JPH1154680A - 放熱構造とこれを用いた電子装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 対流を利用して、高い冷却効率の空冷を可能
とする。 【解決手段】 電子部品などの発熱体１に受熱ブロック
２が熱的に接続され、この受熱ブロック２に複数のヒー
トパイプ３が、その長さ方向を重力方向として、水平方
向に配列されて熱的に接続されている。そして、これら
ヒートパイプ３の他方側には、複数のプレートフィン４
が所定の間隔で取り付けられている。これにプレートフ
ィン４は、ヒートパイプ３に熱的に接続された水平面上
の取付部７と、この取付部７から傾斜して延長する放熱
部６ａ，６ｂとからなり、取付部７には、そのヒートパ
イプ３間に通風孔８が設けられている。下流側の放熱部
６ａでは、下方からの冷たい空気が放熱部６ａ間の隙間
を通って温められ、通風孔８から抜ける。上流側の放熱
部６ｂでは、通風孔８から冷たい空気が放熱部６ｂの隙
間を通って温められ、放熱部６９ｂの先端から外部に放
出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品などで構
成される発熱体を冷却するための放熱構造とこれを用い
た電子装置に係り、特に、自然対流を利用して空気冷却
を行なう放熱構造とこれを用いた電子装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子装置においては、部品実装の
高密度化に伴い、発熱密度も増大する傾向にある。電子
回路基板上に搭載された部品の温度上昇を防止するため
に、例えば、特公平５ー５２０８０号公報に記載のよう
に、電子回路基板上の部品にヒートパイプを取り付け
て、この部品から発生した熱をヒートパイプによって放
熱フィンに導く放熱構造が知られている。かかる構造の
放熱器の配置としては、部品実装スペースの減少を抑え
るために、実装スペースに隣接する排気スペースに置か
れていた。また、特開平６ー７４６７３号公報に記載の
ように、冷却装置を小形化するために、ヒートパイプと
フィンを屈曲させていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
公平５ー５２０８０号公報に記載の従来技術では、部品
実装スペースを犠牲にすることなく、大きな放熱器を構
成することができる反面、電子回路基板を挿抜する際の
使い勝手を考慮して、電子回路基板と放熱器とを分離可
能とするための分離機構が、発熱する部品からフィンま
での放熱経路の途中で必要になる。このため、放熱器を
大きくして向上した冷却効率が、分離機構が介在する分
だけ、低下してしまうことになる。また、冷却構造に使
用される部品点数も増加する。

【０００４】一方、上記特開平６ー７４６７３号公報に
記載の従来技術では、一体型であるため、上記のような
分離機構に起因する問題は生じないが、部品実装スペー
スを確保するために、放熱器の小型化が図られた結果、
フィン間における空気の流路が狭くて長くなり、しか
も、曲げられているために、その空気流路内の圧力損失
が大きくなってしまうことになる。このために、自然対
流冷却や風量の小さいファンによる強制対流冷却では、
充分な冷却性能が得られず、大風量のファンが必要とな
る。

【０００５】本発明の目的は、かかる問題を解消し、電
子装置内で局所的に高実装密度で、かつ高発熱密度の領
域における部品の温度上昇を効果的に防止することがで
きるようにした放熱構造とこれを用いた電子装置を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の本発明による放熱構造は、発熱体が装着され
た受熱ブロックにヒートパイプの一方側を重力方向に装
着し、プレートフィンを他方側に、プレートフィン内の
ヒートパイプ取付部が水平になるようにして、斜めに取
り付け、さらに、プレートフィンの水平な取付部に通風
孔を形成したものである。プレートフィンはヒートパイ
プに多数枚取り付けることが好ましい。

【０００７】かかる構成により、下方からの冷たい空気
がプレートフィンの斜めの部分である放熱部で吸熱し、
これによって温められた空気がこの放熱部に沿って流れ
て通風孔から抜け出る。プレートフィンが取付部の両側
に斜めの放熱部が設けられている場合には、下流側の放
熱部では、上記のように空気が流れ、また、上流側とな
る放熱部では、冷たい空気が通風穴から入り込んでこの
上流側の放熱部で温められ、この放熱部に沿って流れて
その端部から抜き出る。

【０００８】このようにして、放熱部には冷たい空気が
送り込まれることになり、しかも、通風孔により、空気
の流路を短くできて、前縁効果を有効に利用することが
でき、冷却効率が高い自然空冷を行なうことができる。

【０００９】第２の本発明による放熱構造は、第１の本
発明による放熱構造の構成において、さらに、各プレー
トフィンの先端部に切欠きを設けて、しかも、これら切
欠きが重力方向に並ぶようにする。

【００１０】第２の本発明による放熱構造を回路基板の
発熱する電子部品などに取り付け、かかる回路基板を重
力方向に立てて、複数のかかる回路基板を水平方向に複
数枚所定の間隔で電子装置に配置した場合、上記切欠き
を設けたことにより、プレートフィンが設けられて部分
である放熱器の周囲では、空気の流路が拡張されること
により、より多くの冷たい空気が放熱器に流れ込むこと
になり、さらに冷却効率が向上する。

【００１１】第３の本発明による放熱構造は、第１の発
明の構成において、さらに、各プレートフィンの先端部
に切起しを設けて、しかも、これら切起しが重力方向に
並ぶようにする。

【００１２】この切起しも、上記の切欠きと同様の作用
をもつものであるが、さらに、その切起片の方向を空気
の流れに向かう方向とすることにより、空気の流れをプ
レートフィンの間の隙間に導くようにしたものである。
これにより、さらに、冷却効率が向上する。

【００１３】第４の本発明による放熱構造は、以上の本
発明による放熱構造の構成において、放熱部でのヒート
パイプと対向しない部分に１以上の切起しを設ける。

【００１４】かかる切起しにより、各プレートフィン間
の間隔が所定に保持されることになり、プレートフィン
がたわみ変形を起しても、プレートフィン間の隙間が保
持されてそこに空気が効果的に流れることになる。ま
た、この切起しの部分で前縁効果が得られ、放熱部から
空気への熱伝達が効果的に行なわれて冷却効率が向上す
る。

【００１５】第５の本発明による放熱構造は、以上の本
発明による放熱構造の構成において、ヒートパイプの断
熱部を屈曲させて放熱器内のヒートパイプの凝縮部が重
力方向になるように配置するものであり、これにより、
受熱ブロックが放熱器に流れ込む空気の流れを妨げない
ようにする。

【００１６】第６の本発明による放熱構造は、ヒートパ
イプを、その長さ方向を水平方向として、複数個垂直方
向に並べ、これに複数のプレートフィンを所定の間隔で
取り付けたものであり、これらプレートフィンには、同
じ場所に斜め方向にほぼプレートフィンの水平方向の幅
に渡って切起しを設け、この切起しの斜めの切起片によ
って各プレートフィン間の隙間を上下に分割する構成と
したものである。

【００１７】かかる構成によると、冷たい空気がプレー
トフィンの下辺やサイドから、また、切起しの通風孔か
ら夫々入り込み、切起片で分割された領域毎に冷たい空
気が供給されることになり、この空気の流路も短くなっ
て冷却効率が向上する。

【００１８】本発明による電子装置は、以上の本発明に
よる放熱構造を回路基板に着脱可能に取り付ける。これ
により、回路基板の取替えや、回路基板上の電子部品の
修理や保守が可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
より説明する。図１は本発明による放熱構造の第１の実
施形態を示す斜視図であって、１は発熱体、２は受熱ブ
ロック、３はヒートパイプ、４はプレートフィン、５は
放熱器、６は放熱部、７は取付部、８は通風孔である。

【００２０】同図において、電子部品などの発熱体１が
受熱ブロック２に装着され、これらが熱的に接続されて
いる。受熱ブロック２は、例えば、アルミニウムや銅な
どの金属、あるいは窒化アルミニウムなどの高熱伝導性
の部材で構成されている。この受熱ブロック２にヒート
パイプ３の一端が接続されている。この接続方法として
は、図示するように、受熱ブロック２内部にヒートパイ
プ３の一方の端部を埋め込んで接続したり、あるいは受
熱ブロック２面のうち発熱体１を装着しない裏面に接続
する。発熱体１にヒートパイプ３の配管スペースがあれ
ば、直接、発熱体１に接続してもよい。

【００２１】ヒートパイプ３は重力方向に延在するよう
に配置され、ヒートパイプ３の他端にプレートフィン４
が取り付けられて放熱器５が形成されている。ここで
は、３本のヒートパイプ３が、一列に並ぶように、受熱
ブロック２と接続され、夫々に６枚のプレートフィン４
が所定の間隔（但し、必ずしもこの間隔を全て同じにす
る必要はない）で取り付けられているものとする。しか
し、ヒートパイプ３の個数やプレートフィン４の枚数は
これに限るものではない。

【００２２】プレートフィン４は、ヒートパイプ３に垂
直に取り付けられる取付部７とこの取付部７から延長す
る放熱部６とからなり、取付部７は水平に配置され、放
熱部６はこの取付部７から下方斜めに折り曲げ加工され
て伸延している。また、取付部７でのヒートパイプ３間
毎にほぼその間隔いっぱいの大きな通風孔８が１個ずつ
設けられている。従って、夫々のプレートフィン４の同
じヒートパイプ３間に設けられた通風孔８は、垂直方向
に並んでいる。

【００２３】ヒートパイプ３とプレートフィン４との熱
的な接続は、圧入や拡管，ロウ付け，，接着剤などによ
って行なう。また、ここでは、取付部７のヒートパイプ
３間では、１個ずつ通風孔８を設けているが、小さい貫
通孔を複数個ずつ設けるようにしてもよい。プレートフ
ィン４は、例えば、アルミニウムや銅などの金属薄板を
プレス加工により、金型を用いた切断成形することによ
って容易に作ることができる。

【００２４】かかる構成において、発熱体１で発生した
熱は、受熱ブロック２に伝達しさらに、ヒートパイプ３
を伝達して各プレートフィン４に均等に伝達される。各
プレートフィン４では、ヒートパイプ３から伝達される
熱が、取付部７の通風孔８以外の部分を伝わって放熱部
６に至り、その放熱部６で広がって伝達される。従っ
て、この放熱部６では、この伝達されてきた熱によって
加熱される。

【００２５】なお、かかる放熱部６において、空気はヒ
ートパイプ３を避けるようにして流れるため、ヒートパ
イプ３と対向する部分では、空気が流れにくくなり、そ
れ以外の部分よりも、局所的に放熱効率が低下する。

【００２６】そこで、各プレートフィン４の放熱部６間
の空気は放熱部６から吸熱して温められ、放熱部６が取
付部７の方向に上向きに傾斜していることから、温めら
れたこの空気がこの放熱部６に沿って移動し、取付部７
に達してその通風孔８を抜けていく。このように、放熱
部６間の空気が移動すると、外部から放熱部６間に冷た
い空気が流入し、これが上記のように温められ、自然対
流により放熱部６に沿って上昇し、通風孔８を抜けてい
く。

【００２７】このようにして、放熱部６で空気に放熱す
ることにより、プレートフィン４は冷却されるが、これ
によって発熱体１から発生する熱が受熱ブロック２，ヒ
ートパイプ３を経由してプレートフィン４に伝達される
ことになり、発熱体１が空冷されることになる。

【００２８】この実施形態では、ヒートパイプ３は、直
線状とし、しかも、重力方向に配置しているものである
から、熱輸送効率が非常に高く、これに取り付けられた
複数枚のプレートフィン４に均一に熱を伝達することが
でき、また、プレートフィン４にしても、その放熱部６
を斜めに傾けているために、それらの間を空気が通りや
すくなり、しかも、取付部７に通風孔８を設けたことに
より、放熱器５での空気の流れがほぼ放熱部６のみとな
って空気の流路長を必要最小限度のものとすることがで
きて、前縁効果を有効に利用できるし、また、空気の圧
力損失を低減できるので、空気が通り易くなって空気の
流速が増すことになる。これにより、冷却効率が非常に
高くなる。

【００２９】また、一般に、プレート状のフィンでは、
その先端部から空気が流れ込むから、前縁効果により、
その放熱面に空気が流れないで熱が蓄積される層（温度
境界層）ができて、放熱効果が低下するものであるが、
この放熱部６の先端程この温度境界層が薄いという前縁
効果が生ずる。しかし、この実施形態では、プレートフ
ィン６の長さ（取付部７と放熱部６との境界から放熱部
６の先端までの長さ）を短くすることにより、この前縁
効果を利用して放熱部６から空気への熱伝達率を高める
ものであり、これによって１枚の放熱部６の表面積が小
さくなって放熱量が減少しても、ヒートパイプ３に複数
枚のプレートフィン４を取り付けることにより、ヒート
パイプ３からこれらプレートフィン４に均等に熱伝達が
なされるから、放熱器５全体として大きな放熱量が得ら
れることになる。なお、通風孔８を設けることは、ま
た、放熱部の長さを短くしていることにもなり、従っ
て、これによっても、前縁効果を有効に利用しているこ
とになる。

【００３０】図２は本発明による放熱構造の第２の実施
形態を示す斜視図であって、６ａ，６ｂはプレートフィ
ンであり、図１に対応する部分には同一符号を付けて重
複する説明を省略する。

【００３１】同図において、この実施形態は、プレート
フィン４の構造として、その取付部７の両側に放熱部６
ａ，６ｂが設けられたものであり、これら放熱部６ａ，
６ｂは同じ方向に傾斜している。これ以外の構成は、図
１に示した第１の実施形態と同様である。

【００３２】図３はこの第２の実施形態の放熱器５での
空気の流れを概略的に示す図であって、この場合には、
ほぼ２通りの空気の流れがある。その１つは、外部から
下流側の放熱部６ａ間を通って温められ、通風孔８を抜
けて上昇する空気９ａであり、他の１つは、通風孔８か
ら上流の放熱部６ｂ間を通り、そこで温められて放熱部
６ｂに沿って上昇し、外部に抜ける空気９ｂである。

【００３３】このようにして、この実施形態では、通風
孔８の作用により、放熱部６ａ，６ｂ夫々毎に、冷たい
空気が通ることになって、かつ先の第１の実施形態と同
様、空気の流路を必要最小限度の長さとすることができ
るから、効果的に放熱が行なわれることになり、高い冷
却効率が得られることになる。

【００３４】空気９ｂが通風孔８から入り込んで通過す
る放熱部６ｂにおいては、この通風孔８を設けたことに
より、前縁効果が現われ、冷却効果を高めることにな
る。

【００３５】なお、以上の各実施形態において、ヒート
パイプ３の代わりに、アルミニウムや銅などを熱輸送部
材として使用してもよい。

【００３６】図４は図２に示した放熱構造を回路基板に
取り付けた電子装置の一実施形態を示す図であって、９
は空気、１０は取付ねじ、１１，１２は回路基板であ
り、前出図面に対応する部分には同一符号を付けて重複
する説明を省略する。

【００３７】同図において、回路基板１１には、電子部
品などの発熱体１が搭載されており、この発熱体１を回
路基板１１とで挾むようにして、受熱ブロック２が取付
ねじ１０によって取り付けられている。この場合、受熱
ブロック２は、ヒートパイプ３が回路基板１１の表面と
平行になるように、取り付けられている。

【００３８】かかる回路基板１１は、同様の回路基板や
かかる実施形態が設けられていない他の１枚以上の回路
基板１２とともに、その表面が重力方向に平行となるよ
うに所定の間隔で図示しない電子装置に設置されてい
る。このような設置状態でヒートパイプ３も重力方向に
平行となるように、放熱構造が回路基板１１，１２など
に取り付けられている。

【００３９】なお、回路基板１１，１２などでは、他に
低発熱の電子部品などが搭載されていてもよいが、ここ
では省略している。また、ここでは、回路基板１１上に
１個の発熱体１が設けられているものとしているが、図
面を簡略化したためにこのように図示したものであり、
１枚の回路基板１１に複数個の発熱体が搭載されている
場合には、夫々毎に上記実施形態を設けるようにしても
よいし、また、複数個の発熱体が近接して配置されてい
る場合には、これらに共通に１つの上記実施形態を使用
するようにしてもよい。

【００４０】このような回路基板１１が設置された電子
装置を動作させたとき、発熱体１で発生した熱は受熱ブ
ロック２に伝わり、さらに、ヒートパイプ３を経由して
プレートフィン４に伝わる。これにより、上記のよう
に、プレートフィン４の放熱部で空気への放熱が行なわ
れるので、回路基板１１，１２間を下から冷たい空気９
が流れ込んで、上に流れ出る自然対流が行なわれ、発熱
体１で発生した熱は空気９によって回路基板１１，１２
間から上方に運ばれる。この結果、発熱体１の自然空冷
が行なわれ、発熱体１や回路基板１１，１２が効率良く
冷されることになってそれらの温度上昇を充分に抑圧す
ることができる。

【００４１】また、この電子装置では、放熱構造が回路
基板１１，１２間に配置され、しかも、上記のように、
プレートフィン４の放熱部６ａ，６ｂ（図２）の長さを
短くできて回路基板１１，１２の間隔を狭くできるの
で、基板１１，１２による煙突効果が顕著となって、こ
れら間を上昇する空気９の流速が増加する。従って、冷
却効率がさらに向上する。

【００４２】なお、この具体例では、上記実施形態の放
熱構造が回路基板１１に載置された電子部品などの発熱
体１上に取り付けられるので、この放熱構造の放熱器５
部分と回路基板１１との間に電子部品を設けることもで
は、放熱構造を取り付けたことによる回路基板での電子
部品などの搭載密度を低下させることがない。

【００４３】また、この電子装置では、放熱構造が回路
基板１１に簡単に着脱可能に取り付けられているので、
回路基板の差し替えや電子部品の保守，修理を容易に行
なうことができる。

【００４４】さらに、図４では、図２に示した放熱構造
を用いるものとしたが、図１に示した放熱構造を用いる
ことができ、同様の効果を得ることができることは勿論
である。

【００４５】図５は本発明による放熱構造の第３の実施
形態を示す要部斜視図であって、１３ａ，１３ｂは切欠
きであり、図２に対応する部分には同一符号を付けて重
複する説明を省略する。

【００４６】同図において、この実施形態は、プレート
フィン４の放熱部６ａ，６ｂ夫々の先端部に切欠き１３
ａ，１３ｂを設けたものであり、これ以外の構成は図２
に示した第２の実施形態と同様である。この切欠き１３
ａ，１３ｂは、プレートフィン４を作製する際に、同時
に形成することができる。

【００４７】図６は図５に示した第３の実施形態の上面
図であって、図５に対応する部分には同一符号を付けて
重複する説明を省略する。

【００４８】同図において、上記の切欠き１３ａ，１３
ｂは夫々、プレートフィン４の放熱部６ａ，６ｂの先端
部において、ヒートパイプ３に対向する位置に設けられ
ている。これは、上記のように、放熱部６ａ，６ｂにお
いて、ヒートパイプ３に対向する部分は、それ以外の部
分と比べて、空気が流れにくく、放熱効率が低いもので
あるから、このヒートパイプ３に対向する部分に切欠き
１３ａ，１３ｂを設けても、放熱部６ａ，６ｂでの放熱
効率にそれほど影響しないからである。

【００４９】このように切欠き１３ａ，１３ｂを設ける
と、これらの面積分空気の流通路の断面積が増加し、空
気の流通量が増加して冷却効率が増加する。この場合、
図５に示すように、各プレートフィン４での切欠き１３
ａと切欠き１３ｂは夫々、ヒートパイプ３に平行に、即
ち、重力方向に配列されることになり、これにより、こ
れら切欠き１３ａ，１３ｂでの空気の流れが円滑になっ
て、各プレートフィン４間に均等に流れ込んで広がるこ
とになる。

【００５０】なお、ここでは、放熱器５として、図２に
示した構成のものとしたが、図１に示した構成のもので
あってもよく、同様効果を得ることができる。

【００５１】図７は本発明による放熱構造の第４の実施
形態を示す要部斜視図であって、１３は切欠き、１４は
切起しであり、図２に対応する部分には同一符号を付け
て重複する説明を省略する。

【００５２】同図において、この実施形態は、プレート
フィン４の下流側の放熱部６ａの先端部に切起し１４
を、上流側の放熱部６ｂに切欠き１３を夫々設けたもの
であり、これ以外の構成は図２に示した放熱構造と同様
である。かかる切欠き１３と切起し１４とは、プレート
フィン４を作製する際、同時に形成することができる。

【００５３】切起し１４では、その切起片を空気の流れ
方向とは逆方向、即ち、下方に突出するようにする。ま
た、図８に示すように、切起し１４はヒートパイプ３に
対向する位置に配置する。

【００５４】これにより、図５，図６で示した実施形態
と同様に、空気流路の断面積が拡大し、かつ切欠き１３
と切起し１４とでの空気の流速が速くなって上記の効果
が得られるとともに、さらに、下からの冷たい空気をこ
の切起し１４で下流側の放熱部６ａの間に導きやすくな
り、より効果的に冷たい空気が放熱部６ａ間に広がって
流れ、さらに冷却効率が高まることになる。

【００５５】ここで、上流側の放熱部６ｂでは、切欠き
１３を設けているが、これに代えて切起しを設けるよう
にしてもよい。

【００５６】なお、ここでは、放熱器５として、図２に
示した構成のものとしたが、図５に示した構成のものと
してもよいし、また、図１に示した構成のものもしくは
これに、図５に示したように、切欠きを設けた構成のも
のであってもよく、同様効果を得ることができる。

【００５７】図９は本発明による放熱構造の第５の実施
形態の要部を一部分解して示す斜視図であって、１５は
切起し、１５ａは切起片であり、図２に対応する部分に
は同一符号を付けて重複する説明を省略する。

【００５８】同図において、この実施形態は、各プレー
トフィン４の放熱部６ａ，６ｂ内に切起し１５を設けた
ものである。夫々の切起し１５の切起片１５ａは上方に
突出しており、この先端が１つ上のプレートフィン４の
放熱部６ａ，６ｂに接している。これにより、プレート
フィン４間の間隔を一定に保持するようにしている。プ
レートフィン４は、特に、その取付部７に通風孔８が設
けられていることにより、放熱部６ａ，６ｂでたわみ変
形が生じやすく、これによって放熱部６ａ，６ｂの間隔
が狭くなってそこでの空気の流れが妨げられ、空気の流
速が低下して冷却効率の低下をきたすことになるが、こ
の実施形態のように、切起し１５を設けることにより、
各プレートフィン４の放熱部６ａ，６ｂ夫々の間隔が一
定に保持されるので、このような問題を防止することが
できる。

【００５９】なお、放熱部６ａ，６ｂでのたわみ変形
は、ヒートパイプ３間で最も大きくなるので、その位置
に切起し１５を設けることが最も効果的である。また、
かかる切起し１５は、プレートフィン４を作製する際に
同時に形成できる。

【００６０】このように、放熱部６ａ，６ｂに切起し１
５を設けることにより、その部分での前縁効果が得ら
れ、その分放熱部６ａ，６ｂから空気への熱伝達率が高
まることになる。そこで、図１０に示すように、プレー
トフィン４の放熱部６ａ，６ｂ夫々において、ヒートパ
イプ３間毎に複数個の切起し１６，１７を設ける。

【００６１】但し、このように切起し１６，１７を設け
ると、プレートフィン４内での熱伝導性を悪化してしま
うので、ヒートパイプ３から最も遠くて移動している熱
量が小さいところでは、多くの切起し１６を設け、ヒー
トパイプ３に近いところでは、少ない切起し１７を設け
るようにする。これにより、より効果的な冷却を行なう
ことができる。

【００６２】なお、図９，図１０に示した実施形態で
は、放熱器５として、図２に示した構成のものとした
が、図５，図７に示した構成もしくはこれらの組み合わ
せの構成のものとすることもできるし、また、図１に示
した構成あるいはこれに図５，図７に示した構成のいず
れか１つもしくは２つ以上を組み合わせた構成のものと
することもできる。

【００６３】図１１は本発明による放熱構造の第６の実
施形態を示す側面図であって、図４に対応する部分には
同一符号を付けて重複する説明を省略する。

【００６４】同図において、この実施形態は、ヒートパ
イプ３の下部にある断熱部を一部水平方向に屈曲させた
後、さらに、垂直方向に屈曲させ、ヒートパイプ３の放
熱器５に熱を伝達する凝縮部が重力方向となるようにし
たものである。

【００６５】このように、ヒートパイプ３を屈曲させた
のは、放熱器５の部分の位置が受熱ブロック２の上方か
らずれるようにするためであり、これにより、ヒートパ
イプ３での熱輸送率が若干低下するものの、放熱器５に
流れ込む空気が受熱ブロック２によって妨げられないよ
うにして、冷却効率を高めるようにしている。

【００６６】勿論、ヒートパイプ３を図示するような水
平方向に屈曲させず、傾斜状態に屈曲させ、放熱器５の
部分で垂直になるようにすることもでき、この場合に
は、ヒートパイプ３の熱輸送率の低下を最小にすること
ができる。

【００６７】なお、ここでは、放熱器５として、図２に
示した構成のものとしたが、図５，図７，図９，図１０
に示した構成のものとすることもできるし、また、図１
に示した構成あるいはこれに図５，図７，図９，図１０
に示した構成のいずれか１つもしくは２つ以上を組み合
わせた構成のものとすることもできる。

【００６８】図１２（ａ），（ｂ）は本発明による放熱
構造の第７の実施形態を示す斜視図であって、４’はプ
レートフィン、１８は切起し、１８ａは切起片であり、
前出図面に対応する部分には同一符号を付けて重複する
説明を省略する。

【００６９】同図（ａ）において、２本のヒートパイプ
３が、その長さ方向を重力方向に垂直な水平方向とし
て、重力方向に並んで配置されており、その一方側が受
熱ブロック２に熱的に接続され、他方側に複数のプレー
トフィン４’が所定の一定間隔で熱的に接続されてい
る。これらプレートフィン４’は、全体として平板状を
なし、それらの面が重力方向に平行となっている。

【００７０】そして、これらプレートフィン４’の中央
部のヒートパイプ３間に、ほぼプレートフィン４’の幅
に渡って斜めに切り込んだ切起し１８が設けている。各
プレートフィン４’での切起し１８は、同じ位置に設け
られて同じ傾斜をなしており、このため、全てのプレー
トフィン４’に渡って切起し１８での穴が水平方向に並
んでいる。

【００７１】また、これらプレートフィン４’の切起し
１８での切起片１８ａ(図１２(ｂ)）は、切起し１８の
穴の下辺から突出しており、しかも、各プレートフィン
４’で同じ方向に向けられている。これにより、各プレ
ートフィン４’間の隙間は、この切起片１８ａによって
ほぼ２分割されている。

【００７２】かかる構成において、プレートフィン４’
に熱が伝達されると、プレートフィン４’間の隙間の切
起し１８よりも下半分の部分では、プレートフィン４’
の下方から入り込んだ冷たい空気９ａがこの隙間で温め
られてその隙間を上昇するが、切起し１８の切起片１８
ａによって進路が妨げられる。しかし、この切起片１８
ａは斜めに設けられているので、この温められた空気９
ａはこの切起片１８ａに沿って上昇し、プレートフィン
４’の側辺から外部に排出される。

【００７３】一方、プレートフィン４’間の隙間の切起
し１８よりも上半分の部分では、プレートフィン４’の
サイドや切起し１８の穴から冷たい空気９ｂが入り込
む。この場合、各プレートフィン４’の切起し１８の穴
は水平方向に並んでいるから、この冷たい空気９ｂは各
プレートフィン４’の隙間に入り込む。そこで温められ
た空気９ｂはその隙間内を上昇し、プレートフィン４’
の上辺から排出される。

【００７４】このようにして、この実施形態において
も、プレートフィン４’間の隙間の下部と上部とを夫々
別々に冷たい空気が自然対流によって供給されるので、
効率の良い自然空冷が行なわれることになり、従来の平
行平板型のヒートシンクよりも冷却性能が向上する。

【００７５】なお、ここでは、各プレートフィン４’に
１個ずつ切り起しを設けるようにしたが、２個以上同様
にして設けるようにしてもよく、この場合には、各プレ
ートフィン４’間の隙間が３個以上に分割されることに
なり、夫々毎に空冷が行なわれることになる。勿論、こ
の場合、ヒートパイプ３を３個以上設け、夫々のヒート
パイプ３の間毎に切起し１８を設けるようにしてもよ
い。

【００７６】また、この第７の実施形態では、切起し１
８を設け、その切起片１８ａにより、プレートフィン
４’間の隙間を分割するようにしたが、同様の大きさの
切欠きを設け、さらに、この切欠きの下辺に沿って金属
片を固定し、この金属片を上記の切欠片と同様の機能を
持たせることもできる。かかる金属片や切起片１８ａ
は、また、プレートフィン４’のたわみ変形の防止にも
役立つし、たわみ変形が生じても、プレートフィン４’
間の隙間を保持する機能も有する。

【００７７】さらに、以上説明した各実施形態において
も、受熱ブロック２を、図４で説明したように、回路基
板１１に着脱可能に取り付ける構成とすることもでき
る。

【００７８】さらに、以上の実施形態では、自然対流に
よって空冷を行なうものとしたが、勿論、強制対流とし
てもよく、この場合も、上記と同様である。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ブックシェルフ実装構造に対応した構造とし、プレート
フィンの取付部は水平に配置し、この取付部から延長す
る放熱部を傾斜して構成し、該取付部のヒートパイプ間
に貫通する通風孔を設けたものであるから、放熱部での
空気の対流が円滑に行なわれるとともに、この空気がほ
とんど放熱部にのみ流れることになって、冷却効率が向
上する。

【００８０】また、本発明によれば、かかる放熱部を複
数個ヒートパイプに所定間隔でも受けるものであって、
該放熱部の長さを短くしても、充分な放熱面積を得るこ
とができるから、夫々の該プレートフィンでの前縁効果
を効果的に利用することができ、放熱部から空気への熱
伝達効率が高まり、従って、冷却効率もさらに向上す
る。

【００８１】さらに、本発明によると、各プレートフィ
ンの先端部に切欠きや切起しを設けているので、空気の
流路を広くすることができて、該プレートフィン間の隙
間に流れ込む空気の流量を増加させ、また、流速を高め
ることができ、冷却効率がさらに向上する。

【００８２】さらに、本発明によると、各プレートフィ
ンの放熱部でのヒートパイプ間に対抗する領域に１個以
上の切起しを設けているので、この切起しによる切起し
片が各プレートフィンの間隔を所定に保持する作用をな
することにより、プレートフィンにたわみ変形が生じて
も、プレートフィン間の隙間が保持されることになり、
プレートフィンのたわみ変形による冷却効率の低下を防
止することができる。しかも、この切起しでは、前縁効
果が生ずるため、その分冷却効率が向上する。

【００８３】さらに、本発明によると、ヒートパイプの
断熱部を屈曲させることにより、放熱器が受熱ブロック
の上方からずれた位置に配置されることになるから、該
放熱器への空気の流路が該受熱ブロックによって邪魔さ
れることがなく、該放熱器への空気の流量が増加して冷
却効率がさらに高まる。

【００８４】さらに、本発明によれば、その面を垂直に
したプレートフィンを複数水平方向に配列した構成にお
いて、これらプレートフィン夫々に斜め方向の切起しを
このプレートフィンの水平方向の幅に渡って設け、かつ
この切起しの下辺から切起片が突出するようにして、こ
れら切起片により各プレートフィン間の隙間を上下に分
割する構成として、該プレートフィンの下方や該切起し
から冷たい空気をプレートフィンの隙間の分割された夫
々の領域に流し込むことができるようにしているから、
プレートフィン間の夫々の隙間の各分割領域毎に冷たい
空気を送りこむことができて、夫々の領域での空気の流
路長を短くすることができ、また、切起しによって空気
の流速を高めることができ、従って、冷却効率が向上す
る。

【００８５】さらにまた、本発明による電子装置による
と、本発明による放電構造を回路基板に着脱可能に取り
付けられるものであるから、保守目的で基板を差し替え
たり、電子部品の修理をするのが容易となる。しかも、
放熱器と回路基板との間にも小型部品が搭載できるた
め、回路基板上の部品実装の高密度化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による放熱構造の第１の実施形態を示す
斜視図である。

【図２】本発明による放熱構造の第２の実施形態を示す
斜視図である。

【図３】図２に示した放熱構造での空気の流れを示す図
である。

【図４】図２に示した放熱構造を用いた電子装置の一実
施形態の要部を示す側面図である。

【図５】本発明による放熱構造の第３の実施形態の要部
斜視図である。

【図６】図５に示した放熱構造の上面図である。

【図７】本発明による放熱構造の第４の実施形態の要部
斜視図である。

【図８】図７に示した放熱構造の上面図である。

【図９】本発明による放熱構造の第５の実施形態を示す
要部斜視図である。

【図１０】図９に示した放熱構造の一変形例の要部を示
す上面図である。

【図１１】本発明による放熱構造の第６の実施形態を示
す側面図である。

【図１２】本発明による放熱構造の第７の実施形態を示
す側面図である。

【符号の説明】

１ 発熱体 ２ 受熱ブロック ３ ヒートパイプ ４，４’ プレートフィン ５ 放熱器 ６，６ａ，６ｂ 放熱部 ７ 取付部 ８ 通風孔 ９ 空気の流れ １０ 取付ねじ １１，１２ 回路基板 １３，１３ａ，１３ｂ 切欠き １４，１５〜１８ 切起し １８ａ 切起片

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辛島 靖治 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所情報通信事業部内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のヒートパイプが、その長さ方向を
   重力方向として、水平方向に１列に配置されており、複
   数の該ヒートパイプの一方側が発熱体に取り付けられた
   受熱ブロックに装着されているとともに、複数の該ヒー
   トパイプの他方側に同じプレートフィンが取り付けら
   れ、 該プレートフィンは、水平な平面をなして該ヒートパイ
   プに取り付けられた取付部分と該取付部から傾斜して延
   長し放熱部としての傾斜部とからなり、該取付部の該ヒ
   ートパイプ間に通風孔を設けたことを特徴とする放熱構
   造。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記ヒートパイプに沿って複数枚の前記プレートフィン
   を取り付けたことを特徴とする放熱構造。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、 前記プレートフィンは、前記取付部の両側に、同じ傾斜
   方向の前記傾斜部を有することを特徴とする放熱構造。
4. 【請求項４】 請求項１，２または３において前記プレ
   ートフィン夫々の前記傾斜部の先端部に切欠きを設けた
   ことを特徴とする放熱構造。
5. 【請求項５】 請求項４において前記切欠部は、前記ヒ
   ートパイプに対向した位置に配置されたことを特徴とす
   る放熱構造。
6. 【請求項６】 請求項１，２または３において、 前記プレートフィン夫々の前記傾斜部の先端部に、空気
   の流れに向かう方向に切起しを設け、 該切起しにより、空気の流れを前記プレートフィンの表
   面に導くように構成したことを特徴とする放熱構造。
7. 【請求項７】 請求項６において前記切起しは、前記ヒ
   ートパイプに対向した位置に配置されたことを特徴とす
   る放熱構造。
8. 【請求項８】 請求項２，３，４，５，６または７にお
   いて前記プレートフィンの前記傾斜部内に切起しを１個
   以上設け、 該切起しの切起片により、前記プレートフィンの間隔を
   所定に保持する構成としたことを特徴とする放熱構造。
9. 【請求項９】 請求項８において前記切起しを、前記傾
   斜部の前記ヒートパイプに対向しない領域に設けたこと
   を特徴とする放熱構造。
10. 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれか１つにおいて
    前記ヒートパイプを、その断熱部を屈曲させて、かつ前
    記プレートフィンが取り付けられた凝縮部が重力方向と
    なるような形状として、前記プレートフィンが前記受熱
    ブロックの上方位置からずれるようにし、 前記プレートフィンへの空気の流れが前記受熱ブロック
    によって妨げられるのを防止することができるように構
    成したことを特徴とする放熱構造。
11. 【請求項１１】 複数のヒートパイプが、その長さ方向
    を水平方向として、重力方向に１列に配列され、一方側
    が発熱体に取り付けられた受熱ブロックに装着されて、
    他方側に複数のプレートフィンが、その面を重力方向に
    平行にして、所定の間隔で取り付けられており、 該プレートフィンには夫々、同じ位置にほぼ該プレート
    フィンの水平方向の幅に渡って斜めに切起しが設けられ
    て、該切起しの穴の下辺から突出する切起片の面を傾斜
    面とし、 該プレートフィン夫々の間の隙間を該切起片で上下に分
    割した構成としたことを特徴とする放熱構造。
12. 【請求項１２】 請求項１〜１１のいずれか１つに記載
    の放熱構造を回路基板に着脱可能に取り付けたことを特
    徴とする電子装置。