WO2007043598A1 - 電子装置及びヒートシンク - Google Patents

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Osamu Murasawa
Ryouichi Kubota
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Sony Computer Entertainment Inc.
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Definitions

  • the present invention relates to an electronic device including a heat sink for cooling an electronic component that can generate heat during operation, such as a processor, and more particularly to a structure of a fin assembly that serves as a heat radiating portion of the heat sink.
  • a heat sink attached to an electronic component has a fin assembly in which a large number of fins are assembled so that the heat radiating portion has a large surface area and can easily diffuse heat.
  • slot portions formed between individual fins or adjacent fins each serve as an antenna, and may cause unnecessary radiation of electromagnetic waves.
  • the conventional heat sink has no idea to solve the problem that the fin assembly itself becomes an unnecessary electromagnetic radiation source from the viewpoint of improving the heat radiation efficiency.
  • the slot portion between the fins operates as a slot antenna.
  • the length of the slot When the wavelength of the unwanted wave is 1 or 2, the slot antenna radiates the unwanted wave.
  • the fin assembly is viewed as an electromagnetic shield for electronic components, if the slot length is long, the electromagnetic wave passing therethrough increases. For this reason, the length of the slot should be as short as possible as long as it does not impede the flow of the cooling fluid.
  • the waveguide structure is formed with a plurality of openings and a cylindrical wall portion starting from each opening, there is an effect of restricting the passage of electromagnetic waves.
  • the present invention provides a housing for mounting an electronic device capable of generating heat, a heat receiving medium that absorbs heat generated by the electronic mti mounted in the housing, and the housing
  • an electronic device comprising a heat sink provided at a predetermined portion of the heat sink and a heat transfer medium that guides the heat absorbed by the heat receiving medium to the heat sink.
  • the heat sink has a plurality of mesh-like or substantially mesh-like openings formed in predetermined portions of the casing, and each wall has a cylindrical wall starting from the opening.
  • the present invention also provides a heat sink suitable for use in electronic devices and the like.
  • the heat sink of the present invention is a heat sink for dissipating heat generated in an object that can generate heat, and has a plurality of mesh-like or substantially mesh-like openings, and each opening starts.
  • a cylindrical wall and restricts the passage of electromagnetic waves from the opening of one of the gaps toward the wall, or from one of the walls toward the opening. It has a waveguide structure.
  • the heat sink of the present invention is a cylinder in which a plurality of fins having a predetermined repetitive cross section are aligned to form a plurality of mesh-like or substantially mesh-like openings as a whole, and each opening is a starting end.
  • a waveguide that restricts the passage of electromagnetic waves from one of the openings toward the wall, or electromagnetic waves from any of the walls toward the opening.
  • a structural fin assembly is provided.
  • the plurality of fins Each of these is, for example, a plate-like body having a cross section in which a shape having a plurality of rising portions and a plurality of falling portions is repeated, and the fin assembly is configured by joining these fins.
  • the shape of the repeated cross section is a square wave, and the fins having a square wave shape in cross section are aligned in parallel with each other, and each of the openings has a square shape.
  • the length of the longest inner side of the rectangular opening is shorter than 12 of the shortest wavelength of unnecessary waves, for example. More preferably, when the length of the inner side is g and the length of the wall portion extending from the opening is d, a relationship of 27 ⁇ d / g is established.
  • a heat receiving medium that absorbs heat generated in the object to be cooled and a heat transfer medium that guides the heat absorbed by the heat receiving medium to any one of the walls are further provided. It shall be provided.
  • the opening of the heat sink is mesh-like or substantially mesh-like, the slot length can be shortened compared to the fin assembly in which long plate-like fins are arranged on the TO, and the heat sink itself is electromagnetic It can be prevented from operating as an unnecessary radiation source, and the heat sink can also function as an electromagnetic shield for an object to be cooled.
  • the heat sink can be easily manufactured and the cost can be kept low.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a heat sink according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a state in which a plurality of fins are fitted to a support shaft.
  • FIG. 3 is a perspective view of the fin assembly.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the diagonal distance of the gap and the shielding effect in a certain electronic device.
  • FIG. 5 is an explanatory view showing the state of electromagnetic wave leakage due to the structure of the wall.
  • FIG. 6 is a diagram showing the length of the inner wall of the opening and the relationship between the wall length and the shielding effect.
  • FIG. 5 is an outer perspective view showing another example of the fin assembly.
  • FIG. 8 is a diagram schematically showing the internal structure of an electronic device incorporating a heat sink.
  • FIG. 9 is a rear view of FIG. Best mode for carrying out
  • the heat sink of this embodiment includes a fin assembly 10 that functions as a heat radiating portion, and heat generated by an object to be cooled such as an electronic component (not shown) in contact with the object to be cooled. And a heat pipe 30 connected to the fin assembly 10 and the heat receiving plate 20.
  • the heat receiving plate 20 may be in contact with an electronic component and directly absorb the heat generated in the electronic component, or absorb heat generated in the vicinity from the vicinity of the electronic component. Also good.
  • the fin assembly 10 may be brought into contact with the electronic component, or the fin assembly 10 may be disposed in the vicinity of the electronic component to absorb heat generated around the electronic component. .
  • the fin assembly 10 is configured by disposing a plurality of fins 11 inside the frame body 13. As shown in FIG. 1, the heat sink of this embodiment cools the object to be cooled by transferring the heat generated by the object to be cooled from the heat receiving plate 20 to the fin assembly 10 through the heat pipe 30. It is.
  • the fin assembly 10 has a structure as shown in FIG. 2, for example. That is, the fins 11 made of a metal plate having a predetermined width having a cross section in which a square wave shape having a plurality of rising portions and a plurality of falling portions is repeated are joined one by one as shown in the drawing.
  • a hollow cylindrical support shaft 12 is fitted into a hole 11 a formed in the substantially central portion of 11. Joining may be performed with a conductive adhesive, or may be performed by crimping, welding, or other means.
  • the plurality of fins 11 are arranged so as to be parallel to each other, and the cross-sectional portion forms a plurality of mesh-like or substantially mesh-like openings as a whole, and each opening is a starting end.
  • Fins 1 and 1 are, in principle, all metal plates of the same shape and size, but they must always be so. It may be a metal plate with a part of the same shape and size.
  • the length L in the longitudinal direction becomes the length L of the inner wall of the square opening as it is when joined to the adjacent fins 11.
  • the plurality of fins 11 having such a structure are accommodated in a frame body 13, thereby forming a fin assembly 10.
  • the frame body 13 is provided with a connecting hole corresponding to the hole 11 a of the fin 11, and the support shaft 12 is connected to the hollow heat pipe 30 through the connecting hole.
  • the heat transmitted from the heat receiving plate 20 through the heat pipe 30 is transmitted to the fins 11 through the support shaft 12 and is dissipated from the fins 11 to the outside.
  • One of the features of the fin assembly 10 according to the present embodiment is the structure of the opening and the wall extending from the opening. For example, if all the fins 11 have the same shape and size, as shown in FIGS. 1 to 3, these fins 1 1 are aligned so that the fin assembly 10 as a whole A plurality of mesh-shaped or substantially mesh-shaped openings and a cylindrical wall portion starting from each opening are formed. If the shape of multiple fins 11 and part of the size are the same ⁇ , the same part has the above structure.
  • the heat sink of the present embodiment has a cross section of each fin 11 1 square wave. Therefore, the shape of each mesh in the opening is also square. Therefore, the fin assembly 10 has a rectangular waveguide structure in which the opening has a rectangular shape having a long side and a short side, and a wall portion extending a certain length from the opening.
  • the length L (see Fig. 2) of the long side of each mesh corresponding to the opening of the rectangular waveguide is shorter than the shortest possible unwanted radiation length of 1-2.
  • the fin assembly 10 can be prevented from functioning as an unintended slot antenna, and the fin assembly 10 itself can be prevented from becoming an unnecessary radiation source. It can also exert a shielding effect against noise having a wavelength longer than 2 L.
  • a rectangular waveguide has the property of not passing electromagnetic waves having a cutoff wavelength; Lc or more.
  • the fin assembly 10 of this embodiment utilizes this property.
  • Cutoff wavelength; lc is twice the length of the inner wall of the long side of the rectangular waveguide This is the wavelength.
  • the frequency corresponding to the cutoff wavelength ⁇ c is called the cutoff frequency (fc).
  • the cut-off frequency fc can be obtained from the expression “3 X 1 0 ⁇ 1 ⁇ / ⁇ c”. Therefore, the opening of the fin assembly 10 is made to correspond to the opening of the rectangular waveguide, and the length L of the inner wall of the long side is made shorter than 12 of the shortest wavelength of unnecessary electromagnetic radiation5. A shielding effect against unnecessary radiation can be exhibited.
  • FIG. 4 shows the relationship between the diagonal distance of a gap and the shielding effect of a certain electronic device.
  • the horizontal axis is the frequency
  • the vertical axis is the shielding effect [dB].
  • the cut-off frequency is less than half the wavelength.
  • the cutoff wavelength; c is 1 0 0 [mm]
  • the length L of the long side of the opening is 5 0 [mm].
  • gaps and holes with a long side of 50 [mm] or less should not be opened from the viewpoint of preventing unnecessary radiation of electromagnetic waves.
  • this is not realistic. Therefore, the length of the wall extending from the opening is also taken into consideration.
  • Fig. 5 shows how electromagnetic waves leak due to the wall structure.
  • electromagnetic waves tend to leak from the inside of the opening to the outside.
  • the wall is cylindrical
  • the electromagnetic wave leakage is suppressed.
  • the inner diameter g of the opening corresponds to the length L of the long side described above.
  • the relationship between the wall length d and this inner wall g is shown in Fig. 6 according to actual measurements.
  • the horizontal axis is the cutoff frequency fc [GH z]
  • the vertical axis is the shielding effect [d B].
  • Fig. 6 it can be seen that the size of the opening where a practical shielding effect can be obtained is about 27 ⁇ d / g.
  • Fig. 5 shows an example of electromagnetic waves leaking from the inside of the opening, and vice versa. It becomes the same.
  • the fin assembly 10 of the present embodiment is a waveguide that restricts the passage of electromagnetic waves from the individual openings toward the walls, or electromagnetic waves from the individual walls toward the openings. Since it has a tube structure, the shield effect of electromagnetic waves can be obtained with a simple structure.
  • each mesh is a rectangle, it is easy to specify the length L, and it is easy to control unnecessary radiation and to design it. Furthermore, since a mesh-shaped opening is formed by juxtaposing a plurality of repetitive wave-shaped fins 11, manufacturing is easy and the cost can be kept low.
  • FIG. 7 shows another structural example of the fin assembly.
  • the fin assembly 110 a plurality of holes are formed in each fin, and hollow cylindrical support shafts are fitted into these holes, respectively.
  • the fin assembly 110 having such a configuration can further increase the heat radiation efficiency as compared with the fin assembly 10 described above.
  • the plurality of support shafts are connected to heat receiving plates (not shown) through heat pipes 1 3 1, 1 3 2, and 1 3 3, respectively. In this case, as many heat receiving plates as the number of heat pipes can be provided.
  • the heat sink of the present invention has been described with specific examples.
  • the present invention is not limited to the heat sink having the above-described structure, and various modifications can be made.
  • a fan may be arranged in the vicinity of the fin assemblies 10 and 1 10 to actively dissipate heat from the fin assemblies 10 and 1 10 (so-called active type).
  • the fin assembly 1 is placed on the upper portion of the heat receiving plate 20 (or heat receiving block, etc.). 0 may be provided directly.
  • FIG. 8 is a diagram schematically showing the internal structure of the electronic device
  • FIG. 9 is a rear view thereof.
  • a heat sink having a heat receiving plate 1 2 0, three heat pipes 1 3 1, 1 3 2, 1 3 3 and a fin assembly 1 1 0 is shown.
  • the This heat sink is disposed in the casing 100 of the electronic device as shown. That is, a heat receiving plate 120 is disposed on an electronic device, for example, a processor board, disposed in a predetermined part of the casing 100, and the heat generated by the processor board is absorbed by the heat receiving plate 120.
  • the heat absorbed by the heat receiving plate 1 2 0 is transferred to the fin assembly 1 1 0 through the heat pipes 1 3 1, 1 3 2 and 1 3 3.
  • the fin assembly 110 is attached to the side surface of the casing 100, and a plurality of mesh-like or substantially mesh-like openings are formed in the opening 10 0 1 (the ninth (See the figure). That is, air can be circulated between the air inside the casing 100 and the outside of the casing. From each opening of the fin assembly 110, a cylindrical wall is formed starting from the opening. From the inside of the casing 100, the opening of the fin assembly 11-0 The electromagnetic wave traveling toward the outside of the housing 1 0 0 through the opening 1 0 1 of the housing or the housing 1 0 0 from the outside of the housing 1 0 0 through the opening 1 0 1 of the housing As described above, it has a waveguide structure that restricts the passage of electromagnetic waves toward the inside.
  • a fan is provided behind the fin assembly 110, and the heat transmitted to the fin assembly 110 is transferred to the outside of the casing 100 through the fan and the opening 1001 '. Even if you let it release to, good.
  • FIGS. 8 and 9 show an example of a heat sink in which the heat receiving plate 1 2 0 and the fin assembly 1 1 0 are connected by three heat pipes 1 3 1 3 2 and 1 3 3.
  • the number of heat pipes may be four or more. Further, when the heat receiving plate 120 is directly attached to the fin assembly 11 °, the heat pipe is not necessary. Further, when the electron 1 ⁇ is in the vicinity of the fin assembly 110, the heat receiving plate 120 can be omitted.
  • the number of fin assemblies 110 is not limited to one, and the fin assemblies 110 may be divided into a plurality of pieces and attached to the casing 100.

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Description

電子装置及びヒートシンク 技術分野
本発明は、 例えば、 プロセッサなど、 稼働時に熱を生じ得る電子部品を冷却す るためのヒートシンクを備えた電子装置に関し、 特に、 ヒートシンクの放熱部と なるフィン組立体の構造に関する。
明 発明の背景
書
電子部品に取り付けられるヒートシンクは、 放熱部の表面積を広くして、 熱を 拡散させやすいように、 多数のフィンを組み立てたフィン組立体を有するのが一 般的である。
従来のフィン組立体は、 複数の長板状のフィンを平行に配置したものが殆どで あつ 7こ。 発明の開示
フィン組立体は金属製なので、 個々のフィン又は隣り合うフ'ィンの間に形成さ れるスロット部分がそれぞれアンテナとなって、 電磁波の不要輻射をもたらすこ とがある。
し力 し、 従来のヒートシンクには、 熱放射効率の向上という視点だけで、 フィ ン組立体自体が電磁波の不要輻射源となる問題を解決しようとする思想はなかつ た。
本発明は、 外部への電磁波の不要輻射又は外部からの電 波の影響を抑制する 電子装置及び、 電磁波の不要輻射源となることを防止するヒートシンを提供する ことを、 その課題とする。 長板状のフィンが平行に配置されるフィン組立体では、 フィン間のスロット部 分がスロットアンテナとして動作してしまう。 すなわち、 スロットの長さがある 不要波の波長の 1 2であるとき、 スロットアンテナは、 不要波を輻射してしま う。 フィン組立体を電子部品に対する電磁シールドとして見た場合にも、 スロッ トの長さが長いと、 そこを通過する電磁波が増えてしまう。 そのため、 スロット の長さは、 冷却用の流体の流れを阻害しない限りにおいて、 できるだけ短い方が 良い。 また、 複数の開口部と、 各開口部を始端とする筒状の壁部とが形成された 導波管構造になっている場合、 電磁波の通過を制限する効果がある。
上記の考察に基づき、 本発明は、 熱を発生し得る電子機器を搭載するための筐 体と、 この筐体に搭載された前記電子 mtiで発生した熱を吸収する受熱媒体と、 前記筐体の所定部位に設けられたヒートシンクと、 前記受熱媒体で吸収された熱 を前記ヒートシンクに導く熱伝達媒体とを備えた電子装置を提供する。
この電子装置において、 前記ヒートシンクは、 前記筐体の所定部位に網目状又 は略網目状の複数の開口部が形成されており、 各開口部からは当該開口部を始端 とする筒状の壁部が形成されており、 前記筐体の内部からいずれかの開口部を介 して当該筐体の外部方向へ向かう電磁波、 又は、 当該筐体の外部からいずれかの 開口部を介じて当該筐体の内部方向へ向かう電磁波の通過を制限する導波管構造 を有している。 冷却効果を高める観点からは、 前記ヒートシンクに伝達された熱 を前記開口部を通じて前記筐体の外部に放出するためのファンを更に有するもの としても良レ、。
本発明は、 また、 電子装置等での使用に適したヒートシンクを提供する。 本発 明のヒートシンクは、 熱を発生し得る被冷却物において生じた熱を放散するため のヒートシンクであって、 網目状又は略網目状の複数の開口部と、 各開口部を始 端とする筒状の壁部とが形成されており、 レ、ずれかの開口部から壁部の方向へ向 かう電磁波、 又は、 いずれかの壁部から開口部の方向へ向かう電磁波の通過を制 限する導波管構造を有するものである。
本発明のヒートシンクは、 より具体的には、 所定の繰り返し形状の断面を有す るフィンが複数整列して全体として網目状又は略網目状の複数の開口部と各開口 部を始端とする筒状の壁部とが形成されており、 いずれかの開口部から壁部の方 向へ向かう電磁波、 又は、 いずれかの壁部から開口部の方向へ向かう電磁波の通 過を制限する導波管構造のフィン組立体を備えるようにする。 前記複数のフィン の各々は、 例えば、 複数の立上がり部及び複数の立下り部を有する形状が繰り返 される断面を有する板状体であり、 これらのフィンが接合されることにより前記 フィン組立体を構成する。 前記繰り返される断面の形状が方形波であり、 これら の断面方形波状のフィンが互いに平行に整列されており、 個々の前記開口部が方 形状を呈している。 方形状の開口部の最も長い内辺の長さは、 例えば、 不要波の 最短波長の 1 2よりも短い。 より好ましくは、 前記内辺の長さが g、 当該開口 部から延びる壁部の長さが dであるときに、 2 7 · d / gの関係にあるようにす る。
本発明のヒートシンクの他の実施の態様では、 被冷却物において生じた熱を吸 収する受熱媒体と、 この受熱媒体で吸収した熱をいずれかの前記壁部に導く熱伝 達媒体とを更に備えたものとする。 本発明の電子装置では、 ヒートシンクの開口部が網目状又は略網目状なので、 長板状のフィンが TOに配置されるフィン組立体に比べてスロット長を短くする ことができ、 ヒートシンク自体が電磁波の不要輻射源として動作してしまうこと を防止することができると共に、 ヒートシンクを被冷却物に対する電磁シールド 体として機能させることもできる。 '
また、 所定の繰り返し形状の断面を有するフィンを複数整列きせることができ るので、 ヒートシンクの製造が安易であり、 コストも低く抑え、ることができる。
(
図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明の実施形態によるヒートシンクの概略構成図である。
第 2図は、 複数のフィンを支持軸に嵌着している状態を示す斜視図である。 第 3図は、 フィン組立体の^ ^斜視図である。
第 4図は、 ある電子機器における隙間の対角線距離と周波数とのシールド効果 の関係を示した図である。
第 5図は、 壁部の構造による電磁波の漏れの様子を示す説明図である。
第 6図は、 開口部の内壁の長さ及び壁部の長さとシールド効果との関係を示し た図である。 第 Ί図は、 フィン組立体の他の例を示す外 ^斜視図である。
第 8図は、 ヒートシンクを内蔵した電子装置の内部構造を模式的に示した図で ある。
第 9図は、 第 8図の背面図である。 明を実施するための最良の形態
以下、 本発明を適用したヒートシンクの実施の形態例を、 図面を参照して説明 する。 '
この実施形態のヒートシンクは、 第 1図に示される'ように、 放熱部として機能 するフィン組立体 1 0と、 被冷却物に接触して被冷却物、 例えば電子部品 （図示 省略） の発する熱を吸収する受熱板 2 0と、 フィン組立体 1 0及び受熱板 2 0に, 接続されたヒートパイプ 3 0とを備えている。 受熱板 2 0は、 電子部品に当接し ' て当該電子部品で生じた熱を直接吸収するものであっても良く、 その電子部品の 近傍からその周囲に生じた熱を吸収するものであっても良い。 なお、 フィン組立 体 1 0を電子部品に当接させる態様、 あるいは、 フィン組立体 1 0を電子部品の 近傍に配置して、 電子部品の周囲に生じた熱を吸収するものであっても良い。 フィン組立体 1 0は、 枠体 1 3の内部に、 複数のフィン 1 1を配設して構成さ れる。 第 1図に示されるように、 この実施形態のヒートシンクは、 被冷却物の発 する熱を受熱板 2 0からフィン組立体 1 0にヒートパイプ 3 0を通じて伝達させ て被冷却物を冷却するおのである。
フィン組立体 1 0は、 例えば第 2図のような構造を有する。 すなわち、 複数の 立上がり部及び複数の立下り部を有する方形波の形状が繰り返される断面を有す る所定幅の金属板から成るフィン 1 1を 1つずつ図示のように接合するとともに、 各フィン 1 1の略中央部に形成された孔 1 1 aに、 中空筒状の支持軸 1 2を嵌着 して構成される。 接合は、 導電性接着剤で行っても良く、 圧着、 溶接その他の手 段でそれを行っても良い。 これにより、 複数のフィン 1 1は、 互いに平行となる ように配列され、 その断面部が、 全体として網目状又は略網目状の複数の開口部 を成し、 かつ、 各開口部を始端とする筒状の壁部が形成される。 フィン 1 1は、 原則としてすベて同じ形状及びサイズの金属板であるが、 常にそのようにしなけ ればならないというものではなく、 一部が同じ形状及びサイズの金属板であつて も良い。 繰り返される方形波形状の内壁に相当する部分のうち、 長手方向の長さ Lは、 隣り合うフィン 1 1と接合したときに、 そのまま方开状の開口部内壁の長 さ Lとなる。
このような構造の複数のフィン 1 1は、 第 3図に示されるように、 枠体 1 3内 に収められ、 これによつてフィン組立体 1 0が構成される。
枠体 1 3にはフィン 1 1の孔 1 1 aに対応する連結用孔が設けられており、 こ の連結用孔を通じて、 支持軸 1 2は、 中空のヒートパイプ 3 0に接続される。 こ れにより、 受熱板 2 0からヒートパイプ 3 0を通じて伝達された熱は、 支持軸 1 2を介して各フィン 1 1に伝達され、 各フィン 1 1から外部に放散されることと なる。 ' 、 本実施形態によるフィン組立体 1 0の特徴の一つは、 開口部とその開口部から 延びる壁部の構造にある。 例えばすベてのフィン 1 1が同じ形状及びサイズの場 合、 第 1図乃至第 3図に示されるように、 これらのフィン 1 1が整列することに より、 フィン組立体 1 0全体としては、 網目状又は略網目状の複数の開口部と各 開口部を始端とする筒状の壁部とが形成される。 複数のフィン 1 1の形状及ぴサ ィズの一部が同じ^には、 その同じ部分が上記の構造となる。
特に、 本実施形態のヒートシンクは、 各フィン 1 1力 方形波の断面を有して レ、る。 そのため、 開口部における各網目の形状もまた方形となる。 従って、 この フィン組立体 1 0は、 開口部が長辺と短辺とを有する方形であり、 開口部から一 定長延びる壁部を有する方形導波管の構造となっている。 方形導波管の開口部に 相当する各網目の長辺の長さ L (第 2図参照） は、 想定される不要輻射の最短波 長の 1ノ2よりも短い。 これにより、 フィン組立体 1 0が意図しないスロットァ ンテナとして機能してしまうことを防ぐことができ、 フィン組立体 1 0自体が不 要輻射源となってしまうことを避けることができる。 また、 2 Lよりも長い波長 を有するノィズに対するシールド効果を発揮することもできる。
以下、 このことを詳細に説明する。 方形導波管は、 遮断波長; L c以上の電磁波 を通さないという性質がある。 本実施形態のフィン組立体 1 0は、 この性質を利 用したものである。 遮断波長; l cは、 方形導波管の長辺の内壁の長さの 2倍の長 さの波長である。 遮断波長 λ cに対応する周波数は、 遮断周波数 （f c ) と呼ば れる。 遮断周波数 f cは、 「3 X 1 0 Λ 1 Ο / λ c」 の式より求めることができ ' る。 従って、 フィン組立体 1 0の開口部を方形導波管の開口部に対応させ、 その 長辺の内壁の長さ Lを電磁波の不要輻射の最短波長の 1 2よりも短くすること 5 により、 不要放射に対するシールド効果を発揮することができる。
電子機器において電磁波の影響を考慮した規格として EMC (Electromagnetic compatibility)規格がある。電子機器を設計する場合、隙間や外部とのインタフ エースケーブルの存在を無視すれば、 EMC規格を満足するシールド効果を得る ことは、 さほど困難なことではない。 し力 し、 実際の電子機器は、 隙間だらけで0 インタフェースケーブルも付いており、 電磁波の不要放射は必ず生じる。 ある電 子機器における隙間の対角線距離と周波数とのシールド効果の関係は、 第 4図に 例示される。 第 4図において、 横軸は周波数、 縦軸がシールド効果 [ d B ] であ る。
開口部の平面サイズだけに着目すれば、遮断周波数 f cの半波長以下にすれば、5 不要輻射は防止されそうである。 例えば、 3 [G H z ] の場合、 遮断波長； cは 1 0 0 [mm] , 開口部の長辺の長さ Lは、 5 0 [mm] となる。 つまり、 3 [G H z ] においては、 長辺が 5 0 [mm] 以下の隙間や穴は、 電磁波の不要輻射を 防止する観点からは、 開けてはならないことになる。 し力 し、 ^れは現実的では ない。 そこで、 開口部から延びる壁部の長さも考慮することになる。
0 第 5図は、 壁部の構造による電磁波の漏れの様子を示している。 開口部の内径 が大きくなるにつれて、 つまり、 第 5図の左側から右側に向かうにつれて、 電磁 波は開口部の内部から外部方向に漏れやすくなる。 し力、し、 第 5図の右側に示さ れるように（円で囲んだ部分)、開口部の内径がその左隣のものと同じであっても、 壁部が筒状になっている場合は、電磁波の漏れは抑制される。開口部の内径 gは、5 上述した長辺の長さ Lに相当する。 壁部の長さ dと、 この内壁 gとの関係は、 実 測によれば、第 6図に示されるようになる。第 6図は、横軸が遮断周波数 f c [G H z ]、縦軸がシールド効果 [ d B ] である。 第 6図によれば、 実用的なシールド 効果が得られる開口部のサイズは、 約 2 7 · d / g前後となることがわかる。 な お、 第 5図は、 開口部の内側から漏れる電磁波の例を示しているが、 その逆も同 じとなる。
このように、 本実施形態のフィン組立体 1 0は、 個々の開口部から壁部の方向 へ向かう電磁波、 又は、 個々の壁部から開口部の方向へ向かう電磁波の通過を制 限する導波管構造なので、 簡易な構造で電磁波のシ一ルド効果を得ることができ る。
力 [Iえて、 本実施形態においては、 各網目の形状が長方形であることから、 長さ Lを特定しやすく、 不要輻射抑制の制御やそれを意図した設計も容易になる。 更 には、 繰返し波形状のフィン 1 1を複数個並置することにより網目状の開口部を 形成しているので、 製造も容易でコストも低く抑えることができる。
なお、 開口部の形状は、 導波管構造であれば良いので、、 必ずしも長方形に限ら ず、 正方形その他の形状であっても良いことはもちろんである。 、 第 7図は、 フィン組立体の他の構造例を示している。 このフィン組立体 1 1 0 は、 各フィンに複数の孔を形成し、 これらの孔に、 それぞれ中空筒状の支持軸を 嵌着したものである。 このような構成のフィン組立体 1 1 0は、 上述したフィン 組立体 1 0に比べて熱の放射効率をより高めることができる。 複数の支持軸は、 それぞれヒートパイプ 1 3 1， 1 3 2， 1 3 3を通じて図示しない受熱板に接続 される。 この場合、 受熱板は、 最大で、 ヒートパイプの数だけ設けることができ る。
以上、 本発明のヒートシンクについて具体的な例を掲げて説明してきたが、 本 発明は、 上述した構造のヒートシンクに限られず、 様々な変更が可能である。 例 えば、 フィン組立体 1 0， 1 1 0の近傍にファンを配置してフィン組立体 1 0 , 1 1 0からの放熱を積極的に行う （所謂アクティブタイプ） こととしても良い。 また、 フィン組立体 1 0， 1 1 0と受熱板 2 0をヒートパイプ 3 0で接続する形 態に代えて、 受熱板 2 0 (又は受熱ブ口ック等） の上部にフィン組立体 1 0を直 接設けることとしても良い。
次に、 本発明のヒートシンクを内蔵した電子装置の実施形態例を、 第 8図及び 第 9図を参照して説明する。第 8図は、電子装置の内部構造を模式的に示した図、 第 9図はその背面図である。 ここでは、 受熱板 1 2 0と、 3つのヒートパイプ 1 3 1， 1 3 2， 1 3 3と、 フィン組立体 1 1 0とを有するヒートシンクの例を示 す。 このヒートシンクは、 電子装置の筐体 1 0 0に、 図示のように配設される。 すなわち、 筐体 1 0 0の所定部位に配された電子機器、 例えばプロセッサボード 上に、 受熱板 1 2 0を配備し、 プロセッサボードで発生した熱をこの受熱板 1 2 0で吸収する。 受熱板 1 2 0で吸収した熱は、 ヒートパイプ 1 3 1， 1 3 2， 1 3 3を通じてフィン組立体 1 1 0に伝達される。
フィン組立体 1 1 0は、 筐体 1 0 0の側面部に取り付けられており、 網目状又 は略網目状の複数の開口部が、 筐体に形成された開口部 1 0 1 (第 9図参照） か ら露出するようになっている。 つまり、 筐体 1 0 0の内部の空気と筐体外部との 間で空気の流通が可能になっている。 フィン組立体 1 1 0の各開口部からは当該 開口部を始端とする筒状の壁部が形成されており、 筐体 1 0 0の内部からフィン 組立体 1 1- 0の開口部及ぴ筐体の開口部 1 0 1を介して筐体 1 0 0の外部方向へ 向かう電磁波、 又は、 筐体 1 0 0の外部から筐体の開口部 1 0 1を介して筐体 1 0 0の内部方向へ向かう電磁波の通過を制限する導波管構造を有することは、 上 述したとおりである。
なお、 図示を省略したが、 フィン組立体 1 1 0の背後にファンを設け、 フィン 組立体 1 1 0に伝達された熱をファン及び開口部 1 0 1'を通じて筐体 1 0 0の外 部に放出するようにしても良レ、。
また、 第 8図及び第 9図では、 受熱板 1 2 0とフィン組立体 1 1 0とを 3本の ヒートパイプ 1 3 1 3 2， 1 3 3で接続したヒートシンクの例を示したが、 ヒートパイプの数は 4本以上であっても良い。 また、 受熱板 1 2 0をフィン組立 体 1 1◦に直づけする場合には、 ヒートパイプは不要となる。 さらに、 電子 1« がフィン組立体 1 1 0の近傍にあるときは、 受熱板 1 2 0を省略することもでき る。 フィン組立体 1 1 0も一つに限定されず、 複数に分割して筐体 1 0 0に取り 付けても良い。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 熱を発生し得る電子機器を搭載するための筐体と、
この筐体に搭載された前記電子機器で発生した熱を吸収する受熱媒体と、 前記筐体の所定部位に設けられたヒートシンクと、
前記受熱媒体で吸収された熱を前記ヒートシンクに導く熱伝達媒体とを備えて おり、
前記ヒートシンクは、
前記筐体の所定部位に網目状又は略網目状の複数の開口部が形成されており、 各開口部からは当該開口部を始端とする筒状の壁部が形成されており、 前記筐体の内部からいずれかの開口部を介して当該筐体の外部方向へ向かう電 磁波、 又は、 当該筐体の外部からいずれかの開口部を介して当該筐体の内部方向 へ向かう電磁波の通過を制限する導波管構造を有する、
電子装置。
2. 前記ヒートシンクに伝達された熱を前記開口部を通じて前記筐体の外部に 放出するためのファンを更に有する、
請求の範囲第 1項記載の電子装置。
3 . 熱を発生し得る被冷却物において生じた熱を放散するためのヒートシンク であって、 '
網目状又は略網目状の複数の開口部と、 各開口部を始端とする筒状の壁部とが 形成されており、 いずれかの開口部から壁部の方向へ向かう電磁波、 又は、 いず れかの壁部から開口部の方向へ向かう電磁波の通過を制限する導波管構造を有す る、
ヒートシンク。
4. 熱を発生し得る被冷却物において生じた熱を放散するためのヒートシンク であって、
所定の繰り返し形状の断面を有するフィンが複数整列して全体として網目状又 は略網目状の複数の開口部と各開口部を始端とする筒状の壁部とが形成されてお り、 いずれかの開口部から壁部の方向へ向かう電磁波、 又は、 いずれかの壁部か ら開口部の方向へ向かう電磁波の通過を制限する導波管構造のフィン組立体を備 えて成る、
ヒートシンク。
5 . 複数の前記フィンの各々は、'複数の立上がり部及び複数の立下り部を有す る形状が繰り返される断面を有する板状体であり、
これらのフィンが接合されることにより前記フィン組立体を構成する、 請求の範囲第 4項記載のヒートシンク。
6 . 前記繰り返される断面の形状が方形波であり、
これらの断面方形波状のフィンが互いに平行に整列されており、
個々の前記開口部が方形状を呈している、
請求の範囲第 5項記載のヒートシンク。
7 . 前記方形状の開口部の最も長い内辺の長さが、 不要波の最短波長の 1 2 よりも短い、
請求の範囲第 6項記載のヒートシンク。
8 . 前記内辺の長さが g、当該開口部から延びる壁部の長さが dであるときに、 2 7 · d / gの関係にある、
請求の範囲第 7項記載のヒートシンク。
9 . 前記被冷却物において生じた熱を吸収する受熱媒体と、
この受熱媒体で吸収した熱をいずれ力、の前記壁部に導く熱伝達媒体とを更に備 えて成る、，
請求の範囲第 3項乃至第 8項のいずれかに記載のヒートシンク。
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