JP2000022367A - 電子機器用放熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハウジング外部への放熱性能を優れたものに
する。 【解決手段】 ノートブック型パーソナルコンピュータ
１に設けられ、かつそのハウジング３内に配されたＣＰ
Ｕ５から発せられる熱をハウジング３外に放熱する放熱
装置である。互いに積層状に接合された２枚のアルミニ
ウム板で形成された水平状アルミニウム基板７をハウジ
ング３内に配置する。アルミニウム基板７の両アルミニ
ウム板間に所要パターンの中空状作動液封入部８を形成
するとともに作動液封入部８内への作動液の封入により
ヒートパイプ部９を設ける。ヒートパイプ部９がＣＰＵ
５から発せられる熱を受ける受熱部16を備えている。ヒ
ートパイプ部９の受熱部16から所定距離離れた部分に対
応する位置においてアルミニウム基板７に放熱フィン18
を設ける。ハウジング３の周壁における放熱フィン18の
近傍に放熱用開口20を形成し、放熱フィン18を放熱用開
口20に臨まさせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は電子機器、特に好
ましくは携帯型電子機器に用いられ、かつ電子機器のハ
ウジング内に配された電子部品から発せられる熱をハウ
ジング外に放熱する放熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、ノートブック型パーソナルコ
ンピュータ、ラップトップ型パーソナルコンピュータま
たはその他の携帯型コンピュータデバイス等の携帯型電
子機器においては、その構成要素である中央演算処理装
置（ＣＰＵ）のような電子部品から発せられる熱をハウ
ジングの外部に放熱する必要がある。

【０００３】たとえば、ノートブック型パーソナルコン
ピュータは、一般的に、キーボードを有する薄型のハウ
ジングと、ハウジングに対して開閉自在に設けられたデ
ィスプレイ装置とを備えている。ハウジング内には、サ
ーキットボードと、サーキットボードに搭載されたＣＰ
Ｕとを備えている。

【０００４】上述したノートブック型パーソナルコンピ
ュータのＣＰＵからの放熱装置として、本出願人は、先
に、互いに圧着された２枚の金属板で形成され、かつ両
金属板間に所要パターンの中空状作動液封入部が形成さ
れるとともに作動液封入部内への作動液の封入によりヒ
ートパイプ部が設けられている水平状金属基板がハウジ
ング内に配置され、ヒートパイプ部が電子部品から発せ
られる熱を受ける受熱部を備えている装置を提案した
（特開平１０−１２２７７４号公報参照）。

【０００５】このような放熱装置では、ＣＰＵ等の発熱
電子部品が金属基板のヒートパイプ部の受熱部に接触さ
せられるようになっている。発熱電子部品から発せられ
た熱はヒートパイプ部の受熱部に伝わり、この熱により
ヒートパイプ部の受熱部に溜まっていた作動液が加熱さ
れて蒸発し、発生したガス状作動液がヒートパイプ部内
を受熱部から遠ざかるように流れ、金属基板を介してハ
ウジング内の空気に放熱する。そして、ハウジング内の
加熱された空気の有する熱は、キーボードを介してハウ
ジング外に放熱されるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、携帯型電子
機器の分野では、最近、多機能化や処理速度の高速化が
著しく、その結果ＣＰＵ等の発熱電子部品の出力が増大
し、発熱量が著しく増加している。そのため、上述した
従来の放熱装置では、ハウジング外部への放熱性能が十
分ではなくなってきている。

【０００７】この発明の目的は、上記問題を解決し、従
来の放熱装置に比べてハウジング外部への放熱性能が優
れた電子機器用放熱装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段と発明の効果】請求項１の
発明による電子機器用放熱装置は、電子機器に設けら
れ、かつ電子機器のハウジング内に配された電子部品か
ら発せられる熱をハウジング外に放熱する放熱装置であ
って、互いに積層状に接合された複数の金属板で形成さ
れ、かつ両面側の２枚の金属板のうちいずれか一方とこ
れに隣接する金属板との間に所要パターンの中空状作動
液封入部が形成されるとともに作動液封入部内への作動
液の封入によりヒートパイプ部が設けられている水平状
金属基板がハウジング内に配置され、ヒートパイプ部が
電子部品から発せられる熱を受ける受熱部を備えている
電子機器用放熱装置において、ヒートパイプ部の受熱部
から所定距離離れた部分に対応する位置において金属基
板に放熱フィンが設けられ、ハウジングの周壁における
放熱フィンの近傍に放熱用開口が形成されて、放熱フィ
ンが放熱用開口に臨まされているものである。

【０００９】請求項１の発明による電子機器用放熱装置
において、ＣＰＵ等の発熱電子部品は金属基板の受熱部
に接触させられる。発熱電子部品から発せられる熱は、
ヒートパイプ部の受熱部に伝わり、この熱により受熱部
に溜まっていた作動液が加熱されて蒸発し、発生したガ
ス状作動液がヒートパイプ部内を受熱部から遠ざかるよ
うに流れ、金属基板を介してハウジング内の空気に放熱
して再液化する。ハウジング内の加熱された空気の有す
る熱はキーボードを介してハウジング外の空気に放熱さ
れる。ヒートパイプ部の放熱フィンが設けられている部
分に流れたガス状作動液は、金属基板および放熱フィン
を介してハウジング内の空気に放熱して再液化する。そ
のため、ハウジング内の空気への伝熱面積が増大する。
しかも、放熱フィンは放熱用開口に臨んでいるので、こ
の開口を通して直接ハウジング外の空気に放熱する。そ
の結果、放熱フィンが設けられた部分では、他の部分に
比較して放熱効率が良くなる。再液化した作動液は受熱
部に戻る。ヒートパイプ部の受熱部を除く部分にもとも
と溜まっていた作動液は、受熱部に流れる。このような
動作を繰返し、電子部品から発せられる熱が放熱され
る。したがって、上述したハウジング内の空気にだけ放
熱し、さらにキーボードを介してハウジング外に放熱す
る従来の放熱装置に比べて、放熱性能が向上する。

【００１０】請求項２の発明による電子機器用放熱装置
は、請求項１の発明において、放熱フィンが、金属基板
の両面のうち作動液封入部が形成されていない平坦面に
接するように取付けられていることがある。この場合、
放熱フィンの金属基板への接合作業が容易になる。

【００１１】請求項３の発明による電子機器用放熱装置
は、請求項１または２の発明において、ハウジング内の
空気を、放熱フィンに通した後放熱用開口からハウジン
グ外に送り出すファンを備えているものである。この場
合、ファンを作動させると、ハウジング内の加熱された
空気は、放熱用開口を通ってハウジング外に送られるの
で、ハウジング内に熱がこもらず、放熱性能が一層向上
する。しかも、空気が放熱フィンを通過するので、放熱
フィンからの放熱効率が良くなる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を、
図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、
図２の左右を左右といい、同図の下側を前、これと反対
側を後というものとする。また、以下の説明において、
「アルミニウム」という語には、純アルミニウムの他に
アルミニウム合金を含むものとする。

【００１３】図１〜図３はこの発明による放熱装置を備
えたノートブック型パーソナルコンピュータの全体構成
を示し、図４はその一部分を拡大して示す。

【００１４】図１〜図３において、ノートブック型パー
ソナルコンピュータ(1) は、キーボード(2) を有する薄
型のハウジング(3) と、ハウジング(3) に対して開閉自
在に設けられたディスプレイ装置(4) とを備えている。
そして、ハウジング(3) 内にＣＰＵ(5) を搭載したサー
キットボード(6) が配置されている。

【００１５】ハウジング(3) 内のキーボード(2) とサー
キットボード(6) との間の部分に、互いに圧着された上
下２枚のアルミニウム板(7a)(7b)で形成され、かつ２枚
のアルミニウム板(7a)(7b)間に所要パターンの上方突出
状中空状作動液封入部(8) が形成されるとともに作動液
封入部(8) 内への作動液（図示略）の封入によりヒート
パイプ部(9) が設けられている水平状アルミニウム基板
(7) が配置されている。アルミニウム基板(7) は左右方
向に長い長方形状であり、その大きさはキーボード(2)
の大きさとほぼ等しく、キーボード(2) に接触した状
態、あるいはキーボード(2) との間に僅かな隙間をおい
た状態で配置されている。作動液は、ＰＦＣ、ＨＦＣ１
３４ａ、ＣＦＣ１１３、ＨＣＦＣ１２３等からなるもの
であり、これが作動液封入部(8) の内容積の５〜７５
％、好ましくは４０〜５０％程度封入されている。作動
液の封入は、次のようにして行われる。すなわち、作動
液の封入前の作動液封入部(8) に、先端がアルミニウム
基板(7) の周縁に至るとともに周縁に開口した部分を設
けておき、この部分を利用して作動液の注入を行い、作
動液の注入後に、上記部分における上側アルミニウム板
(7a)を圧潰して平坦にするとともに下側アルミニウム板
(7b)に圧着することにより、作動液の封入が行われる。

【００１６】上側のアルミニウム板(7a)は、たとえばJI
S Ａ１２３０で形成され、下側のアルミニウム板(7b)
は、たとえばJIS Ａ１２３０にＺｒを添加した材料で形
成されている。アルミニウム基板(7) は、たとえば中空
状作動液封入部(8) からなる複雑な回路を形成できる、
作動液の漏れが生じない、量産性に優れている、寸法形
状の自由度が大きいなどの理由によって、２枚のアルミ
ニウム板(7a)(7b)の合せ面のうちの少なくともいずれか
一方の面に圧着防止剤を所要パターンに印刷し、この状
態で２枚のアルミニウム板(7a)(7b)を圧着して非圧着部
を有する合せ板をつくり、合せ板の非圧着部に流体圧を
導入することによって作動液封入部(8) を一挙に形成す
る、いわゆるロールボンド法によって製造されている。
圧着防止剤としては、たとえば１μｍ以下のコロイド状
グラファイトを主成分とするインキが用いられる。しか
しながら、アルミニウム基板(7) の製造法はこれに限ら
れるものではない。

【００１７】ヒートパイプ部(9) は、図２に示すよう
に、左右方向の中央部に形成されるとともに前後方向に
長くかつアルミニウム基板(7) のほぼ全幅の長さを有す
る長方形状の第１の格子状部分(10)と、左端部の後側縁
寄りの部分に形成されるとともに前後方向に長くかつア
ルミニウム基板(7) のほぼ半分の長さを有する長方形状
の第２の格子状部分(11)と、第１格子状部分(10)の右側
に設けられかつ両端が第１格子状部分(10)に連なった左
右方向に長い５つの長方形状ループ状部分(12)と、第１
格子状部分(10)の左側でかつ第２格子状部分(11)よりも
前側に設けられるとともに、両端が第１格子状部分(10)
に連なった左右方向に長い２つのループ状部分(13)と、
第１格子状部分(10)と第２格子状部分(11)とを連通させ
る左右方向に長い３つの直線部分(14)と、第２格子状部
分(11)と２つのループ状部分(13)のうちの後側のループ
状部分(13)を連通させる前後方向に長い短尺直線部分(1
5)とからなる。隣り合うループ状部分(12)(13)どうしは
左右方向に伸びる直線部分を共有しており、第１格子状
部分(10)の右側のループ状部分(12)を全て合わせたもの
の外形は略正方形状となっており、第１格子状部分(10)
の左側のループ状部分(13)を全て合わせたものの外形は
長方形状となっている。そして、第１格子状部分(10)の
前後の中央部が、ＣＰＵ(5) から発せられる熱を受ける
受熱部(16)となっている。ヒートパイプ部(9) の受熱部
(16)において、アルミニウム基板(7) の下面に、高熱伝
導性エラストマー（図示略）を介してアルミニウム板(1
7)が取付けられている。

【００１８】アルミニウム基板(7) の下面におけるヒー
トパイプ部(9) の第２格子状部分(11)の前端部からアル
ミニウム基板(7) の後縁かけて、アルミニウム製コルゲ
ートフィンからなる放熱フィン(18)が取付けられてい
る。図４に示すように、放熱フィン(18)は、その波頭部
および波底部が前後方向に伸びるように配され、波頭部
が高熱伝導性エラストマー（図示略）を介してアルミニ
ウム基板(7) の下面に接触させられており、アルミニウ
ム基板(7) に固着されたアルミニウム製カバー(19)によ
りアルミニウム基板(7) に取付けられている。なお、放
熱フィン(18)の波頭部は、アルミニウム基板(7) の下面
にろう付されていてもよい。カバー(19)は前方から見て
略Ｕ字状で、その前後両端は開口している。カバー(19)
の左右１対の垂直壁(19a) の上端には左右方向外方に突
出した屈曲部(19b) が一体に形成されており、この屈曲
部(19b) がアルミニウム基板(7) の下面に、接着剤、溶
接、ろう付等により固着されている。なお、カバー(19)
は機械的にアルミニウム基板(7) に固着されていてもよ
い。また、放熱フィン(18)としては、ルーバ付きコルゲ
ートフィンを用いてもよい。さらに、放熱フィン(18)と
しては、コルゲートフィンに代えて、他の形式のフィン
を用いてもよい。

【００１９】ノートブック型パーソナルコンピュータ
(1) のハウジング(3) の後壁(3a)左端部に、放熱用開口
(20)が形成されており、放熱フィン(18)の後端部は放熱
用開口(20)に臨んでいる。また、ハウジング(3) 内にお
ける放熱用開口(20)と放熱フィン(18)との間の部分に、
回転軸線が前後方向を向いた軸流ファン(21)が配置さ
れ、基板(7) およびカバー(19)に取付けられている。軸
流ファン(21)のケーシング(21a) の吸込側開口はカバー
(19)内に連なっている。ハウジング(3) の左側壁(3b)前
端部に、吸気口(22)が形成されている。軸流ファン(21)
は、ハウジング(3)内の空気を、放熱フィン(18)に通し
た後放熱用開口(20)からハウジング(3) の外部に送り出
すとともに、吸気口(22)からハウジング(3) 外の空気を
吸い込むためのものである。ハウジング(3) 内の空気
を、放熱フィン(18)に通した後放熱用開口(20)からハウ
ジング(3) の外部に送り出すとともに、吸気口(22)から
ハウジング(3) 外の空気を吸い込むためのファンとして
は、軸流ファンに限らず、他の形式のファンも使用可能
である。

【００２０】上記のノートブック型パーソナルコンピュ
ータ(1) において、サーキットボード(6) の上面に搭載
されたＣＰＵ(5) は、アルミニウム基板(7) の下面のア
ルミニウム板(17)に密接させられている。ＣＰＵ(5) か
ら発せられる熱は、アルミニウム板(17)、高熱伝導性エ
ラストマーおよびアルミニウム基板(7) の下側アルミニ
ウム板(7b)を介してヒートパイプ部(9) の受熱部(16)内
の作動液に伝わり、この熱により加熱された作動液は、
ここで蒸発し、ガス状作動液となる。ガス状作動液は、
ヒートパイプ部(9) のループ状部分(12)(13)に流入して
受熱部(16)から遠ざかるように流れ、上側アルミニウム
板(7a)およびキーボード(2) を介してハウジング(3) 外
の空気に放熱するとともに、アルミニウム基板(7) を介
してハウジング(3) 内の空気に放熱し、再液化する。再
液化した作動液は、ループ状部分(12)(13)を循環し、ま
たは逆流して受熱部(16)に戻る。また、受熱部(16)で発
生したガス状作動液は、直線部分(14)を通って、あるい
はループ状部分(13)から短尺直線部分(15)を通って第２
格子状部分(11)に流入する。なお、ガス状作動液の一部
は、第２格子状部分(11)に流入するまでの間にも上側ア
ルミニウム板(7a)およびキーボード(2) を介してハウジ
ング(3) 外の空気に放熱するとともに、アルミニウム基
板(7) を介してハウジング(3) 内の空気に放熱し、部分
的に再液化する。第２格子状部分(11)に流入したガス状
作動液は、上側アルミニウム板(7a)およびキーボード
(2) を介してハウジング(3) 外の空気に放熱するととも
に、アルミニウム基板(7) および放熱フィン(18)を介し
てハウジング(3) 内の空気に放熱し、再液化する。再液
化した作動液は受熱部(16)に戻る。また、もともとヒー
トパイプ部(9) の受熱部(16)を除いた部分に溜まってい
た作動液は、受熱部(16)に流れる。このような動作を繰
返すことによって、ＣＰＵ(5) から発せられた熱がハウ
ジング(3) 内の空気に放熱される。このとき、ファン(2
1)を作動させておき、ハウジング(3) 内の加熱された空
気を、放熱用開口(20)を通ってハウジング(3) 外に吐出
するとともに、ハウジング(3) 外の空気を、吸気口(22)
を通ってハウジング(3) 内に吸入するようにしておく。
すると、ハウジング(3) 内に熱がこもらず、しかもハウ
ジング(3) 外から吸入された低温の空気が放熱フィン(1
8)を通過するので、放熱フィン(18)からの放熱効率が良
くなる。

【００２１】上記実施形態においては、アルミニウム基
板(7)は上下２枚のアルミニウム板(7a)(7b) からなる
が、３枚以上のアルミニウム板からなるものであっても
よい。また、作動液封入部は上方突出状に形成されてい
るが、下方突出状に形成されていてもよい。

【００２２】図５は、この発明による放熱装置の他の実
施形態を示す。

【００２３】図５において、カバー(19)の前端に連なっ
て吸気口(22)から吸い込まれたハウジング(3) 外の空気
を放熱フィン(18)に導くダクト(30)が設けられている。
ダクト(30)はカバー(19)と同じ断面形状であり、カバー
(19)の前端に連なって前方に伸びかつ左方に屈曲させら
れて、その先端が吸気口(22)に臨ませられている。その
他の構成は、図１〜図４に示す実施形態のものと同一で
あり、同一部分には同一の符号を付してある。

【００２４】この実施形態の場合、ファン(21)を作動さ
せると、ハウジング(3) 外の低温の空気が吸気口(22)か
ら吸い込まれ、この低温の空気がダクト(30)を通って放
熱フィン(18)に導かれ、放熱フィン(18)から放熱された
熱により加熱された空気が放熱用開口(20)からハウジン
グ(3) 外に吐出される。したがって、第２格子状部分(1
1)に流入したガス状作動液からの放熱フィン(18)を介し
ての放熱性能が優れたものになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態の放熱装置を備えたノート
ブック型パーソナルコンピュータを示す斜視図である。

【図２】この発明の実施形態の放熱装置を備えたノート
ブック型パーソナルコンピュータを示す水平断面図であ
る。

【図３】図２のIII−III線拡大断面図である。

【図４】図２のIV−IV線拡大断面図である。

【図５】この発明の他の実施形態の放熱装置を備えたノ
ートブック型パーソナルコンピュータを示す一部切欠き
部分水平断面図である。

【符号の説明】

(1)：ノートブック型パーソナルコンピュータ（電子機
器） (3)：ハウジング (5)：ＣＰＵ（電子部品） (7)：アルミニウム基板（金属基板） (7a)(7b)：アルミニウム板（金属板） (8)：作動液封入部 (9)：ヒートパイプ部 (16)：受熱部 (18)：放熱フィン (20)：放熱用開口 (21)：ファン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子機器に設けられ、かつ電子機器のハ
   ウジング内に配された電子部品から発せられる熱をハウ
   ジング外に放熱する放熱装置であって、互いに積層状に
   接合された複数の金属板で形成され、かつ両面側の２枚
   の金属板のうちいずれか一方とこれに隣接する金属板と
   の間に所要パターンの中空状作動液封入部が形成される
   とともに作動液封入部内への作動液の封入によりヒート
   パイプ部が設けられている水平状金属基板がハウジング
   内に配置され、ヒートパイプ部が電子部品から発せられ
   る熱を受ける受熱部を備えている電子機器用放熱装置に
   おいて、 ヒートパイプ部の受熱部から所定距離離れた部分に対応
   する位置において金属基板に放熱フィンが設けられ、ハ
   ウジングの周壁における放熱フィンの近傍に放熱用開口
   が形成されて、放熱フィンが放熱用開口に臨まされてい
   る電子機器用放熱器。
2. 【請求項２】 放熱フィンが、金属基板の両面のうち作
   動液封入部が形成されていない平坦面に接するように取
   付けられている請求項１記載の電子機器用放熱装置。
3. 【請求項３】 ハウジング内の空気を、放熱フィンに通
   した後放熱用開口からハウジング外に送り出すファンを
   備えている請求項１または２記載の電子機器用放熱器。