JP2000227821A - 電子部品の冷却装置 - Google Patents

電子部品の冷却装置

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JP2000227821A
JP2000227821A JP11030205A JP3020599A JP2000227821A JP 2000227821 A JP2000227821 A JP 2000227821A JP 11030205 A JP11030205 A JP 11030205A JP 3020599 A JP3020599 A JP 3020599A JP 2000227821 A JP2000227821 A JP 2000227821A
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JP
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heat
electronic component
heat pipe
temperature
input side
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JP11030205A
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English (en)
Inventor
Kanichi Kadotani
▲かん▼一 門谷
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Komatsu Ltd
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Komatsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小スペースの筐体内に収容することができ、
電子部品で発生する熱を輸送効率高く外部へ放熱して冷
却効率を高めることができる電子部品の冷却装置を提供
する。 【解決手段】 電子部品1に、ヒートパイプ4の入熱側
の一端部4aが、熱伝達可能な状態で接触される。この
場合電子部品1とヒートパイプ4の入熱側の一方の端部
4aとの間に、電子部品1で発生する熱を吸熱してヒー
トパイプ4の入熱側の一方の端部4aで発熱させること
によってヒートパイプ4の入熱側の一方の端部4aの温
度を電子部品1の温度よりも大きくする冷却素子2が介
在される。そしてヒートパイプ4の放熱側の他端部4b
が放熱部5へ延設される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、筐体の内部に収容
された電子部品を冷却する装置に関し、特にパーソナル
コンピュータの筐体内のチップを冷却するに好適な装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】パーソナルコンピュータには小型化が要
求されており、小型の筐体内にCPU等の高密度チップ
などの電子部品が多数収容されている。
【0003】近年CPUの演算速度の高速化に伴い電子
部品での発熱量も大きくなっている。このため限られた
筐体のスペース内に冷却装置を配設してCPU等の電子
部品を効率よく冷却する必要がある。
【0004】特にノート型、ブック型といわれるパーソ
ナルコンピュータの筐体にはキーボード等の入力装置が
配設されていることから冷却装置のためのスペースは極
めて制限される。
【0005】従来のパーソナルコンピュータ(以下パソ
コンという)10の筐体11内の電子部品を冷却する装
置として図3(a)、(b)に示す構造のものが知られ
ている。
【0006】図3(a)に示す冷却装置は、電子部品
(高密度チップ)17の上部にフィン19を配設し、さ
らにフィン19の上部に冷却用ファン20を配設した構
造をとる。同図3(a)に示す冷却装置では電子部品1
7で発生する熱がフィン19に伝達されフィン19から
放熱される。そして熱をもつ空気が冷却用ファン20に
より送風され筐体11の側方に設けられた排気口18か
ら排気される。
【0007】図3(b)の冷却装置は、電子部品17の
上部に、ヒートパイプ22の入熱側の一端部22aが、
熱伝導率のよい板材23を介して接続されており、ヒー
トパイプ22の放熱側の他端部22bが筐体11外のデ
ィスプレイ12に延設されている。ヒートパイプ22の
放熱側の他端部22bには放熱部24が設けられる。こ
の放熱部24はヒートパイプ22から分岐する複数のパ
イプからなる構造の放熱部である。
【0008】同図3(b)に示す冷却装置では電子部品
17で発生する熱がヒートパイプ22の入熱側の一端部
22aで吸熱される。そしてヒートパイプ22を介して
熱が輸送され、ヒートパイプ22の放熱側の他端部22
b、放熱部24を介して電子部品17のもつ熱がディス
プレイ12の裏面から放熱される。この図3(b)に示
す構造の冷却装置は、たとえば特開平10−25458
3号公報に開示されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし図3(a)に示
す構造の冷却装置は冷却用ファン20が駆動されること
に伴い振動、騒音が発生して静粛性が損なわれるという
問題がある。またフィン19に冷却用ファン20を上部
に重ね合わせる構造であるため冷却装置として厚みが増
してしまいパソコン10の限られたスペースに収容する
ことが難しいという問題がある。
【0010】一方図3(b)に示す構造の冷却装置の場
合には、静粛性の問題および厚さの制限のある場所に配
設し難いという問題は生じない。
【0011】しかしヒートパイプ22を使用しているた
め、電子部品17の温度と外気との温度差が小さいとき
には、ヒートパイプ22の入熱側端部22aと放熱側端
部22bとの間の温度勾配が小さくなり、熱の輸送効率
が低下する。このため電子部品17を十分に冷却するた
めには、ヒートパイプ22に接続された放熱部24の面
積を大きくしなければならない。
【0012】しかしディスプレイ12のスペースには限
度があるので放熱部24の面積の増加には限度がある。
また材料増加によるコスト上昇を招来する。
【0013】本発明はこうした実状に鑑みてなされたも
のであり、小スペースの筐体内に収容することができ、
電子部品で発生する熱を輸送効率高く外部へ放熱して冷
却効率を高めることができる電子部品の冷却装置を提供
することを解決課題とするものである。
【0014】
【課題を解決するための手段および作用、効果】そこで
本発明は、筐体内に収容された電子部品にヒートパイプ
の入熱側の一方の端部を熱伝達可能な状態で接触させる
とともに、前記ヒートパイプの放熱側の他方の端部を放
熱部へ延設させることによって前記電子部品を冷却する
電子部品の冷却装置において、前記電子部品と前記ヒー
トパイプの入熱側の一方の端部との間に、前記電子部品
で発生する熱を吸熱して前記ヒートパイプの入熱側の一
方の端部で発熱させることによって前記ヒートパイプの
入熱側の一方の端部の温度を前記電子部品の温度よりも
大きくするとともに電子部品そのものの温度を低くする
冷却素子を介在させるようにしたことを特徴とする。
【0015】本発明によれば、図1に示すように、電子
部品1に、ヒートパイプ4の入熱側の一端部4aが、熱
伝達可能な状態で接触される。この場合電子部品1とヒ
ートパイプ4の入熱側の一方の端部4aとの間に、電子
部品1で発生する熱を吸熱してヒートパイプ4の入熱側
の一方の端部4aで発熱させることによってヒートパイ
プ4の入熱側の一方の端部4aの温度を電子部品1の温
度よりも大きくするとともに電子部品そのものの温度を
低くする冷却素子2が介在される。そしてヒートパイプ
4の放熱側の他端部4bが放熱部5へ延設される。
【0016】したがって電子部品1で発生する熱が冷却
素子2で吸熱されヒートパイプ4の入熱側の一方の端部
4aで発熱される。これによりヒートパイプ4の入熱側
の一方の端部4aの温度が電子部品1の温度よりも大き
くなる。そしてヒートパイプ4を介して熱が輸送され、
ヒートパイプ4の放熱側の他端部4b、放熱部5を介し
て電子部品1のもつ熱が外部へ放熱される。
【0017】このように電子部品1とヒートパイプ4の
入熱側端部4aとの間に冷却素子2を介在させてヒート
パイプ4の入熱側端部4aの温度を電子部品1の温度よ
りも大きくしているため、電子部品1の温度と外気との
温度差が小さい場合であってもヒートパイプ4の入熱側
端部4aの温度と放熱側端部4bとの間の温度勾配を大
きくすることができ熱の輸送効率を高めることができ
る。
【0018】この結果本発明によれば、小スペースの筐
体内に収容できるとともに、電子部品1で発生する熱を
輸送効率高く外部へ放熱できるとともに電子部品の温度
を下げることが可能で冷却効率を高めることができる。
このため放熱部5の面積を小さくすることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】図1は、本発明に係る電子部品の
冷却装置の実施形態を示す図である。
【0020】同図1に示すように、本実施形態はノート
型、ブック型といわれるパソコン10を想定している。
パソコン10はCPU等の高密度チップなどの電子部品
1が内部に収容された筐体11と、この筐体11に対し
て回動自在に配設されたディスプレイ12とからなって
いる。筐体11にはキーボードなどの入力装置が配設さ
れている。
【0021】筐体11内の電子部品1の上部には、電子
部品1の熱を吸熱できるような態様で冷却素子2が配設
され、さらに冷却素子2の上部には冷却素子2で発熱し
た熱をヒートパイプ4の入熱側の一端部4aに伝達でき
る態様で板材3が配設されている。板材3にはヒートパ
イプ4の入熱側の一端部4aが固定されており熱伝導率
のよい材料が使用される。そしてヒートパイプ4の放熱
側の他端部4bが筐体11外のディスプレイ12に延設
されている。ヒートパイプ4の放熱側の他端部4bには
放熱部5が設けられる。この放熱部5はヒートパイプ4
から分岐する複数のパイプからなる構造の放熱部であ
る。
【0022】冷却素子2は、電子部品1で発生する熱を
吸熱して板材3を介してヒートパイプ4の入熱側の一方
の端部4aで発熱させることによってヒートパイプ4の
入熱側の一方の端部4aの温度を電子部品1の温度より
も大きくするとともに電子部品の温度そのものを低下さ
せることのできる素子である。冷却素子2としてはペル
チェ効果を利用した熱電素子が使用される。
【0023】図2(a)は、本実施形態に適用される熱
電素子14の動作原理を説明するための図である。
【0024】同図2(a)に示すように熱電素子14は
Bi−Te(ビスマス−テルル)系の半導体からなるP
型半導体6及びN型半導体7を中心に構成されており、
金属電極8、N型半導体7、金属電極9、P型半導体
6、金属電極8が直列に接続されている。この熱電素子
14の金属電極8、8間に矢印方向に直流の電流を流す
と、ペルチェ効果によって金属電極9で吸熱がなされ、
金属電極8で発熱がなされる。
【0025】通常は図2(b)に示すように、数個の熱
電素子14、14を直列接続し、セラミック板等の絶縁
基板15、16に挟みこんで熱電素子モジュールを構成
して冷却素子2として使用される。この熱電素子モジュ
ールの絶縁基板15側で吸熱がなされ、絶縁基板16側
では、絶縁基板15側で吸熱した熱とモジュール内部で
消費される電力に相当する熱との合計の熱が発熱され
る。
【0026】さてヒートパイプ4は、入熱側端部4aの
内部にある作動流体を蒸発させて蒸気にし、この蒸気を
他端の放熱側端部4bに向けて流動させ放熱側端部4b
で放熱させるという熱伝達部材である。放熱側他端部4
bは入熱側端部4aよりも低温になっているため、流動
した蒸気は熱を奪われ凝縮して液体となる。液体となっ
た作動流体は、重力により入熱側の一端まで環流する。
【0027】ヒートパイプ4の入熱側端部4aの温度を
高くすると、ヒートパイプ4の入熱側4aと放熱側4b
との間の温度勾配が大きくなり、上記作動流体による熱
の輸送効率が向上する。
【0028】つぎに本実施形態の冷却装置の作動態様に
ついて説明する。
【0029】冷却素子2に電流が通電される。すると電
子部品1で発生する熱が冷却素子2で吸熱されヒートパ
イプ4の入熱側の一方の端部4aで発熱される。これに
よりヒートパイプ4の入熱側の一方の端部4aの温度が
電子部品1の温度よりも大きくなる。ヒートパイプ4の
入熱側4aの温度が高くなるので、ヒートパイプ4の入
熱側4aと放熱側4bとの間の温度勾配が大きくなり、
ヒートパイプ4中の作動流体による熱の輸送効率が向上
する。
【0030】こうしてヒートパイプ4を介して熱が輸送
され、ヒートパイプ4の放熱側の他端部4b、放熱部5
を介して電子部品1のもつ熱が筐体11の外部のディス
プレイ12で放熱される。そしてディスプレイ12の裏
面から外部へ放熱される。
【0031】なお本実施形態では放熱して熱を逃がす場
所をディスプレイ12の裏面としているが、効率よく電
子部品1の熱を外部へ放熱することができる場所であれ
ばいずれの場所でもよい。
【0032】なお本実施形態ではパソコン10内に収容
されたCPU等の高密度チップを冷却する場合を想定し
ているが、筐体内で発熱する電子部品であれば任意に本
発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本実施形態の冷却装置の構成を示す図で
ある。
【図2】図2(a)は熱電素子の動作原理を説明する図
であり、図2(b)は熱電素子モジュールの構造を示す
図である。
【図3】図3(a)、(b)はそれぞれ従来の冷却装置
の構成例を示す図である。
【符号の説明】
1…電子部品、2…冷却素子、4…ヒートパイプ、5…
放熱部、11…筐体
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 23/46 B

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筐体内に収容された電子部品にヒートパ
    イプの入熱側の一方の端部を熱伝達可能な状態で接触さ
    せるとともに、前記ヒートパイプの放熱側の他方の端部
    を放熱部へ延設させることによって前記電子部品を冷却
    する電子部品の冷却装置において、 前記電子部品と前記ヒートパイプの入熱側の一方の端部
    との間に、前記電子部品で発生する熱を吸熱して前記ヒ
    ートパイプの入熱側の一方の端部で発熱させることによ
    って前記ヒートパイプの入熱側の一方の端部の温度を前
    記電子部品の温度よりも大きくする冷却素子を介在させ
    るようにしたことを特徴とする電子部品の冷却装置。
JP11030205A 1999-02-08 1999-02-08 電子部品の冷却装置 Withdrawn JP2000227821A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020021845A (ko) * 2000-09-18 2002-03-23 송규섭 냉각용 히트 싱크
KR100431500B1 (ko) * 2001-11-30 2004-05-17 주식회사 에이팩 초소형 냉각장치
US6937474B2 (en) 2002-04-06 2005-08-30 Zalman Tech Co. Ltd. Chipset cooling device of video graphic adapter card
CN104197612A (zh) * 2014-09-03 2014-12-10 四川航天系统工程研究所 一种半导体冰箱的高效散热组件

Cited By (5)

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