JPH09283957A - 電子部品冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板と上側基板との間隔をより一層狭くで
き、機器等の小型化に対応できるようにすることを目的
とする。 【解決手段】 電子部品１５を実装する基板１とこれに
平行の上側基板２との間に設置され、電子部品１５へ送
風してこれを冷却するファン３と、このファン３に対応
するケーシング９とからなる電子部品冷却装置におい
て、ファン３は、回転の軸線が基板１と平行に設置さ
れ、かつ当該軸線と直交する方向に送風し、ケーシング
９は、基板１と上側基板２との間隔を保持するととも
に、ファン３の軸線周りを電子部品１５から離れた側で
半周する曲面部１０が形成され、さらに、上側基板２
に、ケーシング９の反対側でファン３の軸線周りの一部
を囲み、かつ基板１との間に送風用隙間１４を形成する
カバー部材１２が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板に実装された
電子部品に向けて送風し、当該電子部品を冷却する電子
部品冷却装置に係り、特に、基板とこれに平行の上側基
板との間隔を狭くできるようにした電子部品冷却装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器、特にコンピュータやそ
の周辺機器の情報機器、測定装置、制御装置等は、機器
の小型化及び高速処理化に伴って、その集積度や動作速
度は飛躍的に向上している。このため、電子機器の基幹
部品であるＣＰＵ等の半導体チップは、超微細加工技術
等により高集積化及び高速化が図られるとともに、半導
体チップの消費電力が増大し、その発熱量も増大するこ
ととなった。一方、これら半導体チップ等の電子部品
は、機器内において、積層された基板に実装される場合
があり、このような基板間に挟まれた電子部品を効果的
に冷却することが望まれていた。

【０００３】また、機器の小型化の要請に伴い、基板間
の間隔を狭くすることが望まれており、これに対応する
ため、図４に示すように、電子部品１０２を実装する基
板１０１と上側基板１０３との間隔を複数のスペーサ１
０４で保持するとともに、基板１０１上に、モータ１０
５によって回転駆動するファン１０６とこのファン１０
６に合わせた渦巻き形状のケーシング部１０７とからな
る遠心式ファンが設置された電子部品冷却装置が提案さ
れている。

【０００４】これは、ファン１０６を回転させることに
より、ファン１０６の軸線方向から吸引した空気を、ケ
ーシング部１０７の送風用隙間１０８から当該軸線と直
交する方向に吹き出すものであり、この送風用隙間１０
８を電子部品１０２に向けてセットすることによって電
子部品の冷却を図るものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た電子部品冷却装置には、次のような問題が残されてい
る。すなわち、基板１０１と上側基板１０２との間隔を
より狭くするためにはファン１０６の小径化を行う必要
があるが、遠心式ファンの性能を最大限に発揮させるた
めには、ファン１０６に合わせた渦巻き形状のケーシン
グ部１０７が必要となる。従って、基板１０１と上側基
板１０２との間にケーシング部１０７が挟まれるため、
スペーサ１０４を低く設定しても基板１０１と上側基板
１０２との間隔はケーシング部１０７の高さｈ₁ によっ
て決定されることになり、この間隔をより一層狭くする
ことができないといった問題点を有している。

【０００６】なお、ケーシング部１０７を取り外した状
態で用いるのでは、ファン１０６を回転させても電子部
品に向けて冷却に必要な風量を供給することができない
ため、妥当ではない。また、基板１０１と上側基板１０
２との間隔を狭くするためにケーシング部１０７自体を
小さくすると、このケーシング部１０７の縮小化に伴っ
てファン１０６をより小径にする必要があり、このよう
な小径のファン１０６を用いたのでは、電子部品の冷却
に必要な風量を供給できないといった不都合が生じる。

【０００７】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、基板と上側基板との間隔を保持するスペーサ
の一部をケーシングとして用いるようにして、これら基
板間の間隔をより一層狭くでき、機器等の小型化に対応
することができる電子部品冷却装置を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決して、か
かる目的を達成するために、本発明に係る電子部品冷却
装置は、電子部品を実装する基板とこれに平行の上側基
板との間に設置され、前記電子部品へ送風してこれを冷
却するファンと、このファンに対応するケーシングとか
らなる電子部品冷却装置において、前記ファンは、回転
の軸線が前記基板と平行に設置され、かつ当該軸線と直
交する方向に送風し、前記ケーシングは、前記基板と上
側基板との間隔を保持するとともに、前記ファンの軸線
周りを前記電子部品から離れた側で半周する曲面部が形
成されたことを特徴としている。

【０００９】また、前記上側基板に、前記ケーシングの
反対側で前記ファンの軸線周りの一部を囲み、かつ前記
基板との間に送風用隙間を形成するカバー部材が設けら
れるものであってもよい。

【００１０】このように、本発明に係る電子部品冷却装
置は、遠心式ファンを構成するケーシング部を用いるこ
とに代えて、ケーシングの曲面部や基板を利用するよう
にしている。従って、遠心式ファンに必要なケーシング
部の渦巻き形状を、曲面部と基板の一部で代替させ、フ
ァンを回転させたときの性能が劣化しないようにしてお
り、電子部品の冷却に必要な風量を確保できるようにし
ている。なお、このケーシングは、基板と上側基板との
間に設置されることにより、両者間の間隔を保持するよ
うにしている。

【００１１】さらに、ファンの軸線周りにおける上下部
分には、上側基板および基板がそのまま露出した状態と
なっているため、基板と上側基板との間隔をファンの外
径に合わせてケーシングの高さによって設定することが
でき、基板と上側基板との間隔を一層狭くすることが可
能となっている。

【００１２】また、上側基板に、前記ケーシングの反対
側で前記ファンの軸線周りの一部を囲んだ状態のカバー
部材が設けられたものでは、このカバー部材によって基
板との間に送風用隙間が形成されるため、遠心式ファン
の渦巻き形状をより一層確保することができ、この送風
用隙間を電子部品に向けて設定することにより、効率よ
く電子部品の冷却を行うことができるようにしている。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜図３を参照して説明する。図１及び図２に示すよう
に、ＣＰＵ等の電子部品１５を実装する基板１の上方に
は、この基板１と平行して積層される上側基板２がセッ
トされており、これら基板１と上側基板２との間には、
ファン３が設置されている。このファン３は、その回転
の軸線となる軸部４が基板１と平行するように設置され
るものであり、この軸部４から前後二つの環状部５まで
の間に放射状に延びた複数のブレード６が所定方向に湾
曲した状態で軸部４と平行して設けられている。

【００１４】また、ファン３は、軸部４がモータ７の出
力軸７ａ（図２参照）に取り付けられることにより、モ
ータ７の駆動力を受けて回転する。このモータ７は、胴
体部の前後端から垂下する複数の端子８が基板１の所定
部分にに差し込まれることにより、この基板１に保持さ
れるとともに電流が供給される。従って、ファン３は、
その回転の軸線が基板１に平行でかつこの基板１上の所
定位置に位置決めされた状態となっている。なお、この
ファン３の位置（向き）は、その軸線と直交する方向に
電子部品１５が位置するように設定されている。

【００１５】このファン３は、軸部４を中心として回転
することにより、その回転の軸線方向から取り込んだ空
気を、軸線と直交する方向に吹き出すものである。ただ
し、ファン３の形状は、図示のものに限定するものでは
なく、回転することによりその回転の軸線方向から取り
込んだ空気を軸線と直交する方向に吹き出すことができ
るものであれば任意の形状を用いることができる。従っ
て、ファン３として、例えば、前後の環状部５にわたっ
て所定角度に傾斜した複数のブレードを設けたもの等を
用いるようにしてもよい。なお、このファン３は、合成
樹脂や金属等によって形成されている。

【００１６】また、モータ７は、外径寸法が小さい円筒
状の胴体部を持つステッピングモータや偏平状の胴体部
を持つ直流モータなどが用いられる。さらに、モータ７
の取付は、図示のものに限定されず、例えば、基板１上
に設けた突出片に胴体部を位置決めさせることによりこ
の基板１に固定するものであってもよい。すなわち、モ
ータ７の固定には、各種公知の方法が用いられる。

【００１７】続いて、基板１と上側基板２との間には、
ファン３の付近であって電子部品１５から離れた側とな
る位置にケーシング９が設けられており、このケーシン
グ９によって基板１と上側基板２との間を間隔ｈに保持
しており、ケーシング９をスペーサとして作用させるよ
うにしている。この間隔ｈは、ファン３の外径に合わせ
て設定されるものであり、ケーシング９の高さを調節す
ることにより決定される。

【００１８】なお、このケーシング９は、上面に設けら
れた孔部９ａ（図２参照）に上側基板２を貫通してピン
１１を差し込むことにより取り付けられる（基板１に対
しても同様に取り付けられる）。ただし、ケーシング９
を取り付けない箇所では、ケーシング９と略同一高さの
スペーサ１６を取り付けることによって基板１と上側基
板２との間隔を保持するようにしている。

【００１９】また、ケーシング９は、合成樹脂や金属等
で形成され、その材質は問わないが、ある程度弾性を持
つ材質で形成されることにより、基板１と上側基板２と
の間隔を保持するだけでなく、両者間の緩衝材としての
機能をも合わせ持つものとなる。さらに、基板１や上側
基板２に対するケーシング９の固定手段として、上述の
ようにピン１１を用いる他、ネジ止めや接着剤を用いる
等、各種公知の手段が用いられる。

【００２０】また、ケーシング９には、ファン３に対向
する面部分をファン３の外周に合わせて湾曲させた状態
の曲面部１０が設けられており、この曲面部１０が、フ
ァン３の軸線周りを半周した状態となっている。なお、
曲面部１０の幅は、ファン３（ブレード６）の長さを考
慮してこの長さ以上に設定することが必要であるが、図
示のように、基板１の幅に対応させて曲面部１０の幅を
設定するか否かは任意である。

【００２１】次に、ファン３の付近であってケーシング
９の反対側、すなわち電子部品１５に近い側にはカバー
部材１２が設けられている。このカバー部材１２は、上
側基板２から垂下する状態で取り付けられたものであ
り、ケーシング９と同様に、上面に設けられた孔部１２
ａ（図２参照）に上側基板２を貫通してピン１１を差し
込むことにより取り付けられる。

【００２２】また、このカバー部材１２は、ファン３に
対向する曲面部１３がファン３の外周に合わせて湾曲さ
せた状態で設けられるとともに、基板１との間に送風用
隙間１４を開けるようにセットされている。なお、曲面
部１３の幅を、曲面部１０と同様にファン３の長さ以上
に設定することが必要であり、図示のものではカバー部
材１２としてファン３の長さと略同一の幅を持つものが
用いられている。なお、送風用隙間１４は、電子部品１
５に向けて送風できるように設定されている。

【００２３】このように、ファン３の軸線周りをケーシ
ング９の曲面部１０とカバー部材１２の曲面部１３とで
囲むようにしており、しかもカバー部材１２と基板１と
の間に送風用隙間１４を設けているため、基板１、上側
基板２、ケーシング９、カバー部材１２によって、図４
に示すようなケーシング部１０７と同様の渦巻き形状が
構成されることになり、その一方、基板１や上側基板２
の表面が有効に用いられることによって、基板１と上側
基板２との間隔ｈが図４の間隔ｈ₁ より狭くなってい
る。

【００２４】続いて、以上のように構成した電子部品冷
却装置の作動状態を説明する。先ず、モータ７を駆動し
て、ファン３を軸部４回りに回転させることにより、複
数のブレード６を回転させる。このブレード６のそれぞ
れは、所定方向に湾曲した状態となっているため、ファ
ン３の内側の空気を外側に向けて送り出すようにしてい
る。

【００２５】そして、曲面部１０及び曲面部１３によっ
てファン３の軸線周りが囲まれているため、ファン３の
外側に送り出された空気は、送風用隙間１４から吹き出
されることになる。従って、このファン３を回転させた
場合には、このファン３の軸線方向から取り込んだ空気
を送風用隙間１４から吹き出すようにしている。そし
て、この送風用隙間１４の先に電子部品１５が位置して
いるため、電子部品１５に向けて送風されることによ
り、電子部品１５を冷却するようにしている。

【００２６】このように構成される電子部品冷却装置
は、冷却する電子部品に対応して基板１と上側基板２と
の間に複数設けるようにしてもよい。このとき、基板１
と上側基板２とを平行させるために、それぞれのケーシ
ング９の高さを一定にそろえることが必要である。

【００２７】また、図３に示すように、カバー部材１２
を設けるか否かは任意である。ただし、カバー部材１２
を設けないだけで、他の部材に関しては上述と同様のも
のが用いられている。そして、この動状態について説明
すると、先ず、モータ７を駆動してファン３を軸部４回
りに回転させることにより、図１に示すものと同様、ブ
レード６によってファン３の内側の空気を外側に向けて
送り出す。

【００２８】そして、曲面部１０によってファン３の軸
線周りが囲まれているため、ファン３の外側に送り出さ
れた空気は、ケーシング９の反対側、すなわち電子部品
１５の方に向けて吹き出されることになる。従って、こ
のファン３を回転させた場合には、このファン３の軸線
方向から取り込んだ空気を電子部品１５に向けて送風す
ることにより、電子部品１５を冷却するようにしてい
る。

【００２９】ただし、図１に示すように、カバー部材１
２を上側基板２に設けて、電子部品１５に向いた送風用
隙間１４を形成する方が、基板１上に実装されている電
子部品１５に対して効率よく送風することが可能となる
点で好ましい。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に係る電子
部品冷却装置は、基板と上側基板との間のファンに対応
させてケーシングが設置され、遠心式ファンに必要な渦
巻き形状を、ケーシングの曲面部、基板及び上側基板で
代替させるようにしているため、ファンを回転させたと
きの性能が劣化しないようにして、電子部品の冷却に必
要な風量を確保することができる。しかも、ケーシング
によって基板と上側基板との間隔を保持しているため、
基板間に設置されるスペーサを不要とし、コストの低下
を図ることができる。

【００３１】さらに、ファンの軸線周りにおける上下部
分（送風用隙間部分を含む）には、上側基板および基板
がそのまま露出した状態となっているため、基板と上側
基板との間隔をファンの外径に合わせてケーシングの高
さによって設定することができ、基板と上側基板との間
隔を狭くすることができる。

【００３２】また、上側基板にカバー部材を設けた場合
には、このカバー部材によって基板との間に送風用隙間
が形成されるため、遠心式ファンの渦巻き形状をより一
層確保することができ、この送風用隙間を電子部品に向
けて設定することにより、効率よく電子部品の冷却を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電子部品冷却装置の、実施の形態
を示す斜視図である。

【図２】ファン、スペーサ、カバー部材を示す斜視図で
ある。

【図３】本発明に係る電子部品冷却装置の、他の実施の
形態を示す斜視図である。

【図４】従来の、電子部品冷却装置の一形態を示す斜視
図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 上側基板 ３ ファン ９ ケーシング １０ 曲面部 １２ カバー部材 １４ 送風用隙間 １５ 電子部品

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子部品を実装する基板とこれに平行の
   上側基板との間に設置され、前記電子部品へ送風してこ
   れを冷却するファンと、このファンに対応するケーシン
   グとからなる電子部品冷却装置において、 前記ファンは、回転の軸線が前記基板と平行に設置さ
   れ、かつ当該軸線と直交する方向に送風し、 前記ケーシングは、前記基板と上側基板との間隔を保持
   するとともに、前記ファンの軸線周りを前記電子部品か
   ら離れた側で半周する曲面部が形成されたことを特徴と
   する電子部品冷却装置。
2. 【請求項２】 前記上側基板に、前記ケーシングの反対
   側で前記ファンの軸線周りの一部を囲み、かつ前記基板
   との間に送風用隙間を形成するカバー部材が設けられた
   ことを特徴とする請求項１記載の電子部品冷却装置。