JP2013222921A - Heat sink for heat dissipation unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自然対流により電子機器の発熱部からの放熱を行わせる放熱ユニットの構成部品である吸熱器の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a heat absorber that is a component part of a heat dissipation unit that dissipates heat from a heat generating portion of an electronic device by natural convection.
近年、電子機器においては半導体等の電子部品の高集積化、動作クロックの高周波数化等に伴う発熱量の増大に対して、電子部品の正常な動作の為に、それぞれの電子部品の接点温度を動作温度範囲内に如何に保つかが大きな問題となってきている。動作の安定性、または動作寿命の確保などの点からも放熱対策が重要になっている。 In recent years, in electronic devices, the contact temperature of each electronic component has increased for the normal operation of the electronic component against the increase in heat generation due to higher integration of electronic components such as semiconductors and higher operating clock frequencies. It has become a big problem how to keep the temperature within the operating temperature range. Measures for heat dissipation are also important from the standpoints of operational stability and ensuring the operational life.
しかし、従来のようにヒートシンクとファンを組み合わせた空冷方式では高発熱量の電子部品に対しては能力不足の場合が多くなりつつある。そこで、例えば(特許文献1)に示すような冷媒を循環させる、より能力の高い高効率の冷却装置が提案されている。 However, the conventional air-cooling method combining a heat sink and a fan is increasingly lacking in capacity for electronic components with high heat generation. In view of this, for example, a highly efficient cooling device with higher capacity that circulates a refrigerant as shown in (Patent Document 1) has been proposed.
一般に、高発熱量の発熱体を冷却するには、受熱部で吸収した熱を広い面積を有する放熱部から空気へ放熱する方法が採られている。 In general, in order to cool a heating element having a high calorific value, a method of radiating heat absorbed by the heat receiving portion from the heat radiating portion having a large area to the air is employed.
このような冷却装置は、発熱体から発熱した熱を受熱する受熱部と受熱部で熱を受け取った冷媒を輸送する流路と冷媒を動かすポンプおよび冷媒から熱を放熱する放熱部から構成されている。その主な冷却原理は、発熱体で発生した熱が、受熱部の内部へ伝わり内部に循環する冷媒と熱交換することにより冷媒の温度が上昇する。次に、その冷媒がポンプにより流路を通って放熱部へ輸送され、放熱部の温度を高める。次に高温となった放熱部の表面へ空気が送られ熱交換されることで空気中へ拡散する方法が採られている。 Such a cooling device includes a heat receiving unit that receives heat generated from the heating element, a channel that transports the refrigerant that has received heat at the heat receiving unit, a pump that moves the refrigerant, and a heat radiating unit that radiates heat from the refrigerant. Yes. The main cooling principle is that the heat generated in the heating element is transferred to the inside of the heat receiving section and exchanges heat with the refrigerant circulating inside, so that the temperature of the refrigerant rises. Next, the refrigerant is transported to the heat radiating part through the flow path by the pump, and the temperature of the heat radiating part is increased. Next, a method is adopted in which air is sent to the surface of the heat dissipating part that has become high temperature and heat exchange is performed to diffuse it into the air.
この冷却装置に用いられる受熱部(本発明では吸熱器と呼ぶ)には、内部に発熱体から発熱した熱を受熱する複数のプレート状のフィンと、このフィンの中央部に冷媒を流入する流入ノズルとを具備している。冷媒は、この流入ノズルを介してフィンの中央部に流入して、フィンの間に入り込む。そして、冷媒は、フィンの間の底部に流れ込んだ後、フィンの熱を吸収して、フィンの両側から流出される構造を持っている。 A heat receiving portion (referred to as a heat absorber in the present invention) used in the cooling device has a plurality of plate-like fins that receive heat generated from the heating element therein, and an inflow through which refrigerant flows into the central portion of the fins. Nozzle. The refrigerant flows into the central portion of the fin through the inflow nozzle and enters between the fins. And after a refrigerant | coolant flows into the bottom part between fins, it absorbs the heat | fever of a fin and has a structure discharged | emitted from the both sides of a fin.
前記従来技術における電子部品の冷却装置の吸熱器を製造する場合、部品点数が多く、製造方法も手間がかかるという課題がある。 When manufacturing the heat absorber of the cooling device for electronic parts in the prior art, there is a problem that the number of parts is large and the manufacturing method is troublesome.
また、流入口または流入ノズルの配置もプレート状フィンに対して、垂直に配置すると、吸熱器自体の形状もシンプルな形にはならず、製造の手間が増すことになる。 In addition, when the inlet or the inlet nozzle is arranged perpendicular to the plate-like fin, the shape of the heat absorber itself is not simple, and the manufacturing labor is increased.
そこで本発明は、作業工数が少なく、組み立てが容易で量産性の高い前記従来技術と同様の構造をもつ放熱ユニット用吸熱器の形成を目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to the formation of a heat sink for a heat radiating unit having the same structure as the above-described prior art, which requires a small number of work steps, is easy to assemble and has high productivity.
上記目的を達成するために、本発明の放熱ユニット用吸熱器は、
2つの直方体型の金属体A,Bを一体化して構成される放熱ユニット用吸熱器であり、金属体Aは、1つの受熱面に4つの側面を立てた箱型であり、
前記受熱面には、前記側面のひとつに平行な溝を等間隔に複数枚設け、
前記側面には、前記受熱面の対角近傍となる位置に冷媒循環路用入口、冷媒循環路用出口を設け、
金属体Bは、前記溝を覆うように金属体Aにかぶせて一体化することを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the heat sink for a heat dissipating unit of the present invention comprises:
It is a heat sink for a heat radiating unit configured by integrating two rectangular parallelepiped metal bodies A and B, and the metal body A is a box shape with four side surfaces standing on one heat receiving surface,
The heat receiving surface is provided with a plurality of grooves at equal intervals parallel to one of the side surfaces,
The side surface is provided with a refrigerant circulation path inlet and a refrigerant circulation path outlet at a position near the diagonal of the heat receiving surface,
The metal body B is characterized by being integrated by covering the metal body A so as to cover the groove.
本発明によれば、2つの直方体型の金属体A,Bを一体化して構成される放熱ユニット用吸熱器であり、金属体Aは、1つの受熱面に4つの側面を立てた箱型であり、前記受熱面には、前記側面のひとつに平行な溝を等間隔に複数枚設け、前記側面には、前記受熱面の対角近傍となる位置に冷媒循環路用入口、冷媒循環路用出口を設け、金属体Bは、前記溝を覆うように金属体Aにかぶせて一体化することにより、作業工数が少なくなり組立が容易で量産性の高いものとなる。 According to the present invention, the heat sink for a heat radiating unit is configured by integrating two rectangular parallelepiped metal bodies A and B, and the metal body A is a box shape in which four side surfaces are set up on one heat receiving surface. A plurality of grooves parallel to one of the side surfaces are provided at equal intervals on the heat receiving surface, and a refrigerant circulation path inlet and a refrigerant circulation path are provided on the side surface at positions near the diagonal of the heat receiving surface. By providing an outlet and integrating the metal body B by covering the metal body A so as to cover the groove, the number of work steps is reduced, the assembly is easy, and the mass productivity is high.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明の放熱ユニット用吸熱器11の構成部品を示した斜視図で、図2は金属体Aを示した斜視図である。放熱ユニット用吸熱器11は、金属体A1と金属体B2と2つの冷媒循環回路パイプのガス管4,液管3により構成される。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view showing components of a
金属体A1は、1つの受熱面5に4つの側面を立てた箱型の金属体である。さらに、金属体A1の内部には、受熱面5側に、一つの側面に平行に冷媒循環路用溝6を等間隔に複数枚設ける。なお、この冷媒循環路用溝6は、金属体A1の側面に接触しないようにようにし、上部空間9と下部空間10を設ける。金属体A1の一つの側面には、下部空間10に近接して冷媒循環路用入口7の穴を設ける。そして、この冷媒循環路用入口7とは対角の位置近傍の側面に冷媒循環路用出口8の穴を設ける。すなわち、冷媒循環路用入口7と冷媒循環路用出口8は、受熱面5の対角となる位置の近傍に設けられる。また、本実施の形態では、冷媒循環路用入口7は、冷媒循環路用溝6に対して直交して冷媒が流入するように設け、冷媒循環路用出口8は、冷媒循環路用溝6に対して平行に冷媒が流出するように設けた。金属体B2には、金属体A1と同様の構造のものもしくは平板を用いる。冷媒循環路パイプである液管3とガス管4には、円筒形のもので、中が空洞になっているパイプを用いる。
The metal body A1 is a box-shaped metal body in which four heat receiving
そして、金属体A1に金属体B2をかぶせるように一体化し、金属が接触した部分をろう付けなどの処理をして密着させる。冷媒循環路用溝6は、金属体B2によって頂部が塞がれるようになる。さらに、金属体A1に設けた冷媒循環路用入口7に液管3を接続し、冷媒循環路用出口8にガス管4を接続する。それぞれ堅密に接着することにより、図3に示すような放熱ユニット用吸熱器11が完成する。
Then, the metal body A1 is integrated so as to cover the metal body B2, and the part in contact with the metal is subjected to a treatment such as brazing and is brought into close contact therewith. The top of the
このような放熱ユニット用吸熱器11によれば、ダイカストなどの方法により金属体A1、金属体B2は簡単に大量生産でき、さらに構成部品も少ないので、作業工数が少なく、組み立てが容易な放熱ユニット用吸熱器11の作製ができる。
According to such a
さらに、金属体A1の発熱体と接触する面、すなわち受熱面5に発熱体埋め込み用の凹部12を設ける。発熱体となる制御基板20は、この凹部12に埋め込まれることになる。この構成により、スペースを有効に使用することになり軽量化または製品の小型化に繋がる。また、効率よく吸熱することが可能になる。
Further, a
図4に示すように、金属体A1の冷媒循環路用溝6の頂部13を平形状にする。さらに、金属体A1の側面の内周側を外周側よりも低くして、金属体A1と、金属体B2とが当接するための当接段14を設ける。このような構成によれば、金属体B2は、金属体A1と冷媒循環路用溝6の頂部13、当接段14とで接触することになる。このようにして、金属体A1、金属体B2を重ね合わせた際の接触部間の隙間が少なくなる。さらに、冷却循環路用溝6間の冷媒通路の独立性が保たれ、冷媒循環効率が良くなる。
As shown in FIG. 4, the
図5に示すように、金属体A1の側面に設けられた冷媒循環路用入口7の手前円周径より奥側円周径を狭くし、液管3が当接できるような段差(液管用当接段15)をつける。冷媒循環路用出口8にも同じように冷媒循環路用出口8の手前円周径より奥側円周径を狭くし、ガス管4が当接できるような段差(ガス管用当接段16)をつける。液管3、ガス管4を接続する際には、液管用当接段15と液管3の先端とが当接し、ガス管用当接段16とガス管4の先端とが当接する。このようにして、液管3、ガス管4は、金属体A1と密着することができる。また、液管3とガス管4が奥に入りすぎるのを防止することができ、金属体A1の接続具合を均一にすることができる。そして、製造する際の作業性が向上することとなる。
As shown in FIG. 5, a step (liquid pipe use) that allows the
このような放熱ユニット用吸熱器11の内部には、図6のように冷媒が通る。すなわち、液管3から液体の冷媒が供給され、冷媒循環路用入口7を通り、下部空間10に液体の冷媒が溜まる。そして、放熱ユニット用吸熱器11の受熱面5が発熱体から熱を受け取り、液体冷媒が気化する。気化した冷媒は各冷媒循環路用溝6を上昇して、上部空間9、冷媒循環路用出口8の順で通過して、ガス管4に出て行く。
The refrigerant passes through the
この放熱ユニット用吸熱器11を利用した放熱ユニット19は、図7のような構成をしている。図7に示すように、電子機器装置17は、通信機器の基地局となる電子機器18と、この電子機器18の天面の上方に設けた放熱ユニット19とにより構成されている。放熱ユニット19は、放熱器21と、この放熱器21の下方に設けられた放熱ユニット用吸熱器11と、この放熱ユニット用吸熱器11と放熱器21を結合した冷媒循環路と、これらの放熱器21、放熱ユニット用吸熱器11、冷媒循環路を覆った本体ケース26を備えている。冷媒循環路は、液管3とガス管4により循環経路を構成している。冷媒循環路内部には、冷媒が封入され、この冷媒は、液体から気体、気体から液体への相変化可能な良く知られたものを用いる。放熱器21は、冷媒を内部に通す放熱経路24に冷却フィン23を立てて、放熱器21を通過する空気に熱を放出しやすくしている。以上の構成によれば、電子機器18での発熱は、放熱ユニット19を構成する放熱ユニット用吸熱器11で冷媒が気化することで吸熱される。そして、気化した冷媒は、ガス管4を介して放熱器へと上昇し、この放熱器21で通気口25から導入される外気によって冷却され、再び液化し、液管3を介して放熱ユニット用吸熱器11へと循環する。このように、冷媒が循環することにより電子機器18の発熱の冷却を行う。
A
本発明の放熱ユニット用吸熱器は、部品点数と作業工数が少なく、組み立てが容易で量産性が高い放熱ユニット用吸熱器の形成の手段として有用である。放熱ユニットとは、通信機器の基地局となる電子機器装置と一体化して構成されるものである。 The heat sink for a heat radiating unit of the present invention is useful as a means for forming a heat absorber for a heat radiating unit that has a small number of parts and man-hours, is easy to assemble, and has high mass productivity. The heat radiating unit is configured to be integrated with an electronic device device that becomes a base station of a communication device.
1 金属体A
2 金属体B
3 液管
4 ガス管
5 受熱面
6 冷媒循環路用溝
7 冷媒循環路用入口
8 冷媒循環路用出口
9 上部空間
10 下部空間
11 放熱ユニット用吸熱器
12 凹部
13 頂部
14 当接段
15 液管用当接段
16 ガス管用当接段
17 電子機器装置
18 電子機器
19 放熱ユニット
20 制御基板(発熱体)
21 放熱器
23 冷却フィン
24 放熱経路
25 通気口
26 本体ケース
1 Metal body A
2 Metal body B
3
21
Claims (4)
前記受熱面には、前記側面のひとつに平行な溝を等間隔に複数枚設け、
前記側面には、前記受熱面の対角近傍となる位置に冷媒循環路用入口、冷媒循環路用出口を設け、
金属体Bは、前記溝を覆うように金属体Aにかぶせて一体化することを特徴とする放熱ユニット用吸熱器。 It is a heat sink for a heat radiating unit configured by integrating two rectangular parallelepiped metal bodies A and B, and the metal body A is a box shape with four side surfaces standing on one heat receiving surface,
The heat receiving surface is provided with a plurality of grooves at equal intervals parallel to one of the side surfaces,
The side surface is provided with a refrigerant circulation path inlet and a refrigerant circulation path outlet at a position near the diagonal of the heat receiving surface,
The heat sink for a heat radiating unit, wherein the metal body B is integrated with the metal body A so as to cover the groove.
前期金属体Bと前記頂部部分が当接することを特徴とする請求項1に記載の放熱ユニット用吸熱器。 The shape of the top portion of the groove of the metal body A is flattened,
The heat sink for a heat radiating unit according to claim 1, wherein the metal body B is in contact with the top portion.
前記金属体Bがこの段に当接して一体化することを特徴とする請求項1に記載の放熱ユニット用吸熱器。 A lower step than the outer peripheral side is provided on the inner peripheral side of the side surface of the metal body A,
The heat sink for a heat radiating unit according to claim 1, wherein the metal body B is in contact with and integrated with the step.
冷媒循環路用パイプを前記冷媒循環路用入口と前記冷媒循環路用出口に接続する際、この段と前記冷媒循環路用パイプの先端が当接して一体化することを特徴とする請求項1に記載の放熱ユニット用吸熱器。 Steps are provided at the refrigerant circuit inlet and the refrigerant circuit outlet,
2. When connecting the refrigerant circuit pipe to the refrigerant circuit inlet and the refrigerant circuit outlet, this stage and the tip of the refrigerant circuit pipe are in contact with each other to be integrated. The heat sink for heat dissipation units described in 1.
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