(57)【要約】  電力変換装置のコイル装置において、ラミネートコイル（３０）は支持体（４０）の面上にてプレーナコイル（２０）が積層される。コア（１０）は支持体（４０）の面上にてラミネートコイル（３０）に巻回される部分を含みプレーナコイル（２０）の長手方向に互いに間隔をあけて複数並ぶ。第１の凸部材（４１）は長手方向についての互いに隣り合う１対のコア（１０）の間に配置され支持体（４０）に固定されている。第１の固定部材（５１）は第１の凸部材（４１）の上に配置される。ラミネートコイル（３０）は、第１の面が第１の凸部材（４１）に接触し第２の面が第１の固定部材（５１）に接触するように、第１の固定部材（５１）と第１の凸部材（４１）とに挟まれ固定される。
2020203048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル装置を備える電力変換装置であって、前記コイル装置は、
支持体と、
前記支持体の面上にてプレーナコイルが複数積層されたラミネートコイルと、
前記支持体の面上にて前記ラミネートコイルに巻回される部分を含み前記プレーナコイルの長手方向に互いに間隔をあけて複数並ぶコアと、
前記長手方向についての互いに隣り合う１対のコアの間に配置され前記支持体に固定されている第１の凸部材と、
前記第１の凸部材の上に配置される第１の固定部材とを含み、
前記ラミネートコイルは、第１の面が前記第１の凸部材に接触し前記第１の面と反対側の第２の面が前記第１の固定部材に接触するように、前記第１の固定部材と前記第１の凸部材とに挟まれ固定される、電力変換装置。
【請求項２】
前記長手方向には３つ以上の前記コアが並び、
前記１対のコアの間に配置される前記第１の凸部材を複数含む、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記長手方向についての前記複数のコアの外側に配置される第２の凸部材と、
前記第２の凸部材の上に配置される第２の固定部材とをさらに含み、
前記ラミネートコイルは、前記第１の面が前記第２の凸部材に接触し前記第２の面が前記第２の固定部材に接触するように、前記第２の固定部材と前記第２の凸部材とに挟まれ固定される、請求項１または２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記第２の凸部材は前記支持体に固定されている、請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記第１の凸部材および前記第１の固定部材の少なくともいずれかは、前記ラミネートコイルに隣接し接触するよう配置される第１の伝熱部材をさらに含み、
前記第２の凸部材および前記第２の固定部材の少なくともいずれかは、前記ラミネートコイルに隣接し接触するよう配置される第２の伝熱部材をさらに含む、請求項３または４に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記第１の固定部材と前記第２の固定部材とは一体となっている、請求項３〜５のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記第１の凸部材と前記第２の凸部材とは一体となっている、請求項３〜６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記コアの上に配置されるコア固定部材をさらに含む、請求項３〜７のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記コア固定部材は第３の伝熱部材を介して前記コアに接触する、請求項８に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記コア固定部材は、前記コアの上部から前記第１の凸部材の上部および前記第２の凸部材の上部の少なくともいずれかまで延びており、前記コア固定部材の一部の領域は前記第１の固定部材および前記第２の固定部材の少なくともいずれかとして配置されている、請求項８または９に記載の電力変換装置。
【請求項１１】
前記ラミネートコイルは、前記プレーナコイルとして、第１のコイルと、第２のコイルとを有しており、
前記ラミネートコイルにおいては、前記第１のコイルと、前記第２のコイルとの間に絶縁部材を含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１２】
前記第１のコイルと、前記第２のコイルとは異なる電位を有しており、
前記第１のコイルと、前記第２のコイルと、前記複数のコアとにより、１つのトランスが構成される、請求項１１に記載の電力変換装置。
【請求項１３】
前記第１のコイルおよび前記第２のコイルの少なくともいずれかを複数有する、請求項１１または１２に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスとしてのコイル装置を備える電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえばＤＣ／ＤＣ変換装置等の電力変換装置には、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。コイル装置は一般的にコアにコイルを巻き付けることで構成されている。近年、コイル装置としてのトランスを小型化するため、電力変換装置に搭載されているスイッチング素子のスイッチング周波数がたとえば１ｋＨｚ以上に高周波化されている。これによりコアの断面積を小さくしたり、コイルのターン数を少なくしたりできるため、トランスを小型化できる。【０００３】
トランスが小型化されると、トランスに含まれるコイルの発熱が増加する。断面積が小さくなり小型化されたコイルは電気抵抗値が大きくなる。このため小型化されたコイルは電流通電時の導通損失によって温度上昇が大きくなる。さらに、スイッチング素子を高周波化することでトランスを小型化できるが、この場合もコイルの発熱は増加する。交流電流が導体を流れるとき、いわゆる表皮効果により、電流密度が導体の表面で高く、導体の表面から離れると低くなる。したがって、周波数が高くなるほど電流が表面に集中するように流れるため、導体の交流抵抗が高くなり、コイルの発熱が増加する。【０００４】
たとえば特開２０１５−１７３１８８号公報（特許文献１）においては、平面形状となるように巻回されたコイルとコアとの間に放熱シートが挿入されることで、コイルの温度上昇が低減されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１７３１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
高周波化することでトランスを小型化するために、板状のコイルが平面形状となるように巻回されたいわゆるプレーナコイルが使用される。プレーナコイルを有する大容量のトランスにおいては大型のコアが必要となる。しかし大型のコアは焼成が困難であるとともにコアとしての性能が低下する。そこで大容量のトランスにおいては大型のコアを１台設ける代わりに、小型のコアを複数並べる場合がある。上記のように小型のコアを複数並べた構成の特開２０１５−１７３１８８号公報では、巻線枠にコイルが巻回されコアに取り付けられる。これによりコアとコイルとは固定することができる。しかしコイル装置を含む電力変換装置全体に対してコイルが固定されるには至っていない。このため特開２０１５−１７３１８８号公報ではコアおよびコイルが振動し、コアおよびコイルが破壊する恐れがある。【０００７】
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、コイル装置に含まれるプレーナコイルを装置全体に対して固定し、耐振動性を向上させた電力変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示に従った電力変換装置はコイル装置を備える。コイル装置は、支持体と、ラミネートコイルと、コアと、第１の凸部材と、第１の固定部材とを含む。ラミネートコイルは支持体の面上にてプレーナコイルが複数積層される。コアは支持体の面上にてラミネートコイルに巻回される部分を含みプレーナコイルの長手方向に互いに間隔をあけて複数並ぶ。第１の凸部材は長手方向についての互いに隣り合う１対のコアの間に配置され支持体に固定されている。第１の固定部材は第１の凸部材の上に配置される。ラミネートコイルは、第１の面が第１の凸部材に接触し第１の面と反対側の第２の面が第１の固定部材に接触するように、第１の固定部材と第１の凸部材とに挟まれ固定される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、コイル装置に含まれるプレーナコイルを装置全体に対して固定し、耐振動性を向上させた電力変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】各実施の形態に係る電力変換装置の構成を示す回路図である。
【図２】実施の形態１の第１例に係るトランスとしてのコイル装置の構成を示す概略斜視図である。
【図３】図２のコイル装置に含まれるコア、第１および第２の固定部材、ならびに第１および第２の凸部材を抜き取って示す概略斜視図である。
【図４】図２のコイル装置の概略平面図である。
【図５】図２のコイル装置に含まれる第１のコイルの部分を抜き取った概略平面図である。
【図６】図２のコイル装置に含まれる第２のコイルの部分を抜き取った概略平面図である。
【図７】図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う部分における、図２のコイル装置の概略断面図である。
【図８】実施の形態１の第２例に係るトランスとしてのコイル装置の構成を示す概略断面図である。
【図９】実施の形態２の第１例に係るトランスとしてのコイル装置の構成を示す概略平面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿う部分における、図９のコイル装置の概略断面図である。
【図１１】実施の形態２の第２例に係るトランスとしてのコイル装置の構成を示す概略平面図である。
【図１２】実施の形態２の第３例に係るトランスとしてのコイル装置の構成を示す概略平面図である。
【図１３】実施の形態３の第１例に係るトランスとしてのコイル装置の構成を示す概略平面図である。
【図１４】図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う部分における、図１３のコイル装置の概略断面図である。
【図１５】実施の形態３の第２例に係るトランスとしてのコイル装置の構成を示す概略断面図である。
【図１６】実施の形態４の第１例に係るトランスとしてのコイル装置の構成を示す概略断面図である。
【図１７】実施の形態４の第２例に係るトランスとしてのコイル装置の構成を示す概略断面図である。
【図１８】実施の形態４の第３例に係るトランスとしてのコイル装置の構成を示す概略断面図である。
【図１９】実施の形態４の第４例に係るトランスとしてのコイル装置の構成を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向が導入されている。
【００１２】
実施の形態１．
＜はじめに＞
まず本実施の形態の第１例のコイル装置の構成上の特徴について簡単に説明する。図７を参照して、本実施の形態の電力変換装置に備えられるコイル装置１０１Ａａは、支持体４０と、ラミネートコイル３０と、コア１０とを含んでいる。ラミネートコイル３０には第１のコイル２０および第２のコイル２１が積層されている。コア１０はＸ方向に間隔をあけて複数並んでいる。その複数のコア１０の間には第１の凸部材４１が配置されている。第１の凸部材４１は支持体４０に固定されている。第１の凸部材４１の上（たとえば真上）には第１の固定部材５１を有している。ラミネートコイル３０は、Ｚ方向の下側の面が（第１の伝熱部材４１ａを含む）第１の凸部材４１に接触し、Ｚ方向の上側の面が第１の固定部材５１に接触するように、第１の固定部材５１と第１の凸部材４１とに挟まれ固定されている。以下当該電力変換装置について、それに備えられるコイル装置の構成を中心に説明する。
【００１３】
本明細書において、たとえば「第１の凸部材４１の真上に第１の固定部材５１を有する」とは、第１の凸部材４１と平面視にて重なる上側の領域に、第１の固定部材５１の少なくとも一部が配置されることを意味する。つまり図７のＺ方向上側から見て、第１の凸部材４１と第１の固定部材５１の少なくとも一部とが被っていることを意味する。
【００１４】
＜電力変換装置の構成＞
図１は、各実施の形態に係る電力変換装置の構成を示す回路図である。図１を参照して、電力変換装置１は、ＤＣ／ＤＣ変換装置であるが、交流の電圧を変換する装置であってもよい。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、平滑回路５と、制御回路６とを主に備えている。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。
【００１５】
インバータ回路２は、４つのスイッチング素子７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを含んでいる。たとえば図１においては、スイッチング素子７ａとスイッチング素子７ｃとが直列接続されたものと、スイッチング素子７ｂとスイッチング素子７ｄとが直列接続されたものとが、並列接続されている。スイッチング素子７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄのそれぞれは、いわゆるＭＯＳＦＥＴ（Metal  Oxide  Semiconductor  Field  Effect  Transistor）またはいわゆる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）および窒化ガリウム（ＧａＮ）からなる群から選択されるいずれかが材料として用いられる。
【００１６】
トランス回路３は、トランスとしてのコイル装置１０１を有している。コイル装置１０１は、第１のコイル２０と第２のコイル２１とを有している。第１のコイル２０は、インバータ回路２と接続される１次側コイル導体すなわち高電圧側巻線である。第２のコイル２１は、整流回路４と接続される２次側コイル導体すなわち低電圧側巻線である。
【００１７】
整流回路４は、４つのダイオード８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを含んでいる。たとえば図１においては、ダイオード８ａとダイオード８ｃとが直列接続されたものと、ダイオード８ｂとダイオード８ｄとが直列接続されたものとが、並列接続されている。ダイオード８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄのそれぞれは、ケイ素（Ｓｉ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）および窒化ガリウム（ＧａＮ）からなる群から選択されるいずれかが材料として用いられる。
【００１８】
平滑回路５は、平滑コイルとしてのコイル装置１０２と、コンデンサ９ａとを含んでいる。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に向けて出力する役割を有する。インバータ回路２は、入力される電圧を変換して出力する。
【００１９】
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１０３と、コンデンサ９ｂとを含んでいる。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１０４を含んでいる。より具体的には、コイル装置１０４は、スイッチング素子７ａとスイッチング素子７ｃとの間と、第１のコイル２０との間に接続されている。
【００２０】
電力変換装置１には、たとえば１００Ｖ以上６００Ｖ以下の直流電圧Ｖｉが入力される。電力変換装置１は、たとえば１２Ｖ以上６００Ｖ以下の直流電圧Ｖｏを出力する。具体的には、電力変換装置１の入力端子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。直流電圧Ｖｉは直流電圧Ｖｏ以上の大きさであってもよい。
【００２１】
次に、図２〜図７を用いて、本実施の形態の第１例の電力変換装置に備えられるコイル装置１０１の構成について説明する。
【００２２】
＜コイル装置１０１の構成＞
図２は、実施の形態１の第１例に係るトランスとしてのコイル装置の構成を示す概略斜視図である。図３は、図２のコイル装置に含まれるコア、第１および第２の固定部材、ならびに第１および第２の凸部材を抜き取って示す概略斜視図である。図４は、図２のコイル装置の概略平面図である。図５は、図２のコイル装置に含まれる第１のコイルの部分を抜き取った概略平面図である。図６は、図２のコイル装置に含まれる第２のコイルの部分を抜き取った概略平面図である。図７は、図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う部分における、図２のコイル装置の概略断面図である。
【００２３】
図２〜図７を参照して、本実施の形態の第１例のコイル装置１０１Ａａは、図１に示す電力変換装置１に備えられる、トランスとしてのコイル装置１０１の一例である。コイル装置１０１Ａａは、支持体４０を含んでいる。支持体４０は、コイル装置１０１Ａａを含む電力変換装置１全体の筐体の一部である。したがってたとえば図２の支持体４０以外の各部材は、実際には箱型の筐体の内部に収納されるように配置される。ただしここでは図を見やすくする観点から、筐体全体の図示が省略される。ここでは当該筐体のうちのＺ方向最下部である平板形状の支持体４０の部分のみが図示され、以降の説明に用いられる。
【００２４】
支持体４０は、これを含む筐体の冷却器であってもよい。支持体４０を含む筐体全体はたとえば直方体の箱状の形状である。支持体４０は金属製であり、各部材を収納する役割に加え、冷却器としての役割を有している。すなわち支持体４０には、図２などに示されるコイル装置１０１Ａａが配置される領域以外の領域に、以下の各部材が取り付けられている。支持体４０には、入力端子１１０と、出力端子１１１と、スイッチング素子７ａ〜７ｄと、ダイオード８ａ〜８ｄと、コンデンサ９ａ，９ｂとが取り付けられている。また電力変換装置１のグラウンドは、支持体４０に接続されている。
【００２５】
コイル装置１０１Ａａは、ラミネートコイル３０と、コア１０と、第１の凸部材４１と、第２の凸部材４２と、第１の固定部材５１と、第２の固定部材５２と、第１の伝熱部材４１ａと、第２の伝熱部材４２ａとを主に含んでいる。これらはたとえば支持体４０の面上に搭載される。
【００２６】
ラミネートコイル３０は、図７に示すように、プレーナコイルとして、第１のコイル２０と、第２のコイル２１とを有している。またラミネートコイル３０は、絶縁部材３１，３２，３３を有している。ラミネートコイル３０においては、上層から下層へ、絶縁部材３１、第１のコイル２０、絶縁部材３２、第２のコイル２１、絶縁部材３３の順に積層されている。図５に示すように、第１のコイル２０および第２のコイル２１は、その主表面がＸＹ平面に沿って拡がるたとえば概ね矩形の平板形状を有するいわゆるプレーナコイルである。これらの第１のコイル２０および第２のコイル２１は、図１におけるコイル装置１０１の第１のコイル２０および第２のコイル２１に対応する。ラミネートコイル３０においては、第１のコイル２０と第２のコイル２１との間に絶縁部材３２が挟まれる。これにより、コイル装置１０１Ａａにおいて高電圧側巻線である第１のコイル２０と低電圧側巻線である第２のコイル２１とは電気的に絶縁されている。またラミネートコイル３０においては、第１のコイル２０上に絶縁部材３１が、第２のコイル２１の下に絶縁部材３３が配置される。これによりラミネートコイル３０全体の最表面には絶縁部材が配置される構成である。
【００２７】
絶縁部材３１、絶縁部材３２および絶縁部材３３は、図５中に点線で示すように、概ね第１のコイル２０および第２のコイル２１の最外縁から最内縁まで、第１のコイル２０および第２のコイル２１と平面的に重なる領域に配置されている。したがって絶縁部材３１〜３３は、概ね平面視での中央にほぼ矩形の空洞を有する、矩形でかつ環状の平板形状である。
【００２８】
より具体的には、ラミネートコイル３０における第１のコイル２０および第２のコイル２１はバスバーとして形成されている。第１のコイル２０および第２のコイル２１としてのバスバーのＺ方向の厚みは、たとえば０．１ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である。図５に示すように、第１のコイル２０の周回方向の一方の端部であり外側の端部には接続部材２２Ａが設けられる。第１のコイル２０の周回方向の他方の端部であり内側の端部には接続部材２２Ｂが設けられる。第１のコイル２０は、接続部材２２Ａから接続部材２２Ｂまで時計回りに巻回している。また図５に示すように、第２のコイル２１の周回方向の一方の端部であり外側の端部には接続部材２３Ａが設けられる。第２のコイル２１の周回方向の他方の端部であり内側の端部には接続部材２３Ｂが設けられる。第２のコイル２１は、接続部材２３Ａから接続部材２３Ｂまで時計回りに巻回している。なお接続部材２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂはたとえば端子台であり、インバータ回路２および整流回路４を構成する電子部品と電気的に接続する。接続部材２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂは他部材に覆われず露出するように配置されている。
【００２９】
第１のコイル２０および第２のコイル２１は、１ターン分以上巻回されてもよく、１ターン分未満だけ巻回されてもよい。一例として図５では、第１のコイル２０および第２のコイル２１は２ターン巻回されている。また第１のコイル２０および第２のコイル２１は、その周回方向についての一部の領域において、周回方向についての他の領域とは断面積が異なってもよい。ここで断面積とは周回方向に交差する断面である。したがって断面積が領域によって変化するとは、たとえば第１のコイル２０および第２のコイル２１の厚みがその全体にて均一であれば、平面視にてその周回方向に交差する幅が、第１のコイル２０および第２のコイル２１内の領域間で変化することを意味する。
【００３０】
コア１０は、上コア１０Ａと、下コア１０Ｂとを有しており、両者が噛み合うように組み合わさることで、単一のコア１０を構成している。上コア１０Ａおよび下コア１０Ｂは磁性体を含んでいる。図２に示すように、上コア１０Ａと下コア１０Ｂとが組み合わせられたコア１０は、第１のコイル２０および第２のコイル２１の長手方向であるＸ方向に互いに間隔をあけて３つ並んでいる。
【００３１】
図２および図３に示すように、上コア１０ＡはＩの字の形状（Ｉ形状）であり、下コア１０ＢはたとえばＥの字の形状（Ｅ形状）である。このため下コア１０Ｂは、その最上面が上コア１０Ａと噛み合った際に両者の間に、Ｙ方向に間隔をあけて２つの空隙部１０Ｃが形成される。空隙部１０Ｃにおいてはコア１０の本体は配置されない。２つの空隙部１０ＣはＸ方向について各コア１０の全体を貫通するように延びる。図２、図３、図５、図６に示すように、Ｙ方向に並ぶ２つの空隙部１０Ｃの間には、被巻回部１０Ｅが配置される。被巻回部１０Ｅは図５に示すように、ＸＹ平面上で周回する第１のコイル２０および第２のコイル２１により巻回される、下コア１０Ｂの本体で形成された部分である。言い換えれば被巻回部１０Ｅは下コア１０Ｂの一部である。２つの空隙部１０Ｃを第１のコイル２０および第２のコイル２１がＸ方向に貫通するため、２つの空隙部１０Ｃに挟まれた被巻回部１０Ｅが、第１のコイル２０および第２のコイル２１に巻回されている。ラミネートコイル３０の全体が２つの空隙部１０Ｃを貫通するため、第１のコイル２０および第２のコイル２１のみならず、絶縁部材３１〜３３も２つの空隙部１０Ｃ内を貫通する。
【００３２】
図２、図３のコア１０は、Ｉ形状の上コア１０ＡとＥ形状の下コア１０ＢとからなるいわゆるＥＩ形状である。しかしこれに限らず、コア１０はたとえばいわゆるＥＥ形状またはＣＣ形状であってもよい。ただし、たとえば上コア１０Ａと下コア１０Ｂとの双方がＩ形状であるＩＩ形状とすることはできない。この場合、上コア１０Ａと下コア１０Ｂとが噛み合った際に両者の間に空隙部１０Ｃが形成されなくなり、トランスであるコイル装置１０１（図１参照）として機能しなくなるためである。つまり上コア１０Ａと下コア１０Ｂとが噛み合った際に両者の間には空隙部１０Ｃが形成される必要がある。その空隙部１０ＣをＸ方向に周回する第１のコイル２０および第２のコイル２１が貫通することにより、トランスであるコイル装置１０１としての機能が達成される。
【００３３】
上コア１０Ａはたとえば図示されないばねまたは板によってＺ方向下側の支持体４０に向けて押さえつけられている。下コア１０Ｂは上コア１０Ａの重量によってＺ方向下側の支持体４０に向かって押さえつけられている。これにより本実施の形態ではコア１０は支持体４０の面上に固定されるように搭載されている。
【００３４】
ただしラミネートコイル３０は、上コア１０Ａまたは下コア１０Ｂと接触している必要はない。製造上は、ラミネートコイル３０は上コア１０Ａおよび下コア１０Ｂの表面に対して接触させずにそれらの表面との間に間隔を有するように設置される。このことが図７において、ラミネートコイル３０と上コア１０Ａ、およびラミネートコイル３０と下コア１０Ｂの間に隙間を有するように示されている。ただしラミネートコイル３０と上コア１０Ａまたは下コア１０Ｂとは接触していてもよい。このように接触すれば、ラミネートコイル３０がコア１０に対して固定されるため、ラミネートコイル３０およびコア１０の振動を抑制し、ラミネートコイル３０およびコア１０の損傷を抑制できる。またこのように接触すれば、コア１０とラミネートコイル３０とを均熱化できる。ただしこの場合、ラミネートコイル３０に含まれる第１のコイル２０および第２のコイル２１と、コア１０とを確実に電気的に絶縁する必要がある。
【００３５】
３つのコア１０のうちＸ方向について互いに隣り合う１対のコア１０の間には、第１の凸部材４１が配置されている。第１の凸部材４１はＸ方向について幅が細く、Ｙ方向についてはコア１０と同等の寸法を有するように延びている。したがって第１の凸部材４１は平面視において比較的細長い形状を有している。第１の凸部材４１は支持体４０に固定されている。すなわち第１の凸部材４１は、たとえば支持体４０の上側の表面に接触し固定されている。第１の凸部材４１は支持体４０と一体として形成されていてもよい。しかし第１の凸部材４１は支持体４０とは別体として形成され、両者が互いに接合などにより固定されていてもよい。ここでの固定は接合などによる厳密な固定に限らず、たとえば接触した状態で上方から押圧することにより容易に滑り動かないようにする程度の固定も含むものとする。第１の凸部材４１は、支持体４０以外の筐体の部分と一体であるか、あるいは当該筐体の部分に接合などで固定された別体であってもよい。
【００３６】
コイル装置１０１Ａａにおいては、Ｘ方向に３つのコア１０が互いに間隔をあけて並んでいる。このため互いに隣り合う１対のコア１０の間の領域が２つ形成されている。この２つの領域のそれぞれに１つずつ、第１の凸部材４１が配置されている。したがってコイル装置１０１Ａａには第１の凸部材４１が複数（２つ）含まれている。
【００３７】
第１の凸部材４１のＺ方向の上には、第１の凸部材４１とはＺ方向に間隔をあけて、第１の固定部材５１が配置されている。つまりたとえば第１の凸部材４１のＺ方向の真上には、第１の凸部材４１とはＺ方向に間隔をあけて、第１の固定部材５１が配置されている。また第１の凸部材４１のＺ方向の上側の表面には、ラミネートコイル３０に隣接しラミネートコイル３０に接触するよう、第１の伝熱部材４１ａが載置されている。第１の伝熱部材４１ａは第１の凸部材４１に含まれると考える。第１の伝熱部材４１ａは、第１の凸部材４１とほぼ同じ平面形状でもよいが、少なくともラミネートコイル３０の最下面と第１の凸部材４１の最上面との間の領域に挟まれるように配置されればよい。ラミネートコイル３０の最下面と第１の凸部材４１の最上面との間の領域とは、図３に示すように後述の空隙部４１Ｃの内部の領域に相当する。
【００３８】
第１の固定部材５１は、ラミネートコイル３０をその下側すなわち第１の凸部材４１側に対して固定するために配置される。このため第１の固定部材５１は、第１の凸部材４１とほぼ同じ平面形状を有することが好ましい。具体的には第１の固定部材５１は、Ｘ方向について幅が細く、Ｙ方向についてはコア１０と同等の寸法を有するように延びる、比較的細長い平面形状を有する平板である。
【００３９】
図２および図４に示すように、第１の固定部材５１は、たとえばネジ８０によって、その下側の第１の凸部材４１、または支持体４０に固定される。これは第１の固定部材５１がネジ８０の締結力により、ラミネートコイル３０をＺ方向下側の支持体４０側に押圧するためである。ただし第１の固定部材５１は、ラミネートコイル３０および第１の伝熱部材４１ａを挟んで、その下側の第１の凸部材４１、または支持体４０に固定される。したがって、図７に示すように、ラミネートコイル３０は、その全体の最下面である絶縁部材３３の下面が、第１の伝熱部材４１ａを介して第１の凸部材４１に接触する。またラミネートコイル３０は、その全体の最上面である絶縁部材３１の上面が第１の固定部材５１に接触する。このようにラミネートコイル３０は、第１の固定部材５１と第１の凸部材４１とに挟まれ固定される。
【００４０】
したがって、ラミネートコイル３０は、第１の固定部材５１と第１の伝熱部材４１ａとに接触するように挟まれる。すなわちラミネートコイル３０の絶縁部材３３の下面は第１の伝熱部材４１ａに面接触し、ラミネートコイル３０の絶縁部材３１の上面は第１の固定部材５１に面接触する。また第１の伝熱部材４１ａは第１の凸部材４１に面接触する。このためラミネートコイル３０はその上下方向から第１の固定部材５１ならびに、第１の伝熱部材４１ａを含む第１の凸部材４１によりしっかりと押圧され固定される。一方、上記図７に示すように、上コア１０Ａおよび下コア１０Ｂは、ラミネートコイル３０に接触せず隙間を形成してもよい。このようにラミネートコイル３０との接触が必要な点において、第１の固定部材５１および第１の伝熱部材４１ａは、上コア１０Ａおよび下コア１０Ｂとは構成上異なっている。
【００４１】
図３に示すように、第１の固定部材５１はＩ形状であり、第１の凸部材４１はたとえばＥ形状である。すなわち第１の固定部材５１と第１の凸部材４１とを噛み合わせれば、両者の間にはたとえばＹ方向に間隔をあけて２つの空隙部４１Ｃが形成される。これらの２つの空隙部４１Ｃは、コア１０の２つの空隙部１０Ｃとほぼ同じＹ座標位置に配置され、Ｘ方向について第１の凸部材４１の全体に延びるように形成される。これにより、コア１０の２つの空隙部１０Ｃを貫通するように周回する第１のコイル２０および第２のコイル２１は、２つの空隙部４１Ｃを貫通するように周回する。
【００４２】
なお後述するように、第１の伝熱部材４１ａは可撓性を有する材料または流動性を有する材料により形成される。このためネジ８０の締結に伴う下方への押圧力により、第１の伝熱部材４１ａは圧縮される。第１の伝熱部材４１ａが第１の凸部材４１とほぼ同じ形状であれば、第１の伝熱部材４１ａは空隙部４１Ｃの内壁の底面上から側面上に連なるように変形し、空隙部４１Ｃの内壁面の形状に追随するように当該内壁面上に接触してもよいが、第１の伝熱部材４１ａは空隙部４１Ｃの内壁の側面上に接触しなくてもよい。そもそも図３のように第１の伝熱部材４１ａがラミネートコイル３０の最下面と第１の凸部材４１の最上面との間の領域のみに配置される場合、第１の伝熱部材４１ａは空隙部４１Ｃの内壁の底面上のみに配置される。
【００４３】
また図示されないが、第１の固定部材５１とラミネートコイル３０の絶縁部材３１の上面との間にも第１の伝熱部材が挟まれてもよい。この第１の伝熱部材は、ラミネートコイル３０に隣接し接触する領域に配置され、第１の固定部材５１に含まれると考える。また逆に、第１の凸部材４１とラミネートコイル３０との間に第１の伝熱部材が挟まれず、第１の固定部材５１とラミネートコイル３０との間のみに挟まれてもよい。この場合も第１の伝熱部材は第１の固定部材５１の一部に含まれると考える。
【００４４】
図２、図４、図７に示すように、Ｘ方向について３つのコア１０の外側、すなわち３つのコア１０のＸ方向正側および負側のそれぞれには、計２つの第２の凸部材４２が配置されている。第２の凸部材４２は３つのコア１０に対してＸ方向に間隔をあけて配置されている。Ｘ方向について第１の凸部材４１よりも幅が広くてもよく、Ｙ方向についてはコア１０と同等の寸法を有するように延びている。ただし第２の凸部材４２は平面視において比較的細長い形状を有している。第２の凸部材４２は支持体４０に固定されている。すなわち第２の凸部材４２は、たとえば支持体４０の上側の表面に固定されている。第２の凸部材４２は支持体４０と一体として形成されていてもよい。しかし第２の凸部材４２は支持体４０とは別体として形成され、両者が互いに接合などにより固定されていてもよい。第２の凸部材４２は、支持体４０以外の筐体の部分と一体であるか、あるいは当該筐体の部分に接合などで固定されていてもよい。
【００４５】
第２の凸部材４２のＺ方向の上には、第２の凸部材４２とはＺ方向に間隔をあけて１つずつ、計２つの第２の固定部材５２が配置されている。つまりたとえば第２の凸部材４２のＺ方向の真上には、第２の凸部材４２とはＺ方向に間隔をあけて１つずつ、計２つの第２の固定部材５２が配置されている。また第２の凸部材４２のＺ方向の上側の表面には、ラミネートコイル３０に隣接しラミネートコイル３０に接触するよう、第２の伝熱部材４２ａが載置されている。第２の伝熱部材４２ａは第２の凸部材４２に含まれると考える。第２の伝熱部材４２ａは、第２の凸部材４２とほぼ同じ平面形状でもよいが、少なくともラミネートコイル３０の最下面と第２の凸部材４２の最上面との間の領域に挟まれるように配置されればよい。ラミネートコイル３０の最下面と第２の凸部材４２の最上面との間の領域とは、図３に示すように後述の空隙部４２Ｃの内部の領域に相当する。
【００４６】
第２の固定部材５２は、ラミネートコイル３０をその下側すなわち第２の凸部材４２側に対して固定するために配置される。このため第２の固定部材５２は、第２の凸部材４２とほぼ同じ平面形状を有する平板であることが好ましい。具体的には第２の固定部材５２は、Ｘ方向について幅が細く、Ｙ方向についてはコア１０と同等の寸法を有するように延びる、比較的細長い平面形状である。
【００４７】
図２および図４に示すように、第２の固定部材５２は、たとえばネジ８０によって、その下側の第２の凸部材４２、または支持体４０に固定される。これは第２の固定部材５２がネジ８０の締結力により、ラミネートコイル３０をＺ方向下側の支持体４０側に押圧するためである。ただし第２の固定部材５２は、ラミネートコイル３０および第２の伝熱部材４２ａを挟んで、その下側の第２の凸部材４２、または支持体４０に固定される。したがって、図７に示すように、ラミネートコイル３０は、その全体の最下面である絶縁部材３３の下面が、第２の伝熱部材４２ａを介して第２の凸部材４２に接触する。またラミネートコイル３０は、その全体の最上面である絶縁部材３１の上面が第２の固定部材５２に接触する。このようにラミネートコイル３０は、第２の固定部材５２と第２の凸部材４２とに挟まれ固定される。
【００４８】
したがって、ラミネートコイル３０は、第２の固定部材５２と第２の伝熱部材４２ａとに接触するように挟まれる。すなわちラミネートコイル３０の絶縁部材３３の下面は第２の伝熱部材４２ａに面接触し、ラミネートコイル３０の絶縁部材３１の上面は第２の固定部材５２に面接触する。また第２の伝熱部材４２ａは第２の凸部材４２に面接触する。このためラミネートコイル３０はその上下方向から第２の固定部材５２ならびに、第２の伝熱部材４２ａを含む第２の凸部材４２によりしっかりと押圧され固定される。一方、上記図７に示すように、上コア１０Ａおよび下コア１０Ｂは、ラミネートコイル３０に接触せず隙間を形成してもよい。このようにラミネートコイル３０との接触が必要な点において、第２の固定部材５２および第２の伝熱部材４２ａは、上コア１０Ａおよび下コア１０Ｂとは構成上異なっている。
【００４９】
図３に示すように、第２の固定部材５２はＩ形状であり、第２の凸部材４２はたとえばＣ形状である。すなわち第２の固定部材５２と第２の凸部材４２とを噛み合わせれば、両者の間には１つの空隙部４２Ｃが形成される。空隙部４２Ｃは、コア１０の２つの空隙部１０Ｃおよびそれらの間の被巻回部１０Ｅとほぼ同じＹ座標位置に配置され、Ｘ方向について第２の凸部材４２の全体に延びるように形成される。これにより、コア１０の２つの空隙部１０Ｃを貫通するように周回する第１のコイル２０および第２のコイル２１は、空隙部４２Ｃを貫通するように周回する。ただし第２の凸部材４２も、第１の凸部材４１とＹ方向についてのほぼ同位置に同形状の２つの空隙部を形成可能なＥ形状であってもよい。
【００５０】
なお後述するように、第２の伝熱部材４２ａは可撓性を有する材料または流動性を有する材料により形成される。このためネジ８０の締結に伴う下方への押圧力により、第２の伝熱部材４２ａは圧縮される。第２の伝熱部材４２ａが第２の凸部材４２とほぼ同じ形状であれば、第２の伝熱部材４２ａは空隙部４２Ｃの内壁の底面上から側面上に連なるように変形し、空隙部４２Ｃの内壁面の形状に追随するように当該内壁面上に接触してもよいが、第２の伝熱部材４２ａは空隙部４２Ｃの内壁の側面上に接触しなくてもよい。そもそも図３のように第２の伝熱部材４２ａがラミネートコイル３０の最下面と第２の凸部材４２の最上面との間の領域のみに配置される場合、第２の伝熱部材４２ａは空隙部４２Ｃの内壁の底面上のみに配置される。
【００５１】
また図示されないが、第２の固定部材５２とラミネートコイル３０の絶縁部材３１の上面との間にも伝熱部材が挟まれてもよい。この第２の伝熱部材は、ラミネートコイル３０に隣接し接触する領域に配置され、第２の固定部材５２に含まれると考える。また逆に、第２の凸部材４２とラミネートコイル３０との間に第２の伝熱部材が挟まれず、第２の固定部材５２とラミネートコイル３０との間のみに挟まれてもよい。この場合も２の伝熱部材は第２の固定部材５２の一部に含まれると考える。
【００５２】
その他、支持体４０の面上の一部に、支持体凸部４３が形成されてもよい。図２および図４に示すように、支持体凸部４３は、たとえば３つのコア１０とＹ方向について間隔をあけてそのＹ方向正側および負側のそれぞれに１つずつ配置されている。これら１対の支持体凸部４３はＸ方向に延在する。すなわち１対の支持体凸部４３は、Ｙ方向についてコア１０を挟むように配置されている。支持体凸部４３は第１の凸部材４１と同様に支持体４０に固定されるが、支持体４０と一体であっても別体であってもよい。これにより、１対の支持体凸部４３は、下コア１０Ｂが支持体４０の面上を移動しそこからはみ出ることを抑制するために設けられる。したがってそのような効果を奏する限り、他の方法が適用されてもよい。たとえば支持体４０の上側の主表面の一部に凹部が形成され、その凹部に下コア１０Ｂが嵌まるように収納可能な構成であってもよい。
【００５３】
＜材料・材質＞
支持体４０は、熱伝導率が０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましい。ただし支持体４０は、熱伝導率が１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることがより好ましい。その中でも支持体４０は、熱伝導率が１０．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることがさらに好ましい。
【００５４】
支持体４０は、剛性のある材料で形成されることが好ましい。具体的には、支持体４０は、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、ＳＵＳ３０４などの鉄合金、リン青銅などの銅合金、およびＡＤＣ１２など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。その他、支持体４０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、たとえば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）からなる群から選択されるいずれかである。鉄を除き、支持体４０に用いられる材料は非磁性体であることが好ましい。第１の凸部材４１および第２の凸部材４２が支持体４０と一体である場合は上記支持体４０と同一材料となる。第１の凸部材４１および第２の凸部材４２が支持体４０と別体である場合、これらは支持体４０と同一材料であってもよいし、支持体４０と異なる材料であってもよい。支持体４０は、たとえば切削、ダイキャスト、鍛造、および金型を用いた成形からなる群から選択されるいずれかの工程により形成される。
【００５５】
上コア１０Ａおよび下コア１０Ｂ（被巻回部１０Ｅを含む）の本体は、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）系フェライトコアで形成される。ただし上コア１０Ａおよび下コア１０Ｂは、たとえばいわゆるアモルファスコア、またはいわゆるアイアンダストコアであってもよい。アモルファスコアは鉄系アモルファス合金により形成されている。アイアンダストコアは鉄粉が加圧成形されたものである。
【００５６】
ラミネートコイル３０に含まれる第１のコイル２０および第２のコイル２１は、導電性の材料により形成されている。具体的には第１のコイル２０および第２のコイル２１は、銅、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、すず（Ｓｎ）、銅合金、ニッケル（Ｎｉ）合金、金合金、銀合金、すず合金からなる群から選択されるいずれかにより形成されている。第１のコイル２０と第２のコイル２１とは異なる材料により形成されてもよい。
【００５７】
接続部材２２Ａ，２２Ｂは、第１のコイル２０と同一材料から形成されてもよいが、異なる材料から形成されてもよい。接続部材２３Ａ，２３Ｂは、第２のコイル２１と同一材料から形成されてもよいが、異なる材料から形成されてもよい。接続部材２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂは、導電性の材料により形成されている。具体的には接続部材２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂは、銅、銀、金、すず、鉄、銅合金、ニッケル合金、金合金、銀合金、すず合金、鉄合金から選択されるいずれかにより形成されている。
【００５８】
ラミネートコイル３０に含まれる絶縁部材３１〜３３は、平板形状または薄い箔状、フィルム状である。絶縁部材３１〜３３は電気的絶縁性を有する任意の材料で形成されている。具体的には、絶縁部材３１〜３３はたとえばポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）もしくはポリイミド（ＰＩ）のフィルム、またはアラミド（全芳香族ポリアミド）繊維から形成される紙により形成されている。あるいは絶縁部材３１〜３３は、ガラス繊維強エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトンからなる群から選択されるいずれかにより形成されてもよい。さらに絶縁部材３１〜３３は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などのセラミック材料で形成されてもよい。さらに他の特徴として、絶縁部材３１〜３３は任意の表面に粘着層または接着層を有し、この粘着層または接着層により、絶縁部材３１〜３３は第１のコイル２０および第２のコイル２１と粘着または接着してもよい。
【００５９】
第１の固定部材５１および第２の固定部材５２は、剛性の高い材料により形成される。具体的には、第１の固定部材５１および第２の固定部材５２は、銅、アルミニウム、鉄、ＳＵＳ３０４などの鉄合金、リン青銅などの銅合金、およびＡＤＣ１２など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形成される。あるいは第１の固定部材５１および第２の固定部材５２は、熱伝導性フィラーを含有する樹脂材料で形成されてもよい。ここで樹脂材料とは、たとえばポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトンからなる群から選択されるいずれかである。鉄を除き、第１の固定部材５１および第２の固定部材５２に用いられる材料は非磁性体であることが好ましい。第１の固定部材５１および第２の固定部材５２は、たとえば切削、ダイキャスト、鍛造、および金型を用いた成形からなる群から選択されるいずれかの工程により形成される。
【００６０】
第１の伝熱部材４１ａおよび第２の伝熱部材４２ａは、絶縁部材３１〜３３よりも大きな熱伝導率を有する。そのようになる条件の下、第１の伝熱部材４１ａおよび第２の伝熱部材４２ａは、０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、その中でも特に１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、さらにその中でも１０．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有する。
【００６１】
第１の伝熱部材４１ａおよび第２の伝熱部材４２ａは、高い剛性を有してもよいし、高い可撓性を有してもよい。また第１の伝熱部材４１ａおよび第２の伝熱部材４２ａは、高い弾性を有してもよい。さらに第１の伝熱部材４１ａおよび第２の伝熱部材４２ａは、電気絶縁性を有していてもよい。第１の伝熱部材４１ａおよび第２の伝熱部材４２ａは、内部に熱伝導性フィラーを有していてもよい。第１の伝熱部材４１ａおよび第２の伝熱部材４２ａが可撓性または流動性を有する場合、ラミネートコイル３０が支持体４０側へ押圧された際に、第１の伝熱部材４１ａおよび第２の伝熱部材４２ａは圧縮される。これにより第１の伝熱部材４１ａおよび第２の伝熱部材４２ａは変形し、第１のコイル２０および第２のコイル２１と直接接触していてもよい。また第１の伝熱部材４１ａおよび第２の伝熱部材４２ａは、上コア１０Ａおよび下コア１０Ｂと接触していてもよい。
【００６２】
第１の伝熱部材４１ａおよび第２の伝熱部材４２ａを構成する材料は以下の通りである。第１の伝熱部材４１ａおよび第２の伝熱部材４２ａは、シリコーンもしくはウレタンなどの材料、およびエポキシもしくはウレタンなどの樹脂材のいずれかからなることが好ましい。あるいは第１の伝熱部材４１ａおよび第２の伝熱部材４２ａは、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、ポリフェニレンサルファイド、および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であってもよい。さらに第１の伝熱部材４１ａおよび第２の伝熱部材４２ａは、ポリイミドなどの高分子材料、および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のいずれかにより形成されてもよい。さらに第１の伝熱部材４１ａおよび第２の伝熱部材４２ａは、シリコーンゴムシートまたはウレタンゴムシートにより形成されてもよい。さらに第１の伝熱部材４１ａおよび第２の伝熱部材４２ａ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もよい。
【００６３】
ネジ８０はたとえばなべねじまたは皿ねじであり、形状は任意である。ネジ８０はたとえばリベットでもよい。第１の固定部材５１および第２の固定部材５２が、支持体４０または第１の凸部材４１、第２の凸部材４２に、接着、かしめ、溶接などの方法によって固定される場合には、コイル装置１０１Ａａにネジ８０を有さなくてもよい。
【００６４】
＜作用効果＞
次に、本実施の形態の背景について説明した後、本実施の形態の第１例のコイル装置１０１Ａａの作用効果について説明する。
【００６５】
高周波化することでトランスを小型化するために用いられるプレーナコイルは、平面視における面積が大きくなるため、プレーナコイルの面積の大きい表面部分の固定が重要となる。面積の大きい表面部分が固定できれば、プレーナコイル全体が十分に固定されるため、プレーナコイルおよびそれが巻き付けられるコアの振動が抑制される。
【００６６】
大容量のトランスにプレーナコイルを用いる場合、焼成を困難にしない観点から小型のコアが複数並べられるため、複数並べられた小型のコアの平面積の総和が大きくなり、その結果プレーナコイルの平面積が大きくなる。ここで、たとえば上記コイル装置１０１Ａａのラミネートコイル３０がＸ方向の両端部にて第２の固定部材５２および第２の凸部材４２（第２の伝熱部材４２ａ）のみにより接触するように挟まれ固定される場合を考える。つまりこの場合においてはラミネートコイル３０が１対のコア１０の間で第１の固定部材５１および第１の凸部材４１（第１の伝熱部材４１ａ）に接触するように挟まれ固定されてはいない。この場合、ラミネートコイル３０が他部材に接触するように挟まれ固定される位置間のＸ方向の距離が大きくなる。よってこの場合、ラミネートコイル３０がコア１０を貫通している部分はコア１０と接触しておらずコア１０に対して隙間をあけて浮いた状態となる。すなわちラミネートコイル３０はコア１０に対して固定されない。したがってラミネートコイル３０の固有振動数が小さくなる。このためラミネートコイル３０は振動により変形または破壊したり、コア１０に衝撃を与えコアを破壊させたりする恐れがある。つまり振動によってラミネートコイル３０自体が破断したり、コア１０が破壊したり、ラミネートコイル３０の第１のコイル２０などの他の部材との電気的または機械的な接続部が破断したりする恐れがある。
【００６７】
一方、たとえ少なくともコアとプレーナコイルとの間では固定されたとしても、これらが電力変換装置の他の部材に対しても固定されない限り、コアおよびコイルの振動による破損は免れない。
【００６８】
そこで本実施の形態の電力変換装置１のコイル装置１０１Ａａは、以下の構成を有している。コイル装置１０１Ａａは、支持体４０と、ラミネートコイル３０と、コア１０と、第１の凸部材４１と、第１の固定部材５１とを含んでいる。ラミネートコイル３０は、支持体４０の面上にてプレーナコイルが複数、第１のコイル２０および第２のコイル２１として積層されている。コア１０は、支持体４０の面上にてラミネートコイル３０に巻回される部分を含み、第１のコイル２０および第２のコイル２１の長手方向であるＸ方向に互いに間隔をあけて複数並ぶ。第１の凸部材４１は、長手方向であるＸ方向についての互いに隣り合う１対のコア１０の間に配置され、支持体４０に固定されている。第１の固定部材５１は、第１の凸部材４１の上に配置される。ラミネートコイル３０は、第１の面（下面）が第１の凸部材４１に接触し、第１の面と反対側の第２の面（上面）が第１の固定部材５１に接触するように、第１の固定部材５１と第１の凸部材４１とに挟まれ固定される。
【００６９】
これによりラミネートコイル３０は、１対のコア１０の間に配置される第１の凸部材４１と、第１の固定部材５１とに挟まれ、これらとの間に隙間がほとんど生じない状態となる。すなわちラミネートコイル３０は、長手方向の中央に近い領域に、他部材に接触するように挟まれしっかりと固定される領域を有することとなる。このためＸ方向についてのラミネートコイル３０が他部材に接触するように挟まれしっかりと固定される位置間の距離が小さくなる。よってラミネートコイル３０の固有振動数が大きくなる。ラミネートコイル３０の固有振動数が大きくなるため、電力変換装置１に振動および衝撃が加わった際にラミネートコイル３０の変形する量が小さくなる。これにより、上コア１０Ａ、下コア１０Ｂ、絶縁部材３１〜３３、第１のコイル２０および第２のコイル２１の破損が抑制できる。
【００７０】
また第１の凸部材４１は支持体４０に固定されている。このため第１の凸部材４１に挟まれるラミネートコイル３０は、支持体４０を含む筐体、すなわち電力変換装置１の全体に対して固定される。このためコアおよびコイルがたとえ固定されても、そのコアおよびコイルの固定されたセットが筐体に対して固定されておらずに、結局筐体との間で振動を起こし損傷するような不具合を抑制することができる。
【００７１】
以上により、本実施の形態によれば、コア１０および第１のコイル２０、第２のコイル２１を含む各部材の耐振動性を向上し、振動による破損を抑制する効果が高められる。
【００７２】
また、ラミネートコイル３０の第１の面すなわち最下面が第１の凸部材４１に接触する。これにより、ラミネートコイル３０からその下側の第１の凸部材４１への放熱効果を高めることができる。ラミネートコイル３０の第２の面すなわち最上面が第１の固定部材５１に接触する。これにより、ラミネートコイル３０からその上側の第１の固定部材５１への放熱効果を高めることができる。これにより、第１の凸部材４１および第１の固定部材５１を用いて、第１のコイル２０および第２のコイル２１の発熱を効率的に、その上下側双方向から放熱することができ、第１のコイル２０および第２のコイル２１の温度上昇を抑制できる。
【００７３】
上記コイル装置１０１Ａａにおいて、長手方向には３つ以上のコア１０が並んでいる。長手方向の互いに隣り合う１対のコア１０の間に配置される第１の凸部材４１を複数含んでいることが好ましい。つまり長手方向に間隔をあけて、第１の凸部材４１を複数有する。このため長手方向について、隣り合う第１の凸部材４１および第１の固定部材５１に挟まり固定される位置間の距離をより小さくすることができる。その結果、ラミネートコイル３０の固有振動数がより大きくなるため、上コア１０Ａ、下コア１０Ｂ、絶縁部材３１〜３３、第１のコイル２０および第２のコイル２１の破損がいっそう確実に抑制できる。
【００７４】
上記コイル装置１０１Ａａにおいて、第２の凸部材４２と、第２の固定部材５２とをさらに含むことが好ましい。第２の凸部材４２は長手方向であるＸ方向についての複数のコア１０の外側に配置される。第２の固定部材５２は第２の凸部材４２の上に配置される。ラミネートコイル３０は、第１の面（下面）が第２の凸部材４２に接触し、第２の面（上面）が第２の固定部材５２に接触するように、第２の固定部材５２と第２の凸部材４２とに挟まれ固定される。
【００７５】
これにより、コア１０の長手方向の中央付近の位置のみならず、長手方向の複数のコア１０の外側の領域すなわち両端部においても、中央部と同様に、ラミネートコイル３０を挟み込むように固定することができる。このため長手方向について、隣り合うラミネートコイル３０が挟まり固定される位置間の距離をより小さくすることができる。その結果、ラミネートコイル３０の固有振動数がより大きくなるため、上コア１０Ａ、下コア１０Ｂ、絶縁部材３１〜３３、第１のコイル２０および第２のコイル２１の破損がいっそう確実に抑制できる。
【００７６】
また、ラミネートコイル３０の最下面が第２の凸部材４２に、最上面が第２の固定部材５２に接触する。これにより、第２の凸部材４２および第２の固定部材５２を用いて、第１のコイル２０および第２のコイル２１の発熱を効率的に、その上下側双方向から放熱することができ、第１のコイル２０および第２のコイル２１の温度上昇を抑制できる。
【００７７】
上記コイル装置１０１Ａａにおいて、第２の凸部材４２は支持体４０に固定されていることが好ましい。これにより、第１の凸部材４１が支持体４０に固定されることにより得られる効果と同様の効果が得られる。すなわち第２の凸部材４２に挟まれるラミネートコイル３０は、支持体４０を含む筐体、すなわち電力変換装置１の全体に対して固定される。このためコアおよびコイルがたとえ固定されても、そのコアおよびコイルの固定されたセットが筐体に対して固定されておらずに、結局筐体との間で振動を起こし損傷するような不具合を抑制することができる。
【００７８】
上記コイル装置１０１Ａａにおいて、第１の凸部材４１および第１の固定部材５１の少なくともいずれかは、ラミネートコイル３０に隣接し接触するよう配置される第１の伝熱部材４１ａをさらに含む。第２の凸部材４２および第２の固定部材５２の少なくともいずれかは、ラミネートコイル３０に隣接し接触するよう配置される第２の伝熱部材４２ａをさらに含む。そのような構成であることが好ましい。
【００７９】
第１のコイル２０および第２のコイル２１に電流が流れ、コイル装置１０１Ａａが動作する際には、上コア１０Ａ、下コア１０Ｂにおいてエネルギ損失から発熱が生じる。上コア１０Ａの発熱は下コア１０Ｂに伝わり、下コア１０Ｂの発熱は支持体４０に伝わる。支持体４０に伝わった発熱はその下方に放熱される。第１の伝熱部材４１ａおよび第２の伝熱部材４２ａが挟まれることにより、このような放熱効果が高められる。
【００８０】
さらに第１のコイル２０および第２のコイル２１に電流が流れることによりこれらにはジュール熱が発生する。第１のコイル２０の発熱は絶縁部材３２、第２のコイル２１、絶縁部材３３、第１の伝熱部材４１ａおよび第１の凸部材４１を介して支持体４０に伝わりそこから放熱される。第２のコイル２１の発熱も上記と同様に、第２の伝熱部材４２ａを介して支持体４０に伝わる。このような伝熱効果は、第１の伝熱部材４１ａおよび第２の伝熱部材４２ａが挟まれることにより高められる。第１の凸部材４１が複数配置されれば、その分だけ放熱可能な個所が多くなるため、より放熱効果が高められる。これにより第１のコイル２０および第２のコイル２１の温度上昇を抑制できる。たとえば第１の凸部材４１および第１の固定部材５１の双方が第１の伝熱部材４１ａを含むような場合は、そのいずれかのみが第１の伝熱部材４１ａを含む場合に比べていっそう放熱効果が高められる。第２の伝熱部材４２ａについても同様である。
【００８１】
＜変形例＞
図８は、実施の形態１の第２例に係るトランスとしてのコイル装置の構成を示す概略断面図である。つまりこれは、実施の形態１の第２例のコイル装置についての図７に相当する。図８を参照して、本実施の形態の第２例のコイル装置１０１Ａｂは大筋でコイル装置１０１Ａａと同様の構成を有するため、同一の構成要素には同一の符号を付しその説明を繰り返さない。しかしコイル装置１０１Ａｂにおいては、ラミネートコイル３０に３層のコイルが積層されている。具体的には、図８においては、ラミネートコイル３０にプレーナコイルとして、第１のコイル２０と、第２のコイル２１と、第２のコイル２５とが積層されている。ラミネートコイル３０においては、上層から下層へ、絶縁部材３１、第１のコイル２０、絶縁部材３２、第２のコイル２１、絶縁部材３３、第２のコイル２５、絶縁部材３４の順に積層されている。第２のコイル２５は第２のコイル２１と同様、コイル装置１０１Ａｂにおける低電圧側巻線である。つまり第２のコイル２１と第２のコイル２５とは絶縁部材３３，３４によって電気的に並列に接続される。以上のようにコイル装置１０１Ａｂにおいては、２つの第２のコイル２１，２５を有している。
【００８２】
＜作用効果＞
このようにコイル装置１０１Ａｂにおいては、第１のコイルおよび第２のコイルの少なくともいずれかを複数有する構成であってもよい。これによる作用効果は以下の通りである。たとえば図８のように２次側すなわち低電圧側巻線として並列接続された２つの第２のコイル２１，２５を有することにより、第２のコイル２１，２５それぞれに流れる電流値を低減することができ、第２のコイルの発熱が抑制される。またラミネートコイル３０に第２のコイル２１に加えて高い熱伝導率を有する第２のコイル２５が追加されることにより、ラミネートコイル３０内の温度を均一化できる。さらに、ラミネートコイル３０内に高い剛性を有する第２のコイル２５が追加されることにより、ラミネートコイル３０全体の剛性が増加し、ラミネートコイル３０の耐振動性がいっそう向上される。
【００８３】
＜その他の変形例＞
以上の実施の形態１の第１例および第２例は、上記の他、以下のように適宜変形されてもよい。以下当該変形例について列挙する。
【００８４】
上記コイル装置１０１Ａｂにおいては１つの第１のコイル２０および２つの第２のコイル２１，２５を有する構成である。しかしコイル装置には少なくとも１つの第１のコイルと少なくとも１つの第２のコイルとを有していればよい。コイル装置に含まれる第１のコイルおよび第２のコイルの数の組み合わせは任意である。たとえばコイル装置は、２つの第１のコイルおよび１つの第２のコイルを有する構成であってもよい。
【００８５】
一般的には、通電による発熱が大きいコイルを複数層配置しそれらを並列接続することにより、ラミネートコイル３０の温度上昇を低減できる。また複数層のコイルであるたとえば第２のコイル２１，２５が並列接続される代わりに直列接続されてもよい。コイルを直列接続することでターン数を変化できる。またラミネートコイル３０における第１のコイルと第２のコイルとの積層される順序も任意である。たとえば上層から下層へ、第２のコイル、第１のコイル、第２のコイルの順に積層されてもよい。さらに積層方向であるＺ方向について隣り合う１対のコイルは同電位であってもよいが異なる電位であってもよい。つまりたとえば図２において、第１のコイル２０と、第２のコイル２１とは異なる電位を有しており、第１のコイル２０と、第２のコイル２１と、複数のコア１０とにより、１つのトランスとしてのコイル装置１０１Ａａが構成されてもよい。以上のように、コイル装置１０１Ａｂにおけるラミネートコイル３０内の第１のコイルおよび第２のコイルの層数、直列または並列の接続方法などの組み合わせは任意である。
【００８６】
さらに、上記コイル装置１０１Ａａ，１０１Ａｂにおけるコア１０の個数は、以上においては３個であったが４個以上の任意の数であってもよい。たとえばコイル装置１０１Ａａ，１０１Ａｂに含まれるコア１０は、４個であっても５個、６個であってもよい。
【００８７】
また以上においては電力変換装置１のうちのトランスとしてのコイル装置１０１の構成を示している。しかしこれに限らず、たとえば図２〜図７のコイル装置１０１Ａａまたは図８のコイル装置１０１Ａｂと同様の特徴を有する構成が、電力変換装置１に含まれるコイル装置１０２，１０３，１０４に適用されてもよい。
【００８８】
実施の形態２．
＜コイル装置１０１の構成＞
図９は、実施の形態２の第１例に係るトランスとしてのコイル装置の構成を示す概略平面図である。図１０は、図９のＸ−Ｘ線に沿う部分における、図９のコイル装置の概略断面図である。図９および図１０を参照して、本実施の形態の第１例のコイル装置１０１Ｂａは大筋でコイル装置１０１Ａａと同様の構成を有するため、同一の構成要素には同一の符号を付しその説明を繰り返さない。しかしコイル装置１０１Ｂａにおいては、固定部材の平面形状においてコイル装置１０１Ａａと異なっている。
【００８９】
具体的には、コイル装置１０１Ｂａにおいては、平板形状の第２の固定部材５０が、コイル装置１０１Ａａの第２の固定部材５２と同様に、ラミネートコイル３０および第２の伝熱部材４２ａを挟んで、その下側の第２の凸部材４２または支持体４０にネジ８０で固定されている。第２の固定部材５０は、第２の凸部材４２の上のみならず、そこからＸ方向に延びている。この第２の固定部材５０は、第２の凸部材４２の上からＸ方向に枝分かれし、ラミネートコイル３０の各コイルおよび絶縁部材の配置位置にほぼ重なる位置に配置されるよう、Ｘ方向に延びている。このように第２の凸部材４２の上から枝分かれしてＸ方向に延びる第２の固定部材の部分が第２の固定部材延長部５０ａとして配置されている。
【００９０】
第２の固定部材延長部５０ａはＸ方向に延びるため、コイル装置１０１Ａａにおける第１の固定部材５１が配置される位置と同じ位置、すなわち第１の凸部材４１の上の領域の一部を通っている。ここでは特にラミネートコイル３０にほぼ重なる位置であり、かつ第１の凸部材４１の上の領域に第２の固定部材延長部５０ａが配置される。なおラミネートコイル３０の外縁より内側に第２の固定部材延長部５０ａの外縁が存在するがこれに限らず、両外縁が一致してもよい。この領域の第２の固定部材延長部５０ａは、コイル装置１０１Ａａの第１の固定部材５１と同様に機能し、ラミネートコイル３０、第１の伝熱部材４１ａおよび第１の凸部材４１を下方に押圧する。
【００９１】
図９においては、左側の第２の伝熱部材４２ａの上の第２の固定部材５０は、図の下側のラミネートコイル３０の領域にほぼ重なるよう第２の固定部材延長部５０ａがＸ方向に延びている。また右側の第２の伝熱部材４２ａの上の第２の固定部材５０は、図の上側のラミネートコイル３０の領域にほぼ重なるよう第２の固定部材延長部５０ａが延びている。ただしこれは逆に、左側の第２の固定部材５０が図の上側のラミネートコイル３０と重なるよう延びてもよい。
【００９２】
第２の固定部材延長部５０ａを含む第２の固定部材５０が樹脂材料で形成される場合は、第１の凸部材４１の上の領域において、第１の固定部材としての第２の固定部材延長部５０ａが、ネジ８０でその下方の部材である第１の凸部材４１などに固定されてもよい。このようにすればコイル装置１０１Ｂａの耐振動性を向上できる。また第１の凸部材４１の上以外の領域の第２の固定部材延長部５０ａは、ラミネートコイル３０を下方に押圧する。
【００９３】
以上のように、コイル装置１０１Ｂａにおいては、第１の固定部材としての第２の固定部材延長部５０ａの一部と、第２の固定部材５０とが一体となっている。
【００９４】
＜作用効果＞
本実施の形態は基本的に実施の形態１と同様の作用効果を奏するため、同様の作用効果についてはその説明を繰り返さない。次に、本実施の形態の第１例のコイル装置１０１Ｂａに特有の作用効果について説明する。
【００９５】
コイル装置１０１Ｂａにおいては、第１の固定部材に相当する第２の固定部材延長部５０ａと、第２の固定部材５０とが一体となっている。この場合においても、両者が別体であるコイル装置１０１Ａａなどと同様に、第１の固定部材と第２部材とが、下側の第１の凸部材４１および第２の凸部材４２とともに、ラミネートコイル３０を接触するように挟み固定する。このためコイル装置１０１Ａａなどと同様に各部材の耐振動性が向上し、振動による破損を抑制する効果が高められる。
【００９６】
またラミネートコイル３０と第２の固定部材延長部５０ａとが密着または接着等によって一体化されている場合、それらの剛性が向上することにより耐振動性が向上する。
【００９７】
＜変形例およびその効果＞
図１１は、実施の形態２の第２例に係るトランスとしてのコイル装置の構成を示す概略平面図である。図１１を参照して、本実施の形態の第２例のコイル装置１０１Ｂｂは大筋でコイル装置１０１Ａａと同様の構成を有するため、同一の構成要素には同一符号を付しその説明を繰り返さない。しかしコイル装置１０１Ｂｂにおいては、固定部材の平面形状においてコイル装置１０１Ａａと異なっている。なお図を見やすくするため、以降の各平面図において、コア１０は外枠のみ示している。
【００９８】
具体的には、コイル装置１０１Ｂｂにおいては、第１の固定部材５１はコイル装置１０１Ａａと同様に第１の凸部材４１の上に配置され、第２の固定部材５２はコイル装置１０１Ａａと同様に第２の凸部材４２の上に配置される。ただしコイル装置１０１Ｂｂでは、第１の固定部材５１は第１の凸部材４１の上のみならず、そこからＸ方向に延びている。また第２の固定部材５２は第２の凸部材４２の上のみならず、そこからＸ方向に延びている。
【００９９】
第１の固定部材５１は、第１の凸部材４１の上からＸ方向に枝分かれし、ラミネートコイル３０の各コイルおよび絶縁部材の配置位置にほぼ重なる位置に配置されるよう、Ｘ方向に延びている。この第１の凸部材４１の上から枝分かれしてＸ方向に延びる第１の固定部材の部分が第１の固定部材延長部５１ａとして配置されている。第２の固定部材５２は、第２の凸部材４２の上からＸ方向に枝分かれし、ラミネートコイル３０の各コイルおよび絶縁部材の配置位置にほぼ重なる位置に配置されるよう、Ｘ方向に延びている。この第２の凸部材４２の上から枝分かれしてＸ方向に延びる第２の固定部材の部分が第２の固定部材延長部５２ａとして配置されている。
【０１００】
第１の固定部材延長部５１ａおよび第２の固定部材延長部５２ａは、他の第１の固定部材５１または他の第２の固定部材５２と交わらないように分断されている。このため図１１における２つの第１の固定部材５１のうち左側のものは、ラミネートコイル３０の左上の領域において第１の固定部材延長部５１ａを有している。図１１での２つの第１の固定部材５１のうち右側のものは、ラミネートコイル３０の右下の領域において第１の固定部材延長部５１ａを有している。図１１での２つの第２の固定部材５２のうち左側のものは、ラミネートコイル３０の左下の領域において第２の固定部材延長部５２ａを有している。図１１での２つの第２の固定部材５２のうち右側のものは、ラミネートコイル３０の右上の領域において第２の固定部材延長部５２ａを有している。第１の固定部材延長部５１ａおよび第２の固定部材延長部５２ａはラミネートコイル３０を下方に押圧する。
【０１０１】
このように、２つの第１の固定部材５１および２つの第２の固定部材５２を有し、それぞれが互いに接触しないよう、分割されている。これにより、図１１の左側の第１の固定部材５１は、図１１の下側にて、第１の固定部材延長部５１ａおよび第２の固定部材延長部５２ａと間隔をあけて挟まれている。図１１の右側の第１の固定部材５１は、図１１の上側にて、第１の固定部材延長部５１ａおよび第２の固定部材延長部５２ａと間隔をあけて挟まれている。図１１の左側の第２の固定部材５２は図の上側にて第１の固定部材延長部５１ａと間隔をあけて隣り合う。図１１の右側の第２の固定部材５２は図の下側にて第１の固定部材延長部５１ａと間隔をあけて隣り合う。図１１の平面視において、２つの第１の固定部材５１および２つの第２の固定部材５２はその中央の点に関して互いに点対称となるように配置されている。一例としてこのような構成であってもよい。
【０１０２】
コイル装置１０１Ｂｂに特有の作用効果は以下の通りである。第１の固定部材５１が第１の固定部材延長部５１ａを有し、第２の固定部材５２が第２の固定部材延長部５２ａを有し、それぞれが互いに接触せず間隔をあけるよう分割されている。これにより、それぞれの第１の固定部材延長部５１ａおよび第２の固定部材延長部５２ａの延在方向の長さを短くできる。したがって、各固定部材延長部がラミネートコイル３０を下方に押圧する際にラミネートコイル３０および第１の伝熱部材４１ａなどから反力を受けることによる変形量を小さくできる。このことから、いっそう確実にラミネートコイル３０を固定部材および凸部材に挟まれるよう固定することができる。
【０１０３】
さらに、第１の固定部材延長部５１ａが短くなることにより、第１の固定部材延長部５１ａの先端部からこれを固定するネジ８０または第１の凸部材４１までの距離が短くなる。第２の固定部材延長部５２ａが短くなることにより、第２の固定部材延長部５２ａの先端部からこれを固定するネジ８０または第２の凸部材４２までの距離が短くなる。したがって第１の固定部材延長部５１ａの先端から第１の凸部材４１および支持体４０までの熱抵抗が小さくなり、第１のコイル２０および第２のコイル２１の放熱性が向上する。第２の固定部材延長部５２ａについても上記第１の固定部材延長部５１ａと同様の効果を奏する。
【０１０４】
図１２は、実施の形態２の第３例に係るトランスとしてのコイル装置の構成を示す概略平面図である。図１２を参照して、本実施の形態の第３例のコイル装置１０１Ｂｃは大筋でコイル装置１０１Ｂｂと同様の構成を有するため、同一の構成要素には同一符号を付し内容重複部分の説明を繰り返さない。ただしコイル装置１０１Ｂｃにおいては、第１の固定部材延長部５１ａおよび第２の固定部材延長部５２ａの延び方においてコイル装置１０１Ｂｂと異なっている。
【０１０５】
具体的には、それぞれの第１の固定部材５１の第１の固定部材延長部５１ａは、図１２におけるラミネートコイル３０の上側および下側の領域の双方に重なるように延びている。同様に、それぞれの第２の固定部材５２の第２の固定部材延長部５２ａは、図１２におけるラミネートコイル３０の上側および下側の領域の双方に重なるように延びている。各第１の固定部材延長部５１ａおよび第２の固定部材延長部５２ａは、左右方向の中央に関して左右対称となるように長さが揃えられている。図１２の平面視において、２つの第１の固定部材５１および２つの第２の固定部材５２はその左右方向の中央を縦に延びる直線に関して互いに線対称となるように配置されている。また第１の固定部材５１の左側に延びる第１の固定部材延長部５１ａと右側に延びる第１の固定部材延長部５１ａとの延びる長さも等しくなっている。第２の固定部材延長部５２ａについても上記と同様である。一例としてこのような構成であってもよく、図１１と同様の作用効果を奏する。
【０１０６】
実施の形態３．
＜コイル装置１０１の構成＞
図１３は、実施の形態３の第１例に係るトランスとしてのコイル装置の構成を示す概略平面図である。図１４は、図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う部分における、図１３のコイル装置の概略断面図である。図１３および図１４を参照して、本実施の形態の第１例のコイル装置１０１Ｃａは大筋でコイル装置１０１Ａａと同様の構成を有するため、同一の構成要素には同一の符号を付しその説明を繰り返さない。しかしコイル装置１０１Ｃａにおいては、コア１０の上に配置されるコア固定部材７０をさらに含む。つまりコイル装置１０１Ｃａはたとえばコア１０の真上に配置されるコア固定部材７０をさらに含む。この点において、コイル装置１０１Ａａと異なっている。
【０１０７】
コイル装置１０１Ｃａのコア固定部材７０は、第３の伝熱部材７０ａを介して、コア１０の特に上コア１０Ａの最上面に接触している。コイル装置１０１Ｃａにおいては、上コア１０Ａの最上面の全面に接触するよう第３の伝熱部材７０ａが配置される。さらに第３の伝熱部材７０ａの全面に接触するよう、すなわち上コア１０Ａの全体において平面視にて重なるよう、コア固定部材７０が配置されている。
【０１０８】
コア固定部材７０は、図示されないが実際には支持体４０または第１の凸部材４１に、ネジなどにより固定されている。これによりコア固定部材７０は、上コア１０Ａおよび下コア１０Ｂを下方に押圧する。
【０１０９】
コア固定部材７０は支持体４０および第１の固定部材５１、第２の固定部材５２と同一材料および同一工程で形成されることが好ましい。しかしコア固定部材７０は支持体４０および第１の固定部材５１、第２の固定部材５２とは異なる材料および／または異なる工程で形成されてもよい。第３の伝熱部材７０ａは第１の伝熱部材４１ａおよび第２の伝熱部材４２ａと同一材料から形成されていることが好ましいが、異なる材料でもよい。
【０１１０】
＜作用効果＞
コイル装置１０１Ｃａに特有の作用効果は以下の通りである。コア固定部材７０により、上コア１０Ａおよび下コア１０Ｂは下方に押圧される。したがってコア固定部材７０は、コア１０の上コア１０Ａおよび下コア１０Ｂを、確実に支持体４０の面上に固定されるよう載置できる。
【０１１１】
次に、上コア１０Ａは上方から直接下方へ押さえつけらえることなく、コア固定部材７０を介するように上方から押さえ付けられる。したがって上方から上コア１０Ａが受ける力は、上コア１０Ａの表面の全体から、コア固定部材７０により加えられる。このため上コア１０Ａに上方から加わる荷重が、少なくとも上コア１０Ａのうちコア固定部材７０が重なる領域であるたとえば上コア１０Ａの上面の全体から受けるものとなるよう、分散することができる。つまり上コア１０Ａの表面の一部の領域のみに下向きの荷重が集中することによる上コア１０Ａの破損を抑制できる。
【０１１２】
コア固定部材７０は第３の伝熱部材７０ａを介してコア１０に接触する。これによりコア固定部材７０には主にコア１０の発熱が伝わるため、コア１０の温度上昇を抑制できる。さらに図示されないが上記のように、コア固定部材７０は支持体４０または第１の凸部材４１に固定されている。このため上コア１０Ａからコア固定部材７０に伝わった熱は、そこから上方へ放熱することもできるが、支持体４０からコイル装置１０１Ｃａの下側へ放熱することもできる。このように上下双方から放熱できるため、コイル装置１０１Ｃａの放熱性がいっそう高められる。言い換えれば上コア１０Ａの温度上昇が低減できる。
【０１１３】
＜変形例およびその効果＞
図１５は、実施の形態３の第２例に係るトランスとしてのコイル装置の構成を示す概略断面図である。つまりこれは、実施の形態３の第２例のコイル装置についての図１４に相当する。なおこれ以降の各図においては、各コイル装置の図１４および図１５と同位置での、図１４および図１５と同様の断面図のみが示される。
【０１１４】
図１５を参照して、本実施の形態の第２例のコイル装置１０１Ｃｂは大筋でコイル装置１０１Ｃａと同様の構成を有するため、同一の構成要素には同一の符号を付し内容重複部分の説明を繰り返さない。ただしコイル装置１０１Ｃｂにおいては複数、たとえば３つ並ぶコア１０のそれぞれの上コア１０Ａの上のコア固定部材７０が一体となるように繋がっている。この点においてここでのコア固定部材７０は、個々のコア１０ごとに別体としてコア固定部材７０が配置されるコイル装置１０１Ｃａと異なっている。
【０１１５】
このようにすれば、単一のコア固定部材７０が、複数の上コア１０Ａを同時に下方に押圧する。これによりコア固定部材７０の内部では、コア１０から伝わった熱が均熱化される。したがってコア１０から上方に放熱された熱の行く先であるコア固定部材７０は、複数のコア１０のそれぞれの温度上昇を均一化できる。またコア固定部材７０には主にコア１０の発熱が伝わるため、コア１０の温度上昇を抑制できる。
【０１１６】
実施の形態４．
＜コイル装置１０１の構成＞
図１６は、実施の形態４の第１例に係るトランスとしてのコイル装置の構成を示す概略断面図である。図１６を参照して、本実施の形態の第１例のコイル装置１０１Ｄａは大筋でコイル装置１０１Ｃａと同様の構成を有するため、同一の構成要素には同一の符号を付しその説明を繰り返さない。しかしコイル装置１０１Ｄａにおいては、コア１０の上に配置されるコア固定部材７０が、平面部７０ｇと周辺部７０ｄ，７０ｅとをさらに有する。この点においてコイル装置１０１Ｄａは、コア固定部材７０が単にコア１０の上に配置される部分のみからなるコイル装置１０１Ｃａと異なっている。
【０１１７】
コア固定部材７０のうち平面部７０ｇは、コイル装置１０１Ｃａでのコア固定部材７０に相当する、これと同様の態様である領域である。すなわち平面部７０ｇは、コア固定部材７０のうちコア１０の上に配置され上コア１０Ａの最上面と平面的に重なり、第３の伝熱部材７０ａに接触する、コア１０の上部としての領域である。平面部７０ｇは、ＸＹ平面に沿うように拡がっている。第３の伝熱部材７０ａを介して上コア１０Ａを支持体４０側すなわちＺ方向下側へ押圧する。
【０１１８】
コア固定部材７０のうち周辺部７０ｄは、平面視にて上コア１０Ａと重なる領域の外側の領域であり、特に第１の凸部材４１の上に配置される、第１の凸部材４１の上部としての領域である。周辺部７０ｄは平面部７０ｇのＸ方向の端部にて屈曲し、そこから支持体４０側に向けてＺ方向に沿って延びている。このため周辺部７０ｄは平面部７０ｇに対して連なっている。周辺部７０ｄの先端部はラミネートコイル３０の最上面であるたとえば絶縁部材３１（図７参照）の最上面に接触している。すなわち周辺部７０ｄは、たとえば実施の形態１での第１の固定部材５１に相当する。
【０１１９】
コア固定部材７０のうち周辺部７０ｅは、平面視にて上コア１０Ａと重なる領域の外側の領域であり、特に第２の凸部材４２の上に配置される、第２の凸部材４２の上部としての領域である。周辺部７０ｄは平面部７０ｇのＸ方向の端部にて屈曲し、そこから支持体４０側に向けてＺ方向に沿って延びている。このため周辺部７０ｅは平面部７０ｇに対して連なっている。周辺部７０ｅの先端部はラミネートコイル３０の最上面であるたとえば絶縁部材３１（図７参照）の最上面に接触している。すなわち周辺部７０ｅは、たとえば実施の形態１での第２の固定部材５２に相当する。
【０１２０】
すなわちコイル装置１０１Ｄａにおいては、コイル装置１０１Ａａなどにおける第１の固定部材５１および第２の固定部材５２を有さない。その代わりにコイル装置１０１Ｄａにおいては、コア固定部材７０の一部である周辺部７０ｄが第１の固定部材５１に相当し、コア固定部材７０の一部である周辺部７０ｅが第２の固定部材５２に相当する。したがって周辺部７０ｄはコイル装置１０１Ａａなどの第１の固定部材５１と同様に機能し、周辺部７０ｅはコイル装置１０１Ａａなどの第２の固定部材５２と同様に機能する。そして平面部７０ｇはコイル装置１０１Ｃａなどのコア固定部材７０と同様に機能する。つまり周辺部７０ｄは第１の固定部材として、ラミネートコイル３０をＺ方向下側の支持体４０側に押圧できる。周辺部７０ｅは第２の固定部材として、ラミネートコイル３０をＺ方向下側の支持体４０側に押圧できる。したがってコア固定部材７０は支持体４０および第１の固定部材５１、第２の固定部材５２と同一材料および同一工程で形成されることが好ましい。
【０１２１】
周辺部７０ｄと周辺部７０ｅとはいずれも同一のコア固定部材７０の一部である。このためコイル装置１０１Ｄａにおいてもたとえばコイル装置１０１Ｂａと同様に、第１の固定部材と第２の固定部材とは一体になっている。
【０１２２】
以上によりコイル装置１０１Ｄａにおいては、コア固定部材７０は、コア１０の上部としての平面部７０ｇから第１の凸部材４１の上部としての周辺部７０ｄおよび第２の凸部材４２の上部としての周辺部７０ｅにまで延びている。コア固定部材７０の一部の領域すなわち第１の凸部材４１の上の周辺部７０ｄは第１の固定部材として配置され第１の固定部材と同様に機能する。コア固定部材７０の他の一部の領域すなわち第２の凸部材４２の上の周辺部７０ｅは第２の固定部材として配置され第２の固定部材と同様に機能する。
【０１２３】
なお図１６においては、周辺部７０ｄは第１の凸部材４１の平面視における一部の領域のみに重なり、その一部の領域のみにて第１の凸部材４１とともにラミネートコイル３０を挟み固定している。同様に図１６においては、周辺部７０ｅは第２の凸部材４２の平面視における一部の領域のみに重なり、その一部の領域のみにて第２の凸部材４２とともにラミネートコイル３０を挟み固定している。周辺部７０ｄ，７０ｅはなるべく広い面積にてラミネートコイル３０に接触しこれを挟むことが好ましいが、図１６のように一部の領域のみにて第１の凸部材４１および第２の凸部材４２と重なりこれらとともにラミネートコイル３０を挟む構成であってもよい。
【０１２４】
＜作用効果＞
コイル装置１０１Ｄａはコイル装置１０１Ｃａ，１０１Ｃｂと同様の作用効果を奏するが、さらに以下の作用効果を奏する。次に、本実施の形態の第１例のコイル装置１０１Ｄａに特有の作用効果について説明する。コイル装置１０１Ｄａにおいては、コア固定部材７０は、コア１０の上部としての平面部７０ｇから、第１の凸部材４１の上部としてのたとえば周辺部７０ｄおよび第２の凸部材４２の上部としてのたとえば周辺部７０ｅの少なくともいずれかにまで延びる。これにより、コア固定部材７０の一部の領域は第１の固定部材および第２の固定部材の少なくともいずれかとして配置されている。
【０１２５】
このような構成を有するため、コア固定部材７０の一部を第１の固定部材および第２の固定部材として用いることができる。したがって独立した部材として第１の固定部材および第２の固定部材を設ける必要がなくなり、コア固定部材７０を有効利用できる。これによってもコア固定部材７０の一部の第１の固定部材および第２の固定部材としての周辺部７０ｄ，７０ｅにより、上記他の実施の形態と同様に、挟み込み固定および押圧の効果が得られる。また上記他の実施の形態と同様に、周辺部７０ｄ，７０ｅがラミネートコイル３０に接触することにより、ラミネートコイル３０からの放熱効果が得られる。また本実施の形態においても、伝熱部材による放熱効果も得られる。
【０１２６】
＜変形例およびその効果＞
図１７は、実施の形態４の第２例に係るトランスとしてのコイル装置の構成を示す概略断面図である。図１８は、実施の形態４の第３例に係るトランスとしてのコイル装置の構成を示す概略断面図である。図１７を参照して、本実施の形態の第２例のコイル装置１０１Ｄｂは大筋でコイル装置１０１Ｄａと同様の構成を有するため、同一の構成要素には同一の符号を付し内容重複部分の説明を繰り返さない。ただしコイル装置１０１Ｄｂにおいては図１５と同様に、複数、たとえば３つ並ぶコア１０のそれぞれの上コア１０Ａの上のコア固定部材７０が一体となるように繋がっている。すなわち周辺部７０ｄおよび周辺部７０ｅは、いずれもＺ方向に延びる部分に加え、ラミネートコイル３０に接触しながらＸＹ平面に沿って拡がる部分を有する。なお周辺部７０ｅは、複数集合するコア１０全体のＸ方向の外側に配置されるコア固定部材７０の部分の図１７での全体をさす。つまり周辺部７０ｅは、第２の凸部材４２の真上に限られない。周辺部７０ｅは、第２の凸部材４２と重ならずＺ方向に延びる部分を含む。この点においてここでのコア固定部材７０は、個々のコア１０ごとに別体としてコア固定部材７０が配置され、周辺部７０ｄ，７０ｅはＺ方向に延びる部分のみからなるコイル装置１０１Ｄａと異なっている。コイル装置１０１Ｄｂにおいてもコイル装置１０１Ｄａおよびコイル装置１０１Ｃｂと同様の効果が得られる。
【０１２７】
図１８を参照して、当該コイル装置１０１Ｄｃはコイル装置１０１Ｄｂと大筋で同様の構成であるが、第１の凸部材４１のＸ方向の幅がコイル装置１０１Ｄｂよりも狭い。このため周辺部７０ｄがＸＹ平面に沿って拡がる部分を有さず、Ｚ方向に延びる部分のみを有している。Ｚ方向に延びる部分のみからなる周辺部７０ｄは、少なくともＸ方向について、第１の凸部材４１と平面的に重なる領域のほぼ全体に重なるよう配置される。
【０１２８】
周辺部７０ｄの形状は、図１７の態様であってもよいし、図１８の態様であってもよい。また図示されないが、周辺部７０ｅについても、第２の凸部材４２の形状等に応じて適宜態様が変更されてもよい。
【０１２９】
図１９は、実施の形態４の第４例に係るトランスとしてのコイル装置の構成を示す概略断面図である。図１９を参照して、本実施の形態の第４例のコイル装置１０１Ｄｄは大筋でコイル装置１０１Ｄｂと同様の構成を有するため、同一の構成要素には同一の符号を付し内容重複部分の説明を繰り返さない。ただしコイル装置１０１Ｄｄにおいてはコア固定部材７０に加えコア固定部材７１を含んでいる点において、コイル装置１０１Ｄｂと異なっている。
【０１３０】
コア固定部材７１はコア固定部材７０と同一材料により形成される。コア固定部材７１は、コア１０の真下に配置される領域を含んでいる。コア固定部材７１は、ラミネートコイル３０に対して、コア固定部材７０とほぼ線対称となるように配置されている。すなわちコア固定部材７１はコア固定部材７０と同様に、平面部７１ｇと、周辺部７１ｄ，７１ｅとを有しており、これらが一体となるよう繋がっている。平面部７１ｇは平面部７０ｇと、周辺部７１ｄは周辺部７０ｄと、周辺部７１ｅは周辺部７０ｅと、それぞれ平面視にて重なる領域である。このため平面部７１ｇは平面部７０ｇと、周辺部７１ｄは周辺部７０ｄと、周辺部７１ｅは周辺部７０ｅと、それぞれ平面視にて重なるようにほぼ同一形状を有している。平面部７１ｇは下コア１０Ｂの下面に重なるように配置されている。
【０１３１】
コア１０と重なる領域の外側であり周辺部７０ｄと重なる周辺部７１ｄは、周辺部７０ｄと同様に、Ｚ方向に延びる部分と、ＸＹ平面に沿って拡がる部分とを有している。周辺部のうちＺ方向に延びる部分は支持体４０の上面にたとえば固定されるように接触している。このため周辺部７１ｄはコイル装置１０１Ａａなどにおける第１の凸部材４１に相当する。同様にコア１０と重なる領域の外側であり周辺部７０ｅと重なる周辺部７１ｅは、周辺部７０ｅと同様に、Ｚ方向に延びる部分と、ＸＹ平面に沿って拡がる部分とを有している。周辺部のうちＺ方向に延びる部分は支持体４０の上面にたとえば固定されるように接触している。このため周辺部７１ｅはコイル装置１０１Ａａなどにおける第２の凸部材４２に相当する。したがって周辺部７１ｄはコイル装置１０１Ａａなどの第１の凸部材４１と同様に機能し、周辺部７１ｅはコイル装置１０１Ａａなどにおける第２の凸部材４２と同様に機能する。
【０１３２】
周辺部７１ｄのＸＹ平面に沿って拡がる部分は、第１の伝熱部材４１ａを介して、ラミネートコイル３０に接触している。ここでも第１の伝熱部材４１ａを第１の凸部材すなわち周辺部７１ｄの一部と考えてもよい。
【０１３３】
周辺部７１ｅのＸＹ平面に沿って拡がる部分は、第２の伝熱部材４２ａを介して、ラミネートコイル３０に接触している。ここでも第２の伝熱部材４２ａを第２の凸部材すなわち周辺部７１ｅの一部と考えてもよい。
【０１３４】
コイル装置１０１Ｄｄはコイル装置１０１Ｄｂと同様の作用効果を奏することができる。すなわちコア固定部材７１が、コア１０の真下の平面部７１ｇから周辺部７０ｄの真下の周辺部７１ｄおよび周辺部７０ｅの真下の周辺部７１ｅにまで延びる。周辺部７１ｄは支持体４０の上面上に接触しながらＺ方向に延びる第１の凸部材として配置され、周辺部７１ｅは支持体４０の上面上に接触しながらＺ方向に延びる第２の凸部材として配置される。このため第１の凸部材と第２の凸部材とが一体のコア固定部材７１となっている。
【０１３５】
このような構成を有するため、コア固定部材７１の一部を第１の凸部材および第２の凸部材として用いることができる。したがって独立した部材として第１の凸部材および第２の凸部材を設ける必要がなくなり、コア固定部材７１を有効利用できる。これによってもコア固定部材７１の一部の第１の凸部材および第２の凸部材としての周辺部７１ｄ，７１ｅにより、上記他の実施の形態と同様に、挟み込み固定および押圧の効果が得られる。また上記他の実施の形態と同様に、周辺部７１ｄ，７１ｅがラミネートコイル３０に接触することにより、ラミネートコイル３０からの放熱効果が得られる。また本実施の形態においても、伝熱部材による放熱効果も得られる。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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請求の範囲によって示され、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。
【符号の説明】
【０１３８】
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、９ａ，９ｂ  コンデンサ、１０  コア、１０Ａ  上コア、１０Ｂ  下コア、１０Ｃ，４１Ｃ，４２Ｃ  空隙部、１０Ｅ  被巻回部、２０  第１のコイル、２１  第２のコイル、２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ  接続部材、３１，３２，３３  絶縁部材、４０  支持体、４１  第１の凸部材、４１ａ  第１の伝熱部材、４２  第２の凸部材、４２ａ  第２の伝熱部材、４３  支持体凸部、５０，５２  第２の固定部材、５０ａ，５２ａ  第２の固定部材延長部、５１  第１の固定部材、５１ａ  第１の固定部材延長部、７０，７１  コア固定部材、７０ａ  第３の伝熱部材、７０ｄ，７０ｅ  周辺部、７０ｇ  平面部、８０  ネジ、１０１，１０１Ａａ，１０１Ａｂ，１０１Ｂａ，１０１Ｂｂ，１０１Ｂｃ，１０１Ｃａ，１０１Ｃｂ，１０１Ｄａ，１０１Ｄｂ，１０１Ｄｃ，１０２，１０３，１０４  コイル装置、１１０  入力端子、１１１  出力端子。
【図１】
2020203048.tif 000003
【図２】
2020203048.tif 000004
【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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【手続補正書】
【提出日】令和3年7月19日(2021.7.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル装置を備える電力変換装置であって、前記コイル装置は、
支持体と、
プレーナコイルが複数積層されたラミネートコイルと、
前記ラミネートコイルに巻回される部分を含み、前記プレーナコイルの長手方向に互いに間隔をあけて複数並ぶコアと、
前記長手方向についての互いに隣り合う１対のコアの間に配置され、前記支持体に固定されている第１の凸部材と、
第１の固定部材とを含み、
前記ラミネートコイルは、前記第１の固定部材と前記第１の凸部材とに挟まれ固定される、電力変換装置。
【請求項２】
前記長手方向には３つ以上の前記コアが並び、
前記１対のコアの間に配置される前記第１の凸部材を複数含む、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記長手方向についての前記複数のコアの外側に配置される第２の凸部材と、
前記第２の凸部材の上に配置される第２の固定部材とをさらに含み、
前記ラミネートコイルは、第１の面が前記第２の凸部材に接触し前記第１の面と反対側の第２の面が前記第２の固定部材に接触するように、前記第２の固定部材と前記第２の凸部材とに挟まれ固定される、請求項１または２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記第２の凸部材は前記支持体に固定されている、請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記第２の凸部材および前記第２の固定部材の少なくともいずれか一方と前記ラミネートコイルとの間に、前記ラミネートコイルに接触するよう配置される第２の伝熱部材をさらに含む、請求項３または４に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記第１の固定部材と前記第２の固定部材とは一体となっている、請求項３〜５のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記第１の凸部材と前記第２の凸部材とは一体となっている、請求項３〜６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記コアの上に配置されるコア固定部材をさらに含む、請求項３〜７のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記コア固定部材は第３の伝熱部材を介して前記コアに接触する、請求項８に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記コア固定部材は、前記コアの上部から前記第１の凸部材の上部および前記第２の凸部材の上部の少なくともいずれかまで延びており、前記コア固定部材の一部の領域は前記第１の固定部材および前記第２の固定部材の少なくともいずれかとして配置されている、請求項８または９に記載の電力変換装置。
【請求項１１】
前記第１の凸部材および前記第１の固定部材の少なくともいずれか一方と前記ラミネートコイルとの間に、前記ラミネートコイルに接触するよう配置される第１の伝熱部材をさらに含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１２】
前記ラミネートコイルは、前記プレーナコイルとして、第１のコイルと、第２のコイルとを有しており、
前記ラミネートコイルにおいては、前記第１のコイルと、前記第２のコイルとの間に絶縁部材を含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１３】
前記第１のコイルと、前記第２のコイルとは異なる電位を有しており、
前記第１のコイルと、前記第２のコイルと、前記複数のコアとにより、１つのトランスが構成される、請求項１２に記載の電力変換装置。
【請求項１４】
前記第１のコイルおよび前記第２のコイルの少なくともいずれかを複数有する、請求項１２または１３に記載の電力変換装置。
【国際調査報告】
2020203048.tif 000022
2020203048.tif 000023
2020203048.tif 000024
2020203048.tif 000025