JPH056950A

JPH056950A - 熱交換装置及び熱交換方法及び冷却装置

Info

Publication number: JPH056950A
Application number: JP3257613A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyasu Kamotani; 嘉泰加茂谷; Tetsuro Ogushi; 哲朗大串; Kunihiko Kaga; 邦彦加賀; 潤二 ▲高▼田; Junji Takada
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-02-28
Filing date: 1991-10-04
Publication date: 1993-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】電子機器を小さくできる小型軽量な熱交換装
置を得る。【構成】発熱素子１と向い合い中央開口部のある回転
円盤６、回転円盤６に複数植設された攪乱翼７、回転円
盤６に固定されたマグネットヨーク８、回転円盤６の中
心軸９、中心軸９を介して回転円盤６を支える軸受１
０、軸受１０を固定し中央開口部のあるフレーム１１、
フレーム１１に取付けられているステーターコア１２、
フレーム１１に取付けられ開口部があり回転円盤６の回
転を制御する電子基板１３、電子基板１３及びフレーム
１１と電子基板４を固定する固定用ボス１４を備える。
攪乱翼７と発熱素子１の隙間の距離Ｓの減少に伴う対流
熱伝達率上昇を利用して熱交換を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱交換装置及び熱交換
方法に関するものであり、例えば、コンピュータ等の電
子機器に内蔵された電子基板上に搭載される発熱素子と
空気との間で熱交換を行う電子基板用の熱交換装置、あ
るいは、ＩＣ、ＬＳＩなどの電子部品の冷却装置及びそ
の取り付け構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来例１．図１２は、従来の電子部品の
冷却装置を模式的に示した図である。図において、１は
ＩＣ、ＬＳＩなどの電子部品、２はこれら電子部品に取
り付けられた放熱フィン、４は多数の電子部品を搭載し
た基板、３は電子部品を冷却する空気の流れを示す矢印
である。空気流は基板を収容する筐体に取り付けられた
ファンにより発生するが、ファンは本図には図示してい
ない。

【０００３】次に動作について説明する。電子部品１に
取り付けられた放熱フィン２は電子部品の放熱面積を増
大させ、表面の熱伝達率を増す役割がある。放熱フィン
２と電子部品１は通常半田やシリコン系接着剤など熱伝
導率の大きい部材で接合される。電子部品１で発生した
熱は、接合部材を経由して放熱フィン２に伝わり、ファ
ンによって駆動された空気がその表面を流れることによ
って生ずる対流熱伝達により、空気に放出される。

【０００４】従来例２．また、図１３は従来の電子基板
用の熱交換装置を示す斜視図である。同図において、１
はＬＳＩ等の発熱素子、２はこの発熱素子１に取り付け
られた小型フィン、３は発熱素子１を冷却する空気の流
れ方向、４は発熱素子１が多数取り付けられている電子
基板、５は小型フィン２に着脱自在に取り付けられてい
る大型フィンである。。

【０００５】次に動作について説明する。通常動作の場
合は、大型フィン５が小型フィン２に取り付けられてい
るので伝熱面積が拡大する。そのためフィン間を空気が
３の方向に流れることにより発熱素子１で発生した熱が
小型フィン２、大型フィン５を伝わり、各々フィン表面
から空気に熱を伝えることにより発熱素子１を冷却する
のである。また発熱素子１の検査等を行う場合は大型フ
ィン５を小型フィン２から取り外して行う。そしてこれ
ら小型フィン２、大型フィン５の熱伝達率（放熱能力）
ｈは数１で示される数式で表される。

【０００６】ｈ＝Ｑ／（Ｓ・ΔＴ）・・・・・・・・・・・・数１Ｑ：発熱量Ｓ：フィンの表面積 ΔＴ：温度差

【０００７】従来例３．図１４は、他の従来例であり、
特開昭５５−６７１９５号公報で公開されているもので
ある。この冷却装置は、電子回路部品１を、放熱板２に
留ネジ２７で固定して、放熱板２と電子回路部品１を熱
的にも機械的にも固定するとともに、印刷配線板４に電
子回路部品１の端子を挿入し、その端子を半田付するよ
うにしたものである。さらに、この放熱板２の中央部に
モータ２３、回転フィン６を放熱板２に近接させて取り
付け、モータ２３の周囲の放熱板２には穴２５を開けた
構造とする。そして、モータ２３を駆動すると、それに
より回転フィン６が回転し、遠心力で空気は放熱板２の
表面粘着層２９を矢印方向の外局へ吹き飛ばされる。こ
れにより回転フィンの内局は高圧になることになり、そ
のため空気は印刷配線板４の外局の矢印方向３から入っ
て、中央附近の穴２５を通り回転フィン６と放熱板２と
の隙間へと入る。この経路は回路素子１を冷却する通路
であり、従って冷却が行なわれる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】対流熱伝導率は、フィ
ンの形状と空気流速によって決定するが、従来例１の冷
却装置の構成では得られる熱伝達率が小さく、冷却能力
を高めるにはフィンを大きくして伝熱面積を増す必要が
あり、結果として装置全体が大型化するという問題点が
あった。また、従来例２の電子基板用熱交換装置は前記
のように構成されており、また、従来の電子基板用熱交
換装置の熱伝達率ｈは数１で示される数式により定義さ
れているので、空気流速や発熱素子１、小型フィン２、
大型フィン５の形状のみにより決定される。したがっ
て、熱伝達率を大きくするためには、大きな伝熱面積が
必要となり、小型フィン２、大型フィン５の寸法、形状
も大きくなってしまい、これを内蔵する電子機器も大型
化してしまうという問題点があった。さらに、従来例３
の例では、回転フィンと放熱板の距離を制御する機構が
ないため、装置の組立精度のバラツキにより、距離がバ
ラツキ、放熱特性が制御できないという問題点があっ
た。また、放熱板が必要になるという点では従来例１、
２で述べた放熱フィンの場合と同様に装置が大きくなる
等の問題点があった。

【０００９】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、伝熱面積に寄らなくても熱伝達
率を大きくでき、さらに、電子基板のアッセンブリが簡
単で、しかも電子機器の寸法も小さくできるような小型
軽量な熱交換装置及び熱交換方法及び冷却装置を得るこ
とを目的とする。

【００１０】また、高い熱伝達率を実現するコンパクト
な冷却装置を得、その伝熱特性が有効に機能するような
装置に取り付け構造を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の第１の発
明における熱交換装置は、以下の要素を有するものであ
る。（ａ）発熱物近傍の流体物（空気）を動かすための
可動体（回転円板）、（ｂ）可動体（回転円板）が動け
るように可動体（回転円板）を保持するフレ−ム及び基
板等のフレ−ム基板、（ｃ）可動体（回転円板）をフレ
−ム基板に対して相対的に動かすマグネットヨーク及び
ステーターコア等の駆動手段、（ｄ）駆動手段に給電す
る給電手段、（ｅ）発熱物と可動体（回転円板）との間
が所定の距離になるようにフレ−ム基板を取り付ける、
ボス等の取り付け手段。

【００１２】請求項２記載の第２の発明における熱交換
方法は、以下の工程を有するものである。（ａ）発熱物
と可動体（回転円板）との間が所定の距離になるように
可動体（回転円板）をボス等の取り付け手段で取り付け
る取り付け工程、（ｂ）可動体（回転円板）を駆動（回
転）するため給電する給電工程、（ｃ）給電工程により
給電されて、可動体（回転円板）を発熱物に対して相対
的に動かす（回転させる）駆動工程。

【００１３】請求項３記載の第３の発明における冷却装
置は、ＩＣ、ＬＳＩなどの電子部品の冷却装置におい
て、電子部品に対向して設けられ、電子部品に対して、
移動体（回転円板）を有し、移動体（回転円板）には放
射状に複数枚の板状の攪乱翼が植設され、前記攪乱翼と
電子部品表面の距離を、この距離の減少に伴う熱伝達率
の上昇の勾配が立ち上がる立上がり点より小さくしたも
のである。

【００１４】請求項４記載の第４の発明における冷却装
置は、その取り付け構造において、電子部品近傍の基板
上に複数個の突起（スタッド）を配置し、回転円板のフ
レームを支持することにより、回転円板と電子部品表面
間の距離を所定の値に制御している。また、回転円板の
フレームに、複数個の突起（スタッド）を設け、これら
突起（スタッド）を基板に突き当てることにより、回転
円板と電子部品表面間の距離を所定の値に制御してい
る。また、電子部品表面に複数個の突起（スタッド）を
設け、回転円板のフレームを支持することにより、回転
円板と電子部品表面間の距離を所定の値に制御してい
る。また、回転円板のフレームに、複数個の突起（スタ
ッド）を設け、これら突起（スタッド）を電子部品表面
に突き当てることにより、回転円板と電子部品表面間の
距離を所定の値に制御している。

【００１５】請求項５記載の第５の発明における冷却装
置は、電子部品に対向する位置に１個または複数個の移
動体（回転円板）を収容したフレームであって、基板と
ほぼ同サイズのフレームを、カードバスケット（基板保
持手段の一例）に挿入して、基板に並設し、カードバス
ケットに設けられた機構により、移動体（回転円板）と
電子部品表面間の距離を所定の値に制御している。

【００１６】

【作用】第１の発明における熱交換装置は、取り付け手
段が、可動体の先端部と発熱物表面の隙間の距離を、熱
伝達率の上昇の勾配が立上がる立上がり点よりも小さく
設定して、可動体を取り付けるので、可動体が温度境界
層を横切ることになり、発熱物表面近傍の空気流の乱れ
が大きくなり熱伝達率が増大する。そして、フレ−ム基
板は可動体を保持し、駆動手段及び給電手段は、可動体
を動かすだけなので、従来のようなフィンが不要にな
り、小型化が図れ、全体としても小型、軽量化が図れ
る。

【００１７】第２の発明における熱交換方法は、取り付
け工程により、可動体の先端部と発熱物表面の隙間の距
離を、熱伝達率の上昇の勾配が立上がる立上がり点より
も小さく設定して、可動体を取り付けるのので、可動体
が温度境界層を横切ることになり、発熱物表面近傍の空
気流の乱れが大きくなり熱伝達率が増大する。そして、
駆動工程及び給電工程は、可動体を動かすためのもの
で、従来のようなフィンが不要になり、小型化が図れ、
全体としても小型、軽量化が図れる。

【００１８】第３の発明における冷却装置は、円板に植
設された攪乱翼の先端部と電子部品表面の距離を、熱伝
達率上昇の勾配が立ち上がる立上がり点より小さく設定
したので、攪乱翼が温度境界層を横切ることになり、電
子部品表面近傍の空気流を乱し、熱伝達率が増大する。
したがって、基板に平行な流れを発生させるファンが不
要になり装置全体として小型化が図れる。

【００１９】また、第４の発明における冷却装置は、伝
熱促進作用を有効に機能させるためには、攪乱翼の先端
部と電子部品表面の距離が重要であるが、電子部品近傍
の基板上に複数個のスタッドを配置し、回転円板のフレ
ームを支持することにより、回転円板と電子部品表面間
の距離を所定の値に制御できる。また、回転円板のフレ
ームに複数個のスタッドを設け、これらスタッドを基板
に突き当てることにより、回転円板と電子部品表面間の
距離を所定の値に制御できる。また、電子部品表面に複
数個のスタッドを設け、回転円板のフレームを支持する
ことにより、回転円板と電子部品表面間の距離を所定の
値に制御できる。また、回転円板のフレームに複数個の
スタッドを設け、これらスタッドを電子部品表面に突き
当てることにより、回転円板と電子部品表面間の距離を
所定の値に制御できる。

【００２０】また、第５の発明における冷却装置は、電
子部品に相対する位置に１個または複数個の移動体（回
転円板）を収容したフレームであって、基板とほぼ同サ
イズのフレームを、カードバスケットに挿入して、基板
に並設するので、既存のカードバスケットに設けられた
機構により、移動体（回転円板）と電子部品表面間の距
離を所定の値に制御できる。

【００２１】

【実施例】実施例１．図１はこの発明の実施例１を示す
断面図であり、図２は下から見た図（発熱素子１から取
外した状態）である。

【００２２】これらの図において１は発熱素子（発熱
物）、４は電子基板、６は発熱素子１と向い合って、か
つ中央の一部分６ａが開口している回転円板（可動
体）、７は回転円板６上に放射状にかつ回転円板６に複
数植設された板状の攪乱翼、８は回転円板６に固定され
たマグネットヨーク、９は回転円板６の中心軸、１０は
中心軸９を介して回転円板６を支える軸受、１１は軸受
１０を固定し、本装置の強度を保ち、なおかつ回転円板
６に対応する中央の一部分１１ａが開口しているフレー
ム、１２はフレーム１１に取付けられているステーター
コア、１３はフレーム１１に取付けられ、回転円板６に
対応する中央の一部分１３ａが開口し、なおかつ回転円
板６の回転を制御する電子基板、１４は電子基板１３及
びフレーム１１と電子基板４を固定する固定用ボスであ
る。マグネットヨーク８とステーターコア１２により駆
動手段を構成し、回転円板６を回転させる。また、電子
基板１３、フレーム１１、中心軸９、軸受１０により、
回転円板６を回転できるように保持するフレーム基板を
構成している。また固定用ボス１４は、取り付け手段の
一例である。そして、上記６〜１４によりが電子基板用
熱交換装置１５を構成している。なお、図において、Ｓ
は攪乱翼７の先端部７ａと発熱素子１の表面部１ａの隙
間の距離であり、この距離の減少に伴う熱伝達率上昇の
勾配が立上がる立上がり点よりも小さく設定される。こ
の場合は０．１ｍｍ程度である。Ｄｏは回転円板６の直
径、Ｄｉは回転円板６の開口径である。また、給電手段
は、図示しないが、ここでは、固定用ボス１４を中空の
パイプ形状とし、その中を給電線を通し、電子基板４か
ら電子基板１３へ給電するものとする。

【００２３】次に動作について説明する。電子基板１３
に給電手段を用いて給電し、ステーターコア１２に電流
を流すことによってステーターコア１２に磁界が生じ
る。これにより、ステーターコア１２とマグネットヨー
ク８との間に反発力が発生し、マグネットヨーク８が直
接固定されている回転円板６が中心軸９を中心にして回
転する。

【００２４】そして、この実施例１の熱交換動作につい
て説明する。図１において、回転円板６が回転すると攪
乱翼７により生じる遠心力で空気は駆動され、図１中、
点線矢印に示すように電子基板の開口部１３ａから空気
が流入し、フレームの開口部１１ａ、回転円板の開口部
６ａを通り、回転円板６の内側から外側へ向けて発熱素
子の表面部１ａ上を流れるのである。

【００２５】図３はこの実施例１の攪乱翼７と発熱素子
１との間の流れの様子を示す模式説明図であり、Ｌは、
発熱素子１の表面から伝達される熱により周囲空気より
も温度が上昇している空気層の厚さ寸法、すなわち、温
度境界層厚みである。また、図４の特性図はこの実施例
１における攪乱翼７の先端部７ａと発熱素子１の表面部
１ａの隙間の距離Ｓに対する熱伝達率ｈの変化の実測値
を示したものである。

【００２６】図３において攪乱翼７の先端部７ａと発熱
素子１の表面部１ａの隙間の距離Ｓが、発熱素子１の表
面部１ａ上の温度境界層厚みＬよりも小さくなると、攪
乱翼７が温度境界層を横切ることになり、発熱素子１の
表面部１ａ近傍の空気流の乱れによる熱伝達率の増大が
著しくなる。

【００２７】そのため図４に示されるように攪乱翼７の
先端部７ａと発熱素子１の表面部１ａの隙間の距離Ｓの
減少に伴う熱伝達率ｈの上昇の勾配が急に立上がる立上
がり点Ｓcr（図４では４ｍｍ）が存在する。また距離Ｓ
が大きくなると熱伝達率ｈはほとんど変化せず、従来例
の熱伝達率値と同じような値となる。なおこの測定には
直径Ｄｏ＝０．４ｍ、開口径Ｄｉ＝０．１７ｍの回転円
板６に高さ１ｍｍ、厚み２ｍｍの攪乱翼７を２４枚植設
したものを用いた。図４中、縦軸が熱伝達率ｈ（Ｗ／平
方ｍＫ）、横軸が攪乱翼７の先端部７ａと発熱素子１の
表面部１ａの隙間の距離Ｓ（ｍｍ）であり、特性曲線□
−□は攪乱翼７を５００ｒｐｍで回転したときの熱伝達
率特性を、特性曲線○−○は攪乱翼７を９００ｒｐｍで
回転したときの熱伝達率特性を、特性曲線△−△は攪乱
翼７を１２００ｒｐｍで回転したときの熱伝達率特性を
表している。

【００２８】この実施例１では、攪乱翼７の先端部７ａ
と発熱素子１の表面部１ａの隙間の距離Ｓが０．１ｍと
Ｓcrよりも小さくなっているため乱れが大きくなり、空
気の熱伝達率ｈが従来例の場合の約２〜１０倍に大きく
なる。その結果伝熱面の面積が小さくて良く、小型で軽
量な電子基板用熱交換装置が得られる。

【００２９】以上のように、実施例１では、電子基板上
に発熱素子が取付けられ、発熱素子と向い合って回転す
る回転円板が存在し、その回転円板には板状の攪乱翼が
円板に複数放射状に植設されており、軸受を介して、回
転円板の中心軸を支えるフレームを備え、このフレーム
を電子基板に取付けることによって回転円板が取り付け
ている熱交換装置を説明した。そして、これは、攪乱翼
の先端部と発熱素子表面の隙間の距離を、この距離の減
少に伴う熱伝達率の上昇の勾配が立上がる立上がり点よ
りも小さく設定したことを特徴とし、かつ、回転円板と
マグネットヨーク、及びフレームとステーターコアを各
々一体化した回転駆動手段を有することを特徴とした電
子基板用熱交換装置であった。

【００３０】実施例２．前記実施例１では電子基板４上
への回転円板６の取付に固定用ボス１４を使用したもの
を示したが、固定用コネクターを使用するとワンタッチ
で取付取り外しできるという新たな効果が実施例１に付
加えられる。

【００３１】たとえば、図５は実施例２を示す断面図で
ある。図５において１〜１３、１５、Ｄｏ、Ｄｉ、Ｓは
図１と同一の物である。１６は電子基板１３に一方の端
子１６ａが、また電子基板４にもう一方の端子１６ｂが
固定されていて、この端子が結合することによって固定
を行うことのできる固定用コネクターである。

【００３２】次に動作について説明する。回転円板６
を、発熱素子１が多数取り付けられている電子基板４に
取付けるときは、まず電子基板４にハンダ付け等によっ
て固定用コネクター１６の一方の端子１６ｂを固定して
おく。そして予めハンダ付け等によって電子基板１３に
固定されている固定用コネクター１６のもう一方の端子
１６ａを差込むことにより固定される。そして固定状態
では発熱素子１のちょうど真上に回転円板６が位置す
る。そして固定用コネクター１６は１個又は複数個存在
する。取外す場合は、固定用コネクター１６の一方の端
子１６ｂからもう一方の端子１６ａを引抜くことにより
外れる。

【００３３】実施例３．電子基板４から電子基板用熱交
換装置１５中の回転円板６および電子基板１３へ電流を
流す方法として、前記実施例１において固定用ボス１４
内に給電線を通す場合を示したが、これとは別に、給電
コネクターを取付けることにより達成してもよい。

【００３４】たとえば、図６は実施例３を示す断面図で
ある。図６において１〜１４、１５、Ｄｏ、Ｄｉ、Ｓは
図１と同一の物である。１７は給電を行うケ−ブルコネ
クターである。１８は電子基板１３上に取り付けられた
給電コネクター受け口、１９は電子基板４上に取り付け
られた給電コネクター受け口である。このように構成す
ることによってケーブルコネクター１７の一方を電子基
板４上の給電コネクター受け口１９に差し込み、ケーブ
ルコネクター１７のもう一方を電子基板１３上の給電コ
ネクター受け口１８に差し込むことにより、電子基板４
から回転円板６および電子基板１３へ給電がなされるの
である。

【００３５】実施例４．また、電子基板４から電子基板
用熱交換装置１５中の回転円板６および電子基板１３へ
電流を流す別な給電方法として、前記実施例１における
固定用ボス１４の材質を金属として取り付け用と給電用
とを兼用してもよい。この場合は、フレーム１１と電子
基板１３とを絶縁し、そして各々電子基板１３と電子基
板４の固定用ボス１４取付部分に給電パターンを敷設す
る。こうして、電子基板４と電子基板１３を固定用ボス
１４で固定すると、電子基板４から回転円板６および電
子基板１３へ給電がなされ、前記実施例３と同様の効果
が得られる。

【００３６】実施例５．また、電子基板用熱交換装置１
５中の回転円板６および電子基板１３に電流を流す別な
給電方法として、前記実施例２における固定用コネクタ
ー１６を固定用コネクター兼給電コネクターとしてもよ
い。こうすることにより、図５中で電流は電子基板４か
らコネクター１６を通って電子基板１３に流れる。する
と回転円板６および電子基板１３に電流が流れることに
よってステーターコア１２に磁界が生じ、これによりマ
グネットヨーク８に反発力が発生し、マグネットヨーク
８が直接固定されている回転円板６が中心軸９を中心に
して回転する。

【００３７】実施例６．また、前記実施例５ではコネク
ター１６で電子基板４と電子基板１３の固定と給電の両
方を兼ねているが、各々固定専用のコネクターと給電専
用のコネクターを供えていても前記実施例２及び３と同
様の効果が期待できる。

【００３８】実施例７．また、電子基板用熱交換装置１
５中の回転円板６および電子基板１３に電流を流す別な
給電方法として、電子基板４と電子基板１３の間を電線
ケーブルでねじ止めする方法でもよい。

【００３９】実施例８．また、前記実施例３〜７におい
て、回転円板６の回転数が規定回転数よりも下がった場
合や、故障等により回転が停止した場合、回転円板６の
回転を制御する電子基板１３から発信されるアラーム信
号の伝達経路として前記給電コネクター、及び、給電ボ
ス、電線ケーブルを流用することによりアラーム信号を
伝達することができる。

【００４０】実施例９．以下、本発明の他の実施例を図
について説明する。図７はＬＳＩの冷却装置を示す図で
あり、図８は冷却装置の下面を表す図であり、図９は冷
却装置１４の基板３への取り付けイメージを示す斜視図
である。図７において、１はＰＧＡ（ＰｉｎＧｒｉｄ
Ａｒｒａｙ）に実装されたＬＳＩ、４は基板であり、
６はＬＳＩと対向し中央に開口部６ａを有する回転円
板、７は回転円板６上に放射状に植設された攪乱翼、８
は回転円板６に固定されたマグネット、９は回転円板６
の中心軸、１０は中心軸９を介して回転円板５を支える
軸受、１１は軸受１０を固定し、装置の強度を保ち、回
転円板開口部６ａに対応する中央部に開口部１１ａを有
するフレーム、１２はフレーム１１に取り付けられたス
テーターコア、１３は回転円板６の回転を制御する回路
を搭載した基板、１４は図９に示すように、基板４のガ
イド金具または反り防止金具２０等に取り付けられ、Ｌ
ＳＩ１１の表面と攪乱翼７の先端部の距離を制御する支
持機構である。５〜１３で構成されるのが冷却装置１５
である。

【００４１】次に動作について説明する。回路基板１３
に給電することにより、通常のモータと同様に、ステー
ターコア１２に磁界が生じ、マグネット８の反発力によ
り回転円板６が中心軸９のまわりを回転する。この回転
円板６とそれに伴う攪乱翼７の回転により発生する遠心
力で空気が駆動され、図１中の点線のように、フレーム
開口部１０ａ、回転円板開口部５ａを通過し回転円板５
の中心から外側に向かってＬＳＩ１の表面上を流れる。

【００４２】以上のようにこの実施例によれば、発熱す
る電子部品と対向して回転する円板に放射状に複数枚植
設された攪乱翼を設け、この攪乱翼と電子部品表面の距
離を、この距離の減少に伴う熱伝達率の上昇の勾配が立
ち上がる立上がり点より小さく設定したので、攪乱翼が
温度境界層を横切ることになり、電子部品近傍に空気の
乱れが増大し、熱伝達率が著しく増大するため冷却能力
の高い電子部品冷却装置が得られる。

【００４３】実施例１０．前記実施例９では回転円板の
フレーム１１を基板４のガイド金具または反り防止金具
２０に取り付ける例を示したが、電子部品近傍の基板上
に複数個のスタッドを配置し、回転円板のフレームを支
持することにより、回転円板と電子部品表面間の距離を
所定の値に制御することができる。

【００４４】図１０は実施例１０を示す断面図である。
図において、冷却装置１５、電子部品１、基板４は図７
と同様のものである。２１は基板上に設けられたスタッ
ドである。冷却装置１５を基板４に取り付ける際、この
スタッド２１がフレーム１０に突き当たり、回転円板と
電子部品表面間の距離を所定の値に制御する。この冷却
装置の基板への取り付けによれば、電子部品近傍の基板
上に複数個のスタッドを配置し、回転円板のフレームを
支持することにより、熱伝達率増大のポイントとなる回
転円板と電子部品表面間の距離を所定の値に精度よく制
御することができる。

【００４５】実施例１１．また、回転円板のフレームに
複数個のスタッドを設け、これらスタッドを基板に突き
当てることにより、回転円板と電子部品表面間の距離を
所定の値に制御することもできる。この例によれば、回
転円板のフレームに複数個のスタッドを設け、これらス
タッドを基板に突き当てることにより、基板内の配線領
域に影響を及ぼさず、回転円板と電子部品表面間の距離
を所定の値に制御することができる。

【００４６】実施例１２．電子部品表面に複数個のスタ
ッドを設け、回転円板のフレームを支持することによ
り、回転円板と電子部品表面間の距離を所定の値にする
ことができる。

【００４７】図１１は実施例１２を示す断面図である。
図において、冷却装置１５、電子部品１、基板４は図７
と同様のものである。２１は電子部品上に設けられたス
タッドである。冷却装置１５を基板４に取り付ける際、
このスタッド２１がフレーム１１に突き当たり、回転円
板と電子部品表面間の距離を所定の値に制御する。この
例によれば、電子部品表面に複数個のスタッドを設け、
回転円板のフレームを支持することにより、より狭い領
域で回転円板と電子部品表面の距離を制御することにな
り、前記実施例１０、１１より距離制御の精度が上が
る。

【００４８】実施例１３．また、回転円板のフレームに
複数個のスタッドを設け、これらスタッドを電子部品表
面に突き当てることにより、回転円板と電子部品表面間
の距離を所定の値に制御することもできる。

【００４９】この例によれば、回転円板のフレームに複
数個のスタッドを設け、これらスタッドを電子部品表面
に突き当てることにより、電子部品外形に変更を施さ
ず、回転円板と電子部品表面間の距離を所定の値に精度
よく制御することができる。

【００５０】実施例１４．また、回転円板のフレームの
固定手段と回転円板と電子部品表面間の距離の制御手段
とを兼用した取り付け構造でも実施例１０〜１３と同様
の効果が期待できるとともに、回転円板のフレームの固
定手段と回転円板と電子部品表面間の距離の制御手段と
を兼用した取り付け構造にすることにより、全体として
小型、軽量な電子部品冷却装置が得られる。電子部品に
対向する位置に１個または複数個の回転円板を収容した
フレームであって、基板とほぼ同サイズのフレームを、
カードバスケットに挿入して、基板に並設し、カードバ
スケットに設けられた構造により、回転円板と電子部品
表面間の距離を所定の値に制御することができる。この
ように、電子部品に相対する位置に１個または複数個の
回転円板を収容した、基板とほぼ同サイズのフレーム
を、カードバスケットに挿入して、基板に並設し、カー
ドバスケットに設けられた構造により、回転円板と電子
部品表面間の距離を所定の値に制御する構造をとること
により、冷却装置の交換・保守が容易になる。

【００５１】実施例１６．なお、前記実施例において、
マグネットヨ−ク８は回転円板６に、ステーターコア１
２はフレーム１１に取付けられているが、マグネットヨ
−ク８をフレーム１１に、ステーターコア１２を回転円
板６に取付けても実施例１と同様の効果が期待できる。

【００５２】

【発明の効果】この発明は以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を有する。発
熱物／発熱部品と可動体／移動体を所定の距離に配置設
定したので、可動体／移動体が温度境界層を横切ること
になり、発熱物／発熱部品表面近傍の空気流の乱れが大
きくなり熱伝達率が増大する。そして、可動体／移動体
とフレ−ムと駆動手段を一体化することにより、小型、
軽量な装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示す断面図である。

【図２】この発明の実施例１を示す、下方向から見た図
（発熱素子から取り外した状態）である。

【図３】この発明の実施例１の熱交換装置の動作を示す
模式説明図である。

【図４】この発明の実施例１の攪乱翼の先端部と発熱素
子表面の隙間の距離Ｓに対する熱伝達率の変化の実測値
を示した特性図である。

【図５】この発明の実施例２を示す断面図である。

【図６】この発明の実施例３を示す断面図である。

【図７】この発明の実施例９を示す断面図である。

【図８】この発明の実施例９の下面（電子部品を取り外
した状態）を示す図である。

【図９】この発明の実施例９の基板への取り付け状態を
示す図である。

【図１０】この発明の実施例１０を示す断面図である。

【図１１】この発明の実施例１２を示す断面図である。

【図１２】従来の電子基板用熱交換装置を示す斜視図で
ある。

【図１３】従来の電子基板用熱交換装置を示す斜視図で
ある。

【図１４】従来の電子基板用熱交換装置を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１発熱素子／ＬＳＩ４電子基板６回転円板７攪乱翼８マグネットヨーク９中心軸１０軸受１１フレーム１２ステーターコア１３回路基板１４固定用ボス／支持機構１５熱交換装置／冷却装置１６固定用コネクター１７ケーブルコネクター１８コネクタ受け口１９コネクタ受け口２０ガイド金具／反り防止金具２１スタッド／突起

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲高▼田潤二鎌倉市上町屋325番地三菱電機株式会社コンピユータ製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】以下の要素を有する、発熱物からの熱交
換装置（ａ）発熱物近傍の流体物を動かすための可動
体、（ｂ）可動体が動けるように可動体を保持するフレ
−ム基板、（ｃ）可動体をフレ−ム基板に対して相対的
に動かす駆動手段、（ｄ）駆動手段に給電する給電手
段、（ｅ）発熱物と可動体との間が所定の距離になるよ
うにフレ−ム基板を取り付ける取り付け手段。
【請求項２】以下の工程を有する、発熱物からの熱交
換方法（ａ）発熱物と可動体との間が所定の距離になる
ように可動体を取り付ける取り付け工程、（ｂ）可動体
を駆動するため給電する給電工程、（ｃ）給電工程によ
り給電され、可動体を発熱物に対して相対的に動かす駆
動工程。
【請求項３】基板に搭載したＩＣ、ＬＳＩなどの発熱
部品の冷却装置において、所定のフレームに保持される
とともに前記発熱部品に対向して設けられ、前記発熱部
品に対して移動する移動体を有し、前記移動体には発熱
部品表面の空気を攪乱する攪乱体が設けられ、前記攪乱
体と発熱部品表面の距離を、この距離の減少に伴う熱伝
達率の上昇の勾配が立ち上がる立上がり点より小さくし
たことを特徴とする冷却装置。
【請求項４】少なくとも、基板とフレームの間と、発
熱部品表面とフレームの間とのいずれかに、一方から他
方への突起を設け、移動体と発熱部品表面間の距離を所
定の値に制御することを特徴とする請求項３記載の冷却
装置。
【請求項５】並設された基板保持手段に基板とフレー
ムをそれぞれ保持し、基板保持手段の配置により移動体
と発熱部品表面間の距離を所定の値に制御することを特
徴とする請求項３記載の冷却装置。