JPH0548280A

JPH0548280A - 電子機器の放熱システム

Info

Publication number: JPH0548280A
Application number: JP20018091A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Asano; 一郎浅野; Takayuki Kameyama; 孝行亀山; Akihiro Mitsuta; 明弘光田
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Asahi Electronics Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Asahi Electronics Co Ltd
Priority date: 1991-08-09
Filing date: 1991-08-09
Publication date: 1993-02-26

Abstract

(57)【要約】【目的】組立作業性が良く、筐体サイズを大きくする
ことなく、発熱部品の位置を設計時制約せず、かつ、放
熱効果，熱伝導効果の高い電子機器の放熱システムを提
供すること。【構成】発熱体を含む電子機器の放熱システムであっ
て、前記電子機器の筐体内に、熱伝導性が高く、容易に
切断可能な線材から成る放熱体を、前記発熱体に接触す
る如く挿入することを特徴とする電子機器の放熱システ
ム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子機器に実装される
発熱体の熱を、効率的に放熱するための電子機器の放熱
システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の一般的な電子機器の冷却方式とし
ては、図７に例示する方式が用いられていた。図７に示
す例は、ワークステーション等の縦型のＣＰＵを持つ装
置における例であり、その構成は、筐体２中に、発熱体
であるＣＰＵ，メモリ等のＬＳＩを実装する印刷配線板
５と、筐体２底部に実装した電源部１１，２台のディス
ク１２と１３，後面に配置されたファン１０および衝立
２１から成る。なお、筐体２の上面には、吸気孔１５が
その幅一杯に設けられている。この装置においては、上
述のファン１０を用いての強制冷却が行われる。すなわ
ち、図７のＡ-Ａ'縦断面図である図８に示す如く、２台
のディスク１２，１３の間には、上部の吸気孔１５から
流入する風による冷却風が送通される。図９は、図７の
Ｂ-Ｂ'縦断面図である。上述の吸気孔１５から流入する
風は、２台のディスク１２，１３の間を流れる流路Ａ 1
02と、２台のディスク１２，１３の端部を流れる流路Ｂ
103との二つのルートを取って衝立２１の奥のファン１
０へ流れ、排気風 101となる。この場合、流路Ａ 102
は、ディスク１２，１３の双方を冷却するとともに、電
源部１１の上部を冷却する重要な風である。この風の流
路Ａ 102を確保するため、図９に示すディスク１２，１
３間の距離ｄ２は、ある程度大きくとる必要がある。ま
た、印刷配線板５とディスク１２間を流れる風の流路も
重要であり、これを確保するため、印刷配線板５とディ
スク１２間の距離ｄ１も、ある程度大きくとる必要があ
る。更に、ディスク１３と筐体２の側面との間の距離ｄ
３も、同様に重要である。上述の如く、各実装部品間の
距離ｄ１,ｄ２,ｄ３を大きくとるためには、筐体２すな
わち装置の外形寸法を大きくとる必要があり、これは装
置の小型化に逆行するものであった。これに対しては、
例えば、特開昭56-37700号公報に開示されたものが知ら
れている。この放熱体においては、筐体の側面に設けた
熱伝導フィンを印刷配線板の間に挿入し、密閉構造の電
子機器における放熱を行っている。この場合、印刷配線
板上の電子部品と熱伝導フィンとは接触しておらず、こ
の間の熱の伝達は、輻射および対流によっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、以下に示す如き問題があった。すなわち、 (１)放熱用の熱伝導フィンを実装部品の間に組み込むた
め、大きな設置スペースが必要であり、また、筐体シャ
ーシに取付けるための締結部品や外に出すための工夫が
必要である。このため、筐体が大きくなること、また、
部品点数が多くなること等の問題があった。 (２)発熱部品と放熱板との間に空気の層が介在するため
放熱効果が悪く、発熱量の大きな部品は、実配置位置に
設計上の制約を受けるという問題があった。例えば、強
制冷却の場合は通風効果の良い位置に発熱体を配置す
る、また、自然冷却の場合は、熱伝導性の高い部品の近
辺に設置するというような制約があった。 (３)放熱体を、空気層を介して発熱体に装着しているた
め、熱伝導効率が悪いという問題があった。これに対し
ては、放熱体と発熱体を密着させることも考えられる
が、これには、次の如き別の問題がある。熱伝導率の高
い物質といえば、銅，銀というような金属体となるが、
放熱体として金属体を発熱体に接触させると、発熱体が
回路部品等である場合、ショートを起こすため、完全に
接触させることはできない。従って、発熱体と放熱体と
の間に空気層が介在することになり熱伝導性が数段落ち
る。また、発熱体と放熱体との間隔が一様に取れないた
め、放熱効果にばらつきが生ずる。この対策として、発
熱体の形状に合せるとすると、放熱体の形状が複雑化
し、実装時の組立作業効率が悪くなるという問題が発生
する。本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、従来の技術における上述の如き問
題を解消し、組立作業性が良く、筐体サイズを大きくす
ることなく、発熱部品の位置を設計時制約せず、かつ、
放熱効果，熱伝導効果の高い電子機器の放熱システムを
提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、発
熱体を含む電子機器の放熱システムであって、前記電子
機器の筐体内に、熱伝導性が高く、容易に切断可能な線
材から成る放熱体を、前記発熱体に接触する如く挿入す
ることを特徴とする電子機器の放熱システムによって達
成される。

【０００５】

【作用】本発明に係る電子機器の放熱システムにおいて
は、例えば、絶縁性の高い材料で覆った細い金属線をコ
イル状に曲げて組み合せて板状の放熱体を形成する。こ
の放熱体は、使用スペースに合せて容易にカットでき、
柔軟性を持ち、かつ、特別な締結部品を必要としないも
のになる。また、上述の放熱体は、金属線を絶縁性の高
い材料で覆ったことにより、発熱体の金属部分、例え
ば、印刷配線板上のＩＣの足，パッド等をショートさせ
ることなしに、熱の伝導を行うことが可能である。本発
明に係る電子機器の放熱システムにおいては、上述の放
熱体を、強制冷却方式でも自然冷却方式でも使用可能で
ある。すなわち、強制冷却方式で使用する場合には、通
風を良くするため、線径の太い材料で構成した放熱体
を、その充填密度を低下させるように間隔を広げて使用
し、一方、自然冷却方式で使用する場合には、熱伝導を
良くするため、線径の細い材料で構成した放熱体を、そ
の充填密度を上昇させるように圧縮して使用する。な
お、本発明に係る電子機器の放熱システムにおいては、
放熱性の高い材料が電子機器筐体内のすみずみまで行き
届くため、放熱効果の悪い位置にある発熱体をも有効に
放熱されることが可能になり、放熱のために設計上の制
約を受けることがなくなるという効果もある。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は、本発明の一実施例を示す放熱シス
テムを適用した電子機器の一部を破断して示す斜視図で
あり、図２は、そのＡ-Ａ'断面図である。図中、１は本
実施例の特徴である放熱体、２は電子機器の筐体、３は
バックボード、４は電子ユニット、５は印刷配線板、６
は該印刷配線板５上に配置された電子部品を、それぞ
れ、示している。図に示される如く、本実施例において
は、電子ユニット４，電子部品６と電子機器の筐体２と
の間に、放熱体１が装着された構成となっている。

【０００７】図３は、上述の放熱体１の詳細な構成を示
す図である。この例では、放熱体１を、１本１本がコイ
ル状になった、銅等の柔軟な金属線８をからみ合せたも
のとしており、全体としての形状は自由に変更できるよ
うに構成されている。なお、上記金属線８には、図４に
示す如く、その表面に、熱伝導率の高い絶縁性材料、例
えば、シリコンラバー等のコーティング７が施されてい
る。これにより、放熱体１が電子部品の金属部分に接触
してもショートを起こすことがない。本実施例によれ
ば、放熱体１は見掛け上、高い熱伝導率を有する弾性体
で、電子部品６等の発熱体の形状に合せて整形し、フィ
ットさせることができるので、発熱体との接触面積が増
え、熱伝導性が良い。なお、金属線８の切り口には金属
部が露出するが、ショートには至らない。また、各金属
線８は互いにからみ合っており、何本かが抜け落ちると
いうようなこともない。

【０００８】上記実施例に示した放熱体の使用方法につ
いて、より詳細に説明すると、以下の通りである。使用
に際しては、まず、放熱体１を、放熱の対象となる部分
(部品)の周囲の空間の形状に合せて、はさみ等により自
在に切断し、上述の空間に充填する。このため、特殊な
工具等は必要なく、また、事前に各種の形状の放熱体を
形成しておく必要もない。また、従来技術で必要とした
如き、放熱体を取付けるためのスペースを特別に設ける
必要もなくなる。また、本実施例の放熱システムでは、
以下の通り、冷却方式により、伝熱の方式を変えること
が可能である。 (１)自然冷却方式による場合：この場合には、金属線８
として線径の細いもの(φ0.2〜0.5程度)を用いて、放熱
の対象となる部分(部品)の周囲の空間の充填率を上げ
る。これにより、熱伝導率が高くなり、自然冷却の効率
が向上する。なお、充填率を上げるには、放熱体１を圧
縮することも有効である。 (２)強制冷却方式による場合：この場合には、金属線８
として線径の太いもの(φ１〜２程度)を用いて、放熱の
対象となる部分(部品)の周囲の空間の充填率を下げる。
これにより、通風が良くなり、放熱効率が向上する。な
お、充填率を下げるには、(１)項と逆に、放熱体１を引
張って拡げることも有効である。

【０００９】本実施例によれば、自然冷却方式の場合
に、自然対流の流れが及ばぬ場所に発熱体があるとき、
または、強制冷却方式の場合に、流れのよどむ場所や風
が行き届かぬ場所に発熱体があるとき等にも、高い熱伝
導率により発熱体の熱を効率良く伝送することが可能に
なる。なお、電子機器本体から更に外部への放熱に関し
ては、従来と同様に考えれば良い。上記実施例は本発明
の一例を示したものであり、本発明はこれに限定される
べきものではないことは言うまでもない。例えば、放熱
体を構成する金属線８の形状としては、図３に示した如
きコイル状に限らず、図５に示す如き三角波状や、図６
に示す方形波状等、種々の変形が可能であるという如く
である。

【００１０】

【発明の効果】以上、詳細に説明した如く、本発明によ
れば、組立作業性が良く、筐体サイズを大きくすること
なく、発熱部品の位置を設計時制約せず、かつ、放熱効
果，熱伝導効果の高い電子機器の放熱システムを実現で
きるという顕著な効果を奏するものである。

【００１１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す放熱システムを適用し
た電子機器の一部を破断して示す斜視図である。

【図２】図１のＡ-Ａ'断面図である。

【図３】実施例の放熱体の詳細な構成を示す図である。

【図４】放熱体を構成する金属線の構造例を示す図であ
る。

【図５】放熱体の他の構成例を示す図である。

【図６】放熱体の他の構成例を示す図である。

【図７】従来の一般的な電子機器の冷却方式の説明図で
ある。

【図８】図７のＡ-Ａ'縦断面図である。

【図９】図７のＢ-Ｂ'縦断面図である。

【符号の説明】

１：放熱体、２：電子機器の筐体、４：電子ユニット、
５：印刷配線板、６：電子部品、７：コーティング、
８：金属線。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者光田明弘愛知県尾張旭市晴丘町池上１番地株式会社日立製作所旭工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発熱体を含む電子機器の放熱システムで
あって、前記電子機器の筐体内に、熱伝導性が高く、容
易に切断可能な線材から成る放熱体を、前記発熱体に接
触する如く挿入することを特徴とする電子機器の放熱シ
ステム。
【請求項２】前記放熱体が、該放熱体を構成する線材
を適宜屈曲させて柔軟性を有する立体に構成されたもの
であることを特徴とする請求項１記載の電子機器の放熱
システム。
【請求項３】前記線材が、金属線の周囲を熱伝導性の
高い絶縁材でコーティングしたものであることを特徴と
する請求項１または２記載の電子機器の放熱システム。
【請求項４】冷却方法が自然冷却か強制冷却等かに応
じて、前記放熱体の前記電子機器筐体内への挿入密度を
変化させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
記載の電子機器の放熱システム。
【請求項５】冷却方法が自然冷却か強制冷却等かに応
じて、前記放熱体の線径を変化させることを特徴とする
請求項１〜３のいずれかに記載の電子機器の放熱システ
ム。