(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体からの熱を受ける受熱部と、この受熱部から熱輸送するプレートと、このプレートに熱接続された放熱部と、この放熱部へ送風するファンとを備え、前記放熱部を含めた前記プレートをヒートシンクとしたヒートシンク付ファン装置において、内部に風路を形成するカバーを前記プレート上に固定し、前記カバー内に前記ファンが設けられていると共に、前記受熱部とプレートとを異種材料で形成したことを特徴とするヒートシンク付ファン装置。
【請求項２】
プレートに加えて、熱輸送用のヒートパイプを備えたことを特徴とする請求項１記載のヒートシンク付ファン装置。
【請求項３】
ヒートパイプにより受熱部を兼用したことを特徴とする請求項２記載のヒートシンク付ファン装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、受熱部の構造を改良したヒートシンク付ファン装置に関し、例えばパソコンのＭＰＵ（マイクロプロセッサーユニット）の冷却などに利用されるものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、パソコンに用いられるＭＰＵは、高発熱をし、冷却が不可欠である。この冷却においては、例えばＭＰＵからの熱をプレートにより受熱するとともに放熱部に伝達し、この放熱部をファンで冷却するようにしている。また、熱輸送にヒートパイプを用いたものもある。しかしながら、従来のこの種のヒートシンク付ファン装置では、ＭＰＵからの受熱が理想的でなく、冷却性能の向上が望まれていた。
【０００３】
すなわち、一般的な熱伝導材料で形成された受熱部では、受熱抵抗が大きく、熱交換器である放熱部およびファンまで熱が十分に伝達されない欠点があった。例えば、ヒートシンクである放熱部を含めたプレートは、軽量化のためにアルミニウム等をベースとして形成するが、アルミニウムは熱容量が小さいため、受熱抵抗が大きくなる。
【０００４】
また、ヒートパイプを用いた場合、前述のように受熱抵抗が大きいと、ヒートパイプの受熱温度が低く、ヒートパイプが十分に熱輸送動作を行えず、熱輸送能力も低下する。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決しようとするもので、冷却性能に優れたヒートシンク付ファン装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明のヒートシンク付ファン装置では、発熱体からの熱を受ける受熱部と、この受熱部から熱輸送するプレートと、このプレートに熱接続された放熱部と、この放熱部へ送風するファンとを備え、前記放熱部を含めた前記プレートをヒートシンクとしたヒートシンク付ファン装置において、内部に風路を形成するカバーを前記プレート上に固定し、前記カバー内に前記ファンが設けられていると共に、前記受熱部とプレートとを異種材料で形成している。このように、受熱部とプレートとを異種材料で形成することにより、重量などの点でプレートの材料に制約があっても、受熱部にプレートよりも優れた熱伝導性を有する材料を採用することが可能になる。これにより、ＭＰＵなどの発熱体との間の受熱抵抗を小さくすることができて、プレートの熱輸送量が増大し、冷却性能が向上する。
【０００７】
さらに、請求項２の発明のヒートシンク付ファン装置では、プレートと兼ね合わせてヒートパイプで熱輸送を行うことにより、熱輸送量がさらに増大し、冷却性能がいっそう向上する。
【０００８】
さらに、請求項３の発明のヒートシンク付ファン装置では、ヒートパイプにより発熱体から直接受熱することにより、ヒートパイプの受熱温度が上がり、したがって、ヒートパイプの熱輸送能力を確実に発揮させることができ、ヒートシンク付ファン装置自体の冷却性能もよりいっそう向上する。
【０００９】
【発明の実施形態】
以下、本発明のヒートシンク付ファン装置の第１実施例について図１および図２を参照しながら説明する。１はプリント配線基板、２はこのプリント配線基板１に取り付けられた発熱体としてのＭＰＵである。このＭＰＵ２がヒートシンク付ファン装置により冷却されるものである。
【００１０】
このヒートシンク付ファン装置は、熱伝導性に優れた材料により形成されたプレート11に、このプレート11よりもさらに熱伝導性に優れた材料により形成された受熱部12を具備している。これらプレート11と受熱部12とは接触などの手段により互いに熱接続されているが、この熱接続には熱伝導性グリスなどを介在させてもよい。前記プレート11と受熱部12とは異種材料からなるが、プレート11の材料は例えばアルミニウムであり、受熱部12の材料は例えば銅である。プレート11や受熱部12の材料としては、アルミニウムや銅の他にも銀、金、マグネシウムなどを用いることもできる。そして、受熱部12に、前記ＭＰＵ２が熱接続されるものである。
【００１１】
また、前記プレート11上において受熱部12と反対側の部分には、内部に風路13を形成するカバー14が固定されている。このカバー14の上面部つまりプレート11と反対側の面には吸気口15が形成されており、カバー14における受熱部12と反対側の側面部には排気口16が開口形成されている。また、カバー14内においてヒートシンクをなすプレート11上には、このプレート11に熱接続された放熱部をなす複数のフィン17が形成されている。さらに、カバー14内には、前記吸気口15に対向させてモータ付のファン18が設けられている。このファン18は、モータにより回転駆動されて前記吸気口15からカバー14内の風路13に吸い込まれフィン17を通って排気口16からカバー14外へ排出される気流Ａを生じさせるものである。
【００１２】
つぎに、前記の構成についてその作用を説明する。ＭＰＵ２で発生した熱は受熱部12により受熱されてプレート11に伝わり、このプレート11を介して熱輸送され、フィン17に運ばれる。そして、これらフィン17はファン18からの送風により冷却される。これにより、ＭＰＵ２が冷却される。
【００１３】
前記実施例の構成によれば、プレート11がアルミニウムからなるので、このプレート11を軽量化できる。アルミニウムは比較的熱容量が小さいが、ＭＰＵ２からの熱を受ける受熱部12をプレート11の材料であるアルミニウムよりも熱伝導性に優れた銅などの材料により形成したので、ＭＰＵ２との間の受熱抵抗を小さくすることができて、プレート11の熱輸送量が増大し、冷却性能が向上する。
【００１４】
つぎに、本発明のヒートシンク付ファン装置の第２実施例について図３および図４を参照しながら説明する。なお、前記第１実施例と対応する部分には同一符号を付してその説明を省略する。本第２実施例は、プレート11の下面に、受熱部12の下方位置からフィン17の下方位置まで延びる熱輸送部材としてのヒートパイプ21を熱接続して設けたものである。受熱部12はプレート11に形成された通孔22に一部を貫通させてあり、これにより、ヒートパイプ21に直接接触させて熱接続してある。
【００１５】
このヒートパイプ21は、銅などからなるパイプ体内に微少量の作動液（純水）を注入するとともに、銅からなるウィックを設けたものである。そして、ヒートパイプ21の一端（蒸発部）に熱が加えられると、作動液が蒸発してヒートパイプ21の他端（凝縮部）に音速で移動し、この凝縮部で冷却される。この冷却により液化した作動液はウィックの毛細管力により蒸発部へ還流する。これにより、速やかな熱輸送が可能である。本実施例の場合、ヒートパイプ21の受熱部12側が蒸発部になり、フィン17側が凝縮部になる。
【００１６】
したがって、ＭＰＵ２で発生した熱は受熱部12により受熱された後、プレート11に加えてヒートパイプ21により、放熱部であるフィン17へ熱輸送される。これにより、熱輸送量がより増大し、冷却性能がより向上する。
【００１７】
つぎに、本発明のヒートシンク付ファン装置の第３実施例について図５を参照しながら説明する。なお、前記第２実施例と対応する部分には同一符号を付してその説明を省略する。本第３実施例は、前記第２実施例において、ヒートパイプ21をプレート11に形成した通孔23に貫通して、ヒートパイプ21の一端側をプレート11上の受熱部12として露出させ、受熱部12として兼用したものである。
【００１８】
このようにＭＰＵ２で発生した熱をヒートパイプ21により直接受熱することにより、このヒートパイプ21の蒸発部における受熱温度が上がるので、ヒートパイプ21内の作動液が確実に蒸発し、ヒートパイプ21の熱輸送能力を確実に発揮させることができ、ヒートパイプ21の熱輸送能力が向上する。したがって、ヒートシンク付ファン装置自体の冷却性能もよりいっそう向上する。
【００１９】
なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、前記実施例では、排気口16からの送風方向を受熱部12と反対側にしたが、図６に示す第４実施例のように、フィン17および排気口16からの送風方向を受熱部12側に配置してもよい。さらに、前記実施例では、発熱体がＭＰＵ２の場合を例に採って説明したが、本発明は、ＭＰＵ以外の発熱体の冷却にも利用できる。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１の発明のヒートシンク付ファン装置によれば、発熱体との間の受熱抵抗を小さくすることが可能になり、冷却性能を向上できる。
【００２１】
さらに、請求項２の発明のヒートシンク付ファン装置によれば、冷却性能をより向上できる。
【００２２】
さらに、請求項３の発明のヒートシンク付ファン装置によれば、ヒートパイプの熱輸送能力を向上でき、冷却性能をよりいっそう向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のヒートシンク付ファン装置の第1実施例を示す断面図である。
【図２】  同上外観斜視図である。
【図３】  本発明のヒートシンク付ファン装置の第２実施例を示す断面図である。
【図４】  同上受熱部付近の断面図である。
【図５】  本発明のヒートシンク付ファン装置の第３実施例を示す断面図である。
【図６】  本発明のヒートシンク付ファン装置の第４実施例を示す斜視図である。
【符号の説明】
２  ＭＰＵ（発熱体）
11  プレート
12  受熱部
14  カバー
17  フィン（放熱部）
18  ファン
21  ヒートパイプ
【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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