JP4576329B2 - コンデンサモジュール及びこれを用いた電力変換装置 - Google Patents

Description

本発明は、コンデンサ素子を内蔵してなるコンデンサモジュール及びこれを用いた電力変換装置に関する。

金属化フィルムを巻回して構成されたコンデンサ素子をケース内に複数配置すると共に、コンデンサ素子の隙間に樹脂からなるモールド材を充填してなるコンデンサモジュールがある（特許文献１、２参照）。
該コンデンサモジュールは、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車等に用いられるインバータ等の電力変換装置の構成部品として配設される。
そして、このコンデンサモジュールを車両のエンジンルーム等に搭載する際には、コンデンサモジュールを金属ケース内に固定した状態で、この金属ケースをエンジンルーム等の取付け部位にボルト等によって固定する。

しかしながら、上記コンデンサモジュールは、上記コンデンサ素子に電流を流したときに振動が起こり、この振動が上記金属ケースを介して車両等に伝播して、振動音を発生することがある。特に、コンデンサ素子に流す電流が大電流となったり、断続的に流れたりすることにより、上記振動が大きくなり、大きな振動音が発生するという問題がある。

特開２００４−３１９７９９号公報 特開２００１−５２９５７号公報

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、振動の発生、伝播を抑制したコンデンサモジュール及び電力変換装置を提供しようとするものである。

第１の発明は、金属化フィルムを巻回して構成されたコンデンサ素子とその周囲に充填されたモールド材とを内側ケースの内部に配置してなる内部モジュールと、該内部モジュールを内側に収納する外側ケースとを互いに固定してなるコンデンサモジュールであって、
上記内部モジュールと上記外側ケースとの固定部は、上記コンデンサ素子の高さ方向の中心からの距離が上記コンデンサ素子の高さの１０％以内となる高さ位置に設けてあることを特徴とするコンデンサモジュールにある（請求項１）。

次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記コンデンサモジュールにおいては、上記内部モジュールと上記外側ケースとの固定部は、上記コンデンサ素子の高さ方向の中心からの距離が上記コンデンサ素子の高さの１０％以内となる高さ位置に設けてある。これにより、コンデンサ素子の振動に起因する内部モジュールの振動が外側ケースに伝播することを抑制することができる。その結果、コンデンサモジュール全体としての振動の発生を抑制することができ、外部への振動の伝播を抑制することができる。

この振動抑制効果については、以下のように考えることができる。
即ち、上記コンデンサ素子は金属化フィルムを巻回して構成されているが、このコンデンサ素子に電流を流すと蓄積される電荷によって、金属化フィルム間においてクーロン引力が発生する。そして、電流の大きさが変動したり断続電流が流れたりした場合には、このクーロン引力が時間と共に変化する。これにより、金属化フィルムの法線方向、即ちコンデンサ素子の巻回軸方向に直交する方向にコンデンサ素子が振動することとなる。

また、コンデンサ素子の周囲にはモールド材が充填されているため、巻回軸方向に直交する方向の振動は、巻回軸方向の振動にも変換される。また、周囲のモールド材も、コンデンサ素子の振動によって振動する。
ここで、コンデンサ素子が巻回軸方向を高さ方向として配置してある場合には、巻回軸方向の振動が高さ方向の振動となり、コンデンサ素子が巻回軸方向を水平方向として配置してある場合には、巻回軸方向と直交する方向の振動が高さ方向の振動となる。

そして、コンデンサ素子の高さ方向の両端部における振動は、互いに逆位相となる。それ故、コンデンサ素子の高さ方向の中心では、高さ方向の振動はなくなり、中心から遠ざかるにつれて、ある程度の位置までは振動の振幅が大きくなるものと考えられる。即ち、コンデンサ素子の高さ方向の振動については、コンデンサ素子等の剛性によって定まる一定の波長の定在波が生じる。この定在波の振幅が、上記中心においては０となり、中心から離れるに従って徐々に大きくなり、定在波の波長の４分の１の位置において、最大振幅となる。

それ故、振幅の小さい上記中心付近の位置に、上記内部モジュールと上記外側ケースとの固定部を配置すれば、該固定部の振動を小さくすることができ、外側ケースへの振動の伝播を抑制することができる。そして、中心から多少ずれた位置でも、その位置のコンデンサ素子の振幅は小さいため、中心から多少ずれた位置に固定部を設けても、外側ケースへの振動伝播を抑制することができる。その振動伝播の抑制効果が大きいのが、後述するごとく、上記の「コンデンサ素子の高さ方向の中心からの距離がコンデンサ素子の高さの１０％以内となる高さ位置」となる。
それ故、かかる位置に上記固定部を設けることにより、コンデンサモジュールの振動の発生、伝播を抑制することができ、振動音の発生を抑制することができる。

以上のごとく、本発明によれば、振動の発生、伝播を抑制したコンデンサモジュールを提供することができる。

第２の発明は、金属化フィルムを巻回して構成されたコンデンサ素子とその周囲に充填されたモールド材とを内側ケースの内部に配置してなる内部モジュールと、該内部モジュールを内側に収納する外側ケースとを互いに固定してなるコンデンサモジュールであって、
上記コンデンサ素子に流れる電流の基本周波数の振動による定在波の波長をλとしたとき、上記内部モジュールと上記外側ケースとの固定部は、上記コンデンサ素子の高さ方向の中心からの距離が上記波長λの５％以内となる高さ位置に設けてあることを特徴とするコンデンサモジュールにある（請求項３）。

次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記コンデンサモジュールにおいては、上記内部モジュールと上記外側ケースとの固定部は、上記コンデンサ素子の高さ方向の中心からの距離が上記波長λの５％以内となる高さ位置に設けてある。これにより、コンデンサ素子の振動に起因する内部モジュールの振動が外側ケースに伝播することを抑制することができる。その結果、コンデンサモジュール全体としての振動の発生を抑制することができ、外部への振動の伝播を抑制することができる。

この振動抑制効果については、上記第１の発明の場合と同様に考えることができ、その効果が大きいのが、上記波長λを基準とすると、上記の「コンデンサ素子の高さ方向の中心からの距離が波長λの５％以内となる高さ位置」に固定部を設ける場合となる。
それ故、かかる位置に上記固定部を設けることにより、コンデンサモジュールの振動の発生、伝播を抑制することができ、振動音の発生を抑制することができる。

以上のごとく、本発明によれば、振動の発生、伝播を抑制したコンデンサモジュールを提供することができる。

第３の発明は、金属化フィルムを巻回して構成されたコンデンサ素子とその周囲に充填されたモールド材とを内側ケースの内部に配置してなる内部モジュールと、該内部モジュールを内側に収納する外側ケースとを互いに固定してなるコンデンサモジュールであって、
上記内部モジュールと上記外側ケースとの固定部の周囲には、他の部位よりも重量の大きい重量増加部を設けてあり、
上記固定部は、上記コンデンサ素子の高さ方向の中心からの距離が上記コンデンサ素子の高さの１０％以内となる高さ位置に設けてあることを特徴とするコンデンサモジュールにある（請求項４）。

次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記コンデンサモジュールにおいては、上記内部モジュールと上記外側ケースとの固定部の周囲に、上記重量増加部を設けてある。これにより、上記内部モジュールにおいて発生した振動を上記重量増加部において減衰させ、コンデンサモジュールの振動を抑制することができる。

即ち、上記コンデンサモジュールにおける振動の原因は、内部モジュールにおけるコンデンサ素子の振動にある。そのため、内部モジュールの振動は、内部モジュールと外側ケースとの間の固定部を通じて外側ケースに伝播し、外側ケースから外部に伝播することとなる。それ故、この伝播経路である内部モジュールと外側ケースとの間に上記重量増加部を配置して、該重量増加部において振動を減衰させることにより、コンデンサモジュールの振動の発生、伝播を抑制することができ、振動音の発生を抑制することができる。

以上のごとく、本発明によれば、振動の発生、伝播を抑制したコンデンサモジュールを提供することができる。

第４の発明は、金属化フィルムを巻回して構成されたコンデンサ素子とその周囲に充填されたモールド材とを内側ケースの内部に配置してなる内部モジュールと、該内部モジュールを内側に収納する外側ケースとを互いに固定してなるコンデンサモジュールであって、
上記内部モジュールと上記外側ケースとの固定部の周囲には、他の部位よりも重量の大きい重量増加部を設けてあり、
上記コンデンサ素子に流れる電流の基本周波数の振動による定在波の波長をλとしたとき、上記内部モジュールと上記外側ケースとの固定部は、上記コンデンサ素子の高さ方向の中心からの距離が上記波長λの５％以内となる高さ位置に設けてあることを特徴とするコンデンサモジュール（請求項６）。
第５の発明は、上記第１〜第４のいずれかの発明のコンデンサモジュールを有することを特徴とする電力変換装置にある（請求項７）。
本発明によれば、振動の発生、伝播を抑制した電力変換装置を提供することができる。

第１〜第４のいずれかの発明において、上記コンデンサ素子は、巻回軸方向を高さ方向として配置してもよいし、巻回軸方向を水平方向として配置してもよい。
また、上記コンデンサ素子を構成する上記金属化フィルムは、例えば、樹脂フィルム（誘電体）の表面に金属層を蒸着してなる。上記樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などからなる樹脂フィルムが挙げられる。また、金属層の金属としては、アルミニウム、亜鉛、これらの合金などが挙げられる。

また、上記第１の発明（請求項１）において、上記固定部は、上記コンデンサ素子の高さ方向の中心からの距離が上記コンデンサ素子の高さの３％以内となる高さ位置に設けてあることが好ましい（請求項２）。
この場合には、コンデンサ素子の振動に起因する内部モジュールの振動が外側ケースに伝播することを一層抑制することができる。即ち、上記コンデンサ素子の高さ方向の中心からの距離が上記コンデンサ素子の高さの３％以内となる高さ位置は、内部モジュールの振動が一層小さくなる位置である。そのため、かかる位置に固定部を設けることにより、外側ケースへの振動の伝播を一層抑制することができる。
その結果、コンデンサモジュール全体としての振動の発生を一層抑制することができ、外部への振動の伝播を一層抑制することができる。

次に、第３の発明（請求項４）又は第４の発明（請求項６）において、上記重量増加部は、他の部位よりも比重が大きいことが好ましい。
この場合には、上記重量増加部の体積を比較的小さくすることができる。これにより、コンデンサモジュールのコンパクト化、省スペース化を阻害することなく、上記重量増加部を形成することができる。

また、上記重量増加部は、他の部位よりも比重の大きい部品をインサートすることによって構成することもできる。
この場合にも、上記重量増加部の体積を比較的小さくすることができ、コンデンサモジュールのコンパクト化、省スペース化を阻害することなく、上記重量増加部を形成することができる。

また、上記重量増加部は、上記固定部の周囲に他の部位よりも比重の大きい部品を貼設することによって構成することもできる。
この場合には、上記重量増加部を容易に形成することができる。

第３の発明（請求項４）においては、上記固定部は、上記コンデンサ素子の高さ方向の中心からの距離が上記コンデンサ素子の高さの１０％以内となる高さ位置に設けてある。
これにより、振動の発生、伝播を一層抑制したコンデンサモジュールを提供することができる。

また、上記固定部は、上記コンデンサ素子の高さ方向の中心からの距離が上記コンデンサ素子の高さの３％以内となる高さ位置に設けてあることが好ましい（請求項５）。
この場合には、更に、振動の発生、伝播を一層抑制したコンデンサモジュールを提供することができる。

第４の発明（請求項６）においては、上記コンデンサ素子に流れる電流の基本周波数の振動による定在波の波長をλとしたとき、上記内部モジュールと上記外側ケースとの固定部は、上記コンデンサ素子の高さ方向の中心からの距離が上記波長λの５％以内となる高さ位置に設けてある。
これにより、振動の発生、伝播を一層抑制したコンデンサモジュールを提供することができる。

次に、上記第５の発明（請求項７）において、上記電力変換装置としては、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータやインバータ等がある。また、上記電力変換装置は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の動力源である交流モータに通電する駆動電流の生成に用いることができる。

（実施例１）
本発明の実施例にかかるコンデンサモジュール及びこれを用いた電力変換装置につき、図１〜図８を用いて説明する。
本例のコンデンサモジュール１は、図１〜図３に示すごとく、金属化フィルム２１１を巻回して構成されたコンデンサ素子２１（図６）とその周囲に充填されたモールド材２２とを内側ケース２３の内部に配置してなる内部モジュール２（図４）と、該内部モジュール２を内側に収納する外側ケース３（図５）とを互いに固定してなる。

そして、図１に示すごとく、内部モジュール２と外側ケース３との固定部４は、コンデンサ素子２１の高さ方向の中心Ｃからの距離がコンデンサ素子２１の高さＨの１０％以内となる高さ位置に設けてある。なお、この固定部４の配設位置は、コンデンサ素子２１の高さ方向の中心Ｃからの距離がコンデンサ素子２１の高さＨの３％以内となる高さ位置であることがより好ましく、コンデンサ素子２１の高さ方向の中心Ｃであることが最も好ましい。

上記コンデンサ素子２１は、図６に示すごとく、樹脂フィルム（誘電体）の表面に金属層を蒸着してなる金属化フィルム２１１を巻回した後、巻回軸方向に平行な２つの平面によってプレスして構成されている。そして、コンデンサ素子２１は、図４に示すごとく、巻回軸方向を高さ方向として配置して、内側ケース２３の内部に複数並列配置してある。

また、コンデンサ素子２１を構成する上記金属化フィルム２１１は、樹脂フィルム（誘電体）の表面に金属層を蒸着してなる。樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などからなる樹脂フィルムが挙げられる。また、金属層の金属としては、アルミニウム、亜鉛、これらの合金などが挙げられる。

また、コンデンサ素子２１の巻回軸方向の両端面には、メタリコン金属が溶射されており、該メタリコン金属がコンデンサ素子２１の電極となる。そして、図１、図４に示すごとく、コンデンサ素子２１の上端面および下端面には、複数のコンデンサ素子２１の電極に接続される一対のバスプレート２４が配設され、上記内側ケース２３の内部において、上記モールド材２２によって、コンデンサ素子２１と共にモールドされている。そして、各バスプレート２４には、それぞれ外部接続用電極２５が接続されている。

上記モールド材２２は、例えば、エポキシ系やウレタン系の樹脂からなる。また、上記内側ケース２３は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等からなる。

また、上記外側ケース３は、例えばアルミニウム等の金属によって構成されている。
そして、上記内側ケース２２は、側面における高さ方向の略中央位置に、固定用突起部２３１を複数設けてなる。この固定用突起部２３１を設けた位置が、上記固定部４の位置であり、コンデンサ素子２１の高さ方向の中心Ｃからの距離がコンデンサ素子２１の高さＨの１０％以内となる高さ位置である。

固定用突起部２３１は、内側ケース２２の本体部と一体成形されている。また、固定用突起部２３１には、ボルト４２を挿通するためのボルト挿通孔２３２が上下方向に穿設されている。
また、図１、図５に示すごとく、上記外側ケース３は、内側ケース２２における固定用突起部２３１に対応する位置に、固定用受け部３１を形成してなる。該固定用受け部３１は、ボルト４２を螺合するネジ孔３１１が上下方向に形成されている。
また、外側ケース３は、コンデンサモジュール１を車両のエンジンルーム等における取付け部位に固定するための外部取付部３２を有する。

そして、図１〜図３に示すごとく、外側ケース３に内部モジュール２を収納し、内部モジュール２の固定用突起部２３１を外側ケース３の固定用受け部３１に載置する。この状態において、ボルト４２を固定用突起部２３１のボルト挿通孔２３２に挿通すると共に固定用受け部３１のネジ孔３１１に螺合させる。これにより、内部モジュール２と外側ケース３とを締結固定する。そして、この締結固定部分が上記固定部４となる。また、この固定部４は、本例においては６箇所に形成されている。また、本例においては、固定部４の高さ位置とは、上記固定用突起部２３１の中心の高さ位置をいうものとする。

また、上記コンデンサモジュール１は、電力変換装置の構成要素として組み込まれる。即ち、電力変換装置は、電力変換回路の一部を構成する主回路部と、該主回路部を制御する制御回路部と、上記主回路部によって変換される電力が出入するパワー配線部とを有する。そして、パワー配線部に入力される断続電流を平滑な直流電流とする平滑コンデンサとして、コンデンサモジュール１が組み込まれる。
なお、外側ケース２３が上記電力変換装置のケースの一部となる。

次に、本例の作用効果につき説明する。
上記コンデンサモジュール１においては、上記内部モジュール２と上記外側ケース３との固定部４は、上記コンデンサ素子２１の高さ方向の中心Ｃからの距離が上記コンデンサ素子２１の高さＨの１０％以内となる高さ位置に設けてある。これにより、コンデンサ素子２１の振動に起因する内部モジュール２の振動が外側ケース３に伝播することを抑制することができる。その結果、コンデンサモジュール１全体としての振動の発生を抑制することができ、外部への振動の伝播を抑制することができる。

この振動抑制効果については、以下のように考えることができる。
即ち、図６に示すごとく、上記コンデンサ素子２１は金属化フィルム２１１を巻回して構成されているが、このコンデンサ素子２１に電流を流すと蓄積される電荷によって、金属化フィルム２１１間においてクーロン引力が発生する。そして、電流の大きさが変動したり断続電流が流れたりした場合には、このクーロン引力が時間と共に変化する。これにより、金属化フィルム２１１の法線方向（図６の矢印Ｘの方向）、即ちコンデンサ素子２１の巻回軸方向（図６の矢印Ｚの方向）に直交する方向にコンデンサ素子２１が振動することとなる。

また、図１、図４に示すごとく、コンデンサ素子２１の周囲にはモールド材２２が充填されているため、巻回軸方向（図６の矢印Ｘ）に直交する方向の振動は、巻回軸方向（図６の矢印Ｚ）の振動にも変換される。また、周囲のモールド材２２も、コンデンサ素子２１の振動によって振動する。
ここで、コンデンサ素子２１が巻回軸方向を高さ方向として配置してあるため、巻回軸方向の振動が高さ方向の振動となる。

そして、図７に示すごとく、コンデンサ素子２１の高さ方向の両端部における振動は、互いに逆位相となる。同図において、曲線Ａと曲線Ｂは、それぞれコンデンサ素子２１の上端部と下端部の振動を表す。
それ故、コンデンサ素子２１の高さ方向の中心Ｃでは、高さ方向の振動はなくなり、中心Ｃから遠ざかるにつれて、ある程度の位置までは振動の振幅が大きくなるものと考えられる。即ち、コンデンサ素子２１の高さ方向の振動については、図８に示すごとく、コンデンサ素子２１等の剛性によって定まる一定の波長λの定在波Ｗが生じる。この定在波Ｗの振幅が、上記中心Ｃにおいては０となり、中心Ｃから離れるに従って徐々に大きくなり、定在波Ｗの波長λの４分の１の位置において、最大振幅となる。

それ故、振幅の小さい上記中心Ｃ付近の位置に、内部モジュール２と外側ケース３との固定部４を配置すれば、該固定部４の振動を小さくすることができ、外側ケース３への振動の伝播を抑制することができる。そして、中心Ｃから多少ずれた位置でも、その位置のコンデンサ素子２１の振幅は小さいため、中心Ｃから多少ずれた位置に固定部４を設けても、外側ケース３への振動伝播を抑制することができる。その振動伝播の抑制効果が大きいのが、後述の実施例２に示すごとく、上記の「コンデンサ素子２１の高さ方向の中心Ｃからの距離がコンデンサ素子２１の高さＨの１０％以内となる高さ位置」に固定部４を設ける場合となる。
それ故、かかる位置に上記固定部４を設けることにより、コンデンサモジュール１の振動の発生、伝播を抑制することができ、振動音の発生を抑制することができる。

また、固定部４は、コンデンサ素子２１の高さ方向の中心Ｃからの距離がコンデンサ素子２１の高さＨの３％以内となる高さ位置に設けることにより、コンデンサ素子２１の振動に起因する内部モジュール２の振動が外側ケース３に伝播することを一層抑制することができる。即ち、上記中心Ｃからの距離が上記高さＨの３％以内となる高さ位置は、内部モジュール２の振動が一層小さくなる位置である。そのため、かかる位置に固定部４を設けることにより、外側ケース３への振動の伝播を一層抑制することができる。

また、このように、振動の発生、伝播を抑制したコンデンサモジュール１を用いて電力変換装置を構成することにより、振動の発生、伝播を抑制した電力変換装置を得ることができる。

以上のごとく、本例によれば、振動の発生、伝播を抑制したコンデンサモジュール及びこれを用いた電力変換装置を提供することができる。

（実施例２）
本例は、図９に示すごとく、実施例１におけるコンデンサモジュール１に発生する定在波Ｗと、コンデンサ素子２１における高さ位置ｈと振幅Ｄとの関係を測定した例である。
上記定在波Ｗの検出は、基本周波数１０ｋＨｚの断続電流を流したときにコンデンサ素子２１に生じる周波数１０ｋＨｚの振動を検出することにより行った。上記コンデンサ素子２１は、巻回軸方向の長さが約１００ｍｍ、長径が約６０ｍｍ、短径が約３３ｍｍである。

計測された定在波を図９の曲線Ｗに示す。同図に示すごとく、定在波Ｗは、コンデンサ素子２１の高さ方向の中心Ｃ（巻回軸方向の中心）を中心として、コンデンサ素子２１の高さＨ（巻回軸方向長さ）の約２倍の波長λを有する。
また、コンデンサ素子２１の各部の振動の振幅を図９の曲線Ｄに示す。同図に示すごとく、コンデンサ素子２１の高さ方向（巻回軸方向）の両端部付近において振幅Ｄが最大となり、高さ方向（巻回軸方向）の中心Ｃにおいて振幅Ｄが０となる。そして、コンデンサ素子２１の高さ方向の中心Ｃからの距離がコンデンサ素子２１の高さＨの１０％以内（即ち中心Ｃからの距離が上記波長λの５％以内）となる高さ位置は、振幅Ｄが最大振幅の１／３以下となる。

また、コンデンサ素子２１の各部の振動のエネルギーを図９の曲線Ｅに示す。振動のエネルギーＥは振幅Ｄの２乗に比例する。
曲線Ｅに示すごとく、振動のエネルギーＥは、コンデンサ素子２１の高さ方向の中心Ｃからの距離がコンデンサ素子２１の高さＨの１０％となる高さ位置で、最大振幅時の１／１０以下に減衰する。さらに上記中心Ｃからの距離が上記高さＨの±３％の高さ位置で、最大振幅時の１／１００以下に減衰する。

従って、本例の結果から、コンデンサ素子２１の高さ方向の中心Ｃからの距離がコンデンサ素子２１の高さＨの１０％以内となる高さ位置、或いは、上記中心Ｃからの距離が上記波長λの５％以内となる高さ位置は、振動を大きく抑制されていることが分かる。また、特に、コンデンサ素子２１の高さ方向の中心Ｃからの距離がコンデンサ素子２１の高さＨの３％以内となる高さ位置は、振動を更に大きく抑制されていることが分かる。
それ故、かかる位置に内部モジュール２と外側ケース３との固定部４を設けることにより、内部モジュール２の振動を外側ケース３に伝播させることを抑制することができ、ひいては、コンデンサモジュール１の振動を抑制し、外部への振動の伝播を抑制することができることが分かる。

（実施例３）
本例は、図１０に示すごとく、コンデンサ素子２１を、その巻回軸方向を水平方向にして配置したコンデンサモジュール１の例である。
本例のコンデンサモジュール１においては、コンデンサ素子２１の高さ方向は、コンデンサ素子２１の巻回軸方向と直交する方向となる。

そして、内部モジュール２と外側ケース３との固定部４は、コンデンサ素子２１の高さ方向の中心Ｃからの距離がコンデンサ素子２１の高さＨの１０％以内となる高さ位置に設けてある。また、この固定部４の配設位置は、中心Ｃからの距離が高さＨの３％以内となる高さ位置であることがより好ましく、中心Ｃそのものであることが最も好ましい。
その他は、実施例１と同様である。

本例の場合には、コンデンサ素子２１の巻回軸方向と直交する方向の振動が高さ方向の振動となる。そして、この方向の振動についても、コンデンサ素子２１の中心Ｃにおける振幅が０となり、両端部における振幅が大きくなる。そして、この方向についても、その振幅の変化や振動のエネルギーの変化の仕方は、巻回軸方向と同様であると考えることができる。
それ故、本例の場合にも、上記のような位置に固定部４を設けることにより、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。

（実施例４）
本例は、図１１に示すごとく、内部モジュール２と外側ケース３との固定部４の周囲に、他の部位よりも重量の大きい重量増加部４１を設けたコンデンサモジュール１の例である。
即ち、本例においては、固定部４の一部を構成する外側ケース３の固定用受け部３１の大きさを大きくすることにより、上記重量増加部４１を構成してある。
その他は、実施例１と同様である。

本例の場合には、内部モジュール２において発生した振動を上記重量増加部４１において減衰させ、コンデンサモジュール１の振動を抑制することができる。
即ち、コンデンサモジュール１における振動の原因は、内部モジュール２におけるコンデンサ素子２１の振動にある。そのため、内部モジュール２の振動は、内部モジュール２と外側ケース３との間の固定部４を通じて外側ケース３に伝播し、外側ケース３から外部に伝播することとなる。それ故、この伝播経路である内部モジュール２と外側ケース３との間に上記重量増加部４１を配置して、該重量増加部４１において振動を減衰させることにより、コンデンサモジュール１の振動の発生、伝播を抑制することができ、振動音の発生を抑制することができる。

以上のごとく、本例によれば、振動の発生、伝播を抑制したコンデンサモジュールを提供することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

（実施例５）
本例は、図１２に示すごとく、他の部位よりも比重の大きい部品をインサートすることによって重量増加部４１を構成したコンデンサモジュール１の例である。
即ち、外側ケース３における固定用受け部３１の内部に、鉄などからなる比重の大きい雌ネジ部材をインサートすることにより重量増加部４１とする。この重量増加部４１としての雌ネジ部材には、ネジ孔３１１が形成されている。
その他は、実施例１と同様である。

本例の場合には、重量増加部４１の体積を比較的小さくすることができ、コンデンサモジュール１のコンパクト化、省スペース化を阻害することなく、重量増加部４１を形成することができる。
その他、実施例２と同様の作用効果を有する。

（実施例６）
本例は、図１３に示すごとく、固定部４の周囲に他の部位よりも比重の大きい部品を貼設することによって重量増加部４１を構成したコンデンサモジュール１の例である。
即ち、外側ケース３の固定用受け部３１の外周に、鉄などの比重の大きい部品を貼設することにより重量増加部４１とする。その他は、実施例１と同様である。
この場合には、上記重量増加部４１を容易に形成することができる。その他、実施例２と同様の作用効果を有する。

上記実施例４〜６の態様は複合することもでき、これにより、振動抑制効果を増すことができる。また、重量増加部４１の形成方法としては、上記に限られず、例えばボルト４２の大きさや比重を大きくするなど、種々の方法がある。

また、上記実施例４〜６は、上記実施例１又は３に示したコンデンサモジュール１についても適用することができる。即ち、内部モジュール２と外側ケース３との固定部４を、実施例１又は３において示した高さ位置に設けると共に、固定部４の周囲に、実施例４〜５に示した重量増加部４１を設けることもできる。これにより、一層の振動抑制効果を得ることができる。

（比較例）
本例は、図１４に示すごとく、内部モジュール９２と外側ケース９３との固定部９４を、コンデンサ素子９２１の高さ方向の中心Ｃから大きくずれた位置に設けたコンデンサモジュール９の例である。
即ち、上記固定部９４を、コンデンサ素子９２１の上部付近の側方位置に形成してある。
その他は、実施例１と同様である。

本例の場合には、コンデンサ素子９２１に起因する振動の定在波の振幅が大きい位置に上記固定部９４を配置することとなる。そのため、内部モジュール９２の振動が、固定部９４を通じて外側ケース９３に伝播しやすい。その結果、コンデンサモジュール９に振動が発生し、振動が外部へも伝播しやすく、コンデンサ素子９２１に起因する振動音が発生しやすくなる。

実施例１における、コンデンサモジュールの断面図。 実施例１における、コンデンサモジュールの斜視図。 実施例１における、コンデンサモジュールの平面図。 実施例１における、内部モジュールの斜視図。 実施例１における、外側ケースの斜視図。 実施例１における、コンデンサ素子の斜視図。 実施例１における、コンデンサ素子の上下端部の振動を表す線図。 実施例１における、コンデンサモジュールに発生する定在波の説明図。 実施例２における、定在波、振幅、及び振動のエネルギーを示す線図。 実施例３における、コンデンサモジュールの断面図。 実施例４における、コンデンサモジュールの固定部付近の断面図。 実施例５における、コンデンサモジュールの固定部付近の断面図。 実施例６における、コンデンサモジュールの固定部付近の断面図。 比較例における、コンデンサモジュールの断面図。

符号の説明

１ コンデンサモジュール
２ 内部モジュール
２１ コンデンサ素子
２２ モールド材
２３ 内側ケース
３ 外側ケース
４ 固定部

Claims (7)

1. 金属化フィルムを巻回して構成されたコンデンサ素子とその周囲に充填されたモールド材とを内側ケースの内部に配置してなる内部モジュールと、該内部モジュールを内側に収納する外側ケースとを互いに固定してなるコンデンサモジュールであって、
   上記内部モジュールと上記外側ケースとの固定部は、上記コンデンサ素子の高さ方向の中心からの距離が上記コンデンサ素子の高さの１０％以内となる高さ位置に設けてあることを特徴とするコンデンサモジュール。
2. 請求項１において、上記固定部は、上記コンデンサ素子の高さ方向の中心からの距離が上記コンデンサ素子の高さの３％以内となる高さ位置に設けてあることを特徴とするコンデンサモジュール。
3. 金属化フィルムを巻回して構成されたコンデンサ素子とその周囲に充填されたモールド材とを内側ケースの内部に配置してなる内部モジュールと、該内部モジュールを内側に収納する外側ケースとを互いに固定してなるコンデンサモジュールであって、
   上記コンデンサ素子に流れる電流の基本周波数の振動による定在波の波長をλとしたとき、上記内部モジュールと上記外側ケースとの固定部は、上記コンデンサ素子の高さ方向の中心からの距離が上記波長λの５％以内となる高さ位置に設けてあることを特徴とするコンデンサモジュール。
4. 金属化フィルムを巻回して構成されたコンデンサ素子とその周囲に充填されたモールド材とを内側ケースの内部に配置してなる内部モジュールと、該内部モジュールを内側に収納する外側ケースとを互いに固定してなるコンデンサモジュールであって、
   上記内部モジュールと上記外側ケースとの固定部の周囲には、他の部位よりも重量の大きい重量増加部を設けてあり、
   上記固定部は、上記コンデンサ素子の高さ方向の中心からの距離が上記コンデンサ素子の高さの１０％以内となる高さ位置に設けてあることを特徴とするコンデンサモジュール。
5. 請求項４において、上記固定部は、上記コンデンサ素子の高さ方向の中心からの距離が上記コンデンサ素子の高さの３％以内となる高さ位置に設けてあることを特徴とするコンデンサモジュール。
6. 金属化フィルムを巻回して構成されたコンデンサ素子とその周囲に充填されたモールド材とを内側ケースの内部に配置してなる内部モジュールと、該内部モジュールを内側に収納する外側ケースとを互いに固定してなるコンデンサモジュールであって、
   上記内部モジュールと上記外側ケースとの固定部の周囲には、他の部位よりも重量の大きい重量増加部を設けてあり、
   上記コンデンサ素子に流れる電流の基本周波数の振動による定在波の波長をλとしたとき、上記内部モジュールと上記外側ケースとの固定部は、上記コンデンサ素子の高さ方向の中心からの距離が上記波長λの５％以内となる高さ位置に設けてあることを特徴とするコンデンサモジュール。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のコンデンサモジュールを有することを特徴とする電力変換装置。

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