JP7126600B2 - 電力変換装置およびコイル装置 - Google Patents

Description

本発明は、コイルを備えた電力変換装置およびコイル装置に関する。

電力変換装置の小型化と高出力密度化とを実現するためには、電力変換装置の中で大面積を占めるトランスおよびリアクトルといったコイル装置を、筐体等への放熱による冷却が容易なプレーナ形状のコイル装置とすることが有効である。プレーナ形状のコイル装置は、低背型のコイル装置とも称される。プレーナ形状のコイル装置には、Ｅ型のコアとＩ型のコアとの組み合わせ、またはＥ型のコアとＥ型のコアとの組み合わせなどによって磁路が形成される。

コイル装置は、所望のインダクタンス値を得るために、コア同士の間隙の長さであるギャップ長が精密に調整される必要がある。コア同士の研磨された面によってギャップシートを挟み込んだ状態でコア同士が固定されることによって、ギャップ長が調整されることがある。この場合、ギャップシートの寸法のばらつき、またはコアの研磨精度のばらつきによって、インダクタンス値にばらつきが生じることが知られている。また、コイル装置は、ギャップ長が長いほど漏れ磁束が大きくなる。漏れ磁束が大きくなると、その磁束によって、コイル装置を構成するコイルに渦電流が流れて、コイルの損失が増大する。

特許文献１には、Ｉ型のコアとＥ型のコアとが組み合わせられたコイル装置において、コイルを保持するボビンを用いて、Ｉ型のコアとＥ型のコアとの間隙が形成されることが開示されている。特許文献１の技術によると、ギャップシートを使用せずに、精度良くギャップ長を設定することができる。また、特許文献１のコイル装置は、Ｅ型のコアが有する各足部に間隙を分散させたことで、間隙１箇所当たりの漏れ磁束を抑制可能としている。

特開２００５－７９５４６号公報

従来技術である上記特許文献１の技術によると、磁路に設けられる間隙は最大で２箇所に限られる。このため、従来技術の場合、漏れ磁束の抑制が不十分となることから、コイルの損失を低減することが困難であるという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コイルの損失を低減可能とする電力変換装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる電力変換装置は、スイッチング素子と、冷却器と、冷却器に設置されたコイル装置と、を備える。コイル装置は、コイルと、コイルが巻回されている足部を有し、互いにギャップを介して並べられた複数のコア片により構成される第１のコア部品と、互いにギャップを介して一列に並べられた複数のコア片を有し、第１のコア部品の足部に接続されることによって第１のコア部品とともに磁路を構成する第２のコア部品と、第１のコア部品を構成する複数のコア片と第２のコア部品を構成する複数のコア片とを含むコア片群を保持するケースと、を有する。コア片群は、１つ以上の閉磁路を構成する。

本発明にかかる電力変換装置は、コイルの損失の低減が可能となるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１にかかるコイル装置を有する電力変換装置の一例を示す回路図 図１に示す電力変換装置を構成する主要部品の上面図 図１に示す電力変換装置を構成する主要部品の他の上面図 実施の形態１にかかるコイル装置の分解図 実施の形態１にかかるコイル装置の断面図 実施の形態１にかかるコイル装置の上面図 実施の形態１にかかるコイル装置が有するコアモジュールの第１変形例を示す図 実施の形態１にかかるコイル装置が有するコアモジュールの第２変形例を示す図 実施の形態１にかかるコイル装置が有するコアモジュールの第３変形例を示す図 実施の形態１にかかるコイル装置が有するコアモジュールの第４変形例を示す図 図４から図６に示すコアモジュールが有するケースの第１変形例を示す図 図４から図６に示すコアモジュールが有するケースの第２変形例を示す図 図１２に示すケースの上面図 図４から図６に示すコアモジュールが有するケースの第３変形例を示す図 図１４に示すケースに蓋が取り付けられた状態を示す図 図１４に示すケースと蓋との嵌め合わせのための機構の一例を示す図 図１４に示すケースおよび蓋の変形例を示す図 実施の形態１にかかるコイル装置の設置のための構成の第１の例を示す図 図１８に示すコイル装置とコイル装置の設置のための構成とが組み合わせられた状態を示す断面図 実施の形態１にかかるコイル装置の設置のための構成の第２の例を示す図 実施の形態１にかかるコイル装置の設置のための構成の第３の例を示す図 実施の形態１にかかるコイル装置の設置のための構成の第４の例を示す図 実施の形態１にかかるコイル装置の設置のための構成の第４の例を示す図 実施の形態１にかかるコイル装置が有するベースコアの第１変形例を示す図 実施の形態１にかかるコイル装置が有するベースコアの第２変形例を示す図 実施の形態１にかかるコイル装置に２つのコイル部が設けられている第１の例を示す図 実施の形態１にかかるコイル装置に２つのコイル部が設けられている第２の例を示す図 本発明の実施の形態２にかかるコイル装置の分解図 図２８に示すコイル装置の組み立て後の状態を示す図 実施の形態２の変形例にかかるコイル装置の分解図 本発明の実施の形態３にかかるコイル装置の分解図 図３１に示すコイル装置の組み立て後の状態を示す側面図 図３１に示すコイル装置の組み立て後の状態を示す上面図 本発明の実施の形態４にかかるコイル装置の断面図 金属筐体のうち実施の形態４にかかるコイル装置が配置される面の一例を示す平面図 金属筐体のうち実施の形態４にかかるコイル装置が配置される面の他の例を示す平面図 本発明の実施の形態５にかかるコイル装置の断面図 本発明の実施の形態６にかかるコイル装置の断面図 図３８に示すコイル装置が有する仕切り部の拡大図 実施の形態６の変形例にかかるコイル装置の断面図 本発明の実施の形態７にかかるコイル装置の断面図 図４１に示すコイル装置が設けられる金属板を下方から見た様子を示す拡大図 図４１に示すコイル装置が設けられる金属板を側方から見た様子を示す拡大図 実施の形態７の第１変形例にかかるコイル装置の組み立ての際における状態を示す断面図 図４４に示すコイル装置の組み立て後の状態を示す断面図 実施の形態７の第２変形例にかかるコイル装置の断面図 実施の形態８にかかるコイル装置の分解図 図４７に示すコイル装置の組み立て後の状態を示す断面図 実施の形態８の第１変形例にかかるコイル装置の分解図 実施の形態８の第２変形例にかかるコイル装置の分解図 図５０に示すコイル装置の組み立て後の状態を示す断面図 実施の形態８の第３変形例にかかるコイル装置の分解図 図５２に示すコイル装置の組み立て後の状態を示す断面図 実施の形態８の第４変形例にかかるコイル装置の分解図 図５４に示すコイル装置の組み立て後の状態を示す断面図 実施の形態８の第５変形例にかかるコイル装置の分解図 図５６に示すコイル装置の組み立て後の状態を示す断面図

以下に、本発明の実施の形態にかかる電力変換装置およびコイル装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるコイル装置を有する電力変換装置の一例を示す回路図である。図１に示す電力変換装置１００は、絶縁型ＤＣ（Direct Current）／ＤＣコンバータである。電力変換装置１００は、入力端子１０１，１０２へ入力される直流電圧を直流電圧に変換して出力端子１９１，１９２から出力する。入力端子１０１，１０２には、車載の高電圧バッテリから供給される１００Ｖから６００Ｖ程度の高電圧が入力される。出力端子１９１，１９２からは、車載補機系部品の電源電圧である１２Ｖから１６Ｖ程度の電圧が出力される。

電力変換装置１００は、フルブリッジ回路１１０と、共振コイル１２０と、トランス１３０と、二次側整流回路１４０と、平滑回路１５０とを備える。フルブリッジ回路１１０には、入力端子１０１，１０２へ供給された直流の高電圧が入力される。フルブリッジ回路１１０は、スイッチング素子１１１，１１２，１１３，１１４を備える。スイッチング素子１１１，１１２，１１３，１１４のそれぞれは、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）またはＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などである。フルブリッジ回路１１０は、スイッチング素子１１１，１１２，１１３，１１４によって直流電圧から交流電圧を発生させる動作を行う。フルブリッジ回路１１０の動作によって入力側に発生する交流成分は、主に入力コンデンサ１０３によって吸収される。これにより、入力ラインにおけるノイズの発生が低減される。

共振コイル１２０と、トランス１３０の一次側コイル１３１とは、直列に接続されている。フルブリッジ回路１１０によって生成された交流電圧は、共振コイル１２０と一次側コイル１３１とに印加される。共振コイル１２０は、スイッチング素子１１１，１１２，１１３，１１４とそれぞれ並列に接続されるＭＯＳＦＥＴもしくは外付けのコンデンサによるキャパシタ成分と共振動作を起こし、スイッチング素子１１１，１１２，１１３，１１４の損失を抑制する。かかる動作において、共振コイル１２０では、インダクタンス値の精度、すなわちインダクタンス値のばらつきが少ないことが要求される。

一次側コイル１３１に交流電圧が印加されることによって、トランス１３０の二次側コイル１３２，１３３には、トランス１３０の巻数比に応じた交流電圧が発生する。二次側コイル１３２，１３３において発生した交流電圧は、二次側整流回路１４０へ入力される。二次側整流回路１４０へ入力された交流電圧は、ショットキーバリアダイオードに代表される整流素子１４１，１４２によって整流される。このため、二次側コイル１３２と二次側コイル１３３との接続点であるセンタータップには、グランド電位を基準とする全波整流がなされた交流電圧が発生する。

平滑回路１５０は、平滑コイル１５１と出力コンデンサ１５２とを有する。トランス１３０で発生した交流電圧が平滑回路１５０によって平滑化されることによって、出力端子１９１と出力端子１９２との間には、所望の平坦な直流電圧が発生する。ここで使用される平滑コイル１５１では、インダクタンス値の精度のほかに、良好な直流重畳特性が要求される。なお、出力端子１９１，１９２のうちのマイナス端子である出力端子１９２は明確には設けられず、グランド（ＧＮＤ）１６１，１６２，１６３となる構造物である金属筐体がその役割を担う。

図２は、図１に示す電力変換装置を構成する主要部品の上面図である。図２では電力変換装置１００の構成要素である部品のうち、一部の部品については図示を省略している。また、図２では、部品のうちの一部分について図示を省略している。

金属筐体１６０は、電力変換装置１００の筐体である。金属筐体１６０は、ＧＮＤ１６１，１６２，１６３となる構造物であって、冷却器を兼ねている。プリント基板１７０には、入力端子１０１，１０２、入力コンデンサ１０３、スイッチング素子１１１，１１２，１１３，１１４の制御回路、ならびに駆動回路が実装されている。

共振コイル１２０では、共振周波数を調整するために、インダクタンス値のばらつきが少ないことが必要とされる。一般的に、共振コイル１２０を構成するコアには、Ｅ型のコアとＥ型のコアとを組み合わせたコア、もしくはトロイダル形状をなすコアが使用される。磁路を構成する軟磁性材料には、純鉄あるいはＦｅ－Ｓｉ合金などのダスト系コア材が使用される。実施の形態１では、共振コイル１２０を構成するコアは、プレーナ形状のコアであって、Ｍｎ－Ｚｎ系などのフェライトコアに複数のギャップを設けたものである。共振コイル１２０は、複数のギャップが設けられることによって、上記従来技術に比べて、高性能と、設置面からの高さの抑制とが可能となる。なお、図２では、共振コイル１２０の接続先の部品と、共振コイル１２０を金属筐体１６０に固定するための構成とについては図示を省略している。

トランス１３０は、プレーナトランスである。一次側コイル１３１と二次側コイル１３２とは、トランス１３０が有するコイル部である。トランス１３０は、Ｅ型のコアと、Ｉ型のコアと、一次側コイル１３１が形成されているプリント基板と、二次側コイル１３２が形成されているプリント基板とを有する。Ｅ型のコアとＩ型のコアとによって形成される磁路には、ギャップは存在しない。二次側整流回路１４０において、整流素子１４１と整流素子１４２とは、１つのパッケージに搭載されている。

平滑コイル１５１では、精度の高いインダクタンス値と直流重畳特性とを必要とする。一般的に、平滑コイル１５１を構成するコアには、共振コイル１２０の場合と同様に、Ｅ型のコアとＥ型のコアとを組み合わせたコア、もしくはトロイダル形状をなすコアが使用される。磁路を構成する軟磁性材料には、純鉄あるいはＦｅ－Ｓｉ合金などのダスト系コア材が使用される。実施の形態１では、平滑コイル１５１を構成するコアは、プレーナ形状のコアであって、Ｍｎ－Ｚｎ系などのフェライトコアに複数のギャップを設けたものである。平滑コイル１５１は、複数のギャップが設けられることによって、上記従来技術に比べて、高性能と、設置面からの高さの抑制とが可能となる。平滑コイル１５１を構成するコイルは、プリント基板に形成されている。なお、図２では、平滑コイル１５１の接続先の部品と、平滑コイル１５１を金属筐体１６０に固定するための構成とについては図示を省略している。

図２では、共振コイル１２０と平滑コイル１５１とトランス１３０のコイル部とが、それぞれ別個のプリント基板を用いて構成されている。共振コイル１２０と平滑コイル１５１とトランス１３０のコイル部とは、１枚のプリント基板を用いて構成されていても良い。

図３は、図１に示す電力変換装置を構成する主要部品の他の上面図である。図３において共振コイル１２０と平滑コイル１５１とトランス１３０のコイル部とは、１枚のプリント基板１７０ａを用いて構成されている。プリント基板１７０ａには、整流素子１４１，１４２が実装されても良い。プリント基板１７０とプリント基板１７０ａとの全体が、１枚のプリント基板によって構成されても良い。

以下に、電力変換装置１００が有する共振コイル１２０の構成と平滑コイル１５１の構成とについて説明する。共振コイル１２０と平滑コイル１５１とは、電力変換装置１００が有するコイル装置である。

図４は、実施の形態１にかかるコイル装置の分解図である。図５は、実施の形態１にかかるコイル装置の断面図である。図６は、実施の形態１にかかるコイル装置の上面図である。Ｘ軸は水平方向の軸とする。Ｙ軸は鉛直方向の軸とする。Ｚ軸は奥行き方向の軸とする。図５には、Ｘ軸とＹ軸とに平行なＸＹ断面を示している。

実施の形態１にかかるコイル装置１２は、第１のコア部品であるベースコア７と、第２のコア部品であるコアモジュール１１と、コイル部６とを有する。コアモジュール１１は、互いにギャップを介して一列に並べられた複数のコア片１，２，３と、コア片１，２，３同士の間に配置された板材である仕切り板４と、コア片１，２，３および仕切り板４が収容されたケース５とを有する。コアモジュール１１は、Ｉ型のコアである。

ベースコア７は、３つの足部を有するＥ型のコアである。外足部７ｅは、Ｘ軸方向におけるベースコア７の両端に形成されている足部である。中足部７ｆは、Ｘ軸方向におけるベースコア７の中心に形成されている足部である。コアモジュール１１が中足部７ｆと２つの外足部７ｅとに接続されることによって、ベースコア７とコアモジュール１１とは、いずれも閉磁路である２つの磁路９を構成する。

コイル部６は、ＦＲ－４(Flame Retardant Type 4)からなる２層のプリント基板を使用して構成されている。プリント基板の両面には、巻回された巻線のパターンが印刷されている。なお、コイル部６を流れる電流の電流密度を下げるために、コイル部６に４層のプリント基板を使用することによって電流経路を複数に分散させても良い。コイル部６は、耐熱性を高めるために、ＦＲ－５の基材またはセラミックの基材を使用して構成されても良い。コイル部６には、プリント基板が用いられる以外に、０．５ｍｍから２ｍｍ程度の厚みをなす銅板あるいはアルミニウム板が用いられても良い。コイル部６の中心には、開口が設けられている。コイル部６は、開口に中足部７ｆが通された状態でコイル装置１２に設置される。これにより、プリント基板に印刷されている巻線のパターンであるコイルは、中足部７ｆに巻回された状態とされている。

コア片１のうちＺ軸とＸ軸とに平行なＺＸ平面の面積は、外足部７ｅのうちのＺＸ平面の面積と等しい。コア片１のうちＹ軸とＺ軸とに平行なＹＺ平面の面積は、外足部７ｅのうちのＺＸ平面の面積と等しい。コア片１のうちのＺＸ平面の面積は、外足部７ｅのうちのＺＸ平面の面積よりも大きくても良い。コア片１のうちのＹＺ平面の面積は、外足部７ｅのうちのＺＸ平面の面積よりも大きくても良い。

コア片２のうちのＺＸ平面の面積は、中足部７ｆのうちのＺＸ平面の面積と等しい。コア片２のうちのＹＺ平面の面積は、外足部７ｅのうちのＺＸ平面の面積と等しい。コア片２のうちのＺＸ平面の面積は、中足部７ｆのうちのＺＸ平面の面積よりも大きくても良い。コア片２のうちのＹＺ平面の面積は、外足部７ｅのうちのＺＸ平面の面積よりも大きくても良い。

Ｙ軸方向におけるコア片３の高さは、Ｙ軸方向におけるコア片１の高さと同じである。Ｚ軸方向におけるコア片３の奥行きは、Ｚ軸方向におけるコア片１の奥行きと同じである。ここで、コア片３とコア片１とにおいて、製造時の寸法公差による±３％程度の寸法差は不問とする。コア片３の高さとコア片１の高さとが同じであるとは、±３％程度の寸法差がある場合を含むものとする。コア片３の奥行きとコア片１の奥行きとが同じであるとは、±３％程度の寸法差がある場合を含むものとする。Ｘ軸方向におけるコア片３の厚みは、Ｘ軸方向におけるコア片１の厚みよりも薄い。コア片１、コア片２、コア片３およびベースコア７である各コアの材料には、軟磁性材料が使用されている。軟磁性材料には、Ｍｎ－Ｚｎ系またはＮｉ－Ｚｎ系のフェライトコア材、ならびに、純鉄、Ｆｅ－Ｓｉ合金、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ合金、Ｎｉ－Ｆｅ合金、またはＮｉ－Ｆｅ－Ｍｏ合金といったダスト系コア材などが使用される。コアには、絶縁のための粉末樹脂が塗布されていても良い。

フェライトコア材からなるフェライトコアと、ダスト系コア材からなるダストコアとは、粉状の材料をプレス機で成形した後、熱処理によって焼成される。プレス機によって成形された材料は熱処理時に収縮するため、コアが大型化するに従って寸法精度が低くなる。また、大型のコアは、小型のコアに比べて、焼成時間が長くなり、損失が大きくなる。フェライトコア材としては、汎用のフェライトコア材と低損失用のフェライトコア材との２種類が一般的に知られている。低損失用のフェライトコア材では、寸法精度の悪化および損失の増加といった傾向がより顕著に現れる。このことから、低損失用かつ大型のコアは、焼成温度の管理がより難しくて損失が大きくなり易いことから、製造には多大なノウハウが必要となる。

各コア片１，２，３は、第２のコア部品が一体のコアとして形成される場合における当該一体のコアと比べて小型であることから、当該一体のコアに比べて焼成が容易である。また、各コア片１，２，３は、当該一体のコアに比べて損失を少なくすることができる。コアモジュール１１にコア片１，２，３が使用されることによって、コアモジュール１１は、寸法精度を高くすることができ、焼成時間を短くすることができる。各コア片１，２，３には、汎用のフェライトコア材と低損失用のフェライトコア材とのどちらが使用されても良い。汎用のフェライトコア材と低損失用のフェライトコア材とのどちらも使用可能であることで、コア片１，２，３の材料を調達可能な調達先が多くなる。したがって、コアモジュール１１を製造するための部品調達の安定化と調達コストの低減とが可能となる。さらに、コアモジュール１１は、損失の低減と品質向上とが可能となる。

図７は、実施の形態１にかかるコイル装置が有するコアモジュールの第１変形例を示す図である。図７に示す第１変形例では、コアモジュール１１は、コア片１が用いられず、複数のコア片２と複数のコア片３とを使用して構成されている。第１変形例では、コア片１が用いられないことで、図４から図６に示す場合よりも部品の種類の数が減少している。コアモジュール１１は、図４から図６に示す場合よりも部品の種類の数が減少することによって、より生産性を向上でき、かつ製造コストの低減が可能となる。

図８は、実施の形態１にかかるコイル装置が有するコアモジュールの第２変形例を示す図である。図８に示す第２変形例では、コアモジュール１１は、コア片１とコア片３とが用いられず、複数のコア片２を使用して構成されている。コアモジュール１１は、１種類のコア片２から構成される。すなわち、コアモジュール１１が有する複数のコア片２の各々の寸法がいずれも同じである。ここで、コア片２同士において、製造時の寸法公差による±３％程度の寸法差は不問とする。複数のコア片２の各々の寸法が同じであるとは、±３％程度の寸法差がある場合を含むものとする。第２変形例では、コア片１とコア片３とが用いられていないことで、図４から図６に示す場合よりも部品の種類の数が減少している。第１変形例と第２変形例とによると、コアモジュール１１は、部品の種類の数が減少することによって、生産性の向上および製造コストの低減が可能となる。

図７および図８において、Ｘ軸方向におけるコア片２の幅は、Ｘ軸方向におけるベースコア７の足部の幅よりも大きい。足部の上方にあるコア片２は、Ｘ軸方向において足部よりもはみ出るように配置されている。すなわち、コア片２のうち足部に接続される面の面積が、足部のうちコア片２に接続される面の面積よりも大きい。これにより、コイル装置１２は、足部とコア片２とのギャップにおける漏れ磁束を低減できる。なお、Ｘ軸方向におけるコア片２の幅は、Ｘ軸方向におけるベースコア７の足部の幅と同じであっても良い。コア片２のうち足部に接続される面の面積は、足部のうちコア片２に接続される面の面積と同じであっても良い。この場合も、コイル装置１２は、足部とコア片２とのギャップにおける漏れ磁束を低減できる。

コアモジュール１１は、コア片３よりもＸ軸方向における幅が小さいコア片が用いられても良い。図９は、実施の形態１にかかるコイル装置が有するコアモジュールの第３変形例を示す図である。図９に示す第３変形例では、コアモジュール１１は、コア片３に代えて、コア片３よりもＸ軸方向における幅が小さいシート状のコア片３ｂを複数使用して構成されている。コアモジュール１１は、図４から図６に示す場合に比べて、磁路９におけるコアギャップをより多くのギャップに分散させることができる。第３変形例によると、コアモジュール１１は、漏れ磁束の低減によりコイル部６の損失を低減できる。

コア片３ｂには、小型のプレーナトランスに使用される低損失用のフェライトコアを使用することができる。かかるフェライトコアは、市場において多数流通していることから、コストが低くかつ調達しやすい。コアモジュール１１は、コア片３ｂが用いられることによって、部品調達の安定化とコストの低減とが可能となる。

コアモジュール１１は、図４から図６に示す場合から各コア片１，２，３の寸法を変化させても良い。コアモジュール１１を構成する各コア片１，２，３の寸法は、特に決められた寸法ではなく、さまざまな寸法とすることができる。図１０は、実施の形態１にかかるコイル装置が有するコアモジュールの第４変形例を示す図である。図１０に示す第４変形例では、コアモジュール１１は、複数のコア片１ａ，２ａ，３ａを有する。各コア片１ａ，２ａ，３ａのＹ軸方向における高さは、各コア片１，２，３のＹ軸方向における高さよりも高い。なお、図１０に示す構成による利点については後述する。高さ方向であるＹ軸方向における各コア片１ａ，２ａ，３ａの厚みは、ベースコア７のうちの肉薄部の厚みよりも厚い。ベースコア７において、肉薄部は、図４に示す外足部７ｅである。なお、図７および図８に示す構成において、コア片２，３に代えて、第４変形例と同様のコア片２ａ，３ａが設けられても良い。

次に、図４から図６に示すケース５と仕切り板４とについて説明する。仕切り板４は、複数のコア片１，２，３のうち互いに隣り合うコア片同士を仕切る。ケース５は、複数のコア片１，２，３と複数の仕切り板４とを保持する。ケース５には、ケース５とは別に形成された部品である仕切り板４が備えられる。

ケース５は、複数のコア片１，２，３をＸ軸方向へ配列可能とするＩ形状をなしている。仕切り板４は、ケース５内を仕切ることによって、コア片１，２，３の各々が配置されるスペースをケース５とともに構成している。仕切り板４の大きさは、ケース５に収まる大きさであれば良い。仕切り板４におけるＹＺ平面の面積は、ＹＺ方向におけるケース５の面積と同等であるか、ＹＺ方向におけるケース５の面積の半分程度である。磁路９の中には、仕切り板４とケース５とによってギャップが形成されている。以下の説明では、磁路９の中に形成されているギャップを、コアギャップと称することがある。

ギャップ総和長が、設計によって求められた長さと一致するように、磁路９の方向における各コアギャップの長さが設定される。ギャップ総和長は、磁路９の方向におけるコアギャップの長さを、ベースコア７とコアモジュール１１とに設けられている全てのコアギャップについて合計した長さとする。コアモジュール１１と外足部７ｅとの間、および、コアモジュール１１と中足部７ｆとの間には、Ｙ軸方向を長さ方向とするコアギャップが形成されている。コアモジュール１１の中には、Ｘ軸方向を長さ方向とするコアギャップが形成されている。

フェライトコアの比透磁率は、１５００から４０００程度である。コアギャップ総和長は、１ｍｍから３０ｍｍ程度とされる。また、コアギャップ総和長は、所望のインダクタンス値が得られるように調整される。コアギャップから漏れる磁束は、コアギャップに隣接して配置されているコイル部６に鎖交することによって、コイル部６に渦電流を発生させることがある。コイル部６に渦電流が流れることで、コイル部６に損失が発生する。漏れ磁束は、コアギャップ１つ当たりの長さを短くすることによって低減される。具体的には、コアギャップの長さは１ｍｍ以下であることが望ましい。仕切り板４とケース５とには、かかる長さのコアギャップを実現可能な薄肉の材料が使用されている。

仕切り板４とケース５との材料には、樹脂などの非磁性体が使用される。樹脂の中では液晶ポリマー（Liquid Crystal Polymer：ＬＣＰ）等が、仕切り板４およびケース５の材料に適している。ＬＣＰは、０．５ｍｍ程度の薄肉形成が可能であること、寸法精度が良いこと、ならびに複雑な形状の加工に適していることから、仕切り板４およびケース５の材料に適している。また、ＬＣＰは耐熱性に優れており、コアの温度が１２０度程度と高温になっても軟化などの変化を生じない。仕切り板４およびケース５が薄肉とされる分、仕切り板４およびケース５の加工における材料の使用量は少なくなる。このため、コアモジュール１１は、樹脂の中では高価とされるＬＣＰが使用されても、コストの高騰を抑えることができる。樹脂としては、ＬＣＰの他に、ポリエチレンテレフタレート（PolyEthylene Terephthalate：ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（PolyButylene Terephthalate：ＰＢＴ）、ポリプロピレン（PolyPropylene：ＰＰ）ならびにポリフェニレンサルファイド（PolyPhenyleneSulfide：ＰＰＳ）などが用いられても良い。

仕切り板４およびケース５を加工するための工法には、射出成形が用いられる。射出成形は、コスト面と寸法精度に優れており、かつ複雑な形状の加工にも適している。仕切り板４およびケース５を加工するための工法には、押出成形、圧縮成形、または３Ｄプリンタによる付加加工が用いられても良い。

なお、ケース５のうち、コア片１と外足部７ｅとの間の部分とコア片２と中足部７ｆとの間の部分とは、コアギャップを形成する部分であることから薄肉にすることが望ましい。一方、ケース５のうちその他の部分はコアギャップを形成する部分ではないことから、薄肉にしなくても良い。ケース５のうちコアギャップを形成する部分以外の部分は、ケース５の強度を確保可能とする厚さで形成されても良い。

図１１は、図４から図６に示すコアモジュールが有するケースの第１変形例を示す図である。図１１に示す第１変形例のケース５ａは、ケース５ａに仕切り板４が具備されている。すなわち、ケース５ａは、仕切り板４を含めて一体に成形された部品である。コア片１，２，３の各々は、仕切り板４同士の間に配置される。この場合、ケース５ａの加工のための金型とは別に仕切り板４の加工のための金型を購入しなくても良いことから、コアモジュール１１は、製造コストを低減できる。

コアモジュール１１は、所望のギャップ長さを得ることができれば良く、ケース５には仕切り板４が設けられていなくても良い。図１２は、図４から図６に示すコアモジュールが有するケースの第２変形例を示す図である。図１３は、図１２に示すケースの上面図である。図１２および図１３に示す第２変形例のケース５ｂは、図１１に示すケース５ａが有する仕切り板４に代えて、Ｘ軸方向において複数のコア片１，２，３の各々を位置決めするためのリブ１３を具備している。コア片１，２，３の各々は、リブ１３同士の間に配置される。この場合も、仕切り板４の加工のための金型を購入しなくても良いことから、コアモジュール１１は、製造コストを低減できる。また、リブ１３の形成に必要とされる材料量は仕切り板４の形成に必要とされる材料量よりも少ないことから、ケース５ｂは、仕切り板４が設けられるケース５ａに比べて製造コストを低減できる。図１１に示すケース５ａの場合、ケース５ａが大型になるほど、ケース５ａのうち仕切り板４が設けられている部分に反りが生じ易くなる。ケース５ｂは、仕切り板４が設けられていないため、かかる反りが発生することはない。

実施の形態１では、コアモジュール１１は、各コア片１，２，３がケース５に配置されて、ケース５によって各コア片１，２，３を一括して保持する。このため、コアモジュール１１に設けられるコア片１，２，３の数が増えても、コアモジュール１１の生産性の悪化にはほとんど繋がらない。また、コアモジュール１１では、各コア片１，２，３は、ケース５内において区分けされたスペースへ挿入されることによって、保持されている。コア片１，２，３の保持には、接着剤を使用しない。このため、コアモジュール１１は、各コア片１，２，３と接着剤とにおける線膨張係数の違いによって各コア片１，２，３にクラックが発生するという懸念をなくすことができる。

コアモジュール１１の生産時において、複数のコア片１，２，３と、仕切り板４と、ケース５との寸法公差に起因して、ギャップ総和長にばらつきが発生することがある。ギャップ総和長のばらつきは、インダクタンス値のばらつきに影響を及ぼす。かかる寸法公差は、一般的に正規分布をとる。コアモジュール１１には複数のコア片１，２，３と仕切り板４とが設けられているが、その全てが寸法の平均に対して±３σ～±６σ等の大きな誤差を持つことは統計的に起こりえない。また、コアモジュール１１に設けられるコア片１，２，３の数と仕切り板４の数とが増えるほど、ギャップ総和長は寸法が平均値である場合のギャップ総和長に近づく。これにより、コアモジュール１１は、コアが複数のコア片１，２，３に分割されていることによって、ギャップ総和長のばらつきを小さくすることができ、インダクタンス値の精度を高くすることができる。

上記内容について、コアを例にして定量的に説明する。コアの寸法は、パーセンテージの誤差を持つ。平均寸法が１５０ｍｍであって研磨されていないコアの寸法公差を１％とすると、寸法公差は±１．５ｍｍである。３０ｍｍのコア片３であれば、１％の寸法公差は±０．３ｍｍである。３０ｍｍのコア片３を５個用いて１５０ｍｍのコアを構成する場合、３０ｍｍの１％である±０．３ｍｍの寸法公差が、５個のコア片３の２乗和平方根をとるので、５個のコア片３のトータル長を±０．６７ｍｍの寸法公差に縮小できる。これは、１５０ｍｍのコアの寸法公差の４５％に相当し、寸法公差の５５％分を縮小できたことになる。同様に、１５ｍｍのコア片３を１０個用いて１５０ｍｍのコアを構成する場合、１０個のコア片３のトータル長の寸法公差は±０．４７ｍｍになる。これは１５０ｍｍのコアの寸法公差の３２％に相当し、寸法公差の６８％分を縮小できたことになる。

このように、コイル装置１２は、磁路９を構成するコアの分割数を増やすほど、インダクタンス値のばらつきを小さくすることができる。また、コイル装置１２は、寸法公差の縮小のために従来実施されていたコアの研磨を不要とすることができることから、コアモジュール１１の加工時間の短縮と製造コストの低減とが可能となる。

コアモジュール１１は、ケース５においてＸ軸方向における各コア片１，２，３の位置ずれが生じた場合でも、ギャップ総和長は変わらない。このため、コイル装置１２は、コア片１，２，３が接着剤等によってケース５に固定されていなくても、インダクタンス値のばらつきを抑えることができ、安定した電気特性を得ることができる。また、Ｚ軸方向における各コア片１，２，３の位置ずれは、ケース５の寸法公差程度のずれであれば、インダクタンス値にはほとんど影響がない。

コイル装置１２は、コアギャップの数が多ければ多いほど、コアギャップ１つ当たりの長さを短くすることができる。コイル装置１２は、コアギャップが短くなることで、コアギャップから漏れる磁束を小さくすることができ、コアモジュール１１に隣接して配置されているコイル部６の渦電流損失を低減できる。その結果、コイル装置１２は、発熱量を抑制することができる。電力変換装置１００は、電力効率を改善することができる。

フェライトコアは、衝撃に弱いことから、衝撃によって欠けまたは割れが発生する可能性がある。実施の形態１では、コア片１，２，３の全てがケース５に収められていることによって、コイル装置１２は、振動または衝撃からコア片１，２，３を保護することができる。コイル装置１２は、コア片１，２，３の破損を低減できる。仮に、コア片１，２，３のいずれかが欠けることによって破片が生じたとしても、コア片１，２，３がケース５内に配置されていることによって、かかる導電性を持つ破片がケース５内に留められる。これにより、電力変換装置１００は、プリント基板１７０またはスイッチング素子１１１，１１２，１１３，１１４への破片の入り込みによる短絡故障を防ぐことができる。

ケース５の上面には、蓋が設けられていても良い。図１４は、図４から図６に示すコアモジュールが有するケースの第３変形例を示す図である。図１４に示す第３変形例のケース５ｃには、コア片１，２，３が収容されるスペースの上方を覆う蓋８が取り付けられる。図１４には、ケース５ｃとコア片１，２，３と蓋８とを分解した様子を示している。ケース５ｃは、図１１に示すケース５ａに、蓋８との嵌め合わせのための機構が追加されたものである。

図１５は、図１４に示すケースに蓋が取り付けられた状態を示す図である。図１６は、図１４に示すケースと蓋との嵌め合わせのための機構の一例を示す図である。蓋８とケース５ｃとには、嵌合強度を高めるために、スナップフィット形状などの機構が設けられている。

ケース５ｃに蓋８が設けられることによって、コイル装置１２は、コア片１，２，３のいずれかが破損した場合に、破損によって生じた破片がケース５ｃの外へ飛散することを防止できる。また、嵌合強度を高めるための機構が蓋８とケース５ｃとに設けられることによって、コアモジュール１１は、各コア片１，２，３の固定強度を高めることができる。これにより、コアモジュール１１は、振動耐性の向上が可能となる。なお、蓋８は、図４から図６に示すケース５に取り付けられても良く、図１２に示すケース５ｂに取り付けられても良い。

図１７は、図１４に示すケースおよび蓋の変形例を示す図である。図１７に示す蓋８の上面には、開口１７が形成されている。図１７に示すケース５ｃのうち４つの側面の各々には、開口１８が形成されている。蓋８が取り付けられた状態のケース５ｃ内の熱は、開口１７，１８を通ってケース５ｃの外へ放出される。これにより、コイル装置１２は、放熱性を向上できる。開口１７，１８が設けられることによって、蓋８とケース５ｃとの製造に使用される材料の量を減らすことができる。なお、開口１７，１８の位置、形状および数は、ケース５ｃ内にあるコア片１，２，３が開口１７，１８を通り抜けて脱落することが無いように設定されていれば良く、任意であるものとする。また、ケース５ｃおよび蓋８には、蓋８の開口１７とケース５ｃの開口１８とのうちの少なくとも一方が形成されていれば良い。

図１８は、実施の形態１にかかるコイル装置の設置のための構成の第１の例を示す図である。コイル装置１２は、ベースコア７を金属筐体１６０に接触させた状態で、金属筐体１６０に設置される。ベースコア７と金属筐体１６０との間には、熱伝導性を有するグリスまたは放熱シートが挟み込まれていても良い。金属筐体１６０は、コイル装置１２の固定のための構成であって冷却器を兼ねている。コイル装置１２は、ベースコア７が金属筐体１６０に熱的に結合された状態で組み立てられている。これにより、コイル装置１２は、金属筐体１６０を利用した冷却が可能とされている。

金属板１６０ａは、コイル装置１２の上部を覆う板材である。２つの金属ブロック１６０ｂは、金属筐体１６０上において金属板１６０ａを支持する柱状の構造物である。金属ブロック１６０ｂは、金属筐体１６０のうちＸ軸方向においてコイル装置１２に隣接する位置に立てられている。ねじ１０は、金属板１６０ａと金属ブロック１６０ｂとを金属筐体１６０に固定する。コイル装置１２の設置のための構成とは、金属筐体１６０と金属板１６０ａと金属ブロック１６０ｂとである。

図１９は、図１８に示すコイル装置とコイル装置の設置のための構成とが組み合わせられた状態を示す断面図である。金属板１６０ａは、コイル装置１２の固定のための構成であって冷却器を兼ねている。コイル装置１２は、コアモジュール１１が金属板１６０ａに熱的に結合させた状態で組み立てられている。これにより、コイル装置１２は、金属板１６０ａを利用した冷却が可能とされている。

ベースコア７にて発生した熱は、主に金属筐体１６０へ伝わる。コアモジュール１１にて発生した熱は、主に金属板１６０ａへ伝わる。金属板１６０ａへ伝わった熱は、金属ブロック１６０ｂを経て金属筐体１６０へ伝わる。図１９に示す矢印は、伝熱の様子を表している。コイル装置１２は、ベースコア７とコアモジュール１１との各々が冷却器と熱的に接合されていることから、コイル装置１２の放熱が促進可能とされている。

なお、図１８および図１９に示す金属板１６０ａと金属ブロック１６０ｂとは、別部品である。コイル装置１２は、金属板１６０ａと金属ブロック１６０ｂとに代えて、金属材料からなる１つの構造物によって固定されていても良い。図２０は、実施の形態１にかかるコイル装置の設置のための構成の第２の例を示す図である。第２の例にかかる金属構造物１６０ｃは、金属板１６０ａおよび金属ブロック１６０ｂに代えて設けられている。金属構造物１６０ｃは、金属板１６０ａと金属ブロック１６０ｂとの組み合わせと同じ形状であって、Ｕ字型をなす。この場合も、コイル装置１２は、放熱を促進可能に固定される。

金属構造物１６０ｃには、放熱フィン１６６が設けられても良い。図２１は、実施の形態１にかかるコイル装置の設置のための構成の第３の例を示す図である。第３の例にかかる金属構造物１６０ｇは、金属構造物１６０ｃの上面に放熱フィン１６６が追加されたものである。放熱フィン１６６が設けられた金属構造物１６０ｇによってコイル装置１２が固定されることで、コイル装置１２の放熱がさらに促進される。放熱フィンは、上記の金属板１６０ａの上面に追加されても良い。

図２２および図２３は、実施の形態１にかかるコイル装置の設置のための構成の第４の例を示す図である。図２２および図２３には、コアモジュール１１の熱を金属筐体１６０へ伝える必要がない場合の構成例を示している。第４の例では、コイル装置１２を金属筐体１６０に固定するための金属ばね１４が設けられている。図２２では、金属ばね１４が金属筐体１６０へ取り付けられるときの様子を示している。図２３では、金属ばね１４が金属筐体１６０へ取り付けられている状態を示している。なお、図２２および図２３には、金属ばね１４とねじ１０ａとの各側面と、金属ばね１４およびねじ１０ａ以外の構成要素の各断面とを示している。

金属ばね１４は、０．１ｍｍから１ｍｍ程度の金属板であって、弾性を有する。金属ばね１４は、ねじ１０ａによって金属筐体１６０に固定される。金属ばね１４には、Ｚ軸方向におけるコアモジュール１１の位置を固定するための突起部１４ａが設けられている。コイル装置１２は、金属ばね１４の弾性によって、金属筐体１６０に押さえ付けられた状態で固定される。コイル装置１２は、Ｚ軸方向における位置ずれが突起部１４ａによって制限されることで、金属筐体１６０における位置が固定される。

コアモジュール１１の熱を金属筐体１６０へ伝える必要がない場合の代表例は、図１０に示すように、コア片１ａ，２ａ，３ａに低損失用のフェライトコアが使用される場合である。低損失用のフェライトコアが使用されることによって、コイル装置１２は、コア片１ａ，２ａ，３ａにおける損失を低下させることができる。Ｙ軸方向におけるコア片１ａ，２ａ，３ａの大きさは、磁路９の断面積が１倍から２倍程度の範囲で大きくなるように設定される。コイル装置１２は、コアモジュール１１における損失の低下と、コアモジュール１１における発熱量および発熱密度の低下とが可能となり、コアモジュール１１の温度上昇を抑えることができる。図１０に示す構成では、金属板１６０ａまたは金属構造物１６０ｃ，１６０ｇにコアモジュール１１を接触させることによるコアモジュール１１の冷却が不要となる。よって、図１０に示す構成では、金属ばね１４を用いてコイル装置１２を固定することができる。金属ばね１４は、薄型の板金に曲げ加工を施すことによって簡単に製作することができる。電力変換装置１００は、金属ばね１４が用いられることによって、製造コストの低減と、電力変換装置１００の小型化および軽量化とが可能となる。

コイル装置１２は、Ｅ型のコア以外のベースコア７を有しても良い。図２４は、実施の形態１にかかるコイル装置が有するベースコアの第１変形例を示す図である。図２４に示す第１変形例では、コイル装置１２は、Ｅ型のベースコア７に代えて、Ｕ型のコアである２つのベースコア７ｃを有する。Ｕ型のコアは、２つの足部を有する。ベースコア７ｃの形状は、Ｅ型のベースコア７をＸ軸方向における中心にて分割することによって得られるような形状である。

図２５は、実施の形態１にかかるコイル装置が有するベースコアの第２変形例を示す図である。図２５に示す第２変形例では、コイル装置１２は、Ｅ型のベースコア７に代えて、Ｕ型のコアである１つのベースコア７ｄを有する。コイル部６は、コイル部６の開口にベースコア７ｄの１つの足部が通された状態でコイル装置１２に設置される。

コイル装置１２は、２つ以上のコイル部６を有するものであっても良い。図２６は、実施の形態１にかかるコイル装置に２つのコイル部が設けられている第１の例を示す図である。図２６に示す第１の例では、Ｕ型のコアである１つのベースコア７ｄに２つのコイル部６が設けられている。２つのコイル部６の一方は、コイル部６の開口にベースコア７ｄの一方の足部が通された状態でコイル装置１２に設置される。２つのコイル部６の他方は、コイル部６の開口にベースコア７ｄの他方の足部が通された状態でコイル装置１２に設置される。２つのコイル部６は、ＸＺ方向において互いに隣り合う。

図２７は、実施の形態１にかかるコイル装置に２つのコイル部が設けられている第２の例を示す図である。図２７に示す第２の例では、Ｕ型のコアである１つのベースコア７ｃに２つのコイル部６が設けられている。２つのコイル部６の一方は、コイル部６の開口にベースコア７ｃの一方の足部が通された状態でコイル装置１２に設置される。２つのコイル部６の他方は、コイル部６の開口にベースコア７ｃの他方の足部が通された状態でコイル装置１２に設置される。一方のコイル部６の一部と他方のコイル部６の一部とは、Ｙ軸方向において互いに隣り合う。

電力変換装置１００の回路構成は、図１に示すものに限られず、図１に示す回路とは異なる方式の回路であっても良い。電力変換装置１００は、共振コイル１２０と平滑コイル１５１とトランス１３０とを有するものに限られず、１つの共振コイル１２０と１つの平滑コイル１５１と１つのトランス１３０とのうちの少なくとも１つを備えて構成されたものであれば良い。トランス１３０は、１つ以上のコイル部６を有して構成される。共振コイル１２０と平滑コイル１５１も、１つ以上のコイル部６を有して構成されても良い。

実施の形態１によると、コイル装置１２は、互いにギャップを介して一列に並べられた複数のコア片１，２，３をコアモジュール１１が有することによって、磁路９においてギャップを簡単に分散させることができる。コイル装置１２は、ギャップを分散させることによって、ギャップ１つ当たりの長さを短くすることができ、ギャップにおける漏れ磁束を低減できる。コイル装置１２は、漏れ磁束の低減によって、コイル部６の損失を低減できる。これにより、コイル装置１２は、コイル部６の損失を低減できるという効果を奏する。

コイル装置１２は、各コア片１，２，３に低損失用のフェライトコアを使用できることによって、損失をさらに低減できる。コイル装置１２は、従来技術の場合に比べて、コイル装置１２の生産時におけるインダクタンス値の公差を小さくすることができる。コイル装置１２は、容易な組み立てが可能であることで、生産性の向上が可能となる。また、コイル装置１２は、コアの研磨が不要となることでコアの調達コストを低減できる。コイル装置１２の生産コストの低減によって、電力変換装置１００の生産コストが低減可能となる。コイル装置１２と金属筐体１６０との熱的な結合によって、電力変換装置１００は、コイル装置１２の効率良い冷却が可能となり、かつ電力変換装置１００の小型化が可能となる。

実施の形態２．
図２８は、本発明の実施の形態２にかかるコイル装置の分解図である。図２９は、図２８に示すコイル装置の組み立て後の状態を示す図である。実施の形態２にかかるコイル装置１２ａが有するケース５ｄは、ベースコア７へのコアモジュール１１ａの位置決めのための突起部５ｇを有する。実施の形態２では、上記の実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１とは異なる構成について主に説明する。

ケース５ｄは、図１１に示すケース５ａに突起部５ｇが追加されたものである。ケース５ｄに設けられている突起部５ｇは、リブである。突起部５ｇは、ケース５ｄのうち、ＺＸ平面における４つの隅のそれぞれにおいて下方へ延ばされて設けられている。ケース５ｄに突起部５ｇが設けられていることによって、コイル装置１２ａは、Ｘ軸方向およびＺ軸方向におけるコアモジュール１１ａとベースコア７との位置決めが可能とされている。これにより、コイル装置１２ａは、組み立ての簡易化が可能となる。また、ケース５ｄに突起部５ｇが設けられていることによって、コイル装置１２ａは、Ｘ軸方向およびＺ軸方向におけるコアモジュール１１ａとベースコア７との位置ずれを防止可能とする。突起部５ｇは、図４から図６に示すケース５、図１２に示すケース５ｂ、図１５に示すケース５ｃ、ならびに図１７に示すケース５ｃのいずれかに取り付けられても良い。

図３０は、実施の形態２の変形例にかかるコイル装置の分解図である。コイル装置１２ａが有するケース５ｆは、ベースコア７の周囲を被覆可能に下方へ延びている４つの外壁を有する。変形例の場合も、コイル装置１２ａは、コアモジュール１１ａとベースコア７との位置決めが可能となることで、組み立ての簡易化が可能となる。コイル装置１２ａは、Ｘ軸方向およびＺ軸方向におけるコアモジュール１１ａとベースコア７との位置ずれを防止することができる。

実施の形態２によると、コイル装置１２ａは、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、ケース５ｄまたはケース５ｆが設けられることによって、組み立ての簡易化と、コアモジュール１１ａおよびベースコア７の位置ずれの防止が可能となる。

電力変換装置１００は、コイル装置１２ａにケース５ｄまたはケース５ｆが設けられることによって、電力変換装置１００に振動または衝撃が加えられた場合おけるコアモジュール１１ａとベースコア７との位置ずれを防止可能とする。コイル装置１２ａは、コアモジュール１１ａとベースコア７との位置ずれの防止によって、電気特性を維持可能とする。電力変換装置１００は、コイル装置１２ａの電気特性が維持可能であることによって、品質の向上が可能となる。

実施の形態３．
図３１は、本発明の実施の形態３にかかるコイル装置の分解図である。図３２は、図３１に示すコイル装置の組み立て後の状態を示す側面図である。図３３は、図３１に示すコイル装置の組み立て後の状態を示す上面図である。実施の形態３にかかるコイル装置１２ｂが有するケース５ｅは、ケース５ｅの外壁を下方へ延伸させてなる突起部５ｉを有する。突起部５ｉの先端には、コイル装置１２ｂが設置される構造物である金属筐体１６０へのケース５ｅの固定のための固定部５ｈが設けられている。実施の形態３では、上記の実施の形態１および２と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１および２とは異なる構成について主に説明する。

ケース５ｅは、図１４に示すケース５ｃに突起部５ｉが追加されたものである。突起部５ｉは、ケース５ｅのうちＸ軸方向における端面である外壁を下方へ延伸させて形成されている。固定部５ｈは、金属筐体１６０に接触する。固定部５ｈは、ケース５ｅのうち、Ｘ軸方向およびＺ軸方向における４つの隅のそれぞれに設けられている。また、固定部５ｈの各々には、直径３ｍｍから６ｍｍ程度の孔が形成されている。孔を通されたねじ１０ａが金属筐体１６０へ締め込まれることによって、コイル装置１２ｂは、金属筐体１６０に固定される。なお、図３１には蓋８を有するコイル装置１２ｂを示しているが、コイル装置１２ｂは、蓋８を有していなくても良い。

実施の形態３によると、コイル装置１２ｂは、ケース５ｅを有することによって、実施の形態２の場合と同様に、組み立ての簡易化と、コアモジュール１１ｂおよびベースコア７の位置ずれの防止とが可能となる。コイル装置１２ｂは、ケース５ｅによって金属筐体１６０への固定が可能とされているため、金属筐体１６０への固定のための構成を別途設ける必要がない。電力変換装置１００は、金属筐体１６０へのコイル装置１２ｂの固定のための構成が別途必要である場合に比べて、簡易な構成にできる。なお、蓋８を有するコイル装置１２ｂでは、ケース５ｅに代えて蓋８に、突起部５ｉと固定部５ｈとが設けられても良い。突起部５ｉと固定部５ｈとは、図４から図６に示すケース５、図１２に示すケース５ｂ、図１５に示すケース５ｃ、ならびに図１７に示すケース５ｃのいずれかに取り付けられても良い。

実施の形態４．
図３４は、本発明の実施の形態４にかかるコイル装置の断面図である。実施の形態４にかかるコイル装置１２ｃでは、図４から図６に示すＥ型のベースコア７が、互いにギャップを介して並べられた複数のコア部品に分割されている。実施の形態４では、上記の実施の形態１から３と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１から３とは異なる構成について主に説明する。

実施の形態４において、第１のコア部品は、２つのベースコア７ａと１つのベースコア７ｂとである複数のコア部品からなる。ベースコア７ｂは、コイル装置１２ｃのうちＸ軸方向における中心に配置されている。ベースコア７ａは、Ｘ軸方向においてベースコア７ｂと隣り合う。ベースコア７ａとベースコア７ｂとの間にはギャップが設けられている。ベースコア７ａ，７ｂと金属筐体１６０との熱的な結合は、ベースコア７の場合と同様に確保されている。

ベースコア７ａとベースコア７ｂとの間にギャップが設けられたことによって、コイル装置１２ｃは、図４から図６に示す場合と比べて、磁路９にさらに多くのギャップを設けることができる。コイル装置１２ｃは、図４から図６に示す構成において磁路９におけるギャップの数が不足する場合に、ベースコア７ａ，７ｂにギャップが設けられることによって十分な数のギャップを確保することが可能となる。

図３５は、金属筐体のうち実施の形態４にかかるコイル装置が配置される面の一例を示す平面図である。金属筐体１６０のうちコイル装置１２ｃが配置される面には、１ｍｍから２ｍｍ程度の深さを有する溝１５が設けられている。金属筐体１６０には、３つの溝１５が設けられている。３つの溝１５のうちの１つは、Ｘ軸方向およびＺ軸方向におけるベースコア７ｂの形状と同じ形状をなしている。かかる溝１５には、ベースコア７ｂが嵌め込まれる。３つの溝１５のうちの他の２つは、Ｘ軸方向およびＺ軸方向におけるベースコア７ａの形状と同じ形状をなしている。かかる２つの溝１５のそれぞれには、ベースコア７ａが嵌め込まれる。これにより、ベースコア７ａとベースコア７ｂとの間が定められた長さのギャップをなすように、ベースコア７ａとベースコア７ｂとを位置決めすることができる。また、ベースコア７ａとベースコア７ｂとのギャップの長さを一定に保つことができる。

図３６は、金属筐体のうち実施の形態４にかかるコイル装置が配置される面の他の例を示す平面図である。金属筐体１６０のうちコイル装置１２ｃが配置される面には、１ｍｍから２ｍｍ程度の高さを有するリブ１６が設けられている。リブ１６によって囲われた３つの領域のうちの１つは、Ｘ軸方向およびＺ軸方向におけるベースコア７ｂの形状と同じ形状をなしている。かかる領域には、ベースコア７ｂが嵌め込まれる。３つの領域のうちの他の２つは、Ｘ軸方向およびＺ軸方向におけるベースコア７ａの形状と同じ形状をなしている。かかる２つの領域のそれぞれには、ベースコア７ａが嵌め込まれる。これにより、ベースコア７ａとベースコア７ｂとの間が定められた長さのギャップをなすように、ベースコア７ａとベースコア７ｂとを位置決めすることができる。また、ベースコア７ａとベースコア７ｂとのギャップの長さを一定に保つことができる。

実施の形態４によると、コイル装置１２ｃは、ベースコア７ａ，７ｂが設けられたことによって、磁路９に設けられるギャップの数を増やすことができる。これにより、コイル装置１２ｃは、コイル部６の損失をさらに低減することができる。

実施の形態５．
図３７は、本発明の実施の形態５にかかるコイル装置の断面図である。実施の形態５にかかるコイル装置１２ｄでは、図３４に示すベースコア７ｂが２つのベースコア７ａに分割されている。すなわち、コイル装置１２ｄでは、図４から図６に示すＥ型のベースコア７が、互いにギャップを介して並べられた４つのベースコア７ａに分割されている。実施の形態５では、上記の実施の形態１から４と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１から４とは異なる構成について主に説明する。

実施の形態５において、第１のコア部品は、複数のコア部品である４つのベースコア７ａからなる。４つのベースコア７ａの各々は、１種類のコア部品からなる。４つのベースコア７ａの各々は、同一の形状を有する。ここで、ベースコア７ａ同士において、製造時の寸法公差による±３％程度の寸法差は不問とする。複数のベースコア７ａの各々が同一の形状を有するとは、±３％程度の寸法差がある場合を含むものとする。ベースコア７ａ同士の間にはギャップが設けられている。ベースコア７ａ同士の間にギャップが設けられたことによって、コイル装置１２ｄは、図４から図６に示す場合と比べて、磁路９にさらに多くのギャップを設けることができる。

電力変換装置１００に搭載されるコア部品のサイズは、電力に比例して大きくなる。また、製造可能なコア部品のサイズの上限は、プレス機または焼成機といったコア製造設備のサイズにより制約されることとなる。４つのベースコア７ａに代えて一体のコア部品である第１のコア部品をコイル装置１２ｄに設けることとした場合、第１のコア部品の最大サイズは、コア製造設備のサイズによって決まる。実施の形態５では、第１のコア部品が４つのベースコア７ａに分割されていることで、４つのベースコア７ａの各々を当該最大サイズにまで大型化できる。このため、コイル装置１２ｄに設けられる第１のコア部品のサイズは、第１のコア部品を一体のコア部品とする場合に対して最大で４倍のサイズとすることが可能となる。よって、第１のコア部品の製造において既存のコア製造設備よりも大型なコア製造設備が使用されなくても、一体のコア部品からなる第１のコア部品を備える場合に比べて最大で４倍のサイズの第１のコア部品を備えるコイル装置１２ｄを製造することができる。

金属筐体１６０には、実施の形態４と同様に、ベースコア７ａの位置決めのための溝１５またはリブ１６が設けられても良い。これにより、ベースコア７ａ同士の間が定められた長さのギャップをなすように、各ベースコア７ａを位置決めすることができる。また、各ベースコア７ａのギャップの長さを一定に保つことができる。

実施の形態５によると、コイル装置１２ｄは、複数のベースコア７ａが設けられたことによって、磁路９に設けられるギャップの数を増やすことができる。これにより、コイル装置１２ｄは、コイル部６の損失をさらに低減することができる。

実施の形態６．
図３８は、本発明の実施の形態６にかかるコイル装置の断面図である。実施の形態６にかかるコイル装置１２ｅでは、複数のコア片１，２，３のうち互いに隣り合うコア片同士が仕切り部４ｂを挟んで貼り合わせられている。実施の形態６では、上記の実施の形態１から５と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１から５とは異なる構成について主に説明する。

図３９は、図３８に示すコイル装置が有する仕切り部の拡大図である。仕切り部４ｂは、板材である仕切り板４を有する。仕切り板４の両面には、接着強度が高い両面テープ４ａが貼り付けられている。各コア片１，２，３が両面テープ４ａに貼り付けられることによって、仕切り部４ｂは、コア片１，２，３のうち互いに隣り合うコア片同士を互いに貼り合わせる。コア片１，２，３のうち互いに隣り合うコア片同士の間には、仕切り部４ｂが設けられることによりギャップが形成されている。

コア片１，２，３同士が互いに貼り合わせられることによって、コアモジュール１１ｃにおいてコア片１，２，３が固定されている。コア片１，２，３の固定が仕切り部４ｂによって実現されていることから、コイル装置１２ｅには、コア片１，２，３の固定のためにケース５を設ける必要がない。この場合、ケース５の製作費用とケース５の加工のための金型が不要となるため、コアモジュール１１ｃは、製造コストを低減できる。さらに、コイル装置１２ｅは、ベースコア７とコアモジュール１１ｃとの間のギャップを無くすことが可能となる。コイル装置１２ｅは、ベースコア７とコアモジュール１１ｃとの間からの漏れ磁束を無くすことができるため、コイル部６の損失をより低減させることができる。

図４０は、実施の形態６の変形例にかかるコイル装置の断面図である。コイル装置１２ｆでは、コアモジュール１１ｄを構成するコア片１，２，３のうち互いに隣り合うコア片同士は、接着剤４ｃを挟んで貼り合わせられている。接着剤４ｃには、ガラスビーズが混ぜ込まれている。接着剤４ｃにガラスビーズが入れられていることによって、コア片１，２，３のうち互いに隣り合うコア片同士は、一定の間隔を確保したまま接着される。これにより、コア片１，２，３のうち互いに隣り合うコア片同士の間には、接着剤４ｃが設けられることによりギャップが形成されている。本変形例においても、コアモジュール１１ｄは、ケース５が不要となることにより製造コストを低減できる。また、コイル装置１２ｆは、ベースコア７とコアモジュール１１ｄとの間からの漏れ磁束を無くすことができるため、コイル部６の損失をより低減させることができる。

実施の形態６によると、コイル装置１２ｅ，１２ｆは、コア片１，２，３同士がギャップをなして互いに貼り合わせられることによって、コア片１，２，３の固定のためのケース５が不要となり、製造コストを低減できる。また、コイル装置１２ｅ，１２ｆは、ベースコア７とコアモジュール１１ｃ，１１ｄとの間からの漏れ磁束を無くすことができるため、コイル部６の損失をより低減させることができる。

実施の形態７．
図４１は、本発明の実施の形態７にかかるコイル装置の断面図である。実施の形態７にかかるコイル装置１２ｇにおいて、複数のコア片１，２，３の各々は、金属板１６０ｄに固定されている。実施の形態７では、上記の実施の形態１から６と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１から６とは異なる構成について主に説明する。金属筐体１６０には、金属板１６０ｄを支持する金属ブロック１６０ｂが立てられている。

図４２は、図４１に示すコイル装置が設けられる金属板を下方から見た様子を示す拡大図である。図４３は、図４１に示すコイル装置が設けられる金属板を側方から見た様子を示す拡大図である。金属板１６０ｄは、Ｘ軸方向において複数のコア片１，２，３の各々を位置決めするためのリブ１６５を具備している。

リブ１６５は、金属板１６０ｄのうちコアモジュール１１ｅの側の面に形成されている。リブ１６５は、Ｘ軸方向において１ｍｍ以下の厚みをなす。各コア片１，２，３は、接着剤４ｄが使用されて、リブ１６５同士の間に貼り付けられる。リブ１６５によって、各コア片１，２，３がＸ軸方向において位置決めされることによって、コア片１，２，３同士の間にギャップが形成される。

各コア片１，２，３が金属板１６０ｄに貼り付けられることによって、コアモジュール１１ｅにおいてコア片１，２，３が固定されている。コア片１，２，３の固定が金属板１６０ｄによって実現されていることから、コイル装置１２ｇには、コア片１，２，３の固定のためにケース５を設ける必要がない。この場合、ケース５の製作費用とケース５の加工のための金型が不要となるため、コアモジュール１１ｅは、製造コストを低減できる。さらに、コイル装置１２ｇは、ベースコア７とコアモジュール１１ｅとの間のギャップを無くすことが可能となる。コイル装置１２ｇは、ベースコア７とコアモジュール１１ｅとの間からの漏れ磁束を無くすことができるため、コイル部６の損失をより低減させることができる。

一般的に、磁路９を遮断するように金属物が配置された場合、コイル装置１２ｇの電気特性に影響が及ぶことになる。実施の形態７では、リブ１６５は、環状の磁路９のうちの外縁部分に位置している。磁束は、環状の磁路９において、磁路９の断面における中心よりも内側を通ることから、コイル装置１２ｇは、金属物であるリブ１６５が磁路９に設けられることによる電気特性への影響を無くすことができる。

コアモジュール１１ｅにおける磁路９の方向がＸ軸方向であるのに対し、接着剤４ｄの厚み方向はＹ軸方向とされている。接着剤４ｄの厚みにばらつきがある場合に、コア片１，２，３には、Ｙ軸方向における位置のばらつきが生じる一方、Ｘ軸方向における位置のばらつきは生じない。このため、接着剤４ｄの厚みにばらつきがあっても、コアギャップの長さには影響しない。よって、コイル装置１２ｇは、接着剤４ｄの厚みのばらつきによるインダクタンス値への影響を無くすことができる。

図４４は、実施の形態７の第１変形例にかかるコイル装置の組み立ての際における状態を示す断面図である。図４５は、図４４に示すコイル装置の組み立て後の状態を示す断面図である。コイル装置１２ｈでは、ベースコア７の足部の上方にコア片１，２が配置されていない。金属板１６０ｅには、コア片３が貼り付けられる。コア片３が貼り付けられた状態の金属板１６０ｅは、ねじ１０ａが締め込まれることによって金属ブロック１６０ｂに固定される。金属板１６０ｅが金属ブロック１６０ｂに固定されることによって、ベースコア７の足部は、リブ１６５に接触する。リブ１６５によって、ベースコア７の足部とコア片３との間にギャップが形成される。

実施の形態７の第１変形例でも、コイル装置１２ｈは、リブ１６５が磁路９に設けられることによる電気特性への影響を無くすことができる。コイル装置１２ｈは、接着剤４ｄの厚みのばらつきによるインダクタンス値への影響を無くすことができる。さらに、コイル装置１２ｈは、ベースコア７の足部の上方にコア片１，２が無いため、足部の上方におけるギャップの長さのばらつきを無くすことができる。これにより、コイル装置１２ｈは、インダクタンス値のばらつきをさらに低減できる。

図４６は、実施の形態７の第２変形例にかかるコイル装置の断面図である。金属板１６０ｆは、上記の金属板１６０ｄの上面に放熱フィン１６６が追加されたものである。放熱フィン１６６を有する金属板１６０ｆにコア片３が固定されることで、コア片３の放熱が促進可能となる。

実施の形態７によると、コイル装置１２ｇ，１２ｈ，１２ｉは、リブ１６５が設けられた金属板１６０ｄ，１６０ｅ，１６０ｆにコア片１，２，３が固定されることによって、コア片１，２，３の固定のためのケース５が不要となり、製造コストを低減できる。また、コイル装置１２ｇ，１２ｈ，１２ｉは、ベースコア７とコアモジュール１１ｅ，１１ｆとの間からの漏れ磁束を無くすことができるため、コイル部６の損失をより低減させることができる。コイル装置１２ｇ，１２ｈ，１２ｉは、所望とする長さのコアギャップを設けてコア片１，２，３を固定することができ、インダクタンス値のばらつきを低減できる。

実施の形態８．
図４７は、実施の形態８にかかるコイル装置の分解図である。図４８は、図４７に示すコイル装置の組み立て後の状態を示す断面図である。実施の形態８にかかるコイル装置２０には、ベースコア７が設けられていない。コイル装置２０において、磁路９は、複数のコア片１ｃ，２ｃ，３ｃのみによって構成されている。実施の形態８では、上記の実施の形態１から７と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１から７とは異なる構成について主に説明する。

コイル装置２０は、コアモジュール２１とコイル部６とを有する。コアモジュール２１は、複数のコア片１ｃ，２ｃ，３ｃであるコア片群と、コア片群を保持するケース２２とを有する。コア片群には、２つのコア片１ｃと、１つのコア片２ｃと、任意の数のコア片３ｃとが含まれる。２つのコア片１ｃの各々は、外足部２６を構成する。コア片２ｃは、中足部２５を構成する。コアモジュール２１は、いずれも閉磁路である２つの磁路９を構成する。

コア片群のうち、図４に示すベースコア７の代わりに設けられている複数のコア片１ｃ，２ｃ，３ｃは、第１のコア部品を構成する。コア片１ｃ，２ｃ，３ｃは、互いにギャップを介してＸ軸方向へ並べられている。コア片群に含まれるコア片３ｃのうち第１のコア部品を構成するコア片３ｃ以外のコア片３ｃは、第２のコア部品を構成する。第２のコア部品を構成するコア片３ｃとコア片１ｃ，２ｃとは、互いにギャップを介してＸ軸方向へ並べられている。第１のコア部品を構成するコア片３ｃは、ケース２２のうちの下部分に配置される。第２のコア部品を構成するコア片３ｃは、ケース２２のうちの上部分に配置される。

各コア片１ｃのＹ軸方向における高さは、各コア片３ｃのＹ軸方向における高さよりも高い。コア片２ｃのＹ軸方向における高さは、各コア片３ｃのＹ軸方向における高さよりも高い。各コア片１ｃのＹ軸方向における高さとコア片２ｃのＹ軸方向における高さとは、同じである。ここで、コア片１ｃとコア片２ｃとにおいて、製造時の寸法公差による±３％程度の寸法差は不問とする。各コア片１ｃの高さとコア片２ｃの高さとが同じであるとは、±３％程度の寸法差がある場合を含むものとする。

各コア片１ｃ，２ｃ，３ｃは、実施の形態１から７の各ベースコア７，７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄと比べて小型であることから、各ベースコア７，７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄに比べて焼成が容易である。各コア片１ｃ，２ｃ，３ｃは、各ベースコア７，７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄに比べて損失を少なくすることができる。コアモジュール２１は、各コア片１ｃ，２ｃ，３ｃが使用されることによって、寸法精度を高くすることができ、かつ焼成時間を短くすることができる。

コイル装置２０は、各コア片１ｃ，２ｃ，３ｃの寸法公差を縮小できることによって、インダクタンス値のばらつきを小さくすることができる。また、コイル装置２０は、寸法公差の縮小のために従来実施されていたコアの研磨を不要とすることができることから、コアモジュール２１の加工時間の短縮と製造コストの低減とが可能となる。

各コア片１ｃ，２ｃ，３ｃには、汎用のフェライトコア材と低損失用のフェライトコア材とのどちらが使用されても良い。汎用のフェライトコア材と低損失用のフェライトコア材とのどちらも使用可能であることで、コア片１ｃ，２ｃ，３ｃの材料を調達可能な調達先が多くなる。したがって、コアモジュール２１を製造するための部品調達の安定化と調達コストの低減とが可能となる。さらに、コアモジュール２１は、損失の低減と品質向上とが可能となる。

ケース２２からＺ軸方向へ離れた位置からケース２２を見た場合に、ケース２２の外縁は長方形形状である。ケース２２は、中空部２４を囲う立体形状である。中空部２４の周囲に、コア片１ｃ，２ｃ，３ｃが配置されるスペースが設けられている。ケース２２は、仕切り板２３を具備する。仕切り板２３は、コア片１ｃ，２ｃ，３ｃのうちＸ軸方向において互いに隣り合うコア片同士を仕切る。ケース２２は、仕切り板２３を含めて一体に成形された部品である。ケース２２が仕切り板２３を含めて一体に成形されることで、コアモジュール２１は、製造コストを低減できる。仕切り板２３は、ケース２２とは別に形成された部品であっても良い。

なお、ケース２２は、仕切り板２３に代えて、図１２および図１３に示すリブ１３を具備しても良い。リブ１３が設けられることによって、Ｘ軸方向において複数のコア片１ｃ，２ｃ，３ｃの各々が位置決めされる。ケース２２がリブ１３を含めて一体に成形されることで、コアモジュール２１は、製造コストを低減できる。

さらに、ケース２２には、図１４に示す蓋８が取り付けられても良い。蓋８は、ケース２２のうちの上部分に配置されているコア片１ｃ，２ｃ，３ｃが収容されるスペースを覆う。蓋８が設けられることによって、コイル装置２０は、コア片１ｃ，２ｃ，３ｃのいずれかが破損した場合に、破損によって生じた破片がケース２２の外へ飛散することを防止できる。

各コア片１ｃは、ケース２２のうち長方形の短辺に相当する部分に通される。コア片２ｃは、ケース２２のうちＸ軸方向における中心においてケース２２と中空部２４とを貫いて通される。コイル部６は、中空部２４を貫いて配置される。コイル部６は、コイル部６の開口にコア片２ｃが通された状態でコイル装置２０に設置される。コアモジュール２１が組み立てられる際に、コア片２ｃは、コイル部６が中空部２４に配置されてから、ケース２２内に組み付けられる。コア片１ｃとコア片３ｃとについては、ケース２２内に組み付けられる順序は任意である。

コアモジュール２１において、コア片１ｃ，２ｃ，３ｃによって磁路９が構成されることで、磁路９の全体にコア片同士のコアギャップが設けられる。このため、コア片同士のコアギャップが磁路９の一部のみに設けられる場合と比べて、磁路９の全体におけるコアギャップの数が多くなる。コイル装置２０は、コアギャップの数を多くできることによって、コアギャップ１つ当たりの長さを短くすることができる。コイル装置２０は、コアギャップが短くなることで、コアギャップから漏れる磁束を小さくすることができ、コイル部６の渦電流損失を低減できる。

第１のコア部品を構成するコア片１ｃ，２ｃ，３ｃは、ケース２２の下端において各コア片１ｃ，２ｃ，３ｃの下面がケース２２の外へ露出された状態で保持される。コイル装置２０は、各コア片１ｃ，２ｃ，３ｃの下面を金属筐体１６０に接触させた状態で、金属筐体１６０に設置される。このように、コイル装置２０では、コア片群に含まれる一部のコア片は、ケース２２の外部の構造物である金属筐体１６０と熱的に結合可能に配置される。各コア片１ｃ，２ｃ，３ｃの下面と金属筐体１６０との間には、熱伝導性を有するグリスまたは放熱シートが挟み込まれていても良い。

金属筐体１６０は、コイル装置２０の固定のための構成であって冷却器を兼ねている。コイル装置２０は、コア片群に含まれる一部のコア片が金属筐体１６０に熱的に結合された状態で組み立てられている。これにより、コイル装置２０は、金属筐体１６０の利用による高い放熱性を得ることができる。

コイル装置２０は、コイル装置２０が組み立てられる際に金属筐体１６０へ固定される。コイル装置２０は、コイル装置２０の組み立てが完了してから、金属筐体１６０へ固定されても良い。このようにコイル装置２０の組み立て手順の自由度が向上することで、より効率的な組み立て手順を選択してコイル装置２０を製造することが可能となる。これにより、コイル装置２０の製造時間を短縮することが可能となる。

コアモジュール２１を構成するコア片群には、図９に示すシート状のコア片３ｂが含まれても良い。コアモジュール２１は、コア片群に複数のコア片３ｂが含まれることによって、磁路９におけるコアギャップをより多くのギャップに分散させることができる。これにより、コアモジュール２１は、漏れ磁束の低減によりコイル部６の損失を低減できる。

図４９は、実施の形態８の第１変形例にかかるコイル装置の分解図である。図４９では、コイル部６の図示を省略する。実施の形態８の第１変形例にかかるコイル装置２０ａにおいて、コアモジュール２１ａを構成するケース２２ａには切り欠き２７が形成されている。切り欠き２７は、ケース２２ａのうちＸ軸方向における両側面の各々に形成されている。切り欠き２７は、ケース２２ａの側面をＹ軸方向に切断することにより側面の一部を切り欠いたように形成されている。

コイル装置２０ａは、ケース２２ａに切り欠き２７が形成されることによって、放熱性を向上できる。また、切り欠き２７が設けられることによって、ケース２２ａの製造に使用される材料の量を減らすことができる。なお、切り欠き２７の位置、形状および数は、ケース２２ａ内にあるコア片１ｃ，２ｃ，３ｃが切り欠き２７を通り抜けて脱落することが無いように設定されていれば良く、任意であるものとする。さらに、切り欠き２７が設けられることによって、ケース２２ａ内にてコア片１ｃ，２ｃ，３ｃが組み付けられる様子をケース２２ａの外からの目視によって確認することができる。これにより、コア片１ｃ，２ｃ，３ｃの組み付け不良の見落としを防ぐことができる。

図５０は、実施の形態８の第２変形例にかかるコイル装置の分解図である。図５１は、図５０に示すコイル装置の組み立て後の状態を示す断面図である。図５０では、コイル部６の図示を省略する。実施の形態８の第２変形例にかかるコイル装置２０ｂの磁路９は、互いに隣り合うコア片同士が接触している箇所を含む。

コイル装置２０ｂにおいて、コアモジュール２１ｂを構成するケース２２ｂには、コア片１ｃとコア片３ｃとを仕切る仕切り板２３が設けられていない。また、ケース２２ｂには、コア片２ｃとコア片３ｃとを仕切る仕切り板２３が設けられていない。コアモジュール２１ｂを構成する各コア片１ｃは、コア片１ｃと隣り合う２つのコア片３ｃの各々と接触している。コアモジュール２１ｂを構成するコア片２ｃは、コア片２ｃと隣り合う４つのコア片３ｃの各々と接触している。

コイル部６の端部は磁束の影響を受け易いことから、コイル部６の損失は端部において発生し易い。図５１に示すように、磁路９のうち、コア片１ｃとコア片３ｃとが接触する箇所は、コイル部６のうち外周側の端部６ａから近い位置である。端部６ａに近い位置にコアギャップが設けられないことによって、端部６ａを貫通する磁束の抑制が可能となる。また、磁路９のうち、コア片２ｃとコア片３ｃとが接触する箇所は、コイル部６のうち内周側の端部６ｂから近い位置である。端部６ｂに近い位置にコアギャップが設けられないことによって、端部６ｂを貫通する磁束の抑制が可能となる。これにより、コイル装置２０ｂは、端部６ａと端部６ｂとにおける渦電流の発生を抑制可能とし、コイル部６の損失を低減できる。

図５０および図５１に示す例では、各磁路９における４つの箇所において、互いに隣り合うコア片同士が接触している。各磁路９では、任意の箇所において、互いに隣り合うコア片同士が接触していれば良いものとする。また、互いに隣り合うコア片同士が接触している箇所の数は４つに限られず、任意とする。各磁路９には、互いに隣り合うコア片同士が接触している箇所が少なくとも１つ含まれていれば良い。これにより、コイル装置２０ｂは、コイル部６における渦電流の発生を抑制可能とし、コイル部６の損失を低減できる。

図５２は、実施の形態８の第３変形例にかかるコイル装置の分解図である。図５３は、図５２に示すコイル装置の組み立て後の状態を示す断面図である。図５２では、コイル部６の図示を省略する。実施の形態８の第３変形例にかかるコイル装置２０ｃにおいて、コアモジュール２１ｃには、図４７に示すコア片２ｃが用いられていない。コアモジュール２１ｃは、４つのコア片１ｃと任意の数のコア片３ｃにより構成されている。中足部２５は、Ｘ軸方向に並べられた２つのコア片１ｃからなる。

コアモジュール２１ｃは、コア片２ｃが用いられないことで、上記の各コアモジュール２１，２１ａ，２１ｂの場合と比べて部品の種類の数が減少している。コアモジュール２１ｃを構成する部品の種類の数が減少することによって、コアモジュール２１ｃの生産性を向上でき、かつコアモジュール２１ｃの製造コストの低減が可能となる。

図５４は、実施の形態８の第４変形例にかかるコイル装置の分解図である。図５５は、図５４に示すコイル装置の組み立て後の状態を示す断面図である。図５４では、コイル部６の図示を省略する。実施の形態８の第４変形例にかかるコイル装置２０ｄにおいて、コアモジュール２１ｄには、図４７に示すコア片１ｃ，２ｃ，３ｃに代えて、複数のコア片３ｄが設けられる。コアモジュール２１ｄは、１種類のコア片３ｄから構成される。

各コア片３ｄのＸＹ平面は、長方形である。長方形の長辺は、長方形の短辺よりも長く、かつ短辺の２倍程度までの長さである。コアモジュール２１ｄを構成する複数のコア片３ｄのうち、中足部２５を構成するコア片３ｄと外足部２６を構成するコア片３ｄとは、長辺をＹ軸方向に合わせて配置される。コアモジュール２１ｄを構成する複数のコア片３ｄのうち、中足部２５を構成するコア片３ｄおよび外足部２６を構成するコア片３ｄ以外のコア片３ｄは、長辺をＸ軸方向に合わせて配置される。

ケース２２ｄは、上記のように長辺の方向が決められた各コア片３ｄを配置可能に構成される。中足部２５と外足部２６とに、長辺がＹ軸方向に合わせられたコア片３ｄが配置されることによって、ケース２２ｄのうちの上部分に配置されるコア片３ｄとケース２２ｄのうちの下部分に配置されるコア片３ｄとの間に、コイル部６が配置されるスペースが確保される。

コアモジュール２１ｄは、上記の各コアモジュール２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃの場合と比べて部品の種類の数が減少している。コアモジュール２１ｄを構成する部品の種類の数が減少することによって、コアモジュール２１ｄの生産性を向上でき、かつコアモジュール２１ｄの製造コストの低減が可能となる。

図５６は、実施の形態８の第５変形例にかかるコイル装置の分解図である。図５７は、図５６に示すコイル装置の組み立て後の状態を示す断面図である。図５６では、コイル部６の図示を省略する。実施の形態８の第５変形例にかかるコイル装置２０ｅにおいて、コアモジュール２１ｅは、１種類のコア片３ｄから構成される。コアモジュール２１ｅを構成するコア片３ｄのうち、ケース２２ｅのうちの上部分に配置されるコア片３ｄは、いずれも長辺をＹ軸方向に合わせて配置される。

ケース２２ｅのうちの下部分に配置されるコア片３ｄは、上記の第４変形例においてケース２２ｄのうちの下部分に配置されるコア片３ｄと同様に配置される。すなわち、ケース２２ｅのうちの下部分に配置されるコア片３ｄのうち、中足部２５を構成するコア片３ｄと外足部２６を構成するコア片３ｄとは、長辺をＹ軸方向に合わせて配置される。ケース２２ｅのうちの下部分に配置されるコア片３ｄのうち、中足部２５を構成するコア片３ｄおよび外足部２６を構成するコア片３ｄ以外のコア片３ｄは、長辺をＸ軸方向に合わせて配置される。

ケース２２ｅは、上記のように長辺の方向が決められた各コア片３ｄを配置可能に構成される。ケース２２ｅのうちの下部分に配置されるコア片３ｄのうち、中足部２５を構成するコア片３ｄと外足部２６を構成するコア片３ｄとが、長辺をＹ軸方向に合わせて配置されることによって、ケース２２ｅのうちの上部分に配置されるコア片３ｄとケース２２ｅのうちの下部分に配置されるコア片３ｄとの間に、コイル部６が配置されるスペースが確保される。また、コアモジュール２１ｅは、実施の形態８の第４変形例のコアモジュール２１ｄの場合と同様に、コアモジュール２１ｅを構成する部品の種類の数を減少可能である。これにより、コアモジュール２１ｅの生産性を向上でき、かつコアモジュール２１ｅの製造コストの低減が可能となる。

いずれも長辺がＹ軸方向に合わせられたコア片３ｄがケース２２ｅのうちの上部分に配置されることによって、コアモジュール２１ｅのうちの上部分における磁路９の断面積は、長辺がＸ軸方向に合わせられたコア片３ｄが配置される場合と比較して１倍から２倍程度大きくなる。コイル装置２０ｅは、コアモジュール２１ｅのうちの上部分における磁束密度が低減されることによって、コアモジュール２１ｅにおける損失を低減できる。また、コイル装置２０ｅは、コアモジュール２１ｅにおける発熱量と発熱密度との低下が可能となり、コアモジュール２１ｅの温度上昇を抑えることができる。このため、コイル装置２０ｅは、図１８および図１９に示す金属板１６０ａ、図２０に示す金属構造物１６０ｃ、または図２１に示す金属構造物１６０ｇといった構造物にコアモジュール２１ｅを接触させることによるコアモジュール２１ｅの冷却が不要となる。

さらに、構造物にコアモジュール２１ｅを接触させることによるコアモジュール２１ｅの冷却が不要となることによって、図２２に示す金属ばね１４などを用いたコイル装置２０ｅの固定が可能となる。電力変換装置１００は、金属ばね１４が用いられることによって、製造コストの低減と、電力変換装置１００の小型化および軽量化とが可能となる。

なお、実施の形態８の第１変形例、および実施の形態８の第３から第５変形例にかかる各コイル装置２０ａ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅにおける磁路９には、実施の形態８の第２変形例の場合と同様に、互いに隣り合うコア片同士が接触している箇所が少なくとも１つ含まれていても良い。これにより、コイル装置２０ａ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅは、コイル部６における渦電流の発生を抑制可能とし、コイル部６の損失を低減できる。

実施の形態１から５、および実施の形態７にかかる各コイル装置１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｇ，１２ｈ，１２ｉにおける磁路９には、実施の形態８の第２変形例の場合と同様に、互いに隣り合うコア片同士が接触している箇所が少なくとも１つ含まれていても良い。これにより、コイル装置１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈ，１２ｉは、コイル部６における渦電流の発生を抑制可能とし、コイル部６の損失を低減できる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１，１ａ，１ｃ，２，２ａ，２ｃ，３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ コア片、４，２３ 仕切り板、４ａ 両面テープ、４ｂ 仕切り部、４ｃ，４ｄ 接着剤、５，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆ，２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｄ，２２ｅ ケース、５ｇ，５ｉ，１４ａ 突起部、５ｈ 固定部、６ コイル部、６ａ，６ｂ 端部、７，７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ ベースコア、７ｅ，２６ 外足部、７ｆ，２５ 中足部、８ 蓋、９ 磁路、１０，１０ａ ねじ、１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ コアモジュール、１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈ，１２ｉ，２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ コイル装置、１３，１６，１６５ リブ、１４ 金属ばね、１５ 溝、１７，１８ 開口、２４ 中空部、２７ 切り欠き、１００ 電力変換装置、１０１，１０２ 入力端子、１０３ 入力コンデンサ、１１０ フルブリッジ回路、１１１，１１２，１１３，１１４ スイッチング素子、１２０ 共振コイル、１３０ トランス、１３１ 一次側コイル、１３２，１３３ 二次側コイル、１４０ 二次側整流回路、１４１，１４２ 整流素子、１５０ 平滑回路、１５１ 平滑コイル、１５２ 出力コンデンサ、１６０ 金属筐体、１６０ａ，１６０ｄ，１６０ｅ，１６０ｆ 金属板、１６０ｂ 金属ブロック、１６０ｃ，１６０ｇ 金属構造物、１６１，１６２，１６３ ＧＮＤ、１６６ 放熱フィン、１７０，１７０ａ プリント基板、１９１，１９２ 出力端子。

Claims (10)

1. スイッチング素子と、
   冷却器と、
   前記冷却器に設置されたコイル装置と、を備え、
   前記コイル装置は、
   コイルと、
   前記コイルが巻回されている足部を有し、互いにギャップを介して並べられた複数のコア片により構成される第１のコア部品と、
   互いにギャップを介して一列に並べられた複数のコア片を有し、前記第１のコア部品の前記足部に接続されることによって前記第１のコア部品とともに磁路を構成する第２のコア部品と、
   前記第１のコア部品を構成する前記複数のコア片と前記第２のコア部品を構成する前記複数のコア片とを含むコア片群を保持するケースと、を有し、
   前記コア片群は、１つ以上の閉磁路を構成することを特徴とする電力変換装置。
2. 前記第１のコア部品を構成する前記複数のコア片と前記第２のコア部品を構成する前記複数のコア片との各々は、いずれも同じ寸法であることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記コア片群に、シート状のコア片が含まれることを特徴とする請求項１または２に記載の電力変換装置。
4. 前記ケースは、前記コア片群のうち互いに隣り合うコア片同士を仕切る仕切り板を具備していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の電力変換装置。
5. 前記ケースは、前記コア片群に含まれるコア片の各々を位置決めするためのリブを具備していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の電力変換装置。
6. 前記ケースには、前記コア片群が収容されるスペースを覆う蓋が取り付けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の電力変換装置。
7. 前記冷却器は、前記第１のコア部品を構成する前記複数のコア片の各々と熱的に接続されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の電力変換装置。
8. 前記閉磁路は、互いに隣り合うコア片同士が接触している箇所を少なくとも１つ含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の電力変換装置。
9. 前記ケースの材料は、液晶ポリマー、ポリフェニレンサルファイドまたはポリブチレンテレフタレートを含むことを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の電力変換装置。
10. コイルと、
    前記コイルが巻回されている足部を有する第１のコア部品と、
    互いにギャップを介して一列に並べられた複数のコア片を有し、前記第１のコア部品の前記足部に接続されることによって前記第１のコア部品とともに磁路を構成する第２のコア部品と、
    を備え、
    前記複数のコア片の各々は、金属板に固定されており、
    前記金属板は、前記複数のコア片が並べられている方向において前記複数のコア片の各々を位置決めするためのリブを具備していることを特徴とするコイル装置。

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