JP2009212356A - トランス取付装置及びトランス取付部材 - Google Patents

トランス取付装置及びトランス取付部材 Download PDF

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Abstract

【課題】トランスからの放熱性を維持しつつトランスの搭載スペースを小さくすることが可能なトランス取付装置及びトランス取付部材の提供にある。
【解決手段】弾性を有する放熱シート14を介してトランス12を取付部材13によって金属製のヒートシンク11に固定するトランス取付装置10において、取付部材13は、トランス12のコア上面17bに載置された放熱シート14と接触する天井部19と、
天井部19の両端部から垂下する取付腕部20とを備え、両取付腕部20に、それぞれトランス12のコア側面17cに沿う方向に屈曲する屈曲部22a、22bと、屈曲部22a、22bの下方にヒートシンク11に取り付ける取付部23を設ける。
【選択図】 図1

Description

この発明は、トランスをヒートシンクに固定するためのトランス取付装置及びトランス取付部材に関するものである。
トランスは電子部品として金属性のヒートシンクに固定されるとともに、トランスからの発熱はヒートシンクに放熱されるように構成されている。例えば、特許文献1に開示されたトランスの取り付け構造は以下のような構成を有している。
トランス11は取り付け板17によりヒートシンク18に固定されている。取り付け板17は、2個の折り曲げ部17aと、取り付け板17をヒートシンク18に固定するための2個の脚部20を有している。脚部20のほぼ中央にはU字状の湾曲部20aがコア16側面より突出するように形成され、脚部20の先端は90度に曲げられて取付部が形成されている。そして、取付部にはネジ22を挿入するための孔が空けられている。
トランス11のコア16の上面と取り付け板17との間に放熱ゴム19を挟んだ状態で取り付け板17はヒートシンク18の突起部21にネジ22で固定される。コア16の上部の熱は放熱ゴム19を介して取り付け板17に伝達され、さらに脚部20からヒートシンク18に伝達されることにより、コア16の放熱が可能となっている。また、取り付け板17の脚部20には湾曲部20aが設けられていることにより、トランス11を固定するときの組み付け誤差を湾曲部20aの伸縮により吸収可能とされている。
特開2007−305809号公報(第4〜5頁、図1)
しかし、特許文献1で開示されたトランスの取り付け構造では、脚部20に設けられた湾曲部20aがコア16側面より外部に向けて突出するように形成されているために、トランス上方よりネジ22で固定する時に干渉しない位置に取付部の孔位置を形成する必要が生じる。即ち、湾曲部20aの下方にある取付部の孔にネジ22を上方より挿入し突起部21に固定する時に、ネジ22或いは、締付け工具が湾曲部20aと干渉しないように取付部の孔位置を配置する必要がある。そのため、取付部の孔位置を湾曲部20aより外側に離して形成する必要が生じ、取付部の長さ寸法が大きくなり、取り付け板17が大型化し、トランス11の搭載スペースが大きくなってしまう問題がある。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、トランスからの放熱性を維持しつつトランスの搭載スペースを小さくすることが可能なトランス取付装置及びトランス取付部材の提供にある。
上記課題を達成するため、請求項1記載の発明は、弾性を有する熱伝導性部材を介してトランスを取付部材によって金属製のヒートシンクに固定するトランス取付装置において、前記取付部材は、前記トランスのコア上面に載置された前記熱伝導性部材と接触する天井部と、前記天井部の両端部から垂下する取付腕部とを備え、前記取付腕部に、前記トランスの側面に沿う方向に屈曲する屈曲部と、前記屈曲部の下方に前記ヒートシンクに取り付ける取付部とを設けたことを特徴とする。
なお、本願の特許請求の範囲及び明細書においては、トランスのコイルボビンが見える側を前面、その背面側を後面とし、前記トランスの前面から見て左右を側面、上側を上面、下側を下面として説明する。
請求項1記載の発明によれば、取付部材の取付腕部にトランスの側面に沿う方向に屈曲する屈曲部が設けられているので、屈曲部の下方に設けられた取付部にネジを上方より挿入させ取付部をヒートシンクに取り付ける際に、屈曲部がトランスの側面より外側に突出していないために、屈曲部とネジとの干渉を考慮する必要がなくなる。よって、取付部をトランスの側面に近い位置に形成できるので、取付部の長さ寸法を小さくして取付部材の小型化を図ることができ、トランスの搭載スペースを小さくすることが可能となる。なお、屈曲部が設けられているトランスの側面に沿う方向とは、取付部材のヒートシンクへの取り付けの邪魔にならなければ良く、屈曲部は必ずしも側面にきちんと沿っていなくても側面より多少離れていても良い。
また、屈曲部が形成されていることにより、トランスを固定する時の組み付け誤差を屈曲部の上下方向の伸長により吸収することができ、取付部材と熱伝導性部材とコア上面との密着性を向上できる。従って、トランスからの放熱性を維持しつつトランスの搭載スペースを小さくすることが可能である。
請求項2記載の発明は、請求項1に記載のトランス取付装置において、前記天井部に、前記熱伝導性部材側に屈曲した折り曲げ部を形成したことを特徴とする。
請求項2記載の発明によれば、取付腕部の取付部をヒートシンクに固定する時に、取付腕部が下方に引き下げられることによって天井部には下方への押し付け力が作用し熱伝導性部材を圧縮するが、天井部に折り曲げ部が形成されていることにより、天井部の変形、即ち、天井部の中央部の持ち上がり変形を抑制することができる。その結果、天井部と熱伝導性部材との接触面の密着性をより確実に維持することができる。
請求項3記載の発明は、請求項1又は2に記載のトランス取付装置において、前記天井部の両端部から垂下する取付腕部のそれぞれに設けられた前記屈曲部は、前記天井部の中心を通り前記天井部と直角に交わる垂線を回転軸とし、互いに180°の回転対称であることを特徴とする。
請求項3記載の発明によれば、天井部の中心(天井部の左右方向及び前後方向の中心位置)に天井部と直角に交わる垂線を引いた時に、取付腕部にそれぞれ設けられた屈曲部が垂線を回転軸とし互いに180°の回転対称となっているので、垂線を回転軸に一方の屈曲部を180°回転させたとき、他方の屈曲部に重なる形状となっていることになる。従って、両取付腕部の取付部をヒートシンクに固定する時に、天井部に作用する下方への押し付け力は、天井部でバランスよく作用し局部的な接触不良を回避できるので、天井部と熱伝導性部材との接触面の密着性をより一層向上できる。
請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載のトランス取付装置において、前記ヒートシンクに上方へ突出した取付台を形成し、前記取付部材の取付部を前記取付台にネジ止めしたことを特徴とするため、トランスをヒートシンクに容易に、且つ確実に取り付けることができる。
請求項5記載の発明は、トランスのコア上面に載置された熱伝導性部材と接触する天井部と、前記天井部の両端部から垂下する取付腕部とを備え、前記取付腕部に、前記トランスの側面に沿う方向に屈曲する屈曲部と、前記屈曲部の下方にヒートシンクに取り付ける取付部とを設けたことを特徴とするトランス取付部材なので、請求項1と同等の効果を得ることができる。
本発明によれば、取付部材の取付腕部にトランスの側面に沿う方向に屈曲する屈曲部が設けられているので、トランスからの放熱性を維持しつつトランスの搭載スペースを小さくすることが可能である。
(第1の実施形態)
以下、第1の実施形態に係るトランス取付装置について、図1〜図5に基づいて説明する。
図1は、トランス取付装置10の概略構成を示す斜視図であり、トランス取付装置10は、ヒートシンク11、ヒートシンク11に取り付けられるトランス12、トランス12の取付部材13、トランス12と取付部材13との間に介在される放熱シート14及び取付部材13をヒートシンク11に固定するネジ15により構成されている。
ヒートシンク11の上面にはネジ孔を有する取付台16が左右に2個、それぞれ突出して形成されている。ヒートシンク11は放熱性を有する金属材料からなり、各取付台16を含め成型により形成されている。なお、各取付台16はヒートシンク11の上面に後工程での切削加工及び溶接等により形成することも可能である。
トランス12は上下一対のコア17を有し、その中央脚部がコイルを巻き付けたコイルボビン18内を挿通して両側より挟持した3本の脚部を有する構成である。トランス12のコア下面17aは、ヒートシンク11の上面に接触配置され、トランス12のコア上面17bには熱伝導性部材に相当する放熱シート14が載置されている。放熱シート14は熱伝導性及び弾性を有するゴム部材により形成されている。
取付部材13は、図1及び図2に示されるように、トランス12のコア上面17bに載置された放熱シート14と接触する略矩形状のフラットな天井部19と、天井部19の両端部(左右方向にある両端部)から垂下する取付腕部20とを備え、断面コの字状に一体形成されたものである。
天井部19の他の両端部(前後方向にある両端部)には、放熱シート14側に屈曲して段差を有する折り曲げ部21が形成されている。図3(a)に示すように、この折り曲げ部21と天井部19との上下方向の段差h1は、放熱シート14の厚さhよりも小さく、ヒートシンク11への取り付け時、天井部19により放熱シート14が押圧された場合に、折り曲げ部21がコア上面17bと接触しない程度の寸法とされている。
取付部材13は、銅、ステンレスあるいはリン青銅等の材料で構成され、弾性と放熱性を有する。
右側にある取付腕部20(図2参照)は、トランス12のコア側面17cに沿う方向に屈曲する屈曲部22aと、屈曲部22aの下方の端部に設けられ、外方にほぼ直角に曲げられた取付部23とから構成されている。左側にある取付腕部20は、トランス12のコア側面17cに沿う方向に屈曲する屈曲部22bと、屈曲部22bの下方の端部に設けられ、外方にほぼ直角に曲げられた取付部23とから構成されている。
屈曲部22a、22bは、図1及び図3に示すように、トランス12のコア側面17cに沿って前後方向に交互に屈曲した形状を有している。
図3(a)で示すように、屈曲部22aは、前方で2回屈曲し、後方で1回屈曲した形状となっている。また、図3(b)で示すように、屈曲部22bは、前方で2回屈曲し、後方で1回屈曲した形状となっている。このように屈曲部22a、22bが形成されていることにより、取付腕部20は上下方向に伸縮可能となっている。
ここで、各取付腕部20の長さをt1(図4参照)とし、トランス12のコア上面17bに載置された放熱シート14の上面からヒートシンク11の取付台16までの高さ方向の長さをt(図2参照)とすれば、t1<tとなるように形成されている。これは、取付部材13をヒートシンク11に締め付け固定する時に、天井部19が所定の力で放熱シート14を押圧するための条件であり、放熱シート14への押し付け力や各部の寸法誤差を考慮して取付腕部20が適度に伸長するようあらかじめ長さt1は適切な値に設定されている。各取付部23には各取付台16のネジ孔と一致する孔が穿孔されている。
次に、上記構成を有するトランス取付装置10について作用説明を行う。
先ず、図4に示すように、取付部材13の取付部23の長さ寸法をそれぞれr1とし、取付部材13の全長(左右方向)をrとすれば、各取付腕部20に設けられた屈曲部22a、22bはトランス12のコア側面17cに沿う方向に屈曲して設けられているために、湾曲部がトランスの側面より外側に突出して設けられている従来技術と比較して、取付部23の長さ寸法r1を小さくすることができる。このため、取付部材13の全長rが小さくてすみ、取付部材13の小型化とトランス12の搭載スペースを小さくすることが可能となる。
次に、取付部材13の装着手順について述べる。図5(a)に示されるように、ヒートシンク11の両取付台16の間にトランス12のコア側面17cが取付台16と対向するように配置し、トランス12のコア下面17aをヒートシンク11の上面に接触させる。そして、トランス12のコア上面17b側に放熱シート14を介在させて、取付部材13をトランス12の上方から装着する。
そして、両取付腕部20の取付部23の孔を取付台16のネジ孔に位置合わせを行って、上方よりネジ15を挿入させる。この状態では、ネジ15による締め付けはまだ行われていないので、両取付腕部20の取付部23はヒートシンク11の両取付台16から浮いている状態にある。これは、各取付腕部20の長さt1と、放熱シート14のヒートシンク11の取付台16からの高さ方向の長さtとの間には、t1<tの関係があることによる。
次に、図5(b)に示されるように、取付部23をネジ15により締め付けることによって、取付腕部20が引き下げられ、天井部19は所定の力で放熱シート14を押圧する。
この場合に、もしトランス12の高さ方向の寸法誤差、取付台16の高さの寸法誤差、或いは取付部材13の取付腕部20の長さt1の寸法誤差があり、放熱シート14の上面から取付台16までの高さ方向の長さt又は、取付部材13の取付腕部20の長さt1が設計値よりズレていても、取付腕部20に挿入されたネジ15で取付部材13を下方に締め付け固定することにより、取付腕部20に形成されている屈曲部22a、22bが上下方向に伸長することにより、各種寸法誤差を吸収することが可能となる。このため、取付部材13と放熱シート14とコア上面17bとの密着性を低下させることなく取り付け可能である。
また、取付腕部20が下方に引き下げられることによって天井部19には下方への押し付け力が作用し放熱シート14を圧縮するが、天井部19に折り曲げ部21が形成されていることにより、天井部19の強度が増加し、天井部19の変形、即ち、天井部19の中央部の持ち上がり変形を抑制することができる。その結果、天井部19と放熱シート14との接触面の密着性をより確実に維持することができる。
さらに、天井部19によって放熱シート14が圧縮される際に、折り曲げ部21と天井部19との上下方向の段差h1が放熱シート14の厚さhよりも小さく形成されており、折り曲げ部21とコア上面17bとが接触しない。また天井部19によって放熱シート14が過度に圧縮されたとしても、折り曲げ部21がコア上面17bに接触するため、放熱シート14の圧縮量は段差h1に規制される。このため、過度な圧縮によって放熱シート14が圧接してつぶされるのを防止できる。
このような取付構造をとることにより、トランス12で発生した熱は、コア下面17aを介してヒートシンク11に直接放熱されるとともに、コア上面17bから放熱シート14を介して取付部材13の天井部19に伝わり取付腕部20を経てヒートシンク11に放熱される。ところで、コア上面17bからの放熱は、コア上面17bと放熱シート14及び放熱シート14と天井部19との密着性に影響される。しかし、本実施形態においては天井部19は放熱シート14を上方より全面ほぼ均一な力で押圧し、天井部19が変形せず放熱シート14との接触面積が減少することがないので、コア上面17bと放熱シート14の密着性も維持される。よって、コア上面17bから放熱シート14を介して天井部19に至る熱伝導性は低下することがなく、トランス12の放熱性の向上を図ることができる。
また、取付部材13をネジ15で締め付けることによって、トランス12をヒートシンク11に強固に固定できると共に、コア下面17aとヒートシンク11の上面との密着性の向上を図ることができ、この部分からの放熱性も維持できる。
この第1の実施形態に係るによれば以下の効果を奏する。
(1)取付部材13の取付部23の長さ寸法をそれぞれr1とし、取付部材13の全長をrとすれば、各取付腕部20にそれぞれ設けられた屈曲部22a、22bはトランス12のコア側面17cに沿う方向に屈曲して設けられているために、湾曲部がトランスの側面より外側に突出して設けられている従来技術と比較して、取付部23の長さ寸法r1を小さくすることができる。このため、取付部材13の全長rが小さくてすみ、取付部材13の小型化とトランス12の搭載スペースを小さくすることが可能となる。
(2)取付部材13の各取付腕部20にそれぞれ屈曲部22a、22bが設けられているために、もしトランス12の高さ方向の寸法誤差、取付台16の高さの寸法誤差、或いは取付部材13の取付腕部20の長さt1の寸法誤差があり、放熱シート14の上面から取付台16までの高さ方向の長さt又は、取付部材13の取付腕部20の長さt1が設計値よりズレていても、取付腕部20に挿入されたネジ15で取付部材13を下方に締め付け固定することにより、屈曲部22a、22bが上下方向に伸長し、各種寸法誤差を吸収することが可能となる。このため、取付部材13と放熱シート14とコア上面17bとの密着性を低下させることなく取り付け可能となり、トランス12の放熱性の向上を図れる。
(3)取付腕部20が下方に引き下げられることによって天井部19には下方への押し付け力が作用し放熱シート14を圧縮するが、天井部19に折り曲げ部21が形成されていることにより、天井部19の強度が増加し、天井部19の変形、即ち、天井部19の中央部の持ち上がり変形を抑制することができる。その結果、天井部19と放熱シート14との接触面の密着性をより確実に維持することができる。また、天井部19の他の両端部(前後方向にある両端部)に形成された放熱シート14側に屈曲して段差を有する折り曲げ部21により、放熱シート14の前後方向の移動を規制することができる。
(4)天井部19によって放熱シート14が圧縮される際に、折り曲げ部21と天井部19との上下方向の段差h1が放熱シート14の厚さhよりも小さく形成されており、折り曲げ部21とコア上面17bとが接触しない。また天井部19によって放熱シート14が過度に圧縮されたとしても折り曲げ部21がコア上面17bに接触するため、放熱シート14の圧縮量は段差h1に規制される。このため、過度な圧縮によって放熱シート14が圧接してつぶされるのを防止できる。
(5)放熱シート14を介してトランス12を取付部材13によりヒートシンク11に強固に固定することができ、放熱性と保持性の両立を図れる。
(6)ヒートシンク11に上方へ突出した取付台16を形成し、取付部材13の取付部23を取付台16にネジ15で締め付ける構成であるため、電子部品ユニットのように限られたスペースに多数の部品を配設するような場合に、取り付け作業が容易となり、且つ確実に取り付けることができる。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態に係るトランス取付装置30を図6〜図7に基づいて説明する。
この実施形態は、第1の実施形態における取付部材13の形状を変更したものであり、その他の構成は共通である。
従って、ここでは説明の便宜上、先の説明で用いた符号を一部共通して用い、共通する構成についてはその説明を省略し、変更した個所のみ説明を行う。
図6(a)、(b)は、トランス取付装置30の概略構成を示す右及び左側面図であり、図7は、取付部材31のみの斜視図を示す。図6及び図7において、取付部材31における屈曲部35a、35b以外の構成は第1の実施形態における取付部材13と同一である。即ち、天井部32と天井部19、折り曲げ部34と折り曲げ部21、取付腕部33と取付腕部20、及び取付部36と取付部23とはそれぞれ同一構成となっている。特に、屈曲部35a、35bと屈曲部22a、22bとの対応関係は、屈曲部35aと屈曲部22a、及び屈曲部35bと屈曲部22bとがそれぞれ対応関係にあるが、図6(a)、(b)及び第1の実施形態の図3(a)、(b)に示されるように、屈曲部35bは屈曲部22bと同一形状であり、屈曲部35aは屈曲部22aと同一形状ではなく、前後を反転させた形状となっている。
即ち、図6(a)に示すように、屈曲部35aは、前方で1回屈曲し、後方で2回屈曲した形状となっている。また、図6(b)に示すように、屈曲部35bは、前方で2回屈曲し、後方で1回屈曲した形状となっている。
ここで、図7に示すように、天井部32の中心P(天井部32の左右方向及び前後方向の中心位置)に天井部32と直角に交わる垂線lを引いた時に、この垂線lを回転軸とし、取付腕部33に設けられた屈曲部35a、35bがそれぞれ180°の回転対称に設けられているので、垂線lを回転軸に一方の屈曲部35a又は35bを180°回転させたとき、他方の屈曲部35b又は35aに重なる形状となっている。
従って、両取付腕部33の取付部36をヒートシンク11に固定する時に、屈曲部35a及び35bがそれぞれ垂線lを回転軸に180°の回転対称に設けられていることにより、両取付腕部33を下方に押し下げる力が、天井部32の全面においてバランスよく作用し局部的な接触不良を回避することができ、天井部32と放熱シート14との接触面の密着性をより一層向上できる。
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更しても良い。
○ 第1、第2の実施形態では、屈曲部22a、22b及び屈曲部35a、35bを前方又は後方で計3回の屈曲を有するとして説明したが、1〜2回の屈曲でも良いし、また、4回以上屈曲していても構わない。
○ 第1、第2の実施形態では、屈曲部22a、22b及び屈曲部35a、35bの屈曲形状をR型として説明したが、鋭角又は直角に屈曲形成されていても構わない。両取付腕部33が上下方向に伸縮可能であれば、屈曲形状はどのような形状であっても良い。
○ 図8(a)、(b)に示すように、取付部材40の屈曲部43a、43bが取付腕部42の中心線mに対し、前後対称に屈曲し中央部が中空となっている形状であってもよい。この場合には、取付腕部42を引き下げたときに、天井部41に作用する力のモーメントが前後方向でバランスよく作用し、放熱シート14を均一な力で押圧可能となる。また、取付腕部42の放熱経路が2本並列となり短くなるため熱伝導特性の低下も抑えることができる。
○ 第1、第2の実施形態において、取付部材13、31の取付腕部20、33を長く形成し、取付部23、36をヒートシンク11の上面に直接固定するように構成しても良い。
第1の実施形態に係るトランス取付装置の概略構成を示す斜視図である。 第1の実施形態に係るトランス取付装置の正面図である。 第1の実施形態に係るトランス取付装置の側面図である。(a)右側面図を示す。(b)左側面図を示す。 第1の実施形態に係る取付部材の正面図である。 第1の実施形態に係るトランス取付装置の取り付け順序を示す模式図である。(a)取付部材をトランスに載置した状態。(b)取付部材をネジで固定した状態。 第2の実施形態に係るトランス取付装置の側面図である。(a)右側面図を示す。(b)左側面図を示す。 第2の実施形態に係る取付部材の斜視図である。 その他の実施形態に係るトランス取付装置の側面図である。(a)右側面図を示す。(b)左側面図を示す。
符号の説明
10、30 トランス取付装置
11 ヒートシンク
12 トランス
13、31 取付部材
14 放熱シート(熱伝導性部材)
15 ネジ
16 取付台
17 コア
17a コア下面
17b コア上面
17c コア側面
19、32 天井部
20、33 取付腕部
21、34 折り曲げ部
22a、35a 屈曲部(右)
22b、35b 屈曲部(左)
23、36 取付部

Claims (5)

  1. 弾性を有する熱伝導性部材を介してトランスを取付部材によって金属製のヒートシンクに固定するトランス取付装置において、
    前記取付部材は、前記トランスのコア上面に載置された前記熱伝導性部材と接触する天井部と、前記天井部の両端部から垂下する取付腕部とを備え、
    前記取付腕部に、前記トランスの側面に沿う方向に屈曲する屈曲部と、前記屈曲部の下方に前記ヒートシンクに取り付ける取付部とを設けたことを特徴とするトランス取付装置。
  2. 前記天井部に、前記熱伝導性部材側に屈曲した折り曲げ部を形成したことを特徴とする請求項1に記載のトランス取付装置。
  3. 前記天井部の両端部から垂下する取付腕部のそれぞれに設けられた前記屈曲部は、前記天井部の中心を通り前記天井部と直角に交わる垂線を回転軸とし、互いに180°の回転対称であることを特徴とする請求項1又は2に記載のトランス取付装置。
  4. 前記ヒートシンクに上方へ突出した取付台を形成し、前記取付部材の取付部を前記取付台にネジ止めしたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のトランス取付装置。
  5. トランスのコア上面に載置された熱伝導性部材と接触する天井部と、前記天井部の両端部から垂下する取付腕部とを備え、前記取付腕部に、前記トランスの側面に沿う方向に屈曲する屈曲部と、前記屈曲部の下方にヒートシンクに取り付ける取付部とを設けたことを特徴とするトランス取付部材。
JP2008054859A 2008-03-05 2008-03-05 トランス取付装置及びトランス取付部材 Pending JP2009212356A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012049269A (ja) * 2010-08-25 2012-03-08 Tamura Seisakusho Co Ltd コア固定具及びコイル装置
JP2012156399A (ja) * 2011-01-27 2012-08-16 Tamura Seisakusho Co Ltd コア固定具及びコイル装置
JP2016066650A (ja) * 2014-09-24 2016-04-28 長野日本無線株式会社 コイル装置

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