コンデンサ
【課題】専用の配線構造を用意する必要がなく、仕様変更等に柔軟に対応することができ、また、コストの低廉化を図ることができ、自己インダクタンスの低減化も図ることができるコンデンサを提供する。
【解決手段】両端にそれぞれ端子部を有する複数のコンデンサ素子１２を具備した１つのコンデンサブロック１４を有し、複数のコンデンサ素子１２を並列に電気的に接続して構成されたコンデンサにおいて、複数のコンデンサ素子１２の各第１端子部１８ａを電気的に接続する第１電極板２０ａと、複数のコンデンサ素子１２の各第２端子部１８ｂを電気的に接続し、且つ、第１端子部１８ａ側に導出された第２電極板２０ｂと、第２電極板２０ｂを電気的にバイパスする１以上のバイパス電極板２２とを有する。
【解決手段】両端にそれぞれ端子部を有する複数のコンデンサ素子１２を具備した１つのコンデンサブロック１４を有し、複数のコンデンサ素子１２を並列に電気的に接続して構成されたコンデンサにおいて、複数のコンデンサ素子１２の各第１端子部１８ａを電気的に接続する第１電極板２０ａと、複数のコンデンサ素子１２の各第２端子部１８ｂを電気的に接続し、且つ、第１端子部１８ａ側に導出された第２電極板２０ｂと、第２電極板２０ｂを電気的にバイパスする１以上のバイパス電極板２２とを有する。
【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並列に電気的に接続して構成されたコンデンサブロックを用いたコンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、１００μＦを超えるような大容量のコンデンサを構成する場合、必要とする静電容量にするために、１００μＦ未満や１００μＦ前後のコンデンサ素子を複数用意し、これら複数のコンデンサ素子を平編み銅線等の配線材を用いて並列に接続したコンデンサブロックを用いるようにしている。また、このコンデンサブロックを複数、さらに並列に接続して用いるようにしていることもある。
【０００３】
このようなコンデンサをインバータ等の電力変換装置の平滑コンデンサに使用する場合、コンデンサにインバータのキャリア周波数等のリプル電流が流れる。その際に、コンデンサ素子及び配線材から自己発熱が発生し、寿命の低下をもたらす。そこで、従来では、複数のコンデンサ素子を並列に接続する配線材として並行平板とすることで、自己インダクタンスを低減して、高周波特性の改善並びに自己発熱の低減を図るようにしている（特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３７７１９７７号公報
【特許文献２】特許第３３５７３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、並行平板の配線構造を種々開示しているが、絶縁構造を主体とした配線構造の例示であることから、折り返し電極の配線長に対する考慮が十分でなく、その結果、自己インダクタンスの低減も不十分である。
【０００６】
一方、特許文献２では、コンデンサ素子に流れる電流にも着目し、その反対方向となる並行平板として、コンデンサブロック（複数のコンデンサ素子を５行２列で組み立てたコンデンサブロック）の側面を囲む配線構造としている。しかし、特許文献２の図２（ｅ）にも示すように、上述の配線構造は一体化された函体構造となっているため、コンデンサとして組み立てる作業に困難が伴う。すなわち、特許文献２に示す構造は、図２（ｅ）で図示されているように、コンデンサブロックの側面を囲う両側の接続板６ａが引出板６ｂと共に一体構造となっている。そのため、コンデンサとして組み立てる場合は、コンデンサブロックの一方の端子部に結線板４ａを接続し、他方の端子部に結線板４ｂを接続した後、結線板４ａに引出板５を接続する。その後、２つの接続板６ａ及び１つの引出板６ｂで囲まれた空間内にコンデンサブロックを挿入し、さらに、２つの接続板６ａの各端部を結線板４ｂに接続しなければならない。
【０００７】
つまり、特許文献２に示す構造は、一体構造とされた２つの接続板６ａ及び１つの引出板６ｂにて囲まれた空間内にコンデンサブロックを挿入する作業が面倒であり、また、接続時の保持等が困難で、組み立てが難しい。しかも、コンデンサブロックのサイズに対応した専用の配線構造（函体構造）を用意する必要があり、仕様変更等に柔軟に対応することができず、また、コストの高価格化を引き起こすおそれもある。なお、特許文献２記載のコンデンサの自己インダクタンスは、従来のコンデンサの１／４程度に低減することができるとされているが、依然、自己インダクタンスの低減は不十分である。
【０００８】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、専用の配線構造を用意する必要がなく、仕様変更等に柔軟に対応することができ、また、コストの低廉化を図ることができ、自己インダクタンスの低減化も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】
［１］ 本発明に係るコンデンサは、両端にそれぞれ端子部を有する複数のコンデンサ素子を並列に電気的に接続して構成したコンデンサブロックを用いたコンデンサにおいて、前記複数のコンデンサ素子の各一方の端子部を電気的に接続する第１電極板と、前記複数のコンデンサ素子の各他方の端子部を電気的に接続し、且つ、前記一方の端子部側に導出された第２電極板と、前記第２電極板を電気的にバイパスする１以上のバイパス電極板とを有し、前記第２電極板は、前記複数のコンデンサ素子の各前記他方の端子部を電気的に接続する結線部と、前記第１電極板に対向して配された導出部と、前記結線部と前記導出部とを接続する接続部とを一体に有し、前記バイパス電極板は、前記第２電極板の前記導出部に電気的に接続された第１接続部と、前記第２電極板の前記結線部に電気的に接続された第２接続部と、前記第１接続部と前記第２接続部とを接続する第３接続部とを一体に有し、前記第２電極板の前記接続部は、前記コンデンサブロックの下面よりも下方に位置し、前記バイパス電極板の前記第３接続部は、前記コンデンサブロックの側面と対向した位置に配されていることを特徴とする。
【００１０】
［２］ 本発明において、少なくとも２つの前記バイパス電極板が、前記コンデンサブロックを間に挟んで対向して配されていることを特徴とする。
【００１１】
［３］ 本発明において、少なくとも２つの前記バイパス電極板が、前記コンデンサブロックの一方の側面に沿って配列されていることを特徴とする。
【００１２】
［４］ 本発明において、少なくとも１つの前記バイパス電極板は、その上端の位置が前記コンデンサブロックの上面とほぼ一致するように配されていることを特徴とする。
【００１３】
［５］ 本発明において、前記コンデンサブロックは、前記複数のコンデンサ素子が一方向に積層されて構成され、前記バイパス電極板の前記複数のコンデンサ素子の積層方向に沿った長さをＬ、前記コンデンサブロックを構成する前記コンデンサ素子の個数をＮ、１つの前記コンデンサ素子の前記積層方向に沿った長さをｍとしたとき、前記長さＬは、
ｍ＜Ｌ＜ｍ×Ｎ
であることを特徴とする。
【００１４】
［６］ 本発明において、前記長さＬは、
ｍ×（Ｎ−１）＜Ｌ＜ｍ×Ｎ
であることを特徴とする。
【００１５】
［７］ 本発明において、少なくとも１つの前記バイパス電極板の前記長さＬは、
ｍ＜Ｌ＜２×ｍ
であることを特徴とする。
【００１６】
［８］ 本発明において、２以上の前記コンデンサブロックが側面同士を対向させて配列されて構成された複合コンデンサブロックを有することを特徴とする。
【００１７】
［９］ 本発明において、前記コンデンサブロックにおける各前記一方の端子部及び各前記他方の端子部の少なくともいずれか一方を冷却する冷却部材を有し、前記冷却部材は、前記コンデンサブロックにおける各前記一方の端子部が配列された部位及び前記コンデンサブロックにおける各前記他方の端子部が配列された部位の少なくともいずれか一方に対向して設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明に係るコンデンサによれば、専用の配線構造を用意する必要がなく、仕様変更等に柔軟に対応することができ、また、コストの低廉化を図ることができ、自己インダクタンスの低減化も図ることができる。
【００１９】
通常、コンデンサは、許容以上の電流が流れた場合、時間の経過と共にコンデンサの許容温度を超え、最終的に発煙・発火するおそれがある。しかし、冷却部材を設けるようにしたので、許容以上の電流が流れた場合であっても、コンデンサの許容温度を超えることはないため、上述のような不具合の発生を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１Ａは第１の実施の形態に係るコンデンサ（第１コンデンサ）を示す斜視図であり、図１Ｂは第１コンデンサのバイパス電極板を一部破断して示す側面図であり、図１Ｃは第１コンデンサを上面から見て示す平面図である。
【図２】図２Ａは第２の実施の形態に係るコンデンサ（第２コンデンサ）を示す斜視図であり、図２Ｂは第２コンデンサのバイパス電極板を一部破断して示す側面図であり、図２Ｃは第２コンデンサを上面から見て示す平面図である。
【図３】図３Ａは第３の実施の形態に係るコンデンサ（第３コンデンサ）を示す斜視図であり、図３Ｂは第３コンデンサのバイパス電極板を一部破断して示す側面図であり、図３Ｃは第３コンデンサを上面から見て示す平面図である。
【図４】図４Ａは第４の実施の形態に係るコンデンサ（第４コンデンサ）を示す斜視図であり、図４Ｂは第４コンデンサのバイパス電極板を一部破断して示す側面図であり、図４Ｃは第４コンデンサを上面から見て示す平面図である。
【図５】図５Ａは第５の実施の形態に係るコンデンサ（第５コンデンサ）を示す斜視図であり、図５Ｂは第５コンデンサのバイパス電極板を一部破断して示す側面図であり、図５Ｃは第５コンデンサを上面から見て示す平面図である。
【図６】図６Ａは第６の実施の形態に係るコンデンサ（第６コンデンサ）を示す斜視図であり、図６Ｂは第６コンデンサのバイパス電極板を一部破断して示す側面図であり、図６Ｃは第６コンデンサを上面から見て示す平面図である。
【図７】第７の実施の形態に係るコンデンサ（第７コンデンサ）を示す斜視図である。
【図８】第８の実施の形態に係るコンデンサ（第８コンデンサ）を示す斜視図である。
【図９】第９の実施の形態に係るコンデンサ（第９コンデンサ）を示す斜視図である。
【図１０】第１０の実施の形態に係るコンデンサ（第１０コンデンサ）を示す斜視図である。
【図１１】第１１の実施の形態に係るコンデンサ（第１１コンデンサ）を示す斜視図である。
【図１２】図１２Ａは比較例に係るコンデンサを示す斜視図であり、図１２Ｂは比較例に係るコンデンサのバイパス電極板を一部破断して示す側面図であり、図１２Ｃは比較例に係るコンデンサを上面から見て示す平面図である。
【図１３】コンデンサのインダクタンスを測定する方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係るコンデンサの実施の形態例を図１〜図１３を参照しながら説明する。なお、以下に説明する各種コンデンサは要部を示すものであって、コンデンサとしての製品形態から外装ケース、外部端子、充填材等の図示及び説明を省略している。
【００２２】
先ず、第１の実施の形態に係るコンデンサ（以下、第１コンデンサ１０Ａと記す）は、図１Ａに示すように、複数のコンデンサ素子１２を具備した１つのコンデンサブロック１４を有する。コンデンサブロック１４は、複数のコンデンサ素子１２が一方向に積層されて構成されている。図１の例では、４個のコンデンサ素子１２を縦方向に積層して１つのコンデンサブロック１４を構成した例を示している。
【００２３】
各コンデンサ素子１２は、巻回体１６と、該巻回体１６の一方の端部に電気的に接続された第１端子部１８ａと、巻回体１６の他方の端部に電気的に接続された第２端子部１８ｂとを有する。巻回体１６は、図示を省略するが、第１電極パターンと第２電極パターンとが誘電体フィルムを挟んで対向した状態で巻回された構成を有する。例えば巻回体１６は、片面に第１電極パターンが形成された第１誘電体フィルムと、片面に第２電極パターンが形成された第２誘電体フィルムとを、第１電極パターンと第２電極パターンとが接触しないように重ね合わせ、この重ね合わされた第１誘電体フィルムと第２誘電体フィルムを巻回して構成されている。第１誘電体フィルム及び第２誘電体フィルムは、それぞれＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）等で構成することができる。そして、巻回体１６の一方の端面及び他方の端面にそれぞれ半田、亜鉛等の金属を溶射して第１端子部１８ａ及び第２端子部１８ｂが設けられている。
【００２４】
図１Ａ〜図１Ｃに示すように、第１コンデンサ１０Ａは、複数のコンデンサ素子１２の各第１端子部１８ａを電気的に接続する第１電極板２０ａと、複数のコンデンサ素子１２の各第２端子部１８ｂを電気的に接続し、且つ、第１端子部１８ａ側に導出された第２電極板２０ｂとを有する。すなわち、第１コンデンサ１０Ａは、第１電極板２０ａと第２電極板２０ｂとによって、複数のコンデンサ素子１２が並列に電気的に接続された構成となっている。
【００２５】
そして、この第１コンデンサ１０Ａは、第２電極板２０ｂを電気的にバイパスする１つのバイパス電極板２２を有する。具体的には、先ず、第２電極板２０ｂは、複数のコンデンサ素子１２の各第２端子部１８ｂを電気的に接続する結線部２４と、複数のコンデンサ素子１２の第１端子部１８ａ側に導出され、且つ、第１電極板２０ａに対向して配された導出部２６と、結線部２４と導出部２６とを接続する接続部２８とを一体に有する。この場合、第２電極板２０ｂの接続部２８は、コンデンサブロック１４の下面よりも下方に位置している。すなわち、この第２電極板２０ｂは、第１電極板２０ａと比して配線長が大きい。なお、第２電極板２０ｂの接続部２８とコンデンサ素子１２（最も下に位置しているコンデンサ素子１２）との間、並びに第２電極板２０ｂの導出部２６と第１電極板２０ａとの間には、それぞれ電気的絶縁を確保するために、図示しない絶縁板が介在される。
【００２６】
一方、バイパス電極板２２は、第２電極板２０ｂの導出部２６に電気的に接続された第１接続部２２ａと、第２電極板２０ｂの結線部２４に電気的に接続された第２接続部２２ｂと、第１接続部２２ａと第２接続部２２ｂとを接続する第３接続部２２ｃとを一体に有する。この場合、バイパス電極板２２の第３接続部２２ｃは、コンデンサブロック１４の一方の側面と対向した位置に配されている。すなわち、バイパス電極板２２は、コンデンサブロック１４の一方の側面を囲むようにして第２電極板２０ｂに電気的に接続されている。本実施の形態では、長方形状の金属板を、例えば折り曲げ加工によって、断面コ字状に成形することで、第１接続部２２ａ、第２接続部２２ｂ及び第３接続部２２ｃを一体に設けるようにしている。また、第１接続部２２ａと第２電極板２０ｂの導出部２６との電気的接続、並びに第２接続部２２ｂと第２電極板２０ｂの結線部２４との電気的接続は、それぞれ例えば半田によって行うようにしている。なお、バイパス電極板２２の第３接続部２２ｃはコンデンサブロック１４の一方の側面から離間させることが好ましい。この場合、第３接続部２２ｃとコンデンサブロック１４の一方の側面との間に電気的絶縁材を介在させてもよい。
【００２７】
バイパス電極板２２とコンデンサブロック１４の寸法関係を示すと、バイパス電極板２２の複数のコンデンサ素子１２の積層方向に沿った長さをＬ、コンデンサブロック１４を構成するコンデンサ素子１２の個数をＮ、１個のコンデンサ素子１２の積層方向に沿った長さをｍとしたとき、長さＬは、
ｍ＜Ｌ＜ｍ×Ｎ
の範囲であり、特に、この第１コンデンサ１０Ａでは、長さＬは、
ｍ×（Ｎ−１）＜Ｌ＜ｍ×Ｎ
を満足している。
【００２８】
このように、第１コンデンサ１０Ａにおいては、第１電極板２０ａと第２電極板２０ｂによって複数のコンデンサ素子１２を並列に接続し、さらに、第１電極板２０ａと比して配線長が大きい第２電極板２０ｂを電気的にバイパスする１つのバイパス電極板２２を第２電極板２０ｂに電気的に接続するようにしたので、第１コンデンサ１０Ａの自己インダクタンスを低減することができ、高周波特性の改善並びに自己発熱の低減を図ることができる。しかも、配線長の大きい第２電極板２０ｂにバイパス電極板２２を電気的に接続するだけでよいため、組み立てが簡単で、専用の配線構造（函体構造）を用意する必要がなく、仕様変更等に柔軟に対応することができる。これは、第１コンデンサ１０Ａの生産性の向上、コストの低廉化につながる。
【００２９】
なお、図１の例は、４個のコンデンサ素子１２を積層した場合を示しているが、その他、２個のコンデンサ素子１２、３個のコンデンサ素子１２、５個以上のコンデンサ素子１２を積層した場合にも適用できることはもちろんである。
【００３０】
次に、第２の実施の形態に係るコンデンサ（以下、第２コンデンサ１０Ｂと記す）は、図２Ａ〜図２Ｃに示すように、上述した第１コンデンサ１０Ａとほぼ同様の構成を有するが、２つのバイパス電極板２２が、コンデンサブロック１４の一方の側面に沿って配列されている点と、バイパス電極板２２の上述した長さＬが、
ｍ＜Ｌ＜２×ｍ
である点で異なる。この場も、上述した第１コンデンサ１０Ａの効果と同様の効果を奏する。なお、図２Ａ〜図２Ｃの例では、４個のコンデンサ素子１２を積層した場合を示しているが、その他、５個以上のコンデンサ素子１２を積層した場合にも適用できることはもちろんである。特に、５個、７個、９個等のように、５以上の奇数個のコンデンサ素子１２を積層した場合には、バイパス電極板２２として、上述した長さＬが、ｍ＜Ｌ＜２×ｍであるバイパス電極板２２に加えて、上述した長さＬが、２×ｍ＜Ｌ＜３×ｍであるバイパス電極板２２を用いることが好ましい。つまり、１つのコンデンサブロック１４に対して積層方向に２個以上のバイパス電極板２２を配列する場合は、上述した長さＬが、ｍ＜Ｌ＜２×ｍであるバイパス電極板２２と、２×ｍ＜Ｌ＜３×ｍであるバイパス電極板２２とを用意しておけば、４個以上のコンデンサ素子１２が積層された種々のコンデンサブロックに適用させることができる。
【００３１】
次に、第３の実施の形態に係るコンデンサ（以下、第３コンデンサ１０Ｃと記す）は、図３Ａ〜図３Ｃに示すように、上述した第２コンデンサ１０Ｂとほぼ同様の構成を有するが、積層方向上部に設置されるバイパス電極板２２が、その上端２２ｄの位置とコンデンサブロック１４の上面１４ａとがほぼ一致するように配されている点で異なる。
【００３２】
この第３コンデンサ１０Ｃにおいても、上述した第２コンデンサ１０Ｂと同様の効果を奏する。特に、第３コンデンサ１０Ｃは、積層方向上部に設置されるバイパス電極板２２が、第２電極板２０ｂの端部（外部端子に接続される方の端部）に近づくように設置されることから、自己インダクタンスを第２コンデンサ１０Ｂよりも低減することができる。
【００３３】
次に、第４の実施の形態に係るコンデンサ（以下、第４コンデンサ１０Ｄと記す）は、図４Ａ〜図４Ｃに示すように、上述した第１コンデンサ１０Ａとほぼ同様の構成を有するが、２つのバイパス電極板２２を有する点と、これら２つのバイパス電極板２２がコンデンサブロック１４を間に挟んで対向して配されている点で異なる。
【００３４】
この場合、第２電極板２０ｂの結線部２４と導出部２６との間に形成されたバイパス電極板２２による２つのバイパス経路が並列に接続された形態となるため、自己インダクタンスを、第１コンデンサ１０Ａの自己インダクタンスの約１／２程度とすることができる。
【００３５】
次に、第５の実施の形態に係るコンデンサ（以下、第５コンデンサ１０Ｅと記す）は、図５Ａ〜図５Ｃに示すように、上述した第２コンデンサ１０Ｂ（図２Ａ〜図２Ｃ参照）とほぼ同様の構成を有するが、４つのバイパス電極板２２を有する点と、コンデンサブロック１４の積層方向上部において、２つのバイパス電極板２２がコンデンサブロック１４を間に挟んで対向して配され、同様に、コンデンサブロック１４の積層方向下部において、２つのバイパス電極板２２がコンデンサブロック１４を間に挟んで対向して配されている点で異なる。
【００３６】
この場合も、上述した第４コンデンサ１０Ｄと同様に、第２電極板２０ｂの結線部２４と導出部２６との間に形成された２つのバイパス経路が並列に接続された形態となるため、自己インダクタンスを、第２コンデンサ１０Ｂの自己インダクタンスの約１／２程度とすることができる。
【００３７】
次に、第６の実施の形態に係るコンデンサ（以下、第６コンデンサ１０Ｆと記す）は、図６Ａ〜図６Ｃに示すように、上述した第３コンデンサ１０Ｃ（図３Ａ〜図３Ｃ参照）とほぼ同様の構成を有するが、４つのバイパス電極板２２を有する点と、コンデンサブロック１４の積層方向上部において、２つのバイパス電極板２２がコンデンサブロック１４を間に挟んで対向して配され、同様に、コンデンサブロック１４の積層方向下部において、２つのバイパス電極板２２がコンデンサブロック１４を間に挟んで対向して配されている点で異なる。
【００３８】
この場合も、上述した第５コンデンサ１０Ｅと同様に、それぞれ対向して配された２つのバイパス電極板２２によるバイパス経路が並列に接続された形態となるため、自己インダクタンスを、第３コンデンサ１０Ｃの自己インダクタンスの約１／２程度とすることができる。
【００３９】
次に、第７の実施の形態に係るコンデンサ（以下、第７コンデンサ１０Ｇと記す）は、図７に示すように、上述した第５コンデンサ１０Ｅ（図５Ａ〜図５Ｃ参照）とほぼ同様の構成を有するが、各コンデンサ素子１２の少なくとも第２端子部１８ｂを冷却するための冷却部材３０が設置されている点で異なる。冷却部材３０は、例えば冷却媒体（冷却水、冷却風等）が流通するパイプ３２にて構成され、第２端子部１８ｂが配列された部位に対向した位置に設置されている。パイプ３２は、バイパス電極板２２の第２接続部２２ｂに接触させて設置されることから、第２端子部１８ｂにて発生した熱は、第２電極板２０ｂ及びバイパス電極板２２の第２接続部２２ｂを介して冷却部材３０に放熱され、第１端子部１８ａにて発生した熱は、第１電極板２０ａ、電気的絶縁材、バイパス電極板２２の第１接続部２２ａ、第３接続部２２ｃ及び第２接続部２２ｂを介して冷却部材３０に放熱される。
【００４０】
通常、コンデンサは、許容以上の電流が流れた場合、時間の経過と共にコンデンサの許容温度を超え、最終的に発煙・発火するおそれがある。しかし、この第７コンデンサ１０Ｇにおいては、冷却部材３０を設けるようにしたので、許容以上の電流が流れた場合であっても、第７コンデンサ１０Ｇの許容温度を超えることはないため、上述のような不具合の発生を回避することができる。
【００４１】
冷却部材３０としては、上述した冷却媒体が流通するパイプ３２のほか、ヒートシンクを用いることもできる。もちろん、パイプ３２とヒートシンクを組み合わせるようにしてもよい。
【００４２】
次に、第８の実施の形態に係るコンデンサ（以下、第８コンデンサ１０Ｈと記す）は、図８に示すように、上述した第７コンデンサ１０Ｇとほぼ同様の構成を有するが、上述した冷却部材３０に加えて、第２の冷却部材３４が、第１端子部１８ａが配列された部位に対向した位置に設置されている点で異なる。第２の冷却部材３４としては、冷却部材３０と同様に、冷却媒体が流通するパイプ３２や、ヒートシンク等を用いることができる。この場合、第２の冷却部材３４は、バイパス電極板２２の第１接続部２２ａに接触させて設置されることから、第１端子部１８ａにて発生した熱は、第１電極板２０ａ、電気的絶縁材、バイパス電極板２２の第１接続部２２ａを介して第２の冷却部材３４に放熱される。すなわち、第１端子部１８ａにて発生した熱を効率よく第２の冷却部材３４に放熱させることができる。
【００４３】
次に、第９の実施の形態に係るコンデンサ（以下、第９コンデンサ１０Ｉと記す）について、図９を参照しながら説明する。
【００４４】
この第９コンデンサ１０Ｉは、図９に示すように、複数のコンデンサブロック１４を互いに側面同士を対向させて配列して構成した複合コンデンサブロック５０を有する。図９では、４つの第２コンデンサ１０Ｂ（図２Ａ参照）を横方向（コンデンサ素子１２の積層方向と直交する方向）に配列し、且つ、隣接する第２コンデンサ１０Ｂの側面同士が対向するように配列された形態を示している。各第２コンデンサ１０Ｂの第１電極板２０ａの端部は、共通の第１リード端子板５２ａに接続され、各第２コンデンサ１０Ｂの第２電極板２０ｂの端部は、共通の第２リード端子板５２ｂに接続されている。
【００４５】
この第９コンデンサ１０Ｉにおいては、各第２コンデンサ１０Ｂにおける第２電極板２０ｂの結線部２４と導出部２６との間に形成されたバイパス電極板２２によるバイパス経路（この場合、４つのバイパス経路）が、共通の第２リード端子板５２ｂに並列に接続された形態となるため、自己インダクタンスを、第２コンデンサ１０Ｂの自己インダクタンスの約１／４程度とすることができる。
【００４６】
次に、第１０の実施の形態に係るコンデンサ（以下、第１０コンデンサ１０Ｊと記す）は、図１０に示すように、複数のコンデンサブロック１４を互いに側面同士を対向させて配列して構成した複合コンデンサブロック５０を有し、特に、４つの第５コンデンサ１０Ｅを横方向（コンデンサ素子１２の積層方向と直交する方向）に配列し、且つ、隣接する第５コンデンサ１０Ｅの側面同士が対向するように配列された形態を有する。各第５コンデンサ１０Ｅの第１電極板２０ａの端部は、共通の第１リード端子板５２ａに接続され、各第５コンデンサ１０Ｅの第２電極板２０ｂの端部は、共通の第２リード端子板５２ｂに接続されている。
【００４７】
この第１０コンデンサ１０Ｊにおいては、各第５コンデンサ１０Ｅにおける第２電極板２０ｂの結線部２４と導出部２６との間に形成されたバイパス電極板２２によるバイパス経路（この場合、８つのバイパス経路）が、共通の第２リード端子板５２ｂに並列に接続された形態となるため、自己インダクタンスを、第５コンデンサ１０Ｅの自己インダクタンスの約１／４程度とすることができる。
【００４８】
次に、第１１の実施の形態に係るコンデンサ（以下、第１１コンデンサ１０Ｋと記す）は、図１１に示すように、上述した第１０コンデンサ１０Ｊとほぼ同様の構成を有するが、各コンデンサ素子１２の少なくとも第２端子部１８ｂを冷却するための冷却部材３０が設置されている点で異なる。冷却部材３０は、例えば冷却媒体（冷却水、冷却風等）が流通する蛇行状のパイプ３２にて構成され、第２端子部１８ｂが配列された部位に対向した位置に設置されている。
【００４９】
この第１１コンデンサ１０Ｋにおいては、上述した第７コンデンサ１０Ｇ（図７参照）と同様に、各コンデンサにおいて許容以上の電流が流れた場合であっても、各コンデンサの許容温度を超えることはないため、上述したような不具合の発生を回避することができる。なお、第８コンデンサ１０Ｈ（図８参照）と同様に、第１端子部１８ａが配列された部位に対向した位置に第２の冷却部材３４を設置してもよい。
【実施例】
【００５０】
比較例、実施例１〜８に係るコンデンサについて、コンデンサのインダクタンスをネットワークアナライザを用いて測定した。
【００５１】
比較例、実施例１〜８に係るコンデンサの構成は以下の通りである。
【００５２】
（比較例）
図１２Ａ〜図１２Ｃに示すように、図１Ａ〜図１Ｃに示す第１コンデンサ１０Ａからバイパス電極板２２を外した構成を有する。この構成は、上述した特許文献１記載のコンデンサに類似した構造である。
【００５３】
（実施例１〜８）
実施例１は、図１Ａ〜図１Ｃに示す第１コンデンサ１０Ａと同様の構成を有し、実施例２は、図２Ａ〜図２Ｃに示す第２コンデンサ１０Ｂと同様の構成を有し、実施例３は、図３Ａ〜図３Ｃに示す第３コンデンサ１０Ｃと同様の構成を有し、実施例４は、図４Ａ〜図４Ｃに示す第４コンデンサ１０Ｄと同様の構成を有し、実施例５は、図５Ａ〜図５Ｃに示す第５コンデンサ１０Ｅと同様の構成を有し、実施例６は、図６Ａ〜図６Ｃに示す第６コンデンサ１０Ｆと同様の構成を有する。
【００５４】
また、実施例７は、図９に示す第９コンデンサ１０Ｉと同様の構成を有し、実施例８は、図１０に示す第１０コンデンサ１０Ｊと同様の構成を有する。
【００５５】
（測定方法）
測定方法は、図１３に示すように、ネットワークアナライザ６０を使用した。具体的には、比較例、実施例１〜８に係る各コンデンサにおいて、第１電極板２０ａ（第７実施例及び第８実施例では第１リード端子板５２ａ）の端部と第２電極板２０ｂ（第７実施例及び第８実施例では第２リード端子板５２ｂ）の端部（具体的にはコンデンサの各外部端子）に、それぞれ同軸ケーブル６２ａ及び６２ｂにおける内芯線６４ａ及び６４ｂのコネクタ部と外側導体６６ａ及び６６ｂのコネクタ部を接続（逆でも可能）して測定した。なお、測定周波数は１００Ｈｚ〜２００Ｈｚ、測定電流は数ｍＡ、測定電圧は数ｍＶである。
【００５６】
（測定結果）
測定結果を表１に示す。
【００５７】
【表１】
【００５８】
表１の結果から、比較例ではインダクタンスが約６９ｎＨであったが、実施例１〜８はいずれも１５ｎＨ以下であり、比較例よりもインダクタンスを低減することができ、高周波特性の改善並びに自己発熱の低減を図ることができることがわかる。
【００５９】
実施例４は、図４Ａに示すように、実施例１（図１Ａ参照）の構成に対して、バイパス電極板２２による２つのバイパス経路が並列に接続された形態となるため、インダクタンスが、実施例１のインダクタンスの約１／２程度となっている。
【００６０】
実施例５においても、図５Ａに示すように、実施例２（図２Ａ参照）の構成に対して、バイパス電極板２２による２つのバイパス経路が並列に接続された形態となるため、インダクタンスは、実施例２のインダクタンスの約１／２程度となっている。
【００６１】
実施例６においても、図６Ａに示すように、実施例３（図３Ａ参照）の構成に対して、バイパス電極板２２による２つのバイパス経路が並列に接続された形態となるため、インダクタンスは、実施例３のインダクタンスの約１／２程度となっている。
【００６２】
実施例７においては、図９に示すように、各第２コンデンサ１０Ｂのバイパス電極板２２によるバイパス経路（この場合、４つのバイパス経路）が、共通の第２リード端子板５２ｂに並列に接続された形態となるため、インダクタンスは、第２コンデンサ１０Ｂのインダクタンスの約１／４程度となっている。
【００６３】
実施例８においても、図１０に示すように、各第５コンデンサ１０Ｅのバイパス電極板２２によるバイパス経路（この場合、４つのバイパス経路）が、共通の第２リード端子板５２ｂに並列に接続された形態となるため、インダクタンスは、第５コンデンサ１０Ｅのインダクタンスの約１／４程度となっている。
【００６４】
なお、特許文献２記載のコンデンサのインダクタンスは、特許文献２の記載から、比較例の１／４程度、すなわち、１７ｎＨ程度であり、実施例１〜８のインダクタンスよりも高いことがわかる。
【００６５】
なお、本発明に係るコンデンサは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００６６】
１０Ａ〜１０Ｋ…第１コンデンサ〜第１１コンデンサ
１２…コンデンサ素子 １４…コンデンサブロック
１６…巻回体 １８ａ…第１端子部
１８ｂ…第２端子部 ２０ａ…第１電極板
２０ｂ…第２電極板 ２２…バイパス電極板
２２ａ〜２２ｃ…第１接続部〜第３接続部 ２４…結線部
２６…導出部 ２８…接続部
３０、３４…冷却部材 ３２…パイプ
５０…コンデンサブロック
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数個のコンデンサ素子を並列に電気的に接続して構成されたコンデンサブロックを用いたコンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、１００μＦを超えるような大容量のコンデンサを構成する場合、必要とする静電容量にするために、１００μＦ未満や１００μＦ前後のコンデンサ素子を複数用意し、これら複数のコンデンサ素子を平編み銅線等の配線材を用いて並列に接続したコンデンサブロックを用いるようにしている。また、このコンデンサブロックを複数、さらに並列に接続して用いるようにしていることもある。
【０００３】
このようなコンデンサをインバータ等の電力変換装置の平滑コンデンサに使用する場合、コンデンサにインバータのキャリア周波数等のリプル電流が流れる。その際に、コンデンサ素子及び配線材から自己発熱が発生し、寿命の低下をもたらす。そこで、従来では、複数のコンデンサ素子を並列に接続する配線材として並行平板とすることで、自己インダクタンスを低減して、高周波特性の改善並びに自己発熱の低減を図るようにしている（特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３７７１９７７号公報
【特許文献２】特許第３３５７３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、並行平板の配線構造を種々開示しているが、絶縁構造を主体とした配線構造の例示であることから、折り返し電極の配線長に対する考慮が十分でなく、その結果、自己インダクタンスの低減も不十分である。
【０００６】
一方、特許文献２では、コンデンサ素子に流れる電流にも着目し、その反対方向となる並行平板として、コンデンサブロック（複数のコンデンサ素子を５行２列で組み立てたコンデンサブロック）の側面を囲む配線構造としている。しかし、特許文献２の図２（ｅ）にも示すように、上述の配線構造は一体化された函体構造となっているため、コンデンサとして組み立てる作業に困難が伴う。すなわち、特許文献２に示す構造は、図２（ｅ）で図示されているように、コンデンサブロックの側面を囲う両側の接続板６ａが引出板６ｂと共に一体構造となっている。そのため、コンデンサとして組み立てる場合は、コンデンサブロックの一方の端子部に結線板４ａを接続し、他方の端子部に結線板４ｂを接続した後、結線板４ａに引出板５を接続する。その後、２つの接続板６ａ及び１つの引出板６ｂで囲まれた空間内にコンデンサブロックを挿入し、さらに、２つの接続板６ａの各端部を結線板４ｂに接続しなければならない。
【０００７】
つまり、特許文献２に示す構造は、一体構造とされた２つの接続板６ａ及び１つの引出板６ｂにて囲まれた空間内にコンデンサブロックを挿入する作業が面倒であり、また、接続時の保持等が困難で、組み立てが難しい。しかも、コンデンサブロックのサイズに対応した専用の配線構造（函体構造）を用意する必要があり、仕様変更等に柔軟に対応することができず、また、コストの高価格化を引き起こすおそれもある。なお、特許文献２記載のコンデンサの自己インダクタンスは、従来のコンデンサの１／４程度に低減することができるとされているが、依然、自己インダクタンスの低減は不十分である。
【０００８】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、専用の配線構造を用意する必要がなく、仕様変更等に柔軟に対応することができ、また、コストの低廉化を図ることができ、自己インダクタンスの低減化も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】
［１］ 本発明に係るコンデンサは、両端にそれぞれ端子部を有する複数のコンデンサ素子を並列に電気的に接続して構成したコンデンサブロックを用いたコンデンサにおいて、前記複数のコンデンサ素子の各一方の端子部を電気的に接続する第１電極板と、前記複数のコンデンサ素子の各他方の端子部を電気的に接続し、且つ、前記一方の端子部側に導出された第２電極板と、前記第２電極板を電気的にバイパスする１以上のバイパス電極板とを有し、前記第２電極板は、前記複数のコンデンサ素子の各前記他方の端子部を電気的に接続する結線部と、前記第１電極板に対向して配された導出部と、前記結線部と前記導出部とを接続する接続部とを一体に有し、前記バイパス電極板は、前記第２電極板の前記導出部に電気的に接続された第１接続部と、前記第２電極板の前記結線部に電気的に接続された第２接続部と、前記第１接続部と前記第２接続部とを接続する第３接続部とを一体に有し、前記第２電極板の前記接続部は、前記コンデンサブロックの下面よりも下方に位置し、前記バイパス電極板の前記第３接続部は、前記コンデンサブロックの側面と対向した位置に配されていることを特徴とする。
【００１０】
［２］ 本発明において、少なくとも２つの前記バイパス電極板が、前記コンデンサブロックを間に挟んで対向して配されていることを特徴とする。
【００１１】
［３］ 本発明において、少なくとも２つの前記バイパス電極板が、前記コンデンサブロックの一方の側面に沿って配列されていることを特徴とする。
【００１２】
［４］ 本発明において、少なくとも１つの前記バイパス電極板は、その上端の位置が前記コンデンサブロックの上面とほぼ一致するように配されていることを特徴とする。
【００１３】
［５］ 本発明において、前記コンデンサブロックは、前記複数のコンデンサ素子が一方向に積層されて構成され、前記バイパス電極板の前記複数のコンデンサ素子の積層方向に沿った長さをＬ、前記コンデンサブロックを構成する前記コンデンサ素子の個数をＮ、１つの前記コンデンサ素子の前記積層方向に沿った長さをｍとしたとき、前記長さＬは、
ｍ＜Ｌ＜ｍ×Ｎ
であることを特徴とする。
【００１４】
［６］ 本発明において、前記長さＬは、
ｍ×（Ｎ−１）＜Ｌ＜ｍ×Ｎ
であることを特徴とする。
【００１５】
［７］ 本発明において、少なくとも１つの前記バイパス電極板の前記長さＬは、
ｍ＜Ｌ＜２×ｍ
であることを特徴とする。
【００１６】
［８］ 本発明において、２以上の前記コンデンサブロックが側面同士を対向させて配列されて構成された複合コンデンサブロックを有することを特徴とする。
【００１７】
［９］ 本発明において、前記コンデンサブロックにおける各前記一方の端子部及び各前記他方の端子部の少なくともいずれか一方を冷却する冷却部材を有し、前記冷却部材は、前記コンデンサブロックにおける各前記一方の端子部が配列された部位及び前記コンデンサブロックにおける各前記他方の端子部が配列された部位の少なくともいずれか一方に対向して設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明に係るコンデンサによれば、専用の配線構造を用意する必要がなく、仕様変更等に柔軟に対応することができ、また、コストの低廉化を図ることができ、自己インダクタンスの低減化も図ることができる。
【００１９】
通常、コンデンサは、許容以上の電流が流れた場合、時間の経過と共にコンデンサの許容温度を超え、最終的に発煙・発火するおそれがある。しかし、冷却部材を設けるようにしたので、許容以上の電流が流れた場合であっても、コンデンサの許容温度を超えることはないため、上述のような不具合の発生を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１Ａは第１の実施の形態に係るコンデンサ（第１コンデンサ）を示す斜視図であり、図１Ｂは第１コンデンサのバイパス電極板を一部破断して示す側面図であり、図１Ｃは第１コンデンサを上面から見て示す平面図である。
【図２】図２Ａは第２の実施の形態に係るコンデンサ（第２コンデンサ）を示す斜視図であり、図２Ｂは第２コンデンサのバイパス電極板を一部破断して示す側面図であり、図２Ｃは第２コンデンサを上面から見て示す平面図である。
【図３】図３Ａは第３の実施の形態に係るコンデンサ（第３コンデンサ）を示す斜視図であり、図３Ｂは第３コンデンサのバイパス電極板を一部破断して示す側面図であり、図３Ｃは第３コンデンサを上面から見て示す平面図である。
【図４】図４Ａは第４の実施の形態に係るコンデンサ（第４コンデンサ）を示す斜視図であり、図４Ｂは第４コンデンサのバイパス電極板を一部破断して示す側面図であり、図４Ｃは第４コンデンサを上面から見て示す平面図である。
【図５】図５Ａは第５の実施の形態に係るコンデンサ（第５コンデンサ）を示す斜視図であり、図５Ｂは第５コンデンサのバイパス電極板を一部破断して示す側面図であり、図５Ｃは第５コンデンサを上面から見て示す平面図である。
【図６】図６Ａは第６の実施の形態に係るコンデンサ（第６コンデンサ）を示す斜視図であり、図６Ｂは第６コンデンサのバイパス電極板を一部破断して示す側面図であり、図６Ｃは第６コンデンサを上面から見て示す平面図である。
【図７】第７の実施の形態に係るコンデンサ（第７コンデンサ）を示す斜視図である。
【図８】第８の実施の形態に係るコンデンサ（第８コンデンサ）を示す斜視図である。
【図９】第９の実施の形態に係るコンデンサ（第９コンデンサ）を示す斜視図である。
【図１０】第１０の実施の形態に係るコンデンサ（第１０コンデンサ）を示す斜視図である。
【図１１】第１１の実施の形態に係るコンデンサ（第１１コンデンサ）を示す斜視図である。
【図１２】図１２Ａは比較例に係るコンデンサを示す斜視図であり、図１２Ｂは比較例に係るコンデンサのバイパス電極板を一部破断して示す側面図であり、図１２Ｃは比較例に係るコンデンサを上面から見て示す平面図である。
【図１３】コンデンサのインダクタンスを測定する方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係るコンデンサの実施の形態例を図１〜図１３を参照しながら説明する。なお、以下に説明する各種コンデンサは要部を示すものであって、コンデンサとしての製品形態から外装ケース、外部端子、充填材等の図示及び説明を省略している。
【００２２】
先ず、第１の実施の形態に係るコンデンサ（以下、第１コンデンサ１０Ａと記す）は、図１Ａに示すように、複数のコンデンサ素子１２を具備した１つのコンデンサブロック１４を有する。コンデンサブロック１４は、複数のコンデンサ素子１２が一方向に積層されて構成されている。図１の例では、４個のコンデンサ素子１２を縦方向に積層して１つのコンデンサブロック１４を構成した例を示している。
【００２３】
各コンデンサ素子１２は、巻回体１６と、該巻回体１６の一方の端部に電気的に接続された第１端子部１８ａと、巻回体１６の他方の端部に電気的に接続された第２端子部１８ｂとを有する。巻回体１６は、図示を省略するが、第１電極パターンと第２電極パターンとが誘電体フィルムを挟んで対向した状態で巻回された構成を有する。例えば巻回体１６は、片面に第１電極パターンが形成された第１誘電体フィルムと、片面に第２電極パターンが形成された第２誘電体フィルムとを、第１電極パターンと第２電極パターンとが接触しないように重ね合わせ、この重ね合わされた第１誘電体フィルムと第２誘電体フィルムを巻回して構成されている。第１誘電体フィルム及び第２誘電体フィルムは、それぞれＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）等で構成することができる。そして、巻回体１６の一方の端面及び他方の端面にそれぞれ半田、亜鉛等の金属を溶射して第１端子部１８ａ及び第２端子部１８ｂが設けられている。
【００２４】
図１Ａ〜図１Ｃに示すように、第１コンデンサ１０Ａは、複数のコンデンサ素子１２の各第１端子部１８ａを電気的に接続する第１電極板２０ａと、複数のコンデンサ素子１２の各第２端子部１８ｂを電気的に接続し、且つ、第１端子部１８ａ側に導出された第２電極板２０ｂとを有する。すなわち、第１コンデンサ１０Ａは、第１電極板２０ａと第２電極板２０ｂとによって、複数のコンデンサ素子１２が並列に電気的に接続された構成となっている。
【００２５】
そして、この第１コンデンサ１０Ａは、第２電極板２０ｂを電気的にバイパスする１つのバイパス電極板２２を有する。具体的には、先ず、第２電極板２０ｂは、複数のコンデンサ素子１２の各第２端子部１８ｂを電気的に接続する結線部２４と、複数のコンデンサ素子１２の第１端子部１８ａ側に導出され、且つ、第１電極板２０ａに対向して配された導出部２６と、結線部２４と導出部２６とを接続する接続部２８とを一体に有する。この場合、第２電極板２０ｂの接続部２８は、コンデンサブロック１４の下面よりも下方に位置している。すなわち、この第２電極板２０ｂは、第１電極板２０ａと比して配線長が大きい。なお、第２電極板２０ｂの接続部２８とコンデンサ素子１２（最も下に位置しているコンデンサ素子１２）との間、並びに第２電極板２０ｂの導出部２６と第１電極板２０ａとの間には、それぞれ電気的絶縁を確保するために、図示しない絶縁板が介在される。
【００２６】
一方、バイパス電極板２２は、第２電極板２０ｂの導出部２６に電気的に接続された第１接続部２２ａと、第２電極板２０ｂの結線部２４に電気的に接続された第２接続部２２ｂと、第１接続部２２ａと第２接続部２２ｂとを接続する第３接続部２２ｃとを一体に有する。この場合、バイパス電極板２２の第３接続部２２ｃは、コンデンサブロック１４の一方の側面と対向した位置に配されている。すなわち、バイパス電極板２２は、コンデンサブロック１４の一方の側面を囲むようにして第２電極板２０ｂに電気的に接続されている。本実施の形態では、長方形状の金属板を、例えば折り曲げ加工によって、断面コ字状に成形することで、第１接続部２２ａ、第２接続部２２ｂ及び第３接続部２２ｃを一体に設けるようにしている。また、第１接続部２２ａと第２電極板２０ｂの導出部２６との電気的接続、並びに第２接続部２２ｂと第２電極板２０ｂの結線部２４との電気的接続は、それぞれ例えば半田によって行うようにしている。なお、バイパス電極板２２の第３接続部２２ｃはコンデンサブロック１４の一方の側面から離間させることが好ましい。この場合、第３接続部２２ｃとコンデンサブロック１４の一方の側面との間に電気的絶縁材を介在させてもよい。
【００２７】
バイパス電極板２２とコンデンサブロック１４の寸法関係を示すと、バイパス電極板２２の複数のコンデンサ素子１２の積層方向に沿った長さをＬ、コンデンサブロック１４を構成するコンデンサ素子１２の個数をＮ、１個のコンデンサ素子１２の積層方向に沿った長さをｍとしたとき、長さＬは、
ｍ＜Ｌ＜ｍ×Ｎ
の範囲であり、特に、この第１コンデンサ１０Ａでは、長さＬは、
ｍ×（Ｎ−１）＜Ｌ＜ｍ×Ｎ
を満足している。
【００２８】
このように、第１コンデンサ１０Ａにおいては、第１電極板２０ａと第２電極板２０ｂによって複数のコンデンサ素子１２を並列に接続し、さらに、第１電極板２０ａと比して配線長が大きい第２電極板２０ｂを電気的にバイパスする１つのバイパス電極板２２を第２電極板２０ｂに電気的に接続するようにしたので、第１コンデンサ１０Ａの自己インダクタンスを低減することができ、高周波特性の改善並びに自己発熱の低減を図ることができる。しかも、配線長の大きい第２電極板２０ｂにバイパス電極板２２を電気的に接続するだけでよいため、組み立てが簡単で、専用の配線構造（函体構造）を用意する必要がなく、仕様変更等に柔軟に対応することができる。これは、第１コンデンサ１０Ａの生産性の向上、コストの低廉化につながる。
【００２９】
なお、図１の例は、４個のコンデンサ素子１２を積層した場合を示しているが、その他、２個のコンデンサ素子１２、３個のコンデンサ素子１２、５個以上のコンデンサ素子１２を積層した場合にも適用できることはもちろんである。
【００３０】
次に、第２の実施の形態に係るコンデンサ（以下、第２コンデンサ１０Ｂと記す）は、図２Ａ〜図２Ｃに示すように、上述した第１コンデンサ１０Ａとほぼ同様の構成を有するが、２つのバイパス電極板２２が、コンデンサブロック１４の一方の側面に沿って配列されている点と、バイパス電極板２２の上述した長さＬが、
ｍ＜Ｌ＜２×ｍ
である点で異なる。この場も、上述した第１コンデンサ１０Ａの効果と同様の効果を奏する。なお、図２Ａ〜図２Ｃの例では、４個のコンデンサ素子１２を積層した場合を示しているが、その他、５個以上のコンデンサ素子１２を積層した場合にも適用できることはもちろんである。特に、５個、７個、９個等のように、５以上の奇数個のコンデンサ素子１２を積層した場合には、バイパス電極板２２として、上述した長さＬが、ｍ＜Ｌ＜２×ｍであるバイパス電極板２２に加えて、上述した長さＬが、２×ｍ＜Ｌ＜３×ｍであるバイパス電極板２２を用いることが好ましい。つまり、１つのコンデンサブロック１４に対して積層方向に２個以上のバイパス電極板２２を配列する場合は、上述した長さＬが、ｍ＜Ｌ＜２×ｍであるバイパス電極板２２と、２×ｍ＜Ｌ＜３×ｍであるバイパス電極板２２とを用意しておけば、４個以上のコンデンサ素子１２が積層された種々のコンデンサブロックに適用させることができる。
【００３１】
次に、第３の実施の形態に係るコンデンサ（以下、第３コンデンサ１０Ｃと記す）は、図３Ａ〜図３Ｃに示すように、上述した第２コンデンサ１０Ｂとほぼ同様の構成を有するが、積層方向上部に設置されるバイパス電極板２２が、その上端２２ｄの位置とコンデンサブロック１４の上面１４ａとがほぼ一致するように配されている点で異なる。
【００３２】
この第３コンデンサ１０Ｃにおいても、上述した第２コンデンサ１０Ｂと同様の効果を奏する。特に、第３コンデンサ１０Ｃは、積層方向上部に設置されるバイパス電極板２２が、第２電極板２０ｂの端部（外部端子に接続される方の端部）に近づくように設置されることから、自己インダクタンスを第２コンデンサ１０Ｂよりも低減することができる。
【００３３】
次に、第４の実施の形態に係るコンデンサ（以下、第４コンデンサ１０Ｄと記す）は、図４Ａ〜図４Ｃに示すように、上述した第１コンデンサ１０Ａとほぼ同様の構成を有するが、２つのバイパス電極板２２を有する点と、これら２つのバイパス電極板２２がコンデンサブロック１４を間に挟んで対向して配されている点で異なる。
【００３４】
この場合、第２電極板２０ｂの結線部２４と導出部２６との間に形成されたバイパス電極板２２による２つのバイパス経路が並列に接続された形態となるため、自己インダクタンスを、第１コンデンサ１０Ａの自己インダクタンスの約１／２程度とすることができる。
【００３５】
次に、第５の実施の形態に係るコンデンサ（以下、第５コンデンサ１０Ｅと記す）は、図５Ａ〜図５Ｃに示すように、上述した第２コンデンサ１０Ｂ（図２Ａ〜図２Ｃ参照）とほぼ同様の構成を有するが、４つのバイパス電極板２２を有する点と、コンデンサブロック１４の積層方向上部において、２つのバイパス電極板２２がコンデンサブロック１４を間に挟んで対向して配され、同様に、コンデンサブロック１４の積層方向下部において、２つのバイパス電極板２２がコンデンサブロック１４を間に挟んで対向して配されている点で異なる。
【００３６】
この場合も、上述した第４コンデンサ１０Ｄと同様に、第２電極板２０ｂの結線部２４と導出部２６との間に形成された２つのバイパス経路が並列に接続された形態となるため、自己インダクタンスを、第２コンデンサ１０Ｂの自己インダクタンスの約１／２程度とすることができる。
【００３７】
次に、第６の実施の形態に係るコンデンサ（以下、第６コンデンサ１０Ｆと記す）は、図６Ａ〜図６Ｃに示すように、上述した第３コンデンサ１０Ｃ（図３Ａ〜図３Ｃ参照）とほぼ同様の構成を有するが、４つのバイパス電極板２２を有する点と、コンデンサブロック１４の積層方向上部において、２つのバイパス電極板２２がコンデンサブロック１４を間に挟んで対向して配され、同様に、コンデンサブロック１４の積層方向下部において、２つのバイパス電極板２２がコンデンサブロック１４を間に挟んで対向して配されている点で異なる。
【００３８】
この場合も、上述した第５コンデンサ１０Ｅと同様に、それぞれ対向して配された２つのバイパス電極板２２によるバイパス経路が並列に接続された形態となるため、自己インダクタンスを、第３コンデンサ１０Ｃの自己インダクタンスの約１／２程度とすることができる。
【００３９】
次に、第７の実施の形態に係るコンデンサ（以下、第７コンデンサ１０Ｇと記す）は、図７に示すように、上述した第５コンデンサ１０Ｅ（図５Ａ〜図５Ｃ参照）とほぼ同様の構成を有するが、各コンデンサ素子１２の少なくとも第２端子部１８ｂを冷却するための冷却部材３０が設置されている点で異なる。冷却部材３０は、例えば冷却媒体（冷却水、冷却風等）が流通するパイプ３２にて構成され、第２端子部１８ｂが配列された部位に対向した位置に設置されている。パイプ３２は、バイパス電極板２２の第２接続部２２ｂに接触させて設置されることから、第２端子部１８ｂにて発生した熱は、第２電極板２０ｂ及びバイパス電極板２２の第２接続部２２ｂを介して冷却部材３０に放熱され、第１端子部１８ａにて発生した熱は、第１電極板２０ａ、電気的絶縁材、バイパス電極板２２の第１接続部２２ａ、第３接続部２２ｃ及び第２接続部２２ｂを介して冷却部材３０に放熱される。
【００４０】
通常、コンデンサは、許容以上の電流が流れた場合、時間の経過と共にコンデンサの許容温度を超え、最終的に発煙・発火するおそれがある。しかし、この第７コンデンサ１０Ｇにおいては、冷却部材３０を設けるようにしたので、許容以上の電流が流れた場合であっても、第７コンデンサ１０Ｇの許容温度を超えることはないため、上述のような不具合の発生を回避することができる。
【００４１】
冷却部材３０としては、上述した冷却媒体が流通するパイプ３２のほか、ヒートシンクを用いることもできる。もちろん、パイプ３２とヒートシンクを組み合わせるようにしてもよい。
【００４２】
次に、第８の実施の形態に係るコンデンサ（以下、第８コンデンサ１０Ｈと記す）は、図８に示すように、上述した第７コンデンサ１０Ｇとほぼ同様の構成を有するが、上述した冷却部材３０に加えて、第２の冷却部材３４が、第１端子部１８ａが配列された部位に対向した位置に設置されている点で異なる。第２の冷却部材３４としては、冷却部材３０と同様に、冷却媒体が流通するパイプ３２や、ヒートシンク等を用いることができる。この場合、第２の冷却部材３４は、バイパス電極板２２の第１接続部２２ａに接触させて設置されることから、第１端子部１８ａにて発生した熱は、第１電極板２０ａ、電気的絶縁材、バイパス電極板２２の第１接続部２２ａを介して第２の冷却部材３４に放熱される。すなわち、第１端子部１８ａにて発生した熱を効率よく第２の冷却部材３４に放熱させることができる。
【００４３】
次に、第９の実施の形態に係るコンデンサ（以下、第９コンデンサ１０Ｉと記す）について、図９を参照しながら説明する。
【００４４】
この第９コンデンサ１０Ｉは、図９に示すように、複数のコンデンサブロック１４を互いに側面同士を対向させて配列して構成した複合コンデンサブロック５０を有する。図９では、４つの第２コンデンサ１０Ｂ（図２Ａ参照）を横方向（コンデンサ素子１２の積層方向と直交する方向）に配列し、且つ、隣接する第２コンデンサ１０Ｂの側面同士が対向するように配列された形態を示している。各第２コンデンサ１０Ｂの第１電極板２０ａの端部は、共通の第１リード端子板５２ａに接続され、各第２コンデンサ１０Ｂの第２電極板２０ｂの端部は、共通の第２リード端子板５２ｂに接続されている。
【００４５】
この第９コンデンサ１０Ｉにおいては、各第２コンデンサ１０Ｂにおける第２電極板２０ｂの結線部２４と導出部２６との間に形成されたバイパス電極板２２によるバイパス経路（この場合、４つのバイパス経路）が、共通の第２リード端子板５２ｂに並列に接続された形態となるため、自己インダクタンスを、第２コンデンサ１０Ｂの自己インダクタンスの約１／４程度とすることができる。
【００４６】
次に、第１０の実施の形態に係るコンデンサ（以下、第１０コンデンサ１０Ｊと記す）は、図１０に示すように、複数のコンデンサブロック１４を互いに側面同士を対向させて配列して構成した複合コンデンサブロック５０を有し、特に、４つの第５コンデンサ１０Ｅを横方向（コンデンサ素子１２の積層方向と直交する方向）に配列し、且つ、隣接する第５コンデンサ１０Ｅの側面同士が対向するように配列された形態を有する。各第５コンデンサ１０Ｅの第１電極板２０ａの端部は、共通の第１リード端子板５２ａに接続され、各第５コンデンサ１０Ｅの第２電極板２０ｂの端部は、共通の第２リード端子板５２ｂに接続されている。
【００４７】
この第１０コンデンサ１０Ｊにおいては、各第５コンデンサ１０Ｅにおける第２電極板２０ｂの結線部２４と導出部２６との間に形成されたバイパス電極板２２によるバイパス経路（この場合、８つのバイパス経路）が、共通の第２リード端子板５２ｂに並列に接続された形態となるため、自己インダクタンスを、第５コンデンサ１０Ｅの自己インダクタンスの約１／４程度とすることができる。
【００４８】
次に、第１１の実施の形態に係るコンデンサ（以下、第１１コンデンサ１０Ｋと記す）は、図１１に示すように、上述した第１０コンデンサ１０Ｊとほぼ同様の構成を有するが、各コンデンサ素子１２の少なくとも第２端子部１８ｂを冷却するための冷却部材３０が設置されている点で異なる。冷却部材３０は、例えば冷却媒体（冷却水、冷却風等）が流通する蛇行状のパイプ３２にて構成され、第２端子部１８ｂが配列された部位に対向した位置に設置されている。
【００４９】
この第１１コンデンサ１０Ｋにおいては、上述した第７コンデンサ１０Ｇ（図７参照）と同様に、各コンデンサにおいて許容以上の電流が流れた場合であっても、各コンデンサの許容温度を超えることはないため、上述したような不具合の発生を回避することができる。なお、第８コンデンサ１０Ｈ（図８参照）と同様に、第１端子部１８ａが配列された部位に対向した位置に第２の冷却部材３４を設置してもよい。
【実施例】
【００５０】
比較例、実施例１〜８に係るコンデンサについて、コンデンサのインダクタンスをネットワークアナライザを用いて測定した。
【００５１】
比較例、実施例１〜８に係るコンデンサの構成は以下の通りである。
【００５２】
（比較例）
図１２Ａ〜図１２Ｃに示すように、図１Ａ〜図１Ｃに示す第１コンデンサ１０Ａからバイパス電極板２２を外した構成を有する。この構成は、上述した特許文献１記載のコンデンサに類似した構造である。
【００５３】
（実施例１〜８）
実施例１は、図１Ａ〜図１Ｃに示す第１コンデンサ１０Ａと同様の構成を有し、実施例２は、図２Ａ〜図２Ｃに示す第２コンデンサ１０Ｂと同様の構成を有し、実施例３は、図３Ａ〜図３Ｃに示す第３コンデンサ１０Ｃと同様の構成を有し、実施例４は、図４Ａ〜図４Ｃに示す第４コンデンサ１０Ｄと同様の構成を有し、実施例５は、図５Ａ〜図５Ｃに示す第５コンデンサ１０Ｅと同様の構成を有し、実施例６は、図６Ａ〜図６Ｃに示す第６コンデンサ１０Ｆと同様の構成を有する。
【００５４】
また、実施例７は、図９に示す第９コンデンサ１０Ｉと同様の構成を有し、実施例８は、図１０に示す第１０コンデンサ１０Ｊと同様の構成を有する。
【００５５】
（測定方法）
測定方法は、図１３に示すように、ネットワークアナライザ６０を使用した。具体的には、比較例、実施例１〜８に係る各コンデンサにおいて、第１電極板２０ａ（第７実施例及び第８実施例では第１リード端子板５２ａ）の端部と第２電極板２０ｂ（第７実施例及び第８実施例では第２リード端子板５２ｂ）の端部（具体的にはコンデンサの各外部端子）に、それぞれ同軸ケーブル６２ａ及び６２ｂにおける内芯線６４ａ及び６４ｂのコネクタ部と外側導体６６ａ及び６６ｂのコネクタ部を接続（逆でも可能）して測定した。なお、測定周波数は１００Ｈｚ〜２００Ｈｚ、測定電流は数ｍＡ、測定電圧は数ｍＶである。
【００５６】
（測定結果）
測定結果を表１に示す。
【００５７】
【表１】
【００５８】
表１の結果から、比較例ではインダクタンスが約６９ｎＨであったが、実施例１〜８はいずれも１５ｎＨ以下であり、比較例よりもインダクタンスを低減することができ、高周波特性の改善並びに自己発熱の低減を図ることができることがわかる。
【００５９】
実施例４は、図４Ａに示すように、実施例１（図１Ａ参照）の構成に対して、バイパス電極板２２による２つのバイパス経路が並列に接続された形態となるため、インダクタンスが、実施例１のインダクタンスの約１／２程度となっている。
【００６０】
実施例５においても、図５Ａに示すように、実施例２（図２Ａ参照）の構成に対して、バイパス電極板２２による２つのバイパス経路が並列に接続された形態となるため、インダクタンスは、実施例２のインダクタンスの約１／２程度となっている。
【００６１】
実施例６においても、図６Ａに示すように、実施例３（図３Ａ参照）の構成に対して、バイパス電極板２２による２つのバイパス経路が並列に接続された形態となるため、インダクタンスは、実施例３のインダクタンスの約１／２程度となっている。
【００６２】
実施例７においては、図９に示すように、各第２コンデンサ１０Ｂのバイパス電極板２２によるバイパス経路（この場合、４つのバイパス経路）が、共通の第２リード端子板５２ｂに並列に接続された形態となるため、インダクタンスは、第２コンデンサ１０Ｂのインダクタンスの約１／４程度となっている。
【００６３】
実施例８においても、図１０に示すように、各第５コンデンサ１０Ｅのバイパス電極板２２によるバイパス経路（この場合、４つのバイパス経路）が、共通の第２リード端子板５２ｂに並列に接続された形態となるため、インダクタンスは、第５コンデンサ１０Ｅのインダクタンスの約１／４程度となっている。
【００６４】
なお、特許文献２記載のコンデンサのインダクタンスは、特許文献２の記載から、比較例の１／４程度、すなわち、１７ｎＨ程度であり、実施例１〜８のインダクタンスよりも高いことがわかる。
【００６５】
なお、本発明に係るコンデンサは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００６６】
１０Ａ〜１０Ｋ…第１コンデンサ〜第１１コンデンサ
１２…コンデンサ素子 １４…コンデンサブロック
１６…巻回体 １８ａ…第１端子部
１８ｂ…第２端子部 ２０ａ…第１電極板
２０ｂ…第２電極板 ２２…バイパス電極板
２２ａ〜２２ｃ…第１接続部〜第３接続部 ２４…結線部
２６…導出部 ２８…接続部
３０、３４…冷却部材 ３２…パイプ
５０…コンデンサブロック
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端にそれぞれ端子部を有する複数のコンデンサ素子を並列に電気的に接続して構成したコンデンサブロックを用いたコンデンサにおいて、
前記複数のコンデンサ素子の各一方の端子部を電気的に接続する第１電極板と、
前記複数のコンデンサ素子の各他方の端子部を電気的に接続し、且つ、前記一方の端子部側に導出された第２電極板と、
前記第２電極板を電気的にバイパスする１以上のバイパス電極板とを有し、
前記第２電極板は、前記複数のコンデンサ素子の各前記他方の端子部を電気的に接続する結線部と、前記第１電極板に対向して配された導出部と、前記結線部と前記導出部とを接続する接続部とを一体に有し、
前記バイパス電極板は、前記第２電極板の前記導出部に電気的に接続された第１接続部と、前記第２電極板の前記結線部に電気的に接続された第２接続部と、前記第１接続部と前記第２接続部とを接続する第３接続部とを一体に有し、
前記第２電極板の前記接続部は、前記コンデンサブロックの下面よりも下方に位置し、
前記バイパス電極板の前記第３接続部は、前記コンデンサブロックの側面と対向した位置に配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記載のコンデンサにおいて、
少なくとも２つの前記バイパス電極板が、前記コンデンサブロックを間に挟んで対向して配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記載のコンデンサにおいて、
少なくとも２つの前記バイパス電極板が、前記コンデンサブロックの一方の側面に沿って配列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記載のコンデンサにおいて、
少なくとも１つの前記バイパス電極板は、その上端の位置が前記コンデンサブロックの上面とほぼ一致するように配されていることを特徴とするコンデンサ。
【請求項５】
請求項１記載のコンデンサにおいて、
前記コンデンサブロックは、前記複数のコンデンサ素子が一方向に積層されて構成され、
前記バイパス電極板の前記複数のコンデンサ素子の積層方向に沿った長さをＬ、前記コンデンサブロックを構成する前記コンデンサ素子の個数をＮ、１つの前記コンデンサ素子の前記積層方向に沿った長さをｍとしたとき、前記長さＬは、
ｍ＜Ｌ＜ｍ×Ｎ
であることを特徴とするコンデンサ。
【請求項６】
請求項５記載のコンデンサにおいて、
前記長さＬは、
ｍ×（Ｎ−１）＜Ｌ＜ｍ×Ｎ
であることを特徴とするコンデンサ。
【請求項７】
請求項５記載のコンデンサにおいて、
少なくとも１つの前記バイパス電極板の前記長さＬは、
ｍ＜Ｌ＜２×ｍ
であることを特徴とするコンデンサ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のコンデンサにおいて、
２以上の前記コンデンサブロックが側面同士を対向させて配列されて構成された複合コンデンサブロックを有することを特徴とするコンデンサ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のコンデンサにおいて、
前記コンデンサブロックにおける各前記一方の端子部及び各前記他方の端子部の少なくともいずれか一方を冷却する冷却部材を有し、
前記冷却部材は、
前記コンデンサブロックにおける各前記一方の端子部が配列された部位及び前記コンデンサブロックにおける各前記他方の端子部が配列された部位の少なくともいずれか一方に対向して設けられていることを特徴とするコンデンサ。
【請求項１】
両端にそれぞれ端子部を有する複数のコンデンサ素子を並列に電気的に接続して構成したコンデンサブロックを用いたコンデンサにおいて、
前記複数のコンデンサ素子の各一方の端子部を電気的に接続する第１電極板と、
前記複数のコンデンサ素子の各他方の端子部を電気的に接続し、且つ、前記一方の端子部側に導出された第２電極板と、
前記第２電極板を電気的にバイパスする１以上のバイパス電極板とを有し、
前記第２電極板は、前記複数のコンデンサ素子の各前記他方の端子部を電気的に接続する結線部と、前記第１電極板に対向して配された導出部と、前記結線部と前記導出部とを接続する接続部とを一体に有し、
前記バイパス電極板は、前記第２電極板の前記導出部に電気的に接続された第１接続部と、前記第２電極板の前記結線部に電気的に接続された第２接続部と、前記第１接続部と前記第２接続部とを接続する第３接続部とを一体に有し、
前記第２電極板の前記接続部は、前記コンデンサブロックの下面よりも下方に位置し、
前記バイパス電極板の前記第３接続部は、前記コンデンサブロックの側面と対向した位置に配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記載のコンデンサにおいて、
少なくとも２つの前記バイパス電極板が、前記コンデンサブロックを間に挟んで対向して配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記載のコンデンサにおいて、
少なくとも２つの前記バイパス電極板が、前記コンデンサブロックの一方の側面に沿って配列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記載のコンデンサにおいて、
少なくとも１つの前記バイパス電極板は、その上端の位置が前記コンデンサブロックの上面とほぼ一致するように配されていることを特徴とするコンデンサ。
【請求項５】
請求項１記載のコンデンサにおいて、
前記コンデンサブロックは、前記複数のコンデンサ素子が一方向に積層されて構成され、
前記バイパス電極板の前記複数のコンデンサ素子の積層方向に沿った長さをＬ、前記コンデンサブロックを構成する前記コンデンサ素子の個数をＮ、１つの前記コンデンサ素子の前記積層方向に沿った長さをｍとしたとき、前記長さＬは、
ｍ＜Ｌ＜ｍ×Ｎ
であることを特徴とするコンデンサ。
【請求項６】
請求項５記載のコンデンサにおいて、
前記長さＬは、
ｍ×（Ｎ−１）＜Ｌ＜ｍ×Ｎ
であることを特徴とするコンデンサ。
【請求項７】
請求項５記載のコンデンサにおいて、
少なくとも１つの前記バイパス電極板の前記長さＬは、
ｍ＜Ｌ＜２×ｍ
であることを特徴とするコンデンサ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のコンデンサにおいて、
２以上の前記コンデンサブロックが側面同士を対向させて配列されて構成された複合コンデンサブロックを有することを特徴とするコンデンサ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のコンデンサにおいて、
前記コンデンサブロックにおける各前記一方の端子部及び各前記他方の端子部の少なくともいずれか一方を冷却する冷却部材を有し、
前記冷却部材は、
前記コンデンサブロックにおける各前記一方の端子部が配列された部位及び前記コンデンサブロックにおける各前記他方の端子部が配列された部位の少なくともいずれか一方に対向して設けられていることを特徴とするコンデンサ。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−１２５６３（Ｐ２０１３−１２５６３Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４３８１８（Ｐ２０１１−１４３８１８）
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【出願人】（０００２０１７７７）双信電機株式会社 (54)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【出願人】（０００２０１７７７）双信電機株式会社 (54)
【Ｆターム（参考）】
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