JP2011049553A - 放熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高い放熱効率を有する放熱装置を提供する。
【解決手段】放熱装置は、積載板９０と、電気回路基板上の電子素子に熱伝導するように接する熱伝導ホルダー１１及び前記熱伝導ホルダーに取り付けられ且つ前記積載板を貫く複数の柱状フィン１２を有する第一放熱器１０と、前記積載板に嵌合する第二放熱器２０と、前記熱伝導ホルダーと前記第二放熱器とを熱伝導するように連接するヒートパイプ５０と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、放熱装置に関するものであって、特に発熱電子部材に対して放熱するために用いられる放熱装置に関するものである。

周知のように、ＣＰＵ（中央処理装置）などの電子部材が作動する時に生じる熱が電子部材の作動に悪い影響をもたらす。従って前記電子部材の上に放熱装置を装着して前記電子部材を冷却しなければならない。従来の放熱装置は、熱伝導ホルダー及び該熱伝導ホルダーの上に設置される複数の放熱フィンからなる。前記熱伝導ホルダーの下面は、滑らかな実体金属であり、前記電子部材の上面に接触して、前記電子部材が生じる熱を吸収してから前記放熱フィンに伝達して放熱する。

しかし、電子部材の体積がだんだん小さくなり、生じる熱もさらに集中するため、金属の熱伝導性能に制限されて、前記熱伝導ホルダーの中心の熱が放熱装置全体に快速に伝達できなく、放熱装置の放熱効率が低い。

本発明の目的は、前記課題を解決し、高い放熱効率を有する放熱装置を提供することである。

本発明に係る放熱装置は、積載板と、電気回路基板上の電子素子に熱伝導するように接する熱伝導ホルダー及び前記熱伝導ホルダーに取り付けられ且つ前記積載板を貫く複数の柱状フィンを有する第一放熱器と、前記積載板に嵌合する第二放熱器と、前記熱伝導ホルダーと前記第二放熱器とを熱伝導するように連接するヒートパイプと、を備える。

本発明の放熱装置において、ヒートパイプによって第一放熱器及び第二放熱器を連接するため、熱を放熱装置全体に快速に伝達して放熱効率を高め、電子部材の正常の作動を維持することができる。

本発明の実施形態に係る放熱装置の立体組立図である。 図１に示す放熱装置の部分分解図である。 図２に示す放熱装置の他の視角からの部分分解図である。 図３に示す放熱装置の部分組立図である。 図１に示す放熱装置の他の視角からの立体組立図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

図１を参照すると、本発明の実施形態に係る放熱装置は、電子装置の電気回路基板１００の上にある第一電子素子２００及び第二電子素子３００に対して放熱するために用いられる。本実施形態において、前記電子装置は、ゲーム機のホストコンピュータであり、前記第一電子素子２００は、ＣＰＵ（中央処理装置）であり、前記第二電子素子３００は、ＧＰＵ（図形処理装置）である。前記第一電子素子２００及び前記第二電子素子３００が作動する時に生じる熱が大きく、前記ゲーム機のホストコンピュータの構造がコンパクトであり、前記放熱装置を収容するための収容空間が有限であり、ＣＰＵ及びＧＰＵが全て前記電気回路基板１０の上に設置され且つ両者の距離が近いため、前記放熱装置の設計に大きい課題をもたらす。

本実施形態において、前記放熱装置は、積載板９０と、該積載板９０の上に取り付けられる第一放熱器１０、第二放熱器２０及び第三放熱器３０と、を備える。前記第一放熱器１０及び前記第二放熱器２０は、前記第一電子素子２００に関連して放熱し、前記第三放熱器３０は、前記第二電子素子３００に関連して放熱する。

図２〜図４を参照すると、前記積載板９０は、ファン固定ホルダーであって、前記第一放熱器１０、前記第二放熱器２０及び前記第三放熱器３０をファン（図示せず）と組み合わせて、コンパクトであり且つ高い放熱効率を有する放熱装置を構成する。

前記積載板９０は、略矩形であり、銅、アルミニウムのような優れた熱伝導性能を有する金属材料からなる。前記積載板９０の一端には前記第一放熱器１０を取り付けるための複数の第一貫通孔９１、前記第二放熱器２０を取り付けるための矩形開口９２及び前記第三放熱器３０を取り付けるための複数の第二貫通孔９３が設置されており、前記積載板９０の他端には、ファン（図示せず）を取り付けるための収容空間が形成されている。

図４に示されたように、前記複数の第二貫通孔９３は、前記積載板９０の１つの側縁に近い位置に交互に配列されて矩形アレイを形成する。前記第一貫通孔９１の数量は、前記第二貫通孔９３の数量より少なく、前記複数の第一貫通孔９１は、前記積載板９０の前記複数の第二貫通孔９３に近い位置に互いに離間して設置される。前記第一貫通孔９１の周縁から上に向かってフランジ９１０が突出するため、前記第一放熱器１０にさらによく接触することができ、前記第二貫通孔９３の周縁から上に向かってフランジ９３０が突出するため、前記第三放熱器３０にさらによく接触することができる（図２を参照）。

前記第一貫通孔９１及び前記第二貫通孔９１と前記収容空間は１つの直線上に位置するため、前記ファンからの気流は前記第一放熱器１０、前記第二放熱器２０及び前記第三放熱器３０を流れることができ、従って放熱効率が高められる。前記収容空間の中部には、前記ファンに対応する開口９４が形成されている。前記開口９４は、略半円形であり、その直辺は前記第一放熱器１０に近く、前記直辺から下に向って止め板９５が直交して延在する。前記開口９４は、気流を吸入することに用いられる。

前記第一放熱器１０は、前記積載板９０の略中部に取り付けられており、熱伝導ホルダー１１と、前記積載板９０の複数の第一貫通孔９１を貫通する複数の柱状フィン１２と、複数の前記柱状フィン１２を挿通させる複数の第一シート状フィン１３と、前記積載板９０の下面に設置され且つ前記熱伝導ホルダー１１に接続するヒートパイプ５０と、を備える。各々の柱状フィン１２は、円柱状であり、その下端の外径は前記第一貫通孔９１の内径よりやや大きいため、その下端は前記積載板９０の対応する第一貫通孔９１に緊密に収容され、且つ前記柱状フィン１２の下面と前記積載板９０の下面とは同じ平面に位置する。前記柱状フィン１２の下端より上方部分は、前記積載板９０の上面から露出する。

前記熱伝導ホルダー１１は、略矩形であって、銅、アルミニウムのような優れた熱伝導性能を有する金属材料からなる。前記熱伝導ホルダー１１の上面は、前記積載板９０の下面に結合され、前記熱伝導ホルダー１１の上面の片側は前記柱状フィン１２の下面に接触し、前記熱伝導ホルダー１１の上面の他の片側には、縦長い溝部１１０が設置されている。

前記第一シート状フィン１３は、略Ｔ字状であって、その縦方向部位の前記積載板１０の開口９４に対面する片側は円弧状であり、該円弧状に対向する他の片側は直角状である。各々のシート状フィン１３の縦方向部位には、前記複数の柱状フィン１２に一々対応する複数の円孔１３０が形成されており、前記柱状フィン１２を前記円孔１３０に緊密に配合するために、各々の円孔１３０の内径は前記柱状フィン１２の外径よりやや小さい。各々の円孔１３０の周縁から同じ方向に向かってフランジが突出するため、隣り合う２つの第一シート状フィン１３は互いに離間して設置されて通気空間（図示せず）を形成する。各々の第一シート状フィン１３の横方向部位には、前記第二放熱器２０に対応する複数の方形孔１３５が形成されている。前記方形孔１３５及び前記円孔１３０の形状は、それぞれ対応する柱状フィンの断面の形状の変化によって変化することができる。

前記第二放熱器２０は、銅、アルミニウムのような優れた熱伝導性能を有する金属材料から一体成型され、吸熱板２１及び該吸熱板２１から上に向かって直交して延在する複数の柱状フィン２２を備える。各々の柱状フィン２２は、四角柱状である。前記吸熱板２１は、矩形であって、前記積載板９０の矩形開口９２に対応する。前記吸熱板２１の長手方向の両側から外に向ってそれぞれ１つの翼部２３が延在されており、各々の翼部２３の底面が前記吸熱板２１の底面よりやや高いので、前記吸熱板２１の長手方向の両側に段階部が形成される。前記第二放熱器２０を前記積載板９０に取り付ける場合、前記吸熱板２１は前記矩形開口９２を貫き、且つ前記吸熱板２１下面と前記積載板９０の下面とは同じ平面に位置し、前記２つの翼部２３は前記積載板９０の矩形開口９２の両側の上面に当接される。

前記ヒートパイプ５０は、略Ｌ字状であって、前記熱伝導ホルダー１１の溝部１１０に収容される吸熱段５１と、前記吸熱段５１に接続する放熱段５２と、を備える。前記ヒートパイプ５０の放熱段５２は、前記吸熱板２１の下面及び前記積載板９０の下面に接触する。

前記放熱装置は、Ω字状の断面を有する熱伝導カバー６０をさらに備える。前記熱伝導カバー６０は、優れた熱伝導性能を有する金属シートをプレス加工してなり、前記ヒートパイプ５０の放熱段５２の形状に対応する溝部６１を有する１つの曲面部及び該曲面部の両側に位置する２つの平面部を備える。前記熱伝導カバー６０の曲面部は、前記ヒートパイプ５０の放熱段５２を緊密に包み、前記熱伝導カバー６０の２つの平面部は、前記吸熱板２１の下面及び前記積載板９０の下面に緊密に接触するため、前記放熱段５２を前記積載板９０に固定して保護することができ、且つ前記放熱段５２の熱を前記第二放熱器２０及び前記積載板９０に伝達させることができる。

前記第三放熱器３０は、熱伝導底板３１と、上板３２と、複数の柱状フィン３３と、複数の前記柱状フィン３３を挿通させる複数の第二シート状フィン３４と、を備える。前記熱伝導底板３１及び前記上板３２は、全て銅、アルミニウムのような優れた熱伝導性能を有する金属材料からなり、両者はかしめられるとともに、前記柱状フィン３３の一端を挟んで固定する。他の実施形態において、前記熱伝導底板３１及び前記上板３２は１つの熱伝導板体であって、前記柱状フィン３３を前記熱伝導板体に溶接するか、又は前記柱状フィン３３と前記熱伝導板体とを一体成型することもできる。各々の第二シート状フィン３４は、矩形であって、その上には前記積載板９０の複数の第二貫通孔９３に対応する複数の円孔３４０が形成されている。

前記熱伝導底板３１の厚みは前記熱伝導ホルダー１１の厚みより小さく、前記柱状フィン３３は前記第二貫通孔９３の軸方向で移動することができるため、前記第一電子素子２００及び前記第二電子素子３００の高度が一致しない時、前記熱伝導底板３１の位置を調節して、前記第一電子素子２００及び前記第二電子素子３００を全て対応する放熱器によく接触させて、前記放熱装置の放熱効果を高める。

図５を参照すると、前記放熱装置を組み立てる場合、先ず、前記第一放熱器１０の複数の柱状フィン１２を前記積載板９０の複数の第一貫通孔９１に緊密に挿入するとともに、前記第二放熱器２０を前記積載板９０に取り付けて、前記吸熱板２１が前記矩形開口９２を貫き、且つ前記吸熱板２１の下面と前記積載板９０の下面とは同じ平面に位置する。次に、前記熱伝導ホルダー１１と、前記ヒートパイプ５０と、前記熱伝導カバー６０とを前記積載板９０の下面に溶接し、前記ヒートパイプ５０の吸熱段５１は、前記熱伝導ホルダー１１の溝部１１０に収容され、前記ヒートパイプ５０の放熱段５２は、前記熱伝導カバー６０の溝部６１に収容され且つ前記第二放熱器２０の底部に対応する。次に、一体に組み立てられた前記熱伝導底板３１、前記上板３２及び前記柱状フィン３３を前記積載板９０に取り付ける。即ち、前記柱状フィン３３は前記積載板９０の下面から前記第二貫通孔９３を貫通して、前記上板３２の上面は前記積載板９０の下面に当接する。最後に、前記第一放熱器１０の複数の柱状フィン１２及び前記第二放熱器２０の複数の柱状フィン２２を複数の前記第一シート状フィン１３に挿通させて、複数の前記第一シート状フィン１３は、前記柱状フィン１２に互いに離間して平行に設置されて複数の通気空間を形成し、前記第三放熱器３０の複数の柱状フィン３３を複数の前記第二シート状フィン３４に挿通させる。本実施形態において、最も下層に位置する前記第一シート状フィン１３及び前記第二シート状フィン３４は、１つのシート状フィン７０からなり、前記シート状フィン７０に対してプレス加工して複数のＴ字状の弾性シート７１を形成する。前記複数の弾性シート７１は、前記積載板９０の上面に接触して、前記積載板９０から静電気を除去することにより、前記第１および第２の電子素子２００，３００から静電気が除去される。

前記放熱装置を前記電気回路基板１００に取り付ける場合、前記第一放熱器１０の熱伝導ホルダー１１の下面は前記電気回路基板１００の上の第一電子素子２００の上面に緊密に接触し、前記第三放熱器３０の熱伝導底板３１の下面は前記電気回路基板１００の上の第二電子素子３００の上面に緊密に接触する。前記第一電子素子２００が作動する時に生じる熱は前記熱伝導ホルダー１１に伝達されて、前記熱の一部分は前記柱状フィン１２及び前記第一シート状フィン１３の対応する部分に伝達され、前記熱の他の一部分は前記ヒートパイプ５０及び前記熱伝導カバー６０によって前記第二放熱器２０及び前記第一シート状フィン１３の他の部分に伝達され、前記熱を前記第一シート状フィン１３に均一に伝達し、且つファンからの気流によって放熱して、放熱効率を高める。前記第二電子素子３００が作動する時に生じる熱は、前記第三放熱器３０の熱伝導底板３１及び柱状フィン３３によって前記第二シート状フィン３４に伝達されて放熱する。

以上、本発明を実施例に基づいて具体的に説明したが、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種種の変更が可能であることは勿論であって、本発明の技術的範囲は、以下の特許請求の範囲から決まる。

１０ 第一放熱器
１１ 熱伝導ホルダー
１２，２２，３３ 柱状フィン
１３ 第一シート状フィン
２０ 第二放熱器
２１ 吸熱板
２３ 翼部
３０ 第三放熱器
３１ 熱伝導底板
３２ 上板
３４ 第二シート状フィン
５０ ヒートパイプ
５１ 吸熱段
５２ 放熱段
６０ 熱伝導カバー
６１，１１０ 溝部
７０ シート状フィン
７１ 弾性シート
９０ 積載板
９１ 第一貫通孔
９２ 矩形開口
９３ 第二貫通孔
９４ 開口
９５ 止め板
１３０，３４０ 円孔
１３５ 方形孔
２００ 第一電子素子
３００ 第二電子素子
９１０，９３０ フランジ

Claims (7)

1. 積載板と、
   電気回路基板上の電子素子に関して熱伝導するように接する熱伝導ホルダーと、前記熱伝導ホルダーに取り付けられ且つ前記積載板を貫く複数の柱状フィンと、を有する第一放熱器と、
   前記積載板に嵌合する第二放熱器と、
   前記熱伝導ホルダーと前記第二放熱器との間で熱伝導するように連接するヒートパイプと、
   を備えることを特徴とする放熱装置。
2. 前記第二放熱器の下面と前記積載板の下面とは同じ平面上に位置し、前記ヒートパイプは、前記第二放熱器の下面及び前記積載板の下面に接触することを特徴とする請求項１に記載の放熱装置。
3. 前記放熱装置は、前記ヒートパイプの放熱段を包み且つ前記第二放熱器の下面に緊密に接触する熱伝導カバーをさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の放熱装置。
4. 前記第二放熱器の底部の両側には、それぞれ１つの翼部が設置され、前記積載板には、開口が設置され、前記第二放熱器の底部は前記開口に嵌合し、且つ前記２つの翼部は、前記積載板の開口の両側の上面に当接されることを特徴とする請求項３に記載の放熱装置。
5. 前記第二放熱器は、吸熱板及び前記吸熱板から上に向かって一体に延在する複数の柱状フィンを備え、前記第一放熱器の柱状フィン及び前記第二放熱器の柱状フィンを全て複数の第一シート状フィンに挿通させることを特徴とする請求項１に記載の放熱装置。
6. 前記積載板は、ファン固定ホルダーであることを特徴とする請求項１〜５のいずれの一項に記載の放熱装置。
7. 前記放熱装置は、電気回路基板上の他の電子素子に熱伝導するように接する熱伝導底板と、前記熱伝導底板にかしめられる上板と、一端が前記熱伝導底板と前記上板との間に挟んで固定される複数の柱状フィンと、を有する第三放熱器をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の放熱装置。

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