JP2012243806A - Heat sink and electronic device using the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce stagnation of air on a lateral face of a heat sink.SOLUTION: A heat sink 1 comprises: a heat dissipation member 15 which promotes the heat radiation from a heating element; and an air blower 2 which generates cooling air A to be circulated through the heat dissipation member 15. The air blower 2 is configured such that the cooling air A is circulated not only in the inside of an outer edge of the heat dissipation member 15 but also in the outside of the outer edge. A position X on a rotation shaft 12 of the air blower 2 is deviated from a center position Y of a cooling region located in the inside of the outer edge of the heat dissipation member 15.

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, Patent Documents 2 to 5 are disclosed as other prior arts related to a heat sink.

国際公開第2002/054490号International Publication No. 2002/054490 特開2002−134973号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-134973 特開2003−282801号公報JP 2003-282801 A 特開2007−172076号公報JP 2007-172076 A 特開2009−076708号公報JP 2009-076708 A

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 heat sink 101 is mounted. The heat sink 101 according to this example is mounted on the mother board 103 in the tower type computer 102 and has a main purpose of cooling the main CPU 104. The motherboard 103 is fixed parallel to the side surface of the casing 105 (perpendicular to the ground). The heat sink 101 is disposed so as to cover the upper surface of the main CPU 104 and is fixed to the mother board 103. A graphic board 106 is fixed to the motherboard 103. The graphic board 106 is arranged perpendicular to the motherboard 103 (parallel to the ground). The graphic board 106 is equipped with a CPU 107 as a heating element.

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 heat sink 101 includes a blower unit 111 and a heat dissipation unit 112. The blower unit 111 includes a fan and the like, and generates cooling air in the direction of arrow B. The heat dissipation unit 112 includes fins and the like, and is thermally connected to the main CPU 104 through a member having high thermal conductivity. Cooling air generated by the blower unit 111 circulates inside the heat radiating unit 112 and is discharged outside the casing 105 via the exhaust unit 115.

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 heat sink 101 shown in FIG. 4, all the intake air B <b> 1 sucked by the blower unit 111 is discharged into the heat radiating unit 112 and becomes cooling air B. With such a structure, there is a tendency for local air stagnation to occur in the side surface portion of the heat sink 101 with less air flow. For this reason, as in this example, when a heat generating element such as the graphic board 106 is present on the side surface of the heat sink 101, heat stagnation may occur in a portion indicated by a region S in FIG. 4.

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.

本発明の実施の形態1に係るヒートシンクの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the heat sink which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1に示すヒートシンクを右斜め後方から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the heat sink shown in FIG. 1 from diagonally right rear. 実施の形態1に係るヒートシンクを搭載した電子機器の内部構成を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of the electronic device carrying the heat sink which concerns on Embodiment 1. FIG. ヒートシンクを搭載した電子機器の内部構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the internal structure of the electronic device carrying a heat sink.

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 blower unit 2, a heat radiating unit 3, and a fixed unit 4.

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 blower unit 2 includes a multiblade fan (hereinafter abbreviated as a fan) 11, a rotating shaft 12 to which the fan 11 is fixed, a driving mechanism (not shown) that rotates the rotating shaft 12, a fan guard 13, and the like. In the present embodiment, cooling fan is generated in the direction of arrow A as the fan 11 rotates.

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 heat radiating unit 3 includes a plurality of fins 15, heat conducting members 16, 17 and the like. Each fin 15 is made of a material having a high thermal conductivity such as aluminum and has a laminated structure. A space is formed between the fins 15, and the cooling air from the blower unit 2 passes through the space. The heat conductive members 16 and 17 thermally connect the heat generating elements and the fins 15 and are made of a material having a high thermal conductivity like the fins 15. When the heat conducting members 16 and 17 come into contact with the heat generating elements, the heat of the heat generating elements is efficiently transmitted to the fins 15.

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 blower unit 2 and the heat radiating unit 3 to a predetermined member, for example, a substrate on which a heating element such as a CPU is mounted. The fixed unit 4 according to the present embodiment has four leg portions 19.

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 shaft 12 of the blower unit 2 (hereinafter referred to as the rotational axis position X), and the alternate long and short dash line Y indicates the laminated region of the fins 15 of the heat dissipation unit 3. The position of a line passing through the center of (cooling region) and parallel to the flow direction of the cooling air is shown (hereinafter referred to as cooling region center position Y). In the heat sink 1 according to the present embodiment, the rotation axis position X and the cooling region center position Y do not coincide with each other, and there is a shift of the distance L between them. In the present embodiment, the rotation axis position X is shifted to the left with respect to the cooling region center position Y (relative to the traveling direction of the cooling air). 2, the outer edge portion 21 of the fan 11 of the blower unit 2 is exposed to the outside from the outer edge portion 22 of the fin 15 of the heat radiating unit 3.

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 unit 2 and the heat radiating unit 3 as described above, the cooling air discharged from the air blowing unit 2 is the internal cooling air A1 that circulates inside the fin 15 of the heat radiating unit 3 and the outer edge portion of the fin 15. The air is diverted to the external cooling air A <b> 2 that circulates outside of 22.

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 computer 30 includes a casing 31, a motherboard 32, a graphic board 33, an exhaust unit 34, a power supply unit 35, a drive bay 36, a connector 37, the heat sink 1, and the like.

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 mother board 32 is fixed in the casing 31 in parallel with the side surface of the casing 31 (perpendicular to the ground). A main CPU 41, which is a heat generating element, a heat sink 1, a memory 42, a graphic board 33, and the like are fixed to the motherboard 32. The main CPU 41 is a main cooling target of the heat sink 1. The heat sink 1 is disposed so as to cover the main CPU 41, and is fixed to the mother board 32 by the legs 19. At this time, the heat conducting members 16 and 17 come into contact with the main CPU 41.

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 CPU 45 that is a heat generating element. The CPU 45 is located on the side of the heat sink 1 through which the external cooling air A2 flows.

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 exhaust unit 34 is for exhausting the air inside the casing 32 to the outside. The present invention does not require a limitation on the configuration of the exhaust unit 34. For example, a general exhaust unit 34 including a fan, an electric motor, a control circuit, and the like can be used. In the present embodiment, the exhaust unit 34 is disposed at a position where the internal cooling air A1 and the external cooling air A2 discharged from the heat sink 1 are efficiently discharged.

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 CPU 45 that is a heat generating element of the graphic board 33. As a result, air in the vicinity of the CPU 45 is prevented from stagnation and a good cooling effect is obtained.

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 computer 30 without requiring additional or increased blowing mechanisms.

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 ventilation unit 2, the thermal radiation unit 3, etc. of the figure. The present invention can be applied to any form of blower that generates cooling air and any form of heat radiation member (unit) having a heat radiation effect.

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 fan 12 larger than the outer diameter of the heat dissipation unit 3.

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-type computer 30 has been illustrated as an example of the electronic device using the heat sink, it is obvious that the heat sink according to the present invention can be used for various other electronic devices. The heat sink according to the present invention can be used in various devices that employ a forced convection type cooling mechanism.

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 Heat sink 2 Blower unit (blower)
3 Heat dissipation unit (heat dissipation member)
4 fixed unit 11 (multi-blade) fan 12 rotating shaft 13 fan guard 15 fin 16 heat conduction plate 17 heat conduction bridge 19 leg 30 computer (electronic equipment)
31 Casing 32 Motherboard 33 Graphic Board 34 Exhaust Unit 35 Power Supply Unit 36 Drive Bay 37 Connector 41 Main CPU
42 memory 45 CPU
A1 Internal cooling air A2 External cooling air X Rotating shaft position Y Cooling area center position

Claims (8)

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。
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.
前記送風機は、ファン部材及び当該ファン部材を回転させる回転軸を有し、
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.
前記冷却風の流通方向が、前記発熱部材が固定された面に対して平行である、
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.
少なくとも1つの前記発熱素子と、請求項1〜3のいずれか1つに記載のヒートシンクとを有する電子機器。   The electronic device which has at least one said heat generating element and the heat sink as described in any one of Claims 1-3. 第1の発熱素子及び第2の発熱素子を有し、
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1の発熱素子は、第1の基板に固定された素子であり、
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.
前記第1の基板は、マザーボードである、
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.
前記第2の基板は、グラフィックボードである、
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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