JP2014204487A - 電源装置 - Google Patents
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【解決手段】金属製の筐体(基台)400に、第1のコア411とこの第1のコアに磁気的に結合された第2のコア412と第1のコアまたは第2のコアに巻回された巻線413とで構成されたインダクタンス部品110を配置し、インダクタンス部品の第2のコア412の上に基台の遠い側から弾性的に押し付ける押さえバネ410を設け、金属製のカバー420を筐体(基台)400を覆うように筐体400に取り付けた際に、カバー420が押さえバネ410を加圧してインダクタンス部品110を筐体(基台)に押し付け固定するようにした。
【選択図】図3
Description
のコアを基台の遠い側から弾性的に押し付ける押さえバネと、基台を覆うように基台に取り付けた際に、押さえバネを加圧してインダクタンス部品を基台に押し付け固定する金属製のカバーとを備えたものである。
以下、この発明の実施の形態1における電源装置を図1〜図3に基づいて説明する。
図1はこの発明の実施の形態1に係るスイッチング電源装置に適用される電力変換装置であるDC/DCコンバータの回路図を示し、図2は実施の形態1に係るスイッチング電源装置に適用されるDC/DCコンバータの全体構造の斜視図を示している。なお、図2ではカバー等の一部の部品については図示していない。図3は実施の形態1に係る電源装置に使用されるインダクタンス部品の取り付け構造を示した分解斜視図と断面図である。
また、一次側スイッチング素子101、102、103、104にはそれぞれ並列に共振コンデンサ201、202、203、204が接続され、この共振コンデンサ201、202、203、204はインバータ回路100の出力側に設けられた共振コイル110と共振動作を起こし、一次側スイッチング素子101、102、103、104のスイッチング損失を抑制する働きを担う。
整流回路130は、二次側スイッチング素子131、132、133、134により構成され、トランス120の二次側コイル導体122、123に接続されて二次側コイル導体122、123に発生する交流電圧を直流電圧に変換する。
なお、ここでは、出力側のマイナス端子である出力端子320は、GND接続箇所150となっている。
このDC/DCコンバータ装置は、車載の高圧バッテリから供給される100Vから600V程度までの高電圧を入力端子210及び220に受け、出力端子310及び320より車載補機系部品の電源電圧である12Vから16V程度の電圧を出力するものである。
インダクタンス部品である共振コイル110、トランス120及び平滑コイル141のコアの上には筐体400の開口側から弾性的に押し付ける押さえバネ410が設けられ、筐体400にカバーを取り付けることで、押さえバネ410がインダクタンス部品(110、120、141)とカバーとの間で挟持されるようになっている。これらについては以下の図面で詳しく説明する。
共振コイル110は、金属製の筐体400の底に熱的に結合されたE型の第1のコア411と、この第1のコア411に筐体400の底から遠い側で熱的および磁気的に結合されたI型の第2のコア412と、第1のコア411または第2のコア412に巻回された巻線413とで構成されている。第1のコア411および第2のコア412は、例えば、フェライト、アモルファス合金、積層珪素鋼板、等の磁性材料で製造され、コア本体414を構成している。
なお、筐体400の位置決め部402は、凸部形状に代えて、筐体400の底を凹部形状に加工したもの、もしくはこの位置決め部402を省略することも可能である。
この押さえバネ410Aは実施の形態1では、第2のコア412に接する平面部4101と、この平面部4101から両側に延びてカバー420に接する折り曲げ当接部4102とから成る板ばねで構成されており、押さえバネ410Aが上から加圧されると折り曲げ当接部4102が撓むようになっている。
この状態で、カバー420をねじ(省略)止めによって筐体400へ取り付けると、押さえバネ410Aが共振コイル110のコア本体414とカバー420との間で挟持され、カバー420が押さえバネ410Aを共振コイル110ごと筐体400に押し付けることで、共振コイル110を筐体400に固定することができる。
さらに、押さえバネ410Aと第2のコア412との間に、例えば放熱シートやグリス等を用いることで接触熱抵抗を低減することができ、カバー420までの熱抵抗が低減され放熱性を向上することが出来る。これにより共振コイル110の温度低減につながる。
また、共振コイル110のコアは図3では第1のコア411をE型コア、第2のコア412をI型コアの組み合わせとしているが、第1のコア411をI型コア、第2のコア412をE型コアとしてもよく、またコアはこれ以外の形状でもかまわない。
次に、この発明の実施の形態2における電源装置を図4に基づいて説明する。
図4(a)は実施の形態2に係る電源装置に使用されるインダクタンス部品の取り付け構造を示した分解斜視図、図4(b)はその断面図である。
実施の形態2における電源装置は、押さえバネ410の構造を実施の形態1の押さえバネ410Aとは形状を変えただけである。その他の構成は実施の形態1の図3と同じにつき、同じまたは相当部分には同じ符号を付して説明を省略する。
こうして押さえバネ410Bとカバー420との接触部および押さえバネ410Bとインダクタンス部品である共振コイル110のコア本体414との接触部は、共振コイル110の投影面積内にあるようにしている。即ち、押さえバネ410Bが共振コイル110からはみ出さないようにしているから、全体サイズの小型化や製品のパワー密度の向上につながる。
次に、この発明の実施の形態3における電源装置を図5に基づいて説明する。
図5(a)は実施の形態3に係る電源装置に使用されるインダクタンス部品の取り付け構造を示した分解斜視図、図5(b)はその断面図である。
実施の形態3における電源装置は、カバー420の内面に押さえバネ410Bを保持する構造を設けたものである。その他の構成は実施の形態2の図4と同じにつき、同じまたは相当部分には同じ符号を付して説明を省略する。
カバー420に設けられた突起421は少なくとも1箇所以上必要であり、図示では押さえバネ410Bの短辺の両側に第1のコア411まで伸びた突起421aと、押さえバネ410Bの長辺の両側に突起421aよりも長さが短い突起421bの4個の突起421で構成されている。このように複数の突起421からなる凸部の保持部は、押さえバネ410Bの外形に沿った形でカバー420に配置される。
所定の位置とは、たとえば、コア本体414の第1のコア411と第2のコア412の接触部で、第2のコア412のカバー420側の面と押さえバネ410Bの加圧部との接する面である。また、第1のコア411と第2のコア412との接触面が複数ある場合は少なくとも1箇所以上を加圧している。
また、カバー420の突起421aが第2のコア412よりも第1のコア411側に伸びていることで、第1のコア411と第2のコア412間の位置ずれ防止を兼ねることができる。
次に、この発明の実施の形態4における電源装置を図6に基づいて説明する。
図6は実施の形態4に係る電源装置に使用されるインダクタンス部品の取り付け構造を示した断面図である。
実施の形態3では、押さえバネ410Bを保持する凸部の保持部としてカバー420の内面に突起421を設けたが、実施の形態4の電源装置は、カバー420の内面に凹部の保持部を設けたものである。その他の構成は実施の形態3の図5と同じにつき、同じまたは相当部分には同じ符号を付して説明を省略する。
押さえバネ410Bはその一部が凹部422に嵌合保持されることで、押さえバネ410Bが位置決めされ、押さえバネ410Bと共振コイル110のコア本体414との位置関係を固定できる。そのため、所定の位置で共振コイル110のコア本体414を筐体400に押さえつけることができる。
次に、この発明の実施の形態5における電源装置を図7に基づいて説明する。
図7(a)は実施の形態5に係る電源装置に使用されるインダクタンス部品の取り付け構造を示した分解斜視図、図7(b)はその断面図である。
実施の形態3、4における電源装置は、カバー420の内面に押さえバネ410Bを保持する構造として、カバー420の内面に凸部または凹部の保持部を設けたが、実施の形態5の電源装置は、押さえバネ410をカバー420の内面に固定具で固定するようにしたものである。その他の構成は実施の形態1の図3と同じにつき、同じまたは相当部分には同じ符号を付して説明を省略する。
押さえバネ410Cは、その2つの取付部4104とカバー420の内面とが例えばネジやリベットなどの固定具423で2か所で固定されることにより、カバー420の内面に取り付けられる。このようにすることでカバー420と押さえバネ410Cの位置を固定することができる。
押さえバネ410Cがカバー420に固定具423で取り付けられた後、カバー420を筐体400に固定することで共振コイル110のコア本体414を筐体400に押し付けることができる。
なお、ネジやリベットなどの固定具423の代わりに、溶接等の固定具を用いても良い。
所定の位置とは、たとえば、コア本体414の第1のコア411と第2のコア412の接触部で、第2のコア412のカバー420側の面と押さえバネ410の加圧部との接する面である。また、第1のコア411と第2のコア412の接触面が複数ある場合は少なくとも1箇所以上を加圧している。
コア本体414に所定の位置で荷重をかけることが出来る。
次に、この発明の実施の形態6における電源装置を図8に基づいて説明する。
図8(a)は実施の形態6に係る電源装置に使用されるインダクタンス部品の取り付け構造を示した分解斜視図、図8(b)はその断面図である。
実施の形態5における電源装置は、押さえバネ410Cは2個の固定具423でカバー420の内面に固定されていたが、実施の形態6の電源装置は、1個の固定具で押さえバネ410をカバー420の内面に固定するようにしたものである。その他の構成は実施の形態5の図7と同じにつき、同じまたは相当部分には同じ符号を付して説明を省略する。
押さえバネ410Dは、1つの取付部4105とカバー420の内面とが例えばネジやリベットなどの固定具423で1か所で固定されることにより、カバー420の内面に取り付けられる。このようにすることでカバー420と押さえバネ410Cの位置を固定することができる。固定箇所が1か所でネジで固定される場合は、押さえバネ410Dの回転防止用にカバー420の内面に突起などを設けてもよい。
押さえバネ410Dがカバー420に固定具423で取り付けられた後、カバー420を筐体400に固定することで共振コイル110のコア本体414を筐体400に押し付けることができる。
次に、この発明の実施の形態7における電源装置を図9に基づいて説明する。
図9(a)は実施の形態7に係る電源装置に使用されるインダクタンス部品の取り付け構造を示した分解斜視図、図9(b)はその断面図である。
実施の形態7における電源装置は、押さえバネ410の形状を実施の形態1〜6とは異なる形状にしたものである。その他の構成は実施の形態1の図3と同じにつき、同じまたは相当部分には同じ符号を付して説明を省略する。
押さえバネ410Eのガイド部4106は、第2のコア412と押さえバネ410Eが接触する面から筐体400の底側に押さえバネ410Eの外周から伸びている箇所が少なくとも2か所以上設けられている。
所定の位置とは、たとえば、コア本体414の第1のコア411と第2のコア412の接触部で、第2のコア412のカバー420側の面と押さえバネ410Eの加圧部との接する面である。また、第1のコア411と第2のコア412の接触面が複数ある場合は少なくとも1箇所以上を加圧している。
次に、この発明の実施の形態8における電源装置を図10に基づいて説明する。
図10は実施の形態8に係る電源装置に使用されるインダクタンス部品の取り付け構造を示した断面図である。
インダクタンス部品を固定する基台として実施の形態1〜7は一面が開口された金属製の筐体を用いたが、実施の形態8における電源装置は基台として金属製の平板を使用したものである。その他の構成は実施の形態6の図8と同じにつき、同じまたは相当部分には同じ符号を付して説明を省略する。
なお、この実施の形態8は、実施の形態1〜7のすべての構造においても同様に適用できる。
またこの発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
400:筐体(基台)、 400A:平板(基台)、 402:位置決め部、
410、410A〜410E:押さえバネ、 411:第1のコア、
412:第2のコア、 413:巻線、 414:コア本体、 420:カバー、
421:突起(凸部の保持部)、 422:凹部の保持部、
423:固定部(ねじ)、 4106:ガイド部、 500:ねじ棒。
Claims (9)
- 金属製の基台と、前記基台に配置され前記基台に熱的に結合された第1のコアとこの第1のコアに磁気的に結合された第2のコアと前記第1のコアまたは第2のコアに巻回された巻線とで構成されたインダクタンス部品と、前記インダクタンス部品の第2のコアを前記基台の遠い側から弾性的に押し付ける押さえバネと、前記基台を覆うように前記基台に取り付けた際に、前記押さえバネを加圧して前記インダクタンス部品を前記基台に押し付け固定する金属製のカバーとを備えた電源装置。
- 前記基台は一面が開口された金属製の筐体または平板で構成された請求項1に記載の電源装置。
- 前記押さえバネは前記カバーの内面に保持されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電源装置。
- 前記カバーの内面に凹部または凸部の保持部を設け、前記保持部に前記押さえバネの一部を嵌合するようにした請求項3に記載の電源装置。
- 前記カバーの内面に前記押さえバネを保持するためのねじ又はリベット又は溶接による固定部を設けたことを特徴とする請求項3に記載の電源装置。
- 前記押さえバネが前記インダクタンス部品の少なくとも2つ以上の側面まで延びていることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の電源装置。
- 前記押さえバネと前記カバーとの接触部および前記押さえバネと前記インダクタンス部品との接触部が、前記インダクタンス部品の投影面積内にあることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電源装置。
- 前記インダクタンス部品の第1のコアは、前記基台に設けた位置決め部によって位置決めされていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の電源装置。
- 前記カバーの前記押さえバネと接する面とは反対側の面に放熱用のフィンを設けたことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の電源装置。
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