JP2807415B2 - 電子機器における発熱部品の放熱構造 - Google Patents
電子機器における発熱部品の放熱構造Info
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Description
におけるCPU,MPUその他の発熱部品(電子素子)
を冷却する放熱構造に関するものであり、さらに具体的
には、ノートブック型のパーソナルコンピュータやディ
スクトップのような薄型の電子機器を対象とする場合に
適する発熱部品の放熱構造に関するものである。
どのCPUその他の部品は急速に高性能化され、これに
伴ってそれらの部品が発生する熱への対策が不可欠とな
っている。高性能のCPUその他の発熱部品を搭載した
パーソナルコンピュータでは、例えば図8のように、基
板1に搭載された発熱部品2の上にフィン2aを介して
ファン2bを取り付けることにより、部品2から発生す
る熱を放熱している。
2の熱をフィン付のファン2bで放熱するのは、放熱効
果が大きく確実でもあるが、他方、ノイズの発生,消費
電力の増大やファンモータによる熱の発生という問題を
有する。また、フィン付ファンの代わりに発熱部品へ容
量の大きい放熱フィンを取り付けると、前述のような問
題はないが、機器全体の重量が増大するばかりでなく、
電子機器が大型になるので機器のポータブル性を著しく
低下させる。
善し、電子機器の大型化をまねくことなく、しかもノイ
ズの発生や電力消費を伴わない発熱部品の放熱構造を提
供することにある。
における発熱部品の放熱構造は、前述の目的を達成する
ため、それぞれ以下のように構成している。すなわち、
この発明による第1の放熱構造は、薄い板状の金属ベー
スの一部には、前記金属ベースよりも厚い金属プレート
が接触し又は接合した状態に取り付けられ、前記金属プ
レートの前記金属ベースと接触し又は接合している部分
以外の部分には、電子機器の発熱部品が直接又は熱伝導
性の層を介して接触し又は接合した状態に取り付けら
れ、前記金属ベースにはヒートパイプの一部分が接触し
又は接合した状態に取り付けられ、前記ヒートパイプの
他の部分の少なくとも一部は、前記金属ベースへ接触し
又は接合した状態で前記金属プレートへ近接,接触又は
接合されていることを特徴としている。
状の金属ベースの一方の面の一部には、当該金属ベース
よりも厚い金属プレートが所定の弾力で押し付けられた
状態に取り付けられ、前記金属プレートの前記金属ベー
スと接触している面の反対側の面には、基板に装着され
ている電子機器の発熱部品が直接又は熱伝導性の層を介
して所定の弾力で押し付けられた状態に取り付けられ、
前記金属ベースにはヒートパイプの一部分が接触し又は
接合した状態に取り付けられ、前記ヒートパイプの他の
部分の少なくとも一部は、前記金属ベースへ接触し又は
接合した状態で前記金属プレートの側部へ近接,接触若
しくは接合されていることを特徴としている。
ベースを電子機器のプラスチック製ケーシングの内壁面
へ取り付けて使用すると、発熱部品から発生した熱は金
属プレートによって拡散される。金属プレートによって
拡散された熱の一部は金属ベースへ伝達されてさらに拡
散され、電子機器のケーシングを通じて放熱される。他
方、金属プレートによって拡散された熱の他の一部は、
ヒートパイプを介して金属ベースへ伝達され、電子機器
のケーシングを通じて放熱される。
トは金属ベースよりも肉厚が厚いので、発熱部品の発熱
密度が高くても、熱抵抗を小さくした状態で熱拡散する
ことができる。逆に、薄い金属ベースは熱密度が低いの
で、金属プレートより厚みが薄くても熱抵抗は小さい。
は、肉厚の薄い金属ベースとそれよりも厚い金属プレー
ト、及びヒートパイプとの組み合わせによって、金属に
よる熱伝導とヒートパイプによる熱輸送とにより熱拡散
されるため、全体の厚みが薄くしかもより軽量で低熱抵
抗の放熱手段となる。
薄肉の金属ベースと厚肉の金属プレート、及び金属プレ
ートと発熱部品との相互は所定の弾力で押し付けられて
いるので、前述の第1の放熱構造の作用に加えて、それ
らの間の各接触部の熱抵抗はより小さくなり、かつ、発
熱部品に過度の強度的負荷がかかり難くなる。
属プレート及び金属ベースは、熱拡散の効率の面では肉
厚が厚いほど好ましいが、それらの肉厚をあまり大きく
すると薄型の電子機器が重くなる(同時に厚くなる)の
で、それらの肉厚は厚くとも、前記金属プレートについ
ては3mm以下,前記金属ベースについては1mm以下であ
るのが望ましい。電子機器のケーシングが薄肉の金属板
である場合には、当該ケーシングの一部が金属ベースを
兼ねるように構成することによって、一層のコンパクト
化及び軽量化を図ることができる。
く構成するため、あるいはヒートパイプと金属ベースと
の接触熱抵抗をより小さくするためには、前記ヒートパ
イプを偏平形状その他の断面形状に変形させた状態で金
属ベースへ取り付けることができる。また、薄型の電子
機器における発熱部品やその他の部品の実装密度から考
慮すると、前記ヒートパイプには例えば外形4mm以下の
ような細径のヒートパイプを使用するのが好ましい。
スと厚肉の金属プレート、及び金属プレートと発熱部品
との相互を所定の弾力で押し付けるには、例えば、前記
金属ベースを部分的に切り起こして弾性取付片を形成
し、この弾性取付片で前記金属プレートを金属ベースへ
押し付けるとともに、前記発熱部品を前記弾性取付片に
より前記金属ベースに押し付けるように構成するのが、
一層のコンパクト化及び軽量化を図る上で好ましい。
り付けるには、当該金属ベースと一体のパイプ保持片を
形成し、このパイプ保持片によって当該ヒートパイプを
少なくとも部分的につかんだ状態又は包んだ状態で保持
させるのが好ましい。このように構成することによっ
て、ヒートパイプと金属ベース間の熱抵抗を一層小さく
することができる。前記ヒートパイプの他の一部を、前
記金属ベースへ接触し又は接合した状態で前記金属プレ
ートへ近接又は接触状態に取り付けることによって、放
熱性能が向上する。その取付方法としては、前記弾性取
付片によりヒートパイプを保持させるように取り付ける
のが、機器のコンパクト化の点で好ましい。
よる放熱構造の好ましい実施例を説明する。図1はこの
発明による実施例の放熱構造の発熱部品を省略した状態
の部分分解斜視図、図2は図1の放熱構造の部分断面
図、図3は図1の矢印A−Aに沿う部分拡大断面図、図
4はこの発明による放熱構造の他の実施例を示す部分断
面図、図5はさらに他の実施例の放熱構造の発熱部品を
省略した状態の部分斜視図、図6は図5の放熱構造の部
分断面図、図7は金属ベースとヒートパイプとの結合状
態の変形例を示す部分斜視図である。
り、このケーシング6の内壁面には厚み0.5mm程度の
薄い板状の金属ベース5が接着その他の適当な手段によ
り取り付けられている。この実施例の金属ベース5は、
アルミニウム合金製であり、150×180mmの長方形
である。
は、厚み2mmの金属プレート3が接触する状態に固定さ
れており、この金属プレート3の長辺側の一側部には、
ヒートパイプ4(作動液:水、コンテナ材:内面グルー
ブ付銅パイプ、外径:3mm、内径:2.4mm、全長:2
50mm)の一部が接触した状態で取り付けられている。
ヒートパイプ4の前記一部は、前述のように金属プレー
ト3に接触し、かつ、金属ベース5の一部にも接触して
いる。この実施例の金属プレート3は、アルミニウム合
金製であり、50×90mmの長方形である。
装着されたCPUからなる発熱部品2を直接又は熱伝導
性のラバ−(図示しない)からなる層を介して接触する
状態に取り付けている。前記ヒートパイプ4の他の一部
は、金属ベース5に対して、金属プレート3の近傍に位
置し、かつ金属ベース5の中央より外周方向へ離れて位
置するように固定されている。なお、図1のように、発
熱部品が取り付けられる金属プレート3を金属ベース5
の中央部分でなく外周寄り位置に配置した場合には、前
記ヒートパイプ4を、図示のように金属ベース5の外周
方向側に位置する金属プレート3の側部へ配置すると、
逆方向の側部へ配置した場合に比べ放熱性能はより向上
する。
のように、金属ベース5を部分的に切り起こすことによ
り、当該金属ベース5へほぼU字状又はS字状に曲げた
対の弾性取付片50,51が所定の間隔を置いて相対す
る状態に形成されている。この弾性取付片50,51は
前述のようにほぼU字状又はS字状に曲げられているこ
とにより、所定の弾性が付与されている。前記金属プレ
ート3は、弾性取付片50,51の相対する入口部分へ
押し込むことにより、当該取付片50,51の弾性によ
って金属ベース5へ押し付けられた状態に取り付けられ
ている。前記発熱部品2は、前記基板1を前記弾性取付
片50,51の先端部を逆方向に延ばした水平部52,
53へねじ10(図1)で固定され、取付片50,51
の弾力により前記金属プレート3へ押し付けられた状態
になっている。また前記ヒートパイプ4の一部は、金属
プレート3の肉厚とほぼ同様に短軸が2mmになるように
偏平に加工した後、一方の弾性取付片51のU字状内部
へ金属プレート3の側部と接するように挿入してある。
位置には、当該金属ベース5を部分的に切り起こした逆
向きで複数のパイプ保持片54,55を交互に形成して
おり、前記ヒートパイプ4の他の一部は、各パイプ保持
片54,55を下向きの溝状に加工するのと同時に偏平
(短軸:1.5mm)に加工することにより、前記各パイ
プ保持片54,55によって部分的につかんだ状態で保
持させている。なお、ヒートパイプ4の他の一部は、前
述のように偏平に加工するのに代えて、他の断面形状に
なるように変形させてもよい。ヒートパイプ4の他の一
部は、前述のようにパイプ保持片54,55とともに変
形加工することにより、ヒートパイプ4の当該部分の短
軸長さと保持片54又は55の肉厚とを加えた厚みは、
ほぼ2mmになっている。
ように、金属プレート3の長辺30の長さL1と、弾性
取付片50,51の幅W1はそれぞれ同じに設定してあ
る。
熱部品2で発生した熱は、その大半が金属プレート3へ
伝達され拡散される。金属プレート3によって拡散され
た熱の一部は直接金属ベース5へ伝達されるとともに、
他の一部はヒートパイプ4を介して金属ベース5へ伝達
される。また、発熱部品2で発生した熱の僅かな一部
は、基板1及び弾性取付片50,51を介して金属ベー
ス5へ伝達される。金属ベース5へ伝達された熱はさら
に拡散され、電子機器のケーシング6を通じて放熱され
る。したがって、ノイズの発生やエネルギー(電力)の
消費を伴わないで放熱が行われる。
属ベース1よりも肉厚が厚いので、発熱部品2の発熱密
度が高くても、熱抵抗を小さくした状態で熱拡散するこ
とができる。金属ベース5はヒートパイプ4が取り付け
てあり、かつ面積も大きいので熱密度は低く、厚さを薄
くしても熱抵抗を小さくすることができ、したがって、
高性能でより小型で軽量な放熱構造が構成される。
において、基板1に装着された発熱部品2を直接前記サ
イズの金属ベース5へ接触させた状態で取り付けた場合
と、この実施例のように前記サイズの金属ベース5へ前
記金属プレート3を介して発熱部品2を取り付け、さら
にヒートパイプ4を取り付けた場合とについて放熱実験
を行ったが、前者における発熱部品は後者における発熱
部品よりもほぼ10℃程度温度が上昇した。
レート3、及び金属プレート3と発熱部品2とは、相互
に所定の弾力で押し付けられているので、それらの間の
各接触部の熱抵抗はより低くなり、それらの部品間の熱
伝達はより一層効率的になるとともに、発熱部品に強度
的に過度の負荷がかかり難い。また、前述のように発熱
部品2と金属プレート3、金属プレートと金属ベース5
をそれぞれ所定の弾性で押し付けるように構成したの
で、各種発熱部品2の厚みの差に対応して同じ放熱構造
を実施することができる。
属プレート3及びヒートパイプ4を使用し、それぞれ同
じ発熱部品(CPU)を使用して、発熱部品2を金属テ
ープ(図示しない)によって金属プレート3へ接触する
ように固定するとともに、金属プレート3を金属テープ
によって金属ベース5へ固定した放熱構造と、前述の実
施例の放熱構造とについて放熱実験を行ったところ、前
者の放熱構造では発熱部品の上昇温度はほぼ10℃のバ
ラツキであったが、後者の放熱構造ではほぼ3℃のバラ
ツキに止まった。
プ4は金属プレート3の側部に接触する状態に取り付け
られており、金属ベース5,ヒートパイプ4,金属プレ
ート3を加えた厚みは、僅かに2.5mmであるので、ノ
ートブック型パーソナルコンピュータのような薄型電子
機器のポータブル性を損なわないで実施することができ
る。さらに、ヒートパイプ4の他の一部は、前述のよう
にパイプ保持片54,55とともに変形すべく加工する
ことにより、この部分の熱抵抗をより小さくすることが
できるとともに、ヒートパイプ4の当該部分とパイプ保
持片54,55の肉厚とを加えた厚みを2mm程度にする
ことができたことにより、他の部品の実装の際の邪魔に
ならず、かつ電子機器の厚みを増大させない.
属プレート3及びヒートパイプ4を使用し、それぞれ同
じ発熱部品(CPU)を使用して、ヒートパイプ4を潰
さずに金属テープで金属ベース5へ固定した放熱構造
と、前記実施例のようにパイプ保持片54,55で保持
させた状態でヒートパイプ4を潰した放熱構造とについ
て放熱実験を行ったところ、後者では前者よりも発熱部
品2の温度を3℃程度低下させることができた。
にして、放熱手段を全く使用しない場合と、前記実施例
の放熱構造を採用した場合とについて、発熱部品の温度
の差異を調べたが、前者は発熱部品の温度が65℃に上
昇したのに対して、後者は37℃まで上昇したのに止ま
った。例えば、従来ノートブックタイプのパソコンにお
いて、CPUの発熱量は2.5〜3.0W程度が限界で
あるので、前記実施例の放熱構造を採用することによ
り、従来の2倍以上発熱するCPUの採用が可能にな
る。
る場合には、ヒートパイプ4が金属プレート3の長辺3
0へ沿うように構成するのが好ましく、また、U字状の
弾性取付片50,51の幅W1は前述の実施例のように
長辺30の長さL1と同じか、あるいはL1よりも大き
く設定するのが好ましい。
グ6が薄い金属板で構成されている場合には、このケー
シング6の一部を金属ベース5と共用させることができ
る。この点は、後述の他の実施例の場合にも同じであ
る。
5に形成したパイプ保持片54,55の下面へヒートパ
イプ4を保持させるように構成したが、このような構成
に代えて、例えば図7のように、パイプ保持片54,5
5の上面へヒートパイプ4を保持させるように構成して
も実施することができる。このような構成における効果
は、前記実施例の場合とほぼ同様である。
へ金属プレート3を取り付けているが、このような構成
に代えて、例えば図5及び図6のように、金属ベース5
を部分的に切り起こして鍔状の取付片56,57を形成
し、これらの取付片56,57の下面へ金属プレート3
をねじ58によって取り付けても実施することができ
る。この実施例では、ヒートパイプ4の一部は、長方形
の金属プレート3の側部へその一方の長辺へ沿う状態で
前記取付片57によって金属プレート3の上面へ押し付
けられている。またこの実施例では、ヒートパイプ4の
他の一部は、金属ベース5の一部へ一体に形成されたパ
イプ保持片59により、ほぼ全体を包んだ状態で保持さ
れており、パイプ保持片59とヒートパイプ4とは両者
が密着するように同時に図示の状態に加工している。
ば、金属プレートは金属ベースよりも肉厚が厚いので、
発熱部品の発熱密度が高くても、熱抵抗を小さくした状
態でバラツキが少ない状態で熱拡散され、金属ベースと
ヒートパイプとを通じてより効率的に放熱することがで
きる。したがって、薄型電子機器の厚みを増大させない
で採用することができるとともに、ノイズ発生のおそれ
もない。
前述の第1の放熱構造の効果のほかに、薄肉の金属ベー
スと厚肉の金属プレート、及び金属プレートと発熱部品
との相互は所定の弾力で押し付けられているので、それ
らの間の各接触部の熱抵抗はより低くなり、かつ、発熱
部品に強度的に過度の負荷がかかり難い。
省略した状態の部分分解斜視図である。
る。
分断面図である。
部分斜視図である。
例を示す部分斜視図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 薄い板状の金属ベースの一部には、前記
金属ベースよりも厚い金属プレートが接触し又は接合し
た状態に取り付けられ、 前記金属プレートの前記金属ベースと接触し又は接合し
ている部分以外の部分には、電子機器の発熱部品が直接
又は熱伝導性の層を介して接触し又は接合した状態に取
り付けられ、 前記金属ベースにはヒートパイプの一部分が接触し又は
接合した状態に取り付けられ、 前記ヒートパイプの他の部分の少なくとも一部は、前記
金属ベースへ接触し又は接合した状態で前記金属プレー
トへ近接,接触又は接合されていることを特徴とする、 電子機器における発熱部品の放熱構造。 - 【請求項2】 薄い板状の金属ベースの一方の面の一部
には、当該金属ベースよりも厚い金属プレートが所定の
弾力で押し付けられた状態に取り付けられ、 前記金属プレートの前記金属ベースと接触している面の
反対側の面には、基板に装着されている電子機器の発熱
部品が直接又は熱伝導性の層を介して所定の弾力で押し
付けられた状態に取り付けられ、 前記金属ベースにはヒートパイプの一部分が接触し又は
接合した状態に取り付けられ、 前記ヒートパイプの他の部分の少なくとも一部は、前記
金属ベースへ接触し又は接合した状態で前記金属プレー
トの側部へ近接,接触又は接合されていることを特徴と
する、 電子機器における発熱部品の放熱構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19318094A JP2807415B2 (ja) | 1994-08-17 | 1994-08-17 | 電子機器における発熱部品の放熱構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19318094A JP2807415B2 (ja) | 1994-08-17 | 1994-08-17 | 電子機器における発熱部品の放熱構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0855942A JPH0855942A (ja) | 1996-02-27 |
JP2807415B2 true JP2807415B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=16303640
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19318094A Expired - Lifetime JP2807415B2 (ja) | 1994-08-17 | 1994-08-17 | 電子機器における発熱部品の放熱構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2807415B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5019618B2 (ja) * | 2008-03-27 | 2012-09-05 | 古河電気工業株式会社 | ヒートシンク |
JP5255334B2 (ja) * | 2008-06-17 | 2013-08-07 | 古河電気工業株式会社 | ヒートパイプの固定方法およびヒートパイプ保持構造体 |
JP5392552B2 (ja) * | 2009-06-22 | 2014-01-22 | ダイキン工業株式会社 | 冷媒配管の取付構造 |
-
1994
- 1994-08-17 JP JP19318094A patent/JP2807415B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0855942A (ja) | 1996-02-27 |
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