JPWO2013077311A1 - Ｄｃ−ｄｃコンバータ - Google Patents

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Abstract

ＤＣ−ＤＣコンバータ１０は、一次コイル１１及び二次コイル１２を備えた変圧器１３と、一次コイル１１に接続されて一次コイル１１に流れる電流をスイッチングするスイッチング素子１４と、二次コイル１２に接続された整流素子１５と、変圧器１３が収容された第１収容部３０を備えると共に、スイッチング素子１４及び整流素子１５が収容された第２収容部３６を備えたケース２４と、ケース２４に配設されて、スイッチング素子１４及び整流素子１５と熱的に接続されると共に、ケース２４の外表面に露出する放熱部４７を有する金属製のヒートシンク２５と、を備える。

Description

本発明は、ＤＣ−ＤＣコンバータに関する。
従来、車両に搭載されるＤＣ−ＤＣコンバータとして特許文献１に記載のものが知られている。このＤＣ−ＤＣコンバータは、ケース内に、変圧器と、変圧器の一次コイルに接続されて一次コイルに流れる電流をスイッチングするスイッチング素子と、変圧器の二次コイルに接続された整流素子と、が収容されている。
近年、居住スペースの大型化や、車両の高性能化により、ＤＣ−ＤＣコンバータの搭載領域が制限されるようになっている。このため、ＤＣ−ＤＣコンバータの小型化が一層求められる。ＤＣ−ＤＣコンバータを小型化すると、ケース内に配された電子部品（変圧器、スイッチング素子、及び整流素子等）の密度が高くなる。すると、電子部品が自ら発する熱や、隣接する電子部品から発せられる熱によって、電子部品の温度が、耐熱温度を超えてしまうことが懸念される。比較的に耐熱温度の低いスイッチング素子及び整流素子と、比較的に耐熱温度の高い変圧器とを近接してケース内に配置される場合には、特に問題となりうる。
そこで、ケース内を冷却するために、スイッチング素子、及び整流素子等の電子部品が接続された基板に金属製のヒートシンクを取り付ける構成が考えられる。これにより、比較的に耐熱温度の低い電子部品を保護することが期待された。このような技術として、特許文献２に記載のものが知られている。
特許３５４４３０７号公報 特許３６４１６０３号公報
しかしながら上記の構成によると、基板の全面に亘って金属製のヒートシンクが取り付けられているので、ＤＣ−ＤＣコンバータの重量が増大するという問題があった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、比較的に耐熱温度の低い電子部品が保護されると共に軽量化されたＤＣ−ＤＣコンバータを提供することを目的とする。
本発明は、ＤＣ−ＤＣコンバータであって、一次コイル及び二次コイルを備えた変圧器と、前記一次コイルに接続されて前記一次コイルに流れる電流をスイッチングするスイッチング素子と、前記二次コイルに接続された整流素子と、前記変圧器が収容された第１収容部を備えると共に、前記スイッチング素子及び前記整流素子が収容された第２収容部を備えたケースと、前記ケースに配設されて、前記スイッチング素子及び前記整流素子と熱的に接続されると共に、前記ケースの外表面に露出する放熱部を有する金属製のヒートシンクと、を備える。
本発明によれば、比較的に耐熱温度の高い変圧器と、比較的に耐熱温度に低いスイッチング素子及び整流素子と、をケース内に離隔して収容することができる。これにより、変圧器で発生した熱がスイッチング素子及び整流素子に伝達されることを抑制できる。この結果、比較的に耐熱温度の低いスイッチング素子及び整流素子を保護することができる。
一方、スイッチング素子及び整流素子はヒートシンクと熱的に接続されているので、スイッチング素子及び整流素子で発生した熱は、速やかにヒートシンクに伝達される。これにより、スイッチング素子及び整流素子の近傍が高温になることを抑制できる。ヒートシンクに伝達された熱は、ヒートシンク内を熱伝導して放熱部からケースの外部に放散される。これにより、スイッチング素子及び整流素子の近傍が高温になることを抑制できる。この結果、比較的に耐熱温度の低いスイッチング素子及び整流素子を確実に保護することができる。
また、ヒートシンクはスイッチング素子及び整流素子と熱的に接続されており、変圧器には熱的に接続されていない。このため、変圧器、スイッチング素子、及び整流素子のすべてに対してヒートシンクを熱的に接続する場合に比べて、ヒートシンクを小型化できる。このように金属製のヒートシンクを小型化することにより、ＤＣ−ＤＣコンバータを軽量化できる。
本発明の実施態様としては以下の態様が好ましい。
前記ケースには、前記第１収容部と外部とを連通する吸気口及び排気口が設けられていることが好ましい。
上記の態様によれば、ケースには、第１収容部と外部とを連通する吸気口及び排気口が形成されている。これにより、吸気口から第１収容部内に流入した空気により変圧器が冷却され、変圧器の熱が伝達された空気は排気口から排出される。これにより、変圧器で発生した熱がスイッチング素子及び整流素子に伝達されることを一層抑制できる。この結果、比較的に耐熱温度の低いスイッチング素子及び整流素子を確実に保護することができる。
前記第１収容部には、更に、前記二次コイルに接続されたチョークコイルが収容されていることが好ましい。
上記の態様によれば、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電流を平滑化できる。
チョークコイルに通電されると、熱が発生する。このチョークコイルは第１収容部に収容されているので、チョークコイルで発生した熱がスイッチング素子及び整流素子に伝達されることを抑制することができる。
更に、チョークコイルで発生した熱は、吸気口からケース内に流入した空気によって冷却される。チョークコイルの熱が伝達された空気は排気口から排出され、ケースの外部に放散される。これにより、チョークコイルで発生した熱が、スイッチング素子及び整流素子に伝達されることを一層抑制できる。
前記変圧器はフェライト磁心を備え、前記チョークコイルは圧粉磁心を備えることが好ましい。
上記の態様によれば、圧粉磁心は、比較的に高温になってもチョークコイルとしての磁気性能が低下しないので、チョークコイルの耐熱性を向上させることができる。
また、フェライト磁心を用いた変圧器は、比較的に高温においても変圧器としての性能が低下しない。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータの耐熱性を向上させることができる。
前記一次コイルにはコンデンサが接続されており、前記第２収容部には、前記スイッチング素子及び前記整流素子と離間した位置に、前記コンデンサを収容するコンデンサ収容部が形成されていることが好ましい。
上記の態様によれば、スイッチング素子で発生する熱から、コンデンサを保護することができる。
前記ケースは、上方に開口するロアケースと、前記ロアケースを上方から塞ぐアッパーカバーと、を備え、前記ロアケースに形成されたロア側仕切壁の上縁と、前記アッパーカバーに形成されたアッパー側仕切壁の下縁とが当接することにより、前記第１収容部と前記第２収容部とが仕切られていることが好ましい。
上記の態様によれば、ロアケースとアッパーカバーとを組み付けることにより、第１収容部と第２収容部とを仕切ることができる。
前記ケースは、上方に開口するロアケースと、前記ロアケースに形成された前記第１収容部を上方から覆うインナーカバーと、前記ロアケース及び前記インナーカバーを上方から覆うアッパーカバーと、を備え、前記ロアケースには前記第１収容部と外部とを連通する吸気口が形成されており、前記インナーカバーには、前記第１収容部と、前記インナーカバーと前記アッパーカバーとの間の空間を連通するインナーカバー側排気口が形成されており、前記アッパーカバーには前記第１収容部と外部とを連通する排気口が形成されていることが好ましい。
上記の態様によれば、ロアケースとインナーカバーとを組み付けることにより、第１収容部と第２収容部とを仕切ることができる。
また、インナーカバー側排気口によって、第１収容部と、インナーカバーとアッパーカバーとの間の空間が連通されているので、第１収容部内に空気は、インナーカバー側排気口から流出した後、アッパーカバーの排気口から、ケースの外部へと排出される。これにより、変圧器で発生した熱がスイッチング素子及び整流素子に伝達されることを一層抑制できる。この結果、比較的に耐熱温度の低いスイッチング素子及び整流素子を確実に保護することができる。
前記排気口と、前記インナーカバー側排気口とは、同一直線上に並ばない配置となっていることが好ましい。
上記の態様によれば、排気口から水が浸入した場合でも、インナーカバー側排気口内にまで浸入することを抑制できる。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータの防水性を向上させることができる。
本発明によれば、ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、比較的に耐熱温度の低い電子部品を保護することができると共に、ＤＣ−ＤＣコンバータを軽量化することができる。
図１は本発明の実施形態１に係るＤＣ−ＤＣコンバータの回路構成を示すブロック図である。 図２はＤＣ−ＤＣコンバータを示す分解斜視図である。 図３はＤＣ−ＤＣコンバータからアッパーカバーと第２回路基板と取り外した状態を示す平面図である。 図４はＤＣ−ＤＣコンバータからアッパーカバーと第２回路基板と取り外した状態を示す斜視図である。 図５はＤＣ−ＤＣコンバータからアッパーカバーを取り外した状態を示す平面図である。 図６はＤＣ−ＤＣコンバータからアッパーカバーを取り外した状態を示す斜視図である。 図７はＤＣ−ＤＣコンバータを示す底面図である。 図８は、ＤＣ−ＤＣコンバータを、図３におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に対応する線で切断した状態を示す断面図である。 図９はＤＣ−ＤＣコンバータを、図３におけるＩＸ−ＩＸ線に対応する線で切断した状態を示す断面図である。 図１０はＤＣ−ＤＣコンバータを、図３におけるＸ−Ｘ線に対応する線で切断した状態を示す断面図である。 図１１本発明の実施形態２に係るＤＣ−ＤＣコンバータを示す分解斜視図はである。 図１２はＤＣ−ＤＣコンバータからアッパーカバーと第２回路基板とを取り外した状態を示す斜視図である。 図１３はＤＣ−ＤＣコンバータを示す平面図である。 図１４は図１３におけるＸＩＶ−ＸＩＶ線断面図である。 図１５は図１３におけるＸＶ−ＸＶ線断面図である。 図１６は図１３におけるＸＶＩ−ＸＶＩ線断面図である。
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を、図１ないし図１０を参照して説明する。
（回路構成）
本実施形態に係るＤＣ−ＤＣコンバータ１０は、図１に示すように、一次コイル１１及び二次コイル１２を備えた変圧器１３と、一次コイル１１に接続されて一次コイル１１に流れる電流をスイッチングするスイッチング素子１４と、二次コイル１２に接続されて二次コイル１２から出力される出力電流を整流する整流素子１５と、を備える。
一対の入力端子１６の間には入力側平滑コンデンサ１７（コンデンサ）が接続されている。一対のスイッチング素子１４は、一対の入力端子１６から入力された直流を交流に変換するインバータ回路を構成する。本実施例においては、スイッチング素子１４はパワーＭＯＳＦＥＴからなる。一対のスイッチング素子１４には一対のコンデンサ１８が接続されており、このコンデンサ１８はハーフブリッジを構成する。一対のスイッチング素子１４は制御部１９によって、オンオフが制御される。なお、コンデンサ１８は、フルブリッジ方式、フォワード方式等の回路にも適用可能である。
二次コイル１２の出力端子２０には、それぞれ、整流素子１５が接続されている。本実施形態においては、整流素子１５はＦＥＴからなる。整流素子１５は制御部１９によってオンオフが制御されることにより、二次コイル１２に流れる電流を整流するようになっている。
二次コイル１２のセンタータップ２１にはチョークコイル２２が接続されている。チョークコイル２２には出力端子２０が接続されている。この出力端子２０から、直流電力が出力される。チョークコイル２２と出力端子２０との間には出力側平滑コンデンサ２３が接続されている。
（ＤＣ−ＤＣコンバータ１０の構成）
続いて、図２ないし図１０を参照しつつ、本実施例に係るＤＣ−ＤＣコンバータ１０の構成について説明する。ＤＣ−ＤＣコンバータ１０は、電気自動車、ハイブリッド自動車等の車両に搭載されて、高圧直流電流を低圧直流電流に変換する。本実施形態係るＤＣ−ＤＣコンバータ１０は、電圧が２００Ｖの直流電力を、１４Ｖにまで降圧する。ＤＣ−ＤＣコンバータ１０のケース２４内には、変圧器１３と、スイッチング素子１４と、整流素子１５と、が収容されている。また、ケース２４にはヒートシンク２５が配設されている。以下の説明においては、図２における上方を上方とし、下方を下方とする。また、図３における左方を左方とし、右方を右方とする。また、図３における下方を前方とし、上方を後方とする。
（ケース２４）
ケース２４は、上方に開口する合成樹脂製のロアケース２６と、ロアケース２６に上方から取り付けられる合成樹脂製のアッパーカバー２７と、を備える。ケース２４は上方から見て略長方形状をなしている。ロアケース２６とアッパーカバー２７とは、ロアケース２６に形成されたロック部２８と、アッパーカバー２７に形成されたロック受け部２９と、が弾性的に係合されることにより、組み付けられる。
図３及び図４に示すように、ロアケース２６には、変圧器１３が収容された第１収容部３０が、ロアケース２６の右端から左右方向の幅寸法の略二分の一の領域であって、且つ、ロアケース２６の後端から前後方向の略三分の二の領域に亘って形成されている。第１収容部３０は、ロアケース２６の底壁から立ち上がるロア側仕切壁３１によって、後述する第２収容部３６と仕切られている。
第１収容部３０の前側の領域には、変圧器１３が収容されている。変圧器１３は、フェライト磁心３２に巻き線（図示せず）が巻回された一次コイル１１、及び二次コイル１２を備える。ここでフェライトとは、一般には、酸化鉄を主成分とするセラミックスの総称のことであるが、本願明細書においては非導電性で高透磁率を有し、強磁性を有する部材をいう。
第１収容部３０の後ろ側の領域には、チョークコイル２２が収容されている。チョークコイル２２は、圧粉磁心３３（ダストコア）に巻き線（図示せず）が巻回されてなる。ここで圧粉磁心３３とは、純鉄や軟磁性合金からなる磁性粉末に合成樹脂などのバインダーを適宜添加した粉末を、金型に充填して加圧成形することにより、所望の形状に成形された磁心のことである。
図３に示すように、チョークコイル２２の一方の端部は変圧器１３のセンタータップ２１に接続されている。また、チョークコイル２２の他方の端部は、出力端子２０に接続されている。出力端子２０は金属板材を所定の形状にプレス加工してなる。出力端子２０は上方から見て長方形状をなしており、ロアケース２６の後端部から後方に突出されている。
図３に示すように、ロアケース２６のうち第１収容部３０と異なる領域には、一次コイル１１に接続されたスイッチング素子１４が配設された一次側モジュール３４と、二次コイル１２に接続された整流素子１５が配設された二次側モジュール３５と、が収容された第２収容部３６が形成されている。第２収容部３６は、上方から見て略Ｌ字状をなしている。
（一次側モジュール３４）
一次側モジュール３４は、複数のバスバー３７Ａが絶縁性の合成樹脂３８Ａによってモールド成形されてなる。バスバー３７Ａは金属板材を所定の形状にプレス加工してなる。バスバー３７Ａを構成する金属としては、銅、又は銅合金等、必要に応じて任意の金属を適宜選択できる。バスバー３７Ａの表面には、スズ、又はニッケル等、必要に応じて任意の金属からなるメッキ層が形成されていてもよい。
一次側モジュール３４の右端縁には、一対のバスバー３７Ａが右方に突出されており、入力端子１６とされる。この入力端子１６は、図示しない車載電源に電気的に接続される。
スイッチング素子１４は、入力端子１６から入力された入力電流が通電される電力端子３９Ａと、スイッチング素子１４のオンオフを制御する制御信号が通電される制御端子４０Ａと、を備える。本実施形態においては、電力端子３９Ａはドレイン端子とソース端子とからなる。また、制御端子４０Ａはゲート端子からなる。ゲート端子とソース端子の端子間電圧を制御することで、ドレイン端子からソース端子に流れる電流のオンオフが制御される。合成樹脂３８Ａの端縁から露出されたバスバー３７Ａには、スイッチング素子１４の電力端子３９Ａが接続されている。スイッチング素子１４の制御端子４０Ａは、上方に直角に曲げ加工されている。
一次側モジュール３４の下面には、入力側平滑コンデンサ１７、及びコンデンサ１８が配設されている。入力側平滑コンデンサ１７、及びコンデンサ１８は、半田付け等の公知の手法により、バスバー３７Ａと接続されている。
（二次側モジュール３５）
二次側モジュール３５は、複数のバスバー３７Ｂと、このバスバー３７Ｂと絶縁層を介して積層された第１回路基板４１と、が絶縁性の合成樹脂３８Ｂによってモールド成形されてなる。第１回路基板４１の上面及び下面の双方又は一方には、プリント配線技術により図示しない導電路が形成されている。第１回路基板４１を貫通して形成された窓部４２からは、バスバー３７Ｂの上面が露出している。
二次側モジュール３５の右端部には、一対のバスバー３７Ｂが右方に突出されており、二次側入力端子１６Ａとされる。二次側入力端子１６Ａは、二次コイル１２の出力端子２０Ａと接続されており、二次コイル１２からの出力電流が入力される。
二次側モジュール３５の右端縁には、５つのバスバー３７Ｂが上方に突出されており、二次側制御端子４３とされる。二次側制御端子４３は、後述する第２回路基板４４と接続されて、整流素子１５のオンオフを制御する制御信号が入力されるようになっている。
整流素子１５は、二次コイル１２から出力された出力電流が通電される電力端子３９Ｂと、整流素子１５のオンオフを制御する制御信号が通電される制御端子４０Ｂと、を備える。本実施形態においては、４つの整流素子１５が二次側モジュール３５に接続されている。図３に示すように、第１回路基板４１の後ろ側に配されて前後方向に並ぶ一対の整流素子１５Ａは、二次コイル１２の一方の出力端子２０に対して並列に接続されている。また、第１回路基板４１の前側に配されて左右方向に並ぶ一対の整流素子１５Ｂは、二次コイル１２の他方の出力端子２０に対して並列に接続されている。
整流素子１５の一方の電力端子３９Ｂは、窓部４２から露出するバスバー３７Ｂに、半田付け等の公知の手法により接続されている。整流素子１５の制御端子４０Ｂは、第１回路基板４１の上面に形成された導電路に半田付け等の公知の手法により接続されている。
（第２回路基板４４）
図５及び図６に示すように、ロアケース２６には、第２収容部３６の上方の位置に、第２収容部３６を覆うように第２回路基板４４が配設されている。第２回路基板４４は上方から見て、略Ｌ字状をなしている。第２回路基板４４の上面及び下面にはプリント配線技術により導電路（図示せず）が形成されている。第２回路基板４４の下面には、電子部品４５が導電路と接続されている。第２回路基板４４には、スイッチング素子１４及び整流素子１５のオンオフを制御する制御信号が流れる制御回路が形成されている。第２回路基板４４には、制御部１９が配設されていてもよく、また、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０の外部に配された制御部１９から送信された制御信号が流れる構成としてもよい。また、第２回路基板４４には、制御回路と異なる回路が形成されていてもよい。
（ヒートシンク２５）
図２に示すように、第２収容部３６の左半分の領域は、下方に開口されている。この開口が、金属製のヒートシンク２５によって塞がれている（図７参照）。ヒートシンク２５はアルミニウム又はアルミニウム合金を押し出し成形またはダイキャスト成形してなる。ヒートシンク２５は、上方から見て長方形状をなす板状の基台部４６と、基台部４６の下面からロアケース２６の外部に露出する放熱部４７と、を備える。放熱部４７は、前後方向に延びると共に、左右方向に間隔を空けて並ぶフィン形状をなしている。
図８に示すように、ヒートシンク２５は、ロアケース２６に形成された係合部４８と、ヒートシンク２５のうち係合部４８と対応する位置に形成された係合受け部４９とが弾性的に係合することにより、一体に組み付けられるようになっている。
図８に示すように、スイッチング素子１４は、ヒートシンク２５の基台部４６の上面に、絶縁性の合成樹脂層（図示せず）を介して載置されている。合成樹脂層としては、接着剤、接着シート、絶縁シート等、必要に応じて任意の材料を選択しうる。これにより、スイッチング素子１４と、ヒートシンク２５とは熱的に接続されている。換言すると、スイッチング素子１４で発生した熱は、合成樹脂層に伝達され、合成樹脂層からヒートシンク２５に伝達されるようになっている。
図９に示すように、整流素子１５の下面には他方の電力端子（図示せず）が形成されており、この他方の電力端子がバスバー３７Ｂに半田付け等の公知の手法により接続されている。バスバー３７Ｂと、ヒートシンク２５の基台部４６の上面とは、絶縁性の合成樹脂層（図示せず）を介して載置されている。合成樹脂層としては、接着剤、接着シート、絶縁シート等、必要に応じて任意の材料を選択しうる。これにより、整流素子１５と、ヒートシンク２５とは熱的に接続されている。換言すると、整流素子１５で発生した熱は、合成樹脂層に伝達され、合成樹脂層からヒートシンク２５に伝達されるようになっている。
本実施形態においては、ヒートシンク２５がグランド用の導電路として使用される。ヒートシンク２５の左上部には、グランド端子５０が形成されている。このグランド端子５０が図示しない車体と電気的に接続されるようになっている。
（コンデンサ収容部５１）
図８に示すように、ロアケース２６には、一次側モジュール３４の下方の位置に、入力側平滑コンデンサ１７、及びコンデンサ１８を収容するコンデンサ収容部５１が、形成されている。これにより、スイッチング素子１４と、入力側平滑コンデンサ１７及びコンデンサ１８と、は、一次側モジュール３４を構成する合成樹脂３８Ａによって、隔てられている。
（吸気口５２、及び排気口５３）
図１０に示すように、アッパーカバー２７の下面には、下方に突出するアッパー側仕切壁５４が形成されている。このアッパー側仕切壁５４の下縁が、ロア側仕切壁３１の上縁と上方から当接することにより、第１収容部３０と第２収容部３６とが仕切られている。第１収容部３０の下面には、ロアケース２６の外部と連通する複数の吸気口５２が、ロアケース２６の底壁を貫通して形成されている。吸気口５２は、上下方向に対して傾いて形成されている。これにより、吸気口５２から水、埃等の異物が侵入することが抑制されるようになっている。
図９に示すように、アッパーカバー２７の側縁部には、第１収容部３０とケース２４の外部とを連通する排気口５３が、アッパーカバー２７の側壁を貫通して形成されている。排気口５３の側方はアッパーカバー２７の上面から下方に垂下する、ひさし部５５によって覆われており、排気口５３は下方に向かって開口している。これにより、上方から水が排気口５３内に浸入することが抑制されている。
（本実施形態の作用、効果）
続いて、本実施形態の作用、効果について説明する。本実施形態によれば、変圧器１３は第１収容部３０に収容されており、スイッチング素子１４及び整流素子１５は第２収容部３６に収容されている。このように、比較的に耐熱温度の高い変圧器１３と、比較的に耐熱温度に低いスイッチング素子１４及び整流素子１５と、をケース２４内に離隔して収容することができる。これにより、変圧器１３で発生した熱がスイッチング素子１４及び整流素子１５に伝達されることを抑制できる。この結果、比較的に耐熱温度の低いスイッチング素子１４及び整流素子１５を保護することができる。
更に、変圧器１３が収容された第１収容部３０には、吸気口５２及び排気口５３が形成されている。これにより、吸気口５２から第１収容部３０内に流入した空気により変圧器１３が冷却され、変圧器１３の熱が伝達された空気は排気口５３から排出される。これにより、変圧器１３で発生した熱がスイッチング素子１４及び整流素子１５に伝達されることを一層抑制できる。この結果、比較的に耐熱温度の低いスイッチング素子１４及び整流素子１５を確実に保護することができる。
一方、スイッチング素子１４及び整流素子１５はヒートシンク２５と熱的に接続されているので、スイッチング素子１４及び整流素子１５で発生した熱は、速やかにヒートシンク２５に伝達される。これにより、スイッチング素子１４及び整流素子１５の近傍が高温になることを抑制できる。ヒートシンク２５に伝達された熱は、ヒートシンク２５内を熱伝導して放熱部４７からケース２４の外部に放散される。これにより、スイッチング素子１４及び整流素子１５の近傍が高温になることを抑制できる。この結果、比較的に耐熱温度の低いスイッチング素子１４及び整流素子１５を確実に保護することができる。
また、ヒートシンク２５はスイッチング素子１４及び整流素子１５と熱的に接続されており、変圧器１３には熱的に接続されていない。このため、変圧器１３、スイッチング素子１４、及び整流素子１５のすべてに対してヒートシンク２５を熱的に接続する場合に比べて、ヒートシンク２５を小型化できる。このように金属製のヒートシンク２５を小型化することにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０を軽量化できる。
また、本実施形態によれば、第１収容部３０には、更に、二次コイル１２に接続されたチョークコイル２２が収容されている。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０の出力電流を平滑化できる。
また、チョークコイル２２に通電されると、熱が発生する。このチョークコイル２２は第１収容部３０に収容されているので、チョークコイル２２で発生した熱がスイッチング素子１４及び整流素子１５に伝達されることを抑制することができる。
更に、チョークコイル２２で発生した熱は、吸気口５２からケース２４内に流入した空気によって冷却される。チョークコイル２２の熱が伝達された空気は排気口５３から排出され、ケース２４の外部に放散される。これにより、チョークコイル２２で発生した熱が、スイッチング素子１４及び整流素子１５に伝達されることを一層抑制できる。
また、本実施形態によれば、変圧器１３はフェライト磁心３２を備え、チョークコイル２２は圧粉磁心３３を備える。上記の圧粉磁心３３は、比較的に高温になってもチョークコイルとしての磁気性能が低下しないので、チョークコイル２２の耐熱性を向上させることができる。
また、フェライト磁心３２を用いた変圧器１３は、比較的に高温においても変圧器としての性能が低下しない。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０の耐熱性を全体として向上させることができる。
また、本実施形態によれば、一次コイル１１には入力側平滑コンデンサ１７及びコンデンサ１８が接続されており、第２収容部３６には、スイッチング素子１４及び整流素子１５と離間した位置に、入力側平滑コンデンサ１７及びコンデンサ１８を収容するコンデンサ収容部５１が形成されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ１０においては、スイッチング素子１４は頻繁にオンオフを繰り返す。このため、スイッチング素子１４の発熱量は比較的に大きなものとなる。本実施形態によれば、スイッチング素子１４で発生する熱から、入力側平滑コンデンサ１７及びコンデンサ１８を保護することができる。
また、本実施形態によれば、ケース２４は、上方に開口するロアケース２６と、ロアケース２６を上方から塞ぐアッパーカバー２７と、を備え、ロアケース２６に形成されたロア側仕切壁３１の上縁と、アッパーカバー２７に形成されたアッパー側仕切壁５４の下縁とが当接することにより、第１収容部３０と第２収容部３６とが仕切られている。これにより、ロアケース２６とアッパーカバー２７とを組み付けることにより、第１収容部３０と第２収容部３６とを容易に仕切ることができる。
＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を、図１１ないし図１６を参照しつつ説明する。本実施形態に係るＤＣ−ＤＣコンバータ７０においては、ロアケース７１の第１収容部７２にはインナーカバー７３が取り付けられる。このインナーカバー７３により、第１収容部７２が覆われるようになっている。アッパーカバー７４は、ロアケース７１の第２収容部８１と、インナーカバー７３とを覆うようにして、ロアケース７１に取り付けられる。
図１１及び図１２に示すように、インナーカバー７３は、合成樹脂製であって、上方から見て略長方形状をなす浅い皿状をなしている。インナーカバー７３は、ロアケース７１に形成されたインナーカバーロック部７５と、インナーカバー７３に形成されたインナーカバーロック受け部７６とが弾性的に係合することにより、一体に組み付けられるようになっている。
インナーカバー７３の側壁には、側壁の肉厚方向に貫通する複数（本実施形態においては３つ）のインナーカバー側排気口７７が、前後方向に間隔を空けて並んで形成されている。
図１４に示すように、ロアケース７１にインナーカバー７３が組み付けられた状態で、第１収容部７２はインナーカバー７３によって上方から覆われるようになっている。第１収容部７２の底壁には、複数の吸気口７８が形成されている。
図１５に示すように、インナーカバー７３の側壁に形成されたインナーカバー側排気口７７により、第１収容部７２と、インナーカバー７３とアッパーカバー７９との間に空間が連通されている。インナーカバー側排気口７７と、アッパーカバー７９に形成された排気口８０とは、同一直線上に並ばない配置となっている。これにより、インナーカバー側排気口７７の直近の領域は、アッパーカバー２７によって覆われた状態になっている。
図１１及び図１６に示すように、アッパーカバー７９の側壁には、複数（本実施形態においては３つ）の排気口８０が、前後方向に間隔を空けて並んで形成されている。本実施形態に係る排気口８０は、上方に開口して形成されている（図１６参照）。
上記したように、インナーカバー側排気口７７と、排気口８０とは、同一直線上に並ばない配置となっている。これにより、排気口８０の下方の位置には、インナーカバー７３の側壁が存在するようになっている。これにより、排気口８０から水が浸入した場合、この水は、インナーカバー７３の側壁によって受けられる。この結果、インナーカバー７３の内側に水が浸入することを抑制できる。
上記以外の構成については、実施形態１と略同様なので、同一部材については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
（本実施形態の作用、効果）
続いて、本実施形態の作用、効果について説明する。本実施形態によれば、ロアケース７１とインナーカバー７３とを組み付けることにより、第１収容部７２と第２収容部３６とを仕切ることができる。これにより、第１収容部７２に収容された変圧器１３、及びチョークコイル２２で発生した熱が、第２収容部３６に収容されたスイッチング素子１４、及び整流素子１５に伝達されることを確実に抑制できる。
また、インナーカバー側排気口７７によって、第１収容部７２と、インナーカバー７３とアッパーカバー７９との間の空間が連通されているので、第１収容部７２内に空気は、インナーカバー側排気口７７から流出した後、アッパーカバー７９の排気口８０から、ケース２４の外部へと排出される。これにより、変圧器１３で発生した熱がスイッチング素子１４及び整流素子１５に伝達されることを一層抑制できる。この結果、比較的に耐熱温度の低いスイッチング素子１４及び整流素子１５を確実に保護することができる。
また、本実施形態によれば、排気口８０と、インナーカバー側排気口７７とは、同一直線上に並ばない配置となっている。これにより、排気口８０の下方の位置には、インナーカバー７３の側壁が存在するようになっている。この結果、排気口８０から水が浸入した場合、この水は、インナーカバー７３の側壁によって受けられる。このように、仮に、排気口８０から水がアッパーカバー７９の内部に浸入した場合でも、この水がインナーカバー７３の内側にまで浸入することを抑制できる。
このように本実施形態によれば、第１収容部７２に収容された変圧器１３、及びチョークコイル２２の放熱性を向上させると共に、第１収容部７２の防水性を向上させることができる。
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）本実施形態においては、ケース２４内にはチョークコイル２２が収容される構成としたが、チョークコイル２２は省略してもよい。
（２）本実施形態においては、放熱部４７はフィン形状をなしていたが、これに限られず、放熱部４７は、平板状でもよく、必要に応じて任意の形状とすることができる。
（３）実施形態２においては、インナーカバー側排気口７７と、排気口５３とは、同一直線上に並ばない配置としたが、これに限られず、インナーカバー側排気口７７と、排気口５３とは、同一直線上に配されていてもよい。
（４）本実施形態においては、整流素子１５としてＦＥＴを用いたが、ダイオードでもよい。ダイオードを用いる場合には、制御部１９からの信号は省略できる。
（５）本実施形態においては、入力側平滑コンデンサ１７及びコンデンサ１８はコンデンサ収容部５１の内部に収容する構成としたが、これに限られず、コンデンサ収容部５１を省略し、入力側平滑コンデンサ１７及びコンデンサ１８を、ケース２４の任意の位置に収容することができる。
（６）変圧器１３の磁心はフェライト磁心３２に限定されない。また、チョークコイル２２の磁心は圧粉磁心３３に限定されない。これらの磁心を構成する材料は、必要に応じて適宜に選択しうる。
（７）実施形態２においては、第２回路基板４４は、インナーカバー７３の上方の位置に配する構成としてもよいし、また、第２収容部８１及びインナーカバー７３双方の上方に配する構成としてもよい。
（８）実施形態１においてはロアケース２６に吸気口５２が形成されると共にアッパーカバー２７に排気口５３が形成される構成とし、実施形態２においてはロアケース２６に吸気口５２が形成されると共にアッパーカバー２７に排気口５３が形成され、且つインナーカバー７３にインナーカバー側排気口７７が形成される構成としたが、これに限られず、吸気口５２、排気口５３、及びインナーカバー側排気口７７は省略してもよい。また、吸気側と排気側とが入れ替わってもよい。
１０：ＤＣ−ＤＣコンバータ
１１：一次コイル
１２：二次コイル
１３：変圧器
１４：スイッチング素子
１５：整流素子
１７：入力側平滑コンデンサ（コンデンサ）
１８：コンデンサ
２２：チョークコイル
２５：ヒートシンク
２６：ロアケース（ケース２４）
２７：アッパーカバー（ケース２４）
３０，７２：第１収容部
３１：ロア側仕切壁
３２：フェライト磁心
３３：圧粉磁心
３６：第２収容部
４７：放熱部
５１：コンデンサ収容部
５２，７８：吸気口
５３，８０：排気口
５４：アッパー側仕切壁
７３：インナーカバー（ケース２４）
７７：インナーカバー側排気口

Claims (8)

  1. 一次コイル及び二次コイルを備えた変圧器と、
    前記一次コイルに接続されて前記一次コイルに流れる電流をスイッチングするスイッチング素子と、
    前記二次コイルに接続された整流素子と、
    前記変圧器が収容された第１収容部を備えると共に、前記スイッチング素子及び前記整流素子が収容された第２収容部を備えたケースと、
    前記ケースに配設されて、前記スイッチング素子及び前記整流素子と熱的に接続されると共に、前記ケースの外表面に露出する放熱部を有する金属製のヒートシンクと、を備えたＤＣ−ＤＣコンバータ。
  2. 前記ケースには、前記第１収容部と外部とを連通する吸気口及び排気口が設けられている請求項１に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
  3. 前記第１収容部には、更に、前記二次コイルに接続されたチョークコイルが収容されている請求項１または請求項２に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
  4. 前記変圧器はフェライト磁心を備え、前記チョークコイルは圧粉磁心を備えた請求項３に記載のＤＣ-ＤＣコンバータ。
  5. 前記一次コイルにはコンデンサが接続されており、前記第２収容部には、前記スイッチング素子及び前記整流素子と離間した位置に、前記コンデンサを収容するコンデンサ収容部が形成されている請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
  6. 前記ケースは、上方に開口するロアケースと、前記ロアケースを上方から塞ぐアッパーカバーと、を備え、
    前記ロアケースに形成されたロア側仕切壁の上縁と、前記アッパーカバーに形成されたアッパー側仕切壁の下縁とが当接することにより、前記第１収容部と前記第２収容部とが仕切られている請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
  7. 前記ケースは、上方に開口するロアケースと、前記ロアケースに形成された前記第１収容部を上方から覆うインナーカバーと、前記ロアケース及び前記インナーカバーを上方から覆うアッパーカバーと、を備え、
    前記ロアケースには前記第１収容部と外部とを連通する吸気口が形成されており、
    前記インナーカバーには、前記第１収容部と、前記インナーカバーと前記アッパーカバーとの間の空間を連通するインナーカバー側排気口が形成されており、
    前記アッパーカバーには前記第１収容部と外部とを連通する排気口が形成されている請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
  8. 前記排気口と、前記インナーカバー側排気口とは、同一直線上に並ばない配置となっている請求項７に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
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