JPH08261672A

JPH08261672A - 熱伝導装置

Info

Publication number: JPH08261672A
Application number: JP7061110A
Authority: JP
Inventors: Hiromoto Uchida; 浩基内田; Seiki Sakuyama; 誠樹作山; Koichi Kimura; 浩一木村; Kota Nishii; 耕太西井
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1995-03-20
Filing date: 1995-03-20
Publication date: 1996-10-11

Abstract

(57)【要約】【目的】発熱体と放熱体との間を熱伝導体で接続する
熱伝導装置に関し、発熱体と放熱体との相対位置が変化
しても熱伝導体がそれに追従しても熱伝導体がその変化
に追従して熱伝導を行うことを目的とする。【構成】発熱体と放熱体との間を熱伝導体で接続する
ように構成した熱伝導装置において、熱伝導体が、剛性
を有する第１および第２熱伝導部材と、第１熱伝導部材
と第２熱伝導部材とを屈曲可能に接続する第３熱伝導部
材からなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、熱伝導装置に関し、
特に、発熱体と放熱体との間を熱伝導体で接続するよう
に構成した熱伝導装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子機器では、電子部品のような
発熱体と、放熱フィンのような放熱体とが離れて配置さ
れている場合には、両者を熱伝導体で接続し、発熱体か
ら生じる熱を放熱体へ伝導して外気へ放出するようにし
た熱伝導装置が知られている（例えば、特開昭６３−１
５３９２４号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
熱伝導装置においては、発熱体と放熱体とを結合する熱
伝導体が、剛性を有するため、発熱体と放熱体の位置が
相対的に変化するような構成を有する電子機器には適用
できないという問題があった。

【０００４】この発明は、このような事情を考慮してな
されたもので、熱伝導体を放熱体の位置が相対的に変化
する電子機器に使用できる熱伝導装置を提供するもので
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、発熱体と放
熱体との間を熱伝導体で接続するように構成した熱伝導
装置において、熱伝導体が、剛性を有する第１および第
２熱伝導部材と、第１熱伝導部材と第２熱伝導部材とを
屈曲可能に接続する第３熱伝導部材からなることを特徴
とする熱伝導装置を提供するものである。

【０００６】この発明における発熱体とは、例えば、作
動中に発熱する電子部品やそれらを搭載した基板である
が、とくにこれに限定されない。また、放熱体とは、熱
を気体や液体のような熱媒体に自然又は強制的に放出さ
せるためのものであり、例えば、空冷式や水冷式の冷却
フィンがあげられる。

【０００７】熱伝導体を構成する第１および第２熱伝導
部材は、剛性を有する、例えば棒状や帯状の熱伝導部材
であり、これは、例えば銅、アルミニウム、銀およびそ
の合金のような熱伝導率の高い材料で形成してもよい
し、又は、市販のヒートパイプ（古河電気工業（株）
製）を用いて形成してもよい。

【０００８】ここでいうヒートパイプとは、パイプの内
部に蒸気流通路と液還流通路（毛細管）とを設けて熱媒
体（例えば、純水）を封入して減圧し、パイプの一端を
加熱すると熱媒体が蒸気流となって他端へ移動し、他端
を冷却すると、熱媒体が液化して毛細作用により加熱側
へ還流するようにした構成を有するものである。

【０００９】また、第３熱伝導部材は、互いに接触する
接触面を各々有する２つの部材と、その２つの部材が接
触面で接触しながら相対的に回動できるようにその２つ
の部材を結合する軸から所謂、ヒンジを構成するように
してもよい。

【００１０】この場合、互い接触する接触面の熱抵抗を
低下させるると共に摺動性を向上させるため、その接触
面には熱伝導性潤滑剤を塗布することが好ましい。熱伝
導性潤滑剤には、例えば、市販のサーマルグリース（SC
H-20 サンハヤト（株）製）を用いることができる。さ
らに、この発明は、熱伝達効率を向上させるために、さ
らにペルチェ素子を備え、第１および第２熱伝導部材の
少なくともいずれか一方と、第３熱伝導部材との間にそ
のペルチェ素子を介在させることが好ましい。

【００１１】このペルチェ素子とは、Ｎ形とＰ形の半導
体を金属片で接合した電子冷却素子で、直流電流をＮ形
半導体からＰ形半導体に流すことにより、Ｎ形では電流
の向きと逆方向に、Ｐ形では順方向にそれぞれ熱の移動
が生じて、両者を接合する金属片を冷却するように構成
したものであり、これには、例えば市販のペルチェ・モ
ジュールTECI-1705型（（株）フジタカ製）を用いても
よい。

【００１２】第１およおび第２熱伝導部材をペルチェ素
子で中継することにより、発熱体とペルチェ素子間、お
よびパルチェ素子と放熱体間の各温度匂配が増大し、第
１および第２熱伝導部材の熱伝導効率が向上する。

【００１３】

【作用】発熱体から生じる熱は、第１、第２および第３
熱伝導部材からなる熱伝導体を介して放熱体へ伝導され
る。そして、熱伝導体は、第３熱伝導部材の作用により
屈曲可能であるので、発熱体と放熱体の位置が相対的に
変化しても、それに追従することができる。

【００１４】

【実施例】以下、図に示す実施例に基づいてこの発明を
詳述する。これによってこの発明が現定されるものでは
ない。図１はこの発明の一実施例を示すラップトップ型
パーソナルコンピュータの側面図、図２はその要部構成
図であり、本体１は上面にキーボード１ａ，内部にＭＰ
Ｕなどの電子部品を掲載した基板１ｂを備え、表示部２
は前面に液晶表示パネル２ａを備える。

【００１５】本体１と表示部２とは、接続部３で接続さ
れ、パーソナルコンピュータの非使用時には、表示部２
は、本体１の上に折りたたんで重ねられ、使用時には、
図１のように開かれるようになっている。

【００１６】そして、基板１ｂのＭＰＵの上面に設けら
れた集熱板４と、表示部２の裏面に設けられた放熱板
（ヒートシンク）５とは、２本のヒートパイプ６と７に
よって接続されると共に、ヒートパイプ６と７とは、ヒ
ンジ部８で接続され、表示部２が本体１上に閉じられる
ときそれに連動してヒートパイプ６と７がヒンジ部８で
屈曲するようになっている。

【００１７】なお、ヒートパイプ６と７には、外径３m
m、長さ１００mmのマイクロヒートパイプ（古河電気向
上（株）製）を用いている。また、放熱板５には、アル
ミニウム製１２０mm×５０mmの面積を有し、高さ１５mm
のフィンが付いたものを用いている。

【００１８】図３は、ヒンジ部８の詳細を示す分解斜視
図である。同図に示すように、ヒンジ部８において、銅
製の円盤８ａと８ｂには、それぞれの表面にヒートパイ
プ６と７の各端部がロウ付けされている。

【００１９】そして、ヒンジ部８は、円盤８ａと８ｂと
を、その間にペルチェ素子９挟んで、ボルト８ｃ、ワッ
シャ８ｄ、スプリング８ｅおよびナット８ｆを用いてし
めつることによって組立てられる。

【００２０】なお、この時、円盤８ａとペルチェ素子９
との接触面、および円盤８ｂとペルチェ素子９との接触
面については、熱抵抗を低下させ、かつ、摺動性を向上
させるための潤滑剤、サーマルグリース（SCH-20 サン
ハヤト（株）製）が塗布されており、また、接触面の接
触圧は、スプリング８ｅの圧縮量によって調整される。

【００２１】図４は、ペルチェ素子９の側面図、図５は
その上面図であり、直径３０mm，厚さ１mmのセラミック
基板９ａと９ｂとの間に、半導体（テルル化ビスマス）
９ｃが設けられている。図６はセラミック基板９ｂの上
面図である。

【００２２】半導体９ｃは、同数のＰ形半導体９ｆとＮ
形半導体９ｇからなり、図７に示すようにセラミック基
板９ｂ上に配列され、セラミック基板９ａの裏面に設け
られた銅ハク９ｄと、セラミック基板９ｂの表面に設け
られた銅ハク９ｅによって電気的に直列接続され、その
直列回路の両端に直流電源９ｈが接続される。

【００２３】ここで、セラミック基板９ａは、銅ハク９
ｄがＮ形半導体９ｇからＰ形半導体９ｆへ電流を流すの
で、低温（吸熱）側となり、セラミック基板９ｂは、銅
ハク９ｅが、その逆に電流を流すので、高温（放熱）側
となる。

【００２４】従って、図３において、ヒートパイプ６は
円盤８ａを介してセラミック基板９ａ側に接触し、ヒー
トパイプ７は円盤８ｂを介してセラミック基板９ｂ側に
接触するように構成される。

【００２５】このような構成において、基板１ｂのＭＰ
Ｕで生じる熱は、集熱板４からヒートパイプ６によって
パルチェ素子９の吸熱側に伝達され、ペルチェ素子９の
放熱側から発せられた熱はヒートパイプ７を介して放熱
板５へ伝達され大気に放出される。

【００２６】図８は、集熱板４から放熱板５に至る温度
匂配（熱伝導距離に対する温度変化特性）を示す図であ
り、集熱板４から放出される熱は、実線で示すように、
ペルチェ素子の冷却部に伝達され、ペルチェ素子の発熱
部から放出される熱は、放射板５へ伝達されるが、その
温度匂配は、ペルチェ素子が存在しない時の匂配（破線
で示す）に比べて、十分に大きいものとなる。従って、
ヒートパイプ６と７の熱伝導効率が大きく維持されるた
め、集熱板４の生じる熱が極めて効率よく放熱板５へ伝
達される。

【００２７】図９は、ペルチェ素子９の変形例を示す側
面図、図１０はその上面図であり、直径３７mmで厚さ
１．０mmの銅板１０ａと１０ｂの間に、市販のペルチェ
・モジュール１０ｃ（TECI-1705型（株）フジタカ
製）を３個、挟設したものである。

【００２８】図１１は、ヒンジ部８の変形例を示す斜視
図であり、４２．６mm×１４．２mmの面積を有する厚さ
１．０mmの銅板１１ａと１１ｂとの間に３個のパルチェ
・モジュール１０ｃと挟設し、銅板１１ａの上に貫通孔
１１ｃを有する銅ブロック１１ｄを搭載している。

【００２９】そして、ヒートパイプ７の端部は、サーマ
ルグリースが塗布された後、貫通孔１１ｃに挿入され、
それによって、ヒートパイプ７は、銅ブロック１１ｄに
より矢印方向に回動できるように支持される。また、ヒ
ートパイプ６の端部は、銅板１１ｂの裏面にロウ付けさ
れている。

【００３０】

【発明の効果】この発明によれば、発熱体と放熱体との
間を結合する熱伝導体が屈曲可能に構成されるので、発
熱体と放熱体との相対位置が変化しても、熱伝導体は、
それに追従して屈曲し、発熱体から放熱体への熱伝導を
支障なく行なうことができる。また、熱伝導体の途中に
ペルチェ素子を設けることにより、熱伝導体における温
度匂配が大きくなり、熱伝導効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すパーソナルコンピュ
ータの側面図である。

【図２】図１の要部詳細構成図である。

【図３】図２の要部分解斜視図である。

【図４】図３の要部側面図である。

【図５】図４の上面図である。

【図６】図４の要部上面図である。

【図７】図４の要部配置図である。

【図８】実施例の距離に対する温度匂配を示すグラフで
ある。

【図９】実施例のペルチェ素子の変形例を示す側面図で
ある。

【図１０】図９の上面図である。

【図１１】実施例のヒンジ部の変形例を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１本体１ａキーボード１ｂ基板２表示部２ａ液晶表示パネル３接続部４集熱板５放熱板６ヒートパイプ７ヒートパイプ８ヒンジ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木村浩一神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者西井耕太神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発熱体と放熱体との間を熱伝導体で接続
するように構成した熱伝導装置において、熱伝導体が、剛性を有する第１および第２熱伝導部材
と、第１熱伝導部材と第２熱伝導部材とを屈曲可能に接
続する第３熱伝導部材からなることを特徴とする熱伝導
装置。
【請求項２】さらにペルチェ素子を備え、第１および
第２熱伝導部材の少なくともいずれか一方と、第３熱伝
導部材との間にそのペルチェ素子を介在させた請求項１
記載の熱伝導装置。