JP7373915B2 - 電力変換装置 - Google Patents

Description

本発明は、電力変換装置に関する。

従来、電子部品を収容する筐体と、電子部品の熱を放熱する放熱器とを備える電力変換装置が知られている。放熱器は、筐体と一体として構成されており筐体の底面を成しているか、あるいは筐体と別体として構成されており筐体の底面と接触するように設けられている。

従来の電力変換装置では、筐体内に収容された電子部品のうち、発熱量が相対的に多い電力変換素子等の電子部品は筐体の底面に接触して配置されており、発熱量が相対的に少ない制御素子等の電子部品は筐体の側面に支持された金属製の据付け部材上に載置されている（例えば、特許第４２３１６２６号公報参照）。

特許第４２３１６２６号公報

上記従来の電力変換装置では、電子部品の数が増えた場合に筐体の底面積も大きくする必要があるという問題があった
本発明の主たる目的は、電子部品の熱を効果的に放熱でき、かつ上記従来の電力変換装置と比べて筐体の底面積が小さい電力変換装置を提供することにある。

本発明に係る電力変換装置は、第１方向に沿って延びる放熱面を有する放熱部材と、第１方向に沿って延びる実装面および実装面とは反対側の面を有し、かつ実装面とは反対側の面が放熱面と接するよう接続されたプリント基板と、プリント基板の実装面に実装された電子部品と、放熱部材、プリント基板、および電子部品を収容する内部空間を有する筐体と、第１方向において筐体と並んで配置されておりかつ筐体と接続されている冷却器とを備える。

本発明によれば、電子部品の熱を効果的に放熱でき、かつ上記電力変換装置と比べて筐体の底面積が小さい電力変換装置を提供できる。

実施の形態１に係る電力変換装置の回路図である。 実施の形態１に係る電力変換装置の斜視図である。 図２に示される電力変換装置の第１方向に垂直な断面図である。 図２に示される電力変換装置の第１方向に沿った断面図である。 図２に示される電力変換装置の第１方向に沿った断面図であって、電子部品から冷却器に至る放熱経路を示す断面図である。 実施の形態１に係る電力変換装置の変形例の回路図である。 実施の形態２に係る電力変換装置の第１方向に垂直な断面図である。 実施の形態３に係る電力変換装置の第１方向に沿った断面図である。 実施の形態３に係る電力変換装置の変形例の第１方向に沿った断面図である。 実施の形態４に係る電力変換装置の第１方向に垂直な断面図である。 実施の形態４に係る電力変換装置の変形例の第１方向に沿った断面図である。 実施の形態５に係る電力変換装置の第１方向に垂直な断面図である。 実施の形態６係る電力変換装置の第１方向に垂直な断面図である。 実施の形態６に係る電力変換装置の変形例の第１方向に垂直な断面図である。 実施の形態７に係る電力変換装置の第１方向に垂直な断面図である。 実施の形態７に係る電力変換装置の第１の変形例の第１方向に垂直な断面図である。 実施の形態７に係る電力変換装置の第２の変形例の第１方向に垂直な断面図である。 実施の形態８に係る電力変換装置の第１方向に垂直な断面図である。 図１９に示される放熱部材の側面図である。 実施の形態８に係る電力変換装置の第１の変形例の第１方向に垂直な断面図である。 図２０に示される放熱部材の側面図である。 実施の形態８に係る電力変換装置の第２の変形例の第１方向に垂直な断面図である。 実施の形態８に係る電力変換装置の第３の変形例の第１方向に垂直な断面図である。 実施の形態８に係る電力変換装置の第４の変形例の第１方向に沿った断面図である。 実施の形態９に係る電力変換装置の第１方向に沿った断面図である。 図２５に示される電力変換装置の第１方向に沿った断面図であって、電子部品から冷却器に至る放熱経路を示す断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。

実施の形態１．
＜電力変換装置の構成＞
図１は、実施の形態１に係る電力変換装置１Ａの回路構成の一例を示す回路図である。図１に示されるように、電力変換装置１Ａは、例えばＤＣ－ＤＣコンバータである。電力変換装置１Ａは、例えば電気自動車に搭載され、１００Ｖ以上３００Ｖ以下のリチウムイオン電池の入力電圧を、１２Ｖ以上１５Ｖ以下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。電力変換装置１Ａは、主変換回路と、制御回路６とを備える。主変換回路は、入力端子１１０に入力される直流電圧Ｖinを直流電圧Ｖoutに変換して、直流電圧Ｖoutを出力端子１１１から出力する。主変換回路は、入力端子１１０に接続されているインバータ回路２、トランス回路３、整流回路４、および出力端子１１１に接続されている平滑回路５を含む。制御回路６は、主変換回路を制御する制御信号を主変換回路に出力する。

図１に示されるように、インバータ回路２は、スイッチング素子７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを含む。スイッチング素子７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの各々は、例えば、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、またはサイリスタなどである。スイッチング素子７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの各々は、ケイ素（Ｓｉ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）または窒化ガリウム（ＧａＮ）のような半導体材料によって形成されている。制御回路６は、スイッチング素子７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄに制御信号を出力するように設けられている。

トランス回路３は、トランス１０１を含む。トランス１０１は、インバータ回路２と接続されている一次側コイル導体１０４と、一次側コイル導体１０４と磁気的に結合しており、かつ整流回路４と接続されている二次側コイル導体１０５とを備える。一次側コイル導体１０４は例えば高電圧側コイル導体であり、二次側コイル導体１０５は例えば低電圧側コイル導体である。インバータ回路２と一次側コイル導体１０４との間には、共振コイル１０２が接続されている。

整流回路４は、ダイオード８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを備える。ダイオード８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄの各々は、Ｓｉ、ＳｉＣまたはＧａＮのような半導体材料によって構成されている。

平滑回路５は、平滑リアクトル１００と、コンデンサ９ａとを含む。
電力変換装置１Ａは、例えばインバータ回路２と入力端子１１０との間に、フィルタコイル１０３をさらに備えている。電力変換装置１Ａは、例えば入力端子１１０に対してインバータ回路２と並列に接続されているコンデンサ９ｂをさらに備えている。

電力変換装置１Ａにおいて、入力端子１１０に入力された直流電圧Ｖ_iは、インバータ回路２によって第１の交流電圧に変換される。第１の交流電圧は、トランス回路３によって第１の交流電圧よりも低い第２の交流電圧に変換される。第２の交流電圧は、整流回路４によって整流される。平滑回路５は、整流回路４から出力された電圧を平滑にする。電力変換装置１Ａは、平滑回路５から出力された直流電圧Ｖ_oを出力端子１１１から出力する。

図１に示される電力変換装置１Ａでは、４つのスイッチング素子７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ、トランス１０１、４つのダイオード８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄおよび平滑リアクトル１００の発熱量が、主変換回路を構成する他の電子部品および制御回路を構成する電子部品の各発熱量よりも多い。言い換えると、電力変換装置１Ａでは、４つのスイッチング素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、トランス１０１、４つのダイオード８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、および平滑リアクトル１００が主な発熱部品である。電力変換装置１Ａは、上記発熱部品が定格温度を超えないように、例えば上記発熱部品の温度が１００℃以上１２０℃以下となるように、上記発熱部品を放熱するための構成を備えている（詳細は後述する）。

図２は、図１に示される電力変換装置１Ａの斜視図である。図３は、図２に示される電力変換装置１Ａの第１方向Ｒ１に垂直な断面図である。図４は、図２に示される電力変換装置１Ａの第１方向Ｒ１および第２方向Ｒ２に沿った断面図である。図２～図４に示されるように、電力変換装置１Ａは、放熱部材１０、複数のプリント基板２０，２１、複数の電子部品２２，２３、筐体３０、および冷却器４０を備える。なお、第１方向Ｒ１は、筐体３０および冷却器４０が並んでいる方向であり、例えば上下方向とする。以下、第１方向Ｒ１において筐体３０に対する冷却器４０側を下方とよび、その反対側を上方とよぶ。第２方向Ｒ２は、第１方向Ｒ１に垂直な方向である。

筐体３０は、底部３１と、側部３２とを含む。底部３１は、板状に設けられている。底部３１は、冷却器４０に接触している接触面３０Ａと、接触面３０Ａとは反対側に向いた底面３０Ｂとを有している。接触面３０Ａおよび底面３０Ｂは、第１方向Ｒ１に対して交差する面であり、例えば第１方向Ｒ１と直交する面である。

側部３２は、筒状に設けられている。側部３２の一端は、底部３１の外縁部に接続されている。言い換えると、第１方向Ｒ１における側部３２の一端（下端）は、底部３１によって閉じられている。側部３２は、第１方向Ｒ１において底部３１に対して突出し、かつ底面３０Ｂを囲むように配置されている。側部３２は、第１方向Ｒ１に沿って延びる内周面３０Ｃを有している。第１方向Ｒ１における側部３２の他端（上端）は、図示しない蓋によって閉じられている。

筐体３０は、底面３０Ｂおよび内周面３０Ｃに囲まれた内部空間を有している。放熱部材１０、複数のプリント基板２０，２１、および複数の電子部品２２，２３は、筐体３０の内部空間に配置されている。言い換えると、筐体３０は、電力変換装置１Ａにおいて放熱部材１０、複数のプリント基板２０，２１、および複数の電子部品２２，２３を収容する筐体として構成されている。上記内部空間の第１方向Ｒ１の幅（深さ）は、上記内部空間の第２方向Ｒ２の幅よりも広い。図４に示される断面において、上記内部空間は、第１方向Ｒ１に沿った長辺と、第２方向Ｒ２に沿った短辺とを有している。筐体３０は、例えば一端が閉じられた四角筒として構成されている。内周面３０Ｃは、例えば４つの平面（内周面部）から成る。

筐体３０の内周面３０Ｃの面積は、底面３０Ｂの面積よりも大きい。底面３０Ｂの面積は、複数の電子部品２２，２３の各放熱面の面積の和よりも小さい。底面３０Ｂの面積は、第１方向Ｒ１に垂直な断面における筐体３０の上記側部の断面積よりも大きい。筐体３０の上記側部の熱抵抗は、筐体３０の上記底部の熱抵抗よりも高い。

筐体３０を構成する材料は、例えばアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、スズ（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、および鉄（Ｆｅ）からなる群から選択される少なくとも１つの金属材料を含む。また、筐体３０を構成する材料は、例えば炭素、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、および酸化アルミニウム（Ａｌ₃Ｏ₄）からなる群から選択される少なくとも１つのセラミックス材料を含んでもよい。また、筐体３０を構成する材料は、例えばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＣ（ポリカーボネイト）、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＡ（ポリアミド）、ＡＢＳ樹脂、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＰ（ポリプロピレン）、およびフェノールからなる群から選択される少なくとも１つの樹脂材料を含んでいてもよい。筐体３０を構成する材料の熱伝導率は、放熱部材１０を構成する材料の熱伝導率よりも低くてもよい。

放熱部材１０は、筐体３０に接続されている。放熱部材１０は、第１方向Ｒ１に沿って延びる柱状部材である。放熱部材１０は、底面１０Ａと、第１方向Ｒ１に沿って延びる放熱面としての外周面１０Ｂとを有している。底面１０Ａは、筐体３０の底面３０Ｂに接触している。外周面１０Ｂは、筐体３０の内周面３０Ｃと対向している。放熱部材１０の第１方向Ｒ１の幅（長さ）は、放熱部材１０の第２方向Ｒ２の幅よりも広い。図４に示される断面において、放熱部材１０は、第１方向Ｒ１に沿った長辺と、第２方向Ｒ２に沿った短辺とを有している。放熱部材１０は、例えば四角柱として構成されている。外周面１０Ｂは、例えば４つの平面（外周面部）から成る。外周面１０Ｂは、第１外周面部１０Ｂ１と、第１外周面部１０Ｂ１とは反対側を向いた第２外周面部１０Ｂ２とを有している。

放熱部材１０の外周面１０Ｂの面積は、底面１０Ａの面積よりも大きい。底面１０Ａの面積は、複数の電子部品２２，２３の各放熱面の面積の和よりも小さい。外周面１０Ｂの面積は、複数の電子部品２２，２３の各放熱面の面積の和よりも大きい。

放熱部材１０の第１方向Ｒ１の幅（長さ）は、筐体３０の上記内部空間の第１方向Ｒ１の幅（深さ）以下である。放熱部材１０の第２方向Ｒ２の幅は、筐体３０の上記内部空間の第２方向Ｒ２の幅（奥行）よりも狭い。放熱部材１０の底面１０Ａの面積は、筐体３０の底面３０Ｂの面積よりも小さい。

放熱部材１０の第２方向Ｒ２の幅は、筐体３０の側部３２の（第２方向Ｒ２の）厚さよりも広い。図３に示されるように、第１方向Ｒ１に垂直な１つの断面において、放熱部材１０の断面積は、第１方向Ｒ１に垂直な断面における筐体３０の断面積、すなわち側部３２の断面積よりも大きい。放熱部材１０の熱抵抗は、筐体３０の側部３２の熱抵抗よりも低い。放熱部材１０の断面積は、例えば第１方向Ｒ１において一定である。

放熱部材１０を構成する材料は、比較的高い熱伝導率を有する任意の材料であればよいが、例えばアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、スズ（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、および鉄（Ｆｅ）からなる群から選択される少なくとも１つの金属材料を含む。また、放熱部材１０を構成する材料は、例えば炭素、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、および酸化アルミニウム（Ａｌ₃Ｏ₄）からなる群から選択される少なくとも１つのセラミックス材料を含んでもよい。

複数のプリント基板２０，２１は、第１プリント基板２０と、第２プリント基板２１とを含む。

第１プリント基板２０は、第１主面２０Ａおよび第１主面２０Ａとは反対側に位置する第２主面２０Ｂを有している。第２主面２０Ｂはいわゆる実装面（Ｃ面）である。第１主面２０Ａは実装面とは反対側の面（Ｓ面）である。第１主面２０Ａおよび第２主面２０Ｂは、第１方向Ｒ１に沿って延びている。第１主面２０Ａは、伝熱部材５０を介して放熱部材１０の外周面１０Ｂの第１外周面部１０Ｂ１と接続されている。第２主面２０Ｂは、第１主面２０Ａとは反対側に配置されており、筐体３０の内周面３０Ｃと対向している。第１プリント基板２０は、図示しない配線パターンを含む。

第１プリント基板２０には、複数の電子部品２２が実装されている。各電子部品２２は、図１に示されるスイッチング素子７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄおよびダイオード８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄの少なくともいずれかを含む。各電子部品２２は、第１プリント基板２０に形成された配線パターンと電気的に接続されている。各電子部品２２は、第１プリント基板２０、伝熱部材５０、および放熱部材１０を介して、筐体３０と熱的に接続されている。

第２プリント基板２１は、第３主面２１Ａおよび第３主面２１Ａとは反対側に位置する第４主面２１Ｂを有している。第４主面２１Ｂはいわゆる実装面（Ｃ面）である。第３主面２１Ａは実装面とは反対側の面（Ｓ面）である。第３主面２１Ａおよび第４主面２１Ｂは、第１方向Ｒ１に沿って延びている。第３主面２１Ａは、伝熱部材５１を介して放熱部材１０の外周面１０Ｂの第２外周面部１０Ｂ２と接続されている。第４主面２１Ｂは、第３主面２１Ａとは反対側に配置されており、筐体３０の内周面３０Ｃと対向している。

第２プリント基板２１には、複数のコア９０が搭載されている。第２プリント基板２１には、第３主面２１Ａおよび第４主面２１Ｂに開口している図示しない複数の貫通孔が設けられている。複数の貫通孔は、例えば上記第１方向Ｒ１において互いに間隔を隔てて配置されている。各貫通孔には、コア９０の一部が挿通されている。これにより、各コア９０は、第２プリント基板２１に搭載されている。

第２プリント基板２１は、各貫通孔の周囲に形成された図示しない配線パターンを含む。該配線パターンおよびコア９０は、互いに磁気的に結合して、コイル部品としての複数の電子部品２３を構成している。言い換えると、第２プリント基板２１には、コイル部品としての複数の電子部品２３が実装されている。コア９０の他の一部は、第２プリント基板２１の第３主面２１Ａに対して放熱部材１０側に突出しており、かつ放熱部材１０の外周面１０Ｂに接触している。コア９０は、例えば上コア９１と下コア９２とを有している。上コア９１と下コア９２とは嵌合して磁気的に結合している。コア９０は、例えばＥＩ型、ＥＥ型コア、Ｕ型コア、ＵＵ型コア、ＥＥＲ型コアまたはＥＲ型コアである。

各電子部品２３は、図１に示される平滑リアクトル１００またはトランス１０１を含む。各電子部品２３の上記配線パターンは、第２プリント基板２１、伝熱部材５１、および放熱部材１０を介して、筐体３０と熱的に接続されている。各電子部品２３の上記コア９０は、第２プリント基板２１および伝熱部材５１を介さずに、放熱部材１０のみを介して、筐体３０と熱的に接続されている。

複数の電子部品２２，２３は、例えば通電時の発熱量が相対的に多い第１部品２２Ｈ，２３Ｈと、通電時の発熱量が相対的に少ない第２部品２２Ｌ，２３Ｌとに区分される。各プリント基板２０，２１は、上記第１部品２２Ｈ，２３Ｈが搭載されている第１領域と、第２部品２２Ｌ，２３Ｌが搭載されている第２領域とを含む。第１領域および第２領域は、第１方向Ｒ１において並んで配置されている。

第１部品２２Ｈ，２３Ｈは、第２部品２２Ｌ，２３Ｌと比べて、筐体３０の底部３１に近い位置に配置されている。すなわち、上記第１領域は、上記第２領域よりも筐体３０の底部３１に近い位置に配置されている。

プリント基板２０，２１、電子部品２２，２３、および伝熱部材５０，５１の底面３０Ｂへの各投影面積の和は、プリント基板２０，２１の第１主面２０Ａ、第２主面２０Ｂ、第３主面２１Ａ、および第４主面２１Ｂの各々の面積よりも小さい。

図４に示されるように、電力変換装置１Ａの入力端子１１０は、例えば第１プリント基板２０に取り付けられている。電力変換装置１Ａの出力端子１１１は、例えば第２プリント基板２１に取り付けられている。入力端子１１０および出力端子１１１は、筐体３０に収容されている。好ましくは、入力端子１１０および出力端子１１１は、筐体３０の側部３２の上記他端、すなわち筐体３０の開口端の近傍に配置されている。入力端子１１０は、外部電源から電力変換装置１Ａへ電力を供給するための入力配線１２０と接続される。出力端子１１１は、電力変換装置１Ａにより変換された電力を外部の負荷やバッテリに供給するための出力配線１２１と接続される。入力配線１２０および出力配線１２１は、筐体３０の上記開口端から筐体３０の上記内部空間に配設されている。入力配線１２０の端子部１３０および出力配線１２１の端子部１３１は、例えば入力端子１１０および出力端子１１１と係合するように設けられたコネクタである。また、端子部１３０および端子部１３１は、例えば入力端子１１０および出力端子１１１とネジ止めされるように設けられた丸端子であってもよい。また、入力端子１１０および出力端子１１１がパッド部として構成されており、端子部１３０および端子部１３１が入力配線１２０および出力配線１２１の各導線の露出部として構成されていてもよい。この場合、端子部１３０および端子部１３１は、入力端子１１０および出力端子１１１とハンダ付けされる。

第１プリント基板２０および第２プリント基板２１は、例えば紙フェノール基板、紙エポキシ基板、ガラスコンポジット基板、ガラスエポキシ基板、ポリイミド基板、またはアルミナ基板である。第１プリント基板２０および第２プリント基板２１は、いわゆるフレキシブル基板であってもよい。第１プリント基板２０および第２プリント基板２１において、上記配線パターンを構成する材料は、例えば銅（Ｃｕ）、スズ（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、および銀（Ａｇ）からなる群から選択される少なくとも１つの金属材料を含む。また、第１プリント基板２０および第２プリント基板２１には、Ｃ面からＳ面へと貫通する図示しないスルーホールが形成されていてもよい。また、第１プリント基板２０および第２プリント基板２１は、該スルーホールに導電性材料が埋め込まれたいわゆるインレイ基板であってもよい。

冷却器４０は、筐体３０の接触面３０Ａと接触している上面４０Ａを有している。冷却器４０は、液冷および空冷の少なくともいずれかによって冷却される構造体（ヒートシンク）である。液冷では、例えばエチレングリコールなどのグリコール系、エタノールもしくはメタノールなどのアルコール系、またはシリコンオイル系などの液体が冷媒とされる。空冷では、例えばフルオロカーボン系、プロパン、プロピレン、ブタン、二酸化炭素、またはアンモニアなどの気体が冷媒とされる。冷却器４０は、例えば電力変換装置１Ａが備え付けられる機器の保持機構部として構成されている。

伝熱部材５０，５１は、ＴＩＭ（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ）、放熱グリス、ポッティング剤、熱伝導ジェル、または放熱シートである。伝熱部材５０，５１を構成する材料は、例えばシリコン、エポキシ、ウレタン、アクリル、またはグラファイトを含む。伝熱部材５０，５１は、少なくとも発熱量が多い電子部品２２，２３および配線パターンと接続されていればよいが、例えばプリント基板２０、２１のＳ面の全体と接続されている。また、伝熱部材５０，５１は、必要に応じて、放熱部材１０とコア９０との間に配置されてもよい。伝熱部材５０，５１の熱伝導率は、０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、好ましくは１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、より好ましくは１０．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である。伝熱部材５０，５１は、剛性または可撓性を有していてもよい。好ましくは、伝熱部材５０，５１は、弾性を有する。これにより、伝熱部材５０，５１は、放熱部材１０とプリント基板２０，２１との間隙を埋めることができる。

図２～図５に示される電力変換装置１Ａは、例えば以下のように組み立てられる。はじめに、各電子部品２２，２３がプリント基板２０，２１に実装される。コア９０は、第２プリント基板２１に嵌め合わされる。コア９０は、テープにより、第２プリント基板２１に仮固定される。次に、プリント基板２０，２１の各Ｓ面のうち放熱部材１０に接続されるべき領域に、伝熱部材５０，５１が貼り付けられる。次に、放熱部材１０とプリント基板２０，２１とが伝熱部材５０，５１を介して接続しかつ固定される。これにより、放熱部材１０、プリント基板２０，２１、および電子部品２２，２３が一体化されて１つのユニット（以下、サブＡＳＳＹとよぶ）が形成される。次に、サブＡＳＳＹが筐体３０の底面３０Ｂに固定される。次に、筐体３０が冷却器４０に固定される。このようにして、電力変換装置１Ａが組み立てられる。なお、コア９０を除く各部品の固定方法は、例えばねじ留め、溶接、接着剤、押しばね、または圧入である。コア９０は、第２プリント基板２１にねじ留めなどで固定されておりかつ放熱部材１０との間でコア９０を挟むように配置された図示しない押しばねによって、放熱部材１０に向けて押圧されることにより固定されているのが好ましい。

＜熱経路＞
図５は、図２に示される電力変換装置１Ａの第１方向Ｒ１および第２方向Ｒ２に沿った断面図であって、電力変換装置１Ａの放熱経路を説明するための断面図である。図５に示されるように、電子部品２２に生じた熱は、プリント基板２０、伝熱部材５０、放熱部材１０に伝えられる。電子部品２３に生じた熱は、プリント基板２１、伝熱部材５１を経て放熱部材１０に伝えられるとともに、コア９０を経て放熱部材１０に伝えられる。プリント基板２０，２１において、熱は、Ｃ面としての第２主面２０Ｂ，第４主面２１Ｂから樹脂部、配線パターン、スルーホール等を経て、Ｓ面としての第１主面２０Ａ，第３主面２１Ａに伝えられる。放熱部材１０に伝えられた熱は、筐体３０の底部３１を経て冷却器４０に放熱される。

＜作用効果＞
上述した従来の電力変換装置では、プリント基板の実装面および据付け部材が筐体と冷却器とが並ぶ第１方向に対して直交する方向に沿って延びている。そのため、上記従来の電力変換装置では、電子部品の数が増えた場合に、筐体の底面積も大きくする必要がある。

これに対し、電力変換装置１Ａは、放熱部材１０、プリント基板２０，２１、電子部品２２，２３、筐体３０および冷却器４０を備える。放熱部材１０は、第１方向Ｒ１に沿って延びる放熱面としての外周面１０Ｂを有している。プリント基板２０，２１は、第１方向Ｒ１に沿って延びる実装面としての第２主面および第４主面と、実装面とは反対側の面としての第１主面および第３主面とを有している。第１主面および第３主面は、外周面１０Ｂに接続されている。電子部品２２，２３は、プリント基板２０，２１に実装されている。筐体３０は、放熱部材１０、プリント基板２０，２１、および電子部品２２，２３を収容する内部空間を有している。冷却器４０は、第１方向Ｒ１において筐体３０と並んで配置されておりかつ筐体３０と接続されている。

そのため、プリント基板の実装面の面積および電子部品の数が同等とされた電力変換装置１Ａと上記従来の電力変換装置とを比較した場合、電力変換装置１Ａでのプリント基板２０，２１および複数の電子部品２２，２３の底面３０Ｂへの投影面積は、上記従来の電力変換装置でのプリント基板および複数の電子部品の筐体底面への投影面積と比べて非常に小さくなる。

例えば、筐体３０の外形寸法が、第１方向Ｒ１に垂直な断面での幅および奥行が７０ｍｍ、第１方向Ｒ１の高さが１５０ｍｍ、底部３１および側部３２の厚さが５ｍｍであるとする。プリント基板２０，２１の各外形寸法は、例えば、第１方向Ｒ１に垂直な断面での幅が５５ｍｍ、第１方向Ｒ１の高さが１４０ｍｍ、厚さが１．６ｍｍとする。この寸法例の電力変換装置１Ａでは、筐体３０の接触面３０Ａの面積は４９００ｍｍ²となる。一方、上記従来の電力変換装置と同様に、上記寸法例のプリント基板２０，２１のＣ面を筐体の底面と平行に配置した場合、筐体の底面積は１８７５０ｍｍ²となる。このように、電力変換装置１Ａの接触面３０Ａの面積は、例えば上記従来の電力変換装置の筐体の底面積に対して約１／４に低減される。

また、上記従来の電力変換装置では、筐体の側面に支持された据付け部材上に載置された電子部品から放熱器に至る放熱経路の熱抵抗は、筐体の底面に接触して配置された電子部品から放熱器に至る放熱経路の熱抵抗と比べて、高い。

これに対し、電力変換装置１Ａでは、第１方向Ｒ１に垂直な１つの断面において、放熱部材１０の断面積が筐体３０の断面積、すなわち側部３２の断面積よりも大きい。

そのため、電力変換装置１Ａにおいて電子部品２２，２３から放熱部材１０を経て冷却器４０に至る放熱経路の熱抵抗は、上述した従来の電力変換装置において電子部品から据付け部材、および筐体の側部を介して冷却器に至る放熱経路の熱抵抗と比べて、低減されている。そのため、電力変換装置１Ａは、上記従来の電力変換装置と比べて、電子部品の熱を効果的に放熱できる。

さらに、電力変換装置１Ａでは、放熱部材１０およびプリント基板２０、２１が第１方向Ｒ１に沿って延びており、電子部品２２，２３が第１方向Ｒ１に沿って並んで配置されている。そのため、プリント基板２０，２１、電子部品２２，２３、および伝熱部材５０，５１の底面３０Ｂへの各投影面積の和は、プリント基板２０，２１の各主面の面積よりも小くされ得る。よって、筐体３０の底面３０Ｂの面積は、プリント基板２０，２１の各主面の面積よりも小さくされ得る。その結果、電力変換装置１Ａの筐体３０の接触面３０Ａの面積は、各電子部品および各基板が底面と平行に配置された上記従来の電力変換装置のそれと比べて、小さくされ得る。

電力変換装置１Ａでは、複数の電子部品２２，２３が第１方向Ｒ１に沿って並んで配置されることにより、プリント基板２０，２１および複数の電子部品２２，２３の第１方向Ｒ１への投影面積が、プリント基板２０，２１および複数の電子部品２２，２３の第２方向Ｒ２への投影面積と比べて、小さい。そのため、筐体３０の底面３０Ｂの面積は、放熱面としての外周面１０Ｂの面積未満とされ得る。このような筐体３０の底面３０Ｂは、上記従来の電力変換装置および各電子部品が筐体の底面に並んで配置された電力変換装置のそれと比べて、小さい。

また、上述のように放熱部材１０の断面積が側部３２の断面積よりも大きい。そのため、冷却器４０から第１方向Ｒ１において比較的長い距離Ａを隔てて配置された電子部品２２，２３も、上記従来の電力変換装置において冷却器に対して同じく距離Ａを隔てて配置された電子部品と比べて、効率的に放熱される。そのため、電力変換装置１Ａでは、上記従来の電力変換装置と比べて、電子部品２２，２３が冷却器４０に対してより遠くに配置され得る。

電力変換装置１Ａでは、複数の電子部品２２，２３のうち、発熱量が相対的に多い第１部品２２Ｈ，２３Ｈが、通電時の発熱量が相対的に少ない第２部品２２Ｌ，２３Ｌよりも筐体３０の底部３１に近い位置に配置されている。そのため、電力変換装置１Ａでは、電子部品２２，２３が無作為に配置されている場合と比べて、第１部品２２Ｈ，２３Ｈの温度上昇が抑制されており、第１部品２２Ｈ，２３Ｈの到達温度が低い。また、このような電力変換装置１Ａでは、第２部品２２Ｌ，２３Ｌが第１部品２２Ｈ，２３Ｈの熱に煽られ温度上昇する、いわゆる熱干渉の発生が抑制されている。

なお、電力変換装置１Ａでは、電子部品２２，２３の各到達温度が各耐熱温度未満となる限りにおいて、放熱部材１０の上記断面積を小さくして放熱部材１０の熱抵抗を高めてもよい。電子部品２２，２３の各到達温度が各耐熱温度未満となる限りにおいて、放熱部材１０の上記断面積を小さくすれば、それによって筐体３０の底面３０Ｂの面積もより小さくできる。

電力変換装置１Ａにおいて筐体３０の側部３２は放熱経路として使用されない。そのため、図３に示される断面における側部３２の断面積は、側部３２が放熱部材１０と同等の放熱性を実現するために必要とされる側部３２の断面積と比べて、小さくされ得る。

電力変換装置１Ａでは、底部３１と側部３２とは一体として構成されている。そのため、底部３１と側部３２とが別体として構成されている場合と比べて、ねじおよびナットなどの固定部材が不要とされる。また、電力変換装置１Ａでは、従来の電力変換装置のように部品毎に収容空間を分割する必要が無いため、仕切り板およびこれを筐体に固定する固定部材が不要とされ、部品点数および製造コストが削減される。

また、放熱部材１０は、四角柱として構成されているため、例えば押出し成型によって比較的容易に製造され得る。

組立て方法について、上述した従来の電力変換装置では、筐体に対して電子部品を載置する箇所が複数存在するため、部品を載置または固定する工程は複数化する。これに対し、電力変換装置１Ａでは、上記のような組み立て方法を利用するため、筐体に対してサブＡＳＳＹを固定する工程は１度で済み、生産性は比較的高い。

＜変形例＞
実施の形態１に係る電力変換装置１ＡはＤＣ－ＤＣコンバータとして構成されているが、電力変換装置１Ａの回路構成はこれに限られるものではない。図６は、実施の形態１に係る電力変換装置１Ａの回路構成の他の一例を示す回路図である。図６に示されるように、電力変換装置１Ａは、例えばＡＣ－ＡＣインバータであってもよい。図６に示される電力変換装置１Ａは、例えば、ＩＨクッキングヒータに搭載され、５０／６０Ｈｚの入力周波数を２０ｋＨｚ以上の出力周波数へと変換するＡＣ－ＡＣインバータである。電力変換装置１Ａは、主変換回路と、制御回路６とを備える。主変換回路は、整流回路４、平滑回路５、およびインバータ回路２を含む。

整流回路４は、入力端子１１０に接続されている。整流回路４は、ダイオード８ｅ，８ｆ，８ｇ，８ｈを含む。４つのダイオード８ｅ，８ｆ，８ｇ，８ｈは、例えばフルブリッジダイオードとしてパッケージングされ、１つの電子部品として構成されている。平滑回路５は、平滑リアクトル１００と、コンデンサ９ａとを含む。インバータ回路２は、スイッチング素子７ｅ，７ｆを含む。

電力変換装置１Ａは、例えばインバータ回路２と出力端子１１１との間に、共振用コンデンサ９ｃをさらに備えている。

電力変換装置１Ａには、例えば単相の２００Ｖ、５０／６０Ｈｚの交流が入力される。整流回路４は、入力された交流を全波整流し、直流に変換する。平滑回路５は、整流回路４から出力された電圧を平滑する。インバータ回路２は、平滑化された電圧を矩形波に変換する。電力変換装置１Ａは、インバータ回路２から出力された矩形波を出力端子１１１から出力する。インバータ回路２から出力される矩形波の周波数は、共振用コンデンサ９ｃと負荷のインダクタンス成分との共振周波数に一致する。

図６に示される電力変換装置１Ａでは、４つのダイオード８ｅ，８ｆ，８ｇ，８ｈ、平滑リアクトル１００、および２つのスイッチング素子７ｅ，７ｆの発熱量が、主変換回路を構成する他の電子部品および制御回路を構成する電子部品の各発熱量よりも多い。言い換えると、電力変換装置１Ａでは、４つのダイオード８ｅ，８ｆ，８ｇ，８ｈ、平滑リアクトル１００、および２つのスイッチング素子７ｅ，７ｆが主な発熱部品である。このような電力変換装置１Ａも、図２～図５に示される構成を備えている。

電力変換装置１Ａでは、複数の電子部品２２，２３が通電時の発熱量に応じて第１部品と第２部品に区分されているが、これに限られるものではない。複数の電子部品２２，２３は、例えば耐熱温度に応じて第１部品と第２部品に区分されていてもよい。この場合、第１部品は耐熱温度が相対的に低い電子部品とされ、第２部品は耐熱温度が相対的に高い電子部品とされる。このようにしても、第１部品は第２部品と比べて筐体３０の底部３１に近い位置に配置されているため、第１部品の温度上昇が抑制されている。

実施の形態２．
図７は、実施の形態２に係る電力変換装置１Ｂを示す断面図である。図７に示されるように、実施の形態２に係る電力変換装置１Ｂは、実施の形態１に係る電力変換装置１Ａと基本的に同様の構成を備えるが、筐体３０に代えて筐体３３を備える点で、電力変換装置１Ａとは異なる。

筐体３３は、図２～図５に示される電力変換装置１Ａの筐体３０の側部３２と同様の構成を備えている。筐体３３は、冷却器４０の上面４０Ａと接触している接触面３３Ａと、第１方向Ｒ１に沿って延びる内周面３３Ｂを有している。筐体３３は、冷却器４０の上面４０Ａおよび筐体３３の内周面３３Ｂに囲まれた内部空間を有している。つまり、冷却器４０の上面４０Ａにおいて冷却器４０の上面４０Ａのうち筐体３３の内部に露出している領域が、電力変換装置１Ｃの筐体３３の底面を成している。放熱部材１０の底面１０Ａは、冷却器４０の上面４０Ａに接触している。

電力変換装置１Ｂは、電力変換装置１Ａと基本的に同様の構成を備えているため、電力変換装置１Ａと同様の効果を奏することができる。

さらに、電力変換装置１Ａでは、放熱部材１０と冷却器４０との間の放熱経路において、放熱部材１０と筐体３０との接触界面で生じる接触熱抵抗、筐体３０の底部３１の熱抵抗、および筐体３０と冷却器４０との間の接触界面に生じる接触熱抵抗が直列に接続される。これに対し、電力変換装置１Ｂでは、放熱部材１０と冷却器４０との間の放熱経路に、放熱部材１０と冷却器４０との接触界面で生じる接触熱抵抗のみが配置されている。そのため、電力変換装置１Ｂでは、電力変換装置１Ａと比べて、上記放熱経路上での熱抵抗が低減されているため、電子部品２２，２３の温度上昇がより効果的に抑制され、または筐体３３の底面積、すなわち冷却器４０の上面４０Ａのうち筐体３３の内部に露出している領域の面積がより小さくされ得る。

なお、電力変換装置１Ｂは、筐体３３と冷却器４０との間を接続する図示しない伝熱部材をさらに備えていてもよい。また、電力変換装置１Ｂは、筐体３３を備えていなくてもよい。この場合、サブＡＳＳＹの冷却器４０の上面４０Ａへの投影面積は、図７に示される筐体３３の底面積と比べて小さくなる。

実施の形態３．
図８は、実施の形態３に係る電力変換装置１Ｃを示す断面図である。図８に示されるように、電力変換装置１Ｃは、実施の形態１に係る電力変換装置１Ａと基本的に同様の構成を備えるが、放熱部材１０に空洞部１０Ｃが設けられている点で、電力変換装置１Ａとは異なる。なお、電力変換装置１Ｃは、上記点を除き、電力変換装置１Ｂと基本的に同様の構成を備えていてもよい。

空洞部１０Ｃは、第１方向Ｒ１に沿って延びるように設けられている。空洞部１０Ｃは、第１方向Ｒ１において底面１０Ａとは反対側に位置する放熱部材１０の一端に開口している。空洞部１０Ｃは、第１方向Ｒ１に垂直な断面において、放熱部材１０の中央部に設けられている。

放熱部材１０は、外周面１０Ｂと反対側を向いておりかつ空洞部１０Ｃに面する内周面１０Ｄをさらに有している。第１方向Ｒ１に垂直な断面での空洞部１０Ｃの形状は、任意の形状であればよいが、例えば円形状または角形状である。放熱部材１０には、複数の空洞部１０Ｃが設けられていてもよい。

空洞部１０Ｃが設けられた放熱部材１０は、任意の方法により製造され得るが、例えば板状部材が折り曲げ加工または絞り加工されることにより製造されてもよいし、柱状部材が放電加工、フライス加工、または旋盤加工などによって切削されることにより製造されてもよいし、押出し成型により製造されてもよい。

図９は、電力変換装置１Ｃの変形例を示す断面図である。図９に示されるように、空洞部１０Ｃは、放熱部材１０の外周面１０Ｂに開口する貫通穴として構成されていてもよい。この場合、空洞部１０Ｃは、入力配線１２０および出力配線１２１が配設されるための空間として利用され得る。

好ましくは、空洞部１０Ｃの外周面１０Ｂ上での開口部１０Ｅは、外周面１０Ｂに垂直な方向において、入力端子１１０および出力端子１１１の少なくともいずれかと重なる領域に設けられている。プリント基板２０には、入力端子１１０、および入力配線１２０または端子部１３０を通すための貫通孔が、外周面１０Ｂに垂直な方向において空洞部１０Ｃの開口部１０Ｅと重なる領域に設けられている。プリント基板２１には、出力端子１１１、および出力配線１２１または端子部１３１を通すための貫通孔が、外周面１０Ｂに垂直な方向において空洞部１０Ｃの開口部１０Ｅと重なる領域に設けられている。開口部１０Ｅは、例えば伝熱部材５０，５１によって封止されている。

好ましくは、開口部１０Ｅおよびプリント基板２０の上記貫通孔は、電子部品２２のうち、図２に記載されるスイッチング素子７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの近傍に設けられている。好ましくは、プリント基板２１の上記貫通孔は、電子部品２３のうち、図２に記載される平滑リアクトル１００の近傍に設けられている。例えば、開口部１０Ｅおよびプリント基板２０，２１の上記貫通孔は、スイッチング素子７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄである電子部品２２Ｈまたは平滑リアクトル１００である電子部品２３Ｈの近傍に設けられている。

実施の形態３に係る電力変換装置１Ｃの放熱部材１０は、空洞部１０Ｃが設けられていない実施の形態１に係る放熱部材１０と比べて、軽量化されている。そのため、電力変換装置１Ｃは、例えば電子部品２２，２３の発熱量は比較的少ないが、電子部品２２，２３の点数が多いためにプリント基板２０，２１を小型化できず、放熱部材１０の外形寸法の小型化が困難な場合に、好適である。上記場合に適用された電力変換装置１Ｃは、上記場合に適用された電力変換装置１Ａと比べて、軽量化されている。

また、入力配線１２０および出力配線１２１が放熱部材１０と筐体３０との間に配置される電力変換装置１Ａでは、筐体３０の底面３０Ｂの面積を小さくする観点から、入力端子１１０および出力端子１１１を配置するための放熱部材１０と筐体３０との間の隙間は可能な限り小さいのが好ましい。しかし、入力端子１１０および出力端子１１１が筐体３０の上記開口端より底面３０Ｂ側にある場合、電子部品２２、２３と干渉せず入力配線１２０、出力配線１２１を通すための隙間を広く設ける必要がある。そのため、図４に示されるように、入力端子１１０および出力端子１１１の配置は、筐体３０の上記開口端の近傍に制限される。

これに対し、電力変換装置１Ｃでは、入力配線１２０および出力配線１２１は、空洞部１０Ｃを通されるため、電子部品２２、２３と干渉しない。従って、入力端子１１０および出力端子１１１が筐体３０の上記開口端の近傍以外の領域、例えば電子部品２２Ｈ，２３Ｈの近傍、に配置される場合に、電力変換装置１Ｃでの放熱部材１０と筐体３０との間の隙間は、電力変換装置１Ａのそれと比較して小さくなる。そのため、電力変換装置１Ｃでは、電力変換装置１Ａと比べて、筐体３０の底面３０Ｂの面積を小さくできる。

さらに、電力変換装置１Ｃでは、入力配線１２０および出力配線１２１が電子部品２２，２３と物理的、電気的、熱的に干渉しにくい。

また、電力変換装置１Ｃは、上記以外の構成については電力変換装置１Ａと同様の構成を備えているため、電力変換装置１Ａと同様の効果を奏することができる。

図９に示される入力端子１１０および出力端子１１１はプリント基板２０、２１の各Ｃ面上に搭載されているが、これに限られるものではなく、入力端子１１０および出力端子１１１は例えばＳ面上に搭載されていてもよい。

放熱部材１０の外周面１０Ｂと内周面１０Ｄとの間の距離は、電子部品２２，２３の発熱量または耐熱温度に応じて異なっていてもよい。また、空洞部１０Ｃは、放熱部材１０の任意の領域に開口していてもよく、例えば底面１０Ａに開口していてもよい。

実施の形態４．
図１０は、実施の形態４に係る電力変換装置１Ｄを示す断面図である。図１０に示されるように、電力変換装置１Ｄは、実施の形態１に係る電力変換装置１Ａと基本的に同様の構成を備えるが、放熱部材１０がヒートパイプ７０を含む点で、電力変換装置１Ａとは異なる。なお、電力変換装置１Ｄは、上記点を除き、実施の形態２または３に係る電力変換装置のいずれかと基本的に同様の構成を備えていてもよい。

放熱部材１０には、ヒートパイプ７０を収容するための空洞部１０Ｃが設けられている。図１０に示されるように、空洞部１０Ｃは、第１方向Ｒ１に垂直な断面において、放熱部材１０の中央部に設けられている。図１１に示されるように、空洞部１０Ｃは、例えば第１方向Ｒ１において放熱部材１０を貫通するように設けられており、底面１０Ａに開口している。なお、空洞部１０Ｃは、図８に示される空洞部１０Ｃと同様に、放熱部材１０の上端のみに開口し底面１０Ａに開口しないように設けられていてもよい。

ヒートパイプ７０は、空洞部１０Ｃの内部に配置されている。ヒートパイプ７０は、放熱部材１０の内周面１０Ｄと接続されている外周面７０Ａを有している。外周面７０Ａと内周面１０Ｄとは、直接接触していてもよいし、放熱グリス、ポッティング、熱伝導ジェルなどの図示しない伝熱部材を介して接続されていてもよい。ヒートパイプ７０は、ヒートパイプ７０の熱の移動方向すなわちヒートパイプ７０の長手方向が第１方向Ｒ１に沿うように、配置されている。

好ましくは、ヒートパイプ７０の密度は、放熱部材１０の密度よりも低い。
なお、ヒートパイプ７０の熱の移動方向は、上記第２方向に沿うように設けられていてもよい。また、ヒートパイプ７０は任意の角度で折り曲げられていてもよい。放熱部材１０は、複数のヒートパイプ７０を含んでいてもよい。

実施の形態４に係る電力変換装置１Ｄでは、放熱部材１０がヒートパイプ７０を含むため、実施の形態１に係る電力変換装置１Ａと比べて、放熱部材１０の熱伝導率、特にヒートパイプ７０の熱の移動方向の熱伝導率が向上するため、電子部品２２，２３の熱をより効果的に放熱できる。

また、ヒートパイプ７０の密度が放熱部材１０の密度よりも低い場合、電力変換装置１Ｄは電力変換装置１Ａと比べて軽量化される。

＜変形例＞
電力変換装置１Ｄにおいて、放熱部材１０は、ヒートパイプ７０に代えて、あるいはヒートパイプ７０に加えて、冷媒配管を含んでいてもよい。例えば、放熱部材１０のうち空洞部１０Ｃに面する部分が冷媒配管を成していてもよいし、空洞部１０Ｃの内部に冷媒配管が固定されていてもよい。

冷媒は、例えば、エチレングリコールなどのグリコール系、エタノールもしくはメタノールなどのアルコール系、またはシリコンオイル系などの液体、または、フルオロカーボン系、プロパン、プロピレン、ブタン、二酸化炭素、またはアンモニアなどの気体である。

この場合、上記冷媒配管は、冷媒が循環する冷媒回路の一部を構成している。図１１に示されるように、空洞部１０Ｃは、例えば第１方向Ｒ１において放熱部材１０を貫通するように設けられており、底面１０Ａに開口している。冷却器４０にも、放熱部材１０の空洞部１０Ｃと連なる図示しない空洞部が設けられている。冷媒回路の一部を成す冷媒配管が空洞部１０Ｃの内部に配置され、冷媒回路の他の一部を成す冷媒配管が冷却器４０の上記空洞部の内部に配置される。放熱部材１０の上記冷媒配管と、冷媒回路の他の冷媒配管との接続方法は、特に制限されるものではないが、例えば両者の一方を他方に差し込むことによって接続されかつ固定されるジョイントまたはソケットにより接続されるのが好ましい。冷媒回路は、冷媒を循環するためのポンプを備えるが、該ポンプは例えば電力変換装置１Ｄの外部に配置される。

放熱部材１０内での冷媒配管の延在方向、すなわち冷媒の流通方向は、例えば上記第１方向Ｒ１に沿うように設けられている。なお、放熱部材１０内での冷媒配管の延在方向は、上記第２方向に沿うように設けられていてもよい。また、放熱部材１０は、複数の冷媒配管を含んでいてもよい。

放熱部材１０の上記冷媒配管を流れる冷媒の流通方向は、特に制限されないが、好ましくは発熱量が相対的に多い上記第１部品が発熱量が相対的に少ない上記第２部品よりも上流側に配置されるように、設定される。

電力変換装置１Ｄの上記変形例も、図１０に示された電力変換装置１Ｄと基本的に同様の構成を備えるため、同様の効果を奏することができる。さらに上記変形例では、放熱部材１０も実質的に冷却器として作用するため、図１０に示された電力変換装置１Ｄと比べて電子部品２２，２３の熱をさらに効果的に放熱できる。また、電子部品２２，２３の熱は、放熱部材１０の中央を通る冷媒へ向かう方向、すなわち第２方向Ｒ２へ放熱されるため、第１方向Ｒ１への熱の移動は小さい。そのため、上記変形例では、電子部品２２Ｈと電子部品２２Ｌとの間、および電子部品２３Ｈと電子部品２３Ｌとの間での熱干渉がさらに抑制される。これにより、電子部品２２Ｈ，２２Ｌ，２３Ｈ，２３Ｌの配置の自由度は、図１０に示された電力変換装置１Ｄのそれと比べて、高い。例えば、電子部品２２Ｌは筐体３０の底面３０Ｂに近い側へ、電子部品２２Ｈは底面３０Ｂから遠い側へ配置され得る。

また、放熱部材１０の上記冷媒配管と、冷媒回路の他の冷媒配管とがジョイントまたはソケットにより接続される場合、当該接続のみによって、放熱部材１０が電力変換装置１Ｄにおいて位置決めされかつ固定される。

実施の形態５．
図１２は、実施の形態５に係る電力変換装置１Ｅを示す断面図である。図１２に示されるように、電力変換装置１Ｅは、実施の形態１に係る電力変換装置１Ａと基本的に同様の構成を備えるが、放熱部材１０が異なる材料で構成された第１部分１０Ｈおよび第２部分１０Ｌを含む点で、電力変換装置１Ａとは異なる。第１部分１０Ｈを構成する材料の熱伝導率は、第２部分１０Ｌを構成する材料の熱伝導率と比べて、高い。なお、電力変換装置１Ｅは、上記点を除き、実施の形態２～４に係る電力変換装置のいずれかと基本的に同様の構成を備えていてもよい。

放熱部材１０は、各プリント基板２０，２１の第１領域と接続されている第１部分１０Ｈと、第２領域と接続されている第２部分１０Ｌとを含む。プリント基板２０に実装された各電子部品２２の発熱量がプリント基板２１に実装された各電子部品２３の発熱量よりも多い場合、第１部分１０Ｈがプリント基板２０および電子部品２２と接続され、第２部分１０Ｌがプリント基板２１および電子部品２３と接続される。第１部分１０Ｈおよび第２部分１０Ｌは、第１方向Ｒ１に沿って延びており、かつ第２方向Ｒ２において隣接して配置されている。第１部分１０Ｈは、底面１０Ａの一部を有しており、第２部分１０Ｌは、底面１０Ａの残部を有している。電子部品２２、プリント基板２０、伝熱部材５０、第１部分１０Ｈ、第２部分１０Ｌ、伝熱部材５１、プリント基板２１、および電子部品２３は、例えば第２方向Ｒ２に並んで配置されている。

第１部分１０Ｈおよび第２部分１０Ｌの各々を構成する材料は、熱伝導率が上記関係を満たす限りにおいて、任意に選択され得る。第１部分１０Ｈを構成する材料は、例えば銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）などの金属材料、および炭素系複合材料からなる群から選択される少なくとも１つを含む。第２部分１０Ｌは、例えばアルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、スズ（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）などの金属材料、酸化アルミニウムなどのセラミックス材料、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）などの樹脂材料からなる群から選択される少なくとも１つを含む。なお、第１部分１０Ｈを構成する材料がアルミニウム合金であって、第２部分１０Ｌを構成する材料が鉄合金であってもよい。また、第１部分１０Ｈを構成する材料が鉄合金であって、第２部分１０Ｌを構成する材料が樹脂であってもよい。

第１部分１０Ｈおよび第２部分１０Ｌの形状および寸法は、特に制限されない。図１２に示されるように、第１部分１０Ｈの形状および寸法は、例えば第２部分１０Ｌのそれらと同等である。第１方向Ｒ１に垂直な断面において、第１部分１０Ｈおよび第２部分１０Ｌの各外形状は例えば長方形であり、互いの長辺が接することによって１つの正方形を成すように設けられている。なお、第１部分１０Ｈの寸法は、第２部分１０Ｌの寸法よりも大きくてもよい。第１方向Ｒ１に垂直な断面において、第１部分１０Ｈおよび第２部分１０Ｌの各外形状はＬ字状であってもよい。第１方向Ｒ１に垂直な断面において、第１部分１０Ｈの外形状がコ字状またはＵ字状であって、第２部分１０Ｌの外形状がＴ字状であってもよい。

また、図４に示される電力変換装置１Ａと同様に電子部品２２，２３が第１部品２２Ｈ，２３Ｈと第２部品２２Ｌ，２３Ｌとに区分される場合には、第１部分１０Ｈが第１部品２２Ｈ，２３Ｈと接続され、第２部分１０Ｌが第２部品２２Ｌ，２３Ｌと接続される。この場合、第１部分１０Ｈおよび第２部分１０Ｌは第１方向Ｒ１に隣接して配置され、かつ第１部分１０Ｈは第２部分１０Ｌよりも冷却器４０に近い位置に配置されている。

放熱部材１０は、第１部分１０Ｈと第２部分１０Ｌとの間を接続する図示しない伝熱部材をさらに含んでいてもよい。

なお、第１部品２２Ｈ，２３Ｈは耐熱温度が相対的に低い電子部品であって、第２部品２２Ｌ，２３Ｌは耐熱温度が相対的に高い電子部品であってもよい。

電力変換装置１Ａでは、放熱部材１０の熱抵抗を低減する手段として、放熱部材１０の上記断面積を大きくすること、および放熱部材１０を構成する材料の熱伝導率を高めることが挙げられる。電子部品２２，２３が第１部品２２Ｈ，２３Ｈと第２部品２２Ｌ，２３Ｌとに区分される場合にも、第１部品２２Ｈ，２３Ｈの熱を効率的に放熱するために、上記２つの手段の少なくともいずれかが有効である。

一方で、筐体３０の底面３０Ｂの面積を小さくする観点から、放熱部材１０の上記断面積には上限が設定される。他方で、放熱部材１０の全体を構成する材料の熱伝導率を高めると、全体としては過剰性能となり、電力変換装置の製造コストが高くなり、さらに電力変換装置の重量が増加する場合がある。

これに対し、電力変換装置１Ｄでは、放熱部材１０の上記断面積を増加することなく、第１部品２２Ｈ，２３Ｈおよび第２部品２２Ｌ，２３Ｌの各々を適切に放熱できる。さらに、電力変換装置１Ｄでは、放熱部材１０の全体を構成する材料の熱伝導率を高める場合と比べて、製造コストが低くかつ軽量化されている。

また、第１部分１０Ｈに伝えられた熱は第１部分１０Ｈを通って底面１０Ａに伝えられ、第１部分１０Ｈから第２部分１０Ｌへの熱の移動は起こりにくくなる。そのため、電力変換装置１Ｄでは、電力変換装置１Ａと比べて、プリント基板２０からプリント基板２１への熱干渉が低減される。

実施の形態６．
図１３は、実施の形態６に係る電力変換装置１Ｆを示す断面図である。図１３に示されるように、電力変換装置１Ｆは、実施の形態１に係る電力変換装置１Ａと基本的に同様の構成を備えるが、２つのプリント基板２０と１つのプリント基板２１を備えている点で、電力変換装置１Ａとは異なる。なお、電力変換装置１Ｆは、上記点を除き、上記点を除き、実施の形態２～５に係る電力変換装置のいずれかと基本的に同様の構成を備えていてもよい。

放熱部材１０の外周面１０Ｂは、第１外周面部１０Ｂ１，第２外周面部１０Ｂ２に加えて、第３外周面部１０Ｂ３および第４外周面部１０Ｂ４を有している。

２つのプリント基板２０は、放熱部材１０を挟むように配置されている。各プリント基板２０は、放熱部材１０の外周面１０Ｂのうち、互いに反対方向を向いた２つの第１外周面部１０Ｂ１および第２外周面部１０Ｂ２と、伝熱部材５０を介して接続されている。

プリント基板２１は、放熱部材１０の外周面１０Ｂのうち、第１外周面部１０Ｂ１と第２外周面部１０Ｂ２とを接続する第３外周面部１０Ｂ３と、伝熱部材５１を介して接続されている。さらに、プリント基板２１に実装された電子部品２３のコア９０は、第３外周面部１０Ｂ３と接触している。

なお、図１３に示される電力変換装置１Ｆは、実施の形態６に係る電力変換装置１Ｆの一例であって、放熱部材１０および各プリント基板２０，２１の構成は図１３に示される構成に限られるものではない。第２外周面部１０Ｂ２は、プリント基板２１と伝熱部材５１を介して接続されていてもよい。第３外周面部１０Ｂ３は、プリント基板２０と伝熱部材５０を介して接続されていてもよい。

実施の形態６に係る電力変換装置１Ｆは、筐体３０の底面３０Ｂの面積を増やすことなく、電力変換装置１Ａと比べて多くの電子部品およびプリント基板を備え、かつこれらを放熱できる。

図１４は、実施の形態６に係る電力変換装置１Ｆの変形例を示す断面図である。図１４に示されるように、放熱部材１０の外周面１０Ｂのうちプリント基板２０、２１と接続されていない第４外周面部１０Ｂ４は、筐体３０の内周面３０Ｃに接触していてもよい。第４外周面部１０Ｂ４と内周面３０Ｃとは、例えばねじ留め、溶接、接着剤、押しばね、または圧入により固定されている。このようすれば、放熱部材１０に加えて、筐体３０も放熱経路となる。また、放熱部材１０は、筐体３０によって容易に位置決めされ、筐体３０に対して容易に固定される。

実施の形態７．
図１５は、実施の形態７に係る電力変換装置１Ｇを示す断面図である。図１５に示されるように、電力変換装置１Ｇは、実施の形態１に係る電力変換装置１Ａと基本的に同様の構成を備えるが、第１方向Ｒ１に垂直な断面において放熱部材１０の外周面１０Ｂの全周がプリント基板２０，２１に接続されている点で、電力変換装置１Ａとは異なる。なお、電力変換装置１Ｇは、上記点を除き、実施の形態２～６に係る電力変換装置のいずれかと基本的に同様の構成を備えていてもよい。

図１５に示されるように、電力変換装置１Ｆは、２つのプリント基板２０と、２つのプリント基板２１とを備えている。

第１方向Ｒ１に垂直な断面において放熱部材１０の外周面１０Ｂの外周面部の数は、プリント基板２０，２１の数と一致する。

２つのプリント基板２０は、放熱部材１０を挟むように配置されている。各プリント基板２０は、放熱部材１０の外周面１０Ｂのうち、互いに反対方向を向いた２つの第１外周面部１０Ｂ１および第２外周面部１０Ｂ２と、伝熱部材５０を介して接続されている。

２つのプリント基板２１は、放熱部材１０を挟むように配置されている。各プリント基板２１は、放熱部材１０の外周面１０Ｂのうち、互いに反対方向を向いた２つの第３外周面部１０Ｂ３および第４外周面部１０Ｂ４と、伝熱部材５１を介して接続されている。

第１外周面部１０Ｂ１とプリント基板２０とを接続する伝熱部材５０は、例えば第３外周面部１０Ｂ３とプリント基板２１とを接続する伝熱部材５１および第４外周面部１０Ｂ４とプリント基板２１とを接続する伝熱部材５１と接続されている。

第２外周面部１０Ｂ２とプリント基板２０とを接続する伝熱部材５０は、例えば第３外周面部１０Ｂ３とプリント基板２１とを接続する伝熱部材５１および第４外周面部１０Ｂ４とプリント基板２１とを接続する伝熱部材５１と接続されている。

電力変換装置１Ｇでは、放熱部材１０の外周面１０Ｂの各外周面部に少なくとも１つのプリント基板が接続されているため、例えば図１３に示される電力変換装置１Ｆと比べて筐体３０の内部空間が効率的に使用されている。そのため、電子部品の数が同等である図１３の電力変換装置１Ｆと電力変換装置１Ｇとを比較した場合、電力変換装置１Ｇの底面３０Ｂの面積は、電力変換装置１Ｆのそれと比べて小さい。

また、電力変換装置１Ｇではプリント基板２０，２１が上記周方向に並んで配置されているため、複数のプリント基板が第１方向Ｒ１に並んで配置されている場合と比べて、各プリント基板をより均一に放熱できる。

好ましくは、放熱部材１０を挟んで互いに対向して配置された各プリント基板２０には、発熱量が同等の電子部品が実装される。放熱部材１０を挟んで互いに対向して配置された各プリント基板２１には、発熱量が同等の電子部品が実装される。このような電力変換装置１Ｇでは、例えば図１３に示される電力変換装置１Ｆと比べて、電力変換装置１Ｆの内部の温度上昇のばらつきが低減される。

電力変換装置１Ｇでは、第１方向Ｒ１に垂直な断面において放熱部材１０および筐体３０の形状が任意の多角形状、星形状、円形状、または楕円形状とされていてもよい。

図１６は、実施の形態７に係る電力変換装置１Ｇの第１の変形例を示す断面図である。図１７は、実施の形態７に係る電力変換装置１Ｇの第２の変形例を示す断面図である。図１６に示される電力変換装置１Ｇは１つのプリント基板２０と２つのプリント基板２１とを備えており、かつ放熱部材１０の外周面１０Ｂの外周面部の数が３つである。図１７に示される電力変換装置１Ｇは２つのプリント基板２０と３つのプリント基板２１とを備えており、かつ放熱部材１０の外周面１０Ｂの外周面部の数が５つである。

図１６，１７に示されるように、筐体３０の内周面３０Ｃは、例えば放熱部材１０の外周面１０Ｂと相似の関係にある。図１６に示される筐体３０の内周面３０Ｃは、３つの内周面部を有している。放熱部材１０の各外周面部と筐体３０の各内周面部との間の外周面１０Ｂに垂直な方向の距離は、例えば一定である。

図１７に示される筐体３０の内周面３０Ｃは、５つの内周面部を有している。放熱部材１０の各外周面部と筐体３０の各内周面部との間の外周面１０Ｂに垂直な方向の距離は、例えば一定である。

電力変換装置１Ｇまたはその変形例において、放熱部材１０の外周面１０Ｂの各角部は、伝熱部材５０，５１によって覆われている。

なお、電力変換装置１Ｇでは、第１方向Ｒ１に垂直な断面において放熱部材１０の外周面１０Ｂは筐体３０の内周面３０Ｃと相似の関係にあるが、これに限られるものではない。第１方向Ｒ１に垂直な断面において、放熱部材１０の外周面１０Ｂの成す形状は、筐体３０の内周面３０Ｃの成す形状と異なっていてもよい。

実施の形態８．
図１８は、実施の形態８に係る電力変換装置１Ｈを示す断面図である。図１９は、図１８に示される放熱部材１０の側面図である。図１８および図１９に示されるように、実施の形態８に係る電力変換装置１Ｈは、実施の形態１に係る電力変換装置１Ａと基本的に同様の構成を備えるが、放熱部材１０が外周面１０Ｂに対して突出している凸部１２をさらに含む点で、電力変換装置１Ａとは異なる。なお、電力変換装置１Ｈは、上記点を除き、実施の形態２～７に係る電力変換装置のいずれかと基本的に同様の構成を備えていてもよい。

本実施の形態では、放熱部材１０において第１方向Ｒ１に沿って延びておりかつ底面１０Ａおよび外周面１０Ｂを有する部分を、本体部１１とよぶ。本体部１１は、実施の形態１に係る放熱部材１０と同等の構成を備えている。本実施の形態に係る放熱部材１０は、本体部１１および凸部１２を含む。放熱部材１０は、例えば複数の凸部１２を含んでいる。

図１８に示されるように、凸部１２は、外周面１０Ｂの１つの第２外周面部１０Ｂ２に対して突出している。凸部１２の頂面１２Ａは、プリント基板２１の第３主面２１Ａに接触している。凸部１２の側面１２Ｂは、コア９０の側面に接触している。すなわち、電力変換装置１Ｈでは、放熱部材１０は、放熱面として、外周面１０Ｂと、凸部１２の頂面１２Ａおよび側面１２Ｂとを有している。好ましくは、凸部１２の頂面１２Ａおよび側面１２Ｂとコア９０とは、接着剤により固定されている。複数の凸部１２のうち、筐体３０の底面３０Ｂに最も近い位置に配置された凸部１２の上記側面は、例えば底面３０Ｂに接触している。

外周面１０Ｂに対する凸部１２の高さＨ１は、プリント基板２１の第３主面２１Ａに対するコア９０の高さ、すなわち下コアの高さ、に等しい。外周面１０Ｂに対する凸部１２の高さＨ１は、例えば３ｍｍ以上である。

第１方向Ｒ１において隣り合う２つの凸部１２間の間隔は、コア９０の第１方向Ｒ１の幅と等しい。言い換えると、凸部１２の第１方向Ｒ１における一方の側面は、第１方向Ｒ１において隣り合う２つのコア９０の一方の側面に接触しており、凸部１２の第１方向Ｒ１における他方の側面は、第１方向Ｒ１において隣り合う２つのコア９０の他方の側面に接触している。

本体部１１および凸部１２は、例えば別体として構成されている。この場合、本体部１１と凸部１２とは、例えば、ねじ留め、溶接、接着剤、押しばね、または圧入により固定されている。

放熱部材１０の外周面１０Ｂのうち、凸部１２が設けられていない他の第１外周面部１０Ｂ１は、伝熱部材５０を介してプリント基板２０の第１主面２０Ａに接続されている。

凸部１２を構成する材料は、伝熱部材５１を構成する材料よりも高い熱伝導率を有する任意の材料であればよいが、例えばアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、スズ（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、および鉄（Ｆｅ）からなる群から選択される少なくとも１つの金属材料を含む。また、放熱部材１０を構成する材料は、例えば炭素、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、および酸化アルミニウム（Ａｌ₃Ｏ₄）からなる群から選択される少なくとも１つのセラミックス材料を含んでもよい。また、凸部１２を構成する材料は、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）などの樹脂材料からなる群から選択される少なくとも１つを含んでいてもよい。

好ましくは、凸部１２を構成する材料は、導電性を有している。好ましくは、凸部１２は、プリント基板２１の配線パターンのうち放熱部材１０と同電位となる配線パターンと接触して、該配線パターンと電気的に接続されつつこれと固定されている。凸部１２とプリント基板２１とは、例えば導電性ねじ、導電性接着剤、はんだ付け、またはばね機構による押し当てによって、接続かつ固定されている。

電力変換装置１Ｈでは、電力変換装置１Ａの伝熱部材５１に代えて、放熱部材１０の凸部１２が設けられている。凸部１２は、伝熱部材５１と同様に、プリント基板２１の配線パターンの放熱およびコア９０の放熱に寄与する。

一方で、電力変換装置１Ａにおいて、プリント基板２１の第３主面２１Ａに対するコア９０の高さが３ｍｍ以上の場合には、伝熱部材５０の厚さが３ｍｍ以上とされる必要がある。伝熱部材５１の熱抵抗は伝熱部材５０の厚さに比例するため、伝熱部材５１の厚さが３ｍｍ以上とした場合、プリント基板２１の配線パターンの放熱するための経路において、伝熱部材５１の熱抵抗が高くなる。その結果、プリント基板２１の配線パターンのうち発熱量が多い部分が放熱されにくくなる。

これに対し、上記高さＨ１および厚さが等しい凸部１２と伝熱部材５１との比較すると、凸部１２の熱抵抗は伝熱部材５０の熱抵抗よりも低くなる。そのため、電力変換装置１Ｈでは、コア９０の上記高さが３ｍｍである場合にも、プリント基板２１の配線パターンの熱は凸部１２を介して放熱部材１０に効率的に放熱される。

さらに、電力変換装置１Ｈでは、凸部１２の側面がコア９０の側面と接触しているため、電力変換装置１Ａと比べて、コア９０がより効果的に放熱される。

さらに、凸部１２は、電力変換装置１Ｈを組み立てる際に、放熱部材１０とプリント基板２１との位置決めおよび両者の固定に利用され得る。

図２０は、実施の形態８に係る電力変換装置１Ｈの第１の変形例を示す断面図である。図２１は、図２０に示される放熱部材１０の側面図である。図２０および図２１に示されるように、電力変換装置１Ｈにおいて、凸部１２の頂面は、伝熱部材５１を介してプリント基板２１の第３主面２１Ａに接触していてもよい。伝熱部材５１の厚さは、３ｍｍ未満であり、好ましくは１ｍｍ未満である。

また、図２０に示されるように、電力変換装置１Ｈでは、本体部１１および凸部１２が一体として構成されていてもよい。この場合、放熱部材１０は、例えば柱状部材が放電加工、フライス加工、または旋盤加工などによって切削されることにより製造されてもよいし、押出し成型により製造されてもよい。

図２０および図２１に示されるように、凸部１２は、外周面１０Ｂのうちコア９０と接触している領域を除く全領域上に設けられていてもよい。この場合、外周面１０Ｂは、１つの凸部１２に囲まれており、凸部１２の頂面１２Ａに対して凹んでいる凹部の底面に対応する。コア９０は、当該凹部に嵌め込まれている。このようにすれば、凸部１２が外周面１０Ｂのうちコア９０と接触している領域を除く一部領域上のみに設けられている場合と比べて、凸部１２とコア９０との接触面積が増加するため、コア９０がさらに効果的に放熱され、また放熱部材１０とプリント基板２１との位置決めおよび両者の固定がより容易となる。

図２２は、実施の形態８に係る電力変換装置１Ｈの第２の変形例を示す断面図である。図２２に示されるように、放熱部材１０は、外周面１０Ｂの１つの第３外周面部１０Ｂ３に対して突出している凸部１２と、他の第４外周面部１０Ｂ４に対して突出している凸部１２とを含んでいてもよい。第１方向Ｒ１に垂直な断面において、放熱部材１０の外形状はＨ字状であってもよい。このような放熱部材１０は押出し成型によって容易に製造されるため、電力変換装置１Ｈの製造コストが低減する。

図２３は、実施の形態８に係る電力変換装置１Ｈの第３の変形例を示す断面図である。図２３に示されるように、第１方向Ｒ１に垂直な断面において、放熱部材１０の外形状は十字状であってもよい。プリント基板２０のＣ面としての第２主面２０Ｂは、放熱部材１０側に向いて配置されていてもよい。

電力変換装置１Ｈは、例えば１つのプリント基板２０と、３つのプリント基板２１とを備える。図２３において、３つのプリント基板２１は互いに同等の構成を備えているが、説明の便宜上、３つのプリント基板２１のうち１つの参照番号を２１０、他の１つの参照番号を２１１、他の１つの参照番号を２１２とし、区別する。プリント基板２１０は、放熱部材１０に対してプリント基板２０とは反対側に配置されている。プリント基板２１１およびプリント基板２１２は、プリント基板２０とプリント基板２１０との間に配置されており、かつ放熱部材１０を挟んで対向配置されている。

放熱部材１０は、例えば、本体部１１、第１凸部１２，第２凸部１３、および第３凸部１４を含む。本体部１１は、図２３中実線および点線で囲まれた部分とする。本体部１１は、プリント基板２０の第２主面２０Ｂと対向する第１外周面部１０Ｂ１、第１外周面部１０Ｂ１とは反対側を向いた第２外周面部１０Ｂ２，第１外周面部１０Ｂ１および第２外周面部１０Ｂ２と交差する方向に延びる第３外周面部１０Ｂ３、および第１外周面部１０Ｂ１および第２外周面部１０Ｂ２と交差する方向に延びておりかつ第３外周面部１０Ｂ３とは反対側を向いた第４外周面部１０Ｂ４を有している。第１凸部１２は、第１外周面部１０Ｂ１に対して突出している。第２凸部１３は第３外周面部１０Ｂ３に対して突出している。第３凸部１４は第４外周面部１０Ｂ４に対して突出している。

第１凸部１２は、複数の電子部品２２によってプリント基板２０の第２主面２０Ｂ上に形成される凹凸の凹部内に配置されている。第１外周面部１０Ｂ１および第１凸部１２は、伝熱部材５０を介して、プリント基板２０および電子部品２２と接続されている。第１凸部１２の頂面は、伝熱部材５０を介して、プリント基板２０の第２主面２０Ｂと接続されている。第１凸部１２の側面は、伝熱部材５０を介して、電子部品２２の側面と接続されている。

第２凸部１３は、プリント基板２０に実装された電子部品２２とプリント基板２１１に実装された電子部品２３との間の領域に配置されている。第３外周面部１０Ｂ３の一部は、伝熱部材５０を介してプリント基板２１１と接続されている。第３外周面部１０Ｂ３の残部は、プリント基板２１１に搭載されたコア９０の底面と接触している。第２凸部１３の一方の側面は当該コア９０の側面と接触しており、第２凸部１３の他方の側面は伝熱部材５０を介して電子部品２２の頂面と接続されている。第２凸部１３の頂面は、伝熱部材５０を介して、プリント基板２１１の第４主面２１Ｂと接続されている。なお、第２凸部１３の頂面は、伝熱部材５０を介さずに、プリント基板２１１の第４主面２１Ｂと接触していてもよい。

第３凸部１４は、プリント基板２０に実装された電子部品２２とプリント基板２１２に実装された電子部品２３との間の領域に配置されている。第４外周面部１０Ｂ４の一部は、伝熱部材５０を介してプリント基板２１２と接続されている。第４外周面部１０Ｂ４の残部は、プリント基板２１２に搭載されたコア９０の底面と接触している。第３凸部１４の一方の側面は当該コア９０の側面と接触しており、第３凸部１４の他方の側面は伝熱部材５０を介して電子部品２２の頂面と接続されている。第３凸部１４の頂面は、伝熱部材５０を介して、プリント基板２１２の第４主面２１Ｂと接続されている。なお、第３凸部１４の頂面は、伝熱部材５０を介さずに、プリント基板２１２の第４主面２１Ｂと接触していてもよい。

図２３に示される電力変換装置１Ｈでは、放熱部材１０の第１凸部１２、第２凸部１３および第３凸部１４が、各プリント基板のＣ面上および隣り合うプリント基板のＣ面間に形成される凹凸の凹部内に配置されているため、このような凹部が単に伝熱部材のみによって封止される場合と比べて、放熱経路の熱抵抗が低減されている。

図２４は、実施の形態８に係る電力変換装置１Ｈの第４の変形例を示す断面図である。図２４に示されるように、凸部１２は、筐体３０の側部３２と接続されてもよい。凸部１２は、外周面１０Ｂの周方向に沿って延材している。すなわち、凸部１２の頂面１２Ａは、外周面１０Ｂよりも拡径された四角の周面を成している。凸部１２の頂面１２Ａは、筐体３０の側部３２の内周面３０Ｃと接触している。放熱部材１０と筐体３０とは、例えば凸部１２と側部３２との絞まりばめによって固定されている。

筐体３０の上記内部空間は、放熱部材１０によって上方空間Ｓ１と下方空間Ｓ２とに分割される。例えば、上方空間Ｓ１および下方空間Ｓ２の各々に、プリント基板２０およびプリント基板２１が配置されている。プリント基板２１に搭載されたコア９０は、例えば第１方向Ｒ１において凸部１２と間隔を隔てて配置されている。なお、プリント基板２１に搭載されたコア９０の側面は、例えば凸部１２の側面と接触していてもよい。

図２４に示される電力変換装置１Ｈでは、凸部１２が筐体３０の側部３２と接触しているため、筐体３０の側部３２も放熱経路として利用され得る。特に、側部３２は、凸部１２よりも上方に配置されているプリント基板２０，２１および電子部品２２，２３の放熱性を高める。

なお、実施の形態８に係る電力変換装置１Ｈでは、凸部１２とプリント基板２１との間、凸部１２とコア９０との間、または凸部１２と筐体３０の側部３２との間に、１ｍｍ以下の間隙が設けられていてもよい。このようにしても、電力変換装置１Ｈには、凸部１２および間隙を介した放熱経路が形成され得る。また、上記間隙は伝熱部材によって埋められていてもよい。

実施の形態９．
図２５は、実施の形態９に係る電力変換装置１Ｈを示す断面図である。図２５に示されるように、実施の形態９に係る電力変換装置１Ｉは、実施の形態１に係る電力変換装置１Ａと基本的に同様の構成を備えるが、筐体３０の上記内部空間の少なくとも一部を封止する封止部８０をさらに備える点で、電力変換装置１Ａとは異なる。なお、電力変換装置１Ｈは、上記点を除き、実施の形態２～８に係る電力変換装置のいずれかと基本的に同様の構成を備えていてもよい。

封止部８０は、例えば、筐体３０の上記内部空間において、放熱部材１０、プリント基板２０，２１、電子部品２２，２３、および伝熱部材５０，５１、すなわちサブＡＳＳＹ、が占有する領域以外の他の領域全体を封止している。

封止部８０を構成する材料の熱伝導率は、空気の熱伝導率よりも高い。封止部８０は、例えばポッティング材が上記内部空間に充填され硬化されたものである。封止部８０は、例えばシリコン系ポッティング材、エポキシ系ポッティング材、ウレタン系ポッティング材、およびアクリル系ポッティング材からなる群から選択される少なくとも１つを含む。なお、封止部８０は、例えば鉱油、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、シリコン油などの絶縁油であってもよい。

封止部８０は、電力変換装置１Ｉの組立工程において、例えば上記サブＡＳＳＹが筐体３０の上記内部空間の予め定められた位置に配置された後に、ポッティング材が上記内部空間に充填されかつ硬化されることにより、形成される。ポッティング材は例えば筐体３０の上方の開口端から充填されるが、筐体３０の下方に注入口を設け、該注入口から充填されてもよい。また、電力変換装置１Ｉの組立工程において、例えば上記サブＡＳＳＹが筐体３０の上記内部空間に収容される前に予めポッティング材が上記内部空間に充填され、その後サブＡＳＳＹが上記内部空間の予め定められた位置に配置された後に、ポッティング材が硬化されることにより、形成されてもよい。

図２６は、図２５に示される電力変換装置１Ｉの第１方向Ｒ１および第２方向Ｒ２に沿った断面図であって、電力変換装置１Ｉの放熱経路を説明するための断面図である。

図２６に示されるように、電力変換装置１Ｉにおいて電子部品２２に生じた熱は、電力変換装置１Ａと同様に、プリント基板２０、伝熱部材５０、放熱部材１０に伝えられる。電子部品２３に生じた熱は、プリント基板２１、伝熱部材５１を経て放熱部材１０に伝えられるとともに、コア９０を経て放熱部材１０に伝えられる。プリント基板２０，２１において、熱は、Ｃ面としての第２主面２０Ｂ，第４主面２１Ｂから樹脂部、配線パターン、スルーホール等を経て、Ｓ面としての第１主面２０Ａ，第３主面２１Ａに伝えられる。放熱部材１０に伝えられた熱は、筐体３０の底部３１を経て冷却器４０に放熱される。さらに、電力変換装置１Ｉでは、電子部品２２，２３に生じた熱は、封止部８０を介して筐体３０の底部３１および側部３２に伝えられる。そのため、電力変換装置１Ｉは、電力変換装置１Ａと比べてより多くの放熱経路を備えるため、電子部品２２，２３をより効果的に放熱できる。さらに、電力変換装置１Ｉでは、封止部８０を構成する材料に応じて、例えば電気的絶縁性、耐振動性、防塵、または防水等の各特性が高められる。

実施の形態１～９に係る電力変換装置１Ａ～１Ｉは、プリント基板２０およびプリント基板２１を備えているが、これに限られるものでは無く、プリント基板２０およびプリント基板２１の少なくとも一方を備えていればよい。例えば、電力変換装置１Ａ～１Ｉは、プリント基板２１を備えていなくてもよく、各プリント基板２１に代えてプリント基板２０をさらに備えていてもよい。

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、上述の実施の形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は上述の実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、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を含むことが意図される。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｉ 電力変換装置、２ インバータ回路、３ トランス回路、４ 整流回路、５ 平滑回路、６ 制御回路、７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ スイッチング素子、８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆ，８ｇ，８ｈ ダイオード、９ａ，９ｂ，９ｃ コンデンサ、１０ 放熱部材、１０Ａ，３０Ｂ 底面、１０Ｂ，７０Ａ 外周面、１０Ｂ２ 第２外周面部、１０Ｂ３ 第３外周面部、１０Ｂ４ 第４外周面部、１０Ｂ１ 第１外周面部、１０Ｃ 空洞部、１０Ｄ，３０Ｃ，３３Ｂ 内周面、１０Ｅ 開口部、１０Ｈ 第１部分、１０Ｌ 第２部分、１１ 本体部、１２ 凸部（第１凸部）、１２Ａ 頂面、１２Ｂ 側面、１３ 第２凸部、１４ 第３凸部、２０ 第１プリント基板、２０Ａ 第１主面、２０Ｂ 第２主面、２１，２１０，２１１，２１２ 第２プリント基板、２１Ａ 第３主面、２１Ｂ 第４主面、２２，２３ 電子部品、２２Ｈ，２３Ｈ 第１部品、２２Ｌ，２３Ｌ 第２部品、３０，６０ 筐体、３０Ａ，３３Ａ 接触面、３１ 底部、３２ 側部、３３ 収容部材、４０ 冷却器、４０Ａ 上面、５０，５１ 伝熱部材、７０ ヒートパイプ、８０ 封止部、９０コア、９１ 上コア、９２ 下コア、１００ 平滑リアクトル、１０１ トランス、１０２ 共振コイル、１０３ フィルタコイル、１０４ 一次側コイル導体、１０５ 二次側コイル導体、１１０ 入力端子、１１１ 出力端子、１２０ 入力配線、１２１ 出力配線、１３０，１３１ 端子部。

Claims (15)

1. 第１方向に沿って延びる放熱面としての外周面及び前記第１方向における底面を有する放熱部材と、
   前記第１方向に沿って延びる実装面および前記実装面とは反対側の面を有し、かつ前記反対側の面が前記放熱面に接続されたプリント基板と、
   前記プリント基板の前記実装面に実装された電子部品と、
   前記放熱部材、前記プリント基板、および前記電子部品を収容する内部空間を有する筐体と、
   前記第１方向において前記筐体と並んで配置されておりかつ前記筐体と接続されている冷却器とを備え、
   前記筐体は前記内部空間に面しかつ前記放熱部材の前記底面と接続されている底面を有し、又は
   前記筐体は前記第１方向に沿って延びる筒状に設けられており、前記冷却器は前記放熱部材の前記底面と接続されている上面を有し、
   前記第１方向に垂直な断面において、前記放熱部材の断面積は、前記筐体の断面積よりも大きい、電力変換装置。
2. 前記筐体の前記底面の面積は、前記放熱面の面積未満である、請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記筐体は、前記底面を有する底部と、前記第１方向に沿って延びる筒状に設けられた側部とを含み、
   前記底部が前記冷却器と接続されている、請求項１又は２に記載の電力変換装置。
4. 前記上面は、前記筐体の前記内部空間に面しており、
   前記上面のうち前記内部空間に露出している領域の面積は、前記放熱面の面積未満である、請求項１に記載の電力変換装置。
5. 前記放熱面と前記プリント基板との間を接続する伝熱部材をさらに備える、請求項１～４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
6. 前記電子部品は、コイル部品を含み、
   前記コイル部品は、前記プリント基板に搭載されており、かつ前記放熱面に接触してい
   るコアを有している、請求項５に記載の電力変換装置。
7. 前記コアは、前記伝熱部材に接触している、請求項６に記載の電力変換装置。
8. 前記放熱部材は、前記放熱面に対して突出している凸部をさらに含み、
   前記凸部は、前記伝熱部材を介して前記プリント基板と接続されている、請求項５～７のいずれか１項に記載の電力変換装置。
9. 前記放熱部材は、前記放熱面に対して突出している凸部をさらに含み、
   前記凸部は、前記プリント基板と接続されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
10. 前記放熱部材は、前記放熱面に対して突出している凸部をさらに含み、
    前記凸部は、前記筐体と接続されている、請求項１～７のいずれか１項に記載の電力変換装置。
11. 前記放熱部材は、ヒートパイプを含む、請求項１～１０のいずれか１項に記載の電力変換装置。
12. 前記放熱部材は、冷媒が流れる冷媒配管を含む、請求項１～１０のいずれか１項に記載の電力変換装置。
13. 前記電子部品は、第１部品と、前記第１部品と比べて通電時の発熱量が少ない第２部品とを含み、
    前記プリント基板は、前記第１部品が搭載されている第１領域と、前記第２部品が搭載されている第２領域とを含み、
    前記放熱部材は、前記第１領域と接続されている第１部分と、前記第２領域と接続されている第２部分とを含み、
    前記第１部分を構成する材料の熱伝導率は、前記第２部分を構成する材料の熱伝導率よりも高い、請求項１～１２のいずれか１項に記載の電力変換装置。
14. 前記内部空間の少なくとも一部を封止する封止部をさらに備える、請求項１～１３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
15. 前記電子部品に生じた熱が前記プリント基板を経て前記放熱部材に伝えられるとともに、前記放熱部材に伝えられた熱が前記筐体を経て前記冷却器に伝えられる又は前記冷却器に直接伝えられるように設けられている、請求項１～１４のいずれか１項に記載の電力変換装置。

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