特開 2022-42821 基板アッセンブリ及び電力変換装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022042821

(43)【公開日】2022-03-15

(54)【発明の名称】基板アッセンブリ及び電力変換装置

(51)【国際特許分類】

   H01F 30/10 20060101AFI20220308BHJP

   H01F 17/00 20060101ALI20220308BHJP

   H02M 3/28 20060101ALI20220308BHJP

   H01F 41/12 20060101ALN20220308BHJP

【ＦＩ】

H01F30/10 H

H01F30/10 M

H01F17/00 D

H01F30/10 G

H01F30/10 T

H02M3/28 Z

H01F41/12 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020148429

(22)【出願日】2020-09-03

(71)【出願人】

【識別番号】000002037

【氏名又は名称】新電元工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】特許業務法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】石井 康大

(72)【発明者】

【氏名】本城 純治

(72)【発明者】

【氏名】若林 浩二

【テーマコード（参考）】

5E044

5E070

5H730

【Ｆターム（参考）】

5E044CA02

5E044CB08

5E044CB09

5E070AA11

5E070AB02

5E070BA08

5E070CB03

5E070CB16

5E070DA01

5E070DB02

5E070DB04

5H730BB27

5H730EE03

5H730EE04

5H730EE13

(57)【要約】

【課題】製造管理を容易にする。
【解決手段】一次側基板アッセンブリ３５は、導体パターンからなる一次側コイル３１１１１が形成された一次側コイル形成部３１１を有する一次側基板３１と、一次側コイル形成部３１１を一次側基板３１の板厚方向両側から挟持した状態で互いに結合されて一次側基板３１に支持された第一絶縁部材３３１及び第二絶縁部材３３２と、を備えている。
【選択図】図１７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

導体パターン又は導体板からなるコイルが設けられた基板と、
前記コイルを前記基板の板厚方向両側から挟持した状態で互いに結合されて前記基板に支持された一対の絶縁部材と、
を備える基板アッセンブリ。

【請求項2】

前記一対の絶縁部材は、前記挟持状態で互いに相対回転されることにより、一方の前記絶縁部材に設けられた被係止部が他方の前記絶縁部材に設けられた係止部に係止されて互いに結合される請求項１に記載の基板アッセンブリ。

【請求項3】

前記一対の絶縁部材は、絶縁性及び熱伝導性を有する熱伝導性フィラーが添加された樹脂によって構成されている請求項２に記載の基板アッセンブリ。

【請求項4】

前記コイルである第一コイルが、前記基板である第一基板に設けられた請求項１～請求項３の何れか１項に記載の基板アッセンブリと、
導体板からなる第二コイルが設けられ、前記第二コイルが互いに軸方向に対向する一対の巻回部を有し、前記一対の巻回部の間に前記第一コイル及び前記一対の絶縁部材が挿入された第二基板と、
前記第一コイル、前記第二コイル及び前記一対の絶縁部材が組付けられ、前記第一コイル、前記第二コイル及び前記一対の絶縁部材と共にトランスを構成するコアと、
を備えた電力変換装置。

【請求項5】

前記一対の絶縁部材の少なくとも一方には、前記一対の巻回部の少なくとも一方に対して前記第一コイルとは反対側から係合し、前記少なくとも一方の絶縁部材に対する前記少なくとも一方の巻回部の前記板厚方向への変位を抑制するコイル抑え部が設けられている請求項４に記載の電力変換装置。

【請求項6】

前記一対の絶縁部材の少なくとも一方には、前記第二基板に対して前記板厚方向の少なくとも一方側から係合し、前記少なくとも一方の絶縁部材に対する前記第二基板の前記板厚方向への変位を抑制する基板抑え部が設けられている請求項４又は請求項５に記載の電力変換装置。

【請求項7】

前記基板抑え部は、前記第二基板に対して前記板厚方向の一方側から係合しており、前記基板抑え部と前記第二基板とがクリップによって前記板厚方向に挟持されている請求項６に記載の電力変換装置。

【請求項8】

前記第二基板には、前記クリップが配置された箇所に切欠部が形成されている請求項７に記載の電力変換装置。

【請求項9】

前記第一基板、前記第二基板及び前記コアが配置されるケースを備え、
前記第一基板及び前記第二基板はそれぞれ、各前記コイルのターン数及び実装される電子部品の種類の少なくとも一方が異なり且つ基板外形寸法が同じである複数種類の基板の中から選択可能となっており、
選択された前記第一基板及び前記第二基板が前記コアに組付けられて前記ケースに配置される請求項４～請求項８の何れか１項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、基板アッセンブリ及び電力変換装置に関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１に記載されたトランスは、多層プリント基板に設けられた一次側コイルと、各々が導体板からなる一対の二次側コイルとを備えている。一次側コイルは一対の二次側コイルの間に配置されており、各二次側コイルと一次側コイルとの間にそれぞれ絶縁シートが介在されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４６３５９６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記構成のトランスが製造される際には、一次側コイルが設けられた多層プリント基板に対して、複数の絶縁シートや複数の二次側コイルなどの部品が組み付けられる。これら多数の部品を管理する必要があるため、製造管理を容易にする観点で改善の余地がある。

【0005】

本発明は上記事実を考慮し、製造管理が容易な基板アッセンブリ及び該基板アッセンブリを備えた電力変換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】

【0006】

本発明に係る基板アッセンブリは、導体パターン又は導体板からなるコイルが設けられた基板と、前記コイルを前記基板の板厚方向両側から挟持した状態で互いに結合されて前記基板に支持された一対の絶縁部材と、を備えている。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、基板には、導体パターン又は導体板からなるコイルが設けられる。一対の絶縁部材は、上記のコイルを前記基板の板厚方向両側から挟持した状態で互いに結合されて基板に支持される。これにより、基板と一対の絶縁部材とを一つの部品として取り扱うことができるので、製造管理が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態に係る電力変換装置の全体構成を示す分解斜視図である。

【図2】実施形態に係る電力変換装置の部分的な構成を示す断面図である。

【図3】図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った切断面を示す断面図である。

【図4】実施形態に係る電力変換装置の全体構成を示すブロック図である。

【図5】実施形態に係る電力変換装置が備える一次側基板を示す斜視図である。

【図6】実施形態に係る電力変換装置が備える二次側基板を示す斜視図である。

【図7】実施形態に係る電力変換装置が備えるブラケットを示す斜視図である。

【図8】実施形態に係る電力変換装置が備える制御基板を示す斜視図である。

【図9】一次側基板及び二次側基板の種類について説明するための説明図である。

【図10】実施形態に係る電力変換装置が備える電力変換回路の第一例を示す回路図である。

【図11】実施形態に係る電力変換装置が備える電力変換回路の第二例を示す回路図である。

【図12】実施形態に係る電力変換装置が備える電力変換回路の第三例を示す回路図である。

【図13】実施形態に係る電力変換装置が備える第一絶縁部材を示す斜視図である。

【図14】実施形態に係る電力変換装置が備える第一絶縁部材を示す斜視図である。

【図15】実施形態に係る電力変換装置が備える第二絶縁部材を示す斜視図である。

【図16】実施形態に係る電力変換装置が備える第二絶縁部材を示す斜視図である。

【図17】実施形態に係る電力変換装置において、一次側基板に対する第一絶縁部材及び第二絶縁部材の組付前の状態を示す斜視図である。

【図18】一次側基板に対する第一絶縁部材及び第二絶縁部材の組付後の状態を示す斜視図であり、実施形態に係る一次側基板アッセンブリを示す図である。

【図19】一次側基板アッセンブリと二次側基板との組付前の状態を示す斜視図である。

【図20】一次側基板アッセンブリと二次側基板との組付後の状態を示す斜視図である。

【図21】二次側基板に対するクリップの組付前の状態を示す斜視図である。

【図22】二次側基板に対するクリップの組付後の状態を示す斜視図である。

【図23】一次側基板アッセンブリ及び二次側基板に対するトランスコアの組付前の状態を示す斜視図である。

【図24】一次側基板アッセンブリ及び二次側基板に対するトランスコアの組付後の状態を示す斜視図である。

【図25】直列タイプの二次側コイルを示す斜視図である。

【図26】並列タイプの二次側コイルを示す斜視図である。

【図27】直列タイプの二次側コイルを展開して示す展開図である。

【図28】並列タイプの二次側コイルを展開して示す展開図である。

【図29】クリップの組付方向を変更した変形例について説明するための図２１に対応した斜視図である。

【図30】基板抑え部の変形例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図１～図２８を参照して本発明の一実施形態について説明する。本実施形態では、説明の便宜上、図１等に示す上下、左右及び前後の矢印に示す方向を、上下方向、左右方向及び前後方向と定義して構成要素の位置や向き等を説明する。また、各図中においては、図面を見易くするため、一部の符号を省略している場合がある。図１に示すように、本実施形態に係る電力変換装置１は、ケース２と、トランス３と、入力コネクタ４と、平滑回路部５と、出力コネクタ６と、制御基板７と、カバー８とを備える。

【0010】

ケース２は、アルミニウムなどの熱伝導率が高い材料からなり、上下方向を厚さ方向とする板状に形成されている。図１及び図２に示すように、ケース２は、上側に向く載置面２０を有する。載置面２０には、トランス３を載置するための三つの載置領域２１～２３が設けられている。第一載置領域２１、第二載置領域２２及び第三載置領域２３は、この順番で後方から前方に向かって並んで設けられている。第一載置領域２１は、載置面２０と略同じ高さの平面領域になっている。第二載置領域２２は、第一載置領域２１よりも一段高い平面領域になっている。第三載置領域２３は、第二載置領域２２よりも一段高い平面領域になっている。第一～第三載置領域２１～２３は、第一載置領域２１が最も低く、第二載置領域２２、第三載置領域２３の順に一段ずつ高くなった段差状になっている。第二載置領域２２には、後述するトランスコア３４を載置するためのコア載置凹部２４が形成されている。コア載置凹部２４は、左右方向に延びる凹部であり、第二載置領域２２の左右両端部まで延びて左右方向にも開口している。コア載置凹部２４の底面は、載置面２０及び第一載置領域２１と略同じ高さの平面になっている。ケース２は、載置面２０に載置されるトランス３等の熱を放散させて冷却するヒートシンクの機能を有している。ケース２は、空気の対流を利用した空冷式のヒートシンクであるが、水などの冷却媒体を利用した冷媒式のヒートシンクとしてもよい。

【0011】

ケース２の第一載置領域２１には、二つの円筒状の基板支持部２１２が左右方向に間隔をあけて形成されている。二つの基板支持部２１２はそれぞれ、上下方向に延びる円筒状であり、その上面にネジ孔２１１が形成されている。二つの基板支持部２１２の上面の高さはそれぞれ、第二載置領域２２と略同じ高さになっている。第二載置領域２２の右端部には、コア載置凹部２４よりも第一載置領域２１に近い側の領域において、一つの凸状突起２２１が形成されている。第三載置領域２３には、左右方向に間隔をあけて二つのネジ孔２３１が形成されている。コア載置凹部２４の左右方向の両側でケース２の上面には、二つのネジ孔２４１が形成されている。二つのネジ孔２４１は、互いに前後方向にずれて配置されている。

【0012】

トランス３は、第一基板である一次側基板３１と、第二基板である二次側基板３２と、絶縁部材３３と、コアであるトランスコア３４とを備える。以下の説明では、一次側基板３１、二次側基板３２の板厚方向を上下方向として説明する。

【0013】

図１及び図５に示すように、一次側基板３１は、基板前方側に設けられた一次側コイル形成部３１１と、基板後方側に設けられた一次側実装部３１２とを有する。一次側コイル形成部３１１及び一次側実装部３１２は一枚の基板に形成されている。一次側コイル形成部３１１には、帯状の導体パターンからなる一次側コイル３１１１が形成されている。一次側コイル３１１１は、本発明における「第一コイル」及び「コイル」に相当する。一次側コイル３１１１は、一次側コイル形成部３１１の上面において渦状に２ターン（２周）のコイルが形成され、そのコイルに繋がって更に渦状に２ターンのコイルが一次側コイル形成部３１１の下面に形成されて、合計４ターンのコイルになっている。一次側コイル３１１１は、渦状の２ターンのコイルが板厚方向に２層繋がって形成された構成になっている。一次側コイル形成部３１１の上面における一次側コイル３１１１の外周側の端部は、一次側実装部３１２まで延びて一次側実装部３１２に形成された導体パターン３１２５（配線パターン）に接続されている。一方、一次側コイル形成部３１１の上面における一次側コイル３１１１の内周側の端部は、板厚方向の２層目のコイルに繋がり、その２層目のコイルの端部が一次側実装部３１２まで延びて一次側実装部３１２に形成された導体パターン３１２６（配線パターン）に接続されている。なお、一次側コイル３１１１の２層目のコイルは、一次側コイル形成部３１１の内部において渦状に形成されてもよい。

【0014】

一次側コイル形成部３１１には、一次側コイル３１１１の内側において上下方向に貫通する貫通孔３１１２が形成されている。一次側コイル形成部３１１の外形は、一次側コイル形成部３１１に形成された一次側コイル３１１１の外形に合わせた円形状になっている。なお、第一基板である一次側基板３１は、上記の一次側コイル形成部３１１の代わりに、導体板からなる一次側コイルを有するものでもよい。その場合、一次側実装部３１２が設けられた基板に対して、導体板からなる一次側コイルが接合される構成となる。またその場合、導体板からなる一次側コイルが、本発明における「第一コイル」及び「コイル」に相当するものとなり、一次側基板３１の一部を構成するものとなる。

【0015】

一次側実装部３１２は上下方向から見て矩形板状に形成されている。一次側実装部３１２の前方側の辺に、一次側コイル形成部３１１が繋がって一体になっている。一次側実装部３１２の下面には、一つのＦＥＴモジュール３１２１（一次側電子部品）が実装される。ＦＥＴモジュール３１２１（図１７～図２４では不図示）は、一次側回路としてブリッジ回路を構成する四つのＦＥＴ３１２２（電解効果トランジスタ）及び回路基板（図１０～図１２）と、それらのブリッジ回路を内部に収容する直方体状の封止樹脂と、ブリッジ回路に接続されて封止樹脂の外部まで延びる複数の接続端子とを有する。ＦＥＴモジュール３１２１は、一次側実装部３１２に形成されたスルーホールに複数の接続端子を一次側実装部３１２の下面側から挿通させて半田付けされることにより、一次側実装部３１２の下面に実装される。このように実装されたＦＥＴモジュール３１２１は、一次側実装部３１２に形成された導体パターン３１２５，３１２６（配線パターン）を介して一次側コイル３１１１に接続され（図４参照）、ＦＥＴモジュール３１２１に入力された直流電流を交流電流に変換して一次側コイル３１１１に出力する。

【0016】

一次側実装部３１２の上面には、一次側基板３１を制御基板７に電気的に接続するための複数の接続ピン３１２３（図２以外では不図示）が上方に延びて取り付けられている。複数の接続ピン３１２３はそれぞれ、一次側実装部３１２に形成された配線パターンに接続され、当該配線パターンを介して一次側実装部３１２に実装されるＦＥＴモジュール３１２１に電気的に接続される。

【0017】

一次側実装部３１２には、一次側実装部３１２を上下方向に貫通する二つの固定用孔３１２４ａ及び一つの位置決め孔３１２４ｂが形成されている。二つの固定用孔３１２４はそれぞれ、一次側基板３１をケース２に固定するためのネジ（不図示）を通す孔であり、ケース２の第一載置領域２１に形成された二つのネジ孔２１１に対応している。二つの固定用孔３１２４は一次側実装部３１２の左右端部側にそれぞれ配置されている。位置決め孔３１２４ｂは、第二載置領域２２に形成された凸状突起２２１に対応しており、一次側実装部３１２の右前端部側に配置されている。

【0018】

図１及び図６に示すように、二次側基板３２は、基板後方側に設けられた二次側コイル３２１と、基板前方側に設けられた二次側実装部３２２とを有する。二次側コイル３２１は、一枚の導体板によって形成されており、二次側実装部３２２は基板に形成されている。二次側コイル３２１は、本発明における「第二コイル」に相当する。二次側コイル３２１は、各々が１ターンである一対の巻回部３２１１，３２１２を有している。一対の巻回部３２１１，３２１２は、上下方向から見て前方側が開放された略Ｃ字状をなしている。一対の巻回部３２１１，３２１２の中央部には、上下方向から見て円形状の開口３２１３，３２１４が形成されている。一対の巻回部３２１１，３２１２は、互いに軸方向に間隔をあけて同軸上に配置されており、各々の周方向一端部同士が繋がることで直列に接続されている。一方（上側）の巻回部３２１１の周方向他端部からは、第一引出部３２１５が延出されており、他方（下側）の巻回部３２１２の周方向他端部からは、第二引出部３２１６が延出されている。第一引出部３２１５及び第二引出部３２１６はそれぞれ、二次側実装部３２２まで延びて二次側実装部３２２に形成された配線パターン（不図示）に接続されている。なお、二次側コイル３２１は、基板に形成された導体パターンからなるものでもよい。その場合、二次側コイル３２１と二次側実装部３２２とを一枚の基板に形成してもよい。二次側コイル３２１については、後で詳述する。

【0019】

二次側実装部３２２は上下方向から見て矩形板状に形成されている。二次側実装部３２２の上面における後端部側に、二次側コイル部３２１の第一引出部３２１５及び第二引出部３２１６が接続されており、二次側コイル３２１と二次側実装部３２２とが繋がって一体になっている。二次側実装部３２２の上面には、二つのＦＥＴ３２２１（電解効果トランジスタ）と、二つのダイオード３２２２とが実装されている。二つのＦＥＴ３２２１及び二つのダイオード３２２２はそれぞれ、二次側実装部３２２に形成された配線パターンに接続され、これらの配線パターンと共に二次側回路（ブリッジ回路）を構成する。この二次側回路は、二次側コイル３２１１に接続され（図４参照）、二次側コイル３２１１に流れる交流電流を直流電流に変換する整流回路である。二つのＦＥＴ３２２１はブリッジ回路におけるロ―サイドの整流素子として使用され、二つのダイオード３２２２はブリッジ回路におけるハイサイドの整流素子として使用される（図１０参照）。この二次側回路では、ＦＥＴ３２２１とダイオード３２２２とを直列接続した組を二つ並列に接続しているため、高耐圧化により広範囲の入力電圧に対応可能である。また、これらの電子部品のいずれか一つにショートなどの故障が発生しても出力短絡を引き起こさないため、高い安全性を確保することができる。

【0020】

二次側実装部３２２の上面には、二次側基板３２を制御基板７に電気的に接続するための複数の接続ピン３２２３（図２以外では不図示）が上方に延びて取り付けられている。複数の接続ピン３２２３はそれぞれ、二次側実装部３２２に形成された配線パターンに接続され、当該配線パターンを介して二次側実装部３２２に実装される二つのＦＥＴ３２２１及び二つのダイオード３２２２に電気的に接続されている。

【0021】

二次側実装部３２２には、二次側実装部３２２を上下方向に貫通する二つの固定用孔３２２４が形成されている。二つの固定用孔３２２４はそれぞれ、二次側基板３２をケース２に固定するためのネジ（不図示）を通す孔であり、ケース２の第三載置領域２３に形成された二つのネジ孔２３１に対応している。二つの固定用孔３２２４は左右方向に間隔をあけて並んでいる。また、二次側実装部３２２には、二次側実装部３２２を上下方向に貫通する一つの接続用孔３２２５が形成されている。接続用孔３２２５は、二次側実装部３２２における二次側コイル部３２１と反対側の位置に形成されている。接続用孔３２２５は、二次側実装部３２２に形成された配線パターン（二次側回路）と平滑回路部５とを電気的に接続するためのバスバー（不図示）をネジ止め等により固定するための孔である。

【0022】

図１、図１３～図１６に示すように、絶縁部材３３は、一対の絶縁部材としての第一絶縁部材３３１及び第二絶縁部材３３２によって構成されている。第一絶縁部材３３１及び第二絶縁部材３３２は、電気的な絶縁性を有する材料からなる。詳細には、第一絶縁部材３３１及び第二絶縁部材３３２は、一例として、絶縁性及び熱伝導性を有する熱伝導性フィラーが添加された樹脂によって構成されている。熱伝導性フィラーとしては、例えば酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム等が挙げられる。

【0023】

第一絶縁部材３３１は、上下方向を板厚方向とする略円盤状に形成された本体部３３１１を有している。同様に、第二絶縁部材３３２は、上下方向を板厚方向とする円盤状に形成された本体部３３２１を有している。本体部３３１１，３３２１の中央部には、上下方向に貫通する貫通孔３３１２，３３２２がそれぞれ形成されている。第一絶縁部材３３１と第二絶縁部材３３２とは、一次側コイル形成部３１１を板厚方向両側から挟持した状態で互いに結合されて一次側基板３１に支持（装着）されている。この絶縁部材３３は、一次側基板３１と共に一次側基板アッセンブリ３５を構成している。この絶縁部材３３については、後で詳述する。

【0024】

一次側基板３１に絶縁部材３３が装着されて構成された一次側基板アッセンブリ３５には、二次側基板３２が組み付けられる。具体的には、二次側基板３２の二次側コイル３２１が有する一対の巻回部３２１１，３２１２の間に、一次側コイル形成部３１１及び絶縁部材３３が挿入される。これにより、一次側コイル形成部３１１の貫通孔３１１２と、一対の巻回部３２１１，３２１２の各開口３２１３，３２１４とが同心状に配置される。

【0025】

トランスコア３４は、磁性材料からなるＥ型の第一コア部材３４１と、磁性材料からなるＩ型の第二コア部材３４２とを有する。第一コア部材３４１は、上下方向を板厚方向とする平板状の基部３４１１と、基部３４１１の下面中央から下方に延びる円柱状の挿通部３４１２と、基部３４１１の左右端部からそれぞれ下方に延びる二つの壁部３４１３とを有する。第二コア部材３４２は、上下方向を板厚方向とする平板状に形成されている。トランスコア３４は、第一コア部材３４１における挿通部３４１２の下面及び左右の壁部３４１３の下面と、第二コア部材３４２の上面とを面接触させて組み合わせることにより構成される。

【0026】

このトランスコア３４が一次側基板アッセンブリ３５及び二次側基板３２に組み付けられ、トランス３が構成される。具体的には、前述したように同心状に配置された貫通孔３１１２及び開口３２１３，３２１４に対して第一コア部材３４１の挿通部３４１２が挿通され、一次側コイル形成部３１１、二次側コイル３２１及び絶縁部材３３の左右方向の側方にそれぞれ第一コア部材３４１の左右の壁部３４１３が配置される。そして、第一コア部材３４１における挿通部３４１２の下面及び左右の壁部３４１３の下面と、第二コア部材３４２の上面とが面接触される。これにより、一次側基板アッセンブリ３５及び二次側基板３２に対するトランスコア３４の組み付け状態となる。この組み付け状態では、巻回部３２１２、第一絶縁部材３３１、一次側コイル形成部３１１、第二絶縁部材３３２及び巻回部３２１１が、第一コア部材３４１の基部３４１１と第二コア部材３４２との間に挟まれる。

【0027】

このように構成されるトランス３では、図１～図３に示すように、トランスコア３４の第二コア部材３４２がケース２のコア載置凹部２４内に上方から挿入されて載置される。第二コア部材３４２の板厚がコア載置凹部２４の深さと略同じ寸法になっており、コア載置凹部２４内に載置された第二コア部材３４２の上面とケース２の第二載置領域２２をなす上面とが面一の状態となる。第二コア部材３４２の前後端部はそれぞれ内側にくびれた凹状になっており、それに対応してコア載置凹部２４の前後壁が内側に凸状になっている。これらの凹凸の係合により、コア載置凹部２４内に載置された第二コア部材３４２の左右方向の移動が規制されるようになっている。

【0028】

一次側実装部３１２の下面に実装されたＦＥＴモジュール３１２１の下面がケース２の第一載置領域２１上に面接触するように、一次側基板３１がケース２の載置面２０に載置される。第一載置領域２１に形成された二つの基板支持部２１２の上面は、一次側実装部３１２の下面に面接触し、二つの基板支持部２１２によっても一次側基板３１が支持されるようになっている。このように載置された一次側基板３１は、位置決め孔３２１４ｂに第二載置領域２２の凸状突起２２１が挿入され、二つの固定用孔３１２４にそれぞれ上方から挿入されたネジを、二つの基板支持部２１２のネジ孔２１１に螺合させることにより、当該一次側基板３１がケース２に固定される。

【0029】

二次側基板３２は、二次側実装部３２２の下面がケース２の第三載置領域２３上に面接触するように、ケース２の載置面２０上に載置される。このように載置された二次側基板３２は、二つの固定用孔３２２４にそれぞれ上方から挿入されたネジを第三載置領域２３の二つのネジ孔２３１に螺合させることにより、当該二次側基板３２がケース２に固定される。

【0030】

トランス３をケース２上に載置した後に、図７に示すブラケット９によってトランスコア３４がケース２に固定される。ブラケット９は、金属製の平板部材を折り曲げ加工等して形成されており、矩形状のベース部９１と、ベース部９１の左右端部から下方に延出された左右の側壁部９２と、左右の側壁部９２の下端部から左右方向の外方に延出された左右の固定部９３と、ベース部９１の内側に設けられた二つのコア押圧部９４とを有する。左右の固定部９３は、互いに前後方向にずれて配置されている。左右の固定部９３には、上下方向に貫通したネジ挿通孔９３１が形成されている。

【0031】

二つのコア押圧部９４はそれぞれ、ベース部９１をコ字状に切り抜くことにより形成され、ベース部９１の中央部から左右方向に斜め下方に延びる板状になっている。二つのコア押圧部９４は、ベース部９１と繋がる基端部を支点として上下方向に弾性変形可能な板バネになっている。

【0032】

上記のようにトランス３をケース２上に載置した後に、ブラケット９の左右の固定部９３の下面が、コア載置凹部２４の左右方向の両側でケース２の上面に面接触し、左右の固定部９３のネジ挿通孔９３１とケース２に形成された左右二つのネジ孔２４１とが連通するように、ブラケット９が第一コア部材３４１上に載置される。このように載置されたブラケット９は、左右のネジ挿通孔９３１にそれぞれ上方から挿入されたネジを、ケース２の二つのネジ孔２２１へ螺合させることにより、当該ブラケット９がケース２に固定される。

【0033】

ブラケット９がケース２に固定されると、ベース部９１がトランスコア３４の上方に配置され、二つのコア押圧部９４の先端部がそれぞれ第一コア部材３４１の上面に押し付けられて、二つのコア押圧部９４がそれぞれ弾性変形する。これら二つのコア押圧部９４の弾性力によって第一コア部材３４１が第二コア部材３４２押し付けられるとともに、第二コア部材３４２がケース２のコア載置凹部２４に押し付けられることにより、トランスコア３４がケース２に固定される。

【0034】

このようにケース２に固定されたトランス３では、図１～図３に示すように、ケース２の第一載置領域２１の上方側に一次側基板３１の一次側実装部３１２が配置される。一次側実装部３１２の下面に実装されたＦＥＴモジュール３１２１の下面が第一載置領域２１上に面接触した状態で配置される。ケース２の第二載置領域２２の上方側には、二次側コイル部３２１の下側の巻回部３２１２、第一絶縁部材３３１の本体部３３１１、一次側基板３１の一次側コイル形成部３１１、第二絶縁部材３３２の本体部３３２１及び二次側コイル部３２１の上側の巻回部３２１１が上下方向に並んで配置される。下側の巻回部３２１２の下面が絶縁シート（不図示）を介して第二載置領域２２上に面接触し、下側の巻回部３２１２の上面が第一絶縁部材３３１の本体部３３１１の下面に面接触し、本体部３３１１の上面が一次側コイル形成部３１１の下面に面接触した状態で配置される。さらに、一次側コイル形成部３１１の上面が第二絶縁部材３３２の本体部３３２１の下面に面接触し、本体部３３２１の上面が上側の巻回部３２１１の下面に面接触した状態で配置される。上側の巻回部３２１１の上面にも絶縁シート（不図示）が配置される。ケース２の第三載置領域２３の上方側に二次側基板３２の二次側実装部３２２が配置される。二次側実装部３２２の下面が絶縁シート（不図示）を介して第三載置領域２３上に面接触した状態で配置される。

【0035】

図１に示すように、入力コネクタ４は、接続開口部を有するハウジング４１と、ハウジング４１内に設けられる複数の接続端子４２とを有する。入力コネクタ４は、ケース２の後壁部の貫通孔にケース２の内側から挿通されて取り付けられ、一次側基板３１の一次側実装部３１２が配置される第一載置領域２１の近くに設けられる。ケース２に取り付けられた入力コネクタ４では、複数の接続端子４２の端部側がハウジング４１から突出してケース２の内側（前方）に延び、更にその先端側が上方に屈曲されて延びている。複数の接続端子４２の当該先端側は、制御基板７に接続されるようになっている。

【0036】

平滑回路部５は、出力側チョークコイル５１と、出力側コンデンサ５２とを有する。平滑回路部５は、ケース２の載置面２０における前端側に設けられる。出力側チョークコイル５１は、二次側基板３２の二次側実装部３２２の接続用孔３２２５を用いて固定されるバスバー（不図示）を介して二次側基板３２の二次側回路に電気的に接続される。平滑回路部５は、二次側基板３２の二次側回路から出力された電流の波形を平滑化するようになっている。出力コネクタ６は、ケース２の前端から前方に延びるように設けられ、平滑回路部５に電気的に接続されている（図４参照）。

【0037】

図１、図２及び図８に示すように、制御基板７は、上下方向を板厚方向とする板状に形成されている。制御基板７の下面７０には複数の制御用電子部品７１が実装されている。複数の制御用電子部品７１は、一次側基板３１に実装されたＦＥＴモジュール３１２１、及び二次側基板３２に実装された二つのＦＥＴ３２２１の動作を制御する制御回路を構成する。制御基板７は、制御基板７の下面７０がケース２の載置面２０に対向するように、載置面２０及び載置面２０に配置されたトランス３の上方側に配置される。トランス３の上方側に配置された制御基板７には、一次側基板３１の一次側実装部３１２に設けられた複数の接続ピン３１２３（図２以外では不図示）、二次側基板３２の二次側実装部３２２に設けられた複数の接続ピン３２２３（図２以外では不図示）、及び入力コネクタ４の複数の接続端子４２（図１以外では不図示）がそれぞれ接続される。これらの接続により、入力コネクタ４、制御基板７、一次側基板３１及び二次側基板３２が電気的に接続される。複数の制御用電子部品７１は、制御基板７の下面７０において、トランス３と対向する領域７０１を除く領域に実装されている。これにより、ケース２の載置面２０及びトランス３と制御基板７との間隔を小さく抑えることができ、電力変換装置１の薄型化を図ることができる。

【0038】

図１及び図２に示すように、カバー８は、下方に開口する箱状に形成されている。カバー８は、ケース２の載置面２０、載置面２０に配置されたトランス３及び平滑回路部５、並びに、載置面２０及びトランス３の上方側に配置された制御基板７を覆うように、ケース２に装着可能になっている。カバー８の後壁部には、カバー８をケース２に装着する際に入力コネクタ４との干渉を防ぐための切欠き８１が形成されている。同様に、カバー８の前壁部にも、出力コネクタ６との干渉を防ぐための切欠き（不図示）が形成されている。

【0039】

図４に示すように、電力変換装置１では、所定の電圧の直流電流が、入力コネクタ４から制御基板７を通して一次側基板３１のＦＥＴモジュール３１２１に入力されて交流電流に変換され、一次側コイル３１１１に出力される。一次側コイル３１１１に交流電流が流れると、電磁誘導によって二次側コイル３２１に交流電流が流れる。一次側コイル３１１１及び二次側コイル３２１のターン数が互いに異なることで、二次側コイル３２１１に流れる交流電流の電圧は、一次側コイル３１１１に流れる交流電流の電圧と異なる。例えば、二次側コイル３２１のターン数が一次側コイル３１１１のターン数よりも少ないと、二次側コイル３２１に流れる交流電流の電圧は、一次側コイル３１１１に流れる交流電流の電圧よりも低くなる。二次側コイル３２１に流れる交流電流は、二次側基板３２のＦＥＴ３２２１及びダイオード３２２２において直流電流に変換され、この直流電流の波形が平滑回路部５において平滑化される。平滑化された直流電流の電圧は、入力コネクタ４から入力された直流電流の電圧と異なる。平滑化された直流電流は出力コネクタ６から外部に出力される。

【0040】

上記のように電力変換装置１が動作する際には、一次側基板３１の一次側コイル３１１１、ＦＥＴモジュール３１２１、二次側基板３２の二次側コイル３２１、ＦＥＴ３２２１及びダイオード３２２２、トランスコア３４が発熱するが、これらの熱はトランス３を載置したケース２に逃がすことができる。特に、第一絶縁部材３３１及び第二絶縁部材３３２が熱伝導性を有しているため、二次側コイル３２１の上側の巻回部３２１１や一次側コイル３１１１の発熱をケース２に伝達することができる。しかも、ＦＥＴモジュール３１２１は一次側実装部３１２を介さずに第一載置領域２１に直接面接触させているため、ＦＥＴモジュール３１２１の熱を効率よくケース２に逃がすことができる。

【0041】

電力変換装置１では、トランス３における一次側基板３１及び二次側基板３２を、コイルのターン数や実装部品等が異なる複数種類の一次側及び二次側基板の中から選択して変更可能になっている。これらの選択及び変更は、入力電圧や出力電圧等の要求される仕様に応じて行い、様々な仕様に対応可能な電力変換装置１とすることができる。図９に例示するように、一次側基板は、上述した一次側基板３１を含む四種類の一次側基板の中から適宜選択することができる。これら四種類の一次側基板は、外形形状や寸法は互いに同じになっており、ＦＥＴモジュール３１２１が実装されることも同じであるが、一次側コイル形成部３１１に形成される一次側コイルの構成が異なっている。

【0042】

第一の一次側基板３１‐１は、上述した一次側基板３１と同じ基板である。第二の一次側基板３１‐２の一次側コイル３１１１‐２は、一次側コイル形成部３１１の上面において渦状に２ターン（２周）のコイルが形成され、そのコイルに繋がって更に渦状に２ターンのコイルが一次側コイル形成部３１１の内部及び下面に３層形成されて、合計８ターンのコイルになっている。一次側コイル３１１１‐２は、渦状の２ターンのコイルが板厚方向に４層繋がって形成された構成になっている。第三の一次側基板３１‐３の一次側コイル３１１１‐３は、一次側コイル形成部３１１の上面において渦状に３ターンのコイルが形成され、そのコイルに繋がって更に渦状に２ターンの二つのコイルと３ターンのコイルとが一次側コイル形成部３１１の内部及び下面に３層形成されて、合計１０ターンのコイルになっている。一次側コイル３１１１‐３は、渦状の３ターンの二つのコイルと２ターンの二つのコイルとが板厚方向に４層繋がって形成された構成になっている。第四の一次側基板３１‐４の一次側コイル３１１１‐４は、一次側コイル形成部３１１の上面において渦状に４ターンのコイルが形成され、そのコイルに繋がって更に渦状に３ターンの三つのコイルが一次側コイル形成部３１１の内部及び下面に３層形成されて、合計１３ターンのコイルになっている。一次側コイル３１１１‐４は、渦状の４ターンのコイルと３ターンの三つのコイルとが板厚方向に４層繋がって形成された構成になっている。

【0043】

二次側基板は、上述した二次側基板３２を含む四種類の二次側基板の中から適宜選択することができる。これら四種類の二次側基板は、外形形状や寸法は互いに同じになっているが、二次側コイル３２１の構成や、二次側実装部３２２に実装される電子部品の種類が異なっている。第一の二次側基板３２‐１は、上述した二次側基板３２と同じ基板であり、２ターン構成の二次側コイルを有する。

【0044】

第二の二次側基板３２‐２は、上述した二次側基板３２‐１と比較して、二次側コイル３２１の構成だけが異なる。第二の二次側基板３２‐２が有する二次側コイル３２１‐２では、一対の巻回部３２１１，３２１２が互いに並列に接続されて、合計１ターンのコイルになっている。このように１ターン構成の第二の二次側基板３２‐２では、２ターン構成の第一の二次側基板３２‐１と比較して、出力電圧を二分の一とすることができる。また、第二の二次側基板３２‐２では、第一の二次側基板３２‐１と同様に、広範囲の入力電圧に対応可能であり、かつ、高い安全性を確保することができる。

【0045】

第三の二次側基板３２‐３は、上述した二次側基板３２‐２と比較して、二次側実装部３２２に実装される電子部品の種類だけが異なる。第三の二次側基板３２‐３の二次側実装部３２２の上面には、四つのＦＥＴ３２２１が実装されている。図１１に示すように、これら四つのＦＥＴ３２２１は、二次側回路としてブリッジ回路を構成している。四つのＦＥＴ３２２１は、ブリッジ回路におけるロ―サイド及びハイサイドの両方の整流素子として使用される。第三の二次側基板３２‐３では、二次側回路がＦＥＴ３２２１だけを用いた同期整流型の回路となるため、第一及び第二の二次側基板３２‐１，３２‐２よりも高効率化を実現することができる。また、二次側回路が同期整流型の回路となることで、二次側を入力側とし、一次側を出力側とした双方向側のトランスを構成することができる。

【0046】

第四の二次側基板３２‐４では、図９及び図１２に示すように、二次側実装部３２２に構成される二次側回路がセンタータップ方式の回路になっている。第四の二次側基板３２‐４が有する二次側コイル部３２１‐１では、一対の巻回部３２１１，３２１２が互いに直列に接続されている。この接続部の付近からは、第三引出部３２１８が延出されている。第三引出部３２１８には、二次側回路の第一の出力端子３２２８が電気的に接続されている。二次側回路の第二の出力端子３２２９は、直列接続された一対の巻回部３２１１，３２１２の両端すなわち第一引出部３２１５及び第二引出部３２１６に電気的に接続されている。第一引出部３２１５及び第二引出部３２１６と第二の出力端子３２２９との間にはそれぞれ、二つのＦＥＴ３２２１を並列接続したＦＥＴユニットが設けられている。第四の二次側基板３２‐４では、二次側回路における電力損失を低減することができるため、高効率化を実現することができると共に、大電流出力にも対応することができる。なお、第四の二次側基板３２‐４においては、各ＦＥＴユニットにおけるＦＥＴ３２２１の数を一つにすることができるため、また、二次側回路におけるＦＥＴ３２２１をダイオードに変えることもできるため、第四の二次側基板３２‐４の製造コストの削減を図ることができる。

【0047】

以下、本実施形態の第一の要部である絶縁部材３３の構成について詳細に説明する。絶縁部材３３は、前述したように第一絶縁部材３３１及び第二絶縁部材３３２によって構成されている。図１３及び図１４に示すように、第一絶縁部材３３１は、上下方向を板厚方向とする略円盤状に形成された本体部３３１１を有している。本体部３３１１の中央部には、円形の貫通孔３３１２が形成されている。本体部３３１１の外周部の一部には、上方側へ突出した周壁部３３１３が形成されている。周壁部３３１３は、上下方向から見て後方側が開放された略Ｃ字状をなしている。本体部３３１１における貫通孔３３１２の縁部には、上方側へ突出したボス部３３１４が形成されている。ボス部３３１４は、上下方向を軸方向とする円筒状をなしている。

【0048】

周壁部３３１３の左右両端部の上端部には、それぞれロック爪３３１５が形成されている。左右のロック爪３３１５は、ボス部３３１４を介して互いに反対側に位置しており、ボス部３３１４側へ突出している。左側のロック爪３３１５の前端部には、下方側へ突出した下方凸部ＤＣ（図１３参照）が形成されている。右側のロック爪３３１５の後端部には、下方側へ突出した下方凸部ＤＣ（図１３参照）が形成されている。本体部３３１１の後端部には、下方側へ突出した第一コイル抑え部３３１６が形成されている。第一コイル抑え部３３１６は、先端側が前方側へ向けて屈曲しており、左右方向視でＬ字状をなしている。第一コイル抑え部３３１６は、本発明における「コイル抑え部」に相当する。

【0049】

周壁部３３１３の前端部の左右両端部からは、それぞれ左右方向の外側へ向けて基板抑え部３３１７が延出されている。左右の基板抑え部３３１７は、先端側が前方側へ向けて屈曲しており、上下方向視で略Ｌ字状をなしている。周壁部３３１３の前端部の左右両端部において、左右の基板抑え部３３１７よりも左右方向内側の部分には、前方側へ略矩形状に突出した左右の突出部ＰＲが形成されている。これにより、周壁部３３１３の前端面は、上下方向視で左右方向に沿った直線状に形成されている。

【0050】

左右の基板抑え部３３１７は、上下方向を板厚方向とする下壁部ＵＷと、下壁部ＵＷにおける左右方向外側の端部から上方側へ突出した側壁部ＳＷと、下壁部ＵＷにおける後側の端部から上方側へ突出した後壁部ＲＷとによって構成されている。下壁部ＵＷは、突出部ＲＰに繋がり、突出部ＲＰの左右方向の側方で前方側へ延びており、上下方向視で略Ｊ字状をなしている。側壁部ＳＷ及び後壁部ＲＷの上部には、クリップ用切欠ＮＯが形成されている。クリップ用切欠ＮＯは、側壁部ＳＷ及び後壁部ＲＷに跨って形成されており、上下方向視でＬ字状をなしている。クリップ用切欠ＮＯは、後述するクリップ３６に対応している。

【0051】

図１５及び図１６に示すように、第二絶縁部材３３２は、上下方向を板厚方向とする円盤状の本体部３３２１を有している。本体部３３２１の中央部には、円形の貫通孔３３２２が形成されている。本体部３３２１の外周部の一部には、上方側へ突出した周壁部３３２３が形成されている。周壁部３３２３は、上下方向から見て前方側が開放された略Ｃ字状をなしており、右側において一部が分断されている。本体部３３２１における貫通孔３３２２の縁部には、上方側へ突出したボス部３３２４が形成されている。ボス部３３２４は、上下方向を軸方向とするリング状をなしている。

【0052】

本体部３３２１の左右両端部には、それぞれロック用切欠３３２５が形成されている。左側のロック用切欠３３２５は、周壁部３３２３の左端部に対する前方側に配置されている。右側のロック用切欠３３２５は、右側において周壁部３３２３の一部が分断された箇所に形成されている。左側のロック用切欠３３２５の後側、及び右側のロック用切欠３３２５の前側には、それぞれロック用段部３３２６が形成されている。左右のロック用段部３３２６の上面は、本体部３３２１の上面よりも下方側に凹んでいる。左側のロック用段部３３２６の後部には、左側のロック用段部３３２６の前部よりも上方側へ突出した上方凸部ＵＣを有している。同様に、右側のロック用段部３３２６の前部には、右側のロック用段部３３２６の後部よりも上方側へ突出した上方凸部ＵＣを有している。周壁部３３２３の後端部の上端部には、後方側へ突出した第二コイル抑え部３３２７が形成されている。第二コイル抑え部３３２７は、本体部３３２１の周方向を長手とし且つ上下方向を板厚方向とする長尺板状をなしている。第二コイル抑え部３３２７は、本発明における「コイル抑え部」に相当する。

【0053】

上記構成の第一絶縁部材３３１と第二絶縁部材３３２とは、前述したように、一次側基板３１の一次側コイル形成部３１１を板厚方向両側から挟持した状態で互いに結合されて一次側基板３１に装着される。以下、一次側基板３１に対する第一絶縁部材３３１及び第二絶縁部材３３２の装着方法も含め、トランス３の組立方法について、図１７～図２４を参照して説明する。

【0054】

トランス３が組み立てられる際には、先ず一次側基板３１に対して第一絶縁部材３３１及び第二絶縁部材３３２が装着される。この装着の際には、図１７に矢印Ｕ１で示すように、一次側コイル形成部３１１に対して第１絶縁部材３３１が下方側から接近され、一次側コイル形成部３１１の下面と、第一絶縁部材３３１の本体部３３１１の上面とが面接触される。この際には、一次側コイル形成部３１１の貫通孔３１１２内に、第一絶縁部材３３１のボス部３３１４が嵌合される。これにより、一次側コイル形成部３１１が第一絶縁部材３３１の周壁部３３１３によって前方側及び左右方向両側から囲まれた状態となる。

【0055】

また上記の装着の際には、図１７に矢印Ｄ１で示すように、一次側コイル形成部３１１に対して第二絶縁部材３３２が上方側から接近され、一次側コイル形成部３１１の上面と、第二絶縁部材３３２の本体部３３２１の下面とが面接触される。この際には、第二絶縁部材３３２の貫通孔３３２２内に、第一絶縁部材３３１のボス部３３１４が嵌合される。またこの際には、第一絶縁部材３３１の左右のロック爪３３１５が、第二絶縁部材３３２５の左右のロック用切欠３３２５内を下方側から上方側へ向けて通過する。これにより、第一絶縁部材３３１の左右のロック爪３３１５が、第二絶縁部材３３２５の本体部３３２１及び左右のロック用段部３３２６に対して上方側に配置される。この状態では、一次側コイル形成部３１１が第一絶縁部材３３１と第二絶縁部材３３２とによって上下方向に挟まれる。

【0056】

次いで、図１８に矢印Ｔで示すように、第二絶縁部材３３２が第一絶縁部材３３１に対して軸線回りの一方へ相対回転される。これにより、第一絶縁部材３３１の左右のロック爪３３１５に対して、第二絶縁部材３３２５の左右のロック用切欠３３２５及び左右のロック用段部３３２６が相対回転する。この際には、左右のロック爪３３１５の下方凸部ＵＣが、左右のロック用段部３３２６の上方凸部ＵＣに一時的に乗り上げることにより、左右のロック爪３３１５が上方側へ一時的に弾性変形する。これらのロック爪３３１５が弾性復帰することにより、各ロック爪３３１５の下方凸部ＤＣが、各ロック用段部３３２６の上方凸部ＵＣに対して上記軸線回りの他方から引っ掛かる。これにより、第一絶縁部材３３１に対する第二絶縁部材３３２の相対回転が規制される。この状態では、第一絶縁部材３３１の左右のロック爪３３１５が第二絶縁部材３３２の左右のロック用段部３３２６及び本体部３３２１の外周部に対して上方側から係合（ここでは接触又は近接して対向）することにより、第一絶縁部材３３１と第二絶縁部材３３２とが上下方向に分離不能に結合される。これにより、一次側基板アッセンブリ３５が完成する。

【0057】

このように、本実施形態では、第一絶縁部材３３１及び第二絶縁部材３３２は、一次側コイル形成部３１１を挟持した状態で互いに相対回転される。これにより、第二絶縁部材３３２に設けられた左右のロック用段部３３２６が第一絶縁部材３３１に設けられた左右のロック爪３３１５に係止され、第一絶縁部材３３１と第二絶縁部材３３２とが互いに結合される。左右のロック用段部３３２６は、本発明における「被係止部」に相当し、左右のロック爪３３１５は、本発明における「係止部」に相当する。

【0058】

完成した一次側基板アッセンブリ３５には、二次側基板３２が組み付けられる。この組み付けの際には、図１９に矢印ＩＮで示すように、一次側基板アッセンブリ３５と二次側基板３２とが前後方向に沿って互いに接近される。これにより、二次側コイル３２１の一対の巻回部３２１１，３２１２の間に、一次側コイル形成部３１１と、第一絶縁部材３３１の本体部３３１１と、第二絶縁部材３３２の本体部３３２１とが差し込まれ、図２０に示される状態となる。図２０に示される状態では、上側の巻回部３２１１の開口３２１３の内側に、第二絶縁部材３３２のボス部３３２４が嵌合する。これにより、一対の巻回部３２１１，３２１２が、一次側コイル形成部３１１、第一絶縁部材３３１の本体部３３１１、及び第二絶縁部材３３２の本体部３３２１に対して同心状に配置される。

【0059】

またこの状態では、図２及び図２０に示すように、第二絶縁部材３３２の第二コイル抑え部３３２７が上側の巻回部３２１１の後端部に対して上方側、すなわち一次側コイル３１１１とは反対側から係合（ここでは接触又は近接して対向）する。これにより、第二絶縁部材３３２に対する巻回部３２１１の上下方向（板厚方向）の変位が抑制される。またこの状態では、図２に示すように、第一絶縁部材３３１の第一コイル抑え部３３１６（図１４参照）が下側の巻回部３２１２の後端部に対して下方側、すなわち一次側コイル３１１１とは反対側から係合（ここでは接触又は近接して対向）する。これにより、第一絶縁部材３３１に対する巻回部３２１２の上下方向（板厚方向）の変位が抑制される。

【0060】

また、図２０に示される状態では、第一絶縁部材３３１の左右の基板抑え部３３１７が有する下壁部ＵＷ、後壁部ＲＷ及び側壁部ＳＷ（図１３参照）が、二次側実装部３２２の後端部の左右両端部に対して係合（ここでは接触又は近接して対向）する。詳細には、左右の基板抑え部３３１７の下壁部ＵＷは、二次側実装部３２２の下面に対して下方側、すなわち二次側実装部３２２の板厚方向一方側から係合する。左右の基板抑え部３３１７の後壁部ＲＷは、二次側実装部３２２の後端面に対して後方側から係合する。左右の基板抑え部３３１７の側壁部ＳＷは、二次側実装部３２２の左右の切欠部３２２６に対して左右方向外側から係合する。

【0061】

次いで、図２１に示すように、二次側実装部３２２と左右の基板抑え部３３１７との各係合箇所に、それぞれクリップ３６（図１では図示省略）が装着される。左右のクリップ３６は、例えば樹脂によって製造されたものであり、前後方向から見て左右方向の内側が開放されたコ字状（略Ｕ字状）をなしている。具体的には、左右のクリップ３６は、上下方向に互いに対向する上壁部３６１及び下壁部３６２と、上壁部３６１及び下壁部３６２の左右方向外側端部を上下方向に繋いだ外壁部３６３とを一体に有している。上壁部３６１及び下壁部３６２は、上下方向を板厚方向とし且つ前後方向を長手とする長尺板状をなしており、外壁部３６３は、左右方向を板厚方向とし且つ前後方向を長手とする長尺板状をなしている。なお、図２２～図２４では、上壁部３６１、下壁部３６２及び外壁部３６３の符号を省略している。

【0062】

左右のクリップ３６は、図２１に矢印Ａ１で示すように、二次側実装部３２２と左右の基板抑え部３３１７との各係合箇所に対して後方側から装着される。これにより、図２２に示すように、二次側実装部３２２と各基板抑え部３３１７とが、クリップ３６の上壁部３６１及び下壁部３６２によって上下方向（二次側実装部３２２の板厚方向）に挟持される。この状態では、左右のクリップ３６の外壁部３６３が二次側実装部３２２の左右の切欠部３２２６（図２１参照）内に配置される。これにより、二次側実装部３２２の左右両端部よりも左右方向外側に左右のクリップ３６が食み出さないように構成されている。このように一次側基板アッセンブリ３５に二次側基板３２が取り付けられることにより、一次側基板アッセンブリ３５及び二次側基板３２からなる一つのアッセンブリとなる。

【0063】

次いで、図２３に示すように、一次側基板アッセンブリ３５及び二次側基板３２に対して、トランスコア３４の第一コア部材３４１及び第二コア部材３４２が組み付けられる。この組み付けの際には、図２３に矢印Ｄ２で示すように、第一コア部材３４１が一次側基板アッセンブリ３５及び二次側基板３２に対して上方側から接近され、第一絶縁部材３３１の貫通孔３３１２に第一コア部材３４１の挿通部３２１２が挿通される。これにより、一次側コイル形成部３１１及び絶縁部材３３の左右方向の側方にそれぞれ第一コア部材３４１の左右の壁部３４１３が配置された状態となる。また、図２３に矢印Ｕ２で示すように、第二コア部材３４２が一次側基板アッセンブリ３５及び二次側基板３２に対して下方側から接近され、第一コア部材３４１における挿通部３４１２の下面及び左右の壁部３４１３の下面と、第二コア部材３４２の上面とが面接触される。これにより、図２４に示すように、トランス３が完成する。なお、一次側基板アッセンブリ３５及び二次側基板３２に対するトランスコア３４の組み付けは、一次側基板アッセンブリ３５、二次側基板３２及びトランスコア３４をケース２に対して組み付ける際に行うことができる。

【0064】

次に、本実施形態の第二の要部である二次側コイル３２１の構成について、図２５～図２８を用いて補足説明する。前述したように、本実施形態では、二次側基板３２は、四種類の二次側基板３２‐１，３２‐２，３２‐３，３２‐４の中から適宜選択される（図９参照）。二次側基板３２‐１，３２‐４が有する二次側コイル３２１‐１では、各々が１ターンである一対の巻回部３２１１，３２１２が互いに直列に接続されている。これに対し、二次側基板３２‐２，３２‐３が有する二次側コイル３２１‐２では、各々が１ターンである一対の巻回部３２１１，３２１２が互いに並列に接続されている。これらの二次側コイル３２１‐１，３２１‐２は、例えば銅板等の導体板がプレス成形されて製造されたものである。

【0065】

図２５及び図２７に示すように、直列タイプの二次側コイル３２１‐１では、一対の巻回部３２１１，３２１２は、互いに軸方向に間隔をあけて同軸上に配置されており、各々の周方向一端部同士が接続部ＣＰ１において一体に繋がっている。この接続部ＣＰ１においては、二次側コイル３２１‐１を構成する導電板が左右方向視でコ字状（略Ｕ字状）に曲げられている。上側の巻回部３２１１の他端部からは、右方側へ向けて第一引出部３２１５が延出されている。下側の巻回部３２１２の他端部からは、左方側へ向けて第二引出部３２１６が延出されている。つまり、第一引出部３２１５と第二引出部３２１６とは、各巻回部３２１１，３２１２の接線方向（ここでは左右方向）に沿って互いに逆向きに延出されている。

【0066】

二次側コイル３２１‐１を構成する導電板は、第二引出部３２１６の付近に設けられた曲げ部ＣＰ２において左右方向視でコ字状（略Ｕ字状）に曲げられている。第二引出部３２１６は、曲げ部ＣＰ２から後方側且つ左方側へ延びると共に、下方側へ屈曲した後に左方側へ延びている。また、上側の巻回部３２１１における接続部ＣＰ１の付近からは、前方側へ向けて第三引出部３２１８が延出されている。

【0067】

第一引出部３２１５、第二引出部３２１６及び第三引出部３２１８の各先端部の下面は、同一平面上に配置されており、二次側実装部３２２の上面に面接触して配置されている。第一引出部３２１５及び第二引出部３２１６は、二次側実装部３２２の上面に対して半田付け等の手段で接合され、二次側実装部３２２に形成された配線パターン（不図示）に対して電気的に接続される。なお、二次側実装部３２２の後端部には、図６に示すように、二次側コイル３２１の一部（ここでは前端部の一部）を配置させた切欠部３２２７が形成されている。第三引出部３２１８は、二次側基板３２‐１と３２‐４とで、二次側実装部３２２の上面に対する接合状態（すなわち上記の配線パターンに対する電気的な接続の有無）を変更されている。具体的には、二次側基板３２‐１では、第三引出部３２１８と上記の配線パターンとが電気的に非接続とされており、二次側基板３２‐４では、第三引出部３２１８と上記の配線パターンとが電気的に接続されている。

【0068】

第一引出部３２１５、第二引出部３２１６及び第三引出部３２１８には、上記各先端部よりも基端部側において、クランク状の屈曲部ＢＰ１、ＢＰ２、ＢＰ３がそれぞれ形成されている。屈曲部ＢＰ１、ＢＰ２は、前後方向視でクランク状に屈曲しており、屈曲部ＢＰ３は、左右方向視でクランク状に屈曲している。これらの屈曲部ＢＰ１、ＢＰ２、ＢＰ３は、二次側実装部３２２の基板を一次側基板３１の基板に対して同一平面上に配置させるために形成されている。

【0069】

図２６及び図２８に示すように、並列タイプの二次側コイル３２１‐２は、外形形状や寸法が直列タイプの二次側コイル３２１－２と略同じになっており、一対の一対の巻回部３２１１，３２１２が、互いに軸方向に間隔をあけて同軸上に配置されている。これら一対の巻回部３２１１，３２１２は、各々の周方向一端部が接続部ＣＰ３において互いに接続されると共に、各々の周方向他端部が接続部ＣＰ４において互いに接続されている。これにより、一対の巻回部３２１１，３２１２が並列に接続されている。接続部ＣＰ３、ＣＰ４においては、二次側コイル３２１‐２を構成する導電板が左右方向視でコ字状（略Ｕ字状）に曲げられている。上側の巻回部３２１１の周方向両端部からは、第一引出部３２１５及び第二引出部３２１６が延出されている。第一引出部３２１５と第二引出部３２１６とは、左右方向において互いに逆向きに延出されている。

【0070】

二次側コイル３２１‐２においても、第一引出部３２１５及び第二引出部３２１６の各先端部の下面は、同一平面上に配置されており、二次側実装部３２２の上面に面接触している。第一引出部３２１５及び第二引出部３２１６は、二次側実装部３２２に形成された配線パターン（不図示）に対して電気的に接続される。また、二次側コイル３２１‐２においても、第一引出部３２１５及び第二引出部３２１６には、上記各先端部よりも基端部側に、クランク状の屈曲部ＢＰ１、ＢＰ２がそれぞれ形成されている。屈曲部ＢＰ１、ＢＰ２は、前後方向視でクランク状に屈曲している。これらの屈曲部ＢＰ１、ＢＰ２は、二次側コイル３２１‐１の場合と同様に、二次側実装部３２２の基板を一次側基板３１の基板に対して同一平面上に配置させるために形成されている。

【0071】

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

【0072】

本実施形態に係る電力変換装置１では、入力コネクタ４に入力される直流電流がトランス３において異なる電圧の直流電流に変換される。変換された直流電流は、平滑回路部５において平滑化され、出力コネクタ６から外部に出力される。上記のトランス３は、一次側基板３１と、二次側基板３２と、絶縁部材３３と、トランスコア３４とによって構成されている。一次側基板３１は、一次側コイル３１１１が形成された一次側コイル形成部３１１を有している。絶縁部材３３は、第一絶縁部材３３１及び第二絶縁部材３３２によって構成されている。第一絶縁部材３３１及び第二絶縁部材３３２は、一次側コイル形成部３１１を板厚方向両側から挟持した状態で互いに結合されて一次側基板３１に装着されている。これにより、一次側基板３１と絶縁部材３３とが一次側基板アッセンブリ３５としてアッセンブリ化されている。このため、一次側基板３１と絶縁部材３３とを一つの部品として取り扱うことができるので、製造管理が容易になる。

【0073】

しかも、第一絶縁部材３３１及び第二絶縁部材３３２は、上記の挟持状態で互いに相対回転される。この相対回転により、第二絶縁部材３３２に設けられた左右のロック用段部３３２６が第一絶縁部材３３１に設けられた左右のロック爪３３１５に係止される（図１８参照）。これにより、第一絶縁部材３３１と第二絶縁部材３３２とが互いに結合される。このように、第一絶縁部材３３１と第二絶縁部材３３２とが互いに相対回転される構成であるため、左右のロック爪３３１５が左右のロック用段部３３２６に係合する際の左右のロック爪３３１５の弾性変形量を少なく設定することができる。その結果、左右のロック爪３３１５の破損を防止し易くなる。特に本実施形態のように、第一絶縁部材３３１及び第二絶縁部材３３２を構成する樹脂に熱伝導性フィラーが添加されている場合、左右のロック爪３３１５等が破損し易くなるが、そのような破損を防止する観点で好適である。

【0074】

また、第一絶縁部材３３１及び第二絶縁部材３３２を構成する樹脂が熱伝導性を有しているため、電力変換装置１が動作する際の一次側コイル３１１１や二次側コイル３２１の発熱を、ケース２に対して良好に伝達し、放熱することができる。

【0075】

また、本実施形態では、図５及び図９に示すように、一次側基板３１の一次側コイル形成部３１１に、導体パターンからなる一次側コイル３１１１が形成されている。このような導体パターンからなる一次側コイル３１１１では、ターン数のバリエーションを増やすことが容易である。一方、二次側基板３２の二次側コイル３２１は、図６に示すように、１枚の導体板がプレス成形されて製造されたものであり、一対の巻回部３２１１，３２１２を有している。図２に示すように、一対の巻回部３２１１，３２１２は互いに軸方向（上下方向）に対向して配置されており、一対の巻回部３２１１，３２１２の間に一次側コイル形成部３１１及び絶縁部材３３が挿入された構成となっている。これにより、二次側基板３２の二次側実装部３２２と一次側基板３１との上下方向の配置を揃え易くなる。その結果、例えば電力変換装置１の全体構成を上下方向に小型化し易くなる。

【0076】

また、図２に示すように、第一絶縁部材３３１には、巻回部３２１２に対して一次側コイル形成部３１１とは反対側から係合する第一コイル抑え部３３１６が設けられている。同様に、図２、図２０～図２４に示すように、第二絶縁部材３３２には、巻回部３２１１に対して一次側コイル形成部３１１とは反対側から係合する第二コイル抑え部３３２７が設けられている。これにより、一次側基板アッセンブリ３５と二次側基板３２との上下方向の不用意な相対変位を抑制することができる。その結果、例えば一次側基板アッセンブリ３５に対して二次側基板３２を組み付けた状態で両者を取り扱うに際し、上記の相対変位に起因する両者の破損を防止し易くなり、上記の取り扱いが容易になる。

【0077】

さらに、図２０に示すように、第一絶縁部材３３１には、二次側基板３２に対して板厚方向の少なくとも一方側（ここでは下方側）から係合する左右一対の基板抑え部３３１７が設けられている。これにより、第一絶縁部材３３１すなわち一次側基板アッセンブリ３５に対する二次側基板３２の板厚方向（上下方向）の不用意な相対変位を抑制することができるので、上記の取り扱いが一層容易になる。

【0078】

しかも、上記各基板抑え部３３１７と二次側基板３２とは、左右一対のクリップ３６（図によって二次側基板３２の板厚方向に挟持されている。これにより、一次側基板アッセンブリ３５に対する二次側基板３２の板厚方向の不用意な相対変位を一層効果的に抑制可能となる。また、二次側基板３２の二次側実装部３２２には、左右のクリップ３６が配置された箇所に、それぞれ切欠部３２２６（図６及び図２０～図２１参照）が形成されている。これにより、左右のクリップ３６が二次側実装部３２２よりも左右方向外側へ食み出さないように構成されているので、トランス３の左右方向の寸法が拡大することを防止できる。

【0079】

また、本実施形態では、前述したように、一対の巻回部３２１１，３２１２を有する二次側コイル３２１は、１枚の導体板がプレス成形されて製造されたものである。このため、一対の巻回部（コイル部材）が結合されて二次側コイルが製造される場合と比較して、二次側コイルの導通抵抗を少なくすることができる。しかも、複数のコイル部材を結合するための結合工程が不要になるため、二次側コイルの製造が容易になる。

【0080】

また、本実施形態では、一対の巻回部３２１１，３２１２が直列に接続された二次側コイル３２１‐１（図２５及び図２７参照）と、一対の巻回部３２１１，３２１２が並列に接続された二次側コイル３２１‐２（図２６及び図２８参照）とが選択的に採用される。これらの二次側コイル３２１１，３２１２は、外径形状や寸法が互いに略同じになっている。これらの二次側コイル３２１１，３２１２の選択により、変換する電圧を容易に変更することができる。

【0081】

しかも、二次側コイル３２１１，３２１２においては、第一引出部３２１５と第二引出部３２１６とが、各巻回部３２１１，３２１２の接線方向（ここでは左右方向）に沿って互いに逆向きに延出されている。そして、第一引出部３２１５及び第二引出部３２１６が接続された二次側実装部３２２の後端部には、図６に示すように、二次側コイル３２１の一部（ここでは前端部の一部）を配置させた切欠部３２２７が形成されている。これにより、二次側基板３２の前後方向の寸法を縮小することができる。その結果、例えば電力変換装置１の全体構成を前後方向に小型化し易くなる。

【0082】

また、第一引出部３２１５及び第二引出部３２１６は、同一平面上に配置されており、何れも二次側実装部３２２の上面（片面）に接合されている。これにより、第一引出部３２１５及び第二引出部３２１６を半田付け等の手段で二次側実装部３２２に接合する際に、二次側実装部３２２の片面側だけで接合作業を行うことができる。その結果、接合作業が容易になる。

【0083】

さらに、直列タイプの二次側コイル３２１‐１には、センタータップ方式に対応する第三引出部３２１８が形成されている。この第三引出部３２１８の二次側実装部３２２への電気的な接続の有無を選択的に変更することにより、二次側基板３２のバリエーションを容易に増やすことができる。

【0084】

しかも、第一引出部３２１５、第二引出部３２１６及び第三引出部３２１８には、二次側実装部３２２の上面（片面）に接合された先端部よりも基端部側に、クランク状の屈曲部ＢＰ１、ＢＰ２、ＢＰ３が形成されている。これらの屈曲部ＢＰ１、ＢＰ２、ＢＰ３の上下方向寸法を調整することにより、二次側実装部３２２の上下方向の配置を変更することができるので、二次側実装部３２２と一次側基板３１との上下方向の配置を容易に揃えることができる。

【0085】

また、本実施形態では、図９に示すように、一次側基板３１及び二次側基板３２はそれぞれ、一次側コイル３１１１及び二次側コイル３２１のターン数及び実装される電子部品の種類が異なり且つ基板外形寸法が同じである複数種類の基板３１‐１，３１‐２，３１‐３，３１‐４，３２‐１，３２‐２，３２‐３，３２‐４の中から選択可能となっている。そして、選択された一次側基板３１及び二次側基板３２がトランスコア３４に組付けられてケース２に配置される。これにより、多様な仕様の電力変換装置１を容易に提供することができる。

【0086】

なお、上記実施形態では、左右のクリップ３６が、左右の基板抑え部３３１７及び二次側基板３２に対して後方側から装着される構成にしたが、これに限るものではない。例えば図２９に示される変形例のように、クリップ３６が、左右の基板抑え部３３１７及び二次側基板３２に対して左右方向の外方側から装着される構成にしてもよい（図２９の矢印Ａ２参照）。

【0087】

また、上記実施形態では、クリップ３６と基板抑え部３３１７とが互いに別体とされた構成にしたが、これに限るものではない。図３０に示される変形例のように、基板抑え部３３１７にクリップの機能を持たせてもよい。この変形例では、基板抑え部３３１７は、左右方向視で前方側が開放されたコ字状（略Ｕ字状）に形成されている。この基板抑え部３３１７の内側には、上下のリブＲＩが形成されている。これらのリブＲ１の間には、図３０に矢印Ａ３で示すように、二次側実装部３２２の後端部が差し込まれる。これにより、二次側実装部３２２の後端部が上下のリブＲ１に挟まれて、第一絶縁部材３３１と二次側実装部３２２とが上下方向に連結される。この変形例では、部品点数を削減することができる。

【0088】

また、上記実施形態では、図１７に矢印Ｕ１，Ｄ１で示すように、第一絶縁部材３３１と第二絶縁部材３３２とが、両者の結合時に互いに上下方向に接近される構成にしたが、これに限るものではない。例えば第一絶縁部材３３１と第二絶縁部材３３２とが、前後方向又は左右方向に接近されて互いに結合される構成にしてもよい。その場合、第一絶縁部材３３１及び第二絶縁部材３３２の形状を若干変更する必要がある。

【0089】

また、上記実施形態では、第一絶縁部材３３１と第二絶縁部材３３２とが互いに相対回転されて結合される構成にしたが、これに限るものではない。例えば第一絶縁部材３３１と第二絶縁部材３３２とが上下方向に互いに接近されることで、第一絶縁部材３３１と第二絶縁部材３３２のうちの一方に設けられた弾性変形可能な爪部が他方に引っ掛かるようにしてもよい。

【0090】

また、上記実施形態では、電力変換装置１のトランス３に対して本発明が適用された場合について説明したが、これに限るものではない。本発明は、例えばチョークコイルに対しても適用可能である。

【0091】

その他、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは勿論である。

【符号の説明】

【0092】

１ 電力変換装置
２ ケース
３ トランス
３１ 一次側基板（第一基板）
３１１１ 一次側コイル（第一コイル；コイル）
３２ 二次側基板（第二基板）
３２１ 二次側コイル（第二コイル）
３２２６ 切欠部
３３１ 第一絶縁部材（一対の絶縁部材の一方）
３３１５ ロック爪（係止部）
３３１６ 第一コイル抑え部（コイル抑え部）
３３１７ 基板抑え部
３３２ 第二絶縁部材（一対の絶縁部材の他方）
３３２６ ロック用段部（被係止部）
３３２７ 第二コイル抑え部（コイル抑え部）
３４ トランスコア（コア）
３５ 一次側基板アッセンブリ（基板アッセンブリ）
３６ クリップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】