JP5975053B2

JP5975053B2 - コンデンサモジュールおよび電力変換システム

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Publication number: JP5975053B2
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Inventors: 西山　茂紀; 茂紀西山
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Description

本発明は、コンデンサモジュールおよび電力変換システムに関する。

三相モータを搭載したハイブリッド車では、力行時には車載バッテリからの給電により三相モータを動作させて駆動輪を駆動し、制動時には三相モータで回生発電を行って車載バッテリを充電する。

このため、三相モータと車載バッテリとの間には、直交流の電力変換を実現する、コンデンサとインバータとが接続されている。

この電力変換を実現する、コンデンサとインバータとを備えたモータ装置が、特許文献１に開示されている。このモータ装置のコンデンサは、モータ装置の回転軸（中心軸線）を中空部分で囲んだ中空筒型である。

この中空筒型コンデンサは、薄膜状の誘電体を２枚の電極板で挟んだ状態で、これらを、モータ装置の回転軸を周回するように渦巻状に巻回する構造である。

特開２０１３−１９８３６７号公報

特許文献１に開示されている中空筒型コンデンサは、前述の通り、２枚の電極板と誘電体とを、モータの回転軸を周回するように渦巻状に巻回させた構造である。よって、例えば誘電体の欠陥で電極板間の絶縁性が劣化し、中空筒型コンデンサに短絡電流が流れる等の不具合が特定箇所に発生した場合、その特定箇所を含む部分を取り除くことができない。

このため、僅かな箇所に不具合が発生した場合であっても、この中空筒型コンデンサの全体を、交換しなければならない。このため、交換費用が大きいという問題がある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、交換を容易にすることで、交換費用を抑制可能なコンデンサモジュールおよび電力変換システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係るコンデンサモジュールは、
誘電体フィルム上に第１の内部電極が形成された第１のフィルムおよび誘電体フィルム上に第２の内部電極が形成された第２のフィルムが、交互に複数積層された積層体と、
前記第１の内部電極に接続された第１の電極と、
前記第２の内部電極に接続された第２の電極と、
を有し、
前記第１のフィルムおよび第２のフィルムが積層された方向に視た前記積層体の、主面の形状が、台形である、積層型フィルムコンデンサを複数備えるコンデンサモジュールであって、
台形である前記主面を構成する辺のうちの上底および下底を除いた２辺の一方の集合からなる前記積層型フィルムコンデンサの一側面と、前記２辺の他方の集合からなる前記積層型フィルムコンデンサの他側面とを、他の前記積層型フィルムコンデンサの前記一側面と前記他の前記積層型フィルムコンデンサの前記他側面とに接触させて、複数の前記積層型フィルムコンデンサを同一平面上に並べることで、リング状を形成したものである。

また、コンデンサモジュールは、
前記台形である前記主面を構成する辺のうちの上底および下底を除いた２辺の延長線上の交点における交差角が、前記同一平面上に並べる前記コンデンサモジュールの数をｎとして、３６０°／ｎの関係を満たす、ものでもよい。

また、本発明の第２の観点に係る電力変換システムは、
入力された直流電力を交流電力に変換して、または、入力された交流電力を直流電力に変換して、出力する電力変換装置と、
前記電力変換装置から出力された電力で動作するモータと、
前記モータの回転軸を前記リング状の開口に挿通し、前記電力変換装置に入力される直流電圧に重畳したサージを低減する、または、前記電力変換装置から出力される直流電圧に重畳したサージを低減する、上述のコンデンサモジュールと、
を備える。

本発明によれば、コンデンサの部分的な交換を可能にすることで、コンデンサの交換費用を抑制可能である。

本発明の実施の形態１に係る積層型フィルムコンデンサとコンデンサモジュール集合体の概要を示す図である。図１に示す積層型フィルムコンデンサの断面図である。（ａ）は、図２に示す第１のフィルムの正面図、（ｂ）は、図２に示す第２のフィルムの正面図である。（ａ）〜（ｃ）は、第１のフィルムと第２のフィルムの製造工程を説明するための図である。（ａ）〜（ｃ）は、積層型フィルムコンデンサの製造工程を説明するための図である。（ａ）は、実施の形態１に係る積層型フィルムコンデンサの斜視図であり、（ｂ）は、実施の形態１に係るコンデンサモジュールの斜視図である。（ａ）は、実施形態１に係るコンデンサモジュール集合体の正面図であり、（ｂ）は、その背面図である。実施形態１に係るコンデンサモジュール集合体を使用する電力変換システムのブロック図である。（ａ）は、第２の実施の形態における第１のフィルムの正面図、（ｂ）は、第２の実施の形態における第２のフィルムの正面図である。第２の実施の形態に係る積層型フィルムコンデンサの断面図である。（ａ）は、第２の実施の形態に係るコンデンサモジュールを一方向から視た斜視図であり、（ｂ）は、第２の実施の形態におけるコンデンサモジュールを他方向から視た斜視図である。（ａ）は、第２の実施の形態に係るコンデンサモジュール集合体の正面図であり、（ｂ）は、その背面図である。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態に係る積層型フィルムコンデンサ１００とコンデンサモジュール集合体３００について説明する。

図１に概略を示すように、コンデンサモジュール集合体３００は、平面視台形状の積層型フィルムコンデンサ１００を６個、リング状に組み合わせて構成される。

そこで、まず、各積層型フィルムコンデンサ１００について説明する。

なお、理解を容易にするため、直交座標系のｘ、ｙ、およびｚ軸を各図において示すように設定し、適宜参照する。ｚ方向は、積層型フィルムコンデンサ１００を構成するフィルムの積層方向であり、ｘ方向は、台形形状の積層型フィルムコンデンサ１００の上底と下底とに垂直な方向、ｙ方向は、台形形状の積層型フィルムコンデンサ１００の上底と下底とに平行な方向である。

積層型フィルムコンデンサ１００は、図２の断面図（図１に示すａ−ａの断面）に示すように、誘電体フィルム１１（１１__１〜１１__１３）と、誘電体フィルム１１に配置された第１の内部電極１２および第２の内部電極１３と、第１のメタリコン部１４と、第２のメタリコン部１５と、を備える。

なお、図２では、発明の理解を容易にするために、誘電体フィルム１１が１３層積層された積層型フィルムコンデンサ１００を図示しているが、積層型フィルムコンデンサ１００の積層数は、これに限られるものではない。

誘電体フィルム１１は、樹脂などの誘電体材料から形成され、平面視で台形状に形成されている。誘電体フィルム１１__１〜１１__１３は、互いに同一の形状に形成されている。

第１の内部電極１２は、誘電体フィルム１１の一面に形成されている。誘電体フィルム１１に第１の内部電極１２が形成されたものを、以後、第１のフィルム２０と呼ぶ。

第２の内部電極１３は、誘電体フィルム１１の一面に形成されている。誘電体フィルム１１に第２の内部電極１３が形成されたものを、以後、第２のフィルム２１と呼ぶ。
第１の内部電極１２と第２の内部電極１３とは、誘電体フィルム１１を介して、互いに対向し、容量を形成する。

第１のフィルム２０と第２のフィルム２１とは、互いにｘ方向にオフセットｓ分ずれ、且つ、それぞれのｙ方向の両端部が揃った状態で、ｚ方向に積層されている。

最上層の誘電体層１１__１３は、第１の内部電極１２の絶縁および保護のためのものであり、電極は形成されていない。

第１のメタリコン部１４は、積層体の、ｘ方向一側部に配置され、第１の内部電極１２に共通に接続された導電性の皮膜（電極）である。第１のメタリコン部１４は、導電性の溶射材を、過熱溶融後に第１のフィルム２０の一側部に吹き付ける処理（メタリコン処理）によって形成される。

第２のメタリコン部１５は、第１のフィルム２０と第２のフィルム２１とが積層された積層体の、ｘ方向他側部に配置され、第２の内部電極１３に共通に接続された導電性の皮膜（電極）である。第２のメタリコン部１５は、メタリコン処理によって形成される。

次に、積層型フィルムコンデンサ１００を構成する第１のフィルム２０と第２のフィルム２１について図３を参照して詳細に説明する。

図３（ａ）に示すように、第１のフィルム２０を構成する誘電体フィルム１１は、台形に形成されている。誘電体フィルム１１の上底（例えば辺ａｂ）は、例えば、数十ｍｍ程度、誘電体フィルム１１の下底（例えば辺ｃｄ）は、例えば、数十ｍｍ〜数百ｍｍ程度、誘電体フィルム１１の厚さは、例えば、数μ〜数十μｍ程度である。

誘電体フィルム１１の４つの辺のうち、上底ａｂと下底ｃｄとは、平行に、一方、辺ｂｃと辺ａｄとは、それらの延長線が６０°で交差するように形成されている。

また、誘電体フィルム１１は、延長線の交点ｐと辺ａｂの両端とを結ぶ２つの直線の長さが互いに等しく（辺ｐａと辺ｐｂとが等しく）、交点ｐと辺ｃｄの両端とを結ぶ２つの直線の長さが互いに等しく（辺ｐｃと辺ｐｄとが等しく）なるように形成されている。

第１の内部電極１２は、誘電体フィルム１１上にＡｌ、Ｃｕ、Ａｇ等の金属を蒸着し、蒸着膜をパターニングすることにより形成される。第１の内部電極１２は、メタリコン部１４に接続するため下底ｃｄに達し、他の側辺ａｄ，ｂｃについては、絶縁を確保するため、距離ｍだけ離れた位置まで形成されている。また、上辺ａｂについては、距離ｇだけ離れた位置まで形成されている。なお、距離ｇと距離ｍとは、同じであっても、異なっていてもよい。

図３（ｂ）に示すように、第２のフィルム２１の誘電体フィルム１１は、第１のフィルム２０の誘電体フィルム１１と同一の形状及びサイズを有する。

第２の内部電極１３は、誘電体フィルム１１上にＡｌ、Ｃｕ、Ａｇ等の金属を蒸着し、蒸着膜をパターニングすることにより形成される。第２の内部電極１３は、メタリコン部１５に接続するため、上底ａｂに達し、他の辺ａｄ，ｂｃについては、絶縁を確保するため、距離ｍだけ離れた位置まで形成されている。また、下辺ｃｄについては、距離ｇだけ離れた位置まで形成されている。なお、距離ｇと距離ｍとは、同じであっても、異なっていてもよい。

次に、上記構成を有する積層型フィルムコンデンサ１００の製造方法を、図４と図５とを参照して説明する。

まず、誘電体フィルム板１１０を準備し、一方の幅広面に、図４（ａ）に示すように、第１の内部電極１２と第２の内部電極１３に対応するパターンの金属膜を、あらかじめ定めた数、蒸着とパターニングにより形成する。

その後、誘電体フィルム板１１０を、その幅広方向に切断し、図４（ｂ）に示すように、第１の内部電極１２と第２の内部電極１３とが連なった連続体１２０を製造する。

続いて、連続体１２０を、第１の内部電極１２と第２の内部電極１３とを分離するように切断し、図４（ｃ）に示すように、第１のフィルム２０と第２のフィルム２１とを製造する。

次に、第１のフィルム２０と第２のフィルム２１とを、交互にｚ方向に積層する。このとき、第１のフィルム２０と第２のフィルム２１とは、ｙ方向のそれぞれの両端を揃えて、図５（ａ）に示すように、ｘ方向については互いにオフセットｓ分だけずらして積層する。また、最上層には内部電極の絶縁および保護のために、金属膜が未形成で、フィルム２０，２１と同じ大きさの誘電体フィルム１１を積層する。

その後、これらを圧着処理して積層体を形成する。このとき、誘電体フィルム１１の電極１２又１３の形成されていない幅ｍの端部領域は相互に未着し、外部と第１の内部電極１２及び第２の内部電極１３を絶縁する。

その後、図５（ｂ）に示すように、積層体のｘ方向一側部に、メタリコン処理によって導電性溶射材を吹き付け、第１の内部電極１２の端部に接続された第１のメタリコン部１４を形成する。これにより、第１の内部電極１２と第１のメタリコン部１４とが電気的に相互に接続される。

続いて、図５（ｃ）に示すように、積層体のｘ方向他側面に、メタリコン処理によって、第２の内部電極１３の端部に接続された第２のメタリコン部１５を形成する。これにより、複数の第２の内部電極１３と第２のメタリコン部１５とが電気的に相互に接続される。

このようにして製造された積層型フィルムコンデンサ１００では、図６（ａ）に示すように、第１のフィルム２０および第２のフィルム２１が積層方向から視た積層体の主面（面ＡＢＣＤと面ＥＦＧＨと）の形状が、台形である。また、積層型フィルムコンデンサ１００では、積層体の主面（面ＡＢＣＤと面ＥＦＧＨと）同士が平行である。

製造された積層型フィルムコンデンサ１００に、図６（ｂ）に示すように、第１の外部電極（バスバー）３０を、第１のメタリコン部１４（第１のメタリコン部１４については下面に隠れていて図に描かれていない）に取り付け、第２の外部電極（バスバー）３１を、第２のメタリコン部１５に取り付けることで、コンデンサモジュール２００が製造される。

第１の外部電極（バスバー）３０と第２の外部電極（バスバー）３１とは、積層型フィルムコンデンサ１００を外部回路に接続するための金属板である。第１の外部電極３０と第２の外部電極３１とは、例えば圧着、メッキ部等により、メタリコン部１４，１５に接続されている。

第１の外部電極３０は、外部回路接続用の第１の外部電極端子３０ａを備え、第２の外部電極３１は外部回路接続用の第２の外部電極端子３１ａを備える。

なお、コンデンサモジュール２００は、容器（コンデンサモジュール２００の外形と相似である外形の容器）に収容され、容器に充填された封止材で固定される。この容器と封止材については、図示を省略している。

以上、単体の積層型フィルムコンデンサ１００と、その積層型フィルムコンデンサ１００に端子を接続したコンデンサモジュール２００と、について説明した。次に、複数のコンデンサモジュール２００から構成される、リング状のコンデンサモジュール集合体３００について、図７（ａ），（ｂ）を参照して説明する。

コンデンサモジュール集合体３００は、コンデンサモジュール２００のｙ方向一側部（側面ＡＤＨＥ）と、他側部（側面ＢＣＧＦ）とを、他のコンデンサモジュール２００の他側部（側面ＢＣＧＦ）と一側部（側面ＡＤＨＥ）とに接触させて６個同一平面上に並べることで、リング状に配列したものである。

リング状に配列された６個のコンデンサモジュール２００の第１の外部電極端子３０ａは、環状の第１の配線３２により相互に接続されている。第１の配線３２は、第１の外部電極端子３０ａに、例えば溶接されている。同様に、６個のコンデンサモジュール２００の第２の外部電極端子３１ａは、環状の第２の配線３３に、溶接により、接続されている。

このコンデンサモジュール集合体３００は、例えば、図８に示すように、インバータ３１０と、インバータ３１０から出力された三相電力で動作する三相モータ３２０と、を備える電力変換システム３５０に搭載される。

インバータ３１０は、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor；絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）、ＩＧＢＴのオンオフ制御を行う制御回路等を有する。インバータ３１０は、バッテリ等の直流電源から直流電力が供給された場合、その直流電力を三相電力に変換する。そして、インバータ３１０は、三相電力を、三相モータ３２０に供給する。一方、インバータ３１０は、三相モータ３２０から発電電力（三相電力）が供給された場合、その三相電力を直流電力に変換する。そして、インバータ３１０は、直流電力を、バッテリ等に供給する。

コンデンサモジュール集合体３００は、インバータ３１０の隣に、三相モータ３２０の回転軸３３０を開口に挿通した状態で配置され、第１の配線３２と第２の配線３３とは、それぞれ、インバータ３１０とバッテリとを接続する配線に接続される。

以上のように、コンデンサモジュール集合体３００、コンデンサモジュール２００、積層型フィルムコンデンサ１００では、第１のフィルム２０および第２のフィルム２１が積層された方向に視た積層体の主面（面ＡＢＣＤと面ＥＦＧＨと）の形状が、台形である。

このため、積層型フィルムコンデンサ１００、或いは、コンデンサモジュール２００の側面ＡＤＨＥと側面ＢＣＧＦとを、他の積層型フィルムコンデンサ１００、或いは、他のコンデンサモジュール２００の側面ＡＤＨＥと側面ＢＣＧＦとに接触させて同一平面上に並べることで、リング状が形成可能である。

このリング状（開口を形成して１周回する態様）を形成する積層型フィルムコンデンサ１００、或いは、コンデンサモジュール２００のうち、ある積層型フィルムコンデンサ１００、或いは、コンデンサモジュール２００に不具合が発生した場合、その不具合が発生した積層型フィルムコンデンサ１００、或いは、コンデンサモジュール２００を交換すればよい。従って、本実施の形態の積層型フィルムコンデンサ１００、コンデンサモジュール２００およびコンデンサモジュール集合体３００によれば、コンデンサの部分的な交換を可能にすることで、コンデンサの交換費用を抑制することができる。

また、積層型フィルムコンデンサ１００、或いは、コンデンサモジュール２００の面ＡＢＣＤ（または面ＥＦＧＨ）の上底と下底とを除いた２辺の延長線上の交点における交差角が、３６０°／ｎ（ｎはコンデンサモジュール２００の数）の関係を満たしている。

このため、複数の積層型フィルムコンデンサ１００、或いは、コンデンサモジュール２００でリング状を実現する場合、積層型フィルムコンデンサ１００、或いは、コンデンサモジュール２００を、隙間なく接触させて、並べることができる。従って、本実施の形態の積層型フィルムコンデンサ１００、コンデンサモジュール２００およびコンデンサモジュール集合体３００によれば、誘電体フィルムが例えば直方体である積層型フィルムコンデンサ或いはフィルムコンデンサで、リング状を形成する場合と比較して、空間の有効利用が可能である。

また、コンデンサモジュール集合体３００をこのように配置することで、三相モータ３２０の回転軸３３０近傍のデッドスペースを有効利用しつつ、三相モータ３２０を力行運転している際に、直流電源がインバータ３１０に印加する直流電圧に重畳したサージを低減でき、また、三相モータ３２０が回生動作している際に、インバータ３１０から出力された直流電圧に重畳したサージを低減できる。

上記実施の形態においては、第１の内部電極１２と第２の内部電極１３とを金属蒸着膜で形成する例を示したが、電極は任意の導体で形成可能である。例えば、金属箔で形成することも可能である。この場合、金属箔の厚さによっては、積層・圧着工程で、誘電体膜１１の端部（電極が形成されていない部分）が密着しない可能性がある。このような場合には、幅ｇ及びｍの電極非形成領域に、金属箔とほぼ同一の厚さの絶縁膜を配置して、積層・圧着すればよい。

また、電極非形成領域の幅ｇ及びｍは一定値である必要なく、位置に応じて変化させたり、第１のフィルム２０と第２のフィルム２１とで異ならせてもよい。

（実施の形態２）
上述したコンデンサモジュール２００では、第１の外部電極端子３０ａと第２の外部電極端子３１ａとは、別々の面に配置されていた。しかし、これに限られるものではなく、第１の外部電極端子３０ａと第２の外部電極端子３１ａとを、同一の面に配置してもよい。

第１の外部電極端子３０ａと第２の外部電極端子３１ａとを同一の面に配置することを可能とする第１のフィルム５０と第２のフィルム５１とを、図９（ａ），（ｂ）に示す。

第１のフィルム５０は、実施の形態１と同一構成の誘電体フィルム１１と、誘電体フィルム１１の第１面に配置された第１の内部電極４１と、第１の内部電極４１に接続された第１の引出導体４２と、を備える。

第１の内部電極４１は、金属膜から構成されている。この金属膜は、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ等の電気伝導体の膜であり、箔又は蒸着膜等で形成される。

第１の内部電極４１には、長方形状の第１の引出導体４２が接続されている。第１の引出導体４２の中央部分は、辺ａｄからＴ１離れた位置に配置されている。第１の引出導体４２の一端は第１の内部電極４１に接続され、第１の引出導体４２の他端は誘電体フィルム１１の下底ｃｄに接した状態に形成される。第１の引出導体４２は、箔又は蒸着膜等で、第１の内部電極４１と一体に形成される。

なお、第１の内部電極４１と第１の引出導体４２とが金属箔で形成される場合、幅ｇ，ｍが小さいと上下の誘電体フィルム１１間の隙間が圧着後もなくならないことがある。そのようなときには、第１の内部電極４１と第１の引出導体４２との周囲には、絶縁膜が形成されてもよい。

第２のフィルム５１は、実施の形態１と同じ構成の誘電体フィルム１１と、誘電体フィルム１１の第１面に配置された第２の内部電極４３と、第２の内部電極４３に接続された第１の引出導体４４と、を備える。

第２の内部電極４３は、金属膜から構成されている。この金属膜は、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ等の電気伝導体の膜であり、箔又は蒸着膜等で形成される。第２の内部電極４３は、第１の内部電極４１と対向配置されて容量を形成する。

第２の内部電極４３には、長方形状の第２の引出導体４４が接続されている。第２の引出導体４４の中央部分は、辺ａｄからＴ２離れた位置に配置されている。第２の引出導体４４の一端は第２の内部電極４３に接続され、第２の引出導体４４の他端は誘電体フィルム１１の第１面の下底ｃｄに接した状態に形成される。第２の引出導体４４は、箔又は蒸着膜等で、第２の内部電極４３と一体に形成される。

上述の通り、第２の引出導体４４の中央部分は、辺ａｄからＴ２離れた位置に配置され、一方、第１の引出導体４２の中央部分は、辺ａｄからＴ１離れた位置に配置されており、平面視で第１の引出導体４２と第２の引出同載４４とは重ならず一定距離離間した位置に配置されている。

上述した第１のフィルム５０と第２のフィルム５１とは、ｘ，ｙ方向のそれぞれの両端を揃えて、図１０の断面図（図１１（ａ）のｂ−ｂ断面図）に示すように、交互に積層される。そして、内部電極１２，１３の絶縁および保護のために、最上層に、金属膜が未形成の、フィルム５０，５１と同じ大きさの誘電体フィルム１１を積層される。

そして、第１の引出導体４２を、メッキ処理によって、粒子の細かい金属の皮膜で覆い（不図示）、その金属の皮膜に、メタリコン処理によって溶射材を吹き付け、第１のメタリコン部４５を形成する。また、第２の引出導体４４を、メッキ処理によって、粒子の細かい金属の皮膜で覆い（不図示）、その金属の皮膜に、メタリコン処理によって溶射材を吹き付け、第２のメタリコン部４６を形成する。これにより、図１１（ａ），（ｂ）に示す、積層型フィルムコンデンサ４００が完成する。

その後、積層型フィルムコンデンサ４００を外部回路に接続するための第１の外部電極（バスバー）４７と第２の外部電極（バスバー）４８とが、例えば圧着、メッキ部等により、第１のメタリコン部４５と第２のメタリコン部４６とに、それぞれ取り付けられる。これにより、コンデンサモジュール５００が完成する。

第１の外部電極４７は、外部回路接続用の第１の外部電極端子４７ａを備え、第２の外部電極４８は、外部回路接続用の第２の外部電極端子４８ａを備える。なお、本実施の形態では、第１の外部電極端子４７ａは、第２の外部電極端子４８ａよりも長い。

なお、コンデンサモジュール５００は、容器（コンデンサモジュール５００の外形と相似である外形の容器）に収容され、容器に充填された封止材で固定される。この容器と封止材については、図示を省略している。

また、図１０では、発明の理解を容易にするために、誘電体フィルム１１が１３層積層された積層型フィルムコンデンサ４００を図示しているが、積層型フィルムコンデンサ４００の積層数は、これに限られるものではない。

以上、単体の積層型フィルムコンデンサ４００と、その積層型フィルムコンデンサ４００に端子を接続したコンデンサモジュール５００と、について説明した。次に、複数のコンデンサモジュール５００から構成される、リング状のコンデンサモジュール集合体６００について説明する。

コンデンサモジュール集合体６００は、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、実施の形態１のコンデンサモジュール集合体３００と同様、コンデンサモジュール４００の、台形を構成する辺（辺ａｂ、辺ｂｃ）のうちの一方の集合からなる一側面（側面ＡＤＨＥ）と、他方の集合からなる他側面（側面ＢＣＧＦ）とを、他のコンデンサモジュール４００の一側面（側面ＡＤＨＥ）と他側面（側面ＢＣＧＦ）とに接触させて、コンデンサモジュール４００を複数、同一平面上に並べることで、リング状を形成したものである。

コンデンサモジュール集合体６００は、例えば、前述の電力変換システム３５０に搭載される。電力変換システム３５０は、前述のインバータ３１０と、インバータ３１０から出力された三相電力で動作する前述の三相モータ３２０と、を備える。

コンデンサモジュール集合体６００は、図８に示す実施の形態１のコンデンサモジュール集合体３００と同様、インバータ３１０の隣に、三相モータ３２０の回転軸３３０を開口に挿通した状態で配置される。

コンデンサモジュール集合体６００は、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、例えば６つのコンデンサモジュール５００と、各コンデンサモジュール５００の第１の外部電極端子４７ａに接続された環状の第１の配線６１と、各コンデンサモジュール５００の第２の外部電極端子４８ａに接続された環状の第２の配線６２と、を備える。

第１の配線６１は、上述のように接触した状態で並べられたコンデンサモジュール５００の第１の外部電極端子４７ａ同士を接続するための、例えば、環状の金属導体である。第１の配線６１は、第１の外部電極端子４７ａに、例えば溶接されている。

また、第２の配線６２は、上述のように接触した状態で並べられたコンデンサモジュール５００の第２の外部電極端子４８ａ同士を接続するための、例えば、第１の配線６１で形成される環よりも径が小さい、環状の金属導体である。第２の配線６２は、第２の外部電極端子４８ａに、例えば溶接されている。

以上のように、コンデンサモジュール集合体６００、コンデンサモジュール５００、積層型フィルムコンデンサ４００では、第１のフィルム５０および第２のフィルム５１が積層された方向に視た積層体の主面（面ＡＢＣＤと面ＥＦＧＨと）の形状が、台形である。

このため、積層型フィルムコンデンサ４００、或いは、コンデンサモジュール５００の側面ＡＤＨＥと側面ＢＣＧＦとを、他の積層型フィルムコンデンサ４００、或いは、他のコンデンサモジュール５００の側面ＡＤＨＥと側面ＢＣＧＦとに接触させて同一平面上に並べることで、リング状が形成可能である。

このリング状（開口を形成して１周回する態様）を形成する積層型フィルムコンデンサ４００、或いは、コンデンサモジュール５００のうち、ある積層型フィルムコンデンサ４００、或いは、コンデンサモジュール５００に不具合が発生した場合、その不具合が発生した積層型フィルムコンデンサ４００、或いは、コンデンサモジュール５００を交換すればよい。従って、本実施の形態の積層型フィルムコンデンサ４００、コンデンサモジュール５００およびコンデンサモジュール集合体６００によれば、コンデンサの部分的な交換を可能にすることで、コンデンサの交換費用を抑制することができる。

また、積層型フィルムコンデンサ４００、或いは、コンデンサモジュール５００の面ＡＢＣＤ（または面ＥＦＧＨ）の上底と下底とを除いた２辺の延長線上の交点における交差角が、３６０°／ｎ（ｎはコンデンサモジュール２００の数）の関係を満たしている。

このため、複数の積層型フィルムコンデンサ４００、或いは、コンデンサモジュール５００でリング状を実現する場合、積層型フィルムコンデンサ４００、或いは、コンデンサモジュール５００を、隙間なく接触させて、並べることができる。従って、本実施の形態の積層型フィルムコンデンサ４００、コンデンサモジュール５００およびコンデンサモジュール集合体６００によれば、誘電体フィルムが例えば直方体である積層型フィルムコンデンサ或いはフィルムコンデンサで、リング状を形成する場合と比較して、空間の有効利用が可能である。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、この発明は上述の実施の形態に限定されず、種々の変形および応用が可能である。

上述した積層型フィルムコンデンサ１００，４００では、第１の内部電極１２，４１と第２の内部電極１３，４４とは、１つの誘電体フィルム１１に、容量を形成する電極が１つずつ形成されていたが、これに限られるものではなく、容量を形成する電極が複数、１つの誘電体フィルム１１に、形成されていてもよい（分割電極でもよい）。

また、上述した積層型フィルムコンデンサ１００，４００、或いは、コンデンサモジュール２００，５００を接触させて並べた場合に、所望の大きさの開口が形成でき、１周回できれば、積層型フィルムコンデンサ１００，４００、或いは、コンデンサモジュール２００，５００のそれぞれは、同一の大きさでなくてもよい（大きさに許容されるばらつきがあってもよい）。

また、上述の積層型フィルムコンデンサ１００，４００（或いは、コンデンサモジュール２００，５００）を配列することにより、開口を有する６角形のコンデンサモジュール集合体３００を形成する例を示したが、任意のｎ角形のコンデンサモジュール集合体を形成可能である。この場合、上述の積層型フィルムコンデンサ１００、４００（或いは、コンデンサモジュール２００，５００）の、辺ＡＤの延長線と辺ＢＣの延長線との交差角が、３６０°／ｎとなるように構成すればよい。例えば、交差角を３０°（ｎ＝１２）にすることで、開口が形成された、１２角形のコンデンサモジュール集合体３００を形成することができる。また、差角を、１２０°（ｎ＝３）にすることで、３角形のコンデンサモジュール集合体３００を形成することができる。

また、各実施の形態では、正多角形を構成したコンデンサモジュール集合体３００，６００を例示したが、これに限られるものではない。コンデンサモジュール集合体３００，６００は、リング状であれば、正多角形である必要はない。また、積層型フィルムコンデンサ１００，４００の平面形状も、他の積層型フィルムコンデンサ１００，４００と組み合わせてリング状を形成可能であれば、任意である。

また、実施の形態１では、第１の配線３２と第１の外部電極端子３０ａとの接続、および、第２の配線３３と第２の外部電極端子３１ａとの接続は、溶接であった。また、実施の形態２では、第１の配線６１と第１の外部電極端子４７ａとの接続、および、第２の配線６２と第２の外部電極端子４８ａとの接続は、溶接であったが、これに限られるものではない。即ち、第１の配線３２と第１の外部電極端子３０ａとの接続、および、第２の配線３３と第２の外部電極端子３１ａとの接続は、例えば、ネジ止めであってもよい。同様に、第１の配線６１と第１の外部電極端子４７ａとの接続、および、第２の配線６２と第２の外部電極端子４８ａとの接続は、例えば、ネジ止めであってもよい。このようにネジ止めを採用することで、コンデンサの部分的な交換を更に容易できる。

本発明は、本発明の広義の思想と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態および変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。即ち、本発明の範囲は、上述した実施の形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内およびそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。

１１誘電体フィルム
１２，４１第１の内部電極
１３，４３第２の内部電極
１４，４５第１のメタリコン部
１５，４６第２のメタリコン部
２０，５０第１のフィルム
２１，５１第２のフィルム
３０，４７第１の外部電極
３１，４８第２の外部電極
３０ａ，４７ａ第１の外部電極端子
３１ａ，４８ａ第２の外部電極端子
４２第１の引出導体
４４第２の引出導体
１００，４００フィルムコンデンサ
２００，５００コンデンサモジュール
３００，６００コンデンサモジュール集合体
１１０誘電体フィルム板
１２０連続体
３１０インバータ
３２０三相モータ
３５０電力変換システム

Claims

誘電体フィルム上に第１の内部電極が形成された第１のフィルムおよび誘電体フィルム上に第２の内部電極が形成された第２のフィルムが、交互に複数積層された積層体と、
前記第１の内部電極に接続された第１の電極と、
前記第２の内部電極に接続された第２の電極と、
を有し、
前記第１のフィルムおよび第２のフィルムが積層された方向に視た前記積層体の、主面の形状は、台形である、積層型フィルムコンデンサを複数備えるコンデンサモジュールであって、
台形である前記主面を構成する辺のうちの上底および下底を除いた２辺の一方の集合からなる前記積層型フィルムコンデンサの一側面と、前記２辺の他方の集合からなる前記積層型フィルムコンデンサの他側面とを、他の前記積層型フィルムコンデンサの前記一側面と前記他の前記積層型フィルムコンデンサの前記他側面とに接触させて、複数の前記積層型フィルムコンデンサを同一平面上に並べることで、リング状を形成した、
コンデンサモジュール。
前記台形である前記主面を構成する辺のうちの上底および下底を除いた２辺の延長線上の交点における交差角が、前記同一平面上に並べる前記コンデンサモジュールの数をｎとして、３６０°／ｎの関係を満たす、
請求項１に記載のコンデンサモジュール。
入力された直流電力を交流電力に変換して、または、入力された交流電力を直流電力に変換して、出力する電力変換装置と、
前記電力変換装置から出力された電力で動作するモータと、
前記モータの回転軸を前記リング状の開口に挿通し、前記電力変換装置に入力される直流電圧に重畳したサージを低減する、または、前記電力変換装置から出力される直流電圧に重畳したサージを低減する、請求項１または２に記載のコンデンサモジュールと、
を備える電力変換システム。