JP2580555Y2

JP2580555Y2 - 電子部品の放熱装置

Info

Publication number: JP2580555Y2
Application number: JP1993074645U
Authority: JP
Inventors: 寛有坂
Original assignee: ケル株式会社
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1998-09-10
Anticipated expiration: 2008-09-10
Also published as: JPH0742516U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、ＩＣ等の電子部品の放
熱を行う放熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータやプリンタ等の装置のケー
ス内には、ＩＣ等多くの電子部品が収容されており、こ
れら電子部品にはヒートシンクが取り付けられる。ヒー
トシンクは、電子部品に生じた熱を伝え受けて表面（放
熱面）からこの熱を放散させ、電子部品の過熱による破
損を防止する。そして、ヒートシンクの放熱性能を高め
るためには、ヒートシンクを大型化して放熱面の面積を
大きくしたりヒートシンクに電動ファンを取り付けたり
する。また、ヒートシンクに煙突状の部材を取り付け
て、ヒートシンク周辺の空気の対流を起こり易くする方
法もある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、ノート
ブックタイプのパーソナルコンピュータ等、装置の小型
化が進むに伴って、ヒートシンクについては放熱性能を
高めながら小型・軽量化する必要が生じている。また、
特にこのような装置のヒートシンクに電動ファンを用い
たのでは、その分電力消費量が増加してバッテリの寿命
が短くなる等、好ましくない。さらに、ヒートシンクに
煙突状の部材を取り付けたとしても、ケース内に熱がこ
もってしまったのでは放熱効果が十分発揮されない。

【０００４】なお、ケース内に外気を取入れるために、
ケースには空気取入れ口と空気排出口とが設けられ、さ
らに空気排出口にはケース内の空気を強制的に排出させ
る電動ファンが取り付けられることがある。そして、電
子部品およびヒートシンクを空気排出口の近くに配置し
て効率良く放熱させる方法がある。しかしながら、電子
部品が多くなると、これらをすべて電動ファンの近くに
配置するのは回路設計上困難である。

【０００５】本考案は、このような問題に鑑みてなされ
たものであり、小型で放熱性能が高く、かつケース内に
おける配置の自由度が高い電子部品の放熱装置を提供す
ることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本考案の放熱装置は、複数の電子部品を収容したケ
ースにこのケース内の空気を排気する排気ファンが取り
付けられ、ケース内における所定電子部品にここから発
生する熱を放散させるヒートシンクが設けられており、
このヒートシンクから排気ファンの近傍に至るダクトか
らなる熱誘導管がケース内に配設されて構成される。こ
の熱誘導管は、ケース内をほぼ水平に延びて配設され、
一端側がヒートシンクの上方から下方に曲げられてほぼ
垂直下方に向かって延びるとともにその下端がヒートシ
ンクに対向して開口し、他端が排気ファンの近傍におい
て開口するダクトから構成される。

【０００７】

【作用】このような放熱装置では、ヒートシンクから熱
を受けて加熱された空気は上昇気流となり、ヒートシン
クの上側に対向する熱誘導管の一端側の下端開口から熱
誘導管内に入り込み、ケース内を水平に延びたダクトか
らなる熱誘導管内を通って他端側開口に流れる気流が生
成される。ここで熱誘導管の他端側の開口は排気ファン
の近傍において開口しているため、この開口を出た加熱
空気は排気ファンにより外部に排出される。このように
ヒートシンクから熱誘導管を通って排気ファンによりケ
ースの外に排気される空気流が発生するため、ヒートシ
ンクが取り付けられる所定電子部品は効率良く冷却され
る。この空気流は、熱誘導管の一端側に向かって上昇す
る気流により発生するとともに、排気ファンによる排気
によりこれが加速されて強力な空気流となり、高い放熱
性能が得られる。なお、熱誘導管をケース内にて適当に
取り回せば、ケース内において電子部品を排気ファンか
ら離れた位置にも配置することが可能となり、電子部品
の配置自由度が増大する。

【０００８】

【実施例】以下、本考案の好ましい実施例について図面
を参照しながら説明する。図１には、コンピュータ装置
のケースＣを示している。このケースＣ内には基板Ｂが
収容されており、この基板Ｂ上には多くの電子部品が取
り付けられている。また、ケースＣの奥側壁面には、空
気取入れ口（スリット）Ｓが形成されており、手前側壁
面には、電動の排気ファンＦが取り付けられている。そ
して、本考案に係る放熱装置１は、基板Ｂにおける空気
取入れ口Ｓの近くのＩＣ（電子部品）に取り付けられた
ヒートシンク２と、このヒートシンク２からケースＣ内
における排気ファンＦの近くまで延びる熱誘導管３とか
ら構成されている。

【０００９】ヒートシンク２は、図２に詳しく示すよう
に、下板２１上に複数枚の波形フィン２２を積み重ね、
さらにその上部に、図３に示す上板２３を載せて構成さ
れている。各波形フィン２２は、幅方向に一定のピッチ
で凹凸に繰り返し折曲げ形成されたものであり、奥行き
方向には一定の間隔で上下方向に貫通する対流孔２２ａ
が形成されている。上下の波形フィン２２，２２は、互
いに一方の凹部の下面と他方の凸部の上面とを当接させ
ており、この当接面を介して両者間の直接の熱伝導が行
われる。また、こうして重なり合った上下の波形フィン
２２，２２間には、奥行き方向の空気の通路（横通路）
２２ｂが形成される。各横通路２２ｂは上記対流孔２２
ａを通じて上下方向に接続される。また、上板２３の中
央には、熱誘導管３を挿入するためのパイプ穴２３ａが
形成されており、パイプ穴２３ａはこのパイプ穴２３ａ
の下方に位置する対流孔２２ａを通してすべての横通路
２２ｂに繋がる。このように構成されたヒートシンク２
は、下板２１をＩＣの上面に当接させてこのＩＣ上に載
置される。ＩＣから発せられた熱は、下板２１を介して
各波形フィン２２に伝わる。そして、波形フィン２２の
表面に沿って流れる空気に熱が伝わり、この空気がヒー
トシンク２の外部に流れ出ることによってＩＣの放熱が
行われる。

【００１０】熱誘導管３は、塩化ビニルやゴム等により
成形されたパイプからなる。この熱誘導管３の基端部
は、図３に示すように、パイプ穴２３ａに差し込まれ、
最上段の波形フィン２２の上方にて開口する。熱誘導管
３の中間部は、基端側から説明すれば、まずヒートシン
ク２の上方に延び、次にケースＣの側壁に近づく方向に
曲げられる。続いて金具等によってケースＣの側壁に固
定されながら、排気ファンＦに向かって水平に延びる。
そして、熱誘導管３の先端は、排気ファンＦの近くで、
これに対向するように開口する。こうして、ヒートシン
ク２から排気ファンＦの近くまで繋がる、ケースＣの内
部空間からは独立した空気および熱の流通路が形成され
る。

【００１１】このように構成された放熱装置１では、図
３に概念的に示すように、ヒートシンク２内の空気がヒ
ートシンク２から熱を受けて暖められ、対流孔２２ａを
通る上昇気流となり、さらに上方に向かう通路である熱
誘導管３内にまとまって入っていく。そして、排気ファ
ンＦによる空気の吸い出し力と相まってスムーズに熱誘
導管３を通過し、排気ファンＦ内を通ってケースＣの外
部に排出される。一方、空気取入れ口ＳからケースＣ内
に取り入れられた空気の一部は、ヒートシンク２の周囲
に集まり、横通路２２ｂを通ってヒートシンク２内に入
っていく。このように、暖められた空気が熱誘導管３を
通って排出され、ヒートシンク２の周辺にこもらないた
め、ヒートシンク２の内外では活発な空気の対流が生
じ、熱誘導管３がない場合に比べて放熱効率が高くな
る。

【００１２】これを示すのが、図４に示すグラフであ
る。このグラフは、排気ファンＦの排出風速（つまりは
空気取入れ口Ｓからの取入れ風速）Ｑとヒートシンク２
の熱抵抗との関係を示したものである。このグラフから
分かるように、熱誘導管３を取り付けた場合の熱抵抗
（点線）は、同じ大きさのヒートシンクであって熱誘導
管３を取り付けない場合の熱抵抗（実線）に比べて低
く、ヒートシンク２の冷却効率が高いといえる。そし
て、熱効率は排出風速Ｑが大きいほど低くなり、熱誘導
管３を取り付けない場合との差がより顕著になることも
分かる。このため、電子部品ＩＣの発熱量に対してヒー
トシンク２を小型にすることができ、また電動ファンの
取付（内蔵）を不要にすることができる。

【００１３】また、熱誘導管３はケースＣ内で自由にと
り回すことができるため、図１に示した基板Ｂ上の場所
以外の場所にＩＣが取り付けられていたとしても、高い
放熱効率を得ることができる。即ち、ＩＣの配置自由度
を増すことができる。

【００１４】なお、本考案に係る放熱装置は上記実施例
に示すものに限られず、例えば、図５（Ａ），（Ｂ）に
示すようなものでもよい。図５（Ａ）には、上記実施例
に示したヒートシンク２と同様に構成されたヒートシン
ク２′を縦に置いた（つまりＩＣが縦置きの）場合の放
熱装置１′を示している。この場合、上昇気流がヒート
シンク２′の上面（横通路２２ａ）全体から出てくるた
め、熱誘導管３′の基端部に、ヒートシンク２′の上面
を覆ってこれら上昇気流を集めるフード３１′を設ける
必要がある。また、図５（Ｂ）には、縦型フィンを有す
るヒートシンク２″を用いる場合の放熱装置１″を示し
ており、この場合も、熱誘導管３″の基端部にヒートシ
ンク２″の上面全体を覆うフード３１″を設ける必要が
ある。

【００１５】

【考案の効果】以上説明したように、本考案の放熱装置
では、ヒートシンクで熱を受けて上昇する加熱空気を、
熱誘導管の一端側の下端開口からダクト内部に導入し、
この上昇気流を用いてダクト内を一端側から他端側に流
れる空気流を作りだし、さらに、他端側開口を排気ファ
ンの近傍に開口させることにより排気ファンによりダク
ト内の空気を吸引させてケース外部に排出させる。これ
によりヒートシンクから熱誘導管を通って排気ファンに
よりケース外部に排出される強力な空気流が発生するの
で、本放熱装置を用いれば、ケース内に熱をこもらせず
に効率よく電子部品の放熱を行うことができる。したが
って、電子部品の発熱量に対して小型のヒートシンクを
用いることができるとともに、ヒートシンクへの電動フ
ァンの内蔵を不要とすることができ、コンピュータ装置
等のコンパクト化・省電力化に大いに役立つ。そして、
熱誘導管をケース内で適宜とり回すことにより、排気口
から離れた位置にある電子部品の放熱も効率よく行わせ
ることができる。このため、ケース内における電子部品
の配置自由度を増すことができ、回路設計を行い易くす
ることができる。なお、熱誘導管の他端は排気ファンの
近傍に位置しているため、排気ファンは熱誘導管内の空
気を吸引するだけでなく、ケース内の他の空気を排気す
る作用もあり、ケース内全体の冷却も同時に効率よく行
われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る放熱装置をの斜視図である。

【図２】上記放熱装置に用いられるヒートシンクの斜視
図である。

【図３】上記放熱装置の作動概念図である。

【図４】上記放熱装置の性能を示すグラフ図である。

【図５】（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ上記放熱装置の第
２，第３実施例を示す概略図である。

【符号の説明】

１放熱装置２ヒートシンク３熱誘導管ＩＣ電子部品ＣケースＳ空気取入れ口Ｆ排気ファン

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】複数の電子部品を収容したケース内にお
いて所定電子部品の放熱を行う放熱装置であって、前記ケースに取り付けられ前記ケース内の空気を排気す
る排気ファンと、前記ケース内における前記所定電子部品に取り付けら
れ、前記所定電子部品から発生する熱を放散させるヒー
トシンクと、前記ケース内をほぼ水平に延びて配設され、一端側が前
記ヒートシンクの上方から下方に曲げられてほぼ垂直下
方に向かって延びるとともに下端が前記ヒートシンクに
対向して開口し、他端側が排気ファンの近傍において開
口するダクトからなる熱誘導管とから構成されることを
特徴とする電子部品の放熱装置。