(57)【要約】【課題】小型、薄型化を図ることが可能な電子装置の冷却装置を提供する。【解決手段】筐体１１の内部に発熱部品２１を実装してなるプリント基板２を有する電子装置１と、該電子装置１と着脱可能であり、かつ、電子装置１の発熱部品２１の熱を外部に放出するための先端にフィンを有するヒートシンク４を備えた電子装置１の冷却装置において、電子装置１が、発熱部品２１の基板取付け面２１ａと反対側の面に取付けられると共に筐体１１の外部に延びるように突出してなる伝熱板３を有している点、また、ヒートシンク４が、筐体の取付け面１２側に略矩形断面を有する溝状の凹部４１を形成しており、この凹部４１の内部には、筐体１１から突出した伝熱板３の端部と、伝熱板３と凹部４１の間で押圧により弾性変形させるように設けた筒状のスプリング５とを収納した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体の内部に発熱部品を実装してなるプリント基板を有する電子装置と、前記電子装置と着脱可能であり、かつ、前記電子装置の発熱部品の熱を外部に放出するためのヒートシンクを備えた電子装置の冷却装置において、
前記電子装置は、前記発熱部品の基板取付け面と反対側の面に取付けられると共に前記筐体の外部に延びるように突出してなる伝熱板を有しており、
前記ヒートシンクは、前記筐体の取付け面側に略矩形断面を有する溝状の凹部を形成してあり、
前記凹部の内部には、前記筐体から突出した伝熱板の端部と、前記伝熱板と該凹部の間で押圧により弾性変形させるように設けた弾性体とを収納してあり、前記伝熱板と前記ヒートシンクを密着させ、良好な熱伝達を行うことができるようにしたことを特徴とする電子装置の冷却装置。
【請求項２】
前記弾性体は、前記ヒートシンク側に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の電子装置の冷却装置。
【請求項３】
前記弾性体は、前記電子装置の数に応じて、前記ヒートシンクのフィンの配列方向に沿うように前記ヒートシンクの凹部内に複数個設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の電子装置の冷却装置。
【請求項４】
前記ヒートシンクには前記弾性体の両端を保持する押え板と、前記押え板を前記ヒートシンクの取付け面に対しねじを介して固定するための取付け孔を設けてあることを特徴とする請求項３記載の電子装置の冷却装置。
【請求項５】
前記弾性体は、前記筐体側に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の電子装置の冷却装置。
【請求項６】
前記筐体を２分割したものであって、前記分割された各々の筐体の取付け面に突起を設け、該各々の筐体に設けた突起間に前記弾性体を仮止めにより保持した状態で、前記伝熱板を前記弾性体に接触させ、前記分割された筐体を組み合わせる構成にしたことを特徴とする請求項１または５に記載の電子装置の冷却装置。
【請求項７】
前記弾性体は前記ヒートシンクの凹部の奥行き方向に複数設けられたことを特徴とする請求項１〜６までの何れか１項に記載の電子装置の冷却装置。
【請求項８】
前記伝熱板を前記筐体に互いに平行に二つ設け、該伝熱板間に前記弾性体を取り付けられていることを特徴とする請求項１〜７までの何れか１項に記載の電子装置の冷却装置。
【請求項９】
前記伝熱板が金属ベース基板であることを特徴とする請求項１〜８までの何れか１項に記載の電子装置の冷却装置。
【請求項１０】
前記伝熱板が前記筐体の一部であることを特徴とする請求項１〜９までの何れか１項に記載の電子装置の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱部品の熱を外部の他の機器等に伝達すると共に、これら機器や部材への着脱が可能な行うことが可能な電子装置の冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子装置は、マイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）等の高出力、高集積の部品を内蔵している。マイクロプロセッサは、高速で情報の演算、制御を行うので、多量の熱を放出する。このような高出力かつ高集積の部品であるチップ等を冷却するために、ヒートパイプとヒートパイプサーマルコネクタを使用した電子装置としては、図８、図９に示すものがある（例えば、特許文献１を参照）。
図８は従来のヒートパイプサーマルコネクタを用いた電子装置の使用形態の概略を示した分解斜視図、図９は図８のヒートパイプサーマルコネクタの概略を示した分解斜視図である。
図８、図９において、１００はヒートパイプサーマルコネクタ、１０１は熱伝導性ブロック体、１０２は受入部、１０３は挟持部、１０４は収容部、１０５はガイド、１０６は放熱用フィン、１０７はマイクロヒートパイプ、１０８は基板、１０９は発熱部品である。
ヒートパイプサーマルコネクタ１００は、図８に示すように基板１０８に配置されているマイクロプロセッサユニット等の発熱部品１０９上に着脱可能に密着接続されている。ヒートパイプサーマルコネクタ１００には、マイクロヒートパイプ１０７の先端部を受け入れるための受入部１０２が設けられ、受入部１０２は円錐形状の部分を有している。更に、ヒートパイプサーマルコネクタ１００には、図９に示すようにマイクロヒートパイプ１０７の端部を収容するための円筒状の収容部１０４が設けられ、該収容部１０４の上に弾性部材からなる挟持部１０３が取り付けられている。この挟持部１０３は、弾性部材で構成されているので、マイクロヒートパイプ１０７の端部が収容部１０３に押圧されて、マイクロヒートパイプ１０７と収容部１０３との間の熱抵抗を小さく維持し、マイクロヒートパイプ１０７を変形させることなく、着脱可能に密着保持するようなっている。
更に、基板１０８には、マイクロヒートパイプ１０７を誘導するガイド１０５が備えられている。図８に示すように、他端に放熱用フィン１０６が取り付けられたマイクロヒートパイプ１０７をヒートパイプサーマルコネクタ１００と接続する際には、放熱用フィン１０６を基板１０８に向かって、該基板の両側に設けたガイド１０５に沿うように挿設してゆくと、マイクロヒートパイプ１０７の端部が、ヒートパイプサーマルコネクタ１００の受入部１０２から収容部１０４にワンタッチで着脱可能に収容される。マイクロヒートパイプ１０７はガイド１０５に従って動くので、予め決められた所定の位置に容易に前進し、位置決めが容易である。従って、収容部１０４とヒートパイプ１０７の端部とを予め決められた熱抵抗の小さい状態で、接続することができる。
このように、電子装置に搭載される発熱部品の熱を外部の他の機器などに放出する手段として使用されるヒートパイプサーマルコネクタは、ヒートパイプとの間の熱抵抗を増加させることなく、ヒートパイプと被冷却部品とを着脱可能に接続することができる。
【特許文献１】特開２０００−３５６４８４号公報（第７頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、発熱部品の熱を外部の他の機器などに放出すると共に、着脱可能なヒートパイプサーマルコネクタを備えた電子装置の冷却装置は、発熱部品上部にヒートパイプサーマルコネクタを取り付ける必要があり、更にマイクロヒートパイプ端部をヒートパイプサーマルコネクタの収容部の奥深くまで収容する必要があるため、電子装置の小型化、特に薄型にすることが困難であるという問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、小型、薄型化を図ることが可能な電子装置の冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１の発明は、筐体の内部に発熱部品を実装してなるプリント基板を有する電子装置と、前記電子装置と着脱可能であり、かつ、前記電子装置の発熱部品の熱を外部に放出するためのヒートシンクを備えた電子装置の冷却装置において、前記電子装置は、前記発熱部品の基板取付け面と反対側の面に取付けられると共に前記筐体の外部に延びるように突出してなる伝熱板３を有しており、前記ヒートシンクは、前記筐体の取付け面側に略矩形断面を有する溝状の凹部を形成してあり、前記凹部の内部には、前記筐体から突出した伝熱板の端部と、前記伝熱板と該凹部の間で押圧により弾性変形させる弾性体とを収納してあり、前記伝熱板と前記ヒートシンクを密着させ、良好な熱伝達を行うことができるようにしたことを特徴としている。
また、請求項２の発明は、請求項１記載の電子装置の冷却装置において、前記弾性体は、前記ヒートシンク側に取り付けられていることを特徴としている。
また、請求項３の発明は、請求項１または２に記載の電子装置の冷却装置において、前記弾性体は、前記電子装置の数に応じて、前記ヒートシンクのフィンの配列方向に沿うように前記ヒートシンクの凹部内に複数個設けられたことを特徴としている。
また、請求項４の発明は、請求項３記載の電子装置の冷却装置において、前記ヒートシンクには前記弾性体の両端を保持する押え板と、前記押え板を前記ヒートシンクの取付け面に対しねじを介して固定するための取付け孔を設けてあることを特徴としている．
また、請求項５の発明は、前記弾性体は、請求項１記載の電子装置の冷却装置において、前記筐体側に取り付けられていることを特徴としている。
また、請求項６の発明は、請求項１または５に記載の電子装置の冷却装置において、前記筐体を２分割したものであって、前記分割された各々の筐体の取付け面に突起を設け、該各々の筐体に設けた突起間に前記弾性体を仮止めにより保持した状態で、前記伝熱板を前記弾性体に接触させ、前記分割された筐体を組み合わせる構成にしたことを特徴としている。
また、請求項７の発明は、請求項１〜６までの何れか１項に記載の電子装置の冷却装置において、前記弾性体は前記ヒートシンクの凹部の奥行き方向に複数設けられたことを特徴としている。
また、請求項８の発明は、請求項１〜７までの何れか１項に記載の電子装置の冷却装置において、前記伝熱板を前記筐体に互いに平行に二つ設け、該伝熱板間に前記弾性体を取り付けられていることを特徴としている。
また、請求項９の発明は、請求項１〜８までの何れか１項に記載の電子装置の冷却装置において、前記伝熱板が金属ベース基板であることを特徴としている。
また、請求項１０の発明は、請求項１〜９までの何れか１項に記載の電子装置の冷却装置において、前記伝熱板が前記筐体の一部であることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１に記載の発明によると、発熱部品上部の高さを押え、伝熱板とヒートシンクを密着させ、電子装置およびこれを内蔵する電子装置の小型・薄型化を図ることができる。
また、請求項２〜４に記載の発明によると、電子装置の数に応じて複数の弾性体をヒートシンクの凹部に予め複数取り付けるようにしたため、電子装置の取り付け時に伝熱板を該凹部に収納した後、弾性体を該凹部に組み込むことがないので、電子装置の組立および保守作業性を向上させることができる。
また、請求項５、６に記載の発明によると、電子装置の取り付け時に弾性体をヒートシンクに組み込むことがないので、電子装置の組立および保守作業性を向上させることができる。
また、請求項７に記載の発明によると、伝熱板とヒートシンクの凹部の内部側面との接触面積を増大させることができ、冷却の効率を上げることができる。
また、請求項８に記載の発明によると、電子装置の内部に収納されている複数の基板の相反する面の少なくとも二つ以上の発熱部品の冷却を行うことができ、電子装置およびこれを内蔵する電子装置の小型・薄型化を図ることができる。
また、請求項９に記載の発明によると、伝熱板を別途取り付ける必要がないため、電子装置およびこれを内蔵する電子装置の小型・薄型化を図ることができる。
また、請求項１０に記載の発明によると、伝熱板を別途取り付ける必要がないため、電子装置およびこれを内蔵する電子装置の小型・薄型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００７】
図１は、本発明の第１実施例を示す電子装置の分解斜視図、図２は本発明の第１実施例を示す電子装置の正断面図である。
図において、１は電子装置、１１は筐体、１２は筐体の取付け面、２はプリント基板、２１は発熱部品、２１ａは基板取付面、３は伝熱板、４はヒートシンク、４１は凹部、４２はヒートシンクの取付け面、４３は押え板、５はスプリング、６はアルミベース基板である。
本発明の特徴は以下のとおりである。
すなわち、筐体１１の内部に発熱部品２１を実装してなるプリント基板２を有する電子装置１と、該電子装置１と着脱可能であり、かつ、電子装置１の発熱部品２１の熱を外部に放出するための先端にフィンを有するヒートシンク４を備えた電子装置１の冷却装置において、電子装置１が、発熱部品２１の基板取付け面２１ａと反対側の面に取付けられると共に筐体１１の外部に延びるように突出してなる伝熱板３を有している点、また、ヒートシンク４が、筐体の取付け面１２側に略矩形断面を有する溝状の凹部４１を形成しており、この凹部４１の内部には、筐体１１から突出した伝熱板３の端部と、伝熱板３と凹部４１の間で押圧により弾性変形させるように設けた弾性体である筒状のスプリング５とを収納して、伝熱板３とヒートシンク４を密着させ、良好な熱伝達を行うようにした点である。
具体的には、凹部４１にスプリング５のみを収納した状態では、スプリング５の一部はヒートシンク４の筐体側取付面４２から突出しており、凹部４１の内部側面とは伝熱板３の収納ができるほどの隙間を有している。ヒートシンクを電子装置に取り付ける際に、スプリング５を電子装置の伝熱板３と共にヒートシンクの凹部４１に嵌め込んでいくと、スプリング５は筐体の取付面１２と凹部４１の底面に挟まれて、伝熱板３を凹部４１の内部側面に押圧するように弾性変形する。この結果、伝熱板３とヒートシンク４が密着し、良好な熱伝達を行うことができる。
【０００８】
次に、電子装置内の熱の移動形態を図２を用いて説明する。
まず、電子装置１内に収納されているプリント基板２上に実装された発熱部品２１の熱は伝熱板３に伝わり、筐体１１の外へ伝導する。伝熱板３はスプリング５によってヒートシンク４に設けられた凹部４１の内部側面に密着されているため、伝熱板３の熱は凹部４１の内部側面からヒートシンク４全体へ伝導し、外部へと放熱が行われる。
ここで、伝熱板３は薄板形状であれば、板金や扁平型ヒートパイプ、サーモサイフォン式ヒートパイプでもよく、電子装置内の発熱に応じて使い分けることができる。同様に伝熱板の幅も電子装置内の発熱に応じて変更することができる。
また、スプリングにおいても、力を加えるとその力に対して垂直方向に変形する弾性体であれば、形状や材質はどのようなものでもよい。
【０００９】
本発明の第１実施例は、電子装置１が発熱部品２１の基板取付け面２１ａと反対側の面に取付けられると共に筐体１１の外部に延びるように突出してなる伝熱板３を有する構成、また、ヒートシンク４が、筐体の取付け面１２側に略矩形断面を有する溝状の凹部４１を形成しており、この凹部４１の内部には、筐体１１から突出した伝熱板３の端部と、伝熱板３と凹部４１の間で押圧により弾性変形させてなる筒状のスプリング５とを収納した構成にしたので、発熱部品の上部における厚み方向の高さを押えながら、伝熱板とヒートシンクを密着性を向上させ、電子装置の冷却装置の小型・薄型化を図ることができる。
【実施例２】
【００１０】
図３は本発明の第２実施例を示す電子装置のヒートシンク部の分解斜視図である。
図において、４３は押え板である。
第２実施例が第１実施例と異なる点は、ヒートシンク４の取付け面４２に発熱部品を実装してなる複数のプリント基板２を有する電子装置（不図示）を取り付けるようにするために電子装置の数に応じて凹部４１のスペースを、ヒートシンク４のフィンの配列方向に沿うように確保すると共に、凹部４１に複数のスプリング５を設けた点である。また、この複数のスプリング５が凹部４１から抜け落ちないようにするために、ヒートシンク４にはスプリング５の両端を保持する押え板４３と、該押え板４３をヒートシンク４の取付け面４２に対しねじ１３を介して固定するための取付け孔４ａを設けるようになっている。
なお、スプリング５の保持については、第１実施例と同様にスプリング５の一部がヒートシンクの取付け面４２から突出しており、ヒート−シンクの凹部４１の内部側面とは伝熱板の収納ができるほどの隙間を有している。また、スプリング５は弾性変形の妨げにならないように余裕を持って取り付けられている。
【００１１】
第２実施例は上記のように、電子装置の数に応じて複数の弾性体をヒートシンクの凹部に予め複数取り付けるようにしたため、電子装置の取り付け時に伝熱板を該凹部に収納した後、弾性体を該凹部に組み込むことがないので、電子装置の組立および保守作業性を向上させることができる。
【実施例３】
【００１２】
図４は本発明の第３実施例を示す電子装置の筐体の分解斜視図である。
図において、１４は突起である。
第３実施例が第１実施例と異なる点は、基本的にはスプリング５を筐体１１に取付けた点である。具体的に筐体１１を２分割し、２分割された各々の筐体の取付け面１２に突起１４を設け、該突起１４間にスプリング５を仮止めにより保持した状態で、伝熱板３をスプリング５に接触させ、分割された筐体１１を組み合わせる構成になっている。ここで、スプリング５の外径はヒートシンクの凹部（図示せず）の深さよりも大きく、該凹部（不図示）の幅は伝熱板３とスプリング５を合わせた幅よりも僅かに大きい。
【００１３】
第３実施例は上記のように、弾性体が電子装置の筐体に予め取り付けられる構成のため、電子装置の取り付け時に弾性体をヒートシンク部に組み込むことがないので、電子装置の組立および保守作業性を向上させることができる。
【実施例４】
【００１４】
図５は本発明の第４実施例を示す電子装置の部分断面図である。
第４実施例が第１実施例と異なる点は、ヒートシンク４の凹部４１の底部となる奥行き方向に弾性体を複数個設けた点である．そのためには、二つのスプリング５、伝熱板３を収納することができるようにヒートシンク４の凹部の高さ寸法ｈを大きくしてある。ここで、凹部４１にスプリング５のみを収納した状態では、凹部４１の入口側に設けたスプリング５はヒートシンク４の取付け面側から突出しており、凹部４１の内部側面とスプリング５の間は伝熱板３の収納ができるほどの隙間を有している。
電子装置の筐体１１をヒートシンク４に取り付ける際に、二つのスプリング５は筐体の取付け面１２と凹部４１の底面に挟まれて、伝熱板３を凹部４１の内部側面に押し付けるように弾性変形する。この結果、伝熱板３とヒートシンク４１が広い面積で密着し、更に良好な熱伝達を行うことができる。
【００１５】
第４実施例は上記のように、ヒートシンク４の凹部の奥行き方向の寸法を大きくして、スプリング５をヒートシンク４の凹部４１の高さ方向に２個配置する構成にしたため、電子装置の伝熱板とヒートシンクの接触面積を増大させることができ、冷却の効率を上げることができる。
【実施例５】
【００１６】
図６は本発明の第５実施例を示す電子装置の冷却装置の部分断面図である。
第５実施例が第１実施例と異なる点は、筐体１１内に発熱部品２１を実装してなるプリント基板２を２つ互いに平行になるように設け、各々の発熱部品の基板取付面と反対側にそれぞれ伝熱板３を取付けると共に、この二つの伝熱板３をヒートシンクの凹部４１の内側側面間に設けて、伝熱板３間にスプリング５を取り付ける構成にした点である。ここで、スプリング５の外径は凹部４１の高さ寸法よりも大きく、各々の伝熱板３とスプリング５を合わせた幅よりも凹部４１の幅は僅かに大きい。また、スプリング５を取付ける際には、スプリング５は弾性変形の妨げにならないように余裕を持って電子装置の筐体に取り付けられている。
電子装置の筐体をヒートシンクに取り付け際には、スプリングは電子装置の取付け面と凹部の底面に挟まれて、各々の伝熱板を凹部の内部側面に押し付けるように弾性変形する。この結果、各々の伝熱板とヒートシンクが密着し、良好な熱伝達を行うことができる。
【００１７】
第５実施例は上記のように、電子装置の筐体に互いに平行に配設された伝熱板間にスプリングを挟む構成にしたため、電子装置の内部に収納されている複数の基板の相反する面の少なくとも二つ以上の発熱部品の冷却を行うことができ、電子装置およびこれを内蔵する電子装置の小型・薄型化を図ることができる。
【実施例６】
【００１８】
図７は本発明の第６実施例を示す電子装置の部分断面図である。
図において、６はアルミベース基板である。
第６実施例が第１実施例と異なる点は、筐体１１をコ字状断面で構成すると共に、筐体１１の開口部にアルミベース基板６を配設した点である。筐体１１内部のプリント基板２およびアルミベース基板６には発熱部品２１が実装されており、アルミベース基板６は筐体１１の取付け面からヒートシンクの凹部４１内に収納できるように取付け面から突出している。一方の筐体の取付け面側もその一部がヒートシンクの凹部４１内に収納できるように取付け面から突出し、伝熱板の機能を有している。
凹部４１にスプリング５のみを収納した状態では、スプリング５の一部はヒートシンクの取り付け面４２から突出しており、凹部４１の内部側面とはアルミベース基板６の一部や伝熱機能を備えた筐体１１の一部を収納ができるほどの隙間を有している。
電子装置をヒートシンクに取り付ける際において、スプリング５は電子装置の取り付け面とヒートシンクの凹部の底面に挟まれて変形し、アルミベース基板６の一部や伝熱機能を備えた筐体の一部をヒートシンクに押し付けるように力が働く。この結果、アルミベース基板の一部や伝熱機能を備えた筐体の一部とヒートシンクが密着し、良好な熱伝達を行うことができる。
【００１９】
第６実施例はこのように伝熱板３が金属ベース基板または金属コア基板の金属部分であるため、伝熱板を別途取り付ける必要がなく、電子装置およびこれを内蔵する電子装置の小型・薄型化を図ることができる。
また伝熱板が電子装置の筐体の一部であるため、伝熱板を別途取り付ける必要がなく、電子装置およびこれを内蔵する電子装置の小型・薄型化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
ヒートシンクに複数の電子装置を取り付けることができるので、ヒートシンクに機器間接続用のプリント基板を設け、ビルディングブロック構造の制御機器にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施例を示す電子装置の分解斜視図
【図２】本発明の第１実施例を示す電子装置の正断面図
【図３】本発明の第２実施例を示すヒートシンク部の分解斜視図
【図４】本発明の第３実施例を示す電子装置の分解斜視図
【図５】本発明の第４実施例を示す電子装置の部分断面図
【図６】本発明の第５実施例を示す電子装置の部分断面図
【図７】本発明の第６実施例を示す電子装置の部分断面図
【図８】従来のヒートパイプサーマルコネクタを用いた電子装置の使用形態の概略を示した分解斜視図
【図９】図８のヒートパイプサーマルコネクタの概略を示した分解斜視図
【符号の説明】
【００２２】
１  電子装置
１１  筐体
１２  筐体の取り付け面
１３  ねじ
１４  突起
２  プリント基板
２１  発熱部品
３  伝熱板
４  ヒートシンク
４ａ  取付け孔
４１  凹部
４２  ヒートシンクの取り付け面
４３  押え板
５  スプリング（弾性体）
６  アルミベース基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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