特開 2023-173788 コンデンサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023173788

(43)【公開日】2023-12-07

(54)【発明の名称】コンデンサ

(51)【国際特許分類】

   H01G 2/08 20060101AFI20231130BHJP

   H01G 2/02 20060101ALI20231130BHJP

   H01G 2/10 20060101ALI20231130BHJP

   H01G 4/224 20060101ALI20231130BHJP

   H01G 4/32 20060101ALI20231130BHJP

【ＦＩ】

H01G2/08 A

H01G2/02 101E

H01G2/02 101B

H01G2/10 K

H01G4/224 200

H01G4/32 540

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022086274

(22)【出願日】2022-05-26

(71)【出願人】

【識別番号】390022460

【氏名又は名称】株式会社指月電機製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100100044

【弁理士】

【氏名又は名称】秋山 重夫

(74)【代理人】

【識別番号】100205888

【弁理士】

【氏名又は名称】北川 孝之助

(72)【発明者】

【氏名】大橋 光

【テーマコード（参考）】

5E082

【Ｆターム（参考）】

5E082AB05

5E082BC25

5E082CC06

5E082EE07

5E082EE23

5E082EE37

5E082FF05

5E082FG06

5E082FG34

5E082GG08

5E082HH03

5E082HH08

5E082HH28

5E082HH47

(57)【要約】

【課題】高い放熱効果を得つつ、被取付体への取付工数を抑えることができるコンデンサを提供する。
【解決手段】コンデンサ素子２と、コンデンサ素子２に接続される電極板３と、被取付体に固定するための取付脚５４を有するケース５と、ケース５外に引き出されてケース５内の熱を被取付体７に伝える伝熱部４３、４７を有する放熱部材４と、を備えており、取付脚５４を被取付体７に固定したときに伝熱部４３、４７が被取付体７と当接するように、取付脚５４に伝熱部４３、４７が重なっている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンデンサ素子と、
コンデンサ素子に接続される電極板と、
被取付体に固定するための取付脚を有するケースと、
ケース外に引き出されてケース内の熱を被取付体に伝える伝熱部を有する放熱部材と、を備えており、
取付脚を被取付体に固定したときに伝熱部が被取付体と当接するように、取付脚に伝熱部が重なっている、コンデンサ。

【請求項2】

伝熱部同士が重なった状態で取付脚に重なっている、請求項１記載のコンデンサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、放熱部材を備えたコンデンサに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から放熱部材を介してコンデンサの放熱を図ることは行われていた。例えば、特許文献１では、ヒートシンクの先端を外気に露出させることで放熱を図っている。特許文献２では、ケース外に導出された放熱部材の締結用端子を外部の構造物（電力変換装置の筐体等）に接続することで放熱を図っている。特許文献３では、１枚の板状金属部材からなる取付脚をケース外に引き出し、この取付脚を外部機器に接続することで放熱を図っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－１３５３２７号公報

【特許文献2】特開２０２０－０６４９１７号公報

【特許文献3】特開２００６－０８０１３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１は、外気が高温である場合は放熱効果を望めない。特許文献２は、締結用端子を外部の構造物に取り付ける取付作業が必要となり、取付工数が増える。特許文献３も同様であり、取付工数が増える。

【0005】

本発明は、高い放熱効果を得つつ、被取付体への取付工数を抑えることができるコンデンサの提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

すなわち、本発明のコンデンサは、コンデンサ素子２と、コンデンサ素子２に接続される電極板３と、被取付体に固定するための取付脚５４を有するケース５と、ケース５外に引き出されてケース５内の熱を被取付体７に伝える伝熱部４３（４７）を有する放熱部材４と、を備えており、取付脚５４を被取付体７に固定したときに伝熱部４３（４７）が被取付体７と当接するように、取付脚５４に伝熱部４３（４７）が重なっていることを特徴としている。

【0007】

上記コンデンサにおいては、伝熱部４３、４７同士が重なった状態で取付脚５４に重なっていることが好ましい。

【発明の効果】

【0008】

本発明のコンデンサでは、ケースの取付脚を被取付体に固定する際に自ずと放熱部材の伝熱部が被取付体に当接するため、取付工数を増やすことなく、高い放熱効果が得られる。

【0009】

上記コンデンサにおいて、伝熱部同士が重なった状態で取付脚に重なっている場合、１個の取付脚に１個ずつ伝熱部が重なっているものと比べて取付工数を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】この発明の実施形態に係るコンデンサを示す分解斜視図である。

【図2】コンデンサの斜視図である。

【図3】コンデンサの断面図である。

【図4】他のコンデンサの断面図である。

【図5】さらに他のコンデンサの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

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。このコンデンサ１は、図１～図３に示すように、コンデンサ素子２と、コンデンサ素子２に接続される電極板３と、被取付体７に固定するための取付脚５４を有するケース５と、ケース５外に引き出されてケース５内の熱を被取付体７に伝える伝熱部４３、４７を有する放熱部材４と、を備えている。また、コンデンサ素子２と、電極板３と、放熱部材４をケース５内に収容した上でケース５に充填される樹脂６を備えている。以下、上記各部品について説明するが、「上下」「左右」「前後」の概念は、ケース５内に樹脂６を充填する際のものであり、必ずしも使用時の「上下」「左右」「前後」を規定するものではない。

【0012】

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したフィルムコンデンサであって、図１に示すように、軸方向の両端部に電極面２ａ、２ｂが設けられている。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、軸方向外周面に平坦部と曲面部とを有している。

【0013】

上記コンデンサ素子２は、電極面２ａ、２ｂを上下に向けた状態で、例えば平面視略Ｌ字状に複数（図では４個）並べることでコンデンサ素子群を形成している。

【0014】

電極板３は、コンデンサ素子２の一方（上側）の電極面２ａに接続される第１電極板３１と、コンデンサ素子２の他方（下側）の電極面２ｂに接続される第２電極板３５とを備えている。

【0015】

第１電極板３１は、基板部３２と、基板部３２から延出され、外部機器と接続される外部接続部３３とを備えている。基板部３２は、コンデンサ素子群の平面形状と略同じ形状、具体的には平面視略Ｌ字状であって、コンデンサ素子群を構成する全てのコンデンサ素子２の一方の電極面２ａに重なっている。基板部３２には、電極面２ａと重なる位置に、電極面２ａと接続するための接続片３２ａが設けられている。接続片３２ａは例えばはんだ付けによって電極面２ａと電気的に且つ機械的に接続される。外部接続部３３は、基板部３２の外縁から立ち上がる垂直部３３ａと、垂直部３３ａの上端から水平方向に延びる水平部３３ｂとを備えており、側方から見ると上下を逆にしたＬ字状である。水平部３３ｂは互いに間隔を開けるようにして複数設けられ、全てが同じ方向に延出されている。水平部３３ｂには外部機器と接続するための接続孔３３ｂ１が設けられている。

【0016】

第２電極板３５は、第１電極板３１と略同じ構成とされている。具体的には、基板部３６と、基板部３６から延出され、外部機器と接続される外部接続部３７とを備えている。基板部３６は、コンデンサ素子群の平面形状と略同じ形状、具体的には平面視略Ｌ字状であって、コンデンサ素子群を構成する全てのコンデンサ素子２の他方の電極面２ｂに重なっている。基板部３６には、電極面２ｂと重なる位置に、電極面２ｂと接続するための接続片３６ａが設けられている。接続片３６ａは例えばはんだ付けによって電極面２ｂと電気的に且つ機械的に接続される。外部接続部３７は、基板部３６の外縁から立ち上がる垂直部３７ａと、垂直部３７ａの上端から水平方向に延びる水平部３７ｂとを備えており、側方から見ると上下を逆にしたＬ字状である。基板部３６がコンデンサ素子２の下側に位置するため、第１の電極板３の垂直部３３ａに比べて垂直部３７ａの上下方向の長さがその分だけ長くなっている。水平部３７ｂは互いに間隔を開けるようにして複数設けられ、全てが同じ方向に延出されている。また、第１電極板３１の水平部３３ｂと同じ方向に延出されている。また、第１電極板３１の水平部３３ｂと平面視で重ならないよう、水平方向にずれた位置に設けられている。水平部３７ｂには外部機器と接続するための接続孔３７ｂ１が設けられている。

【0017】

上記第１電極板３１と第２電極板３５は、例えば銅やアルミニウム等の金属板を折曲することで形成されている。

【0018】

ケース５は、コンデンサ素子群の平面形状に合わせて平面視略Ｌ字状とされた底部５１と、底部５１の外周縁から立ち上がる側壁部５２とを備えている。ケース５の上部には開口部５３が設けられている。コンデンサ素子２や電極板３、放熱部材４はこの開口部５３からケース５内に収容される。また、外部接続部３３、３７や後述する放熱部材４の伝熱部４３、４７が開口部５３を通じてケース５外に引き出される。側壁部５２の外周面には、コンデンサ１（ケース５）を被取付体に固定するための取付脚５４が複数（図では３個）、外側に突出するようにして設けられている。うち２個は、平面視、第１電極板３１の外部接続部３３と第２電極板３５の外部接続部３７との間に設けられ、残る１個は、外部接続部３３、３７が延出されている側とは反対側の側壁部５２に設けられている（図２参照）。取付脚５４の上面は側壁部５２の上端よりも上に位置している。取付脚５４にはネジ孔５４ａが設けられている。このケース５は例えば合成樹脂製である。ただ、コンデンサ素子２や電極板３との絶縁を確保できる場合は金属製であってもよい。

【0019】

放熱部材４は、少なくとも樹脂６より熱伝導性の良い板状体であって、例えば銅やアルミニウム等の金属板からなる。この放熱部材４は、コンデンサ素子２や電極板３とは電気的に接続されていない（絶縁されている）。また、放熱部材４は、主として第１電極板３１の基板部３２に沿って配置される第１放熱板４１と、主として第２電極板３５の基板部３６に沿って配置される第２放熱板４５とを備えている。電極板３と同数設けることが好ましい。

【0020】

第１放熱板４１は、本体部４２と、本体部４２から延出され、ケース５内の熱を被取付体に伝える伝熱部４３とを備えている。本体部４２は、コンデンサ素子群の平面形状や第１電極板３１の基板部３２と略同じ形状、具体的には平面視略Ｌ字状であって、コンデンサ素子群を構成する全てのコンデンサ素子２の一方の電極面２ａや第１電極板３１の基板部３２に絶縁を確保した状態で重なっている。この本体部４２には、接続片３２ａと重なる位置に、接続片３２ａを露出させるための開口４２ａが設けられている。伝熱部４３は、本体部４２の外縁から立ち上がる立ち上がり部４３ａと、立ち上がり部４３ａの上端から水平方向に延びる当接部４３ｂとを備えており、側方から見ると上下を逆にしたＬ字状である。この伝熱部４３は複数（図では５個）設けられている。本体部４２をケース５に収容した状態において、当接部４３ｂは最も近い側壁部５２の上端を跨ぐようにしてケース５外に引き出されている。また、３個が取付脚５４の上面に重なっている（図２参照）。当接部４３ｂには、ネジ８を通すための挿通孔４３ｂ１が設けられている。従って、伝熱部４３はネジ８によって被取付体に締結される「締結部」ということもできる。当接部４３ｂの挿通孔４３ｂ１とネジ孔５４ａとはネジ８を通せるよう連通している。

【0021】

第２放熱板４５は、第１放熱板４１と略同じ構成とされている。具体的には、本体部４６と、本体部４６から延出され、ケース５内の熱を被取付体に伝える伝熱部４７とを備えている。本体部４６は、コンデンサ素子群の平面形状や第２電極板３５の基板部３６と略同じ形状、具体的には平面視略Ｌ字状であって、コンデンサ素子群を構成する全てのコンデンサ素子２の他方の電極面２ｂや第２電極板３５の基板部３６に絶縁を確保した状態で重なっている。図３に示すように、第２放熱板４５の本体部４６はコンデンサ素子２の下にあり、第１放熱板４１の本体部４２はコンデンサ素子２の上にある。そのため、この状態は、第１放熱板４１の本体部４２と第２放熱板４５の本体部４６とでコンデンサ素子２を上下方向から挟んでいるとも言える。

【0022】

図１に戻って、本体部４６には、接続片３６ａと重なる位置に、接続片３６ａを露出させるための開口４６ａが設けられている。伝熱部４７は、本体部４６の外縁から立ち上がる立ち上がり部４７ａと、立ち上がり部４７ａの上端から水平方向に延びる当接部４７ｂとを備えており、側方から見ると上下を逆にしたＬ字状である。本体部４６がコンデンサ素子２の下側に位置するため、第１放熱板４１の立ち上がり部４３ａに比べて立ち上がり部４７ａの上下方向の長さはその分だけ長くなっている。この伝熱部４７は複数（図では３個）設けられている。本体部４６をケース５に収容した状態において、当接部４７ｂは最も近い側壁部５２の上端を跨ぐようにしてケース５外に引き出されている。３個とも、第１放熱板４１の当接部４３ｂの下面に重なっている。また、うち２個が取付脚５４の上面に重なっている（図２参照）。この状態は、第１放熱板４１の当接部４３ｂと取付脚５４との間に介在しているとも言える。当接部４７ｂには、ネジ８を通すための挿通孔４７ｂ１が設けられている。従って、伝熱部４７はネジ８によって被取付体に締結される「締結部」ということもできる。当接部４７ｂの挿通孔４７ｂ１は、ネジ孔５４ａと連通するように、また挿通孔４３ｂ１、４７ｂ１同士が連通するようにして重ねられている。

【0023】

樹脂６は絶縁性の樹脂である。熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂が好ましく、例えばエポキシ樹脂、ウレタン樹脂やシリコーン樹脂である。樹脂６は、コンデンサ素子２が所望の耐湿性を確保できる量（厚さ）となるまで充填される。電極板３の基板部３２、３６や放熱部材４の本体部４２、４６についても樹脂６に埋設されている。

【0024】

被取付体７は、例えば電極板３と接続される外部機器の筐体である。ただ、他の外部機器の筐体やヒートシンク等の冷却装置であってよい。被取付体にはネジ８を通すためのネジ孔７ａが設けられている。

【0025】

上記構成のコンデンサ１を被取付体７に取り付けるにあたっては、ケース５の取付脚５４のネジ孔５４ａと、被取付体７に設けられているネジ孔７ａの位置を合わせた上でネジ８を螺着する。取付脚５４の上面には、取付脚５４を被取付体７に固定したときに伝熱部４３、４７が被取付体７と当接するようにして放熱部材４の伝熱部４３、４７が重なっているため、ネジ８を締結することにより、伝熱部４３、４７が被取付体７に密着する。そのため、コンデンサ素子２や電極板３から生じる熱を放熱部材４を通じて被取付体７に放熱させることができる。また、ケース５を被取付体７に取り付けるだけで、自ずと伝熱部４３、４７を被取付体７に当接させることができるため、別途、放熱部材４を被取付体７に当接させる作業が必要なく、取付工数を抑えることができる。特に、伝熱部４３、４７同士を取付脚５４上で重ね合わせているため、取付工数がその分抑えられる。また、伝熱部４３、４７を取付脚５４に重ね合わせないものと比べて、重ね合わせた分、コンデンサ１の小型化を図ることができる。また、取付脚５４を介してコンデンサ１を被取付体７に取り付けているため、放熱部材４だけを被取付体７に固定するものと比べて安定した取り付けとなる。また、放熱部材４の本体部４２、４６が、電極板３の基板部３２、３６やコンデンサ素子２の電極面２ａ、２ｂを覆うように配置されているため、電極板３とコンデンサ素子２を広く冷却することができる。

【0026】

図４は、他のコンデンサ１Ａの断面図を示している。この図のように、１枚の放熱部材４でコンデンサ素子２や電極板３をくるむようにしてもよい。この場合、ケース５内においてコンデンサ素子２を上下方向から挟むことに加えて横方向からも挟むことができる。なお、取付脚５４上で伝熱部４３同士を重ね合わせているが、必ずしも重ね合わせる必要は無い。

【0027】

図５は、さらに他のコンデンサ１Ｂの断面図を示している。この図のように、取付脚５４をケース５の開口縁から下がった位置に設けてもよい。この場合、放熱部材４の伝熱部４３、４７をケース５の側壁部５２に沿わせつつ取付脚５４の位置まで延伸させればよい。他にも、ケース５の底部５１と取付脚５４の底下面の高さ位置を合せる等、取付脚５４の上下位置は適宜変更可能である。

【0028】

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、コンデンサ１と被取付体７とにネジ８を挿通して固定していたが、ケース５または被取付体の一方にネジ８を固定しておき、そのネジ８に他方を挿通してもよい。また、ケース５のネジ孔５４ａをネジの切られていない単なる孔に代えてもよい。また、ネジ８による締結に限らず、クリップ等による挟持等、伝熱部４３、４７を被取付体７に密着させることができる固定方法であれば種々の固定方法を採用し得る。

【0029】

また、図２では、３個の取付脚５４のうち、２個は２枚の伝熱部４３、４７が重なり、１個は伝熱部４３が１枚であったが、全ての取付脚５４で伝熱部４３、４７同士を重ね合わせてもよいし、反対に全ての取付脚５４で伝熱部４３（又は４７）を１枚だけ設けるようにしてもよい。また、取付脚５４が無い部分から引き出されていた伝熱部４３についても、被取付体７に締結等により当接させることが好ましい。ただ、必ずしも全ての伝熱部４３、４７が被取付体７に当接させられる必要は無い。

【0030】

放熱部材４の材質は、金属板や熱伝導シート等、種々の材質のものが適用可能である。複数のパーツに分かれた放熱部材４を組み合わせて使用してもよい。また、場所によって放熱部材４の材質を変えてもよい。コンデンサ素子２も、フィルムコンデンサ、電解コンデンサ、セラミックコンデンサ等、種々のコンデンサを適用しうる。

【0031】

また、取付脚５４の面積と、放熱部材４の当接部４３ｂ、４７ｂの面積を同じ、要は同じ平面形状としていたが、例えば、放熱部材４の当接部４３ｂ、４７ｂの面積のみを広くする（取付脚５４の面積からはみ出している）ことで放熱面積を稼いでもよい。取付脚５４の配置は適宜調整可能である。上記実施例では、取付脚５４が外部接続部３３、３７間に位置する構成にしていたが、この構成の場合、外部接続部３３、３７にかかる応力を、間に位置する取付脚５４及び放熱部材４で緩和させることができる。取付脚５４の形状やネジ孔５４ａの個数は適宜変更可能である。例えば、幅広の取付脚５４を設け、複数のネジ孔５４ａを設けてもよい。その場合、当接部４３ｂ、４７ｂも取付脚５４に沿うように幅広にし、挿通孔４３ｂ１、４７ｂ１も同数を設ける。この場合、放熱部材４の当接部４３ｂ、４７ｂの面積が増えるため、冷却効果が向上するという利点がある。

【符号の説明】

【0032】

１、１Ａ、１Ｂ コンデンサ
２ コンデンサ素子
２ａ 一方の電極面
２ｂ 他方の電極面
３ 電極板
３１ 第１電極板
３２ 基板部
３２ａ 接続片
３３ 外部接続部
３３ａ 垂直部
３３ｂ 水平部
３３ｂ１ 接続孔
３５ 第２電極板
３６ 基板部
３６ａ 接続片
３７ 外部接続部
３７ａ 垂直部
３７ｂ 水平部
３７ｂ１ 接続孔
４ 放熱部材
４１ 第１放熱板
４２ 本体部
４２ａ 開口
４３ 伝熱部
４３ａ 立ち上がり部
４３ｂ 当接部
４３ｂ１ 挿通孔
４５ 第２放熱板
４６ 本体部
４６ａ 開口
４７ 伝熱部
４７ａ 立ち上がり部
４７ｂ 当接部
４７ｂ１ 挿通孔
５ ケース
５１ 底部
５２ 側壁部
５３ 開口部
５４ 取付脚
５４ａ ネジ孔
６ 樹脂
７ 被取付体
７ａ ネジ孔
８ ネジ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】