JP2016129187A - Heat spreader and heat radiation structure of transformer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヒートスプレッダ及びトランスの放熱構造に関する。 The present invention relates to a heat spreader and a heat dissipation structure for a transformer.
トランスの使用時にトランスが発する熱を効率よく放熱することが求められている。たとえば特許文献1には、トランスをケースに固定するための第1のブランケットと、トランスと第1のブランケットとの間に配されケースへの放熱経路となる第2のブランケットとを備えた発熱電子部品の取付け構造が開示されている。
It is required to efficiently dissipate heat generated by the transformer when the transformer is used. For example,
特許文献1に開示された技術では、放熱のための第2のブランケットをケースに固定しようとすると、トランスの寸法のばらつき(公差)によって、トランスに対して第2のブランケットを密着させられない虞がある。
In the technique disclosed in
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、トランスの寸法の公差を吸収しつつ放熱経路を構成することができるヒートスプレッダ及びトランスの放熱構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a heat spreader and a heat dissipation structure of a transformer that can constitute a heat dissipation path while absorbing tolerances of the dimensions of the transformer.
この課題を解決するために、本発明のヒートスプレッダは、トランスの外面に対して押圧部材により押圧される被押圧部と、前記被押圧部の面に対して交差する方向に延びる面を有して前記被押圧部に繋がる補強部と、前記トランスを取り付ける対象物と前記トランスとを熱的に接続するために前記被押圧部に繋がり前記対象物に固定可能な固定部と、を有し、前記被押圧部と前記補強部と前記固定部とは、熱伝導性を有し塑性変形可能な板状部材が曲げ加工されることにより一体に形成されていることを特徴とする。 In order to solve this problem, the heat spreader of the present invention has a pressed portion pressed by the pressing member against the outer surface of the transformer, and a surface extending in a direction intersecting the surface of the pressed portion. A reinforcing portion connected to the pressed portion, and a fixing portion that is connected to the pressed portion and can be fixed to the target in order to thermally connect the object to which the transformer is attached and the transformer, The pressed portion, the reinforcing portion, and the fixing portion are integrally formed by bending a plate member that has thermal conductivity and can be plastically deformed.
また、本発明のトランスの放熱構造は、前記ヒートスプレッダと、前記押圧部材と、を備えていることを特徴とする。 The transformer heat dissipation structure of the present invention includes the heat spreader and the pressing member.
本発明によれば、固定部が塑性変形可能なのでトランスの寸法のばらつきが固定部において吸収され、さらに、被押圧部が補強部により平面状態に維持されるのでトランスの外面に被押圧部が密着する。そのため、トランスの寸法の公差を吸収しつつ放熱経路を構成することができる。 According to the present invention, since the fixing portion can be plastically deformed, variations in the dimensions of the transformer are absorbed in the fixing portion, and the pressed portion is maintained in a flat state by the reinforcing portion, so that the pressed portion is in close contact with the outer surface of the transformer. To do. Therefore, the heat radiation path can be configured while absorbing the tolerance of the dimensions of the transformer.
以下、図1〜7を参照して本発明の一実施形態について説明する。
図1に示すように、本実施形態のトランスの放熱構造10(以下、単に「放熱構造10」と呼ぶ。)は、トランスボビン2にトランスコア3が取り付けられた状態のトランス1に対して、トランスコア3の外面(本実施形態では上面3a及び側面3b)に接する状態で取り付けられる。トランスコア3の形状は特に限定されないが、本実施形態では、略直方体状で内部にトランスボビン2を配置可能な空間を有するトランスコア3を例示する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the transformer heat dissipation structure 10 (hereinafter simply referred to as “
本実施形態の放熱構造10は、ヒートスプレッダ11と、押圧部材18とを備えている。
The
図2,図3及び図5に示すヒートスプレッダ11は、熱伝導性を有する部材であり、被押圧部12と、補強部13と、固定部14とを有している。被押圧部12、補強部13、及び固定部14は、塑性変形可能な板状部材が曲げ加工されることにより一体に形成されている。ヒートスプレッダ11は、押圧部材18よりも熱伝導性に優れている。ヒートスプレッダ11の材質は、熱伝導性に優れた材質が選択されることが好ましい。たとえば、塑性変形可能で熱伝導性を有する材質の一例として、本実施形態のヒートスプレッダ11はアルミニウムや銅製である。
The
被押圧部12は、押圧部材18によって押圧されることによりトランス1の外面(本実施形態ではトランスコア3の外面)に押し付けられる平板状に形成されている。被押圧部12は平面視で長方形状をなしている。被押圧部12の外面のうちトランスコア3の外面に対向する面12eは、トランスコア3の外面に倣った面構造を有する。被押圧部12の面構造は、トランスコア3の外面(上面3a)の形状に応じて、平面であってもよいし凹凸を有していてもよい。
The pressed
補強部13は、長方形状の被押圧部12の一辺12aに繋がって形成された第一補強部13aと、第一補強部13aが形成された一辺12aの対辺12bに繋がって形成された第二補強部13bとを有している。第一補強部13aと第二補強部13bとは互いに離間した位置に配されている。第一補強部13a及び第二補強部13bは、板状をなす被押圧部12の面に対して交差する方向(本実施形態では垂直)に突出し、被押圧部12の一辺12a及びその対辺12bに沿って延びる平板状をなしている。
第一補強部13a及び第二補強部13bは、ヒートスプレッダ11を構成する板状部材が被押圧部12に対して直角に曲げ加工されることによって形成されている。なお、第一補強部13a及び第二補強部13bは、ヒートスプレッダ11を構成する板状部材に対するビーディングやカール曲げにより形成されていてもよい。
The reinforcing
The
固定部14は、平面視長方形状の被押圧部12の四辺のうち補強部13が形成された二辺12a,12bとは異なる一辺12cに設けられた第一固定部14aと、第一固定部14aが設けられた一辺12cの対辺12dに設けられた第二固定部14bとを有している。
第一固定部14a及び第二固定部14bは、それぞれ、折り曲げ部15(第一折り曲げ部15a,第二折り曲げ部15b)と、座部16(第一座部16a,第二座部16b)とを有している。
The
The first
第一固定部14aの第一折り曲げ部15aは、被押圧部12に対して所定の角度をなして傾斜して被押圧部12に繋がる第一傾斜部15Aaと、第一傾斜部15Aaに対して所定の角度をなして傾斜して第一傾斜部15Aaと第一座部16aとを繋ぐ第一連結部15Baとを有している。
The
第一傾斜部15Aaは、被押圧部12がトランスコア3の外面に接している状態において、トランスコア3との間に隙間を生じさせるように、被押圧部12に対して傾斜している。本実施形態では第一傾斜部15Aaが平板状に形成されている。
The first
第一連結部15Baは、被押圧部12に対して直角(略直角を含む)となる平板状をなしている。被押圧部12及び第一連結部15Baの向きの関係は、トランスコア3の外面形状に基づいて、被押圧部12と第一連結部15Baとが共にトランスコア3の外面(本実施形態では図3に示す上面3a及び側面3b)に倣った面となる関係とされる。第一連結部15Baと第一傾斜部15Aaとが接続されている部分は、鋭角に屈曲されている。第一連結部15Baと第一傾斜部15Aaとの接続部分15Cの近傍は、被押圧部12がトランスコア3に接触するように放熱構造10がトランスコア3に固定される過程で塑性変形可能である。本実施形態では、放熱構造10がトランスコア3に固定された状態で第一連結部15Baと第一傾斜部15Aaとが直角となる程度までの大きさのトランスコア3に対して、被押圧部12を好適にトランスコア3の外面に密着させることができる。
ヒートスプレッダ11がトランス1に対して取り付けられたときに、第一折り曲げ部15aは、第一傾斜部15Aaと第一連結部15Baとによって、トランスコア3の外面に沿って曲げられた状態となる。
The first connecting portion 15Ba has a flat plate shape that is perpendicular to the pressed portion 12 (including a substantially right angle). Based on the shape of the outer surface of the
When the
第一固定部14aの第一座部16aは、第一連結部15Baに対して傾斜して(本実施形態では直角に)延びる板状に形成されている。第一座部16aの形状は、図示例のような平板状に限らず、ケース30の形状に対応して適宜決められてよい。第一座部16aには、第一座部16aとケース30とを連結するためのネジ25が挿通される第一ネジ孔17aが形成されている。
The
第二固定部14bは、上記した第一固定部14aと同様の構成(第二折り曲げ部15b,第二傾斜部15Ab,第二連結部15Bb,第二座部16b,第二ネジ孔17b)を有している。
The
図2,図3,及び図4に示すように、押圧部材18は、ばね性を有する部材であり、押圧体19と、固定構造20とを有している。押圧体19及び固定構造20は、弾性変形可能な板状部材が曲げ加工される、あるいは塑性変形可能な板状部材が曲げ加工されたのちにばね性が付与されることにより、一体に形成されている。押圧部材18は、ヒートスプレッダ11よりもばね性に優れている。
押圧部材18の材質は、被押圧部12に対して所定の押圧力をかけることができ、放熱構造10がトランス1に取り付けられて使用される条件下での熱や振動に対するへたりの少ない材質が選択されることが好ましい。押圧部材18の材質の一例として、本実施形態の押圧部材18はベーナイト鋼やステンレス鋼製である。
As shown in FIGS. 2, 3, and 4, the
The material of the pressing
押圧体19は、放熱構造10がトランス1に取り付けられた状態でトランスコア3に向かって凸となるように湾曲した平面視長方形状の板状部である。押圧体19は、外力がかかっていない状態では湾曲しており、第一補強部13aと第二補強部13bとの間の被押圧部12をトランスコア3側へと押圧する際に、トランスコア3の寸法に応じて押し返されて弾性変形する。
The
固定構造20は、平面視長方形状をなす押圧体19の一辺19aに繋がって設けられた第一固定構造20aと、第一固定構造20aが設けられた一辺19aの対辺19bに繋がって設けられた第二固定構造20bとを有している。
第一固定構造20aは、ケース30に押圧体19を固定するために押圧体19に繋がる板状の第一接続部20Aaと、第一接続部20Aaと繋がりケース30へのネジ固定用の第一ネジ孔21aが形成された平板状の第一固定座20Baとを有している。
第二固定構造20bは、第一固定構造20aと同様の構成(第二接続部20Ab及び第二固定座20Bb)を有している。第二固定構造20bの第二固定座20Bbには、第一固定座20Baと同様にネジ孔(第二ネジ孔21b)が形成されている。
The fixing
The
The
図1に示すように、ケース30は、本実施形態のトランス1が取り付けられる対象物である。ケース30は、トランス1が発する熱が伝わりこの熱を拡散させることが可能な熱伝導性構造体である。ケース30の材質はたとえば金属である。図2及び図3に示すように、ケース30には、第一座部16a及び第一固定座20Baをケース30に固定するためのネジ25がねじ込まれる第一雌ネジ部31と、第二座部16b及び第二固定座をケース30に固定するためのネジ26がねじ込まれる第二雌ネジ部32とが形成されている。
As shown in FIG. 1, the
本実施形態の放熱構造10の作用について説明する。
トランス1に対する放熱構造10の取り付け時には、図1及び図7に示すように、ヒートスプレッダ11と押圧部材18とが重ねられた状態で、ヒートスプレッダ11と押圧部材18とがケース30に対してネジ25,26により共締め固定される。ヒートスプレッダ11と押圧部材18とが重ねられた状態では、ヒートスプレッダ11の第一補強部13aと第二補強部13bとの間に押圧部材18の押圧体19が配され、ヒートスプレッダ11の被押圧部12の中央近傍に押圧体19が接触している。さらに、第一座部16aの第一ネジ孔17a及び第一固定座20Baの第一ネジ孔21aは互いに同軸をなしている(図2参照)。また、同様にして、第二座部16bの第二ネジ孔17b及び第二固定座の第二ネジ孔21bは互いに同軸をなしている。
The operation of the
When the
ヒートスプレッダ11の被押圧部12は、押圧部材18がケース30に取り付けられることにより、押圧部材18の押圧体19によってトランスコア3に押し付けられる。また、被押圧部12は、その中央近傍が押圧体19によって押されても、第一補強部13a及び第二補強部13bによって平板状に維持される。このため、被押圧部12は、トランスコア3の外面に対して平面で密着する。
The pressed
第一傾斜部15Aa及び第二傾斜部15Abとトランスコア3の外面との間に生じる隙間の大きさは、トランスコア3の寸法の公差に応じて異なる。たとえば被押圧部12の面に垂直な方向におけるトランスコア3の寸法が公差の上限付近であると、例えば図6に二点鎖線で示すように、第二傾斜部15Abと被押圧部12との傾斜角度は小さくなり、第二傾斜部15Abとトランスコア3との間の隙間は小さくなる。逆に、被押圧部12の面に垂直な方向におけるトランスコア3の寸法が公差の下限付近であると、第二傾斜部15Abと被押圧部12との傾斜角度は大きくなり、第二傾斜部15Abとトランスコア3との隙間は小さくなる。第一傾斜部15Aaについても同様である。
すなわち、本実施形態において折り曲げ部15に傾斜部15A(第一傾斜部15Aa,第二傾斜部15Ab)が形成されていることにより、トランスコア3の寸法の公差によらず被押圧部12をトランスコア3の外面に接触させることができる。傾斜部15Aの傾斜角度は、トランスコア3に許容される寸法の公差に基づいて、公差の範囲内で最大のトランスコア3の上面3aと傾斜部15Aとの間に隙間が生じる程度の角度に設定されてよい。
The size of the gap formed between the first inclined portion 15Aa and the second inclined portion 15Ab and the outer surface of the
In other words, in the present embodiment, the
図7に示すように、被押圧部12がトランスコア3の外面に密着していることにより、トランス1の動作時にトランス1が発する熱は、トランスコア3を介して被押圧部12に伝わる。被押圧部12に伝わった熱は、被押圧部12から第一折り曲げ部15a及び第二折り曲げ部15bへとさらに伝わり、さらに第一座部16a及び第二座部16bへと伝わる。第一座部16a及び第二座部16bはネジ25,26によりケース30に密着状態で固定されているので、第一折り曲げ部15a及び第二折り曲げ部15bから第一座部16a及び第二座部16bへと伝わった熱はケース30へと放熱される。
また、トランス1から被押圧部12へ伝わった熱の一部は、押圧部材18の押圧体19にも伝わる(図7に示す放熱経路X)。
本実施形態では、被押圧部12が押圧部材18によってトランス1に密着し、固定部14がケース30に固定されることで、トランス1とケース30とがヒートスプレッダ11により熱的に接続され、図7に示す放熱経路Y1,Y2が構成される。
As shown in FIG. 7, since the pressed
Further, a part of the heat transmitted from the
In the present embodiment, the pressed
本実施形態の放熱構造10では、トランス1が発する熱をケース30へと拡散させる機能をヒートスプレッダ11が有し、ヒートスプレッダ11をトランスコア3に密着させる機能を押圧部材18が有している。さらに、ヒートスプレッダ11はトランスコア3の寸法の公差を吸収するように塑性変形可能である。その結果、本実施形態の放熱構造10は、トランス1の寸法の公差を吸収しつつ放熱経路を構成することができる。
In the
さらに、本実施形態では、押圧部材18が、塑性変形可能なヒートスプレッダ11を介してトランスコア3を押圧している。このため、押圧部材18によってトランスコア3にかかる押圧力は、ヒートスプレッダ11によって分散されてトランスコア3に伝わる。その結果、トランスコア3に局所的な押圧力がかかりにくく、トランスコア3が割れにくい。すなわち、本実施形態ではトランスコア3の保護を図ることができる。
Furthermore, in this embodiment, the pressing
さらに、本実施形態では、被押圧部12が補強部13を有しているため、押圧部材18の押圧体19が被押圧部12の中央近傍を押圧しても被押圧部12を平板状に維持できる。その結果、被押圧部12が押圧体19に押されて湾曲形状に塑性変形されるなどの歪みが起こりにくく、ヒートスプレッダ11とトランスコア3との接触面積を広く確保することができる。
Furthermore, in this embodiment, since the pressed
また、本実施形態ではトランスコア3の上面3aに対して隙間を有する第一傾斜部15Aa及び第二傾斜部15Abが設けられていることにより、トランスコア3の上面3aから被押圧部12へと伝わった熱が折り曲げ部15を介して再びトランスコア3の上面3aへ戻ることによる熱のこもりを防ぐことができる。
In the present embodiment, the first inclined portion 15Aa and the second inclined portion 15Ab having a gap with respect to the
また、熱伝導性に優れ塑性変形可能なヒートスプレッダ11と、ヒートスプレッダ11よりも熱伝導性が低いがばね性に優れる押圧部材18との組み合わせにより放熱構造10が構成されているので、熱伝導性に優れ且つばね性に優れる材料が採用される場合と比較して低コストとすることができる。
Moreover, since the
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.
1 トランス
2 トランスボビン
3 トランスコア
10 放熱構造
11 ヒートスプレッダ
12 被押圧部
13 補強部
14 固定部
15 折り曲げ部
16 座部
17a 第一ネジ孔
17b 第二ネジ孔
18 押圧部材
19 押圧体
20 固定構造
20a 第一固定構造
20Aa 第一接続部
20Ba 第一固定座
20b 第二固定構造
20Ab 第二接続部
20Bb 第二固定座
21a 第一ネジ孔
21b 第二ネジ孔
25,26 ネジ
30 ケース
31 第一雌ネジ部
32 第二雌ネジ部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記被押圧部の面に対して交差する方向に延びる面を有して前記被押圧部に繋がる補強部と、
前記トランスを取り付ける対象物と前記トランスとを熱的に接続するために前記被押圧部に繋がり前記対象物に固定可能な固定部と、を有し、
前記被押圧部と前記補強部と前記固定部とは、熱伝導性を有し塑性変形可能な板状部材が曲げ加工されることにより一体に形成されている
ことを特徴とするヒートスプレッダ。 A pressed portion pressed by a pressing member against the outer surface of the transformer;
A reinforcing portion having a surface extending in a direction intersecting the surface of the pressed portion and connected to the pressed portion;
A fixing part that is connected to the pressed part and can be fixed to the object in order to thermally connect the object to which the transformer is attached and the transformer;
The pressed part, the reinforcing part, and the fixing part are integrally formed by bending a plate member having heat conductivity and plastic deformation. The heat spreader.
前記トランスの外面に沿って前記被押圧部に対して曲げられた折り曲げ部と、
前記対象物に対してねじ止めにより固定するためのネジ孔が形成された座部と、
を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のヒートスプレッダ。 The fixing part is
A bent portion bent with respect to the pressed portion along the outer surface of the transformer;
A seat part formed with a screw hole for fixing to the object by screwing;
The heat spreader according to claim 1 or 2, characterized by comprising:
前記押圧部材と、を備え、
前記押圧部材は、
前記被押圧部に接するばね性の押圧体と、
前記押圧体と繋がり前記対象物に固定可能な固定構造と、有し、
前記固定構造は、
前記ヒートスプレッダに前記押圧部材が組み付けられた状態で前記座部のネジ孔と同軸をなすネジ孔が形成され前記座部に重ねられる平板状の固定座を有し、
前記座部は前記固定座と前記対象物との間に挟まれた状態で前記対象物にねじ止めにより固定可能である
ことを特徴とするトランスの放熱構造。 A heat spreader according to claim 3;
The pressing member,
The pressing member is
A spring-like pressing body in contact with the pressed portion;
A fixing structure connected to the pressing body and fixable to the object;
The fixing structure is
A screw-shaped hole that is coaxial with the screw hole of the seat part is formed in a state where the pressing member is assembled to the heat spreader, and has a flat plate-like fixed seat that is superimposed on the seat part,
The heat dissipation structure for a transformer, wherein the seat portion can be fixed to the object by screwing in a state of being sandwiched between the fixed seat and the object.
前記押圧部材と、
を備えていることを特徴とするトランスの放熱構造。 The heat spreader according to any one of claims 1 to 3,
The pressing member;
A heat dissipation structure for a transformer, characterized by comprising:
前記押圧部材は前記ヒートスプレッダよりもばね性に優れる
請求項4から6に記載のトランスの放熱構造。 The heat spreader has better thermal conductivity than the pressing member,
The heat dissipation structure for a transformer according to claim 4, wherein the pressing member is more springy than the heat spreader.
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