JPS6153796A - 放熱システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野］ この発明は電子機器の主要構成要素である電子素子等の
発熱体を冷却する放熱システムに関する［発明の技術向
背（１及びその問題点］従来のこの種の放熱システムと
しては例えば第３図、第４図に示すようなものがある。

まず第３図は、−面側に電子素子１０１を取り付けた回
路基板１０３の他面側に複数の放熱フィン１０５をそな
えた放熱体１０７が接着されている。そして電子素子１
０１での発熱は回路基板１０３から放熱体１０７へ熱伝
導され、放熱フィン１０５から外部へ放熱されて電子素
子１０１及び回路基板１０３の冷却が行なわれる。

しかしながらこのような放熱システムの横這では、回路
基板１０３と放熱体１０７との成孔による熱抵抗が大ぎ
く放熱フィン１０５からの放熱を効率良く行なわせるこ
とが困難なものとなっている。また電子素子１０１など
が局部的に加熱した場合には複数の放熱フィン１０５の
局部的な数枚に主に熱伝導が行なわれる為に十分な放熱
が出来゛ないという問題点があった。

これに対し第４図の放熱システムは回路基板１０３上に
コンテナ状のヒートパイプ１０９が固定され、回路基板
１０３−ヒに蒸発室１１１が区画されている。そしてこ
の蒸発室１１１の底部の回路基板１０３側には冷媒１１
３が収容され、また＋ｉｆｆ記ヒートパイプ１０９の外
面には複数の放熱フィン１１５が設【プられている乙の
である。従ってこの従来例では電子素子１０１での発熱
は冷媒１１３に吸熱される。そして冷媒１１３は吸熱に
よって蒸発する一方、放熱フィン１１５の放熱によりヒ
ートパイプ１０９上側にて冷却され、凝縮液化されて再
び蒸発室１１１の底部に滴下する。従って第３図の従来
例のように熱抵抗が大きくなることもなく、また電子素
子１０１などに局部的な加熱があっても、これに応じて
冷媒１１３の蒸発が促進され、電子素子１０１及び回路
基板１０３の冷却を第３図の従来例に比較して−Ｆ分に
行なわせることができる。

ところでこの第４図の従来例において、更に冷１ＪＩ効
果を上げるためにはファンブ［１ペラ１１７を設け、こ
のファンプロペラ１１７の冷却風ににつて強制冷却を行
なうことが考えられる。しかしながらこの場合は、ファ
ンプロペラ１１７を駆動Ｊる駆動モーター１９が必要ど
なる上、電子素子１０１等の発熱温度変化に応じ（〕７
７ンブ１」ベノ゛１１７による冷却風を制御するために
は、電子素子１０１などの発熱温度を検出づるセンサ、
このセンサに基ずいて駆動モーター１９をｉＬｌ　１ａ
ｌｌす“る制御装置等が必要となり、コストアップの恐
れがあった。　このような問題点に対して、本出願人は
既に第５図のような新規の放熱システムを１足案してい
る。この第５図は概念的に示した乙のであり、ヒートパ
イプ１０９に軸受１２１を介して回転自在に支持された
タービンプロペラ１２３が、冷媒１１３の蒸発流によっ
て回転され、このタービンプロペラ１２３と一体的に回
転づるインナー磁石１石１２５の回転により、このイン
ナー磁石１２５ど磁気カップリングされているアウクー
Ｖｌ餞石１２７が回転する。そして、このアウター磁石
１２７の回転によりヒートパイプ１０９の外部に軸受１
２９を介して回転自在に軸支されたファンプロペラ１３
１を回転するようにしたものである。したがって、駆動
モータ等の外部駆動源を必要することなく、フ１ンブロ
ベラ１３１を回転させることができて効率の良い放熱を
行なわせることができると共に、電子素子１０１等の発
熱状態に応じて冷媒１１３の蒸発流の発生が制御され、
制θ１１芸置等を必要とづることなくファンプロペラ１
３１の自動的な回転制御を行なわＵることができ、コス
トアップを押さえながら放熱効率の向上を図ることこの
発明は上記従来の問題点に鑑がみなされ、本出願人が先
に提出した放熱システムを更に発展させたもので、コス
トアップを押さえながらより一層の放熱効率向上を図る
。ことかでかきる放熱システムの１；２供を目的とする
。

［弁明の（既習１ 上記目的を達成させるためにこの発明は、発熱体に取り
付けられ蒸発室を区画するコンテナ状のヒートパイプと
、前記魚介室内部に収容され前記発熱体から吸熱して蒸
発する冷媒と、前記蒸発室内部に回転自在に軸支され冷
媒の魚介流によって回転されるタービンプロペラと、こ
のタービンプロペラ側に一体的に支持されタービンプロ
ペラと同心状のインナー磁石と、前記ヒーｊ〜パイプ外
部に回転自在に軸支され回転によりヒートパイプ冷）Ｊ
Ｊ用の凪を起すファンプロペラと、このファンプロペラ
１１１１１に一体的に支持されると共に１）す記インナ
ー磁石の回転方向外周囲に配置されてインナー［磁石に
対し磁気的にカップリングされるアウター磁石どより構
成した。

［実施例］ 以下第１図に基ずいてこの発明の一実／Ｉｌ！！例を訂
細に説明する 光熱体としての電子素子１を取り付けｌ〔回路基板３は
電子機器の主要構成要素であり、回路嚢板３上にはコン
テナ状のヒー１へバイブ５がボルト７によって固定され
、回路基板３上に魚介Ｔ９が区画形成されている。この
蒸発室９内底部には回路基１ｋ　３に接１’ｌ！Ｉ！づ
る冷媒１１が収容されている。この冷ケ＋！−１１１Ｊ
回路基板３側から吸熱して足元づるように＋１］１成さ
れている。

一方、ｉ’＋ｆｆ記蒸発掌９内部には回転自在に軸支さ
れ冷媒１１の蒸発流によって回転されるタービンプロペ
ラ１３が設けられている。このタービンプロペラ１３は
上下方向に軸心を有するインナー翼軸１５の下端に取り
付けられている。このインナー翼軸１５の軸心部には中
空部１５ａが形成され、インナー’ｂｌ　ｊ＋ｌ＋　１
５の軽量化が図られている。そして、このインナー１６
石１５は第１インナー軸受１７ａ及び第２インナー軸受
１７ｂを介して回転自在に軸支されている。第１インナ
ー軸受１７，１は前記ヒートパイプ５に支持され、第２
インナー軸受１７ｂはヒートパイプ５の天部上に取り付
けられた軸受ソケット１９内に支持されている。これら
インナー軸受１７ａ、１７ｂのインナーレース間にはカ
ラー２０が介設されている。

前記インブー９２軸１５の頂部にはボルト２１によりイ
ンナー磁石２３が固定されている。従って、インナー磁
石２３はタービンプロペラ１３側に一体的に支］、′Ｉ
され、タービンプロペラ１３とＩＩ）１心状に構成され
ている。

他方前記ヒートパイプ５の外部にはフン７ンブロペラ２
５が設りられ、このフ１ンブ［］ベラ２５はアウター翼
軸２７に支持されている。このアウターπ軸２７は前記
インナー翼軸１５に対して同心状に配置され、軸心部に
軽量化のための中空部２７ａを有し、前記軸受ソケット
・１９の頂部に第１アウター軸受２９ａ、及び第２７ウ
ター輔受２９ｂを介して回転自在に支持されている。こ
の第１アウタ〜軸受２９ａと第２７ウター軸受２９ｂの
インナーレース間にはカラー３１が介設され、第１アウ
ター軸受２９ａのインナーレース上面は軸受ソケット１
９にボルト３３によって固定された汰は止め板３５で押
えられている。

館記アウター岡軸２７の下端部には前記インチ−磁石２
３の回転方向外周囲に至るスカート部２１７ｂが形成さ
れている。そしてこのヌカ−１一部２７ｂには軸受ソケ
ット１９外において前記インナー磁石２３の回転方向外
周囲に配置されたアウター域灸石３７が支持されている
。従ってアウター磁石３７はフッ１ンブロベラ２５に一
体的に支持されると共に、インナー１１ＵＪ２３の回転
方向外周囲に配置され、インナー１６石２３に対して磁
気的にカップリングされる構成となっている。なＪ３電
子素子１は回路Ｌ１板３に固定されたカバー３９によっ
て覆われている。

次に上記一実施例の作用について述べる。

電子索子１が発熱すると回路基板３に接触している冷媒
１１がこれを吸熱して蒸発する。この冷媒１１の蒸発に
よって蒸発室９内に蒸発流か形成され、タービンプロペ
ラ１３が回転される。このタービンプロペラ１３の回転
ににってインナー翼１ｌｌｌ１１５を介し、インナー１
１石２３がタービンプロペラ１３と同心状に回転される
。こうしてインナー１石２３が回転するど軸受ソケット
１９外でインナー１４１石２３に対し磁気的にカップリ
ングされているアウター磁石３７も回転力を受ける。こ
のアウター磁石３７の回転力はアウター臀軸２７を介し
てファンプロペラ２５に伝達され、ファンプロペラ２５
が軸心回りに回転される。このファンプロペラ２５の回
転によりヒートパイプ５冷ｆＪＩ用の風が起され、ヒー
トパイプ５の外壁面が冷ｔＪされる。こうしてヒートパ
イプ５の外壁面が強制冷７、ＩＩされると、ピー１−パ
イプ５からの放熱が促進され、前記蒸発室９内の蒸気か
らヒートパイプ５を介して外部へ効率よく放熱が行なわ
れ、電子索子１の冷却を効果的に行なわせることかでき
る。そして、蒸発室９の上側で上記のように放熱された
蒸気流は凝縮液化されて、蒸発室９の底部側へ滴下され
る。

一方、電子素子１の発熱が高くなるどきにはこれに応じ
て冷媒１１の蒸発が促進される。従ってファンプロペラ
２５の回転が速くなり、発熱の大きさに応じてファンプ
ロペラ２５に、Ｊ：る冷却用か強くなる。又電子索子１
の発熱がそれほど高＜　Ｉｔいときは冷媒１１の蒸発も
少なくなり、これに応じてファンプロペラ２５による冷
）Ｊｌｌ虫１が弱くイｐる。

従って電子素子７の発熱状体に応じて自動的に冷ＪＪ′
Ｉ出の調節か行なわれる。電子索子１が局部的に加熱し
た場合にも、これに応じて冷媒１１がＷ−＾発し、１４
部的な加熱の冷却にも支障がない。また、特にこの発明
の実施例では、アウター磁石３７がインナー磁石２３の
回転方向外周囲に配量されているため、インナー磁石２
３どアウター磁石３７が引き合う力は、第１インナー軸
受１７ａ、第２インナー軸受１７ｂ１及び第１アウター
軸受２９ａ、第２７ウター軸受２９ｂに作用することは
ない。従って第５図のＪ：うな先の提案と比較した場合
、先の提案ではインナー磁石１２５とアウター磁石１２
７どの引き合う力がインナー軸受１２１、アウター軸受
１２９に軸心方向の無理な力として作用し、蒸発流によ
ってタービンプロペラ１２３、及びこれに連ＯＪシてフ
ァンプロペラ１３１を回転させた場合、大きな抵抗とな
る恐れがあり、放熱効率の向上を阻害する恐があった。

これに対してこの発明の実施例ぐは上記のように、各軸
受１７ａ、１７ｂ、２９ａ、２９ｂに無理な力が作用す
ることなくタービンプロペラ１３、ファンプロペラ２５
の円滑な回転を１：Ｉることがでさ、放熱効・わの飛躍
的な向Ｆを図ることができる１゜第２図はこの発明の他
の実施例を示１ノーもので、蒸発室９の内部に静９＋！
４１を設けたちのである。

従ってこの場合は、冷媒１１の蒸発流が、静間４１によ
ってタービンプロペラ１３が効率よく回転づる方向に整
流され、タービンプロペラ１３の回転効率を高めて、よ
り一層の放熱効率向上を図ることができる。

なおこの発明は上記実施例に限定されるものではない、
、例えばヒートパイプ５の外面には放熱フィンを設（）
ることも出来る。

［発明の効果］ 以上より明らかなようにこの発明の構成によれば、従来
例と比較して放熱の際の熱抵抗が少なく効率よく放熱さ
せることができると共に、局部的な発熱に対してｂ支障
なく放熱することができる。

しかも外部駆動源を必要とすることなく強制冷／、ＩＩ
　　　　　’ができ、且つ制御装置等を必及とすること
なく発熱の程度に応じてファンプロペラが自動的に回転
＋１１１１１２１１され、コストアップを押さえ４Ｋか
ら放熱効率の向上を図ることができる。さらに、本出願
人が掘出した先の提案に対しては、インナー磁石とアウ
ター磁石との引き合う力がフ／７ンブロベラ及びタービ
ンプロペラを軸支づる軸受に無理な力として作用するこ
とが少なく、より一層の放熱効率向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る全体断面図、第２図
はこの発明の他の実施例に係る全体断面図、第３図、４
図は従来例に係る全体断面図、第５図は先の提案に係る
全１７に断面図である。 １・・・電子素子（発熱体） ３・・・回路基板（光熱体〉 ５・・・ヒートパイプ　　　９・・・蒸発γ１１・・・
冷媒　　　　　　１３・・・タービンプロペラ２３・・
・インナ−１１餞石　　２５・・・フ１ンブロベラ３７
・・・アウター磁石 第１図 第２図 刃　　　　　　１ −１：３　ｂ＋ Ｉｎ’＋

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　発熱体に取り付けられ蒸発室を区画するコンテナ状の
   ヒートパイプと、前記蒸発室内部に収容され前記発熱体
   から吸熱して蒸発する冷媒と、前記蒸発室内部に回転自
   在に軸支され冷媒の蒸発流によって回転されるタービン
   プロペラと、このタービンプロペラ側に一体的に支持さ
   れタービンプロペラと同心状のインナー磁石と、ヒート
   パイプ外部に回転自在に軸支され回転によりヒートパイ
   プ冷却用の風を起すファンプロペラと、このファンプロ
   ペラ側に一体的に支持されると共に前記インナー磁石の
   回転方向外周囲に配置されてインナー磁石に対し磁気的
   にカップリングされるアウター磁石とよりなる放熱シス
   テム。