JPH1165714A - Ｐｃカードの冷却構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＰＣカードの熱を筺体の外部へ効率よく放出
するＰＣカードの冷却構造を提供する。 【解決手段】 ＰＣカードに設けた熱膨張係数の小さい
金属からなる高熱伝導性部材で形成した熱拡散を兼ねる
受熱部と、該受熱部と着脱自在に構成されたヒートパイ
プを内蔵するあるいはヒートパイプ機能を形成した前記
受熱部より熱膨張係数の大きい金属からなる伝熱部と、
該伝熱部と着脱自在に構成されたＰＣカードを装着する
筺体の外部に配置される放熱部とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、一般的にノート
パソコンのような限られた空間に収納されるＰＣカード
の冷却構造に関するものである。

【０００２】なお、本明細書においてＰＣカードとは、
米国ＰＣＭＣＩＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅ
ｒ Ｍｅｍｏｒｙ Ｃａｒｄ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎ
ａｌＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）あるいはＪＥＩＤＡ（日
本電子工業振興協会）の標準仕様に準拠するクレジット
・カード・サイズのＩＣカード、およびこれに類似する
コンパクトサイズのカード状電子部品を指すこととす
る。

【０００３】

【従来の技術】

【０００４】図８は従来技術の図を示すものである。同
図において、ＰＣカード５１は図示しない半導体素子を
実装した実装基板を収納しており、コネクタ５２を介し
て筺体８０の所定の位置に接続される。

【０００５】半導体素子の消費電力が大きいＰＣカード
５１は、表面を熱伝導性の良好な材料で形成され、さら
にＰＣカード５１の表面に放熱フィン７２を形成して冷
却ファン６１によって冷却することになる。例えば、回
転翼６３の回転領域の略半周に風の流れる方向を決定す
るとともに、一種のベンチュリとして機能する壁面６６
と、吸気用風路と排気用風路とに区画する仕切り６７と
を設けて、前記放熱フィン７２と冷却ファン６１と壁面
６６と仕切り６７とを覆ってエアーダクト６４を形成し
ている。

【０００６】この場合、冷却ファン６１は筺体８０の外
部より冷却風をＰＣカード５１へ導入し、ＰＣカード５
１の発熱を放熱フィン７２によって放熱させて、筺体８
０の外部へ暖気を放出する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記のごとく、従来の
技術によるＰＣカードの冷却構造では次のような問題点
がある。

【０００８】１）ＰＣカードの外形寸法の範囲内で放熱
を行っていたため、その放熱能力は数Ｗ程度しかないも
のである。

【０００９】２）ＰＣカードの熱は筺体内にも放出され
るため、筺体内の雰囲気温度が高くなり、他のコンポー
ネントに悪影響を及ぼすとともに放熱効率も低下してい
た。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記の問題点を解決する
ために、この発明では次のような手段を取る。

【００１１】ＰＣカードを装着する筺体の外部に配置し
た放熱部と、ＰＣカードに設けた熱拡散を兼ねる受熱部
とを伝熱部によって熱的に接続する。

【００１２】上記の手段を取ることにより、ＰＣカード
の熱を筺体の外部に配置した放熱部へ効率よく速やかに
伝熱して、筺体外でＰＣカードの熱を放出するように働
く。

【００１３】

【発明の実施の形態】この発明は、次に示したような実
施の形態をとる。

【００１４】図１に示すごとく、ＰＣカードに設けた熱
膨張係数の小さい金属からなる熱伝導性の良好な部材で
形成した熱拡散を兼ねる受熱部３と、該受熱部３と着脱
自在に構成されたヒートパイプを内蔵するあるいはヒー
トパイプ機能を形成した前記受熱部３より熱膨張係数の
大きい金属からなる伝熱部６と、該伝熱部６と着脱自在
に構成されたＰＣカードを装着する筺体１０の外部に配
置される放熱部７とを備える。

【００１５】また、前記伝熱部６は、２箇所のエルボを
介して放熱部７の下面に接合する。

【００１６】さらに、図２に示すごとく、前記伝熱部６
は、受熱部３に形成した開口部４に挿入して接合する。

【００１７】また、図４および図５に示すごとく、前記
放熱部７は、プレートに垂直に埴設された放熱部材から
なるプレートフィン２２群と、該プレートフィン２２群
を囲いかつプレートフィン方向に通気用の開口部２６を
設けた熱伝導性の低い部材で形成されたカバー２５とで
構成する。

【００１８】またさらに、図６および図７に示すごと
く、前記放熱部７は、冷却ファン４１の空気を導入しか
つ導出する駆動モータ４２と、ヒートシンク３１と、冷
却ファン４１と駆動モータ４２とヒートシンク３１とを
囲う熱伝導性の低い部材で形成されたカバー３５とで構
成する。なお、冷却ファン４１への電源供給はＰＣカー
ド１から伝熱部６を介して行う。

【００１９】上記の実施の形態をとることにより、以下
に示す作用が働く。

【００２０】図１に示す実施の形態では、外気温度と放
熱部との温度差を大きくしたり、外形寸法に制限される
ことなく放熱部を形成したりできる。従って、放熱面積
を増大させることができ、ＰＣカードの熱を筺体の外部
に配置した放熱部へ効率よく速やかに伝熱して筺体外に
放出されるため、筺体内の雰囲気温度が高くなったり、
他のコンポーネントに悪影響を及ぼすことがなくなり放
熱効率を向上させる。

【００２１】さらに、図２に示す実施の形態では、伝熱
部と受熱部との接合は、熱膨張係数の違いにより、温度
が高くなるにつれて接合状態が良くなることで、熱伝導
が増加する。

【００２２】さらに、図４および図５に示す実施の形態
では、塵埃に影響されやすいＣＤ−ＲＯＭ等の光学系部
品を搭載したＰＣカードに空気を導入したり空気を導出
したりすることなく、高発熱コンポーネントの放熱を行
う。

【００２３】さらにまた、図６および図７に示す実施の
形態では、前述の冷却ファンを持たない放熱部と、冷却
ファンを持つ放熱部とによって、冷却能力の異なる複種
類の放熱部を用意することができるとともに、伝熱部を
共通化する。

【００２４】

【実施例】この発明による代表的な実施例を図１ないし
図７によって説明する。

【００２５】図１は本発明の構成図である。

【００２６】同図（ａ）において、ＰＣカード１は図示
しない半導体素子を実装した実装基板を収納しており、
コネクタ２を介して筺体１０の所定の位置に接続され
る。さらにＰＣカード１は、表面を熱伝導性の良好な材
料で形成され、さらにＰＣカード１の上面に熱膨張係数
の小さいアルミニウム等からなる熱伝導性の良好な部材
で形成した熱拡散を兼ねる受熱部３を形成している。ま
た、ＰＣカードを装着する筺体１０の外部には放熱部７
を配置している。

【００２７】そして、前記の受熱部３と放熱部７とを同
図（ｃ）に示すごとく、ヒートパイプを内蔵する例え
ば、銅やアルミニウム等からなる熱伝導性の良好な材料
で形成される伝熱部６によって熱的に接続している。ま
た、伝熱部６は前記の受熱部３と放熱部７との接続にお
いては、着脱自在に構成している。なお、伝熱部６は熱
伝導性の良好な材料で形成されているので、ある程度の
厚さがあれば、ヒートパイプを必ずしも内蔵する必要は
ない。

【００２８】同図（ｂ）において、放熱部７は前記の伝
熱部６と着脱自在に熱的接続するために伝熱部接続孔８
を形成している。なお、伝熱部６との接続構造は後述す
る。

【００２９】また、同図（ｂ）および同図（ｃ）におい
て、屈曲部を有する伝熱部６は２箇所のエルボを介して
放熱部７の下面に接合することもできる。

【００３０】同図（ｄ）において、ＰＣカード１に形成
した受熱部３は、前述の図１（ｂ）と同様に前記の伝熱
部６と着脱自在に熱的接続するために開口部４を形成し
ている。なお、伝熱部６との接続構造は後述する。

【００３１】図２は本発明の実施例の図（その１）であ
る。

【００３２】同図において、伝熱部６を受熱部３の開口
部４に挿入するだけで接合することによって着脱自在に
熱的接続するものである。この接合構造においては、受
熱部３を熱膨張係数の小さい合金で形成するために、伝
熱部６との熱膨張係数の違いによって、温度が高くなる
につれて接合レベルの密着が高くなることで、接触熱抵
抗を小さくして熱伝導を増すことになる。

【００３３】さらに、同図（ｂ）に示すごとく、受熱部
３と伝熱部６とを挿入方向にテーパを付けて形成するこ
とも好ましい。

【００３４】図３は本発明の実施例の図（その２）であ
る。

【００３５】同図において、伝熱部６は放熱部７に形成
した伝熱部接続孔８に挿入される。そして例えば、固定
ネジ１７の締結等によって伝熱部６を放熱部７に押圧し
て接続される。この時、例えばステンレス等の伝熱部６
より硬度とバネ性とを有する押え部材１６を固定ネジ１
７と伝熱部６との間に設置して、伝熱部６を放熱部７に
押圧してもよい。

【００３６】なお、図２および図３において、伝熱部６
との接触熱抵抗を小さくしてさらに熱伝導性を高めるた
めに、必要に応じて例えば、伝熱部６に伝熱流動体（グ
リース）を塗布して接合部の空間を満たすこともでき
る。

【００３７】図４は本発明の実施例の図（その３）であ
る。

【００３８】同図において、放熱部７はヒートシンク２
１とカバー２５とで構成する。ヒートシンク２１は例え
ば、銅やアルミニウム等からなる熱伝導性の良好な材料
で形成され、プレート２３に垂直に埴設された板状のプ
レートフィン２２群を形成している。カバー２５は、カ
バーの表面温度を下げるため、望ましくは合成樹脂等、
熱伝導性の低い材料で形成され、プレートフィン２２群
を囲い、かつプレートフィン２２方向に通気用の開口部
２６を下面と上面とに設けている。

【００３９】また、ヒートシンク２１の他の例として図
５に示すごとく、プレート２３に垂直に埴設されたピン
状のプレートフィン２２群やウィング状のフィン群を形
成してもよく、フィンの形状は問わない。

【００４０】図４および図５に示す構成では、対象とな
るＰＣカード１の消費電力がさほど大きくない時や塵埃
に影響されやすいＰＣカードの冷却に有効となる。

【００４１】図６は本発明の実施例の図（その５）であ
る。

【００４２】同図において、放熱部７は水平方向に配置
したヒートシンク３１と、冷却ファン４１と、カバー３
５とで構成する。ヒートシンク３１は前述と同様に熱伝
導性の良好な材料で形成され、プレート３３に垂直に埴
設されたプレートフィン３２群を形成している。カバー
３５は、望ましくは合成樹脂等、熱伝導性の低い材料で
形成され、冷却ファン４１と、その駆動モータ４２とを
備えている。

【００４３】さらに、カバー３５は、プレートフィン３
２群を囲い、かつ冷却風の静圧を高めるために回転翼４
３の周囲に僅かに隙間を持った隔壁３７と、空気を導入
する開口部３６と、放熱部７からの暖気を排出する開口
部３６とを形成している。この例では、放熱部７の上方
から空気を導入し、放熱部７の横方向に暖気を排出する
ものである。

【００４４】図７は本発明の実施例の図（その６）であ
る。

【００４５】同図において、放熱部７は垂直方向に配置
したヒートシンク３１と、冷却ファン４１と、カバー３
５とで構成する。ヒートシンク３１は前述と同様に熱伝
導性の良好な材料で形成され、プレート３３に垂直に埴
設されたピン形状のプレートフィン３２群を形成してい
る。さらに、ヒートシンク３１は例えば、回転翼４３の
回転領域の略半周に風の流れる方向を決定するととも
に、一種のベンチュリとして機能する壁面４６と、吸気
用風路と排気用風路とに区画する仕切り４７とを設けて
いる。

【００４６】カバー３５は、前述と同様に望ましくは合
成樹脂等、熱伝導性の低い材料で形成され、冷却ファン
４１と、その駆動モータ４２とを備えている。また、カ
バー３５は放熱部７からの暖気を排出する開口部３６を
形成している。この例では、放熱部７の上方から空気を
導入するとともに暖気をも排出するものである。

【００４７】なお、放熱部７への空気の導入と暖気の排
出する方向は、放熱部の構造を適時に変更することで設
定することができる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
に示すような効果がある。

【００４９】ＰＣカードに設けた熱膨張係数の小さい金
属からなる熱伝導性の良好な部材で形成した熱拡散を兼
ねる受熱部と、該受熱部と着脱自在に構成されたヒート
パイプを内蔵するあるいはヒートパイプ機能を形成した
前記受熱部より熱膨張係数の大きい金属からなる伝熱部
と、該伝熱部と着脱自在に構成されたＰＣカードを装着
する筺体の外部に配置される放熱部とを備えるので、外
気温度と放熱部との温度差を大きくしたり、外形寸法に
制限されることなく放熱部を形成したりできる。従っ
て、放熱面積を増大させることができ、ＰＣカードの熱
を筺体の外部に配置した放熱部へ効率よく速やかに伝熱
して筺体外に放出されるため、筺体内の雰囲気温度が高
くなったり、他のコンポーネントに悪影響を及ぼすこと
がなくなり放熱効率を向上させることができる。

【００５０】さらに、前記伝熱部は、受熱部に形成した
開口部に挿入して接合するので、伝熱部と受熱部との接
合は、熱膨張係数の違いにより、温度が高くなるにつれ
て接合状態が良くなることで、熱伝導を増すことができ
る。

【００５１】さらに、前記放熱部は、プレートに垂直に
埴設された放熱部材からなるプレートフィン群と、該プ
レートフィン群を囲いかつプレートフィン方向に通気用
の開口部を設けた熱伝導性の低い部材で形成されたカバ
ーとで構成するので、塵埃に影響されやすいＣＤ−ＲＯ
Ｍ等の光学系部品を搭載したＰＣカードに空気を導入し
たり空気を導出したりすることなく、高発熱コンポーネ
ントの放熱をすることができる。

【００５２】さらにまた、前記放熱部は、冷却ファンの
空気を導入しかつ導出する駆動モータと、ヒートシンク
と、冷却ファンと駆動モータとヒートシンクとを囲う熱
伝導性の低い部材で形成されたカバーとで構成するの
で、冷却ファンを持たない放熱部と、冷却ファンを持つ
放熱部とによって、冷却能力の異なる複種類の放熱部を
用意することができるとともに、伝熱部を共通化するこ
とができる。従って、冷却構造のコストも低減すること
もできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成図である。

【図２】本発明の実施例の図（その１）である。

【図３】本発明の実施例の図（その２）である。

【図４】本発明の実施例の図（その３）である。

【図５】本発明の実施例の図（その４）である。

【図６】本発明の実施例の図（その５）である。

【図７】本発明の実施例の図（その６）である。

【図８】従来技術の図である。

【符号の説明】

３：受熱部 ４：開口部 ６：伝熱部 ７：放熱部 ２２：プレートフィン ２５：カバー ２６：開口部 ３１：ヒートシンク ３５：カバー ４１：冷却ファン ４２：駆動モータ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＰＣカードに設けた熱膨張係数の小さい金
   属からなる熱伝導性の良好な部材で形成した熱拡散を兼
   ねる受熱部（３）と、該受熱部（３）と着脱自在に構成
   されたヒートパイプを内蔵するあるいはヒートパイプ機
   能を形成した前記受熱部（３）より熱膨張係数の大きい
   金属からなる伝熱部（６）と、該伝熱部（６）と着脱自
   在に構成されたＰＣカードを装着する筺体の外部に配置
   される放熱部（７）とを備える、 ことを特徴とするＰＣカードの冷却構造。
2. 【請求項２】前記伝熱部（６）は、受熱部（３）に形成
   した開口部（４）に挿入して接合する、 ことを特徴とする請求項１に記載のＰＣカードの冷却構
   造。
3. 【請求項３】前記伝熱部（６）は、２箇所のエルボを介
   して放熱部（７）の下面に接合する、 ことを特徴とする請求項１に記載のＰＣカードの冷却構
   造。
4. 【請求項４】前記放熱部（７）は、プレートに垂直に埴
   設された放熱部材からなるプレートフィン（２２）群
   と、該プレートフィン（２２）群を囲いかつプレートフ
   ィン方向に通気用の開口部（２６）を設けた低熱伝導性
   の部材で形成されたカバー（２５）とで構成する、 ことを特徴とする請求項１に記載のＰＣカードの冷却構
   造。
5. 【請求項５】前記放熱部（７）は、冷却ファン（４１）
   の空気を導入しかつ導出する駆動モータ（４２）と、ヒ
   ートシンク（３１）と、冷却ファン（４１）と駆動モー
   タ（４２）とヒートシンク（３１）とを囲う熱伝導性の
   低い部材で形成されたカバー（３５）とで構成する、 ことを特徴とする請求項１に記載のＰＣカードの冷却構
   造。