JP2020092241A - 電気回路装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルを含む薄型の回路を実現し、かつ、コイルに生じる磁束を有効に利用できる構造を提供する。【解決手段】電気回路装置１は、基板１１と、基板の表面に沿って配列された複数の磁性体のコア１２と、複数のコアに掛け渡された導線１３、１４と、を有する。複数のコアは、それぞれ、基板に対して垂直な方向である軸方向に視たときに、三角形状または四角形状であり、その辺同士が間隙１２０を介して対向する。導線は、コアを周回することなく、複数のコアの間隙に沿って掛け渡される。これにより、複数のコアと導線とで、コイルと等価な回路を実現できる。導線は、基板の表面に沿って配置され、かつ、コアを周回しないため、基板の表面における導線の突出を抑制できる。その結果、コイルと等価な回路を備えた薄型の電気回路装置を実現できる。【選択図】図１

Description

本発明は、電気回路装置に関する。

従来、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の電力変換装置には、トランスが含まれている。トランスは、１次側のコイルと、２次側のコイルと、これらのコイルを相互誘導可能に磁気結合する円環状のコアとを有する。このような従来のトランスは、立体的な構造であるため、小型化が難しかった。このため、例えば自動車の内部のような限られたスペースに電力変換装置を搭載する場合にも、電力変換装置を小型化することが困難であった。

特開平６−６１０７２号公報には、上述した一般的なトランスとは異なる薄型のトランスが記載されている。当該公報のトランスは、複数の導線を渦巻き状に巻回してなるコイル体を有する。そして、複数の導線のうちの一部を１次巻線、残りを２次巻線としている（請求項１，図１等参照）。
特開平６−６１０７２号公報

しかしながら、特開平６−６１０７２号公報のように、同一の平面上において導線を渦巻き状に巻回すると、コイルの中央の空間が小さくなる。したがって、コイルの中央に大きなコアを配置することができない。このため、当該公報の構造で、大電力を扱うトランスを構成することは難しい。

本発明の目的は、上記公報とは異なる構造で、コイルを含む薄型の回路を実現し、かつ、コイルに生じる磁束を有効に利用できる構造を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明は、基板と、前記基板の表面に沿って配列された複数の磁性体のコアと、前記複数のコアに掛け渡された導線と、を有する電気回路装置であって、前記基板に対して垂直な方向である軸方向に視たときに、前記複数のコアは、それぞれ、三角形状または四角形状であり、その辺同士が間隙を介して対向し、前記導線は、前記コアを周回することなく、前記間隙に沿って掛け渡される。

本発明によれば、複数のコアと導線とで、コイルと等価な回路を実現できる。導線は、基板の表面に沿って配置され、かつ、コアを周回しない。これにより、基板の表面における導線の突出を抑制できる。その結果、コイルと等価な回路を備えた薄型の電気回路装置を実現できる。

図１は、第１実施形態に係る電気回路装置の斜視図である。 図２は、第１実施形態に係る電気回路装置の上面図である。 図３は、１次コイル部の電気的接続の例を示した回路図である。 図４は、第２実施形態に係る電気回路装置の縦断面図である。 図５は、第２実施形態に係る１次回路部の上面図である。 図６は、第２実施形態に係る１次回路部の下面図である。 図７は、変形例に係る電気回路装置の上面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本願では、基板に対して垂直な方向を「軸方向」と称する。また、以下の説明においては、軸方向を上下方向とし、基板に対して導線側を上として、各部の形状および位置関係を説明する。ただし、この上下方向の定義により、本発明に係る電気回路装置の使用時の姿勢を限定する意図はない。

＜１．第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る電気回路装置１の斜視図である。図２は、電気回路装置１の上面図である。この電気回路装置１は、例えば、電気自動車に搭載され、外部から入力された第１電圧値（例えば３００ボルト）の直流電力を、第１電圧値とは異なる第２電圧値（例えば１２ボルト）の直流電力に変換する、いわゆるＤＣ−ＤＣコンバータとして用いられる。ただし、本発明の電気回路装置は、ＤＣ−ＤＣコンバータ以外の電力変換装置であってもよい。また、本発明の電気回路装置は、電気自動車以外の機器に搭載されるものであってもよい。

図１および図２に示すように、本実施形態の電気回路装置１は、基板１１、複数のコア１２、１次導線１３、および２次導線１４を有する。

基板１１は、一般的なプリント配線用の基板である。基板１１には、例えば、硬質のガラスエポキシ基板が用いられる。ただし、基板１１は、ガラスエポキシ以外の材料からなるものであってもよい。本実施形態の基板１１は、上面視において矩形の板状である。以下では、図１および図２に示すように、基板１１の１つの辺に沿う方向を、第１方向と称する。また、基板１１の当該辺に直交する辺に沿う方向を、第２方向と称する。第１方向および第２方向は、いずれも軸方向に対して直交し、かつ、互いに直交する。

基板１１には、電力変換回路が形成されている。電力変換回路は、１次導線１３を含む１次側の回路と、２次導線１４を含む２次側の回路と、を有する。基板１１の表面には、１次側の回路および２次側の回路を構成する配線および種々の電子部品が設けられている。ただし、図１および図２では、複数のコア１２、１次導線１３、および２次導線１４以外の回路部分の図示を省略している。

複数のコア１２は、基板１１の表面に沿って規則的に配列される。コア１２の材料には、鉄などの磁性体が用いられる。本実施形態のコア１２は、軸方向に延びる正三角柱状である。したがって、軸方向に視たときに、複数のコア１２は、それぞれ正三角形状である。ただし、１次導線１３および２次導線１４の損傷を抑制するために、各コア１２の角部は、非鋭利な曲面状となっている。

本実施形態では、２つ以上のコア１２が第１方向に沿って配列され、そのコア１２の列が、第２方向に複数配列される。ただし、第１方向に隣り合う２つのコア１２は、互いに、第２方向に反転した姿勢で配置される。したがって、隣り合うコア１２は、その辺同士が間隙１２０を介して対向する。

１次導線１３は、複数のコア１２に掛け渡される。１次導線１３には、例えば、絶縁膜に被覆された銅線またはアルミニウム線が用いられる。本実施形態では、第１方向に配列される複数のコア１２と、それらのコア１２に掛け渡される１次導線１３とで、１つの１次コイル部１５が構成される。ここで、第１方向に配列される複数のコア１２を、順に第１コア１２ａ、第２コア１２ｂ、第３コア１２ｃ、・・・とすると、図２のように、１次導線１３は、第１コア１２ａの３辺、第２コア１２ｂの３辺、第３コア１２ｃの３辺、・・・に順に沿うように、複数のコア１２に掛け渡される。その際、１次導線１３は、第１コア１２ａと第２コア１２ｂとの間の間隙１２０、第２コア１２ｂと第３コア１２ｃとの間の間隙１２０、・・・を順に通過する。また、１次導線１３の端部は、基板１１の表面に設けられた電極部に半田付けされる。

１次導線１３に通電すると、各コア１２に軸方向の磁束が生じる。したがって、第１方向に配列された複数のコア１２と、それらのコア１２に掛け渡される１次導線１３とで、１つの大きなコイルと等価な薄型の１次コイル部１５を形成することができる。また、複数のコア１２を基板１１の表面に平面的に配列することで、１つの大きなコイルを用いる場合よりも、１次コイル部１５の周囲にデッドスペースとなる領域が生じにくい。したがって、狭小なスペースにも配置可能な、薄型の電気回路装置１を実現できる。

特に、１次導線１３は、基板１１の表面に沿って配置される。また、１次導線１３は、各コア１２を周回することなく、隣り合うコア１２の間の間隙１２０に沿って掛け渡される。このため、１次導線１３の一部分と他の部分とが、軸方向に重なることはない。これにより、基板１１の表面における１次導線１３の軸方向の突出を抑制できる。その結果、電気回路装置１をより薄型化できる。

また、本実施形態では、複数のコア１２が、それぞれ、上面視において三角形状である。そして、隣り合う２つのコア１２は、その直線部分同士が近接する。このような構造とすることで、複数のコア１２の間の間隙１２０を、最小限の広さとすることができる。また、複数のコア１２の頂点同士の間に形成される隙間も低減できる。すなわち、基板１１の上面のうち、磁束が形成されない領域を低減できる。したがって、電気回路装置１を、より小型で高効率な構成とすることができる。

図２には、複数の１次導線１３への通電時に、各コア１２に形成される磁束の向きが、記号で示されている。○囲みの・印は、その部分に、軸方向上向きの磁束が形成されることを示す。○囲みの×印は、その部分に、軸方向下向きの磁束が形成されることを示す。１次導線１３への通電時には、当該１次導線１３の両側に位置する２つのコア１２に、逆向きの磁束が生じる。その結果、１つの１次コイル部１５において、軸方向上向きの磁束を形成するコア１２と、軸方向下向きの磁束を形成するコア１２とが、第１方向に交互に配列される。また、第２方向に隣り合うコア１２同士も、磁束の向きが互いに逆向きとなる。このように、１次導線１３の各部の電流が、それぞれ、近隣の複数のコア１２に磁束を形成する。これにより、磁束を有効に利用できる。

また、第２方向に隣り合う２つのコア１２の間において、平行に延びる２本の１次導線１３は、同じ方向に電流が流れる。このため、各コア１２には、そのコア１２に掛けられた１次導線１３により生じる磁束だけではなく、第２方向に隣接するコア１２に掛けられた１次導線１３により生じる磁束も形成される。これにより、各コア１２に、強い磁束を発生させることができる。

また、図２中の破線で囲まれた領域１７のように、軸方向に視たときに、複数のコア１２の頂点同士は、互いに対向する。このようにすれば、１次導線１３の互いに反対向きに通電される部分が接近する箇所を、短くすることができる。これにより、磁束が互いに打ち消し合うことを抑制できる。その結果、磁束をより有効に利用できる。

図１および図２に示された１次コイル部１５の数は２つであるが、電気回路装置１は、より多数の１次コイル部１５を有していてもよい。図３は、１次コイル部１５が多数存在する場合の、１次コイル部１５の電気的接続を示した回路図である。図３に示すように、複数の１次コイル部１５は、直列および並列に接続される。具体的には、直列に接続された２つ以上の１次コイル部１５により構成されるコイル列１５０が、互いに並列に複数接続される。複数の１次コイル部１５を直列に接続することにより、コイル列１５０のインダクタンスを増加させることができる。また、複数のコイル列１５０を並列に接続することにより、各コイル列１５０に流れる電流を低減できる。これにより、１次導線１３に細い導線を用いることができる。その結果、電気回路装置１をより薄型化できるとともに、電気回路装置１の製造が容易となる。

２次導線１４は、１次導線１３と同様に、複数のコア１２に掛け渡される。２次導線１４には、例えば、絶縁膜に被覆された銅線またはアルミニウム線が用いられる。本実施形態では、第１方向に配列される複数のコア１２と、それらのコア１２に掛け渡される２次導線１４とで、１つの２次コイル部１６が構成される。図２のように、２次導線１４は、第１コア１２ａの３辺、第２コア１２ｂの３辺、第３コア１２ｃの３辺、・・・に順に沿うように、複数のコア１２に掛け渡される。その際、２次導線１４は、第１コア１２ａと第２コア１２ｂとの間の間隙１２０、第２コア１２ｂと第３コア１２ｃとの間の間隙１２０、・・・を順に通過する。また、２次導線１４の端部は、基板１１の表面に設けられた電極部に半田付けされる。

このように、本実施形態では、共通のコア１２に、１次導線１３と２次導線１４とが、重ねて掛け渡される。これにより、１次コイル部１５と２次コイル部１６とが、相互誘導可能に磁気結合される。その結果、１次コイル部１５と２次コイル部１６とを有するトランスが構成されている。

ただし、１次導線１３が掛け渡されるコア１２の数と、２次導線１４が掛け渡されるコア１２の数と、は相違していてもよい。これにより、１次コイル部１５と２次コイル部１６との実質的な巻き数を、相違させることができる。すなわち、１次導線１３と２次導線１４とは、それぞれ、複数のコア１２のうちの少なくとも一部のコア１２に掛け渡されていればよい。また、複数の２次コイル部１６の電気的接続の態様は、図３の複数の１次コイル部１５の電気的接続の態様と、異なっていてもよい。

基板１１上の電力変換回路において、１次側の回路を介して１次導線１３に通電すると、上述の通り、各コア１２に軸方向の磁束が生じる。そうすると、磁束の変化に応じて、２次導線１４に誘導電流が生じる。そして、生じた誘導電流が、基板１１上の２次側の回路を介して出力される。

このように、第１方向に配列された複数のコア１２と、それらのコア１２に掛け渡される２次導線１４とで、１つの大きなコイルと等価な薄型の２次コイル部１６を形成することができる。また、複数のコア１２を基板１１の表面に平面的に配列することで、１つの大きなコイルを用いる場合よりも、２次コイル部１６の周囲にデッドスペースとなる領域が生じにくい。したがって、狭小なスペースにも配置可能な、薄型の電気回路装置１を実現できる。

特に、２次導線１４は、基板１１の表面に沿って配置される。また、２次導線１４は、各コア１２を周回することなく、隣り合うコア１２の間の間隙１２０に沿って掛け渡される。このため、２次導線１４の一部分と他の部分とが、軸方向に重なることはない。これにより、基板１１の表面における２次導線１４の軸方向の突出を抑制できる。その結果、電気回路装置１をより薄型化できる。

電気回路装置１の製造時には、基板１１に対して、コンデンサやスイッチング素子等の電子部品を実装する工程において、複数のコア１２、１次導線１３、および２次導線１４も実装される。これにより、流れ作業で効率よく、電気回路装置１を製造することができる。

＜２．第２実施形態＞
図４は、第２実施形態に係る電気回路装置１Ａの縦断面図である。図４に示すように、第２実施形態の電気回路装置１Ａは、１次回路部１０Ａと２次回路部２０Ａとを備える。

図５は、１次回路部１０Ａの上面図である。図６は、１次回路部１０Ａの下面図である。図４〜図６に示すように、１次回路部１０Ａは、１次基板１１Ａ、複数の１次コア１２Ａ、１次導線１３Ａ、および１次接続板１８Ａを有する。

１次基板１１Ａは、一般的なプリント配線用の基板である。１次基板１１Ａには、例えば、硬質のガラスエポキシ基板が用いられる。ただし、１次基板１１Ａは、ガラスエポキシ以外の材料からなるものであってもよい。本実施形態の１次基板１１Ａは、上面視において矩形の板状である。以下では、図５および図６に示すように、１次基板１１Ａの１つの辺に沿う方向を、第１方向と称する。また、１次基板１１Ａの当該辺に直交する辺に沿う方向を、第２方向と称する。第１方向および第２方向は、いずれも軸方向に対して直交し、かつ、互いに直交する。

１次基板１１Ａには、電力変換回路の１次側の回路が形成される。１次基板１１Ａの表面には、１次側の回路を構成する配線および種々の電子部品が設けられている。ただし、図５および図６では、複数の１次コア１２Ａ、１次導線１３Ａ、および１次接続板１８Ａ以外の回路部分の図示を省略している。

複数の１次コア１２Ａは、１次基板１１Ａの表面に沿って規則的に配列される。１次コア１２Ａの材料には、鉄などの磁性体が用いられる。本実施形態の１次コア１２Ａは、軸方向に延びる四角柱状である。したがって、軸方向に視たときに、複数の１次コア１２Ａは、それぞれ四角形状である。ただし、１次導線１３Ａの損傷を抑制するために、各１次コア１２Ａの角部は、非鋭利な曲面状となっている。

図２に示すように、複数の１次コア１２Ａは、それぞれ、対角線が第１方向および第２方向に沿う向きで配置される。また、複数の１次コア１２Ａは、その辺同士が間隙１２０Ａを介して対向するように、第１方向および第２方向に対して傾斜したグリッド状（格子状）に配列される。

１次導線１３Ａは、複数の１次コア１２Ａに掛け渡される。１次導線１３Ａには、例えば、絶縁膜に被覆された銅線またはアルミニウム線が用いられる。図５に示すように、１次導線１３Ａは、複数の１次コア１２Ａの間の間隙１２０Ａに沿って、波線状に掛け渡される。また、１次導線１３Ａの端部は、１次基板１１Ａの表面に設けられた電極部に半田付けされる。

本実施形態では、第１方向および第２方向に配列される複数の１次コア１２Ａと、それらの１次コア１２Ａに掛け渡される１次導線１３Ａとで、１つの１次コイル部１５Ａが構成される。ただし、第１方向に１列に配列された複数の１次コア１２Ａと、それらの１次コア１２Ａに掛け渡された１次導線１３Ａとで構成される部分を、１つの１次コイル部とみなしてもよい。また、１つの１次コア１２Ａと、その１次コア１２Ａに掛け渡された１次導線１３Ａとで構成される部分を、１つの１次コイル部とみなしてもよい。

１次導線１３Ａに通電すると、各１次コア１２Ａに軸方向の磁束が生じる。したがって、複数の１次コア１２Ａと、それらの１次コア１２Ａに掛け渡される１次導線１３とで、１つの大きなコイルと等価な薄型の１次コイル部１５Ａを形成することができる。また、複数の１次コア１２Ａを１次基板１１Ａの表面に平面的に配列することで、１つの大きなコイルを用いる場合よりも、１次コイル部１５Ａの周囲にデッドスペースとなる領域が生じにくい。したがって、狭小なスペースにも配置可能な、薄型の１次回路部１０Ａを実現できる。

特に、１次導線１３Ａは、１次基板１１Ａの表面に沿って配置される。また、１次導線１３Ａは、各１次コア１２Ａを周回することなく、隣り合う１次コア１２Ａの間の間隙１２０Ａに沿って掛け渡される。このため、１次導線１３Ａの一部分と他の部分とが、軸方向に重なることはない。これにより、１次基板１１Ａの表面における１次導線１３Ａの軸方向の突出を抑制できる。その結果、１次回路部１０Ａをより薄型化できる。

また、本実施形態では、複数の１次コア１２Ａが、それぞれ、上面視において四角形状である。そして、隣り合う２つの１次コア１２Ａは、その直線部分同士が近接する。このような構造とすることで、複数の１次コア１２Ａの間の間隙１２０Ａを、最小限の広さとすることができる。また、複数の１次コア１２Ａの頂点同士の間に形成される隙間も低減できる。すなわち、１次基板１１Ａの上面のうち、磁束が形成されない領域を低減できる。したがって、１次回路部１０Ａを、より小型で高効率な構成とすることができる。

図５には、複数の１次導線１３Ａへの通電時に、各１次コア１２Ａに形成される磁束の向きが、記号で示されている。○囲みの・印は、その部分に、軸方向上向きの磁束が形成されることを示す。○囲みの×印は、その部分に、軸方向下向きの磁束が形成されることを示す。１次導線１３Ａへの通電時には、当該１次導線１３Ａの両側に位置する２つの１次コア１２Ａに、逆向きの磁束が生じる。その結果、軸方向上向きの磁束を形成する１次コア１２Ａと、軸方向下向きの磁束を形成する１次コア１２Ａとが、交互に配列される。このように、１次導線１３Ａの各部の電流が、それぞれ、近隣の複数の１次コア１２Ａに磁束を形成する。これにより、磁束を有効に利用できるとともに、各１次コア１２Ａに、強い磁束を発生させることができる。

また、図５中の破線で囲まれた領域１７Ａのように、軸方向に視たときに、複数の１次コア１２Ａの頂点同士は、互いに対向する。このようにすれば、１次導線１３Ａの互いに反対向きに通電される部分が接近する箇所を、短くすることができる。これにより、磁束が互いに打ち消し合うことを抑制できる。その結果、磁束をより有効に利用できる。

図４および図５に示された１次コイル部１５Ａの数は１つであるが、電気回路装置１は、複数の１次コイル部１５Ａを有していてもよい。そして、複数の１次コイル部１５Ａが、第１実施形態の図３のように、直列および並列に接続されていてもよい。複数の１次コイル部１５Ａを直列に接続することにより、そのコイル列のインダクタンスを増加させることができる。また、複数のコイル列を並列に接続することにより、各コイル列に流れる電流を低減できる。これにより、１次導線１３Ａに細い導線を用いることができる。その結果、１次回路部１０Ａをより薄型化できるとともに、１次回路部１０Ａの製造が容易となる。

１次接続板１８Ａは、１次基板１１Ａの裏面に配置される磁性体である。１次コア１２Ａの下端部は、１次基板１１Ａに設けられた開口部を貫通している。１次接続板１８Ａは、複数の１次コア１２Ａの下端部に接続される。これにより、複数の１次コア１２Ａが、１次接続板１８Ａを介して、磁気的に接続される。すなわち、複数の１次コア１２Ａの間で、磁気回路が構成される。その結果、各１次コア１２Ａに生じる磁束を、より有効に利用することができる。本実施形態では、１次基板１１Ａの表面ではなく、１次基板１１Ａの裏面に、１次接続板１８Ａが配置されている。これにより、１次基板１１Ａの表面における電子部品の実装面積を狭めることなく、１次接続板１８Ａを配置することができる。

図３に示すように、本実施形態の１次接続板１８Ａは、複数の１次接続板片１８１Ａを有する。１次コア１２Ａの下端部と、１次接続板片１８１Ａとは、例えば接着剤で固定される。複数の１次接続板片１８１Ａの形状は、下面視において、同一の矩形状である。各１次接続板片１８１Ａは、下面視において、その４つの頂点がそれぞれ１次コア１２Ａの中心軸と重なるように、配置される。したがって、複数の１次接続板片１８１Ａの境界線は、隣り合う２つの１次コア１２Ａの間隙１２０Ａに対して直交する。隣り合う２つの１次コア１２Ａは、この１次接続板片１８１Ａによって、磁気的に接続される。

このように、１次接続板１８Ａを複数の１次接続板片１８１Ａに分けることで、各１次接続板片１８１Ａを容易に製造できる。また、間隙１２０Ａを介して隣り合う２つの１次コア１２Ａの間を流れる磁束は、１次接続板片１８１Ａの境界線と交差することなく流れる。これにより、当該２つの１次コア１２Ａの間において、磁束を効率よく流すことができる。

１次回路部１０Ａの製造時には、１次基板１１Ａに対して、コンデンサやスイッチング素子等の電子部品を実装する工程において、複数の１次コア１２Ａ、１次導線１３Ａ、および１次接続板１８Ａも実装される。これにより、流れ作業で効率よく、１次回路部１０Ａを製造することができる。

２次回路部２０Ａは、１次回路部１０Ａと類似の構造を有する。すなわち、２次回路部２０Ａは、２次基板２１Ａ、複数の２次コア２２Ａ、２次導線２３Ａ、および２次接続板２８Ａを有する。ただし、２次基板２１Ａには、電力変換回路の２次側の回路が形成される。１次導線１３Ａが掛け渡される１次コア１２Ａの数と、２次導線２３Ａが掛け渡される２次コア２２Ａの数とは、互いに異なっていてもよい。また、複数の２次コア２２Ａと２次導線２３Ａとで構成される２次コイル部が複数ある場合に、それらの２次コイル部の電気的接続の態様は、図３の態様と異なっていてもよい。２次接続板２８Ａは、１次接続板１８Ａと同様に、複数の２次接続板片２８１Ａを有する。

図５に示すように、１次回路部１０Ａと２次回路部２０Ａとは、１次基板１１Ａの表面と２次基板２１Ａの表面とが軸方向に対向するように、配置される。そして、１次コア１２Ａの軸方向の先端と、２次コア２２Ａの軸方向の先端とが、互いに接触する。１次コア１２Ａの軸方向の先端と、２次コア２２Ａの軸方向の先端とは、例えば、接着剤により固定される。その結果、複数の１次コア１２Ａの各々と、複数の２次コア２２Ａの各々とが、相互誘導可能に磁気結合される。これにより、１次コイル部１５Ａと２次コイル部とで、トランスが構成される。

１次基板１１Ａ上の１次側の回路を介して１次導線１３Ａに通電すると、上述の通り、各１次コア１２Ａに軸方向の磁束が生じる。そして、生じた磁束が、１次コア１２Ａから２次コア２２Ａへ入力される。すなわち、１次導線１３Ａに通電すると、１次コア１２Ａに軸方向の磁束が形成されると同時に、２次コア２２Ａにも軸方向の磁束が形成される。また、２次コア２２Ａの磁束の変化に応じて、２次導線２３Ａに誘導電流が生じる。そして、生じた誘導電流が、２次基板２１Ａ上の２次側の回路を介して出力される。このように、１次コア１２Ａと２次コア２２Ａとを磁気的に結合することにより、１次回路部１０Ａから２次回路部２０Ａへ、効率よく磁束が流れる。したがって、電気回路装置１Ａにおいて、電力が効率よく変換される。

なお、１次側の第１電圧値と２次側の第２電圧値との差が大きい場合には、１次側の回路と２次側の回路とを絶縁分離することが、特に重要となる。この点において、本実施形態では、電力変換回路のうち、１次導線１３Ａを含む１次側の回路と、２次導線２３Ａを含む２次側の回路とが、別々の基板１１Ａ，２１Ａに設けられている。このようにすれば、１次側の回路と２次側の回路との絶縁分離を、容易に行うことができる。

＜３．変形例＞
以上、第１実施形態および第２実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態には限定されない。

図７は、一変形例に係る電気回路装置１Ｂの上面図である。図７の例では、上面視（軸方向視）における基板１１Ｂの形状が、円形である。そして、上面視において三角形状の複数のコア１２Ｂが、円環状に配列されている。ただし、周方向に隣り合う２つのコア１２Ｂは、互いに大きさが異なる。また、周方向に隣り合う２つのコア１２Ｂは、互いに径方向に反転した姿勢で配置される。したがって、隣り合うコア１２Ｂの辺同士は、間隙１２０Ｂを介して対向する。

１次導線１３Ｂおよび２次導線１４Ｂは、複数のコア１２Ｂの間隙１２０Ｂに沿って、掛け渡される。このような形態でも、１次導線１３Ｂに通電すると、各コア１２Ｂに軸方向の磁束が生じる。したがって、円環状に配列された複数のコア１２Ｂと、それらのコア１２Ｂに掛け渡される１次導線１３Ｂとで、薄型の１次コイル部１５Ｂを形成することができる。また、複数のコア１２Ｂと、それらのコア１２Ｂに掛け渡される２次導線１４Ｂとで、薄型の２次コイル部１６Ｂを形成することができる。１次導線１３Ｂおよび２次導線１４Ｂは、各コア１２Ｂを周回することなく、隣り合うコア１２Ｂの間の間隙１２０Ｂに沿って掛け渡される。このため、１次導線１３Ｂ同士が軸方向に重なることはなく、２次導線１４Ｂ同士が軸方向に重なることもない。これにより、基板１１Ｂの表面における１次導線１３Ｂおよび２次導線１４Ｂの軸方向の突出を抑制できる。その結果、電気回路装置１Ｂをより薄型化できる。

特に、図７のように、基板１１Ｂを円形とすれば、モータのハウジングの底部などの円形の領域に、電気回路装置１Ｂを配置できる。したがって、モータに電気回路装置１Ｂを搭載し、かつ、全体としてモータを小型化することが容易となる。

上記の第１実施形態では、図３のように、複数の１次コイル部１５が、直列および並列に接続される例を説明した。しかしながら、複数の１次コイル部１５は、直列のみで接続されていてもよい。また、複数の１次コイル部１５は、並列のみで接続されていてもよい。すなわち、複数の１次コイル部１５は、直列および並列の少なくともいずれか一方により接続されていればよい。また、同様に、複数の２次コイル部も、直列および並列の少なくともいずれか一方により接続されていればよい。

また、上記の第２実施形態では、１次接続板１８Ａが、複数の１次接続板片１８１Ａを有していた。しかしながら、１次接続板１８Ａは、１枚の連続した板であってもよい。また、複数の１次コア１２Ａと１次接続板１８Ａとが、単一の部材により形成されていてもよい。また、上記の第２実施形態では、２次接続板２８Ａが、複数の２次接続板片２８１Ａを有していた。しかしながら、２次接続板２８Ａは、１枚の連続した板であってもよい。また、複数の２次コア２２Ａと２次接続板２８Ａとが、単一の部材により形成されていてもよい。

また、上記の第１実施形態の構造において、基板１１の裏面に、複数のコア１２を磁気的に接続する磁性体の接続板が設けられていてもよい。

また、上記の第１実施形態のように、単一の基板の表面に１次導線と２次導線とを配置する場合において、上記の第２実施形態のように、軸方向視において四角形状の複数のコアに、各導線を掛け渡してもよい。また、上記の第２実施形態のように、第１回路部と第２回路部とで基板を分ける場合において、上記の第１実施形態のように、軸方向視において三角形状の複数のコアに、各導線を掛け渡してもよい。

また、上記の第１実施形態および第２実施形態では、１次導線および２次導線が、電気回路装置が有する全てのコアを周回することなく、掛け渡されていた。しかしながら、１次導線または２次導線は、電気回路装置が有する複数のコアのうち、一部のコアを周回していてもよい。

また、上記の第１実施形態では、電気回路装置１は、１次導線１３と２次導線１４とを備えていた。しかしながら、電気回路装置１は、２次導線１４を備えていなくてもよい。例えば、電気回路装置１は、１枚の基板と、当該基板の表面に配列された複数のコアと、それらのコアに掛け渡された１本の導線と、を有するチョッパ式の電力変換装置であってもよい。

また、各部品の細部の形状については、本願の各図に示された形状と、相違していてもよい。また、上記の実施形態および変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

本願は、電気回路装置に利用できる。

１，１Ａ，１Ｂ 電気回路装置
１０Ａ １次回路部
１１，１１Ｂ 基板
１１Ａ １次基板
１２，１２Ｂ コア
１２Ａ １次コア
１３，１３Ａ，１３Ｂ １次導線
１４，１４Ｂ ２次導線
１５，１５Ａ，１５Ｂ １次コイル部
１６，１６Ｂ ２次コイル部
１８Ａ １次接続板
２０Ａ ２次回路部
２１Ａ ２次基板
２２Ａ ２次コア
２３Ａ ２次導線
２８Ａ ２次接続板
１２０，１２０Ａ，１２０Ｂ 間隙
１５０ コイル列
１８１Ａ １次接続板片
２８１Ａ ２次接続板片

Claims (12)

1. 基板と、
   前記基板の表面に沿って配列された複数の磁性体のコアと、
   前記複数のコアに掛け渡された導線と、
   を有する電気回路装置であって、
   前記基板に対して垂直な方向である軸方向に視たときに、前記複数のコアは、それぞれ、三角形状または四角形状であり、その辺同士が間隙を介して対向し、
   前記導線は、前記コアを周回することなく、前記間隙に沿って掛け渡される、電気回路装置。
2. 請求項１に記載の電気回路装置であって、
   前記導線への通電時に、前記間隙を介して隣り合う２つのコアに生じる磁束の向きが逆向きである、電気回路装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の電気回路装置であって、
   前記軸方向に視たときに、前記複数のコアの頂点同士が互いに対向する、電気回路装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の電気回路装置であって、
   前記複数のコアと前記導線とで構成されるコイル部を複数備え、
   前記複数のコイル部が、直列および並列の少なくともいずれか一方により接続される、電気回路装置。
5. 請求項４に記載の電気回路装置であって、
   直列に接続された２つ以上の前記コイル部により構成されるコイル列を、複数有し、
   前記複数のコイル列が、互いに並列に接続されている、電気回路装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の電気回路装置であって、
   前記導線である１次導線および２次導線
   を有し、
   前記複数のコアのうちの少なくとも一部のコアに、前記１次導線および前記２次導線が掛け渡される、電気回路装置。
7. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の電気回路装置であって、
   １次回路部と２次回路部とを備え、
   前記１次回路部は、
   前記基板である１次基板と、
   前記複数のコアである複数の１次コアと、
   前記導線である１次導線と、
   を有し、
   前記２次回路部は、
   前記基板である２次基板と、
   前記複数のコアである複数の２次コアと、
   前記導線である２次導線と、
   を有し、
   前記複数の１次コアの各々と、前記複数の２次コアの各々とが、相互誘導可能に磁気結合されている、電気回路装置。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の電気回路装置であって、
   前記複数のコアを接続する磁性体の接続板
   をさらに有する、電気回路装置。
9. 請求項８に記載の電気回路装置であって、
   前記接続板は、前記基板の裏面に配置される、電気回路装置。
10. 請求項９に記載の電気回路装置であって、
    前記接続板は、複数の接続板片を有し、
    前記複数の接続板片の境界線が、前記間隙に対して直交する、電気回路装置。
11. 請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の電気回路装置であって、
    前記複数の導線を含む電力変換回路を有する、電気回路装置。
12. 請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の電気回路装置であって、
    前記基板は、前記軸方向に視て円形であり、
    前記複数のコアは、前記軸方向に視て円環状に配列される、電気回路装置。

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