コンデンサ及び電力変換装置
【課題】発熱体の近くに存在するコンデンサ素子の温度上昇を抑制でき、そのコンデンサ素子の寿命低下を防止できるコンデンサ１を提供する。
【解決手段】両端に一対の電極面７を有する複数個のコンデンサ素子３が、電極面７が同一方向を向くように収納ケース２内に配置されている。複数個のコンデンサ素子３を電気的に並列接続する一対の接続部材４が、コンデンサ素子３の電極面７に配置されている。接続部材４は、複数個のコンデンサ素子３のうち、該コンデンサ素子３以外の発熱体８に最も近いコンデンサ素子３ａに流れる電流が、他のコンデンサ素子３に流れる電流よりも小さくなるように、部分的に電気抵抗が高くなるよう構成されている。
【解決手段】両端に一対の電極面７を有する複数個のコンデンサ素子３が、電極面７が同一方向を向くように収納ケース２内に配置されている。複数個のコンデンサ素子３を電気的に並列接続する一対の接続部材４が、コンデンサ素子３の電極面７に配置されている。接続部材４は、複数個のコンデンサ素子３のうち、該コンデンサ素子３以外の発熱体８に最も近いコンデンサ素子３ａに流れる電流が、他のコンデンサ素子３に流れる電流よりも小さくなるように、部分的に電気抵抗が高くなるよう構成されている。
【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有するコンデンサと、該コンデンサを用いた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電力変換装置等に用いるためのコンデンサが知られている（下記特許文献１参照）。図１４、図１５に、従来のコンデンサ９０の分解斜視図及び断面図を示す。同図に示すごとく、このコンデンサ９０は、収納ケース９２に複数個のコンデンサ素子９１を収納し、樹脂９５によってコンデンサ素子９１を封止したものである。個々のコンデンサ素子９１は両端に一対の電極面９６を備えており、この電極面９６に金属製のバスバー９３，９４が接続されている。バスバー９３，９４によって、複数個のコンデンサ素子９１が並列接続されている。
【０００３】
図１４、図１５に示すごとく、バスバー９３，９４は、他の電子部品に接続するための接続端子９３ａ，９４ａを備える。この接続端子９３ａ，９４ａは、バスバー９３，９４から収納ケース９２の開口部９７に向かって立設し、樹脂９５の表面から突出している。
【０００４】
一方、図１５に示すごとく、コンデンサ９０の近辺には、リアクトル９９等の発熱体が配置されている。このリアクトル９９と、コンデンサ９０と、図示しない半導体モジュール等とによって、上記電力変換装置が構成されている。
電力変換装置の使用時には、コンデンサ９０の各コンデンサ素子９１に電流が流れ、各コンデンサ素子９１は、その抵抗熱によって温度が上昇する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許３８６４９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが従来のコンデンサ９０は、使用すると接続端子９４ａにも、そこに流れる電流によって抵抗熱が発生し、この接続端子９４ａに近接するコンデンサ素子９１ａは、上述した自身の発熱に加えて、接続端子９４ａの熱をも受けることになり、特に温度が上昇しやすいという問題がある。コンデンサ素子９１は、使用時の温度が高くなりすぎると寿命が短くなる。そのため、複数個のコンデンサ素子９１のうち、接続端子９４ａに近接するコンデンサ素子９１ａの寿命が特に短くなりやすい。
それ故、従来のコンデンサ９０は、他のコンデンサ素子９１が正常であるにもかかわらず、一部のコンデンサ素子９１ａのために、コンデンサ９０全体としての寿命が短くなりやすくなる問題があった。これを防止するため、従来のコンデンサ１は、コンデンサ素子９１ａの寿命が尽き、故障した後でも全体として正常に稼動できるように、コンデンサ素子を余分に搭載する必要があった。
【０００７】
また、図１５に示すごとく、リアクトル９９に近接するコンデンサ素子９１ｂも、このリアクトル９９から発生する熱を受けて温度が上昇し、寿命が短くなりやすい。
【０００８】
さらに、コンデンサ９０を車両に搭載した場合には、車両のエンジンから発生する熱を受けて、一部のコンデンサ素子９１のみが特に温度が上昇し、寿命が短くなるという問題がある。
そのため、エンジンやリアクトル、または上記接続端子等の発熱体の近くに存在するコンデンサ素子の温度上昇を抑制でき、そのコンデンサ素子の寿命低下を防止できるコンデンサが望まれている。
【０００９】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、発熱体の近くに存在するコンデンサ素子の温度上昇を抑制でき、そのコンデンサ素子の寿命低下を防止できるコンデンサと、該コンデンサを備えた電力変換装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、収納ケースと、
両端に一対の電極面を有し、該電極面が同一方向を向くように上記収納ケース内に配置された複数個のコンデンサ素子と、
該コンデンサ素子の上記電極面に配置され、複数個の上記コンデンサ素子を電気的に並列接続する一対の接続部材とを備え、
該接続部材は、複数個の上記コンデンサ素子のうち、該コンデンサ素子以外の発熱体に最も近い上記コンデンサ素子に流れる電流が、他のコンデンサ素子に流れる電流よりも小さくなるように、部分的に電気抵抗が高くなるよう構成されていることを特徴とするコンデンサにある（請求項１）。
【００１１】
第２の発明は、電力変換回路を構成する半導体チップを内蔵する半導体モジュールと、リアクトルと、コンデンサとを有する電力変換装置であって、
上記コンデンサは、
収納ケースと、
両端に一対の電極面を有し、該電極面が同一方向を向くように上記収納ケース内に配置された複数個のコンデンサ素子と、
該コンデンサ素子の上記電極面に配置され、複数個の上記コンデンサ素子を電気的に並列接続する一対の接続部材とを備え、
該接続部材は、複数個の上記コンデンサ素子のうち、上記電力変換回路内の発熱体に最も近い上記コンデンサ素子に流れる電流が、他のコンデンサ素子に流れる電流よりも小さくなるように、部分的に電気抵抗が高くなるよう構成されていることを特徴とする電力変換装置にある（請求項５）。
【発明の効果】
【００１２】
次に、第１の発明の作用効果について説明する。
本発明では、複数個のコンデンサ素子のうち発熱体に最も近いコンデンサ素子に流れる電流が、他のコンデンサ素子に流れる電流よりも小さくなるように、接続部材の電気抵抗を部分的に高くした。
このようにすると、発熱体に近いコンデンサ素子の温度上昇を抑制でき、このコンデンサ素子の寿命低下を防止することができる。すなわち、上述したように、コンデンサは複数個のコンデンサ素子を備えており、使用時に流れる電流によって、個々のコンデンサ素子が発熱する。本発明では、発熱体に近いコンデンサ素子に流れる電流を、他のコンデンサ素子よりも少なくしたため、発熱体に近いコンデンサ素子から発生する抵抗熱を少なくすることができる。
【００１３】
そのため、発熱体に近いコンデンサ素子は、発熱体から熱を受けたとしても、自身が発生する抵抗熱が少ないため、他のコンデンサ素子と比較して、温度が特に高くなる問題が生じにくい。これにより、複数個のコンデンサ素子の温度を均一化でき、発熱体に近いコンデンサ素子のみ温度が高くなって寿命が低下する不具合を防止することができる。
それ故、本発明では、コンデンサ素子全体としての寿命を長くすることができる。また、発熱体に近いコンデンサ素子が故障した後でも正常に稼動できるように、コンデンサ素子を余分に搭載しておく等の必要もない。
【００１４】
次に、第２の発明の作用効果について説明する。本発明は、半導体モジュールと、コンデンサと、リアクトルとを備える電力変換装置において、電力変換回路内の発熱体に最も近いコンデンサ素子に流れる電流が、他のコンデンサ素子に流れる電流よりも小さくなるように、接続部材の電気抵抗を部分的に高くした。
このようにすると、発熱体に最も近いコンデンサ素子の温度上昇を抑制でき、このコンデンサ素子の寿命低下を防止できる電力変換装置を提供することができる。
すなわち、電力変換装置は、リアクトルや放電抵抗等の発熱体と、コンデンサとが１つのケース内に収納され、近接しているため、上記コンデンサ素子が発熱体の熱を受けやすい。また、電力変換装置を車両に搭載した場合には、近接するエンジンの熱をコンデンサ素子が受けやすい。
しかし本発明では、電力変換回路内の発熱体に最も近いコンデンサ素子に流れる電流が、他のコンデンサ素子に流れる電流よりも小さくなるように、接続部材の電気抵抗を部分的に高くしたため、発熱体に最も近いコンデンサ素子から発生する抵抗熱を少なくすることができる。これにより、発熱体に近いコンデンサ素子のみ温度が高くなって寿命が低下する不具合を防止することができる。
【００１５】
以上のごとく、本発明によれば、発熱体の近くに存在するコンデンサ素子の温度上昇を抑制でき、そのコンデンサ素子の寿命低下を防止できるコンデンサと、該コンデンサを備えた電力変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１における、コンデンサの断面図であって、図３のＢ−Ｂ断面図。
【図２】実施例１における、コンデンサの断面図であって、図３のＣ−Ｃ断面図。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図。
【図４】実施例１における、コンデンサの分解斜視図。
【図５】実施例１における、コンデンサの断面図であって、バスバーを変更したもの。
【図６】実施例２における、コンデンサの断面図。
【図７】実施例２における、コンデンサの断面図であって、ワイヤを変更したもの。
【図８】実施例３における、電力変換装置の回路図。
【図９】実施例３における、コンデンサの断面図。
【図１０】実施例３における、コンデンサの断面図であって、バスバーを変更したもの。
【図１１】実施例３における、コンデンサの断面図であって、接続部材をワイヤ群に変更したもの。
【図１２】実施例３における、コンデンサの断面図であって、ワイヤを変更したもの。
【図１３】実施例４における、コンデンサの断面図。
【図１４】従来例における、コンデンサの分解斜視図。
【図１５】従来例における、コンデンサの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
第１の発明において、上記接続部材は金属板からなるバスバーであり、該バスバーは板状本体部と、該板状本体部から突出して個々の上記コンデンサ素子の上記電極面に接続する突出部とを有し、複数個の上記コンデンサ素子のうち上記発熱体に最も近い上記コンデンサ素子に接続する上記突出部は、他の上記コンデンサ素子に接続する上記突出部よりも電気抵抗が高くなるよう構成されていることが好ましい（請求項２）。
このように、接続部材としてバスバーを用いると、コンデンサ素子に流れる電流を、製造ばらつきの影響を受けることなく一定にしやすくなる。すなわち、バスバーは、金属板にプレス加工または切削加工を施して製造するため、上記突出部の形状や厚さを一定にしやすい。そのため、突出部の電気抵抗の製造ばらつきを小さくすることができ、この突出部を通してコンデンサ素子に流れる電流を一定にしやすい。これにより、発熱体に最も近いコンデンサ素子に流れる電流を、確実に少なくすることができる。
【００１８】
なお、発熱体に近いコンデンサ素子に接続する突出部の電気抵抗を高くするためには、例えば、電流が流れる方向に直交する方向における、突出部の断面積を小さくすればよい。また、板状本体部よりも導電率の低い金属材料を突出部に用いてもよい。
【００１９】
また、上記接続部材は複数本のワイヤからなるワイヤ群であり、個々の上記コンデンサ素子の上記電極面に上記ワイヤが接続されており、複数個の上記コンデンサ素子のうち上記発熱体に最も近い上記コンデンサ素子に接続する上記ワイヤは、他のコンデンサに接続する上記ワイヤよりも電気抵抗が高くなるよう構成されていてもよい（請求項３）。
このように、接続部材としてワイヤ群を用いると、ワイヤは可撓性があるため、金属板からなるバスバーを接続部材に用いた場合と比較して、コンデンサ素子の電極面に接続する際の作業を行いやすくなる。
なお、発熱体に最も近いコンデンサに接続するワイヤの電気抵抗を高くするためには、例えば、そのワイヤの断面積を他のワイヤよりも小さくすればよい。また、電気抵抗を高くするワイヤを、他のワイヤよりも導電率の低い材料を用いて製造してもよい。
【００２０】
また、上記接続部材は、上記発熱体に近い上記コンデンサ素子ほど流れる電流が少なくなるように、上記電気抵抗が段階的に高くなるよう構成されていることが好ましい（請求項４）。
このようにすると、複数個のコンデンサ素子の温度を均等化しやすくなる。すなわち、発熱体に近く、熱を受けやすいコンデンサ素子ほど電気抵抗を大きくすることにより、その発熱を抑制する。これにより、複数個のコンデンサ素子の温度を均等化することができる。
【実施例】
【００２１】
（実施例１）
本発明の実施例にかかるコンデンサ及び電力変換装置につき、図１〜図５を用いて説明する。図１〜図４に示すごとく、本例のコンデンサ１は収納ケース２を備える。そして、両端に一対の電極面７を有する複数個のコンデンサ素子３が、該電極面７が同一方向を向くように収納ケース２内に配置されている。複数個のコンデンサ素子３を電気的に並列接続する一対の接続部材４が、コンデンサ素子３の電極面７に配置されている。
接続部材４は、複数個のコンデンサ素子３のうち、該コンデンサ素子３以外の発熱体８に最も近いコンデンサ素子３ａに流れる電流が、他のコンデンサ素子３に流れる電流よりも小さくなるように、部分的に電気抵抗が高くなるよう構成されている。
以下、詳説する。
【００２２】
本例のコンデンサ１は、コンデンサ素子３として、金属化フィルムを巻回もしくは積層してなるフィルムコンデンサを使用している。そして、その巻回軸方向の両端に、一対の電極面７が形成されている。また、複数個のコンデンサ素子３は、上記巻回軸方向を上下方向（ケース底面に直交する方向）にして収納ケース２内に並んでいる。コンデンサ素子３は、収納ケース２内において、樹脂１２に埋設されている。
【００２３】
また、図４に示すごとく、本例では、接続部材４は金属板からなるバスバー５であり、該バスバー５は板状本体部５０と、該板状本体部５０から突出して個々のコンデンサ素子３の電極面７に接続する突出部５１とを有する。そして、複数個のコンデンサ素子３のうち発熱体８に最も近いコンデンサ素子３ａに接続する突出部５１ａは、他のコンデンサ素子３に接続する突出部５１よりも電気抵抗が高くなるよう構成されている。
【００２４】
バスバー５は、外部装置と接続するための接続端子８０ａ，８０ｂを備える。この外部端子８０ａ，８０ｂは、図３に示すごとく、バスバー５から収納ケース２の開口側へ立設し、樹脂１２の表面から突出している。コンデンサ１を使用すると、接続端子８０ａ，８０ｂに流れる電流によって、該接続端子８０ａ，８０ｂが発熱する。本例のコンデンサ１は、この接続端子８０ａ，８０ｂが発熱体８となっている。
【００２５】
図４に示すごとく、本例では、発熱体８に近いコンデンサ素子３ａに接続する突出部５１ａの電気抵抗を高くするために、該突出部５１ａの、突出方向に直交する平面における断面の断面積を、他の突出部５１の断面積よりも小さくしている。
なお、本例では図４に示すごとく、接続端子８０ａに近いコンデンサ素子３２ａよりも、接続端子８０ｂに近いコンデンサ素子３１ａの方が、コンデンサ素子と接続端子との並走距離が長いため、より加熱されやすくなっている。そのため、コンデンサ素子３１ａに接続する突出部５１１ａの電気抵抗を、コンデンサ素子３２ａに接続する突出部５１２ａの電気抵抗よりも高くしてもよい。例えば、突出部５１１ａの、突出方向に直交する平面における断面の断面積を、突出部５１２ａの断面積よりも小さくしてもよい。
【００２６】
なお、図５に示すごとく、発熱体８に近いコンデンサ素子３ａに接続する突出部５１ａの電気抵抗を高くするために、該突出部５１ａのみ、他の突出部５１よりも導電率の低い金属材料で構成してもよい。例えば、突出部５１ａ以外の突出部５１と、板状本体部５０とを銅により構成し、突出部５１ａを銅よりも導電率の低いアルミニウム等の金属で構成してもよい。なお、この場合は、突出部５１ａの断面積と、他の突出部５１の断面積とを同じにしてもよい。
【００２７】
次に、本例の作用効果について説明する。
本発明では、複数個のコンデンサ素子３のうち発熱体８に最も近いコンデンサ素子３ａに流れる電流が、他のコンデンサ素子３に流れる電流よりも小さくなるように、接続部材４の電気抵抗を部分的に高くした。
このようにすると、発熱体８に近いコンデンサ素子３ａの温度上昇を抑制でき、このコンデンサ素子３ａの寿命低下を防止することができる。すなわち、上述したように、コンデンサ１は複数個のコンデンサ素子３を備えており、使用時に流れる電流によって、個々のコンデンサ素子３が発熱する。本発明では、発熱体８に近いコンデンサ素子３ａに流れる電流を、他のコンデンサ素子３よりも少なくしたため、発熱体８に近いコンデンサ素子３ａから発生する抵抗熱を少なくすることができる。
【００２８】
そのため、発熱体８に近いコンデンサ素子３ａは、発熱体８から熱を受けたとしても、自身が発生する抵抗熱が少ないため、他のコンデンサ素子３と比較して、温度が特に高くなる問題が生じにくい。これにより、複数個のコンデンサ素子３の温度を均一化でき、発熱体８に近いコンデンサ素子３ａのみ温度が高くなって寿命が低下する不具合を防止することができる。
それ故、本発明では、コンデンサ素子３全体としての寿命を長くすることができる。また、発熱体８に近いコンデンサ素子３ａが故障した後でも正常に稼動できるように、コンデンサ素子３を余分に搭載しておく等の必要もない。
【００２９】
また、本例では、接続部材４としてバスバー５を用いている。このようにすると、コンデンサ素子３に流れる電流を、製造ばらつきの影響を受けることなく一定にしやすくなる。すなわち、バスバー５は、金属板にプレス加工または切削加工を施して製造するため、突出部５１の形状や厚さを一定にしやすい。そのため、突出部５１の電気抵抗の製造ばらつきを小さくすることができ、この突出部５１を通してコンデンサ素子３に流れる電流を一定にしやすい。これにより、発熱体８に最も近いコンデンサ素子３ａに流れる電流を、確実に少なくすることができる。
【００３０】
以上のごとく、本例によれば、発熱体８の近くに存在するコンデンサ素子３ａの温度上昇を抑制でき、そのコンデンサ素子３ａの寿命低下を防止できるコンデンサ１を提供することができる。
【００３１】
（実施例２）
本例は、接続部材４を変更した例である。図６に示すごとく、本例では、接続部材４は複数本のワイヤ６０からなるワイヤ群６であり、個々のコンデンサ素子３の電極面７にワイヤ６０が接続されており、複数個のコンデンサ素子３のうち発熱体８に最も近いコンデンサ素子３ａに接続するワイヤ６０ａは、他のコンデンサ１に接続するワイヤ６０よりも電気抵抗が高くなるよう構成されている。
【００３２】
各ワイヤ６０は、金属からなる導線を樹脂で被覆した被覆導体線である。各ワイヤ６０は、先端が各コンデンサ素子３の電極面７に接続され、そこからコンデンサ１の短手方向（図６の上下方向）の中央に集められると共に、図６の右側へ引き出されている。また、コンデンサ１には、外部装置と接続するための接続端子８０ａ，８０ｂが設けられており、一方の接続端子８０ａにワイヤ６０が接続されている。なお、図６には、コンデンサ素子３の一対の電極面７のうち、収納ケース２の開口側に位置する電極面７に接続するワイヤ６０を記したが、収納ケース２の底面側に位置する電極面７にもワイヤ（図示しない）が接続されている。このワイヤは、接続端子８０ｂに接続されている。これらの接続端子８０ａ，８０ｂは、コンデンサ１の使用に伴う電流によって発熱し、温度が上昇する。本例では、この接続端子８０が発熱体８となっている。
【００３３】
図６に示すごとく、本例では、発熱体８に近いコンデンサ素子３ａに接続するワイヤ６０ａの電気抵抗を高くするために、該ワイヤ６０ａを他のワイヤ６０よりも細く、小さい断面積としている。
【００３４】
なお、図７に示すごとく、発熱体８に近いコンデンサ素子３ａに接続するワイヤ６０ａを他のワイヤ６０と同等の太さ（断面積）としても良いが、この場合には、ワイヤ６０ａの電気抵抗を高くするために、該ワイヤ６０ａを、他のワイヤ６０よりも導電率が低い金属材料で構成する必要がある。
【００３５】
その他、実施例１と同様の構成を有する。
【００３６】
本例の作用効果について説明する。上述のように、接続部材４としてワイヤ群６を用いると、ワイヤ６０は可撓性があるため、金属板からなるバスバー５を接続部材４に用いた場合と比較して、コンデンサ素子３の電極面７に接続する際の作業を行いやすくなる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００３７】
（実施例３）
本例は、コンデンサ１を用いて電力変換装置１０を構成した例である。図８に示すごとく、本例の電力変換装置１０は、電力変換回路を構成する半導体チップを内蔵する半導体モジュール１１と、リアクトル８１と、コンデンサ１と、放電抵抗８２とを有する。
【００３８】
本例の電力変換装置１０は、ハイブリッドカーや電気自動車等の車両に搭載される。この電力変換装置１０は、図８に示すごとく、昇圧部１０ａとインバータ部１０ｂとを備える。昇圧部１０ａで直流電源１４の電圧を昇圧し、インバータ部１０ｂによって、昇圧した直流電力を交流電力に変換する。そして、交流電力を使って三相交流モータ１５を駆動し、車両を走行させる。上記コンデンサ１は、昇圧部１０ａで昇圧した電圧を平滑化するための平滑用コンデンサ１ａとして用いられる。
【００３９】
一方、三相交流モータ１５が停止して、コンデンサ１に電荷が溜まったままの状態になると、この電荷が感電事故の原因となるおそれがあるため、これを防止するために、電荷消去用の放電抵抗８２が、コンデンサ１と並列接続された状態で設けられている。
【００４０】
なお、昇圧部１０ａには昇圧用コンデンサ１３が設けられている。この昇圧用コンデンサ１３を構成するコンデンサ素子と、上述した平滑用コンデンサ１ａを構成するコンデンサ素子３とを１個の収納ケース２内に収納しても良い。
【００４１】
本例の電力変換装置１０に用いるコンデンサ１の断面図を図９に示す。斜視図は、図４と略同じなので、省略する。図９に示すごとく、コンデンサ１は、収納ケース２を備える。また、両端に一対の電極面７を有する複数個のコンデンサ素子３が、電極面７が同一方向を向くように収納ケース２内に配置されている。また、複数個のコンデンサ素子３を電気的に並列接続する一対の接続部材４が、コンデンサ素子３の電極面７に配置されている。接続部材４は、複数個のコンデンサ素子３のうち、電力変換回路内の発熱体８に最も近いコンデンサ素子３ａに流れる電流が、他のコンデンサ素子３に流れる電流よりも小さくなるように、部分的に電気抵抗が高くなるよう構成されている。
【００４２】
図９に示すごとく、接続部材４は金属板からなるバスバー５である。このバスバー５は、板状本体部５０と、突出部５１とを備える。本例では、放電抵抗８２（発熱体８）に近接するコンデンサ素子３ａに接続する突出部５１ａの断面積を小さくすることにより、該突出部５１ａの電気抵抗を高くした。
【００４３】
また、本例では、放電抵抗８２に比べて接続端子８０ａ，８０ｂの発熱は無視できるほど小さいので、放電抵抗８２に近接するコンデンサ素子３ａに接続する突出部５１ａのみ電気抵抗を高くし、接続端子８０ａ，８０ｂに近接するコンデンサ素子３に接続する突出部５１は電気抵抗を高くしなかった。すなわち、本例における発熱体８は放電抵抗８２のみであり、接続端子８０ａ，８０ｂは発熱体８に含まれない。
【００４４】
また、図１０に示すごとく、突出部５１ａを、他の突出部５１よりも導電率が低い金属材料で構成してもよい。
さらに、図１１に示すごとく、接続部材４として、複数本のワイヤ６０からなるワイヤ群６を用いてもよい。図１１では、放電抵抗８２に近接するコンデンサ素子３ａに接続するワイヤ６０ａの電気抵抗を高めるために、該ワイヤ６０ａを他のワイヤ６０よりも細くしている。
【００４５】
また、図１２に示すごとく、放電抵抗８２に近接するコンデンサ素子３ａに接続するワイヤ６０ａの電気抵抗を高くするために、該ワイヤ６０ａを、他のワイヤ６０よりも導電率が低い金属材料で構成してもよい。
【００４６】
本例の作用効果について説明する。本例は、半導体モジュールと、コンデンサ１と、リアクトルとを備える電力変換装置１０において、電力変換回路内の発熱体８に最も近いコンデンサ素子３ａに流れる電流が、他のコンデンサ素子３に流れる電流よりも小さくなるように、接続部材４の電気抵抗を部分的に高くした。
このようにすると、発熱体８に最も近いコンデンサ素子３ａの温度上昇を抑制でき、このコンデンサ素子３ａの寿命低下を防止できる電力変換装置１０を提供することができる。
すなわち、電力変換装置１０は、リアクトルや放電抵抗等の発熱体８と、コンデンサ１とが１つのケース内に収納され、近接しているため、コンデンサ素子３が発熱体８の熱を受けやすい。また、電力変換装置１０を車両に搭載した場合には、近接するエンジンの熱をコンデンサ素子３が受けやすい。
【００４７】
しかし本発明では、電力変換回路内の発熱体８に最も近いコンデンサ素子３ａに流れる電流が、他のコンデンサ素子３に流れる電流よりも小さくなるように、接続部材４の電気抵抗を部分的に高くしたため、発熱体８に最も近いコンデンサ素子３ａから発生する抵抗熱を少なくすることができる。これにより、発熱体８に近いコンデンサ素子３ａのみ温度が高くなって寿命が低下する不具合を防止することができる。
【００４８】
以上のごとく、本例によれば、発熱体８の近くに存在するコンデンサ素子３ａの温度上昇を抑制でき、そのコンデンサ素子３ａの寿命低下を防止できる電力変換装置１０を提供することができる。
【００４９】
（実施例４）
本例は、実施例１において接続部材４の形状を変更した例である。本例では図１３に示すごとく、接続部材４は、発熱体８に近いコンデンサ素子３ａほど流れる電流が少なくなるように、電気抵抗が段階的に高くなるよう構成されている。
【００５０】
図１３に示すごとく、本例では、接続部材４としてバスバー５を用いている。バスバー５は、板状本体部５０と、コンデンサ素子３に接続する突出部５１とを備える。突出部５１は、放電抵抗８２に最も近い２個の突出部５１ａと、この突出部５１ａに隣接する突出部５１ｂと、これらの突出部５１ａ，５１ｂ以外の突出部５１ｃとからなる。突出部５１ａは電気抵抗が最も高く、突出部５１ｂは２番目に電気抵抗が高い。また、突出部５１ｃは、最も電気抵抗が小さい。
なお、本例では、突出部５１の断面積を、放電抵抗８２に近づくほど段階的に小さくすることにより、突出部５１の電気抵抗を段階的に高くしている。
その他、実施例１と同様の構成を有する。
【００５１】
本例の作用効果について説明する。上記構成にすると、複数個のコンデンサ素子３の温度を均等化しやすくなる。すなわち、発熱体８に近く、熱を受けやすいコンデンサ素子３ほど電気抵抗を大きくすることにより、その発熱を抑制する。これにより、複数個のコンデンサ素子３の温度を均等化することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【符号の説明】
【００５２】
１ コンデンサ
１０ 電力変換装置
２ 収納ケース
３ コンデンサ素子
４ 接続部材
５ バスバー
５０ 板状本体部
５１ 突出部
６ ワイヤ群
６０ ワイヤ
７ 電極面
８ 発熱体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数個のコンデンサ素子を有するコンデンサと、該コンデンサを用いた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電力変換装置等に用いるためのコンデンサが知られている（下記特許文献１参照）。図１４、図１５に、従来のコンデンサ９０の分解斜視図及び断面図を示す。同図に示すごとく、このコンデンサ９０は、収納ケース９２に複数個のコンデンサ素子９１を収納し、樹脂９５によってコンデンサ素子９１を封止したものである。個々のコンデンサ素子９１は両端に一対の電極面９６を備えており、この電極面９６に金属製のバスバー９３，９４が接続されている。バスバー９３，９４によって、複数個のコンデンサ素子９１が並列接続されている。
【０００３】
図１４、図１５に示すごとく、バスバー９３，９４は、他の電子部品に接続するための接続端子９３ａ，９４ａを備える。この接続端子９３ａ，９４ａは、バスバー９３，９４から収納ケース９２の開口部９７に向かって立設し、樹脂９５の表面から突出している。
【０００４】
一方、図１５に示すごとく、コンデンサ９０の近辺には、リアクトル９９等の発熱体が配置されている。このリアクトル９９と、コンデンサ９０と、図示しない半導体モジュール等とによって、上記電力変換装置が構成されている。
電力変換装置の使用時には、コンデンサ９０の各コンデンサ素子９１に電流が流れ、各コンデンサ素子９１は、その抵抗熱によって温度が上昇する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許３８６４９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが従来のコンデンサ９０は、使用すると接続端子９４ａにも、そこに流れる電流によって抵抗熱が発生し、この接続端子９４ａに近接するコンデンサ素子９１ａは、上述した自身の発熱に加えて、接続端子９４ａの熱をも受けることになり、特に温度が上昇しやすいという問題がある。コンデンサ素子９１は、使用時の温度が高くなりすぎると寿命が短くなる。そのため、複数個のコンデンサ素子９１のうち、接続端子９４ａに近接するコンデンサ素子９１ａの寿命が特に短くなりやすい。
それ故、従来のコンデンサ９０は、他のコンデンサ素子９１が正常であるにもかかわらず、一部のコンデンサ素子９１ａのために、コンデンサ９０全体としての寿命が短くなりやすくなる問題があった。これを防止するため、従来のコンデンサ１は、コンデンサ素子９１ａの寿命が尽き、故障した後でも全体として正常に稼動できるように、コンデンサ素子を余分に搭載する必要があった。
【０００７】
また、図１５に示すごとく、リアクトル９９に近接するコンデンサ素子９１ｂも、このリアクトル９９から発生する熱を受けて温度が上昇し、寿命が短くなりやすい。
【０００８】
さらに、コンデンサ９０を車両に搭載した場合には、車両のエンジンから発生する熱を受けて、一部のコンデンサ素子９１のみが特に温度が上昇し、寿命が短くなるという問題がある。
そのため、エンジンやリアクトル、または上記接続端子等の発熱体の近くに存在するコンデンサ素子の温度上昇を抑制でき、そのコンデンサ素子の寿命低下を防止できるコンデンサが望まれている。
【０００９】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、発熱体の近くに存在するコンデンサ素子の温度上昇を抑制でき、そのコンデンサ素子の寿命低下を防止できるコンデンサと、該コンデンサを備えた電力変換装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、収納ケースと、
両端に一対の電極面を有し、該電極面が同一方向を向くように上記収納ケース内に配置された複数個のコンデンサ素子と、
該コンデンサ素子の上記電極面に配置され、複数個の上記コンデンサ素子を電気的に並列接続する一対の接続部材とを備え、
該接続部材は、複数個の上記コンデンサ素子のうち、該コンデンサ素子以外の発熱体に最も近い上記コンデンサ素子に流れる電流が、他のコンデンサ素子に流れる電流よりも小さくなるように、部分的に電気抵抗が高くなるよう構成されていることを特徴とするコンデンサにある（請求項１）。
【００１１】
第２の発明は、電力変換回路を構成する半導体チップを内蔵する半導体モジュールと、リアクトルと、コンデンサとを有する電力変換装置であって、
上記コンデンサは、
収納ケースと、
両端に一対の電極面を有し、該電極面が同一方向を向くように上記収納ケース内に配置された複数個のコンデンサ素子と、
該コンデンサ素子の上記電極面に配置され、複数個の上記コンデンサ素子を電気的に並列接続する一対の接続部材とを備え、
該接続部材は、複数個の上記コンデンサ素子のうち、上記電力変換回路内の発熱体に最も近い上記コンデンサ素子に流れる電流が、他のコンデンサ素子に流れる電流よりも小さくなるように、部分的に電気抵抗が高くなるよう構成されていることを特徴とする電力変換装置にある（請求項５）。
【発明の効果】
【００１２】
次に、第１の発明の作用効果について説明する。
本発明では、複数個のコンデンサ素子のうち発熱体に最も近いコンデンサ素子に流れる電流が、他のコンデンサ素子に流れる電流よりも小さくなるように、接続部材の電気抵抗を部分的に高くした。
このようにすると、発熱体に近いコンデンサ素子の温度上昇を抑制でき、このコンデンサ素子の寿命低下を防止することができる。すなわち、上述したように、コンデンサは複数個のコンデンサ素子を備えており、使用時に流れる電流によって、個々のコンデンサ素子が発熱する。本発明では、発熱体に近いコンデンサ素子に流れる電流を、他のコンデンサ素子よりも少なくしたため、発熱体に近いコンデンサ素子から発生する抵抗熱を少なくすることができる。
【００１３】
そのため、発熱体に近いコンデンサ素子は、発熱体から熱を受けたとしても、自身が発生する抵抗熱が少ないため、他のコンデンサ素子と比較して、温度が特に高くなる問題が生じにくい。これにより、複数個のコンデンサ素子の温度を均一化でき、発熱体に近いコンデンサ素子のみ温度が高くなって寿命が低下する不具合を防止することができる。
それ故、本発明では、コンデンサ素子全体としての寿命を長くすることができる。また、発熱体に近いコンデンサ素子が故障した後でも正常に稼動できるように、コンデンサ素子を余分に搭載しておく等の必要もない。
【００１４】
次に、第２の発明の作用効果について説明する。本発明は、半導体モジュールと、コンデンサと、リアクトルとを備える電力変換装置において、電力変換回路内の発熱体に最も近いコンデンサ素子に流れる電流が、他のコンデンサ素子に流れる電流よりも小さくなるように、接続部材の電気抵抗を部分的に高くした。
このようにすると、発熱体に最も近いコンデンサ素子の温度上昇を抑制でき、このコンデンサ素子の寿命低下を防止できる電力変換装置を提供することができる。
すなわち、電力変換装置は、リアクトルや放電抵抗等の発熱体と、コンデンサとが１つのケース内に収納され、近接しているため、上記コンデンサ素子が発熱体の熱を受けやすい。また、電力変換装置を車両に搭載した場合には、近接するエンジンの熱をコンデンサ素子が受けやすい。
しかし本発明では、電力変換回路内の発熱体に最も近いコンデンサ素子に流れる電流が、他のコンデンサ素子に流れる電流よりも小さくなるように、接続部材の電気抵抗を部分的に高くしたため、発熱体に最も近いコンデンサ素子から発生する抵抗熱を少なくすることができる。これにより、発熱体に近いコンデンサ素子のみ温度が高くなって寿命が低下する不具合を防止することができる。
【００１５】
以上のごとく、本発明によれば、発熱体の近くに存在するコンデンサ素子の温度上昇を抑制でき、そのコンデンサ素子の寿命低下を防止できるコンデンサと、該コンデンサを備えた電力変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１における、コンデンサの断面図であって、図３のＢ−Ｂ断面図。
【図２】実施例１における、コンデンサの断面図であって、図３のＣ−Ｃ断面図。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図。
【図４】実施例１における、コンデンサの分解斜視図。
【図５】実施例１における、コンデンサの断面図であって、バスバーを変更したもの。
【図６】実施例２における、コンデンサの断面図。
【図７】実施例２における、コンデンサの断面図であって、ワイヤを変更したもの。
【図８】実施例３における、電力変換装置の回路図。
【図９】実施例３における、コンデンサの断面図。
【図１０】実施例３における、コンデンサの断面図であって、バスバーを変更したもの。
【図１１】実施例３における、コンデンサの断面図であって、接続部材をワイヤ群に変更したもの。
【図１２】実施例３における、コンデンサの断面図であって、ワイヤを変更したもの。
【図１３】実施例４における、コンデンサの断面図。
【図１４】従来例における、コンデンサの分解斜視図。
【図１５】従来例における、コンデンサの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
第１の発明において、上記接続部材は金属板からなるバスバーであり、該バスバーは板状本体部と、該板状本体部から突出して個々の上記コンデンサ素子の上記電極面に接続する突出部とを有し、複数個の上記コンデンサ素子のうち上記発熱体に最も近い上記コンデンサ素子に接続する上記突出部は、他の上記コンデンサ素子に接続する上記突出部よりも電気抵抗が高くなるよう構成されていることが好ましい（請求項２）。
このように、接続部材としてバスバーを用いると、コンデンサ素子に流れる電流を、製造ばらつきの影響を受けることなく一定にしやすくなる。すなわち、バスバーは、金属板にプレス加工または切削加工を施して製造するため、上記突出部の形状や厚さを一定にしやすい。そのため、突出部の電気抵抗の製造ばらつきを小さくすることができ、この突出部を通してコンデンサ素子に流れる電流を一定にしやすい。これにより、発熱体に最も近いコンデンサ素子に流れる電流を、確実に少なくすることができる。
【００１８】
なお、発熱体に近いコンデンサ素子に接続する突出部の電気抵抗を高くするためには、例えば、電流が流れる方向に直交する方向における、突出部の断面積を小さくすればよい。また、板状本体部よりも導電率の低い金属材料を突出部に用いてもよい。
【００１９】
また、上記接続部材は複数本のワイヤからなるワイヤ群であり、個々の上記コンデンサ素子の上記電極面に上記ワイヤが接続されており、複数個の上記コンデンサ素子のうち上記発熱体に最も近い上記コンデンサ素子に接続する上記ワイヤは、他のコンデンサに接続する上記ワイヤよりも電気抵抗が高くなるよう構成されていてもよい（請求項３）。
このように、接続部材としてワイヤ群を用いると、ワイヤは可撓性があるため、金属板からなるバスバーを接続部材に用いた場合と比較して、コンデンサ素子の電極面に接続する際の作業を行いやすくなる。
なお、発熱体に最も近いコンデンサに接続するワイヤの電気抵抗を高くするためには、例えば、そのワイヤの断面積を他のワイヤよりも小さくすればよい。また、電気抵抗を高くするワイヤを、他のワイヤよりも導電率の低い材料を用いて製造してもよい。
【００２０】
また、上記接続部材は、上記発熱体に近い上記コンデンサ素子ほど流れる電流が少なくなるように、上記電気抵抗が段階的に高くなるよう構成されていることが好ましい（請求項４）。
このようにすると、複数個のコンデンサ素子の温度を均等化しやすくなる。すなわち、発熱体に近く、熱を受けやすいコンデンサ素子ほど電気抵抗を大きくすることにより、その発熱を抑制する。これにより、複数個のコンデンサ素子の温度を均等化することができる。
【実施例】
【００２１】
（実施例１）
本発明の実施例にかかるコンデンサ及び電力変換装置につき、図１〜図５を用いて説明する。図１〜図４に示すごとく、本例のコンデンサ１は収納ケース２を備える。そして、両端に一対の電極面７を有する複数個のコンデンサ素子３が、該電極面７が同一方向を向くように収納ケース２内に配置されている。複数個のコンデンサ素子３を電気的に並列接続する一対の接続部材４が、コンデンサ素子３の電極面７に配置されている。
接続部材４は、複数個のコンデンサ素子３のうち、該コンデンサ素子３以外の発熱体８に最も近いコンデンサ素子３ａに流れる電流が、他のコンデンサ素子３に流れる電流よりも小さくなるように、部分的に電気抵抗が高くなるよう構成されている。
以下、詳説する。
【００２２】
本例のコンデンサ１は、コンデンサ素子３として、金属化フィルムを巻回もしくは積層してなるフィルムコンデンサを使用している。そして、その巻回軸方向の両端に、一対の電極面７が形成されている。また、複数個のコンデンサ素子３は、上記巻回軸方向を上下方向（ケース底面に直交する方向）にして収納ケース２内に並んでいる。コンデンサ素子３は、収納ケース２内において、樹脂１２に埋設されている。
【００２３】
また、図４に示すごとく、本例では、接続部材４は金属板からなるバスバー５であり、該バスバー５は板状本体部５０と、該板状本体部５０から突出して個々のコンデンサ素子３の電極面７に接続する突出部５１とを有する。そして、複数個のコンデンサ素子３のうち発熱体８に最も近いコンデンサ素子３ａに接続する突出部５１ａは、他のコンデンサ素子３に接続する突出部５１よりも電気抵抗が高くなるよう構成されている。
【００２４】
バスバー５は、外部装置と接続するための接続端子８０ａ，８０ｂを備える。この外部端子８０ａ，８０ｂは、図３に示すごとく、バスバー５から収納ケース２の開口側へ立設し、樹脂１２の表面から突出している。コンデンサ１を使用すると、接続端子８０ａ，８０ｂに流れる電流によって、該接続端子８０ａ，８０ｂが発熱する。本例のコンデンサ１は、この接続端子８０ａ，８０ｂが発熱体８となっている。
【００２５】
図４に示すごとく、本例では、発熱体８に近いコンデンサ素子３ａに接続する突出部５１ａの電気抵抗を高くするために、該突出部５１ａの、突出方向に直交する平面における断面の断面積を、他の突出部５１の断面積よりも小さくしている。
なお、本例では図４に示すごとく、接続端子８０ａに近いコンデンサ素子３２ａよりも、接続端子８０ｂに近いコンデンサ素子３１ａの方が、コンデンサ素子と接続端子との並走距離が長いため、より加熱されやすくなっている。そのため、コンデンサ素子３１ａに接続する突出部５１１ａの電気抵抗を、コンデンサ素子３２ａに接続する突出部５１２ａの電気抵抗よりも高くしてもよい。例えば、突出部５１１ａの、突出方向に直交する平面における断面の断面積を、突出部５１２ａの断面積よりも小さくしてもよい。
【００２６】
なお、図５に示すごとく、発熱体８に近いコンデンサ素子３ａに接続する突出部５１ａの電気抵抗を高くするために、該突出部５１ａのみ、他の突出部５１よりも導電率の低い金属材料で構成してもよい。例えば、突出部５１ａ以外の突出部５１と、板状本体部５０とを銅により構成し、突出部５１ａを銅よりも導電率の低いアルミニウム等の金属で構成してもよい。なお、この場合は、突出部５１ａの断面積と、他の突出部５１の断面積とを同じにしてもよい。
【００２７】
次に、本例の作用効果について説明する。
本発明では、複数個のコンデンサ素子３のうち発熱体８に最も近いコンデンサ素子３ａに流れる電流が、他のコンデンサ素子３に流れる電流よりも小さくなるように、接続部材４の電気抵抗を部分的に高くした。
このようにすると、発熱体８に近いコンデンサ素子３ａの温度上昇を抑制でき、このコンデンサ素子３ａの寿命低下を防止することができる。すなわち、上述したように、コンデンサ１は複数個のコンデンサ素子３を備えており、使用時に流れる電流によって、個々のコンデンサ素子３が発熱する。本発明では、発熱体８に近いコンデンサ素子３ａに流れる電流を、他のコンデンサ素子３よりも少なくしたため、発熱体８に近いコンデンサ素子３ａから発生する抵抗熱を少なくすることができる。
【００２８】
そのため、発熱体８に近いコンデンサ素子３ａは、発熱体８から熱を受けたとしても、自身が発生する抵抗熱が少ないため、他のコンデンサ素子３と比較して、温度が特に高くなる問題が生じにくい。これにより、複数個のコンデンサ素子３の温度を均一化でき、発熱体８に近いコンデンサ素子３ａのみ温度が高くなって寿命が低下する不具合を防止することができる。
それ故、本発明では、コンデンサ素子３全体としての寿命を長くすることができる。また、発熱体８に近いコンデンサ素子３ａが故障した後でも正常に稼動できるように、コンデンサ素子３を余分に搭載しておく等の必要もない。
【００２９】
また、本例では、接続部材４としてバスバー５を用いている。このようにすると、コンデンサ素子３に流れる電流を、製造ばらつきの影響を受けることなく一定にしやすくなる。すなわち、バスバー５は、金属板にプレス加工または切削加工を施して製造するため、突出部５１の形状や厚さを一定にしやすい。そのため、突出部５１の電気抵抗の製造ばらつきを小さくすることができ、この突出部５１を通してコンデンサ素子３に流れる電流を一定にしやすい。これにより、発熱体８に最も近いコンデンサ素子３ａに流れる電流を、確実に少なくすることができる。
【００３０】
以上のごとく、本例によれば、発熱体８の近くに存在するコンデンサ素子３ａの温度上昇を抑制でき、そのコンデンサ素子３ａの寿命低下を防止できるコンデンサ１を提供することができる。
【００３１】
（実施例２）
本例は、接続部材４を変更した例である。図６に示すごとく、本例では、接続部材４は複数本のワイヤ６０からなるワイヤ群６であり、個々のコンデンサ素子３の電極面７にワイヤ６０が接続されており、複数個のコンデンサ素子３のうち発熱体８に最も近いコンデンサ素子３ａに接続するワイヤ６０ａは、他のコンデンサ１に接続するワイヤ６０よりも電気抵抗が高くなるよう構成されている。
【００３２】
各ワイヤ６０は、金属からなる導線を樹脂で被覆した被覆導体線である。各ワイヤ６０は、先端が各コンデンサ素子３の電極面７に接続され、そこからコンデンサ１の短手方向（図６の上下方向）の中央に集められると共に、図６の右側へ引き出されている。また、コンデンサ１には、外部装置と接続するための接続端子８０ａ，８０ｂが設けられており、一方の接続端子８０ａにワイヤ６０が接続されている。なお、図６には、コンデンサ素子３の一対の電極面７のうち、収納ケース２の開口側に位置する電極面７に接続するワイヤ６０を記したが、収納ケース２の底面側に位置する電極面７にもワイヤ（図示しない）が接続されている。このワイヤは、接続端子８０ｂに接続されている。これらの接続端子８０ａ，８０ｂは、コンデンサ１の使用に伴う電流によって発熱し、温度が上昇する。本例では、この接続端子８０が発熱体８となっている。
【００３３】
図６に示すごとく、本例では、発熱体８に近いコンデンサ素子３ａに接続するワイヤ６０ａの電気抵抗を高くするために、該ワイヤ６０ａを他のワイヤ６０よりも細く、小さい断面積としている。
【００３４】
なお、図７に示すごとく、発熱体８に近いコンデンサ素子３ａに接続するワイヤ６０ａを他のワイヤ６０と同等の太さ（断面積）としても良いが、この場合には、ワイヤ６０ａの電気抵抗を高くするために、該ワイヤ６０ａを、他のワイヤ６０よりも導電率が低い金属材料で構成する必要がある。
【００３５】
その他、実施例１と同様の構成を有する。
【００３６】
本例の作用効果について説明する。上述のように、接続部材４としてワイヤ群６を用いると、ワイヤ６０は可撓性があるため、金属板からなるバスバー５を接続部材４に用いた場合と比較して、コンデンサ素子３の電極面７に接続する際の作業を行いやすくなる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００３７】
（実施例３）
本例は、コンデンサ１を用いて電力変換装置１０を構成した例である。図８に示すごとく、本例の電力変換装置１０は、電力変換回路を構成する半導体チップを内蔵する半導体モジュール１１と、リアクトル８１と、コンデンサ１と、放電抵抗８２とを有する。
【００３８】
本例の電力変換装置１０は、ハイブリッドカーや電気自動車等の車両に搭載される。この電力変換装置１０は、図８に示すごとく、昇圧部１０ａとインバータ部１０ｂとを備える。昇圧部１０ａで直流電源１４の電圧を昇圧し、インバータ部１０ｂによって、昇圧した直流電力を交流電力に変換する。そして、交流電力を使って三相交流モータ１５を駆動し、車両を走行させる。上記コンデンサ１は、昇圧部１０ａで昇圧した電圧を平滑化するための平滑用コンデンサ１ａとして用いられる。
【００３９】
一方、三相交流モータ１５が停止して、コンデンサ１に電荷が溜まったままの状態になると、この電荷が感電事故の原因となるおそれがあるため、これを防止するために、電荷消去用の放電抵抗８２が、コンデンサ１と並列接続された状態で設けられている。
【００４０】
なお、昇圧部１０ａには昇圧用コンデンサ１３が設けられている。この昇圧用コンデンサ１３を構成するコンデンサ素子と、上述した平滑用コンデンサ１ａを構成するコンデンサ素子３とを１個の収納ケース２内に収納しても良い。
【００４１】
本例の電力変換装置１０に用いるコンデンサ１の断面図を図９に示す。斜視図は、図４と略同じなので、省略する。図９に示すごとく、コンデンサ１は、収納ケース２を備える。また、両端に一対の電極面７を有する複数個のコンデンサ素子３が、電極面７が同一方向を向くように収納ケース２内に配置されている。また、複数個のコンデンサ素子３を電気的に並列接続する一対の接続部材４が、コンデンサ素子３の電極面７に配置されている。接続部材４は、複数個のコンデンサ素子３のうち、電力変換回路内の発熱体８に最も近いコンデンサ素子３ａに流れる電流が、他のコンデンサ素子３に流れる電流よりも小さくなるように、部分的に電気抵抗が高くなるよう構成されている。
【００４２】
図９に示すごとく、接続部材４は金属板からなるバスバー５である。このバスバー５は、板状本体部５０と、突出部５１とを備える。本例では、放電抵抗８２（発熱体８）に近接するコンデンサ素子３ａに接続する突出部５１ａの断面積を小さくすることにより、該突出部５１ａの電気抵抗を高くした。
【００４３】
また、本例では、放電抵抗８２に比べて接続端子８０ａ，８０ｂの発熱は無視できるほど小さいので、放電抵抗８２に近接するコンデンサ素子３ａに接続する突出部５１ａのみ電気抵抗を高くし、接続端子８０ａ，８０ｂに近接するコンデンサ素子３に接続する突出部５１は電気抵抗を高くしなかった。すなわち、本例における発熱体８は放電抵抗８２のみであり、接続端子８０ａ，８０ｂは発熱体８に含まれない。
【００４４】
また、図１０に示すごとく、突出部５１ａを、他の突出部５１よりも導電率が低い金属材料で構成してもよい。
さらに、図１１に示すごとく、接続部材４として、複数本のワイヤ６０からなるワイヤ群６を用いてもよい。図１１では、放電抵抗８２に近接するコンデンサ素子３ａに接続するワイヤ６０ａの電気抵抗を高めるために、該ワイヤ６０ａを他のワイヤ６０よりも細くしている。
【００４５】
また、図１２に示すごとく、放電抵抗８２に近接するコンデンサ素子３ａに接続するワイヤ６０ａの電気抵抗を高くするために、該ワイヤ６０ａを、他のワイヤ６０よりも導電率が低い金属材料で構成してもよい。
【００４６】
本例の作用効果について説明する。本例は、半導体モジュールと、コンデンサ１と、リアクトルとを備える電力変換装置１０において、電力変換回路内の発熱体８に最も近いコンデンサ素子３ａに流れる電流が、他のコンデンサ素子３に流れる電流よりも小さくなるように、接続部材４の電気抵抗を部分的に高くした。
このようにすると、発熱体８に最も近いコンデンサ素子３ａの温度上昇を抑制でき、このコンデンサ素子３ａの寿命低下を防止できる電力変換装置１０を提供することができる。
すなわち、電力変換装置１０は、リアクトルや放電抵抗等の発熱体８と、コンデンサ１とが１つのケース内に収納され、近接しているため、コンデンサ素子３が発熱体８の熱を受けやすい。また、電力変換装置１０を車両に搭載した場合には、近接するエンジンの熱をコンデンサ素子３が受けやすい。
【００４７】
しかし本発明では、電力変換回路内の発熱体８に最も近いコンデンサ素子３ａに流れる電流が、他のコンデンサ素子３に流れる電流よりも小さくなるように、接続部材４の電気抵抗を部分的に高くしたため、発熱体８に最も近いコンデンサ素子３ａから発生する抵抗熱を少なくすることができる。これにより、発熱体８に近いコンデンサ素子３ａのみ温度が高くなって寿命が低下する不具合を防止することができる。
【００４８】
以上のごとく、本例によれば、発熱体８の近くに存在するコンデンサ素子３ａの温度上昇を抑制でき、そのコンデンサ素子３ａの寿命低下を防止できる電力変換装置１０を提供することができる。
【００４９】
（実施例４）
本例は、実施例１において接続部材４の形状を変更した例である。本例では図１３に示すごとく、接続部材４は、発熱体８に近いコンデンサ素子３ａほど流れる電流が少なくなるように、電気抵抗が段階的に高くなるよう構成されている。
【００５０】
図１３に示すごとく、本例では、接続部材４としてバスバー５を用いている。バスバー５は、板状本体部５０と、コンデンサ素子３に接続する突出部５１とを備える。突出部５１は、放電抵抗８２に最も近い２個の突出部５１ａと、この突出部５１ａに隣接する突出部５１ｂと、これらの突出部５１ａ，５１ｂ以外の突出部５１ｃとからなる。突出部５１ａは電気抵抗が最も高く、突出部５１ｂは２番目に電気抵抗が高い。また、突出部５１ｃは、最も電気抵抗が小さい。
なお、本例では、突出部５１の断面積を、放電抵抗８２に近づくほど段階的に小さくすることにより、突出部５１の電気抵抗を段階的に高くしている。
その他、実施例１と同様の構成を有する。
【００５１】
本例の作用効果について説明する。上記構成にすると、複数個のコンデンサ素子３の温度を均等化しやすくなる。すなわち、発熱体８に近く、熱を受けやすいコンデンサ素子３ほど電気抵抗を大きくすることにより、その発熱を抑制する。これにより、複数個のコンデンサ素子３の温度を均等化することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【符号の説明】
【００５２】
１ コンデンサ
１０ 電力変換装置
２ 収納ケース
３ コンデンサ素子
４ 接続部材
５ バスバー
５０ 板状本体部
５１ 突出部
６ ワイヤ群
６０ ワイヤ
７ 電極面
８ 発熱体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
収納ケースと、
両端に一対の電極面を有し、該電極面が同一方向を向くように上記収納ケース内に配置された複数個のコンデンサ素子と、
該コンデンサ素子の上記電極面に配置され、複数個の上記コンデンサ素子を電気的に並列接続する一対の接続部材とを備え、
該接続部材は、複数個の上記コンデンサ素子のうち、該コンデンサ素子以外の発熱体に最も近い上記コンデンサ素子に流れる電流が、他のコンデンサ素子に流れる電流よりも小さくなるように、部分的に電気抵抗が高くなるよう構成されていることを特徴とするコンデンサ。
【請求項２】
請求項１において、上記接続部材は金属板からなるバスバーであり、該バスバーは板状本体部と、該板状本体部から突出して個々の上記コンデンサ素子の上記電極面に接続する突出部とを有し、複数個の上記コンデンサ素子のうち上記発熱体に最も近い上記コンデンサ素子に接続する上記突出部は、他の上記コンデンサ素子に接続する上記突出部よりも電気抵抗が高くなるよう構成されていることを特徴とするコンデンサ。
【請求項３】
請求項１において、上記接続部材は複数本のワイヤからなるワイヤ群であり、個々の上記コンデンサ素子の上記電極面に上記ワイヤが接続されており、複数個の上記コンデンサ素子のうち上記発熱体に最も近い上記コンデンサ素子に接続する上記ワイヤは、他のコンデンサに接続する上記ワイヤよりも電気抵抗が高くなるよう構成されていることを特徴とするコンデンサ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項において、上記接続部材は、上記発熱体に近い上記コンデンサ素子ほど流れる電流が少なくなるように、上記電気抵抗が段階的に高くなるよう構成されていることを特徴とするコンデンサ。
【請求項５】
電力変換回路を構成する半導体チップを内蔵する半導体モジュールと、リアクトルと、コンデンサとを有する電力変換装置であって、
上記コンデンサは、
収納ケースと、
両端に一対の電極面を有し、該電極面が同一方向を向くように上記収納ケース内に配置された複数個のコンデンサ素子と、
該コンデンサ素子の上記電極面に配置され、複数個の上記コンデンサ素子を電気的に並列接続する一対の接続部材とを備え、
該接続部材は、複数個の上記コンデンサ素子のうち、上記電力変換回路内の発熱体に最も近い上記コンデンサ素子に流れる電流が、他のコンデンサ素子に流れる電流よりも小さくなるように、部分的に電気抵抗が高くなるよう構成されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１】
収納ケースと、
両端に一対の電極面を有し、該電極面が同一方向を向くように上記収納ケース内に配置された複数個のコンデンサ素子と、
該コンデンサ素子の上記電極面に配置され、複数個の上記コンデンサ素子を電気的に並列接続する一対の接続部材とを備え、
該接続部材は、複数個の上記コンデンサ素子のうち、該コンデンサ素子以外の発熱体に最も近い上記コンデンサ素子に流れる電流が、他のコンデンサ素子に流れる電流よりも小さくなるように、部分的に電気抵抗が高くなるよう構成されていることを特徴とするコンデンサ。
【請求項２】
請求項１において、上記接続部材は金属板からなるバスバーであり、該バスバーは板状本体部と、該板状本体部から突出して個々の上記コンデンサ素子の上記電極面に接続する突出部とを有し、複数個の上記コンデンサ素子のうち上記発熱体に最も近い上記コンデンサ素子に接続する上記突出部は、他の上記コンデンサ素子に接続する上記突出部よりも電気抵抗が高くなるよう構成されていることを特徴とするコンデンサ。
【請求項３】
請求項１において、上記接続部材は複数本のワイヤからなるワイヤ群であり、個々の上記コンデンサ素子の上記電極面に上記ワイヤが接続されており、複数個の上記コンデンサ素子のうち上記発熱体に最も近い上記コンデンサ素子に接続する上記ワイヤは、他のコンデンサに接続する上記ワイヤよりも電気抵抗が高くなるよう構成されていることを特徴とするコンデンサ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項において、上記接続部材は、上記発熱体に近い上記コンデンサ素子ほど流れる電流が少なくなるように、上記電気抵抗が段階的に高くなるよう構成されていることを特徴とするコンデンサ。
【請求項５】
電力変換回路を構成する半導体チップを内蔵する半導体モジュールと、リアクトルと、コンデンサとを有する電力変換装置であって、
上記コンデンサは、
収納ケースと、
両端に一対の電極面を有し、該電極面が同一方向を向くように上記収納ケース内に配置された複数個のコンデンサ素子と、
該コンデンサ素子の上記電極面に配置され、複数個の上記コンデンサ素子を電気的に並列接続する一対の接続部材とを備え、
該接続部材は、複数個の上記コンデンサ素子のうち、上記電力変換回路内の発熱体に最も近い上記コンデンサ素子に流れる電流が、他のコンデンサ素子に流れる電流よりも小さくなるように、部分的に電気抵抗が高くなるよう構成されていることを特徴とする電力変換装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−９６９１７（Ｐ２０１１−９６９１７Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５０７４７（Ｐ２００９−２５０７４７）
【出願日】平成２１年１０月３０日（２００９．１０．３０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月３０日（２００９．１０．３０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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