(57)【要約】  コイル装置（１００）は、上コア（１０）と、下コア（１１）と、コイル（２０）と、下コア（１１）を支持する支持体（５０）と、コイル（２０）と支持体（５０）とを熱的に接続する伝熱部材（４０）とを備え、上コア（１０）は、中脚（１０ｃ）と、３つの外脚（１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ）とを有し、上コア（１０）と下コア（１１）とは、中脚（１０ｃ）および外脚（１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ）を介して接続し、コイル（２０）は、中脚（１０ｃ）と外脚（１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ）のそれぞれとの間の空間を通って、中脚（１０ｃ）に巻回される。
2019138861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のコア部分と、第２のコア部分と、中脚部と、３つ以上の外脚部とを含み、前記第１のコア部分と前記第２のコア部分とが、前記中脚部および前記３つ以上の外脚部を介して接続されるコアと、
１つのコイルまたは複数のコイルと、
前記コアを支持する第１の支持体と、
前記１つのコイルまたは前記複数のコイルと前記第１の支持体との間に設けられて前記１つのコイルまたは前記複数のコイルと前記第１の支持体とを熱的に接続する第１の伝熱部材とを備え、
前記１つのコイルまたは前記複数のコイルのいずれかは、前記３つ以上の外脚部のうちの第１の外脚部と前記中脚部との間の空間に位置していて前記中脚部に巻回され、前記３つ以上の外脚部のうちの第２の外脚部と前記中脚部との間の空間に位置していて前記中脚部に巻回され、前記３つ以上の外脚部のうちの第３の外脚部と前記中脚部との間の空間に位置していて前記中脚部に巻回されており、
前記第１の外脚部は前記中脚部から第１の向きに離れた位置に配置されており、前記第２の外脚部は前記中脚部から第２の向きに離れた位置に配置されており、前記第３の外脚部は前記中脚部から第３の向きに離れた位置に配置されている
ことを特徴とするコイル装置。
【請求項２】
前記中脚部および前記３つ以上の外脚部が差し込まれる貫通穴が形成された基板を更に備え、
前記１つのコイルまたは前記複数のコイルは、前記基板に設けられ、
前記第１の伝熱部材は、前記基板と前記第１の支持体との間に設けられる
ことを特徴とする請求項１に記載のコイル装置。
【請求項３】
前記１つのコイルまたは前記複数のコイルと熱的に接続される放熱部材を更に備える
ことを特徴とする請求項１または２に記載のコイル装置。
【請求項４】
前記コアを支持する第２の支持体と、
前記１つのコイルまたは前記複数のコイルと前記第２の支持体との間に設けられて前記１つのコイルまたは前記複数のコイルと前記第２の支持体とを熱的に接続する第２の伝熱部材とを更に備え、
前記第１の支持体と前記第２の支持体とは前記コアを挟んで前記コアを支持する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のコイル装置。
【請求項５】
前記基板に設けられ、前記中脚部と前記３つ以上の外脚部のそれぞれとの間の空間を通って、前記中脚部に巻回される、前記１つのコイルまたは前記複数のコイルの電位と同電位となる第２のコイルを更に備える
ことを特徴とする請求項２に記載のコイル装置。
【請求項６】
前記基板に設けられ、前記中脚部と前記３つ以上の外脚部のそれぞれとの間の空間のいずれかを通って、前記中脚部に巻回され、前記１つのコイルまたは前記複数のコイルの電位と異電位であって、前記１つのコイルまたは前記複数のコイルが設けられている層と別の層に設けられている第２のコイルを更に備える
ことを特徴とする請求項２に記載のコイル装置。
【請求項７】
前記基板に設けられ、前記中脚部と前記３つ以上の外脚部のそれぞれとの間の空間のいずれかを通って、前記中脚部に巻回され、前記１つのコイルまたは前記複数のコイルの電位と異電位であって、前記１つのコイルまたは前記複数のコイルが設けられている層と別の層に設けられている複数の第２のコイルを更に備える
ことを特徴とする請求項２に記載のコイル装置。
【請求項８】
前記基板に設けられ、前記１つのコイルまたは前記複数のコイルと前記第２のコイルとを熱的に接続する第３の伝熱部材を更に備える
ことを特徴とする請求項５または６に記載のコイル装置。
【請求項９】
第１のコア部分と、第２のコア部分と、中脚部と、３つ以上の外脚部とを含み、前記第１のコア部分と前記第２のコア部分とが、前記中脚部および前記３つ以上の外脚部を介して接続されるコアと、
１つのコイルまたは複数のコイルと、
前記コアを支持する第１の支持体と、
前記１つのコイルまたは前記複数のコイルと前記第１の支持体との間に設けられて前記１つのコイルまたは前記複数のコイルと前記第１の支持体とを熱的に接続する第１の伝熱部材とを備え、
前記３つ以上の外脚部のうちの第１の外脚部は前記中脚部から第１の向きに離れた位置に配置されており、前記３つ以上の外脚部のうちの第２の外脚部は前記中脚部から第２の向きに離れた位置に配置されており、前記３つ以上の外脚部のうちの第３の外脚部は前記中脚部から第３の向きに離れた位置に配置されており、
（１）前記１つのコイルの第１の部分は前記第１の外脚部と前記中脚部との間の空間に位置しており、前記１つのコイルの第２の部分は前記第２の外脚部と前記中脚部との間の空間に位置しており、前記１つのコイルの第３の部分は前記第３の外脚部と前記中脚部との間の空間に位置していて、前記１つのコイルは前記中脚部に巻回されている、または、（２）前記複数のコイルのうちの１つ目のコイルの一部は前記第１の外脚部と前記中脚部との間の空間に位置していて前記１つ目のコイルは前記第１の外脚部に巻回されており、前記複数のコイルのうちの２つ目のコイルの一部は前記第２の外脚部と前記中脚部との間の空間に位置していて前記２つ目のコイルは前記第２の外脚部に巻回されており、前記複数のコイルのうちの３つ目のコイルの一部は前記第３の外脚部と前記中脚部との間の空間に位置していて前記３つ目のコイルは前記第３の外脚部に巻回されている
ことを特徴とするコイル装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載のコイル装置を備える
ことを特徴とする電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイルを備えたコイル装置および電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＣ（Direct  Current）／ＤＣ変換装置といった電力変換装置には、平滑コイルおよびトランスなどのコイル装置が搭載されている。電力変換装置が動作する際、コイル装置は発熱する。コイル装置の温度が上昇すると電力損失が増大するため、コイル装置には放熱構造が必要である。【０００３】
たとえば、特許文献１に記載のコイル装置では、Ｅ型のコアとコイルとを有し、コアの中脚部を分割し、分割された中脚部間の隙間に放熱用樹脂を充填して、コアの放熱の効率化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−９３４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に記載のコイル装置では、コアの放熱を効率的に行うことについては考慮されているものの、コイルの放熱を効率的に行うことについては考慮されていない。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コイルの放熱を効率的に行うことができるコイル装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるコイル装置は、第１のコア部分と、第２のコア部分と、中脚部と、３つ以上の外脚部とを含み、第１のコア部分と第２のコア部分とが、中脚部および３つ以上の外脚部を介して接続されるコアを備える。コイル装置は、１つのコイルまたは複数のコイルを備える。コイル装置は、コアを支持する第１の支持体を備える。コイル装置は、１つのコイルまたは複数のコイルと第１の支持体との間に設けられて１つのコイルまたは複数のコイルと第１の支持体とを熱的に接続する第１の伝熱部材を備える。１つのコイルまたは複数のコイルのいずれかは、３つ以上の外脚部のうちの第１の外脚部と中脚部との間の空間に位置していて中脚部に巻回され、３つ以上の外脚部のうちの第２の外脚部と中脚部との間の空間に位置していて中脚部に巻回され、３つ以上の外脚部のうちの第３の外脚部と中脚部との間の空間に位置していて中脚部に巻回されている。第１の外脚部は中脚部から第１の向きに離れた位置に配置されており、第２の外脚部は中脚部から第２の向きに離れた位置に配置されており、第３の外脚部は中脚部から第３の向きに離れた位置に配置されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、コイルの放熱を効率的に行うことができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるコイル装置を備えた電力変換装置の一例を示す回路図
【図２】図１におけるコイル装置を示す斜視図
【図３】図１におけるコイル装置を示す分解斜視図
【図４】図１におけるコイル装置を示す平面図
【図５】図４の線Ｖ−Ｖに沿う切断部端面図
【図６】図１におけるコイル装置の第１の変形例を示す平面図
【図７】図１におけるコイル装置の第２の変形例を示す平面図
【図８】図１におけるコイル装置の第３の変形例を示す平面図
【図９】図１におけるコイル装置の第４の変形例を示す平面図
【図１０】図１におけるコイル装置の第５の変形例を示す平面図
【図１１】図１０の線Ｘ−Ｘに沿う切断部端面図
【図１２】図１におけるコイル装置の第６の変形例を示す平面図
【図１３】本発明の実施の形態２にかかるコイル装置の一例を示す平面図
【図１４】本発明の実施の形態３にかかるコイル装置の一例を示す切断部端面図
【図１５】本発明の実施の形態３にかかるコイル装置の一例を示す切断部端面図
【図１６】本発明の実施の形態４にかかるコイル装置の一例を示す切断部端面図
【図１７】本発明の実施の形態４にかかるコイル装置の一例を示す切断部端面図
【図１８】本発明の実施の形態５にかかるコイル装置の一例を示す第１の平面図
【図１９】本発明の実施の形態５にかかるコイル装置の一例を示す第２の平面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態にかかるコイル装置および電力変換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。
【００１１】
実施の形態１．
まず、本発明の実施の形態１にかかるコイル装置を備えた電力変換装置について説明する。図１は、本発明の実施の形態１にかかるコイル装置を備えた電力変換装置の一例を示す回路図である。
【００１２】
図１に示す、電力変換装置１は、ＤＣ／ＤＣ変換装置である。電力変換装置１は、インバータ回路２と、トランス回路３と、整流回路４と、コイル装置１００を備える平滑回路５と、制御回路６とを備える。電力変換装置１は、入力端子１１０から入力される直流電圧Ｖｉを直流電圧Ｖｏに変換して出力端子１１１から出力する。
【００１３】
インバータ回路２は、スイッチング素子７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを備える。スイッチング素子７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ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。スイッチング素子７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄのそれぞれは、ケイ素（Ｓｉ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）または窒化ガリウム（ＧａＮ）などを材料として形成されている。
【００１４】
トランス回路３は、トランスとしてのコイル装置１０１を備える。コイル装置１０１は、インバータ回路２と接続する１次側コイル導体（高電圧側巻線）１２０と、１次側コイル導体１２０と磁気的に結合し、整流回路４と接続する２次側コイル導体（低電圧側巻線）１２１とを備える。
【００１５】
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のそれぞれは、Ｓｉ、ＳｉＣまたはＧａＮなどを材料として形成されている。
【００１６】
平滑回路５は、平滑コイルとしてのコイル装置１００と、コンデンサ９ａとを備える。制御回路６は、インバータ回路２を制御する制御信号をインバータ回路２に出力する。
【００１７】
電力変換装置１は、インバータ回路２の前段に、平滑コイルとしてのコイル装置１０２と、コンデンサ９ｂとを備える。電力変換装置１は、インバータ回路２とトランス回路３との間に、共振コイルとしてのコイル装置１０３を備える。
【００１８】
電力変換装置１には、たとえば１００Ｖから６００Ｖの直流電圧Ｖｉが入力される。電力変換装置１は、たとえば１２Ｖから１６Ｖの直流電圧Ｖｏを出力する。具体的には、入力端子１１０に入力された直流電圧Ｖｉ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する。電力変換装置１は、平滑回路５から出力された直流電圧Ｖｏを出力端子１１１から出力する。
【００１９】
直流電圧Ｖｉが入力される入力端子１１０と、直流電圧Ｖｏを出力する出力端子１１１と、スイッチング素子７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄと、ダイオード８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄと、コンデンサ９ａ，９ｂとは、プリント基板に搭載されている。プリント基板は、支持体に取り付けられている。支持体は、電力変換装置１の筐体である。筐体は、金属製であり、冷却器としての役割も有する。電力変換装置１のグラウンドは、支持体に接続されている。プリント基板には、他の電子部品を搭載させてもよい。
【００２０】
図２は、図１におけるコイル装置１００を示す斜視図である。図３は、図１におけるコイル装置１００を示す分解斜視図である。図４は、図１におけるコイル装置１００を示す平面図である。図５は、図４の線Ｖ−Ｖに沿う切断部端面図である。以下の説明において、Ｘ軸に沿った正の方向を右方向とし、Ｘ軸に沿った負の方向を左方向とし、Ｙ軸に沿った正の方向を上方向とし、Ｙ軸に沿った負の方向を下方向とし、Ｚ軸に沿った正の方向を奥方向とし、Ｚ軸に沿った負の方向を手前方向とする。Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、方向を説明するためのものである。
【００２１】
図２から図５に示す、コイル装置１００は、磁性体を含む上コア１０と、磁性体を含む下コア１１と、コイル２０と、基板３０と、伝熱部材４０と、支持体５０とを備える。上コア１０および下コア１１は、コアの一例である。下コア１１は、第２のコア部分の一例である。コイル２０は、１つのコイルの一例である。支持体５０は、第１の支持体の一例である。伝熱部材４０は、第１の伝熱部材の一例である。
【００２２】
図２から図４に示すように、上コア１０は、上面視がＴ字形状である。図３に示すように、上コア１０は、左右方向に延びる直方体のベース１０ａと、ベース１０ａの左右方向の中間位置から奥方向に延びる直方体のベース１０ｂと、ベース１０ａの左右方向の中間位置から下方向に突出する中脚１０ｃと、ベース１０ａの左端から下方向に突出する外脚１０ｄと、ベース１０ａの右端から下方向に突出する外脚１０ｅと、ベース１０ｂの奥方向の端から下方向に突出する外脚１０ｆとを有する。ベース１０ａおよびベース１０ｂは、第１のコア部分の一例である。中脚１０ｃは、中脚部の一例である。外脚１０ｄ，１０ｅ，１０ｆは、外脚部の一例である。
【００２３】
下コア１１は、上コア１０と同様に、上面視がＴ字形状である。下コア１１は、左右方向に延びる直方体のベース１１ａと、ベース１１ａの左右方向の中間位置から奥方向に延びる直方体のベース１１ｂとを有する。上コア１０と下コア１１とは、中脚１０ｃおよび外脚１０ｄ，１０ｅ，１０ｆを介して接続する。
【００２４】
ＥＩコアでは、中脚の外側に設けられている２つの外脚は、ひとつの直線上において、中脚から異なる向きに離れた位置に配置されている。本実施の形態においては、図４に示すように、ベース１０ａは第１の直線上に延在しており、ベース１０ｂは第１の直線と異なる第２の直線上に延在している。ベース１０ａから突出する外脚１０ｄと外脚１０ｅとは第１の直線上に配置されており、ベース１０ｂから突出する外脚１０ｆは第２の直線上に配置されている。外脚１０ｄは中脚１０ｃから第１の向きに離れた位置に配置されており、外脚１０ｅは中脚１０ｃから第２の向きに離れた位置に配置されており、外脚１０ｆは中脚１０ｃから第３の向きに離れた位置に配置されている。第２の向きは、第１の向きと異なる。第３の向きは、第１の向きとも第２の向きとも異なる。
【００２５】
本実施の形態では、上コア１０及び下コア１１の磁界が通過する断面において、中脚１０ｃの断面積と、外脚１０ｄ，１０ｅ，１０ｆの断面積の合計とが等しい。断面積は、中脚１０ｃと外脚１０ｄ，１０ｅ，１０ｆとが延びる方向と直交する平面で中脚１０ｃ及び外脚１０ｄ，１０ｅ，１０ｆを切った場合の断面の大きさである。中脚１０ｃと外脚１０ｄ，１０ｅ，１０ｆとが延びる方向はＹ方向と平行であり、中脚１０ｃと外脚１０ｄ，１０ｅ，１０ｆとが延びる方向と直交する平面はＸＺ平面である。
【００２６】
上コア１０および下コア１１の形状は上述した形状に限定されない。たとえば、上コア１０が中脚１０ｃおよび外脚１０ｄ，１０ｅ，１０ｆを有しておらず、下コア１１が上方向に突出する中脚および３つの外脚を有していてもよい。たとえば、上コア１０が外脚１０ｄ，１０ｅ，１０ｆを有しておらず、下コア１１が上方向に突出する３つの外脚を有していてもよい。たとえば、上コア１０が中脚１０ｃおよび外脚１０ｄ，１０ｅ，１０ｆを有し、下コア１１も上方向に突出する中脚および３つの外脚を有していてもよい。上コア１０および下コア１１は、たとえばマンガン亜鉛（Ｍｎ−Ｚｎ）系フェライトコアまたはニッケル亜鉛（Ｎｉ−Ｚｎ）系フェライトコアといったフェライトコアである。上コア１０および下コア１１は、アモルファスコアまたはアイアンダストコアであってもよい。中脚１０ｃの断面積と外脚１０ｄ，１０ｅ，１０ｆの断面積の合計とは、等しくなくてもよい。つまり、中脚１０ｃの断面積は、外脚１０ｄ，１０ｅ，１０ｆの断面積の合計より大きくてもよい。中脚１０ｃの断面積は、外脚１０ｄ，１０ｅ，１０ｆの断面積の合計より小さくてもよい。インダクタンス値を調整するために、断面積は自由に設定することができる。
【００２７】
コイル２０は、基板３０に設けられている。コイル２０は、基板３０上に配線パターンとして形成されている。配線パターンの厚みは、たとえば１μｍ以上５０００μｍ以下である。コイル２０は、中脚１０ｃと外脚１０ｄ，１０ｅ，１０ｆのそれぞれとの間の空間を通って、中脚１０ｃに１ターン分巻回されている。コイル２０の一端はたとえば整流回路４に接続され、他端はたとえばコンデンサ９ａに接続されている。コイル２０は、中脚１０ｃに１ターン分以上巻回されていてもよく、１ターン分よりも少なく巻回されていてもよい。コイル２０が例えば１ターン分巻回される間に、コイル２０の断面積が変化してもよい。断面積が変化するとは、例えばコイル２０の厚さが一定である場合、コイル２０の幅が大きい箇所と小さい箇所とが存在することを意味する。コイル２０は、中脚１０ｃ以外の外脚１０ｄ，１０ｅ，１０ｆに巻回されていてもよい。コイル２０は、たとえば銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、すず（Ｓｎ）、銅（Ｃｕ）合金、ニッケル（Ｎｉ）合金、金（Ａｕ）合金、銀（Ａｇ）合金、すず（Ｓｎ）合金などの導電性の材料によって形成されている。コイル２０は、配線パターンではなく、巻線であってもよい。
【００２８】
基板３０は、平板状である。基板３０は、電気的絶縁性を有する任意の材料で形成されている。基板３０は、たとえばガラス繊維強化エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ：Poly  Phenylene  Sulfide）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などで形成されている。基板３０は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などのセラミック材料で形成されていてもよい。基板３０には、貫通穴３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄが形成されている。貫通穴３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄには、中脚１０ｃおよび外脚１０ｄ，１０ｅ，１０ｆが差し込まれる。貫通穴３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄは、中脚１０ｃおよび外脚１０ｄ，１０ｅ，１０ｆを差し込むことができればよい。貫通穴３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄの形状および寸法は、中脚１０ｃおよび外脚１０ｄ，１０ｅ，１０ｆの形状に合わせて変更可能である。
【００２９】
伝熱部材４０は、基板３０と支持体５０との間に配置される。伝熱部材４０は、たとえば支持体５０の上面の形状と同様である。伝熱部材４０には、貫通穴４０ａが形成されている。伝熱部材４０は、基板３０と支持体５０とに面接触することが好ましい。伝熱部材４０は、基板３０の熱伝導率よりも大きな熱伝導率を有する。伝熱部材４０は、上コア１０および下コア１１の熱伝導率よりも大きな熱伝導率を有していてもよい。伝熱部材４０は、０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、好ましくは１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、さらに好ましくは１０．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有していてもよい。伝熱部材４０は、剛性を有していてもよいし、可撓性を有していてもよい。伝熱部材４０は、弾性を有していてもよい。
【００３０】
伝熱部材４０は、シリコーンもしくはウレタンなどの材料、エポキシもしくはウレタンなどの樹脂材、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）もしくはフェノールなどの樹脂材、ポリイミドなどの高分子材料、または酸化アルミニウムもしくは窒化アルミニウムなどのセラミック材料で形成されていてもよい。伝熱部材４０は、シリコーンゴムシートまたはウレタンゴムシートで形成されていてもよい。伝熱部材４０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で形成されていてもよい。伝熱部材４０は、電気絶縁性を有していてもよい。
【００３１】
伝熱部材４０が、たとえば可撓性を有している、または流動性を有している材料で形成されている場合、基板３０を支持体５０へ押さえつけた際に、伝熱部材４０が貫通穴３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ側にはみ出してもよい。この場合、はみ出した伝熱部材４０が基板３０に接触していてもよい。伝熱部材４０とコイル２０とは直接接触していてもよい。伝熱部材４０は上コア１０および下コア１１と接触していてもよい。
【００３２】
支持体５０は、直方体形状である。支持体５０は、電力変換装置１の筐体の一部である。支持体５０は、冷却器であってもよい。支持体５０には、左右方向に延びる溝５０ａと、溝５０ａの左右方向の中間位置から奥方向に延びる溝５０ｂとが形成されている。支持体５０は、０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、好ましくは１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、さらに好ましくは１０．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有していてもよい。
【００３３】
支持体５０は、剛性のある材料で形成される。支持体５０は、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、ＳＵＳ３０４などの鉄（Ｆｅ）合金、りん青銅などの銅（Ｃｕ）合金、またはＡＤＣ１２などのアルミニウム（Ａｌ）合金などの金属材料で形成される。支持体５０は、熱伝導性フィラーを含有する樹脂材料で形成されていてもよい。ここで、樹脂材料とは、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などである。支持体５０は、非磁性体の材料で形成されていることが好ましい。支持体５０は、たとえば切削、ダイキャスト、鍛造、または金型を用いた成型などによって形成される。
【００３４】
下コア１１は、溝５０ａ，５０ｂに設けられ、支持体５０に設けられている。下コア１１の上下方向の長さは、溝５０ａ，５０ｂの上下方向の長さ（深さ）と同じまたは短いことが好ましい。下コア１１の下面は、支持体５０と接触している。下コア１１は、支持体５０に固定されている。中脚１０ｃおよび外脚１０ｄ，１０ｅ，１０ｆが、貫通穴３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，４０ａを貫通することにより、上コア１０と下コア１１とは接触する。基板３０の位置を基準に、支持体５０の位置に対して反対側の位置に、カバーまたは他の支持体が配置される場合には、上コア１０および下コア１１はカバーまたは他の支持体によって支持体５０へ押さえつけられていてもよい。上コア１０および下コア１１は、カバーまたは他の支持体に固定されたばねまたは弾性ゴムなどによって支持体５０へ押さえつけられていてもよい。この場合、上コア１０および下コア１１が支持体５０に固定されるため、位置ずれ防止および振動による上コア１０および下コア１１などの破損を防止できる。
【００３５】
図５に示すように、基板３０は伝熱部材４０を介して支持体５０に搭載されている。基板３０は、ねじ止め、ばねまたは弾性ゴムなどによって支持体５０へ押さえつけられることにより、支持体５０に固定されている。コイル２０は基板３０および伝熱部材４０を介して支持体５０と熱的に接続している。すなわち、コイル２０の熱は、基板３０および伝熱部材４０を介して支持体５０に伝わる。基板３０と支持体５０との間の熱抵抗の値によっては、伝熱部材４０を配置する必要がなくなるため、伝熱部材４０を省略することも可能である。
【００３６】
本実施の形態によれば、コイル２０が支持体５０と熱的に接続している。コイル２０に電流が流れ、コイル装置１００が機能する際には、通電によってコイル２０に熱（ジュール熱）が発生する。コイル２０に発生した熱は基板３０および伝熱部材４０を介して支持体５０へ伝わる。これにより、コイル２０の放熱を効率的に行うことができ、コイル２０の温度上昇を抑制することができる。
【００３７】
本実施の形態によれば、上コア１０と下コア１１とは接触し、下コア１１は支持体５０に接触している。コイル２０に電流が流れ、コイル装置１００が機能する際には、磁気損失によるエネルギー損失によって上コア１０および下コア１１に熱が発生する。上コア１０に発生した熱は下コア１１へ伝わり、下コア１１に発生した熱とともに支持体５０へ伝わる。これにより、上コア１０および下コア１１の放熱を効率的に行うことができ、上コア１０および下コア１１の温度上昇を抑制することができる。
【００３８】
図５に示すように、コイル２０の中間部２０ａは、上コア１０および下コア１１に囲まれている部分であり、支持体５０までの距離がコイル２０の他の部分と比較して長くなり、支持体５０へ伝わる熱の最短経路がＹ軸に沿う経路とはならない。このため、コイル２０に熱が発生する際に、中間部２０ａは、支持体５０へ伝わる熱の最短経路がコイル２０の他の部分と比較して長くなるため、コイル２０の他の部分よりも温度が上昇し、ホットスポットとなる。たとえば、図５において、上コア１０および下コア１１の左右方向のサイズが大きくなり、中間部２０ａの左右方向の長さが長くなった場合には、コイル２０の放熱を効率的に行うことができなくなる可能性があり、コイル２０の温度上昇を十分に抑制することができなくなる可能性がある。
【００３９】
たとえば、上コア１０および下コア１１に代えてＥＩコアを用いた場合、Ｅ型コアの外脚は２つである。コイル２０がＥ型コアの中脚に１ターン分巻回されている場合、中間部２０ａは２箇所となる。ＥＩコアを用いた場合における中間部２０ａの２箇所の合計の長さをＬとすると、中間部２０ａの１箇所あたりの長さはＬ／２となる。
【００４０】
一方、本実施の形態によれば、上コア１０は３つの外脚１０ｄ，１０ｅ，１０ｆを有している。コイル２０が中脚１０ｃに１ターン分巻回されている場合、中間部２０ａは３箇所となる。ＥＩコアを用いた場合における中間部２０ａの２箇所の合計の長さと、上コア１０および下コア１１を用いた場合における中間部２０ａの３箇所の合計の長さとは、Ｌで等しいものとする。コイル２０に流れる電流が、ＥＩコア間、または上コア１０および下コア１１間を通過する距離を等しくするためである。この場合、図５に示すように、本実施の形態では、中間部２０ａの１箇所あたりの長さはＬ／３となる。ＥＩコアを用いた場合よりも上コア１０および下コア１１を用いた場合の方が、中間部２０ａの１箇所あたりの長さが短くなり、中間部２０ａにおける支持体５０へ伝わる熱の最長経路が短くなるため、コイル２０の放熱を効率的に行うことができ、コイル２０の温度上昇を抑制することができる。
【００４１】
本実施の形態では、上コア１０と下コア１１とが接触する面に伝熱部材を配置してもよく、下コア１１と支持体５０とが接触する面に伝熱部材を配置してもよい。この場合、上コア１０と下コア１１との接触熱抵抗、および下コア１１と支持体５０との接触熱抵抗を低減することができ、さらに効率的に上コア１０および下コア１１の放熱を行うことができる。上コア１０と下コア１１とが接触する面、および下コア１１と支持体５０とが接触する面のそれぞれが、たとえばフライス加工によって表面粗さＲａが１００μｍ以下となっている場合には、さらに接触熱抵抗が低減され、さらに効率的に上コア１０および下コア１１の放熱を行うことができる。上コア１０と下コア１１とが接触する面に、非磁性体の材料から形成されるスペーサを配置して、インダクタンス値を調整することも可能である。
【００４２】
本実施の形態では、外脚１０ｄ，１０ｅ，１０ｆの大きさをそれぞれ異ならせてもよい。すなわち、外脚１０ｄ，１０ｅ，１０ｆが延びる方向と直交する平面で外脚１０ｄ，１０ｅ，１０ｆを切った場合の断面の大きさを異ならせてもよい。これによって外脚１０ｄ，１０ｅ，１０ｆのそれぞれのインダクタンス値を異ならせることができる。さらにコイル２０の放熱性を向上させるために、中間部２０ａの１箇所あたりの長さを均等にするのではなく、異なる長さにしてもよい。たとえば、中間部２０ａの２箇所の長さを他の１箇所の長さよりも短くして、コイル２０の放熱性を向上させてもよい。
【００４３】
本実施の形態では、支持体５０が電力変換装置１の筐体の一部である。このため、支持体５０に下コア１１を固定し、コイル２０が配線パターンとして上面に形成された基板３０、および伝熱部材４０を支持体５０に固定し、上コア１０を下コア１１に固定するだけで、コイル装置１００を電力変換装置１に搭載させることが可能となる。したがって、コイル装置１００を電力変換装置１に搭載させる前に予め組み立てておく必要がないため、電力変換装置１の製造コストを削減することができる。さらに、コイル装置１００自体の筐体が不要となるため、コイル装置１００を備えた電力変換装置１の小型化が可能となる。
【００４４】
本実施の形態では、コイル装置１０２，１０３の構成を、コイル装置１００の構成と同様の構成としてもよい。
【００４５】
図２から図５に示す、コイル装置１００では、上面視がコの字形状のコイル２０が１つ配置されているが、図６に示すように、上面視がコの字形状のコイル２１ａ，２０ｂ，２０ｃが配置されていてもよい。つまり、上面視がコの字形状のコイル３つが配置されていてもよい。さらに、例えばコイル２１ａとコイル２０ｂとが接続していて、コイル２１ａとコイル２０ｂとの集合体とコイル２０ｃとの２つのコイルが配置されていてもよい。図６は、図１におけるコイル装置１００の第１の変形例を示す平面図である。コイル２１ａ，２０ｂ，２０ｃを同一平面上すなわち同一の層に配置すれば形成が容易である。
【００４６】
図２から図５に示す、コイル装置１００では、上コア１０は、上面視がＴ字形状であるが、図７に示すように、上コアは、上面視がＹ字形状であってもよい。図７は、図１におけるコイル装置１００の第２の変形例を示す平面図である。
【００４７】
図７に示す、コイル装置１００Ａの上コア１２は、上面視がＹ字形状である。上コア１２は、中脚１２ａと、外脚１２ｂ，１２ｃ，１２ｄとを有する。コイル２１は、中脚１２ａに１ターン分巻回されている。基板３１には、貫通穴３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄが形成されている。
【００４８】
コイル装置１００Ａでは、上コア１２の中心Ｃを基準に、３つの外脚１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが等角度間隔で配置されているが、３つの外脚１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは等角度間隔で配置されていなくてもよい。３つの外脚１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの角度間隔は任意に変更可能である。これにより、上述した中間部２０ａに相当する部分の位置を任意に変更することが可能である。
【００４９】
図７において、中脚１２ａから見て３つのベースは異なる三直線の方向に延在しており、外脚１２ｂは中脚１２ａから第１の向きに離れた位置に配置されており、外脚１２ｃは中脚１２ａから第２の向きに離れた位置に配置されており、外脚１２ｄは中脚１２ａから第３の向きに離れた位置に配置されている。第２の向きは、第１の向きと異なる。第３の向きは、第１の向きとも第２の向きとも異なる。
【００５０】
図２から図５に示す、コイル装置１００では、上コア１０は、上面視がＴ字形状であり、３つの外脚１０ｄ，１０ｅ，１０ｆを有しているが、上コアは、図８に示すように、上面視がＸ字形状であって、４つの外脚を有していてもよく、図９に示すように、上面視がＨ字形状であって、４つの外脚を有していてもよい。図８は、図１におけるコイル装置１００の第３の変形例を示す平面図である。図９は、図１におけるコイル装置１００の第４の変形例を示す平面図である。
【００５１】
図８に示す、コイル装置１００Ｂの上コア１３は、上面視がＸ字形状である。上コア１３は、中脚１３ａと、外脚１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅとを有する。コイル２２は、中脚１３ａに１ターン分巻回されている。基板３２には、貫通穴３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅが形成されている。
【００５２】
図８において、中脚１３ａから見て２つのベースは異なる二直線の方向に延在しており、外脚１３ｂ及び外脚１３ｄがひとつの直線上に配置されており、外脚１３ｃ及び外脚１３ｅが上記のひとつの直線と異なるひとつの直線上に配置されている。図８に示すように、本発明では、３つ以上の外脚のうちの第１の外脚は中脚から第１の向きに離れた位置に配置されており、３つ以上の外脚のうちの第２の外脚は中脚から第２の向きに離れた位置に配置されており、３つ以上の外脚のうちの第３の外脚は中脚から第３の向きに離れた位置に配置されている。
【００５３】
図９に示す、コイル装置１００Ｃの上コア１４は、上面視がＨ字形状である。上コア１４は、中脚１４ａと、外脚１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅとを有する。コイル２３は、中脚１４ａに１ターン分巻回されている。基板３３には、貫通穴３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅが形成されている。
【００５４】
コイル装置１００Ｂでは、上コア１３が４つの外脚１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅを有している。コイル装置１００Ｃでは、上コア１４が４つの外脚１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅを有している。このため、それぞれ上述した中間部２０ａに相当する部分は４箇所となるため、中間部２０ａに相当する部分の１箇所あたりの長さが上述したコイル装置１００の中間部２０ａと比較して短くなり、さらにコイル２２，２３の放熱を効率的に行うことができる。
【００５５】
図８および図９に示す、コイル装置１００の変形例では、上コア１３，１４が４つの外脚を有するが、上コアは５つ以上の外脚を有してもよい。中脚および外脚の大きさ、配置および間隔は任意に変更可能である。
【００５６】
図２から図５に示す、コイル装置１００では、上コア１０は一体となり、下コア１１も一体となっているが、図１０および図１１に示すように、上コアおよび下コアのそれぞれは複数の上コアおよび下コアで構成されたものであってもよい。図１０は、図１におけるコイル装置１００の第５の変形例を示す平面図である。図１１は、図１０の線Ｘ−Ｘに沿う切断部端面図である。
【００５７】
図１０および図１１に示す、コイル装置１００Ｄは、上コア１５ａ，１５ｂ，１５ｃ（以下、上コア１５ａ，１５ｂ，１５ｃをそれぞれ区別しないときは「上コア１５」という。）と、下コア１６ａ，１６ｂ，１６ｃ（以下、下コア１６ａ，１６ｂ，１６ｃをそれぞれ区別しないときは「下コア１６」という。）と、コイル２４と、基板３４と、伝熱部材４１と、支持体５１とを備える。図１０および図１１では、下コア１６ｃの図示は省略されている。
【００５８】
コイル装置１００Ｄは、複数の小型の上コア１５および下コア１６を有している。金型によって圧粉された圧粉体を焼成して上コア１５および下コア１６を形成する場合、それらが小型なものであれば、それらの熱容量が小さくなるため、焼成に必要な時間が短縮される。上コア１５および下コア１６が小型なものであれば、それらの金型が小さくなるため、焼成炉が小さなものであっても、複数の上コア１５および下コア１６を同時に焼成して形成することが可能となる。これにより、上コア１５および下コア１６の製造コストを削減することが可能である。上コア１５および下コア１６の小型化により、コイル装置１００Ｄの寸法精度が高くなる。上コア１５ａ，１５ｂ，１５ｃは同一形状であってもよく、異なる形状であってもよい。下コア１６ａ，１６ｂ，１６ｃは同一形状であってもよく、異なる形状であってもよい。
【００５９】
上コア１５および下コア１６がそれぞれ接触する面に、伝熱部材を配置してもよい。上コア１５および下コア１６が支持体５１と接触する面に、伝熱部材を配置してもよい。当該伝熱部材は、非磁性体の材料で形成されたものであってもよい。上コア１５および下コア１６がそれぞれ直接接触しないため、振動による上コア１５および下コア１６の破損および摩耗が抑制される。
【００６０】
さらに、図１２に示すように、分割された上コア１３および下コアの形状は四角形状でなくてもよい。図１２は、図１におけるコイル装置１００の第６の変形例を示す平面図である。なお、下コアは図１２に示されていない。第６の変形例では上コア１３および下コアから構成される中脚が、例えば４つの三角形を組合せることによって構成されている。このようにコアを分割して分割後の各部位を組合せることによって中脚を形成する場合、分割によって形成されるそれぞれのコアの中脚の形状は問わない。中脚の断面積と外脚の断面積とは、等しくてもよいし、異なっていてもよい。中脚の断面積と外脚の断面積との一方または双方を変えることでインダクタンス値を自由に調整できる。
【００６１】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２にかかるコイル装置について説明する。図１３は、本発明の実施の形態２にかかるコイル装置の一例を示す平面図である。本発明の実施の形態２にかかるコイル装置１００Ｅは、コイル２５の形状が異なる点が、上述した実施の形態１と異なる。実施の形態１と重複した構成および作用については説明を省略し、以下に異なる構成および作用についての説明を行う。
【００６２】
図１３に示す、コイル装置１００Ｅは、コイル２５を備える。コイル２５は、放熱部２５ａ，２５ｂを有する。放熱部２５ａ，２５ｂは、放熱部材の一例である。上述した実施の形態１のコイル装置１００と比較して、放熱部２５ａ，２５ｂの分だけコイル２５と基板３０との接触面の面積が大きくなる。放熱部２５ａ，２５ｂは、コイル２５の材料と同じ材料で形成されていてもよく、コイル２５の材料とは異なる材料で形成されていてもよい。放熱部２５ａ，２５ｂは、コイル２５とは別部材とし、コイル２５と熱的に接続していてもよい。放熱部２５ａ，２５ｂは、たとえば銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、ＳＵＳ３０４などの鉄（Ｆｅ）合金、りん青銅などの銅（Ｃｕ）合金、またはＡＤＣ１２などのアルミニウム（Ａｌ）合金などの金属材料で形成される。放熱部２５ａ，２５ｂは、熱伝導性フィラーを含有する樹脂材料で形成されていてもよい。ここで、樹脂材料とは、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などである。
【００６３】
本実施の形態によれば、コイル２５に発生した熱は放熱部２５ａ，２５ｂからも放熱される。これにより、コイル２５の放熱をさらに効率的に行うことができ、コイル２５の温度上昇をさらに抑制することができる。
【００６４】
本実施の形態によれば、上述した実施の形態１のコイル装置１００と比較して、放熱部２５ａ，２５ｂの分だけコイル２５と基板３０との接触面の面積が大きくなる。これにより、支持体５０と熱的に接続するコイル２５の面積が上述した実施の形態１のコイル装置１００と比較して大きくなるため、コイル２５の放熱をさらに効率的に行うことができる。
【００６５】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３にかかるコイル装置について説明する。図１４は、本発明の実施の形態３にかかるコイル装置の一例を示す切断部端面図である。図１４に示す切断部の箇所は、図５に示す切断部と同様である。本発明の実施の形態３にかかるコイル装置１００Ｆは、コイル２６をさらに備える点が、上述した実施の形態１と異なる。実施の形態１と重複した構成および作用については説明を省略し、以下に異なる構成および作用についての説明を行う。
【００６６】
図１４に示す、コイル装置１００Ｆは、コイル２６を備える。コイル２６は、第２のコイルの一例である。コイル２０は上述したように基板３０の上面に配置され、コイル２６は基板３０の下面に配置されている。コイル２６は、コイル２０の材料と同じ材料で形成されていてもよく、コイル２０の材料とは異なる材料で形成されていてもよい。コイル２６は、コイル２０の形状と同じ形状であってもよく、コイル２０の形状とは異なる形状であってもよい。コイル２６は、コイル２０の電位と同じ電位であってもよく、コイル２０の電位とは異なる電位であってもよい。コイル２０の電位と、コイル２６の電位とを異ならせることにより、トランスを構成することができる。この場合、コイル装置１００Ｆの構成を、上述したコイル装置１０１の構成に適用することができる。
【００６７】
本実施の形態によれば、基板３０の下面にコイル２６が配置されている。コイル２０に電流が流れ、コイル装置１００Ｆが機能する際には、通電によってコイル２０に熱（ジュール熱）が発生する。コイル２０に発生した熱は基板３０および伝熱部材４０を介して支持体５０へ伝わる。コイル２０に発生した熱は基板３０を介してコイル２６へも伝わる。コイル２６内での熱伝導によってコイル２０の温度を均一にすることができ、コイル２０、特に中間部２０ａの温度上昇を抑制することができる。
【００６８】
本実施の形態では、図１５に示すように、コイル２０とコイル２６とは伝熱部材２７によって接続されていてもよい。図１５は、本発明の実施の形態３にかかるコイル装置の一例を示す切断部端面図である。図１５に示す切断部の箇所は、図５に示す切断部と同様である。
【００６９】
図１５に示す、コイル装置１００Ｇは、伝熱部材２７を備える。伝熱部材２７は、第３の伝熱部材の一例である。伝熱部材２７は、コイル２０とコイル２６とを接続する。伝熱部材２７は、たとえばスルーホールである。伝熱部材２７は、コイル２０の材料と同じ材料で形成されていてもよく、コイル２０の材料とは異なる材料で形成されていてもよい。伝熱部材２７は、基板３０の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する。伝熱部材２７によってコイル２０とコイル２６との間の熱抵抗を低減させることができるため、コイル２０の温度上昇をさらに抑制することができる。
【００７０】
コイル２０とコイル２６とが同電位の場合、伝熱部材２７は導電性を有していてもよい。伝熱部材２７は、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、すず（Ｓｎ）、銅（Ｃｕ）合金、ニッケル（Ｎｉ）合金、金（Ａｕ）合金、銀（Ａｇ）合金、またはすず（Ｓｎ）合金などの導電性の材料によって形成されていてもよい。この場合、コイル２０と伝熱部材２７とコイル２６とを電気的に接続することができるため、コイル２０の電気抵抗を低減させることができ、コイル装置１００Ｇが機能する際のコイル２０の発熱量を低減させることができる。これにより、コイル２０の温度上昇をさらに抑制することができる。
【００７１】
コイル２０とコイル２６とが異電位の場合、伝熱部材２７は絶縁性を有していてもよい。伝熱部材２７は、シリコーンもしくはウレタンなどの材料、エポキシもしくはウレタンなどの樹脂材、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）もしくはフェノールなどの樹脂材、ポリイミドなどの高分子材料、または酸化アルミニウムもしくは窒化アルミニウムなどのセラミック材料で形成されていてもよい。
【００７２】
本実施の形態では、コイル２６を基板３０の内部に配置してもよい。本実施の形態では、コイル２０、基板３０およびコイル２６の３層の構成であるが、たとえば他のコイルの層を基板３０の内部に１層以上配置して、４層以上の構成としてもよい。
【００７３】
実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４にかかるコイル装置について説明する。図１６は、本発明の実施の形態４にかかるコイル装置の一例を示す切断部端面図である。図１６に示す切断部の箇所は、図５に示す切断部と同様である。本発明の実施の形態４にかかるコイル装置１００Ｈは、伝熱部材４２および支持体５２をさらに備える点が、上述した実施の形態１と異なる。実施の形態１と重複した構成および作用については説明を省略し、以下に異なる構成および作用についての説明を行う。
【００７４】
図１６に示す、コイル装置１００Ｈは、伝熱部材４２と、支持体５２とを備える。伝熱部材４２は、第２の伝熱部材の一例である。支持体５２は、第２の支持体の一例である。支持体５２は、基板３０の位置を基準に、支持体５０の位置に対して反対側の位置に配置される。上コア１０の上面は、支持体５２と接触している。支持体５２は、支持体５０の材料と同じ材料で形成されていてもよく、支持体５０の材料とは異なる材料で形成されていてもよい。上コア１０と支持体５２との間には、グリスまたは接着剤などの伝熱部材が配置されていてもよい。伝熱部材４２は、基板３０と支持体５２との間に配置される。伝熱部材４２は、基板３０と接触していてもよいし、基板３０とは接触していなくてもよい。伝熱部材４２は、伝熱部材４０の材料と同じ材料で形成されていてもよく、伝熱部材４０の材料とは異なる材料で形成されていてもよい。
【００７５】
コイル２０は伝熱部材４２を介して支持体５２と熱的に接続している。すなわち、コイル２０の熱は、伝熱部材４２を介して支持体５２に伝わる。
【００７６】
本実施の形態によれば、コイル２０が支持体５０，５２と熱的に接続している。コイル２０に電流が流れ、コイル装置１００Ｈが機能する際には、通電によってコイル２０に熱（ジュール熱）が発生する。コイル２０に発生した熱は基板３０および伝熱部材４０を介して支持体５０へ伝わる。さらに、コイル２０に発生した熱は伝熱部材４２を介して支持体５２へ伝わる。これにより、上述した実施の形態１のコイル装置１００と比較して、コイル２０の放熱をさらに効率的に行うことができ、コイル２０の温度上昇をさらに抑制することができる。
【００７７】
本実施の形態によれば、上コア１０、下コア１１および基板３０が支持体５０，５２に挟まれて支持されるため、コイル装置１００Ｈの耐振動性が向上される。
【００７８】
本実施の形態では、図１７に示すように、下コア１１が伝熱部材４３によって封止され、上コア１０が伝熱部材４４によって封止されていてもよい。図１７は、本発明の実施の形態４にかかるコイル装置の一例を示す切断部端面図である。図１７に示す切断部の箇所は、図５に示す切断部と同様である。
【００７９】
図１７に示す、コイル装置１００Ｉは、伝熱部材４３，４４を備える。下コア１１は伝熱部材４３によって封止され、上コア１０は伝熱部材４４によって封止されている。伝熱部材４３，４４は、０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、好ましくは１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有していてもよい。伝熱部材４３，４４は、電気的絶縁性を有する。伝熱部材４３，４４は、１ＭＰａ以上のヤング率を有していてもよい。伝熱部材４３，４４は、弾性を有する樹脂材料で形成されていてもよい。伝熱部材４３，４４は、熱伝導性フィラーを含有するポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）もしくはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、またはエポキシなどの樹脂材料で形成されていてもよい。伝熱部材４３，４４は、シリコーンまたはウレタンなどの材料で形成されていてもよい。コイル装置１００Ｉの内部が充填されるため、コイル２０の放熱性を向上させることができるとともに、上コア１０および下コア１１の放熱性も向上させることができる。これにより、コイル２０、上コア１０および下コア１１の温度上昇を抑制することができる。
【００８０】
実施の形態５．
次に、本発明の実施の形態５にかかるコイル装置について説明する。図１８は、本発明の実施の形態５にかかるコイル装置の一例を示す第１の平面図である。図１９は、本発明の実施の形態５にかかるコイル装置の一例を示す第２の平面図である。本実施の形態５にかかるコイル装置１００Ｊでは、コイル２６の形状が上述した実施の形態３のコイル２６と異なる。実施の形態３と重複した構成および作用については説明を省略し、以下に異なる構成および作用についての説明を行う。
【００８１】
図１９に示すように、コイル装置１００Ｊはコイル２６ａ，２６ｂ，２６ｃの３個のコイルを備える。図１８及び図１９に示すように、コイル２０は基板３０の上面に配置され、コイル２６ａ，２６ｂ，２６ｃは基板３０の下面に配置されている。コイル装置１００Ｊは、例えばトランスである。コイル装置１００Ｊは、図１に示すコイル装置１０１であってもよい。例えば、コイル２０は１次側コイル導体１２０であり、コイル２６ａ，２６ｂ，２６ｃは２次側コイル導体１２１である。コイル２０と３つのコイル２６ａ，２６ｂ，２６ｃとは、上コア１０と下コア１１とによって磁気的に結合している。
【００８２】
例えばＥＩコアを用い、基板３０の上面に１次側コイル導体１２０が配置され、基板３０の下面に２次側コイル導体１２１が配置される場合、２次側コイル導体１２１は２並列までしか電圧を出力できない。したがって、基板から３並列以上の電圧を出力させるためには基板の内層に２次側コイル導体１２１が配置される多層基板を用いなければならない。多層基板を用いると、単層基板を用いる場合に比べてコストが増加し、複数の内層と外層との絶縁を確保することが必要となる。しかしながら、本実施の形態５では、基板３０の両面が利用されるので、２次側コイル導体１２１は３並列の電圧を出力することができる。つまり、実施の形態５では、簡単な構成で３並列の電圧を出力する基板を形成できる。
【００８３】
実施の形態５にかかるコイル装置１００Ｊは上記のように構成されているが、例えばコイル２６ａとコイル２６ｂとが接続していて、２次側コイル導体１２１が異なるインダクタンス値から得られる２並列の電圧を出力してもよい。３つの外脚の断面は同一でなくてもよく、これにより、インダクタンス値を自由に調整することができる。上コア１０及び下コア１１から構成される外脚を増やすことによって、基板の両面を用いて出力の並列数を増加することができる。
【００８４】
本実施の形態では、コイル２６は基板３０の内部に配置されてもよい。本実施の形態では、コイル２０、基板３０およびコイル２６の３層の積層体が示されているが、たとえば他のコイルの層を基板３０の内部に１層以上配置して、積層体は４層以上の層を有する物であってもよい。コイル層を増やすことによって、さらに出力の並列数を増やすことができる。
【００８５】
コイル装置は、基板に設けられ、中脚と３つ以上の外脚のそれぞれとの間の空間を通って、中脚に巻回される、複数のコイルの電位と異電位となる複数の第２のコイルを有していてもよい。
【００８６】
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、構成の一部を省略または変更することも可能である。
たとえば、コアの共通する異種のコイルを二種類選択して重ねることによりトランスを形成したり、同種のコイルを重ねてインダクタを形成してもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１  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  スイッチング素子、８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ  ダイオード、９ａ，９ｂ  コンデンサ、１０，１２，１３，１４，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ  上コア、１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ  ベース、１０ｃ，１２ａ，１３ａ，１４ａ  中脚、１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ  外脚、１１，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ  下コア、２０，２１，２１ａ，２２，２３，２４，２５，２６，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ  コイル、２０ａ  中間部、２５ａ，２５ｂ  放熱部、２７，４０，４１，４２，４３，４４  伝熱部材、３０，３１，３２，３３，３４  基板、３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ，４０ａ  貫通穴、５０，５１，５２  支持体、５０ａ，５０ｂ  溝、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，１００Ｇ，１００Ｈ，１００Ｉ，１００Ｊ，１０１，１０２，１０３  コイル装置、１１０  入力端子、１１１  出力端子、１２０  １次側コイル導体（高電圧側巻線）、１２１  ２次側コイル導体（低電圧側巻線）、Ｃ  中心。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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