JP2007048824A - 発熱体の冷却装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
下部と上部に開口が形成された排気管121と、排気管121内の下部の空気を加熱するヒータ(加熱手段)131と、排気管121の下部の開口へ発熱体103での加熱空気を案内する第1の状態、排気管121の下部の開口へ外部の冷たい空気を案内する第2の状態の2つの状態を切り替える手段111と、発熱体103の温度検出手段161と、第2の状態で、発熱体103が駆動され、発熱体103の温度が発熱体103の冷却が必要な温度より高くなると、ヒータ131を駆動し、排気管121内に上昇気流を発生させ、発熱体103の温度が危険となる温度を超えると、第1の状態とするとともに、ヒータ131の駆動を停止する制御手段とで構成する。
【選択図】 図1
Description
(1)図6(a)に示すように、基板11上の発熱体13上方にファン15を設ける。そして、発熱体13で暖められた空気をファン15で発熱体13のまわりから強制的に排除する。
(2)図6(b)に示すように、基板1上の発熱体3に空冷の放熱器5を設ける。放熱器5は、アルミニウムや銅等の熱伝導率が高い材料で形成され、空気との接触面積が広くなるようにフィン5が形成されている(例えば特許文献1参照)。
この発熱量の増大に伴ってファンも大型化し、消費電力が増大し、騒音も大きくなる問題が発生している。更に、ファンの駆動源としてモータを用いるが、電子機器に悪影響を与えるノイズ発生源となる問題もある。一方、放熱器の場合、電力がいらず、騒音も発生しないが、空冷なので冷却効率が悪く、発熱体の発熱量の増大について行けない問題点がある。
請求項2に係る発明によれば、制御手段は、前記切り替え手段が第2の状態の場合、前記流量検出手段からの流量信号を取り込んで、前記排気管内の上昇気流の流量が、前記発熱体の冷却に最低限必要な流量より大きくならない限り、前記切り替え手段を第1の状態に切り替えないことにより、切り替え手段を第1の状態に切り替えると、すぐに発熱体の温度が下がり、発熱体が損傷や熱暴走することを防止できる。
図1−図4を用いて説明する。図1は第1の実施の形態例の冷却装置の機械的構成を説明する図で、(a)図は切り替え手段が第2の状態を示し、(b)図は切り替え手段が第1の状態を示す図、図2は図1の冷却装置の電気的構成を説明するブロック図、図3−図4は図2の制御手段の作動を説明するフロー図である。
基板101上には、LSI、IC等の発熱体103が実装されている。発熱体103の上方には、切り替え手段111が配置されている。更に、切り替え手段111の上方には、下部と上部とに開口122、123が形成された排気管121が設けられている。
最初に、切り替え手段111の切り替えダンパ113は図1(a)の状態(第2の状態)にあり、排気管121の下部の開口122には、外部の冷たい空気が案内されるようになっている。制御手段201は、パワーオン信号が発せられるのを監視し、基板101に電流が供給され、パワーオン信号が発せられると、温度検出手段161からの信号を取り込む。そして、発熱体103の温度(t)が、発熱体103の冷却が不要な温度(T1)より高いと(ステップ1、2)、ヒータ131を駆動して排気管131の下部を加熱する(ステップ3)。ヒータ131が駆動されると、流量検出手段163からの信号を取り込む。そして、第2の状態で、排気管121内の流量(q)が発熱体103の冷却に最低限必要な流量Q2より多くなるまでヒータ131を駆動する(ステップ4)。このとき、煙突効果により、排気管121内には、下部の開口122から上部の開口123に向って流量Q2より大きな流量の上昇気流が発生している。
(1)制御手段201は、切り替え手段111が第2の状態で、発熱体103が駆動されると、温度検出手段161からの温度信号を取り込んで、発熱体103の温度(t)が発熱体103の冷却が必要な温度(T2)より高くなると、ヒータ131を駆動し、排気管121内に上昇気流を発生させ、温度検出手段161からの温度信号を取り込んで、発熱体103の温度が危険となる温度を超えると、切り替え手段111を切り替えて第1の状態とすることにより、発熱体103で加熱された空気がすぐに排気管121内の上昇気流となり、冷却の立ち上がりが早くなる。
[第2の実施の形態例]
図5を用いて、第2の形態例を説明する。図において、フレーム301には、基板101’が設けられている。基板101’上には、LSI、IC等の発熱体103’、103’’が実装されている。本形態例は、発熱体103’用の冷却装置311と発熱体103’’用の冷却装置321とが設けられている。
このような構成によれば、第1の実施の形態例の効果に加え、発熱体103’、発熱体103’’近傍で上下方向に延びる縦方向フレーム302、縦方向フレーム303を、上部に開口302b、開口303bが形成された管状の部材で構成し、冷却装置311、冷却装置321の排気管312、排気管323としたことにより、独立した排気管を別に設ける構成に比べて、省スペースとなり、更に材料コストも低減できる。
111 切り替え手段
121 排気管
131 ヒータ(加熱手段)
161 温度検出手段
Claims (5)
- 下部と上部とに開口が形成された排気管と、
該排気管内の下部の空気を加熱する加熱手段と、
前記排気管の下部の開口へ発熱体によって加熱された空気を案内する第1の状態、前記排気管の下部の開口へ外部の冷たい空気を案内する第2の状態の2つの状態を切り替える切り替え手段と、
前記発熱体の温度を検出する温度検出手段と、
前記切り替え手段が第2の状態で、前記発熱体が駆動されると、前記温度検出手段からの温度信号を取り込んで、前記発熱体の温度が前記発熱体の冷却が必要な温度より高くなると、前記加熱手段を駆動し、前記排気管内に上昇気流を発生させ、前記温度検出手段からの温度信号を取り込んで、前記発熱体の温度が危険となる温度を超えると、前記切り替え手段を切り替えて第1の状態とするとともに、前記加熱手段の駆動を停止する制御手段と、
を有することを特徴とする冷却装置。 - 前記排気管内の流量を検出する流量検出手段を設け、
前記制御手段は、
前記切り替え手段が第2の状態の場合、
前記流量検出手段からの流量信号を取り込んで、前記排気管内の上昇気流の流量が、前記発熱体の冷却に最低限必要な流量より大きくならない限り、前記切り替え手段を第1の状態に切り替えないことを特徴とする請求項1記載の冷却装置。 - 前記制御手段は、
前記切り替え手段が第1の状態の場合、
前記温度検出手段からの温度信号を取り込んで、前記発熱体の温度が危険となる温度以上となると、前記加熱手段を駆動し、前記発熱体の温度が前記危険となる温度より低くなると、前記加熱手段の駆動を停止することを特徴とする請求項1または2記載の冷却装置。 - 前記制御手段は、
前記切り替え手段が第1の状態の場合、
前記流量検出手段からの流量信号を取り込んで、前記排気管内の上昇気流の流量が、前記発熱体の冷却に最低限必要な流量より少なくなると、前記加熱手段を駆動し、前記排気管内の上昇気流の流量が冷却に最低限の必要な流量以上になると、前記加熱手段の駆動を停止することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の冷却装置。 - 前記発熱体が設けられる装置のフレームのうち、
前記発熱体近傍で上下方向に延びるフレームを、上部に開口が形成された管状の部材で構成し、前記排気管としたことを特徴とする請求項1記載の冷却装置。
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