(57)【要約】電子部品（４）の放熱性を簡単な手段によって改善するために、電子部品（４）が、押出し加工法によって作られたハウジングカップ（２）を備え、そのカップ底部（７）がハウジングカップ（２）と一体の冷却体（８）を備えるように形成される。
2007512683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出し加工法によって作られる電子部品（４）用ハウジングカップ（２）において、カップ底部（７）が前記ハウジングカップ（２）と一体の冷却体（８）を備えるように形成されていることを特徴とする電子部品用ハウジングカップ。
【請求項２】
前記冷却体（８）が、前記カップ底部（７）からほぼ軸方向（１０）に突き出る複数の突起（９）を含むことを特徴とする請求項１に記載のハウジングカップ。
【請求項３】
前記突起（９）の少なくとも１つがピン状、角柱状、又は薄板状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のハウジングカップ。
【請求項４】
前記ハウジングカップ（２）がほぼ円筒状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のハウジングカップ。
【請求項５】
前記冷却体（８）、特にその軸方向突起（９）の少なくとも１つが機械的ガイドのために利用されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のハウジングカップ。
【請求項６】
前記冷却体（８）が流体によって直接又は間接に冷却されうるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のハウジングカップ。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のハウジングカップ（２）を備えたコンデンサ、特に電解コンデンサ。
【請求項８】
２枚のコンデンサフォイル（１２，１３）及び電解質（１４）からなるコンデンサコイルを備え、このコンデンサコイルは、前記両コンデンサフォイルの一方が前記コンデンサコイル底部（１５）から突き出るように巻き付けられるコンデンサにおいて、前記カップ底部（７）が前記突き出ているコンデンサフォイルに接触していることを特徴とする請求項７に記載のコンデンサ。
【請求項９】
形成すべき冷却体（８）の反転形状を底部領域内に有する母型を備え、前記ハウジングカップ（２）の押出し加工の際に前記冷却体（８）が自動的に一緒に形成されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のハウジングカップを製造するための製造方法。
【請求項１０】
用いられる母型が底部領域内に互いに間隔をおいて底部領域からほぼ軸方向に突き出る複数の突起（９）を備えている請求項９に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ほぼハウジングカップからなる電子部品用ハウジングに関する。
【０００２】
電子部品の動作の際には、その具体的な適用分野に応じて、部分的にかなりの損失熱が生じる。大きな損失は結果として大きな熱応力を生じることになる。熱応力は電子部品の寿命短縮に大きな影響を与える。この熱は電子部品のハウジングを介して放出されなければならない。したがってハウジングの放熱性能が実質的に電子部品の寿命、具体的適用分野及び電気設計を決定する。改善された放熱性というのは普通、電流負担能力の向上又は高い周囲温度の許容を意味する。電子部品の温度上昇を低減するために電子部品が部分的に過大寸法に設計されたり、電子回路の負荷が、共通接続配置により、通常は同種の複数の電子部品に分割されたりする。これは例えば複数コンデンサの並列接続回路によって知られている。そうすることによって個々の部品に対する冷却表面の同時拡大の際に負担が軽減される。それとは異なり、冷却体、特にねじ止め型の冷却体はしばしば電子部品のハウジングに取り付けられる。電子部品と冷却体との間の熱伝達は中間介在層としての導熱フォイル「サーモパッド」、又は対応する導熱ペーストによって一層改善されうる。
【０００３】
ハウジングが複数の冷却フィンを備えている電解コンデンサがドイツ国特許第１９８１７４９３号明細書により知られている。この公知のコンデンサのハウジングはアルミニウム鋳造部として構成される。
【０００４】
電子部品用ハウジングは多くの場合、中空円筒形状に鋳造される。このハウジングにおいては、内部構造によって制約され、また電子部品の形式に応じて、円筒底部を介しての熱放出に重大な意義を持つことがある。これは、電子部品において、その内部構造によって放射方向の熱放出性が劣る場合に特にそうである。そこでは電子部品とハウジングとの間に場合によっては数ｍｍまでの広い空隙が形成され、それが付加的な熱抵抗として作用する。
【０００５】
しかしながらカップ底部を介しての熱放出も比較的損なわれることがある。というのは、そこでも放熱のためのカップ底部と電子部品との最適接触が付加的手段なしには達成され得ないからである。この理由から、例えばコンデンサにおいてカップ底部でのコンデンサコイルの側方への大きく改善された熱結合を達成するために、コンデンサコイルの下端部にカソードフォイルを張り出させることが知られている。
【０００６】
電子部品の過大寸法は所要材料量を増大させるため好ましくないことであり、同様により多くの電子部品を並列接続することは製造コスト及び組立コストを高騰させるので好ましくない。電子部品のハウジングに冷却体を事後に取付けることも比較的大きな組立コストにつながるので好ましくない。
【０００７】
本発明の課題は、電子部品の熱放出性を改善することである。
【０００８】
この課題は、押出し加工法によって作られる電子部品用ハウジングカップにおいて、本発明によりカップ底部がハウジングカップと一体の冷却体を備えるように形成されることによって解決される。
【０００９】
冷却体をハウジングカップと一体化することによって、電子部品の電流負担能力が平坦なハウジング壁を有する相対応する電子部品に対し電子部品の形式に応じて１００％超の増大結果を得ることができる。その場合、ハウジングカップの製造の際に実質的なコスト増を招くことはない。特に冷却体がハウジングカップの鋳造時に同一作業工程で一緒に鋳造されることが重要である。ハウジングカップの冷却作用は、それが押出し加工法で作られることによっても増大される。ハウジング材料の圧縮により、及び材料の流れの過程で形成される材料構造によって、ハウジングカップの放熱性が好ましい影響を受ける。
【００１０】
好ましい実施態様においては、冷却体はカップ底部からハウジングカップのほぼ軸方向に突き出る複数の突起から構成される。目的に適う変形例においては、これらの突起はピン状、角柱状、又は薄板状のいずれかに選択的に形成される。さらに異なる形状の突起を組合わせて用いることも可能である。
【００１１】
ハウジングカップの基本形状はほぼ中空円筒形状である。ハウジングカップの円筒形状は特にその優れた圧力安定性の観点から有利であると認められている。
【００１２】
他の好ましい実施態様においては、特に複数の電子部品を共通の回路にまとめる場合、冷却体又はその軸方向の突起の少なくとも１つが機械的ガイド部材として利用される。これは特により大きな電子部品が多部品装置として共通に接続されなければならないか、製品の特殊利用のために大きな耐衝撃性及び耐振動性を必要とする装置に使用される場合に好ましいことである。
【００１３】
好ましい実施態様においては、冷却体は流体によって直接又は間接に冷却される。直接冷却の場合、冷却体は流体、例えば脱イオン水によって直接洗われる。間接冷却の場合、電子部品の機械的ガイドのために用いられる部材が流体によって洗われ、又は冷却体自体が冷却配管（冷却ホース、冷却管）に接続されうるように構成される。このようにしてハウジング表面からの最大限の熱搬出を達成することができる。
【００１４】
前記した課題は特に前記したハウジングカップの実施態様のいずれかを備えたコンデンサ、とりわけ電解コンデンサによって解決される。コンデンサには特別な使用態様の場合、交流電圧のもとで、又は結果として生じる交流電流に基づく、又は大きなリップルの結果として生じる電流に基づく、及び比較的高い使用直列抵抗に基づく大きなリップル電圧のもとで、大きな損失が生じる。コンデンサの寿命短縮つまりはその電気パラメータの劣化（キャパシタンスの低下）はコンデンサの熱発生の特に大きく直接的な作用を受ける。条件によっては部品の内部構造によってコンデンサのカップ底部を介しての熱放出が重大な役割を担う。というのは、その特殊構造に基づいて放射方向の伝熱性が制約されるからである。コンデンサコイルと側壁との間の数ｍｍに及ぶ幅の空隙は付加的な熱抵抗として作用する。
【００１５】
コンデンサの一層改善された冷却は、２枚のコンデンサフォイル及び電解質からなるコンデンサコイルを備え、このコンデンサコイルは両コンデンサフォイルの一方がコンデンサコイル底部から突き出ており、したがって冷却体に形成されたカップ底部が突き出ているコンデンサフォイルに直接接触するように巻き付けられることによって達成される。
【００１６】
コンデンサフォイルと付加的に形成される冷却体を備えない平滑なカップ底部との接触に比較して、又はコンデンサフォイルとカップ底部との直接接触なしのコンデンサフォイルと冷却体に形成されるカップ底部との接触に比較して、熱放出性つまりは交流負荷及び／又はコンデンサの寿命はなお何倍にも増大されうる。冷却体をカップ底部に配置することによって特に効果的な熱放出が達成される。なぜなら、カップ底部でのハウジングカップとコンデンサコイルとの間の熱接触が特に良好になるからである。
【００１７】
前記課題は本発明によればさらに前述のハウジングカップを製造する製造方法によって解決される。
【００１８】
それによれば、電子部品のハウジングカップは押出し加工法によって作られる。その場合、押出し加工の過程でカップ底部に一体の冷却体が一緒に形成される。本発明による製造方法は底部領域内に形成すべき冷却体の反転形状を備えた母型を用いて行う押出し加工法に基づくものである。
【００１９】
本発明によって達成される利点は特に、ハウジング表面での熱放出の改善によって、及びハウジング表面からの熱搬出の改善によって、部品の製造のためにさほどの超過出費を生じることなしに、電子部品の電流負担能力が本質的に高められることにある。電子部品の高い電流負担能力は電子回路の実現の際のコスト削減を可能にするばかりでなく、接続すべき電子部品の数を減少させることをも可能にする。すなわち、同じ寿命で考えるなら、本発明によって備えられる電子部品は平滑なカップ壁を有する従来型のものより高い電流負担能力を持っている。さらに電子部品の同じ連続負荷で考えるなら、長寿命が達成される。さらに又、本発明によるハウジングカップは特に取扱い性が良好であると同時に、冷却体を備えるのに付加的なコストがかかることもない。
【００２０】
ハウジング表面からの高度の熱搬出性はカップ底部への冷却体の一体化によって保証される。好ましくは、多部品装置においては冷却体と分離された空冷部材又は液冷部材との直接接触によって熱搬出を積極的に行わせることも可能である。熱放出のさらなる改善はコンデンサコイルとカップ底部との直接接触によって達成することができる。
【００２１】
次に図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
【００２２】
全ての図において互いに対応する部分は同一符号で示されている。
【００２３】
図１に示されている電子部品１用のハウジングは有底中空円筒状ハウジングカップ２を備えており、ハウジングカップ２はハウジングキャップ３で閉鎖されている。ハウジングカップ２及びハウジングキャップ３によって形成されるハウジングの内部に電子部品４が納められる。電子部品４はハウジングキャップ３を貫通する電線状の２本の接続リード５によって外部接続される。
【００２４】
ハウジングカップ２は円筒状側壁６を備えており、その側壁６はハウジングキャップ３とは反対側の端面で側壁６と一体に構成されたカップ底部７によって閉鎖されている。カップ底部７はハウジングカップ２と一体に形成された冷却体８の基面を形成する。冷却体８はさらにカップ底部７の外表面から互いに間隔をおいてハウジングカップ２の軸方向１０に向かって突き出ている複数の突起９からなっている。
【００２５】
図２及び３はカップ底部７を軸方向１０とは反対側から見た突起９の２つの実施態様を示すものである。図２においては突起９はピン状に形成されている。図３においては突起９は薄板形状を持っている。両実施態様において電子部品ハウジングの縦断面は図１のそれに対応する。
【００２６】
図２及び３の両実施態様とは異なり、突起９は（詳細には図示していないが）角柱状に形成してもよい。
【００２７】
ハウジングカップ２は押出し法により単一の作業工程で冷却体８と一緒に作られる。この方法は従来の電解コンデンサにおいて従来の平滑なハウジングカップの製造のためにすでに普通に行われている方法である。冷却体８を構成するために従来の製造方法は、ハウジングカップ２の製造のために用いられる押出し加工装置の母型が底部領域内に構成される冷却体８の反転形状を備えるという意味で修正される。ハウジングカップ２の押出し加工工程の際に冷却体８は自動的に一緒に形成される。
【００２８】
図４は円柱状のコンデンサコイルを示すものである。このコンデンサコイルは少なくとも３層から組み立てられる材料を巻き付けることによって作られる。第１層はカソードフォイル１２を形成し、第２層は電解質を含浸した紙１４からなる誘電体を形成し、第３層はアノードフォイル１３を形成する。異種の層は軸方向に互いに正しく揃えて配置されるのではない。コンデンサコイルは、カソードフォイル１２がコンデンサコイル底部１５に、紙層及びアノードフォイルに対するコンパウンドを備えるように鋳造される。したがって電解質を含浸した紙中間層１４は両側でカソードフォイル１２及びアノードフォイル１３を互いに絶縁する。
【００２９】
図５に示されているコンデンサ１６は、ハウジングキャップ３によって閉鎖された円筒状ハウジングカップ２を備えている。ハウジングカップ２及びハウジングキャップ３によって形成されるハウジングの内部には、ハウジングキャップ３を貫通して導かれる２本の電線状接続リード５によって外部接続されるコンデンサコイル１１が納められている。さらにハウジング２，３の内室には電解液Ｆが満たされている。コンデンサコイル底部１５は、その突き出ているコンデンサフォイルをカップ底部７の内側に直接接触させる。
【００３０】
図６は本発明によるコンデンサ１６を複数個配置した状態を示すものである。コンデンサ１６の冷却体８が機械的取付部材１７に導熱的に接続されている。機械的取付部材１７は導熱性材料からなり、冷却媒体としての流体が通流する冷却媒体流路を備えている。
【００３１】
図示されていない実施例においては、コンデンサ１６の冷却体８は、冷却ホース又は冷却管に直接接続できるように構成される。冷却体は例えば冷却ホース又は冷却管が導かれる穴を備えることができる。あるいは冷却体は冷却ホース又は冷却管を取り付けできるように構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】ハウジングカップ及びカップ底部に一体化された冷却体を有する電子部品用ハウジングの縦断面図である。
【図２】カップ底部、及びピン状突起を備えた冷却体の平面図である。
【図３】図２の装置において突起を薄板状に形成した冷却体の変形例を示す平面図である。
【図４】カソードフォイルがコンデンサコイルから突き出るように鋳造される円柱状コンデンサコイルの斜視図である。
【図５】図１のハウジング及び図４のコンデンサコイルを備えたコンデンサの縦断面図である。
【図６】間接冷却方式のコンデンサ用多部品装置の要部の断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  電子部品
２  ハウジングカップ
３  ハウジングキャップ
４  電子部品
５  接続リード
６  側壁
７  カップ底部
８  冷却体
９  突起
１０  軸方向
１１  コンデンサコイル
１２  カソードフォイル
１３  アノードフォイル
１４  紙（紙中間層）
１５  コンデンサコイル底部
１６  コンデンサ
１７  機械的取付部材
Ｆ  電解液
【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】
2007512683.tif 000008
【国際調査報告】
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