JP2012243806A - Heat sink and electronic device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子機器に搭載される発熱素子を冷却するためのヒートシンクに関する。 The present invention relates to a heat sink for cooling a heating element mounted on an electronic device.
コンピュータ等の電子機器において、CPU等の発熱素子を冷却するために、ヒートシンクが利用されている。一般的なヒートシンクは、当該電子機器の内部においてファンの回転等により強制的に空気を対流させることにより、冷却作用を実現する。 In an electronic device such as a computer, a heat sink is used to cool a heating element such as a CPU. A general heat sink realizes a cooling action by forcibly convection of air by rotation of a fan or the like inside the electronic device.
特許文献1に係るヒートシンクは、放熱効率を安価に高めることを課題として、第1の空気の流路を形成するように受熱部に接続され、受熱部からの熱を第1の空気の流路を通過する空気により放熱する第1の放熱部と、受熱部より離間し、第1の空気の流路の空気が流入可能で第1の空気の流路より狭い第2の空気の流路を形成するように第1の放熱部に接続され、第1の放熱部からの熱を放熱する第2の放熱部とを有するものである。 The heat sink according to Patent Document 1 is connected to the heat receiving part so as to form a first air flow path, and the heat from the heat receiving part is transferred to the first air flow path, with the object of increasing heat dissipation efficiency at a low cost. A first heat dissipating part that dissipates heat by air passing through the air, and a second air flow path that is spaced apart from the heat receiving part and into which the air in the first air flow path can flow in and is narrower than the first air flow path. And a second heat radiating portion connected to the first heat radiating portion and radiating heat from the first heat radiating portion.
また、ヒートシンクに関する他の先行技術として、特許文献2〜5が開示されている。
Further,
図4は、ヒートシンク101を搭載した電子機器の内部構成を例示している。当該例に係るヒートシンク101は、タワー型のコンピュータ102内のマザーボード103に搭載され、メインCPU104を冷却することを主要な目的とするものである。マザーボード103は、ケーシング105の側面に対して平行に(地面に対して垂直に)固定されている。ヒートシンク101は、メインCPU104の上面に覆い被さるように配置され、マザーボード103に固定されている。また、マザーボード103には、グラフィックボード106が固定されている。グラフィックボード106は、マザーボード103に対して垂直に(地面に対して平行に)配置されている。グラフィックボード106には、発熱素子としてのCPU107が搭載されている。
FIG. 4 illustrates an internal configuration of an electronic device on which the
ヒートシンク101は、送風ユニット111及び放熱ユニット112を有している。送風ユニット111は、ファン等を含んで構成され、矢印Bの方向に冷却風を発生させる。放熱ユニット112は、フィン等を含んで構成され、メインCPU104と熱伝導率の高い部材を介して熱的に接続している。送風ユニット111により発生された冷却風は、放熱ユニット112の内部を流通して、排気ユニット115を介してケーシング105の外部に排出される。
The
上記図4に示すヒートシンク101においては、送風ユニット111により吸入された全ての吸気B1は、放熱ユニット112内に吐出され、冷却風Bとなる。このような構造により、ヒートシンク101の側面部においては、空気の流動が少なく、局所的な空気の淀みが生ずる傾向にある。そのため、当該例のように、ヒートシンク101の側面部にグラフィックボード106等の発熱要素が存在する場合には、図4中領域Sで示すような部分に、熱の停滞が生ずる場合がある。
In the
このような局所的な空気の淀みに起因する問題は、上記特許文献1〜5に開示される構成をもってしても解決することはできない。 Such problems caused by local air stagnation cannot be solved even with the configurations disclosed in Patent Documents 1 to 5.
そこで、本発明は、ヒートシンクの側面部における空気の淀みを低減することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to reduce the stagnation of the air in the side part of a heat sink.
本発明の一態様は、発熱素子の放熱を促進させるための放熱部材と、前記放熱部材を流通する冷却風を発生させる送風機とを備え、前記送風機は、前記冷却風が前記放熱部材の外縁部の内側だけでなく前記外縁部の外側にも流通するように構成されるヒートシンクである。 One aspect of the present invention includes a heat dissipating member for promoting heat dissipation of a heat generating element and a blower that generates cooling air flowing through the heat dissipating member. It is a heat sink comprised so that it may distribute | circulate not only inside but the said outer edge part.
また、本発明の他の態様は、少なくとも1つの発熱素子と、上記ヒートシンクとを有する電子機器である。 Another embodiment of the present invention is an electronic device including at least one heat generating element and the heat sink.
本発明によれば、送風機により生ずる冷却風が、放熱部材の内部だけでなく、その外部にも流通するため、ヒートシンクの側面部における空気の流動性が向上する。これにより、ヒートシンクの側面部に発熱素子が配置される場合であっても、熱の停滞が防止され、十分な冷却効果を得ることができる。 According to the present invention, the cooling air generated by the blower circulates not only inside the heat radiating member but also outside thereof, so that the air fluidity at the side surface of the heat sink is improved. Thereby, even if a heat generating element is arrange | positioned at the side part of a heat sink, the stagnation of a heat | fever is prevented and sufficient cooling effect can be acquired.
実施の形態1
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1及び図2は、本発明の実施の形態1に係るヒートシンク1の構成を示している。ヒートシンク1は、送風ユニット2、放熱ユニット3、及び固定ユニット4を有している。
Embodiment 1
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 show the configuration of the heat sink 1 according to Embodiment 1 of the present invention. The heat sink 1 includes a
送風ユニット2は、多翼ファン(以下、ファンと略記する)11、ファン11が固定される回転軸12、回転軸12を回転させる図示しない駆動機構、ファンガード13等から構成される。本実施の形態においては、ファン11が回転することにより、矢印Aの方向に冷却風が発生する。
The
放熱ユニット3は、複数のフィン15、熱伝導部材16,17等から構成される。各フィン15は、アルミ等の高い熱伝導率を有する材料から構成され、積層構造を有している。各フィン15の間には空間が形成されており、送風ユニット2からの冷却風は当該空間を通過する。熱伝導部材16,17は、発熱素子と各フィン15とを熱的に接続するものであり、フィン15と同様に高い熱伝導率を有する材料から構成される。熱伝導部材16,17が発熱素子に接触することにより、発熱素子の熱は効率良く各フィン15に伝達される。
The
固定ユニット4は、送風ユニット2及び放熱ユニット3を所定の部材、例えばCPU等の発熱素子が搭載された基板等に固定するものである。本実施の形態に係る固定ユニット4は、4つの脚部19を有している。
The fixing unit 4 fixes the
図1及び図2中、一点鎖線Xは、送風ユニット2の回転軸12の位置を示しており(以下、回転軸位置Xと称する)、一点鎖線Yは、放熱ユニット3のフィン15の積層領域(冷却領域)の中心を通り冷却風の流通方向と平行な線の位置を示している(以下、冷却領域中心位置Yと称する)。本実施の形態に係るヒートシンク1においては、回転軸位置Xと冷却領域中心位置Yとが一致しておらず、両者の間に距離Lのずれが存在している。本実施の形態においては、回転軸位置Xが冷却領域中心位置Yに対して(冷却風の進行方向に対して)左側にずれている。当該ずれにより、図2に示すように、送風ユニット2のファン11の外縁部21が、放熱ユニット3のフィン15の外縁部22より外側に露出する。
1 and 2, the alternate long and short dash line X indicates the position of the rotating
上記のような送風ユニット2と放熱ユニット3との位置関係により、送風ユニット2から吐出される冷却風は、放熱ユニット3のフィン15の内部を流通する内部冷却風A1と、フィン15の外縁部22の外側を流通する外部冷却風A2とに分流される。
Due to the positional relationship between the air blowing
図3は、上記ヒートシンク1を搭載したコンピュータ(電子機器)30の内部構造を示している。コンピュータ30は、ケーシング31、マザーボード32、グラフィックボード33、排気ユニット34、電源ユニット35、ドライブベイ36、コネクタ37、ヒートシンク1等を有している。
FIG. 3 shows the internal structure of a computer (electronic device) 30 on which the heat sink 1 is mounted. The
マザーボード32は、ケーシング31内においてケーシング31の側面と平行に(地面に対して垂直に)固定されている。マザーボード32には、発熱素子であるメインCPU41、ヒートシンク1、メモリ42、グラフィックボード33等が固定されている。メインCPU41は、ヒートシンク1の主要な冷却対象である。ヒートシンク1は、メインCPU41に覆い被さるように配置され、脚部19によりマザーボード32に固定されている。この時、上記熱伝導部材16,17がメインCPU41に接触する。
The
グラフィックボード33は、マザーボード32に対して垂直に(地面に対して平行に)固定されている。グラフィックボード33には、発熱素子であるCPU45が搭載されている。当該CPU45は、ヒートシンク1の上記外部冷却風A2が流通する側に位置している。
The graphic board 33 is fixed perpendicularly to the motherboard 32 (parallel to the ground). The graphic board 33 is equipped with a
排気ユニット34は、ケーシング32内部の空気を外部に排出するためのものである。本発明は、排気ユニット34の構成に限定を要するものではない。例えばファン、電動モータ、制御回路等から構成される一般的な排気ユニット34を利用することができる。本実施の形態においては、ヒートシンク1から吐出された内部冷却風A1及び外部冷却風A2が効率良く排出される位置に排気ユニット34が配置されている。
The
上記構成により、外部冷却風A2が、グラフィックボード33の発熱素子であるCPU45の近傍を流通する。これにより、CPU45近傍の空気が淀むことが防止され、良好な冷却効果が得られる。
With the above configuration, the external cooling air A <b> 2 circulates in the vicinity of the
このように、本実施の形態に係るヒートシンク1を利用することにより、送風機構の増設、増大化等を要することなく、コンピュータ30内部の局所的な空気の淀みを解消することが可能となる。
As described above, by using the heat sink 1 according to the present embodiment, it is possible to eliminate local stagnation of air inside the
尚、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能なものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
例えば、ヒートシンクの具体的形態として、図1及び図2を示したが、本発明の構成要素を同図の送風ユニット2、放熱ユニット3等の形態に限定的に解釈するべきではない。本発明は、冷却風を発生させるあらゆる形態の送風機、放熱効果を有するあらゆる形態の放熱部材(ユニット)を適用することが可能なものである。
For example, although FIG.1 and FIG.2 was shown as a concrete form of a heat sink, the component of this invention should not be interpreted limitedly to forms, such as the
また、上記実施の形態においては、外部冷却風A2を発生させる手法として、回転軸位置Xと冷却領域中心位置Yとをずらすことのみを示したが、本発明はこの手法に限定されるものではない。例えば、ファン12の径を放熱ユニット3の外径より大きくすること等が考えられる。
In the above embodiment, only the rotation axis position X and the cooling region center position Y are shifted as a method for generating the external cooling air A2, but the present invention is not limited to this method. Absent. For example, it is conceivable to make the diameter of the
更に、ヒートシンクを利用する電子機器の例として、タワー型のコンピュータ30を例示したが、本発明に係るヒートシンクがその他各種の電子機器にも利用可能であることは明らかである。本発明に係るヒートシンクは、強制対流式の冷却機構を採用する各種機器に利用可能である。
Furthermore, although the tower-
1 ヒートシンク
2 送風ユニット(送風機)
3 放熱ユニット(放熱部材)
4 固定ユニット
11 (多翼)ファン
12 回転軸
13 ファンガード
15 フィン
16 熱伝導板
17 熱伝導ブリッジ
19 脚部
30 コンピュータ(電子機器)
31 ケーシング
32 マザーボード
33 グラフィックボード
34 排気ユニット
35 電源ユニット
36 ドライブベイ
37 コネクタ
41 メインCPU
42 メモリ
45 CPU
A1 内部冷却風
A2 外部冷却風
X 回転軸位置
Y 冷却領域中心位置
1
3 Heat dissipation unit (heat dissipation member)
4 fixed unit 11 (multi-blade)
31
42
A1 Internal cooling air A2 External cooling air X Rotating shaft position Y Cooling area center position
Claims (8)
前記放熱部材を流通する冷却風を発生させる送風機と、
を備え、
前記送風機は、前記冷却風が前記放熱部材の外縁部の内側だけでなく前記外縁部の外側にも流通するように構成される、
ヒートシンク。 A heat dissipating member for promoting heat dissipation of the heating element;
A blower for generating cooling air flowing through the heat dissipating member;
With
The blower is configured such that the cooling air circulates not only inside the outer edge of the heat dissipation member but also outside the outer edge.
heatsink.
前記回転軸が、前記放熱部材の外縁部の内側の冷却領域の中心からずれている、
請求項1に記載のヒートシンク。 The blower has a fan member and a rotating shaft that rotates the fan member,
The rotating shaft is offset from the center of the cooling region inside the outer edge of the heat dissipation member;
The heat sink according to claim 1.
請求項1又は2に記載のヒートシンク。 The flow direction of the cooling air is parallel to the surface to which the heat generating member is fixed.
The heat sink according to claim 1 or 2.
前記第1の発熱素子は、前記ヒートシンクの前記放熱部材により直接的に冷却され、
前記第2の発熱素子は、前記ヒートシンクの前記外縁部の外側を流通する冷却風が流通する側に配置される、
請求項4に記載の電子機器。 A first heating element and a second heating element;
The first heating element is directly cooled by the heat dissipation member of the heat sink,
The second heat generating element is disposed on a side through which cooling air flowing outside the outer edge of the heat sink flows.
The electronic device according to claim 4.
前記第2の発熱素子は、前記第1の基板に立設された第2の基板に固定された素子である、
請求項5に記載の電子機器。 The first heating element is an element fixed to the first substrate;
The second heat generating element is an element fixed to a second substrate erected on the first substrate.
The electronic device according to claim 5.
請求項6に記載の電子機器。 The first substrate is a motherboard;
The electronic device according to claim 6.
請求項7に記載の電子機器。 The second substrate is a graphic board;
The electronic device according to claim 7.
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