WO2022149337A1 - 光トランシーバー - Google Patents

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WO2022149337A1
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heat
case
heat pipe
optical transceiver
wall surface
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PCT/JP2021/039431
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モハマド シャヘッド アハメド
祐士 齋藤
明弘 高宮
剛 小川
Original Assignee
株式会社フジクラ
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Publication date
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    • G02B6/4292—Coupling light guides with opto-electronic elements the light guide being disconnectable from the opto-electronic element, e.g. mutually self aligning arrangements

Definitions

  • the present invention relates to an optical transceiver.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2021-000705 filed in Japan on January 6, 2021, and the contents thereof are incorporated herein by reference.
  • TOSA light emitting element subassembly, Transmitter Optical Sub-Assembly
  • a sheet-shaped heat pipe in contact with a housing are used as heat dissipation means, and the heat pipe and TOSA are pressed by a press-fitting component.
  • An optical transceiver is disclosed in which the contact is maintained and the heat pipe and the housing are thermally connected to each other by maintaining the contact between the heat pipe and the housing by the pressing force of the pressing spring.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an optical transceiver capable of efficiently cooling a heating element housed in a case such as a receiving circuit or a transmitting circuit.
  • the optical transceiver includes a case provided with a heat sink, a heating element housed in the case, and a heat conductive portion that protrudes from the inner wall surface of the case and is in thermal contact with the heating element.
  • a heat pipe is provided, wherein the heat conductive portion transfers heat received from the heating element to the heat sink.
  • the heat conductive portion protruding from the inner wall surface of the case is in thermal contact with the heating element housed in the case, so that the heat of the heating element is transferred to the heat conductive portion.
  • the heat pipe efficiently transfers the heat received from the heating element by the heat conductive portion to the heat sink, and promotes heat dissipation of the heating element. Therefore, the heating element housed in the case such as the receiving circuit and the transmitting circuit can be efficiently cooled.
  • the heat pipe may be housed in a groove formed in the case.
  • the heat pipe is housed in the groove formed in the outer wall surface of the case and is arranged below the surface of the outer wall surface of the case, and the heat sink is the heat pipe in which the heat pipe is housed. It may be attached to the surface of the outer wall surface of the case so as to close the groove.
  • a plurality of heating elements including the heating element are provided, a plurality of heat conductive portions including the heat conductive portion are provided for each of the plurality of heating elements, and the heat pipe is provided with a plurality of the heat conductive portions. It may be arranged so as to pass through the section.
  • the heat pipe protrudes from the accommodating portion accommodated in the groove formed on the inner wall surface of the case and the groove formed on the inner wall surface of the case to form the heat conductive portion. It may have a protruding portion.
  • the protruding portion may be bent at an obtuse angle with respect to the accommodating portion.
  • an optical transceiver capable of efficiently cooling a heating element housed in a case such as a receiving circuit or a transmitting circuit.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II shown in FIG.
  • FIG. 2 is a top view of the upper case which shows the arrangement of the heat pipe with respect to the heating element which concerns on 1st Embodiment.
  • It is a figure which compared the performance of the optical transceiver with a heat pipe which concerns on 1st Embodiment, and the conventional optical transceiver without a heat pipe.
  • It is a top view of the upper case which shows the arrangement of the heat pipe with respect to the heating element which concerns on 2nd Embodiment.
  • It is sectional drawing of the optical transceiver which concerns on 3rd Embodiment.
  • It is a bottom view of the upper case which shows the arrangement of the heat pipe with respect to the heating element which concerns on 3rd Embodiment.
  • FIG. 1 is a plan view of the optical transceiver 1 according to the first embodiment.
  • the optical transceiver 1 is a device for converting an electric signal and an optical signal into each other.
  • the optical transceiver 1 is used in a data network connecting devices such as a data center, and the speed is increasing with the increasing bandwidth in recent years.
  • the optical transceiver 1 includes a case 10, a circuit board 20 housed in the case 10, and optical modules 21 and 22.
  • the case 10 is formed in the shape of a rectangular box in a plan view, and an optical fiber insertion port 10a is formed at the first end portion 10A in the longitudinal direction thereof.
  • the second end 10B in the longitudinal direction of the case 10 is provided with an external terminal (not shown) that allows the external device and the circuit board 20 to be connected so as to project outside the case 10.
  • the case 10 is provided with a heat sink 13.
  • the X direction is the longitudinal direction in which the case 10 extends.
  • the Y direction is the thickness direction in which the case 10 and the heat sink 13 are laminated.
  • the direction orthogonal to both the X direction and the Y direction is defined as the Z direction.
  • the X direction is referred to as a longitudinal direction
  • the Y direction is referred to as a thickness direction
  • the Z direction is referred to as a width direction.
  • the case 10 is provided with a partition wall 10b that partitions the internal space.
  • Optical modules 21 and 22 are held in the partition wall 10b.
  • One of the optical modules 21 and 22 is provided with a receiving receptacle to which a receiving optical fiber inserted from the insertion slot 10a can be connected.
  • the other of the optical modules 21 and 22 is provided with a transmission receptacle to which a transmission side optical fiber inserted from the insertion port 10a can be connected.
  • the internal space S is formed on the second end portion 10B side of the partition wall 10b.
  • the circuit board 20 is housed in the internal space S.
  • the circuit board 20 is connected to the optical modules 21 and 22, and includes a plurality of heating elements 23A, 23B, and 23C.
  • the heating elements 23A, 23B, and 23C include a receiving circuit or a transmitting circuit, which is a mounting component of the circuit board 20 and has a relatively large amount of heat generation.
  • one of the heating elements 23A, 23B, and 23C may include a CPU, a clock data recovery chip (CDR chip), and a transimpedance amplifier chip (TIA chip).
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II shown in FIG.
  • the case 10 is configured by combining the upper case 11 and the lower case 12.
  • the lower case 12 has an open upper portion and is formed in a box shape for accommodating the circuit board 20.
  • the upper case 11 is formed in a lid shape that closes the upper opening of the lower case 12.
  • the upper case 11 has an inner wall surface 11a facing the inner space S and an outer wall surface 11b facing the side opposite to the inner wall surface 11a.
  • a heat sink 13 is attached to the outer wall surface 11b (upper surface) of the upper case 11.
  • the heat sink 13 is arranged directly above the circuit board 20.
  • the heat sink 13 may be arranged so as to cover the circuit board 20 when viewed from the thickness direction. Further, the heat sink 13 may be arranged so as to overlap with the plurality of heating elements 23A, 23B, 23C when viewed from the thickness direction.
  • the heat sink 13 includes a flat plate-shaped base plate 13a and a plurality of fins 13b erected on the base plate 13a.
  • the heat sink 13 is preferably made of a material having high heat dissipation, and is preferably made of a metal material such as copper, aluminum, or stainless steel.
  • a heat conductive portion 30 is provided on the inner wall surface 11a (lower surface) of the upper case 11.
  • the heat conductive portion 30 is a convex portion provided on the inner wall surface 11a of the upper case 11.
  • the heat conductive portion 30 protrudes from the inner wall surface 11a of the case 10 and is in thermal contact with the upper surface of the heating element 23A.
  • the heat conductive portion 30 is in thermal contact with the heating element 23A via a TIM (Thermal Interface Material) such as a heat radiating sheet 31.
  • the heat conductive portion 30 (upper case 11) is preferably made of a material having high heat conductivity, and is preferably made of a metal material such as copper, aluminum, or stainless steel.
  • the upper case 11 is provided with a heat pipe 40 that transfers the heat received from the heating element 23A by the heat conductive portion 30 to the heat sink 13.
  • the heat pipe 40 is a heat transport element that utilizes the latent heat of the working fluid.
  • the heat pipe 40 includes a flat container in which a working fluid is sealed, and a wick (not shown) provided inside the container.
  • the working fluid is a heat transport medium made of a well-known phase-changing substance, and undergoes a phase change between a liquid phase and a gas phase in a container. For example, water (pure water), alcohol, ammonia, or the like can be adopted as the working fluid.
  • the heat pipe 40 is housed in the groove 11b1 formed in the case 10.
  • the heat pipe 40 of the first embodiment is housed in a groove 11b1 formed in the outer wall surface 11b of the case 10 and is arranged below the surface of the outer wall surface 11b of the case 10. That is, the depth of the groove 11b1 is equal to or greater than the thickness of the heat pipe 40 so that the heat pipe 40 does not protrude from the outer wall surface 11b.
  • the heat sink 13 is attached to the outer wall surface 11b of the case 10 so as to close the groove 11b1 in which the heat pipe 40 is housed.
  • the heat sink 13 is attached to the outer wall surface 11b of the case 10 via a TIM such as a heat dissipation sheet 41 so as to close the groove 11b1 in which the heat sink 13 is housed. That is, a part of the heat sink 13 may be housed in the groove 11b1.
  • the heat sink 13 and the heat pipe 40 may be arranged so as to be in thermal contact with each other via a TIM such as a heat dissipation sheet 41.
  • FIG. 3 is a plan view of the upper case 11 showing the arrangement of the heat pipe 40 with respect to the heating element 23A according to the first embodiment.
  • the heat pipe 40 extends linearly so as to pass directly above the heating element 23A.
  • the total length of the heat pipe 40 extends in the longitudinal direction of the heat sink 13 below the total length of the heat sink 13, and is long enough not to protrude from the base plate 13a.
  • the width of the heat pipe 40 may be smaller than the width of the heating element 23A.
  • the heating element 23A is arranged on the first end portion 40a side of the heat pipe 40, and the heating element is not arranged on the second end portion 40b side.
  • the heat conductive portion 30 protruding from the inner wall surface 11a of the case 10 is in thermal contact with the heating element 23A housed in the case 10.
  • the heat of the heating element 23A is transferred to the heat conductive portion 30.
  • the heat pipe 40 efficiently transfers the heat received from the heating element 23A by the heat conductive portion 30 to the heat sink 13, and promotes heat dissipation of the heating element 23A.
  • the heat of the heating element 23A is transported to the second end portion 40b side, and the heat transported along the longitudinal direction is also dissipated by the heat sink 13.
  • the optical transceiver 1 of the present embodiment can efficiently dissipate heat because the heat is transported over a wider area by the heat pipe 40. Therefore, the heating element 23A housed in the case 10 such as the receiving circuit and the transmitting circuit can be efficiently cooled.
  • FIG. 4 is a diagram comparing the performance of the optical transceiver 1 with the heat pipe 40 according to the first embodiment and the conventional optical transceiver without the heat pipe 40.
  • the horizontal axis of the graph of FIG. 4 is the power consumption of the heating element 23A
  • the vertical axis is the temperature of the heating element 23A.
  • the optical transceiver 1 with the heat pipe 40 can effectively lower the temperature of the heating element 23A as compared with the conventional optical transceiver without the heat pipe 40. For example, when the power consumption of the heating element 23A is 12 W, the temperature can be lowered by 13 ° C. or more.
  • the optical transceiver 1 protrudes from the case 10 provided with the heat sink 13, the heating element 23A housed in the case 10, and the inner wall surface 11a of the case 10 to generate heat. It includes a heat conductive portion 30 that is in thermal contact with the body 23A, and a heat pipe 40 that transfers the heat received by the heat conductive portion 30 from the heating element 23A to the heat sink 13.
  • an optical transceiver 1 capable of efficiently dissipating heat of the heating element 23A housed in the case 10 such as a receiving circuit and a transmitting circuit.
  • the heat pipe 40 is housed in the groove 11b1 formed in the case 10. According to this configuration, the contact area between the heat pipe 40 and the case 10 becomes large, and the heat obtained by the heat conductive portion 30 can be efficiently transferred to the heat pipe 40 via the case 10.
  • the heat pipe 40 is housed in the groove 11b1 formed in the outer wall surface 11b of the case 10 and is arranged below the surface of the outer wall surface 11b of the case 10, and the heat sink 13 is provided.
  • the heat pipe 40 is attached to the surface of the outer wall surface 11b of the case 10 so as to close the groove 11b1 in which the heat pipe 40 is housed. According to this configuration, since the heat pipe 40 does not protrude from the outer wall surface 11b of the case 10, the heat sink 13 easily adheres to the outer wall surface 11b of the case 10, and the heat dissipation is improved.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the optical transceiver 1 according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a plan view of the upper case 11 showing the arrangement of the heat pipe 40 with respect to the heating elements 23A and 23B according to the second embodiment.
  • the optical transceiver 1 of the second embodiment includes a plurality of heat conductive portions 30A and 30B that are in thermal contact with the plurality of heating elements 23A and 23B. That is, a plurality of convex portions that come into contact with the heating elements 23A and 23B are formed on the inner wall surface 11a of the upper case 11.
  • the heat pipe 40 is bent at an angle ⁇ in a plan view, and is arranged so as to pass directly above the heating elements 23A and 23B. That is, the heat pipe 40 passes through the plurality of heat conductive portions 30A and 30B, and can receive heat from the respective heat conductive portions 30A and 30B.
  • the angle ⁇ is preferably an obtuse angle so as not to crush the internal space of the heat pipe 40.
  • the second end 40b on the opposite side of the first end 40a of the heat pipe 40 arranged directly above the heating element 23A is a condensing part of the working fluid, and therefore does not receive heat from the heating elements 23A and 23B. It is good to do so.
  • the heat conduction portions 30A and 30B are provided for each of the heating elements 23A and 23B, and the heat pipe 40 passes through the plurality of heat conduction portions 30A and 30B. Since they are arranged, the heat of each of the heating elements 23A and 23B can be efficiently transferred to the heat sink 13, and the heat dissipation of the heating elements 23A and 23B can be promoted. Therefore, the heating elements 23A and 23B (for example, both the receiving circuit and the transmitting circuit) housed in the case 10 can be efficiently cooled.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the optical transceiver 1 according to the third embodiment.
  • FIG. 8 is a bottom view of the upper case 11 showing the arrangement of the heat pipe 40 with respect to the heating element 23A according to the third embodiment.
  • the heat pipe 40 is housed in the groove 11a1 formed in the inner wall surface 11a of the case 10.
  • the heat pipe 40 protrudes from the accommodating portion 40A accommodated in the groove 11a1 formed in the inner wall surface 11a of the case 10 and the groove 11a1 formed in the inner wall surface 11a of the case 10 to form the heat conductive portion 30. It has 40B and.
  • the protruding portion 40B is bent at an obtuse angle ⁇ 1 with respect to the accommodating portion 40A. Further, the tip portion of the protruding portion 40B is further bent at an obtuse angle ⁇ 2 and is joined to the metal plate 42.
  • the metal plate 42 is in thermal contact with the upper surface of the heating element 23A via a TIM such as a heat dissipation sheet 31.
  • the heat pipe 40 is formed in the accommodating portion 40A accommodated in the groove 11a1 formed in the inner wall surface 11a of the case 10 and in the inner wall surface 11a of the case 10.
  • the heat pipe 40 can receive heat directly from the heating element 23A because it has a protruding portion 40B that protrudes from the groove 11a1 and forms a heat conductive portion 30. Therefore, heat can be efficiently transferred to the heat sink 13 and heat dissipation of the heating element 23A can be promoted.
  • the protruding portion 40B since the protruding portion 40B is bent at an obtuse angle ⁇ 1 with respect to the accommodating portion 40A, the protruding portion 40B can be formed so as not to crush the internal space of the heat pipe 40. The reason why the tip of the protruding portion 40B is also bent at the obtuse angle ⁇ 2 is the same.
  • the heat pipe 40 may extend in the longitudinal direction while bending.
  • the bending angle at this time may be an obtuse angle.
  • the second end portion 40b side of the heat pipe 40 may be arranged so as to extend the central portion of the heat sink 13 in the width direction.
  • a plurality of heat conductive portions 30 and a plurality of heat pipes 40 may be arranged according to the number of heating elements.
  • optical transceiver 1 A part or all of the optical transceiver 1 according to the third embodiment described above can be added as follows.
  • An optical transceiver comprising a heat pipe that partially protrudes from the inner wall surface of the case, thermally contacts the heating element, and transfers heat received from the heating element to the heat sink.

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Abstract

光トランシーバーは、ヒートシンクが設けられたケースと、ケースに収容された発熱体と、ケースの内壁面から突出し、発熱体と熱的に接触する熱伝導部と、熱伝導部が発熱体から受けた熱をヒートシンクに伝えるヒートパイプと、を備える。

Description

光トランシーバー
　本発明は、光トランシーバーに関する。
　本願は、２０２１年１月６日に日本に出願された特願２０２１－０００７０５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　特許文献１には、放熱手段として、ＴＯＳＡ（発光素子サブアセンブリ、Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｓｕｂ－Ａｓｓｅｍｂｌｙ）および筐体に接触したシート状のヒートパイプを用い、前記ヒートパイプとＴＯＳＡとは圧入部品の押圧力により接触が保持され、前記ヒートパイプと筐体とは押さえバネの押圧力によって接触が保持されることによって、それぞれ熱的に接続される光トランシーバーが開示されている。
日本国特開２００８－１１８３５７号公報
　ところで、近年の光トランシーバーの伝送速度の高速化に伴い、ＴＯＳＡだけでなく、受信回路や送信回路などのケースに収容された発熱体の発熱量が増加しており、その冷却が課題となっている。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、受信回路や送信回路などのケースに収容された発熱体を効率よく冷却できる光トランシーバーの提供を目的とする。
　本発明の一態様に係る光トランシーバーは、ヒートシンクが設けられたケースと、前記ケースに収容された発熱体と、前記ケースの内壁面から突出し、前記発熱体と熱的に接触する熱伝導部と、前記熱伝導部が前記発熱体から受けた熱を前記ヒートシンクに伝えるヒートパイプと、を備える。
　この構成によれば、ケースに収容された発熱体に対し、ケースの内壁面から突出した熱伝導部が熱的に接触するため、発熱体の熱は熱伝導部に伝わる。ヒートパイプは、熱伝導部が発熱体から受けた熱をヒートシンクに効率よく伝え、発熱体の放熱を促進させる。このため、受信回路や送信回路などのケースに収容された発熱体を効率よく冷却できる。
　上記光トランシーバーにおいて、前記ヒートパイプは、前記ケースに形成された溝に収容されていてもよい。
　上記光トランシーバーにおいて、前記ヒートパイプは、前記ケースの外壁面に形成された前記溝に収容されて、前記ケースの外壁面の表面以下に配置され、前記ヒートシンクは、前記ヒートパイプが収容された前記溝を閉塞するように、前記ケースの外壁面の表面に取り付けられていてもよい。
　上記光トランシーバーにおいて、前記発熱体を含む複数の発熱体が設けられ、前記熱伝導部を含む複数の熱伝導部が複数の前記発熱体ごとに設けられ、前記ヒートパイプは、複数の前記熱伝導部を通過するように配置されていてもよい。
　上記光トランシーバーにおいて、前記ヒートパイプは、前記ケースの内壁面に形成された前記溝に収容された収容部分と、前記ケースの内壁面に形成された前記溝から突出し、前記熱伝導部を形成する突出部分と、を有してもよい。
　上記光トランシーバーにおいて、前記突出部分は、前記収容部分に対して鈍角で曲がっていてもよい。
　上記本発明の一態様によれば、受信回路や送信回路などのケースに収容された発熱体を効率よく冷却できる光トランシーバーを提供できる。
第１実施形態に係る光トランシーバーの平面図である。 図１に示す矢視ＩＩ－ＩＩ断面図である。 第１実施形態に係る発熱体に対するヒートパイプの配置を示すアッパーケースの平面図である。 第１実施形態に係るヒートパイプ有りの光トランシーバーと、ヒートパイプ無しの従来の光トランシーバーの性能を比較した図である。 第２実施形態に係る光トランシーバーの断面図である。 第２実施形態に係る発熱体に対するヒートパイプの配置を示すアッパーケースの平面図である。 第３実施形態に係る光トランシーバーの断面図である。 第３実施形態に係る発熱体に対するヒートパイプの配置を示すアッパーケースの底面図である。
　以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
　（第１実施形態）
　図１は、第１実施形態に係る光トランシーバー１の平面図である。
　光トランシーバー１は、電気信号と光信号を相互に変換するためのデバイスである。光トランシーバー１は、データセンターなどの機器間を繋ぐデータネットワークで用いられ、近年の増加する帯域幅に伴い、高速化が進んでいる。
　光トランシーバー１は、ケース１０と、ケース１０に収容された回路基板２０及び光モジュール２１，２２と、を備えている。ケース１０は、平面視長方形の箱状に形成され、その長手方向の第１端部１０Ａに光ファイバーの挿入口１０ａが形成されている。なお、ケース１０の長手方向の第２端部１０Ｂには、外部装置と回路基板２０とを接続可能とする外部端子（不図示）がケース１０外に突出して設けられている。ケース１０には、ヒートシンク１３が設けられている。
　＜方向定義＞
　ここで、本実施形態ではＸＹＺ直交座標系を設定して各構成の位置関係を説明する。Ｘ方向は、ケース１０の延びる長手方向である。Ｙ方向は、ケース１０およびヒートシンク１３が積層された厚さ方向である。Ｘ方向およびＹ方向の双方に直交する方向をＺ方向とする。以下、Ｘ方向を長手方向といい、Ｙ方向を厚さ方向といい、Ｚ方向を幅方向という。
　ケース１０には、内部空間を仕切る仕切壁１０ｂが設けられている。仕切壁１０ｂには、光モジュール２１，２２が保持されている。光モジュール２１，２２のいずれか一方は、挿入口１０ａから挿入された受信側の光ファイバーを接続可能な受信レセプタクルを備えている。光モジュール２１，２２の他方は、挿入口１０ａから挿入された送信側の光ファイバーを接続可能な送信レセプタクルを備えている。
　ケース１０の内部空間における、仕切壁１０ｂより第２端部１０Ｂ側には内部空間Ｓが形成されている。内部空間Ｓには回路基板２０が収容されている。
　回路基板２０は、光モジュール２１，２２と接続されると共に、複数の発熱体２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃを備えている。発熱体２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃは、回路基板２０の実装部品で比較的発熱量の多い受信回路または送信回路を含む。また、発熱体２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃの一つには、ＣＰＵや、クロックデータリカバリーチップ（ＣＤＲチップ）、トランスインピーダンスアンプチップ（ＴＩＡチップ）が含まれていてもよい。
　図２は、図１に示す矢視ＩＩ－ＩＩ断面図である。
　ケース１０は、図２に示すように、アッパーケース１１と、ロアケース１２を組み合わせて構成されている。ロアケース１２は、上部が開口し、回路基板２０を収容する箱状に形成されている。アッパーケース１１は、ロアケース１２の上部開口を閉塞する蓋状に形成されている。アッパーケース１１は、内部空間Ｓを向く内壁面１１ａと、内壁面１１ａとは反対側を向く外壁面１１ｂと、を有する。
　アッパーケース１１の外壁面１１ｂ（上面）には、ヒートシンク１３が取り付けられている。ヒートシンク１３は、回路基板２０の直上に配置されている。厚さ方向から見て、ヒートシンク１３は回路基板２０を覆うように配置されていてもよい。また、厚さ方向から見て、ヒートシンク１３は、複数の発熱体２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃと重なるように配置されていてもよい。
　ヒートシンク１３は、平板状のベースプレート１３ａと、ベースプレート１３ａに立設する複数のフィン１３ｂと、を備えている。ヒートシンク１３は、放熱性の高い素材で構成されることが好ましく、例えば銅、アルミニウム、ステンレスなどの金属材で構成されていることが好ましい。
　アッパーケース１１の内壁面１１ａ（下面）には、熱伝導部３０が設けられている。熱伝導部３０は、アッパーケース１１の内壁面１１ａに設けられた凸部である。熱伝導部３０は、ケース１０の内壁面１１ａから突出し、発熱体２３Ａの上面と熱的に接触している。熱伝導部３０は、放熱シート３１などのＴＩＭ（Thermal Interface Material）を介して発熱体２３Ａと熱的に接触している。熱伝導部３０（アッパーケース１１）は、熱伝導性の高い素材で構成されることが好ましく、例えば銅、アルミニウム、ステンレスなどの金属材で構成されていることが好ましい。
　アッパーケース１１には、熱伝導部３０が発熱体２３Ａから受けた熱をヒートシンク１３に伝えるヒートパイプ４０が設けられている。ヒートパイプ４０は、作動流体の潜熱を利用する熱輸送素子である。このヒートパイプ４０は、作動流体が内部に封入された扁平状のコンテナと、コンテナの内部に設けられた図示しないウイックと、を備えている。作動流体は、周知の相変化物質からなる熱輸送媒体であって、コンテナ内で液相と気相とに相変化する。例えば、作動流体として、水（純水）やアルコールやアンモニア等を採用できる。
　ヒートパイプ４０は、ケース１０に形成された溝１１ｂ１に収容されている。第１実施形態のヒートパイプ４０は、ケース１０の外壁面１１ｂに形成された溝１１ｂ１に収容されて、ケース１０の外壁面１１ｂの表面以下に配置されている。すなわち、ヒートパイプ４０が外壁面１１ｂから突出しないよう、溝１１ｂ１の深さはヒートパイプ４０の厚さと同等以上となっている。ヒートシンク１３は、ヒートパイプ４０が収容された溝１１ｂ１を閉塞するように、ケース１０の外壁面１１ｂに取り付けられる。
　ヒートシンク１３は、ヒートシンク１３が収容された溝１１ｂ１を閉塞するように、ケース１０の外壁面１１ｂに放熱シート４１などのＴＩＭを介して取り付けられている。すなわち、ヒートシンク１３の一部が溝１１ｂ１に収容されていてもよい。
　ヒートシンク１３とヒートパイプ４０とは、放熱シート４１などのＴＩＭを介して熱的に接触するように配置されていてもよい。
　図３は、第１実施形態に係る発熱体２３Ａに対するヒートパイプ４０の配置を示すアッパーケース１１の平面図である。
　図３に示すように、ヒートパイプ４０は、発熱体２３Ａの直上を通るように直線状に延びている。ヒートパイプ４０の全長は、図２に示すように、ヒートシンク１３の全長以下でヒートシンク１３の長手方向に延び、ベースプレート１３ａから飛び出さない程度の長さとなっている。ヒートパイプ４０の幅は、発熱体２３Ａの幅よりも小さくてもよい。図３の例では、ヒートパイプ４０の第１端部４０ａ側に発熱体２３Ａは配置されており、第２端部４０ｂ側には発熱体は配置されていない。
　上記構成の光トランシーバー１によれば、図２に示すように、ケース１０に収容された発熱体２３Ａに対し、ケース１０の内壁面１１ａから突出した熱伝導部３０が熱的に接触するため、発熱体２３Ａの熱は熱伝導部３０に伝わる。ヒートパイプ４０は、熱伝導部３０が発熱体２３Ａから受けた熱をヒートシンク１３に効率よく伝え、発熱体２３Ａの放熱を促進させる。特に、ヒートパイプ４０において、発熱体２３Ａの熱が第２端部４０ｂ側へ輸送され、長手方向に沿って輸送された熱もヒートシンク１３により放熱される。すなわち、ヒートパイプを有さない構成と比較し、本実施形態の光トランシーバー１は、ヒートパイプ４０により熱がより広い面積にわたって輸送されるため、効率よく放熱させることができる。このため、受信回路や送信回路などのケース１０に収容された発熱体２３Ａを効率よく冷却できる。
　図４は、第１実施形態に係るヒートパイプ４０有りの光トランシーバー１と、ヒートパイプ４０無しの従来の光トランシーバーの性能を比較した図である。図４のグラフの横軸は発熱体２３Ａにおける消費電力であり、縦軸は発熱体２３Ａの温度である。
　図４に示すように、ヒートパイプ４０有りの光トランシーバー１は、ヒートパイプ４０無しの従来の光トランシーバーに比べて、発熱体２３Ａの温度を効果的に下げることができる。例えば、発熱体２３Ａの消費電力が１２Ｗの場合は、１３℃以上温度を下げることができる。
　このように、上述した第１実施形態によれば、光トランシーバー１は、ヒートシンク１３が設けられたケース１０と、ケース１０に収容された発熱体２３Ａと、ケース１０の内壁面１１ａから突出し、発熱体２３Ａと熱的に接触する熱伝導部３０と、熱伝導部３０が発熱体２３Ａから受けた熱をヒートシンク１３に伝えるヒートパイプ４０と、を備える。この構成を採用することによって、受信回路や送信回路などのケース１０に収容された発熱体２３Ａを効率よく放熱できる光トランシーバー１を提供できる。
　また、本実施形態の光トランシーバー１では、ヒートパイプ４０は、ケース１０に形成された溝１１ｂ１に収容されている。この構成によれば、ヒートパイプ４０とケース１０との接触面積が大きくなり、熱伝導部３０が得た熱を、ケース１０を介してヒートパイプ４０に効率よく伝えることができる。
　また、本実施形態の光トランシーバー１では、ヒートパイプ４０は、ケース１０の外壁面１１ｂに形成された溝１１ｂ１に収容されて、ケース１０の外壁面１１ｂの表面以下に配置され、ヒートシンク１３は、ヒートパイプ４０が収容された溝１１ｂ１を閉塞するように、ケース１０の外壁面１１ｂの表面に取り付けられている。この構成によれば、ヒートパイプ４０がケース１０の外壁面１１ｂから突出しないため、ヒートシンク１３がケース１０の外壁面１１ｂに密着し易くなり、放熱性が高まる。
　（第２実施形態）
　次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
　図５は、第２実施形態に係る光トランシーバー１の断面図である。図６は、第２実施形態に係る発熱体２３Ａ，２３Ｂに対するヒートパイプ４０の配置を示すアッパーケース１１の平面図である。
　図５に示すように、第２実施形態の光トランシーバー１は、複数の発熱体２３Ａ，２３Ｂに対して熱的に接触する複数の熱伝導部３０Ａ，３０Ｂを備えている。つまり、アッパーケース１１の内壁面１１ａには、発熱体２３Ａ，２３Ｂにそれぞれ接触する複数の凸部が形成されている。
　図６に示すように、ヒートパイプ４０は、平面視において角度θで曲がっており、発熱体２３Ａ，２３Ｂの直上を通るように配置されている。つまり、ヒートパイプ４０は、複数の熱伝導部３０Ａ，３０Ｂを通過し、それぞれの熱伝導部３０Ａ，３０Ｂから熱を受けることができるようになっている。なお、角度θは、ヒートパイプ４０の内部空間を潰さないように鈍角であることが好ましい。なお、発熱体２３Ａの直上に配置されたヒートパイプ４０の第１端部４０ａと反対側の第２端部４０ｂは、作動流体の凝縮部となるため、発熱体２３Ａ，２３Ｂから熱を受けないようにするとよい。
　上記構成の第２実施形態の光トランシーバー１によれば、発熱体２３Ａ，２３Ｂごとに熱伝導部３０Ａ，３０Ｂが設けられ、ヒートパイプ４０は、複数の熱伝導部３０Ａ，３０Ｂを通過するように配置されているため、発熱体２３Ａ，２３Ｂのそれぞれの熱をヒートシンク１３に効率よく伝え、発熱体２３Ａ，２３Ｂの放熱を促進させることができる。このため、ケース１０に収容された発熱体２３Ａ，２３Ｂ（例えば受信回路及び送信回路の両方）を効率よく冷却できる。
　（第３実施形態）
　次に、本発明の第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
　図７は、第３実施形態に係る光トランシーバー１の断面図である。図８は、第３実施形態に係る発熱体２３Ａに対するヒートパイプ４０の配置を示すアッパーケース１１の底面図である。
　図７に示すように、第３実施形態の光トランシーバー１では、ヒートパイプ４０が、ケース１０の内壁面１１ａに形成された溝１１ａ１に収容されている。
　ヒートパイプ４０は、ケース１０の内壁面１１ａに形成された溝１１ａ１に収容された収容部分４０Ａと、ケース１０の内壁面１１ａに形成された溝１１ａ１から突出し、熱伝導部３０を形成する突出部分４０Ｂと、を有している。突出部分４０Ｂは、収容部分４０Ａに対して鈍角θ１で曲がっている。また、突出部分４０Ｂの先端部は、さらに鈍角θ２で曲がって、金属プレート４２に接合されている。金属プレート４２は、発熱体２３Ａの上面と放熱シート３１などのＴＩＭを介して熱的に接触している。
　上記構成の第３実施形態の光トランシーバー１によれば、ヒートパイプ４０は、ケース１０の内壁面１１ａに形成された溝１１ａ１に収容された収容部分４０Ａと、ケース１０の内壁面１１ａに形成された溝１１ａ１から突出し、熱伝導部３０を形成する突出部分４０Ｂと、を有するため、ヒートパイプ４０は、発熱体２３Ａから直接熱を受けることができる。このため、ヒートシンク１３に効率よく熱を伝え、発熱体２３Ａの放熱を促進させることができる。
　また、第３実施形態の光トランシーバー１では、突出部分４０Ｂは、収容部分４０Ａに対して鈍角θ１で曲がっているため、ヒートパイプ４０の内部空間を潰さないように突出部分４０Ｂを形成できる。なお、突出部分４０Ｂの先端部も鈍角θ２で曲がっている理由は、同じである。
　なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
　例えば、図８に示すように、平面視において、ヒートパイプ４０は曲がりながら長手方向に延びていてもよい。この際の曲がり角度は、鈍角としてもよい。また、ヒートパイプ４０の第２端部４０ｂ側は、幅方向においてヒートシンク１３の中央部分を延びるように配置されていてもよい。
　また、第１および第３実施形態において、１つの熱伝導部３０がケース１０に形成されている例を説明したが、この例に限定されない。例えば、複数の発熱体を効率よく冷却するために、発熱体の数に応じて複数の熱伝導部３０や複数のヒートパイプ４０が配置されていてもよい。
　上述した第３実施形態に係る光トランシーバー１の一部又は全部は、以下のように付記することができる。
（付記）
　ヒートシンクが設けられたケースと、
　前記ケースに収容され、受信回路及び送信回路の少なくともいずれか一方を含む発熱体と、
　一部が前記ケースの内壁面から突出し、前記発熱体と熱的に接触すると共に、前記発熱体から受けた熱を前記ヒートシンクに伝えるヒートパイプと、を備える、光トランシーバー。
　その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。
１…光トランシーバー、１０…ケース、１１ａ…内壁面、１１ａ１…溝、１１ｂ…外壁面、１１ｂ１…溝、１３…ヒートシンク、２３Ａ…発熱体、３０…熱伝導部、４０…ヒートパイプ、４０Ａ…収容部分、４０Ｂ…突出部分、θ１…鈍角

Claims (6)

  1. 　ヒートシンクが設けられたケースと、
    　前記ケースに収容された発熱体と、
    　前記ケースの内壁面から突出し、前記発熱体と熱的に接触する熱伝導部と、
    　前記熱伝導部が前記発熱体から受けた熱を前記ヒートシンクに伝えるヒートパイプと、を備える、光トランシーバー。
  2. 　前記ヒートパイプは、前記ケースに形成された溝に収容されている、請求項１に記載の光トランシーバー。
  3. 　前記ヒートパイプは、前記ケースの外壁面に形成された前記溝に収容されて、前記ケースの外壁面の表面以下に配置され、
    　前記ヒートシンクは、前記ヒートパイプが収容された前記溝を閉塞するように、前記ケースの外壁面の表面に取り付けられている、請求項２に記載の光トランシーバー。
  4. 　前記発熱体を含む複数の発熱体が設けられ、
    　前記熱伝導部を含む複数の熱伝導部が、複数の前記発熱体ごとに設けられ、
    　前記ヒートパイプは、複数の前記熱伝導部を通過するように配置されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の光トランシーバー。
  5. 　前記ヒートパイプは、
    　　前記ケースの内壁面に形成された前記溝に収容された収容部分と、
    　　前記ケースの内壁面に形成された前記溝から突出し、前記熱伝導部を形成する突出部分と、を有する、請求項２に記載の光トランシーバー。
  6. 　前記突出部分は、前記収容部分に対して鈍角で曲がっている、請求項５に記載の光トランシーバー。
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