(57)【要約】【課題】部材の厚み増加などに依存することなく複数のコンデンサを放熱部材に当接させ、所期の放熱作用を確保することができるコンデンサユニットを提供することを課題とする。【解決手段】コンデンサユニット１は、ヒートシンク３に載置されてそれぞれの底面側から放熱が図られる複数のコンデンサ７と、コンデンサそれぞれをヒートシンクに押し付けるように複数のコンデンサの上方に配置される負極導板１１及び正極導板１５とを供える。これら導板１１，１５はそれぞれ、本体部１１ａ及び１５ａと、その本体部の板面方向と異なる方向に突出する補強部１１ｂ及び１５ｂとを備える。さらに、ヒートシンクには、コンデンサを押し付けるように導板１１，１５を固定すると共に端子台としても機能する固定台１９が立設されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコンデンサが放熱板に載置され、前記コンデンサそれぞれの底面側から放熱が図られるコンデンサユニットにおいて、
前記コンデンサそれぞれに接続されると共に、前記コンデンサを前記放熱板に押し付ける電極導板を備え、
前記電極導板は、本体部と、その本体部の板面方向と異なる方向に突出する補強部とを備える
ことを特徴とするコンデンサユニット。
【請求項２】
前記複数のコンデンサは列状をなして並んでおり、
前記補強部は、前記本体部に対して曲げ加工することによって形成され、且つ、前記コンデンサの整列方向に沿って延長している、
ことを特徴とする請求項１に記載のコンデンサユニット。
【請求項３】
前記放熱板には、前記コンデンサを押し付けるように前記電極導板を固定する固定台が立設されており、この固定台は、端子台としても機能することを特徴とする請求項１又は２に記載のコンデンサユニット。
【請求項４】
前記放熱板には、更に半導体モジュールが載置されており、前記電極導板は、該半導体モジュールへの導電・放熱兼用の接続部を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のコンデンサユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンデンサユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンデンサユニットとして、特開平９−１４８１８３号公報に開示されたものがある。かかるコンデンサユニットでは、取付板の上にコンデンサを載置し、そのコンデンサの上方に第１絶縁板、負極導板、第２絶縁板、正極導板、第３絶縁板の積層体を配置する。そして、取付板にはスタッドが立設されており、このスタッドの上端に螺合するボルトを介して、積層体が上方から押さえられている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−１４８１８３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、コンデンサユニットにおいては、取付板を放熱経路として用いすなわちコンデンサの底面から取付板を介して放熱させる態様がある。しかしながら、上述した従来のコンデンサユニットでは、絶縁板の強度が不足すると、絶縁板や導板が反ってしまい、コンデンサが端子部のみで導板にぶら下がることとなる。よって、コンデンサの底面が取付板から浮き上がり、底面からの放熱が十分に行えず、コンデンサの電極箔の熱劣化や電解液の変質などを生じ、所期の寿命特性が得られなくなる。一方、絶縁板の強度を上げるため厚みを増加させる方策もあり得るが、今度はコンデンサユニットの重量増加の問題が生じてしまう。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、部材の厚み増加などに依存することなく複数のコンデンサを放熱部材に当接させ、所期の放熱作用を確保することができるコンデンサユニットを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明は、複数のコンデンサが放熱板に載置され、前記コンデンサそれぞれの底面側から放熱が図られるコンデンサユニットにおいて、前記コンデンサそれぞれに接続されると共に、前記コンデンサを前記放熱板に押し付ける電極導板を備え、前記電極導板は、本体部と、その本体部の板面方向と異なる方向に突出する補強部とを備えることを特徴とする。
この構成によれば、補強部を備えた電極導板によって複数のコンデンサが放熱板に好適に押し付けられるため、部材の厚み増加などに依存することなく各コンデンサの底面側から所期の放熱作用を確保することができる。
【０００７】
好適には、前記複数のコンデンサは列状をなして並んでおり、前記補強部は、前記本体部に対して曲げ加工することによって形成され、且つ、前記コンデンサの整列方向に沿って延長している。
この構成によれば、複数のコンデンサを均一に放熱板に押し付けることができる。
【０００８】
また、前記放熱板には、前記コンデンサを押し付けるように前記電極導板を固定する固定台が立設されており、この固定台は、端子台としても機能すると好適である。
この構成によれば、電極導板に関する固定手段と通電手段を共通化させることができ、部品点数の削減や構造の簡略化を図ることができる。
【０００９】
また、前記放熱板には、更に半導体モジュールが載置されており、前記電極導板は、該半導体モジュールへの導電・放熱兼用の接続部を更に備えていてもよい。
この構成によれば、コンデンサと半導体モジュールとの間の温度のバラツキを緩和することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るコンデンサユニットについて図１及び図２に基づいて説明する。図１は、半導体モジュールを除いたコンデンサユニットの斜視図であり、図２は、コンデンサユニットを図１の矢印ＩＩ方向からみた場合の模式的な側面図である。なお、図２では、薄い板状の部材の配置を明瞭に示すことを優先し各部品を分離させた状態で図示している。本実施の形態のコンデンサユニット１は、インバータ回路として機能するユニットであり、ユニットを構成する各部品の取付板として機能するヒートシンク３を備える。ヒートシンク３の上には、弾力性があり熱伝導性が良好な底側絶縁シート５が敷かれている。本実施の形態では、これらヒートシンク３及び底側絶縁シート５が放熱板を構成している。さらに、底側絶縁シート５の上には、複数のコンデンサ７すなわち本実施の形態では複数の電解コンデンサが列状をなすように並べられて載置されている。本実施の形態では、コンデンサ７は、各列に５個ずつ２列配置されており、合計１０個設けられている。
【００１１】
各コンデンサ７においては、外装ケースの上面に正極及び負極の両電極端子９が突出している。また、コンデンサ７の上面には、コンデンサ７の外装ケースと当接するように負極導板１１が載せられている。この負極導板１１は、各コンデンサ７の負極の電極端子９とのみ接触している。また、負極導板１１の上面には、熱伝導性が良好な上側絶縁シート１３が載せられている。さらに、上側絶縁シート１３の上面には、正極導板１５が載せられている。正極導板１５は、各コンデンサ７の正極の電極端子９とのみ接触している。また、正極導板１５と負極導板１１との間には、上側絶縁シート１３が介在されていることで、両者の絶縁が確保されている。
【００１２】
負極導板１１及び正極導板１５は、板状の部材をクランク状に折り曲げ加工することで形成された、本体部１１ａ及び１５ａと、補強部１１ｂ及び１５ｂと、接続部１１ｃ及び１５ｃとを備えている。本体部１１ａ及び１５ａは、コンデンサ７の外装ケース上面にほぼ沿って延長しており、対応の電極端子９と当接している。補強部１１ｂ及び１５ｂは、本体部１１ａ及び１５ａの板面方向と異なる方向、本実施の形態では本体部１１ａ及び１５ａとほぼ直交する方向に延長し、且つ、コンデンサ７の列方向に沿って延長している。また、接続部１１ｃ及び１５ｃは、補強部１１ｂ及び１５ｂの下端から本体部１１ａ及び１５ａとほぼ並行にすなわちヒートシンク３に沿って延長している。なお、正極導板１５と負極導板１１に挟まれる上側絶縁シート１３もそれら導板にならってクランク状を成している。
【００１３】
負極導板１１、上側絶縁シート１３及び正極導板１５は、接着剤により相互に一体的に接着されて積層体１７を構成している。ヒートシンク３上においては、コンデンサ７群の列方向の両外側に、一対の固定台１９が立設されている。そして、積層体１７は、コンデンサ７群の長手方向にあたる列方向の両端部において一対の固定台１９にボルト固定される。詳細には、積層体１７の列方向の一端側には、負極導板１１の一部として貫通穴を有する留め部２１が形成されている。この留め部２１が一方の固定台１９にボルト固定されている。また、積層体１７の列方向の他端側には、正極導板１５の一部として貫通穴を有する留め部２３が形成されている。この留め部２３が他方の固定台（図示省略されるが一方の固定台と同様）にボルト固定されている。また、これら一対の固定台１９は、負極導板１１及び正極導板１５の本体部１１ａ及び１５ａと電気的に接続しており、ユニットの電流を導通する端子台としても機能する。
【００１４】
また、ヒートシンク３の上には、複数のコンデンサ７と隣り合うように半導体モジュール２５が載置される。半導体モジュール２５は、コンデンサ７と共にインバータ回路を構成するために必要な部品を備えている。そしてこの半導体モジュール２５は、負極導板１１及び正極導板１５の接続部１１ｃ及び１５ｃと接続され、コンデンサ７との間で電気的な接続が確保されている。
【００１５】
次に、以上のような構成を有するコンデンサユニット１の作用について説明する。上述したように、主にコンデンサ７及び半導体モジュール２５からなるコンデンサユニット１はインバータとして機能しており、回路への通電が継続するうちに熱が生じる。各コンデンサ７に生じた熱は、コンデンサ７の底部から底側絶縁シート５を介してヒートシンク３へと放熱される。ここで、各コンデンサ７は、負極導板１１及び正極導板１５の本体部１１ａ及び１５ａによってヒートシンク３側に押し付けられているため、各コンデンサ７が底側絶縁シート５に対して浮き上がることなく確実に放熱が促される。また、ここで負極導板１１及び正極導板１５の強度が不足していると、本体部１１ａ及び１５ａが反り、各コンデンサ７をヒートシンク３側に好適に押し付けることができない恐れがある。しかしながら、本実施の形態では、本体部１１ａ及び１５ａに対し直交する方向且つコンデンサ７群の列方向に延長する補強部１１ｂ及び１５ｂが設けられているため、負極導板１１及び正極導板１５には十分な強度が確保されている。このため、負極導板１１及び正極導板１５の反りが防止され、複数のコンデンサ７を均一且つ確実にヒートシンク３等に押し付けることができる。
【００１６】
また、各コンデンサ７をヒートシンク３側へ押し付けるに際して、両者の間に弾力性のある底側絶縁シート５を介在させている。このため、この弾力性によって、各コンデンサ７間に生じる高さのバラツキが吸収され、且つ、コンデンサ７に加わる圧縮方向の力が緩和される。なお、このような作用を得るべく底側絶縁シート５を配置しても、この底側絶縁シート５は熱伝導性が良好であるため、ヒートシンク３への放熱作用を阻害することはない。以上のように、確実な放熱が図られるため、コンデンサ７にはより大きなリップル電流を流してもその温度上昇は少なくて済み、コンデンサの小型化や所期の寿命特性を得ることができる。さらに、コンデンサ間のバラツキが小さくなるため、一部のコンデンサの劣化が先行するなどの問題もなくなる。
【００１７】
また、負極導板１１及び正極導板１５の固定と電源の接続とを、正負それぞれ一本の固定台１９によって行うため、固定手段及び通電手段を別々に設ける態様に比べて部品点数を削減することができる。さらに、負極導板１１及び正極導板１５は、積層体１７として、対向する両端に位置した一対の留め部２１，２３によって固定されるため、十分な固定力を受けてコンデンサ７の浮き上がりを防止できる。
【００１８】
さらに、負極導板１１及び正極導板１５のうち、コンデンサ７の外装ケースと同じ電位を持つ負極導板１１をコンデンサ側に配置することにより、本実施の形態のようにコンデンサ７と負極導板１１との間に絶縁シートを介在させることを省くことができる。よって、これによっても部品点数を削減することができる。また、コンデンサ７の外装ケースに負極導板１１が直接当接していることによって、コンデンサ７の熱を負極導板１１を介して放熱することもでき、すなわち、コンデンサ７の放熱をヒートシンク３及び負極導板１１の上下二方向から促進できる。また、全てのコンデンサ７が負極導板１１によってつながっているため、各コンデンサ７間の温度の均一化を図ることができる。さらに、熱伝導性の良好な上側絶縁シート１３を挟んだ負極導板１１及び正極導板１５からなる積層体１７によって、コンデンサ７と半導体モジュール２５とが熱伝導的につながっているため、コンデンサ７及び半導体モジュール２５間の温度の均一化を図ることもできる。
【００１９】
以上に説明してきた本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、以下のように様々に改変することができる。まず、上記実施の形態では、接続部を除いた導板の本体部と補強部の形態は、図３の（ａ）に示すように、上下逆Ｌ字状であったが、これに代えて、図３の（ｂ）に示すようにＬ字状でもよい。さらに、図３の（ｃ）に示すように補強部を一対備えた略Ｕ字状や、図３の（ｄ）に示すように逆略Ｕ字状でもよい。さらに、図３の（ｅ）に示すように一対の補強部が相互に上下逆方向を指向したクランク状でもよい。また、本体部に対する補強部の突出角度は直角に限定されるものではない。また、導板の形態は折り曲げ加工によるため容易に製作可能であるが、溶接など他の加工方法でもよい。さらに、負極導板、正極導板及びそれらの間の上側絶縁シートは、必ずしも、接着剤により相互に一体的に接着されて積層体を構成している必要は無く、負極導板、正極導板及び上側絶縁シートのそれぞれがコンデンサの電極端子に固着されることで位置が固定される態様でもよい。また、負極導板、正極導板及びそれらの間の上側絶縁シートはそれぞれが対向する両端に留め部を有し、それぞれが一対の留め部を介して固定台に固定されていてもよい。
【００２０】
また、複数のコンデンサの整列態様は、上記実施の形態のように２列に限定されるものではなく、１列あるいは３列以上でもよく、各列のコンデンサの個数も上記実施の形態に限定されるものではない。さらに、コンデンサの電極端子の導板への接続態様は、一般的な溶接態様は勿論、半田付けやねじ態様でもよい。また、正負極の導板の積層構造内の位置や、コンデンサとの間に絶縁シートを介在させるか否かは上記実施の形態に限定されるものではない。また、コンデンサとヒートシンクとの間に設けていた底側絶縁シートを省略して、ヒートシンクのみで放熱板を構成してもよい。あるいは、ヒートシンクの下に底側絶縁シートを配置する態様も可能である。さらに、本発明のコンデンサユニットを構成するコンデンサとしては、特に電解コンデンサに限られるものではなく、それ以外のタイプのコンデンサを用いることも可能である。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のコンデンサユニットによれば、補強部を備えた電極導板によって複数のコンデンサが放熱板に好適に押し付けられるため、部材の厚み増加などに依存することなく各コンデンサの底面側から所期の放熱作用を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るコンデンサユニットの主要部の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るコンデンサユニットを側面から示す模式図である。
【図３】本発明のコンデンサユニットにおける電極導板の改変形態を示す模式図である。
【符号の説明】
１  コンデンサユニット、３  ヒートシンク（放熱板）、５  底側絶縁シート（放熱板）、７  コンデンサ、１１  負極導板（電極導板）、１５  正極導板（電極導板）、１１ａ，１５ａ  本体部、１１ｂ，１５ｂ  補強部、１１ｃ，１５ｃ  接続部、１９  固定台、２５  半導体モジュール。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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