JP4384015B2 - 放熱モジュール及び放熱モジュールの流体移動構造 - Google Patents

Description

本発明は、一種の放熱モジュール及び放熱モジュールの流体移動構造に関する。特に一種の熱伝導部品と熱伝導部品周囲の発熱部品に対して放熱を行う放熱モジュール及び放熱モジュールの流体移動構造に係る。

電子部品の日進月歩のグレードアップと性能、処理速度、パワーに対する使用者のニーズの高まりに伴い、機器冷却の問題はますます重要性を増している。
特にコンピュータにおいては、CPUの機能向上に加え、ノースブリッジチップなども処理機能の向上に伴い高温を発生するようになっているが、これら発熱する電子部品は、熱量をスピーディーに放出させなければ機能の低下を招き、使用寿命にも悪影響を及ぼし兼ねない。
これらCPUなどの高機能かつ高発熱の電子部品がその機能を十分に発揮し、使用寿命への悪影響を防ぐため、通常は放熱装置を使用し放熱を助ける。一般に広く使用されている放熱装置は放熱ファンと放熱器である。通常両者は相互に対応し使用され、発熱部品の過度の発熱による損傷状況の発生を防止している。
放熱が効果的に行われるか否かは通常は放熱ファンの性能にかかっている。すなわち放熱ファンの回転速度とファン羽の特性において、大流量を生み出すことができるファンほどそれが生じる放熱効果は大きい。しかし、コンピュータシステムの規格の制限を受け回転速度を上げることができない場合に放熱ファンの流量を増加させるために、サイズの大きな放熱ファンを規格の小さな発熱部品上に装置する設計が見られる。
例えば中華民国特許公報公告第527089号が示す「放熱装置及び放熱装置の導流構造」実用新案は導流管を含み、該導流管は前開口及び後開口を具える。該導流管内には数枚の導流片を設置し、該前開口の面積は該後開口の面積より大きく、かつ該前開口はファンの出風口に接続する。該後開口は該放熱片に接続し、これによりファンが回転する時、空気は該導流管の前開口から該導流管中に進入し、該多数枚の導流片を経由し、該後開口より送出される。こうして、該放熱片に対して放熱を行う。

しかし上記公知の構造には問題が存在する。サイズの大きな放熱ファンは導流管と放熱片により組合わせることが必要で、両者間の接続には空隙が生じ得る。そのため、ファンを運転する時、放熱ファンと導流管は振動を生じる。導流管と放熱片が振動を生じれば、大きな騒音を発することになる。さらには、導流管設備を増やすことにより、組立てにおいて接続手順を加えなければならず、材料コストと加工コストの高騰を招いてしまう。しかも、該導流管内壁はラッパ状を呈するため、流体が該導流管内を流動する時、該導流管内壁にぶつかることにより騒音を生じ、またその流動ルートにも影響を及ぼす。これにより、逆流現象を生じ放熱効率を低下させしてしまう。
特開２００３−２７３３００号公報

本発明は放熱モジュール及び放熱モジュールの流体移動構造を提供する。
それは、サイズの大きいファンホイールの流体移動構造をサイズの小さい熱伝導部品に設置する放熱モジュールで、
またそれは流体の移動範囲を拡大し、熱伝導部品及び熱伝導部品周囲の発熱部品に対して放熱させる流体移動構造で、
さらにそれは、モーターの特性を変更する必要なく、或いはファン羽の構造を特に設計することなく、流体の流量を増加させることができるため、放熱効率を大幅に向上させることができ、
加えてそれは、製造コストの低廉化と節電の特性をも具える。
本発明は、上記構造の問題点を解決した放熱モジュール及び放熱モジュールの流体移動構造を提供するものである。

上記課題を解決するため、本発明は下記の放熱モジュール及び放熱モジュールの流体移動構造を提供する。
すなわち、流体移動構造と熱伝導部品を組合せ放熱モジュールを構成し、該放熱モジュールは少なくとも１個の該熱伝導部品と接続する発熱部品、及び該熱伝導部品周囲に設置する発熱部品に対して放熱させ、
該流体移動構造は少なくともファンホイール、第一フレーム体、第二フレーム体、複数の接続固定部を含み、
該第一フレーム体は該熱伝導部品と接続し、該第一フレーム体の面積は該熱伝導部品の面積に等しく、該第一フレーム体は第一貫通孔及び複数の連結部品を形成し、該連結部品の一端は該第一フレーム体内縁に接続し、反対端はベースに接続し、該ベースは該ファンホイールを回転可能に配置し、
該第二フレーム体は第二貫通孔を形成し、該第二貫通孔の面積は該第一フレーム体の面積より大きく、該第一フレーム体の周囲には突出エリアを形成し、
該接続固定部は該第一フレーム体及び該第二フレーム体間に接続して該熱伝導部品に設置し、
該ファンホイールが回転すると流体は該第二貫通孔より進入し、該第一貫通孔より流出し、該熱伝導部品及び該熱伝導部品周囲に対して流動することを特徴とする放熱モジュール及び放熱モジュールの流体移動構造である。

上記のように、本発明は、導流管に頼り大きなサイズのファンを小さなサイズの放熱片に設置する公知構造の欠点を改善することができる。すなわち、単一構造の流体移動構造により該熱伝導部品下の発熱部品及び該熱伝導部品周囲の発熱部品に対して放熱可能であり、さらに、モーターの特性及びファン羽の設計を変更することなく、流体の流量を増加させることができるため、放熱効率を大幅に向上させ、放熱範囲を拡大させることもでき、製造コストの低廉化と節電の特性をも具える。

図１、２に示すように、本発明は熱伝導部品２と該熱伝導部品２に接続する流体移動構造１により放熱モジュールを構成する。
該流体移動構造１は少なくともファンホイール１１、第一フレーム体１２、第二フレーム体１３、接続固定部１４、接続固定部品１５を含む。
該ファンホイール１１はホイールこしき１１１、該ホイールこしき１１１周囲に放射状に延伸する複数のファン羽１１２を具える。
該第一フレーム体１２は、第一貫通孔１２１を形成して複数の連結部品１２２を設置する。該連結部品１２２は本最適実施例中では棒状物である。その一端は該第一フレーム体１２内縁に接続し、反対端はベース１２３に接続する。該ベース１２３は該ファンホイール１１を回転可能に設置する。
該第二フレーム体１３は、第二貫通孔１３１を形成し、該第二貫通孔１３１の面積は該第一フレーム体１２の面積より大きい。該第二フレーム体１３は流体を熱伝動部品外周に流動させるために径を拡大したファンに合せた突出エリア１３４(図３参照)を形成し、該第一フレーム体１２及び該第二フレーム体１３間は前記接続固定部１４で接続する。
該接続固定部１４には貫通孔１４１を設置し、該接続固定部品１５を貫通する。
該熱伝導部品２は本最適実施例中では放熱器である。該放熱器はベース２１を具える。該ベース２１上には複数の放熱片２を間隔を開けて形成し、流体を流動させることができる流通路を形成する。かつ、該放熱片２２の頂点面には受接面Aを形成し、該受接面Aは本最適実施例中では正四辺形を呈し、該第一フレーム体１２と接触する。

次に図３に示すように、該第一フレーム体１２は正四辺形を呈し、かつそれが形成する面積は該熱伝導部品２の受接面Aの面積に等しい。そのため、該第二フレーム体１３の突起エリア１３４は該第一フレーム体１２及び該熱伝導部品２の四辺において突出する。しかも、該第一フレーム体１２及び該第二フレーム体１３及び該接続固定部１４間は吹き抜け構造を呈し、流体が移動可能で、該第二フレーム体１３は該第一フレーム体１２より面積が大きいため、該熱伝導部品２の受接面Aの面積よりサイズが大きいファンホイール１１を設置することができる。さらに、少なくとも一個の接続固定部１４は該第一フレーム体１２の四隅に設置し、組立て時には該接続固定部１４上に開設した貫通孔１４１により、接続固定部品１５を貫通させ、該熱伝導部品２の受接面A上に接続する。こうして該第一フレーム体１２、該第二フレーム体１３、該ファンホイール１１、該接続固定部１４を該熱伝導部品２の受接面A上に設置する。

続いて図４に示すように、該熱伝導部品２のベース２１は発熱部品５の上方に該発熱部品５に接触する形で設置される。該熱伝導部品２周囲には発熱部品６を形成し、該熱伝導部品２により該発熱部品５が生じる熱エネルギーは熱伝導される。
該ファンホイール１１が回転すると、流体を連動し、該流体は該第二フレーム体１３の第二貫通孔１３１より進入後、該第一フレーム体１２の第一貫通孔１２１及び該第一フレーム体１２の外方、すなわち該突出エリア１３４から流出する。該第一フレーム体１２及び該第二フレーム体１３及び該接続固定部１４間は吹き抜け構造を呈するため、流体は該第二貫通孔１３１から進入するだけでなく、該第一フレーム体１２及び該第二フレーム体１３及び該接続固定部１４間の隙間位置からも進入し、流体の流量を増加させることができる。該第一フレーム体１２より流出する流体は該熱伝導部品２に向かって流れ、間接的に該発熱部品５の放熱を助ける。該突出エリア１３４すなわち該第一フレーム体１２外縁から流出する流体は該熱伝導部品２周囲の発熱部品６に向かって流出し、該発熱部品６の放熱を助ける。
こうして、導流管に頼り大きなサイズのファンを小さなサイズの放熱片に設置する公知構造の欠点を改善することができる。しかも、単一構造の流体移動構造１により該熱伝導部品２下の発熱部品５及び該熱伝導部品２周囲の発熱部品６に対して放熱可能である。さらに、モーターの特性及びファン羽の設計を変更することなく、流体の流量を増加させることができるため、放熱効率を大幅に向上させ、放熱範囲を拡大させることもでき、製造コストの低廉化と節電の特性をも具える。

次に図５、６、７、８に示すように、本発明第二実施例の全体構造と機能及び実施形態は第一実施例とおよそ同様である。両者の異なる点は以下の通りである。
熱伝導部品３は第二実施例では放熱器であり、ベース３１を具える。該ベース３１上には間隔を開けて配列する複数の放熱片３２を形成し、流体を流動させる流路３３を形成する。しかも該放熱片３２の頂点面には受接面Bを形成し、該受接面Bは相互に向かい合った２辺が同一の長さの長辺、及び短辺を呈する。かつ該長辺の両端は該短辺と接続し、該第一フレーム体１２が取囲む面積は該熱伝導部品３の受接面Bの面積より小さい。また、該第二フレーム体１３の突出エリア１３４は、該熱伝導部品３の２長辺において外方に突出し、かつ該熱伝導部品３の受接面Bの長い方向において覆う面積を増加させる。
そのため、該ファンホイール１１が回転すると、流体を連動し、該第一貫通孔１２１位置の熱伝導部品３に向かい流動させ、間接的に該発熱部品５の放熱を助ける。しかも、該突出エリア１３４は、長辺側より突出しているためその外側に流体を送り、一部の流体を該熱伝導部品３周囲の発熱部品６にまで流動させて放熱を助け、さらに、該熱伝導部品３は流体の作用面積の増加を受けるため、該熱伝導部品３が受ける強制熱対流の区域は増加し、該発熱部品５に対する熱伝導効率も増加する。該熱伝導部品３の長い方向が受ける流体移動面積の増加により、該発熱部品５に対する放熱効率は向上する。

続いて図９、１０、１１に示すように、本発明第三実施例の全体構造と機能及び実施形態は上記実施例とおよそ同様である。両者の異なる点は以下の通りである。
該第二フレーム体１３は該第一フレーム体１２外方に向かって突出する突起部４３２を形成する。該突起部４３２の末端は該第一フレーム体１２との間に存在する透かし間隙４３３で(図１１参照)、これにより該ファンホイール１１が回転すると、流体は該透かし間隙４３３より流入し流入量を増加させる。しかも、該突起部４３２により該ファンホイール１１の回転時には加圧作用を生じ、流体の圧力を増加させ、放熱効果を向上させる。

以上は本発明の最適実施例を述べたまでで、本発明を利用する上記の方法、形状、構造、装置のすべての変化は本発明の権利範囲に含まれるものとする。

本発明第一最適実施例の立体分解指示図である。 本発明第一最適実施例の立体組合せ指示図である。 本発明第一最適実施例の組合せ俯瞰指示図である。 本発明第一最適実施例を発熱部品に応用する指示図である。 本発明第二最適実施例の立体分解指示図である。 本発明第二最適実施例の立体組合せ指示図である。 本発明第二最適実施例の組合せ俯瞰指示図である。 本発明第二最適実施例を発熱部品に応用する指示図である。 本発明第三最適実施例の立体分解指示図である。 本発明第三最適実施例の立体組合せ指示図である。 本発明第三最適実施例を発熱部品に応用する指示図である。

符号の説明

１ 流体移動構造
１１ ファンホイール
１１１ ホイールこしき
１１２ ファン羽
１２ 第一フレーム体
１２１ 第一貫通孔
１２２ 連結部品
１２３ ベース
１３ 第二フレーム体
１３１ 第二貫通孔
１３４ 突出エリア
１４ 接続固定部
１４１ 貫通孔
１５ 接続固定部品
２ 熱伝導部品
２１ ベース
２２ 放熱片
２３ 流道
３ 熱伝導部品
３１ ベース
３２ 放熱片
３３ 流道
４３２ 突起部
４３３ 透かし間隙
５ 発熱部品
６ 発熱部品
A 受接面
B 受接面

Claims (6)

1. ファンホイール、外周部に複数の接続固定部を設けた第一フレーム体及び第二フレーム体から構成され、
   該第一フレーム体は、熱伝導部品に相対して冷却流体を導入する第一貫通孔を形成すると共に複数の連結部品により該ファンホイールを回転可能に配置するベースを該第一フレーム体内縁から接続して支持し、
   該第二フレーム体は、第二貫通孔を形成し、該第二貫通孔の面積は該第一フレーム体の面積より大きく、該第一フレーム体の周囲には冷却流体を熱伝動部品外周に流動させるために径を拡大したファンに合せた突出エリアを形成し、
   該第一フレーム体及び該第二フレーム体間を該接続固定部で接続して該熱伝導部品上に設置し、
   該ファンホイールが回転すると流体は該第二貫通孔より進入し、該第一貫通孔より流出して該熱伝導部品に対して流動すると共に該熱伝導部品周囲に対して流動することを特徴とする放熱モジュールの流体移動構造。
2. 前記熱伝導部品の第一フレーム体に相対する受接面は相互に向かい合った２辺が同一の長さの長辺、及び短辺を呈し、かつ該長辺の両端は該短辺と連続して四辺形を構成することを特徴とする請求項１記載の放熱モジュールの流体移動構造。
3. 前記第一フレーム体及び前記第二フレーム体及び前記接続固定部間は、隙間のある構造として流体を流動させることを特徴とする請求項１記載の放熱モジュールの流体移動構造。
4. ファンホイール、熱伝導部品、第一フレーム体、第二フレーム体から構成され、
   該第一フレーム体は、熱伝導部品に接続され、冷却流体を導入する第一貫通孔を形成すると共に複数の連結部品により該ファンホイールを回転可能に配置するベースを該第一フレーム体内縁から接続して支持し、
   該第二フレーム体は、第二貫通孔を形成し、該第二貫通孔の面積は該第一フレーム体の面積より大きく、該第一フレーム体の周囲には流体を熱伝動部品外周に流動させるために径を拡大したファンに合せた突出エリアを形成し、
   該ファンホイールが回転すると流体は該第二貫通孔より進入し、該第一貫通孔より流出して該熱伝導部品に対して流動すると共に該熱伝導部品周囲に対して流動することを特徴とする放熱モジュールの流体移動構造。
5. 前記熱伝導部品の第一フレーム体に相対する受接面は、相互に向かい合った２辺が同一の長さの長辺、及び短辺を呈し、かつ該長辺の両端は該短辺と連続して四辺形を構成することを特徴とする請求項４記載の放熱モジュール。
6. 前記第一フレーム体及び前記第二フレーム体及び前記接続固定部間は、隙間のある構造として流体を流動させることを特徴とする請求項４記載の放熱モジュール。

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