JP7278155B2 - 電力変換器 - Google Patents

Description

本発明は電力変換器および回路基板に関するものである。

従来の電力変換器は、筐体内に収められている回路基板および電子部品などの発熱部品の熱を、筐体の外部に放熱する必要がある。筐体内に収められている発熱部品の発する熱を、金属板などの放熱部材を介して筐体に伝え、筐体に取付られた冷却器で冷却する手法が用いられる。たとえば国際公開第００／１７９９４号（特許文献１）には、電力変換器が開示されている。当該電力変換器には、図中の高さ方向（Ｚ方向）についての異なる複数の位置に、半導体モジュール、冷却板、放熱板、制御素子などが設けられている。これらはそれぞれ別々の、すなわち高さ方向の位置座標が異なる複数の位置に設けられた冷却板のそれぞれに設置されている。

国際公開第００／１７９９４号

国際公開第００／１７９９４号に開示される電力変換器においては、高さ方向の位置が異なる半導体モジュール、冷却板、放熱板、制御素子などの電子部品を互いの高さ方向の配置位置が異なる複数の基板上に載置している。このように同じ高さ位置にある素子すなわち電子部品同士を同一の基板上に載置し、その基板が載置する電子部品とは異なる高さを有する電子部品は、上記基板とは異なる高さ位置に載置されるよう上記基板に対して分割された別の基板上に載置される。このように高さの異なる電子部品毎に、互いに分割された異なる基板上に載置される必要が生じる。あるいは１枚の基板が、高さが異なる複数の素子のそれぞれを載置するように、その主表面に沿う方向に延びながらこれに垂直な高さ方向の座標位置が変わるように上方に出っ張ったり下方に沈んだりするよう当該基板が高さ方向の位置をずらしながら基板の主表面に沿う方向に延びる形状を有することも考えられる。これらにおいてはいずれも、素子を載置する基板などの部材の枚数が増えたり、その形状が複雑になるなどするため、当該基板を用いた部品配置の自由度が低くなる問題があった。また国際公開第００／１７９９４号では、磁性部品がどのように載置されるかについて開示されない。磁性部品についても、放熱板に接触することにより、高効率に放熱されることが好ましい。

本発明は上記の課題に鑑みなされたものである。その目的は、厚みまたは高さ位置が異なるよう配置された電子部品同士および磁性部品を単一の基板に、基板形状を複雑にすることなく載置可能であり、電子部品および磁性部品がともに放熱板に接触可能な構成を有する電力変換器、および当該電力変換器を構成する回路基板を提供することである。

本開示の電力変換器は、回路基板と、磁性部品と、導通部材と、放熱板と、放熱端子台と、筐体とを備える。回路基板は電子部品が載置される。磁性部品はコアと、コアの一部を囲むように配置されたコイルパターンとを含む。導通部材はコイルパターンを含み、コアが取り付けられる。放熱板は主表面を含み、主表面上に回路基板が熱伝導可能に接続される。放熱端子台は、回路基板と導通部材とを互いに間隔をあけて対向するように固定する。筐体は、冷却器と熱伝導可能に接続し、導通部材および放熱板を収納する内部空間を有する。放熱板は筐体と熱伝導可能に配置される。導通部材と回路基板との間隔は、導通部材と放熱板の主表面との間隔より小さい。コアの一部が放熱板の主表面と熱伝導可能に接続する。

本開示の回路基板は、プリント配線基板と、電子部品とを備える。電子部品はプリント配線基板に載置される。回路基板には、プリント配線基板に固定可能な放熱端子台が、回路基板と導通部材とを互いに間隔をあけて対向するように固定可能である。放熱端子台は、回路基板と導通部材とを結ぶ厚み方向において、導通部材に取り付けられたコアの一部を放熱板の主表面と熱伝導可能に接触させる。

本開示に従えば、厚みまたは高さ位置が異なるよう配置された電子部品同士および磁性部品を単一の基板に、基板形状を複雑にすることなく載置可能である。電子部品同士および磁性部品がともに放熱板に接触可能な構成を有する電力変換器、および当該電力変換器を構成する回路基板を提供することである。

本実施の形態に係る電力変換器の回路図である。 実施の形態１の第１例の電力変換器の構成を示す概略斜視図である。 図２の実施の形態１の第１例の電力変換器の内部の各部品の配置構成を図２よりも詳しく示す概略上面図である。 図２の実施の形態１の第１例の電力変換器の内部の各部品の配置構成を図２よりも詳しく示す、図３中のＩＶ－ＩＶ線に沿う部分の概略断面図である。 磁性部品の構成を示す概略図である。 図２～図４の電力変換器を構成する各部材を分解してそれらの収納態様を示す概略斜視図である。 図６中の矢印ＶＩＩに示す方向から平面視した、回路基板および導通部材の態様を示す概略平面図である。 放熱端子台の各種類の外観態様を示す概略斜視図である。 導通部材に含まれる各層に形成されるパターンを示す概略平面図である。 回路基板と放熱板との接続態様について示す概略斜視図である。 実施の形態１の第２例の電力変換器の内部の各部品の配置構成を示す概略上面図である。 実施の形態１の第３例の電力変換器の内部の各部品の配置構成を示す概略上面図である。 実施の形態１の第４例の電力変換器の内部の各部品の配置構成を示す概略上面図である。 実施の形態１の第５例の電力変換器の内部の各部品の配置構成を示す概略上面図である。 図１４の第５例における放熱端子台の変形例を示す概略図である。 実施の形態１の第６例の電力変換器の内部の各部品の配置構成を示す概略上面図である。 実施の形態１の第７例の電力変換器の内部の各部品の配置構成を示す概略上面図である。 実施の形態１の第８例の電力変換器の内部の各部品の配置構成を示す概略上面図である。 実施の形態２の第１例の電力変換器の内部の各部品の配置構成を示す概略断面図である。 実施の形態２の第１例の電力変換器における導通部材、放熱端子台および磁性部品の間の放熱経路を示す概略拡大上面図である。 実施の形態２の第２例の電力変換器に含まれる導通部材、回路基板および放熱板の外観形状を示す概略図である。 実施の形態２の第３例の電力変換器の内部の各部品の配置構成を示す概略断面図である。 実施の形態２の第４例の電力変換器の内部の各部品の配置構成を示す概略断面図である。 実施の形態２の第５例の電力変換器の内部の各部品の配置構成を示す概略断面図である。 実施の形態３の第１例の電力変換器に用いられる放熱端子台および回路基板の部分的な構成を示す概略図である。 実施の形態３の第１例の電力変換器の内部の各部品の配置構成を示す概略上面図である。 実施の形態３の第２例の電力変換器の内部の各部品の配置構成を示す概略上面図である。 実施の形態４の電力変換器の内部の各部品の配置構成を示す概略上面図である。

以下、本実施の形態について、図に基づいて説明する。なお説明の便宜のため、各図にはＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向が導入されている。

実施の形態１．
まず本実施の形態に係る電力変換器の回路図について、図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係る電力変換器の回路図である。図１を参照して、本実施の形態の第１例の電力変換器１００は、いわゆるＤＣ－ＤＣコンバータである。このＤＣ－ＤＣコンバータは、たとえば電気自動車に搭載され、１００Ｖ～３００Ｖのリチウムイオン電池の入力電圧を、１２～１５Ｖの電圧に変換して出力し、鉛蓄電池を充電するＤＣ－ＤＣコンバータである。ＤＣ－ＤＣコンバータは、たとえば出力電力が２ｋＷである。電力変換器１００は、たとえば４つのＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）１１と、ＭＯＳＦＥＴ１１を駆動する複数の駆動用部品１と、１次巻線２１Ａと２次巻線２１Ｂとを有するトランス２１と、４つのダイオード１２と、平滑リアクトル２２と、平滑コンデンサ２とを備える。

４つのＭＯＳＦＥＴ１１は、スイッチング制御されて、入力電圧を交流電圧に変換しトランス２１の１次巻線２１Ａに出力する。トランス２１は、１次巻線２１Ａに出力された交流電圧を、１次巻線２１Ａと２次巻線２１Ｂとの巻き数比に応じて任意の電圧に変換し、２次巻線２１Ｂに供給する。トランス２１は、１次巻線２１Ａと２次巻線２１Ｂと電気的に絶縁する。ダイオード１２は、トランス２１から供給される交流電圧を、再度、直流電圧に変換する。ダイオード１２は、１つのダイオード１２に流れる電流を小さくするため２つずつ並列接続される。平滑リアクトル２２と平滑コンデンサ２とは、ダイオード１２によって変換された直流電圧を平滑して、出力電圧を安定させる。

回路図にすると以上のような構成を有する電力変換器１００においては、４つのＭＯＳＦＥＴ１１と、４つのダイオード１２とを含む、少なくとも１つの後述する電子部品１４が配置されている。また電力変換器１００においては、１つのトランス２１と平滑リアクトル２２とを含む、少なくとも１つの後述する磁性部品２４が配置されている。つまり磁性部品２４としてはトランス２１と平滑リアクトル２２とを有する。これらの電子部品１４および磁性部品２４の温度が定格温度を超えないように、たとえば電子部品１４が１２０℃以下となるように、放熱板４０Ａ，４０Ｂにより冷却される必要がある。

次に図２～図１０を用いて、実施の形態１の第１例に係る電力変換器の構成について説明する。

図２は、実施の形態１の第１例の電力変換器の構成を示す概略斜視図である。図３は、図２の実施の形態１の第１例の電力変換器の内部の各部品の配置構成を図２よりも詳しく示す概略上面図である。図４は、図２の実施の形態１の第１例の電力変換器の内部の各部品の配置構成を図２よりも詳しく示す、図３中のＩＶ－ＩＶ線に沿う部分の概略断面図である。

図２～図４を参照して、電力変換器１００には、１対の回路基板１０Ａ，１０Ｂと、１つの導通部材２３と、１つ以上の磁性部品２４と、１つの筐体３０と、２つの放熱板４０Ａ，４０Ｂと、放熱端子台５０とを備えている。回路基板１０Ａ，１０Ｂ、導通部材２３および放熱板４０Ａ，４０Ｂは、筐体３０内である内部空間３１Ｃに収納されている。筐体３０は冷却器３１と接触するように、冷却器３１のＺ方向の上側に配置されている。つまり筐体３０は冷却器３１と熱伝導可能に接続している。なお筐体３０および放熱板４０Ａ，４０Ｂは冷媒を流すことができる構成であってもよい。

筐体３０はその内部の空間部分に部材を収納可能な容器状である。導通部材２３は、筐体３０内のうち、たとえばＹ方向についての中央に配置されている。導通部材２３はたとえば矩形の主表面を有する平板形状であるが、この主表面がＺＸ平面に沿う向きに配置されるよう、導通部材２３は筐体３０の内に収納されている。

回路基板１０Ａはたとえば導通部材２３のＹ方向負側に、導通部材２３とＹ方向に間隔をあけて対向するように配置されている。すなわち回路基板１０Ａは導通部材２３と同様に、たとえば矩形の主表面を有する平板形状であり、この主表面がＺＸ平面に沿う向きに配置されるよう、筐体３０内に収納されている。回路基板１０Ａは導通部材２３のたとえばＹ方向負側に、導通部材２３とＹ方向に間隔をあけて対向するように配置されている。

また回路基板１０Ｂはたとえば導通部材２３のＹ方向正側に、導通部材２３とＹ方向に間隔をあけて対向するように配置されている。すなわち回路基板１０Ｂも導通部材２３と同様に、たとえば矩形の主表面を有する平板形状であり、この主表面がＺＸ平面に沿う向きに配置されるよう、筐体３０内に収納されている。

以上より、導通部材２３はＹ方向について、回路基板１０Ａおよび回路基板１０Ｂと間隔をあけて、主表面が図のＺ方向に沿うように配置されている。回路基板１０Ａ，１０Ｂも同様に、主表面が図のＺ方向に沿うように配置されている。なおここでＺ方向とは、たとえば電力変換器１００がＸＹ平面に沿う土台上に載置されたときのその土台に垂直な方向を意味する。言い換えればＺ方向はいわゆる鉛直方向を意味する。

放熱板４０Ａ，４０Ｂは、回路基板１０Ａ，１０Ｂを放熱板４０に固定し、電子部品１４の発熱を筐体３０に伝える機能を有している。言い換えれば、放熱板４０Ａ，４０Ｂは、筐体３０と熱伝導可能に配置される。具体的には、放熱板４０Ａはたとえば回路基板１０ＡのＹ方向負側にある。すなわちＹ方向について回路基板１０Ａの導通部材２３と反対側には、放熱板４０Ａが配置される。放熱板４０Ａは回路基板１０Ａを固定するように配置されている。すなわち放熱板４０Ａも導通部材２３と同様に、たとえば矩形の主表面４０Ｃを有する平板形状であり、この主表面がＺＸ平面に沿う向きに配置されるよう、主表面４０Ｃが図のＺ方向に沿うように配置されている。

同様に、放熱板４０Ｂはたとえば回路基板１０ＢのＹ方向正側にある。すなわちＹ方向について回路基板１０Ｂの導通部材２３と反対側には、放熱板４０Ｂが配置される。放熱板４０Ｂは回路基板１０Ｂを固定するように配置されている。すなわち放熱板４０Ｂも導通部材２３と同様に、たとえば矩形の主表面４０Ｃを有する平板形状であり、この主表面４０ＣがＺＸ平面に沿う向きに配置されるよう、主表面が図のＺ方向に沿うように配置されている。放熱板４０Ａの主表面４０Ｃ上に回路基板１０Ａが熱伝導可能に接続される。放熱板４０Ｂの主表面４０Ｃ上に回路基板１０Ｂが熱伝導可能に接続される。

上記の回路基板１０Ａ，１０Ｂの導通部材２３と反対側に放熱板４０Ａ，４０Ｂが配置されることより、以下のことがいえる。導通部材２３と回路基板１０Ａ，１０Ｂとの間隔は、導通部材２３と放熱板４０Ａ，４０Ｂの主表面４０Ｃとの間隔よりも小さい。

回路基板１０Ａの主表面（後述する他方の主表面１３Ｂ）と放熱板４０Ａの主表面４０Ｃとが対向する。回路基板１０Ａと放熱板４０Ａとの間に第１の熱伝導部材８１が配置されている。第１の熱伝導部材８１は回路基板１０Ａと放熱板４０Ａとに接触するように固定されている。同様に、回路基板１０Ｂの主表面（後述する他方の主表面１３Ｂ）と放熱板４０Ｂの主表面４０Ｃとが対向する。回路基板１０Ｂと放熱板４０Ｂとの間に第１の熱伝導部材８１が配置されている。第１の熱伝導部材８１は回路基板１０Ａと放熱板４０Ａとに接触するように固定されている。ただし回路基板１０Ａ，１０Ｂと放熱板４０Ａ，４０Ｂとの間に第１の熱伝導部材８１が配置されず、回路基板１０Ａ，１０Ｂと、放熱板４０Ａ，４０Ｂとが接触してもよい。いずれにせよ上記により、放熱板４０Ａ，４０Ｂには、回路基板１０Ａ，１０Ｂに載置された電子部品１４の発熱が伝わる。放熱板４０Ａ，４０Ｂは、たとえばそのＺ方向の最下部が、筐体３０に接触している。筐体３０のＺ方向の最下部には冷却器３１が接触する。

以上に示すように、導通部材２３、回路基板１０Ａ，１０Ｂ、放熱板４０Ａ，４０Ｂは主表面がＺＸ平面に沿うように配置される。ただしこれに限らず、導通部材２３、回路基板１０Ａ，１０Ｂ、放熱板４０Ａ，４０Ｂは主表面がＸＹ平面に沿うように配置されてもよい。

特に図３、図４を参照して、電子部品１４は回路基板１０Ａ，１０Ｂの一方の主表面上に配置されている。特に電子部品１４は回路基板１０Ａの、Ｙ方向について導通部材２３と対向する側すなわち内側の主表面上に配置されている。同様に電子部品１４は回路基板１０Ｂの、Ｙ方向について導通部材２３と対向する側すなわち内側の主表面上に配置されている。これらの電子部品１４はＹ方向について互いに対向するように配置されている。

電力変換器１００には磁性部品２４を有している。図５は、磁性部品の構成を示す概略図である。図５を参照して、磁性部品２４はＥ型コア２４ＥとＩ型コア２４Ｉとからなるコアと、１次巻線コイルパターンなどのコイルパターン２５とを有し、これらが組み合わせられた構成を有している。コイルパターン２５はコアの一部であるたとえばＥ型コア２４Ｅを外側から囲むように配置されている。１次巻線コイルパターンなどのコイルパターンは導通部材２３に含まれる。つまり導通部材２３は磁性部品２４の一部を含んでいる。Ｅ型コア２４Ｅには磁性部品２４の柱部２４Ｄと、柱部２４Ｄが部分的に欠落した貫通孔としての欠落部２４Ｃとが形成されている。柱部２４Ｄは欠落部２４Ｃにより３つの部分に分かれている。後述するように磁性部品２４の一部である柱部２４Ｄが導通部材２３を貫通するように、磁性部品２４が配置されている。

たとえば導通部材２３のＺＸ平面に沿う主表面のうち一方側、すなわち導通部材２３の回路基板１０Ａ、放熱板４０Ａ側の表面にはＥ型コア２４Ｅが配置されている。また導通部材２３のＺＸ平面に沿う主表面のうち他方側、すなわち導通部材２３の回路基板１０Ｂ、放熱板４０Ｂ側の表面にはＩ型コア２４Ｉが載置されている。ただし上記と逆に導通部材２３の回路基板１０Ａ、放熱板４０Ａ側にＩ型コア２４Ｉが配置されてもよい。いずれにせよ柱部２４Ｄが導通部材２３を貫通するため、柱部２４Ｄを含むＥ型コア２４Ｅは導通部材２３の回路基板１０Ａ側と回路基板１０Ｂ側との双方を跨ぐように配置される。導通部材２３は後述するように、たとえば平板形状を有するコイルパターン２５を含んでいる。つまりコイルパターン２５は、磁性部品２４を構成する部材でもあり、導通部材２３を構成する部材でもある。導通部材２３にはコアであるＥ型コア２４Ｅなどが、たとえば導通部材２３を貫通するよう嵌め込まれている。このようにして導通部材２３にはコアが取り付けられている。

図３に示すように、放熱端子台５０により、たとえば、回路基板１０Ａ，１０Ｂと導通部材２３とが互いに間隔Ｄをあけて対向するように固定される。回路基板１０Ａ，１０Ｂと導通部材２３との間隔Ｄの具体的な数値は任意である。放熱端子台５０は、導通部材２３と回路基板１０Ａ，１０Ｂとを結ぶ厚み方向すなわち図３のＹ方向において、導通部材２３に取り付けられた磁性部品２４の一部としてのＥ型コア２４ＥおよびＩ型コア２４Ｉを放熱板４０Ａ，４０Ｂのそれぞれの上に接触することが可能な寸法を有している。すなわち、たとえば磁性部品２４のＹ方向の厚みが薄い場合は放熱端子台５０のＹ方向の寸法が比較的小さくなる。これにより導通部材２３に載置される磁性部品２４が放熱板４０Ａ，４０Ｂの表面に接触するよう届くだけの放熱端子台５０のＹ方向寸法となっている。逆にたとえば磁性部品２４のＹ方向の厚みが厚い場合は放熱端子台５０のＹ方向の寸法が比較的大きくなる。これにより導通部材２３に載置される磁性部品２４が放熱板４０Ａ，４０Ｂの表面に接触するよう届くだけの放熱端子台５０のＹ方向寸法となっている。これにより、コアの一部が放熱板４０Ａ，４０Ｂの主表面４０Ｃと熱伝導可能に接続する。

なお回路基板１０Ａに実装される放熱端子台５０と、回路基板１０Ｂに実装される放熱端子台５０とは、Ｙ方向について互いに対向するように配置されている。

また図４に示すように、筐体３０の内部空間３１Ｃ内には封止材７０をさらに備えることが好ましい。封止材７０は筐体３０内の回路基板１０Ａ，１０Ｂ、導通部材２３、放熱板４０Ａ，４０Ｂおよびこれらに実装された電子部品１４などの各部材を浸漬するように、筐体３０内に充填されていることが好ましい。図４においては筐体３０内のほぼ全体を満たすように封止材７０が配置されている。しかし電力変換器１００においては図４の筐体３０内のＺ方向の比較的下側の領域のみに封止材７０が充填されてもよい。

図６は、図２～図４の電力変換器を構成する各部材を分解してそれらの収納態様を示す概略斜視図である。図７は、図６中の矢印ＶＩＩに示す方向から平面視した、回路基板および導通部材の態様を示す概略平面図である。なお先述の磁性部品２４は、図６中にて点線で囲まれた領域Ｖに配置される。なお磁性部品２４に含まれる部材の一部であるコイルパターン２５は、導通部材２３の内部に配置されている。このため領域Ｖは導通部材２３を含むように囲まれている。

図６および図７を参照して、図２～図４における電子部品１４は回路基板１０Ａ，１０Ｂのそれぞれにはんだで実装されている。回路基板１０Ｂは放熱板４０Ｂに、回路基板固定ねじ６１により固定されている。同様に回路基板１０Ａは放熱板４０Ａに、回路基板固定ねじ６１により固定されている。回路基板１０Ａ，１０Ｂには貫通孔１７が形成されている。図６においては１例として、磁性部品２４の一部であるＩ型コア２４Ｉが、回路基板１０Ｂの貫通孔１７を貫通する。また磁性部品２４の一部であるＥ型コア２４Ｅが、回路基板１０Ａの貫通孔１７を貫通する。ただし逆にＩ型コア２４Ｉが回路基板１０Ａを貫通しＥ型コア２４Ｅが回路基板１０Ｂを貫通する構成であってもよい。また導通部材２３にはたとえば３つの領域に分割された貫通孔２７が形成されている。このため磁性部品２４の３つに分かれた柱部２４Ｄのそれぞれは、貫通孔２７を貫通するよう配置される。これらにより導通部材２３を貫通する磁性部品２４の一部であるＥ型コア２４ＥまたはＩ型コア２４Ｉは、貫通孔１７，２７を貫通して放熱板４０Ａ，４０Ｂに接触可能となっている。このため磁性部品２４の発熱は放熱板４０Ａ，４０Ｂから高効率に放熱可能である。なおＥ型コア２４ＥとＩ型コア２４Ｉとは、接着剤などにより互いに固定され磁性部品２４の一部となっている。

導通部材２３には導通部材通し穴２９が形成されている。導通部材通し穴２９は平面視において、回路基板１０Ａ，１０Ｂのそれぞれに載置された放熱端子台５０の放熱端子台ねじ穴５５に重なるように配置されている。導通部材通し穴２９および放熱端子台ねじ穴５５が導通部材固定ねじ６０により締結される。これにより導通部材２３は、放熱端子台５０を介して、１対の回路基板１０Ａ，１０Ｂに挟まれるように固定可能となる。つまり導通部材固定ねじ６０は、放熱端子台ねじ穴５５と導通部材通し穴２９とを通るように固定されている。以上により回路基板１０Ａ，１０Ｂと導通部材２３とが固定されている。回路基板１０Ａ，１０Ｂと導通部材２３とは、放熱端子台５０により電気的に接続されている。さらに放熱板４０Ａ，４０Ｂのそれぞれは筐体３０に固定されている。この固定はたとえば、Ｚ方向の長さが放熱板４０Ａ，４０Ｂよりも長い図示されないねじなどの固定部材によりなされている。

その他、図７（Ａ），（Ｃ）に示すように回路基板１０Ａ，１０Ｂには入力端子台９３が形成されており、導通部材２３には出力端子台９４が形成されている。入力端子台９３には、図２に示す入力配線９１が接続される。出力端子台９４には、図２に示す出力配線９２が接続される。入力配線９１および出力配線９２は、電力変換器１００の外部の回路等と電気的に接蔵されている。入力配線９１および出力配線９２は、たとえばケーブルまたはバスバーであってもよい。

図８は、放熱端子台の各種類の外観態様を示す概略斜視図である。なお図８における座標軸は、図中に示す方向に定義されており、図８中に示す方向に従って以下の説明がなされる。これは当該放熱端子台が実際に電力変換器１００が取り付けられたときの各放熱端子台５０の方向とは必ずしも一致しない。図８を参照して、放熱端子台５０は、たとえば放熱端子台５０Ａのような形状を有している。具体的には放熱端子台５０Ａは、導通部材の主表面に接触する部分である第１の部分５１と、第１の部分５１に交差し回路基板１０Ａ，１０Ｂの主表面に接触するよう厚み方向であるＹ方向に延びる第２の部分５２とを含んでいる。第１の部分５１の中央部には放熱端子台ねじ穴５５が形成されている。

上記のとおり放熱端子台ねじ穴５５は、たとえば図３に示すようにここに導通部材固定ねじ６０が貫通することにより、放熱端子台５０はたとえば導通部材２３に固定される。また第２の部分５２の第１の部分５１と反対側、たとえば導通部材２３と接触するように固定可能な基板接続部５６を有している。たとえば放熱端子台５０Ａにおける第２の部分５２がまっすぐ延びた端面としての基板接続部５６の場合、基板接続部５６は回路基板１０Ａ，１０Ｂに設けられたたとえば放熱端子台挿入孔内に挿入され、はんだ付けにより実装される。これにより、放熱端子台５０Ａは回路基板１０Ａ，１０Ｂに固定される。導通部材固定ねじ６０により放熱端子台５０は導通部材２３と固定され、基板接続部５６により、放熱端子台５０は回路基板１０Ａ，１０Ｂと固定される。したがって上記のように、放熱端子台５０は、第２の部分５２の長さに応じた間隔を保つように、回路基板１０Ａ，１０Ｂと導通部材２３とを固定する。たとえば放熱端子台５０は、先述したように回路基板１０Ｂと導通部材２３とを互いに間隔Ｄ（図３参照）をあけて対向するように固定する。ここでの回路基板１０Ａ，１０Ｂと導通部材２３との間隔は、放熱端子台５０Ａの第２の部分５２が有する図の上下方向の寸法に応じて定められる。

放熱端子台５０Ａの代わりに図８の放熱端子台５０Ｂ～５０Ｆが用いられてもよい。放熱端子台５０Ｂは、第２の部分５２を４面有する。放熱端子台５０Ｃは第２の部分５２のうち１つが図８のＸ方向の右側へ向けて延びるように屈曲する部分と、図８のＺ方向の下側に向けて屈曲する部分とを、放熱端子台５０Ａに対して追加で有する。放熱端子台５０Ｄは基板接続部５６が第２の部分５２の第１の部分５１と反対側の端部にて図８のＸ方向に沿うように屈曲し、第１の部分５１に沿う方向に平面状に広がっている。放熱端子台５０Ｅは、第２の部分５２の第１の部分５１と反対側の端部に第１の部分５１に対向する面として基板接続部５６を有する。放熱端子台５０Ｆは第２の部分５２を１面のみ有し、その１面の第２の部分５２は第１の部分５１と反対側の端部から、基板接続部５６が第１の部分５１側と反対側すなわち図の右側に延び拡がっている。すなわち放熱端子台５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃは回路基板１０Ａ，１０Ｂの放熱端子台挿入孔にてスルーホール実装される。また放熱端子台５０Ｄ～５０Ｆは回路基板１０Ａ，１０Ｂに対して表面実装される。

図８の放熱端子台５０Ａ～５０Ｆのいずれも、たとえば厚みが１ｍｍの銅製の板材により形成されている。放熱端子台５０Ａ～５０Ｆは、銅、アルミニウム、ＳＵＳ３０４などの鉄合金、真鍮、リン青銅などの銅合金、ＡＤＣ１２等のアルミニウム合金からなる群から選択されるいずれかの金属材料により形成される。このため放熱端子台５０Ａ～５０Ｆは、回路基板１０Ａ，１０Ｂと導通部材２３とを電気的に接続する。いずれにせよ放熱端子台５０Ａ～５０Ｆは、たとえば常温の２０℃での熱伝導率が２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましく、３００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることがより好ましい。放熱端子台５０Ａのサイズは、たとえば図８のＺ方向の厚みが８．５ｍｍであり、図８のＸ方向の幅が１０ｍｍであり、図８のＹ方向が１０ｍｍである。

図９は、導通部材に含まれる各層に形成されるパターンを示す概略平面図である。なお導通部材２３は、図６中にて点線で囲まれた領域ＩＸに配置される。図９を参照して、導通部材２３は、たとえば６つの構成層２３Ａ～２３Ｆの層からなっている。ただし導通部材２３を構成する層の数はこれに限らず任意である。図９に示す構成層２３Ａ～２３Ｅはいずれも上下反転させＹ方向正側から見た態様を示している。図９の構成層２３Ｆのみ、他とは反対側から見た態様、すなわち上下反転せずＹ方向負側から見た態様を示している。

図９の導通部材２３の各構成層２３Ａ～２３Ｆはこの順に、たとえばＹ方向正側から負側に向けて、すなわち回路基板１０Ｂ側から回路基板１０Ａ側に向けて、積層されている。これらのうち中央の構成層２３Ｃおよび構成層２３Ｄには、コイルパターン２５の一部であり、磁性部品２４の一部としての１次巻線コイルパターン２１ＡＰが形成されている。１次巻線コイルパターン２１ＡＰはトランス２１（図１参照）の１次巻線２１Ａを構成する。構成層２３Ｃの１次巻線コイルパターン２１ＡＰと、構成層２３Ｄの１次巻線コイルパターン２１ＡＰとは、１ターンずつ形成されている。これらの１次巻線コイルパターン２１ＡＰがコイルパターン接続部２６Ｃにて直列に接続され、２ターンの１次巻線コイルパターン２１ＡＰが形成されている。コイルパターン接続部２６Ｃはたとえば、構成層２３Ｃと構成層２３Ｄとを電気的につなぐ導通部材が充填されたスルーホールであることが好ましい。

ただし変形例として、積層方向中央の構成層２３Ｃ，２３Ｄに放熱パターン２６Ｐが形成されてもよい。このようにすれば、導通部材２３の厚みが一定であっても、コイルパターン２５のうち放熱パターン２６Ｐの配置される割合が増加し、導通部材２３からの放熱の効率が高められる。また構成層２３Ａ～２３Ｆのうち同一の層に巻線部材と放熱パターン２６Ｐとの双方が形成されてもよい。あるいは構成層２３Ａ～２３Ｆのすべてに巻線部材のみが配置されてもよい。

構成層２３Ｃに隣接する構成層２３Ｂ、および構成層２３Ｄに隣接する構成層２３Ｅには、コイルパターン２５の一部であり、磁性部品２４の一部としての２次巻線コイルパターン２１ＢＰが形成されている。２次巻線コイルパターン２１ＢＰはトランス２１（図１参照）の２次巻線２１Ｂを構成する。構成層２３Ｂの２次巻線コイルパターン２１ＢＰと、構成層２３Ｅの２次巻線コイルパターン２１ＢＰとは、１ターンずつ形成されている。これらの２次巻線コイルパターン２１ＢＰが並列に接続され、１ターンの２次巻線コイルパターン２１ＢＰが形成されている。構成層２３Ｂ～２３Ｅのそれぞれには、磁性部品２４の一部としての平滑リアクトルコイルパターン２２Ｐが形成されている。平滑リアクトルコイルパターン２２Ｐは平滑リアクトル２２（図１参照）を構成する。以上の１次巻線コイルパターン２１ＡＰ、２次巻線コイルパターン２１ＢＰおよび平滑リアクトルコイルパターン２２Ｐは、いずれも磁性部品２４の一部であるコイルパターン２５の一部としての巻線部材である。

１次巻線コイルパターン２１ＡＰおよび２次巻線コイルパターン２１ＢＰは、図６各図の左側の貫通孔２７を貫通する磁性部品２４を構成するコイルである。このため図６各図の左側の貫通孔２７を貫通する柱部２４Ｄの外側に巻回するように、１次巻線コイルパターン２１ＡＰおよび２次巻線コイルパターン２１ＢＰが配置される。このように磁性部品２４は、コイルパターン２５の一部としての巻線部材に相当する１次巻線コイルパターン２１ＡＰおよび２次巻線コイルパターン２１ＢＰと、当該巻線部材に巻回された被巻回部材としてのＥ型コア２４Ｅの柱部２４Ｄとを含んでいる。

また平滑リアクトルコイルパターン２２Ｐは、図６各図の右側の貫通孔２７を貫通する磁性部品２４を構成するコイルである。このため図６各図の右側の貫通孔２７を貫通する柱部２４Ｄの外側に巻回するように、平滑リアクトルコイルパターン２２Ｐが配置される。

導通部材２３のうち最表面の構成層２３Ａおよび構成層２３Ｆには、放熱パターン２６Ｐが形成されている。放熱パターン２６Ｐもコイルパターン２５の一部として形成されている。また構成層２３Ａには平滑コンデンサ２が、複数実装されている。放熱パターン２６Ｐは、構成層２３Ｂ～２３Ｅのコイルパターン２５である１次巻線コイルパターン２１ＡＰ、２次巻線コイルパターン２１ＢＰなどの巻線部材と電気的に接続されていないことが好ましい。放熱パターン２６Ｐは、構成層２３Ｂ～２３Ｅのコイルパターン２５である１次巻線コイルパターン２１ＡＰなどの巻線部材と電気的に接続されていてもよい。ただしその場合には、放熱パターン２６Ｐは、巻線部材の電流密度の２／３以下の電流密度となるように接続される。コイルパターン２５のうち特に１次巻線コイルパターン２１ＡＰ、２次巻線コイルパターン２１ＢＰおよび平滑リアクトルコイルパターン２２Ｐは、コアの一部であるＥ型コア２４Ｅなどを囲む。

図１０は、回路基板と放熱板との接続態様について示す概略斜視図である。なお回路基板と放熱板とが接続されたものは、図６中にて点線で囲まれた領域Ｘに配置される。図１０を参照して、回路基板１０Ｂを構成するプリント配線基板１３は、たとえば一方の主表面１３Ａと、それと反対側の他方の主表面１３Ｂとを有する。プリント配線基板１３のうち一方の主表面１３Ａ上に、電子部品１４が実装されている。一方の主表面１３Ａから他方の主表面１３Ｂまでプリント配線基板１３を貫通するように、貫通孔１７と、孔部１９とが形成されている。孔部１９は、導通部材固定ねじ６０を通すための貫通孔である。孔部１９に隣接する位置には、たとえば上記のスルーホール実装により放熱端子台５０の基板接続部５６が挿入される貫通孔である放熱端子台挿入孔１９Ｓが形成されている。さらにプリント配線基板１３の４つの角部には回路基板隅部孔１８が形成されている。

一方、放熱板４０Ｂのプリント配線基板１３と接する主表面の４つの角部には放熱板隅部孔４８が形成されている。回路基板隅部孔１８と放熱板隅部孔４８とが重なり合い、両者が上記の回路基板固定ねじ６１により固定されている。プリント配線基板１３と放熱板４０Ｂとの間にはスペーサ６３が配置されてもよい。たとえば回路基板固定ねじ６１はスペーサ６３に形成された穴を貫通して固定する。

さらに放熱板４０Ｂのプリント配線基板１３と接する主表面４０Ｃには放熱板４０Ｂを貫通するように放熱板通し穴４９が形成されている。孔部１９と放熱板通し穴４９とが重なり合い、それらと重なる回路基板１０Ｂの位置に放熱端子台５０が実装される。ここで再度図６および図９を参照して、孔部１９と放熱板通し穴４９とが重なり合う位置には、導通部材通し穴２９がさらに重なり合うように配置される。この状態で、導通部材固定ねじ６０は、導通部材通し穴２９において放熱端子台５０を導通部材２３に固定する。これにより、放熱端子台ねじ穴５５と導通部材通し穴２９とは導通部材固定ねじ６０により締結され固定される。これにより放熱端子台５０の第１の部分５１（図８参照）は導通部材２３に固定される。

図３および図１０に示すように、さらに回路基板１０Ｂと放熱板４０Ｂとの間には、第１の熱伝導部材８１が配置されることが好ましい。第１の熱伝導部材８１は、プリント配線基板１３の他方の主表面１３Ｂ、および放熱板４０Ｂの主表面に接するようにこれらに挟まれる。電力変換器１００においては、第１の熱伝導部材８１は、回路基板１０Ｂに実装された電子部品１４と平面視にて重なる位置に配置されることが好ましい。ただし第１の熱伝導部材８１は、回路基板１０Ｂに実装された電子部品１４と平面視にて重なる位置のみならず、その外側に隣接する領域にも配置されることが好ましい。つまり第１の熱伝導部材８１は、平面視にて電子部品１４と重なる領域に配置されるとともに、電子部品１４を外側から囲むように配置されることが好ましい。

図１０においては、第１の熱伝導部材８１は、プリント配線基板１３の他方の主表面１３Ｂと放熱板４０Ｂとの間に配置される。これにより、磁性部品２４の巻線部材の発する熱が、たとえば放熱端子台５０と第１の熱伝導部材８１とを介して、放熱板４０Ｂに高効率に伝えられる。このように第１の熱伝導部材８１を介すれば、放熱端子台５０を伝う放熱ルートを追加で導入できる。

以上の図１０の説明においては１例として回路基板１０Ｂと放熱板４０Ｂとの接続態様を示したが、回路基板１０Ａと放熱板４０Ａとの接続態様についても基本的に上記回路基板１０Ｂと放熱板４０Ｂとの接続態様と同様である。

次に、電力変換器１００を構成する各部の材質、寸法、好ましい構成態様等について説明する。

回路基板１０Ａ，１０Ｂは、たとえば図２～図４におけるＸ方向の幅が１６０ｍｍ、Ｙ方向の厚みが１．６ｍｍ、Ｚ方向の高さが７０ｍｍである。プリント配線基板１３はたとえば、ガラス繊維の布にエポキシ樹脂を浸透させた絶縁材料により形成されている。図示されないが、回路基板１０Ａ，１０Ｂにはたとえば銅の配線パターンが形成されている。また図１０に示す回路基板隅部孔１８は、たとえば直径が３ｍｍである。孔部１９は、たとえば直径が８ｍｍである。回路基板１０Ａ，１０Ｂに実装される電子部品１４は、たとえば図２～図４のＸ方向の幅が１０ｍｍ、Ｙ方向の厚みが５ｍｍ、Ｚ方向の高さが１０ｍｍである。電子部品１４は、図示されない回路基板１０Ａ，１０Ｂのたとえば銅の配線パターンにはんだ付けされている。また回路基板１０Ａ，１０Ｂに形成される貫通孔１７，２７は、たとえばＸ方向の幅が２０ｍｍであり、Ｚ方向の寸法が５２ｍｍである。

導通部材２３は、たとえば図２～図４におけるＸ方向の幅が１３０ｍｍ、Ｙ方向の厚みが１．６ｍｍ、Ｚ方向の高さが７０ｍｍである。導通部材２３のコイルパターン２５を除く平板部材の部分はたとえば、ガラス繊維の布にエポキシ樹脂を浸透させた絶縁材料により形成されている。導通部材２３に含まれるコイルパターン２５はたとえば銅により形成される。

磁性部品２４のＥ型コア２４ＥおよびＩ型コア２４Ｉは、たとえばこれらが互いに接着剤で固定された図５の状態におけるＸ方向の奥行き寸法が１８ｍｍ、Ｙ方向の高さ寸法が２０ｍｍ、Ｚ方向の幅寸法が５０ｍｍである。Ｅ型コア２４ＥおよびＩ型コア２４Ｉは、たとえばフェライトまたはアモルファスであってもよい。Ｅ型コア２４ＥおよびＩ型コア２４Ｉは、たとえばケイ素鋼またはパーマロイであってもよい。図５における欠落部２４Ｃは、図５の状態におけるＺ方向の幅寸法が１１ｍｍ、Ｙ方向の高さ寸法が７ｍｍである。また磁性部品２４のコアは上記のＥ型コア２４ＥおよびＩ型コア２４Ｉを有するいわゆるＥＩ型に限られない。磁性部品２４のコアは、いわゆるＥＥ型、ＥＥＲ型、ＰＱ型であってもよい。

筐体３０は、たとえば図２～図４におけるＸ方向の幅１７０ｍｍ、Ｙ方向の奥行き６０ｍｍ、Ｚ方向の高さが８０ｍｍである。筐体３０のＺ方向最下部の外表面すなわち外壁面には、筐体３０に対して接触状態で取付られた冷却器３１が配置される。筐体３０は良熱伝導性材料であるたとえばアルミニウムで形成されている。冷却器３１が接触している筐体３０の外壁面に相対する筐体３０の内壁面を主冷却面３２とする。主冷却面３２は箱型の筐体３０の内底面である。なお図２では筐体３０と冷却器３１とは別部材として形成されているが、両者は一部材として一体に形成されてもよい。

放熱板４０Ａ，４０Ｂは、たとえば図２～図４におけるＸ方向の幅が１６０ｍｍ、Ｙ方向の厚みが５ｍｍ、Ｚ方向の高さが７５ｍｍである。放熱板４０Ａ，４０Ｂは良熱伝導性材料であるたとえばアルミニウムで形成されている。また図１０に示す放熱板隅部孔４８は、たとえば直径が３ｍｍである。放熱板通し穴４９は、たとえば直径が８ｍｍである。なお図４においては放熱板４０Ａ，４０Ｂと冷却器３１との間には筐体３０の底面の部分が挟まれる。しかし放熱板４０Ａ，４０Ｂは冷却器３１と直接接するように配置されてもよい。このようにすれば放熱板４０Ａ，４０Ｂに伝わった熱の排熱性がより向上する。

回路基板１０Ａに実装される放熱端子台５０Ａ～５０Ｆの放熱端子台ねじ穴５５はたとえば直径５ｍｍである。回路基板１０Ｂに実装される放熱端子台５０Ａ～５０Ｆの放熱端子台ねじ穴５５はたとえば直径５．５ｍｍである。また導通部材２３に形成された導通部材通し穴２９はたとえば直径５．５ｍｍである。そして導通部材固定ねじ６０は雄ねじ部分がたとえば直径５ｍｍのボルトである。つまり１対の回路基板１０Ａ，１０Ｂのいずれか一方に実装される放熱端子台の放熱端子台ねじ穴５５の径は、回路基板１０Ａ，１０Ｂと導通部材２３とを固定するボルトなどの雄ねじの径にほぼ等しい。１対の回路基板１０Ａ，１０Ｂのいずれか他方に実装される放熱端子台の放熱端子台ねじ穴５５の径と、導通部材通し穴２９の径とは、回路基板１０Ａ，１０Ｂと導通部材２３とを固定するボルトなどの雄ねじの径よりも大きい。

このようにすれば、導通部材固定ねじ６０の雄ねじ部分は回路基板１０Ｂに実装される放熱端子台５０の放熱端子台ねじ穴５５および導通部材通し穴２９の双方を貫通することができる。また導通部材固定ねじ６０の雄ねじ部分は回路基板１０Ａに実装される放熱端子台５０の放熱端子台ねじ穴５５に締結される。このため図４に示すように、導通部材固定ねじ６０は、その雄ねじ部分が回路基板１０Ａ側を向くように、導通部材２３と放熱端子台５０とを固定可能である。

図１０のスペーサ６３は、たとえば図のＹ方向の厚みが１ｍｍであり、図のＸ方向およびＺ方向の寸法が８ｍｍである。スペーサ６３は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタラート、ポリアミドからなる群から選択されるいずれかの樹脂材料であってもよい。しかしスペーサ６３は、銅、アルミニウム、鉄、ＳＵＳ３０４などの鉄合金、真鍮またはリン青銅等の銅合金、ＡＤＣ１２等のアルミニウム合金からなる群から選択されるいずれかの金属材料であってもよい。なおスペーサ６３は図１０のように放熱板４０Ａ，４０Ｂとは別体であってもよいが、放熱板４０Ａ，４０Ｂと一体であってもよい。

図４の封止材７０は、たとえばシリコン系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂からなる群から選択されるいずれかにより構成される。ただし封止材７０は、上記の代わりに、絶縁油であるたとえば鉱油が用いられてもよい。

さらに封止材７０は、アルキルベンゼン、ポリブテン、アルキルナフタレン、アルキルジフェニルアルカン、シリコン油からなる群から選択されるいずれかを主成分としたものであってもよい。以上のいずれかの封止材７０を用いることにより、筐体３０内の各部材間の放熱性、耐震性および耐圧が向上し、その各部材間の絶縁を達成するために必要な距離である絶縁距離を短縮できる。

図１０の第１の熱伝導部材８１は、回路基板１０Ａ，１０Ｂよりも高い熱伝導率を有することが好ましい。第１の熱伝導部材８１は、たとえば室温２０℃において、０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、より好ましくは１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有してもよい。第１の熱伝導部材８１は、弾性を有してもよい。第１の熱伝導部材８１は、シリコーンもしくはウレタンなどのゴム材からなることが好ましい。第１の熱伝導部材８１は、エポキシ、ＡＢＳ樹脂、ポリブチレンテレフタラート、ポリフェニレンサルファイド、フェノールからなる群から選択されるいずれかの樹脂材料からなってもよい。第１の熱伝導部材８１は、ポリイミドなどの高分子材料、またはアルミナもしくは窒化アルミニウムなどのセラミック材料からなってもよい。第１の熱伝導部材８１は、シリコーンゴムシートまたはウレターンゴムシートからなってもよい。さらに第１の熱伝導部材８１は、シリコーンゲル、シリコーングリス、またはシリコーン接着剤のいずれかであってもよい。

第１の熱伝導部材８１は電気絶縁性を有していてもよい。第１の熱伝導部材８１は、たとえば図２～図４のＹ方向の厚みが１ｍｍである。プリント配線基板１３の他方の主表面１３Ｂに形成された図示されない銅などの配線パターンがすべて同電位であれば、スペーサ６３および第１の熱伝導部材８１は配置されずに、回路基板１０Ａが放熱板４０Ａに直接接触するように固定され、配線パターンが放熱板４０Ａに接触されてもよい。またこの場合は、回路基板１０Ｂが放熱板４０Ｂに直接接触するように固定され、配線パターンが放熱板４０Ｂに接触されてもよい。

次に、本実施の形態の第１例の作用効果について説明する。
本開示に従った電力変換器１００は、回路基板１０Ａ，１０Ｂと、磁性部品２４と、導通部材２３と、放熱板４０Ａ，４０Ｂと、放熱端子台５０と、筐体３０とを備える。回路基板１０Ａ，１０Ｂは電子部品１４が載置されている。磁性部品２４はコア２４Ｅと、コア２４Ｅの一部を囲むように配置されたコイルパターン２５とを含む。導通部材２３はコイルパターン２５を含み、コアが取り付けられる。放熱板４０Ａ，４０Ｂは主表面４０Ｃを含み、主表面４０Ｃ上に回路基板１０Ａ，１０Ｂが熱伝導可能に接続される。放熱端子台５０は、回路基板１０と導通部材２３とを互いに間隔をあけて対向するように固定する。筐体３０は、冷却器３１と熱伝導可能に接続し、導通部材２０および放熱板４０Ａ，４０Ｂを収納する内部空間３１Ｃを有する。放熱板４０Ａ，４０Ｂは筐体３０と熱伝導可能に配置される。導通部材２３と回路基板１０との間隔は、導通部材２３と放熱板４０Ａ，４０Ｂの主表面との間隔より小さい。コアの一部が放熱板４０Ａ，４０Ｂの主表面４０Ｃと熱伝導可能に接続する。

回路基板１０Ａ，１０Ｂに載置された電子部品１４の発熱は、基本的に回路基板１０Ａ，１０Ｂが熱伝導可能に接続された放熱板４０Ａ，４０Ｂに伝えられる。このため上記のようにすれば、たとえ高さ位置、たとえば図３のＹ方向の厚みが異なる電子部品１４と磁性部品２４とが回路基板１０Ａ，１０Ｂと導通部材２３との間に挟まれる構成であっても、放熱端子台５０により、回路基板１０Ａ，１０Ｂと導通部材２３との双方の放熱板４０Ａ，４０Ｂによる放熱性が高められる。放熱端子台５０の第２の部分５２（図８参照）のＹ方向に沿う寸法を調整する。これにより、導通部材２３を貫通する磁性部品２４のＥ型コア２４ＥまたはＩ型コア２４Ｉの一部が、放熱板４０Ａ，４０Ｂの主表面４０Ｃに熱伝導可能に接触するように配置できる。これはたとえば図６、図７に示す回路基板１０Ａ，１０Ｂの、磁性部品２４の一部であるＥ型コア２４Ｅなどが貫通する貫通孔１７の形成により実現できる。

一方、電子部品１４は、これが搭載される回路基板１０を固定する放熱板４０Ａ，４０ＢとＹ方向について極めて近い位置に配置される。このため放熱端子台５０のＹ方向の長さを調整するだけで、電子部品１４と磁性部品２４との双方の放熱板４０Ａ，４０ＢからのＹ方向距離を同等に近づけることができる。したがって、たとえば放熱板４０Ａ，４０Ｂの領域ごとに、Ｙ方向についての凹凸形状を設けることで磁性部品２４と電子部品１４との放熱板側のＹ座標を揃えるなどの複雑な放熱板形状とする必要がなくなる。よって電子部品１４と磁性部品２４との双方を放熱板４０を用いて効率的に冷却できる。また放熱板４０Ａ，４０Ｂは筐体３０と熱伝導可能に配置されるため、放熱板４０Ａ，４０Ｂからたとえば筐体３０を介して冷却器３１へ、高効率に冷却できる。

またたとえば図３のＺ座標が異なる位置に配置される複数の電子部品１４または磁性部品２４についても、これらが単一の回路基板１０Ａ，１０Ｂまたは導通部材２３に固定されている。このためＺ座標が異なる位置の上記電子部品１４など毎に応じた凹凸形状を回路基板１０Ａ，１０Ｂおよび導通部材２３などに設ける必要はない。したがって放熱端子台５０のみにより、上記のようにＹ方向についての放熱板４０Ａ，４０Ｂへの放熱性を高めることができる。

また放熱端子台５０は回路基板１０Ａ，１０Ｂと導通部材２３とを互いに間隔をあけて対向するように固定する。これにより、回路基板１０Ａ，１０Ｂの図示されない配線パターンと導通部材２３のコイルパターン２５とが電気的に接続される。この電気的な接続により、電子部品１４と磁性部品２４とが電気的に接続されＤＣ－ＤＣコンバータが構成される。したがって放熱端子台５０の配置により、接続部材の別途の設置が不要となる。たとえば回路基板１０を電子部品１４が配置されるＹ方向位置またはＺ方向位置毎に分割する場合には、各回路基板と電子部品とを電気的につなぐための配線部材および端子台が別途必要となる。しかし本実施の形態の放熱端子台５０は端子台および配線部材の双方の機能を兼ねる。このためより部品種類数の少ない簡素な構成の電力変換器１００が提供できる。

放熱端子台５０は副次的に、回路基板１０Ａ，１０Ｂからの熱を導通部材２３に伝熱し、導通部材２３のコイルパターン２５から空気中に放熱する機能を有する。これにより一層放熱効果が高められる。ただし図４に示すように、本実施の形態の導通部材２３は放熱板４０Ａ，４０Ｂと接触していなくてもよいし、筐体３０および冷却器３１のいずれとも接触していなくてもよい。

上記電力変換器１００の回路基板１０Ａ，１０Ｂと導通部材２３とは、放熱端子台５０により電気的に接続されていてもよい。これにより、回路基板１０Ａ，１０Ｂのたとえば図示されない配線パターンと、導通部材２３のコイルパターン２５とを電気的に接続できる。

上記電力変換器１００の放熱端子台５０Ａ～５０Ｆは、導通部材２３の主表面に接触する第１の部分５１と、第１の部分５１に交差し回路基板１０Ａ，１０Ｂの主表面に接触する第２の部分５２とを含むことが好ましい。放熱端子台５０がこのような形状を有することにより、第１の部分５１にて導通部材２３に固定する効果と、第２の部分５２にて導通部材２３のＹ方向厚みに応じた、放熱板４０Ａ，４０Ｂと接触するための第２の部分５２の寸法を調整する効果との双方を奏することができる。

上記電力変換器１００において、磁性部品２４は、コイルパターン２５の一部としての巻線部材としての１次巻線コイルパターン２１ＡＰ、２次巻線コイルパターン２１ＢＰおよび平滑リアクトルコイルパターン２２Ｐと、巻線部材に巻回された被巻回部材としての柱部２４Ｄとを含んでいる。このように磁性部品２４はその一部であるコイルパターン２５が、導通部材２３と共有するように、導通部材２３に組み込まれる。このため、上記の回路基板１０Ａ，１０Ｂと導通部材２３とを対向するよう固定する放熱端子台５０を用いて、磁性部品２４が放熱板４０に接触するよう放熱端子台５０の寸法を調整可能とすることによる放熱効果が高められる。

上記電力変換器１００において、導通部材２３には放熱パターン２６Ｐが形成されることが好ましい。このようにすれば、回路基板１０Ａ，１０Ｂからの熱を導通部材２３に伝熱し、導通部材２３の放熱パターン２６Ｐから空気中に放熱する機能が高められる。

上記電力変換器１００において、放熱端子台５０の２０℃での熱伝導率は２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましい。これにより放熱板４０Ａ，４０Ｂのみならず、放熱端子台５０からの放熱効果も高められる。このため電力変換器１００全体の放熱効率がいっそう高められる。

また上記の電力変換器１００に含まれる回路基板１０Ａ，１０Ｂは以下の構成を有している。回路基板１０Ａ，１０Ｂは、プリント配線基板１３と、電子部品１４とを備えている。電子部品１４はプリント配線基板１３に載置される。回路基板１０Ａ，１０Ｂには、プリント配線基板１３に固定可能な放熱端子台５０が、回路基板１０Ａ，１０Ｂと導通部材２３とを互いに間隔をあけて対向するように固定可能である。放熱端子台５０は、回路基板１０Ａ，１０Ｂと導通部材２３とを結ぶ厚み方向であるたとえばＹ方向において、導通部材２３に取り付けられたコアの一部を放熱板４０Ａ，４０Ｂの主表面４０Ｃと熱伝導可能に接触させる。なお放熱端子台５０は導通部材２３に固定されてもよい。上記の構成を有する回路基板１０Ａ，１０Ｂは、放熱端子台５０により、上記の放熱端子台５０を有する電力変換器１００と基本的に同様の作用効果を奏するためここではその説明を繰り返さない。

上記の回路基板１０Ａ，１０Ｂにおいて、プリント配線基板１３に固定可能な放熱端子台５０は、回路基板１０Ａ，１０Ｂと導通部材２３とを電気的に接続する。これにより上記と同様に、回路基板１０Ａ，１０Ｂのたとえば図示されない配線パターンと、導通部材２３のコイルパターン２５とを電気的に接続できる。

上記の回路基板１０Ａ，１０Ｂには、コアを貫通する貫通孔１７が形成されることが好ましい。このようにすれば、磁性部品２４の一部であるＥ型コア２４ＥまたはＩ型コア２４Ｉが、貫通孔１７を貫通して放熱板４０Ａ，４０Ｂに接触可能となる。このため磁性部品２４の発熱は放熱板４０Ａ，４０Ｂから高効率に放熱可能となる。

上記の回路基板１０Ａ，１０Ｂの放熱端子台５０Ａ～５０Ｆは、回路基板１０Ａ，１０Ｂの主表面に沿うように延びる第１の部分５１と、第１の部分５１に交差し回路基板１０Ａ，１０Ｂの主表面に接触する第２の部分５２とを含むことが好ましい。上記の回路基板１０Ａ，１０Ｂの放熱端子台５０Ａ～５０Ｆの２０℃での熱伝導率は２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましい。このような回路基板１０Ａ，１０Ｂは、同様構成を有する上記の電力変換器１００と基本的に同様の作用効果を奏するためここではその説明を繰り返さない。

その他さらに、上記の電力変換器１００は以下の作用効果を奏する。電力変換器１００においては、図１０において、スペーサ６３と第１の熱伝導部材８１とが同じＹ方向の厚みであるたとえば１ｍｍを有する。このため第１の熱伝導部材８１には、放熱板４０Ｂの主表面４０Ｃとプリント配線基板１３の他方の主表面１３Ｂとの双方が接触する。このため、電子部品１４の発する熱が、回路基板１０Ａ，１０Ｂおよび第１の熱伝導部材８１を介して高効率に放熱板４０Ａ，４０Ｂに伝熱される。このため効果的な冷却ができる。

電力変換器１００においては、図９において、プリント配線基板１３の貫通孔１７により、磁性部品２４のＥ型コア２４Ｅはたとえば放熱板４０Ａの主表面４０Ｃに接触し、Ｉ型コア２４Ｉはたとえば放熱板４０Ｂの主表面４０Ｃに接触する。ただし逆にＥ型コア２４Ｅが放熱板４０Ｂに接触し、Ｉ型コア２４Ｉが放熱板４０Ａに接触してもよい。このため放熱板４０Ａ，４０Ｂがたとえ平板形状であっても磁性部品２４の発する熱を放熱板４０Ａ，４０Ｂから筐体３０を介して冷却器３１へ、高効率に冷却できる。

電力変換器１００においては、導通部材２３において、２次巻線コイルパターン２１ＢＰが導通部材本体２３のうち第２層の構成層２３Ｂおよび第５層の構成層２３Ｅに形成されている。また導通部材２３において、放熱パターン２６Ｐが導通部材本体２３のうち構成層２３Ｂに隣接する第１層の構成層２３Ａおよび構成層２３Ｅに隣接する第６層の構成層２３Ｆに形成されている。このように発熱量の大きい２次巻線コイルパターン２１ＢＰの形成される層に隣接する層に放熱パターン２６Ｐを配置することにより、２次巻線コイルパターン２１ＢＰの発する熱を優先的に放熱パターン２６Ｐから放熱する機能が高められる。また放熱パターン２６Ｐは複数の導通部材本体２３のうち最表層に形成されている。このため放熱パターン２６Ｐは他の層のコイルパターン２５よりも外気に触れる割合が高くなり、放熱パターン２６Ｐからの放熱効率が高められる。

一般的に電気自動車などに搭載される電力変換器のＤＣ－ＤＣコンバータは、たとえばトランスの１次巻線側に１００Ｖ以上３００Ｖ以下のリチウムイオン電池の電圧が入力される。この電圧はトランスにより、２次巻線側にて１２Ｖ以上１５Ｖ以下程度の電圧に降圧される。ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電力が２ｋＷであるとすると、電力変換器の回路基板と導通部材とにより形成されたＤＣ－ＤＣコンバータの１次巻線としてのコイルパターンにたとえば１５Ａの電流が流れるのに対し、２次巻線としてのコイルパターンにはたとえば１５０Ａの電流が流れる。このため１次巻線としてのコイルパターンよりも、２次巻線としてのコイルパターンの発熱量が大きくなる。そこで１次巻線としてのコイルパターンよりも、２次巻線としてのコイルパターンを優先的に冷却する必要が生じる。このため上記の電力変換器１００のような導通部材本体２３の各層の構成とすることにより、２次巻線としてのコイルパターンである２次巻線コイルパターン２１ＢＰの冷却効率が高められる。

次に、本実施の形態の変形例である第２例～第７例に係る電力変換器について、図１１～図１７を用いて説明する。なおこれらにおいてはいずれも、上記の第１例に係る電力変換器１００と同一の構成要素には同一符号を付し、同一の特徴についてはその説明を繰り返さない。すなわち以下では既出の電力変換器との相違点を中心に説明する。

図１１は、実施の形態１の第２例の電力変換器の内部の各部品の配置構成を示す概略上面図である。図１１を参照して、第２例の電力変換器１０１においては、導通部材２３にヒートシンク３などの冷却器が直接取り付けられている。ヒートシンク３はねじ３Ａにより、直接導通部材２３の表面に接触するように取り付けられていることが好ましい。ヒートシンク３は良熱伝導性材料であるたとえばアルミニウムで形成されている。このようにすれば、導通部材２３の発生する熱は、ヒートシンク３から空気中に放熱できる。このため導通部材２３に形成されるコイルパターン２５からの放熱効果をいっそう高めることができる。

図１２は、実施の形態１の第３例の電力変換器の内部の各部品の配置構成を示す概略上面図である。図１２を参照して、第３例の電力変換器１０２においては、導通部材２３として、導通部材２３Ａと導通部材２３Ｂとの２つが重ねて配置されている。導通部材２３Ａは放熱板４０Ａ側すなわちＹ方向の負側に、導通部材２３Ｂは放熱板４０Ｂ側すなわちＹ方向の正側に、それぞれ配置されている。この場合も電力変換器１００と同様に、回路基板１０Ａに実装される放熱端子台５０Ａ～５０Ｆの放熱端子台ねじ穴５５はたとえば直径５ｍｍである。回路基板１０Ｂに実装される放熱端子台５０Ａ～５０Ｆの放熱端子台ねじ穴５５はたとえば直径５．５ｍｍである。また２つの導通部材２３Ａ，２０Ｂに形成された導通部材通し穴２９はたとえば直径５．５ｍｍである。そして導通部材固定ねじ６０は雄ねじ部分がたとえば直径５ｍｍのボルトである。なお導通部材２３は３つ以上が重ね合わせられてもよい。

トランス２１の１次巻線コイルパターン２１ＡＰ（図９参照）と２次巻線コイルパターン２１ＢＰ（図９参照）とは磁気的に結合していればよい。このため電力変換器１０２においては、たとえば１次巻線コイルパターン２１ＡＰが導通部材２３Ａのみに形成され、２次巻線コイルパターン２１ＢＰが導通部材２３Ｂのみに形成されてもよいし、その逆であってもよい。このようにすれば、回路基板１０Ａ，１０Ｂの層数にかかわらず磁性部品２４を構成する１次巻線コイルパターン２１ＡＰと２次巻線コイルパターン２１ＢＰとの巻数を任意に設計できる。すなわち設計自由度の高い電力変換器１０２が形成できる。

図１３は、実施の形態１の第４例の電力変換器の内部の各部品の配置構成を示す概略上面図である。図１３を参照して、第４例の電力変換器１０３においては、放熱端子台５０と放熱板４０Ａ，４０Ｂとの間に第１の熱伝導部材８１が配置されている。これにより、導通部材２３に形成されたコイルパターン２５（図９参照）の熱が放熱端子台５０および第１の熱伝導部材８１から放熱板４０Ａ，４０Ｂを通って冷却器３１（図２参照）に伝わる。このため導通部材２３のコイルパターン２５をより効率的に冷却できる。

図１３の第１の熱伝導部材８１は、たとえば図３における電子部品１４と平面視にて重なる位置およびその外側に隣接する領域のみに配置されている第１の熱伝導部材８１が、そのさらに外側にまで延びるように拡がったものである。その結果、電力変換器１０３では、第１の熱伝導部材８１は、回路基板１０Ａ，１０Ｂと平面視にて重なる領域のほぼ全体に拡がるように配置されている。そのため図１３の第１の熱伝導部材８１は、磁性部品２４のＥ型コア２４ＥおよびＩ型コア２４Ｉと放熱板４０Ａ，４０Ｂとの間に挟まれるように配置されている。つまり電力変換器１０３では磁性部品２４は放熱板４０Ａ，４０Ｂに接触可能な寸法を有するが、実際には放熱板４０Ａ，４０Ｂに接触していない。しかし磁性部品２４は放熱板４０Ａ，４０Ｂに接近している。このため磁性部品２４のコアの一部は放熱板４０Ａ，４０Ｂの主表面４０Ｃと熱伝導可能に接続されている。同様に、電力変換器１０３では回路基板１０Ａ，１０Ｂは放熱板４０Ａ，４０Ｂに接触していない。しかし回路基板１０Ａ，１０Ｂは放熱板４０Ａ，４０Ｂに接近している。このため回路基板１０Ａ，１０Ｂは主表面４０Ｃ上に熱伝導可能に接続されている。

このようにすれば、磁性部品２４のＥ型コア２４ＥおよびＩ型コア２４Ｉと放熱板４０Ａ，４０Ｂとの間に電気的絶縁が必要な場合でも、第１の熱伝導部材８１により、磁性部品２４は放熱板４０Ａ，４０Ｂと熱的に接続できる。言い換えれば磁性部品２４のコアの一部は放熱板４０Ａ，４０Ｂと熱伝導可能に接続される。このため磁性部品２４と放熱板４０Ａ，４０Ｂとの電気的絶縁と熱的接続との両立が可能となる。

図１４は、実施の形態１の第５例の電力変換器の内部の各部品の配置構成を示す概略上面図である。図１４を参照して、第５例の電力変換器１０４においては、導通部材２３と放熱端子台５０とが導通部材固定ねじ６０により締結されるように固定されていない。電力変換器１０４では、図のＹ方向に長く延びる固定部材としての長ねじ６２により、互いに対向する放熱板４０Ａと放熱板４０Ｂとが固定されている。長ねじ６２は雄ねじである。長ねじ６２は図１４のＸ方向の中央部においては、放熱板４０Ａと放熱板４０Ｂとの間に配置される回路基板１０Ａ，１０Ｂおよび導通部材２３を貫通している。このため当該長ねじ６２は、回路基板１０Ａ，１０Ｂと導通部材２３と放熱板４０Ａ，４０Ｂとを互いに固定している。これによりＹ方向について回路基板１０Ａ，１０Ｂと放熱板４０Ａ，４０Ｂの間に配置された放熱端子台５０は、Ｙ方向について回路基板１０Ａ，１０Ｂと放熱板４０Ａ，４０Ｂとに挟まれる力で固定される。また電力変換器１０４に含まれる他の各部材間は、上述した他の電力変換器と同様に、長ねじ６２により固定されている。

図１５は、図１４の第５例における放熱端子台の変形例を示す概略図である。図１５を参照して、第５例の電力変換器１０４においては、放熱端子台５０が、凸部５３を有するものと、凹部５４を有するものとの２種類を有している。Ｙ方向について互いに対向する回路基板１０Ａに実装される放熱端子台５０と回路基板１０Ｂに実装される放熱端子台５０とのうち一方が凸部５３を有し、他方が凹部５４を有している。図１４の放熱端子台５０は、図１５のように凸部５３を有するものと凹部５４を有するものとがＹ方向について互いに対向することが好ましい。このようにすれば、放熱端子台５０の凸部５３と凹部５４とが互いに嵌合する。この嵌合により、回路基板１０Ａと回路基板１０Ｂとの互いの位置合わせを容易にすることができる。具体的には、たとえば凸部５３を凹部５４に重ねたり嵌めたりすることにより、容易に回路基板１０Ａと回路基板１０Ｂとの位置を決めることができる。

図１６は、実施の形態１の第６例の電力変換器の内部の各部品の配置構成を示す概略上面図である。図１６を参照して、第６例の電力変換器１０５においては、電力変換器１０４と同様に長ねじ６２により、回路基板１０Ａ，１０Ｂと導通部材２３と放熱板４０Ａ，４０Ｂとが互いに固定されている。電力変換器１０５では、回路基板１０Ａ，１０Ｂにて放熱端子台５０の実装される位置が、平面視において電子部品１４が実装される領域と重なりこれを覆うように配置されている。つまりたとえば放熱端子台５０が図８の放熱端子台５０Ａのような形状を有する場合に、電子部品１４が第１の部分５１と１対の第２の部分５２とに囲まれるように配置される。これにより第２の部分５２が平面視にて電子部品１４と重なる。このようにすれば、放熱端子台５０の内部に電子部品１４が配置されるため、両者に要するスペースを削減できる。このため電力変換器１０５を小型化できる。

図１７は、実施の形態１の第７例の電力変換器の内部の各部品の配置構成を示す概略上面図である。図１７を参照して、第７例の電力変換器１０６においては、少なくとも１つの放熱端子台５０の特に第２の部分５２が、導通部材２３と回路基板１０Ａ，１０Ｂとを結ぶ厚み方向すなわちＹ方向に交差する方向であるたとえばＸ方向に延びる部分を有するように屈曲している。放熱端子台５０が屈曲する箇所の数は任意である。たとえば図１７においては放熱端子台５０は、たとえば回路基板１０Ａ，１０Ｂと接続される位置よりもＸ方向の負側に延びる領域を有している。これにより放熱端子台５０の少なくとも一部である回路基板１０Ａ，１０Ｂと接続される位置よりもＸ方向の負側に延びる領域が、筐体３０の内壁面に接触する筐体接触部５７を有している。このようにすれば、放熱端子台５０の筐体接触部５７を介して、電子部品１４および磁性部品２４の発生する熱が筐体３０から放熱板４０Ａ，４０Ｂに伝わる。そして放熱板４０Ａ，４０Ｂから冷却器３１に放熱される。このため放熱板４０Ａ，４０Ｂからの冷却効果が高められる。

図１８は、実施の形態１の第８例の電力変換器の内部の各部品の配置構成を示す概略上面図である。図１８を参照して、第８例の電力変換器１０７においては、他の例における回路基板１０Ｂおよび放熱板４０Ｂに相当する部材が配置されておらず、回路基板１０Ａおよび放熱板４０Ａに相当する部材のみが、回路基板１０および放熱板４０として配置されている。このように筐体３０内に配置される回路基板１０および放熱板４０の数は１つずつであってもよい。

以上の本実施の形態の第１例～第８例の電力変換器１００～１０７のいずれにおいても、Ｅ型コア２４ＥおよびＩ型コア２４Ｉの温度上昇が定格以内に抑えられる場合、回路基板１０Ａ，１０Ｂに貫通孔１７が形成されなくてもよい。この場合、Ｅ型コア２４ＥおよびＩ型コア２４Ｉは回路基板１０Ａ，１０Ｂの一方の主表面１３Ａ（図１０参照）に接触することとなる。

また筐体３０内に収納される回路基板および放熱板の数は、上記のように１つまたは２つに限られず、３つ以上であってもよい。筐体３０内に収納される回路基板および放熱板の数が異なっていてもよい。たとえば筐体３０内に３つの回路基板と２つの放熱板が収納されていてもよい。

実施の形態２．
これ以降の各実施の形態の各例において、実施の形態１の電力変換器１００と同一の構成要素には同一符号を付し、同一の特徴についてはその説明を繰り返さない。すなわち以下では既出の電力変換器との相違点を中心に説明する。図１９は、実施の形態２の第１例の電力変換器の内部の各部品の配置構成を示す概略断面図である。すなわち図１９は実施の形態１における図４に相当する。

図１９を参照して、実施の形態２の第１例の電力変換器２００においては、導通部材２３が放熱板４０Ａ、放熱板４０Ｂの少なくともいずれかに接触している。図１９においては、導通部材２３が放熱板４０Ａ，４０Ｂの双方に直接接触している。このようにするために、放熱板４０Ａ，４０Ｂのそれぞれが、図１９の筐体３０のＺ方向最下部すなわち冷却器３１が配置される側の端部において、Ｚ方向に沿って延びる部分から、Ｙ方向に延びるように屈曲している。このため放熱板４０Ａ，４０Ｂのそれぞれは、図１９においてＬ字型の断面形状を有している。

この放熱板４０Ａ，４０ＢがＹ方向に延びる部分が、導通部材２３の導通部材本体２３のうち最表層に形成される放熱パターン２６Ｐ（図９参照）に接触している。ただし放熱板４０Ａ，４０ＢのＹ方向に延びる部分は、導通部材２３の導通部材本体２３のうち最表層以外の構成層２３Ｂ～２３Ｅに形成される１次巻線コイルパターン２１ＡＰ（図９参照）などの巻線部材に接触してもよい。また第１の熱伝導部材８１（図１０参照）は、最表層以外の構成層２３Ｂ～２３Ｅに形成される巻線部材と、放熱板４０Ａ，４０Ｂとの間に配置されてもよい。

次に、本実施の形態の第１例の作用効果について説明する。
本開示に従った電力変換器２００は、導通部材２３が放熱板４０Ａ，４０Ｂに接触している。このため導通部材２３に形成された１次巻線コイルパターン２１ＡＰ（図９参照）などの巻線部材の熱が、最表層の放熱パターン２６Ｐを介して放熱板４０Ａ，４０Ｂに伝わる。したがって、巻線部材の放熱経路が増えて、より冷却効果の高い電力変換器２００が得られる。

図２０は、実施の形態２の第１例の電力変換器における導通部材、放熱端子台および磁性部品の間の放熱経路を示す概略拡大上面図である。すなわち図２０においては、図３中の点線で囲まれた領域ＸＸに相当する領域を拡大し、熱の伝わり方を矢印で示している。なお説明の便宜上、図９に示される導通部材２３の各構成層２３Ａ～２３Ｆに形成されるコイルパターン２５とは形状および外観態様が異なっている。ただし図２０のコイルパターン２５の態様も実用可能である。

図２０を参照して、導通部材２３に形成されたコイルパターン２５としての１次巻線コイルパターン２１ＡＰ、２次巻線コイルパターン２１ＢＰ、平滑リアクトルコイルパターン２２Ｐの巻線部材と、最表層の放熱パターン２６Ｐとは、電気的に絶縁されている。また巻線部材と放熱パターン２６Ｐとは、図の上下方向について平面視したときに互いに重なる領域２５ＯＬを有している。重なる領域２５ＯＬにおいて、巻線部材で発生した熱が放熱パターン２６Ｐに伝わる。放熱パターン２６Ｐが放熱板４０Ａ，４０Ｂに接触していれば、放熱パターン２６Ｐに伝わった熱は放熱板４０Ａ，４０Ｂに伝わる。このため巻線部材と放熱板４０Ａ，４０Ｂとが電気的に絶縁されていても、放熱板４０Ａ，４０Ｂにより巻線部材を冷却できる。重なる領域２５ＯＬが広いほど、巻線部材と放熱パターン２６Ｐとの間の熱抵抗が小さくなり、冷却効果が高められる。

次に、本実施の形態の変形例である第２例～第３例に係る電力変換器について、図２１～図２２を用いて説明する。図２１は、実施の形態２の第２例の電力変換器に含まれる導通部材、回路基板および放熱板の外観形状を示す概略図である。図２１を参照して、本実施の形態の第２例の電力変換器２０１においては、放熱板４０Ａ，４０Ｂが回路基板１０Ａ，１０Ｂと対向する主表面が、たとえば矩形状を有している。放熱板４０Ａ，４０Ｂは、その主表面４０Ｃの矩形状のたとえば１対の長辺のそれぞれから、当該主表面４０Ｃに交差するたとえば垂直な方向に延びる面４０Ｄを有している。このような構成であれば、図１９の電力変換器２００の放熱板４０Ａ，４０Ｂと同様に、上記垂直な方向に延びる面４０Ｄが導通部材２３に直接接触することで、導通部材２３の熱が放熱板４０Ａ，４０Ｂに伝わり冷却効果がより高められる。なお主表面４０Ｃの矩形状のたとえば１対の短辺のそれぞれからも主表面４０Ｘに交差する垂直方向に延びる面４０Ｄが形成されてもよい。

図２２は、実施の形態２の第３例の電力変換器の内部の各部品の配置構成を示す概略断面図である。図２２を参照して、第３例の電力変換器２０２のように、導通部材２３が、金属スペーサ４４を介在して放熱板４０Ａ，４０Ｂに接触することが可能な構成であってもよい。金属スペーサ４４は導通部材２３と放熱板４０Ａ，４０Ｂの少なくともいずれかとの間に配置されている。図２２においては金属スペーサ４４は、放熱板４０Ａ，４０Ｂの双方に取り付けられている。金属スペーサ４４は良熱伝導性材料であるたとえばアルミニウムで形成されている。この場合においても、図１９の電力変換器２００と同様に、導通部材２３の熱が放熱板４０Ａ，４０Ｂに伝わり冷却効果がより高められる。

図２３は、実施の形態２の第４例の電力変換器の内部の各部品の配置構成を示す概略断面図である。図２３を参照して、第４例の電力変換器２０３のように、導通部材２３が、筐体３０のたとえばＺ方向の最下部と接触し、その筐体３０のＺ方向最下部を介在して放熱板４０Ａ，４０Ｂの少なくともいずれかに接触することが可能な構成であってもよい。この場合においても、図１９の電力変換器２００と同様に、導通部材２３の熱が放熱板４０Ａ，４０Ｂに伝わり冷却効果がより高められる。

図２４は、実施の形態２の第５例の電力変換器の内部の各部品の配置構成を示す概略断面図である。図２４を参照して、第５例の電力変換器２０４のように、導通部材２３の主表面の一部が、筐体３０のＺ方向の下側に配置される冷却器３１内に達し、冷却器３１に接触する構成であってもよい。このようにすれば、導通部材２３はさらに高効率に冷却器３１により冷却可能である。

実施の形態３．
図２５は、実施の形態３の第１例の電力変換器に用いられる放熱端子台および回路基板の部分的な構成を示す概略図である。なお図２５においては図８と同様に、実際に電力変換器に組み込まれたときの各部分の方向とは必ずしも一致しない、図２５のみにおける座標軸が設定されている。図２５を参照して、本実施の形態の第１例の電力変換器においては、金属プレート５８を有している。金属プレート５８は、放熱端子台５０とたとえば同一の金属材料により形成されることが好ましい。具体的には、金属プレート５８は、銅、アルミニウム、ＳＵＳ３０４などの鉄合金、真鍮、リン青銅などの銅合金、ＡＤＣ１２等のアルミニウム合金からなる群から選択されるいずれかの金属材料により形成される。

図２５に示すように、金属プレート５８は、放熱端子台５０と一体となっている。放熱端子台５０としては図８に示す放熱端子台５０Ａ～５０Ｆのいずれが用いられてもよい。図２５では一例として放熱端子台５０Ｄが用いられている。この放熱端子台５０に、接続部５９を介して、金属プレート５８が形成されている。すなわち金属プレート５８の接続部５９と、放熱端子台５０の基板接続部５６の部分とがすべて一体として繋がっており、これらを合わせて単一の板形状を有している。図２５においては放熱端子台５０Ｄの１対の基板接続部５６のうち一方すなわち図２５のＸ方向の左側の基板接続部５６に一体として繋がるように、金属プレート５８および接続部５９が配置されている。これらの放熱端子台５０Ｄ、金属プレート５８および接続部５９が一体となった部材をここでは放熱端子台５０Ｇと考える。

ここでは図２５に示す左側の比較的面積の大きい矩形状の部分を金属プレート５８とし、それよりも第２の部分５２側にある比較的面積の小さい矩形状の部分を接続部５９とする。このとき、図２５における金属プレート５８は、たとえばＹ方向の奥行き３０ｍｍ、Ｘ方向の幅２０ｍｍ、Ｚ方向の厚み１ｍｍである。また図２５に示すように、回路基板１０（回路基板１０Ａまたは回路基板１０Ｂ）には、一方の主表面１３Ａから他方の主表面１３Ｂまでこれを貫通する貫通孔１７Ａが形成されている。この貫通孔１７Ａは、磁性部品２４が貫通する貫通孔１７（図６、図１０参照）と並ぶようにプリント配線基板１３に形成されている。貫通孔１７Ａは、放熱端子台５０Ｇの第１の部分５１および１対の第２の部分５２が貫通可能となるようなたとえば矩形の平面形状を有している。貫通孔１７Ａは、たとえば図２５におけるＹ方向の奥行き１１ｍｍ、Ｘ方向の幅１１ｍｍである。

図２６は、実施の形態３の第１例の電力変換器の内部の各部品の配置構成を示す概略上面図である。ただし説明の便宜上、図２６においては他図と異なり筐体３０を示していない。しかし実際には図２６においても筐体３０が他の例と同様に配置されている。図２６を参照して、本実施の形態の第１例の電力変換器３００は、図２５に示す金属プレート５８および接続部５９を含む放熱端子台５０Ｇが配置されている。図２６に示すように、金属プレート５８は、回路基板１０Ａ，１０Ｂと放熱板４０Ａ，４０Ｂとの間に配置されている。言い換えれば回路基板１０Ａ，１０Ｂは金属プレート５８を介在して放熱板４０Ａ，４０Ｂに固定されている。放熱端子台５０Ｇのうちの金属プレート５８の部分は、電子部品１４と平面視にて重なる領域およびこれの外側に隣接する領域に配置されている。

このため金属プレート５８の部分は、電子部品１４を平面視にて外側から囲むように配置されている。図２６において、図２５に示すように、放熱端子台５０Ｇは回路基板１０Ａ，１０Ｂの他方の主表面１３Ｂ側に配置され、第１の部分５１および第２の部分５２が他方の主表面１３Ｂ側から一方の主表面１３Ａ側へ貫通孔１７Ａを貫通して一方の主表面１３Ａ側に露出している。これにより第１の部分５１および第２の部分５２については他の各例と同様の構成を有している。また金属プレート５８は回路基板１０Ａ，１０Ｂの他方の主表面１３Ｂ上にたとえばはんだにより接合されてもよい。

次に、図２６を参照しながら、本実施の形態の第１例の作用効果について説明する。なお図２６では、導通部材２３の１次巻線コイルパターン２１ＡＰおよび２次巻線コイルパターン２１ＢＰ（図９参照）などの巻線部材から放熱板４０Ａ，４０Ｂへの放熱経路を矢印Ｈ１で示している。また図２６では、電子部品１４および磁性部品２４から回路基板１０Ａ，１０Ｂを伝い放熱板４０Ａ，４０Ｂへ伝わる放熱経路を矢印Ｈ２で示している。

本開示に従った電力変換器３００は、回路基板１０Ａ，１０Ｂは金属プレート５８を介在して放熱板４０Ａ，４０Ｂに固定される。金属プレート５８は放熱端子台５０Ａ～５０Ｆと一体となっている。これにより、図２６の矢印Ｈ２に示すように、たとえば電子部品１４から生じた熱は回路基板１０Ａ，１０Ｂを介して金属プレート５８に伝わり、金属プレート５８の主表面に沿う方向に拡散した後、放熱板４０Ａ，４０Ｂに伝わる。このため金属プレート５８が配置されることにより、これが配置されない場合に比べて、電子部品１４と放熱板４０Ａ，４０Ｂとの間の熱抵抗が下がる。このため電子部品１４をより効率的に冷却できる。また金属プレート５８が放熱端子台５０と一体である。このため、上記他の例のように放熱端子台５０を有することによる導通部材２３から放熱端子台５０を通り放熱板４０Ａ，４０Ｂに達する矢印Ｈ１の放熱経路に加え、矢印Ｈ２の放熱経路が新たに生じる。このように本開示に従えば、放熱端子台５０が金属プレート５８を有さない場合に比べて放熱経路が増える。このため電子部品１４などをより効率的に冷却できる。またこのようないっそう効率的に冷却できる構成が、新たな放熱部材を設けず、既存の放熱端子台５０に金属プレート５８の部分を加えるだけで、容易に設置できる。

その他、本開示に従った電力変換器３００は以下の効果を有する。金属プレート５８が回路基板１０Ａ，１０Ｂの他方の主表面１３Ｂ上にはんだなどにより接合されることで、上記の矢印Ｈ２の経路のように電子部品１４からの熱を金属プレート５８の主表面上で拡散させ放熱板４０Ａ，４０Ｂに伝える効率を高められる。

さらに、金属プレート５８は、Ｙ方向に関する厚みが、これと同じく回路基板１０Ａ，１０Ｂと放熱板４０Ａ，４０Ｂとの間に配置されるスペーサ６３（図１０参照）とほぼ同じ１ｍｍである。このため回路基板１０Ｂを放熱板４０Ｂに図１０のように固定すれば、金属プレート５８と放熱板４０Ａ，４０Ｂとが接触する。このため電子部品１４から、金属プレート５８を経由した放熱板４０Ａ，４０Ｂまでの放熱経路の熱抵抗が下がり、電子部品１４をより効率的冷却できる。

また、磁性部品２４から電子部品１４に流れる電流が、放熱端子台５０Ｇの接続部５９と、回路基板１０Ａ，１０Ｂに形成された図示されない配線パターンとに並列に流れる。このため、接続部５９が配置されない場合に比べて、電流の流れる領域の断面積の総和が大きくなり、電気抵抗が下がる。このため電流の二乗と電気抵抗との積で決まる電力損失が低減される。このため回路基板１０Ａ，１０Ｂに形成された図示されない配線パターンの温度上昇を抑制できる。

なお電力変換器３００では、たとえば電力変換器１０３と同様に、回路基板１０Ａ，１０Ｂは放熱板４０Ａ，４０Ｂに接触していない。回路基板１０Ａ，１０Ｂが金属プレート５８を介在して放熱板４０Ａ，４０Ｂに固定されるためである。しかし回路基板１０Ａ，１０Ｂは放熱板４０Ａ，４０Ｂに接近している。このため回路基板１０Ａ，１０Ｂは主表面４０Ｃ上に熱伝導可能に接続されている。

次に、本実施の形態の変形例である第２例に係る電力変換器について、図２７を用いて説明する。図２７は、実施の形態３の第２例の電力変換器の内部の各部品の配置構成を示す概略上面図である。ただし説明の便宜上、図２７においても図２６と同様に筐体３０を示していない。図２７を参照して、本実施の形態の第２例の電力変換器３０１においては、電力変換器３００と同様の構成を有するが、金属プレート５８と放熱板４０Ａ，４０Ｂとの間に第２の熱伝導部材８２が配置されている。放熱端子台５０Ｇの接続部５９と放熱板４０Ａ，４０Ｂとの間にも第２の熱伝導部材８２が配置されている。たとえば放熱端子台５０Ｇと放熱板４０Ａ，４０Ｂとの間を電気的に絶縁する必要がある場合にこのような構成とすれば、両者間を絶縁しつつ、効率的に伝熱および冷却できる。

なお電力変換器３０１では、たとえば電力変換器１０３，３００と同様に、回路基板１０Ａ，１０Ｂは放熱板４０Ａ，４０Ｂに接触していない。回路基板１０Ａ，１０Ｂが金属プレート５８および第２の熱伝導部材８２を介在して放熱板４０Ａ，４０Ｂに固定されるためである。しかし回路基板１０Ａ，１０Ｂは放熱板４０Ａ，４０Ｂに接近している。このため回路基板１０Ａ，１０Ｂは主表面４０Ｃ上に熱伝導可能に接続されている。

実施の形態４．
図２８は、実施の形態４の電力変換器の内部の各部品の配置構成を示す概略上面図である。図２８を参照して、本実施の形態の電力変換器４００においては、磁性部品２４がＥ型コア２４ＥおよびＩ型コア２４Ｉを有していない。電力変換器４００の磁性部品２４は、導通部材２３に含まれる１次巻線コイルパターン２１ＡＰ、２次巻線コイルパターン２１ＢＰ、平滑リアクトルコイルパターン２２Ｐおよび放熱パターン２６Ｐからなるコイルパターン２５（図９参照）のみから構成されている。したがって回路基板１０Ａ，１０Ｂの貫通孔１７および導通部材２３の貫通孔２７は形成されなくてもよい。このような構成も、本実施の形態として想定できる。

なお上記以外の電力変換器４００の特徴は、基本的に電力変換器１００と同様である。すなわち、本開示に従った電力変換器４００は、回路基板１０Ａ，１０Ｂと、磁性部品２４と、導通部材２３と、放熱板４０Ａ，４０Ｂと、放熱端子台５０と、筐体３０とを備える。回路基板１０Ａ，１０Ｂは電子部品１４が載置されている。磁性部品２４はコイルパターン２５とを含む。導通部材２３はコイルパターン２５を含む。放熱板４０Ａ，４０Ｂは主表面４０Ｃを含み、主表面４０Ｃ上に回路基板１０Ａ，１０Ｂが熱伝導可能に接続される。放熱端子台５０は、回路基板１０と導通部材２３とを互いに間隔をあけて対向するように固定する。筐体３０は、冷却器３１と熱伝導可能に接続し、導通部材２０および放熱板４０を収納する内部空間３１Ｃを有する。放熱板４０Ａ，４０Ｂは筐体３０と熱伝導可能に配置される。導通部材２３と回路基板１０との間隔は、導通部材２３と放熱板４０Ａ，４０Ｂの主表面との間隔より小さい。

以上に述べた各実施の形態（に含まれる各例）に記載した特徴を、技術的に矛盾のない範囲で適宜組み合わせるように適用してもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 駆動用部品、２ 平滑コンデンサ、３ ヒートシンク、３Ａ ねじ、１０Ａ，１０Ｂ 回路基板、１１ ＭＯＳＦＥＴ、１２ ダイオード、１３ プリント配線基板、１３Ａ 一方の主表面、１３Ｂ 他方の主表面、１４ 電子部品、１７，１７Ａ，２７ 貫通孔、１８ 回路基板隅部孔、１９Ｓ 放熱端子台挿入孔、２０ 導通部材、２１Ａ １次巻線、２１ＡＰ １次巻線コイルパターン、２１Ｂ ２次巻線、２１ＢＰ ２次巻線コイルパターン、２２ 平滑リアクトル、２２Ｐ 平滑リアクトルコイルパターン、２３，２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ，２３Ｅ，２３Ｆ 構成層、２４ 磁性部品、２４Ｃ 欠落部、２４Ｄ 柱部、２４Ｅ Ｅ型コア、２４Ｉ Ｉ型コア、２５ コイルパターン、２５ＯＬ 重なる領域、２６Ｃ コイルパターン接続部、２６Ｐ 放熱パターン、２９ 導通部材通し穴、３０ 筐体、３１ 冷却器、３１Ｃ 内部空間、３２ 主冷却面、４０Ａ，４０Ｂ 放熱板、４０Ｃ 主表面、４４ 金属スペーサ、４８ 放熱板隅部孔、４９ 放熱板通し穴、５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ，５０Ｅ，５０Ｆ，５０Ｇ 放熱端子台、５１ 第１の部分、５２ 第２の部分、５３ 凸部、５４ 凹部、５５ 放熱端子台ねじ穴、５６ 基板接続部、５７ 筐体接触部、５８ 金属プレート、５９ 接続部、６０ 導通部材固定ねじ、６１ 回路基板固定ねじ、６２ 長ねじ、６３ スペーサ、７０ 封止材、８１ 第１の熱伝導部材、９１ 入力配線、９２ 出力配線、９３ 入力端子台、９４ 出力端子台、１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，２００，２０１，２０２，２０３，２０４，３００，３０１，４００ 電力変換器。

Claims (12)

1. 電子部品が載置された回路基板と、
   コアと、前記コアの一部を囲むように配置されたコイルパターンとを含む磁性部品と、
   前記コイルパターンを含み、前記コアが取り付けられた導通部材と、
   主表面を含み、前記主表面上に前記回路基板が熱伝導可能に接続された放熱板と、
   前記回路基板と前記導通部材とを互いに間隔をあけて対向するように固定する放熱端子台と、
   冷却器と熱伝導可能に接続し、前記導通部材および前記放熱板を収納する内部空間を有する筐体とを備え、
   前記放熱板は前記筐体と熱伝導可能に配置され、
   前記導通部材と前記回路基板との前記間隔は、前記導通部材と前記放熱板の前記主表面との間隔より小さく、
   前記コアの一部が前記放熱板の前記主表面と熱伝導可能に接続し、
   前記導通部材が前記放熱板に接触する、電力変換器。
2. 電子部品が載置された回路基板と、
   コアと、前記コアの一部を囲むように配置されたコイルパターンとを含む磁性部品と、
   前記コイルパターンを含み、前記コアが取り付けられた導通部材と、
   主表面を含み、前記主表面上に前記回路基板が熱伝導可能に接続された放熱板と、
   前記回路基板と前記導通部材とを互いに間隔をあけて対向するように固定する放熱端子台と、
   冷却器と熱伝導可能に接続し、前記導通部材および前記放熱板を収納する内部空間を有する筐体とを備え、
   前記放熱板は前記筐体と熱伝導可能に配置され、
   前記導通部材と前記回路基板との前記間隔は、前記導通部材と前記放熱板の前記主表面との間隔より小さく、
   前記コアの一部が前記放熱板の前記主表面と熱伝導可能に接続し、
   前記導通部材は、金属スペーサを介在して前記放熱板に接触する、電力変換器。
3. 前記回路基板と前記導通部材とは、前記放熱端子台により電気的に接続されている、請求項１または２に記載の電力変換器。
4. 前記回路基板には、前記磁性部品の一部が貫通する貫通孔が形成されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の電力変換器。
5. 前記放熱端子台は、
   前記導通部材の主表面に接触する第１の部分と、
   前記第１の部分に交差し前記回路基板の主表面に接触する第２の部分とを含む、請求項１～４のいずれか１項に記載の電力変換器。
6. 前記磁性部品は、
   前記コイルパターンの一部としての巻線部材と、
   前記巻線部材に巻回された被巻回部材とを含む、請求項１～５のいずれか１項に記載の電力変換器。
7. 前記放熱端子台と前記放熱板との間に第１の熱伝導部材が配置される、請求項１～６のいずれか１項に記載の電力変換器。
8. 前記導通部材には放熱パターンが形成される、請求項１～７のいずれか１項に記載の電力変換器。
9. 前記放熱端子台の２０℃での熱伝導率は２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である、請求項１～８のいずれか１項に記載の電力変換器。
10. 前記筐体の前記内部空間内に封止材をさらに備える、請求項１～９のいずれか１項に記載の電力変換器。
11. 前記回路基板は金属プレートを介在して前記放熱板に固定され、
    前記金属プレートは前記放熱端子台と一体となっている、請求項１～１０のいずれか１項に記載の電力変換器。
12. 前記金属プレートと前記放熱板との間に第２の熱伝導部材が配置される、請求項１１に記載の電力変換器。

Images