(57)【要約】【課題】騒音の低減が可能であり、且つ装置の小型化とコストアップの抑制を図ることができるコンデンサを提供する。【解決手段】コンデンサ素子１１、１２、１３、１４、１５を内部に収納する収納ケース２と、前記収納ケース２の内部に充填され、前記コンデンサ素子を内部に埋設させる樹脂３とを備えたコンデンサであって、前記収納ケース２の外表面に金属板７１を固定するようにした。【選択図】図１
2013239547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサ素子と、
前記コンデンサ素子を内部に収納する収納ケースと、
前記収納ケースの内部に充填され、前記コンデンサ素子を内部に埋設させる樹脂と、
前記収納ケースの外表面に固定された金属板と、
を備えたことを特徴とするコンデンサ。
【請求項２】
前記収納ケースは、開口部を備え、
前記金属板を固定する前記収納ケースの外表面は、前記開口部に対向する側の壁部の外表面である、
ことを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ。
【請求項３】
コンデンサ素子と、
前記コンデンサ素子を内部に収納する収納ケースと、
前記収納ケースの内部に充填され、前記コンデンサ素子を内部に埋設させる樹脂と、
前記収納ケースの内表面に固定された金属板と、
を備えたことを特徴とするコンデンサ。
【請求項４】
前記収納ケースは、開口部を備え、
前記金属板を固定する前記収納ケースの内表面は、前記開口部に対向する側の壁部の内表面である、
ことを特徴とする請求項３に記載のコンデンサ。
【請求項５】
コンデンサ素子と、
開口部を備え、前記コンデンサ素子を内部に収納する収納ケースと、
前記収納ケースの内部に充填され、前記コンデンサ素子を内部に埋設させる樹脂と、
前記収納ケースの前記開口部に露出する前記樹脂の外表面に固定された金属板と、
を備えたことを特徴とするコンデンサ。
【請求項６】
コンデンサ素子と、
開口部を備え、前記コンデンサ素子を内部に収納する収納ケースと、
前記収納ケースの内部に充填され、前記コンデンサ素子を内部に埋設させる樹脂と、
前記収納ケースの前記開口部の近傍に於いて前記樹脂に埋設された金属板と、
を備えたことを特徴とするコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気自動車の駆動装置等に用いられるインバータ等の電力変換装置に取り付けられる平滑コンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車の駆動装置等に用いられるインバータ等の電力変換装置には、電力変換装置の動作により発生する電源ラインのリップル電圧を抑制し若しくは平滑化するために、通常、平滑コンデンサが取り付けられる。この平滑コンデンサに内蔵されたコンデンサ素子は、電力変換装置の駆動周波数で電荷の充放電を繰り返すが、その充放電により発生するクーロン力によってコンデンサ素子内の誘電体が振動するため、騒音が発生する。この騒音の周波数成分は電力変換装置の駆動周波数を主とするが、平滑コンデンサが接続されているラインのインピーダンスによって共振する場合はその共振周波数成分等も含まれる。
【０００３】
従来、平滑コンデンサによる騒音を軽減する対策として、複数のコンデンサを互いに異なる方向に並べることで前述の共振を避けるようにした従来の装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
又、平滑コンデンサからの騒音の周波数が可聴帯域であれば、電力変換装置の周辺にいる人を不快にさせる場合があり、その不快さはその電力変換装置の商品性を著しく損なうことになる。そこで、従来、平滑コンデンサの騒音対策として、平滑コンデンサの静電容量を大きくしてリップル電圧を低減させることや、電力変換装置の駆動周波数を可聴帯域以上とすること、或いは、平滑コンデンサの外側から平滑コンデンサを覆うような遮音用部材を用いること、等が考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−３３９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の特許文献１に示された従来の装置によれば、複数のコンデンサを互いに異なる向きに並べる必要があり、その組み立てに手数がかかるという課題がある。又、平滑コンデンサの静電容量を大きくしてリップル電圧を低減するようにした騒音対策の場合、平滑コンデンサのコストアップ及び大型化という課題がある。
【０００７】
又、電力変換装置の駆動周波数を可聴帯域以上にするようにした騒音対策の場合、駆動周波数の高周波化に伴い電力変換装置内のスイッチング素子の損失が増加するのでその冷却装置の大型化及びコストアップという課題がある。更に、平滑コンデンサの外側から平滑コンデンサを覆う遮音用部材を用いる騒音対策の場合、やはり装置の大型化およびコストアップという課題がある。
【０００８】
この発明は、従来のコンデンサに於ける前述のような課題を解決するためになされたもので、騒音の低減が可能であり、且つ装置の小型化とコストアップの抑制を図ることができるコンデンサ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】
【０００９】
この発明によるコンデンサは、
コンデンサ素子と、
前記コンデンサ素子を内部に収納する収納ケースと、
前記収納ケースの内部に充填され、前記コンデンサ素子を内部に埋設させる樹脂と、
前記収納ケースの外表面に固定された金属板と、
を備えたことを特徴とする。
【００１０】
又、この発明によるコンデンサは、
コンデンサ素子と、
前記コンデンサ素子を内部に収納する収納ケースと、
前記収納ケースの内部に充填され、前記コンデンサ素子を内部に埋設させる樹脂と、
前記収納ケースの内表面に固定された金属板と、
を備えたことを特徴とする。
【００１１】
更に、この発明によるコンデンサは、
コンデンサ素子と、
開口部を備え、前記コンデンサ素子を内部に収納する収納ケースと、
前記収納ケースの内部に充填され、前記コンデンサ素子を内部に埋設させる樹脂と、
前記収納ケースの前記開口部に露出する前記樹脂の外表面に固定された金属板と、
を備えたことを特徴とする。
【００１２】
又、この発明によるコンデンサは、
コンデンサ素子と、
開口部を備え、前記コンデンサ素子を内部に収納する収納ケースと、
前記収納ケースの内部に充填され、前記コンデンサ素子を内部に埋設させる樹脂と、
前記収納ケースの前記開口部の近傍に於いて前記樹脂に埋設された金属板と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によるコンデンサによれば、コンデンサ素子を収納する収納ケースの外表面に固定された金属板を備えているので、騒音の低減が可能であり、且つ装置の小型化とコストアップの抑制を図ることができる。
【００１４】
又、この発明によるコンデンサによれば、コンデンサ素子を収納する収納ケースの内表面に固定された金属板を備えているので、騒音の低減が可能であり、且つ装置の更なる小型化とコストアップの抑制を図ることができる。
【００１５】
更にこの発明によるコンデンサによれば、収納ケースの前記開口部に露出する前記樹脂の外表面に固定された金属板を備えているので、騒音の低減が可能であり、且つ装置の更なる小型化とコストアップの抑制を図ることができる。
【００１６】
又、この発明によるコンデンサによれば、収納ケースの開口部の近傍に於いて樹脂に埋設された金属板とを備えているので、騒音の低減が可能であり、且つ装置の更なる小型化とコストアップの抑制を図ることができ、又、金属板の固定が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施の形態１によるコンデンサの透視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】この発明の実施の形態２によるコンデンサの透視図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１によるコンデンサについて説明する。実施の形態１に於けるコンデンサは、電気自動車の駆動装置等に用いられるインバータ等の電力変換装置に設けられる平滑コンデンサとして構成されているが、以下の説明では、単に、コンデンサと称する。図１は、この発明の実施の形態１によるコンデンサの透視図、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００１９】
図１及び図２に於いて、コンデンサ１００に於ける収納ケース２は、樹脂により長方形の箱形に形成され、外部に対して開口した開口部２３を備えている。セラミック若しくはプラスチックフィルム等からなる誘電体を備えた複数のコンデンサ素子１１、１２、１３、１４、１５は、金属若しくは絶縁物により構成された支持板６により一体に固定され、収納ケース２の開口部２３から収納ケース２内に挿入されている。図１に示すように、各コンデンサ素子１１、１２、１３、１４、１５は、収納ケース２の長さ方向に連続的に並べて配置されている。
【００２０】
収納ケース２の内部に充填されたポッティング樹脂３は、各コンデンサ素子１１、１２、１３、１４、１５を内部に埋設し、収納ケース２内に於ける各コンデンサ素子１１、１２、１３、１４、１５の設置位置を固定すると共に、これ等のコンデンサ素子１１、１２、１３、１４、１５を外部から保護している。
【００２１】
第１のコンデンサ端子としての正極側コンデンサ端子バスバー４１、４２、４３は、各コンデンサ素子１１、１２、１３、１４、１５の正極側に接続されている。第２のコンデンサ端子としての負極側コンデンサ端子バスバー５１、５２、５３、５４は、各コンデンサ素子１１、１２、１３、１４、１５の負極側に接続されている。正極側コンデンサ端子バスバー４１、４２、４３と負極側コンデンサ端子バスバー５１、５２、５３、５４は、夫々絶縁されて支持板６に固定されている。
【００２２】
金属板７１は、収納ケース２の開口部２３に対向する側の壁部の外表面２１に固定されている。金属板７１は、収納ケース２の壁部の外表面２１にほぼ合致した長方形状に形成されている。金属板７１を収納ケース２の外表面２１へ固定する手段は、両面接着テープによる固定や接着剤による固定、或いはネジによる固定やアウトサート等とすることができ、どのような手段による固定であっても良い。
【００２３】
表１に、金属板７１の材質毎に、騒音低減効果を評価した結果を示す。金属板７１の材質がアルミニウムの場合の厚みは０．５［ｍｍ］、銅の場合の厚みは１．０［ｍｍ］、鉛の場合の厚みは１．０［ｍｍ］である。各材質の騒音低減効果の評価方法は、コンデンサ１００を平滑用コンデンサとして取り付けている電力変換装置（図示せず）を、９［ｋＨＺ］、１０［ｋＨＺ］、１１［ｋＨＺ］、１２［ｋＨｚ］で駆動したときの、金属板７１を固着している収納ケース２の底部の外表面２１からの音を精密騒音計により測定することにより行なった。
【００２４】
【表１】
2013239547.tif 000003
【００２５】
表１から明らかなように、騒音低減効果は、金属板７１を取り付けていない状態を基準にすると、全ての周波数に於いて低減効果がみられる。例えば、金属板７１の材質がアルミニウム（厚み０．５［ｍｍ］）では，−５「ｄＢＡ」以上低減できることが確認できた。
【００２６】
このように、この発明の実施の形態１によるコンデンサによれば、収納ケースの底部の外表面２１に金属板７１を固着しているので、平滑コンデンサとしてのコンデンサ１００から発生する騒音を著しく低減できるため、電力変換装置側での騒音対策のための静電容量の増加や、駆動周波数アップによるスイッチング素子の損失増加のための冷却器の大型化を抑制できるため、電力変換装置全体としての小型軽量化を図ることができる。
【００２７】
尚、金属板７１を固定する位置は、収納ケース２の開口部２３に対向する側の壁部の外表面２１に限られることはなく、収納ケース２の面のどの壁部の外表面に金属板７１を固定しても良い。又、収納ケース２の開口部２３に露出するポッティング樹脂３の表面に金属板７１を固定しても良い。
【００２８】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２によるコンデンサについて説明する。実施の形態２に於けるコンデンサは、実施の形態１の場合と同様に、電気自動車の駆動装置等に用いられるインバータ等の電力変換装置に設けられる平滑コンデンサとして構成されており、以下の説明では、単に、コンデンサと称する。図３は、この発明の実施の形態２によるコンデンサの透視図、図４は、図３のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図１及び図２と同一部分にはそれと同一符号を付してある。
【００２９】
図３及び図４に於いて、金属板７２は、コンデンサ２００の開口部２３に対向する側の壁部の内表面２２に固定されている。金属板７２を収納ケース２の内表面２２へ固定する手段は、インサート成型による固定、アウトサートによる固定、収納ケース２の内表面２２への両面テープ若しくは接着剤によるによる貼り付け、或いはコンデンサ素子１１、１２、１３、１４、１５への両面テープ若しくは接着剤による貼り付け等、どのような手段による固定であっても良い。その他の構成は、実施の形態１の場合と同様である。この実施の形態２によるコンデンサの場合も、前述の表１に示す騒音低減効果と同等の騒音低減効果を確認することができた。
【００３０】
尚、金属板７１を固定する位置は、収納ケース２の開口部２３に対向する側の壁部の内表面２２に限られることはなく、収納ケース２の面のどの内表面に金属板７１を固定しても良い。又、収納ケース２の開口部２３の近傍でポッティング樹脂３の内部にインサートして金属板７１を固定しても良い。
【００３１】
以上述べた実施の形態１及び実施の形態２に於いて、金属板７１の材質及び厚みは、前述の表１に示すものに限定されるものではなく、コスト、加工性、環境性を考慮して金属板７１の材質及び厚みを選定すればよい。又、金属板７１の形状は、長方形に限られることはなく、更に、必ずしも収納ケース２の何れかの外表面のほぼ全面に合致する形状である必要はない。
【００３２】
又、実施の形態１及び実施の形態２に於いて、コンデンサ素子１１、１２、１３、１４、１５の誘電体は、セラミックやプラスチックフィルム等に限定されるものではなく、収納ケース２に収納可能で且つポッティング樹脂３に埋設可能なコンデンサ素子であれば良い。
【００３３】
又、実施の形態１及び実施の形態２に於いて、又、収納ケース２の形状は、長方形の箱形に限られるものではなく、他の形状であっても良いことは勿論である。又、金属板を取り付けることにより、その金属板を取り付けた収納ケース壁側からの収納ケース内部への湿気の浸入を防ぐことができるため、コンデンサとしての信頼性が向上することもメリットである。
【００３４】
尚、この発明は、その発明の範囲内に於いて、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１００、２００    コンデンサ    
１１、１２、１３、１４、１５  コンデンサ素子    
２    収納ケース ２１    収納ケースの壁部の外表面
２２  収納ケースの壁部の内表面 ２３    開口部                          
３    ポッティング樹脂
４１、４２、４３    第１のコンデンサ端子（正極側コンデンサ端子バスバー）
５１、５２、５３    第２のコンデンサ端子（負極側コンデンサ端子バスバー）
６    支持板  
７１、７２    金属板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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