JP2013012068A - Heat sink cooler - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子機器、電気製品を冷却するためのヒートシンククーラに関する。 The present invention relates to a heat sink cooler for cooling electronic devices and electrical products.
従来から、PC、サーバなどの電子機器、電気製品の発熱体にはその発熱による高温化を抑えるためにヒートシンククーラが設けられている。
ヒートシンククーラは、CPUなどの発熱体において発生した熱を放散させることによって、発熱体の温度を下げるヒートシンク(放熱器・放熱板)と、強制的に空気の移動量を増加させることで、ヒートシンクの冷却能力を増大させる冷却ファンとからなるものが一般的である。
2. Description of the Related Art Conventionally, a heat sink cooler is provided in a heating element of an electronic device such as a PC or a server or an electric product in order to suppress a high temperature due to the heat generation.
A heat sink cooler dissipates the heat generated in a heating element such as a CPU, thereby reducing the temperature of the heating element, and forcibly increasing the amount of air movement. A cooling fan that increases the cooling capacity is generally used.
ヒートシンククーラは、発熱体の表面に直接取り付けられたヒートシンクと、ヒートシンクの上方に載置され、ヒートシンクの直上から風を吹き付けるトップフロータイプが一般的であった。一方、更なる性能向上を狙って、発熱体の上方に設けられたヒートシンクに対して、側方から風を吹き付けるサイドフロータイプのヒートシンククーラも知られている(例えば特許文献1参照)。 The heat sink cooler is generally a heat sink that is directly attached to the surface of the heating element, and a top flow type that is placed above the heat sink and blows air from directly above the heat sink. On the other hand, a side flow type heat sink cooler in which wind is blown from the side to a heat sink provided above a heat generating body for further performance improvement is also known (see, for example, Patent Document 1).
ところで、サーバを構成するサーバボードは、高性能化のため、高密度な実装となっている。その中で特に、CPUへ電力を供給する電圧レギュレータ回路の小型化の進展が著しい。よって、熱密度の高い、これら回路部品の冷却方法の確立が目下の課題となっている。 By the way, the server board which comprises a server is mounted with high density for high performance. In particular, the progress of miniaturization of the voltage regulator circuit that supplies power to the CPU is remarkable. Therefore, the establishment of a method for cooling these circuit components, which has a high heat density, is a current problem.
電圧レギュレータを冷却するために、電圧レギュレータに対してヒートシンククーラを設ける方法も考えられるが、スペース効率や、騒音、コストの点で好ましくない。 In order to cool the voltage regulator, a method of providing a heat sink cooler with respect to the voltage regulator may be considered, but it is not preferable in terms of space efficiency, noise, and cost.
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、ヒートシンククーラによって冷却される発熱体とは別の発熱体を効率的に冷却することを可能とするヒートシンククーラを提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a heat sink cooler that can efficiently cool a heating element different from the heating element cooled by the heat sink cooler. There is to do.
この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明のヒートシンククーラは、冷却ファンと、前記冷却ファンの下流側に設けられているとともに第一の伝熱管と熱的に接続され、前記第一の伝熱管内を流れる熱媒体と送風空気とを熱交換するヒートシンク本体部と、前記冷却ファンから前記ヒートシンク本体部へ至る流路の外側に設けられているとともに前記第一の伝熱管に連通する第二の伝熱管と熱的に接続され、第一の発熱体からの熱を前記第二の伝熱管内の熱媒体に熱伝導させる第一の熱伝導体と、前記第一の熱伝導体および前記第二の伝熱管の少なくとも一方の方向へ前記冷却ファンから送風空気を導く整流板と、を有することを特徴とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. A heat sink cooler according to the present invention is provided on the downstream side of a cooling fan and the cooling fan and is thermally connected to the first heat transfer tube. A heat sink main body for exchanging heat between the heat medium flowing in the first heat transfer tube and the blown air, and provided outside the flow path from the cooling fan to the heat sink main body and the first heat transfer A first heat conductor thermally connected to a second heat transfer pipe communicating with the heat pipe and conducting heat from the first heating element to a heat medium in the second heat transfer pipe; And a rectifying plate for guiding the blown air from the cooling fan in at least one direction of the second heat transfer tube.
本発明のヒートシンククーラは、前記第一の熱伝導体より下流に、第二の発熱体からの熱を熱伝導させる第二の熱伝導体をさらに設ける構成としてもよい。 The heat sink cooler of this invention is good also as a structure which further provides the 2nd heat conductor which conducts the heat | fever from the 2nd heat generating body downstream from said 1st heat conductor.
本発明のヒートシンククーラは、前記ヒートシンク本体部の下方に所定間隔をおいて、前記第一の発熱体および第一の熱伝導体が設けられ、前記間隔へ向けて前記整流板が空気を導く構成としてもよい。 The heat sink cooler of the present invention is configured such that the first heating element and the first heat conductor are provided at a predetermined interval below the heat sink main body, and the rectifying plate guides air toward the interval. It is good.
本発明のヒートシンククーラは、前記ヒートシンク本体部の一方の側に前記冷却ファンが設けられ、他方の側に前記第二の発熱体および第二の熱伝導体が設けられた構成としてもよい。 The heat sink cooler of the present invention may have a configuration in which the cooling fan is provided on one side of the heat sink body and the second heating element and the second heat conductor are provided on the other side.
本発明によれば、整流板によって冷却ファンからの送風空気がヒートシンククーラの周囲であって、冷却ファンからヒートシンク本体部に至る流路の外側にも冷却ファンからの送風空気を導かれることによって、ヒートシンククーラによって冷却される発熱体とは別の発熱体を効率的に冷却することができる。 According to the present invention, the air blown from the cooling fan is around the heat sink cooler by the baffle plate, and the air blown from the cooling fan is guided to the outside of the flow path from the cooling fan to the heat sink main body, A heating element different from the heating element cooled by the heat sink cooler can be efficiently cooled.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1及び図2に示すように、本実施形態のヒートシンククーラ1は、マザーボード20に実装されたCPU21に取り付けられるものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ヒートシンククーラ1は、冷却ファン2と、冷却ファン2の下流側に設けられたヒートシンク本体部3と、ヒートシンク本体部3を貫通する4本の第一ヒートパイプ4と、第一ヒートパイプ4と連通する4本の第二ヒートパイプ5と、CPU21の上面に設けられ、第二ヒートパイプ5に接続された受熱ベース6と、受熱ベース6をマザーボード20に固定することで、ヒートシンククーラ1全体をマザーボード20に固定するクリップ7とを有している。
The
ヒートシンク本体部3は、CPU21及び受熱ベース6の上方に所定間隔をおいて配置されている。即ち、受熱ベース6は、冷却ファン2からヒートシンク本体部3に至る流路の外側に設けられている。
The
また、ヒートシンク本体部3には、ブラケット8がネジ固定されており、このブラケット8に冷却ファン2が固定されている。
ブラケット8の下方には整流板9が設けられており、冷却ファン2からの送風空気をヒートシンク本体部3の下方に導いている。整流板9の詳細については後述する。
A
A rectifying
冷却ファン2は角型のケーシング11を有し、ケーシング11内にはモータ13と、モータ13によって回転する回転軸13Aと、回転軸13Aに取り付けられ送風羽12とが設けられている。冷却ファン2は、送風羽12が回転することによって、空気流を図1の右側に発生させるように構成されている。以下、回転軸13Aに沿う方向であって、空気が流れる方向を流路方向F1と呼ぶ。
The
ヒートシンク本体部3は、一定の間隔をおいて多数配置された熱伝導性の高い金属板3Aによって構成されている。金属板3Aは、冷却ファン2の空気流が金属板3Aの面に沿って流れるように配置されている。また、ヒートシンク本体部3には、金属板3Aに直交する方向に後述する第一ヒートパイプ4が貫通しており、これにより、第一ヒートパイプ4内を流れる揮発性の液体(熱媒体)と冷却ファン2による送風空気とが熱交換される。
The heat sink
第一ヒートパイプ4は、熱伝導性の高い材質によって形成された管状部材からなるヒートパイプであり、第一ヒートパイプ4内には、揮発性の液体(熱媒体)が封入されている。第一ヒートパイプ4は複数の金属板3Aを貫通して設けられており、複数の金属板3Aと第一ヒートパイプ4は熱的に接続されている。
第二ヒートパイプ5は第一ヒートパイプ4と同じ構成のヒートパイプであり、第一ヒートパイプ4と連通している。即ち、熱媒体は、第一ヒートパイプ4と第二ヒートパイプ5とに亘って封入されている。
The first heat pipe 4 is a heat pipe made of a tubular member made of a material having high thermal conductivity, and a volatile liquid (heat medium) is enclosed in the first heat pipe 4. The first heat pipe 4 is provided through the plurality of
The
受熱ベース6は、熱伝導性の高い金属、例えば銅によって形成された板状の部材であり、CPU21の最も発熱する箇所(コア)に面接触するように設けられている。また、受熱ベース6には、第二ヒートパイプ5が接触させて設けられており、受熱ベース6と第二ヒートパイプ5とは熱的に接続されている。即ち、受熱ベース6はCPU21からの熱を第二ヒートパイプ5内の熱媒体に伝導するように構成されている。
The heat receiving
クリップ7は、受熱ベース6をマザーボード20に固定する為の板金部材であり、受熱ベース6の周囲をマザーボード20側に押え付けるように構成されている。クリップ7は、締結ピン14によってマザーボード20に固定されている。
The clip 7 is a sheet metal member for fixing the heat receiving
整流板9は、ブラケット8の下方にブラケット8と一体に設けられている板状の部材である。また、ブラケット8の下部には、通風穴8Aが形成されており、整流板9は、この通風穴8Aに連続して設けられている。
整流板9は、冷却ファン2によって生成された送風空気を受熱ベース6及び第二ヒートパイプ5の少なくとも一方の方向へ導くように、流路方向F1に向かって斜め下方向に延在するように形成されている。具体的には、ヒートシンク本体部3と受熱ベース6との間において、整流板9の板面9aとマザーボード20との間隔が漸次狭くなるように、傾けられて設置されている。
これにより、冷却ファン2からの送風空気は、そのほとんどが流路方向F1に沿ってヒートシンク本体部3に流入するが、送風空気の一部は、ブラケット8の通風穴8Aを介して整流板9の下方に流入する。
The
The rectifying
Thereby, most of the blown air from the
また、本実施形態のマザーボード20上であって、CPU21及び受熱ベース6に対して流路方向F1下流には、電圧レギュレータ22が設けられている。また、電圧レギュレータ22には、電圧レギュレータ22からの熱を熱伝導させるヒートシンク23が取り付けられている。即ち、ヒートシンク本体部3に対して、冷却ファン2が設けられている方向とは反対側の方向に、電圧レギュレータ22及びヒートシンク23が設けられている。
Further, a
次に、本実施形態のヒートシンククーラ1の作用について説明する。
まず、CPU21において発生する熱の伝熱経路について説明する。CPU21において熱が発生すると、熱はCPU21に面接触された受熱ベース6に伝導する。この熱は、受熱ベース6に熱的に接続された第二ヒートパイプ5及び第一ヒートパイプ4を介してヒートシンク本体部3に伝導する。
Next, the operation of the
First, a heat transfer path of heat generated in the
次に、ヒートパイプ4に伝導された熱の冷却について説明する。
冷却ファン2のモータ13を駆動した場合に、ヒートシンク本体部3の金属板3Aに伝導されたCPU21の熱が冷却ファン2で送られた風によって外部に強制的に放出され、その結果、CPU21の冷却が促進されることになる。
Next, cooling of the heat conducted to the heat pipe 4 will be described.
When the
また、冷却ファン2によって生じた送風空気は、整流板9によって、冷却ファン2からヒートシンク本体部3に至る流路方向F1の外側に導かれる。即ち、送風空気の一部は、受熱ベース6及び第二ヒートパイプ5の少なくとも一方の方向F2へ導かれる。この送風空気の一部は、図1に示すように、更に下流に配置された電圧レギュレータ22のヒートシンク23に当たる。これにより、ヒートシンク23が送風空気の一部によって冷却され、電圧レギュレータ22の温度が下げられる。
Also, the blown air generated by the cooling
上記実施形態によれば、整流板9によって冷却ファン2からの送風空気がヒートシンククーラ1の周囲であって、CPU21に対して流路方向F1下流に設けられた電圧レギュレータ22のヒートシンク23に当たることによって、電圧レギュレータ22の温度を効果的に下げることができる。
According to the above embodiment, the air blown from the cooling
電圧レギュレータ22に別途ヒートシンククーラを設ける必要がないため、コストを削減できるとともに、サーバから発生する騒音レベルを下げることができる。
Since it is not necessary to provide a separate heat sink cooler in the
表3は、本発明に係るヒートシンククーラをサーバ装置に適用した実施例と、従来のヒートシンククーラをサーバ装置に適用した比較例の結果を示す表である。
表3に示すように、本発明の整流板を採用したヒートシンククーラを適用することによって、電圧レギュレータ回路部品について、約15℃の温度低減が確認された。
Table 3 is a table showing results of an example in which the heat sink cooler according to the present invention is applied to the server device and a comparative example in which the conventional heat sink cooler is applied to the server device.
As shown in Table 3, a temperature reduction of about 15 ° C. was confirmed for the voltage regulator circuit component by applying the heat sink cooler employing the rectifying plate of the present invention.
なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。例えば、以上で説明した実施形態では、ヒートシンククーラが電圧レギュレータのヒートシンクの冷却に寄与する構成であったが、これに限ることはなく、CPU周辺の他の熱密度の高い部品の冷却に寄与する構成としてもよい。 The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the embodiment described above, the heat sink cooler is configured to contribute to cooling the heat sink of the voltage regulator. It is good also as a structure.
また、整流板は、ブラケットと一体に形成される構成を示したが、これに限らず、整流板は、他の構成要素に取り付けられる構成としてもよい。 Moreover, although the baffle plate showed the structure formed integrally with a bracket, not only this but a baffle plate is good also as a structure attached to another component.
1 ヒートシンククーラ
2 冷却ファン
3 ヒートシンク本体部
4 第一ヒートパイプ(第一の伝熱管)
5 第二ヒートパイプ(第二の伝熱管)
6 受熱ベース(第一の熱伝導体)
9 整流板
21 CPU(第一の発熱体)
22 電圧レギュレータ(第二の発熱体)
23 ヒートシンク(第二の熱伝導体)
1
5 Second heat pipe (second heat transfer tube)
6 Heat receiving base (first heat conductor)
9
22 Voltage regulator (second heating element)
23 Heat sink (second heat conductor)
Claims (4)
前記冷却ファンの下流側に設けられているとともに第一の伝熱管と熱的に接続され、前記第一の伝熱管内を流れる熱媒体と送風空気とを熱交換するヒートシンク本体部と、
前記冷却ファンから前記ヒートシンク本体部へ至る流路の外側に設けられているとともに前記第一の伝熱管に連通する第二の伝熱管と熱的に接続され、第一の発熱体からの熱を前記第二の伝熱管内の熱媒体に熱伝導させる第一の熱伝導体と、
前記第一の熱伝導体および前記第二の伝熱管の少なくとも一方の方向へ前記冷却ファンから送風空気を導く整流板と、を有することを特徴とするヒートシンククーラ。 A cooling fan,
A heat sink main body which is provided on the downstream side of the cooling fan and is thermally connected to the first heat transfer pipe and exchanges heat between the heat medium flowing in the first heat transfer pipe and the blown air;
It is provided outside the flow path from the cooling fan to the heat sink main body and is thermally connected to a second heat transfer tube communicating with the first heat transfer tube, and heat from the first heating element is obtained. A first heat conductor that conducts heat to the heat medium in the second heat transfer tube;
A heat sink cooler comprising: a rectifying plate that guides blown air from the cooling fan in at least one direction of the first heat conductor and the second heat transfer tube.
前記間隔へ向けて前記整流板が空気を導くことを特徴とする請求項2に記載のヒートシンククーラ。 The first heating element and the first thermal conductor are provided at a predetermined interval below the heat sink body,
The heat sink cooler according to claim 2, wherein the rectifying plate guides air toward the space.
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