JP2002334958A - 放熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発熱体の熱を効率よく分散させて放熱する放
熱装置を提供する。 【解決手段】 放熱装置１０は、熱伝導板１２を真中に
して、熱伝導体１４と熱伝導シート１６とをそれぞれ異
なる面に装着した、いわゆるサンドイッチ構造となって
いる。熱伝導シートの切欠１７は、熱伝導体から退避す
るように形成する。放熱装置は、基板３０上にマウント
されたＣＰＵ３２と，金属で成形されているシャーシ３
４との間に挟持されるように、配置している。熱伝導シ
ートの切欠を、熱伝導体から退避するように設けたの
で、ＣＰＵ３２からのシャーシ３４に対する熱集中を回
避させると共に、シャーシ３４に対し広範囲に熱を分散
させることができる。即ち、発熱体であるＣＰＵ３２の
局部的な熱を直にシャーシ３４へ伝えることなく、シャ
ーシ３４に圧接する熱伝導シート１６を中心にして伝導
させる構成としたので、シャーシ３４の局部的な温度上
昇を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆるノート型
パーソナルコンピュータ，携帯情報端末（ＰＤＡ，携帯
電話機など），ポータブルＤＶＤプレーヤ，ハンディー
タイプのビデオカメラなどの電子機器に適用して好適な
放熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ノート型パーソナルコンピュータ（以
下、単に「ノートＰＣ」という）には、その基板上にＩ
Ｃ（集積回路）で構成されるＣＰＵ（中央処理装置）な
どがマウントされている。そして、ＣＰＵすなわちＩＣ
に電流が流れると、ＣＰＵは発熱し、発熱体となる。

【０００３】通常の放熱経路としては、ＣＰＵなどの発
熱体の熱を、ノートＰＣの外装である金属製のシャーシ
へ伝導させ、放熱させていた。即ち、図５に示すよう
に、基板３０上にマウントされたＣＰＵ３２と，シャー
シ３４との間には、剛性が高くかつ熱伝導の良い例えば
金属板などの熱伝導体３６が配置されていた。

【０００４】また、直方体の熱伝導体３６は、ＣＰＵ３
２の平面形状に略対応する大きさとなっており、ＣＰＵ
３２およびシャーシ３４に挟持され当接している。その
ため、発熱したＣＰＵ３２の熱は、熱伝導体３６を経由
してシャーシ３４へ伝導され、放熱されていた。即ち、
シャーシ３４が金属で成形されている場合には、シャー
シ３４が放熱器として使用され、放熱体となる。

【０００５】一方、シャーシ３４の熱伝導体３６に対応
する対応部分が、例えば４５度を越える場合には、ユー
ザがシャーシ３４の対応部分に触れることによって不快
を感じたり、熱によって回路などに支障が生じるおそれ
がある。そのため、この場合には、一般的に、ＣＰＵな
どの発熱体の熱を、空冷装置の一部を構成するヒートパ
イプなどで空冷ファン付近まで導き、空冷させていた。

【０００６】即ち、ＣＰＵが高温となる場合には、シャ
ーシへの放熱を回避するために、断熱材をＣＰＵとシャ
ーシとの間に設け、ＣＰＵの熱がシャーシ側へ伝導しな
いように構成していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図５に示す従来例で
は、上述したシャーシ３４の対応部分が４５度を越える
場合、図６に示すように、シャーシ３４の熱伝導体３６
に対応する局部（対応部分）が、熱を直にシャーシ３４
に伝えるため、局部が高温となる。そのため、従来で
は、シャーシ３４の対応部分が４５度を越える場合、シ
ャーシ３４を放熱体として利用することなく、図示しな
い上記空冷装置（ヒートパイプ，ファンなど）を設ける
構成を採用する必要があった。なお、図６は熱分布の状
態を×印で示し、×印が集中している部分は熱伝導が大
きい（即ち、×印が少ない部分よりも、高温になってい
る）ことを示す。

【０００８】一方、ポータブル機器の場合には、小型化
の要請より、上記空冷装置（ヒートパイプ，ファンな
ど）を設けるスペースがないと共に、構成が複雑となり
重くなる。ところで、シャーシを放熱器として利用する
メリットは、上記空冷装置を設ける必要がないので、安
価になると共に、広範囲に亘り極めて容易に適用できる
点である。

【０００９】また、シャーシは、ポータブル機器の部品
の中で、一般的に広い面積を有する部品であるから、放
熱体として最適である。なお、シャーシ自体は、放熱用
として材料を選定していることは希であり、そのため高
い熱伝導性が期待できない場合もある。即ち、熱伝導性
が低い材料の場合には、熱が広範囲に亘って分散しない
ため、局部的に高温になるおそれが高い。

【００１０】そこで、本発明は、上記事情を考慮し、発
熱体の熱を効率よく分散させて放熱する放熱装置を提供
するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明で
は、発熱体の熱を放熱体へ伝導させる放熱装置であっ
て、前記発熱体に当接する当接部と、前記当接部から退
避するように延設され、かつ前記放熱体に当接する延設
部と、有することを特徴とする。

【００１２】発熱した発熱体の熱は、当接部，延設部を
経由して放熱体へ伝導される。即ち、当接部の熱は、当
接部から退避するように延設された延設部を中心にして
外周側または内周側へ向かって伝導される。ここで、延
設部が当接部から退避するように延設されるとは、放熱
体に対向する部位において、延設部を対応する当接部か
ら外方へ向かって延設させると共に、例えば切欠などを
当接部に対応する部分に設けること等を意味する。

【００１３】請求項１に係る発明によれば、延設部を当
接部から退避するように延設したので、発熱体からの放
熱体に対する熱集中を回避させることができると共に、
放熱体に対し広範囲に熱を分散させることができる。即
ち、請求項１に係る発明によれば、従来とは異なり、発
熱体の局部的な熱を直に放熱体へ伝えることなく、放熱
体に当接する延設部を中心にして伝導させる構成とした
ので、放熱体の局部的な温度上昇を防止できる。

【００１４】請求項２に係る発明では、前記当接部また
は前記延設部を、弾性が有するように構成したことを特
徴とする。即ち、請求項２に係る発明においては、放熱
装置にバネ性をもたせたので、従来のように剛性が高い
金属板などの熱伝導体に比べ、発熱体または放熱体に対
する放熱装置の当たりが吸収され、低ストレスとなる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図４に基づいて、
本発明の一実施形態である放熱装置について説明する。
本実施形態では、放熱装置を、図５に示す従来例と同様
に、ノートＰＣに適用した例である。なお、図１は本実
施形態の放熱装置の平面図、図２は図１の２−２線断面
図、図３は図１に示す放熱装置をノートＰＣに装着した
状態の断面図、図４は図３における熱分布の状態を示す
説明図である。また、図３において、図５と対応する部
分には同一符号を付して、その詳細説明は省略する。

【００１６】図１および図２に示すように、放熱装置１
０は、平板状の熱伝導板１２と，熱伝導板１２の一面
（上面）側に配置される熱伝導体１４と，熱伝導板１２
の他面（下面）側に配置される熱伝導シート１６で構成
されている。即ち、放熱装置１０は、熱伝導板１２を真
中にして、熱伝導体１４と熱伝導シート１６とをそれぞ
れ異なる面に装着した、いわゆるサンドイッチ構造とな
っている。なお、熱伝導体１４は本発明に係る当接部で
あり、熱伝導シート１６は本発明に係る延設部である。

【００１７】以下、放熱装置１０の構成を詳述する。略
直方体の熱伝導体１４および熱伝導シート１６は、熱伝
導率が高いラバー系またはシリコン系の材料で成形され
ていると共に、弾性体として成形されている。即ち、熱
伝導体１４および熱伝導シート１６は、その熱伝導率を
高めるために、ラバー系またはシリコン系の材料中にカ
ーボン，金属などの微粉を分散させている。

【００１８】熱伝導板１２は熱伝導率の高い金属たとえ
ばアルミニウム製で成形されており、また熱伝導板１２
の平面は図３に示す発熱体であるＣＰＵ３２の略８倍程
度大きくなっている。ここで、熱伝導板１２の面積を、
ＣＰＵ３２よりも広くしたのは、熱伝導体１４からの熱
を広範囲に亘って分散させるためである。

【００１９】熱伝導体１４の平面は、ＣＰＵ３２（図３
参照）の平面に略対応する大きさとなっている。熱伝導
シート１６の平面は、熱伝導板１２の平面よりも若干だ
け小さくなっている。即ち、熱伝導体１４は、ＣＰＵ３
２と略同一の面積になっている。そして、図１に示すよ
うに、熱伝導体１４は、熱伝導板１２上面の略中央に配
置されている。

【００２０】一方、熱伝導シート１６の中央には、略矩
形状の切欠１７が形成されている。切欠１７は、熱伝導
体１４の大きさよりも若干だけ大きくなっている。そし
て、熱伝導シート１６は、熱伝導板１２下面に配置され
ている。そのため、熱伝導体１４は、熱伝導シート１６
の切欠１７に対応するように配置されている。即ち、熱
伝導シート１６の切欠１７は、熱伝導体１４から退避す
るように形成し、熱伝導シート１６を対応する熱伝導体
１４から逃がすものである。従って、熱伝導体１４から
の熱は、伝導板１２を介して分散されると共に、熱伝導
シート１６に迂回するように伝導される。

【００２１】また、熱伝導板１２には、係止孔１２Ａが
熱伝導体１４の隅角部に対応する箇所に複数形成されて
いると共に、係止孔１２Ｂが熱伝導シート１６の隅角部
に対応する箇所に複数形成されている。一方、熱伝導体
１４および熱伝導シート１６には、突部１４Ａおよび１
６Ａが、係止孔１２Ａおよび１２Ｂに対応するように形
成されている。

【００２２】そして、熱伝導体１４および熱伝導シート
１６は、突部１４Ａおよび１６Ａが熱伝導板１２の係止
孔１２Ａおよび１２Ｂに挿入されることにより、伝導板
１２に位置決めされる。そのため、熱伝導体１４または
熱伝導シート１６などにスライド方向の荷重が加わった
場合でも、熱伝導体１４または熱伝導シート１６の熱伝
導板１２に対するズレが防止される。

【００２３】図３に示すように、放熱装置１０は、基板
３０上にマウントされたＣＰＵ３２と，金属で成形され
ている放熱体としてのシャーシ３４との間に挟持される
ように、配置している。即ち、放熱装置１０は、その熱
伝導体１４がＣＰＵ３２に当接し、熱伝導シート１６が
シャーシ３４に当接するように位置決めされている。

【００２４】なお、放熱装置１０は、図示しない固定手
段により、ノートＰＣ内に固定されている。ここで、熱
伝導板１２は、熱伝導体１４および熱伝導シート１６を
支持する支持体としての機能，および放熱装置１０のバ
ネ性を向上させる機能をも有する。

【００２５】即ち、放熱装置１０の厚みＴ１（図２参
照）の長さは、ＣＰＵ３２とシャーシ３４との間隔Ｔ２
（図３参照）よりも、長くなっている。そのため、放熱
装置１０をＣＰＵ３２とシャーシ３４との間に配置した
場合には、熱伝導体１４および熱伝導シート１６がそれ
ぞれ押圧され弾性変形すると共に、熱伝導板１２が撓
む。

【００２６】本実施形態においては、放熱装置１０にバ
ネ性をもたせているので、熱伝導体１４がＣＰＵ３２に
圧接し、熱伝導シート１６がシャーシ３４に圧接する。
そのため、本実施形態によれば、ＣＰＵ３２に対する熱
伝導体１４の密着性が高くなると共に、シャーシ３４に
対する熱伝導シート１６の密着性が高くので、熱伝導が
良くなる。

【００２７】なお、本実施形態においては、放熱装置１
０にバネ性をもたせているので、従来のように剛性が高
い金属板などの熱伝導体に比べ、ＣＰＵ３２またはシャ
ーシ３４に対する放熱装置１０の当たりが吸収され、低
ストレスとなる。また、本実施形態においては、上記間
隔Ｔ２などに誤差がある場合でも、熱伝導体１４および
熱伝導シート１６がそれぞれ押圧され弾性変形すると共
に、熱伝導板１２が撓むので、放熱装置１０によって上
記間隔Ｔ２などの誤差を吸収し得る。

【００２８】引続き、図３および図４に基づき、熱伝導
経路について説明する。図３に示すように、発熱したＣ
ＰＵ３２の熱は、まず、ＣＰＵ３２に圧接する熱伝導体
１４へ伝導する。そして、ＣＰＵ３２と熱伝導体１４と
の平面は略同一であるので、熱伝導体１４への熱分布は
略均等になり、熱伝導が大きい（即ち、図５に示す熱伝
導体３６部分の熱分布と略同一になる）。

【００２９】次に、熱伝導体１４の熱は熱伝導板１２に
おける熱伝導体１４に対応する部分から外周側へ向かっ
て伝導すると共に、熱伝導板１２の熱は熱伝導シート１
６へと伝導する。ここで、熱伝導シート１６の切欠１７
が熱伝導シート１６上に配置される熱伝導体１４から退
避するように形成されるので、熱伝導体１４からの熱伝
導は熱伝導シート１６における熱伝導体１４の直近部分
（切欠１７に対応する部分）に熱が集中しない。

【００３０】即ち、熱伝導体１４からの熱は伝導板１２
を介して分散され、この分散された熱が熱伝導シート１
６を経由してシャーシ３４へ伝導される。この熱分布の
状態は、図４に示すように、シャーシ３４における熱伝
導シート１６の切欠１７付近に若干集中しているが、熱
伝導シート１６を中心にして外側または内側へ向かって
広範囲に亘って分散されている。なお、図４は熱分布の
状態を×印で示し、×印が集中している部分は熱伝導が
大きい（即ち、×印が少ない部分よりも、高温になって
いる）ことを示す。また、図４に示す熱分布は、実験結
果をまとめて表わしたものである。

【００３１】本実施形態においては、熱伝導体１４から
の熱伝導が熱伝導シート１６における熱伝導体１４の直
近部分から退避し（逃げ）、熱伝導シート１６を中心に
して外側または内側へ向かって広範囲に亘って分散され
るので、ＣＰＵ３２からの熱がシャーシ３４における広
範囲の面積をもって放熱される。即ち、本実施形態にお
いては、伝導板１２およびシャーシ３４に圧接する熱伝
導シート１６が、熱伝導体１４（ＣＰＵ３２）よりも大
きくなっているので、ＣＰＵ３２からの熱がシャーシ３
４に対し広範囲に分散される。

【００３２】本実施形態によれば、熱伝導シート１６の
切欠１７を、熱伝導体１４から退避するように設けたの
で、ＣＰＵ３２からのシャーシ３４に対する熱集中を回
避させると共に、シャーシ３４に対し広範囲に熱を分散
させることができる。従って、本実施形態によれば、図
５および図６に示す従来とは異なり、発熱体であるＣＰ
Ｕ３２の局部的な熱を直にシャーシ３４へ伝えることな
く、シャーシ３４に圧接する熱伝導シート１６を中心に
して伝導させる構成としたので、シャーシ３４の局部的
な温度上昇を防止できる（図４および図６の熱分布を対
比）。

【００３３】また、本実施形態によれば、熱伝導体１４
が４５度を越える場合でも、上述したようにシャーシ３
４が放熱体として十分に機能を発揮し得るので、従来の
ような空冷装置（図示しないヒートパイプ，ファンな
ど）を不要にできる。即ち、本実施形態によれば、熱伝
導体１４が４５度を越える場合でも、シャーシ３４が放
熱器として十分に機能を発揮できるので、シャーシ３４
を有効的に利用できる。

【００３４】なお、上記実施形態の放熱装置１０は熱伝
導体１４と熱伝導シート１６とで熱伝導板１２を挟むサ
ンドイッチ構造とした例であるが、本発明の放熱装置は
熱伝導率が高い材料によって一体成形させたものであっ
ても、同様に適用できる。また、熱伝導板１２に対する
熱伝導体１４または熱伝導シート１６の固定手段（係止
孔１２Ａ，１２Ｂまたは突部１４Ａ，１６Ａ）は、任意
に変更できる。

【００３５】本発明において、当接部である熱伝導体ま
たは当接部から退避する逃げとしての切欠の大きさ，或
いは形状などの構成は、任意に変更できる。また、本発
明の発熱体または放熱体は、ＣＰＵまたはシャーシ以外
の部品を含む概念である。さらに、本発明の放熱装置
は、ポータブル以外の据え置きタイプのパーソナルコン
ピュータ，テレビなどの電子機器にも、同様に適用でき
る。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
延設部を当接部から退避するように延設したので、発熱
体からの放熱体に対する熱集中を回避させることができ
ると共に、放熱体に対し広範囲に熱を分散させることが
できる。即ち、本発明によれば、従来とは異なり、発熱
体の局部的な熱を直に放熱体へ伝えることなく、放熱体
に当接する延設部を中心にして伝導させる構成としたの
で、放熱体の局部的な温度上昇を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る放熱装置の平面図で
ある。

【図２】図１の２−２線断面図である。

【図３】図１に示す放熱装置をノートＰＣに装着した状
態の断面図である。

【図４】図３における熱分布の状態を示す説明図であ
る。

【図５】従来例に係る放熱装置の断面図である。

【図６】図５における熱分布の状態を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１０ 放熱装置 １２ 熱伝導板（支持手段） １４ 熱伝導体（当接部） １６ 熱伝導シート（延設部） １７ 熱伝導シートの切欠（逃げ手段） ３０ 基板 ３２ ＣＰＵ（発熱体） ３４ シャーシ（放熱体）

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【手続補正書】

【提出日】平成１３年６月１１日（２００１．６．１
１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 洋二 東京都台東区池之端１丁目２番11号 アイ ワ株式会社内 Ｆターム(参考） 5E322 AA03 AA11 AB04 AB07 FA05 5F036 BB21 BD03 BD21

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発熱体の熱を放熱体へ伝導させる放熱装
   置であって、 前記発熱体に当接する当接部と、 前記当接部から退避するように延設され、かつ前記放熱
   体に当接する延設部と、 を有することを特徴とする請求項１に記載の放熱装置。
2. 【請求項２】 前記当接部または前記延設部を、弾性が
   有するように構成したことを特徴とする放熱装置。