(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のコンデンサ素子を並列状態で収容するとともに、前記コンデンサ素子の正極同士に電気的に接続された正極端子が設けられた正極端子台と、前記コンデンサ素子の負極同士に電気的に接続された負極端子が設けられた負極端子台とを有するケーシングを備えるコンデンサユニットにおいて、
前記コンデンサ素子から伝達された熱を放出するヒートシンクと、
絶縁体からなり、前記ケーシングと前記ヒートシンクの間に介装されて前記正極端子台及び前記負極端子台を覆う放熱シートと、
を備え、
前記放熱シートの、前記正極端子台と前記負極端子台の間に少なくとも１箇所の切欠が形成され、
前記切欠は、前記コンデンサ素子の並列方向中腹から端部側に偏倚して形成されていることを特徴とするコンデンサユニット。
【請求項２】
複数個のコンデンサ素子を並列状態で収容するとともに、前記コンデンサ素子の正極同士に電気的に接続された正極端子が設けられた正極端子台と、前記コンデンサ素子の負極同士に電気的に接続された負極端子が設けられた負極端子台とを有するケーシングを備えるコンデンサユニットにおいて、
前記コンデンサ素子から伝達された熱を放出するヒートシンクと、
絶縁体からなり、前記ケーシングと前記ヒートシンクの間に介装されて前記正極端子台及び前記負極端子台を覆う放熱シートと、
を備え、
前記放熱シートの、前記正極端子台と前記負極端子台の間に少なくとも１箇所の切欠が形成され、
前記切欠が、前記コンデンサ素子の並列方向に対して傾斜し、且つ隣接する２個の前記コンデンサ素子に跨るように形成されていることを特徴とするコンデンサユニット。
【請求項３】
請求項１又は２記載のコンデンサユニットにおいて、前記放熱シートが前記切欠によって複数個のシート体に分割されていることを特徴とするコンデンサユニット。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンデンサユニットにおいて、前記ケーシングの、前記正極端子台と前記負極端子台の間に少なくとも１箇所の溝が形成されていることを特徴とするコンデンサユニット。
【請求項５】
請求項４記載のコンデンサユニットにおいて、前記溝は、隣接する前記コンデンサ素子同士の間に形成されていることを特徴とするコンデンサユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数個のコンデンサ素子を並列状態で収容するケーシングを有するコンデンサユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数個のコンデンサ素子を収容したケーシングを有するコンデンサユニットは、各種の制御回路に組み込まれて広汎に使用されている。なお、コンデンサ素子は使用に伴って発熱する。そこで、従来、該熱を可及的に放散し得る放熱構造ないし冷却構造が提案されている。例えば、特許文献１に記載されるように、コンデンサ素子を収容したケーシングを、絶縁性の放熱シートを介してヒートシンク上に配置する構造が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３４９４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
コンデンサユニットの放熱性能を向上させるべく、各コンデンサ素子の電極同士を電気的に集束した端子から放熱を行うことが想起される。具体的には、金属からなり、正極端子台内に収容された正極端子、ないし負極端子台内に収容された負極端子のそれぞれに個別に接続されるバスバーを介して熱を伝達するという構成である。
【０００５】
ところで、この場合、正極端子台及び負極端子台を含むケーシングを、放熱シートを介してヒートシンク上に配置することになる。このような構造では、可能性は低いものの、ケーシングと放熱シートの間に結露が起こることがあり得る。この場合、ケーシングと放熱シートの間の微細な間隙を介して水滴が延展する懸念がある。万一、このような事態が発生したときには、正極端子と負極端子の間で短絡が生じる一因となる。
【０００６】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、結露が起こったときであっても正極と負極の間で短絡が生じる懸念を払拭し得るコンデンサユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するために、本発明は、複数個のコンデンサ素子を並列状態で収容するとともに、前記コンデンサ素子の正極同士に電気的に接続された正極端子が設けられた正極端子台と、前記コンデンサ素子の負極同士に電気的に接続された負極端子が設けられた負極端子台とを有するケーシングを備えるコンデンサユニットにおいて、
前記コンデンサ素子から伝達された熱を放出するヒートシンクと、
絶縁体からなり、前記ケーシングと前記ヒートシンクの間に介装されて前記正極端子台及び前記負極端子台を覆う放熱シートと、
を備え、
前記ケーシング又は前記放熱シートの少なくともいずれか一方の、前記正極端子台と前記負極端子台の間の位置に少なくとも１箇所の切欠が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
この構成においては、万一、ケーシングと放熱シートの間に結露が生じ、これらケーシングと放熱シートの間の微細な間隙に沿って水滴が延展した場合、前記切欠によって、水膜のそれ以上の延展が阻止される。延展した水膜が切欠を超えてさらに延展することは困難であるからである。
【０００９】
従って、延展した水膜を介して正極端子と負極端子との間で短絡が起こることが回避される。すなわち、切欠を形成して水膜が延展することを阻止したことにより、コンデンサ素子の正極と負極の間で短絡が起こる懸念を払拭することができる。
【００１０】
また、切欠は簡易な作業によって形成することができる。すなわち、切欠を形成することに伴ってコンデンサユニットの構造が複雑となったり、大型化したりすることはない。しかも、コストの高騰を招くこともない。
【００１１】
切欠は、放熱シートに形成される。この場合、放熱シートは、切欠によって複数個のシート体に分割される。
【００１２】
この場合において、切欠は、コンデンサ素子の並列方向中腹から端部側に偏倚して形成する。並列方向中腹に位置するコンデンサは、自身が発熱することに加え、該コンデンサに隣接する別のコンデンサが発した熱を受ける。このため、並列方向中腹では熱が滞留し易い。これに対し、並列方向中腹に位置するコンデンサの下方に放熱シートを位置させると、該コンデンサの周辺の熱を速やかに除去することができる。このために熱が滞留し難くなるからである。
【００１３】
切欠は、例えば、コンデンサ素子の並列方向に直交する方向に形成すればよいが、前記並列方向に対して傾斜するように形成してもよい。この場合、切欠を、隣接する２個のコンデンサ素子に跨るようにすればよい。放熱シートに切欠が形成されている箇所では、切欠が形成されていない箇所に比してケーシングからの放熱が起こり難い。このため、いわゆるホットスポットが生じる傾向がある。これに対し、上記のように２個のコンデンサ素子に跨るように切欠を形成すると、該２個のコンデンサ素子による熱が均等化され、ホットスポットが生じ難くなるという利点がある。
【００１４】
又は、切欠をケーシングに形成するようにしてもよい。この場合、切欠は、例えば、有底の溝として形成することができる。
【００１５】
ここで、溝をコンデンサ素子の直下に形成すると、溝の深さによっては、コンデンサ素子の底面が露呈する懸念がある。これを回避するべく、溝は、隣接するコンデンサ素子同士の間に形成することが好ましい。
【００１６】
勿論、切欠を放熱シート及びケーシングの双方に形成するようにしてもよい。この場合、放熱シートが切欠によって複数個のシート体に分割されるとともに、ケーシングに前記切欠としての溝が形成される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、コンデンサユニットを構成するケーシング又は放熱シートの少なくともいずれかに対し、正極端子と負極端子の間となる位置に切欠を形成するようにしている。この構成では、万一、ケーシングと放熱シートの間に結露が生じて水滴が延展したとしても、水膜が切欠を超えてさらに延展することは困難である。すなわち、水膜のそれ以上の延展が阻止される。
【００１８】
その結果として、正極端子と負極端子の間に水膜を介する短絡が起こることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係るコンデンサユニットの概略正面一部断面図である。
【図２】前記コンデンサユニットを構成するケーシングと放熱シートを個別に示した底面側からの要部概略斜視図である。
【図３】前記ケーシングの底面に放熱シートを添えた状態を示した底面側からの要部斜視図である。
【図４】別の実施の形態に係るコンデンサユニットを構成する放熱シートをケーシングの底面に添えた状態を示した底面側からの要部斜視図である。
【図５】また別の実施の形態に係るコンデンサユニットを構成するケーシングの底面側からの要部斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係るコンデンサユニットにつき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本実施の形態に係るコンデンサユニット１０の概略正面図である。このコンデンサユニット１０は、コンデンサ素子１２と、該コンデンサ素子１２を収容したケーシング１４とを有する。ケーシング１４は、放熱シート１６を介してヒートシンク１８上に配置されている。以下、ヒートシンク１８を臨む側の端面を「底面」、その裏面側を「頂面」と表記する。
【００２２】
本実施の形態において、ケーシング１４内には、破線で示すように１０個のコンデンサ素子１２が直線状に並列されている。このため、ケーシング１４は、長尺で略直方体形状をなす本体部２０と、該本体部２０の一端部に設けられた第１端子台２２と、他端部に設けられた第２端子台２４とを有する。第１端子台２２は、鉛直方向に沿って延在する正極端子台２６と、該正極端子台２６に比して若干長尺な第１負極端子台２８とが連なって構成される。一方、第２端子台２４は、第２負極端子台３０のみからなる。
【００２３】
正極端子台２６には、金属からなる正極端子３２が収容される。第１負極端子台２８及び第２負極端子台３０にも同様に、金属からなる第１負極端子３４、第２負極端子３６（図２参照）がそれぞれ収容される。正極端子３２、第１負極端子３４及び第２負極端子３６には、それぞれ、頂面から底面に向かうネジ穴３８、３９（図１参照）が形成される。なお、正極端子３２のネジ穴は図示していない。
【００２４】
前記コンデンサ素子１２の各々の正極は、４個の正極タブ部４０を有する正極用バスバー４２を介して互いに電気的に接続される。さらに、正極タブ部４０には、図示しない正極導電板の第１タブ部が重畳される。正極タブ部４０の貫通孔４４（図４参照）と、第１タブ部に形成された貫通孔とが重ね合わせられるとともに、これら貫通孔同士にボルトが通される。さらに、該ボルトにナットが螺合され、これにより、正極タブ部４０（正極用バスバー４２）と第１タブ部（正極導電板）とが電気的に接続される。
【００２５】
正極導電板の一端部は、正極端子台２６の頂面を覆う。この一端部には貫通孔が形成されており、該貫通孔には、前記ネジ穴に螺合されるネジが通される。このネジにより、正極導電板と正極端子３２が電気的に接続される。結局、各コンデンサ素子１２の正極が、正極用バスバー４２及び正極導電板を介して正極端子３２に電気的に集束される。
【００２６】
各コンデンサ素子１２の負極も同様に、４個の負極タブ部４６を有する負極用バスバー４８と、４個の第２タブ部を有する負極導電板（図示せず）を介して、第１負極端子３４、第２負極端子３６のそれぞれに電気的に接続される。すなわち、負極タブ部４６には前記第２タブ部が重畳される。負極タブ部４６に形成された貫通孔５０（図４参照）と、第２タブ部に形成された貫通孔とが重ね合わせられるとともに、これら貫通孔同士に通されたボルトにナットが螺合される。これにより、負極タブ部４６（負極用バスバー４８）と第２タブ部（負極導電板）とが電気的に接続される。
【００２７】
負極導電板の一端部は第１負極端子台２８の頂面を覆い、他端部は第２負極端子台３０の頂面を覆う。各端部には貫通孔が形成されており、該貫通孔に通されたネジが前記ネジ穴３８、３９に螺合される。この螺合に伴い、各コンデンサ素子１２の負極が、負極用バスバー４８及び負極導電板を介して第１負極端子３４及び第２負極端子３６に電気的に集束される。
【００２８】
図２は、底面側から視認したときのケーシング１４の要部概略斜視図である。第１端子台２２の底面には、正極端子台２６と第１負極端子台２８との間に、切欠溝５２（切欠）が形成される。すなわち、第１端子台２２の底面において、正極端子台２６と第１負極端子台２８との間は、切欠溝５２が存在するために頂面側に指向して陥没している。
【００２９】
ケーシング１４の底面からは、貫通孔５４（図２及び図３参照）が形成された複数個の舌片部６０（図１参照）が、水平方向に沿って突出形成される。詳細な図示は省略しているが、各貫通孔５４に通されたネジが、ヒートシンク１８に形成されたネジ穴に螺合されることにより、ケーシング１４がヒートシンク１８に位置決め固定されている。
【００３０】
ヒートシンク１８とケーシング１４の間には、図２及び図３に示す放熱シート１６が介装される。放熱シート１６は、ケーシング１４がヒートシンク１８に位置決め固定される際、ケーシング１４の底面とヒートシンク１８の間に挟み込まれる。該放熱シート１６は熱伝導度が大きく、このため、コンデンサ素子１２が発してケーシング１４に伝達された熱が、放熱シート１６を介してヒートシンク１８に速やかに伝達される。なお、放熱シート１６は絶縁体からなる。
【００３１】
ここで、放熱シート１６には、前記コンデンサ素子１２の並列方向（長手方向）に直交する方向に、切欠としての分割隙６２が形成される。このため、放熱シート１６は、第１シート体６４と第２シート体６６の２枚に分割される。分割隙６２は、長手方向の中腹から第１端子台２２側よりに形成されている。換言すれば、分割隙６２は、コンデンサ素子１２の並列方向の中腹から端部に偏倚している。
【００３２】
第１シート体６４の第１端子台２２側端部は、第１端子台２２の底面の形状に対応する形状をなし、第１端子台２２の底面で露呈した正極端子３２、第１負極端子３４の底面を覆う。また、第２シート体６６の第２端子台２４側端部は第２端子台２４の底面の形状に対応し、該第２端子台２４の底面で露呈した第２負極端子３６の底面を覆う。これに伴い、正極端子３２、第１負極端子３４及び第２負極端子３６の底面側の電気的絶縁がなされる。
【００３３】
本実施の形態に係るコンデンサユニット１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。
【００３４】
上記のように構成されるコンデンサユニット１０は、所定の制御回路に組み込まれて用いられる。勿論、この際には、正極端子３２、第１負極端子３４及び第２負極端子３６に所定の導電線が接続され、各コンデンサ素子１２に通電がなされる。この通電に伴って、コンデンサ素子１２が発熱する。この熱は、頂面側では、正極用バスバー４２及び正極導電板や、負極用バスバー４８及び負極導電板を介してケーシング１４外へ伝達される。一方、底面側では、放熱シート１６及びヒートシンク１８を介して放熱がなされる。
【００３５】
以上の熱伝達ないし放熱によって、コンデンサユニット１０の温度が過度に上昇することが防止される。このため、各コンデンサ素子１２の機能が維持される。
【００３６】
なお、放熱シート１６には、該放熱シート１６を第１シート体６４と第２シート体６６に分割する分割隙６２が形成されているものの、該分割隙６２は、コンデンサ素子１２の並列方向の中腹から端部（第１端子台２２側）に偏倚している。このため、第２シート体６６は、複数個のコンデンサ素子１２中、並列方向中腹に位置するコンデンサ素子１２の下方を覆う。従って、該コンデンサ素子１２から速やかに放熱がなされる。
【００３７】
すなわち、並列方向中腹に位置するコンデンサ素子１２は、自身が発熱するとともに、発熱する他のコンデンサ素子１２に隣接するものの、その下方に、ケーシング１４を介して第２シート体６６が存在するので、前記の熱が速やかに除去される。このため、該コンデンサ素子１２に熱が滞留することが防止される。
【００３８】
制御回路による制御を停止するべくコンデンサ素子１２に対する通電を停止すると、コンデンサ素子１２の発熱が収まる。このため、及びケーシング１４の周囲の温度が低下する。この温度低下に伴い、ケーシング１４の底面と放熱シート１６との間の微細な間隙に、結露が生じることがあり得る。この場合、水滴が前記間隙に沿って延展する可能性もある。
【００３９】
ここで、本実施の形態においては、正極端子台２６と第１負極端子台２８との間に切欠溝５２が形成されている。このため、仮に第１端子台２２の近傍で結露が生じて水滴が延展した場合であっても、延展した水膜が切欠溝５２に捕捉される。すなわち、切欠溝５２によって水膜のそれ以上の延展が阻止される。その結果、正極端子３２と第１負極端子３４との間で短絡が起こることが回避される。
【００４０】
また、放熱シート１６には分割隙６２が形成されている。従って、仮に、ケーシング１４の底面と第１シート体６４の間で結露が生じて水滴が延展した場合、延展した水膜は、分割隙６２を超えて第２シート体６６側に移動することができない。ケーシング１４の底面と第２シート体６６の間で結露が生じて水滴が延展した場合も同様に、延展した水膜は、分割隙６２を超えて第１シート体６４側に移動することができない。このため、正極端子３２と第２負極端子３６との間で短絡が起こることが回避される。
【００４１】
以上のように、ケーシング１４又は放熱シート１６に切欠（切欠溝５２及び分割隙６２）を形成したことにより、正極端子３２と第１負極端子３４又は第２負極端子３６との間で短絡が起こることが回避される。このため、次回の制御回路の制御開始、換言すれば、コンデンサ素子１２への通電に際し、コンデンサユニット１０における通電経路が正常に保たれる。従って、コンデンサ素子１２が所定の機能を営む。
【００４２】
本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００４３】
例えば、図４に示すように、放熱シート１６ａを第１シート体６４ａと第２シート体６６ａに分割する分割隙６２ａを、長手方向に対して傾斜するように形成してもよい。この場合、分割隙６２ａは、並列方向の第１端子台２２側端部に位置するコンデンサ素子１２と、それに隣接するコンデンサ素子１２の２個に跨る。従って、これら２個のコンデンサ素子１２による熱が均等化されるので、いわゆるホットスポットが形成され難くなる。
【００４４】
また、図５に示すように、ケーシング１４における第１端子台２２と第２端子台２４の間に第２切欠溝６８を形成するようにしてもよい。この場合も、正極端子３２と第２負極端子３６との間で短絡が起こることを防止することができる。仮に水滴がケーシング１４の長手方向に沿って延展したとしても、延展した水膜が第２切欠溝６８に捕捉されるからである。
【００４５】
なお、この場合、第２切欠溝６８をコンデンサ素子１２の直下に形成すると、第２切欠溝６８の深さによっては、コンデンサ素子１２がケーシング１４から露呈する懸念がある。この懸念を払拭するべく、第２切欠溝６８は、隣接するコンデンサ素子１２同士の間に形成することが好ましい。
【００４６】
また、この場合、放熱シート１６ｂに分割隙６２、６２ａ（図２〜図４参照）等を形成する必要は特にない。すなわち、ケーシング１４の底面全体を覆う１枚の放熱シート１６ｂを用いるようにしてもよい。勿論、図２又は図４に示すように、分割隙６２、６２ａ等が形成された放熱シート１６、１６ａを用いることも可能である。
【００４７】
さらに、上記した実施の形態では、切欠溝５２及び分割隙６２の双方を形成しているが、いずれか一方のみを形成するようにしてもよい。各々の位置も、図２〜図５に示す位置に特に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４８】
１０…コンデンサユニット                １２…コンデンサ素子
１４…ケーシング                        １６、１６ａ、１６ｂ…放熱シート
１８…ヒートシンク                      ２２…第１端子台
２４…第２端子台                        ２６…正極端子台
２８…第１負極端子台                    ３０…第２負極端子台
３２…正極端子                          ３４…第１負極端子
３６…第２負極端子                      ４２…正極用バスバー
４８…負極用バスバー                    ５２、６８…切欠溝
６２、６２ａ…分割隙                    ６４、６４ａ…第１シート体
６６、６６ａ…第２シート体
【図１】
0006387362.tif 000002
【図２】
0006387362.tif 000003
【図３】
0006387362.tif 000004
【図４】
0006387362.tif 000005
【図５】
0006387362.tif 000006