JPH11204378A - コンデンサ - Google Patents

コンデンサ

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JPH11204378A
JPH11204378A JP274998A JP274998A JPH11204378A JP H11204378 A JPH11204378 A JP H11204378A JP 274998 A JP274998 A JP 274998A JP 274998 A JP274998 A JP 274998A JP H11204378 A JPH11204378 A JP H11204378A
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JP
Japan
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core
capacitor
heat pipe
heat
winding
Prior art date
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Pending
Application number
JP274998A
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English (en)
Inventor
Naoki Kimura
直樹 木村
Kenichi Nanba
研一 難波
Jun Niekawa
潤 贄川
Yoshishige Ikeda
善重 池田
Takeshi Yasusaka
毅 安坂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Nichicon Corp
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
Nichicon Corp
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Publication date
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd, Nichicon Corp filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた放熱性能を有するコンデンサを提供す
ること。 【解決手段】 ヒートパイプ1を巻芯外体10に挿入し
てなる巻芯11の周りに陽極箔、陰極箔、セパレーター
等が巻かれた構造の巻回部12がコンデンサ容器14内
に収容されたコンデンサ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム電解
コンデンサ等のコンデンサに係わり、優れた放熱機能を
有するものに関する。
【0002】
【従来の技術】コンデンサは小型、大型のものを含め
て、様々な産業機器に使われている基本的電気部品であ
る。コンデンサの形態として、板状の陰極と陽極とが重
ねられた形態のものもあるが、大型のアルミニム電解コ
ンデンサ等の場合、巻芯の周りに陽極箔と陰極箔とが、
その他セパレーター等と共に巻かれたコンデンサ形態の
ものも多い。巻芯に陽極箔等が巻かれてなるものはコン
デンサ素子と呼ばれることがある。巻芯に陽極箔、陰極
箔、セパレーター等が巻かれた部分(本明細書において
は巻回部と呼ぶことにする)には電解液が含浸され、コ
ンデンサの容器に収容される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】コンデンサはその運転
に際しある程度の発熱を伴う。比較的小型のコンデンサ
の場合は問題は少ないが、上述したような巻芯の周りに
陽極箔等が巻かれた形態のコンデンサの場合、ある程度
そのサイズが大型化すると、その発熱による温度上昇の
問題が顕在化してくる。過度に温度上昇するとそのコン
デンサの性能が低下したり、更にはそのコンデンサの実
用寿命が短縮してしまうことがあるからである。
【0004】ところでコンデンサの温度上昇を抑制する
方法として、例えば巻回部(巻芯に陽極箔、陰極箔、セ
パレーター等が巻かれた部分)をコンデンサ容器に収容
するにあたり、その巻回部とコンデンサ容器の内壁との
間隔を広く確保する方法がある。こうすればコンデンサ
容器内に熱が溜まりにくくなるからである。更には、コ
ンデンサ容器の内部の雰囲気を冷却するような方法もあ
る。
【0005】しかしながら、このような方法ではコンデ
ンサ全体の外形が大きくなってしまうので都合が悪い。
その上、コンデンサ素子の外周付近は比較的良好に冷却
されても、その中心部分、即ち巻芯近傍の冷却は不充分
になりやすい、という問題があった。
【0006】上述のような課題に鑑み本発明者らは、あ
まりサイズを増大させず、放熱効率に優れたコンデンサ
を実現すべく鋭意研究開発を行った。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のコンデンサは、
ヒートパイプ構造を有する外径20mm以上の巻芯、よ
り望ましくは30mm以上の巻芯と、陽極箔、陰極箔お
よびセパレーターが前記巻芯に巻回されてなる巻回部を
備えるものである。
【0008】前記巻芯の外径はこの巻回部の外径の0.
3倍以上、望ましくは0.4倍以上であると良い。
【0009】この巻回部はコンデンサ容器に収容されて
おり、前記コンデンサ容器の底面部または蓋体に前記巻
芯が固定されることで、当該巻回部が支持されるような
構造にすると良い。
【0010】巻芯の固定構造として、巻芯の少なくとも
一方端部の外周にねじ溝を設け、コンデンサ容器の底面
部または蓋体の少なくとも一方に設けられたねじ溝とね
じ固定されている構造が好適である。
【0011】ヒートパイプ構造の巻芯として、その巻芯
自体がヒートパイプである場合の他、パイプ状の巻芯外
体に別途用意したヒートパイプを挿入するように組み込
んだものでも良い。
【0012】ヒートパイプ構造を備える前記巻芯から熱
を外部に放出する放熱フィンの機能を、コンデンサ容器
に持たせても良い。その他、蓋体から巻芯の一部を突出
させ、その部分に放熱フィンを接続させても良い。
【0013】
【発明の実施の形態】図1を参照しながら説明する。図
1は本発明のコンデンサを説明する概略的斜視図であ
る。陽極箔や陰極箔、その他セパレーター等が巻芯11
に巻かれてなる巻回部12には電解液が含浸されてお
り、その部分はコンデンサ容器14内に収容されてい
る。
【0014】巻回部12の下部には図示しない電流リー
ドが取り付けられており、外部端子15と接続できるよ
うになっている。外部端子15からこのコンデンサにリ
ップル電流を通電すると、この巻回部12の温度がある
程度上昇する。通常、巻回部12はコンデンサ容器14
内に収容されているので、発熱した熱は容易には外部に
放散されにくく、従来のコンデンサにおいては巻回部1
2の温度が過度に上昇してしまうこともあった。しかし
本発明のコンデンサにおいては、外径20mm以上でか
つヒートパイプ構造を有する巻芯11を用いているの
で、巻回部12で発熱した熱は、この巻芯11に速やか
に伝わり、巻回部12の過度の温度上昇が抑制される。
【0015】図1に示す例では、巻芯11として、筒状
の巻芯外体10内にヒートパイプ1を挿入した構造のも
のを採用している。この例の場合、巻芯外体10よりヒ
ートパイプ1は長く、その上方側において、ヒートパイ
プ1は巻芯外体10から突出している。そしてその突出
したヒートパイプ1の部分に放熱フィン16を取り付け
ているので、巻回部12から伝わった熱は概ねヒートパ
イプ1を経由してコンデンサ容器14の外部に運ばれ
る。
【0016】放熱フィン16としては、熱伝導性に優
れ、また軽量なアルミニウムフィンを適用すると望まし
い。ヒートパイプ1と放熱フィン16との接続は、熱抵
抗が小さくなるようにろう付けや溶接により接合すると
望ましい。しかし、組み立てコスト等も勘案すると、放
熱フィン16を構成する金属シートに、ヒートパイプ1
の外径より若干小さめの孔を空けて、その孔にヒートパ
イプ1を強制的に差し込む方法も有効である。
【0017】ここでヒートパイプについて簡単に説明し
ておく。一般にヒートパイプとして知られる熱移動装置
は、その内部に密封された空洞部を備えており、その空
洞部に収容された作動流体の相変態と移動により熱の輸
送が行われるものである。もちろん、ヒートパイプを構
成する容器(コンテナ)を熱伝導することで運ばれる熱
もあるが、ヒートパイプは主に作動流体による熱移動作
用を意図している。
【0018】ヒートパイプの作動について簡単に記すと
次のようになる。即ち、ヒートパイプの吸熱部におい
て、ヒートパイプを構成する容器(コンテナ)の材質中
を熱伝導して伝わってきた熱により、作動流体が蒸発
し、その蒸気がヒートパイプの放熱部に移動する。放熱
部では、作動流体の蒸気は冷却され再び液相状態に戻
る。そして液相に戻った作動流体は再び吸熱部に移動
(還流)する。このような作動流体の相変態や移動によ
り、熱の移動がなされる。
【0019】作動流体の還流は、重力式のヒートパイプ
の場合、吸熱部を放熱側より下方に配置することで実現
する。上方の放熱側に移動した作動流体の蒸気は凝縮
後、重力作用によって下方の吸熱部に移動する。吸熱部
が放熱側より下方に位置している場合はボトムヒートモ
ード、その逆即ち吸熱部が放熱側より上方に位置してい
る場合はトップヒートモードと呼ばれることがある。
【0020】トップヒートモードの場合は重力作用によ
る作動流体の還流が期待できない。このような場合、毛
細管作用を利用する技術が知られる。これは毛細管作用
によって液相に戻った作動流体を移動させるものであ
る。
【0021】しかし性能的には、重力作用によって作動
流体を還流させることが望ましいので、本発明のコンデ
ンサにおいても、図1に示すように、放熱部に相当する
放熱フィン16は、巻回部12より上方に取り付けるこ
とが望ましい。
【0022】本発明においては、コンデンサ容器14を
構成するコンデンサケース13または蓋体130、或い
はこれらの両方に放熱用のフィンの機能を持たせる形態
もある。例えば蓋体130を放熱フィンとして機能させ
る場合を図1を例にして説明する。先ず、蓋体130と
して、アルミニウム等の熱伝導性の優れる材質のものを
用いる。そして蓋体130と巻芯外体10とを熱抵抗小
さく接続すれば良い。こうすれば、巻回部12の熱はヒ
ートパイプ1および巻芯外体10を経由して蓋体130
に伝わるようになる。尚、コンデンサケース13も熱伝
導性優れるアルミニウム材等で構成すれば、蓋体130
を経由してコンデンサケース13にも熱が伝わり、従っ
てコンデンサケース13も放熱フィンの機能を奏するよ
うになる。
【0023】巻回部12の内径は巻芯11の外径とほぼ
等しいものになる。ここで、巻芯11の径と巻回部12
の外径を変えた場合の巻回部12の径方向の熱抵抗の変
化率について表1に記す。ここでは基準として巻芯11
の径を12mm、巻回部12の外径を90mmにした場
合を100%とする。
【0024】
【表1】
【0025】表1を見ると、巻芯11の径が20mm以
上のとき、熱抵抗が顕著に低下していることが判る。特
に巻芯11の径が30mm以上であると一層顕著であ
る。
【0026】次に、巻回部12の外径を90mmに保
ち、巻芯11の外径を変化させた場合の巻回部12の容
量の変化率について表2に記す。尚、表2では熱抵抗の
変化率も併記しておく(いずれも、巻芯11の外径を1
2mm、巻回部12の外径を90mmにした場合を10
0%とする)。
【0027】
【表2】
【0028】表2を見ると、巻芯11の径が巻回部12
の径の0.26〜0.4程度以上の大きさであると、熱
抵抗が小さくなることが判る。
【0029】以上の例では、巻芯11として、巻芯外体
10とその中に挿入されたヒートパイプ1とで構成され
た場合を示したが、巻芯外体10を省き、ヒートパイプ
そのものを巻芯とすることも可能である。
【0030】ところで、通常、巻回部12は重量が重い
ので、コンデンサ容器14内で動かないように支持する
必要がある。その支持形態は特に限定されないが、図2
を参照しながら、その望ましい形態を説明する。図2の
例では巻芯21をコンデンサ容器24に固定している。
こうすることで、巻芯外体20内に挿入されているのヒ
ートパイプ2も固定される。巻芯21とコンデンサ容器
24とを固定するには、例えば図2に示す例のように、
巻芯21(この場合は巻芯外体20)の下部にネジ部2
00を設け、コンデンサ容器24を構成するコンデンサ
ケース23の底面部に設けたネジ部にネジ固定する形態
が好適である。図中の符号25、250、27はそれぞ
れ外部端子、内部端子、電流リードを示す。
【0031】この例では、巻芯21は、その上部におい
ても、蓋体230に保持されており、一層安定して支持
されるようになっている。このような支持形態は組み立
て性にも優れている。巻芯21が安定して支持されるこ
とで、放熱フィン26が取り付けられたヒートパイプ2
も安定して保持されるようになる。
【0032】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明のコンデン
サは放熱性に優れ、従って高い容量と長い寿命を実現し
えるものである。また組み立て性にも優れている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のコンデンサの例を説明するための一部
断面斜視図である。
【図2】本発明のコンデンサの例を説明するための一部
断面図である。
【符号の説明】
1 ヒートパイプ 10 巻芯外体 11 巻芯 12 巻回部 13 コンデンサケース 130 蓋体 14 コンデンサ容器 15 外部端子 16 放熱フィン 2 ヒートパイプ 20 巻芯外体 200 ネジ部 21 巻芯 22 巻回部 23 コンデンサケース 230 蓋体 24 コンデンサ容器 25 外部端子 250 内部端子 26 放熱フィン 27 電流リード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 難波 研一 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 贄川 潤 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 池田 善重 長野県南安曇郡豊科町大字豊科4085番地 ニチコン株式会社内 (72)発明者 安坂 毅 長野県南安曇郡豊科町大字豊科4085番地 ニチコン株式会社内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ヒートパイプ構造を有する外径20mm
    以上の巻芯、陽極箔、陰極箔およびセパレーターが前記
    巻芯に巻回されてなる巻回部を備える、コンデンサ。
  2. 【請求項2】 ヒートパイプ構造を有する外径30mm
    以上の巻芯、陽極箔、陰極箔およびセパレーターが前記
    巻芯に巻回されてなる巻回部を備える、コンデンサ。
  3. 【請求項3】 前記巻芯の外径が前記巻回部の外径の
    0.3倍以上である、請求項1または2記載のコンデン
    サ。
  4. 【請求項4】 前記巻芯の外径が前記巻回部の外径の
    0.4倍以上である、請求項1または2記載のコンデン
    サ。
  5. 【請求項5】 前記巻回部はコンデンサ容器に収容され
    ており、前記コンデンサ容器の底面部または蓋体に前記
    巻芯が固定されることで、当該巻回部が支持されてい
    る、請求項1〜4のいずれかに記載のコンデンサ。
  6. 【請求項6】 前記巻芯の少なくとも一方端部の外周に
    はねじ溝が設けられており、前記コンデンサ容器の底面
    部または前記蓋体の少なくとも一方に設けられたねじ溝
    とねじ固定されている、請求項1〜5のいずれかに記載
    のコンデンサ。
  7. 【請求項7】 前記巻芯は巻芯外体にヒートパイプが挿
    入された構造である、請求項1〜6のいずれかに記載の
    コンデンサ。
  8. 【請求項8】 前記コンデンサ容器は、ヒートパイプ構
    造を備える前記巻芯からの熱を放出する放熱フィンの機
    能を有している、請求項1〜7のいずれかに記載のコン
    デンサ。
  9. 【請求項9】 前記巻芯は前記蓋体から外側に突出して
    おり、その突出した部分には放熱フィンが接続されてい
    る、請求項1〜8のいずれかに記載のコンデンサ。
JP274998A 1998-01-09 1998-01-09 コンデンサ Pending JPH11204378A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013059155A (ja) * 2011-09-07 2013-03-28 Denso Corp 電力変換装置
CN106921002A (zh) * 2015-12-25 2017-07-04 南京航空航天大学 一种具有相变热缓冲功能的圆柱形锂电池
CN113410526A (zh) * 2021-05-26 2021-09-17 上海化工院检测有限公司 一种热管散热式卷绕电池

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