(57)【要約】【課題】ヒートシンク側から空気を吸い込む方式の電子部品の冷却装置において、冷却性能を向上させ電子部品の高集積化、高周波数化に対応することができると共に、全高を低くでき電子機器の小型化及び薄型化を実現できる電子部品の冷却装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の電子部品の冷却装置１は、ＭＰＵ１００に接触する伝熱部２ｂと伝熱部２ｂを介してＭＰＵ１００の熱を放熱する複数の放熱フィン２ａとを有するヒートシンク２と、放熱フィン２ａの上部に覆設され内部に空気室５を形成するカバー４と、カバー４の上面に開口された開口部３ｆに配設され空気室５の空気を吸い込む方向に回転するブレード３ａを有するファン３と、を備えた電子部品の冷却装置１であって、ブレード３ａの一部が開口部３ｆから空気室５に突出して配設された構成を有している。【選択図】  図２
2004221103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品に接触する伝熱部と前記伝熱部を介して前記電子部品の熱を放熱する複数の放熱フィンとを有するヒートシンクと、前記放熱フィンの上部に覆設され内部に空気室を形成するカバーと、前記カバーの上面に開口された開口部に配設され前記空気室の空気を吸い込む方向に回転するブレードを有するファンと、を備えた電子部品の冷却装置であって、前記ブレードの一部が前記開口部から前記空気室に突出して配設されていることを特徴とする電子部品の冷却装置。
【請求項２】
前記ヒートシンクの側部から前記複数の放熱フィンの各々の間に挿入される挿入部が櫛状に並設された整流板を備えていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の冷却装置。
【請求項３】
前記整流板の前記挿入部が、前記放熱フィンに対して間隙を有して挿入されていることを特徴とする請求項２に記載の電子部品の冷却装置。
【請求項４】
前記整流板が、前記ヒートシンクの側部から前記伝熱部の中央に向かって傾斜して配設されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の電子部品の冷却装置。
【請求項５】
前記伝熱部は底面が前記電子部品に接触し上面が前記空気室に露出した柱状に形成され、前記放熱フィンは平板状に形成され前記伝熱部の側部に固定され上下方向に立設されていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の冷却装置。
【請求項６】
前記伝熱部が、前記電子部品との接触部分の上方の上面に形成された膨出部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パーソナルコンピュータ等に使われるマイクロプロセッシングユニット（以下、ＭＰＵという）等の電子部品を冷却するために用いられるヒートシンクとヒートシンクへの送風手段であるファンを備えた電子部品の冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体等の電子部品を有する電子機器において、半導体等の電子部品の高集積化、動作クロックの高周波数化等に伴う発熱量の増大に対して、電子部品の正常動作の為に各々の電子部品の接点温度を動作温度範囲内に如何に保つかが大きな問題となっている。特に、ＭＰＵの高集積化、高周波数化はめざましく、動作の安定性、また動作寿命の確保などの点からも放熱対策が重要な問題となっている。一般に、ＭＰＵ等の発熱する電子部品を冷却するためには、放熱面積を広げ空気等の冷媒と効率良く熱交換させるためのヒートシンクと、このヒートシンクに空気等の冷媒を強制的に送り込むためのモータを備えたファンと、により構成される冷却装置が使用される。ファンの風向はヒートシンク側に吹き出す方式とヒートシンク側から吸い込む方式のものがあるが、ヒートシンク側に吹き出す方式は電子部品の廃熱が電子機器の筐体内にこもり、他の電子部品に悪影響を与えるため、最近ではヒートシンク側から吸い込む方式が注目されている。冷却装置においては通常ファンが筐体の外部に連通する位置に配設されているため、この方式によれば電子部品の廃熱を直接筐体外に放出することができる。
【０００３】
このようなファンの風向がヒートシンク側から吸い込む方式である従来の電子部品の冷却装置として、（特許文献１）にヒートシンク冷却装置が開示されている。以下、従来のヒートシンク冷却装置について図１３〜１５を用いて説明する。
【０００４】
図１３は従来の冷却装置の全体斜視図、図１４は従来の冷却装置の要部断面図、図１５（ａ）は従来の冷却装置の平面図、図１５（ｂ）は従来の冷却装置の正面図、図１５（ｃ）は従来の冷却装置の側面図である。
【０００５】
図中、１００は被冷却体としての発熱する電子部品であるＭＰＵ、１０１は従来の冷却装置、１０２はＭＰＵ１００に当接しＭＰＵ１００からの熱を放熱するヒートシンク、１０２ａはヒートシンク１０２の放熱フィン、１０２ｂはヒートシンク１０２の伝熱部、１０３はヒートシンク１０３の熱を強制空冷するファン、１０３ａはファン１０３の回転部分であるブレード、１０３ｂはファン１０３の枠体であるケーシング、１０３ｃはケーシング１０３ｂの内径部１０３ｅの下部に形成された下部テーパ部、１０３ｃ′はケーシング１０３ｂの内径部１０３ｅの上部に形成された上部テーパ部、１０３ｄはブレ−ド１０３ａを回転駆動するモータ部、１０３ｆは後述の空気室とファン１０３とを連通する開口部、１０４はファン１０３とヒートシンク１０２を接続するカバー、１０５はカバー１０４とヒートシンク１０２の上面で囲まれる空気室である。
【０００６】
下部テーパ部１０３ｃは内径部１０３ｅの下部に空気室１０５側へ拡開して形成されている。上部テーパ部１０３ｃ′は内径部１０３ｅの上部に外部側へ拡開して形成されている（例えば特許文献１参照。）。
【０００７】
以上のように構成された従来の冷却装置１０１の冷却動作について図を用いて説明する。
【０００８】
ＭＰＵ１００から発熱した熱はヒートシンク１０２の伝熱部１０２ｂの底面で受熱され伝熱部１０２ｂ内部を立体的に拡散する。その後、拡散した熱は放熱フィン１０２ａの内部に伝わり、さらに放熱フィン１０２ａの表面に達する。放熱フィン１０２ａの表面に達した熱はヒートシンク１０２の側部から導入された空気により強制冷却されファン１０３を介して外部の雰囲気空気に放熱される。この冷却装置１０１では、空気室１０５を設けていることにより、ファン１０３が発生させた負圧をヒートシンク１０２の上面において一様な分布にすることができる。したがって、図１４に示すように、空気室１０５は所定の高さＸを有することが好ましい。また、下部テーパ部１０３ｃにより、ファン１０２の空気の入口側の局部的な場所での空気流入抵抗を減少させることができ、上部テーパ部１０３ｃ′により、ファン１０２の空気の出口側の局部的な場所での空気流出抵抗を減少させることができる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平８−３１６３８９号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の冷却装置では、以下のような課題を有していた。
【００１１】
（１）近年、市場においてパーソナルコンピュータ本体の小型化及び薄型化が求められており、冷却装置１０１の高冷却性能化と共に、冷却装置１０１の全高を小さくする必要が生じているが、従来の冷却装置では空気室１０５の高さＸとして所定の高さを設ける必要があり、これが冷却装置の全高を増大させることになるため、冷却性能を保ったままパーソナルコンピュータ本体の小型化及び薄型化に対応することが困難であるという課題を有していた。
【００１２】
（２）冷却性能の低下を補うために、ファン１０３においてブレード１０３ａの回転数を大きくして導入する空気量を増加させ冷却性能を向上させるという方法もあるが、この場合回転数の増加に伴って騒音が大きくなるという課題を有していた。
【００１３】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、ヒートシンク側から空気を吸い込む方式の電子部品の冷却装置において、冷却性能を向上させ電子部品の高集積化、高周波数化に対応することができると共に、全高を低くでき電子機器の小型化及び薄型化を実現できる電子部品の冷却装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の電子部品の冷却装置は、電子部品に接触する伝熱部と前記伝熱部を介して前記電子部品の熱を放熱する複数の放熱フィンとを有するヒートシンクと、前記放熱フィンの上部に覆設され内部に空気室を形成するカバーと、前記カバーの上面に開口された開口部に配設され前記空気室の空気を吸い込む方向に回転するブレードを有するファンと、を備えた電子部品の冷却装置であって、前記ブレードの一部が前記開口部から前記空気室に突出して配設された構成を有している。
【００１５】
この構成により、ヒートシンク側から空気を吸い込む方式の電子部品の冷却装置において、冷却性能を向上させ電子部品の高集積化、高周波数化に対応することができると共に、全高を低くでき電子機器の小型化及び薄型化を実現できる電子部品の冷却装置を提供することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の電子部品の冷却装置は、電子部品に接触する伝熱部と伝熱部を介して電子部品の熱を放熱する複数の放熱フィンとを有するヒートシンクと、放熱フィンの上部に覆設され内部に空気室を形成するカバーと、カバーの上面に開口された開口部に配設され空気室の空気を吸い込む方向に回転するブレードを有するファンと、を備えた電子部品の冷却装置であって、ブレードの一部が開口部から空気室に突出して配設された構成を有している。
【００１７】
この構成により、以下の作用を有する。
【００１８】
（１）電子部品が発熱した熱はヒートシンクの伝熱部の底面で受熱され、伝熱部内部を立体的にほぼ半球状に拡散し、放熱フィンの内部に伝わり、さらに放熱フィンの表面に達し、ファンの送風により強制冷却され雰囲気空気に放熱される。このとき、ブレードの一部が空気室側へ突出して配設されているため、同じ冷却装置の高さで、ブレードの厚みが同じならば、空気室の垂直方向の高さをより大きくすることが可能となり、ファンが発生させた負圧をより均一にヒートシンク上部に分布させることができるので、冷却性能を向上させ電子部品の高集積化、高周波数化に対応することができる。
【００１９】
（２）また、ブレードの一部が空気室側へ突出して配設されているため、空気室の高さが同じであれば、冷却装置の全高を小さくすることができ、電子機器の小型化及び薄型化が可能となる。
【００２０】
ここで、ヒートシンクにヒートシンクの側部から複数の放熱フィンの各々の間に挿入される挿入部が櫛状に並設された整流板を設けることもできる。これにより、発熱源である電子部品の直上近傍の放熱フィンに強制的に送風することで冷却性能を向上させることができ、電子部品の高集積化、高周波数化に対応することができる。
【００２１】
また、ヒートシンクの形状としては、平板状に形成された伝熱部と、伝熱部上に立設された平板状又はピン状の放熱フィンとを備えたもの、或いは、底面が電子部品に接触し上面が空気室に露出した柱状に形成された伝熱部と、平板状に形成され伝熱部の側部に固定され上下方向に立設された放熱フィンとを備えたもの等を用いることができる。特に、柱状に形成された伝熱部と、伝熱部の側部に固定された放熱フィンとを備えたものは、ファンの上流側の実質的な空間を確保することができ、さらに冷却装置の全高を低くした場合であっても冷却性能の低下を最小限に抑えることができ、電子部品の高集積化、高周波数化に対応することができる。
【００２２】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電子部品の冷却装置であって、ヒートシンクの側部から複数の放熱フィンの各々の間に挿入される挿入部が櫛状に並設された整流板を備えた構成を有している。
【００２３】
この構成により、請求項１の作用に加え、以下の作用を有する。
【００２４】
（１）電子部品が発熱した熱はヒートシンクの伝熱部の底面で受熱され、伝熱部内部を立体的にほぼ半球状に拡散し、放熱フィンの内部に伝わり、さらに放熱フィンの表面に達し、ファンの送風により強制冷却され雰囲気空気に放熱される。このとき、発熱源である電子部品の直上近傍の放熱フィンは他の放熱フィンより温度が高くなるため、整流板により発熱源である電子部品の直上近傍の放熱フィンに強制的に送風することで冷却性能を向上させることができ、電子部品の高集積化、高周波数化に対応することができる。
【００２５】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の電子部品の冷却装置であって、整流板の挿入部が、放熱フィンに対して間隙を有して挿入された構成を有している。
【００２６】
この構成により、請求項２の作用に加え、以下の作用を有する。
【００２７】
（１）整流板の挿入部が、放熱フィンに対して間隙を有して挿入されているので、空気の流入抵抗が極端に上昇することを防ぐことができる。
【００２８】
（２）整流板の挿入部が放熱フィンに対して間隙を有して挿入され放熱フィンに接触していないので、整流板を設けた場合であっても放熱フィンの表面積を維持でき、一定の冷却性能を得ることができる。
【００２９】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の電子部品の冷却装置であって、整流板が、ヒートシンクの側部から伝熱部の中央に向かって傾斜して配設された構成を有している。
【００３０】
この構成により、請求項２又は３に記載の作用に加え、以下の作用を有する。
【００３１】
（１）整流板により、ヒートシンクの側面から流入した空気がヒートシンクの中央部において伝熱部側に流れるため、温度が高くなっている中央部の伝熱部側の放熱フィンに効率的に空気を導くことができ、冷却性能のより高めることができる。
【００３２】
（２）整流板がヒートシンクの側部から伝熱部の中央に向かって傾斜して配設されているので、ヒートシンク側部から内部へ少ない抵抗で空気を導入できると共に、整流板の内部側端部ではベンチュリ効果により空気の流速を高めることができるので、高い冷却性能を得ることができる。
【００３３】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の電子部品の冷却装置であって、伝熱部は底面が電子部品に接触し上面が空気室に露出した柱状に形成され、放熱フィンは平板状に形成され伝熱部の側部に固定され上下方向に立設された構成を有している。
【００３４】
この構成により、請求項１の作用に加え、以下の作用を有する。
【００３５】
（１）電子部品が発熱した熱はヒートシンクの伝熱部の底面で受熱され、柱状に形成された伝熱部内部を立体的にほぼ半球状に拡散し、伝熱部の側部に配設された放熱フィンの内部に伝わり、さらに放熱フィンの表面に達し、ファンの送風により強制冷却され雰囲気空気に放熱される。このとき、伝熱部がファンの軸流方向に柱状に配設され、放熱フィンが伝熱部の側面に固定され上下方向に立設されているので、ファンの上流側の実質的な空間を確保することができ、さらに冷却装置の全高を低くした場合であっても冷却性能の低下を最小限に抑えることができ、電子部品の高集積化、高周波数化に対応することができる。
【００３６】
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の電子部品の冷却装置であって、伝熱部が、電子部品との接触部分の上方の上面に形成された膨出部を備えた構成を有している。
【００３７】
この構成により、請求項１の作用に加え、以下の作用を有する。
【００３８】
（１）電子部品が発熱した熱はヒートシンクの伝熱部の底面で受熱され、伝熱部内部を立体的にほぼ半球状に拡散し、放熱フィンの内部に伝わり、さらに放熱フィンの表面に達し、ファンの送風により強制冷却され雰囲気空気に放熱される。このとき、伝熱部の電子部品との接触部分の上面側に膨出部を設け厚みを厚くしているので、熱の拡散が良好となり冷却性能を向上させることができ、電子部品の高集積化、高周波数化に対応することができる。
【００３９】
（２）膨出部を設けることで、同じ冷却性能でよければ伝熱部の膨出部以外の部分の厚みを全体的に薄くできるので、ヒートシンクの重量を低減することが可能となる。ヒートシンクの軽量化は材料費用の節約となるだけでなく、冷却装置がパーソナルコンピュータ本体に組み込まれ落下衝撃を受けた際、冷却装置の脱落やパーソナルコンピュータ内部の電気基板損傷を最小限に抑えることができる。
【００４０】
以下に本発明の一実施の形態について説明する。
【００４１】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における電子部品の冷却装置の全体斜視図であり、図２は本発明の実施の形態１における電子部品の冷却装置の側面断面図であり、図３（ａ）は本発明の実施の形態１における電子部品の冷却装置の平面図であり、図３（ｂ）は本発明の実施の形態１における電子部品の冷却装置の正面図であり、図３（ｃ）は本発明の実施の形態１における電子部品の冷却装置の側面図であり、図４（ａ）は本発明の実施の形態１における電子部品の冷却装置に用いられるヒートシンクの斜視図であり、図４（ｂ）は本発明の実施の形態１における電子部品の冷却装置に用いられる整流板の斜視図である。
【００４２】
図中、１００は被冷却体としての発熱する電子部品であるＭＰＵ、１は本実施の形態１における電子部品の冷却装置、２はＭＰＵ１００に当接しＭＰＵ１００からの熱を放熱するヒートシンク、２ａは平板状に形成され複数が並行して後述の伝熱部上に立設されたヒートシンク２の放熱フィン、２ｂは底面においてＭＰＵ１００に接触してその熱を上面側の放熱フィン２ａへ伝熱するヒートシンク２の伝熱部、３はヒートシンク２の上部に後述の空気室を介して配設されヒートシンク３の熱を強制空冷するファン、３ａはファン３の回転部分であり後述の空気室から空気を吸い込む方向に回転駆動するブレード、３ｂはファン３の枠体である円筒状のケーシングである。ケーシング３ｂは円形の開口部３ｆを介して後述の空気室に連通し、ブレード３ａは一部が開口部３ｆから空気室側に突出するように配設されている。３ｄはブレ−ド３ａを回転駆動するモータ部、３ｅは円筒状に形成されたケーシング３ｂの内径部、４はファン３とヒートシンク２とを所定の間隔を有して接続するカバー、５はカバー４とヒートシンク２の上面で囲まれる空気室、６は隣接する放熱フィン２ａの各々の間に挿入される挿入部６ａが櫛状に並設されヒートシンク２の正面側と背面側に２個配設された整流板である。
【００４３】
ヒートシンク２の材料としては、アルミニウム、銅等の熱伝導性の高い金属を用いることが好ましい。また、ＭＰＵ１００との接触性を高めるためにヒートシンク２のＭＰＵ１００に対する接触部分、すなわち伝熱部２ｂの底面は平面性が高いことが好ましく、３０ｍｍ×３０ｍｍの測定面あたり０．１ｍｍ以下の平面度を有することが好ましい。なお、実際にはいくら平面性を高めてもＭＰＵ１００とヒートシンク２の接触面は完全密着しないので、この界面にシリコン系グリース等の熱伝導性の高いペーストを塗布することができ、密着性を更に向上させることができる。
【００４４】
ヒートシンク２の放熱フィン２ａは本実施の形態１のような平板状のもの以外にもピン状のものでもよい。平板状の放熱フィン２ａの場合は、アルミニウムの押し出し法により製造可能となるため製造コストを抑えることができる。ピン状の放熱フィンとした場合は、熱の放出面積を大きくできるため、より冷却性能を高めることができる。ピン状の放熱フィンを有するヒートシンク２の製造法としては、押し出し法で製造したアルミニウム材に押し出し方向と垂直にスリット加工を施す工法やダイキャスト法等が用いられる。
【００４５】
ヒートシンク２において、ＭＰＵ１００から受け取った熱は伝熱部２ｂを介してＭＰＵ１００を中心とした半円球状に拡散し、伝熱部２ｂと結合された放熱フィン２ａへと伝わる。伝熱部２ｂの厚みは、厚い方がより熱を拡散させて放熱フィン２ａと伝えることができるため好ましく、５ｍｍ以上あることが望ましい。さらに伝熱部２ｂと放熱フィン２ａは同じ材料により一体的に製造しても良いし、各々別の材料により別体として製造しその後結合しても良い。伝熱部２ｂと放熱フィン２ａを一体的に製造した場合、間に異物や空隙が介在しないので熱が伝熱部２ｂから放熱フィン２ａにスムーズに伝わり冷却効率を向上させることができる。伝熱部２ｂと放熱フィン２ａを別体とした場合、例えば伝熱部２ｂを熱伝導率の高い銅等の金属で製作し、放熱フィン２ａを比重の小さいアルミニウム等の金属で製作すれば、重量増加を抑えながら高い冷却性能を実現することができる。なお、伝熱部２ｂと放熱フィン２ａを別体とした場合、伝熱部２ｂと放熱フィン２ａとの結合方法としてはカシメ、ろうづけ、接着等の方法が用いられる。
【００４６】
ファン３としては、本実施の形態１においては軸流ファンタイプのものを用いた。ファン３のブレード３ａの形状としては、ＮＡＣＡ−６５翼形やＮＧＴＥ−Ｃ４翼形等に基づいたものが好ましく、その枚数は７〜１１枚程度が好ましい。ブレード３ａの材質としては樹脂製が好ましく、これにより冷却装置の軽量化と低コスト化を実現することができる。本実施の形態１ではブレード３ａの材質として、ガラスファイバー混入のポリ・ブチレン・テレフタレート樹脂（以下、ＰＢＴという）を用いた。他にもアクロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂（以下、ＡＢＳという）、ポリカーボネイト樹脂（以下、ＰＣという）等を用いることができる。また本実施の形態１のようにブレード３ａの材質としてガラスファイバーやカーボンファイバー等の強化繊維が混入された樹脂を用いれば、ブレード３ａの剛性を高めることができ、騒音を低減することができる。
【００４７】
また、図２に示すブレード３ａの先端部と内径部３ｅとのクリアランスｋは小さい方がファン３の風量特性が向上するが、あまり小さすぎると製造時のばらつきによりブレード３ａの先端部と内径部３ｅが接触するので、０．３〜２ｍｍ程度が好ましい。また、図２に示す内径部３ｅの厚さｔは大きすぎると抵抗になるので２〜６ｍｍ程度に形成することが好ましい。
【００４８】
なお、本実施の形態１のファン３は、従来の技術で説明した図１４に示すようなファン１０３の内径部１０３ｅの下部に形成された下部テーパ部１０３ｃを有しておらず、ファン３のケーシング３ｂの垂直方向の高さが従来のものより低く形成されている。これにより、冷却装置の高さが同じならば、空気室５の高さＹをより大きくすることが可能となり、ファン３が発生させた負圧をより均一にヒートシンク２上部に分布させることができる。また、空気室５の高さＹが同じであれば、冷却装置の全高を小さくすることができ、電子機器の小型化及び薄型化が可能となる。
【００４９】
なお、本実施の形態１の電子部品の冷却装置１は、下部テーパ部を有していないので、ファン２の空気の入口である開口部３ｆの局部的な場所で空気流入抵抗の増加が生じる。しかしながら、本実施の形態１においても、上述したように従来と同様にファン３が発生させた負圧をヒートシンク２の上面において一様な分布にすることができ、負圧が均一化される効果の方が冷却性能に対して影響が大きく、全体として冷却性能を向上させることができる。
【００５０】
また、モータ部３ｄのモータの方式としては種々の方式を用いることができるが、本実施の形態１では長寿命であるブラシレスＤＣモータ方式を用いた。
【００５１】
カバー４は空気室５をできるだけ大きな負圧に保つため不要な孔はできるだけないことが好ましいが、どうしても他の部品を取り付けようとして孔が必要な場合はできるだけ孔を小さくすることが望ましい。さらにカバー４はファン３のケーシング３ｂと別体として螺子等で締結しても良いが、これらを樹脂成型などの手段により一体とすることで製造コストの低減を図ることもできる。本実施の形態１では樹脂の一体成型とし、樹脂材料としてはガラスファイバー混入のＰＢＴを用いた。他にもＡＢＳ、ＰＣ等を用いることができる。また本実施の形態１のようにガラスファイバーやカーボンファイバー等の強化繊維が混入された樹脂を用いれば、カバー４の剛性を高めることができ、共振による騒音を低減することができる。また、カバー４のヒートシンク２に対する固定方法は、螺子等で締結してもよいが、カバー４が樹脂等の弾性材で形成されていれば、カバー４のヒートシンク２との接触部に爪部を設け、ヒートシンク２側に凹部や孔を設けて嵌合して結合するスナップフィット等を用いることもできる。
【００５２】
図４（ｂ）に示すように、整流板６は細長い板状に形成された複数の挿入部６ａが並設されており、各々の挿入部６ａは平板状の放熱フィン２ａの列間に挿入されている。各々の挿入部６ａは幅を放熱フィン２ａの間隔と同様に形成して放熱フィン２ａに接触するように配設しても良いが、幅を放熱フィン２ａの間隔より小さく形成して若干の間隙を有するように配設した方が空気の流入抵抗が極端に上昇することがなく好ましい。また、整流板６は、図示されているようにヒートシンク２の側部からＭＰＵ１００に接触した伝熱部２ｂの中央に向かって下方に傾斜して取り付けられており、ヒートシンク２の側面から流入した空気がヒートシンク２の中央部に向かうにしたがい伝熱部２ｂ側に進み易くなっている。これにより、温度が高くなっているヒートシンク２の中央部の伝熱部２ｂや放熱フィン２ａに効率的に空気を導くことができ、より冷却性能の高い冷却装置を実現できる。なお、整流板６の傾斜角度としては、ヒートシンク２の形状や大きさにもよるが、水平から３０°〜６０°程度ＭＰＵ１００側へ傾斜して配設されることが好ましい。また、整流板６は薄いアルミニウム等の金属板や樹脂の板を打ちぬき加工することにより容易に製造可能である。整流板６はヒートシンク２に対して固定しても良いし、カバー４に対して固定しても良い。本実施の形態１ではカバー４に凹部を設け整流板６に爪部を設けてスナップフィットにより固定した（図示せず）が、螺子等で締結してもよい。
【００５３】
以上のように構成された本実施の形態１における電子部品の冷却装置の冷却動作について説明する。
【００５４】
ＭＰＵ１００が発熱した熱は、ＭＰＵ１００と直接接触することにより、あるいは塗布した熱伝導性ペーストを介してヒートシンク２の伝熱部２ｂの底面で受熱される。伝熱部２ｂの底面で受け取った熱は伝熱部２ｂ内部を立体的にほぼ半球状に拡散しする。その後、熱は放熱フィン２ａの内部に伝わり、さらに放熱フィン２ａの表面に達する。一般的に強制冷却による冷却は表面温度に比例して放熱量が増えるので、全ての放熱フィン２ａの表面温度ができるだけ高くなるようなヒートシンク２の形状が理想的と言えるが、発熱源であるＭＰＵ１００の直上近傍の放熱フィン２ａは他の放熱フィン２ａより温度が高くなる。放熱フィン２ａに達した熱は空気室５側から吸い込む方向に駆動されるファン４によりヒートシンク７２の側部から空気が導入され、その空気により強制冷却されファン３を介して雰囲気空気に放熱される。特に、前述したように、周囲の他の放熱フィン２ａより高温になるＭＰＵ１００の直上近傍の放熱フィン２ａには、整流板６により多量の空気が優先的に導入され高温部分を効率的に冷却する。
【００５５】
また、本実施の形態１においては、ヒートシンク２として図４（ａ）に示すような伝熱部２ｂが平板状に形成されたものを用いたがこれに限られるものではなく、少なくともＭＰＵ１００との接触部分においてその厚みが他の部分より厚く形成することもできる。以下にヒートシンクの他の例について、図５を用いて説明する。
【００５６】
図５（ａ）は上面の一部が断面半円形上に膨出した伝熱部を有するヒートシンクの斜視図であり、図５（ｂ）は上面の一部が断面山型状に膨出した伝熱部を有するヒートシンクの斜視図である。
【００５７】
図中、２ａは放熱フィンであり、図１乃至４で説明したものと同様のものである。２′は上面の一部が断面半円形状に膨出した伝熱部２ｂ′を有するヒートシンク、７′は伝熱部２ｂ′の上面に形成された断面半円形状の膨出部、２″は上面の一部が断面山型状に膨出した伝熱部２ｂ″を有するヒートシンク、７″は伝熱部２ｂ′の上面に形成された断面山型状の膨出部である。
【００５８】
図５（ａ）に示すように、伝熱部２ｂ′の上面の中央に正面側から背面側に渡って円柱を半分に切断したような形状、すなわち断面半円形状の膨出部７′を設け、ＭＰＵ１００との接触部分及びその周囲において厚みを厚くしている。これにより、熱の拡散が良好となり冷却性能を向上させることができる。
【００５９】
また、図５（ｂ）に示すように、伝熱部２ｂ″の上面の中央に正面側から背面側に渡って三角柱状、すなわち断面山型状の膨出部７″を設け、ＭＰＵ１００との接触部分及びその周囲において厚みを厚くしている。これにより、熱の拡散が良好となり冷却性能を向上させることができる。
【００６０】
また、上記のように膨出部７′、７″を設けることで、同じ冷却性能でよければ伝熱部２ｂの膨出部７′、７″以外の部分の厚みを全体的に薄くできるので、ヒートシンク２′、２″の重量を低減することが可能となる。ヒートシンク２′、２″の軽量化は材料費用の節約となるだけでなく、冷却装置がパーソナルコンピュータ本体に組み込まれ落下衝撃を受けた際、冷却装置の脱落やパーソナルコンピュータ内部の電気基板損傷を最小限に抑えることができる。
【００６１】
以上のように本実施の形態１の電子部品の冷却装置は構成されているので、以下のような作用を有する。
【００６２】
（１）ＭＰＵ１００が発熱した熱はヒートシンク２の伝熱部２ｂの底面で受熱され、伝熱部２ｂ内部を立体的にほぼ半球状に拡散し、放熱フィン２ａの内部に伝わり、さらに放熱フィン２ａの表面に達し、ファン３により強制冷却され雰囲気空気に放熱される。このとき、ブレード３ａの一部が開口部３ｆから空気室５側へ突出して配設されているため、同じ冷却装置１の高さで、ブレード３ａの厚みが同じならば、空気室５の垂直方向の高さをより大きくすることが可能となり、ファン３が発生させた負圧をより均一にヒートシンク２上部に分布させることができるので、冷却性能を向上させＭＰＵ１００の高集積化、高周波数化に対応することができる。
【００６３】
（２）ブレード３ａの一部が開口部３ｆから空気室５側へ突出して配設されているため、ブレード３ａの厚みが同じで空気室５の高さが同じであれば、冷却装置１の全高を小さくすることができ、ＭＰＵ１００が装着された電子機器の小型化及び薄型化が可能となる。
【００６４】
（３）発熱源であるＭＰＵ１００の直上近傍の放熱フィン２ａは他の放熱フィン２ａより温度が高くなるため、整流板６によりＭＰＵ１００の直上近傍の放熱フィン２ａに強制的に送風することで冷却性能を向上させることができ、ＭＰＵ１００の高集積化、高周波数化に対応することができる。また、整流板６の挿入部６ａが、放熱フィン２ａに対して間隙を有して挿入されているので、空気の流入抵抗が極端に上昇することを防ぐことができる。
【００６５】
（４）伝熱部２ｂ′，２ｂ″のＭＰＵ１００との接触部分の上面側に膨出部７′，７″を設け厚みを厚くしているので、熱の拡散が良好となり冷却性能を向上させることができ、ＭＰＵ１００の高集積化、高周波数化に対応することができる。
【００６６】
（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２における電子部品の冷却装置の全体斜視図であり、図７は本発明の実施の形態２における電子部品の冷却装置の側面断面図であり、図８（ａ）は本発明の実施の形態２における電子部品の冷却装置の平面図であり、図８（ｂ）は本発明の実施の形態２における電子部品の冷却装置の正面図であり、図８（ｃ）は本発明の実施の形態２における電子部品の冷却装置の側面図であり、図９は本発明の実施の形態２における電子部品の冷却装置に用いられるヒートシンクの斜視図である。
【００６７】
図中、３はファン、３ａはブレード、３ｂはケーシング、３ｄはモータ部、３ｅは内径部、４はカバー、５は空気室、６は整流板であり、これらは実施の形態１において説明したものと同様であるので同一の符号を付けて説明を省略する。１ａは本実施の形態２における電子部品の冷却装置、１２はヒートシンク、１２ａはヒートシンク１２の放熱フィン、１２ｂはヒートシンク１２の伝熱部である。
【００６８】
以上のように構成された本実施の形態２における電子部品の冷却装置１ａの冷却動作については実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００６９】
本実施の形態２の電子部品の冷却装置１ａが実施の形態１と異なる点は、ヒートシンク１２の形状である。図９に示すように、本実施の形態２では伝熱部２ｂがファン３の軸流方向に柱状に配設され、放熱フィン２ａが伝熱部２ｂの側面に固定され上下方向に立設されている。すなわち、放熱フィン１２ａと伝熱部１２ｂはヒートシンク１２の中央部側で接続されると共に、放熱フィン１２ａの空気室５側及びＭＰＵ１００側の端が開放端となり上下方向に連通している。このようなヒートシンク１２の形状はアルミニウムの押し出し法等により容易に製造可能である。ヒートシンクの上下方向の高さを小さくして、実施の形態１よりさらに冷却装置の高さを低くする場合、図１乃至図３に示す実施の形態１のヒートシンク２の高さを低くすると、ファン３の上流部側の実質的な空間である、空気室５の高さと放熱フィン２ａの高さの和が小さくなってしまう。この場合、ファン３の効率が著しく悪化し冷却性能も大きく低下してしまう。本実施の形態２のヒートシンク１２は伝熱部２ｂがファン３の軸流方向に柱状に配設され、放熱フィン２ａが伝熱部２ｂの側面に固定され上下方向に立設されているので、ヒートシンク１２の上下方向の高さを低くした場合であっても、ファン３の上流部側の実質的な空間を十分確保することができ、冷却性能の低下を最小限に抑えることが可能となる。
【００７０】
以上のように本実施の形態２における電子部品の冷却装置１ａは構成されているので、実施の形態１の作用に加え、ＭＰＵ１００が発熱した熱はヒートシンク２の伝熱部２ｂの底面で受熱され、柱状に形成された伝熱部２ｂ内部を立体的にほぼ半球状に拡散し、伝熱部２ｂの側部に配設された平板状の放熱フィン２ａの内部に伝わり、さらに放熱フィン２ａの表面に達し、ファン３により強制冷却され雰囲気空気に放熱される。このとき、伝熱部２ｂがファン３の軸流方向に柱状に配設され、放熱フィン２ａが伝熱部２ｂの側面に固定され上下方向に立設されているので、ファン３の上流側の実質的な空間を確保することができ、さらに冷却装置１ａの全高を低くした場合であっても冷却性能の低下を最小限に抑えることができ、ＭＰＵ１００の高集積化、高周波数化に対応することができるという作用を有する。
【００７１】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
【００７２】
（実施例１）
図１０は実施例１における電子部品の冷却装置の側部断面図である。
【００７３】
本実施例１の電子部品の冷却装置１ａは実施の形態２において説明したものと同様であるので説明を省略する。なお、本実施例１の電子部品の冷却装置１ａは、ファン３のブレード３ａを開口部３ｆから空気室５に突出させ、空気室５の垂直方向の高さが８ｍｍ、ファン３とカバー４とを合わせた高さが１９ｍｍとなるように形成されている。
【００７４】
以上のように構成された本実施例１の電子部品の冷却装置１ａについて、冷却性能を評価するために熱抵抗を測定した。熱抵抗とは発熱する電子部品の温度から周囲温度を引いたものを電子部品の発熱量で除したものである。熱抵抗の値が小さいものがより冷却性能が高い冷却装置ということになる。まず、電子部品の代わりに発熱量が５２Ｗのヒータを伝熱部１２ｂの底面に接触させヒータの温度及び周囲温度を測定し、計測された値から熱抵抗値を算出した。その結果、本実施例１の電子部品の冷却装置１ａの熱抵抗値は０．４８７Ｋ／Ｗであった。
【００７５】
（比較例１）
図１１は比較例１における電子部品の冷却装置の側部断面図である。
【００７６】
本比較例１の電子部品の冷却装置１ｂは、ファン３の開口部３ｆに下部テーパ部３ｃを設け、ブレード３ａを開口部３ｆから空気室５に突出させずに配設し、ファン３とカバー４とを合わせた高さが２３ｍｍとなるように形成した点以外は、実施例１において説明したものと同様であるので説明を省略する。なお、本比較例１の電子部品の冷却装置１ｂの空気室５の垂直方向の高さは実施例１と同じ８ｍｍである。
【００７７】
以上のように構成された本比較例１の電子部品の冷却装置１ｂについて、冷却性能を評価するために実施例１と同様にして熱抵抗を測定した。なお、ファンの回転数等の諸条件は実施例１と同じにして行った。その結果、本比較例１の電子部品の冷却装置１ｂの熱抵抗値は０．４７１Ｋ／Ｗであった。
【００７８】
（比較例２）
図１２は比較例２における電子部品の冷却装置の側部断面図である。
【００７９】
本比較例２の電子部品の冷却装置１ｃは、ファン３の開口部３ｆに下部テーパ部３ｃを設け、ブレード３ａを開口部３ｆから空気室５に突出させずに配設し、空気室５の垂直方向の高さが４ｍｍとなるように形成した点以外は、実施例１において説明したものと同様であるので説明を省略する。なお、本比較例２の電子部品の冷却装置１ｃのファン３とカバー４とを合わせた高さは実施例１と同じ１９ｍｍである。
【００８０】
以上のように構成された本比較例２の電子部品の冷却装置１ｃについて、冷却性能を評価するために実施例１と同様にして熱抵抗を測定した。なお、ファンの回転数等の諸条件は実施例１と同じにして行った。その結果、本比較例２の電子部品の冷却装置１ｃの熱抵抗値は０．６５５Ｋ／Ｗであった。
【００８１】
以上のように、実施例１及び比較例１、２から、空気室５の垂直方向の高さを低くすると急激に冷却性能が低下するのに対し、ブレード３ａを開口部３ｆから空気室５に突出させた実施例１の電子部品の冷却装置１ａでは、ファン３とカバー４とを合わせた高さ、すなわち冷却装置１ａの全高は比較例１に比べ４ｍｍ小さいにも関わらず、ほとんど冷却性能が低下しないことがわかった。
【００８２】
【発明の効果】
以上のように本発明の電子部品の冷却装置によれば、以下のような有利な効果を得ることができる。
【００８３】
請求項１に記載の発明によれば、
（１）ブレードの一部が空気室側へ突出して配設されているため、同じ冷却装置の高さで、ブレードの厚みが同じならば、空気室の垂直方向の高さをより大きくすることが可能となり、ファンが発生させた負圧をより均一にヒートシンク上部に分布させることができるので、冷却性能を向上させ電子部品の高集積化、高周波数化に対応することができる電子部品の冷却装置を提供することができる。
【００８４】
（２）また、ブレードの一部が空気室側へ突出して配設されているため、空気室の高さが同じであれば、冷却装置の全高を小さくすることができ、電子機器の小型化及び薄型化が可能となる電子部品の冷却装置を提供することができる。
【００８５】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加え、
（１）発熱源である電子部品の直上近傍の放熱フィンは他の放熱フィンより温度が高くなるため、整流板により発熱源である電子部品の直上近傍の放熱フィンに強制的に送風することで冷却性能を向上させることができ、電子部品の高集積化、高周波数化に対応することができる電子部品の冷却装置を提供することができる。
【００８６】
（２）整流板の挿入部が放熱フィンに対して間隙を有して挿入され放熱フィンに接触していないので、整流板を設けた場合であっても放熱フィンの表面積を維持でき、一定の冷却性能を得ることができる電子部品の冷却装置を提供することができる。
【００８７】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２の効果に加え、
（１）整流板の挿入部が、放熱フィンに対して間隙を有して挿入されているので、空気の流入抵抗が極端に上昇することを防ぐことができる電子部品の冷却装置を提供することができる。
【００８８】
（２）整流板がヒートシンクの側部から伝熱部の中央に向かって傾斜して配設されているので、ヒートシンク側部から内部へ少ない抵抗で空気を導入できると共に、整流板の内部側端部ではベンチュリ効果により空気の流速を高めることができるので、高い冷却性能を得ることができる電子部品の冷却装置を提供することができる。
【００８９】
請求項４に記載の発明によれば、請求項２又は３の効果に加え、
（１）整流板により、ヒートシンクの側面から流入した空気がヒートシンクの中央部において伝熱部側に流れるため、温度が高くなっている中央部の伝熱部側の放熱フィンに効率的に空気を導くことができ、冷却性能のより高めることができる電子部品の冷却装置を提供することができる。
【００９０】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１の効果に加え、
（１）伝熱部がファンの軸流方向に柱状に配設され、放熱フィンが伝熱部の側面に固定され上下方向に立設されているので、ファンの上流側の実質的な空間を確保することができ、さらに冷却装置の全高を低くした場合であっても冷却性能の低下を最小限に抑えることができ、電子部品の高集積化、高周波数化に対応することができる電子部品の冷却装置を提供することができる。
【００９１】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１の効果に加え、
（１）伝熱部の電子部品との接触部分の上面側に膨出部を設け厚みを厚くしているので、熱の拡散が良好となり冷却性能を向上させることができ、電子部品の高集積化、高周波数化に対応することができる電子部品の冷却装置を提供することができる。
【００９２】
（２）膨出部を設けることで、同じ冷却性能でよければ伝熱部の膨出部以外の部分の厚みを全体的に薄くできるので、ヒートシンクの重量を低減することが可能となる電子部品の冷却装置を提供することができる。ヒートシンクの軽量化は材料費用の節約となるだけでなく、冷却装置がパーソナルコンピュータ本体に組み込まれ落下衝撃を受けた際、冷却装置の脱落やパーソナルコンピュータ内部の電気基板損傷を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における電子部品の冷却装置の全体斜視図
【図２】本発明の実施の形態１における電子部品の冷却装置の側面断面図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態１における電子部品の冷却装置の平面図
（ｂ）本発明の実施の形態１における電子部品の冷却装置の正面図
（ｃ）本発明の実施の形態１における電子部品の冷却装置の側面図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態１における電子部品の冷却装置に用いられるヒートシンクの斜視図
（ｂ）本発明の実施の形態１における電子部品の冷却装置に用いられる整流板の斜視図
【図５】（ａ）上面の一部が断面半円形上に膨出した伝熱部を有するヒートシンクの斜視図
（ｂ）上面の一部が断面山型状に膨出した伝熱部を有するヒートシンクの斜視図
【図６】実施の形態２における電子部品の冷却装置の全体斜視図
【図７】実施の形態２における電子部品の冷却装置の側面断面図
【図８】（ａ）実施の形態２における電子部品の冷却装置の平面図
（ｂ）実施の形態２における電子部品の冷却装置の正面図
（ｃ）実施の形態２における電子部品の冷却装置の側面図
【図９】本実施の形態２における電子部品の冷却装置に用いられるヒートシンクの斜視図
【図１０】実施例１における電子部品の冷却装置の側部断面図
【図１１】比較例１における電子部品の冷却装置の側部断面図
【図１２】比較例２における電子部品の冷却装置の側部断面図
【図１３】従来の冷却装置の全体斜視図
【図１４】従来の冷却装置の要部断面図
【図１５】（ａ）従来の冷却装置の平面図
（ｂ）従来の冷却装置の正面図
（ｃ）従来の冷却装置の側面図
【符号の説明】
１，１ａ  電子部品の冷却装置
１ｂ，１ｃ  比較例の電子部品の冷却装置
２，２′，２″  ヒートシンク
２ａ  放熱フィン
２ｂ，２ｂ′，２ｂ″  伝熱部
３  ファン
３ａ  ブレード
３ｂ  ケーシング
３ｄ  モータ部
３ｅ  内径部
３ｆ  開口部
４  カバー
５  空気室
６  整流板
６ａ  挿入部
７′，７″  膨出部
１２  ヒートシンク
１２ａ  放熱フィン
１２ｂ  伝熱部
１００  ＭＰＵ
１０１  特許文献１の冷却装置
１０２  ヒートシンク
１０２ａ  放熱フィン
１０２ｂ  伝熱部
１０３  ファン
１０３ａ  ブレード
１０３ｂ  ケーシング
１０３ｃ  下部テーパ部
１０３ｃ′  上部テーパ部
１０３ｄ  モータ部
１０３ｅ  内径部
１０３ｆ  開口部
１０４  カバー
１０５  空気室
【図１】
2004221103.tif 000003
【図２】
2004221103.tif 000004
【図３】
2004221103.tif 000005
【図４】
2004221103.tif 000006
【図５】
2004221103.tif 000007
【図６】
2004221103.tif 000008
【図７】
2004221103.tif 000009
【図８】
2004221103.tif 000010
【図９】
2004221103.tif 000011
【図１０】
2004221103.tif 000012
【図１１】
2004221103.tif 000013
【図１２】
2004221103.tif 000014
【図１３】
2004221103.tif 000015
【図１４】
2004221103.tif 000016
【図１５】
2004221103.tif 000017