JP4151265B2

JP4151265B2 - 放熱器

Info

Publication number: JP4151265B2
Application number: JP2001376799A
Authority: JP
Inventors: 喜東安部; 浩二吉岡
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-12-11
Filing date: 2001-12-11
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2021-12-11
Also published as: JP2003176990A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パソコン、その他の電子機器におけるＭＰＵ等の発熱部品の放熱に使用する放熱器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に電子機器、たとえば多機能、高性能のノート型パソコンのような小型の電子機器には機能部品としてＭＰＵを用いているが、このＭＰＵ等は画像処理等のために使用周波数が高かく、発熱により高い温度となるものであり、たとえば発熱により約９０℃以上の温度となって熱破壊することがある。したがって、ＭＰＵに冷却装置を付設し、ＭＰＵで発生する熱を放熱して機器の安全を図っている。
【０００３】
前記冷却装置としては小型なものが要望されており、通常は冷却ファンと放熱器によって構成されたものが多い。また、ＭＰＵ部よりヒートパイプにより熱を放熱器に伝導するものもある。
【０００４】
図６は従来の冷却装置の斜視図で、図７は従来の冷却装置における放熱部の構成図を示し、図示のようにＭＰＵ１をアルミニウムなどの熱伝導性のよい金属よりなる偏平な冷却モジュールケーシング２の一部に接合し、冷却モジュールケーシング２内にはファン３を装置するとともに放熱器４を設けている。
【０００５】
前記放熱器４は多数枚のフィン５を有しており、このフィン５は冷却モジュールケーシング２と一体に成型、あるいは各フィン５を冷却モジュールケーシング２に接着その他溶接などで取付けて構成され、そして各フィン５にファン３の風を強制的に吹き付けるようにしている。さらに、ＭＰＵ１よりヒートパイプ６により熱を放熱器４のフィン５に伝導するようにしている。
【０００６】
なお、ヒートパイプ６は周知のことであるが、銅などの熱伝導性の良い金属よりなるパイプ内に毛管部を設けるとともに液体を封入して構成され、一端部で受熱して内部の液体を気化してこれを他端部に送り、前記他端部で熱を逃がすことにより気体を液体に戻し、液体が毛管部を介して受熱する一端部に送られるという動作をするもので、この一連の動作で熱交換作用が得られるようになっているものである。
【０００７】
この構成において、ＭＰＵ１の熱は冷却モジュールケーシング２およびヒートパイプ６を介して放熱器４に伝えられ、放熱器４はファン３により強制的に吹きつける風により放熱し、所期のＭＰＵ１の温度上昇を抑えるものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記のように複数のフィン５をもつ放熱器４は、特に小型化した場合、放熱面積が十分ではないことから放熱効率が悪く、ＭＰＵ等の発熱素子の温度を大きく下げることができない。また、フィン５の組み立て、製造が容易ではなく、さらにヒートシパイプ６を併用した場合には、ヒートパイプ６との接続が容易でないとともに、前記接続点からフィン５の先端縁各部までの距離が異なり、フイン５から効果的に放熱できないという問題があった。
【０００９】
本発明は前記従来の問題に留意し、放熱効率がよく、製作も容易であり、しかも小型であっても十分な放熱ができる放熱器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明の放熱器は、第１及び第２の金属板が交互に表裏反転して積層され発熱部からの熱を放熱できるハネカム構造をなす複数の金属板と、金属板に風を吹き付ける冷却ファンとを有し、金属板にはそれぞれ複数列の断線切り込み線が形成され、断線切り込み線間の切り込み間部が表側と裏側に交互に押し出されて表側突出部列と裏側突出部列とが交互に設けられると共に、表側突出部列と裏側突出部列にはそれぞれ梯形状の突出部とフラット部とが交互に列をなして設けられ、第１の金属板に設けられた表側突出部列と第２の金属板に設けられた裏側突出部列の各突出部の平坦部同士が接触されることによりハネカム構造に構成されたことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、熱交換効率がよく、製作も容易であり、しかも小型であっても十分な放熱ができる放熱器を実現する。
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、第１及び第２の金属板が交互に表裏反転して積層され発熱部からの熱を放熱できるハネカム構造をなす複数の金属板と、金属板に風を吹き付ける冷却ファンとを有し、金属板にはそれぞれ複数列の断線切り込み線が形成され、断線切り込み線間の切り込み間部が表側と裏側に交互に押し出されて表側突出部列と裏側突出部列とが交互に設けられると共に、表側突出部列と裏側突出部列にはそれぞれ梯形状の突出部とフラット部とが交互に列をなして設けられ、第１の金属板に設けられた表側突出部列と第２の金属板に設けられた裏側突出部列の各突出部の平坦部同士が接触されることによりハネカム構造に構成されたことを特徴とする放熱器であり、金属板は、その全体の表面積が押し出された梯形状の突出部の表裏面および側面により大きくなり、すなわち、空気との接触面積を大きくして熱交換効率を上げることができ、また、金属板は押し出された梯形状の突出部によって立体的になり、冷却ファンの風を通り易くして熱交換効率を上げることができるとともに、機械的な強度を大きくすることができるという作用を有する。また、複数の金属板で構成されていることから、熱交換量が増加するとともに、機械的強度も大きくなり、さらに突出部の平坦部同士を接触させているので金属板間の熱伝導がよく、同じ型のプレスで製造できるので廉価に製造できるという作用を有する。
【００１６】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１記載の放熱器において、金属板は、銅板であることを特徴とするものであり、熱伝導性がよいことから熱交換効率がよく、また、プレスで突起部の成型が容易にできるという作用を有する。
【００１７】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の放熱器において、フラット部に、ヒートパイプを接合したものであり、ヒートパイプを安定に、かつ、熱伝導が確実にできるように接合できるという作用を有する。
【００１８】
（前提の形態１）
図１は、本発明の前提の形態の放熱器の斜視図、図２は、同放熱器における銅板の加工を説明するための平面図、図３は、ヒートパイプを接続した同放熱器の斜視図である。
【００１９】
図１および図２に示すように、この前提の形態の放熱器は、熱伝導性のよい金属基板１４からなり、ここでは銅板７を主部材とし、この銅板７に複数列の断続切り込み線８を付しておき、第１列と第２列の断続切り込み線８ａと８ｂ間の帯域部９ａで、かつ、切り込み間部１０ａ_-1、１０ａ_-2、１０ａ_-3・・・・を表側に押し出して各々間隔をもって複数の突出片１１ａ_-1、１１ａ_-2、１１ａ_-3・・・を突出させている。この各突出片１１ａ_-1、１１ａ_-2、１１ａ_-3・・・は、突出片方向を軸とした断面が半ハネカム状、すなわち梯形状となっている。なお、前記の突出片１１ａ_-1、１１ａ_-2、１１ａ_-3・・・は、プレスによって形成する。前記第２列の断続切り込み線８ｂと第３列の断続切り込み線８ｃ間の帯域部９ｂで、かつ、切り込み間部１０ｂ_-1、１０ｂ_-2、１０ｂ_-3・・・を前記とは逆に裏側に押し出して、梯形状の突出片１１ｂ_-1、１１ｂ_-2、１１ｂ_-3・・・を、等間隔で列をなすように銅板７の裏側に形成している。また、第３列の断続切り込み線８ｃと第４列の断続切り込み線８ｄ間の帯域部９ｃには、前記第１列の帯域９ａとおなじように梯形状の突出片１１ｃ_-1、１１ｃ_-2、１１ｃ_-3・・・を、等間隔で列をなすように銅板７の表側に形成し、第４列の帯域部９ｄには、前記第２列の帯域９ｂと同じように梯形状の突出片１１ｄ_-1、１１ｄ_-2、１１ｄ_-3・・・を、等間隔で列をなすように銅板７の裏側に形成している。そして、これらの梯形状の突出片は、第５列、第６列・・・と順次に同様に形成される。
【００２０】
このように前提の形態の放熱器は、銅板７のプレス加工により形成された基板１４からなり、基板１４には複数の梯形状突出片１１の列を設け、この複数の梯形状突出片１１の列における突出片１１は、その側方に隣接するもの同士が交互に基板１４の表側と裏側に突出する関係をもつ構成となっている。
【００２１】
この構成において、銅板７のプレス加工により形成された基板１４は、その全体の表面積が押し出された梯形状の突出片の表裏面および側面により大きくなり、すなわち、空気との接触面積を大きくして熱交換効率を上げることができる。
【００２２】
また、前記基板１４は、押し出された梯形状の突出片１１によって立体的になり、冷却ファンの風を通り易くして熱交換効率を上げることができるとともに、機械的な強度を大きくすることができる。
【００２３】
さらに、図３に示すようにＭＰＵ１２より導出したヒートパイプ１３を放熱器に接合するとき、基板１４における各梯形状の突出片列のフラットな部分に当接して接合できることから安定な接合が得られる。そして、ヒートパイプ１３から基板１４の端部までの距離がほぼ等しくなるので、この点からも熱交換効率がよくなる。
【００２４】
さらに、銅板７などの金属基板をプレス加工により各突出片を形成できることから、放熱器の製造を容易に、かつ、廉価にすることができる。
【００２５】
（実施の形態１）
図４は、本発明の実施の形態１の放熱器の斜視図である。
【００２６】
この実施の形態１の放熱器は、図４に示すように前提の形態の放熱器を単位放熱器とし、同じ型をした２個の単位放熱器を重ね合わせて構成したものである。なお、重ね合わせる際、上のものに対して下のものは表裏を逆にしている。もちろん、前記の２個の単位放熱器の各基板１４には実施の形態１と同様に複数の突出片列を設け、突出片１１は断面が梯形状に形成され、複数の突出片列における側方に隣接する突出片１１同士は交互に基板１４の表側と裏側に突出する関係をもつようにしている。そして、２個の単位放熱器における突出片１１の平坦部同士を接触させている。すなわち、重ね合わせる表裏反転した２つの基板１４において、一方の基板１４の突出片列（表側突出部列）と他方の突出片列（裏側突出部列）の各突出部の平坦部同士が接触されている。
【００２７】
この実施の形態１の放熱器は、重ねられた２個の単位放熱器における各突出片の平坦部が緊密に接触して熱を伝導することができるものであり、全体として熱交換作用をする。そして前記実施の形態１の放熱器２個を重ねて構成することから、熱交換量が倍増するとともに、機械的強度も大きくなる。さらに複数の突出片１１をもつ同じ型をした２個の基板１４は、同じ型のプレスで製造できるので、その製造は容易で、かつ、廉価にできる。
【００２８】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２の放熱器の斜視図である。
【００２９】
この実施の形態２の放熱器は、図５に示すように、前記実施の形態１の放熱器を単位放熱器とし、これを複数個重ね合わせて構成したものである。
【００３０】
もちろん、基板１４には複数の突出片列を設け、突出片１１は断面が梯形状に形成され、複数の突出片列における側方に隣接する突出片１１同士は交互に基板の表側と裏側に突出する関係をもち、かつ、上下の突出片とで六角形状を形成するようにしている。そして、重ね合わせる各基板１４は、１層目と３層目のものに対し、２層目と４層目のものは表裏を逆にし、重ねられた各基板１４の突出片列における各突出片の平坦部同士を接触させた構成としている。
【００３１】
この実施の形態２の放熱器は、実施の形態１の単位放熱器を複数個を重ねて構成することから、熱交換量が増加するとともに機械的強度も大きくなり、さらに突出片の平坦部同士を接触させているので、各単位放熱器間の熱伝導がよくなる。さらにヒートパイプ１３を層間に挿入することによって、ヒートパイプ１３を安定に接合できる。また、複数の突出片１１をもつ各基板１４を同じ型にすると、同じ型のプレスで製造できることとなり、その製造を容易にする。
【００３２】
なお、本発明の放熱器はヒートパイプを用いないものであってもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、放熱器の基板は、押し出された突出片の表裏面および側面により表面積が大きくなり、すなわち、空気との接触面積を大きくなり、したがって熱交換効率のよい放熱器とすることができる。また、基板は、押し出された突出片によって立体的になり、冷却ファンの風を通り易くして熱交換効率を上げることができるとともに、機械的は強度を大きくすることができる。
【００３４】
さらに、各突出部は梯形状に形成され、突出部には平坦部が形成されていることから、複数の基板を重ねたとき、相互の基板における突出部の平坦部が密接に接合し、熱伝導が得られる。
【００３５】
また、発熱部より導出したヒートパイプを放熱器に接合するとき、基板における各梯形状の突出片列のフラットな部分に当接して接合できることから安定、かつ、熱伝導良好に接合ができる。
【００３６】
このように本発明は放熱器の熱交換効率を向上させ、機械的強度を大きくし、しかも放熱器を作り易くするものであり、その効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の前提の形態の放熱器の斜視図
【図２】同放熱器における銅板の加工を説明するための平面図
【図３】ヒートパイプを接続した同放熱器の斜視図
【図４】本発明の実施の形態１の放熱器の斜視図
【図５】本発明の実施の形態２の放熱器の斜視図
【図６】従来の冷却装置の斜視図
【図７】従来の冷却装置における放熱部の構成図
【符号の説明】
７銅板
８断続切り込み線
９帯域部
１０切り込み間部
１１突出片
１２ＭＰＵ
１３ヒートパイプ
１４基板

Claims

第１及び第２の金属板が交互に表裏反転して積層され発熱部からの熱を放熱できるハネカム構造をなす複数の金属板と、前記金属板に風を吹き付ける冷却ファンとを有し、前記金属板にはそれぞれ複数列の断線切り込み線が形成され、前記断線切り込み線間の切り込み間部が表側と裏側に交互に押し出されて表側突出部列と裏側突出部列とが交互に設けられると共に、前記表側突出部列と前記裏側突出部列にはそれぞれ梯形状の突出部とフラット部とが交互に列をなして設けられ、前記第１の金属板に設けられた表側突出部列と前記第２の金属板に設けられた裏側突出部列の各突出部の平坦部同士が接触されることによりハネカム構造に構成されたことを特徴とする放熱器。
前記金属板は、銅板であることを特徴とする請求項１記載の放熱器。
前記フラット部に、ヒートパイプを接合したことを特徴とする請求項１または２記載の放熱器。