JP5173951B2 - 磁気部品の冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、コアと、該コアを巻回する巻線部を有するコイルと、前記巻線部を埋封せしめる樹脂被覆部とを有する磁気部品が、ヒートシンクに取付けられる磁気部品の冷却装置に関する。

コイルが巻装された状態のコアの両端部が、ヒートシンクとして機能する台座上に取付けられる押圧部材および前記台座間に挟まれた状態で、台座、コア、コイルおよび固定部材が樹脂によって一体的にモールドされるようにしたリアクトル装置が、特許文献１で知られている。

特開２００４−９５５７０号公報

ところが、上記特許文献１で開示されたものでは、コアが、該コアに巻装されたコイルの巻線部の軸線を台座とほぼ平行として台座に取付けられているので、コイルの一部とヒートシンクとの間の距離が大きくなり、しかもコイルとヒートシンクとの間に熱伝導率が比較的低い樹脂層が存在するので、コイルのうち台座から遠い部分とヒートシンクとの間の熱伝達が良好であるとは言い難い。このためコイルの一部に発熱特異部が生じることになり、コイルの被覆の耐熱温度を高く設定せざるを得ない。またコイル全体およびヒートシンク間の熱伝達が良好ではないので、コイルの熱の大部分が、コイルからコアを介してヒートシンクに伝達されることになり、その結果、コアの温度上昇を招いている。このコアの温度上昇は、耐熱温度の低い材料たとえばフェライトをコアの材質として選択した場合には、特に問題となる。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、コイルおよびコアの温度上昇を抑制し得るようにした磁気部品の冷却装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、コアと、該コアを巻回する巻線部を有するコイルと、前記巻線部の少なくとも一部を埋封せしめる樹脂被覆部とを有する磁気部品が、ヒートシンクに取付けられる磁気部品の冷却装置において、前記巻線部の軸線と直交する平坦な取付け面が形成される前記ヒートシンクに、前記樹脂被覆部および前記コアを前記取付け面に当接させて前記磁気部品が取付けられ、前記樹脂被覆部に少なくとも一部が埋封されて前記取付け面に直接接触する金属製の放熱板が、前記巻線部の軸線方向で該巻線部と前記ヒートシンクとの間に在って、前記軸線と直交する投影面で見て前記放熱板の一部と前記巻線部の一部とが相互に重なり合うよう配置されることを第１の特徴とする。

また本発明は、コアと、該コアを巻回する巻線部を有するコイルと、前記巻線部の少なくとも一部を埋封せしめる樹脂被覆部とを有する磁気部品が、ヒートシンクに取付けられる磁気部品の冷却装置において、前記巻線部の軸線と直交する平坦な取付け面が形成される前記ヒートシンクに、前記樹脂被覆部および前記コアを前記取付け面に当接させて前記磁気部品が取付けられ、前記樹脂被覆部に少なくとも一部が埋封されて前記取付け面に直接接触する金属製の放熱板が、前記巻線部の一部を内部に入り込ませる開口部を有しており、前記放熱板の、前記開口部周辺の一部分は、前記巻線部の軸線方向で該巻線部と前記ヒートシンクとの間に在って、前記軸線と直交する投影面で見て前記巻線部の一部と重なり合うよう配置されることを第２の特徴とする。

本発明は、第１または第２の特徴の構成に加えて、前記放熱板に、前記取付け面に当接しつつ該取付け面に取付けられる取付け板部が、前記樹脂被覆部から突出するようにして一体に設けられることを第３の特徴とする。

本発明によれば、コイルの巻線部の軸線と直交するようにしてヒートシンクに形成される平坦な取付け面に、磁気部品の樹脂被覆部およびコアが当接されるので、コイルの巻線部の軸線がヒートシンクとほぼ平行になっている場合と比べて、コイル全体をヒートシンクに近づけることができる。しかもコイルのうち少なくとも巻線部を封入せしめる樹脂被覆部に、金属製の放熱板の少なくとも一部が埋封されるので、コイルで生じた熱が放熱板を介してヒートシンク側に伝達され易くなり、コイル全体の熱を平均して放熱板から放熱するようにしてコイルの一部に発熱特異部が生じることがないようにして、コイルの温度上昇を抑制し、さらにコアもヒートシンクに当接しているので、コイルからコアに伝わった熱を効率よくヒートシンクに伝達するようにしてコアの温度上昇を抑制することができる。その上、放熱板がヒートシンクに直接接触することで、ヒートシンク側への放熱をより促進することができる。

また本発明の第２の特徴によれば、コイル全体からの最適な放熱を実現することができる。

本発明の第３の特徴によれば、樹脂被覆部から突出するようにして放熱板に一体に設けられる取付け板部がヒートシンクの取付け面に当接しつつ該取付け面に取付けられるので、放熱板に、熱伝達機能と、樹脂被覆部すなわち磁気部品をヒートシンクに取付ける機能とを持たせることができる。

実施例１におけるトランスおよびヒートシンクの縦断面図である。 トランスおよびヒートシンクの斜視図である。 トランスおよびヒートシンクの分解斜視図である。 コイルおよび樹脂被覆部の斜視図である。 実施例２の図１に対応した縦断面図である。 図５の６−６線断面図である。 図５の７−７線断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図１〜図７を参照しながら説明する。

本発明の実施例１について図１〜図４を参照しながら説明するが、先ず図１〜図３において、磁気部品である２相のトランスが、該トランスで生じる熱を冷却するためにヒートシンク１１に取付けられる。

前記トランスは、第１および第２コア半体２５，２６が連接されて成るコア１２と、該コア１２を巻回する巻線部１３ａ，１４ａをそれぞれ有する一対のコイル１３，１４と、両コイル１３，１４の巻線部１３ａ，１４ａおよび前記コア１２間に介装される第１および第２ボビン１５，１６と、前記両コイル１３，１４の巻線部１３ａ，１４ａを共通に埋封せしめる樹脂被覆部１７とを有し、コア１２を覆うカバー部材１８で前記ヒートシンク１１に取付けられる。

前記両コイル１３，１４は、それらのコイル１３，１４の巻線部１３ａ，１４ａを同軸上に配置して上下に配列されて成り、一方の巻線部１３ａの両端に連なる第１および第２端子１９，２０と、他方の巻線部１４ａの両端に連なる第３および第４端子２１，２２とが、第２および第３端子２０，２１を上下に重ねつつ前記両巻線部１３ａ，１４ａの同一側方に突出される。

図４を併せて参照して、前記樹脂被覆部１７は、前記両コイル１３，１４の両側で上下に平行に延びる一対の壁部分１７ａ，１７ｂと、両壁部分１７ａ，１７ｂ間を結ぶ架橋部分１７ｃとを有して、前記両巻線部１３ａ，１４ａを埋封するように形成されるものであり、第１〜第４端子１９〜２２は、一方の壁部分１７ａから側方に突出され、前記架橋部分１７ｃには、前記両巻線部１３ａ，１４ａと同軸の挿通孔２３が形成される。

第１ボビン１５は、前記挿通孔２３内に挿通される円筒部１５ａと、前記樹脂被覆部１７における架橋部分１７ｃの上端に当接されるようにして前記円筒部１５ａの一端に連なる鍔部１５ｂとを一体に有するように形成される。また第２ボビン１６は、前記挿通孔２３に対応した円形の開口部２４を中央部に有して平板状に形成されており、前記樹脂被覆部１７における架橋部分１７ｃの下端に当接され、第２ボビン１６における開口部２４の周縁には第１ボビン１５における円筒部１５ａの他端が当接される。しかも架橋部分１７ｃの上端および第１ボビン１５の鍔部１５ｂとは、相互の位置決めを確実にするように形成されており、前記架橋部分１７ｃの下端および第２ボビン１６も、相互の位置決めを確実にするように形成される。

前記コア１２を相互に構成する第１および第２コア半体２５，２６のうち第１コア半体２５は、前記樹脂被覆部１７の両壁部分１７ａ，１７ｂ間で第１ボビン１５の鍔部１５ｂに当接する第１平板部２５ａと、第１ボビン１５の円筒部１５ａ内に嵌入するようにして第１平板部２５ａから直角に突出する第１突部２５ｂと、第１平板部２５ａの両端に直角に連なるとともに前記樹脂被覆部１７における架橋部分１７ｃの上端部両側に係合する一対の第１係合突部２５ｃ，２５ｃとを一体に有する。また第２コア半体２６は、前記樹脂被覆部１７の両壁部分１７ａ，１７ｂ間で第２ボビン１６に当接する第２平板部２６ａと、第２ボビン１６の開口部２４から第１ボビン１５の円筒部１５ａ内に嵌入するようにして第２平板部２６ａから直角に突出する第２突部２６ｂと、第２平板部２６ａの両端に直角に連なるとともに前記樹脂被覆部１７における架橋部分１７ｃの下端部両側に係合する一対の第２係合突部２６ｃ，２６ｃとを一体に有する。而して第１コア半体２５の第１突部２５ｂおよび第２コア半体２６の第２突部２６ｂは、第１ボビン１５における円筒部１５ａ内で相互に当接する。

前記カバー部材１８は、ヒートシンク１１側に向けて開口した略Ｕ字状に形成されるカバー主部１８ａと、該カバー主部１８ａの開口端に直角に連なって側方に張り出す一対の取付け鍔部１８ｂ，１８ｂとを一体に有するように形成される。而して第１および第２ボビン１５，１６を介して樹脂被覆部１７に装着された状態にある第１および第２コア半体２５，２６は、樹脂被覆部１７の両壁部分１７ａ，１７ｂ間でカバー部材１８の前記カバー主部１８ａで覆われることになる。

一方、ヒートシンク１１は、平坦な取付け面１１ａを有しており、前記樹脂被覆部１７に第１および第２ボビン１５，１６を介して装着された状態にある第１および第２コア半体２５，２６を覆うカバー部材１８の両取付け鍔部１８ｂ…が、一対ずつのボルト２７，２７…によって前記取付け面１１ａに締結され、それにより、前記両コイル１３，１４が備える巻線部１３ａ，１４ａの軸線を前記取付け面１１ａと直交させるようにしたトランスが、樹脂被覆部１７およびコア１２を取付け面１１ａに当接させた状態でヒートシンク１１に取付けられることになる。

しかも前記樹脂被覆部１７の両壁部分１７ａ，１７ｂには、金属製である放熱板２８，２８の少なくとも一部がそれぞれ埋封される。この実施例では、前記両コイル１３，１４の巻線部１３ａ，１４ａおよびヒートシンク１１間に配置されるようにして一対の放熱板２８，２８の大部分が前記両壁部分１７ａ，１７ｂの下部に埋封されており、それらの放熱板２８…は、ヒートシンク１１の前記取付け面１１ａに直接接触するようにして前記樹脂被覆部１７の両壁部分１７ａ，１７ｂに埋封される。而して、図１，２からも明らかなように、前記放熱板２８，２８は、巻線部１３ａ，１４ａの軸線と直交する投影面で見て放熱板２８，２８の一部と巻線部１３ａ，１４ａの一部とが相互に重なり合うよう配置される。

さらに放熱板２８には、前記樹脂被覆部１７の壁部分から突出する一対の取付け板部２８ａ，２８ａが一体に設けられており、それらの取付け板部２８ａ…は、ヒートシンク１１の取付け面１１ａに当接しつつ該取付け面１１ａにボルト２９…によってそれぞれ取付けられる。

次にこの実施例１の作用について説明すると、第１および第２コア半体２５，２６が連接されて成るコア１２と、該コア１２を巻回する巻線部１３ａ，１４ａをそれぞれ有する一対のコイル１３，１４と、両コイル１３，１４の巻線部１３ａ，１４ａおよび前記コア１２間に介装される第１および第２ボビン１５，１６と、前記両コイル１３，１４の巻線部１３ａ，１４ａを共通に埋封せしめる樹脂被覆部１７とを有するトランスが、巻線部１３ａ，１４ａの軸線と直交する平坦な取付け面１１ａが形成されるヒートシンク１１に、樹脂被覆部１７およびコア１２を取付け面１１ａに当接させるようにして取付けられるので、コイル１３，１４の巻線部１３ａ，１４ａの軸線がヒートシンク１１とほぼ平行になっている場合と比べて、コイル１３，１４全体をヒートシンク１１に近づけることができる。

しかも樹脂被覆部１７に、金属製の放熱板２８…の少なくとも一部が埋封されるので、コイル１３，１４で生じた熱が放熱板２８…を介してヒートシンク１１側に伝達され易くなり、コイル１３，１４全体の熱を平均して放熱板２８…から放熱するようにしてコイル１３，１４の一部に発熱特異部が生じることがないようにして、コイル１３，１４の温度上昇を抑制し、さらにコア１２もヒートシンク１１に当接しているので、コイル１３，１４からコア１２に伝わった熱を効率よくヒートシンク１１に伝達するようにしてコア１２の温度上昇を抑制することができる。

また放熱板２８…が、ヒートシンク１１の取付け面１１ａに直接接触するようにして樹脂被覆部１７に埋封されるので、ヒートシンク１１側への放熱をより促進することができる。

さらに放熱板２８…には、ヒートシンク１１の取付け面１１ａに当接しつつ該取付け面１１ａに取付けられる取付け板部２８ａ、２８ａ…が、樹脂被覆部１７の壁部分１７ａ，１７ｂから突出するようにして一体に設けられるので、放熱板２８…に、熱伝達機能と、樹脂被覆部１７すなわち磁気部品をヒートシンク１１に取付ける機能とを持たせることができる。

図５〜図７を参照しながら本発明の実施例２について説明するが、上述の実施例１に対応する部分には同一の参照符号を付して図示するのみとし、詳細な説明を省略する。

樹脂被覆部１７における壁部分１７ａ，１７ｂには、両コイル１３，１４の巻線部１３ａ，１４ａを両側から挟む一対の金属製の放熱板３０，３１の少なくとも一部が埋封されており、それらの放熱板３０，３１に一体に設けられて前記壁部分１７ａ，１７ｂから突出する取付け板部３０ａ，３０ａ；３１ａ，３１ａが、ヒートシンク１１の取付け面１１ａに当接しつつ該取付け面１１ａにボルト２９，２９…で取付けられる。

しかも前記両放熱板３０，３１は、少なくとも前記巻線部１３ａ，１４ａの軸線方向で該巻線部１３ａ，１４ａを両側から挟むように形成されるものであり、一方の放熱板３０は、前記両コイル１３，１４の巻線部１３ａ，１４ａの一部を配置するとともにそれらの巻線部１３ａ，１４ａの両端に連なる第１〜第４端子１９〜２２を側方に突出させるための開口部３２を有し、前記両巻線部１３ａ，１４ａの一側を取り囲むように形成され、他方の放熱板３１は、前記両コイル１３，１４の巻線部１３ａ，１４ａの一部を配置する開口部３３を有し、前記両巻線部１３ａ，１４ａの他側を取り囲むように形成される。

この実施例２によれば、金属製の放熱板３０，３１が、少なくともコイル１３，１４における巻線部１３ａ，１４ａの軸線方向で該巻線部１３ａ，１４ａを両側から挟むように形成されており、特に両巻線部１３ａ，１４ａの一側および他側を取り囲むように放熱板３０，３１が形成されるので、コイル１３，１４全体からの最適な放熱を実現することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

たとば上記実施の形態では磁気部品として２相のトランスを取り上げて説明したが、本発明は２相のトランスに限定されるものではなく、コアと、該コアを巻回する巻線部を有するコイルと、前記巻線部を埋封せしめる樹脂被覆部とを有する磁気部品に関連して広く実施することができる。

１１・・・ヒートシンク
１１ａ・・・取付け面
１２・・・コア
１３，１４・・・コイル
１３ａ，１４ａ・・・巻線部
１７・・・樹脂被覆部
２８，３０，３１・・・放熱板
２８ａ，３０ａ，３１ａ・・・取付け板部

Claims (4)

1. コア（１２）と、該コア（１２）を巻回する巻線部（１３ａ，１４ａ）を有するコイル（１３，１４) と、前記巻線部（１３ａ，１４ａ）の少なくとも一部を埋封せしめる樹脂被覆部（１７）とを有する磁気部品が、ヒートシンク（１１）に取付けられる磁気部品の冷却装置において、
   前記巻線部（１３ａ，１４ａ）の軸線と直交する平坦な取付け面（１１ａ）が形成される前記ヒートシンク（１１）に、前記樹脂被覆部（１７）および前記コア（１２）を前記取付け面（１１ａ）に当接させて前記磁気部品が取付けられ、
   前記樹脂被覆部（１７）に少なくとも一部が埋封されて前記取付け面（１１ａ）に直接接触する金属製の放熱板（２８）が、前記巻線部（１３ａ，１４ａ）の軸線方向で該巻線部（１３ａ，１４ａ）と前記ヒートシンク（１１）との間に在って、前記軸線と直交する投影面で見て前記放熱板（２８）の一部と前記巻線部（１３ａ，１４ａ）の一部とが相互に重なり合うよう配置されることを特徴とする磁気部品の冷却装置。
2. コア（１２）と、該コア（１２）を巻回する巻線部（１３ａ，１４ａ）を有するコイル（１３，１４) と、前記巻線部（１３ａ，１４ａ）の少なくとも一部を埋封せしめる樹脂被覆部（１７）とを有する磁気部品が、ヒートシンク（１１）に取付けられる磁気部品の冷却装置において、
   前記巻線部（１３ａ，１４ａ）の軸線と直交する平坦な取付け面（１１ａ）が形成される前記ヒートシンク（１１）に、前記樹脂被覆部（１７）および前記コア（１２）を前記取付け面（１１ａ）に当接させて前記磁気部品が取付けられ、
   前記樹脂被覆部（１７）に少なくとも一部が埋封されて前記取付け面（１１ａ）に直接接触する金属製の放熱板（３０，３１）が、前記巻線部（１３ａ，１４ａ）の一部を内部に入り込ませる開口部（３２，３３）を有しており、
   前記放熱板（３０，３１）の、前記開口部（３２，３３）周辺の一部分は、前記巻線部（１３ａ，１４ａ）の軸線方向で該巻線部（１３ａ，１４ａ）と前記ヒートシンク（１１）との間に在って、前記軸線と直交する投影面で見て前記巻線部（１３ａ，１４ａ）の一部と重なり合うよう配置されることを特徴とする磁気部品の冷却装置。
3. 前記放熱板（２８，３０，３１）に、前記取付け面（１１ａ）に当接しつつ該取付け面（１１ａ）に取付けられる取付け板部（２８ａ，３０ａ，３１ａ）が、前記樹脂被覆部（１７）から突出するようにして一体に設けられることを特徴とする請求項１または２記載の磁気部品の冷却装置。
4. 前記放熱板（３０，３１）が、少なくとも前記巻線部（１３ａ，１４ａ）の軸線方向で該巻線部（１３ａ，１４ａ）を両側から挟むように形成されることを特徴とする請求項１記載の磁気部品の冷却装置。

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