JP2009170691A - Capacitor element and capacitor module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンデンサ素子およびコンデンサモジュールに関し、特に、フィルムを巻回して形成されたコンデンサ素子およびコンデンサモジュールに関する。 The present invention relates to a capacitor element and a capacitor module, and more particularly to a capacitor element and a capacitor module formed by winding a film.
従来、各種のコンデンサ素子およびコンデンサモジュールが提案されている。たとえば特許文献１では、耐熱性の高いフィルムを有する第１コンデンサと、第１コンデンサよりも耐熱性の低い第２コンデンサと、第１および第２コンデンサを収納する外装ケースとを備え、第１コンデンサおよび第２コンデンサが耐熱性を考慮して外装ケース内に配置されているコンデンサ装置が提案されている。特許文献２では、一対のポリプロピレンフィルムを重ね巻きした後、外側に異なる熱特性を有するポリエステルフィルムを巻装して、耐熱性を高めたフィルムコンデンサが提案されている。 Conventionally, various capacitor elements and capacitor modules have been proposed. For example, Patent Document 1 includes a first capacitor having a film having high heat resistance, a second capacitor having lower heat resistance than the first capacitor, and an outer case that houses the first and second capacitors, and the first capacitor In addition, a capacitor device has been proposed in which the second capacitor is disposed in the outer case in consideration of heat resistance. Patent Document 2 proposes a film capacitor in which heat resistance is improved by winding a pair of polypropylene films and then winding a polyester film having different thermal characteristics on the outside.
特許文献３では、内部の巻回体にポリエステルフィルムを用い、外装用樹脂フィルムとして、耐熱性の優れたポリイミドフィルムを用いた、フィルムコンデンサが提案されている。特許文献４では、最外周ターンの少なくとも一部を、絶縁スペーサの介在なしにケースの内周面に接触させ、放熱性を向上させた筒型コンデンサが提案されている。特許文献５では、巻き終わり部分の電極の一部を除去した金属化フィルムコンデンサが提案されている。
コンデンサに電流が流れると、コンデンサ素子が発熱する。発熱によってコンデンサ素子が温度上昇すると、静電容量の減少をきたす場合がある。従来のコンデンサ素子においては、コンデンサ素子内部に熱がこもり温度が上昇して、コンデンサ内の絶縁膜のうち、素子内部側の絶縁膜が素子外部側の絶縁膜よりも早期に劣化してしまい、その結果、コンデンサ素子の静電容量が低下するという問題があった。 When current flows through the capacitor, the capacitor element generates heat. When the temperature of the capacitor element rises due to heat generation, the capacitance may decrease. In the conventional capacitor element, the heat builds up inside the capacitor element and the temperature rises, and among the insulating films in the capacitor, the insulating film on the element inner side deteriorates earlier than the insulating film on the element outer side, As a result, there has been a problem that the capacitance of the capacitor element is reduced.
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、コンデンサ素子の内部側の絶縁膜が早期に劣化することを抑制できる、コンデンサ素子およびコンデンサモジュールを提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and a main object thereof is to provide a capacitor element and a capacitor module that can suppress early deterioration of the insulating film on the inner side of the capacitor element.
本発明に係るコンデンサ素子は、絶縁膜と電極膜とを積層した積層体を巻回して形成されたコンデンサ素子であって、コンデンサ素子の内側に巻回された第一積層体と、外側に巻回された第二積層体とを含み、第一積層体の絶縁膜は、第二積層体の絶縁膜に対し相対的に耐熱性が高い。 A capacitor element according to the present invention is a capacitor element formed by winding a laminated body in which an insulating film and an electrode film are laminated, and includes a first laminated body wound inside the capacitor element, and a wound outside. The insulating film of the first stacked body includes a rotated second stacked body, and has a relatively high heat resistance relative to the insulating film of the second stacked body.
また、第一積層体と第二積層体との接合部には、電極膜が積層されていない構成であってもよい。また、電極膜は、絶縁膜の表面に蒸着されていてもよい。 Moreover, the structure by which the electrode film is not laminated | stacked at the junction part of a 1st laminated body and a 2nd laminated body may be sufficient. The electrode film may be deposited on the surface of the insulating film.
本発明に係るコンデンサモジュールは、ケーシングを備える。また、ケーシングの内部に収納された、上記のコンデンサ素子を備える。 The capacitor module according to the present invention includes a casing. Further, the capacitor element is housed in the casing.
本発明のコンデンサ素子によると、コンデンサ素子の内側に巻回された第一積層体の絶縁膜は、コンデンサ素子の外側に巻回された第二積層体の絶縁膜に対し相対的に耐熱性が高い。コンデンサ素子の発熱によってコンデンサ素子内部の温度が上昇しても、コンデンサの内側に位置する絶縁膜は耐熱性が高いので、絶縁膜が早期に劣化することを抑制できる。したがって、コンデンサ素子の温度上昇による耐圧低下（静電容量低下）を抑制することができる。また、コストの高い高耐熱性絶縁膜を必要な部分のみに使用すればよいので、コストの高い高耐熱性絶縁膜の使用量を削減し、耐熱性の高いコンデンサ素子の低コスト化を達成することができる。 According to the capacitor element of the present invention, the insulating film of the first laminated body wound inside the capacitor element is relatively heat resistant to the insulating film of the second laminated body wound outside the capacitor element. high. Even if the temperature inside the capacitor element rises due to the heat generated by the capacitor element, the insulating film located inside the capacitor has high heat resistance, so that the insulating film can be prevented from deteriorating early. Therefore, it is possible to suppress a breakdown voltage drop (capacitance drop) due to a temperature rise of the capacitor element. In addition, since it is only necessary to use a high-cost heat-resistant insulating film only on necessary parts, the amount of high-cost high-heat-resistant insulating film can be reduced and the cost of high-heat-resistant capacitor elements can be reduced. be able to.
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
図１は、この発明のコンデンサ素子を含むコンデンサ装置を備える、負荷駆動装置の主要部の構成を示す電気回路図である。図１に示すように、負荷駆動装置４１０は、コンバータ４２０と、インバータ４３０と、制御装置４４０と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、電源ラインＰＬ１〜ＰＬ３と、出力ライン４６２，４６４，４６６とを備える。コンバータ４２０は、電源ラインＰＬ１，ＰＬ３を介してバッテリＢと接続され、インバータ４３０は、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３を介してコンバータ４２０と接続される。また、インバータ４３０は、出力ライン４６２，４６４，４６６を介して電気負荷としてのモータジェネレータＭＧと接続される。
FIG. 1 is an electric circuit diagram showing a configuration of a main part of a load driving device including a capacitor device including the capacitor element of the present invention. As shown in FIG. 1, the
バッテリＢは、直流電源であって、たとえば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの二次電池である。バッテリＢは、発生した直流電力をコンバータ４２０に供給し、また、コンバータ４２０から受取る直流電力によって充電される。
The battery B is a direct current power source, and is a secondary battery such as a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery, for example. Battery B supplies the generated DC power to converter 420 and is charged by the DC power received from
モータジェネレータＭＧは、たとえば３相交流同期電動発電機であって、負荷駆動装置４１０から受ける交流電力によって駆動力を発生する。また、モータジェネレータＭＧは、発電機としても使用され、減速時の発電作用（回生発電）により交流電力を発生し、その発生した交流電力を負荷駆動装置４１０に供給する。
Motor generator MG is, for example, a three-phase AC synchronous motor generator, and generates driving force by AC power received from
コンバータ４２０は、各々が半導体モジュールからなる上アームおよび下アームと、リアクトルＬとを含む。上アームおよび下アームは、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に直列に接続され、電源ラインＰＬ２に接続される上アームは、パワートランジスタＱ１と、パワートランジスタＱ１に逆並列に接続されるダイオードＤ１とからなり、電源ラインＰＬ３に接続される下アームは、パワートランジスタＱ２と、パワートランジスタＱ２に逆並列に接続されるダイオードＤ２とからなる。そして、リアクトルＬは、電源ラインＰＬ１とパワートランジスタＱ１，Ｑ２の接続点との間に接続される。
このコンバータ４２０は、バッテリＢから受ける直流電圧をリアクトルＬを用いて昇圧し、その昇圧した昇圧電圧を電源ラインＰＬ２に供給する。また、コンバータ４２０は、インバータ４３０から受ける直流電圧を降圧してバッテリＢを充電する。
Converter 420 boosts a DC voltage received from battery B using reactor L, and supplies the boosted boosted voltage to power supply line PL2. Converter 420 steps down the DC voltage received from
インバータ４３０は、Ｕ相アーム４５２と、Ｖ相アーム４５４と、Ｗ相アーム４５６とを含む。Ｕ相アーム４５２、Ｖ相アーム４５４およびＷ相アーム４５６の各々は、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に並列に接続され、半導体モジュールからなる上アームおよび下アームからなる。各相アームにおける上アームおよび下アームは、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に直列に接続される。
Ｕ相アーム４５２の上アームは、パワートランジスタＱ３と、パワートランジスタＱ３に逆並列に接続されるダイオードＤ３とからなり、Ｕ相アーム４５２の下アームは、パワートランジスタＱ４と、パワートランジスタＱ４に逆並列に接続されるダイオードＤ４とからなる。Ｖ相アーム４５４の上アームは、パワートランジスタＱ５と、パワートランジスタＱ５に逆並列に接続されるダイオードＤ５とからなり、Ｖ相アーム４５４の下アームは、パワートランジスタＱ６と、パワートランジスタＱ６に逆並列に接続されるダイオードＤ６とからなる。Ｗ相アーム４５６の上アームは、パワートランジスタＱ７と、パワートランジスタＱ７に逆並列に接続されるダイオードＤ７とからなり、Ｗ相アーム４５６の下アームは、パワートランジスタＱ８と、パワートランジスタＱ８に逆並列に接続されるダイオードＤ８とからなる。そして、各相アームにおける各パワートランジスタの接続点は、対応する出力ラインを介して、モータジェネレータＭＧの対応する相のコイルの、中性点側の一端と反対側の端部である他端側（反中性点側）に接続されている。
The upper arm of
インバータ４３０は、制御装置４４０からの制御信号に基づいて、電源ラインＰＬ２から受ける直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧへ出力する。また、インバータ４３０は、モータジェネレータＭＧによって発電された交流電圧を直流電圧に整流して電源ラインＰＬ２に供給する。
コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１，ＰＬ３間に接続され、電源ラインＰＬ１の電圧レベルを平滑化する。また、コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に接続され、電源ラインＰＬ２の電圧レベルを平滑化する。 Capacitor C1 is connected between power supply lines PL1 and PL3, and smoothes the voltage level of power supply line PL1. Capacitor C2 is connected between power supply lines PL2 and PL3, and smoothes the voltage level of power supply line PL2.
制御装置４４０は、モータジェネレータＭＧのトルク指令値、各相電流値、およびインバータ４３０の入力電圧に基づいてモータジェネレータＭＧの各相コイル電圧を演算し、その演算結果に基づいてパワートランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフするＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成してインバータ４３０へ出力する。ここで、モータジェネレータＭＧの各相電流値は、インバータ４３０の各アームを構成する半導体モジュールに組込まれた電流センサによって検出される。この電流センサは、Ｓ／Ｎ比が向上するように半導体モジュール内に配設されている。また、制御装置４４０は、上述したトルク指令値およびモータ回転数に基づいてインバータ４３０の入力電圧を最適にするためのパワートランジスタＱ１，Ｑ２のデューティ比を演算し、その演算結果に基づいてパワートランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするＰＷＭ信号を生成してコンバータ４２０へ出力する。
さらに、制御装置４４０は、モータジェネレータＭＧによって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリＢを充電するため、コンバータ４２０およびインバータ４３０におけるパワートランジスタＱ１〜Ｑ８のスイッチング動作を制御する。
Further,
この負荷駆動装置４１０においては、コンバータ４２０は、制御装置４４０からの制御信号に基づいて、バッテリＢから受ける直流電圧を昇圧して電源ラインＰＬ２に供給する。そして、インバータ４３０は、コンデンサＣ２によって平滑化された直流電圧を電源ラインＰＬ２から受け、その受けた直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧへ出力する。
In
また、インバータ４３０は、モータジェネレータＭＧの回生動作によって発電された交流電圧を直流電圧に変換して電源ラインＰＬ２へ出力する。そして、コンバータ４２０は、コンデンサＣ２によって平滑化された直流電圧を電源ラインＰＬ２から受け、その受けた直流電圧を降圧してバッテリＢを充電する。
コンデンサ装置１００はコンデンサＣ１，Ｃ２を含み、コンデンサＣ１，Ｃ２を同一のケースに収納することで構成される。コンデンサＣ１の正極（Ｐ極）は電源ラインＰＬ１に接続され、負極（Ｎ極）は電源ラインＰＬ３に接続される。コンデンサＣ２の正極（Ｐ極）は電源ラインＰＬ２に接続され、コンデンサＣ２の負極（Ｎ極）は電源ラインＰＬ３に接続される。
The
図２は、図１に示すコンデンサ装置に含まれる、コンデンサ素子の斜視図である。図２に示すように、コンデンサ素子１１０は円柱形状に形成されており、一方の軸方向端面にＰ極端子１１１が設けられ、他方の軸方向端面にＮ極端子１１２が設けられる。コンデンサ素子１１０の形状としては、円柱形状だけでなく、角柱、楕円柱形状などとしてもよい。さらに、隙間なく充填するために六角柱形状、四角柱形状または三角柱形状などの形状とされてもよい。
FIG. 2 is a perspective view of a capacitor element included in the capacitor device shown in FIG. As shown in FIG. 2, the
コンデンサ素子１１０は電極の間に絶縁フィルムを挟み込み、この絶縁フィルム間の正極および負極間で電荷を蓄積するキャパシタであり、絶縁フィルムの材質によって誘電率が異なる。これにより容量が異なる。また、絶縁フィルムの材質を変化させることで、耐熱性も変化する。
The
図３は、図２に示すコンデンサ素子の、ＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。図３に示すように、コンデンサ素子１１０は、絶縁フィルム１１４、カソード電極１２４、絶縁フィルム１１５、アノード電極１２５を順次積層した、積層体としての積層フィルム１６０を巻回して形成されている。絶縁フィルム１１４，１１５は絶縁膜である。またカソード電極１２４、アノード電極１２５は電極膜である。コンデンサ素子１１０は、極性の異なる二つの電極であるカソード電極１２４およびアノード電極１２５と、これらを絶縁するシート状誘電体である絶縁フィルム１１４、１１５とを有している。カソード電極１２４、アノード電極１２５、絶縁フィルム１１４、１１５はいずれも、これらを順次積層した積層フィルム１６０が巻回可能であるように、可撓性を有するような材質および形状とされている。
3 is a cross-sectional view of the capacitor element shown in FIG. 2 taken along line III-III. As shown in FIG. 3, the
積層フィルム１６０は、第一積層体としての第一積層フィルム１６１と、第二積層体としての第二積層フィルム１６２とを含む。第一積層フィルム１６１は、コンデンサ素子１１０の内側に巻回されている。第二積層フィルム１６２は、コンデンサ素子１１０の外側に巻回されている。
The
第一積層フィルム１６１は、絶縁フィルム１４４、カソード電極１３４、絶縁フィルム１４６、アノード電極１３６を順次積層した、積層体である。第二積層フィルム１６２は、絶縁フィルム１４５、カソード電極１３５、絶縁フィルム１４７、アノード電極１３７を順次積層した、積層体である。
The first
ここで、第一積層フィルム１６１に含まれる絶縁フィルム１４４，１４６は、第二積層フィルム１６２に含まれる絶縁フィルム１４５，１４７に対し、相対的に耐熱性が高い材料によって、形成されている。
Here, the insulating
たとえば、第二積層フィルム１６２の絶縁フィルム１４５，１４７を、絶縁性を有する樹脂材料である、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などによって形成することができる。また、第一積層フィルム１６１の絶縁フィルム１４４，１４６を、絶縁性を有する樹脂材料であって、第二積層フィルム１６２の絶縁フィルム１４５，１４７の材料に対して相対的に耐熱性が高い材料である、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などによって形成することができる。
For example, the insulating
コンデンサ素子１１０が駆動する、すなわちコンデンサ素子１１０に電圧が印加されて電流が流れると、コンデンサ素子１１０は発熱する。図２に示す円柱形状のコンデンサ素子１１０の場合、コンデンサ素子１１０の径方向において外周部に近い外部側では、コンデンサ素子１１０の外周から放熱がなされるため、コンデンサ素子１１０の温度上昇は小さい。これに対し、コンデンサ素子１１０の径方向において中心部に近い内部側では、放熱される熱量が小さく、熱がこもりやすい。そのため、コンデンサ素子１１０のうち内部側の温度は、コンデンサ素子１１０の外表面側の温度よりも高くなる。
When the
本実施の形態のコンデンサ素子１１０では、図３に示すコンデンサ素子１１０の内方側の絶縁フィルム１４４，１４６は、コンデンサ素子１１０の外方側の絶縁フィルム１４５，１４７に対し、相対的に耐熱性が高い。よって、コンデンサ素子１１０の内側の温度が外側の温度よりも高い温度にまで上昇した場合でも、絶縁フィルム１４４，１４６が早期に劣化することを抑制できる。そのため、コンデンサ素子１１０の内方側の絶縁フィルム１４４，１４６と、外方側の絶縁フィルム１４５，１４７の耐圧寿命（絶縁寿命）に差が生じることを抑制することができる。結果として、コンデンサ素子１１０の温度上昇による耐圧低下（静電容量低下）を抑制することができ、コンデンサ素子１１０の寿命を延ばすことができる。
In the
また、ＰＥＮ、ＰＰＳなどの高耐熱性の樹脂材料は、ＰＰ、ＰＥＴなどに対してコストが高い。しかし、本実施の形態のコンデンサ素子１１０では、より高い温度まで温度上昇するために高耐熱性が必要とされる、コンデンサ素子１１０の内部側の絶縁フィルム１４４，１４６のみを、コストの高い高耐熱性の絶縁フィルムによって形成している。したがって、コンデンサ素子１１０全体に高耐熱性の絶縁フィルムを用いる場合に比べて、高耐熱性の絶縁フィルムの使用量を削減することができるので、より低コストな高耐熱性を有するコンデンサ素子１１０を得ることができる。
In addition, high heat-resistant resin materials such as PEN and PPS are more expensive than PP and PET. However, in the
図４は、積層フィルムの一部を示す斜視図である。図４に示すように、積層フィルム１６０は、絶縁フィルム１１４と、絶縁フィルム１１４の上面上に蒸着されたカソード電極１２４と、カソード電極１２４の上面上に配置された絶縁フィルム１１５と、絶縁フィルム１１５の上面上に蒸着されたアノード電極１２５とを備えている。
FIG. 4 is a perspective view showing a part of the laminated film. As shown in FIG. 4, the
本実施の形態に係るコンデンサ素子１１０においては、絶縁フィルム１１４の表面にカソード電極１２４が蒸着されており、このカソード電極１２４の上面側に絶縁フィルム１１５が配置され、絶縁フィルム１１５の表面にアノード電極１２５が蒸着されている。つまり、コンデンサ素子１１０は、金属化フィルムコンデンサ素子である。電極膜が絶縁膜の表面に蒸着されてコンデンサ素子１１０を形成しているために、箔電極コンデンサと比較して電極膜をより薄く形成することができ、コンデンサ素子１１０の小型化および低コスト化に寄与している。カソード電極１２４およびアノード電極１２５は、導電性材料を用いて、たとえばアルミニウムなどの金属材料によって、形成されている。
In
図５は、第一積層フィルムと第二積層フィルムとの接合部を示す斜視図である。図５に示すように、接合部１６３においては、第一積層フィルム１６１のコンデンサ素子１１０の外方側の端部と、第二積層フィルム１６２のコンデンサ素子１１０の内方側の端部とが接合されて、積層フィルム１６０が構成されている。ここで、接合部１６３においては、コンデンサ素子１１０の径方向外方側から、絶縁フィルム１４５、絶縁フィルム１４７、絶縁フィルム１４４、絶縁フィルム１４６が順次配列されている。図５に示す例においては、絶縁フィルム１４７の上面と絶縁フィルム１４４の下面とは、接着材などを用いた接着や、溶着などの方法によって、常に接触するように固定されている。
FIG. 5 is a perspective view showing a joint portion between the first laminated film and the second laminated film. As shown in FIG. 5, at the joint portion 163, the outer end portion of the
ここで、カソード電極１３４の接合部１６３側（コンデンサ素子１１０の外方側）端部は、絶縁フィルム１４４の接合部１６３側（コンデンサ素子１１０の外方側）端部よりも、コンデンサ素子１１０の内方側に位置している。アノード電極１３６の接合部１６３側（コンデンサ素子１１０の外方側）端部は、絶縁フィルム１４６の接合部１６３側（コンデンサ素子１１０の外方側）端部よりも、コンデンサ素子１１０の内方側に位置している。
Here, the end portion of the
また、カソード電極１３５の接合部１６３側（コンデンサ素子１１０の内方側）の端部は、絶縁フィルム１４５の接合部１６３側の端部よりも、コンデンサ素子１１０の外方側に位置している。さらに、アノード電極１３７の接合部１６３側（コンデンサ素子１１０の内方側）の端部は、絶縁フィルム１４７の接合部１６３側（コンデンサ素子１１０の内方側）の端部よりも、コンデンサ素子１１０の外方側に位置している。
Further, the end of the
つまり図５に示すように、第一積層フィルム１６１と第二積層フィルム１６２との接合部１６３には、カソード電極１２４およびアノード電極１２５が積層されていない。そのため、カソード電極１３４のコンデンサ素子１１０の外周側の端部と、アノード電極１３７のコンデンサ素子１１０の内方側の端部とは、互いに離間している。その結果、積層フィルム１６０を巻回した際に、カソード電極１３４とアノード電極１３７とが接触することを抑制することができる。したがって、カソード電極１３４とアノード電極１３７との間の短絡を抑制することができるので、接合部１６３における絶縁性を向上させ、第一積層フィルム１６１と第二積層フィルム１６２との間の絶縁を確保することができる。
That is, as shown in FIG. 5, the
次に、図２〜図５に基づいて説明したコンデンサ素子１１０を備える、コンデンサモジュールについて説明する。図６は、コンデンサモジュールの構造を示す斜視図である。図６に示すように、コンデンサモジュール１００は、複数のコンデンサを収容可能なケーシング１０１と、ケーシング１０１の内部に収納された複数のコンデンサ素子１１０とを備える。コンデンサ素子１１０は、ケーシング１０１の内部において、互いに接触するように配列されている。
Next, a capacitor module including the
図７は、図６で示すコンデンサモジュールの平面図である。コンデンサモジュール１００は、図１に示すコンデンサ装置であって、コンデンサＣ１，Ｃ２を含んでいる。図７では、ケーシング１０１の平面形状は四角形状であるが、この形状に限られず、円形状または多角形状とされてもよい。
FIG. 7 is a plan view of the capacitor module shown in FIG. The
ケーシング１０１の短辺方向に延在する境界領域を境として、ケーシング１０１内にコンデンサＣ１，Ｃ２が収納される。なお、コンデンサＣ１，Ｃ２の境界領域は、ケーシング１０１の長辺方向に延びてもよい。
Capacitors C <b> 1 and C <b> 2 are accommodated in the
ケーシング１０１には、Ｎ極バスバー１５２、第一Ｐ極バスバー１５３および第二Ｐ極バスバー１５４が設けられている。Ｎ極バスバー１５２は電源ラインＰＬ３に接続されて、コンデンサ素子１１０のＮ極端子と接続される。Ｎ極バスバー１５２は電源ラインＰＬ３に電気的に接続される。Ｎ極バスバー１５２は平板形状であり、導電部材として作用する。Ｎ極バスバー１５２上には第一Ｐ極バスバー１５３および第二Ｐ極バスバー１５４がそれぞれ配置される。第一Ｐ極バスバー１５３はコンデンサＣ１側に配置され、第二Ｐ極バスバー１５４はコンデンサＣ２側に配置される。
The
図８は、図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。図８に示すように、コンデンサモジュール１００は、窪んだ形状のケーシング１０１と、ケーシング１０１の底面に配置されるＮ極バスバー１５２と、Ｎ極バスバー１５２上に載置されるコンデンサ素子１１０と、コンデンサ素子１１０の上面に接触する第一Ｐ極バスバー１５３および第二Ｐ極バスバー１５４とを有する。
8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIG. As shown in FIG. 8, the
Ｎ極バスバー１５２はすべてのコンデンサ素子１１０のＮ極と接続されており、ケーシング１０１の内表面に沿った形状とされる。コンデンサ素子１１０の上面がＰ極端子１１１であり、下面がＮ極端子１１２である。すべてのＮ極端子１１２はＮ極バスバー１５２に接続されている。ケーシング１０１内にはコンデンサ素子１１０が規則正しく配列されている。コンデンサ素子１１０の上面のＰ極端子１１１は、第一Ｐ極バスバー１５３および第二Ｐ極バスバー１５４と接触している。
The N
なお、図８で示す断面では、コンデンサ素子１１０の高さはすべて一定であるが、コンデンサ素子１１０の高さは必ずしもすべてが一定でなくてもよい。また、コンデンサ素子１１０の大きさはすべて均等であるが、これに限られず、大きいコンデンサと小さいコンデンサが設けられていてもよい。
In the cross section shown in FIG. 8, the heights of the
コンデンサ素子１１０は、図２および図３に従って説明したように、コンデンサ素子１１０の内方側の絶縁フィルムが外方側の絶縁フィルムに対し、相対的に耐熱性が高い構成になっている。したがって、本実施の形態のコンデンサモジュール１００では、コンデンサ素子１１０の温度上昇による耐圧低下（静電容量低下）を抑制することができる。また、耐熱性の高いコンデンサモジュール１００の低コスト化を達成することができる。
As described with reference to FIGS. 2 and 3, the
これまでの説明においては、第一積層フィルム１６１と第二積層フィルム１６２との絶縁フィルムは、異なる樹脂材料を用いて形成されている例を述べているが、本発明の範囲はこれに限られるものではない。たとえば、コンデンサ素子の内側と外側との絶縁フィルムは同一の樹脂材料を用いて形成されており、コンデンサ素子の内側に巻回される積層フィルムの絶縁フィルムについては、たとえば複合材料とする、安定剤を添加する、放射線を照射するなどの、耐熱性を向上させる処理が行なわれているような構成としてもよい。
In the description so far, the example in which the insulating films of the first
また、コンデンサ素子が２つの積層フィルムを含む例を述べているが、コンデンサ素子は３つ以上の積層フィルムを含んでいてもよい。この場合でも、コンデンサ素子の内側の絶縁フィルムを、外側の絶縁フィルムに対し相対的に耐熱性が高いものとすれば、コンデンサ素子の内部の温度上昇による静電容量低下を抑制することができる。 Moreover, although the example in which the capacitor element includes two laminated films is described, the capacitor element may include three or more laminated films. Even in this case, if the insulating film on the inner side of the capacitor element has a relatively high heat resistance relative to the outer insulating film, it is possible to suppress a decrease in capacitance due to a temperature rise inside the capacitor element.
さらに、コンデンサモジュールが複数のコンデンサ素子を含む例について説明したが、コンデンサ素子の巻回および薄膜化技術の革新、ならびに、必要静電容量低減技術の革新によって、一つのコンデンサ素子によって必要な静電容量を確保できる場合には、コンデンサモジュールは一つのコンデンサ素子を含むものであってもよい。コンデンサモジュールが複数のコンデンサ素子を含む従来の構成では、ケーシング内部側に熱がこもるため、より耐熱性の高いコンデンサ素子をケーシングの内部側に配置すれば、モジュール全体としての静電容量低下を抑制することができる。これと同様の思想に基づいて、一つのコンデンサ素子によってコンデンサモジュールが形成される場合、素子内部における耐熱性が向上している本発明のコンデンサ素子は、特に有利に適用され得ると考えられる。 Furthermore, the example in which the capacitor module includes a plurality of capacitor elements has been described. However, the innovation in winding and thinning technology of capacitor elements, and the innovation in technology for reducing the required capacitance reduce the capacitance required by one capacitor element. When the capacity can be secured, the capacitor module may include one capacitor element. In a conventional configuration in which a capacitor module includes a plurality of capacitor elements, heat is trapped inside the casing, and if a capacitor element with higher heat resistance is arranged on the inner side of the casing, the capacitance decrease of the entire module is suppressed. can do. Based on the same idea, when the capacitor module is formed by one capacitor element, it is considered that the capacitor element of the present invention having improved heat resistance inside the element can be applied particularly advantageously.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed herein are illustrative in all respects and should not be considered restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明は、たとえば車両に搭載されるコンデンサの分野で用いることができる。 The present invention can be used, for example, in the field of capacitors mounted on vehicles.
１００ コンデンサモジュール（コンデンサ装置）、１０１ ケーシング、１１０ コンデンサ素子、１１１ Ｐ極端子、１１２ Ｎ極端子、１１４，１１５ 絶縁フィルム、１２４，１３４，１３５ カソード電極、１２５，１３６，１３７ アノード電極、１４４，１４５，１４６，１４７ 絶縁フィルム、１５２ Ｎ極バスバー、１５３ 第一Ｐ極バスバー、１５４ 第二Ｐ極バスバー、１６０ 積層フィルム、１６１ 第一積層フィルム、１６２ 第二積層フィルム、１６３ 接合部、４１０ 負荷駆動装置。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記コンデンサ素子の内側に巻回された第一積層体と、外側に巻回された第二積層体とを含み、
前記第一積層体の絶縁膜は、前記第二積層体の絶縁膜に対し相対的に耐熱性が高い、コンデンサ素子。 A capacitor element formed by winding a laminate in which an insulating film and an electrode film are laminated,
Including a first laminate wound inside the capacitor element, and a second laminate wound outside,
The capacitor element in which the insulating film of the first stacked body has a relatively high heat resistance relative to the insulating film of the second stacked body.
前記ケーシングの内部に収納された、請求項１から請求項３のいずれかに記載のコンデンサ素子とを備える、コンデンサモジュール。 A casing,
A capacitor module comprising the capacitor element according to claim 1, which is housed inside the casing.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013515368A (en) * | 2009-12-21 | 2013-05-02 | ボロール | Separator film, manufacturing method thereof, super capacitor, battery and capacitor provided with the film |
| JP2022525917A (en) * | 2019-03-21 | 2022-05-20 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | Capacitors, especially intermediate circuit capacitors for polyphase systems |
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