特開 2023-184101 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】P2023184101

(43)【公開日】2023-12-28

(54)【発明の名称】電力変換装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20231221BHJP

   H01F 27/36 20060101ALI20231221BHJP

   H01F 30/10 20060101ALI20231221BHJP

   H01F 27/32 20060101ALI20231221BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 Z

H01F27/36 154

H01F30/10 R

H01F30/10 S

H01F27/32 140

【審査請求】有

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022098040

(22)【出願日】2022-06-17

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2022-10-12

(71)【出願人】

【識別番号】000005234

【氏名又は名称】富士電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(74)【代理人】

【識別番号】100202728

【弁理士】

【氏名又は名称】三森 智裕

(72)【発明者】

【氏名】佐久間 政喜

【テーマコード（参考）】

5E044

5E058

5H770

【Ｆターム（参考）】

5E044CA03

5E044CA10

5E058CC15

5E058DB05

5H770AA21

5H770DA01

5H770DA41

5H770JA16Y

5H770QA01

5H770QA25

5H770QA28

(57)【要約】

【課題】トランスの漏れ磁束による渦電流損を抑制することが可能な電力変換装置を提供する。
【解決手段】この電力変換装置１００は、コア２１と、コア２１に巻かれたコイル２２と、を含むトランス２０と、トランス２０が取り付けられた樹脂製の基板３０と、トランス２０に対して基板３０とは反対側に配置され、トランス２０が収容される凹状のトランス収容部４１を含む金属製の筐体４０と、を備え、基板３０と筐体４０とが対向する方向（Ｚ方向）において、トランス収容部４１のうちのコイル２２と対向する部分４３には、第２部分８０（絶縁層）が設けられている。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

コアと、前記コアに巻かれたコイルと、を含むトランスと、
前記トランスが取り付けられた樹脂製の基板と、
前記トランスに対して前記基板とは反対側に配置され、前記トランスが収容される凹状のトランス収容部を含む金属製の筐体と、を備え、
前記基板と前記筐体とが対向する方向において、前記トランス収容部のうちの前記コイルと対向する部分には、絶縁層が設けられている、電力変換装置。

【請求項2】

前記筐体の前記トランス収容部は、前記コアが配置される枠状の金属製の第１部分と、前記コイルが配置され前記第１部分の内側に設けられ前記絶縁層として構成された第２部分と、を含む、請求項１に記載の電力変換装置。

【請求項3】

前記絶縁層として構成された第２部分は、前記基板と前記筐体とが対向する方向から見て、前記コイルと対向する底面部と、前記底面部と連続し、前記基板と前記筐体とが対向する方向に沿って延びるとともに前記コイルを取り囲むように設けられた側面部と、を含む、請求項２に記載の電力変換装置。

【請求項4】

前記絶縁層は、前記基板と前記筐体とが対向する方向において、前記トランス収容部のうちの前記コイルと対向する部分に形成された孔部に嵌め込まれた絶縁部材により構成されている、請求項１に記載の電力変換装置。

【請求項5】

前記絶縁部材により構成された絶縁層の前記トランスとは反対側の面には、冷却用のフィンが形成されている、請求項４に記載の電力変換装置。

【請求項6】

前記絶縁層は、前記基板と前記筐体とが対向する方向において、前記トランス収容部のうちの前記コイルと対向する部分に形成された孔部としての空間により構成されている、請求項１に記載の電力変換装置。

【請求項7】

前記トランス収容部に対して前記トランスの反対側において前記筐体を覆うように配置された金属製のカバー部材と、
前記トランス収容部と前記カバー部材との間に設けられ、前記トランスの漏れ磁束を遮蔽するための板状の遮蔽部材と、をさらに備える、請求項１に記載の電力変換装置。

【請求項8】

前記遮蔽部材は、前記カバー部材よりも電気抵抗値の小さい非磁性金属、および、フェライトの少なくとも一方により構成されている、請求項７に記載の電力変換装置。

【請求項9】

前記遮蔽部材は、前記基板と前記筐体とが対向する方向から見て、前記絶縁層と略同じ大きさ以上の大きさを有する、請求項７に記載の電力変換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、電力変換装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、トランスを備える電力変換装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

上記特許文献１には、トランスと、トランスを収容する金属製の筐体と、を備える電源装置（電力変換装置）が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３－９０５３３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、上記特許文献１に記載のような電源装置（電力変換装置）では、トランスは金属製の筐体に収容されているので、トランスの漏れ磁束が、金属製の筐体のうちのトランスが収容されている部分に鎖交しやすい。すなわち、トランスの漏れ磁束によって、金属製の筐体のうちのトランスが収容されている部分において渦電流が生じやすい。金属製の筐体のうちのトランスが収容されている部分において渦電流が生じた場合、渦電流損（電力損失）が生じる。このため、トランスの漏れ磁束による渦電流損を抑制することが可能な構成が望まれている。

【0006】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、トランスの漏れ磁束による渦電流損を抑制することが可能な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】

【0007】

上記目的を達成するために、この発明の一の局面による電力変換装置は、コアと、コアに巻かれたコイルと、を含むトランスと、トランスが取り付けられた樹脂製の基板と、トランスに対して基板とは反対側に配置され、トランスが収容される凹状のトランス収容部を含む金属製の筐体と、を備え、基板と筐体とが対向する方向において、トランス収容部のうちのコイルと対向する部分には、絶縁層が設けられている。

【0008】

この発明の一の局面による電力変換装置は、上記のように、基板と筐体とが対向する方向において、トランス収容部のうちのコイルと対向する部分には、絶縁層が設けられている。これにより、トランスの漏れ磁束が絶縁層を通過したとしても絶縁層には渦電流が生じないので、基板と筐体とが対向する方向において、トランス収容部のうちのコイルと対向する部分が絶縁層ではなく筐体を構成する金属である場合と比較して、基板と筐体とが対向する方向において、トランス収容部のうちのコイルと対向する部分に渦電流が生じるのを抑制することができる。その結果、トランスの漏れ磁束による渦電流損を抑制することができる。

【0009】

上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、筐体のトランス収容部は、コアが配置される枠状の金属製の第１部分と、コイルが配置され第１部分の内側に設けられ絶縁層として構成された第２部分と、を含む。このように構成すれば、トランス収容部の絶縁層として構成された第２部分は、基板と筐体とが対向する方向において、トランス収容部のうちのコイルと対向するので、基板と筐体とが対向する方向において、トランス収容部のうちのコイルと対向する部分に容易に絶縁層を設けることができる。

【0010】

この場合、好ましくは、絶縁層として構成された第２部分は、基板と筐体とが対向する方向から見て、コイルと対向する底面部と、底面部と連続し、基板と筐体とが対向する方向に沿って延びるとともにコイルを取り囲むように設けられた側面部と、を含む。このように構成すれば、絶縁層として構成された第２部分が側面部を含まず、側面部が筐体を構成する金属製である場合と比較して、トランス収容部において渦電流が生じるのをより抑制することができる。

【0011】

上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、絶縁層は、基板と筐体とが対向する方向において、トランス収容部のうちのコイルと対向する部分に形成された孔部に嵌め込まれた絶縁部材により構成されている。このように構成すれば、絶縁部材を孔部に嵌め込むだけで、基板と筐体とが対向する方向において、トランス収容部のうちのコイルと対向する部分に、絶縁部材からなる絶縁層を容易に設けることができる。

【0012】

この場合、好ましくは、絶縁部材により構成された絶縁層のトランスとは反対側の面には、冷却用のフィンが形成されている。このように構成すれば、絶縁部材のトランスとは反対側の面に冷却用のフィンが形成されていない場合と比較して、絶縁部材を効率的に冷却することができる。その結果、絶縁部材により構成された絶縁層のトランスとは反対側の面に冷却用のフィンが形成されていない場合と比較して、絶縁部材を介して、トランスを効率的に冷却することができる。

【0013】

上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、絶縁層は、基板と筐体とが対向する方向において、トランス収容部のうちのコイルと対向する部分に形成された孔部としての空間により構成されている。このように構成すれば、トランス収容部のうちのコイルと対向する部分に孔部を形成するだけで、基板と筐体とが対向する方向において、トランス収容部のうちのコイルと対向する部分に、空気からなる絶縁層を容易に設けることができる。また、絶縁層を絶縁部材により構成する場合と比較して、絶縁部材が不要となるので、部品点数を削減することができる。

【0014】

上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、トランス収容部に対してトランスの反対側において筐体を覆うように配置された金属製のカバー部材と、トランス収容部とカバー部材との間に設けられ、トランスの漏れ磁束を遮蔽するための板状の遮蔽部材と、をさらに備える。ここで、絶縁層には渦電流が生じないものの、絶縁層はトランスの漏れ磁束を通過させる。このため、トランス収容部に対してトランスの反対側に配置された金属製のカバー部材において、渦電流が生じる場合がある。したがって、上記のように、トランス収容部とカバー部材との間に遮蔽部材が設けられていることによって、遮蔽部材により、トランスの漏れ磁束が、トランス収容部に対してトランスの反対側において筐体を覆うように配置された金属製のカバー部材に鎖交するのを抑制することができる。その結果、トランス収容部とカバー部材との間に遮蔽部材が設けられていない場合と比較して、金属製のカバー部材に渦電流が生じるのを抑制することができるので、渦電流損を低減することができる。

【0015】

この場合、好ましくは、遮蔽部材は、カバー部材よりも電気抵抗値の小さい非磁性金属、および、フェライトの少なくとも一方により構成されている。ここで、渦電流損は渦電流が生じる部材の電気抵抗値に比例するので、トランスの漏れ磁束がカバー部材よりも電気抵抗値の小さい非磁性金属により構成される遮蔽部材に鎖交した場合に遮蔽部材において発生する渦電流による渦電流損は、トランスの漏れ磁束がカバー部材に鎖交した場合にカバー部材において発生する渦電流による渦電流損よりも小さくなりやすい。また、トランスの漏れ磁束は、トランス収容部とカバー部材との間に設けられた遮蔽部材に鎖交した分だけ、カバー部材に鎖交する分が減少する。したがって、上記のように、遮蔽部材が、筐体よりも電気抵抗値の小さい非磁性金属により構成されることによって、金属製のカバー部材に生じる渦電流による渦電流損を容易に低減することができる。また、フェライトは、磁束を引き寄せる効果があるので、トランス収容部とカバー部材との間にフェライトにより構成される遮蔽部材が設けられた場合、トランス収容部とカバー部材との間にフェライトにより構成される遮蔽部材が設けられていない場合と比較して、トランスの漏れ磁束がカバー部材に鎖交しにくい。したがって、上記のように、遮蔽部材が、フェライトにより構成されることによって、カバー部材にトランスの漏れ磁束が鎖交しにくくなるので、カバー部材に渦電流が生じるのを容易に抑制して、カバー部材に生じる渦電流による渦電流損を容易に低減することができる。

【0016】

上記遮蔽部材を備える構成において、好ましくは、遮蔽部材は、基板と筐体とが対向する方向から見て、絶縁層と略同じ大きさ以上の大きさを有する。このように構成すれば、遮蔽部材が基板と筐体とが対向する方向から見て比較的大きくなるので、金属製のカバー部材側に向かうトランスの漏れ磁束を効果的に遮蔽することができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、上記のように、トランスの漏れ磁束による渦電流損を抑制することが可能な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】

【0018】

【図1】本発明の一実施形態による電力変換装置の回路図である。

【図2】本発明の一実施形態による電力変換装置の斜視図である。

【図3】本発明の一実施形態による電力変換装置の斜視分解図である。

【図4】本発明の一実施形態による電力変換装置の筐体をトランスが収容される側とは反対側から見た斜視図である。

【図5】本発明の一実施形態による電力変換装置のトランスおよび筐体を示した斜視図である。

【図6】本発明の一実施形態による電力変換装置のトランス収容部の近傍を示した断面図である。

【図7】本発明の一実施形態による電力変換装置のトランス収容部を示した斜視図である。

【図8】本発明の第１変形例による電力変換装置のトランス収容部の近傍を示した断面図である。

【図9】本発明の第２変形例による電力変換装置のトランス収容部の近傍を示した断面図である。

【図10】本発明の第３変形例による電力変換装置のトランス収容部の近傍を示した断面図である。

【図11】本発明の第４変形例による電力変換装置のトランス収容部の近傍を示した断面図である。

【図12】本発明の第５変形例による電力変換装置のトランス収容部の近傍を示した断面図である。

【図13】本発明の第６変形例による電力変換装置のトランス収容部の近傍を示した断面図である。

【図14】本発明の第７変形例による電力変換装置のトランス収容部の近傍を示した断面図である。

【図15】本発明の第８変形例による電力変換装置のトランス収容部の近傍を示した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

【0020】

図１～図７を参照して、本発明の一実施形態による電力変換装置１００の構成について説明する。

【0021】

（電力変換装置の全体構成）
図１に示すように、電力変換装置１００は、電力源（たとえば、バッテリ）１１０から供給される直流電力を交流電力に変換するとともに、交流電力の電圧を所定の電圧に変換して負荷１２０に出力する装置である。具体的には、電力変換装置１００は、電力変換部１０と、トランス２０と、を備える。電力変換部１０は、電力源１１０から供給された直流電力を交流電力に変換する。トランス２０は、電力変換部１０から出力された交流電力の電圧を変換して負荷１２０に出力する。電力変換装置１００は、たとえば、車両に搭載される車載電源である。

【0022】

以下の説明では、電力変換装置１００の左右方向、前後方向および上下方向を、それぞれ、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向とする。また、電力変換装置１００の前側および後側を、それぞれ、Ｙ１側およびＹ２側とする。また電力変換装置１００の上側および下側を、それぞれ、Ｚ１側およびＺ２側とする。

【0023】

図２に示すように、電力変換装置１００は、基板３０と、筐体４０と、上側カバー部材５０と、下側カバー部材６０と、コネクタ７０と、を備える。なお、下側カバー部材６０は、特許請求の範囲の「カバー部材」の一例である。

【0024】

図３に示すように、基板３０は、板状に形成されている。基板３０のＺ２側には、電力変換部１０を構成する部品やトランス２０等の電子部品が取り付けられている。基板３０は樹脂製である。なお、図３、図５および図７では、基板３０に取り付けられた電子部品のうちトランス２０以外の図示を省略している。

【0025】

筐体４０は、基板３０のＺ２側に取り付けられた電子部品（トランス２０等）に対して、基板３０とは反対側（Ｚ２側）に配置されている。筐体４０には、基板３０に取り付けられた電子部品が収容されている。具体的には、筐体４０は、トランス２０が収容される凹状のトランス収容部４１を含む。トランス収容部４１は、筐体４０において、Ｙ２側に設けられている。筐体４０は、金属（たとえば、アルミニウム）製である。

【0026】

図４に示すように、筐体４０のトランス２０（図３参照）とは反対側（Ｚ２側）の面には、冷却用のフィン４２が複数形成されている。筐体４０のＺ２側には、ファン（図示しない）により電力変換装置１００の外部から取り込まれた空気（冷却用空気）が通過するように構成されている。フィン４２が、冷却用空気によって冷却されることによって、筐体４０が冷却される。そして、筐体４０が冷却されることによって、筐体４０に収容された電子部品（トランス２０等）が間接的に冷却される。電力変換装置１００では、筐体４０に収容された電子部品を効率的に冷却するため、Ｚ方向において、トランス２０とトランス収容部４１との離間距離は比較的小さい。なお、Ｚ方向におけるトランス２０とトランス収容部４１との離間距離に関しては後述する。

【0027】

図２に示すように、上側カバー部材５０は、基板３０に対してトランス２０の反対側（Ｚ１側）において基板３０を覆うように配置されている。また、下側カバー部材６０は、トランス収容部４１（すなわち、筐体４０）に対してトランス２０の反対側（Ｚ２側）において筐体４０を覆うように配置されている。すなわち、図３に示すように、上側カバー部材５０と、基板３０と、筐体４０と、下側カバー部材６０とは、この順に、Ｚ１側からＺ２側に向かって並んでいる。上側カバー部材５０および下側カバー部材６０は、金属（たとえば、鉄）製である。

【0028】

図２に示すように、コネクタ７０は、電力変換装置１００を、電力変換装置１００の外部の装置（電力源１１０、負荷１２０等）に接続するための端子である。コネクタ７０は、筐体４０に対して、Ｙ１側に設けられている。なお、図３では、コネクタ７０の図示を省略している。

【0029】

（トランスの構成）
図５に示すように、トランス２０は、コア２１と、コア２１に巻かれたコイル２２と、を含む。

【0030】

コア２１は、Ｚ方向から見て、四角形形状かつ環状の環状部分２１ａと、環状部分２１ａの内側の孔部において、環状部分２１ａのＸ方向の一方側の部分と他方側の部分とを接続するようにＸ方向に延びる接続部分２１ｂと、を含む。これにより、コア２１には、接続部分２１ｂのＹ１側およびＹ２側の各々にコア２１をＺ方向に貫通する貫通孔２１ｃが形成されている。コア２１は、フェライト等の磁性体によって構成されている。

【0031】

コイル２２は、Ｘ方向に延びる接続部分２１ｂに対して、ＹＺ平面に沿うように巻かれている。コイル２２は、接続部分２１ｂのＹ１側に形成された貫通孔２１ｃ、および、接続部分２１ｂのＹ２側に形成された貫通孔２１ｃを、Ｚ方向に沿って通過している。コイル２２は、一次側コイル２２ａと、二次側コイル２２ｂと、を含む。一次側コイル２２ａと二次側コイル２２ｂとは、互いにＸ方向に並ぶように配置されている。

【0032】

（トランスの漏れ磁束による渦電流損を抑制するための構造）
図６に示すように、トランス２０のコイル２２と、金属製の上側カバー部材５０とは、Ｚ方向において、距離Ｌ１だけ離間している。トランス２０のコイル２２と、筐体４０のトランス収容部４１とは、Ｚ方向において、距離Ｌ２だけ離間している。距離Ｌ２は、距離Ｌ１よりも小さい。トランス２０の漏れ磁束の密度（磁束密度）は、トランス２０から離れるにしたがって減衰する。したがって、基板３０と筐体４０とが対向する方向（Ｚ方向）において、トランス収容部４１のうちのコイル２２と対向する部分４３が金属製である場合、トランス２０の漏れ磁束がトランス収容部４１に鎖交しやすい。すなわち、トランス２０の漏れ磁束により、トランス収容部４１に渦電流が生じやすい。トランス収容部４１において渦電流が生じた場合、渦電流損（電力損失）が生じる。

【0033】

そこで、電力変換装置１００では、基板３０と筐体４０とが対向する方向（Ｚ方向）において、トランス収容部４１のうちのコイル２２と対向する部分４３の全体には、絶縁層が設けられている。具体的には、図７に示すように、筐体４０のトランス収容部４１は、Ｚ方向から見て、コア２１が配置される枠状の金属製の第１部分４１ａと、コイル２２が配置され第１部分４１ａの内側に設けられ絶縁層として構成された第２部分８０と、を含む。Ｚ方向から見て、第２部分８０が設けられている範囲は、部分４３の全てを含み、かつ、部分４３よりも広い範囲である。これにより、絶縁層が比較的狭い範囲（たとえば、スリット状）に設けられている場合と異なり、トランス収容部４１のうちのコイル２２と対向する部分４３に渦電流が生じにくい。後述するように、絶縁層は、絶縁部材により構成されている。なお、第１部分４１ａは、筐体４０を構成する金属（たとえば、アルミニウム）製である。

【0034】

絶縁層として構成された第２部分８０は、基板３０（図６参照）と筐体４０とが対向する方向（Ｚ方向）から見て、コイル２２（図６参照）と対向する底面部８１と、底面部８１と連続し、基板３０と筐体４０とが対向する方向に沿って延びるとともにコイル２２を取り囲むように設けられた側面部８２と、底面部８１と連続し、基板３０と筐体４０とが対向する方向に対して傾斜する傾斜部８３と、を含む。第２部分８０は、底面部８１と側面部８２と傾斜部８３とにより凹状に構成されている。

【0035】

底面部８１は、一対のＹ方向に延びるＹ方向延長部分と、一対のＹ方向延長部分のＹ方向における中央部同士で接続するように、Ｘ方向に延びるＸ方向延長部分とから構成されている。すなわち、底面部８１は、Ｚ方向から見て、Ｈ字形状を有する。側面部８２は、一対のＹ方向延長部分の各々に対して、Ｙ１側、Ｙ２側およびＸ方向における外側に配置されている。傾斜部８３は、底面部８１のＸ方向延長部分に対して、Ｙ１側およびＹ２側の各々に配置されている。図６に示すように、傾斜部８３は、コイル２２の形状に沿って湾曲した形状を有する。

【0036】

第２部分８０（絶縁層）は、基板３０と筐体４０とが対向する方向（Ｚ方向）において、トランス収容部４１のうちのコイル２２と対向する部分４３に形成された孔部４４に嵌め込まれた絶縁部材により構成されている。具体的には、トランス収容部４１のうちのコイル２２と対向する部分４３には、第２部分８０を構成する絶縁部材を嵌め込むための孔部４４が形成されている。そして、孔部４４に、絶縁部材が嵌め込まれている。すなわち、第２部分８０は、金属製の筐体４０の一部が、絶縁部材に置き換えられることにより構成されている。第２部分８０を構成する絶縁部材は、樹脂（たとえば、ＰＰＳ（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅｓｕｌｆｉｄｅ））製である。

【0037】

図４に示すように、絶縁部材により構成された第２部分８０（絶縁層）のトランス２０とは反対側（Ｚ２側）の面には、冷却用のフィン８４が形成されている。フィン８４は、第２部分８０の傾斜部８３（図７参照）のＺ２側の面に形成されている。フィン４２は、筐体４０のＺ２側の面に形成されたフィン４２と同様の機能を有する。

【0038】

図６に示すように、トランス２０のコイル２２と、金属製の下側カバー部材６０とは、Ｚ方向において、距離Ｌ３だけ離間している。距離Ｌ３は、距離Ｌ２よりも大きいものの、距離Ｌ１よりも小さい。しかしながら、第２部分８０（絶縁層）には渦電流が生じないものの、第２部分８０は、トランス２０の漏れ磁束を通過させる。したがって、トランス２０の漏れ磁束が、トランス収容部４１に対してトランス２０の反対側（Ｚ２側）に設けられた金属製の下側カバー部材６０に鎖交する場合がある。すなわち、下側カバー部材６０において、渦電流が生じる場合がある。金属製の下側カバー部材６０において渦電流が生じた場合、渦電流損（電力損失）が生じる。

【0039】

そこで、電力変換装置１００は、トランス２０のＺ２側の漏れ磁束を遮蔽するための板状の遮蔽部材９０を備える。遮蔽部材９０は、トランス収容部４１と下側カバー部材６０との間に設けられている。遮蔽部材９０は、下側カバー部材６０に取り付けられている。すなわち、遮蔽部材９０は、トランス収容部４１と下側カバー部材６０との間において、下側カバー部材６０側に設けられている。遮蔽部材９０は、下側カバー部材６０よりも電気抵抗値の小さい非磁性金属（たとえば、銅）により構成されている。図３に示すように、遮蔽部材９０は、基板３０と筐体４０とが対向する方向（Ｚ方向）から見て、第２部分８０（絶縁層）と略同じ大きさ以上の大きさを有する。なお、図３および図６では、遮蔽部材９０が、基板３０と筐体４０とが対向する方向（Ｚ方向）から見て、第２部分８０と略同じ大きさを有する例を示している。

【0040】

（実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0041】

本実施形態では、上記のように、基板３０と筐体４０とが対向する方向（Ｚ方向）において、トランス収容部４１のうちのコイル２２と対向する部分４３には、絶縁層（第２部分８０）が設けられている。これにより、トランス２０の漏れ磁束が絶縁層を通過したとしても絶縁層には渦電流が生じないので、基板３０と筐体４０とが対向する方向において、トランス収容部４１のうちのコイル２２と対向する部分４３が絶縁層ではなく筐体４０を構成する金属である場合と比較して、基板３０と筐体４０とが対向する方向において、トランス収容部４１のうちのコイル２２と対向する部分４３に渦電流が生じるのを抑制することができる。その結果、トランス２０の漏れ磁束による渦電流損を抑制することができる。

【0042】

また、本実施形態では、上記のように、筐体４０のトランス収容部４１は、コア２１が配置される枠状の金属製の第１部分４１ａと、コイル２２が配置され第１部分４１ａの内側に設けられ絶縁層として構成された第２部分８０と、を含む。これにより、トランス収容部４１の絶縁層として構成された第２部分８０は、基板３０と筐体４０とが対向する方向（Ｚ方向）において、トランス収容部４１のうちのコイル２２と対向するので、基板３０と筐体４０とが対向する方向（Ｚ方向）において、トランス収容部４１のうちのコイル２２と対向する部分４３に容易に絶縁層を設けることができる。

【0043】

また、本実施形態では、上記のように、絶縁層として構成された第２部分８０は、基板３０と筐体４０とが対向する方向（Ｚ方向）から見て、コイル２２と対向する底面部８１と、底面部８１と連続し、基板３０と筐体４０とが対向する方向に沿って延びるとともにコイル２２を取り囲むように設けられた側面部８２と、を含む。これにより、絶縁層として構成された第２部分８０が側面部８２を含まず、側面部８２が筐体４０を構成する金属製である場合と比較して、トランス収容部４１において渦電流が生じるのをより抑制することができる。

【0044】

また、本実施形態では、上記のように、第２部分８０（絶縁層）は、基板３０と筐体４０とが対向する方向（Ｚ方向）において、トランス収容部４１のうちのコイル２２と対向する部分４３に形成された孔部４４に嵌め込まれた絶縁部材により構成されている。これにより、絶縁部材を孔部４４に嵌め込むだけで、基板３０と筐体４０とが対向する方向において、トランス収容部４１のうちのコイル２２と対向する部分４３に、絶縁部材からなる絶縁層を容易に設けることができる。

【0045】

また、本実施形態では、上記のように、絶縁部材により構成された第２部分８０（絶縁層）のトランス２０とは反対側（Ｚ２側）の面には、冷却用のフィン８４が形成されている。これにより、絶縁部材のトランス２０とは反対側の面に冷却用のフィン８４が形成されていない場合と比較して、絶縁部材を効率的に冷却することができる。その結果、絶縁部材により構成された第２部分８０（絶縁層）のトランス２０とは反対側の面に冷却用のフィン８４が形成されていない場合と比較して、絶縁部材を介して、トランス２０を効率的に冷却することができる。

【0046】

また、本実施形態では、上記のように、電力変換装置１００は、トランス収容部４１に対してトランス２０の反対側において筐体４０を覆うように配置された金属製の下側カバー部材６０と、トランス収容部４１と下側カバー部材６０との間に設けられ、トランス２０の漏れ磁束を遮蔽するための板状の遮蔽部材９０と、を備える。ここで、第２部分８０（絶縁層）には渦電流が生じないものの、第２部分８０は、トランス２０の漏れ磁束を通過させる。このため、トランス収容部４１に対してトランス２０の反対側（Ｚ２側）に配置された金属製の下側カバー部材６０において、渦電流が生じる場合がある。したがって、上記のように、トランス収容部４１と下側カバー部材６０との間に遮蔽部材９０が設けられていることによって、遮蔽部材９０により、トランス２０の漏れ磁束が、トランス収容部４１に対してトランス２０の反対側において筐体４０を覆うように配置された金属製の下側カバー部材６０に鎖交するのを抑制することができる。その結果、トランス収容部４１と下側カバー部材６０との間に遮蔽部材９０が設けられていない場合と比較して、金属製の下側カバー部材６０に渦電流が生じるのを抑制することができるので、渦電流損を低減することができる。

【0047】

また、本実施形態では、上記のように、遮蔽部材９０は、下側カバー部材６０よりも電気抵抗値の小さい非磁性金属により構成されている。ここで、渦電流損は渦電流が生じる部材の電気抵抗値に比例するので、トランス２０の漏れ磁束が下側カバー部材６０よりも電気抵抗値の小さい非磁性金属により構成される遮蔽部材９０に鎖交した場合に遮蔽部材９０において発生する渦電流による渦電流損は、トランス２０の漏れ磁束が下側カバー部材６０に鎖交した場合に下側カバー部材６０において生じる渦電流による渦電流損よりも小さくなりやすい。また、トランス２０の漏れ磁束は、トランス収容部４１と下側カバー部材６０との間に設けられた遮蔽部材９０に鎖交した分だけ、下側カバー部材６０に鎖交する分が減少する。したがって、上記のように、遮蔽部材９０が、筐体４０よりも電気抵抗値の小さい非磁性金属により構成されることによって、金属製の下側カバー部材６０に生じる渦電流による渦電流損を容易に低減することができる。

【0048】

また、本実施形態では、上記のように、遮蔽部材９０は、基板３０と筐体４０とが対向する方向（Ｚ方向）から見て、第２部分８０（絶縁層）と略同じ大きさ以上の大きさを有する。これにより、遮蔽部材９０が基板３０と筐体４０とが対向する方向から見て比較的大きくなるので、金属製の下側カバー部材６０側に向かうトランス２０の漏れ磁束を効果的に遮蔽することができる。

【0049】

［変形例］
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であり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実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更（変形例）が含まれる。

【0050】

たとえば、上記実施形態では、遮蔽部材９０は、基板３０と筐体４０とが対向する方向から見て、第２部分８０（絶縁層）と略同じ大きさ以上の大きさを有する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図８の第１変形例による電力変換装置２００に示すように、遮蔽部材２９０は、基板３０と筐体４０とが対向する方向（Ｚ方向）から見て、第２部分８０（絶縁層）と略同じ大きさよりも小さな大きさを有していてもよい。

【0051】

また、上記実施形態では、遮蔽部材９０は、下側カバー部材６０（カバー部材）よりも電気抵抗値の小さい非磁性金属により構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、遮蔽部材は、フェライトにより構成されていてもよい。ここで、フェライトは、磁束を引き寄せる効果があるので、トランス収容部とカバー部材との間にフェライトにより構成される遮蔽部材が設けられた場合、トランス収容部とカバー部材との間にフェライトにより構成される遮蔽部材が設けられていない場合と比較して、トランスの漏れ磁束がカバー部材に鎖交しにくい。したがって、上記のように、遮蔽部材が、フェライトにより構成されることによって、カバー部材にトランスの漏れ磁束が鎖交しにくくなるので、カバー部材に渦電流が生じるのを容易に抑制して、カバー部材に生じる渦電流による渦電流損を容易に低減することができる。また、本発明では、遮蔽部材は、カバー部材よりも電気抵抗値の小さい非磁性金属、および、フェライトの両方により構成されていてもよい。

【0052】

また、上記実施形態では、遮蔽部材９０が、下側カバー部材６０に取り付けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図９の第２変形例による電力変換装置３００に示すように、遮蔽部材３９０が、トランス収容部４１に取り付けられていてもよい。また、本発明では、図１０の第３変形例による電力変換装置４００に示すように、遮蔽部材４９０が、トランス収容部４１と下側カバー部材６０との間において、トランス収容部４１および下側カバー部材６０の両方と離間するように設けられていてもよい。

【0053】

また、上記実施形態では、電力変換装置１００は、トランス収容部４１と下側カバー部材６０との間に設けられ、トランス２０の漏れ磁束を遮蔽するための板状の遮蔽部材９０を備える例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図１１の第４変形例に示すように、電力変換装置５００は、トランス収容部４１と下側カバー部材６０との間に設けられ、トランス２０の漏れ磁束を遮蔽するための板状の遮蔽部材９０を備えないように構成されていてもよい。その場合、トランス収容部４１と下側カバー部材６０とが比較的大きく離間していることが好ましい。また、本発明では、図１２の第５変形による電力変換装置６００に示すように、遮蔽部材９０をトランス収容部４１と下側カバー部材６０との間に設ける代わりに、下側カバー部材６６０のうちのコイル２２と対向する部分４３が遮蔽部材６６１に置き換えられていてもよい。なお、下側カバー部材６６０は、特許請求の範囲の「カバー部材」の一例である。

【0054】

また、上記実施形態では、絶縁部材により構成された第２部分８０（絶縁層）のトランス２０とは反対側の面には、冷却用のフィン４２が形成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、絶縁部材により構成された絶縁層のトランスとは反対側の面に、冷却用のフィンが形成されていなくてもよい。

【0055】

また、上記実施形態では、第２部分８０（絶縁層）は、基板３０と筐体４０とが対向する方向（Ｚ方向）において、トランス収容部４１のうちのコイル２２と対向する部分４３に形成された孔部４４に嵌め込まれた絶縁部材により構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図１３に示す第６変形による電力変換装置７００に示すように、絶縁層は、基板３０と筐体４０とが対向する方向（Ｚ方向）において、トランス収容部４１のうちのコイル２２と対向する部分４３に形成された孔部としての空間Ｓにより構成されていてもよい。これにより、トランス収容部４１のうちのコイル２２と対向する部分４３に孔部を形成するだけで、基板３０と筐体４０とが対向する方向において、トランス収容部４１のうちのコイル２２と対向する部分４３に、空気からなる絶縁層を容易に設けることができる。また、絶縁層を絶縁部材により構成する場合と比較して、絶縁部材が不要となるので、部品点数を削減することができる。

【0056】

また、上記実施形態では、絶縁層として構成された第２部分８０は、基板３０と筐体４０とが対向する方向（Ｚ方向）から見て、コイル２２と対向する底面部８１と、底面部８１と連続し、基板３０と筐体４０とが対向する方向に沿って延びるとともにコイル２２を取り囲むように設けられた側面部８２と、を含む例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、絶縁層は、基板と筐体とが対向する方向から見て、コイルと対向する底面部を含み、底面部と連続し、基板と筐体とが対向する方向に沿って延びるとともにコイルを取り囲むように設けられた側面部を含まないように構成されていてもよい。

【0057】

また、上記実施形態では、筐体４０のトランス収容部４１は、コア２１が配置される枠状の金属製の第１部分４１ａと、コイル２２が配置され第１部分４１ａの内側に設けられ絶縁層として構成された第２部分８０と、を含む例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図１４に示す第７変形による電力変換装置８００に示すように、トランス収容部８４１は、コア２１が配置され絶縁層として構成された枠状の第１部分８４１ａと、コイル２２が配置され第１部分８４１ａの内側に設けられ絶縁層として構成された第２部分８０と、を含むように構成されていてもよい。この場合、第１部分８４１ａと第２部分８０とが一体的に構成されていてもよいし、第１部分８４１ａと第２部分８０とが別体として構成されていてもよい。なお、図１４では、第１部分８４１ａと第２部分８０とが一体的に構成されている例を示している。

【0058】

また、上記実施形態では、絶縁層が、基板３０と筐体４０とが対向する方向（Ｚ方向）において、トランス収容部４１のうちのコイル２２と対向する部分４３の全体に設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図１５に示す第８変形による電力変換装置９００に示すように、絶縁層が、基板３０と筐体４０とが対向する方向（Ｚ方向）において、トランス収容部４１のうちのコイル２２と対向する部分４３の一部に設けられていてもよい。なお、図１５では、第２部分９８０の底面部９８１のうちのコイル２２と対向する部分４３の一部が絶縁層として構成されている例を示している。

【符号の説明】

【0059】

２０ トランス
２１ コア
２２ コイル
３０ 基板
４０ 筐体
４１、８４１ トランス収容部
４１ａ 第１部分
４３ （基板と筐体とが対向する方向において、トランス収容部のうちのコイルと対向する）部分
４４ 孔部
６０、６６０ 下側カバー部材（カバー部材）
８０ 第２部分（絶縁層）
８１、 底面部
８２ 側面部
８４ フィン
９０、２９０、３９０、６６１ 遮蔽部材
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００ 電力変換装置 ８４１ａ 第１部分（絶縁層）
Ｓ 空間（絶縁層）

【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】