JP2005093536A - コアユニット、スイッチング電源装置、及びコア保持部材 - Google Patents

Abstract

【課題】 バスバー及び磁性体コアの位置決め、固定を簡単な構成で正確に実現することが可能なコアユニット、スイッチング電源装置、及びコア保持部材を提供する。
【解決手段】 導電部材であるバスバー２０と、第１コア部材３１及び第２コア部材３６と、コア保持部材４０と、板バネ２５とからコアユニット２を構成する。バスバー２０及びコア部材３１、３６の間に設けられるコア保持部材４０は、絶縁性材料からなる第１保持部材４１、第２保持部材４６によって構成され、その内周側の挿通部４２、４７にバスバー２０を挿通するとともに、外周側の保持部４３、４８にコア部材３１、３６をそれぞれバスバー２０からみて所定位置に保持する。また、コア保持部材４０には、第１コア部材３１及び第２コア部材３６の間にギャップを形成するギャップスペーサ部４４、４９が設けられている。
【選択図】 図４

Description

本発明は、スイッチング電源装置等に用いられるコアユニット、それを用いたスイッチング電源装置、及びコアユニットにおいてコア部材を保持するために用いられるコア保持部材に関するものである。

コアユニットは、板状などの所定形状を有する導電部材（バスバー）と、磁性体コアを構成するコア部材とを、バスバーが磁性体コアの内周側の部分に挿通された状態で一体に固定するものである。従来のコアユニットとしては、例えば、特許文献１、特許文献２に記載されているものがある。

特許文献１においては、２本の貫通導体に対してＩ型コア及びＥ型コアの一対のコア部材を設け、絶縁シートやスペーサ等を介してコア部材で貫通導体を挟み込む構成が用いられている。また、特許文献２には、バスバーが挿通される中空部を有する一対のコア部材を板バネによって固定することが記載されている。
特開平９−１３４８２４号公報 特開２００２−２８０７６４号公報

コアニユットでは、バスバーと磁性体コアとの間、及び磁性体コアを構成するコア部材同士の間で位置決めした上で、それらを一体に固定する必要がある。しかしながら、従来のコアユニットでは、上記した位置決め、固定を簡単な構成で正確に実現することが難しいという問題があった。

例えば、特許文献１に記載されたチョークコイルでは、貫通導体やコア部材、絶縁シート、スペーサ等を押さえ金具を介してねじで押さえ付ける構成を用いているが、このような構成では、絶縁シート、スペーサ、押さえ金具、ねじなどの多くの部材が必要となり、その固定方法も複雑化する。また、各部材を充分に位置決めすることも難しい。また、特許文献２に記載されたフェライトコア固定装置では、コア部材を固定する板バネによって位置決め等を行っているため、例えば一対のコア部材の間にギャップを設ける構成とすることが難しいなど、構成上の面で必ずしも充分とは言えない場合がある。

本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、バスバー及び磁性体コアの位置決め、固定を簡単な構成で正確に実現することが可能なコアユニット、スイッチング電源装置、及びコア保持部材を提供することを目的とする。

このような目的を達成するために、本発明によるコアユニットは、（１）導電性材料からなるバスバーと、（２）バスバーに対して長手方向の所定位置にバスバーを囲むように設置された一対のコア部材である第１コア部材及び第２コア部材と、（３）バスバー及び一対のコア部材の間に設けられ、その内周側にバスバーを挿通し、外周側に第１コア部材及び第２コア部材をそれぞれバスバーからみて所定位置に保持する絶縁性材料からなるコア保持部材とを備え、（４）コア保持部材は、一対のコア部材を、バスバーから所定距離だけ離れるとともに第１コア部材及び第２コア部材の対向する部位の間が所定間隔となるように位置決めして保持することを特徴とする。

また、本発明によるコア保持部材は、導電性材料からなるバスバーに対して、その長手方向の所定位置にバスバーを囲むように設置される一対のコア部材を保持するために用いられるコア保持部材であって、絶縁性材料から形成され、内周側に設けられ、バスバーが挿通されて固定されるバスバー挿通部と、外周側にバスバー挿通部から所定距離だけ離れて設けられ、一対のコア部材がそれぞれバスバーからみて所定位置に保持されるコア保持部とを備えることを特徴とする。

上記したコアユニット及びコア保持部材においては、スイッチング電源装置等に用いられる導電部材であるバスバーに対して、バスバーを挿通するコア保持部材を設け、このコア保持部材を用いて磁性体コアを構成する一対のコア部材を保持している。これにより、バスバーと磁性体コアとを正確に位置決め、固定することができる。

また、このコア保持部材は、バスバーと磁性体コアとの間での絶縁部材、位置決め部材等の機能を併せ持っている。したがって、このような保持部材を用いることにより、コアユニットの構成を簡単化することができる。コア保持部材の絶縁性材料としては、例えば樹脂材料を用いることができる。なお、第１コア部材及び第２コア部材の対向する部位の間の間隔は、一対のコア部材の間にギャップを設ける場合には必要なギャップ間隔に設定されるが、この間隔は０であっても良い。

ここで、コア保持部材は、バスバーを囲むように設置される一対の保持部材によって構成されることが好ましい。これにより、バスバーに対するコア保持部材の取り付けを容易に行うことができる。

この場合、一対の保持部材は、同一の部材からなることが特に好ましい。これにより、コアユニットを構成するために必要な部材の種類を減らすことができる。また、一対の保持部材のそれぞれは、他方の保持部材を位置決めして接続するための位置決め部を有することが好ましい。これにより、コア保持部材を構成している保持部材同士の位置決め、固定を容易に行うことができる。

また、コアユニットは、コア保持部材が、第１コア部材及び第２コア部材をバスバーの長手方向について位置決めする位置決め部を有することが好ましい。同様に、コア保持部材は、一対のコア部材をバスバー挿通部へのバスバーの挿通方向について位置決めする位置決め部を有することが好ましい。これにより、バスバー及びコア保持部材に対してコア部材を容易に位置決めすることができる。

また、コア保持部材は、一対のコア部材である第１コア部材及び第２コア部材の対向する部位の間に突出し、第１コア部材及び第２コア部材の間にギャップを形成するギャップスペーサ部を備えることが好ましい。これにより、一対のコア部材の間にギャップを設ける場合に、そのギャップ間隔を容易かつ正確に設定することが可能となる。

また、バスバーは、コア保持部材をバスバーの長手方向について位置決めする位置決め部を有することが好ましい。これにより、バスバーに対してコア保持部材及びコア部材を長手方向に位置決めして配置することができる。

また、一対のコア部材及びコア保持部材をバスバーに対して一体に固定する固定部材を備えることとしても良い。

本発明によるスイッチング電源装置は、（ａ）入力電圧をスイッチングするスイッチング回路を有し、入力電圧を所定の電圧に変換して出力する電圧変換部と、（ｂ）電圧変換部の出力電圧に対して整流及び平滑化を行う整流平滑回路部と、（ｃ）整流平滑回路部の出力電圧のノイズを除去する出力フィルタ部とを備え、（ｄ）出力フィルタ部は、上記したコアユニットを有することを特徴とする。これにより、バスバー及び磁性体コアが簡単な構成で正確に位置決め、固定されたコアユニットを備えるスイッチング電源装置が実現される。

本発明によるコアユニット、スイッチング電源装置、及びコア保持部材によれば、バスバーを挿通するコア保持部材を設け、このコア保持部材を用いて磁性体コアを構成する一対のコア部材を保持する構成により、バスバー及び磁性体コアの位置決め、固定を簡単な構成で正確に実現することが可能となる。

以下、図面とともに本発明によるコアユニット、スイッチング電源装置、及びコア保持部材の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。

まず、スイッチング電源装置の構成について説明する。

図１は、本発明によるスイッチング電源装置の構成を概略的に示すブロック図である。このスイッチング電源装置１は、発電機やバッテリ等から供給された直流電圧を所定の電圧まで降圧（変換）して出力するものであり、入力フィルタ部１１と、電圧変換部１２と、整流平滑回路部１５と、出力フィルタ部１６とを備えている。

入力フィルタ部１１は、発電機やバッテリ等から入力端子１０を介して電源装置１に入力された直流電圧に含まれるノイズを除去し、入力電圧の降圧を行う電圧変換部１２へと送る。電圧変換部１２は、スイッチング回路１３と、メイントランス１４とを有する。スイッチング回路１３は、入力フィルタ部１１からの直流電圧に対してスイッチングを行うことによって交流電圧に変換する。また、メイントランス１４は、スイッチング回路１３からの交流電圧を入力し、その電圧を所定の値に変換（降圧変換）する。なお、入力フィルタ部１１は、上記した外部からのノイズを遮断する機能以外に、スイッチング回路１３等で発生したノイズの外部への放出を遮断する機能も有する。

電圧変換部１２で電圧変換された出力電圧は、整流平滑回路部１５に入力される。整流平滑回路部１５は、メイントランス１４から出力された交流を整流して出力する整流回路と、整流回路から出力された電圧の平滑化を行う平滑回路とを有する。整流平滑回路部１５において整流及び平滑化が行われた出力電圧は、出力フィルタ部１６においてノイズが除去された後、出力端子１８から電圧変換された直流電圧として出力される。また、このスイッチング電源装置１においては、この出力フィルタ部１６に、後述するコアユニット２が設けられている。コアユニット２は、ノイズフィルタとして機能するものであり、例えばラジオ周波数帯などの所定周波数帯のノイズの除去に用いられる。

図２は、図１に示したスイッチング電源装置の具体的な構成例を示す上面図である。このスイッチング電源装置１では、入力フィルタ部１１、電圧変換部１２、整流平滑回路部１５、及び出力フィルタ部１６は、いずれもベースプレート１９上に搭載されている。

電圧変換部１２には、スイッチング回路１３であるＦＥＴ等で構成されるトランジスタユニット１３ａ、及びメイントランス１４が設置されている。また、整流平滑回路部１５には、整流回路を構成するダイオード１５ａ、及び平滑回路を構成するチョークコイル１５ｂ、コンデンサ１５ｃが設置されている。また、出力フィルタ部１６には、上記したようにコアユニット２がノイズフィルタとして設置されている。

次に、スイッチング電源装置に用いられるコアユニット、及びコア保持部材について説明する。

図３は、本発明によるコアユニットの第１実施形態の構成を示す斜視図である。また、図４は、図３に示したコアユニットの構成を展開して示す斜視図である。ここで、以下のコアユニットの説明においては、図３及び図４に示すように、バスバーの長手方向をｘ軸方向（前後方向）、幅方向をｙ軸方向（左右方向）、厚さ方向をｚ軸方向（上下方向）とする。ただし、これらの軸及び方向は、説明の便宜のために用いるものであり、スイッチング電源装置に実装されたときの前後方向等とは無関係である。

コアユニット２は、バスバー２０と、第１コア部材３１及び第２コア部材３６からなる一対のコア部材３０と、コア保持部材４０と、板バネ２５とを備えている。バスバー２０は、導電性材料（例えば、銅などの金属材料）からなり板状の形状を有する導電部材であり、図１に示したスイッチング電源装置１等において電流路として用いられる。バスバー２０のサイズは、流れる電流の大きさ等に応じて設定されるが、例えば、厚さ２ｍｍ、幅８〜１２ｍｍである。また、バスバー２０においては、その長手方向であるｘ軸方向が、電流が流れる方向となる。

このバスバー２０に対し、バスバー２０の長手方向（ｘ軸方向）の所定位置に、第１コア部材３１及び第２コア部材３６が設置されている。これらのコア部材３１、３６は、ｘ軸方向に直交するｙｚ平面に沿って配置されている。

第１コア部材３１は、バスバー２０を右側から挟み込むＵ字形状の磁性体（例えば、フェライト）からなる。また、第２コア部材３６は、バスバー２０を左側から挟み込むＵ字形状であって第１コア部材３１と同一形状の磁性体からなる。これらのコア部材３１、３６を組み合わせることにより、バスバー２０を囲む磁性体コアが構成される。この磁性体コアは、バスバー２０を流れる電流に対するノイズフィルタとして機能する。

バスバー２０及びコア部材３１、３６の間には、コア保持部材４０が設けられている。コア保持部材４０は、絶縁性材料からなり、その内周側にバスバー２０を挿通するとともに、外周側にコア部材３１、３６をそれぞれバスバー２０からみて所定位置に保持する。本実施形態においては、このコア保持部材４０は、バスバー２０を囲むように設置された一対の保持部材４１、４６によって構成されている。

図５は、コア保持部材を構成している第１保持部材を示す図であり、図５（ａ）は図３及び図４中の左側からみた側面図、図５（ｂ）は前側からみた正面図、図５（ｃ）は下側からみた底面図である。

第１保持部材４１は、バスバー２０の右上側に位置する上部４１ａと、右下側に位置する下部４１ｂと、右側にあって上部４１ａ及び下部４１ｂを連結する側部４１ｃとからなるＵ字形状を有している。第１保持部材４１の内周側には、バスバー２０の右側部分が挿通されて固定されるとともに、その左側が開放された第１挿通部４２が設けられている。第１保持部材４１の外周側には、第１挿通部４２から所定距離ｄ１（上部４１ａ、下部４１ｂ、及び側部４１ｃの厚さに相当）だけ離れた第１保持部４３が設けられている。この第１保持部４３により、第１コア部材３１がバスバー２０から距離ｄ１だけ離れた位置に保持される。また、このとき、バスバー２０と第１コア部材３１とは、第１保持部材４１によって電気的に絶縁される。

第１保持部材４１の第１保持部４３の前側の縁部及び後側の縁部には、そのＵ字形状に沿って位置決めレール部４３ａが設けられている。これらのレール部４３ａの間隔は、第１コア部材３１のｘ軸方向の幅と略一致するように設定されている。したがって、この第１保持部４３のレール部４３ａ間に第１コア部材３１をはめ込むことにより、第１コア部材３１がｘ軸方向（バスバー２０の長手方向、第１挿通部４２へのバスバー２０の挿通方向）について位置決めされる。

さらに、第１保持部材４１においては、下部４１ｂの左側に、下方に向かって突出する厚さｄ２のギャップスペーサ部４４が設けられている。これにより、図５（ｂ）に示すように、下部４１ｂは上部４１ａからみてスペーサ部４４の厚さｄ２分だけ左側に長くなっている。また、上部４１ａ、下部４１ｂの左側の面には、それぞれ嵌合凹部４１ｄ、嵌合凸部４１ｅが設けられている。これらの凹部４１ｄ、凸部４１ｅは、他方の保持部材４６を位置決めして接続するための位置決め部である。

第２保持部材４６は、バスバー２０の左上側に位置する上部４６ａと、左下側に位置する下部４６ｂと、左側にあって上部４６ａ及び下部４６ｂを連結する側部４６ｃとからなるＵ字形状を有している。第２保持部材４６の内周側には、バスバー２０の左側部分が挿通されて固定されるとともに、その右側が開放された第２挿通部４７が設けられている。第２保持部材４６の外周側には、第２挿通部４７から所定距離ｄ１（上部４６ａ、下部４６ｂ、及び側部４６ｃの厚さに相当）だけ離れた第２保持部４８が設けられている。この第２保持部４８により、第２コア部材３６がバスバー２０から距離ｄ１だけ離れた位置に保持される。また、このとき、バスバー２０と第２コア部材３６とは、第２保持部材４６によって電気的に絶縁される。

第２保持部材４６の第２保持部４８の前側の縁部及び後側の縁部には、そのＵ字形状に沿って位置決めレール部４８ａが設けられている。これらのレール部４８ａの間隔は、第２コア部材３６のｘ軸方向の幅と略一致するように設定されている。したがって、この第２保持部４８のレール部４８ａ間に第２コア部材３６をはめ込むことにより、第２コア部材３６がｘ軸方向（バスバー２０の長手方向、第２挿通部４７へのバスバー２０の挿通方向）について位置決めされる。

さらに、第２保持部材４６においては、上部４６ａの右側に、上方に向かって突出する厚さｄ２のギャップスペーサ部４９が設けられている。これにより、上部４６ａは下部４６ｂからみてスペーサ部４９の厚さｄ２分だけ右側に長くなっている。また、上部４６ａ、下部４６ｂの左側の面には、それぞれ嵌合凸部４６ｄ、嵌合凹部４６ｅが設けられている。これらの凸部４６ｄ、凹部４６ｅは、他方の保持部材４１を位置決めして接続するための位置決め部である。

ここで、これらの保持部材４１、４６は同一の部材となっており、ｘ軸を中心として互いに１８０度回転した状態でそれぞれ配置されている。そして、図６に示すように、第１保持部材４１の上部４１ａの左面と第２保持部材４６の上部４６ａの右面とを接続するとともに嵌合凹部４１ｄと嵌合凸部４６ｄとを嵌合させ、第１保持部材４１の下部４１ｂの左面と第２保持部材４６の下部４６ｂの右面とを接続するとともに嵌合凸部４１ｅと嵌合凹部４６ｅとを嵌合させることで、バスバー２０を囲む一体のコア保持部材４０が構成される。

このとき、第１挿通部４２及び第２挿通部４７によって、バスバー２０が挿通されて固定されるバスバー挿通部が構成される。また、第１保持部４３及び第２保持部４８によって、コア部材３１、３６が所定位置に保持されるコア保持部が構成される。

さらに、コア保持部材４０の上側に設けられているギャップスペーサ部４９は、互いに対向する部位である第１コア部材３１の上部の左端と、第２コア部材３６の上部の右端との間に突出している。また、コア保持部材４０の下側に設けられているギャップスペーサ部４４は、互いに対向する部位である第１コア部材３１の下部の左端と、第２コア部材３６の下部の右端との間に突出している。これらのギャップスペーサ部４９、４４により、第１コア部材３１及び第２コア部材３６の間に、ギャップスペーサ部４９、４４の厚さに相当するギャップ間隔ｄ２のギャップが形成される。保持部材４１、４６のサイズ等は、バスバー２０及びコア部材３１、３６のサイズや形状等に応じて設定されるが、例えば、バスバー２０とコア部材３１、３６との間隔はｄ１＝２ｍｍ、コア部材３１、３６のギャップ間隔はｄ２＝０．５ｍｍである。

これらのコア部材３１、３６、及びコア保持部材４０に対し、バスバー２０の左側の面上に、左方に向かって突出する２つの位置決め凸部２１が設けられている。これらの凸部２１の間隔は、第２保持部材４６のｘ軸方向の幅と略一致するように設定されている。したがって、この位置決め凸部２１間に第２保持部材４６をはめ込むことにより、第２保持部材４６がｘ軸方向について位置決めされる。さらに、第１保持部材４１は第２保持部材４６に対して位置決めされ、コア部材３１、３６は保持部材４１、４６に対して位置決めされている。したがって、以上の構成により、コア部材３１、３６、及び保持部材４１、４６が、バスバー２０に対して位置決めされて配置される。

また、コア部材３１、３６及びコア保持部材４０に対し、それらをバスバー２０に対して一体に固定する固定部材である板バネ２５が設けられている。板バネ２５は上部２５ａ及び側部２５ｂ、２５ｃからなり、バスバー２０に対して位置決めして保持されたコア部材３１、３６及びコア保持部材４０を上側から挟み込むことによって、それらを一体に固定する。

上記した実施形態によるコアユニット、スイッチング電源装置、及びコア保持部材の効果について説明する。

図３〜図５に示したコアユニット２及びコア保持部材４０においては、スイッチング電源装置等に用いられる導電部材であるバスバー２０に対して、バスバー挿通部を有するコア保持部材４０を設け、このコア保持部材４０を用いて磁性体コアを構成する一対のコア部材３１、３６を保持している。これにより、電流路として用いられるバスバー２０と、ノイズ除去に用いられる磁性体コアのコア部材３１、３６とを正確に位置決め、固定することができる。

また、このコア保持部材４０は絶縁性材料から形成されており、この部材のみで、バスバー２０とコア部材３１、３６との間での絶縁部材、位置決め部材等の機能を併せ持っている。したがって、このような保持部材４０を用いることにより、コアユニット２に必要な部材数を少なくしてその構成を簡単化するとともに、コストを低減することができる。また、このようなコアユニット２を出力フィルタ部１６でのノイズフィルタとして適用した図１及び図２に示したスイッチング電源装置１によれば、バスバー２０及び磁性体コアのコア部材３１、３６が簡単な構成で正確に位置決め、固定されたコアユニット２を備えるスイッチング電源装置１が実現される。また、上記した構成の簡単化により、コアユニット２及びスイッチング電源装置１の組立て工程を簡単化することができる。

このようなスイッチング電源装置１は、例えば、ハイブリッド車において、２００〜３００Ｖ程度の車載高圧バッテリから送られてくる入力電圧を、通常の低圧バッテリでの１２〜１４Ｖ程度の電圧まで降圧するとともに安定化して、パワーウィンドウ、ヘッドライト、オーディオ機器等の車載機器やモータ等に対して送出するＤＣ−ＤＣコンバータとして好適に用いることができる。

ここで、本実施形態においては、バスバー２０を囲むように設置される一対の保持部材４１、４６によってコア保持部材４０を構成している。これにより、バスバー２０に対するコア保持部材４０の取り付けを容易に行うことができる。この場合、保持部材４１、４６は、上記のように同一（同一形状、同一材質）の部材からなることが好ましい。これにより、コアユニット２に必要な部材の種類を減らすことができる。

また、保持部材４１、４６同士を位置決めして接続するための位置決め部として嵌合凹部４１ｄ、４６ｅ、嵌合凸部４１ｅ、４６ｄを設けておくことにより、保持部材４１、４６同士の位置決め、固定を容易に行うことができる。このような位置決め部としては、凹部、凸部以外にも様々な構成を用いることができる。また、不要であれば位置決め部を設けない構成としても良い。

なお、コア保持部材４０の絶縁性材料としては、例えばエンジニアリングプラスチックなどの樹脂材料を用いることが好ましい。あるいは、セラミック材料などの他の絶縁性材料を用いても良い。

また、上記したコアユニット２では、コア保持部材４０において、コア部材３１、３６をバスバー２０の長手方向（バスバー挿通部への挿通方向）について位置決めする位置決めレール部４３ａ、４８ａを設けている。これにより、バスバー２０及びコア保持部材４０に対してコア部材３１、３６を容易に位置決めすることができる。このような位置決め部としては、レール部以外の構成を用いても良い。あるいは、固定部材として用いられる板バネ等によって位置決めが可能な場合には、コア保持部材４０に位置決め部を設けない構成としても良い。

また、バスバー２０において、コア保持部材４０をバスバー２０の長手方向について位置決めする位置決め凸部２１を設けている。これにより、バスバー２０に対してコア保持部材４０及びコア部材３１、３６を長手方向に位置決めして配置することができる。ただし、スイッチング電源装置１への取り付けの際に位置決めされるなどの場合には、バスバー２０に位置決め部を設けない構成としても良い。

また、本実施形態では、コア保持部材４０において、コア部材３１、３６の対向する部位の間に突出するギャップスペーサ部４４、４９を設けている。これにより、第１コア部材３１及び第２コア部材３６の間に必要なギャップを形成するとともに、そのギャップ間隔ｄ２を容易かつ正確に設定することが可能となる。また、コア保持部材４０がギャップスペーサの機能を併せ持つことにより、コアユニット２に必要な部材数を少なくしてその構成を簡単化するとともに、コストを低減することができる。なお、このコア部材間のギャップはコアユニットのインダクタンスＬの調整等のために設けられるものであり、コアの材質や断面積、ノイズフィルタとして求められる特性等を考慮して適切に設定される。

図７は、コアユニットの第２実施形態の構成を展開して示す斜視図である。本実施形態によるコアユニット２Ａは、バスバー２０と、第１コア部材３１及び第２コア部材３６からなる一対のコア部材３０と、第１保持部材４１及び第２保持部材４６からなるコア保持部材４０と、板バネ２５とを備えている。これらのうち、コア部材３１、３６、コア保持部材４０、及び板バネ２５の構成については、図３に示したものと同様である。

本実施形態においては、コア部材３１、３６、及びコア保持部材４０に対し、バスバー２０の左側の面上に位置決め凹部２２が設けられている。この位置決め凹部２２の幅は、第２保持部材４６の幅と略一致するように設定されている。したがって、この位置決め凹部２２内に第２保持部材４６をはめ込むことにより、第２保持部材４６、さらに第１保持部材４１、コア部材３１、３６が、バスバー２０に対して位置決めされて配置される。

図７に示したコアユニット２Ａ及びコア保持部材４０においても、コア保持部材４０を用いて磁性体コアを構成する一対のコア部材３１、３６を保持することにより、バスバー２０と、コア部材３１、３６とを簡単な構成で正確に位置決め、固定することができる。また、バスバー２０において、コア保持部材４０をバスバー２０の長手方向について位置決めする位置決め凹部２２を設けている。このような位置決め凹部２２によっても、図４での位置決め凸部２１と同様に、バスバー２０に対してコア保持部材４０及びコア部材３１、３６を長手方向に位置決めして配置することができる。また、これ以外にも、バスバー２０に設けられる位置決め部としては様々な構成を用いることができる。

図８は、コアユニットの第３実施形態の構成を展開して示す斜視図である。本実施形態によるコアユニット２Ｂは、バスバー２０と、第１コア部材３１及び第２コア部材３６からなる一対のコア部材３０と、第１保持部材４１及び第２保持部材４６からなるコア保持部材４０と、板バネ２５とを備えている。これらのうち、バスバー２０、コア部材３１、３６、及び板バネ２５の構成については、図３に示したものと同様である。

本実施形態においては、第１保持部材４１には、ギャップスペーサ部（図４に示したギャップスペーサ部４４参照）が設けられていない。一方、第２保持部材４６においては、上部４６ａの右側に、上方に向かって突出するギャップスペーサ部４９ａが設けられている。また、下部４６ｂの右側に、下方に向かって突出するギャップスペーサ部４９ｂが設けられている。

また、第１保持部材４１及び第２保持部材４６によって構成されたコア保持部材４０においては、ギャップスペーサ部４９ａは、第１コア部材３１の上部の左端と、第２コア部材３６の上部の右端との間に突出する。また、ギャップスペーサ部４９ｂは、第１コア部材３１の下部の左端と、第２コア部材３６の下部の右端との間に突出する。これらのギャップスペーサ部４９ａ、４９ｂにより、第１コア部材３１及び第２コア部材３６の間に、ギャップスペーサ部４９ａ、４９ｂの厚さに相当するギャップ間隔のギャップが形成される。

図８に示したコアユニット２Ｂ及びコア保持部材４０においても、コア保持部材４０を用いて磁性体コアを構成する一対のコア部材３１、３６を保持することにより、バスバー２０と、コア部材３１、３６とを簡単な構成で正確に位置決め、固定することができる。また、２つのギャップスペーサ部４９ａ、４９ｂを、一方の保持部材４６にまとめて設けている。このようなギャップスペーサ部４９ａ、４９ｂによっても、図４でのギャップスペーサ部４４、４９と同様に、コア部材３１、３６の間に必要なギャップを形成するとともに、そのギャップ間隔を容易かつ正確に設定することが可能となる。また、これ以外にも、コア保持部材４０に設けられるギャップスペーサ部としては様々な構成を用いることができる。

なお、本実施形態においては、上記したギャップスペーサ部の構成により、コア保持部材４０を構成する一対の保持部材４１、４６が異なる形状の部材となっている。コア保持部材４０については、このように複数種類の部材から構成しても良い。

図９は、コアユニットの第４実施形態の構成を展開して示す斜視図である。本実施形態によるコアユニット２Ｃは、バスバー２０と、第１コア部材３１及び第２コア部材３６からなる一対のコア部材３０と、コア保持部材５０と、板バネ２５とを備えている。これらのうち、バスバー２０、コア部材３１、３６、及び板バネ２５の構成については、図３に示したものと同様である。

本実施形態においては、コア保持部材５０が単一の保持部材５１から構成されている。保持部材５１は、バスバー２０の全体の上側に位置する上部５１ａと、下側に位置する下部５１ｂと、左側にあって上部５１ａ及び下部５１ｂを連結する側部５１ｃとからなるＵ字形状を有している。保持部材５１の内周側には、バスバー２０の全体が挿通されて固定されるとともに、その右側が開放されたバスバー挿通部５２が設けられている。保持部材５１の外周側には、挿通部５２から所定距離（上部５１ａ、下部５１ｂ、及び側部５１ｃの厚さに相当）だけ離れたコア保持部５３が設けられている。この保持部５３により、第１コア部材３１及び第２コア部材３６がそれぞれバスバー２０から所定距離だけ離れた位置に保持される。また、このとき、バスバー２０と第１コア部材３１及び第２コア部材３６とは、保持部材５１によって電気的に絶縁される。

保持部材５１のコア保持部５３の前側の縁部及び後側の縁部には、そのＵ字形状に沿って位置決めレール部５３ａが設けられている。これらのレール部５３ａの間隔は、コア部材３１、３６の幅と略一致するように設定されている。したがって、このコア保持部５３のレール部５３ａ間にコア部材３１、３６をはめ込むことにより、コア部材３１、３６がコア保持部材５０及びバスバー２０に対して位置決めされる。

さらに、保持部材５１においては、上部５１ａの中心位置に、上方に向かって突出するギャップスペーサ部５４が設けられている。また、下部５１ｂの中心位置に、下方に向かって突出するギャップスペーサ部５５が設けられている。

また、保持部材５１によって構成されたコア保持部材５０においては、ギャップスペーサ部５４は、第１コア部材３１の上部の左端と、第２コア部材３６の上部の右端との間に突出する。また、ギャップスペーサ部５５は、第１コア部材３１の下部の左端と、第２コア部材３６の下部の右端との間に突出する。これらのギャップスペーサ部５４、５５により、第１コア部材３１及び第２コア部材３６の間に、ギャップスペーサ部５４、５５の厚さに相当するギャップ間隔のギャップが形成される。

図９に示したコアユニット２Ｃ及びコア保持部材５０においても、コア保持部材５０を用いて磁性体コアを構成する一対のコア部材３１、３６を保持することにより、バスバー２０と、コア部材３１、３６とを簡単な構成で正確に位置決め、固定することができる。また、コア保持部材５０を単一の保持部材５１によって構成している。このような保持部材５１によっても、図４での保持部材４１、４６と同様に、コア部材３１、３６を好適に保持することができる。なお、コア保持部材を単一の保持部材で構成する場合には、貫通孔状のバスバー挿通部を有するＯ字形状の保持部材としても良い。

本発明によるコアユニット、スイッチング電源装置、及びコア保持部材は、上記した実施形態に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、導電部材であるバスバー２０については、上記した実施形態では板状の形状を有するものとしたが、例えば円柱状などの他の形状であっても良く、また、コアユニットが設けられる位置以外の位置で折れ曲がっていても良い。また、コア部材及びコア保持部材をバスバーに対して一体に固定する固定部材としては、上記した実施形態では板バネ２５を用いているが、これ以外の固定部材を用いても良く、不要であれば固定部材を設けない構成としても良い。また、コア部材３１、３６については、上記した実施形態では２つのＵ字状コアを用いたが、Ｕ字状コアとＩ字状コアとを用いるなど、互いに異なる形状であっても良い。

また、２つのコア部材の対向する部位の間に設けられるギャップについては、上記した実施形態ではコア保持部材にギャップスペーサ部を設ける構成としている。ただし、一般には、コア保持部材は、２つのコア部材の対向する部位の間が所定間隔となるようにコア部材を位置決めして保持すれば良く、この間隔が０である場合、すなわちギャップを設けない場合には、ギャップスペーサ部を設けなくても良い。また、ギャップを設ける場合でも、コア保持部によってコア部材を位置決めしたときに２つのコア部材の対向する部位の間に所定間隔で空隙が形成されるようにして、ギャップスペーサ部を設けない構成とすることも可能である。ただし、ギャップを設ける場合には、ギャップ形成の確実性やギャップ間隔の精度等の観点から、ギャップスペーサ部を設けることが好ましい。

また、本発明によるコアユニット、及びコア保持部材は、スイッチング電源装置以外の装置に対しても、ノイズフィルタ等として適用することが可能である。

本発明によるコアユニット、スイッチング電源装置、及びコア保持部材は、バスバー及び磁性体コアの位置決め、固定を簡単な構成で正確に実現することが可能なコアユニット等として利用可能である。

スイッチング電源装置の構成を概略的に示すブロック図である。 図１に示したスイッチング電源装置の具体的な構成例を示す上面図である。 コアユニットの第１実施形態の構成を示す斜視図である。 図３に示したコアユニットの構成を展開して示す斜視図である。 コア保持部材を構成している第１保持部材を示す（ａ）側面図、（ｂ）正面図、及び（ｃ）底面図である。 第１保持部材及び第２保持部材を組み合わせたコア保持部材を示す正面図である。 コアユニットの第２実施形態の構成を展開して示す斜視図である。 コアユニットの第３実施形態の構成を展開して示す斜視図である。 コアユニットの第４実施形態の構成を展開して示す斜視図である。

符号の説明

１…スイッチング電源装置、１０…入力端子、１１…入力フィルタ部、１２…電圧変換部、１３…スイッチング回路、１３ａ…トランジスタユニット、１４…メイントランス、１５…整流平滑回路部、１５ａ…ダイオード、１５ｂ…チョークコイル、１５ｃ…コンデンサ、１６…出力フィルタ部、１８…出力端子、１９…ベースプレート、
２…コアユニット、２０…バスバー、２１…位置決め凸部、２２…位置決め凹部、２５…板バネ、２５ａ…上部、２５ｂ、２５ｃ…側部、３０…一対のコア部材、３１…第１コア部材、３６…第２コア部材、４０…コア保持部材、４１…第１保持部材、４１ａ…上部、４１ｂ…下部、４１ｃ…側部、４１ｄ…嵌合凹部、４１ｅ…嵌合凸部、４２…第１挿通部、４３…第１保持部、４３ａ…位置決めレール部、４４…ギャップスペーサ部、４６…第２保持部材、４６ａ…上部、４６ｂ…下部、４６ｃ…側部、４６ｄ…嵌合凸部、４６ｅ…嵌合凹部、４７…第２挿通部、４８…第２保持部、４８ａ…位置決めレール部、４９…ギャップスペーサ部、４９ａ、４９ｂ…ギャップスペーサ部、５０…コア保持部材、５１…保持部材、５１ａ…上部、５１ｂ…下部、５１ｃ…側部、５２…バスバー挿通部、５３…コア保持部、５３ａ…位置決めレール部、５４、５５…ギャップスペーサ部。

Claims (16)

1. 導電性材料からなるバスバーと、
   前記バスバーに対して長手方向の所定位置に前記バスバーを囲むように設置された一対のコア部材である第１コア部材及び第２コア部材と、
   前記バスバー及び前記一対のコア部材の間に設けられ、その内周側に前記バスバーを挿通し、外周側に前記第１コア部材及び前記第２コア部材をそれぞれ前記バスバーからみて所定位置に保持する絶縁性材料からなるコア保持部材とを備え、
   前記コア保持部材は、前記一対のコア部材を、前記バスバーから所定距離だけ離れるとともに前記第１コア部材及び前記第２コア部材の対向する部位の間が所定間隔となるように位置決めして保持することを特徴とするコアユニット。
2. 前記コア保持部材は、前記バスバーを囲むように設置された一対の保持部材によって構成されることを特徴とする請求項１記載のコアユニット。
3. 前記一対の保持部材は、同一の部材からなることを特徴とする請求項２記載のコアユニット。
4. 前記一対の保持部材のそれぞれは、他方の保持部材を位置決めして接続するための位置決め部を有することを特徴とする請求項２または３記載のコアユニット。
5. 前記コア保持部材は、前記第１コア部材及び前記第２コア部材を前記バスバーの長手方向について位置決めする位置決め部を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載のコアユニット。
6. 前記コア保持部材は、前記第１コア部材及び前記第２コア部材の対向する部位の間に突出し、前記第１コア部材及び前記第２コア部材の間にギャップを形成するギャップスペーサ部を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載のコアユニット。
7. 前記バスバーは、前記コア保持部材を前記バスバーの長手方向について位置決めする位置決め部を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載のコアユニット。
8. 前記一対のコア部材及び前記コア保持部材を前記バスバーに対して一体に固定する固定部材を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項記載のコアユニット。
9. 前記コア保持部材は、樹脂材料からなることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項記載のコアユニット。
10. 入力電圧をスイッチングするスイッチング回路を有し、前記入力電圧を所定の電圧に変換して出力する電圧変換部と、
    前記電圧変換部の出力電圧に対して整流及び平滑化を行う整流平滑回路部と、
    前記整流平滑回路部の出力電圧のノイズを除去する出力フィルタ部とを備え、
    前記出力フィルタ部は、請求項１〜９のいずれか一項記載のコアユニットを有することを特徴とするスイッチング電源装置。
11. 導電性材料からなるバスバーに対して、その長手方向の所定位置に前記バスバーを囲むように設置される一対のコア部材を保持するために用いられるコア保持部材であって、
    絶縁性材料から形成され、
    内周側に設けられ、前記バスバーが挿通されて固定されるバスバー挿通部と、
    外周側に前記バスバー挿通部から所定距離だけ離れて設けられ、前記一対のコア部材がそれぞれ前記バスバーからみて所定位置に保持されるコア保持部とを備えることを特徴とするコア保持部材。
12. 前記バスバーを囲むように設置される一対の保持部材によって構成されることを特徴とする請求項１１記載のコア保持部材。
13. 前記一対の保持部材は、同一の部材からなることを特徴とする請求項１２記載のコア保持部材。
14. 前記一対の保持部材のそれぞれは、他方の保持部材を位置決めして接続するための位置決め部を有することを特徴とする請求項１２または１３載のコア保持部材。
15. 前記一対のコア部材を前記バスバー挿通部への前記バスバーの挿通方向について位置決めする位置決め部を有することを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか一項記載のコア保持部材。
16. 前記一対のコア部材である第１コア部材及び第２コア部材の対向する部位の間に突出し、前記第１コア部材及び前記第２コア部材の間にギャップを形成するギャップスペーサ部を備えることを特徴とする請求項１１〜１５のいずれか一項記載のコア保持部材。

Images