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図面 (9)

課題・解決手段

図1に示された放熱部材1は、粒径が概ね3〜7μmのショールトルマリン粉末流動状の固定剤とを混和してなる塗布剤を、銅やアルミニウム等の熱伝導性の優れた金属からなる基材の表面に、前記ショールトルマリン粉末が1平方cmあたり0.025〜0.05グラム密度となるように塗着して固化したトルマリン層を有して構成する。このように構成することで、黒色塗装を基材に施した放熱部材よりも、さらなる放熱効果が期待できる放熱部材、或いは装置または部品そのものを提供することができる。

概要

背景

従来より、内燃機関や、冷蔵庫をはじめとする熱交換機コンピュータのCPU等の電子デバイス等の熱が発生する装置は、その放熱を司る放熱部、たとえば、放熱フィンや内燃機関等のマフラー、各種電動モータヒートシンクなどを、黒色塗装を施して放熱効果を向上させている。

しかしながら、黒色塗装を施したのみでは、さらなる放熱効果の向上は期待できないため、上記したような、熱が発生する多種多様な装置は、放熱部の構造に工夫(例えば熱対流を促進させる構造など)を加え、放熱効果の向上を果たしている。

その一例として、たとえば、電力回路を構成する複数のバスバー具備する回路構成体を、絶縁層コーティングされたバスバー接着面を有した放熱部材を備え、このバスバー接着面上に前記複数本のバスバーが並べられた状態で当該バスバー接着面に各バスバーが直接接着することで、簡単な構造で、バスバーを効率良く冷却する、としている(例えば特開2003−164040号公報参照)。

また、他の例として、電流分配回路板プリント基板とを空隙をあけた状態で支持し、介在させる絶縁板廃止すると共に、空隙の存在により放熱性を向上させた電気接続箱等があげられる(例えば特開2003−87938号公報参照)。

以上、放熱効果を向上させるため構造に特徴を持たせた一例を例示したが、さらなる放熱効果の向上を果たすには、部材そのものを見直す必要がある。

しかしながら、材質自体を改良させて物性である熱伝導率を向上させることは極めて困難である。

そこで、上述したように、放熱および吸熱の効果がある黒色塗装を、熱伝導率が高い銅やアルミニウム等の基材に施しているわけではあるが、本発明は、その黒色塗装を基材に施した放熱部材よりも、さらなる放熱効果が期待できる放熱部材と、その放熱部材を用いた装置、筐体、コンピュータ支持台、放熱部材製造方法を提供することを目的とする。

特開2003−164040号公報特開2003−87938号公報

概要

に示された放熱部材1は、粒径が概ね3〜7μmのショールトルマリン粉末流動状の固定剤とを混和してなる塗布剤を、銅やアルミニウム等の熱伝導性の優れた金属からなる基材の表面に、前記ショールトルマリン粉末が1平方cmあたり0.025〜0.05グラム密度となるように塗着して固化したトルマリン層を有して構成する。このように構成することで、黒色塗装を基材に施した放熱部材よりも、さらなる放熱効果が期待できる放熱部材、或いは装置または部品そのものを提供することができる。

目的

本発明は、その黒色塗装を基材に施した放熱部材よりも、さらなる放熱効果が期待できる放熱部材と、その放熱部材を用いた装置、筐体、コンピュータ支持台、放熱部材製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
2件

この技術が所属する分野

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請求項1

粒径が概ね3〜7μmのショールトルマリン粉末流動状の固定剤とを混和してなる塗布剤を、銅やアルミニウム等の熱伝導性の優れた金属からなる基材の表面に、前記ショールトルマリン粉末が1平方cmあたり0.025〜0.05グラム密度となるように塗着して固化してなるトルマリン層を有したことを特徴とする放熱部材

請求項2

アルミニウムからなる基材に、粒径が概ね3〜7μmのショールトルマリン粉末が混入されてなることを特徴とする放熱部材。

請求項3

プラスチックからなる基材に、粒径が概ね3〜7μmのショールトルマリン粉末が混入されてなることを特徴とする放熱部材。

請求項4

熱交換機や、各種機器等の装置における熱が発生する発生部および/または熱を放熱させる放熱部を、請求の範囲第1項または第2項の放熱部材を用いて構成したことを特徴とする装置。

請求項5

前記放熱部材を用いて構成した装置は、冷却装置であると共に、前記放熱部材は、前記冷却装置の熱交換機系に用いられていることを特徴とする請求の範囲第4項記載の放熱部材。

請求項6

コンピュータハードディスク等の電気機器を構成するケースを、請求の範囲第1項から第3項の何れか記載の放熱部材を用いて形成したことを特徴とするケース。

請求項7

ノート型コンピュータを載置させるコンピュータ支持台であって、請求の範囲第1項から第3項の何れか記載の放熱部材で側面視略L字状に形成してなることを特徴とするコンピュータ支持台。

請求項8

粒径が概ね3〜7μmのショールトルマリン粉末と固定剤とを混和して塗布剤を生成する塗布剤生成工程と、銅やアルミニウム等の熱伝導性の優れた金属からなる基材の表面に、前記ショールトルマリン粉末が1平方cmあたり0.025〜0.05グラムの密度となるように前記塗布剤を塗布する塗布工程と、を有してなることを特徴とする放熱部材製造方法。

請求項9

溶融状態のアルミニウムとショールトルマリン粉末とを混和し、所望の形状に固化してなることを特徴とする放熱部材製造方法。

請求項10

流動状態プラスチック材料とショールトルマリン粉末とを混和し、所望の形状に固化してなることを特徴とする放熱部材製造方法。

技術分野

0001

本発明は、放熱性に優れた放熱部材、および、その放熱部材を用いた装置、筐体コンピュータ支持台、放熱部材製造方法に関する。

背景技術

0002

従来より、内燃機関や、冷蔵庫をはじめとする熱交換機、コンピュータのCPU等の電子デバイス等の熱が発生する装置は、その放熱を司る放熱部、たとえば、放熱フィンや内燃機関等のマフラー、各種電動モータヒートシンクなどを、黒色塗装を施して放熱効果を向上させている。

0003

しかしながら、黒色塗装を施したのみでは、さらなる放熱効果の向上は期待できないため、上記したような、熱が発生する多種多様な装置は、放熱部の構造に工夫(例えば熱対流を促進させる構造など)を加え、放熱効果の向上を果たしている。

0004

その一例として、たとえば、電力回路を構成する複数のバスバー具備する回路構成体を、絶縁層コーティングされたバスバー接着面を有した放熱部材を備え、このバスバー接着面上に前記複数本のバスバーが並べられた状態で当該バスバー接着面に各バスバーが直接接着することで、簡単な構造で、バスバーを効率良く冷却する、としている(例えば特開2003−164040号公報参照)。

0005

また、他の例として、電流分配回路板プリント基板とを空隙をあけた状態で支持し、介在させる絶縁板廃止すると共に、空隙の存在により放熱性を向上させた電気接続箱等があげられる(例えば特開2003−87938号公報参照)。

0006

以上、放熱効果を向上させるため構造に特徴を持たせた一例を例示したが、さらなる放熱効果の向上を果たすには、部材そのものを見直す必要がある。

0007

しかしながら、材質自体を改良させて物性である熱伝導率を向上させることは極めて困難である。

0008

そこで、上述したように、放熱および吸熱の効果がある黒色塗装を、熱伝導率が高い銅やアルミニウム等の基材に施しているわけではあるが、本発明は、その黒色塗装を基材に施した放熱部材よりも、さらなる放熱効果が期待できる放熱部材と、その放熱部材を用いた装置、筐体、コンピュータ支持台、放熱部材製造方法を提供することを目的とする。

0009

特開2003−164040号公報特開2003−87938号公報

0010

上記課題を解決するために、本件発明者は、基材にさまざまな試料を塗布して放熱状態実験を試みたところ、トルマリンに極めて顕著な効果(特定の属性発見)があることを知見し、さらに、鋭意研究した結果、ドラバイトトルマリン、ショールトルマリンミックストルマリン、リチアトルマリン等、数多く自然界に存在する数種のトルマリンの中から優れた放熱効果を奏するトルマリンを知見し、さらに、優れた放熱効果を奏するそのトルマリンにも、際だって優れた放熱効果を奏する、粒径単位面積あたりの密度(塗布量)の存在を知見した。このようにして、特定のトルマリンに着目した本件発明者は、そのトルマリン粉末を用いて(この性質、属性を専ら利用することによって)上記課題を解決する放熱部材等を発明するに至った。

0011

すなわち、請求の範囲第1項記載の放熱部材は、粒径が概ね3〜7μmのショールトルマリン粉末流動状の固定剤とを混和してなる塗布剤を、銅やアルミニウム等の熱伝導性の優れた金属からなる基材の表面に、前記ショールトルマリン粉末が1平方cmあたり0.025〜0.05グラムの密度となるように塗着して固化してなるトルマリン層を有したことを特徴とする。

0012

請求の範囲第2項記載の放熱部材は、アルミニウムからなる基材に、粒径が概ね3〜7μmのショールトルマリン粉末が混入されてなることを特徴とする。

0013

請求の範囲第3項記載の放熱部材は、プラスチックからなる基材に、粒径が概ね3〜7μmのショールトルマリン粉末が混入されてなることを特徴とする。

0014

請求の範囲第4項記載の装置は、熱交換機や、各種機器等の装置における熱が発生する発生部および/または熱を放熱させる放熱部を、請求の範囲第1項または第2項の放熱部材を用いて構成したことを特徴とする。

0015

請求の範囲第5項記載の装置は、請求の範囲第4項において、前記放熱部材を用いて構成した装置は、冷却装置であると共に、前記放熱部材は、前記冷却装置の熱交換機系に用いられていることを特徴とする。

0016

請求の範囲第6項記載のケースは、コンピュータやハードディスク等の電気機器を構成するケースを、請求の範囲第1項から第3項の何れか記載の放熱部材を用いて形成したことを特徴とする。

0017

請求の範囲第7項記載のコンピュータ支持台は、ノート型コンピュータを載置させるコンピュータ支持台であって、請求の範囲第1項から第3項の何れか記載の放熱部材で側面視略L字状に形成してなることを特徴とする。

0018

請求の範囲第8項記載の放熱部材製造方法は、粒径が概ね3〜7μmのショールトルマリン粉末と固定剤とを混和して塗布剤を生成する塗布剤生成工程と、銅やアルミニウム等の熱伝導性の優れた金属からなる基材の表面に、前記ショールトルマリン粉末が1平方cmあたり0.025〜0.05グラムの密度となるように前記塗布剤を塗布する塗布工程と、を有してなることを特徴とする。

0019

請求の範囲第9項記載の放熱部材製造方法は、溶融状態のアルミニウムとショールトルマリン粉末とを混和し、所望の形状に固化してなることを特徴とする。

0020

請求の範囲第10項記載の放熱部材製造方法は、流動状態プラスチック材料とショールトルマリン粉末とを混和し、所望の形状に固化してなることを特徴とする。

発明を実施するための最良の形態

0021

本発明をより詳細に説明するために、添付図面を参照してこれを説明する。

0022

図中、符号1は、放熱部材を、符号11は基材を、符号12はトルマリン層を示す。

0023

(実施の形態1)
本実施の形態にかかる放熱部材1は、図1に示すように、熱伝導率の高い銅の薄板板厚0.8mm)からなる基材11と、その基材11の上面に塗着されショールトルマリン粉末を主成分としたトルマリン層12とを備えてなる。

0024

このトルマリン層12は、粒径が概ね6μmのショールトルマリン粉末と、アクリル系の揮発性合成樹脂塗料からなる固定剤とを、その重量比1:1の割合で混和(塗布剤生成工程)して塗布剤を生成し、その塗布剤を、ショールトルマリン粉末が1平方cmあたり0.025〜0.05グラムの密度となるように基材11に多重塗り(塗布工程)して固化させて形成されている。

0025

なお、ドラバイトトルマリン、ショールトルマリン、ミックストルマリン、リチアトルマリン等の代表的なトルマリンを用いて放熱に関する予備試験を行い、最も放熱効果があった黒色をしたショールトルマリンを採用している。

0026

そもそも、トルマリンがイオンをだす、或いは電気を発生する、という事は周知のことであるが、エネルギ不変法則から、トルマリンがイオンや電気を出力するためには何らかの入力エネルギが必要であり、本発明の効果から推察すると、熱エネルギをイオンや電気に転化しているものと思われる。

0027

したがって、電極間電圧が高いショールトルマリンが最も放熱効果があったものと推定している。

0028

また、固定剤とショールトルマリン粉末との重量比1:1としたのは、固定剤が乾燥して固化した際に、ショールトルマリン粉末が緊密な状態を保つのに好バランスであることが実験から確認されており、固定剤をショールトルマリン粉末より少なくすると基材から剥離しやすくなり、固定剤をショールトルマリン粉末より多くすると、所望したショールトルマリンの密度となるまで多重塗りすることになり施工性が悪い。因みに20gの液状状態のアクリル系の揮発性合成樹脂塗料が、乾燥すると4gとなっている。

0029

さらに、このトルマリン層12は、最も放熱効果があった上記したショールトルマリンについて、さらに、粒径別選定実験、塗布量選定実験、固定剤選定実験を行い、その実験結果から際だって優れたデータに基づいて構成している。その各選定実験の詳細は後述する。

0030

また、このショールトルマリン粉末を混入させる液体は、上記したアクリル系の揮発性合成樹脂塗料に限定されず、水性エマルジョン系塗料二液混合エポキシ塗料などの周知の耐熱塗料でも良いものであり、すなわち、固化し、かつ、基材11から容易に剥離しない(長期に亘って塗着状態を維持)ものであれば、いずれの液状物でも良い。

0031

また、溶融状態のアルミニウムやプラスチックの基材に、粒径が概ね3〜7μmのショールトルマリン粉末を混和して所望の形状に固化させても良い。

0032

なお、トルマリン(ショールトルマリンに限らない)は、900℃以上の熱を加えると破壊してしまうので、熱伝導の優れると共に融点が660℃であるアルミニウムが、上記したように基材自体にショールトルマリン粉末を含有させる場合において最も好適な部材である。

0033

また、プラスチックの基材自体にショールトルマリン粉末を含有させる場合、ペレットとショールトルマリン粉末とを重量比、概ね10%の割合で混和し、一般的な射出成形などの従来の成形手段をそのまま用いて所望形状の放熱部材が製造できる。

0034

次に、以上のように構成された本実施の形態にかかる放熱部材1を用いた放熱実験について説明する。

0035

なお、実験の際に、比較対象として、0.8mm銅板の基材11の上面にのみ黒色塗装を施したもの(以下、比較試料A)と、その基材11そのままのもの(以下、比較試料B)とを用い、本実施の形態にかかる放熱部材との放熱状態を比較した。

0036

実験の概要は、図2に示したように、トルマリン層12や黒色塗装面とは反対側の面の一端部(比較試料Bのみ、温度センサー貼付面の方向性無し)に温度センサーCを貼付し、この放熱部材1と、比較試料Aまたは比較試料Bのいずれか選んで、家庭用電熱器ホットプレート)Dの上に2つ同時に載置する。このとき、トルマリン層12や黒色塗装が上方となるように、また、温度センサーCが家庭用電熱器D自体の熱の影響を受けないように、電熱器から遠ざけるように、放熱部材1や比較試料A、比較試料Bを家庭用電熱器Dに載置している。

0037

そして、家庭用電熱器Dを通電させることで、家庭用電熱器Dの上に載置したこれらものを、適当な温度に上昇させていき、そのときの家庭用電熱器Dから離れた温度上昇計測することで、上面から放熱される状態が把握できる。すなわち、基材11自体の材質、載置条件、加熱条件を揃えているため、基材11表面に形成された黒色塗装層、トルマリン層12、形成層なし、各部材の放熱効果が把握できる。

0038

このような条件のもとで、まず、放熱部材1と比較試料A、比較試料Bとの放熱の実験結果を説明する。

0039

まず、放熱部材1と比較試料Bを同時条件のもとで温度計測したところ、放熱部材1が43.5℃であったのに対し、比較試料Bは、51.7℃であった。その温度差は、8.2℃あり、放熱部材1の方が放熱効果があることが認められた。

0040

次に、放熱部材1と比較試料Aを同時条件のもとで温度計測したところ、放熱部材1が54.5℃であったのに対し、比較試料Aは、57.8℃であった。その温度差は、3.3℃あり、放熱部材1の方が放熱効果があることが認められた。

0041

以上のことから、本実施形態にかかる放熱部材1は、比較試料Aおよび比較試料Bよりも放熱効果があることが認められた。また、本実施の形態にかかる放熱部材1は、薄板状に構成したことから、切断加工や折り曲げ加工が容易であり、さまざまな放熱部分に適するように加工することができる。

0042

次に、上記した本実施の形態にかかる放熱部材のショールトルマリンを用いたトルマリン層を選定するために実施された、粒径別選定実験、塗布量選定実験、固定剤選定実験について詳細に説明する。

0043

1.粒径別選定実験
ショールトルマリンの粒径別の放熱効果について説明する。

0044

供試体である放熱部材M2は、ショールトルマリンの粒径が、1.2μm、3μm、325メッシュ、6μmの夫々のショールトルマリン粉末を、アクリル系の揮発性合成樹脂塗料からなる固定剤に、重量比1:1の割合(30g:30g)で混和して、4つの試料用塗布剤を生成し、大きさ(縦幅×横幅×厚み)300×200×0.8mmの銅板の一表面に、1平方cmあたり、夫々のショールトルマリンの密度が0.05グラムとなるように塗布(一表面を塗りきる)して、4つの試料用の放熱部材M2を用意する。

0045

そして、図8及び図9に示すように、サーモスタット付きの電熱器の上に、大きさ(縦幅×横幅×厚み)200×300×0.8mmの銅板M1を載置し、その銅板M1の上に、試料用の放熱部材M2を下部同士を揃えるように、かつ、トルマリン層が上側となるように載置する。

0046

そして、銅板M1の右端中央部より内側に10mmずれた位置と、放熱部材M2の上部中央部より内側に10mmずれた位置(トルマリン層側)とに、温度計測装置S2に接続された温度センサーS1を貼付する。

0047

そして、電熱器D1の温度設定に50℃に設定し、予熱時間として約1時間を経過した後、銅板M1と、供試体である放熱部材M2の温度を15秒おきに計測した(なお、電熱器を4つ用意し、4つの銅板と供試用放熱部材とを同時に計測している)。

0048

上記の条件のもと、得られた実験結果を下表に示す。なお、各表の右側最下欄部は、供試用放熱部材の平均温度、銅板の平均温度、銅板の平均温度から供試用放熱部材の平均温度を引いて算出した平均温度差を示す。

0049

0050

0051

0052

0053

以上のことから、ショールトルマリンの粒径が6μmの供試用の放熱部材が10分間の平均温度差5.24℃が最も高く、これに続いて、3μmが4.48℃、325メッシュが4.39℃、1.2μmが2.95℃の実験結果が得られた。このことから、ショールトルマリンの粒径が6μmをピークに3μmあたりから際だった放熱効果が得られ、粒径が6μmより大きく(325メッシュ)なると、僅かながら放熱効果の減少が認められた。したがって、基材との一体感(塗着力)や、表面粗さ(液状の固定剤が乾燥するとショールトルマリンによって微細凹凸が形成される)をなるべく小さくしたいことを考慮すると、粒径が概ね3〜7μmのショールトルマリンが好適である。特に、放熱効果が最も高く、かつ、実用上問題のない表面粗さが得られる粒径が概ね6μmのショールトルマリンが極めて好適である。

0054

2.塗布量選定実験
次にショールトルマリンの塗布量別の放熱効果について説明する。

0055

供試体である放熱部材は、ショールトルマリンの粒径が6μmのショールトルマリン粉末とし、アクリル系の揮発性合成樹脂塗料からなる固定剤に、重量比1:1の割合(9g:9g、15g:15g、30g:30g、60g:60g)で混和して、4つの試料用塗布剤を生成し、大きさ(縦幅×横幅×厚み)300×200×0.8mmの銅板の一表面(片面のみ)に、全ての塗りきって、密度の異なる4つの試料用の放熱部材を用意する。すなわち、1平方cm当たりの密度は0.015g、0.025g、0.05g、0.1gとなる。

0056

そして、粒径別選定実験と同じように、サーモスタット付きの電熱器の上に、大きさ(縦幅×横幅×厚み)200×300×0.8mmの銅板を載置し、その銅板の上に、試料用の放熱部材を下部同士揃えるように、かつ、トルマリン層が上側となるように載置する。

0057

そして、銅板の右端中央部より内側に10mmずれた位置と、放熱部材の上部中央部より内側に10mmずれた位置(トルマリン層側)とに、温度計測装置に接続された温度センサーを貼付する(図8図9参照)。

0058

そして、電熱器の温度設定に50℃に設定し、予熱時間として約1時間を経過した後、銅板と、供試用放熱部材の温度を15秒おきに計測した(なお、電熱器を4つ用意し、4つの銅板と供試用放熱部材とを同時に計測している)。

0059

上記の条件のもと、得られた実験結果を下表に示す。なお、各表の右側最下欄部は、供試用放熱部材の平均温度、銅板の平均温度、銅板の平均温度から供試用放熱部材の平均温度を引いて算出した平均温度差を示す。

0060

0061

0062

0063

0064

以上のことから、放熱効果が最も高いのが、ショールトルマリンの1平方cm当たりの密度が、0.05g(温度差4.39℃)であり、次いで、0.025g(温度差3.3℃)、0.1g(温度差3.20)、0.015g(温度差3.18)となっている。したがって、ショールトルマリンの1平方cm当たりの密度、0.05〜0.025gが経済的で、かつ、放熱性が高いことが確認された。

0065

3.固定剤選定実験
次に固定剤別の放熱効果について説明する。

0066

供試体である放熱部材は、ショールトルマリンの粒径が6μmのショールトルマリン粉末とし、アクリル系の揮発性合成樹脂塗料と、水性エマルジョン系塗料、二液混合エポキシ塗料の3種類の固定剤に、それぞれ重量比1:1の割合(30g:30g)で混和して、3つの試料用塗布剤を生成し、大きさ(縦幅×横幅×厚み)300×200×0.8mmの銅板の一表面に、1平方cmあたり、ショールトルマリンの密度が0.05グラムとなるように塗布(一表面を塗りきる)して、3つの試料用の放熱部材を用意する。

0067

そして、粒径別選定実験と同じように、サーモスタット付きの電熱器の上に、大きさ(縦幅×横幅×厚み)200×300×0.8mmの銅板を載置し、その銅板の上に、試料用の放熱部材を下部同士を揃えるように、かつ、トルマリン層が上側となるように載置する(図8,9参照)。

0068

そして、銅板の右端中央部より内側に10mmずれた位置と、放熱部材の上部中央部より内側に10mmずれた位置(トルマリン層側)とに、温度計測装置に接続された温度センサーを貼付する。

0069

そして、電熱器の温度設定に50℃に設定し、予熱時間として約1時間を経過した後、銅板と、供試用放熱部材の温度を15秒おきに計測した(なお、電熱器を3つ用意し、3つの銅板と供試用放熱部材とを同時に計測している)。

0070

上記の条件のもと、得られた実験結果を下表に示す。なお、各表の右側最下欄部は、供試用放熱部材の平均温度、銅板の平均温度、銅板の平均温度から供試用放熱部材の平均温度を引いて算出した平均温度差を示す。

0071

0072

0073

0074

以上のことから、固定剤として使用する塗料については、アクリル系の揮発性合成樹脂塗料が好適であることが確認された。

0075

このように、粒径別選定実験、塗布量選定実験、固定剤選定実験の結果から、粒径が概ね6μmのショールトルマリン粉末と、アクリル系の揮発性合成樹脂塗料からなる固定剤とを、その重量比1:1の割合で混和して塗布剤を生成(塗布剤生成工程)し、その塗布剤を、ショールトルマリン粉末が1平方cmあたり0.05グラムの密度となるように基材に塗着して形成したトルマリン層が極めて好適であることが確認された。

0076

(実施の形態2)
次に、放熱部材1を具体的なさまざまな装置等に適用したものを説明する。この場合、必ずしも実施形態1で例示した薄板状の放熱部材1で形成するわけではなく、所望の形状(放熱フィン等)・材質(アルミニウム等)で形設された基材11に、実施形態1で例示したトルマリン層12を形成させたり、基材自体にショールトルマリン粉末を混入させて構成する。

0077

まず、冷蔵庫の熱交換機系に用いて構成した例を、図3を参照しながら説明する。

0078

冷蔵庫の熱交換機系Eは、図3に示すように、コンプレッサe1、冷媒タンクe2、被冷却室e3、熱発散機能部e4、それらを結ぶ管部材e5と、を備えて構成される周知構造のもので、それらの各構成体を、それぞれ所要形状に形設された基材11にトルマリン層12を形成させた放熱部材1で構成する。

0079

このように放熱部材1を用いて構成された冷蔵庫は、放熱効果の向上によって熱交換率が向上して、極めて好適な冷蔵庫となる。

0080

次に、放熱部材1をコンピュータFの所要箇所に用いて構成した例を、図4を参照しながら説明する。

0081

通常のコンピュータFの内部は、ケース(筐体)f1及びシャーシf2そして各機器f3の間においてはメッキ等が施されているか、金属素材そのものが露出している。しかしながら、この状態であると、内部で発生した熱がそれぞれの部材間反射を繰り返し、外部へ熱を逃がしにくい構造、いわゆる魔法瓶状態に近いものになっている。

0082

そこで、ケース(筐体)f1、シャーシf2、HDDやDVD等の各機器f3、CPUf4等の各構成体を、トルマリン層12を有した放熱部材1で構成することにより、内部熱反射を防ぐとともに、内部の熱を消耗させることにより、コンピュータFの内部温度を低下することができる。

0083

ここで、2台の外付けハードディスク、(IODATA機器製[HAD−iE160])を被試験体として放熱効果の実験をした。1台のケースはHDDノーマル(未処理)とし、もう1台のケースにトルマリン層を施した。このトルマリン層を形成するにあたり、粒径が概ね6μmのショールトルマリン粉末と、アクリル系の揮発性合成樹脂塗料からなる固定剤とを、その重量比1:1の割合で混和(塗布剤生成工程)して塗布剤を生成し、ショールトルマリンの1平方cm当たりの密度が、0.05〜0.025g以内に収まるようにケースの全面に渡り塗って所定時間ごと温度測定を行った。以下の実験結果を表12に示す。

0084

0085

この実験によれば、HDDノーマルの60分後のケース平均温度は41.540℃、トルマリン層を設けたHDDは、40.060℃の計測結果が得られ、ケース温度が低下することが確認できた。

0086

図4に示したコンピュータFは、ディスクトップパソコンであるが、図5に示したように、ノートパソコンGでも適用可能である。通常のノートパソコンケース(筐体)g1は、金属、またはポリカーボネート等の非金属による材質で構成されている。そのためケースg1を、ショールトルマリン粉末を混入させて構成することによって、内部熱を発散・消耗させ、ノートパソコンGの内部温度の上昇を防ぐことができる。

0087

通常の各種部品等のシャーシ及び本体筐体部においては、メッキ等が施されているか、あるいは金属素材そのものが露出している。このような状態では、内部で発生した熱は外部へ逃げにくい。

0088

この問題を解決するため、シャーシ等を放熱部材1で構成することで、内部熱放射を促進させるとともに、内部熱を消耗させることで、機器内部の温度上昇を防ぐことができる。

0089

たとえば、図6に示すように、電動モータHのハウジング(筐体)h1を放熱部材1で構成してもよいものである。

0090

また、放熱部材1で既存のノートパソコンNを載置させる支持台3を構成しても良いもので、この場合、図7に示したように、放熱部材1を、ノートパソコンNが載置するのに十分な幅と所要角度傾斜させるのに好適な高さでもって側面視略L字状に折り曲げ形成して支持台3を構成する。

0091

このように構成された支持台3にノートパソコンNを載置することで、ノートパソコンNのケース(筐体)n1に伝熱された熱が、さらに支持台3に伝わり、この支持台3から効率よく放熱される。したがって、既存のノートパソコンNに何ら手を加えることなく、放熱効果をさらに向上させることができる。

0092

ここで、ノートパソコン単体と、トルマリン層のない支持台(銅板のみ)と、トルマリン層を形成させた支持台3(銅板+トルマリン層)との放熱効果を実験した。なお、トルマリン層は、粒径が概ね6μmのショールトルマリン粉末と、アクリル系の揮発性合成樹脂塗料からなる固定剤とを、その重量比1:1の割合で混和(塗布剤生成工程)して塗布剤を生成し、ショールトルマリンの1平方cm当たりの密度が、略0.025gとなるように全面に渡り塗着して形成されている。また、温度センサーは、ノートパソコンの底面略中央に貼着させて温度計測している。その実験結果を表13に示す。

0093

0094

この実験結果から、トルマリン層を形成させた支持台3にノートパソコンを載置しただけで、効果的な放熱が可能になっている。

0095

このように、既存のものに対して、何ら手を加えることなく、放熱効果をさらに向上させる新たな構成体に放熱部材1を適用しても良いものである。

0096

さらに、上述したパソコンの他に、放送機器ビデオ通信機器ルーター、スイッチ、増幅器等、他の各種機器等へ適用できることは言うまでもない。また、液晶パネル発熱部、太陽電池受光部、各種トランス、電動モータ、冷却装置等放熱部、冷媒コンプレッサクーラー放熱部、車載ラジエータ車両搭載部品等他の単体機器及び部品への適用も任意である。

0097

このように上述した実施形態は、本発明の好適な実施形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。

0098

たとえば、トルマリン層は、上面や外界と接する面のみではなく、基材の両面に設けても良いもので、また、サンドイッチ構造となるように内部に設けても良い。基材の材質も特に限定されない。さらに形状は、薄板状、棒状、等、特に限定されるものではない。また、トルマリン層を彩色しても良い。

0099

本発明によれば、3〜7μmのショールトルマリン粉末と流動状の固定剤とを混和してなる塗布剤を、銅やアルミニウム等の熱伝導性の優れた金属からなる基材の表面に塗着して固化したトルマリン層を有して放熱部材を構成したことで、極めて安価に、かつ、容易に、製造できるにもかかわらず、従来の黒色塗装による放熱部材に比べ、大幅な放熱効果を得ることができる。

0100

かかる放熱部材を、放熱する必要のある機械(部品含む)、器具電子部品、等、さまざまなものに対して適用することで、効率の向上、部品点数や構造の単純化などが期待できる。

0101

特に、冷却装置の熱交換機系に、かかる放熱部材を用いて構成することで、放熱効果の向上(熱交換の向上)によって冷却装置の温度が下がり、極めて好適な冷却装置が提供できる。

図面の簡単な説明

0102

実施の形態1にかかる放熱部材の断面図である。放熱効果の実験の概要を示す説明図である。放熱部材を冷蔵庫に適用した場合の概念図である。放熱部材をデスクトップ型コンピュータに適用した場合の概念図である。放熱部材をノート型コンピュータに適用した場合の概念図である。放熱部材を電動モータに適用した場合の概念図である。ノート型コンピュータ用支持台の側面図である。粒径別選定実験の概要を示す平面図である。粒径別選定実験の概要を示す正面図である。

符号の説明

0103

1放熱部材
11基材
12トルマリン層
3支持台
E冷蔵庫の熱交換機系
Fコンピュータ
Gノートパソコン
S1 温度センサー

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