WO2023157473A1 - コンデンサ - Google Patents
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Classifications
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- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
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Definitions
- the insulating portion 9 is interposed between the first metal plate 71 and the second metal plate 72 , whereby the second metal plate 72 is electrically insulated from the first metal plate 71 . Note that the insulating portion 9 will be described later.
- the third metal plate 73 faces the first metal plate 71 and the second metal plate 72 with the insulating layer 8 interposed therebetween.
- the body portion 5 has a first end surface 31 , a second end surface 32 , a first plane 41 , a second plane 42 , a first curved surface (not shown), and a second curved surface 52 .
- the first plane 41, the second plane 42, the first curved surface, and the second curved surface 52 have electrical insulation.
- the surface contact (close contact) between the main body 5 and the pair of electrodes (61, 62) sandwiching the main body 5 facilitates heat conduction within the capacitor 1A.
- the third metal plate 73 is fixed to the first metal plate 71 and the second metal plate 72 via the insulating layer 8 .
- the insulating layer 8 has the same size (same depth and width in front view) as the third metal plate 73 in the first direction D1 and the third direction D3.
- the insulating layer 8 has a smaller size (thickness) than the third metal plate 73 in the second direction D2.
- the pair of busbars 101 and 102 are made of copper, for example, the material may be a metal other than copper or a conductor other than metal (such as carbon).
- the capacitor 1A is connected to the power regeneration system 300 or the like in FIG.
- the first capacitor element 2 can be protected from shock and moisture. Also, the heat generated in the first capacitor element 2 is dissipated through the exposed second and third capacitor elements (7A, 7B).
- Capacitor element (first capacitor element) Capacitor element 2 functions as a "first capacitor element" as in the first embodiment.
- one end of the third metal plate 73 is bent and physically comes into contact with the second end surface electrode 62 , thereby electrically coupling the third metal plate 73 with the second electrode 62 .
- (2-1-4) Second Capacitor Element The first metal plate 71 and the third metal plate 73, which face each other with the insulating layer 8 interposed therebetween, are similar to those in the first embodiment, and form the "second capacitor element 7A ” function.
- the capacitor 1B is used, for example, in a power regeneration system 300 as shown in FIG. This power regeneration system 300 is common to that in the first embodiment (see FIG. 3).
- the third metal plate 73 is fixed to the first metal plate 71 via the insulating layer 8 .
- the insulating layer 8 is formed between the first metal plate 71 and the third metal plate 73 using a thermoplastic resin softened by heat, and the third metal plate 73 becomes an insulating layer by cooling. It may be fixed to the first metal plate 71 via the layer 8 .
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Abstract
各種ノイズの除去と共に小型化を図ることができるコンデンサを提供する。 コンデンサは、コンデンサ素子と、第1金属板と、第2金属板と、第3金属板と、を備える。コンデンサ素子は、本体部、並びに第1電極及び第2電極を有する。本体部は、誘電性を有する材料を含む。第1電極及び第2電極は、本体部を挟む一対の導体である。第1金属板は、第1電極と電気的に結合される。第2金属板は、第2電極と電気的に結合され、かつ第1金属板と電気的に絶縁される。第3金属板は、第1金属板及び第2金属板と絶縁層を介して対向する。
Description
本開示は、コンデンサに関し、より詳細には、ノイズフィルタに適したコンデンサに関する。
特許文献1には、平滑用コンデンサとこれに並列に接続された1個又は複数個のノイズ吸収用コンデンサとをケースに収納した複合コンデンサが記載されている。1個又は複数個のノイズ吸収用コンデンサとは、例えば、Yコンデンサ及びCスナバ(「Xコンデンサ」ともいう)の一方又は両方である。
上記複合コンデンサは、インバータユニットに用いられ、平滑化と共に各種ノイズの除去を図ることができる。各種ノイズとは、例えば、モードの異なる交流成分であり、具体的には、ノーマルモードノイズやコモンモードノイズ等である。ノーマルモードノイズはXコンデンサによって、コモンモードノイズはYコンデンサによって、それぞれ除去され得る。
しかし、上記複合コンデンサは、平滑用コンデンサ及び1個以上のノイズ吸収用コンデンサを含む複数個のコンデンサで構成されるため、小型化を図る余地があった。
本開示の目的は、各種ノイズの除去と共に小型化を図ることができるコンデンサを提供することである。
本開示の一態様に係るコンデンサは、コンデンサ素子と、第1金属板と、第2金属板と、第3金属板と、を備える。前記コンデンサ素子は、本体部、並びに第1電極及び第2電極を有する。前記本体部は、誘電性を有する材料を含む。前記第1電極及び前記第2電極は、前記本体部を挟む一対の導体である。前記第1金属板は、前記第1電極と電気的に結合される。前記第2金属板は、前記第2電極と電気的に結合され、かつ前記第1金属板と電気的に絶縁される。前記第3金属板は、前記第1金属板及び前記第2金属板と絶縁層を介して対向する。
本開示の一態様に係るコンデンサは、コンデンサ素子と、第1金属板と、第3金属板と、を備える。前記コンデンサ素子は、本体部、並びに第1電極及び第2電極を有する。前記本体部は、誘電性を有する材料を含む。前記第1電極及び前記第2電極は、前記本体部を挟む一対の導体である。前記第1金属板は、前記第1電極と電気的に結合される。前記第3金属板は、前記第1金属板と絶縁層を介して対向する。前記第3金属板は、前記第2電極と電気的に結合されている。
本開示のコンデンサは、各種ノイズの除去と共に小型化を図ることができるという効果がある。
下記の実施形態において説明する各図は模式的な図であり、各構成要素の大きさ及び厚さのそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。なお、以下の実施形態で説明する構成は本開示の一例にすぎない。本開示は、以下の実施形態に限定されず、本開示の効果を奏することができれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
(1)第1実施形態
以下、本開示の第1実施形態に係るコンデンサ1Aについて図1-図3を用いて説明する。なお、図1及び2A中に第1方向D1、第2方向D2及び第3方向D3を規定する矢印を図示しているが、これらの矢印は、説明の都合上図示しているだけであり、コンデンサ1Aの方向を限定する趣旨ではなく、実体を伴わない。
以下、本開示の第1実施形態に係るコンデンサ1Aについて図1-図3を用いて説明する。なお、図1及び2A中に第1方向D1、第2方向D2及び第3方向D3を規定する矢印を図示しているが、これらの矢印は、説明の都合上図示しているだけであり、コンデンサ1Aの方向を限定する趣旨ではなく、実体を伴わない。
第1方向D1、第2方向D2及び第3方向D3は、相互に直交する。また以下において、「正面視」とは、第1方向D1に沿って(第1方向D1に対応する矢印に向かって)視ることを意味し、「平面視」とは、第2方向D2に沿って(第2方向D2に対応する矢印に向かって)視ることを意味し、「側面視」とは、第3方向D3に沿って(第3方向D3に対応する矢印に向かって)視ることを意味する。
(1-1)第1実施形態の要部
コンデンサ1Aは、図1及び図2Aに示すように、コンデンサ素子2と、第1金属板71と、第2金属板72と、第3金属板73と、を備える。
コンデンサ1Aは、図1及び図2Aに示すように、コンデンサ素子2と、第1金属板71と、第2金属板72と、第3金属板73と、を備える。
(1-1-1)コンデンサ素子(第1のコンデンサ素子)
コンデンサ素子2は、本体部5、並びに第1電極61及び第2電極62を有する。
コンデンサ素子2は、本体部5、並びに第1電極61及び第2電極62を有する。
本体部5は、誘電性を有する材料を含む。誘電性とは、電界(電圧印加)によって誘電分極が生じる性質である。誘電分極が生じると、電界は打ち消され、電流が流れにくくなる。誘電性は、例えば、誘電率(又は比誘電率:真空の誘電率に対する比)等で表現される。
誘電性を有する材料とは、誘電体又はこれを含む材料である。誘電体は、例えば、ポリプロピレンやポリエチレン等の樹脂、セラミックなどであるが、空気でもよい。
なお、周知のように、樹脂等の誘電体は、絶縁体でもある。絶縁体とは、絶縁性を有する物質である。絶縁性とは、電流を通さない性質である。一般に、絶縁体は、誘電性も有し、誘電体は、絶縁性も有する。従って、誘電体と絶縁体とは基本的に同義である(ただし、例えば、絶縁体のうち誘電率が閾値より高いものを誘電体と呼んでもよい)。
また、コンデンサつまり一対の電極で誘電体(絶縁体)を挟んだものでは、直流電圧に対し、誘電分極が完成するまで電流が流れ、誘電分極が完成後、電流が流れなくなる。一方、高い周波数の交流電圧に対しては、誘電分極の完成前に電界が反転し、電流が流れ続ける。つまり、コンデンサは、直流に含まれる高周波の交流成分(ノイズ)を通す性質があるため、ノイズフィルタとして用いることができる。コンデンサがどの程度の高さの周波数のノイズを通すか(周波数特性)は、誘電体等の誘電率、ひいてはコンデンサの容量に依存する。
本体部5は、例えば、筒状(円筒状、偏円筒状など)に形成される。本実施形態(及び第2実施形態)では、図1(及び図4)に示すように、本体部5は、略偏円筒状に形成される。ここでいう略偏円筒状とは、端面(及びこれに平行な断面)が偏円である偏円筒に対し、偏円の短径を挟んで対向する一対の部分を削って、平面(第1平面41及び第2平面42)にした形状である。略偏円筒状は、正面視で角丸長方形の立体である。ただし、本体部5の形状は、板状や角柱状でもよい。
本実施形態における本体部5は、誘電体フィルムの巻回で形成される。ただし、本体部5は、例えば、誘電体シートの積層で形成されてもよいし、焼結や射出成型等で形成されてもよい。
第1電極61及び第2電極62は、本体部5を挟む一対の導体である。第1電極61及び第2電極62は、本実施形態では、金属(合金も含む)で板状に形成される。ただし、第1電極61及び第2電極62は、金属以外の導体(カーボン等)で形成されてもよいし、板以外の形状(棒状等)に形成されてもよい。
(1-1-2)第1金属板
第1金属板71は、第1電極61と電気的に結合される。電気的な結合は、例えば、導体同士の物理的な接触によって実現されるが、別の導体(図示しない)を介して実現されてもよい。なお、導体同士の物理的な接触は、通常、熱的な結合も実現する。
第1金属板71は、第1電極61と電気的に結合される。電気的な結合は、例えば、導体同士の物理的な接触によって実現されるが、別の導体(図示しない)を介して実現されてもよい。なお、導体同士の物理的な接触は、通常、熱的な結合も実現する。
第1電極61は、本実施形態(及び後述する第2実施形態)では、第1端面電極61(後述)である。第1金属板71は、第1端面電極61と垂直であり、第1端面電極61の一端と物理的に接触する。ただし、第1金属板71と第1電極61とは、導体(図示しない)を介して接続されてもよい。
(1-1-3)第2金属板
第2金属板72は、第2電極62と電気的に結合され、かつ第1金属板71と電気的に絶縁される。
第2金属板72は、第2電極62と電気的に結合され、かつ第1金属板71と電気的に絶縁される。
第2電極62は、本実施形態(及び後述する第2実施形態)では、第2端面電極62である。第2金属板72と第2電極(第2端面電極)62とは、本実施形態では物理的に接触するが、導体(図示しない)を介して接続されてもよい。
本実施形態では、第1金属板71と第2金属板72との間に絶縁部9が介在し、それによって第2金属板72は、第1金属板71と電気的に絶縁される。なお、絶縁部9については、後述する。
(1-1-4)第3金属板
第3金属板73は、第1金属板71及び第2金属板72と絶縁層8を介して対向する。
第3金属板73は、第1金属板71及び第2金属板72と絶縁層8を介して対向する。
絶縁層8は、絶縁体で形成された層である。絶縁体は、前述したように、絶縁性を有する物質であり、誘電性も有する。絶縁層8は、本体部5と同じ物質で形成さていてもよい。または、絶縁層8は、空気の層でもよい。または、絶縁層8 は、ガラスファイバーに樹脂を含侵させたもの、アルミナなどのセラミックシートなどでもよい。
(1-1-5)第2及び第3のコンデンサ素子
絶縁層8を介して互いに対向する第1金属板71と第3金属板73、及び絶縁層8を介して互いに対向する第2金属板72と第3金属板73は、上記コンデンサ素子2とは別の互いに直列に接続された2つのコンデンサ素子として機能する。
絶縁層8を介して互いに対向する第1金属板71と第3金属板73、及び絶縁層8を介して互いに対向する第2金属板72と第3金属板73は、上記コンデンサ素子2とは別の互いに直列に接続された2つのコンデンサ素子として機能する。
以下では、上記コンデンサ素子2を「第1のコンデンサ素子2」、絶縁層8を介して互いに対向する第1金属板71と第3金属板73を「第2のコンデンサ素子7A」(又は「第2のコンデンサ素子7A(71,73,8)」)、絶縁層8を介して互いに対向する第2金属板72と第3金属板73を「第3のコンデンサ素子7B」(又は「第3のコンデンサ素子7B(72,73,8)」のように記す場合がある。
また、第2のコンデンサ素子7A及び第3のコンデンサ素子7Bを直列に接続したものを「第2及び第3のコンデンサ素子(7A,7B)」のように記す場合がある。
(1-1-6)ノイズ除去機能
(1-1-6a)Yコンデンサ、及びこれを有する複合コンデンサ
第2及び第3のコンデンサ素子(7A,7B)によって共有されている第3金属板73を、例えば図2Bに示すように接地すれば、第2及び第3のコンデンサ素子(7A,7B)は、Yコンデンサを構成する。以下では、このようなYコンデンサを「Yコンデンサ(7A,7B)」のように記す場合がある。
(1-1-6a)Yコンデンサ、及びこれを有する複合コンデンサ
第2及び第3のコンデンサ素子(7A,7B)によって共有されている第3金属板73を、例えば図2Bに示すように接地すれば、第2及び第3のコンデンサ素子(7A,7B)は、Yコンデンサを構成する。以下では、このようなYコンデンサを「Yコンデンサ(7A,7B)」のように記す場合がある。
Yコンデンサ(7A,7B)は、図2Bに示すように、第1のコンデンサ素子2に対して並列に接続されている。すなわち、コンデンサ1Aは、第1のコンデンサ素子2、及びこれに並列に接続されたYコンデンサ(7A,7B)を有する複合コンデンサである。
(1-1-6b)XY複合コンデンサ
コンデンサ1Aは、例えば、図3に示すような電力回生システム300に用いられる。この電力回生システム300は、モータジェネレータ(M/G)301、インバータ302、平滑コンデンサ303、及び直流電源304を有する。
コンデンサ1Aは、例えば、図3に示すような電力回生システム300に用いられる。この電力回生システム300は、モータジェネレータ(M/G)301、インバータ302、平滑コンデンサ303、及び直流電源304を有する。
このような電力回生システム300において、第1のコンデンサ素子2を平滑コンデンサ303と並列に接続した場合、第1のコンデンサ素子2はXコンデンサとして機能し、それによってノーマルモードノイズの除去が図られる。また、第1のコンデンサ素子2に対して並列に接続されたYコンデンサ(7A,7B)によって、コモンモードノイズの除去が図られる。
このように、コンデンサ1Aは、Xコンデンサ(2)及びYコンデンサ(7A,7B)で構成されるノイズ除去専用の複合コンデンサとして機能し得る。以下では、このような複合コンデンサを「XY複合コンデンサ」と称する。
(1-1-6c)Y付加コンデンサ
ただし、第1のコンデンサ素子2の用途は、ノイズ除去以外(例えば平滑用)でもよい。つまり、このコンデンサ1Aは、平滑用等の所定用途の(又は汎用的な)コンデンサ(2)にYコンデンサ(7A,7B)を付加したノイズ除去機能付きの複合コンデンサとしても機能し得る。以下では、このような複合コンデンサを「Y付加コンデンサ」と称する。
ただし、第1のコンデンサ素子2の用途は、ノイズ除去以外(例えば平滑用)でもよい。つまり、このコンデンサ1Aは、平滑用等の所定用途の(又は汎用的な)コンデンサ(2)にYコンデンサ(7A,7B)を付加したノイズ除去機能付きの複合コンデンサとしても機能し得る。以下では、このような複合コンデンサを「Y付加コンデンサ」と称する。
(1-1-7)小型化
また、このコンデンサ1Aにおいて、Yコンデンサ(7A,7B)は、2つの平行板コンデンサを同一平面内に並べた態様を有するため、一の平行板コンデンサと同じ厚みしかない。さらに、第1電極61と第1金属板71の間、及び第2電極62と第2金属板72の間の電気な結合は、物理的な接触で実現可能であり、リード線等での接続の必要がない。このため、コンデンサ1Aは、小型化を図ることができる。
また、このコンデンサ1Aにおいて、Yコンデンサ(7A,7B)は、2つの平行板コンデンサを同一平面内に並べた態様を有するため、一の平行板コンデンサと同じ厚みしかない。さらに、第1電極61と第1金属板71の間、及び第2電極62と第2金属板72の間の電気な結合は、物理的な接触で実現可能であり、リード線等での接続の必要がない。このため、コンデンサ1Aは、小型化を図ることができる。
(1-2)第1実施形態の詳細
以下、コンデンサ1Aの詳細(ただし、要部で説明済みの事項は除く)について説明する。
以下、コンデンサ1Aの詳細(ただし、要部で説明済みの事項は除く)について説明する。
(1-2-1)本体部
本体部5は、正面視角丸長方形をなし、第1方向D1に延びる立体形状をなす。
本体部5は、正面視角丸長方形をなし、第1方向D1に延びる立体形状をなす。
本体部5は、第1端面31と、第2端面32と、第1平面41と、第2平面42と、第1湾曲面(図示しない)と、第2湾曲面52と、を持つ。第1平面41、第2平面42、第1湾曲面、及び第2湾曲面52は、電気絶縁性を有する。
(1-2-1a)第1端面及び第2端面
第1端面31は、第1方向D1の一方側(第1方向D1に対応する矢印の後端側:正面視で後ろ側)に存在する。
第1端面31は、第1方向D1の一方側(第1方向D1に対応する矢印の後端側:正面視で後ろ側)に存在する。
第2端面32は、第1方向D1において、第1端面31の反対側の面である。すなわち、第2端面32は、第1方向D1の他方側(第1方向D1に対応する矢印の先端側:正面視で前側)に存在する。第2端面32は、第1端面31と平行である。なお、「平行」には、厳密な平行のみならず、厳密な平行と同視し得る平行(実質的な平行)も含まれる。「実質的な平行」とは、本実施形態の効果を損なわない程度の平行を意味する。以下においても同様である。
(1-2-1b)第1平面及び第2平面
第1平面41は、第2方向D2の一方側(第2方向D2に対応する矢印の後端側:正面視で下側)に存在する。第1平面41は、第1方向D1の一方側(正面視で奥側)において、第1端面31とつながっている。第1平面41は、第1方向D1の他方側(正面視で前側)において、第2端面32とつながっている。
第1平面41は、第2方向D2の一方側(第2方向D2に対応する矢印の後端側:正面視で下側)に存在する。第1平面41は、第1方向D1の一方側(正面視で奥側)において、第1端面31とつながっている。第1平面41は、第1方向D1の他方側(正面視で前側)において、第2端面32とつながっている。
第2平面42は、第2方向D2において、第1平面41の反対側の面である。すなわち、第2平面42は、第2方向D2の他方側(第2方向D2に対応する矢印の先端側:正面視で上側)に存在する。第2平面42は、第1平面41と平行である。第2平面42は、第1方向D1の一方側(正面視で奥側)において、第1端面31とつながっている。第2平面42は、第1方向D1の他方側(正面視で前側)において、第2端面32とつながっている。
(1-2-1c)第1湾曲面及び第2湾曲面
第1湾曲面(図示しない)は、第3方向D3の一方側(第3方向D3に対応する矢印の後端側:正面視で左側)に凸の湾曲した面である。第1湾曲面は、第3方向D3の一方側(正面視で左側)に存在する。第1湾曲面は、第1方向D1の一方側(正面視で奥側)において、第1端面31とつながっている。第1湾曲面は、第1方向D1の他方側(正面視で前側)において、第2端面32とつながっている。第1湾曲面は、第2方向D2の一方側(正面視で下側)において、第1平面41とつながっている。第1湾曲面は、第2方向D2の他方側(正面視で上側)において、第2平面42とつながっている。
第1湾曲面(図示しない)は、第3方向D3の一方側(第3方向D3に対応する矢印の後端側:正面視で左側)に凸の湾曲した面である。第1湾曲面は、第3方向D3の一方側(正面視で左側)に存在する。第1湾曲面は、第1方向D1の一方側(正面視で奥側)において、第1端面31とつながっている。第1湾曲面は、第1方向D1の他方側(正面視で前側)において、第2端面32とつながっている。第1湾曲面は、第2方向D2の一方側(正面視で下側)において、第1平面41とつながっている。第1湾曲面は、第2方向D2の他方側(正面視で上側)において、第2平面42とつながっている。
第2湾曲面52は、第3方向D3の他方側(第3方向D3に対応する矢印の先端側:正面視で右側)に凸の湾曲した面である。第2湾曲面52は、第1湾曲面の反対側の面である。すなわち、第2湾曲面52は、第3方向D3の他方側(正面視で右側)に存在する。第2湾曲面52は、第1方向D1の一方側(正面視で奥側)において、第1端面31とつながっている。第2湾曲面52は、第1方向D1の他方側(正面視で前側)において、第2端面32とつながっている。第2湾曲面52は、第2方向D2の一方側(正面視で下側)において、第1平面41とつながっている。第2湾曲面52は、第2方向D2の他方側(正面視で上側)において、第2平面42とつながっている。
なお、上記のような本体部5は、誘電体フィルム(図示しない)の巻回しによって形成される。誘電体フィルムの材料は、例えば、ポリプロピレン(2軸延伸ポリプロピレンなど)であるが、PET(polyethylene terephthalate)、PS(polystyrene)、PEN(polyethylene naphthalate)などでもよい。誘電体フィルムの厚みは、1.5~3.0μmの範囲内(例えば、2.5μm)であるが、1.5μmより薄くても、2.5μmより厚くてもよい。
本体部5を構成する誘電体フィルムの側縁には、アルミ等の金属の蒸着によって電極(蒸着電極)が形成されており、第1端面31及び第2端面32の各々から蒸着電極が露出している。
(1-2-2)放熱機能
(1-2-2a)第1端面電極及び第2端面電極
前段(1-1)等で説明した第1電極61は、具体的には、本体部5の上記第1端面31に設けられた第1端面電極61である。第1端面電極61は、第1端面31に対面しかつ接触している。これによって、第1端面電極61は、第1端面31の上記蒸着電極と電気的に結合される。第1端面電極61は、第1端面31に対面しかつ接触した状態で、外装体200(後述)によって固定される。
(1-2-2a)第1端面電極及び第2端面電極
前段(1-1)等で説明した第1電極61は、具体的には、本体部5の上記第1端面31に設けられた第1端面電極61である。第1端面電極61は、第1端面31に対面しかつ接触している。これによって、第1端面電極61は、第1端面31の上記蒸着電極と電気的に結合される。第1端面電極61は、第1端面31に対面しかつ接触した状態で、外装体200(後述)によって固定される。
また、前段(1-1)等で説明した第2電極62は、具体的には、本体部5の上記第2端面32に設けられた第2端面電極62である。第2端面電極62は、第2端面32に対面しかつ接触している。これによって、第2端面電極62は、第2端面32の上記蒸着電極と電気的に結合される。第2端面電極62は、第2端面32に対面しかつ接触した状態で、外装体200(後述)によって固定される。
なお、上記のような第1端面電極61及び第2端面電極62は、例えば、第1端面31及び第2端面32に対する亜鉛等の金属の溶射によって形成される。
このように、本体部5及びこれを挟む一対の電極(61,62)の間が面接触(密着)することによって、コンデンサ1A内での熱伝導が容易となる。
(1-2-2b)第1金属板、第2金属板及び第3金属板
第1金属板71及び第2金属板72は、本体部5の第1平面41に対向して固定されている。第1金属板71は、例えば、樹脂等の接着剤で第1平面41に接合されることにより、第1平面41に対向して固定される。
第1金属板71及び第2金属板72は、本体部5の第1平面41に対向して固定されている。第1金属板71は、例えば、樹脂等の接着剤で第1平面41に接合されることにより、第1平面41に対向して固定される。
第3金属板73は、絶縁層8を介して第1金属板71及び第2金属板72に固定される。
例えば、熱によって軟化した熱可塑性樹脂を用いて、第1金属板71及び第2金属板72と第3金属板73との間に絶縁層8を形成し、冷却することで、第3金属板73は、絶縁層8を介して第1金属板71及び第2金属板72に固定されてもよい。
第1金属板71及び第2金属板72は、第1方向D1、第2方向D2及び第3方向D3の各々に関して、互いに同じサイズ(正面視で同じ奥行き、同じ幅及び同じ厚み)を有する。
第1金属板71、第2金属板72及び第3金属板73は、第2方向D2及び第3方向D3に関して、互いに同じサイズ(正面視で同じ幅及び同じ厚み)を有する。
第1方向D1に関しては、第1金属板71及び第2金属板72の各々は、第3金属板73の半分に満たないサイズ(奥行き)であり、それによって第1金属板71及び第2金属板72の間への絶縁部9の介挿が可能となる。
なお、第1金属板71、第2金属板72及び第3金属板73の材料は、例えば、アルミニウムであるが、それ以外の金属(銅など)でもよい。放熱機能に関しては、高い熱伝導率を有する金属が有利である。
このような第1-第3金属板(71-73)で構成される第2及び第3のコンデンサ素子(7A,7B)では、第1のコンデンサ素子2が発する熱は、第1金属板71及び第2金属板72並びに絶縁層8を介して第3金属板73に伝わり、第3金属板73から放熱される。
(1-2-3)絶縁機能
(1-2-3a)絶縁層
絶縁層8は、第1金属板71及び第2金属板72と第3金属板73との間に介挿され、第1金属板71及び第2金属板72の各々と第3金属板73とを電気的に絶縁すると共に、第1金属板71と第3金属板73との間、及び第2金属板72と第3金属板73との間、の各々での誘電分極を促進する。
(1-2-3a)絶縁層
絶縁層8は、第1金属板71及び第2金属板72と第3金属板73との間に介挿され、第1金属板71及び第2金属板72の各々と第3金属板73とを電気的に絶縁すると共に、第1金属板71と第3金属板73との間、及び第2金属板72と第3金属板73との間、の各々での誘電分極を促進する。
絶縁層8は、第1方向D1及び第3方向D3に関して、第3金属板73と同じサイズ(正面視で同じ奥行き及び同じ幅)を有する。絶縁層8は、第2方向D2に関しては、第3金属板73よりも小さいサイズ(厚み)を有する。
絶縁層8は、例えば、絶縁フィルムで実現される。絶縁フィルムの材料は、例えば、ポリプロピレン(2軸延伸ポリプロピレンなど)であるが、PET、PS、PENなどでもよい。絶縁フィルムの厚みは、1.5~3.0μmの範囲内(例えば、2.5μm)であるが、1.5μmより薄くても、2.5μmより厚くてもよい。すなわち、絶縁層8は、本体部5を構成する誘電体フィルムと同じもの(ただし、蒸着電極は未形成)でもよい。
(1-2-3b)絶縁部
絶縁部9は、第1金属板71と第2金属板72との間に介挿され、第1金属板71と第2金属板72とを電気的に絶縁する。
絶縁部9は、第1金属板71と第2金属板72との間に介挿され、第1金属板71と第2金属板72とを電気的に絶縁する。
絶縁部9は、第2方向D2及び第3方向D3の各々に関して、第1金属板71、第2金属板72及び第3金属板73の各々と同じサイズを有する。第1方向D1に関しては、第1金属板71及び第2金属板72とその間の絶縁部9とで、第3金属板73と同じサイズとなる。
なお、絶縁部9は、例えば、樹脂板であるが、絶縁フィルムの積層体でもよいし、空気(隙間)でもよい。絶縁部9は、絶縁層8と一体でもよい。
(1-2-4)保護機能:バスバー及び外装体
コンデンサ1Aは、一対のバスバー101及び102と、外装体200と、を更に備える。
コンデンサ1Aは、一対のバスバー101及び102と、外装体200と、を更に備える。
一対のバスバー101及び102は、第2方向D2に延びる導電性部材である。一対のバスバー101及び102は、一対の電極61及び62(第1端面電極61及び第2端面電極62)にそれぞれ接続される。
一対のバスバー101及び102の各々は、第2方向D2に関して、本体部5のサイズ(厚み)の半分よりやや大きいサイズ(長さ)を有する。一対のバスバー101及び102の各々において、本体部5の厚みの半分に相当する部分が、第1端面電極61及び第2端面電極62と接触し、それによって、一対のバスバー101及び102は、第1端面電極61及び第2端面電極62に接続(電気的に結合)される。
一対のバスバー101及び102において、第1端面電極61及び第2端面電極62と接続されていない部分(上端部分)は、本体部5の第2平面42を超えて第2方向D2に突出する。
なお、一対のバスバー101及び102は、例えば、銅で形成されるが、その材料は、銅以外の金属でも、金属以外の導体(カーボンなど)でもよい。
外装体200は、例えば、エポキシ樹脂などで形成され、コンデンサ素子2と、一対のバスバー101及び102の各々の一部(上記上端部分以外の部分)と、を被覆する。すなわち、一対のバスバー101及び102の各々の上端部分と、第2及び第3のコンデンサ素子(7A,7B)とは、図1及び図2Aに示されるように、外装体200で覆われず、露出している。
コンデンサ1Aは、一対のバスバー101及び102の露出している上記上端部分を介して、図3の電力回生システム300等に接続される。
上記のような一対のバスバー101及び102並びに外装体200によって、コンデンサ1Aでは、第1のコンデンサ素子2の衝撃や湿気からの保護を図ることができる。また、第1のコンデンサ素子2で発生した熱は、露出している第2及び第3のコンデンサ素子(7A,7B)を介して放熱される。
特に、コンデンサ1Aでは、第1のコンデンサ素子2内での熱伝導、並びに第1のコンデンサ素子2から第2及び第3のコンデンサ素子(7A,7B)への熱伝導が促進され、第2及び第3のコンデンサ素子(7A,7B)によって共有される第3金属板73からの放熱効果が高まるので、第1のコンデンサ素子2の温度上昇を抑制しつつ衝撃等からの保護を図ることができる。
言い換えると、第1のコンデンサ素子2を外装体200で覆っても、第2及び第3のコンデンサ素子(7A,7B)によって温度上昇は抑制される。
(1-3)第1実施形態の利点
従って、本実施形態におけるコンデンサ1Aは、第1のコンデンサ素子2並びに第2及び第3のコンデンサ素子(7A,7B)によって各種ノイズ(ノーマルモードノイズ及びコモンモードノイズ等)の除去を図ると共に、小型化を図ることができる。その結果、例えば、コンデンサ1Aを回路基板に実装する際に、実装面積の縮小、集積化などが可能になる。
従って、本実施形態におけるコンデンサ1Aは、第1のコンデンサ素子2並びに第2及び第3のコンデンサ素子(7A,7B)によって各種ノイズ(ノーマルモードノイズ及びコモンモードノイズ等)の除去を図ると共に、小型化を図ることができる。その結果、例えば、コンデンサ1Aを回路基板に実装する際に、実装面積の縮小、集積化などが可能になる。
また、コンデンサ1Aは、第2及び第3のコンデンサ素子(7A,7B)によって放熱効果の向上を図ることができる。
(2)第2実施形態
以下、本開示の第2実施形態に係るコンデンサ1Bについて図4-図7を用いて説明する。なお、図4及び図5A中の第1方向D1、第2方向D2及び第3方向D3は、第1実施形態のものと共通である。
以下、本開示の第2実施形態に係るコンデンサ1Bについて図4-図7を用いて説明する。なお、図4及び図5A中の第1方向D1、第2方向D2及び第3方向D3は、第1実施形態のものと共通である。
(2-1)第2実施形態の要部
本開示の第2実施形態に係るコンデンサ1Bは、図4及び図5Aに示すように、コンデンサ素子2と、第1金属板71と、第3金属板73と、を備える。コンデンサ素子2は、本体部5、並びに第1電極61及び第2電極62を有する。
本開示の第2実施形態に係るコンデンサ1Bは、図4及び図5Aに示すように、コンデンサ素子2と、第1金属板71と、第3金属板73と、を備える。コンデンサ素子2は、本体部5、並びに第1電極61及び第2電極62を有する。
すなわち、本実施形態のコンデンサ1Bは、第1実施形態のコンデンサ1Aにおいて、第2金属板72を除いた構成を有する。
(2-1-1)コンデンサ素子(第1のコンデンサ素子)
コンデンサ素子2は、第1実施形態におけるものと同様、「第1のコンデンサ素子」として機能する。
コンデンサ素子2は、第1実施形態におけるものと同様、「第1のコンデンサ素子」として機能する。
(2-1-2)第1金属板
第1金属板71は、第1実施形態におけるものと同様、第1電極61と電気的に結合される。第1金属板71は、第1実施形態におけるものと同様の機能を有する。
第1金属板71は、第1実施形態におけるものと同様、第1電極61と電気的に結合される。第1金属板71は、第1実施形態におけるものと同様の機能を有する。
なお、本実施形態における第1金属板71は、図4及び図5Aに示すように、第1実施形態におけるもの(図1及び図2A参照)と比べて、第1方向D1のサイズが大きい(例えば、約1.5倍の長さである)。ただし、第1金属板71の第1方向D1のサイズは、例えば、第1のコンデンサ素子2及び第2のコンデンサ素子7Aの間の容量比等を考慮して、適宜な長さに決定されてもよい。
(2-1-3)第3金属板
第3金属板73は、第1金属板71と絶縁層8を介して対向する。なお、絶縁層8は、第1方向D1のサイズ(長さ)がやや短い点を除き、第1実施形態におけるものと共通である。
第3金属板73は、第1金属板71と絶縁層8を介して対向する。なお、絶縁層8は、第1方向D1のサイズ(長さ)がやや短い点を除き、第1実施形態におけるものと共通である。
第3金属板73は、第2電極62と電気的に結合されている。第3金属板73及び第2電極62の間の電気的な結合は、本実施形態では、物理的な接触である。すなわち、コンデンサ1Bでは、図4及び図5Aに示されるように、第3金属板73の、第2端面電極62側の端部73aが、第2方向D2側に屈曲されて、第2端面電極62と物理的に接触する。なお、端部73aと第1金属板71とは、絶縁部9で絶縁される。
こうして、第3金属板73の一端が屈曲され、第2端面電極62と物理的に接触することで、第3金属板73は、第2電極62と電気的に結合される。
または、例えば、第2電極62の第2方向D2の一方側(下側の端部)が延び、第3金属板73と物理的に接触しても、第3金属板73は第2電極62と電気的に結合される。
ただし、第3金属板73及び第2電極62の間の電気的な結合は、上記のような物理的な接触に限らず、他の導体(例えばリード線80)を介した接続によっても、実現可能である(変形例:図7参照)。
(2-1-4)第2のコンデンサ素子
絶縁層8を介して互いに対向する第1金属板71と第3金属板73は、第1実施形態におけるものと同様、「第2のコンデンサ素子7A」として機能する。
絶縁層8を介して互いに対向する第1金属板71と第3金属板73は、第1実施形態におけるものと同様、「第2のコンデンサ素子7A」として機能する。
(2-1-5)ノイズ除去機能
(2-1-5a)Xコンデンサ、及びこれを有する複合コンデンサ
第2のコンデンサ素子7Aを構成する第3金属板73を、第1のコンデンサ素子2を構成する第2電極62と電気的に結合したことで、第2のコンデンサ素子7Aは、図5Bに示すように、第1のコンデンサ素子2に対して並列に接続される。このような第2のコンデンサ素子7Aは、Xコンデンサとして機能する。
(2-1-5a)Xコンデンサ、及びこれを有する複合コンデンサ
第2のコンデンサ素子7Aを構成する第3金属板73を、第1のコンデンサ素子2を構成する第2電極62と電気的に結合したことで、第2のコンデンサ素子7Aは、図5Bに示すように、第1のコンデンサ素子2に対して並列に接続される。このような第2のコンデンサ素子7Aは、Xコンデンサとして機能する。
つまり、コンデンサ1Bは、第1のコンデンサ素子2、及びこれに並列に接続された第2のコンデンサ素子7Aを有する複合コンデンサである。
(2-1-5b)XX複合コンデンサ
コンデンサ1Bは、例えば、図6に示すような電力回生システム300に用いられる。この電力回生システム300は、第1実施形態におけるもの(図3参照)と共通である。
コンデンサ1Bは、例えば、図6に示すような電力回生システム300に用いられる。この電力回生システム300は、第1実施形態におけるもの(図3参照)と共通である。
この電力回生システム300において、第1のコンデンサ素子2を平滑コンデンサ303と並列に接続した場合、第1のコンデンサ素子2及び第2のコンデンサ素子7Aの各々が、Xコンデンサとして機能する。
一般に、第1のコンデンサ素子2及び第2のコンデンサ素子7Aは、誘電率や容量等が異なるため、周波数特性の異なる2種類のXコンデンサとして機能する。
このように、第2実施形態におけるコンデンサ1Bは、2種類のXコンデンサで構成されるノイズ除去専用の複合コンデンサとして機能し得る。以下では、このような複合コンデンサを「XX複合コンデンサ」と称する。
なお、XX複合コンデンサでは、第1のコンデンサ素子2及び第2のコンデンサ素子7Aの各々の誘電率や容量等を変化させることで、2種類のXコンデンサの周波数特性を個別に設定できる。そこで、除去対象となるノイズの種類(周波数)に応じて、例えば、本体部5の材料、絶縁層8の材料、絶縁層8の厚み(第1金属板71と第3金属板73との間の間隔)、第1金属板71の面積(第1方向D1のサイズ)、などを決定してもよい。これによって、より多様な周波数のノーマルモードノイズの除去が図られる。
(2-1-5c)X付加コンデンサ
ただし、第1のコンデンサ素子2の用途は、ノイズ除去以外(例えば平滑用)でもよい。つまり、このコンデンサ1Bは、例えば、平滑用等の所定用途の(又は汎用的な)コンデンサにXコンデンサを付加したノイズ除去機能付きの複合コンデンサとしても機能し得る。以下では、このような複合コンデンサを「X付加コンデンサ」と称する。
ただし、第1のコンデンサ素子2の用途は、ノイズ除去以外(例えば平滑用)でもよい。つまり、このコンデンサ1Bは、例えば、平滑用等の所定用途の(又は汎用的な)コンデンサにXコンデンサを付加したノイズ除去機能付きの複合コンデンサとしても機能し得る。以下では、このような複合コンデンサを「X付加コンデンサ」と称する。
なお、X付加コンデンサでは、除去対象となるノーマルモードノイズの周波数に応じて、例えば、絶縁層8の材料、絶縁層8の厚み、第1金属板71の面積などを決定してもよい。
(2-1-6)小型化
また、このコンデンサ1Bにおいて、第2のコンデンサ素子7Aは、薄型化が容易な平行板コンデンサの態様を有する。さらに、第1電極61と第1金属板71の間、及び第2電極62と第3金属板73の間、の電気な結合は、物理的な接触で実現可能(図5A参照)である。このため、コンデンサ1Bは、小型化を図ることができる。
また、このコンデンサ1Bにおいて、第2のコンデンサ素子7Aは、薄型化が容易な平行板コンデンサの態様を有する。さらに、第1電極61と第1金属板71の間、及び第2電極62と第3金属板73の間、の電気な結合は、物理的な接触で実現可能(図5A参照)である。このため、コンデンサ1Bは、小型化を図ることができる。
(2-2)第2実施形態の詳細
以下、本実施形態におけるコンデンサ1Bの詳細(ただし、要部で説明済みの事項は除く)について説明する。
以下、本実施形態におけるコンデンサ1Bの詳細(ただし、要部で説明済みの事項は除く)について説明する。
(2-2-1)本体部
本体部5は、第1実施形態のものと共通である。
本体部5は、第1実施形態のものと共通である。
(2-2-2)放熱機能
(2-2-2a)第1端面電極及び第2端面電極
前段(2-1)等で説明した第1電極61は、第1実施形態におけるものと同様、第1端面31に設けられた第1端面電極61である。また、前段(2-1)等で説明した第2電極62は、第1実施形態におけるものと同様、第2端面32に設けられた第2端面電極62である。
(2-2-2a)第1端面電極及び第2端面電極
前段(2-1)等で説明した第1電極61は、第1実施形態におけるものと同様、第1端面31に設けられた第1端面電極61である。また、前段(2-1)等で説明した第2電極62は、第1実施形態におけるものと同様、第2端面32に設けられた第2端面電極62である。
本体部5、及びこれを挟む一対の電極(61,62)の間の面接触によって、コンデンサ1B内での熱伝導が容易となる。
(2-2-2b)第1金属板及び第3金属板
第1金属板71は、図5Aに示すように、第1平面41に対向して固定されている。なお、第1金属板71は、第1実施形態におけるものと同様、接着剤で第1平面41に接合されてもよい。
第1金属板71は、図5Aに示すように、第1平面41に対向して固定されている。なお、第1金属板71は、第1実施形態におけるものと同様、接着剤で第1平面41に接合されてもよい。
第3金属板73は、絶縁層8を介して第1金属板71に固定される。なお、例えば、熱によって軟化した熱可塑性樹脂を用いて、第1金属板71と第3金属板73との間に絶縁層8を形成し、冷却することで、第3金属板73は、絶縁層8を介して第1金属板71に固定されてもよい。
第1のコンデンサ素子2が発する熱の一部は、第1金属板71及び絶縁層8を介して第3金属板73に伝わり、第3金属板73から放熱される。このように、コンデンサ1Bでは、第2のコンデンサ素子7A(71,73,8)が放熱機能も有するので、第1のコンデンサ素子2の発熱による温度上昇の抑制を図ることができる。
(2-2-2c)第2端面電極と第3金属板との熱的結合
本実施形態における第3金属板73は、図4及び図5Aに示されるように、第2端面電極62側の端部73aが、第2方向D2側に屈曲されて、第2端面電極62と物理的に接触している。これによって、第2端面電極62と第3金属板73とが熱的に結合する。
本実施形態における第3金属板73は、図4及び図5Aに示されるように、第2端面電極62側の端部73aが、第2方向D2側に屈曲されて、第2端面電極62と物理的に接触している。これによって、第2端面電極62と第3金属板73とが熱的に結合する。
このため、第1のコンデンサ素子2が発する熱の他の一部は、第2端面電極62から第3金属板73に直に伝わる。これによって、コンデンサ1Bでは、第2のコンデンサ素子7Aの放熱効果が向上し、温度上昇の更なる抑制を図ることができる。
(2-2-3)絶縁機能:絶縁層及び絶縁部
絶縁層8は、第1方向D1のサイズ(長さ)を除き、第1実施形態のものと共通である。絶縁層8は、第1金属板71と第3金属板73とを電気的に絶縁すると共に、第1金属板71と第3金属板73との間の誘電分極を促進する。
絶縁層8は、第1方向D1のサイズ(長さ)を除き、第1実施形態のものと共通である。絶縁層8は、第1金属板71と第3金属板73とを電気的に絶縁すると共に、第1金属板71と第3金属板73との間の誘電分極を促進する。
絶縁部9は、第1金属板71と、第3金属板73の端部73aと間の隙間に介在する点を除き、第1実施形態のものと共通である。絶縁部9は、第1金属板71と、第3金属板73の端部73aとを電気的に絶縁する。
(2-2-4)保護機能:バスバー及び外装体
一対のバスバー101及び102、及び外装体200は、第1実施形態のものと共通である。これによって、第1のコンデンサ素子2の衝撃や湿気からの保護を図ることができる。
一対のバスバー101及び102、及び外装体200は、第1実施形態のものと共通である。これによって、第1のコンデンサ素子2の衝撃や湿気からの保護を図ることができる。
特に、コンデンサ1Bでは、第1のコンデンサ素子2内での熱伝導、並びに第1のコンデンサ素子2から第2のコンデンサ素子7Aへの熱伝導が促進され、第2のコンデンサ素子7Aが有する第3金属板73からの放熱効果が高まるので、第1のコンデンサ素子2の温度上昇を抑制しつつ衝撃等からの保護を図ることができる。
(2-3)第2実施形態の利点
従って、本実施形態におけるコンデンサ1Bは、第1のコンデンサ素子2及び第2のコンデンサ素子7Aによって各種ノイズ(例えば、周波数の異なる複数のノーマルモードノイズ等)の除去を図ると共に、小型化を図ることができる。その結果、例えば、コンデンサ1Bを回路基板に実装する際に、実装面積の縮小、集積化などが可能になる。
従って、本実施形態におけるコンデンサ1Bは、第1のコンデンサ素子2及び第2のコンデンサ素子7Aによって各種ノイズ(例えば、周波数の異なる複数のノーマルモードノイズ等)の除去を図ると共に、小型化を図ることができる。その結果、例えば、コンデンサ1Bを回路基板に実装する際に、実装面積の縮小、集積化などが可能になる。
また、コンデンサ1Bは、第2のコンデンサ素子7Aによって放熱効果の向上を図ることができる。特に、第1のコンデンサ素子2の第2端面電極62と、第2のコンデンサ素子7Aの第3金属板73との熱的結合によって、放熱効果の一層の向上が図られる。
(2-4)第2実施形態の変形例
本変形例では、第3金属板73は、図7に示すように、リード線80を介して第2電極62と接続される。これによって、第3金属板73と第2電極62との電気的結合を簡単に実現できる。
本変形例では、第3金属板73は、図7に示すように、リード線80を介して第2電極62と接続される。これによって、第3金属板73と第2電極62との電気的結合を簡単に実現できる。
(3)まとめ
本開示の第1の態様に係るコンデンサ(1A)は、コンデンサ素子(2)と、第1金属板(71)と、第2金属板(72)と、第3金属板(73)と、を備える。コンデンサ素子(2)は、本体部(5)、並びに第1電極(61)及び第2電極(62)を有する。本体部(5)は、誘電性を有する材料を含む。第1電極(61)及び第2電極(62)は、本体部(5)を挟む一対の導体である。第1金属板(71)は、第1電極(61)と電気的に結合される。第2金属板(72)は、第2電極(62)と電気的に結合され、かつ第1金属板(71)と電気的に絶縁される。第3金属板(73)は、第1金属板(71)及び第2金属板(72)と絶縁層(8)を介して対向する。
本開示の第1の態様に係るコンデンサ(1A)は、コンデンサ素子(2)と、第1金属板(71)と、第2金属板(72)と、第3金属板(73)と、を備える。コンデンサ素子(2)は、本体部(5)、並びに第1電極(61)及び第2電極(62)を有する。本体部(5)は、誘電性を有する材料を含む。第1電極(61)及び第2電極(62)は、本体部(5)を挟む一対の導体である。第1金属板(71)は、第1電極(61)と電気的に結合される。第2金属板(72)は、第2電極(62)と電気的に結合され、かつ第1金属板(71)と電気的に絶縁される。第3金属板(73)は、第1金属板(71)及び第2金属板(72)と絶縁層(8)を介して対向する。
この態様によれば、絶縁層(8)を介して互いに対向する第1金属板(71)と第3金属板(73)、及び絶縁層(8)を介して互いに対向する第2金属板(72)と第3金属板(73)は、コンデンサ素子(2)とは別の互いに直列に接続された2つのコンデンサ素子として機能する。以下、上記コンデンサ素子(2)を「第1のコンデンサ素子(2)」、絶縁層(8)を介して互いに対向する第1金属板(71)と第3金属板(73)を「第2のコンデンサ素子(7A)」、絶縁層(8)を介して互いに対向する第2金属板(72)と第3金属板(73)を「第3のコンデンサ素子(7B)」と記す。
例えば、第3金属板(73)を接地すれば、第2及び第3のコンデンサ素子(7A,7B)がYコンデンサを構成(図2B参照)し、それによってコモンモードノイズの除去が図られる。また、第1のコンデンサ素子(2)を平滑コンデンサ(303)と並列に接続した場合(図3参照)、第1のコンデンサ素子(2)はXコンデンサとして機能し、それによってノーマルモードノイズの除去が図られる。つまり、コンデンサ(1A)は、Xコンデンサ(2)及びYコンデンサ(7A,7B)で構成される「XY複合コンデンサ」として機能し得る。
なお、コンデンサ(1A)は、例えば、平滑用等の所定用途の(又は汎用的な)コンデンサにYコンデンサを付加した「Y付加コンデンサ」としても機能し得る。
また、このコンデンサ(1A)において、第2及び第3のコンデンサ素子(7A,7B)は、一の平行板コンデンサと同じ厚みしかなく、さらに、第1電極(61)と第1金属板(71)の間、及び第2電極(62)と第2金属板(72)の間の電気な結合は、物理的な接触で実現可能であるため、小型化を図ることができる。
従って、コンデンサ(1A)は、各種ノイズの除去と共に小型化を図ることができる。
第2の態様に係るコンデンサ(1A)では、第1の態様において、本体部(5)は、第1方向(D1)に延びる。本体部(5)は、第1方向(D1)の一方側に第1端面(31)、及び第1方向(D1)の他方側に第2端面(32)を持ち、かつ、第1方向(D1)に直交する第2方向(D2)の一方側に第1平面(41)、及び第2方向(D2)の他方側に第2平面(42)を持つ。第1電極(61)は、第1端面(31)に設けられた第1端面電極(61)である。第2電極(62)は、第2端面(32)に設けられた第2端面電極(62)である。第1金属板(71)及び第2金属板(72)は、第1平面(41)に対向して固定されている。
この態様によれば、本体部(5)の端面(31,32)に端面電極(61,62)が設けられることで、第1のコンデンサ素子(2)内での熱伝導が容易となる。また、第1のコンデンサ素子(2)が発する熱は、第1金属板(71)及び第2金属板(72)並びに絶縁層(8)を介して第3金属板(73)に伝わり、第3金属板(73)から放熱される。このように、第2及び第3のコンデンサ素子(7A,7B)が放熱機能も有するので、第1のコンデンサ素子(2)の発熱による温度上昇の抑制を図ることができる。
第3の態様に係るコンデンサ(1B)は、コンデンサ素子(2)と、第1金属板(71)と、第3金属板(73)と、を備える。コンデンサ素子(2)は、本体部(5)、並びに第1電極(61)及び第2電極(62)を有する。本体部(5)は、誘電性を有する材料を含む。第1電極(61)及び第2電極(62)は、本体部(5)を挟む一対の導体である。第1金属板(71)は、第1電極(61)と電気的に結合される。第3金属板(73)は、第1金属板(71)と絶縁層(8)を介して対向する。第3金属板(73)は、第2電極(62)と電気的に結合されている。
この態様によれば、絶縁層(8)を介して互いに対向する第1金属板(71)と第3金属板(73)は、コンデンサ素子(2)とは別のコンデンサ素子として機能する。以下、コンデンサ素子(2)を「第1のコンデンサ素子(2)」、絶縁層(8)を介して互いに対向する第1金属板(71)と第3金属板(73)を「第2のコンデンサ素子(7A)」と記す。
第1のコンデンサ素子(2)を平滑コンデンサ(303)と並列に接続した場合、第1のコンデンサ素子(2)及び第2のコンデンサ素子(7A)の各々が、周波数特性の異なるXコンデンサとして機能し、それによって、より多様な周波数のノーマルモードノイズの除去が図られる。つまり、コンデンサ(1B)は、2つのXコンデンサ(2,7A)で構成される「XX複合コンデンサ」として機能し得る。
なお、コンデンサ(1B)は、例えば、平滑用等の所定用途の(又は汎用的な)コンデンサにXコンデンサ(7A)を付加した「X付加コンデンサ」としても機能し得る。
また、コンデンサ(1B)では、第2のコンデンサ素子(7A)は、平行板コンデンサの態様を有し、さらに、第1電極(61)と第1金属板(71)の間、及び第2電極(62)と第3金属板(73)の間、の電気な結合は物理的な接触で実現可能(図5A参照)であるため、小型化を図ることができる。
従って、コンデンサ(1B)は、各種ノイズの除去と共に小型化を図ることができる。
第4の態様に係るコンデンサ(1B)では、第3の態様において、本体部(5)は、第1方向(D1)に延びる。本体部(5)は、第1方向(D1)の一方側に第1端面(31)、及び第1方向(D1)の他方側に第2端面(32)を持ち、かつ、第1方向(D1)に直交する第2方向(D2)の一方側に第1平面(41)、及び第2方向(D2)の他方側に第2平面(42)を持つ。第1電極(61)は、第1端面(31)に設けられた第1端面電極(61)である。第2電極(62)は、第2端面(32)に設けられた第2端面電極(62)である。第1金属板(71)は、第1平面(41)に対向して固定されている。
この態様によれば、本体部(5)の端面(31,32)に端面電極(61,62)が設けられることで、第1のコンデンサ素子(2)内での熱伝導が容易となる。また、第1のコンデンサ素子(2)が発した熱は、第1金属板(71)及び絶縁層(8)を介して第3金属板(73)に伝わり、第3金属板(73)から放熱される。このように、第2のコンデンサ素子(7A)が放熱機能も有するので、第1のコンデンサ素子(2)の発熱による温度上昇の抑制を図ることができる。
第5の態様に係るコンデンサ(1B)では、第4の態様において、第3金属板(73)は、第2端面電極(62)側の端部(73a)が屈曲されて、第2端面電極(62)と物理的に接触する。
この態様によれば、第1のコンデンサ素子(2)が発する熱は、第1金属板(71)及び絶縁層(8)を介して第3金属板(73)に伝わるだけでなく、第2端面電極(62)から直に第3金属板(73)に直に伝わる。これによって、第2のコンデンサ素子(7A)の放熱効果が向上し、温度上昇の更なる抑制を図ることができる。
第6の態様に係るコンデンサ(1A,1B)は、第1-第5のいずれかの態様において、一対のバスバー(101,102)と、外装体(200)と、を更に備える。一対のバスバー(101,102)は、一対の電極(61,62)にそれぞれ接続される。外装体(200)は、コンデンサ素子(2)と、一対のバスバー(101,102)の各々の一部と、を被覆する。
この態様によれば、第1のコンデンサ素子(2)の衝撃や湿気からの保護を図ることができる。特に、第2,第4-第5の態様において、第6の態様を採用すれば、第1のコンデンサ素子(2)の温度上昇を抑制しつつ衝撃等からの保護を図ることができる。
1A,1B コンデンサ
2 コンデンサ素子(第1のコンデンサ素子)
5 本体部
7A(71,73,8) 第2のコンデンサ素子
7B(72,73,8) 第3のコンデンサ素子
8 絶縁層
31 第1端面
32 第2端面
41 第1平面
42 第2平面
61 第1端面電極(第1電極)
62 第2端面電極(第2電極)
71 第1金属板
72 第2金属板
73 第3金属板
73a 端部
2 コンデンサ素子(第1のコンデンサ素子)
5 本体部
7A(71,73,8) 第2のコンデンサ素子
7B(72,73,8) 第3のコンデンサ素子
8 絶縁層
31 第1端面
32 第2端面
41 第1平面
42 第2平面
61 第1端面電極(第1電極)
62 第2端面電極(第2電極)
71 第1金属板
72 第2金属板
73 第3金属板
73a 端部
Claims (6)
- 誘電性を有する材料を含む本体部、並びに前記本体部を挟む一対の導体である第1電極及び第2電極を有するコンデンサ素子と、
前記第1電極と電気的に結合された第1金属板と、
前記第2電極と電気的に結合され、かつ前記第1金属板と電気的に絶縁された第2金属板と、
前記第1金属板及び前記第2金属板と絶縁層を介して対向する第3金属板と、を備える、
コンデンサ。 - 前記本体部は、第1方向に延び、前記第1方向の一方側に第1端面、及び前記第1方向の他方側に第2端面を持ち、かつ前記第1方向に直交する第2方向の一方側に第1平面、及び前記第2方向の他方側に第2平面を持ち、
前記第1電極は、前記第1端面に設けられた第1端面電極であり、
前記第2電極は、前記第2端面に設けられた第2端面電極であり、
前記第1金属板及び前記第2金属板は、前記第1平面に対向して固定されている、
請求項1に記載のコンデンサ。 - 誘電性を有する材料を含む本体部、並びに前記本体部を挟む一対の導体である第1電極及び第2電極を有するコンデンサ素子と、
前記第1電極と電気的に結合された第1金属板と、
前記第1金属板と絶縁層を介して対向する第3金属板と、を備え、
前記第3金属板は、前記第2電極と電気的に結合されている、
コンデンサ。 - 前記本体部は、第1方向に延び、前記第1方向の一方側に第1端面、及び前記第1方向の他方側に第2端面を持ち、かつ前記第1方向に直交する第2方向の一方側に第1平面、及び前記第2方向の他方側に第2平面を持ち、
前記第1電極は、前記第1端面に設けられた第1端面電極であり、
前記第2電極は、前記第2端面に設けられた第2端面電極であり、
前記第1金属板は、前記第1平面に対向して固定されている、
請求項3に記載のコンデンサ。 - 前記第3金属板は、前記第2端面電極側の端部が屈曲されて、前記第2端面電極と物理的に接触する、
請求項4に記載のコンデンサ。 - 前記一対の電極にそれぞれ接続された一対のバスバーと、
前記コンデンサ素子と前記一対のバスバーの各々の一部とを被覆する外装体と、を更に備える、
請求項1-5のいずれか一項に記載のコンデンサ。
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- 2022-12-23 WO PCT/JP2022/047744 patent/WO2023157473A1/ja unknown
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