JPWO2004100262A1 - 冷却部品、基板及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、FIG.18に示したポータブルコンピュータ1は、合成樹脂製の箱状の筐体10と、この筐体10の内部に収容され、動作中に発熱するCPUであるTCP(Tape Carrier Pakage)11と、筐体10の内部に収容され、TCP11から伝えられる熱を放出するためのヒートシンク12とを備えている。
ヒートシンク12は、筐体10の外方に露出された放熱部13を有している。なお、FIG.18中の符号10aはアッパハウジング、10bはロアハウジング、13aは電動ファンである(例えば、特許文献1参照。)。
このポータブルコンピュータ1は、回路素子の熱を筐体10の外方に効率よく排気することができ、しかも、筐体10の小型化にも無理なく対応できる。
また、FIG.19に示したパーソナルコンピュータ2は、機器本体15内に発熱部品としての半導体パッケージ16,17が実装されたメインプリント回路基板18、及び発熱部品を冷却する冷却ユニット19が配設されている。
冷却ユニット19は、発熱部品及びメインプリント回路基板18と対向して配設された放熱板20と、この放熱板20に取り付けられた冷却ファン21とを有している。
冷却ファン21は、発熱部品及び放熱板の周囲を通して機器本体内の空気を吸引し、排気口22を通して機器本体外部に排気する。冷却ファン21は、排気口22が機器本体に形成された排気孔23と直接連通した状態に配置されている(例えば、特許文献2参照。)。
この小型電子機器は、発熱部品を効率よく冷却できると共に騒音の低減を図ることができる。
また、FIG.20に示した情報処理装置3は、装置内部に熱伝導性の高い材料でできた菅状の放熱ダクト25が配置され、その両端がキャビネット26の吸入口26a、排気口26bとパッキン27などを介して密接に接合されている。
装置内部では、放熱ダクト25が発熱部品28に接触する形で配置され、ファンモータ29などを用いて放熱ダクト25内に外気の流れを作ることによって、これらの部品の放熱を実現し、かつ、外気との遮断が可能となり、防水・防埃性を高くしている(例えば、特許文献3参照。)。
この情報処理装置3は、防埃・防水性を高めつつ、装置内部の発熱部品28を冷却できるので、屋外での使用機会が多い情報処理装置に適用される。
更に、FIG.21に示した電子機器装置4は、冷却ユニット30を有している。この冷却ユニット30は、吸熱板32及びヒートパイプ33によりヒートシンク34へ熱が移送され、かかる熱移送によりヒートシンク34が加熱されるように構成されている。
加熱されたヒートシンク34は、そのファン支持部34aにより傾けられた冷却ファン35による送風を受けて強制冷却され、かかる強制冷却により暖められた空気は、排気通路34eにより、略水平方向へ向けて案内され、筐体に設けられた排気口から筐体の外部へ排気される。
この排気により、吸熱板32に取り付けられたCPUの上方に位置する部分が局所的に加熱されることが防止され、その結果、操作者の指先に不快感を与えることが防止される(たとえば、特許文献4参照。)。
また、FIG.19に示したパーソナルコンピュータ2は、メインプリント回路基板18の冷却ファン21を設置する部分を切り欠く必要があるので、メインプリント回路基板18の実装面積を損なうという問題があった。
FIG.20に示した情報処理装置3は、放熱ダクト25の内部を通る空気により発熱部品28を冷却するので、冷却効率が悪いという問題があった。
更に、FIG.21に示した電子機器装置4は、単価の安い軸流冷却ファン35を用いて、設置高さを小さくしながら冷却を可能にしている。しかし、基板の同一面にCPUと冷却ファン35が搭載されているので、基板の実装面積を損なうという問題があった。
本発明は、前記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
すなわち、本発明は、基板に搭載された電子部品を冷却する冷却部品であって、熱伝導性を有する板金部材で断面が略コの字状に形成され、互いに平行な一対の取付板及び前記一対の取付板を連結する連結板を有する放熱部材と、前記放熱部材の一方の前記取付板に取り付けられた冷却ファンとを備え、前記放熱部材の他方の前記取付板が、前記基板に搭載された前記電子部品に当接した状態で前記基板に取付可能に構成されている。
本発明では、電子部品で発生した熱が、放熱部材の一方の取付板及び連結板を介して冷却ファンが搭載された取付板に伝達され、冷却ファンによって冷却される。
ここで、前記冷却ファンを前記取付板の外面に搭載し、前記冷却ファンが取り付けられた前記取付板には、前記冷却ファンの吸気口に連通する開口を設けることができる。
この場合は、更に基板と冷却ファンの搭載された取付板間の隙間内の空気が、上記の開口を介して冷却ファンに吸引される。これにより、外部の空気が上記の隙間内に流れ込む。
そして、この隙間内に流れ込んだ空気によって、電子部品の基板側の面が冷却される。つまり、電子部品が両側から冷却されるので、電子部品を十分に冷却できる。
また、前記一対の取付板を互いに整合して配置できる。この場合は、冷却ファンの吸引によって外部から隙間内に流れ込んだ空気が、基板の電子部品が搭載された部分に接触するので、電子部品の冷却効果が高くなる。
本発明は、少なくとも一面に電子部品が搭載された基板であり、熱伝導性を有する板金部材で断面が略コの字状に形成され、互いに略平行な一対の取付板及び前記一対の取付板を連結する連結板を有する放熱部材と、前記放熱部材の一方の前記取付板に取り付けられた冷却ファンとを備え、前記一対の取付板は当該基板を挟むように配置され、前記放熱部材の他方の前記取付板は前記電子部品に当接し、前記連結板は当該基板の領域外に位置し、前記一方の前記取付板に取り付けられた前記冷却ファンは前記電子部品が搭載されている面と異なる面に位置するように構成されている。
ここで、前記冷却ファンの搭載された前記取付板と前記基板との間に隙間を設けることができる。
そして、前記隙間に電子部品を搭載できる。この場合は、基板の実装密度が高くなる。
また、前記放熱部材の前記一対の取付板を互いに整合させて配置し、前記冷却ファンを前記電子部品と対向する位置に配置できる。
この場合は、冷却ファンで隙間内に吸い込まれた空気が電子部品の搭載部分に直接接触するので、電子部品の冷却効果が向上する。
本発明は、少なくとも一面に電子部品が搭載された基板を備えた電子機器であり、熱伝導性を有する板金部材で断面が略コの字状に形成され、互いに略平行な一対の取付板及び前記一対の取付板を連結する連結板を有する放熱部材と、前記放熱部材の一方の前記取付板に取り付けられた冷却ファンとを備え、前記一対の取付板は前記基板を挟むよう配置され、前記放熱部材の他方の前記取付板は前記電子部品に当接し、前記連結板は当該基板の領域外に位置し、前記一方の前記取付板に取り付けられた前記冷却ファンは前記電子部品が搭載されている面と異なる面に位置するように構成されている。
ここで、前記冷却ファンの搭載された前記取付板と前記基板との間に隙間を設けることができる。
また、前記隙間に電子部品を搭載できる。
また、前記放熱部材の前記一対の取付板を互いに整合して配置し、前記冷却ファンを前記電子部品に対向する位置に配置できる。
なお、以上述べた各構成要素は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
FIG.2は本発明の放熱部材を示す斜視図であり、
FIG.3はFIG.2のA−A断面図であり、
FIG.4はFIG.3のB矢視図であり、
FIG.5は本発明の冷却ファンを示す下面図であり、
FIG.6は本発明の冷却ファンを示す斜視図であり、
FIG.7は本発明の冷却部品を示す分解斜視図であり、
FIG.8は本発明の冷却部品を冷却ファン側から見た斜視図であり、
FIG.9は本発明の基板を示す平面図であり、
FIG.10はFIG.9のC−C断面図であり、
FIG.11は本発明のCPUと放熱部材間の放熱ゴムを示す断面図であり、
FIG.12はFIG.10のD矢視図であり、
FIG.13は本発明のメインボードを示す分解斜視図であり、
FIG.14は本発明のノート型パソコンを示す斜視図であり、
FIG.15は本発明のノート型パソコンを示す分解斜視図であり、
FIG.16は従来のノート型パソコンを示す分解斜視図であり、
FIG.17は従来のノート型パソコンのCPUと冷却ファンをヒートパイプで接続した状態を示す断面図であり、
FIG.18は従来例を示す断面図であり、
FIG.19は別の従来例を示す分解斜視図であり、
FIG.20は別の従来例を示す断面図であり、
FIG.21は別の従来例を示す断面図である。
FIG.1は、本発明に係る冷却部品5を示す。この冷却部品5は、基板に搭載された電子部品であるCPU67(FIG.10参照)を冷却する冷却部品である。
この冷却部品5は、熱伝導性を有する板金部材で形成された放熱部材51と、冷却ファン52とを有している。
放熱部材51は、FIG.2に示すように、互いに平行な一対の第1及び第2の取付板53,54と、これらの一対の第1及び第2の取付板53,54を連結する連結板55とを有しており、それらは一体成形されている。
これらの第1及び第2の取付板53,54と連結板55は、FIG.3に示すように、その断面が略コの字状に形成されている。また、第1及び第2の取付板53,54は、互いに整合して配置されている。
第1の取付板53は、FIG.4に示すように、冷却ファン52(FIG.1参照)の取付面と略同一又はそれより僅かに大きく形成されている。また、第1の取付板53の先端は円弧状に形成されている。
この第1の取付板53には、冷却ファン52の第1の吸入口85(FIG.6参照)に連通する円弧状の吸気口56が設けられている。これらの吸気口56は、同一中心を有している。
また、第1の取付板53には、冷却ファン52を取り付けるための孔57が設けられている。
第2の取付板54は、FIG.2に示すように、CPU67(FIG.10参照)の外表面と略同一又は僅かに大きく形成されている。
また、第2の取付板54には、基板66(FIG.9参照)に取り付けるためのねじを通す孔58及び切欠76が設けられている。なお、FIG.2中の符号59は、第1の取付板53に冷却ファン52を組み立てる際に、ドライバーを通す孔である。
冷却ファン52は、FIG.5に示すように、一端が半円状でその反対側が直線状のケース60と、ケース60に取り付けられたモータ61と、このモータ61に取り付けられた羽根車62とを有している。
ケース60は、FIG.6に示すように、比較的薄型に形成されている。ケース60の片面は全面的に開放され、吸気口85が設けられている。また、ケース60の吸気口85と反対側の面には、円弧状の吸気口56(FIG.8参照)が形成されている。
更に、ケース60の直線状の端部には、排気口63が設けられている。ケース60の外周部には、取り付け用のねじ孔64が設けられている。
上記のモータ61の中心は、吸気口56の円弧の中心に配置されている。このモータ61の中心軸に、上記の羽根車62が取り付けられている。この羽根車62は、吸気口56上を回転する。
羽根車62が回転すると、その両側の吸気口85,56からケース60内に空気が吸引され、排気口63から排出される。
この冷却ファン52を上記の放熱部材51に取り付ける際は、FIG.7に示すように、冷却ファン52の開放された方の吸気口85を、第1の取付板53の外面53a側に向けると共に、排気口63を連結板55側に向ける。
そして、冷却ファン52のケース60を第1の取付板53の外面53aに当接させ、ねじ65を用いてケース60を第1の取付板53に固定する。
これにより、FIG.8に示すように、冷却ファン52の吸気口56,85が第1の取付板53と略平行に開口され、排気口63が第1の取付板53と略直角に開口される。
FIG.9は、上記の冷却部品5を用いたメインボード6を示す。このメインボード6は、基板66の一方の面にCPU67が搭載されている。このCPU67上には、上記の冷却部品5の第2の取付板54が取り付けられている。なお、FIG.9中の符号68〜72は電子部品、99はPCカードコネクタである。
冷却部品5は、FIG.10に示すように、第1の取付板53と第2の取付板54でCPU67及び基板66を挟むように取り付けられている。第1の取付板53と基板66との間には隙間dが設けられている。
CPU67と第2の取付板54との間には、FIG.11に示すように、放熱ゴム87が挟まれている。この放熱ゴム87によって、CPU67と第2の取付板54との間の隙間が埋められ、CPU67と第2の取付板54間に空気が介在するのを防止できる。これにより、CPU67の熱が効率よく第2の取付板54に伝達される。
なお、CPU67と第2の取付板54間には、上記の放熱ゴム87に代えて、グリスまたはシリコンなどの充填材を充填できる。
この冷却ファン52は、FIG.12に示すように、その排気口63が基板66の端縁66aの近傍に配置されている。これによって、冷却ファン52の排気口63から排出された空気が、基板66の外側に排出される。
FIG.10に示すように、基板66の冷却ファン52側の面には、ベイドライブ73が搭載されている。ここで、冷却ファン52の基板66に対する高さをH1とし、ベイドライブ73の基板66に対する高さをH2とする。冷却ファン52の高さH1は、ベイドライブ73の高さH2以下である。
すなわち、冷却ファン52をCPU67の反対側に配置しても、冷却ファン52の高さH1は、ベイドライブ73の高さH2に吸収される。従って、冷却部品5を取り付けたことによって、メインボード6が大型化することはない。
また、基板66と冷却部品5の第1の取付板53との隙間d内には、基板66に搭載された電子部品75が配置されている。従って、冷却ファン52を基板66に直接取り付けた場合に比べて、基板66の実装密度が高くなる。
上記の冷却部品5を基板66に取り付ける場合は、FIG.13に示すように、CPU67の上面67aに、冷却部品5の第2の取付板54を当接させる。次に、第2の取付板54の孔58及び切欠76を、CPU67の角部の近傍に設けられたねじ部77に合わせる。そして、ねじ88を孔58及び切欠76を介して、ねじ部77に螺入する。
FIG.14は、上記のメインボード6を用いた電子機器であるノート型パソコン7を示す。このノート型パソコン7は、本体81及びLCD(液晶ディスプレイ)82とを有している。本体81には、キーボード83が設けられている。
本体81は、FIG.15に示すように、ロアカバー84を有している。このロアカバー84内には、上記のメインボード6及びベイドライブ73が収容されている。メインボード6の上には、ヒートシンク86が設けられている。
このように、本発明は、放熱部材51の第2の取付板54がCPU67に略全面的に当接している。そして、CPU67で発生した熱の一部が、放熱部材51の第2の取付板54及び連結板55を介して、冷却ファン52が取り付けられた第1の取付板53に伝達され、冷却ファン52によって冷却される。
一方、CPU67で発生した熱の一部は、基板66に伝達される。ここで、基板66と第1の取付板53間の隙間d内には、冷却ファン52によって外部から常温の空気が吸い込まれる。
この空気は、基板66のCPU67が搭載された部分に接触した後、第1の取付板53に設けられた吸気口56、冷却ファン52の吸気口85、及びケース60内の空間を通り、排気口63から排出される。このとき、基板66が外部から隙間d内に流れ込んだ空気で冷却される。
つまり、本発明では、冷却ファン52によって、CPU67の両面が冷却されるので、大発熱量の大型のCPU67を十分に冷却できる。
また、冷却部品5の一対の第1及び第2の取付板53,54が、互いに略整合した位置に配置されているので、冷却ファン52によって外部から隙間d内に吸引された空気が、基板66のCPU67が搭載された部分に接触する。従って、CPU67を確実に冷却できる。
また、本発明のメインボード6は、上記のように冷却ファン52と基板66との間に隙間dが形成されているので、この隙間d内に他の電子部品75を搭載できる。従って、基板66の実装密度が向上する。
本発明は、メインボード6の大きさが限られ、しかも発熱量の大きいCPU67を有するノート型パソコン7などに好適である。
ここで、FIG.16に示す従来のノート型パソコン9について考慮する。この従来のノート型パソコン9は、ロアカバー91に冷却ファン92が取り付けられている。この冷却ファン92の上側(FIG.16中の上側)に、基板93が配置されている。
なお、FIG.16中の符号95はヒートシンク、96はLCD、97はダクトである。
この従来のノート型パソコン9において、基板93の上面93aすなわち、基板93を挟んで冷却ファン92の反対側の面に、CPU94を搭載した場合について検討する。
この場合、従来であれば、FIG.17に示すように、CPU94と冷却ファン92とをヒートパイプ98で接続するのが通常であった。なお、FIG.17の符号98a,98bは取付ブロックである。
しかしながら、この場合には、ヒートパイプ98の取付部分が上下方向に配置されるため、ヒートパイプ97の熱伝導率が低下し、CPU94を十分に冷却できない。
これに対して、本発明では、上下に配置されたCPU67と冷却ファン52とが、板金部材で形成された放熱部材51によって接続されるので、熱伝導率が低下するのを防止できる(FIG.10参照)。
なお、上記の実施の形態では、冷却部品5によってCPU67を冷却する場合について説明したが、本発明は、CPU以外の発熱する電子部品を冷却する場合に適用できる。
Claims (11)
- 基板に搭載された電子部品を冷却する冷却部品であって、
熱伝導性を有する板金部材で断面が略コの字状に形成され、互いに略平行な一対の取付板及び前記一対の取付板を連結する連結板を有する放熱部材と、
前記放熱部材の一方の前記取付板に取り付けられた冷却ファンとを備え、
前記放熱部材の他方の前記取付板が、前記基板に搭載された前記電子部品に当接した状態で、前記基板に取付可能に構成されている冷却部品。 - 前記冷却ファンは前記取付板の外面に搭載され、
前記冷却ファンが取り付けられた前記取付板には、前記冷却ファンの吸気口に連通する開口が設けられている請求項1に記載の冷却部品。 - 前記一対の取付板が互いに整合して配置されている請求項1に記載の冷却部品。
- 少なくとも一面に電子部品が搭載された基板であり、
熱伝導性を有する板金部材で断面が略コの字状に形成され、互いに略平行な一対の取付板及び前記一対の取付板を連結する連結板を有する放熱部材と、
前記放熱部材の一方の前記取付板に取り付けられた冷却ファンとを備え、
前記一対の取付板は当該基板を挟むよう配置され、
前記放熱部材の他方の前記取付板は前記電子部品に当接し、前記連結板は当該基板の領域外に位置し、前記一方の前記取付板に取り付けられた前記冷却ファンは前記電子部品が搭載されている面と異なる面に位置するよう構成されている基板。 - 前記冷却ファンの搭載された前記取付板と前記基板との間に隙間が設けられている請求項4に記載の基板。
- 前記隙間に電子部品が搭載された請求項5に記載の基板。
- 前記放熱部材の前記一対の取付板は互いに整合して配置され、前記冷却ファンは前記電子部品と対向する位置に配置される請求項4に記載の基板。
- 少なくとも一面に電子部品が搭載された基板を備えた電子部品であり、
熱伝導性を有する板金部材で断面が略コの字状に形成され、互いに略平行な一対の取付板及び前記一対の取付板を連結する連結板を有する放熱部材と、
前記放熱部材の一方の前記取付板に取り付けられた冷却ファンとを備え、
前記一対の取付板は前記基板を挟むよう配置され、
前記放熱部材の他方の前記取付板は前記電子部品に当接し、前記連結板は当該基板の領域外に位置し、前記一方の前記取付板に取り付けられた前記冷却ファンは前記電子部品が搭載されている面と異なる面に位置するよう構成されている電子機器。 - 前記冷却ファンの搭載された前記取付板と前記基板との間に隙間が設けられている請求項8に記載の電子機器。
- 前記隙間に電子部品が搭載された請求項9に記載の電子機器。
- 前記放熱部材の前記一対の取付板は互いに整合して配置され、前記冷却ファンは前記電子部品と対向する位置に配置される請求項8に記載の電子機器。
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