DE112017001005T5

DE112017001005T5 - Kondensator

Info

Publication number: DE112017001005T5
Application number: DE112017001005.5T
Authority: DE
Inventors: Yuki Koyama; Akihiro Ozaki
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-02-25
Filing date: 2017-02-13
Publication date: 2018-11-15
Also published as: WO2017145830A1; JPWO2017145830A1; US10978248B2; JP6937469B2; CN108701541A; US20180342350A1

Abstract

Filmkondensator (1) umfasst eine Kondensatoreinheit (10), die Kondensatorelemente (110), eine obere Stromschiene (200) und eine untere Stromschiene (300) umfasst. Kondensatorelemente (110) haben obere Endelektroden und untere Endelektroden, die mit der oberen Stromschiene (200) bzw. der unteren Stromschiene (300) verbunden sind. Filmkondensator (1) umfasst ferner ein Gehäuse (20), das eine Kondensatoreinheit (10) umfasst und mit einem Füllharz (70) gefüllt ist, eine Kühlplatte (40) in der Nähe der Kondensatoreinheit (10) und Plattenfedern (30). Kühlplatte (40) ist mit einem Kühler verbunden und gibt von Kondensatorelementen (110) erzeugte Wärme in den Kühler ab. Plattenfedern (30) üben eine elastische Kraft auf die Kondensatoreinheit (10) in Richtung auf die Kühlplatte (40) aus.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kondensator.
STAND DER TECHNIK
Ein herkömmlich bekannter Kondensator weist in einem Fall eine Kondensatoreinheit auf. Die Kondensatoreinheit umfasst ein Kondensatorelement und ein Paar Stromschienen, die mit Elektroden des Kondensatorelements verbunden sind. Einige dieser Kondensatoren ermöglichen einen großen Stromfluss. In dem Kondensator dieses Typs hat das Kondensatorelement eine hohe Temperatur, weil elektrischer Strom durch das Kondensatorelement fließt. Daher muss der Kondensator mit einem Kühler verbunden werden, um das Kondensatorelement abkühlen zu lassen (siehe PTL 1).
Zitierliste
Patentliteratur
PTL 1: Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2009-289943
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
Der Kondensator kann eine Struktur zum Kühlen des Kondensatorelements aufweisen. Zum Beispiel ist eine Kühlplatte aus einem Material mit ausgezeichneter Wärmeableitung (Wärmeleitfähigkeit) in der Nähe der Kondensatoreinheit in dem Gehäuse angeordnet, und die Kühlplatte ist mit einem externen Kühler verbunden, der das Kondensatorelement über die Kühlplatte kühlt.
Das Gehäuse, das das Kondensatorelement enthält, ist jedoch mit einem Füllharz gefüllt, das das Kondensatorelement gegen Feuchtigkeit und Stöße schützt. Wenn der Kondensator die Kühlstruktur wie oben beschrieben aufweist, kann das Füllharz zwischen die Kondensatoreinheit und die Kühlplatte eintreten. Dies kann die Wärmeabfuhr zwischen der Kühlplatte und dem Kondensatorelement beeinträchtigen, was zu einer unbefriedigenden Kühlung des Kondensatorelements führt.
Im Hinblick auf das obige Problem ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kondensator bereitzustellen, der eine zufriedenstellende Kühlung eines Kondensatorelements sicherstellt.
Lösung des Problems
Ein Kondensator gemäß einem Hauptaspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Kondensatoreinheit, die ein Kondensatorelement, eine erste Stromschiene und eine zweite Stromschiene. Die erste und die zweite Stromschiene sind jeweils mit Elektroden des Kondensatorelements verbunden. Der Kondensator umfasst ferner ein Gehäuse, das die Kondensatoreinheit enthält und mit einem Füllharz gefüllt ist, einen Wärmeableiter in der Nähe der Kondensatoreinheit und einen elastischen Körper. Der Wärmeableiter ist mit einem Kühler verbunden und entlädt Wärme in den Kühler, die von dem Kondensatorelement erzeugt wird. Der elastische Körper übt eine elastische Kraft auf die Kondensatoreinheit in Richtung auf den Wärmeableiter aus.
Vorteilhafte Wirkung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung kann einen Kondensator bereitstellen, der eine zufriedenstellende Kühlung eines Kondensatorelements sicherstellt.
Wirkungen oder Bedeutungen der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform weiter verdeutlicht. Die nachfolgend beschriebene beispielhafte Ausführungsform ist jedoch lediglich ein Beispiel zum Implementieren der vorliegenden Erfindung, und die vorliegende Erfindung ist keineswegs auf das in der folgenden beispielhaften Ausführungsform beschriebene Beispiel beschränkt.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Filmkondensators gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
2(a) ist eine Querschnittsansicht eines wesentlichen Teils entlang der Linie A-A von 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel und 2(b) ist eine Querschnittsansicht des Filmkondensators entlang der Linie B-B von 1 gemäß der Ausführungsform.
3 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Filmkondensators gemäß der beispielhaften Ausführungsform.
4 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Kondensatoreinheit gemäß der beispielhaften Ausführungsform.
5 ist eine perspektivische Rückansicht einer unteren Stromschiene gemäß der beispielhaften Ausführungsform.
6 ist eine Draufsicht auf ein Gehäuse, das mit Plattenfedern gemäß der beispielhaften Ausführungsform ausgestattet ist.
7 ist eine perspektivische Ansicht einer Kühlplatte, die gemäß der beispielhaften Ausführungsform umgedreht ist.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Der Einfachheit halber werden Richtungen, die vorne und hinten, rechts und links sowie oben und unten enthalten sind, zu den Zeichnungen hinzugefügt. Diese Richtungen sind keine absoluten Richtungen, sondern relative Richtungen in Bezug auf einen Ort des Filmkondensators 1.
In der beispielhaften Ausführungsform entspricht der Filmkondensator 1 einem „Kondensator“, der in den beigefügten Ansprüchen beschrieben ist. Die innere Bodenfläche 20b des Gehäuses 20 entspricht einer „inneren Oberfläche eines Gehäuses“, wie es in den beigefügten Ansprüchen beschrieben ist. Montageklauen 22 entsprechen einem in den beigefügten Ansprüchen beschriebenen „Montageteil“. Feste Rippen 24 entsprechen einem „Befestiger“, der in den beigefügten Ansprüchen beschrieben ist. Plattenfedern 30 entsprechen einem „elastischen Körper“ und einer „metallischen Feder“, die in den beigefügten Ansprüchen beschrieben sind. Kühlplatte 40 entspricht einem „Wärmeableiter“, der in den beigefügten Ansprüchen beschrieben ist. Isolierschicht 50 entspricht einem „isolierenden Element“, das in den beigefügten Ansprüchen beschrieben ist. Oberen Endelektroden 111 und untere Endelektroden 112 entsprechen „Elektroden“, die in den beigefügten Ansprüchen beschrieben sind. Obere Stromschiene 200 und untere Stromschiene 300 entsprechen jeweils einer „ersten Stromschiene“ und einer „zweiten Stromschiene“, die in den beigefügten Ansprüchen beschrieben sind.
Die obige Beschreibung soll jedoch nur Entsprechungen zwischen Bestandteilen, die in den beigefügten Ansprüchen gezeigt sind, und Bestandteilen, die in der beispielhaften Ausführungsform gezeigt sind, definieren. Die Entsprechungen, die oben beschrieben wurden, sollten nicht so ausgelegt werden, dass sie den Umfang der vorliegenden Erfindung, der in den beigefügten Ansprüchen beschrieben ist, auf die in der beispielhaften Ausführungsform beschriebene Konfiguration beschränken.
1 ist eine perspektivische Ansicht des Filmkondensators 1 gemäß der beispielhaften Ausführungsform. 2(a) ist eine Querschnittsansicht eines wesentlichen Teils entlang der Linie A-A von 1 gemäß der Ausführungsform. 2(b) ist eine Querschnittsansicht des Filmkondensators 1 entlang der Linie B-B von 1 gemäß der Ausführungsform. 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Filmkondensators 1 gemäß der beispielhaften Ausführungsform. 4 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Kondensatoreinheit 10 gemäß der beispielhaften Ausführungsform. 5 ist eine perspektivische Rückansicht der unteren Stromschiene 300 gemäß der beispielhaften Ausführungsform. 6 ist eine Draufsicht auf das Gehäuse 20, das mit Plattenfedern 30 gemäß der beispielhaften Ausführungsform ausgestattet ist. 7 ist eine perspektivische Ansicht der Kühlplatte 40, die gemäß der beispielhaften Ausführungsform auf den Kopf gestellt ist. In 2(b) sind zur Erleichterung der deutlichen Darstellung der Plattenfedern 30 die Plattenfedern 30 in der Zeichnung nicht im Querschnitt dargestellt. Plattenfedern 30 hinter der Schnittebene der Zeichnung sind durch gepunktete Linien gezeigt, und die Plattenfedern 30 sind getönt. In der Zeichnung sind die tatsächlich komprimierten Plattenfedern 30 nicht komprimiert, sondern überlappen die untere Stromschiene 300 der Kondensatoreinheit 10.
In 3 enthält der Filmkondensator 1 eine Kondensatoreinheit 10, ein Gehäuse 20, vier Plattenfedern 30, eine Kühlplatte 40, eine Isolierschicht 50 und drei Abstandshalter 60.
Zunächst wird eine Konfiguration der Kondensatoreinheit 10 beschrieben. Unter Bezugnahme auf 4 enthält die Kondensatoreinheit 10 eine Kondensatorgruppe 100, eine obere Stromschiene 200, eine untere Stromschiene 300 und eine isolierende Platte 400.
Wie in FIG. In 4 enthält die Kondensatorgruppe 100 eine Vielzahl von Kondensatorelementen 110, die in einer Rechts-Links-Richtung angeordnet sind. In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform umfasst die Kondensatorgruppe 100 sechs Kondensatorelemente 110, die in der Rechts-Links-Richtung angeordnet sind. Jedes der Kondensatorelemente 110 ist wie folgt ausgebildet: Stapeln von zwei metallisierten Filmen, die dielektrische Filme sind, auf denen Aluminium abgeschieden ist; Wickeln oder Schichten der gestapelten metallisierten Filme; und Pressen der gewickelten oder geschichteten Filme in eine flache Form. Kondensatorelemente 110 sind so angeordnet, dass die jeweiligen Endflächen in einer Oben-Unten-Richtung ausgerichtet sind. Obere Endelektroden 111 sind an oberen Endflächen der jeweiligen Kondensatorelemente 110 durch Aufsprühen von metallischem Metall wie Zink ausgebildet. In ähnlicher Weise sind untere Endelektroden 112 an den unteren Endflächen der jeweiligen Kondensatorelemente 110 durch Aufsprühen von metallischem Metall wie Zink ausgebildet. Es sei angemerkt, dass, obwohl jedes der Kondensatorelemente 110 der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform aus metallisierten Filmen gebildet ist, die dielektrische Filme sind, auf denen Aluminium abgeschieden ist, das Kondensatorelement 110 aus metallisierten Filmen mit unterschiedlichem Metall, wie z.B. Zink oder Magnesium, gebildet sein kann. Alternativ kann jedes der Kondensatorelemente 110 aus metallisierten Filmen gebildet sein, bei denen einige der oben beschriebenen Metalle auf den Filmen abgeschieden sind, oder kann aus metallisierten Filmen mit einer Legierung der oben beschriebenen Metalle gebildet sein, die auf den Filmen abgeschieden sind.
Wie in 4 gezeigt, ist die obere Stromschiene 200 aus einem leitfähigen Material wie einer Kupferplatte ausgebildet und umfasst einen ersten Elektrodenverbinder 210, einen ersten überlappenden Teil 220 und drei erste Verbindungsanschlüsse 230. Obere Sammelschiene 200 wird beispielsweise durch geeignetes Ausschneiden und Biegen einer Kupferplatte gebildet. Dieser erste Elektrodenverbinder 210, der erste überlappende Teil 220 und drei erste Verbindungsanschlüsse 230 sind integriert.
Der erste Elektrodenverbinder 210 ist ein plattenförmiger Teil, der sich seitlich erstreckt. Der erste Elektrodenverbinder 210 weist eine erste Öffnung 211 und zwei zweite Öffnungen 212 auf, die jeweils kleiner sind als die erste Öffnung 211. Die erste Öffnung 211 ist an einer linken Seite des ersten Elektrodenverbinders 210 ausgebildet. Zweite Öffnungen 212 sind an einem mittleren Abschnitt bzw. einer rechten Seite des ersten Elektrodenverbinders 210 ausgebildet. An einem hinteren Ende des ersten Elektrodenverbinders 210 sind 11 Elektrodenanschlüsse 213 Seite an Seite in der Rechts-Links-Richtung ausgebildet. Ein Elektrodenanschluss 213 ist an einer Vorderkante der ersten Öffnung 211 ausgebildet.
Der erste überlappende Teil 220 ist ein plattenförmiger Teil, der sich seitlich erstreckt und sich von einem vorderen Ende des ersten Elektrodenverbinders 210 nach unten erstreckt. An einer Ecke, die durch den ersten Elektrodenverbinder 210 und den ersten überlappenden Teil 220 hergestellt wird, sind dritte Öffnungen 240 an einer Position zwischen der ersten Öffnung 211 und der zweiten Öffnung 212 im mittleren Abschnitt und an einer Position zwischen jeweils der zweiten Öffnung 212 im mittleren Abschnitt und der rechten zweiten Öffnung 212. Dritte Öffnungen 240 sind jeweils kleiner als die zweite Öffnung 212.
Drei erste Verbindungsanschlüsse 230 sind in vorbestimmten Intervallen in der Rechts-Links-Richtung ausgebildet und stehen von einem oberen Ende des ersten Überlappungsteils 220 nach oben vor. Anschlüsse (nicht gezeigt) von einer externen Vorrichtung sind mit den ersten Verbindungsanschlüssen 230 durch einen Befestigungsprozess wie Löten verbunden.
Wie gezeigt in 4 und 5, ist die untere Sammelschiene 300 aus einem leitenden Material, wie beispielsweise einer Kupferplatte, ausgebildet und weist einen zweiten Elektrodenverbinder 310, einen zweiten überlappenden Teil 320 und drei zweite Verbindungsanschlüsse 330 auf. Die untere Sammelschiene 300 wird beispielsweise durch geeignetes Ausschneiden und Biegen einer Kupferplatte gebildet. Dieser zweite Elektrodenverbinder 310, der zweite überlappende Teil 320 und drei zweite Verbindungsanschlüsse 330 sind integriert.
Der zweite Elektrodenverbinder 310 ist ein plattenförmiger Teil, der sich seitlich erstreckt. Zweite Elektrodenverbinder 310 weist Vertiefungen 311 auf, die an jeweiligen vier Stellen ausgebildet sind. Die Stellen sind von einem hinteren Ende des zweiten Elektrodenverbinders 310 nach vorn eingerückt. Zweiter Elektrodenverbinder 310 weist drei Öffnungen 312 auf, die Seite an Seite in der Rechts-Links-Richtung ausgebildet sind. Zwei Elektrodenanschlüsse 313 sind an einer Vorderkante jeder der zwei Vertiefungen 311 ausgebildet, die in einem mittleren Abschnitt angeordnet sind, während ein Elektrodenanschluss 313 an einer Vorderkante jeder der zwei Vertiefungen 311 ausgebildet ist, die am rechten und linken Ende des zweiten Elektrodenverbinders angeordnet sind. Zwei Elektrodenanschlüsse 313 sind an einer Vorderkante jeder der drei Öffnungen 312 ausgebildet.
Der zweite überlappende Teil 320 ist ein plattenförmiger Teil, der sich seitlich erstreckt und sich von einem vorderen Ende des zweiten Elektrodenverbinders 310 nach oben erstreckt.
Drei zweite Verbindungsanschlüsse 330 sind in vorbestimmten Intervallen in der Rechts-Links-Richtung ausgebildet und stehen von einem oberen Ende des zweiten Überlappungsteils 320 nach oben vor. Anschlüsse (nicht gezeigt) von einer externen Vorrichtung sind mit den zweiten Verbindungsanschlüssen 330 durch einen Befestigungsprozess wie etwa Löten verbunden.
Mit Bezug auf 4 ist die isolierende Platte 400 aus einem Harzmaterial wie Polyphenylensulfid (PPS) gebildet und besitzt isolierende Eigenschaften. Isolierplatte 400 umfasst einen Hauptkörperabschnitt 410, der im Wesentlichen identisch zu dem ersten Überlappungsteil 220 ist, Seitenabschnitte 420, die sich von den rechten und linken Seiten des Hauptkörperabschnitts 410 nach hinten erstrecken, und Klappe 430, die von einem unteren Ende des Hauptkörperabschnitts 410 nach oben gefaltet wird und dem Hauptkörperabschnitt 410 in einem Abstand gegenübergestellt ist, der einer Dicke des ersten Überlappungsteils 220 entspricht.
Wenn die Kondensatoreinheit 10 gebaut wird, werden die obere Sammelschiene 200 und die untere Sammelschiene 300 miteinander kombiniert, so dass der erste Überlappungsteil 220 und der zweite Überlappungsteil 320 einander an der Vorderseite und der Rückseite überlappen und die Isolierplatte 400 zwischen den Überlappungsteilen einfügen. Zur selben Zeit wird ein unteres Ende des ersten Überlappungsteils 220 der oberen Sammelschiene 200 zwischen den Hauptkörperabschnitt 410 und die Klappe 430 der Isolierplatte 400 eingefügt (siehe 2(b)). Diese Konfiguration reduziert die äquivalente Serieninduktivität (ESL), da der erste Überlappungsteil 220 und der zweite Überlappungsteil 320 einander überlappen. Diese Konfiguration stellt auch eine zufriedenstellende Kriechstrecke zwischen der oberen Stromschiene 200 und der unteren Stromschiene 300 aufgrund des Vorhandenseins der Seitenabschnitte 420 und der Klappe 430 sicher.
Kondensatorgruppe 100 ist zwischen dem ersten Elektrodenverbinder 210 und dem zweiten Elektrodenverbinder 310 der oberen Stromschiene 200 und der unteren Stromschiene 300 angeordnet, die miteinander kombiniert sind. Dann werden 12 Elektrodenanschlüsse 213 des ersten Elektrodenverbinders 210 mit den oberen Endelektroden 111 der Kondensatorelemente 110 durch einen Fixierprozess wie Löten verbunden, und 12 Elektrodenanschlüsse 313 des zweiten Elektrodenverbinders 310 werden mit unteren Endelektroden 112 der Kondensatorelemente 110 durch ein Fixierverfahren wie Löten verbunden. Dementsprechend ist die Kondensatoreinheit 10 fertiggestellt, wie in 3 gezeigt.
Eine Konfiguration von Gehäuse 20, Plattenfedern 30, Kühlplatte 40, Isolierschicht 50 und Abstandshalter 60 wird nun beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 3 und 6 ist das Gehäuse 20 aus einem Harzmaterial wie PPS gebildet. Gehäuse 20 ist ein kastenförmiger Teil eines im wesentlichen rechteckigen Parallelepipeds mit einer offenen oberen Fläche, die sich seitlich erstreckt. Der vordere Vorsprung 21a ist an einer Vorderseite eines oberen Endes des Gehäuses 20 so ausgebildet, dass er leicht nach oben vorsteht. Hintere Vorsprünge 21b sind an zwei Stellen auf einer Rückseite des oberen Endes des Gehäuses 20 so ausgebildet, dass sie etwas nach oben vorstehen. Montageklauen 22 sind an jeweiligen zwei Stellen des vorderen Vorsprungs 21a und an einer Stelle jedes der hinteren Vorsprünge 21b so ausgebildet, dass sie von dem Gehäuse 20 nach innen vorstehen.
An der inneren hinteren Oberfläche 20a des Gehäuses 20 sind fünf bergförmige Vorsprünge 23 Seite an Seite in der Richtung von rechts nach links ausgebildet und stehen von dem Gehäuse 20 nach innen vor. Vorsprünge 23 ragen in einen Raum zwischen der Kondensatorgruppe 100, die in dem Gehäuse 20 enthalten ist, und der inneren hinteren Oberfläche 20a des Gehäuses 20 hinein. Diese Konfiguration kann den Raum verringern und somit eine Menge an Füllharz 70 (siehe 2(b)) reduzieren, mit dem das Gehäuse 20 gefüllt ist.
Ringförmige feste Rippen 24 sind an jeweiligen vier Stellen an der inneren Bodenfläche 20b des Gehäuses 20 so ausgebildet, dass sie in Richtung der geöffneten Fläche des Gehäuses 20 vorstehen. Feste Rippen 24 sind an Positionen ausgebildet, die die Öffnungen 312 des zweiten Elektrodenverbinders 310 der unteren Stromschiene 300 nicht überlappen, d.h. an Positionen, die einem Abschnitt des zweiten Elektrodenverbinders 310 mit Ausnahme der Öffnungen 312 zugewandt sind, während die Kondensatoreinheit 10 in dem Gehäuse 20 enthalten ist. Diese Konfiguration ermöglicht, dass in festen Rippen 24 installierte Plattenfedern 30 ordnungsgemäß gegen die untere Stromschiene 300 gedrückt werden. Ein Innendurchmesser jeder festen Rippe 24 ist im Wesentlichen gleich einem Außendurchmesser jeder Plattenfeder 30. Erste Positionierrippen 25 sind an rechten und linken Seiten der inneren Bodenfläche 20b benachbart zu einem vorderen Ende des Gehäuses 20 ausgebildet, während zweite Positionierrippen 26 an rechten und linken Seiten der inneren Bodenfläche 20b benachbart zu einem hinteren Ende des Gehäuses 20 ausgebildet sind.
Unter Bezugnahme auf 3 und 6 sind vier Plattenfedern 30 aus einem metallischen Material wie rostfreiem Stahl (SUS) ausgebildet und sind jeweils in einer ringförmigen und in Umfangsrichtung gewellten Form ausgebildet. Plattenfedern 30 sind in den jeweiligen festen Rippen 24 enthalten.
Unter Bezugnahme auf 3 und 7, ist die Kühlplatte 40 aus einem Metallmaterial mit ausgezeichneter Wärmeableitung (Wärmeleitfähigkeit) wie Aluminium gebildet. Kühlplatte 40 ist im Wesentlichen identisch mit der oberen Fläche des Gehäuses 20. Befestigungsvorsprünge 41 sind an vier Stellen auf einer oberen Oberfläche der Kühlplatte 40 ausgebildet. Befestigungsöffnungen 42 sind an drei Stellen an einem vorderen Ende der Kühlplatte 40 ausgebildet, um Seite an Seite in der Rechts-Links-Richtung angeordnet zu sein. Befestigungsöffnungen 42 dienen als Pfade für erste Verbindungsanschlüsse 230 der oberen Stromschiene 200 und zweite Verbindungsanschlüsse 330 der unteren Stromschiene 300 und als Teile, an denen Abstandshalter 60 angebracht sind.
Vordere Vertiefungsflächen 43a sind zwischen der linken Befestigungsöffnung 42 und der mittleren Befestigungsöffnung 42 und zwischen der rechten Befestigungsöffnung 42 und der mittleren Befestigungsöffnung 42 ausgebildet und sind von einer vorderen Endfläche der Kühlplatte 40 um eine Dicke des vorderen Vorsprungs 21a von Gehäuse 20 nach hinten eingedrückt. Hintere Vertiefungsflächen 43b sind an Stellen ausgebildet, die zwei hinteren Vorsprüngen 21b entsprechen, und sind von einem hinteren Ende der Kühlplatte 40 um eine Dicke von jedem hinteren Vorsprung 21b nach vorne eingebuchtet. Passschlitze 44 sind jeweils in zwei vorderen Vertiefungsflächen 43a und zwei hinteren Vertiefungsflächen 43b ausgebildet und sind mit den Montageklauen 22 des Gehäuses 20 kompatibel.
Vorsprungsfläche 45, die im Wesentlichen rechteckig ist und nach unten vorsteht, ist an einer Rückseite der Kühlplatte 40 ausgebildet.
Ein Kühler, der in einer externen Vorrichtung vorgesehen ist, in der der Filmkondensator 1 angeordnet ist, ist mit der Kühlplatte 40 verbunden. Wenn der Kühler einen Kühlteil enthält, durch den ein Kühlmittel strömt, wird der Kühlteil an Befestigungsvorsprüngen 41 der Kühlplatte 40 mit Schrauben oder anderen Befestigungsmitteln befestigt.
Bezugnehmend auf 3, ist die Isolierschicht 50 aus einem Harzmaterial gebildet, das isolierende Eigenschaften aufweist und mindestens isolierendes Papier in Wärmeableitung (Wärmeleitfähigkeit) übertrifft, wie beispielsweise ein Acrylharz oder Silizium. Isolierschicht 50 ist rechteckig und etwas größer als Vorsprungsfläche 45 der Kühlplatte 40.
Bezugnehmend auf 3 sind drei Abstandshalter 60 aus einem Harzmaterial wie PPS gebildet und besitzen isolierende Eigenschaften. Der erste Schlitz 61 und der zweite Schlitz 62 sind in jedem Abstandshalter 60 ausgebildet. Erste Verbindungsanschlüsse 230 der oberen Stromschiene 200 verlaufen durch jeweilige erste Schlitze 61. Zweite Verbindungsanschlüsse 330 der unteren Stromschiene 300 verlaufen durch entsprechende zweite Schlitze 62.
Zum Zeitpunkt des Aufbaus des Filmkondensators 1 werden zunächst vier Plattenfedern 30 an der inneren Bodenfläche 20b des Gehäuses 20 angebracht. Mit anderen Worten, die Plattenfedern 30 sind an jeweils vier Stellen an der inneren Bodenfläche 20b des Gehäuses 20 in feste Rippen 24 eingesetzt. Wie in 2(b) gezeigt ist, steht jede Plattenfeder 30 teilweise von jeder festen Rippe 24 in Richtung der offenen Fläche des Gehäuses 20 vor, da die Plattenfedern 30 in der Umfangsrichtung wie oben beschrieben wellenförmig ausgebildet sind. Dann wird die Kondensatoreinheit 10 in das Gehäuse 20 eingesetzt. Zu dieser Zeit ist die Kondensatoreinheit 10 auf vier Plattenfedern 30 platziert. Kondensatoreinheit 10 ist in der Rechts-Links-Richtung durch erste Positionierrippen 25 und in einer Vorne-Hinten-Richtung durch zweite Positionierrippen 26 positioniert (siehe 2(b)).
Als nächstes wird geschmolzenes Füllharz 70 (z.B. Epoxidharz) von oben in das Gehäuse 20 injiziert, das die Kondensatoreinheit 10 enthält. Indessen wird das Füllharz 70 durch die erste, zweite und dritte Öffnung 211, 212 und 240 der oberen Stromschiene 200 und die Öffnungen 312 der unteren Stromschiene 300 derart verteilt, dass das Füllharz 70 gleichmäßig in dem Gehäuse 20 verteilt wird. Füllharz 70 wird auf ein Niveau (siehe strichpunktierte Linie in 2 (b)) etwas oberhalb der oberen Stromschiene 200 geladen. Unmittelbar nachdem das Gehäuse 20 mit dem Füllharz 70 gefüllt ist, ist die Kühlplatte 40, an der die Isolierschicht 50 befestigt ist, an der oberen Fläche des Gehäuses 20 angebracht. Als ein Ergebnis wird die Isolierschicht 50 über der oberen Stromschiene 200 platziert. Dann sind drei Abstandshalter 60 an drei Befestigungsöffnungen 42 der Kühlplatte 40 angebracht. Wie in 2(a) gezeigt, passen die Passschlitze 22 an den vier Stellen des Gehäuses 20 vertikal an die Passschlitze 44 (Böden der Schlitze) an den vier Stellen der Kühlplatte 40. Diese Konfiguration verhindert, dass sich die Kühlplatte 40 nach oben bewegt, und verhindert somit, dass die Kühlplatte 40 von dem Gehäuse 20 nach oben getrennt wird. Drei Abstandshalter 60 bestimmen die Positionierung zwischen den ersten und zweiten Verbindungsanschlüssen 230 und 330 und der Kühlplatte 40. Kühlplatte 40 ist benachbart zu der Kondensatoreinheit 10 in dem Gehäuse 20.
In Bezug auf 2(b) drückt die an dem Gehäuse 20 angebrachte Kühlplatte 40 die Kondensatoreinheit 10 nach unten und drückt die Plattenfedern 30 nach unten. Infolgedessen üben die Plattenfedern 30 eine elastische Kraft auf die Kondensatoreinheit 10 nach oben, d.h. in einer Richtung auf die Kühlplatte 40 aus. Die obere Stromschiene 200, d.h. die Kondensatoreinheit 10, wird intensiv über die Isolierfolie 50 gegen die Kühlplatte 40 gedrückt. Selbst wenn das geschmolzene Füllharz 70 zwischen der Kühlplatte 40 und der Kondensatoreinheit 10, genauer gesagt zwischen der Kühlplatte 40 (Vorsprungsfläche 45) und der Isolierschicht 50 und zwischen der Isolierschicht 50 und der Kondensatoreinheit 10 (obere Stromschiene 200) angeordnet ist, beseitigt die Druckkraft durch Plattenfedern 30 das Füllharz 70 nach außen. Folglich ist es weniger wahrscheinlich, dass eine Schicht aus Füllharz 70 zwischen der Kühlplatte 40 und der Kondensatoreinheit 10 gebildet wird.
Das Timing, mit dem das Füllharz 70 in das Gehäuse 20 eingespritzt wird, kann nach dem Montieren der Kühlplatte 40 anders als vor dem Anbringen der Kühlplatte 40, wie oben beschrieben, sein. In diesem Fall ist die Kühlplatte 40 mit einer Einspritzöffnung versehen, durch die das Füllharz 70 eingespritzt wird. In diesem Fall bewirkt eine elastische Kraft durch die Plattenfedern 30, dass die Kondensatoreinheit 10 intensiv über die Isolierschicht 50 gegen die Kühlplatte 40 gedrückt wird. Diese Konfiguration hindert das eingespritzte Füllharz 70 daran, zwischen die Kondensatoreinheit 10 und die Kühlplatte 40 einzutreten. Folglich ist es weniger wahrscheinlich, dass eine Schicht aus Füllharz 70 zwischen der Kondensatoreinheit 10 und der Kühlplatte 40 gebildet wird.
Wenn daher das Füllharz 70 in dem Gehäuse 20 gekühlt und verfestigt wird, wird der in 1 gezeigte Filmkondensator 1 abgeschlossen. Vorzugsweise sind die Kühlplatte 40 und das Gehäuse 20 mit Schrauben oder einem anderen Befestigungsverfahren aneinander befestigt, um sicherzustellen, dass die Kühlplatte 40 nicht von dem Gehäuse 20 gelöst wird.
Wenn der Filmkondensator 1 in einer externen Vorrichtung installiert ist und elektrischer Strom durch die Kondensatorgruppe 100 fließt, erzeugt die Kondensatorgruppe 100 Wärme. Von der Kondensatorgruppe 100 erzeugte Wärme wird durch die obere Stromschiene 200, die Isolierschicht 50 und die Kühlplatte 40 in einen Kühler der externen Vorrichtung, die mit der Kühlplatte 40 verbunden ist, abgegeben. Mit anderen Worten, die Kondensatorelemente 110 werden durch die Kühlplatte 40, die Isolierplatte 50 und die obere Stromschiene 200 gekühlt. Diese Konfiguration verhindert einen Temperaturanstieg der Kondensatorelemente 110. Indessen ist es weniger wahrscheinlich, dass das Füllharz 70 zwischen der Kondensatoreinheit 10 und der Kühlplatte 40 angeordnet ist, und somit ist eine Beeinträchtigung der Wärmeableitung aufgrund des Füllharzes 70 zwischen der Kondensatoreinheit 10 und der Kühlplatte 40 weniger wahrscheinlich.
<Auswirkungen der beispielhaften Ausführungsform>
Wie oben beschrieben, werden gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform die folgenden Wirkungen ausgeübt.
Plattenfedern 30 sind innerhalb des Gehäuses 20 vorgesehen, und eine elastische Kraft durch die Plattenfedern 30 bewirkt, dass die Kondensatoreinheit 10 gegen die Kühlplatte 40 gedrückt wird. Diese Konfiguration hindert das Füllharz 70 daran, zwischen der Kondensatoreinheit 10 und der Kühlplatte 40 angeordnet zu werden. Als ein Ergebnis tritt eine Beeinträchtigung der Wärmeableitung aufgrund des Füllharzes 70 zwischen der Kondensatoreinheit 10 und der Kühlplatte 40 weniger leicht auf, was eine zufriedenstellende Kühlung der Kondensatorelemente 110 ermöglicht.
Das geschmolzene Füllharz 70, das in das Gehäuse 20 eingespritzt wird, hat eine hohe Temperatur. Da jedoch die Plattenfedern 30, die als ein elastischer Körper wirken, um eine elastische Kraft auszuüben, metallische Federn sind, gibt es keine Bedenken hinsichtlich der Verschlechterung und dergleichen, die sich aus der Einwirkung einer hohen Temperatur ergeben, im Gegensatz zum Fall der Verwendung eines elastischen Gummikörpers.
Plattenfedern 30 sind mit festen Rippen 24 an der inneren Bodenfläche 20b des Gehäuses 20 umgeben und somit so befestigt, dass sie sich nicht entlang der inneren Bodenfläche 20b bewegen (in den Richtungen vorne-hinten und rechts-links). Diese Konfiguration verhindert, dass die Plattenfedern 30 als Ergebnis davon, dass sie durch einen Fluss von Füllharz 70 gedrückt werden, das in das Gehäuse 20 eingespritzt wird, in der Position abweichen. Dies ermöglicht, dass die Plattenfedern 30 gegen geeignete Positionen auf der Kondensatoreinheit 10 gedrückt werden (Positionen mit Ausnahme der Öffnungen 312 an der unteren Sammelschiene 300).
Die Isolierschicht 50 ist zwischen der Kühlplatte 40 und der oberen Stromschiene 200 angeordnet. Diese Konfiguration verhindert, dass elektrischer Strom, der durch die obere Stromschiene 200 fließt, in die Kühlplatte 40 austritt, selbst wenn verhindert wird, dass das Füllharz 70 zwischen der Kühlplatte 40 und der oberen Stromschiene 200 angeordnet ist.
Die Montageklauen 22 des Gehäuses 20 passen eng mit den Passschlitzen zusammen, um dadurch zu verhindern, dass sich die Kühlplatte 40 nach oben bewegt, d.h. in Richtung einer elastischen Kraft durch die Plattenfedern 30. Somit kann die Kondensatoreinheit 10 durch die elastische Kraft fest gegen die Kühlplatte 40 gedrückt werden.
Obwohl die beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oben beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene beispielhafte Ausführungsform beschränkt, und darüber hinaus kann eine Vielzahl von Modifikationen neben der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform auf Anwendungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet werden.
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Plattenfedern 30 als ein elastischer Körper verwendet, der beispielsweise eine elastische Kraft an die Kondensatoreinheit 10 anlegt. Der elastische Körper ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt, und metallische Schraubenfedern können verwendet werden. Alternativ kann ein gummielastischer Körper verwendet werden, solange der elastische Körper gegenüber hoher Temperatur beständig ist und keine Bedenken hinsichtlich einer Verschlechterung verursacht.
Eine Anzahl von Kondensatorelementen 110, die die Kondensatorgruppe 100 bilden, kann abhängig von der erforderlichen elektrischen Kapazität in geeigneter Weise geändert werden, ohne auf die in der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform angegebene Anzahl beschränkt zu sein. Mit anderen Worten, sechs Kondensatorelemente 110 sind in der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform angeordnet, aber die Anzahl der Kondensatorelemente 110 ist nicht auf sechs beschränkt. Jede andere Anzahl von Kondensatorelementen 110 kann angeordnet sein, einschließlich eines Gehäuses, in dem nur ein Kondensatorelement 110 angeordnet ist.
In der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform ist das Gehäuse 20 mit Montageklauen 22 versehen, und die Montageklauen 22 passen eng mit den Passschlitzen 44 zusammen, die in der Kühlplatte 40 ausgebildet sind. Eine Konfiguration der Anpassung ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Gehäuse 20 kann mit Passschlitzen versehen sein, die einen Passteil bilden, und die Passschlitze können eng mit zum Beispiel an der Kühlplatte 40 ausgebildeten Montageklauen zusammenpassen.
In der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform sind die Plattenfedern 30 an der inneren Bodenfläche 20b des Gehäuses 20 mit ringförmigen festen Rippen 24 befestigt. Das Verfahren zum Befestigen der Federn ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Zum Beispiel kann ein Vorsprung, der mit einer Öffnung in der Mitte jeder Plattenfeder 30 kompatibel ist, an der inneren Bodenfläche 20b des Gehäuses 20 ausgebildet sein, um als ein Befestigungsmittel zu dienen, und die Öffnung jeder Plattenfeder 30 kann auf den Vorsprung gelegt werden, so dass die Plattenfedern 30 fixiert sind.
Jedes der Kondensatorelemente 110 wird durch Stapeln von zwei metallisierten Filmen gebildet, die dielektrische Filme sind, auf denen Aluminium abgeschieden ist, und Wickeln oder Schichten der gestapelten metallisierten Filme. Alternativ kann jedes der Kondensatorelemente 110 gebildet werden, indem ein metallisierter Film hergestellt wird, der ein dielektrischer Film ist, auf dessen beiden Seiten Aluminium abgeschieden ist, der metallisierte Film und ein isolierender Film gestapelt werden und die gestapelten Filme gewickelt oder geschichtet werden.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird der Filmkondensator 1 als ein Beispiel des Kondensators gemäß der vorliegenden Erfindung genommen. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auf jeden anderen Kondensator als den Filmkondensator 1 angewendet werden.
Zusätzlich kann die beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf verschiedene Arten modifiziert werden, wie es im Rahmen des in den Ansprüchen offenbarten technischen Gedankens angemessen ist.
Man beachte, dass in der Beschreibung der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform ein Ausdruck, der eine Richtung angibt, wie „aufwärts“ oder „abwärts“, eine relative Richtung angibt, die nur von einer relativen Positionsbeziehung von Bestandteilen abhängt und keine absolute angibt, wie eine vertikale Richtung oder eine horizontale Richtung.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung ist nützlich für Kondensatoren, wie beispielsweise Filmkondensatoren, die für verschiedene elektrische Komponenten von elektronischen Vorrichtungen, elektrischen Geräten, industriellen Geräten, Fahrzeugen oder dergleichen verwendet werden.
Bezugszeichenliste

1: Filmkondensator (Kondensator)
10: Kondensatoreinheit
20: Gehäuse
22: Montageklaue (Montageteil)
24: feste Rippe (Befestiger)
20b: innere Bodenfläche (innere Oberfläche)
30: Plattenfeder (elastischer Körper, Metallfeder)
40: Kühlplatte (Wärmeableiter)
50: Isolierschicht (Isolierelement)
70: Füllharz
110: Kondensatorelement
111: obere Endelektrode (Elektrode)
112: untere Endelektrode (Elektrode)
200: obere Stromschiene (erste Stromschiene)
300: untere Stromschiene (zweite Stromschiene)

Claims

Kondensator, der umfasst: eine Kondensatoreinheit, die ein Kondensatorelement und eine erste Stromschiene und eine zweite Stromschiene umfasst, die jeweils mit Elektroden des Kondensatorelements verbunden sind; ein Gehäuse, das die Kondensatoreinheit umfasst und mit einem Füllharz gefüllt ist; einen Wärmeableiter, der in der Nähe der Kondensatoreinheit angeordnet ist, wobei der Wärmeableiter mit einem Kühler verbunden ist und Wärme in den Kühler abgibt, die von dem Kondensatorelement erzeugt wird; und einen elastischen Körper, der eine elastische Kraft auf die Kondensatoreinheit in Richtung auf den Wärmeableiter ausübt.
Kondensator nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse eine offene Fläche aufweist, der Wärmeableiter näher an der offenen Seite des Gehäuses angeordnet ist als die Kondensatoreinheit, und der elastische Körper zwischen der Kondensatoreinheit und einer inneren Oberfläche des Gehäuses angeordnet ist, die sich auf einer der geöffneten Fläche gegenüberliegenden Seite befindet.
Kondensator nach Anspruch 1 oder 2, wobei der elastische Körper eine metallische Feder umfasst.
Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der elastische Körper an der inneren Oberfläche des Gehäuses angeordnet ist, und die innere Oberfläche des Gehäuses mit einem Befestigungselement versehen ist, das den elastischen Körper an der inneren Oberfläche fixiert, um zu verhindern, dass sich der elastische Körper auf der inneren Oberfläche des Gehäuses bewegt.
Kondensator nach Anspruch 4, wobei das Befestigungselement eine Rippe ist, die von der Innenfläche des Gehäuses vorsteht, und der elastische Körper von der Rippe umgeben ist, um an der inneren Oberfläche befestigt zu werden, um sich nicht auf der inneren Oberfläche des Gehäuses zu bewegen.
Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Wärmeableiter in der Nähe der ersten Stromschiene angeordnet ist, und ein Isolierelement zwischen dem Wärmeableiter und der ersten Stromschiene angeordnet ist.
Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Gehäuse mit einem Eingriffsteil versehen ist, wobei der Eingriffsteil mit dem Wärmeableiter in Eingriff steht und verhindert, dass sich der Wärmeableiter in einer Richtung der elastischen Kraft durch den elastischen Körper bewegt.