WO2014122825A1 - 強制空冷ユニット - Google Patents

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後藤 和彦
益子 耕一
将宗 松田
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株式会社フジクラ
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Definitions

  • the present invention relates to a forced air cooling unit including a heat generating part or a heat dissipating part to which heat of the heat generating part is transmitted and a fan part for blowing air to the heat generating part or the heat dissipating part.
  • An example of an apparatus configured to cool electronic components such as a central processing unit (CPU) with a fan is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-97064.
  • An apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-97064 includes a heat receiving unit connected to a CPU so as to be able to transfer heat, a heat pipe that transports heat transferred to the heat receiving unit, and heat transferred by the heat pipe. And a heat dissipating part.
  • the heat dissipating part has a large number of fins, and a fan is provided as a blowing part for supplying an air flow to the fins.
  • the outer portion of the heat radiating portion is connected to the fan case by a support member.
  • This invention is made paying attention to said technical subject, can be space-saving, and can forcibly supply necessary and sufficient amount of air from a ventilation part to a thermal radiation part.
  • the object is to provide an air cooling unit.
  • the present invention provides a blower that generates an air flow and a heat radiating unit that receives the air flow sent from a blowout port of the blower and transfers heat between the air flow. And a stay that connects the heat radiating portion and the air outlet so that the heat radiating portion faces the air outlet.
  • the stays are provided on both end sides in the width direction of the outlet, and the stays are inserted into the radiator so that the radiator and the outlet are connected. It may be connected.
  • the present invention may include a frame portion that holds the air blowing portion, and the frame portion and the heat radiating portion may be connected by the stay such that the heat radiating portion faces the blowing port.
  • these members are positioned by the stay so that the air outlet of the air blowing portion and the heat radiating portion face each other. Moreover, those members are connected by the stay. For this reason, the air can be sufficiently and sufficiently blown from the outlet of the blower to the heat radiating part. As a result, it is possible to improve the heat dissipation efficiency in the heat dissipation portion. Further, since the heat dissipation part and the air blowing part are integrated by inserting the stay into the heat dissipation part, the stay does not protrude around the integrated member. That is, the outer dimension of the integrated member is the outer dimension of the heat radiating part and the air blowing part.
  • the stay does not protrude outward, so that it is difficult to be restricted by the space. Further, since the space can be used effectively, it is possible to enlarge the blower part and the heat radiating part accordingly.
  • FIG. 1 is a view showing an example of a forced air cooling unit 1 according to the present invention.
  • the forced air cooling unit 1 according to the present invention holds or houses the air blowing unit 2 that generates an air flow and the air blowing unit 2.
  • the case 3 is provided, and the case 3 is attached to a substrate (not shown).
  • the blower unit 2 is, for example, a fan configured to generate an air flow by rotating blades by a motor, a piezo fan configured to generate an air flow due to vibration of a blade accompanying expansion and contraction of a piezoelectric element, and the like. It may be.
  • the heat dissipation efficiency in the heat radiating part 4 may be improved by sending air from the air blowing part 2 to the heat radiating part 4 that is operated and heat is transmitted to the heat radiating part 4 to which heat is transmitted.
  • the heating unit may be, for example, a CPU (Central Processing Unit) or a GPU (Graphics Processing Unit) that is mounted on an electronic device.
  • the forced air cooling unit 1 has a flat structure.
  • the forced air cooling unit 1 is formed in a substantially semicircular shape as a whole.
  • a mouth 5 is formed.
  • the forced air cooling unit 1 may be formed in a rectangular, square, or circular shape as a whole.
  • the blowout port 5 is formed in a rectangular shape, and the width or length thereof is formed to be substantially the same as the width or length of the heat radiating unit 4 that is the target of blowing.
  • the stays 6 are attached to both ends of the outlet 5 in the width direction, more specifically, slightly inside the ends. These stays 6 are elongated plate-like or bar-like members, and extend in the direction of air flow from the air outlet 5. Then, by inserting these stays 6 between the fins 4 a of the heat radiating unit 4, the blowout port 5 of the blower unit 2 is positioned with respect to the heat radiating unit 4. More specifically, the stay 6 positions the outlet 5 with respect to the heat radiating part 4 so that the plane parallel to the outlet 5 and the plane parallel to the fins 4a of the heat radiating part 4 are orthogonal to each other. ing. Further, the forced air cooling unit 1 and the heat radiating unit 4 may be coupled by tightening them with screws or the like while the stay 6 is inserted between the fins 4a.
  • a stay 6 may be provided at one position in the width direction of the blowout port 5, and the blowout port 5 of the blower unit 2 may be positioned with respect to the heat radiating unit 4 by the one stay 6. Further, the stay 6 may be integrally provided in the heat radiating unit 4, and the stay 6 may be inserted into the blowout port 5 so that the blowout port 5 of the blower unit 2 is positioned with respect to the heat radiating unit 4. . Further, the stay 6 may be a member separate from the air blowing unit 2 and the heat radiating unit 4 because the air outlet 5 of the air blowing unit 2 may be positioned with respect to the heat radiating unit 4.
  • the heat radiation part 4 has a plurality of fins 4a, and the fins 4a are arranged at predetermined intervals.
  • the width or length of the heat radiating portion 4 is formed to be substantially the same as the width or length of the blowout port 5.
  • the stay 6 is inserted between the fins 4a arrange
  • the optimum distance between the blowout port 5 and the heat radiating part 4 can be obtained in advance by experiments or simulations.
  • the distance that is, the gap is set by, for example, providing a convex portion wider than the interval between the fins 4a adjacent to the stay 6 and limiting the length of the stay 6 inserted between the fins 4a by the convex portion. can do.
  • one end of the heat pipe 7 is connected to the heat radiating part 4 so that heat can be transferred.
  • the other end of the heat pipe 7 is connected to a heat generating part fixed to a substrate (not shown) so that heat can be transferred. That is, the heat generated in the heat generating part is transferred to the heat radiating part 4 by the heat pipe 7 and is dissipated into the atmosphere by the heat radiating part 4.
  • the heat radiation efficiency is improved by blowing air to the heat radiating part 4 from the air blowing part 2, that is, the heat generating part is forcibly cooled.
  • FIG. 2 is a view showing another example of the forced air cooling unit according to the present invention.
  • the case 3 is connected to the inside of the frame portion 9 via the connecting member 8, and the outlet 5 and the opening portion of the frame portion 9 are arranged in parallel.
  • the frame portion 9 is attached to a substrate (not shown).
  • Stays 6 are respectively provided on the air blowing part 2 side in the frame part 9.
  • the width or length of the heat dissipating part 4 is formed substantially the same as the width or length of the frame part 9.
  • the stay 6 may be provided integrally with the heat radiating unit 4, or may be a separate member from the air blowing unit 2 and the heat radiating unit 4.
  • the air blowing unit 2 is positioned with respect to the heat radiating unit 4 by inserting the stay 6 between the fins 4 a of the heat radiating unit 4. Moreover, those members can be integrated. Therefore, even if the air flow generated by the blower unit 2 has directivity, the air flow blown from the blowout port 5 can be brought into contact with the fins 4 a of the heat radiating unit 4 in parallel or substantially in parallel. That is, it can blow as expected. Further, there is no protruding portion around the integrated member as described above. That is, the outer dimension of the integrated member is the outer dimension of the forced air cooling unit 1 and the heat radiating unit 4 combined.
  • the forced air cooling unit 1 and the heat radiating unit 4 are mounted on a small electronic device, it becomes difficult to receive space restrictions. Further, since the space can be used effectively, there is a possibility that the forced air cooling unit 1 and the heat radiating unit 4 can be enlarged accordingly. And especially according to the forced air cooling unit 1 of the structure shown in FIG. 1, it can prevent or suppress that the position of the blower outlet 5 changes with respect to the thermal radiation part 4. FIG. That is, since the positions of the heat radiating part 4 and the outlet 5 are maintained by the stay 6, a necessary and sufficient amount of air can be supplied to the heat radiating part 4. The so-called “perpendicularity of the fins with respect to the wind” and “the centering of the wind from the fan with respect to the fins” can be improved, and the desired heat radiation efficiency in the heat radiation portion 4 can be obtained.
  • the present invention is not limited to the above-described example, and the position of the stay 6 may be changed as appropriate. Moreover, it may replace with the thermal radiation part 4, and you may comprise so that it may ventilate from the forced air cooling unit 1 directly to a heat-emitting part. Furthermore, the substrate in the present invention may be a printed wiring board.

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Abstract

 省スペース化でき、かつ、放熱部に対して送風部から必要十分に送風することができる強制空冷ユニットを提供する。 空気流を生じさせる送風部(2)とその送風部(2)の吹き出し口(5)から送り出された空気流を受けてその空気流との間で熱を伝達する放熱部(4)とを有する強制空冷ユニット(1)において、放熱部(4)が吹き出し口(5)に対向するように、放熱部(4)と吹き出し口(5)とを連結するステー(6)を備えている。この発明によれば、送風部(2)の吹き出し口(5)と放熱部(4)とが対向するように、それらの部材(4),(5)がステー(6)によって位置決めされるため、放熱部(4)に対して送風部(2)の吹き出し口(4)から必要十分に送風することができる。

Description

強制空冷ユニット
 この発明は、発熱部あるいは発熱部の熱が伝達される放熱部と、発熱部あるいは放熱部に対して送風する送風部とを備えている強制空冷ユニットに関するものである。
 中央演算処理装置(CPU)などの電子部品をファンによって冷却するように構成した装置の一例が特開2011-97064号公報に記載されている。特開2011-97064号公報に記載された装置は、CPUに熱伝達可能に接続された受熱部と、受熱部に伝達された熱を輸送するヒートパイプと、そのヒートパイプによって熱が伝達される放熱部とを備えている。放熱部は多数のフィンを有しており、そのフィンに対して空気流を供給する送風部であるファンが設けられている。そして放熱部における外側の部分が支持部材によってファンのケースに接続されている。
 特開2011-97064号公報に記載された装置では、支持部材によって放熱部とファンとを接続するように構成されているため、それらの間に隙間が形成されることを防止もしくは抑制して電子部品を効果的に冷却することが可能になる。しかしながら、ノートパソコンなどの小型電子機器では、電子部品を搭載するためのスペースに限りがある。特に小型電子機器の厚みや高さ方向におけるスペースの制約が大きい。特開2011-97064号公報に記載された構成では、放熱部をその外側から支持部材によってファンのケースに固定しているため、その支持部材によって一体化した部材は、その周囲に支持部材が張り出すことになる。つまり、一体化した部材の外形寸法は、支持部材の厚みの分、大きくなってしまう。その結果、上記のように一体化した部材を小型電子機器に搭載するためには、支持部材の厚みを加味して放熱部やファンのサイズを小さくせざるを得ない。また、放熱部やファンを組み付ける際に、それらの部材の相対的な位置にずれが生じた場合には、放熱部に対する空気の供給量に不足を生じる可能性があり、その結果、所望の冷却性能を得ることができない可能性がある。
 この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、省スペース化することができ、かつ、送風部から放熱部に対して必要十分な量の空気を供給することができる強制空冷ユニットを提供することを目的とするものである。
 上記の目的を達成するために、本発明は、空気流を生じさせる送風部とその送風部の吹き出し口から送り出された前記空気流を受けて前記空気流との間で熱を伝達する放熱部とを有する強制空冷ユニットにおいて、前記放熱部が前記吹き出し口に対向するように、前記放熱部と前記吹き出し口とを連結するステーを備えていることを特徴とするものである。
 また本発明は、前記ステーが、前記吹き出し口の幅方向における両端部側にそれぞれ設けられており、それらのステーが前記放熱部の内部に挿入されることにより前記放熱部と前記吹き出し口とが連結されていてよい。
 本発明は、前記送風部を保持する枠部を有し、前記放熱部が前記吹き出し口に対向するように前記ステーによって前記枠部と前記放熱部とが連結されていてよい。
 この発明によれば、送風部の吹き出し口と放熱部とが対向するように、それらの部材がステーによって位置決めされる。またステーによってそれらの部材同士が連結される。そのため、放熱部に対して送風部の吹き出し口から必要十分に送風することができる。その結果、放熱部での放熱効率を向上させることができる。またステーを放熱部の内部に挿入することにより、放熱部と送風部とを一体化するため、その一体化した部材の周囲にステーが張り出すことがない。つまり一体化した部材の外形寸法は放熱部と送風部とを合わせた外形寸法となる。例えば、所定のスペースに上記の一体化した部材を搭載するとしても、ステーが外側に張り出さないのでスペースの制約を受けにくくなる。また、スペースを有効に活用できるので、その分、送風部や放熱部を大きくすることも可能になる。
この発明に係る強制空冷ユニットの一例を模式的に示す図である。 この発明に係る強制空冷ユニットの他の例を模式的に示す図である。
 つぎにこの発明を具体的に説明する。図1は、この発明に係る強制空冷ユニット1の一例を示す図であって、この発明に係る強制空冷ユニット1は、空気流を生じさせる送風部2と、その送風部2を保持あるいは収容するケース3とを備え、そのケース3が図示しない基板に取り付けられている。送風部2は、例えば、モータによって羽根を回転させることにより空気流を生じるように構成されたファンや、圧電素子の伸縮に伴うブレードの振動によって空気流を生じるように構成されたピエゾファンなどであってよい。この発明では、動作して高温となる発熱部あるいは発熱部の熱が伝達される放熱部4に対して送風部2から送風することによりその放熱部4での放熱効率を向上させるように構成されている。なお、上記の発熱部は、例えば電子機器に搭載されるCPU(Central Processing Unit;中央演算装置)やGPU(Graphics Processing Unit;画像処理を専門とする補助装置)などであってよい。
 強制空冷ユニット1は扁平な構造であり、図1に示す例では、全体としてほぼ半円形に形成されており、そのケース3における直線状の部分に送風部2で発生させた空気流を送り出す吹き出し口5が形成されている。なお、強制空冷ユニット1は全体として矩形もしくは方形あるいは円形に形成されていてもよい。その吹き出し口5は、長方形に形成されており、その幅あるいは長さは、送風の対象である放熱部4の幅あるいは長さとほぼ同じに形成されている。
 吹き出し口5の幅方向における両端部側に、より具体的には両端部よりも若干内側に、ステー6がそれぞれ取り付けられている。それらのステー6は細長い板状もしくは棒状の部材であって、吹き出し口5からの空気流の吹き出し方向に延び出ている。そして、それらのステー6を放熱部4のフィン4aの間に嵌め込むことにより放熱部4に対して送風部2の吹き出し口5が位置決めされる。より具体的には、吹き出し口5に平行な平面と、放熱部4のフィン4aに平行な平面とが直交するように、放熱部4に対して吹き出し口5をステー6が位置決めするようになっている。またフィン4aの間にステー6を挿入した状態でそれらをネジなどにより締め付けることにより強制空冷ユニット1と放熱部4とを連結してもよい。
 なお、吹き出し口5の幅方向における1箇所にステー6を設け、その1つのステー6によって放熱部4に対して送風部2の吹き出し口5を位置決めしてもよい。また、放熱部4にステー6を一体的に設け、そのステー6を吹き出し口5に挿入することにより、放熱部4に対して送風部2の吹き出し口5を位置決めするように構成してもよい。さらに、上記のステー6は、要は、放熱部4に対して送風部2の吹き出し口5を位置決めすればよいので、送風部2や放熱部4とは別体の部材であってもよい。
 放熱部4は複数のフィン4aを有しており、各フィン4aは予め定めた間隔をあけて配置されている。図1に示す例では、放熱部4の幅あるいは長さは、吹き出し口5の幅あるいは長さとほぼ同じに形成されている。そして上述したように、ステー6は放熱部4の幅方向における両端部よりも若干内側に配置されたフィン4aの間に挿入される。なお、送風部2で発生させた空気流に指向性がある場合には、吹き出し口5と放熱部4との間に隙間をあけることが好ましい。吹き出し口5と放熱部4との間の最適な距離は、実験やシミュレーションなどによって予め求めることができる。また、上記の距離すなわち隙間は、例えばステー6に隣接するフィン4a間の間隔よりも幅広の凸部を設け、その凸部によってフィン4a間に挿入するステー6の長さを制限することにより設定することができる。
 また、放熱部4に熱伝達可能にヒートパイプ7の一端部が接続されている。ヒートパイプ7の他端部は、図示しない基板に固定された発熱部に熱伝達可能に接続されている。すなわち発熱部で発生した熱がヒートパイプ7によって放熱部4に熱伝達され、その放熱部4で大気中に放散される。その放熱部4に送風部2から送風することによって放熱効率が向上させられ、つまり発熱部が強制的に冷却されるようになっている。
 図2は、この発明に係る強制空冷ユニットの他の例を示す図である。ケース3は、図2に示す例では、連結部材8を介して枠部9の枠内に連結されており、また吹き出し口5と枠部9の開口部分とが平行に配置されている。その枠部9が図示しない基板に取り付けられている。枠部9における送風部2側にステー6がそれぞれ設けられている。放熱部4の幅あるいは長さは、枠部9の幅あるいは長さとほぼ同じに形成されている。なお、図2に示す例においても、ステー6は放熱部4に一体的に設けられていてもよく、また、送風部2や放熱部4とは別体の部材であってもよい。
 したがって、この発明に係る強制空冷ユニット1によれば、放熱部4のフィン4aの間にステー6が挿入されることにより、放熱部4に対して送風部2が位置決めされる。また、それらの部材同士を一体化できる。そのため、送風部2が発生させる空気流に指向性があるとしても、吹き出し口5から吹き出された空気流を放熱部4のフィン4aに対して平行もしくはほぼ平行に接触させることができる。すなわち所期通りに送風することができる。また上記のように一体化した部材の周囲には張り出す部分がない。つまり、一体化した部材の外形寸法は強制空冷ユニット1と放熱部4とを合わせた外形寸法となる。そのため、強制空冷ユニット1や放熱部4を小型電子機器に搭載する場合において、スペースの制約を受けにくくなる。また、スペースを有効に活用できるので、その分、強制空冷ユニット1や放熱部4を大きくできる可能性がある。そして、特に図1に示す構成の強制空冷ユニット1によれば、放熱部4に対して吹き出し口5の位置が変化することを防止もしくは抑制することができる。つまり、放熱部4と吹き出し口5との位置がステー6によって維持されるため、放熱部4に対して必要十分な量の空気を供給することができる。いわゆる「風に対するフィンの垂直度」や「フィンに対するファンからの風のセンタリング」を良好にでき、放熱部4における所期の放熱効率を得ることができる。
 なお、この発明は上述した例に限定されないのであって、ステー6の位置は必要に応じて適宜に変更してよい。また、放熱部4に替えて発熱部に直接、強制空冷ユニット1から送風するように構成してもよい。さらに、この発明における基板は、プリント配線板であってよい。

Claims (3)

  1.  空気流を生じさせる送風部とその送風部の吹き出し口から送り出された前記空気流を受けて前記空気流との間で熱を伝達する放熱部とを有する強制空冷ユニットにおいて、
     前記放熱部が前記吹き出し口に対向するように、前記放熱部と前記吹き出し口とを連結するステーを備えている
    ことを特徴する強制空冷ユニット。
  2.  前記ステーは、前記吹き出し口の幅方向における両端部側にそれぞれ設けられており、それらのステーが前記放熱部の内部に挿入されることにより前記放熱部と前記吹き出し口とが連結されている
    ことを特徴とする請求項1に記載の強制空冷ユニット。
  3.  前記送風部を保持する枠部を有し、
     前記放熱部が前記吹き出し口に対向するように前記ステーによって前記枠部と前記放熱部とが連結されている
    ことを特徴する請求項1に記載の強制空冷ユニット。
PCT/JP2013/078357 2013-02-08 2013-10-18 強制空冷ユニット WO2014122825A1 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2000043554A (ja) * 1998-07-31 2000-02-15 Suzuki Motor Corp 車両用空調装置
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