JPS62216299A - 電子機器収容筐体の放熱構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔目　次〕 ・概要 ・産業上の利用分野 ・従来の技術 ・発明が解決しようとする問題点 ・問題点を解決するための手段 ・作用 ・実施例（第１．２．３．４図） ・発明の効果 〔概　要〕 本発明は、発熱電子部品を実装したプリント板を収容し
て成る電子機器収容筐体において、ヒートパイプの取付
角度特性に着目し、ヒートパイプの奪熱部を上記発熱電
子部品に接続すると共に少くとも放熱部を上方向に向け
てヒートパイプをプリント板に配設し、かつヒートパイ
プの放熱部に、放熱フィンを上記収容筐体の上面上に配
設さｎ、るベき対流誘導体内に収容可能に設けることに
より、ヒートパイプ内に封入された作動流体の循環効率
を高めること、及び上記放熱フィンの放出熱によって排
気の温度を高めて収容筐体内部の空気対流の流速を高め
ることを可能とし、これにより放熱効果の向上を可能と
するものである。

〔産業−にの利用分野〕

本発明は、ＬＳＩ等の発熱電子部品を実装したプリント
板を収容する電子４ｉｌｌｌ器収容筐体（以下、シェル
フと呼ぶ）の放熱構造に関し、特に発熱電子部品にヒー
トパイプを接続した構造のもので、ヒートパイプの熱伝
導効率（冷却効率）を高めると共にヒートパイプの放熱
部に取付けた放熱フィンの放出熱を利用してシェルフ内
を上昇流動する空気対流の流速を高めるための構造に関
するものである。

一般に、電子・通信装置は、複数個の電子部品を実装し
たプリント板ユニットを複数枚収容したシェルフと、こ
のシェルフの上部に配置した対流誘導体の組合せ体が単
数で、又は複数個積層されて形成される場合が多い。そ
して実装される電子部品のなかにはほとんどの場合、１
，８１￥ｒの発熱部品が含まれまので、この発熱部品の
冷ｉ４１及びシェルフ内部の冷却が必要である。

（従来の技術〕 と−トパイプを用いた従来の放熱構造は、ヒートパイプ
を水平状に配置し、その奪熱部（被加熱部）をシェルフ
内に収容されたプリンｔｕｆｆ上の発熱部品に接続する
と共にその放熱部（被冷却部）をシェルフの側方外部に
突出させ、この放熱部に放熱フィンを設け、かつシェル
フの」一部に対流誘導体を設けて構成されている。

そして、この従来例ではヒートバイブ内に封入された作
動流体が奪熱部で加熱されて（奪熱して）蒸発し、この
蒸気が放熱部（冷却部）に移動し、ここで放熱フィンを
介して放熱して液化することにより、放熱作用（熱移動
）が行なわれ、一方、シェルフ内の空気はプリント板か
らの熱を奪熱して上昇し、対流誘導体によってシェルフ
上部の側方に誘導されて外部に流出することにより、放
熱作用を行なう。尚、ヒートパイプの放熱部で放熱後液
化した作動流体は、ヒートパイプ内周面に設けたウィッ
クと呼ばれる毛細管構造物の毛細管力により放熱部から
奪熱部へ再び移動され、外力を加えることなく循環運動
を行なう。

〔発明が解決しようとする問題点〕

」二記従来例では、ヒートパイプを水平に配置している
ため、ヒートバイブ内の作動流体の循環運動が円滑かつ
迅速に行なわれない。特に放熱部で液化された作動流体
の奪熱部への還流が迅速でなくヒートパイプの熱伝導効
率が低いこと、及びヒートパイプの放熱フィンをシェル
フの側方外部に配設していることからシェルフ内の上側
と下側の空気の温度差が小さいので上昇流動する空気の
流速が低いこと、等の理由により放熱効果（冷却効果）
が良好でないという問題がある。

本発明は、このような問題点にかんがみて創作されたも
ので、ヒートパイプの熱伝導効率（作動流体の循環効率
）を高めると共にシェルフ内を一ヒ昇流動する空気の流
速を高め得る電子機器収容筐体の放熱構造を提供するこ
とにある。

ｃ問題点を解決するための手段〕 上記問題点を解決するための手段として、本発明では、
発熱電子部品３を実装したプリント板２を収容して成る
電子機器収容筺体ｌの放熱構造において 前記発熱電子部３に冷却用のヒートパイプ４の奪熱部４
ａを接続すると共に該ヒートパイプブ４の少くとも放熱
部４ｂを上方向に向けて前記プリント板２」−にヒート
パイプ４を配設し、前記ヒートパイプ４の放熱部４ｂに
放熱フィン５を接続して設け、 前記放熱フィン５は側面形状が前記収容筐体１の一側方
外部に向けて拡開する模状の側板５ａと、該側板５ａと
一体で側方外部に向かって斜め上方に傾斜する天井板５
ｂとから成り、かつ前記収容筐体１の上面上に配設され
るべき対流誘導部６の対流排出部６ｆ内に収容可能に設
けられたことを特徴とする電子機器収容筐体の放熱構造
を提供する。

〔作　用〕

ヒートパイプ（４）の少くとも放熱部（４ｈ）を上方向
に向けて配置することにより、放熱部（４ｂ）で液化さ
れたヒートパイプ内の作動流体をその重力を利用して迅
速に奪熱部（４ａ）に還流させること、つまり作動流体
の循環効率を高めることができ、またヒートパイプの放
熱フィン（５）を収容筐体（シェルフ）（１）の上部外
側に配設することにより、シェルフ（１）内を上昇流動
してきた空気を放熱フィン５の放出熱によってさらに加
熱すると共にシェルフの側方外部に円滑かつ迅速に誘導
排出させることができるので、シェルフ（１）内を上昇
流動する空気の流速を高めることができる。

第１図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）は本発明の実施
例を示す図であって、（ａ）はその斜視図、（ｈ）は（
ａ）の矢視Ａ正面図、（ｃ）は（ｂ）の矢視Ｂ側面図、
第２図は第１図の実施例の部分斜視図、第３図は第１図
の対流誘導体（６）の概略的斜視図、第４図は本発明実
施例の動作説明Ｍ（側面図）である。尚、第１図（ａ）
に向かって左手側を本例乃び各部分の前側、右手側を後
側、奥側を左側、千Ｒｉ＋側を右側と呼ぶことにする。

第１．２図において、１はシェルフ（電子機器収容筐体
）、２はプリント板、３はプリント板２に実装された発
熱電子部品（例えば、ＬＳｌ、大規模集積回路）、４は
ヒートパイプ、５は放熱フィン、６はシェルフＩの上部
上に配置された対流誘導体をそれぞれ示す。

シェルフＩは前側に前面開口部１ａを有して箱形状に形
成され、その上板１ｂ及び底板１ｃ（ｂ。

０図）には通気孔（図示なし）が設けられている。

尚、第１図（ｂ）　、　（ｃ）において、１ｄはプリン
ト板２を挿入するためのガイド部材、ｌｅはヒートパイ
プ支持金具、Ｉｆは上板１ｂに設けられたヒートパイプ
ガイド溝をそれぞれ示す。プリント板２上には発熱部品
３及びその他の電子部品（図示なし）が実装されている
。発熱部品３−にに吸熱ブロック７が密着状に固設され
る。この吸熱ブロック７は、第１図（ｂ）　、　（ｃ）
に拡大して示すように、割形に形成され発熱部品３と一
体に設けられた放熱フィン３ａ（ｂ図）上に固設される
。ヒートパイプ４は垂直状に配置され、その奪熱部（被
加熱部）４ａが吸熱ブロック７に挿通され密着状に固定
される。これにより、ヒートパイプ４の奪熱部４ａは発
熱部品３と熱的に接続される。ヒートパイプ４の上端部
、すなわち放熱部（被冷却部）４ｂに放熱フロック８が
装着固定され、このブロック８の左右両側面に放熱フィ
ン５がそれぞれ密着状にねし止め固設される（第１図（
ｂ）参照）。これによりヒートパイプ４の放熱部４ｂは
放熱ブロック８を介して放熱フィン５と熱的に接続され
る。

放熱フィン５は、第１図（ｂ）　、　（ｃ）に明示する
ようにコ字状断面で、シェルフｌの前側に向けて拡開す
る喫（くさび）状の側板５ａと、この側板５ａと一体で
シェルフｌの前側に向かって斜め１ニカに傾斜する天井
板５ｂとから成り、アルミニ・５ノ・等の熱伝導率の良
好な材料から形成される。

対流誘導体６は、第３図に示すように、全体形状が角形
枠状で前・後面側と上・下面側が開放されて形成された
もので、所定間隔（シェルフｌの左右寸法と略同−）で
対向する左側板６ａと右側板６ｂ間に上下に配置された
」：・下側傾斜板６ｃ。

６ｄが設けられ、上傾斜板６ｃの上側部が対流導入部６
ｅとしで、下傾斜板６ｄの下側部が耐流排出部６ｆとし
て、上・下傾斜板６ｃ　、６ｄ相互間が対流通過部６ｇ
として形成される。−１−・下傾斜板６ｃ　、６ｄは互
に平行伏でかつ前側」一方に向かって傾斜する形態で配
置され、その傾斜角は第１図に示す放熱フィン５の天井
板５ｂの傾斜角と略同−に設定される。

さて、上記のように発熱部品３、ヒートパイプ４及び放
熱フィン５を搭載したプリント板２は、第２図に示すよ
うに、シェルフ１にその前面開口部１ａから挿入して収
容されると共に放熱フィン５は対流誘導体６の対流排出
部６「内に収容される。尚、符号２−１は挿入途中のプ
リント板を示している。

第４図は前述したように本例の動作説明図であり、この
場合はシェルフ１を複数個積層して形成した電子装置の
部分的側面図である。同図において、１０は装置全体を
示し、１１は装置ｌＯ後側、つまりシェルフＩの後面外
側Ｇこ設けられた垂直通風路を示す。尚、符号１ｇはシ
ェルフ】のバックボードを示し、このハックボート１ｇ
にコネクタを介してプリント板２が接続される。同図に
おいて、通風路１１に進入した空気流Ｆはその一部が対
流誘導体６の対流導入部６ｅに進入し、その上側傾斜板
６Ｃに誘導されてシェルフ１にその底板ｌｃを通過して
進入して吸気ｆ、となる。吸気ｆ、はプリント板２から
の熱を奪熱して加熱されながら上昇流動し、シェルフｌ
の上板１ｂを通過して排気「２となり、対流誘導体６の
対流排出部６ｆに進入し、下側傾斜４Ｎ６ｄに誘導さｎ
、てシェルフ１の上方久側部から前方外部にリド出され
る。

これにより、シェルフ１内部の放２へ動作が行なわれる
。ヒートパイプ４は、その内部に封入された作動流体（
図示なし）が奪熱部（被加熱部）４ａで発熱部品３の発
生熱を奪熱して気化され蒸気となり、この蒸気がヒート
パイプ内部を上昇流動して放熱部４ｂに移動し、この放
熱部４ｂで放熱フロック８を介して放熱フィン５に放熱
して（吸熱されて）液化され液体となり、この液体がヒ
ートパイプ４の内周面上に設けられたウィックと呼ばれ
る毛細管構造物（図示なし）を伝わって奪熱部４ａに再
び流下する。この作用をくり返すことにより発熱部品３
の放熱動作が行なわれる。一方、放熱フィン５はヒート
パイプ４から奪熱した熱をその表面から放熱して排気ｆ
２と共に傾斜天井板５ｂの誘導によってシェルフ１の前
側外部に排出する。尚、対流通過部６ｇは、通風ｆｕｌ
ｌの空気流Ｆの一部を導入して通過させ、通過空気ｆを
シェルフ前側外部に誘導排出させるためのもので、対ｌ
〃排出部６ｆの熱が対流導入部６ｅに移動することを防
止すること、つまり排気ｆ２による吸気ｆ１の温度上昇
を防止する役割を果すものである。

本例は、ヒートパイプ４の少くとも放熱部４ｂを上方向
に向けて配置しているため、放熱部４ｂで液化された作
動流体をその重力を利用して円滑かつ迅速に奪熱部４ａ
に還流させることができるので、作動流体の循環効率を
高めること、つまりヒートパイプ４の放熱効率を高める
ことができ、また、放熱フィン５の放出熱によって排気
ｆ２の温度を高めることができるので排気ｆ２と吸気ｆ
１の温度差を大きくしてシェルフ】内を上昇流動する空
気の流速を高めることができる。この結果発熱部品３及
びシェルフＩ内部の冷却効率（放熱効果）を向上するこ
とができる。

尚、本例はヒートパイプ４の放熱部４ｂが垂直状に配置
された場合を例示したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、要するにヒートパイプ４の放熱部４ｂが斜
め上方向も含む種々の上方向に向けて配置されるすべて
の場合にも適用可能である。

〔発明の効果〕

以−に説明したように、本発明によれば、ヒートバイブ
プ（４）の少くとも放熱部（４ｂ）を上方向に向けて配
置し、かつこの放熱部（４ｂ）にプリント板（２）の上
方外部に位置する放熱フィン（５）を設けることにより
、ヒートパイプ（４）内部の作動液の循環効率を高める
ことができ、また放熱フィン（５）の放出熱によって排
気（ｆ、）の温度を高めて吸気（ｆｌ）との温度差を大
きくしてシェルフ（］）内を上昇流動する空気の流速を
高めることができるので、発熱部品（３）及びシェルフ
（１）内部の放熱効率（冷却効果）を大幅に向上するこ
とができるという好ましい効果が得られる。

尚、本発明は、自然空冷法又は強制空冷法のいずれにも
適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は（ａ）　、　（ｂ）　、（ｃ）は本発明の実施
例を示す図、 第２図は第１図の実施例の部分斜視図、第３図は第１図
の対流誘導体（６）の概略的斜視図、 第４図は第１図の実施例の動作説明図である。 第１〜４図において、 ■は電子機器収容筐体（シェルフ）、 ｌａは前面開口部、１ｂと１ｃは上板と下板、１ｄはプ
リント板ガイド部材、 ｌｅとｌｆはヒートパイプの支持金具とガイド溝、 １ｇはバンクボード、 ２．２−１はプリント板、 ３は発熱電子部品（例えば、ＬＳ　Ｉ）、３ａは放熱フ
ィン、 ４はヒートパイプ、 ４ａと４ｂは奪熱部（被加熱部）と放熱部（被冷却部）
、 ５は放熱フィン、 ５ａと５ｂは側板と天井板、 ６は対流誘導体、 ６ａと６ｂは左側板と右側板、 ６ｃと６ｄは上側傾斜板と下側傾斜板、６ｅと６ｆは対
流導入部と対流排出部、６ｇは対流通過部、 ７．８は放熱ブロック、 １０は電子装置、　　　　１１は垂直ｉｌ風路、Ｆは空
気流、　　　　　　ｆは通過空気、ｆ、と１２は吸気と
排気、 をそれぞれ示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、発熱電子部品（３）を実装したプリント板（２）を
   収容して成る電子機器収容筐体（１）の放熱構造におい
   て 前記発熱電子部（３）にヒートパイプ（４）の奪熱部（
   ４ａ）を接続すると共に該ヒートパイプ（４）の少くと
   も放熱部（４ｂ）を上方向に向けて前記プリント板（２
   ）上にヒートパイプ（４）を配設し、 前記ヒートパイプ（４）の放熱部（４ｂ）に放熱フィン
   （５）を接続して設け、 前記放熱フィン（５）は側面形状が前記収容筐体（１）
   の一側方外部に向けて拡開する楔状の側板（５ａ）と、
   該側板（５ａ）と一体で側方外部に向かって斜め上方に
   傾斜する天井板（５ｂ）とから成り、かつ前記収容筐体
   （１）の上面上に配設されるべき対流誘導部（６）の対
   流排出部（６ｆ）内に収容可能に設けられたことを特徴
   とする電子機器収容筐体の放熱構造。