JP3125120U

JP3125120U - 発熱部材用ヒートシンク装置

Info

Publication number: JP3125120U
Application number: JP2006005124U
Authority: JP
Inventors: 陳朝泉
Original assignee: 陳朝泉
Priority date: 2006-06-28
Filing date: 2006-06-28
Publication date: 2006-09-07
Anticipated expiration: 2016-06-28

Abstract

【課題】Ｌ字形剛性ヒートパイプを利用し、一端を放熱片に連結してヒートシンク端とし、他端は角度を選択して固定する方式で入熱部に固定し、ヒートパイプを介して入熱部が発生する熱を放熱片へ導き、ヒートパイプと入熱部間が角度調整可能であるため、ヒートパイプの他端の角度を変えて放熱片を選択的に立体的空間に位置させ、円滑に熱気を排出できる、発熱部材のヒートシンク装置の提供。
【解決手段】吸熱端及びヒートシンク端を備え、前記吸熱端が前記発熱部材の発熱端に作用し、前記ヒートシンク装置がさらにL字形剛性ヒートパイプと入熱部及び挟持板を含み、前記ヒートパイプの一端は放熱端であり、放熱片に結合されてヒートシンク端を形成し、他端が裸管状の帯熱端であり、前記入熱部と前記挟持板は固定部品により相互に対面して前記帯熱端を挟持し前記吸熱端を成すことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本考案は発熱部材用ヒートシンク装置に関し、詳細には、電子回路において応用され、熱を発生する電子部品の廃熱を適切な位置へ誘導して放出する、角度調整が可能なヒートシンク装置に関する。

電子回路に設置された廃熱を発生する部品は、電気特性に影響しないよう効果的に放熱を行う必要があり、特に、高密度で動作する中央処理装置などは、動作時に高温を発生するため効果的に放出する必要がある。従来の電子発熱部材の放熱方法は、その発熱面に設置された熱伝導機能を持つ金属材料で製作した放熱片を経由し、さらに放熱ファンでこの放熱片が誘導する熱を強制的に放出させるものであるが、その放出された廃熱が同様にコンピュータ筐体内部に滞留し、ファンの軸流線が筐体の放熱孔に対面または近接していなければ、はっきりとした対流背圧を発生することができない。

新しいものでは、空間及び効率設計の必要のため、ヒートパイプを介してヒートシンク端を放熱しやすい位置へと接続して効果的に熱を筐体外へ排出し、方向性のある放熱経路を形成したものがあるが、一般的にヒートパイプにはＵ字形ヒートパイプが利用され、一端が平行に入熱部に接続され、他端が平行に放熱片に接続され、Ｕ字形ヒートパイプに三次元の固定方式を形成し入熱部と放熱片に接続され、且つ、入熱部とヒートパイプの間は溶接で固定されるため、放熱片の立体的位置を変えることはできず、一つの型の設計に使用できるのみであり、特定の筐体とは別のものに使用すると、廃熱が筐体内部に滞留してしまう。

本考案の第一の目的は、特にＬ字形剛性ヒートパイプを利用し、一端を放熱片に連結してヒートシンク端を形成し、他端は角度を選択して固定する方式で入熱部に固定し、ヒートパイプを介して入熱部が発生する熱を放熱片へ導き、ヒートパイプと入熱部の間が角度調整可能であるため、ヒートパイプの他端の角度を変えて放熱片を選択的に立体的空間に位置させ、円滑に熱気を排出することができる、発熱部材のヒートシンク装置を提供することにある。

本考案の第二の目的は、前記入熱部に相対して設けられた挟持板の突出部を利用してヒートパイプの帯熱端を挟持し、そのうち、挟持板または入熱部の上面内部に複数の平行な突出部または窪み部を形成し、それらのうちいずれかを選択してヒートパイプを設置したり、同時に2本以上のヒートパイプを接続したりすることができる、発熱部材のヒートシンク装置を提供することにある。

本考案の第三の目的は、前記挟持板または入熱部に複数の突出部または窪み部を設け、そのうち少なくとも２本を十字に交差させた、発熱部材のヒートシンク装置を提供することにある。

本考案の第四の目的は、前記挟持板に内側へ向かって突出し配列された複数の突起点を設け、この突起点の間隔を利用して位置決め部を形成し、ヒートパイプの帯熱端を選択的に設置することができる、発熱部材のヒートシンク装置を提供することにある。

本考案の第五の目的は、入熱部と相対して圧接される挟持板を固定部品で挟んで固定し、この固定部品はC字形の弾性接合部材を利用して迅速に固定することができ、且つ、その弾性を利用し挟み込む圧力の変化に対応することができる、発熱部材のヒートシンク装置を提供することにある。

本考案のヒートシンク装置は、吸熱端及びヒートシンク端を備え、前記吸熱端が前記発熱部材の発熱端に作用し、前記ヒートシンク装置がさらにL字形剛性ヒートパイプと入熱部及び挟持板を含み、前記ヒートパイプの一端は放熱端であり、放熱片に結合されてヒートシンク端を形成し、他端が裸管状の帯熱端であり、前記入熱部と前記挟持板は固定部品により相互に対面して前記帯熱端を挟持し前記吸熱端を成すことを特徴とする。

本考案はまず図１の本考案の基礎構造立体図に示すように、主に、L字形剛性ヒートパイプ３の入熱部２に連結される一端を吸熱端１２とし、他端は放熱片４に連結されヒートシンク端１１を形成し、全体を組み立ててヒートシンク装置１が校正される。入熱部２は底面が発熱部材１０の発熱端１００に作用し、ヒートパイプ３を介して発熱部材１０の熱を放熱片４へ伝達し、放熱作用を形成する。

放熱片４は複数枚を重ね、面の中央にヒートパイプ３に設けた放熱端３２が連結され、且つ、放熱端３２の熱を効果的に放熱片４から導出することができる。放熱片４は複数が上下に間隔をあけて組み立てられ、少なくとも１つの側面をほぼ平らに揃えて導流側面４１とし、この平らな状態の導流側面４１に導流装置５を設置し、この導流装置５を利用して気流を駆動し方向性のある放熱を形成する。放熱片４の組み立て後さらに多面の平らな導流側面４１、４１Ａ、４１Ｂを形成することができ、これら多面の導流側面４１、４１Ａ、４１Ｂにより、導流装置５を筐体外側へ向けた角度に選択的に設置し、方向性のある放熱導流を形成することができる。

ヒートパイプ３の入熱部２との結合においては、入熱部２の対面に挟持板２１が結合され、この挟持板２１は穿通孔２３を備え、固定部品６により螺合される。固定部品６をネジ６１とした場合、穿通孔２３に穿通して入熱部２に螺合し、挟持板２１と入熱部２を固定する。そのうち、前記挟持板２１はヒートパイプ３の帯熱端３１に相対し、その軸方向に沿って突出部２２が設けられ、前記突出部２２内部には位置決め部２０が形成され、この位置決め部２０が帯熱端３１の棒体部分を跨いで設置され、帯熱端３１が位置決め部２０により包み込まれるため、固定部品６で挟持板２１を固定した後、位置決め部２０の内側表面が帯熱端３１の外周表面を押さえつけ、固定することができる。

ヒートシンク装置１は連結部材１３により回路板または機構のあらゆる支持位置に固定することができ、基本原則としては、入熱部２が効果的に発熱部材１０の廃熱を導引して利用可能な吸熱端１２を形成し、ヒートパイプ３を介してヒートシンク端１１から廃熱を放出する。

前述の導流装置５は気流を駆動できるあらゆる装置とすることができ、基本的にはファンモーターを採用することを最良の実施例とし、導流装置５と重ねられた放熱片４間の組み立ては、Ｌ字形接続部材８で結合するものとし、このL字形接続部材８は放熱片４に設けた通孔４０を選択して固定部材で固定することができる。

図２の本考案の挟持板を利用したヒートパイプの方向変換を示す立体図を示す。そのうち、ヒートパイプ３の帯熱端３１は固定部品６により挟持板２１と入熱部２の間に挟み込まれ、固定部品６を逆方向に操作して挟持板２１と入熱部２間の閉じ合わせを緩めれば、帯熱端３１が自由になるため、L字形ヒートパイプ３の垂直棒体を必要な角度にあわせ調整することができる。

図３にヒートパイプの方向変換の側面図を示す。そのうち、ヒートパイプ３の垂直棒体は、固定部品６の操作により挟持板２１と入熱部２の間を緩ませて帯熱端３１をその軸心線に基づき下方向に回転された状態にすることもできる。

図２、図３の説明から分かるように、本考案はL字形ヒートパイプ３と挟持板２１の保持関係を利用し、ヒートパイプ３の垂直棒体はあらゆる角度に向けて配置することができ、ヒートパイプ３の垂直棒体の末端は前述のヒートシンク端であるため、相対してヒートシンク端をあらゆる角度位置へ配置し、立体空間における位置を変化させることができる。

ヒートパイプ３はL字形であり、その湾曲部分の角度は９０度より大きくまたは小さくすることができ、それにより斜め方向のヒートパイプ３Ａ、３Ｂを形成することができる。この斜め方向の角度の違いを利用し、さまざまな電子装置筐体の異なる放熱口の角度に合わせて選択し使用することができ、基本的には入熱部２と挟持板２１及び帯熱端３１の規格は変わらず、ヒートパイプの材料を変えるだけでさまざまな角度の応用ができ、基本的にヒートパイプ３が可塑性材料である場合、その角度は直接手で操作して曲げることができるが、曲げる際にはその湾曲部の構造を破壊しないよう注意が必要である。

図４に本考案の入熱部と挟持板が帯熱端を保持する状態を示す立体斜視図を示す。そのうち、挟持板２１に設けた突出部２２内部には位置決め部２０が形成され、断面が円形の帯熱端３１を挟み込んだ後、内側表面と入熱部２の上表面の間に夾角間隙２００が形成され、この夾角間隙２００には熱伝導ペースト７を注入することができ、この熱伝導ペースト７の注入を利用して入熱部２の帯熱端３１に対する熱の伝達を助けることができる。

図５に本考案の挟持板に設けた突出部の別の実施例を示す。そのうち、挟持板２１に設けた突出部２２は断面の形状がV字形槽２２１を成し、このV字形槽２２１内の夾角とヒートパイプ３の帯熱端３１の円周が接し、固定部品６で入熱部２の相対する面に押し当てられ、V字形槽２２１の内側夾角により帯熱端３１の円周に２つの接点が形成され、且つ、入熱部２上表面が平面であるため、帯熱端３１と別の接点を形成し、これにより３点で帯熱端３１の断面位置を固定し、径方向の滑動を防ぐことができる。

図６に本考案の突出部のさらに別の実施例を示す。そのうち、挟持板２１に設けた突出部２２は弧形槽２２２として形成し、この弧形槽２２２の内周表面により大きな面積で帯熱端３１の外側表面に接触を形成して摩擦力を増加し、下側は同様に入熱部２の上表面が平面であるため、ネジで固定した後一点対面全体の押し当てと摩擦が形成され、より効果的に帯熱端３１の径方向への滑動を防ぐことができる。

さらに、図７に本考案の挟持板に平行な突出部を設けた実施例を示す。この挟持板２１の面上に平行に２本の突出部２２を設け、この２本の突出部２２に２本のヒートパイプ３を同時に連結するか、どちらかを選択して１本のヒートパイプを片側に連結し設置することができる。

図８に本考案の挟持板に複数本の平行な突出部を設けた実施例を示す。そのうち、挟持板２１の面上に平行に３本またはそれ以上の突出部２２を設け、これら複数の突出部２２それぞれに１本のヒートパイプ３を連結して設置することができ、片側寄りのいずれかを選択して設置するか、１本で中央の突出部２２を使用するか、或いは同時に複数本の相対する数のヒートパイプ３を利用してより大きな放熱エネルギーを累積することができる。

図９に本考案の突出部を十字に交差させて設けた実施例の上面図を示す。そのうち、挟持板２１の面上に十字形に交差させた突出部２２を設け、垂直または水平の突出部２２に１本のヒートパイプを垂直または水平方向の位置に設置することができる。

図１０に本考案の挟持板に「井」の字形に突出部を交差させて設けた実施例の上面図を示す。そのうち、挟持板２１の面上に「井」の字形に排列し交差させた複数の平行な突出部２２を設け、図７と同じ機能を形成し、適切な側を選択してヒートパイプを連結するか、複数の位置に設置することができる。

図１１に本考案の挟持板の別の実施例を示す。そのうち、前記挟持板２１の入熱部２に相対する内側表面に穿通孔２３のほか、格子状に排列された複数の突起点２２０が設けられ、これら突起点２２０間の間隔で位置決め部２０を形成し、前述のヒートパイプを選択した位置に設置し、設置後挟持板２１と入熱部２で挟み込みを形成し、これら間隔が相対している突起点２２０が位置決め部２０を形成して線的な固定を達成する。そのうち、この位置決め部２０は、突起点２２０が有効に排列されていることを条件として、その軸心線が斜め方向の位置決め部２０Ａとすることもできる。

図１２に本考案の固定部品に乾式の接合部材方式を用いる場合の側面図を示す。そのうち、挟持板２１は突出部２２を介してヒートパイプ３が連結され、入熱部２の側面方向に嵌入槽２４が設けられ、Ｃ字形接合部材６２の一端を前記嵌入槽２４に挿入し、他端を挟持板２１の表面に留めて、接合部材による方式で挟持板２１と入熱部２を固定することができる。

前記Ｃ字形接合部材６２は弾性体とすることができ、その弾性的エネルギーを利用して相対的に挟持板２１と入熱部２の相対間隙の大小の変化を吸収し、特に、構造部品が膨張したり冷却されたりする過程において、このＣ字形接合部材６２の弾性を利用してその膨張の位置移動量を吸収することができ、効果的にヒートパイプ３を固定することができる。

図１３に入熱部に位置決めの窪み部を設けた場合の立体図を示す。そのうち、挟持板２１は位置決め部２０が設けられ入熱部２の上表面に対面してヒートパイプ３の帯熱端３１を挟み込むが、相対する入熱部2の上表面にさらに陥没した形状の窪み部２５が対応して開設され、この窪み部２５に帯熱端３１が浅く埋め込まれる方式で位置決めされ、且つ、挟持板２１により挟み込まれた後、帯熱端３１が径方向に位置決めされ、この対応して開設された窪み部２５により、より大きな径方向の摩擦力が得られる。

上述の窪み部２５は、挟持板２１と共にヒートパイプ３を保持するが、ヒートパイプ３の帯熱端３１外側表面が包み込まれたときに間隙が残るため、図４の実施方式と同様に熱伝導ペースト７を塗布することができる。

上述の窪み部２５の実施は、同様に図７から図１０、または図１１及び図１２等の異なる角度や数量の突出部２２に対応する位置に実施することができるが、原則的に入熱部２の機械強度の維持及び熱伝導効果を考慮し、入熱部２の上表面に同時に複数の窪み部２５を開設するのは好ましくなく、安全で良好な熱伝導効果を確保する。

本考案の基礎構造を示す立体斜視図である。本考案の挟持板を介したヒートパイプの方向転換を示す立体斜視図である。ヒートパイプの方向転換を示す側面図である。本考案の入熱部と挟持板が相対して帯熱端を保持した状態を示す立体斜視図である。本考案の挟持板に設けた突出部の実施例を示す正面図である。本考案の突出部のさらに別の実施例を示す正面図である。本考案の挟持板に２本の平行な突出部を設けた実施例を示す立体斜視図である。本考案の挟持板に複数の平行な突出部を設けた実施例を示す立体斜視図である。本考案の突出部を十字に交差させた実施例を示す上面図である。本考案の突出部を「井」の字形に交差させた実施例を示す上面図である。本考案の挟持板の別の実施例を示す立体斜視図である。本考案の固定部品に乾式の接合部材を使用した状態を示す側面図である。本考案の入熱部に位置決め用窪み部を設けた状態を示す立体図である。

符号の説明

１ヒートシンク装置
１０発熱部材
１００発熱端
１１ヒートシンク端
１２吸熱端
１３連結部材
２入熱部
２０位置決め部
２０A 斜め方向位置決め部
２００間隙
２１挟持板
２２突出部
２２１ V字形槽
２２２弧形槽
２３穿通孔
２４嵌入槽
２５窪み部
３、３Ａ、３Ｂヒートパイプ
３１帯熱端
３２放熱端
４放熱片
４０通孔
４１、４１Ａ、４１Ｂ導流側面
５導流装置
６固定部品
６１ネジ
６２Ｃ字形接合部材
７熱伝導ペースト
８接続部材

Claims

電子回路に応用され、発熱部材が発生する廃熱を放出することができ、適切な放熱角度に調整可能なヒートシンク装置であって、吸熱端及びヒートシンク端を備え、前記吸熱端が前記発熱部材の発熱端に作用し、前記ヒートシンク装置がさらにL字形剛性ヒートパイプと入熱部及び挟持板を含み、前記ヒートパイプの一端は放熱端であり、放熱片に結合されてヒートシンク端を形成し、他端が裸管状の帯熱端であり、前記入熱部と前記挟持板は固定部品により相互に対面して前記帯熱端を挟持し前記吸熱端を成す、ヒートシンク装置。
前記挟持板の帯熱端に相対する箇所に突出部を設け、その内部に位置決め部を形成した、請求項１に記載のヒートシンク装置。
前記入熱部上表面の対接面に窪み部を設けた、請求項１に記載のヒートシンク装置。
前記突出部を平行に２本以上設けた、請求項２に記載のヒートシンク装置。
前記突出部を十字に交差させて設けた、請求項２に記載のヒートシンク装置。
前記窪み部を平行に２本以上設けた、請求項３に記載のヒートシンク装置。
前記窪み部を十字に交差させて設けた、請求項３に記載のヒートシンク装置。
前記位置決め部が挟持板の入熱部に相対する表面に突起させて排列された複数の突起点の相互間で構成された、請求項２に記載のヒートシンク装置。
前記入熱部と挟持板が相対して前記ヒートパイプの帯熱端を挟持したときの間隙に熱伝導ペーストを注入可能である、請求項１に記載のヒートシンク装置。
前記挟持板と入熱部が同時に１本以上のヒートパイプを挟持可能である、請求項１に記載のヒートシンク装置。
前記ヒートシンク端に組み込まれた放熱片の少なくとも一側面を平坦に揃えて配置し、導流側面として用い導流装置を組み込んだ、請求項１に記載のヒートシンク装置。
前記固定部品が弾性接合部材である、請求項１に記載のヒートシンク装置。