JP7065595B2 - Film capacitor module - Google Patents
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Description
本発明は、フィルムコンデンサモジュールに関する。 The present invention relates to a film capacitor module.
電気自動車、ハイブリッド自動車等の車両は、直流電力と交流電力との間で電力変換を行う電力変換装置を搭載している。この電力変換装置を構成するフィルムコンデンサモジュールは、誘電体フィルムが巻回されてなるフィルム素子を備えているが、近年の高電流化や高電圧化などの影響によりインバータ回路に瞬間的に定常状態を超えて発生するサージ電圧を抑制するために、インダクタンスを低く抑えたいという要請や放熱性を高めたいという要請がある。 Vehicles such as electric vehicles and hybrid vehicles are equipped with a power conversion device that converts power between DC power and AC power. The film capacitor module that constitutes this power conversion device is equipped with a film element in which a dielectric film is wound, but due to the effects of recent increases in current and voltage, the inverter circuit is momentarily in a steady state. In order to suppress the surge voltage generated in excess of the above, there is a request to keep the inductance low and a request to improve the heat dissipation.
このような要請に対して、下記の特許文献1に開示には、インダクタンスを低減するための第1の構造と、フィルム素子を冷却するための第2の構造と、を有するコンデンサモジュールが開示されている。このコンデンサモジュールは、1つのフィルム素子が金属ケースに収容されており、その端子がいずれも平板状の正極バスバ及び負極バスバに電気的に接続されるように構成されている。
In response to such a request, the following
上記の第1の構造によれば、各バスバに沿って金属ケースの壁面を延在させ、また正極バスバ及び負極バスバを互いに近接させて平行に延在させることによって、コンデンサモジュールのインダクタンスを低減するようにしている。また、上記の第2の構造によれば、バスバと金属ケースとの間に冷却用の絶縁伝熱部材を介在させることによって、コンデンサモジュールの放熱性を高めるようにしている。 According to the first structure described above, the inductance of the capacitor module is reduced by extending the wall surface of the metal case along each bus bar and extending the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar in parallel with each other in close proximity to each other. I am doing it. Further, according to the second structure described above, the heat dissipation of the capacitor module is enhanced by interposing an insulating heat transfer member for cooling between the bus bar and the metal case.
しかしながら、上記のような第1の構造及び第2の構造を有するコンデンサモジュールは、1つのフィルム素子に対しては有効であるものの、複数のフィルム素子を組み合わせたコンデンサモジュールに適用したときには、インダクタンス低減効果と放熱効果のいずれについても悪化するという問題がある。即ち、複数のフィルム素子のそれぞれの電極を接続するバスバを長くする必要があり、バスバの延長の影響によってインダクタンスが高くなる。また、隣接する2つのフィルム素子の間に熱がこもり易くなり放熱効果が低下する。 However, although the capacitor module having the first structure and the second structure as described above is effective for one film element, when applied to a capacitor module in which a plurality of film elements are combined, the inductance is reduced. There is a problem that both the effect and the heat dissipation effect are deteriorated. That is, it is necessary to lengthen the bus bar connecting the electrodes of the plurality of film elements, and the inductance becomes high due to the influence of the extension of the bus bar. In addition, heat tends to be trapped between two adjacent film elements, and the heat dissipation effect is reduced.
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、複数のフィルム素子を備えるフィルムコンデンサモジュールにおいてインダクタンスを低減し且つ放熱性を高めるのに有効な技術を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an effective technique for reducing inductance and improving heat dissipation in a film capacitor module including a plurality of film elements.
本発明の一態様は、
表面に金属膜(12)が成膜され巻回軸(L)まわりに巻回された誘電体フィルム(11)を有し、上記誘電体フィルムの巻回軸方向(X)の両面のそれぞれに正極メタリコン電極(13P)及び負極メタリコン電極(13N)のそれぞれが設けられた複数のフィルム素子(10)と、
上記複数のフィルム素子のそれぞれの上記正極メタリコン電極を並列に電気接続する正極バスバ(20,120,220,320)と、
上記複数のフィルム素子のそれぞれの上記負極メタリコン電極を並列に電気接続する負極バスバ(30,130,230,330)と、
を備え、
上記複数のフィルム素子は、上記巻回軸方向と直交する配列方向(Y)についてのみそれぞれが隙間(14)を隔てて一列に配列されるとともに、隣接する2つのフィルム素子(10,10)について一方のフィルム素子(10)の上記正極メタリコン電極と他方のフィルム素子(10)の上記負極メタリコン電極とが上記巻回軸方向の同じ側に配置されており、
上記正極バスバ及び上記負極バスバはいずれも、上記複数のフィルム素子のそれぞれの上記隙間の全てを上記巻回軸方向に沿って上記正極メタリコン電極から上記負極メタリコン電極までの範囲に延在し且つ当該バスバの通電経路を形成する延在部(25,35)を有する、フィルムコンデンサモジュール(1,101,201,301,501)、
にある。
One aspect of the present invention is
A dielectric film (11) having a metal film (12) formed on its surface and wound around a winding axis (L) is provided on both sides of the dielectric film in the winding axis direction (X). A plurality of film elements (10) provided with a positive electrode metallicon electrode (13P) and a negative electrode metallicon electrode (13N), respectively.
A positive electrode bus bar (20, 120, 220, 320 ) for electrically connecting the positive electrode metallikon electrodes of the plurality of film elements in parallel, and
Negative electrode bus bars (30, 130, 230, 330 ) that electrically connect the negative electrode metallikon electrodes of the plurality of film elements in parallel, and
Equipped with
The plurality of film elements are arranged in a row with a gap (14) separated only in the arrangement direction (Y) orthogonal to the winding axis direction, and two adjacent film elements (10, 10) are arranged. The positive electrode of the positive electrode of one film element (10) and the negative electrode of the negative electrode of the other film element (10) are arranged on the same side in the winding axis direction.
In both the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar , all of the gaps of each of the plurality of film elements extend in the range from the positive electrode metallikon electrode to the negative electrode metallikon electrode along the winding axis direction. A film capacitor module (1,101,201,301 , 501), which has an extension portion (25,35) forming an energization path of the bus bar.
It is in.
上記のフィルムコンデンサモジュールにおいて、複数のフィルム素子のそれぞれにおいて正極メタリコン電極から負極メタリコン電極に向けて巻回軸方向に電流が流れる。また、バスバのうち隣接する2つのフィルム素子の間の隙間を巻回軸方向に沿って延在する延在部にも巻回軸方向に電流が流れる。 In the above film capacitor module, a current flows in the winding axis direction from the positive electrode metallikon electrode to the negative electrode metallikon electrode in each of the plurality of film elements. Further, a current flows in the winding axis direction also in the extending portion extending along the winding axis direction in the gap between two adjacent film elements in the bus bar.
ここで、延在部を流れる電流の向きは、隣接する2つのフィルム素子のいずれか一方のフィルム素子を流れる電流の向きと逆向きの関係になる。このとき、このフィルム素子の通電時に生じる磁界の向きと、バスバの延在部の通電時に生じる磁界の向きが互いに逆になるため、このフィルム素子において発生する磁束を打ち消す作用が得られる。これにより、フィルムコンデンサモジュールのインダクタンスを低く抑えることができる。
また、隣接する2つのフィルム素子の間の隙間にバスバの延在部を介装することによって、この隙間に滞留する熱を、バスバを介して外部へ引き出して放熱することができる。
Here, the direction of the current flowing through the extending portion has a relationship opposite to the direction of the current flowing through one of the two adjacent film elements. At this time, since the direction of the magnetic field generated when the film element is energized and the direction of the magnetic field generated when the extending portion of the bus bar is energized are opposite to each other, the action of canceling the magnetic flux generated in the film element can be obtained. As a result, the inductance of the film capacitor module can be suppressed to a low level.
Further, by interposing the extending portion of the bus bar in the gap between the two adjacent film elements, the heat accumulated in this gap can be drawn out to the outside through the bus bar and dissipated.
以上のごとく、上記態様によれば、複数のフィルム素子を備えるフィルムコンデンサモジュールにおいてインダクタンスを低減し且つ放熱性を高めることができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
As described above, according to the above aspect, the inductance can be reduced and the heat dissipation can be improved in the film capacitor module provided with a plurality of film elements.
The reference numerals in parentheses described in the scope of claims and the means for solving the problem indicate the correspondence with the specific means described in the embodiments described later, and limit the technical scope of the present invention. It's not a thing.
以下、電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載され、直流電力と交流電力との間の電力変換を行う電力変換装置に使用されるフィルムコンデンサモジュールの実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, an embodiment of a film capacitor module mounted on an electric vehicle, a hybrid vehicle, or the like and used in a power conversion device for power conversion between DC power and AC power will be described with reference to the drawings.
なお、本明細書の図面では、特に断わらない限り、フィルム素子を構成する誘電体フィルムの巻回軸方向を矢印Xで示し、且つ複数のフィルム素子の配列方向を矢印Xで示し、且つ巻回軸方向X及び配列方向Yの両方に直交する幅方向を矢印Zで示すものとする。 In the drawings of the present specification, unless otherwise specified, the winding axis direction of the dielectric film constituting the film element is indicated by an arrow X, and the arrangement direction of a plurality of film elements is indicated by an arrow X, and the winding is indicated by an arrow X. It is assumed that the width direction orthogonal to both the axial direction X and the arrangement direction Y is indicated by an arrow Z.
(実施形態1)
図1及び図2に示されるように、実施形態1にかかるフィルムコンデンサモジュール(以下、単に「モジュール」ともいう。)1は、外装ケース2と、複数(本実施形態では4つ)のフィルム素子10と、正極バスバ20と、負極バスバ30と、を備える。このモジュール1は、「フィルムコンデンサアッシ」とも称呼される。
(Embodiment 1)
As shown in FIGS. 1 and 2, the film capacitor module (hereinafter, also simply referred to as “module”) 1 according to the first embodiment includes an
外装ケース2は、複数のフィルム素子10を正極バスバ20及び負極バスバ30とともに収容するためのものであり、上面に開口3を有する有底箱状の部材として構成されている。このため、複数のフィルム素子10は正極バスバ20及び負極バスバ30とともに、外装ケース2の開口3を通じて収容空間との間での挿入出が可能になる。
The
この外装ケース2は、典型的にはアルミニウムなどの金属材料や樹脂材料からなる。この外装ケース2として、ヒートシンクの性能が高い(熱抵抗が小さい)材質、大きさ、形状などが選択されるのが好ましい。
The
外装ケース2は、複数のフィルム素子10を収容した状態でこれら複数のフィルム素子10のメタリコン電極(図2中の正極メタリコン電極13P及び負極メタリコン電極13N)に対向する底部の対向壁部4を有するように構成されている。本構成において、特に対向壁部4を複数のフィルム素子10に近接させ且つこの対向壁部4のヒートシンク面積を広くすることによって、外装ケース2を利用して放熱性を高めることができる。
The
また、この放熱性を更に高めるために、外装ケース2の外表面に放熱用のフィンを設けたり、この外装ケース2を冷媒によって冷却したりすることもできる。
Further, in order to further enhance the heat dissipation property, fins for heat dissipation may be provided on the outer surface of the
図3に示されるように、フィルム素子10は、表面に金属膜12が成膜され巻回軸Lまわりに巻回された誘電体フィルム11を有する。このフィルム素子10では、誘電体フィルム11の巻回軸方向Xの両面のそれぞれに正極メタリコン電極13P及び負極メタリコン電極13Nのそれぞれが形成されている。このフィルム素子10を「巻芯」或いは「フィルムコア」ということもできる。
As shown in FIG. 3, the
複数のフィルム素子10は、特に図示しないものの、電力変換装置のインバータ回路において、直流電源から供給される直流電流に含まれるノイズ電流を除去するためのフィルタコンデンサや、昇圧された直流電圧を平滑化するための平滑コンデンサとして使用される。
Although not particularly shown, the plurality of
図2に示されるように、複数のフィルム素子10は、巻回軸方向Xと直交する配列方向Yにそれぞれが隙間14を隔てて配列されるように構成されている。また、複数のフィルム素子10は、隣接する2つのフィルム素子について一方のフィルム素子の正極メタリコン電極13Pと他方のフィルム素子の負極メタリコン電極13Nとが巻回軸方向Xの同じ側に配置されるように構成されている。即ち、複数のフィルム素子10は、正極メタリコン電極13Pと負極メタリコン電極13Nを上下反転させるようにして配列方向Yに順番に並置されている。
As shown in FIG. 2, the plurality of
正極バスバ20は、複数のフィルム素子10のそれぞれの正極メタリコン電極13Pを並列に電気接続するための部位である。この正極バスバ20は、導電性を有し且つ熱伝導性の高い金属材料からなり、複数の正極メタリコン電極13Pと同数である複数(本実施形態では4つ)の端子21と、インバータ回路(図示省略)との電気接続のための接続端子22と、を備えている。
The positive
この正極バスバ20は、2つの上板部23と、2つの下板部24と、上板部23と下板部24と連結する3つの側板部25と、を有する。上板部23及び下板部24はいずれも、巻回軸方向Xを板厚として、配列方向Yと幅方向Zとによって規定される平面上に延在する平板形状の部位である。側板部25は、配列方向Yを板厚として、巻回軸方向Xと幅方向Zとによって規定される平面上に延在する平板形状の部位である。
The positive
負極バスバ30は、複数のフィルム素子10のそれぞれの負極メタリコン電極13Nを並列に電気接続するための部材である。この負極バスバ30は、正極バスバ20と同一の金属材料からなり、複数の負極メタリコン電極13Nと同数である複数(本実施形態では4つ)の端子31と、インバータ回路(図示省略)との電気接続のための接続端子32と、を備えている。
The negative
この負極バスバ30は、2つの上板部33と、2つの下板部34と、上板部33と下板部34と連結する4つの側板部35と、1つの端壁部36と、を有する。上板部33及び下板部34はいずれも、巻回軸方向Xを板厚として、配列方向Yと幅方向Zとによって規定される平面上に延在する平板形状の部位である。側板部35は、配列方向Yを板厚として、巻回軸方向Xと幅方向Zとによって規定される平面上に延在する平板形状の部位である。端壁部36は、巻回軸方向Xと幅方向Zとによって規定される平面上に延在し且つ接続端子32に連接する平板形状の部位である。
The negative
正極バスバ20及び負極バスバ30はいずれも、複数のフィルム素子10のそれぞれの隙間14の全てにおいて巻回軸方向Xに沿って延在し且つそれぞれのバスバの通電経路を形成する延在部としての側板部25及び側板部35を有する。即ち、正極バスバ20は、対応した隙間14に介装されてこの隙間14を巻回軸方向Xに沿って延在する側板部25を有し、この側板部25が正極バスバ20の通電経路を形成している。また、負極バスバ30は、対応した隙間14に介装されてこの隙間14を巻回軸方向Xに沿って延在する側板部35を有し、この側板部35が負極バスバ30の通電経路を形成している。
Both the positive
次に、実施形態1の作用効果について、図4を参照しながら説明する。
なお、以下では、説明の便宜上、複数のフィルム素子10を図4中の右側から順に、第1フィルム素子10A、第2フィルム素子10B、第3フィルム素子10C、第4フィルム素子10Dともいう。
Next, the operation and effect of the first embodiment will be described with reference to FIG.
In the following, for convenience of explanation, the plurality of
図4に示されるように、各フィルム素子10において、電流は、全体として正極メタリコン電極13Pから負極メタリコン電極13Nに向けて実線矢印で表す第1方向D1に流れる。第1フィルム素子10A及び第3フィルム素子10Cのそれぞれにおいて、電流が図4中の下向きに流れる。また、第2フィルム素子10B及び第4フィルム素子10Dのそれぞれにおいて、電流が図4中の上向きに流れる。
As shown in FIG. 4, in each
正極バスバ20において、電流は、接続端子22から各フィルム素子10のための端子21を順次経由しながら、実線矢印で表す第2方向D2に流れる。負極バスバ30において、電流は、第4フィルム素子10Dのための端子31から他の端子31を経由しながら、接続端子32に向けて実線矢印で表す第3方向D3に流れる。
In the positive
このため、本実施形態のモジュール1では、各フィルム素子10における電流の流れ方向と、正極バスバ20及び負極バスバ30の少なくとも一方における電流の流れ方向とが互いに対向する4つの領域R1,R2,R3,R4が形成される。
Therefore, in the
第1領域R1は、第1フィルム素子10Aの外側において、第1フィルム素子10Aを第1方向D1である下向きに流れる電流に対向して、負極バスバ30の端壁部36を電流が上向きに流れる領域である。端壁部36は、複数のフィルム素子10のうち配列方向Yの端部(図4中の右側端部)に配置された第1フィルム素子10Aの誘電体フィルム11の一部を配列方向Yの外方から覆うフィルム被覆部として構成されている。そして、この端壁部36が負極バスバ30の通電経路を形成している。
The first region R1 faces the downward current flowing through the
この第1領域R1において、第1フィルム素子10Aに電流が流れることによって生じる磁界の向きと、負極バスバ30の端壁部36に第1フィルム素子10Aとは逆向きに電流が流れることによって生じる磁界の向きが互いに逆になるため、第1フィルム素子10Aにおいて発生する磁束を打ち消す作用が得られる。
In this first region R1, the direction of the magnetic field generated by the current flowing through the
第2領域R2は、第1フィルム素子10Aと第2フィルム素子10Bとの間の隙間14において、一方の第2フィルム素子10Bを第1方向D1である上向きに流れる電流に対向して、正極バスバ20の側板部25を電流が下向きに流れ、且つ負極バスバ30の側板部35を電流が下向きに流れる領域である。
The second region R2 faces the positive current flowing upward in the first direction D1 in the
この第2領域R2において、第2フィルム素子10Bに電流が流れることによって生じる磁界の向きと、2つのバスバ20,30の側板部25,35に第2フィルム素子10Bとは逆向きに電流が流れることによって生じる磁界の向きが互いに逆になるため、第2フィルム素子10Bにおいて発生する磁束を打ち消す作用が得られる。
In this second region R2, the direction of the magnetic field generated by the current flowing through the
第3領域R3は、第2フィルム素子10Bと第3フィルム素子10Cとの間の隙間14において、一方の第3フィルム素子10Cを第1方向D1である下向きに流れる電流に対向して、正極バスバ20の側板部25を電流が上向きに流れ、且つ負極バスバ30の側板部35を電流が上向きに流れる領域である。
In the
この第3領域R3において、第3フィルム素子10Cに電流が流れることによって生じる磁界の向きと、2つのバスバ20,30の側板部25,35に第3フィルム素子10Cとは逆向きに電流が流れることによって生じる磁界の向きが互いに逆になるため、第3フィルム素子10Cにおける発生する磁束を打ち消す作用が得られる。
In this third region R3, the direction of the magnetic field generated by the current flowing through the
第4領域R4は、第3フィルム素子10Cと第4フィルム素子10Dとの間の隙間14において、一方の第4フィルム素子10Dを第1方向D1である上向きに流れる電流に対向して、正極バスバ20の側板部25を電流が下向きに流れ、且つ負極バスバ30の側板部35を電流が下向きに流れる領域である。
In the
この第4領域R4において、第4フィルム素子10Dに電流が流れることによって生じる磁界の向きと、2つのバスバ20,30の側板部25,35に第4フィルム素子10Dとは逆向きに電流が流れることによって生じる磁界の向きが互いに逆になるため、第4フィルム素子10Dにおいて発生する磁束を打ち消す作用が得られる。
In the fourth region R4, the direction of the magnetic field generated by the current flowing through the
上述のように、4つの領域R1,R2,R3,R4のそれぞれでは、各フィルム素子10において発生する磁束を打ち消す作用が得られる。これにより、モジュール1のインダクタンスを低く抑えることができる。この場合、インバータ回路に瞬間的に定常状態を超えて発生するサージ電圧を抑制するのに有利である。
As described above, in each of the four regions R1, R2, R3, and R4, the action of canceling the magnetic flux generated in each
また、3つの領域R2,R3,R4のそれぞれにおいて、隣接する2つのフィルム素子10,10の間の隙間14(図2参照)に正極バスバ20の側板部25と負極バスバ30の側板部35の両方が介装されている。このため、隙間14に滞留する熱を、いずれも熱伝導性の高い正極バスバ20及び負極バスバ30のそれぞれを介して外部へ引き出して放熱する作用が得られる。このような作用は「熱引き」とも称呼される。
Further, in each of the three regions R2, R3, and R4, the
更に、正極バスバ20の上板部23及び下板部24はいずれも、フィルム素子10の正極メタリコン電極13Pの一部を巻回軸方向Xの外方から覆う電極被覆部として構成されている。また、負極バスバ30の上板部33及び下板部34はいずれも、フィルム素子10の負極メタリコン電極13Nの一部を回軸方向Xの外方から覆う電極被覆部として構成されている。このため、正極バスバ20の上板部23及び下板部24と、負極バスバ30の上板部33及び下板部34を、フィルム素子10の放熱に利用できる。
Further, both the
その結果、複数のフィルム素子10を備えるモジュール1においてインダクタンスを低減し且つ放熱性を高めることができる。
As a result, in the
この実施形態1では、特に正極バスバ20の側板部25と負極バスバ30の側板部35の双方が複数のフィルム素子10のそれぞれの隙間14の全てを巻回軸方向Xに沿って延在するため、インダクタンスを低減する効果と放熱性を高める効果の両方を高いレベルで実現することができる。
In the first embodiment, in particular, both the
以下、上記の実施形態1に関連する他の実施形態について図面を参照しつつ説明する。他の実施形態において、実施形態1の要素と同一の要素には同一の符号を付しており、当該同一の要素についての説明を省略する。 Hereinafter, other embodiments related to the above-described first embodiment will be described with reference to the drawings. In other embodiments, the same elements as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description of the same elements will be omitted.
(実施形態2)
図5に示されるように、実施形態2のモジュール101は、実施形態1の正極バスバ20と同一構造の正極バスバ120と、実施形態1の負極バスバ30と異なる構造の負極バスバ130と、を備えている。
その他の構成は、実施形態1と同様である。
(Embodiment 2)
As shown in FIG. 5, the
Other configurations are the same as those in the first embodiment.
負極バスバ130の端壁部36は、実施形態1の場合よりも面積が拡張されている。このため、端壁部36は、第1フィルム素子10Aの誘電体フィルム11の側面の概ね全体を覆うように構成されている。
The area of the
実施形態2のモジュール101によれば、第1フィルム素子10Aの誘電体フィルム11の側面の概ね全体を負極バスバ130の端壁部36によって覆うことで、第1フィルム素子10Aにおいて発生する磁束を打ち消す効果を実施形態1のモジュール1の場合よりも高めることができる。
その他、実施形態1と同様の作用効果を奏する。
According to the
Other than that, it has the same effect as that of the first embodiment.
なお、この実施形態2のモジュール101に関連する変更例として、正極バスバ120に端壁部36に相当する部位を設ける構造や、正極バスバ120及び負極バスバ130の双方に端壁部36に相当する部位を設ける構造や、正極バスバ120及び負極バスバ130の双方において端壁部36に相当する部位を省略した構造を採用することもできる。
As a modification related to the
(実施形態3)
図6に示されるように、実施形態3のモジュール201は、いずれも実施形態1の場合と異なる正極バスバ220及び負極バスバ230を備えている。なお、図6では、正極バスバ220の配置を明確にするために、便宜的にこの正極バスバ220に斜線を付した状態で表している。
その他の構成は、実施形態1と同様である。
(Embodiment 3)
As shown in FIG. 6, the
Other configurations are the same as those in the first embodiment.
正極バスバ220において、2つの上板部23のうちの一方は、端子21を形成するための開口部23aを除いて、第2フィルム素子10Bの正極メタリコン電極13P(図2参照)の概ね全体を上方から覆うように構成されている。また、2つの上板部23のうちの他方は、端子21を形成するための開口部23aを除いて、第4フィルム素子10Dの正極メタリコン電極13P(図2参照)の概ね全体を上方から覆うように構成されている。
In the positive
また、この正極バスバ220において、2つの下板部24のうちの一方は、端子21を形成するための開口部24aを除いて、第1フィルム素子10Aの正極メタリコン電極13P(図2参照)の概ね全体を下方から覆うように構成されている。また、2つの下板部24のうちの他方は、端子21を形成するための開口部24aを除いて、第3フィルム素子10Cの正極メタリコン電極13P(図2参照)の概ね全体を下方から覆うように構成されている。
Further, in the positive
一方で、負極バスバ230において、2つの上板部33のうちの一方は、端子31を形成するための開口部33aを除いて、第1フィルム素子10Aの負極メタリコン電極13N(図2参照)の概ね全体を上方から覆うように構成されている。また、2つの上板部33のうちの他方は、端子31を形成するための開口部33aを除いて、第3フィルム素子10Cの負極メタリコン電極13N(図2参照)の概ね全体を上方から覆うように構成されている。
On the other hand, in the negative
また、この負極バスバ230において、2つの下板部34のうちの一方は、端子31を形成するための開口部34aを除いて、第2フィルム素子10Bの負極メタリコン電極13N(図2参照)の概ね全体を下方から覆うように構成されている。また、2つの下板部34のうちの他方は、端子31を形成するための開口部34aを除いて、第4フィルム素子10Dの負極メタリコン電極13N(図2参照)の概ね全体を下方から覆うように構成されている。
Further, in the negative
上述のように、正極バスバ220の上板部23及び下板部24はいずれも、この正極バスバ220に電気接続される正極メタリコン電極13Pまたは負極メタリコン電極13Nの概ね全体を巻回軸方向Xの外方から覆うようになっている。同様に、負極バスバ230の上板部33及び下板部34はいずれも、この負極バスバ230に電気接続される正極メタリコン電極13Pまたは負極メタリコン電極13Nの概ね全体を巻回軸方向Xの外方から覆うようになっている。
As described above, both the
実施形態3のモジュール201によれば、実施形態1のモジュール1の場合に比べて、正極バスバ20が正極メタリコン電極13Pを覆う部位の面積を増やし、且つ負極バスバ30が負極メタリコン電極13Nを覆う部位の面積を増やすことによって、放熱性を高めることができる。
その他、実施形態1と同様の作用効果を奏する。
According to the
Other than that, it has the same effect as that of the first embodiment.
なお、この実施形態3のモジュール201に関連する変更例として、正極バスバ220と負極バスバ230のいずれか一方のみがフィルム素子10のメタリコン電極13P,13Nを覆う構造を採用することもできる。
As a modification related to the
(実施形態4)
図7に示されるように、実施形態4のモジュール301は、実施形態3の正極バスバ220と同一構造の正極バスバ320と、実施形態3の負極バスバ230と異なる構造の負極バスバ330と、を備えている。なお、図7では、正極バスバ320の配置を明確にするために、便宜的にこの正極バスバ320に斜線を付した状態で表している。
その他の構成は、実施形態1と同様である。
(Embodiment 4)
As shown in FIG. 7, the
Other configurations are the same as those in the first embodiment.
負極バスバ330の端壁部36は、実施形態3の場合よりも面積が拡張されている。このため、端壁部36は、第1フィルム素子10Aの誘電体フィルム11の側面の概ね全体を覆うように構成されている。
The area of the
実施形態4のモジュール301によれば、第1フィルム素子10Aの誘電体フィルム11の側面の概ね全体を負極バスバ330の端壁部36によって覆うことで、第1フィルム素子10Aにおいて発生する磁束を打ち消す効果を実施形態3のモジュール201の場合よりも高めることができる。
その他、実施形態3と同様の作用効果を奏する。
According to the
Other than that, it has the same effect as that of the third embodiment.
(参考形態1)
図8に示されるように、参考形態1のモジュール401は、いずれも実施形態1の場合と異なる正極バスバ420及び負極バスバ430を備えている。また、第2フィルム素子10B及び第3フィルム素子10Cのメタリコン電極13P,13Nの向きが実施形態1のモジュール1の場合と相違している。
その他の構成は、実施形態1と同様である。
( Reference form 1 )
As shown in FIG. 8, the
Other configurations are the same as those in the first embodiment.
第2フィルム素子10Bは、その正極メタリコン電極13Pが第1フィルム素子10Aの正極メタリコン電極13Pと巻回軸方向Xの同じ側に配置されている。第3フィルム素子10Cは、その正極メタリコン電極13Pが第4フィルム素子10Dの正極メタリコン電極13Pと巻回軸方向Xの同じ側に配置されている。
The positive
正極バスバ420の側板部25と負極バスバ430の側板部35はいずれも、第2フィルム素子10Bと第3フィルム素子10Cとの間の隙間14においてのみ巻回軸方向Xに沿って延在している。
Both the
参考形態1のモジュール401によれば、実施形態1のモジュール1の場合に比べて隙間14に延在する側板部25及び側板部35の数が少なくなるものの、モジュール401のインダクタンスを低減し且つ放熱性を高める効果は同様に得られる。
According to the
なお、この実施形態5のモジュール401に関連する変更例として、側板部25及び側板部35が第1フィルム素子10Aと第2フィルム素子10Bとの間の隙間14においてのみ巻回軸方向Xに沿って延在する構造や、側板部25及び側板部35が第3フィルム素子10Cと第4フィルム素子10Dとの間の隙間14においてのみ巻回軸方向Xに沿って延在する構造を採用することもできる。
As a modification related to the
(実施形態5)
図9に示されるように、実施形態5のモジュール501は、外装ケース102の構造が実施形態1の外装ケース2のものと相違している。
その他の構成は、実施形態1と同様である。
(Embodiment 5 )
As shown in FIG. 9, the
Other configurations are the same as those in the first embodiment.
このモジュール501において、複数のフィルム素子10は正極バスバ20及び負極バスバ30がとともに、外装ケース102の側面に設けられた開口3を通じて収容空間との間での挿入出が可能になっている。また、この外装ケース102は、底部の対向壁部4と上部の対向壁部5とを有する。これら2つの対向壁部4,5は、外装ケース102に収容された複数のフィルム素子10の正極メタリコン電極13P及び負極メタリコン電極13Nに対向するように構成されている。
In this
即ち、外装ケース102の対向壁部4は、第1フィルム素子10A及び第3フィルム素子10Cについては負極メタリコン電極13Nに近接して対向し、第2フィルム素子10B及び第4フィルム素子10Dについては正極メタリコン電極13Pに近接して対向している。また、外装ケース102の対向壁部5は、第1フィルム素子10A及び第3フィルム素子10Cについては正極メタリコン電極13Pに近接して対向し、第2フィルム素子10B及び第4フィルム素子10Dについては負極メタリコン電極13Nに近接して対向している。
That is, the facing
実施形態5のモジュール501によれば、外装ケース102のうち複数のフィルム素子10のメタリコン電極13P,13Nに対向するヒートシンク面積を実施形態1のモジュール1の場合よりも増やすことができ放熱性を高めることができる。
According to the
本発明は、上記の典型的な実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記の実施形態を応用した次の各形態を実施することもできる。 The present invention is not limited to the above-mentioned typical embodiments, and various applications and modifications can be considered as long as the object of the present invention is not deviated. For example, the following embodiments to which the above embodiments are applied can also be implemented.
上記の実施形態では、複数のフィルム素子10の隙間14に正極バスバの側板部25と負極バスバの側板部35の両方が延在する場合について例示したが、参考形態では、複数のフィルム素子10の隙間14に正極バスバの側板部25と負極バスバの側板部35のいずれか一方が延在するようにしてもよい。
In the above embodiment, the case where both the
上記の実施形態では、複数のフィルム素子10をバスバとともに外装ケース2,102に収容する場合について例示したが、これに代えて、外装ケース2,102を省略し樹脂モールド構造によって複数のフィルム素子10とバスバと一体化する構造を採用することもできる。
In the above embodiment, the case where the plurality of
1,101,201,301,401,501 フィルムコンデンサモジュール
2,102 外装ケース
4,5 対向壁部
10 フィルム素子
11 誘電体フィルム
12 金属膜
13P 正極メタリコン電極
13N 負極メタリコン電極
14 隙間
20,120,220,320,420 正極バスバ
23 上板部(電極被覆部)
24 下板部(電極被覆部)
25 側板部(延在部)
30,130,230,330,430 負極バスバ
33 上板部(電極被覆部)
34 下板部(電極被覆部)
35 側板部(延在部)
36 端壁部(フィルム被覆部)
L 巻回軸
X 巻回軸方向
Y 配列方向
1,101,201,301,401,501 Film capacitor module 2,102
24 Lower plate part (electrode covering part)
25 Side plate part (extended part)
30,130,230,330,430 Negative
34 Lower plate part (electrode covering part)
35 Side plate part (extended part)
36 End wall part (film covering part)
L winding axis X winding axis direction Y arrangement direction
Claims (4)
上記複数のフィルム素子のそれぞれの上記正極メタリコン電極を並列に電気接続する正極バスバ(20,120,220,320)と、
上記複数のフィルム素子のそれぞれの上記負極メタリコン電極を並列に電気接続する負極バスバ(30,130,230,330)と、
を備え、
上記複数のフィルム素子は、上記巻回軸方向と直交する配列方向(Y)についてのみそれぞれが隙間(14)を隔てて一列に配列されるとともに、隣接する2つのフィルム素子(10,10)について一方のフィルム素子(10)の上記正極メタリコン電極と他方のフィルム素子(10)の上記負極メタリコン電極とが上記巻回軸方向の同じ側に配置されており、
上記正極バスバ及び上記負極バスバはいずれも、上記複数のフィルム素子のそれぞれの上記隙間の全てを上記巻回軸方向に沿って上記正極メタリコン電極から上記負極メタリコン電極までの範囲に延在し且つ当該バスバの通電経路を形成する延在部(25,35)を有する、フィルムコンデンサモジュール(1,101,201,301,501)。 A dielectric film (11) having a metal film (12) formed on its surface and wound around a winding axis (L) is provided on both sides of the dielectric film in the winding axis direction (X). A plurality of film elements (10) provided with a positive electrode metallicon electrode (13P) and a negative electrode metallicon electrode (13N), respectively.
A positive electrode bus bar (20, 120, 220, 320 ) for electrically connecting the positive electrode metallikon electrodes of the plurality of film elements in parallel, and
Negative electrode bus bars (30, 130, 230, 330 ) that electrically connect the negative electrode metallikon electrodes of the plurality of film elements in parallel, and
Equipped with
The plurality of film elements are arranged in a row with a gap (14) separated only in the arrangement direction (Y) orthogonal to the winding axis direction, and two adjacent film elements (10, 10) are arranged. The positive electrode of the positive electrode of one film element (10) and the negative electrode of the negative electrode of the other film element (10) are arranged on the same side in the winding axis direction.
In both the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar , all of the gaps of each of the plurality of film elements extend in the range from the positive electrode metallikon electrode to the negative electrode metallikon electrode along the winding axis direction. A film capacitor module (1,101,201,301 , 501) having an extending portion (25,35) forming an energization path of the bus bar.
上記外装ケースは、上記複数のフィルム素子を収容した状態でこれら複数のフィルム素子の上記正極メタリコン電極及び上記負極メタリコン電極に対向する対向壁部(4,5)を有する、請求項1~3のうちのいずれか一項に記載のフィルムコンデンサモジュール。 An exterior case (2,102) for accommodating the plurality of film elements is provided.
The exterior case has the facing wall portions (4, 5) facing the positive electrode and the negative electrode metallikon electrodes of the plurality of film elements in a state of accommodating the plurality of film elements, according to claims 1 to 3 . The film capacitor module described in any one of them.
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