JP2015103537A - 電子部品の冷却構造 - Google Patents

Abstract

【課題】フェライトコア１２に発生した熱をより効率良く放熱することが可能な電子部品の冷却構造を提供する。【解決手段】トランス１１に生じる熱を放熱する放熱構造であり、トランス１１に設けられたフェライトコア１２に接触する伝熱冷却板１５を有し、フェライトコア１２の４つの隅部には、それぞれスリット１３ａ〜１３ｄが穿設される。また、伝熱冷却板１５は、切欠部１３ａ〜１３ｄに挿入する突起部２１ａ〜２１ｄを有する。こうすることにより、フェライトコア１２に生じる熱を効率良く放熱させることが可能となる。【選択図】 図１

Description

本発明は、トランス等の電子部品に生じる熱を効率良く放熱して冷却する電子部品の冷却構造に関する。

トランス等の電子部品に生じる熱を放熱する放熱構造として、従来より、例えば特許文献１に記載されているものが知られている。図４は、特許文献１に開示された放熱構造を示す側面図、図５は伝熱冷却板１０４の構成を示す斜視図である。

図４に示すように、基板１０３の上面には電力変換用のトランス１０１が設置されている。該トランス１０１の上面、及び側面の一部にはフェライトコア１０２が設けられ、更に、該フェライトコア１０２の外周部には、放熱シート１０６が設けられている。また、基板１０３の近傍には、ケース１０５が設けられている。そして、図５に示すように、平板Ｌ字形状を成す伝熱冷却板１０４の、一方の面１０４ａをフェライトコア１０２上面の放熱シート１０６に接触させ、他方の面１０４ｂをケース１０５に接触させる。

こうすることにより、フェライトコア１０２に生じた熱をケース１０５に逃がすことができるので、トランス１０１の放熱効率を向上させることができる。

特開２０１２−１６４７０３号公報

しかしながら、フェライトコア１０２の材料であるフェライトは、熱伝導特性が低いのでフェライトコア１０２の内部の熱が伝熱冷却板１０４に伝わり難く、より放熱効率の向上が望めないという問題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、フェライトコアに発生した熱をより効率良く放熱することが可能な電子部品の冷却構造を提供することにある。

上記目的を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、トランス（１１，１１ａ）に生じる熱を放熱する放熱構造において、前記トランスに設けられたフェライトコア（１２，１２ａ）に接触する伝熱冷却板（１５，１５ａ，１５ｂ）を有し、前記フェライトコアには少なくとも一つの切欠部（１３ａ〜１３ｄ，４１ａ〜４１ｄ）が穿設され、前記伝熱冷却板は、前記切欠部に挿入する突起部（２１ａ〜２１ｄ，３１ａ〜３１ｄ，４２ａ〜４２ｄ）を有することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記切欠部は、長方形状のスリットであり、前記突起部は、前記伝熱冷却板の一部を折り曲げて形成されることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、前記切欠部は、長方形状のスリットであり、前記突起部は、前記伝熱冷却板に固定され、前記スリット内に挿入可能な平板形状を成す突起部材であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、前記スリットは、前記フェライトコアに生じる磁束の方向と平行になるように形成されることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、前記切欠部は、円形状の開口部（４１ａ〜４１ｄ）であり、前記突起部は、前記伝熱冷却板に固定され、前記開口部に挿入可能な円筒形状をなすピン（４２ａ〜４２ｄ）であることを特徴とする。

本発明に係る電子部品の冷却構造では、トランスのフェライトコアに切欠部を設け、伝熱冷却板の上板に形成された突起部を各切欠部内に挿入する構成としているので、フェライトコアに生じた熱を効率良く放熱冷却板に伝達することができ、フェライトコアの冷却効率を高めることができる。

本発明の第１実施形態に係る放熱構造を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る放熱構造を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る放熱構造を示す斜視図である。 従来における放熱構造を示す説明図である。 従来における放熱構造に用いられる伝熱冷却板の構成を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態の説明］
図１は、本発明の第１実施形態に係る放熱構造が採用されたトランス１１及び伝熱冷却板１５の構成を示す斜視図である。図１に示すように、トランス１１には、フェライトコア１２が設けられ、該フェライトコア１２には電線１４が巻回されている。そして、該フェライトコア１２の上面の４つの隅部には、長方形状のスリット１３ａ〜１３ｄ（切欠部）が穿設されている。この際、各スリット１３ａ〜１３ｄは、フェライトコア１２に生じる磁束の方向に対して平行となる向きに形成されている。

更に、該フェライトコア１２の上面、及び２つの側面に接するように、伝熱冷却板１５が設けられている。該伝熱冷却板１５は、アルミニウムや銅等の平板形状の金属製板材をクランク形状に折り曲げた形状を成しており、フェライトコア１２の上面に接する上板１６と、フェライトコア１２の側面に接する側板１７，１８と、トランス１１を収納するケース（図示省略）等に接する底板１９，２０と、を有している。

また、伝熱冷却板１５の上板１６の４箇所には、該上板１６の一部を切り欠き、更に、これを略直角に折り曲げた突起部２１ａ〜２１ｄが設けられている。そして、各突起部２１ａ〜２１ｄは、フェライトコア１２の上面に形成された各スリット１３ａ〜１３ｄ内に挿入可能とされている。

そして、組み付け時には、伝熱冷却板１５の上板１６と、フェライトコア１２の上面が接するように伝熱冷却板１５をフェライトコア１２にかぶせる。この際、伝熱冷却板１５に形成された４個の突起部２１ａ〜２１ｄが、フェライトコア１２の上面に形成された４つのスリット１３ａ〜１３ｄに挿入される。

そして、上記のように伝熱冷却板１５をフェライトコア１２に接触させることにより、熱伝導特性の低いフェライトコア１２の内部に生じた熱を、突起部２１ａ〜２１ｄにより伝熱冷却板１５に効率良く伝達させることができる。また、伝熱冷却板１５の底板１９，２０は、トランス１１のケース等に接しているので、フェライトコア１２に生じた熱を、効率良くケース等に逃がすことができる。その結果、トランス１１の放熱特性を飛躍的に高めることが可能となる。

このように、第１実施形態に係る電子部品の放熱構造では、トランス１１のフェライトコア１２にスリット１３ａ〜１３ｄを設け、伝熱冷却板１５の上板１６に形成された突起部２１ａ〜２１ｄを各スリット１３ａ〜１３ｄ内に挿入する構成としているので、フェライトコア１２に生じた熱を効率良く伝熱冷却板１５に伝達することができ、フェライトコア１２の冷却効率を高めることができる。

また、スリット１３ａ〜１３ｄを、フェライトコア１２に生じる磁束方向に対して平行に形成するので、渦電流が生じることを抑制することができ、損失を最小にすることができる。

［第２実施形態の説明］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図２は、本発明の第２実施形態に係る放熱構造が採用されたトランス１１及び伝熱冷却板１５ａの構成を示す斜視図である。図２に示すトランス１１は、前述の図１に示したトランス１１と同様の構成を有しているので同一符号を付して構成説明を省略する。なお、図２では、電線１４の記載を省略している。

フェライトコア１２の上面、及び２つの側面に接するように、伝熱冷却板１５ａが設けられている。該伝熱冷却板１５ａは、第１実施形態と同様に、アルミニウムや銅等の平板形状の金属製板材をクランク形状に折り曲げた形状を成しており、フェライトコア１２の上面に接する上板１６ａと、フェライトコア１２の側面に接する側板１７，１８と、トランス１１を収納するケース（図示省略）等に接する底板１９，２０と、を有している。

上板１６ａの４つの隅部には、長方形状の開口部２３ａ〜２３ｄが形成されており、更に、各開口部２３ａ〜２３ｄには、平板形状の突起部材３１ａ〜３１ｄが挿入され、溶接等により固定されている。該突起部材３１ａ〜３１ｄは、フェライトコア１２の上面に形成された各スリット１３ａ〜１３ｄに挿入可能とされている。

そして、組み付け時には、伝熱冷却板１５ａの上板１６ａと、フェライトコア１２の上面が接するように伝熱冷却板１５ａをフェライトコア１２にかぶせる。この際、伝熱冷却板１５ａの４つの隅部に設けられた各突起部材３１ａ〜３１ｄが、フェライトコア１２の上面に形成された４つのスリット１３ａ〜１３ｄに挿入される。

そして、伝熱冷却板１５ａをフェライトコア１２に接触させることにより、熱伝導特性の低いフェライトコア１２の内部に生じた熱を、突起部材３１ａ〜３１ｄにより伝熱冷却板１５ａに効率良く伝達させることができる。また、伝熱冷却板１５ａの底板１９，２０は、トランス１１のケース等に接しているので、フェライトコア１２に生じた熱を、効率良くケース等に逃がすことができる。

このように、第２実施形態に係る電子部品の放熱構造では、トランス１１のフェライトコア１２にスリット１３ａ〜１３ｄを設け、伝熱冷却板１５ａの上板１６ａに設けた突起部材３１ａ〜３１ｄを各スリット１３ａ〜１３ｄ内に挿入する構成としているので、フェライトコア１２に生じた熱を効率良く伝熱冷却板１５ａに伝達することができ、フェライトコア１２の冷却効率を高めることが可能となる。また、伝熱冷却板１５ａの上板１６ａを切り欠かないので、伝熱冷却板１５ａの面積が減少することはなく、冷却効率を高い状態に維持することができる。

また、スリット１３ａ〜１３ｄを、フェライトコア１２に生じる磁束方向に対して平行に形成するので、渦電流が生じることを抑制することができ、損失を最小にすることができる。

［第３実施形態の説明］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図３は、本発明の第３実施形態に係る放熱構造が採用されたトランス１１及び伝熱冷却板１５ｂの構成を示す斜視図である。図３に示すトランス１１ａは、フェライトコア１２ａの上面の４つの隅に、それぞれ３個ずつの円形状の開口部４１ａ〜４１ｄ（切欠部）が形成されている。それ以外の構成は、図１、図２に示したトランス１１と同様である。なお、図３では、フェライトコア１２ａに巻回される電線１４（図１参照）の記載を省略している。

フェライトコア１２ａの上面、及び２つの側面に接するように、伝熱冷却板１５ｂが設けられている。該伝熱冷却板１５ｂは、第１、第２実施形態と同様に、アルミニウムや銅等の平板形状の金属製板材をクランク形状に折り曲げた形状を成しており、フェライトコア１２ａの上面に接する上板１６ｂと、フェライトコア１２ａの側面に接する側板１７，１８と、トランス１１ａを収納するケース（図示省略）等に接する底板１９，２０と、を有している。

伝熱冷却板１５ｂの上板１６ｂの４つの隅部には、円形状の開口部４５ａ〜４５ｄが形成されており、更に、各開口部４５ａ〜４５ｄには、円筒形状のピン４２ａ〜４２ｄ（突起部材）が挿入され、溶接等により固定されている。該ピン４２ａ〜４２ｄは、フェライトコア１２の上面に形成された各開口部４１ａ〜４１ｄに挿入可能とされている。

そして、組み付け時には、伝熱冷却板１５ｂの上板１６ｂと、フェライトコア１２ａの上面が接するように伝熱冷却板１５ｂをフェライトコア１２ａにかぶせる。この際、伝熱冷却板１５ｂの４つの隅部に設けられた各ピン４２ａ〜４２ｄが、フェライトコア１２ａの上面に形成された各開口部４１ａ〜４１ｄ内に挿入される。

そして、伝熱冷却板１５ｂをフェライトコア１２ａに接触させることにより、熱伝導特性の低いフェライトコア１２ａの内部に生じた熱を、ピン４２ａ〜４２ｄを経由して伝熱冷却板１５ｂに伝達させることができる。また、伝熱冷却板１５ｂの底板１９，２０は、トランス１１ａのケース等に接しているので、フェライトコア１２ａに生じた熱を、効率良くケース等に逃がすことができる。その結果、前述した第１、第２実施形態と同様に、トランス１１ａの放熱特性を高めることが可能となる。

このように、第３実施形態に係る電子部品の放熱構造では、トランス１１ａのフェライトコア１２ａに開口部４１ａ〜４１ｄを設け、伝熱冷却板１５ｂの上板１６ｂに設けたピン４２ａ〜４２ｄを各開口部４１ａ〜４１ｄ内に挿入する構成としているので、フェライトコア１２ａに生じた熱を効率良く伝熱冷却板１５ｂに伝達することができ、フェライトコア１２ａの冷却効率を高めることが可能となる。

以上、本発明の電子部品の放熱構造を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。

例えば、上述した各実施形態では、フェライトコア上面の、４つの隅部に隅部或いは開口部を形成する例について説明したが、本発明は４つに限定されるものではなく、少なくとも１つとすることができる。

１１，１１ａ トランス
１２，１２ａ フェライトコア
１３ａ〜１３ｄ スリット（切欠部）
１４ 電線
１５，１５ａ，１５ｂ 伝熱冷却板
１６，１６ａ，１６ｂ 上板
１７，１８ 側板
１９，２０ 底板
２１ａ〜２１ｄ 突起部
２３ａ〜２３ｄ 開口部
３１ａ〜３１ｄ 突起部材（突起部）
４１ａ〜４１ｄ 開口部（切欠部）
４２ａ〜４２ｄ ピン（突起部）
４５ａ〜４５ｄ 開口部

Claims (5)

1. トランス（１１，１１ａ）に生じる熱を放熱する放熱構造において、
   前記トランスに設けられたフェライトコア（１２，１２ａ）に接触する伝熱冷却板（１５，１５ａ，１５ｂ）を有し、
   前記フェライトコアには少なくとも一つの切欠部（１３ａ〜１３ｄ，４１ａ〜４１ｄ）が穿設され、
   前記伝熱冷却板は、前記切欠部に挿入する突起部（２１ａ〜２１ｄ，３１ａ〜３１ｄ，４２ａ〜４２ｄ）を有すること
   を特徴とする電子部品の放熱構造。
2. 前記切欠部は、長方形状のスリットであり、前記突起部は、前記伝熱冷却板の一部を折り曲げて形成されることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の放熱構造。
3. 前記切欠部は、長方形状のスリットであり、前記突起部は、前記伝熱冷却板に固定され、前記スリット内に挿入可能な平板形状を成す突起部材であることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の放熱構造。
4. 前記スリットは、前記フェライトコアに生じる磁束の方向と平行になるように形成されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の電子部品の放熱構造。
5. 前記切欠部は、円形状の開口部（４１ａ〜４１ｄ）であり、前記突起部は、前記伝熱冷却板に固定され、前記開口部に挿入可能な円筒形状をなすピン（４２ａ〜４２ｄ）であることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の放熱構造。

Images