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� ��実施の形態において、個数、量などに言及� ��る場合、特に記載がある場合を除き、本発� ��の範囲は必ずしもその個数、量などに限定� ��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� ��き、本発明にとって必ずしも必須のもので� ��ない。また、以下に複数の実施の形態が存� ��する場合、特に記載がある場合を除き、各� ��の実施の形態の特徴部分を適宜組合わせる� ��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� ��、電源ラインPL1,PL3を介してバッテリBと接� �され、インバータ430は、電源ラインPL2,PL3を� ��してコンバータ420と接続される。また、イ� ��バータ430は、出力ライン462,464,466を介して� �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� �をコンバータ420に供給し、また、コンバー� �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� ��同期電動発電機であって、負荷駆動装置410� ��ら受ける交流電力によって駆動力を発生す� ��。また、モータジェネレータMGは、発電機� �しても使用され、減速時の発電作用(回生発� ��)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� ��からなる上アームおよび下アームと、リア� ��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� �ラインPL2に接続される上アームは、パワー� �ランジスタQ1と、パワートランジスタQ1に逆� ��列に接続されるダイオードD1とからなり、� �源ラインPL3に接続される下アームは、パワ� �トランジスタQ2と、パワートランジスタQ2に� ��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� ��ートランジスタQ1,Q2の接続点との間に接続� �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、� �の昇圧した昇圧電圧を電源ラインPL2に供給� �る。また、コンバータ420は、インバータ430� �ら受ける直流電圧を降圧してバッテリBを充� ��する。

 インバータ430は、U相アーム452と、V相ア� �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、� ��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� �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� �接続されるダイオードD3とからなり、U相ア� �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� ��ダイオードD4とからなる。V相アーム454の上� ��ームは、パワートランジスタQ5と、パワー� �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� ��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� �ンジスタQ7と、パワートランジスタQ7に逆並� ��に接続されるダイオードD7とからなり、W相� ��ーム456の下アームは、パワートランジスタQ 8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� ��ームにおける各パワートランジスタの接続� ��は、対応する出力ラインを介してモータジ� ��ネレータMGの対応する相のコイルの反中性� �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� ��号に基づいて、電源ラインPL2から受ける直� ��電圧を交流電圧に変換してモータジェネレ� ��タMGへ出力する。また、インバータ430は、� �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� ��され、電源ラインPL1の電圧レベルを平滑化� ��る。また、コンデンサC2は、電源ラインPL2,P L3間に接続され、電源ラインPL2の電圧レベル� ��平滑化する。

 制御装置440は、モータジェネレータMGの� �ルク指令値、各相電流値、およびインバー� �430の入力電圧に基づいてモータジェネレー� �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� ��ンバータ430へ出力する。ここで、モータジ� ��ネレータMGの各相電流値は、インバータ430� �各アームを構成する半導体モジュールに組� �まれた電流センサによって検出される。こ� �電流センサは、S/N比が向上するように半導� �モジュール内に配設されている。また、制� �装置440は、上述したトルク指令値およびモ� �タ回転数に基づいてインバータ430の入力電� �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� ��タMGによって発電された交流電力を直流電� �に変換してバッテリBを充電するため、コン� ��ータ420およびインバータ430におけるパワー� ��ランジスタQ1~Q8のスイッチング動作を制御� �る。

 この負荷駆動装置410においては、コンバ� ��タ420は、制御装置440からの制御信号に基づ� ��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� ��直流電圧を電源ラインPL2から受け、その受� ��た直流電圧を交流電圧に変換してモータジ� ��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� ��タMGの回生動作によって発電された交流電� �を直流電圧に変換して電源ラインPL2へ出力� �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� �、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)� ��電源ラインPL1に接続され、負極(N極)は電源� ��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� �である。図2を参照して、コンデンサ装置100� ��、複数のコンデンサを収容可能な外装ケー� ��101と、この外装ケース101内に収容された複� ��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� ��ト(PET)フィルム、ポリエチレンナフタレー� �(PEN)フィルム、ポリプロピレン(PP)フィルム� �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� ��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� ��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C 1,C2の境界領域は外装ケース101の短辺方向に� �びるが、これに限られず、外装ケース101の� �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� ��デンサ110は電極の間に絶縁フィルムを挟み� ��み、この絶縁フィルム間の正極および負極� ��で電荷を蓄積するキャパシタであり、絶縁� ��ィルムの材質によって誘電率が異なる。こ� ��により容量が異なる。また、絶縁フィルム� ��材質を変化させることで、耐熱性も変化す� ��。

 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� ��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� �端子と接続される。N極バスバー152は電源ラ� ��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� ��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� ��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� ��バー152上に載置されるコンデンサ110と、コ� ��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� ��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� �111であり、下面がN極端子112である。すべて� ��N極端子112はN極バスバー152に接続されてい� �。外装ケース101内にはコンデンサ110が規則� �しく配列されている。コンデンサ110の上面� �P極端子111は第一P極バスバー153および第二P� �バスバー154と接触している。なお、図3で示� ��断面では、コンデンサ110の高さはすべて一� ��であるが、コンデンサ110の高さは必ずしも� ��べてが一定でなくてもよい。また、コンデ� ��サ110の大きさはすべて均等であるが、これ� ��限られず、大きいコンデンサと小さいコン� ��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� �照して、コンデンサは柱状に形成されてお� �、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� �図である。この図5に示すように、コンデン� ��110は、絶縁フィルム114、カソード電極124、� ��縁フィルム115、アノード電極125を順次積層� ��て構成された積層フィルム160を巻回して構� ��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� ��方側の厚みは、コンデンサ110の外方側の厚� ��よりも、厚くなるように形成されている。� ��た、絶縁フィルム115のコンデンサ110の内方� ��の厚さは、コンデンサ110の外方側の厚さよ� ��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� ��デンサ110のうち内部側の温度は、コンデン� ��110の外表面側の温度よりも高くなる。その� ��方で、上記のように、絶縁フィルム114およ� ��絶縁フィルム115の厚さは、コンデンサ110の� ��方側の方が厚く形成されているので、結果� ��して、コンデンサ110の内方側と外方側にお� ��る絶縁フィルム114および絶縁フィルム115の� ��圧寿命(絶縁寿命)に差が生じることを抑制� �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� �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� �フィルム160は、コンデンサ110の外方側に配� �された分割積層フィルム161と、この分割積� �フィルム161に対して、コンデンサ110の内方� �に配置された分割積層フィルム162とを備え� �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� ��カソード電極134と、この分割カソード電極1 34の上面上に配置された分割絶縁膜146と、こ� ��分割絶縁膜146の上面上に形成された分割ア� ��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� ��カソード電極135と、この分割カソード電極1 35の上面上に配置された分割絶縁膜147と、こ� ��分割絶縁膜147の上面上に蒸着された分割ア� ��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1 44と、この分割絶縁膜144に対して、コンデン� ��110の内方側に配置され、分割絶縁膜144の厚� ��よりも厚く形成された分割絶縁膜145とを備� ��ている。絶縁フィルム115は、分割絶縁膜146� ��、この分割絶縁膜146に対して、コンデンサ1 10の内方側に配置され、分割絶縁膜146よりも� ��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� ��電極134と、分割カソード電極135とを含み、� ��ノード電極125は、分割アノード電極136と分� ��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� ��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� ��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� ��る。

 すなわち、分割積層フィルム162の分割絶� ��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� �る。これにより、分割積層フィルム162は、� �割積層フィルム161よりも耐熱寿命が長くな� �ように形成されている。そして、分割積層� �ィルム162をコンデンサ110の内方側に配置す� �ことで、コンデンサ110の内方側の温度が高� �なったとしても、内部側と外部側とで寿命� �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� ��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� �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、� �質材料から構成されている。そして、分割� �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� ��ド電極135、分割アノード電極136および分割� ��ノード電極137は、たとえば、アルミニウム� ��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� �の端部と、分割積層フィルム161のコンデン� �110の内方側の端部が接合されて、積層フィ� �ム160が構成されている。ここで、接合部163� �おいては、コンデンサ110の径方向外方側か� �順次分割絶縁膜144、分割絶縁膜146、分割絶� �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� ��縁膜146の上面と分割絶縁膜145の下面とが接� ��材等によって接着されたり、溶着等されて� ��る。

 ここで、分割カソード電極135の接合部163� ��(コンデンサ110の外方側)端部は、分割絶縁� �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� �ンサ110の外方側)端部は、分割絶縁膜147の接� ��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� ��(コンデンサ110の内方側)の端部は、分割絶� �膜144の接合部163側の端部よりも、コンデン� �110の外方側に位置している。さらに、分割� �ノード電極136の接合部163側(コンデンサ110の� ��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� ��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� ��110の外周側の端部と、分割アノード電極136� ��コンデンサ110の内方側の端部とが互いに離� ��しているため、積層フィルム160を巻回した� ��に、分割カソード電極135と分割アノード電� ��136とが接触することを抑制することができ� ��。そして、分割カソード電極135と分割アノ� ��ド電極136との沿面距離を所定長以上とする� ��とができ、分割カソード電極135と分割アノ� ��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� ��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� ��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� �ルム114および絶縁フィルム115の厚さは、コ� �デンサ110の外方側から内方側に向かうにし� �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、� ��ンデンサ110の内方側の温度が外方側の温度� ��りも、高くなったとしても、絶縁フィルム1 14,115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� �で構成することができ、製造コストの低減� �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� �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� �度は、コンデンサ110の外周(R=R1)からコンデ� �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� �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� ��ンサ110を構成する積層フィルム160の変形例� ��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� �厚さは、コンデンサ110の外周側において、� �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� �けて厚くなる厚みの増加率の方が大きくな� �ている。

 これにより、コンデンサ110が駆動するこ� ��で、コンデンサ110内の温度が上昇したとし� ��も、コンデンサ110の内部側と外部側とで、� ��圧寿命に差が生じることを抑制することが� ��きる。なお、各絶縁フィルム114および絶縁� ��ィルム115のコンデンサ110の外周側の先端部� ��においては、薄膜に形成されており、たと� ��ば、数μm程度とすることができ、コンデン� ��110のコンパクト化を図ることができる。な� ��、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1 1に示された構成と同一または相当する構成� �ついては、同一の符号を付しその説明を省� �する。

 図12は、本発明の実施の形態3に係るコン� ��ンサ110の積層フィルム160を示す斜視図であ� ��。この図12に示すように、分割絶縁膜144お� �び分割絶縁膜146内には、セラミックス等の� �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� ��とで、絶縁フィルム114および絶縁フィルム1 15の誘電率を向上させることができ、コンデ� ��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� ��ンサ110の外周側に位置する分割絶縁膜144お� ��び分割絶縁膜146は、分割絶縁膜145および分� ��絶縁膜147よりも、曲率半径が大きい。この� ��め、上記のように、分割絶縁膜144および分� ��絶縁膜146内に高誘電体粉末165を混入したと� ��ても、分割絶縁膜144および分割絶縁膜146を� ��好に巻回することができ、分割絶縁膜144お� ��び分割絶縁膜146内にひび割れ等が生じ難く� ��っている。

 ここで、内部に高誘電体粉末165が混入さ� ��た分割絶縁膜144および分割絶縁膜146は、高� ��電体粉末165が混入されていない分割絶縁膜1 44および分割絶縁膜146と比較して、誘電体損� ��が小さくなり、分割絶縁膜144および分割絶� ��膜146自体が発熱し難くなる。このため、高� ��電体粉末165を混入することで、分割絶縁膜1 44および分割絶縁膜146の温度上昇を抑制する� ��とができ、分割絶縁膜144および分割絶縁膜1 46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� ��コンデンサ110を構成する積層フィルム160の� ��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� �よび絶縁フィルム115の厚みをコンデンサ110� �外方側から内方側に向かうにしたがって、� �くなるように形成した場合においても、高� �電体粉末165を混入させてもよい。なお、こ� �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� ��説明を行なったが、今回開示された実施の� ��態はすべての点で例示であって制限的なも� ��ではないと考えられるべきである。本発明� ��範囲は請求の範囲によって示され、請求の� ��囲と均等の意味および範囲内でのすべての� ��更が含まれることが意図される。さらに、� ��記数値などは、例示であり、上記数値およ� ��範囲にかぎられない。