(57)【要約】【課題】電子機器の薄型化に対応することができる形状を維持しつつ放熱効果を高めることを課題とする。【解決手段】放熱装置は、放熱風が吹き込まれる入口側の幅が放熱風を吹き出す出口側の幅よりも狭く、入口側から前記出口側に向かって広がる放射状に配列される複数の単体放熱フィンを備える。単体放熱フィンは、隣接する単体放熱フィンに対し、放熱風の流通方向に相互にずらして配列されている。配列された単体放熱フィンは、それぞれの単体放熱フィンの入口側の角部が直線状に整列した状態とされている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱風が吹き込まれる入口側の幅が前記放熱風を吹き出す出口側の幅よりも狭く、前記入口側から前記出口側に向かって広がる放射状に配列される複数の単体放熱フィンを備えた放熱装置。
【請求項２】
前記単体放熱フィンは、隣接する前記単体放熱フィンに対し、前記放熱風の流通方向に相互にずらして配列された請求項1に記載の放熱装置。
【請求項３】
前記単体放熱フィンは、それぞれの前記単体放熱フィンの入口側の角部が直線状に整列するように配列された請求項２に記載の放熱装置。
【請求項４】
前記単体放熱フィンは、放射状に配列されて扇形を形成する請求項１に記載の放熱装置。
【請求項５】
前記単体放熱フィンは、板材を折り曲げて成型した請求項１乃至４のいずれか一項に記載の放熱装置。
【請求項６】
前記単体放熱フィンは、冷却対象部品から熱伝導を行う熱伝導部材にそれぞれ接合されて配列された請求項１乃至５のいずれか一項に記載の放熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器が備える電子部品はその稼動に際し発熱を伴う。そのため、放熱することによって電子部品を冷却する冷却装置、冷却構造が種々提案されている。例えば、発熱体に取り付けられる放熱体と、この放熱体の前端部に対向して設けられる冷却ファンとを有し、この放熱体の形状を冷却ファンから離れるにしたがって高く形成した冷却構造が知られている（例えば特許文献１参照）。このような冷却構造には、放熱効果を高めることが期待される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２４９８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１開示の冷却構造は、高さが嵩張るため、電子機器の薄型化に対応し難いことが想定される。
【０００５】
１つの側面では、本明細書開示の放熱装置は、電子機器の薄型化に対応することができる形状を維持しつつ放熱効果を高めることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書開示の放熱装置は、放熱風が吹き込まれる入口側の幅が前記放熱風を吹き出す出口側の幅よりも狭く、前記入口側から前記出口側に向かって広がる放射状に配列される複数の単体放熱フィンを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本明細書開示の放熱装置によれば、電子機器の薄型化に対応することができる形状を維持しつつ放熱効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は第１実施形態の放熱装置の平面図である。
【図２】図２（Ａ）は第１実施形態の放熱装置を放熱風の出口側から見た斜視図であり、図２（Ｂ）は第１実施形態の放熱装置を放熱風の入口側から見た斜視図である。
【図３】図３は第１実施形態の放熱装置における単体放熱フィンの５面図であり、図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）は左側面図、図３（Ｃ）は右側面図、図３（Ｄ）は正面図、図３（Ｅ）は背面図である。
【図４】図４（Ａ）は単体放熱フィンを放熱風の出口側から見た斜視図であり、図４（Ｂ）は単体放熱フィンを放熱風の入口側から見た斜視図である。
【図５】図５は第１実施形態の放熱装置における単体放熱フィンの配列を模式的に示す説明図である。
【図６】図６第１実施形態の放熱装置を電子機器に装着した状態を例示する説明図である。
【図７】図７は比較例の放熱装置の平面図である。
【図８】図８は第２実施形態の放熱装置の平面図である。
【図９】図９は第２実施形態の放熱装置を放熱風の出口側から見た斜視図である。
【図１０】図１０は第１実施形態の放熱装置における単体放熱フィンの配列を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては、説明の都合上、実際には存在する構成要素が省略されていたり、寸法が実際よりも誇張されて描かれていたりする場合がある。
【００１０】
（第１実施形態）
図１乃至図５を参照しつつ、第１実施形態の放熱装置１００について説明する。図１は第１実施形態の放熱装置１００の平面図である。図２（Ａ）は第１実施形態の放熱装置１を放熱風の出口１００ｏｕｔ側から見た斜視図であり、図２（Ｂ）は第１実施形態の放熱装置１００を放熱風の入口１００ｉｎ側から見た斜視図である。図３は第１実施形態の放熱装置１００における単体放熱フィン１の５面図であり、図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）は左側面図、図３（Ｃ）は右側面図、図３（Ｄ）は正面図、図３（Ｅ）は背面図である。ここで、正面図は、単体放熱フィン１の入口側から見た図であり、背面図は、単体放熱フィン１の出口側から見た図である。図４（Ａ）は単体放熱フィン１を放熱風の出口１ｏｕｔ側から見た斜視図であり、図４（Ｂ）は単体放熱フィン１を放熱風の入口１ｉｎ側から見た斜視図である。図５は第１実施形態の放熱装置１００における単体放熱フィン１の配列を模式的に示す説明図である。
【００１１】
まず、放熱装置１００の概略構成について説明する。図１及び図２（Ａ）、（Ｂ）を参照すると、放熱装置１００は、複数の単体放熱フィン１を幅方向に連ねて形成されている。ここで、幅方向とは、図１において、放熱装置１の入口１００ｉｎの寸法を示す幅Ｗｆｉｎｉｎや、出口１００ｏｕｔの幅Ｗｆｉｎｏｕｔに沿う方向である。図３（Ａ）を参照すると、単体放熱フィン1は、放熱風が吹き込まれる入口１ｉｎ側の幅Ｗｉｎが放熱風を吹き出す出口１ｏｕｔ側の幅Ｗｏｕｔよりも狭くなっている。このような単体放熱フィン１は、入口１ｉｎ側から出口１ｏｕｔ側に向かって広がる放射状に配列されている。ここで、単体放熱フィン１は、隣接する単体放熱フィン１に対し、入口１ｉｎから出口１ｏｕｔに向かう放熱風の流通方向に相互にずらして配列されている。また、この際、単体放熱フィン１は、それぞれの単体放熱フィン１の入口１ｉｎ側の角部１Ｌまたは角部１Ｒが直線状に整列するように配列されている。角部１Ｌは、単体放熱フィン１を入口１ｉｎから出口１ｏｕｔに向かって見たときに、入口１ｉｎの左側に位置する角部である。同様に、角部１Ｒは、入口１ｉｎの右側に位置する角部である。ここで、放熱風は、図１において仮想的に破線で示した放熱ファン１５０の吹出口にから吹き出す送風を想定している。以下、このような単体放熱フィン１及び放熱装置１００につき、詳細に説明する。
【００１２】
上述のように、単体放熱フィン1は、放熱ファン１５０から放熱風が吹き込まれる入口１ｉｎ側の幅Ｗｉｎが、放熱風を吹き出す出口１ｏｕｔ側の幅Ｗｏｕｔよりも狭くなっている。すなわち、図３（Ａ）に示す平面視において、単体放熱フィン１は、台形形状を有している。単体放熱フィン１は、熱伝導性に優れるアルミ製の板材を折り曲げて成型されており、天板部１ａ、底板部１ｂ及び側板部１ｃを備える。単体放熱フィン１の材質は、熱伝導性に優れるものが好ましいが、アルミ製に限定されるものではなく、例えば、銅製であってもよいし、さらに他の材質であってもよい。単体放熱フィン１は、板材を絞り加工によって、各部を折り曲げることによって成型されている。放熱装置１００は、例えば、鋳造や押し出し加工によって製造することも考えられるが、これらの製造方法では、金型が必要となり、コスト高となることが考えられる。これに対し、本実施形態の放熱装置１００は、絞り加工によって同一物を大量に製造することができる単体放熱フィン１を用いているため、コスト面で有利である。
【００１３】
単体放熱フィン１において側板部1ｃと対向する側は、壁を形成しておらず、開放された開放部1ｄとなっている。単体放熱フィン1の長さ、すなわち、入口１ｉｎから出口１ｏｕｔまでの長さは、Ｌ０である。単体放熱フィン1は、入口１ｉｎ側に右側の角部１Ｒと左側の角部１Ｌを備える。単体放熱フィン１は、入口１ｉｎと出口１ｏｕｔの中程において、傾斜面を備えている。これにより、入口１ｉｎ側が、出口１ｏｕｔよりも段差高さｈ１だけ高くなっている。このように段差が設けられていることにより、後に説明する熱伝導部材の一例に相当するヒートパイプ２０を配置するスペースが確保されている。なお、単体放熱フィン１は、入口１ｉｎの幅Ｗｉｎが出口１ｏｕｔの幅Ｗｏｕｔよりも狭いという関係を有していれば、このような段差を備えていなくてもよい。
【００１４】
放熱装置１００は、同一形状の複数の単体放熱フィン１を、幅方向に連ね、入口１ｉｎ側から出口１ｏｕｔ側に向かって広がる放射状に配列することによって形成されている。同一形状の単体放熱フィン１を用いることにより、量産性が優れる。放熱装置１００は、具体的に、図５に示すように、中心を中心線ｃに合わせて配置した中心単体放熱フィン１ｃｅｎｔｅｒの右側及び左側に順次単体放熱フィン１を配置する。単体放熱フィン１は、台形形状を有するため、一の単体放熱フィン１の側板部１ｃと、隣接する他の単体放熱フィン１の開放部１ｄとを沿わせるように並べると、放射状に広がった形状となる。すなわち、中心単体放熱フィン１ｃｅｎｔｅｒの左側に位置する単体放熱フィン１は、中心線1に対し、左側に傾斜した状態となり、中心単体放熱フィン１ｃｅｎｔｅｒの右側に位置する単体放熱フィン１は、中心線1に対し、左側に傾斜した状態となる。このように、単体放熱フィン１は、放射状に広がった形状に配置される。本実施形態の放熱装置１では、さらに、単体放熱フィン１は、隣接する単体放熱フィン１に対し、放熱風の流通方向に相互にずらして配列されている。具体的に、図５に示すように、放熱装置１００の中心部に配置された中心単体放熱フィン１ｃｅｎｔｅｒの左側に配置された単体放熱フィン１にあっては、角部１Ｌを基準線Ｌｂａｓｅ上に位置させる。一方、中心単体放熱フィン１ｃｅｎｔｅｒの右側に配置された単体放熱フィン１にあっては、角部１Ｒを基準線Ｌｂａｓｅ上に位置させる。単体放熱フィン１は、このように、それぞれの単体放熱フィン１の入口１ｉｎ側の角部１Ｌまたは角部１Ｒが直線状に整列するように配列されている。これにより、放熱装置１００は、隣接する単体放熱フィン１間に段差が形成されることになるが、図1に示すような略台形に成型される。このように、それぞれの単体放熱フィン１の入口１ｉｎ側の角部１Ｌまたは角部１Ｒが直線状に整列するように配列して放熱装置１００の形状を略台形とすることにより、スペース効率が向上する。また、放熱装置１００の入口１００ｉｎを直線状とすることにより、入口１００ｉｎを放熱ファン１５０の吹出口１５０ａと対向させることで、入口１００ｉｎの全域において、入口１００ｉｎと吹出口１５０ａとの距離を縮めやすくなる。本実施形態の放熱装置１００では、それぞれの単体放熱フィン1が別個にヒートパイプ２０に接合されることによって、配列が維持され、略台形に成型されている。なお、隣接する単体放熱フィン１同士をハンダやその他の手段によって、接合し、略台形に成型してもよいが、それぞれの単体放熱フィン1をヒートパイプ２０に接合することで、単体放熱フィン１同士を接合する手間を省くことができる。なお、ヒートパイプ２０は、内部に充填された熱媒体により伝熱するものであるが、熱伝導性が良好な板材であってもよい。
【００１５】
このような放熱装置１００は、入口１００ｉｎの幅がＷｆｉｎｉｎであり、出口１００ｏｕｔの幅がＷｆｉｎｏｕｔとされている。幅Ｗｆｉｎｏｕｔは、幅Ｗｆｉｎｉｎよりも広い。放熱装置1００の長さ、すなわち、入口１００ｉｎから出口１００ｏｕｔまでの長さは、Ｌｆｉｎである。このように、本実施形態の放熱装置１００では、出口１００ｏｕｔの幅Ｗｆｉｎｏｕｔが、入口１００ｉｎの幅Ｗｆｉｎｉｎよりも広いため、放熱風の流れがスムーズになり、放熱効果が向上する。
【００１６】
つぎに、図６を参照して、電子機器２００に本実施形態の放熱装置１００が装着された状態について説明する。電子機器２００は、タブレット型のパーソナルコンピュータであるが、冷却すべき電子部品を備える他の電子機器とすることもできる。電子機器２００は、筐体２００ａ内にCentral Processing Unit（ＣＰＵ）１０を備える。ＣＰＵ１０は、駆動されることにより発熱する。すなわち、ＣＰＵ１０は、冷却対象部品のひとつであり、冷却することが求められる。なお、ＣＰＵ１０以外の電子部品であっても、冷却が必要となるものについては、冷却対象とすることができる。そこで、電子機器２００は、筐体２００ａ内に放熱ファン１５０と放熱装置１００を備える。放熱装置１００は、その入口１００ｉｎを放熱ファン１５０の吹出口１５０ａと対向させた状態で設置されている。放熱装置１００には、ヒートパイプ２０の一端部が設置されている。ヒートパイプ２０の他端部は、ＣＰＵ１０上に設置されている。ヒートパイプ２０は、ＣＰＵ１０が発する熱を放熱装置１００側へ伝える。放熱装置１００に伝えられた熱は、放熱ファン１５０によって吹き出された放熱風が放熱装置１００内を通過することによって放出される。これにより、ＣＰＵ１０が冷却される。ヒートパイプ２０は、放熱装置１００の出口１００ｏｕｔ側の一段下がった領域に設置されているため、高さ方向の寸法が嵩張ることなく筐体２００ａに収納されている。
【００１７】
放熱装置１００の入口１００ｉｎの幅Ｗｆｉｎｏｕｔは、放熱ファン１５０の吹出口１５０ａの幅Ｗｆｕｎｏｕｔと略同一とされている。これにより、放熱ファン１５０によって吹き出された風を無駄なく放熱装置１００内に導入することができる。ここで、図７に示す比較例の放熱装置１１０について説明する。放熱装置１１０は、本実施例の放熱装置１００と同様に単体放熱フィン１１１を幅方向に連ねた構成を有する。放熱装置１１０は、入口１１０ａの幅寸法と出口１１０ｂの幅寸法が同一である。これは、放熱装置１１０が備える単体放熱フィン１１１が本実施形態の単体放熱フィン１と異なり、矩形であるためである。筐体２００ａの厚み方向の寸法の制約があるなかで、このような矩形の放熱装置１１０の放熱効果を向上させようとすると、幅方向の寸法を拡大することが考えられる。しかしながら、放熱ファン１５０の寸法に制約がある場合、放熱装置１１０の幅方向の寸法を拡大すると、放熱ファン１５０の吹出口１５０ａの外側まで広がる。吹出口１５０ａの外側まで広がった部分は、放熱ファン１５０から吹き出された空気が導入され難く、放熱装置１１０による放熱効果の向上に寄与しにくい。また、吹出口１５０ａの外側まで広がった部分は、筐体２００ａ内にスペース効率の面でも不利である。
【００１８】
このような比較例の放熱装置１１０に対し、本実施形態の放熱装置１００は、放熱ファン１５０から吹き出される放熱風を効率よく内部に導入することができる。さらに、放熱装置１００は、出口１００ｏｕｔ側に向かって放射状に広がる台形形状を備えるため、放熱風の流れがスムーズになり、放熱効果が向上する。
【００１９】
このように、本実施形態の放熱装置１００によれば、厚み方向の寸法の制約がある場合であっても、放熱風のスムーズな流れを実現し、放熱降下を向上させることができる。すなわち、本実施形態の放熱装置１００は、電子機器２００の薄型化に対応することができる形状を維持しつつ放熱効果を高めることができる。
【００２０】
（第２実施形態）
つぎに、図８乃至図１０を参照しつつ、第２実施形態の放熱装置１２０について説明する。図８は第２実施形態の放熱装置１２０の平面図である。図９は第２実施形態の放熱装置１２０を放熱風の出口１２０ｏｕｔ側から見た斜視図である。図１０は第１実施形態の放熱装置における単体放熱フィン１の配列を模式的に示す説明図である。第１実施形態の放熱装置１００と第２実施形態の放熱装置１２０とは、単体放熱フィン１の配列の態様が異なる。第２実施形態の放熱装置１２０は、第１実施形態の放熱装置１００と同様に、台形形状の単体放熱フィン１を幅方向に連ねた構成とされている。また、ヒートパイプ２０に接合されて配列される点も第１実施形態と同様である。図１０に示すように、放熱装置１２０における単体放熱フィン１は、隣接する単体放熱フィン１を放熱風の流通方向にずらすことなく配列されている。換言すれば、体放熱フィン１は、放射状に配列されて扇形を形成している。この場合、放熱装置１２０の両端部以外では、基本的に一の単体放熱フィン１の角部１Ｌの位置は隣接する単体放熱フィン１の角部１Ｒの位置と一致している。この結果、放熱装置１２０の入口１２０ｉｎと出口１２０ｏｕｔはそれぞれ連続した弧を描いている。また、中心単体放熱フィン１ｃｅｎｔｅｒの入口側の位置を基準線Ｌｂａｓｅとすると、放熱装置１２０の入口側の端部は、図面上、Ｌｂａｓｅよりも下側に位置している。このような単体放熱フィン１の配列を有する放熱装置１２０の各部の寸法を第１実施形態の放熱装置１００と比較すると以下の如くである。まず、入口１２０ｉｎの幅寸法Ｗｆｉｎｉｎ及び出口１２０ｏｕｔの幅寸法Ｗｆｉｎｏｕｔは、第１実施形態の放熱装置１００の対応する寸法よりも狭い。一方、放熱装置1２０の長さ、すなわち、入口１２０ｉｎから出口１２０ｏｕｔまでの長さＬｆｉｎは、第１実施形態の放熱装置１００の対応する寸法よりも長い。このように、第１実施形態の放熱装置１００と第２実施形態の放熱装置１２０では、外形寸法が異なる。このように、第１実施形態の放熱装置１００と外形寸法が異なっていても、第２実施形態の放熱装置１２０も第１実施形態と同様に電子機器２００の薄型化に対応することができる形状を維持しつつ放熱効果を高めることができる。このため、筐体２００ａ内の形状や寸法に応じて、第１実施形態の放熱装置１００と第２実施形態の放熱装置１２０を適宜選択すればよい。
【００２１】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
【符号の説明】
【００２２】
１  単体放熱フィン
１ｃｅｎｔｅｒ  中心単体放熱フィン
１ａ  天板部
１ｂ  底板部
１ｃ  側板部
１ｄ  開放部
１ｌ  左側角部
１ｒ  右側角部
１ｉｎ  入口
１ｏｕｔ  出口
１０  ＣＰＵ
２０  ヒートパイプ
１００、１１０、１２０  放熱装置
１５０  放熱ファン
１５０ａ  吹出口
２００  電子機器
２００ａ  筐体
【図１】
2015173163.tif 000003
【図２】
2015173163.tif 000004
【図３】
2015173163.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015173163.tif 000009
【図８】
2015173163.tif 000010
【図９】
2015173163.tif 000011
【図１０】
2015173163.tif 000012