(57)【要約】【課題】コンデンサの温度上昇を抑え高密度実装を可能にすること。【解決手段】下部に端子２を有する角形のコンデンサ１の対向する側面に放熱板３を設ける。この放熱板３はコンデンサ１の上部よりも上に突出した上部放熱部３ａを有し、かつ、この上部放熱部３ａの対向する部分の間に冷却風が通過できる構成とした。この構成により放熱板が冷却風により効率よく冷却されるようになりコンデンサの温度上昇を抑えることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部に端子を有する角形のコンデンサと前記コンデンサの少なくとも１組の対向する側面に設けた放熱板とを備え、前記放熱板の一部は前記コンデンサの上部よりも上に延長した上部放熱部を有する構成とした放熱板付コンデンサ。
【請求項２】
上部放熱部の対向する放熱板の間を冷却風が通過できる構成とした請求項１記載の放熱板付コンデンサ。
【請求項３】
放熱板とコンデンサとは接着剤または樹脂を介して密着する構成とした請求項１または２に記載の放熱板付コンデンサ。
【請求項４】
放熱板の表面に塗装または表面加工を施した請求項１ないし３のいずれか１項に記載の放熱板付コンデンサ。
【請求項５】
コンデンサの上下の移動を制限する上下固定部とコンデンサの左右の移動を制限する固定部と上部放熱部の上端を連結する連結部とを有する放熱板にコンデンサ本体を取り付ける構成とした請求項１ないし４のいずれか１項に記載の放熱板付コンデンサ。
【請求項６】
コンデンサの取付け部は下方に対してコの字状とし、コの字状の内部を冷却風が通過できる構成とした請求項１ないし５のいずれか１項に記載の放熱板付コンデンサ。
【請求項７】
コの字状の対向する側面の下部に凹部を設け、前記凹部に下固定部を配置したとき、実装面と放熱板との間に隙間ができるようにする構成とした請求項６記載の放熱板付コンデンサ。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の放熱板付コンデンサを用いた誘導加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発熱部品と共に用いられるコンデンサに関し、特に高密度実装時のコンデンサの温度上昇を低減するコンデンサの放熱板の構成と、このコンデンサを用いた誘導加熱調理器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インバータ回路やコイルなどの発熱部品とともに回路基板に実装されるコンデンサは、その温度上昇が問題となる場合は発熱の低い部品の近傍に設けるとか、冷却風により強制的に冷却するとかして対処してきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の構成では、コンデンサ自体の発熱量が低い場合や、実装密度が比較的低い場合には、その温度上昇は特に問題にすることなく対処することが可能であった。しかるに、負荷としてアルミニウム鍋や銅鍋などを誘導加熱することができる誘導加熱調理器のように限られた空間に多数のしかも多くの発熱部品を実装しなければならず、かつ高電圧を得るためにカスケード式に接続した発熱量の大きいコンデンサを用いた場合では従来の方法で対処することが困難であった。そのため、コンデンサの側面に放熱フィンを設けることが試みられたが外形が大きくなり、限られた狭い空間内で実装するのが困難であるという問題があった。
【０００４】
また、耐熱性に優れた特殊なコンデンサを使う方法もあるが、このようなコンデンサは高価な上、形状が大きくなるため同様に限られた空間内で実装するのが困難であるという問題があった。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、実装するための面積をほとんど大きくすることなく、かつ、簡単な構成で放熱効率をよくした放熱板付コンデンサとそれを用い信頼性を高めた誘導加熱調理器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】
前記従来の課題を解決するために、本発明の放熱板付コンデンサは、コンデンサの対向する側面に放熱板を設け、この放熱板の放熱面積を増やすためにコンデンサの上部よりも上に延長した上部放熱部を有する構成とした。この構成では、上方に放熱部を設けているので、実装面積をほとんど大きくする必要がない。また、上方に放熱板があるため冷却風の流れがよく効率よくコンデンサを冷却することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、下部に端子を有する角形のコンデンサと前記コンデンサの少なくとも１組の対向する側面に設けた放熱板とを備え、前記放熱板の一部は前記コンデンサの上部よりも上に延長した上部放熱部を有する構成とした。この構成により、実装面積を増やすことなく放熱面積を増やす事ができるので、効率よくコンデンサを冷却することができ、コンデンサの温度上昇を抑えることができる。したがってより高密度実装が可能となる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、特に、請求項１に記載の構成において、部放熱部の対向する放熱板の間を冷却風が通過できる構成としたことにより、放熱板は両面を冷却風に曝されるので冷却効率がさらに良くなる。したがってより高密度実装が可能となる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、特に、請求項１または２に記載の構成において、放熱板とコンデンサとは接着剤または樹脂を介して密着する構成としたことにより、コンデンサと放熱板との間に空隙が生じないため熱伝達が良くなり、より効率よく冷却することができる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、特に、請求項１〜３のいずれか１項に記載の構成において、放熱板の表面に塗装または表面加工を施すことにより、輻射率が高くなり、より効率よく冷却することができる。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、特に、請求項１〜４のいずれか１項に記載の構成において、コンデンサの上下の移動を制限する上下固定部とコンデンサの左右の移動を制限する固定部と上部放熱部の上端を連結する連結部とを有する放熱板にコンデンサ本体を取り付ける構成としたことにより、簡単にかつ、確実にコンデンサに放熱板を取り付けることができる。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、特に、請求項１〜５のいずれか１項に記載の構成において、コンデンサの取付け部は下方に対してコの字状とし、コの字状の内部を冷却風が通過できる構成とした。この構成により、コンデンサの下部にも冷却風が流れやすくなるため、冷却効率がよくなる。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、特に、請求項６記載の構成において、コの字状の対向する側面の下部に凹部を設け、前記凹部に下固定部を配置したとき、実装面と放熱板との間に隙間ができる構成としたことにより、端子間の絶縁距離が確保されやすくなり、信頼性がより高くなる。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、特に、請求項１〜３のいずれか１項に記載の放熱板付コンデンサを用いる構成としたことにより、コンデンサの温度上昇を低く抑えることができるため信頼性の高い高密度実装を可能とした。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（実施例１）
本実施例は熱環境のあまりよくない状態、例えば狭い空間に高密度で実装されるインバータの電源回路基板に用いられるコンデンサに関する。このような環境ではコンデンサの温度が上昇し、その許容温度範囲を超える場合があるため、コンデンサの周囲環境を良くしたり冷却風を当てたりして、許容温度範囲を超えないようにしたりしている。
【００１７】
しかしながら、このような対策だけでは満足できない場合がある。特に自己発熱量の大きいコンデンサを複数個用いた場合では温度上昇を抑制するのは困難である。本実施例はこのような問題に対処するために成されたものであり、具体的にはコンデンサに前述の高密度実装状態での冷却風による冷却効率の良い放熱板を取り付けたことを特徴としている。以下、本実施例の放熱板付コンデンサについて説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施例１における放熱板付コンデンサの外観斜視図である。図において、１はコンデンサであり、コンデンサの下部には端子が取り付けられている。３は放熱板でアルミニウムなどの熱伝導性の良い材料より構成されており、コンデンサ１の両側面に密着して設けると共に、さらにコンデンサの上部よりも上に延長した上部放熱部３ａを形成している。このように構成することにより、実装する面積をほとんど増やすことなく放熱面積を増やすことができ、コンデンサの放熱を良くすることができる。
【００１９】
さらに本実施例では両側の上部放熱部３ａ間には空間が形成されるため、この空間に冷却風が通過するようにすれば、上部放熱部３ａは両側から冷却されるので一段と冷却効率が良くなる。
【００２０】
なお、前述の説明では放熱板を両側面に設ける場合について説明したが、これ以外に、例えば全周に同様に設けても良い。この場合でも、一対の対向する側面には上部放熱部を設けず、他の対向する側面間に冷却風が流れるようにすると冷却が良くなるのは勿論である。
【００２１】
さらに放熱をよくするにはコンデンサ１と放熱板３との間に空間が生じないようにすると良い。コンデンサ１と放熱板３との間に空間が生じないようにする方法としては、接着剤または樹脂などを用いて間に気泡が生じないように密着させることにより容易に目的を達成することができる。
【００２２】
なお、一般的には接着剤または樹脂は熱伝導が余りよくないのでこれらの層が厚くならないようにする必要がある。また、放熱板３の輻射率を良くするために表面を塗装したり、エッチングなどにより表面処理を行い酸化皮膜層を厚めに設けたり、表面に凹凸を設けたりしても良い。
【００２３】
次に、コンデンサ１と放熱板３との取り付け方法について述べる。図２は一対の放熱板の展開平面図である。図において、２枚の放熱板３は連結部４で連結されている。この連結部４の長さはコンデンサ１の厚みに相当する。したがって、連結部４の点線で示す両端を折り曲げる事によりコンデンサを挟み込むことができる。５は上固定部、６は下固定部で夫々凸部またはルーバより形成している。そして、連結部４を折り曲げたとき凸部またはルーバは内側にくるように設けられている。
【００２４】
さらに上固定部５と下固定部６との間隔はコンデンサの高さとほぼ同じにしている。そして、コンデンサ１を上固定部５と下固定部６とでおさえ、コンデンサ１が上下に移動しないようにしている。
【００２５】
また、放熱板３の両側に固定部７を設け放熱板３の巾をコンデンサの巾とほぼ同じにしておく事により、固定部７の点線で示す付け根を折り曲げる事によりコンデンサが左右に移動しないようにしている。放熱板をこのような構成にすることによりコンデンサを容易に機械的に固定することができる。なお、固定部の面積を大きくしコンデンサの側面を密着して覆うようにすればさらに放熱効率が良くなる。
【００２６】
次にコンデンサの外形について説明する。図３（ａ）は本実施例に用いるコンデンサの側面図であり、図３（ｂ）は同コンデンサの正面図である。図３においてコンデンサの取り付け部８は下方に対してコの字状としている。そして、コの字状の内部を上部放熱部に流れる冷却風と同じ方向に冷却風が流れるようにすることによりコンデンサの冷却効率を高めることができる。
【００２７】
また、コンデンサがカスケード方式の高圧コンデンサの場合は、端子間に高電圧が加わるため端子間の絶縁を充分に確保する必要がある。そのため、アルミニウムなどの導電体からなる放熱板が実装基板の表面に接触し絶縁距離が実質的に短縮されるのを防ぐ必要がある。
【００２８】
本実施例ではコの字状の対向する側面の下部に凹部９を設け、この凹部９に放熱板３の最下端部である下固定部６を配置するようにする。このとき下固定部６と実装基板の表面とが接触しないように凹部９の深さを定める必要がある。実装基板の表面と放熱板３との空間距離は１ｍｍ以上あることが好ましい。このようにすることにより端子間の絶縁距離を確保しやすくなる。
【００２９】
なお、カスケード方式のコンデンサは自己発熱量が多いため本実施例の方式は特に有用である。
【００３０】
以上述べたように本実施例によれば簡単に放熱板をコンデンサに取り付けることができる。また、実装面積をほとんど増やすことなく、放熱板を上方に延長することにより放熱面積を確保し放熱効率を良くしたので、コンデンサの温度上昇を抑えることができる。したがって、より高密度の実装が可能となる。
【００３１】
（実施例２）
本実施例は実施例１に記載の放熱板付コンデンサをシステムキッチンに用いられる加熱部を３個有する、いわゆる３口の誘導加熱調理器に用いた場合について説明する。
【００３２】
図４はシステムキッチンのキャビネットに取付けられた状態の誘導加熱調理器の斜視図である。図４において、１１は外郭ケースであり、この外郭ケース１１の上部にトップレート１２が設けられている。トッププレート１２には誘導加熱により鍋などの被加熱物を誘導加熱する誘導加熱部１３および輻射加熱をする加熱部１４が設けられている。
【００３３】
さらに、魚等を焼くロースタ１５、および熱源の操作をする操作部１６が外郭ケース１の側面に設けられている。また、トッププレート１２の下方には誘導加熱コイルおよびラジエントヒータが誘導加熱部１３および加熱部１４に対応して設けられている。この他誘導加熱調理器の発熱する部分として、誘導加熱コイルの下方に誘導加熱コイルを制御するインバータ回路を含む制御部が設けられている。なお、１７はシステムキッチンのキャビネットである。
【００３４】
前述のように誘導加熱調理器の外郭ケース１１の内部には発熱部および発熱する部品が数多くあり、これらを冷却するために冷却ファンが設けられている。しかるにキャビネットに取り付けられる誘導加熱調理器はその大きさが制限されており、さらに、外郭ケース１１内はロースタ１５が大きな空間を占有している。したがって、誘導加熱コイルを制御する制御部は狭い空間に配置しなければならない。そのため、２口の誘導加熱部を有する場合、夫々の加熱部を上段と下段の２段に分離して配置し冷却風により冷却する方法がとられていた。
【００３５】
誘導加熱する負荷が鉄鍋のように高透磁率の負荷の場合は前述の方法により各部品の温度上昇を規定の範囲以内にすることができた。しかるに負荷がアルミニウムや銅などのように低透磁率でしかも低抵抗の負荷の場合、誘導加熱コイルの入力抵抗が低くなり加熱ができない。そこで、誘導加熱の周波数を鉄鍋の場合に比べ高くするとともにコイルの巻数も多くする必要がある。そのため、誘導加熱コイルが大きくなり、その分、制御部品を配置する空間が少なくなる。さらにこの場合、誘導加熱コイル電圧が１ＫＶ以上になるため、電気絶縁も充分考慮しなければならずさらに制御部品に対する空間が狭くなる。したがって、前述の２段構成では部品の現実的な実装が不可能になってくる。
【００３６】
２口の誘導加熱部の内、１口をアルミニウムや銅鍋を誘導加熱可能な加熱部にすると、誘導加熱部の内１口の制御部は１段で配置することができるが、他は前述の理由により１段で配置することができず更にもう１段増やす必要がある。そのため制御部の構成は３段構成となり各部品の熱環境は更に悪化する。熱環境を改善する方法としては冷却ファンの能力を増す方法がある。
【００３７】
しかしながら、冷却能力を増すために冷却ファンの大きさを大きくすると、前述のように限られた空間の中には収納できないようになる。また、冷却能力を増すために冷却ファンの回転数を多くすると騒音が大きくなり実用的ではなくなる。
【００３８】
このような悪い熱環境の下では、耐熱性部品に置き換え難く、かつ発熱部品に囲まれて高密度に実装されるコンデンサ、特に自己発熱量の多い共振回路に用いる複数のコンデンサの温度上昇が問題となる。このような状況で用いた場合、従来のコンデンサでは温度上昇は許容範囲ぎりぎりとなり信頼性に問題があった。そこでコンデンサに放熱板を取り付けた本実施例１の放熱板付コンデンサを用い、上部放熱部を冷却風の流れる方向と同じ方向に配置すると、温度上昇値を約１０ｄｅｇ低下させることができ、ばらつきを考慮しても余裕を持って許容範囲以内に納めることができ信頼性を充分確保することができるようになった。
【００３９】
以上の説明では３口のうち２口の誘導加熱部を有し、さらにそのうちの１口にアルミニウム鍋や銅鍋に対応する誘導加熱部を有する場合について説明したがこれに限定されるものではなく、熱環境の良くない状態で高密度に実装されて用いられる場合に有効であり、また、誘導加熱調理器に限定されるものではないのは勿論である。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、請求項１〜７に記載の発明によれば、実装するための面積をほとんど大きくすることなく、かつ、簡単な構成で放熱効率をよくすることができるため、より高密度の実装が可能となる。また、請求項８に記載の発明によれば信頼性の高い誘導加熱調理器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における放熱板付コンデンサの外観斜視図
【図２】同放熱板付コンデンサの放熱板の展開上面図
【図３】（ａ）放熱板付コンデンサのコンデンサの側面図
（ｂ）放熱板付コンデンサのコンデンサの正面図
【図４】キャビネットに取り付けられた誘導加熱調理器の斜視図
【符号の説明】
１  コンデンサ
２  端子
３  放熱板
３ａ  上部放熱部
４  連結部
５  上固定部
６  下固定部
７  固定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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