KR20020049065A - 냉각팬 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉각팬 장치를 개시한다.

본 발명은 CPU소켓에 탑재된 CPU의 발열면에 일측면이 밀착되며 타측면은 격자형태로 배열된 다수개의 냉각핀이 길이 방향으로 일정폭의 장착홈을 사이에 두고 상향 돌출되는 히트싱크와, 상기 히트싱크의 상부면에 나사로 고정되며 중앙부에는 냉각핀측으로 강제 송풍작용하는 블레이드가 구비된 팬모터로 구성되는 냉각팬 장치에 있어서,

봉재가 사각틀을 형성한 것으로 하수평부는 캠홈상에 배치되고 좌,우 한쌍의 수직부 및 상수평부는 팬모터의 외측으로 위치되는 회동레버과; 상기 한쌍의 수직부 하단에 일단이 힌지 결합되고 그 타단은 CPU소켓의 양측부에 고정되어 회동레버가 일측으로 회동되도록 지지하는 한쌍의 지지축과; 상기 회동레버의 하수평부에 구비되며 회동레버의 회동시 일체로 회전하여 장착홈면을 CPU소켓측으로 가압하는 곡률반경을 갖는 캠부재를 포함하여 이루어진다.

Description

냉각팬 장치{Cooling-fan apparatus}

본 발명은 냉각팬 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 컴퓨터의 CPU(Central Processing Unit)와의 접촉 체결력을 적정하게 유지시킬 수 있도록 하여 안정된 방열특성을 보장할 수 있도록 한 냉각팬 장치에 관한 것이다.

최근 들어 소형화 및 고신뢰성이 요구되는 전자기기, 즉 컴퓨터 등과 같은 전자기기에는 고성능을 이루기 위한 CPU(Central Processing Unit)나 IC와 같이 전기적인 신호로 동작하는 집적회로패키지가 사용되고 있으며, 이 집적회로패키지에서 발생되는 열은 성능을 저하시키는 직접적인 원인이 되므로 자연대류 또는 강제대류를 통해 방열시키고 있다.

일예로, 컴퓨터의 성능 증가에 비례하여 CPU(Central Processing Unit)의 발열량이 꾸준히 증가되어 과거의 66MHz 486급 CPU의 발열량은 4W 정도였으나 근래에 주로 보급되는 1000MHz급의 경우에는 16~35W 정도에 달하고 있다.

이에 반하여 컴퓨터의 전체적인 크기는 점점 더 작아지는 추세이므로 CPU의 열적 환경은 아주 열악한 상황에 처하게 되어 여타의 부품온도에 비하여 CPU의 온도가 상대적으로 상당히 높아지는 CPU의 고온화(hot-spot)에 따른 문제가 발생되고 있다.

따라서 CPU의 열을 효율적으로 방열하는 방안에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이러한 CPU의 열을 방열시키는 수단으로 팬모터에 의한 강제대류 냉각방식인 냉각팬 장치가 주로 사용되고 있다.

여기서 상기 냉각팬 장치는 크게 히트싱크와 팬모터로 구성되며, 히트싱크는열전도율이 우수한 재질로 제작되어 집적회로패키지나 CPU로 부터의 열을 전달받아 대기중으로 신속하게 방열시키는 방열구조를 갖는다.

한편, 팬모터는 상기 히트싱크의 상부면측에 일체로 고정되는 것으로 통상의 모터에 송풍을 일으킬 수 있도록 회전체에 블레이드가 일체로 형성된다.

이러한 팬모터는 히트싱크를 강제대류 시킴으로써 히트싱크의 방열특성을 더욱 향상시키게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 냉각팬 장치를 나타낸 분해 사시도로서, 도시된 바와 같이 냉각팬 장치는 크게 히트싱크와 팬모터 그리고 고정부재로 구성된다.

히트싱크(100)는 통상 발열체인 CPU(c)의 상부면에 부착되어 CPU(c)에서 발생되는 열을 전달받아 대류작용에 의하여 방열하게 된다.

이러한 히트싱크(100)는 CPU(c)의 방열면인 상부면에 밀접하게 접촉되는 모체부(110)와, 이 모체부(110)로 전달되는 열을 대기중으로 신속하게 방열시키기 위한 냉각핀(120)으로 구성된다.

여기서 상기 모체부(110)는 저부면이 평탄한 형상을 갖도록 이루어지며, 이 저부면이 CPU(c)의 상부면에 밀접하게 접촉됨으로써 집적회로패키지 즉, CPU(c)에서 발생되는 열을 전도 받게 된다.

그리고, 모체부(110)의 상측에는 대류작용을 증대시키기 위한 냉각핀(120)이 형성되며, 이 냉각핀(120)은 CPU(c)의 열저항, 풍량, 열원 등의 변화에 따라 그 방열설계를 달리하고 있으나, 통상 대부분의 냉각핀(120)은 모체부(110)의 상측에 일정간격을 두고 수직하게 일체로 형성된다.

이러한 냉각핀(120)은 모체부(110)에 전도된 열을 대기중으로 신속하게 방출시키는 작용을 수행하게 된다.

한편, 상기 히트싱크(100)는 중앙에 길이재의 고정부재(200)가 삽입되는 장착홈을 형성하며, 이 장착홈의 양편으로 상기 전술한 냉각핀(120)이 형성된다.

이와 같은 구성을 갖는 상기 히트싱크(100)는 냉각핀(120)의 상측으로 강제 대류작용을 하는 팬모터(300)가 나사체결에 의해 결합된다.

팬모터(300)는 외부로부터 전원을 공급받아 회전체의 외주연에 결합된 블레이드(310)를 회전시킴으로써 소정의 송풍력을 생성하게 되며, 이렇게 팬모터(300)에 의해 생성된 바람은 히트싱크(100)의 냉각핀(120)측으로 강제 대류됨으로써 히트싱크(100)로 전도된 열을 신속하게 대기중으로 방열시키게 된다.

한편, 상기 팬모터(300)는 네 모서리측에 수직하는 방향으로 관통된 나사홀(320)이 형성되며, 이 나사홀(320)에 소정의 길이를 갖는 나사(330)가 삽입된다.

여기서 상기 나사(330)는 팬모터(300)의 나사홀(320)을 관통한 뒤 끝단부가 냉각핀(120)과 냉각핀(120) 사이에 형성된 홈에 강제로 삽입됨으로써 팬모터(300)를 히트싱크(100)에 고정시키게 된다.

이와 같이 구성되는 냉각팬 장치는 CPU(c)가 탑재되는 CPU소켓(s)에 장착될 수 있도록 고정부재(200)를 구비하여 이루어진다.

여기서 상기 CPU소켓(s)은 CPU(c)를 인쇄회로기판(미도시)에 회로적으로 연결시키기 위한 장치로서, 일측에 구비된 레버의 회동에 의해 CPU(c)를 고정 및 탈착시키도록 구성되며, 양측부에 고정부재(200)를 고정시킬 수 있는 체결돌기(s1)가 돌출 형성된다.

한편, 상기 고정부재(200)는 클립(210)과 탄성편(220)으로 구성되며 클립(210)은 소정의 길이를 갖는 판재형으로 양끝단이 하향으로 수직하게 굽힘되어 한쌍의 연장부(211)를 형성하며, 이 연장부(211)에는 수평 및 수직방향으로 체결홈(212)이 형성되어 전술한 CPU소켓(s)의 체결돌기(s1)가 끼워지게 된다.

그리고 상기 탄성편(220)은 상,하 방향으로의 탄성 복원력을 발휘할 수 있도록 벤딩 가공된다.

이러한 고정부재(200)는 탄성편(220)이 모체부(110)의 상부면에 형성된 장착홈에 삽입되고, 그 상측으로 클립(210)이 안착되는 구조로, 전술한 히트싱크(100)와 팬모터(300)의 조립전 과정에서 히트싱크(100)에 조립된다.

즉, 상기와 같은 종래의 냉각팬 장치는 히트싱크(100)의 장착홈에 탄성편(220)과 클립(210)을 순차적으로 안착시킨 뒤, 히트싱크(100)의 냉각핀(120) 상측으로 팬모터(300)를 안착시킨다.

이 상태에서 팬모터(300)의 네 모서리측에 형성된 나사홀(320)측으로 소정의 길이를 갖는 나사(330)를 삽입한 뒤 일방향 회전시키면, 상기 나사(330)의 끝부분이 냉각핀(120)과 냉각핀(120) 사이로 강제 체결된다.

따라서 팬모터(300)와 히트싱크(100)가 상호 고정되므로 냉각팬 장치의 조립이 완료된다.

이러한, 냉각팬 장치는 히트싱크(100)의 저부면을 CPU(c)의 상부면에 밀접하게 접촉되도록 한 상태에서 클립(210)의 양 연장부(211)에 형성된 체결홈(212)을 CPU소켓(s)의 체결돌기(s1)가 삽입되도록 하면, 냉각팬 장치가 CPU(c)에 밀접하게 접촉됨과 동시에 CPU소켓(s)에 고정될 수 있게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 냉각팬 장치는 CPU(c)와의 체결력이 장시간에 걸쳐 탄성편(220)에 작용하게 되면, 탄성편(220)이 시간경과에 따라 탄성력이 점차 약화되는 단점이 있으며, 이러한 단점은 결과적으로 냉각팬 장치가 CPU(c)로부터 유동되므로 방열성능이 저하되는 문제점을 초래한다.

또한, 냉각팬 장치를 CPU(c)에 체결시킬 때 고정부재(200)의 일측 연장부(211)를 일측 체결돌기(S1)에 체결시킨 뒤, 탄력적으로 타측 연장부를 외측으로 변형시킨 상태에서 타측 체결돌기에 체결시켜야 하므로 조립작업성이 불량하여 생산성이 저하되고, 체결을 위해 작업자가 무리한 힘을 가하게 되므로 자칫 부품이 파손되는 등의 문제점을 야기한다.

특히, 냉각팬 장치를 CPU(c)에 장착시키는 작업시 전술한 바와 같은 고정부재(200)의 체결작업에 의하여 CPU(c)에 편하중이 작용되므로, 자칫 CPU(c) 및 인쇄회로기판이 파손되는 것은 물론이고, 탄성편(220)의 탄성력 변화 등으로 냉각팬 장치가 CPU(c)에 견고하게 부착되지 못하게 되는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 단일의 작업공정으로 경시변화를 방지하면서 냉각팬 장치가 CPU에 견고하게 고정될 수 있도록 하여 체결성을 향상시키고 편하중에 따른 품질문제를 개선시킬 수 있도록 하는 냉각팬 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 냉각팬 장치를 나타낸 분해 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 냉각팬 장치를 나타낸 분해 사시도,

도 3은 도 2의 냉각팬 장치의 결합된 상태를 개략적으로 나타낸 측면도,

도 4는 본 발명에 따른 냉각팬 장치에서 회동레버의 작동상태를 나타낸 측면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : CPU 2 : CPU소켓

10 : 히트싱크 11 : 모체부

12 : 냉각핀 13 : 장착홈

20 : 팬모터 21 : 블레이드

22 : 나사홀 25 : 나사

30 : 회동레버 31 : 하수평부

32 : 상수평부 33,34 : 수직부

35,36 : 지지축 40 : 캠부재

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 냉각팬 장치는 CPU소켓에 탑재된 CPU의 발열면에 일측면이 밀착되며 타측면은 격자형태로 배열된 다수개의 냉각핀이 길이방향으로 일정폭의 장착홈을 사이에 두고 상향 돌출되는 히트싱크와, 상기 히트싱크의 상부면에 나사로 고정되며 중앙부에는 냉각핀측으로 강제 송풍작용하는 블레이드가 구비된 팬모터로 구성되는 냉각팬 장치에 있어서,

봉재가 사각틀을 형성한 것으로 하수평부는 캠홈상에 배치되고 좌,우 한쌍의 수직부 및 상수평부는 팬모터의 외측으로 위치되는 회동레버과; 상기 한쌍의 수직부 하단에 일단이 힌지 결합되고 그 타단은 CPU소켓의 양측부에 고정되어 회동레버가 일측으로 회동되도록 지지하는 한쌍의 지지축과; 상기 회동레버의 하수평부에 구비되며 회동레버의 회동시 일체로 회전하여 장착홈면을 CPU소켓측으로 가압하는 곡률반경을 갖는 캠부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 다른 특징은, 상기 캠부재는 하수평부에 중심이 편심된 상태로 억지 끼움으로 결합되며, 하수평부의 중심에서 멀어지는 곡면부가 장착홈에 접촉되면서 가압력을 생성하는 것에 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 냉각팬 장치의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 냉각팬 장치를 나타낸 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 냉각팬 장치의 결합된 상태를 개략적으로 나타낸 측면도이며, 도 4는 본 발명에따른 냉각팬 장치에서 회동레버의 작동상태를 나타낸 측면도이다.

도시된 바와 같이 냉각팬 장치는 CPU(1)의 열을 전달받아 열교환에 의해 방열작용하는 히트싱크(10)와, 전원공급에 의해 히트싱크(10)측으로 송풍작용을 하여 강제대류로 냉각효율을 높이는 팬모터(20)와, 상기 히트싱크(10)를 CPU소켓(2)에 일체로 체결시키는 회동레버(30)로 구성된다.

히트싱크(10)는 CPU(1)의 발열면인 상부면에 밀착 접촉되도록 저부면이 평탄하게 형성된 모체부(11)와, 이 모체부(11)로 전달된 열을 대기중으로 신속하게 방열시키기 위한 냉각핀(12)으로 이루어진다.

이러한, 히트싱크(10)는 열전도성이 우수한 알루미늄 재질로 성형되며, 모체부(11)는 대략 사방형의 형상을 가지며, 냉각핀(12)은 모체부(11)의 일측면에 일정간격을 두고 격자 배열로 돌출되는 형상을 갖는다.

팬모터(20)는 전원공급에 의해 회전체 외주연에 구비된 블레이드(21)가 송풍작용을 하는 것으로, 이렇게 생성된 바람은 냉각핀(12)으로 강제 대류됨으로써 냉각핀(12)으로 전도된 열을 대기중으로 방열시키게 된다.

이러한 팬모터(20)는 네모서리측에 형성된 나사홀(22)에 나사(25)를 삽입시키면, 나사(25)의 선단부가 냉각핀(12) 사이의 공간에 강제 체결됨으로써 팬모터(20)가 히트싱크(10)에 고정된다.

회동레버(30)는 전술한 바와 같은 팬모터(20)가 결합된 히트싱크(10)를 CPU(1)의 상부면에 밀접하게 접촉시키기 위한 것으로서 본 발명의 가장 두드러진 특징을 갖는다.

즉, 상기 회동레버(30)는 소정의 두께를 갖는 강봉(棒)재가 사각형의 틀을 형성하여 이루어진 것으로, 상수평부(32) 및 하수평부(31) 그리고 이들 상,하수평부(31)의 양단을 연결하는 좌,우 수직부(33),(34)로 이루어진다.

이러한, 회동레버(30)는 하수평부(31)가 히트싱크(10)의 중앙부에 형성된 장착홈(13)에 배치되며, 한쌍의 좌,우 수직부(33),(34) 및 상수평부(32)는 팬모터(20)의 외측으로 위치되는 구조이다.

한편, 상기 회동레버(30)는 CPU소켓(2)에서 직립되게 위치된 한쌍의 지지축(35),(36)에 의해 소정높이에 위치되면서 회동되도록 구성된다.

즉, CPU소켓(2)의 양측벽에는 한쌍의 지지축(35),(36) 하단부가 고정 결합되며, 이 지지축(35),(36)의 상단은 회동레버(30)의 하단 즉, 하수평부(31) 양측단으로 힌지 결합된다.

따라서, 상기 회동레버(30)는 한쌍의 지지축(35),(36)을 상단을 중심으로 일측으로 회동될 수 있게 된다.

한편, 상기 회동레버(30)의 하수평부(31)에는 히트싱크(10)를 CPU(1)의 상부면에 밀접하게 접촉될 수 있도록 가압력을 생성하는 캠부재(40)가 구비된다.

즉, 상기 캠부재(40)는 회동레버(30)의 회동시 일체로 연동하여 회전되면서 그 일측 곡면부가 장착홈(13)면에 접촉되도록 하는 곡률반경을 갖도록 이루어진다.

이와 같은 캠부재(40)는 하수평부(31)에 중심이 편심된 상태로 억지 끼움으로 결합되며, 하수평부(31)의 중심에서 멀어지는 곡면부가 장착홈(13)에 접촉되면서 가압력을 생성하게 된다.

즉, 편심된 캠부재(40)의 회전에 의하여 캠곡면부가 장착홈(13)에 선택적으로 접촉됨으로써 냉각팬 장치와 CPU(1)가 견고하게 체결되는 것이다.

한편, 본 발명은 도 3에 나타낸 바와 같이 회동레버(30)를 수평방향으로 회동시켰을 때 하수평부(31)에 결합된 캠부재(40)가 히트싱크(10)의 상부면 즉, 장착홈(13)면을 하측으로 가압하도록 구성되었으나, 회동레버(30)의 회동동작에 의해 캠부재(40)가 연동회전하면서 히트싱크(10)의 상부면에 소정의 가압력을 생성하거나 또는 해제시킬 수 있는 구조적인 특징을 갖는다면 다양한 형태로 변경되어도 무방하다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 냉각팬 장치의 장착과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저 팬모터(20)가 조립된 히트싱크(10)를 CPU(1)의 발열면인 상부면에 안착시키고, CPU소켓(2)에 고정된 한쌍의 지지축(35),(36)과 회동레버(30)를 상호 힌지결합시킨다.

이때, 상기 회동레버(30)와 한쌍의 지지축(35),(36)이 먼저 힌지 결합된 상태일 경우에는 상기 한쌍의 지지축(35),(36)을 CPU소켓(2)의 측부에 고정시킨다.

이어서 상기 회동레버(30)를 일측으로 회동시키면, 이 회동레버(30)의 하수평부(31)에 편심 결합된 캠부재(40)가 일측으로 연동회전을 이루게 된다.

따라서, 상기 캠부재(40)는 하수평부(31)의 축선에서 멀어지는 곡면부가 장착홈(13)의 상면에 접촉되면서 가압력을 생성하게 되고, 이 가압력에 의해 히트싱크(10)가 CPU(1)측으로 눌려지면서 견고하게 체결된다.

한편, 상기와 같은 냉각팬 장치는 전술한 체결과정을 역순으로 수행하면 CPU(1)로부터 분리될 수 있게 된다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 냉각팬 장치는 캠부재(40)가 갖는 곡률반경을 이용하여 히트싱크(10)와 CPU(1)를 상호 밀접하게 체결시키므로 균일한 방열특성을 보장할 수 있게 된다.

한편, 상기한 실시예는 본 발명의 바람직한 하나의 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 적용 범위는 이와 같은 것에 한정되는 것은 아니며 동일 사상의 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다. 예를 들어 본 발명의 실시예에 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있는 것이다.

상기에서와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 냉각팬 장치는 작업자가 소켓에 힌지결합된 회동레버를 회동시키게 되면 캠부재가 연동하여 장착홈면 즉, 히트싱크의 상부면을 CPU측으로 가압하거나 또는 해제시키게 되므로 조립 및 분해작업이 크게 향상되는 이점이 있다.

특히, 일정한 곡률반경을 갖는 캠부재에 의해 체결력이 생성되거나 해제되므로 급격한 체결충격에 의한 부품파손을 미연에 방지시킬 수 있는 것은 물론이고 종전처럼 탄성력이 아닌 캠부재의 형상으로 가압력을 생성하므로 장시간이 경과하더라도 안정된 가압력을 유지할 수 있게 된다.

아울러, CPU의 접촉면만을 정확하고 균일하게 가압 체결할 수 있으므로 편하중에 의한 냉각팬 장치의 품질 문제를 개선시킬 수 있게 된다.

또한, 종전의 탄성편과 고정부재의 체결방식에 비하여 작업자의 숙련도를 크게 필요로 하지 않으므로 조립작업의 표준화가 이루어지는 것은 물론이고, 조립 및 분해 작업에서의 제품 불량률을 크게 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. CPU소켓에 탑재된 CPU의 발열면에 일측면이 밀착되며 타측면은 격자형태로 배열된 다수개의 냉각핀이 길이방향으로 일정폭의 장착홈을 사이에 두고 상향 돌출되는 히트싱크와, 상기 히트싱크의 상부면에 나사로 고정되며 중앙부에는 냉각핀측으로 강제 송풍작용하는 블레이드가 구비된 팬모터로 구성되는 냉각팬 장치에 있어서,

   봉재가 사각틀을 형성한 것으로 하수평부는 캠홈상에 배치되고 좌,우 한쌍의 수직부 및 상수평부는 팬모터의 외측으로 위치되는 회동레버과;

   상기 한쌍의 수직부 하단에 일단이 힌지 결합되고 그 타단은 CPU소켓의 양측부에 고정되어 회동레버가 일측으로 회동되도록 지지하는 한쌍의 지지축과;

   상기 회동레버의 하수평부에 구비되며 회동레버의 회동시 일체로 회전하여 장착홈면을 CPU소켓측으로 가압하는 곡률반경을 갖는 캠부재;

   를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 냉각팬 장치,
2. 제 1 항에 있어서, 상기 캠부재는 회동레버의 하수평부에 중심이 편심된 상태로 억지 끼움으로 결합되며, 하수평부의 중심에서 멀어지는 곡면부가 장착홈에 접촉되면서 가압력을 생성하는 것을 특징으로 하는 냉각팬 장치.