JP3781018B2 - Electronic equipment cooling system - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器の冷却装置に関し、特にノート型パソコン等に搭載されるＣＰＵ等の発熱部品を冷却するのに適した電子機器の冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のパソコン等の電子機器においては演算処理量の増大とその高速化に伴って消費電力の大きいＣＰＵ等の発熱体が搭載されており、当該発熱体が発生する熱量は増加の一途であるが、これら電子機器では使用されている様々な電子部品は、耐熱信頼性や動作特性の温度依存性からその使用温度範囲が通常限定されているため、これら電子機器においては内部で発生する熱を効率よく外部に排出する技術の確立が急務となっている。
【０００３】
一般にパソコン等の電子機器においては、ＣＰＵ等に吸熱部品として金属性ヒートシンクやいわゆるヒートパイプ等を取り付けて熱伝導による電子機器全体への熱の拡散や、電磁式の冷却用のファンを筐体に取り付けて電子機器内部から外部へ熱の放出を行っていた。
【０００４】
しかしながら、例えばノート型パソコンのような電子部品が高密度実装された電子機器においては、電子機器内部での放熱空間が少ないため、従来の冷却ファン単独、あるいは冷却ファンとヒートパイプとを組み合わせた冷却方式では３０Ｗ程度までの消費電力のＣＰＵにおいては対応可能冷却効果があったが、これ以上の消費電力のＣＰＵでは内部の熱を充分に放出することが困難になっていた。また、放熱が可能な場合でも送風能力の大きい冷却ファンの設置が必須となり、このような電磁式の冷却ファンの場合、その回転羽根の風きり音等の騒音のために静音性が大きく損なわれていた。さらに、サーバ用のパソコンにおいても、普及率の増大に伴って小型化や静音化の要請が強くなっており、そのために熱の放出についてもノート型パソコンと同様な問題が生じていた。
【０００５】
これらの問題を解決する方法として、特開２００２−９４２７６号公報および特開２００２−９４２７７号公報により開示されている電子機器の冷却装置がある。
【０００６】
図１９は、従来の電子機器の冷却装置の構成を示す横断面図である。
これらの冷却装置は、図１９に示すように、吸熱部１０１と、熱を伝える放熱パイプ１０２および空冷ファン１０３を中心とした強制空冷部１０４とから構成されている。吸熱部１０１の一面にはＣＰＵ等の高い消費電力のデバイスと接触する吸熱部分を有し、吸熱部１０１の内部には、液流路１０５が設けられ、液流路１０５は、放熱パイプ１０２を経て強制空冷部１０４に接続されている。強制空冷部１０４は、放熱部であり、液体循環用ポンプ１０６と、空冷ファン１０３と、液体循環用ポンプ１０６および空冷ファン１０３を収納するハウジング部１０７とからなり、ガスケットを介して一体に組み立てられている。
【０００７】
電子機器のＣＰＵで発生した熱は、接触している冷却装置の吸熱部１０１に伝達され、吸熱部１０１の内部の液流路１０５の液体を温度上昇させる。液流路１０５内の液体は、液体循環用ポンプ１０６の圧力により運ばれて循環し、強制空冷部１０４に達する。強制空冷部１０４においては、空冷ファン１０３により液流路１０５で温度上昇した液体が冷却され温度低下し、温度低下した液体は、循環して吸熱部１０１に帰還する。一方、強制空冷部１０４で温められた空気は空冷ファン１０３により筐体の外に排熱される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の冷却装置は、吸熱部１０１と、放熱部とこれらを結ぶ放熱パイプ１０２とから構成され、さらにこれらに加えてポンプカバーや吸熱器カバー等が付加されているため、組み立てや電子機器本体への取り付けが複雑になると共に、ファンによる強制空冷が液体循環用ポンプ１０６のある強制空冷部１０４の周辺に限定されているために冷却効率が充分でないという問題点があった。
【０００９】
さらに、従来の冷却装置は、強制空冷を液体循環用ポンプ１０６で行っているためにポンプ部の形状がポンプ単体の場合に比べて特に大きくなり複雑化し、全体の構成が厚くなってしまうという問題点があった。
【００１０】
また、従来の冷却装置は、樹脂製のガスケットを多く用いた組み立て構成となっているために長期間の使用により内部の冷却用液体が僅かずつ外部に蒸散して失われ冷却性能が劣化するという問題点があった。
【００１１】
本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、組み立て性や電子機器への取り付けが容易であり、また熱伝導効率や放熱性能に優れ、かつ全体の構成の薄型化することができる電子機器の冷却装置を提供する点にある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
請求項１記載の発明の要旨は、電子機器内の発熱部品を冷却する電子機器の冷却装置であって、前記発熱部品からの熱を冷媒によって拡散させる液冷手段と、該液冷手段によって拡散された熱を大気中に放熱する空冷フィン群が形成されている空冷手段とを具備し、前記液冷手段上に前記空冷手段が積層されており、前記液冷手段には、前記空冷手段に空気を供給するための空気孔が形成されていることを特徴とする電子機器の冷却装置に存する。
請求項２記載の発明の要旨は、前記空冷手段は、前記空冷フィン群に空気を流すための空冷ファンを具備することを特徴とする請求項１に記載の電子機器の冷却装置に存する。
請求項３記載の発明の要旨は、前記空冷フィン群は、複数のグループに分割されており、前記空冷手段は、前記空冷フィン群の複数のグループをそれぞれ覆うフィンカバーを具備し、該フィンカバーにより前記空冷フィン群の複数のグループ間で熱干渉を生じないように空気の流れを規制させることを特徴とする請求項１記載の電子機器の冷却装置に存する。
請求項４記載の発明の要旨は、前記空冷手段は、前記フィンカバー毎に空冷ファンを具備することを特徴とする請求項３記載の電子機器の冷却装置に存する。
請求項５記載の発明の要旨は、前記空冷手段は、前記空冷フィン群に空気を流すための空冷ファンを具備することを特徴とする請求項３または４に記載の電子機器の冷却装置に存する。
請求項６記載の発明の要旨は、前記空冷手段は、前記空冷フィン群の全体を覆う風洞を具備し、該風洞より前記空冷ファンによって生じる空気の流れを規制させることを特徴とする請求項５に記載の電子機器の冷却装置に存する。
請求項７記載の発明の要旨は、前記空冷手段には、前記風洞によって形成される共通空気流路と、前記フィンカバーによって前記複数のグループ毎に形成される個別空気流路とが形成されていることを特徴とする請求項６に記載の電子機器の冷却装置に存する。
請求項８記載の発明の要旨は、前記空冷手段は、前記共通空気流路に配置された空冷ファンを具備し、該空冷ファンにより前記個別空気流路のそれぞれに空気の流れを生じさせることを特徴とする請求項７記載の電子機器の冷却装置に存する。
請求項９記載の発明の要旨は、前記個別空気流路から前記共通空気流路に至る開口の断面積は、前記個別空気流路の空気流量を一定になるように、前記共通空気流路に配置された空冷ファンから遠ざかるにつれて大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項８記載の電子機器の冷却装置に存する。
請求項１０記載の発明の要旨は、前記液冷手段には、前記空気孔が前記空冷フィン群の前記複数のグループ毎に形成されていることを特徴とする請求項３乃至９のいずれかに記載の電子機器の冷却装置に存する。
請求項１１記載の発明の要旨は、前記液冷手段は、前記発熱部品に接触あるいは接合させて熱を吸収する吸熱面と、該吸熱面に沿って形成された前記冷媒が流れる流通路と、該流通路内の前記冷媒を循環させる液冷用ポンプとを具備することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の電子機器の冷却装置に存する。
請求項１２記載の発明の要旨は、前記流通路は、溝部が形成された基体と前記吸熱面との接合により形成されていることを特徴とする請求項１１記載の電子機器の冷却装置に存する。
請求項１３記載の発明の要旨は、前記空冷フィン群と前記基体とが一体成型されていることを特徴とする請求項１２記載の電子機器の冷却装置に存する。
請求項１４記載の発明の要旨は、前記空冷フィン群の複数個のフィンの内の少なくとも一つ以上のフィンの内部に前記流通路が形成されていることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれかに記載の電子機器の冷却装置に存する。
請求項１５記載の発明の要旨は、前記流通路は、循環方式で閉じている閉ループであり、当該閉ループの一部に、前記流通路の断面積よりも小さい断面積を有するマイクロチャネル構造が形成され、当該マイクロチャネル構造は、幅１ｍｍ以下の小さい溝が複数個配列された基体と前記吸熱面との接合により形成されていることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれかに記載の電子機器の冷却装置に存する。
請求項１６記載の発明の要旨は、前記液冷手段は、円環状圧電アクチュエータを駆動源とする圧電ポンプを具備し、該圧電ポンプにより前記冷媒を循環させることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかに記載の電子機器の冷却装置に存する。
請求項１７記載の発明の要旨は、前記冷媒を循環させる液冷用ポンプと前記空冷フィン群に空気を供給する空冷ファンと、前記液冷用ポンプおよび前記空冷ファンを駆動する電気制御回路とを具備し、該電気制御回路への外部からの入力が直流であることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれかに記載の電子機器の冷却装置に存する。
請求項１８記載の発明の要旨は、前記液冷用ポンプ又は前記空冷ファンを駆動する前記電気制御回路部は、前記発熱部品の温度情報を取り込み、前記発熱部品の温度が上限を超えない範囲で最大温度を維持させるように前記液冷用ポンプ又は前記空冷ファンを駆動させることを特徴とする請求項１７記載の電子機器の冷却装置に存する。
請求項１９記載の発明の要旨は、前記液冷手段の上面に冷媒を貯液する貯液漕が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項１８のいずかに記載の電子機器の冷却装置に存する。
請求項２０記載の発明の要旨は、前記貯液漕の内部は、全てが冷媒で満たされることなく、空気が存在していることを特徴とする請求項１９記載の電子機器の冷却装置に存する。
請求項２１記載の発明の要旨は、請求項１乃至請求項２０のいずかに記載の電子機器の冷却装置を搭載したことを特徴とする電子機器に存する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る電子機器の冷却装置の実施の形態の構成を示す図であり、（Ａ）は、電子機器に組み込まれた状態を示す断面図であり、（Ｂ）は、裏面側から見た斜視図であり、（Ｃ）は、（Ｂ）に示すＡ−Ｂ線の断面図である。
【００１５】
本実施の形態の電子機器の冷却装置１が搭載されるノートＰＣは、は、図１（Ａ）を参照すると、外形で厚み３〜４センチメートルほどの筐体２の中に、ＣＤ−ＲＯＭ３と、ＰＣカード４と、ＨＤＤ５と、さらに局所的な発熱を伴うＣＰＵ６および例えばチップセット等の発熱体７とがマザーボード８に実装され、狭い空間に多くの電子部品が搭載されている。なお、図１（Ａ）において、１１は、キーボードであり、ＬＣＤ等の表示部は、省略されている。
【００１６】
本実施の形態の電子機器の冷却装置１は、図１を参照すると、液冷部９と、空冷部１２とが一体成形され、筐体２の中でも最も消費電力が大きく、しかも小面積で局所的に発熱を伴うＣＰＵ６や発熱体７等の発熱部品に対し、液冷部９の吸熱面（金属蓋）１９が接触あるいは接合されている。なお、図１（Ｂ）は、液冷部９の内部の流通路１０を説明するために、実際には接合されて閉じている冷却装置１の下側の蓋となる吸熱面（金属蓋）１９を取り外した状態を示している。
【００１７】
液冷部９には、水や不凍液等の冷媒が流れる流通路１０が吸熱面（金属蓋）１９に沿って形成されており、流通路１０は、図１（Ｃ）を参照すると、溝部が形成された基体２４の下面に吸熱面（金属蓋）１９を接合させることによって形成されている。基体２４と吸熱面（金属蓋）１９とには、例えば銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）材等の良導性の金属材料が用いられ、ＣＰＵ６や発熱体７等で発生した熱は、吸熱面（金属蓋）１９を介して液冷部９に形成された流通路１０内の冷媒および基体２４に伝えられる。なお、吸熱面（金属蓋）１９は、液冷部９の基体に対して拡散接合（ろう付け）、圧接、Ｏリングを用いた接合方法等のいずれかの方法により接合される。
【００１８】
また、液冷部９には、流通路１０の中の冷媒を循環させる電磁ポンプである液冷用ポンプ１４が設けられており、液冷用ポンプ１４によって冷媒を循環させることにより、ＣＰＵ６や発熱体７等の発熱部品で発生した熱を熱伝達により液冷部９全体に熱拡散させる。
【００１９】
さらに、液冷部９には、吸熱面（金属蓋）１９側から空冷部１２に貫通する複数個の空気孔１５ａ〜１５ｅが流通路１０を回避する位置に形成されており、筐体２に設けられている空気流入口１７からの冷却空気２３が複数個の空気孔１５ａ〜１５ｅを通過して空冷部１２に至るように構成されている。
【００２０】
空冷部１２には、図１を参照すると、銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）等の良導性の金属材料からなる空冷フィン群１３ｅ〜１３ｅと、空冷フィン群１３ａ〜１３ｅの熱を周辺の空気に排出する空冷ファン１６と、空冷部１２から冷却空気２３が周辺部に飛散して冷却効率を妨げないように空冷フィン群１３ａ〜１３ｅの上面を覆う空冷ファンカバー（風洞１）２０と、空冷フィン群１３ａ〜１３ｅの相互間で熱干渉が起きないように、空冷フィン群１３ａ〜１３e毎に冷却空気２３の流路を形成するフィンカバー（風洞２）２２ａ〜２２ｅとが設けられている。なお、空冷部１２の空冷フィン群１３ａ〜１３ｅと液冷部９の基体２４とは、銅やアルミニウム等の同一金属により一体成型され、液冷部９からの熱が効率的に空冷部１２に伝えられる。
【００２１】
ＣＰＵ６や発熱体７等の発熱部品から発生した熱は、液冷用ポンプによって流通路１０内を循環する冷媒に熱伝導で伝わった後、閉じた中で循環する冷媒の熱伝達により液冷部９全体に熱拡散され、空冷部１２の空冷フィン群１３ａ〜１３ｅに熱伝導により伝えられ、空冷フィン群１３ａ〜１３ｅに伝えられた熱は、空冷ファン１６によって形成される冷却空気２３の流れによって筐体２外に熱放出される。すなわち冷却空気２３は、筐体２に設けられている空気流入口１７から筐体２内に流入し、液冷部９に設けられた空気孔１５ａ〜１５ｅを通過して空冷フィン群１３ａ〜１３ｅの内部にそれぞれ分散されて至り、空冷フィン群１３ａ〜１３ｅのそれぞれに至った冷却空気２３は、その他の空冷フィン群１３ａ〜１３ｅに熱干渉することなく空冷ファン１６を通り、筐体２の空気流出口１８を通って筐体２外に熱放出される。
【００２２】
本実施の形態において、電子機器筐体内に自由空間の存在するデスクトップパソコン等では、空冷部１２として空冷フィン群１３ａ〜１３ｅのみを有する自然空冷条件でも消費電力２５Ｗ級のＣＰＵ６の冷却が可能であるが、本実施の形態の筺体２のような狭い空間に２５Ｗを超える電子部品が搭載される電子機器においては、空冷フィン群１３ａ〜１３ｅに伝えられた熱が筺体２内に籠もってしまい、筺体２内の温度上昇が起きてしまうので、筺体２外に熱を排出するための空冷ファン１６が必要になってくる。
【００２３】
次に、冷却装置１の空冷部１２の具体的な構成について図２乃至図４を参照して詳細に説明する。
図２乃至図４は、図１に示す冷却装置の具体的な構成を示す横断面図である。
【００２４】
空冷部１２の空冷ファン１６として、図２に示すように、公知のＤＣファン２１を使用することができる。ＤＣファン２１を液冷部９と空冷ファンカバー（風洞１）２０との間隙に配置可能である場合には、図２（Ａ）に示すように、液冷部９と空冷ファンカバー（風洞１）２０との間隙にＤＣファン２１を配置させ、ＤＣファン２１を液冷部９と空冷ファンカバー（風洞１）２０との間隙に配置できない場合には、図２（Ｂ）に示すように、空冷ファンカバー（風洞１）２０の上部にＤＣファン２１を配置させると良い。
【００２５】
また、空冷部１２の空冷ファン１６として、図３に示すように、空冷部１２のフィンカバー（風洞２）２２ａ〜２２ｅの冷却空気出口付近に内蔵空冷ファン３０ａ〜３０ｅをそれぞれ設けても良い。内蔵空冷ファン３０ａ〜３０ｅによって冷却空気２３の流れを形成する場合には、フィンカバー（風洞２）２２ａ〜２２ｅがファンカバーとしての役割をするため、空冷ファンカバー（風洞１）２０を設けなくても良い。
【００２６】
空冷部１２の空冷フィン群１３ａ〜１３ｅは、液冷部９から貫通で形成された複数個の空気孔１５ａ〜１５ｅから流入する冷却空気２３を効率よく取り込むために複数のグループに分割されている。すなわち、それぞれの空冷フィン群１３ａ〜１３ｅには、それぞれ空気孔１５ａ〜１５ｅからの冷却空気２３が供給されることになる。さらに、空冷フィン群１３ａ〜１３ｅの分割だけでは、ＣＰＵ６や発熱体７からの発熱によって空冷フィン群１３ａ〜１３ｅの相互間で熱干渉が生じてしまうため、空冷フィン群１３ａ〜１３ｅのそれぞれを通過した冷却空気２３がその他の空冷フィン群１３ａ〜１３ｅに供給されないように冷却空気２３の流れを規制するフィンカバー（風洞２）２２ａ〜２２ｅが空冷フィン群１３ａ〜１３ｅのそれぞれに対応して設けられている。
【００２７】
また、空冷フィン群１３ａ〜１３ｅとフィンカバー（風洞２）２２ａ〜２２ｅによって規制された冷却空気２３の流れに対し、さらに効率よく熱を筐体２外に排出するために、共通空気流路を流れる冷却空気２３が発散しないよう全体を覆う空冷ファンカバー（風洞１）２０を備えている。すなわち、空冷ファンカバー（風洞１）２０によって空冷フィン群１３ａ〜１３ｅを流れる空気の共通空気流路が形成され、フィンカバー（風洞２）２２ａ〜２２ｅによって空冷フィン群１３ａ〜１３ｅのそれぞれを流れる空気の個別空気流路が形成されている。
【００２８】
さらに、図４に示すように、空冷フィン群１３ａ〜１３ｅ間のそれぞれフィン間隙間４０ａ〜４０ｅの断面積（個別空気流路から共通空気流路に至る開口の断面積）をＤＣファン２１から遠ざかるにつれて大きくなるように形成し、液冷部９から貫通する複数個の空気孔１５ａ〜１５ｅからそれぞれ流入して空冷フィン群１３ａ〜１３ｅおよびフィンカバー（風洞２）２２ａ〜２２ｅの間を流れる冷却空気２３の流量が各空冷フィン群１３ａ〜１３ｅにおいて均等になるように、すなわち、開口面積をコントロールすることにより圧力制御して空冷フィン群１３ａ〜１３ｅ内部の冷却空気２３の流速を一定に保っている。
【００２９】
次に、冷却装置１の液冷部９の具体的な構成について図５および図６を参照して詳細に説明する。
図５は、図１に示す冷却装置の具体的な構成を示す横断面図であり、図６は、図５に示すＣ−Ｄ断面を上方から見た液冷部の平面図である。
【００３０】
液冷部９の液冷用ポンプ１４として、図５および図６に示すように、空冷部１２の空冷フィン群１３ａ〜１３ｅと一体成形される流通路１０内に内蔵された液体駆動ポンプ５０を使用することができる。流通路１０内に内蔵された液体駆動ポンプ５０を使用することにより、流通路１０内の冷媒と液体駆動ポンプ５０とを配管等で接続する部分を無くして、閉じた中で冷媒を循環することができる。
【００３１】
流通路１０は、図６に示すように、循環方式により閉じたループ状流通路６０となっており、ループ状流通路６０は、液冷部９に形成された複数個の空気孔１５ａ〜１５ｅを避けるように閉ループ状に形成され、冷却装置１全体への熱拡散機能を有する。また、ＣＰＵ６等で発生した熱を素早く移動させるために、ＣＰＵ６等に対応するループ状流通路６０の部分では、ＣＰＵ６等よりも横方向（図６中上下方向）に長く形成されている。
【００３２】
搭載される多くの電子部品の中でも発熱量の大きいＣＰＵ６に対応する部分には、図６に示すように、マイクロチャネル６１が形成されている。マイクロチャネル６１は、ＣＰＵ６に接する吸熱面（金属蓋）１９の近傍に形成され、基体２４に形成された幅１ｍｍ以下の小さい複数個の溝部であり、マイクロチャネル６１においてループ状流通路６０の断面積よりも断面積を小さく分割することで流速を高めて熱交換効率が改善する効果がある。しかしながら、マイクロチャネル６１では、流路の抵抗が増大するため、ＣＰＵ６付近のみに限定して設けるべきである。
【００３３】
ループ状流通路６０内の冷媒として、例えば体積当たりの熱容量の大きい水等の液体を用いることによって、気体等に比べて飛躍的に放熱性能を上げることができる。また、ループ状流通路６０の横方向の長さをＣＰＵ６のサイズ以上とすることで、ループ状流通路６０内を循環する冷媒とＣＰＵ６との接触面積を大きくすることができ、熱伝達が効率的に行われる。ただし、接触表面積を必要以上に大きくしてしまうと圧力損失が増大するため、場合によっては液体駆動ポンプ５０の能力を超えて冷媒は循環しなくなるので、放熱性能は低下する。従って、本冷却装置１では、放熱性能、圧力損失、液体駆動ポンプ５０の能力を考慮した最適値が適用される。
【００３４】
次に、空冷フィン群１３ａ〜１３ｅに空冷フィン群内流路７０を設けた例について図７および図８を参照して詳細に説明する。
図７は、図１に示す空冷フィン群に形成された空冷フィン群内流路の構成を示す横断面図であり、図８は、図７に示すＥ−Ｆ断面図である。
【００３５】
図７に示すように、空冷フィン群１３ａ〜１３ｅの複数個のフィンの内、少なくとも一つ以上のフィンの内部に冷媒が流れる空冷フィン群内流路７０を形成する。空冷フィン群内流路７０を、図７に示すように、空冷フィン群１３ａと空冷フィン群１３ｅとの内部に形成することにより、封入された水等の冷媒が液冷部９のみならず空冷部１２の空冷フィン群１３ａや空冷フィン群１３ｅにも循環することになり、熱拡散効果をより高めることができる。空冷フィン群内流路７０は、図８（Ａ）に示すように、空冷フィン群１３ａの内の一部に設けても、図８（Ｂ）に示すように、空冷フィン群１３ａの全てに設けても良く、また、空冷フィン群内流路７０によって空冷効率が高まるため、図８（Ｃ）および（Ｄ）に示すように、空冷フィン群１３ａの数を少なく形成するようにしても良い。さらに、空冷フィン群内流路７０は、図８（Ａ）のＡ−Ａ’断面に示すように、板状の空冷フィン群１３ａの中に形成しても良く、また、図８（Ｂ）および（Ｃ）のＡ−Ａ’断面に示すように、パイプ状の空冷フィン群内流路７０自体が空冷フィン群１３ａとして機能するよう形成しても良い。さらに、パイプ状の空冷フィン群内流路７０自体を空冷フィン群１３ａとして用いる場合には、図８（Ｄ）のＡ−Ａ’断面に示すように、空冷フィン群内流路７０の間隙に金属網（ラジエーター構造）を設けて空冷効率を向上させると好適である。
【００３６】
次に、空冷ファン１６として使用することができる圧電ファンの構成について図９乃至図１３を参照して詳細に説明する。
図９は、本発明の電子機器の冷却装置の空冷ファンとして使用する圧電ファンの構成を示す斜視図であり、図１０は、図９に示す圧電ファンの送風プレートの第１および第２の変形例を示す上面図であり、図１１は、図９に示す圧電ファンの送風プレートの第３および第４の変形例をそれぞれ示す上面図および側面図であり、図１２は、本発明の電子機器の冷却装置の空冷ファンとして複数個の圧電ファンを使用した例を示す側面図であり、図１３は、本発明の電子機器の冷却装置の空冷ファンとして使用する圧電ファンの変形例の構成を示す斜視図および側面図である。
【００３７】
本実施の形態の電子機器の冷却装置１の空冷ファン１６として圧電ファン２００を使用することができる。圧電ファン２００は、図９を参照すると、圧電素子２０１の先端に送風プレート２０２を接合して、圧電素子２０１を支持体２０３に固定した圧電ファンであり、圧電素子２０１に通電駆動することにより、送風プレート２０２が上下に振動して、結果として空気を送ることができる。
【００３８】
図１０（Ａ）は、送風プレート２０２として、プレート形状が先端ほど大きくなる台形プレートを使用した第１の変形例を示し、図１０（Ｂ）は、送風プレート２０２として、プレート形状が先端ほど大きくなるお椀型プレートを使用した第２の変形例を示す。送風プレート２０２の第１もしくは第２の変形例を圧電ファン２００に使用した場合には、いずれの場合も、送風プレート２０２のテーパー形状となった側面や、お椀形状となった側面より空気を取り込みやすくなるため、より多くの空気を送ることができ、圧電ファン２００の送風量を図９に示した変形前の送風プレートを用いる場合より大きくすることが可能になる。
【００３９】
また、送風プレート２０２の材質、厚さを複数種類組み合わせた構造とすることもでき、図１１（Ａ）は、送風プレート２０２として、弾性力の異なる送風プレート２０２ａと２０２ｂとを使用し、圧電素子２０１に接合されている送風プレート２０２ａの弾性率よりも開放端である送風プレート２０２ｂの弾性率を小さくした第３の変形例を示す。また、図１１（Ｂ）は、送風プレート２０２よりも薄い薄型送風プレート２０４を送風プレート２０２の開放端に接合した第４の変形例を示し、第４の変形例では、薄型送風プレート２０４は送風プレート２０２よりも薄いため、撓りやすくなっている。送風プレート２０２の第３もしくは第４の変形例を圧電ファン２００に使用した場合には、いずれの場合も、圧電ファン２００の送風量を図９に示した変形前の送風プレートを用いる場合より大きくすることが可能となる。
【００４０】
空冷ファン１６として圧電ファン２００を複数個用いた空冷ファン構造にすることにより、空気流量の安定化を図ることができ、例えば、図１２に示すように、両側に壁２０５を有する空気流路の流れ方向に対して複数個の圧電ファン２００ａ〜２００ｃを同じ間隔で配置した構造をとる空冷ファン構造である。各圧電ファンの駆動位相を１／２ずつ、ずらすことにより、単体の圧電ファンの場合よりも安定した空気流量を実現することができる。
【００４１】
図１３（Ａ）は、圧電素子２０１に対して、送風プレート２０２を接合して、さらに薄い薄型送風プレート２０４を側面に接合した構造の圧電ファンである。図１３（Ｂ）は、前記の圧電ファンを、空気流路に複数個配置した構造の空冷ファン構造である。この例では５個の圧電ファン２００ａから２００ｅを配置しており、これら５個の圧電ファン２００ａ〜２００ｅの位相を１／４ずつ、ずらして駆動させている。この構造により、空気流量を安定化させることが可能となる。
【００４２】
次に、液冷用ポンプ１４として使用することができる圧電ポンプの構成について図１４乃至図１６を参照して詳細に説明する。
図１４は、本発明の電子機器の冷却装置の液冷用ポンプとして使用する積層型圧電ポンプの構成を示す断面図であり、（Ａ）は、側方断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示すＺ−Ｚ’面上方断面図である。図１５は、図１４に示す積層型圧電ポンプの構成を示す構成図であり、図１６は、本発明の電子機器の冷却装置の液冷用ポンプとして使用する円環状圧電ポンプの構成を示す構成図である。
【００４３】
低騒音、薄型かつ高い冷却機能を有する熱流体循環を促す冷却装置を実現するために、冷媒の循環を促すポンプの役割は極めて重要である。さらに、携帯性を必要とする小型電子機器では、携帯性が必要であり、電気エネルギー供給源として、ＡＣ−ＤＣアダプター等の商用電源のみならず電池が用いられる。電池はその電気エネルギー蓄積容量に制限があるため、冷却装置の消費電力は極小にしなければならない。さらにポンプ駆動源の発熱は、冷却液の温度上昇を誘起し、冷却装置の熱交換効率を悪化させる。それ故、電気エネルギーから機械エネルギーへの変換効率の高いポンプ駆動源を使用する必要がある。一般的に、電気エネルギーから機械エネルギーへの変換効率の高い素子として圧電セラミックスを用いた圧電アクチュエータが知られている。分極処理された圧電セラミックスは、金属板等に貼り付けて動作させることにより屈曲振動を励起させることが可能であり、このような積層プレート構造の圧電アクチュエータは、変位量は大きくないが、一般に電磁式のアクチュエータに比べて、薄型化が可能であり、発生力も大きくとれ、高周波駆動も容易であるという特徴がある。
【００４４】
しかし、圧電アクチュエータの屈曲動作を利用した圧電ポンプは、容積変化により流れと圧力を発生させるため、流れを一方向に誘導するために逆止弁が必要になる。そのため、その質量に起因した流速の遅延、および圧力損失の発生を防止する必要がある。また、圧電ポンプ部と流路との結合部が樹脂等の弾性体で構成されているとやはり圧力損失の発生が起こり得る。さらに長期に使用した後では前記結合部に使用されている弾性体は劣化が起こり個々を基点とした冷却媒体のもれや揮発等の発生が起こり得る。また、冷却液が密閉された冷媒循環型の冷却装置では、逆止弁が間欠動作になり、一定流量を得にくい。また、循環密閉型冷却装置においては、流路内の冷却液中に発生する気泡による圧損の対策が必要となる。また、加熱源の熱量は時間変動が生じるが、この熱量変動により冷却装置を循環する冷却液の液温変動による粘性等の物性変化や、冷却装置を構成する部材の熱膨張係数の変化のため、圧力変動による流量変動が生じやすい。また、逆止弁がポンプの下側の位置に配置されているとこの寸法によりポンプの薄型化が困難になる。従って本発明の電子機器の冷却装置１に圧電ポンプを使用する場合には、このような問題点を解決する必要がある。
【００４５】
本発明に適用される積層型圧電ポンプとしては、図１４に示すような、２個の圧力室を有する積層プレート構造の一体型屈曲型圧電ポンプを使用することができる。この一体型屈曲型圧電ポンプは、圧電板１１３、１１４のそれぞれ伸縮運動に基づいて、圧力室１２２、１２３に液体の導入および圧力室１２２、１２３からの液体の排出を行うことにより、流入口１６２から液体を取り入れ、排出口１６３から液体を排出する仕組みである。圧力室１２２、１２３には、液体の流れる方向を規制する流入逆止弁１３２、１３３と、排出逆止弁１５４、１５５とがそれぞれ設けられている。なお、図１４（Ａ）では、流入流路１６４と排出流路１６５とが左右に一つずつ存在しているが、これら流路は、図１４（Ｂ）に示すように、それぞれポンプ圧力室から離れた場所で合流される構造になっている。また、図１４（Ａ）中に示す矢印は、冷媒等の液体の流れる方向を示している。さらにまた、一体型屈曲型圧電ポンプは、図５に示す液体駆動ポンプ５０のように、液冷部９内に組み込まれ、一体型屈曲型圧電ポンプと液冷部９との結合をアルミニウム、ステンレス、銅等の金属素材を用いて一体連結されているため、ポンプ筐体構造における圧力損失をできるだけ低く抑えることができる。
【００４６】
流入口１６２から流入した液体は、予備室１６６に入って減速され、次に流入孔１４２、１４３を通じて流入逆止弁１３２、１３３に達する。このとき、流入逆止弁１３２、１３３は圧力室１２２、１２３の方向に持ち上がり、液体は、圧力室１２２、１２３に達する。圧力室１２２、１２３においては、圧電板１１３、１１４の伸縮運動により振動板１１５と圧電板１１３、１１４の複合的な屈曲振動が励振され、この屈曲振動により圧力室１２２、１２３内の液体が加圧、減圧が繰り返され、同時に流入逆止弁１３２、１３３の開閉がなされ流入孔１４２、１４３を塞ぐため逆流することはなく、また同時に排出逆止弁１５４、１５５が流入逆止弁とは逆相で開閉が繰り返され、液体は、排出孔１４４、１４５を通じて排出口１６３から排出される。なお、流入逆止弁１３２、１３３および排出逆止弁１５４、１５５は、例えば板羽根構造等により薄型化されたものであり、液体の運動を阻害することなく高速に動作する。
【００４７】
次に一体型屈曲型圧電ポンプの具体的な作製方法について図１５を参照して詳細に説明する。
圧電板１１３、１１４は、ジルコン酸・チタン酸鉛系セラミックス材料を用いた。圧電セラミックス材料を、長さ１５ｍｍ、幅１５ｍｍ、厚さ０．１ｍｍの形状に加工し、両主面に銀電極を焼成法により形成した。なお、電極は導電性のある、金、ニッケル、クロム、銅、銀・パラジウム合金、白金等を用いても良く、電極形成法も、スパッタ法、メッキ法、蒸着法、化学気相法等用いても特性に影響を及ぼさない電極を形成した。また、この圧電板１１３、１１４を振動板１１５にエポキシ系接着剤を用いて接合した。当該接合にはアクリル系もしくはポリイミド系接着剤を使用しても良い。また、本実施例では、圧電板１１３、１１４を機械加工により作製したが、振動板１１５としてジルコニアセラミックスやシリコンを用いれば、これに圧電セラミックスを、印刷焼成法やスパッタ法、ゾルゲル法、化学気相法により一体形成することが可能である。
【００４８】
図１５を参照すると、長さ５０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ０．０５ｍｍのアルミニウムからなる振動板１１５と、長さ５０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍのアルミニウムからなる圧力室板１２１と、長さ５０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのアルミニウムからなる上部逆止弁板１３１と、長さ５０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍとアルミニウムからなる中央部逆止弁板１４１と、長さ５０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍのアルミニウムからなる下部逆止弁板１５１と、長さ５０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍのアルミニウムからなる流入排出板１６１と、長さ５０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍのアルミニウムからなる弾性板１７１と、長さ５０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ１ｍｍのアルミニウムからなる剛性板１８１とを拡散接合法により積層一体化し、総厚さ２．５５ｍｍの薄型ポンプ形状とした。
【００４９】
振動板１１５の圧力室１２２、１２３のそれぞれに対応する位置には、圧電板１１３、１１４を接合し、圧電板１１３、１１４には、それぞれ電源１１１、１１２を接続した。また、圧力室板１２１には、幅１５ｍｍ、長さ１５ｍｍの圧力室１２２、１２３を形成し、上部逆止弁板１３１には、流入逆止弁１３２、１３３と排出孔１４４、１４５とを形成し、中央部逆止弁板１４１には、流入孔１４２、１４３と排出孔１４４、１４５とを形成し、下部逆止弁板１５１には、排出逆止弁１５４、１５５と流入孔１４２、１４３とを形成し、流入排出板１６１には、流入口１６２および流入流路１６４と排出口１６３および排出流路１６５と予備室１６６とを形成し、剛性板１８１には、弾性板中抜き１８２を形成した。流入孔１４２、１４３および排出孔１４４、１４５は、直径５ｍｍに形成し、流入逆止弁１３２、１３３および排出逆止弁１５４、１５５は、長さ１０ｍｍ、幅６ｍｍとし、その先端を各流入孔１４２、１４３および各排出孔１４４、１４５を塞ぐ位置に配置した。なお、圧電板１１３、１１４は、圧電セラミックスと電極を交互に積層した構造にすれば低電圧駆動が可能である。さらに、振動板１１５をはさみ、上下部に圧電板１１３、１１４を1枚ずつ配置したバイモルフ構造にすれば、流入圧、排出圧が向上できる。
【００５０】
また、図１５に示すように２個の圧力室１２２、１２３をポンプ部として形成し、２個のポンプ部の内、一方のポンプ部が液体排出時に、一方のポンプ部が液体流入を行い、また逆に液体流入されたポンプ部が今度は液体排出を行い、液体搬出した他方のポンプ部が液体流入を行うというように２個のポンプ部の振動位相を反転させ交互に連動させて駆動させることで液体の流量を一定に保つことができる。なお、図１５では圧力室を２個とし、２個のポンプ部が存在するように表記したが、複数個のポンプ部を形成し、それぞれの振動位相を隣り合うポンプ部同士で互い違いに反転させることにおいても同様の効果は得られる。
【００５１】
例として、流入動作時には、圧電板１１３、１１４にＤＣ５０Ｖ、ＡＣ振幅５０Ｖ、１０ｋＨｚ、半周期の電界を印加して、また排出時はＤＣ５０Ｖ、流入時とは逆相のＡＣ５０Ｖ、５ｋＨｚの電界を印加して圧電ポンプを駆動させた。なお、圧電板１１３ならびに圧力室１２２と、圧電板１１４ならびに圧力室１２３で構成されるそれぞれ２つのポンプは各逆相すなわち交互に動作させるよう制御を行うことで流量を安定化させることが可能である。さらに、電源１１１、１１２の駆動電圧を調整して、１個のポンプ部の排出時間より吸引時間を２倍以上長くする。これにより排出時に生じるポンプ室内の液の乱流が吸入時に沈静化するため、排出効率を向上できる。また、下部逆止弁板１５１、流入排出板１６１、弾性板１７１、剛性板１８１を金属材料で作製し、これを冷媒循環部と共有すれば、従来例に示される接合部を必要とせず、従って同部位による圧損を防止できる。また、結合部に樹脂を使用しないため、長時間使用後に発生する樹脂のひび割れによる冷却液体のもれや蒸発を防止することができる。
【００５２】
液冷用ポンプ１４として、図１６に示すような複数の圧電板を円環状に配列した円還状の圧電アクチュエータを用いた圧電ポンプを使用しても良い。円還状の圧電アクチュエータを配置した圧電ポンプは、円環状圧電アクチュエータを構成する個々の圧電板を駆動する位相を円環方向に順次変化させることで、屈曲振動の進行波を発生させ、これにより逆止弁を用いることなく流路中の液体を一方向に回転させる。図１６において、（Ａ）は、積層構成を示す断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示すＧ−Ｈ断面図であり、（Ｃ）は、下面図である。
【００５３】
図１６（Ａ）を参照すると、上部保護板１９１と下部保護板１９３との２枚の保護板により流路１９２を密閉している。下部保護板１９３の下面には、図１６（Ｂ）に示すように、円環状に圧電板を配列した圧電アクチュエータ１９４が配置され、図１６（Ｃ）に示す流路１９２の円環部に添うように接続される。圧電アクチュエータ１９４は、例えば分極の極性を交互に反転させておき個々の圧電板に位相をずらして電界を印加すると、上下方向の伸縮運動が進行波のように励振されて、流路１９２内の滞留する液体が、円環状の流路に沿って円運動を起こし、図１６（Ｃ）左側の流路から液体の流入と排出が同時に起こり、一方向の流れを生じる。この円環状圧電アクチュエータ１９４の運動により逆止弁を設けることなく冷媒液の流れを作り出すことができる。また、流れが一定方向に流れることから、流路１９２内で発生する気泡も同時に循環させることも可能である。
【００５４】
次に、液冷用ポンプ１４として使用することができる液体の蒸発沸騰を利用した蒸発方式ポンプの構成について図１７および図１８を参照して詳細に説明する。
図１７は、本発明の電子機器の冷却装置の液冷用ポンプとして使用する蒸発方式ポンプの構成を示す上面図であり、図１８は、本発明の電子機器の冷却装置の液冷用ポンプとして使用する蒸発方式ポンプの構成を示す横断面である。
【００５５】
液冷用ポンプ１４として使用する蒸発方式ポンプは、図１７を参照すると、液体流れの本流３０１から分岐した流路である支流３０２を形成して、支流３０２に発熱体３０３を設けた構造のポンプである。発熱体３０３に通電することにより発熱体が温度上昇して発熱体に接している液体の沸点温度を超えると、液体が沸騰して蒸気３０５が発生し、液体に流れを作り出す。なお、支流３０２の発熱体３０３の手前には、液体の逆流を防止するための逆止弁３０４が設けられており、液体は一方向に流れるように制御されている。通常、液体が沸騰して気体になると大きく体積が膨張するため、閉じた流路内にある液体に対して部分的に加熱して沸騰させると、気化による膨張により液体が押し出され、これを連続的に行い、かつ流路の一部に逆止弁構造を設けることにより、液体のポンプの機能を実現できる。
【００５６】
図１８には、複数個の発熱体３０３を設けた構造の蒸発方式ポンプの構成が示されており、本流３０１内の液体に接する形で発熱体３０３が５個並んで配置されている。図１８（Ａ）は、ある時間における蒸発の様子であり、３つの発熱体の上から蒸気３０５が発生している。図１８（Ｂ）は、図１８（Ａ）の状態から１００ミリ秒経過した時の蒸発の様子を示している。この時、発熱体の蒸発のタイミングが所望の流れの方向へシフトしていくようにすると、流体の流れを形成することができる。つまり、図１８（Ｂ）に示す状態の蒸発している蒸気３０５は、図１８（Ａ）に示す状態よりも左側にずれており、これを連続させることにより液体を図１８に矢印で示す右から左に送ることが可能になる。
【００５７】
なお、以上説明してきた実施の形態では、空冷ファン１６としてＤＣファン２１、圧電ファン２００等を使用する例を、液冷用ポンプ１４として電磁ポンプ、圧電ポンプ、蒸発方式ポンプ等を使用する例に挙げたが、各方式の組み合わせは任意である。
【００５８】
本発明の冷却装置１は、任意の電子機器に搭載して、その効果を発揮することが可能である。例えば、ノート型のパソコン等は、比較的消費電力が大きく、筐体は小型薄型という特徴を有しているため、本発明の冷却装置の効果は非常に大きい。例えば厚さ５ｍｍで全体の寸法が１００ｍｍ＊２００ｍｍ程度の本発明の冷却装置１を用いることにより、４０Ｗ程度のＣＰＵの冷却を実現可能である。従って、本発明の冷却装置１を搭載したノート型パソコンは、従来の冷却装置を搭載したノート型パソコンよりも、小型化、薄型化、低騒音化が可能であり、消費者にとって大きな魅力を持つノート型パソコンを実現できる。また、その他の電子機器としても、ディスクトップパソコン、コンピュータサーバ、ネットワーク機器から、プラズマディスプレイ、プロジェクタ、ホームサーバ等にも搭載が可能であり、ノート型パソコンの場合と同様に小型・低騒音で高い冷却効果が得られる。
【００５９】
本発明の冷却装置１の冷却性能として、外形２００＊１００ｍｍ、厚み１ｍｍの液冷部９の流通路１０内に少なくとも２０ｍｌ程度の冷却水を封入して流量毎分１０〜２０ｍｌで循環することにより、空冷部１２がない場合でも消費電力２５Ｗ級のＣＰＵを動作させた時の最大温度を９０℃以下に抑えられることを実験により確認した。従って、従来の消費電力２５Ｗ級のＣＰＵを冷却できるヒートパイプ技術や強制空冷技術に比べ、冷却部の体積を約１／５に小型かつ薄型にできる。
【００６０】
また、本発明の冷却装置１の液冷部９と空冷部１２を組み合わせた構成で、外形２００＊１００ｍｍ、厚み５ｍｍの場合において、液冷部９の流通路１０内に少なくとも２０ｍｌ程度の冷却水を封入して流量毎分１０〜２０ｍｌで循環し、さらに、フィン群や、風洞１、風洞２を有する空冷部１２に備えた空冷ファンから風速毎秒０．８ｍ程の強制対流を発生させることにより、消費電力４０Ｗ級のＣＰＵ動作時の最大温度を９０℃以下に抑えられることを実験により確認した。従って、消費電力４０Ｗ級のＣＰＵを冷却できる従来の強制空冷技術に比べ、冷却部の体積を約１／１０に小型かつ薄型化できる。
【００６１】
また、本冷却装置１からの騒音について、冷却装置１の空冷部１２に備えた内蔵空冷ファン３０および液冷部９に備えた液体駆動ポンプ５０のそれぞれの駆動源として、前記実施例で述べた圧電技術を採用することにより、本冷却装置１の動作時の騒音を３０ｄＢ以下に抑えることができた。消費電力４０Ｗ級のＣＰＵを冷却させる従来の強制空冷技術においては、例えばノートパソコンの場合には少なくとも２個のＤＣファン２１が利用されており、騒音も４０ｄＢ程度に達しており、これに比べると大きな改善を実現した。従って、本冷却装置の搭載されたノートパソコンであれば、図書館や病院等騒音発生が問題となる公共の場所でも利用が可能となる。
【００６２】
冷却装置１の液冷部９と空冷部１２の製造方法においては、例えば銅、アルミニウム、ステンレス等の金属材料を用い、液冷部９と空冷部１２の一体化加工には公知のダイキャスト技術、金型技術、エッチング技術等既存のヒートシンクの場合と同様な製造技術を適用することが可能である。
【００６３】
次に、冷却装置１の液冷部９の流通路１０上に貯液漕４００を設置した構成について図２０および図２１を参照して詳細に説明する。
図２０は、本発明の電子機器の冷却装置の流路上に貯液槽を設置した構成を示す横断面図であり、図２１は、本発明の電子機器の冷却装置の流路上に貯液槽を設置した構成を示す平面図である。
【００６４】
本発明の冷却装置１の液冷部９では、冷媒が完全循環路である流通路１０を循環するように構成されているため、発熱源である発熱部品がかなりの高温となる場合には、冷媒の熱膨張に起因する液循環路の内圧上昇による装置破壊の可能性がある。これを避けるために、図２０および図２１に示すように、冷却装置１の液冷部９の上面部に冷媒を貯液する貯液槽４００を設け、液流路１０から分岐孔４０１で結合するようにした。
【００６５】
貯液槽４００に貯液される冷媒量は、貯液槽４００の容積の全てを満たすことなく、貯液槽４００内部に空気が存在するように、液冷部９の流通路１０を循環する冷媒の量が調整されている。好ましくは、貯液槽４００に貯液される冷媒量を貯液槽４００の容積の半分程度とし、残り半分程度は空気で満たすようにすると良い。こうすることにより、冷媒が熱により膨張した場合、貯液槽４００内部の空気がダンパー機能を果たし、完全循環路である流通路１０の内圧上昇を防ぐ働きをする。
【００６６】
なお、貯液槽４００の容積は、完全循環路である流通路１０の全体積ならびに温度上昇度、冷媒の膨張率等により最適設計するこが可能であることは言うまでもない。また、貯液槽４００を液冷部９に対して脱着可能とすると、冷媒の補充を行うことができるという効果も奏する。
【００６７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、液冷部９と空冷部１２とが積層された構成であり、各構成部品に対して平板形状もしくは平板形状に近い形状を採用することができ、各部品を積層化一体化することにより組み立てることができ、全体が平坦化形状とすることができるため、また熱伝導効率や放熱性能に優れ、かつ全体の構成の薄型化することができ、組み立て性や電子機器への取り付けが容易であるという効果を奏する。
【００６８】
さらに、本実施の形態によれば、液体駆動ポンプ５０を液冷部９に一体化させる構成をとることで、設計の自由度がさらに向上し、全体の厚みを１０ｍｍ以下、もしくは５ｍｍ以下と薄型化させることができ、電子機器、特にノート型パソコン等への搭載の自由度向上が図れるという効果を奏する。
【００６９】
さらに、本実施の形態によれば、空冷部１２において、複数の個別空気流路を形成して各個別空気流路に温められていない空気を取り入れるための空気孔を設けると共に、個別空気流路が通過した空気を流すための共通空気流路を形成することにより、限られたスペースの中で発熱部品から吸熱した熱を効果的に電子機器の外へ排出することが可能になるという効果を奏する。
【００７０】
さらに、本実施の形態によれば、冷媒が流れる流通路１０を有する液冷部９においては、空冷用フィンの内部にまで空冷フィン群内流路７０を設けたり、流通路１０の一部に流速を部分的に向上させるためのマイクロチャネル６１を設けたりすることにより、冷却媒体から効率よく熱交換することが可能となり冷却性能の向上を図ることができるという効果を奏する。
【００７１】
さらに、本実施の形態によれば、液冷用ポンプ１４による液体循環式冷却機構と空冷ファン１６による強制空冷とを組み合わせることで、空冷ファン１６の送風量を抑制することが可能であり、空冷ファン１６部分からの騒音の発生を緩和させることができるという効果を奏する。
【００７２】
なお、本実施の形態の液冷用ポンプ１４もしくは液体駆動ポンプ５０として、電磁型ポンプ、圧電バイモルフ式ポンプ、バブル型ポンプ、あるいは空冷用ファンと兼用したポンプを用いることができ、これらのポンプを用いることで、単位時間当たりの液体循環量を増大させたり、冷却装置全体の厚みや体積を低減させたりすることができる。
【００７３】
さらに、本実施の形態の液冷用ポンプ１４もしくは液体駆動ポンプ５０や空冷ファン１６を駆動する電気制御回路に対する外部からの入力は、直流であることが望ましく、電気制御回路部において、ＣＰＵ６、発熱体７等の発熱部品の温度情報を取り込み、発熱部品の温度が上限を超えない範囲で最大温度を維持するように液冷用ポンプ１４もしくは液体駆動ポンプ５０や空冷ファン１６を駆動させると、冷却装置１の消費電力を節約することができる。
【００７４】
さらに、冷却装置１の制御回路として、液冷用ポンプ１４もしくは液体駆動ポンプ５０を駆動する電気駆動回路と、空冷ファン１６を駆動する電気駆動回路とがあるが、これら電気駆動回路の入力電圧を一定電圧以下とした構成や、両者を一体化させた構成を採用することが有効であり、この場合には、制御回路の簡略化や効率化、高精度化が可能になり、冷却装置全体の高性能化を図ることができる。
【００７５】
なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。なお、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。
【００７６】
【発明の効果】
本発明の電子機器の冷却装置は、液冷部と空冷部とが積層された構成であり、各構成部品に対して平板形状もしくは平板形状に近い形状を採用することができ、各部品を積層化一体化することにより組み立てることができ、全体が平坦化形状とすることができるため、また熱伝導効率や放熱性能に優れ、かつ全体の構成を薄型化することができ、組み立て性や電子機器への取り付けが容易であるという効果を奏する。
【００７７】
さらに、本発明によれば、液体駆動ポンプを液冷部に一体化させる構成をとることで、設計の自由度がさらに向上し、全体の厚みを１０ｍｍ以下、もしくは５ｍｍ以下と薄型化させることができ、電子機器、特にノート型パソコン等への搭載の自由度向上が図れるという効果を奏する。
【００７８】
さらに、本発明によれば、空冷部において、複数の個別空気流路を形成して各個別空気流路に温められていない空気を取り入れるための空気孔を設けると共に、個別空気流路が通過した空気を流すための共通空気流路を形成することにより、限られたスペースの中で発熱部品から吸熱した熱を効果的に電子機器の外へ排出することが可能になるという効果を奏する。
【００７９】
さらに、本発明によれば、冷媒が流れる流通路を有する液冷部においては、空冷用フィンの内部にまで空冷フィン群内流路を設けたり、流通路の一部に流速を部分的に向上させるためのマイクロチャネルを設けたりすることにより、冷却媒体から効率よく熱交換することが可能となり冷却性能の向上を図ることができるという効果を奏する。
【００８０】
さらに、本発明によれば、液冷用ポンプによる液体循環式冷却機構と空冷ファンによる強制空冷とを組み合わせることで、空冷ファンの送風量を抑制することが可能であり、空冷ファン１６部分からの騒音の発生を緩和させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子機器の冷却装置の実施の形態の構成を示す図であり、（Ａ）は、電子機器に組み込まれた状態を示す断面図であり、（Ｂ）は、裏面側から見た斜視図であり、（Ｃ）は、（Ｂ）に示すＡ−Ｂ線の断面図である。
【図２】図１に示す冷却装置の具体的な構成を示す横断面図である。
【図３】図１に示す冷却装置の具体的な構成を示す横断面図である。
【図４】図１に示す冷却装置の具体的な構成を示す横断面図である。
【図５】図１に示す冷却装置の具体的な構成を示す横断面図である。
【図６】図５に示すＣ−Ｄ断面を上方から見た液冷部の平面図である。
【図７】図１に示す空冷フィン群に形成された空冷フィン群内流路の構成を示す横断面図である。
【図８】図７に示すＥ−Ｆ断面図である。
【図９】本発明の電子機器の冷却装置の空冷ファンとして使用する圧電ファンの構成を示す斜視図である。
【図１０】図９に示す圧電ファンの送風プレートの第１および第２の変形例を示す上面図である。
【図１１】図９に示す圧電ファンの送風プレートの第３および第４の変形例をそれぞれ示す上面図および側面図である。
【図１２】本発明の電子機器の冷却装置の空冷ファンとして複数個の圧電ファンを使用した例を示す側面図である。
【図１３】本発明の電子機器の冷却装置の空冷ファンとして使用する圧電ファンの変形例の構成を示す斜視図および側面図である。
【図１４】本発明の電子機器の冷却装置の液冷用ポンプとして使用する積層型圧電ポンプの構成を示す断面図であり、（Ａ）は、側方断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示すＺ−Ｚ’面上方断面図である。
【図１５】図１４に示す積層型圧電ポンプの構成を示す構成図である。
【図１６】本発明の電子機器の冷却装置の液冷用ポンプとして使用する円環状圧電ポンプの構成を示す構成図である。
【図１７】本発明の電子機器の冷却装置の液冷用ポンプとして使用する蒸発方式ポンプの構成を示す上面図である。
【図１８】本発明の電子機器の冷却装置の液冷用ポンプとして使用する蒸発方式ポンプの構成を示す横断面である。
【図１９】従来の電子機器の冷却装置の構成を示す横断面図である。
【図２０】本発明の電子機器の冷却装置の流路上に貯液槽を設置した構成を示す横断面図である。
【図２１】本発明の電子機器の冷却装置の流路上に貯液槽を設置した構成を示す平面図である。
【符号の説明】
１ 冷却装置
２ 筐体
３ ＣＤ−ＲＯＭ
４ ＰＣカード
５ ＨＤＤ
６ ＣＰＵ
７ 発熱体
８ マザーボード
９ 液冷部
１０ 流通路
１１ キーボード
１２ 空冷部
１３ａ〜１３ｅ 空冷フィン群
１４ 液冷用ポンプ
１５ａ〜１５ｅ 空気孔
１６ 空冷ファン
１７ 空気流入口
１８ 空気流出口
１９ 吸熱面（金属蓋）
２０ 空冷ファンカバー（風洞１）
２１ ＤＣファン
２２ａ〜２２ｅ フィンカバー（風洞２）
２３ 冷却空気
２４ 基体
３０ａ〜３０ｅ 内蔵空冷ファン
４０ａ〜４０ｅ フィン間隙間
５０ 液体駆動ポンプ
６０ ループ状流通路
６１ マイクロチャネル
７０ 空冷フィン群内流路
１０１ 吸熱部
１０２ 放熱パイプ
１０３ 空冷ファン
１０４ 強制空冷部
１０５ 液流路
１０６ 液体循環用ポンプ
１０７ ハウジング部
１１１、１１２ 電源
１１３、１１４ 圧電板
１１５ 振動板
１２１ 圧力室板
１２２、１２３ 圧力室
１３１ 上部逆止弁板
１３２、１３３ 流入逆止弁
１４１ 中央部逆止弁板
１４２、１４３ 流入孔
１４４、１４５ 排出孔
１５１ 下部逆止弁板
１５４、１５５ 排出逆止弁
１６１ 流入排出板
１６２ 流入口
１６３ 排出口
１６４ 流入流路
１６５ 排出流路
１６６ 予備室
１７１ 弾性板
１８１ 剛性板
１８２ 弾性板中抜き
１９１ 上部保護板
１９２ 流路
１９３ 下部保護板
１９４ 圧電アクチュエータ
２００、２００ａ〜２００ｅ 圧電ファン
２０１ 圧電素子
２０２、２０２ａ、２０２ｂ 送風プレート
２０３ 支持体
２０４ 薄型送風プレート
２０５ 壁
３０１ 本流
３０２ 支流
３０３ 発熱体
３０４ 逆止弁
３０５ 蒸気
４００ 貯液槽
４０１ 分岐孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cooling device for an electronic device, and more particularly to a cooling device for an electronic device suitable for cooling a heat generating component such as a CPU mounted on a notebook computer or the like.
[0002]
[Prior art]
In recent electronic devices such as personal computers, a heating element such as a CPU that consumes a large amount of power is mounted along with an increase in calculation processing amount and speeding up, and the amount of heat generated by the heating element is increasing. Since various electronic components used in these electronic devices are usually limited in their operating temperature range due to the heat resistance reliability and temperature dependence of operating characteristics, the heat generated internally in these electronic devices is efficient. There is an urgent need to establish technologies that often discharge to the outside.
[0003]
In general, in electronic devices such as personal computers, a heat sink, a metal heat sink or so-called heat pipe, etc. is attached to a CPU or the like to spread heat to the entire electronic device due to heat conduction, or an electromagnetic cooling fan is used as a housing. It was installed to release heat from the inside of the electronic device to the outside.
[0004]
However, in electronic devices with high-density mounting of electronic components such as laptop computers, for example, there is little heat dissipation space inside the electronic device, so cooling using a conventional cooling fan alone or a combination of a cooling fan and a heat pipe In the system, there is a cooling effect that can be accommodated in a CPU with power consumption up to about 30 W, but it has been difficult to sufficiently release internal heat with a CPU with power consumption higher than this. In addition, even if heat dissipation is possible, it is essential to install a cooling fan with a large blowing capacity. In such an electromagnetic cooling fan, the quietness is greatly impaired due to noise such as wind noise from the rotating blades. It was. Further, with respect to server personal computers, the demand for miniaturization and noise reduction has increased as the penetration rate has increased, and as a result, the same problems as in notebook personal computers have occurred in terms of heat release.
[0005]
As a method for solving these problems, there is a cooling apparatus for electronic devices disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 2002-94276 and 2002-94277.
[0006]
FIG. 19 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional cooling device for electronic equipment.
As shown in FIG. 19, these cooling devices include a heat absorption unit 101 and a forced air cooling unit 104 centering on a heat radiating pipe 102 and an air cooling fan 103 that transmit heat. One surface of the heat absorption unit 101 has a heat absorption part that comes into contact with a high power consumption device such as a CPU. A liquid channel 105 is provided inside the heat absorption unit 101. Then, it is connected to the forced air cooling unit 104. The forced air cooling unit 104 is a heat radiating unit, and includes a liquid circulation pump 106, an air cooling fan 103, and a housing portion 107 that accommodates the liquid circulation pump 106 and the air cooling fan 103, and is integrally assembled via a gasket. ing.
[0007]
The heat generated by the CPU of the electronic device is transmitted to the heat absorbing unit 101 of the cooling device that is in contact with the liquid, and the temperature of the liquid in the liquid channel 105 inside the heat absorbing unit 101 is increased. The liquid in the liquid flow path 105 circulates by being transported by the pressure of the liquid circulation pump 106 and reaches the forced air cooling unit 104. In the forced air cooling unit 104, the liquid whose temperature has risen in the liquid flow path 105 is cooled by the air cooling fan 103 and the temperature is decreased, and the liquid whose temperature has decreased circulates and returns to the heat absorption unit 101. On the other hand, the air heated by the forced air cooling unit 104 is exhausted out of the casing by the air cooling fan 103.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional cooling device is composed of the heat absorbing portion 101, the heat radiating portion and the heat radiating pipe 102 connecting them, and in addition to these, a pump cover, a heat absorber cover, and the like are added. There is a problem that the mounting to the main body becomes complicated and the cooling efficiency is not sufficient because the forced air cooling by the fan is limited to the periphery of the forced air cooling unit 104 where the liquid circulation pump 106 is located.
[0009]
Furthermore, since the conventional cooling device performs forced air cooling with the liquid circulation pump 106, the shape of the pump part is particularly large and complicated as compared with the case of a single pump, and the overall configuration becomes thick. There was a point.
[0010]
In addition, since the conventional cooling device has an assembly configuration using a lot of resin gaskets, the internal cooling liquid gradually evaporates to the outside and loses cooling performance due to long-term use. There was a problem.
[0011]
The present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is that it is easy to assemble and attach to an electronic device, is excellent in heat conduction efficiency and heat dissipation performance, and has an overall configuration. It is in the point which provides the cooling device of the electronic device which can be reduced in thickness.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention has the following configurations.
The gist of the invention of claim 1 is as follows: An electronic device cooling apparatus for cooling a heat-generating component in an electronic device, the liquid cooling means for diffusing the heat from the heat-generating component with a refrigerant, and the air cooling for radiating the heat diffused by the liquid cooling means to the atmosphere Air cooling means in which a fin group is formed, the air cooling means is laminated on the liquid cooling means, The liquid cooling means is formed with an air hole for supplying air to the air cooling means. Cooling device for electronic equipment Exist .
The gist of the invention of claim 2 is as follows: The air cooling means includes an air cooling fan for flowing air through the air cooling fin group. 1 Cooling device for electronic equipment as described in Exist .
The gist of the invention of claim 3 is that the air cooling fin group is divided into a plurality of groups, The air cooling means covers each of the plurality of air cooling fin groups. Fin cover Comprising Fin cover The air flow is regulated so as not to cause thermal interference between the plurality of groups of the air-cooling fin group by the above. 1 Electronic device cooling apparatus as described Exist .
The gist of the invention of claim 4 is as follows: The air cooling means includes the Fin cover An air cooling fan is provided for each. 3 Electronic device cooling apparatus as described Exist .
The gist of the invention of claim 5 is as follows: The air cooling means includes an air cooling fan for flowing air through the air cooling fin group. 3 or 4 Cooling device for electronic equipment as described in Exist .
The subject matter of claim 6 is as follows: The air cooling means covers the entire air cooling fin group. Wind tunnel Comprising Wind tunnel The air flow generated by the air cooling fan is further regulated. 5 Cooling device for electronic equipment as described in Exist .
The gist of the invention of claim 7 is that The air cooling means includes the Wind tunnel A common air flow path formed by Fin cover By Said An individual air flow path formed for each of a plurality of groups is formed. 6 Cooling device for electronic equipment as described in Exist .
The gist of the invention of claim 8 is as follows: The air cooling means includes an air cooling fan disposed in the common air flow path, and the air cooling fan generates an air flow in each of the individual air flow paths. 7 Electronic device cooling apparatus as described Exist .
The gist of the invention of claim 9 is as follows: The cross-sectional area of the opening from the individual air flow path to the common air flow path is such that the air flow rate of the individual air flow path becomes constant. Placed in common air flow path It is formed so that it may become large as it distances from an air cooling fan. 8 Electronic device cooling apparatus as described Exist .
The gist of the invention of claim 10 is that The liquid cooling means includes Air hole Of the air-cooled fin group Said It is formed for each of a plurality of groups. Any of 3 to 9 Cooling device for electronic equipment as described in Exist .
The subject matter of claim 11 is as follows: The liquid cooling means is configured to circulate the refrigerant in the flow path, a heat absorption surface that absorbs heat by contacting or joining the heat generating component, a flow passage formed along the heat absorption surface, through which the refrigerant flows. A liquid cooling pump is provided. 1 to 10 Electronic device cooling apparatus as described Exist .
The subject matter of claim 12 is as follows: The said flow path is formed by joining the base | substrate with which the groove part was formed, and the said heat absorption surface. 11 Electronic device cooling apparatus as described Exist .
The gist of the invention of claim 13 is as follows: The air cooling fin group and the base body are integrally molded. 12 Electronic device cooling apparatus as described Exist .
The subject matter of claim 14 is as follows: The flow path is formed in at least one of a plurality of fins of the air cooling fin group. Any of 11 to 13 Electronic device cooling apparatus as described Exist .
The subject matter of claim 15 is as follows: The flow path is a closed loop that is closed in a circulation manner, and a microchannel structure having a cross-sectional area smaller than the cross-sectional area of the flow path is formed in a part of the closed loop. 15. The microchannel structure according to claim 12, wherein the microchannel structure is formed by joining a base on which a plurality of small grooves having a width of 1 mm or less are arranged and the endothermic surface. Electronic device cooling apparatus as described Exist .
The subject matter of claim 16 is as follows: The liquid cooling means includes a piezoelectric pump using an annular piezoelectric actuator as a drive source, and the refrigerant is circulated by the piezoelectric pump. 15 The cooling apparatus for electronic equipment according to any one of Exist .
The subject matter of claim 17 is as follows: A liquid cooling pump that circulates the refrigerant; an air cooling fan that supplies air to the air cooling fin group; and an electric control circuit that drives the liquid cooling pump and the air cooling fan. The input from is a direct current 16 The cooling apparatus for electronic equipment according to any one of Exist .
The subject matter of claim 18 is as follows: The electric control circuit that drives the liquid cooling pump or the air cooling fan takes in temperature information of the heat generating component and maintains the maximum temperature in a range where the temperature of the heat generating component does not exceed the upper limit. A driving pump or the air cooling fan is driven. 17 Electronic device cooling apparatus as described Exist .
The subject matter of claim 19 is as follows: The liquid storage tank which stores a refrigerant | coolant in the upper surface of the said liquid cooling means is provided. 18 Electronic device cooling device according to any one of Exist .
The subject matter of claim 20 is as follows: The interior of the liquid storage tank is not filled with a refrigerant, but air is present. 19 Electronic device cooling apparatus as described Exist .
The subject matter of claim 21 is as follows: Claims 1 to 20 An electronic device comprising the electronic device cooling device according to any one of Exist .
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0014]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of a cooling apparatus for an electronic device according to the present invention, (A) is a cross-sectional view showing a state of being incorporated in an electronic device, and (B) is a back surface. It is the perspective view seen from the side, (C) is sectional drawing of the AB line shown to (B).
[0015]
As shown in FIG. 1A, a notebook PC on which the electronic apparatus cooling device 1 according to the present embodiment is mounted has a CD-ROM 3 in a casing 2 having a thickness of about 3 to 4 cm. A PC card 4, an HDD 5, a CPU 6 with local heat generation, and a heating element 7 such as a chip set are mounted on a motherboard 8, and many electronic components are mounted in a narrow space. In FIG. 1A, reference numeral 11 denotes a keyboard, and a display unit such as an LCD is omitted.
[0016]
Referring to FIG. 1, a cooling device 1 for an electronic device according to the present embodiment includes a liquid cooling unit 9 and an air cooling unit 12 that are integrally formed, and consumes the largest amount of power in the housing 2. In particular, a heat absorbing surface (metal lid) 19 of the liquid cooling unit 9 is in contact with or bonded to heat generating components such as the CPU 6 and the heat generating body 7 that generate heat. Note that FIG. 1B is a heat absorption surface (metal lid) that serves as a lower lid of the cooling device 1 that is actually joined and closed in order to explain the flow passage 10 inside the liquid cooling section 9. The state where 19 is removed is shown.
[0017]
In the liquid cooling part 9, a flow passage 10 through which a coolant such as water or antifreeze flows is formed along the heat absorption surface (metal lid) 19, and the flow passage 10 has a groove portion as shown in FIG. The heat absorbing surface (metal lid) 19 is joined to the lower surface of the formed base 24. The base 24 and the heat absorbing surface (metal lid) 19 are made of, for example, a highly conductive metal material such as copper (Cu) or aluminum (Al) material. It is transmitted to the refrigerant in the flow passage 10 formed in the liquid cooling unit 9 and the base body 24 via the surface (metal lid) 19. The endothermic surface (metal lid) 19 is bonded to the substrate of the liquid cooling unit 9 by any method such as diffusion bonding (brazing), pressure welding, or a bonding method using an O-ring.
[0018]
Further, the liquid cooling unit 9 is provided with a liquid cooling pump 14 that is an electromagnetic pump for circulating the refrigerant in the flow passage 10. By circulating the refrigerant with the liquid cooling pump 14, the CPU 6 and the heat generation are generated. The heat generated in the heat-generating parts such as the body 7 is thermally diffused throughout the liquid cooling unit 9 by heat transfer.
[0019]
Further, the liquid cooling section 9 is formed with a plurality of air holes 15 a to 15 e penetrating from the endothermic surface (metal lid) 19 side to the air cooling section 12 at positions avoiding the flow passage 10. The cooling air 23 from the provided air inlet 17 is configured to pass through the plurality of air holes 15 a to 15 e and reach the air cooling unit 12.
[0020]
Referring to FIG. 1, the air cooling unit 12 receives heat from the air cooling fin groups 13 e to 13 e made of a highly conductive metal material such as copper (Cu) or aluminum (Al) and the air cooling fin groups 13 a to 13 e in the vicinity. An air cooling fan 16 that discharges to the air, an air cooling fan cover (wind tunnel 1) 20 that covers the upper surfaces of the air cooling fin groups 13a to 13e so that the cooling air 23 is scattered from the air cooling unit 12 to the peripheral part and does not hinder the cooling efficiency, Fin covers (wind tunnels 2) 22a to 22e that form a flow path of the cooling air 23 are provided for each of the air cooling fin groups 13a to 13e so that thermal interference does not occur between the air cooling fin groups 13a to 13e. . The air cooling fin groups 13a to 13e of the air cooling unit 12 and the base 24 of the liquid cooling unit 9 are integrally formed of the same metal such as copper or aluminum, so that heat from the liquid cooling unit 9 is efficiently transferred to the air cooling unit 12. Reportedly.
[0021]
The heat generated from the heat generating components such as the CPU 6 and the heat generating body 7 is transmitted by heat conduction to the refrigerant circulating in the flow passage 10 by the liquid cooling pump, and then the liquid cooling section by heat transfer of the refrigerant circulating in the closed state. 9 is thermally diffused and transmitted to the air cooling fin groups 13a to 13e of the air cooling unit 12 by heat conduction, and the heat transferred to the air cooling fin groups 13a to 13e is caused by the flow of the cooling air 23 formed by the air cooling fan 16. Heat is released outside the housing 2. That is, the cooling air 23 flows into the housing 2 from the air inlet 17 provided in the housing 2, passes through the air holes 15 a to 15 e provided in the liquid cooling unit 9, and the air cooling fin groups 13 a to 13 e. The cooling air 23 that is dispersed inside each of the air cooling fin groups 13a to 13e passes through the air cooling fan 16 without interfering with the other air cooling fin groups 13a to 13e, and passes through the air in the housing 2. Heat is discharged outside the housing 2 through the outlet 18.
[0022]
In the present embodiment, a desktop personal computer or the like having a free space in the electronic device casing can cool the CPU 6 with a power consumption of 25 W even under natural air cooling conditions having only the air cooling fin groups 13a to 13e as the air cooling unit 12. However, in an electronic device in which an electronic component of more than 25 W is mounted in a narrow space like the casing 2 of the present embodiment, the heat transferred to the air-cooling fin groups 13a to 13e is trapped in the casing 2, and the casing Since the temperature rise in 2 will occur, an air cooling fan 16 for discharging heat outside the housing 2 is required.
[0023]
Next, a specific configuration of the air cooling unit 12 of the cooling device 1 will be described in detail with reference to FIGS.
2 to 4 are cross-sectional views showing a specific configuration of the cooling device shown in FIG.
[0024]
A known DC fan 21 can be used as the air cooling fan 16 of the air cooling unit 12 as shown in FIG. When the DC fan 21 can be disposed in the gap between the liquid cooling unit 9 and the air cooling fan cover (wind tunnel 1) 20, as shown in FIG. 2 (A), the liquid cooling unit 9 and the air cooling fan cover (wind tunnel 1). 2) When the DC fan 21 is disposed in the gap between the DC fan 21 and the DC fan 21 cannot be disposed in the gap between the liquid cooling unit 9 and the air cooling fan cover (wind tunnel 1) 20, as shown in FIG. A DC fan 21 may be disposed above the air cooling fan cover (wind tunnel 1) 20.
[0025]
Further, as the air cooling fan 16 of the air cooling unit 12, as shown in FIG. 3, built-in air cooling fans 30a to 30e may be provided near the cooling air outlets of the fin covers (wind tunnels 2) 22a to 22e of the air cooling unit 12, respectively. When the flow of the cooling air 23 is formed by the built-in air cooling fans 30a to 30e, the fin cover (wind tunnel 2) 22a to 22e functions as a fan cover, so the air cooling fan cover (wind tunnel 1) 20 is not provided. Also good.
[0026]
The air cooling fin groups 13a to 13e of the air cooling unit 12 are divided into a plurality of groups in order to efficiently take in the cooling air 23 flowing in from the plurality of air holes 15a to 15e formed through the liquid cooling unit 9. . That is, the cooling air 23 from the air holes 15a to 15e is supplied to the air cooling fin groups 13a to 13e, respectively. Furthermore, if only the air cooling fin groups 13a to 13e are divided, heat interference occurs between the air cooling fin groups 13a to 13e due to the heat generated from the CPU 6 and the heating element 7, so that each of the air cooling fin groups 13a to 13e passes through. Fin covers (wind tunnels 2) 22a to 22e for restricting the flow of the cooling air 23 so as not to be supplied to the other air cooling fin groups 13a to 13e are provided corresponding to the air cooling fin groups 13a to 13e, respectively. ing.
[0027]
In addition, a common air flow path is provided in order to discharge heat to the outside of the housing 2 more efficiently with respect to the flow of the cooling air 23 regulated by the air cooling fin groups 13a to 13e and the fin covers (wind tunnel 2) 22a to 22e. An air cooling fan cover (wind tunnel 1) 20 is provided to cover the whole so that the flowing cooling air 23 does not diverge. That is, the air cooling fan cover (wind tunnel 1) 20 forms a common air flow path for the air flowing through the air cooling fin groups 13a to 13e, and the air flowing through the air cooling fin groups 13a to 13e by the fin covers (wind tunnel 2) 22a to 22e. Individual air flow paths are formed.
[0028]
Further, as shown in FIG. 4, the cross-sectional areas of the inter-fin gaps 40 a to 40 e between the air cooling fin groups 13 a to 13 e (the cross-sectional area of the opening from the individual air flow path to the common air flow path) are moved away from the DC fan 21. The cooling air is formed so as to become larger and flows into the air cooling fin groups 13a to 13e and the fin covers (wind tunnel 2) 22a to 22e by flowing in from the plurality of air holes 15a to 15e penetrating from the liquid cooling unit 9, respectively. The flow rate of the cooling air 23 in the air cooling fin groups 13a to 13e is kept constant by controlling the pressure by controlling the opening area so that the flow rates of the air cooling fin groups 13a to 13e are equal. .
[0029]
Next, a specific configuration of the liquid cooling unit 9 of the cooling device 1 will be described in detail with reference to FIGS. 5 and 6.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a specific configuration of the cooling device shown in FIG. 1, and FIG. 6 is a plan view of the liquid cooling unit as seen from above the CD cross section shown in FIG.
[0030]
As the liquid cooling pump 14 of the liquid cooling unit 9, as shown in FIGS. 5 and 6, a liquid drive pump 50 built in the flow passage 10 integrally formed with the air cooling fin groups 13 a to 13 e of the air cooling unit 12 is provided. Can be used. By using the liquid drive pump 50 incorporated in the flow passage 10, the refrigerant in the flow passage 10 and the liquid drive pump 50 are not connected by piping or the like, and the refrigerant is circulated in a closed state. Can do.
[0031]
As shown in FIG. 6, the flow passage 10 is a loop-shaped flow passage 60 that is closed by a circulation system, and the loop-shaped flow passage 60 includes a plurality of air holes 15 a to 15 e formed in the liquid cooling unit 9. Is formed in a closed loop shape, and has a function of diffusing heat to the entire cooling device 1. Further, in order to quickly move the heat generated by the CPU 6 and the like, the portion of the loop flow passage 60 corresponding to the CPU 6 and the like is longer than the CPU 6 and the like in the lateral direction (vertical direction in FIG. 6).
[0032]
As shown in FIG. 6, a microchannel 61 is formed in a portion corresponding to the CPU 6 that generates a large amount of heat among many electronic components to be mounted. The microchannel 61 is formed in the vicinity of the heat absorption surface (metal lid) 19 in contact with the CPU 6 and is a plurality of small grooves having a width of 1 mm or less formed in the base 24. By dividing the cross-sectional area smaller than the area, there is an effect that the heat exchange efficiency is improved by increasing the flow velocity. However, in the microchannel 61, since the resistance of the flow path increases, it should be provided only in the vicinity of the CPU 6.
[0033]
By using, for example, a liquid such as water having a large heat capacity per volume as the refrigerant in the loop-shaped flow passage 60, the heat dissipation performance can be dramatically improved as compared with a gas or the like. Further, by setting the horizontal length of the loop flow passage 60 to be equal to or larger than the size of the CPU 6, the contact area between the refrigerant circulating in the loop flow passage 60 and the CPU 6 can be increased, and the heat transfer is efficient. Done. However, if the contact surface area is increased more than necessary, the pressure loss increases, and in some cases, the refrigerant does not circulate beyond the capacity of the liquid drive pump 50, so the heat dissipation performance is degraded. Therefore, in the present cooling device 1, optimum values are applied in consideration of heat dissipation performance, pressure loss, and the capacity of the liquid drive pump 50.
[0034]
Next, an example in which the air cooling fin group flow paths 70 are provided in the air cooling fin groups 13a to 13e will be described in detail with reference to FIGS.
7 is a cross-sectional view showing the configuration of the air-cooling fin group flow path formed in the air-cooling fin group shown in FIG. 1, and FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line EF shown in FIG.
[0035]
As shown in FIG. 7, an air-cooling fin group flow path 70 in which the refrigerant flows inside at least one of the plurality of fins of the air-cooling fin groups 13 a to 13 e is formed. As shown in FIG. 7, the air-cooling fin group flow path 70 is formed inside the air-cooling fin group 13a and the air-cooling fin group 13e, so that the refrigerant such as the enclosed water can be cooled not only by the liquid cooling unit 9 but also by air cooling. The air cooling fin group 13a and the air cooling fin group 13e of the part 12 are also circulated, and the thermal diffusion effect can be further enhanced. As shown in FIG. 8A, the air-cooling fin group flow path 70 may be provided in a part of the air-cooling fin group 13a as shown in FIG. 8B. Since the air cooling efficiency is increased by the air cooling fin group flow path 70, the number of the air cooling fin groups 13a may be reduced as shown in FIGS. 8C and 8D. . Further, the air-cooling fin group flow passage 70 may be formed in the plate-shaped air-cooling fin group 13a as shown in the AA ′ cross section of FIG. 8 (A). And, as shown in the AA ′ cross section of (C), the pipe-shaped air cooling fin group internal flow path 70 itself may be formed to function as the air cooling fin group 13a. Furthermore, when the pipe-shaped air cooling fin group flow path 70 itself is used as the air cooling fin group 13a, as shown in the AA ′ cross section of FIG. It is preferable to provide a metal net (radiator structure) to improve air cooling efficiency.
[0036]
Next, a configuration of a piezoelectric fan that can be used as the air cooling fan 16 will be described in detail with reference to FIGS. 9 to 13.
FIG. 9 is a perspective view showing a configuration of a piezoelectric fan used as an air cooling fan of a cooling device for an electronic device according to the present invention, and FIG. 10 is a first and second modification of a blower plate of the piezoelectric fan shown in FIG. FIG. 11 is a top view showing an example, FIG. 11 is a top view and a side view showing third and fourth modifications of the blower plate of the piezoelectric fan shown in FIG. 9, respectively, and FIG. 12 is an electronic apparatus of the present invention. FIG. 13 is a side view showing an example in which a plurality of piezoelectric fans are used as the air cooling fan of the cooling device of FIG. 13, and FIG. 13 shows a configuration of a modification of the piezoelectric fan used as the air cooling fan of the cooling device of the electronic device of the present invention. It is a perspective view and a side view.
[0037]
A piezoelectric fan 200 can be used as the air cooling fan 16 of the electronic apparatus cooling apparatus 1 of the present embodiment. Referring to FIG. 9, the piezoelectric fan 200 is a piezoelectric fan in which a blower plate 202 is joined to the tip of the piezoelectric element 201 and the piezoelectric element 201 is fixed to the support 203. The blower plate 202 vibrates up and down, and as a result, air can be sent.
[0038]
FIG. 10A shows a first modification using a trapezoidal plate in which the plate shape becomes larger at the tip as the blower plate 202, and FIG. 10B shows the plate shape as the blower plate 202 becomes larger at the tip. The 2nd modification using the bowl type plate which becomes is shown. When the first or second modification of the blower plate 202 is used for the piezoelectric fan 200, air is taken in from the tapered side surface or the bowl-shaped side surface of the blower plate 202 in any case. Since it becomes easy, more air can be sent and it becomes possible to make the ventilation volume of the piezoelectric fan 200 larger than the case where the ventilation plate before a deformation | transformation shown in FIG. 9 is used.
[0039]
Moreover, it can also be set as the structure which combined the material and thickness of the ventilation plate 202, FIG.11 (A) uses the ventilation plates 202a and 202b from which elastic force differs as the ventilation plate 202, and is a piezoelectric element. A third modified example in which the elastic modulus of the blower plate 202b that is the open end is made smaller than the elastic modulus of the blower plate 202a joined to 201 is shown. FIG. 11B shows a fourth modification in which a thin blower plate 204 thinner than the blower plate 202 is joined to the open end of the blower plate 202. In the fourth modification, the thin blower plate 204 is blown. Since it is thinner than the plate 202, it is easy to bend. When the third or fourth modification of the blower plate 202 is used in the piezoelectric fan 200, in any case, the blower amount of the piezoelectric fan 200 is larger than that in the case where the blower plate before deformation shown in FIG. 9 is used. It becomes possible to do.
[0040]
The air cooling fan structure using a plurality of piezoelectric fans 200 as the air cooling fan 16 can stabilize the air flow rate. For example, as shown in FIG. 12, an air flow path having walls 205 on both sides is provided. This is an air-cooled fan structure having a structure in which a plurality of piezoelectric fans 200a to 200c are arranged at the same interval with respect to the flow direction. By shifting the driving phase of each piezoelectric fan by ½, a more stable air flow rate can be realized than in the case of a single piezoelectric fan.
[0041]
FIG. 13A shows a piezoelectric fan having a structure in which a blower plate 202 is joined to a piezoelectric element 201 and a thin thin blower plate 204 is joined to a side surface. FIG. 13B shows an air-cooled fan structure in which a plurality of the above-described piezoelectric fans are arranged in the air flow path. In this example, five piezoelectric fans 200a to 200e are arranged, and the five piezoelectric fans 200a to 200e are driven by shifting the phases by 1/4. With this structure, the air flow rate can be stabilized.
[0042]
Next, the configuration of a piezoelectric pump that can be used as the liquid cooling pump 14 will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a configuration of a laminated piezoelectric pump used as a liquid cooling pump of a cooling device for an electronic device of the present invention, (A) is a side cross-sectional view, and (B) is It is ZZ 'surface upper cross-sectional view shown to (A). FIG. 15 is a configuration diagram showing the configuration of the multilayer piezoelectric pump shown in FIG. 14, and FIG. 16 is a configuration showing the configuration of an annular piezoelectric pump used as a liquid cooling pump of the cooling device for electronic equipment of the present invention. FIG.
[0043]
The role of the pump that promotes the circulation of the refrigerant is extremely important in order to realize a cooling device that promotes the circulation of the thermal fluid having a low noise, a thin shape, and a high cooling function. Furthermore, in a small electronic device that requires portability, portability is required, and not only a commercial power source such as an AC-DC adapter but also a battery is used as an electrical energy supply source. Since the battery has a limited electric energy storage capacity, the power consumption of the cooling device must be minimized. Furthermore, the heat generated by the pump drive source induces an increase in the temperature of the coolant, which deteriorates the heat exchange efficiency of the cooling device. Therefore, it is necessary to use a pump drive source with high conversion efficiency from electrical energy to mechanical energy. Generally, a piezoelectric actuator using piezoelectric ceramics is known as an element having high conversion efficiency from electrical energy to mechanical energy. Polarized piezoelectric ceramics can excite flexural vibrations by attaching them to a metal plate and operating them. Piezoelectric actuators with such a laminated plate structure are not large in displacement, but are generally electromagnetic. Compared to the actuator of the type, it is possible to reduce the thickness, generate large force, and facilitate high frequency driving.
[0044]
However, since the piezoelectric pump using the bending operation of the piezoelectric actuator generates a flow and a pressure due to a volume change, a check valve is required to guide the flow in one direction. Therefore, it is necessary to prevent the flow rate delay and pressure loss due to the mass. In addition, if the coupling portion between the piezoelectric pump portion and the flow path is made of an elastic body such as resin, pressure loss can occur. In addition, after a long period of use, the elastic body used in the connecting portion is deteriorated, and the leakage or volatilization of the cooling medium based on the individual may occur. Further, in the refrigerant circulation type cooling device in which the coolant is sealed, the check valve is intermittently operated, and it is difficult to obtain a constant flow rate. Further, in the circulating and sealing type cooling device, it is necessary to take measures against pressure loss due to bubbles generated in the coolant in the flow path. In addition, the amount of heat of the heating source varies with time, but due to the variation in physical properties such as viscosity due to the variation in the temperature of the coolant circulating in the cooling device due to the variation in the amount of heat and the change in the thermal expansion coefficient of the members constituting the cooling device. , Flow rate fluctuations are likely to occur due to pressure fluctuations In addition, if the check valve is disposed at the lower position of the pump, it is difficult to reduce the thickness of the pump due to this dimension. Therefore, when a piezoelectric pump is used in the electronic apparatus cooling apparatus 1 of the present invention, it is necessary to solve such problems.
[0045]
As the laminated piezoelectric pump applied to the present invention, an integrated bent piezoelectric pump having a laminated plate structure having two pressure chambers as shown in FIG. 14 can be used. This integrated bending type piezoelectric pump introduces liquid into the pressure chambers 122 and 123 and discharges the liquid from the pressure chambers 122 and 123 based on the expansion and contraction movements of the piezoelectric plates 113 and 114, respectively. This is a mechanism for taking in the liquid from the outlet and discharging the liquid from the outlet 163. The pressure chambers 122 and 123 are provided with inflow check valves 132 and 133 and discharge check valves 154 and 155, respectively, for restricting the flow direction of the liquid. In FIG. 14 (A), there are one inflow channel 164 and one exhaust channel 165 on the left and right sides, but these channels are respectively connected to the pump pressure chambers as shown in FIG. 14 (B). It is structured to be merged at a place away from. In addition, an arrow shown in FIG. 14A indicates a direction in which a liquid such as a refrigerant flows. Further, the integrated bending type piezoelectric pump is incorporated in the liquid cooling unit 9 like the liquid drive pump 50 shown in FIG. 5, and the coupling between the integrated bending type piezoelectric pump and the liquid cooling unit 9 is made of aluminum or stainless steel. Since they are integrally connected using a metal material such as copper, the pressure loss in the pump housing structure can be kept as low as possible.
[0046]
The liquid flowing in from the inflow port 162 enters the preliminary chamber 166 and is decelerated, and then reaches the inflow check valves 132 and 133 through the inflow holes 142 and 143. At this time, the inflow check valves 132 and 133 are lifted toward the pressure chambers 122 and 123, and the liquid reaches the pressure chambers 122 and 123. In the pressure chambers 122 and 123, a composite bending vibration of the vibration plate 115 and the piezoelectric plates 113 and 114 is excited by the expansion and contraction of the piezoelectric plates 113 and 114, and the liquid in the pressure chambers 122 and 123 is added by this bending vibration. The inflow check valves 132 and 133 are opened and closed at the same time, and the inflow holes 142 and 143 are closed to prevent backflow. At the same time, the discharge check valves 154 and 155 are opposite to the inflow check valves. The phases are repeatedly opened and closed, and the liquid is discharged from the discharge port 163 through the discharge holes 144 and 145. The inflow check valves 132 and 133 and the discharge check valves 154 and 155 are thinned by, for example, a plate blade structure or the like, and operate at high speed without hindering the movement of the liquid.
[0047]
Next, a specific manufacturing method of the integrated bending type piezoelectric pump will be described in detail with reference to FIG.
The piezoelectric plates 113 and 114 are made of a zirconate / lead titanate ceramic material. The piezoelectric ceramic material was processed into a shape having a length of 15 mm, a width of 15 mm, and a thickness of 0.1 mm, and silver electrodes were formed on both main surfaces by a firing method. The electrode may be made of conductive gold, nickel, chromium, copper, silver / palladium alloy, platinum or the like, and the electrode forming method may be sputtering, plating, vapor deposition, chemical vapor deposition, etc. However, an electrode that does not affect the characteristics was formed. Further, the piezoelectric plates 113 and 114 were joined to the diaphragm 115 using an epoxy adhesive. An acrylic or polyimide adhesive may be used for the bonding. In this embodiment, the piezoelectric plates 113 and 114 are manufactured by machining. However, if zirconia ceramics or silicon is used as the diaphragm 115, the piezoelectric ceramics are printed on the printing and firing method, sputtering method, sol-gel method, chemical vapor, and the like. It can be integrally formed by a phase method.
[0048]
Referring to FIG. 15, a diaphragm 115 made of aluminum having a length of 50 mm, a width of 50 mm, and a thickness of 0.05 mm, a pressure chamber plate 121 made of aluminum having a length of 50 mm, a width of 50 mm, and a thickness of 0.2 mm, and a length An upper check valve plate 131 made of aluminum having a thickness of 50 mm, a width of 50 mm, and a thickness of 0.5 mm, a length of 50 mm, a width of 50 mm, a thickness of 0.2 mm, and a central check valve plate 141 made of aluminum and a length Lower check valve plate 151 made of aluminum with 50 mm, width 50 mm, and thickness 0.1 mm, inflow / discharge plate 161 made of aluminum with length 50 mm, width 50 mm, and thickness 0.4 mm, length 50 mm, width 50 mm An elastic plate 171 made of aluminum having a thickness of 0.1 mm, and a rigid plate 181 made of aluminum having a length of 50 mm, a width of 50 mm, and a thickness of 1 mm; By diffusion bonding integrally laminated, and a thin pump shape of total thickness 2.55 mm.
[0049]
Piezoelectric plates 113 and 114 were joined to positions corresponding to the pressure chambers 122 and 123 of the vibration plate 115, and power sources 111 and 112 were connected to the piezoelectric plates 113 and 114, respectively. The pressure chamber plate 121 is formed with pressure chambers 122 and 123 having a width of 15 mm and a length of 15 mm. The upper check valve plate 131 is formed with inflow check valves 132 and 133 and discharge holes 144 and 145. The central check valve plate 141 has inflow holes 142 and 143 and discharge holes 144 and 145, and the lower check valve plate 151 has discharge check valves 154 and 155 and inflow holes 142 and 143. The inflow / exhaust plate 161 has an inflow port 162, an inflow channel 164, an exhaust port 163, an exhaust channel 165, and a spare chamber 166, and the rigid plate 181 has an elastic plate hollow 182. Formed. The inflow holes 142 and 143 and the discharge holes 144 and 145 are formed to have a diameter of 5 mm. The inflow check valves 132 and 133 and the discharge check valves 154 and 155 have a length of 10 mm and a width of 6 mm. 142 and 143 and the respective discharge holes 144 and 145 are arranged at positions to be closed. Note that the piezoelectric plates 113 and 114 can be driven at a low voltage if a structure in which piezoelectric ceramics and electrodes are alternately laminated is used. Furthermore, the inflow pressure and the discharge pressure can be improved by adopting a bimorph structure in which the vibration plate 115 is sandwiched and the piezoelectric plates 113 and 114 are arranged on the upper and lower portions one by one.
[0050]
In addition, as shown in FIG. 15, two pressure chambers 122 and 123 are formed as a pump part, and when one of the two pump parts discharges liquid, one pump part performs liquid inflow, On the other hand, the pump part into which the liquid has flowed in is now driven to operate in conjunction with each other by inverting the vibration phases of the two pump parts so that the liquid is discharged and the other pump part that has carried out the liquid carries out the liquid flow. Thus, the flow rate of the liquid can be kept constant. In FIG. 15, two pressure chambers are provided and two pump units are present. However, a plurality of pump units are formed, and the respective vibration phases are alternately reversed between adjacent pump units. In this case, the same effect can be obtained.
[0051]
For example, during inflow operation, an electric field of DC 50 V, AC amplitude of 50 V, 10 kHz, and a half cycle is applied to the piezoelectric plates 113 and 114, and when discharging, DC 50 V is applied, and an electric field of AC 50 V and 5 kHz opposite in phase to inflow is applied. Then, the piezoelectric pump was driven. In addition, it is possible to stabilize the flow rate by performing control so that each of the two pumps constituted by the piezoelectric plate 113 and the pressure chamber 122 and the piezoelectric plate 114 and the pressure chamber 123 is operated in opposite phases, that is, alternately. is there. Further, the drive voltage of the power supplies 111 and 112 is adjusted so that the suction time is more than twice as long as the discharge time of one pump unit. As a result, the turbulent flow of the liquid in the pump chamber that occurs at the time of discharge is calmed at the time of suction, so that the discharge efficiency can be improved. Moreover, if the lower check valve plate 151, the inflow / exhaust plate 161, the elastic plate 171, and the rigid plate 181 are made of a metal material and shared with the refrigerant circulation portion, the joint portion shown in the conventional example is not required, Therefore, pressure loss due to the same part can be prevented. In addition, since no resin is used for the coupling portion, it is possible to prevent leakage or evaporation of the cooling liquid due to cracking of the resin that occurs after a long period of use.
[0052]
As the liquid cooling pump 14, a piezoelectric pump using a return-shaped piezoelectric actuator in which a plurality of piezoelectric plates as shown in FIG. Piezoelectric pumps with circular piezoelectric actuators generate progressive waves of bending vibration by sequentially changing the phase of driving the individual piezoelectric plates that make up the annular piezoelectric actuator in the annular direction. The liquid in the flow path is rotated in one direction without using a check valve. In FIG. 16, (A) is a cross-sectional view showing a stacked structure, (B) is a GH cross-sectional view shown in (A), and (C) is a bottom view.
[0053]
Referring to FIG. 16A, the flow path 192 is sealed by two protective plates, an upper protective plate 191 and a lower protective plate 193. As shown in FIG. 16B, a piezoelectric actuator 194 in which piezoelectric plates are arranged in an annular shape is disposed on the lower surface of the lower protective plate 193, and follows the annular portion of the flow path 192 shown in FIG. So that they are connected. When the piezoelectric actuator 194, for example, reverses the polarity of polarization alternately and applies an electric field by shifting the phase to each piezoelectric plate, the vertical expansion and contraction motion is excited like a traveling wave, and the inside of the flow path 192 The staying liquid makes a circular motion along the annular flow path, and the inflow and discharge of the liquid simultaneously occur from the flow path on the left side of FIG. The movement of the annular piezoelectric actuator 194 can create a flow of the refrigerant liquid without providing a check valve. Further, since the flow flows in a certain direction, bubbles generated in the flow path 192 can be circulated simultaneously.
[0054]
Next, the configuration of an evaporation pump that uses evaporation boiling of liquid that can be used as the liquid cooling pump 14 will be described in detail with reference to FIGS. 17 and 18.
FIG. 17 is a top view showing a configuration of an evaporation pump used as a liquid cooling pump of a cooling device for an electronic device according to the present invention, and FIG. 18 shows a liquid cooling pump for a cooling device for an electronic device according to the present invention. It is a cross section which shows the structure of the evaporation system pump to be used.
[0055]
Referring to FIG. 17, an evaporation pump used as the liquid cooling pump 14 is a pump having a structure in which a tributary 302 that is a flow path branched from a main flow 301 of a liquid flow is formed and a heating element 303 is provided in the tributary 302. It is. When the heating element rises in temperature by energizing the heating element 303 and exceeds the boiling point temperature of the liquid in contact with the heating element, the liquid boils and vapor 305 is generated to create a flow in the liquid. In addition, a check valve 304 for preventing a back flow of liquid is provided in front of the heating element 303 of the tributary 302, and the liquid is controlled to flow in one direction. Normally, when the liquid boils and becomes a gas, the volume expands greatly, so if the liquid in the closed flow path is partially heated and boiled, the liquid is pushed out by the expansion due to vaporization, and this continues. And by providing a check valve structure in a part of the flow path, the function of the liquid pump can be realized.
[0056]
FIG. 18 shows a configuration of an evaporation type pump having a structure in which a plurality of heating elements 303 are provided. Five heating elements 303 are arranged side by side in contact with the liquid in the main stream 301. FIG. 18A shows the state of evaporation at a certain time, and steam 305 is generated from above the three heating elements. FIG. 18B shows the state of evaporation when 100 milliseconds have elapsed from the state of FIG. At this time, if the timing of evaporation of the heating element is shifted in the desired flow direction, a fluid flow can be formed. That is, the vapor 305 in the state shown in FIG. 18B is shifted to the left side from the state shown in FIG. 18A, and by continuing this, the liquid is moved to the right indicated by the arrow in FIG. Can be sent to the left.
[0057]
In the embodiment described above, an example in which the DC fan 21, the piezoelectric fan 200, and the like are used as the air cooling fan 16, and an electromagnetic pump, a piezoelectric pump, an evaporation pump, and the like are used as the liquid cooling pump 14. Although mentioned, the combination of each system is arbitrary.
[0058]
The cooling device 1 of the present invention can be mounted on any electronic device and exhibit its effects. For example, a notebook personal computer or the like has a relatively large power consumption, and the casing has a feature of being small and thin. Therefore, the effect of the cooling device of the present invention is very large. For example, the cooling of the CPU of about 40 W can be realized by using the cooling device 1 of the present invention having a thickness of 5 mm and an overall dimension of about 100 mm * 200 mm. Therefore, the notebook personal computer equipped with the cooling device 1 of the present invention can be reduced in size, thickness, and noise compared with a notebook personal computer equipped with a conventional cooling device, and has great appeal to consumers. A laptop computer can be realized. In addition, other electronic devices can be installed in desktop computers, computer servers, network devices, plasma displays, projectors, home servers, etc., and they are small, low noise and high in the same way as notebook computers. A cooling effect is obtained.
[0059]
As the cooling performance of the cooling device 1 of the present invention, at least about 20 ml of cooling water is enclosed in the flow passage 10 of the liquid cooling section 9 having an outer shape of 200 * 100 mm and a thickness of 1 mm and circulated at a flow rate of 10 to 20 ml per minute It was confirmed by experiments that the maximum temperature when operating a CPU with power consumption of 25 W even when there is no air cooling unit 12 can be kept below 90 ° C. Therefore, the volume of the cooling unit can be reduced to about 1/5 and can be reduced in thickness as compared with the heat pipe technology and the forced air cooling technology that can cool the CPU with the power consumption of 25 W class.
[0060]
Further, when the liquid cooling unit 9 and the air cooling unit 12 of the cooling device 1 of the present invention are combined, and the outer shape is 200 * 100 mm and the thickness is 5 mm, at least about 20 ml of cooling water in the flow passage 10 of the liquid cooling unit 9 Is circulated at a flow rate of 10 to 20 ml per minute, and further, forced convection at a wind speed of about 0.8 m / s is generated from an air cooling fan provided in the air cooling unit 12 having the fin group and the wind tunnel 1 and the wind tunnel 2. It was confirmed by experiments that the maximum temperature during operation of a CPU with power consumption of 40 W can be suppressed to 90 ° C. or lower. Therefore, the volume of the cooling unit can be reduced to about 1/10 and can be reduced in thickness as compared with the conventional forced air cooling technology capable of cooling the CPU with power consumption of 40 W.
[0061]
In addition, the noise from the cooling device 1 has been described in the above embodiment as the drive source of the built-in air cooling fan 30 provided in the air cooling unit 12 of the cooling device 1 and the liquid drive pump 50 provided in the liquid cooling unit 9. By adopting the piezoelectric technology, the noise during operation of the cooling device 1 could be suppressed to 30 dB or less. In the conventional forced air cooling technology that cools a CPU with a power consumption of 40 W, for example, in the case of a notebook computer, at least two DC fans 21 are used, and the noise reaches about 40 dB. Realized significant improvements. Therefore, a notebook personal computer equipped with the cooling device can be used in public places such as libraries and hospitals where noise generation is a problem.
[0062]
In the manufacturing method of the liquid cooling unit 9 and the air cooling unit 12 of the cooling device 1, for example, a metal material such as copper, aluminum, and stainless steel is used, and a known die casting technique is used for the integrated processing of the liquid cooling unit 9 and the air cooling unit 12. It is possible to apply the same manufacturing technique as that of the existing heat sink such as a mold technique and an etching technique.
[0063]
Next, a configuration in which the liquid storage tank 400 is installed on the flow passage 10 of the liquid cooling unit 9 of the cooling device 1 will be described in detail with reference to FIGS. 20 and 21. FIG.
FIG. 20 is a cross-sectional view showing a configuration in which a liquid storage tank is installed on the flow path of the cooling device for electronic equipment according to the present invention, and FIG. 21 is a liquid storage tank on the flow path of the cooling apparatus for electronic equipment according to the present invention. It is a top view which shows the structure which installed.
[0064]
In the liquid cooling section 9 of the cooling device 1 of the present invention, since the refrigerant is configured to circulate through the flow passage 10 that is a complete circulation path, when the heat-generating component that is a heat source becomes a considerably high temperature, There is a possibility of destruction of the device due to an increase in the internal pressure of the liquid circulation path due to the thermal expansion of the refrigerant. In order to avoid this, as shown in FIGS. 20 and 21, a liquid storage tank 400 for storing the refrigerant is provided on the upper surface of the liquid cooling unit 9 of the cooling device 1, and is coupled from the liquid flow path 10 through the branch hole 401. I tried to do it.
[0065]
The amount of refrigerant stored in the liquid storage tank 400 circulates in the flow passage 10 of the liquid cooling unit 9 so that air exists in the liquid storage tank 400 without filling the entire volume of the liquid storage tank 400. The amount of refrigerant is adjusted. Preferably, the amount of refrigerant stored in the liquid storage tank 400 is about half of the volume of the liquid storage tank 400, and the other half is filled with air. By doing so, when the refrigerant expands due to heat, the air inside the liquid storage tank 400 functions as a damper and functions to prevent an increase in the internal pressure of the flow passage 10 that is a complete circulation path.
[0066]
Needless to say, the volume of the liquid storage tank 400 can be optimally designed based on the total volume of the flow passage 10 that is a complete circulation path, the temperature rise, the expansion rate of the refrigerant, and the like. Further, when the liquid storage tank 400 can be attached to and detached from the liquid cooling unit 9, there is an effect that the refrigerant can be replenished.
[0067]
As described above, according to the present embodiment, the liquid cooling unit 9 and the air cooling unit 12 are stacked, and a flat plate shape or a shape close to a flat plate shape can be adopted for each component. It can be assembled by stacking and integrating each component, and the whole can be flattened, and it is excellent in heat conduction efficiency and heat dissipation performance, and the overall configuration can be made thin. There is an effect that it is easy to assemble and attach to an electronic device.
[0068]
Furthermore, according to the present embodiment, by adopting a configuration in which the liquid drive pump 50 is integrated with the liquid cooling unit 9, the degree of freedom in design is further improved, and the overall thickness is as thin as 10 mm or less, or 5 mm or less. It is possible to improve the degree of freedom of mounting on electronic devices, particularly notebook computers.
[0069]
Furthermore, according to the present embodiment, the air cooling unit 12 is provided with air holes for forming a plurality of individual air flow paths and taking in unheated air into the individual air flow paths, and the individual air flow paths. By forming a common air flow path for flowing air that has passed through, the heat absorbed from the heat-generating component in a limited space can be effectively discharged out of the electronic device. Play.
[0070]
Further, according to the present embodiment, in the liquid cooling section 9 having the flow passage 10 through which the refrigerant flows, the air cooling fin group internal flow path 70 is provided even inside the fin for air cooling, or a part of the flow passage 10 is provided. By providing the microchannel 61 for partially improving the flow velocity, it is possible to efficiently exchange heat from the cooling medium, and the cooling performance can be improved.
[0071]
Furthermore, according to the present embodiment, by combining the liquid circulation type cooling mechanism by the liquid cooling pump 14 and the forced air cooling by the air cooling fan 16, it is possible to suppress the blowing amount of the air cooling fan 16, and the air cooling There is an effect that generation of noise from the fan 16 can be reduced.
[0072]
As the liquid cooling pump 14 or the liquid drive pump 50 of this embodiment, an electromagnetic pump, a piezoelectric bimorph pump, a bubble pump, or a pump that also serves as an air cooling fan can be used. By using it, the amount of liquid circulation per unit time can be increased, and the thickness and volume of the entire cooling device can be reduced.
[0073]
Further, it is desirable that the external input to the electric control circuit for driving the liquid cooling pump 14 or the liquid drive pump 50 or the air cooling fan 16 of the present embodiment is a direct current, and in the electric control circuit unit, the CPU 6, the heat generation When the temperature information of the heat generating parts such as the body 7 is captured and the liquid cooling pump 14 or the liquid drive pump 50 or the air cooling fan 16 is driven so as to maintain the maximum temperature within a range where the temperature of the heat generating parts does not exceed the upper limit, the cooling is performed. The power consumption of the device 1 can be saved.
[0074]
Further, as the control circuit of the cooling device 1, there are an electric drive circuit for driving the liquid cooling pump 14 or the liquid drive pump 50 and an electric drive circuit for driving the air cooling fan 16. The input voltage of these electric drive circuits is It is effective to adopt a configuration with a constant voltage or less, or a configuration in which both are integrated. In this case, the control circuit can be simplified, improved in efficiency, and improved in accuracy. High performance can be achieved.
[0075]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is obvious that the embodiments can be appropriately changed within the scope of the technical idea of the present invention. In addition, the number, position, shape, and the like of the constituent members are not limited to the above-described embodiment, and can be set to a suitable number, position, shape, and the like in practicing the present invention. In each figure, the same numerals are given to the same component.
[0076]
【The invention's effect】
The electronic device cooling device of the present invention has a configuration in which a liquid cooling unit and an air cooling unit are stacked, and a flat plate shape or a shape close to a flat plate shape can be adopted for each component, and each component is stacked. It can be assembled by integrating, and it can be flattened as a whole, it is excellent in heat conduction efficiency and heat dissipation performance, and the whole structure can be thinned, and it is easy to assemble and electronic equipment There is an effect that it can be easily attached to the camera.
[0077]
Furthermore, according to the present invention, by adopting a configuration in which the liquid drive pump is integrated with the liquid cooling unit, the degree of freedom in design is further improved, and the overall thickness can be reduced to 10 mm or less, or 5 mm or less. It is possible to improve the degree of freedom of mounting on electronic devices, particularly notebook personal computers.
[0078]
Furthermore, according to the present invention, in the air cooling section, a plurality of individual air flow paths are formed, and air holes for taking in unheated air are provided in the individual air flow paths, and the individual air flow paths have passed. By forming the common air flow path for flowing air, the heat absorbed from the heat generating component in a limited space can be effectively discharged out of the electronic device.
[0079]
Further, according to the present invention, in the liquid cooling section having the flow passage through which the refrigerant flows, the air cooling fin group flow path is provided even inside the air cooling fins, or the flow velocity is partially improved in part of the flow passage. By providing a microchannel for this purpose, it is possible to efficiently exchange heat from the cooling medium, and the cooling performance can be improved.
[0080]
Furthermore, according to the present invention, it is possible to suppress the air volume of the air cooling fan by combining the liquid circulation type cooling mechanism using the liquid cooling pump and the forced air cooling using the air cooling fan. There exists an effect that generation | occurrence | production of noise can be relieved.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are diagrams showing a configuration of an embodiment of a cooling apparatus for an electronic device according to the present invention, FIG. 1A is a cross-sectional view showing a state of being incorporated in an electronic device, and FIG. It is the perspective view seen from the side, (C) is sectional drawing of the AB line shown to (B).
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a specific configuration of the cooling device shown in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a specific configuration of the cooling device shown in FIG. 1;
4 is a cross-sectional view showing a specific configuration of the cooling device shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a specific configuration of the cooling device shown in FIG. 1;
6 is a plan view of a liquid cooling unit as viewed from above the CD cross section shown in FIG. 5. FIG.
7 is a cross-sectional view showing a configuration of a flow path in the air cooling fin group formed in the air cooling fin group shown in FIG. 1. FIG.
8 is a cross-sectional view taken along line EF shown in FIG.
FIG. 9 is a perspective view showing a configuration of a piezoelectric fan used as an air cooling fan of the electronic apparatus cooling device of the present invention.
10 is a top view showing first and second modified examples of the blower plate of the piezoelectric fan shown in FIG. 9. FIG.
FIGS. 11A and 11B are a top view and a side view, respectively, showing third and fourth modifications of the blower plate of the piezoelectric fan shown in FIG. 9; FIGS.
FIG. 12 is a side view showing an example in which a plurality of piezoelectric fans are used as the air cooling fan of the electronic apparatus cooling device of the present invention.
FIGS. 13A and 13B are a perspective view and a side view showing a configuration of a modified example of a piezoelectric fan used as an air cooling fan of a cooling device for an electronic apparatus according to the invention. FIGS.
14 is a cross-sectional view showing a configuration of a laminated piezoelectric pump used as a liquid cooling pump of a cooling device for an electronic device according to the present invention, FIG. 14 (A) is a side cross-sectional view, and FIG. It is ZZ 'surface upper cross-sectional view shown to (A).
15 is a configuration diagram showing a configuration of the multilayer piezoelectric pump shown in FIG.
FIG. 16 is a configuration diagram showing a configuration of an annular piezoelectric pump used as a liquid cooling pump of the electronic apparatus cooling device of the present invention.
FIG. 17 is a top view showing a configuration of an evaporation pump used as a liquid cooling pump of the electronic apparatus cooling device of the present invention.
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a configuration of an evaporation pump used as a liquid cooling pump of the electronic apparatus cooling device of the present invention.
FIG. 19 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional electronic apparatus cooling device.
FIG. 20 is a cross-sectional view illustrating a configuration in which a liquid storage tank is installed on a flow path of a cooling device for an electronic device according to the present invention.
FIG. 21 is a plan view showing a configuration in which a liquid storage tank is installed on a flow path of a cooling device for an electronic device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Cooling device
2 Case
3 CD-ROM
4 PC card
5 HDD
6 CPU
7 Heating element
8 Motherboard
9 Liquid cooling part
10 Flow path
11 Keyboard
12 Air cooling section
13a-13e Air cooling fin group
14 Liquid cooling pump
15a-15e Air hole
16 Air cooling fan
17 Air inlet
18 Air outlet
19 Endothermic surface (metal lid)
20 Air cooling fan cover (wind tunnel 1)
21 DC fan
22a-22e Fin cover (wind tunnel 2)
23 Cooling air
24 Substrate
30a-30e Built-in air cooling fan
40a-40e Clearance between fins
50 Liquid-driven pump
60 Loop flow passage
61 microchannel
70 Air cooling fin group flow path
101 Endothermic part
102 Heat dissipation pipe
103 Air cooling fan
104 Forced air cooling section
105 Liquid flow path
106 Liquid circulation pump
107 Housing part
111, 112 power supply
113, 114 Piezoelectric plate
115 diaphragm
121 Pressure chamber plate
122, 123 Pressure chamber
131 Upper check valve plate
132, 133 Inflow check valve
141 Central check valve plate
142, 143 Inflow hole
144, 145 discharge hole
151 Lower check valve plate
154, 155 discharge check valve
161 Inflow / discharge plate
162 Inlet
163 outlet
164 Inflow channel
165 discharge channel
166 Spare room
171 Elastic plate
181 Rigid plate
182 Elastic plate hollow
191 Upper protective plate
192 flow path
193 Lower protective plate
194 Piezoelectric actuator
200, 200a-200e Piezoelectric fan
201 Piezoelectric element
202, 202a, 202b Blower plate
203 Support
204 Thin blower plate
205 walls
301 Mainstream
302 Tributary
303 Heating element
304 Check valve
305 steam
400 liquid storage tank
401 branch hole

Claims (21)

電子機器内の発熱部品を冷却する電子機器の冷却装置であって、
前記発熱部品からの熱を冷媒によって拡散させる液冷手段と、
該液冷手段によって拡散された熱を大気中に放熱する空冷フィン群が形成されている空冷手段とを具備し、
前記液冷手段上に前記空冷手段が積層されており、前記液冷手段には、前記空冷手段に空気を供給するための空気孔が形成されていることを特徴とする電子機器の冷却装置。A cooling device for an electronic device that cools a heat generating component in the electronic device,
Liquid cooling means for diffusing heat from the heat-generating component with a refrigerant;
An air cooling means in which air cooling fins for radiating heat diffused by the liquid cooling means to the atmosphere are formed, and
The cooling apparatus for electronic equipment, wherein the air cooling means is stacked on the liquid cooling means, and air holes for supplying air to the air cooling means are formed in the liquid cooling means . 前記空冷手段は、前記空冷フィン群に空気を流すための空冷ファンを具備することを特徴とする請求項１に記載の電子機器の冷却装置。The air cooling means is a cooling device of an electronic apparatus according to claim 1, characterized in that it comprises a cooling fan for supplying air to the air cooling fin group. 前記空冷フィン群は、複数のグループに分割されており、
前記空冷手段は、前記空冷フィン群の複数のグループをそれぞれ覆うフィンカバーを具備し、
該フィンカバーにより前記空冷フィン群の複数のグループ間で熱干渉を生じないように空気の流れを規制させることを特徴とする請求項１記載の電子機器の冷却装置。 The air cooling fin group is divided into a plurality of groups,
The air cooling means includes fin covers that respectively cover a plurality of groups of the air cooling fin groups,
Cooling apparatus for electronic device according to claim 1, characterized in that to regulate the flow of air so as not to cause thermal interference between a plurality of groups of the air cooling fin group by the fins cover. 前記空冷手段は、前記フィンカバー毎に空冷ファンを具備することを特徴とする請求項３記載の電子機器の冷却装置。4. The electronic apparatus cooling apparatus according to claim 3 , wherein the air cooling means includes an air cooling fan for each fin cover . 前記空冷手段は、前記空冷フィン群に空気を流すための空冷ファンを具備することを特徴とする請求項３または４に記載の電子機器の冷却装置。5. The electronic apparatus cooling device according to claim 3 , wherein the air cooling means includes an air cooling fan for flowing air to the air cooling fin group. 前記空冷手段は、前記空冷フィン群の全体を覆う風洞を具備し、該風洞より前記空冷ファンによって生じる空気の流れを規制させることを特徴とする請求項５に記載の電子機器の冷却装置。It said air cooling means comprises an air channel which covers the entire of the cooling fin group, a cooling device for an electronic apparatus according to claim 5, characterized in that to regulate the flow of air caused by the air-cooling fan from the wind tunnel. 前記空冷手段には、前記風洞によって形成される共通空気流路と、
前記フィンカバーによって前記複数のグループ毎に形成される個別空気流路とが形成されていることを特徴とする請求項６に記載の電子機器の冷却装置。The air cooling means includes a common air flow path formed by the wind tunnel ,
The electronic apparatus cooling device according to claim 6 , wherein an individual air flow path formed for each of the plurality of groups is formed by the fin cover . 前記空冷手段は、前記共通空気流路に配置された空冷ファンを具備し、
該空冷ファンにより前記個別空気流路のそれぞれに空気の流れを生じさせることを特徴とする請求項７記載の電子機器の冷却装置。The air cooling means includes an air cooling fan disposed in the common air flow path,
8. The electronic apparatus cooling apparatus according to claim 7, wherein an air flow is generated in each of the individual air flow paths by the air cooling fan. 前記個別空気流路から前記共通空気流路に至る開口の断面積は、前記個別空気流路の空気流量を一定になるように、前記共通空気流路に配置された空冷ファンから遠ざかるにつれて大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項８記載の電子機器の冷却装置。The cross-sectional area of the opening from the individual air flow path to the common air flow path increases as the distance from the air cooling fan arranged in the common air flow path becomes constant so that the air flow rate of the individual air flow path becomes constant. 9. The electronic apparatus cooling apparatus according to claim 8 , wherein the electronic apparatus cooling apparatus is formed as described above. 前記液冷手段には、前記空気孔が前記空冷フィン群の前記複数のグループ毎に形成されていることを特徴とする請求項３乃至９のいずれかに記載の電子機器の冷却装置。The liquid cold unit, the cooling device of an electronic apparatus according to any one of claims 3 to 9, characterized in that the air hole is formed for each of the plurality of groups of the air cooling fin group. 前記液冷手段は、前記発熱部品に接触あるいは接合させて熱を吸収する吸熱面と、
該吸熱面に沿って形成された前記冷媒が流れる流通路と、
該流通路内の前記冷媒を循環させる液冷用ポンプとを具備することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の電子機器の冷却装置。The liquid cooling means includes an endothermic surface that absorbs heat by contacting or joining the heat generating component,
A flow path through which the refrigerant formed along the endothermic surface flows;
Cooling apparatus for electronic device according to any one of claims 1 to 10, characterized by comprising a pump for liquid cooling for circulating the refrigerant in the flow passage. 前記流通路は、溝部が形成された基体と前記吸熱面との接合により形成されていることを特徴とする請求項１１記載の電子機器の冷却装置。12. The electronic apparatus cooling device according to claim 11 , wherein the flow passage is formed by joining a base body in which a groove is formed and the heat absorption surface. 前記空冷フィン群と前記基体とが一体成型されていることを特徴とする請求項１２記載の電子機器の冷却装置。13. The electronic apparatus cooling device according to claim 12, wherein the air-cooling fin group and the base are integrally formed. 前記空冷フィン群の複数個のフィンの内の少なくとも一つ以上のフィンの内部に前記流通路が形成されていることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれかに記載の電子機器の冷却装置。14. The electronic apparatus cooling device according to claim 11 , wherein the flow path is formed in at least one of the plurality of fins of the air-cooling fin group. . 前記流通路は、循環方式で閉じている閉ループであり、
当該閉ループの一部に、前記流通路の断面積よりも小さい断面積を有するマイクロチャネル構造が形成され、
当該マイクロチャネル構造は、幅１ｍｍ以下の小さい溝が複数個配列された基体と前記吸熱面との接合により形成されていることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれかに記載の電子機器の冷却装置。The flow path is a closed loop that is closed in a circulating manner;
A microchannel structure having a cross-sectional area smaller than the cross-sectional area of the flow passage is formed in a part of the closed loop ,
15. The electronic device according to claim 12, wherein the microchannel structure is formed by joining a base on which a plurality of small grooves having a width of 1 mm or less are arranged and the heat absorbing surface . Cooling system. 前記液冷手段は、円環状圧電アクチュエータを駆動源とする圧電ポンプを具備し、
該圧電ポンプにより前記冷媒を循環させることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかに記載の電子機器の冷却装置。The liquid cooling means includes a piezoelectric pump using an annular piezoelectric actuator as a drive source,
16. The electronic apparatus cooling apparatus according to claim 1, wherein the refrigerant is circulated by the piezoelectric pump. 前記冷媒を循環させる液冷用ポンプと前記空冷フィン群に空気を供給する空冷ファンと、
前記液冷用ポンプおよび前記空冷ファンを駆動する電気制御回路とを具備し、
該電気制御回路への外部からの入力が直流であることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれかに記載の電子機器の冷却装置。A liquid cooling pump for circulating the refrigerant, an air cooling fan for supplying air to the air cooling fin group,
An electric control circuit for driving the liquid cooling pump and the air cooling fan,
Cooling apparatus for electronic device according to any one of claims 1 to 16 input from the outside to the electrical control circuit is characterized in that it is a direct current. 前記液冷用ポンプ又は前記空冷ファンを駆動する前記電気制御回路部は、前記発熱部品の温度情報を取り込み、前記発熱部品の温度が上限を超えない範囲で最大温度を維持させるように前記液冷用ポンプ又は前記空冷ファンを駆動させることを特徴とする請求項１７記載の電子機器の冷却装置。The electric control circuit that drives the liquid cooling pump or the air cooling fan takes in temperature information of the heat generating component and maintains the maximum temperature in a range where the temperature of the heat generating component does not exceed the upper limit. 18. The electronic apparatus cooling apparatus according to claim 17, wherein the pump or the air cooling fan is driven. 前記液冷手段の上面に冷媒を貯液する貯液漕が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項１８のいずかに記載の電子機器の冷却装置。Cooling apparatus for electronic device according to either claim 1 to claim 18 noise, characterized in that it top reservoir Koga provided to reservoir the refrigerant of the liquid cooling unit. 前記貯液漕の内部は、全てが冷媒で満たされることなく、空気が存在していることを特徴とする請求項１９記載の電子機器の冷却装置。20. The cooling device for an electronic device according to claim 19, wherein the interior of the liquid reservoir is not filled with a refrigerant but air is present. 請求項１乃至請求項２０のいずかに記載の電子機器の冷却装置を搭載したことを特徴とする電子機器。An electronic apparatus characterized in that it is equipped with a cooling device of an electronic apparatus according to any claims 1 to 20 noise.
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