実用的ではない。ま
た、電子調理機に用いられるマグネトロンに用いられる
コンデンサ等が電子調理機の小形化に対応しきれず、容
量の不足からハーモニクスやローノイズ等が発生し、問
題になっていること等から、コンデンサの形状をできる
だけ大きくすることなく、その容量を大きくする必要が
ある。また、コンデンサの成型性を考えて、樹脂使用に
よる射出成形可能なコンデンサが最適と考えられる。

従来の樹脂使用のコンデンサの一実施例としては、第４
図に示したような形状をしたマグネトロン用のコンデン
サがある。しかし、上記のマグネトロン用のコンデンサ
は、第５図に示すような製造工程によって製造され、射
出成形のみによって製造されるコンデンサと比べ、製造
工程が複雑であり、製造時間の長時間化、コスト高等の
問題があった。また、このコンデンサでは、その容量が
２５９Ｐと小さいのでマグネトロンに使用した場合には
、ハーモニクスやローノイズが発生する不具合が生じて
いた。

また、このようなコンデンサの電極間距離を小さくして
大容量を得る方法もあるが、射出成形性の問題から、電
極間距離を小さくするのにも限界があつた。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段及び作用）上述のような
問題点を解決するために、以下のような樹脂を使用した
高耐電圧コンデンサを提供する。

高誘電性無機物であるセラミックス部材（チタン酸バリ
ウム（Ｂａ７１０　ｓ　）　、スズ酸バリウム（ＢａＳ
ｎＯａ　）　、ジルコン酸バリウム（ＢａＺｒＯａ　）
　、ジルコン酸カルシウム（ＣａＺｒＯ３）　、スズ酸
カルシウム（Ｃａ１ｎ　Ｏａ　）　、チタン酸ストロン
チウム（ＳｒＴｉＯ３）、チタン酸鉛（ＰｂＴ１０３”
）　、チタン酸ランタン（ＬａＯψ２　（Ｔ１０２　）
　、酸化セシウム（Ｃｅ０２）、チタン酸カルシウム（
ＣａＴ１０３）、チタン駿マグネシウム（ＭｇＴＩＯ３
）　、スズ酸ビスマス（Ｂ１　　（ＴＩＯａ　）　ａ　
）　、スズ酸ニッケル（Ｎ１５ｎＯ）、ジルコン酸マグ
ネシウム（ＭｇＺｒ０　ａ　）、スズ酸マグネシウム（
ＭｇＳｎＯａ　）　）を焼成後もしくは、焼成前に平均
粒子径が１μｍ乃至１０μｍになるまでジェットミル法
および振動ミル法等で粉末化する。また、焼成前に粉末
化されたセラミックス部材は焼成しないで使用しても良
い。このときの粉末の平均粒子はコンデンサの使用状態
での温度により異なる。例えば、マグネトロン用とする
場合には、使用時の平均温度が１２０℃前後のため、第
６図のグラフかられかるように１０μｍ程度の粒子径が
最適である。また、１０μｍより粒子径を大きくすると
、熱可塑性樹脂に混合した場合に、熱可塑性樹脂の特性
を利用した射出成形が不可能になる危険性がでてくる。

さらに、セラミックス部材を粉末状に粉砕する方法は粒
子径の分散率が少なく、平均して粉砕できる方法ならば
、ジェットミル法および振動ミル法のみに限定するもの
ではない。

上記のように粒子径を有する粉末状に粉砕されたセラミ
ックス部材を、ポリエチレンテレフタレ−ト（ＰＥＴ）
、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポ
リカーボネート（Ｐ　Ｃ）、ポリアクリレート（ＰＭＭ
Ａ）　、ポリアミド（ＰＡ）、ポリブチレンテレフタレ
ート（ＰＢＴ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）　
、ポリスルフォン（ＰＳＦ）、ポリフェニレンサルファ
イド（Ｐ　Ｐ　Ｓ）等の少なくとも一種以上からなる熱
可塑性樹脂に、１０重量％乃至５０重量％の割合いで十
分に分散するよう２軸押比機、カレンダーロール式混線
機およびミキサー等を併用して混合する。

これは第７図に示した混合比と誘電率、引張力の関係か
らセラミックス部材が全重量の４５重量％以上混合する
と引張力が急激に弱くなるため、コンデンサとしての使
用強度を保つためには５０重量％が限界である。また、
誘電率を高めるためには、１０重量％は最低必要になる
。

上述の割合いで混合した熱可塑性樹脂を誘電体として貫
通形コンデンサ、単板形コンデンサ、または積層形コン
デンサを構成することにより、高い誘電率を持つ高耐電
圧コンデンサを可能にする。

さらに、熱可塑性樹脂を使用することによりこれまで複
雑な工程であつた貫通形の高耐電圧コンデンサを射出成
形により簡単に製造することができ、大幅な作業工程の
短縮及びコストの低下が計れるものである。

（実施例）以下に上述のように構成された高耐電圧コンデンサの実
施例をいくつか示す。

実施例　１高誘電体無機物としてチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ　
）を使用する。チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ　ｇ　）
は第２図のように常温（２０℃）で誘電率ε−３００、
キュリ一点（１２０℃）で誘電率ε−３０００である。

このチタン酸バリウム（ＢａＴ　１０　ｇ　）を１３０
０℃の高温で３時間焼成したものと、焼成しなかったも
のとを、ジェットミル法により平均粒子径１μｍと平均
粒子径ＩＯμｍに粉砕したものを２種類製造した。これ
をポリブチレンテレフタレートに３０重量％の割合いと
４５重量％の割合いで混線機によ７て十分分散するまで
混合したものと、ポリアミド（ＰＡ）に４５重量％の割
合いで混線機によって十分分散するまで混合したものと
を８種類製造した。

このような８種類の高耐電体熱可塑性樹脂を用いて第１
図に示したような貫通形コンデンサ、単板形コンデンサ
、及び積層形コンデンサに形成した。このとき、貫通形
コンデンサは射出成形機の加熱シリンダ内で２６０℃で
軟化し、第１図に示した形状の内側及び外側の電極を挿
入した金型内に射出して形成した。このコンデンサの製
造方法を第３図に示す。これらの高耐電体熱可塑性樹脂
の誘電率及びコンデンサの電気容量を測定したところ、
表１に示すように良好な結果であった。ただし、これら
コンデンサに使用する高耐電体熱可塑性樹脂の容量は貫
通形コンデンサが２．８Ｃ１１３であり、その電極間距
離は１．１關、単板形コンデンサが０．６０−であり、
その電極間距離はＩＩ■、積層形コンデンサがり、０ｃ
ｍ３であり、その電極間距離は１關であるＱ　山、・２
″、、−Ｊノ実施例　２高誘電体無機物としてチタン酸ストロンチウム（５ｒＴ
ｉ　Ｏａ　）を使用する。チタン酸ストロンチウム（５
ｒＴ１０　ａ　）は常温（２０℃）で誘電率ε−２００
０、キュリ一点（１２０℃）で誘電率ε−１００００で
ある。

このチタン酸ストロンチウム（５ｒＴ１０　ａ　）を１
３００℃の高温で３時間焼成したものと、焼成しなかっ
たものとを、ジェットミル法により平均１μｍと平均１
０μｍに粉砕したものを２種類製造した。これをポリブ
チレンテレフタレート（ＰＢＴ）に３０重量％の割合い
と４５重量％の割合いで混線機によって十分分散するま
で混合したものを６種類製造した。

このような６種類の高耐電体熱可塑性樹脂を用いて貫通
形コンデンサ、単板形コンデンサ、及び積層形コンデン
サに形成した。このとき、貫通形コンデンサは第３図に
示した製造工程で、射出成形機の加熱シリンダ内で２６
０℃で軟化し、内側及び外側の電極を挿入した金型内に
射出して形成した。これらの高耐電体熱可塑性樹脂の誘
電率及びコンデンサの電気容量を測定したところ、表２
に示すように良好な結果であった。ただし、これらコン
デンサに使用する高耐電体熱可塑性樹脂の容量は貫通形
コンデンサが２．８ｃｍ３であり、その電極間距離は１
．１ｍｍ、単板形コンデンサが０．８ｃｏ＋”であり、
その電極間距離は１ｍｍ、積層形コンデンサが１．０ｃ
ｍ３であり、その電極間距離は１　ｍｍである。

（以下余白）表２上述の貫通形コンデンサを電子調理機用のマグネトロン
に使用したところ、従来の問題点であったハーモニクス
及びローノイズ等の発生を解消できた。

なお、本実施例ではチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）
及びチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯａ）を上げた
が、他のセラミックス部材に体してもほぼ同様な効果を
得られる。また、特許請求の範囲第３項に記載された他
の熱可塑性樹脂を使用しても同様である。

［発明の効果）以上の述べてきたような本発明のコンデンサは、従来の
熱可塑性樹脂を使用したコンデンサと比べ、高誘電率を
示す高誘電率熱可塑性樹脂を使用することで、小形で大
容量、かつ高耐電圧性に優れたコンデンサの製造を可能
にしたものである。

また、熱可塑性樹脂による射出成形が可能なので、製造
工程を簡略化でき、特に貫通形コンデンサの歩留りを著
しく向上させ、家庭用電機製品やＯＡ機器に好適な小型
で大容量、高耐電圧性に優れたコンデンサを提供できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に於ける一実施例の構成を示す一部断面
図、第２図はチタン酸バリウム（ＢａＴｌ０３）の誘電
率の温度変化のグラフ、第３図は同じく製造工程を示し
たフローチャート、第４図は従来の大容量貫通形コンデ
ンサの構成を示す断面図、第５図は従来の大容量貫通形
コンデンサの製造工程を示すフローチャート、第６図は
チタン酸バリウム（ＢａＴ！　Ｏａ　）の粒子径が１μ
ｍ及び１０μｍのときの温度変化のグラフ、第７図は高
誘電体無機物と熱化塑性樹脂の混合比による誘電率と引
張力の関係を示したグラフである。工・・・　貫通形コンデンサ２・・・　単板形コンデンサ３・・・　積層形コンデンサ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）高誘電体無機物の平均粒子径１μｍ乃至１０μｍ
の粉末と、熱可塑性樹脂とを高誘電体無機物粉末を１０
重量％乃至５０重量％の割合いで混合した高誘電体熱可
塑性樹脂を誘電体として有していることを特徴とした高
耐電圧コンデンサ。
（２）高誘電体無機物が、チタン酸バリウム（ＢａＴｉ
Ｏ＿３）、スズ酸バリウム（ＢａＳｎＯ＿３）、ジルコ
ン酸バリウム（ＢａＺｒＯ＿３）、ジルコン酸カルシウ
ム（ＣａＺｒＯ＿３）、スズ酸カルシウム（ＣａＳｎＯ
＿３）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ＿３）、
チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ＿３）、チタン酸ランタン（Ｌ
ａＯ＿３・２（ＴｉＯ＿２）、酸化セシウム（ＣｅＯ＿
２）、チタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ＿３）、チタン
酸マグネシウム（ＭｇＴｉＯ＿３）、スズ酸ビスマス（
Ｂｉ＿２（ＴｉＯ＿３）＿３）、スズ酸ニッケル（Ｎｉ
ＳｎＯ＿３）、ジルコン酸マグネシウム（ＭｇＺｒＯ＿
３）、スズ酸マグネシウム（ＭｇＳｎＯ＿３）のうち少
なくとも一種類以上からなる特許請求の範囲第１項の高
耐電圧コンデンサ。
（３）熱可塑性樹脂が、ポリエチレンテレフタレート（
ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（Ｐ
Ｅ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアクリレート（
ＰＭＭＡ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリブチレンテレフ
タレート（ＰＢＴ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ
）、ポリスルフォン（ＰＳＦ）、ポリフェニレンサルフ
ァイド（ＰＰＳ）等のうち少なくとも一種類以上からな
る特許請求の範囲第１項記載の高耐電圧コンデンサ。
（４）コンデンサが、貫通形である特許請求の範囲第１
項の高耐電圧コンデンサ。
（５）コンデンサが、単板形である特許請求の範囲第１
項の高耐電圧コンデンサ。
（６）コンデンサが、積層形である特許請求の範囲第１
項の高耐電圧コンデンサ。