JPH1092990A - 冷却構造 - Google Patents
冷却構造Info
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- JPH1092990A JPH1092990A JP24473296A JP24473296A JPH1092990A JP H1092990 A JPH1092990 A JP H1092990A JP 24473296 A JP24473296 A JP 24473296A JP 24473296 A JP24473296 A JP 24473296A JP H1092990 A JPH1092990 A JP H1092990A
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Abstract
的に冷却すること。 【解決手段】通気性の断熱シート41、42を挟んで、
ヒートパイプ61、62、63の放熱側を取り付けたヒ
ートシンクブロック31、32、33を積層し、ファン
71を取り付けた、冷却構造。
Description
等に使用されるIC素子等の発熱素子の冷却構造に関す
る。
め、その他各種電気機器の小型化が進みつつある。パソ
コンとしても、小型で軽量なノート型パソコンの普及が
急速に進んでいる。ノート型パソコンやラップトップ
型、デスクトップ型パソコンに搭載される演算素子の高
性能化とそれに伴う発熱量の増大傾向は、素子の高密度
実装化も相まって、その放熱を重要な技術課題として注
目させるに至っている。コンピューター以外において
も、発熱素子の放熱は重要な課題として注目されてい
る。
は、電源回路や素子等の冷却は、ファンを用いた強制空
冷方式による場合が多かった。これはファンを用いて、
外気を電気機器の筐体内に導入、排気することで強制空
冷する方式である。一方、近年は、電気機器も小型化さ
れる傾向にあり、そのため、その内部空間に制限が大き
くなってきている。このように内部空間の制限が大きく
なると、充分な空冷機能の発現も難しくなりやすい。ま
た空冷性能を向上させるには、電気機器の内部スペース
やコスト面の制約が許せばであるが、単純にはそのファ
ンの大型化や高回転化により実現させることは可能であ
ろう。しかしファンの発生音の増大は、電気機器のユー
ザーに敬遠される傾向にある。
る小型ファン装置を用いて、その放熱体に、特に冷却が
要求されている素子(被冷却部品)を取り付けて、その
素子を冷却する方法が実用化されている。この方法は、
特に冷却が必要な素子の冷却を実現させるもので、ファ
ンの小型化が容易である等、電気機器のスペース制限に
対応しやすい方法である。
用してヒートパイプを適用した冷却構造も提案、一部実
用化されている。例えば、発熱素子の熱を受熱する金属
プレート等にヒートパイプを取り付けることで、その金
属プレートの均熱化を進めるという機構、或いは、発熱
素子の熱をヒートパイプを介して放熱体に運ぶ、という
機構等である。前者の場合は金属プレートの均熱化によ
る放熱性能の向上が期待でき、後者の場合は、電気機器
内の発熱素子と離れた箇所にある放熱体に熱を効率的に
運ぶことができる、という利点が期待できる。
ターの場合、かつては冷却対象たる被冷却部品は、その
中央演算子のみであると言っても良い状況であった。し
かし近年は、その他の部品も冷却の対象として挙げられ
るに至っている。例えばACアダプターである。これ
は、かつては別パーツとしてコンピューター本体の外に
ある場合が多かったが、最近は本体内に組み込まれる場
合も多くなってきており、その冷却が技術課題として重
要になってきている。
に電気機器内には、冷却すべき部品が複数ある場合が多
くなってきている。しかし、機器内に備わる各発熱部品
の発熱量はそれぞれ異なっているのが普通であり、また
その要求される冷却程度も一定とは限らない。このよう
な発熱量や要求される冷却程度も異なる複数の部品の冷
却を、より効率的に行うことが重要な技術課題となって
いる。
合、被冷却部品の熱を効率的に放熱部に運べる利点があ
るが、ある1本のヒートパイプに直列に複数の被冷却部
品を接続すると、各々の被冷却部品に対する冷却性能が
低下するばかりか、場合によっては、ヒートパイプで熱
が逆流してしまうこともあり得る。つまり、ある被冷却
部品より下流にある(放熱部に近い)他の被冷却部品の
熱が逆流してしまうことも場合によってはあり得たので
ある。
複数本用意して、各被冷却部品毎に独立に放熱機構を設
ける方法も提案、一部実用化してきている。しかし独立
に複数の冷却機構を設けると、電気機器の小型化と相ま
って、内部スペース上の制限の問題が生ずる。そこで、
複数の放熱機構の放熱部を共通化することも考えられ
る。具体的にはヒートパイプを複数本用意し、各被冷却
部品毎に熱を一つの放熱体に運ぶ機構である。しかし、
各被冷却部品の発熱量やその冷却すべき程度は往々にし
て異なっているので、各被冷却部品からヒートパイプを
介して運ばれてきた熱が、互いに熱的干渉を起こして、
効率的な冷却が阻害されてしまうことがあった。
させる機構を提供することを目的としている。即ち、本
発明の冷却構造は、ヒートシンクブロックが通気性のあ
る断熱シートを介して積層され、積層された前記ヒート
シンクブロックには、各々被冷却部品が熱的に接続され
ている、というものである。前記ヒートシンクブロック
に被冷却部品を熱的に接続しても良いし、各々ヒートパ
イプの放熱側を熱的に接続し、前記ヒートパイプの吸熱
側に各々被冷却部品を熱的に接続した形態でも良い。
ためのファン機構を備えた冷却構造も提案する。前記フ
ァン機構は、それを構成する筐体の少なくとも一部に、
ヒートシンク機能が備わっていると効率的である。その
ヒートシンク機能が備わっている筐体の一部にヒートパ
イプの放熱側を熱的に接続した機構も提案する。
を参照しながら説明する。被冷却部品11、12、13
をそれぞれ、受熱プレート21、22、23の上に接触
させておく。尚、受熱プレート材質はAl材、Cu材
等、伝熱性に優れる材質が望ましい。特にAl材は伝熱
性に優れ、また軽量であるので望ましい。受熱プレート
21、22、23には、その側部に各々ヒートパイプ6
1、62、63の一端側をかしめておく。ヒートパイプ
61、62、63のそれぞれ他端側を、ヒートシンクブ
ロック31、32、33に各々取り付け、それらのヒー
トシンクブロック31、32、33を通気性のある断熱
シート41、42を挟んで積層しておく。ヒートシンク
ブロック31、32、33は、図の上下方向に風が通る
ように、その主面およびその反対面に孔またはスリット
が設けられている。またヒートシンクブロック31、3
2、33には、図の裏面側にも通気するように孔または
スリットが設けられている。各々のヒートシンクブロッ
ク31、32、33の内部には、放熱性を高めるために
フィン51が設けられている。尚、被冷却部品11、1
2、13と受熱プレート21、22、23との間や、受
熱プレート21、22、23にヒートパイプ61、6
2、63をかしめた部分、ヒートパイプ61、62、6
3をヒートシンクブロック31、32、33に取り付け
た部分に伝熱体を介在させても構わない。
2、33の上面にはファン機構71を取り付けた。尚、
図1ではファン機構71と、ヒートシンクブロック3
1、32、33の積層体との位置関係は、ファン機構7
1が上方に位置している。このようなファンとヒートシ
ンクブロックの上下関係は特に限定されないが、熱の性
質上、ファンはヒートシンクブロックの積層体より上に
位置していることが望ましい。
念的には図示する矢印の方向に概ね流れる。ファン機構
71により導入される風は、電気機器の外気から直接導
入した方が望ましい。当該電気機器の筐体内を経由して
温度が高まった空気であると、ヒートシンクブロック3
1、32、33で放熱する効率が低下するからである。
またヒートシンクブロック31、32、33から流れ出
る風は、電気機器の筐体内に放出させるより、筐体の外
部に放出させた方が良い。
吸気した空気をヒートシンクブロック31、32、33
を経由して放出する形態が描かれているが、この逆、即
ち図1の矢印の方向を逆向きにした風の流れにしても構
わない。
積層する数は任意である。また図1の場合のように、積
層したヒートシンクブロック31、32、33の各々全
てにヒートパイプを取り付ける必要はない。例えば、一
番下のヒートシンクブロック33には、ヒートパイプ6
3を取り付ける替わりに、図の下面側に被冷却部品を直
接、熱的に接続しても良い。
通気性のある断熱シート41、42を挟んで積層してあ
るので、互いの熱的干渉は抑制される。尚、断熱シート
41、42の断熱性能を一定にする必要はない。被冷却
部品の要求される冷却程度や、熱的干渉の許容程度等を
考慮して、適宜選定すれば良いことである。従って、断
熱シート41、42は、材質やその厚さ、或いは通気性
のための孔等につき、各々異なっていても構わない。特
に発熱量の大きい発熱部品の熱を放熱するヒートシンク
ブロックと他のブロックとの間には、特に高い断熱性を
備えるシートを適用することが望ましい。断熱シートの
材質は特に限定されないが、発泡ポリウレタン等が好適
に適用できる。
るが、このファンの数は特に限定されない。図1の冷却
構造では、3個のヒートシンクブロック31、32、3
3が積層され、それより少ない1つのファン機構71に
より放熱できるようになっているので、スペース的にコ
ンパクトでコスト的にも有利である。複数あるヒートシ
ンクブロック31、32、33は断熱シート41、42
により互いの熱的干渉が抑制されているので、被冷却部
品11、12、13がそれぞれ効率的に冷却できる。ま
た、ヒートシンクブロック31、32、33の各々にフ
ァンを取り付ける必要がないため、コスト面でも有利で
ある。ファンの数は特に1個に限定されることはなく、
例えば2個のファンを重ねても構わないし、或いは図1
の下面側にもファンを設置するような形態も可能であ
る。
3の少なくとも1個に電磁シールドの機能を持たせると
良い。この場合、別個に電磁シールドを設ける場合に比
べ、スペース効率の一層の向上が実現する。また、ファ
ンを構成する筐体にも、ヒートシンク機能を備えさせれ
ばより効率的である。その場合、そのヒートシンク機能
を備える筐体の一部にヒートパイプの放熱側を熱的に接
続すると、スペース的にも一層効率的になる。
発熱源としてラバーヒータ91、92、93(30×3
0mm厚さ5mm)を用意し、それぞれ受熱プレート2
4、25、26(いずれも40×40mmで厚さ1mm
のAl製の板)の上に貼りつけた。受熱プレート24、
25、26には、その側部に各々ヒートパイプ64、6
5、66(径3mm)の一端をかしめておく。ヒートパ
イプ64、65、66のそれぞれ他端を、ヒートシンク
ブロック34、35、36(40mm×40mm厚さ5
mm)に取り付けた。各々のヒートシンクブロック3
4、35、36は通気性のある断熱シート43、44
(発泡ポリウレタン、厚さ2mm)を挟んで積層した。
ヒートシンクブロック34、35、36はいずれも図2
の上下方向に風が通るように、その主面およびその反対
面に孔が設けられている。但し、ヒートシンクブロック
36は、その下面が電気機器の筐体内壁に面しており、
殆ど通気はしない。またヒートシンクブロック34、3
5、36はいずれも、この図の裏面側の面に、孔が設け
られている。各々のヒートシンクブロック34、35、
36の内部には、放熱性を高めるためにフィン52が設
けられている。ヒートシンクブロック34上面には、フ
ァン機構72を取り付けてある。
外は本発明例1と同様の比較例を用意した。
m×140mm厚さ1mm)の片面に本発明例1と同様
のラバーヒータ91、92、93を5mm間隔で貼り付
け、他面にヒートシンクブロック37、38、39の積
層体を取り付けた。そして積層されたヒートシンクブロ
ック37、38、39の上面には、ファン機構73を取
り付けた。ここでヒートシンクブロック37、38、3
9は、図2(本発明例1)におけるヒートパイプ64、
65、66の取り付け部分がない以外は、ヒートシンク
ブロック34、35、36と同様のものである。またフ
ァン機構73も図2(本発明例1)で使用したファン機
構72と同様のものを使用した。
位置は、ラバーヒータ92が概ねヒートシンクブロック
37の中央部に位置するようにした。なお、図3のヒー
トシンクブロック37、38、39の間には断熱シート
を挟んでいない。
パイプ67をかしめる部分以外は、220mm×220
mmの正方形の板を図示する如く4分の1の部分を切り
取って形成したもの)に、ヒートパイプ67を図示する
ようにかしめて取り付けた。本発明例1と同様のラバー
ヒータ91、92、93を間隔5mmで、図示するよう
に、ヒートパイプ67のかしめた部分に近接する位置に
貼り付けた。この従来例2の冷却構造の場合、ファンは
備えていない。また、この冷却構造を電気機器の筐体内
壁(発泡ポリウレタン製)の上に置いておいた。
1につき、3個のラバーヒータにそれぞれ5W、10
W、20Wの電力を供給し、連続5分間通電した後、お
よび20分間通電した後のラバーヒータの温度を測定し
た。その結果を表1に記す。また表1にはラバーヒータ
単体を宙に浮かした状態で、同じく通電した場合の温度
状況も併記しておく。
たラバーヒーター91が、10Wの通電をしたラバーヒ
ーター92および20Wの通電をしたラバーヒーター9
3と熱的干渉を起こしたと想像でき、十分な冷却がなさ
れなかったことが判る。また5W通電のラバーヒーター
91がラバーヒーター単体の場合より高温になってい
る。比較例2では、ラバーヒーター91、92の冷却が
不十分である上、5Wの通電をしたラバーヒーター91
が、ラバーヒーター単体の場合より高温になっているこ
とが判る。
冷却が不十分である上、5Wの通電をしたラバーヒータ
ー91が、ラバーヒーター単体の場合より高温になって
いることが判る。
ス的に優れ、効率的に複数の被冷却部品の冷却をなすこ
とができる。従ってコンピューターに代表される各種電
気機器の小型化を促進する等の産業上の貢献をなすもの
である。
図である。
説明する斜視図である。
明する斜視図である。
明する斜視図である。
9 ヒートシンクブロック 41、42、43、44 断熱シート 51、52 フィン 61、62、63、64、65、66、67 ヒート
パイプ 71、72、73 ファン機構 81、82 受熱プレート 91、92、93 ラバーヒーター
Claims (5)
- 【請求項1】 ヒートシンクブロックが通気性のある断
熱シートを介して積層され、積層された前記ヒートシン
クブロックには、各々被冷却部品が熱的に接続されてい
る、冷却構造。 - 【請求項2】 ヒートシンクブロックが通気性のある断
熱シートを介して積層され、積層された前記ヒートシン
クブロックには、各々ヒートパイプの放熱側が熱的に接
続されており、前記ヒートパイプの吸熱側には各々被冷
却部品が熱的に接続されている、冷却構造。 - 【請求項3】 前記ヒートシンクブロックを放熱するた
めのファン機構が備わっている、請求項1記載の冷却構
造。 - 【請求項4】 前記ファン機構を構成する筐体の少なく
とも一部が、ヒートシンク機能を有している、請求項1
または2記載の冷却構造。 - 【請求項5】 前記筐体のヒートシンク機能を有する部
分に、ヒートパイプの放熱側が熱的に接続され、当該ヒ
ートパイプの吸熱側には被冷却部品が熱的に接続されて
いる、請求項3記載の冷却構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24473296A JP3700881B2 (ja) | 1996-09-17 | 1996-09-17 | 冷却構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
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JPH1092990A true JPH1092990A (ja) | 1998-04-10 |
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ID=17123076
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24473296A Expired - Fee Related JP3700881B2 (ja) | 1996-09-17 | 1996-09-17 | 冷却構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3700881B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US7124806B1 (en) | 2001-12-10 | 2006-10-24 | Ncr Corp. | Heat sink for enhanced heat dissipation |
JP2008078425A (ja) * | 2006-09-21 | 2008-04-03 | Sony Computer Entertainment Inc | 遠心ファン付ヒートシンク |
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JP2009150561A (ja) * | 2007-12-18 | 2009-07-09 | Furukawa Electric Co Ltd:The | ヒートシンク |
US8031469B2 (en) | 2009-09-30 | 2011-10-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electronic device |
-
1996
- 1996-09-17 JP JP24473296A patent/JP3700881B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US8031469B2 (en) | 2009-09-30 | 2011-10-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electronic device |
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---|---|
JP3700881B2 (ja) | 2005-09-28 |
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