JP2007102533A - 情報処理装置の放熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱伝導率の高い材料は、端面の発熱部分から逆側の端面までの熱移動が早く、移動は可能となるが、更に移動した先の部分の温度が局部的に上がってしまう。局部的な温度上昇を抑え、内部空間の熱分布を均一化させる放熱装置を提供する
【解決手段】一端を発熱体（ＣＰＵ）１２と接触し、熱を逃す部分に他端を配置した放熱坂１４と、放熱坂上の一端と他端の間ににあって、少なくとも１個の熱を溜める部材１６とからなる放熱装置とすることで、ファンを用いない放熱構造において、発熱部分の熱拡散を促す放熱板上に別部材を配置することで熱溜りを発生させ、全体での放熱効率をあげるとともに、製品内部の熱分布をコントロールすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は情報処理装置本体内部の発熱部の放熱装置に関するものである。

従来、ノート型パーソナルコンピュータなどの情報処理装置において、集積回路などが実装されている回路基板は、通電し動作した場合には発熱をする。

図５は従来の情報処理装置（ノートパソコン）３０の本体部分の斜視図、図６（ａ）は本体部分を側面方向から見た図５Ａ−Ａ′断面図である。

図６（ａ）において、３１は回路基板、３２は発熱体の代表的なものとされる中央処理集積回路（ＣＰＵ）で、集積回路で発した熱を伝達し、熱破壊しないためのヒートシンク３７と排気するためのファン３８が配置されている。

近年、情報処理装置の小型軽量化の流れから、製品全体重量に対してファンの重量の占める割合が増え、小型のファンもしくはファン自体を無くす必要が出てきた。また、軽量で薄型を実現する場合には、内部の発熱体から外装表面までの距離を近くする必要がある。また、直接発熱体の熱を吸収し放出する構造であれば、外装表面の温度が高くなってしまう。その為、吸収した熱を更に水平方向に拡散させる必要があった。

図６（ｂ）にそのような情報処理装置内部２０の一例を示す。

図５は従来の情報処理装置（ノートパソコン）３０の本体部分の斜視図、図６（ｂ）は本体部分を側面方向から見た図５Ａ−Ａ′断面図である。

図６（ｂ）において、３１は回路基板、３２は発熱体の代表的なものとされる中央処理集積回路（ＣＰＵ）、３３は熱伝導を促すシート、３４は熱伝導性の高い放熱板、３５は入力を行うための入力装置であるキーボードであり、放熱の拡散板としての機能を兼用する。

以上のように構成された情報処理装置の放熱装置では、発熱体３２の熱をシート３３及び放熱坂３４を介してキーボード３５に熱を伝達するのであるが、３４ａで示す直上部分に熱が集中し、３４ｂ付近との温度差が大きく開いてしまい、熱伝達効率の悪い構成となってしまう。
特開２００３−２９８７８号公報

このような従来の情報処理装置において下記に挙げる課題があった。

（１）装置内部での発熱部分の冷却には一般的にファンを使用するが、熱の移動を促す装置内部の空気の移動量を確保する為には、口径および羽の形状の大きな放熱器が必要になる。その結果、より広い内部空間が必要となり製品の小型化の障害となる。

（２）ファンを用いない放熱構造の場合、高い熱伝導率のシート及びヒートパイプを使い、熱源から低温部分への熱伝達を行う。

この方式を採用した場合、上記（１）の問題は解決するが、熱伝導率の高い材料では末端の発熱部分から他端までの熱移動は早いが、移動した先の温度が局部的に上がってしまう。

本発明は、製品の内部空間を小さくするためにファンを用いず、高い熱伝導性の材料を用いて局部的な温度上昇を抑え、内部空間の熱分布を均一化させる放熱装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の情報処理装置の放熱装置は、熱伝導用のシートを発熱体と接触させ、さらにシートと接触した放熱板によって情報処理装置の内部空間において、温度の低い部分にまでその末端を延長する。さらにその熱移動の経路上に放熱板と同じ、もしくは異材質の部品を配置する。

これにより、発熱体に対し放熱を促す高温部分を複数生成し、その結果製品内部の温度分布が均一化させることができる。

以上のように本発明によれば、ファンを用いない放熱構造において、発熱部分の熱拡散を促す放熱板上に別部材を配置することで熱溜まりを生成し、全体での放熱効率をあげるとともに、製品内部の熱分布をコントロールすることができるという有利な効果が得られる。

本発明の請求項１に記載の発明は、
情報処理装置内部の発熱体を放熱させる放熱装置であって
一端を前記発熱体と接触し、熱を逃す部分に他端を配置した放熱坂と、
前記放熱坂上の前記一端と前記他端の間ににあって、少なくとも１個の熱を溜める部材と、
を備えたことを特徴とする放熱装置である。

このことにより、発熱体部分だけでなく、別部材を貼り付けた部分にも熱が集中させる部分を生成し、水平方向の熱拡散の熱分布をコントロールすることができるという作用を有する。

また、熱を伝達した末端の部分に高温部分を意図的に生成することにより、見かけ上、擬似的な発熱体となり、結果として本来の発熱体からよりも遠くまで熱を伝達することができることを可能にするという作用を有する。

以下に、本発明の実施の形態を図１から図３を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施の形態の情報処理装置（ノートパソコン）の断面図である。

図１において、１０は情報処理装置（ノートパソコン）本体、１１はＣＰＵなどの実装部品が実装されたプリント配線基板、１２は発熱体の代表的なものとされる中央処理集積回路（ＣＰＵ）、１３は熱伝導を促すシート、１４は高い熱伝導性の放熱板、１５は入力を行うための入力装置であるキーボードであり、キーボード１５は放熱の拡散板としての機能を兼用する。また、放熱板１４の面には１つもしくは複数の部材１６が設けられている。この部材１６については放熱板１４と同材質ないしは、異材質であっても有効である。

以上のように構成された本発明の情報処理装置の放熱についての熱の伝達経路について図１〜図３を用いて説明する。

図２（ａ）は従来の放熱坂の一般的な熱の拡散を示した図である。熱は、熱源に接触したポイント２１からノートパソコン内部の温度の低い部分２２までの温度分布図と、熱源からの距離と温度の関係を示したグラフである。熱は、熱源から熱を逃したい部分に放熱坂の内部または表面を伝って移動する。

図２（ｂ）は従来の放熱坂を用いて熱伝導させた場合の熱の分布図と、熱源からの距離と温度の関係を示したグラフである。熱源からの距離に従って温度の低い部分に直線的に温度分布していることがわかる。

図３は放熱坂に、放熱板と同材質ないしは異材質である部材を設けた場合の熱の分布図と、熱源からの距離と温度の関係を示したグラフである。熱源から熱を逃したい場所までの経路に部材１６を設けることで熱を蓄積する部分を新たに生成し、第２の熱源となる。これにより放熱坂の末端の熱源から新たな熱溜まり（熱源）を生成することで熱分布をより均一にすることが可能となる。

放熱板１４上の部材１６の配置に関して、熱源からできる新たな熱溜まり（熱源）を生成し熱を分散させて、放熱板上の熱い部分と冷たい部分の温度分布のムラをなくしすることと、図３の下段グラフの熱源から部材１６の温度のピークとを結んだ破線、または部材１６の温度のピークと温度の低い部分２２とを結んだ破線が図３では右下がりの傾斜をもつこと、出来る限り傾斜角度が大きくするように部材１６を配置ことが肝要である。

以上のように本発明の実施の形態の放熱装置によれば、ファンを用いない放熱構造において、発熱部分の熱拡散を促す放熱板上に別部材を配置することで熱溜まりを発生させ、全体での放熱効率をあげるとともに、製品内部の熱分布をコントロールすることができるという有利な効果が得られる。

なお、図３の説明では部材１６の設置を１箇所とし、また熱の分布を１次元的に示したが、図４に示すように複数個の部材を２次元的に配置しても良い。

また、熱源を放熱板の略中央に位置するように構成し、複数個の部材を同心円状に配置しても良い。

さらに、ノートパソコン内に十分な空間があれば３次元的な放熱装置を構成し、上記のような部材も３次元的に配置すれば、より優れた効果が得られることは言うまでもない。

本発明にかかる情報処理装置の放熱装置は、ファンを用いない放熱構造において、発熱部分の熱拡散を促す放熱板上に別部材を配置することで熱溜まりを生成し、全体での放熱効率をあげるとともに、製品内部の熱分布をコントロールすることができるという有利な効果が得られ、情報処理装置内部の発熱部の放熱装置等として有用である。

本発明の一実施の形態の情報処理装置（ノートパソコン）の断面図 従来の放熱坂を用いて熱伝導させた場合の熱の分布図と熱源からの距離と温度の関係を示したグラフ 放熱板と、放熱坂上に部材を設けた場合の熱の分布図と熱源からの距離と温度の関係を示したグラフ 複数個の部材を２次元的に配置した本発明の放熱装置を示す図 従来の情報処理装置（ノートパソコン）の本体部分の斜視図 従来の情報処理装置（ノートパソコン）の本体部分を側面方向から見た断面図

符号の説明

１０ 情報処理装置（ノートパソコン）
１１プリント配線基板
１２ 中央処理集積回路（ＣＰＵ）
１３ シート
１４ 放熱板
１５ キーボード
１６ 部材
２１ 熱源に接触したポイント
２２ 温度の低い部分

Claims (2)

1. 情報処理装置内部の発熱体を放熱させる放熱装置であって
   一端を前記発熱体と接触し、熱を逃す部分に他端を配置した放熱坂と、
   前記放熱坂上の前記一端と前記他端の間ににあって、少なくとも１個の熱を溜める部材と、
   を備えたことを特徴とする放熱装置。
2. 前記放熱坂の一端を前記発熱体と接触し、前記一端を中心して複数の前記部材を２次元的に配置したことを特徴とする請求項１に記載の放熱装置
   
   

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