JP3814818B2 - Fan unit with heat sink - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、受熱部の構造を改良したヒートシンク付ファン装置に関し、例えばパソコンのMPU(マイクロプロセッサーユニット)の冷却などに利用されるものである。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、パソコンに用いられるMPUは、高発熱をし、冷却が不可欠である。この冷却においては、例えばMPUからの熱をプレートにより受熱するとともに放熱部に伝達し、この放熱部をファンで冷却するようにしている。また、熱輸送にヒートパイプを用いたものもある。しかしながら、従来のこの種のヒートシンク付ファン装置では、MPUからの受熱が理想的でなく、冷却性能の向上が望まれていた。
【0003】
すなわち、一般的な熱伝導材料で形成された受熱部では、受熱抵抗が大きく、熱交換器である放熱部およびファンまで熱が十分に伝達されない欠点があった。例えば、ヒートシンクである放熱部を含めたプレートは、軽量化のためにアルミニウム等をベースとして形成するが、アルミニウムは熱容量が小さいため、受熱抵抗が大きくなる。
【0004】
また、ヒートパイプを用いた場合、前述のように受熱抵抗が大きいと、ヒートパイプの受熱温度が低く、ヒートパイプが十分に熱輸送動作を行えず、熱輸送能力も低下する。
【0005】
本発明は、このような問題点を解決しようとするもので、冷却性能に優れたヒートシンク付ファン装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明のヒートシンク付ファン装置では、発熱体からの熱を受ける受熱部と、この受熱部から熱輸送するプレートと、このプレートに熱接続された放熱部と、この放熱部へ送風するファンとを備え、前記放熱部を含めた前記プレートをヒートシンクとしたヒートシンク付ファン装置において、内部に風路を形成するカバーを前記プレート上に固定し、前記カバー内に前記ファンが設けられていると共に、前記受熱部とプレートとを異種材料で形成している。このように、受熱部とプレートとを異種材料で形成することにより、重量などの点でプレートの材料に制約があっても、受熱部にプレートよりも優れた熱伝導性を有する材料を採用することが可能になる。これにより、MPUなどの発熱体との間の受熱抵抗を小さくすることができて、プレートの熱輸送量が増大し、冷却性能が向上する。
【0007】
さらに、請求項2の発明のヒートシンク付ファン装置では、プレートと兼ね合わせてヒートパイプで熱輸送を行うことにより、熱輸送量がさらに増大し、冷却性能がいっそう向上する。
【0008】
さらに、請求項3の発明のヒートシンク付ファン装置では、ヒートパイプにより発熱体から直接受熱することにより、ヒートパイプの受熱温度が上がり、したがって、ヒートパイプの熱輸送能力を確実に発揮させることができ、ヒートシンク付ファン装置自体の冷却性能もよりいっそう向上する。
【0009】
【発明の実施形態】
以下、本発明のヒートシンク付ファン装置の第1実施例について図1および図2を参照しながら説明する。1はプリント配線基板、2はこのプリント配線基板1に取り付けられた発熱体としてのMPUである。このMPU2がヒートシンク付ファン装置により冷却されるものである。
【0010】
このヒートシンク付ファン装置は、熱伝導性に優れた材料により形成されたプレート11に、このプレート11よりもさらに熱伝導性に優れた材料により形成された受熱部12を具備している。これらプレート11と受熱部12とは接触などの手段により互いに熱接続されているが、この熱接続には熱伝導性グリスなどを介在させてもよい。前記プレート11と受熱部12とは異種材料からなるが、プレート11の材料は例えばアルミニウムであり、受熱部12の材料は例えば銅である。プレート11や受熱部12の材料としては、アルミニウムや銅の他にも銀、金、マグネシウムなどを用いることもできる。そして、受熱部12に、前記MPU2が熱接続されるものである。
【0011】
また、前記プレート11上において受熱部12と反対側の部分には、内部に風路13を形成するカバー14が固定されている。このカバー14の上面部つまりプレート11と反対側の面には吸気口15が形成されており、カバー14における受熱部12と反対側の側面部には排気口16が開口形成されている。また、カバー14内においてヒートシンクをなすプレート11上には、このプレート11に熱接続された放熱部をなす複数のフィン17が形成されている。さらに、カバー14内には、前記吸気口15に対向させてモータ付のファン18が設けられている。このファン18は、モータにより回転駆動されて前記吸気口15からカバー14内の風路13に吸い込まれフィン17を通って排気口16からカバー14外へ排出される気流Aを生じさせるものである。
【0012】
つぎに、前記の構成についてその作用を説明する。MPU2で発生した熱は受熱部12により受熱されてプレート11に伝わり、このプレート11を介して熱輸送され、フィン17に運ばれる。そして、これらフィン17はファン18からの送風により冷却される。これにより、MPU2が冷却される。
【0013】
前記実施例の構成によれば、プレート11がアルミニウムからなるので、このプレート11を軽量化できる。アルミニウムは比較的熱容量が小さいが、MPU2からの熱を受ける受熱部12をプレート11の材料であるアルミニウムよりも熱伝導性に優れた銅などの材料により形成したので、MPU2との間の受熱抵抗を小さくすることができて、プレート11の熱輸送量が増大し、冷却性能が向上する。
【0014】
つぎに、本発明のヒートシンク付ファン装置の第2実施例について図3および図4を参照しながら説明する。なお、前記第1実施例と対応する部分には同一符号を付してその説明を省略する。本第2実施例は、プレート11の下面に、受熱部12の下方位置からフィン17の下方位置まで延びる熱輸送部材としてのヒートパイプ21を熱接続して設けたものである。受熱部12はプレート11に形成された通孔22に一部を貫通させてあり、これにより、ヒートパイプ21に直接接触させて熱接続してある。
【0015】
このヒートパイプ21は、銅などからなるパイプ体内に微少量の作動液(純水)を注入するとともに、銅からなるウィックを設けたものである。そして、ヒートパイプ21の一端(蒸発部)に熱が加えられると、作動液が蒸発してヒートパイプ21の他端(凝縮部)に音速で移動し、この凝縮部で冷却される。この冷却により液化した作動液はウィックの毛細管力により蒸発部へ還流する。これにより、速やかな熱輸送が可能である。本実施例の場合、ヒートパイプ21の受熱部12側が蒸発部になり、フィン17側が凝縮部になる。
【0016】
したがって、MPU2で発生した熱は受熱部12により受熱された後、プレート11に加えてヒートパイプ21により、放熱部であるフィン17へ熱輸送される。これにより、熱輸送量がより増大し、冷却性能がより向上する。
【0017】
つぎに、本発明のヒートシンク付ファン装置の第3実施例について図5を参照しながら説明する。なお、前記第2実施例と対応する部分には同一符号を付してその説明を省略する。本第3実施例は、前記第2実施例において、ヒートパイプ21をプレート11に形成した通孔23に貫通して、ヒートパイプ21の一端側をプレート11上の受熱部12として露出させ、受熱部12として兼用したものである。
【0018】
このようにMPU2で発生した熱をヒートパイプ21により直接受熱することにより、このヒートパイプ21の蒸発部における受熱温度が上がるので、ヒートパイプ21内の作動液が確実に蒸発し、ヒートパイプ21の熱輸送能力を確実に発揮させることができ、ヒートパイプ21の熱輸送能力が向上する。したがって、ヒートシンク付ファン装置自体の冷却性能もよりいっそう向上する。
【0019】
なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、前記実施例では、排気口16からの送風方向を受熱部12と反対側にしたが、図6に示す第4実施例のように、フィン17および排気口16からの送風方向を受熱部12側に配置してもよい。さらに、前記実施例では、発熱体がMPU2の場合を例に採って説明したが、本発明は、MPU以外の発熱体の冷却にも利用できる。
【0020】
【発明の効果】
請求項1の発明のヒートシンク付ファン装置によれば、発熱体との間の受熱抵抗を小さくすることが可能になり、冷却性能を向上できる。
【0021】
さらに、請求項2の発明のヒートシンク付ファン装置によれば、冷却性能をより向上できる。
【0022】
さらに、請求項3の発明のヒートシンク付ファン装置によれば、ヒートパイプの熱輸送能力を向上でき、冷却性能をよりいっそう向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のヒートシンク付ファン装置の第1実施例を示す断面図である。
【図2】 同上外観斜視図である。
【図3】 本発明のヒートシンク付ファン装置の第2実施例を示す断面図である。
【図4】 同上受熱部付近の断面図である。
【図5】 本発明のヒートシンク付ファン装置の第3実施例を示す断面図である。
【図6】 本発明のヒートシンク付ファン装置の第4実施例を示す斜視図である。
【符号の説明】
2 MPU(発熱体)
11 プレート
12 受熱部
14 カバー
17 フィン(放熱部)
18 ファン
21 ヒートパイプ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fan device with a heat sink having an improved structure of a heat receiving portion, and is used, for example, for cooling an MPU (microprocessor unit) of a personal computer.
[0002]
[Problems to be solved by the invention]
For example, an MPU used in a personal computer generates high heat and must be cooled. In this cooling, for example, heat from the MPU is received by the plate and transmitted to the heat radiating portion, and the heat radiating portion is cooled by a fan. Some use heat pipes for heat transport. However, in this type of conventional fan device with a heat sink, heat reception from the MPU is not ideal, and an improvement in cooling performance has been desired.
[0003]
That is, the heat receiving part formed of a general heat conductive material has a drawback that heat receiving resistance is large and heat is not sufficiently transmitted to the heat radiating part and the fan, which are heat exchangers. For example, a plate including a heat radiating portion that is a heat sink is formed using aluminum or the like as a base for weight reduction. However, since aluminum has a small heat capacity, heat receiving resistance increases.
[0004]
Further, when the heat pipe is used, if the heat receiving resistance is large as described above, the heat receiving temperature of the heat pipe is low, the heat pipe cannot perform a sufficient heat transport operation, and the heat transport capability is also lowered.
[0005]
The present invention is intended to solve such problems, and an object thereof is to provide a fan device with a heat sink having excellent cooling performance.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the fan device with a heat sink according to the first aspect of the present invention, a heat receiving portion that receives heat from the heating element , a plate that transports heat from the heat receiving portion, a heat radiating portion that is thermally connected to the plate, and air is sent to the heat radiating portion. In a fan device with a heat sink comprising a fan and a heat sink using the plate including the heat radiating portion as a heat sink, a cover that forms an air passage is fixed on the plate, and the fan is provided in the cover At the same time, the heat receiving portion and the plate are formed of different materials. In this way, by forming the heat receiving portion and the plate with different materials, a material having thermal conductivity superior to that of the plate is adopted for the heat receiving portion even if the material of the plate is limited in terms of weight or the like. It becomes possible. Thereby, the heat receiving resistance between the heating elements such as the MPU can be reduced, the heat transport amount of the plate is increased, and the cooling performance is improved.
[0007]
Furthermore, in the fan device with a heat sink according to the second aspect of the present invention, the heat transport amount is further increased and the cooling performance is further improved by carrying out heat transport with the heat pipe in combination with the plate.
[0008]
Furthermore, in the fan device with a heat sink according to the third aspect of the present invention, the heat receiving temperature of the heat pipe is increased by receiving heat directly from the heating element by the heat pipe, and therefore, the heat transport capability of the heat pipe can be reliably exhibited. Moreover, the cooling performance of the fan device with a heat sink itself is further improved.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of a fan device with a heat sink according to the present invention will be described with reference to FIGS. Reference numeral 1 denotes a printed wiring board, and 2 denotes an MPU as a heating element attached to the printed wiring board 1. The MPU 2 is cooled by a fan device with a heat sink.
[0010]
This fan device with a heat sink includes a
[0011]
Further, a
[0012]
Next, the operation of the above configuration will be described. The heat generated in the
[0013]
According to the configuration of the embodiment, since the
[0014]
Next, a second embodiment of the fan device with a heat sink according to the present invention will be described with reference to FIGS. Note that portions corresponding to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In the second embodiment, a
[0015]
The
[0016]
Therefore, after the heat generated by the
[0017]
Next, a third embodiment of the fan device with a heat sink according to the present invention will be described with reference to FIG. Note that portions corresponding to those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In the third embodiment, in the second embodiment, the
[0018]
By directly receiving the heat generated in the
[0019]
In addition, this invention is not limited to the said Example, Various deformation | transformation implementation is possible. For example, in the above-described embodiment, the air blowing direction from the
[0020]
【The invention's effect】
According to the fan device with a heat sink of the first aspect of the present invention, it is possible to reduce the heat receiving resistance between the heat generating element and the cooling performance.
[0021]
Furthermore, according to the fan device with a heat sink of the invention of
[0022]
Furthermore, according to the fan device with a heat sink of claim 3, the heat transport capability of the heat pipe can be improved, and the cooling performance can be further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a fan device with a heat sink according to the present invention.
FIG. 2 is an external perspective view of the same.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the fan device with a heat sink of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the vicinity of the heat receiving portion.
FIG. 5 is a sectional view showing a third embodiment of the fan device with a heat sink according to the present invention.
FIG. 6 is a perspective view showing a fourth embodiment of the fan device with a heat sink according to the present invention.
[Explanation of symbols]
2 MPU (heating element)
11 plates
12 Heat receiving part
14 cover
17 Fin (heat dissipation part)
18 fans
21 Heat pipe
Claims (3)
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