WO2019176064A1 - Information processing device - Google Patents
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Abstract
An information processing device according to the present invention is equipped with a substrate on which a plurality of elements are mounted. This information processing device is provided with: a first element that is mounted on the substrate; a second element which is mounted on the substrate and at least one of the heat generation density and the heat resistance of which is lower than that of the first element; a first heat radiation member that has a first part which is flat-plate-like and a second part which projects from the first part and which is thermally in contact with the surface of the first element not opposed to the substrate; and a second heat radiation member that has a third part which is flat-plate-like and a fourth part which projects from the third part and which is thermally in contact with the surface of the second element not opposed to the substrate.
Description
本発明は、複数の素子を実装した基板を搭載する情報処理装置に関する。
The present invention relates to an information processing apparatus on which a substrate on which a plurality of elements are mounted is mounted.
現在、複数の素子を実装した基板を搭載する情報処理装置は様々な分野で広く用いられている。例えば工場では、生産ラインの生産設備の制御に情報処理装置である制御機器が広く用いられている。例えば生産ラインで用いられるロボットアームを動かすためのサーボモータは、多くの場合、制御機器により制御される。ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）は、制御機器の代表例である。
Currently, information processing apparatuses equipped with a substrate on which a plurality of elements are mounted are widely used in various fields. For example, in factories, control devices, which are information processing devices, are widely used to control production facilities on a production line. For example, a servo motor for moving a robot arm used in a production line is often controlled by a control device. PLC (Programmable Logic Controller) is a typical example of a control device.
制御機器を含む情報処理装置には、高性能化が求められている。一般的に、情報処理装置は、小型化が要求されており、高性能化に伴って、素子の高密度実装が求められるのが普通である。
High performance is required for information processing devices including control devices. In general, the information processing apparatus is required to be miniaturized, and it is usual that high-density mounting of elements is required as performance increases.
高密度実装化に伴い、基板上の単位面積当たりの発熱量は増大する。高性能な素子ほど、発熱量が大きいのが普通である。しかし、基板上に実装する各素子には最高許容温度が存在する。このことから、高性能化に伴い、基板上に実装する全ての素子の温度を最高許容温度以下に抑える温度管理が非常に重要となっている。それにより、従来、最高許容温度を超える温度に達する恐れがある素子には、放熱部材を設けることにより、温度を最高許容温度以下に抑えることが行われている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
The heat generation per unit area on the board increases with high-density mounting. Higher performance elements usually generate more heat. However, there is a maximum allowable temperature for each element mounted on the substrate. For this reason, as the performance becomes higher, temperature management that keeps the temperature of all elements mounted on the substrate below the maximum allowable temperature is very important. As a result, conventionally, an element that may reach a temperature exceeding the maximum allowable temperature is provided with a heat dissipation member to suppress the temperature to the maximum allowable temperature or less (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). reference).
従来は、基板に放熱部材を熱的に接触させ、素子の熱量の放熱を行わせている。しかし、放熱部材を基板に熱的に接触させる場合、基板により放熱効率が抑えられる。例えば素子が実装された側の反対側に放熱部材を設けた場合（例えば特許文献１参照）、つまり基板を間に挟む形に放熱部材を設けた場合、基板自体の熱抵抗は、素子から放熱部材への伝熱を阻害する。また、基板には他の素子の熱量が伝わることから、基板の温度は高くなり易い。そのため、基板と接触する放熱部材も高温となり、素子から放熱部材に伝わる熱量を効率良く放熱できない。これは、素子が実装された側と同じ側に放熱部材を設けた場合（例えば特許文献２参照）であっても同様である。
Conventionally, a heat radiating member is brought into thermal contact with the substrate to release the heat of the element. However, when the heat dissipation member is brought into thermal contact with the substrate, the heat dissipation efficiency is suppressed by the substrate. For example, when a heat radiating member is provided on the side opposite to the side where the element is mounted (see, for example, Patent Document 1), that is, when the heat radiating member is provided so as to sandwich the substrate, the thermal resistance of the substrate itself is radiated from the element. Inhibits heat transfer to the member. Further, since the heat amount of other elements is transmitted to the substrate, the temperature of the substrate is likely to increase. Therefore, the heat radiating member in contact with the substrate also becomes high temperature, and the amount of heat transferred from the element to the heat radiating member cannot be efficiently radiated. This is the same even when a heat dissipation member is provided on the same side as the side on which the element is mounted (see, for example, Patent Document 2).
素子を高密度実装する場合、放熱部材を基板に熱的に接触させる面積が制約される。この制約から、接触させる面積を大きくすることは非常に困難である。それにより、放熱部材は、基板の面と垂直な方向上にフィンを有する形状とする必要がある。しかし、フィンは、情報処理装置の基板の面と垂直な方向上の幅をより大きくさせる要因となり得る。このことから、素子の放熱効率を高く維持させるうえで、情報処理装置の大型化を抑えることも重要である。
When the elements are mounted at high density, the area where the heat radiating member is in thermal contact with the substrate is limited. Because of this restriction, it is very difficult to increase the contact area. Accordingly, the heat dissipation member needs to have a shape having fins in a direction perpendicular to the surface of the substrate. However, the fin can be a factor that increases the width in the direction perpendicular to the surface of the substrate of the information processing apparatus. For this reason, it is also important to suppress an increase in the size of the information processing apparatus in order to maintain high heat dissipation efficiency of the element.
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、大型化を抑えつつ、素子が発生させる熱量を効率良く放熱する情報処理装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an information processing apparatus that efficiently dissipates heat generated by an element while suppressing an increase in size.
本発明に係る情報処理装置は、複数の素子が実装された基板を搭載することを前提とし、基板上に実装された第１素子と、基板上に実装され、第１素子より発熱密度、及び耐熱性のうちの少なくとも一方が低い第２素子と、平板状である第１部分、及び該第１部分から突出する第２部分を有し、該第２部分が第１素子における基板と対向しない面と熱的に接触している第１放熱部材と、平板状である第３部分、及び該第３部分から突出する第４部分を有し、該第４部分が第２素子における基板と対向しない面と熱的に接触している第２放熱部材と、を備える。
An information processing apparatus according to the present invention is premised on mounting a substrate on which a plurality of elements are mounted, a first element mounted on the substrate, a heat density from the first element mounted on the substrate, and A second element having at least one of heat resistance, a flat plate-like first part, and a second part protruding from the first part, the second part not facing the substrate in the first element A first heat dissipating member that is in thermal contact with the surface; a third portion that is flat; and a fourth portion that protrudes from the third portion, the fourth portion facing the substrate in the second element. And a second heat dissipating member that is in thermal contact with the non-performing surface.
本発明によれば、大型化を抑えつつ、素子が発生させる熱量を効率良く放熱する情報処理装置を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide an information processing apparatus that efficiently dissipates heat generated by an element while suppressing an increase in size.
以下、本発明に係る情報処理装置の各実施の形態を、図を参照して詳細に説明する。ただし、以下に示す実施の形態は一例であり、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る情報処理装置の斜視図であり、図２は、この情報処理装置１の設置例を説明する図である。この情報処理装置１は、工場などに設置される設備、例えば、生産ラインにおける機械加工、部品、または製品の搬送、製品への部品の実装に用いられる各種産業用モータを制御する制御機器である。このことから、以降、情報処理装置１は、「制御機器１」とも表記する。この制御機器１は、一般的に、ＰＬＣまたは、シーケンサと呼ばれる。 Hereinafter, embodiments of an information processing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the following embodiments are merely examples, and the present invention is not limited to these embodiments.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a perspective view of an information processing apparatus according toEmbodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a diagram for explaining an installation example of the information processing apparatus 1. The information processing apparatus 1 is a control device that controls various industrial motors used for equipment installed in a factory, for example, machining in a production line, transportation of parts or products, and mounting of parts on products. . Therefore, hereinafter, the information processing apparatus 1 is also referred to as “control device 1”. The control device 1 is generally called a PLC or a sequencer.
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る情報処理装置の斜視図であり、図２は、この情報処理装置１の設置例を説明する図である。この情報処理装置１は、工場などに設置される設備、例えば、生産ラインにおける機械加工、部品、または製品の搬送、製品への部品の実装に用いられる各種産業用モータを制御する制御機器である。このことから、以降、情報処理装置１は、「制御機器１」とも表記する。この制御機器１は、一般的に、ＰＬＣまたは、シーケンサと呼ばれる。 Hereinafter, embodiments of an information processing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the following embodiments are merely examples, and the present invention is not limited to these embodiments.
FIG. 1 is a perspective view of an information processing apparatus according to
制御機器１は、図１に示すように、全体が箱形の形状をした筐体２を有する。制御機器１は、図２に示すように、その筐体２の側面の一つを壁２１に接触させる形で設置される。図２では、壁２１に５台の制御機器１を並べて設置した状態を示している。筐体２の形状については、以降、便宜的に直方体と想定する。
As shown in FIG. 1, the control device 1 has a housing 2 having a box shape as a whole. As shown in FIG. 2, the control device 1 is installed such that one of the side surfaces of the housing 2 is in contact with the wall 21. FIG. 2 shows a state in which five control devices 1 are installed side by side on the wall 21. Hereinafter, the shape of the housing 2 is assumed to be a rectangular parallelepiped for convenience.
図１、及び図２では、ｘｙｚ座標軸を示している。ここでは、制御機器１の設置状態を想定し、ｚ軸として重力方向と平行な方向、つまり制御機器１の高さ方向を採用している。ｚ軸正側からｚ軸負側に向かう方向に重力がかかる。ｘ軸として制御機器１の奥行き方向を採用している。ｙ軸として制御機器１の幅方向を採用している。これらの方向は、他の図で示すｘｙｚ座標軸も同じである。このことから、位置関係、向き等は、このｘｙｚ座標軸を想定して表現する。
1 and 2 show xyz coordinate axes. Here, the installation state of the control device 1 is assumed, and the direction parallel to the gravity direction, that is, the height direction of the control device 1 is adopted as the z-axis. Gravity is applied in the direction from the z-axis positive side to the z-axis negative side. The depth direction of the control device 1 is adopted as the x axis. The width direction of the control device 1 is adopted as the y-axis. These directions are the same for the xyz coordinate axes shown in other drawings. Therefore, the positional relationship, orientation, etc. are expressed assuming this xyz coordinate axis.
図２に示すように設置されることを想定した制御機器１の筐体２には、冷却用の空気を内部に通すために、吸気口３、及び排気口４が設けられている。空気は、温度が高くなるほど密度が小さくなり、単位体積当たりの重さは、減少する。このことから、図１に示すように、ｚ軸上、小さい値の位置のｘｙ軸と平行な側面に吸気口３が設けられ、その側面と対向する側面に吸気口３が設けられている。
The casing 2 of the control device 1 that is assumed to be installed as shown in FIG. 2 is provided with an intake port 3 and an exhaust port 4 in order to allow cooling air to pass therethrough. As the temperature increases, the density of air decreases, and the weight per unit volume decreases. Therefore, as shown in FIG. 1, the intake port 3 is provided on the side surface parallel to the xy axis at a small value on the z axis, and the intake port 3 is provided on the side surface facing the side surface.
図３は、本発明の実施の形態１に係る情報処理装置に搭載された基板の斜視図である。この図３では、簡略化し、基板３１上に実装された主な素子として、第１素子３２、第２素子３３、３つの第３素子３４、及びコネクター３５のみを示している。図３では、基板３１を１つのみ示しているが、制御機器１に搭載される基板３１の数は、２以上であっても良い。
FIG. 3 is a perspective view of the substrate mounted on the information processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 3, only the first element 32, the second element 33, the three third elements 34, and the connector 35 are shown as main elements mounted on the substrate 31 in a simplified manner. In FIG. 3, only one substrate 31 is shown, but the number of substrates 31 mounted on the control device 1 may be two or more.
第１素子３２、第２素子３３、３つの第３素子３４は、実装される代表的な素子であり、コネクター３５は、制御のための信号の送受信に用いられる。より具体的には、第１素子３２は、例えば、プログラムを実行する平板型素子、あるいはＣＰＵ（Central Processing Unit）である。この第１素子３２は、基板３１上の素子のなかで最も発熱密度、つまり単位体積当たりの発熱量が大きく、且つ耐熱性、つまり最高許容温度も高い。
The first element 32, the second element 33, and the three third elements 34 are representative elements to be mounted, and the connector 35 is used for transmission / reception of signals for control. More specifically, the first element 32 is, for example, a flat plate element that executes a program, or a CPU (Central Processing Unit). The first element 32 has the highest heat generation density among the elements on the substrate 31, that is, the heat generation amount per unit volume, and the heat resistance, that is, the maximum allowable temperature is also high.
第２素子３３も発熱する平板型素子であり、例えば主記憶装置として用いられるＲＡＭ（Random Access Memory）である。この第２素子３３は、第１素子３２と比較して、発熱密度が小さく、且つ耐熱性も低い。
The second element 33 is also a flat element that generates heat, and is, for example, a RAM (Random Access Memory) used as a main storage device. The second element 33 has a lower heat generation density and lower heat resistance than the first element 32.
第１素子３２、及び第２素子３３は、共に効率の良い放熱を必要とする素子である。これに対し、第３素子３４は、基本的に効率の良い放熱を必要としない素子であり、発熱素子、及び非発熱部品の両方が含まれる。第３素子３４としては、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、電源ＩＣ、コンデンサなどが相当する。
Both the first element 32 and the second element 33 are elements that require efficient heat dissipation. On the other hand, the third element 34 is basically an element that does not require efficient heat dissipation, and includes both a heating element and a non-heating part. The third element 34 corresponds to, for example, a ROM (Read Only Memory), a power supply IC, a capacitor, and the like.
図４は、第１素子に取り付けられる第１放熱部材の斜視図、図５は、第２素子に取り付けられる第２放熱部材の斜視図である。これら図４及び図５を参照し、発熱する第１素子３２、及び第２素子３３の熱量を効率良く放熱するための放熱部材について詳細に説明する。
FIG. 4 is a perspective view of a first heat radiating member attached to the first element, and FIG. 5 is a perspective view of a second heat radiating member attached to the second element. With reference to these FIG.4 and FIG.5, it demonstrates in detail about the heat radiating member for radiating efficiently the heat | fever amount of the 1st element 32 and the 2nd element 33 which generate | occur | produce heat.
第１放熱部材４０は、第１素子３２と熱的に接触させることにより、その第１素子３２から熱量を直接的に伝熱させ放熱することを想定した部材である。この第１放熱部材４０は、平板状の形状をした部分である平板部４１と、平板部４１からｙ軸方向上に突出した部分である突起部４２とに大別される。突起部４２のｙ軸上、小さい値のｘｚ軸と平行な面である底部４２ａは、第１素子３２における基板３１と対向しない面と熱的に接触させることを想定している部分である。
The first heat radiating member 40 is a member that is assumed to be in thermal contact with the first element 32 to directly transfer heat from the first element 32 to radiate heat. The first heat radiating member 40 is roughly divided into a flat plate portion 41 that is a flat plate-shaped portion and a protruding portion 42 that is a portion protruding from the flat plate portion 41 in the y-axis direction. The bottom portion 42a, which is a surface parallel to the small xz axis on the y-axis of the protrusion 42, is a portion that is assumed to be in thermal contact with the surface of the first element 32 that does not face the substrate 31.
平板部４１は、放熱を想定した部分であり、ｘｚ軸と平行な面を有している。平板部４１の面積を大きくしたことにより、第１素子３２からの熱量を効率的に放熱できるようになっている。
The flat plate portion 41 is a portion that assumes heat dissipation, and has a plane parallel to the xz axis. By increasing the area of the flat plate portion 41, the amount of heat from the first element 32 can be efficiently dissipated.
第２放熱部材５０は、第２素子３３における基板３１と対向しない面と熱的に接触させることにより、第２素子３３から熱量を直接的に伝熱させ放熱させることを想定した部材である。この第２放熱部材５０も第１放熱部材４０と同様に、平板状の形状をした部分である平板部５１と、平板部５１からｙ軸方向上に突出した部分である突起部５２とに大別される。突起部５２のｙ軸上、小さい値のｘｚ軸と平行な面である底部５２ａは、第２素子３３と熱的に接触させることを想定している部分である。
The second heat radiating member 50 is a member that is assumed to thermally transfer heat from the second element 33 and dissipate heat by bringing it into thermal contact with the surface of the second element 33 that does not face the substrate 31. Similarly to the first heat radiating member 40, the second heat radiating member 50 is largely divided into a flat plate portion 51 that is a flat plate-shaped portion and a protruding portion 52 that is a portion protruding from the flat plate portion 51 in the y-axis direction. Separated. The bottom 52a, which is a surface parallel to the small xz-axis on the y-axis of the protrusion 52, is a portion that is assumed to be in thermal contact with the second element 33.
平板部５１は、放熱を想定した部分であり、ｘｚ軸と平行な面を有している。その面の面積を大きくしたことにより、第２素子３３からの熱量を効率的に放熱できるようになっている。
The flat plate part 51 is a part that assumes heat dissipation, and has a plane parallel to the xz axis. By increasing the area of the surface, the amount of heat from the second element 33 can be efficiently radiated.
突起部４２のｙ軸方向上の幅である厚さＤ１は、突起部５２のｙ軸方向上の幅である厚さＤ２よりも大きくなっている。このため、第１平板部４１と第２平板部５１のｙ軸方向上の位置が異なるようになっている。
The thickness D1 which is the width in the y-axis direction of the protrusion 42 is larger than the thickness D2 which is the width in the y-axis direction of the protrusion 52. For this reason, the position on the y-axis direction of the 1st flat plate part 41 and the 2nd flat plate part 51 differs.
第１放熱部材４０及び第２放熱部材５０の製造方法としては、ダイキャストまたは削り出しで一体成形する方法、第１平板部４１、５１、突起部４２、５２を別々に作製し、それらを溶接等により一体化させる方法、などがある。製造方法は、特に限定されない。
As a manufacturing method of the 1st heat radiating member 40 and the 2nd heat radiating member 50, the method of integrally forming by die-casting or cutting, the 1st flat plate parts 41 and 51, and the projection parts 42 and 52 are produced separately, and they are welded For example, there is a method of integration by, for example. The manufacturing method is not particularly limited.
突起部４２の底部４２ａと第１素子３２との間、及び突起部５２の底部５２ａと第２素子３３との間には、グリス、放熱シート等の熱伝導材を介在させても良い。介在させる熱伝導材は、高熱伝導性を有していることが好ましい。以降、第１放熱部材４０と第２放熱部材５０との間の相違をより明確にするために、平板部４１は、「第１平板部４１」、平板部５１は、「第２平板部５１」、突起部４２は、「第１突起部４２」、「突起部５２は、「第２突起部５２」とそれぞれ表記する。
A heat conductive material such as grease or a heat radiating sheet may be interposed between the bottom 42 a of the protrusion 42 and the first element 32 and between the bottom 52 a of the protrusion 52 and the second element 33. It is preferable that the heat conductive material to interpose has high heat conductivity. Hereinafter, in order to clarify the difference between the first heat radiating member 40 and the second heat radiating member 50, the flat plate portion 41 is referred to as “first flat plate portion 41”, and the flat plate portion 51 is referred to as “second flat plate portion 51. ", The protrusion 42 is expressed as" first protrusion 42 ", and" the protrusion 52 is expressed as "second protrusion 52", respectively.
図６は、本発明の実施の形態１に係る情報処理装置の断面図である。この断面図は、図３に示すＡ－Ａ線を含むｚｙ軸に平行な平面で情報処理装置１を切断した場合の断面図である。次に、図６を参照し、第１放熱部材４０、第２放熱部材５０、及びそれらによる放熱について更に説明する。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the information processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. This cross-sectional view is a cross-sectional view when the information processing apparatus 1 is cut along a plane parallel to the zy-axis including the AA line shown in FIG. Next, with reference to FIG. 6, the 1st thermal radiation member 40, the 2nd thermal radiation member 50, and the thermal radiation by them are further demonstrated.
先ず、冷却の原理について説明する。ファンなどの動力を用いない自然空冷では、密度差によって生じる空気の流れが利用される。第１素子３２、第２素子３３、第３素子３４で発生した熱は、それぞれ第１放熱部材４０、第２放熱部材５０、基板３１に伝導し、これらの表面から空気へと放熱される。この放熱により、空気の温度は、上昇する。空気は、高温になるほど密度が小さくなり、単位体積当たりの重量は、軽くなる。このため、温度が上昇した空気は、浮力により重力方向と反対側に移動する。これにより、温度上昇によって高温となった空気は、筐体２内から排気口４を通って排出される。
First, the principle of cooling will be described. In natural air cooling that does not use power such as a fan, an air flow generated by a density difference is used. The heat generated in the first element 32, the second element 33, and the third element 34 is conducted to the first heat radiating member 40, the second heat radiating member 50, and the substrate 31, respectively, and is radiated from the surface to the air. Due to this heat dissipation, the temperature of the air rises. As the temperature of air increases, the density decreases and the weight per unit volume decreases. For this reason, the air whose temperature has increased moves to the side opposite to the direction of gravity by buoyancy. Thereby, the air that has become high temperature due to the temperature rise is discharged from the inside of the housing 2 through the exhaust port 4.
筐体２内部の流量バランスを保つために、筐体２内からの空気の排出により、吸気口３から新たな空気が流入する。流入する空気は、環境温度か、或いは環境温度に近い温度である。空気が流れる方向上、第１素子３２、第２素子３３の上流側の空気は、第１素子３２、第２素子３３の下流側の空気よりも低温である。このため、第１素子３２、第２素子３３は、筐体２内から排出される空気よりも低温の空気によって冷却される。
In order to maintain the flow rate balance inside the housing 2, new air flows from the air inlet 3 by the discharge of air from the housing 2. The inflowing air is at an ambient temperature or a temperature close to the ambient temperature. In the direction in which air flows, the air upstream of the first element 32 and the second element 33 is at a lower temperature than the air downstream of the first element 32 and the second element 33. For this reason, the first element 32 and the second element 33 are cooled by air having a temperature lower than that of air discharged from the housing 2.
現在、制御機器１等の情報処理装置には、高速度化、高精度化などの高性能化が求められている。これを実現するためには、基板３１上に実装された全ての素子を、それぞれの素子の最高許容温度以下に維持することが必要である。しかし、高性能化に伴い、第１素子３２、第２素子３３として、より発熱量の大きい素子を採用する必要性が生じる。高密度実装の場合、基板３１上の単位面積当たりの発熱量は、大きくなり易い。このことから、本実施の形態１では、第１素子３２に第１放熱部材４０、第２素子３３に第２放熱部材５０をそれぞれ取り付けることにより、必要な冷却性能を確保している。
Currently, information processing devices such as the control device 1 are required to have higher performance such as higher speed and higher accuracy. In order to realize this, it is necessary to maintain all elements mounted on the substrate 31 below the maximum allowable temperature of each element. However, with higher performance, there is a need to employ elements that generate larger amounts of heat as the first element 32 and the second element 33. In the case of high-density mounting, the amount of heat generated per unit area on the substrate 31 tends to increase. Therefore, in the first embodiment, the necessary cooling performance is ensured by attaching the first heat radiating member 40 to the first element 32 and the second heat radiating member 50 to the second element 33, respectively.
本実施の形態１では、上記のように、第１放熱部材４０の第１突起部４２の厚さＤ１は、第２放熱部材５０の第２突起部５２の厚さＤ２よりも大きくなるように設計されている。このため、図６に示すように、第１平板部４１は、第２平板部５１よりも基板３１から離隔した位置となっている。このような位置関係により、第１平板部４１のｘｚ軸に平行な面の面積は、第２平板部５１のその面積より広くすることができ、十分な放熱面積を確保することができる。このため、第１放熱部材４０は、第１素子３２に発生した熱量を効率良く放熱することができる。
In the first embodiment, as described above, the thickness D1 of the first protrusion 42 of the first heat dissipation member 40 is larger than the thickness D2 of the second protrusion 52 of the second heat dissipation member 50. Designed. For this reason, as shown in FIG. 6, the first flat plate portion 41 is located farther from the substrate 31 than the second flat plate portion 51. With such a positional relationship, the area of the surface parallel to the xz axis of the first flat plate portion 41 can be made larger than that of the second flat plate portion 51, and a sufficient heat radiation area can be ensured. For this reason, the first heat radiating member 40 can efficiently radiate the amount of heat generated in the first element 32.
第１放熱部材４０が放熱の対象とする第１素子３２は、上記のように、最も発熱密度が高い。このため、第１平板部４１の温度は、第２平板部５１の温度よりも高くなる。より高温な第１平板部４１を基板３１からより遠く離すことにより、基板３１の温度上昇を抑えることができる。これは、空気を介在した第１平板部４１から基板３１への熱伝達量が抑えられるからである。
As described above, the first element 32 to be radiated by the first heat radiating member 40 has the highest heat generation density. For this reason, the temperature of the first flat plate portion 41 is higher than the temperature of the second flat plate portion 51. The temperature rise of the substrate 31 can be suppressed by separating the higher temperature first flat plate part 41 from the substrate 31 further. This is because the amount of heat transfer from the first flat plate portion 41 through the air to the substrate 31 is suppressed.
第２放熱部材５０が放熱の対象とする第２素子３３は、第１素子３２と比較して、発熱密度は、低く、且つ耐熱性も低い。その第２素子３３は、ｚ軸方向上、第１素子３２よりも値が小さい位置、つまり空気が流れる方向上の上流側に配置されている。従って、第２放熱部材５０は、第１放熱部材４０と比較して、全体的により低温の空気と接触する。このため、第２平板部５１のｚ軸に平行な面の面積を第１平板部４１より小さくしても、十分な放熱面積となる。それにより、第２放熱部材５０は、第２素子３３に発生した熱量を効率良く放熱することができる。
The second element 33 to be radiated by the second heat radiation member 50 has a lower heat generation density and lower heat resistance than the first element 32. The second element 33 is disposed at a position having a smaller value than the first element 32 in the z-axis direction, that is, on the upstream side in the air flow direction. Therefore, the second heat radiating member 50 comes into contact with the lower temperature air as a whole as compared with the first heat radiating member 40. For this reason, even if the area of the surface parallel to the z-axis of the second flat plate portion 51 is made smaller than that of the first flat plate portion 41, a sufficient heat radiation area is obtained. Accordingly, the second heat radiating member 50 can efficiently radiate the amount of heat generated in the second element 33.
第１素子３２は、第２素子３３よりもｚ軸方向上、値が大きい側に配置されることが好ましい。第１素子３２は、基板３１上に配置された素子の中で、最も発熱密度が大きく高温であるため、第１素子３２の下流側の空気は、第１素子３２の熱を受熱し高温となる。このため、第１素子３２を、第２素子３３よりも下流側(ｚ軸方向上、値が大きい側)に配置することで、第２素子３３及び、第２放熱部材５０に、第１素子３２の発熱を受熱する前の低温の空気を接触させることが可能となり、効率良く冷却することが可能となる。
The first element 32 is preferably arranged on the side of the z-axis direction that is larger in value than the second element 33. Since the first element 32 has the highest heat generation density among the elements arranged on the substrate 31 and has a high temperature, the air on the downstream side of the first element 32 receives the heat of the first element 32 and has a high temperature. Become. For this reason, the 1st element 32 is arranged in the 2nd element 33 and the 2nd heat dissipation member 50 by arranging the 1st element 32 in the lower stream side (z axis direction, the side where a value is large) rather than the 2nd element 33. The low-temperature air before receiving the heat of 32 can be brought into contact, and cooling can be performed efficiently.
本実施の形態１では、図６に示すように、第１平板部４１及び第２平板部５１のz軸負側の端部は共に、第１素子３２及び第２素子３３のｚ軸負側に位置する何れの端部よりもz軸負側に位置している。これは、第１放熱部材４０及び第２放熱部材５０に、第１素子３２及び第２素子３３の何れの熱量も受熱される前の空気、つまり環境温度に近い空気を接触させるためである。このような空気を第１放熱部材４０及び第２放熱部材５０に接触させることにより、第１素子３２、及び第２素子３３の温度をより低くすることができる。この結果、筐体２内部の温度も、より低くできることから、基板３１、第３素子３４の各温度も、より低くなる。
In the first embodiment, as shown in FIG. 6, the z-axis negative side ends of the first flat plate portion 41 and the second flat plate portion 51 are both on the negative z-axis side of the first element 32 and the second element 33. It is located on the negative side of the z-axis with respect to any end portion located at. This is because the first heat radiating member 40 and the second heat radiating member 50 are brought into contact with the air before any heat quantity of the first element 32 and the second element 33 is received, that is, the air close to the environmental temperature. By bringing such air into contact with the first heat radiating member 40 and the second heat radiating member 50, the temperature of the first element 32 and the second element 33 can be further lowered. As a result, the temperature inside the housing 2 can also be lowered, so that the temperatures of the substrate 31 and the third element 34 are also lowered.
第２放熱部材５０に第２突起部５２を設けることにより、この第２突起部５２を設けない場合と比較して、基板３１と第２平板部５１の間に、より大きい隙間ができる。この隙間を大きくすることにより、基板３１と第２平板部５１との間、基板３１上に実装された素子と第２平板部５１との間に、より大量の空気を通すことができる。このため、基板３１と第２平板部５１との間に存在する空気の温度上昇も抑えられる。従って、第２突起部５２を設けない場合と比較して、第２放熱部材５０による放熱効率は、向上し、基板３１の温度上昇は、より抑えられることとなる。
By providing the second projecting portion 52 on the second heat radiating member 50, a larger gap is formed between the substrate 31 and the second flat plate portion 51 as compared with the case where the second projecting portion 52 is not provided. By enlarging this gap, a larger amount of air can be passed between the substrate 31 and the second flat plate portion 51 and between the element mounted on the substrate 31 and the second flat plate portion 51. For this reason, the temperature rise of the air which exists between the board | substrate 31 and the 2nd flat plate part 51 is also suppressed. Therefore, compared with the case where the 2nd protrusion part 52 is not provided, the heat dissipation efficiency by the 2nd heat radiating member 50 improves, and the temperature rise of the board | substrate 31 will be suppressed more.
第１放熱部材４０の第１突起部４２は、図４に示すように、第１平板部４１のｘ軸方向上の中央付近に設けられている。このような位置に第１突起部４２を設けることにより、第１平板部４１のｘ軸方向上の端部から第１突起部４２のｘ軸方向上の端部までの２つの距離を、共に短くすることができる。それにより、第１突起部４２に第１素子３２から伝熱した熱量は、第１平板部４１全体に効率的に伝導される。この結果、第１平板部４１全体から空気に効率良く放熱することが可能になる。このようなことから、第１突起部４２は、第１平板部４１の中央により近い位置に設けることが望ましい。これは、第２放熱部材５０でも同様である。
The first protrusion 42 of the first heat radiating member 40 is provided near the center of the first flat plate portion 41 in the x-axis direction, as shown in FIG. By providing the first protrusion 42 at such a position, the two distances from the end of the first flat plate 41 in the x-axis direction to the end of the first protrusion 42 in the x-axis direction are both Can be shortened. Thereby, the amount of heat transferred from the first element 32 to the first projecting portion 42 is efficiently conducted to the entire first flat plate portion 41. As a result, it is possible to efficiently radiate heat from the entire first flat plate portion 41 to the air. For this reason, it is desirable to provide the first protrusion 42 at a position closer to the center of the first flat plate portion 41. The same applies to the second heat radiating member 50.
第１放熱部材４０、第２放熱部材５０は、ｙ軸方向上に延ばしたフィンを用いることでも十分な放熱面積を確保することができる。しかし、これらのフィンは、筐体２の幅であるｙ軸方向上の長さを、より長くする要因となり得る。このことから、ｙ軸方向上に突出させるフィンは、制御機器１の更なる小型化を実現させるうえで望ましくない。
The first heat radiating member 40 and the second heat radiating member 50 can ensure a sufficient heat radiating area even by using fins extending in the y-axis direction. However, these fins can cause the length in the y-axis direction that is the width of the housing 2 to be longer. For this reason, the fin that protrudes in the y-axis direction is not desirable for realizing further downsizing of the control device 1.
これに対し、本実施の形態１では、上記のように、ｘｚ軸に平行な面で十分な放熱面積を確保している。ｘｚ軸に平行な面は、基板３１の素子が実装される面と平行である。このため、ｘｚ軸に平行な面で十分な放熱面積を確保しても、基本的に制御機器１の大きさには影響しない。ｙ軸方向上の大きい幅も必要としない。このようなことから、本実施の形態１は、制御機器１の小型化、特にｘ軸方向上の長さである幅をより小さくするのに有効である。
On the other hand, in the first embodiment, as described above, a sufficient heat radiation area is secured on a plane parallel to the xz axis. The plane parallel to the xz axis is parallel to the plane on which the elements of the substrate 31 are mounted. For this reason, even if a sufficient heat radiation area is secured on a plane parallel to the xz axis, the size of the control device 1 is basically not affected. A large width in the y-axis direction is not required. For this reason, the first embodiment is effective for reducing the size of the control device 1, particularly for reducing the width that is the length in the x-axis direction.
図２に示すように、複数台の制御機器１をｙ軸方向に並べて配置する場合、隣接する制御機器１からの受熱も考慮する必要がある。しかし、制御機器１の幅がより小さくなると、隣接する制御機器１の間に、より大きい間隔を設けることができる。その間隔を設けない場合には、複数台の制御機器１の設置に要するｙ軸方向上の幅を、より小さくすることができる。このようなことから、制御機器１の小型化は、隣接する制御機器１間での熱伝達の向上、設置面積の低減といった面での効果が得られる。
As shown in FIG. 2, when a plurality of control devices 1 are arranged side by side in the y-axis direction, it is necessary to consider heat reception from adjacent control devices 1. However, when the width of the control device 1 becomes smaller, a larger interval can be provided between the adjacent control devices 1. When the interval is not provided, the width in the y-axis direction required for installing a plurality of control devices 1 can be further reduced. For this reason, downsizing of the control device 1 can provide effects in terms of improving heat transfer between adjacent control devices 1 and reducing the installation area.
図７は、筐体からの距離による第１平板部の温度変化の例を示すグラフである。この図７では、横軸に筐体２と第１平板部４１との間の距離、つまり筐体２と第１平板部４１とのｙ軸方向上の距離、縦軸に第１平板部４１の温度をとっている。
FIG. 7 is a graph showing an example of the temperature change of the first flat plate portion depending on the distance from the housing. In FIG. 7, the horizontal axis indicates the distance between the housing 2 and the first flat plate portion 41, that is, the distance in the y-axis direction between the housing 2 and the first flat plate portion 41, and the vertical axis indicates the first flat plate portion 41. Is taking the temperature.
第１平板部４１と筐体２との間の間隔、つまりｙ軸方向上の距離が小さいと、その間に空気が効率良く通風できず停滞する。このため、図７に示すように、第１平板部４１の温度は、高くなる。
When the distance between the first flat plate portion 41 and the housing 2, that is, the distance in the y-axis direction is small, the air cannot be efficiently passed between them and stagnates. For this reason, as shown in FIG. 7, the temperature of the 1st flat plate part 41 becomes high.
一方、第１平板部４１と筐体２との間の間隔を広げると、空気が通過し易くなり、通過する空気への熱伝達も効率良く行えるようになる。このため、図７に示すように、第１平板部４１の温度は、低くなる。計算、つまりシミュレーションの結果、図７に示すように、第１平板部４１は、筐体２から、３ｍｍ以上離すことにより、第１平板部４１から空気への効率的な熱伝達が行えることが確認できた。これは、第１平板部４１と第２平板部５１との間の距離、第２平板部５１と基板３１との間の距離についても同様であった。このようなことから、第１平板部４１と筐体２との間、第１平板部４１と第２平板部５１との間、及び第２平板部５１と基板３１との間のうちの１つ以上は、３ｍｍ以上、離すことが望ましい。
On the other hand, if the interval between the first flat plate portion 41 and the housing 2 is widened, the air easily passes and heat transfer to the passing air can be performed efficiently. For this reason, as shown in FIG. 7, the temperature of the 1st flat plate part 41 becomes low. As a result of the calculation, that is, the simulation, as shown in FIG. 7, the first flat plate portion 41 can efficiently transfer heat from the first flat plate portion 41 to the air by being separated from the housing 2 by 3 mm or more. It could be confirmed. The same applies to the distance between the first flat plate portion 41 and the second flat plate portion 51 and the distance between the second flat plate portion 51 and the substrate 31. Therefore, one of the first flat plate portion 41 and the housing 2, the first flat plate portion 41 and the second flat plate portion 51, and the second flat plate portion 51 and the substrate 31. It is desirable that two or more be separated by 3 mm or more.
図８は、第１平板部を筐体と第２平板部との間に配置した場合に、筐体からの距離による第１平板部の温度変化を示すグラフである。図８では、横軸に第１平板部４１と筐体２との間の距離、縦軸に第１平板部４１の温度をとっている。第１平板部４１と筐体２との間の距離は、第２平板部５１と筐体２のｙ軸正側に位置する側面間の距離をＬとし、その距離Ｌを用いて表している。距離Ｌは、筐体２のｙ軸正側に位置する側面の位置を基準、つまり０としている。
FIG. 8 is a graph showing the temperature change of the first flat plate portion according to the distance from the housing when the first flat plate portion is disposed between the housing and the second flat plate portion. In FIG. 8, the horizontal axis represents the distance between the first flat plate portion 41 and the housing 2, and the vertical axis represents the temperature of the first flat plate portion 41. The distance between the 1st flat plate part 41 and the housing | casing 2 is represented using the distance L as the distance between the 2nd flat plate part 51 and the side surface located in the y-axis positive side of the housing | casing 2. . The distance L is based on the position of the side surface of the housing 2 on the positive side of the y-axis, that is, 0.
図８に示すように、筐体２と第２平板部５１との間の距離をＬとした場合、第１平板部４１の温度は、筐体２と第２平板部５１との間の中央であるＬ／２、及びその中央付近で最も低くなる。第１平板部４１の温度は、Ｌ／２から何れの方向に離れても、離れるにつれて高くなる。Ｌ／３以下の距離、２Ｌ／３以上の距離では、第１平板部４１の単位長さ当たりの温度変化は、比較的に大きい。このようなことから、第１平板部４１は、Ｌ/３～２Ｌ／３の範囲内に配置することが好ましい。これは、この範囲内では、第１平板部４１の表面裏面の両面に望ましい空間が確保されるためである。望ましい空間が確保されることにより、その空間に効率良く通風し、第１平板部４１から空気への効率的な熱伝達が実現される。
As shown in FIG. 8, when the distance between the housing 2 and the second flat plate portion 51 is L, the temperature of the first flat plate portion 41 is the center between the housing 2 and the second flat plate portion 51. L / 2, and the lowest near the center. The temperature of the first flat plate portion 41 becomes higher as it goes away, in any direction away from L / 2. At a distance of L / 3 or less and a distance of 2L / 3 or more, the temperature change per unit length of the first flat plate portion 41 is relatively large. For this reason, the first flat plate portion 41 is preferably disposed within the range of L / 3 to 2L / 3. This is because a desired space is secured on both the front and back surfaces of the first flat plate portion 41 within this range. By securing a desirable space, the space is efficiently ventilated and efficient heat transfer from the first flat plate portion 41 to the air is realized.
実施の形態２．
本実施の形態２は、上記実施の形態１とは異なる第１放熱部材、第２放熱部材を採用したものである。ここでは、上記実施の形態１と同じ、或いは基本的に同じ構成要素には、上記実施の形態１と同一の符号を用い、上記実施の形態１から異なる部分にのみ着目する形で説明を行う。Embodiment 2. FIG.
The second embodiment employs a first heat radiating member and a second heat radiating member which are different from those of the first embodiment. Here, the same reference numerals as those in the first embodiment are used for the same or basically the same components as those in the first embodiment, and the description will be made in such a manner that only the portions different from the first embodiment are noted. .
本実施の形態２は、上記実施の形態１とは異なる第１放熱部材、第２放熱部材を採用したものである。ここでは、上記実施の形態１と同じ、或いは基本的に同じ構成要素には、上記実施の形態１と同一の符号を用い、上記実施の形態１から異なる部分にのみ着目する形で説明を行う。
The second embodiment employs a first heat radiating member and a second heat radiating member which are different from those of the first embodiment. Here, the same reference numerals as those in the first embodiment are used for the same or basically the same components as those in the first embodiment, and the description will be made in such a manner that only the portions different from the first embodiment are noted. .
図９は、本発明の実施の形態２に係る情報処理装置に採用された第１放熱部材の斜視図である。上記実施の形態１では、第１放熱部材４０の第１突起部４２は、中実となっている。これに対し、本実施の形態２では、図９に示すように、第１平板部４１に穴状の窪みを設けることで第１突起部４２を形成させている。
FIG. 9 is a perspective view of the first heat dissipating member employed in the information processing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In the first embodiment, the first protrusion 42 of the first heat radiating member 40 is solid. On the other hand, in the second embodiment, as shown in FIG. 9, the first protrusion 42 is formed by providing a hole-like depression in the first flat plate portion 41.
このような構造にすることで、第１放熱部材４０の製造方法にプレス加工を適用できる。このプレス加工は、一般に、削り出しよりも容易に行うことができ、大量生産に向いた製造方法である。このため、本実施の形態２では、第１放熱部材４０の製造コストを上記実施の形態１よりも抑えることができる。第１放熱部材４０の製造コストをより抑えることにより、制御機器１の製造コストも、より抑えることができる。プレス加工による第１放熱部材４０の製造は、例えば、第１平板部４１とする平板状部材に対し、金型を押し当てることで行うことができる。
With such a structure, press working can be applied to the manufacturing method of the first heat radiating member 40. This press working is generally a manufacturing method that can be performed more easily than machining and is suitable for mass production. For this reason, in this Embodiment 2, the manufacturing cost of the 1st heat radiating member 40 can be suppressed rather than the said Embodiment 1. FIG. By suppressing the manufacturing cost of the first heat radiating member 40, the manufacturing cost of the control device 1 can be further suppressed. The manufacture of the first heat radiating member 40 by press working can be performed, for example, by pressing a mold against a flat plate member serving as the first flat plate portion 41.
第２放熱部材５０も、第１放熱部材４０と同様に、第２平板部５１に穴状の窪みを設けることで第２突起部５２を形成させている。このため、本実施の形態２では、第２放熱部材５０の製造コストも上記実施の形態１より抑えることができる。
Similarly to the first heat radiating member 40, the second heat radiating member 50 also has a second protrusion 52 formed by providing a hole-like depression in the second flat plate portion 51. For this reason, in this Embodiment 2, the manufacturing cost of the 2nd heat radiating member 50 can also be suppressed from the said Embodiment 1. FIG.
なお、本実施の形態２では、第１放熱部材４０、及び第２放熱部材５０は、共に、プレス加工による製造が可能となっているが、それらのうちの一方のみ、プレス加工による製造を可能、つまり穴状の窪みを形成するようにしても良い。そのようにした場合であっても、結果的に、制御機器１の製造コストは、上記実施の形態１より抑えることができる。
In the second embodiment, both the first heat radiating member 40 and the second heat radiating member 50 can be manufactured by pressing, but only one of them can be manufactured by pressing. That is, a hole-like depression may be formed. Even in such a case, as a result, the manufacturing cost of the control device 1 can be suppressed as compared with the first embodiment.
実施の形態３．
ここでも、上記実施の形態２と同様に、上記実施の形態１と同じ、或いは基本的に同じ構成要素には上記実施の形態１と同一の符号を用い、上記実施の形態２から異なる部分にのみ着目する形で説明を行う。Embodiment 3 FIG.
Here, as in the second embodiment, the same reference numerals as those in the first embodiment are used for the same or basically the same components as those in the first embodiment, and different parts from the second embodiment are used. Only the explanation will be given.
ここでも、上記実施の形態２と同様に、上記実施の形態１と同じ、或いは基本的に同じ構成要素には上記実施の形態１と同一の符号を用い、上記実施の形態２から異なる部分にのみ着目する形で説明を行う。
Here, as in the second embodiment, the same reference numerals as those in the first embodiment are used for the same or basically the same components as those in the first embodiment, and different parts from the second embodiment are used. Only the explanation will be given.
図１０は、本発明の実施の形態３に係る情報処理装置に採用された第１放熱部材の斜視図である。上記実施の形態２では、図９に示すように、第１平板部４１に穴状の窪みを設けることで第１突起部４２を形成させている。本実施の形態３では、図１０に示すように、窪ませて形成した第１突起部４２に対し、２つの切り込み部４５を設けている。
FIG. 10 is a perspective view of the first heat dissipation member employed in the information processing apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. In the second embodiment, as shown in FIG. 9, the first protrusion 42 is formed by providing a hole-like depression in the first flat plate portion 41. In the third embodiment, as shown in FIG. 10, two cut portions 45 are provided for the first protrusion 42 formed by being recessed.
この２つの切り込み部４５は、第１突起部４２の側面を貫通する穴であり、第１突起部４２の４つの側面のなかでｚ軸方向上、対向する２つの側面に設けられている。これは、自然空冷を採用していることから、対流は重力方向と並行な方向に生じるため、図１０中の矢印で示すように、空気がｚ軸方向（重力方向）に沿って流れると想定されるからである。
The two cut portions 45 are holes penetrating the side surface of the first projection portion 42, and are provided on the two side surfaces facing each other in the z-axis direction among the four side surfaces of the first projection portion 42. This is because natural air cooling is used, and convection occurs in a direction parallel to the direction of gravity, so it is assumed that air flows along the z-axis direction (gravity direction) as shown by the arrows in FIG. Because it is done.
２つの切り込み部４５の形状は、それが設けられた側面と同じ形状としている。このような２つの切り込み部４５を第１突起部４２に設けることにより、第１突起部４２の下流側の空気は、第１突起部４２に衝突することなく、第１突起部４２内を効率的に通る。このため、第１平板部４１の、第１突起部４２の上流側及び下流側に位置する部分が効率良く冷却される。従って、第１素子３２の温度は、より低くすることができる。
The shape of the two cut portions 45 is the same shape as the side surface on which the two cut portions 45 are provided. By providing the two notches 45 in the first protrusion 42 as described above, the air on the downstream side of the first protrusion 42 does not collide with the first protrusion 42 and efficiently passes through the first protrusion 42. Pass through. For this reason, the part located in the upstream and downstream of the 1st projection part 42 of the 1st flat plate part 41 is cooled efficiently. Therefore, the temperature of the first element 32 can be further lowered.
第２放熱部材５０も、第１放熱部材４０と同様に、第２突起部５２の２つの側面に切り込み部を設けている。このため、本実施の形態３では、上記実施の形態２と比較して、第２素子３３の温度も、より低くすることができる。切り込み部を設けるのは、第１放熱部材４０、及び第２放熱部材５０のうちの一方のみとしても良い。
Similarly to the first heat radiating member 40, the second heat radiating member 50 also has cut portions on the two side surfaces of the second protrusion 52. For this reason, in this Embodiment 3, compared with the said Embodiment 2, the temperature of the 2nd element 33 can also be made lower. Only one of the first heat radiating member 40 and the second heat radiating member 50 may be provided with the cut portion.
なお、本実施の形態３では、第１突起部４２の２つの側面を放熱に利用するために、２つの切り込み部４５を設けているが、図１１及び図１２に示すように、溝状の窪みの形成により、２つの切り込み部４５を設けても良い。図１１及び図１２では、ｚ軸方向に沿って延びる溝状の窪みの形成により、第１突起部４２でｚ軸方向上、対向する側面に相当する部分が切り込み部４５となっている。
In the third embodiment, the two cut portions 45 are provided in order to use the two side surfaces of the first protrusion 42 for heat dissipation. However, as shown in FIGS. You may provide the two cut-in parts 45 by formation of a hollow. In FIG. 11 and FIG. 12, by forming a groove-like depression extending along the z-axis direction, a portion corresponding to the opposite side surface in the z-axis direction of the first protrusion 42 is a cut portion 45.
図１１に示す変形例では、窪みのｚ軸方向上の長さは、第１平板部４１のｚ軸方向上の長さと同じとなっている。図１２に示す変形例では、窪みのｚ軸方向上の長さは、第１平板部４１のｚ軸方向上の長さより短くなっている。それにより、放熱面積は、図１１に示す変形例のほうが広くなっていることから、図１１に示す変形例のほうが第１素子３２の温度をより低くすることができる。
In the modification shown in FIG. 11, the length of the recess in the z-axis direction is the same as the length of the first flat plate portion 41 in the z-axis direction. In the modification shown in FIG. 12, the length of the recess in the z-axis direction is shorter than the length of the first flat plate portion 41 in the z-axis direction. Accordingly, since the heat dissipation area is wider in the modification shown in FIG. 11, the temperature of the first element 32 can be lowered in the modification shown in FIG.
図１１或いは図１２に示すような溝状の窪みの形成により、第１平板部４１の放熱面積は、上記実施の形態２よりも減少し、第１平板部４１は、２つの部分に分割された形となる。しかし、この２つの部分は、近づける、或いは接触させることができる。これは、そのようにしたとしても、第１素子３２と熱的に接触させる底部４２ａを残す必要上、第１突起部４２内に空気を通す面積を有する切り込み部４５が形成されるからである。２つの部分を接触させた場合、第１平板部４１の放熱面積の減少を回避しつつ、第１突起部４２の放熱面積をより広くすることができる。そのため、第１素子３２の温度が、さらに低く抑えられるようになる。２つの部分のｙ軸方向上の位置は、異ならせても良い。
11 or 12, the heat radiation area of the first flat plate portion 41 is smaller than that of the second embodiment, and the first flat plate portion 41 is divided into two parts. It becomes the shape. However, the two parts can be brought closer or brought into contact. Even if it does so, it is because the notch part 45 which has the area which lets air pass in the 1st projection part 42 is formed in order to leave the bottom part 42a contacted thermally with the 1st element 32. . When the two portions are brought into contact with each other, the heat dissipation area of the first protrusion 42 can be increased while avoiding the decrease in the heat dissipation area of the first flat plate portion 41. Therefore, the temperature of the first element 32 can be further reduced. The positions on the y-axis direction of the two portions may be different.
実施の形態４．
ここでも、上記実施の形態２と同様に、上記実施の形態１と同じ、或いは基本的に同じ構成要素には上記実施の形態１と同一の符号を用い、上記実施の形態１から異なる部分にのみ着目する形で説明を行う。Embodiment 4 FIG.
Here, as in the second embodiment, the same reference numerals as those in the first embodiment are used for the same or basically the same components as those in the first embodiment, and different parts from the first embodiment are used. Only the explanation will be given.
ここでも、上記実施の形態２と同様に、上記実施の形態１と同じ、或いは基本的に同じ構成要素には上記実施の形態１と同一の符号を用い、上記実施の形態１から異なる部分にのみ着目する形で説明を行う。
Here, as in the second embodiment, the same reference numerals as those in the first embodiment are used for the same or basically the same components as those in the first embodiment, and different parts from the first embodiment are used. Only the explanation will be given.
図１３は、本発明の実施の形態４に係る情報処理装置に採用された第１放熱部材の斜視図であり、図１４は、本発明の実施の形態４に係る情報処理装置に採用された第２放熱部材の斜視図である。また、図１５は、本発明の実施の形態４に係る情報処理装置に搭載された基板の斜視図である。
FIG. 13 is a perspective view of a first heat dissipation member employed in the information processing apparatus according to Embodiment 4 of the present invention, and FIG. 14 is employed in the information processing apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. It is a perspective view of the 2nd heat dissipation member. FIG. 15 is a perspective view of a substrate mounted on the information processing apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
基板３１には、図１５に示すように、ｙ軸方向上の長さが大きい部品６１を実装する場合がある。このことから、本実施の形態４では、図１３、及び図１５に示すように、第１平板部４１に、その部品６１との接触を回避するための切り欠き部４６を設けている。第２放熱部材５０でも、同様の理由から、図１４、及び図１５に示すように、部品６１との接触を回避するための切り欠き部５６を設けている。
As shown in FIG. 15, a component 61 having a large length in the y-axis direction may be mounted on the substrate 31. For this reason, in the fourth embodiment, as shown in FIGS. 13 and 15, the first flat plate portion 41 is provided with a notch portion 46 for avoiding contact with the component 61. For the same reason, the second heat radiating member 50 is also provided with a notch 56 for avoiding contact with the component 61 as shown in FIGS. 14 and 15.
第２平板部５１は、図６に示すように、ｙ軸方向上、第１放熱部材４０の第１突起部４２が存在する範囲に配置されている。そのため、第２平板部５１の放熱面積を、より広くさせる場合、第１突起部４２との接触を回避させる必要性が生じる場合がある。図１４、及び図１５に示す例では、第２平板部５１のｚ軸方向上の長さを抑えて、第２平板部５１が第１突起部４２と接触しないようにしている。
The 2nd flat plate part 51 is arrange | positioned in the range in which the 1st projection part 42 of the 1st heat radiating member 40 exists on the y-axis direction, as shown in FIG. Therefore, when making the heat radiation area of the 2nd flat plate part 51 wider, it may be necessary to avoid contact with the first protrusions 42. In the example illustrated in FIGS. 14 and 15, the length of the second flat plate portion 51 in the z-axis direction is suppressed so that the second flat plate portion 51 does not contact the first protrusion 42.
なお、本実施の形態１～４では、第１平板部４１は、ｘｚ軸に平行な面を有する形状としているが、その面は、ｘｚ軸に平行でなくとも良い。また、その面は、曲面であっても良く、突起、穴等を有していても良い。つまり、第１平板部４１は、広義には、そのｙ軸方向上の幅が、制御機器１のｙ軸方向上の長さを長くさせない範囲内のものであれば良い。これは、第２平板部５１でも同様である。
In the first to fourth embodiments, the first flat plate portion 41 has a shape parallel to the xz axis, but the surface may not be parallel to the xz axis. Further, the surface may be a curved surface, and may have a protrusion, a hole, or the like. That is, in the broad sense, the first flat plate portion 41 only needs to have a width in the y-axis direction that does not increase the length of the control device 1 in the y-axis direction. The same applies to the second flat plate portion 51.
また、本実施の形態１～４は、情報処理装置が制御機器１であるとして説明した。しかし、情報処理装置は、制御機器１に限定されない。本実施の形態１～４は、基板３１を搭載する情報処理装置に幅広く適用することができる。基板３１に実装される第１素子３２、及び第２素子３３の各個数も、特に限定されない。
In the first to fourth embodiments, the information processing apparatus is described as the control device 1. However, the information processing apparatus is not limited to the control device 1. The first to fourth embodiments can be widely applied to an information processing apparatus on which the substrate 31 is mounted. The numbers of the first elements 32 and the second elements 33 mounted on the substrate 31 are not particularly limited.
また、本実施の形態１～４では、自然空冷を採用しているが、自然空冷以外の冷却、つまり強制空冷を採用しても良い。これは、冷却時に想定される空気の流れに合わせて、第１素子３２、第２素子３３等の配置、第１放熱部材４０、第２放熱部材５０の各形状をそれぞれ決定すれば良いからである。
In Embodiments 1 to 4, natural air cooling is adopted. However, cooling other than natural air cooling, that is, forced air cooling may be adopted. This is because the arrangement of the first element 32, the second element 33, etc., and the shape of the first heat radiating member 40 and the second heat radiating member 50 may be determined in accordance with the air flow assumed during cooling. is there.
１ 制御機器、３１ 基板、３２ 第１素子、３３ 第２素子、４０ 第１放熱部材、４１ 第１平板部、４２ 第１突起部、４５ 切り込み部、４６ 切り欠き部、５０ 第２放熱部材、５１ 第２平板部、５２ 第２突起部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control apparatus, 31 board | substrate, 32 1st element, 33 2nd element, 40 1st heat radiating member, 41 1st flat plate part, 42 1st projection part, 45 notch part, 46 notch part, 50 2nd heat radiating member, 51 2nd flat plate part, 52 2nd protrusion part.
Claims (11)
- 複数の素子が実装された基板を搭載する情報処理装置において、
前記基板上に実装された第１素子と、
前記基板上に実装され、前記第１素子より発熱密度、及び耐熱性のうちの少なくとも一方が低い第２素子と、
平板状である第１部分、及び該第１部分から突出する第２部分を有し、該第２部分が前記第１素子における前記基板と対向しない面と熱的に接触している第１放熱部材と、
平板状である第３部分、及び該第３部分から突出する第４部分を有し、該第４部分が前記第２素子における前記基板と対向しない面と熱的に接触している第２放熱部材と、
を備える情報処理装置。 In an information processing apparatus equipped with a substrate on which a plurality of elements are mounted,
A first element mounted on the substrate;
A second element mounted on the substrate and having a lower heat generation density and heat resistance than the first element;
A first heat dissipating member having a flat plate-like first portion and a second portion protruding from the first portion, the second portion being in thermal contact with a surface of the first element not facing the substrate; Members,
A second heat dissipation element having a third portion that is flat and a fourth portion protruding from the third portion, the fourth portion being in thermal contact with a surface of the second element that does not face the substrate. Members,
An information processing apparatus comprising: - 前記第３部分は、前記基板の面と垂直な方向上、前記第１部分と前記基板との間に位置している、
請求項１に記載の情報処理装置。 The third portion is located between the first portion and the substrate in a direction perpendicular to the surface of the substrate;
The information processing apparatus according to claim 1. - 前記基板の面と垂直な方向上、前記基板と前記第３部分、前記第３部分と前記第１部分、及び前記第１部分と前記情報処理装置の筐体のうちの少なくとも１つは、３ｍｍ以上、離隔している、
請求項２に記載の情報処理装置。 At least one of the substrate and the third portion, the third portion and the first portion, and the first portion and the housing of the information processing device is 3 mm in a direction perpendicular to the surface of the substrate. It ’s far away,
The information processing apparatus according to claim 2. - 前記第１部分と前記第３部分とは、前記基板の面と平行な方向上、重なる部分が存在し、且つ前記基板の面と垂直な方向上、離隔している、
請求項１から３のいずれか１項に記載の情報処理装置。 The first portion and the third portion are separated in a direction parallel to the surface of the substrate, an overlapping portion, and in a direction perpendicular to the surface of the substrate,
The information processing apparatus according to any one of claims 1 to 3. - 前記第１素子は、該第１素子の発熱時に想定される空気の流れの方向上、前記第２素子より下流側に位置している、
請求項１から４のいずれか１項に記載の情報処理装置。 The first element is located downstream of the second element in the direction of air flow assumed when the first element generates heat.
The information processing apparatus according to any one of claims 1 to 4. - 前記空気の流れの方向上、前記第１部分の前記方向上の上流側に位置する端部、及び前記第２部分の前記方向上の上流側に位置する端部は、共に、前記第２素子の前記方向上の上流側に位置する端部より上流側に位置している、
請求項５に記載の情報処理装置。 An end located on the upstream side of the first portion in the direction of the air flow and an end located on the upstream side of the second portion in the direction are both the second element. Located upstream from the end located upstream in the direction of
The information processing apparatus according to claim 5. - 前記基板の面と平行な面上の面積は、前記第１部分が前記第３部分より大きい、
請求項１から６のいずれか１項に記載の情報処理装置。 The area on a plane parallel to the plane of the substrate is such that the first portion is larger than the third portion.
The information processing apparatus according to any one of claims 1 to 6. - 前記第２部分は、前記第１部分に窪みを設けることにより形成されている、
請求項１から７のいずれか１項に記載の情報処理装置。 The second part is formed by providing a depression in the first part.
The information processing apparatus according to any one of claims 1 to 7. - 前記第４部分は、前記第３部分に窪みを設けることにより形成されている、
請求項１から８のいずれか１項に記載の情報処理装置。 The fourth portion is formed by providing a recess in the third portion.
The information processing apparatus according to any one of claims 1 to 8. - 前記第２部分、及び前記第４部分のうちの少なくとも１つは、前記第１素子の発熱時に想定される空気の流れを基に形成された切り欠き部を有する、
請求項１から９のいずれか１項に記載の情報処理装置。 At least one of the second part and the fourth part has a notch formed based on an air flow assumed when the first element generates heat.
The information processing apparatus according to any one of claims 1 to 9. - 前記第１部分、及び前記第３部分は、前記基板上に実装される素子を基に決定された形状である、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の情報処理装置。 The first part and the third part are shapes determined based on elements mounted on the substrate.
The information processing apparatus according to any one of claims 1 to 10.
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