JPS63296209A - 高電圧パルス発生用非線形コンデンサ - 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〕 この発明は、放電灯の無接点始動器等に使用される高電
圧発生用の非線形コンデンサに関する。

〔従来の技術〕

従来、チタン酸バリウム等を主体とする強誘電体セラミ
ックコンデンサは、電子部品として種々の用途に用いら
れているが、その一つとして該コンデンサの非線形電圧
−電荷特性を利用して、金属蒸気放電灯に内蔵する始動
器の高電圧パルス発生用素子等としても使用されている
。

このような用途に使用される高電圧パルス発生用コンデ
ンサは、従来第７図に示すように構成されている。すな
わち強誘電体セラミック基板ｌの両面に電極膜２ａ、２
ｂを形成し、それらの電極膜２ａ、２ｂの表面を該電極
膜２ａ、２ｂの中央通電部４ａ、４ｂを残して無機質ガ
ラス３ａ、３ｂで被覆すると共に、電極膜２ａ、２ｂの
中央通電部４ａ、４ｂに導電性接着剤５ａ、５ｂでリー
ド端子５ａ、　　６ｂを固定して構成されている。

（発明が解決しようとする問題点〕 ところで、このように構成した高電圧パルス発生用非線
形コンデンサをチラークコイル型安定器等と共に用いて
高電圧パルスを発生させた場合、発生した高電圧パルス
により非線形コンデンサには電歪現象により機械的振動
が発生する。この非線形コンデンサが円板状の場合には
第８図＾、ｏ３）に示すように、その径方向と厚み方向
に振動が生ずる。そしてこの機械的振動が外部より抑制
されることがなく大きくなるほど、発生する高電圧パル
スの電圧値が高くなる。

したがってリード端子を強誘電体セラミック基板に取り
付ける場合、この電歪現象による機械的振動を抑制しな
いように取り付ける必要がある。

前記円板状の非線形コンデンサにおいて、径方向の振動
を理論的に考えると、その中心部で最も振動の変位が少
ない、そこで円板状の非線形コンデンサにおいては、中
心部にリード端子を導電性接着剤で固着し、リード端子
による機械的振動の抑制作用が少なくなるようにして、
発生パルス電圧の低下を防止し、また振動バランスのく
ずれによるストレスによって非線形コンデンサが破損す
るのを防止するようにしている。

しかしながら、現実には円板状のセラミック基板の中心
部に正確にリード端子を設けることは極めて困難で、煩
雑な作業を必要とするという問題点があった。

本発明は、従来の高電圧パルス発生用非線形コンデンサ
における上記問題点を解決するためなされたもので、電
歪現象による機械的振動の抑制作用の少ないリード端子
取付範囲を定め、発生させるパルス電圧値の低下、並び
に振動バランスのくずれによる破損を防止しつつ、煩雑
な作業を要せず容易に製造することができるようにした
高電圧パルス発生用非線形コンデンサを提供することを
目的とする。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕上記問題点を
解決するため、本件発明者等は種々の大きさの強誘電体
セラミック基板を用い、且つリード端子の該セラミック
基板の中心部からの取付位置を変えて、上記第７図に示
したものと同様な構成で、ただセラミック基板の上面に
固着するリード端子６ａの取付位置を中心より寸法ｄだ
けずらした点でのみ異なる、第１図に示す如き非線形コ
ンデンサを作成した。そして第２図に示すパルス発生回
路を構成して、発生パルス電圧値を測定したところ、第
３図に示すような結果が得られた。

第３図において、曲線ａは、直径１５．５ｍ、厚み０．
６５ｍ、電極膜直径１４．５ｍの強誘電体セラミック基
板を用いて構成した非線形コンデンサのリード端子の取
付位置を変化させた場合における発生パルス電圧値の変
化を示す曲線である０曲線すは、直径１７．６鶴、厚み
０．６５鰭、を極膜直径１６．５ｆｌの強誘電体セラミ
ック基板、同じく曲線Ｃは、直径１９．３龍、厚みＱ、
５５ｆｌ、電極膜直径１８．０鶴の強誘電体セラミック
基板を用いて構成した非線形コンデンサのリード端子の
取付位置を変化させた場合の、発生パルス電圧値の変化
を、それぞれ示す曲線である。

パルス発生回路は、第２図に示すように、上記構成の各
非線形コンデンサ１１と１２５Ｗ水銀灯用安定器１２の
直列回路を、２００Ｖ、　５０ヒの交流電源１３に接続
して構成し、発生パルス電圧を非線形コンデンサ１１の
端子間に接続したオシロスコープ１４により測定した。

第３図の曲線ａかられかるように、直径１５．５ｍのセ
ラミック基板を用いたものにおいては、リード端子を中
心から２ｆｌ以内に取り付けた場合には、発生パルス電
圧はほぼ一定で±１０００　Ｖ以上のパルス電圧を発生
しているが、リード端子の取付位置がセラミック基板の
中心から３ｆｌ以上になると、パルス発生電圧は急激に
低下し、±ｔｏｏｏ　ｖに達していないことがわかる。

したがって、この寸法のセラミック基板を用いたもので
は、発生パルス電圧を低下させないためには、リード端
子の取付位置を中心から２ｍ以内にする必要があること
がわかる。中心から２ｆｌ以内の取付位置をセラミック
基板の半径に対する比率で表すと、約２５％になる。

また上記パルス発生電圧の測定に用いたもの（曲線ａに
対応するもの）と同一構成の各非線形コンデンサのライ
フテストを行ったところ、第４図に示すように、リード
端子の取付位置を３ｆｌ以上としたものにおいては、７
００時間で破損したのに対し、２鶴以内としたものにお
いては１５００時間経過しても破損しないことが確かめ
られた。

他の寸法のセラミック基板を用いたものについても、曲
線す、ｅに示すように、曲線ａと同様な傾向がみられ、
やはりセラミック基板の中心から基板半径の約２５％以
内にリード端子を配置した場合、発生パルス電圧の低下
は生ぜず、所定のパルス発生電圧が得られていることが
わかる。またライフテストにおいても前記寸法の非線形
コンデンサと同様な結果が得られた。

以上の結果から、本発明は、リード端子の取付範囲を、
強誘電体セラミック基板の中心から該基板の中心からの
寸法の２５％以内に設定するものである。

このように構成することにより、発生パルス電圧の低下
を防止すると共に、振動バランスのくずれによる破損の
発生を阻止した非線形コンデンサを、煩雑な作業を必要
とせず容易に製造することができる。

〔実施例〕

以下実施例について説明する。まず第１図に示す構成の
非線形コンデンサの具体例を実施例として説明する。チ
タン酸バリウムを主成分とする強誘電体セラミック素材
を焼成して、直径１６．０　ｍ　。

厚み０．６５ｎの円板状のセラミック基板ｌを作成する
。このセラミック基板１の両面に銀ペーストをスクリー
ン印刷等で直径１５．０ｍに塗布し、乾燥させた後焼成
して電極膜２ａ、２ｂを形成する。しかる後、上面中心
よりセラミック基板１の半径の２５％以内である１、５
Ｎの位置を上面通電部４ａに、また下面中心部を下面通
電部４ｂに設定して、これらの通電部４ａ、４ｂを除い
て電極１１９２ａ、２ｂの表面を強誘電性結晶化ガラス
膜３ａ、３ｂで被覆する０次にこれらの通電部４ａ、４
ｂに、ニッケル等からなるリード端子６ａ、６ｂを、低
融点ガラス粉末と銀粉末からなる導電性接着剤５ａ。

５ｂで接着し、焼成を行って高電圧パルス発生用非線形
コンデンサを完成する。

このようにして得られた非線形コンデンサの発生パルス
電圧の変化及びライフテストを行ったところ第５図にお
いて、ｅで示すような結果が得られた。すなわち、初期
においては発生パスル電圧は±１０００　Ｖと所定の高
い値が得られ、９００時間までは発生パルス電圧は余り
低下せず、また１０００時間経過しても破損しなかった
。

これと比較するため、同一直径同一厚みのセラミック基
板に中心より６削離れた位置にリード端子を取り付けた
非線形コンデンサを作成し、同様に発生パルス電圧の変
化及びライフテストを行ったところ、第５図において、
ｆで示すように、当初から発生パルス電圧が低下してい
るばかりでなく、４００時間で破損が発生し、リード端
子が中心よりそのセラミック基板の寸法の２５％以上越
えて取り付けられると、電歪現象による機械的振動を抑
制して発生パルス電圧を低下させ、また振動バランスの
くずれによるストレスが基板を破損させるほどになって
いることが確認された。

上記実施例では、第１図に示した形態でリード端子を取
り付けたものを示したが、第６図式に示すように、上下
面に対するリード端子６ａ、６ｂが、いずれも中心から
寸法ｄだけずらし基板の中心からの寸法の２５％以内の
範囲内に対称的に取り付けられた場合、あるいは第６図
田）に示すように、上下面に対するリード端子６ａ、６
ｂが、互いに中心に対して反対方向に寸法ｄだけずれて
いるが、いずれも中心から基板の寸法の２５％以内の範
囲内に取り付けられた場合も、上記実施例と同様な特性
が得られた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、強誘電体セラミック基板へのリード端
子の取付範囲を、電歪現象による該セラミック基板の機
械的振動の抑制作用の少ない範囲を実験的に求めて設定
したので、発生パルス電圧の低下、並びに振動バランス
のくずれによるセラミック基板の破損を防止した高電圧
パルス発生用非線形コンデンサを、位置決め等の許容度
を大にして煩雑な作業を伴わず容易に作製することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る高電圧パルス発生用非線形コン
デンサの基本構成を示す断面図、第２図は、パルス発生
回路とパルス測定回路を示す図、第３図は、リード端子
取付位置を変えた場合の発生パルスの電圧値の変化を示
す図、第４図は、リード端子取付位置を変えた場合のセ
ラミック基板のライフ時間を示す図、第５図は、本発明
の実施例及び比較例の発生パルス電圧の変化及びライフ
時間を示す図、第６図＾、旧）は、それぞれ本発明の他
の実施例を示す断面図、第７図は、従来の高電圧パルス
発生用コンデンサの断面図、第８図＾。 ［Ｂ］は、強誘電体セラミック基板の電歪現象による径
方向及び厚み方向の振動態様を示す図である。 図において、１は強誘電体セラミック基板、２ａ、２ｂ
は電極膜、３ａ、３ｂは強誘電性結晶化ガラス膜、４ａ
、４ｂは通電部、５ａ、５ｂは導電性接着剤、６ａ、６
ｂはリード端子を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 強誘電体セラミック基板の両面に電極膜を形成し、これ
   らの電極膜の表面を該電極膜に対する通電部を除いて無
   機材料で被覆し、該電極膜の通電部に導電性接着剤を介
   してリード端子を接続してなる高電圧パルス発生用非線
   形コンデンサにおいて、前記リード端子の取付範囲を、
   セラミック基板の中心から該セラミック基板の中心から
   の寸法の２５％以内に設定したことを特徴とする高電圧
   パルス発生用非線形コンデンサ。