JP2011515847A - 側面伝導冷却型高出力コンデンサ - Google Patents

Abstract

熱的および電気的に伝導性を有する金属から形成され、内側を向くように配置された、２つの実質的に平行な平面状のＬ字型あるいはＣ字型の金属製ブラケット（１）を備えるコンデンサ（１０）であって、該ブラケットの間に２つ以上のコンデンサ素子（２）が電気的および熱的に接続されており、取り付けボルト（３）により前記コンデンサをヒートシンクに固定することを可能にするために、各ブラケットが1つ以上の穴（４）を備えている、コンデンサ。各ブラケットは、そのブラケットにおいて平行している部材に開けられた１つ以上の穴を有していてもよい。

Description

発明の詳細な説明

［発明の分野］
本発明は、電力コンデンサの分野に関する。より具体的には、本発明は、電力コンデンサの取り付けおよび冷却の方法、装置に関する。
［発明の背景］
１９７８年以前においては、例えば電磁誘導加熱器などに用いられる伝導冷却型のコンデンサは、コンデンサのどちらか一方側において２つのプレート間に接続されていた。フランス特許Ｎｏ．２３６０９７５は、銀メッキされた雲母などの誘電体層であって、２つの金属板電極の間に配設されエポキシ樹脂などの絶縁材料に包み込まれた誘電体層を備える側面冷却型の電力コンデンサについて記載している。各プレートは、誘電体層の平面に平行なフランジによって延出されている。フランジは、水冷式バスバー上への取り付け用の、プレートに対して垂直なつまみを有している。

米国特許Ｎｏ．５９５３２０１は、コンデンサ固定ボルトを受容するための穴であってコンデンサ電極のそれぞれを貫通する１つ以上の穴を有する、側面伝導冷却型のコンデンサを開示している。側面伝導冷却型のコンデンサのためのこの構成は、従来の構成において用いられた固定脚部の代わりとなる、接触面を有する固体銅の電極を用いる。この構成はまた、巻き付けられたポリプロピレンフィルムのコンデンサ素子を利用し、２つの貫通穴を用いて取り付けられる。しかし、この構成には、大量の銅も必要とする固体電極の機械加工が必要とされるため、製造処理に費用がかかるという欠点がある。

米国特許Ｎｏ．７００２７８９は、２つ以上の容量性素子を有し、２つ以上の容量性素子が「弓形」部を含む２つのブラケットの向かい合うＬ字部の間に配置された、バスバー上に取り付け可能なコンデンサセンブリを開示している。前記容量性素子は、１組のＬ字型部の間にて「弓形の」ブラケット部を有する、１組のブラケットの間に配置されている。各容量性素子は、一方のブラケットのコンデンサ着座面に接する一端部と、他方のブラケットの着座面に接する他端部とを有する。しかし、これらブラケットの「弓形」部の複雑さにより、費用が増大する。

以上で述べた方法はどれも、効果的な冷却が可能でありながら、小型、軽量、かつ費用効率のよい電力コンデンサの製造の問題点に対する満足のゆく解決法を提供していない。
従って、本発明の１つの目的は、効果的な冷却が可能でありながら、小型、軽量、かつ費用効率のよい伝導冷却型の電力コンデンサを製造する方法を提供することである。

本発明の他の目的および効果は、説明が進むにつれて明らかになるであろう。
［発明の概要］
本発明は、熱的及び電気的に伝導性を有する材料から形成され、内側を向くように配置された、２つの実質的に平行な平面状の金属製ブラケット（Ｌ字型あるいはＣ字型でありうる）を備えるコンデンサを対象にしている。平面状の金属製ブラケットの間には、２つ以上のコンデンサ素子が電気的および熱的に接続されている。各金属製ブラケットは、取り付けボルトによりコンデンサをヒートシンクに固定するための1つ以上の穴を備えている。あるいは、ブラケットの間に多数のコンデンサ素子が配置されていてもよい。

本コンデンサは、ヒートシンクとの接触面積を増大させるため、銅製のブラケットから外側に延出する追加的な面を更に備えても良く、その追加的な面がコンデンサから外側に延出した接続脚上に位置するように構成されていてもよい。ボルト挿入点はまた、その追加的な面の外側部分に設置されていてもよい。

機械的強度を増し、美観を良くするために、ブラケット間の空間が樹脂あるいは他の充填材料で充填されていてもよい。

本発明の上記および他の特徴と効果は、添付の図面を参照し、以下の例示的であって非制限的な、好適な実施例の詳細な説明を通じて、よりよく理解されるであろう。
本発明の好適な一実施例による、Ｌ字型のブラケットを備えた伝導冷却型の電力コンデンサの構成を、概略的に示している。 本発明の好適な一実施例による、Ｃ字型のブラケットを備えた伝導冷却型電力コンデンサの構成を、概略的に示している。 本発明の他の好適な実施例による、Ｃ字型のブラケットを備え、冷却用接触面積が増大した伝導冷却型の電力コンデンサの構成を、概略的に示している。 本発明の更なる好適な実施例による、複数のより小さいコンデンサ素子を用いる伝導冷却型の電力コンデンサの構成を、概略的に示している。 本発明の好適な一実施例による伝導冷却型の電力コンデンサの実施を、概略的に示している。

［好適な実施例の詳細な説明］
本発明は、電力コンデンサを簡略化するため及び製造コストを低減させるため、従来技術の解決法の問題点を解消する、伝導冷却型の電力コンデンサを開示している。提案された伝導冷却型の電力コンデンサは、側面を、電気的および熱的接続を提供する１組のバスバー（電磁誘導加熱利用において、バスバーは通常水冷式である）に直接的に接続するように構成されており、内側に曲げられた固定脚部によって特徴付けられている。固定は、穴を貫通する取付けボルトを用いて行われる。

図１は、本発明の好適な一実施例による、前記伝導冷却型の電力コンデンサの構造を概略的に説明している。この実施例において、伝導冷却型の電力コンデンサ１０は、内側を向いて配置された２つのＬ字型の薄板銅製ブラケット１を備える。２つの主表面５の間には、２つ以上のコンデンサ素子２が電気的および熱的に接続されている。取付け穴４が、各電極の固定基部（固定脚部として機能する）に開けられて、例えば米国特許Ｎｏ．５,９５３,２０１に記載されているような従来の構成において用いられた技術との後方互換性を保ちながら、コンデンサ１０をバスバーに接続できるようになっている。

図２は、本発明の別の好適な実施例による、前記伝導冷却型の電力コンデンサの構造を概略的に説明している。この別の実施例において、コンデンサ２０は、平行部材における１組の穴４を許容するために用いられる、Ｃ字部６を備えており、各Ｃ字部は、既存の構成において用いられているＣ字部と同様に、Ｌ字部の構成と比べて、取付け位置をコンデンサ２０の外側に移動することにより、ボルト３の固定頭部へのアクセスが改善されるという利点を有する。

図３は、本発明の別の好適な実施例による、前記伝導冷却型の電力コンデンサの構造を概略的に説明している。この別の実施例において、コンデンサ３０は、コンデンサ３００とバスバーとの間における熱排出面８の断面積を増加させるために、側方に広がる固定面７を備えたＣ字部を含む。

図４は、本発明の更なる好適な実施例による伝導冷却型の電力コンデンサの構造を概略的に説明している。この別の実施例において、コンデンサ４０は、上記図２で説明されたような１組のＣ字断面の電極を備える。２つの主表面５が平面状かつ平行であるため、上記図２に示されている各コンデンサ素子を数個（本例では４つ）の小さめのコンデンサ素子２に置き換えることができる。

図５は、本発明の好適な一実施例による、伝導冷却型の電力コンデンサの実施を概略的に説明している。この別の実施例において、コンデンサ２０は、上記図２で説明されたような１組のＣ字断面の電極を備える。コンデンサ素子（図示なし）は、２つの主表面５の間に電気的および熱的に接続されている。２つの主表面５間の空間は、機械的強度を増すとともに美観を良くするため、樹脂あるいは他の充填材１１で充填されている。コンデンサ２０を水冷式バスバー１３に接続することができるよう、各電極の基部１２を固定するために、取付けボルト３が用いられる。

上記の実施例および記載は、言うまでもなく説明目的のためだけに提示されており、決して本発明を限定するためのものではない。当業者には分かるように、上記の技術のうち２つ以上を採用して、全く本発明の範囲を逸脱することなく、本発明を多種多様な方法で実施することができる。

Claims (7)

1. 内側を向くように配置された、２つの実質的に平行な平面状の金属製ブラケットを備えるコンデンサであって、該ブラケットの間に２つ以上のコンデンサ素子が電気的および熱的に接続されており、各ブラケットが、取付けボルトにより前記コンデンサをヒートシンクに固定することを可能にする1つ以上の穴を備える、コンデンサ。
2. 前記金属製ブラケットが、熱的および電気的に伝導性を有する金属から形成されたＬ字型の薄板ブラケットであることを特徴とする、請求項１に記載のコンデンサ。
3. 前記金属製ブラケットが、熱的および電気的に伝導性を有する金属から形成されたＣ字型の薄板ブラケットであり、該ブラケットのそれぞれが、そのブラケットにおいて平行している部材に開けられた1つ以上の穴を備えていることを特徴とする、請求項１に記載のコンデンサ。
4. 更に、銅製のブラケットから外側に延出する追加的な面を備え、該追加的な面がコンデンサから外側に延出した接続脚上に位置することにより、ヒートシンクとの接触面積を増大させることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載のコンデンサ。
5. ボルト挿入点が、前記追加的な面の外側部分に設置されていることを特徴とする、請求項４に記載のコンデンサ。
6. 前記ブラケット間の空間が樹脂あるいは他の充填材料で充填されており、それによって機械的強度が増すとともに美観が良くなることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載のコンデンサ。
7. 複数のコンデンサ素子が前記平面状のブラケットの間に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のコンデンサ。

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