高电压贯通型电容器、高电压贯通型电容器装置及磁控管 【技术领域】
本发明涉及高电压贯通型电容器、高电压贯通型电容器装置、以及具有用该高电压贯通型电容器装置构成的滤波器的磁控管。
背景技术
例如，实开平04-040524号公报(文献1)、特开平08-316099号公报(文献2)，公开了一种高电压贯通型电容器，在一体型电介质陶瓷基体上有间隔地形成2个贯通孔，并且在开口了贯通孔的电介质陶瓷基体的两面上，设置相互独立的独立电极以及相对独立电极为共用的共用电极。
又，实开平05-033519号公报(文献3)，公开了代替一体型电介质陶瓷基体而使用2个独立的电介质陶瓷基体的高电压贯通型电容器。
使用上述高电压贯通型电容器构成高电压贯通型电容器装置，是利用焊接等方法将高电压贯通型电容器的共用电极固定在接地配件的凸起部上。使贯通导体在高电压贯通型电容器的贯通孔以及接地配件的贯通孔内贯通。贯通导体使用电极连接体等焊接在独立电极上。在接地配件的凸起部的外周，包围高电压贯通型电容器地插装绝缘罩。在接地配件的另一面侧，包围贯通导体地插装绝缘套。绝缘套紧贴接地配件的凸起部的内周面地安装。
在微波炉等中，为了使磁控管振荡，施加具有商用频率或29kHz～40kHz的频率的4kV0-P左右的电压。在施加电压而使磁控管振荡动作时，产生无用辐射波。该无用辐射波，对其他的周边机器造成不良影响(噪声干扰)。高电压贯通型电容器装置，作为除去该无用辐射波引起地不良影响(噪声干扰)的滤波器，装入磁控管。
文献1、2公开的高电压贯通型电容器装置，在将其作为磁控管的滤波器使用时，不能除去在500MHz附近、700MHz附近、及900MHz附近磁控管产生的无用辐射波，而对周边机器造成了不良影响。
又，文献3公开的高电压贯通型电容器装置，将其作为磁控管的滤波器使用时，也不能除去在900MHz附近磁控管产生的无用辐射波，而对周边机器造成了不良影响。
【发明内容】
本发明的课题，是提供一种在450MHz～1000MHz的频率范围可将磁控管产生的无用辐射波抑制到对周边机器不产生不良影响的电平的高电压贯通型电容器、高电压贯通型电容器装置及磁控管。
为了解决上述课题，本发明的高电压贯通型电容器包括电介质陶瓷基体、独立电极、共用电极。前述电介质陶瓷基体包括基体部与贯通孔。俯视观察时，前述基体部在中央部分有细腰部。前述贯通孔为2个，留有间隔地分别形成在隔着前述细腰部的两侧。前述独立电极为2个，分别附着在前述基体部中前述贯通孔开口的一面上。前述共用电极附着在前述基体部中前述贯通孔开口的另一面上。
作为上述本发明的高电压贯通型电容器的优选形式，前述细腰部的最小宽度尺寸在2.5～4.1mm的范围。
本发明的高电压贯通型电容器，与接地配件和贯通导体等组合而构成高电压贯通型电容器装置。即，本发明的高电压贯通型电容器装置包括至少1个接地配件、至少1个高电压贯通型电容器、至少1个贯通导体。
前述接地配件，在一面侧具有凸起部分，前述凸起部包括从一面侧贯通到另一面侧的贯通孔和在前述贯通孔内连续的内部空间。在前述高电压贯通型电容器中，前述共用电极固定在前述凸起部上而与前述接地配件导通连接。前述贯通导体，贯通前述接地配件及前述高电压贯通型电容器，且与前述独立电极导通连接。
本发明的磁控管，将上述的高电压贯通型电容器装置作为滤波器而装入其中。在高电压贯通型电容器装置中，因为电路结构是将贯通导体作为供电端子，并将电容器连接在该贯通端子与成为地线电位的接地配件之间，所以可利用高电压贯通型电容器装置的滤波作用吸收穿过贯通导体的无用辐射波。
而且，本发明的高电压贯通型电容器装置，因为用于高电压贯通型电容器的电介质陶瓷基体的基体部俯视观察时在中央部分有细腰部，所以，在450MHz～1000MHz的频率范围可将无用辐射波的噪声电平抑制到30dB以下。其原因，推测由于是俯视观察时在中央部分有细腰部的构造，所以其电容特性适合除去属于上述频率范围的噪声成分。因此，如果利用本发明的高电压贯通型电容器装置，则可除去磁控管产生的无用辐射波，或将其抑制到不对周边机器产生不良影响的电平。
关于本发明的其他目的、构成及优点，参照附图更详细地说明。附图只用于例示。
【附图说明】
图1是本发明的高电压贯通型电容器的立体图。
图2是图1所示高电压贯通型电容器的俯视图。
图3是本发明的高电压贯通型电容器装置的正剖视图。
图4是图3所示的高电压贯通型电容器装置的分解立体图。
图5是将本发明的高电压贯通型电容器装置作为滤波器装入的磁控管的局部剖视图。
图6是图5所示的磁控管的电路图。
图7是现有技术的高电压贯通型电容器的平面图。
图8是本发明的高电压贯通型电容器装置的另外实施例的正剖面图。
【具体实施方式】
图1是本发明的高电压贯通型电容器的立体图，图2是图1所示高电压贯通型电容器的俯视图。图示的高电压贯通型电容器，包括电介质陶瓷基体210、2个独立电极213、214、共用电极215。
电介质陶瓷基体210，包括基体部210、2个贯通孔211、212。为了方便说明，电介质陶瓷基体和基体部采用同一标记210表示。基体部210优选地以BaTiO3-BaZrO3-CaTiO3为主要成分，可以是包括一种或多种添加物的众所周知的组成。基体部210俯视时具有在中央部分包括细腰部(216、217)的葫芦形状(沙漏形状)。细腰部(216、217)的最小宽度尺寸W1在2.5～4.1mm的范围。并且在细腰部(216、217)的中央部分上形成有槽218。
参照图2，细腰部的凹部216具有区域S1，该区域S1由以与两侧的圆弧状部的外周面相切的方式引出的线段Y1、其切点点P1、P2和基体部210的外周面围成。同样，细腰部的凹部217具有区域S2，该区域S2由以与两侧的圆弧状部的外周面相切的方式引出引出的线段Y2、其接点P3、P4和基体部210的外周面围成。最小宽度尺寸W1，相对线段Y1、Y2之间的宽度W2，在单侧缩小ΔW1。优选地，凹部216和凹部217相对高电压贯通型电容器的中心线对称地形成。
贯通孔211、212，在基体部210的两面，在隔着细腰部(216、217)的两侧有间隔地形成。在贯通孔211、212开口的两面上设有电极213～215。更具体地，独立电极213附着在贯通孔211开口的一面上，独立电极214，附着在贯通孔212开口的另一面上。共用电极215附着在贯通孔211、212开口的另一面上。独立电极213、214及共用电极215优选地以Ag为主要成分。
图3是本发明的高电压贯通型电容器装置的正剖视图，图4是图3所示的高电压贯通型电容器装置的分解立体图。在图3及图4中，对与图1及图2中所示的构成部分相同的构成部分赋予相同的附图标记。
图示的高电压贯通型电容器装置，包括接地配件1、高电压贯通型电容器2、贯通导体4、5、绝缘罩6、绝缘树脂7、8、绝缘套9、绝缘管10、11。接地配件1在其一面侧有凸起部111。凸起部111具有从一面侧贯通到另一面侧的贯通孔112。
高电压贯通型电容器2是参照图1及图2说明过的高电压贯通型电容器，配置在接地配件1的凸起部111上，且共用电极215利用焊接等方法固定在凸起部111上。
贯通导体4、5，贯通电极连接体12、13、高电压贯通型电容器2的贯通孔211、212、以及接地配件1的贯通孔112，并利用焊接等方法固定在电极连接体12、13上，从而通过电极连接体12、13与独立电极213、214导通连接。具体地，贯通导体4，贯通贯通孔211及贯通孔112的内部，并利用焊接等方法固定在电极连接体12上，从而与独立电极213导通。同样，贯通导体5，贯通贯通孔212及贯通孔112的内部，并利用焊接等方法固定在电极连接体13上，从而与独立电极214导通。
图示的贯通导体4，具有穿过高电压贯通型电容器2的贯通部42、和用作接头端子的接头部41。贯通部42与接头部41利用铆接件43连接。同样，贯通导体5也具有贯通部52和接头部51。贯通部52与接头部51利用铆接件53连接。
绝缘管10、11，套在贯通导体4、5的位于贯通孔211、212内的部分上地设置。绝缘管10、11，利用硅酮等构成。
绝缘罩6设在接地配件1的一面侧。该绝缘罩6的一端插装在凸起部111的外周侧。绝缘罩6也与绝缘套9一样，利用聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇脂或改性三聚氰胺等构成。
绝缘套9，设在接地配件1的另一面侧。该绝缘套9的一端插装在凸起部111的内周侧。绝缘套9可利用聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇脂或改性三聚氰胺等构成。
绝缘树脂7、8填充在绝缘罩6的内部及绝缘套9的内部，并且填充在高电压贯通型电容器2的周围。具体地，绝缘树脂7在接地配件1的一面侧，并填充在高电压贯通型电容器2的周围，紧贴在电介质陶瓷基体210的表面上。绝缘树脂8，填充在接地配件1的凸起部111的内侧及高电压贯通型电容器2的贯通孔211、212内，紧贴在电介质陶瓷基体210的表面上。绝缘树脂7、8可利用尿烷树脂、环氧树脂等热固性树脂构成。并且，也可使用酚醛树脂或硅酮树脂等。
图5是将本发明的高电压贯通型电容器装置作为滤波器装入的微波炉用磁控管的局部剖视图，附图标记15是阴极管座，16是滤波器箱体，17、18是感应器，19是与感应器17、18一起作为滤波器使用的本发明的高电压贯通型电容器。滤波器箱体16覆盖阴极管座15地配置，并且高电压贯通型电容器19，以穿过滤波器箱体16的侧面板161上设置的贯通孔且绝缘树脂7露在外部的方式贯穿设置，并利用采用了铁材料的1个接地配件1的一部分，安装固定在滤波器箱体16的侧面板161上。感应器17、18，在滤波器箱体16的内部，串联连接在阴极管座15的阴极端子与高电压贯通型电容器19的贯通导体4、5之间。21是冷却风扇，22是垫圈，23是RF输出端，24是磁体。
图6是图5所示的磁控管的电路图。与前面附图上的构成部分对应的部分采用同一附图标记。附图标记25是振荡器，GND是接地电极。为了使图5、图6所示的微波炉用磁控管振荡，向高电压贯通型电容器19的贯通导体4、5提供具有商用频率或20kHz～40kHz的频率的4kV0-P左右的电压。提供的高电压从贯通导体4、5通过感应器17、18而提供给磁控管，使磁控管振荡动作。此时，如前所述那样会产生成为噪声的无用辐射波。穿过贯通导体4、5的噪声(无用辐射波)由于高电压贯通型电容器2及感应器17、18的滤波作用而被吸收。
又，接地配件1接地，而贯通导体4、5被施加高电压。接地配件1，具有至少一个贯通孔112，而高电压贯通型电容器2具有贯通电介质陶瓷基体210的至少一个贯通孔211、212，所以，在相对地线而成为高电位的贯通导体4、5与成为地线电位的接地配件1及高电压贯通型电容器2的共用电极215之间，可确保利用贯通孔211、212带来的充分的电绝缘。
图示的高电压贯通型电容器装置，因为绝缘树脂7、8填充在高电压贯通型电容器2的周围，所以高温负荷试验或耐湿负荷试验等可靠性试验或者高温多湿环境下使用的情况等时的可靠性提高。
并且，在接地配件1、绝缘套9及电介质陶瓷基体210的内部填充绝缘树脂8。因此，使接地配件1与绝缘套9成为利用绝缘树脂8而立体地接合的构造，所以，接地配件1与绝缘套9之间的粘接力显著提高，即使绝缘树脂8要向径向收缩，也受到抑制，使接地配件1与绝缘套9之间不易产生间隙。
本发明的特征点在于，高电压贯通型电容器2在电介质陶瓷基体210的中央部具有细腰部(216、217)。如果利用上述的细腰形状，则在450MHz～1000MHz的频率范围可将磁控管产生的无用辐射波的噪声电平抑制到30dB以下。如前面所述，细腰部(216、217)的理想的最小宽度尺寸W1在2.5～4.1mm的范围。
下面，对高电压贯通型电容器的细腰部的最小宽度尺寸与静电电容、电介质耗损及裂缝之间的关系，举出实验数据进行说明。
表1示出有关细腰部的最小宽度尺寸，是在其尺寸不同时，与裂缝、静电电容及电介质耗损有关的测定数据。在表1中，比较例1～6及实施例1～4的高电压贯通型电容器装置，是在图4所示构造的高电压贯通型电容器上，将细腰部(216、217)的最小宽度尺寸设定在8.0～0.0mm的范围。其中，比较例1使用的是图7所示的现有技术的高电压贯通型电容器，比较例1的最小宽度尺寸8.0mm，意味着在电介质陶瓷基体上没有细腰部。又，比较例6的最小宽度尺寸0.0mm，意味着利用独立的2个电介质陶瓷基体构成高电压贯通型电容器。
在表1中，静电电容C1和电介质耗损tanδ1，是在独立电极213与共用电极215之间测定的数值。静电电容C2和电介质耗损tanδ2，是在独立电极214与共用电极215之间测定的数值。组装时有无裂缝，表示使用该高电压贯通型电容器组装图3及图4所示的高电压贯通型电容器装置时有无裂缝产生。
表1
不同细腰部最小宽度尺寸下的静电电容、电介质耗损及组装时有无裂缝产生 最小宽度尺 寸 (mm) 组装 时 裂缝 静电电 容 C1 (pF) 电介质耗 损 tanδ1 (％) 静电 电容 C2 (pF) 电介质耗 损 tanδ2 (％) 比较 例1 8.0 无 383 0.3 385 0.3 比较 例2 5.7 无 353 0.4 343 0.4 实施 例1 4.1 无 308 0.3 305 0.4 实施 例2 3.6 无 300 0.4 297 0.4 实施 例3 3.0 无 270 0.4 282 0.4 实施 例4 2.5 无 276 0.4 270 0.4 比较 例3 1.8 无 244 0.4 256 0.4 比较 例4 1.5 有 - - - - 比较 例5 1.2 有 - - - - 比较 例6 0.0 无 207 0.4 206 0.4
如表1的比较例4及5所示，高电压贯通型电容器的细腰最小宽度尺寸为1.5mm及1.2mm时，组装时产生裂缝。因此，细腰最小宽度尺寸位于1.2mm～1.5mm范围的高电压贯通型电容器，从防止裂缝的角度是不适合的。
与之相对，细腰最小宽度尺寸位于2.5mm～4.1mm范围内的实施例1～4，组装时没有产生裂缝。
细腰最小宽度尺寸位于2.5mm～4.1mm范围外的比较例1～3、6，组装时也没有产生裂缝。但是，如果采用比较例1～3、6，则对周边机器产生噪声干扰。下面，关于这点，举出实验数据进行说明。
表2是测定利用表1中组装时没有产生裂缝的实施例1～4及比较例1～3、6的高电压贯通型电容器装置构成磁控管时的干扰噪声电平特性的实验结果。测定方法如下。
首先，将微波炉的朝向固定在45度。然后将天线高度固定在1m。然后，作为负荷，将1升水输入壳体。然后，预备启动10分钟。之后，在测定时间(8分钟)内测定4次。并且，上述测定方法相对天线在电平方向及垂直方向上各进行2次。
表2
不同细腰部的最小宽度尺寸在不同频率范围内的噪声电平 最小 宽度尺 寸 (mm ) 451～550MHz 651～750MHz 851～1000MHz 频率 (MHz ) 噪声电 平(dB) 频率 (MHz )噪声电平(dB) 频率 (MHz ) 噪声电 平(dB) 比较 例1 8.0 527 29.3 702 31.7 878 37.0 比较 例2 5.7 524 29.3 717 28.9 890 30.1 实施 例1 4.1 518 28.7 717 25.5 878 29.2 实施 例2 3.6 524 27.1 718 24.7 878 28.6 实施 例3 3.0 531 25.4 717 25.5 878 28.6 实施 例4 2.5 492 23.6 717 25.4 878 29.8 比较 例3 1.8 492 22.7 716 25.7 878 31.8 比较 例6 0.0 521 22.1 716 26.9 877 32.4
如果参照表2，则在高电压贯通型电容器的细腰最小宽度尺寸为8.0mm的比较例1中，磁控管产生的无用辐射波的噪声电平，虽然在451～550MHz的频率范围小于30dB，但在651～750MHz的频率范围及851～1000MHz的频率范围都超过30dB。
然后，在高电压贯通型电容器的细腰最小宽度尺寸为5.7mm的比较例2中，磁控管产生的无用辐射波的噪声电平，虽然在451～550MHz的频率范围及651～750MHz的频率范围内小于30dB，但在851～1000MHz的频率范围内超过30dB。
然后，在高电压贯通型电容器的细腰部最小宽度尺寸为1.8mm的比较例3中，磁控管产生的无用辐射波的噪声电平，虽然在451～550MHz的频率范围及651～750MHz的频率范围内小于30dB，但在851～1000MHz的频率范围内超过30dB。
又，在高电压贯通型电容器的细腰部最小宽度尺寸为0.0mm的比较例6中，磁控管产生的无用辐射波的噪声电平，虽然在451～550MHz的频率范围及651～750MHz的频率范围内小于30dB，但在851～1000MHz的频率范围内超过30dB。
因此，在细腰部最小宽度尺寸为0.0mm、1.8mm、5.7mm、8.0mm的比较例1～3、6中，在450MHz～1000MHz的频率范围，不能将磁控管产生的无用辐射波的噪声电平抑制在30dB以下，从而对周边机器产生不良影响。
与之相对，在细腰部最小宽度尺寸为4.1～2.5mm的实施例1～4中，在451～550MHz的频率范围、651～750MHz的频率范围及851～1000MHz的频率范围，磁控管产生的无用辐射波的噪声电平都大大低于30dB。
如上述表1及表2的结果表明那样，如果高电压贯通型电容器的细腰部最小宽度尺寸在2.5～4.1mm的范围，则可防止裂缝等的产生，并且在450MHz～1000MHz的频率范围，可将磁控管产生的无用辐射波的噪声电平抑制在30dB以下。
图8是表示本发明的高电压贯通型电容器装置的另外实施例的正剖视图。在图8中，与图1至图4所示的构成部分同一的构成部分采用同一的参照标记，省略重复说明。
图8所示高电压贯通型电容器装置，与图3及图4所示的高电压贯通型电容器装置不同，不同点在于，在贯通导体4、5中，一体形成电极连接体12、13。当然，在该实施例的情况下，也将高电压贯通型电容器2中央部设计为细腰的形状，所以，在将其作为磁控管的滤波器使用时，高电压贯通型电容器装置，在450MHz～1000MHz的频率范围，可将磁控管产生的无用辐射波的噪声电平抑制在30dB以下。
以上，虽然参照优选实施例具体说明了本发明的内容，但根据本发明的基本技术思想及示范，如果是本领域技术人员，则可得到各种变形形式。