JP2007073579A - Cooling device of electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子機器内部に配設されたCPUなどの発熱部を冷却するための電子機器の冷却装置に関する。 The present invention relates to a cooling device for an electronic device for cooling a heat generating part such as a CPU disposed in the electronic device.
従来のパソコンなどの電子機器に搭載されるCPUなどの電子素子は、動作クロックの高速化、高集積化がなされて飛躍的に性能が向上している。しかしながら、電子素子は、高性能化されればされるほど動作時における発熱量は一般的に多くなる。 An electronic element such as a CPU mounted on a conventional electronic device such as a personal computer has been dramatically improved in performance by increasing the operating clock speed and integration. However, the higher the performance of electronic devices, the greater the amount of heat generated during operation.
一般に、筐体内に収納されたデスクトップパソコン等の電子機器においては、その外形寸法が比較的大きくできることから、その冷却手段としてはヒートシンクと空冷ファンとを組み合わせて冷却する方法が採用されている。 In general, in an electronic device such as a desktop personal computer housed in a casing, the outer dimensions can be made relatively large. Therefore, as a cooling means, a method of cooling by combining a heat sink and an air cooling fan is adopted.
ところが、ノートパソコンのような薄型で高密度の実装となる場合、特に、鉛直方向の厚さ寸法も数十ミリ以下であることから、従来の冷却手段にかえて、ヒートパイプを採用した小型で効率の良い冷却が可能な冷却手段が提案されてきている(例えば、特許文献1参照。)。 However, in the case of thin and high-density mounting such as a notebook computer, the vertical thickness is several tens of millimeters or less, so it is a small size that uses heat pipes instead of conventional cooling means. Cooling means capable of efficient cooling have been proposed (see, for example, Patent Document 1).
この、特開2000−277963号公報に開示されたパソコンの冷却装置は、CPUに少なくとも2本のヒートパイプの一端部が熱授受可能に配設されると共に第2のヒートパイプの他端部が、パソコン本体とディスプレイとの連結個所の近傍に配設されたヒンジ機構に熱授受可能に配設され、第1ヒートパイプの他端部が前記ヒンジ機構から隔離してパソコン内に設けられたヒートシンクに熱授受可能に配設されており、CPUから発せられた熱は、ヒートパイプを介してヒートシンクに伝熱されてコンピュータの外部へ放出するようになっている。 In this personal computer cooling device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-277963, one end of at least two heat pipes is disposed on the CPU so that heat can be transferred and the other end of the second heat pipe is provided. A heat sink provided in the personal computer with the other end portion of the first heat pipe being isolated from the hinge mechanism and arranged to be able to transfer heat to a hinge mechanism provided in the vicinity of the connecting portion between the personal computer body and the display The heat generated from the CPU is transferred to a heat sink via a heat pipe and released to the outside of the computer.
しかしながら、この冷却手段は、いずれもヒートパイプ放熱部がパソコン筐体内部に配設されたファンに連絡された構成になっているので、パソコン内部に熱が蓄積されるため、他の部品の温度環境に悪影響する問題がある。 However, since all of the cooling means are configured such that the heat pipe heat dissipating part is connected to the fan disposed inside the PC housing, heat is accumulated inside the PC, so the temperature of other parts There are problems that adversely affect the environment.
そこで、CPU等の発熱部品から発せられた熱をヒートパイプでパソコン筐体外に熱輸送し、パソコン内部と断熱されたヒートパイプの放熱部をパソコン筐体の外部に効率よく放熱させるようにして、パソコン筐体内に熱が蓄積されないようにしているパソコンの冷却装置が開示されている。(例えば、特許文献2参照。)。
しかしながら、特開2003−209385号公報に開示された冷却手段は、筐体内に熱がこもらない構造になっているものの、パソコン筐体外の強制空冷ファンが故障し、電子素子等の発熱部が所定の温度以上となるため、電子素子の破損を避けるためにパソコンの動作を停止させることが必要になる。 However, although the cooling means disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-209385 has a structure in which heat is not stored in the housing, a forced air cooling fan outside the personal computer housing fails, and a heat generating portion such as an electronic element is predetermined. Therefore, it is necessary to stop the operation of the personal computer in order to avoid damage to the electronic elements.
尚、特開2003−209385号公報では、パソコン等が立置きタイプの場合には、筒部上面に開口部を設けることで、発熱量の小さいCPUの場合には空冷ファンが不要であることも述べられているが、ヒートパイプとフィン結合された放熱部であることに代わりがなく効率的な煙突効果が得られない。 In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-209385, when a personal computer or the like is a standing type, an opening is provided on the upper surface of the cylindrical portion, so that an air cooling fan is unnecessary in the case of a CPU with a small amount of heat generation. Although described, there is no substitute for the heat dissipation part fin-coupled to the heat pipe, and an efficient chimney effect cannot be obtained.
本発明は、このような従来の問題点を解決するためになされたもので、電子素子等の発熱部を有する電子機器の冷却装置において、空冷ファン等の稼動部品を使用しないで、発熱部の熱を電子機器筐体外に効率よく熱輸送が可能な電子機器の冷却装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and in a cooling device for an electronic device having a heat generating part such as an electronic element, an operation part such as an air cooling fan is not used. An object of the present invention is to provide a cooling device for an electronic device capable of efficiently transferring heat to the outside of the housing of the electronic device.
上記目的を達成するために、本発明による請求項1に係る電子機器の冷却装置は、筐体内部に高発熱部を内蔵する電子機器において、高発熱部に接触して受熱する受熱部と、一方の端部を前記受熱部に接触して受熱し、他方の放熱部に受熱した熱を輸送するヒートパイプと、前記ヒートパイプの放熱部と接触して輸送された熱を前記電子機器外に放熱する放熱手段とからなる電子機器の冷却装置であって、前記放熱手段は、空洞が鉛直方向に配設した排気筒であって、1つもしくは複数の前記ヒートパイプの放熱部を前記排気筒の外壁としたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a cooling device for an electronic device according to claim 1 of the present invention includes a heat receiving unit that receives heat in contact with the high heat generating part in an electronic device having a high heat generating part built in the housing, One end is in contact with the heat receiving portion to receive heat, and the other heat radiating portion is transported to the heat pipe, and heat transferred in contact with the heat radiating portion of the heat pipe is transferred to the outside of the electronic device. An electronic device cooling apparatus comprising a heat radiating means for radiating heat, wherein the heat radiating means is an exhaust pipe having a cavity arranged in a vertical direction, and the heat radiating portion of one or a plurality of the heat pipes is connected to the exhaust pipe. It is characterized by having an outer wall.
上記目的を達成するために、本発明による請求項2に係る電子機器の冷却装置は、前記排気筒は、熱伝導率の大きい銅もしくはアルミニウムで構成され、その外周を低放射率の金属で覆い、その内周に高放射率の塗料を塗布し、当該排気筒で受熱した熱が前記排気筒外に放射しないようにしたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the electronic apparatus cooling apparatus according to
上記目的を達成するために、本発明による請求項3に係る電子機器の冷却装置は、前記筐体は、その底部外壁に防塵フィルタを備えた吸気口を設けたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to a third aspect of the present invention, there is provided a cooling device for an electronic device, wherein the casing is provided with an air inlet provided with a dustproof filter on a bottom outer wall thereof.
上記目的を達成するために、本発明による請求項4に係る電子機器の冷却装置は、前記ヒートパイプの一端部がヒートコネクタで接続されたことを特徴とする請求項1に記載の電子機器の冷却装置。
To achieve the above object, the electronic device cooling apparatus according to
以上説明したように、本発明によれば、発熱部の熱をそのヒートパイプで輸送して、鉛直方向に固定された排気筒の底部の外周肉厚部にヒートパイプの放熱部を挿嵌し、ヒートパイプの放熱部の熱を排気筒に伝熱させて排気筒側壁内面から排気筒空間内に放熱させ、排気筒内の空気温度を高温度にして筐体外部との温度差で排気内の上昇気流の流れを強め、排気筒の空気を鉛直方向に自然送風して排熱するようにしたので、電子素子等の発熱部を有する電子機器の冷却装置において、ファン等の稼動部品を使用しないで電子機器筐体外に効率よく熱輸送が可能な電子機器の冷却装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, the heat of the heat generating part is transported by the heat pipe, and the heat pipe heat radiating part is inserted into the outer peripheral thick part of the bottom part of the exhaust pipe fixed in the vertical direction. The heat pipe heat is transferred to the exhaust pipe to dissipate heat from the inner surface of the exhaust pipe side wall into the exhaust pipe space, and the air temperature inside the exhaust pipe is raised to a high temperature difference from the outside of the housing. Because the exhaust air flow is strengthened and the air in the exhaust stack is naturally blown in the vertical direction to exhaust heat, operating parts such as fans are used in cooling devices for electronic devices that have heating elements such as electronic elements. Therefore, it is possible to provide a cooling device for an electronic device capable of efficiently transporting heat outside the electronic device casing.
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
以下、本発明の実施例1について、図1乃至図3及を参照して説明する。図1は、例えば、CPU等の高発熱部を有する電子機器の冷却装置の外観透視図である。 Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is an external perspective view of a cooling device for an electronic device having a high heat generating portion such as a CPU, for example.
筐体5内の基板4に複数の発熱部3を有する電子機器の冷却装置の構成は、発熱部3からの熱を受熱して排気筒1に受熱した熱を輸送するヒートパイプ2と、ヒートパイプ2で輸送された熱を筐体5外に排気する排気筒1とからなる。
The configuration of the cooling apparatus for an electronic device having a plurality of
次に、各部の詳細構造について説明する。発熱部3は、CPU等の高速で作動する高発熱の電子素子で、通常、この発熱部3は、筐体5の水平方向に配設された基板4上に複数箇所設けられる。
Next, the detailed structure of each part will be described. The
この発熱部3には、発熱部3の熱を熱受するセラミックス基板やアルミ基板等の高熱伝導率のヒートシンク3aが設けられ、このヒートシンク3aとヒートパイプ2の受熱部が一体で接触して熱受している。
The
ヒートパイプ2は一端の受熱部(蒸発部とも言う)と他端の放熱部(凝縮部とも言う)と、この受熱部と放熱部との間で熱輸送する断熱部とからなり、発熱部3の発熱量に応じて、所定の熱輸送量を確保できるものが予め選定される。
The
そして、複数のヒートパイプ2の放熱部2aは、図2に示すように、基板4に対して鉛直方向に設けられた排気筒1の底部から、排気筒1の外周肉厚部の取り付け穴に挿入または挿嵌される。
Then, as shown in FIG. 2, the
次に、排気筒1について図3を参照して説明する。排気筒1は、厚肉の銅パイプ等で成形され、この外周部に予め所定の長穴を開けておき、ヒートパイプ2の放熱部が挿入される。
Next, the exhaust pipe 1 will be described with reference to FIG. The exhaust tube 1 is formed of a thick copper pipe or the like, a predetermined long hole is made in advance in the outer peripheral portion, and the heat radiating portion of the
接触部の熱抵抗を小さくするために、熱伝導率の高いシリコングリースが塗布されて挿入される。そして、この排気筒1の外周には、例えば、研磨されたアルミシートやアルミ箔等の低放射率の金属1aが巻かれ、その内壁には黒色塗料等の高放射率の塗料1bが塗布される。 In order to reduce the thermal resistance of the contact portion, silicon grease having a high thermal conductivity is applied and inserted. A metal 1a having a low emissivity such as a polished aluminum sheet or aluminum foil is wound around the outer periphery of the exhaust tube 1, and a paint 1b having a high emissivity such as a black paint is applied to the inner wall thereof. The
このように構成され、ヒートパイプ2からの熱を伝熱された排気筒1の熱は、外部に放射されず、排気筒1の内壁から空洞内部の空間に放射され、この空間の空気温度を高める。
The heat of the exhaust pipe 1 configured as described above and transferred from the
また、排気筒1は基板4との間は、下部からの空気が流れやすいように所定の空間ギャップを確保して基盤4または筐体5に固定される。
Further, between the exhaust tube 1 and the
また、筐体5の底部には、吸気したときに筐体5内部が汚れないように防塵フィルタ5aを備えた吸気口5aが備えられている。
In addition, an
このように構成された電子機器の冷却装置の熱輸送動作について、再び図1を参照して説明する。 The heat transport operation of the electronic apparatus cooling apparatus configured as described above will be described with reference to FIG. 1 again.
発熱部3の熱は、ヒートパイプ2の受熱部で熱受されて排気筒1内のヒートパイプの放熱部2aに輸送される。各ヒートパイプから輸送された熱は、排気筒1に熱伝達されて集熱される。
The heat of the
そして、集熱された排気筒1の熱は、内壁側面から空洞空間に輻射される。この空間の温度が高まると、図1の破線矢印に示すように、排気筒1内を上昇する熱気流となって筐体5外部に排出される。 The collected heat of the exhaust tube 1 is radiated from the side surface of the inner wall to the hollow space. When the temperature of this space increases, as indicated by the broken line arrow in FIG.
したがって筐体5の底部の吸気口5aから吸い込まれた空気及び筐体5内の空気と排気筒1内の高温空気の温度差で排気筒内での上昇気流が発生し、この空気の流れにより排気筒1内の熱が排出される。
Therefore, an upward air flow is generated in the exhaust cylinder due to the temperature difference between the air sucked from the
吸気口5aには、防塵フィルタを介して外気の空気を取り入れるようにしておけば、筐体5内の他の電子部品が塵埃で汚れることが少なくなる効果が得られる。
If intake air is taken into the
また、この排気筒1の冷却能力は、大よそその内壁側面の表面積と、外気と排気筒1内の温度差で決まるので、発熱部3の熱と要求される冷却能力とから実装可能な形状の排気筒5の形状とその本数が予め決定される。
Further, since the cooling capacity of the exhaust tube 1 is determined by the surface area of the inner wall side surface and the temperature difference between the outside air and the exhaust tube 1, it can be mounted from the heat of the
このような空気の自然対流によれば、空冷ファンの故障の問題が起きないだけでなく、騒音も発生せず、発熱量に応じた冷却能力が得られる。 According to such natural convection of air, not only the problem of failure of the air cooling fan does not occur, but also noise does not occur, and a cooling capacity corresponding to the heat generation amount can be obtained.
以下、本発明の実施例2について、図4を参照して説明する。図4の各部について、図1乃至図3に示した実施例1の電子機器の冷却装置の各部と同一部は同一符号を付し、その説明を省略する。 A second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 4 that are the same as those of the electronic apparatus cooling apparatus according to the first embodiment illustrated in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
実施例2が実施例1と異なる点は、実施例1においては、基板4は筐体5内に水平方向に取り付けられた1枚の場合としたが、実施例2においては、水平方向及び垂直方向に取り付けられた2枚の基盤4からの発熱部の熱が直接、または、ヒートパイプカプラ2bで中継してヒートパイプ2で排気筒2に集熱されるようにした点にある。
The difference between the second embodiment and the first embodiment is that, in the first embodiment, the
即ち、ヒートパイプ2とそのヒートパイプカプラ2bとによって、異なる位置にもけられた発熱部からの熱を排気筒1の底部取付け位置まで輸送し、排熱することが可能となるので、電子機器が複雑な形状で異なる位に設けられた発熱部からの熱を集熱し筐体5外へ排出することが可能となる。
In other words, the
尚、本発明は上述したような各実施例に何ら限定されるものでなく、排気筒1の形状と本数は、排熱量とその電子機器の形状によって所定の冷却能力が得られるものであれば良く、本主旨を逸脱しない範囲でヒートパイプの形状と排気筒の形状を変えて種々変形して実施することが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the shape and number of the exhaust pipes 1 are not limited as long as a predetermined cooling capacity can be obtained depending on the amount of exhaust heat and the shape of the electronic device. It is possible to carry out various modifications by changing the shape of the heat pipe and the shape of the exhaust pipe without departing from the scope of the present invention.
また、吸気口を要しない電子機器の場合には、排気筒を筐体外に設けることが可能であることは言うまでもない。 Needless to say, in the case of an electronic device that does not require an air inlet, the exhaust tube can be provided outside the housing.
1 排気筒
1a 反射鏡
1b 黒色塗料
2 ヒートパイプ
2a 放熱部
2b ヒートパイプカプラ
3 発熱部
3a ヒートシンク
4 基板
5 筐体
5a 吸気口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exhaust cylinder 1a Reflector
Claims (4)
前記放熱手段は、空洞が鉛直方向に配設した排気筒であって、1つもしくは複数の前記ヒートパイプの放熱部を前記排気筒の外壁としたことを特徴とする電子機器の冷却装置。 In an electronic device incorporating a high heat generation part inside a housing, a heat receiving part that receives heat by contacting the high heat generation part, and heat received by the other heat dissipation part by receiving one end of the heat contact part by contacting the heat receiving part A cooling device for an electronic device comprising: a heat pipe for transporting heat; and a heat radiation means for radiating heat transported in contact with a heat radiation portion of the heat pipe to the outside of the electronic device,
The cooling device for an electronic device, wherein the heat radiating means is an exhaust pipe having a cavity arranged in a vertical direction, and a heat radiating portion of one or a plurality of the heat pipes is used as an outer wall of the exhaust pipe.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US9226426B2 (en) | 2012-07-18 | 2015-12-29 | International Business Machines Corporation | Electronic device console with natural draft cooling |
JP2020009024A (en) * | 2018-07-04 | 2020-01-16 | 東芝テック株式会社 | Processing terminal |
CN112987409A (en) * | 2021-04-08 | 2021-06-18 | 深圳市希恩凯电子有限公司 | Double-sided LCD liquid crystal display sharing backlight module |
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