JP4836057B2 - Cooling unit - Google Patents
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Description
本発明は、発熱する電子部品を備えた機器の冷却ユニットに関する。 The present invention relates to a cooling unit for equipment including electronic components that generate heat.
従来、液晶テレビなどの液晶表示器のバックライトとして発光素子などの電子部品が用いられているが(特許文献1)、発熱した発光素子は温度上昇により機能が低下し、十分な機能が発揮できないため、発光素子を多数個用いて、個々の発光素子の負荷を軽減させることで、発熱する発光素子の均熱化を図っていた。
しかし、従来の構成では、発光素子が多数個必要であり、また温度上昇に対して十分な機能が発揮できないため、発熱する発光素子の冷却が大きな課題となっていた。 However, in the conventional configuration, a large number of light emitting elements are required, and a sufficient function cannot be exhibited with respect to the temperature rise, so that cooling of the light emitting elements that generate heat has been a big problem.
そこで本発明は上記課題を解消するものであり、発熱する発光素子の均熱化に優れた冷却ユニットを提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to solve the above-described problems and to provide a cooling unit excellent in soaking a heat-emitting element.
請求項1の発明の冷却ユニットでは、複数の発光素子を冷却する冷却ユニットであって、前記複数の発光素子を均熱化するヒートパイプを備え、断面略L字型に形成されて、外側の一面に前記複数の発光素子を装着し、内側の二面に前記ヒートパイプを熱接続した熱伝導部材を備えたことを特徴とする。
The cooling unit of the invention of
請求項2の発明の冷却ユニットでは、前記熱伝導部材を金属材料から形成するとともに、前記ヒートパイプを断面略円筒型又は略扁平型としたことを特徴とする。 In the cooling unit according to a second aspect of the present invention, the heat conducting member is formed of a metal material, and the heat pipe is formed in a substantially cylindrical shape or a substantially flat shape in cross section.
請求項1の発明によれば、発光素子が均熱化され、発光素子の異常な温度上昇を防止することにより、温度上昇による機能低下などの障害を防止できる。また、略L字型の熱伝導部材を介して、発光素子とヒートパイプを熱接続したので、熱接続面積が増加して一層の均熱化が図れる。 According to the first aspect of the present invention, the temperature of the light-emitting element is equalized, and an abnormal temperature rise of the light-emitting element is prevented, thereby preventing a failure such as a function deterioration due to a temperature rise. In addition, since the light emitting element and the heat pipe are thermally connected via the substantially L-shaped heat conduction member, the heat connection area is increased, and the temperature can be further equalized.
請求項2の発明によれば、高い熱伝導性を備える金属材料からなる熱伝導部材と、接触面積の大きい円筒型又は平坦型のヒートパイプを用いたことにより熱伝導性が向上し、更に均熱化が図れる。
According to the invention of
以下、本発明における好ましい実施例について、添付図面を参照しながら説明する。なお下記の実施例に示されている冷却ユニットは、液晶表示器を備えた液晶テレビやノート型パソコン等の機器に収納されるが、それ以外の液晶表示器を搭載した機器に内蔵若しくは外付けされてもよい。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The cooling units shown in the following examples are housed in devices such as liquid crystal televisions and notebook computers equipped with liquid crystal displays, but they are built-in or externally attached to devices equipped with other liquid crystal displays. May be.
図1および図5は、本発明による冷却ユニットの第1実施例を示す。これらの各図において、1は断面が略L字型の銅板等の熱伝導性に優れた金属板からなるスプレッダ(ヒートスプレッダ)であり、スプレッダ1の一方の辺を第1の辺部2とし、この第1の辺部2と略垂直に設けられた他方の辺を第2の辺部3とする。
1 and 5 show a first embodiment of a cooling unit according to the invention. In each of these drawings, 1 is a spreader (heat spreader) made of a metal plate excellent in thermal conductivity such as a substantially L-shaped copper plate, and one side of the
第1の辺部2の外面である第1の外面4には、機器の液晶表示器であるディスプレイ(図示せず)のバックライトとして発光素子たる白色LED5がスプレッダ1の長手方向に沿ってアレイ(小道)状に複数個並んで装着されている。
On the first
また、第1の辺部2及び第2の辺部3におけるそれぞれの内面である第1の内面6及び第2の内面7によって囲まれた領域には、金属熱伝導部材の長手方向に沿って格納された第1の放熱体としての断面円筒型の第1のヒートパイプ8を備えている。ここでこの第1のヒートパイプ8は、熱伝導性に優れた例えば銅などの管体内部に微少量の作動液を注入し、管体内部で作動液を還流させるもので、移動する作動液によって極めて優れた熱応答性が得られる。この第1のヒートパイプ8は、第1の内面6および第2の内面7に半田付けによる固着やサーモグリス(熱伝導グリス)等の介在による、いわゆる熱接続可能な状態で装着されている。
Moreover, the area | region enclosed by the 1st
さらに、第2の辺部3における第2の内面7の反対側の面である第2の外面9は、液晶表示器の筐体側に備えた筐体側放熱体として第2の外面9と平行に備えた放熱板10に第2の放熱体11を介して熱接続されている。ここでの放熱板10は、熱伝導性に優れたアルミニウム、銅、さらに銀、金、マグネシウム等の金属材料から形成されたものとする。
Further, the second
ここで、第2の放熱体11の構造について説明すると、第2の外面9と放熱板10との間で、放熱板10の一面に対して均等に配設されるように、スプレッダ1の長手方向と直交する方向に略直線状に設けた管体をスプレッダ1の長手方向に所定の間隔をおいて複数配設して、第2の外面9と放熱板10とを熱接続可能に設けた第2のヒートパイプ12と、第2の外面9と放熱板10との間において、隣接する第2のヒートパイプ12間に配設されて、第2の外面9と放熱板10とを熱接続するとともに、隣接する第2のヒートパイプ12を熱接続する第3のヒートパイプ13と、第2の外面9と放熱板10との間において、放熱板10の一面に均等に配設された複数の第2のヒートパイプ12における両端に配設された各第2のヒートパイプ12の外側の側面に熱接続されるとともに、第2の外面9と放熱板10とを熱接続可能に設けた第4のヒートパイプ14を備えている。
Here, the structure of the
第2乃至第4のヒートパイプ12,13,14は、第1のヒートパイプ8の説明の際に前述した管体を、第2の外面9及び放熱板10との密着性を高めるために断面略扁平状に形成したものである。
The second to
また第2のヒートパイプ12は、第2のヒートパイプ12全体をスプレッダ1の長手方向と略直交する方向に略直線状に設け、第1の一側平坦面15の下方を第2の外面9に熱接続されるとともに、第1の一側平坦面15と反対側の面である第1の他側平坦面16の全面が放熱板10に熱接続されている。
Further, the
さらに第3のヒートパイプ13は、第3のヒートパイプ13全体を略U字型に形成したものであり、互いに略平行に備えた一対のアーム部17の幅狭部分である側面部分18をそれぞれ隣接する第2のヒートパイプ12の幅狭部分である側面部分19に熱接続されるとともに、一対のアーム部17の基端側を略直線状に連結した基端部20を第2の外面9の長手方向に沿って配設し、その基端部20側の第2の一側平坦面21が第2の外面9に熱接続され、第3のヒートパイプ13における一対のアーム部17及び基端部20を含む第2の一側平坦面21と反対側の面である第2の他側平坦面22の全面が放熱板10に熱接続されたものである。
Furthermore, the
また第4のヒートパイプ14は、第4のヒートパイプ14全体を略L字型に形成したものであり、第1の一側辺部23の幅狭部分である側面部分24を隣接する第2のヒートパイプ12の側面部分19に熱接続されるとともに、第1の他側辺部25を第2の外面9の長手方向に沿って配設し、その第1の他側辺部25側の第3の一側平坦面26が第2の外面9に熱接続されるとともに、第4のヒートパイプ14における第1の一側辺部23及び第1の他側辺部25を含む第3の一側平坦面26と反対側の面である第3の他側平坦面27の全面が放熱板10に熱接続されたものである。
In addition, the
次に、上記構成においてその作用を説明すると、図示しない機器の電源部より複数の白色LED5に電力が供給されると、液晶表示器(図示せず)のバックライトとして複数の白色LED5が連続点灯し、液晶表示器を明るく照らす。
Next, the operation of the above configuration will be described. When power is supplied to a plurality of
白色LED5が点灯し続けるのに伴って、各白色LED5からは熱が発生するが、この熱はスプレッダ1の第1の辺部2の第1の内面6に熱接続された第1のヒートパイプ8に速やかに伝達され、スプレッダ1における白色LED5の装着部分だけが集中的に温度上昇するのを防止して、各白色LED5の均熱化が行われる。
As the
また第1のヒートパイプ8に達した熱は、そこからスプレッダ1の第2の辺部3を通過して、スプレッダ1の第2の辺部3の第2の外面9と熱接続している第2乃至第4のヒートパイプ12,13,14に伝わり、第2乃至第4のヒートパイプ12,13,14とそれぞれ熱接続された放熱板10へと移動する。第2乃至第4のヒートパイプ12,13,14は、スプレッダ1及び放熱板10との接触面積を極力増やすために断面扁平状に形成されており、スプレッダ1に達した熱を各一側平坦面15,21,26より効率よく奪うとともに、その熱を各他側平坦面16,22,27から放熱板10へ効率よく移動させることができる。そして、放熱板10に移動した熱は筐体外部へ放出されることとなる。
Further, the heat reaching the
ここで、略L字型の銅板からなるスプレッダ1の内側の二面である第1の内面6及び第2の内面7に熱接続された第1のヒートパイプ8により、スプレッダ1の外側の一面である第1の外面4に装着された複数の白色LED5などの発熱電子部品が均熱化され、白色LED5の温度上昇による発光機能の低下などの障害を一層防止できる。
Here, one side of the outer side of the
また、略U字型の第3のヒートパイプ13の基端部20と略L字型の第4のヒートパイプ14の第1の他側辺部25を、それぞれスプレッダ1の第2の外面9の長手方向に沿って配設し、基端部20及び第1の他側辺部25のそれぞれの一側平坦面21,26を第2の外面9に熱接続することにより、第3乃至第4のヒートパイプ13,14とスプレッダ1との熱接続面積を大きくとることができる。また第3乃至第4のヒートパイプ13,14において、それぞれの他側平坦面22,27全面を筐体の放熱板10に熱接続したことにより、第3乃至第4のヒートパイプ13,14と放熱板10の熱接続面積を大きくすることができ、白色LED5などの発熱する電子部品が均熱化されるとともに、放熱板10による放熱を更に効率よく行うことができるため、白色LED5の温度上昇による発光機能の低下などの障害が一層防止できる。
Further, the
複数の第2のヒートパイプ12を放熱板10の一面に対して均等に配設したことにより、スプレッダ1からの熱を第2のヒートパイプ12を介して放熱板10全面に均一に移動させることができるので、放熱板10による放熱を効果的に行うことができ、白色LED5の均熱化を一層効果的に行うことができる。
By disposing the plurality of
さらに、第2のヒートパイプ12の側面部分19に第3乃至第4のヒートパイプ13,14の側面部分18,24を熱接続して、それぞれの他側平坦面16,22,27を放熱板10に熱接続したことにより、第2乃至第4のヒートパイプ12,13,14からなる第2の放熱部11と放熱板10との熱接続面積を増加させて、スプレッダ1からの熱を効果的に放熱板10に移動させることができ、白色LED5の均熱化をさらに効果的に行うことができる。
Further, the
以上のように本実施例では請求項1に対応しており、液晶表示器のバックライトとして備えた複数の白色LED5を冷却する冷却ユニットであって、複数の白色LED5を均熱化する第1のヒートパイプ8を備えている。
As described above, the present embodiment corresponds to claim 1 and is a cooling unit for cooling a plurality of
この場合、白色LED5が均熱化され、白色LED5の異常な温度上昇を防止することにより、温度上昇による発光機能低下などの障害を防止できる。
In this case, the
また本実施例は請求項1に対応しており、断面略L字型に形成されて、外側の一面として第1の外面4に複数の白色LED5を装着し、内側の二面として第1の内面6及び第2の内面7に第1のヒートパイプ8を熱接続した熱伝導部材としてスプレッダ1を備えている。
Further, this embodiment corresponds to claim 1 , is formed in a substantially L-shaped cross section, has a plurality of
この場合、略L字型のスプレッダ1を介して、白色LED5と第1のヒートパイプ8を熱接続したので、熱接続面積が増加して一層の均熱化が図れる。
In this case, since the
さらに本実施例は請求項2に対応しており、スプレッダ1を銅板等の熱伝導性に優れた金属材料から形成するとともに、第1のヒートパイプ8を断面略円筒型としている。
Further, this embodiment corresponds to claim 2 , and the
この場合、高い熱伝導性を備える金属材料からなるスプレッダ1と、接触面積の大きい円筒型の第1のヒートパイプ8を用いたことにより熱伝導性が向上し、更に均熱化が図れる。
In this case, by using the
また本実施例は、液晶表示器のバックライトとして備えた複数の白色LED5を冷却する冷却ユニットであって、複数の白色LED5を装着した熱伝導部材としてのスプレッダ1と、スプレッダ1と液晶表示器の筐体側に備えた放熱板10とを熱接続するヒートパイプとして第2乃至第4のヒートパイプ12,13,14とを備えている。
In addition, the present embodiment is a cooling unit for cooling a plurality of
この場合、白色LED5が均熱化されると共に、白色LED5の性能劣化をもたらす温度上昇を抑制することができる。
In this case, the temperature of the
さらに本実施例は、第3のヒートパイプ13及び第4のヒートパイプ14をそれぞれ略U字型または略L字型に形成し、第3乃至第4のヒートパイプ13,14のそれぞれの一辺として基端部20及び第1の他側辺部25をスプレッダ1に熱接続するとともに、第3乃至第4のヒートパイプ13,14の他辺として一対のアーム部17及び第1の一側辺部23を筐体に備えた放熱体としての放熱板10に熱接続している。
Further, in the present embodiment , the
この場合、略U字型の第3のヒートパイプ13及び略L字型の第4のヒートパイプ14をスプレッダ1に熱接続したので、スプレッダ1による放熱効率が向上し、白色LED5の一層の均熱化が図れる。
In this case, since the substantially U-shaped
また本実施例は、第3乃至第4のヒートパイプ13,14のそれぞれの一辺として基端部20及び第1の他側辺部25の一面としての第2の一側平坦面21及び第3の一側平坦面26がスプレッダ1に熱接続されるとともに、第3乃至第4のヒートパイプ13,14における、それぞれ少なくとも一対のアーム部17及び第1の一側辺部23を含む第2の一側平坦面21及び第3の一側平坦面26との反対側である第2の他側平坦面22及び第3の他側平坦面27の全面が放熱板10に熱接続されている。
The present embodiment, third to each of the
この場合、第3乃至第4のヒートパイプ13,14のそれぞれの片側全面である第2乃至第3の他側平坦面22,27全面から放熱板10を介して機器等の筐体に放熱できるため、更に白色LED5の均熱化と温度上昇の抑制が図れる。
In this case, heat can be radiated from the entire surfaces of the second to third other
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例えば、本発明の冷却ユニットによって冷却される発熱する電子部品としては、白色LED5に限られるものではなく、適宜変更可能である。また、熱接続についても半田付けやサーモグリス以外に、接触により熱交換を可能にするものであれば特に限定されるものではなく、適宜変更可能である。さらに、スプレッダ1の断面形状についても、略L字型に限定されるものではなく、L字型以外の断面多角形型であってもよい。この場合、スプレッダ1の断面形状を多角形型とすることで、第1のヒートパイプ8との接触箇所が増えることによる熱接続面積の増加によって、白色LED5の均熱化がさらに効率よく行われることとなる。また、第1のヒートパイプ8の断面形状についても円筒形に限られるものではなく適宜変更が可能であり、扁平型とした場合には、スプレッダ1との接触面積が増えることにより、白色LED5の均熱化がさらに効率よく行われることとなる。
In addition, this invention is not limited to the said Example, It can change in the range which does not deviate from the meaning of this invention. For example, the electronic component that generates heat and is cooled by the cooling unit of the present invention is not limited to the
1 スプレッダ(熱伝導部材)
4 第1の外面
5 白色LED(発光素子)
6 第1の内面
7 第2の内面
8 第1のヒートパイプ
10 放熱板(放熱体)
12 第2のヒートパイプ
13 第3のヒートパイプ
14 第4のヒートパイプ
17 一対のアーム部
20 基端部
21 第2の一側平坦面
22 第2の他側平坦面
23 第1の一側辺部
25 第1の他側辺部
26 第3の一側平坦面
27 第3の他側平坦面
1 Spreader (heat conduction member)
4 First
6 1st
12
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