JP3786446B2

JP3786446B2 - 送風装置

Info

Publication number: JP3786446B2
Application number: JP07476495A
Authority: JP
Inventors: 雅晴宮原; 浩司目原; 研二菅; 和也柴崎; 博中村; 裕紀伊藤
Original assignee: Toshiba Corp; Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2021-06-14
Also published as: US20020000308A1; US6702000B2; JPH08274480A; US6315031B1

Description

【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。ＭＰＵ７１の厚みが６ｍｍ、プリント基板７２の厚みが２ｍｍ、ファンモータ一体のヒートシンク７３の厚みが１８ｍｍ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４０ｍｍ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、本発明の送風装置は、開口内にファンが設けられ熱伝導性を有する外枠を、発熱体の熱を伝道する熱伝導部材の一端に設けたヒートシンク装置に用いることにより、ファン近傍まで熱を伝道して発熱体を冷却する。さらに、本発明の送風装置は、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、外枠の開口内の吸気口側に、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、効率的に冷却できるようにすることができるため、送風装置を小型化した。
【０００８】
また、本発明の送風装置は、筐体内に発熱体が設けられた基板と発熱体の熱を伝道する熱伝導部材を収納し、開口内にフィ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た電子機器に用いることで、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２１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１９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３１、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ィン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よく放熱が行える。
【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４７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７５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７９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６９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８９、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７５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

Claims

電子機器の発熱体を冷却する送風装置であって、
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、
前記吸気口側に突出する前記ファンの回転軸と、
前記外枠内の前記ファンの前記吸気口側に設けられ、前記回転軸を介して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、前記外枠と一体的に設けられた放熱フィンと
を具備し、前記放熱フィンは前記回転軸を囲むよう前記外枠の開口内に設けられたことを特徴とする送風装置。
発熱体に冷却風を送る送風装置であって、
吸気口および排気口を備える開口を有し、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、
前記吸気口側に突出する前記ファンの回転軸と、
前記開口内の前記吸気口側に設けられ、前記回転軸を介して前記ファンを駆動する駆動部と、
前記開口内の前記吸気口側に設けられ、熱伝導性を有し、前記外枠と一体的に設けられた放熱フィンと
を具備し、前記放熱フィンは前記回転軸を囲むよう前記外枠の開口内に設けられたことを特徴とする送風装置。