JP3908439B2 - ファン一体型ヒートシンク - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファン一体型ヒートシンクに関し、特に高い冷却効率の得られるファン一体型ヒートシンクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体素子の高性能化に伴い消費電力が上がり、単位面積当たりの発熱量が非常に大きくなってきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ノート型パソコンや携帯用情報端末（例えばＮＥＣのモバイルギア等）などでは、益々小型化・薄型化が進み、冷却機構を入れるための実装スペースが小さくなっている。従って、従来の１つのファンを装備したファン一体型ヒートシンクでは、非常に発熱量の多い発熱体（ＣＰＵ等の半導体集積回路装置等）を冷却できないという事態になる虞がある
そこで本発明の課題は、高い冷却効率の得られるファン一体型ヒートシンクを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、前面から背面にかけて直方体をなし、内部ほぼ中央に放熱板を設けた中空本体と、この中空本体の一方の長方面において、前記前面と前記放熱板との間に形成された吸入口と、前記中空本体の前記一方の長方面と対向する他方の長方面において、前記背面と前記放熱板との間に形成された排出口と、前記吸入口に取り付けられ前記中空本体内に空気を吸い込む吸入側ファンと、前記排出口に取り付けられ前記中空本体内から空気を排出する排出側ファンを備えた構成としてある。
このようにすれば、例えば、図４に示すように、空気の流れは第１ファンにより吸入口から取り込まれ、放熱板を冷却して、第２ファンにより排出口から外部に排気される。従って、放熱板の放熱量が多くなっても、確実に冷却することができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。
本発明のファン一体型ヒートシンクは主にノート型パソコンなど電子機器に実装され、発熱量の多い半導体素子の冷却に用いられる。
【０００６】
（１）参考例
まず、参考例について説明する。
図１（Ａ）は参考例のファン一体型ヒートシンクＦＨの外観斜視図、図１（Ｂ）は透視斜視図、図２は側面透視図である。
図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、ファン一体型ヒートシンクＦＨは，周囲を鉄板，アルミ等の板状物で囲んでなる「中空本体」である直方体状の本体１の長手方向の前面側，背面側に、「吸入側ファン」である第１ファン２および「排出側ファン」である第２ファン３を直列に装着する。第1ファン２は吸入口１ａの近傍に配置し、第２ファン３は排出口１ｂの近傍に配置する。第1ファン２は本体内に冷たい空気を送り込み、第2ファン３は熱せられた空気を排出する。
【０００７】
本体１の中央内部に長手方向（即ち、空気流の経路）に平行にアルミ板等の放熱材からなる６枚の長方形の放熱板４を狭いピッチの一定間隔（例えば、薄型のノート型パソコン等の場合では１mm〜２mm）で配列固定する。この放熱板４の底面側の半導体素子（発熱体）と接触する部分に突起部４ａを設け（図２参照）、突起部４ａに伝わった熱は内部の放熱板４ならびに本体１の表面で放熱する仕組みである。
【０００８】
このとき第１ファン２で内部に風を送り、第２ファン３で外部に空気を排出することによって（図２参照）ファンの静圧を増やす。従って、第１ファン２の影響で圧力損失の大きくなる本体１の内部で大量の風量を得ることが可能である。内部の風量が大きいので、放熱板４に伝わった熱が強制的かつ迅速に冷却される。また逆に、ファンの静圧が高いため放熱板４は圧力損失を犠牲にしても表面積をできるだけ大きくできるので、放熱性を高めることが可能である。内部の放熱板のピッチを狭くして表面積を増やしても第１ファン２を１つのみにした場合に比べて、十分な風量を得ることができる。よって高い冷却効果を得ることができる。
【０００９】
次に、参考例のファン一体型ヒートシンクＦＨを、発熱体に接続した場合の動作について説明する。
図３に示すように、ファン一体型ヒートシンクＦＨが発熱体（例えば半導体素子）５の上に装着され、導熱ゴムもしくはサーマルグリスなどを介して放熱板４の突起部４ａが発熱体（例えば、半導体集積回路装置、高性能のＣＰＵ等）５と接触している。ファン一体型ヒートシンクＦＨは、発熱体５の熱が導熱ゴムやサーマルグリスなどを介して本体１に伝わり、更に放熱板４に伝わる。第１ファン２により外部の空気が本体内に取り込まれ、放熱板４の熱が空気中に放熱される。そして本体内の熱せられた空気は第２ファン３によって強制的に外部へ排出される。
【００１０】
（２）実施例
図４（Ａ）は本実施例のファン一体型ヒートシンクＦＨ１のファンを横吹出し型にした場合の外観斜視図、図４（Ｂ）は斜視透視図、図５（Ａ）は側面透視図、図５（Ｂ）は上面透視図である。
【００１１】
図４（Ａ），（Ｂ）、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、本体１１は鉄板，アルミ板等の薄い直方体からなり、上面側に吸入口１２ａを形成し、裏側側面に排出口１１ｂを形成する。吸入口１１ａの内側に第１ファン１２を取付け、排出口１１ｂの内側に第２ファン１３を取付ける。本体１１内部のほぼ中央部に空気の経路に平行に放熱板１４を配列する。
【００１２】
本実施例の場合は、ファン一体型ヒートシンクＦＨ１の高さ方向を参考例の場合に比べて小さくできるので、更に小型化が可能である。また、例えば薄いノート型パソコン等の側面（高さ２ｃｍ前後）を排出口として利用できる。
【００１３】
＜変形例＞
図６は本実施例のファン一体型ヒートシンクＦＨ１に、発熱体（図示省略）から熱を受ける部分（受熱部）２１を別に設けた場合の斜視透視図である。この場合、発熱体の熱は受熱部２１に伝わった後、ヒートパイプ２２を介して放熱板１４に伝わる。その後の放熱の仕組みは図１の場合と同じである。本実施例では、発熱体とファン一体型ヒートシンクＦＨ１を重ねる必要がないので、高さ方向の実装スペースが狭い携帯情報端末（例えば、ＮＥＣのモバイルギア等）などでも実装が可能である。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
第一の効果は、高い発熱量をもつ半導体素子を冷却できることである。本発明のファン一体型ヒートシンクは冷却効率が高いため、高い発熱量をもつ半導体素子を比較的小さなスペースで冷却することができる。
第二の効果は、本発明のファン一体型ヒートシンクを用いることにより、携帯情報処理装置を高性能にすることができる。その理由は冷却効率が上がるためより発熱量の高い高性能な部品を使用することができるからである。
【００１５】
第三の効果は、高性能携帯情報処理端末を小型軽量化することができる。その理由は、発熱量の高い部品に対し冷却部材を小型軽量にできるからである。
第四の効果は、高性能携帯情報処理端末を使用中の不快感を低減させ、使用者の評価を得ることができる。本発明のファン一体型ヒートシンクは発熱体の熱を効率よく冷却できるので、携帯情報処理端末の表面温度を低下させ、使用者の熱による不快感を和らげることができるからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の参考例を示す図であって、（Ａ）は外観斜視図、（Ｂ）は透視斜視図である。
【図２】 同参考例の空気の流れを説明する図である。
【図３】 同参考例のファン一体型ヒートシンクを発熱体に装着した場合の側面透視図である。
【図４】 本発明の実施例を示す図であって、（Ａ）は外観斜視図、（Ｂ）は透視斜視図である。
【図５】 （Ａ）は同実施例の上面透視図、（Ｂ）は同第２実施例の空気の流れを説明する図である。
【図６】 同実施例の変形例の透視斜視図である。
【符号の説明】
ＦＨ ファン一体型ヒートシンク
１ 本体
１ａ 吸入口
１ｂ 排出口
２ 第１ファン
３ 第２ファン
４ 放熱板
４ａ 突起部
５ 発熱体
２１ 受熱部
２２ ヒートパイプ

Claims (4)

1. 前面から背面にかけて直方体をなし、内部ほぼ中央に放熱板を設けた中空本体と、
   この中空本体の一方の長方面において、前記前面と前記放熱板との間に形成された吸入口と、
   前記中空本体の前記一方の長方面と対向する他方の長方面において、前記背面と前記放熱板との間に形成された排出口と、
   前記吸入口に取り付けられ前記中空本体内に空気を吸い込む吸入側ファンと、前記排出口に取り付けられ前記中空本体内から空気を排出する排出側ファンを備えた ことを特徴とするファン一体型ヒートシンク。
2. 前記放熱板を、前記吸入側ファンと排出側ファンがなす空気流経路に略平行に配置したことを特徴とする請求項１記載のファン一体型ヒートシンク。
3. 前記放熱板に接続する発熱体は、半導体集積回路装置であることを特徴とする請求項１又は２に記載のファン一体型ヒートシンク。
4. 前記中空本体は、放熱材質を備えてなることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載のファン一体型ヒートシンク。

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