JP2022149181A - 電力変換装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を図ることができる電力変換装置とその製造方法とを提供する。【解決手段】第１プリント基板２５に形成された第１巻線パターン５１と、第１巻線部材６１ａ、６１ｃと第２巻線部材６１ｂ、６１ｄとを含む巻線部材６１と、第２プリント基板４１に形成された第２巻線パターン８１とによって、磁性体３７に巻回される巻線が形成される。第１プリント基板２５と第２プリント基板４１とは、磁性体３７を挟み込むように、Ｚ軸方向に対向するように配置されている。第１巻線部材６１ａ、６１ｃおよび第２巻線部材６１ｂ、６１ｄは、第１プリント基板２５と第２プリント基板４１との間を渡す態様で、磁性体３７を挟み込むように配置されている。【選択図】図３

Description

本開示は、電力変換装置およびその製造方法に関する。

電力変換装置におけるプリント基板には、磁性体に巻線を巻回させた巻線機器として、たとえば、リアクトルおよびトランスが搭載されている。特許文献１では、Ｅ型コアを有するトランス部がプリント基板に搭載されている。

電力変換装置では、Ｅ型コアをプリント基板に配置させるために、プリント基板には、Ｅ型コアの一部を挿通させる開口部（貫通口）を設けられている。さらに、プリント基板には、Ｅ型コアを巻回する巻線パターンが、その開口部の周囲に形成されている。

特開２０１０－１７８４３９号公報

上述したように、電力変換装置におけるプリント基板では、磁性体を挿通させる開口部と、その開口部の周囲に巻線パターンとを形成する必要がある。このため、リアクトルまたはトランス等の専有面積を低減するには限界があり、電力変換装置の小型化を阻害する要因の一つとされている。

本開示は、そのような開発のもとでなされたものであり、一つの目的は、小型化を図ることができる電力変換装置を提供することであり、他の目的は、そのような電力変換装置の製造方法を提供することである。

本開示に係る電力変換装置は、磁性体に巻線が配置された巻線機器を備えた電力変換装置であって、巻線機器は、第１プリント基板と第２プリント基板と磁性体と巻線部材と固定部材とを備えている。第１プリント基板は、第１巻線パターンが形成されている。第２プリント基板は、第１プリント基板と第１方向に距離を隔てて対向するように配置され、第２巻線パターンが形成されている。磁性体は、第１プリント基板と第２プリント基板との間に配置されている。巻線部材は、第１プリント基板と第２プリント基板との間を渡すようにそれぞれ配置され、第１巻線パターンに電気的に接続されるとともに、第２巻線パターンに電気的に接続される、第１巻線部材および第２巻線部材を含む。固定部材は、第１プリント基板と第２プリント基板との間に磁性体を挟み込んだ状態を保持する。巻線は、第１巻線パターンと巻線部材と第２巻線パターンとを含む。第１巻線パターン、巻線部材および第２巻線パターンは、磁性体を巻回するように配置されている。

本開示に係る電力変換装置の製造方法は、磁性体に巻線が配置された巻線機器を製造する工程を含む、電力変換装置の製造方法であって、巻線機器を製造する工程は、以下の工程を備えている。巻線としての第１巻線パターンが形成された第１プリント基板を用意する。巻線としての第２巻線パターンが形成された第２プリント基板を用意する。第１プリント基板と第２プリント基板との間に配置されることになる磁性体を用意する。第１端部と第２端部とを有し、第１端部が第１巻線パターンに電気的に接続され、第２端部が第２巻線パターンに電気的に接続される、巻線としての巻線部材を用意する。第１プリント基板における第１巻線パターンに、巻線部材の第１端部を電気的に接続するように巻線部材を配置する。第１プリント基板に、巻線部材に挟み込まれる態様で磁性体を配置する。磁性体を覆うように第２プリント基板を配置し、第２プリント基板における第２巻線パターンに、巻線部材の第２端部を電気的に接続する。

本開示に係る電力変換装置によれば、第１プリント基板に形成された第１巻線パターンと、第１巻線部材と第２巻線部材とを含む巻線部材と、第２プリント基板に形成された第２巻線パターンとによって、磁性体に巻回される巻線が形成される。第１プリント基板と第２プリント基板とは、磁性体を挟み込むように、第１方向に対向するように配置されている。第１巻線部材および第２巻線部材は、第１プリント基板と第２プリント基板との間を渡す態様で、磁性体を挟み込むように配置されている。これにより、巻線機器の専有面積を削減することができ、電力変換装置の小型化に寄与することができる。

本開示に係る電力変換装置の製造方法によれば、第１巻線パターンと巻線部材と第２巻線パターンとによって、磁性体に巻回される巻線が形成される。第１巻線パターンが形成された第１プリント基板に巻線部材が配置され、その巻線部材に挟み込まれるように磁性体が配置される。その磁性体を覆うように、第２巻線パターンが形成された第２プリント基板が配置される。これにより、巻線機器の専有面積を削減することができる電力変換装置を製造することができる。

各実施の形態に係る電力変換装置の一例としてのＤＣ－ＤＣコンバータの回路図である。 実施の形態１に係る電力変換装置の一例を示す斜視図である。 同実施の形態において、電力変換装置における平滑リアクトルの一例を示す分解斜視図である。 同実施の形態において、平滑リアクトルに適用されている巻線部材の一例を示す斜視図である。 同実施の形態において、平滑リアクトルに適用されている巻線部材の他の例を示す斜視図である。 同実施の形態において、平滑リアクトルにおける第２プリント基板の４層構造を説明するための平面図である。 同実施の形態において、４層構造の第２プリント基板を含む平滑リアクトルの構造を説明するための分解斜視図である。 同実施の形態において、図６に示す断面線ＶＩＩＩ－ＶＩＩＩにおける断面図である。 同実施の形態において、４層構造の第２プリント基板を含む平滑リアクトルにおける電流の流れを説明するための分解斜視図である。 同実施の形態において、磁性体に巻回される巻線の配置関係を説明するための部分斜視図である。 同実施の形態において、平滑リアクトルの記号における巻線との対応関係を説明するための図である。 比較例に係る平滑リアクトルを示す側面図である。 比較例に係る平滑リアクトルにおけるプリント基板の構造を説明するための平面図である。 実施の形態２に係る電力変換装置における平滑リアクトルの一例を示す断面図である。 同実施の形態において、平滑リアクトルに適用されている巻線部材の一例を示す斜視図である。 同実施の形態において、平滑リアクトルに適用されている巻線部材の他の例を示す斜視図である。 同実施の形態において、平滑リアクトルに適用されている巻線部材のさらに他の例を示す斜視図である。 実施の形態３に係る電力変換装置における平滑リアクトルの一例を示す断面図である。 同実施の形態において、平滑リアクトルに適用されている巻線部材の一例を示す斜視図である。 同実施の形態において、平滑リアクトルに適用されている巻線部材の他の例を示す斜視図である。 実施の形態４に係る電力変換装置における平滑リアクトルの一例を示す分解斜視図である。 同実施の形態において、図２１に示す断面線ＸＸＩＩ－ＸＸＩＩにおける断面図である。 同実施の形態において、平滑リアクトルの製造方法の一工程を示す斜視図である。 同実施の形態において、図２３に示す工程の後に行われる工程を示す斜視図である。 同実施の形態において、図２４に示す工程の後に行われる工程を示す斜視図である。 同実施の形態において、図２５に示す工程の後に行われる工程を示す斜視図である。 実施の形態５に係る電力変換装置における平滑リアクトルの一例を示す断面図である。 各実施の形態に係る電力変換装置において、第１変形例に係る平滑リアクトルの構造を概念的に示す斜視図である。 各実施の形態に係る電力変換装置において、第２変形例に係る平滑リアクトルの構造を概念的に示す斜視図である。

はじめに、各実施の形態に係る電力変換装置の回路図の一例について説明する。図１に、電力変換装置の一例としてのＤＣ－ＤＣコンバータの回路図を示す。ＤＣ－ＤＣコンバータは、たとえば、電気自動車に搭載される。ＤＣ－ＤＣコンバータは、１００Ｖ～３００Ｖ程度のリチウムイオン電池の入力電圧を、１２Ｖ～１５Ｖの電圧に変換し、その変換した電圧を出力することによって、鉛蓄電池を充電する機能を有する。ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電力は、たとえば、２ｋＷである。

図１に示すように、電力変換装置１では、４つのＭＯＳトランジスタ３（ＭＯＳＦＥＴ：Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、トランス５、２つのダイオード７、平滑リアクトル９、平滑コンデンサ１１、入力端子１３および出力端子１５を備えている。トランス５は、１次巻線５ａと２次巻線５ｂとを有する。

４つのＭＯＳトランジスタ３をスイッチング制御することによって、入力端子１３に入力された電圧（直流）が、交流電圧に変換される。交流電圧は、トランス５の１次巻線５ａに入力される。トランス５では、１次巻線５ａに入力された交流電圧が、１次巻線５ａと２次巻線５ｂとの巻き数比によって任意の交流電圧に変換される。変換された交流電圧は、２次巻線５ｂに供給される。なお、１次巻線５ａと２次巻線５ｂとは、電気的に絶縁されている。

ダイオード７は、トランス５（２次巻線５ｂ）から供給される交流電圧を、再び、直流電圧に変換する。平滑リアクトル９および平滑コンデンサ１１は、ダイオード７によって変換された直流電圧を平滑化し、出力端子１５から出力される出力電圧を安定させる。

電力変換装置１では、４つのＭＯＳトランジスタ３、トランス５、２つのダイオード７、平滑リアクトル９等の複数の部品（機器）が搭載されている。磁性体に巻線が配置された巻線機器としての平滑リアクトル９またはトランス５では、専有面積を低減することが求められている。また、これらの部品では、通電に伴い熱を発生する。これらの発熱を伴う部品の温度が定格温度を超えないように、発熱を伴う部品を冷却する必要がある。以下、各実施の形態において、具体的に説明する。

実施の形態１．
実施の形態１に係る電力変換装置の一例について説明する。図２に示すように、電力変換装置１は、第１プリント基板２５に、ＭＯＳトランジスタ３、トランス５、２つのダイオード７、平滑リアクトル９および平滑コンデンサ１１が搭載されている。第１プリント基板２５には、ＭＯＳトランジスタ３に電気的に接続される入力端子１３が設けられている。また、第１プリント基板２５には、平滑コンデンサ１１に電気的に接続される出力端子１５が設けられている。入力端子１３と出力端子１５とは、第１プリント基板２５に設けられた導電パターン（図示せず）に、たとえば、はんだ付けによって電気的に接続されている。

電力変換装置１では、巻線機器として、平滑リアクトル９とトランス５とが搭載されている。次に、巻線機器として、ここでは、平滑リアクトル９を例に挙げて具体的に説明する。

図３に示すように、巻線機器としての平滑リアクトル９は、第１プリント基板２５に加えて、磁性体３５、巻線部材６１および第２プリント基板４１を備えている。第１プリント基板２５と第２プリント基板４１とは、第１方向としてのＺ軸方向に距離を隔てて互いに対向するように配置されている。磁性体３５は、第１プリント基板２５と第２プリント基板４１との間に配置されている。

なお、第１プリント基板２５と磁性体３５との間に、弾性部材３３ａを介在させてもよい。磁性体３５と第２プリント基板４１との間に、弾性部材３３ｂを介在させてもよい。弾性部材３３ａには、貫通穴３３ａａ、３３ａｂが形成されている。弾性部材３３ｂには、貫通穴３３ｂａ、３３ｂｂが形成されている。

第１プリント基板２５には、スルーホール２５ａ、スルーホール２５ｂ、スルーホール２５ｃおよびスルーホール２５ｄが形成されている。磁性体３５として、貫通穴３７ａと貫通穴３７ｂとが形成された磁性体３７が適用されている。貫通穴３７ａと貫通穴３７ｂとは、Ｚ軸方向に沿って、磁性体３７を貫通するように形成されている。貫通穴３７ａと貫通穴３７ｂとは、Ｘ軸方向に距離を隔てて形成されている。第２プリント基板４１には、スルーホール４３ａ、スルーホール４３ｂ、スルーホール４３ｃおよびスルーホール４３ｄが形成されている。

巻線部材６１は、第１巻線部材６１ａおよび第２巻線部材６１ｂと、第１巻線部材６１ｃおよび第２巻線部材６１ｄとを含む。巻線部材６１は、たとえば、厚さ１ｍｍ程度の銅板から形成されている。図４に示すように、巻線部材６１は、第１延在部６３と、第１端部としての第１接続部６５と、第２端部としての第２接続部６７と、位置決め部６９とを有する。第１延在部６３は、磁性体３７の貫通穴３７ａ、３７ｂに挿通される。

第１延在部６３は、第１プリント基板２５から第２プリント基板４１に向かって略垂直に取り付けられる。なお、図５に示すように、巻線部材６１としては、第１延在部６３に対して、第１接続部６５と第２接続部６７とが、幅が狭められる態様で、テーパ状に形成されていてもよい。

第１巻線部材６１ａは、貫通穴３７ａ、３３ａａ、３３ｂａに挿通されている。第１巻線部材６１ａの第１接続部６５は、スルーホール２５ａに接続されている。第１巻線部材６１ａの第２接続部６７は、スルーホール４３ａに接続されている。第２巻線部材６１ｂは、貫通穴３７ｂ、３３ａｂ、３３ｂｂに挿通されている。第２巻線部材６１ｂの第１接続部６５は、スルーホール２５ｂに接続されている。第２巻線部材６１ｂの第２接続部６７は、スルーホール４３ｂに接続されている。

第１巻線部材６１ｃは、貫通穴３７ａ、３３ａａ、３３ｂａに挿通されている。第１巻線部材６１ｃの第１接続部６５は、スルーホール２５ｃに接続されている。第１巻線部材６１ｃの第２接続部６７は、スルーホール４３ｃに接続されている。第２巻線部材６１ｄは、貫通穴３７ｂ、３３ａｂ、３３ｂｂに挿通されている。第２巻線部材６１ｄの第１接続部６５は、スルーホール２５ｄに接続されている。第２巻線部材６１ｄの第２接続部６７は、スルーホール４３ｄに接続されている。

第１プリント基板２５には、巻線の一部として、第１巻線パターン５１が形成されている。第１巻線パターン５１は、第１巻線パターン５１ａ、第１巻線パターン５１ｂおよび第１巻線パターン５１ｃを含む。第１巻線パターン５１ａは、第１巻線部材６１ａの第１接続部６５と電気的に接続されている。第１巻線パターン５１ｂでは、一端が第２巻線部材６１ｂの第１接続部６５と電気的に接続され、他端が第１巻線部材６１ｃの第１接続部６５と電気的に接続されている。第１巻線パターン５１ｃは、第２巻線部材６１ｄの第１接続部６５と電気的に接続されている。

図６、図７および図８に示すように、ここでは、第２プリント基板４１は、４層構造とされる。第２プリント基板４１は、第１層目基板４１ａ、第２層目基板４１ｂ、第３層目基板４１ｃおよび第４層目基板４１ｄを備えている。

第１層目基板４１ａには、巻線の一部として、第２巻線パターン８１が形成されている。第２巻線パターン８１は、第２巻線パターン８１ａと第２巻線パターン８１ｂとを含む。第２巻線パターン８１ａは、放熱パターン８３ａとしての機能も有する。第２巻線パターン８１ｂは、放熱パターン８３ｂとしての機能も有する。

第１層目基板４１ａでは、第１巻線部材６１ａ（第２接続部６７）と第２巻線部材６１ｂ（第２接続部６７）とは、第２巻線パターン８１ａによって電気的に接続されている。第１巻線部材６１ｃ（第２接続部６７）と第２巻線部材６１ｄ（第２接続部６７）とは、第２巻線パターン８１ｂによって電気的に接続されている。

第２層目基板４１ｂには、放熱パターン８３ｃ、配線パターン８７ａおよび配線パターン８７ｂが形成されている。放熱パターン８３ｃは、配線パターン８７ａおよび配線パターン８７ｂとは、電気的に絶縁されている。

第２層目基板４１ｂでは、第１巻線部材６１ａ（第２接続部６７）と第２巻線部材６１ｂ（第２接続部６７）とは、配線パターン８７ａによって電気的に接続されている。第１巻線部材６１ｃ（第２接続部６７）と第２巻線部材６１ｄ（第２接続部６７）とは、配線パターン８７ｂによって電気的に接続されている。

第３層目基板４１ｃには、巻線の一部として、第２巻線パターン８１が形成されている。第２巻線パターン８１は、第２巻線パターン８１ａと第２巻線パターン８１ｂとを含む。第２巻線パターン８１ａは、放熱パターン８３ａとしての機能も有する。第２巻線パターン８１ｂは、放熱パターン８３ｂとしての機能も有する。

第３層目基板４１ｃでは、第１巻線部材６１ａ（第２接続部６７）と第２巻線部材６１ｂ（第２接続部６７）とは、第２巻線パターン８１ａによって電気的に接続されている。第１巻線部材６１ｃ（第２接続部６７）と第２巻線部材６１ｄ（第２接続部６７）とは、第２巻線パターン８１ｂによって電気的に接続されている。

第４層目基板４１ｄには、放熱パターン８３ｃ、配線パターン８７ａおよび配線パターン８７ｂが形成されている。放熱パターン８３ｃは、配線パターン８７ａおよび配線パターン８７ｂとは、電気的に絶縁されている。

第４層目基板４１ｄでは、第１巻線部材６１ａ（第２接続部６７）と第２巻線部材６１ｂ（第２接続部６７）とは、配線パターン８７ａによって電気的に接続されている。第１巻線部材６１ｃ（第２接続部６７）と第２巻線部材６１ｄ（第２接続部６７）とは、配線パターン８７ｂによって電気的に接続されている。

第１層目基板４１ａにおける第２巻線パターン８１ａ、第２層目基板４１ｂにおける配線パターン８７ａ、第３層目基板４１ｃにおける第２巻線パターン８１ａおよび第４層目基板４１ｄにおける配線パターン８７ａは、スルーホール領域８５ａを介して、互いに電気的に接続されている。

第１層目基板４１ａにおける第２巻線パターン８１ｂ、第２層目基板４１ｂにおける配線パターン８７ｂ、第３層目基板４１ｃにおける第２巻線パターン８１ｂおよび第４層目基板４１ｄにおける配線パターン８７ｂは、スルーホール領域８５ｂを介して、互いに電気的に接続されている。

磁性体３７および第２プリント基板４１等は、固定部材として、第１雄ねじ部としての磁性体固定ねじ４９、筒状部材４７および第１雌ねじ部としての雌ねじ部１９によって、第１プリント基板２５に固定されている。筒状部材４７は、第１プリント基板２５と第２プリント基板４１との間に配置されている。磁性体３７および第２プリント基板４１等は、磁性体固定ねじ４９が、筒状部材４７に挿通されて、冷却板１７に形成された雌ねじ部１９に螺合することによって、第１プリント基板２５に固定されている。

図８に示すように、ここで、磁性体３７の厚さを厚さＤ１、弾性部材３３ａ、３３ｂの厚さを厚さＤＳ、筒状部材４７の長さを長さＤ２、第１プリント基板２５および第２プリント基板４１のそれぞれの厚さを厚さＤＢ、スペーサ２１の厚さを厚さＨＳとする。筒状部材４７の長さＤ２は、厚さＤ１と厚さＤＳ×２とを合わせた長さ以下の長さに設定されている。

また、磁性体固定ねじ４９の長さは、長さＤ２に、第１プリント基板２５および第２プリント基板４１のそれぞれの厚さＤＢと厚さＨＳとを合わせた長さＤ４よりも長い長さを有する。巻線機器としての平滑リアクトル９を備えた電力変換装置１の一例は、上記のように構成される。

次に、上述した電力変換装置１の製造方法の一例について説明する。まず、第１プリント基板２５（図３等参照）を用意する。図２および図３に示すように、その第１プリント基板２５に、ＭＯＳトランジスタ３およびダイオード７等の表面実装部品とともに、巻線部材６１（６１ａ～６１ｄ）を、たとえば、はんだ付けによって接合する。

次に、弾性部材３３ａの貫通穴３３ａａ、３３ａｂ、磁性体３７の貫通穴３７ａ、３７ｂおよび弾性部材３３ｂの貫通穴３３ｂａ、３３ｂｂに、対応する巻線部材６１（６１ａ～６１ｄ）を挿通させて、弾性部材３３ａ、磁性体３７および弾性部材３３ｂを、第１プリント基板２５上に順次配置する。

次に、第２プリント基板４１のスルーホール４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄに、対応する巻線部材６１（６１ａ～６１ｄ）を挿通させて、弾性部材３３ｂの上に第２プリント基板４１を配置する。次に、第１プリント基板２５と第２プリント基板４１との間に、筒状部材４７を配置する。筒状部材４７は、第２プリント基板４１に形成されたねじ穴４５に連通する位置に配置される。

次に、磁性体固定ねじ４９をねじ穴４５および筒状部材４７に挿通し、冷却板１７に設けられた雌ねじ部１９に螺合することにより、磁性体３７および第２プリント基板４１等を第１プリント基板２５に固定する。次に、巻線部材６１と、第２プリント基板４１に形成された、対応する第２巻線パターン８１とを、たとえば、はんだ等の接合材７７によって電気的に接続する。なお、巻線部材６１と対応する第２巻線パターン８１とを、互いに接触させることによって電気的に接続するようにしてもよい。こうして、平滑リアクトル９が第１プリント基板２５に実装されて、電力変換装置１の主要部分が完成する。

次に、電力変換装置１の平滑リアクトル９における電流の流れの一例について説明する。まず、トランス５から供給された交流電圧は、ダイオード７によって直流電圧に変換される（図１参照）。次に、図９に示すように、直流電圧に変換された電流は、矢印Ｙ１に示すように、第１巻線パターン５１ａを流れる。第１巻線パターン５１ａを流れた電流は、第１巻線部材６１ａを流れた後、第２巻線部材６１ｂを流れる。このとき、電流は、矢印Ｙ１Ｄに示す経路と、矢印Ｙ１Ａに示す経路と、矢印Ｙ１Ｂに示す経路と、矢印Ｙ１Ｃに示す経路とを並列に流れる。

矢印Ｙ１Ｄは、電流が、第１巻線部材６１ａから第１層目基板４１ａに形成された第２巻線パターン８１ａを経て第２巻線部材６１ｂに流れる経路である。矢印Ｙ１Ａは、電流が、第１巻線部材６１ａから第４層目基板４１ｄに形成された配線パターン８７ａを経て第２巻線部材６１ｂに流れる経路である。矢印Ｙ１Ｂは、電流が、第１巻線部材６１ａから第３層目基板４１ｃに形成された第２巻線パターン８１ａを経て第２巻線部材６１ｂに流れる経路である。矢印Ｙ１Ｃは、電流が、第１巻線部材６１ａから第２層目基板４１ｂに形成された配線パターン８７ａをへて第２巻線部材６１ｂに流れる経路である。

第２巻線部材６１ｂを流れた電流は、矢印Ｙ２に示すように、第１巻線パターン５１ｂを流れる。第１巻線パターン５１ｂを流れた電流は、第１巻線部材６１ｃを流れた後、第２巻線部材６１ｄを流れる。このとき、電流は、矢印Ｙ２Ｄに示す経路と、矢印Ｙ２Ａに示す経路と、矢印Ｙ２Ｂに示す経路と、矢印Ｙ２Ｃに示す経路とを並列に流れる。

矢印Ｙ２Ｄは、電流が、第１巻線部材６１ｃから第１層目基板４１ａに形成された第２巻線パターン８１ｂを経て第２巻線部材６１ｄに流れる経路である。矢印Ｙ２Ａは、電流が、第１巻線部材６１ｃから第４層目基板４１ｄに形成された配線パターン８７ｂを経て第２巻線部材６１ｄに流れる経路である。矢印Ｙ２Ｂは、電流が、第１巻線部材６１ｃから第３層目基板４１ｃに形成された第２巻線パターン８１ｂを経て第２巻線部材６１ｄに流れる経路である。矢印Ｙ２Ｃは、電流が、第１巻線部材６１ｃから第２層目基板４１ｂに形成された配線パターン８７ｂを経て第２巻線部材６１ｄに流れる経路である。

第２巻線部材６１ｄを流れた電流は、矢印Ｙ３に示すように、第１巻線パターン５１ｃを流れる。第１巻線パターン５１ｃを流れた電流は、平滑コンデンサ１１を経て、出力端子１５から出力電流（電圧）として出力される（図１参照）。

この平滑リアクトル９では、磁性体３７に巻回される巻線として、第１巻線パターン５１（５１ｂ）、巻線部材６１および第２巻線パターン８１を有する。図７等では、磁性体３７に巻回される巻線の巻き数として、巻き数２（２ターン）の平滑リアクトル９が示されている。これを模式的に図１０に示し、さらに、平滑リアクトルの記号における巻線との対応関係を図１１に示す。

図１０および図１１に示すように、第１巻線部材６１ａ、第２巻線パターン８１ａ（配線パターン８７ａ）、第２巻線部材６１ｂおよび第１巻線パターン５１ｂによって、磁性体３７に巻回される巻き数１（１ターン）の巻線が形成されている。また、第１巻線パターン５１ｂ、第１巻線部材６１ｃ、第２巻線パターン８１ｂ（配線パターン８７ｂ）および第２巻線部材６１ｄによって、磁性体３７に巻回される巻き数１（１ターン）の巻線が形成されている。

図７等に示される平滑リアクトル９の磁性体３７に巻回される巻線の巻き数（ターン数）は、一例であって、巻線部材６１の数および第２巻線パターン８１の数を増減することによって、磁性体３７に巻回される巻線の巻き数（ターン数）を所望の巻き数に設定することができる。

上述した電力変換装置１における平滑リアクトル９では、第１巻線パターン５１（５１ｂ）、巻線部材６１および第２巻線パターン８１によって、磁性体３７に巻回される巻線が形成される。これにより、平滑リアクトル９の小型化に寄与することができる。これについて、比較例に係る平滑リアクトルと比較して説明する。

図１２に示すように、比較例に係る平滑リアクトル１０９では、冷却板１１７の上にスペーサ１２１を介在させてプリント基板１２５が配置されている。プリント基板１２５は、基板固定ねじ１３１によって冷却板１１７に固定されている。冷却板１１７には、磁性体１３５が配置されている。磁性体１３５は、Ｅ型磁性体１３７とＩ型磁性体１３９とから構成されている。

プリント基板１２５には、Ｅ型磁性体１３７の脚部が挿通される開口部１２７（図１３参照）が形成されている。開口部１２７に挿通されたＥ型磁性体１３７の脚部に当接するように、Ｉ型磁性体１３９が配置されている。冷却板１１７の上に筒状部材１４７を介在させて固定板１２３が配置されている。磁性体固定ねじ１４９を筒状部材１４７に挿通させ、冷却板１１７にねじ留めすることによって、磁性体１３５が冷却板１１７に固定されている。

図１３に示すように、プリント基板１２５は、４層構造とされ、プリント基板１２５ａ、プリント基板１２５ｂ、プリント基板１２５ｃおよびプリント基板１２５ｄから構成される。プリント基板１２５ａには、開口部１２７の周囲を囲むように、巻線パターン１３１ａが形成されている。プリント基板１２５ｂには、開口部１２７の周囲を囲むように、巻線パターン１３１ｂが形成されている。巻線パターン１３１ａと巻線パターン１３１ｂとは、同じパターンとされる。巻線パターン１３１ａと巻線パターン１３１ｂとは、スルーホール領域１３３を介して、巻き数１として電気的に並列に接続されている。

プリント基板１２５ｃには、開口部１２７の周囲を囲むように、巻線パターン１３１ｃが形成されている。プリント基板１２５ｄには、開口部１２７の周囲を囲むように、巻線パターン１３１ｄが形成されている。巻線パターン１３１ｃと巻線パターン１３１ｄとは、同じパターンとされる。巻線パターン１３１ｃと巻線パターン１３１ｄとは、スルーホール領域１３３を介して、巻き数１として電気的に並列に接続されている。巻線パターン１３１ａおよび巻線パターン１３１ｂと、巻線パターン１３１ｃおよび巻線パターン１３１ｄとは、スルーホール領域１３３を介して、電気的に直列に接続されている。

比較例に係る平滑リアクトル１０９では、プリント基板１２５に、開口部１２７が形成されている。その開口部１２７の周囲に、巻線となる巻線パターン１３１ａ～１３１ｄが形成されている。このため、平滑リアクトルの専有面積を低減するには限界がある。

比較例に係る平滑リアクトル１０９に対して、実施の形態１に係る電力変換装置１における平滑リアクトル９では、第１プリント基板２５および第２プリント基板４１の双方において、磁性体３７を貫通させる開口部を設ける必要がない。また、第１巻線パターン５１（５１ｂ）、巻線部材６１（第１巻線部材６１ａおよび第２巻線部材６１ｂ等）および第２巻線パターン８１によって、磁性体３７に巻回される巻線が構成される。

第１巻線パターン５１（５１ｂ）は、磁性体３７を挟み込むように、Ｚ軸方向に対向する第１プリント基板と第２プリント基板のうち、第１プリント基板２５に形成され、第２巻線パターン８１は、第２プリント基板４１に形成されている。第１巻線部材６１ａおよび第２巻線部材６１ｂ等は、第１プリント基板２５と第２プリント基板４１との間を渡す態様で、Ｘ軸方向に距離を隔てて磁性体３７を挟み込むように配置されている。

これにより、プリント基板１２５における開口部１２７の周囲に、巻線パターン１３１ａ～１３１ｄが形成された比較例に係る平滑リアクトル１０９と比べると、平滑リアクトルの専有面積を削減することができる。また、平滑リアクトル９の高さを、低くすることができる。その結果、電力変換装置１の小型化に寄与することができる。

また、比較例に係る平滑リアクトル１０９では、通電に伴い、プリント基板１２５と磁性体１３５との双方において発生する熱は、冷却板１１７に放熱される。このとき、プリント基板１２５を冷却板１１７にできるだけ接近させて、その熱を冷却板１１７に効率的に放熱させるために、冷却板１１７には、磁性体１３５の高さに応じた深さの凹部１１７ａが形成されることになる。磁性体１３５は、その凹部１１７ａに配置されている。

比較例に係る平滑リアクトル１０９に対して、上述した平滑リアクトル９では、第１プリント基板２５および磁性体３７において発生する熱は、弾性部材３３ａを介して冷却板１７に放熱される。また、第２プリント基板４１において発生する熱は、放熱パターン８３ａ、８３ｂ、８３ｃから磁性体固定ねじ４９および筒状部材４７を介して冷却板１７に放熱される。

これにより、冷却板１１７に凹部１１７ａを形成する比較例に係る平滑リアクトルと比べて、冷却板１７に加工を施す必要がなく、平滑リアクトル９の製造工程の簡略化を図ることができ、ひいては、電力変換装置１の生産コストの削減に寄与することができる。

さらに、上述した平滑リアクトル９では、第１プリント基板２５には、磁性体３７を貫通させる開口部を設ける必要がないことで、磁性体３７のバリエーションも増やすことができる。

磁性体３７としては、Ｅ型磁性体とＩ型磁性体とに分けられた態様の磁性体を適用する必要がなく、Ｅ型磁性体とＩ型磁性体とが一体化された磁性体を適用してもよい。また、Ｅ型磁性体とＩ型磁性体とを、たとえば、接着材またはテープ等によって、あらかじめ一体化させた磁性体を適用してもよい。

Ｅ型磁性体１３７とＩ型磁性体１３９とを、固定板１２３によって押圧する場合（図１２参照）には、磁性体固定ねじ４９による締め付け具合によって、Ｅ型磁性体とＩ型磁性体との密着度が変化し、平滑リアクトルとしてのインダクタンスが変化するおそれがある。

上述した平滑リアクトル９では、磁性体３５として、巻線部材６１が挿通される貫通穴３７ａ、３７ｂが形成された磁性体３７が適用されている。磁性体３５としては、Ｅ型磁性体とＩ型磁性体とのように、２つの磁性体を一体化させた磁性体ではない。これにより、平滑リアクトル９としてのインダクタンスのばらつきを低減することができる。

実施の形態２．
実施の形態２に係る、平滑リアクトルを備えた電力変換装置１の一例について説明する。図１４および図１５に示すように、実施の形態２に係る電力変換装置１の平滑リアクトル９では、巻線の一部となる巻線部材６１は、第１延在部６３に加えて、第２延在部７１を有する。第２延在部７１は、第１延在部６３から屈曲し、第１プリント基板２５に沿って略水平に位置する。第２延在部７１は、第１プリント基板２５と弾性部材３３ａとの間に配置されている。

第１延在部６３の幅と第２延在部７１の幅とは、ほぼ同じ幅に設定されている。なお、巻線部材６１の第２延在部７１としては、図１６に示すように、第１延在部６３の幅よりも狭い幅を有する第２延在部７１であってもよい。また、図１７に示すように、第１延在部６３の幅よりも広い幅を有する第２延在部７１であってもよい。

第２延在部７１は、第１プリント基板２５に形成された第１巻線パターン５１に、たとえば、はんだ付けによって電気的に接続されている。なお、これ以外の構成については、図８等に示す平滑リアクトル９の構成と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。

次に、上述した電力変換装置１の製造方法の一例について説明する。この場合には、第２延在部７１を有する巻線部材６１を適用する点を除いて、実施の形態１において説明した製造方法と実質的に同じ製造方法によって、平滑リアクトル９を有る電力変換装置１を製造することができる。

第１プリント基板２５に、ＭＯＳトランジスタ３等の表面実装部品とともに、巻線部材６１を、たとえば、はんだ付けによって接合する。このとき、巻線部材６１の第２延在部７１を、第１プリント基板２５に形成された、対応する第１巻線パターン５１に、はんだ付けによって接合する。

次に、弾性部材３３ａ、磁性体３７、弾性部材３３ｂおよび第２プリント基板４１を順次配置する。次に、筒状部材４７および磁性体固定ねじ４９により、磁性体３７および第２プリント基板４１等を第１プリント基板２５に固定する。その後、巻線部材６１と、第２プリント基板４１に形成された、対応する第２巻線パターン８１とを、たとえば、はんだ付けによって電気的に接続する。こうして、電力変換装置１の主要部分が完成する。

次に、電力変換装置１の平滑リアクトル９における電流の流れは、図９について説明したとおりである。図９に示すように、直流電圧に変換された電流は、第１巻線パターン５１ａから第１巻線部材６１ａを流れた後、第２巻線部材６１ｂを流れる。このとき、電流は、矢印Ｙ１Ｄに示す経路と、矢印Ｙ１Ａに示す経路と、矢印Ｙ１Ｂに示す経路と、矢印Ｙ１Ｃに示す経路とを並列に流れる。

第２巻線部材６１ｂを流れた電流は、第１巻線パターン５１ｂから第１巻線部材６１ｃを流れた後、第２巻線部材６１ｄを流れる。このとき、電流は、矢印Ｙ２Ｄに示す経路と、矢印Ｙ２Ａに示す経路と、矢印Ｙ２Ｂに示す経路と、矢印Ｙ２Ｃに示す経路とを並列に流れる。第２巻線部材６１ｄを流れた電流は、第１巻線パターン５１ｃから平滑コンデンサ１１を経て、出力端子１５から出力電流（電圧）として出力される（図１参照）。

上述した電力変換装置１における平滑リアクトル９では、実施の形態１において平滑リアクトル９について説明したのと同様に、平滑リアクトル９の小型化を図り、電力変換装置１の小型化に寄与することができる。上述した平滑リアクトル９では、さらに、冷却効果を高めることができる。

通電に伴い、第１プリント基板２５（第１巻線パターン５１）、巻線部材６１の第１延在部６３、第２プリント基板４１（第２巻線パターン８１）等において発生した熱は、第２延在部７１へ伝熱する。第２延在部７１へ伝熱した熱は、弾性部材３３ａを介して冷却板１７へ伝熱する。これにより、第１プリント基板２５、巻線部材６１の第１延在部６３、第２プリント基板４１において発生した熱を、効率的に冷却板１７へ放熱させることができる。

また、第１巻線パターン５１に流れる電流の一部が、巻線部材６１の第２延在部７１にも流れることになる。これにより、第１巻線パターン５１を流れる電気抵抗が低下し、第１プリント基板２５において発生する発熱量を抑えることができる。

実施の形態３．
実施の形態３に係る、平滑リアクトルを備えた電力変換装置１の一例について説明する。図１８および図１９に示すように、実施の形態３に係る電力変換装置１の平滑リアクトル９では、巻線の一部となる巻線部材６１は、第２雌ねじ部としてのねじ穴７３が形成された第２接続部６７を有する。第２接続部６７は、第２プリント基板４１に沿って位置している。その第２接続部６７に、固定部材の一部となるねじ穴７３が形成されている。ねじ穴７３には、第２雄ねじ部としての磁性体固定ねじ４９が螺合する。

巻線部材６１としては、第１接続部６５が位置決め部６９から突出した形状を有する巻線部材６１の他に、図２０に示すように、第１延在部６３から第１接続部６５に向かって、幅が狭くなるように形成された位置決め部６９を有する巻線部材６１でもよい。なお、これ以外の構成については、図８等に示す平滑リアクトル９の構成と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。

次に、上述した電力変換装置１の製造方法の一例について説明する。この場合には、ねじ穴７３が形成された第２延在部７１を有する巻線部材６１を適用する点を除いて、実施の形態１において説明した製造方法と実質的に同じ製造方法によって、平滑リアクトル９を有る電力変換装置１を製造することができる。

第１プリント基板２５に、ＭＯＳトランジスタ３等の表面実装部品とともに、巻線部材６１を、たとえば、はんだ付けによって接合する。次に、弾性部材３３ａ、磁性体３７、弾性部材３３ｂおよび第２プリント基板４１を順次配置する。このとき、巻線部材６１における第２接続部６７と、第２プリント基板４１に形成された、対応する第２巻線パターン８１とを接触させて、電気的に接続する。

次に、磁性体固定ねじ４９を、巻線部材６１の第２接続部６７に形成されたねじ穴７３に螺合することにより、磁性体３７および第２プリント基板４１等を第１プリント基板２５に固定する。その後、巻線部材６１と、第２プリント基板４１に形成された、対応する第２巻線パターン８１とを、たとえば、はんだ付けによって電気的に接続する。こうして、電力変換装置１の主要部分が完成する。

次に、電力変換装置１の平滑リアクトル９における電流の流れは、図９について説明したのと実質的に同じである。図９に示すように、直流電圧に変換された電流は、第１巻線パターン５１ａから第１巻線部材６１ａを流れた後、第２巻線部材６１ｂを流れる。第２巻線部材６１ｂを流れた電流は、第１巻線パターン５１ｂから第１巻線部材６１ｃを流れた後、第２巻線部材６１ｄを流れる。第２巻線部材６１ｄを流れた電流は、第１巻線パターン５１ｃから平滑コンデンサ１１を経て、出力端子１５から出力電流（電圧）として出力される（図１参照）。

上述した電力変換装置１における平滑リアクトル９では、実施の形態１において平滑リアクトル９について説明したのと同様に、平滑リアクトル９の小型化を図り、電力変換装置１の小型化に寄与することができる。上述した平滑リアクトル９では、さらに、部品点数を削減することができる。

上述した平滑リアクトル９では、磁性体固定ねじ４９を、巻線部材６１の第２接続部６７に形成されたねじ穴７３に螺合することにより、磁性体３７および第２プリント基板４１等が第１プリント基板２５に固定される。これにより、筒状部材等が不要になり、部品点数の削減を図ることができる。その結果、平滑リアクトル９、ひいては、電力変換装置１の製造コストの削減に寄与することができる。

実施の形態４．
実施の形態４に係る、平滑リアクトルを備えた電力変換装置１の一例について説明する。図２１および図２２に示すように、実施の形態４に係る電力変換装置１の平滑リアクトル９では、第１プリント基板２５に、巻線部材６１等をそれぞれ支持する巻線支持部２７ａと巻線支持部２７ｂとが配置されている。巻線支持部２７ａ、２７ｂは、第１プリント基板２５から第２プリント基板４１へ向かってそれぞれ延在する。

巻線支持部２７ａ、２７ｂにおける一方の面には、巻線部材６１が配置され、他方の面には、第１巻線パターン５１が配置されている。巻線部材６１は、たとえば、０．１ｍｍ程度の厚さを有する銅板から形成されている。巻線部材６１は、巻線支持部２７ａ、２７ｂの一方の面に、たとえば、はんだ付けされている。

また、磁性体３７では、貫通穴３７ａ、３７ｂに加えて、冷却板１７に向かって突出した脚部３６が形成されている。なお、これ以外の構成については、図８等に示す平滑リアクトル９の構成と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。

次に、上述した電力変換装置１の製造方法の一例について説明する。まず、第１プリント基板２５（図２３参照）と、巻線部材６１とを用意する。このとき、図２３に示すように、第１プリント基板２５では、たとえば、打ち抜き加工等によって、巻線支持部２７ａ、２７ｂとなるパターンが併せて形成される。巻線支持部２７ａ、２７ｂとなるパターンは、接続部２９によって第１プリント基板２５（本体部）に繋がっている。

次に、図２４に示すように、第１プリント基板２５における巻線支持部２７ａ、２７ｂとなるパターンに、巻線部材６１を、たとえば、はんだ付けによって接合する。また、ＭＯＳトランジスタ３等（図示せず）の表面実装部品を、はんだ付けによって第１プリント基板２５に接合する。

次に、図２５に示すように、接続部２９を切断し、巻線支持部２７ａおよび巻線支持部２７ｂのそれぞれを、Ｚ軸正方向に向かって屈曲させる。次に、図２６および図２１に示すように、磁性体３７の貫通穴３７ａ、３７ｂおよび弾性部材３３ｂの貫通穴３３ｂａ、３３ｂｂに、Ｚ軸正方向に屈曲させた巻線支持部２７ａ、２７ｂを挿通させて、磁性体３７および弾性部材３３ｂを、第１プリント基板２５上に順次配置する。

次に、第２プリント基板４１のスルーホール４３ｅ、４３ｆに、対応する巻線支持部２７ａ、２７ｂを挿通させて、弾性部材３３ｂ上に第２プリント基板４１を配置する。次に、筒状部材４７および磁性体固定ねじ４９により、磁性体３７および第２プリント基板４１等を第１プリント基板２５に固定する。その後、巻線部材６１と、第２プリント基板４１に形成された、対応する第２巻線パターン８１とを、たとえば、はんだ付けによって電気的に接続する。磁性体の脚部３６は、冷却板１７に当接することになる。こうして、電力変換装置１の主要部分が完成する。

次に、電力変換装置１の平滑リアクトル９における電流の流れは、図９について説明したのと実質的に同じである。図９に示すように、直流電圧に変換された電流は、第１巻線パターン５１から第１巻線部材６１ａを流れた後、第２巻線部材６１ｂを流れる。第２巻線部材６１ｂを流れた電流は、第１巻線パターン５１から第１巻線部材６１ｃを流れた後、第２巻線部材６１ｄを流れる。第２巻線部材６１ｄを流れた電流は、第１巻線パターン５１から平滑コンデンサ１１を経て、出力端子１５から出力電流（電圧）として出力される（図１参照）。

上述した電力変換装置１における平滑リアクトル９では、実施の形態１において平滑リアクトル９について説明したのと同様に、平滑リアクトル９の小型化を図り、電力変換装置１の小型化に寄与することができる。上述した平滑リアクトル９では、さらに、冷却効果の向上と、第１プリント基板２５の有効利用とを図ることができる。

上述した平滑リアクトル９では、磁性体３７の脚部３６が、冷却板１７に当接する。これにより、通電に伴い磁性体３７に発生する熱を、効率的に冷却板１７に放熱させることができる。

また、巻線部材６１を支持する巻線支持部２７ａ、２７ｂを、第１プリント基板の一部を利用して形成することで、巻線支持部２７ａ、２７ｂを別部材から作製する場合と比べて、第１プリント基板２５の有効利用を図り、電力変換装置１の生産コストの低減に寄与することができる。

実施の形態５．
実施の形態５に係る、平滑リアクトルを備えた電力変換装置１の一例について説明する。図２７に示すように、実施の形態３に係る電力変換装置１の平滑リアクトル９では、第１プリント基板２５、磁性体３７および第２プリント基板４１等を冷却板１７に固定する固定部材の一つとして、筒状部材４７（図３等参照）に替えて、押圧部材としてのクランク状部材４８が適用されている。

クランク状部材４８は、第１部４８ａと第２部４８ｂと第３部４８ｃとを有する。第１部４８ａは、第１プリント基板２５に平行に配置されている。第２部４８ｂは、第１部４８ａから屈曲して上方に延在している。第３部４８ｃは、第２部４８ｂから屈曲して第２プリント基板４１に平行に配置されている。第２部４８ｂの長さＤＥ（高さ）は、弾性部材３３ａ、磁性体３７、弾性部材３３ｂおよび第２プリント基板４１を合わせた厚さに相当する長さ以下の長さに設定されている。

第３雄ねじ部としての磁性体固定ねじ４９を、第１部４８ａに設けられたねじ穴に挿通させて、第３雌ねじ部としての雌ねじ部１９に螺合させることによって、第１プリント基板２５、磁性体３７および第２プリント基板４１が冷却板１７に固定されている。なお、これ以外の構成については、図８等に示す平滑リアクトル９の構成と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。

次に、上述した電力変換装置１の製造方法の一例について説明する。この場合には、クランク部材４８等を適用する点を除いて、実施の形態１において説明した製造方法と実質的に同じ製造方法によって、平滑リアクトル９を有る電力変換装置１を製造することができる。

第１プリント基板２５に、ＭＯＳトランジスタ３等の表面実装部品とともに、巻線部材６１を、たとえば、はんだ付けによって接合する。次に、弾性部材３３ａ、磁性体３７、弾性部材３３ｂおよび第２プリント基板４１を順次配置する（図３参照）。次に、クランク状部材４８を用意する。クランク状部材４８における第１部４８ａを第１プリント基板２５の上面に接触させるとともに、第３部４８ｃを第２プリント基板４１の上面に接触させる（図２７参照）。このとき、第３部４８ｃを、特に、第２プリント基板４１に形成された放熱パターン８３ａ、８３ｂに接触させる。

次に、磁性体固定ねじ４９を、第１部４８ａに設けられたねじ穴に挿通させて、雌ねじ部１９に螺合させることによって、第１プリント基板２５、磁性体３７および第２プリント基板４１を冷却板１７に固定する。その後、巻線部材６１と、第２プリント基板４１に形成された、対応する第２巻線パターン８１とを、たとえば、はんだ付けによって電気的に接続する。こうして、電力変換装置１の主要部分が完成する。

次に、電力変換装置１の平滑リアクトル９における電流の流れは、図９について説明したのと実質的に同じである。図９に示すように、直流電圧に変換された電流は、第１巻線パターン５１ａから第１巻線部材６１ａを流れた後、第２巻線部材６１ｂを流れる。第２巻線部材６１ｂを流れた電流は、第１巻線パターン５１ｂから第１巻線部材６１ｃを流れた後、第２巻線部材６１ｄを流れる。第２巻線部材６１ｄを流れた電流は、第１巻線パターン５１ｃから平滑コンデンサ１１を経て、出力端子１５から出力電流（電圧）として出力される（図１参照）。

上述した電力変換装置１における平滑リアクトル９では、実施の形態１において平滑リアクトル９について説明したのと同様に、平滑リアクトル９の小型化を図り、電力変換装置１の小型化に寄与することができる。上述した平滑リアクトル９では、さらに、冷却効果を高めることができる。

上述した平滑リアクトル９では、クランク状部材４８における第３部４８ｃは、特に、第２プリント基板４１に形成された放熱パターン８３ａ、８３ｂに接触する。これにより、磁性体固定ねじ４９を第２プリント基板４１から挿通する場合と比べて、放熱パターン８３ａ、８３ｂと第３部４８ｃとの接触面積が得られる。

このため、放熱パターン８３ａ、８３ｂとクランク状部材４８との間の熱抵抗が低減される。その結果、第２巻線パターン８１から冷却板１７までの熱抵抗が低減されて、第２プリント基板４１において発生した熱を、より効果的に冷却板１７に放熱させることができる。

（変形例）
上述した各実施の形態では、磁性体３５として、２つの貫通穴３７ａ、３７ｂが形成された磁性体３７を適用した平滑リアクトル９を例に挙げて説明した。磁性体３５としては、巻線を磁性体の周りに巻回することができれば、磁性体３５に２つの貫通穴を設ける必要はない。

図２８に示すように、磁性体３５として、１つの貫通穴３８が形成された磁性体３７を適用してもよい。この場合には、貫通穴３８に配置される巻線部材９３と、磁性体３７の外周に配置される巻線部材９３と、磁性体３７の下面側（Ｚ軸負方向側）に配置される巻線パターン９１と、磁性体３７の上面側（Ｚ軸正方向側）に配置される巻線パターン９１とによって、磁性体３７に巻回される巻線が構成される。このような巻線の構造であっても、平滑リアクトルとして機能させることができる。

また、図２９に示すように、磁性体３５として、貫通穴が形成されていない磁性体３９を適用してもよい。この場合には、磁性体３９の一方の側面側（Ｙ軸正方向側）に配置される巻線部材９３と、磁性体３９の他方の側面側（Ｙ軸負方向側）に配置される巻線部材９３と、磁性体３７の下面側（Ｚ軸負方向側）に配置される巻線パターン９１と、磁性体３７の上面側（Ｚ軸正方向側）に配置される巻線パターン９１とによって、磁性体３７に巻回される巻線が構成される。このような巻線の構造であっても、平滑リアクトルとして機能させることができる。

さらに、各実施の形態では、磁性体に巻線を巻回した巻線機器として、平滑リアクトルを例に挙げて説明したが、巻線機器としては、平滑リアクトルに限られず、たとえば、トランス５等に適用してもよい。

なお、各実施の形態において説明した巻線機器を備えた電力変換装置については、必要に応じて種々組み合わせることが可能である。

今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本開示は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。

本開示は、磁性体に巻線を巻回させた巻線機器を備えた電力変換装置に有効に利用される。

１ 電力変換器、３ ＭＯＳトランジスタ、５ トランス、５ａ １次巻線、５ｂ ２次巻線、７ ダイオード、９ 平滑リアクトル、１１ 平滑コンデンサ、１３ 入力端子、１５ 出力端子、１７ 冷却板、１９ 雌ねじ部、２１ 基板スペーサ、２５ 第１プリント基板、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ スルーホール、２７ａ 巻線支持部、２７ｂ 巻線支持部、２９ 接続部、３１ 基板固定ねじ、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ 弾性部材、３３ａａ、３３ａｂ、３３ｂａ、３３ｂｂ 貫通穴、３５、３７、３９ 磁性体、３６ 脚部、３７ａ、３７ｂ、３８ 貫通穴、４１ 第２プリント基板、４１ａ 第１層目基板、４１ｂ 第２層目基板、４１ｃ 第３層目基板、４１ｄ 第４層目基板、４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ、４３ｆ スルーホール、４５ ねじ穴、４７ 筒状部材、４７ａ ねじ穴、４８ クランク状部材、４８ａ 第１部、４８ｂ 第２部、４８ｃ 第３部、４９ 磁性体固定ねじ、５１、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ 第１巻線パターン、６１ 巻線部材（代表）、６１ａ 第１巻線部材、６１ｂ 第２巻線部材、６１ｃ 第１巻線部材、６１ｄ 第２巻線部材、６３ 第１延在部、６５ 第１接続部、６７ 第２接続部、６９ 位置決め部、７１ 第２延在部、７３ ねじ穴、７７ 接合材、８１、８１ａ、８１ｂ 第２巻線パターン、８３ａ、８３ｂ、８３ｃ 放熱パターン、８５ａ、８５ｂ スルーホール領域、８７ａ、８７ｂ 配線パターン、９１ 巻線パターン、９３ 巻線部材、９５ 接続部、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ１Ａ，Ｙ２Ａ、Ｙ１Ｂ、Ｙ２Ｂ、Ｙ１Ｃ、Ｙ２Ｃ、Ｙ１Ｄ、Ｙ２Ｄ 矢印。

Claims (15)

1. 磁性体に巻線が配置された巻線機器を備えた電力変換装置であって、
   前記巻線機器は、
   第１巻線パターンが形成された第１プリント基板と、
   前記第１プリント基板と第１方向に距離を隔てて対向するように配置され、第２巻線パターンが形成された第２プリント基板と、
   前記第１プリント基板と前記第２プリント基板との間に配置された前記磁性体と、
   前記第１プリント基板と前記第２プリント基板との間を渡すようにそれぞれ配置され、前記第１巻線パターンに電気的に接続されるとともに、前記第２巻線パターンに電気的に接続される、第１巻線部材および第２巻線部材を含む巻線部材と
   前記第１プリント基板と前記第２プリント基板との間に前記磁性体を挟み込んだ状態を保持する固定部材と
   を備え、
   前記巻線は、前記第１巻線パターンと前記巻線部材と前記第２巻線パターンとを含み、
   前記第１巻線パターン、前記巻線部材および前記第２巻線パターンは、前記磁性体を巻回するように配置された、電力変換装置。
2. 前記巻線に電流が流れることに伴って発生する熱を放熱する冷却板を備え、
   前記冷却板は、前記第１プリント基板に固定された、請求項１記載の電力変換装置。
3. 前記磁性体には、
   前記第１方向に沿って前記磁性体を貫く第１貫通穴と、
   前記第１貫通穴と距離を隔てて、前記第１方向に沿って前記磁性体を貫く第２貫通穴と
   がそれぞれ形成され、
   前記第１巻線部材は前記第１貫通穴に配置され、
   前記第２巻線部材は前記第２貫通穴に配置された、請求項２記載の電力変換装置。
4. 前記巻線部材は、
   前記第１プリント基板から前記第２プリント基板へ向かって延在する第１延在部と、
   前記第１延在部における前記第１プリント基板の側に位置する部分から屈曲し、前記第１プリント基板に沿って位置する第２延在部と
   を含む、請求項３記載の電力変換装置。
5. 前記第１プリント基板は、前記第１プリント基板から前記第２プリント基板に向かって延在し、前記巻線部材を支持する巻線支持部を含む、請求項３記載の電力変換装置。
6. 前記固定部材は、
   第１雄ねじ部と、
   前記第１雄ねじ部が挿通され、前記第１プリント基板と前記第２プリント基板との間に配置された筒状体と、
   前記冷却板に形成され、前記第１雄ねじ部が螺合する第１雌ねじ部と
   を含み、
   前記筒状体に挿通された前記第１雄ねじ部が、前記第１雌ねじ部に螺合することによって、前記磁性体が前記第１プリント基板と前記第２プリント基板との間に固定された、請求項３～５のいずれか１項に記載の電力変換装置。
7. 前記巻線部材における前記第２プリント基板の側には、第２雌ねじ部が形成され、
   前記固定部材は、前記第２雌ねじ部に螺合する第２雄ねじ部を含み、
   前記第２雄ねじ部が前記第２雌ねじ部に螺合することによって、前記磁性体が前記第１プリント基板と前記第２プリント基板との間に固定された、請求項３記載の電力変換装置。
8. 前記固定部材は、
   前記第１プリント基板に挿通される第３雄ねじ部と、
   前記冷却板に形成され、前記第３雄ねじ部が螺合する第３雌ねじ部と、
   第１端部と第２端部とを有し、前記第１端部が前記第３雄ねじ部に取り付けられ、前記第２端部が前記第２プリント基板に当接する押圧部材と
   を含み、
   前記第３雄ねじ部が前記第３雌ねじ部に螺合し、前記第１端部が前記第１プリント基板に固定され、前記第２端部が前記第２プリント基板に当接し、前記第２プリント基板が前記第１プリント基板の側に押圧されることで、前記磁性体が前記第１プリント基板と前記第２プリント基板との間に固定された、請求項３記載の電力変換装置。
9. 前記第１巻線パターンと前記巻線部材、および、前記第２巻線パターンと前記巻線部材の少なくともいずれかは、導電性の接合材によって電気的に接続された、請求項１～８のいずれか１項に記載の電力変換装置。
10. 前記第１巻線パターンと前記巻線部材、および、前記第２巻線パターンと前記巻線部材の少なくともいずれかは、互いに接触することによって電気的に接続された、請求項１～８のいずれか１項に記載の電力変換装置。
11. 前記磁性体は、前記第１巻線部材と前記第２巻線部材との間に位置するとともに、前記第１巻線パターンと前記第２巻線パターンとの間に位置する部分を含む、請求項１記載の電力変換装置。
12. 前記磁性体には、前記磁性体を貫通する貫通穴は形成されておらず、
    前記磁性体は、前記第１巻線部材と前記第２巻線部材との間に位置する部分を含む、請求項１１記載の電力変換装置。
13. 前記磁性体には、前記第１方向に沿って前記磁性体を貫く一つの貫通穴が形成され、
    前記第１巻線部材は前記貫通穴に配置され、
    前記磁性体は、前記第１巻線部材と前記第２巻線部材との間に位置する部分を含む、請求項１１記載の電力変換装置。
14. 磁性体に巻線が配置された巻線機器を製造する工程を含む、電力変換装置の製造方法であって、
    前記巻線機器を製造する工程は、
    前記巻線としての第１巻線パターンが形成された第１プリント基板を用意する工程と、
    前記巻線としての第２巻線パターンが形成された第２プリント基板を用意する工程と、
    前記第１プリント基板と前記第２プリント基板との間に配置されることになる磁性体を用意する工程と、
    第１端部と第２端部とを有し、前記第１端部が前記第１巻線パターンに電気的に接続され、前記第２端部が前記第２巻線パターンに電気的に接続される、前記巻線としての巻線部材を用意する工程と、
    前記第１プリント基板における前記第１巻線パターンに、前記巻線部材の前記第１端部を電気的に接続するように前記巻線部材を配置する工程と、
    前記第１プリント基板に、前記巻線部材に挟み込まれる態様で前記磁性体を配置する工程と、
    前記磁性体を覆うように前記第２プリント基板を配置し、前記第２プリント基板における前記第２巻線パターンに、前記巻線部材の前記第２端部を電気的に接続する工程と
    を備えた、電力変換装置の製造方法。
15. 前記巻線部材を配置する工程は、
    前記第１プリント基板の一部を前記第２プリント基板が配置される側に向けて立ち上げることにより、前記巻線部材を支持する巻線支持部を形成する工程と、
    前記巻線支持部に前記巻線部材を配置する工程と
    を含む、請求項１４記載の電力変換装置の製造方法。
    

Images