WO2011021384A1 - 電子機器の冷却構造 - Google Patents

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WO2011021384A1
WO2011021384A1 PCT/JP2010/005086 JP2010005086W WO2011021384A1 WO 2011021384 A1 WO2011021384 A1 WO 2011021384A1 JP 2010005086 W JP2010005086 W JP 2010005086W WO 2011021384 A1 WO2011021384 A1 WO 2011021384A1
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fins
fin
heat
cooling structure
electronic device
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PCT/JP2010/005086
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松元昂
小森晃
高橋康文
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パナソニック株式会社
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    • H01L23/3672—Foil-like cooling fins or heat sinks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Definitions

  • the present invention relates to a cooling structure for an electronic device incorporating a heat generating component.
  • a heat-generating component such as a large-scale integrated circuit called a so-called LSI and a microprocessor is mounted on a circuit board mounted on an electronic device.
  • heat generating components have been miniaturized and their operating frequency has been increased, and the amount of heat generated by the heat generating components has been increasing. Accordingly, efficient cooling means for the heat generating components has been demanded.
  • Patent Document 1 discloses a cooling structure for an electronic device as shown in FIG.
  • an internal housing 105 having a sealed structure that houses the circuit board 102 on which the heat generating component 103 is mounted is disposed in the housing 101.
  • a cooling air passage 115 is formed between one side surface of the internal housing 105 and the inner wall surface of the housing 101, and intake air is provided on both sides of the cooling air passage 115 in the extending direction of the housing 101.
  • 111 and an exhaust port 112 are provided.
  • a fan 113 is installed at the exhaust port 112.
  • a heat conducting member 104 having one end in contact with the heat generating component 103 directly or through the internal casing 105 and the other end positioned in the cooling air passage 6 is provided.
  • the heat conducting member 104 transfers the heat generated in the heat generating component 103 to the air flowing through the cooling air passage 115, whereby the heat generating component 103 is cooled.
  • Patent Document 2 discloses a cooling structure for an electronic device as shown in FIG.
  • a pressing member 207 is disposed on the inner wall surface of the casing 201, and the pressing member 207 is covered with a heat diffusion sheet 206. Further, the heat diffusion sheet 206 is pressed against the heat generating component 203 mounted on the circuit board 202 by the pressing member 207, so that the heat generated by the heat generating component 203 causes the heat diffusion sheet 206 and the pressing member 207 to move.
  • the inner wall surface of the housing 201 Through the inner wall surface of the housing 201.
  • Patent Document 3 discloses an elevator control device 300 as shown in FIG.
  • the elevator control apparatus 300 has a structure for cooling a large heat generating component 303 such as a large power switching element to which a power cable or the like is connected, not a small heat generating component mounted on a circuit board. That is, in the control device 300, a heat sink 302 having a plurality of fins is installed on the inner surface of the housing 301 to form a flow path along the inner surface of the housing 301, and the flow path and the fan 304 are connected by the duct 305. Connected. The heat generating component 303 is directly attached to the heat sink 302.
  • the heat generating component 203 since the heat generating component 203 is in close contact with the inner wall surface of the housing 201 via the heat diffusion sheet 206 and the pressing member 207, the amount of heat generated by the heat generating component 203. When the temperature increases, the surface temperature of the housing 201 may be locally increased just below the heat generating component 203.
  • the heat generating component 303 in the elevator control device 300 shown in FIG. 18 is considerably larger than the heat generating component mounted on the circuit board, it is fundamental to combine the configuration of FIG. 18 with the configuration of FIG. Is impossible. However, even if the configuration of FIG. 18 is adopted in the configuration of FIG. 17, there is still a possibility that the surface temperature of the housing 201 may locally increase directly below the heat generating component 203.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and can efficiently cool a heat-generating component that generates a large amount of heat with a relatively inexpensive configuration and suppresses an increase in the surface temperature of the housing.
  • An object of the present invention is to provide a cooling structure for an electronic device that can be used.
  • the present invention relates to a cooling structure for an electronic device incorporating a heat-generating component, and a housing provided with an air inlet and an air outlet, and an air flow from the air inlet toward the air outlet in the housing.
  • a fan to be generated a circuit board disposed in the casing and having the heat generating component mounted on one side thereof, and a facing wall facing the one side of the casing and the one side of the casing.
  • a heat dissipating member, and the heat dissipating member projects on both sides of the heat generating component in the fin arrangement direction, and the cooling structure satisfies any of the following (A) to (D): Cooling electronic equipment Elephants.
  • the resistance layer which suppresses the heat transfer from the said fin to the said opposing wall is formed in the said opposing wall side of the fin located in the intermediate area containing the area
  • region corresponding to the said heat-emitting component among the said fins is formed with the through-hole which penetrates the said fin to thickness direction.
  • the arrangement pitch of the fins located in the intermediate section including the region corresponding to the heat generating component among the fins is larger than the arrangement pitch of the fins located outside the fin.
  • a plurality of through holes for reducing a contact area with the fin are formed in the facing wall.
  • the “heat generating component” refers to an electronic component that generates a relatively large amount of heat (for example, an electronic component that generates 4 W or more).
  • the semiconductor chip is covered with a sealing resin. Examples include semiconductor packages.
  • the “intermediate section” is a section including at least a region corresponding to the heat generating component 3 in the fin arrangement direction and leaving a predetermined number of fins on both sides thereof.
  • the heat generated by the heat generating component can be released to the casing through the heat radiating member. Furthermore, the heat generated by the heat-generating component is transmitted from the fins to the air flowing through the casing while being transmitted to the casing. Therefore, according to the present invention, even if the amount of heat generated by the heat generating component is large, the heat generating component can be efficiently cooled with an inexpensive configuration using the heat dissipating member having fins.
  • the amount of heat transferred from the fin to the opposing wall at least in the region corresponding to the heat generating component while ensuring good heat conduction to the opposing wall by the fin on both sides of the intermediate section. Is suppressed. Thereby, even if the emitted-heat amount in a heat-emitting component is large, the raise of the surface temperature of a housing
  • FIG. 4A Schematic cross-sectional view along path a shown in FIG. 4A is a perspective view of the heat dissipation member in Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 4B is a partially enlarged view thereof.
  • Sectional view of cooling structure of electronic device of comparative example and graph showing temperature distribution of housing bottom surface The principal part expansion perspective view of the heat radiating member in the modification 1 of Embodiment 1.
  • FIG. 8A is a cross-sectional view of a cooling structure for an electronic device according to Modification 2 of Embodiment 1
  • FIG. 8B is a plan view of a support plate for a heat dissipation member according to Modification 2.
  • Sectional drawing of the cooling structure of the electronic device which concerns on the modification 3 of Embodiment 1 Sectional drawing of the cooling structure of the electronic device which concerns on the modification 4 of Embodiment 1
  • Sectional drawing of the cooling structure of the electronic device which concerns on Embodiment 2 of this invention The principal part expansion perspective view of the heat radiating member in the modification 1 of Embodiment 2.
  • FIG. The principal part expansion perspective view of the heat radiating member in the modification 2 of Embodiment 2.
  • Sectional drawing of the cooling structure of the electronic device which concerns on Embodiment 3 of this invention 15A is a cross-sectional view of an electronic device according to Embodiment 4 of the present invention
  • FIG. 15B is a cross-sectional view of a cooling structure for an electronic device according to a modification of Embodiment 4.
  • Embodiment 1 and 2 show a cooling structure 10A for an electronic device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • a form in which the present invention is applied to a Blu-ray recorder including the storage device 6 and the drive mechanism 7 will be described.
  • the present invention can also be applied to other electronic devices such as a DVD recorder or a CD player. .
  • the cooling structure 10 ⁇ / b> A of the present embodiment includes a box-shaped housing 1 that is flat in the vertical direction and accommodates the storage device 6 and the drive mechanism 7.
  • the housing 1 has a rectangular cylindrical peripheral wall 13 extending in the vertical direction, and a ceiling wall 11 and a bottom wall (corresponding to the opposing wall of the present invention) 12 that block the space surrounded by the peripheral wall 13 from above and below.
  • the housing 1 is drawn with a two-dot chain line in order to clarify the internal configuration of the electronic device.
  • the peripheral wall 13 has a rectangular frame shape in plan view, and a pair of long side portions 13a and 13b constituting the front surface and the back surface of the housing 1, and a pair of short sides constituting the right side surface and the left side surface of the housing 1. It has a side 13c.
  • the ceiling wall 11 constitutes the upper surface of the housing 1, and the bottom wall 12 constitutes the lower surface of the housing 1.
  • the drive mechanism 7 is disposed on the left side in the housing 1, and a Blu-ray disc can be inserted into the drive mechanism 7 from the front surface of the housing 1.
  • the storage device 6 is disposed at a right position in the housing 1 and spaced from the bottom wall 12 (see FIG. 3).
  • the circuit board 2 is substantially horizontal so that a predetermined gap (for example, about 4 to 8 mm) is formed between the drive mechanism 7 and the storage device 6 and the bottom wall 12. Is arranged.
  • the circuit board 2 is located below the storage device 6 and partly overlaps the storage device 6.
  • the heat generating component 3 is mounted on the lower lower surface facing the bottom wall 12 of the circuit board 2.
  • An intake port 1 a for taking outside air into the housing 1 is provided at the right side of the storage device 6 on the short side portion 13 c of the peripheral wall 13 constituting the right side surface of the housing 1. Further, an exhaust port 1b for exhausting the air in the housing 1 to the outside is provided at a position behind the storage device 6 in the long side portion 13b of the peripheral wall 13 constituting the back surface of the housing 1. .
  • the intake port 1a and the exhaust port 1b are actually composed of a plurality of ventilation holes, but are represented by one square in the drawing for the sake of simplicity.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view along the path a shown in FIG.
  • the heat radiating member 4 is disposed between the lower surface of the circuit board 2 and the bottom wall 12 of the housing 1 so as to be in contact with both the heat generating component 3 and the bottom wall 12 mounted on the lower surface of the circuit board 2. Is arranged.
  • the heat dissipating member 4 has a rectangular shape in plan view, and has a structure that allows air to blow through in the short direction perpendicular to the longitudinal direction.
  • the heat radiating member 4 includes fins 45 arranged in a predetermined direction, a heat transfer plate 41 that transfers heat generated in the heat generating component 3 to the fins 45, and a heat transfer plate 41. And a support plate 42 that holds the fins 45 therebetween. That is, in the present embodiment, the fins 45 are installed on the bottom wall 12 via the support plate 42.
  • the arrangement direction of the fins 45 (the x direction in FIG. 4A) is the longitudinal direction of the heat dissipation member 4 described above, and is orthogonal to the arrangement direction of the fins 45 along the heat transfer plate 41 (in other words, on the horizontal plane).
  • the heat transfer plate 41 and the support plate 42 have a rectangular plate shape extending in the arrangement direction of the fins 45.
  • the longitudinal ends of the heat transfer plate 41 and the support plate 42 are connected to each other by a pair of vertical plates 43 facing each other with the fins 45 interposed therebetween.
  • the length of the heat dissipating member 4 is set to be sufficiently larger than the width of the heat generating component 3, and the heat dissipating member 4 protrudes on both sides of the heat generating component 3 in the arrangement direction of the fins 45 (see FIG. 2).
  • the heat radiating member 4 is arrange
  • the longitudinal direction of the heat radiating member 4 is substantially orthogonal to the path a. For this reason, the air flowing in the housing 1 can pass through the flow path between the fins 45 smoothly.
  • the fin 45 is a wave type in which the upper end portions and the lower end portions of adjacent fins 45 are alternately connected, and the peak portions 46 ⁇ / b> A and the valley portions 46 ⁇ / b> B are alternately repeated.
  • a corrugated fin 46 is formed.
  • the fins 45 of this embodiment are alternately inclined to the opposite side, all the fins 45 may be parallel to each other.
  • the corrugated fins 46 are joined to the heat transfer plate 41 at the peak portion 46A and brazed to the support plate 42 at the valley portion 46B outside the intermediate zone Z (see FIG. 5). However, they may be joined by plating, electrodeposition coating, an adhesive with high thermal conductivity, mechanical caulking, or the like.
  • a flat plate made of aluminum having a thickness of 0.08 to 0.2 mm can be suitably used as the material constituting the corrugated fins 46, but any metal material having a high thermal conductivity can be used. It is. Further, the corrugated fins 46 are preferably subjected to painting or black alumite treatment that increases the emissivity on the surface in order to promote heat transfer by radiation.
  • the heat transfer plate 41 is in surface contact with the heat generating component 3 at the center, and the support plate 42 is in surface contact with the bottom wall 12 over the entire surface. From the viewpoint of reducing contact thermal resistance, it is preferable to apply grease having high thermal conductivity between the heat generating component 3 and the heat transfer plate 41 and between the support plate 42 and the bottom wall 12. Further, the support plate 42 is fixed to the bottom wall 12 by screws, for example.
  • a resistance layer 8 that suppresses heat transfer from the fin 45 ⁇ / b> A to the bottom wall 12 is formed on the side 12. Note that the length of the intermediate section Z may coincide with the length of the region R corresponding to the heat generating component 3 or may be longer than that.
  • the resistance layer 8 is an air layer, and this air layer is formed by a gap formed between the fin 45 and the support plate 42.
  • the height of the corrugated fin 46 is set to be smaller than the distance between the heat transfer plate 41 and the support plate 42, so that the fin 45 ⁇ / b> A located in the intermediate section Z among the fins 45.
  • a gap defining the resistance layer 8 is formed between the support plate 42 and the support plate 42. That is, the heights of the fins 45A located in the intermediate section Z and the fins 45B located on both sides thereof are different.
  • the height of the gap varies depending on the joining method between the support plate 42 and the corrugated fins 46. For example, in the case of brazing, it may be 0.1 mm or more.
  • the heat generated in the heat generating component 3 can be released to the bottom wall 12 of the housing 1 through the heat radiating member 4. Further, the heat generated in the heat generating component 3 is transmitted from the fins 45 to the air flowing in the housing 1 while being transmitted to the bottom wall 12. Therefore, according to this embodiment, even if the heat generation amount in the heat generating component 3 is large, the heat generating component 3 can be efficiently cooled with an inexpensive configuration using the heat radiating member 4 having the fins 45.
  • heat radiating member 4 protrudes on both sides of the heat generating component 3 in the arrangement direction of the fins 45, heat generated in the heat generating component 3 can be guided to the bottom wall 12 while being widely diffused. Heat dissipation by radiation from the lower surface of the body 1 can be made more efficient.
  • the resistance layer 8 that is an air layer is formed between the fin 45A and the support plate 42 in the intermediate section Z, good heat conduction to the bottom wall 12 by the fin 45B is ensured on both sides of the intermediate section Z.
  • the amount of heat transferred from the fin 45A to the bottom wall 12 is suppressed at least in the region corresponding to the heat generating component 3.
  • an increase in the surface temperature of the lower surface of the housing 1 can be suppressed even if the amount of heat generated by the heat generating component 3 is large.
  • the manufacturing cost can be reduced compared to joining the individual fins 45 to the heat transfer plate 41 and the support plate 42.
  • the amount of heat generated by the heat generating component 3 is 15 W.
  • the surface temperature of the lower surface of the housing 1 is locally below the heat generating component 3 as shown by a one-dot chain line in FIG. The peak rises above 70 ° C.
  • the surface temperature of the lower surface of the housing 1 is a predetermined temperature (for example, 70, as shown by a solid line in FIG. 6). ° C) but is still high.
  • the heat generated in the heat generating component 3 is transmitted to all the fins 45 via the heat transfer plate 41, but in the intermediate zone Z, from the fins 45A only by air convection. Is released, and heat conduction to the support plate 42 is not performed. Therefore, the heat transferred from the fins 45 ⁇ / b> B located outside the intermediate section Z to the support plate 42 is transferred to the portion of the support plate 42 existing in the intermediate section Z. As a result, the peak of the surface temperature of the lower surface of the housing 1 can be further reduced as shown in FIG. Thereby, efficient cooling is realizable, making the surface temperature right under the heat-emitting component 3 in the lower surface of the housing
  • a gap is formed between the fin 45A located in the intermediate section Z and the support plate 42.
  • a gap is formed between the fin 45A located in the intermediate section Z and the heat transfer plate 41. May be.
  • the length of the intermediate section Z may be appropriately determined so that the temperature of the heat generating component 3 and the temperature of the lower surface of the housing 1 are equal to or lower than the desired temperature according to the heat generation amount.
  • a gap is formed between the fin 45 ⁇ / b> A located in the intermediate section Z and the support plate 42 due to the height change of the corrugated fin 46, but the fin 45 ⁇ / b> A and the support plate 42 located in the intermediate section Z is formed.
  • the configuration for forming a gap between the two is not limited to this.
  • the modification 1 and the modification 2 are demonstrated as an example of another structure.
  • a recess 46 ⁇ / b> C that opens downward (on the bottom wall 12 side) is formed in the valley 46 ⁇ / b> B of the corrugated fin 46.
  • Such a recess 46 ⁇ / b> C can be formed at the same time when the corrugated fin 46 is formed by pressing a metal original plate.
  • the valley portions 46B of the corrugated fins 46 may be cut out or crushed. That is, the recess 46C may be bottomed or non-bottomed.
  • Such a recess 46C can also form a gap defining the resistance layer 8 that is an air layer between the fin 45A located in the intermediate section Z and the support plate 42, and the same effect as in the above embodiment can be obtained. Obtainable. Note that the shape and size of the recess 46C may be appropriately determined so that the temperature of the heat generating component 3 and the temperature of the lower surface of the housing 1 are equal to or lower than the desired temperature according to the amount of heat generated.
  • Such a groove 42a can also form a gap that defines the resistance layer 8 that is an air layer between the fin 45A located in the intermediate section Z and the support plate 42, and has the same effect as in the above embodiment.
  • the shape of the groove 42a is rectangular in a plan view, but the shape of the groove 42a may be other shapes considering mass production.
  • the groove 42a does not necessarily have to be opened at both end faces of the support plate 42, and the length of the groove 42a (that is, the dimension in the direction orthogonal to the arrangement direction of the fins 45) depends on the amount of heat generated. What is necessary is just to determine suitably so that the temperature of the heat-emitting component 3 and the temperature of the lower surface of the housing
  • casing 1 may become below desired temperature.
  • a recess 46 ⁇ / b> C that opens downward may be formed in the valley 46 ⁇ / b> B of the corrugated fin 46.
  • a recess 12 a that opens upward may be formed on the upper surface of the bottom wall 12.
  • Such a recess 12a can also form a gap that defines the resistance layer 8 that is an air layer between the fin 45A located in the intermediate section Z and the support plate 42, and has the same effect as in the above embodiment. Obtainable.
  • the resistance layer 8 is not necessarily an air layer, and may be made of a resin having a lower thermal conductivity than the fins 45.
  • a resin having a lower thermal conductivity than the fins 45.
  • the resistance layer 8 may be a metal plate made of the same material as the fins 45 and formed with a large number of through holes.
  • the resistance layer 8 may have any configuration as long as it has a function of suppressing heat transfer from the fin 45 to the bottom wall 12.
  • FIG. 11 shows an electronic device cooling structure 10E according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the description of the same parts as in the first embodiment for example, the configuration of the housing 1 and the arrangement of the circuit board 2 and the heat dissipation member 4) will be omitted. This also applies to the third and subsequent embodiments described later.
  • a through-hole penetrating the fin 45A in the thickness direction is formed in the fin 45A located in the intermediate section Z among the fins 45.
  • These through holes are slits 45 a extending along the heat transfer plate 41 in a direction orthogonal to the arrangement direction of the fins 45.
  • the slit 45a may be, for example, a length slightly shorter than the width of the fin 45 so as to divide each fin 45 in the vertical direction, or is divided so as to be aligned on the horizontal line on each fin 45. May be. Further, the vertical position of the slit 45a is not particularly limited. Such slits 45a can be formed at the same time when the corrugated fins 46 are formed by pressing a metal original plate. Alternatively, after the corrugated fins 46 are formed, the corrugated fins 46 can be formed by, for example, electric discharge machining.
  • the heat generated in the heat generating component 3 is transmitted to all the fins 45 through the heat transfer plate 41, but since the slits 45a are formed in the fins 45A located in the intermediate section Z, the support plates 42 from the fins 45A are formed. In addition, the amount of heat transmitted to the bottom wall 12 is suppressed. Therefore, the peak of the surface temperature of the lower surface of the housing 1 can be reduced as in the first embodiment. Thereby, efficient cooling is realizable, making the surface temperature right under the heat-emitting component 3 in the lower surface of the housing
  • one slit 45a is formed at the approximate center of each of the fins 45A located in the intermediate section Z.
  • a plurality of slits are provided in each of the fins 45A.
  • 45a may be formed in a staggered pattern.
  • the shape of the slit 45a may be a rectangle, but may be another shape considering mass production.
  • the occupation ratio of the slits 45a in each fin 45A may be determined as appropriate so that the temperature of the heat generating component 3 and the temperature of the lower surface of the housing 1 are equal to or lower than the desired temperature according to the amount of heat generated.
  • the through hole formed in the fin 45A located in the intermediate section Z among the fins 45 is the slit 45a.
  • the through hole extends along the heat transfer plate 41 as shown in FIG.
  • the openings 45c may be arranged in a direction orthogonal to the arrangement direction of the fins 45.
  • the opening 45 c preferably has a shape extending in the thickness direction of the heat transfer plate 41.
  • the opening 45c is formed by cutting and raising a part of the fin 45A, and the blade 45b is formed by the cut and raised part.
  • the slats 45b are uniformly arranged at a certain inclination angle and constitute a louver. Such openings 45c and slats 45b can be formed by pressing the corrugated fins 46.
  • the heat generated in the heat generating component 3 is transmitted to all the fins 45 through the heat transfer plate 41, but since the openings 45c are formed in the fins 45A located in the intermediate section Z, the fins 45A support the plate 42. In addition, the amount of heat transmitted to the bottom wall 12 is suppressed. Therefore, the peak of the surface temperature of the lower surface of the housing 1 can be reduced as in the first embodiment. Thereby, efficient cooling is realizable, making the surface temperature right under the heat-emitting component 3 in the lower surface of the housing
  • the fin 45A located in the intermediate section Z is provided with the wing plate 45b, when air passes through the flow path between the fins 45A, the boundary layer along the fin 45A Continuous development is impeded. Thereby, the heat transfer rate by convection can be promoted, the amount of heat released to the air flowing in the housing 1 can be increased, and the amount of heat transferred from the fin 45A to the support plate 42 and the bottom wall 12 can be further suppressed.
  • the slats 45b are rectangular, but the slats 45b may have other shapes in consideration of mass production. Further, the size, quantity, and arrangement position of the slats 45b can be appropriately selected.
  • FIG. 14 shows a cooling structure 10F for an electronic device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the arrangement pitch of the fins 45A located in the intermediate section Z among the fins 45 is set to be larger than the arrangement pitch of the fins 45B located outside thereof.
  • the fins 45 are sparse in the intermediate zone Z and dense on the outside.
  • the fin 45 is sparse in the intermediate section Z and dense on the outside thereof, the contact area between the heat transfer plate 41 and the fin 45A in the intermediate section Z is reduced. The amount of heat transmitted to the wall 12 is suppressed. Therefore, efficient cooling can be realized while keeping the surface temperature of the lower surface of the housing 1 below a specified value.
  • the difference between the arrangement pitch of the fins 45A and the arrangement pitch of the fins 45B may be appropriately determined so that the temperature of the heat generating component 3 and the temperature of the lower surface of the housing 1 are equal to or lower than the desired temperature according to the amount of heat generation.
  • the support plate 42 can be omitted as in the modification of the first embodiment.
  • FIG. 15A shows a cooling structure 10G for an electronic device according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the bottom wall 12 is formed with a plurality of through holes 12b for reducing the contact area with the fins 45A.
  • the support plate 42 is also provided with a through hole at a position that coincides with the through hole 12b.
  • the through-hole 12b when the through-hole 12b is provided in the bottom wall 12 in the intermediate section Z, the amount of heat transmitted from the fin 45A to the bottom wall 12 is suppressed. Therefore, efficient cooling can be realized while keeping the surface temperature of the lower surface of the housing 1 below a specified value.
  • the size and number of the through holes 12b may be determined as appropriate so that the temperature of the heat generating component 3 and the temperature of the lower surface of the housing 1 are equal to or lower than the desired temperature according to the amount of heat generated.
  • the heat dissipation member 4 is disposed between the bottom wall 12 of the housing 1 and the lower surface of the circuit board 2, but the circuit board 2 is disposed near the ceiling wall 11 of the housing 1.
  • the heat generating component 3 is mounted on the upper surface of the circuit board 2, and the heat radiating member is in contact with both the heat generating component 3 and the ceiling wall 11 between the upper surface of the circuit board 2 and the ceiling wall 11 of the housing 1. 4 may be arranged.
  • the ceiling wall 11 functions as an opposing wall of the present invention.
  • the heat dissipating member 4 is disposed between the bottom wall 12 of the housing 1 and the lower surface of the circuit board 2 to dissipate heat to the bottom wall 12 of the housing 1. More preferred. Furthermore, since the bottom wall 12 is generally more rigid than the ceiling wall 11 in order to support the component parts, the structure configured as in each of the above embodiments is This is preferable in that heat diffusion in the surface direction is favorably performed.
  • the present invention is particularly useful for a cooling structure of an electronic device provided with a heat generating component such as an LSI or a CPU in a housing.

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Abstract

　電子機器の冷却構造（１０Ａ）は、吸気口および排気口が設けられた筐体と、ファンと、筐体内に配置された回路基板（２）とを備えている。回路基板（２）の一方面には、発熱部品（３）が実装されている。回路基板（２）の一方面と筐体の対向壁（１２）との間には、フィン（４５）および伝熱プレート（４１）を有する放熱部材（４）が配置されている。放熱部材（４）は、フィン（４５）の配列方向において発熱部品（３）の両側に張り出している。例えば、中間区間では、フィン（４５）の対向壁（１２）側に、フィン（４５）から対向壁（１２）への熱移動を抑制する抵抗層（８）が形成される。

Description

電子機器の冷却構造
　本発明は、発熱部品を内蔵する電子機器の冷却構造に関する。
　一般的に、電子機器に搭載される回路基板には、いわゆるＬＳＩと呼ばれる大規模集積回路およびマイクロプロセッサなどの発熱部品が実装されている。近年、発熱部品の小型化およびその動作周波数の高周波化が進行していて発熱部品での発熱量は増加傾向にあり、これに伴い、発熱部品に対する効率的な冷却手段が求められている。
　例えば特許文献１には、図１６に示すような電子機器の冷却構造が開示されている。図１６に示す冷却構造では、筐体１０１内に、発熱部品１０３が実装された回路基板１０２を収納する密閉構造の内部筐体１０５が配設されている。内部筐体１０５の一側面と筐体１０１の内壁面との間には冷却用風路１１５が形成されており、筐体１０１には、冷却用風路１１５の延在方向の両側に吸気口１１１および排気口１１２が設けられている。また、排気口１１２には、ファン１１３が設置されている。
　さらに、筐体１０１内には、一端が発熱部品１０３に直接または内部筐体１０５を介して接し、他端が冷却用風路６内に位置する熱伝導部材１０４が設けられている。熱伝導部材１０４は発熱部品１０３で発生する熱を冷却用風路１１５を流れる空気に伝達し、これにより発熱部品１０３が冷却される。
　また、特許文献２には、図１７に示すような電子機器の冷却構造が開示されている。図１７に示す冷却構造では、筐体２０１の内壁面上に押当部材２０７が配設され、この押当部材２０７が熱拡散シート２０６で覆われている。また、熱拡散シート２０６は、押当部材２０７によって回路基板２０２に実装された発熱部品２０３に押し当てられており、これにより発熱部品２０３で発生する熱が熱拡散シート２０６および押当部材２０７を介して筐体２０１の内壁面へ逃がされる。
　なお、特許文献３には、図１８に示すようなエレベータの制御装置３００が開示されている。このエレベータの制御装置３００は、回路基板に実装される小型の発熱部品ではなく、電力ケーブルなどが接続される大電力スイッチング素子などの大型の発熱部品３０３を冷却する構造を有している。すなわち、制御装置３００では、筐体３０１の内側面に複数のフィンを有するヒートシンク３０２を設置して筐体３０１の内側面に沿う流路を形成するとともに、その流路とファン３０４をダクト３０５で接続している。そして、ヒートシンク３０２に発熱部品３０３を直接取り付けている。
特開２００５－２５１９１６号公報 特開平１０－２２９２８７号公報 国際公開ＷＯ０１／８１２２４号
　しかしながら、図１６に示した電子機器の冷却構造では、発熱部品１０３から冷却用風路１１５まで熱を移動させるために熱伝導部材１０４として熱伝導性に優れたヒートパイプ等を用いる必要があり、コストが高いという問題がある。さらに、発熱部品１０３の発熱量が増加した場合には、熱伝導部材１０４の放熱面積および冷却用風路１１５の断面積を大きくする必要があり、コストがさらに増大することになる。
　また、図１７に示した電子機器の冷却構造では、発熱部品２０３が熱拡散シート２０６および押当部材２０７を介して筐体２０１の内壁面に密着しているために、発熱部品２０３の発熱量が増加した場合には、発熱部品２０３の直下で筐体２０１の表面温度が局所的に高くなるおそれがある。
　なお、図１８に示したエレベータの制御装置３００における発熱部品３０３は、回路基板に実装される発熱部品と比べかなり大きなものであるため、図１７の構成に図１８の構成を組み合わせるのは基本的に無理がある。しかし、仮に図１７の構成において図１８の構成を採用したとしても、発熱部品２０３の直下で筐体２０１の表面温度が局所的に高くなるおそれがあることに変わりはない。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、比較的に安価な構成で発熱量が大きい発熱部品を効率的に冷却することができかつ筐体の表面温度の上昇を抑えることのできる電子機器の冷却構造を提供することを目的とする。
　すなわち、本発明は、発熱部品を内蔵する電子機器の冷却構造であって、吸気口および排気口が設けられた筐体と、前記筐体内に前記吸気口から前記排気口に向かう空気の流れを生じさせるファンと、前記筐体内に配置された、一方面に前記発熱部品が実装された回路基板と、前記回路基板の一方面と前記筐体における前記一方面と対向する対向壁との間に配置された放熱部材であって、前記対向壁上に配列され、前記筐体内を流れる空気が通過可能な流路を形成するフィン、および前記発熱部品で発生する熱を前記フィンに伝える伝熱プレートを有する放熱部材と、を備え、前記放熱部材は、前記フィンの配列方向において前記発熱部品の両側に張り出しており、前記冷却構造は、次の（Ａ）～（Ｄ）のいずれかを満たす、電子機器の冷却構造。
（Ａ）前記フィンのうち前記発熱部品と対応する領域を含む中間区間に位置するフィンの前記対向壁側には、前記フィンから前記対向壁への熱移動を抑制する抵抗層が形成されている。
（Ｂ）前記フィンのうち前記発熱部品と対応する領域を含む中間区間に位置するフィンには、当該フィンを厚さ方向に貫通する貫通孔が形成されている。
（Ｃ）前記フィンのうち前記発熱部品と対応する領域を含む中間区間に位置するフィンの配列ピッチは、その外側に位置するフィンの配列ピッチよりも大きい。
（Ｄ）前記発熱部品と対応する領域を含む中間区間では、前記対向壁に前記フィンとの接触面積を低減させるための複数の貫通孔が形成されている。
　ここで、「発熱部品」とは、発熱量が比較的に大きな電子部品（例えば、発熱量が４Ｗ以上の電子部品）をいい、その具体例としては、半導体チップが封止樹脂で覆われた半導体パッケージなどが挙げられる。また、「中間区間」とは、フィンの配列方向における少なくとも発熱部品３と対応する領域を含む区間であって、その両側に所定の数のフィンを残す区間をいう。
　上記の構成によれば、発熱部品で発生する熱を、放熱部材を介して筐体に逃がすことができる。さらに、発熱部品で発生する熱は、筐体に伝わる途中でフィンから筐体内を流れる空気に伝達される。従って、本発明によれば、発熱部品での発熱量が大きくても、フィンを有する放熱部材を用いた安価な構成で発熱部品を効率的に冷却することができる。しかも、上記（Ａ）～（Ｄ）の構成により、中間区間の両側ではフィンによる対向壁への良好な熱伝導を確保しつつ、少なくとも発熱部品と対応する領域においてはフィンから対向壁に伝わる熱量が抑えられる。これにより、発熱部品での発熱量が大きくても筐体の表面温度の上昇を抑えることができる。
本発明の実施の形態１に係る電子機器の冷却構造を示す斜視図 本発明の実施の形態１に係る電子機器の冷却構造を示す平面図 図２に示す経路ａに沿った模式的な断面図 図４Ａは本発明の実施の形態１における放熱部材の斜視図、図４Ｂはその一部拡大図 本発明の実施の形態１に係る電子機器の冷却構造の断面図および筐体下面の温度分布を示すグラフ 比較例の電子機器の冷却構造の断面図および筐体下面の温度分布を示すグラフ 実施の形態１の変形例１における放熱部材の要部拡大斜視図 図８Ａは実施の形態１の変形例２に係る電子機器の冷却構造の断面図、図８Ｂは変形例２における放熱部材の支持プレートの平面図 実施の形態１の変形例３に係る電子機器の冷却構造の断面図 実施の形態１の変形例４に係る電子機器の冷却構造の断面図 本発明の実施の形態２に係る電子機器の冷却構造の断面図 実施の形態２の変形例１における放熱部材の要部拡大斜視図 実施の形態２の変形例２における放熱部材の要部拡大斜視図 本発明の実施の形態３に係る電子機器の冷却構造の断面図 図１５Ａは本発明の実施の形態４に係る電子機器の断面図、図１５Ｂは実施の形態４の変形例に係る電子機器の冷却構造の断面図 従来の電子機器の冷却構造を示す斜視図 従来の他の電子機器の冷却構造の断面図 従来のエレベータの制御装置の断面図
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
　（実施の形態１）
　図１および図２に、本発明の実施の形態１に係る電子機器の冷却構造１０Ａを示す。本実施形態では、ストレージデバイス６およびドライブメカニズム７を備えるブルーレイレコーダに本発明を適用した形態を説明するが、本発明は、例えばＤＶＤレコーダあるいはＣＤプレイヤーなどの他の電子機器にも適用可能である。
　具体的に、本実施形態の冷却構造１０Ａは、ストレージデバイス６およびドライブメカニズム７を収容する、上下方向に扁平な箱状の筐体１を備えている。筐体１は、上下方向に延びる矩形筒状の周壁１３と、この周壁１３で囲まれる空間を上下から塞ぐ天井壁１１および底壁（本発明の対向壁に相当）１２とを有している。なお、図１では、電子機器の内部構成を明らかにするために筐体１を二点鎖線で描いている。
　周壁１３は、平面視で長方形枠状をなしており、筐体１の前面および背面を構成する一対の長辺部１３ａ，１３ｂと、筐体１の右側面および左側面を構成する一対の短辺部１３ｃを有している。また、天井壁１１は筐体１の上面を構成し、底壁１２は筐体１の下面を構成している。
　ドライブメカニズム７は、筐体１内の左側位置に配置されており、ドライブメカニズム７には、筐体１の前面からブルーレイディスクを挿入可能となっている。また、ストレージデバイス６は、筐体１内の右側位置に、底壁１２から離間して配置されている（図３参照）。
　さらに、筐体１内には、ドライブメカニズム７とストレージデバイス６の間に、底壁１２との間に所定の隙間（例えば、４～８ｍｍ程度）が形成されるように回路基板２が略水平に配置されている。回路基板２は、ストレージデバイス６よりも下方に位置しており、一部がストレージデバイス６と重なっている。そして、回路基板２の底壁１２と対向する下向きの下面には、発熱部品３が実装されている。
　筐体１の右側面を構成する周壁１３の短辺部１３ｃには、ストレージデバイス６の右方の位置に、筐体１内に外気を取り込むための吸気口１ａが設けられている。また、筐体１の背面を構成する周壁１３の長辺部１３ｂには、ストレージデバイス６の後方の位置に、筐体１内の空気を外部に排出するための排気口１ｂが設けられている。吸気口１ａおよび排気口１ｂは、実際は複数の通気孔からなるが、図面では簡略化のために１つの四角で表している。
　さらに、周壁１３の長辺部１３ｂの内側面には、排気口１ｂと重なるようにファン５が取り付けられている。そして、ファン５が稼働すると、図２中に矢印ａで示すように、筐体１内に吸気口１ａから排気口１ｂに向かう空気の流れが生じる。この空気の流れは、図３に示すように、回路基板２の上にも下にも生じる。なお、図３は、図２に示す経路ａに沿った模式的な断面図である。
　本実施形態では、回路基板２の下面と筐体１の底壁１２との間に、回路基板２の下面に実装された発熱部品３と底壁１２の双方に接触するように放熱部材４が配置されている。放熱部材４は、平面視で長方形状をなしており、長手方向と直交する短手方向に空気が吹き抜け可能な構造を有している。このような放熱部材４を筐体１の底壁１２と発熱部品３との間に介在させることで、発熱部品３で発生する熱を底壁１２へ逃がす熱伝導経路が形成されるとともに、発熱部品３で発生する熱を底壁１２と回路基板２との間を流れる空気へ伝達する対流経路が形成されるため、効率的な冷却が可能となる。
　具体的に、放熱部材４は、図４Ａに示すように、所定方向に配列されたフィン４５と、発熱部品３で発生する熱をフィン４５に伝える伝熱プレート４１と、伝熱プレート４１とでフィン４５を挟持する支持プレート４２とを有している。すなわち、本実施形態では、フィン４５が支持プレート４２を介して底壁１２上に設置されている。そして、フィン４５の配列方向（図４Ａのｘ方向）が上述した放熱部材４の長手方向となっており、伝熱プレート４１に沿って（換言すれば水平面上で）フィン４５の配列方向と直交する方向（図４Ａのｙ方向）が上述した放熱部材４の短手方向となっている。すなわち、伝熱プレート４１および支持プレート４２は、フィン４５の配列方向に延びる長方形板状をなしている。なお、伝熱プレート４１および支持プレート４２の長手方向の端部同士は、フィン４５を挟んで対向する一対の縦プレート４３によって互いに連結されている。
　放熱部材４の長さは、発熱部品３の幅よりも十分に大きく設定されており、放熱部材４は、フィン４５の配列方向において発熱部品３の両側に張り出している（図２参照）。また、放熱部材４は、隣り合うフィン４５同士の間に形成される流路が筐体１内の空気の流れ（図２中の矢印ａ）に沿うような姿勢で配置されている。本実施形態では、放熱部材４の長手方向が経路ａと略直交している。このため、筐体１内を流れる空気は、フィン４５同士間の流路をスムーズに通過できるようになっている。
　本実施形態では、フィン４５は、図４Ｂに示すように、隣り合うフィン４５の上端部同士および下端部同士が交互に接続されていて、山部４６Ａおよび谷部４６Ｂを交互に繰り返す波型のコルゲートフィン４６を構成している。なお、本実施形態のフィン４５は交互に反対側に傾斜しているが、全てのフィン４５が互いに平行になっていてもよい。
　コルゲートフィン４６は、山部４６Ａにおいて伝熱プレート４１と、中間区間Ｚ（図５参照）の外側では谷部４６Ｂにおいて支持プレート４２とブレージングにより接合されている。ただし、それらは、メッキ加工、電着塗装、熱伝導性の高い接着剤や機械的カシメなどで接合されていてもよい。
　コルゲートフィン４６を構成する材料には、例えば厚さ０．０８～０．２ｍｍのアルミニウム製の平板を好適に用いることができるが、熱伝導率の高い金属材料であれば、如何なるものでも採用可能である。また、コルゲートフィン４６には、放射による伝熱を促進させるために、表面に放射率が高くなるような塗装、黒色アルマイト処理などを行うことが好ましい。
　伝熱プレート４１は、中央において発熱部品３と面接触しており、支持プレート４２は、全面に亘って底壁１２と面接触している。発熱部品３と伝熱プレート４１との間および支持プレート４２と底壁１２との間には、接触熱抵抗を減少させる観点から、熱伝導性の高いグリース等を塗布することが好ましい。また、支持プレート４２は、例えばネジによって底壁１２に固定される。
　さらに、本実施形態では、図５に示すように、フィン４５のうち発熱部品３と対応する領域（すなわち、発熱部品３の直下の領域）Ｒを含む中間区間Ｚに位置するフィン４５Ａの底壁１２側に、フィン４５Ａから底壁１２への熱移動を抑制する抵抗層８が形成されている。なお、中間区間Ｚの長さは、発熱部品３と対応する領域Ｒの長さと一致していてもよいし、それよりも長くてもよい。
　本実施形態では、抵抗層８は空気層であり、この空気層は、フィン４５と支持プレート４２との間に形成された隙間で構成されている。具体的に、中間区間Ｚでは、コルゲートフィン４６の高さが伝熱プレート４１と支持プレート４２との間の距離よりも小さく設定されることにより、フィン４５のうち中間区間Ｚに位置するフィン４５Ａと支持プレート４２との間に抵抗層８を規定する隙間が形成されている。すなわち、中間区間Ｚに位置するフィン４５Ａとその両側に位置するフィン４５Ｂとでは高さが異なっている。隙間の高さは、支持プレート４２とコルゲートフィン４６との接合方法により異なるが、例えばブレージングの場合は０．１ｍｍ以上であればよい。
　以上説明した冷却構造１０Ａでは、発熱部品３で発生する熱を、放熱部材４を介して筐体１の底壁１２に逃がすことができる。さらに、発熱部品３で発生する熱は、底壁１２に伝わる途中でフィン４５から筐体１内を流れる空気に伝達される。従って、本実施形態によれば、発熱部品３での発熱量が大きくても、フィン４５を有する放熱部材４を用いた安価な構成で発熱部品３を効率的に冷却することができる。
　また、放熱部材４は、フィン４５の配列方向において発熱部品３の両側に張り出しているので、発熱部品３で発生する熱を広く拡散しながら底壁１２に導くことができ、対流による放熱および筐体１の下面からの輻射による放熱をいっそう効率的にすることができる。
　しかも、中間区間Ｚではフィン４５Ａと支持プレート４２との間に空気層である抵抗層８が形成されているので、中間区間Ｚの両側ではフィン４５Ｂによる底壁１２への良好な熱伝導を確保しつつ、少なくとも発熱部品３と対応する領域においてはフィン４５Ａから底壁１２に伝わる熱量が抑えられる。その結果、発熱部品３での発熱量が大きくても筐体１の下面の表面温度の上昇を抑えることができる。
　さらに、本実施形態では、コルゲートフィン４６が用いられているので、個々のフィン４５を伝熱プレート４１および支持プレート４２に接合するよりも、製造コストを低減することができる。
　ここで、本実施形態の効果を図５中のグラフを参照して具体的に説明する。その前に、図６を参照して、抵抗層８を有さず、全てのフィン４５を支持プレート４２に接触させた場合の比較例の電子機器の冷却構造１００について説明する。
　発熱部品３での発熱量は１５Ｗと仮定する。発熱部品３を、例えば熱伝導ゴムを介して底壁１２に密着させた場合は、図６中に一点鎖線で示すように、筐体１の下面の表面温度は、発熱部品３の直下で局所的に高くなり、そのピークは７０℃を超える。比較例の冷却構造１００のように、全てのフィン４５を支持プレート４２に接触させた場合は、図６中に実線で示すように、筐体１の下面の表面温度は所定温度（例えば、７０℃）以下になるものの、依然として高い。
　これに対し、本実施形態の冷却構造１０Ａでは、発熱部品３で発生する熱は、伝熱プレート４１を介して全てのフィン４５へと伝わるが、中間区間Ｚでは空気の対流のみでフィン４５Ａからの放熱が行われ、支持プレート４２への熱伝導が行われない。そのため、支持プレート４２における中間区間Ｚ中に存する部分へは、中間区間Ｚの外側に位置するフィン４５Ｂから支持プレート４２へと熱伝導により伝わった熱が伝導される。その結果、図５に示すように筐体１の下面の表面温度のピークをさらに低減させることができる。これにより、筐体１の下面における最も温度が高くなる発熱部品３直下の表面温度を規定値以下にしつつ、効率的な冷却を実現できる。
　なお、本実施形態では、中間区間Ｚに位置するフィン４５Ａと支持プレート４２との間に隙間を形成したが、中間区間Ｚに位置するフィン４５Ａと伝熱プレート４１との間に隙間を形成してもよい。また、中間区間Ｚの長さは、発熱量に応じて、発熱部品３の温度と筐体１の下面の温度が所望の温度以下となるように適宜決定すればよい。
　＜変形例＞
　前記実施形態では、コルゲートフィン４６の高さ変化により、中間区間Ｚに位置するフィン４５Ａと支持プレート４２との間に隙間が形成されているが、中間区間Ｚに位置するフィン４５Ａと支持プレート４２との間に隙間を形成する構成はこれに限られない。以下では、他の構成の例として、変形例１および変形例２を説明する。
　［変形例１］
　図７に示す変形例１では、中間区間Ｚでは、コルゲートフィン４６の谷部４６Ｂに下方（底壁１２側）に開口する凹部４６Ｃが形成されている。このような凹部４６Ｃは、金属原板をプレス加工してコルゲートフィン４６を形成する際に同時に形成することができる。あるいは、コルゲートフィン４６を形成した後に、コルゲートフィン４６の谷部４６Ｂを切り欠いたり、押しつぶしたりして形成してもよい。すなわち、凹部４６Ｃは、有底であっても無底であってもよい。
　このような凹部４６Ｃによっても中間区間Ｚに位置するフィン４５Ａと支持プレート４２との間に空気層である抵抗層８を規定する隙間を形成することができ、前記実施の形態と同様の効果を得ることができる。なお、凹部４６Ｃの形状および寸法は、発熱量に応じて、発熱部品３の温度と筐体１の下面の温度が所望の温度以下となるように適宜決定すればよい。
　［変形例２］
　図８Ａおよび８Ｂに示す変形例２の冷却構造１０Ｂでは、中間区間Ｚでは、支持プレート４２の上面に、フィン４５の配列方向と直交する方向に延びて当該支持プレート４２の両端面に開口する溝４２ａが形成されている。溝４２ａの深さは、支持プレート４２とコルゲートフィン４６の接合方法により異なるが、例えば、ブレージングの場合０．１ｍｍ以上であればよい。溝４２ａは、例えば、放電加工、エッチング、切削などの加工法を、溝深さに応じて使い分けて形成すればよい。
　このような溝４２ａによっても中間区間Ｚに位置するフィン４５Ａと支持プレート４２との間に空気層である抵抗層８を規定する隙間を形成することができ、前記実施の形態と同様の効果を得ることができる。なお、本変形例２では溝４２ａの形状を平面視で矩形としたが、溝４２ａの形状は量産を考慮したその他の形状であってもよい。また、溝４２ａは、必ずしも支持プレート４２の両端面に開口している必要はなく、溝４２ａの長さ（すなわち、フィン４５の配列方向と直交する方向の寸法）は、発熱量に応じて、発熱部品３の温度と筐体１の下面の温度が所望の温度以下となるように適宜決定すればよい。
　なお、その他の変形例として、コルゲートフィン４６を用いずに個々のフィン４５を伝熱プレート４２に接合する場合は、中間区間Ｚでは、下端部が切り欠かれたフィンまたは高さの低いフィンを採用すればよい。
　［変形例３］
　あるいは、図９に示す変形例３の冷却構造１０Ｃのように、支持プレート４２を省略して、コルゲートフィン４６を筐体１の底壁１２に直接接合し、フィン４５を伝熱プレート４１と筐体１の底壁１２とで挟持（換言すれば、フィン４５を直接的に底壁１２上に設置）してもよい。この場合、図９に示すように、中間区間Ｚにおけるコルゲートフィン４６の高さを伝熱プレート４１と底壁１２との間の距離よりも小さく設定することにより、フィン４５のうち中間区間Ｚに位置するフィン４５Ａと底壁１２との間に空気層である抵抗層８を規定する隙間を形成してもよい。また、この場合も、前記の実施の形態と同様に、中間区間Ｚの外側では、コルゲートフィン４６を谷部４６Ｂにおいて底壁１２とブレージング等により接合してもよい。
　あるいは、図７で示したように、中間区間Ｚでは、コルゲートフィン４６の谷部４６Ｂに下方に開口する凹部４６Ｃを形成してもよい。
　［変形例４］
　さらには、図１０に示す変形例４の冷却構造１０Ｄのように、中間区間Ｚでは、底壁１２の上面に、上方に開口する窪み１２ａが形成されていてもよい。このような窪み１２ａによっても中間区間Ｚに位置するフィン４５Ａと支持プレート４２との間に空気層である抵抗層８を規定する隙間を形成することができ、前記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
　なお、抵抗層８は、必ずしも空気層である必要はなく、フィン４５よりも熱伝導率の低い樹脂で構成されていてもよい。例えば、図８Ａに示す冷却構造１０Ｂまたは図１０に示す冷却構造１０Ｄでは、溝４２ａまたは窪み１２ａ内にそのような樹脂を充填してもよい。あるいは、抵抗層８は、フィン４５と同一の材料で構成された金属板であって多数の貫通孔が形成された金属板であってもよい。このように、抵抗層８は、フィン４５から底壁１２への熱移動を抑制する機能を有する構成であればどのような構成であってもよい。
　（実施の形態２）
　図１１に、本発明の実施の形態２に係る電子機器の冷却構造１０Ｅを示す。なお、本実施形態では、実施の形態１と同様の部分（例えば、筐体１の構成、回路基板２および放熱部材４の配置など）については説明を省略する。この点は、後述する実施の形態３以降の実施形態でも同様である。
　本実施形態では、フィン４５のうち中間区間Ｚに位置するフィン４５Ａに、当該フィン４５Ａを厚さ方向に貫通する貫通孔が形成されている。これらの貫通孔は、伝熱プレート４１に沿ってフィン４５の配列方向と直交する方向に延びるスリット４５ａである。
　スリット４５ａは、例えば、各フィン４５を上下に分断するようにフィン４５の幅よりも僅かに短い程度の長さであってもよいし、各フィン４５上に水平線上に並ぶように分断されていてもよい。また、スリット４５ａの上下方向の位置は、特に制限されるものではない。このようなスリット４５ａは、金属原板をプレス加工してコルゲートフィン４６を形成する際に同時に形成することができる。あるいは、コルゲートフィン４６を形成した後に、コルゲートフィン４６に例えば放電加工を施すことにより形成することも可能である。
　発熱部品３で発生する熱は、伝熱プレート４１を介して全てのフィン４５へと伝わるが、中間区間Ｚに位置するフィン４５Ａにはスリット４５ａが形成されているため、フィン４５Ａから支持プレート４２および底壁１２に伝わる熱量が抑えられる。したがって、筐体１の下面の表面温度のピークを実施の形態１と同様に低減させることができる。これにより、筐体１の下面における最も温度が高くなる発熱部品３直下の表面温度を規定値以下にしつつ、効率的な冷却を実現できる。
　なお、図１１では、中間区間Ｚに位置するフィン４５Ａのそれぞれの略中央にスリット４５ａが１つ形成されていたが、例えば図１２に示すように、それらのフィン４５Ａのそれぞれに、複数のスリット４５ａを千鳥状に形成してもよい。また、スリット４５ａの形状は、矩形であってもよいが、量産を考慮したその他の形状でもよい。さらに、各フィン４５Ａ中のスリット４５ａの占有率は、発熱量に応じて、発熱部品３の温度と筐体１の下面の温度が所望の温度以下となるように適宜決定すればよい。
　なお、前記実施形態では、フィン４５のうち中間区間Ｚに位置するフィン４５Ａに形成される貫通孔がスリット４５ａであったが、貫通孔は、図１３に示すように、伝熱プレート４１に沿ってフィン４５の配列方向と直交する方向に並ぶ開口４５ｃであってもよい。開口４５ｃは、伝熱プレート４１の厚み方向に延びる形状を有していることが好ましい。
　図１３に示す変形例では、開口４５ｃが、フィン４５Ａの一部が切り起こされることにより形成されたものであり、その切り起こされた部分によって羽板４５ｂが形成されている。そして、羽板４５ｂは、ある傾斜角度で一様に並んでおり、ルーバーを構成している。このような開口４５ｃおよび羽板４５ｂは、コルゲートフィン４６にプレス加工を施すことにより形成することができる。
　発熱部品３で発生する熱は、伝熱プレート４１を介して全てのフィン４５へと伝わるが、中間区間Ｚに位置するフィン４５Ａには開口４５ｃが形成されているため、フィン４５Ａから支持プレート４２および底壁１２に伝わる熱量が抑えられる。したがって、筐体１の下面の表面温度のピークを実施の形態１と同様に低減させることができる。これにより、筐体１の下面における最も温度が高くなる発熱部品３直下の表面温度を規定値以下にしつつ、効率的な冷却を実現できる。
　さらに、本実施形態では、中間区間Ｚに位置するフィン４５Ａには羽板４５ｂが設けられているので、フィン４５Ａ同士の間の流路を空気が通過する際にはフィン４５Ａに沿う境界層の連続的な発達が阻害される。これにより、対流による熱伝達率を促進し、筐体１内を流れる空気への放熱量を増加させると共に、フィン４５Ａから支持プレート４２および底壁１２に伝わる熱量をさらに抑えることができる。
　なお、図１３では羽板４５ｂを矩形にしたが、羽板４５ｂは量産を考慮したその他の形状にしてもよい。また、羽板４５ｂの大きさ、数量および配置位置は適宜選定可能である。
　（実施の形態３）
　図１４に、本発明の実施の形態３に係る電子機器の冷却構造１０Ｆを示す。本実施形態では、フィン４５のうち中間区間Ｚに位置するフィン４５Ａの配列ピッチが、その外側に位置するフィン４５Ｂの配列ピッチよりも大きく設定されている。換言すれば、フィン４５は、中間区間Ｚでは疎に、その外側では密になっている。
　このように、フィン４５を中間区間Ｚでは疎に、その外側では密にすることにより、中間区間Ｚにおける伝熱プレート４１とフィン４５Ａの接触面積が小さくなるため、フィン４５Ａから支持プレート４２および底壁１２に伝わる熱量が抑えられる。従って、筐体１の下面の表面温度を規定値以下にしつつ、効率的な冷却が実現できる。なお、フィン４５Ａの配列ピッチとフィン４５Ｂの配列ピッチの差は、発熱量に応じて、発熱部品３の温度と筐体１の下面の温度が所望の温度以下となるように適宜決定すればよい。また、支持プレート４２は、実施の形態１の変形例と同様に省略可能である。
　（実施の形態４）
　図１５Ａに、本発明の実施の形態４に係る電子機器の冷却構造１０Ｇを示す。本実施形態では、中間区間Ｚでは、底壁１２にフィン４５Ａとの接触面積を低減させるための複数の貫通孔１２ｂが形成されている。本実施形態では、フィン４５が支持プレート４２を介して底壁１２上に設置されているので、支持プレート４２にも貫通孔１２ｂと一致する位置に貫通孔が設けられている。
　このように、中間区間Ｚにおいて底壁１２に貫通孔１２ｂが設けられていると、フィン４５Ａから底壁１２に伝わる熱量が抑えられる。従って、筐体１の下面の表面温度を規定値以下にしつつ、効率的な冷却が実現できる。なお、貫通孔１２ｂの大きさおよび数は、発熱量に応じて、発熱部品３の温度と筐体１の下面の温度が所望の温度以下となるように適宜決定すればよい。
　なお、図１５Ｂに示す変形例の冷却構造１０Ｈのように、支持部プレート４２が省略されていても、前記実施形態と同様の効果が得られることは言うまでもない。
　（その他の実施の形態）
　前記各実施形態では、筐体１の底壁１２と回路基板２の下面との間に放熱部材４が配置されているが、回路基板２が筐体１の天井壁１１近くに配置されている場合には、回路基板２の上面に発熱部品３が実装され、回路基板２の上面と筐体１の天井壁１１との間に発熱部品３と天井壁１１の双方に接触するように放熱部材４が配置されていてもよい。この場合、天井壁１１が本発明の対向壁として機能する。
　ただし、筐体１の上面は、使用者の手が接触するなどのことを考慮すると、低温であることが望ましい。そのため、前記各実施形態のように、筐体１の底壁１２と回路基板２の下面との間に放熱部材４を配置して、筐体１の底壁１２に放熱する構成とするのがより好ましい。さらに、一般的に、底壁１２の方が構成部品を支持するために天井壁１１よりも高剛性とされるため、前記各実施形態のような構成とされている方が、筐体１において面方向での熱拡散が良好に行われる点で好ましい。
　本発明は、特に、筐体内にＬＳＩやＣＰＵ等の発熱部品を備える電子機器の冷却構造に有用である。

Claims (14)

  1. 　発熱部品を内蔵する電子機器の冷却構造であって、
    　吸気口および排気口が設けられた筐体と、
    　前記筐体内に前記吸気口から前記排気口に向かう空気の流れを生じさせるファンと、
    　前記筐体内に配置された、一方面に前記発熱部品が実装された回路基板と、
    　前記回路基板の一方面と前記筐体における前記一方面と対向する対向壁との間に配置された放熱部材であって、前記対向壁上に配列され、前記筐体内を流れる空気が通過可能な流路を形成するフィン、および前記発熱部品で発生する熱を前記フィンに伝える伝熱プレートを有する放熱部材と、を備え、
    　前記放熱部材は、前記フィンの配列方向において前記発熱部品の両側に張り出しており、前記冷却構造は、次の（Ａ）～（Ｄ）のいずれかを満たす、電子機器の冷却構造。
    （Ａ）前記フィンのうち前記発熱部品と対応する領域を含む中間区間に位置するフィンの前記対向壁側には、前記フィンから前記対向壁への熱移動を抑制する抵抗層が形成されている。
    （Ｂ）前記フィンのうち前記発熱部品と対応する領域を含む中間区間に位置するフィンには、当該フィンを厚さ方向に貫通する貫通孔が形成されている。
    （Ｃ）前記フィンのうち前記発熱部品と対応する領域を含む中間区間に位置するフィンの配列ピッチは、その外側に位置するフィンの配列ピッチよりも大きい。
    （Ｄ）前記発熱部品と対応する領域を含む中間区間では、前記対向壁に前記フィンとの接触面積を低減させるための複数の貫通孔が形成されている。
  2. 　前記冷却構造は、上記（Ａ）を満たし、
    　前記抵抗層は、空気層である、請求項１に記載の電子機器の冷却構造。
  3. 　前記フィンは、直接的に前記対向壁上に設置されており、
    　前記空気層は、前記フィンと前記対向壁との間に形成された隙間で構成されている、請求項２に記載の電子機器の冷却構造。
  4. 　前記フィンは、支持プレートを介して前記対向壁上に設置されており、
    　前記空気層は、前記フィンと前記支持プレートとの間に形成された隙間で構成されている、
    請求項２に記載の電子機器の冷却構造。
  5. 　前記フィンは、隣り合うフィンの一端部同士または他端部同士が交互に接続されていて、山部と谷部を交互に繰り返すコルゲートフィンを構成しており、
    　前記中間区間では、前記コルゲートフィンの高さが前記伝熱プレートと前記対向壁との間の距離よりも小さく設定されている、
    請求項３に記載の電子機器の冷却構造。
  6. 　前記フィンは、隣り合うフィンの一端部同士または他端部同士が交互に接続されていて、山部と谷部を交互に繰り返すコルゲートフィンを構成しており、
    　前記中間区間では、前記コルゲートフィンの高さが前記伝熱プレートと前記支持プレートとの間の距離よりも小さく設定されている、
    請求項４に記載の電子機器の冷却構造。
  7. 　前記フィンは、隣り合うフィンの一端部同士または他端部同士が交互に接続されていて、山部と谷部を交互に繰り返すコルゲートフィンを構成しており、
    　前記中間区間では、前記コルゲートフィンの谷部に前記対向壁側に開口する凹部が形成されている、
    請求項３または４に記載の電子機器の冷却構造。
  8. 　前記フィンは、隣り合うフィンの一端部同士または他端部同士が交互に接続されていて、山部と谷部を交互に繰り返すコルゲートフィンを構成しており、
    　前記中間区間では、前記対向壁の前記フィン側の面に窪みが形成されている、
    請求項３に記載の電子機器の冷却構造。
  9. 　前記フィンは、隣り合うフィンの一端部同士または他端部同士が交互に接続されていて、山部と谷部を交互に繰り返すコルゲートフィンを構成しており、
    　前記中間区間では、前記支持プレートの前記フィン側の面に、前記フィンの配列方向と直交する方向に延びる溝が形成されている、
    請求項４に記載の電子機器の冷却構造。
  10. 　前記冷却構造は、上記（Ｂ）を満たし、
    　前記貫通孔は、前記伝熱プレートに沿って前記フィンの配列方向と直交する方向に延びるスリットである、
    　請求項１に記載の電子機器の冷却構造。
  11. 　前記冷却構造は、上記（Ｂ）を満たし、
    　前記貫通孔は、前記伝熱プレートに沿って前記フィンの配列方向と直交する方向に並ぶ開口である、
    　請求項１に記載の電子機器の冷却構造。
  12. 　前記開口は、前記フィンの一部が切り起こされることにより形成されたものであり、その切り起こされた部分によって羽板が形成されている、請求項１１に記載の電子機器の冷却構造。
  13. 　前記フィンは、隣り合うフィンの一端部同士または他端部同士が交互に接続されていて、山部と谷部を交互に繰り返すコルゲートフィンを構成している、請求項１０～１２のいずれか一項に記載の電子機器の冷却構造。
  14. 　前記筐体は、上下方向に延びる周壁と、この周壁で囲まれる空間を上下から塞ぐ天井壁および底壁とを有しており、
    　前記回路基板の一方面は、下向きの下面であり、前記対向壁は、前記底壁である、
    請求項１～１３のいずれか一項に記載の電子機器の冷却構造。
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