JP2002290088A - 電解コンデンサ放熱構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電解コンデンサの温度上昇を抑制して製品と
しての故障を防止することができる電解コンデンサ放熱
構造を提供する。 【解決手段】 電解コンデンサ１の発熱による温度上昇
は熱伝導部材８を介してヒートシンク５による放熱によ
り抑制される。特に、電解コンデンサ１は、上面部１ａ
と円筒部１ｃからの発熱が熱伝導部材８によって集中的
にヒートシンク５に伝熱され、ヒートシンク５によって
放熱されることにより、所定の温度に保持されるため電
解コンデンサ１の寿命が延びる。これにより、電解コン
デンサ放熱構造１０は、電解コンデンサ１を搭載した製
品としての故障を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電解コンデンサ放
熱構造に関し、特に電解コンデンサの温度上昇を抑制す
る電解コンデンサ放熱構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、電解コンデンサは、プリント基板
に実装されている。電解コンデンサを実装する従来例と
して図７〜図１０に示す。図７は、従来の電解コンデン
サ実装構造を示す正面図である。図８は、図７に示され
た従来の電解コンデンサ実装構造を矢印Ｃ方向からみた
側面図である。図９は、図７に示された従来の電解コン
デンサ実装構造を矢印Ｄ方向からみた側面図である。図
１０は、従来の電解コンデンサ実装構造を示す背面図で
ある。

【０００３】図７に示されるように、符号１１０は従来
の電解コンデンサ実装構造を示している。この従来の電
解コンデンサ実装構造１１０は、電解コンデンサ１０１
と、Ｎ個（Ｎは１以上の整数）のＮチャネルＭＯＳトラ
ンジスタ１０２、１０３と、プリント基板１０４と、プ
リント基板１０４に平行に延びるヒートシンク１０５、
ヒートシンク１０６、１０７と、ネジ１０９、固定部材
１１１とを備えている。以下、ＮチャネルＭＯＳトラン
ジスタをＮＭＯＳトランジスタと称す。また、ヒートシ
ンク１０５の辺１０５ａをＸ方向、辺１０５ａに対して
同一平面上の垂直方向をＹ方向、辺１０５ｃに対して垂
直上方方向をＺ方向とする。

【０００４】ヒートシンク１０５の上面の端部の近傍に
は、Ｚ方向及びＹ方向に延びるヒートシンク１０６が接
続されている。ヒートシンク１０５の上面の他方の端部
の近傍には、Ｚ方向及びＹ方向に延びるヒートシンク１
０７が接続されている。また、ヒートシンク１０５の上
面には、プリント基板１０４を固定するための固定部材
１１１が接続されている。ヒートシンク１０５、１０
６、１０７はアルミニウムで例示される金属により形成
されている。

【０００５】電解コンデンサ１０１は、上面部１０１ａ
と底面部１０１ｂと円筒部１０１ｃと正極端子１０１ｄ
と負極端子１０１ｅとを有する。正極端子１０１ｄと負
極端子１０１ｅは底面部１０１ｂに露出されている。

【０００６】ＮＭＯＳトランジスタ１０３は、ゲート電
極１０３ａ、ドレイン電極１０３ｂ、ソース電極１０３
ｃの端子を有する。ＮＭＯＳトランジスタ１０２は、ゲ
ート電極１０２ａ、ドレイン電極１０２ｂ、ソース電極
１０２ｃの端子を有する。

【０００７】ヒートシンク１０５の端部の近傍に位置す
るＹ方向のヒートシンク１０６の側面部１０６ｃには、
Ｎ個のＮＭＯＳトランジスタ１０３がＹ方向に向かって
配置されるようにネジ１０９によりネジ止めされている
（図８参照）。ヒートシンク１０６は、ＮＭＯＳトラン
ジスタ１０３の発熱による温度上昇をヒートシンク１０
５とともに放熱するために用いられる。これにより、Ｎ
ＭＯＳトランジスタ１０３の発熱による温度上昇はヒー
トシンク１０５、１０６による放熱により抑制される。

【０００８】ヒートシンク１０５の他方の端部の近傍に
位置するＹ方向のヒートシンク１０７の側面部１０７ｃ
には、Ｎ個のＮＭＯＳトランジスタ１０２がＹ方向に向
かって配置されるようにネジ１０９によりネジ止めされ
ている（図９参照）。ヒートシンク１０７は、ＮＭＯＳ
トランジスタ１０２の発熱による温度上昇をヒートシン
ク１０５とともに放熱するために用いられる。これによ
り、ＮＭＯＳトランジスタ１０２の発熱による温度上昇
はヒートシンク１０５、１０７による放熱により抑制さ
れる。

【０００９】プリント基板１０４には、電解コンデンサ
１０１の正極端子１０１ｄ、負極端子１０１ｅ、ＮＭＯ
Ｓトランジスタ１０３のゲート電極１０３ａ、ドレイン
電極１０３ｂ、ソース電極１０３ｃの端子、ＮＭＯＳト
ランジスタ１０２のゲート電極１０２ａ、ドレイン電極
１０２ｂ、ソース電極１０２ｃの端子をプリント基板１
０４に貫通させる穴１０４ｃが開けられている。また、
プリント基板１０４には、プリント基板１０４を固定す
るための固定部材１１１をネジ止めするための穴１０４
ｃより大きい穴１０４ｅが開けられている。

【００１０】プリント基板１０４は、ヒートシンク１０
６の上面部１０６ａ及びヒートシンク１０７の上面部１
０７ａの上に設けられ、固定部材１１１を介してネジ１
０９により固定されている。プリント基板１０４の上面
の中央部には、電解コンデンサ１０１が設けられてい
る。電解コンデンサ１０１の正極端子１０１ｄ、負極端
子１０１ｅは、プリント基板１０４の穴１０４ｃを貫通
し、プリント基板１０４の裏面１０４ｂで半田付けされ
固定されている。ＮＭＯＳトランジスタ１０２のゲート
電極１０２ａ、ドレイン電極１０２ｂ、ソース電極１０
２ｃの端子、ＮＭＯＳトランジスタ１０３のゲート電極
１０３ａ、ドレイン電極１０３ｂ、ソース電極１０３ｃ
の端子は、プリント基板１０４の穴１０４ｃを貫通し、
プリント基板１０４の表面１０４ａで半田付けされ固定
されている。

【００１１】また、半田付けされた電解コンデンサ１０
１の正極端子１０１ｄと半田付けされたＮＭＯＳトラン
ジスタ１０２のドレイン電極１０２ｂは、プリント基板
１０４の図示せぬパターンにより接続され、図示せぬ高
位側入力端子に接続される。半田付けされた電解コンデ
ンサ１０１の負極端子１０１ｅと半田付けされたＮＭＯ
Ｓトランジスタ１０３のソース電極１０３ｃは、プリン
ト基板１０４の図示せぬパターンにより接続され、図示
せぬ低位側入力端子に接続される。半田付けされたＮＭ
ＯＳトランジスタ１０２のソース電極１０２ｃと半田付
けされたＮＭＯＳトランジスタ１０３のドレイン電極１
０３ｂは、プリント基板１０４の図示せぬパターンによ
り接続され、図示せぬ出力端子に接続される。

【００１２】電解コンデンサ実装構造１１０において、
例えば、図示せぬ高位側入力端子−図示せぬ低位側入力
端子間に直流電圧が印加されている間では、電解コンデ
ンサ１０１の上面部１０１ａと円筒部１０１ｃは発熱に
より温度上昇するが、ＮＭＯＳトランジスタ１０３の発
熱による温度上昇はヒートシンク１０５、１０６による
放熱により抑制され、ＮＭＯＳトランジスタ１０２の発
熱による温度上昇はヒートシンク１０５、１０７による
放熱により抑制される。

【００１３】次に、図１１を参照して、前述した電解コ
ンデンサ実装構造１１０を並列ＭＯＳＦＥＴ回路で構成
されるインバータに適用した例を説明する。図１１は、
従来の電解コンデンサ実装構造を並列ＭＯＳＦＥＴ回路
で構成されるインバータに適用した例を示す回路図であ
る。

【００１４】図１１に示されるように、符号１２０はイ
ンバータである。インバータ１２０は直列に接続された
３個の並列ＭＯＳＦＥＴ回路１２１、１２２、１２３を
備えている。並列ＭＯＳＦＥＴ回路１２１、１２２、１
２３の各々の構造は、前述した電解コンデンサ実装構造
１１０に対応する。初段（１個目）の並列ＭＯＳＦＥＴ
回路１２１にはバッテリ電圧を印加するバッテリ２４が
接続され、並列ＭＯＳＦＥＴ回路１２１、１２２、１２
３にはバッテリ２４の電圧が供給される。

【００１５】並列ＭＯＳＦＥＴ回路１２１にはドライブ
回路２６とモータ２５とが接続され、並列ＭＯＳＦＥＴ
回路１２１はドライブ回路２６からの制御電圧に応じて
動作し、並列ＭＯＳＦＥＴ回路１２１の動作電流は、バ
ッテリ２４の電圧値で定まる。並列ＭＯＳＦＥＴ回路１
２２にはドライブ回路２７、モータ２５が接続され、並
列ＭＯＳＦＥＴ回路１２２はドライブ回路２７からの制
御電圧に応じて動作し、並列ＭＯＳＦＥＴ回路１２２の
動作電流は、バッテリ２４の電圧値で定まる。並列ＭＯ
ＳＦＥＴ回路１２３にはドライブ回路２８、モータ２５
が接続され、並列ＭＯＳＦＥＴ回路１２３はドライブ回
路２８からの制御電圧に応じて動作し、並列ＭＯＳＦＥ
Ｔ回路１２３の動作電流は、バッテリ２４の電圧値で定
まる。この各々の動作電流は、並列ＭＯＳＦＥＴ回路１
２１、１２２、１２３によりモータ２５に流れる３相電
流である。

【００１６】並列ＭＯＳＦＥＴ回路１２１、１２２、１
２３の各々は、直流電圧を平滑する前述した電解コンデ
ンサ１０１と、スイッチング素子として働き、Ｎ個並列
に接続された前述したＮＭＯＳトランジスタ１０２、１
０３とを備えている。電解コンデンサ１０１の正極端子
１０１ｄとＮＭＯＳトランジスタ１０２のドレイン電極
１０２ｂは並列に接続され、電解コンデンサ１０１の正
極端子１０１ｄは前述した図示せぬ高位側入力端子に対
応する端子Ｐを介してバッテリ２４の正極に接続されて
いる。電解コンデンサ１０１の負極端子１０１ｅとＮＭ
ＯＳトランジスタ１０３のソース電極１０３ｃは並列に
接続され、電解コンデンサ１０１の負極端子１０１ｅは
前述した図示せぬ低位側入力端子に対応する端子Ｎを介
してバッテリ２４の負極に接続されている。ＮＭＯＳト
ランジスタ１０２のソース電極１０２ｃとＮＭＯＳトラ
ンジスタ１０３のドレイン電極１０３ｂは直列に接続さ
れている。

【００１７】初段（１個目）の並列ＭＯＳＦＥＴ回路１
２１において、ＮＭＯＳトランジスタ１０２のソース電
極１０２ｃとＮＭＯＳトランジスタ１０３のドレイン電
極１０３ｂには、前述した図示せぬ出力端子に対応する
端子Ｒを介してモータ２５に接続されている。また、Ｎ
ＭＯＳトランジスタ１０２のゲート電極１０２ａとＮＭ
ＯＳトランジスタ１０３のゲート電極１０３ａの各々に
は、ドライブ回路２６が接続されている。

【００１８】中段（２個目）の並列ＭＯＳＦＥＴ回路１
２２において、ＮＭＯＳトランジスタ１０２のソース電
極１０２ｃとＮＭＯＳトランジスタ１０３のドレイン電
極１０３ｂには、前述した図示せぬ出力端子に対応する
端子Ｓを介してモータ２５に接続されている。また、Ｎ
ＭＯＳトランジスタ１０２のゲート電極１０２ａとＮＭ
ＯＳトランジスタ１０３のゲート電極１０３ａの各々に
は、ドライブ回路２７が接続されている。

【００１９】最終段（３個目）の並列ＭＯＳＦＥＴ回路
１２３において、ＮＭＯＳトランジスタ１０２のソース
電極１０２ｃとＮＭＯＳトランジスタ１０３のドレイン
電極１０３ｂには、前述した図示せぬ出力端子に対応す
る端子Ｔを介してモータ２５に接続されている。また、
ＮＭＯＳトランジスタ１０２のゲート電極１０２ａとＮ
ＭＯＳトランジスタ１０３のゲート電極１０３ａの各々
には、ドライブ回路２８が接続されている。

【００２０】初段（１個目）の並列ＭＯＳＦＥＴ回路１
２１において、ドライブ回路２６の制御電圧によりＮＭ
ＯＳトランジスタ１０２がＯＮ、ＮＭＯＳトランジスタ
１０３がＯＦＦする動作と、ＮＭＯＳトランジスタ１０
２がＯＦＦ、ドライブ回路２６の制御電圧によりＮＭＯ
Ｓトランジスタ１０３がＯＮする動作を繰り返すことに
より、モータ２５には、動作電流として正弦波の電流Ｉ
１２１が端子Ｒを介して流れる。ここで、ドライブ回路
２６は、ＮＭＯＳトランジスタ１０２のゲート電極１０
２ａとＮＭＯＳトランジスタ１０３のゲート電極１０３
ａとが周期的に交互にＯＮするように制御電圧を制御す
る。

【００２１】中段（２個目）の並列ＭＯＳＦＥＴ回路１
２２において、ドライブ回路２７の制御電圧によりＮＭ
ＯＳトランジスタ１０２がＯＮ、ＮＭＯＳトランジスタ
１０３がＯＦＦする動作と、ＮＭＯＳトランジスタ１０
２がＯＦＦ、ドライブ回路２７の制御電圧によりＮＭＯ
Ｓトランジスタ１０３がＯＮする動作を繰り返すことに
より、モータ２５には、動作電流として、電流Ｉ１２１
に対して１２０度遅れた正弦波の電流Ｉ１２２が端子Ｓ
を介して流れる。ここで、ドライブ回路２７は、ＮＭＯ
Ｓトランジスタ１０２のゲート電極１０２ａとＮＭＯＳ
トランジスタ１０３のゲート電極１０３ａとが周期的に
交互にＯＮし、電流Ｉ１２１に対して電流Ｉ１２２が１
２０度遅れるように制御電圧を制御する。

【００２２】最終段（３個目）の並列ＭＯＳＦＥＴ回路
１２３において、ドライブ回路２８の制御電圧によりＮ
ＭＯＳトランジスタ１０２がＯＮ、ＮＭＯＳトランジス
タ１０３がＯＦＦする動作と、ＮＭＯＳトランジスタ１
０２がＯＦＦ、ドライブ回路２８の制御電圧によりＮＭ
ＯＳトランジスタ１０３がＯＮする動作を繰り返すこと
により、モータ２５には、動作電流として、電流Ｉ１２
２に対して１２０度遅れた正弦波の電流Ｉ１２３が端子
Ｔを介して流れる。ここで、ドライブ回路２８は、ＮＭ
ＯＳトランジスタ１０２のゲート電極１０２ａとＮＭＯ
Ｓトランジスタ１０３のゲート電極１０３ａとが周期的
に交互にＯＮし、電流Ｉ１２２に対して電流Ｉ１２３が
１２０度遅れるように制御電圧を制御する。

【００２３】しかしながら、３個の並列ＭＯＳＦＥＴ回
路１２１、１２２、１２３の各々の構造は、前述した電
解コンデンサ実装構造１１０に対応する。このため、バ
ッテリ電圧を印加している間では、ＮＭＯＳトランジス
タ１０２、１０３の温度上昇はヒートシンク１０５、１
０６、１０７による放熱により抑制されているが、電解
コンデンサ１０１の上面部１０１ａと円筒部１０１ｃの
温度上昇が著しく、電解コンデンサ１０１の寿命が短く
なってしまい、電解コンデンサ１０１を搭載した製品と
して故障する恐れがあるため、電解コンデンサ１０１の
温度上昇を抑制して製品としての故障を防止することが
望まれる。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電解
コンデンサの温度上昇を抑制して製品としての故障を防
止することができる電解コンデンサ放熱構造を提供する
ことにある。

【００２５】本発明の他の目的は、電解コンデンサの寿
命を延ばして製品としての故障を防止することができる
電解コンデンサ放熱構造を提供することにある。

【００２６】

【課題を解決するための手段】その課題を解決するため
の手段が、下記のように表現される。その表現中の請求
項対応の技術的事項には、括弧（）付きで、番号、記号
等が添記されている。その番号、記号等は、本発明の実
施の複数・形態又は複数の実施例のうちの少なくとも１
つの実施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事
項、特に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に
表現されている技術的事項に付せられている参照番号、
参照記号等に一致している。このような参照番号、参照
記号は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施
例の技術的事項との対応・橋渡しを明白にしている。こ
のような対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実
施の形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈する
ことを意味しない。

【００２７】本発明による電解コンデンサ放熱構造は、
第１ヒートシンク（５）と、第２ヒートシンク（６）と
第３ヒートシンク（７）と、パワートランジスタ（２、
３）と、配線基板（４）と、電解コンデンサ（１）とを
備えている。第２ヒートシンク（６）と第３ヒートシン
ク（７）は、第１ヒートシンク（５）上の離れた２箇所
に設けられ、第１ヒートシンク（５）の主面と直交する
ように設けられている。パワートランジスタ（２、３）
は、第２ヒートシンク（６）と第３ヒートシンク（７）
の各々の第１面（６ｃ、７ｃ）に設けられている。第１
面（６ｃ、７ｃ）は主面と直交する。配線基板（４）
は、第２ヒートシンク（６）と第３ヒートシンク（７）
の上に、第２ヒートシンク（６）と第３ヒートシンク
（７）から離れて設けられている。パワートランジスタ
（２、３）は配線基板（４）に接続されている。電解コ
ンデンサ（１）は、配線基板（４）に設けられ、その内
部で発生した熱を第１ヒートシンク（５）に伝達するよ
うに、その先端（１ａ）が第１ヒートシンク（５）の主
面に接続されている。

【００２８】電解コンデンサ（１）の先端（１ａ）は、
熱伝導性材料（８）を介して第１ヒートシンク（５）に
接続されている。

【００２９】配線基板（４）は、絶縁物（１１）を介し
て第２ヒートシンク（６）と第３ヒートシンク（７）に
接続されている。

【００３０】パワートランジスタ（２、３）は、配線基
板（４）に配線されている。

【００３１】第１ヒートシンク（５）と第２ヒートシン
ク（６）と第３ヒートシンク（７）とは一体として形成
されている。

【００３２】熱伝導性材料（８）はシリコーンゴムであ
る。熱伝導性材料（８）は、延性、展性に優れ（柔らか
い）、熱伝導性がよく、絶縁体であり、シリコーンゴム
製のラバーシートが例示される。このラバーシートは公
知であり、市販されている。シリコーンゴム製のラバー
シートとしては、富士高分子工業株式会社「サーコン」
が例示される。

【００３３】

【発明の実施の形態】添付図面を参照して、本発明によ
る電解コンデンサ放熱構造の実施の形態を以下に説明す
る。

【００３４】図１は、本発明の電解コンデンサ放熱構造
を示す正面図である。図２は、図１に示された本発明の
電解コンデンサ放熱構造を矢印Ａ方向からみた側面図で
ある。図３は、図１に示された本発明の電解コンデンサ
放熱構造を矢印Ｂ方向からみた側面図である。図４は、
本発明の電解コンデンサ放熱構造を示す背面図である。

【００３５】図１に示されるように、符号１０は本発明
の電解コンデンサ放熱構造を示している。この電解コン
デンサ放熱構造１０は、例えばバッテリフォークリフト
用コントローラで使用される。また、電解コンデンサ放
熱構造１０は、例えば並列ＭＯＳＦＥＴ回路に含まれる
電解コンデンサの温度上昇に対して相対的に冷却する構
造である。電解コンデンサ放熱構造１０は、電解コンデ
ンサ１と、パワートランジスタのようなＮ個（Ｎは１以
上の整数）のＮチャネルＭＯＳトランジスタ２、３と、
プリント基板４と、プリント基板４に平行に延びるヒー
トシンク５、ヒートシンク６、７と、熱伝導部材８と、
ネジ９と、固定部材１１とを備えている。以下、Ｎチャ
ネルＭＯＳトランジスタをＮＭＯＳトランジスタと称
す。また、ヒートシンク５の辺５ａをＸ方向、辺５ａに
対して同一平面上の垂直方向をＹ方向、辺５ｃに対して
垂直上方方向をＺ方向とする。

【００３６】ヒートシンク５の上面の中央部には、熱伝
導部材８が設けられている。ヒートシンク５の上面の端
部の近傍には、Ｚ方向及びＹ方向に延びるヒートシンク
６が接続されている。ヒートシンク５の上面の他方の端
部の近傍には、Ｚ方向及びＹ方向に延びるヒートシンク
７が接続されている。即ち、ヒートシンク６とヒートシ
ンク７は、ヒートシンク５上のヒートシンク５上の離れ
た２箇所に設けられ、ヒートシンク５の主面と直交する
ように設けられている。ヒートシンク５、６、７はアル
ミニウムで例示される金属により形成されている。ま
た、ヒートシンク５、６、７は、個別に形成されてもよ
いし、一体として形成されてもよい。

【００３７】電解コンデンサ１は、上面部１ａと底面部
１ｂと円筒部１ｃと正極端子１ｄと負極端子１ｅとを有
する。正極端子１ｄと負極端子１ｅは底面部１ｂに露出
されている。

【００３８】熱伝導部材８の上面には、電解コンデンサ
１が設けられ、電解コンデンサ１の上面部１ａと接続さ
れている。即ち、電解コンデンサ１は、その内部で発生
した熱をヒートシンク５に伝達するように、その先端に
対応する上面部１ａがヒートシンク５の主面に接続され
る。電解コンデンサ１の上面部１ａは、熱伝導部材８を
介してヒートシンク５に接続されている。

【００３９】この熱伝導部材８は、延性、展性に優れ
（柔らかい）、熱伝導性がよく、絶縁体である熱伝導性
材料である。熱伝導性材料としてシリコーンゴム製のラ
バーシートが例示される。このラバーシートは公知であ
り、市販されている。シリコーンゴム製のラバーシート
としては、富士高分子工業株式会社「サーコン」が例示
される。熱伝導部材８は、電解コンデンサ１の特に上面
部１ａと円筒部１ｃの発熱による温度上昇を、熱伝導部
材８を介してヒートシンク５に放熱するために用いられ
る。電解コンデンサ１は、上面部１ａと円筒部１ｃから
の発熱が熱伝導部材８によって集中的にヒートシンク５
に伝熱され、ヒートシンク５によって放熱されることに
より、所定の温度に保持される（温度上昇に対して相対
的に冷却する）。これにより、電解コンデンサ１の発熱
による温度上昇は熱伝導部材８を介してヒートシンク５
による放熱により抑制される。

【００４０】ＮＭＯＳトランジスタ２は、ゲート電極２
ａ、ドレイン電極２ｂ、ソース電極２ｃの端子を有す
る。ＮＭＯＳトランジスタ３は、ゲート電極３ａ、ドレ
イン電極３ｂ、ソース電極３ｃの端子を有する。

【００４１】Ｎ個のＮＭＯＳトランジスタ３は、ヒート
シンク６がヒートシンク５の主面と直交するヒートシン
ク６の側面部６ｃに設けられている。ヒートシンク５の
端部の近傍に位置するＹ方向のヒートシンク６の側面部
６ｃには、Ｎ個のＮＭＯＳトランジスタ３がＹ方向に向
かって配置されるようにネジ９によりネジ止めされてい
る（図２参照）。ヒートシンク６は、ＮＭＯＳトランジ
スタ３の発熱による温度上昇をヒートシンク５とともに
放熱するために用いられる。これにより、ＮＭＯＳトラ
ンジスタ３の発熱による温度上昇はヒートシンク５、６
による放熱により抑制される。

【００４２】Ｎ個のＮＭＯＳトランジスタ２は、ヒート
シンク７がヒートシンク５の主面と直交するヒートシン
ク７の側面部７ｃに設けられている。ヒートシンク５の
他方の端部の近傍に位置するＹ方向のヒートシンク７の
側面部７ｃには、Ｎ個のＮＭＯＳトランジスタ２がＹ方
向に向かって配置されるようにネジ９によりネジ止めさ
れている（図３参照）。ヒートシンク７は、ＮＭＯＳト
ランジスタ３の発熱による温度上昇をヒートシンク５と
ともに放熱するために用いられる。これにより、ＮＭＯ
Ｓトランジスタ３の発熱による温度上昇はヒートシンク
５、７による放熱により抑制される。

【００４３】プリント基板４には、電解コンデンサ１の
正極端子１ｄ、負極端子１ｅ、ＮＭＯＳトランジスタ３
のゲート電極３ａ、ドレイン電極３ｂ、ソース電極３ｃ
の端子、ＮＭＯＳトランジスタ２のゲート電極２ａ、ド
レイン電極２ｂ、ソース電極２ｃの端子をプリント基板
４に貫通させる穴４ｃが開けられている。また、プリン
ト基板４には、プリント基板４を固定するための固定部
材１１をネジ止めするための穴４ｃより大きい穴４ｅが
開けられている。

【００４４】プリント基板４は、ヒートシンク６とヒー
トシンク７の上に、ヒートシンク７とヒートシンク７か
ら離れて設けられている。このプリント基板４は、絶縁
物のような固定部材１１を介してヒートシンク６とヒー
トシンク７に接続されている。固定部材１１は、ヒート
シンク６の上面部６ａ及びヒートシンク７の上面部７ａ
に設けられ、プリント基板４は電解コンデンサ１を挟む
ように固定部材１１を介してネジ９により固定されてい
る。電解コンデンサ１はプリント基板４の両面のうちの
裏面４ｂに設けられ、電解コンデンサ１の正極端子１
ｄ、負極端子１ｅ、ＮＭＯＳトランジスタ２のゲート電
極２ａ、ドレイン電極２ｂ、ソース電極２ｃの端子、Ｎ
ＭＯＳトランジスタ３のゲート電極３ａ、ドレイン電極
３ｂ、ソース電極３ｃの端子はプリント基板４の穴４ｃ
を貫通し、プリント基板４の両面のうちの表面４ａで半
田付けされ固定されている。これにより、電解コンデン
サ１とＮＭＯＳトランジスタ２、３はプリント基板４に
接続される。

【００４５】また、半田付けされた電解コンデンサ１の
正極端子１ｄと半田付けされたＮＭＯＳトランジスタ２
のドレイン電極２ｂは、プリント基板４の図示せぬパタ
ーンにより接続され、図示せぬ高位側入力端子に接続さ
れる。半田付けされた電解コンデンサ１の負極端子１ｅ
と半田付けされたＮＭＯＳトランジスタ３のソース電極
３ｃは、プリント基板４の図示せぬパターンにより接続
され、図示せぬ低位側入力端子に接続される。半田付け
されたＮＭＯＳトランジスタ２のソース電極２ｃと半田
付けされたＮＭＯＳトランジスタ３のドレイン電極３ｂ
は、プリント基板４の図示せぬパターンにより接続さ
れ、図示せぬ出力端子に接続される。これにより、電解
コンデンサ１とＮＭＯＳトランジスタ２、３は、プリン
ト基板４に配線される。

【００４６】このように、電解コンデンサ放熱構造１０
において、例えば、図示せぬ高位側入力端子−図示せぬ
低位側入力端子間に直流電圧が印加されている間では、
ＮＭＯＳトランジスタ３の発熱による温度上昇はヒート
シンク５、６による放熱により抑制され、ＮＭＯＳトラ
ンジスタ２の発熱による温度上昇はヒートシンク５、７
による放熱により抑制され、電解コンデンサ１の発熱に
よる温度上昇は熱伝導部材８を介してヒートシンク５に
よる放熱により抑制される。特に、電解コンデンサ１
は、上面部１ａと円筒部１ｃからの発熱が熱伝導部材８
によって集中的にヒートシンク５に伝熱され、ヒートシ
ンク５によって放熱されることにより、所定の温度に保
持されるため電解コンデンサ１の寿命が延びる。これに
より、電解コンデンサ放熱構造１０は、電解コンデンサ
１を搭載した製品としての故障を防止することができ
る。

【００４７】次に、図５を参照して、前述した電解コン
デンサ放熱構造１０を並列ＭＯＳＦＥＴ回路で構成され
るインバータに適用した例を説明する。図５は、本発明
の電解コンデンサ放熱構造を並列ＭＯＳＦＥＴ回路で構
成されるインバータに適用した例を示す回路図である。

【００４８】図５に示されるように、符号２０はインバ
ータである。インバータ２０は直列に接続された３個の
並列ＭＯＳＦＥＴ回路２１、２２、２３を備えている。
３個の並列ＭＯＳＦＥＴ回路２１、２２、２３の各々の
構造は、前述した電解コンデンサ放熱構造１０に対応す
る。初段（１個目）の並列ＭＯＳＦＥＴ回路２１にはバ
ッテリ電圧を印加するバッテリ２４が接続され、３個の
並列ＭＯＳＦＥＴ回路２１、２２、２３の各々にはバッ
テリ２４の電圧が供給される。

【００４９】並列ＭＯＳＦＥＴ回路２１にはドライブ回
路２６とモータ２５とが接続され、並列ＭＯＳＦＥＴ回
路２１はドライブ回路２６からの制御電圧に応じて動作
し、並列ＭＯＳＦＥＴ回路２１の動作電流は、バッテリ
２４の電圧値で定まる。並列ＭＯＳＦＥＴ回路２２には
ドライブ回路２７、モータ２５が接続され、並列ＭＯＳ
ＦＥＴ回路２２はドライブ回路２７からの制御電圧に応
じて動作し、並列ＭＯＳＦＥＴ回路２２の動作電流は、
バッテリ２４の電圧値で定まる。並列ＭＯＳＦＥＴ回路
２３にはドライブ回路２８、モータ２５が接続され、並
列ＭＯＳＦＥＴ回路２３はドライブ回路２８からの制御
電圧に応じて動作し、並列ＭＯＳＦＥＴ回路２３の動作
電流は、バッテリ２４の電圧値で定まる。この各々の動
作電流は、並列ＭＯＳＦＥＴ回路２１、２２、２３によ
りモータ２５に流れる３相電流である。

【００５０】並列ＭＯＳＦＥＴ回路２１、２２、２３の
各々は、直流電圧を平滑する前述した電解コンデンサ１
と、スイッチング素子として働き、Ｎ個並列に接続され
た前述したＮＭＯＳトランジスタ２、３とを備えてい
る。電解コンデンサ１の正極端子１ｄとＮＭＯＳトラン
ジスタ２のドレイン電極２ｂは並列に接続され、電解コ
ンデンサ１の正極端子１ｄは前述した図示せぬ高位側入
力端子に対応する端子Ｐを介してバッテリ２４の正極に
接続されている。電解コンデンサ１の負極端子１ｅとＮ
ＭＯＳトランジスタ３のソース電極３ｃは並列に接続さ
れ、電解コンデンサ１の負極端子１ｅは前述した図示せ
ぬ低位側入力端子に対応する端子Ｎを介してバッテリ２
４の負極に接続されている。ＮＭＯＳトランジスタ２の
ソース電極２ｃとＮＭＯＳトランジスタ３のドレイン電
極３ｂは直列に接続されている。

【００５１】初段（１個目）の並列ＭＯＳＦＥＴ回路２
１において、ＮＭＯＳトランジスタ２のソース電極２ｃ
とＮＭＯＳトランジスタ３のドレイン電極３ｂには、前
述した図示せぬ出力端子に対応する端子Ｒを介してモー
タ２５に接続されている。また、ＮＭＯＳトランジスタ
２のゲート電極２ａとＮＭＯＳトランジスタ３のゲート
電極３ａの各々には、ドライブ回路２６が接続されてい
る。

【００５２】中段（２個目）の並列ＭＯＳＦＥＴ回路２
２において、ＮＭＯＳトランジスタ２のソース電極２ｃ
とＮＭＯＳトランジスタ３のドレイン電極３ｂには、前
述した図示せぬ出力端子に対応する端子Ｓを介してモー
タ２５に接続されている。また、ＮＭＯＳトランジスタ
２のゲート電極２ａとＮＭＯＳトランジスタ３のゲート
電極３ａの各々には、ドライブ回路２７が接続されてい
る。

【００５３】最終段（３個目）の並列ＭＯＳＦＥＴ回路
２３において、ＮＭＯＳトランジスタ２のソース電極２
ｃとＮＭＯＳトランジスタ３のドレイン電極３ｂには、
前述した図示せぬ出力端子に対応する端子Ｔを介してモ
ータ２５に接続されている。また、ＮＭＯＳトランジス
タ２のゲート電極２ａとＮＭＯＳトランジスタ３のゲー
ト電極３ａの各々には、ドライブ回路２８が接続されて
いる。

【００５４】初段（１個目）の並列ＭＯＳＦＥＴ回路２
１において、ドライブ回路２６の制御電圧によりＮＭＯ
Ｓトランジスタ２がＯＮ、ＮＭＯＳトランジスタ３がＯ
ＦＦする動作と、ＮＭＯＳトランジスタ２がＯＦＦ、ド
ライブ回路２６の制御電圧によりＮＭＯＳトランジスタ
３がＯＮする動作を繰り返すことにより、モータ２５に
は、動作電流として正弦波の電流Ｉ２１が端子Ｒを介し
て流れる。ここで、ドライブ回路２６は、ＮＭＯＳトラ
ンジスタ２のゲート電極２ａとＮＭＯＳトランジスタ３
のゲート電極３ａとが周期的に交互にＯＮするように制
御電圧を制御する。

【００５５】中段（２個目）の並列ＭＯＳＦＥＴ回路２
２において、ドライブ回路２７の制御電圧によりＮＭＯ
Ｓトランジスタ２がＯＮ、ＮＭＯＳトランジスタ３がＯ
ＦＦする動作と、ＮＭＯＳトランジスタ２がＯＦＦ、ド
ライブ回路２７の制御電圧によりＮＭＯＳトランジスタ
３がＯＮする動作を繰り返すことにより、モータ２５に
は、動作電流として、電流Ｉ２１に対して１２０度遅れ
た正弦波の電流Ｉ２２が端子Ｓを介して流れる。ここ
で、ドライブ回路２７は、ＮＭＯＳトランジスタ２のゲ
ート電極２ａとＮＭＯＳトランジスタ３のゲート電極３
ａとが周期的に交互にＯＮし、電流Ｉ２１に対して電流
Ｉ２２が１２０度遅れるように制御電圧を制御する。

【００５６】最終段（３個目）の並列ＭＯＳＦＥＴ回路
２３において、ドライブ回路２８の制御電圧によりＮＭ
ＯＳトランジスタ２がＯＮ、ＮＭＯＳトランジスタ３が
ＯＦＦする動作と、ＮＭＯＳトランジスタ２がＯＦＦ、
ドライブ回路２８の制御電圧によりＮＭＯＳトランジス
タ３がＯＮする動作を繰り返すことにより、モータ２５
には、動作電流として、電流Ｉ２２に対して１２０度遅
れた正弦波の電流Ｉ２３が端子Ｔを介して流れる。ここ
で、ドライブ回路２８は、ＮＭＯＳトランジスタ２のゲ
ート電極２ａとＮＭＯＳトランジスタ３のゲート電極３
ａとが周期的に交互にＯＮし、電流Ｉ２２に対して電流
Ｉ２３が１２０度遅れるように制御電圧を制御する。

【００５７】なお、３個の並列ＭＯＳＦＥＴ回路２１、
２２、２３の各々の構造は、図１に示された前述した電
解コンデンサ放熱構造１０に対応する。このため、バッ
テリ電圧を印加している間では、ＮＭＯＳトランジスタ
３の発熱による温度上昇はヒートシンク５、６による放
熱により抑制され、ＮＭＯＳトランジスタ２の発熱によ
る温度上昇はヒートシンク５、７による放熱により抑制
され、電解コンデンサ１の発熱による温度上昇は熱伝導
部材８を介してヒートシンク５による放熱により抑制さ
れる。

【００５８】図６に示されるように、バッテリ２４の電
圧が供給された経過時間に対して、従来の電解コンデン
サ実装構造の電解コンデンサ１０１と、本発明の電解コ
ンデンサ放熱構造１０の電解コンデンサ１との温度上昇
を比較すると、電解コンデンサ１における温度上昇Ｔ１
は、電解コンデンサ１０１における温度上昇Ｔ１０１と
比べておおよそ半分に抑制される。特に、図１に示され
た電解コンデンサ１の上面部１ａと円筒部１ｃからの発
熱による温度上昇は、熱伝導部材８によって集中的にヒ
ートシンク５に伝熱され、ヒートシンク５によって放熱
されることにより抑制される。このため電解コンデンサ
１の寿命は延びる。これにより、電解コンデンサ放熱構
造１０は、電解コンデンサ１を搭載した製品としての故
障を防止することができる。

【００５９】以上の説明により、本発明の電解コンデン
サ放熱構造によれば、電解コンデンサの温度上昇を抑制
して製品としての故障を防止することができる。

【００６０】また、本発明の電解コンデンサ放熱構造に
よれば、電解コンデンサの寿命を延ばして製品としての
故障を防止することができる。

【００６１】

【発明の効果】本発明の電解コンデンサ放熱構造は、電
解コンデンサの温度上昇を抑制して製品としての故障を
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の電解コンデンサ放熱構造を示
す正面図である。

【図２】図２は、図１に示された本発明の電解コンデン
サ放熱構造を矢印Ａ方向からみた側面図である。

【図３】図３は、図１に示された本発明の電解コンデン
サ放熱構造を矢印Ｂ方向からみた側面図である。

【図４】図４は、本発明の電解コンデンサ放熱構造を示
す背面図である。

【図５】図５は、本発明の電解コンデンサ放熱構造を並
列ＭＯＳＦＥＴ回路で構成されるインバータに適用した
例を示す回路図である。

【図６】図６は、電解コンデンサの時間と温度上昇の関
係を示す図である。

【図７】図７は、従来の電解コンデンサ実装構造を示す
正面図である。

【図８】図８は、図７に示された従来の電解コンデンサ
実装構造を矢印Ｃ方向からみた側面図である。

【図９】図９は、図７に示された従来の電解コンデンサ
実装構造を矢印Ｄ方向からみた側面図である。

【図１０】図１０は、従来の電解コンデンサ実装構造を
示す背面図である。

【図１１】図１１は、従来の電解コンデンサ実装構造を
並列ＭＯＳＦＥＴ回路で構成されるインバータに適用し
た例を示す回路図である。

【符号の説明】

１ 電解コンデンサ １ａ 上面部 １ｂ 底面部 １ｃ 円筒部 １ｄ 正極端子 １ｅ 負極端子 ２ ＮＭＯＳトランジスタ ２ａ ゲート電極 ２ｂ ドレイン電極 ２ｃ ソース電極 ３ ＮＭＯＳトランジスタ ３ａ ゲート電極 ３ｂ ドレイン電極 ３ｃ ソース電極 ４ プリント基板 ４ａ 表面 ４ｂ 裏面 ４ｃ 穴 ５ ヒートシンク ６ ヒートシンク ７ ヒートシンク ８ 熱伝導部材 ９ ネジ １０ 電解コンデンサ放熱構造 ２０ インバータ ２１ 並列ＭＯＳＦＥＴ回路 ２２ 並列ＭＯＳＦＥＴ回路 ２３ 並列ＭＯＳＦＥＴ回路 ２４ バッテリ ２５ モータ １０１ 電解コンデンサ １０１ａ 上面部 １０１ｂ 底面部 １０１ｃ 円筒部 １０１ｄ 正極端子 １０１ｅ 負極端子 １０２ ＮＭＯＳトランジスタ １０２ａ ゲート電極 １０２ｂ ドレイン電極 １０２ｃ ソース電極 １０３ ＮＭＯＳトランジスタ １０３ａ ゲート電極 １０３ｂ ドレイン電極 １０３ｃ ソース電極 １０４ プリント基板 １０４ａ 表面 １０４ｂ 裏面 １０４ｃ 穴 １０５ ヒートシンク １０６ ヒートシンク １０７ ヒートシンク １０９ ネジ １１０ 電解コンデンサ実装構造 １２０ インバータ １２１ 並列ＭＯＳＦＥＴ回路 １２２ 並列ＭＯＳＦＥＴ回路 １２３ 並列ＭＯＳＦＥＴ回路 Ｆ 端子 Ｎ 端子 Ｐ 端子 Ｒ 端子 Ｓ 端子 Ｔ 端子 Ｔ１ 温度上昇（電解コンデンサ１） Ｔ１０１ 温度上昇（電解コンデンサ１０１）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 浩児 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地 三菱重工業株式会社産業機器事業部内 Ｆターム(参考） 5E322 AA11 AB01 AB08 EA11 FA04

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１ヒートシンクと、前記第１ヒートシ
   ンク上の離れた２箇所に設けられ、前記第１ヒートシン
   クの主面と直交するように設けられた第２ヒートシンク
   と第３ヒートシンクと、 前記第２ヒートシンクと前記第３ヒートシンクの各々の
   前記主面と直交する第１面に設けられたパワートランジ
   スタと、 前記第２ヒートシンクと前記第３ヒートシンクの上に、
   前記第２ヒートシンクと前記第３ヒートシンクから離れ
   て設けられた配線基板と、前記パワートランジスタは前
   記配線基板に接続されており、 前記配線基板に設けられ、その内部で発生した熱を前記
   第１ヒートシンクに伝達するように、その先端が前記第
   １ヒートシンクの前記主面に接続された電解コンデンサ
   とを備えた電解コンデンサ放熱構造。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電解コンデンサ放熱構
   造において、 前記電解コンデンサの前記先端は、熱伝導性材料を介し
   て前記第１ヒートシンクに接続されている電解コンデン
   サ放熱構造。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の電解コンデンサ
   放熱構造において、 前記配線基板は、絶縁物を介して前記第２ヒートシンク
   と前記第３ヒートシンクに接続されている電解コンデン
   サ放熱構造。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の
   電解コンデンサ放熱構造において、 前記パワートランジスタは、前記配線基板に配線されて
   いる電解コンデンサ放熱構造。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の
   電解コンデンサ放熱構造において、 前記第１ヒートシンクと前記第２ヒートシンクと前記第
   ３ヒートシンクとは一体として形成されている電解コン
   デンサ放熱構造。
6. 【請求項６】 請求項２乃至５に記載の電解コンデンサ
   放熱構造において、前記熱伝導性材料はシリコーンゴム
   である電解コンデンサ放熱構造。