JPH08274480A - ヒートシンク装置およびそれに用いられる送風装置ならびにそれを用いた電子機器 - Google Patents

ヒートシンク装置およびそれに用いられる送風装置ならびにそれを用いた電子機器

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JPH08274480A
JPH08274480A JP7074764A JP7476495A JPH08274480A JP H08274480 A JPH08274480 A JP H08274480A JP 7074764 A JP7074764 A JP 7074764A JP 7476495 A JP7476495 A JP 7476495A JP H08274480 A JPH08274480 A JP H08274480A
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雅晴 宮原
Kouji Mehara
浩司 目原
Kenji Suga
研二 菅
Kazuya Shibazaki
和也 柴崎
Hiroshi Nakamura
博 中村
Hironori Ito
裕紀 伊藤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、パーソナルコンピュータ等の筐体
内の発熱部品を効果的に冷却するための送風装置、およ
びその送風装置を用いたヒートシンク装置、ならびにそ
のヒートシンク装置を用いた電子機器を提供する。 【構成】 送風装置１はファン７と外枠１３で構成され
る。送風装置１の外枠３はアルミ等の高熱伝導性を有す
る物質で構成される。外枠３の下面に放熱板６９が固
定、または一体的に形成される。発熱体８３で発生した
熱は放熱板６９を介して外枠３に伝わる。送風装置１に
は放熱フィン１９が設けられ、外枠３に伝わった熱が放
熱フィン１９にも伝わる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、デスクトップタイプや
携帯タイプのコンピュータ等の電子機器の筐体内の発熱
部品を冷却する送風装置およびその送風装置を用いたヒ
ートシンク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、マイクロプロセッサユニット（以
下、ＭＰＵと称する）等の半導体は高集積化・高速化に
より発熱量が増加しており、発熱量が大きいＭＰＵを搭
載するパーソナルコンピュータ等においては、筐体内の
温度上昇を抑えるため、ＭＰＵの上面に放熱用のヒート
シンクを取り付け、またファンモータ一体のヒートシン
クを取り付ける等の試作がされている。
【０００３】図６にＭＰＵの上面にファンモータ一体の
ヒートシンクを取り付けた場合の寸法関係を示す。ＭＰ
Ｕ７１の厚みが６ｍｍ、プリント基板７２の厚みが２ｍ
ｍ、ファンモータ一体のヒートシンク７３の厚みが１８
ｍｍの場合、計２６ｍｍの厚みとなり、ファンモータの
吸気およびプリント基板裏面の絶縁を考慮すると最低４
０ｍｍ程度の空間が必要となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ノートタイプのパーソ
ナルコンピュータ等のように薄型を求められる電子機器
においては、内部空間は３０ｍｍ以下となり、プリント
基板上のＭＰＵの上面に十分な空間が確保できないた
め、ＭＰＵの上面にファンモータ一体のヒートシンクを
取り付けることができず、熱設計上問題があった。
【０００５】また、デスクトップタイプのパーソナルコ
ンピュータではプリント基板上のＭＰＵの上面の空間は
確保できるが、ＭＰＵ上と筐体排気用ファンの２つのフ
ァンモータが必要であり、コスト上の問題もあった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このために、本発明のヒ
ートシンク装置は、開口内にファンが設けられ熱伝導性
を有する外枠を、発熱体の熱を伝導する熱伝導部材の一
端に設け、ファン近傍まで熱を伝導して発熱体を冷却す
る。さらに、本発明のヒートシンク装置は、放熱フィン
を外枠に設けることにより、より効率的に発熱体を冷却
する。
【０００７】また、本発明の送風装置は、熱伝導性を有
する外枠の開口内であって、ファンの発熱体側に、ファ
ン駆動部および熱伝導性を有する放熱フィンを設け、送
風装置を小型化した。
【０００８】また、本発明の電子機器は、筐体内に発熱
体が設けられた基板と発熱体の熱を伝導する熱伝導部材
を収納し、開口内にファンが設けられ熱伝導性を有する
外枠を熱伝導部材に取り付け、かつ熱伝導性を有する放
熱ファンを外枠に設け、発熱体の熱を熱伝導部材、外
枠、フィンを介して放熱する。
【０００９】
【作用】上記構成によればファンの外枠を利用して、ま
た、ファン駆動部の放熱フィンを利用して発熱体の熱を
伝導放熱し、さらにはファンによる冷却もあって、発熱
体の放熱が効果的にでき、これにもとづき、発熱体を搭
載する機器を小型化できることとなる。
【００１０】
【実施例】図１は本発明の一実施例における送風装置を
示す。なお、図１（ａ）は吸気孔側からの送風装置の斜
視図、図１（ｂ）は排気口側からの送風装置の斜視図で
ある。
【００１１】送風装置１は高熱伝導性のアルミや鍋また
は窒化アルミ等で構成される外枠３を有する。外枠３は
開口５を有し、この開口５内にファン７が設けられる。
外枠３の吸気口中央には、ファン７の回転軸９を受ける
軸受部１１が外枠３と一体的に設けられる。外枠３の吸
気口側には、外枠３の両側部１３から吸気面１５の前方
に突出した一対の取付部１７が外枠３と一体的に設けら
れる。外枠３の開口５内の吸気口付近には、放熱フィン
１９が外枠３と一体的に設けられる。放熱フィン１９は
回転軸９を囲むよう開口５内に配置される。外枠３の側
部１３の一方にはスリット２１が形成され、スリット２
１から電源用リード線２３が導出される。スリット２１
にはリード押さえ２５が挿入され、リード線２３がスリ
ット２１から外れるのを防止する。なお、放熱フィン１
９は外枠３と別体でねじ等で固定される構成でもよい。
【００１２】図２は図１におけるＡ−Ａ断面図である。
軸受部１１にはボールベアリング２７を介して回転軸９
が取り付けられ、この回転軸９の一端にファン７が取り
付けられる。ファン７の内側にはロータヨーク２９とマ
グネット３１が取り付けられる。開口５内の軸受部１１
にはファン基板３３が取り付けられる。ファン基板３３
にはコイル３５とステータコア３７が取り付けられる。
コイル３５とステータコア３７との間にはインシュレー
タ３９が設けられる。ロータヨーク２９、マグネット３
１、ファン基板３３、コイル３５、ステータコア３７は
ファンを回転する駆動部である。
【００１３】送風装置１はファン７の駆動部配置側に放
熱ファン１９を設けたので送風装置１を小型化できる。
また、放熱フィン１９は送風装置１の吸気口付近に設け
られるので効率良く放熱が行える。
【００１４】図３は本発明の一実施例におけるヒートシ
ンク装置を示す。印刷配線基板４１の下面に発熱体であ
るマイクロプロセッサユニット（以下、ＭＰＵと称す
る）４３が載置される。なお、発熱体はＭＰＵに限ら
ず、パワーＩＣ等他の半導体でもよい。ＭＰＵ４３の基
板実装面の反対面はシリコングリスや熱伝導性ゴムシー
ト等の放熱シート４５を介して熱伝導部材である放熱板
４７に熱的に接続される。すなわち、印刷配線基板４１
と放熱板４７とは、ＭＰＵ４３の熱が放熱板４７に伝導
するよう、所定の間隔をもってビス止めされる。放熱板
４７はアルミや銅または窒化アルミ等の高熱伝導性を有
する金属からなる。放熱板４７の一端には送風装置１を
取り付ける取付部４９が設けられる。放熱板４７の取付
部４９に送風装置１の取付部１７がねじ５１で固定され
る。すなわち、送風装置１は吸気口がＭＰＵ４３に面す
るように放熱板４７に取り付けられる。放熱板４７の取
付部４９と送風装置１の取付部１７との間には熱伝導性
グリス５３が塗布され、熱的接続を強めている。なお、
放熱板４７の取付部４９と送風装置１の取付部１７との
固定はろー付け等他の方法でもよい。また、放熱板４７
と送風装置１の外枠はダイカスト法等で一体的に形成す
ることも可能である。
【００１５】ＭＰＵ４３で発生した熱は放熱板４７を介
して送風装置１の外枠３および放熱フィン１９に伝わ
る。放熱板４７、外枠３、放熱フィン１９は熱伝導路と
なるとともに、それ自体が放熱装置となりＭＰＵ４３を
冷却する。送風装置１の外枠３および放熱フィン１９は
ファン７により強制冷却され、効果的に放熱が行われ
る。また、ファン７による気流はＭＰＵ４３や放熱板４
７にも及び、ＭＰＵ４３や放熱板４７の表面からの放熱
性が向上される。
【００１６】なお、放熱板４７は板形状であることが望
ましいが、ヒートパイプ等で熱伝導部材を構成すること
も可能である。図４は本発明の一実施例における電子機
器である。
【００１７】ノートタイプの携帯型パーソナルコンピュ
ータ５５はヒートシンク装置が収納される筐体であるベ
ースユニット５７とディスプレイユニット５９からな
る。ベースユニット５７は上面にキーボード６１を有す
る。ディスプレイユニット５９は、ベースユニット５７
の後部上面において、ベースユニット５７に対して回動
自在に接続される。ディスプレイユニット５９には液晶
表示装置６３が収納される。ベースユニット５７の一方
の側面６５に排気口６７が形成される。
【００１８】なお、本実施例は携帯型コンピュータであ
るが、デスクトップタイプコンピュータ、ワードプロセ
ッサ、携帯型端末装置などにも本発明は適用できる。図
５は図４におけるＢ−Ｂ断面図である。
【００１９】筐体であるベースユニット６５の底面上に
熱伝導部材である放熱板６９が載置される。放熱板６９
の上には所定間隔をおいて印刷配線基板７１が設けられ
る。放熱板６９および印刷配線基板７１はねじ７３でベ
ースユニット６５に共締めされる。
【００２０】印刷配線基板７１の所定箇所には貫通孔７
５が形成される。この貫通孔７５には印刷配線基板７１
の下面側から伝熱部材である伝熱ブロック７７の凸部７
９が挿入される。伝熱ブロック７７はアルミ合金等の高
熱伝導性を有する金属からなる。伝熱ブロック７７はね
じ８１で印刷配線基板７１に固定される。
【００２１】伝熱ブロック７７の凸部７９上面には発熱
体であるテープキャリアパッケージタイプの半導体チッ
プ８３が載置される。半導体チップ８３は導電性接着剤
８５で凸部７９上面に固定される。伝熱ブロック７７の
下面は放熱シート８７を介して放熱板６９に熱的に接続
される。
【００２２】排気口６７に隣接する放熱板６９の一端部
に取付部８９が設けられ、この取付部８９に送風装置１
の取付部１７がねじ９１で取り付けられる。放熱板６９
の取付部８９と送風装置１の取付部１７の間には熱伝導
グリス９３が塗布され、取付部８９と１７との間の熱伝
導性を高めている。送風装置１の取付部１７が放熱板６
９の取付部８９に固定されることにより、送風装置１の
吸気口が半導体チップ８３に面し、送風載置１の排気口
がベースユニット６５の排気口６７に面する。印刷配線
基板７１の上面に載置された半導体チップ８３で発生し
た熱は伝熱ブロック７７により印刷配線基板７１の下面
側に伝わり、放熱シート８７、放熱板６９、取付部８
９、１７を介して送風装置１の外枠３および放熱フィン
１９に伝わる。放熱板６９および送風装置１の外枠３、
放熱フィン１９は熱伝導路となるとともに、それ自体が
放熱装置となり半導体チップ８３を冷却する。また、外
枠３および放熱フィン１９はファン７により強制冷却さ
れ、効果的に放熱が行われる。さらに、ファン７による
気流は半導体チップ８３や放熱板６９にも及び、半導体
チップ８３や放熱板６９の表面からの放熱性が向上され
る。
【００２３】本実施例では印刷配線基板７１の貫通孔７
５内に伝熱ブロック７７を挿入することにより、印刷配
線基板７１の上面にて発生した熱を印刷配線基板７１の
下面側から送風装置１に伝えることができる。
【００２４】なお、本実施例は、伝熱ブロック７７を貫
通孔７５に挿入したが、メッキされたスルーホールのみ
を用いて熱を印刷配線基板７１の上面から下面に伝える
ことも可能である。さらに、本実施例は、熱伝導部材と
しての放熱板６９を用いたが、ヒートパイプ等を用いて
熱を送風装置まで伝えることも可能である。
【００２５】
【発明の効果】以上のように、本発明では、放熱フィン
をファンの駆動部側に設けることにより送風装置が小型
化でき、また、送風装置の外枠に熱伝導性を持たせ、こ
の外枠を熱伝導部材と熱的に接続することにより、小型
で放熱効率の良いヒートシンク装置および電子機器が実
現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の送風装置の斜視図
【図２】図１のＡ−Ａ断面図
【図３】本発明のヒートシンク装置の構成を示す断面図
【図４】本発明のヒートシンク装置を適用した電子機器
の斜視図
【図５】図４のＢ−Ｂ断面図
【図６】従来のファンモータ一体のヒートシンクの概略
側面図
【符号の説明】
１ 送風装置 ３ 外枠 ７ ファン １３ 外枠 １７ 取付部 １９ 放熱フィン ７１ プリント配線基板 ８３ 半導体チップ（発熱体） ６９ 放熱板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅 研二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 柴崎 和也 東京都青梅市末広町２丁目９番地 株式会 社東芝青梅工場内 (72)発明者 中村 博 東京都青梅市末広町２丁目９番地 株式会 社東芝青梅工場内 (72)発明者 伊藤 裕紀 東京都青梅市末広町２丁目９番地 株式会 社東芝青梅工場内

Claims (40)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 開口部を有する外枠と、 前記外枠の開口部に配設されたファンと、 前記ファンを回転する駆動部と、 前記外枠と発熱体とが設置された取付体とを備え、前記
    取付体が熱伝導材を有することを特徴とするヒートシン
    ク装置。
  2. 【請求項２】 前記外枠が熱伝導材を含むことを特徴と
    する請求項１記載のヒートシンク装置。
  3. 【請求項３】 前記発熱体が半導体装置であることを特
    徴とする請求項１、２のいずれかに記載のヒートシンク
    装置。
  4. 【請求項４】 前記取付体に略並行に送風するように前
    記外枠ならびに前記ファンを取付体に取り付けたことを
    特徴とする請求項１、２、３のいずれかに記載のヒート
    シンク装置。
  5. 【請求項５】 開口部を有する外枠と、 前記外枠の開口部に配設されたファンと、 前記ファンを回転する駆動部と、 前記外枠に立設されたフィンと、 前記外枠と発熱体とが設置された取付体とを備え、前記
    取付体が熱伝導材を有することを特徴とするヒートシン
    ク装置。
  6. 【請求項６】 熱伝導材よりなり開口部を有する外枠
    と、 前記外枠の開口部に配設されたファンと、 前記ファンを回転する駆動部と、 前記外枠に立設されたフィンと、 前記外枠と発熱体とが設置された取付体とを備え、前記
    取付体が熱伝導材を有することを特徴とするヒートシン
    ク装置。
  7. 【請求項７】 前記取付体と前記外枠との間には熱伝導
    性グリスが塗布されたことを特徴とする請求項１、２、
    ３、４、５、６のいずれかに記載のヒートシンク装置。
  8. 【請求項８】 前記フィンは前記開口部内であって前記
    ファンの発熱体側に設けられたことを特徴とする請求項
    ５、６、７のいずれかに記載のヒートシンク装置。
  9. 【請求項９】 前記駆動部は前記発熱体側に突出する回
    転軸を有し、前記フィンは前記回転軸を囲むよう設けら
    れたことを特徴とする請求項５、６、７、８のいずれか
    に記載のヒートシンク装置。
  10. 【請求項１０】 前記フィンは前記外枠と一体的に形成
    されたことを特徴とする請求項５、６、７、８、９のい
    ずれかに記載のヒートシンク装置。
  11. 【請求項１１】 前記駆動部は前記開口部内であって前
    記ファンの発熱体側に設けられたことを特徴とする請求
    項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０のいずれ
    かに記載のヒートシンク装置。
  12. 【請求項１２】 前記取付体は板状であることを特徴と
    する請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１
    ０、１１のいずれかに記載のヒートシンク装置。
  13. 【請求項１３】 基板に設けられた発熱体の熱を放熱す
    るヒートシンク装置において、 一端に取付部を有し、前記発熱体の熱を伝導する熱伝導
    部材と、 開口を有し、前記開口が前記発熱体に面するように前記
    取付部に取り付けられ、熱伝導性を有する外枠と、 前記開口内に設けられたファンと、 前記ファンを駆動する駆動部と、 熱伝導性を有し、前記外枠に設けられた放熱フィンとを
    具備したことを特徴とするヒートシンク装置。
  14. 【請求項１４】 前記発熱体は半導体装置であることを
    特徴とする請求項１３記載のヒートシンク装置。
  15. 【請求項１５】 前記放熱フィンは前記外枠と一体的に
    形成されたことを特徴とする請求項１３、１４のいずれ
    かに記載のヒートシンク装置。
  16. 【請求項１６】 前記外枠と前記取付部との間には熱伝
    導グリスが塗布されたことを特徴とする請求項１３、１
    ４、１５のいずれかに記載のヒートシンク装置。
  17. 【請求項１７】 前記放熱フィンは前記開口内であって
    前記ファンの発熱体側に設けられたことを特徴とする請
    求項１３、１４、１５、１６のいずれかに記載のヒート
    シンク装置。
  18. 【請求項１８】 前記駆動部は前記開口内であって前記
    ファンの発熱体側に設けられたことを特徴とする請求項
    １３、１４、１５、１６、１７のいずれかに記載のヒー
    トシンク装置。
  19. 【請求項１９】 前記駆動部は前記発熱体側に突出する
    回転軸を有し、前記放熱フィンは前記回転軸を囲むよう
    設けられたことを特徴とする請求項１３、１４、１５、
    １６、１７、１８のいずれかに記載のヒートシンク装
    置。
  20. 【請求項２０】 前記熱伝導部材は板状であることを特
    徴とする請求項１３、１４、１５、１６、１７、１８、
    １９のいずれかに記載のヒートシンク装置。
  21. 【請求項２１】 吸気口および排気口を有し、熱伝導性
    を有する外枠と、 前記排気口付近に設けられたファンと、 前記外枠内の前記ファンの前記吸気口側に設けられ、前
    記ファンを回転する駆動部と、 前記吸気口付近に設けられ、熱伝導性を有し、前記外枠
    と熱的に接続された放熱フィンとを具備したことを特徴
    とする送風装置。
  22. 【請求項２２】 前記駆動部は前記吸気口側に突出する
    回転軸を有し、前記放熱フィンは前記回転軸を囲むよう
    設けられたことを特徴とする請求項２１記載の送風装
    置。
  23. 【請求項２３】 発熱体に冷却風を送る送風装置におい
    て、 開口を有し、熱伝導性を持つ外枠と、 前記開口内に設けられたファンと、 前記開口内であって前記ファンの前記発熱体側に設けら
    れ、前記ファンを駆動する駆動部と、 前記開口内であって前記駆動部の前記発熱体側に設けら
    れ、熱伝導性を有し、前記外枠と熱的に接続された放熱
    フィンとを具備したことを特徴とする送風装置。
  24. 【請求項２４】 前記駆動部は前記発熱体側に突出する
    回転軸を有し、前記放熱フィンは前記回転軸を囲むよう
    設けられたことを特徴とする請求項２３記載の送風装
    置。
  25. 【請求項２５】 前記放熱フィンは前記外枠と一体成形
    されたことを特徴とする請求項２１、２２、２３、２４
    のいずれかに記載の送風装置。
  26. 【請求項２６】 発熱体が設けられた基板と、 一端に取付部を有し、前記発熱体の熱を伝導する熱伝導
    部材と、 前記基板および前記熱伝導部材を収納し、前記取付部に
    面する部分に排気口を有する筐体と、 開口を有し、前記開口が前記発熱体および前記排気口に
    面するように前記取付部に取り付けられ、熱伝導性を有
    する外枠と、 前記開口内に設けられたファンと、 前記ファンを駆動する駆動部と、 熱伝導性を有し、前記外枠に設けられた放熱フィンとを
    具備したことを特徴とする電子機器。
  27. 【請求項２７】 前記熱伝導部材は前記発熱体上部にて
    前記発熱体に熱的に接続されることを特徴とする請求項
    ２６記載の電子機器。
  28. 【請求項２８】 前記熱伝導部材は放熱シートを介して
    前記発熱体上面と熱的に接続されることを特徴とする請
    求項２６、２７のいずれかに記載の電子機器。
  29. 【請求項２９】 前記熱伝導部材は前記基板の前記発熱
    体が設けられた面の反対面にて前記発熱体に熱的に接続
    されることを特徴とする請求項２６記載の電子機器。
  30. 【請求項３０】 第１の表面と、前記第１の表面に対向
    する第２の表面と、前記第１の表面から前記第２の表面
    に渡って設けられた貫通孔を有する基板と、 前記第１の表面の前記貫通孔上に設けられた発熱体と、 一端に取付部を有し、前記第２の表面側に設けられ、前
    記発熱体の熱を伝導する熱伝導部材と、 前記基板および前記熱伝導部材を収納し、前記取付部に
    面する部分に排気口を有する筐体と、 開口を有し、前記開口が前記発熱体および前記排気口に
    面するように前記取付部に取り付けられ、熱伝導性を有
    する外枠と、 前記開口内に設けられたファンと、 前記ファンを駆動する駆動部と、 熱伝導性を有し、前記外枠に設けられた放熱フィンとを
    具備したことを特徴とする電子機器。
  31. 【請求項３１】 前記熱伝導部材は前記第２の表面から
    所定間隔をおいて配置されたことを特徴とする請求項３
    ０記載の電子機器。
  32. 【請求項３２】 前記貫通孔内には、熱伝導性を有し、
    前記発熱体および前記熱伝導部材に熱的に接続された伝
    熱部材が設けられたことを特徴とする請求項３０、３１
    のいずれかに記載の電子機器。
  33. 【請求項３３】 前記伝熱部材は放熱シートを介して前
    記熱伝導部材に熱的に接続されたことを特徴とする請求
    項３０記載の電子機器。
  34. 【請求項３４】 前記放熱フィンは前記外枠と一体的に
    形成されたことを特徴とする請求項２６、２７、２８、
    ２９、３０、３１、３２、３３のいずれかに記載の電子
    機器。
  35. 【請求項３５】 前記外枠と前記取付部との間には熱伝
    導グリスが塗布されたことを特徴とする請求項２６、２
    ７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４のいず
    れかに記載の電子機器。
  36. 【請求項３６】 前記放熱フィンは前記開口内であって
    前記ファンの発熱体側に設けられたことを特徴とする請
    求項２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３
    ３、３４、３５のいずれかに記載の電子機器。
  37. 【請求項３７】 前記駆動部は前記開口内であって前記
    ファンの発熱体側に設けられたことを特徴とする請求項
    ２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３
    ４、３５、３６のいずれかに記載の電子機器。
  38. 【請求項３８】 前記駆動部は前記発熱体側に突出する
    回転軸を有し、前記放熱フィンは前記回転軸を囲むよう
    設けられたことを特徴とする請求項２６、２７、２８、
    ２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３
    ７のいずれかに記載の電子機器。
  39. 【請求項３９】 前記発熱体は半導体装置であることを
    特徴とする請求項２６、２７、２８、２９、３０、３
    １、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８のいず
    れかに記載の電子機器。
  40. 【請求項４０】 前記熱伝導部材は板状であり、前記基
    板と平行に設けられたことを特徴とする請求項２６、２
    ７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３
    ５、３６、３７、３８、３９のいずれかに記載の電子機
    器。
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