JPH02285622A - コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、自立形電極箔を備えたコンデンサ特に高い
交流負荷容量のための巻き込み電解コンデンサに関する
。

［従来の技術］ 金属製ケース中に組み込まれ、コンデンサとケースとの
間に金属製熱橋絡部を有し、この熱橋絡部が一側縁で端
面から突出しケースの底に伝熱接触する電極箔により形
成されている前記の種類のコンデンサは既に知られてい
る。

巻き込み電解コンデンサは一般に、絶縁物として働く酸
化物層を備えたアルミニウム製陽極箔から成る。コンデ
ンサの陰極は作動電解液により形成され、作動電解液は
大抵例えば紙から成る吸収性の絶縁フィルムの中に蓄え
られている。陰極リードとして別のアルミニウム箔すな
わち陰極箔が用いられる。

この種のコンデンサが交流により負荷を受けるとコンデ
ンサ巻き込み体内に損失熱が生じ、この損失熱はケース
を経て周囲へ放散される。この熱はコンデンサ巻き込み
体の温度上昇従って耐用期間の著しい減少をもたらす。

前記巻き込み体とケースとの間の熱抵抗を低減するため
に、高い交流負荷のための巻き込み電解コンデンサはコ
ンデンサ巻き込み体からケースの底への補助的な金属製
熱橋絡部を有する。この熱橋絡部は、陰極箔が一側縁で
ケース底へ向かって突出しそれによりケースへ伝熱接触
することにより形成される。熱放散を改善するためにケ
ースの底に冷却板を取り付けることができ、更に水、油
又は風による強制冷却を行うことができる。前記の関連
事項はシーメンス・データブック（Ｓｉｅｍｅｎｓ−Ｄ
ａｔｅｎｂｕｃｈ　）　、　　１９８９　／　９０年、
「アルミニウム及びタンタル電解コンデンサ（Ａｌｕｍ
ｉｎｉｕｍ−ｕｎｄ　ＴａｎｔａトＥｌｅｋｔｒｏｌｙ
ｔ−Ｋｏｎｄｅｎｓａｔｏｒｅｎ　）　Ｊ　、第３１〜
３６ページ、第５．５章、「交流負荷（Ｗｅｃｈｓｅｌ
ｓｔｒｏｍｂｅｌａｓｔｕｎｇ　）　Ｊに記載されてい
る。

巻き込み体とケースとの前記の一側縁での伝熱接触によ
り大きい熱流を長い経路を経て放散しなければならない
ので、交流負荷容量は所定の耐用期間の場合に制限を受
ける。

［発明が解決しようとする課題］ この発明の課題は、コンデンサに許容できない温度上昇
無しに一層大きい交流負荷を加えることができるように
、コンデンサ巻き込み体とケースとの間の熱抵抗を低減
することにある。

［課題を解決するための手段］ この課題はこの発明に基づき、コンデンサ内に第２の熱
橋絡部が配置され、第２の熱橋絡部が第２の端面から突
出し別のケース部分に伝熱接触する電極箔により形成さ
れることにより解決される。

この発明の実施態様は請求項２以下に記載されている。

［実施例］ 次にこの発明に基づくコンデンサの複数の実施例を示す
図面により、この発明の詳細な説明する。

第９図には従来の巻き込み電解コンデンサのための熱放
散経路が示され、このコンデンサでは陰極箔の一側縁が
ケース底に向かって突出するので、熱放散はケース底を
経て行われる。Ｔｈはコンデンサ巻き込み体に損失熱に
より生じる高温点温度である。Ｔｗは外側の巻き込み体
温度であり、Ｔｃはケース温度である。Ｒｈ−は高温点
領域に向かう巻き込み体内部の熱抵抗であり、ＲｏＣは
巻き込み体とケースとの間の熱抵抗である。それにより
高温点領域とケースとの間の熱抵抗はＲｈｃ＝Ｒｗｃ＋
Ｒｈｗとなる。

第１図には、第２の熱橋絡部を有するこの発明によるコ
ンデンサのための伝熱経路が示されている。この場合に
は高温点領域とケースとの間の熱抵抗はＲ’　ｈｅ”　
１　／　２　Ｒｗｃ＋　１　／　４　Ｒｈｗ、となる。

従ってコンデンサの第２の熱橋絡部により巻き込み体内
部の熱抵抗が７５％低減され、巻き込み体とケースとの
間の熱抵抗が５０％低減される。

第２図には巻き込み休所面図により、一つの陽極箔３と
突出する二つの陰極箔１とから構成されたコンデンサを
示す。陽極箔３と陰極箔１との間には、例えば紙から成
り内部に電解液を蓄えた間隔保持体２が配置されている
。陰極箔１の突出する端部は一方の側縁でケース底に伝
熱接触し、他方の側縁で別のケース部分に伝熱接触して
いるので、二つの熱橋絡部が生じる。

第３図には別の巻き込み体所面図が示され、この場合に
は陰極箔１は一側縁だけが突出しそこで第１の熱橋絡部
を形成し、一方策２の熱橋絡部は突出する陽極箔３によ
り構成されている。

それぞれの箔の端面を越える突出量は例えば６ｍｍであ
り、ここではただ一つの陽極箔と二つの陰極箔とを有す
る巻き込み体所面図が示されている。巻き込み電解コン
デンサ内の陽極箔は一般に陰極箔より２〜４倍厚いので
、このことは−層良好な熱伝達のために必要である。場
合によってはそれぞれただ一つの陰極箔を陽極箔と共に
巻き込めば十分である。

第４図には、金属製ケース５の中に組み込まれたコンデ
ンサ巻き込み体４から成る電解コンデンサが示されてい
る。巻き込み体４は突出する陰極箔７を有し、この陰極
箔はケース５の底６に伝熱接触する。底６には更に望ま
しくはねじを備えた接続はぞ８が配置され、この接続は
ぞには例えば冷却板を取り付けることができる。

他の端面では巻き込み体４が、突出筒７と同じ極性又は
逆の極性を有し同様に突出する電極箔９を有する。従っ
て突出筒９は同じく陰極箔であるか又は陽極箔である。

突出筒９は金属板ｌＯ例えばアルミニウム板と伝熱接触
し、この板は第２の熱橋絡部を形成する。板１０は個所
１１でケース５に伝熱接触し、その際この結合は例えば
はめ合い、圧迫又は外からの溝付けにより行うことがで
きる。突出する電極箔７と９とが異なる極性を有する場
合には、金属板１０が電気的にケース５がら絶縁される
ように配慮しなければならない。

突出電極箔９が突出筒７と同じ極性を有するとき、異な
る極性の箔のための接続帯１２を絶縁して金属板１０を
貫き導かなければならない。接続帯１２はカバー板１４
に配置されているブッシング１３に結合されている。カ
バー板１４はケース５の周縁巻き込み部により固定され
、その際ケース５とカバー板１４との間にゴムリング１
５が封止のために配置されている。

第５図には、ケース５が金属板１６により封止され、同
時に金属板が突出電極箔９のための伝熱部品として働〈
実施例が示されている。板１６例えばアルミニウム製カ
バー板にはブッシング１３が配置され、このブッシング
は絶縁体１７により板１６から電気的に分離されている
。ブッシング１３には接続帯１２が取り付けられている
。

確かに従来技術ではアルミニウムから成る閉鎖板が知ら
れているが、この閉鎖板はケースの耐熱性封止体として
働くにすぎない。巻き込み体への伝熱接触が欠けている
ので、損失熱の放散は従来技術では行われない。

第６図には、二つのコツプ形ケース１８．１９を備えた
実施例が示されている。コンデンサ巻き込み体４は一方
の側面上に突出する陰極箔７と他方の側面上に突出する
陽極箔９とを有する。それぞれの側面は電気的かつ熱的
に例えばアルミニウムから成る固有の金属製ケース１８
．１９に結合されている。ケース１８と１９とは電気絶
縁性リング形部品２０により溝２２と周縁巻き込み部２
３とを用いて結合されている。場合によっては結合のた
め一方の手段を用いるだけで十分である。周縁巻き込み
部２３ではゴムリング２１が封止のために用いられてい
る。

この実施例では陽極リード線の絶縁は必要でない。陽極
側ケース１９は電気的化成処理のために相応の純度を有
するのが合目的である。電気的接続のためにこれらのケ
ースはスタッド２４．２５を有することができる。

対称的構造のため、特に巻き込み体４が絶縁部品２０の
内径に適合しているときには、高い耐振動性を有する。

陰極側に接続された二つのコツプ形ケースを有する実施
例も可能である。この場合にはブッシングが絶縁部品の
中に配置され、その際特に陽極端子を絶縁してケースか
ら導出しなければならない。

第７図には、熱流が種々の太さの矢印により第４図の実
施例に対応して示されている。第７図の左側部分は全面
冷却の場合の熱流を示し、右側部分は底冷却の場合の熱
波を示す。電解コンデンサの巻き込み体４は３０〜４０
％までアルミニウムから成り、それ自体高い伝熱性を有
する。しかしながらこの伝熱性は巻き込み方式に基づき
巻き込み体軸線方向にだけ存在し、それゆえに熱流は比
較的長い経路にもかかわらず突出電極箔７又は９を経て
底６へ又は板１０へ流れる。

定格値４７００ｇＦ／３５０Ｖｃｙ）電解コンデンサが
寸法φ７５　ｍｍＸ　１４５　ｍｍの容器の中に組み込
まれた。第８図には、１００Ａ７２０ｋＨｚの負荷と５
５°Ｃの冷却水温度との場合の巻き込み体軸線上の温度
分布が示されている。曲ｉＡは底だけが冷却されている
ケースに関し、曲線Ｂは全面を冷却されているケースに
関する。第８図に示す曲線は第５図に示す実施例につい
て測定されたが、その際巻き込み体軸線上の温度分布が
ケース５の底６かもの距＠Ｘに関係して示されている。

巻き込み体軸線上の最大温度上昇Ｔ−Ｔｃは全面冷却の
場合（曲線Ｂ）に９°Ｃであり、一方従来の電解コンデ
ンサの場合には陰極厚に応じて２７〜３３°Ｃの温度上
昇が生じた。

ケース底上にケース冷却を制限する場合（曲線Ａ）に温
度上昇は１６°Ｃまで高まった。なぜならばこの場合に
はケース壁に沿う熱流がここでも補助的な温度落差を発
生させるからであり（第７図の右側部分参照）、シかし
ながらこの温度落差は従来の電解コンデンサよりまだ小
さい。

それゆえに−側面でのケース冷却には比較的厚いケース
壁が有効である。

巻き込み電解コンデンサの図面に示した諸実施例のほか
に、この発明は自立形電極箔を備えた他のコンデンサの
場合にも熱放散を改善するために利用することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に基づくコンデンサの熱抵抗配列図、
第２図及び第３図はそれぞれこの発明に基づくコンデン
サ巻き込み体の異なる実施例の断面図、第４図ないし第
６図はそれぞれコンデンサの異なる実施例の断面図、第
７図は第４図に示すコンデンサの熱流分布図、第８図は
第５図に示すコンデンサの巻き込み体軸線上の温度分布
をグラフで示した図、第９図は従来のコンデンサの熱抵
抗配列図である。 １．３．７．９・・・電極箔 ４・・・巻き込み体 ５・・・ケース ６・・・底 １０．１６・・・金属板 １８．１９・・・部分ケース ２０、・・・リング形部品

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）金属製ケース中に組み込まれ、コンデンサとケース
   との間に金属製熱橋絡部を有し、この熱橋絡部が一側縁
   で端面から突出しケースの底に伝熱接触する電極箔によ
   り形成されている自立形電極箔を備えたコンデンサにお
   いて、コンデンサ内に第２の熱橋絡部が配置され、第２
   の熱橋絡部が第２の端面から突出し別のケース部分に伝
   熱接触する電極箔により形成されていることを特徴とす
   るコンデン サ。 ２）両端面から突出する電極箔が同一の極性を有するこ
   とを特徴とする請求項１記載のコンデンサ。 ３）両端面から突出する電極箔が異なる極性を有するこ
   とを特徴とする請求項１記載のコンデンサ。 ４）別のケース部分が金属板（１０、１６）から成るこ
   とを特徴とする請求項１ないし３の一つに記載のコンデ
   ンサ。 ５）金属板（１６）がケース端子として構成されている
   ことを特徴とする請求項４記載のコンデンサ。 ６）金属製ケースが二つの部分から構成されていること
   を特徴とする請求項１ないし３の 一つに記載のコンデンサ。 ７）異なる極性の電極箔（７、９）を導出する場合に、
   両部分ケース（１８、１９）が電気絶縁性のリング形部
   品（２０）により相互に結合されていることを特徴とす
   る請求項６記載のコンデンサ。 ８）同一極性の複数の電極箔を備えることを特徴とする
   請求項１ないし７の一つに記載のコンデンサ。