(57)【要約】【課題】トランスで発生する熱を、ブラケットを通してヒートシンクへ逃がしやすくすること。【解決手段】ヒートシンク１３に載置されたトランスコア１４を囲うブラケット１２は、トランスコア１４に密着可能に形成された保持部１２ａと、該保持部１２ａの両端からヒートシンク１３側に延設された伝熱部１２ｂとを備えている。各伝熱部１２ｂの下端部（固定部１２ｃ）は、ボルトＢ１によりヒートシンク１３に固定されている。また、ヒートシンク１３において、トランスコア１４が配置される位置には、取付孔２３が形成されており、該取付孔２３には、トランスコア載置台２５が配設されている。そして、トランスコア１４は、圧縮コイルばね２８によりブラケット１２側に付勢されるトランスコア載置台２５と、ブラケット１２の保持部１２ａとの間に挟持されるとともに、ヒートシンク１３に固定されるようになっている。【選択図】図２
2010010453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱部材に載置されたトランスコアを囲うブラケットの先端部を前記放熱部材に連結して伝熱経路となる前記ブラケットと前記放熱部材との間に前記トランスコアを固定するトランスコアの固定具であって、
前記放熱部材における前記トランスコアの配置箇所をトランスコア載置台として分離し、前記トランスコアを搭載した前記トランスコア載置台を前記ブラケット側に付勢して前記トランスコアを前記ブラケットに密着させてなることを特徴とするトランスコアの固定具。
【請求項２】
前記放熱部材の内部には、流体が通過される流体経路が形成されており、
前記流体経路に設けた圧縮コイルばねにより前記トランスコア載置台を前記ブラケット側に付勢したことを特徴とする請求項１に記載のトランスコアの固定具。
【請求項３】
前記トランスコア載置台にフィンを形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトランスコアの固定具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスを構成するトランスコアを放熱部材に固定するトランスコアの固定具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、トランス（変圧器）がヒートシンク（放熱部材）を備えたインバータなどに装着されている。トランスを構成するトランスコアは、一次，二次巻線を組み付けた状態で、ブラケットを用いてヒートシンクに固定されている。一般に、トランスは、電圧を変換する際の電力損失により発熱することが知られており、トランスコアをヒートシンクに密着させたりする等して、発生した熱を放熱させることが行われている。ところで、トランスには、焼結法によって製造されたフェライトからなるトランスコアが広く利用されている。焼結法により製造されたトランスコアは、外形寸法のばらつきが大きく、該外形寸法のばらつきにより、トランスコアとヒートシンクとの間に隙間が生じることを抑制するばね機構を設けたブラケットが提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
図３に示すように、特許文献１では、ヒートシンク（金属筐体）６１に対し、トランス６２（各トランスコア６３ａ，６３ｂ）をブラケット６４により固定している。ブラケット６４は、板状の天板部６４ａと、該天板部６４ａの両端から下方に延設した側壁部６４ｂとから形成されている。そして、ブラケット６４は、側壁部６４ｂの下端部をそれぞれ図示しないネジで固定されることにより、各トランスコア６３ａ，６３ｂをヒートシンク６１に固定するようになっている。また、ブラケット６４の天板部６４ａは、その略中央部分が下方（トランスコア６３ａ，６３ｂ側）に向かって円弧状に突出しており、ばね機構を形成している。このため、ブラケット６４は、天板部６４ａが上下方向に撓むことにより、トランスコア６３ａ，６３ｂの外形寸法のばらつきを吸収し、トランスコア６３ｂをヒートシンク６１に密着させた状態で固定できるようになっている。
【特許文献１】特開２００１−１４３９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１において、天板部６４ａは、下方に突出する円弧状をなしているため、天板部６４ａと、上側に配設されるトランスコア６３ａとの間に隙間６６が生じる。このため、トランスコア６３ａと天板部６４ａ（ブラケット６４）との接触面積が小さく、トランスコア６３ａから天板部６４ａに熱が伝わりにくい。すなわち、特許文献１では、トランス６２で発生する熱を、トランスコア６３ａからブラケット６４を経由してヒートシンク６１へ放熱させにくいという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、トランスで発生する熱を、ブラケットを通してヒートシンクへ逃がしやすくすることができるトランスコアの固定具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、放熱部材に載置されたトランスコアを囲うブラケットの先端部を前記放熱部材に連結して伝熱経路となる前記ブラケットと前記放熱部材との間に前記トランスコアを固定するトランスコアの固定具であって、前記放熱部材における前記トランスコアの配置箇所をトランスコア載置台として分離し、前記トランスコアを搭載した前記トランスコア載置台を前記ブラケット側に付勢して前記トランスコアを前記ブラケットに密着させてなることを要旨とする。
【０００７】
これによれば、トランスコアは、放熱部材から分離し、ブラケット側に付勢されるトランスコア載置台と、ブラケットとの間に固定される。このため、トランスコアの外形寸法が不均一であったとしても、トランスコアを放熱部材に固定することができる。このとき、ブラケットとトランスコアが密着されることで、トランスコアとの接触面積が大きくなり、トランスコアからブラケットに伝達される熱量が増加される。したがって、トランスで発生した熱は、トランスコアからブラケットを通して放熱部材に伝達されやすくなり、トランスコアの放熱が促進される。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のトランスコアの固定具において、前記放熱部材の内部には、流体が通過される流体経路が形成されており、前記流体経路に設けた圧縮コイルばねにより前記トランスコア載置台を前記ブラケット側に付勢したことを要旨とする。
【０００９】
これによれば、放熱部材内部の流体経路に設けた圧縮コイルばねにより、トランスコア載置台を、ブラケット側に付勢することができる。このため、トランスコア載置台を付勢するための機構を、放熱部材の外側に設ける必要がなくなり、放熱部材が大型化することを抑制できる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のトランスコアの固定具において、前記トランスコア載置台にフィンを形成したことを要旨とする。これによれば、トランスコアからトランスコア載置台に伝達される熱の放熱を、フィンにより促進できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、トランスで発生する熱を、ブラケットを通してヒートシンクへ逃がしやすくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を具体化した実施形態について図１及び図２に従って説明する。
図１及び図２に示すように、本実施形態のトランス１１には、トランスコア１４が備えられ、該トランスコア１４には、巻線１５が巻回されている。トランスコア１４により、入力される交流電力の電圧が所定の電圧に変換され出力される。トランスコア１４は、側面視略Ｅ字状に形成された上側コア１４ａ及び下側コア１４ｂを向き合うように配置して構成されている。本実施形態において、上側コア１４ａ及び下側コア１４ｂは、焼結法により形成されたフェライトコアとされている。上側コア１４ａ及び下側コア１４ｂの間には、巻線１５が巻回される空間Ｋが形成されている。トランスコア１４は、放熱部材としてのヒートシンク１３に載置されている。
【００１３】
トランスコア１４の固定具は、ブラケット１２と、トランスコア載置台２５と、圧縮コイルばね２８とを備えている。
トランスコア１４を囲うように配設されるブラケット１２について説明する。
【００１４】
本実施形態のブラケット１２は、矩形板状の金属（例えば、鉄や銅）を折り曲げて形成されている。そして、ブラケット１２は、平板状に形成され上側コア１４ａの上面に接触するように配置される保持部１２ａと、該保持部１２ａの両端からヒートシンク１３（下側コア１４ｂ）側に向けて延設された伝熱部１２ｂとから、側面視略逆チャンネル状に形成されている。ブラケット１２の保持部１２ａは、上側コア１４ａの上面と対応した形状をなしており、上側コア１４ａに密着可能に構成されている。具体的に説明すると、本実施形態において、上側コア１４ａの上面は、平面をなす一方、保持部１２ａは、上側コア１４ａの平面（上面）に対応するように、平面を有する平板状に形成されている。そして、保持部１２ａは、上側コア１４ａ側に配置される面の略全体が、上側コア１４ａの上面に密着（接触）されるようになっている。
【００１５】
また、保持部１２ａと伝熱部１２ｂの各接続部分には、側面視円弧状をなす接続部１２ｅがそれぞれ設けられている。本実施形態において、接続部１２ｅは、伝熱部１２ｂの一部を構成している。各接続部１２ｅは、該接続部１２ｅを基点として、各伝熱部１２ｂの全体をトランスコア１４の側面に向けて付勢するようになっている。そして、各伝熱部１２ｂは、トランスコア１４の側面に略密着されるようになっている。
【００１６】
また、伝熱部１２ｂの下端（先端）部は、側方に向かって略直角に折り曲げ形成され、平板状の固定部１２ｃをなしている。固定部１２ｃは、ヒートシンク１３と略並行となるように形成されている。固定部１２ｃには、ブラケット１２をヒートシンク１３に固定（連結）するためのボルトＢ１が挿通される挿通孔１２ｄが設けられている。そして、ブラケット１２は、挿通孔１２ｄを通したボルトＢ１をヒートシンク１３に螺入することにより、ヒートシンク１３に固定されている。ボルトＢ１により、ブラケット１２をヒートシンク１３に固定した状態において、ブラケット１２の伝熱部１２ｂ（固定部１２ｃ）は、ヒートシンク１３に密着するようになっている。このため、伝熱部１２ｂにより、ブラケット１２の保持部１２ａからヒートシンク１３まで、熱を伝達可能となっている。すなわち、本実施形態のブラケット１２は、トランスコア１４からヒートシンク１３に熱を伝達する伝熱経路をなしている。
【００１７】
次に、トランスコア１４（トランス１１）が固定されるヒートシンク１３について説明する。
ヒートシンク１３は、矩形板状の天井部２０ａの周囲から壁部２０ｂを下方に延設して有蓋箱状に形成された本体２０と、本体２０の下面開口部を覆う矩形板状の蓋体２１とから構成されている。本体２０及び蓋体２１は、いずれも金属（例えば、アルミニウム）により形成されている。
【００１８】
蓋体２１の周縁部には、ボルトＢ２を挿通するための挿通孔２１ａが形成されている。蓋体２１は、挿通孔２１ａを挿通させたボルトＢ２を本体２０の壁部２０ｂに螺入して固定されている。そして、本体２０と蓋体２１とにより、ヒートシンク１３の内部には、冷却媒体として流体が通過される流体経路Ｓが形成されている。本実施形態では、冷却媒体として水が用いられている。ヒートシンク１３は、トランスコア１４（トランス１１）等からヒートシンク１３に伝達される熱を、流体経路Ｓを通過される流体により奪うことで、放熱（冷却）するようになっている。また、蓋体２１と、本体２０（壁部２０ｂ）の間には、シート状のパッキン２２が配設されている。このため、流体経路Ｓを通過される流体は、本体２０と蓋体２１の間から漏出されないようになっている。
【００１９】
ヒートシンク１３の天井部２０ａには、平面視略方形の取付孔２３が形成されている。取付孔２３は、本体２０の外面側と内面側（流体経路Ｓ側）とを連通するように形成されている。取付孔２３は、ヒートシンク１３において、トランスコア１４が配置される箇所（部分）に形成されている。また、取付孔２３の縁部には、その全周から蓋体２１に向けてガイド壁２０ｃが立設されている。
【００２０】
取付孔２３には、トランスコア１４（トランス１１）が載置されるトランスコア載置台２５が配設されている。トランスコア載置台２５は、平面視略矩形板状に形成された天板部２５ａと、該天板部２５ａの縁部から下方に延設された側壁部２５ｂとから、有蓋箱状をなしている。トランスコア載置台２５の平面視形状は、取付孔２３と対応した（同一の）形状とされている。また、トランスコア載置台２５は、取付孔２３より僅かに小さく形成されている。そして、トランスコア載置台２５は、側壁部２５ｂが取付孔２３のガイド壁２０ｃにガイドされることにより、上下方向に沿って摺動可能となっている。すなわち、トランスコア載置台２５は、ヒートシンク１３から分離した状態で、トランスコア１４に向けて移動可能に構成されている。また、トランスコア載置台２５の大きさは、トランスコア１４（下側コア１４ｂ）の下面の大きさと略同一とされている。
【００２１】
トランスコア載置台２５の天板部２５ａには、側壁部２５ｂの内方において流体経路Ｓ側に突出する複数のフィン（本実施形態では、４本）が設けられている。フィン２６は、流体が通過される方向に沿って延設されている（図１参照）。
【００２２】
また、トランスコア載置台２５は、流体経路Ｓの内部に配設された２本の圧縮コイルばね２８により、ブラケット１２（トランスコア１４）側に向けて付勢されるようになっている。具体的に説明すると、各圧縮コイルばね２８の下端は、蓋体２１の内面（流体経路Ｓ側の面）に突出形成されたボス部２１ｂに固定されている。また、各圧縮コイルばね２８の上端は、トランスコア載置台２５における側壁部２５ｂの下端面に接触している。また、トランスコア載置台２５の天板部２５ａは、トランスコア１４が載置されていない状態において、圧縮コイルばね２８の付勢力により、ヒートシンク１３の本体２０の天井部２０ａから、僅かに突出するようになっている（図２において、二点鎖線で示す）。
【００２３】
また、トランスコア載置台２５における側壁部２５ｂの外周面には、Ｏリング２７が配設されている。このため、流体経路Ｓを通過される流体は、取付孔２３とトランスコア載置台２５との間から漏出されないようになっている。
【００２４】
次に、本実施形態におけるトランスコア１４の固定具の作用について説明する。
本実施形態では、トランスコア１４は、トランスコア載置台２５が圧縮コイルばね２８によりブラケット１２側に付勢されているため、ブラケット１２の保持部１２ａと、トランスコア載置台２５との間に挟持され、ヒートシンク１３に固定される。
【００２５】
このとき、トランスコア１４（上側コア１４ａ）の上面と、ブラケット１２の保持部１２ａとが密着される。このため、トランス１１で発生した熱は、上側コア１４ａからブラケット１２の保持部１２ａに伝達され易くなる。保持部１２ａに伝達された熱は、各伝熱部１２ｂを経由して、ヒートシンク１３に伝達されるとともに、放熱される。
【００２６】
また、トランスコア１４（下側コア１４ｂ）の下面と、トランスコア載置台２５とが密着される。このため、トランス１１で発生した熱は、下側コア１４ｂからトランスコア載置台２５に伝達されやすくなり、トランスコア１４の放熱が促進される。そして、トランスコア載置台２５に伝達された熱は、フィン２６に接触する流体によって奪われ、放熱される。
【００２７】
また、トランスコア載置台２５は、圧縮コイルばね２８の付勢力によってトランスコア１４を挟持しているため、トランスコア１４の外形寸法（上下方向に沿った厚さ）が異なっていても、トランスコア１４をヒートシンク１３に固定することができる。
【００２８】
したがって、本実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）ブラケット１２の保持部１２ａを、上側コア１４ａの上面と対応した形状とするとともに、トランスコア載置台２５をトランスコア１４に向けて付勢するようにした。このため、トランスコア１４は、ブラケット１２の保持部１２ａと、ヒートシンク１３に配設されたトランスコア載置台２５の間に挟持され、固定される。一般に、焼結法で製作されたフェライトコアは、その外形寸法のばらつきが大きいことが知られている。本実施形態によれば、トランスコア１４の外形寸法が不均一であったとしても、保持部１２ａと上側コア１４ａとを密着させつつ、ヒートシンク１３に固定することができる。よって、トランス１１で発生する熱をヒートシンク１３へ逃がしやすくすることができる。また、ブラケット１２自体に、トランスコア１４の外形寸法の不均一さを吸収するためのばね機構を設ける必要がなくなる。したがって、ブラケット１２の構成を簡略化するとともに、ブラケット１２を含めたトランス１１が大型化することを抑制することができる。
【００２９】
（２）保持部１２ａは、上側コア１４ａの上面と対応した形状とし、さらに上側コア１４ａ側に配置される面の略全体が、上側コア１４ａの上面に密着（接触）されるように構成した。このため、トランスコア１４と保持部１２ａとの接触面積が大きくなり、トランスコア１４（上側コア１４ａ）から保持部１２ａに伝達される熱量が増加される。したがって、トランス１１で発生した熱は、上側コア１４ａからブラケット１２（保持部１２ａ及び伝熱部１２ｂ）を経由してヒートシンク１３に伝達されやすくなり、トランスコア１４の放熱が促進される。そして、トランス１１で発生する熱を、ヒートシンク１３に確実に伝達させることができる。
【００３０】
（３）トランスコア載置台２５を、ヒートシンク１３から分離した状態でブラケット１２側に移動可能とするとともに、圧縮コイルばね２８によりブラケット１２側に付勢した。このため、ヒートシンクの外形寸法を大きくすることなく、トランスコア１４をブラケット１２の保持部１２ａに向けて付勢し、密着させることができる。
【００３１】
（４）圧縮コイルばね２８を、流体経路Ｓの内部に配設した。このため、トランスコア載置台２５を付勢するための機構を、ヒートシンク１３の外側に設ける必要がない。したがって、ヒートシンク１３が大型化することを抑制できる。
【００３２】
（５）トランスコア載置台２５に、流体経路Ｓの内部に露出するフィン２６を設けた。このため、トランスコア１４からトランスコア載置台２５に伝達された熱の放熱を促進することができる。したがって、トランスコア１４の放熱を促進することができる。
【００３３】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○  本実施形態において、圧縮コイルばね２８は、１本でもよく、３本以上であってもよい。
【００３４】
○  本実施形態において、取付孔２３及びトランスコア載置台２５の平面視形状は、多角形としたり、円形としたりしてもよい。
○  本実施形態において、冷却媒体（流体）として水を用いた例を示したが、水に代えて空気や油を用いてもよい。
【００３５】
○  本実施形態において、冷却媒体として空気を用いる場合、トランスコア載置台２５に配設したＯリング２７を省略することが可能である。ただし、流体経路Ｓから流体（空気）が漏出することを防止するため、Ｏリング２７を配設することが望ましい。
【００３６】
○  本実施形態において、冷却媒体として空気を用いる場合、トランスコア載置台２５は、取付孔２３を摺動しないように構成することが可能である。すなわち、トランスコア載置台２５の大きさを取付孔２３より小さく設定し、トランスコア１４に向けて単に移動可能となるように構成してもよい。このように構成しても、トランスコア載置台２５によりトランスコア１４をブラケット１２に向けて付勢することができる。
【００３７】
○  各実施形態において、上側コア１４ａの上面は、平面以外の形状に形成してもよい。すなわち、上側コア１４ａの上面がどのような形状であっても、保持部１２ａを上側コア１４ａの上面形状に対応した形状（沿った形状）に形成すればよい。このように構成しても、ブラケット１２の保持部１２ａと、上側コア１４ａとを密着させることができる。
【００３８】
○  各実施形態において、ブラケット１２に接続部１２ｅを設けなくてもよい。このように構成しても、伝熱部１２ｂは、保持部１２ａからヒートシンク１３に熱を伝達させることができる。
【００３９】
○  各実施形態において、ヒートシンク１３の内部に、流体経路Ｓを設けなくてもよい。このように構成しても、ヒートシンク１３は、放熱することができる。
○  各実施形態において、ブラケット１２とヒートシンク１３の本体２０とを一体構造としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】固定具の斜視図。
【図２】図１に示すＡ−Ａ線断面図。
【図３】従来技術のブラケットを説明するための断面図。
【符号の説明】
【００４１】
１１…トランス、１２…ブラケット、１３…ヒートシンク、１４…トランスコア、２５…トランスコア載置台、２６…フィン、２８…圧縮コイルばね、Ｓ…流体経路。
【図１】
2010010453.tif 000003
【図２】
2010010453.tif 000004
【図３】
2010010453.tif 000005