【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放熱通風路と吸熱通水路をもつ冷却モジュールと、ファンおよびポンプよりなる作動部を備えた冷却装置であって、パソコン、その他の電子機器におけるＣＰＵ等の発熱部品の冷却に供する冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に電子機器、たとえば多機能、高性能のノート型パソコンのような小型の電子機器には機能部品としてＣＰＵ等を用いているが、このＣＰＵ等は画像処理等のために使用周波数が高かく、発熱により高い温度となるものであり、たとえば発熱により約９０℃以上の温度となって熱破壊することがある。したがって、ＣＰＵ等に冷却装置を付設し、ＣＰＵ等で発生する熱を放熱して機器の安全を図っている。
【０００３】
前記冷却装置としては小型なものが要望されており、通常は冷却ファンとヒートシンクによって構成されたものが多い。図１３は従来の電子機器の冷却装置の平面図を示し、図示のようにＣＰＵなどの発熱部品１０１の上にフィン１０２をもつヒートシンク１０３を装置し、さらにフィン１０２に送風して放熱させる小型のファン１０４を装置した構成となっている。
【０００４】
この構成において、発熱部品１０１の熱はヒートシンク１０３に伝えられ、ヒートシンク１０３におけるフィン１０２にファン１０４よりの風が強制的に吹き付けられ、フィン１０２において熱交換が行われ、所期の発熱部品１０１の温度上昇を抑えるようにしている。
【０００５】
ところで、この構成のものは放熱に限界があり、ＣＰＵなどの発熱量の大きい電子部品を搭載した電子機器の冷却装置としては適したものではなかった。
【０００６】
そこで、図１４は、従来の他例の電子機器の冷却装置の概略断面図で、図示のようにヒートパイプ１０５を発熱部品１０１部よりヒートシンク１０３部まで引き回し、ヒートパイプ１０５内の液体の流動による熱伝導を利用して放熱を促進する構成のものもある。このものはＣＰＵなどの発熱電子部品の熱を有効にヒートシンクに伝導するが、画像処理等のためにＣＰＵ等の使用周波数を高かくした場合、発熱量が多く高い温度となることから、前記のヒートパイプを用いても十分な冷却ができない。
【０００７】
このようなことから、放熱効果を高めた電子機器の冷却装置として、放熱部に冷却液を循環させるとともに、ファンを併用して強制冷却するものが再公表特許ＷＯ００／５２４０１号公報（特許文献１）として提案されている。
【０００８】
このものは図１５の従来の他例の電子機器の冷却装置の断面図に示すように構成されており、すなわち、電子機器の発熱部の基体１０６に接触する吸熱器１０７を設け、吸熱器１０７には液流路１０８を設けておき、ポンプ１０９で冷却液を金属パイプ１１０を介して液流路１０８に送り込み、冷却液が吸熱することによって発熱部を冷却するようにしている。さらに、金属パイプ１１０の外側には放熱フィン１１１を設けておき、この放熱フィン１１１にファン１１２で風を吹き付け、その熱交換により放熱させるようにしている。すなわち、ここでは吸熱と放熱の２つの作用により冷却効果を上げるようにしている。また、このものは回転駆動機構を簡単にするため、ポンプ１０９とファン１１２を同軸的に配置し、そのロータ１１３および１１４をマグネット１１５および１１６を用いて磁気的に結合させ、一つのモータで回転駆動させるようにしている。
【０００９】
【特許文献１】
再公表特許ＷＯ００／５２４０１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで前記図１５に示す構成の冷却装置は、冷却液を通す金属パイプ１１０の外側に放熱フィン１１１を設け、この放熱フィン１１１をファン１１２で強制放熱させる構成であり、発熱部の熱は金属パイプ１１０を介して放熱フィン１１１に伝導されることから、放熱フィン１１１までの熱伝導が良いとはいえず、冷却に限度があった。
【００１１】
また、吸熱効果を上げるためにはポンプの回転数は遅く、かつ、ファン効果を上げるためにはファン回転数を高くする必要があるが、前記図１５に示すものではファン１１２とポンプ１０９が一体回転するためファン１１２とポンプ１０９の回転数が同じになり、ファン１１２あるいはポンプ１０９の回転数を変化させることができない。
【００１２】
さらに、ファン１１２とポンプ１０９が一体となっていることから配置が固定化され、配置の自由度がないという問題があった。
【００１３】
本発明は放熱通風路と吸熱通水路をもつ冷却モジュールと、ファンおよびポンプよりなる作動部を備えた冷却装置であって、発熱部品の冷却効果が向上し、しかも作動部の構成を簡単に、また、回転数を変えることができ、さらに、作動部の配置に自由度がある冷却装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明は、ＣＰＵなどの発熱部品のヒートシンク基体に対し放熱フィンを備えた放熱通風路と吸熱通水路をそれぞれ直接に熱的接続させてなる冷却モジュールを構成しておき、一方が主動で、他方が駆動部をもたなく、かつ、回転力伝達手段によって前記主動側に連結されて従動関係にあるファンとポンプよりなる作動部を備え、前記作動部におけるファンの送風を前記放熱通風路に送り込み、ポンプで冷却用液体を直接または間接的に吸熱通水路に送り込むように構成した電子機器の冷却装置とする。
【００１５】
本発明によれば、発熱部品のヒートシンク基体部において吸熱と放熱がそれぞれ直接に、かつ、強制的に行われて冷却効果が向上し、たとえば画像処理等のために使用周波数が高かく、高い温度となるＣＰＵなどの場合であっても、十分に冷却できる冷却装置とすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、発熱部のヒートシンク基体に対し放熱フィンを備えた放熱通風路と吸熱通水路をそれぞれ熱的接続させて冷却モジュールを構成し、一方が主動で、他方が駆動部をもたなく、かつ、回転力伝達手段によって主動側に結合されて従動関係にあるファンとポンプよりなる作動部を備え、作動部におけるファンの送風を放熱通風路に送り込み、ポンプで冷却用液体を直接または間接的に吸熱通水路に送り込むように構成した電子機器の冷却装置であり、発熱部品のヒートシンク基体部において吸熱と放熱がそれぞれ直接的に、かつ、強制的に行われて冷却効果が向上するという作用を有する。
【００１７】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電子機器の冷却装置において、作動部におけるファンとポンプは、それぞれのロータが同軸上になるように配置され、それぞれのロータに設けたマグネットを回転力伝達手段として磁気結合された構成としたものであり、冷却モジュールにおける冷却効果が向上するとともに、作動部の構成を簡単にして小型化できるという作用を有する。
【００１８】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の電子機器の冷却装置において、作動部におけるファンとポンプは、それぞれのロータがギヤを回転力伝達手段として連結された構成としたものであり、作動部の構成を簡単にして小型化でき、ファンとポンプの回転数を自由に変化させることができるとともに、ファンとポンプの配置に自由度をもたせることができるという作用を有する。
【００１９】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の電子機器の冷却装置において、作動部におけるファンとポンプは、それぞれのロータがプーリを備え、ベルトを回転力伝達手段として連結された構成としたものであり、同じく作動部の構成を簡単にして小型化でき、ファンとポンプの回転数を自由に変化させることができるとともに、ファンとポンプの配置に自由度をもたせることができるという作用を有する。
【００２０】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の電子機器の冷却装置において、作動部におけるファンとポンプは、それぞれのロータがローラを回転力伝達手段として連結された構成としたものであり、同じく作動部の構成を簡単にして小型化でき、ファンとポンプの回転数を自由に変化させることができるとともに、ファンとポンプの配置に自由度をもたせることができるという作用を有する。
【００２１】
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の電子機器の冷却装置において、作動部における主動側がファンであり、従動側がポンプであって、ファンはファンロータがモータコイルの回転磁界によって回転させられるロータマグネットを備え、ポンプはポンプロータが回転力伝達手段によってファンロータに連結された構成としたものであり、冷却モジュールに対するファンとポンプの配置ならびに配管に自由度をもたせることができるという作用を有する。
【００２２】
本発明の請求項７に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の電子機器の冷却装置において、作動部における主動側がポンプであり、従動側がファンであって、ポンプはポンプロータがモータコイルの回転磁界によって回転させられるロータマグネットを備え、ファンはファンロータが回転力伝達手段によってポンプロータに連結された構成としたものであり、同じく冷却モジュールに対するファンとポンプの配置ならびに配管やファンとポンプの回転数を自由に変化させることができ自由度をもたせることができるという作用を有する。
【００２３】
本発明の請求項８に記載の発明は、請求項１、２、６、７のいずれかに記載の電子機器の冷却装置において、作動部における主動側のファンまたはポンプは、そのロータマグネットを磁気結合用部材として用い、従動側のポンプまたはファンは、そのロータのブレードまたは羽根車の全部もしくは一部が、磁気結合用部材として用いるマグネットで形成されている構成としたものであり、作動部における主動側のファンまたはポンプ駆動部の構成、および従動側への回転力伝達機構が簡単になるという作用を有する。
【００２４】
本発明の請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれかに記載の電子機器の冷却装置において、作動部のファンとポンプは一体に構成され、冷却モジュールと離れて配置された構成としたものであり、電子機器における冷却モジュールに対する作動部の温度上昇による不具合を回避できるとともに、配置の自由度が大きいという作用を有する。
【００２５】
本発明の請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれかに記載の電子機器の冷却装置において、作動部における主動側のファンまたはポンプの駆動部は、複数に積層された電機子コアと、電機子コアに複数の巻線が施されてなる界磁部で構成され、ファンまたはポンプのロータマグネットは円筒状に形成され、その周面に複数の磁極が着磁され、かつ、界磁部に一定間隔を持って配置された構成としたものであり、作動部における主動側がいわゆるマグネットモータを構成し、構成を簡単なものとするという作用を有する。
【００２６】
本発明の請求項１１に記載の発明は、請求項３、６、７、９、１０のいずれかに記載の電子機器の冷却装置において、作動部におけるファンとポンプそれぞれのロータの回転力伝達手段であるギヤとして、歯数の異なるものを複数備え、選択使用したギヤにより従動側のポンプまたはファンの回転数を設定自在にした構成としたものであり、作動部におけるたとえばポンプの回転数を遅くして吸熱効果を向上させるという作用を有する。
【００２７】
本発明の請求項１２に記載の発明は、請求項４、６、７、９、１０のいずれかに記載の電子機器の冷却装置において、作動部におけるファンとポンプそれぞれのロータの回転力伝達手段であるプーリとして、径の異なるものを複数備え、選択使用したプーリにより従動側のポンプまたはファンの回転数を設定自在にした構成としたものであり、同じく作動部におけるたとえばポンプの回転数を遅くして吸熱効果を向上させるという作用を有する。
【００２８】
本発明の請求項１３に記載の発明は、請求項５、６、７、９、１０のいずれかに記載の電子機器の冷却装置において、作動部におけるファンとポンプそれぞれのロータの回転力伝達手段であるローラとして、径の異なるものを複数備え、選択使用したローラにより従動側のポンプまたはファンの回転数を設定自在にした構成としたものであり、同じく作動部におけるたとえばポンプの回転数を遅くして吸熱効果を向上させるという作用を有する。
【００２９】
本発明の請求項１４に記載の発明は、請求項２、３、４、５、６、７、９、１０、１１、１２、１３のいずれかに記載の電子機器の冷却装置において、作動部におけるファンとポンプそれぞれのロータの回転力伝達手段にクラッチを設け、クラッチ操作により従動側のポンプまたはファンの回転を停止自在にした構成としたものであり、冷却モジュールにおける発熱量が小さい場合に、作動部におけるたとえばポンプの回転を停止させ、発熱量に見合った放熱をさせて必要以上の電力消費を防止するという作用を有する。
【００３０】
本発明の請求項１５に記載の発明は、請求項１に記載の冷却装置において、冷却モジュールは、高熱伝導材よりなるヒートシンク基体を有し、そのヒートシンク基体の一面部に溝加工を施した熱伝導材とカバーとで吸熱通水路を形成し、また、ヒートシンク基体の他面部に放熱フィンを間隔をもって配置してなる放熱通風路を形成し、受熱と放熱を同時に行う構成としたものであり、発熱部品のヒートシンク基体部において吸熱と放熱がそれぞれ直接に、かつ、強制的に行われて冷却効果が向上するという作用を有する。
【００３１】
本発明の請求項１６に記載の発明は、請求項１に記載の電子機器の冷却装置において、冷却モジュールにおける放熱用フィンは、別部材の板片よりなり、各板片の端部をヒートシンク基体に熱的結合および支持、または、ヒートシンク基体に形成した溝に挿入し、溝部を側面より押しかしめて取り付けられた構成としたものであり、冷却モジュールにおける放熱フィンの取り付けが確実であり、かつ、放熱フィンへの熱伝導が良好に行われるという作用を有する。
【００３２】
本発明の請求項１７に記載の発明は、請求項１に記載の電子機器の冷却装置において、冷却モジュールにおける放熱用フィンは、アルミダイカストの一体成形や押し出し成形などによるヒートシンク基体との一体成形品により取り付けられており、放熱フィンへの熱伝導が良好に行われるという作用を有しかつ量産性にも適した構成を可能とするものである。
【００３３】
本発明の請求項１８に記載の発明は、請求項１に記載の電子機器の冷却装置において、冷却モジュールにおける吸熱通水路は、高熱伝導材よりなるヒートシンク基体に流水路を設け、流水路の中に熱伝導可能な支柱を複数配して形成し、吸熱を効率的になし得る構造として、冷却モジュールにおける吸熱水路での吸熱が確実になるという作用を有する。
【００３４】
本発明の請求項１９に記載の発明は、請求項１に記載の電子機器の冷却装置において、冷却モジュールにおける吸熱通水路は、高熱伝導材よりなるヒートシンク基体に流水路を設け、流水路の中には溝やパイプ等の配管通路を配して形成し、吸熱を効率的になし得る構造としたものであり、同じく冷却モジュールにおける吸熱水路での吸熱が確実になるという作用を有する。
【００３５】
本発明の請求項２０に記載の発明は、請求項１に記載の電子機器の冷却装置において、ポンプの冷却用液体を循環させる循環路は、吸熱通水路の後段にラジエータなどの冷却作用体を有する構成としたものであり、吸熱通水路で吸熱した冷却用液体は後段の冷却作用体で冷却されるため、作動部の温度上昇によるを回避できるとともに、冷却モジュールで熱を効果的に吸収できるという作用を有する。
【００３６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３７】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の電子機器の冷却装置の平面図、図２は同電子機器の冷却装置の断面図、図３は同冷却装置の作動部の断面図、図４は同冷却装置の冷却モジュールにおける放熱通風路の断面図、図５は同冷却モジュールにおける吸熱水路の断面図、図６は同冷却装置における冷却用液体の循環路の構成図である。
【００３８】
図１〜図６に示すように、この実施の形態１の電子機器の冷却装置は、熱伝導性の良い金属、たとえばアルミダイカストよりなり、かつ、ＣＰＵなどの発熱部品１に熱的に接合させた所要の厚みを有するヒートシンク基体２と、このヒートシンク基体２の一面に複数の放熱フィン３とカバー４で形成される放熱通風路５と、ヒートシンク基体２の他面に形成され、ウォータジャケット６を有する吸熱通水路７とで構成された冷却モジュール８を備えている。
【００３９】
前記冷却モジュール８の放熱通風路５における複数の放熱フィン３は、図４に示すようにヒートシンク基体２の面の適当な位置に配置され、端部を前記面に熱的に接合して支持され、詳しくは前記の面にＵ字、Ｌ字、又は他の適当な形状のフィン３をファンダやロー付けなどの適当な固定材料２ａを用いて取り付けられ、したがってヒートシンク基体２の熱を有効に伝達される構成となっている。または、ヒートシンク基本と放熱フィンを一体成形した成形品部材を用いることにより、量産性を向上させることも可能である。当然、前記の方法に限定されることなく、同等の効果を有する他の方法を用いた放熱フィンにより構成することも可能である。さらに、冷却モジュール８におけるウォータジャケット６は、図５に示すように高熱伝導材よりなるヒートシンク基体２に流水路８ａを設け、同図（ａ）のように流水路８ａを蛇行形状としたり、同図（ｂ）に示すように流水路８ａの中に流れを複雑にする板８ｃを設けたり、また同図（ｃ）に示すように流路８ａ中に熱伝導可能な支柱８ｂを複数配して形成し、同材料板によりカバーして気密性を高め、冷却用液体に乱流を起させることにより、効率的に吸熱をなし得る構成としてあり、したがってヒートシンク基体２の熱が冷却用液体に吸収される構成となっている。
【００４０】
前記冷却モジュール８を作動させる作動部９は、ファン１０とポンプ１１によって構成されている。この実施の形態１ではファン１０を主動側とし、ポンプ１１を従動側している。さらに詳しく説明すると、作動部９のハウジング１２内にはモータ用のプリント基板１３を配置してあり、その内面側には積層コアおよび回転磁界をつくる複数の巻線よりなるモータのステータ１４を装置している。ロータ１５は外周に複数の羽根１６を設けてファン１０を構成しており、そのシャフト１７が前記ハウジング１２に設けた軸受部１８で支承されて回転自在であり、前記ステータ１４の周りに対向したマグネット１９およびロータヨーク２０を有し、このロータ１５と前記ステータ１４とでマグネットモータを構成している。なお、マグネット１９は円筒状に形成され、その周面に複数の磁極が着磁され、かつ、前記界磁部に一定間隔を持って配置されている。また、この実施の形態１では、ロータ１５のポンプ側にも磁気結合用のマグネット２１を設けているが、このマグネット２１は前記マグネット１９と一体化したものとしてもよい。
【００４１】
ポンプ１１は、前記ファン１０に重なるように組み合わされている。このポンプ１１はモータ部をもたなく、前記ファン１０に従動する関係となっている。すなわち、ポンプ１１のフレーム２２にはファン１０のロータ１５の先端部が嵌り合うポンプ室分離カバー２３を形成してあり、ポンプ室分離カバー２３の外側にポンプ室２４を形成するとともに、ポンプ室２４内にポンプロータ２５を回転自在に設けてあり、そしてポンプロータ２５は全体がマグネットで形成された羽根車２６を有している。そして、このマグネットよりなる羽根車２６とファン１０のマグネット２１とは磁気的に結合しており、したがって、ファン１０のロータ１５の回転にポンプ１１のロータ２５が従動して回転するようになっている。なお、このポンプ１１の羽根車２６は全体がマグネットで形成されているが、一部をマグネットとしてもよい。図中の２７はファン１０のファンフレームである。
【００４２】
前記構成の作動部９は冷却モジュール８に対して離れた位置に配置されており、作動部９におけるファン１０で得られた風は、冷却モジュール８の放熱通風路５に送り込まれ、その後に外部に放出さそれるようにしている。また、ポンプ１１は冷却用液を金属パイプ２８を介して冷却モジュール８の吸熱通水路７に送り込まれるようにしている。図６に示すように、前記冷却用液体の循環路２９は、吸熱通水路７からポンプ１１に戻る間にラジエータなどの冷却作用体３０を有しており、吸熱通水路７で熱を吸収して温度が高くなった冷却用液体は、冷却作用体３０によって冷却されてポンプ１１に戻るようになっている。
【００４３】
この実施の形態１の電子機器の冷却装置は、モータのステータ１４に通電すると回転磁界が生じ、ステータ１４に対応したマグネット１９をもつファン１０のロータ１５が回転し、その羽根１６によって生じた風は冷却モジュール８における放熱通風路５に送り込まれ、発熱部のヒートシンク基体２と直接に熱的結合した放熱フィン３に吹き付けられ、ここで強制的に放熱させる。前記ファン１０のロータ１５が回転すると、ポンプ１１におけるポンプロータ２５のマグネットよりなる羽根車２６は前記ファン１０のロータ１５のマグネット１９と磁気結合しているので、ポンプロータ２５はファン１０のロータ１５の回転に従動回転する。そして羽根車２６の回転、すなわちポンプ作用で、冷却用液体を冷却モジュール８の吸熱通水路７に送り込み、ここで冷却用液体は発熱部のヒートシンク基体２と直接に熱的結合したウォータジャケット６より強制的に熱を吸熱する。したがって冷却モジュール８においては強制的に、かつ、直接的に放熱および吸熱が行われ、発熱部品部の冷却効果を向上させることができる。なお、吸熱通水路７で吸熱した冷却用液体は、循環路２９における吸熱通水路７の後段の冷却作用体３０で冷却されてポンプ１１に戻るものであり、冷却モジュール８で熱は常に効果的に冷却用液体に吸収できる。
【００４４】
前記の実施の形態１の説明においては、作動部９において主動側をファン１０とし従動側をポンプ１１としているが、本発明の実施の形態１の電子機器の冷却装置における作動部の他の例の概略断面図である図７に示すようにポンプ１１を主動側、ファン１０従動側としてもよい。もちろん、この場合は主動側となるポンプ１１のポンプロータ２５にモータのステータ１４に対応するマグネット１９を設け、従動側となるファン１０のロータ１５には、前記マグネット１９と磁気結合するマグネット２１を設ける。
【００４５】
この例も前記の作動部９と同じように動作するものであり、また、冷却モジュール８での強制的な吸熱、放熱も同様であり、その説明は省略する。
【００４６】
（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２の電子機器の冷却装置における作動部の回転力伝達機構の断面図、図９は、同回転力伝達機構の平面図である。
【００４７】
前記実施の形態１における作動部９の回転力伝達手段としては、マグネットによる磁気結合機構としたが、この実施の形態２は、作動部における回転力伝達手段がギヤを用いた回転力伝達機構として構成されたことに特徴を有する。
【００４８】
この実施の形態２の作動部９の回転力伝達機構は、図８および図９に示すように主動側（ここではファン１０）と、従動側（ここではポンプ１１）のロータ３１、３２それぞれの回転軸３３、３４に互いに噛み合うギヤ３５と３６を設けて構成している。前記ファン１０とポンプ１１は偏心した位置関係にあり、また、ポンプ１１側のギヤ３６は歯数を多くして減速するようにしている。なお、従動側のポンプ１１は前記ギヤ３５、３６によって回転力が伝達されることから、マグネットは備えていない。また、モータ部およびファン１０、ポンプ１１の詳細な構成は省略する。
【００４９】
この作動部９の回転力伝達機構の構成によると、ファン１０のロータ３１が回転することによりギヤ３５、３６を介して回転がポンプ１１のロータ３２に伝達され、ポンプ１１のロータ３２も回転するものであり、所要の送風および冷却用液体の送液を行う。したがって、冷却モジュール８においては強制的に、かつ、直接的に放熱および吸熱が行われ、発熱部品部の冷却効果を向上させることができる。
【００５０】
ここで前記ポンプ１１側のギヤ３６は歯数を多くしていることからポンプ１１は減速されて回転する。したがってファン１０は高速回転、ポンプ１１は低速回転して、放熱効果と吸熱効果を一層に向上できる。また、ファン１０とポンプ１１を同軸に位置しないことから、配置の自由度が高くなることとなる。
【００５１】
なお、前記の実施の形態２の説明においては、作動部９において主動側をファン１０とし従動側をポンプ１１としているが、ポンプ１１を主動側、ファン１０を従動側としてもよい。
【００５２】
（実施の形態３）
図１０は、本発明の実施の形態３の電子機器の冷却装置における作動部の回転力伝達機構の断面図である。
【００５３】
この実施の形態３は、作動部における回転力伝達手段がプーリおよびベルトを用いて回転力伝達機構として構成されたことに特徴を有する。
【００５４】
この実施の形態３の作動部９の回転力伝達機構は、図１０に示すように主動側（ここではファン１０）と、従動側（ここではポンプ１１）のロータ３１、３２それぞれの回転軸３３、３４にプーリ３７、３８を設け、プーリ３７、３８にベルト３９を架けて構成している。前記ファン１０とポンプ１１は相互に離れた位置関係にあり、また、プーリ３８は径を大きくしてこれをもつ従動側のポンプ１１の回転が減速されるようになっている。なお、モータ部およびファン１０、ポンプ１１の詳細な構成は省略する。
【００５５】
この作動部９の回転力伝達機構の構成によると、ファン１０のロータ３１が回転することによりプーリ３７、ベルト３９、プーリ３８を介して回転力がポンプ１１のロータ３２に伝達され、ポンプ１１のロータ３２も回転するものであり、所要の送風および冷却用液体の送液を行う。したがって、冷却モジュール８においては強制的に、かつ、直接的に放熱および吸熱が行われ、発熱部品部の冷却効果を向上させることができる。
【００５６】
ここで前記ポンプ１１側のプーリ３８は径を大きくしていることからポンプ１１は減速されて回転する。したがってファン１０は高速回転、ポンプ１１は低速回転して、放熱効果と吸熱効果を一層に向上できる。また、ファン１０とポンプ１１を同軸に位置しないことから、配置の自由度が高くなることとなる。
【００５７】
なお、前記の実施の形態３の説明においては、作動部９において主動側をファン１０とし従動側をポンプ１１としているが、ポンプ１１を主動側、ファン１０を従動側としてもよい。
【００５８】
（実施の形態４）
図１１は、本発明の実施の形態４の電子機器の冷却装置における作動部の回転力伝達機構の断面図である。
【００５９】
この実施の形態４は、作動部における回転力伝達手段がローラを用いて回転力伝達機構として構成されたことに特徴を有する。
【００６０】
この実施の形態４の作動部９の回転力伝達機構は、図１１に示すように主動側（ここではファン１０）と、従動側（ここではポンプ１１）のロータ３１、３２それぞれの回転軸３３、３４に互いに接触するローラ４０、４１を設けて構成している。前記ファン１０とポンプ１１は相互に離れた位置関係にあり、また、ローラ４１は径を大きくして、これをもつ従動側のポンプ１１の回転が減速されるようになっている。なお、モータ部およびファン１０、ポンプ１１の詳細な構成は省略する。
【００６１】
この作動部９の回転力伝達機構の構成によると、ファン１０のロータ３１が回転することによりローラ４０、４１を介して回転がポンプ１１のロータ３２に伝達され、ポンプ１１のロータ３２も回転するものであり、所要の送風および冷却用液体の送液を行う。したがって、冷却モジュール８においては強制的に、かつ、直接的に放熱および吸熱が行われ、発熱部品部の冷却効果を向上させることができる。
【００６２】
ここで前記ポンプ１１側のローラ４１は径を大きくしていることからポンプ１１は減速されて回転する。したがってファン１０は高速回転、ポンプ１１は低速回転して、放熱効果と吸熱効果を一層に向上できる。また、ファン１０とポンプ１１を同軸に位置しないことから、配置の自由度が高くなることとなる。
【００６３】
なお、前記の実施の形態４の説明においては、作動部９において主動側をファン１０とし従動側をポンプ１１としているが、ポンプ１１を主動側、ファン１０を従動側としてもよい。
【００６４】
（実施の形態５）
図１２は、本発明の実施の形態５の電子機器の冷却装置における作動部の回転力伝達機構の断面図である。
【００６５】
この実施の形態５は、作動部における回転力伝達手段がクラッチを備えて構成されたことに特徴を有する。
【００６６】
この実施の形態５の作動部９の回転力伝達機構は、図１２に示すように主動側（ここではファン１０）と、従動側（ここではポンプ１１）のロータ３１、３２それぞれの回転軸３３、３４に互いに噛み合うギヤ３５と３６を設けて構成している。さらに前記ギヤ３５と３６はクラッチ４２によって接離自在になっており、クラッチ４２により回転力伝達の有無の切り替えが可能となる。従って、発熱部品１０１の温度検知結果により従動側のロータ３１の回転を停止させ、不要な電力消費や騒音を低減するなどの目的に用いることも可能となる。
【００６７】
前記ファン１０とポンプ１１は偏心した位置関係にあり、また、ポンプ１１側のギヤ３６は歯数を多くして減速するようにしている。なお、モータ部およびファン１０、ポンプ１１の詳細な構成は省略する。
【００６８】
この作動部９の回転力伝達機構の構成によると、ファン１０のロータ３１が回転することによりギヤ３５、３６を介して回転がポンプ１１のロータ３２に伝達され、ポンプ１１のロータ３２も回転するものであり、所要の送風および冷却用液体の送液を行う。したがって、冷却モジュール８においては強制的に、かつ、直接的に放熱および吸熱が行われ、発熱部品部の冷却効果を向上させることができる。また、ポンプ１１側のギヤ３６は歯数を多くしていることからポンプ１１は減速されて回転する。したがってファン１０は高速回転、ポンプ１１は低速回転して、放熱効果と吸熱効果を一層に向上できる。さらに、発熱部品部の発熱量が小さい場合には、クラッチ４２をＯＦＦ動作させてギヤ３５、３６の噛み合いをはずし、従動側のポンプ１１の回転を停止させ、すなわちファン１０のみの運転とすることができる。
【００６９】
なお、前記の実施の形態５の説明においては、作動部９において主動側をファン１０とし従動側をポンプ１１としているが、ポンプ１１を主動側、ファン１０を従動側としてもよい。また、回転力伝達機構をギヤ以外にプーリとベルト、ローラを用いて構成したものでもよい。
【００７０】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明は放熱通風路と吸熱通水路をもつ冷却モジュールと、ファンおよびポンプよりなる作動部を備えた冷却装置であって、前記冷却モジュールの放熱通風路と吸熱通水路を工夫して発熱部品の冷却効果を向上させることができ、しかも作動部の構成を簡単に、また、回転数を変えることができ、さらに、作動部の配置に自由度がある冷却装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の電子機器の冷却装置の平面図
【図２】同電子機器の冷却装置の断面図
【図３】同冷却装置の作動部の断面図
【図４】同冷却装置の冷却モジュールにおける放熱通風路の断面図
【図５】同冷却モジュールにおける吸熱水路の断面図
【図６】同冷却装置における冷却用液体の循環路の構成図
【図７】本発明の実施の形態１の電子機器の冷却装置における作動部の他の例の概略断面図
【図８】本発明の実施の形態２の電子機器の冷却装置における作動部の回転力伝達機構の断面図
【図９】同回転力伝達機構の平面図
【図１０】本発明の実施の形態３の電子機器の冷却装置における作動部の回転力伝達機構の断面図
【図１１】本発明の実施の形態４の電子機器の冷却装置における作動部の回転力伝達機構の断面図
【図１２】本発明の実施の形態５の電子機器の冷却装置における作動部の回転力伝達機構の断面図
【図１３】従来の電子機器の冷却装置の平面図
【図１４】従来の他例の電子機器の冷却装置の概略断面図
【図１５】従来の他例の電子機器の冷却装置の断面図
【符号の説明】
１ 発熱部品
２ ヒートシンク基体
２ａ 固定材料
３ 放熱フィン
４ カバー
５ 放熱通風路
６ ウォータジャケット
７ 吸熱通水路
８ 冷却モジュール
８ａ 流水路
８ｂ 柱
８ｃ 板
９ 作動部
１０ ファン
１１ ポンプ
１２ ハウジング
１３ プリント基板
１４ モータのステータ
１５ ファンのロータ
１６ 羽根
１７ シャフト
１８ 軸受部
１９ マグネット
２０ ロータヨーク
２１ 磁気結合用のマグネット
２２ ポンプ用フレーム
２３ ポンプ室分離カバー
２４ ポンプ室
２５ ポンプロータ
２６ 羽根車
２７ ファン用フレーム
２８ 金属パイプ
２９ 循環路
３０ 冷却作用体
３１ ファンのロータ
３２ ポンプのロータ
３３ 回転軸
３４ 回転軸
３５ ギヤ
３６ ギヤ
３７ プーリ
３８ プーリ
３９ ベルト
４０ ローラ
４１ ローラ
４２ クラッチ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cooling device having a cooling module having a heat radiation ventilation passage and a heat absorption water passage, and an operating portion composed of a fan and a pump, which is used for cooling heat-generating components such as a CPU in personal computers and other electronic devices. Equipment related.
[0002]
[Prior art]
In general, electronic devices, for example, small-sized electronic devices such as multifunctional, high-performance notebook personal computers use a CPU or the like as a functional component. However, the CPU or the like has a high use frequency for image processing and the like, The temperature rises due to heat generation. For example, the temperature may rise to about 90 ° C. or more due to the heat generation, causing thermal destruction. Therefore, a cooling device is attached to the CPU or the like, and the heat generated by the CPU or the like is radiated to secure the equipment.
[0003]
As the cooling device, a small one is demanded, and in many cases, the cooling device is usually constituted by a cooling fan and a heat sink. FIG. 13 is a plan view of a conventional cooling device for electronic equipment. As shown, a heat sink 103 having fins 102 is provided on a heat-generating component 101 such as a CPU. The configuration is such that a fan 104 is provided.
[0004]
In this configuration, the heat of the heat-generating component 101 is transmitted to the heat sink 103, the wind from the fan 104 is forcibly blown to the fin 102 of the heat sink 103, heat exchange is performed in the fin 102, and the desired heat-generating component 101 The temperature rise is suppressed.
[0005]
By the way, this configuration has a limit in heat radiation, and is not suitable as a cooling device for an electronic device equipped with an electronic component having a large amount of heat generation such as a CPU.
[0006]
Therefore, FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of another conventional example of a cooling device for an electronic device. As shown in the drawing, the heat pipe 105 is routed from the heat-generating component 101 to the heat sink 103, and the liquid flows in the heat pipe 105. There is also a configuration that promotes heat radiation by utilizing heat conduction. This effectively transfers the heat of the heat-generating electronic components such as the CPU to the heat sink, but when the operating frequency of the CPU or the like is increased for image processing or the like, the amount of heat generated is high and the temperature is high. Sufficient cooling is not possible even with a heat pipe.
[0007]
For this reason, as a cooling device for an electronic device having an enhanced heat radiation effect, a device that circulates a cooling liquid through a heat radiation portion and forcibly cools it together with a fan is disclosed in WO00 / 52401 (Patent Document 1). ).
[0008]
This is configured as shown in a cross-sectional view of a cooling device for another conventional electronic device in FIG. 15, that is, provided with a heat absorber 107 that is in contact with a base 106 of a heat generating portion of the electronic device. Is provided with a liquid flow path 108, and a cooling liquid is sent to the liquid flow path 108 by a pump 109 via a metal pipe 110, and the heat is absorbed by the cooling liquid to cool the heat generating portion. Further, a radiating fin 111 is provided outside the metal pipe 110, and a wind is blown to the radiating fin 111 by a fan 112 to radiate heat by heat exchange. That is, here, the cooling effect is enhanced by the two functions of heat absorption and heat radiation. In addition, in order to simplify the rotation drive mechanism, the pump 109 and the fan 112 are coaxially arranged, the rotors 113 and 114 are magnetically coupled using magnets 115 and 116, and are rotated by one motor. It is driven.
[0009]
[Patent Document 1]
Re-published patent WO00 / 52401
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The cooling device having the structure shown in FIG. 15 has a configuration in which a radiating fin 111 is provided outside a metal pipe 110 through which a cooling liquid passes, and the radiating fin 111 is forcibly radiated by a fan 112. Since the heat is transmitted to the heat radiation fins 111 via the heat radiation fins 110, the heat conduction to the heat radiation fins 111 cannot be said to be good, and the cooling is limited.
[0011]
Further, to increase the heat absorption effect, the rotation speed of the pump must be slow, and to increase the fan effect, the rotation speed of the fan must be increased. However, in FIG. Due to the rotation, the rotation speeds of the fan 112 and the pump 109 become the same, and the rotation speed of the fan 112 or the pump 109 cannot be changed.
[0012]
Further, since the fan 112 and the pump 109 are integrated, the arrangement is fixed, and there is a problem that the arrangement is not flexible.
[0013]
The present invention is a cooling device having a cooling module having a heat radiation ventilation passage and a heat absorption water passage, and a cooling device having an operating portion composed of a fan and a pump.The cooling effect of the heat-generating component is improved, and the configuration of the operating portion is simplified. It is another object of the present invention to provide a cooling device that can change the number of rotations and further has a degree of freedom in the arrangement of the operation unit.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a cooling module in which a heat-dissipating air passage provided with a heat-dissipating fin and a heat-absorbing water passage are directly and thermally connected to a heat sink base of a heat-generating component such as a CPU. One is a main drive, the other has no drive unit, and comprises an operation unit consisting of a fan and a pump which are connected to the main drive side by a rotational force transmission means and are in a driven relationship, and the fan blows in the operation unit. A cooling device for an electronic device configured to send the cooling liquid directly or indirectly to the heat-absorbing water passage by sending the cooling liquid directly or indirectly to the heat-dissipating air passage.
[0015]
According to the present invention, heat absorption and heat radiation are performed directly and forcibly in the heat sink base portion of the heat-generating component, thereby improving the cooling effect. For example, the operating frequency is high for image processing or the like, and the temperature is high. Even in the case of a CPU or the like, a cooling device capable of sufficiently cooling can be provided.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
According to the first aspect of the present invention, a cooling module is configured by thermally connecting a heat-dissipating air passage provided with a heat-dissipating fin and a heat-absorbing water passage to a heat-sink substrate of a heat-generating unit, one of which is driven and the other is driven. Does not have a drive unit, and is provided with an operating unit composed of a fan and a pump that are coupled to the driving side by a rotational force transmitting means and are in a driven relationship. A cooling device for an electronic device configured to directly or indirectly feed a cooling liquid into a heat absorbing water passage, wherein heat absorption and heat radiation are performed directly and forcibly in a heat sink base portion of a heat generating component. It has the effect of improving the cooling effect.
[0017]
According to a second aspect of the present invention, in the cooling device for an electronic device according to the first aspect, the fan and the pump in the operating section are arranged such that the respective rotors are coaxial with each other. In this configuration, the provided magnet is magnetically coupled as a rotational force transmitting means, and has an effect of improving the cooling effect of the cooling module and simplifying the configuration of the operating portion to reduce the size.
[0018]
According to a third aspect of the present invention, in the cooling device for an electronic device according to the first aspect, the fan and the pump in the operating section have a configuration in which respective rotors are connected with gears as torque transmitting means. This has the effect of simplifying the configuration of the operating portion and reducing the size thereof, allowing the rotational speeds of the fan and the pump to be freely changed, and having the degree of freedom in the arrangement of the fan and the pump.
[0019]
According to a fourth aspect of the present invention, in the cooling device for an electronic device according to the first aspect, each of the fan and the pump in the operating section includes a pulley provided on each rotor and a belt connected as a rotational force transmitting means. Similarly, the structure of the operating section can be simplified and miniaturized, the number of rotations of the fan and the pump can be freely changed, and the arrangement of the fan and the pump can be made flexible. It has the action of:
[0020]
According to a fifth aspect of the present invention, in the cooling device for an electronic device according to the first aspect, the fan and the pump in the operating section are configured such that the respective rotors are connected with rollers as rotational force transmitting means. In the same manner, the structure of the operating part can be simplified and miniaturized, the rotation speed of the fan and the pump can be freely changed, and the arrangement of the fan and the pump can be provided with a degree of freedom. .
[0021]
According to a sixth aspect of the present invention, in the cooling apparatus for an electronic device according to any one of the first to fifth aspects, a driving side of the operating unit is a fan, a driven side is a pump, and the fan is a fan rotor. Is provided with a rotor magnet rotated by the rotating magnetic field of the motor coil, and the pump has a configuration in which the pump rotor is connected to the fan rotor by a rotational force transmitting means, and the arrangement of the fan and the pump with respect to the cooling module and the piping are free. It has the effect that it can have a certain degree.
[0022]
According to a seventh aspect of the present invention, in the cooling device for an electronic device according to any one of the first to fifth aspects, the driving side of the operating unit is a pump, the driven side is a fan, and the pump is a pump rotor. Is provided with a rotor magnet rotated by the rotating magnetic field of the motor coil, and the fan has a configuration in which the fan rotor is connected to the pump rotor by a rotational force transmitting means. This has the effect that the rotational speeds of the fan and the pump can be freely changed and a degree of freedom can be provided.
[0023]
According to an eighth aspect of the present invention, in the cooling apparatus for an electronic device according to any one of the first, second, sixth, and seventh aspects, the fan or the pump on the driving side in the operating part is configured such that the rotor magnet is magnetically driven. Used as a coupling member, the driven-side pump or fan has a configuration in which all or a part of a blade or an impeller of the rotor is formed of a magnet used as a magnetic coupling member. This has the effect of simplifying the configuration of the drive or fan drive unit on the driving side and the mechanism for transmitting the rotational force to the driven side.
[0024]
According to a ninth aspect of the present invention, in the cooling device for an electronic device according to any one of the first to eighth aspects, the fan and the pump of the operating unit are integrally formed and disposed separately from the cooling module. With this configuration, it is possible to avoid a problem caused by a rise in the temperature of the operation unit with respect to the cooling module in the electronic device, and it has an effect that the degree of freedom of arrangement is large.
[0025]
According to a tenth aspect of the present invention, in the cooling apparatus for an electronic device according to any one of the first to ninth aspects, the driving unit of the fan or the pump on the driving side in the operating unit is a plurality of electric motors. And a rotor portion of a fan or a pump is formed in a cylindrical shape, and a plurality of magnetic poles are magnetized on a peripheral surface thereof, and , And is arranged at a constant interval in the field portion, and the driving side of the operating portion constitutes a so-called magnet motor, which has an effect of simplifying the configuration.
[0026]
According to an eleventh aspect of the present invention, in the cooling device for an electronic device according to any one of the third, sixth, seventh, ninth, and tenth aspects, the rotational force transmitting means for the rotor of each of the fan and the pump in the operating part. The gear has a plurality of gears having different numbers of teeth, and the rotational speed of the driven pump or fan can be set freely by the selected and used gear. To improve the heat absorbing effect.
[0027]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the cooling device for an electronic device according to any of the fourth, sixth, seventh, ninth, and tenth aspects, the rotational force transmitting means of the rotor of each of the fan and the pump in the operating part. A plurality of pulleys having different diameters are provided, and the number of rotations of the driven pump or the fan can be set freely by the selected pulley. To improve the heat absorbing effect.
[0028]
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the cooling device for an electronic device according to any one of the fifth, sixth, seventh, ninth, and tenth aspects, the rotational force transmitting means of the rotor of each of the fan and the pump in the operating part. A plurality of rollers having different diameters are provided, and the number of rotations of the driven pump or fan can be set freely by the selected and used rollers. To improve the heat absorbing effect.
[0029]
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a cooling device for an electronic device according to any one of the second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, ninth, tenth, eleventh, and thirteenth aspects. A clutch is provided in the rotational force transmitting means of the rotor of each of the fan and the pump in the above, and the rotation of the driven pump or the fan can be stopped freely by the clutch operation, and when the heat generation amount in the cooling module is small, This has the effect of stopping the rotation of, for example, a pump in the operating portion, and dissipating heat corresponding to the amount of heat generated, thereby preventing unnecessary power consumption.
[0030]
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the cooling device according to the first aspect, the cooling module has a heat sink base made of a high heat conductive material, and the heat sink base is formed with a groove on one surface thereof. A heat absorbing water passage is formed by the conductive material and the cover, and a heat radiating air passage is formed by arranging heat radiating fins at intervals on the other surface of the heat sink base, so that heat is received and radiated simultaneously. Heat absorption and heat radiation are directly and forcibly performed in the heat sink base portion of the heat generating component, respectively, so that the cooling effect is improved.
[0031]
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the cooling device for an electronic device according to the first aspect, the heat dissipating fins in the cooling module are formed of separate plate pieces, and an end of each plate piece is formed of a heat sink base. Thermal coupling and support, or inserted into the groove formed in the heat sink base, the groove was pressed down from the side and attached, the attachment of the radiation fin in the cooling module is reliable, and, It has an effect that heat conduction to the radiation fins is performed well.
[0032]
According to a seventeenth aspect of the present invention, in the cooling device for an electronic device according to the first aspect, the radiating fins of the cooling module are integrally formed with the heat sink base by integral molding or extrusion molding of aluminum die casting. And has an effect that heat conduction to the radiation fins is performed well, and enables a configuration suitable for mass production.
[0033]
According to an eighteenth aspect of the present invention, in the cooling device for an electronic device according to the first aspect, the heat absorbing water passage in the cooling module is provided with a flowing water passage on a heat sink base made of a high heat conductive material. A plurality of heat-conducting columns are formed in the cooling module, and has a function that heat can be absorbed efficiently in a heat-absorbing water channel in the cooling module as a structure capable of efficiently absorbing heat.
[0034]
According to a nineteenth aspect of the present invention, in the cooling device for an electronic device according to the first aspect, the heat absorbing water passage in the cooling module is provided with a flowing water passage on a heat sink base made of a high heat conductive material. Has a structure in which a pipe passage such as a groove or a pipe is arranged so as to efficiently absorb heat, and also has a function of reliably absorbing heat in a heat absorbing water passage in the cooling module.
[0035]
According to a twentieth aspect of the present invention, in the cooling device for an electronic device according to the first aspect, the circulating path for circulating the cooling liquid for the pump includes a cooling element such as a radiator provided downstream of the heat-absorbing water path. The cooling liquid that has absorbed heat in the heat-absorbing water passage is cooled by the cooling element in the subsequent stage, so that it is possible to avoid an increase in the temperature of the operating section and to effectively absorb the heat in the cooling module. It has the action of:
[0036]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0037]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a plan view of a cooling device for an electronic device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of the cooling device for the electronic device, FIG. 3 is a cross-sectional view of an operating portion of the cooling device, and FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of a heat-dissipating air passage in the cooling module of the cooling device, FIG. 5 is a cross-sectional view of a heat-absorbing water passage in the cooling module, and FIG. 6 is a configuration diagram of a cooling liquid circulation path in the cooling device.
[0038]
As shown in FIGS. 1 to 6, the cooling device for an electronic device according to the first embodiment is made of a metal having good heat conductivity, for example, aluminum die-cast, and is thermally joined to a heat-generating component 1 such as a CPU. A heat sink base 2 having a required thickness, a heat radiating air passage 5 formed on one surface of the heat sink base 2 by a plurality of radiating fins 3 and a cover 4, and a water jacket 6 formed on the other surface of the heat sink base 2. And a cooling module 8 composed of a heat-absorbing water passage 7.
[0039]
The plurality of radiating fins 3 in the radiating air passage 5 of the cooling module 8 are arranged at appropriate positions on the surface of the heat sink base 2 as shown in FIG. More specifically, a U-shaped, L-shaped or other suitable shaped fin 3 is attached to the aforementioned surface using a suitable fixing material 2a such as a foundation or brazing, so that the heat of the heat sink base 2 is effectively transferred. It is configured to be. Alternatively, the mass productivity can be improved by using a molded member in which the heat sink base and the radiation fin are integrally molded. Of course, without being limited to the above-described method, it is also possible to configure the heat radiation fin using another method having the same effect. Further, as shown in FIG. 5, the water jacket 6 in the cooling module 8 is provided with a flowing water passage 8a on the heat sink base 2 made of a high heat conductive material, and the flowing water passage 8a is formed in a meandering shape as shown in FIG. A plate 8c for complicating the flow is provided in the flowing water channel 8a as shown in FIG. 8B, and a plurality of heat conductive columns 8b are arranged in the flow channel 8a as shown in FIG. The cooling liquid is covered with the same material plate to increase the airtightness, and turbulence is generated in the cooling liquid, so that heat can be efficiently absorbed. Therefore, the heat of the heat sink base 2 is transferred to the cooling liquid. It is configured to be absorbed.
[0040]
An operating section 9 for operating the cooling module 8 is constituted by a fan 10 and a pump 11. In the first embodiment, the fan 10 is driven and the pump 11 is driven. More specifically, a printed circuit board 13 for a motor is disposed in a housing 12 of the operating portion 9, and a motor stator 14 including a laminated core and a plurality of windings for generating a rotating magnetic field is provided on the inner surface side of the printed circuit board 13. are doing. The rotor 15 is provided with a plurality of blades 16 on its outer periphery to form the fan 10, and its shaft 17 is supported by a bearing 18 provided on the housing 12 so as to be rotatable and opposed around the stator 14. It has a magnet 19 and a rotor yoke 20, and the rotor 15 and the stator 14 constitute a magnet motor. The magnet 19 is formed in a cylindrical shape, a plurality of magnetic poles are magnetized on its peripheral surface, and is arranged at a constant interval in the field portion. In the first embodiment, the magnet 21 for magnetic coupling is also provided on the pump side of the rotor 15. However, the magnet 21 may be integrated with the magnet 19.
[0041]
The pump 11 is combined so as to overlap the fan 10. The pump 11 does not have a motor unit, and is driven by the fan 10. That is, a pump chamber separation cover 23 is formed in the frame 22 of the pump 11 so that the tip of the rotor 15 of the fan 10 fits in. The pump chamber 24 is formed outside the pump chamber separation cover 23 and the pump chamber 24 A pump rotor 25 is rotatably provided therein, and the pump rotor 25 has an impeller 26 formed entirely of a magnet. The impeller 26 made of this magnet and the magnet 21 of the fan 10 are magnetically coupled, so that the rotor 25 of the pump 11 rotates following the rotation of the rotor 15 of the fan 10. I have. The impeller 26 of the pump 11 is entirely formed of a magnet, but may be partially formed of a magnet. 27 is a fan frame of the fan 10.
[0042]
The operating section 9 having the above-described configuration is disposed at a position away from the cooling module 8, and the wind obtained by the fan 10 in the operating section 9 is sent to the heat-dissipating air passage 5 of the cooling module 8 and thereafter, So that it is released. Further, the pump 11 sends the cooling liquid to the heat absorbing water passage 7 of the cooling module 8 through the metal pipe 28. As shown in FIG. 6, the cooling liquid circulation path 29 has a cooling element 30 such as a radiator while returning to the pump 11 from the heat absorption water path 7, and absorbs heat in the heat absorption water path 7. The cooling liquid having a higher temperature is cooled by the cooling element 30 and returns to the pump 11.
[0043]
In the cooling device for electronic equipment according to the first embodiment, when a current is applied to the stator 14 of the motor, a rotating magnetic field is generated, the rotor 15 of the fan 10 having the magnet 19 corresponding to the stator 14 is rotated, and the wind generated by the blades 16 is generated. Is sent to the heat radiation passage 5 in the cooling module 8 and is blown to the heat radiation fins 3 which are directly thermally coupled to the heat sink base 2 of the heat generating portion, where the heat is forcibly dissipated. When the rotor 15 of the fan 10 rotates, the impeller 26 formed of the magnet of the pump rotor 25 of the pump 11 is magnetically coupled to the magnet 19 of the rotor 15 of the fan 10. It rotates following the rotation of. Then, by the rotation of the impeller 26, that is, the pump action, the cooling liquid is sent to the heat absorbing water passage 7 of the cooling module 8, and the cooling liquid is supplied from the water jacket 6 directly and thermally connected to the heat sink base 2 of the heat generating portion. Absorb heat forcibly. Therefore, in the cooling module 8, heat radiation and heat absorption are forcibly and directly performed, and the cooling effect of the heat-generating component portion can be improved. The cooling liquid that has absorbed heat in the heat-absorbing water passage 7 is cooled by the cooling action body 30 at the subsequent stage of the heat-absorbing water passage 7 in the circulation passage 29 and returns to the pump 11, and the heat is always effective in the cooling module 8. Can be absorbed into the cooling liquid.
[0044]
In the description of the first embodiment, in the operating unit 9, the driving side is the fan 10 and the driven side is the pump 11, but another example of the operating unit in the cooling device for electronic equipment according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, which is a schematic cross-sectional view of FIG. 7, the pump 11 may be a driven side and a fan 10 driven side. Of course, in this case, the magnet 19 corresponding to the stator 14 of the motor is provided on the pump rotor 25 of the pump 11 on the driving side, and the magnet 21 magnetically coupled to the magnet 19 is provided on the rotor 15 of the fan 10 on the driven side. Provide.
[0045]
This example also operates in the same manner as the above-described operation section 9, and the forced heat absorption and heat radiation in the cooling module 8 are also the same, and a description thereof will be omitted.
[0046]
(Embodiment 2)
FIG. 8 is a cross-sectional view of a rotation force transmission mechanism of an operating unit in the cooling device for an electronic device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a plan view of the rotation force transmission mechanism.
[0047]
The rotational force transmitting means of the operating section 9 in the first embodiment is a magnetic coupling mechanism using a magnet, but in the second embodiment, the rotational force transmitting means in the operating section is a rotational force transmitting mechanism using a gear. It is characterized by being configured.
[0048]
As shown in FIGS. 8 and 9, the rotational force transmission mechanism of the operating section 9 according to the second embodiment includes a rotor 31 and a rotor 32 on a driven side (here, a fan 10) and a rotor 31 and 32 on a driven side (here, a pump 11). The rotating shafts 33 and 34 are provided with gears 35 and 36 that mesh with each other. The fan 10 and the pump 11 have an eccentric positional relationship, and the gear 36 on the pump 11 side has a large number of teeth to reduce the speed. The driven pump 11 is not provided with a magnet since the rotational force is transmitted by the gears 35 and 36. Further, detailed configurations of the motor unit, the fan 10, and the pump 11 are omitted.
[0049]
According to the configuration of the rotational force transmission mechanism of the operating portion 9, the rotation of the rotor 31 of the fan 10 is transmitted to the rotor 32 of the pump 11 via the gears 35 and 36 by the rotation of the rotor 31, and the rotor 32 of the pump 11 also rotates. It performs necessary air blowing and cooling liquid sending. Therefore, in the cooling module 8, heat radiation and heat absorption are forcibly and directly performed, and the cooling effect of the heat-generating component portion can be improved.
[0050]
Here, since the gear 36 on the pump 11 side has a large number of teeth, the pump 11 rotates at a reduced speed. Therefore, the fan 10 rotates at a high speed and the pump 11 rotates at a low speed, so that the heat radiation effect and the heat absorption effect can be further improved. Further, since the fan 10 and the pump 11 are not located coaxially, the degree of freedom of arrangement is increased.
[0051]
In the description of the second embodiment, in the operating portion 9, the driving side is the fan 10 and the driven side is the pump 11, but the pump 11 may be the driven side and the fan 10 may be the driven side.
[0052]
(Embodiment 3)
FIG. 10 is a cross-sectional view of a rotating force transmission mechanism of an operating unit in a cooling device for an electronic device according to a third embodiment of the present invention.
[0053]
The third embodiment is characterized in that the torque transmitting means in the operating section is configured as a torque transmitting mechanism using a pulley and a belt.
[0054]
As shown in FIG. 10, the rotational force transmitting mechanism of the operating portion 9 according to the third embodiment includes a rotating shaft 33 of each of the rotors 31 and 32 on the driven side (here, the fan 10) and the driven side (here, the pump 11). , 34 are provided with pulleys 37, 38, and a belt 39 is hung over the pulleys 37, 38. The fan 10 and the pump 11 are separated from each other, and the diameter of the pulley 38 is increased so that the rotation of the driven pump 11 having the pulley 38 is reduced. Detailed configurations of the motor unit, the fan 10, and the pump 11 are omitted.
[0055]
According to the configuration of the rotational force transmitting mechanism of the operating portion 9, the rotational force is transmitted to the rotor 32 of the pump 11 through the pulley 37, the belt 39, and the pulley 38 by the rotation of the rotor 31 of the fan 10. The rotor 32 also rotates, and performs necessary air blowing and liquid cooling. Therefore, in the cooling module 8, heat radiation and heat absorption are forcibly and directly performed, and the cooling effect of the heat-generating component portion can be improved.
[0056]
Here, since the diameter of the pulley 38 on the pump 11 side is increased, the pump 11 rotates at a reduced speed. Therefore, the fan 10 rotates at a high speed and the pump 11 rotates at a low speed, so that the heat radiation effect and the heat absorption effect can be further improved. Further, since the fan 10 and the pump 11 are not located coaxially, the degree of freedom of arrangement is increased.
[0057]
In the description of the third embodiment, in the operating portion 9, the driving side is the fan 10 and the driven side is the pump 11, but the pump 11 may be the driven side and the fan 10 may be the driven side.
[0058]
(Embodiment 4)
FIG. 11 is a cross-sectional view of a rotation force transmission mechanism of an operating unit in a cooling device for an electronic device according to a fourth embodiment of the present invention.
[0059]
Embodiment 4 is characterized in that the torque transmitting means in the operating section is configured as a torque transmitting mechanism using rollers.
[0060]
As shown in FIG. 11, the rotational force transmitting mechanism of the operating portion 9 according to the fourth embodiment includes a rotating shaft 33 of each of the rotors 31 and 32 on the driving side (here, the fan 10) and the driven side (here, the pump 11). , 34 are provided with rollers 40, 41 which come into contact with each other. The fan 10 and the pump 11 are separated from each other, and the diameter of the roller 41 is increased so that the rotation of the driven pump 11 having the roller is reduced. Detailed configurations of the motor unit, the fan 10, and the pump 11 are omitted.
[0061]
According to the configuration of the rotational force transmission mechanism of the operating unit 9, the rotation of the rotor 31 of the fan 10 is transmitted to the rotor 32 of the pump 11 via the rollers 40 and 41 by the rotation of the rotor 31, and the rotor 32 of the pump 11 also rotates. It performs necessary air blowing and cooling liquid sending. Therefore, in the cooling module 8, heat radiation and heat absorption are forcibly and directly performed, and the cooling effect of the heat-generating component portion can be improved.
[0062]
Here, since the roller 41 on the side of the pump 11 has a large diameter, the pump 11 rotates at a reduced speed. Therefore, the fan 10 rotates at a high speed and the pump 11 rotates at a low speed, so that the heat radiation effect and the heat absorption effect can be further improved. Further, since the fan 10 and the pump 11 are not located coaxially, the degree of freedom of arrangement is increased.
[0063]
In the description of the fourth embodiment, in the operating portion 9, the driving side is the fan 10 and the driven side is the pump 11, but the pump 11 may be the driven side and the fan 10 may be the driven side.
[0064]
(Embodiment 5)
FIG. 12 is a cross-sectional view of a rotating force transmission mechanism of an operating unit in a cooling device for an electronic device according to a fifth embodiment of the present invention.
[0065]
The fifth embodiment is characterized in that the rotational force transmitting means in the operating section is provided with a clutch.
[0066]
As shown in FIG. 12, the rotational force transmitting mechanism of the operating portion 9 according to the fifth embodiment includes a rotating shaft 33 of each of the rotors 31 and 32 on the driving side (here, the fan 10) and the driven side (here, the pump 11). , 34 are provided with gears 35 and 36 which mesh with each other. Further, the gears 35 and 36 can be freely brought into contact with and separated from each other by a clutch 42. The clutch 42 can switch between the transmission and non-transmission of the rotational force. Accordingly, the rotation of the driven-side rotor 31 is stopped based on the temperature detection result of the heat-generating component 101, and the rotor 31 can be used for the purpose of reducing unnecessary power consumption and noise.
[0067]
The fan 10 and the pump 11 have an eccentric positional relationship, and the gear 36 on the pump 11 side has a large number of teeth to reduce the speed. Detailed configurations of the motor unit, the fan 10, and the pump 11 are omitted.
[0068]
According to the configuration of the rotational force transmission mechanism of the operating portion 9, the rotation of the rotor 31 of the fan 10 is transmitted to the rotor 32 of the pump 11 via the gears 35 and 36 by the rotation of the rotor 31, and the rotor 32 of the pump 11 also rotates. It performs necessary air blowing and cooling liquid sending. Therefore, in the cooling module 8, heat radiation and heat absorption are forcibly and directly performed, and the cooling effect of the heat-generating component portion can be improved. Further, since the gear 36 on the pump 11 side has a large number of teeth, the pump 11 rotates at a reduced speed. Therefore, the fan 10 rotates at a high speed and the pump 11 rotates at a low speed, so that the heat radiation effect and the heat absorption effect can be further improved. Further, when the heat generation amount of the heat generating component portion is small, the clutch 42 is turned off to disengage the gears 35 and 36, and the rotation of the driven pump 11 is stopped, that is, the operation of only the fan 10 is performed. Can be.
[0069]
In the description of the fifth embodiment, in the operating portion 9, the driving side is the fan 10 and the driven side is the pump 11, but the pump 11 may be the driven side and the fan 10 may be the driven side. Further, the rotational force transmission mechanism may be configured using a pulley, a belt, and a roller in addition to the gear.
[0070]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, the present invention relates to a cooling device including a cooling module having a heat radiating air passage and a heat absorbing water passage, and an operating portion including a fan and a pump. A cooling device that can improve the cooling effect of the heat-generating parts by devising the water passage, and can easily change the configuration of the operating part, change the number of rotations, and have more freedom in the arrangement of the operating part. It can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a cooling device for an electronic device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of a cooling device of the electronic device.
FIG. 3 is a sectional view of an operation section of the cooling device.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a heat radiation ventilation path in the cooling module of the cooling device.
FIG. 5 is a sectional view of an endothermic water channel in the cooling module.
FIG. 6 is a configuration diagram of a circulation path of a cooling liquid in the cooling device.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of another example of the operating unit in the cooling device for the electronic device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a rotation force transmission mechanism of an operating unit in a cooling device for an electronic device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a plan view of the torque transmission mechanism.
FIG. 10 is a cross-sectional view of a rotating force transmission mechanism of an operating unit in a cooling device for an electronic device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view of a rotating force transmission mechanism of an operating unit in a cooling device for an electronic device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view of a rotating force transmission mechanism of an operating unit in a cooling device for an electronic device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a plan view of a conventional cooling device for electronic equipment.
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of a cooling device of another conventional electronic device.
FIG. 15 is a cross-sectional view of a cooling device of another conventional electronic device.
[Explanation of symbols]
1 Heating parts
2 Heat sink base
2a fixing material
3 Radiation fin
4 Cover
5 Heat dissipation ventilation path
6 Water jacket
7 Endothermic water channel
8 Cooling module
8a Running water channel
8b pillar
8c board
9 Working part
10 fans
11 pump
12 Housing
13 Printed circuit board
14 Motor Stator
15 Fan rotor
16 feathers
17 shaft
18 Bearing
19 Magnet
20 Rotor yoke
21 Magnet for magnetic coupling
22 Pump frame
23 Pump room separation cover
24 pump room
25 Pump rotor
26 impeller
27 Fan frame
28 Metal Pipe
29 Circulation
30 Cooling body
31 Fan rotor
32 Pump rotor
33 rotation axis
34 Rotation axis
35 gears
36 gears
37 pulley
38 pulley
39 belt
40 rollers
41 rollers
42 clutch
