JPH10242680A - 電子機器の放熱構造 - Google Patents

電子機器の放熱構造

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JPH10242680A
JPH10242680A JP9040217A JP4021797A JPH10242680A JP H10242680 A JPH10242680 A JP H10242680A JP 9040217 A JP9040217 A JP 9040217A JP 4021797 A JP4021797 A JP 4021797A JP H10242680 A JPH10242680 A JP H10242680A
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heat
heat pipe
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electronic device
flange
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Yasuyuki Nakamura
靖之 中村
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0275Arrangements for coupling heat-pipes together or with other structures, e.g. with base blocks; Heat pipe cores

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な熱放散性を得ると共に、機器筐体内の
温度勾配を小さくする。 【解決手段】 回路基板13a,13bを挿通するヒー
トパイプ14を機器筐体12に固定し、このヒートパイ
プ14と回路基板13a,13aおよび機器筐体12と
ヒートパイプ14とを複数の金具15a〜15cによっ
て熱結合させた構成としてある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、人工衛星を含む宇
宙航行体に搭載する場合に使用して好適な電子機器の放
熱構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種電子機器の放熱構造は、例
えば特開平4−163299号公報に「人工衛星・宇宙
機搭載用電子機器の熱制御機構」として開示され、図5
に示すように構成されている。これを同図に基づいて説
明すると、同図において、符号1で示すものは中継器パ
ネルからなる宇宙機用のベース、2はこのベース1に固
定され内部空間2aを有する機器筐体、3はこの機器筐
体2内に収納されヒートパイプ4をその内部に有するヒ
ートシンク、5はこのヒートシンク3に一部をヒートパ
イプ4に密着して固定されかつ機器筐体2内に収納され
電子部品6をその搭載面上に実装してなる回路基板であ
る。
【0003】このような電子機器の放熱構造において
は、回路基板5上の電子部品6から発生する熱が回路基
板5,ヒートパイプ4,ヒートシンク3,機器筐体2を
介し、あるいは回路基板5,ヒートシンク3,機器筐体
2を介してベース1から宇宙空間に放散される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の電子
機器の放熱構造においては、電子機器の高機能化および
高密度実装化に伴い回路基板が板厚方向に積層増加する
と、中央層の回路基板が周囲温度の上昇によって特に高
温になり、熱放散性が悪くなるばかりか、機器筐体内の
温度勾配が大きくなるという問題があった。
【0005】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、良好な熱放散性を得ることができると共に、機
器筐体内の温度勾配を小さくすることができる電子機器
の放熱構造の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の請求項1記載の電子機器の放熱構造は、機
器筐体内に収納され各々が互いに基板厚方向に並列する
複数の回路基板を備えた電子機器において、回路基板を
挿通するヒートパイプを機器筐体に固定し、このヒート
パイプと回路基板および機器筐体とヒートパイプとを複
数の金具によって熱結合させた構成としてある。したが
って、各回路基板からの発生熱が機器筐体にヒートパイ
プを介して伝達されると共に、ヒートパイプおよび金具
を介して伝達される。
【0007】請求項2記載の発明は、請求項1記載の電
子機器の放熱構造において、各金具を、ヒートパイプの
外周面に対接する内周面を有する筒体と、この筒体の外
周面に連接し回路基板の金具接触面および機器筐体の金
具接触面のうち少なくとも一方の金具接触面に対接する
フランジ端面を有するフランジとによって形成した構成
としてある。したがって、筒体およびフランジによって
回路基板から機器筐体に至る熱経路の熱伝達面が広くな
る。
【0008】請求項3記載の発明は、請求項2記載の電
子機器の放熱構造において、各金具を、筒体の軸線を含
む分割面によって分割形成した構成としてある。したが
って、金具による熱結合作業が回路基板にヒートパイプ
を挿通させる前後工程において行なわれる。
【0009】請求項4記載の発明は、請求項2または3
記載の電子機器の放熱構造において、各金具のフランジ
が単一のフランジからなる構成としてある。したがっ
て、相互に隣り合う基板同士や回路基板と機器筐体の間
隔が異なる場合でもヒートパイプと回路基板および機器
筐体とヒートパイプの熱結合が同種の金具によって行な
われる。
【0010】請求項5記載の発明は、請求項1〜4のう
ちいずれか1記載の電子機器の放熱構造において、複数
の金具のうち各々が隣り合う2つの金具を熱結合させた
構成としてある。したがって、回路基板から機器筐体に
至る熱経路の個数が金具同士の熱結合によって増加す
る。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につき、
図面を参照して説明する。図1は本発明の第1実施形態
に係る電子機器の放熱構造を宇宙機に使用した例を示す
断面図、図2は同じく本発明の第1実施形態に係る電子
機器の放熱構造の外観を示す正面図、図3(A)および
(B)は電子機器の放熱構造における熱結合用の金具を
示す斜視図とそのB−B線断面図である。同図におい
て、符号11で示す電子機器は、機器筐体12と回路基
板13とヒートパイプ14と金具15とを備え、宇宙機
16内に取り付けられている。
【0012】機器筐体12は、回路基板収納用の内部空
間12aを有している。回路基板13は、各々が互いに
基板厚方向に並列する2つの回路基板13a,13bか
らなり、機器筐体12内に収納固定されている。これら
各回路基板13a,13bの部品搭載面上には、多数の
電子部品17が実装されている。
【0013】ヒートパイプ14は、パイプ両端部にねじ
部14a,14bを有し各回路基板13a,13bを部
品搭載面と垂直な方向に挿通するアルミニウム製のヒー
トパイプからなり、機器筐体12に挿通固定されてい
る。このヒートパイプ14の固定は、機器筐体12を挿
通する両ねじ部14a,14bに各々ナット18,19
を螺合させて行なわれている。これにより、各ナット1
8,19と機器筐体12との接触圧が高められ、ヒート
パイプ14と機器筐体12との熱結合度が高められる。
【0014】金具15は、ヒートパイプ14と回路基板
13a・13b,機器筐体12とヒートパイプ14およ
び回路基板13a・13b同士を熱結合する複数の金具
15a,15b,15cからなり、機器筐体12内に固
定されている。これら各金具15a〜15cは、ヒート
パイプ14の外周面に対接する内周面を有する筒体15
1〜15C1と、これら各筒体15A1〜15C1の外周
面に連接し回路基板13a,13bの金具接触面および
機器筐体12の金具接触面に対接するフランジ端面を有
するフランジ15A2〜15C2,15A3〜15C3とか
らなり、各々が筒体15A1〜15C1の軸線を含む分割
面によって分割形成されている。これにより、各金具1
5a〜15cによる熱結合作業が回路基板13a,13
bにヒートパイプ14を挿通させる前後工程において行
なわれる。
【0015】これら金具15a〜15cのうち金具15
aは、フランジ15A2が機器筐体12に取付ねじ20
によって固定され、かつフランジ15A3および金具1
5bのフランジ15B2が回路基板13aを挾圧保持す
るように取付ねじ21によって共締めされている。金具
15cは、フランジ15C2および金具15bのフラン
ジ15B3が回路基板13bを挾圧保持するように取付
ねじ22によって共締めされており、フランジ15C3
が機器筐体12に取付ねじ23によって固定されてい
る。
【0016】また、金具15a〜15cは、図3に示す
ように(金具15aのみ図示)各々が取付ねじ24によ
って一体化されている。これにより、各金具15a〜1
5cの一体化強度(接触圧)が高められ、熱結合度が高
められる。
【0017】このような電子機器の放熱構造において
は、各回路基板13a,13bからの発生熱が機器筐体
12にヒートパイプ14を介して伝達されると共に、ヒ
ートパイプ14および金具15a〜15cを介して伝達
され、かつ金具15a〜15cを介して伝達される。す
なわち、回路基板13a,13bからの発生熱が3つの
熱経路を介して機器筐体12に効率よく伝達される。
【0018】したがって、本実施形態においては、電子
機器11の高機能化および高密度実装化に伴い回路基板
13a,13bが板厚方向に積層増加しても、これら回
路基板13a,13bの温度上昇を抑制することができ
る。
【0019】また、本実施形態において、回路基板13
a,13bからの発生熱が3つの熱経路を介して機器筐
体12に伝達されることは、従来の放熱構造と比較して
熱経路の個数が増加すると共に、筒体15A1〜15C1
およびフランジ15A2〜15C2,15A3〜15C3
よって熱伝達面が広くなるので、熱経路の熱抵抗を小さ
くすることができる。
【0020】次に、本発明の第2実施形態につき、図面
を用いて説明する。図4(A)および(B)は本発明の
第2実施形態に係る電子機器の放熱構造を宇宙機に使用
した例を示す断面図とその金具を示す斜視図で、同図
(A)において図1および図2と同一の部材については
同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。同図におい
て、符号31で示す金具は、ヒートパイプ14と回路基
板13cおよび機器筐体12とヒートパイプ14を熱結
合する複数の金具31a,31b,31c,31dから
なり、機器筐体12内に固定されている。
【0021】これら金具31a〜31dは、ヒートパイ
プ14の外周面に対接する内周面を有する筒体31A1
〜31D1と、これら各筒体31A1〜31D1の外周面
に連接し回路基板13cの金具接触面および機器筐体1
2の金具接触面に対接するフランジ端面を有するフラン
ジ31A2〜31D2とからなり、各々が筒体31A1
31D1の軸線を含む分割面によって分割形成されてい
る。これにより、各金具31a〜31cによる熱結合作
業が回路基板13a,13b,13cにヒートパイプ1
4を挿通させる前後工程において行なわれる。
【0022】これら金具31a〜31dのうち金具31
aは、フランジ31A2が機器筐体12に取付ねじ20
によって固定されている。金具31b,31cは、フラ
ンジ31B2,フランジ31C2が回路基板13cを挾圧
保持するように取付ねじ21によって共締めされてい
る。金具31dは、フランジ31D2が取付ねじ23に
よって固定されている。
【0023】このような電子機器の放熱構造において
は、第1実施形態と同様に回路基板の温度上昇を抑制す
ることができると共に、熱経路の熱抵抗を小さくするこ
とができる。
【0024】また、本実施形態において、各金具31a
〜31dのフランジ31A2〜31D2が単一のフランジ
からなることは、相互に隣り合う基板同士や回路基板と
機器筐体の間隔が異なる場合でも、ヒートパイプ14と
回路基板13a〜13cおよび機器筐体12とヒートパ
イプ14の熱結合が同種の金具31a〜31dによって
行なわれる。すなわち、基板同士間や回路基板と機器筐
体間の寸法に合わせて金具31a〜31dを製造する必
要がない。
【0025】なお、本実施形態においては、金具がアル
ミニウムからなる例を示したが、本発明はこれに限定さ
れず、熱伝導率が高い他の金属からなるものでもよい。
また、本発明における金具およびヒートパイプ等の個数
は、前述した実施形態に限定されるものでないことは勿
論である。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、回
路基板を挿通するヒートパイプを機器筐体に固定し、こ
のヒートパイプと回路基板および機器筐体とヒートパイ
プとを複数の金具によって熱結合させたので、各回路基
板からの発生熱が機器筐体にヒートパイプを介して伝達
されると共に、ヒートパイプおよび金具を介して伝達さ
れる。
【0027】したがって、電子機器の高機能化および高
密度実装化に伴い回路基板が板厚方向に積層増加して
も、回路基板の温度上昇を抑制することができるから、
良好な熱放散性を得ることができると共に、機器筐体内
の温度勾配を小さくすることができる。
【0028】請求項2において、各金具を、ヒートパイ
プの外周面に対接する内周面を有する筒体と、この筒体
の外周面に連接し回路基板の金具接触面および機器筐体
の金具接触面のうち少なくとも一方の金具接触面に対接
するフランジ端面を有するフランジとによって形成した
ので、筒体およびフランジによって回路基板から機器筐
体に至る熱経路熱の伝達面が広くなり、熱経路の熱抵抗
を小さくして一層良好な熱放散性を得ることができる。
【0029】請求項3において、各金具を、筒体の軸線
を含む分割面によって分割形成したので、金具による熱
結合作業が回路基板にヒートパイプを挿通させる前後工
程において行なわれ、電子機器の組立自由度を高めるこ
とができる。
【0030】請求項4において、各金具のフランジが単
一のフランジからなるので、相互に隣り合う基板同士や
回路基板と機器筐体の間隔が異なる場合でも、基板同士
間や回路基板と機器筐体間の寸法に合わせて金具を製造
することを必要とせず、金具取付自由度を高めることが
できると共に、製造コストの低廉化を図ることができ
る。また、金具が単一のフランジからなることは、金具
が軽量になるから、電子機器全体の軽量化を図ることが
できる。
【0031】請求項5において、複数の金具のうち各々
が隣り合う2つの金具を熱結合させたので、回路基板か
ら機器筐体に至る熱経路の個数が金具の熱結合によって
増加し、熱経路の熱抵抗を小さくして一層良好な熱放散
性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る電子機器の放熱構
造を宇宙機に使用した例を示す断面図である。
【図2】同じく本発明の第1実施形態に係る電子機器の
放熱構造の外観を示す正面図である。
【図3】(A)および(B)は電子機器の放熱構造にお
ける熱結合用の金具を示す斜視図とそのB−B線断面図
である。
【図4】(A)および(B)は本発明の第2実施形態に
係る電子機器の放熱構造を宇宙機に使用した例を示す断
面図とその金具を示す斜視図である。
【図5】従来における電子機器の放熱構造を示す断面図
である。
【符号の説明】
11 電子機器 12 機器筐体 13a,13b 回路基板 14 ヒートパイプ 15a,15b,15c 金具

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 機器筐体内に収納され、各々が互いに基
    板厚方向に並列する複数の回路基板を備えた電子機器に
    おいて、 前記回路基板を挿通するヒートパイプを前記機器筐体に
    固定し、 このヒートパイプと回路基板および機器筐体とヒートパ
    イプとを複数の金具によって熱結合させたことを特徴と
    する電子機器の放熱構造。
  2. 【請求項2】 前記金具を、前記ヒートパイプの外周面
    に対接する内周面を有する筒体と、この筒体の外周面に
    連接し前記回路基板の金具接触面および前記機器筐体の
    金具接触面のうち少なくとも一方の金具接触面に対接す
    るフランジ端面を有するフランジとによって形成したこ
    とを特徴とする請求項1記載の電子機器の放熱構造。
  3. 【請求項3】 前記金具を、前記筒体の軸線を含む分割
    面によって分割形成したことを特徴とする請求項2記載
    の電子機器の放熱構造。
  4. 【請求項4】 前記金具のフランジが単一のフランジか
    らなることを特徴とする請求項2または3記載の電子機
    器の放熱構造。
  5. 【請求項5】 前記金具のうち各々が隣り合う2つの金
    具を熱結合させたことを特徴とする請求項1〜4のうち
    いずれか1記載の電子機器の放熱構造。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007300048A (ja) * 2006-05-08 2007-11-15 Gigabyte Technology Co Ltd 熱パイプで熱を伝導するための熱放散タイプのプリント回路基板およびその構造
JP2012002387A (ja) * 2010-06-14 2012-01-05 Shimonishi Giken Kogyo Kk 放熱板
CN109693812A (zh) * 2017-10-23 2019-04-30 中国科学院空间应用工程与技术中心 一种用于为多个空间实验设备提供实验服务的系统及方法

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