(57)【要約】【課題】電子機器における効率のよい排熱を実現させる電子部品の冷却構造を提供する。【解決手段】本発明に係る電子部品の冷却構造は、発熱部品１が搭載される面の裏面に形成される櫛歯状の接触面３を有し、前記電子部品の熱を伝導する冷却用プレート２と、前記接触面３と嵌合するように形成される櫛歯状の接触面５と、前記接触面３から前記接触面５に伝導する熱を排熱する冷却水配管６とを有する排熱用プレートと４を具備し、前記接触面３の櫛歯状の凹部と、前記接触面５の櫛歯状の凸部との間にすきま部が設けられるものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱する電子部品が搭載される面の裏面に櫛歯状に形成される第１接触面を有し、前記電子部品の熱を伝導する第１プレートと、
前記第１接触面と嵌合するように櫛歯状に形成される第２接触面と、前記第１接触面から前記第２接触面に伝導する熱を排熱する排熱手段とを有する第２プレートとを具備し、
前記第１接触面の櫛歯状の凹部と前記第２接触面の櫛歯状の凸部との間にすきま部が設けられることを特徴とする電子部品の冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＩＣ（Integrated Circuit）やＬＳＩ（Large-Scale Integration）等の発熱素子や電力増幅器のような発熱体等の電子部品を冷却するための冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器に搭載される電子部品は、高性能化・小型化が著しく、その部品から発生する熱の排出方法が問題となっている。また、電子機器自体も高性能化・小型化が求められ、電子部品の高集積化、実装密度の増加などがあり、効率のよい排熱方法が求められている。
【０００３】
従来では、図６に示すように、発熱部品にファンによって発生させた冷却風を当てて、部品表面からの熱伝達により熱を奪い、発熱部品の冷却を行っていた。また、部品表面からの熱伝達による冷却で、発熱部品の発熱量に応じて冷却風速を上げたり、図７に示すように、伝熱面を拡大するためにヒートシンクを取り付けたりして対応していた。
【０００４】
しかし、発熱量が多くなるにつれ、冷却風量を増やす必要があり、最近では装置からの排気風量が多すぎて、装置レイアウトにも影響を及ぼしている。
そこで、排気風量の抑制や、伝熱効率の向上を目的として、図８に示すように、熱伝導を利用した水冷の排熱方法も考案されている。
【０００５】
しかし、この場合、水冷部に発熱部品からの熱を伝えるための伝熱面積の確保や、接触面のごみ・埃対策などが必要であり、装置性能に影響を及ぼす要因となる。たとえば、接触面積を確保するために熱伝導グリスを塗布したり、ごみ・埃対策のため接触面の清掃をするなどの作業が必要となり、伝熱性能と組立作業性・メンテナンス性を両立させることが難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１３０５１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、従来技術では高効率な熱伝導性能を得ることが困難であった。その理由として、第一に接触面積を確保することが難しい、第二にごみ・埃対策が難しいことが挙げられる。これらの理由の対策をするためには作業性・メンテナンス性などを犠牲にして、熱伝導グリス塗布や、特別な清掃作業などを行う必要があった。
【０００８】
本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、電子機器における効率のよい排熱を実現させる電子部品の冷却構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するためにこの発明の一態様は、発熱する電子部品が搭載される面の裏面に櫛歯状に形成される第１接触面を有し、前記電子部品の熱を伝導する第１プレートと、前記第１接触面と嵌合するように櫛歯状に形成される第２接触面と、前記第１接触面から前記第２接触面に伝導する熱を排熱する排熱手段とを有する第２プレートとを具備し、前記第１接触面の櫛歯状の凹部と前記第２接触面の櫛歯状の凸部との間にすきま部が設けられることを特徴とする電子部品の冷却構造を提供する。
【００１０】
また、この発明の他の態様は、発熱する電子部品が搭載される面の裏面に櫛歯状に形成される第１接触面を有し、前記電子部品の熱を伝導する第１プレートと、前記第１接触面と嵌合するように櫛歯状に形成される第２接触面と、前記第１接触面から前記第２接触面に伝導する熱を排熱する排熱手段とを有する第２プレートとを具備し、前記第１接触面の櫛歯状の凹部に形成される第１平面部と、前記第２接触面の櫛歯状の凸部に形成される第２平面部とにより、前記第１接触面と前記第２接触面との間にすきま部が設けられることを特徴とする電子部品の冷却構造を提供する。
【００１１】
このように構成することにより、伝熱面の接触面積を多く確保し、伝熱効率を高めることが可能となる。熱伝導グリスや伝熱シートなどを使用しないため、繰り返しの着脱が可能で、優れた組立作業性、メンテナンス性を実現できる。さらに、すきま部を設けることで、ごみや埃をすきま部に落とし込み、伝熱面への付着を防ぐことができるため、接触面積を確保することができる。これにより、接触面のごみや埃を清掃することなく、一定の伝熱性能を維持することができる。
【発明の効果】
【００１２】
すなわちこの発明によれば、電子機器における効率のよい排熱を実現させる電子部品の冷却構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る電子部品の冷却構造の一実施形態を示す斜視図。
【図２】図１に示す本実施形態の正面図。
【図３】図２のＡ部の拡大図。
【図４】本実施形態の変形例１を示す図。
【図５】本実施形態の変形例２を示す図。
【図６】従来の冷却風による電子部品の冷却構造を示す図。
【図７】従来のヒートシンクによる電子部品の冷却構造を示す図。
【図８】従来の水冷による電子部品の冷却構造を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照してこの発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、ＩＣ（Integrated Circuit）やＬＳＩ（Large-Scale Integration）等の発熱素子や電力増幅器のような発熱体等の電子部品（発熱部品）を冷却する冷却構造である。
【００１５】
図１は、本発明に係る電子部品の冷却構造の一実施形態を示す斜視図である。図２は、図１に示す本実施形態の正面図である。発熱部品１は、冷却用プレート２の上にネジ止めや半田付けされて固定されており、発熱部品１からの発熱は速やかに冷却用プレート２に移動する。冷却用プレート２の発熱部品１が固定されている面の裏面には、櫛歯状の接触面３が形成されている。
【００１６】
冷却用プレート２の向かい側には排熱用プレート４が配置され、排熱用プレート４には冷却用プレート２の櫛歯状の接触面３と嵌合するように櫛歯状の接触面５が形成されている。櫛歯状の接触面３と櫛歯状の接触面５を形成するフィンは、それぞれ伝熱に必要な個数だけ配置される。
【００１７】
さらに、排熱用プレート４には排熱用の冷却水配管６が配置され、排熱用プレート４に移動してきた熱を装置外部に排熱する。なお、排熱用プレート４の排熱手段は冷却パイプ６による水冷に限定されず、空冷やペルチェ冷却等の多様な冷却手段を取ることができる。
【００１８】
図３は、図２のＡ部の拡大図である。冷却用プレート２と排熱用プレート４は、櫛歯状の接触面３と櫛歯状の接触面５が接触して伝熱するが、櫛歯状の接触面３と櫛歯状の接触面５はそれぞれ、斜めの拡大した伝熱面７と伝熱面８、すきま部１１を介して平面部９と平面部１０を有する。図３に示すように、接触面３の櫛歯状の凹部に形成される平面部９と、接触面５の櫛歯状の凸部に形成される平面部１０とにより、接触面３と接触面５との間にすきま部１１が設けられる。なお、冷却用プレート２と排熱用プレート４の接触面の形状は、図３に示す構成に限定されるものではなく、すきま部１１を設けることができれば、平面部９が無い構成等でもよい。
【００１９】
斜めの拡大した伝熱面７と伝熱面８によって、冷却用プレート２と排熱用プレート４はその投影面積よりも大きい伝熱面積を得ることができるため、効率のよい熱伝導冷却を行うことが可能となる。
伝熱面７と伝熱面８のフィン高さは伝熱のフィン効率が最も高くなる高さに設定することで効率のよい熱伝導を行うことができる。
【００２０】
冷却用プレート２と排熱用プレート４は、拡大した伝熱面７と伝熱面８で伝熱面積を確保しているため、熱伝導グリスや伝熱シートなどを挟む必要がなく、良好な組立性・メンテナンス性を確保することができる。
冷却用プレート２の櫛歯状の接触面３と排熱用プレート４の櫛歯状の接触面５との間には、すきま部１１を設けているため、たとえ埃が存在しても、伝熱面７と伝熱面８の接触部には残らずにすきま部１１に堆積するため、熱伝導面積を減少させることがない。埃による熱伝導面積の減少が発生しないため、安定した熱伝導能力を維持することが出来る。
【００２１】
以上述べたように、上記実施形態では、冷却用プレート及び排熱用プレートに櫛歯状の接触面を形成することにより、伝熱面の接触面積を多く確保し、伝熱効率を高めることが可能となる。さらに、すきま部を設けることで、ごみや埃をすきま部に落とし込み、埃が伝熱面に堆積しないため、埃による伝熱面積の減少を抑えることができ、安定した伝熱能力を維持することが可能になる。
【００２２】
また、熱伝導グリスや伝熱シートなどを使用しないため、繰り返しの着脱が可能で、組立性・メンテナンス性がよい。したがって、上記実施形態によれば、熱伝導グリスなどを使用せずに、経年変化や作業によるばらつきを押さえ、伝熱能力の再現性を高めることができる。なお、本実施形態の冷却用プレート２と排熱用プレート５の伝熱面７、８に熱伝導グリスを塗布することで、簡単な作業でより効率よく伝熱性能を高めることも可能である。
【００２３】
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではない。以下に、変形例１及び２を説明する。
（変形例１）  
図４に本実施形態の変形例１を示す。図４に示すように、冷却用プレート２と排熱用プレート４をネジ１２などで上下方向に締め付けることにより、伝熱面７と伝熱面８とがより密着し、さらに伝熱効率を向上することができる。
【００２４】
（変形例２）  
図５に本実施形態の変形例２を示す。図５に示すように、冷却用プレート２と排熱用プレート５の伝熱面７、８のフィン高さを調節し、フィンを側面からネジ１３などで締め付ける。このように構成することで、上記変形例１と同様に、伝熱面７と伝熱面８とがより密着し、さらに伝熱効率を向上することができる。
【００２５】
要するに、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１…発熱部品、２…冷却用プレート、３…冷却用プレートの接触面、４…排熱用プレート、５…排熱用プレートの接触面、６…冷却水配管、７…冷却用プレートの伝熱面、８…排熱用プレートの伝熱面、９…冷却用プレートの平面部、１０…排熱用プレートの平面部、１１…すきま部、１２、１３…ネジ。
【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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