JP3183291B2 - ヒートシンク装置 - Google Patents
ヒートシンク装置Info
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Description
ングユニット(以下、MPUと略称する)などの高発熱
の半導体素子を冷却するヒートシンク装置に関するもの
である。
半導体等の冷却に使用されているが、特に最近ではMP
Uなどの高発熱に対応するため、ヒートシンクに小型フ
ァンを組み込んだ冷却効果の高いファンモータ一体型の
ヒートシンク装置が使用されている。このヒートシンク
装置では上方から空気を吸込むため、上方に十分な空間
が必要であり、ノートブックタイプのパーソナルコンピ
ュータなどの薄型機器において、厚さ方向の寸法が制限
され、十分な冷却能力が発揮できないという課題を有し
ている。
明する。図8は従来のヒートシンク装置の斜視図、図9
は従来のヒートシンク装置の断面図を示すものである。
子であるMPU、82はヒートシンク基盤で、MPU8
1上に取付けられる、83は放熱用のフィン、84はモ
ータなどの駆動手段、85はファン、86はノートブッ
クタイプのパーソナルコンピュータの筐帯などヒートシ
ンク装置の上面のすきまを規制する構造物である。
タ一体型のヒートシンク装置について以下その動作を説
明する。MPU81の発熱はヒートシンク基盤82、フ
ィン83に伝導する。駆動手段84で回転するファン8
5で生じる空気の流れは、矢印Aで示すように構造物と
ヒートシンク装置上面の間を通って吸い込まれ、フィン
83を通過し熱を奪いながら矢印Bのようにヒートシン
ク側面に排気される。
来の構成では、ヒートシンク装置上面から空気を吸い込
むので、ヒートシンク装置上面に十分な空間が必要であ
る。ノートブックタイプのパーソナルコンピュータなど
の薄型機器においては、厚さ方向の寸法が制限されてい
るため、ヒートシンク装置上面に十分な空間を確保でき
ず、十分な冷却能力が発揮できないという問題点を有し
ていた。また、空間を確保するためにヒートシンク装置
全体を薄型化すればよいが、ファンを回転させ冷却可能
な風量を得ることができるモータは軸受け構造や巻線構
造の必要からある程度の厚さは必要であり、薄型化には
限界があった。
で、ヒートシンク装置上面に十分な空間がない場合でも
効果的に送風し冷却が可能なファンモータ一体型のヒー
トシンク装置を提供することを目的としている。
に本発明は構造上厚さに制限があるモータ等の駆動手段
部分よりファン及びヒートシンクのフィン部分、ヒート
シンク基盤の高さを低くすることで、ヒートシンク装置
上面に空気を吸い込む十分な空間が得られる。
トシンク装置上部に構造物をもってくることが可能とな
り、薄型機器へのヒートシンク装置設置が可能となる。
記載のヒートシンク装置は、ファンを駆動する駆動手段
が、カバーに設けられた開口部を貫通し、ファンの上面
及びカバーの上面の高さが駆動手段の上面の高さより低
くなるように構成することにより、駆動手段のぎりぎり
まで上部構造物を近づけても、駆動手段の側方に余裕が
あるため空気の流入経路を確保でき、薄型機器へのヒー
トシンク装置の設置が可能となる。
箇所が開口された側壁を底部に立設したヒートシンク基
盤と、前記ヒートシンク基盤に少なくとも一部を固定し
た駆動手段と、前記駆動手段により回転するファンと、
前記ヒートシンク基盤に立設された複数のフィンとを有
し、前記ヒートシンク基盤の底部から側壁の上面までの
高さが前記底部から前記駆動手段の上面までの高さより
低くすることにより、構造上厚さに制限があるモータ等
の駆動手段部分よりファン及びヒートシンクのフィン部
分の高さを低くすることで、ヒートシンク装置上面に空
気を吸い込む十分な空間が得られるため、モータ部の高
さ近くまでヒートシンク装置上部に構造物をもってくる
ことが可能となり、薄型機器へのヒートシンク装置設置
が可能となる。
板をヒートシンク基盤の前記駆動手段が固定された側に
装着することにより、ヒートシンク基盤から熱を奪い温
度の高くなった排気が吸気側に回りこみ冷却効果が低下
することを防止する効果が得られる。
通するより大きく、かつ、ファンの外周径より小さくす
ることにより、吸気がファンとフィンとの間で混流を起
し吸気側に気体が戻るのを防ぎ、スムーズな気体の流れ
を行い冷却効果を向上させることができる。
を持つカバーを空気吸込み側に設けることにより、吸込
み方向を限定できるため、ヒートシンク装置を設ける機
器の内部で発熱が大きい内蔵部品などの冷却を必要とす
る最適な方向から吸気でき、MPU等を含む筐体内全体
の最適な冷却効果を得ることができる。
口部もしくは両方に通風用ダクトを設けることにより、
任意の位置に吸込み側開口部や吹き出し側開口部を設置
できるため、ヒートシンク装置を取付ける発熱素子の設
置位置を自由に設計することが可能となる。
採用することにより、遠心式ファンなどの他のファンよ
り同じ風流でもヒートシンク装置を薄く構成することが
可能となる。
込み方向と異なる方向に排気するヒートシンク装置を取
付けた電子機器で、この構造をとることで、任意の方向
から吸気を行い筐体内の発熱部品を冷却すると共に内部
の熱気を任意の方向へ排気するため、効果的な冷却が可
能となり、機器の小型化が可能となる。
ら図7を用いて説明する。
態1によるヒートシンク装置の斜視図を、図2は本発明
の実施の形態1によるヒートシンク装置の平面図を、図
3は本発明の実施の形態1によるヒートシンク装置の断
面図を示す。
熱素子、2はヒートシンク基盤、3は駆動手段であるモ
ータ、4はヒートシンク基盤2に設けられた吹き出し開
口部、5はカバー、6は軸流式のファン、7はヒートシ
ンク基盤2に設けられた放熱用のフィンで、フィン7は
開口部4部分では空気の流出方向と略平行に、他の部分
ではファン6の回転軸を中心に略円弧状に設けられてい
る。8はノートブックタイプのパーソナルコンピュータ
の筐体などヒートシンク装置の上面のすきまを規制する
構造物を示す。例えば、発熱素子1は一辺が40mmか
ら50mmの正方形もしくは長方形である。ヒートシン
ク基盤2は発熱素子1の上面に接着やフック又はビス等
による固定方法で取付けられる。ヒートシンク基盤2の
外壁部の外形は、本実施の形態では発熱素子1と同様の
正方形であるが、開口部4以外の部分が円形であるよう
な形状をとることも可能である。この外壁部の高さはモ
ータ3の上面の高さより低くなっている。ファン6はモ
ータ3の側面の下側部に偏って設けられており、ファン
6の上面の高さはモータ3の上面の高さより低くなって
いる。ヒートシンク基盤2の外壁上に取付けられるカバ
ー5はモータ3が通る開口部を有する。この開口部の内
径はモータ3の外径より大きくかつファン6の外径より
小さい。図3で示すように構造物8がモータ3の上面に
近づいた構造をとった場合でも、構造物8とヒートシン
ク基盤2の外壁部やカバー5、ファン6との間には空気
が流入する十分な空間が存在する。
態2によるヒートシンク装置の斜視図、図5は本発明の
実施の形態2によるヒートシンク装置の断面図である。
シンク基盤、13は駆動手段であるモータ、14は吹き
出し用の開口部、15は第1のカバー、16はファン、
17はヒートシンク基盤12に設けられた放熱用のフィ
ン、18は第2のカバー、19は第2のカバー18に設
けられた吸込み側の開口部、20はノートブックタイプ
のパーソナルコンピュータの筐体などヒートシンク装置
の上面のすきまを規制する構造物を示す。前記の図1、
2、3で示したものと同様のヒートシンク装置に第2の
カバー18を設けたものである。第2のカバー18には
吸込み方向を特定するための開口部19が設けられてお
り、ヒートシンク基盤12に対して第2のカバー18は
開口部19が任意の方向になるように取り付けることが
可能である。
態3によるヒートシンク装置の斜視図、図7は本発明の
実施の形態3によるヒートシンク装置を組み込んだ電子
機器の内部図である。
示した実施の形態2と同様のヒートシンク装置、62は
ヒートシンク装置61に設けられた吸込み側の開口部、
63はヒートシンク装置61に設けられた吹き出し側の
開口部、64は吸込み側の開口部62に設けられた第1
のダクト、65は吹き出し側の開口部63に設けられた
第2のダクトである。図では第1のダクト64、第2の
ダクト65は断面が吸込み側の開口部62や吹き出し側
の開口部63と同様の長方形の場合を示しているが、任
意の形状、例えば第1のダクト64の吸込み側先端が吸
込み側の開口部62より横に広い形状や第2のダクト6
5の吹き出し側先端が吹き出し側の開口部63より大き
い円形などをとることが可能である。また、必要に応
じ、ダクトは吸込み側の開口部62や吹き出し側の開口
部63のどちらか一方のみに設けることも可能である。
図7において、70は電子機器の筐体、71はプリント
基板、72は電源等の発熱部品を示す。吸込み側のダク
ト64は電子機器内部の電源等の発熱部品72の近傍に
開口部を持ち、吹き出し側のダクト65は電子機器の筐
体70に開口部を持つ。ヒートシンク装置61による空
気の流れは、ダクト64により発熱部品72の周囲の空
気を吸い込み、ヒートシンク装置61の内部を通り、ダ
クト65により電子機器の筐体外へ排気される。
について、以下その動作を図を用いて説明する。
素子1の発熱はヒートシンク基盤2、フィン7に伝導す
る。モータ3で回転するファン6で生じる空気の流れ
は、矢印Aで示すようにヒートシンク装置上面から吸い
込まれ、フィン7を通過し熱を奪いながら開口部4へ向
かい矢印Bのようにヒートシンク側面に排気される。ヒ
ートシンク装置の上面がオープンの場合には、吸い込ま
れる空気の流れはさまたげなく上部から流入するが、構
造物8のように機器の薄型化のためにモータ部のぎりぎ
りまで上部構造物8に近づけた場合でも、本発明の構造
では側面に余裕があるため、空気の流入経路が確保でき
る。同じモータを使用した従来の構造では流入経路がふ
さがれてしまうため、本発明の構造よりファンの外部に
対する露出面積が大きくなるにもかかわらず、風量を確
保することはできない。また、従来の構造でモータ自体
を薄くした場合、空気の流入経路は確保できるがモータ
出力の低下は避けられず、従って風量は減少する。この
ように、本発明の構造をとることにより、モータ出力を
低下させることなく、空気の流入経路が確保できるた
め、効果的な冷却が可能となる。
3により説明する。前記の構成をとるヒートシンク装置
において、ファン6は軸流ファン、遠心ファンのどちら
の構造をとることも可能である。しかし、本発明の優位
点は薄型にできる点であり、主に電子機器の半導体素子
の冷却に使用されるため、その外形寸法は高さ10mm
程度、直径30mm程度である。このため、ファンの高
さ方向の寸法は5mm程度におさえる必要がある。通常
図9で示すような従来の上部から吸込み側面方向に排気
するファンの場合、シロッコファン等の遠心式ファンを
使用するが、本発明の場合、遠心式ファンでは十分なブ
レード長を得ることができないため、軸流式のファンを
採用している。前述のカバー5がない場合、ファン6で
下方向に流れた空気はヒートシンク基盤2ではねかえり
羽根間のすきまやファン6とヒートシンク基盤2の内壁
とのすきまから吸込み方向へ逃げる。この逃げを抑制す
るため、カバー5をファン6の一部をおおうように設け
ることが有効である。カバー5の開口部内径がファン6
の先端の外周より大きい場合、吸込み側への逃げが多く
生じる。また、カバー5の開口部内径がファン6の先端
の外周より小さくなりすぎると、吸込み側の開口面積が
小さくなり、吸込み風量が減少する。実際の使用にあた
っては、構造物8のような機器内部の構造によって特性
が変化するため、その機器に最適な寸法設計が必要とな
る。
4、5を用いて説明する。ヒートシンク基盤12、モー
タ13、開口部14、第1のカバー15、ファン16、
フィン17は前記の図1、2、3の実施の形態1と同一
の構造であり、その上部に第2のカバー18が取付けら
れたものである。第2のカバー18は側面の一端面に開
口部19が設けられており、空気はファン16の回転に
よりこの開口部19から吸い込まれ、フィン17を通過
し熱を奪いながら、開口部14から吹き出される。第2
のカバー18は開口部19が任意の一方向になるように
ヒートシンク基盤1に取付け可能であり、これにより任
意の一方向から吸込み、任意の一方向へ排気するヒート
シンク装置が実現される。図1の実施の形態1の構造で
は各方向から吸込まれるが、第2のカバー18を使用す
る図4の実施の形態2の構造をとることにより、ヒート
シンク装置を設ける機器の内部で発熱が大きい内蔵部品
などの冷却を必要とする場合に、最適な方向から吸気で
き、MPU等を含む筐体内全体の冷却効果を最適にする
ことが可能となる。また、ノートブックタイプのパーソ
ナルコンピュータの筐体などヒートシンク装置の上面の
すきまを規制する構造物20は、第2のカバー18の上
面に接触させることも可能で、前記の図3の構造の場合
に比較しヒートシンク装置自体の寸法は多少厚くなる
が、ヒートシンク装置と構造物20の間隔による特性変
化がなく、機器の設計が比較的容易になる。
取付け、一方向から吸込みとすることは可能であるが、
実施の形態2で述べたように、モータ13と第2のカバ
ー18の間に空間が必要となり、厚みが増加する。本発
明の構造のヒートシンク装置に第2のカバー18を取付
ける場合には、モータ13と第2のカバー18の間は近
接させることが可能であり、薄型の一方向吸込み一方向
排気のヒートシンク装置が実現できる。一方向吸い込み
一方向排気が要求される機器は主としてスペースが限ら
れる薄型機器であり、本発明の構成で薄型の一方向吸込
み一方向排気のヒートシンク装置が実現できるメリット
は大きい。
用いて説明する。図6で示すヒートシンク装置は前述の
実施の形態2の図4、5で示したヒートシンク装置の吸
込み側開口部に第1のダクト64を設け、吹き出し開口
部に第2ダクト65を設けたものである。第1のダクト
64、第2のダクト65を設けることにより、任意の位
置から吸気し、任意の位置へ排気することが可能とな
り、MPUの位置やプリント基板の位置により吸気排気
の方向や位置が制約を受けることがなくなる。
電子機器の一例である。吸込み側の第1のダクト64が
ない場合ヒートシンク装置61はプリント基板71上の
周辺空気を吸い込むのみであるが、吸込み側の第1のダ
クト64を設けることで特定の部品、例えば電源装置7
2の近傍に吸込み側の第1のダクト64の吸気口を設け
ることで、吸気と共に電源装置72の冷却を行うことが
できる。また、吹き出し側の第2のダクト65の開口部
を筐体70へ設けることで発熱素子60の熱や電源装置
72の熱を確実に筐体外へ排気でき、筐体内への熱の拡
散を防止できる。また、ヒートシンク装置以外に筐体排
気用のファンを別に設ける必要がなく、構成がシンプル
になる。
ンク装置の上部にスペースを設けることは不要であり、
高性能MPUの搭載が薄型機器でも可能となる。
の斜視図
ク装置の平面図
の断面図
の斜視図
の断面図
の斜視図
を組み込んだ電子機器の内部図
Claims (4)
- 【請求項1】発熱素子を取付可能であるとともに、その
底部に側壁を立設したヒートシンク基盤と、 駆動手段と、 前記駆動手段の下側部に設けられたファンと、 前記側壁上に設けられたカバーとを有し、 前記駆動手段は、前記カバーに設けられた開口部を貫通
し、前記ファンの上面及び前記カバーの上面の高さが前
記駆動手段の上面の高さより低くなるように取り付けら
れることを特徴とするヒートシンク装置。 - 【請求項2】発熱素子を取付可能であるとともに、その
底部に側壁を立設したヒートシンク基盤と、 駆動手段と、 前記駆動手段の下側部に設けられたファンと、 前記ヒートシンク基盤に立設された複数のフィンと、 前記側壁上に設けられたカバーとを有し、 前記駆動手段は、前記カバーに設けられた開口部を貫通
し、前記ファンの上面及び前記カバーの上面の高さが前
記駆動手段の上面の高さより低くなるように取り付けら
れ、前記駆動手段の側方に空気の流入経路を構成するこ
とを特徴とするヒートシンク装置。 - 【請求項3】発熱素子を取付可能であるとともに、ヒー
トシンク基盤の底部、カバーを有するヒートシンク装置
であって、 駆動手段と、 前記駆動手段の下側部に設けられたファンと、 前記ヒートシンク基盤に立設された複数のフィンとを有
し、 前記駆動手段は、前記カバーに設けられた開口部を貫通
し、前記ファンの上面及び前記カバーの上面の高さが前
記駆動手段の上面の高さより低くなるように取り付けら
れることを特徴とするヒートシンク装置。 - 【請求項4】発熱素子を取付可能であるとともに、ヒー
トシンク基盤の底部、カバーを有するヒートシンク装置
であって、 駆動手段と、 前記駆動手段の下側部に設けられたファンと、 前記ヒートシンク基盤に立設された複数のフィンとを有
し、 前記駆動手段は、前記カバーに設けられた開口部を貫通
し、前記ファンの上面及び前記カバーの上面の高さが前
記駆動手段の上面の高さより低くなるように取り付けら
れ、前記駆動手段の側方に空気の流入経路を構成するこ
とを特徴とするヒートシンク装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000076090A JP3183291B2 (ja) | 1996-04-04 | 2000-03-17 | ヒートシンク装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000076090A JP3183291B2 (ja) | 1996-04-04 | 2000-03-17 | ヒートシンク装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08082306A Division JP3127821B2 (ja) | 1996-04-04 | 1996-04-04 | ヒートシンク装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000294971A JP2000294971A (ja) | 2000-10-20 |
JP3183291B2 true JP3183291B2 (ja) | 2001-07-09 |
Family
ID=18593883
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000076090A Expired - Fee Related JP3183291B2 (ja) | 1996-04-04 | 2000-03-17 | ヒートシンク装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3183291B2 (ja) |
-
2000
- 2000-03-17 JP JP2000076090A patent/JP3183291B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2000294971A (ja) | 2000-10-20 |
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