JPH10233590A - 小型電子機器の冷却構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内部に設けた流路に空気を通流させて発熱体
を冷却するヒートシンクでは、電子部品が高密度に内装
されている電子機器筐体にヒートシンクを内装したとき
に、その流路に空気を通流することが困難になり、冷却
効果が低下される。 【解決手段】 発熱体５を内装した小型電子機器８の筐
体９には筐体内外を連通させるための少なくとも２つの
空気通流口６，７が設けられ、また発熱体５を冷却する
ためのヒートシンク１は冷却用の空気を通流させる流路
２が設けられる。筐体の一方の空気通流口６はヒートシ
ンク１の流路の一端開口１ａに接続され、筐体の他方の
空気通流口７には筐体内外での空気流を発生させるため
の冷却ファン１０が配設される。冷却ファン１０によっ
て筐体９の内外を通流させる空気をヒートシンク１の流
路２を通流させることができ、電子部品が高密度に内装
されている小型電子機器においても、ヒートシンク１に
よる冷却効果を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電気機器等に内装さ
れる電子部品を空気冷却するための冷却構造に関し、特
に実装密度が高く、発熱量の多い電子部品を備える小型
電子機器における冷却効果を高めた冷却構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子機器に内装されるパワートランジス
タやパワーＩＣ等の発熱性の電子部品を冷却するため
に、従来からヒートシンクが用いられている。このヒー
トシンクは、複数の放熱フィンを一体に有する熱伝導性
の高い材料で構成されており、このヒートシンクを電子
部品の発熱部分に取着することて、電子部品で発生した
熱を放熱フィンから放熱させ、その冷却を行う方式であ
る。しかしながら、この方式では放熱フィンに沿って流
れる空気流が存在しないと前記した放熱効果を高めるこ
とができないため、通常では電子機器の筐体に冷却ファ
ンを設け、筐体内外で強制的に空気流を発生させること
で、前記したヒートシンクに沿って流れる空気流を発生
させている。しかし、近年における、パーソナルコンピ
ュータ等を中心に、装置の小型化、及び高機能化が進
み、電子機器筐体内に種々の電子部品が内装されると、
筐体内に前記したようなヒートシンクに沿って通流され
る空気流を発生することが困難になる。これは、筐体内
に内装した電子部品によって空気流路に多くの凹凸が発
生して、空気の損失が多くなって、流れが阻害されるこ
とが原因である。

【０００３】このような問題に対応するため、例えば、
特開平７−１８３６７６号公報では、ヒートシンクを筒
状に形成し、その内部に放熱用の部材を形成するととも
に、この部材に沿う流路を設けたものが提案されてお
り、しかもこの空気流路を通気用ダクトに接続して内部
に空気を通流させることで、冷却のための空気が確実に
流れるようにした技術が提案されている。また、特開平
１−２１５０９８号公報では、発熱体に対してそれぞれ
支柱を介してフィンを取り付けてこれを冷却流体の流路
に配置することで、フィンに沿っての冷却流体の流れを
確保して冷却効果を高める技術が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような公報に記載
の技術では、発熱体とヒートシンクの構成体についての
み見ればその冷却効果が高められることは理解できる。
しかしながら、前記したように、近年の電子機器では筐
体内に前記した空気流路を確保することが困難であるた
め、これら公報の技術をそのまま高密度化された電子機
器筐体に内装した場合に、それぞれ有効な冷却効果が得
られるものであるかは疑問となる。特に、前者の公報の
技術では、ヒートシンクの両側に通気用ダクトを接続し
て始めて有効であることから、このような通気用ダクト
が設けられていない携帯型情報処理装置（ブック型パー
ソナルコンピュータ）等の小型電子機器に適用すること
は困難である。また、後者の公報の技術では、電子機器
の筐体内に空気流を発生させる手段については何ら記載
されていないため、種々の電子機器に対応して有効な冷
却を行うことは困難である。

【０００５】本発明の目的は、小型の電子機器筐体への
適用が可能であるとともに、その冷却効果を高めた冷却
構造を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の冷却構造は、発
熱体を内装した小型電子機器の筐体には筐体内外を連通
させるための少なくとも２つの空気通流口が設けられ、
前記発熱体を冷却するためのヒートシンクはこの発熱体
に対して一体的に固着されるとともに、冷却用の空気を
通流させる流路が設けられ、前記筐体の一方の空気通流
口は前記ヒートシンクの流路の一端開口に接続され、前
記筐体の他方の空気通流口には筐体内外での空気流を発
生させるための冷却ファンが配設されることを特徴とす
る。特に、冷却ファンは、前記他方の空気通流口から外
部の空気を筐体内に引き込むように構成されることが好
ましい。

【０００７】また、本発明の冷却構造においては、ヒー
トシンクは前記発熱体に対して一体的に固着されるとと
もに、冷却用の空気を通流させる流路が設けられ、かつ
この流路のいずれか一方の開口には流路内に空気を通流
させる冷却ファンが一体的に取着され、前記筐体の一方
の空気通流口は前記ヒートシンクの流路の一端開口側ま
たは他端開口側に接続されることを特徴とする。なお、
ヒートシンクは、偏平な矩形の筒型に形成され、その幅
広の対向面の内面には筒軸方向に沿って延びる複数の冷
却フィンが突出形成され、かつ前記対向面の外面が発熱
体に一体的に取着される構成とされる。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の冷却構造に用いられ
る基本構造を示す斜視図であり、ヒートシンク１は熱伝
導性の高い、例えばアルミニウム等の金属材によって両
端が開口された偏平な矩形の筒型に形成されており、同
図において上下に対向する幅広の対向面の各内面にはそ
れぞれ筒軸方向に延びる複数の冷却フイン３を一体に突
出形成しており、これら冷却フィン３の間に画成される
筒内空間が冷却用の空気が通流される流路２として構成
されている。そして、このヒートシンク１は、電子機器
筐体内に内装されて所要の電子回路を構成するための基
板４に搭載された発熱体、例えばパワーＩＣ等の電子部
品５の上に載置され、この電子部品５の上面にヒートシ
ンク１の下面が伝熱性接着剤等によって固着されてい
る。

【０００９】このようなヒートシンクを電子機器筐体に
装備して本発明の冷却構造を構成した第１の実施形態を
図２の平面構成図に示す。同図において、電子機器８の
筐体９内には前記基板４、電子部品５と共に前記したヒ
ートシンク１が内装されている。そして、前記電子機器
筐体９の一部に設けられて筐体内外を連通させる第１の
空気通流口６に前記ヒートシンク１の一方の開口１ａが
接続されている。したがって、このヒートシンク１の他
方の開口１ｂは電気機器筐体９の内部に向けて開口され
ることになる。また、前記電子機器筐体９には、前記第
１の空気通流口６に対向される位置に、同様に筐体内外
を連通させる第２の空気通流口７が設けられており、こ
の空気通流口７に臨む電子機器筐体内には冷却ファン１
０が配設されている。

【００１０】したがって、この構成によれば、冷却ファ
ン１０を駆動すると、第２の空気通流口７を通して電子
機器筐体９内の空気が筐体外に排出される。このため、
電子機器筐体９内には、対向する第１の空気通流口６を
通して外部の空気が流入される。そして、この流入され
る空気は、第１の空気通流口６に接続されているヒート
シンク１の一方の開口１ａから内部の流路２に導かれ、
この流路２を強制的に通流されることになる。このた
め、電子部品５で発生された熱は、ヒートシンク１に伝
熱され、さらにヒートシンク１内の冷却フィン３にまで
伝熱されているが、前記したような流路２を通流される
空気によって冷却フィン３との間に熱交換が行われ、結
果として冷却フィン３が冷却され、電子部品５が冷却さ
れることになる。

【００１１】したがって、電子機器筐体９内に各種電子
部品が高密度に実装されている場合でも、ヒートシンク
１の一方の開口が電子機器筐体９に設けられた第１の空
気通流口に接続されていることで、ヒートシンク１内を
外部の空気が通流されることが確保でき、その冷却効果
が高められる。なお、通常では、電子機器筐体９内に外
部の空気を取り入れる際には、内部への異物の侵入を防
ぐために小さな穴状やスリット状の開口部とする必要が
あり、これにより構造が複雑化され、かつこれが空気抵
抗となって空気流通が阻害されるおそれがあるが、この
ヒートシンク１の場合には、冷却フイン３が櫛状のスリ
ットになって、その役割を兼ねることになるため、構造
の複雑化は回避でき、しかも空気通流が阻害されること
はない。

【００１２】図３は本発明の第２の実施形態の平面構成
図である。この実施形態においては、第１の実施形態と
は逆に、電子機器筐体９の第１の空気通流口６に、外部
から電子機器筐体９の内部に空気を引き込む方向で冷却
ファン１０を設け、これに対向する第２の空気通流口７
に、図１に示したようなヒートシンク１の一方の開口１
ａを接続する。この構成によれば、冷却ファン１０によ
って第１の空気通流口６から電子機器筐体９の内部に引
き込まれた空気は、筐体の内部を流れ、さらにその下流
にあるヒートシンク１の流路２通流され、ここで第１の
実施形態と同様に電子部品５の冷却を行った後、第２の
空気通流口７から電子機器筐体９の外部に吐き出され
る。この実施形態では、電子部品５を冷却した後の暖気
された空気を直ちに電子機器筐体９の外部に排出するこ
とができるため、電子機器筐体内の他の部位の温度上昇
を防ぐことが可能となる。

【００１３】ここで、本発明にかかるヒートシンクは、
図４に示すように、ヒートシンク１の一方の開口に冷却
ファン１０を一体的に接続し、あるいは一体形成した構
成としてもよい。この方式によれば、冷却ファン１０に
よって生じる空気流の全てがヒートシンクを通流される
ため、電子機器筐体９に前記した空気通流口以外の開口
部が存在する場合に、冷却ファン１０によって流動され
る空気がこれらの開口部を通して筐体の内外で流れるこ
とによる損失をなくし、冷却ファン１２による冷却効果
を高めることが可能となる。この場合、冷却ファン１０
は、電子機器筐体９の空気通流口側、あるいは内部側の
いずれに配置してもよく、また冷却ファン１０による空
気流はヒートシンクに対して空気を流入させ、あるいは
ヒートシンクから引き出させるいずれの構成であっても
よい。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、発熱体を
内装した小型電子機器の筐体には筐体内外を連通させる
ための少なくとも２つの空気通流口が設けられ、また発
熱体を冷却するためのヒートシンクは冷却用の空気を通
流させる流路が設けられ、その上で筐体の一方の空気通
流口はヒートシンクの流路の一端開口に接続され、筐体
の他方の空気通流口には筐体内外での空気流を発生させ
るための冷却ファンが配設されることにより、冷却ファ
ンによって筐体内外を通流させる空気をヒートシンクの
流路を通流させることができ、ヒートシンクによる冷却
効果を高めることができる。したがって、小型電子機器
のように、筐体内に各種部品が高密度に内装されている
場合でも、ヒートシンクにおける空気の通流を確実なも
のとし、その冷却効果を極めて高いものにできる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本となる構成を示す斜視図である。

【図２】本発明を電子機器筐体に組み込んだ第１の実施
形態の平面構成図である。

【図３】本発明を電子機器筐体に組み込んだ第２の実施
形態の平面構成図である。

【図４】本発明の基本構成の他の例を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ ヒートシンク ２ 流路 ３ 冷却フィン ４ 基板 ５ 電子部品（発熱体） ６ 第１の空気通流口 ７ 第２の空気通流口 ８ 電子機器 ９ 電子機器筐体 １０ 冷却ファン

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 小型電子機器の筐体内に内装された電子
   部品等の発熱体を冷却するためのヒートシンクを備える
   冷却構造であって、前記筐体には筐体内外を連通させる
   ための少なくとも２つの空気通流口が設けられ、前記ヒ
   ートシンクは前記発熱体に対して一体的に固着されると
   ともに、冷却用の空気を通流させる流路が設けられ、前
   記筐体の一方の空気通流口は前記ヒートシンクの流路の
   一端開口に接続され、前記筐体の他方の空気通流口には
   筐体内外での空気流を発生させるための冷却ファンが配
   設されることを特徴とする冷却構造。
2. 【請求項２】 冷却ファンは、前記他方の空気通流口か
   ら外部の空気を筐体内に引き込むように構成される請求
   項１の冷却構造。
3. 【請求項３】 小型電子機器の筐体内に内装された電子
   部品等の発熱体を冷却するためのヒートシンクを備える
   冷却構造であって、前記筐体には筐体内外を連通させる
   ための少なくとも２つの空気通流口が設けられ、前記ヒ
   ートシンクは前記発熱体に対して一体的に固着されると
   ともに、冷却用の空気を通流させる流路が設けられ、か
   つこの流路のいずれか一方の開口には流路内に空気を通
   流させる冷却ファンが一体的に取着され、前記筐体の一
   方の空気通流口は前記ヒートシンクの流路の一端開口側
   または他端開口側に接続されることを特徴とする冷却構
   造。
4. 【請求項４】 ヒートシンクは、偏平な矩形の筒型に形
   成され、その幅広の対向面の内面には筒軸方向に沿って
   延びる複数の冷却フィンが突出形成され、かつ前記対向
   面の外面が発熱体に一体的に取着される請求項１ないし
   ３のいずれかの冷却構造。