JP2023014646A - 複合コンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】高耐電圧化を図りながらスイッチング素子の動作高周波化に対応でき、併せて構造のコンパクト化、生産性の向上を図ることができる複合コンデンサを提供する。【解決手段】金属化フィルム構成のメインコンデンサ主要部１０Ａにおける第１および第２の板状導体本体部１２ａ，１３ａに陰極・陽極の第１および第２の板状導体端子部１２ｃ，１３ｃが連接され、平行平板式のサブコンデンサ主要部２０Ａは、第１および第２の電極板本体部２２ａ，２３ａの対向間隙内にシート状誘電体２１が挿入されてなり、第１および第２の電極板本体部に第１および第２の電極板端子部２２ｃ，２３ｃが連接され、メインコンデンサ主要部とサブコンデンサ主要部とは近接して配置され、第１および第２の板状導体端子部と第１および第２の電極板端子部とは同極どうしが接続可能とされている。【選択図】図１

Description

本発明は、静電容量が異なる２種類のコンデンサ、すなわち静電容量が相対的に大きいメインコンデンサと静電容量が相対的に小さいサブコンデンサを組み合わせてなる複合コンデンサに関する。

近年、インバータ用の平滑コンデンサについて、スイッチング素子の高速化に伴いノイズ低減の要請が強くなってきている。インバータにおいては、直列接続されて交互にオン／オフする相補型のハイサイドおよびローサイドの一対のスイッチング素子からなるレグが３組または２組設けられる。レグにおけるスイッチング素子の動作速度は近年ますます高速化しており、それに伴って誘発されるノイズの強度も増大化している。

モータなどの交流負荷に供給する電源として、インバータのレグを並列に接続するハイサイドの電源ラインとローサイドの電源ラインに対して、平滑用のコンデンサ（メインコンデンサ）が差し渡し接続される。インバータにおけるＰＷＭ制御のためには、平滑用のコンデンサの直流電圧レベルが安定していることが重要である。

しかし、スイッチング動作の高速化に伴う高周波ノイズの影響によって直流電圧レベルが変動すると、負荷であるモータなどの電気機器の制御が高精度に行えなくなる問題がある。

そこで、近年そのような不都合を解消すべく、静電容量が小さなノイズ除去用のコンデンサであるサブコンデンサをメインコンデンサに対して並列に接続する複合コンデンサが開発されている。

従来の複合コンデンサにあっては、ノイズ除去用のサブコンデンサも平滑用のメインコンデンサと同様に金属化フィルムコンデンサを用いる方式となっている。

以下、そのような従来例を図１０～図１２を参照しながら説明する。図において、５０はメインコンデンサ、５１はメインコンデンサ５０における静電容量の大きなコンデンサ素子、５２ａ（図１２）はメインコンデンサ５０における陰極（Ｎ極）側の板状導体（バスバー）、５２ｂは陽極（Ｐ極）側の板状導体、６０はサブコンデンサ、６１はサブコンデンサ６０における静電容量の小さなコンデンサ素子である。つまり、この従来例では陰極が下面側、陽極が上面側となっている。静電容量の大きなコンデンサ素子５１は平滑用であり、静電容量の小さなコンデンサ素子６１はノイズ除去用である。

平滑用のメインコンデンサ５０における静電容量の大きな複数のコンデンサ素子５１のそれぞれは金属化フィルムを巻回したもので、フィルム面に蒸着電極が形成された誘電体フィルムからなる金属化フィルムが巻回または積層されているとともに、その軸方向両端に金属電極（メタリコン）が形成された構造を有している。このような静電容量の大きな平滑用のコンデンサ素子５１が複数個互いに平行姿勢で接触して配置され、複数個の静電容量の大きな平滑用のコンデンサ素子５１それぞれの軸方向下端の金属電極に陰極（Ｎ極）側の板状導体５２ａが電気的かつ機械的に接続され、またそれぞれの軸方向上端の金属電極に陽極（Ｐ極）側の板状導体５２ｂが電気的かつ機械的に接続されている。

図１２に示すように、軸方向上側の陽極の板状導体５２ｂは水平姿勢の板状導体本体部５２ｂ₁ とそれから立ち上がりさらに折れ曲がって水平に伸びる板状導体延出部５２ｂ₂ と板状導体延出部の遊端部から３つに分かれて逆Ｌ字状に延出される板状導体端子部５２ｂ₃ を有している。軸方向下側の陰極の板状導体５２ａは軸方向上側の陽極の板状導体５２ｂと類似の形状を有し、水平姿勢の板状導体本体部５２ａ₁ 、板状導体延出部５２ａ₂ および３つの逆Ｌ字状の板状導体端子部５２ａ₃ を有している。

陽極の板状導体５２ｂにおける遊端側の板状導体端子部５２ｂ₃ と陰極の板状導体５２ａにおける遊端側の板状導体端子部５２ａ₃ とは、それぞれ一対のものが横方向で交互に配置される位置関係となっている。

以上のように、平滑用のコンデンサ素子５１と一対の板状導体５２ａ，５２ｂとから静電容量の相対的に大きなメインコンデンサ５０が構成されている。

静電容量の相対的に小さなサブコンデンサ６０におけるノイズ除去用のコンデンサ素子６１も金属化フィルムを巻回したもので、容量（横寸法、奥行寸法、軸方向寸法）が小さい点以外はメインコンデンサ５０における平滑用のコンデンサ素子５１と同様の構造を有している。ノイズ除去用のコンデンサ素子６１はその１個がコンデンサ素子５１の１個の静電容量よりも小さく、容積の面でも（縦寸法も横寸法も高さ寸法もすべて）小さくなっている。この従来例では、ノイズ除去用のコンデンサ素子６１の個数は２個であり、平滑用のコンデンサ素子５１の個数は４個であり、全体としてサブコンデンサ６０の静電容量はメインコンデンサ５０の静電容量に比べて充分に小さなものとなっている。

サブコンデンサ６０を構成する２個のノイズ除去用のコンデンサ素子６１はその軸方向下端の金属電極どうしが板状導体を介して接続され、一方のコンデンサ素子６１はメインコンデンサ５０に接続された板状導体５２ｂの板状導体本体部５２ｂ₁ に接続されている。６２ｂはグランド端子である。

図１１は上記のように構成された複数のコンデンサ素子に板状導体（バスバー）を接続してなる端子付きコンデンサユニットを外装ケース７０内に収容した状態を示している。その後、外装ケース７０内にモールド樹脂を注入充填し、コンデンサユニットを保護被覆する。

再表２０１６／０６７５７６号公報

近年においては、インバータ機器のスイッチングの高速化(高周波化)により、従来よりも高周波帯域でのノイズが増加し、機器性能への影響やＥＭＣ（電磁環境適合性）規格からの規制を受けるようになってきた。

ノイズ除去用のコンデンサとして従来はセラミックコンデンサか低静電容量の金属化フィルムコンデンサを用いていた。しかし、高耐電圧化が要求される中でセラミックコンデンサでは不十分な場合があった。一方、スイッチングの高速化に伴う高周波化で求められている高周波ノイズ対応に最適な微小静電容量(［ｐＦ］オーダー)に対応した金属化フィルムコンデンサを形成することが困難であった。

ノイズ除去用のコンデンサも本体の平滑用のコンデンサと同じ構造すなわち金属化フィルムコンデンサの軸方向両端の金属電極のそれぞれに対して外部引き出し端子（バスバー）が電気的に接続された構造を有するものである。その静電容量は基本的に例えば０．００１～１０［μＦ］と大きなものとなっている。

本発明が抑制対象としている高周波ノイズに対応したノイズ除去用のサブコンデンサは、その静電容量が大きくても５０～２００［ｐＦ］オーダーさらに望ましくは１０～５０［ｐＦ］オーダーのコンデンサである。

このような静電容量が小さなコンデンサとして従来ではセラミックコンデンサが用いられている。セラミックコンデンサの場合、ともに極薄の誘電体層と内部電極とが多層積層された構造であり、高電圧に対する耐性をもたせること（高耐電圧化）が難しい。

一方、金属化フィルムコンデンサの場合、要請に応えることができる程度の小さな静電容量を実現することは非常に難しい。再掲すると、せいぜい下限１[ｎＦ]（１０００［ｐＦ］）程度が限界であり、抑制したい高周波ノイズに対応した微小静電容量の金属化フィルムコンデンサの作製はきわめて難しい。金属化フィルムを１巻き増やすだけでも１［ｎＦ］程度も増加してしまうため、結局、１［ｎＦ］を超える静電容量の比較的大きなコンデンサを使用せざるを得ず、高周波ノイズの抑制が不充分なものとならざるを得ない。

以上のような理由により、相補型のハイサイドおよびローサイドのスイッチング素子のスイッチング高速化の波に伴って必要とされるノイズ除去用のコンデンサの小静電容量化が非常に厳しくなってきている。ノイズ除去用のコンデンサについて小静電容量化を極力進めても、近年要求されているスイッチングの高速化には応えることができないものとなっている。加えて、高耐電圧化の要求にも応えることができないものとなっている。

本発明はこのような事情に鑑みて創作したものであり、複合コンデンサに関して、高耐電圧化を図りながらスイッチング素子の動作高周波化に対応でき、併せて、生産性を向上し、形態面においてコンパクト構造を実現可能な複合コンデンサを提供することを目的としている。

本発明は、次の手段を講じることにより上記の課題を解決する。

本発明による複合コンデンサは、
静電容量が相対的に大きいメインコンデンサと静電容量が相対的に小さいサブコンデンサとの組み合わせからなり、
前記メインコンデンサは、誘電体フィルムに電極が被着された金属化フィルムが巻回または積層され軸方向両端に第１および第２の金属電極が形成されたコンデンサ素子と、前記両金属電極のそれぞれに接続された第１および第２の板状導体本体部とを備えて、メインコンデンサ主要部を構成し、
前記メインコンデンサ主要部における前記第１および第２の板状導体本体部は、それぞれ第１および第２の板状導体延出部を介して遊端側に第１および第２の板状導体端子部を有し、
前記サブコンデンサは、所定の微小間隔を隔てた平行姿勢で対向配置された第１および第２の電極板本体部と、前記両電極板本体部の対向間隙内に挿入されてその両電極板本体部に挟持されたシート状誘電体とを備えて、平行平板式のサブコンデンサ主要部を構成するとともに、
前記サブコンデンサ主要部における前記第１および第２の電極板本体部は、それぞれ第１および第２の電極板延出部を介して遊端側に第１および第２の電極板端子部を有し、
前記メインコンデンサにおける前記第１および第２の板状導体端子部と前記サブコンデンサにおける前記第１および第２の電極板端子部とは、同極どうしが接続可能とされていることを特徴とする。

ここで、この〔課題を解決するための手段〕の欄及び特許請求の範囲の記載において、「平行」について注記しておく。ここでの「平行」とは、一般的に言われているところの「同一平面上の二直線（あるいは空間の二平面または一直線と一平面）がどこまで延長しても交わらないこと」を意味する狭義の『平行』とは異なる定義となっている。すなわち、その一般的な狭義の『平行』は直線性や平面性の限定を受けるものであるが、本願における「平行」は、直線性や平面性の限定を受けることのない、より広義の定義となっている。平面どうしが互いに所定の間隔をおいて対向配置されている状態も「平行」に含まれるが、それだけに限定するのではなく、曲面どうしについても互いに所定の間隔をおいて対向配置されている状態をも含むものである。後者の場合においては、双方の曲面の態様としては、[1]滑らかに湾曲する状態（屈曲状態）、[2]ある角度をもって方向が変化する状態（屈折状態）、あるいは[3]この２つの状態[1],[2]がいろいろな条件の下に複合化された多様な曲折状態をも含むものとする。

本発明の上記の構成によれば、次のような作用が発揮される。

サブコンデンサの構造につき、メインコンデンサが有する構成（誘電体フィルムに電極が被着された金属化フィルムを巻回または積層したコンデンサ）とは異なり、対向配置される２枚の電極板本体部間にシート状誘電体を挟み込む平行平板式の構成を採用した点に特徴がある。

誘電体フィルムに電極が被着された金属化フィルムを巻回または積層したコンデンサの構造では、金属化フィルムを１巻き増やすだけでも１［ｎＦ］程度も増加してしまうため、結局、１［ｎＦ］を超えるような静電容量の比較的大きなノイズ除去用のコンデンサを使用せざるを得ず、高周波ノイズの抑制が不充分なものとならざるを得ない。

これに対して、平行平板式のコンデンサ構造は、求められている高周波ノイズ対応に最適な微小容量のコンデンサを作製する上で非常に好都合である。

さらに、メインコンデンサとサブコンデンサとをアセンブルして並列接続した複合コンデンサを構築するに際して、メインコンデンサにおける板状導体のうちの端部に相当する第１および第２の板状導体端子部とサブコンデンサにおける電極板のうち第１および第２の電極板端子部との同極どうしを接続可能としている。

サブコンデンサ主要部は第１および第２の電極板本体部間にシート状誘電体を挟持した平行平板式に構成されたものであり、サブコンデンサ主要部をメインコンデンサ主要部に対し、無駄なデッドスペースを生じさせないで近接配置することが可能である。

平行平板式のサブコンデンサは金属化フィルム構成のメインコンデンサに比べて占有体積が小さく、またその主要部（一対の電極板本体部間にシート状誘電体を挟持した構成）は肉厚の薄い平板状のものであるため、立体的なメインコンデンサ主要部の側面に沿わせた状態に容易に近接配置することができ、全体としてコンパクトに集約することができる。

電源と外部機器とをつなぐ母線に対して接続を行うべきメインコンデンサ側の板状導体端子部は板状導体延出部を介してメインコンデンサ主要部における板状導体本体部に連接されている。一方、前記母線に対して接続を行うべきサブコンデンサ側の電極板端子部は電極板延出部を介してサブコンデンサ主要部における電極板本体部に連接されている。板状導体本体部、板状導体延出部および板状導体端子部からなる板状導体（バスバー）も電極板本体部、電極板延出部および電極板端子部からなる電極板（バスバー）もともに薄肉の金属板で構成される。

これら個々の板状導体・電極板（バスバー）は金属の変形容易性に富むものであり、所望形状に容易に変形加工することができる。メインコンデンサ側において陽極の板状導体と陰極の板状導体とを互いに沿わせて配置すること、サブコンデンサ側において陽極の電極板と陰極の電極板とを互いに沿わせて配置すること、さらには、メインコンデンサ側の陰陽両極の板状導体ペアに対してサブコンデンサ側の陰陽両極の電極板ペアを沿わせて配置することはいずれも容易に実現可能である（なお、ここでは本体部と延出部と端子部との全体がいわゆる板状導体や電極板であり、これらはそれぞれ一連につながっている）。

金属化フィルム構成のコンデンサ素子と板状導体（本体部・延出部・端子部）とからなるメインコンデンサは、メインコンデンサ自体を作製するときにはそれ単独で取り扱い可能なアッセンブリ（半製品）として構成することができる。同様に、シート状誘電体とそれを挟持する一対の電極板（本体部・延出部・端子部）とからなるサブコンデンサも、サブコンデンサ自体を作製するときにはそれ単独で取り扱い可能なアッセンブリ（半製品）として構成することができる。すなわち、メインコンデンサもサブコンデンサもともに独立したかたちで取り扱うことができる。

メインコンデンサ側とサブコンデンサ側とであらかじめ形状・寸法関係をマッチングさせておけば、メインコンデンサ主要部とサブコンデンサ主要部との相対位置関係の合わせ込みをもってメインコンデンサ側の板状導体とサブコンデンサ側の電極板との位置合わせが迅速・容易に行える。特に重要な同極どうしの端子部の位置の合わせ込みを容易かつ正確なものにすることができる。

以上の結果として、本発明による複合コンデンサは、金属化フィルム構成のメインコンデンサと平行平板式のサブコンデンサという互いに異種の構造をもつ２つのアッセンブリであるにもかかわらず、その２つのアッセンブリの個別作製、組み合わせする際の工程作業の作業性がすぐれたものになる。しかも、形状的にシンプルかつコンパクトにまとまった状態に構成することができ、高いスペース効率を発揮するものとなる。

上記構成の本発明の複合コンデンサには、次のようないくつかの好ましい態様ないし変化・変形の態様がある。

〔１〕前記サブコンデンサ主要部は、前記メインコンデンサ主要部の外周側面の１つの平面側面部に対して平行姿勢に沿った近接姿勢で配置されていること。

メインコンデンサ主要部の外周側面は相対的に薄肉な平行平板式のサブコンデンサ主要部を平行に沿わせるのに好適であり、複合コンデンサをコンパクトに構成することが可能となる。

〔２〕前記メインコンデンサにおける前記第１および第２の板状導体延出部どうしは互いに近接かつ非接触の面対向・絶縁状態で平行する姿勢に配置され、前記サブコンデンサにおける前記第１および第２の電極板延出部どうしは互いに近接かつ非接触の面対向・絶縁状態で平行する姿勢に配置されていること。ここで「面対向」というのは「平行」についての形態を限定するものであり、その意義は、一方の板状導体延出部あるいは電極板延出部の板面に対して垂直な方向に離間して他方の板状導体延出部あるいは電極板延出部が平行的に対向しているということである。

板状導体も電極板も薄肉平板状の良導電性の金属板であり、容易に所望の形状に変形加工することができる。メインコンデンサ側の第１の板状導体延出部と第２の板状導体延出部とを平行姿勢にして配置するとともに、サブコンデンサ側の第１の電極板延出部と第２の電極板延出部とを平行姿勢にして配置しておけば、複合コンデンサの全体をコンパクトにまとめることができる。

〔３〕前記平行する状態の第１および第２の板状導体延出部のペアと前記平行する状態の第１および第２の電極板延出部とのペアどうしは互いに近接かつ非接触の面対向・絶縁状態で平行する姿勢に配置されていること。

上記〔２〕の構造では、メインコンデンサ側の板状導体延出部の平行ペアとサブコンデンサ側の電極板延出部の平行ペアとの異種２個の平行ペアが形成されるが、本態様ではその異種２つの平行ペアどうしをさらに平行姿勢で近接配置するものである。このように構成すれば、複合コンデンサをすぐれたデザイン性の下で一層コンパクトにまとめることができる。

〔４〕前記第１および第２の板状導体端子部はそれぞれ複数に分岐した状態で突出する舌片状に形成され、前記複数の第１の舌片状の板状導体端子部のそれぞれは前記複数の第２の舌片状の板状導体端子部の隣接するものどうしの中間位置に配置され、
前記第１および第２の電極板端子部はそれぞれ複数に分岐した状態で突出する舌片状に形成され、前記複数の第１の舌片状の電極板端子部のそれぞれは、前記複数の第２の舌片状の電極板端子部の隣接するものどうしの中間位置に配置され、
前記第１の舌片状の板状導体端子部とこれと同極をなす前記第１の舌片状の電極板端子部とは重ね合わされた状態に配置され、前記第２の舌片状の板状導体端子部とこれと同極をなす前記第２の舌片状の電極板端子部とは重ね合わされた状態に配置されていること。

本態様は、メインコンデンサ側とサブコンデンサ側の同極の舌片状の板状導体端子部どうしを重ね合わせ、かつ、メインコンデンサ側とサブコンデンサ側の同極の舌片状の電極板端子部どうしを重ね合わせた構成となっている。

本態様においては、第１および第２の板状導体と第１および第２の電極板とが板面の垂直方向で対向する状態に重なっている。そして、その重なりの順序については、
［1］第１の板状導体と第１の電極板とが板面対向で隣接する状態で内側に位置しかつ第２の板状導体と第２の電極板とが両外側にあって前記内側の第１の板状導体・電極板を挟み込む態様、
［2］第２の板状導体と第２の電極板とが板面対向で隣接する状態で内側に位置しかつ第１の板状導体と第１の電極板とが両外側にあって前記内側の第２の板状導体・電極板を挟み込む態様
の２つの態様がある。

〔５〕また、前記シート状誘電体は、その誘電率が２～４の範囲に設定されていること。

〔６〕さらには、前記メインコンデンサ主要部と前記サブコンデンサ主要部が外装ケースに収容され、前記外装ケース内に注入充填したモールド樹脂によって被覆保護されていること。

サブコンデンサ主要部がモールド樹脂内に埋没することにより、すなわちサブコンデンサの容量形成部がモールド樹脂内に位置することにより、発現する静電容量値を安定させることができる。すなわち、サブコンデンサの容量形成部をモールド樹脂外で形成する場合に比較して板状導体間（電極間）に空気が入り込むのを防止し、製品品質の安定化を図ることができる。

本発明によれば、静電容量がより小さい平行平板式のコンデンサでサブコンデンサを構成しているので、高耐電圧化を図りながらも近年のスイッチング動作の高周波化に所期通りに対応可能な微小静電容量を実現でき、ひいては、高周波ノイズの低減において効果的に対応することができるようになった。併せて、製造面ではメインコンデンサとサブコンデンサの双方を単独で取り扱い可能なアッセンブリ（半製品）とすることが可能となり、また、メインコンデンサ側の板状導体とサブコンデンサ側の電極板との位置合わせ、特に重要な同極どうしの端子部の位置の合わせ込みを容易かつ正確化して、生産性を向上することも期待できる。さらには、形態面においてデッドスペースを抑えたコンパクト構造を実現することができる。

本発明の実施例における複合コンデンサの構造を示す縦方向断面図 実施例の複合コンデンサにおける構成要素の構造を示す側面図 実施例のメインコンデンサにおけるコンデンサユニット、第１の板状導体および第２の板状導体の分解状態斜視図 実施例のメインコンデンサにおけるコンデンサユニット、第１の板状導体および第２の板状導体の組み付け状態斜視図 実施例のサブコンデンサにおけるシート状誘電体、第１の電極板および第２の電極板の分解状態斜視図 実施例のメインコンデンサにおけるシート状誘電体、第１の電極板および第２の電極板の組み付け状態斜視図 実施例の複合コンデンサにおける背面側から見た斜視図 本発明の実施例においてコンデンサ主要部を外装ケースに収容した状態を示す斜視図（図１対応） ペアをなす陰陽両極２種類の陰極どうしの第１の板状導体端子部と第１の電極板端子部、陽極どうしの第２の板状導体端子部と第２の電極板端子部の重ね合わせ状態での電気的かつ機械的接続状態を示す斜視図（図７対応） 従来の複合コンデンサの主要部の構造を示す斜視図 従来例においてコンデンサ主要部を外装ケースに収容した状態の斜視図 従来の複合コンデンサの縦方向断面図

以下、上記構成の本発明の複合コンデンサにつき、その実施の形態を具体的な実施例のレベルで詳しく説明する。

図１～図９において、１０は静電容量が相対的に大きいメインコンデンサ、２０は静電容量が相対的に小さいノイズ除去用のサブコンデンサである。１１はコンデンサ素子、１１ａはコンデンサ素子１１の下面における第１の金属電極、１１ｂは上面における第２の金属電極、１２は第１の板状導体（バスバー）、１３は第２の板状導体、２１はシート状誘電体、２２は第１の電極板、２３は第２の電極板である。

図２（ａ）に示すように、下側に位置する第１の板状導体１２の構成要素として、１２ａは第１の板状導体本体部、１２ｂは第１の板状導体延出部、１２ｃは第１の板状導体端子部である。上側に位置する第２の板状導体１３の構成要素として、１３ａは第２の板状導体本体部、１３ｂは第２の板状導体延出部、１３ｃは第２の板状導体端子部である。

図２（ｂ）に示すように、内側に位置する第１の電極板２２の構成要素として、２２ａは第１の電極板本体部、２２ｂは第１の電極板延出部、２２ｃは第１の電極板端子部である。外側に位置する第２の電極板２３の構成要素として、２３ａは第２の電極板本体部、２３ｂは第２の電極板延出部、２３ｃは第２の電極板端子部である。

メインコンデンサ１０の主な構成要素はコンデンサ素子１１と一対の板状導体１２，１３とである。コンデンサ素子１１は一般的な金属化フィルムの巻回体である。その金属化フィルムは、誘電体フィルムのフィルム面に蒸着金属が形成されて構成されている。メインコンデンサ１０としては上記巻回体に代えて積層体としてもよい。コンデンサ素子１１は平面視小判形の柱状体である。コンデンサ素子１１の軸方向下端面には陰極をなす第１の金属電極１１ａが形成され、上端面には陽極をなす第２の金属電極１１ｂが形成されている。

このようなコンデンサ素子１１が縦横とも複数個並列に配置されて、コンデンサ素子の集合体であるコンデンサユニットＵを構成している。コンデンサユニットＵを構成する複数のコンデンサ素子１１はそれぞれの軸方向が互いに平行であり、側面（周面）どうしが当接した状態でマトリックス状に規則的に配列されている。コンデンサユニットＵは全体としてほぼ直方体形状を呈している。

下側に位置する第１の板状導体１２は、図２（ａ）に示すように、第１の板状導体本体部１２ａと第１の板状導体延出部１２ｂと第１の板状導体端子部１２ｃとからなり、全体が１枚物の導電性金属の薄板（例えば銅板）で構成されている。第１の板状導体本体部１２ａは、コンデンサユニットＵを構成するコンデンサ素子群１１‥の下端面の第１の金属電極１１ａ‥に共通にハンダ付け等により電気的かつ機械的に接続されている。第１の板状導体延出部１２ｂは、第１の板状導体本体部１２ａの端縁部分で逆Ｌ字状に折り曲げられる状態に一連一体に延出されている。さらに第１の板状導体端子部１２ｃは、第１の板状導体延出部１２ｂの端縁部分で逆Ｌ字状に折り曲げられる状態に一連一体に延出されている。第１の板状導体本体部１２ａに対して第１の板状導体延出部１２ｂが折り曲げられるラインＬ１は、コンデンサユニットＵにおける第１の金属電極１１ａの端縁に対応する部位となっている。

同様に、上側に位置する第２の板状導体１３は、第２の板状導体本体部１３ａと第２の板状導体延出部１３ｂと第２の板状導体端子部１３ｃとからなり、全体が１枚物の導電性金属の薄板（例えば銅板）で構成されている。第２の板状導体本体部１３ａは、コンデンサ素子群１１‥の上端面の第２の金属電極１１ｂ‥に共通にハンダ付け等により電気的かつ機械的に接続されている。第２の板状導体延出部１３ｂは、第２の板状導体本体部１３ａの端縁部分で逆Ｌ字状に折り曲げられる状態に一連一体に延出されている。さらに第２の板状導体端子部１３ｃは、第２の板状導体延出部１３ｂの端縁部分で逆Ｌ字状に折り曲げられる状態に一連一体に延出されている。第２の板状導体本体部１３ａに対して第２の板状導体延出部１３ｂが折り曲げられるラインＬ２は、ラインＬ１の直上でコンデンサユニットＵにおける第２の金属電極１１ｂの端縁に対応する部位となっている。

メインコンデンサ１０のうちコンデンサユニットＵと第１および第２の板状導体本体部１２ａ，１２ｂからなる部分をメインコンデンサ主要部１０Ａとする。

コンデンサユニットＵの下側に位置する第１の本体板状導体１２ａから延出された第１の板状導体延出部１２ｂの垂直部分は、第２の板状導体延出部１３ｂの垂直部分に接近させるべく鉛直上方に折り曲げられた上で、ほぼ直方体形状のコンデンサユニットＵの外周側面の１つの平面側面部に対して平行姿勢に沿った近接姿勢で配置されている。

図２（ａ）に示すように、第１の板状導体延出部１２ｂと第２の板状導体延出部１３ｂとは微小間隔を隔ててかつその微小間隔を一定に保ちつつ逆Ｌ字状の形を保ちながら対向配置されている。

逆Ｌ字状の両板状導体延出部１２ｂ，１３ｂはコンデンサユニットＵの長辺方向に沿って細長く展開されている。それはアングル材に似た形を呈している。

メインコンデンサ主要部１０Ａにおける第１および第２の板状導体本体部１２ａ，１３ａは、それぞれ第１および第２の板状導体延出部１２ｂ，１３ｂを介して遊端側に陰極・陽極のペアをなす第１および第２の板状導体端子部１２ｃ，１３ｃを有している。

メインコンデンサ１０における陰極・陽極のペアをなす第１および第２の板状導体延出部１２ｂ，１３ｂどうしは互いに近接かつ非接触の面対向・絶縁状態で平行する姿勢に配置されている。これら両板状導体延出部１２ｂ，１３ｂの対向間隙には絶縁シート（図示せず）が介在している。

ペアをなす第１および第２の板状導体端子部１２ｃ，１３ｃはそれぞれ複数に分岐した状態で突出する舌片状・逆Ｌ字状に形成されている。第１の板状導体端子部１２ｃと第２の板状導体端子部１３ｃとはほぼ同一高さ位置で水平方向に間隔を隔てて配置されている。複数の第１の舌片状の板状導体端子部１２ｃのそれぞれは、複数の第２の舌片状の板状導体端子部１３ｃの隣接するものどうしの中間位置に配置されている。同じことだが、複数の第２の舌片状の板状導体端子部１３ｃのそれぞれは、複数の第１の舌片状の板状導体端子部１２ｃの隣接するものどうしの中間位置に配置されている。

第１および第２の両板状導体端子部１２ｃ，１３ｃを舌片状にしているのは、第１の板状導体端子部１２ｃの複数個と第２の板状導体端子部１３ｃの複数個とをほぼ同一高さ位置、同一突出位置で互い違いに配列させる必要条件となっている。

サブコンデンサ２０の主要部であるサブコンデンサ主要部２０Ａは平行平板式で静電容量が小さい高周波ノイズ除去用である。陰極・陽極のペアをなす第１および第２の電極板本体部２２ａ，２３ａは小間隔を隔てた平行姿勢で対向配置され、その両電極板本体部２２ａ，２３ａの対向間隙内にはシート状誘電体２１がサンドイッチ状に挿入・挟持されて、サブコンデンサ主要部２０Ａが構成される。

第１および第２の電極板本体部２２ａ，２３ａは、それぞれ第１および第２の電極板延出部２２ｂ，２３ｂを介して遊端側に陰極・陽極のペアをなす第１および第２の電極板端子部２２ｃ，２３ｃを有している。

陰極・陽極のペアをなす第１および第２の電極板延出部２２ｂ，２３ｂどうしは互いに近接かつ非接触の面対向・絶縁状態で平行する姿勢に配置されている。これら両板状導体延出部２２ｂ，２３ｂの対向間隙には絶縁シート（図示せず）が介在している。

ペアをなす第１および第２の電極板延出部２２ｂ，２３ｂはそれぞれ複数に分岐した状態で突出する舌片状・逆Ｌ字状に形成されている。そして、ペアをなす第１および第２の電極板延出部２２ｂ，２３ｂからそれぞれペアをなす第１および第２の電極板端子部２２ｃ，２３ｃがそれぞれ複数に分岐した状態で突出する舌片状・逆Ｌ字状に形成されている。

第１の電極板延出部２２ｂと第２の電極板延出部２３ｂとはほぼ同一高さ位置で水平方向に間隔を隔てて配置されている。複数の第１の舌片状の電極板延出部２２ｂのそれぞれは、複数の第２の舌片状の電極板延出部２３ｂの隣接するものどうしの中間位置に配置されている。同じことだが、複数の第２の舌片状の電極板延出部２３ｂのそれぞれは、複数の第１の舌片状の電極板延出部２２ｂの隣接するものどうしの中間位置に配置されている。

第１の電極板端子部２２ｃと第２の電極板端子部２３ｃとはほぼ同一高さ位置で水平方向に間隔を隔てて配置されている。複数の第１の舌片状の電極板端子部２２ｃのそれぞれは、複数の第２の舌片状の電極板端子部２３ｃの隣接するものどうしの中間位置に配置されている。同じことだが、複数の第２の舌片状の電極板端子部２３ｃのそれぞれは、複数の第１の舌片状の電極板端子部２２ｃの隣接するものどうしの中間位置に配置されている。

金属化フィルム構成のメインコンデンサ主要部１０Ａと平行平板式のサブコンデンサ主要部２０Ａとは近接して配置されている。サブコンデンサ主要部２０Ａは、メインコンデンサ主要部１０Ａのほぼ直方体形状における外周側面の１つの平面側面部に対して平行姿勢に沿った近接姿勢で配置されている。

ほぼ直方体形状のメインコンデンサ主要部１０Ａの外周側面の１つの平面側面部に対して平行姿勢に沿った近接姿勢にあるときのサブコンデンサ主要部２０Ａの姿勢は鉛直姿勢となっている。この鉛直の方向に対して直角をなす方向すなわち水平方向に沿って、４組の延出部が対向する状態に重なっている（図２（ｃ）参照）。その４組とは、第２の板状導体延出部１３ｂ、第１の板状導体延出部１２ｂ、第１の電極板延出部２２ｂ、第２の電極板延出部２３ｂとであるが、その重なりの順序については、次のようにする。

第１の板状導体延出部１２ｂと第１の電極板延出部２２ｂとが板面対向で隣接する状態で内側に位置しかつ第２の板状導体延出部１３ｂと第２の電極板延出部２３ｂとが両外側にあって前記内側の第１の板状導体延出部１２ｂと第２の電極板延出部２３ｂを挟み込む態様である。これは、板状導体側と電極板側とで同極の延出部どうしが同じ位置にくるようにし、同極の延出部どうしを電気的かつ機械的に接続できるようにするためである。

第１および第２の板状導体延出部１２ｂ，１３ｂのペアは互いに対向しながら平行する状態にある。第１および第２の電極板延出部２２ｂ，２３ｂのペアは互いに対向しながら平行する状態にあり、これら２組のペアどうしは、互いに近接かつ非接触の面対向・絶縁状態で平行する姿勢に配置されている。

第１の舌片状の板状導体端子部１２ｃとこれと同極（陰極）をなす第１の舌片状の電極板端子部２２ｃとは重ね合わされた状態に配置され、第２の舌片状の板状導体端子部１３ｃとこれと同極（陽極）をなす第２の舌片状の電極板端子部２３ｃとは重ね合わされた状態に配置されている。

上記で４組の延出部が対向する状態に重なっていると説明したが、４組のうち内側で対向して重なり合う陰極どうし（あるいは陽極どうし）の第１の舌片状の板状導体端子部１２ｃと第１の舌片状の電極板端子部２２ｃが下位にあり、残りの外側対向して重なり合う陽極どうし（あるいは陰極どうし）の第２の舌片状の板状導体端子部１３ｃと第２の舌片状の電極板端子部２３ｃが上位にくる。

メインコンデンサ１０における複数の舌片状の第１および第２の板状導体端子部１２ｃ，１３ｃとサブコンデンサ２０における複数の舌片状の第１および第２の電極板端子部２２ｃ，２３ｃとは、それぞれ同極どうしが互いに接触した状態で配置されている。各舌片状の端子部にはボルトなどの締結具を挿入するための締結孔が貫通形成されている。互いに接触する端子部の締結孔は同心状に重なり合っている。この重なり合う端子部どうしは、未締結の段階においてあらかじめはんだ付け等により電気的かつ機械的に接続していてもよいし、あるいは締結によって強固に圧接されて電気的かつ機械的に接続されるのでもよい。

以上のように構成されたコンデンサ主要部は図１に示すように、樹脂製の外装ケース３０に収容され、外装ケース３０内に注入充填したモールド樹脂４０によって、コンデンサ素子１１の集合体であるコンデンサユニットＵの全体と第１および第２の板状導体本体部１２ａ，１３ａの全体と両板状導体延出部１２ｂ，１３ｂにおける下位の垂直部分を保護被覆している。これらそれぞれ一対の本体部で挟まれた部分は静電容量形成部であるのでモールド樹脂４０内に埋め込んで被覆保護しておくことが必要である。

第１および第２の板状導体延出部１２ｂ，１３ｂの下位の垂直部分は外装ケース３０の側板３０ａの内面に沿って配置されているとともに、上位の水平部分は側板３０ａの上端面に沿って配置されている（図８）。両板状導体延出部１２ｂ，１３ｂの上位の水平部分は両板状導体端子部１２ｃ，１３ｃとともに外装ケース３０の外側に位置している。

以上のようにして、静電容量が相対的に大きいメインコンデンサ１０と静電容量が相対的に小さいサブコンデンサ２０との組み合わせからなる複合コンデンサが構成されている。サブコンデンサ２０は、第１および第２の電極板端子部２２ｃ，２３ｃから第１および第２の板状導体端子部１２ｃ，１３ｃを介してメインコンデンサ１０と並列に接続されている。

サブコンデンサ２０は第１および第２の電極板本体部２２ａ，２３ａの対向間隙にシート状誘電体２１を挟持する平行平板式のコンデンサであるので、求められている高周波ノイズ対応に最適な微小容量を得ることができる。構造的にも配置スペース的にも非常に簡素に構成することができる。すなわち、高周波ノイズの低減効果が大きい上にスペース面およびコスト面の負担も軽減することができる。

本発明による複合コンデンサは形状的にもシンプルにまとまっており、コンパクトに構成することができる。

本発明によれば、サブコンデンサ２０をメインコンデンサ１０と同種タイプの金属化フィルムコンデンサで構成する従来例に比べて静電容量がより小さい平行平板式のコンデンサでサブコンデンサ２０を構成することにより、近年のスイッチング動作の高周波化に対応できる静電容量の微小容量化を実現することができる。そしてそのことにより高周波ノイズの低減に効果的実用的に対応できる。

しかも、平行平板方式のサブコンデンサの電極板は板状導体と同等の材質のものを用いてもよいことから、セラミックコンデンサとは異なり高耐電圧化の要求にも充分に応えることができる。

上記において、シート状誘電体２１の仕様としては、厚さ０．１～５ｍｍ、面積１～２０ｃｍ² として、構成素材を例示すると、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）などを挙げることができる。この場合、得られた誘電率εは２～４であり、静電容量は０．１～５００［ｐＦ］であり、除去できる高周波ノイズの周波数は５０ＭＨｚ以上であった。

なお、上記実施形態ではケースモールド型について例示しているが、本発明はケースレス型のものも含むものである。

ノイズ除去用のサブコンデンサ２０の配置については、外装ケース３０の内部のみに限定してもよいし、外部のみに限定してもよいし、あるいは内外にわたってもかまわない。

コンデンサユニットＵについては縦横に並設した複数のコンデンサ素子１１の集合で説明したが、横１列の複数個の場合や縦１列の複数個の場合、さらには単数の場合でも含み得るものとする。

本発明は、複合コンデンサのサブコンデンサに関して、近年のスイッチング動作の高周波化に対応して高周波ノイズ低減に有利な微小容量を実現するとともに、生産性を向上し、形態面においてコンパクト構造を実現する技術として有用である。

１０ メインコンデンサ
１０Ａ メインコンデンサ主要部
１１ コンデンサ素子
１１ａ 第１の金属電極
１１ｂ 第２の金属電極
１２ 第１の板状導体
１３ 第２の板状導体
１２ａ 第１の板状導体本体部
１２ｂ 第１の板状導体延出部
１２ｃ 第１の板状導体端子部
１３ａ 第２の板状導体本体部
１３ｂ 第２の板状導体延出部
１３ｃ 第２の板状導体端子部
１４ シート状誘電体
２０ サブコンデンサ（ノイズ除去用）
２０Ａ サブコンデンサ主要部
２１ シート状誘電体
２２ａ 第１の電極板本体部
２２ｂ 第１の電極板延出部
２２ｃ 第１の電極板端子部
２３ａ 第２の電極板本体部
２３ｂ 第２の電極板延出部
２３ｃ 第２の電極板端子部
３０ 外装ケース
４０ モールド樹脂
Ｕ コンデンサユニット

Claims (7)

1. 静電容量が相対的に大きいメインコンデンサと静電容量が相対的に小さいサブコンデンサとの組み合わせからなり、
   前記メインコンデンサは、誘電体フィルムに電極が被着された金属化フィルムが巻回または積層され軸方向両端に第１および第２の金属電極が形成されたコンデンサ素子と、前記両金属電極のそれぞれに接続された第１および第２の板状導体本体部とを備えて、メインコンデンサ主要部を構成し、
   前記メインコンデンサ主要部における前記第１および第２の板状導体本体部は、それぞれ第１および第２の板状導体延出部を介して遊端側に第１および第２の板状導体端子部を有し、
   前記サブコンデンサは、所定の微小間隔を隔てた平行姿勢で対向配置された第１および第２の電極板本体部と、前記両電極板本体部の対向間隙内に挿入されてその両電極板本体部に挟持されたシート状誘電体とを備えて、平行平板式のサブコンデンサ主要部を構成するとともに、
   前記サブコンデンサ主要部における前記第１および第２の電極板本体部は、それぞれ第１および第２の電極板延出部を介して遊端側に第１および第２の電極板端子部を有し、
   前記メインコンデンサにおける前記第１および第２の板状導体端子部と前記サブコンデンサにおける前記第１および第２の電極板端子部とは、同極どうしが接続可能とされていることを特徴とする複合コンデンサ。
2. 前記サブコンデンサ主要部は、前記メインコンデンサ主要部の外周側面の１つの平面側面部に対して平行姿勢に沿った近接姿勢で配置されている請求項１に記載の複合コンデンサ。
3. 前記メインコンデンサにおける前記第１および第２の板状導体延出部どうしは互いに近接かつ非接触の面対向・絶縁状態で平行する姿勢に配置され、前記サブコンデンサにおける前記第１および第２の電極板延出部どうしは互いに近接かつ非接触の面対向・絶縁状態で平行する姿勢に配置されている請求項１または請求項２に記載の複合コンデンサ。
4. 前記平行する状態の第１および第２の板状導体延出部のペアと前記平行する状態の第１および第２の電極板延出部とのペアどうしは互いに近接かつ非接触の面対向・絶縁状態で平行する姿勢に配置されている請求項３に記載の複合コンデンサ。
5. 前記第１および第２の板状導体端子部はそれぞれ複数に分岐した状態で突出する舌片状に形成され、前記複数の第１の舌片状の板状導体端子部のそれぞれは前記複数の第２の舌片状の板状導体端子部の隣接するものどうしの中間位置に配置され、
   前記第１および第２の電極板端子部はそれぞれ複数に分岐した状態で突出する舌片状に形成され、前記複数の第１の舌片状の電極板端子部のそれぞれは、前記複数の第２の舌片状の電極板端子部の隣接するものどうしの中間位置に配置され、
   前記第１の舌片状の板状導体端子部とこれと同極をなす前記第１の舌片状の電極板端子部とは重ね合わされた状態に配置され、前記第２の舌片状の板状導体端子部とこれと同極をなす前記第２の舌片状の電極板端子部とは重ね合わされた状態に配置されている請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の複合コンデンサ。
6. 前記シート状誘電体は、その誘電率が２～４の範囲に設定されている請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の複合コンデンサ。
7. 前記メインコンデンサ主要部と前記サブコンデンサ主要部が外装ケースに収容され、前記外装ケース内に注入充填したモールド樹脂によって被覆保護されている請求項１から請求項６までのいずれかに記載の複合コンデンサ。

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