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(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】P2024136768
(43)【公開日】2024-10-04
(54)【発明の名称】電力変換装置およびコイルユニット
(51)【国際特許分類】
H02M 7/48 20070101AFI20240927BHJP
H01F 37/00 20060101ALI20240927BHJP
H01F 27/28 20060101ALI20240927BHJP
【ＦＩ】
H02M7/48 Z
H01F37/00 S
H01F37/00 G
H01F37/00 J
H01F37/00 A
H01F27/28 176
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023048003
(22)【出願日】2023-03-24
(71)【出願人】
【識別番号】000006208
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100162868
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 英輔
(74)【代理人】
【識別番号】100161702
【弁理士】
【氏名又は名称】橋本 宏之
(74)【代理人】
【識別番号】100189348
【弁理士】
【氏名又は名称】古都 智
(74)【代理人】
【識別番号】100196689
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 康一郎
(72)【発明者】
【氏名】真鍋 智之
【テーマコード（参考）】
5E043
5H770
【Ｆターム（参考）】
5E043DA02
5H770PA17
5H770PA22
5H770PA28
5H770PA44
5H770QA25
5H770QA28
5H770QA37
(57)【要約】
【課題】コイルをより冷却可能な電力変換装置およびコイルユニットを提供する。
【解決手段】本開示の電力変換装置は、内側に収容空間を画定する本体部、および、該本体部に形成された冷媒流路を有するケーシングと、収容空間に配置されて、冷媒流路を流れる冷媒により冷却されるコイルユニットと、収容空間に配置されて、コイルユニットに電気的に接続された電力変換回路と、を備えている。コイルユニットは、熱伝導材により形成されたコイルケースと、コイルケース内に配置されたコア、および、電力変換回路に接続された一端と他端との間の部分がコアに巻回された巻線部を有するコイルと、コイルケース内に配置され、コイルケースとコイルとを電気的に絶縁する絶縁部と、を備えている。本体部は、冷媒流路の一部を収容空間に開口させる開口部を有している。コイルケースは、開口部を塞ぐように本体部に固定されている。
【選択図】図１
【解決手段】本開示の電力変換装置は、内側に収容空間を画定する本体部、および、該本体部に形成された冷媒流路を有するケーシングと、収容空間に配置されて、冷媒流路を流れる冷媒により冷却されるコイルユニットと、収容空間に配置されて、コイルユニットに電気的に接続された電力変換回路と、を備えている。コイルユニットは、熱伝導材により形成されたコイルケースと、コイルケース内に配置されたコア、および、電力変換回路に接続された一端と他端との間の部分がコアに巻回された巻線部を有するコイルと、コイルケース内に配置され、コイルケースとコイルとを電気的に絶縁する絶縁部と、を備えている。本体部は、冷媒流路の一部を収容空間に開口させる開口部を有している。コイルケースは、開口部を塞ぐように本体部に固定されている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
内側に収容空間を画定する本体部、および、該本体部に形成された冷媒流路を有するケーシングと、
前記収容空間に配置されて、前記冷媒流路を流れる冷媒により冷却されるコイルユニットと、
前記収容空間に配置されて、前記コイルユニットに電気的に接続された電力変換回路と、
を備え、
前記コイルユニットは、
熱伝導材により形成されたコイルケースと、
前記コイルケース内に配置されたコア、および、前記電力変換回路に接続された一端と他端との間の部分が前記コアに巻回された巻線部を有するコイルと、
前記コイルケース内に配置され、前記コイルケースと前記コイルとを電気的に絶縁する絶縁部と、
を備え、
前記本体部は、前記冷媒流路の一部を前記収容空間に開口させる開口部を有し、
前記コイルケースは、前記開口部を塞ぐように前記本体部に固定されている
電力変換装置。
前記収容空間に配置されて、前記冷媒流路を流れる冷媒により冷却されるコイルユニットと、
前記収容空間に配置されて、前記コイルユニットに電気的に接続された電力変換回路と、
を備え、
前記コイルユニットは、
熱伝導材により形成されたコイルケースと、
前記コイルケース内に配置されたコア、および、前記電力変換回路に接続された一端と他端との間の部分が前記コアに巻回された巻線部を有するコイルと、
前記コイルケース内に配置され、前記コイルケースと前記コイルとを電気的に絶縁する絶縁部と、
を備え、
前記本体部は、前記冷媒流路の一部を前記収容空間に開口させる開口部を有し、
前記コイルケースは、前記開口部を塞ぐように前記本体部に固定されている
電力変換装置。
【請求項2】
前記コアは、中心軸線を中心とした円筒状を成し、
前記コイルケースは、前記中心軸線が延びる方向から前記本体部に固定されている
請求項１に記載の電力変換装置。
前記コイルケースは、前記中心軸線が延びる方向から前記本体部に固定されている
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項3】
前記コイルユニットは、
熱伝導材により形成されて、前記コイルケース内の前記コアの内側で前記中心軸線を中心とした円柱状に延びる第１伝熱部を更に備え、
前記絶縁部は、前記コイルと前記第１伝熱部とを更に電気的に絶縁し、
前記第１伝熱部は、前記コイルケースにおける前記開口部を塞ぐ部分に接続されている
請求項２に記載の電力変換装置。
熱伝導材により形成されて、前記コイルケース内の前記コアの内側で前記中心軸線を中心とした円柱状に延びる第１伝熱部を更に備え、
前記絶縁部は、前記コイルと前記第１伝熱部とを更に電気的に絶縁し、
前記第１伝熱部は、前記コイルケースにおける前記開口部を塞ぐ部分に接続されている
請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項4】
前記コイルユニットは、
熱伝導材により形成されて、前記コイルケースと前記コアとの間に配置された第２伝熱部を更に備え、
前記絶縁部は、前記コイルと前記第２伝熱部とを更に電気的に絶縁し、
前記第２伝熱部は、前記コアの外周面に沿う円筒面状を成した内周面を有し、前記コイルケースに接続されている
請求項２または請求項３に記載の電力変換装置。
熱伝導材により形成されて、前記コイルケースと前記コアとの間に配置された第２伝熱部を更に備え、
前記絶縁部は、前記コイルと前記第２伝熱部とを更に電気的に絶縁し、
前記第２伝熱部は、前記コアの外周面に沿う円筒面状を成した内周面を有し、前記コイルケースに接続されている
請求項２または請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項5】
熱伝導材により形成されたコイルケースと、
前記コイルケース内に配置されて中心軸線を中心とした円筒状を成すコア、および、一端と他端との間の部分が前記コアに巻回された巻線部を有するコイルと、
熱伝導材により形成されて、前記コイルケース内の前記コアの内側で前記中心軸線を中心とした円柱状に延びる第１伝熱部と、
前記コイルケース内に配置され、前記コイルケースおよび前記コイルならびに前記コイルおよび前記第１伝熱部を電気的に絶縁する絶縁部と、
を備え、
前記第１伝熱部は、前記コイルケースに接続されている
コイルユニット。
前記コイルケース内に配置されて中心軸線を中心とした円筒状を成すコア、および、一端と他端との間の部分が前記コアに巻回された巻線部を有するコイルと、
熱伝導材により形成されて、前記コイルケース内の前記コアの内側で前記中心軸線を中心とした円柱状に延びる第１伝熱部と、
前記コイルケース内に配置され、前記コイルケースおよび前記コイルならびに前記コイルおよび前記第１伝熱部を電気的に絶縁する絶縁部と、
を備え、
前記第１伝熱部は、前記コイルケースに接続されている
コイルユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、電力変換装置およびコイルユニットに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、コアに巻回される円形状の第１及び第２コイルと、これらコイルを収容するケーシングと、これらコイルとケーシングとの間に形成される断面略三角形状の空間に配設され、内部に冷却媒体通路が形成される冷却部材とを備えるコイル用冷却構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００６－１５６６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、電力変換装置の分野では、付加価値向上のために装置全体の小型化の機運が高まっている。それに伴い、装置内のコイルを小型化したいという要求があるが、コイルは小型化するに伴ってコイル自身の自己発熱により発熱密度が増大するという課題がある。
【0005】
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、コイルをより冷却可能な電力変換装置およびコイルユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本開示に係る電力変換装置は、内側に収容空間を画定する本体部、および、該本体部に形成された冷媒流路を有するケーシングと、前記収容空間に配置されて、前記冷媒流路を流れる冷媒により冷却されるコイルユニットと、前記収容空間に配置されて、前記コイルユニットに電気的に接続された電力変換回路と、を備え、前記コイルユニットは、熱伝導材により形成されたコイルケースと、前記コイルケース内に配置されたコア、および、前記電力変換回路に接続された一端と他端との間の部分が前記コアに巻回された巻線部を有するコイルと、前記コイルケース内に配置され、前記コイルケースと前記コイルとを電気的に絶縁する絶縁部と、を備え、前記本体部は、前記冷媒流路の一部を前記収容空間に開口させる開口部を有し、前記コイルケースは、前記開口部を塞ぐように前記本体部に固定されている。
【0007】
本開示に係るコイルユニットは、熱伝導材により形成されたコイルケースと、前記コイルケース内に配置されて中心軸線を中心とした円筒状を成すコア、および、一端と他端との間の部分が前記コアに巻回された巻線部を有するコイルと、熱伝導材により形成されて、前記コイルケース内の前記コアの内側で前記中心軸線を中心とした円柱状に延びる第１伝熱部と、前記コイルケース内に配置され、前記コイルケースおよび前記コイルならびに前記コイルおよび前記第１伝熱部を電気的に絶縁する絶縁部と、を備え、前記第１伝熱部は、前記コイルケースに接続されている。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、コイルをより冷却可能な電力変換装置およびコイルユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、添付図面を参照しながら、本開示の実施形態に係る電力変換装置を説明する。
【0011】
＜電力変換装置の実施形態＞
電力変換装置は、例えば、直流電力を三相交流電力などに変換する装置である。電力変換装置には、例えば、発電所などの系統で用いられるインバータや、電気自動車などの交流回転電機（モータ）の駆動に用いられるインバータなどが挙げられる。図１に示すように、電力変換装置１００は、ケーシング１と、電力変換回路２と、コイルユニット３とを備えている。
電力変換装置は、例えば、直流電力を三相交流電力などに変換する装置である。電力変換装置には、例えば、発電所などの系統で用いられるインバータや、電気自動車などの交流回転電機（モータ）の駆動に用いられるインバータなどが挙げられる。図１に示すように、電力変換装置１００は、ケーシング１と、電力変換回路２と、コイルユニット３とを備えている。
【0012】
（ケーシング）
ケーシング１は、電力変換装置１００を構成する要素（電力変換回路２、コイルユニット３）を内側に収容するための筐体である。また、本実施形態では、ケーシング１は、当該ケーシング１の外部から供給される液冷媒Ｒを用いて、コイルユニット３を冷却する。ケーシング１は、本体部１０と、冷媒流路１１とを有している。
ケーシング１は、電力変換装置１００を構成する要素（電力変換回路２、コイルユニット３）を内側に収容するための筐体である。また、本実施形態では、ケーシング１は、当該ケーシング１の外部から供給される液冷媒Ｒを用いて、コイルユニット３を冷却する。ケーシング１は、本体部１０と、冷媒流路１１とを有している。
【0013】
（本体部）
本体部１０は、上記の各要素が配置される収容空間Ｓを内側に画定する。本体部１０は、例えば、金属材料により形成されている。なお、本体部１０を形成する材料は、金属材料に限定されることはなく、例えば合成樹脂材料などであってもよい。
本体部１０は、上記の各要素が配置される収容空間Ｓを内側に画定する。本体部１０は、例えば、金属材料により形成されている。なお、本体部１０を形成する材料は、金属材料に限定されることはなく、例えば合成樹脂材料などであってもよい。
【0014】
（冷媒流路）
冷媒流路１１は、上記の液冷媒Ｒが流れるための通路である。本実施形態における液冷媒Ｒには、例えば水などが採用される。なお、液冷媒Ｒには、水以外の液体が採用されてもよい。冷媒流路１１は、本体部１０に形成されている。具体的には、冷媒流路１１は、本体部１０を構成する壁部のうち一部分の内部を延びるように形成されている。
冷媒流路１１は、上記の液冷媒Ｒが流れるための通路である。本実施形態における液冷媒Ｒには、例えば水などが採用される。なお、液冷媒Ｒには、水以外の液体が採用されてもよい。冷媒流路１１は、本体部１０に形成されている。具体的には、冷媒流路１１は、本体部１０を構成する壁部のうち一部分の内部を延びるように形成されている。
【0015】
なお、本体部１０の外面に開口する冷媒流路１１の一端および他端には、電力変換装置１００の外部に配置された冷媒供給装置につながるラインＬ１，Ｌ２が接続されている。当該冷媒供給装置からラインＬ１を通じて冷媒流路１１の一端から冷媒流路１１の内部に流入した液冷媒Ｒは、冷媒流路１１を流れた後、冷媒流路１１の他端からラインＬ２に流出し、当該ラインＬ２を通じて冷媒供給装置に戻る。
【0016】
また、本実施形態における本体部１０は、冷媒流路１１における一端と他端との間で、冷媒流路１１の一部を収容空間Ｓに開口させる開口部１０ｈを有している。
【0017】
（電力変換回路）
電力変換回路２は、電力変換装置１００の外部から入力された電力を変換する回路である。電力変換回路２は、ケーシング１の本体部１０に収容されている。すなわち、電力変換回路２は、収容空間Ｓに配置されている。電力変換回路２は、例えば、入力された電力を変換する動作（例えば制御装置の作動およびパワー半導体素子などのスイッチング動作）を行うための電源（図示省略）を有している。また、電力変換回路２には、例えば、電流の入出力端子（接続用の導体）としてのバスバーなど（図示省略）が電気的に接続されている。
電力変換回路２は、電力変換装置１００の外部から入力された電力を変換する回路である。電力変換回路２は、ケーシング１の本体部１０に収容されている。すなわち、電力変換回路２は、収容空間Ｓに配置されている。電力変換回路２は、例えば、入力された電力を変換する動作（例えば制御装置の作動およびパワー半導体素子などのスイッチング動作）を行うための電源（図示省略）を有している。また、電力変換回路２には、例えば、電流の入出力端子（接続用の導体）としてのバスバーなど（図示省略）が電気的に接続されている。
【0018】
（コイルユニット）
コイルユニット３は、電力変換回路２に電気的に接続されている。コイルユニット３は、ケーシング１の本体部１０に収容されている。すなわち、コイルユニット３は、収容空間Ｓに配置されている。図１および図２に示すように、コイルユニット３は、コイルケース３０と、封止体３１と、結合具３２と、コイル３３と、第１伝熱部３４と、第２伝熱部３５と、絶縁部３６とを備えている。
コイルユニット３は、電力変換回路２に電気的に接続されている。コイルユニット３は、ケーシング１の本体部１０に収容されている。すなわち、コイルユニット３は、収容空間Ｓに配置されている。図１および図２に示すように、コイルユニット３は、コイルケース３０と、封止体３１と、結合具３２と、コイル３３と、第１伝熱部３４と、第２伝熱部３５と、絶縁部３６とを備えている。
【0019】
（コイルケース）
コイルケース３０は、コイルユニット３を構成する要素（コイル３３、第１伝熱部３４、第２伝熱部３５、絶縁部３６）を内側に収容するための筐体である。コイルケース３０は、熱伝導材により形成されている。ここでいう熱伝導材には、例えば、アルミニウムなどを含む金属材料が採用される。なお、コイルケース３０を形成する熱伝導材には、アルミニウム以外の材料が採用されてもよい。コイルケース３０は、複数の壁部により形成されている。コイルケース３０は、底壁部３０ａと、側壁部３０ｂとを有している。
コイルケース３０は、コイルユニット３を構成する要素（コイル３３、第１伝熱部３４、第２伝熱部３５、絶縁部３６）を内側に収容するための筐体である。コイルケース３０は、熱伝導材により形成されている。ここでいう熱伝導材には、例えば、アルミニウムなどを含む金属材料が採用される。なお、コイルケース３０を形成する熱伝導材には、アルミニウム以外の材料が採用されてもよい。コイルケース３０は、複数の壁部により形成されている。コイルケース３０は、底壁部３０ａと、側壁部３０ｂとを有している。
【0020】
底壁部３０ａは、平板状を成している。底壁部３０ａは、本体部１０に形成された開口を塞ぐように本体部１０に固定されている。したがって、冷媒流路１１を流れる液冷媒Ｒは、底壁部３０ａに収容空間Ｓとは反対側から接触する。底壁部３０ａは、例えば、本体部１０の外縁部に沿うように互いに間隔をあけて配置された複数の結合具３２により、収容空間Ｓを画定する本体部１０の内面に固定されている。結合具３２には、例えばファスナやボルトなどの部材が採用される。なお、図１中および図２中では、一例としてボルトの場合を示している。
【0021】
また、底壁部３０ａと本体部１０との間には、封止体３１が配置されている。当該封止体３１は、例えば、本体部１０の外縁部に沿う環状を成しており、平板状を成す底壁部３０ａが広がる方向における結合具３２と冷媒流路１１との間で、底壁部３０ａと本体部１０との間に配置されている。封止体３１は、底壁部３０ａおよび本体部１０に当接しており、これら底壁部３０ａおよび本体部１０に挟み込まれている。封止体３１には、例えばＯリングなどが採用される。
【0022】
側壁部３０ｂは、平板状を成している。側壁部３０ｂは、底壁部３０ａから立ち上がるように底壁部３０ａと一体に設けられている。本実施形態では、４つの側壁部３０ｂが底壁部３０ａに設けられており、これら４つの側壁部３０ｂは、コイル３３のコア３３ａ（後述）を収容するための空間を底壁部３０ａと共に画定している。なお、図１中では、図示の便宜上、２つの側壁部３０ｂの断面のみを図示している。コイル３３のコア３３ａを収容するための空間を画定する４つの側壁部３０ｂのうち、隣り合う２つの側壁部３０ｂ同士は、一体に接続されている（図２参照）。本実施形態では、これら４つの側壁部３０ｂおよび１つの底壁部３０ａにより、直方体形状の空間が画定されている。当該空間は、底壁部３０ａとは反対側に向かって開口している。
【0023】
（コイル）
コイル３３は、電力変換回路２の電源などに電気的に接続されたリアクトルである。本実施形態におけるコイル３３は、電源用のコモンモードコイルである。コイル３３は、コア３３ａと、巻線部３３ｂとを有している。
コイル３３は、電力変換回路２の電源などに電気的に接続されたリアクトルである。本実施形態におけるコイル３３は、電源用のコモンモードコイルである。コイル３３は、コア３３ａと、巻線部３３ｂとを有している。
【0024】
コア３３ａは、コイルケース３０の内部に配置されたトロイダルコアである。コア３３ａは、コイルケース３０の内面に接触しない位置に配置されている。コア３３ａは、例えば鉄などを含む金属材料により形成された強磁性体である。コア３３ａは、中心軸線Ａｒを中心とした円筒状を成している。コア３３ａは、コイルケース３０の内部で側壁部３０ｂの内面と対向する外周面３３ｓ１と、コイルケース３０の内部で内側を向く内周面３３ｓ２とを有している。これら外周面３３ｓ１および内周面３３ｓ２は、いずれも円筒面状を成している。コア３３ａを収容するコイルケース３０は、中心軸線Ａｒが延びる方向から本体部１０の内面に固定されている。
【0025】
巻線部３３ｂは、例えば、一端および他端が電力変換回路２の電源などに接続された導線である。巻線部３３ｂにおける一端と他端との間の部分は、コア３３ａに巻回されている。本実施形態における巻線部３３ｂは、コア３３ａに対してキャンセル巻きで巻回されている。なお、巻線部３３ｂのコア３３ａに対する巻回のされ方は、キャンセル巻きに限定されることはなく、バイファイラ巻きなどであってもよい。
【0026】
巻線部３３ｂは、コイルケース３０の内面に接触しない位置に配置されている。巻線部３３ｂは、例えば銅などを含む金属材料により形成されている。本実施形態では、２つの巻線部３３ｂがコア３３ａに巻回されている。図２に示すように、２つの巻線部３３ｂの各々におけるコア３３ａに巻回された部分は、中心軸線Ａｒを間に挟むように互いに離間して配置されている。巻線部３３ｂにおけるコア３３ａに巻回されていない部分は、コイルケース３０の開口を通じて、コア３３ａから電力変換回路２に向かって延びている。
【0027】
（第１伝熱部）
第１伝熱部３４は、コイルケース３０内でコア３３ａの内側に配置されている。本実施形態における第１伝熱部３４は、中心軸線Ａｒを中心とした円柱状に延びている。具体的には、第１伝熱部３４は、コア３３ａの内側を中心軸線Ａｒが延びる方向に貫くように配置されている。第１伝熱部３４の外周面とコア３３ａの内周面３３ｓ２とは、底壁部３０ａが広がる方向に間隔をあけて対向している。第１伝熱部３４における一方側（中心軸線Ａｒが延びる方向における一方側、図１中の下側）の端面は、底壁部３０ａに接続されている（接している）。
第１伝熱部３４は、コイルケース３０内でコア３３ａの内側に配置されている。本実施形態における第１伝熱部３４は、中心軸線Ａｒを中心とした円柱状に延びている。具体的には、第１伝熱部３４は、コア３３ａの内側を中心軸線Ａｒが延びる方向に貫くように配置されている。第１伝熱部３４の外周面とコア３３ａの内周面３３ｓ２とは、底壁部３０ａが広がる方向に間隔をあけて対向している。第１伝熱部３４における一方側（中心軸線Ａｒが延びる方向における一方側、図１中の下側）の端面は、底壁部３０ａに接続されている（接している）。
【0028】
第１伝熱部３４は、熱伝導材により形成されている。ここでいう熱伝導材には、例えば、アルミニウムなどを含む金属材料が採用される。なお、第１伝熱部３４を形成する熱伝導材には、アルミニウム以外の材料が採用されてもよい。なお、第１伝熱部３４は、コイルケース３０を形成する熱伝導材よりも熱伝導率の高い熱伝導材で形成されていることが好ましい。
【0029】
（第２伝熱部）
第２伝熱部３５は、コイルケース３０内でコア３３ａの外側に配置されている。第２伝熱部３５は、コイルケース３０とコア３３ａとの間に配置されている。本実施形態における第２伝熱部３５は、コア３３ａの外周面３３ｓ１に沿う円筒面状を成した内周面３５ｓ１と、側壁部３０ｂの内面と対向する外周面３５ｓ２とを有している。第２伝熱部３５の内周面３５ｓ１は、底壁部３０ａが広がる方向でコア３３ａの外周面３３ｓ１と対向している。第２伝熱部３５の内周面３５ｓ１とコア３３ａの外周面３３ｓ１とは、底壁部３０ａが広がる方向に間隔をあけて対向している。
第２伝熱部３５は、コイルケース３０内でコア３３ａの外側に配置されている。第２伝熱部３５は、コイルケース３０とコア３３ａとの間に配置されている。本実施形態における第２伝熱部３５は、コア３３ａの外周面３３ｓ１に沿う円筒面状を成した内周面３５ｓ１と、側壁部３０ｂの内面と対向する外周面３５ｓ２とを有している。第２伝熱部３５の内周面３５ｓ１は、底壁部３０ａが広がる方向でコア３３ａの外周面３３ｓ１と対向している。第２伝熱部３５の内周面３５ｓ１とコア３３ａの外周面３３ｓ１とは、底壁部３０ａが広がる方向に間隔をあけて対向している。
【0030】
本実施形態における第２伝熱部３５は、直方体形状を成す部材の中心部分から円柱状の部分がくり抜かれた形状を成している。円柱状の部分が直方体形状を成す部材からくり抜かれることにより、第２伝熱部３５の内周面３５ｓ１が形成されている。第２伝熱部３５の外周面３５ｓ２は、コイルケース３０の内面に当接している。第２伝熱部３５における一方側（中心軸線Ａｒが延びる方向における一方側、図１中の下側）の端面は、底壁部３０ａに接続されている（接している）。
【0031】
第２伝熱部３５は、熱伝導材により形成されている。ここでいう熱伝導材には、例えば、アルミニウムなどを含む金属材料が採用される。なお、第２伝熱部３５を形成する熱伝導材には、アルミニウム以外の材料が採用されてもよい。なお、第２伝熱部３５は、コイルケース３０を形成する熱伝導材よりも熱伝導率の高い熱伝導材で形成されていることが好ましい。本実施形態における第２伝熱部３５は、例えば第１伝熱部３４と同じ材料で形成されている。
【0032】
（絶縁部）
絶縁部３６は、コイルケース３０に収容された要素（コイル３３、第１伝熱部３４、第２伝熱部３５）同士を電気的に絶縁するとともに、これら各要素とコイルケース３０とを電気的に絶縁する絶縁部材である。絶縁部３６は、コイルケース３０内に配置されている。絶縁部３６は、コイル３３とコイルケース３０との間のすき間、コイル３３と第１伝熱部３４との間のすき間、およびコイル３３と第２伝熱部３５との間のすき間を埋めるように配置されている。したがって、絶縁部３６は、コイル３３およびコイルケース３０、コイル３３および第１伝熱部３４、ならびに、コイル３３および第２伝熱部３５のそれぞれを互いに電気的に絶縁している。
絶縁部３６は、コイルケース３０に収容された要素（コイル３３、第１伝熱部３４、第２伝熱部３５）同士を電気的に絶縁するとともに、これら各要素とコイルケース３０とを電気的に絶縁する絶縁部材である。絶縁部３６は、コイルケース３０内に配置されている。絶縁部３６は、コイル３３とコイルケース３０との間のすき間、コイル３３と第１伝熱部３４との間のすき間、およびコイル３３と第２伝熱部３５との間のすき間を埋めるように配置されている。したがって、絶縁部３６は、コイル３３およびコイルケース３０、コイル３３および第１伝熱部３４、ならびに、コイル３３および第２伝熱部３５のそれぞれを互いに電気的に絶縁している。
【0033】
本実施形態では、絶縁部３６は、ポッティング材により形成されている。コイルケース３０の内部には、外部から液状のポッティング材が充填され（ポッティング）、充填されたポッティング材は、コイルケース３０の内部の空間内で露出する各要素を封止する。コイルケース３０の内部に充填されたポッティング材は、所定の時間がかけられることで硬化して絶縁部３６となり、コイルケース３０の内部における要素間、および各要素とコイルケース３０の外部の空間とを電気的に絶縁する。ポッティング材には、例えば、シリコンゲルやエポキシ樹脂などの絶縁材料が採用される。すなわち、絶縁部３６は、シリコンゲルやエポキシ樹脂などの絶縁材料により形成されている。なお、ポッティング材には、シリコンゲルやエポキシ樹脂以外の合成樹脂などを採用してもよい。
【0034】
（作用・効果）
電力変換回路２に電力が入力されて、コイルユニット３の巻線部３３ｂに電流が流れた際、コイル３３のコア３３ａは発熱する。コア３３ａから発生した熱は、絶縁部３６を介して熱伝導材により形成されたコイルケース３０に伝導する。コイルケース３０に伝導した熱は、コイルケース３０中をケーシング１の本体部１０に向かって伝導し、冷媒流路１１を開口させる開口部１０ｈを塞ぐ部分に到達する。冷媒流路１１の開口を塞ぐ部分は液冷媒Ｒにより積極的に熱交換されるため、当該部分に伝導した熱は冷媒流路１１を流れる液冷媒Ｒにより除去される。
電力変換回路２に電力が入力されて、コイルユニット３の巻線部３３ｂに電流が流れた際、コイル３３のコア３３ａは発熱する。コア３３ａから発生した熱は、絶縁部３６を介して熱伝導材により形成されたコイルケース３０に伝導する。コイルケース３０に伝導した熱は、コイルケース３０中をケーシング１の本体部１０に向かって伝導し、冷媒流路１１を開口させる開口部１０ｈを塞ぐ部分に到達する。冷媒流路１１の開口を塞ぐ部分は液冷媒Ｒにより積極的に熱交換されるため、当該部分に伝導した熱は冷媒流路１１を流れる液冷媒Ｒにより除去される。
【0035】
上述した構成では、熱伝導材により形成されたコイルケース３０が、冷媒流路１１を開口させる本体部１０の開口部１０ｈを塞いでいるため、コイルケース３０自体が冷媒流路１１を流れる液冷媒Ｒに直接的に冷却されている。つまり、コイルケース３０がコイルユニット３のヒートシンクを兼ねている。これにより、例えばコイルケース３０に、当該コイルケース３０とは別体の冷却用のヒートシンクなどを設けた場合と比較して、コイル３３のコア３３ａから生じた熱が伝導する部材の数が少ない。したがって、発熱したコイル３３をより冷却することができる。その結果、コイル３３をより小型化することができる。また、コイルユニット３を冷却するためのヒートシンクなどを必要としないため、電力変換装置１００の全体をコンパクトに設計することができる。
【0036】
また、発明者らは、コア３３ａ（トロイダルコア）の表面温度が、中心軸線Ａｒを中心とした周方向で均一に分布することを見出した。
上述した構成では、コア３３ａを収容するコイルケース３０は中心軸線Ａｒが延びる方向から本体部１０の内面に固定されている。これにより、コア３３ａからコイルケース３０に伝導した熱の経路の長さに、中心軸線Ａｒを中心とした周方向で差が生じにくい。すなわち、コア３３ａから発生した熱が、コイルケース３０のなかで偏在しにくい。したがって、コア３３ａをより均一に冷却することができる。
上述した構成では、コア３３ａを収容するコイルケース３０は中心軸線Ａｒが延びる方向から本体部１０の内面に固定されている。これにより、コア３３ａからコイルケース３０に伝導した熱の経路の長さに、中心軸線Ａｒを中心とした周方向で差が生じにくい。すなわち、コア３３ａから発生した熱が、コイルケース３０のなかで偏在しにくい。したがって、コア３３ａをより均一に冷却することができる。
【0037】
また、上述した構成では、中心軸線Ａｒを中心とした円柱状の第１伝熱部３４がコア３３ａの内側に配置されており、当該第１伝熱部３４がコイルケース３０における開口部１０ｈを塞ぐ部分に接続されている。これにより、例えば、コア３３ａよりも内側の部分（コイルケース３０の内部でコア３３ａの内周面３３ｓ２に囲まれた領域）に絶縁部３６などが単に配置されている場合と比較して、コア３３ａにおける内側部分から生じた熱をコイルケース３０に向けて円滑に伝導させることができる。すなわち、コア３３ａから生じた熱をコイルケース３０に円滑に逃がすことができる。したがって、コイル３３をより冷却することができる。
【0038】
また、上述した構成では、コイルケース３０とコア３３ａとの間に配置された第２伝熱部３５が、コア３３ａの外周面３３ｓ１に沿う円筒面状を成した内周面３５ｓ１を有している。これにより、例えばコイルユニット３が第２伝熱部３５を有していない場合と比較して、コア３３ａの外周面３３ｓ１から生じた熱が第２伝熱部３５の内周面３５ｓ１を介してコイルケース３０に伝導させることができる。すなわち、コア３３ａから生じた熱をコイルケース３０に円滑に逃がすことができる。したがって、コイル３３をより冷却することができる。
【0039】
（その他の実施形態）
以上、本開示の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成は実施形態の構成に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内での構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
以上、本開示の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成は実施形態の構成に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内での構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
【0040】
例えば、図３に示すように、コイルユニット３は、コイルケース３０に設けられて、冷媒流路１１を流れる液冷媒Ｒと熱交換する放熱部３７を更に有していてもよい。この場合、放熱部３７は、コイルケース３０の底壁部３０ａに設けられて、底壁部３０ａから冷媒流路１１内に向けて延びるフィンである。放熱部３７は、底壁部３０ａが広がる方向で等間隔に複数が並んで配置されている。放熱部３７は、熱伝導材により形成される。なお、各々の放熱部３７は、底壁部３０ａに対して垂直な状態に配置された板状を成してもよいし、底壁部３０ａに対して垂直な状態に配置された柱状を成してもよい。
【0041】
また、コイルユニット３は、第２伝熱部３５を備えなくてもよい。この場合、例えばコイルケース３０がコア３３ａの外周面３３ｓ１に沿う円筒面状を成した内周面を有していればよい。また、コイルケース３０は、円筒状に形成されていてもよい。
【0042】
＜付記＞
実施形態に記載の電力変換装置１００およびコイルユニット３は、例えば以下のように把握される。
実施形態に記載の電力変換装置１００およびコイルユニット３は、例えば以下のように把握される。
【0043】
（１）第１の態様に係る電力変換装置１００は、内側に収容空間Ｓを画定する本体部１０、および、該本体部１０に形成された冷媒流路１１を有するケーシング１と、前記収容空間Ｓに配置されて、前記冷媒流路１１を流れる冷媒Ｒにより冷却されるコイルユニット３と、前記収容空間Ｓに配置されて、前記コイルユニット３に電気的に接続された電力変換回路２と、を備え、前記コイルユニット３は、熱伝導材により形成されたコイルケース３０と、前記コイルケース３０内に配置されたコア３３ａ、および、前記電力変換回路２に接続された一端と他端との間の部分が前記コア３３ａに巻回された巻線部３３ｂを有するコイル３３と、前記コイルケース３０内に配置され、前記コイルケース３０と前記コイル３３とを電気的に絶縁する絶縁部３６と、を備え、前記本体部１０は、前記冷媒流路１１の一部を前記収容空間Ｓに開口させる開口部１０ｈを有し、前記コイルケース３０は、前記開口部１０ｈを塞ぐように前記本体部１０に固定されている。
【0044】
これにより、例えばコイルケース３０に当該コイルケース３０とは別体の冷却用のヒートシンクなどを設けた場合と比較して、コイル３３のコア３３ａから生じた熱が伝導する部材の数が少ない。したがって、発熱したコイル３３をより冷却することができる。
【0045】
（２）第２の態様に係る電力変換装置１００は、（１）の電力変換装置１００であって、前記コア３３ａは、中心軸線Ａｒを中心とした円筒状を成し、前記コイルケース３０は、前記中心軸線Ａｒが延びる方向から前記本体部１０に固定されてもよい。
【0046】
これにより、コア３３ａからコイルケース３０に伝導した熱の経路の長さに、中心軸線Ａｒを中心とした周方向で差が生じにくい。したがって、コア３３ａをより均一に冷却することができる。
【0047】
（３）第３の態様に係る電力変換装置１００は、（２）の電力変換装置１００であって、前記コイルユニット３は、熱伝導材により形成されて、前記コイルケース３０内の前記コア３３ａの内側で前記中心軸線Ａｒを中心とした円柱状に延びる第１伝熱部３４を更に備え、前記絶縁部３６は、前記コイル３３と前記第１伝熱部３４とを更に電気的に絶縁し、前記第１伝熱部３４は、前記コイルケース３０における前記開口部１０ｈを塞ぐ部分に接続されてもよい。
【0048】
これにより、例えば、コア３３ａよりも内側の部分に絶縁部３６などが単に配置されている場合と比較して、コア３３ａにおける内側部分から生じた熱をコイルケース３０に向けて円滑に伝導させることができる。
【0049】
（４）第４の態様に係る電力変換装置１００は、（２）または（３）の電力変換装置１００であって、前記コイルユニット３は、熱伝導材により形成されて、前記コイルケース３０と前記コア３３ａとの間に配置された第２伝熱部３５を更に備え、前記絶縁部３６は、前記コイル３３と前記第２伝熱部３５とを更に電気的に絶縁し、前記第２伝熱部３５は、前記コア３３ａの外周面３３ｓ１に沿う円筒面状を成した内周面３５ｓ１を有し、前記コイルケース３０に接続されてもよい。
【0050】
これにより、例えばコイルユニット３が第２伝熱部３５を有していない場合と比較して、コア３３ａの外周面３３ｓ１から生じた熱が第２伝熱部３５の内周面３５ｓ１を介してコイルケース３０に伝導させることができる。すなわち、コア３３ａから生じた熱をコイルケース３０に円滑に逃がすことができる。
【0051】
（５）第５の態様に係るコイルユニット３は、熱伝導材により形成されたコイルケース３０と、前記コイルケース３０内に配置されて中心軸線Ａｒを中心とした円筒状を成すコア３３ａ、および、一端と他端との間の部分が前記コア３３ａに巻回された巻線部３３ｂを有するコイル３３と、熱伝導材により形成されて、前記コイルケース３０内の前記コア３３ａの内側で前記中心軸線Ａｒを中心とした円柱状に延びる第１伝熱部３４と、前記コイルケース３０内に配置され、前記コイルケース３０および前記コイル３３ならびに前記コイル３３および前記第１伝熱部３４を電気的に絶縁する絶縁部３６と、を備え、前記第１伝熱部３４は、前記コイルケース３０に接続されている。
【0052】
これにより、第１伝熱部３４を介して、コア３３ａの内側から生じた熱をコイルケース３０に逃がすことができる。したがって、コイルケース３０の内部でコア３３ａから生じた熱が滞留することを抑制することができる。その結果、コイル３３をより冷却することができる。
【符号の説明】
【0053】
１…ケーシング ２…電力変換回路 ３…コイルユニット １０…本体部 １０ｈ…開口部 １１…冷媒流路 ３０…コイルケース ３０ａ…底壁部 ３０ｂ…側壁部 ３１…封止体 ３２…結合具 ３３…コイル ３３ａ…コア ３３ｂ…巻線部 ３３ｓ１，３５ｓ２…外周面 ３３ｓ２，３５ｓ１…内周面 ３４…第１伝熱部 ３５…第２伝熱部 ３６…絶縁部 ３７…放熱部 １００…電力変換装置 Ａｒ…中心軸線 Ｌ１，Ｌ２…ライン Ｒ…液冷媒 Ｓ…収容空間
【図1】
【図2】
【図3】