(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記固定部は、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し、前記折り曲げ部に前記座部が繋がっていることを特徴とするヒートスプレッダ。
【請求項２】
前記被押圧部は、前記トランスのトランスコアの外面形状に倣った面構造を有し前記押圧部材により前記トランスコアの外面に押圧されることを特徴とする請求項１に記載のヒートスプレッダ。
【請求項３】
前記固定部の折り曲げ部は、被押圧部に対して所定の角度をなして傾斜して被押圧部に繋がる傾斜部と、傾斜部に対して所定の角度をなして傾斜して傾斜部と座部とを繋ぐ連結部と、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。
【請求項４】
請求項１に記載のヒートスプレッダと、
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。
【請求項５】
前記押圧体と前記固定構造とは、ばね性の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請求項４に記載のトランスの放熱構造。
【請求項６】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の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トランスの放熱構造。
【請求項７】
前記ヒートスプレッダは前記押圧部材よりも熱伝導性に優れ、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４９１３７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、前記固定部は、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し、前記折り曲げ部に前記座部が繋がっていることを特徴とする。 
【０００７】
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。
【発明の効果】
【０００８】
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。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るトランスの放熱構造を示す斜視図である。
【図２】図１の放熱構造を示す斜視図である。
【図３】図１の放熱構造を示す側面図である。
【図４】図１の放熱構造の押圧部材を示す平面図である。
【図５】図１の放熱構造のヒートスプレッダを示す平面図である。
【図６】図１の放熱構造がトランスに取り付けられた状態におけるヒートスプレッダの変形状態を示す説明図である。
【図７】図１の放熱構造におけるヒートスプレッダの作用を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【符号の説明】
【００３５】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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