JP4338040B2 - 高電圧コンデンサ、高電圧コンデンサ装置、及び、マグネトロン - Google Patents

Description

本発明は、高電圧コンデンサ、高電圧コンデンサ装置、及び、この高電圧コンデンサ装置を用いたマグネトロンに関する。

この種の高電圧コンデンサ装置は、例えば、マグネトロンの発振動作時に発生する不要輻射波を除去するフィルタとして、マグネトロンに組み込まれるもので、一般的な構造として、高電圧コンデンサと、棒状導体（中心導体）と、接地金具とを含む（特許文献１参照）。

高電圧コンデンサは、間隔をおいて２つの貫通孔が形成された誘電体磁器素体と、誘電体磁器素体の一面側に備えられた２つの個別電極と、誘電体磁器素体の他面側に備えられた共通電極とを含む。棒状導体のそれぞれは、誘電体磁器素体の貫通孔に貫通して備えられ、個別電極のそれぞれと電気的、機械的に接続されている。接地金具は、共通電極と電気的、機械的に接続され、棒状導体と絶縁されている。

ところで、この種の高電圧コンデンサ装置では、全体コストに占める誘電体磁器素体のコスト比率が大きい。誘電体磁器素体のコストは、その体積に比例する。そこで、全体のコストを低減するためには、誘電体磁器素体の体積を低減し、小型化しなければならない。

ところが、この種の高電圧コンデンサ装置では、誘電体磁器素体に間隔をおいて２つの貫通孔を形成し、この貫通孔内に棒状導体を貫通させる構造であるから、貫通孔間の距離を、棒状導体間の耐電圧を確保するに十分な大きさに保つ必要があり、小型化に限界がある。具体的には、貫通孔の配置方向で見た誘電体磁器素体の寸法が、貫通孔間の距離と、貫通孔から両外側に図った外径との和よりも小さくすることができない。このため、誘電体磁器素体の形状を小型化、延いてはコストダウンに限界を生じていた。

しかも、２つの貫通孔を、間隔をおいて形成した比較的複雑な形状の誘電体磁器素体を用いていたので、この誘電体磁器素体と組み合わされる他の部品、例えば、棒状導体を個別電極に電気的、機械的に接続するための電極接続金具や、高電圧コンデンサの共通電極と電気的、機械的に接続される接地金具、更には外装となる絶縁カバーや、絶縁ケースなどの構造も、複雑になる傾向にあった。
特開平８−７８１５４号公報

本発明の課題は、製品の小型化を図り得る高電圧コンデンサ、高電圧コンデンサ装置、及び、マグネトロンを提供することである。

本発明のもう一つの課題は、製品の低コスト化を図り得る高電圧コンデンサ、高電圧コンデンサ装置、及び、マグネトロンを提供することである。

上述した課題を解決するため、本発明は、高電圧コンデンサ、高電圧コンデンサ装置、及び、マグネトロンを開示する。

本発明に係る高電圧コンデンサは、少なくとも２つの棒状導体を含む高電圧コンデンサ装置に用いられるものであって、誘電体磁器素体と、個別電極と、共通電極とを含む。個別電極は、少なくとも２つであり、個別電極のそれぞれは、互いに間隔を隔てて、誘電体磁器素体の一面側に備えられ、誘電体磁器素体の外部を通る棒状導体のそれぞれに接続される。共通電極は、誘電体磁器素体の他面側に備えられている。

本発明に係る高電圧コンデンサは、棒状導体と、接地金具と組合されて、高電圧コンデンサ装置を形成する。棒状導体のそれぞれは、誘電体磁器素体の外部に備えられ、個別電極と電気的に接続されている。接地金具は、共通電極と電気的に接続されている。

ここで、本発明に係る高電圧コンデンサは、個別電極のそれぞれが、誘電体磁器素体の外部を通る棒状導体のそれぞれに接続される。従来と異なって、誘電体磁器素体は、貫通孔を持たない。つまり、従来の誘電体磁器素体との比較では、貫通孔の配置方向で見た誘電体磁器素体の寸法だけとなり、貫通孔から両外側に図った外径部分が削除された形態となる。このため、誘電体磁器素体の形状を小型化し、延いてはコストダウンを達成することが可能になる。

しかも、本発明では、貫通孔を持たない単純な形状の誘電体磁器素体を用いるので、この誘電体磁器素体と組み合わされる他の部品、例えば、棒状導体を個別電極に電気的、機械的に接続するための電極接続金具や、高電圧コンデンサの共通電極と電気的、機械的に接続される接地金具などの構造も、簡単になる。

また、誘電体磁器素体に貫通孔を形成する工程が不要であるから、製造工程が簡単となり、製品歩留まりの向上、及び、製品の低コスト化を図ることができる。

更に、本発明に係る高電圧コンデンサ装置では、棒状導体のそれぞれは、個別電極と電気的に接続されており、接地金具は、共通電極と電気的に接続されているから、従来の高電圧コンデンサ装置と同様の周波数特性、例えば、不要輻射波の吸収特性が得られ、マグネトロンのフィルタとして使用できる。

従来、棒状導体を誘電体磁器素体に貫通させなければ、棒状導体の脇から輻射ノイズが漏洩するという固定的な観念のもとに、貫通孔が設けられた誘電体磁器素体を使用していた。この従来の考え方によれば、本発明に係る高電圧コンデンサ装置では、棒状導体のそれぞれは、誘電体磁器素体の外部に備えられることになるので、輻射ノイズの漏洩が発生してしまうようにも思える。しかし、実際には、輻射ノイズが発生することがなく、従来の貫通タイプの高圧コンデンサを用いたものと遜色のない特性が得られることが確認された。

以上のべたように、本発明によれば、次のような効果を得ることができる。
（ａ）製品の小型化を図り得る高電圧コンデンサ、高電圧コンデンサ装置、及び、マグネトロンを提供することができる。
（ｂ）製品の低コスト化を図り得る高電圧コンデンサ、高電圧コンデンサ装置、及び、マグネトロンを提供することができる。

本発明の他の特徴及びそれによる作用効果は、添付図面を参照し、実施例によって更に詳しく説明する。

図１は、本発明に係る高電圧コンデンサの一実施例を示す斜視図、図２は図１に示した高電圧コンデンサの平面図、図３は図２の３−３線に沿った断面図である。図１において、本発明に係る高電圧コンデンサ１は、誘電体磁器素体２１と、個別電極３１、３２と、共通電極３３とを含む。

誘電体磁器素体２１の組成は、任意である。例えば、BaTiO₃−BaZrO₃−CaTiO₃を主成分とし、一種または複数種の添加物を含む組成とすることができる。誘電体磁器素体２１は、機械的・電気的応力の集中を避けるため、全体として適度なＲ（丸み）を付けることが好ましい。

個別電極３１、３２は、棒状導体６１、６２（図４参照）に接続するためのものである。個別電極３１、３２は、少なくとも２つであり、誘電体磁器素体２１の一面側に備えられている。個別電極３１、３２のそれぞれは、凹部２２により、間隔が隔てられている。

共通電極３３は、接地金具５１（図４参照）に接続するためのものであり、誘電体磁器素体２１の他面側に備えられている。

誘電体磁器素体２１は、凹部２２と、導体案内用凹部２３１、２３２とを含む。凹部２２は個別電極３１ー３２の間に設けられ、両者間の沿面距離を増大させる。図示は省略するが、凹部２２の代わりに凸部としてもよい。凹部２２は、個別電極３１ー３２の間の沿面距離を増大させるためのものであるから、その幅や深さは、必要な沿面距離が確保できるように選定される。

導体案内用凹部２３１、２３２は、棒状導体６１、６２のそれぞれを案内するためのものである。導体案内用凹部２３１、２３２のそれぞれは、誘電体磁器素体２１の側面のうち、凹部２２を挟んで互いに対向する側面に備えられている。

導体案内用凹部２３１、２３２のそれぞれは、個別電極３１、３２の境界線（凹部２２）を中心線として、対称に形成されることが好ましい。導体案内用凹部２３１、２３２は、例えば、半円形状とすることができる。

図４は本発明に係る高電圧コンデンサ装置の一実施例を示す正面断面図である。図示の高電圧コンデンサ装置は、高電圧コンデンサ１と、棒状導体６１、６２と、接地金具５１と、絶縁樹脂７１と、絶縁ケース７２と、絶縁カバー７３と、絶縁チューブ７５、７６とを含む。

図４において、接地金具５１は、使用状態において、アース電位となるものであり、例えば、鉄材、銅、真鍮等の導電性金属材料からなる。接地金具５１は、その一面側に浮き上り部５１１を有する。浮き上り部５１１は、一面側から他面側に貫通する貫通孔５１２を有する。

高電圧コンデンサ１は、図１に示したものであり、接地金具５１の浮き上り部５１１上に支持されている。共通電極３３は、半田付け等の手段によって、浮き上り部５１１と電気的、機械的に接続されている。

棒状導体６１、６２は、２つ以上であり、貫通部６１１、６２１と、電極接続体６１２、６２２とを含む。例えば、鉄材、銅、真鍮等の導電性金属材料からなる。貫通部６１１、６２１は、誘電体磁器素体２１を貫通していない。すなわち、貫通部６１１、６２１は、誘電体磁器素体２１の外部に備えられ、貫通部６１１−６２１間に高電圧コンデンサ１を挟んでいる。

貫通部６１１、６２１は、誘電体磁器素体２１の側面に近接した部分を通り、接地金具５１の貫通孔５１２を貫通し、かしめ等の手段により、電極接続体６１２、６２２と電気的、機械的に接続されている。

電極接続体６１２、６２２は、導体材料からなり、タブ接続子（給電端子）としての機能を果たす。電極接続体６１２と個別電極３１、及び、電極接続体６２２と個別電極３２は、半田付け等の手段により電気的、機械的に接続されている。

絶縁チューブ７５、７６は、棒状導体６１、６２を被覆しており、貫通孔５１２を貫通して備えられている。絶縁チューブ７５、７６により、棒状導体６１、６２と接地金具５１との絶縁が確保される。絶縁チューブ７５、７６は、例えば、ＰＥＴ、ＰＢＴ、シリコーン樹脂等により構成できる。

絶縁ケース７２は、接地金具５１の一面側に備えられ、一端が浮き上り部５１１の外周側に挿着されている。絶縁カバー７３は、接地金具５１の他面側に備えられ、一端が浮き上り部５１１の内周側に挿着されている。絶縁ケース７２、及び、絶縁カバー７３は、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレートあるいは変性メラミン等で構成できる。

絶縁樹脂７１は、絶縁ケース７２の内部、及び、絶縁カバー７３の内部に充填され、高電圧コンデンサ１の周りを覆っている。これにより、高温環境や多湿環境でも装置の信頼性が維持される。絶縁樹脂７１としては、例えば、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂や、フェノール樹脂や、シリコーン樹脂等を用いることができる。

上述したように、本発明に係る高電圧コンデンサ１は、個別電極３１、３２のそれぞれが、誘電体磁器素体２１の外部を通る棒状導体６１、６２のそれぞれに接続される。従来と異なって、誘電体磁器素体２１は、貫通孔を持たない。つまり、従来の誘電体磁器素体２１との比較では、貫通孔の配置方向で見た誘電体磁器素体２１の寸法だけとなり、貫通孔から両外側に図った外径部分が削除された形態となる。このため、誘電体磁器素体２１の形状を小型化し、延いてはコストダウンを達成することが可能になる。

しかも、本発明では、貫通孔を持たない単純な形状の誘電体磁器素体２１を用いるので、この誘電体磁器素体２１と組み合わされる他の部品、例えば、棒状導体６１、６２を個別電極３１、３２に電気的、機械的に接続するための電極接続金具や、高電圧コンデンサの共通電極３３と電気的、機械的に接続される接地金具５１などの構造も、簡単になり、製品の低コスト化を図ることができる。

また、誘電体磁器素体２１に貫通孔を形成する工程が不要であるから、製造工程が簡単となり、製品歩留まりの向上、及び、製品の低コスト化を図ることができる。

更に、本発明に係る高電圧コンデンサ装置では、棒状導体６１、６２のそれぞれは、個別電極３１、３２と電気的に接続されており、接地金具５１は、共通電極３３と電気的に接続されているから、従来の高電圧コンデンサ装置と同様の周波数特性、例えば、不要輻射波の吸収特性が得られ、マグネトロンのフィルタとして使用できる。

従来、棒状導体６１、６２を誘電体磁器素体２１に貫通させなければ、輻射ノイズが発生するという固定的な観念のもとに、貫通孔が設けられた誘電体磁器素体２１を使用していた。この従来の考え方によれば、本発明に係る高電圧コンデンサ装置では、棒状導体６１、６２のそれぞれは、誘電体磁器素体２１の外部に備えられることになるので、輻射ノイズが発生してしまうようにも思える。しかし、実際には、輻射ノイズが発生することがなく、従来の貫通タイプの高圧コンデンサを用いたものと遜色のない特性が得られることが確認された。

図示の実施例では、例えば、周波数帯域３００ＭＨｚから１０００ＭＨｚにおいて、妨害ノイズＱＰ値（国際規格CISPR-11）が３７（ｄＢμＶ／ｍ）以下となり、従来品と同等の良好な特性が得られた。

また、図示の実施例では、導体案内用凹部２３１、２３２が設けられているので、平面方向から見て、個別電極３１、３２の中心に近い部分に棒状導体６１、６２が配置されることとなる。かかる構成により、個別電極３１、３２及び共通電極３３により形成されるコンデンサの中心に近い部分に棒状導体６１、６２が配置されることとなり、良好なフィルタ特性が得られる。

図５は、本発明に係る高電圧コンデンサ装置の別の一実施例を示す正面断面図、図６は図５の６−６線に沿った断面図である。以下の図において、図１〜図４に現れた構成部分に相当する部分ついては、同一の参照符号を付してある。それぞれの実施例は、共通の構成部分により、同様の作用効果を奏し得るが、重複説明は省略する。

図５、図６に示した高電圧コンデンサ装置は、高電圧コンデンサ１と、棒状導体６１、６２と、接地金具５１と、絶縁樹脂７１と、絶縁ケース７２と、リード導体６１３、６２３とを含む。

リード導体６１３は、電極接続体６１２及び個別電極３１と電気的、機械的に接続され、リード導体６２３は、電極接続体６２２及び個別電極３２と電気的、機械的に接続されている。電気的、機械的に接続方法としては、半田付け、かしめ等を挙げることができる。

高電圧コンデンサ１は、接地金具５１のうち、浮き上っていない部分５１３に支持されている。共通電極３３は、半田付け等の手段によって、浮き上っていない部分５１３と電気的、機械的に接続されている。

図示の高電圧コンデンサ装置では、貫通孔を持たない誘電体磁器素体２１の構成に起因して、高電圧コンデンサ装置全体の部品点数の削減が可能となり、部品点数が減ることにより、コスト低減ばかりでなく、信頼性も改善する。

図７は、本発明に係る高電圧コンデンサの別の一実施例を示す平面図、図８は図７の８−８線に沿った断面図である。

図７、図８に示した高電圧コンデンサ１は、誘電体磁器素体２１と、個別電極３１、３２と、共通電極３３とを含む。誘電体磁器素体２１は、誘電体磁器素体２１と、凹部２２とを含み、導体案内用凹部２３１、２３２（図１参照）が設けられていない。

図９は、本発明に係る高電圧コンデンサ装置の更に別の一実施例を示す正面断面図、図１０は図９の１０−１０線に沿った断面図である。

図９、図１０に示した高電圧コンデンサ装置は、高電圧コンデンサ１と、棒状導体６１、６２と、接地金具５１と、絶縁樹脂７１と、絶縁ケース７２と、リード導体６１３、６２３とを含む。

高電圧コンデンサ１は、接地金具５１の浮き上り部５１１上に支持されている。共通電極３３は、半田付け等の手段によって、浮き上り部５１１と電気的、機械的に接続されている。

図１１は、本発明に係るマグネトロンの一実施例を示す部分破断面図、図１２は図１１に示したマグネトロンの電気回路図である。

図１１に示したマグネトロンは、例えば、電子レンジ用のマグネトロンである。図示のマグネトロンは、フィルタボックス８４と、陰極ステム８５と、高電圧コンデンサ装置２とを含む。

フィルタボックス８４は、陰極ステム８５を覆うように配置され、接地電極ＧＮＤ（図１２参照）に接続されている。フィルタボックス８４には、冷却フィン８４２、ガスケット８４３、ＲＦ出力端８４４、及び、磁石８４５が備えられている。

高電圧コンデンサ装置２は、フィルタボックス８４の側面板８４１に設けた貫通孔を貫通して設けられ、接地金具５１が側面板８４１と電気的、機械的に接続されている。

インダクタ８１、８２は、フィルタボックス８４の内部において、陰極ステム８５の陰極端子、及び、高電圧コンデンサ装置２と接続されている。

図１２において、高電圧コンデンサ装置２は、インダクタ８１、８２と共にフィルタを構成している。インダクタ８１、８２のそれぞれは、一端側が発振器８３に導かれ、他端側が個別電極３１、３２のそれぞれに導かれている。

マグネトロンには、棒状導体６１、６２の電極接続体６１２、６２２に、例えば、商用周波数、又は、２０ｋＨｚ〜４０ｋＨｚ程度の周波数を持つ４ｋＶ_0-P程度の高電圧が印加され、発振動作をし、ノイズが発生する。
このとき、高電圧コンデンサ装置のフィルタ作用により、外部に出るノイズが低減される。

以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。

本発明に係る高電圧コンデンサの一実施例を示す斜視図である。 図１に示した高電圧コンデンサの平面図である。 図２の３−３線に沿った断面図である。 本発明に係る高電圧コンデンサ装置の一実施例を示す正面断面図である。 本発明に係る高電圧コンデンサ装置の別の一実施例を示す正面断面図である。 図５の６−６線に沿った断面図である。 本発明に係る高電圧コンデンサの別の一実施例を示す平面図である。 図７の８−８線に沿った断面図である。 本発明に係る高電圧コンデンサ装置の更に別の一実施例を示す正面断面図である。 図９の１０−１０線に沿った断面図である。 本発明に係るマグネトロンの一実施例を示す部分破断面図である。 図１１に示したマグネトロンの電気回路図である。

符号の説明

１ 高電圧コンデンサ
２０ 誘電体磁器素体
３１、３２ 個別電極
３３ 共通電極
２１ 誘電体磁器素体
６１、６２ 棒状導体

Claims (8)

1. 高電圧コンデンサと、２本の棒状導体と、接地金具とを含む高電圧コンデンサ装置であって、
   前記高電圧コンデンサは、誘電体磁器素体と、個別電極と、共通電極とを含み、
   前記個別電極は、少なくとも２つであり、それぞれは、互いに間隔を隔てて、前記誘電体磁器素体の一面側に備えられており、
   前記共通電極は、前記誘電体磁器素体の他面側に備えられており、
   前記誘電体磁器素体は、前記個別電極の配置方向で見て、相対向する両側面に、導体案内用凹部を有しており、
   前記棒状導体のそれぞれは、前記誘電体磁器素体の前記導体案内用凹部をとおり、前記個別電極と電気的に接続されており、
   前記接地金具は、一面側で前記高電圧コンデンサを支持し、前記共通電極と電気的に接続されている、
   高電圧コンデンサ装置。
2. 請求項１に記載された高電圧コンデンサ装置であって、
   前記接地金具は、一面側に浮き上がり部分を有し、前記浮き上がり部は一面側から他面側に貫通する貫通孔を含み、
   前記高電圧コンデンサは、前記浮き上がり部に支持されており、
   前記棒状導体は、前記貫通孔を貫通している、
   高電圧コンデンサ装置。
3. 請求項１又は２に記載された高電圧コンデンサ装置であって、
   前記誘電体磁器素体は、前記個別電極間に、両者間の沿面距離を増大させる凹部又は凸部を有する、高電圧コンデンサ装置。
4. 請求項３に記載された高電圧コンデンサ装置であって、前記導体案内用凹部は、半円形状である、高電圧コンデンサ装置。
5. 高電圧コンデンサと、２本の棒状導体と、接地金具とを含む高電圧コンデンサ装置であって、
   前記高電圧コンデンサは、誘電体磁器素体と、個別電極と、共通電極とを含み、
   前記個別電極は、少なくとも２つであり、それぞれは、互いに間隔を隔てて、前記誘電体磁器素体の一面側に備えられており、
   前記共通電極は、前記誘電体磁器素体の他面側に備えられており、
   記誘電体磁器素体は、前記個別電極の配置方向で見て、相対向する両側面が平面状であり、
   前記棒状導体のそれぞれは、前記誘電体磁器素体の前記側面の側部をとおり、前記個別電極と電気的に接続されており、
   前記接地金具は、一面側で前記高電圧コンデンサを支持し、前記共通電極と電気的に接続されている、
   高電圧コンデンサ装置。
6. 請求項５に記載された高電圧コンデンサ装置であって、
   前記接地金具は、一面側に浮き上がり部分を有し、前記浮き上がり部は一面側から他面側に貫通する貫通孔を含み、
   前記高電圧コンデンサは、前記浮き上がり部に支持されており、
   前記棒状導体は、前記貫通孔を貫通している、
   高電圧コンデンサ装置。
7. 請求項５又は６に記載された高電圧コンデンサ装置であって、
   前記誘電体磁器素体は、前記個別電極間に、両者間の沿面距離を増大させる凹部又は凸部を有する、高電圧コンデンサ装置。
8. 高電圧コンデンサ装置を含むマグネトロンであって、
   前記高電圧コンデンサ装置は、請求項１乃至７の何れかに記載されたものであり、フィルタとして組み込まれている、
   マグネトロン。

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