JP7725855B2 - 磁気部品、及び電力変換装置 - Google Patents

Description

本開示は、リアクトル及びトランス等の磁気部品、及び当該磁気部品を備える電力変換装置に関する。

例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータなどの電力変換装置には、磁気部品が搭載される。電力変換装置に搭載される磁気部品については、薄型であること及び小型であることが望ましい。磁気部品を薄型化及び小型化するために、特許文献１に開示のようにプレーナコイルを用いて磁気部品を構成することが一般に行われている。プレーナコイルでは、基板の配線パターンにより巻線が形成される。

磁気部品のコアには、磁気部品のインダクタンスを一定化するためにギャップが設けられる場合がある。コアにギャップを設けると、インダクタンスを一定化することはできるが、ギャップからの漏れ磁束により種々の問題が発生する場合がある。例えば、プレーナコイルを用いた磁気部品では、巻線を形成する配線パターンとギャップからの漏れ磁束とが鎖交すると、配線パターンに渦電流が流れる。配線パターンに渦電流が流れると、渦電流のジュール熱により配線パターンの温度が上昇する。配線パターンの温度が上昇すると、配線パターンを設けられた基板の温度の上昇及び配線パターンにおける損失増加等の問題が発生し得る。

特許文献２には、電力変換装置に搭載されるトランスからの漏れ磁束が、電力変換装置の作動制御を行う制御回路等を搭載した回路基板と鎖交しないようにする技術が開示されている。特許文献２に開示の技術では、トランスの一次コイル及び二次コイルの軸方向と回路基板の法線方向とが直交するように回路基板を配置することによって、トランスからの漏れ磁束が回路基板と鎖交することが回避される。

特開２０１６－２１３３８３号公報 特開２０１５－６１３６１号公報

特許文献２に開示の技術によれば、コイルとは別体の回路基板と漏れ磁束との鎖交が回避される。しかし、プレーナコイルでは、基板の配線パターンにより巻線が形成されるので、巻線、即ちコイルと基板とは一体である。プレーナコイルでは、コイルと基板とが一体であるため、コイルの軸方向と基板の法線方向とを直交させることはできない。従って、プレーナコイルにおけるギャップからの漏れ磁束と基板との鎖交の回避に特許文献２に開示の技術を利用することはできない。巻線が形成された基板とギャップとの間の距離を大きくすれば、基板の配線パターンと鎖交する漏れ磁束を減らすことができる。しかし、基板とギャップとの間の距離を大きくすることは、磁気部品を薄型化することと相いれない。

本開示は、以上の事情を考慮して為されたものであり、コアにギャップが設けられ、配線パターンにより巻線が形成される磁気部品の薄型化と、配線パターンに鎖交する漏れ磁束を減らすこと、とを両立させる技術を提供することを目的とする。

本開示の一態様に係る磁気部品は、軟磁性体を材料とするコアと、基板と、磁気をシールドするシールド部材とを備える。前記コアは、第１コア材と、前記第１コア材に対してギャップを介して配置される第２コア材とを備える。前記基板は、前記第１コア材が挿通される第１貫通孔を有する。前記基板には、前記第１貫通孔の周囲を巻回する第１配線パターンが設けられる。前記シールド部材は、前記第１コア材が挿通される第２貫通孔を有する。前記基板を平面視した場合に、前記シールド部材は、前記配線パターンの一部又は全部を覆う。前記シールド部材は、前記配線パターン及び前記コアから絶縁される。

本開示の一態様に係る磁気部品は、軟磁性体を材料とするコアと、基板と、磁気をシールドするシールド部材とを備える。前記コアは、第１コア材と、前記第１コア材に対してギャップを介して配置される第２コア材とを備える。前記基板は、前記第１コア材が挿通される第１貫通孔を有する。前記基板は、第１配線層とシールド層とを有する。前記第１配線装置には、前記第１貫通孔の周囲を巻回する第１配線パターンが設けられる。前記シールド層は、前記第１配線層と絶縁され、且つ前記第１配線層よりも前記ギャップから近くに位置する。前記シールド層には、前記シールド部材が形成される。前記シールド部材は、前記基板を平面視した場合に、前記配線パターンの一部又は全部を覆う。前記シールド部材は、前記コアから絶縁される。

また、本開示の一態様に係る電力変換装置は、前述の何れかの態様の磁気部品を備える。

第１実施形態による磁気部品１Ａの斜視図である。 磁気部品１Ａの断面図である。 磁気部品１Ａの分解図である。 磁気部品１Ａにおける配線パターン３４の一例を示す図である。 第２実施形態による磁気部品１Ｂの斜視図である。 磁気部品１Ｂの断面図である。 第３実施形態による磁気部品１Ｃの斜視図である。 磁気部品１Ｃの断面図である。 磁気部品１Ｃにおける配線パターン３４の一例を示す図である。 磁気部品１Ｃにおける配線パターン３６の一例を示す図である。 第４実施形態による磁気部品１Ｄの斜視図である。 磁気部品１Ｄの断面図である。 磁気部品１Ｄにおける配線パターン３４の一例を示す図である。 磁気部品１Ｄにおける配線パターン３６の一例を示す図である。 第５実施形態における磁気部品１Ｅの構成図である。 第６実施形態における磁気部品１Ｆの構成図である。 第７実施形態における磁気部品１Ｇの構成図である。

１．第１実施形態
図１は、本開示の第１実施形態による磁気部品１Ａの斜視図である。図２は、図１におけるＡＡ線に沿った平面による磁気部品１Ａの断面を示す図である。図３は、磁気部品１Ａの分解図である。図１、図２及び図３に示されるように、磁気部品１Ａは、コア２０、基板３０Ａ、及びシールド部材４０、を備える。磁気部品１Ａはリアクトルである。磁気部品１Ａは、例えばＤＣ／ＤＣコンバータなどの電力変換装置に搭載される。

コア２０は、第１コア材２２と、第２コア材２６と、を備える。第１コア材２２及び第２コア材２６は、軟磁性材料で構成される。本実施形態では、第１コア材２２及び第２コア材２６はフェライトで構成される。図２に示されるように、ＡＡ線に沿った平面により切断された第１コア材２２の断面はＥ字型である。図２及び図３に示されるように、第１コア材２２は、平板状に形成された第１部材２２ｄと、第２部材２２ａ、第３部材２２ｂ、及び第４部材２２ｃとにより形成される。図２及び図３における一点鎖線は、第２部材２２ａ、第３部材２２ｂ、及び第４部材２２ｃの各々と第１部材２２ｄとの境界を意味する。図２及び図３に示されるように、第２部材２２ａ、第３部材２２ｂ、及び第４部材２２ｃの各々は、第１部材２２ｄから起立する壁状の部材である。図２に示されるように、ＡＡ線に沿った平面により切断された第２コア材２６の断面はＩ字型である。つまり、コア２０は、いわゆるＥＩコアである。

図１、図２及び図３に示されるように、本実施形態では、第１コア材２２と、第２コア材２６とは、板状部材２４ａ、板状部材２４ｂ、及び板状部材２４ｃを挟んで配置される。具体的には、第２コア材２６と第２部材２２ａとの間には板状部材２４ａが配置される。第２コア材２６と第３部材２２ｂとの間には板状部材２４ｂが配置される。第２コア材２６と第４部材２２ｃとの間には板状部材２４ｃが配置される。板状部材２４ａ、板状部材２４ｂ、及び板状部材２４ｃの各々は、非磁性材料で構成される。第１コア材２２から第２コア材２６へ向かう方向の板状部材２４ａ、板状部材２４ｂ、及び板状部材２４ｃの各々の厚みは同じである。板状部材２４ａ、板状部材２４ｂ、及び板状部材２４ｃを挟んで第１コア材２２と第２コア材２６とを配置することにより、一定の幅を有するギャップ２８がコア２０に設けられる。一定の幅を有するギャップ２８をコア２０に設けることによって、コア２０における磁気飽和が発生し難くなり、磁気部品１Ａのインダクタンスが一定化する。磁気部品１Ａにおける巻線は、コア２０のうちの第３部材２２ｂに巻回される。

基板３０Ａは、例えばプリント基板である。図３に示されるように、基板３０Ａは、板状に形成されている。また、図３に示されるように、基板３０Ａは、貫通孔３２ａ、貫通孔３２ｂ、及び貫通孔３２ｃを有する。貫通孔３２ａには、第１コア材２２のうちの第２部材２２ａが挿通される。貫通孔３２ｂには、第１コア材２２のうちの第３部材２２ｂが挿通される。貫通孔３２ｃには、第１コア材２２のうちの第４部材２２ｃが挿通される。また、基板３０Ａには、貫通孔３２ｂの周囲を巻回する配線パターン３４が形成される。図４は、配線パターン３４の一例を示す図である。図４では、配線パターン３４がハッチングで示されている。配線パターン３４は、コア２０のうちの第３部材２２ｂを巻回する巻線として機能する。つまり、磁気部品１Ａはプレーナコイルを用いて構成されている。

シールド部材４０は、銅等の導電性材料により形成された板状部材である。図３に示されるように、シールド部材４０は、貫通孔４２を有する。貫通孔４２には、第１コア材２２のうちの第３部材２２ｂが挿通される。

図１に示されるように、シールド部材４０は基板３０Ａに重ねて配置される。シールド部材４０の配置された基板３０Ａを平面視した場合、シールド部材４０は、配線パターン３４の最内周から最外周まで、即ち配線パターン３４の全部を覆うように配置される。基板３０Ａを平面視した場合とは、基板３０Ａの法線方向から基板３０Ａを見た場合のことをいう。シールド部材４０は、配線パターン３４の全部を覆うように、非導電性の接着剤等を用いて基板３０Ａに貼り付けられる。つまり、シールド部材４０は、配線パターン３４から絶縁される。

本実施形態におけるシールド部材４０は導体で構成されているため、シールド部材４０は磁気をシールドする。より詳細に説明すると、ギャップ２８からの漏れ磁束とシールド部材４０とが鎖交すると、シールド部材４０には渦電流が誘起される。図３に示されるように、本実施形態では、シールド部材４０を平面視した場合、貫通孔４２の形状は、へこみの無い図形となっている。シールド部材４０を平面視した場合とは、シールド部材４０の法線方向からシールド部材４０を見た場合のことをいう。また、へこみの無い図形とは、当該図形の輪郭線上の任意の２つの点を結ぶ線分上の全ての点が当該図形内又は当該図形の輪郭線上に位置する図形のことをいう。シールド部材４０を平面視した場合に貫通孔４２の形状にへこみが有ると、へこみを跨いで渦電流が流れることはないので、貫通孔４２の周辺部分では渦電流が流れ難くなる。図３に示されるように、本実施形態では、シールド部材４０を平面視した場合、貫通孔４２の形状はへこみの無い図形となっているため、シールド部材４０の貫通孔４２の周辺部分において、渦電流の誘起が阻害されることはない。

ギャップ２８からの漏れ磁束がシールド部材４０と鎖交することによりシールド部材４０に流れる渦電流は、この漏れ磁束を打ち消す方向の磁束を発生させる。従って、磁気部品１Ａでは、ギャップ２８からの漏れ磁束とこの漏れ磁束によりシールド部材４０に誘起された渦電流の発生させた磁束とが配線パターン３４に鎖交する。このため、配線パターン３４と鎖交する磁束は、シールド部材４０が無い場合に比較して減少する。シールド部材４０ではギャップ２８からの漏れ磁束に応じた渦電流が誘起されるので、この渦電流のジュール熱によりシールド部材４０の温度が上昇する。しかし、シールド部材４０に鎖交する漏れ磁束は、ギャップ２８からの漏れ磁束のうちの一部、具体的には配線パターン３４と鎖交する磁束、である。このため、ギャップ２８からの漏れ磁束に起因するシールド部材４０の温度上昇は限定的となる。

本実施形態の磁気部品１Ａによれば、シールド部材４０が無い場合に比較して配線パターン３４と鎖交する磁束が減少するので、ギャップ２８からの漏れ磁束に起因する基板３０Ａの温度上昇及び配線パターン３４における損失増加を抑えることができる。本実施形態の磁気部品１Ａでは、シールド部材４０を設けることによってギャップ２８からの漏れ磁束による影響を緩和できるので、ギャップ２８と配線パターン３４との間の距離を大きくする必要はない。ギャップ２８と配線パターン３４との間の距離を大きくする必要はないので、磁気部品１Ａの薄型化が可能である。このように、本実施形態によれば、磁気部品１Ａの薄型化と、配線パターン３４と鎖交する漏れ磁束を減らすこととの両立が可能となる。なお、シールド部材４０は、配線パターン３４と密着していなくてもよい。シールド部材４０と配線パターン３４との間に隙間がある態様では、例えば冷却ファン等を用いて空気等の冷却流体を上記隙間に流すことで、巻線として機能する配線パターン３４を効率よく冷却することが可能になる。

２．第２実施形態
図５は、本開示の第２実施形態による磁気部品１Ｂの斜視図である。図６は、図５におけるＡＡ線に沿った平面による磁気部品１Ｂの断面を示す図である。本実施形態における磁気部品１Ｂは、磁気部品１Ａと同様にリアクトルである。磁気部品１Ｂは、磁気部品１Ａと同様に電力変換装置に搭載される。

磁気部品１Ｂの構成は、基板３０Ａに代えて基板３０Ｂを備える点において磁気部品１Ａの構成と異なる。基板３０Ｂは、基板３０Ａと同様にプリント基板である。基板３０Ｂは、基板３０Ａと同様に板状に形成されている。図５及び図６では詳細な図示を省略したが、基板３０Ｂは、基板３０Ａと同様に、貫通孔３２ａ、貫通孔３２ｂ、及び貫通孔３２ｃを有する。また、基板３０Ｂは、貫通孔３２ｂの周囲を巻回する配線パターン３４を有する点においても、基板３０Ａと同一である。本実施形態の基板３０Ｂは、図６に示されるように、配線層３１０と、シールド層３２０とを有する点において基板３０Ａと異なる。配線層３１０には配線パターン３４が設けられる。シールド層３２０は配線層３１０と絶縁される。シールド層３２０は、配線層３１０よりもギャップ２８から近くに位置する。シールド層３２０には、基板３０Ｂを平面視した場合に配線パターン３４の全部を覆うシールド部材４０が形成される。基板３０Ｂを平面視した場合とは、基板３０Ｂの法線方向から基板３０Ｂを見た場合のことをいう。

本実施形態の磁気部品１Ｂによっても、シールド部材４０が無い場合に比較して配線パターン３４と鎖交する磁束が減少するので、ギャップ２８からの漏れ磁束に起因する基板３０Ｂの温度上昇及び配線パターン３４における損失増加を抑えることができる。本実施形態の磁気部品１Ｂにおいても、シールド部材４０を設けることで、ギャップ２８からの漏れ磁束による影響を緩和できるので、ギャップ２８と配線パターン３４との間の距離を大きくする必要はない。このように、本実施形態によれば、磁気部品１Ｂの薄型化と、配線パターン３４と鎖交する漏れ磁束を減らすこととの両立が可能となる。

３．第３実施形態
図７は、本開示の第３実施形態による磁気部品１Ｃの斜視図である。図８は、図７におけるＡＡ線に沿った平面による磁気部品１Ｃの断面を示す図である。本実施形態における磁気部品１Ｃは、磁気部品１Ａ及び磁気部品１Ｂと同様にリアクトルである。磁気部品１Ｃは、磁気部品１Ａ及び磁気部品１Ｂと同様に電力変換装置に搭載される。

磁気部品１Ｃの構成は、基板３０Ｂに代えて基板３０Ｃを備える点において磁気部品１Ｂの構成と異なる。図７及び図８では詳細な図示を省略したが、基板３０Ｃは、貫通孔３２ａ、貫通孔３２ｂ、及び貫通孔３２ｃを有する点では、基板３０Ｂと同一である。また、基板３０Ｃは、配線層３１０を有する点、及びシールド層３２０を有する点においても、基板３０Ｂと同一である。基板３０Ｃは配線層３１０よりギャップ２８から遠くに位置する配線層３３０を有する点、及び、配線パターン３４と電気的に接続され、貫通孔３２ｂの周囲を巻回する配線パターン３６が配線層３３０に形成される点、において基板３０Ｂと異なる。磁気部品１Ｃでは、配線パターン３４と配線パターン３６とにより巻線が形成される。図９は、本実施形態における配線パターン３４の一例を示す図である。図１０は、本実施形態における配線パターン３６の一例を示す図である。本実施形態では、端子３４ｂと端子３６ａとを電気的に接続することにより、端子３４ａから端子３６ｂに至る巻線が形成される。端子３４ａから端子３６ｂに至る巻線において配線パターン３４は最内周の巻線となり、配線パターン３６は最外周の巻線となる。図７及び図８に示されるように、本実施形態では、シールド部材４０は配線パターン３４と配線パターン３６とを覆うように設けられる。

本実施形態の磁気部品１Ｃによっても、シールド部材４０が無い場合に比較して配線パターン３４及び配線パターン３６と鎖交する磁束が減少するので、ギャップ２８からの漏れ磁束に起因する基板３０Ｃの温度上昇及び配線パターン３４及び配線パターン３６における損失増加を抑えることができる。本実施形態の磁気部品１Ｃにおいても、シールド部材４０を設けることで、ギャップ２８からの漏れ磁束による影響を緩和できるので、ギャップ２８と配線パターン３４との間の距離を大きくする必要はない。このように、本実施形態によれば、磁気部品１Ｃの薄型化と、配線パターン３４及び配線パターン３６と鎖交する漏れ磁束を減らすこととの両立が可能となる。

４．第４実施形態
図１１は、本開示の第４実施形態による磁気部品１Ｄの斜視図である。図１２は、図１１におけるＡＡ線に沿った平面による磁気部品１Ｄの断面を示す図である。磁気部品１Ｄの構成は、基板３０Ｃに代えて基板３０Ｄを備える点において磁気部品１Ｃの構成と異なる。基板３０Ｄは、貫通孔３２ａ、貫通孔３２ｂ、及び貫通孔３２ｃを有する点、配線層３１０及び配線層３３０を有する点、及びシールド層３２０を有する点では基板３０Ｃと同一である。基板３０Ｄは、配線層３１０に形成される配線パターン３４と、配線層３３０に形成される配線パターン３６とが電気的に接続されていない点において基板３０Ｃと異なる。

図１３は、本実施形態における配線パターン３４の一例を示す図である。図１４は、本実施形態における配線パターン３６の一例を示す図である。磁気部品１Ｄにおいて配線パターン３４は第１コイルとして機能する。磁気部品１Ｄにおいて、配線パターン３６は、第１コイルとは別個の第２コイルとして機能する。例えば、第１コイルを一次側コイルとし、第２コイルを二次側コイルとすることで、磁気部品１Ｄはトランスとして機能する。磁気部品１Ｄは、磁気部品１Ａ、磁気部品１Ｂ、及び磁気部品１Ｃと同様に電力変換装置に搭載される。

本実施形態の磁気部品１Ｄによっても、シールド部材４０が無い場合に比較して配線パターン３４及び配線パターン３６と鎖交する磁束が減少するので、ギャップ２８からの漏れ磁束に起因する基板３０Ｄの温度上昇及び配線パターン３４及び配線パターン３６における損失増加を抑えることができる。本実施形態の磁気部品１Ｄにおいても、シールド部材４０を設けることで、ギャップ２８からの漏れ磁束による影響を緩和できるので、ギャップ２８と配線パターン３４との間の距離を大きくする必要はない。このように、本実施形態によれば、磁気部品１Ｄの薄型化と、配線パターン３４及び配線パターン３６と鎖交する漏れ磁束を減らすこととの両立が可能となる。なお、本実施形態では、第１コイルとして機能する配線パターン３４の形成される配線層と、第２コイルとして機能する配線パターン３６の形成される配線層とが異なったが、配線パターン３４と配線パターン３６とが１つの配線層に設けられてもよい。具体的には、配線パターン３４が図９に示すように配線層３１０に形成され、配線層３１０における配線パターン３４の外側に図１０に示すように配線パターン３６が形成されてもよい。

５．第５実施形態
図１５は、本開示の第５実施形態による磁気部品１Ｅの斜視図である。本実施形態における磁気部品１Ｅは、磁気部品１Ａと同様にリアクトルである。磁気部品１Ｅは、磁気部品１Ａと同様に電力変換装置に搭載される。磁気部品１Ｅは、ヒートシンク６０を備える点において磁気部品１Ａと異なる。ヒートシンク６０は、熱を放熱する放熱体である。ヒートシンク６０は、シールド部材４０を冷却するための冷却手段として機能する。ヒートシンク６０は、熱伝導性を有する接着剤又ははんだ等によりシールド部材４０に固定される。ヒートシンク６０を設けることにより、ギャップ２８からの漏れ磁束に応じた渦電流が流れることに起因して温度が上昇するシールド部材４０を効率良く冷却することが可能になる。なお、本実施形態によっても、第１実施形態と同様に、磁気部品１Ｅの薄型化と、配線パターン３４と鎖交する漏れ磁束を減らすこととの両立が可能となる。

６．第６実施形態
図１６は、本開示の第６実施形態による磁気部品１Ｆの斜視図である。本実施形態における磁気部品１Ｆは、磁気部品１Ａと同様にリアクトルである。磁気部品１Ｆは、磁気部品１Ａと同様に電力変換装置に搭載される。磁気部品１Ｆは、板状部材７０を備える点において磁気部品１Ａと異なる。板状部材７０は、導体等によりシールド部材４０と一体に形成される。図１６における一点鎖線はシールド部材４０と板状部材７０との境界を示す。板状部材７０は、第５実施形態におけるヒートシンク６０と同様に、熱を放熱する放熱体である。板状部材７０は、シールド部材４０を冷却するための冷却手段として機能する。本実施形態によっても、シールド部材４０を効率良く冷却することが可能になる。なお、本実施形態によっても、第１実施形態と同様に、磁気部品１Ｆの薄型化と、配線パターン３４と鎖交する漏れ磁束を減らすこととの両立が可能となる。

７．第７実施形態
図１７は、本開示の第７実施形態による磁気部品１Ｇの斜視図である。本実施形態における磁気部品１Ｇは、磁気部品１Ａと同様にリアクトルである。磁気部品１Ｇは、磁気部品１Ａと同様に電力変換装置に搭載される。図１７において符号９０は、磁気部品１Ｇを搭載する電力変換装置の筐体を指す。筐体９０は、鉄又はアルミニウム等の金属、即ち高い熱電導性を有する材料で構成されている。磁気部品１Ｇは、シールド部材４０と筐体９０とを熱的に接続する熱伝導路８０を備える点において磁気部品１Ａと異なる。熱伝導路８０は、導体等によりシールド部材４０と一体に形成される。図１７における一点鎖線はシールド部材４０と熱伝導路８０との境界を示す。本実施形態では、シールド部材４０の熱は熱伝導路８０を介して筐体９０へ伝わる。本実施形態において筐体９０は、第５実施形態におけるヒートシンク６０及び第６実施形態における板状部材７０と同様に、熱を放熱する放熱体として機能する。本実施形態では、熱伝導路８０を介して筐体９０に熱を使えることでシールド部材４０が冷却される。つまり、熱伝導路８０はシールド部材４０を冷却するための冷却手段として機能する。本実施形態によっても、シールド部材４０を効率良く冷却することが可能になる。なお、本実施形態によっても、第１実施形態と同様に、磁気部品１Ｇの薄型化と、配線パターン３４と鎖交する漏れ磁束を減らすこととの両立が可能となる。

８．変形
以上説明した各実施形態は以下のように変形されてもよい。なお、以下では、磁気部品１Ａ、磁気部品１Ｂ、磁気部品１Ｃ、磁気部品１Ｄ、磁気部品１Ｅ、磁気部品１Ｆ、及び磁気部品１Ｇは、磁気部品１と総称される場合がある。

（１）上記各実施形態におけるシールド部材４０は、巻線を形成する配線パターンの全部を覆っていた。しかし、巻線を形成する配線パターンの最内周から最外周へ向かうに連れて、ギャップ２８からの漏れ磁束の影響は小さくなるので、シールド部材４０は、巻線を形成する配線パターン３４の一部、より具体的には最内周を含み、且つ最外周を含まない範囲を覆っていてもよい。

（２）磁気部品１は単体で製造又は販売されてもよく、磁気部品１を備える電力変換装置が単体で製造又は販売されてもよい。なお、磁気部品１を搭載する装置は電力変換装置には限定されない。磁気部品１は車載充電器に搭載されてもよい。また、磁気部品１は、家庭用ゲーム機、据え置き型或いは携帯型の情報端末等を充電する充電器、又は家電の電源回路に搭載されてもよい。磁気部品１を備える車載充電器、磁気部品１を備える充電器、又は磁気部品１を備える電源回路が単体で製造又は販売されてもよい。

（３）第１コア材２２及び第２コア材２６を構成する材料は、軟磁性材料であればよく、導電性を有していてもよい。軟磁性を有し、且つ導電性を有する材料の一例としては鉄が挙げられる。なお、第１コア材２２及び第２コア材２６が導電性を有する材料で構成される場合、コア２０は巻線として機能する配線パターン及びシールド部材４０から絶縁されている必要がある。従って、第１コア材２２及び第２コア材２６が導電性を有する材料で構成される場合、導電性を有さない樹脂等によりコア２０の表面が被覆されていればよい。

（４）上記各実施形態では、シールド部材４０は導体で形成されていたが、ギャップ２８からの漏れ磁束を打ち消す方向に磁化する軟磁性材料で構成されてもよい。シールド部材４０の磁化により、配線パターン３４と鎖交する漏れ磁束を減らすことができるからである。シールド部材４０が軟磁性材料で構成される場合、シールド部材４０は導電性を有する必要はない。

９．各実施形態及び変形例から把握される態様
本開示は、上述した実施形態及び変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実現することができる。例えば、本開示は、以下の態様によっても実現可能である。以下に記載した各態様中の技術的特徴に対応する上記実施形態中の技術的特徴は、本開示の課題の一部又は全部を解決するために、或いは本開示の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

本開示の一態様である磁気部品１Ａ、磁気部品１Ｅ、磁気部品１Ｆ、又は磁気部品１Ｇは、軟磁性体を材料とするコア２０と、基板３０Ａと、磁気をシールドするシールド部材４０と、を備える。コア２０は、第１コア材２２と、第２コア材２６とを備える。第２コア材２６は第１コア材２２とギャップ２８を介して配置される。基板３０Ａは、第１コア材２２の第３部材２２ｂが挿通される貫通孔３２ｂを有する。貫通孔３２ｂは本開示における第１貫通孔の一例である。基板３０Ａには、貫通孔３２ｂの周囲を巻回する配線パターン３４が設けられる。シールド部材４０は、第１コア材２２の第３部材２２ｂが挿通される貫通孔４２を有する。貫通孔４２は本開示における第２貫通孔の一例である。基板３０Ａを平面視した場合に、シールド部材４０は、配線パターン３４の一部又は全部を覆う。シールド部材４０は、配線パターン３４及びコア２０から絶縁される。本態様の磁気部品１Ａ、磁気部品１Ｅ、磁気部品１Ｆ、又は磁気部品１Ｇによれば、ギャップ２８と配線パターン３４との間の距離を大きくすることなく、配線パターン３４と鎖交する漏れ磁束を減らすことができる。このため、本態様によれば、磁気部品１Ａ、１Ｅ、１Ｆ又は１Ｇの薄型化と、配線パターン３４と鎖交する漏れ磁束を減らすこととの両立が可能となる。

本開示の一態様である磁気部品１Ｂ、１Ｃ又は１Ｄは、軟磁性体を材料とするコア２０と、基板３０Ｂ、基板３０Ｃ又は基板３０Ｄと、磁気をシールドするシールド部材４０と、を備える。コア２０は、第１コア材２２と、第２コア材２６とを備える。第２コア材２６は第１コア材２２とギャップ２８を介して配置される。基板３０Ｂ、基板３０Ｃ及び基板３０Ｄは、第１コア材２２が挿通される貫通孔３２ｂを有する。また、基板３０Ｂ、基板３０Ｃ及び基板３０Ｄは、配線層３１０と、シールド層３２０と、を有する。配線層３１０には、貫通孔３２ｂの周囲を巻回する配線パターン３４が設けられる。配線層３１０は本開示における第１配線層の一例である。配線パターン３４は本開示における第１配線パターンの一例である。シールド層３２０は、配線層３１０と絶縁される。シールド層３２０は、配線層３１０よりもギャップ２８から近くに位置する。シールド層３２０には、基板３０Ｂ、基板３０Ｃ又は基板３０Ｄを平面視した場合に配線パターン３４の一部又は全部を覆うシールド部材４０が設けられる。基板３０Ｃを平面視した場合とは、基板３０Ｃの法線方向から基板３０Ｃを見た場合のことをいう。基板３０Ｄを平面視した場合とは、基板３０Ｄの法線方向から基板３０Ｂを見た場合のことをいう。シールド部材４０は、コア２０から絶縁され、且つ磁気をシールドする。本態様の磁気部品１Ｂ、磁気部品１Ｃ、又は磁気部品１Ｄによっても、ギャップ２８と配線パターン３４との間の距離を大きくすることなく、配線パターン３４と鎖交する漏れ磁束を減らすことができる。このため、本態様によれば、本態様によれば、磁気部品１Ｂ、１Ｃ、又は１Ｄの薄型化と、配線パターン３４と鎖交する漏れ磁束を減らすこととの両立が可能となる。

シールド部材４０が配線パターン３４の一部を覆う態様において、シールド部材４０により覆われる配線パターン３４の一部には、配線パターン３４の最内周が含まれていればよく、配線パターン３４の最外周は含まれていなくてもよい。配線パターン３４の最内周から最外周へ向かうに連れて、ギャップ２８からの漏れ磁束の影響は小さくなるので、本態様によれば、配線パターン３４の全部をシールド部材４０により覆うことなく、ギャップ２８からの漏れ磁束が配線パターン３４と鎖交することに起因する影響を緩和することが可能になる。

より好ましい態様の基板３０Ｃ又は基板３０Ｄは、配線層３１０よりギャップ２８から遠くに位置する配線層３３０を有してもよい。配線層３３０は本開示における第２配線層の一例である。この態様の基板３０Ｃでは、配線パターン３４と電気的に接続され、貫通孔３２ｂの周囲を巻回する配線パターン３６が配線層３３０に形成されてもよい。配線パターン３６は本開示における第２配線パターンの一例である。この態様の基板３０Ｄでは、貫通孔３２ｂの周囲を巻回する配線パターン３６が配線層３３０に形成され、配線パターン３４は第１コイルであり、配線パターン３６は第２コイルであってもよい。

より好ましい態様の磁気部品１は、シールド部材４０を冷却するための冷却手段を更に備えてもよい。本態様によれば、ギャップ２８からの漏れ磁束に応じた渦電流が流れることに起因して温度が上昇するシールド部材４０を効率良く冷却することが可能になる。更に好ましい態様において、磁気部品１を搭載する装置の筐体９０が熱を放熱する放熱体として機能する場合、冷却手段は、筐体９０とシールド部材４０とを熱的に接続する熱伝導路８０であってもよい。本態様によれば、磁気部品１を搭載する装置の筐体９０を放熱体としてシールド部材４０を冷却することが可能になる。また別の好ましい態様において、冷却手段は、熱を放熱する放熱体であってもよい。冷却手段が放熱体である場合、冷却手段の具体例としては、シールド部材４０と接するように配置されたヒートシンク６０が挙げられる。本態様によれば、シールド部材４０に後付けされるヒートシンク６０を用いてシールド部材４０を冷却することが可能になる。また、冷却手段が放熱体である場合の冷却手段の他の具体例としては、シールド部材４０と一体に形成された板状部材７０が挙げられる。本態様によれば、シールド部材４０を冷却するための冷却手段をシールド部材４０と一体で形成することが可能になる。

また、本開示の一態様である電力変換装置は、磁気部品１、より具体的には磁気部品１Ａ、磁気部品１Ｂ、磁気部品１Ｃ、磁気部品１Ｄ、磁気部品１Ｅ、磁気部品１Ｆ、及び磁気部品１Ｇのうちの何れか、を備える。本態様によれば、コア２０にギャップ２８が設けられ、配線パターン３４により巻線が形成される磁気部品１を備える電力変換装置の薄型化と、磁気部品１において配線パターン３４と鎖交する漏れ磁束を減らすこととの両立が可能となる。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ、１Ｇ…磁気部品、２０…コア、２２…第１コア材、２４ａ，２４ｂ、２４ｃ…板状部材、２６…第２コア材、３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ…基板、４０…シールド部材、３４，３６…配線パターン、６０…ヒートシンク、７０…板状部材、８０…熱伝導路、９０…筐体。

Claims (7)

1. 第１コア材と、前記第１コア材とギャップを介して配置される第２コア材とを備え、軟磁性体を材料とするコアと、
   前記第１コア材が挿通される第１貫通孔を有し、前記第１貫通孔の周囲を巻回する配線パターンが設けられる基板と、
   前記第１コア材が挿通される第２貫通孔を有し、前記基板を平面視した場合に、前記配線パターンの一部又は全部を覆い、磁気をシールドするシールド部材と、
   前記シールド部材と一体に形成された熱伝導路と、を備える磁気部品であって、
   前記シールド部材は、前記配線パターン及び前記コアから絶縁され、
   前記熱伝導路は、当該磁気部品が搭載される装置を収容する筐体に接続され、前記筐体と前記シールド部材とを熱的に接続する、
   磁気部品。
2. 前記配線パターンの一部には、前記配線パターンの最内周が含まれ、且つ前記配線パターンの最外周が含まれない、請求項１に記載の磁気部品。
3. 第１コア材と、前記第１コア材とギャップを介して配置される第２コア材とを備え、軟磁性体を材料とするコアと、
   前記第１コア材が挿通される第１貫通孔を有する基板と、
   熱伝導路と、を備える磁気部品であって、
   前記基板は、
   前記第１貫通孔の周囲を巻回する第１配線パターンが設けられる第１配線層と、
   前記第１配線層と絶縁され、且つ前記第１配線層よりも前記ギャップから近くに位置するシールド層と、を有し、
   前記シールド層には、前記基板を平面視した場合に前記第１配線パターンの一部又は全部を覆い、前記コアから絶縁され、且つ磁気をシールドするシールド部材が形成され、
   前記熱伝導路は、前記シールド部材と一体に形成され、当該磁気部品が搭載される装置を収容する筐体に接続され、前記筐体と前記シールド部材とを熱的に接続する
   磁気部品。
4. 前記第１配線パターンの一部には、前記第１配線パターンの最内周が含まれ、且つ前記第１配線パターンの最外周が含まれない、請求項３に記載の磁気部品。
5. 前記基板は、前記第１配線層より前記ギャップから遠くに位置する第２配線層を有し、
   前記第２配線層には、前記第１配線パターンと電気的に接続され、前記第１貫通孔の周囲を巻回する第２配線パターンが形成される、
   請求項３又は請求項４に記載の磁気部品。
6. 前記基板は、前記第１配線層より前記ギャップから遠くに位置する第２配線層を有し、
   前記第２配線層には、前記第１貫通孔の周囲を巻回する第２配線パターンが形成され、
   前記第１配線パターンは第１コイルであり、
   前記第２配線パターンは第２コイルである、
   請求項３又は請求項４に記載の磁気部品。
7. 請求項１乃至６のうちの何れか１項に記載の磁気部品を備える、
   電力変換装置。