(57)【要約】【目的】発熱素子の冷却装置に関し、伝熱ピストンとヒートシンクプレートとの間の接触状態を改善することにより熱抵抗を低下させ、冷却効率を向上させることを目的とする。【構成】ヒートシンクプレート１に開設されたピストン挿入穴２に装着されて発熱素子３に圧接する伝熱ピストン４を有し、該伝熱ピストン４を経由して発熱素子３の発熱をヒートシンクプレート１に吸熱させる発熱素子３の冷却装置であって、前記伝熱ピストン４が少なくとも一対の平面状交叉側壁５を有して平面視多角形状に形成されるとともに、前記平面状交叉側壁５は押圧手段６により交叉点方向に押圧されてピストン挿入穴２の内壁面に楔状に圧接するように構成する。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートシンクプレートに開設されたピストン挿入穴に装着されて発熱素子に圧接する伝熱ピストンを有し、
該伝熱ピストンを経由して発熱素子の発熱をヒートシンクプレートに吸熱させる発熱素子の冷却装置であって、
前記伝熱ピストンが少なくとも一対の平面状交叉側壁を有して平面視多角形状に形成されるとともに、
前記平面状交叉側壁は押圧手段により交叉点方向に押圧されてピストン挿入穴の内壁面に楔状に圧接する発熱素子の冷却装置。
【請求項２】
前記伝熱ピストンが平面視三角形形状をなし、いずれか一辺部を押圧手段により押圧して他の二辺をピストン挿入穴の内壁面に圧接させる請求項１記載の発熱素子の冷却装置。
【請求項３】
前記押圧手段は、ヒートシンクプレートの上面に露出する操作部への操作により伝熱ピストンへの押圧操作が可能である請求項１または２記載の発熱素子の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発熱素子の冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ヒートシンクプレートに装着された伝熱ピストンを発熱素子に押し当て、発熱素子を冷却する発熱素子の冷却装置としては、例えば、実開平５−３６８９６号公報に記載されたものが知られている。この従来例において、冷却水により冷却されるヒートシンクプレートには円形断面の凹部が形成され、該凹部内に円柱状の伝熱ピストンが装着される。コイルスプリングにより飛び出し方向に付勢される伝熱ピストンは実装基板上に実装される発熱素子に圧接して該発熱素子からの発熱をヒートシンクプレートに伝達し、発熱素子を冷却する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来例において、伝熱ピストンは断面円形で円形の凹部に挿入されているために、両者は線接触状態で接触面積が小さく、この結果、伝熱ピストンとヒートシンクプレートとの間の熱抵抗が大きくなってしまい、冷却効率も低下してしまうという問題がある。
【０００４】
本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたものであって、伝熱ピストンとヒートシンクプレートとの間の接触状態を改善することにより熱抵抗を低下させ、冷却効率を向上させた発熱素子の冷却装置の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
図２に示すように、伝熱ピストン４は例えば三角形のような少なくとも一対の平面状交叉側壁５、５を有し、これら平面状交叉側壁５に平行な内壁面を備えたピストン挿入穴２に挿入される。押圧手段６は、伝熱ピストン４を平面状交叉側壁５の交点方向に押圧して上記ピストン挿入穴２の対応内壁面に楔状に圧接させる。
【０００６】
したがって本発明において、伝熱ピストン４の側壁がピストン挿入穴２の内壁面に所定圧力で面接触することが保証されるために、伝熱ピストン４とヒートシンクプレート１との間の熱抵抗が小さくなり、冷却効率が向上する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の実施の形態を示す。図において７は実装基板７であり、該実装基板７上に冷却対象となる発熱素子３が複数実装される。冷却装置は、例えば冷却水等の冷媒の流路８ａを備えたコールドプレート８と、コールドプレート８に固定されるヒートシンクプレート１と、伝熱ピストン４とを有する。
【０００８】
図２に示すように、ヒートシンクプレート１は、銅、アルミニウム等の熱伝導性の良好な材料により形成され、実装基板７上の発熱素子３に合致する位置に、複数のピストン挿入穴２が表裏に貫通して開設される。ピストン挿入穴２は二等辺三角形状をなし、底辺中心部には、ねじ孔９が該底辺に直交して水平に形成される。
【０００９】
伝熱ピストン４は銅、アルミニウム等の熱伝導性の良好な材料により形成される平面視二等辺三角形状の角柱ブロック体であり、等辺部（平面状交叉側壁５）の交叉角θはピストン挿入穴２側の交叉角に一致している。さらに、後述するように、底辺部を頂部方向に押し付けた際に頂点同士が干渉しあって等辺同士の不接触が発生しないように、伝熱ピストン４の等辺部５、５の交叉部には面取部１０が形成される。
【００１０】
以上のように形成される伝熱ピストン４は、図２に示すように、ピストン挿入穴２に挿入され、さらに、上記ねじ孔９にねじ込まれるねじ（押圧手段６）により底辺部１１が押し付けられる。
【００１１】
したがってこの実施の形態において、まず、図１に示すように、発熱素子３が実装された実装基板７上に冷却装置を装着し、次いで、伝熱ピストン４を高さ方向に移動させて底壁部４ａを発熱素子３の表面に当接させる。伝熱ピストン４はピストン挿入穴２内で上下方向、正確には、発熱素子３の実装高さ方向に移動可能であるために、発熱素子３の高さにばらつきがあっても、各伝熱ピストン４を確実に発熱素子３に接触させることができる。
【００１２】
このようにして伝熱ピストン４を発熱素子３に接触させた後、ねじ頭部（操作部６ａ）を操作してねじ６をねじ込むと、伝熱ピストン４の底辺部１１はねじ６の先端により押され、この結果、等辺部５、５はピストン挿入穴２の等辺内壁２ａ、２ａに楔状に押し付けられる。
【００１３】
この状態で発熱素子３における発熱量は、まず、伝熱ピストン４に伝達された後、ピストン挿入穴２との接触面を経由してヒートシンクプレート１に伝熱されて放熱される。伝熱ピストン４の等辺壁面５、５がピストン挿入穴２の等辺内壁２ａに面接触するこの実施の形態において、接触面積が大きくなるために、熱抵抗が小さくなり、冷却効率が向上する。
【００１４】
なお、図２においては、頂部同士の干渉による壁面の非接触を防止するために、伝熱ピストン４の頂部に面取を施す場合を示したが、このほかに、例えば、図３に示すように、ピストン挿入穴２側に逃げ溝２ｂを設けることも可能である。
【００１５】
図４に本発明の他の実施の形態を示す。この実施の形態は、図１に示す実施の形態において押圧手段６の操作部６ａがヒートシンクプレート１の側壁面１ａに位置しているために、奥行き方向に複数の伝熱ピストン４が配置されたり、あるいは伝熱ピストン４がヒートシンクプレート１の側壁面１ａから離れた位置に配置される場合にねじ６の配置が困難になるという欠点を解消するための変形であり、押圧手段６は、ねじ杆６ｂを介して連結される一対のベース体６ｃ、６ｃ’と、ベース体６ｃ、６ｃ’間に装着される可動体６ｄとから構成される。ねじ杆６ｂは一方のベース体６ｃと可動体６ｄを空転自在に貫通して他方のベース体６ｃ’にねじ込まれ、ねじ杆６ｂの操作部６ａを回転させると、他方のベース体６ｃ’が一方のベース体６ｃ方向に呼び込まれる結果、ベース体６ｃ、６ｃ’と可動体６ｄとに形成された斜面６ｅにより可動体６ｄが図４（ｂ）において矢印Ａ方向に移動し、隣接する伝熱ピストン４を交叉点方向に押圧する。
【００１６】
ねじ杆６ｂは、図４（ａ）に示すように、操作部６ａがヒートシンクプレート１の上面に露出するように配置されており、該操作部６ａを操作することにより、任意の位置の伝熱ピストン４の押圧操作を行うことができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、伝熱ピストンとヒートシンクプレートとの間の接触状態が改善されるために、熱抵抗が低下し、冷却効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を示す図で、（ａ）は（ｂ）の１Ａ−１Ａ線断面図、（ｂ）はコールドプレートを取り去った平面図で、（ａ）の１Ｂ−１Ｂ線断面図である。
【図２】図１の要部拡大図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。
【図３】図１の変形例を示す平面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の４Ｂ−４Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
１　　　　ヒートシンクプレート
２　　　　ピストン挿入穴
３　　　　発熱素子
４　　　　伝熱ピストン
５　　　　平面状交叉側壁
６　　　　押圧手段
６ａ　　　操作部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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