(57)【要約】【課題】長期に渡る冷却効率を維持できる冷却装置の提供。【解決手段】ヒートシンクの冷却風進入口にあたる放熱フィン前面部に、前記放熱フィンと同等の厚みの円盤型フィンが前記放熱フィンと平行に同間隔で同枚数積層され、前記各円盤型フィンの中心を貫通する回転軸が回転することにより、前記各円盤型フィンが回転する機構を有する回転フィンを設置する。前記回転フィンの回転軸は、電子機器外部に設置されたホイール機構と連動しており、前記ホイール機構を回転させることにより前記回転軸が回転し、前記回転フィンが連動して回転する。前記回転フィンを回転させることによって、前記回転フィンに付着した塵埃が、前記回転フィン下側の各フィン間に配置されたストッパに蓄積され、ユーザーが前記回転フィン直下底面部に備えられた塵埃排出用開閉スロットから、蓄積された塵埃を適宜排出させることができる。【選択図】図２
2009004523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートシンク本体と、前記ヒートシンク本体上に実装される複数の放熱フィンと、前記複数の放熱フィン間の間隙に冷却風を導入するファンを備えた冷却装置において、
前記ヒートシンクへの冷却風進入口にあたる前記放熱フィン前面部に、前記ヒートシンク本体上に実装される複数の放熱フィンと平行に複数の円盤型フィンが積層され、前記各円盤型フィンの中心を貫通する回転軸が回転することにより、前記各円盤型フィンが回転する機構を有する回転フィンを設けたことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記回転フィンの各円盤型フィンの厚みは、前記ヒートシンク本体上に実装される複数の放熱フィンと同等であることを特徴とする請求項１記載の冷却装置。
【請求項３】
前記回転フィンの各円盤型フィン間の間隔は、前記ヒートシンク本体上に実装される複数の放熱フィン間の間隔と同等であることを特徴とする請求項１または２記載の冷却装置。
【請求項４】
前記回転フィンの各円盤型フィンの枚数は、前記ヒートシンク本体上に実装される複数の放熱フィンと同等であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載された冷却装置。
【請求項５】
前記回転フィンの回転軸は、電子機器外部に設置されたホイール機構と連動しており、前記ホイール機構を回転させることにより前記回転軸も連動して回転し、前記回転フィンが回転することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載された冷却装置。
【請求項６】
前記回転フィン直下底面部に、塵埃を排出させることができる塵埃排出用開閉スロットを設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載された冷却装置。
【請求項７】
前記回転フィンを回転させることによって、前記回転フィンに付着した塵埃が前記回転フィン下側に蓄積されるよう、前記塵埃排出用開閉スロットにストッパを設け、前記各円盤型フィン間に前記ストッパが配置されていることを特徴とする請求項６記載の冷却装置。
【請求項８】
前記ストッパに蓄積された塵埃の蓄積量が外部から把握できるよう、前記塵埃排出用開閉スロットが透明の材質であることを特徴とする請求項７記載の冷却装置。
【請求項９】
前記ヒートシンク本体上に実装される複数の放熱フィン前面端部が、前記円盤型フィンの円弧と同様に半円状に湾曲していることを特徴とするヒートシンク。
【請求項１０】
前記回転フィンの回転軸は、ノート型電子機器のヒンジ部に連動しており、ディスプレイ部を開閉することにより前記回転軸も連動して回転し、前記回転フィンが回転することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載された冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の放熱フィンを有するヒートシンクに発熱素子からの熱を伝導させ、そのヒートシンク内に空気を流入させ冷却する冷却構造を搭載した電子機器内のヒートシンク及びヒートシンクを構成する放熱フィンに関し、特に放熱フィンへの塵埃付着による目詰まりの防止に有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータの高速化によるＣＰＵの性能向上に伴い、ＣＰＵの消費電力及び発熱量の増加が著しいものとなっている。ＣＰＵのような高発熱体の冷却には、複数枚の放熱フィンを有するヒートシンク及びその放熱フィン間に冷却風を流入させるためのファンが使用される。一般的に、コンピュータの設置される環境には、空気中に塵埃が浮遊しており、放熱フィンに冷却風を当てると塵埃が付着してしまう。従来、放熱フィンの表面積を増加させ冷却性能を向上させるため、放熱フィンのピッチは高密度冷却設計に伴い、非常に狭くなってきている。そのため、ヒートシンクへの冷却風進入口の放熱フィン上に、塵埃による目詰まりが発生しやすくなり、放熱フィン間に流入する冷却風の風量が減少する。このため、長期に渡る十分な冷却効率を維持できない問題が発生していた。
【０００３】
そこで、本問題解決のため、特許文献１のような、風速の高い領域の放熱フィンの間隔を広く、風速の低い領域の放熱フィンの間隔を狭くするようにしたファン付きヒートシンクの提案があった。
【０００４】
また、特許文献２のように、放熱動作時に空気の入口側となる隙間が出口側の隙間より狭く形成されたヒートシンクで、メンテナンス動作時には出口側に設けられたファンを逆回転させて逆方向に空気を流されることで、入口側に溜まった塵埃を外部に排出することのできる塵埃付着防止方法が考案されていた。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１６２７８７号公報
【特許文献２】特開２００５−３４７４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、ＣＰＵ等の発熱量の増大により、ファン付きヒートシンクの冷却効率を上げる必要があるが、特許文献１に記載のように、塵埃による目詰まりが発生しやすい箇所の放熱フィンの間隔を広くしてしまうと、冷却効率が低下してしまうという問題点があった。
【０００７】
特許文献２に開示されている構造は、空気の入口側となる隙間が狭くなっているため、ヒートシンクに流入する冷却風の風量が減少し、冷却性能の低下を引き起こす。更に、空気の入口側に塵埃がより溜まり易くなり、雪だるま式に大きくなった塵埃を外部へ排出することが困難となり、冷却性能を更に低下させることとなる。
【０００８】
本発明の目的は、ヒートシンクの放熱フィンへの塵埃付着による目詰まりを防止し、長期に渡る十分な冷却効率を維持することのできる冷却装置及びヒートシンクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による、塵埃付着による目詰まり防止機構を有する冷却装置は、ヒートシンクと、前記ヒートシンク上に実装される複数の放熱フィンと、前記複数の放熱フィン間の間隙に冷却風を導入するファンと、前記ヒートシンクの冷却風進入口にあたる前記放熱フィン前面部に、前記放熱フィンと同等の厚みの円盤型フィンが前記放熱フィンと平行に同間隔で同枚数積層され、前記各円盤型フィンの中心を貫通する回転軸が回転することにより、前記各円盤型フィンが回転する機構を有する回転フィンとを備える。前記回転フィンの回転軸は、電子機器外部に設置されたホイール機構と連動しており、前記ホイール機構を回転させることにより前記回転軸も連動して回転し、前記回転フィンが回転する。前記回転フィンを回転させることによって、前記回転フィンに付着した塵埃が、前記回転フィン下側の各フィン間に配置されたストッパに蓄積され、前記回転フィン直下底面部に、蓄積された塵埃を外部から確認し排出させることができる透明の塵埃排出用開閉スロットを設けた。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、放熱フィンへの塵埃付着による目詰まりを防止することができ、ヒートシンクとしての長期に渡る十分な冷却効率を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を用いて本発明を説明する。
【実施例１】
【００１２】
本発明の実施例１を図１〜図３に示す。図１は電子機器全体図と本発明の冷却装置及びヒートシンクの位置を示している。図２の(a)は本発明の冷却装置及びヒートシンクの斜視図、(b)は回転フィン及びヒートシンク内部の側面図、(c)は上面図を示している。図３はホイール機構と回転軸の連結部の詳細図を示している。
【００１３】
図１及び図２において、１は電子機器の筐体であり、３はＣＰＵ等の発熱素子である。冷却装置及びヒートシンクは、銅や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ヒートシンク４、ヒートシンク４上に突設される複数の放熱フィン９、発熱素子３からヒートシンク４に熱を伝導するためのヒートパイプ２、ヒートシンク４に冷却風を導入するためのファン５、塵埃を付着させるための回転フィン６及びその回転軸７、回転フィン６を外部から操作するためのホイール機構８、回転フィン６に付着した塵埃を一箇所に蓄積させるためのストッパ１３、蓄積した塵埃を外部から確認し排出するための透明の塵埃排出用開閉スロット１０から構成される。
【００１４】
ファン５は、図２（ａ）の矢印で示すように、電子機器１の下方から外気を取り入れ、放熱フィン９方向に冷却風１１を導入して、放熱フィン９間の間隙を通して排気を行う。その冷却風１１が放熱フィン９間を通過することにより、ヒートパイプ２を伝導してきた発熱素子３の熱によって高温になったヒートシンク４の冷却が行われる。
【００１５】
放熱フィン９間の隙間は、必要な冷却性能を確保するために、放熱フィン９の表面積、圧損の程度等を考慮して適宜決定されるものであり、本実施の形態においては、フィン間の隙間を変化させたときの冷却性能を考慮し、フィン間の隙間を１から１．５ｍｍ程度である。
【００１６】
本発明においては、ヒートシンク４とファン５の間に回転フィン６が設置されている。回転フィン６の各フィンは円盤型をしており、厚みとその枚数はヒートシンク４上の放熱フィン９と同等であり、放熱フィン９と平行に設置されているため、冷却風１１が放熱フィン９間に導入される際の妨げにはならない。また、ヒートシンク４上の放熱フィン２は、回転フィン６との干渉を避けるため円盤型フィンの円弧と同様に半円状に湾曲している。
【００１７】
本実施の形態に対する従来の比較例においては、ヒートシンク４とファン５の間に回転フィン６のような塵埃を蓄積し除去する機構がなく、ファン５から吸入される外気が直接ヒートシンク４に流入していた。そのため、外気に含有される塵埃は、ヒートシンク４の冷却風進入口にあたる放熱フィン９前面部に付着し、雪だるま式に目詰まりが加速し、十分な冷却効果が短期間しか得られない事例が増加してきた。
【００１８】
本実施の形態においては、図１及び図２に示すように、ヒートシンク４とファン５の間に回転フィン６が設置されている。ファン５から吸入された外気は、回転フィン６間に流入する際、含有されていた塵埃が回転フィン６に付着するため、ヒートシンク４上の放熱フィン９間を通過する冷却風１１には、放熱フィン９に付着する程度のサイズの塵埃は含有しない。
【００１９】
回転フィン６に付着した塵埃は、図３に示すように、電子機器１の外部に設置されたホイール機構８を回転させることにより、ホイール機構８に直結された回転軸７が回転し、それに連動し回転フィン６が回転する。回転フィン６端部に付着した塵埃が、回転フィン６下側の各フィン間に配置されたストッパ１３に蓄積され、ユーザーが回転フィン６直下底面部に備えられた透明の塵埃排出用開閉スロット１０から、蓄積された塵埃１４を適宜排出させることができる。また、塵埃排出用開閉スロット１０は、開閉軸１２を中心として開閉されるスロットである。
【００２０】
本実施例のように、ヒートシンク４とファン５の間に回転フィン６を設置することにより、直接ヒートシンク４上の放熱フィン９に塵埃が付着し、目詰まりすることを回避することができる。更に回転フィン６により、付着した塵埃を蓄積し、適宜透明な塵埃排出用開閉スロット１０から確認し排出することが可能なため、長期に渡る十分な冷却効率を維持することができる。また、回転フィン６の各フィンの厚みとその枚数はヒートシンク４上の放熱フィン９と同等であり、放熱フィン９と平行に設置されているため、冷却風１１が放熱フィン９間に導入される際の妨げにはならないため、冷却効率を落とすことなく発熱素子３に対する冷却を行うことが可能である。
【実施例２】
【００２１】
本発明の実施例２を図２及び図４に示す。図４は本発明の冷却装置及びヒートシンクの上面図を示している。
【００２２】
図２及び図４において、１は電子機器の筐体であり、３はＣＰＵ等の発熱素子である。冷却装置及びヒートシンクは、銅や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ヒートシンク４、ヒートシンク４上に突設される複数の放熱フィン９、発熱素子３からヒートシンク４に熱を伝導するためのヒートパイプ２、ヒートシンク４に冷却風を導入するためのファン５、塵埃を付着させるための回転フィン６及びその回転軸７、回転軸７先端に設置された回転フィン歯車１９、回転フィン歯車１９をヒンジ１７を稼働させることによって連動させるヒンジ歯車１８、回転フィン６に付着した塵埃を一箇所に蓄積させるためのストッパ１３、蓄積した塵埃を外部から確認し排出するための透明の塵埃排出用開閉スロット１０から構成される。
【００２３】
ファン５は、図２（ａ）の矢印で示すように、電子機器１の下方から外気を取り入れ、放熱フィン９方向に冷却風１１を導入して、放熱フィン９間の間隙を通して排気を行う。その冷却風１１が放熱フィン９間を通過することにより、ヒートパイプ２を伝導してきた発熱素子３の熱によって高温になったヒートシンク４の冷却が行われる。
【００２４】
放熱フィン９間の隙間は、必要な冷却性能を確保するために、放熱フィン９の表面積、圧損の程度等を考慮して適宜決定されるものであり、本実施の形態においては、フィン間の隙間を変化させたときの冷却性能を考慮し、フィン間の隙間を１から１．５ｍｍ程度である。
【００２５】
本発明においては、ヒートシンク４とファン５の間に回転フィン６が設置されている。回転フィン６の各フィンは円盤型をしており、厚みとその枚数はヒートシンク４上の放熱フィン９と同等であり、放熱フィン９と平行に設置されているため、冷却風１１が放熱フィン９間に導入される際の妨げにはならない。また、ヒートシンク４上の放熱フィン２は、回転フィン６との干渉を避けるため円盤型フィンの円弧と同様に半円状に湾曲している。
【００２６】
ファン５から吸入された外気は、回転フィン６間に流入する際、含有されていた塵埃が回転フィン６に付着するため、ヒートシンク４上の放熱フィン９間を通過する冷却風１１には、放熱フィン９に付着する程度のサイズの塵埃は含有しない。
【００２７】
回転フィン６に付着した塵埃は、電子機器１のヒンジ１７を稼働させることにより、ヒンジ歯車１８が回転し、ヒンジ歯車１８に直結している回転フィン歯車１９が連動することにより、回転フィン６が回転する。回転フィン６端部に付着した塵埃が、回転フィン６下側の各フィン間に配置されたストッパ１３に蓄積され、ユーザーが回転フィン６直下底面部に備えられた透明の塵埃排出用開閉スロット１０から、蓄積された塵埃１４を適宜排出させることができる。また、塵埃排出用開閉スロット１０は、開閉軸１２を中心として開閉されるスロットである。
【００２８】
本実施例のように、ヒートシンク４とファン５の間に回転フィン６を設置することにより、直接ヒートシンク４上の放熱フィン９に塵埃が付着し、目詰まりすることを回避することができる。更に回転フィン６により、付着した塵埃を蓄積し、適宜透明な塵埃排出用開閉スロット１０から確認し排出することが可能なため、長期に渡る十分な冷却効率を維持することができる。また、回転フィン６の各フィンの厚みとその枚数はヒートシンク４上の放熱フィン９と同等であり、放熱フィン９と平行に設置されているため、冷却風１１が放熱フィン９間に導入される際の妨げにはならないため、冷却効率を落とすことなく発熱素子３に対する冷却を行うことが可能である。
【００２９】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
発熱素子の空気冷却を行う電子機器の冷却装置として適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施例１の斜視図。
【図２】(a)〜(c)は本発明の構成を示す構成図。
【図３】(a)〜(c)は図１の実施例の詳細図。
【図４】本発明の実施例２の構成図。
【符号の説明】
【００３２】
１…電子機器、２…ヒートパイプ、３…発熱素子、４…ヒートシンク、５…ファン、６…回転フィン、７…回転軸、８…ホイール機構、９…放熱フィン、１０…塵埃排出用開閉スロット、１１…冷却風、１２…開閉軸、１３…ストッパ、１４…塵埃、１５…電子機器底面、１６…回転方向、１７…ヒンジ、１８…ヒンジ歯車、１９…回転フィン歯車。
【図１】
2009004523.tif 000003
【図２】
2009004523.tif 000004
【図３】
2009004523.tif 000005
【図４】
2009004523.tif 000006