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【発明の名称】 電子装置の冷却装置
【発明者】 【氏名】林 隆康
【住所又は居所】福岡県北九州市八幡西区黒崎城石２番１号 株式会社安川電機内
【要約】 【課題】プリント基板を内蔵する電子ユニットとマウントベースからなる電子装置にサーマルコネクタを適用した時に電子ユニットの着脱を容易にし、熱伝導のロスを削減でき、安価で、小型・省スペース化が可能な電子装置の冷却装置を提供する。

【解決手段】サーマルコネクタ１３は、高熱伝導性の金属材料からなる本体４１と、本体４１の外縁に設けられると共に丸型ヒートパイプ１２を挿抜するための面取り加工が施された挿入口４５と、挿入口４５から本体４１の反対側の面に向かって貫通するように穿設された収納部４４と、収納部４４の内部に配設された銅やアルミニウムなど高熱伝導性の金属材料からなる接触部片４２と、収納部４４と接触部片４２の間に挟持され弾性を有する熱伝導媒体４３と、本体４１の外周に設けたフィン４６とを備えたものとなっている。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体を実装してなるプリント基板を内蔵した電子ユニットと、
前記電子ユニットを取り付けるためのマウントベースからなる電子装置において、
前記発熱体に装着された偏平ヒートパイプと、
前記偏平ヒートパイプの長手方向に対して挿抜自在に接続されると共に、前記マウントベースに挿抜できる位置に配設されたサーマルコネクタとを備え、
前記サーマルコネクタに前記偏平ヒートパイプを挿入することにより前記発熱体の熱を外部へ放熱するようにしたことを特徴とする電子装置の冷却装置。
【請求項２】
前記サーマルコネクタは、
高熱伝導性の金属材料からなる本体と、
前記本体の外縁に設けられると共に前記偏平ヒートパイプを挿抜するための開口部と、
前記開口部から本体の内部に向かって直線方向に穿設された収納部と、
前記収納部の内部に配設された高熱伝導性の金属材料からなる接触部片と、
前記収納部と前記接触部片の間に挟持され弾性を有する熱伝導媒体と、
前記本体の外周に設けたフィンとを備えたことを特徴とする請求項１記載の電子装置の冷却装置。
【請求項３】
前記接触部片は略コの字の形状を有すると共に、前記収納部内に前記偏平ヒートパイプを間に挟み、かつ、前記偏平ヒートパイプの挿入方向に左右対称に１組配設してあり、前記収納部と夫々の接触部片との間に前記熱伝導媒体を挟持してあることを特徴とする請求項２記載の電子装置の冷却装置。
【請求項４】
前記接触部片はかまぼこ状の中空部を有する薄板状接触部片で構成されると共に、前記薄板状接触部片を前記偏平ヒートパイプを間に挟んで左右対称に１組配設してあり、前記夫々の薄板状接触部片の内部にかまぼこ状の断面に成形された弾性を有する熱伝導媒体を挿設したことを特徴とする請求項２に記載の電子装置の冷却装置。
【請求項５】
前記熱伝導媒体は熱伝導性ゴムを所定の形状に成形したものであることを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の電子装置の冷却装置。
【請求項６】
前記熱伝導媒体は金属細線を束ねて所定の形状に成形したものであることを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の電子装置の冷却装置。
【請求項７】
前記金属細線を束ねた熱伝導媒体は、細線間に流動性を有する熱伝導媒体を含浸させたものことを特徴とする請求項６記載の電子装置の冷却装置。
【請求項８】
発熱体を実装してなるプリント基板を内蔵した電子ユニットと、
前記電子ユニットを取り付けるためのマウントベースからなる電子装置において、
前記発熱体に装着された丸型ヒートパイプと、
前記丸型ヒートパイプの長手方向に対して挿抜自在に接続されると共に、前記マウントベースに挿抜できる位置に配設されたサーマルコネクタとを備え、
前記サーマルコネクタに前記丸型ヒートパイプを挿入することにより前記発熱体の熱を外部へ放熱するようにしたことを特徴とする電子装置の冷却装置。
【請求項９】
前記サーマルコネクタは、高熱伝導性の金属材料からなる本体と、
前記本体の外縁に設けられると共に前記丸型ヒートパイプを挿抜するための面取り加工が施された挿入口と、
前記挿入口から前記本体の反対側の面に向かって貫通するように穿設された収納部と、
前記収納部の内部に配設された高熱伝導性の金属材料からなる接触部片と、
前記接触部片の外周に装着されると共に前記収納部との間に挟持される弾性を有する熱伝導媒体と、
前記本体の外周に設けたフィンとを備えたことを特徴とする請求項８記載の電子装置の冷却装置。
【請求項１０】
前記接触部片は、前記丸型ヒートパイプの外径より僅かに小さい内径を有し、かつ、長手方向にスリットを有する、高熱伝導性の金属材料からなる円筒形に成形されたものであることを特徴とする請求項９記載の電子装置の冷却装置。
【請求項１１】
前記接触部片は、長手方向に少なくとも２分割したことを特徴とする請求項１０に記載の電子装置の冷却装置。
【請求項１２】
前記熱伝導媒体は、弾性を有し、外径が前記サーマルコネクタの収納部に嵌合し、内径が前記接触部片の外径に嵌合する形状に成形されたリング状熱伝導媒体で構成されると共に、前記接触部片の軸方向の長さに一致するように複数個のリング状熱伝導媒体を前記接触部片の外周に積層配置したことを特徴とする請求項９記載の電子装置の冷却装置。
【請求項１３】
前記熱伝導媒体は、弾性を有し、外径が前記サーマルコネクタの収納部に嵌合し、内径が前記接触部片外径に嵌合する形状を有すると共に、前記接触部片の軸方向の長さに一致する長さを有する円筒状に成形されたものであることを特徴とする請求項９記載の電子装置の冷却装置。
【請求項１４】
前記熱伝導媒体は、適当な長さに切断した金属細線をランダムに積層して弾性を有するように中空円筒体状に成形し、該熱伝導媒体の外径が前記サーマルコネクタの収納部に嵌合し、該熱伝導媒体の内径が前記接触部片の外径に嵌合する形状に構成されたことを特徴とする請求項９記載の電子装置の冷却装置。
【請求項１５】
前記金属細線を成形してなる熱伝導媒体は、金属細線間に流動性を有する熱伝導媒体を含浸させたものことを特徴とする請求項１４記載の電子装置の冷却装置。
【請求項１６】
請求項１０または１１記載の接触部片と請求項１２〜１５の何れか１項に記載の熱伝導媒体とを組み合わせて前記サーマルコネクタを構成することを特徴とする請求項９記載の電子装置の冷却装置。
【請求項１７】
前記サーマルコネクタは、形状記憶合金で構成される本体と、
前記本体の外縁に設けられると共に前記丸型ヒートパイプを挿抜するための面取り加工が施された挿入口と、
前記丸型ヒートパイプの直径と同一もしくは僅かに大きい直径を有すると共に、前記挿入口から前記本体の内部に向かって穿設された円形穴と、
前記本体の外周に設けたフィンと、
前記円形穴と前記フィンの外縁との間に、前記円形穴の軸線と直交するように設けたスリットを備えたことを特徴とする請求項８記載の電子装置の冷却装置。
【請求項１８】
前記サーマルコネクタは、
高熱伝導性の金属材料からなる本体と、
前記本体の外縁に設けられると共に前記丸型ヒートパイプを挿抜するための面取り加工が施された挿入口と、
前記挿入口の反対側外縁に本体の内部に向かって該挿入口と同一軸線上に穿設された収納部と、
前記収納部の内径よりわずかに小さい外形をもち収納部内部に配設された接触部片と、
前記本体の外周に設けたフィンと、
を備えたことを特徴とする請求項８記載の電子装置の冷却装置。
【請求項１９】
前記サーマルコネクタは、
高熱伝導性の金属材料からなる本体と、
前記本体の偏平ヒートパイプを挿抜する面から奥行き方向に穿設された収納部と、
前記収納部の内部に配設された高熱伝導性の金属材料から成形された弾力性を持つ１個の接触部片と、
前記本体の外周に設けたフィンとを備え、
前記収納部の金属面と前記接触部片との間に前記偏平ヒートパイプを挿抜するようにしたことを特徴とする請求項１記載の電子装置の冷却装置。
【請求項２０】
発熱体を実装してなる複数のプリント基板を具備した電子装置であって、
直方体状の本体の内部に前記発熱体に装着される偏平ヒートパイプあるいは丸型ヒートパイプを挿抜するために穿設された収納部と、前記収納部の内部に配設された接触部片と、前記収納部と前記接触部片の間に挟持され弾性を有する熱伝導媒体で構成される熱授受部を長手方向に向かって１列に複数個並べて配設してなるヒートパイプ用サーマルコネクタと、
前記ヒートパイプ用サーマルコネクタの本体の内部に前記熱授受部の配列方向に沿って貫通するように穿設された貫通孔と、
前記偏平ヒートパイプまたは丸型ヒートパイプを介して前記発熱体から前記本体の熱授受部に集熱させた熱を外部へ移送するように、前記本体の貫通孔に嵌着した主ヒートパイプと、
前記主ヒートパイプの他端に設けた放熱用のフィンと、
を備えたこと特徴とする電子装置の冷却装置。
【請求項２１】
前記本体は、前記本体の底部と前記貫通孔との間における該本体の厚み方向および前記ヒートパイプの挿入方向と直交する方向に形成されると共に前記本体を２分割してなるスリットと、
前記本体の厚み方向に向かって前記スリットを貫通するように穿設された複数個の通し穴および雌ネジを有するタップ穴と、
前記本体に穿設された前記通し穴を通して前記タップ穴にねじ込むためのボルトねじと、
が備えられ、前記ボルトねじの締め付けにより前記主ヒートパイプと前記貫通孔の密着を良好にすることを特徴とする請求項２０に記載の電子装置の冷却装置。
【請求項２２】
発熱体を実装してなる複数のプリント基板を具備した電子装置であって、
直方体状の本体の内部に前記発熱体に装着される偏平ヒートパイプあるいは丸型ヒートパイプを挿抜するために穿設された収納部と、前記収納部の内部に配設された接触部片と、前記収納部と前記接触部片の間に挟持され弾性を有する熱伝導媒体で構成される熱授受部を長手方向に向かって１列に複数個並べて配設してなるヒートパイプ用サーマルコネクタと、
前記コネクタのヒートパイプの挿入側と反対側に設けた放熱用のヒートシンクと、
を備え、前記ヒートシンクを自然対流により冷却するようにしたことを特徴とする電子装置の冷却装置。
【請求項２３】
前記ヒートシンクに冷却ファンを配設し、強制対流により冷却するようにしたことを特徴とする請求項２２記載の電子装置の冷却装置。
【請求項２４】
発熱体を実装してなる複数のプリント基板を具備した電子装置であって、
ブロック状の本体の内部に前記発熱体に装着される偏平ヒートパイプあるいは丸型ヒートパイプを挿抜するように穿設された収納部と、前記収納部の内部に配設された接触部片と、前記収納部と前記接触部片の間に挟持され弾性を有する熱伝導媒体で構成される熱授受部と、前記本体の内部に前記熱授受部の配置方向に対して直交するように穿設された貫通孔を備えたヒートパイプ用サーマルコネクタと、
前記ヒートパイプ用サーマルコネクタを間隔をおいて直線状に並べた場合に、前記偏平ヒートパイプまたは前記丸型ヒートパイプを介して前記発熱体から前記本体の熱授受部に集熱させた熱を外部へ移送するように、前記本体の貫通孔に嵌着した主ヒートパイプと、
前記主ヒートパイプの他端に設けた放熱用のフィンと、
を備えたこと特徴とする電子装置の冷却装置。
【請求項２５】
前記本体は、前記本体の底部と前記貫通孔との間における該本体の厚み方向および前記ヒートパイプの挿入方向と直交する方向に形成されると共に前記本体を２分割してなるスリットと、
前記本体の厚み方向に向かって前記スリットを貫通するように穿設された通し穴および雌ネジを有するタップ穴と、
前記本体に穿設された前記通し穴を通して前記タップ穴にねじ込むためのボルトねじと、
が備えられ、前記ボルトねじの締め付けにより前記主ヒートパイプと前記貫通孔の密着を良好にすることを特徴とする請求項２４記載の電子装置の冷却装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱体を有する電子装置の冷却装置に関し、特に抜き挿し自在を必要とするプリント基板に実装される発熱体の熱を、偏平状あるいは丸型状のヒートパイプにより機器外部に放出するサーマルコネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発熱体を有する電子装置は、ヒートパイプとサーマルコネクタを併用した冷却装置が知られている。例えば、ヒートパイプとサーマルコネクタは、ノート型パソコンに外部周辺機器（拡張期機）を接続した場合、パソコン本体を軽量化するため、パソコンの発熱体の熱を拡張機器側で速やかに放熱させる手段、あるいは抜き挿し自在を必要とし、発熱体を実装してなるプリント基板を内蔵した電子ユニットの冷却手段の用途として重要となっている。なお、以下に示す第１従来技術では前者の事例を用いて説明し、第２従来技術では後者の事例を用いて説明する。
図２０は第１従来技術を示す電子装置の冷却装置の全体斜視図である。
図２０において、７０は発熱体Ｈの熱を集熱する集熱手段、７１および７３は集熱された熱を移送する熱移送手段、７２は移送された熱を放熱する放熱手段、８０は熱移送手段７１、７３の間に配設されると共に、集熱手段７０と放熱手段７２とを着脱自在に接続し、かつ、固体接触により熱の伝達を行う一対のサーマルコネクタである。なお、熱移送手段７１および７３にはヒートパイプが使用されている。
【０００３】
図２１は図２０の電子装置の冷却装置に使用されるサーマルコネクタの分解斜視図である。
図２１において、一対のサーマルコネクタ８０は、集熱側ヒートパイプ７１の接続された集熱側コネクタ部材８１と、放熱側ヒートパイプ７３の接続された放熱側コネクタ部材８３とから構成されており、集熱側コネクタ部材８１と放熱側コネクタ部材８３の間で嵌脱自在に接続するとともに、櫛歯状コンタクトを介して相互に固体接触させ、両コネクタ部材間で熱的な接続を行うことにより集熱手段７０で集められた発熱体Ｈの熱を放熱手段７２に伝達する。
【０００４】
一方の集熱側コネクタ部材８１は、アルミや銅等の熱伝導率の良い材料より成形し、左右に延びる凹状の断面形状の受容部８１ａを有する集熱側本体８２からなる。
他方の放熱側コネクタ部材８３は、前記集熱側コネクタ部材８１の受容部８１ａと接続嵌合する凸状の挿入部８３ａを有し、左右方向に延びる凸状の突起部を有する放熱側本体８４と、この突起部の前後側面に沿って配設されて挿入部８３ａの側面外方に突出する櫛歯状コンタクト８５と、挿入部８３ａの先端部に配設されて櫛歯状コンタクト８５の歯先端部を保護するコンタクトカバー８６とから構成されている。
【０００５】
次に動作を説明する。
まず、発熱体Ｈの熱が集熱手段７０により集熱されると、集熱された熱は熱移送手段７１により一対のサーマルコネクタ８０へ移送される。一対のサーマルコネクタ８０は集熱側コネクタ部材８１の受容部８１ａと放熱側コネクタ部材８３の挿入部８３ａの間で嵌脱自在に接続されているため、熱移送手段７１より移送された熱が両コネクタ部材間の固体接触によって確実に集熱側コネクタ部材８１から放熱側コネクタ部材８３へ熱伝導し、放熱側コネクタ部材８３に熱伝導した熱は熱移送手段７３を介して放熱手段７２に伝達する（例えば、特許文献１を参照）。
【０００６】
次に、他のサーマルコネクタの例として、第２従来技術について説明する。
図２２は第２従来技術を示すサーマルコネクタの斜視図である。
図２２において、サーマルコネク９０は、ヒートパイプ９８と被冷却部品とを着脱可能に接続するためのものであって、被冷却部品の発熱部９１に着脱可能に取り付けるための取付部９２と、ヒートパイプ９８の先端部を収容するための収容部９３とを有する熱伝導性ブロック本体９４と、そして、ヒートパイプ９８の先端部を、収容部９３に押圧して、端部を着脱可能に密着挟持する挟持部材９５とを備えている。またヒートパイプ９８の先端部を受け入れる部分には受入部９６が設けられ、受入部は円錐形状の部分を有している。
【０００７】
収容部９３の中央部には、上述した挟持部材９５が係合するための開口部が設けられている。収容部９３の両側面には、係合溝９７が設けられ、そして、弾性部材からなる挟持部材９５は、ヒートパイプ９８の先端部を収容部９３に押圧するための平面部と、収容部９３の両側に設けられた係合溝９７と嵌合される係合部とを備えている。その結果、弾性部材からなる平面部によって、ヒートパイプ９８の先端部が収容部９３に押圧されて、密着接触し、係合部によって収容部９３の係合溝９７と嵌合固定される。
挟持部材９５は、弾性部材からなっており、ヒートパイプ９８の先端部を、弾性部材の弾性力によって収容部９３に密着挟持している。その結果、収容部９３とヒートパイプ９８の間の熱抵抗を小さくすることができる。（例えば、特許文献２を参照）。
【０００８】
図２３は第３従来技術を示すサーマルコネクタをプリント基板に配置した斜視図である。
図２３において、第２従来技術に示したサーマルコネクタ９０をプリント基板１００に実装し、プリント基板１００の後方に、放熱フィン９９を取り付けたヒートパイプ９８をサーマルコネクタ９０に挿入できるように配置し、プリント基板１００を基板ガイド１００ａに沿って移動させると、ヒートパイプ９８がサーマルコネクタ９０に挿入される。発熱体の熱はサーマルコネクタ９０、ヒートパイプ９８、放熱フィン９９へと伝わり放熱される。このように、従来のサーマルコネクタ９０を用いた冷却装置は、図２３のように１枚のプリント基板１００に対し１組のサーマルコネクタ９０が配置されており、複数枚のプリント基板に対しては、プリント基板の数に応じたサーマルコネクタを配置して対応していた。
【特許文献１】特開２００１−９１１７４号公報
【特許文献２】特開２０００−３５６４８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、第１従来技術に示したように、パソコンの発熱体の熱を拡張機器側で放熱させる手段として用いられるサーマルコネクタは、発熱体からの熱は集熱側ヒートパイプ、集熱側サーマルコネクタ、放熱側サーマルコネクタ、放熱側ヒートパイプ、放熱器へと移送され放熱されるため、発熱体から放熱器までの伝熱経路が長く、熱伝導のロスが大きかった。上記のサーマルコネクタを、例えば、シンプルな構造が要求され、抜き挿し自在を必要とするプリント基板を内蔵する電子ユニットとマウントベースからなる電子装置に適用した場合には、小型・省スペース化・低コストの面で不利であった。
また、第１従来技術に示したサーマルコネクタの着脱は、発熱体と放熱手段の間で着脱を行わなければならないため、これを上記の電子ユニットとマウントベースからなる電子装置に適用した場合に、電子ユニットのプリント基板の点検の際には、サーマルコネクタ、ヒートパイプの着脱に手間取り、容易に実施できなかった。
【００１０】
また、第２従来技術は以下に示す問題があった。
サーマルコネクタの性能はヒートパイプとサーマルコネクタの間の熱抵抗が小さいほど良いといえる。ここで従来の技術における熱抵抗を考えてみる。収容部９３に設けたヒートパイプ９８を貫通させる穴はヒートパイプ９８よりわずかではあるが大きく作ってあり、挟持部材９５によりヒートパイプ９８の先端部を、収容部９３に押圧して、先端部を着脱可能に密着扶持する。従って、ヒートパイプ９８と収容部９３の金属的接触は厳密には断面でみれば点接触であり、収容部全体でみればヒートパイプ９８との金属的接触は線接触状態となる。従って、熱抵抗を下げるために通常、熱伝導性グリース等をヒートパイプと収容部の空間に充填しているが当然のことながら金属同士の接触より熱抵抗は大きくなる。
また、ヒートパイプ２の先端部が収容部５３に押圧されて密着接触するよう収容部の中央部には、上述した挟持部材が係合するための開口部が設けられている。開口部を設けると収容部５３は接触部の付近を残しほとんどが切除されることになり熱伝導性グリース等による熱伝導もできなくなる。これより、従来の技術においては上記のように、円形断面の全周面で接触した場合にくらべて熱抵抗が大きくなることがわかる。
また、サーマルコネクタのサイズから考えると、ヒートパイプと収容部の金属的接触を増やして熱抵抗を下げるためには長手方向を伸ばすことになりサーマルコネクタのサイズが大きくなる。
【００１１】
また、第３従来技術は以下に示す問題があった。
第３従来技術では、複数枚のプリント基板を並べた場合、プリント基板の数に応じた個々のサーマルコネクタが必要となるため、プリント基板の間隔が小さくなると個々のサーマルコネクタが干渉して配置できなくなると共に、プリント基板とサーマルコネクタの軸合わせに手間取ったり、あるいはサーマルコネクタの取り付け個所が増えたりして、労力や時間がかかるという問題があった。
【００１２】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、第１の目的は、抜き挿し自在を必要とするプリント基板を内蔵する電子ユニットとマウントベースからなる電子装置にサーマルコネクタを適用した場合に、電子ユニットの着脱を容易にし、ヒートパイプとサーマルコネクタの間の熱抵抗を小さくし、しかも熱伝導のロスを削減することができ、安価で、小型・省スペース化が可能な電子装置の冷却装置を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の第２の目的は、複数枚のプリント基板の間隔を狭くすると共に、プリント基板とサーマルコネクタの軸合わせを容易にし、サーマルコネクタの取り付けも容易にすることができ、またプリント基板の増減や配置変更に柔軟に対応できる安価で小型・省スペース化が可能な電子装置の冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記問題を解決するために、本発明の電子装置の冷却装置は以下の構成にしたものである。
請求項１の発明は、発熱体を実装してなるプリント基板を内蔵した電子ユニットと、前記電子ユニットを取り付けるためのマウントベースからなる電子装置において、前記発熱体に装着された偏平ヒートパイプと、前記偏平ヒートパイプの長手方向に対して挿抜自在に接続されると共に、前記マウントベースに挿抜できる位置に配設されたサーマルコネクタとを備え、前記サーマルコネクタに前記偏平ヒートパイプを挿入することにより前記発熱体の熱を外部へ放熱するようにしたものである。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１記載の電子装置の冷却装置において、前記サーマルコネクタは、高熱伝導性の金属材料からなる本体と、前記本体の外縁に設けられると共に前記偏平ヒートパイプを挿抜するための開口部と、前記開口部から本体の内部に向かって直線方向に穿設された収納部と、前記収納部の内部に配設された高熱伝導性の金属材料からなる接触部片と、前記収納部と前記接触部片の間に挟持され弾性を有する熱伝導媒体と、前記本体の外周に設けたフィンとを備えたものである。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項２記載の電子装置の冷却装置において、前記接触部片は略コの字の形状を有すると共に、前記収納部内に前記偏平ヒートパイプを間に挟み、かつ、前記偏平ヒートパイプの挿入方向に左右対称に１組配設してあり、前記収納部と夫々の接触部片との間に前記熱伝導媒体を挟持したものである。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項２に記載の電子装置の冷却装置において、前記接触部片はかまぼこ状の中空部を有する薄板状接触部片で構成されると共に、前記薄板状接触部片を前記偏平ヒートパイプを間に挟んで左右対称に１組配設してあり、前記夫々の薄板状接触部片の内部にかまぼこ状の断面に成形された弾性を有する熱伝導媒体を挿設したものである。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項２〜４の何れか１項に記載の電子装置の冷却装置において、前記熱伝導媒体は熱伝導性ゴムを所定の形状に成形したものである。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項２〜４の何れか１項に記載の電子装置の冷却装置において、前記熱伝導媒体は金属細線を束ねて所定の形状に成形したものである。
【００２０】
請求項７の発明は、請求項６記載の電子装置の冷却装置において、前記金属細線を束ねた熱伝導媒体は、細線間に流動性を有する熱伝導媒体を含浸させたものである。
【００２１】
請求項８の発明は、発熱体を実装してなるプリント基板を内蔵した電子ユニットと、前記電子ユニットを取り付けるためのマウントベースからなる電子装置において、前記発熱体に装着された丸型ヒートパイプと、前記丸型ヒートパイプの長手方向に対して挿抜自在に接続されると共に、前記マウントベースに挿抜できる位置に配設されたサーマルコネクタとを備え、前記サーマルコネクタに前記丸型ヒートパイプを挿入することにより発熱体の熱を外部へ放熱するようにしたものである。
【００２２】
請求項９の発明は、請求項８記載の電子装置の冷却装置において、サーマルコネクタは、高熱伝導性の金属材料からなる本体と、前記本体の外縁に設けられると共に前記丸型ヒートパイプを挿抜するための面取り加工が施された挿入口と、前記挿入口から前記本体の反対側の面に向かって貫通するように穿設された収納部と、前記収納部の内部に配設された高熱伝導性の金属材料からなる接触部片と、前記接触部片の外周に装着され収納部との間に挟持される弾性を有する熱伝導媒体と、本体の外周に設けたフィンとを備えたものである。
【００２３】
請求項１０の発明は、請求項９記載の電子装置の冷却装置において、前記接触部片は、前記丸型ヒートパイプの外径より僅かに小さい内径を有し、かつ、長手方向にスリットを有する、高熱伝導性の金属材料からなる円筒形に成形されたものである。
【００２４】
請求項１１の発明は、請求項９に記載の電子装置の冷却装置において、前記接触部片は、長手方向に少なくとも２分割したものである。
【００２５】
請求項１２の発明は、請求項９に記載の電子装置の冷却装置において、前記熱伝導媒体は、弾性を有し外径が前記サーマルコネクタの収納部に嵌合し、内径が前記接触部片の外径に嵌合する形状に成形されたリング状熱伝導媒体で構成されると共に、前記接触部片の軸方向の長さに一致するように複数個のリング状熱伝導媒体を前記接触部片の外周に積層配置したものである。
【００２６】
請求項１３の発明は、請求項９に記載の電子装置の冷却装置において、前記熱伝導媒体は、弾性を有し、外径が前記サーマルコネクタの収納部に嵌合し、内径が前記接触部片外径に嵌合する形状を有すると共に、前記接触部片の軸方向の長さに一致する長さを有する円筒状に成形されたものである。
【００２７】
請求項１４の発明は、請求項９に記載の電子装置の冷却装置において、前記熱伝導媒体は、適当な長さに切断した金属細線をランダムに積層して弾性を有するように中空円筒体状に成形し、該熱伝導媒体の外径が前記サーマルコネクタの収納部に嵌合し、該熱伝導媒体の内径が前記接触部片の外径に嵌合する形状に構成されたものである。
【００２８】
請求項１５の発明は、請求項１４に記載の電子装置の冷却装置において、前記金属細線を成形してなる熱伝導媒体は、金属細線間に流動性を有する熱伝導媒体を含浸させたものである。
【００２９】
請求項１６の発明は、請求項９に記載の電子装置の冷却装置において、請求項１０または１１記載の接触部片と請求項１２〜１５の何れか１項に記載の熱伝導媒体とを組み合わせて前記サーマルコネクタを構成したものである。
【００３０】
請求項１７の発明は、請求項８記載の電子装置の冷却装置において、前記サーマルコネクタは、形状記憶合金で構成される本体と、前記本体の外縁に設けられると共に前記丸型ヒートパイプを挿抜するための面取り加工が施された挿入口と、前記丸型ヒートパイプの直径と同一もしくは僅かに大きい直径を有すると共に、前記挿入口から前記本体の内部に向かって穿設された円形穴と、前記本体の外周に設けたフィンと、前記円形穴と前記フィンの外縁との間に、前記円形穴の軸線と直交するように設けたスリットを備えたものである。
【００３１】
請求項１８の発明は、請求項８記載の電子装置の冷却装置において、前記サーマルコネクタは、高熱伝導性の金属材料からなる本体と、前記本体の外縁に設けられると共に前記丸型ヒートパイプを挿抜するための面取り加工が施された挿入口と、前記挿入口の反対側外縁に本体の内部に向かって該挿入口と同一軸線上に穿設された収納部と、前記収納部の内径よりわずかに小さい外形をもち収納部内部に配設された接触部片と、前記本体の外周に設けたフィンと、を備えたことを特徴としている。
【００３２】
請求項１９の発明は、請求項１記載の電子装置の冷却装置において、前記サーマルコネクタは、高熱伝導性の金属材料からなる本体と、前記本体の偏平ヒートパイプを挿抜する面から奥行き方向に穿設された収納部と、前記収納部の内部に配設された高熱伝導性の金属材料から成形された弾力性を持つ１個の接触部片と、前記本体の外周に設けたフィンとを備え、前記収納部の金属面と前記接触部片との間に前記偏平ヒートパイプを挿抜するようにしたことを特徴としている。
【００３３】
請求項２０の発明は、発熱体を実装してなる複数のプリント基板を具備した電子装置であって、直方体状の本体の内部に前記発熱体に装着される偏平ヒートパイプあるいは丸型ヒートパイプを挿抜するために穿設された収納部と、前記収納部の内部に配設された接触部片と、前記収納部と前記接触部片の間に挟持され弾性を有する熱伝導媒体で構成される熱授受部を長手方向に向かって１列に複数個並べて配設してなるヒートパイプ用サーマルコネクタと、前記ヒートパイプ用サーマルコネクタの本体の内部に前記熱授受部の配列方向に沿って貫通するように穿設された貫通孔と、前記偏平ヒートパイプまたは丸型ヒートパイプを介して前記発熱体から前記本体の熱授受部に集熱させた熱を外部へ移送するように、前記本体の貫通孔に嵌着した主ヒートパイプと、前記主ヒートパイプの他端に設けた放熱用のフィンと、を備えたことを特徴としている。
【００３４】
請求項２１の発明は、請求項２０記載の電子装置の冷却装置において、前記本体は、前記本体の底部と前記貫通孔との間における該本体の厚み方向および前記ヒートパイプの挿入方向と直交する方向に形成されると共に前記本体を２分割してなるスリットと、前記本体の厚み方向に向かって前記スリットを貫通するように穿設された複数個の通し穴および雌ネジを有するタップ穴と、前記本体に穿設された前記通し穴を通して前記タップ穴にねじ込むためのボルトねじと、が備えられ、前記ボルトねじの締め付けにより前記主ヒートパイプと前記貫通孔の密着を良好にすること特徴としている。
【００３５】
請求項２２の発明は、発熱体を実装してなる複数のプリント基板を具備した電子装置であって、直方体状の本体の内部に前記発熱体に装着される偏平ヒートパイプあるいは丸型ヒートパイプを挿抜するために穿設された収納部と、前記収納部の内部に配設された接触部片と、前記収納部と前記接触部片の間に挟持され弾性を有する熱伝導媒体で構成される熱授受部を長手方向に向かって１列に複数個並べて配設してなるヒートパイプ用サーマルコネクタと、前記コネクタのヒートパイプの挿入側と反対側に設けた放熱用のヒートシンクと、を備え、前記ヒートシンクを自然対流により冷却するようにしたことを特徴としている。
【００３６】
請求項２３の発明は。請求項２２記載の電子装置の冷却装置において、前記ヒートシンクに冷却ファンを配設し、強制対流により冷却するようにしたことを特徴とする。
【００３７】
請求項２４の発明は、発熱体を実装してなる複数のプリント基板を具備した電子装置であって、ブロック状の本体の内部に前記発熱体に装着される偏平ヒートパイプあるいは丸型ヒートパイプを挿抜するように穿設された収納部と、前記収納部の内部に配設された接触部片と、前記収納部と前記接触部片の間に挟持され弾性を有する熱伝導媒体で構成される熱授受部と、前記本体の内部に前記熱授受部の配置方向に対して直交するように穿設された貫通孔とを備えたヒートパイプ用サーマルコネクタと、前記ヒートパイプ用サーマルコネクタを間隔をおいて直線状に並べた場合に、前記偏平ヒートパイプまたは前記丸型ヒートパイプを介して前記発熱体から前記本体の熱授受部に集熱させた熱を外部へ移送するように、前記本体の貫通孔に嵌着した主ヒートパイプと、前記主ヒートパイプの他端に設けた放熱用のフィンと、を備えたことを特徴としている。
【００３８】
請求項２５の発明は、請求項２４記載の電子装置の冷却装置において、前記本体は、前記本体の底部と前記貫通孔との間における該本体の厚み方向および前記ヒートパイプの挿入方向と直交する方向に形成されると共に前記本体を２分割してなるスリットと、前記本体の厚み方向に向かって前記スリットを貫通するように穿設された通し穴および雌ネジを有するタップ穴と、前記本体に穿設された前記通し穴を通して前記タップ穴にねじ込むためのボルトねじと、が備えられ、前記ボルトねじの締め付けにより前記主ヒートパイプと前記貫通孔の密着を良好にすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３９】
以上述べたように本発明によれば以下の効果がある。
請求項１の発明によれば、発熱体を実装してなるプリント基板を内蔵した電子ユニットと、電子ユニットを取り付けるためのマウントベースからなる電子装置において、発熱体に装着された偏平ヒートパイプと、偏平ヒートパイプの長手方向に対して挿抜自在に接続されると共に、マウントベース上に挿抜できる位置に配設されたサーマルコネクタとを備えたため、電子ユニットが着脱自在となり、プリント基板が故障した場合には、偏平ヒートパイプ、発熱体およびプリント基板を一体化し内蔵した電子ユニットごと、サーマルコネクタおよびマウントベースより取り外すことができ、その結果、プリント基板を速やかに点検することができる。
【００４０】
請求項２の発明によれば、サーマルコネクタが、高熱伝導性の金属材料からなる本体と、本体の外縁に設けられると共に偏平ヒートパイプを挿抜するための開口部と、開口部から本体の内部に向かって直線方向に穿設された収納部と、収納部の内部に配設された高熱伝導性の金属材料からなる接触部片と、収納部と接触部片の間に挟持され弾性を有する熱伝導媒体と、本体の外周に設けたフィンとから構成されているため、発熱体からの熱は偏平ヒートパイプ、サーマルコネクタへと移送されて放熱されることから、従来技術と比べると、サーマルコネクタから放熱部までの伝熱経路が約半分と非常に短くなるため熱伝導のロスを削減することができる。また、サーマルコネクタは簡素な構成のため省スペース化、ローコスト化を図ることができる。
【００４１】
請求項３の発明によれば、接触部片および熱伝導媒体を本体の収納部内に１つずつ配設する構成にしたため、偏平ヒートパイプの片側の面は本体の収納部の金属面に直接接触することから、偏平ヒートパイプから本体への熱伝導をさらに良くすることができる。また、接触部片および熱伝導媒体の部材の数の削減になりコストを抑制することができる。
【００４２】
請求項４、５の発明によれば、接触部片はかまぼこ状の中空部を有する薄板状接触部片で構成されると共に、偏平ヒートパイプを間に挟んで収納部内部に左右対称に１組配設してあり、夫々の薄板状接触部片の内部にかまぼこ状の断面に成形された弾性を有する熱伝導媒体を挿設したため、偏平ヒートパイプの挿入方向に不具合が生じ、例えば、偏平ヒートパイプとサーマルコネクタの位置合わせが上下左右に多少ずれて偏平ヒートパイプが傾いてサーマルコネクタに挿入されたとしても、偏平ヒートパイプの挿入方向に追随して接触、押圧し、両者の位置誤差をキャンセルすることがきできる。
【００４３】
請求項６、７の発明によれば、熱伝導媒体を金属細線を束ねて所定の形状に成形したので、材質が金属のため耐久性を向上することができる。また、金属の線間にシリコングリースなどを含浸させると、熱伝導性をさらに向上することができる。
【００４４】
請求項８の発明によれば、発熱体を実装してなるプリント基板を内蔵した電子ユニットと、前記電子ユニットを取り付けるためのマウントベースからなる電子装置において、発熱体に装着された丸型ヒートパイプと、丸型ヒートパイプの長手方向に対して挿抜自在に接続されると共に、マウントベースに挿抜できる位置に配設されたサーマルコネクタとを備え、サーマルコネクタに丸型ヒートパイプを挿入することにより発熱体の熱を外部へ放熱できる電子装置の冷却装置が実現できる。
【００４５】
請求項９の発明によれば、前記サーマルコネクタは、高熱伝導性の金属材料からなる本体と、本体の外縁に設けられると共に丸型ヒートパイプ２を挿抜するための面取り加工が施された挿入口と、挿入口から本体の反対側の面に向かって貫通するように穿設された収納部と、収納部の内部に配設された高熱伝導性の金属材料からなる接触部片と、接触部片の外周に装着され前記収納部との間に挟持される弾性を有する熱伝導媒体と、本体の外周に設けたフィンとを備えたので、ヒートパイプ端部全周が接触部片と接触することにより、従来技術と比べると熱伝導が良く、熱伝導のロスを削減することができ、また、ヒートパイプとの接触長さを短くできるのでサーマルコネクタのサイズを小さくすることができる。
【００４６】
請求項１０の発明によれば、接触部片は、丸型ヒートパイプの外径より僅かに小さい内径を有し、かつ、長手方向にスリットを有する、高熱伝導性の金属材料からなる円筒形に成形した構成となっているので、ヒートパイプとの密着を良好にすることができる。
【００４７】
請求項１１の発明によれば、接触部片は長手方向に少なくとも２分割したので、ヒートパイプとの密着を良好にすることができる。
【００４８】
請求項１２の発明によれば、弾性を有する熱伝導媒体をリング状熱伝導媒体で構成し、その外径がサーマルコネクタの収納部に圧縮により嵌合する形状に成形され、また、その内径が接触部片の外径に拡張により嵌合する形状に成形されると共に、接触部片の軸方向の長さに一致するように複数個のリング状熱伝導媒体を接触部片の外周に積層配置したので、熱伝導媒体を１つのサイズで積層して使用することによりいろいろな厚みのサーマルコネクタに対応でき、経済的に使用することができる。
【００４９】
請求項１３の発明によれば、弾性を有する熱伝導媒体を、外径がサーマルコネクタの収納部に圧縮により嵌合し、内径が接触部片外径に拡張により嵌合する形状を有すると共に、接触部片の軸方向の長さに一致する長さを有する円筒状に成形したので、熱伝導媒体を複数個組む必要がないので組み立て時間を短縮することができる。
【００５０】
請求項１４の発明によれば、熱伝導媒体は、適当な長さに切断した金属細線をランダムに積層して弾性を有するように中空円筒体状に成形し、該熱伝導媒体の外径がサーマルコネクタの収納部に嵌合し、該熱伝導媒体の内径が接触部片の外径に嵌合する形状に構成したので、熱伝導媒体の材質が金属のため熱伝導が良く、且つ耐久性を向上することができる。
【００５１】
請求項１５の発明によれば、金属細線を成形してなる熱伝導媒体は、金属細線間に流動性を有する熱伝導媒体を含浸させたので、熱伝導性をさらに向上することができる。
【００５２】
請求項１６の発明によれば、請求項１０または１１記載の接触部片と請求項１２〜１５の何れか１項に記載の熱伝導媒体とを組み合わせて、サーマルコネクタを構成するようにしたので、組み合わせの自由度が増え、最適な選定を行うことができる。
【００５３】
請求項１７の発明によれば、サーマルコネクタの本体を形状記憶合金で構成し、本体に、丸型ヒートパイプの直径と同一もしくは僅かに大きい直径を有する円形穴を設け、収納部からフィンの外縁との間に、収納部の軸線と直交するようにスリットを設けたので、ヒートパイプを直接、収納部に挿入した際、温度上昇に伴って収納部が縮むように変形する作用を利用して、ヒートパイプを挟持することができる。これにより、構造を簡単にすることで、接触部片および熱伝導媒体といった部品を不要にすることができ、コストを抑えることができる。
【００５４】
請求項１８の発明によれば、サーマルコネクタは、高熱伝導性の金属材料からなる本体と、本体の外縁に設けられると共に丸型ヒートパイプを挿抜するための面取り加工が施された挿入口と、挿入口の反対側外縁に本体の内部に向かって挿入口と同一軸線上に穿設された収納部と、収納部の内径よりわずかに小さい外形をもち収納部内部に配設された接触部片と、本体の外周に設けたフィンとを備えたので、使用部品の数が少ないため経済的に製作することが出来る。
【００５５】
請求項１９の発明によれば、サーマルコネクタは、高熱伝導性の金属材料からなる本体と、本体の偏平ヒートパイプを挿抜する面から奥行き方向に穿設された収納部と、収納部の内部に配設された高熱伝導性の金属材料から成形された弾力性を持つ１個の接触部片と、本体の外周に設けたフィンとを備え、収納部の金属面と接触部片との間に偏平ヒートパイプを挿抜するようにしたので、偏平ヒートパイプの片側の面は本体の収納部の金属面に直接接触することから、偏平ヒートパイプから本体への熱伝導を良くすることができ使用部品の数が少ないため経済的に製作することが出来る。
【００５６】
請求項２０の発明によれば、発熱体を実装してなる複数のプリント基板を具備した電子装置であって、直方体状の本体の内部に発熱体に装着される偏平ヒートパイプあるいは丸型ヒートパイプを挿抜するために穿設された収納部と、収納部の内部に配設された接触部片と、収納部と接触部片の間に挟持され弾性を有する熱伝導媒体で構成される熱授受部を長手方向に向かって１列に複数個並べて配設してなるヒートパイプ用サーマルコネクタと、ヒートパイプ用サーマルコネクタの本体の内部に熱授受部の配列方向に沿って貫通するように穿設された貫通孔と、偏平ヒートパイプまたは丸型ヒートパイプを介して発熱体から本体の熱授受部に集熱させた熱を外部へ移送するように、本体の貫通孔に嵌着した主ヒートパイプと、主ヒートパイプの他端に設けた放熱用のフィンと、を備えたので、複数枚のプリント基板を狭い間隔で配置することができ、１つの本体上に複数の熱授受部が配列されているためプリント基板とサーマルコネクタの軸合わせが容易であり、また１体になっているのでサーマルコネクタの取り付け穴も減らすことができ、安価で小型・省スペースが可能な電子装置の冷却装置を実現することができる。また、放熱部を発熱体より離すことができ配置スペースに自由度が増す。
【００５７】
請求項２１の発明は、本体は、該本体の底部と貫通孔との間における該本体の厚み方向およびヒートパイプの挿入方向と直交する方向に形成されると共に本体を２分割してなるスリットと、本体の厚み方向に向かってスリットを貫通するように穿設された複数個の通し穴および雌ネジを有するタップ穴と、本体に穿設された通し穴を通してタップ穴にねじ込むためのボルトねじと、を備えたので、ボルトねじの締め付けにより主ヒートパイプと貫通孔の密着を良好にすることができ、冷却効率を向上することができる。
【００５８】
請求項２２の発明によれば、発熱体を実装してなる複数のプリント基板を具備した電子装置であって、直方体状の本体の内部に発熱体に装着される偏平ヒートパイプあるいは丸型ヒートパイプを挿抜するために穿設された収納部と、収納部の内部に配設された接触部片と、収納部と接触部片の間に挟持され弾性を有する熱伝導媒体で構成される熱授受部を長手方向に向かって１列に複数個並べて配設してなるヒートパイプ用サーマルコネクタと、コネクタのヒートパイプの挿入側と反対側に設けた放熱用のヒートシンクと、を備え、ヒートシンクを自然対流により冷却するようにしたので、複数枚のプリント基板を狭い間隔で配置することができ、１つの本体上に複数の熱授受部が配列されているためプリント基板とサーマルコネクタの軸合わせが容易であり、また１体になっているのでサーマルコネクタの取り付け穴も減らすことができ、安価で小型・省スペースが可能な電子装置の冷却装置を実現することができる。また発熱量に応じた風を外部から送ることにより最適の冷却システムを構成することができる。
【００５９】
請求項２３の発明は、ヒートシンクに冷却ファンを配設し、強制対流により冷却するようにしたので、ヒートシンクを外部からの風により冷却する必要がなく自己冷却ができ簡素な冷却システムを構成することができる。
またこれにより、ヒートシンク形状とそれに対応したファンの最適な組み合わせにより最適の冷却システムを構成することができる。
【００６０】
請求項２４の発明は、発熱体を実装してなる複数のプリント基板を具備した電子装置であって、ブロック状の本体の内部に発熱体に装着される偏平ヒートパイプあるいは丸型ヒートパイプを挿抜するように穿設された収納部と、収納部の内部に配設された接触部片と、収納部と接触部片の間に挟持され弾性を有する熱伝導媒体で構成される熱授受部と、本体の内部に熱授受部の配置方向に対して直交するように穿設された貫通孔を備えたヒートパイプ用サーマルコネクタと、ヒートパイプ用サーマルコネクタを間隔をおいて直線状に並べた場合に、偏平ヒートパイプまたは丸型ヒートパイプを介して発熱体から本体の熱授受部に集熱させた熱を外部へ移送するように、本体の貫通孔に嵌着した主ヒートパイプと、主ヒートパイプの他端に設けた放熱用のフィンと、を備えたので、プリント基板の増減や配置変更に柔軟に対応できる冷却装置を実現できる。
【００６１】
請求項２５の発明は、本体は、該本体の底部と貫通孔との間における該本体の厚み方向およびヒートパイプの挿入方向と直交する方向に形成されると共に本体を２分割してなるスリットと、本体の厚み方向に向かってスリットを貫通するように穿設された通し穴および雌ネジを有するタップ穴と、本体に穿設された通し穴を通してタップ穴にねじ込むためのボルトねじと、を備えたので、ボルトねじの締め付けにより主ヒートパイプと貫通孔の密着を良好にすることができ、冷却効率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６２】
以下、本発明の実施例を図に基づいて具体的に説明する。
【実施例１】
【００６３】
図１は本発明の第１実施例に係るサーマルコネクタを備えた電子装置の全体斜視図を示す。
図１において、１は発熱体、２は偏平ヒートパイプ、３はバスコネクタ、４はプリント基板、５はケース、６はカバー、７は電子ユニット、８はマウントベース、９は相手側コネクタ、１０はマザーボード、１１はサーマルコネクタである。なお、以下の説明で、発熱体１、偏平ヒートパイプ２、バスコネクタ３、プリント基板４、ケース５およびカバー６をひとまとめとして電子ユニットと称する。
【００６４】
図１に示すように、たとえば高性能ＣＰＵなどの発熱体１を実装したプリント基板４はケース５およびカバー６に収納されており、これらをひとまとめにした電子ユニット７がマウントベース８に固定して使用される。また、発熱体１の上には外部に熱を移送する偏平ヒートパイプ２が装着され、発熱体１の熱が偏平ヒートパイプ２に効率良く伝わるようになっている。そして、プリント基板４には、他の電子ユニットとの信号伝達のためのバスコネクタ３あるいは他の図示しない電子部品等が実装されている。このバスコネクタ３の相手側コネクタ９はマウントベース８に取り付けられたマザーボード１０上に実装されている。マウントベース８の裏側にはサーマルコネクタ１１が偏平ヒートパイプ２に対して挿抜できる位置に配設されており、該サーマルコネクタ１１はプリント基板４上に装着された偏平ヒートパイプ２の長手方向に対して挿抜自在に接続されるようになっている。さらに、ケース５のマウントベース８と接する面には、バスコネクタ３が相手側コネクタ９と接合できるよう、また、偏平ヒートパイプ２がサーマルコネクタ１１と接合できるように図示しない孔が設けられている。ユニット７をマウントベース８に取り付けると、偏平ヒートパイプ２とサーマルコネクタ１１およびバスコネクタ３とその相手側コネクタ９が嵌合する。
【００６５】
このように第１実施例は、発熱体１を実装してなるプリント基板４を内蔵した電子ユニット７と、電子ユニット７を取り付けるためのマウントベース８からなる電子装置において、発熱体１に装着された偏平ヒートパイプ２と、偏平ヒートパイプ２の長手方向に対して挿抜自在に接続されると共に、マウントベース８上に挿抜できる位置に配設されたサーマルコネクタ１１とを備えたので、電子ユニット７が着脱自在となり、プリント基板４が故障した場合には、偏平ヒートパイプ２、発熱体１およびプリント基板４を一体化し内蔵した電子ユニット７ごと、サーマルコネクタ１１およびマウントベース８より取り外すことができ、その結果、プリント基板４を速やかに点検することができる。
【実施例２】
【００６６】
次に、本発明の第２実施例を説明する。
図２は本発明の第２実施例を示すサーマルコネクタの分解斜視図である。
図２において、２１は本体、２２は接触部片、２２ａは面取り部、２３は熱伝導媒体、２４は収納部、２５は開口部、２６はフィン、２７はタップ穴である。
サーマルコネクタの特徴は以下のとおりである。
サーマルコネクタ１１は、銅やアルミニウムなどの高熱伝導性の金属材料からなる本体２１と、本体２１の外縁に設けられると共に偏平ヒートパイプ２を挿抜するための楔状に成形された開口部２５と、開口部２５から本体２１の内部に向かって直線方向に穿設された収納部２４と、収納部２４の内部に配設された銅やアルミニウムなど高熱伝導性の金属材料からなる接触部片２２と、収納部２４と接触部片２２の間に挟持され弾性を有する熱伝導媒体２３と、本体２１の外周に設けたフィン２６とを備えたものとなっている。
接触部片２２を具体的に説明すると、接触部片２２は略コの字の形状を有すると共に、収納部２４内に偏平ヒートパイプ２を間に挟み、かつ、偏平ヒートパイプ２の挿入方向に左右対称に１組配設してある。また、接触部片２２の偏平ヒートパイプ２の挿入側は面取り部２２ａが設けてあり、偏平ヒートパイプ２の挿入を容易にする構造になっている。また、熱伝導媒体２３と接触部片２２は、サーマルコネクタ１１に偏平ヒートパイプ２を挿入した際の熱伝導媒体２３の収縮変形量を充分考慮した上で設計される。さらに、熱伝導媒体２３は通常は直方体をしており、シリコンゴムを所定の形状に成形したものである。
なお、サーマルコネクタ１１の本体２１はタップ穴２７により図１に示したマウントベース８に取り付けられる。図では省略しているが、実用的には接触部片２２、熱伝導媒体２３が収納部２４から脱落しないように収納部２４の上下をカバーなどで押えるようにしている。
【００６７】
次に、動作について説明する。
このように構成されたサーマルコネクタ１１において、１組の接触部片２２間の隙間は偏平ヒートパイプ２の厚みより小さく設定されており、偏平ヒートパイプ２が開口部２５より挿入されると、左右対称に１組配設された接触部片２２は押し広げられ、熱伝導媒体２３がそれ自体の弾性により厚み方向に収縮する。熱伝導媒体２３は偏平ヒートパイプ２の挿入により本体２１側へ収縮すると、その反力により、接触部片２２を偏平ヒートパイプ２に押し付けるため、偏平ヒートパイプ２は１組の接触部片２２間に挟持される。したがって、このような状態で本電子ユニットを運転すると、図１の発熱体１で生じた熱が偏平ヒートパイプ２により接触部片２２に良好に移送され、さらに熱伝導媒体２３から本体２１、フィン部２６へと熱が伝えられ外部へ放出される。
【００６８】
このように第２実施例は、サーマルコネクタ１１が、高熱伝導性の金属材料からなる本体２１と、本体２１の外縁に設けられると共に偏平ヒートパイプ２を挿抜するための開口部２５と、開口部２５から本体２１の内部に向かって直線方向に穿設された収納部２４と、収納部２４の内部に配設された高熱伝導性の金属材料からなる接触部片２２と、収納部２４と接触部片２２の間に挟持され弾性を有する熱伝導媒体２３と、本体２１の外周に設けたフィン２６とから構成されているので、発熱体１からの熱は偏平ヒートパイプ２、サーマルコネクタ１１へと移送されて放熱されることから、従来技術と比べると、サーマルコネクタ１１から放熱部までの伝熱経路が約半分と非常に短くなるため熱伝導のロスを削減することができる。また、サーマルコネクタ１１は簡素な構成のため省スペース化、ローコスト化を図ることができる。
【実施例３】
【００６９】
次に、本発明の第３実施例について説明する。
図３は本発明の第３実施例を示すサーマルコネクタの上面図である。
第３実施例が第２実施例と異なる点は以下のとおりである。
すなわち、接触部片２２および熱伝導媒体２３を本体２１の収納部２４内に１つずつ配設した点である。したがって、収納部２４内に挿入される扁平ヒートパイプ２は、一方の面が接触部片２２と密着し、他方の面が収納部２４の金属面２８そのものと密着することになる。なお、熱伝導媒体２３と接触部片２２は、第１実施例と同じようにサーマルコネクタ１１に偏平ヒートパイプ２を挿入した際の熱伝導媒体２３の収縮変形量を充分考慮した上で設計される。なお、動作については、第２実施例と基本的に同じなので省略する。
【００７０】
このように第３実施例は、接触部片２２および熱伝導媒体２３を本体２１の収納部２４内に１つずつ配設する構成にしたので、偏平ヒートパイプ２の片側の面は本体２１の収納部２４の金属面に直接接触することから、偏平ヒートパイプ２から本体２１への熱伝導をさらに良くすることができる。また、接触部片２２および熱伝導媒体２３の部材の数の削減になりコストを抑制することができる。
【実施例４】
【００７１】
次に、本発明の第４実施例について説明する。
図４は本発明の第４実施例を示すサーマルコネクタの斜視図である。
図４において、３２は薄板接触部片、３３は熱伝導媒体である。
第４実施例が第２実施例と異なる点は以下のとおりである。
すなわち、コの字状の接触部片２２に替えて、弾性を有し、かつ、かまぼこ状の中空部を有する薄板状接触部片３２で構成されたものを採用すると共に、該薄板状接触部片３２を偏平ヒートパイプ２を間に挟んで収納部２４内部に左右対称に１組配設してあり、夫々の薄板状接触部片３２の内部にかまぼこ状の断面に成形された弾性を有する熱伝導媒体３３を挿設した点である。なお、動作については第２実施例と基本的に同じなので省略する。
【００７２】
このように第４実施例は、接触部片３２はかまぼこ状の中空部を有する薄板状接触部片３２で構成されると共に、偏平ヒートパイプ２を間に挟んで収納部２４内部に左右対称に１組配設してあり、夫々の薄板状接触部片３２の内部にかまぼこ状の断面に成形された弾性を有する熱伝導媒体３３を挿設したので、偏平ヒートパイプ２の挿入方向に不具合が生じ、例えば、偏平ヒートパイプ２とサーマルコネクタ１１の位置合わせが上下左右に多少ずれて偏平ヒートパイプ２が傾いてサーマルコネクタ１１に挿入されたとしても、偏平ヒートパイプ２の挿入方向に追随して接触、押圧し、両者の位置誤差をキャンセルすることがきできる。
【実施例５】
【００７３】
次に、本発明の第５実施例について説明する。
図５は本発明の第５実施例を示す金属細線を用いた熱伝導媒体の斜視図である。
第５実施例が第２および第３実施例と異なる点は以下のとおりである。
すなわち、熱伝導媒体は弾性が得られる程度の密度に金属細線を束ねて所定の形状に成形した点である。
これにより、熱伝導媒体の材質が金属なので耐久性を向上することができる。また、この金属細線の細線間に流動性を有するシリコングリースなどを含浸させると、熱伝導性をさらに向上することができる。
【実施例６】
【００７４】
次に、本発明の第６実施例について説明する。
図６は本発明の第６実施例を示すサーマルコネクタを備えた電子装置の全体斜視図を示す。なお、本実施例以降に示す構成要素が第１実施例乃至第５実施例と同じものについては説明を省略し、異なる点のみ説明する。
図６において、１２は丸型ヒートパイプ、１３はサーマルコネクタである。なお、以下の説明で、発熱体１、丸型ヒートパイプ１２、バスコネクタ３、プリント基板４、ケース５およびカバー６をひとまとめとして電子ユニット７と称する。
【００７５】
図６に示すように、たとえば高性能ＣＰＵなどの発熱体１を実装したプリント基板４はケース５およびカバー６に収納されており、これらをひとまとめにした電子ユニット７がマウントベース８に固定して使用される。また、発熱体１の上には外部に熱を移送する丸型ヒートパイプ１２が装着され、発熱体１の熱が丸型ヒートパイプ１２に効率良く伝わるようになっている。そして、プリント基板４には、他の電子ユニットとの信号伝達のためのバスコネクタ３あるいは他の図示しない電子部品等が実装されている。このバスコネクタ３の相手側コネクタ９はマウントベース８に取り付けられたマザーボード１０上に実装されている。
【００７６】
マウントベース８の裏側にはサーマルコネクタ１３が丸型ヒートパイプ１２に対して同一軸線上の挿抜できる位置に配設されており、該サーマルコネクタ１３はプリント基板４上に装着された丸型ヒートパイプ１２の長手方向に対して挿抜自在に接続されるようになっている。さらに、ケース５のマウントベース８と接する面には、バスコネクタ３が相手側コネクタ９と接合できるよう、また、丸型ヒートパイプ１２がサーマルコネクタ１３と接合できるように図示しない孔が設けられている。ユニット７をマウントベース８に取り付けると、丸型ヒートパイプ１２とサーマルコネクタ１３およびバスコネクタ３とその相手側コネクタ９が嵌合する。
【００７７】
このように第６実施例は、発熱体１を実装してなるプリント基板４を内蔵した電子ユニット７と、電子ユニット７を取り付けるためのマウントベース８からなる電子装置において、発熱体１に装着された丸型ヒートパイプ１２と、丸型ヒートパイプ１２の長手方向に対して挿抜自在に接続されると共に、マウントベース８上に挿抜できる位置に配設されたサーマルコネクタ１３とを備えたので、電子ユニット７が着脱自在となり、プリント基板４が故障した場合には、丸型ヒートパイプ１２、発熱体１およびプリント基板４を一体化し内蔵した電子ユニット７ごと、サーマルコネクタ１３およびマウントベース８より取り外すことができ、その結果、プリント基板４を速やかに点検することができる。
【実施例７】
【００７８】
次に、本発明の第７実施例を説明する。
図７は本発明の第７実施例を示すサーマルコネクタであって、（ａ）はその分解斜視図、（ｂ）は（ａ）図の左右方向を反対側から見た分解斜視図である。
図７において、４１は本体、４２は接触部片、４３は熱伝導媒体、４４は収納部、４５は挿入口、４６はフィン、４７は取り付け穴、４８はカバーである。
サーマルコネクタの特徴は以下のとおりである。
サーマルコネクタ１３は、銅やアルミニウムなどの高熱伝導性の金属材料からなる本体４１と、本体４１の外縁に設けられると共に丸型ヒートパイプ１２を挿抜するための面取り加工が施された挿入口４５と、挿入口４５から本体４１の反対側の面に向かって貫通するように穿設された収納部４４と、収納部４４の内部に配設された銅やアルミニウムなど高熱伝導性の金属材料からなる接触部片４２と、収納部４４と接触部片４２の間に挟持され弾性を有する熱伝導媒体４３と、本体４１の外周に設けたフィン４６とを備えたものとなっている。そして、収納部４４の端面には接触部片４２、熱伝導媒体４３が脱落しないようにカバー４８が取り付けられる。それから、サーマルコネクタ１３は本体４１上に設けられた取り付け穴４７により図６に示したマウントベース８に取り付けられる。
【００７９】
ここで、接触部片４２についてはいくつかの種類があるが、その構造の一例を具体的に説明する。
図８は第７実施例におけるサーマルコネクタに用いる接触部片の斜視図である。
図８において、接触部片４２は、図７に示す丸型ヒートパイプ１２の外径より僅かに小さい内径を有し、かつ、長手方向にスリット４２を有する、高熱伝導性の金属材料からなる円筒形に成形させたものとなっており、ヒートパイプ１２の外側に密着するよう構造になっている。また、接触部片４２の丸型ヒートパイプ１２を挿入する側は面取り部４２ａが設けてあり、丸型ヒートパイプ１２の挿入を容易にする構造になっている。なお、接触部片４２は円形パイプにスリットを施したもの、あるいは平板を湾曲させて円筒形に成形し、その合わせ面をスリットとしたものでもどちらでも構わない。
【００８０】
次に熱伝導媒体４３について、その構造の一例を具体的に説明する。
図９は第７実施例におけるサーマルコネクタに用いる熱伝導媒体の斜視図である。
図９において、熱伝導媒体４３は、適当な長さに切断した金属細線をランダムに積層して弾性を有するように中空円筒体状に成形し、該熱伝導媒体４３の外径がサーマルコネクタの収納部に嵌合し、該熱伝導媒体４３の内径が接触部片の外径に嵌合するような構造となっている。また、熱伝導媒体４３は、接触部片４２の長さに対応する長さとなっている。接触部片４２と収納部４４との間に嵌合される熱伝導媒体４３は、接触部片４２に丸型ヒートパイプ１２を挿入した際、収縮変形を行うことにより接触部片４２および丸型ヒートパイプ１２を挟持するための充分な弾性が得られるよう成形密度を考慮した上で製作される。
【００８１】
さらに上記熱伝導媒体４３は、金属細線間に流動性を有する熱伝導媒体、たとえばシ流動性を有するリコン系のオイルコンパウンドを含浸させることにより熱伝導率をさらに高めることができる。
【００８２】
次に、動作について説明する。
このように構成されたサーマルコネクタ１３において、接触部片４２の内径はヒートパイプ１２と密着するように予めヒートパイプ１２の外径より僅かに小さく成形されており、丸型ヒートパイプ１２が開口部４５より挿入されると、接触部片４２は押し広げられるため、熱伝導媒体４３がそれ自体の弾性により厚み方向に収縮する。熱伝導媒体４３は丸型ヒートパイプ１２の挿入により厚み方向にへ収縮すると、その反力により、接触部片４２と収納部４４に密着し接触部片４２、丸型ヒートパイプ１２を収納部４４に挟持する。
したがって、このような状態で本電子ユニットを運転すると、図６の発熱体１で生じた熱が丸型ヒートパイプ１２により接触部片４２に良好に移送され、さらに熱伝導媒体４３から本体４１、フィン部４６へと熱が伝えられ外部へ放出される。
【００８３】
このように第７実施例は、丸型ヒートパイプ１２の直径と略同一の内径を有し、長手方向にスリットを加工した金属製の円形パイプで構成し、円形パイプの内径を丸型ヒートパイプ１２の直径より僅かに小さくなるように変形してなる接触部片４２の全周上に、金属細線をランダムに積層して弾性を有するように中空円筒体状に成形してなる熱伝導媒体を被せ、接触部片４２と一体となった熱伝導媒体を収納部に設置した構成にしたので、従来技術と比べると、丸型ヒートパイプは接触部片の内側の全周で強く接触するので丸型ヒートパイプの熱が接触部片に効率よく伝わり、さらに熱伝導媒体、本体へと確実に伝熱することができる。
また、図示していないが、サーマルコネクタのヒートパイプを挿入する側と反対側にヒートシンクや小型ファンを搭載して本体を冷却することによりヒートパイプからの熱をより多く放熱させ冷却能力を向上させることができる。
【実施例８】
【００８４】
次に、本発明の第８実施例について説明する。
図１０は本発明の第８実施例を示す接触部片とリング状熱伝導媒体を組み合わせた斜視図である。図において、５１は分割型接触部片、５２はリング状熱伝導媒体である。
分割型接触部片５１は、ヒートパイプの直径と同一の内径を有した円形パイプを所定の長さに切断し、長手方向に２分割したものである。すなわち、この分割型接触部片５１の外周に、輪切りされた複数のリング状熱伝導媒体５２を分割型接触部片の長さに等しくなるように積層配置したものを前サーマルコネクタの収納部４４に装着するようになっている。リング状熱伝導媒体５２はその外径が収納部４４に圧縮により嵌合し、その内径が接触部片５１の外径に拡張により嵌合する形状に構成されると共に、例えば弾性を有すＲシリコンゴムを成形して得られる。このリング状熱伝導媒体５２は、個数を変えることでいろいろな厚みのサーマルコネクタに対応できるので経済的に使用することができる。なお本実施例における分割型接触部片５１は、２分割されたものであるが、３分割、４分割などが使用できるのは言うまでもない。
なお、上記実施例では、２分割してなる分割型接触部片とリング状熱伝導媒体の組み合わせのサーマルコネクタについて述べたが、これらの組み合わせに限定されることなく、いろいろな形状の接触部片と熱伝導媒体の組み合せによりサーマルコネクタを構成することができるので、用途に応じて最適な選定を行うことができる。
【実施例９】
【００８５】
次に、本発明の第９実施例について説明する。
図１１は本発明の第９実施例を示す形状記憶合金を用いたサーマルコネクタの斜視図である。図において、６１は本体、６２は円形穴、６３はスリット、６４はフィン、６５は挿入口である。
第９実施例に係るサーマルコネクタは、形状記憶合金で構成される本体６１と、本体６１の外縁に設けられると共に丸型ヒートパイプ１２を挿抜するための面取り加工が施された挿入口６５と、前記丸型ヒートパイプ１２の直径と同一もしくは僅かに大きい直径を有すると共に、挿入口６５から本体６１の内部に向かって穿設された円形穴６２と、本体６１の外周に設けたフィン６４と、円形穴６２とフィン６４の外縁との間に、円形穴６２の軸線と直交するように設けたスリット６３を備えたものとなっている。
この形状記憶合金でできた本体６１については、円形穴６２の部分が、常温ではヒートパイプ１２の直径と同一か、あるいは僅かに大きい直径を有しているが、円形穴６２はヒートパピプ１２の放熱により加熱されると穴径が縮むように変形するようになっている。電子ユニットの動作が停止状態であって、電子部品等に通電されていないときには、ヒートパイプも常温なので本体６１の円形穴６２にヒートパイプ１２は容易に挿入できる。ヒートパイプ１２を挿入後、電子ユニットが通電されると、温度上昇に伴って収納部が縮むように変形する作用を利用して、ヒートパイプ１２を確実に挟持することができる。また、これにより、構造を簡単にすることで、接触部片および熱伝導媒体といった部品を不要にすることができ、コストを抑えることができる。
【実施例１０】
【００８６】
次に、本発明の第１０実施例について説明する。
図１２は本発明の第１０実施例を示すサーマルコネクタの分解斜視図である。なお、本実施例のサーマルコネクタは第７実施例の変形実施例であり、本実施例に示す構成要素が第６実施例、第７実施例と同じものについては説明を省略し異なる点のみ説明する。
図１２において、１０１は本体、１０２は挿入口、１０３は収納部、１０４はフィン、１０５はカバーである。
第１０実施例が第７実施例と異なる点は以下のとおりである。
すなわち、サーマルコネクタは、高熱伝導性の金属材料からなる本体１０１と、本体１０１の外縁に設けられると共に丸型ヒートパイプ１２を挿抜するための面取り加工が施された挿入口１０２と、挿入口１０２の反対側外縁に本体１０１の内部に向かって挿入口１０２と同一軸線上に穿設された収納部１０３と、収納部１０３の内径よりわずかに小さい外形をもち収納部１０３内部に配設された接触部片４２と、本体１０１の外周に設けたフィン１０４とを備えた点である。
【００８７】
なお、収納部１０３の端面には接触部片４２が脱落しないようにカバー１０５が取り付けられる、また、接触部片４２は第７実施例の図８に示すものであり、本体１０１に設けた収納部内径は接触部片外形よりわずかに大きく作られており、接触部片４２と収納部内径との間のすきまは熱伝導性の良いシリコングリースなどで埋められる。
【実施例１１】
【００８８】
次に、本発明の第１１実施例について説明する。
図１３は本発明の第１１実施例を示すサーマルコネクタの分解斜視図である。なお、本実施例のサーマルコネクタは第２実施例の変形実施例であり、本実施例に示す構成要素が第１実施例、第２実施例と同じものについては説明を省略し異なる点のみ説明する。
図１３において、１１１は本体、１１２は収納部、１１３は接触部片、１１３ａ、１１３ｂはツバの部分、１１４はフィン、１１５は前カバー、１１６は後カバー、１１７ａ、１１７ｂはスリットである。
第１１実施例が第２実施例と異なる点は以下のとおりである。
すなわち、サーマルコネクタは、高熱伝導性の金属材料からなる本体１１１と、本体１１１の偏平ヒートパイプ２を挿抜する面から奥行き方向に穿設された収納部１１２と、収納部１１２の内部に配設されると共に高熱伝導性の金属材料から成形された弾力性を持つ１個の接触部片１１３と、本体１１１の外周に設けたフィン１１４とを備え、収納部１１２の金属面と接触部片１１３との間に偏平ヒートパイプ２を挿抜するようにした点である。
【００８９】
そして、収納部１１２の前後端面には接触部片が脱落しないように前カバー１１５、後カバー１１６が取り付けられる。
また、接触部片１１３はその断面が台形をなしており、その上下のツバの部分１１３ａ、１１３ｂが収納部右端の上下のスリット１１７ａ、１１７ｂに配置される。接触部片１１３の板厚、台形の高さについては、偏平ヒートパイプ２を収納部１１２に挿入したときに、接触部片１１３が弾性により変形し、偏平ヒートパイプ２を適度の圧力で収納部１１２の左端の金属面に押し付けることが容易にできることを考量して設計する。このような構造のサーマルコネクタにおいて、偏平ヒートパイプ２の熱は、主に熱抵抗の小さい収納部１１２の左端の金属面より本体１１１に伝わり一部は接触部片１１３より収納部右端の金属面へ伝わり放熱される。
【実施例１２】
【００９０】
次に、本発明の第１２実施例を図１４を用いて説明する。
図１４はサーマルコネクタにフィンを装着した冷却装置の分解斜視図、図１５は偏平ヒートパイプ用の冷却装置の本体をマウントベースに取り付けた使用例を示した斜視図である。なお、ここでは偏平ヒートパイプ用サーマルコネクタを例に説明する。
図１４、図１５において、１２０は偏平ヒートパイプ用サーマルコネクタ、１２１は本体、１２２は熱授受部、１２２ａは収納部、１２２ｂは接触部片、１２２ｃは熱伝導媒体、１２３は偏平ヒートパイプ、１２４は主ヒートパイプ、１２５は貫通孔、１２６はフィン、１２７、１２７ａ、１２７ｂは厚み部分、１２８はスリット、１３１はタップ穴、１３２はボルトねじ、１３３は前カバー、１３４は後カバー、１３５は取り付け面、１３６は穴、１３７はマウントベース、１３８はプリント基板、１３９は発熱体である。
本実施例の特徴は以下のとおりである。
すなわち、マウントベース１３７上に発熱体１３９を実装してなる複数のプリント基板１３８を具備した電子装置であって、直方体状の本体１２１の内部に発熱体１３９に装着される偏平ヒートパイプ１２３を挿抜するように穿設された収納部１２２ａと、収納部１２２ａの内部に配設された接触部片１２２ｂと、収納部１２２ａと接触部片１２２ｂの間に挟持され弾性を有する熱伝導媒体１２２ｃで構成される熱授受部１２２を長手方向に向かって１列に複数個並べて配設してなる直方体状の偏平ヒートパイプ用サーマルコネクタ１２０と、本体１２１の内部に熱授受部１２２の配列方向に沿って貫通するように穿設された貫通孔１２５と、偏平ヒートパイプ１２３を介して発熱体１３９から本体１２１の熱授受部１２２に集熱させた熱を外部へ移送するように、本体１２１の貫通孔１２５に嵌着した主ヒートパイプ１２４と、主ヒートパイプ１２４の他端に設けた放熱用のフィン１２６と、を備えたものとなっている。
【００９１】
また、本体１２１は、本体１２１の底部と貫通孔１２５との間における該本体の厚み方向およびヒートパイプ１２３の挿入方向と直交する方向に形成されると共に本体１２１の厚み部分を１２７ａ、１２７ｂの部分に２分割してなるスリット１２８と、本体１２１の厚み方向に向かってスリット１２８を貫通するように穿設された複数個の図示しない通し穴および雌ネジを有するタップ穴１３１（本例では４個）と、本体１２１に穿設された通し穴（不図示）を通してタップ穴１３１にねじ込むためのボルトねじ１３２と、が備えられ、スリット１２８部の間隙をボルトねじ１３２の締め付けにより調節し、主ヒートパイプと貫通孔１２５の密着を良好にするようになっている。
また、接触部片１２２ｂ、熱伝導媒体１２２ｃを収納部１２２ａに収納し前カバー１３３、後カバー１３４を取り付けてこれらの部品が脱落しないようにする。取り付け面１３５をマウントベースなどに取り付けて穴１３６で固定する。
上記に述べた偏平ヒートパイプ用冷却装置の本体１２１をマウントベースに取り付けた使用例を図１５に示している。
【実施例１３】
【００９２】
次に、本発明の第１３実施例について説明する。
図１６は本発明の第１３実施例を示すサーマルコネクタの分解斜視図である。
ここでは偏平ヒートパイプ用サーマルコネクタを例に説明する。
図１６において、１４０は偏平ヒートパイプ用サーマルコネクタ、１４１は本体、１４２は熱授受部、１４２ａは収納部、１４２ｂは接触部片、１４２ｃは熱伝導媒体、１４３は偏平ヒートパイプ、１４４はヒートシンク、１４５はカバー、１４６は取り付け面、１４７は穴である。
本実施例の特徴は以下のとおりである。
すなわち、直方体状の本体１４１の内部に発熱体（不図示）に装着される偏平ヒートパイプ１４３を挿抜するように穿設された収納部１４２ａと、収納部１４２ａの内部に配設された接触部片１４２ｂと、収納部１４２ａと接触部片１４２ｂの間に挟持され弾性を有する熱伝導媒体１４２ｃで構成される熱授受部１４２を長手方向に向かって１列に複数個並べて配設してなる直方体状の偏平ヒートパイプ用サーマルコネクタの本体１４１と、該コネクタ本体１４１のヒートパイプの挿入側と反対側に設けた放熱用のヒートシンク１４４と、を備え、ヒートシンク１４４を自然対流により冷却するようにしたものとなっている。
【００９３】
接触部片１４２ｂ、熱伝導媒体１４２ｃを収納部１４２ａに収納し、本体後部にヒートシンク１４４を装着し、カバー１４５を取り付けてこれらの部品が脱落しないようにする。本体１４１の取り付け面１４６をマウントベースなどに取り付けて穴１４７で固定する。
【００９４】
図１７は図１６のサーマルコネクタのヒートシンクにファンを取り付けた例である。
図１７において、１４８はスタッド、１４９は冷却ファンである。
図に示すようにヒートシンク１４４を外部からの自然対流により冷却するかわりに、ヒートシンク１４４上にスタッド１４８を立て、該スタッド１４８に冷却ファン１４９を配設することで強制対流により冷却するようになっている。このようにすれば外部より風を送る装置が不要になり冷却システム全体が簡素化する。
【実施例１４】
【００９５】
次に、本発明の第１４実施例を図１８を用いて説明する。
図１８はサーマルコネクタにフィンを装着した冷却装置の一部を分解した斜視図、図１９は上記冷却装置１５０をマウントベースに取り付けた使用例を示している。ここでは主として偏平ヒートパイプ用サーマルコネクタを例に説明する。
図１８において、１５０は冷却装置、１５１は偏平ヒートパイプ用サーマルコネクタ（本体）、１５２は丸型ヒートパイプ用サーマルコネクタ（本体）、１５３、１５３ａ、１５３ｂは厚み部分、１５４はヒートパイプ、１５５は主ヒートパイプ、１５６はスリット、１５７はタップ穴、１６０はボルトねじ、１６１はフィン、１６２は偏平ヒートパイプ用サーマルコネクタの熱授受部、１６３は丸型ヒートパイプ用サーマルコネクタの熱授受部、１６４、１６５は取り付け面、１６６はタップ穴、１６７は貫通孔である。また、図１９において、１７０はマウントベース、１７１はプリント基板、１７２は発熱体である。
本実施例の特徴は以下のとおりである。
すなわち、マウントベース１７０上に発熱体１７２を実装してなる複数のプリント基板１７１を具備した電子装置であって、ブロック状の本体の内部に発熱体に装着される偏平ヒートパイプあるいは丸型ヒートパイプ１５４を挿抜するように穿設された収納部と、収納部の内部に配設された接触部片と、収納部と接触部片の間に挟持され弾性を有する熱伝導媒体で構成される熱授受部１６２、１６３と、本体の内部に熱授受部１６２、１６３の配置方向に対して直交するように穿設された貫通孔１６７とを備えたヒートパイプ用サーマルコネクタ１５１、１５２と、ヒートパイプ用サーマルコネクタを間隔をおいて直線状に並べた場合に、偏平ヒートパイプまたは丸型ヒートパイプを介して発熱体からサーマルコネクタ１５１、１５２の熱授受部に集熱させた熱を外部へ移送するように、本体の貫通孔１６７に嵌着した主ヒートパイプ１５５と、主ヒートパイプ１５５の他端に設けた放熱用のフィン１６１と、を備えた点である。
また、サーマルコネクタ１５１、１５２は、該コネクタの底部と貫通孔１６７との間における該本体の厚み方向およびヒートパイプ１５４の挿入方向と直交する方向に形成されると共に本体を２分割してなるスリット１５６と、本体の厚み方向に向かってスリット１５６を貫通するように穿設された図示しない通し穴および雌ネジを有するタップ穴１５７（本例では４個）と、本体に穿設された通し穴（不図示）を通してタップ穴１５７にねじ込むためのボルトねじ１６０と、が備えられ、スリット部１５６の間隙をボルトねじ１６０の締め付けにより調節し、主ヒートパイプ１５５と貫通孔１６７の密着を良好にするようになっている。
また、サーマルコネクタのヒートパイプ挿入面側にはマウントベースへの取り付け面１６４、１６５がある。取り付け面１６４、１６５のタップ穴１６６でマウントベースに取り付ける。
【００９６】
図１８、図１９に示すように、本冷却装置は上述した構造にしたので、複数枚のプリント基板に要求される冷却能力に応じて、最適なヒートパイプの種類、サイズ、およびサーマルコネクタを選定することができ、また、プリント基板の増減や配置変更に柔軟に対応することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は、抜き挿し自在を必要とするプリント基板に実装される発熱体の熱を、偏平状あるいは丸型状のヒートパイプにより機器外部に放出するサーマルコネクタに関するものであり、半導体の高発熱化という問題に対して、ユニットの小型軽量化という要求を解決する手段として不可欠の技術である。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の第１実施例に係るサーマルコネクタを備えた電子装置の全体斜視図を示す。
【図２】本発明の第２実施例を示すサーマルコネクタの斜視図である。
【図３】本発明の第３実施例を示すサーマルコネクタの上面図である。
【図４】本発明の第４実施例を示すサーマルコネクタの斜視図である。
【図５】本発明の第５実施例を示す金属細線を用いた熱伝導媒体の斜視図である。
【図６】本発明の第６実施例を示すサーマルコネクタを備えた電子装置の全体斜視図である。
【図７】本発明の第７実施例を示すサーマルコネクタであって、（ａ）はその分解斜視図、（ｂ）は（ａ）図の反対側から見た分解斜視図である。
【図８】第７実施例におけるサーマルコネクタに用いる接触部片の斜視図である。
【図９】第７実施例におけるサーマルコネクタに用いる熱伝導媒体の斜視図である。
【図１０】本発明の第８実施例を示す接触部片とリング状熱伝導媒体を組み合わせた斜視図である。
【図１１】本発明の第９実施例を示す形状記憶合金を用いたサーマルコネクタの斜視図である。
【図１２】本発明の第１０実施例を示すサーマルコネクタの分解斜視図である。
【図１３】本発明の第１１実施例を示すサーマルコネクタの分解斜視図である。
【図１４】本発明の第１２実施例を示す冷却装置の分解斜視図である。
【図１５】図１４の冷却装置をマウントベースに取り付けた斜視図である。
【図１６】本発明の第１３実施例を示すサーマルコネクタの分解斜視図である。
【図１７】図１６のサーマルコネクタのヒートシンクにファンを取り付けた例である。
【図１８】本発明の第１４実施例を示す冷却装置の一部を分解した斜視図である。
【図１９】図１８の冷却装置をマウントベースに取り付けた斜視図である。
【図２０】第１従来技術を示す電子装置の冷却装置の全体斜視図である。
【図２１】図２０の電子装置の冷却装置に使用されるサーマルコネクタの分解斜視図である。
【図２２】第２従来技術を示すサーマルコネクタの斜視図である。
【図２３】第３従来例を示す冷却装置の斜視図である。
【符号の説明】
【００９９】
１ 発熱体
２ 偏平ヒートパイプ
３ バスコネクタ
４ プリント基板
５ ケース
６ カバー
７ 電子ユニット
８ マウントベース
９ 相手側コネクタ
１０ マザーボード
１１ サーマルコネクタ
１２ 丸型ヒートパイプ
１３ サーマルコネクタ
２１ 本体
２２ 接触部片
２３ 熱伝導媒体
２４ 収納部
２５ 開口部
２６ フィン
３２ 薄板接触部片
３３ 熱伝導媒体
４１ 本体
４２ 接触部片
４３ 熱伝導媒体
４４ 収納部
４５ 挿入口
４６ フィン
４７ 取り付け穴
４８ カバー
５１ 分割型接触部片
５２ リング状熱伝導媒体
６１ 本体
６２ 円形穴
６３ スリット
６４ フィン
６５ 挿入口
１０１ 本体、
１０２ 挿入口、
１０３ 収納部、
１０４ フィン、
１０５ カバー
１１１ 本体、
１１２ 収納部、
１１３ 接触部片、
１１３ａ、１１３ｂ ツバの部分、
１１４ フィン、
１１５ 前カバー、
１１６ 後カバー、
１１７ａ、１１７ｂ スリット
１２０ 偏平ヒートパイプ用サーマルコネクタ、
１２１ 本体、
１２２ 熱授受部、
１２２ａ 収納部、
１２２ｂ 接触部片、
１２２ｃ 熱伝導媒体、
１２３ 偏平ヒートパイプ、
１２４ 主ヒートパイプ、
１２５ 貫通孔、
１２６ フィン、
１２７、１２７ａ、１２７ｂ 厚み部分、
１２８ スリット、
１３１ タップ穴、
１３２ ボルトねじ、
１３３ 前カバー、
１３４ 後カバー、
１３５ 取り付け面、
１３６ 穴、
１３７ マウントベース、
１３８ プリント基板、
１３９ 発熱体、
１４０ 偏平ヒートパイプ用サーマルコネクタ、
１４１ 本体、
１４２ 熱授受部、
１４２ａ 収納部、
１４２ｂ 接触部片、
１４２ｃ 熱伝導媒体、
１４３ ヒートパイプ
１４４ ヒートシンク、
１４５ カバー、
１４６ 取り付け面、
１４７ 穴、
１４８ スタッド、
１４９ 冷却ファン
１６０ 冷却装置、
１５１ 偏平ヒートパイプ用サーマルコネクタ（本体）、
１５２ 丸型ヒートパイプ用サーマルコネクタ（本体）、
１５３、１５３ａ、１５３ｂ 厚み部分、
１５４ ヒートパイプ、
１５５ 主ヒートパイプ、
１５６ スリット、
１５７ タップ穴、
１６０ ボルトねじ、
１６１ フィン列、
１６２ 偏平ヒートパイプ用サーマルコネクタの熱授受部、
１６３ 丸型ヒートパイプ用サーマルコネクタの熱授受部、
１６４、１６５ 取り付け面、
１６６ タップ穴、
１６７ 貫通孔
１７０ マウントベース、
１７１ プリント基板、
１７２ 発熱体
【出願人】 【識別番号】０００００６６２２
【氏名又は名称】株式会社安川電機
【住所又は居所】福岡県北九州市八幡西区黒崎城石２番１号
【出願日】 平成１６年５月２０日（２００４．５．２０）
【代理人】
【公開番号】 特開２００５−２２３３０６（Ｐ２００５−２２３３０６Ａ）
【公開日】 平成１７年８月１８日（２００５．８．１８）
【出願番号】 特願２００４−１５０８４２（Ｐ２００４−１５０８４２）