JP2023008578A - capacitor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ケース内にコンデンサ素子を収容したコンデンサに関する。 The present invention relates to a capacitor having a capacitor element housed in a case.
特許文献1には、外部機器に接続した放熱部材をコンデンサ内に介在させることで、コンデンサ内部を冷却することが開示されている。また、特許文献2には、コンデンサケースの側面に冷却器を当接させることで、コンデンサ全体を外部から直接冷却することが開示されている。
特許文献1は、放熱部材をコンデンサ内に介在させる手間や費用がかかるとともに、放熱部材の分だけコンデンサが大きくなる。特許文献2は、冷却器を当接させた部分以外の部分の冷却が不十分になる可能性がある。
In
本発明は、別途の放熱部材を用いることなく、コンデンサ全体を効率良く冷却することができるコンデンサの提供を目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a capacitor capable of efficiently cooling the entire capacitor without using a separate heat radiation member.
本発明のコンデンサは、一方の端面に第1電極面21を備え、他方の端面に第2電極面22を備えた複数のコンデンサ素子2と、第1電極面21に接続される第1バスバー3と、第2電極面22に接続される第2バスバー4とをケース5に収容したコンデンサ1であって、第1バスバー3は、第1電極面21に重なる第1基板部31と、この第1基板部31から立ち上がる第1外部接続部32とを備え、第2バスバー4は、第2電極面22に重なるとともに、全てのコンデンサ素子2の第1電極面21と第1基板部31とに近接対向する第2基板部41と、第1基板部31と第2基板部41とが近接対向する部分から第1外部接続部32と同じ方向に立ち上がる第2外部接続部42とを備え、第2基板部41は、ケース5の側壁部52、底部51、開口部53の少なくともひとつと近接対向しており、第2基板部41と近接対向するケース5の側壁部52、底部51、開口部53の少なくともひとつが、冷却手段7を当接するための冷却部54を備えていることを特徴としている。
The capacitor of the present invention includes a plurality of
上記コンデンサ1においては、コンデンサ素子2は、第2電極面22をケース5の底部51に向けた状態で収容されていることが好ましい。
In the
本発明のコンデンサは、第2バスバーが近接対向するケースの側壁部、底部、開口部の少なくともひとつが、冷却手段を当接するための冷却部を備えているため、冷却部に冷却手段を当接させることで第2バスバーを冷却することができる。第2バスバーの第2基板部は、第1電極面と重なるとともに、全てのコンデンサ素子の第1電極面に近接対向しているため、コンデンサ素子を両側から効率良く冷却することができる。さらに第2基板部は、第1バスバーの第1基板部にも近接対向しているため、第1バスバーも効率良く冷却することができる。 In the capacitor of the present invention, at least one of the side wall, the bottom, and the opening of the case, which the second bus bar is closely opposed to, has the cooling portion for contacting the cooling means. The second bus bar can be cooled by allowing the temperature to rise. The second substrate portion of the second bus bar overlaps the first electrode surface and faces the first electrode surfaces of all the capacitor elements in close proximity, so that the capacitor elements can be efficiently cooled from both sides. Furthermore, since the second substrate portion also closely faces the first substrate portion of the first bus bar, the first bus bar can also be efficiently cooled.
コンデンサ素子が、第2電極面をケースの底部に向けた状態で収容されている場合、第2バスバーがケースの底部側から上面側にかけて設けられることになり、コンデンサ全体を効率良く冷却することができる。 When the capacitor element is accommodated with the second electrode surface facing the bottom of the case, the second bus bar is provided from the bottom side to the top side of the case, so that the entire capacitor can be efficiently cooled. can.
次に、この発明のコンデンサの一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。この発明のコンデンサ1は、図1及び図2に示すように、コンデンサ素子2と、第1バスバー3と、第2バスバー4と、これらを収容するケース5と、ケース5内に充填される樹脂6とを備えている。以下、上記各部品について説明するが、「上下」の概念は、製造時、より具体的には樹脂充填時におけるものであって、必ずしも使用時の上下を規定するものではない。
Next, one embodiment of the capacitor of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, the
コンデンサ素子2は、例えば絶縁性のフィルム上に金属を蒸着した金属化フィルムを巻回することでなるフィルムコンデンサであって、図1及び図2に示すように、軸方向の一方の端面に第1電極面21が設けられ、他方の端面に第2電極面22が設けられている。これら電極面は、例えば金属を溶射することで形成される。このコンデンサ素子2は、軸方向から見ると俵状、具体的には、4つのコーナー部にR(アール)が設けられており、第1電極面21と第2電極面22の間(周囲面)に平坦部23aと曲面部23bとからなる側面23を有している。そして、第1電極面21を上に、第2電極面22を下に向けるとともに、平坦部23a同士を互いに対向させるようにして複数、具体的には2行2列の4つ並設されて、コンデンサ素子群を形成している。なお、コンデンサ素子2としてはフィルムコンデンサに限らず、電解コンデンサやセラミックコンデンサなど種々のコンデンサ素子を用いても良い。形状についても円柱状や角柱状など種々の形状を採用し得る。個数においても適宜変更可能である。
The
第1バスバー3は、アルミニウムや銅等の導電性の金属板を所定形状に切り抜き、適宜折曲加工することで形成されており、第1電極面21に重なる(当接する)第1基板部31と、この第1基板部31から立ち上がり、図示しない外部機器との接続に供される第1外部接続部32とを備えている。
The
第1基板部31は、図1及び図4に示すように平面視略T字状であって、全てのコンデンサ素子2の第1電極面21と重なっている。具体的には、「T」の1画目(縦)に相当する延出部31aが平面視、コンデンサ素子群の長手方向の略中心に位置し、2つのコンデンサ素子2の第1電極面21に重なっている。「T」の2画目(横)に相当する基部31bは、コンデンサ素子群の長手方向と略平行に設けられて、4つのコンデンサ素子2の第1電極面21に重なっている。第1基板部31の外縁からは第1電極面21と接続するための舌状の接続部33が設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 4 , the
第1外部接続部32は、第1電極面21上で延出されている。また、基部31bの外縁のうち、延出部31a側の外縁から延出されている。そのため、第1バスバー3は側面視では略逆T字状になっている。
The first
第2バスバー4は、アルミニウムや銅等の導電性の金属板を所定形状に切り抜き、適宜折曲加工することで形成されており、第2電極面22に重なる第2基板部41と、この第2基板部41から立ち上がり、図示しない外部機器との接続に供される第2外部接続部42とを備えている。
The
第2基板部41は、図1及び図2に示すように、下から第2電極面22に重なる(当接する)下水平部41aと、下水平部41aの一辺から上に向かって延び、コンデンサ素子2の側面23と近接対向する垂直部41bと、垂直部41bの一辺から第1電極面21に向かって横方向に延び、上から第1電極面21と第1基板部31とに近接対向する上水平部41cとを備えている。そのため、第2基板部41の断面形状は略コ字状となっており、コンデンサ素子2の周囲を覆っている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
下水平部41aの平面形状は略長方形状であって、図6に示すように、全てのコンデンサ素子2の第2電極面22と重なっている。この下水平部41aは、後述するケース5の底部51と対向している。また、下水平部41aには、第2電極面22と接続するための舌状の接続部43が設けられている。垂直部41bは、図2に示すように、後述するケース5の側壁部52とも近接対向している。上水平部41cは、図5に示すように、全てのコンデンサ素子2の第1電極面21と近接対向している。なお、図5では省略しているが、上水平部41cと第1電極面21との間には第1基板部31が介在している。従って、上水平部41cは第1基板部31とも近接対向している。また、上水平部41cには、第1基板部31の接続部33と近接対向する部分に、接続部33を上方に露出させるための孔44または切欠45が設けられている。
The planar shape of the lower
第2外部接続部42は、第1電極面21上で且つ第1基板部31の延出部31aと第2基板部41の上水平部41cとが近接対向した部分から延出されている。また、第1外部接続部32と同じ方向に立ち上がっている。この第2外部接続部42は、第1外部接続部32と板厚方向と直交する方向に並んでいる。
The second
ケース5は、図1に示すように、平面視略矩形状の底部51と、底部51の4つの辺からそれぞれ上方に向かって立ち上がる側壁部52とを備えている。ケース5の上方には開口部53が設けられており、この開口部53を通じてコンデンサ素子2や第1バスバー3、第2バスバー4がケース5内に収容される。また、この開口部53から第1外部接続部32や第2外部接続部42がケース5外に延出される。このケース5は、例えば合成樹脂製等の非導電性材料からなる。
As shown in FIG. 1 , the
ケース5内に充填される樹脂6は、例えばエポキシ樹脂である。ただ、これに限らず、ウレタン樹脂等の公知の種々の樹脂を使用可能であるが、耐湿性に優れた樹脂や熱伝導性の高い樹脂を採用することが好ましい。樹脂6は、コンデンサ素子2に加えて、第1基板部31や第2基板部41が埋没するように充填される。なお、第1外部接続部32や第2外部接続部42の上部は樹脂6外に突出している。樹脂厚(樹脂表面からコンデンサ素子2までの距離)については、用いる樹脂の種類や特性に応じて適宜変更される。
The
次に、コンデンサ1の組み立てについて説明する。まず、第1バスバー3の第1基板部31をコンデンサ素子2の第1電極面21に重ねてはんだ付け等で接続するとともに、断面略コ字状とされた第2バスバー4の内部にコンデンサ素子2と第1基板部31とを入れて、第2基板部41の下水平部41aをコンデンサ素子2の第2電極面22に重ね、はんだ付け等で接続することでコンデンサモジュールを形成する。この状態で、第2基板部41の上水平部41cは、第1基板部31を介して第1電極面21と近接対向する。また、第1外部接続部32と第2外部接続部42とは同じ方向に突出する。なお、第1バスバー3と第2バスバー4、第2バスバー4と第1電極面22は、図示しない絶縁紙などの絶縁部材や隙間(樹脂6が充填されてもよい)によって絶縁状態であり、互いに電気的には接続されていない。
Next, assembly of the
続いて、コンデンサモジュールを上方の開口部53からケース5内に収容する。この際、第1外部接続部と第2外部接続部とが開口部53からケース5外に延出されるように、第1外部接続部32と第2外部接続部42を上にして収容する(図3参照)。また、第2バスバー4の垂直部41bをケース5の側壁部52と近接対向させる。そして、ケース5内に樹脂6を充填し、コンデンサ素子2を封止することでコンデンサの製造を完了する。
Subsequently, the capacitor module is housed in the
垂直部41bが近接対向するケース5の側壁部52は、外側から冷却手段7を当接するための冷却部54を備えている(図2参照)。そのため、冷却部54に冷却手段7を当接させることで垂直部41bを冷却することができる。第2バスバー4はコンデンサ素子2を覆うようにして設けられている。具体的には、垂直部41bがコンデンサ素子2の側面23に近接対向し、上水平部41cが第1電極面21に近接対向し、下水平部41aが第2電極面22に重なっている。そのため、冷却された第2基板部41によってコンデンサ素子2を様々な方向から冷却することができる。特に、複数のコンデンサ素子2を並設してなるコンデンサ素子群の長手方向の面と垂直部41bとを近接対向させているため、コンデンサ素子2を効率良く冷却することができる。さらに、上水平部41cは第1バスバー3の第1基板部31とも近接対向しているため、第1バスバー3も冷却することができる。その結果、放熱部材等の別部品を冷却のために設けなくてもコンデンサ全体を効率良く冷却することができ、コスト削減やコンデンサの小型化を図ることができる。また、互いに異極となる上水平部と第1基板部とが近接対向しているため、キャンセル効果による低ELS化を図ることもできる。
A
なお、ケース5の底部51にも第2バスバー4の下水平部41aが近接対向している。そのため、ケース5の底部51に冷却部54を設けてもよい。この場合も、第2バスバー4を通じてコンデンサ全体を効率良く冷却することができる。ケース5の側壁部52と底部51の両方に冷却部54を設けてもよいことは勿論である。さらに、第2バスバー4の上水平部41cがケース5の開口部53側に位置し、ケース5の開口部53と近接対向している、より具体的には、4つの側壁部52の上端で囲まれた面(開口面)と近接対向しているため、この開口部53を冷却部54としてもよい。なお、開口部53と樹脂表面とは略平行とされているため、この状態は、樹脂表面を冷却部54としているとも言える。
The lower
図7は第2バスバー4の他の形態を示している。図7Aのものは、三方に垂直41bが設けられている。換言すれば、一方の側面に開口が設けられた箱状とされている。また、図7Bのものは、2枚の垂直部41bが互いに対向するようにして設けられており、角筒状(断面略ロ字状)とされている。このような第2バスバー4を用いた場合、第2バスバー4と近接対向するケース5の側壁部52が多く形成されるため、冷却部54を設ける位置の選択肢を増やすことができ、多方面からの冷却が可能となる。
FIG. 7 shows another form of the
図8は第1バスバー3の他の形態を示している。図8Aのものは、延出部31aが、コンデンサ素子2の側面23に重なる又は近接対向する垂直部31cを備えている。図8Bのものは、基部31bが、側面23に重なる又は近接対向する垂直部31cを備えている。これら異なる形態の第1バスバー3を用いた場合、第2バスバー4を介して冷却された第1バスバー3によって、コンデンサ素子2の側面23を冷却することができる。特に、第2バスバー4が近接対向していない箇所に垂直部31cを設けることで、冷却効果の向上を図ることができる。また、垂直部31cはケース5の側壁部52に近接対向するため、この垂直部31cが対向する側壁部52に冷却手段7を当接させてもよい。
FIG. 8 shows another form of the
以上に、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上記実施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、上記実施形態では、コンデンサ素子2の第1電極面21が上に向けられていたが、横に向けてもよい。冷却手段としては、内部が空洞とされ冷却媒体が空洞内を流れることで冷却を行う形態のものであっても、フィンを多数設けることで放熱を促す形態のものであっても良く、公知の種々の冷却器を使用可能である。また、第2バスバー4が近接対向していない箇所にも冷却手段を設けてもよい。例えば、図2において、紙面右側に冷却手段を設けているが、左側にも冷却手段を設けてもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present invention. For example, in the above embodiment, the
1 コンデンサ
2 コンデンサ素子
21 第1電極面
22 第2電極面
23 側面
23a 平坦部
23b 曲面部
3 第1バスバー
31 第1基板部
31a 延出部
31b 基部
31c 垂直部
32 第1外部接続部
33 接続部
4 第2バスバー
41 第2基板部
41a 下水平部
41b 垂直部
41c 上水平部
42 第2外部接続部
43 接続部
44 孔
45 切欠
5 ケース
51 底部
52 側壁部
53 開口部
54 冷却部
6 樹脂
7 冷却手段
1
Claims (2)
第1バスバーは、第1電極面に重なる第1基板部と、この第1基板部から立ち上がる第1外部接続部とを備え、
第2バスバーは、第2電極面に重なるとともに、全てのコンデンサ素子の第1電極面と第1基板部とに近接対向する第2基板部と、第1電極面上で且つ第1基板部と第2基板部とが近接対向する部分から第1外部接続部と同じ方向に立ち上がる第2外部接続部とを備え、
第2基板部は、ケースの側壁部、底部、開口部の少なくともひとつと近接対向しており、
第2基板部と近接対向するケースの側壁部、底部、開口部の少なくともひとつが、冷却手段を当接するための冷却部を備えていることを特徴とする、コンデンサ。 a plurality of capacitor elements having a first electrode surface on one end surface and a second electrode surface on the other end surface; a first bus bar connected to the first electrode surface; and a second electrode surface connected to the second electrode surface. 2 busbars and a capacitor housed in a case,
The first bus bar includes a first substrate portion overlapping the first electrode surface and a first external connection portion rising from the first substrate portion,
The second bus bar includes: a second substrate portion that overlaps the second electrode surface and closely faces the first electrode surfaces of all the capacitor elements and the first substrate portion; a second external connection portion rising in the same direction as the first external connection portion from a portion facing the second substrate portion in close proximity;
The second substrate part closely faces at least one of the side wall part, the bottom part and the opening part of the case,
A capacitor characterized in that at least one of a side wall portion, a bottom portion, and an opening portion of a case that closely faces the second substrate portion is provided with a cooling portion for abutting a cooling means.
2. The capacitor according to claim 1, wherein the capacitor element is housed with the second electrode surface facing the bottom surface of the case.
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