JP2007123572A

JP2007123572A - コンデンサの放熱構造

Info

Publication number: JP2007123572A
Application number: JP2005314015A
Authority: JP
Inventors: Tsugunori Miyazaki; 二紀宮崎; Hiroaki Makizoe; 浩明牧添
Original assignee: Shizuki Electric Co Inc
Current assignee: Shizuki Electric Co Inc
Priority date: 2005-10-28
Filing date: 2005-10-28
Publication date: 2007-05-17

Abstract

【課題】簡単な構造でありながら、外部機器からコンデンサへの熱伝導を抑えて、コンデンサの温度上昇を抑制することができるコンデンサの放熱構造を提供する。
【解決手段】このコンデンサの放熱構造は、コンデンサ本体２から突出したコンデンサ電極板３、４・・を、放熱部６を備えた外部機器５に接続するとともに、そのコンデンサ電極板３、４・・におけるコンデンサ本体２と外部機器５との間の中間部を、放熱部６に直接的又は間接的に接触させて、コンデンサ電極板３、４・・の熱を放熱部６に逃がすようにしている。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えばＩＧＢＴ等の電力用半導体素子のような発熱量の大きい外部機器に接続されるコンデンサの放熱構造に関する。

一般に、ＩＧＢＴ等の電力用半導体素子のような発熱量の大きい外部機器にコンデンサを接続する場合、図５及び図６に示すように、熱対策として外部機器５０に備え付けた放熱フィン等の放熱部５１に、コンデンサ５２のコンデンサ本体５３を接触させることで、コンデンサ５２における放熱を促して、外部機器５０の発熱に伴うコンデンサ５２の変形や劣化等を防止することが知られている。このような構造は、例えば特許文献１にも開示されている。

特開２００４−３４９４７３号公報

しかしながら、上記の従来の構造においては、外部機器５０及びコンデンサ５２の夫々の熱対策については配慮されているものの、外部機器５０からコンデンサ５２へコンデンサ電極板５４・・を介して伝導する熱に対しては何ら対策が講じられていなかった。

従って、外部機器５０で発生した熱がコンデンサ電極板５４・・を介してコンデンサ５２へ伝導して、コンデンサ５２の温度上昇を招き易いといった不具合が生じていた。

本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、簡単な構造でありながら、外部機器からコンデンサへの熱伝導を抑えて、コンデンサの温度上昇を抑制することができるコンデンサの放熱構造を提供することにある。

上記の課題を解決するため、この発明のコンデンサの放熱構造は、コンデンサ本体２から突出したコンデンサ電極板３、４・・を、放熱部６を備えた外部機器５に接続するとともに、そのコンデンサ電極板３、４・・における前記コンデンサ本体２と外部機器５との間の中間部を、前記放熱部６に直接的又は間接的に接触させて、前記コンデンサ電極板３、４・・の熱を前記放熱部６に逃がすようにしたことを特徴とする。

また、前記コンデンサ電極板３、４・・は、正極側電極板３・・と負極側電極板４・・とを備え、これら正極側電極板３・・と負極側電極板４・・とがその厚み方向に絶縁体３０を介して重ね合わされている。

さらに、前記コンデンサ電極板３、４・・の中間部を凹形状に折曲して、その底面２０を前記放熱部６に面接触させている。

さらにまた、前記コンデンサ本体２を前記放熱部６に接触させている。

この発明においては、外部機器に接続するコンデンサ電極板の中間部を、例えば凹形状に折曲して外部機器の放熱部に接触させているので、外部機器やコンデンサで発生した熱をコンデンサ電極板を介して放熱部に逃がすことができる。従って、簡単な構造でありながら、外部機器からコンデンサへの熱伝導を抑えて、コンデンサの温度上昇を抑制することができる。

また、正極側電極板と負極側電極板とを絶縁体を介して重ね合わせることで、この重ね合わせ部分において電流が互いに逆方向に流れて、電流により生じる磁界が一部相殺され、低インダクタンスを実現することができる。しかも、コンデンサ電極板を折り曲げても低インダクタンスのまま配線できるため、外部機器に合わせてコンデンサ電極板の設計をすることができる。

さらに、コンデンサ本体を放熱部に接触させることで、コンデンサの熱を放熱部に直接逃がすことができ、コンデンサの温度上昇をより一層抑えることができる。

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１及び図２は、この発明の一実施形態に係るコンデンサの放熱構造を示している。図において、１は、コンデンサであって、コンデンサ本体２からコンデンサ電極板としての複数のバスバー３、４・・が外方へ突出した構造となっている。５は、例えばＩＧＢＴ等の電力用半導体素子のような発熱量の大きい外部機器であって、放熱部としての放熱フィン６を備えている。

コンデンサ本体２は、上面開放の箱形の樹脂製ケース１０内に図示しないコンデンサ素子を収納して、そのケース１０内に例えばエポキシ樹脂等の樹脂１１を充填することによって構成されている。そして、このコンデンサ本体２は、外部機器５の放熱フィン６内に嵌め込まれて放熱フィン６に接触しており、コンデンサ１の熱を放熱フィン６に直接逃がすようになっている。

バスバー３、４・・は、例えば３本の正極側電極板としての正極側バスバー３・・と、３本の負極側電極板としての負極側バスバー４・・とを備えている。これらバスバー３、４・・は、互いに平行に配置されて、その一端部がケース１０内のコンデンサ素子の電極に接続され、その他端部が外部機器５の電極１５・・に接続されている。

また、バスバー３、４・・におけるコンデンサ本体２と外部機器５との間の中間部は、電着絶縁塗装が施されていて、凹形状に折曲されている。そして、この中間部の底面２０を放熱フィン６に面接触させることで、バスバー３、４・・と放熱フィン６との間を絶縁しながら、バスバー３、４・・の熱を放熱フィン６に逃がすようになっている。

なお、バスバー３、４・・の中間部に電着絶縁塗装を施す代わりに、バスバー３、４・・の中間部と放熱フィン６との間に絶縁材を介在させて、バスバー３、４・・の底面２０を放熱フィン６に間接的に面接触させることによって、バスバー３、４・・と放熱フィン６との間を絶縁しながら、バスバー３、４・・の熱を放熱フィン６に逃がすようにしても良い。このような絶縁に用いる電着絶縁塗装の材料や絶縁材の材料としては、バスバー３、４・・から放熱フィン６への熱伝導を阻害しない熱伝導効率の良好な材料が使用されている。

上記構成において、外部機器５が発熱すると、その熱はバスバー３、４・・に伝導するが、バスバー３、４・・の中間部が放熱フィン６に接触しているので、バスバー３、４・・の熱が放熱フィン６へ逃げることになって、コンデンサ１側への熱伝導を抑え、コンデンサ１の温度上昇を抑えることができる。また、コンデンサ１が発熱しても、その熱は、直接又はバスバー３、４・・を介して放熱フィン６へ逃げることになり、コンデンサ１の温度上昇を抑えることができる。

図３及び図４は、バスバー３、４・・の変形例を示している。この変形例においては、正極側バスバー３・・と負極側バスバー４・・とが、その厚み方向に絶縁体３０を介して重ね合わされて、３組の二重構造のバスバー３、４が互いに平行に配置されている。そして、それら二重構造のバスバー３、４におけるコンデンサ本体２と外部機器５との間の中間部は、重ね合わせ状態のままで折曲されて、その底面が放熱フィン６に面接触されている。

また、二重構造のバスバー３、４の他端部においては、外部機器５の電極１５・・に直接接続できるように、正極側バスバー３・・と負極側バスバー４・・とが分離している。なお、図３に示す構造では、幅狭の正極側バスバー３と負極側バスバー４を重ね合わせて、その他端部において正極側バスバー３と負極側バスバー４を互いに離間する方向へ屈曲させている。図４に示す構造では、幅広の正極側バスバー３と負極側バスバー４を重ね合わせて、その他端部において正極側バスバー３の一部及び負極側バスバー４の一部を互いに間隔をあけるようにして延出している。

バスバー３、４間に介在させる絶縁体３０としては、絶縁紙又は絶縁フィルムが用いられているが、中間部において曲げ加工を施すため、絶縁紙又は絶縁フィルムでは良好な絶縁処理が困難な場合には、正極側バスバー３又は負極側バスバー４の少なくとも一方に、絶縁体３０として電着絶縁塗装を施すようにしても良い。このようなバスバー３、４間の絶縁に用いる絶縁紙又は絶縁フィルムや電着絶縁塗装の材料としては、バスバー３、４間の熱伝導を阻害しない熱伝導効率の良好な材料が使用されている。

このように、正極側バスバー３・・と負極側バスバー４・・とを重ね合わせることにより、この重ね合わせ部分において電流が互いに逆方向に流れて、電流により生じる磁界が一部相殺され、インダクタンスを低減することができる。しかも、バスバー３、４・・を折り曲げても低インダクタンスのまま配線できるため、外部機器５に合わせてバスバー３、４・・の設計をすることができる。なお、その他の構成及び作用効果は、上記図１及び図２に示す構造のものと同様である。

以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、この発明のコンデンサの放熱構造を適用する外部機器としては、ＩＧＢＴ等の電力用半導体素子に限らず、コンデンサへの熱伝導が懸念される発熱量の大きな機器や低インダクタンス配線が要求される機器であれば良い。また、外部機器の放熱部としては、放熱フィンに限らず、例えば放熱板等であって良い。さらに、コンデンサ電極板の中間部は、必ずしも凹形状に折曲する必要はなく、例えば波形状に形成して、その凹部を放熱部に接触させるようにしても良い。

この発明の一実施形態に係るコンデンサの放熱構造を示す斜視図である。同じくその側面図である。バスバーの変形例を示す要部斜視図である。バスバーの変形例を示す要部斜視図である。従来のコンデンサの放熱構造を示す斜視図である。同じくその側面図である。

符号の説明

１・・コンデンサ、２・・コンデンサ本体、３・・正極側電極板、４・・負極側電極板、５・・外部電極、６・・放熱部、２０・・底面、３０・・絶縁体

Claims

コンデンサ本体（２）から突出したコンデンサ電極板（３）（４）・・を、放熱部（６）を備えた外部機器（５）に接続するとともに、そのコンデンサ電極板（３）（４）・・における前記コンデンサ本体（２）と外部機器（５）との間の中間部を、前記放熱部（６）に直接的又は間接的に接触させて、前記コンデンサ電極板（３）（４）・・の熱を前記放熱部（６）に逃がすようにしたことを特徴とするコンデンサの放熱構造。
前記コンデンサ電極板（３）（４）・・は、正極側電極板（３）・・と負極側電極板（４）・・とを備え、これら正極側電極板（３）・・と負極側電極板（４）・・とがその厚み方向に絶縁体（３０）を介して重ね合わされている請求項１記載のコンデンサの放熱構造。
前記コンデンサ電極板（３）（４）・・の中間部を凹形状に折曲して、その底面（２０）を前記放熱部（６）に面接触させた請求項１又は２記載のコンデンサの放熱構造。
前記コンデンサ本体（２）を前記放熱部（６）に接触させた請求項１乃至３のいずれかに記載のコンデンサの放熱構造。