JP2005011337A - Electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、循環する液体を利用して、発熱する半導体素子を冷却する装置を備えた電子装置に関するものである。 The present invention relates to an electronic device including a device that cools a semiconductor element that generates heat using a circulating liquid.
従来の技術は、特開平6−266474号公報、特開平7−142886号公報等に見られる。
特開平6−266474号公報の例では、発熱素子を搭載した配線基板を収容した本体筐体と、ディスプレイパネルを備え本体筐体に回転可動に取り付けられた表示装置筐体からなる電子装置で、発熱素子に取り付けられた水冷ジャケット、表示装置筐体に設置した放熱パイプ及び液駆動機構がフレキシブルチューブで接続された構造が示されている。
さらに、特開平7−142886号公報では、特開平6−266474号公報の例において、筐体を金属製とした例が示されている。
Conventional techniques can be found in JP-A-6-266474, JP-A-7-142886, and the like.
In an example of Japanese Patent Laid-Open No. 6-266474, an electronic device including a main body housing that houses a wiring board on which a heating element is mounted, and a display device housing that includes a display panel and is rotatably attached to the main body housing. A structure in which a water cooling jacket attached to a heat generating element, a heat radiating pipe installed in a display device casing, and a liquid driving mechanism are connected by a flexible tube is shown.
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-142886 discloses an example in which the casing is made of metal in the example of Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-266474.
これらの例では、発熱素子で発生した熱を水冷ジャケットに伝え、その熱を、水冷ジャケットから放熱パイプまで液駆動機構によって液を駆動することによって伝え、外気に放熱している。 In these examples, heat generated in the heat generating element is transmitted to the water cooling jacket, and the heat is transmitted from the water cooling jacket to the heat radiating pipe by driving the liquid by a liquid driving mechanism, and is radiated to the outside air.
携帯型パーソナルコンピュータなどに代表される電子装置では、性能の向上による発熱素子(半導体素子)の高発熱化が著しい。その一方で、携帯に適した筐体サイズの小型化、薄型化が望まれている。 In an electronic device typified by a portable personal computer or the like, a heat generating element (semiconductor element) is highly heated due to improved performance. On the other hand, it is desired to reduce the size and thickness of the housing suitable for carrying.
上記公知例は、いずれも発熱素子の高発熱化に対して、発熱素子で発生する熱をディスプレイ側に輸送して放熱する構造である。発熱素子からディスプレイ側への熱の輸送は、液体を両者の間で駆動させることによって行っている。液体による熱輸送は、非常に効率がよく高発熱する素子からの熱輸送に適している。
しかし、発熱素子から液体までの伝熱効率が悪いと、液体による熱輸送の効率がいくら良くても発熱素子の冷却が十分に行えない。また、水冷ジャケット自身もしくは配管系からの液透過によるシステム内の液の減少、水冷ジャケットの腐食等も考慮する必要がある。
Each of the known examples has a structure in which heat generated by the heat generating element is transported to the display side to dissipate heat in response to an increase in heat generation of the heat generating element. The heat is transferred from the heating element to the display side by driving the liquid between them. Heat transport by liquid is suitable for heat transport from a highly efficient and highly heat generating element.
However, if the heat transfer efficiency from the heat generating element to the liquid is poor, the heat generating element cannot be sufficiently cooled regardless of the efficiency of heat transport by the liquid. In addition, it is necessary to consider reduction of liquid in the system due to liquid permeation from the water cooling jacket itself or the piping system, corrosion of the water cooling jacket, and the like.
上記公知例では、これらに対する水冷ジャケットの構造について、十分考慮されていなかった。 In the above-mentioned known examples, the structure of the water cooling jacket for these has not been sufficiently considered.
本発明の目的は、発熱素子から冷媒液までの伝熱効率が良く、腐食、液透過、漏液に対する信頼性の高い水冷ジャケットを備えた電子装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an electronic apparatus having a water-cooling jacket that has high heat transfer efficiency from a heating element to a refrigerant liquid and has high reliability against corrosion, liquid permeation, and liquid leakage.
上記目的は、発熱素子に熱的に接続された受熱部材と、この受熱部材に接続された放熱部材と、この放熱部材と前記受熱部材に接続された液駆動手段とを筐体内に収納し、前記液駆動手段で受熱部材と放熱部材との間で冷媒液を循環させた電子装置において、前記受熱部材は前記発熱素子と熱的に接続する金属板を有し、この金属板の内部に前記冷媒液の流路を形成したことにより達成される。 The object is to house a heat receiving member thermally connected to the heat generating element, a heat radiating member connected to the heat receiving member, and a liquid driving means connected to the heat radiating member and the heat receiving member in a housing, In the electronic device in which the liquid coolant is circulated between the heat receiving member and the heat radiating member by the liquid driving means, the heat receiving member has a metal plate that is thermally connected to the heating element, and the metal plate includes the metal plate inside the metal plate. This is achieved by forming a flow path for the refrigerant liquid.
また、上記目的は、発熱素子に熱的に接続された受熱部材と、この受熱部材に接続された放熱部材と、この放熱部材と前記受熱部材に接続された液駆動手段とを筐体内に収納し、前記液駆動手段で受熱部材と放熱部材との間で冷媒液を循環させた電子装置において、前記冷媒液が循環する流路を構成するパイプの一部で前記受熱部材の流路を形成したことにより達成される。 Further, the object is to house a heat receiving member thermally connected to the heat generating element, a heat radiating member connected to the heat receiving member, and a liquid driving means connected to the heat radiating member and the heat receiving member in the housing. In the electronic device in which the refrigerant liquid is circulated between the heat receiving member and the heat radiating member by the liquid driving means, the flow path of the heat receiving member is formed by a part of a pipe constituting the flow path through which the refrigerant liquid circulates. Is achieved.
また、上記目的は、発熱素子に熱的に接続された受熱部材と、この受熱部材に接続された放熱部材と、この放熱部材と前記受熱部材に接続された液駆動手段とを筐体内に収納し、前記液駆動手段で受熱部材と放熱部材との間で冷媒液を循環させた電子装置において、前記受熱部材は前記発熱素子と熱的に接続する金属ベースを有し、この金属ベースと前記冷媒液が循環するパイプの一部と熱的に接続されたことにより達成される。 Further, the object is to house a heat receiving member thermally connected to the heat generating element, a heat radiating member connected to the heat receiving member, and a liquid driving means connected to the heat radiating member and the heat receiving member in the housing. In the electronic device in which the liquid coolant is circulated between the heat receiving member and the heat radiating member by the liquid driving means, the heat receiving member has a metal base that is thermally connected to the heat generating element. This is achieved by being thermally connected to a part of the pipe through which the refrigerant liquid circulates.
また、上記目的は、前記金属ベースと前記冷媒液が循環するパイプの一部とは、熱伝導性のグリースもしくは接着剤によって接続されていることにより達成される。 The above object is achieved by connecting the metal base and a part of the pipe through which the coolant circulates with heat conductive grease or adhesive.
また、上記目的は、前記金属ベースと前記冷媒液が循環するパイプの一部とが一体成型されたことにより達成される。 The above object is achieved by integrally molding the metal base and a part of the pipe through which the refrigerant liquid circulates.
また、上記目的は、前記冷媒液が循環するパイプの一部をループ状に形成して前記金属ベースと熱的に接続したことにより達成される。 Further, the above object is achieved by forming a part of a pipe through which the refrigerant liquid circulates in a loop shape and thermally connecting with the metal base.
また、上記目的は、前記冷媒液が循環するパイプの一部を中心から外周に向かうループ状に形成し、このループの中心位置を前記発熱素子の概略中心位置と一致させ、前記冷媒液が循環する方向をループの中心から外周に向かうようにしたことにより達成される。 Further, the object is to form a part of the pipe through which the refrigerant liquid circulates in a loop shape from the center to the outer periphery, and to make the center position of the loop coincide with the approximate center position of the heat generating element so that the refrigerant liquid circulates. This is achieved by moving the direction from the center of the loop to the outer periphery.
また、上記目的は、前記冷媒液が循環するパイプの一部を隣接する流路内の流れの方向が互いに逆になるようなループ状に形成して前記金属ベースと熱的に接続したことにより達成される。 Further, the above object is achieved by forming a part of a pipe through which the refrigerant liquid circulates in a loop shape in which the flow directions in adjacent flow paths are opposite to each other and thermally connecting to the metal base. Achieved.
また、上記目的は、前記発熱素子を複数個配置し、この複数個の発熱素子が前記受熱部材と熱的に接続されたことにより達成される。 Further, the above object is achieved by arranging a plurality of the heat generating elements and thermally connecting the plurality of heat generating elements to the heat receiving member.
また、上記目的は、前記受熱部材をファンで冷却することにより達成される。 Moreover, the said objective is achieved by cooling the said heat receiving member with a fan.
本発明によれば、発熱素子から冷媒液までの伝熱効率が良く、腐食、液透過、漏液に対する信頼性の高い水冷ジャケットを備えた電子装置を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the heat transfer efficiency from a heat generating element to a refrigerant | coolant liquid is good, and the electronic apparatus provided with the reliable water cooling jacket with respect to corrosion, liquid permeation | transmission, and a liquid leakage can be provided.
電子機器装置、いわゆるパーソナルコンピュータ(以下、パソコンという)には、携帯が可能なノート型パソコンと机上での使用が中心のディスクトップ型パソコンとがある。これらのパソコンは、いずれも年々高速処理、大容量化の要求が高くなり、この要求を満たす結果、半導体素子であるCPU(以下、CPUという)の発熱温度が高くなっていった。この傾向は、今後も更に続くものと予想される。 2. Description of the Related Art Electronic device apparatuses, so-called personal computers (hereinafter referred to as personal computers) include portable laptop computers and desktop computers that are mainly used on desks. Each of these personal computers has a high demand for high-speed processing and large capacity year by year, and as a result of satisfying these demands, the heat generation temperature of a CPU (hereinafter referred to as CPU), which is a semiconductor element, has increased. This trend is expected to continue in the future.
これに対して、現状のこれらパソコンは、ファン等による空冷式が一般的である。この空冷式は、放熱の能力に限界があり、前述のような高発熱傾向のCPUの放熱に追従できなくなってしまう可能性がある。ただし、ファンを高速回転させたり、ファンを大型化したりすることによって対応も可能であるが、パソコンの低騒音化や軽量化に逆行するため現実的ではない。
一方、従来から空冷式の放熱に代わる放熱として、水等の冷却媒体を循環させてCPUを冷却する装置がある。
この冷却装置は、主に企業或いは銀行等で使用される大型コンピュータの冷却に使用され、冷却水をポンプで強制的に循環させ、専用の冷凍機で冷却するといった大規模な装置である。
On the other hand, these current personal computers are generally air-cooled by a fan or the like. This air-cooled type has a limit in heat dissipation capability and may not be able to follow the heat dissipation of a CPU that tends to generate heat as described above. However, this can be dealt with by rotating the fan at a high speed or by increasing the size of the fan, but this is not practical because it goes against the reduction in noise and weight of the personal computer.
On the other hand, conventionally, there is a device that cools a CPU by circulating a cooling medium such as water as heat radiation instead of air-cooled heat radiation.
This cooling device is mainly used for cooling large computers used in companies or banks, and is a large-scale device in which cooling water is forcibly circulated by a pump and cooled by a dedicated refrigerator.
従がって、移動が頻繁に行われるノート型パソコンや、事務所内の配置換え等で移動の可能性があるディスクトップ型パソコンには上述のような水による冷却装置は、例えこの冷却装置を小型化したとしても到底搭載することはできない。 Therefore, for a notebook computer that is frequently moved and a desktop computer that may be moved due to rearrangement in the office, the above-mentioned water cooling device is not used. Even if it is downsized, it cannot be mounted.
そこで、上述の従来技術のように、小型のパソコンに搭載可能な水による冷却装置が種々検討されているが、この従来技術の出願当時は、半導体素子の発熱温度が近年ほど高くなく、現在に至っても水冷装置を備えたパソコンは製品化に至っていない。 Thus, various water cooling devices that can be mounted on a small personal computer have been studied as in the above-mentioned conventional technology. At the time of filing of this conventional technology, the heat generation temperature of the semiconductor element was not as high as in recent years. Even so, personal computers equipped with water cooling devices have not yet been commercialized.
これに対して、本発明はコンピュータ本体の外郭を形成する筐体を放熱性が良好なアルミ合金やマグネシウム合金等にすることによって、水冷装置の大幅な小型化が実現でき、パソコンへの搭載が可能となったものである。 On the other hand, the present invention makes it possible to significantly reduce the size of the water-cooling device by using an aluminum alloy or a magnesium alloy with good heat dissipation as the casing that forms the outer shell of the computer main body. It has become possible.
ところで、パソコン内部という限られた空間内で半導体素子を冷却するには、限られた量の液媒体で冷却しなくてはならない。従って、いかに無駄なく半導体素子の熱を水冷ジャケットから液媒体に伝えるかがこの水冷装置にとって重要な課題である。
仮に、半導体素子の熱が液媒体に十分に伝わらなかった場合、半導体素子の冷却が十分に行えず、場合によっては熱暴走に繋がる恐れがある。
By the way, in order to cool a semiconductor element in a limited space inside a personal computer, it must be cooled with a limited amount of liquid medium. Therefore, how to transfer the heat of the semiconductor element from the water cooling jacket to the liquid medium without waste is an important issue for this water cooling apparatus.
If the heat of the semiconductor element is not sufficiently transferred to the liquid medium, the semiconductor element cannot be sufficiently cooled, and in some cases, there is a risk of thermal runaway.
そこで、本発明は、熱伝達効率の高い水冷ジャケットの検討を行った結果、以下に説明する水冷ジャケットを得たものである。 In view of this, the present invention has obtained a water cooling jacket described below as a result of examining a water cooling jacket having high heat transfer efficiency.
以下、本発明の実施例を図で説明する。
図1は、本実施例の電子装置の斜視図である。
図1において、電子装置は、本体ケース1とディスプレイを備えたディスプレイケース2とからなり、これらのケース1,2はヒンジを介して回転自在となっている。本体ケース1に設置されるキーボード3、複数の素子を搭載した配線基板4、ハードディスクドライブ5、補助記憶装置(たとえば、フロッピーディスクドライブ、CDドライブ等)6、バッテリー13等が設置される。
配線基板4上には、CPU(中央演算処理ユニット)7等の特に発熱量の大きい半導体素子(以下、CPUと記載)が搭載される。CPU7には、水冷ジャケット8が取り付けられる。CPU7と水冷ジャケット8とは、柔軟熱伝導部材(たとえばSiゴムに酸化アルミなどの熱伝導性のフィラーを混入したもの)を介して接続される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of the electronic device of this embodiment.
In FIG. 1, the electronic device includes a main body case 1 and a
On the wiring board 4, a semiconductor element (hereinafter referred to as “CPU”) having a particularly large calorific value such as a CPU (Central Processing Unit) 7 is mounted. A
ディスプレイケース2の背面(ケース内側)には、放熱パイプ9(銅、ステンレスなどの金属製)が接続された金属放熱板10が設置される。ディスプレイケース2の背面上部に放熱パイプ9に接続されたタンク14を設置し、流路の途中にタンク14が設けられている。タンク14は液透過などにより液が減少しても循環流路内の冷却に必要な量を確保できるだけの容積を有する。
なお、ディスプレイケース2自体を金属製(たとえば、アルミ合金やマグネシウム合金等)にすることによって、この金属放熱板10を省略し、放熱パイプ9を直接ディスプレイケース2に接続してもよい。また、液駆動手段であるポンプ11が本体ケース1内に設置される。
水冷ジャケット8、放熱パイプ9、ポンプ11は、フレキシブルチューブ12で接続され、ポンプ11によって内部に封入した冷媒液が循環する。フレキシブルチューブ12は、少なくともヒンジ部15だけに用いるだけでもよい。
A metal
The
The
すなわち、水冷ジャケット8とヒンジ部15との間、ポンプ11とヒンジ部15との間、ポンプ11と水冷ジャケット8との間の配管に金属パイプを用い、少なくとも、ヒンジ部15においてだけ金属パイプと放熱パイプ9とをフレキシブルチューブ12で接続し、配管全体にしめる金属配管部分の割合を出来るだけ大きくする。
これにより、ヒンジ部まわりでのディスプレイ部の開閉に対応するとともに配管からの水分透過を抑えることができる。この場合の配管系は、水冷ジャケット、フレキシブルチューブ、金属パイプ、ヒンジ部のフレキシブルチューブ、放熱パイプ、ヒンジ部のフレキシブルチューブ(金属パイプ、フレキシブルチューブ)、ポンプ、フレキシブルチューブ、(金属パイプ、フレキシブルチューブ)、水冷ジャケットが接続されて構成される(括弧内の要素を追加してもよい)。
That is, a metal pipe is used for piping between the
Thereby, it can respond to opening and closing of the display part around a hinge part, and can suppress moisture permeation from piping. The piping system in this case is a water cooling jacket, flexible tube, metal pipe, hinge flexible tube, heat radiating pipe, hinge flexible tube (metal pipe, flexible tube), pump, flexible tube, (metal pipe, flexible tube) A water cooling jacket is connected and configured (elements in parentheses may be added).
それぞれの接続部分には、適当な継手、抜け防止用の締付バンド(板状、コイルバネ状)が用いられる。さらに、接続部分は、漏水防止のため樹脂でコーティングしてもよい。なお、フレキシブルチューブ12の材質は、水分透過の少ないブチルゴムなどが用いられる。
For each connecting portion, an appropriate joint and a tightening band (plate shape, coil spring shape) for preventing removal are used. Furthermore, the connecting portion may be coated with a resin to prevent water leakage. In addition, the material of the
図2は、水冷ジャケットの詳細を示す正面図と部分断面図である。
図2において、金属製ブロックからなるベース22内に流路21を形成し、Oリング23を介して蓋24で封止した構造である。ベース22の材質は、たとえば、熱伝導性、成形性に優れた(純)アルミを用い、成形後、アルマイト処理等の耐腐食処理を施す。
水冷ジャケットと発熱素子7とは柔軟熱伝導部材16を介して接続される。水冷ジャケットの外形サイズは、発熱素子7よりも大きく、Oリング溝の内部で流路を形成する流路エリア21aを出来るだけ大きくすることが望ましい。ベース22は、たとえば、ダイキャスト成形によりベース内に流路、Oリング溝および入水、出水ポート31、32が一体成形される。
ダイキャスト成形によれば、流路21の幅をダイキャスト成形限界まで微細化することが可能で、流路表面積を大きくとることが可能となる。したがって、流路21内を流れる液への熱伝達性能を向上できる。なお、流路21の幅を微細化することで発熱素子7と同程度のエリア内で必要かつ十分な表面積を有する流路21をベース22内に形成でき、発熱素子から流路形成エリアへの面積拡大に伴う熱抵抗を低減することができる。同時に水冷ジャケットの小型化も図れる。
FIG. 2 is a front view and a partial sectional view showing details of the water cooling jacket.
In FIG. 2, a
The water cooling jacket and the
According to die casting, the width of the
図3(a)、(b)は、水冷ジャケットの他の実施例を示す正面図と部分断面図である。
図3において、水冷ジャケットは、金属パイプ26を蛇行させて流路を構成し、金属(アルミ、銅等)製のベース25に金属的に接合部27で示すように、半田付け若しくは銀ろう付けした構造となっている。
発熱素子の熱は、ベース25に熱伝導された後、ベース25内で拡散して金属パイプ26に熱伝導され、金属パイプ26内壁面からの液に熱伝達される。この時、金属パイプ26壁内の周方向への熱伝導も寄与する。
FIGS. 3A and 3B are a front view and a partial cross-sectional view showing another embodiment of the water cooling jacket.
In FIG. 3, the water-cooled jacket forms a flow path by meandering a
The heat of the heat generating element is thermally conducted to the
従って、流路内ベース25と金属パイプ26とを金属的に接合すること、さらに、金属パイプ26の材質を熱伝導の優れた銅などにするとともに肉厚を厚くすることで発熱素子から流路内の液までの熱抵抗を小さくすることが出来る。
金属パイプ26で蛇行流路を形成する場合、パイプが屈曲しない最小曲げ半径以上で曲げる必要がある。従って、ベース25内で流路長をできるだけ長くする(ターン数を多くする)ために、図3(b)に示すように、金属パイプを最小曲げ半径で180°以上曲げ、隣接する曲げ部分が接するように成形してもよい。
Therefore, the
When the meandering flow path is formed by the
本実施例では、図2に示した構造に比べ、シール部を有しないため、シール部での漏液、水分透過による液の減少はない。さらに、金属パイプ26に放熱パイプ9等と同様、耐食性の材質を用いれば、ベース25に対する腐食を考慮する必要が無い。また、水冷ジャケットの流路を構成する金属パイプ26を延長して、システム全体の配管と兼用することによって、さらに、漏液、水分透過の少ないシステムにすることが出来る。この実施例を図4に示す。
In this embodiment, since there is no seal portion as compared with the structure shown in FIG. 2, there is no decrease in liquid due to leakage at the seal portion and permeation of moisture. Furthermore, if a corrosion-resistant material is used for the
図4は、フレキシブチューブを両ケースのヒンジ部分のみとした場合の実施例を示す電子装置の斜視図である。
図4において、水冷ジャケット8に用いる流路の金属パイプ26を延長して冷却システム全体の配管の1部を構成している。すなわち、ポンプ11と水冷ジャケット8との間、水冷ジャケット8とヒンジ部までの間の配管に水冷ジャケットの流路を構成する金属パイプ26を用いる。ヒンジ部においては、金属パイプ26と放熱パイプ9、ならびに、ポンプ11と放熱パイプ9とをフレキシブルチューブ12で接続する。接続部には、適当な継手、抜け防止用の締付バンド35a〜dが設けられる。
本実施例によれば、配管全体にしめる金属配管部分の割合を大きくすることが可能となるため、漏液、水分透過の少ない配管系が構成できる。
FIG. 4 is a perspective view of an electronic device showing an embodiment in which the flexible tube is only the hinge portion of both cases.
In FIG. 4, the
According to the present embodiment, it is possible to increase the proportion of the metal piping portion that is included in the entire piping, so that a piping system with little leakage and moisture permeation can be configured.
図5(a)、(b)及び図6は、図3で示した実施例に類似した水冷ジャケットの他の実施例を示す断面図である。
図5(a)、(b)及び図6の実施例では、金属(アルミ、銅等)製のベース25に金属パイプ26の曲げた形状に沿って溝28を形成し(ダイキャスト成形等による)、溝28内部に金属パイプ26がはめ込まれている。金属パイプ26とベース25の溝28との接触部には、高熱伝導性のグリースや接着剤が充填される。
図5(b)、図6の実施例は、それぞれベース25と金属パイプ26との熱伝導効率を図5(a)より、上げるために接触面積を拡大したもので、図5(b)は、溝28を深くして高熱伝導性のグリースや接着剤を充填したものである。図6は、金属パイプ26の径の1/2の深さの溝を設けたベース25を金属パイプ26ではさんで貼り合わせたものである。
FIGS. 5A, 5B and 6 are cross-sectional views showing another embodiment of a water cooling jacket similar to the embodiment shown in FIG.
5 (a), 5 (b) and FIG. 6, the
5 (b) and FIG. 6 are examples in which the contact area is enlarged in order to increase the heat conduction efficiency between the base 25 and the
これらの実施例によれば、金属パイプ26とベース25を金属的に接合する水冷ジャケット(図3)に比べ、低コストでできるという利点がある。ただし、金属パイプ26とベース25との接触部でグリースや接着剤を用いているので熱伝導性能が劣る。これに対し、図7の実施例は、この点を解決するものである。
According to these embodiments, there is an advantage that the cost can be reduced as compared with the water cooling jacket (FIG. 3) in which the
図7の実施例では、アルミなどの金属製のベース25をダイキャスト成形する際に、あらかじめ所定の形状に曲げた金属パイプ26を同時に鋳込んで成形する。本方法によれば、金属パイプ26とベース25とが完全に接触するため、接触部で高熱伝導性のグリースや接着剤を用いなくても高い熱伝導性能が得られる。
In the embodiment of FIG. 7, when a
図8は、他の実施例を備えた水冷ジャケットの正面図である。
図8の実施例では、図3〜図7に示した実施例と同様に金属パイプと金属製ベースを組み合せた構造である。
図8において、流路長さ(内部を流れる液との表面積)をできるだけ大きくすることにより、発熱素子7から冷媒液への伝熱効率を上げる構造である。金属パイプ26をループ状に成形し、金属製のベース25と接続する。接続の方法は、図3〜図7で示したものと同様の方法がとれる。
FIG. 8 is a front view of a water cooling jacket provided with another embodiment.
The embodiment of FIG. 8 has a structure in which a metal pipe and a metal base are combined as in the embodiment shown in FIGS.
In FIG. 8, the heat transfer efficiency from the
本実施例では、ループの中心でのループ半径が曲げに対する最小曲率半径以上にあればよく、したがって、ベース25の面内に効率よくパイプを配置でき、流路長さを長くすることができる。また、ループの中心位置を発熱素子7の中心位置と概略一致させて配置し、液の流れの方向をパイプの32から31の方向にとると、はじめに、温度の最も高くなる発熱素子7の中心部に液が供給されることになり、効率良く冷却できる。
反面、流入側のパイプ32がパイプのループ部を横切ることになる。従って、水冷ジャケットの流路部の高さは、パイプ径の2倍必要である。これに対し、図9に示す実施例は、流路の流入側と流出側が同一高さになるようなループ形状でパイプを成形したものである。
In this embodiment, it is sufficient that the loop radius at the center of the loop is equal to or larger than the minimum curvature radius with respect to the bending. Therefore, the pipe can be efficiently arranged in the plane of the
On the other hand, the
図9は、他の実施例を備えた水冷ジャケットの正面図である。
図9によれば、図8に示した実施例と異なり、ベース25内をパイプ26が楕円状に配置され、流路を長くとることができるとともに隣接するパイプ内の流れの方向が互いに逆向きになっている。
したがって、高い冷却効果が得られる。さらに、流路の流入側と流出側が同一高さになるようにパイプが配置できるので水冷ジャケットの厚さを薄くできる。
FIG. 9 is a front view of a water cooling jacket provided with another embodiment.
According to FIG. 9, unlike the embodiment shown in FIG. 8, the
Therefore, a high cooling effect can be obtained. Further, since the pipe can be arranged so that the inflow side and the outflow side of the flow path have the same height, the thickness of the water cooling jacket can be reduced.
なお、図10に示すように成形したパイプ26をプレスしてパイプの上下面を平らにした略四角形とし、平板上のベース25に直接接続してもよい。図10では、さらに、上部に板25aを設けベース25と板25aによってパイプ26を挟み込んで固定している。
In addition, as shown in FIG. 10, the molded
図11は、図9で示した実施例に類似した他の実施例を示す正面図である。
図11において、発熱素子7を冷却する水冷ジャケット(図9の実施例と同様)を構成するパイプ26を延長して、第2のベース板33を接続する。第2のベース板33は、第2の発熱素子34と接触し、発熱素子7を冷却するのと同様な構成及び構造(前記実施例のいずれの構造でもよい)で第2の発熱素子34を冷却する。なお、ベース板25と第2のベース板33を一体として複数の発熱素子7及び34と接触させてもよい。本構成により複数の発熱素子を一体流路で冷却することができる。
FIG. 11 is a front view showing another embodiment similar to the embodiment shown in FIG.
In FIG. 11, a
図12は、水冷ジャケットの他の実施例を示す正面図である。
図12において、発熱素子7を冷却する水冷ジャケットにファン37による強制空冷構造を組み合わせたものである。発熱素子7と接触するベース板25にフィン36を取付け、さらに、ファン37を設置する。このファン37は、たとえば、上面から空気を吸い込み(紙面に垂直な方向)、ファン37側面からフィン36に向かって排気する。また、フィン36は、たとえば、図10に示したようなパイプ26を挟み込む板25aに形成し、パイプ26を直接強制空冷するようにしてもよい。
本実施例では、図11に示した実施例と同様複数の発熱素子7及び34を個別のベース板25及び33を用いて冷却する場合を示したが、第2のベース板33を設けない構成、ベース板25と第2のベース板33を一体として複数の発熱素子7及び34を冷却する構造にファン37による冷却を組み合わせた構造でもよい。
FIG. 12 is a front view showing another embodiment of the water cooling jacket.
In FIG. 12, a water cooling jacket for cooling the
In the present embodiment, the case where the plurality of
本実施例によれば、発熱素子の熱を冷媒液の循環により熱輸送して放熱板で冷却するのに加えファンによる強制空冷が加わるため高い冷却性能が得られる。 According to the present embodiment, since the heat of the heating element is transported by the circulation of the refrigerant liquid and cooled by the heat radiating plate, the forced air cooling by the fan is added, so that high cooling performance can be obtained.
ところで、図1から図12に示した実施例は、ノート型パーソナルコンピュータに適用した場合を示したが、これ以外の形態のコンピュータや他の電子機器に適用することもできる。 Incidentally, although the embodiments shown in FIGS. 1 to 12 are applied to a notebook personal computer, they can be applied to computers of other forms and other electronic devices.
以上のごとく、発熱素子から発生する熱は、水冷ジャケット内を流通する冷媒液に伝えられ、放熱パイプを通過する間にディスプレイ背面に設置した放熱板からディスプレイケース表面を介して外気に放熱される。
これにより温度の下がった冷媒液は、液駆動装置によって再び水冷ジャケットに送出される。発熱素子から液体までの伝熱経路は、発熱素子から水冷ジャケットベースへの熱伝導、ベース内の流路形成エリアへの熱拡散、流路形成エリアから流路内を流れる液への熱伝達である。
水冷ジャケット内の流路をダイキャスト成形することにより、発熱素子と同程度のエリア内でかつ十分な表面積を有する流路をベース内に形成でき、ジャケットベース内の流路形成エリアへの面積拡大に伴う熱抵抗を低減できる。また、ジャケットベースと配管流路を構成する金属パイプを接合し、金属パイプで水冷ジャケット内の流路を形成することによってシール部の無い、すなわち、液の透過の無い構造にできる。本構造の場合、配管流路を耐腐食性の金属材料のパイプを用いれば、水冷ジャケット部での腐食も抑制できる。
As described above, the heat generated from the heating element is transmitted to the refrigerant liquid flowing in the water cooling jacket, and is radiated to the outside air from the heat radiating plate installed on the back of the display through the display case surface while passing through the heat radiating pipe. .
Thus, the refrigerant liquid whose temperature has been lowered is sent out again to the water cooling jacket by the liquid driving device. The heat transfer path from the heating element to the liquid consists of heat conduction from the heating element to the water-cooled jacket base, heat diffusion to the flow path formation area in the base, and heat transfer from the flow path formation area to the liquid flowing in the flow path. is there.
By die-casting the flow path in the water-cooled jacket, a flow path with a sufficient surface area in the same area as the heating element can be formed in the base, and the area expanded to the flow path formation area in the jacket base The thermal resistance associated with can be reduced. Further, by joining the jacket base and the metal pipe constituting the pipe flow path and forming the flow path in the water-cooling jacket with the metal pipe, a structure without a seal portion, that is, no liquid permeation can be achieved. In the case of this structure, if a pipe made of a corrosion-resistant metal material is used for the pipe flow path, corrosion at the water-cooled jacket portion can also be suppressed.
1…本体ケース、2…ディスプレイケース、3…キーボード、4…配線基板、7…CPU、8…水冷ジャケット、9…放熱パイ、10…放熱金属板、11…ポンプ、12…フレキシブルチューブ、14…タンク、21…流路、22、25…ベース、26…金属パイプ、28…溝、33…第2のベース、34…第2の発熱素子、35…締付バンド、36…フィン、37…ファン。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Main body case, 2 ... Display case, 3 ... Keyboard, 4 ... Wiring board, 7 ... CPU, 8 ... Water cooling jacket, 9 ... Radiation pie, 10 ... Radiation metal plate, 11 ... Pump, 12 ... Flexible tube, 14 ... Tank, 21 ... channel, 22, 25 ... base, 26 ... metal pipe, 28 ... groove, 33 ... second base, 34 ... second heating element, 35 ... clamping band, 36 ... fin, 37 ... fan .
Claims (10)
The electronic device according to claim 1, wherein the heat receiving member is cooled by a fan.
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-
2004
- 2004-06-01 JP JP2004162692A patent/JP2005011337A/en not_active Withdrawn
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