JP2023046223A - Radiator and electron device - Google Patents
Radiator and electron device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023046223A JP2023046223A JP2022047912A JP2022047912A JP2023046223A JP 2023046223 A JP2023046223 A JP 2023046223A JP 2022047912 A JP2022047912 A JP 2022047912A JP 2022047912 A JP2022047912 A JP 2022047912A JP 2023046223 A JP2023046223 A JP 2023046223A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- contact
- bent
- heat dissipation
- pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 13
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims description 87
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 26
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 5
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000005219 brazing Methods 0.000 claims description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 53
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 9
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000004512 die casting Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
この発明は、放熱装置及び電子機器に関する。 The present invention relates to a heat dissipation device and an electronic device.
電子機器で動作する各種電子部品は、動作に伴って発熱する一方で、温度変化により悪影響を受けることがある。そこで、発生した熱を速やかに当該電子部品から発散させる放熱装置がある。特許文献1では、電子機器に接する受熱部と熱を効率的に発散させる放熱フィンとの間をつなぐ扁平状のヒートパイプをねじって折り返すことで、熱輸送の効率を低下させずに省スペースとする技術が開示されている。
Various electronic components that operate in electronic equipment generate heat as they operate, but may also be adversely affected by temperature changes. Therefore, there is a heat dissipation device that quickly dissipates the generated heat from the electronic component. In
しかしながら、従来技術では、受熱部とヒートパイプを完全に接触させることで、ヒートパイプの曲げ部分の体積を放熱装置が占有することが避けられないという課題がある。 However, in the prior art, there is a problem that the heat dissipation device inevitably occupies the volume of the bent portion of the heat pipe by bringing the heat receiving part and the heat pipe into complete contact.
この発明の目的は、より効率よい配置で放熱を行うことのできる放熱装置及び電子機器を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a heat dissipation device and an electronic device that can dissipate heat in a more efficient arrangement.
上記目的を達成するため、本発明は、
放熱対象に接する受熱部と、
空気中に放熱する放熱部と、
前記受熱部から前記放熱部へ熱を伝えるヒートパイプと、
を備え、
前記ヒートパイプは、前記放熱対象から離隔する方向へ曲がる屈曲部を有し、
前記受熱部は、前記屈曲部の少なくとも一部に追従して当該屈曲部と接する部分を有する
放熱装置である。
In order to achieve the above object, the present invention
a heat-receiving part in contact with a heat-dissipating target;
a heat radiating part that dissipates heat into the air;
a heat pipe that conducts heat from the heat receiving portion to the heat radiating portion;
with
The heat pipe has a bent portion that bends in a direction away from the target of heat dissipation,
The heat-receiving section is a heat dissipation device having a portion that follows at least a portion of the bent section and is in contact with the bent section.
本発明に従うと、より効率よい配置で放熱を行うことができるという効果がある。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, there exists an effect that heat can be heat-dissipated by more efficient arrangement.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、第1実施形態の放熱装置1を含む電子機器100を示す図である。
図1(a)の外観斜視図に示すように、電子機器100は、例えば、出射レンズ41から光を照射して画像を投影する投影装置である。電子機器100は、支持板102(図1(b)参照)上に各構成が並び、当該支持板102に取り付けられるカバー部材101により覆われている。カバー部材101は、吸排気用の格子窓101aを有している。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an
As shown in the external perspective view of FIG. 1A, the
図1(b)では、カバー部材101を外した内部の斜視図を示している。ここでは、図1(a)に示した電子機器100を載置面内で180度回転させて出射レンズ41の出射方向に対して斜め後ろ側から見た図を示している。
支持板102上には、上記出射レンズ41を含む光学系40と、制御回路50と、送風部60とが並んでいる。また、主に制御回路50や光学系40の発熱部分(主に発光素子や可動ミラー(Digital Micromirror Device;DMD)など)で生じた/得た熱を放熱、発散させるための放熱装置1、2がある。放熱装置2は、大型のものであり放熱量が大きい。放熱装置1は、小型のものであり、放熱装置2に対して相対的に放熱量が小さい。
FIG. 1B shows a perspective view of the inside with the
An
光学系40は、発光部と、光を収束して導くためのレンズやミラーなどと、画素単位で収束した光の出力有無を切り替える切替素子(上記DMDなど)などを有する。発光部は、例えば、LEDやLD(レーザダイオード)などであり、特にLDは発熱量が他の部位と比較して多くなりやすい。また、DMDの動作とともに、出力されない光は光学系40内で散乱、吸収されるので、これらの光が熱に変わって光学系40が加熱される。したがって、光学系40は上記放熱装置1、2による主たる放熱対象とされる。
The
制御回路50は、制御ICやこれに付随する電子部品などを有し、投影画像に応じた光学系40(DMD)の動作の制御などを行う。制御ICなども動作に伴って発熱するので、放熱装置1などの放熱対象となり得る。
The
送風部60は、ここでは、例えばファンであり、直近の放熱装置2の放熱部付近の空気を吸引して、当該放熱装置2とは反対側の直近に位置する格子窓101aからカバー部材101の外へ送出する。送風部60によりカバー部材101の外側に送出される空気に対応してカバー部材101の外部から流入する空気のうち一部は、他の格子窓101aから流入して放熱装置1の放熱部付近を通過し、送風部60へ向かうようになっている。このために、各部品間の位置関係(すなわち、風の通り道となる隙間)が適宜定められていてもよい。
The air blowing
上記のように、電子機器100のサイズに比して、放熱装置1、2が示す体積が無視できないほど大きいことが分かる。一方で、無制限に電子機器100のサイズを大きくするのは好ましくないので、放熱装置1、2の実効性を確保しつつ、なるべく効率的な配置と小型化が望まれる。
As described above, it can be seen that the volumes of the
図2は、第1実施形態の放熱装置1の構造を示す図である。図2(a)は斜視図であり、図2(b)は、横から見た側面図である。
図2(a)に示すように、放熱装置1は、放熱対象20に接する受熱部11と、空気中に放熱して発散する放熱部12と、受熱部11から放熱部12へ熱を伝えるヒートパイプ13と、支持板15などを備える。
FIG. 2 is a diagram showing the structure of the
As shown in FIG. 2( a ), the
受熱部11は、基礎部材と接合部材114とを含む。ここでは、基礎部材は、例えば板状の伝熱部111と、当該伝熱部111から突出する突出部112とを有し、突出部112の伝熱部111のある側とは反対側の面である突出面112sが放熱対象20と接する接触面である。
基礎部材及び支持板15は、それぞれ熱伝導度の高い導体金属であり、例えば、アルミ材又は銅材のような熱伝導率が100W/(m・K)を超えるようなものである。基礎部材は、例えば、アルミニウム合金などの溶融金属を金型内に圧入して瞬時に成形するアルミダイカスト、又は加熱融解された樹脂を型の中から押し出し、冷却、固化させて連続的に成形する押出成形、又は外形に沿った切削などにより形成される。これにより、基礎部材は、基本形状に比して変形量が十分に小さくほぼ無視できる略剛体構造となる。受熱部11には、放熱対象20とヒートパイプ13とが接しており、放熱対象20の発した熱が受熱部11を介してヒートパイプ13に伝わる。
The
The base member and the
放熱部12は、ヒートパイプ13から受けた熱を空気中に放射発散(放熱)する。放熱部12は、複数の導体板(放熱フィン)を有し、当該放熱板が支持板15上に平行に並んで空気との接触面積を増やすことにより効率的に放熱する。なお、ここではヒートパイプ13を一本だけ示しているが、ヒートパイプ13は複数本であってもよい。この場合、各ヒートパイプ13は、異なる放熱部12に接続されていてもよいし、共通の放熱部12に接続されていてもよい。放熱部12は、熱伝導度の高い導体金属であり、例えば、アルミ材又は銅材である。放熱部12の材質は、受熱部11の基礎部材の材質と同一であってもよいし、異なっていてもよい。
The
なお、放熱部12は、上述のように送風部60による空気の流れの経路上に位置するのが望ましいが、放熱装置1自体が送風部を備え、当該送風部が放熱部12付近で加熱された空気を移動させる風を生じさせるのであってもよい。
In addition, although it is desirable that the
図2(b)に示すように、ここでは、伝熱部111と支持板15とは直角に位置しており、支持板15の下部が受熱部11(伝熱部111)に接しているが、これに限られるものではない。また、受熱部11と放熱部12及び支持板15との間をヒートパイプ13が接続している。
As shown in FIG. 2B, here, the
ここでは、受熱部11は、伝熱部111の突出部112のある側とは反対側の面である上面111s(第1の面)には、レール状の一対の突起1111(ガイド部)が位置し、当該突起1111の間にヒートパイプ13が延びている。突起1111の側面及びその間の上面111sと、ヒートパイプ13とが接合部材114により接合されている。突起1111の高さは、ヒートパイプ13の高さと同程度であってもよいが、これよりも高くても低くてもよい。これにより、突起1111の側面がヒートパイプ13の両側面を覆い(上記のようにヒートパイプ13よりも低い突起1111などにより不完全に覆う場合を含む)、熱が伝わる面積を増大させているとともに、当該ヒートパイプ13が空気と直接接触する面積を減少させている。また、伝熱部111は、ガイド部として一対の突起1111の代わりに、上面111sに溝を有していてもよい。また、突起1111の間の上面111sの形状や溝の内部の形状は、ヒートパイプ13の断面形状に合わせられていてもよい。接合部材114は、ヒートパイプ13と伝熱部111との間の隙間の一部又は全部に埋め込まれていてもよい。
Here, the
接合部材114は、熱伝導率の高いもの(熱伝導性接合部材)である。これにより、受熱部11からヒートパイプ13へ速やかに熱が受け渡される。このような接合部材114は、導電性を有する態様で導体金属などを含むものなどであり、少なくとも10W/(m・K)以上程度の熱伝導率を有するもの、例えば、はんだである。あるいは、接合部材114は、はんだと同程度の熱伝導率を有するろう材や、金属フィラー(銀など)を含有する導電性接着剤であってもよい。
The joining
ヒートパイプ13は、中空構造の内部に毛細管構造を有する熱伝導率の高い材質、例えば銅などのパイプと、当該パイプの中空構造部分に封入された揮発性の作動液とを有する。この作動液が熱源側で蒸発して潜熱を吸収し、毛細管に沿ってヒートシンク側に速やかに移動した後に凝縮して潜熱を放出することにより熱の移動を促進する。パイプの断面外形は、円状又は幅広扁平状である。この構造により、ヒートパイプ13は、上記熱伝導率の高い受熱部11や放熱部12に比較して顕著に大きい熱輸送効率(例えば、1~2桁以上、10000W/(m・K)以上など)を有する。したがって、ヒートパイプ13は、受熱部11が放熱対象20から得た熱を受熱部11から速やかに放熱部12へ放出させることができる。このヒートパイプ13は、屈曲部131と、その一端に接続する直線部132と、当該一端とは反対側の端に接続する直線部133とを有し、直線部132(接触部)が受熱部11に接する(上面111s上に位置する)ことで熱が受熱部11からヒートパイプ13に伝わる。また、直線部133は、放熱部12に接しており、ヒートパイプ13から放熱部12へ熱が伝わる。この部分では直線部132、133(作動液)と受熱部11、放熱部12との間での熱の受け渡しが十分に行われるように、通常最低限の長さ(基準最小値)が必要である。
The
屈曲部131は、受熱部11と放熱部12とがヒートパイプ13の作動液の移動を妨げないために、必要最小限以上のある曲率半径R(基準最小径)の曲線形状(折れ曲がりではない。例えば、基準最小径は、円柱状のヒートパイプの外径や扁平管の厚みの3倍など)となっている。ここでは屈曲部131は、直線部132の上面111sに沿う方向から90度屈曲(曲がり角度)して、当該上面111sから離隔する方向(ここでは上面111sの基準面(突起1111などの凹凸部分を除いた部分)と突出部112の突出面112sとは平行であるので、すなわち放熱対象20から離隔する方向である)へ向きを変化させ、上面111sに垂直な方向に向いた直線部133につなげて、受熱部11から放熱部12へ熱を伝えている。この屈曲部131は、伝熱部111の表面から浮いて位置しており、放熱装置1では、この伝熱部111と屈曲部131との間に接合部材114が位置して各々に接合していることで、受熱部11が屈曲部131の屈曲に追従して接し、ヒートパイプ13と受熱部11とが物理的にかつ熱的につながっている。ここでいう追従とは、屈曲部131の底面(円筒形状の場合には、最下部をなす線)の各位置と受熱部11との距離が少なくとも一部の範囲で連続的又は複数点で断続的に、曲率半径Rに比して十分に小さい(例えば、10%以下、より好ましくは2-3%以下)基準距離以下であることを意味する。そして、この追従部分の少なくとも一部が接する、すなわち距離がゼロである(物理的につながっている)ことで、受熱部11から屈曲部131へ熱が速やかに伝わり得る(熱的につながっている)。
In order that the
このとき、伝熱部111を上方(放熱装置1の放熱対象20とは反対側であって、ここでは、放熱対象20と接触する突出面112sに垂直な方向)から見た平面視で屈曲部131の位置の下にも突起1111が延びていることで、接合部材114を当該突起1111の間に限定して外側にはみ出しにくくすることができる。この部分の突起1111の高さは、直線部132と接している部分の突起1111の高さと同一であってもよいし、これよりも高くても低くてもよい。
At this time, when the
このように、屈曲部131と受熱部11とが直接接して熱伝導が可能である(熱的に接続される)ことで、直線部132の長さは、従来(基準最小値)より短くてもよい。例えば、当該伝熱部111に接続されているヒートパイプ13の長さ、すなわち、直線部132と屈曲部131の長さの合計(平面視長さでもよい)が上記基準最小値以上となっていればよい。放熱対象20や受熱部11のサイズに比して基準最小径が無視できない大きさである場合に、このように屈曲部131も受熱部11との接触部分となるように構成することで、放熱装置1の平面視サイズが当該屈曲部131の分大きくなるのを抑制する。
In this way, since the
ここでは、支持板15に溝が延びており、ヒートパイプ13は、当該溝の中を延びている。溝の深さは、ヒートパイプ13の厚さ(例えば、円形の外形断面の直径)程度であって、ここでは、ヒートパイプ13と放熱部12の各放熱フィンとは接触する。あるいは、ヒートパイプ13は、各放熱フィンの板面の向きに応じて当該板面をそれぞれ貫通(ここでいう貫通は、周囲が全て板面で囲まれた閉領域の場合に限らず、一部が板の境界にかかって開放された切り込み状であってもよい)して接触していてもよい。また、溝の底面の当該溝に沿った方向に垂直な断面形状は、ヒートパイプ13の外形と一致していても(すなわち半円形であっても)よい。あるいは、溝の中で当該溝の壁面とヒートパイプ13との隙間は、接合部材114(上記熱伝導性接合部材と同一であってもよい)により埋められていてもよい。これらの場合、支持板15自体も放熱部12の一部として機能してもよく、また、一部の熱は、支持板15を介して放熱部12の各放熱フィンに伝わる。
Here, a groove extends through the
伝熱部111の側面と支持板15の下端部分とが接しているので、ヒートパイプ13は、平面視でその端部の少なくとも一部が伝熱部111の平面視境界位置と接して(境界線上又は当該境界線の内側に位置して)いる。すなわち、ヒートパイプ13は、伝熱部111(受熱部11)の平面視の範囲から大きくはみ出さないので、従来よりコンパクトな配置が可能となる。さらに、ヒートパイプ13が伝熱部111、支持板15又は放熱部12に接している割合が高く、空気に直接露出する面積が少ない。特に、平面視で受熱部11からはみ出す部分がない(従来よりも少ない)ことで、ヒートパイプ13が上記送風部60への空気の流れ(風)に直接面しにくくなる。その結果、この放熱装置1では、ヒートパイプ13から空気中へ直接放熱する熱量が従来よりも少ない。ヒートパイプ13では、受熱部11(伝熱部111に接する部分)と放熱部12との間での温度勾配が大きいほど効率的に熱が輸送されるので、ヒートパイプ13の途中で空気中への放熱が多いとこの温度勾配が乱されて熱の輸送効率が低下する。したがって、この放熱装置1は、従来よりも高い放熱効率が得られやすい構造を有する。
Since the side surface of the
図3は、(a)第2実施形態の放熱装置1aの側面図と、(b)第3実施形態の放熱装置1bの側面図である。
図3(a)に示す放熱装置1aでは、受熱部11aの上面111sが屈曲部131に沿って曲面状であって、屈曲部131と直接接して又は薄い接合部材の層を介して接し、これにより物理的にかつ熱的につながっている。このように伝熱部111a(基礎部材)自体が屈曲部131を含むヒートパイプ13の延在方向に沿った形状に合わせた曲面形状の部分(曲面部分)を有する(追従している)ことで、受熱部11とヒートパイプ13との接合は通常のように容易に行われ、熱が確実かつ速やかに屈曲部131においてヒートパイプ13へ伝わる。この場合、図3(a)の左右方向について屈曲部131に対応する上面111sの部分が図3(a)の奥行き方向について全体で曲面状(直線部であってもよいし、上面111sのうちヒートパイプ13に沿った範囲を含む一部、例えば、突起1111及びその間の範囲でのみ平面から突出し、ヒートパイプ13に沿って曲がる(追従する)曲面状であってもよい。
FIG. 3 is (a) a side view of the
In the
図3(b)に示す放熱装置1bでは、受熱部11bの伝熱部111bが溝を有さず、屈曲部131に沿った(追従する)曲面形状の伝熱部111bに沿って位置するヒートパイプ13が、直接又は接合部材114を介して当該伝熱部111bと接していてもよい。
In the
図4は、(a)第4実施形態の放熱装置1cにおける受熱部11cとヒートパイプ13cとを示す斜視図、及び(b)第5実施形態の放熱装置1dの側面図である。
図4(a)に示すように、放熱装置1cのヒートパイプ13cは、180度屈曲したU字形状である。受熱部11cの伝熱部111cは、当該U字形状に沿った2列の突起1111c及びこれらに挟まれてヒートパイプ13cが収まる(追従する形状を有して接する)溝部を有する。この場合、ヒートパイプ13cは、2列の突起1111cの間の溝部内でU字の底面から両端側の屈曲部にかけての中央付近で伝熱部111cから熱を受けて吸熱して、両端側の屈曲部をそれぞれ熱が流れて支持板15c及び放熱部12cへ放熱されてもよい。すなわち、放熱部12cは、破線で示すように、ヒートパイプ13cの両端(両側の支持板15c)にわたって共通のものが位置していてもよいし、あるいは、ヒートパイプ13cの両端(両側の支持板15c)に対してそれぞれ別個に接する複数を有していてもよい。この形状では、受熱部11cの平面視での面積に比してヒートパイプ13cが受熱部11cと接している長さが従来よりも増加する。これにより、より効率的に熱が放熱部12cへ伝えられる。また、ヒートパイプ13cが屈曲の内面側でしか空気に露出しないので、特に風に当たりにくくなり、より効率的に熱が受熱部11cから放熱部12cへと伝えられる。
FIG. 4 is (a) a perspective view showing a
As shown in FIG. 4A, the
あるいは、図4(b)に示すように、第5実施形態の放熱装置1dのヒートパイプ13dは、直線部132を挟んで屈曲部131、134でそれぞれ90度ずつ合計で180度屈曲していてもよい。伝熱部111dは、ヒートパイプ13dの形状に合わせて(追従して)上面がU字形状であり、当該屈曲部131、134と直接又は接合部材を介して接触している。これにより、受熱部11dの平面視での面積に比してヒートパイプ13dが受熱部11dと接している長さが従来よりも増加する。ヒートパイプ13dは、一端でそのまま上方に伸びる直線部133に接続されたJ字形状を有する。直線部133は、支持板15に固定されて放熱部12に熱を伝える。この場合、熱の輸送時と戻り時とで作動液が単調な上昇/下降の切り替わりにならないので、ヒートパイプ13dは、上下動に依存しやすい構造や作動液ではないことが望ましい。
Alternatively, as shown in FIG. 4(b), the
図5は、図4(b)の断面線AAにおける断面の例(a)~(d)、及び図3(b)の断面線AAにおける断面(e)の例をそれぞれ示す図である。
例えば、図5(a)のように、ヒートパイプ13dの屈曲部131は、溝部内で全体が接合部材114を介して伝熱部111dに接していてもよい。また、図5(b)のように、ヒートパイプ13dの一部分、例えば、底面が接合部材114を介して伝熱部114と接し、ヒートパイプ13dの側面は伝熱部114と直接接していてもよい。反対に、図5(c)のように、溝部の底面で伝熱部111dとヒートパイプ13d(屈曲部131)とが直接接し、溝部の側面では伝熱部111dとヒートパイプ13d(屈曲部131)とが接合部材114を介して接していてもよい。
5A to 5D are diagrams showing examples of cross sections (a) to (d) taken along the section line AA in FIG. 4(b) and examples of a cross section (e) taken along the section line AA in FIG. 3(b).
For example, as shown in FIG. 5A, the
あるいは、図5(d)のように、接合部材114は、ヒートパイプ13dの上面側(溝部の外。すなわち、伝熱部111dとヒートパイプ13dの間の位置以外)に接していてもよい。さらに、図5(e)に示したように、ヒートパイプ13の側面に沿って伝熱部111bの突起がない場合には、ヒートパイプ13の底面が直接伝熱部111cと接して、ヒートパイプ13の側面が伝熱部111c上で盛り上がった接合部材114と接合されていてもよい。
Alternatively, as shown in FIG. 5D, the joining
以上のように、上記実施形態の放熱装置1は、放熱対象20に接する受熱部11と、空気中に放熱する放熱部12と、受熱部11から放熱部12へ熱を伝えるヒートパイプ13と、を備える。ヒートパイプ13は、放熱対象20から離隔する方向へ曲がる屈曲部131を有し、受熱部11は、屈曲部131の少なくとも一部に追従して屈曲部131と接する部分を有する。
このように、放熱装置1では、放熱対象20から離れる方向へ屈曲する屈曲部131に対しても受熱部11から熱を伝えることができるので、従来、上面111s上などで必要とされている直線部132の長さを短縮してもヒートパイプ13の伝熱能力に応じた熱を受熱部11からヒートパイプ13へ伝えて、効率的に放熱することができる。また、これにより、屈曲部131を平面視で受熱部11の外側へ大きくはみ出させなくてもよいことになるので、放熱量を下げずに放熱装置1のサイズをよりコンパクトにして、放熱効率を向上させることができる。さらに、ヒートパイプ13がこのように受熱部11の外側に大きくはみ出さないことで、空気への露出面積が減り、当該ヒートパイプ13の受熱部11と放熱部12との間での温度勾配が適切に維持されやすくなるので、より効率よく熱輸送がなされる。
As described above, the
As described above, in the
また、受熱部11は、伝熱部111及び突出部112を含む基礎部材と、接合部材114とを含む。接合部材114は、屈曲部131の少なくとも一部と接していてもよい。これにより、放熱装置1aでは、相対的に固定された受熱部11から屈曲部131へ確実に直接熱を伝えることができる。また、受熱部11からヒートパイプ13への熱の移動が直線部132に限られないので、曲率半径Rによる屈曲部131の部分を無駄なスペースとせずに効率よい熱の移動が可能になる。
The
また、基礎部材(伝熱部111)は、屈曲部131の上記少なくとも一部に対して少なくとも一部で追従する曲面部分を有し、当該曲面部分の少なくとも一部がヒートパイプ13と(直接及び/又は薄い接合部材114の層を介して)接していてもよい。このように伝熱部111の形状自体を屈曲部131の屈曲形状に合わせることで、当該部分でも高い熱伝導度で受熱部11からヒートパイプ13に直接又は至近距離まで熱を伝えることができるので、当該ヒートパイプ13による熱輸送を平面視サイズでよりコンパクトに行うことが可能となる。
In addition, the base member (heat transfer section 111) has a curved surface portion that at least partially follows the at least a portion of the
また、接合部材114は、屈曲部131の少なくとも一部と基礎部材(伝熱部111)との間の隙間に位置して、屈曲部131と伝熱部111とに接していてもよい。これらの少なくとも一部が熱伝導度(率)の高い接合部材114により接続されている。ヒートパイプ13の管径が小さく、これに応じて屈曲部131の曲率半径Rもあまり大きくない場合には、上記隙間を接合部材114で埋め込んでしまうことで、容易に屈曲部131と伝熱部111との間を物理的にかつ熱的につなぐことができる。これにより、受熱部11の上面111sが単純な平面又はガイド部を有する程度あっても受熱部11と屈曲部131との間で熱の送受が可能となり、直線部132を従来よりも短縮して放熱装置1を小型化しても、熱輸送効率を低下させない。
Also, the joining
また、接合部材114は、はんだ、ろう材又は導電性接着剤である。これらのように従来用いられる熱伝導度の高い接合部材114を利用することで、低コストで容易に屈曲部131に受熱部11を追従させて、屈曲部131と受熱部11と物理的にかつ熱的に接続することができる。
Also, the joining
また、ヒートパイプ13は、屈曲部131の一端に接続する直線部132を有し、直線部132は、伝熱部111上に位置している。放熱装置1では、このような従来の位置関係を維持しつつ、この直線部132を短くしても、上記のように、よりコンパクトに十分な熱輸送を行うことができる。
The
また、受熱部11(伝熱部111)は、ヒートパイプ13の延在方向に沿って当該ヒートパイプ13の両側面を覆う突起1111を有していてもよい。これにより、ヒートパイプ13の底面側だけではなく3方向から熱を当該ヒートパイプ13に熱を伝えることができるので、輸送効率が改善する。一方で、ヒートパイプ13の外部(空気)への露出面積を減らすことができるので、放熱部12以外での不要な放熱を抑えることができる。これにより、ヒートパイプ13の受熱部11の側と放熱部12の側との間での温度勾配が適切に維持されて、より効率よく熱輸送が行われる。また、接合部材114が突起1111の間からはみ出すのを抑制することができるので、接合部材114の消費量を適切な範囲にとどめることができる。
Further, the heat receiving portion 11 (heat transfer portion 111) may have
また、屈曲部131のうち少なくとも一部が放熱対象20を上方(放熱装置1の側)から見た平面視で受熱部11の範囲内にあり、この少なくとも一部の屈曲部131の少なくとも一部が、受熱部11と接している。
このように、平面視で受熱部11の範囲に屈曲部131をなるべく含めることで、受熱部11から放熱部12への熱輸送の効率の低下を抑えつつ、従来よりもコンパクトな放熱装置1を得ることができる。
In addition, at least part of the
In this way, by including the
また、屈曲部131は90度の曲がり角度を有していてもよい。これにより、平面視で受熱部11の範囲から大きくはみ出すことなく受熱部11の直上に放熱部12を配置することができるので、スペースを効率に利用して効果的に熱を輸送、放熱することができる。
Also, the
また、ヒートパイプ13は、屈曲部131の一端が上面111sに垂直な方向を向いており、この一端の少なくとも一部は、上面111sを上方から見た平面視で当該上面111s(受熱部11)の境界線上又は当該境界線の内側に位置する。このように、屈曲部131、すなわちヒートパイプ13が平面視で受熱部11の範囲から明らかに外側に飛び出さない範囲にとどまるので、放熱装置1は、熱輸送量を維持しつつ場所を取らずにコンパクトな形状とすることができる。
One end of the
また、本実施形態の電子機器100は、上記の放熱装置1と、当該放熱装置1の受熱部11に接する放熱対象20(ここでは、光学系40や制御回路50)と、を備える。このような電子機器100における放熱をコンパクトな放熱装置1により行うことで、電子機器100の過熱を防ぎつつ電子機器100全体のサイズの増大や内部の不要なスペースの発生を適切に抑制することができる。
Further, the
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、ヒートパイプ13が受熱部11、11a~11dの上面111s上に接するものと上面111sに延びる突起1111間(又は溝内)に位置するものとを説明したが、ヒートパイプ13は、受熱部11の内部に貫入していてもよい。この場合、屈曲部131が全て埋まっていてもよいし、一部が受熱部11の外に出ている場合には、外に出ている部分が接合部材114により上面111sと接合されていてもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible.
For example, in the above embodiments, the
また、上記実施の形態では、屈曲部131全体に対して受熱部11が追従して上面111sに接合されるものとして説明したが、これに限られるものではない。屈曲部131の一部のみに対して受熱部11が追従するように、上面111sと接合されていてもよい。また、受熱部11の屈曲部131に追従して接する部分は一続きでなくてもよく、複数部分に分かれていてもよい。すなわち、屈曲部131のうち少なくとも一部の範囲が受熱部11とつながることで、従来よりもコンパクトな範囲でより効率よく熱を受熱部11からヒートパイプ13へ伝えることができる。
また、受熱部11は、平面又は曲面状ではなく、折れ曲がり形状(例えば、複数の面が屈曲部131に漸近するように並んで当該屈曲部131に追従する凹状構造や、各角が屈曲部131に追従する階段形状)を有し、飛び飛びに屈曲部131と接していてもよい。また、直接接しない部分の一部又は全部を接合部材114により埋め込んで接触面積を増大させてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the
In addition, the
また、接合部材114は、はんだ、ろう材又は導電性接着剤以外のものであってもよい。熱伝導度の高いものであれば、ここでは、電気伝導性などは考慮する必要がなく、適宜なものが選択されてよい。
また、接合部材114は、直線部132と受熱部11との間のみを接合し、屈曲部131と伝熱部111との間は接合されずに単に接しているだけであってもよい。この場合、振動や経時的な歪みなどで屈曲部131と伝熱部111とが離隔しないように互いに押し当てられるような構造であってもよい。
Also, the joining
Alternatively, the joining
また、上記実施形態では、直線部132が従来通り受熱部11の上面111sと接するものとして説明したが、直線部132の代わりに上記のように上向の屈曲を有していてもよいし、上面111sに沿った面内や上面111sに垂直な面内などの任意の向きで蛇行していてもよい。
In the above embodiment, the
また、上記実施の形態では、屈曲部131は、90度又は合計で180度曲がるものとして説明したが、これに限られない。これら以外の任意の角度の屈曲であってもよい。これに応じてフィンの配置や形状なども適宜調整されてよい。また、屈曲部131のある曲率半径Rは一定でなくてもよい。基準最小径以上の曲率半径の範囲で角度θに応じて曲率半径R(θ)が変化するものであってもよい。
Further, in the above-described embodiment, the
また、上記実施の形態では、突起1111はヒートパイプ13の両側に一対位置するものとして説明したが、ヒートパイプ13の片側だけに1本あるものであってもよい。
Further, in the above-described embodiment, a pair of
また、上記の実施の形態では、直線部132を従来よりも短くし、平面視で屈曲部131の一端(直線部133)の少なくとも一部が受熱部11の範囲内又は境界線上にあるものとして説明したが、これに限られない。直線部132を短くしなくても、屈曲部131と受熱部11の上面111sとを物理的/熱的に接続することで、放熱に係る熱輸送量を増大させることができる。あるいは、上面111sの平面視面積を多少縮小して、従来よりは小型化しつつ直線部133の平面視位置が上面111sの平面視での範囲外となっていてもよい。
Further, in the above embodiment, the
また、上記実施の形態では、電子機器100として投影装置を例に挙げて説明したが、これに限られない。CPU、グラフィックボード、発光部(赤外線やUVを含む)、モータ、内部の支持構造や基板などの各部の放熱に放熱装置1を利用可能な電子機器100であってもよい。
その他、上記実施の形態で示した具体的な構成、処理動作の内容及び手順などは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
Further, in the above embodiment, the
In addition, the specific configurations, contents and procedures of processing operations, etc. shown in the above embodiments can be changed as appropriate without departing from the scope of the present invention.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
Although several embodiments of the present invention have been described, the scope of the present invention is not limited to the embodiments described above, but includes the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
The invention described in the scope of claims originally attached to the application form of this application is additionally described below. The claim numbers in the appendix are as in the claims originally attached to the filing of this application.
[付記]
<請求項1>
放熱対象に接する受熱部と、
空気中に放熱する放熱部と、
前記受熱部から前記放熱部へ熱を伝えるヒートパイプと、
を備え、
前記ヒートパイプは、前記放熱対象から離隔する方向へ曲がる屈曲部を有し、
前記受熱部は、前記屈曲部の少なくとも一部に追従して当該屈曲部と接する部分を有する
放熱装置。
<請求項2>
前記受熱部は、基礎部材と、当該基礎部材と前記ヒートパイプとを接合する接合部材と、を有し、
前記接合部材は、前記屈曲部の前記少なくとも一部と接している
請求項1記載の放熱装置。
<請求項3>
前記受熱部は、基礎部材と、当該基礎部材と前記ヒートパイプとを接合する接合部材と、を有し、
前記基礎部材は、前記屈曲部の前記少なくとも一部に対して少なくとも一部で追従する曲面部分を有し、当該曲面部分の少なくとも一部が前記ヒートパイプと接している請求項1又は2記載の放熱装置。
<請求項4>
前記接合部材は、前記屈曲部の前記少なくとも一部と前記基礎部材との間の隙間に位置して前記屈曲部及び前記基礎部材に接している
請求項2又は3記載の放熱装置。
<請求項5>
前記接合部材は、はんだ、ろう材又は導電性接着剤である請求項2~4のいずれか一項に記載の放熱装置。
<請求項6>
前記ヒートパイプは、前記屈曲部の一端に接続する直線部を有し、
前記直線部は、前記基礎部材上に位置している
請求項2~5のいずれか一項に記載の放熱装置。
<請求項7>
前記受熱部は、前記ヒートパイプの延在方向に沿って当該ヒートパイプの両側面を覆うガイド部を有する請求項1~6のいずれか一項に記載の放熱装置。
<請求項8>
前記屈曲部のうち少なくとも一部が前記基礎部材の前記放熱対象との接触面に垂直な方向から見た平面視で前記受熱部の範囲内にあり、前記少なくとも一部の前記屈曲部の少なくとも一部が、前記受熱部と接している
請求項1~7のいずれか一項に記載の放熱装置。
<請求項9>
前記屈曲部は90度の曲がり角度を有する請求項1~8のいずれか一項に記載の放熱装置。
<請求項10>
前記ヒートパイプは、前記屈曲部の一端が前記基礎部材の前記放熱対象との接触面に垂直な方向を向いており、
前記一端の少なくとも一部は、前記接触面に垂直な方向から見た平面視で前記基礎部材の境界線上又は当該境界線の内側に位置する請求項1~9のいずれか一項に記載の放熱装置。
<請求項11>
前記ヒートパイプは、両端側にそれぞれ屈曲部を有し、前記受熱部は当該屈曲部の各々に追従してそれぞれ少なくとも一部が接している請求項1~10のいずれか一項に記載の放熱装置。
<請求項12>
請求項1~11のいずれか一項に記載の放熱装置と、
前記受熱部に接する放熱対象と、
を備える電子機器。
[Appendix]
<Claim 1>
a heat-receiving part in contact with a heat-dissipating target;
a heat radiating part that dissipates heat into the air;
a heat pipe that conducts heat from the heat receiving portion to the heat radiating portion;
with
The heat pipe has a bent portion that bends in a direction away from the target of heat dissipation,
The heat radiation device, wherein the heat receiving portion has a portion that follows at least a portion of the bent portion and is in contact with the bent portion.
<Claim 2>
The heat receiving section has a base member and a joining member that joins the base member and the heat pipe,
The heat dissipation device according to
<Claim 3>
The heat receiving section has a base member and a joining member that joins the base member and the heat pipe,
3. The base member according to
<Claim 4>
4. The heat dissipation device according to
<Claim 5>
The heat dissipation device according to any one of
<Claim 6>
The heat pipe has a straight portion connected to one end of the bent portion,
The heat dissipation device according to any one of
<Claim 7>
The heat dissipation device according to any one of
<Claim 8>
At least a portion of the bent portion is within the range of the heat receiving portion in a plan view viewed from a direction perpendicular to the contact surface of the base member with the heat-dissipating target, and at least one of the at least a portion of the bent portion The heat dissipation device according to any one of
<Claim 9>
The heat dissipation device according to any one of
<Claim 10>
one end of the bent portion of the heat pipe is oriented in a direction perpendicular to a contact surface of the base member with the target of heat dissipation;
10. The heat sink according to any one of
<Claim 11>
The heat dissipation according to any one of
<Claim 12>
a heat dissipation device according to any one of
a heat dissipating target in contact with the heat receiving part;
electronic equipment.
1、1a~1d、2 放熱装置
11、11a~11d 受熱部
111、111a~111d 伝熱部
1111、1111c 突起
111s 上面
112s 突出面
112 突出部
114 接合部材
12、12c 放熱部
13、13c、13d ヒートパイプ
131、134 屈曲部
132、133 直線部
15、15c 支持板
20 放熱対象
40 光学系
41 出射レンズ
50 制御回路
60 送風部
100 電子機器
101 カバー部材
101a 格子窓
102 支持板
1, 1a to 1d, 2
Claims (12)
空気中に放熱する放熱部と、
前記受熱部から前記放熱部へ熱を伝えるヒートパイプと、
を備え、
前記ヒートパイプは、前記放熱対象から離隔する方向へ曲がる屈曲部を有し、
前記受熱部は、前記屈曲部の少なくとも一部に追従して当該屈曲部と接する部分を有する
放熱装置。 a heat-receiving part in contact with a heat-dissipating target;
a heat radiating part that dissipates heat into the air;
a heat pipe that conducts heat from the heat receiving portion to the heat radiating portion;
with
The heat pipe has a bent portion that bends in a direction away from the target of heat dissipation,
The heat radiation device, wherein the heat receiving portion has a portion that follows at least a portion of the bent portion and is in contact with the bent portion.
前記接合部材は、前記屈曲部の前記少なくとも一部と接している
請求項1記載の放熱装置。 The heat receiving section has a base member and a joining member that joins the base member and the heat pipe,
The heat dissipation device according to claim 1, wherein the joint member is in contact with the at least part of the bent portion.
前記基礎部材は、前記屈曲部の前記少なくとも一部に対して少なくとも一部で追従する曲面部分を有し、当該曲面部分の少なくとも一部が前記ヒートパイプと接している請求項1又は2記載の放熱装置。 The heat receiving section has a base member and a joining member that joins the base member and the heat pipe,
3. The base member according to claim 1, wherein the base member has a curved surface portion that at least partially follows the at least one portion of the bent portion, and at least a portion of the curved surface portion is in contact with the heat pipe. Heat dissipation device.
請求項2又は3記載の放熱装置。 4. The heat dissipation device according to claim 2, wherein the joint member is positioned in a gap between the at least part of the bent portion and the base member and is in contact with the bent portion and the base member.
前記直線部は、前記基礎部材上に位置している
請求項2~5のいずれか一項に記載の放熱装置。 The heat pipe has a straight portion connected to one end of the bent portion,
The heat dissipation device according to any one of claims 2 to 5, wherein the straight portion is positioned on the base member.
請求項1~7のいずれか一項に記載の放熱装置。 At least a portion of the bent portions is within the range of the heat receiving portion when viewed from above in a direction perpendicular to a contact surface of the heat receiving portion with the heat radiating target, and at least one of the at least a portion of the bent portions The heat dissipation device according to any one of claims 1 to 7, wherein a portion is in contact with the heat receiving portion.
前記一端の少なくとも一部は、前記接触面に垂直な方向から見た平面視で前記受熱部の境界線上又は当該境界線の内側に位置する請求項1~9のいずれか一項に記載の放熱装置。 one end of the bent portion of the heat pipe is directed in a direction perpendicular to a contact surface of the heat receiving portion with the target of heat dissipation;
The heat sink according to any one of claims 1 to 9, wherein at least part of the one end is positioned on or inside the boundary line of the heat receiving portion in a plan view seen in a direction perpendicular to the contact surface. Device.
前記受熱部に接する放熱対象と、
を備える電子機器。 a heat dissipation device according to any one of claims 1 to 11;
a heat dissipating target in contact with the heat receiving part;
electronic equipment.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211144318.8A CN115915704A (en) | 2021-09-22 | 2022-09-20 | Heat dissipation device and electronic equipment |
US17/950,616 US20230090230A1 (en) | 2021-09-22 | 2022-09-22 | Heat radiation device and electronic equipment |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021153710 | 2021-09-22 | ||
JP2021153710 | 2021-09-22 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023046223A true JP2023046223A (en) | 2023-04-03 |
Family
ID=85777186
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022047912A Pending JP2023046223A (en) | 2021-09-22 | 2022-03-24 | Radiator and electron device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023046223A (en) |
-
2022
- 2022-03-24 JP JP2022047912A patent/JP2023046223A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2017056469A1 (en) | Light source device and projection device | |
JP5597500B2 (en) | Light emitting module and vehicle lamp | |
TWI787425B (en) | heat sink | |
EP2123974B1 (en) | Vehicle lamp | |
US9188305B2 (en) | Cooling device for vehicle headlights | |
JP2008047383A (en) | Lighting tool for vehicle | |
JP2018180107A5 (en) | ||
CN209909794U (en) | Cooling unit and vehicle lamp | |
US20230090230A1 (en) | Heat radiation device and electronic equipment | |
JP5333765B2 (en) | Printed circuit board for light emitting module | |
JP2017033779A (en) | Light source device, display device and electronic apparatus | |
JP2009200144A (en) | Cooling apparatus | |
JP5240869B2 (en) | projector | |
JP2008034640A (en) | Semiconductor device, and heat radiation method therein | |
JP2023046223A (en) | Radiator and electron device | |
JP5390781B2 (en) | Light source cooling device | |
JP5177794B2 (en) | Radiator | |
JP2007274565A (en) | Imaging apparatus | |
JP2006237464A (en) | Semiconductor light emitting device | |
JP2006207935A (en) | Electronic cooling device | |
JP2009016456A (en) | Ld heat radiation structure | |
CN112262334B (en) | Optical transceiver | |
JP2006179777A (en) | Reflection type light emitting diode | |
JP2012023166A (en) | Flexible printed wiring board and heater element radiation structure | |
JP2005235838A (en) | Heat radiator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220916 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230726 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230815 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231010 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240109 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240305 |