(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレートとヒートパイプと通気方向性があるファンモータを有し、上記ファンモータのダクトを上記プレートとファンモータの吸い込み口を開口したカバーで構成し、ダクトの吹き出し口近傍に上記プレートから伸びてその先端部を上記カバーに接合した少なくとも一枚のフィンを有し、上記プレートのフィンの近傍から受熱部分に渡ってヒートパイプを接合したことを特徴とする冷却モジュール。
【請求項２】
ヒートパイプの少なくとも一部分を扁平加工した請求項第１項の冷却モジュール。
【請求項３】
請求項２項に記載のヒートパイプをプレートの一部あるいは全部に埋め込んだ請求項第１項の冷却モジュール。
【請求項４】
発熱体からの熱を受けるコレクタと空気に流路方向性を持たせるファンモータおよび羽根と放熱用のフィンとがプレート上に配置され、当該プレート上の少なくともファンモータ及び羽根の周囲にはエヤーガイドと当該上面にカバーが設けられることでダクトを形成し、前記コレクタと前記ダクトの間であって且つプレート１の下面にはファンモータを取り付け位置を回避する如くヒートパイプと当該ヒートパイプを配置するための溝を有し、前記フィンの上端部にはカバーが当接すると共に当該カバーは熱伝導性に優れた材料で構成されたことを特徴とする冷却モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、パソコンなどの電子機器に用いられる冷却モジュールに関し、特に近年普及著しい高性能のＭＰＵモジュールなどの冷却モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子情報機器の代表であるパソコンには、ＭＰＵとその周辺ＩＣがマザーボード上に個別に取り付けられていたが、近年の大量の情報を高速処理したいとの要求に対応した高速度対応のための高周波数化に従い、ノイズ処理などが難度を増し、現在の主流はＭＰＵとその周辺ＩＣをモジュール化したＭＰＵモジュールに移行しつつある。
【０００３】
しかしながら、高速化とノイズ処理には有効な対策も、発熱部品の集積となることにより、熱対策と云う面では大きな課題と成っている。
【０００４】
すなわち、商品の主流は軽薄短小であるにも関わらず、限られた収納筐体内部での発熱部品の固まりは、ホットスポットとなり、周辺の部品に悪影響を及ぼし、筐体表面からの廃熱を困難にしている。
【０００５】
図８は、従来の冷却モジュール１００を、ノートパソコンに使用した例を示すものであり、空気の流れを妨げるような凹凸を出来るだけ少なくすると同時に、均熱性の優れたヒートシンクを構成することを意図した冷却モジュールで、上記ＭＰＵモジュール化を可能にしたものである。
【０００６】
当該図８において、冷却モジュール１００は、発熱体の熱を受けるプレート１と、この受熱用のプレート１に接合されたヒートパイプ２と、吸気口を上方に有し、排気口を側面の一方向に有する薄型の方向性ファンモータ３および上記ファンモータ３の排気口に並列に配置されたフィン４から構成されている。
【０００７】
ファンモータ３は、プレート１にネジなどで固定され、フィン４はプレート１に溶接されている。なおヒートパイプ２のプレート１へ接合は、図示しない接着剤などにより熱的かつ機械的に確実に固定されている。
【０００８】
当該冷却モジュール１００は、図示しない筐体の内部に組み込まれるマザーボード２００の上のコネクタ２０１を介して電気的かつ機械的に接合されたＭＰＵモジュール３００のＭＰＵパッケージ３０１の上面にプレート１の一部に構成されたコレクタ１１が、熱伝導に優れた両面テープ３０３によって熱的かつ機械的に接合されている。
【０００９】
ここでＭＰＵモジュール３００のには、ＭＰＵパッケージ３０１の他、周辺ＩＣ群３０２が搭載されておりその中でも放熱部品を取り付ける必要のある物が有るが、上記ＭＰＵパッケージ３０１と熱的に接合されている。
【００１０】
また、ＭＰＵパッケージ３０１の直ぐ上に、冷却モジュール１００のファンモータ３が配置されるようにすれば冷却能力が向上することが期待できるが、収納筐体の厚さの制約があると同時に、ＭＰＵパッケージ３０１とコレクタ１１との接合の都合、そして一般的なファンモータ３の駆動ＩＣと軸受けの耐熱性が６０℃以下であるために、間接的に冷却する必要が生じている。
【００１１】
ヒートパイプ２は上述の各々の都合を合致させるために用いられている。すなわち、プレート１の材料と寸法は、アルミニュウムからなる幅６０mm、長さ１００mm、厚さ1.5mm程度の板である。当該プレート１の熱伝導率はＭＰＵモジュール３００からの受熱する15Ｗ程度の熱を、ファンモータ３の冷却能力を十分生かすだけ運び得ないが、プレート１の受熱部分からフィン４に跨って伸びるヒートパイプ２をプレート１に接合する事により、ＭＰＵモジュール３００からの受熱をコレクタ１１で受けた後、プレート１のほぼ全面に拡散する事が出来る。したがって、ファンモータ３をＭＰＵモジュール３００に直接取り付けるより数段低下した温度での熱交換となるが、フィン４を含む均等な温度での熱交換を行う事が出来るために、薄型方向の寸法を重視した形状ではあっても、一定の優れた冷却能力を示すものとなる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来例においては次の点に於いて十分では無かった。すなわち、上記冷却モジュール１００の主たる構成部品であるフィン４の構造は、図９に示されるように、限られた体積の中で最大の放熱面積を確保するために、ベース４１にピン群４２が林立した構造となるか、あるいは当該ピン群４２に変えてコルゲートフィンが採用され、通風抵抗が比較的高いものと成っていたが、ファンモータ３の許容される大きさの中で、回転数を増加することで風量を確保することにより、冷却能力を満足していた。
【００１３】
このために、通風騒音が高くなると共に、ファンモータ３の駆動消費電力が増大し、軸受けや駆動部回路における温度上昇を招くことになり、耐熱性を上げる事が出来なかった。
【００１４】
本発明は、冷却モジュールの個々の部品機能を、システムで構成する事により、ファンモータの回転数増加を行うことなく効率のよい放熱を行う冷却モジュールを提供することを目的とする。
【００１５】
【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では、プレートとヒートパイプと通気方向性があるファンモータを有し、上記ファンモータのダクトを上記プレートとファンモータの吸い込み口を開口したカバーで構成し、ダクトの吹き出し口近傍に上記プレートから伸びてその先端部を上記カバーに接合した少なくとも一枚のフィンを有し、上記プレートのフィンの近傍から受熱部分に渡ってヒートパイプを接合したことを特徴とする冷却モジュールとしている。
【００１６】
ここで、前記ヒートパイプの少なくとも一部分を扁平加工してもよいし、当該ヒートパイプをプレートの一部あるいは全部に埋め込んだ冷却モジュールとしてもよい。
【００１７】
さらには、発熱体からの熱を受けるコレクタと空気に流路方向性を持たせるファンモータおよび羽根と放熱用のフィンとがプレート上に配置され、当該プレート上の少なくともファンモータおよび羽根の周囲にはエヤーガイドと当該上面にカバーが設けられることでダクトを形成し、前記コレクタと前記ダクトの間であって且つプレート１の下面にはファンモータを取り付け位置を回避する如くヒートパイプと当該ヒートパイプを配置するための溝を有し、前記フィンの上端部にはカバーが当設すると共に当該カバーは熱伝導性に優れた材料で構成されたことを特徴とする冷却モジュールとしてもよい。
【００１８】
【実施例】
本発明の実施例ついて説明する。図１乃至図5には本発明の第1の実施例をそれぞれ示している。図1には本発明の第1の実施例とする冷却モジュールの上面を示している。図2には当該図１のＡ−Ａ断面を矢印方向に見た図、すなわちファンモータ３の排気口に繋がるフィン4の機能を有するダクト20の正面図を示している。図３には図1のＣ方向から見た側面図を、図4には図1のＢ−Ｂ断面を矢印方向に見た図を、図5には図1のボスに取り付けられるカバーの上面図をそれぞれ示すものとなっている。
【００１９】
上記図１乃至図５が示すように、本発明の冷却モジュールは、図示しない発熱体に密着し受熱を行うコレクタ１１と、送風機となるファンモータ３と、後述のフィン１４がプレート１上に配置されており、当該ファンモータ３とフィン４の周囲にはエヤーガイド１３が設けられている。当該エヤーガイドは、排気口１７となる１方向を残し、図１に示すように３方向を取り囲み如く設けられている。また、上記エヤーガイド１３は、ファンモータ３の排気口１７まで延長されており、ファンモータ３の羽根３１部分を開口したカバー３２を止めるためのボス１８を数点有している。同様に、フィン１４の先端部にも上記ボス１８を有している。
【００２０】
上記実施例においては、コレクタ１１はエヤーガイド１３の外側に配置しているが、これはエヤーガイド１３を広げるなどして、当該エヤーガイド１３内に配置してもよい。またフィン４については、プレート１の一部分として形成されたものを示しているが、当該フィン４は別部品としてプレート１とは別部品としてもよい。
【００２１】
また前記プレート１の下面にはヒートパイプ２が埋設される溝１５が形成されている。当該溝１５は、ファンモータ３の軸受け１６を避けて、フィン１４の下部からコレクタ１１下部に渡って形成されている。また図２乃至図４が示すように、プレート１には、コレクタ１１とファンモータ３のベース１２とエヤーガイド１３を構成すると共に、ファンモータ３の排気口１７付近の略中央部に、フィン１４が形成されている。
【００２２】
そして当該図１に示すエヤーガイド１３の上面には、図２乃至図４が示すように、カバー３２が配置される。図５には当該カバー３２の上面図を示しているが、当該図５のカバー３２は、上記エヤーガイド１３を全体に覆い、ファンモータ３の吸い込み口３３を開口する如く設けられている。当該カバー３２は、上記ボス１８に対応した取り付け穴３４を有しており、当該取り付け穴３４に上記ボス１８を勘合した後、ボス１８先端を潰し接合することにより、下面にはプレート１が、側面にはエヤーガイド１３が、上面にはカバー３２がそれぞれ配置され、かつ１方向を排気口１７として開口しているために、ファンモータ３によって空気の流れに方向性が生じ、ダクト２０が形成されている。また、上記プレート１から伸びるフィン１４の先端部にカバー３２が、ボス１８により接合されている。このような構造により、フィン１４からの伝熱をカバー３２の中央部に伝え、カバー３２をもフィン４の一部とできるために放熱面積を大きくでき、放熱性を向上させている。したがって当該カバー３２をはじめ、プレート１、エヤーガイド１３等の構成材料は、熱伝導性のよい材料、例えば銅やアルミニウム、鉄といった材料で構成されている。
【００２３】
上述したように、プレート１の溝１５にヒートパイプ２が埋め込まれることにより、コレクタ１１からの熱は、ヒートパイプ２によってプレート１とカバー３２を含むダクト２０全体に拡散し、また、ファンモータ３の通風抵抗を妨げるような突起などは最低限に抑えられるために、全周囲の温度が高く成っている風の妨げのないダクト２０を、豊かな風量が駆動電流を上げることなく通過させることが出来るために、騒音を少なくして要求冷却性能を満足出来る冷却モジュールを得る。
【００２４】
次に別の実施例について説明する。図６と図７は、それぞれヒートパイプ２の取り付け方を変えた第２と第３の本発明の実施例のダクト２０正面図を示している。当該図６に示す第２の実施例は、ヒートパイプ２を薄型とすることで、図２で示される第１の実施例のヒートパイプ２を埋め込むための溝１５の形成のために、プレート１のダクト２０側に生じている突起１９を無くして、より通風抵抗を少なくする事を意図したものである。
【００２５】
同様に、図７は溝１５を付けずに、プレート１の任意の位置に扁平状のヒートパイプ２を貼り付けたもので、冷却モジュールに厚みがでるが、突起１９が無く、ヒートパイプ２の接合に汎用性を持たすことができる。
【００２６】
なお、ヒートパイプ２のプレート１への埋め込み取り付けは、プレート１のヒートパイプ２の埋め込み溝１５に添って予めバリ状の突起を付け、上記溝１５はヒートパイプ２がしっくりと勘合する寸法で仕上げて有るために、ヒートパイプ２を挿入後に上方からプレスするだけで、突起がヒートパイプ２の幅方向の丸みを帯びた端部上方に潰れることにより、ヒートパイプ２が埋め込まれる。
【００２７】
図７のヒートパイプ２のプレート１への取り付けは、衆知のエポキシ樹脂などの接着材で取り付けるか、部分埋め込み、あるいは別の取り付け部材でネジなどを用いて、取り付けることができる。
【００２８】
上記の第２もしくは第３の実施例において、上述以外の部分については、前記図１乃至図５で説明した構成と同一もしくは相当分であるので説明は省略する。
【００２９】
【発明の効果】
以上この発明によれば、益々高速化するＭＰＵモジュールなどの冷却を、方向性ファンモータのダクトを構成するプレートとカバーの一部をフィン構造とし、このフィン近傍にヒートパイプで熱を運ぶことにより、エヤーの流れを妨げることのない、薄型短小の冷却モジュールであって、低消費電力の騒音が少ない高性能の、筐体外部に有効に廃熱出来る優れた冷却モジュールを提供できるもので有る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例とする冷却モジュールの上面を示す
【図２】図１のＡ−Ａ断面を矢印方向に見た図を示す
【図３】図１のＢ−Ｂ断面を矢印方向に見た図を示す
【図４】図１のＣ方向から見た側面図を示す
【図５】図１のボスに取り付けられるカバーの上面図を示す
【図６】本発明の第２の実施例とする冷却モジュールを示す
【図７】本発明の第３の実施例とする冷却モジュールを示す
【図８】従来の冷却モジュールをノートパソコンに使用した例を示す
【図９】フィンの構成図を示す
【符号の説明】
図において同一符号は同一、または相当部分を示す。
１  プレート
２  ヒートパイプ
３  ファンモータ
４  フィン
１１  コレクタ
１２  ベース
１３  エヤーガイド
１４  フィン
１５  溝
１６  軸受け
１７  排気口
１８  ボス
１９  突起
２０  ダクト
３１  羽根
３２  カバー
３３  吸い込み口
３４  取り付け穴
４１  ベース
４２  ピン群
１００  冷却モジュール
２００  マザーボード
２０１  コネクタ
３００  ＭＰＵモジュール
３０１  ＭＰＵパッケージ
３０２  ＩＣ群
３０３  両面テープ
【図１】
0003933326.tif 000002
【図２】
0003933326.tif 000003
【図３】
0003933326.tif 000004
【図４】
0003933326.tif 000005
【図５】
0003933326.tif 000006
【図６】
0003933326.tif 000007
【図７】
0003933326.tif 000008
【図８】
0003933326.tif 000009
【図９】
0003933326.tif 000010