JPS6133636Y2 - - Google Patents

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JPS6133636Y2
JPS6133636Y2 JP1981011379U JP1137981U JPS6133636Y2 JP S6133636 Y2 JPS6133636 Y2 JP S6133636Y2 JP 1981011379 U JP1981011379 U JP 1981011379U JP 1137981 U JP1137981 U JP 1137981U JP S6133636 Y2 JPS6133636 Y2 JP S6133636Y2
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electrolytic capacitor
capacitor element
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、外装部材に対する電解コンデンサ
の素子固定構造に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention relates to an element fixing structure of an electrolytic capacitor to an exterior member.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、アルミニウム電解コンデンサは、アル
ミニウムなどを形成した外装ケースに電解コンデ
ンサ素子を収容し、その開口部を封口ゴムなどの
封口体で封止してなるものであるが、大型の電解
コンデンサでは外装ケースの内部にホツトメルト
樹脂などの充填材料を用いて収容する電解コンデ
ンサ素子を固定している。
In general, aluminum electrolytic capacitors are made by housing an electrolytic capacitor element in an exterior case made of aluminum or the like, and sealing the opening with a sealant such as sealing rubber. An electrolytic capacitor element is fixed inside the capacitor using a filling material such as hot melt resin.

ところで、電解コンデンサは、陽極および陰極
を持つ有極性構造を成し、電解コンデンサ素子の
内部に電解液を含浸させており、駆動時にジユー
ル熱およびイオン反応熱とともに、電解液の電気
分解で水素ガスを発生するため、外装ケースは、
放熱効果や発生ガスの許容空間を必要としてい
る。
By the way, electrolytic capacitors have a polar structure with an anode and a cathode, and the inside of the electrolytic capacitor element is impregnated with an electrolytic solution. During operation, along with Joule heat and ionic reaction heat, hydrogen gas is generated by electrolysis of the electrolytic solution. To occur, the outer case is
Heat dissipation effects and an allowable space for generated gas are required.

しかしながら、外装ケース内に電解コンデンサ
素子を確実に固定して耐振性を向上させようとす
れば、固定のために充填する樹脂の量は多くな
り、外装ケースの空間的な余裕を削減することに
なる。
However, if we try to improve vibration resistance by securely fixing the electrolytic capacitor element inside the exterior case, the amount of resin filled for fixation will increase, which will reduce the space available in the exterior case. Become.

〔考案が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention attempts to solve]

外装ケース内の電解コンデンサ素子の収容容積
の他に空間的な余裕がない場合、発生ガスの充満
による内部圧力を高め、防爆弁の早期動作などに
よつて寿命特性を悪化させる原因になるので、従
来、電解コンデンサ素子の固定を強固にしようと
すると、外装ケースの容積を大きく設定しなけれ
ばならず、電解コンデンサの大型化の原因になつ
ていた。
If there is not enough space in addition to the storage capacity of the electrolytic capacitor element in the outer case, the internal pressure will increase due to the filling of the generated gas, which will cause the explosion-proof valve to operate prematurely and deteriorate the life characteristics. Conventionally, in order to firmly fix an electrolytic capacitor element, it was necessary to increase the volume of the outer case, which caused the electrolytic capacitor to become larger.

また、外装ケース内の空気は電解コンデンサ素
子の熱を外装ケースに伝達する放熱煤体として機
能しているが、空気は金属などに比較して熱伝導
率が低いので、発生ガスによる内部圧力の上昇を
考慮して外装ケースの空間的余裕を大きくした場
合には、外装ケースへの熱伝導が妨げられる結
果、電解コンデンサ素子の蓄熱を助長させて、寿
命特性を悪化させるおそれがある。
In addition, the air inside the exterior case functions as a heat sink that transfers the heat of the electrolytic capacitor element to the exterior case, but air has a lower thermal conductivity than metals, so the internal pressure due to generated gas is If the spatial margin of the outer case is increased in consideration of the rise in the capacitor, heat conduction to the outer case is hindered, which may promote heat accumulation in the electrolytic capacitor element and deteriorate the life characteristics.

そこで、この考案は、外装ケース内に電解コン
デンサ素子を確実に固定するとともに、電解コン
デンサ素子の放熱を良好にした電解コンデンサの
素子固定構造の提供を目的とする。
Therefore, the object of this invention is to provide an element fixing structure for an electrolytic capacitor that securely fixes an electrolytic capacitor element within an exterior case and improves heat dissipation of the electrolytic capacitor element.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この考案の電解コンデンサの素子固定構造は、
第1図ないし第3図に示すように、電解コンデン
サ素子4の外周部に円筒状保持枠10を固定し、
この円筒状保持枠10の直径方向に突出しかつそ
の先端部を外装ケース2の内壁に合わせて湾曲さ
せた突出片12A,12B,14A,14Bを設
け、この突出片12A,12B,14A,14B
の先端部を外装ケース2の内壁に当て、外装ケー
ス2の電解コンデンサ素子4を固定したものであ
る。
The element fixing structure of this electrolytic capacitor is
As shown in FIGS. 1 to 3, a cylindrical holding frame 10 is fixed to the outer periphery of the electrolytic capacitor element 4,
Projecting pieces 12A, 12B, 14A, 14B are provided which project in the diametrical direction of this cylindrical holding frame 10 and whose tips are curved to match the inner wall of the exterior case 2.
The tip of the electrolytic capacitor element 4 of the outer case 2 is fixed by applying it to the inner wall of the outer case 2.

〔作用〕[Effect]

電解コンデンサ素子4の外周部に円筒状保持枠
10を固定するとともに、この円筒状保持枠10
の直径方向に突出しかつその先端部を外装ケース
2の内壁に合わせて湾極させた突出片12A,1
2B,14A,14Bの先端部を外装ケース2の
内壁に当てて、外装ケース2に挿入して固定する
ので、電解コンデンサ素子4は、外装ケース2を
大型化することなく、外装ケース2の内部に円筒
状保持枠10および突出片12A,12B,14
A,14Bを介して強固に固定できるとともに、
円筒状保持枠10および突出片12A,12B,
14A,14Bを介して外装ケース2に固定され
るため、円筒状保持枠10は熱伝導媒体として機
能させることができる。
A cylindrical holding frame 10 is fixed to the outer periphery of the electrolytic capacitor element 4, and this cylindrical holding frame 10
A projecting piece 12A, 1 that projects in the diametrical direction and whose tip is curved to match the inner wall of the outer case 2.
Since the tips of 2B, 14A, and 14B are placed against the inner wall of the outer case 2 and inserted and fixed into the outer case 2, the electrolytic capacitor element 4 can be inserted into the inner wall of the outer case 2 without increasing the size of the outer case 2. The cylindrical holding frame 10 and the protruding pieces 12A, 12B, 14
It can be firmly fixed via A and 14B, and
Cylindrical holding frame 10 and protruding pieces 12A, 12B,
Since it is fixed to the exterior case 2 via 14A and 14B, the cylindrical holding frame 10 can function as a heat conduction medium.

そして、この考案の電解コンデンサの素子固定
構造において、円筒状保持枠10および突出片1
2A,12B,14A,14Bは、電解コンデン
サ素子4を形成する電極箔と同種の金属材料板で
形成すれば、熱伝導率が向上し、より放熱効果を
高めることができる。
In the element fixing structure of the electrolytic capacitor of this invention, a cylindrical holding frame 10 and a protruding piece 1 are provided.
If 2A, 12B, 14A, and 14B are formed of metal plates of the same type as the electrode foil forming the electrolytic capacitor element 4, the thermal conductivity will be improved and the heat dissipation effect can be further enhanced.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この考案を図面に示した実施例に基づき
詳細に説明する。
This invention will be described in detail below based on embodiments shown in the drawings.

第1図はこの考案の実施例である電解コンデン
サを示す。
FIG. 1 shows an electrolytic capacitor that is an embodiment of this invention.

第1図において、電解コンデンサ素子4を収容
するための外装ケース2は、電解コンデンサ素子
4の電極箔と同種の金属材料、たとえばアルミニ
ウム板で一体形成により有底円筒状体に形成され
ており、この外装ケース2の開口部近傍には全周
に亘り封口板6を係止する突部8が加締めにより
形成されている。
In FIG. 1, an exterior case 2 for accommodating an electrolytic capacitor element 4 is integrally formed with a metal material of the same type as the electrode foil of the electrolytic capacitor element 4, such as an aluminum plate, into a cylindrical body with a bottom. A protrusion 8 that locks the sealing plate 6 over the entire circumference is formed in the vicinity of the opening of the exterior case 2 by crimping.

この外装ケース2に収容される円筒形の電解コ
ンデンサ素子4は、陽極側及び陰極側の電極箔を
両者間に介在させたセパレータ紙とともに巻回し
て形成されている。
The cylindrical electrolytic capacitor element 4 housed in the exterior case 2 is formed by winding electrode foils on the anode side and the cathode side together with a separator paper interposed between them.

この電解コンデンサ素子4の外周面部には、前
記電極箔と同種の金属材料板で形成された保持部
材としての円筒状保持枠10が被嵌され、この円
筒状保持枠10の外側には、電解コンデンサ素子
4を外装ケース2の内部に固定するために突出さ
せた突出片12A,12B,14A,14Bが形
成されている。この実施例の場合、円筒状保持枠
10は2枚の長方形状の金属板12,14で形成
されており、金属板12,14の対向面部に電解
コンデンサ素子4の外形形状に合致する湾曲部を
形成するとともに、両者をA,B部分で溶接した
ものである。そして、金属板12,14の両端部
を互いに外装ケース2の内周方向に湾曲させて突
出片12A,12B,14A,14Bとしたもの
である。なお、突出片12A,12B,14A,
14Bの外周面で形成される円弧の直径は外装ケ
ース2の円径より僅かに大きく、外装ケース2の
内側に突出片12A,12B,14A,14Bが
それ自身の持つ弾性力で固定保持できるようにす
る。また、円筒状保持枠10の内壁部は電解コン
デンサ素子4の外周面部に面接触しており、この
ため、電解コンデンサ素子4の外周囲は内部に巻
装されているセパレータ紙で被うことにより電気
的絶縁が確保される。しかも、セパレータ紙の縁
部で被われた電解コンデンサ素子4の頂部は、円
筒状保持枠10の上端部より数mm程度突出してお
り、これによつて電解コンデンサ素子4より引出
された陽極側および陰極側の電極用タブ16A,
16Bと円筒状保持枠10の電気的接触が防止さ
れている。
A cylindrical holding frame 10 as a holding member formed of the same type of metal material plate as the electrode foil is fitted onto the outer peripheral surface of the electrolytic capacitor element 4. Projecting pieces 12A, 12B, 14A, and 14B are formed to project to fix the capacitor element 4 inside the exterior case 2. In the case of this embodiment, the cylindrical holding frame 10 is formed of two rectangular metal plates 12 and 14, and the opposing surfaces of the metal plates 12 and 14 have curved portions that match the external shape of the electrolytic capacitor element 4. , and the two are welded together at parts A and B. Both ends of the metal plates 12 and 14 are curved toward the inner circumference of the outer case 2 to form protruding pieces 12A, 12B, 14A, and 14B. In addition, the protruding pieces 12A, 12B, 14A,
The diameter of the arc formed by the outer peripheral surface of 14B is slightly larger than the diameter of the outer case 2, so that the protruding pieces 12A, 12B, 14A, and 14B can be fixed and held inside the outer case 2 by their own elastic force. Make it. Furthermore, the inner wall of the cylindrical holding frame 10 is in surface contact with the outer peripheral surface of the electrolytic capacitor element 4, so that the outer periphery of the electrolytic capacitor element 4 is covered with separator paper wrapped inside. Electrical insulation is ensured. Furthermore, the top of the electrolytic capacitor element 4 covered by the edge of the separator paper protrudes from the upper end of the cylindrical holding frame 10 by several millimeters, thereby preventing the anode side drawn out from the electrolytic capacitor element 4 and Cathode side electrode tab 16A,
Electrical contact between 16B and the cylindrical holding frame 10 is prevented.

そして、電極用タブ16A,16Bの先端部
は、封口板6の上面に配設された板状端子18
A,18Bに、封口板6に貫通させたリベツト2
0の加締めで電気的に接続されている。
The tips of the electrode tabs 16A and 16B are connected to plate terminals 18 disposed on the upper surface of the sealing plate 6.
A, 18B, the rivet 2 penetrated into the sealing plate 6
It is electrically connected with 0 caulking.

以上のように構成したので、外装ケース2には
第2図に示すように、円筒状保持枠10で保持さ
れた電解コンデンサ素子4が挿入され、電解コン
デンサ素子4は外装ケース2の中央に両者間に円
筒状保持枠10および突出片12A,12B,1
4A,14Bが介在した形で固定される。すなわ
ち、突出片12A,12B,14A,14Bは弾
性力で圧縮された状態で外装ケース2の内部に挿
入されているため、突出片12A,12B,14
A,14Bの外周面部は、外装ケース2の内壁部
に当接している。このため、電解コンデンサ素子
4は外装ケース2に強固に固定され、耐振性が向
上できるとともに、円筒状保持枠10および突出
片12A,12B,14A,14Bは電解コンデ
ンサ素子4の発熱を外装ケース2に良好に導く放
熱媒体として機能し、電解コンデンサ素子4を良
好に冷却することができる。すなわち、円筒状保
持枠10および突出片12A,12B,14A,
14Bが空気より熱伝導度の高い金属材料で形成
されていることから、放熱効率が向上する。しか
も、円筒状保持枠10および突出片12A,12
B,14A,14Bは従来の樹脂による固定手段
に比較してその体積が小さいことから、外装ケー
ス2の内容積の減少を低く押さえることができ、
外装ケース2を大型化することなく空間的余裕を
大きくすることができるので、内部圧力の上昇を
十分に許容することができる。このため、電解コ
ンデンサの寿命特性が改善できる。
With the above configuration, the electrolytic capacitor element 4 held by the cylindrical holding frame 10 is inserted into the outer case 2, as shown in FIG. In between, the cylindrical holding frame 10 and the protruding pieces 12A, 12B, 1
4A and 14B are interposed. That is, since the protruding pieces 12A, 12B, 14A, 14B are inserted into the exterior case 2 in a state of being compressed by elastic force, the protruding pieces 12A, 12B, 14
The outer peripheral surface portions of A and 14B are in contact with the inner wall portion of the exterior case 2. Therefore, the electrolytic capacitor element 4 is firmly fixed to the exterior case 2, and the vibration resistance can be improved. The electrolytic capacitor element 4 can be cooled well by functioning as a heat dissipation medium that leads to heat dissipation well. That is, the cylindrical holding frame 10 and the protruding pieces 12A, 12B, 14A,
Since 14B is formed of a metal material having higher thermal conductivity than air, heat dissipation efficiency is improved. Moreover, the cylindrical holding frame 10 and the protruding pieces 12A, 12
Since B, 14A, and 14B have a smaller volume than conventional resin fixing means, the decrease in the internal volume of the outer case 2 can be suppressed to a low level.
Since the space can be increased without increasing the size of the exterior case 2, an increase in internal pressure can be sufficiently tolerated. Therefore, the life characteristics of the electrolytic capacitor can be improved.

また、このような素子固定構造によれば、製造
工程上、樹脂充填における煩わしさがなく、2枚
の金属板12,14の成形および溶接のみで容易
に行うことができ、しかも、端部の長さは限定さ
れないので、電解コンデンサ素子4の直径の変動
に対しても自由に応ずることができる。さらに、
従来の樹脂による固定を併用することも可能であ
り、このようにすれば耐振性をさらに向上するこ
とができる。
Further, according to such an element fixing structure, there is no need for troublesome resin filling in the manufacturing process, and the process can be easily performed by only forming and welding the two metal plates 12 and 14. Since the length is not limited, it is possible to freely respond to variations in the diameter of the electrolytic capacitor element 4. moreover,
It is also possible to use conventional fixing with resin, and in this way the vibration resistance can be further improved.

なお、円筒状保持枠10に形成した突出片12
A,12B,14A,14Bの内12B,14A
は、第3図に示すように省略しても同様の効果が
得られる。また、円筒状保持枠10は電解コンデ
ンサ素子4を全周的に被う形態のものだけでな
く、外装ケース2の内壁を利用するなどしてもよ
く、電解コンデンサ素子4の外周面部の所定範
囲、たとえばその半周囲を被う形としてもよく、
この考案は全周的な筒体に限定されるものではな
い。
Note that the protruding piece 12 formed on the cylindrical holding frame 10
12B, 14A of A, 12B, 14A, 14B
Even if it is omitted as shown in FIG. 3, the same effect can be obtained. Further, the cylindrical holding frame 10 is not limited to a type that covers the entire circumference of the electrolytic capacitor element 4, and may also utilize the inner wall of the exterior case 2, and may be formed within a predetermined area of the outer peripheral surface of the electrolytic capacitor element 4. , for example, it may be in a shape that covers half of its periphery.
This invention is not limited to a cylinder with a full circumference.

〔実験例〕[Experiment example]

実験には第3図に示す形態の素子固定構造を採
用し、定各電圧160V、静電容量2200μF、直径
50mm×長さ80mmの円筒形コンデンサについて行つ
た。円筒状保持枠10および突出片12A,12
B,14A,14Bを形成するための金属材料に
は、厚さ0.3mm、幅50mmのアルミニウム板を使用
した。実験は周囲温度20℃において行い、周波数
120Hz、実効値10Aの電流を数時間に亘つて流
し、電解コンデンサ素子の中心温度teおよび外
装ケースの表面温度tfを測定した。
The device fixing structure shown in Figure 3 was used for the experiment, with a constant voltage of 160 V, a capacitance of 2200 μF, and a diameter of
A cylindrical capacitor measuring 50 mm x 80 mm in length was studied. Cylindrical holding frame 10 and protruding pieces 12A, 12
An aluminum plate with a thickness of 0.3 mm and a width of 50 mm was used as the metal material for forming B, 14A, and 14B. The experiment was conducted at an ambient temperature of 20℃, and the frequency
A current of 120 Hz and an effective value of 10 A was passed for several hours, and the center temperature te of the electrolytic capacitor element and the surface temperature tf of the outer case were measured.

第4図は以上の条件下における測定結果を示し
ており、Tは周囲温度、AoおよびAfはこの考案
を実施した場合の電解コンデンサ素子の中心温度
およびその外装ケースの表面温度、BoおよびBf
は比較のために測定した従来コンデンサの電解コ
ンデンサ素子の中心温度およびその外装ケースの
表面温度である。これら測定結果の比較により明
らかなように、この考案を実施することによつて
電解コンデンサ素子の中心温度が低下し、外装ケ
ースの表面温度が従来品より上昇し、電解コンデ
ンサ素子の発熱が外装ケースに良好に導かれ、電
解コンデンサ素子の放熱が効率よく行われるの
で、その寿命特性が改善される。
Figure 4 shows the measurement results under the above conditions, where T is the ambient temperature, Ao and A f are the center temperature of the electrolytic capacitor element and the surface temperature of its outer case when this invention is implemented, Bo and B f
are the center temperature of the electrolytic capacitor element and the surface temperature of its outer case of a conventional capacitor, which were measured for comparison. As is clear from the comparison of these measurement results, by implementing this idea, the center temperature of the electrolytic capacitor element is lowered, the surface temperature of the outer case is higher than that of the conventional product, and the heat generated by the electrolytic capacitor element is transferred to the outer case. Since the electrolytic capacitor element is efficiently radiated, its life characteristics are improved.

なお、この実験に使用した素子固定構造は第3
図に示す形態のものであるから、第1図に示すよ
うに固定片が4枚形成されていれば、放熱効率を
さらに向上させることが期待できる。
The element fixing structure used in this experiment was the third one.
Since it is of the form shown in the figure, if four fixing pieces are formed as shown in FIG. 1, it can be expected that the heat dissipation efficiency will be further improved.

〔考案の効果〕[Effect of idea]

以上説明したように、この考案によれば、外装
ケース内に電解コンデンサ素子を確実に固定して
耐振性の向上を図ることができ、電解コンデンサ
素子の放熱が良好になるので、安定した特性を長
期に亘つて維持できるとともに、寿命特性を大幅
に改善でき、電解コンデンサ素子の固定のために
外装ケースを大型化することもない。
As explained above, according to this invention, it is possible to securely fix the electrolytic capacitor element inside the exterior case and improve its vibration resistance, and the heat dissipation of the electrolytic capacitor element is improved, so stable characteristics can be maintained. It can be maintained for a long period of time, the life characteristics can be greatly improved, and there is no need to increase the size of the exterior case to fix the electrolytic capacitor element.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの考案の電解コンデンサの素子固定
構造の実施例を示す電解コンデンサの分解斜視
図、第2図は第1図に示した固定構造を採用した
電解コンデンサの横断面図、第3図はこの考案の
電解コンデンサの素子固定構造の他の実施例を示
す斜視図、第4図は実験の結果を示すグラフであ
る。 2……外装ケース、4……電解コンデンサ素
子、10……円筒状保持枠、12A,12B,1
4A,14B……突出片。
Fig. 1 is an exploded perspective view of an electrolytic capacitor showing an example of the element fixing structure of the electrolytic capacitor of this invention, Fig. 2 is a cross-sectional view of an electrolytic capacitor adopting the fixing structure shown in Fig. 1, and Fig. 3 4 is a perspective view showing another embodiment of the electrolytic capacitor element fixing structure of this invention, and FIG. 4 is a graph showing the results of an experiment. 2... Exterior case, 4... Electrolytic capacitor element, 10... Cylindrical holding frame, 12A, 12B, 1
4A, 14B...Protruding pieces.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 電解コンデンサ素子の外周部に円筒状保持枠
を固定し、この円筒状保持枠の直径方向に突出
しかつその先端部を外装ケースの内壁に合わせ
て湾曲させた突出片を設け、この突出片の先端
部を外装ケースの内壁に当て、外装ケースに電
解コンデンサ素子を固定したことを特微とする
電解コンデンサの素子固定構造。 (2) 前記円筒状保持枠および前記突出片は、電解
コンデンサ素子を形成する電極箔と同種の金属
材料板で形成したことを特微とする実用新案登
録請求の範囲第1項に記載の電解コンデンサの
素子固定構造。
[Scope of Claim for Utility Model Registration] (1) A cylindrical holding frame is fixed to the outer periphery of an electrolytic capacitor element, the cylindrical holding frame protrudes in the diametrical direction, and its tip is curved to match the inner wall of the outer case. 1. An element fixing structure for an electrolytic capacitor, characterized in that an electrolytic capacitor element is fixed to the outer case by providing a protruding piece with the tip of the protruding piece against the inner wall of the outer case. (2) The electrolytic device according to claim 1, wherein the cylindrical holding frame and the protruding piece are made of the same metal material plate as the electrode foil forming the electrolytic capacitor element. Capacitor element fixing structure.
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