KR940007429B1 - 관통형 캐패시터 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

관통형 캐패시터

제 1 도는 일반적으로 관통형 캐패시터가 마그네트론에 이용되는 실례도.

제 2 도는 종래의 관통형 캐패시터 분해사시도.

제 3 도는 제 2 도의 수직단면도.

제 4 도는 종래의 다른 관통형 캐패시터 분해사시도.

제 5 도는 제 4 도의 수직단면도.

제 6 도는 본 발명의 관통형 캐패시터 분해사시도.

제 7 도는 제 6 도의 수직단면도.

제 8 도는 본 발명의 접지판 상세평면도(a도)와 그 A-A선 수직단면도(b도)

제 9 도는 본 발명의 일체형 절연케이스가 테이퍼(기울기)로 이루어져 있음을 도시한 수직단면도.

제10도는 본 발명의 제 2 실시예인 관통형 캐패시터의 분해사시도.

제11도는 제10도의 수직단면도.

제12도는 본 발명의 제 2 실시예인 접지판 상세 평면도(a도)와 B-B선 수직단면도(b도)

제13도는 본 발명의 제 3 실시예인 관통형 캐패시터 분해사시도.

제14도는 제13도의 수직단면도.

제15도는 본 발명의 제 4 실시예인 관통형 캐패시터 분해사시도.

제16도는 제15도의 수직단면도.

제17도는 본 발명의 제 5 실시예인 관통형 캐패시터 분해사시도.

제18도는 제17도의 수직단면도.

제19도는 본 발명의 접지판의 타실시도.

제20도는 본 발명의 제 6 실시예인 관통도체의 사시도.

제21도는 제20도의 변형부의 단면도.

제22도는 본 발명의 제 7 실시예인 관통도체의 분해사시도(a도)와 그 결합단면도(b도).

제23도는 본 발명의 제 8 실시예인 관통도체의 분해사시도(a도)와 그 결합단면도(b도).

제24도는 본 발명의 제 9 실시예인 관통도체의 제조공정도.

제25도는 본 발명의 제10실시예인 관통도체의 분해사시도(a도)와 그 조립단면도(b도).

제26도는 본 발명의 제 1 실시예인 세라믹 디스크 단면도.

제27도는 제26도에서 전극절연 간격과 깊이에 따른 절연파괴 전압의 특성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

200 : 세라믹 디스크 210, 220 : 관통 구멍

230 : 공통전극 300 : 접지판

310 : 재치면 320 : 관통홀

400 : 절연케이스 500, 600 : 관통도체

510, 610 : 평단자(Tap terminal) 520, 620 : 관통기둥

530, 630 : 금속캡

본 발명은 두개의 관통구멍으로 이루어진 관통형 캐패시터에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 전자레인지등과 같은 고전압 고주파수 장치나, 방송극용 전송기 또는 X-선 발생기등과 같은 대전력 전자와 장치에서 사용되는 관통형 캐패시터에 관한 것이다.

일반적으로 고전압 고주파 장치에서 사용되는 관통형 캐패시터 소자는 세라믹 자기(磁器) 캐패시터를 사용한다. 세라믹 캐패시터는 소자의 소형화, 대용량화에의 요구에서 적층형 세라믹 캐패시터가 급속히 보급되어 가고 있다.

상기한 방송용 기기나 전자레인지등에서 요구되는 극초단파(300MHz-3000MHz)는 통상 마그네트론(Magnetron)장치로부터 얻고 있다.

제 1 도는 통상적인 전자렌지내 마그네트론 히터의 전원 공급라인에 연결된 노이즈 필터의 회로도이다.

여기에서 캐패시터(C₁)(C₂)와 인덕터(L₁)(L₂)는 노이즈 필터를 구성하고, 참조번호(100)는 마그네트론 하우징이며, (102)는 마그네트론, (104)는 마그네트론(102)의 히터, (106)은 마그네트론(102)의 애노드이고 그의 애노드(106)는 접지되어 있다. 마그네트론이 애노드 전극과의 사이에 높은 동작전압을 갖기 때문에 상기 캐패시터(C₁)(C₂)는 고전압에 견디는 캐패시터 이어야 한다.

상기 캐패시터는 전자렌지내에서 각각 고온으로 열을 받기 때문에 뛰어난 온도특성을 갖어야만 한다. 본 발명은 이러한 전자랜지내에서 노이즈 필터로 사용되는 캐패시터의 개량된 구조에 관한 것이다. 이러한 목적의 캐패시터는 관통형 캐패시터 이어야 하고, 단일 하우징내에 두개의 분리형 캐패시터 또는 쌍 캐패시터가 상기한 목적을 위하여 이용한다. 이러한 마그네트론 장치는 차폐된 실드케이스내의 마그네트론에 가속용 전압(약 -4.2KV)을 걸어 매우 높은 주파수(기본파 : 2.45GHz)를 얻는다.

상기 마그네트론은 가능한한 외부와 완전 차폐시켜주어야 하므로 가속용 전압을 필수적으로 관통형 캐패시터를 통해서 마그네트론에 공급하게 된다.

제 2 도와 제 3 도는 미합중국 특허 제4,307,698호에 개재된 종래의 캐패시터를 보이고 있다.

여기에서 캐패시터 소자는 한쌍의 투공(2, 3)을 갖는 타원형 세라믹체(1)로 만들어진다. 세라믹체(1)의 상부표면에는 한쌍의 분리 전극(4, 5)이 설치되어 있고, 그 하부 표면에는 공통전극(6)이 설치되어 있다. 접지판(7)은 장방형판(7c)과 타원형 융기부(7a)를 구비하고 있다. 접지판(7c)은 나사 또는 리벳을 이용하여 캐패시터 어셈블리를 필터 하우징(도시 않했음)에 고정하기 위한 4개의 관통구멍을 구비한다. 융기부(7a)의 표면에는 세라믹체(1)의 두 구멍(2, 3)에 각각 대응하는 한쌍의 관통구멍(9, 10)을 갖는다.

또한, 타원형 융기부(7a)에는 그 원주를 따라 다수의 관통구멍(7b)을 갖는다. 공통전극(6)은 접지판(7)의 융기부(7a)에 당접설치되며, 이때 관통구멍(9, 10)은 두개의 구멍(2, 3)과 각각 중첩하고, 작은 관통구멍(7b)은 세라믹체(1)의 외부에 위치된다. 한쌍의 긴 로드(rod) (11, 12)는 탭 단자(20, 21)를 구비하고, 이는 외부 회로(도시 않했음)의 리셉터클 단자에 연결되게 된다. 로드(11, 12)는 접지판(7)의 관통구멍(9, 10)과 세라믹체(1)의 두 구멍(2, 3)에 각각 삽입된다. 공통 전극(6)과 로드(11, 12)간의 절연을 보장하기 위해 도체 로드(11, 12)는 예를 들어 실리콘 고무등으로 된 절연튜브(15, 16)으로 덮혀있다.

상기 절연튜브(15, 16)도 가열 및 경화 과정에서 발생된 주입 필터(insulator) (17)의 수축 응력을 흡수하고, 따라서 경화된 필러(17)에 균열등의 발생을 방지하는 역활을 한다. 상기 로드(11, 12) 역시 전극(4, 5)에 각각 설치된 금속캡(13, 14)에 전기적으로 접속되어 있다. 상기 로드(11, 12)는 캡(4, 5)에 각각 설치된 금속캡(13, 14)에 전기적으로 접속되어 있다.

그리고 로드(11, 12)는 캡(13, 14)에 각각 용접되어 있다. 또한, 캡(13, 14)은 각각 다수의 작은 구멍(13a, 14a)을 갖춘 용기부를 갖는다. 접지판(7) 밑에는 타원 실린더형의 플래스틱 덮개(8)가 부착되어 있어서 이것이 로드(11, 12)와 튜브(15, 16)를 둘러싼다. 덮개(8)의 하단은 튜브(15, 16)의 하단을 지나 약간 돌출하도록 설계되어 있다. 덮개(8)는 한쌍의 평행한 긴 선형벽(8a, 8b)을 갖고 이 긴 선형벽을 연결하는 한쌍의 반원형 벽(8d, 8e)을 갖는 타원형 기둥이 필수적이다. 덮개(8)는 이의 상부에서 상기 평행한 긴 성형벽을 가로지르는 브릿지(8c)를 구비하고 있어서 이 브릿지가 덮개(8)를 거의 반원형인 두 영역으로 분리한다.

상기 제 3 도에 도시된 바와 같이, 예를 들어 에폭시 수지인 절연 필터(17)는 세라믹체(1), 로드(11, 12) 및 캡(13, 14)를 둘러싼다. 절연필터(17)의 주입과정에서, 덮개(18)로 캐패시터 몸체를 덮고, 이어서 덮개(8) 바닥의 개구를 통하여 필러(17)을 덮개(18)에 주입한다. 바닥에서 주입된 절연필러는 접지판(7)에 구비된 작은 구멍(7b)과 캡(13, 14)에 구비된 작은 구멍(13a, 14b)을 통과하고, 따라서 덮개(18)의 내부영역은 절연필러로 채워지게 된다. 상기 주입된 필러가 경화된 다음, 덮개(18)을 제거하면, 쌍 캐패시터 어셈블러가 완성된다. 결과적으로 주입된 에폭시 수지에 의하면 절연내력은 물론 오일, 습기 및 먼지에 대한 보호가 보장된다.

제 4 도와 제 5 도는 종래의 투공형 쌍 캐패시터에 대한 다른 일예를 도시한 것이다(일본국 실용신안 공개공보 제106330/85호 참조). 타원형 세라믹체(31)는 그 두께에 한쌍의 구멍(32, 33)을 구비하고 있다. 세라믹체(31)의 상부표면에는 각각의 투공을 갖는 한쌍의 분리전극(34, 35)이 설치되어 있고, 그 하부표면에는 두개의 투공을 갖는 공통전극(36)이 부착되어 있다. 접지판(37)은 용기부(37a)뿐 아니라 장방형판(37c)을 구비하고 있다. 판(37c)은 캐패시터를 하우징(도시 않했음)에 고정하기 위한 4개의 관통구멍을 갖추고 있다.

융기부(37a)는 일반적으로 타원형인 관통구멍(37b)을 구비한다. 그 상단이 일체식으로 형성된 탭(41a, 42b)인 한쌍의 긴 로드(41, 42)가 금속캡(39, 40), 구멍(32, 33) 및 타원형 구멍(37b)에 삽입되어 있다. 로드(41, 42)가 전극(34, 35)에 각각 설치된 금속캡(39, 40)에 납땜되어 있다.

로드(41, 42)도 역기 전술한 튜브(15, 16)와 같은 목적으로 절연튜브(44, 45)로 덮혀 있다. 접지선(37)상에 타원 실린더형인 플래스틱 덮개(38)가 부착되어 튜브(44, 45)로 덮힌 로드(41, 42)의 하부를 둘러싸고 있다. 이러한 구조에서 덮개(38)의 하단은 상기 제5도에 도시된 바와 같이, 튜브(44, 45)의 하단을 지나 약간 돌출하도록 설계되어야 한다. 접지상에는 또 하나의 타원실린더형 플래스틱 덮개(43)가 설치되어, 제 5 도에 도시된 바와 같이, 세라믹체(31), 캡(39, 40) 및 로드(41, 42)의 상부를 둘러싼다.

에폭시 수지는 하부 덮개(38)의 개구 뿐 아니라 그 내부의 상부 덮개(43)에도 주입된다. 이는 금속캡(39, 40)과 융기부(37a)는 상기 제 2 도와 제 3 도에 도시된 바와 같은 작은 투공이 없고 하우징 어셈블리가 두개의 하우징으로 완전히 분리되기 때문이다. 절연필러(46)는 세라믹체(31)와 캡(39, 40)의 외부 및 로드(41, 42)의 상부를 둘러싼다. 다른 절연필러(47)는 세라믹체(31)와 캡(39, 40)의 내부 및 튜브(44, 45)로 덮힌 로드(41, 42)의 중심부를 둘러싼다.

그러나, 상기한 제 2 도와 제 3 도의 종래 캐패시터는 필러(17)는 충전시 타원형 세라믹체(1)를 전체적으로 감싸도록 접지판(7)상의 타원형 융기부(7a)의 둘레를 내경으로 하는 덮개(18)를 접지판(7)상에 씌운후 금속캡(13, 14)에 형성된 작은 구멍(13a, 14a)를 이용하여 상·하부 필러(17)를 한번에 주입경화시킨 다음 상기 덮개(18)를 제거하게 되는데, 이때 필러가 로드(11, 12)의 단부측으로 흘러 경화될 수 있어 여기에 리셉터클 단자를 접속시킬 때 전기적 접속이 불안정해지게 되고, 또한 덮개(18)와 접지판(7) 사이로 절연수지물이 누출되어 양질의 관통형 캐패시터를 얻을 수 없게 되는 문제가 있게 된다.

또한 여기에서는 노출된 로드(11, 12)와 접지판(7) 사이에서 필러(17)에서 의해 형성되는 절연거리가 짧기 때문에 충분한 방전내압 특성이 보장되지 않는 문제점도 있게 된다.

또한 제 4 도와 제 5 도에 나타낸 종래의 관통형 쌍 캐패시터는 상기 제 2 도와 제 3 도의 캐패시터가 지니는 방전내압 특성저하를 보강하기 위해서 접지판(37)과 로드(41, 42) 사이의 절연거리(P₁)를 충분히 확보할 수 있는 구조이기는 하나 상·하부 덮개(43, 38)가 분리조립되는 구조를 가지기 때문에 조립성 저하는 물론 필러(46, 47) 주입시 누출의 위험이 있다. 또한 접지판(37)상의 융기부(37a)에 타원형 세라믹체(31)를 위치시킬때, 비교적 높은 상부덮개(43)로 인하여 세라믹체(31)의 위치 세팅작업에 많은 노력을 요구하게 되고, 또한 그 위치세팅의 잘못으로 인하여 로드(41, 42)와 접지판(37)간의 거리가 서로 달라져 캐패시터의 안정된 내압특성을 확보할 수 없는 문제점이 있게 된다.

본 발명은 상기한 종래의 제반 문제점들을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 캐패시터의 부품 및 제조공정이 절감되고, 작업능률 및 생산성 향상을 꾀하며, 조립부품의 위치결정이 정확하여 캐패시터 제조시 발생되는 불량을 현저하게 감소시키는 관통형 캐패시터를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 접지판과 절연케이스를 서로 끼워 맞출 필요가 없어 끼워 맞춤 결합으로 인한 절연케이스의 깨짐이 방지되며 취급이 용이하게 되는 관통형 캐패시터를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 관통형 캐패시터의 경우 절연체와 하부 절연체를 일체형으로 함으로써 에폭시 절연수지 주입시 누출현상을 방지하여 제품의 신뢰도가 향상되는 관통형 캐패시터를 제공함에 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 구성은, 상면 두전극 사이에 전극 절연간격과 깊이 및 내연간격에 의해 역사다리꼴의 요홈이 형성된 세라믹 디스크와 ; 상기 세라믹 디스크가 높여지는 반원요홈형의 재치부와, 중앙의 큰 타원형 관통구멍을 갖는 타원형 돌기부, 및 상기 타원형 돌기부와 일정간격을 두고 다수개의 관통구멍으로 이루어진 접지판과 ; 상기 접지판을 중심으로 상부에 세라믹 디스크를 둘러싸는 상부 절연케이스와, 하부 절연케이스를 일체로 한 타원형 기둥형상의 절연케이스와 ; 상기 세라믹 디스크의 상부 분리전극쌍 각각에 설치되고 각 주연부에 돌기부를 갖는 한쌍의 금속캡이 납땜 용접등에 의해 고착된 한쌍의 관통도체와 ; 상기 관통도체 각각의 관통기둥을 감싸주는 한쌍의 절연튜브와 ; 상기 일체형의 절연케이스 상부 일부와 하부 일부에 충진된 에폭시 절연수지물과 ; 로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 6 도와 제 7 도는 본 발명의 관통형 캐패시터 구성도로서, 제 6 도는 캐패시터의 분해사시도이고, 제 7 도는 제 6 도의 수직단면도이다. 상기 제 6 도와 제7도에서 기둥형 구조의 타원형 세라믹 디스크(200)는 그 길이 방향을 따라 한쌍의 관통구멍(210) (220)을 갖는다. 상기 세라믹 디스크(200)의 상부 표면에는 한쌍의 분리 표면전극(212) (222)이 설치되어 있고 그 하부표면에는 공통 표면전극(230)이 설치되어 있다. 접지판(300)상에는 원통형의 세라믹 디스크(200)가 안착될 재치면(310)이 상향돌출 형성되고, 또한 상기 접지판(300)상에는 상기 재치면(310)의 둘레를 따라 절연케이스(400)가 배치될 부위에 다수개의 관통홀(320)이 천설되어 있다. 상기 재치면(310)은 상기 세라믹 디스크(200)의 공통 표면전극(230)과 전기적으로 접촉된다.

상기 접지판(300)은 나사·리벳등의 체결수단을 이용하여 캐패시터를 고정시키기 위한 4개의 체결홀(301-304)을 갖는다. 상기 절연케이스(400)에는 상기 접지판(300)의 관통홀(320)을 사이에 두고 타원통상의 상부 케이스(410)와 하부 케이스(420)가 일체로 사출성형되어 있다. 상기 세라믹 디스크(200)의 한쌍의 관통구멍(210) (220)에는 한상의 관통도체(500) (600)가 관통삽입된다.

상기 관통도체(500) (600)는 각각 평단자(510) (610)와 관통기둥(520) (620)이 형성되고, 관통기둥(520) (620) 상단에는 금속캡(530) (630)을 각각 상기 관통기둥(520) (620)을 관통시켜 용접한다. 상기 금속캡(530) (630)은 조립과정에서 상기 세라믹 디스크(200)의 표면전극(222) (212)과 전기적으로 접속된다. 상기 관통도체(500) (600)는 상기 세라믹 디스크(200)의 관통구멍(220) (210)과 접지판(300)의 타원형 구멍(330)에 관통삽입된다. 상기 세라믹 디스크(200)의 관통구멍(220) (210)의 직경은 상기 관통도체(500) (600)의 관통기둥(520) (620)의 직경보다 크다. 상기 금속캡(530) (630)의 구멍 직경은 관통기둥(520) (620)이 억지 끼워맞춤되어 용접될 정도로 관통기둥 직경보다 약간 작거나 같다.

상기 관통기둥(520) (620)은 각각 실리콘 수지와 같은 절연튜브(550) (650)로 덮혀있다. 상기 절연튜브(550) (650)의 상단은 상기 금속캡(530) (630)의 내측면과 접촉하고 있다. 상기 절연튜브(550) (650)의 하단은 상기 절연케이스(420)의 하단과 같거나 또는 약간 짧게 형성되어 있으며, 약간 길게 형성되어도 상관은 없다.

그리고 관통형 캐패시터의 조립이 완료되면 절연케이스(400)의 상부와 하부로부터 에폭시와 같은 동일 절연수지물(700)을 충진시켜 몰딩한다.

제 8 도는 상기 접지판(300)의 평면8a도)와 A-A선 단면도(bb도)를 도시한 것이다.

여기에서 접지판(300) 평면과 재치면(310) 사이에는 경사진 단턱(307)이 형성되어 있다. 상기 타원형 구멍(330)의 좌측과 우측 직경은 상기 세라믹 디스크(200)의 관통구멍(210) (220)을 가리지 않도록 이들보다 약간 크거나 같게 형성된다. 상기 다수개의 관통홀(320)은 타원형으로 일정간격을 두고 형성되고, 이 관통홀(320)을 통하여 절연케이스(400)가 일체로 성형된다.

제 9 도는 본 발명의 일체형 절연케이스가 테이퍼(기울기)져 있음을 도시한 수직단면도이다.

여기에서 W₄-W₁은 절연케이스(400)의 최대두께로서 접지판(300)에 접한 부분이 된다. W₃-W₂는 절연케이스(400)의 최소 두께로서 접지판(300)에서 가장 멀리 떨어진 케이스의 양끝단 부분이다. 이러한 절연케이스의 구조는 기계적 안정성을 보장하게 되며 또한 세라믹 디스크의 삽입을 용이하게 한다.

제10도와 제11도 및 제12도는 본 발명의 제 2 실시예이다.

이하의 도면에서 전술한 실시예의 도면과 같은 부재는 동일한 도면부호를 사용하였다. 상기 제 2 실시예의 중요 특성은 상기 세라믹 디스크(200)가 놓여질 접지판(300)상의 재치면(310)에 반원 요홈(313)을 형성한 것이다. 상기 요홈(313)의 깊이는 실납이 재치될 수 있도록 그 크기가 필요에 따라 결정된다. 상기 요홈(313)을 따라 실납이 재치된 후 상기 세라믹 디스크(200)가 그위에 놓여지고, 이어서 고주파 유도가열이나 전기로를 이용한 290℃-310℃ 정도의 온도로 가열한다.

그러면 상기 요홈(313)에 재치된 실납이 녹으면서 상기 세라믹 디스크(200)와 재치면(310) 사이에 땜납이 이루어져 부착 고정된다.

제13도와 제14도는 본 발명의 제 3 실시예이다.

이 도면에서 전술한 실시예의 도면과 같은 부재는 동일한 도면부호를 사용하였다. 상기 제13도와 제14도에 도시된 중요특징은 절연케이스(400)의 내측타원형 구멍에 상기 세라믹 디스크(200)를 안내하는 안내경사부(423)와 세라믹 디스크(200)의 측면에 접하여 정확한 세라믹 디스크의 위치 세팅을 유도하는 접속부(442)를 형성한 것이다.

상기 안내경사부(432)에 의하여 세라믹 디스크(200)가 안정되는 안내되고, 상기 접속부(442)에 의하여 세라믹 디스크(200)가 정확한 위치에 재치되게 된다. 또한, 상기 접속부(442)는 접지판(300)의 재치면(310)에 세라믹 디스크(200)를 배치고정시킬때 세라믹 디스크(200)의 위치이탈에 따른 위치편심(치우침)을 방지하여 위치 편심에 다른 캐패시터의 전극 쇼트 가능성을 배제시키게 된다.

제15도와 제16도는 본 발명의 제 4 실시예를 도시한 것이다.

여기에 예시된 중요특징은 접지판(300)상에 관통홀(320)을 통하여 낮은 높이의 상부벽(435)과 하부절연케이스(430)가 일체로 형성되고, 상기 낮은 상부벽(435)의 외면에는 별도의 상부 절연케이스(440)의 내면에 삽입되어 씌워지는 구조가 된다.

상기 하부 절연케이스(430)와 일체로 된 상부벽(435)은 접지판(300)의 관통홀(320)를 통해 접지판(300)의 재치면(310) 높이 보다 약간 높은 높이로 형성된다.

여기에서, 접지판(300)상에 일체로 형성되는 낮은 상부벽(435) 및 하부 절연케이스(430)와 상기 낮은 상부벽(435)이 삽입되는 상기 상부 절연케이스(440)는 동일재료로 정밀하게 만들어지므로 끼워맞춤 부분에서 에폭시계의 동일 절연수지물(700)의 누출염려가 없고 상하부 절연케이스의 분리가능성도 배제된다.

이러한 구조는 접지판(300)의 재치면(310)에 세라믹 디스크(200)등을 위치시킬때 상부 절연케이스의 높이가 조립성을 저하시키는 문제를 해결한다. 즉제 4 실시예는 접지판(300)상의 재치면(310)에 세라믹 디스크(200)등의 정밀배치시킬때 상부벽(435)이 낮기 때문에 작업성이 좋아지며, 이후 상부 절연케이스(440)를 상부벽(435) 바깥쪽으로 결합 고정시키면 그 이후에는 앞의 실시예와 같은 효과를 얻을 수 있다.

제17도와 제18도는 본 발명의 제 5 실시예를 도시한 것이다.

여기에 예시된 중요 특징은 상부 절연케이스(410)와 하부 절연케이스(420)가 일체로 형성될 접지판(300)의 중앙에 평면상 양단이 타원형으로 된 플랜지(340)가 상방으로 돌출 형성되고, 상기 접지판(300)의 플랜지(340)에 단면이 "ㄱ"자로 형성된 링형의 접지전극(350)이 억지끼워맞춤되게 형성된 것이다.

상기 접지판(300)은 약자성체나 비자성체의 금속도체로 되고 접지전극(350)은 여기에서 인덕턴스를 얻기 위한 강자성체의 금속도체로 되어 있다.

이와같이 구성된 제 5 실시예에서는 접지판(300)의 플랜지(340)에 링형의 접지전극(350)을 억지끼워맞춤하고 여기에 세라믹 디스크(200)의 공통표면 전극을 전기적으로 접속시키는 구조가 된다.

이러한 제 5 실시예는 세라믹 디스크(200)를 안착시켜 전기적으로 접속시키는 접지판(300)의 가공과정을 단순화시키는 효과가 얻어진다.

이때 관통도체(500) (600)에 삽입된 금속캡(510) (630)과 세라믹 디스크(200)의 분할표면전극(222) (212), 그리고 세라믹 디스크(200)의 공통표면전극(230)과 링형 접지전극(350)의 접속은 납을 사이에 두고 고주파 유도가열을 통하여 실행된다.

이러한 고주파 유도가열에 의한 전기적 접속기법은 관통형 캐패시터의 조립 작업능률 및 생산성의 향상을 기할 수 있게 된다.

제19도는 본 발명의 접지판(300)의 타실시예로서, 접지판(300)의 타원형 구멍(330)둘레를 따라 형성될 상,하절연 케이스 일체화를 가능하게 하는 결합용 관통홀(312, 322)을 일체형 절연케이스의 두께 영역(325)내에서 서로 지그재그로 형성하고 있다.

이에 따라 상기 접지판(300)을 중심으로 하여 상, 하 절연케이스(410, 420)를 일체로 몰드 성형할때 상기 지그재그형 관통홀(321) (322)을 통하여 일체로 형성된 상, 하 절연케이스(410, 420)의 결합력이 증대되므로, 상기 접지판(300)과 절연케이스(400)의 접촉이 완벽해져 캐패시터 내부에 에폭시계의 동일 절연수지물(700)을 충진할때 누출 현상을 막을 수 있게 되고 또한 기계적인 강도를 높일 수 있게 된다.

제20도와 제21도는 본 발명의 제 6 실시예를 도시한 것이다.

여기에 예시된 중요특징은 관통도체(500) (이하 관통도체(500) (600)을 대표한다.)의 상단이 프레스 작업에 의해 평단자가 형성되고, 하단의 관통기둥(520) 상부에 금속캡을 확실하게 고정위치시킬 수 있는 구조에 있다.

제 6 실시예의 20도 (a)에서는 관통도체(500)는 원기둥형으로 된 관통기둥(520)을 마련하고 이 관통기둥(520)의 상단을 프레스 가공하여 평단자(510)를 성형하고, 이 평단자(510) 하단의 관통기둥(520)의 소정위치에 금속캡(530)의 확실한 고정위치 설정을 위한 변형부(525)를 마련하여서 된 것이다.

상기 변형부(525)는 그 단면이 장축(a)과 단축(b)을 가지게 되는데 제21도(a)와 같이 타원형 단면으로 성형할 수 있고 제21도(b)와 같이 원형단면의 양쪽을 일부 절개하여 장축(a)와 단축(b)을 만들수도 있다.

또한, 상기 변형부(525)의 장축(a)와 단축(b)의 비율(b/a)은 0.6-0.98정도로 마련된다.

제20도b는 관통도체(500)의 변형부(525)를 나타낸 다른 예로서, 이 관통도체(501)는 금속캡(530)의 고정위치 설정을 위해 원주방향으로 압압하여 일자형의 요철이 형성된 위치고정부(527)를 마련할 수도 있다.

이와같이 구성된 제 6 실시예는 관통도체(500)의 관통기둥(520) 하단으로부터 원통캡형의 금속캡(530)을 상향으로 밀어 끼우면 관통기둥(520)의 변형부(525)에서 금속캡(530)이 흔들림없이 안정되게 고정되게 된다.

상술한 바와같은 제 6 실시예에서 평단자(510)와 관통기둥(520)이 하나의 소재에 의해 일체로 되고 평단자(510) 하단의 관통기둥(520)에 변형부(525)가 형성된 관통도체(500)를 마련하므로서 종래의 관통도체에 조립시 필수공정인 납땜 공정이 필요치 않아 제작단가가 절감된다.

또한, 관통도체(501)는 관통기둥(520)에 금속캡(530)을 삽입고정시키는 것만으로 사전에 마련된 위치 고정부(527)에 의해 금속캡(530)의 정확한 위치 설정이 이루어지게 되므로 통상의 공정에서 요구되는 납땜 공정을 삭제시킬 수 있게 된다.

제22도는 본 발명의 제 7 실시예를 도시한 것으로, a도는 관통도체의 분해사시도이고 b도는 그의 결합단면도이다.

여기에서의 중요특징은 관통도체(500)의 관통기둥(520)에 원통형 금속캡(530)을 일체로 형성하고 여기에 평단자(510)을 압입고정하는 구조에 있다.

상기 제 7 실시예에서 평단자(510)의 하단에는 조립단편(512)이 연장되고, 원기둥형의 관통기둥(520) 상단에는 상기 평단자(510)의 조립단편(512)이 삽입고정되는 삽입홀(532)과 세라믹 디스크(200)의 전극면에 접속되는 원통캡형의 금속캡(530)을 일체로 형성한다.

상기 관통기둥(520)의 삽입홀(532)과 금속캡(530)은 단조성형기에 의해 자동으로 성형된다.

또, 상기 평단자(510)의 조립단편(512)과 관통기둥(520)의 삽입홀(532) 형상은 사각형으로 되어 있으나 원형 또는 육각형으로 하여도 무방하다.

상기와 같이 관통기둥(520)의 삽입홀(532)에 평단자(510)의 조립단편(512)을 삽입하여 납땜 고정하거나, 억지끼워맞춤으로 압입고정하므로서 완성품의 관통도체(500)를 얻게 된다.

그러므로, 관통도체의 평단자와 관통기둥 및 금속캡의 기능을 갖는 관통도체(500)에 의해 관통형 캐패시터의 부품수 및 조립공정이 감소되고 작업능률 및 생산성이 향상된다.

또, 조립시 접착불량이나 금속캡의 경사접착의 염려가 없어 조립오차가 줄어들게 되고 관통형 캐패시터에 조립하여 사용시 관통도체에 마그네트론의 히터전원을 걸어도 방전의 염려가 없어 제품의 신뢰성이 향상된다. 제23도는 본 발명의 제 8 실시예를 도시한 것으로 a도는 관통도체의 분해사시도이고, b도는 그의 결합단면도이다.

여기에서의 중요특징은 하나의 평판부재로 관통기둥과 평단자가 일체로 형성된 관통도체와, 상기 일체형 관통도체의 관통기둥에 끼워져 고정되는 금속캡의 구조에 있다.

상기 제 8 실시예에서 관통도체(500)는 평단자(514)와 관통기둥(522)이 동일두께의 평판으로 되고, 금속캡(530)은 하단주연부에 플랜지(531)가 형성되며, 원통캡형의 상단에 상기 관통기둥(522)의 양측면을 감싸는 수직 단편(533)이 마련되고 있다.

상기와 같은 관통도체(500)의 관통기둥(522) 하단으로부터 금속캡(530)의 수직단편(533)이 관통기둥(522)의 양측면을 감싸도록 삽입시켜 소정위치에서 납땜 고정된다.

그러므로, 금속캡(530)이 관통도체(500)의 관통기둥(522)에 대해 기울어짐이 없이 납땜 고정되게 되므로 관통도체의 조립오차가 줄어들게 된다.

또, 조립시 관통도체(500)와 금속캡(530)의 접착불량 또는 경사접착의 염려가 없어 이의 조립 오차가 최소한으로 줄어들고, 관통형 캐패시터에 사용시에도 관통도체(500)와 접지판(300)간의 방전염려가 없어 제품의 신뢰성이 향상된다.

제24도는 본 발명의 제 9 실시예를 도시한 것이다.

여기에서 중요특징은 관통도체의 평단자와 금속캡 및 원통기둥이 일체로 성형된 구조에 있다.

상기 제 9 실시예의 관통도체의 제조공정은 환봉소재(521)를 소정길이로 절단하고 상기 환봉소재(521)를 그의 하단으로부터 작은 직경으로 일정길이 만큼 밀어올려 관통기둥(524) 및 원판형의 플랜지(534)를 형성한 다음 프레싱하여 원통캡형의 금속캡(535)을 형성하고, 환봉소재(521)의 상단 또한 프레싱하여 평단자(515)를 형성하는 것으로 본 발명의 관통도체(500)를 얻게 된다.

이와같이 관통도체 및 금속캡의 기능을 갖는 하나의 관통도체(500)를 마련하므로서, 부품수 및 조립공정이 감소된다.

또, 조립시 접착불량이나 경사접착의 염려가 없어 조립오차가 줄어들고, 관통도체(500)가 단일체로 구성되어 있어 전기 전도성이 양호해져 관통형 캐패시터의 특성이 향상된다.

제25도는 본 발명의 제10실시예를 도시한 것으로 (a)는 관통도체의 분해 사시도이고 (b)는 그의 조립단면도이다.

여기에서의 중요특징은 관통도체의 금속캡과 평단자가 일체로 형성된 것이다.

상기 제10실시예에서 단자부(540)는 판재로 된 것으로서, 상부에 평단자(541)가 형성되고 그 하부에 관통기둥홀(543)이 천설된 캡형의 금속캡(537)이 역 "T"자를 이루도록 일체로 형성되어 있다.

관통기둥부(525)는 원통형의 봉체이다.

이와같이 상기 단자부(540)의 금속캡(537)에 천설된 관통기둥홀(543)내로 관통기둥부(525)를 끼워 삽입하고 그 결합부를 납땜 또는 용접하므로서 완성된 관통형 캐패시터의 관통도체를 얻게 된다.

제26도와 제27도는 본 발명의 제11실시예를 도시한 것이다.

여기에서의 중요특징은 세라믹 디스크(200)의 상면 두전극 사이에 역사다리꼴의 요홈이 형성된 구조에 있다.

상기 세라믹 디스크(200)의 상면전극(212) (222) 사이에 역사다리꼴의 요홈(240)이 형성되는데 이는 전극절연간격(G), 깊이(D) 및 내면간격(S)을 갖는다.

상기 세라믹 디스크(200)의 전극절연간격(G)와 깊이(D)는 각각 1-1.5mm로 유지되고 내면간격(S)은

로 됨이 바람직하다.

그 이유는 제27도와 같이 전극절연간격(G)와 깊이(D)를 각각 같은 치수로 변경시키고 내면간격(S)을 같은 비율로 변화시키면서 절연수지물로 절연을 유지하여 절연파괴 전압을 측정해본 결과 불안정한 입력단 전압에 대하여 가장 안정되고 절연파괴 내력이 높아 신뢰성이 높은 세라믹 디스크를 얻을 수 있기 때문이다.

상기 제27도에서 X축은 전극절연간격(G)와 깊이(D)이고, 여기에서의 조건은 G=D일때의 그래프이다.

Y축은 절연파괴 전압을 나타낸다.

여기에서의 전압은 교류(AC) 전압이고 단위는 이다.

특히, 상기 전극절연간격(G)과 깊이(D)가 1.5mm-1.35mm이고 내면간격(S)이 0.8mm-1.0mm일때 가장 높은 절연파괴전압을 얻을 수 있었다.

즉, 세라믹 디스크(200)의 전극절연간격(G)와 내면간격(S) 사이의 비 G/S=1.35-1.45일때 가장 높은 절연파괴 내력이 얻어짐을 알 수 있다.

상술한 바와같이 상면전극(212) (222) 사이의 전극절연간격(G)와 깊이(D) 및 내면간격(S)에 의해 역사다리꼴의 요홈(240)이 형성된 세라믹 디스크(200)를 마련하므로서, 동일 절연수지물(700)과 세라믹 디스크(200)의 절연파괴내력차에 의하여 세라믹 디스크의 상면전극부근에 발생되는 전계집중 효과를 방지할 수 있어 불안정한 입력단 전압에 대하여 가장 안정되고 절연파괴 내력이 높은 고전압 관통형 캐패시터를 얻을 수 있는 것이다.

한편, 금속캡(530) (630)과 세라믹 디스크(200)에 의해 분해되는 상부와 하부 절연수지물, 즉 동일 절연수지물(700)의 물성은 쇼어경도(Hs)가 50 이하이고 열변형 온도(T)가 30℃ 이하이다.

이러한 상부와 하부 절연수지물(동일 절연수지물)의 쇼어경도 및 열변형 온도는 비교적 낮기 때문에 관통도체(500) (600)를 지지하는데는 충분한 기계적 강도가 얻어지지는 못하였으나 히트사이클 시험에서는 우수한 관통형 캐패시터의 내압특성이 얻어졌다. 상하부 절연수지물(동일 절연수지물)에 의해 부여되지 않은 관통도체의 확실한 기계적 고정강도를 확보하기 위해 일정한 두께의 타절연수지물을 상기 상부 절연수지물위에 추가로 몰딩할 수 있다. 이때의 절연수지물의 쇼어경도는 78-82이고 열변형 온도는 58-62℃가 바람직하다.

상기 동일 절연수지물(700)의 또다른 실시예로서 상기 상부와 하부 절연수지물은 쇼어경도가 75-85이고, 열변형온도가 45℃-55℃이며, 내아크성 120sec 이상의 동일물성 에폭시 수지로 충진시킨다. 이 경우 내압특성의 저하가 나타나기는 하지만 상기 절연수지물(700) 위에 또다른 절연수지물의 추가 몰딩없이 관통도체의 안정된 기계적 고정강도를 얻을 수 있다.

Claims (19)

1. 상면에 분리된 두전극과 하면에 공통전극을 갖는 세라믹 디스크(200) ; 중앙에 큰 타원형 관통구멍을 갖는 타원형의 돌기부가 형성되고 상기 돌기부에는 상기 세라믹 디스크가 놓여지는 타원형의 재치면(310)이 형성되며 상기 타원형의 돌기부와 일정간격을 두고 그 주변을 따라 다수개의 타관통홀(320)이 형성된 접지판(300) ; 상기 접지판(300)상의 타관통홀(320)을 통하여 세라믹 디스크를 둘러싸는 상부 절연케이스와 하부 절연케이스가 상기 접지판(300)에 일체로 사출성형된 타원형 기둥형상의 절연케이스(400) ; 상기 세라믹 디스크의 상부 분리전극쌍 각각에 접속되는 한쌍의 금속캡(530) (630)에 전기적 접속상태로 관통되고 세라믹 디스크의 관통구멍(220) (210)에 관통되는 한쌍의 관통도체(500) (600) ; 상기 관통도체 각각의 관통기둥(520) (620)을 감싸주는 한쌍의 절연튜브(550) (650) ; 및 상기 일체형의 절연케이스(400)의 상, 하 내부에 충진되는 동일 절연수지물(700) ; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 관통형 캐패시터.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 접지판(300)의 재치면(310)에는 실납을 재치하기 위한 반원요홈(313)이 형성된 것을 특징으로 하는 관통형 캐패시터.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 일체형의 절연케이스(400) 내측에는 상기 세라믹 디스크(200)를 안내해주기 위한 안내경사부(432)와 세라믹 디스크(200)의 정위치를 잡아주기 위한 접속부(442)가 형성된 것을 특징으로 하는 관통형 캐패시터.
4. 상면에 분리된 두전극과 하면에 공통전극을 갖는 세라믹 디스크(200) ; 중앙에 큰 타원형 관통구멍을 갖는 타원형의 돌기부가 형성되고 상기 돌기부에 상기 세라믹 디스크가 놓여지는 타원형의 재치면(310)이 형성되며 상기 타원형의 돌기부와 일정간격을 두고 그 주변을 따라 다수개의 타관통홀(320)이 형성된 접지판(300) ; 상기 접지판(300)의 타관통홀(320)을 통하여 세라믹 디스크 편심방지용 낮은 상부벽(435)과 하부 절연케이스(430)과 상기 접지판(300)에 일체로 사출성형된 타원형의 절연케이스 ; 상기 일체형 절연케이스의 낮은 상부벽(435)을 감싸면서 삽입설치된 상부 절연케이스(440) ; 상기 세라믹 디스크의 상부 분리전극쌍 각각에 접속되는 한쌍의 금속캡(530) (630)에 전기적 접속상태로 관통되고 세라믹 디스크의 관통구멍(220) (210)에 관통되는 관통도체(500) (600) ; 상기 관통도체 각각의 관통기둥(520) (620)을 감싸주는 한쌍의 절연튜브(550) (650) ; 및 상기 상부 절연케이스(440)와 하부 절연케이스(430)의 내부에 충진되는 동일 절연수지물(700) ; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 관통형 캐패시터.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 접지판(300)에 타원형의 구멍을 갖는 플랜지(340)를 형성하고, 상기 플랜지 외면에 세라믹 디스크 안착용 재치면을 형성하는 "ㄱ"자 형태의 링형의 접지전극(350)이 억지끼워 맞춤된 것을 특징으로 하는 관통형 캐패시터.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 접지전극(350)은 강자성체로 된 것을 특징으로 하는 관통형 캐패시터.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 접지판(300)상에 마련되어 상하부 절연케이스를 일체형으로 사출성형하기 위한 다수개의 타관통홀(320)은 접지판과 절연케이스와의 결합력을 증대시키기 위해 지그재그 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 관통형 콘덴서.
8. 제 1 항에 있어서, 관통형 캐패시터의 최대의 내압특성을 유지하기 위한 상기 동일 절연수지물(700)의 물성을 쇼어 경도(Hs)가 50이고, 열변형 온도가 30℃인 것을 특징으로 하는 관통형 캐패시터.
9. 제 1 항에 있어서, 관통도체의 안정된 기계적 고정강도를 유지하기 위한 상기 동일 절연수지물(700)의 물성은 열변형 온도가 45℃-55℃이고, 쇼어경도가 75-85이며, 내아크성이 120sec인 것을 특징으로 하는 관통형 캐패시터.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 세라믹 디스크(200)는 상면 두 분리전극 사이에 전극 절연간격(G)와 깊이(D) 및 내면간격(S)에 의해 역사다리꼴의 요홈(240)이 형성된 것을 특징으로 하는 관통형 캐패시터.
11. 제10항에 있어서, 상기 세라믹 디스크(200)의 분리형 두전극 사이에 형성된 요홈(240)의 전극 절연간격(G)은 1-1.5mm인 것을 특징으로 하는 관통형 캐패시터.
12. 제10항에 있어서, 상기 세라믹 디스크(200)의 요홈(240)은 전극 절연간격(G)에 대한 내면간격(S)의 비율이 1.35 내지 1.45인 것을 특징으로 하는 관통형 캐패시터.
13. 상면에 분리된 두전극과 하면에 공통전극을 갖는 세라믹 디스크(200) ; 중앙에 큰 타원형 관통구멍을 갖는 타원형의 돌기부가 형성되고 상기 돌기부에 상기 세라믹 디스크가 놓여지는 타원형의 재치면이 형성되며 상기 타원형 돌기부와 일정간격을 두고 그 주변에 다수개의 타관통홀이 형성된 접지판(300) ; 상기 접지판(300)에 형성된 타관통홀을 통하여 상부에 세라믹 디스크를 둘러싸는 상부 절연케이스와 하부 절연케이스가 일체로 사출성형된 타원형 기둥형상의 절연케이스(400) ; 상기 세라믹 디스크의 상부 분리전극쌍 각각에 접속되는 한쌍의 금속캡과 세라믹 디스크의 관통구멍에 관통되며, 상기 금속캡의 밀착고정을 위해 관통기둥(520)의 단면에 장축(a)과 단축(b)이 형성되도록 변형부(525)를 형성하고, 상기 관통기둥(520)에 일체로 평단자(510)를 형성한 한쌍의 관통도체(500) (600) ; 상기 관통도체 각각의 관통기둥(520) (620)을 감싸주는 한쌍의 절연튜브(550) (650) ; 상기 상하부 절연케이스 내부에 충진되는 동일 절연수지물(700)을 포함하는 것을 특징으로 하는 관통형 캐패시터.
14. 제13항에 있어서, 상기 변형부(525)에 의해 형성되는 관통기둥(520)의 장축(a)과 단축(b)의 비율(b/a)은 0.6-0.98인 것을 특징으로 하는 관통형 캐패시터.
15. 제13항에 있어서, 상기 평단자(510) 일체형 관통기둥(520)의 금속캡 고정부위에 금속캡 끼워맞춤 고정을 위한 일자형의 요철 형상의 위치고정부(527)를 마련한 것을 특징으로 하는 관통형 캐패시터.
16. 제13항에 있어서, 상기 관통도체(500)는 그의 관통기둥(520)의 상단에 원통형 금속캡(530)을 일체로 형성하고, 상기 원통형 금속캡(530)상에는 평단자(510)에 일체로 형성된 조립단편(512) 삽입고정용 삽입홀(532)를 형성한 것을 특징으로 하는 관통형 캐패시터.
17. 제13항에 있어서, 상기 관통도체(500)는 평판재로써 평단자(514)와 관통기둥(522)을 일체로 형성하고, 상기 관통기둥(522)을 따라 삽입되어 상기 편단자(514) 하단에 삽입 고정될 원통캡형의 금속캡은 그 상단에 슬릿포밍으로서 관통기둥의 양측면을 감싸도록 수직단편(533)을 형성한 것을 특징으로 하는 관통형 캐패시터.
18. 제13항에 있어서, 상기 관통도체(500)는 환봉소재를 가공하여 평단자(515)와 원통캡형의 금속캡(535)과 관통기둥(524)를 일체로 형성한 것을 특징으로 하는 관통형 캐패시터.
19. 제13항에 있어서, 상기 관통도체(500)는 금속캡과 평단자의 기능을 갖는 판재로 된 역 "T"자형의 단자부(540)와, 상기 단자부(540)의 관통기둥홀(543)에 삽입고정되는 원통형의 관통기둥(525)으로 형성한 것을 특징으로 하는 관통형 캐패시터.

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