JP4390001B2

JP4390001B2 - コンデンサ

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Publication number: JP4390001B2
Application number: JP2008007776A
Authority: JP
Inventors: 文隆吉永; 直義高松
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-01-17
Filing date: 2008-01-17
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2028-01-17
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Description

本発明は、コンデンサに関する。

従来から各種のコンデンサが提案されている。たとえば、特開２００５−１６００５８号公報に記載されたフィルタ素子は、帯状是杖膜と、帯状絶縁体の一方の面側において帯状絶縁体の幅方向で互いに離間して並設された信号用帯状導電体、および帯状絶縁体の他方の面側に配置された接地用帯状導電体を帯状絶縁体を巻回することによって全体として筒状に形成されたコイル部を備えている。

また、特開２００６−２６９６５２号公報に記載されたコンデンサ装置は、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る。そして、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。

さらに、特開２００３−２８２３５３号公報に記載された積層コンデンサは、２枚の誘電体シート上に、静電容量を形成する内部電極、外部電極引き出し部及び電波吸収部を配置してコンデンサ素片を形成し、この２枚のコンデンサ素片を積層して端から巻き取ることで円筒形状とし、最後に円筒形状の両端に外部電極を取り付けることで構成されている。
特開２００５−１６００５８号公報特開２００６−２６９６５２号公報特開２００３−２８２３５３号公報

しかし、従来のフィルタ素子、コンデンサ装置および積層コンデンサにおいては、コンデンサ内部の温度が上昇して、コンデンサ内の絶縁膜のうち、内部側に位置する部分が外部側に位置する部分よりも早期に劣化するという問題があった。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、コンデンサの内部側に位置する絶縁膜の早期劣化が抑制されたコンデンサを提供することである。

本発明に係るコンデンサは、第１絶縁膜、第１電極、第２絶縁膜および第２電極が順次積層された積層フィルムを巻回して形成されたコンデンサであって、第１絶縁膜と第２絶縁膜との少なくとも一方が、コンデンサの外方側の端部の厚みよりコンデンサ内方側の端部の厚みの方が厚く形成される。好ましくは、第１絶縁膜、第１電極、第２絶縁膜および第２電極が順次積層された積層フィルムを巻回して形成されたコンデンサであって、第１絶縁膜のコンデンサの内方側の端部側の厚みは、第１絶縁膜のコンデンサ外方側の端部の厚みよりも厚く形成され、第２絶縁膜のコンデンサの内方側の端部側の厚みは、第２絶縁膜のコンデンサ外方側の端部の厚みよりも厚く形成され、厚みが厚く形成された内方側端部まで、第１電極および第２電極が形成される。

本発明に係るコンデンサは、第１絶縁膜、第１電極、第２絶縁膜および第２電極が順次積層された積層フィルムを巻回して形成されたコンデンサであって、第１絶縁膜と第２絶縁膜との少なくとも一方が、コンデンサの外方側の端部の厚みよりコンデンサ内方側の端部の厚みの方が厚く形成される。上記第１絶縁膜の厚みは、コンデンサの外方側の端部から内方側の端部に向かうにしたがって、厚くなるように形成され、第２絶縁膜の厚みは、コンデンサの外方側の端部から内方側の端部に向かうにしたがって、厚くなるように形成される。好ましくは、上記第１絶縁膜は、コンデンサの外方側に配置された第１分割絶縁膜と、第１分割絶縁膜に対してコンデンサの内方側に配置され、第１分割絶縁膜より厚く形成された第２分割絶縁膜とを含む。そして、上記第２絶縁膜は、コンデンサの外方側に配置された第３分割絶縁膜と、第３分割絶縁膜に対してコンデンサの内方側に配置され、第３分割絶縁膜より厚く形成された第４分割絶縁膜とを含む。

好ましくは、上記第１絶縁膜の厚みは、コンデンサの外方側の端部から内方側の端部に向かうにしたがって、厚くなるように形成され、第２絶縁膜の厚みは、コンデンサの外方側の端部から内方側の端部に向かうにしたがって、厚くなるように形成する。

好ましくは、第１絶縁膜は、コンデンサの外方側に配置された第１分割絶縁膜と、第１分割絶縁膜に対してコンデンサの内方側に配置され、第１分割絶縁膜より厚く形成された第２分割絶縁膜とを含む。そして、上記第２絶縁膜は、コンデンサの外方側に配置された第３分割絶縁膜と、第３分割絶縁膜に対してコンデンサの内方側に配置され、第３分割絶縁膜より厚く形成された第４分割絶縁膜とを含む。好ましくは、上記第１電極は、第１分割絶縁膜上に形成され、コンデンサの内方側の端部が、第１分割絶縁膜のコンデンサの内方側の端部より、コンデンサの外方側に位置する第１分割電極と、第２分割絶縁膜上に形成され、コンデンサの外方側の端部が、第２分割絶縁膜のコンデンサの外方側の端部より、コンデンサの内方側に位置する第２分割電極とを含む。さらに、上記第２電極は、第３分割絶縁膜上に形成され、コンデンサの内方側の端部が、第３分割絶縁膜のコンデンサの内方側の端部より、コンデンサの外方側に位置する第３分割電極と、第４分割絶縁膜上に形成され、コンデンサの外方側の端部が、第４分割絶縁膜のコンデンサの外方側の端部より、コンデンサの内方側に位置する第４分割電極とを含む。好ましくは、上記第１絶縁膜のコンデンサの外方側の端部側と、第２絶縁膜のコンデンサの外方側の端部とに、第１および第２絶縁膜よりも誘電率の高い高誘電体材料が添加される。

本発明に係るコンデンサによれば、コンデンサ内部の温度が上昇しても、コンデンサの内部側に位置する絶縁膜が早期に劣化することを抑制することができる。

本実施の形態に係るコンデンサ、図１から図１３を用いて説明する。なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下に複数の実施の形態が存在する場合、特に記載がある場合を除き、各々の実施の形態の特徴部分を適宜組合わせることは、当初から予定されている。

（実施の形態１）
図１は、この発明に従ったコンデンサ装置を有す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を参照して、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。

バッテリＢは、直流電源であって、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池である。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。

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。

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。

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反中性点側に接続されている。

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。

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。

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。

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。

図２は、図１で示すコンデンサ装置の平面図である。図２を参照して、コンデンサ装置１００は、複数のコンデンサを収容可能な外装ケース１０１と、この外装ケース１０１内に収容された複数のコンデンサ１１０とを備えている。

コンデンサ１１０はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム、ポリプロピレン（ＰＰ）フィルムを使用したコンデンサである。

図２では、外装ケース１０１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。

外装ケース１０１の中央領域を境として、外装ケース１０１内にコンデンサＣ１，Ｃ２が収納される。コンデンサＣ１，Ｃ２は同一数のコンデンサから構成されているが、これに限られるものではなく、コンデンサＣ１，Ｃ２のいずれか一方では、他方よりコンデンサが多く含まれていてもよい。

また、この実施の形態では、コンデンサＣ１，Ｃ２の境界領域は外装ケース１０１の短辺方向に延びるが、これに限られず、外装ケース１０１の長辺方向にコンデンサＣ１，Ｃ２の境界領域が延びてもよい。

コンデンサ１１０は扁平した円柱形状であり、互いに接触するように配列されている。コンデンサ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。

外装ケース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、第一およびコンデンサ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。

図３は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。図３を参照して、コンデンサ装置１００は、窪んだ形状の外装ケース１０１と、外装ケース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１１０と、コンデンサ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。Ｎ極バスバー１５２はすべてのコンデンサのＮ極と接続されており、外装ケース１０１の内表面に沿った形状とされる。コンデンサ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。外装ケース１０１内にはコンデンサ１１０が規則正しく配列されている。コンデンサ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。なお、図３で示す断面では、コンデンサ１１０の高さはすべて一定であるが、コンデンサ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。

図４はコンデンサの斜視図である。図４を参照して、コンデンサは柱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１１０の形状としては、円柱だけでなく、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。

図５は、図４に示されたコンデンサ１１０の断面図である。この図５に示すように、コンデンサ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を順次積層して構成された積層フィルム１６０を巻回して構成されている。

なお、本実施の形態１に係るコンデンサ１１０においては、絶縁フィルム１１４の上面上に、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、この絶縁フィルム１１５の上面上に、アノード電極１２５が蒸着されている。

絶縁フィルム１１４のうち、コンデンサ１１０の内方側の厚みは、コンデンサ１１０の外方側の厚さよりも、厚くなるように形成されている。また、絶縁フィルム１１５のコンデンサ１１０の内方側の厚さは、コンデンサ１１０の外方側の厚さよりも厚くなるように形成されている。

ここで、コンデンサ１１０が駆動すると、コンデンサ１１０のうち内部側の温度は、コンデンサ１１０の外表面側の温度よりも高くなる。その一方で、上記のように、絶縁フィルム１１４および絶縁フィルム１１５の厚さは、コンデンサ１１０の内方側の方が厚く形成されているので、結果として、コンデンサ１１０の内方側と外方側における絶縁フィルム１１４および絶縁フィルム１１５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。

図６は、コンデンサ１１０の外方側に位置する積層フィルム１６０の一部を示す斜視図であり、図７は、コンデンサ１１０の内方側に位置する積層フィルム１６０の一部を示す斜視図である。

これら、図６および図７に示すように、積層フィルム１６０は、コンデンサ１１０の外方側に配置された分割積層フィルム１６１と、この分割積層フィルム１６１に対して、コンデンサ１１０の内方側に配置された分割積層フィルム１６２とを備えている。

分割積層フィルム１６１は、分割絶縁膜１４４と、この分割絶縁膜１４４の上面上に蒸着された分割カソード電極１３４と、この分割カソード電極１３４の上面上に配置された分割絶縁膜１４６と、この分割絶縁膜１４６の上面上に形成された分割アノード電極１３６とを備えている。

分割積層フィルム１６２は、分割絶縁膜１４５と、この分割絶縁膜１４５の上面上に蒸着された分割カソード電極１３５と、この分割カソード電極１３５の上面上に配置された分割絶縁膜１４７と、この分割絶縁膜１４７の上面上に蒸着された分割アノード電極１３７とを備えている。

そして、絶縁フィルム１１４は、分割絶縁膜１４４と、この分割絶縁膜１４４に対して、コンデンサ１１０の内方側に配置され、分割絶縁膜１４４の厚さよりも厚く形成された分割絶縁膜１４５とを備えている。絶縁フィルム１１５は、分割絶縁膜１４６と、この分割絶縁膜１４６に対して、コンデンサ１１０の内方側に配置され、分割絶縁膜１４６よりも厚く形成された分割絶縁膜１４７とを備えている。

さらに、カソード電極１２４は、分割カソード電極１３４と、分割カソード電極１３５とを含み、アノード電極１２５は、分割アノード電極１３６と分割アノード電極１３７とを含む。

ここで、分割積層フィルム１６１の分割絶縁膜１４４の厚さｔ１と、分割絶縁膜１４６の厚さｔ２とは、略等しく、また、分割絶縁膜１４５の厚さｔ３と分割絶縁膜１４７の厚さｔ４は、略等しくなっており、厚さｔ３，ｔ４は、厚さｔ１，ｔ２よりも厚く形成されている。

すなわち、分割積層フィルム１６２の分割絶縁膜１４５，１４７の厚さは、分割積層フィルム１６１の分割絶縁膜１４４，１４６の厚さよりも厚く形成されている。これにより、分割積層フィルム１６２は、分割積層フィルム１６１よりも耐熱寿命が長くなるように形成されている。そして、分割積層フィルム１６２をコンデンサ１１０の内方側に配置することで、コンデンサ１１０の内方側の温度が高くなったとしても、内部側と外部側とで寿命に差が生じることを抑制することができる。

なお、分割絶縁膜１４４、分割絶縁膜１４５、分割絶縁膜１４６および分割絶縁膜１４７は、いずれも、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）または、ポリプロピレン（ＰＰ）等により構成されており、いずれも、同質材料から構成されている。そして、分割絶縁膜１４４および１４６の厚みｔ１，ｔ２は、たとえば、数μｍ程度とされており、分割絶縁膜１４５および１４７の厚みｔ３，ｔ４は、十数μｍ程度とされている。

さらに、分割カソード電極１３４、分割カソード電極１３５、分割アノード電極１３６および分割アノード電極１３７は、たとえば、アルミニウム等の金属によって構成されている。

図８は、分割積層フィルム１６１と分割積層フィルム１６２との接合部１６３を示す斜視図である。この図８に示すように、接合部１６３においては、分割積層フィルム１６２のコンデンサ１１０の外方側の端部と、分割積層フィルム１６１のコンデンサ１１０の内方側の端部が接合されて、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１１０の径方向外方側から順次分割絶縁膜１４４、分割絶縁膜１４６、分割絶縁膜１４５、分割絶縁膜１４７が順次配列されている。そして、この図８に示す例においては、分割絶縁膜１４６の上面と分割絶縁膜１４５の下面とが接着材等によって接着されたり、溶着等されている。

ここで、分割カソード電極１３５の接合部１６３側（コンデンサ１１０の外方側）端部は、分割絶縁膜１４５の接合部１６３側（コンデンサ１１０の外方側）端部よりも、コンデンサ１１０の内方側に位置している。分割アノード電極１３７の接合部１６３側（コンデンサ１１０の外方側）端部は、分割絶縁膜１４７の接合部１６３側（コンデンサ１１０の外方側）端部よりも、コンデンサ１１０の内方側に位置している。

そして、分割カソード電極１３４の接合部１６３側（コンデンサ１１０の内方側）の端部は、分割絶縁膜１４４の接合部１６３側の端部よりも、コンデンサ１１０の外方側に位置している。さらに、分割アノード電極１３６の接合部１６３側（コンデンサ１１０の内方側）の端部は、分割絶縁膜１４６の接合部１６３側（コンデンサ１１０の内方側）の端部よりも、コンデンサ１１０の外方側に位置している。

ここで、分割カソード電極１３５のコンデンサ１１０の外周側の端部と、分割アノード電極１３６のコンデンサ１１０の内方側の端部とが互いに離間しているため、積層フィルム１６０を巻回した際に、分割カソード電極１３５と分割アノード電極１３６とが接触することを抑制することができる。そして、分割カソード電極１３５と分割アノード電極１３６との沿面距離を所定長以上とすることができ、分割カソード電極１３５と分割アノード電極１３６との短絡を抑制することができる。

（実施の形態２）
図９および図１１を用いて、本実施の形態２に係るコンデンサ１１０について説明する。なお、この図９から図１１において、上記図１から図８に示す構成と同一または相当する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。

図９は、本実施の形態のコンデンサ１１０を構成する積層フィルム１６０の断面図である。この図９に示すように、積層フィルム１６０の絶縁フィルム１１４および絶縁フィルム１１５の厚さは、コンデンサ１１０の外方側から内方側に向かうにしたがって、厚くなるように形成されている。

これにより、コンデンサ１１０が駆動して、コンデンサ１１０の内方側の温度が外方側の温度よりも、高くなったとしても、絶縁フィルム１１４，１１５のうち、コンデンサ１１０内方側とコンデンサ１１０の外方側とで、耐熱寿命が大きく異なることを抑制することができ、コンデンサ１１０の一部が早期に劣化することを抑制することができる。さらに、各絶縁フィルム１１４および絶縁フィルム１１５をそれぞれ、１つの絶縁フィルムで構成することができ、製造コストの低減を図ることができる。

図１０は、コンデンサ１１０の内部温度を示すグラフである。この図１０において、横軸は、コンデンサ１１０の中心軸を基準として、径方向の距離Ｒを示す。さらに、縦軸は、温度Ｔを示す。この図１０に示すように、コンデンサ１１０内の温度は、コンデンサ１１０の外周（Ｒ＝Ｒ１）からコンデンサ１１０の中心（Ｒ＝０）に向かうにしたがって、急激に温度が上昇することが分かる。ここで、絶縁フィルム１１４，１１５を構成する絶縁膜は、温度が上昇する急激にその耐圧寿命が低下する。

図１１は、本発明の実施の形態２に係るコンデンサ１１０を構成する積層フィルム１６０の変形例を示す断面図である。

この図１１に示すように、積層フィルム１６０の厚さは、コンデンサ１１０の外周側において、内周側に向けて厚くなる厚みの増加率よりも、コンデンサ１１０の内方側において、内方側に向けて厚くなる厚みの増加率の方が大きくなっている。

これにより、コンデンサ１１０が駆動することで、コンデンサ１１０内の温度が上昇したとしても、コンデンサ１１０の内部側と外部側とで、耐圧寿命に差が生じることを抑制することができる。なお、各絶縁フィルム１１４および絶縁フィルム１１５のコンデンサ１１０の外周側の先端部側においては、薄膜に形成されており、たとえば、数μｍ程度とすることができ、コンデンサ１１０のコンパクト化を図ることができる。なお、本実施の形態２においては、絶縁フィルム１１４および絶縁フィルム１１５のいずれもが、コンデンサ１１０の内方側の端部の厚みが、コンデンサ１１０の外方側の端部の厚みよりも厚くなるように形成されているが、これに限られない。すなわち、絶縁フィルム１１４と絶縁フィルム１１５との少なくとも一方が、コンデンサ１１０の内方側の端部の厚みが、コンデンサ１１０の外方側の端部の厚みよりも厚くなるように形成してもよい。これにより、少なくとも、内側の厚みが外側の厚みよりも厚い絶縁フィルムにおいては、耐圧寿命の向上および劣化の抑制を図ることができる。

（実施の形態３）
図１２および図１３を用いて、本発明の実施の形態３について説明する。なお、上記図１から図１１に示された構成と同一または相当する構成については、同一の符号を付しその説明を省略する。

図１２は、本発明の実施の形態３に係るコンデンサ１１０の積層フィルム１６０を示す斜視図である。この図１２に示すように、分割絶縁膜１４４および分割絶縁膜１４６内には、セラミックス等の高誘電体粉末（高誘電体）１６５が混入されている。

このように、高誘電体粉末１６５を混入することで、絶縁フィルム１１４および絶縁フィルム１１５の誘電率を向上させることができ、コンデンサ１１０のコンパクト化を図ることができる。

さらに、コンデンサ１１０内において、コンデンサ１１０の外周側に位置する分割絶縁膜１４４および分割絶縁膜１４６は、分割絶縁膜１４５および分割絶縁膜１４７よりも、曲率半径が大きい。このため、上記のように、分割絶縁膜１４４および分割絶縁膜１４６内に高誘電体粉末１６５を混入したとしても、分割絶縁膜１４４および分割絶縁膜１４６を良好に巻回することができ、分割絶縁膜１４４および分割絶縁膜１４６内にひび割れ等が生じ難くなっている。

ここで、内部に高誘電体粉末１６５が混入された分割絶縁膜１４４および分割絶縁膜１４６は、高誘電体粉末１６５が混入されていない分割絶縁膜１４４および分割絶縁膜１４６と比較して、誘電体損失が小さくなり、分割絶縁膜１４４および分割絶縁膜１４６自体が発熱し難くなる。このため、高誘電体粉末１６５を混入することで、分割絶縁膜１４４および分割絶縁膜１４６の温度上昇を抑制することができ、分割絶縁膜１４４および分割絶縁膜１４６の耐圧寿命の向上を図ることができる。

なお、図１３は、本発明の実施の形態３に係るコンデンサ１１０を構成する積層フィルム１６０の変形例を示す断面図である。

この図１３に示すように、絶縁フィルム１１４および絶縁フィルム１１５の厚みをコンデンサ１１０の外方側から内方側に向かうにしたがって、厚くなるように形成した場合においても、高誘電体粉末１６５を混入させてもよい。なお、この図１３に示す例においては、絶縁フィルム１１４および絶縁フィルム１１５のうち、積層フィルム１６０の延在方向の中央部からコンデンサ１１０の外方側に位置する部分に高誘電体粉末１６５を混入する。

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、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。本発明の範囲は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。さらに、上記数値などは、例示であり、上記数値および範囲にかぎられない。

本発明は、コンデンサに好適である。

この発明に従ったコンデンサ装置を有す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で示すコンデンサ装置の平面図である。図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。コンデンサの斜視図である。図４に示されたコンデンサの断面図である。コンデンサの外方側に位置する積層フィルムの一部を示す斜視図である。コンデンサの内方側に位置する積層フィルムの一部を示す斜視図である。分割積層フィルムと分割積層フィルムとの接合部を示す斜視図である。本実施の形態のコンデンサを構成する積層フィルムの断面図である。コンデンサの内部温度を示すグラフである。本発明の実施の形態２に係るコンデンサを構成する積層フィルムの変形例を示す断面図である。本発明の実施の形態３に係るコンデンサの積層フィルムを示す斜視図である。本発明の実施の形態３に係るコンデンサを構成する積層フィルムの変形例を示す断面図である。

符号の説明

１００コンデンサ装置、１０１外装ケース、１１０コンデンサ、１１１，１１２極端子、１１４，１１５絶縁フィルム、１２４カソード電極、１２５アノード電極、１３４，１３５分割カソード電極、１３６，１３７分割アノード電極、１４４，１４５，１４６，１４７分割絶縁膜、１６０積層フィルム、１６１，１６２分割積層フィルム、１６３接合部、１６５高誘電体粉末、４１０負荷駆動装置。

Claims

第１絶縁膜、第１電極、第２絶縁膜および第２電極が順次積層された積層フィルムを巻回して形成されたコンデンサであって、
前記第１絶縁膜と前記第２絶縁膜との少なくとも一方が、前記コンデンサの外方側の端部の厚みより前記コンデンサ内方側の端部の厚みの方が厚く形成され、
前記厚みが厚く形成された内方側端部まで、前記第１電極および前記第２電極が形成された、コンデンサ。
第１絶縁膜、第１電極、第２絶縁膜および第２電極が順次積層された積層フィルムを巻回して形成されたコンデンサであって、
前記第１絶縁膜と前記第２絶縁膜との少なくとも一方が、前記コンデンサの外方側の端部の厚みより前記コンデンサ内方側の端部の厚みの方が厚く形成され、
前記第１絶縁膜の前記コンデンサの内方側の端部側の厚みは、前記第１絶縁膜の前記コンデンサ外方側の端部の厚みよりも厚く形成され、
前記第２絶縁膜の前記コンデンサの内方側の端部側の厚みは、前記第２絶縁膜の前記コンデンサ外方側の端部の厚みよりも厚く形成された、コンデンサ。
前記第１絶縁膜の厚みは、前記コンデンサの外方側の端部から内方側の端部に向かうにしたがって、厚くなるように形成され、
前記第２絶縁膜の厚みは、前記コンデンサの外方側の端部から内方側の端部に向かうにしたがって、厚くなるように形成された、請求項２に記載のコンデンサ。
前記第１絶縁膜は、前記コンデンサの外方側に配置された第１分割絶縁膜と、前記第１分割絶縁膜に対して前記コンデンサの内方側に配置され、前記第１分割絶縁膜より厚く形成された第２分割絶縁膜とを含み、
前記第２絶縁膜は、前記コンデンサの外方側に配置された第３分割絶縁膜と、前記第３分割絶縁膜に対して前記コンデンサの内方側に配置され、前記第３分割絶縁膜より厚く形成された第４分割絶縁膜とを含む、請求項３に記載のコンデンサ。
前記第１電極は、前記第１分割絶縁膜上に形成され、前記コンデンサの内方側の端部が、前記第１分割絶縁膜の前記コンデンサの内方側の端部より、前記コンデンサの外方側に位置する第１分割電極と、前記第２分割絶縁膜上に形成され、前記コンデンサの外方側の端部が、前記第２分割絶縁膜の前記コンデンサの外方側の端部より、前記コンデンサの内方側に位置する第２分割電極とを含み、
前記第２電極は、前記第３分割絶縁膜上に形成され、前記コンデンサの内方側の端部が、前記第３分割絶縁膜の前記コンデンサの内方側の端部より、前記コンデンサの外方側に位置する第３分割電極と、前記第４分割絶縁膜上に形成され、前記コンデンサの外方側の端部が、前記第４分割絶縁膜の前記コンデンサの外方側の端部より、前記コンデンサの内方側に位置する第４分割電極とを含む、請求項４に記載のコンデンサ。
前記第１絶縁膜の前記コンデンサの外方側の端部側と、前記第２絶縁膜の前記コンデンサの外方側の端部とに、前記第１および第２絶縁膜よりも誘電率の高い高誘電体材料が添加された、請求項１から請求項５のいずれかに記載のコンデンサ。