(57)【要約】【課題】最近の電子機器等に用いる電源は、小型化設計のため、その電源に使用されるコンデンサに、高いリップル電流を流すようになり、そのため、この高いリップル電流により、コンデンサが発熱し、高温状態になりやすい。汎用性のあるケースを使用しながら、放熱部分がむきだしであっても、コンデンサの絶縁性と放熱性を改善する。【解決手段】本発明は、コンデンサ素子と、このコンデンサ素子を収納する有底筒状の金属ケースと、この金属ケースの底部外表面に電気的に絶縁性で熱伝導性の中間部材を介して設ける放熱部材と、この放熱部材と前記金属ケースとを含む部分の両端面に掛かるように前記金属ケースの側面に被覆される熱収縮性の外装スリーブとを有するコンデンサを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサ素子と、このコンデンサ素子を収納する有底筒状の金属ケースと、この金属ケースの底部外表面に重ねられる電気的に絶縁性で熱伝導性の中間部材と、この中間部材に重ねられる台座部分とその台座部分からのびる複数の突出部分を含む放熱部材と、この放熱部材の前記台座部分の端面にかかるように前記金属ケースの側面に被覆される熱収縮性の外装スリーブとを有するコンデンサ。
【請求項２】
前記中間部材は、自着性のあるシートである請求項１のコンデンサ。
【請求項３】
前記放熱部材は、折り曲げ加工した板である請求項１または請求項２のコンデンサ。
【請求項４】
前記放熱部材は、すき間を設けて折り曲げ加工した板である請求項３のコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサに関するものである。特に、コンデンサの放熱性に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンデンサにおいて、たとえばアルミニウム電解コンデンサは、表面をエッチング処理し化成による酸化膜を形成した陽極箔と、表面をエッチング処理し酸化膜を形成しない、あるいは低圧化成による酸化膜を形成した陰極箔とを電解紙等のセパレータを介して巻き回したコンデンサ素子に電解液を含浸し、このコンデンサ素子をアルミニウム製のケース内に収納後、陽極箔および陰極箔から引き出した引き出しリードタブを、蓋を貫通する外部端子にそれぞれ接続し、蓋をケースに取り付けて密閉した構造になっている。また、ケースが金属の場合、ケースの端面にかかるように、ケースの側面に、絶縁性の外装スリーブを被覆している。
【０００３】
特に最近の電子機器等に用いる電源は、小型化設計のため、その電源に使用されるアルミニウム電解コンデンサに、高いリップル電流を流すようになり、そのため、この高いリップル電流により、コンデンサが発熱し、高温状態になりやすい。また、アルミニウム電解コンデンサの寿命は、温度が高いほど短くなり、自己発熱を含めて温度を低く抑えることで長寿命化が可能となる。そのため、コンデンサ素子の巻芯部にヒートパイプを設ける場合があるが、構造が複雑になってしまう。
【０００４】
そこで、特許文献１には、放熱性に優れたコンデンサを得るのに、ケースの底部の外表面に複数の突起により形成された放熱部を金属ケースと一体で設けるコンデンサが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３６７８６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、放熱部を金属ケースと一体で設ける従来の方法では、ケースの成形が困難で、放熱部があるため、汎用性に乏しく、また、放熱部が露出しているため、コンデンサの絶縁性が損なわれやすい。
【０００７】
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、通常のケースを使用しながら、コンデンサの絶縁性と放熱性を改善するコンデンサを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するために、下記のコンデンサを提供するものである。
（１）コンデンサ素子と、このコンデンサ素子を収納する有底筒状の金属ケースと、この金属ケースの底部外表面に重ねられる電気的に絶縁性で熱伝導性の中間部材と、この中間部材に重ねられる台座部分とその台座部分からのびる複数の突出部分を含む放熱部材と、この放熱部材の前記台座部分の端面にかかるように前記金属ケースの側面に被覆される熱収縮性の外装スリーブとを有するコンデンサ。
（２）前記中間部材は、自着性のあるシートであることを特徴とする（１）のコンデンサ。
（３）前記放熱部材は、折り曲げ加工した板であることを特徴とする（１）または（２）のコンデンサ。
（４）前記放熱部材は、すき間を設けて折り曲げ加工した板であることを特徴とする（３）のコンデンサ。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、通常の金属ケースを使用しながら、コンデンサとしての絶縁性と大気中への放熱性とが良好に維持されるコンデンサを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係るコンデンサの概要断面図を示している。
【図２】本発明に係る放熱部材の斜視図を示している。
【図３】本発明に係る別の放熱部材の断面図を示している。
【図４】本発明に係る別の放熱部材を示している。
【図５】本発明に係る別の放熱部材の側面図を示している。
【図６】本発明に係る別の放熱部材の側面図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明に述べる金属ケースは、側面と底面を有し、上面が開口したアルミニウム等の金属材からなり、外観的に断面が円、楕円または長方形等の筒形に形成されている。金属ケース内側の底部は、中央にコンデンサ素子巻き芯の固定用の突起があってもよい。上面の開口部は、外部端子を導出した封口板により封口され、コンデンサ素子が金属ケース内は密封される。コンデンサ素子が樹脂で充填される場合には、封口板を使用せず引き出しタブが外部に引き出される。
【００１２】
本発明に述べるコンデンサ素子は、アルミニウム電解コンデンサまたはフィルムコンデンサなどのコンデンサに使用する素子で、ケース内に収納される。素子からは、引き出しリードが引き出され、ケース外に引き出される。
【００１３】
コンデンサのうち、アルミニウム電解コンデンサでは、陽極箔と、陰極箔とをセパレータを介して巻回したものであるが、セパレータは、陽極箔の両幅よりはみ出すようにして巻回し、陰極箔の引き出しリードタブ側では、はみ出すよう巻回する。また、陰極箔のケース底側では、陰極箔のほうがはみ出すように巻回するのが放熱の点で好ましい。しかし、この場合、陰極とケースとが導通した構造になる。
【００１４】
フィルムコンデンサでは、樹脂フィルムに、アルミニウムや亜鉛を蒸着して電極を形成し、これを積層または巻回してコンデンサ素子を構成するか、Ａｌ箔電極をフィルムとともに積層または巻回してコンデンサ素子を構成し、蒸着金属の場合、こうしてできたコンデンサ素子にメタリコンの端面電極を施し、この端面電極に引き出しタブを溶接又はハンダ付する。
【００１５】
本発明に述べる放熱部材は、台座部分とそれからのびる複数の突出部分を含む放熱用の部材で、ケースの底部の外表面側に設ける。放熱性と加工の点で金属が好ましい。台座部分はケースの底部外表面と下記に述べる中間部材を介して接触している。
【００１６】
台座部分の形状は、板状で、その表面形状は、ケースの底部外表面の形状と同様な形状で、一般的には円または長方形となる。また、台座部分からのびる複数の突出部分の形状は、角柱、円柱などの柱状で、台座表面部分に分散して設ける。台座部分と突出部分は一体でも別部品でもよく、一体の場合は、ブロックを切削加工したり、型などで鋳造したり、または板を折り曲げて加工してもよい。折り曲げて加工は、波状にできるだけ何度も変形させたほうが、表面積が増加し好ましい。板を折り曲げて加工した場合などは台座部分が分割合体したものとなる。また、折り曲げ角度を１８０度にして折り返しもよいが、９０度にした場合は空間断面形状が長方形、９０度よりも大きくした場合には空間断面形状が台形または三角形となり、三角形に近いほど単位体積あたりの表面積が増加するので好ましい。また、板を折り曲げて加工した場合には、板面と直角方向の風の流れがブロックされるので、間欠的に板にスリットを設けるのが好ましい。
【００１７】
本発明に述べる中間部材は、電気的に絶縁性で熱伝導性の素材で、主に高分子と熱伝導フィラーからなる。放熱部材の台座部分とケースの底部外表面との間隙空間を埋めるように間に設ける。熱伝導性は添加する熱伝導フィラーにより増強される。中間部材は、塗布膜でもよいが、シート状に成形したもののほうが設置しやすくまた、絶縁性が安定し好ましい。また、シート状に成形したものでも、片面よりも両面が被着性のあるほうが、放熱性が安定性し好ましい。また、表面に被着材が塗布されたシートよりも、シート自体が被着力のあるつまり自着性のあるシートの方が被着性、放熱性が安定性し好ましい。
【００１８】
高分子としては、熱伝導性接着剤、熱伝導性樹脂、熱伝導性ゴム、熱伝導性ゲルなど選択できる。たとえば、熱伝導性接着剤としては、熱伝導性可撓性エポキシ接着剤、一液縮合型液状シリコーンゴム接着剤、加熱硬化型シリコーンゴム接着剤などが使用できる。また、熱伝導性ゴムとしては、熱伝導性シリコーンゴム、熱伝導性ウレタンゴムなどが使用できる。また、熱伝導性樹脂としては、ポリオレフィン、ポリアミド、ウレタンプレポリマー、アクリル系ポリウレタン樹脂、変成シリコーン／エポキシ混合樹脂組成物などが使用できる。また、熱伝導性ゲルとしては、熱伝導性シリコーンゲル、縮合硬化型の液状シリコーンゲル、チキソ性シリコーンゲル、付加型液状シリコーンゲル、熱伝導性ウレタンゲルなどが使用できる。必要があれば、難燃剤、酸化防止剤を添加してもよい。
【００１９】
熱伝導フィラーとしては、窒化アルミニウム、アルミナ、窒化硼素、水酸化アルミニウム、炭化珪素、酸化チタンその他の熱伝導性に優れるセラミックフィラーを用いることができる。絶縁性が担保できれば、金属フィラーに樹脂やセラミックを被覆などしたものを使用してもよい。
【００２０】
本発明に述べる外装スリーブは、加熱により収縮する絶縁性のプラスチックチューブで、アルミニウム電解コンデンサ用に従来から利用しているものが使用できる。プラスチックの材質としては、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂などが使用できる。チューブの軸方向には縮みにくいほうが寸法精度上好ましい。
【００２１】
外装スリーブの設置場所は、放熱部材の端面にまでのびてかかるようにケースの側面に被覆される。放熱部材が外装スリーブで被覆される部分は、その台座部分で、台座部分からのびる複数の突出部分は、外装スリーブで被覆されずに露出される。また、放熱部材とは反対側の金属ケース開口部分側のコンデンサの端面部分も、その外周部分が外装スリーブで被覆され、金属ケース開口部分から外方向にのびる外部端子は、外装スリーブで被覆されずに露出される。
【００２２】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
【００２３】
図１は、本発明に係るコンデンサの概要断面図を示していて、外部端子を下側にして示している。
【００２４】
本発明に係るコンデンサは、金属ケース１と金属ケース１の開放端部から外部にのびる外部端子２を有する本体部分と、この金属ケース１の底面に、中間部材３を介して放熱部材４を設けた構造になっている。また、放熱部材４は、中間部材３と接する側に台座部分４ａとそれから外部にのびる複数の突出部分４ｂを有している。そして、この放熱部材４の台座部分４ａの端面にかかるように金属ケース１の側面に被覆される熱収縮性の外装スリーブ５を有している。外装スリーブ５がかかっていない端面からはそれぞれ放熱部材４の突出部分４ｂと外部端子２が外部に向かってのびている。
【００２５】
この外装スリーブ２の構造により、金属ケース１を有する本体部分と中間部材３と放熱部材４とがしっかりと固定することができる。
【００２６】
図２は、本発明に係る放熱部材の斜視図を示している。
【００２７】
この場合の放熱部材４は、鋳造などで台座部分４ａと複数の突出部分４ｂを形成するか、または、円柱材を間欠的に切削などして、台座部分４ａからのびる複数の突出部分４ｂを設ける。
【００２８】
図３は、本発明に係る別の放熱部材の断面図を示している。
【００２９】
この場合の放熱部材４は、台座部分４ａと突出部分４ｂとは別部品からなり、突出部分４ｂが台座部分４ａに一部埋め込まれている。剣山のような形状で、突出部分４ｂを分散して設ける。
【００３０】
図４は、本発明に係る別の放熱部材を示している。図４（ａ）は側面図を、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ‘箇所の断面図を示している。
【００３１】
この場合の放熱部材４は、一枚の金属板をコの字に複数折り曲げた場合を示している。そして分割された底辺部分の合体したものが、台座部分４ａとなっていることを示している。この折り曲げた金属板間のすき間により、図２または図３の形状と比較して、突出部分４ｂの外表面のほか内表面も存在し、その分表面積が増大し、放熱性が向上する。
【００３２】
また、図４（ｂ）は、折り曲げた突出部分４ｂにスリット部６を設けた場合を示している。このスリット部６を、突出部分４ｂの残りの部分にも追加することにより、四方からの風の通過が容易になる。また、突出部分４ｂの外表面と内表面とが通気性可能となり、放熱効果が向上する。
【００３３】
図５は、本発明に係る別の放熱部材の側面図を示している。
【００３４】
この場合の放熱部材４は、すき間の空間断面が二等辺三角形になるように折り曲げた場合を示している。この空間断面により、図４の形状と比較して、台座部分４ａの面積が増大しコンデンサ本体から突出部分４ｂへの熱の移動をしやすくし、突出部分４ｂの表面積が増大することにより外部への放熱性が向上する。この場合特に外表面より内表面が広くなりやすいので突出部分４ｂにスリット部６を設けるのが好ましい。
【００３５】
図６は、本発明に係る別の放熱部材の側面図を示している。
【００３６】
この場合の放熱部材４は、すき間の空間断面がひし形になるように折り曲げた場合を示している。この空間断面により、図５の形状と比較して、突出部分４ｂの先部分が凹凸状になり、突出部分４ｂの外側部分の表面が増大し放熱性が向上する。
【符号の説明】
【００３７】
１…金属ケース、２…外部端子、３…中間部材、４…放熱部材、４ａ…台座部分、４ｂ…突出部分、５…外装スリーブ、６…スリット部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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