JPH1050910A - 電子素子の冷却構造 - Google Patents
電子素子の冷却構造Info
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- JPH1050910A JPH1050910A JP8221742A JP22174296A JPH1050910A JP H1050910 A JPH1050910 A JP H1050910A JP 8221742 A JP8221742 A JP 8221742A JP 22174296 A JP22174296 A JP 22174296A JP H1050910 A JPH1050910 A JP H1050910A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-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
- F28D15/02—Heat-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
- F28D15/0241—Heat-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 the tubes being flexible
Abstract
子素子以外の筐体内に備えられる他の部材の昇温も防止
できる電子素子の冷却構造を提供する。 【解決手段】 筐体5の内部に、発熱する電子素子7が
設置された電子素子7の冷却構造において、電子素子7
に、小径でかつ可撓性のヒートパイプ8の一端部が熱授
受可能に配設されるとともに、そのヒートパイプ8の他
端部に、ヒートシンク10が熱授受可能に配設されてい
る。さらに、吸込部12をヒートシンク10に一体に連
通させ、かつ筐体5の外部に向けて送気するファン11
が設けられている。
Description
として熱輸送するヒートパイプを利用して、電子素子の
過熱を防止する電子素子の冷却構造に関するものであ
る。
理速度の向上に伴って演算処理装置などの電子素子の出
力が増大されている。また一方で、コンピュータの小型
化および軽量化が強く望まれており、したがって当然、
ケースの内部空間において演算処理装置などを冷却する
装置が占有できるスペースも極めて限定されている。そ
こで従来では、冷却装置の一例として熱輸送能力に優れ
るヒートパイプが使用されている。
内で頒布された書籍「実用ヒートパイプ」(日刊工業新
聞社発)に記載されているパーソナルユースのコンピュ
ータ(以下、パソコンという。)用ヒートパイプの一例
を示している。このヒートパイプ1は、いわゆる平板型
ヒートパイプであり、コンテナは断面矩形に形成され、
そのコンテナの図における下側の面が加熱部1aとさ
れ、かつ上側の面が放熱部1bとされている。この放熱
部1bの外部には、多数の放熱フィン1cが設けられて
いる。そして、コンテナの内部には、真空となるよう吸
引された後、水等の凝縮性の作動流体3が所定量封入さ
れている。
路の所定箇所には、中央演算処理装置(以下、CPUと
記す)2が取り付けられており、またそのCPU2の上
面には、ヒートパイプ1が加熱部1aを密着させて取付
けられている。
路に通電されてCPU2が発熱し、その熱によって加熱
部1aが昇温した際に、封入されている作動流体3が加
熱されて沸騰して蒸気となり、この作動流体3の蒸気が
上方に移動して低温の放熱部1bおいて凝縮する。すな
わち、作動流体3の蒸発潜熱の状態で運ばれた熱が、放
熱部1bの外部に設けられた放熱フィン1cから放散さ
れる。
プ1を使うことによって、蒸発潜熱の状態で大量の熱輸
送が可能となり、そのため、CPU2の冷却を効果的に
行うことができる。その結果、CPU2の過熱によるパ
ソコンの作動不能や機能低下等の発生を防止することが
できる。
来の構成では、ヒートパイプ1自体がパソコンケースの
内部に設置される構成であるから、放熱フィン1cから
の放熱は、当然、パソコン本体1の内部において行わ
れ、したがって、パソコンケースの内部空間に熱が籠り
易い不都合があった。
を備えるとともに、放熱フィン1cに対して送気する送
風ファンを設けた構成が提案されている。すなわち、送
風ファンを動作させると、パソコンケースの内部の空気
が放熱フィン1cを通過した後に、排気孔を経由してパ
ソコンケースの外部に流れ出るように流動する。したが
って、この構成によれば、CPU2の熱が流動する空気
と共にパソコンケースの外部に運ばれるから、上述の課
題を確実かつ容易に解消することができる。
構成では、CPU2およびヒートパイプ1と接触して温
度の高い空気がパソコンケースの内部を排気孔に向けて
流動するため、その経路中に既設されている部品が不可
避的に昇温する問題があった。
ので、電子素子に対する冷却能力が高く、また電子素子
以外に筐体内に備えられる部材の昇温を防止できる電子
素子の冷却構造を提供することを目的とするものであ
る。
的を達成するために、この発明は、筐体の内部に、発熱
する電子素子が設置された電子素子の冷却構造におい
て、前記電子素子に、小径でかつ可撓性のヒートパイプ
の一端部が熱授受可能に配設されるとともに、そのヒー
トパイプの他端部に、ヒートシンクが熱授受可能に配設
され、さらに、吸込部をヒートシンクに一体に連通さ
せ、かつ前記筐体の外部に向けて送気するファンが設け
られていることを特徴とするものである。
が発熱すると、まず、その熱はヒートパイプの一端部に
伝達される。すると、液相の作動流体が加熱されて蒸発
し、その作動流体蒸気はヒートパイプのコンテナのうち
内部圧力の低いヒートシンクに配設された端部に向けて
流動し、ヒートシンクに熱を奪われて凝縮する。
クを通過するように空気が流動し、その空気は更に筐体
の外部に流れ出る。その場合、ヒートシンクの保有する
電子素子の熱が、流動する空気と共に筐体の外部に運ば
れる。したがって、筐体の内部空間に熱が籠らず、電子
素子が良好に冷却される。
熱輸送能力の高いヒートパイプを介してヒートシンクに
一旦集められた状態で、そこから直接に筐体の外部に排
出されるから、電子素子に対する冷却能力が高いだけで
なく、筐体内に備えられる他の部材を不要に昇温させる
おそれがない。
参照して説明する。ここに示す例は、ノートブック型の
パーソナルコンピュータ(以下、パソコンという)に搭
載したCPUの冷却に適用した例である。この発明の筐
体に相当するパソコンケース5は、プラスチックパネル
あるいはマグネシウム合金などの金属パネルによって形
成された中空容器である。このパソコンケース5の図1
での上面部には、回動軸(図示せず)を中心とした所定
範囲内で自在に開閉するディスプレイ6が備えられてい
る。
プリント基板(図示せず)がほぼ水平に設けられてい
る。このプリント基板の図1での上面には、この発明の
電子素子に相当するCPU7が取り付けられている。C
PU7の上面には、ヒートパイプ8の一端部および伝熱
ブロック9が取り付けられている。より詳細には、一例
としてヒートパイプ8は、幅の狭い中空扁平形状の銅製
コンテナの内部に、作動流体として純水を封入したもの
が採用されている。なお、このヒートパイプ8は、可撓
性を有していてコンテナの中間部分を自在に屈曲させる
ことができる。
7とヒートパイプ8との熱伝達を促進させるために必要
に応じて備えられるものであり、一例として銅あるいは
アルミ合金等から形成された板状体であって、その図1
での下面には、ヒートパイプ8のコンテナ形状に倣った
凹部が形成されている。そして、この伝熱ブロック9
は、凹部にヒートパイプ8を緊密に嵌め込んだ状態でC
PU7の上面に図示しない適宜手段によって密着して固
定されている。したがって、CPU7とヒートパイプ8
とは、互いに熱伝達可能になっている。
として矩形断面のアルミニウム製パイプの内面に、多数
の平板体(フィン)を狭い間隔で平行に備えた構成のヒ
ートシンク10が布設されている。そして、このヒート
シンク10の上面部には、ヒートパイプ8の他端部がコ
ンテナの下面を沿わせた状態で取り付けられている。な
お、ヒートパイプ8の中間部分は、パソコンケース5の
内部に備えられた図示しないパーツ同士の隙間、いわゆ
るデッドスペースを通るようにして適宜に折り曲げられ
ている。また、ヒートシンク10の布設状態での高さ
は、CPU7の高さよりも大きく設定されており、した
がって、ヒートパイプ8は、このヒートシンク10に配
設された端部がCPU7に配設された端部に対して上方
に位置している。
CPU7およびヒートシンク10と接触しない中間箇所
の外周部を断熱被覆してもよい。このように構成すれ
ば、ヒートパイプ動作中にコンテナからパソコンケース
5の内部空間に放出される熱を減少させることができ
る。
た側の開口端には、小型のファン11が一体に取り付け
られている。より詳細には、このファン11は、一例と
して下部水平吐出し型の半径流ファンであって、その吸
込み部12側の開口箇所は、ヒートシンク10の開口端
に気密状態に取り付けられている。これに対して、ファ
ン11の吐出し部13の開口箇所は、パソコンケース5
に設けられた排気孔(図示せず)の近傍に配設されてい
る。すなわち、このファン11を動作させた場合、パソ
コンケース5の内部の空気は、ヒートシンク10のうち
のCPU7に接近した側の開口端から、その内側に入り
込むとともに、ファン11の吐出し部13に向けて流動
した後、更に排気孔を経て外部に送り出される。
の冷却構造の作用について説明する。まず、ファン11
を動作させる。すると、パソコンケース5内の空気がヒ
ートシンク10の内側を矢印方向に通過して、そのまま
パソコンケース5の外部に排気孔を経由して流れ出る。
このような空気の流動は、当然、ファン11が停止する
まで継続して生じる。
CPU7が発熱すると、その熱はヒートパイプ8の一端
部および伝熱ブロック9に伝達される。その場合、ヒー
トパイプ8の外周部が伝熱ブロック9によって覆われて
いるために、ヒートパイプ8に対してCPU7の熱が無
駄なく伝達されて、コンテナの底部に溜まっている作動
流体が加熱されて蒸発する。したがって、ヒートパイプ
8のうち伝熱ブロック9に取り付けられた端部の内面が
蒸発部となる。
温度が共に低いヒートシンク10に配設された端部に向
けて流動し、ヒートシンク10に熱を奪われて凝縮す
る。したがって、ヒートパイプ8のうちこの端部の内面
が凝縮部となる。前述の通り、ヒートパイプ8は、勾配
を持たせた状態に配設されているから、その動作態様は
ボトムヒートモードとなり、作動流体の蒸発・凝縮サイ
クルがスムースに行われ、その結果、熱輸送能力が高く
なる。なお、凝縮して液相に戻った作動流体は、コンテ
ナ中間部の内面を伝わって蒸発部まで還流し、そこで再
度加熱・蒸発する。
0の上面部に伝達されたCPU7の熱は、ヒートシンク
10のほぼ全域に伝導される。前述の通り、ヒートシン
ク10の内側には、ファンによって空気の流動が生じて
おり、その空気によって、ヒートシンク10の保有する
CPU7の熱が排気孔を経由してパソコンケース5の外
部まで運ばれる。すなわち、CPU7の熱は、空気と共
にパソコンケース5の外部に排出される。したがって、
パソコンケース5の内部に熱が籠らないため、パソコン
使用中におけるCPU7の過熱が防止される。
U7の熱をヒートシンク10に一旦集めた状態で、パソ
コンケース5の外部に直接に排出させるため、パソコン
ケース5の内部空間に熱が籠らず、従来の冷却構造より
も冷却能力が向上し、また、CPU7以外の既存パーツ
の過剰な昇温が防止される利点も生じる。
U7からファン11への熱輸送をヒートパイプ8を用い
て行うため、通常、パソコンケース5の壁面付近に設置
せざるを得ないファン11にCPU7を隣接させる必要
がなく、そのため、パソコンケース5の内部におけるC
PU7のレイアウトの自由度が向上する。また、ヒート
パイプ8がデッドスペースに配設されているから、従来
の冷却構造よりもパソコンケース5自体を小規模化する
ことができる。
ソコンのCPUの冷却を例示したが、この発明は上記具
体例に限定されるものではなく、例えばデスクトップ型
パソコンやサーバー等に搭載される電子素子に適用する
こともできる。また、扁平状コンテナのヒートパイプを
採用したが、これに替えて例えば一般的な円形断面のコ
ンテナ形状のヒートパイプを用いるとともに、ヒートシ
ンクの上面部に、U字状断面の取り付け溝を形成し、そ
こにヒートパイプを沿わせた状態で緊密に嵌め込むよう
に構成してもよい。
型の半径流ファンに替えて、例えば従来知られた構成の
軸流ファンを採用することもできる。また、ヒートシン
クとファンとは、その作用として一体に連通した構成で
あればよく、したがって、例えば両者の間に吸込ダクト
を設けることもできる。
明によれば、ヒートパイプの一端部を電子素子に熱授受
可能に配設するとともに、そのヒートパイプの他端部
に、ヒートシンクを熱授受可能に配設し、さらに、吸込
部をヒートシンクに一体に連通させ、かつ筐体の外部に
向けて送気するファンを設けているので、電子素子に対
する冷却能力を従来になく向上させることができる。ま
た、電子素子以外の筐体内に備えられる部品の昇温を防
止することができる。
を示す概略図である。
プ、 9…伝熱ブロック、 10…ヒートシンク、 1
1…ファン、 12…吸込部。
Claims (1)
- 【請求項1】 筐体の内部に、発熱する電子素子が設置
された電子素子の冷却構造において、 前記電子素子に、ヒートパイプの一端部が熱授受可能に
配設されるとともに、そのヒートパイプの他端部に、ヒ
ートシンクが熱授受可能に配設され、さらに、吸込部を
ヒートシンクに一体に連通させ、かつ前記筐体の外部に
向けて送気するファンが設けられていることを特徴とす
る電子素子の冷却構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22174296A JP3739142B2 (ja) | 1996-08-05 | 1996-08-05 | 電子素子の冷却構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22174296A JP3739142B2 (ja) | 1996-08-05 | 1996-08-05 | 電子素子の冷却構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1050910A true JPH1050910A (ja) | 1998-02-20 |
JP3739142B2 JP3739142B2 (ja) | 2006-01-25 |
Family
ID=16771523
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22174296A Expired - Lifetime JP3739142B2 (ja) | 1996-08-05 | 1996-08-05 | 電子素子の冷却構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3739142B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6738254B2 (en) | 2000-09-13 | 2004-05-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electronic apparatus |
US6778394B2 (en) | 2002-09-25 | 2004-08-17 | Hitachi, Ltd. | Electronic device having a heat dissipation member |
-
1996
- 1996-08-05 JP JP22174296A patent/JP3739142B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6738254B2 (en) | 2000-09-13 | 2004-05-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electronic apparatus |
US6778394B2 (en) | 2002-09-25 | 2004-08-17 | Hitachi, Ltd. | Electronic device having a heat dissipation member |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3739142B2 (ja) | 2006-01-25 |
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