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JP3225459B2 - 発熱部の冷却構造 - Google Patents
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JP3225459B2 - 発熱部の冷却構造 - Google Patents

発熱部の冷却構造

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JP3225459B2
JP3225459B2 JP14320996A JP14320996A JP3225459B2 JP 3225459 B2 JP3225459 B2 JP 3225459B2 JP 14320996 A JP14320996 A JP 14320996A JP 14320996 A JP14320996 A JP 14320996A JP 3225459 B2 JP3225459 B2 JP 3225459B2
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    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • H05K7/20436Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing
    • H05K7/20445Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing the coupling element being an additional piece, e.g. thermal standoff

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  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発熱部の冷却構造に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、CPUをはじめとするLSI素子
等の高密度化に伴ってその冷却方法が重大な技術的課題
となりつつある一方、装置全体の小型化も進行している
ために装置内での放熱、冷却も困難になってきている。
【0003】そこで、従来、放熱部を装置外部等に設
け、装置内の発熱部と放熱部とを熱伝導性の良好な伝熱
体で熱的に連結することも試みられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
例において、伝熱体としてアルミニウム、あるいはヒー
トパイプ等が使用されるが、これら伝熱体は自由に折り
曲げできないために、装置内での自由な引き回しが困難
であるという欠点を有する。
【0005】本発明は、以上の欠点を解消するためにな
されたもので、離隔した位置、とりわけ、狭い空間を通
す必要があるLCDユニットや、発熱部から遠く離れた
位置にある装置外部等に放熱部を自由に配置することに
より、放熱部における放熱効率を向上させることが可能
な発熱部の冷却構造の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば上記目的
は、離隔配置される発熱部と放熱部とを伝熱体により熱
的に連結し、発熱部における発熱を放熱部において放熱
する発熱部の冷却構造であって、前記伝熱体は、熱伝導
性の良好な材料により形成される複数の伝熱素体と、伝
熱素体間に介装される熱伝導性の良好な材料により形成
される針状、あるいは粒状体からなるフィラー材と、
周を被覆する絶縁層により折り曲げ可能に形成される発
熱部の冷却構造を提供することにより達成される。
【0007】本発明において、装置内部に収納される発
熱部1と装置外部、あるいは装置外壁部等の放熱効率の
良好な位置に配置される放熱部2とは、伝熱体3により
熱的に連結されており、発熱部1における発熱は速やか
に放熱部2に伝熱される。
【0008】伝熱体3は、複数の伝熱素体4、4・・に
より扁平断面形状に形成されており、一方向への屈曲を
容易にし、かつ、幅、あるいは高さの狭い空間に挿通さ
せることを可能としている。
【0009】上記伝熱素体4はアルミニウム等、熱伝導
性の良好な材料により形成され、単独で発熱部1から放
熱部2に伝熱可能な長さを有する細線であり、細線状の
伝熱素体4を多数の伝熱素体4を平行に並べたり、ある
いは伝熱素体4同士をメッシュ状に編んで扁平断面形状
の伝熱体4が形成される。
【0010】多数の伝熱素体4、4・・により伝熱体3
を構成することにより、可撓性を維持しつつ伝熱体3の
伝熱断面積を増加させることが可能となり、装置内での
引き回しも容易になる上に、例えば、ノート型パソコン
のディスプレイ部等、可動部位に放熱部2を配置するこ
とも容易になる。
【0011】上記伝熱体3は、細線状の伝熱素体4によ
り形成する以外に、熱伝導性の良好な材料により形成さ
れる多数の箔状の伝熱素体4、4・・・を積層して形成
することも可能である。
【0012】伝熱部の断面積を実質的に大きくすること
により伝熱体の伝熱効率を向上させるために、伝熱素体
4間には熱伝導性の良好な材料により形成されるフィラ
ー材が介装される。
【0013】フィラー材は、アルミニウム、あるいは銅
等の針状、あるいは粒状体であり、伝熱素体4間に介装
されることにより伝熱素体4、4間での熱伝導を可能と
し、実質的な断面積の増加に寄与する。
【0014】フィラー材を介装させる手段としては、伝
熱体3が外皮を有する場合には、単にフィラー材を封入
することで達成可能であるが、伝熱素体4、4・・間を
合成樹脂等により接合して一体化する場合には、該合成
樹脂材6にフィラー材を予め混錬しておけば足りる。
【0015】また、外周に電気絶縁性を有する絶縁層5
が形成されているために、装置内の素子等との短絡を気
にすることなく、装置内での伝熱体3の配設を行うこと
ができる。
【0016】また、請求項2に記載されるように、伝熱
体3を発熱部1、及び放熱部2の少なくとも一方に着脱
可能に連結することにより、発熱部1、及び放熱部2の
交換が容易になる。
【0017】
【0018】
【0019】
【0020】
【発明の実施の形態】図1に本発明の実施の形態を示
す。この実施の形態は、ノート型パソコン等、携帯型情
報処理装置の装置本体70内に収納される高発熱素子1
0を冷却する場合を示すもので、7は装置本体70内に
収納される実装基板、1は実装基板7上に搭載される発
熱部で、高発熱素子10と、高発熱素子10のヒートシ
ンク面上に固定され、アルミニウム等熱伝導性の良好な
材料により形成される受熱ブロック11とからなる。
【0021】2は装置本体70の外壁に固定される放熱
部であり、アルミニウム等の熱伝導性の良好な材料によ
りブロック状に形成される。放熱部2における放熱効果
を向上させるために、放熱部2には、複数の放熱フィン
が設けられたり、あるいは所望によりファン装置20を
搭載させることができる。
【0022】3はこれら受熱ブロック11と放熱部2と
を熱的に連結する伝熱体であり、両端が受熱ブロック1
1、および放熱部2に着脱可能に連結される。伝熱体3
は、図2(a)に示すように、アルミニウム等の熱伝導
性の良好な材料により形成された細線(伝熱素体4)の
集合体であり、絶縁層5を形成する外皮により成形され
て断面が扁平な長円形状とされている。
【0023】なお、伝熱体3の構成は、図2(a)に示
す以外に、例えば複数の細線を撚ってロープ状に成形す
ることも可能である。また、断面形状は、扁平形状とす
ることによって板厚方向への折り曲げが容易になるため
に、取り扱いが簡単になるが、円形断面形状であっても
よい。さらに、外皮は、必ずしも必要ではないが、外皮
を絶縁材料により形成した場合には、実装基板7上の電
子部品との電気的短絡を気にすることなく自由に伝熱体
3を装置本体70内で引き回すことができるようにな
る。
【0024】さらに、伝熱素体4としては、細線状のも
の以外に、図2(b)に示すように、箔状のものを使用
することが可能であり、この場合、各伝熱素体4を積層
した後、最外周を外皮で覆えばよい。
【0025】また、伝熱素体4、4・・同士を合成樹脂
等により相互に連結すると、伝熱体3としての一体性が
増すために、取り扱いがより容易になるが、この場合、
合成樹脂材6にアルミニウム等の熱伝導性の良好な材料
で形成されるフィラー材を混錬しておくと、フィラー材
を介して伝熱素体4、4・・間に伝熱されるために、伝
熱体3の実質的な断面積を増加させたと同様の効果を得
ることができる。
【0026】このようにして、熱伝導性の良好な材料に
より形成される伝熱素体4を、フィラー材を混錬した合
成樹脂材6にて折り曲げ可能に成形したものは、単独で
伝熱用ケーブルとして利用が可能であり、この場合、そ
の外郭に電気絶縁性を有する絶縁層5を別途形成するこ
ともできる。
【0027】また、上記伝熱体3を放熱部2等に着脱可
能に装着するために、伝熱体3の端部に伝熱連結体8を
装着して伝熱ケーブル9が構成される。伝熱連結体8
は、図3、4に示すように、受熱ブロック11から突設
される伝熱プレート部12を挟み付けることにより伝熱
プレート部12に対して着脱可能に連結するもので、伝
熱体3の先端に固定される固定ブロック80と、リンク
81を介して固定ブロック80に連結される挟み付けブ
ロック82と、挟み付けブロック82を操作するために
固定ブロック80に回動操作自在に枢支される操作レバ
ー83とを有して構成される。
【0028】固定ブロック80と挟み付けブロック82
はアルミニウム等熱伝導性の良好な材料により形成され
るブロック体であり、操作レバー83を枢支するヒンジ
ピン回りには、直杆部がリンク81を兼用するトーショ
ンスプリング84が装着されて操作レバー83を図3
(b)において矢印A方向に付勢している。
【0029】したがってこの実施の形態において、図3
に示す開放状態から操作レバー83を矢印B方向に回動
させると、トーションスプリング84も同時に回動し、
直杆部(リンク81)が回動して挟み付けブロック82
が下方に移動する。挟み付けブロック82が下方に移動
することにより、伝熱プレート部12は挟み付けブロッ
ク82と固定ブロック80により挟まれた状態となる。
【0030】操作レバー83は、挟み付けブロック82
が伝熱プレート部12に接触した後もさらに所定角度だ
け回動可能とされており、このオーバーストローク操作
時にトーションスプリング84は撓み、その弾性復元力
により挟み付けブロック82を伝熱プレート部12に押
圧する。
【0031】なお、図3(b)において83aは操作レ
バー83に設けられるロック突起、83bはストローク
終端位置においてロック部83aを係止し、該操作レバ
ー83をトーションスプリング84の復元力に抗してス
トローク終端位置に保持するための係止凹部を示す。
【0032】図5に伝熱連結体8の変形例を示す。この
変形例において、固定ブロック80にはヒンジ舌片80
aが形成され、該ヒンジ舌片80aに挿通されるヒンジ
ピン80b回りに、操作部82bを有する挟み付けブロ
ック82が枢支される。
【0033】また、ヒンジピン80b回りには、挟み付
けブロック82を図5(a)、(b)の姿勢に付勢する
トーションスプリング84が介装されており、まず、図
5(c)に示すように、トーションスプリング84の付
勢力に抗して挟み付けブロック82を回動させた後、と
ションスプリング84の付勢力により図5(b)の状態
に移行させることにより連結が完了する。
【0034】図6に伝熱連結体8の他の変形例を示す。
この変形例において、受熱ブロック11には複数の伝熱
用ピン85a、85a・・が突設された連結用ブロック
85が固定されており、伝熱体3側には、上記伝熱用ピ
ン85aが嵌合する孔を備えた被連結用ブロック86が
固定されており、熱伝導性の良好な材料により形成され
る連結用ブロック85と被連結用ブロック86とを連結
することにより伝熱体3と受熱ブロック11との熱適切
族が行われる。なお、図6において87は連結用ブロッ
ク85と被連結用ブロック85の連結状態を維持するた
めのロックを示す。
【0035】なお、以上においては、受熱ブロック11
に対して伝熱体3を着脱自在に連結する場合を示した
が、放熱部2に対しても同様に着脱自在に連結されてい
る。図7に伝熱ケーブル9の携帯型情報処理装置への使
用状態を示す。この例において情報処理装置は、装置本
体70にディスプレイ部71を回動自在に装着して形成
されており、装置本体70とディスプレイ部71とが伝
熱ケーブル9により着脱可能に連結されている。
【0036】したがって、この例において、高発熱素子
10からの発熱は、受熱ブロック11に伝達された後、
装置本体70内の伝熱体3を通って伝熱ケーブル9に伝
達され、ディスプレイ部71の背面壁に配置された放熱
部2から放熱される。
【0037】また、ディスプレイ部71の開閉操作によ
り伝熱ケーブル9の伝熱体3が疲労、破断した際には、
ディスプレイ部71、および装置本体70から伝熱ケー
ブル9を取り外し、他の伝熱ケーブル9を装着すればよ
い。
【0038】図8に伝熱ケーブル9の他の使用例を示
す。この例は、装置本体70内の高発熱素子10の発熱
を装置本体70とは別体の熱交換器72において放熱す
るもので、別途熱交換器72を用意することにより、よ
り放熱効果を高めることができる。なお、図8において
は、1個の装置本体70に対して1個の熱交換器72を
連結する場合が示されているが、1個の熱交換器72に
複数の装置本体70を連結することも可能である。
【0039】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、装置外壁等、発熱部から離隔した位置に自由
に放熱部を配置することができるために、発熱部の冷却
効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を示す図で、(a)は全体説明図、
(b)は伝熱体を示す図である。
【図2】伝熱体の断面図である。
【図3】伝熱連結体を示す図で、(a)は正面図、
(b)は右側面図、(c)は操作レバーの回転中心近傍
の拡大図である。
【図4】伝熱連結体の連結状態を示す図で、(a)は正
面図、(b)は右側面図、(c)は操作レバーの回転中
心近傍の拡大図である。
【図5】図3の変形例を示す図で、(a)は伝熱連結体
を示す図、(b)は受熱ブロックへの連結状態を示す
図、(c)は解除状態を示す図である。
【図6】図3の他の変形例を示す図で、(a)は正面
図、(b)は平面図である。
【図7】伝熱ケーブルの使用状態を示す図である。
【図8】図7の変形例を示す図である。
【符号の説明】
1 発熱部 10 高発熱素子 11 受熱ブロック 2 放熱部 3 伝熱体 4 伝熱素体 5 絶縁層 6 合成樹脂材 7 実装基板 70 装置本体 72 熱交換器 8 伝熱連結体 9 伝熱ケーブル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−1299(JP,A) 特開 平5−102355(JP,A) 特開 平5−16275(JP,A) 特開 平8−42983(JP,A) 特開 昭61−12097(JP,A) 特開 平7−162177(JP,A) 特開 平5−299545(JP,A) 特開 平5−48280(JP,A) 特開 平3−200397(JP,A) 実開 昭60−155113(JP,U) 実開 昭59−9589(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05K 7/20 H01L 23/36

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】離隔配置される発熱部と放熱部とを伝熱体
    により熱的に連結し、発熱部における発熱を放熱部にお
    いて放熱する発熱部の冷却構造であって、 前記伝熱体は、熱伝導性の良好な材料により形成される
    複数の伝熱素体と、 伝熱素体間に介装される熱伝導性の良好な材料により形
    成される針状、あるいは粒状体からなるフィラー材と、 外周を被覆する絶縁層により 折り曲げ可能に形成される
    発熱部の冷却構造。
  2. 【請求項2】前記伝熱体は、発熱部、および放熱部の少
    なくとも一方に着脱可能に連結される請求項1記載の
    熱部の冷却構造。
  3. 【請求項3】前記伝熱体により高発熱素子が実装された
    装置本体と、該装置本体とは別体の熱交換機とを連結
    し、装置本体における発熱を熱交換機において冷却する
    請求項1または2記載の発熱部の冷却構造。
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