金属化フィルムコンデンサおよびそれを用いた電力変換装置
【課題】インダクタンスの低減を図った金属化フィルムコンデンサおよびそれを用いた電力変換装置を提供する。
【解決手段】コンデンサ素体の第１および第２引出電極にそれぞれ接続され、板状導体より形成された第１および第２導体部からなるバスバと、第１および第２導体部との間に挟まれた第１絶縁体とを備えた金属化フィルムコンデンサにおいて、第１導体部は、第１引出電極接続部と、第１引出電極接続部から延出した第１延出部と、第１延出部に対して略垂直に立ち上がった第１連結部と、第１延出部から離れる方向に第１連結部の先端部から延びる第１外部接続部とを有し、第２導体部は、第２引出電極接続部と、第２延出部と、前記第２延出部に対して略垂直に立ち上がった第２連結部と、第２延出部から離れる方向に第２連結部の先端部から延びる第２外部接続部とを有し、第１および第２外部接続部を介して外部機器と接続されることを特徴とする。
【解決手段】コンデンサ素体の第１および第２引出電極にそれぞれ接続され、板状導体より形成された第１および第２導体部からなるバスバと、第１および第２導体部との間に挟まれた第１絶縁体とを備えた金属化フィルムコンデンサにおいて、第１導体部は、第１引出電極接続部と、第１引出電極接続部から延出した第１延出部と、第１延出部に対して略垂直に立ち上がった第１連結部と、第１延出部から離れる方向に第１連結部の先端部から延びる第１外部接続部とを有し、第２導体部は、第２引出電極接続部と、第２延出部と、前記第２延出部に対して略垂直に立ち上がった第２連結部と、第２延出部から離れる方向に第２連結部の先端部から延びる第２外部接続部とを有し、第１および第２外部接続部を介して外部機器と接続されることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インダクタンスの低減を図った金属化フィルムコンデンサおよびそれを用いた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の金属化フィルムコンデンサは、誘電体フィルムの少なくとも片面にアルミニウム等の金属を蒸着させて金属化フィルムを形成し、この金属化フィルムを巻回した巻回体の端面にメタリコン部を形成してコンデンサ素子を作製し、これをケースに複数個収納して各コンデンサ素子のメタリコン部をリード線または結線板等の引出電極で相互に接続した後、ケースに樹脂を充填、硬化させて作製している。
【０００３】
このような金属化フィルムコンデンサのうち高周波回路に適用されるものは、低インダクタンス化が強く求められている。そこで、図１３に示す特許文献１に記載された金属化フィルムコンデンサ５１では、コンデンサ素子５２の端面に形成した一方側メタリコン部に接続された引出電極５３と、他方側メタリコン部に接続された引出電極５４とを近接して平行に引き出した構成とし、インダクタンスの低減を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２７７３７８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、上記特許文献１に記載された金属化フィルムコンデンサ５１では、引出電極５３、５４に接続された外部端子５５の寸法が大きく、また端子間距離も広いため、インダクタンスが高くなってしまうという問題があった。
【０００６】
また、上記の金属化フィルムコンデンサ５１を電力変換装置に用いる場合、外部端子５５から半導体スイッチング素子までの接続の態様によっては、さらにインダクタンスが高くなってしまうという問題があった。
【０００７】
上記の問題に鑑みて、本発明はインダクタンスの低減を図った金属化フィルムコンデンサおよびそれを用いた電力変換装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る金属化フィルムコンデンサは、金属化フィルムを巻回または積層した巻回体または積層体の一の極性側の端面に第１メタリコン部を形成し、他の極性側の端面に第２メタリコン部を形成した複数のコンデンサ素子を並列に接続し、複数のコンデンサ素子の第１メタリコン部同士を第１引出電極によって接続し、第２メタリコン部同士を第２引出電極によって接続してなる少なくとも一つのコンデンサ素体と、第１および第２引出電極にそれぞれ接続され、板状導体より形成された第１および第２導体部からなるバスバと、第１導体部と第２導体部との間に挟まれた第１絶縁体とを備えた金属化フィルムコンデンサであって、第１導体部は、第１引出電極に接続される第１引出電極接続部と、第１引出電極接続部から第１引出電極接続部の電極平面と同一平面内で部分的に延出した第１延出部と、第１延出部と連結され、該第１延出部に対して略垂直に立ち上がった第１連結部と、第１引出電極接続部および第１延出部が形成する電極平面と平行かつ第１延出部から離れる方向に第１連結部の先端部から延びる第１外部接続部とを有し、第２導体部は、第２引出電極に接続されるとともに、第１絶縁体を挟んで第１引出電極接続部に重ね合わされた第２引出電極接続部と、第１絶縁体を挟んで第１延出部と重ね合わされるとともに、第２引出電極接続部から第２引出電極接続部の電極平面と同一平面内で部分的に延出した第２延出部と、第２延出部と連結され、第１連結部と絶縁されながら対向して第２延出部に対して略垂直に立ち上がった第２連結部と、第２引出電極接続部および第２延出部が形成する電極平面と平行かつ第２延出部から離れる方向に第２連結部の先端部から延びる第２外部接続部とを有し、第１および第２外部接続部を介して外部機器と接続されることを特徴とする。
【０００９】
このような構成を有する発明（金属フィルムコンデンサ）によれば、第１絶縁体を挟んで互いに重ね合わされた第１導体部および第２導体部からなるバスバを備えているため、両導体部間の距離を狭くし、かつバスバ自体の高さ寸法を小さくすることが可能となり、インダクタンスの低減を図ることができる。具体的には、第１引出電極接続部と第２引出電極接続部とが第１絶縁体を挟んで重ね合わされるとともに、第１延出部と第２延出部とが第１絶縁体を挟んで重ね合わされる。しかも、第１および第２延出部に対してそれぞれ略垂直に立ち上がった第１および第２連結部とが絶縁されながら対向して配置されているので、両導体部間を確実に絶縁しながらも互いの導電部を流れる電流によって生じる磁束の打ち消し効果によって、インダクタンスを効果的に低減することができる。また、第１および第２外部接続部がそれぞれ第１および第２引出電極接続部（および第１および第２延出部）が形成する電極平面と平行かつ第１および第２延出部から離れる方向に延びるように形成されているので、低インダクタンス化を図りながらも、バスバ自体の高さ寸法を小さくすることが可能となる。
【００１０】
ここで、バスバは、コンデンサ素体側から第１導体部、第１絶縁体、第２導体部の順に重ね合わされ、第１引出電極は、第１導体部に向かって引き出されて第１引出電極接続部に接続され、第２引出電極は、コンデンサ素子の側面および第１メタリコン部側にまわり込んでから第２導体部に向かって引き出されて第２引出電極接続部に接続され、第１引出電極と第２引出電極との間にバスバが挟まれるように構成することが好ましい。この構成によれば、コンデンサの低背化を図りながらも、第１および第２引出電極の引き回しに起因するインダクタンスを効果的に低減することができる。
【００１１】
また、本発明に係る電力変換装置は、上記金属化フィルムコンデンサと、互いに異なる極性を有する第１および第２導板を第２絶縁体を挟んで対向させながら貼り合わせてなる外部引出電極板と、外部機器として、互いに異なる極性を有する第１および第２電極が形成された半導体素子とを備えた電力変換装置であって、第１電極は、第１導板を介して第１外部接続部に接続される一方、第２電極は、第２導板を介して第２外部接続部に接続されていることを特徴としている。
【００１２】
このような構成を有する発明（電力変換装置）によれば、第２絶縁体を挟んで第１導板および第２導板を対向させながら貼り合わせてなる外部引出電極板を介して、半導体素子と金属フィルムコンデンサ（第１および第２外部接続部）とを接続している。このため、外部機器との接続を簡便にしながらも、第１導板および第２導板を流れる互いに逆向きの電流によってインダクタンスの低減を図ることができる。
【００１３】
また、第１および第２外部接続部には、それぞれ貫通穴が形成され、第１および第２導板には、それぞれ径の異なる小径貫通穴および大径貫通穴が形成されており、第１導板に形成された小径貫通穴と、第２導板に形成された大径貫通穴と、第１外部接続部に形成された貫通穴とが同軸状に連通する第１連通部を形成し、該第１連通部に挿入された導電性を有する第１固定部材により、第１固定部材が前記第２導板に接触することなく第１導板と前記第１外部接続部とが接続され、第２導板に形成された小径貫通穴と、第１導板に形成された大径貫通穴と、第２外部接続部に形成された貫通穴とが同軸状に連通する第２連通部を形成し、該第２連通部に挿入された導電性を有する第２固定部材により、第２固定部材が第１導板に接触することなく第２導板と第２外部接続部とが接続されるように構成するのが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、第１外部接続部と第１導板との導通および第２外部接続部と第２導板との導通を互いの絶縁を良好に図りながらも、簡便に実現することができる。すなわち、第１および第２外部接続部上に外部引出電極板を配置し、第１および第２固定部材を用いて両者を接続することにより、簡便かつコンパクトに金属化フィルムコンデンサ（第１および第２導電部）と外部引出電極板を接続することができる。よって、このような金属化フィルムコンデンサと外部引出電極板の組み合わせにより、汎用性の高い低インダクタンスの装置構成が可能となる。
【００１５】
さらに、第１外部接続部と第２外部接続部とを、第１または第２導板の厚みに第２絶縁体の厚みを加えた分だけ、第１および第２延出部の垂直方向における高さ位置が異なるように構成することが好ましい。この構成によれば、高さ調節のための導体（スペーサ）を追加的に用いることなく、金属化フィルムコンデンサ（第１および第２導電部）と外部引出電極板を直接接続することが可能となる。
【００１６】
また、第１導板と第１外部接続部とを接続する接続部と、第２導板と第２外部接続部とを接続する接続部とを仮想的に結ぶ線の垂直二等分線に対して、第１電極と第２電極とを線対称の位置に配置したり、第１導板と第１外部接続部とを接続する接続部と、第２導板と第２外部接続部との接続部とを通る仮想線に対して、第１電極と第２電極とを線対称の位置に配置することが好ましい。この構成によれば、電力変換装置の一方の極性に対する他方極性のインピーダンス（正極側と負極側のインピーダンス）がほぼ等しくなり、磁束が均等に打ち消され、インダクタンスの低減を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、インダクタンスの低減を図った金属化フィルムコンデンサおよびそれを用いた電力変換装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の金属化フィルムコンデンサの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１の金属化フィルムコンデンサが備えるコンデンサ素子を示す斜視図である。
【図３】図１の金属化フィルムコンデンサが備えるコンデンサ素体を示す斜視図である。
【図４】バスバを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）の線Ａ−Ａ’断面図である。
【図５】バスバと引出電極との接続構造であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の線Ｂ−Ｂ’断面図である。
【図６】図１の金属化フィルムコンデンサにラミネートバスバを接続した状態を示す図である。
【図７】図６のラミネートバスバを示す斜視図である。
【図８】バスバとラミネートバスバとの接続構造であって、（ａ）は部分平面図、（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ、（ａ）の線Ｃ−Ｃ’断面図である。
【図９】本発明の電力変換装置を示す平面図である。
【図１０】本発明の変形例１に係る電力変換装置を示す平面図である。
【図１１】本発明の変形例２に係る電力変換装置を示す平面図である。
【図１２】本発明の変形例３に係る電力変換装置を示す平面図である。
【図１３】従来（比較例）の金属化フィルムコンデンサを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２０】
［金属化フィルムコンデンサ］
図１に、本発明の金属化フィルムコンデンサの一実施形態を示す。
【００２１】
金属化フィルムコンデンサ１は、図１に示すように並列に接続した複数のコンデンサ素子３からなる複数のコンデンサ素体４と、バスバ５と、該バスバ５と各コンデンサ素体４とを接続する第１引出電極６（図３）および第２引出電極７とを備えている。
【００２２】
コンデンサ素子３は、図２に示すように誘電体フィルムの少なくとも片面にアルミニウム等の金属を蒸着させて５μｍ厚の金属化フィルムを形成し、この金属化フィルムを巻回した巻回体の一の極性側の端面に第１メタリコン部２ａを、他の極性側の端面に第２メタリコン部２ｂを形成したものである。
【００２３】
コンデンサ素体４は、図３に示すように同一方向に並べた二つのコンデンサ素子３を高さ方向に複数段（本実施例では七段）積み上げ、各コンデンサ素子３を並列に接続したものである。各コンデンサ素子３の第１メタリコン部２ａは同一平面上に位置し、銅等の金属板もしくは金属テープからなる第１引出電極６と接続されている。同様に、各コンデンサ素子３の第２メタリコン部２ｂは同一平面上に位置し、銅等の金属板もしくは金属テープからなる第２引出電極７と接続されている。
【００２４】
第１引出電極６は長矩形状をしており、第１引出電極６の短手方向の一辺側の端部が、長手方向（高さ方向）に真っ直ぐ延びて第１メタリコン部２ａ側から引き出されている。第２引出電極７は、第２メタリコン部２ｂ側からコンデンサ素子３の側面を通って、（コンデンサ素子３の側面、第１メタリコン部２ａおよび第１引出電極６を囲むように）第１メタリコン部２ａ側にまわり込んで、そこから第１引出電極６と同じ方向に引き出されている。第１引出電極６と第２引出電極７との間には、第１引出電極６の一面を覆う大きさの絶縁シート８が配置されている。
【００２５】
バスバ５は、図４に示すように銅等の板状導体により形成した第１導体部９と第２導体部１０とを備え、これらを第１絶縁体１１を挟んで重ね合わせたものである。
【００２６】
第１導体部９は、第１引出電極接続部１２と、第１延出部１３と、第１連結部１４と、第１外部接続部１５とからなる。第１引出電極接続部１２は、平面視矩形状をしている。第１延出部１３は、第１引出電極接続部１２の一辺側の端部を第１引出電極接続部１２と同一平面内に部分的に延出したものである。なお、第１引出電極接続部１２と第１延出部１３とは、平面視略Ｔ字状をなす。第１連結部１４は、第１延出部１３の相対向する一辺側の端部を、第１引出電極接続部１２および第１延出部１３が配置された平面に対して略垂直方向に部分的に延出したものである。また、第１外部接続部１５は、第１引出電極接続部１２と平行になるように、第１連結部１４を第１延出部１３から離れる方向に折り曲げたものである。
【００２７】
第２導体部１０は、第２引出電極接続部１６と、第２延出部１７と、第２連結部１８と、第２外部接続部１９とからなる。第２引出電極接続部１６は、第１引出電極接続部１２と同形状で、第１絶縁体１１を挟んで第１引出電極接続部１２に重ね合わせたものである。第２延出部１７は、第２引出電極接続部１６の一辺側の端部を第２引出電極接続部１６と同一平面内に部分的に延出したもので、第１延出部１３と同形状に形成するとともに、第１絶縁体１１を挟んで第１延出部１３に重ね合わせたものである。なお、第２引出電極接続部１６と第２延出部１７とは、平面視略Ｔ字状をなす。第２連結部１８は、第２延出部１７を挟んで第１連結部１４と略平行に対向するように第２延出部１７の一辺側の端部を部分的に延出したものである。第２外部接続部１９は、第２引出電極接続部１６と平行になるように、第２連結部１８を第２延出部１７から離れる方向に折り曲げたものである。
【００２８】
本実施例では、バスバ５に三つのコンデンサ素体４が接続されている。具体的には、図５に示すように第１引出電極６（６ａ、６ｂ、６ｃ）は、コンデンサ素体４側に折り曲げられた先端部分において第１引出電極接続部１２の下面にはんだ接続されている。第２引出電極７（７ａ、７ｂ、７ｃ）は、同様に折り曲げられた先端部分において第２引出電極接続部１６の上面にはんだ接続されている。すなわち、第１引出電極６の先端部分および第２引出電極７の先端部分によりバスバ５が挟まれている。
【００２９】
また、第１外部接続部１５および第２外部接続部１９には、それぞれ貫通穴２０、２１が形成されており、該貫通穴２０、２１に導電性の固定部材を挿入することで、バスバ５と後述するラミネートバスバ（外部引出電極板）２２とが接続される。
【００３０】
図６は、図１の金属化フィルムコンデンサにラミネートバスバを接続した状態（以下、このようにラミネートバスバ２２を接続した金属化フィルムコンデンサ１を「コンデンサユニット１Ａ」という）を示す図である。コンデンサユニット１Ａは、ラミネートバスバ２２により図示していない半導体スイッチング素子と接続される。
【００３１】
ラミネートバスバ２２は、図７に示すように第２絶縁体２３を挟んで重ね合わされた第１ラミネート用部材（第１導板）２４および第２ラミネート用部材（第２導板）２５からなる。
【００３２】
第１ラミネート用部材２４は、銅等の金属板により長矩形状に形成されており、一方の短辺側近傍には径の異なる一対の小径貫通穴２６および大径貫通穴２７が形成されている。
【００３３】
第２ラミネート用部材２５は、銅等の金属板により第１ラミネート用部材２４と同形状に形成されており、第１ラミネート用部材２４の小径貫通穴２６に対応した位置に大径貫通穴２９が形成され、大径貫通穴２７に対応した位置に小径貫通穴２８が形成されている。
【００３４】
第２絶縁体２３は、第１ラミネート用部材２４および第２ラミネート用部材２５と同形状に形成されており、第１ラミネート用部材２４の小径貫通穴２６に対応した位置に小径貫通穴２６と大径貫通穴２９との中間の径の大きさを有する中径貫通穴３０が形成され、大径貫通穴２７に対応した位置に中径貫通穴３１が同様に形成されている。すなわち、ラミネートバスバ２２には、同軸状に配置された大径貫通穴２９と、中径貫通穴３０と、小径貫通穴２６とを連通する第１連通部３２と、別の同軸状に配置された大径貫通穴２７と、中径貫通穴３１と、小径貫通穴２８とを連通する第２連通部３３とが形成されている。
【００３５】
ラミネートバスバ２２とバスバ５とは、図８に示すように第１連通部３２が第１外部接続部１５に形成された貫通穴２０に連通し、第２連通部３３が第２外部接続部１９に形成された貫通穴２１に連通するように配置され、導電性を有する固定部材３４、３５により接続されている。また、図８（ｂ）に示すように、貫通穴２０を含む第１連通部３２に挿入された第１固定部材３４は、第１ラミネート用部材２４と第１外部接続部１５とを接続するが、第２ラミネート用部材２５とは非接触となっている。同様に、第２固定部材３５は、第２ラミネート用部材２５と第２外部接続部１９とを接続するが、第１ラミネート用部材２４とは非接触となっている。これにより、第１ラミネート用部材２４と第２ラミネート用部材２５とがショートするのを防いでいる。なお、第１固定部材３４（第２固定部材３５）には、例えばボルトとナットとが使用される。
【００３６】
ラミネートバスバ２２に形成された小径貫通穴２６、２８は、第１固定部材３４および第２固定部材３５が挿入できる範囲で小さくするのが好ましい。また、大径貫通穴２７、２９は、第１固定部材３４および第２固定部材３５と接触しない範囲で小さくするのが好ましい。これにより、ラミネートバスバ２２を構成している第１ラミネート用部材２４および第２ラミネート用部材２５の面積が削減されるのを回避することができ、ラミネートバスバ２２自身のインダクタンスを低減することが可能になる。
【００３７】
また、第１外部接続部１５と第２外部接続部１９とが、第１ラミネート用部材２４の厚みに第２絶縁体２３の厚みを加えた分、もしくは第２ラミネート用部材２５の厚みに第２絶縁体２３の厚みを加えた分だけ第１および第２延出部１３、１７の垂直方向における高さ位置が異なる場合は、図８（ｃ）に示すように、第１ラミネート用部材２４と第１外部接続部１５とを直接接続することができる。同様に、第２ラミネート用部材２５と第２外部接続部１９とも直接接続することができる。上記以外の場合は、例えば、図８（ｂ）に示すように高さ調節用の導体（スペーサ）３６を使用して第２ラミネート用部材２５と第２外部接続部１９とを接続することができる。
【００３８】
表１に、実施例に係るコンデンサユニット１Ａと比較例に係るコンデンサユニットについてインダクタンスを測定した結果を示す。実施例では、定格容量３３００μＦのコンデンサユニット１Ａを５台（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５）作製し、それぞれについてインダクタンスの測定を行った。
【００３９】
比較例に係るコンデンサユニット５１は、図１３に示すように５μｍのアルミ蒸着金属化フィルムを巻回した巻回体の両端面にメタリコン部を形成してコンデンサ素子５２とし、該コンデンサ素子を実施例と同数併設して形成したコンデンサ素体をケース５６に収納するとともに、外部端子５５に接続したものであり、定格容量は３３００μＦである。比較例では、このコンデンサユニット５１を５台（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５）作製し、それぞれについてインダクタンスの測定を行った。
【００４０】
【表１】
【００４１】
表１から分かるように、比較例では、５台のコンデンサユニット５１のインダクタンスの平均が６０．３ｎＨであるのに対して、実施例では、５台のコンデンサユニット１Ａのインダクタンスの平均が１９．９ｎＨとなっており、比較例の３分の１以下の低インダクタンス化が達成されている。これは、比較例に係るコンデンサユニット５１では外部端子５５の端子間距離が広く外部端子５５自体の高さ寸法も大きくなるが、実施例のコンデンサユニット１Ａでは、バスバ５とラミネートバスバ２２とを備え、外部端子５５を排除した構成としたためだと考えられる。
【００４２】
［電力変換装置］
図９は、本発明に係る電力変換装置の模式的な平面図である。電力変換装置３７は、金属化フィルムコンデンサ１と、第１電極３８（例えば、正極）および第２電極３９（負極）を有する自己消弧形の半導体スイッチング素子４０と、第２絶縁体２３（不図示）を挟んで重ね合わされた第１ラミネート用部材２４および第２ラミネート用部材２５からなるラミネートバスバ２２とを備えている。なお、図９では、構成の理解を容易にするために第１ラミネート用部材２４と第２ラミネート用部材２５とをずらして記載しているが、実際は、このようなずれはない。
【００４３】
第１電極３８は、第１ラミネート用部材２４を介して、第１外部接続部１５（金属化フィルムコンデンサ１の陽極）に接続され、第２電極３９は、第２ラミネート用部材２５を介して、第２外部接続部１９（陰極）に接続されている。
【００４４】
本実施例では、図９に示すように第１ラミネート用部材２４と第１外部接続部１５との接続部（第１連通部３２）と、第２ラミネート用部材２５と第２外部接続部１９との接続部（第２連通部３３）とを仮想的に結ぶ線の垂直二等分線Ｌ１が、第１ラミネート用部材２４と第１電極３８との接続部と、第２ラミネート用部材２５と第２電極３９との接続部とを仮想的に結ぶ線の垂直二等分線Ｌ２と一致している。このため、金属化フィルムコンデンサ１の第１外部接続部１５（陽極）側と第２外部接続部１９（陰極）側とのインピーダンスがほぼ等しくなり、金属化フィルムコンデンサ１の充放電電流に起因して発生する磁界を均等に打ち消すことができるため、インダクタンスをさらに低減することが可能となる。
【００４５】
以上、本発明の好ましい実施例について説明してきたが、本発明はこれらの構成に限定されるものではない。例えば、本発明に係る電力変換装置は、図１０〜１２に示すような構成（変形例１〜３）にしても、実施例と同様にインダクタンスの低減効果を得ることができる。
【００４６】
図１０は、三相のうちの各相を担う三つの半導体スイッチング素子４０を備えた電力変換装置である（変形例１）。図１１は、第１ラミネート用部材２４と第１電極３８との接続部と、第２ラミネート用部材２５と第２電極３９との接続部とを仮想的に結ぶ線の垂直二等分線Ｌ２を基準として偶数個（本例では２個）の金属化フィルムコンデンサ１、１’を対称に配置した電力変換装置である（変形例２）。
【００４７】
図１２は、第１ラミネート用部材２４と第１外部接続部１５との接続部（第１連通部３２）と、第２ラミネート用部材２５と第２外部接続部１９との接続部（第２連通部３３）とを通る仮想線Ｌ３が、第１ラミネート用部材２４と第１電極３８との接続部と、第２ラミネート用部材２５と第２電極３９との接続部とを仮想的に結ぶ線の垂直二等分線Ｌ２と一致するように金属化フィルムコンデンサ１を配置した電力変換装置である（変形例３）。
【００４８】
また、上記実施例および上記変形例では、金属化フィルムを巻回した巻回体を用いてコンデンサ素子３を作製したが、金属化フィルムを積層した積層体を用いてコンデンサ素子を作製してもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１、１Ａ 金属化フィルムコンデンサ
２ａ 第１メタリコン部
２ｂ 第２メタリコン部
３ コンデンサ素子
４ コンデンサ素体
５ バスバ
６ 第１引出電極
７ 第２引出電極
８ 絶縁シート
９ 第１導体部
１０ 第２導体部
１１ 第１絶縁体
１２ 第１引出電極接続部
１３ 第１延出部
１４ 第１連結部
１５ 第１外部接続部
１６ 第２引出電極接続部
１７ 第２延出部
１８ 第２連結部
１９ 第２外部接続部
２２ ラミネートバスバ（外部引出電極板）
２３ 第２絶縁体
２４ 第１ラミネート用部材（第１導板）
２５ 第２ラミネート用部材（第２導板）
３２ 第１連通部
３３ 第２連通部
３４ 第１固定部材
３５ 第２固定部材
３７ 電力変換装置
３８ 第１電極
３９ 第２電極
４０ 半導体スイッチング素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インダクタンスの低減を図った金属化フィルムコンデンサおよびそれを用いた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の金属化フィルムコンデンサは、誘電体フィルムの少なくとも片面にアルミニウム等の金属を蒸着させて金属化フィルムを形成し、この金属化フィルムを巻回した巻回体の端面にメタリコン部を形成してコンデンサ素子を作製し、これをケースに複数個収納して各コンデンサ素子のメタリコン部をリード線または結線板等の引出電極で相互に接続した後、ケースに樹脂を充填、硬化させて作製している。
【０００３】
このような金属化フィルムコンデンサのうち高周波回路に適用されるものは、低インダクタンス化が強く求められている。そこで、図１３に示す特許文献１に記載された金属化フィルムコンデンサ５１では、コンデンサ素子５２の端面に形成した一方側メタリコン部に接続された引出電極５３と、他方側メタリコン部に接続された引出電極５４とを近接して平行に引き出した構成とし、インダクタンスの低減を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２７７３７８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、上記特許文献１に記載された金属化フィルムコンデンサ５１では、引出電極５３、５４に接続された外部端子５５の寸法が大きく、また端子間距離も広いため、インダクタンスが高くなってしまうという問題があった。
【０００６】
また、上記の金属化フィルムコンデンサ５１を電力変換装置に用いる場合、外部端子５５から半導体スイッチング素子までの接続の態様によっては、さらにインダクタンスが高くなってしまうという問題があった。
【０００７】
上記の問題に鑑みて、本発明はインダクタンスの低減を図った金属化フィルムコンデンサおよびそれを用いた電力変換装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る金属化フィルムコンデンサは、金属化フィルムを巻回または積層した巻回体または積層体の一の極性側の端面に第１メタリコン部を形成し、他の極性側の端面に第２メタリコン部を形成した複数のコンデンサ素子を並列に接続し、複数のコンデンサ素子の第１メタリコン部同士を第１引出電極によって接続し、第２メタリコン部同士を第２引出電極によって接続してなる少なくとも一つのコンデンサ素体と、第１および第２引出電極にそれぞれ接続され、板状導体より形成された第１および第２導体部からなるバスバと、第１導体部と第２導体部との間に挟まれた第１絶縁体とを備えた金属化フィルムコンデンサであって、第１導体部は、第１引出電極に接続される第１引出電極接続部と、第１引出電極接続部から第１引出電極接続部の電極平面と同一平面内で部分的に延出した第１延出部と、第１延出部と連結され、該第１延出部に対して略垂直に立ち上がった第１連結部と、第１引出電極接続部および第１延出部が形成する電極平面と平行かつ第１延出部から離れる方向に第１連結部の先端部から延びる第１外部接続部とを有し、第２導体部は、第２引出電極に接続されるとともに、第１絶縁体を挟んで第１引出電極接続部に重ね合わされた第２引出電極接続部と、第１絶縁体を挟んで第１延出部と重ね合わされるとともに、第２引出電極接続部から第２引出電極接続部の電極平面と同一平面内で部分的に延出した第２延出部と、第２延出部と連結され、第１連結部と絶縁されながら対向して第２延出部に対して略垂直に立ち上がった第２連結部と、第２引出電極接続部および第２延出部が形成する電極平面と平行かつ第２延出部から離れる方向に第２連結部の先端部から延びる第２外部接続部とを有し、第１および第２外部接続部を介して外部機器と接続されることを特徴とする。
【０００９】
このような構成を有する発明（金属フィルムコンデンサ）によれば、第１絶縁体を挟んで互いに重ね合わされた第１導体部および第２導体部からなるバスバを備えているため、両導体部間の距離を狭くし、かつバスバ自体の高さ寸法を小さくすることが可能となり、インダクタンスの低減を図ることができる。具体的には、第１引出電極接続部と第２引出電極接続部とが第１絶縁体を挟んで重ね合わされるとともに、第１延出部と第２延出部とが第１絶縁体を挟んで重ね合わされる。しかも、第１および第２延出部に対してそれぞれ略垂直に立ち上がった第１および第２連結部とが絶縁されながら対向して配置されているので、両導体部間を確実に絶縁しながらも互いの導電部を流れる電流によって生じる磁束の打ち消し効果によって、インダクタンスを効果的に低減することができる。また、第１および第２外部接続部がそれぞれ第１および第２引出電極接続部（および第１および第２延出部）が形成する電極平面と平行かつ第１および第２延出部から離れる方向に延びるように形成されているので、低インダクタンス化を図りながらも、バスバ自体の高さ寸法を小さくすることが可能となる。
【００１０】
ここで、バスバは、コンデンサ素体側から第１導体部、第１絶縁体、第２導体部の順に重ね合わされ、第１引出電極は、第１導体部に向かって引き出されて第１引出電極接続部に接続され、第２引出電極は、コンデンサ素子の側面および第１メタリコン部側にまわり込んでから第２導体部に向かって引き出されて第２引出電極接続部に接続され、第１引出電極と第２引出電極との間にバスバが挟まれるように構成することが好ましい。この構成によれば、コンデンサの低背化を図りながらも、第１および第２引出電極の引き回しに起因するインダクタンスを効果的に低減することができる。
【００１１】
また、本発明に係る電力変換装置は、上記金属化フィルムコンデンサと、互いに異なる極性を有する第１および第２導板を第２絶縁体を挟んで対向させながら貼り合わせてなる外部引出電極板と、外部機器として、互いに異なる極性を有する第１および第２電極が形成された半導体素子とを備えた電力変換装置であって、第１電極は、第１導板を介して第１外部接続部に接続される一方、第２電極は、第２導板を介して第２外部接続部に接続されていることを特徴としている。
【００１２】
このような構成を有する発明（電力変換装置）によれば、第２絶縁体を挟んで第１導板および第２導板を対向させながら貼り合わせてなる外部引出電極板を介して、半導体素子と金属フィルムコンデンサ（第１および第２外部接続部）とを接続している。このため、外部機器との接続を簡便にしながらも、第１導板および第２導板を流れる互いに逆向きの電流によってインダクタンスの低減を図ることができる。
【００１３】
また、第１および第２外部接続部には、それぞれ貫通穴が形成され、第１および第２導板には、それぞれ径の異なる小径貫通穴および大径貫通穴が形成されており、第１導板に形成された小径貫通穴と、第２導板に形成された大径貫通穴と、第１外部接続部に形成された貫通穴とが同軸状に連通する第１連通部を形成し、該第１連通部に挿入された導電性を有する第１固定部材により、第１固定部材が前記第２導板に接触することなく第１導板と前記第１外部接続部とが接続され、第２導板に形成された小径貫通穴と、第１導板に形成された大径貫通穴と、第２外部接続部に形成された貫通穴とが同軸状に連通する第２連通部を形成し、該第２連通部に挿入された導電性を有する第２固定部材により、第２固定部材が第１導板に接触することなく第２導板と第２外部接続部とが接続されるように構成するのが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、第１外部接続部と第１導板との導通および第２外部接続部と第２導板との導通を互いの絶縁を良好に図りながらも、簡便に実現することができる。すなわち、第１および第２外部接続部上に外部引出電極板を配置し、第１および第２固定部材を用いて両者を接続することにより、簡便かつコンパクトに金属化フィルムコンデンサ（第１および第２導電部）と外部引出電極板を接続することができる。よって、このような金属化フィルムコンデンサと外部引出電極板の組み合わせにより、汎用性の高い低インダクタンスの装置構成が可能となる。
【００１５】
さらに、第１外部接続部と第２外部接続部とを、第１または第２導板の厚みに第２絶縁体の厚みを加えた分だけ、第１および第２延出部の垂直方向における高さ位置が異なるように構成することが好ましい。この構成によれば、高さ調節のための導体（スペーサ）を追加的に用いることなく、金属化フィルムコンデンサ（第１および第２導電部）と外部引出電極板を直接接続することが可能となる。
【００１６】
また、第１導板と第１外部接続部とを接続する接続部と、第２導板と第２外部接続部とを接続する接続部とを仮想的に結ぶ線の垂直二等分線に対して、第１電極と第２電極とを線対称の位置に配置したり、第１導板と第１外部接続部とを接続する接続部と、第２導板と第２外部接続部との接続部とを通る仮想線に対して、第１電極と第２電極とを線対称の位置に配置することが好ましい。この構成によれば、電力変換装置の一方の極性に対する他方極性のインピーダンス（正極側と負極側のインピーダンス）がほぼ等しくなり、磁束が均等に打ち消され、インダクタンスの低減を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、インダクタンスの低減を図った金属化フィルムコンデンサおよびそれを用いた電力変換装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の金属化フィルムコンデンサの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１の金属化フィルムコンデンサが備えるコンデンサ素子を示す斜視図である。
【図３】図１の金属化フィルムコンデンサが備えるコンデンサ素体を示す斜視図である。
【図４】バスバを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）の線Ａ−Ａ’断面図である。
【図５】バスバと引出電極との接続構造であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の線Ｂ−Ｂ’断面図である。
【図６】図１の金属化フィルムコンデンサにラミネートバスバを接続した状態を示す図である。
【図７】図６のラミネートバスバを示す斜視図である。
【図８】バスバとラミネートバスバとの接続構造であって、（ａ）は部分平面図、（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ、（ａ）の線Ｃ−Ｃ’断面図である。
【図９】本発明の電力変換装置を示す平面図である。
【図１０】本発明の変形例１に係る電力変換装置を示す平面図である。
【図１１】本発明の変形例２に係る電力変換装置を示す平面図である。
【図１２】本発明の変形例３に係る電力変換装置を示す平面図である。
【図１３】従来（比較例）の金属化フィルムコンデンサを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２０】
［金属化フィルムコンデンサ］
図１に、本発明の金属化フィルムコンデンサの一実施形態を示す。
【００２１】
金属化フィルムコンデンサ１は、図１に示すように並列に接続した複数のコンデンサ素子３からなる複数のコンデンサ素体４と、バスバ５と、該バスバ５と各コンデンサ素体４とを接続する第１引出電極６（図３）および第２引出電極７とを備えている。
【００２２】
コンデンサ素子３は、図２に示すように誘電体フィルムの少なくとも片面にアルミニウム等の金属を蒸着させて５μｍ厚の金属化フィルムを形成し、この金属化フィルムを巻回した巻回体の一の極性側の端面に第１メタリコン部２ａを、他の極性側の端面に第２メタリコン部２ｂを形成したものである。
【００２３】
コンデンサ素体４は、図３に示すように同一方向に並べた二つのコンデンサ素子３を高さ方向に複数段（本実施例では七段）積み上げ、各コンデンサ素子３を並列に接続したものである。各コンデンサ素子３の第１メタリコン部２ａは同一平面上に位置し、銅等の金属板もしくは金属テープからなる第１引出電極６と接続されている。同様に、各コンデンサ素子３の第２メタリコン部２ｂは同一平面上に位置し、銅等の金属板もしくは金属テープからなる第２引出電極７と接続されている。
【００２４】
第１引出電極６は長矩形状をしており、第１引出電極６の短手方向の一辺側の端部が、長手方向（高さ方向）に真っ直ぐ延びて第１メタリコン部２ａ側から引き出されている。第２引出電極７は、第２メタリコン部２ｂ側からコンデンサ素子３の側面を通って、（コンデンサ素子３の側面、第１メタリコン部２ａおよび第１引出電極６を囲むように）第１メタリコン部２ａ側にまわり込んで、そこから第１引出電極６と同じ方向に引き出されている。第１引出電極６と第２引出電極７との間には、第１引出電極６の一面を覆う大きさの絶縁シート８が配置されている。
【００２５】
バスバ５は、図４に示すように銅等の板状導体により形成した第１導体部９と第２導体部１０とを備え、これらを第１絶縁体１１を挟んで重ね合わせたものである。
【００２６】
第１導体部９は、第１引出電極接続部１２と、第１延出部１３と、第１連結部１４と、第１外部接続部１５とからなる。第１引出電極接続部１２は、平面視矩形状をしている。第１延出部１３は、第１引出電極接続部１２の一辺側の端部を第１引出電極接続部１２と同一平面内に部分的に延出したものである。なお、第１引出電極接続部１２と第１延出部１３とは、平面視略Ｔ字状をなす。第１連結部１４は、第１延出部１３の相対向する一辺側の端部を、第１引出電極接続部１２および第１延出部１３が配置された平面に対して略垂直方向に部分的に延出したものである。また、第１外部接続部１５は、第１引出電極接続部１２と平行になるように、第１連結部１４を第１延出部１３から離れる方向に折り曲げたものである。
【００２７】
第２導体部１０は、第２引出電極接続部１６と、第２延出部１７と、第２連結部１８と、第２外部接続部１９とからなる。第２引出電極接続部１６は、第１引出電極接続部１２と同形状で、第１絶縁体１１を挟んで第１引出電極接続部１２に重ね合わせたものである。第２延出部１７は、第２引出電極接続部１６の一辺側の端部を第２引出電極接続部１６と同一平面内に部分的に延出したもので、第１延出部１３と同形状に形成するとともに、第１絶縁体１１を挟んで第１延出部１３に重ね合わせたものである。なお、第２引出電極接続部１６と第２延出部１７とは、平面視略Ｔ字状をなす。第２連結部１８は、第２延出部１７を挟んで第１連結部１４と略平行に対向するように第２延出部１７の一辺側の端部を部分的に延出したものである。第２外部接続部１９は、第２引出電極接続部１６と平行になるように、第２連結部１８を第２延出部１７から離れる方向に折り曲げたものである。
【００２８】
本実施例では、バスバ５に三つのコンデンサ素体４が接続されている。具体的には、図５に示すように第１引出電極６（６ａ、６ｂ、６ｃ）は、コンデンサ素体４側に折り曲げられた先端部分において第１引出電極接続部１２の下面にはんだ接続されている。第２引出電極７（７ａ、７ｂ、７ｃ）は、同様に折り曲げられた先端部分において第２引出電極接続部１６の上面にはんだ接続されている。すなわち、第１引出電極６の先端部分および第２引出電極７の先端部分によりバスバ５が挟まれている。
【００２９】
また、第１外部接続部１５および第２外部接続部１９には、それぞれ貫通穴２０、２１が形成されており、該貫通穴２０、２１に導電性の固定部材を挿入することで、バスバ５と後述するラミネートバスバ（外部引出電極板）２２とが接続される。
【００３０】
図６は、図１の金属化フィルムコンデンサにラミネートバスバを接続した状態（以下、このようにラミネートバスバ２２を接続した金属化フィルムコンデンサ１を「コンデンサユニット１Ａ」という）を示す図である。コンデンサユニット１Ａは、ラミネートバスバ２２により図示していない半導体スイッチング素子と接続される。
【００３１】
ラミネートバスバ２２は、図７に示すように第２絶縁体２３を挟んで重ね合わされた第１ラミネート用部材（第１導板）２４および第２ラミネート用部材（第２導板）２５からなる。
【００３２】
第１ラミネート用部材２４は、銅等の金属板により長矩形状に形成されており、一方の短辺側近傍には径の異なる一対の小径貫通穴２６および大径貫通穴２７が形成されている。
【００３３】
第２ラミネート用部材２５は、銅等の金属板により第１ラミネート用部材２４と同形状に形成されており、第１ラミネート用部材２４の小径貫通穴２６に対応した位置に大径貫通穴２９が形成され、大径貫通穴２７に対応した位置に小径貫通穴２８が形成されている。
【００３４】
第２絶縁体２３は、第１ラミネート用部材２４および第２ラミネート用部材２５と同形状に形成されており、第１ラミネート用部材２４の小径貫通穴２６に対応した位置に小径貫通穴２６と大径貫通穴２９との中間の径の大きさを有する中径貫通穴３０が形成され、大径貫通穴２７に対応した位置に中径貫通穴３１が同様に形成されている。すなわち、ラミネートバスバ２２には、同軸状に配置された大径貫通穴２９と、中径貫通穴３０と、小径貫通穴２６とを連通する第１連通部３２と、別の同軸状に配置された大径貫通穴２７と、中径貫通穴３１と、小径貫通穴２８とを連通する第２連通部３３とが形成されている。
【００３５】
ラミネートバスバ２２とバスバ５とは、図８に示すように第１連通部３２が第１外部接続部１５に形成された貫通穴２０に連通し、第２連通部３３が第２外部接続部１９に形成された貫通穴２１に連通するように配置され、導電性を有する固定部材３４、３５により接続されている。また、図８（ｂ）に示すように、貫通穴２０を含む第１連通部３２に挿入された第１固定部材３４は、第１ラミネート用部材２４と第１外部接続部１５とを接続するが、第２ラミネート用部材２５とは非接触となっている。同様に、第２固定部材３５は、第２ラミネート用部材２５と第２外部接続部１９とを接続するが、第１ラミネート用部材２４とは非接触となっている。これにより、第１ラミネート用部材２４と第２ラミネート用部材２５とがショートするのを防いでいる。なお、第１固定部材３４（第２固定部材３５）には、例えばボルトとナットとが使用される。
【００３６】
ラミネートバスバ２２に形成された小径貫通穴２６、２８は、第１固定部材３４および第２固定部材３５が挿入できる範囲で小さくするのが好ましい。また、大径貫通穴２７、２９は、第１固定部材３４および第２固定部材３５と接触しない範囲で小さくするのが好ましい。これにより、ラミネートバスバ２２を構成している第１ラミネート用部材２４および第２ラミネート用部材２５の面積が削減されるのを回避することができ、ラミネートバスバ２２自身のインダクタンスを低減することが可能になる。
【００３７】
また、第１外部接続部１５と第２外部接続部１９とが、第１ラミネート用部材２４の厚みに第２絶縁体２３の厚みを加えた分、もしくは第２ラミネート用部材２５の厚みに第２絶縁体２３の厚みを加えた分だけ第１および第２延出部１３、１７の垂直方向における高さ位置が異なる場合は、図８（ｃ）に示すように、第１ラミネート用部材２４と第１外部接続部１５とを直接接続することができる。同様に、第２ラミネート用部材２５と第２外部接続部１９とも直接接続することができる。上記以外の場合は、例えば、図８（ｂ）に示すように高さ調節用の導体（スペーサ）３６を使用して第２ラミネート用部材２５と第２外部接続部１９とを接続することができる。
【００３８】
表１に、実施例に係るコンデンサユニット１Ａと比較例に係るコンデンサユニットについてインダクタンスを測定した結果を示す。実施例では、定格容量３３００μＦのコンデンサユニット１Ａを５台（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５）作製し、それぞれについてインダクタンスの測定を行った。
【００３９】
比較例に係るコンデンサユニット５１は、図１３に示すように５μｍのアルミ蒸着金属化フィルムを巻回した巻回体の両端面にメタリコン部を形成してコンデンサ素子５２とし、該コンデンサ素子を実施例と同数併設して形成したコンデンサ素体をケース５６に収納するとともに、外部端子５５に接続したものであり、定格容量は３３００μＦである。比較例では、このコンデンサユニット５１を５台（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５）作製し、それぞれについてインダクタンスの測定を行った。
【００４０】
【表１】
【００４１】
表１から分かるように、比較例では、５台のコンデンサユニット５１のインダクタンスの平均が６０．３ｎＨであるのに対して、実施例では、５台のコンデンサユニット１Ａのインダクタンスの平均が１９．９ｎＨとなっており、比較例の３分の１以下の低インダクタンス化が達成されている。これは、比較例に係るコンデンサユニット５１では外部端子５５の端子間距離が広く外部端子５５自体の高さ寸法も大きくなるが、実施例のコンデンサユニット１Ａでは、バスバ５とラミネートバスバ２２とを備え、外部端子５５を排除した構成としたためだと考えられる。
【００４２】
［電力変換装置］
図９は、本発明に係る電力変換装置の模式的な平面図である。電力変換装置３７は、金属化フィルムコンデンサ１と、第１電極３８（例えば、正極）および第２電極３９（負極）を有する自己消弧形の半導体スイッチング素子４０と、第２絶縁体２３（不図示）を挟んで重ね合わされた第１ラミネート用部材２４および第２ラミネート用部材２５からなるラミネートバスバ２２とを備えている。なお、図９では、構成の理解を容易にするために第１ラミネート用部材２４と第２ラミネート用部材２５とをずらして記載しているが、実際は、このようなずれはない。
【００４３】
第１電極３８は、第１ラミネート用部材２４を介して、第１外部接続部１５（金属化フィルムコンデンサ１の陽極）に接続され、第２電極３９は、第２ラミネート用部材２５を介して、第２外部接続部１９（陰極）に接続されている。
【００４４】
本実施例では、図９に示すように第１ラミネート用部材２４と第１外部接続部１５との接続部（第１連通部３２）と、第２ラミネート用部材２５と第２外部接続部１９との接続部（第２連通部３３）とを仮想的に結ぶ線の垂直二等分線Ｌ１が、第１ラミネート用部材２４と第１電極３８との接続部と、第２ラミネート用部材２５と第２電極３９との接続部とを仮想的に結ぶ線の垂直二等分線Ｌ２と一致している。このため、金属化フィルムコンデンサ１の第１外部接続部１５（陽極）側と第２外部接続部１９（陰極）側とのインピーダンスがほぼ等しくなり、金属化フィルムコンデンサ１の充放電電流に起因して発生する磁界を均等に打ち消すことができるため、インダクタンスをさらに低減することが可能となる。
【００４５】
以上、本発明の好ましい実施例について説明してきたが、本発明はこれらの構成に限定されるものではない。例えば、本発明に係る電力変換装置は、図１０〜１２に示すような構成（変形例１〜３）にしても、実施例と同様にインダクタンスの低減効果を得ることができる。
【００４６】
図１０は、三相のうちの各相を担う三つの半導体スイッチング素子４０を備えた電力変換装置である（変形例１）。図１１は、第１ラミネート用部材２４と第１電極３８との接続部と、第２ラミネート用部材２５と第２電極３９との接続部とを仮想的に結ぶ線の垂直二等分線Ｌ２を基準として偶数個（本例では２個）の金属化フィルムコンデンサ１、１’を対称に配置した電力変換装置である（変形例２）。
【００４７】
図１２は、第１ラミネート用部材２４と第１外部接続部１５との接続部（第１連通部３２）と、第２ラミネート用部材２５と第２外部接続部１９との接続部（第２連通部３３）とを通る仮想線Ｌ３が、第１ラミネート用部材２４と第１電極３８との接続部と、第２ラミネート用部材２５と第２電極３９との接続部とを仮想的に結ぶ線の垂直二等分線Ｌ２と一致するように金属化フィルムコンデンサ１を配置した電力変換装置である（変形例３）。
【００４８】
また、上記実施例および上記変形例では、金属化フィルムを巻回した巻回体を用いてコンデンサ素子３を作製したが、金属化フィルムを積層した積層体を用いてコンデンサ素子を作製してもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１、１Ａ 金属化フィルムコンデンサ
２ａ 第１メタリコン部
２ｂ 第２メタリコン部
３ コンデンサ素子
４ コンデンサ素体
５ バスバ
６ 第１引出電極
７ 第２引出電極
８ 絶縁シート
９ 第１導体部
１０ 第２導体部
１１ 第１絶縁体
１２ 第１引出電極接続部
１３ 第１延出部
１４ 第１連結部
１５ 第１外部接続部
１６ 第２引出電極接続部
１７ 第２延出部
１８ 第２連結部
１９ 第２外部接続部
２２ ラミネートバスバ（外部引出電極板）
２３ 第２絶縁体
２４ 第１ラミネート用部材（第１導板）
２５ 第２ラミネート用部材（第２導板）
３２ 第１連通部
３３ 第２連通部
３４ 第１固定部材
３５ 第２固定部材
３７ 電力変換装置
３８ 第１電極
３９ 第２電極
４０ 半導体スイッチング素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属化フィルムを巻回または積層した巻回体または積層体の一の極性側の端面に第１メタリコン部を形成し、他の極性側の端面に第２メタリコン部を形成した複数のコンデンサ素子を並列に接続し、前記複数のコンデンサ素子の前記第１メタリコン部同士を第１引出電極によって接続し、前記第２メタリコン部同士を第２引出電極によって接続してなる少なくとも一つのコンデンサ素体と、
前記第１および第２引出電極にそれぞれ接続され、板状導体より形成された第１および第２導体部からなるバスバと、
前記第１導体部と前記第２導体部との間に挟まれた第１絶縁体とを備えた金属化フィルムコンデンサにおいて、
前記第１導体部は、
前記第１引出電極に接続される第１引出電極接続部と、
前記第１引出電極接続部から前記第１引出電極接続部の電極平面と同一平面内で部分的に延出した第１延出部と、
前記第１延出部と連結され、該第１延出部に対して略垂直に立ち上がった第１連結部と、
前記第１引出電極接続部および前記第１延出部が形成する前記電極平面と平行かつ前記第１延出部から離れる方向に前記第１連結部の先端部から延びる第１外部接続部とを有し、
前記第２導体部は、
前記第２引出電極に接続されるとともに、前記第１絶縁体を挟んで前記第１引出電極接続部に重ね合わされた第２引出電極接続部と、
前記第１絶縁体を挟んで前記第１延出部と重ね合わされるとともに、前記第２引出電極接続部から前記第２引出電極接続部の電極平面と同一平面内で部分的に延出した第２延出部と、
前記第２延出部と連結され、前記第１連結部と絶縁されながら対向して前記第２延出部に対して略垂直に立ち上がった第２連結部と、
前記第２引出電極接続部および前記第２延出部が形成する前記電極平面と平行かつ前記第２延出部から離れる方向に前記第２連結部の先端部から延びる第２外部接続部とを有し、
前記第１および第２外部接続部を介して外部機器と接続されることを特徴とする金属化フィルムコンデンサ。
【請求項２】
前記バスバは、前記コンデンサ素体側から前記第１導体部、前記第１絶縁体、前記第２導体部の順に重ね合わされ、
前記第１引出電極は、前記第１導体部に向かって引き出されて前記第１引出電極接続部に接続され、
前記第２引出電極は、前記コンデンサ素子の側面および前記第１メタリコン部側にまわり込んでから前記第２導体部に向かって引き出されて前記第２引出電極接続部に接続され、
前記第１引出電極と前記第２引出電極との間に前記バスバが挟まれていることを特徴とする請求項１記載の金属化フィルムコンデンサ。
【請求項３】
請求項１または２記載の金属化フィルムコンデンサと、
互いに異なる極性を有する第１および第２導板を第２絶縁体を挟んで対向させながら貼り合わせてなる外部引出電極板と、
前記外部機器として、互いに異なる極性を有する第１および第２電極が形成された半導体素子と
を備えた電力変換装置において、
前記第１電極は、前記第１導板を介して前記第１外部接続部に接続される一方、前記第２電極は、前記第２導板を介して前記第２外部接続部に接続されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
前記第１および第２外部接続部には、それぞれ貫通穴が形成され、
前記第１および第２導板には、それぞれ径の異なる小径貫通穴および大径貫通穴が形成されており、
前記第１導板に形成された前記小径貫通穴と、前記第２導板に形成された前記大径貫通穴と、前記第１外部接続部に形成された前記貫通穴とが同軸状に連通する第１連通部を形成し、該第１連通部に挿入された導電性を有する第１固定部材により、第１固定部材が前記第２導板に接触することなく前記第１導板と前記第１外部接続部とが接続され、
前記第２導板に形成された前記小径貫通穴と、前記第１導板に形成された前記大径貫通穴と、前記第２外部接続部に形成された前記貫通穴とが同軸状に連通する第２連通部を形成し、該第２連通部に挿入された導電性を有する第２固定部材により、第２固定部材が前記第１導板に接触することなく前記第２導板と前記第２外部接続部とが接続されることを特徴とする請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記第１外部接続部と前記第２外部接続部とは、前記第１または第２導板の厚みに前記第２絶縁体の厚みを加えた分だけ、前記第１および第２延出部の垂直方向における高さ位置が異なることを特徴とする請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記第１導板と前記第１外部接続部とを接続する接続部と、前記第２導板と前記第２外部接続部とを接続する接続部とを仮想的に結ぶ線の垂直二等分線に対して、前記第１電極と前記第２電極とが線対称の位置に配置されていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記第１導板と前記第１外部接続部とを接続する接続部と、前記第２導板と前記第２外部接続部との接続部とを通る仮想線に対して、前記第１電極と前記第２電極とが線対称の位置に配置されていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載の電力変換装置。
【請求項１】
金属化フィルムを巻回または積層した巻回体または積層体の一の極性側の端面に第１メタリコン部を形成し、他の極性側の端面に第２メタリコン部を形成した複数のコンデンサ素子を並列に接続し、前記複数のコンデンサ素子の前記第１メタリコン部同士を第１引出電極によって接続し、前記第２メタリコン部同士を第２引出電極によって接続してなる少なくとも一つのコンデンサ素体と、
前記第１および第２引出電極にそれぞれ接続され、板状導体より形成された第１および第２導体部からなるバスバと、
前記第１導体部と前記第２導体部との間に挟まれた第１絶縁体とを備えた金属化フィルムコンデンサにおいて、
前記第１導体部は、
前記第１引出電極に接続される第１引出電極接続部と、
前記第１引出電極接続部から前記第１引出電極接続部の電極平面と同一平面内で部分的に延出した第１延出部と、
前記第１延出部と連結され、該第１延出部に対して略垂直に立ち上がった第１連結部と、
前記第１引出電極接続部および前記第１延出部が形成する前記電極平面と平行かつ前記第１延出部から離れる方向に前記第１連結部の先端部から延びる第１外部接続部とを有し、
前記第２導体部は、
前記第２引出電極に接続されるとともに、前記第１絶縁体を挟んで前記第１引出電極接続部に重ね合わされた第２引出電極接続部と、
前記第１絶縁体を挟んで前記第１延出部と重ね合わされるとともに、前記第２引出電極接続部から前記第２引出電極接続部の電極平面と同一平面内で部分的に延出した第２延出部と、
前記第２延出部と連結され、前記第１連結部と絶縁されながら対向して前記第２延出部に対して略垂直に立ち上がった第２連結部と、
前記第２引出電極接続部および前記第２延出部が形成する前記電極平面と平行かつ前記第２延出部から離れる方向に前記第２連結部の先端部から延びる第２外部接続部とを有し、
前記第１および第２外部接続部を介して外部機器と接続されることを特徴とする金属化フィルムコンデンサ。
【請求項２】
前記バスバは、前記コンデンサ素体側から前記第１導体部、前記第１絶縁体、前記第２導体部の順に重ね合わされ、
前記第１引出電極は、前記第１導体部に向かって引き出されて前記第１引出電極接続部に接続され、
前記第２引出電極は、前記コンデンサ素子の側面および前記第１メタリコン部側にまわり込んでから前記第２導体部に向かって引き出されて前記第２引出電極接続部に接続され、
前記第１引出電極と前記第２引出電極との間に前記バスバが挟まれていることを特徴とする請求項１記載の金属化フィルムコンデンサ。
【請求項３】
請求項１または２記載の金属化フィルムコンデンサと、
互いに異なる極性を有する第１および第２導板を第２絶縁体を挟んで対向させながら貼り合わせてなる外部引出電極板と、
前記外部機器として、互いに異なる極性を有する第１および第２電極が形成された半導体素子と
を備えた電力変換装置において、
前記第１電極は、前記第１導板を介して前記第１外部接続部に接続される一方、前記第２電極は、前記第２導板を介して前記第２外部接続部に接続されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
前記第１および第２外部接続部には、それぞれ貫通穴が形成され、
前記第１および第２導板には、それぞれ径の異なる小径貫通穴および大径貫通穴が形成されており、
前記第１導板に形成された前記小径貫通穴と、前記第２導板に形成された前記大径貫通穴と、前記第１外部接続部に形成された前記貫通穴とが同軸状に連通する第１連通部を形成し、該第１連通部に挿入された導電性を有する第１固定部材により、第１固定部材が前記第２導板に接触することなく前記第１導板と前記第１外部接続部とが接続され、
前記第２導板に形成された前記小径貫通穴と、前記第１導板に形成された前記大径貫通穴と、前記第２外部接続部に形成された前記貫通穴とが同軸状に連通する第２連通部を形成し、該第２連通部に挿入された導電性を有する第２固定部材により、第２固定部材が前記第１導板に接触することなく前記第２導板と前記第２外部接続部とが接続されることを特徴とする請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記第１外部接続部と前記第２外部接続部とは、前記第１または第２導板の厚みに前記第２絶縁体の厚みを加えた分だけ、前記第１および第２延出部の垂直方向における高さ位置が異なることを特徴とする請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記第１導板と前記第１外部接続部とを接続する接続部と、前記第２導板と前記第２外部接続部とを接続する接続部とを仮想的に結ぶ線の垂直二等分線に対して、前記第１電極と前記第２電極とが線対称の位置に配置されていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記第１導板と前記第１外部接続部とを接続する接続部と、前記第２導板と前記第２外部接続部との接続部とを通る仮想線に対して、前記第１電極と前記第２電極とが線対称の位置に配置されていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載の電力変換装置。
【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２０１１−１４２２６６（Ｐ２０１１−１４２２６６Ａ）
【公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９８６（Ｐ２０１０−２９８６）
【出願日】平成２２年１月８日（２０１０．１．８）
【出願人】（０００００４６０６）ニチコン株式会社 (656)
【出願人】（５０１１３７６３６）東芝三菱電機産業システム株式会社 (904)
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月８日（２０１０．１．８）
【出願人】（０００００４６０６）ニチコン株式会社 (656)
【出願人】（５０１１３７６３６）東芝三菱電機産業システム株式会社 (904)
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]