JPWO2020090735A1

JPWO2020090735A1 - 耐電圧熱伝導性部材および耐電圧熱伝導構造

Info

Publication number: JPWO2020090735A1
Application number: JP2020553890A
Authority: JP
Inventors: 均安藤
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Priority date: 2018-11-02
Filing date: 2019-10-28
Publication date: 2021-09-30
Anticipated expiration: 2039-10-28
Also published as: WO2020090735A1; JP7162073B2

Abstract

【課題】熱発生源と冷却部材との間に電圧破壊値の高い絶縁性および熱伝導性の高い部材を安定的に配置させて、熱発生源からの速やかなる放熱と高耐電圧性の実現を行わせる。【解決手段】本発明は、熱発生源と冷却部材との間に配置される部材であって、第１ゴム部材２と、第１ゴム部材２より大きな平面積を有する第２ゴム部材３とを固定して成り、第１ゴム部材２は、熱発生源からの熱を伝導可能であって熱発生源との絶縁性を確保可能な部材であり、第２ゴム部材３は、熱発生源から第１ゴム部材２を伝導してきた熱を冷却部材に伝導可能で、冷却部材との絶縁性を確保可能であって、かつ第１ゴム部材２よりもゴム硬度の高い部材である耐電圧熱伝導性部材１、および当該部材１を備える耐電圧熱伝導構造に関する。【選択図】図１

Description

クロスリファレンス

本出願は、２０１８年１１月２日に日本国において出願された特願２０１８−２０７３３６に基づき優先権を主張し、当該出願に記載された内容は、本明細書に援用する。また、本願において引用した特許、特許出願及び文献に記載された内容は、本明細書に援用する。

本発明は、耐電圧熱伝導性部材および耐電圧熱伝導構造に関する。

最近、ガソリンや軽油を燃料とする自動車から、エンジンと電気モータとを動力源とするハイブリッドカーおよび電気モータを動力源とする電気自動車への転換が進んでいる。ハイブリッドカーや電気自動車の場合、電気モータを使用し、６００〜７００Ｖの高電圧を必要とすると共に、リチウムイオン電池などの二次電池を使用する。一方、ライトやカーナビゲーションなどには、４２Ｖあるいは１２Ｖといった上記高電圧より格段に低い電圧を必要とする。このため、１２Ｖから６００〜７００Ｖの範囲内での電圧変換システムが必須となっている。

電圧変換システムの一翼を担う機器として、ＤＣ−ＤＣコンバータが知られている。当該コンバータは、コイルを搭載している。当該コイルは、通電に伴って発熱するため、速やかな放熱（冷却ともいう）を要する。かかる放熱の必要性から、コイルを搭載している筐体若しくは基板の直下にヒートシンクを固定したＤＣ−ＤＣコンバータも開発されている（例えば、特許文献１を参照）。

また、環境負荷の小さな自然エネルギーを利用した発電システムとして、風力発電が注目を浴びてきている。風力発電は、風によって羽根を回転させ、それによって発電機内部の磁石の回転による電磁誘導を利用してコイルに電流を流す発電方式である。この場合に、コイルの熱を速やかに除くことが好ましい。

国際公開ＷＯ２０１３／０７７３１１

将来、電気モータの駆動に要する電圧は、より高くなる傾向にある。また、風力発電等に必要なコイルに誘起される起電力もより高くなると考えられている。したがって、コイル等の熱発生源の速やかなる冷却は、今後、益々必要になる。加えて、ヒートシンク等の冷却部材を設けた場合、熱発生源と冷却部材との耐電圧を高める必要もある。この目的から、コイル等の熱発生源に、絶縁性と耐熱性に優れるシリコーングリースを塗る方法も考えられる。しかし、使用に伴い、コイル等の熱発生源からシリコーングリースが流出する可能性があるので好ましくない。

また、高硬度で絶縁性の熱伝導シートを、熱発生源と冷却部材との間に介在させる方法も考えられる。しかし、当該シートは、繰り返しの熱収縮によって移動する可能性がある。また、熱発生源と当該シートが密着しないと、熱発生源と当該熱伝導シートとの良好な接触を期待できず、その結果、熱発生源から冷却部材への速やかな放熱を期待できない。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、熱発生源と冷却部材との間に電圧破壊値の高い絶縁性および熱伝導性の高い部材を安定的に配置させて、熱発生源からの速やかなる放熱と高耐電圧性の実現を行わせることを目的とする。

（１）上記目的を達成するための一実施形態に係る耐電圧熱伝導性部材は、熱発生源と冷却部材との間に配置される部材であって、第１ゴム部材と、当該第１ゴム部材より大きな平面積を有する第２ゴム部材と、を固定して成り、前記第１ゴム部材は、前記熱発生源からの熱を伝導可能であって前記熱発生源との絶縁性を確保可能な部材であり、前記第２ゴム部材は、前記熱発生源から前記第１ゴム部材を伝導してきた熱を前記冷却部材に伝導可能で、前記冷却部材との絶縁性を確保可能であって、かつ前記第１ゴム部材よりもゴム硬度の高い部材である。
（２）別の実施形態に係る耐電圧熱伝導性部材において、好ましくは、前記第１ゴム部材および前記第２ゴム部材は、共にシリコーンゴムである。
（３）上記目的を達成するための一実施形態に係る耐電圧熱伝導構造は、上述のいずれかの耐電圧熱伝導性部材を備える耐電圧熱伝導構造であって、熱発生源を第１コイルとし、前記第１コイルと前記冷却部材との間に絶縁層を備え、前記絶縁層に、前記第１コイルに到達する貫通孔を備え、前記耐電圧熱伝導性部材の前記第１ゴム部材は、前記貫通孔に挿入されて前記第１コイルに接触しており、前記第２ゴム部材は、前記絶縁層と前記冷却部材との間に配置されている。
（４）別の実施形態に係る耐電圧熱伝導構造において、好ましくは、前記冷却部材を金属製のヒートシンクとする。
（５）別の実施形態に係る耐電圧熱伝導構造は、好ましくは、前記第２ゴム部材と前記冷却部材との間に、前記第１コイルからの磁束の作用によって電流を生じる第２コイルを、さらに備える。

本発明によれば、熱発生源と冷却部材との間に電圧破壊値の高い絶縁性および熱伝導性の高い部材を安定的に配置させて、熱発生源からの速やかなる放熱と高耐電圧性の実現を行わせることができる。

図１は、本発明の実施形態に係る耐電圧熱伝導性部材の斜視図を示す。図２は、本発明の実施形態に係る耐電圧熱伝導構造を持つ部材の断面図を示す。図３Ａは、図２のＡ部分を抜き出した拡大断面図を示す。図３Ｂは、図２のＡ部分の組み立て状況の断面図を示す。図４は、本発明の別の実施形態に係る耐電圧熱伝導構造を持つ部材の断面図を示す。図５は、図４の耐電圧熱伝導構造を持つ部材の組み立て状況の断面図を示す。図６は、本発明の変形例に係る耐電圧熱伝導性部材の斜視図を示す。

１，１ａ・・・耐電圧熱伝導性部材、２・・・第１ゴム部材、３・・・第２ゴム部材、１０，２０・・・部材、１１，２１・・・第１コイル（熱発生源の一例）、１２，２２・・・絶縁層、１２ａ，２２ａ・・・貫通孔、１４・・・第２コイル（熱発生源としても良い）、１５・・・冷却部材、２５・・・ヒートシンク（冷却部材の一例）。

次に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている諸要素及びその組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本発明の実施形態に係る耐電圧熱伝導性部材の斜視図を示す。

耐電圧熱伝導性部材１は、熱発生源と冷却部材との間に配置される部材であって、第１ゴム部材２と、第１ゴム部材２より大きな平面積を有する第２ゴム部材３と、を固定して成る。この実施形態では、第１ゴム部材２および第２ゴム部材は、ともに、直方体の形状を有するが、かかる形状に限定されず、円柱形状、三角柱あるいは五角以上の多角柱形状でも良い。第１ゴム部材２の円換算直径は、好ましくは、第２ゴム部材３の円換算直径よりも小さい。円換算直径（円換算径ともいう）は、第１ゴム部材２および第２ゴム部材３の平面を、その形状を問わず同じ面積の円にしたときの直径を意味する。第１ゴム部材２の厚さは、好ましくは、第２ゴム部材３の厚さより大きい。ここで、「厚さ」は、第１ゴム部材２と第２ゴム部材３とを接続している方向の距離をいう。

第１ゴム部材２は、熱発生源からの熱を伝導可能であって熱発生源との絶縁性を確保可能な部材である。第２ゴム部材３は、熱発生源から第１ゴム部材２を伝導してきた熱を冷却部材に伝導可能で、冷却部材との絶縁性を確保可能な部材である。第２ゴム部材３は、第１ゴム部材２よりもゴム硬度の高い部材である。第１ゴム部材２は、熱発生源に密着させる必要のある部材である。一方、第２ゴム部材３は、冷却部材、若しくは冷却部材と熱発生源との間に介在する介在部材との間でその距離を保ち、冷却部材若しくは介在部材を保持する必要のある部材である。このため、第１ゴム部材２は、第２ゴム部材３よりもゴム硬度の低い部材としている。

第１ゴム部材２の好適な硬度としては、タイプＡデュロメーターによる硬度が２０〜３０度、あるいはタイプＥデュロメーターによる硬度が２０度未満（さらに好ましくは１０度未満）である。第２ゴム部材３の好適な硬度としては、タイプＡデュロメーターによる硬度が５０〜９０度、あるいはタイプＤデュロメーターによる硬度が９０度以上である。なお、第１ゴム部材２と第２ゴム部材３の各ゴム硬度の測定には、好ましくは、ＪＩＳＫ６２５３−２、あるいはＪＩＳＫ６２５３−３に規定の方法を利用する。

第１ゴム部材２および第２ゴム部材３を構成するゴム（ゴム状弾性体と称しても良い）は、互いに異なる種類のゴムであるか、それとも同種のゴムであるかを問わない。このようなゴムとしては、好ましくは、シリコーンゴム、ウレタンゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、天然ゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）あるいはスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等の熱硬化性エラストマー；ウレタン系、エステル系、スチレン系、オレフィン系、ブタジエン系、フッ素系等の熱可塑性エラストマー、あるいはそれらの複合物等を例示できる。ゴム状弾性体は、第１ゴム部材２および第２ゴム部材３を伝わる熱によって溶融あるいは分解等せずにその形態を維持できる程度の耐熱性の高い材料から構成されるのが好ましい。この実施形態では、ゴム状弾性体は、より好ましくは、ウレタン系エラストマー中にシリコーンを含浸したもの、あるいはシリコーンゴムにより構成される。第１ゴム部材２および第２ゴム部材３は、好ましくは、共にシリコーンゴムである。

ゴム状弾性体は、好ましくは、その熱伝導性を少しでも高めるために、ゴムの母材中に、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ）、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）、ダイヤモンドのような熱伝導性に優れる粒子、ウィスカー、繊維等に代表されるフィラーを分散して構成される。

第１ゴム部材２および第２ゴム部材３は、熱発生源と冷却部材との間の絶縁性を保持しつつ熱伝導性を高くする部材である。このため、ゴムの母材および必要によって母材中に分散しているフィラーは、電気伝導性の低い材料である。例えば、ゴムの母材およびフィラーの各体積抵抗率は、１０^８オーム・ｍ以上であり、好ましくは１０^８オーム・ｍより大きくて１０^１９オーム未満であり、入手容易であって好ましい範囲としては１０^９〜１０^１６オーム・ｍである。

図２は、本発明の実施形態に係る耐電圧熱伝導構造を持つ部材の断面図を示す。

この部材１０の耐電圧熱伝導構造は、上述の耐電圧熱伝導性部材１を備える。この耐電圧熱伝導構造は、中央部分から外側に向かって、順に、熱発生源としての第１コイル１１、第１コイル１１の外側両表面に備える絶縁層１２、絶縁層１２の両外側に位置する２つの第２コイル１４、および第２コイル１４より外側に位置する冷却部材１５を備える。ここで、絶縁層１２は、第１コイル１１の外側両表面に備えられているが、当該両表面に接触せずに、別の層を介してあるいは空間を介して、第１コイル１１と冷却部材１５との間に備えられていても良い。第２コイル１４は、第２ゴム部材３と冷却部材１５との間にあって、第１コイル１１からの磁束の作用によって電流を生じる部材である。第１コイル１１および第２コイル１４は、１枚のプレートをＵ字形状にカーブさせた形態でも良く、あるいは複数本のコイル線を第１コイル１１および第２コイル１４の直径内側から外側に向かって巻いた形態でも良い。冷却部材１５は、水等の冷却媒体（冷却剤ともいう）を流す部材の他、多数の凹凸を備えた金属製あるいはセラミックス製のヒートシンクでも良い。

第１コイル１１の両外面を覆う絶縁層１２は、当該両外面から第１コイル１１に到達する貫通孔１２ａ（図３Ｂを参照）をそれぞれ備える。貫通孔１２ａは、絶縁層１２の一部であって、１または２以上の箇所に形成されていて、貫通方向の一方を第１コイル１１に塞がれていることから、絶縁層１２の外面から第１コイル１１に向かって形成された凹部と称しても良い。各第２コイル１４より外側には、磁性プレート１３が１つずつ配置されている。磁性プレート１３は、平板１３ａと、平板１３ａの略中央に立設されている突出部１３ｂと、を備えるフランジ形状のプレートである。第１コイル１１および第２コイル１４は、磁性プレート１３の突出部１３ｂの部分に挿入されている。２つの磁性プレート１３は、この実施形態では、それぞれの突出部１３ｂを近接させているが非接触にした状態になるように配置されているが、突出部１３ｂ同士を接触させても良い。冷却部材１５は、一方の磁性プレート１３の外側に固定されているが、両方の磁性プレート１３の外側に固定されていても良い。なお、「外側」とは、第１コイル１１の中央から磁性プレート１３に向かう側をいう。

絶縁層１２は、第１コイル１１と第２コイル１４との絶縁を確保するための層である。耐電圧熱伝導性部材１の第１ゴム部材２は、貫通孔１２ａに挿入されて第１コイル１１に接触している。第２ゴム部材３は、絶縁層１２と冷却部材１５との間、あるいは冷却部材１５の無い方向については絶縁層１２と磁性プレート１３の平板１３ａとの間に、配置されている。このように、耐電圧熱伝導性部材１は、第１コイル１１、絶縁層１２および第２コイル１４により形成される略断面Ｔ字形状の空間内に配置されている。

なお、第２コイル１４は、１つのみを備えても良い。また、絶縁層１２は、第１コイル１１と第２コイル１４との絶縁を確保可能であれば、第１コイル１１の片面、両面のいずれに備えられていても良い。磁性プレート１３は、第１コイル１１への通電によって生じた磁束を第２コイル１４に効率よく導くルートを形成できるならば、その個数および配置場所を問わない。

図３Ａは、図２のＡ部分を抜き出した拡大断面図を示す。図３Ｂは、図２のＡ部分の組み立て状況の断面図を示す。

図３Ａに示す構造を得るには、以下のような手順にて各工程を行うのが好ましい。

第１コイル１１の両面の絶縁層１２に形成された２つの貫通孔１２ａに、第１ゴム部材２を挿入して、第１ゴム部材２を第１コイル１１に接触させる。貫通孔１２ａを塞いだ耐電圧熱伝導性部材１の第２ゴム部材３の上から、第２コイル１４、磁性プレート１３を配置する。最後に、磁性プレート１３の平板１３ａの上から冷却部材１５を配置する。ただし、冷却部材１５は、磁性プレート１３の平板１３ａに予め固定しておき、耐電圧熱伝導性部材１の上から、冷却部材１５と磁性プレート１３とを一体化した部材を配置しても良い。また、耐電圧熱伝導性部材１の上から、冷却部材１５と磁性プレート１３と第２コイル１４とを重ねた状態のものを配置しても良い。

耐電圧熱伝導性部材１は、第１コイル１１と第２コイル１４との間を熱的に接続する部材である。このため、第１コイル１１の通電によって発生した熱は、耐電圧熱伝導性部材１を伝わって、第２コイル１４、磁性プレート１３、さらには一方向については冷却部材１５へと速やかに伝わる。貫通孔１２ａに挿入する第１ゴム部材２は、第２コイル１４側の第２ゴム部材３に比べてゴム硬度の低いゴム材料で構成されている。このため、第１コイル１１の表面と貫通孔１２ａの内壁に隙間を生じにくい高熱伝導領域を形成しやすい。また、絶縁層１２と第２コイル１４との間に、比較的高硬度の第２ゴム部材３を介在させているため、第２コイル１４と第１コイル１１との間の距離や平行度を一定に保持させた状態での熱伝導を実現できる。また、第２コイル１４が第１コイル１１より高温になる場合には、第２コイル１４の熱が第１コイル１１に伝わり、両コイル１１，１４の温度が均一化される。このような場合に、耐電圧熱伝導性部材１は、両コイル１１，１４をつなぐ熱流路として機能する。このため、絶縁層１２に設けられた貫通孔１２ａ側には低硬度の第１ゴム部材２を、その反対側には高硬度の第２ゴム部材３を配置可能な形態の耐電圧熱伝導性部材１を配置する意義がある。

なお、図２、図３Ａおよび図３Ｂの構成は、例えば、変圧機器（ＤＣ−ＤＣコンバータなど）に応用できる。その場合、第１コイル１１は１次コイルと、第２コイル１４は２次コイルと、それぞれ読み替えることができる。

図４は、本発明の別の実施形態に係る耐電圧熱伝導構造を持つ部材の断面図を示す。図５は、図４の耐電圧熱伝導構造を持つ部材の組み立て状況の断面図を示す。

この実施形態に係る耐電圧熱伝導構造を持つ部材２０は、上述の耐電圧熱伝導性部材１を備える。耐電圧熱伝導性部材１は、熱発生源としての第１コイル（単に、コイルと称しても良い。）２１と、冷却部材２５（以後、適宜、その一例として、ヒートシンク２５と称する）と、の間に配置される部材である。耐電圧熱伝導性部材１は、第１ゴム部材２と、第１ゴム部材２より大きな平面積を有する第２ゴム部材３と、を固定して成る。第１ゴム部材２は、第１コイル２１からの熱を伝導可能であって、第１コイル２１との絶縁性を確保可能な部材である。第２ゴム部材３は、第１コイル２１から第１ゴム部材２を伝導してきた熱をヒートシンク２５に伝導可能で、ヒートシンク２５との絶縁性を確保可能であって、かつ第１ゴム部材２よりもゴム硬度の高い部材である。第１ゴム部材２および第２ゴム部材３は、共にシリコーンゴムであるのが好ましい。

図４に示す耐電圧熱伝導構造は、第１コイル２１と、第１コイル２１とヒートシンク２５との間に備えられる絶縁層２２と、を備える。絶縁層２２には、第１コイル２１に到達する貫通孔２２ａが備えられている。耐電圧熱伝導性部材１の第１ゴム部材２は、貫通孔２２ａに挿入されて、第１コイル２１に接触している。第２ゴム部材３は、絶縁層２２とヒートシンク２５との間に配置されている。ヒートシンク２５は、多数の針状部材２５ａと、それら２５ａを立設した基板２５ｂと、を備える。ヒートシンク２５と、耐電圧熱伝導性部材１の第１ゴム部材２とは、接着層３０を介して固定されている。接着層３０は、第１コイル２１からヒートシンク２５への熱伝導の際に、溶融しない耐熱性を備える。なお、接着層３０は、必ずしも備えることを要しない。ヒートシンク２５と第２ゴム部材３とを直接に固定しても良い。第１コイル２１は、好ましくは筐体２７に覆われた状態で、ヒートシンク２５と反対側の絶縁層２２の面に保持されている。筐体２７は、第１コイル２１が発する熱を外部に放出するための貫通孔２７ａを備えることができる。変形例として、第１コイル２１は、筐体２７に覆われるのではなく、絶縁層２２のヒートシンク２５と反対側に配置される回路基板に、備えられていても良い。

この耐電圧熱伝導構造は、図５に示すように、例えば、以下の手順で構成できる。まず、第１コイル２１を備えた絶縁層２２に対して、第１コイル２１と反対側に位置する貫通孔２２ａの開口面の方向から、耐電圧熱伝導性部材１の第１ゴム部材２を挿入して、第１ゴム部材２を第１コイル２１と貫通孔２２ａの内壁に接触せしめる。次に、第２ゴム部材３に、接着層３０を介して、ヒートシンク２５の基板２５ｂを固定する。ただし、ヒートシンク２５と耐電圧熱伝導性部材１とを先に固定し、次に、絶縁層２２の貫通孔２２ａに耐電圧熱伝導性部材１の第１ゴム部材２を挿入しても良い。

耐電圧熱伝導性部材１は、第１コイル２１とヒートシンク２５との間を熱的に接続する部材である。このため、第１コイル２１の通電によって発生した熱は、耐電圧熱伝導性部材１を伝わって、ヒートシンク２５へと速やかに伝達する。貫通孔２２ａに挿入する第１ゴム部材２は、第２ゴム部材３に比べてゴム硬度の低いゴム材料で構成されている。このため、第１コイル２１の表面と貫通孔２２ａの内壁に隙間を生じにくい高熱伝導領域を形成しやすい。また、絶縁層２２とヒートシンク２５との間に、比較的高硬度の第２ゴム部材３を介在させている。このため、ヒートシンク２５と第１コイル１１との間の距離や平行度を一定に保持させた状態での熱伝導を実現できる。

以上説明したように、耐電圧熱伝導構造は、第１コイル１１，２１等の熱発生源からの熱を冷却部材１５，２５への伝えるために、第１コイル１１，２１側に接する第１ゴム部材２と、冷却部材１５，２５側に配置される第２ゴム部材３とを固定した耐電圧熱伝導性部材１を、熱発生源と冷却部材１５，２５との間に介在させている。熱発生源と冷却部材１５，２５との間は、確実に絶縁させて耐電圧を確保する必要がある。ここで、耐電圧とは、コイルと冷却部材との間を、耐電圧熱伝導性部材１を挟んで絶縁している場合に、絶縁破壊を起こさずに一定時間耐えられる電圧をいう。耐電圧熱伝導性部材１を第２ゴム部材３と同じ高硬度のゴム材料で構成してしまうと、繰り返しの使用に伴う熱収縮により、絶縁層１２，２２と冷却部材１５，２５との間の領域において、貫通孔１２ａ，２２ａとの密着性が低下して，最初の固定位置から移動してしまう可能性がある。これを防ぐべく、第１ゴム部材２は、ゴム硬度の低いゴム材料にて構成する必要がある。

また、第２ゴム部材３は、第１ゴム部材２と同じゴム硬度としても良いが、その場合には、第２ゴム部材３の外面から絶縁層１２，２２までの距離と、当該外面から熱発生源までの距離との差（＝絶縁層１２，２２の厚さ）が生じる。このため、貫通孔１２ａ，２２ａの内部とその外周囲との間で、冷却部材１５，２５からの圧接力に差が生じる。この結果、冷却部材１５，２５の安定した固定を実現しにくい。特に、冷却部材２５と絶縁層２２との間に、第２ゴム部材３および必要に応じて備えられる接着層３０しか存在しない形態では、冷却部材２５を安定して絶縁層２２に固定しにくくなる。一方、冷却部材１５と絶縁層１２との間に、第２コイル１４および磁性プレート１３の平板１３ａが介在している場合には、平板１３ａの厚さが大きければ、冷却部材１５を安定して固定できる。しかし、平板１３ａの厚さが小さい場合には、冷却部材１５を安定して固定できなくなる可能性がある。このため、貫通孔１２ａ，２２ａ側に比較的低硬度の第１ゴム部材２を、冷却部材１５，２５側に第１ゴム部材２より高硬度の第２ゴム部材３を、それぞれ配置可能な耐電圧熱伝導性部材１を備えるのが好ましい。これによって、熱発生源と冷却部材１５，２５との間に高絶縁性および高熱伝導性の部材（耐電圧熱伝導性部材１）を安定的に配置させて、熱発生源からの速やかなる放熱を行わせることができる。また、本発明によれば、熱発生源と冷却部材との間に高絶縁性および高熱伝導性の部材を理想的な圧接比で接触させるために熱伝導、電気的耐電圧の機能を持つ２種類の熱伝導性シートを安定的に配置させて、熱発生源からの速やかなる放熱を行わせることができる。

以上、本発明の好適な実施形態およびその変形例について説明したが、本発明は、上述の形態に限定されず、例えば、以下のように種々変形して実施可能である。

図６は、本発明の変形例に係る耐電圧熱伝導性部材の斜視図を示す。

この変形例に係る耐電圧熱伝導性部材１ａは、複数個の第１ゴム部材２と、それらの第１ゴム部材２を固定した第２ゴム部材３とを備える。複数個の第１ゴム部材２は、直方体のみならず、円柱状のものも含む。このように、耐電圧熱伝導性部材は、複数個であって、異なる形状の第１ゴム部材２を備えることもできる。この場合、耐電圧熱伝導構造は、複数個の第１ゴム部材２と接触する熱発生源を備える。

上述の実施形態では、第１ゴム部材２の硬度を第２ゴム部材３の硬度より小さくしているが、第２ゴム部材３の硬度を第１ゴム部材２の硬度と同一としても良い。その場合、第１ゴム部材２および第２ゴム部材３の好適な硬度としては、タイプＡデュロメーターによる硬度が２０〜３０度、あるいはタイプＥデュロメーターによる硬度が２０度未満（さらに好ましくは１０度未満）である。

また、上述の実施形態では、熱発生源として、第１コイル１１，２１を例に説明した。しかし、熱発生源は、第２コイル１４のような２次コイルでも良い。また、熱発生源は、コイル以外に、ＣＰＵ、キャパシタ、電池などの他の部品あるいは装置でも良い。

本発明は、例えば、変圧機器、電子部品搭載回路基板、バッテリーなどの放熱に利用することができる。

Claims

熱発生源と冷却部材との間に配置される部材であって、
第１ゴム部材と、
当該第１ゴム部材より大きな平面積を有する第２ゴム部材と、
を固定して成り、
前記第１ゴム部材は、前記熱発生源からの熱を伝導可能であって前記熱発生源との絶縁性を確保可能な部材であり、
前記第２ゴム部材は、前記熱発生源から前記第１ゴム部材を伝導してきた熱を前記冷却部材に伝導可能で、前記冷却部材との絶縁性を確保可能であって、かつ前記第１ゴム部材よりもゴム硬度の高い部材である耐電圧熱伝導性部材。
前記第１ゴム部材および前記第２ゴム部材は、共にシリコーンゴムであることを特徴とする請求項１に記載の耐電圧熱伝導性部材。
請求項１または２に記載の耐電圧熱伝導性部材を備える耐電圧熱伝導構造であって、
熱発生源を第１コイルとし、
前記第１コイルと前記冷却部材との間に絶縁層を備え、
前記絶縁層に、前記第１コイルに到達する貫通孔を備え、
前記耐電圧熱伝導性部材の前記第１ゴム部材は、前記貫通孔に挿入されて前記第１コイルに接触しており、前記第２ゴム部材は、前記絶縁層と前記冷却部材との間に配置されている耐電圧熱伝導構造。
前記冷却部材を金属製のヒートシンクとする請求項３に記載の耐電圧熱伝導構造。
前記第２ゴム部材と前記冷却部材との間に、前記第１コイルからの磁束の作用によって電流を生じる第２コイルを、さらに備える請求項３または４に記載の耐電圧熱伝導構造。