JP2000174188A - 電子素子の冷却構造 - Google Patents
電子素子の冷却構造Info
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- JP2000174188A JP2000174188A JP10347624A JP34762498A JP2000174188A JP 2000174188 A JP2000174188 A JP 2000174188A JP 10347624 A JP10347624 A JP 10347624A JP 34762498 A JP34762498 A JP 34762498A JP 2000174188 A JP2000174188 A JP 2000174188A
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Abstract
素子の冷却構造において、その剛性を向上させる。 【解決手段】 動作することによって発熱する電子素子
3と、その電子素子3から離れて配置された放熱部材7
とをヒートパイプ2によって連結した電子素子の冷却構
造であり、ヒートパイプ2よりも剛性の高い支持部材1
に添ってヒートパイプ1が埋め込まれている。その支持
部材1の一端部には、電子素子3を密着状態に取り付け
る台座部4が支持部材1と一体に形成されている。また
支持部材1の他端部には、放熱部材7が熱授受可能に取
り付けられている。
Description
置(CPU)などの電子素子を冷却して、その過熱を防
止するための冷却構造に関するものである。
化、大容量化によってその発熱量が多くなってきてお
り、それに伴って温度上昇による誤動作や破損などを回
避するために、より効果的に放熱・冷却することが求め
られるようになってきている。そこで従来、電子素子用
冷却器の一例として、電子素子に金属製の受熱ブロック
を取り付けるとともに、この受熱ブロックに対してヒー
トパイプの一端部を配設し、ベースプレートに多数枚の
平板状フィンを立設させた構成のヒートシンクをヒート
パイプの他端部に取り付け、更にこのヒートシンクに対
して空気流を供給するファンを備えた構造がある。
送能力に優れるヒートパイプによってヒートシンクまで
運ばれた後、更に空気流によって電子素子から離れた箇
所に送られるから、電子素子の昇温を抑制することが可
能である。
載しているコンピュータやサーバーなどは、可及的に小
型であることが求められており、それに伴って電子素子
用冷却器のコンパクト化も図られている。そのため上記
従来の冷却器では、ヒートパイプとして可及的に小径の
ものが採用されている。またヒートパイプのコンテナ材
料としては、加工性と熱伝導性およびコスト等の観点か
ら、銅あるいはアルミニウムなどの金属が実用されるこ
とが多く、このように上記従来の冷却器では、径が細い
うえに比較的軟質な金属からなる管材の両端部に受熱ブ
ロックおよびヒートシンクを取り付けた構造であるか
ら、必ずしも充分な剛性が得られないおそれがあった。
れたものであり、電子素子に対する冷却能力に優れ、か
つ剛性の高い構造を提供することを目的とするものであ
る。
的を達成するために、この発明は、動作することによっ
て発熱する電子素子と、その電子素子から離れて配置さ
れた放熱部材とをヒートパイプによって連結した電子素
子の冷却構造において、前記ヒートパイプが、該ヒート
パイプよりも剛性の高い支持部材に添って埋め込まれる
とともに、その支持部材の一端部に前記電子素子を密着
状態に取り付ける台座部が該支持部材と一体に形成さ
れ、更にその支持部材の他端部に前記放熱部材が熱授受
可能に取り付けられていることを特徴とするものであ
る。
プの両方の端部に放熱部材と電子素子とが実質的に設け
られているものの、ヒートパイプがその全長に亘って支
持部材によってサポートされているうえに、台座部が支
持部材と一体に形成されているから、構造全体としての
剛性が高い。
た熱は、台座部においてヒートパイプの一端部に対して
伝達され、これによりヒートパイプの両端部において温
度差が生じ、そのヒートパイプ動作が開始する。すなわ
ちコンテナ内部に封入してある作動流体が蒸発し、その
蒸気が内部圧力および温度の低い他端部に向けて流動す
るとともに、その端部の外周側の支持部材に放熱して凝
縮する。その熱は、更に放熱部材に伝達され、そこから
外部に向けて放散される。その結果、電子素子が冷却さ
れる。
性に優れる銅またはアルミニウム等の金属を採用すれ
ば、台座部に与えられた電子素子の熱が支持部材を介し
て放熱部材に対して良好に供給されるから、この点でも
冷却能力の向上を図ることができる。
用した具体例に基づいて説明する。図1において符号1
は、アルミニウムもしくはその合金などの金属からなる
支持部材を示している。この支持部材1は、後述のヒー
トパイプ2の太さよりも僅かに大きい矩形断面を成す平
板体であり、この具体例では図1に示すようにL字型に
湾曲されている。
子3を取り付けるための台座部5が形成されている。こ
の台座部5は、支持部材1の幅方向での左右両側に突出
した矩形状あるいは方形状の平板体であり、その厚さが
支持部材1の厚さと等しい設定となっている。なおこの
台座部5は、例えばダイカスト鋳造によって支持部材1
と一体に形成される。
電子素子3が取り付けられている。より詳細には、平板
状を成す電子素子3の上面箇所には、その左右に突き出
したフランジ部4が形成されており、このフランジ部4
を図1での上方から貫通するビス(図示せず)を台座部
5に締結させることによって、電子素子3が台座部5に
対して密着状態に組み付けられている。
1での上面部には、取り付け溝6が支持部材1の長さ方
向に向けた姿勢で形成されている。この取り付け溝6
は、開口端の幅と内部の幅とが等しい矩形の断面形状を
成しており、その全長に亘って一定の深さとなってい
る。そして取り付け溝6の内部には、一例として楕円形
断面あるいは扁平断面のヒートパイプ2が添わされた状
態で取り付けられている。
板厚方向での厚さは、取り付け溝6の深さと等しい設定
となっていて、したがってヒートパイプ2のうち取り付
け溝6から図1での上方側に露出した部分が支持部材1
ならびに台座部5の表面とそれぞれ面一となっている。
つまりヒートパイプ2において台座部5に配設された部
分が、電子素子3の図1での下面部に密着している。換
言すれば、電子素子3は、台座部5およびヒートパイプ
2とそれぞれ密着した状態で固定されている。
定手段としては、熱伝導性の高いエポキシ系接着剤を用
いた接着、あるいはヒートパイプ2のコンテナを機能に
支障ない程度に変形させて溝部に圧入させることなどが
挙げられる。そしてこれらのいずれの手段によっても、
ヒートパイプ2がその全長に亘って支持部材1に組み付
けられるから、高い固定強度が得れるばかりか、ヒート
パイプ2と支持部材1との間での熱伝達が良好になる。
気密状態に密閉したパイプの内部に、空気などの非凝縮
性ガスを脱気した状態で水などの凝縮性の流体を作動流
体として封入し、更に必要に応じて毛細管圧力を生じさ
せるウィックを内部に設けた熱伝導装置である。
この発明の放熱部材に相当するヒートシンク7が設けら
れている。より具体的には、支持部材1における端部の
うち図2での下面部、つまりヒートパイプ2が取り付け
られた面の反対面には、多数枚の平板状フィン8が互い
に平行にかつ支持部材1の幅方向に向けた姿勢で取り付
けられている。つまりこの具体例では、支持部材1が平
板状フィン8を取り付けるためのいわゆるベースプレー
トを兼ねた構造となっており、支持部材1と各平板状フ
ィン8とによってヒートシンク7が構成されている。
材1および台座部5をダイカスト鋳造によって形成する
際に、圧延材からなる各平板状フィン8の一縁部を支持
部材1の材料である溶湯によって鋳込んで一体化する手
段が採用されている。この手段によれば、各平板状フィ
ン8を薄くかつ高いものとできるうえに、互いのピッチ
を狭く設定することが可能となり、平板状フィン8全体
の熱交換面積が大きくなるから、ヒートシンク7として
の放熱効率を良好にすることができる。また隙間ならび
に介在物のない状態に両者が組み付けられるから、支持
部材1と平板状フィン8との間での熱抵抗を小さくする
ことができる。
とその支持部材1に対して組み付けられたヒートパイプ
2とヒートシンク7とによって1個の冷却ユニット9が
形成されており、この冷却ユニット9は、パソコンケー
ス10の底部に備えられたシャーシ11に載せた状態で
パソコンケース10に収容されている。更に具体的に
は、台座部5のうち電子素子3を取り付けていない面
(下面)とヒートシンク7とをシャーシ11に接触させ
た姿勢で適宜手段によってパソコンケース10に固定さ
れている。なお支持部材1のうちヒートシンク7を備え
た端部が、台座部5よりも高い位置に配置されている。
7の近傍には、マイクロファン12が設置されている。
すなわちマイクロファン12は、パソコンケース10の
側壁面の近傍に設置されていて、適宜の手段によってシ
ャーシ11あるいはパソコンケース10に対して固定さ
れている。このマイクロファン12としては、回転駆動
するブレード13をハウジング14の内部に備えた構成
の軸流ファンが採用されており、ハウジング14におけ
る吸込部15をヒートシンク7における平板状フィン8
と直交させた姿勢で取り付けられている。
出部16は、パソコンケース10に備えられた排気口
(図示せず)に向けられている。したがってマイクロフ
ァン12を駆動させた場合、パソコンケース10の内部
の空気が、ヒートシンク7の各平板状フィン8同士の間
を通過してハウジング14の内側に入り込むとともに、
パソコンケース10の外部に送り出される構成となって
いる。
動作することにより生じた熱は、ヒートパイプ2のうち
台座部5に配設された端部に伝達され、それに伴ってヒ
ートパイプ2における両端部に温度差が生じるので、ヒ
ートパイプ2が動作が開始される。すなわち内部に封入
してある作動流体が蒸発し、その蒸気が温度の低い他端
部に流動して取り付け溝6の内面に放熱する。その熱
は、支持部材1の端部から各平板状フィン8に伝達され
る。
パイプ2のうち台座部5に配設された端部に向けて流下
し、電子素子3の熱によって再度蒸発する。つまりヒー
トパイプ2のうちヒートシンク7側に配設された端部
が、電子素子3に配設された端部に対して高くなってい
るから、動作態様としてはボトムヒートモードとなる。
更にヒートシンク7の保有する熱は、各平板状フィン8
同士の間を流れる空気流に伝達され、その高温の空気流
は、パソコンケース10の外部に排出される。つまりヒ
ートシンク7の熱が空気流によってパソコンケース10
の外部に運ばれ、その結果、電子素子3の温度上昇が抑
制もしくは防止される。
ン8が支持部材1に対して直接取り付けられているか
ら、ヒートパイプ2とヒートシンク7との間での熱抵抗
がきわめて小さい利点があり、また電子素子3の熱の一
部が、ヒートパイプ2を介さずにアルミニウム製の支持
部材1および台座部5を通じてヒートシンク7に直接供
給されるから、全体としての冷却効率に優れている。
ける台座部5が、支持部材1における実質的な端部を平
坦に形成したものであるから、電子素子3の取り付け位
置が明確化されるうえに、電子素子3を確実かつ強固に
固定することが可能になり、しかも従来のような金属ブ
ロックが不要になるために構成部品を少なくしてコスト
の低廉化を図ることが可能になる。
ける図1での両側面部および下面部が全長に亘って支持
部材1ならびに台座部5によって被覆されていることに
加えて、機械的なカシメあるいは接着剤を用いた接着等
の手段によらず、支持部材1中に平板状フィン8を鋳込
んでヒートシンク7としているから、構造全体として強
度あるいは剛性に優れている。なお支持部材1が、充分
な剛性を備えているにも拘わらず、ヒートパイプ2とほ
ぼ同じ幅の板状のものであるから、パソコンケースの大
型化の要因を未然に排除することができる。
トパイプあるいは金属ブロックなどを直接支持部材に取
り付けるように構成したが、この発明における「直接」
とは、いわゆるサーマルジョイントなどの熱伝達を媒介
する充填材を介在させてもよいことも含むのであり、従
来一般に行われているこの種の介在物の存在を排除する
ものではない。またこの発明で対象とする電子素子は、
CPUに限定されないのであって、通電して動作するこ
とにより発熱する広く一般の電子部品を含んでいる。
部品は、アルミニウムあるいはその合金に限られないの
であり、銅やマグネシウム合金などの他の金属であって
もよい。また上記具体例では、支持部材のうち取り付け
溝が形成された面の反対面にヒートシンクを備えた構成
を例示したが、例えばヒートシンクは取り付け溝を跨い
だ状態で支持部材に設けることもできる。
ヒートパイプがそれよりも高剛性の支持部材に添って埋
め込まれるとともに、その支持部材の一端部に電子素子
用の台座部が一体に形成され、更に支持部材の他端部に
放熱部材が熱授受可能に取り付けられていて、支持部材
によってヒートパイプがその全長に亘りサポートされて
いるから、構造全体としての剛性を向上させることがで
きる。
概略図である。
配置状態を示す断面図である。
4…フランジ部、5…台座部、 6…取り付け溝、
7…ヒートシンク、 8…平板状フィン、9…ユニッ
ト、 10…パソコンケース、 11…シャーシ、 1
2…マイクロファン。
Claims (1)
- 【請求項1】 動作することによって発熱する電子素子
と、その電子素子から離れて配置された放熱部材とをヒ
ートパイプによって連結した電子素子の冷却構造におい
て、 前記ヒートパイプが、該ヒートパイプよりも剛性の高い
支持部材に添って埋め込まれるとともに、その支持部材
の一端部に前記電子素子を密着状態に取り付ける台座部
が該支持部材と一体に形成され、更にその支持部材の他
端部に前記放熱部材が熱授受可能に取り付けられている
ことを特徴とする電子素子の冷却構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34762498A JP3939868B2 (ja) | 1998-12-07 | 1998-12-07 | 電子素子の冷却構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34762498A JP3939868B2 (ja) | 1998-12-07 | 1998-12-07 | 電子素子の冷却構造 |
Publications (2)
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---|---|
JP2000174188A true JP2000174188A (ja) | 2000-06-23 |
JP3939868B2 JP3939868B2 (ja) | 2007-07-04 |
Family
ID=18391488
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34762498A Expired - Lifetime JP3939868B2 (ja) | 1998-12-07 | 1998-12-07 | 電子素子の冷却構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3939868B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6940717B2 (en) * | 2002-05-13 | 2005-09-06 | Shuttle Inc. | CPU cooling using a heat pipe assembly |
US7484818B2 (en) | 2003-03-17 | 2009-02-03 | Shuttle Inc. | Computer chassis frame support |
CN103796490A (zh) * | 2014-01-24 | 2014-05-14 | 东莞汉旭五金塑胶科技有限公司 | 手持电子装置之散热装置 |
JP2015137848A (ja) * | 2014-01-24 | 2015-07-30 | 崇賢 ▲黄▼ | 携帯式電子機器の放熱装置 |
KR20190097028A (ko) * | 2016-12-20 | 2019-08-20 | 퀄컴 인코포레이티드 | Uav들의 수동 냉각을 위한 시스템들, 방법들, 및 장치 |
-
1998
- 1998-12-07 JP JP34762498A patent/JP3939868B2/ja not_active Expired - Lifetime
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KR20190097028A (ko) * | 2016-12-20 | 2019-08-20 | 퀄컴 인코포레이티드 | Uav들의 수동 냉각을 위한 시스템들, 방법들, 및 장치 |
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US11975846B2 (en) | 2016-12-20 | 2024-05-07 | Qualcomm Incorporated | Systems, methods, and apparatus for passive cooling of UAVs |
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---|---|
JP3939868B2 (ja) | 2007-07-04 |
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