JP2001024372A

JP2001024372A - 冷却装置とこれを用いた電子機器

Info

Publication number: JP2001024372A
Application number: JP11197075A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Ikeda; 弘康池田; Hiroyuki Takeuchi; 宏之竹内; Tomokazu Yamaguchi; 朋一山口; Yasushi Sakai; 康司酒井; Kenji Kataoka; 憲治片岡
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-07-12
Filing date: 1999-07-12
Publication date: 2001-01-26

Abstract

(57)【要約】【課題】小型化かつ冷却効率の向上した冷却装置とこ
れを用いた電子機器を提供することを目的とする。【解決手段】ノートパソコン１内に収納された発熱体
２と冷却装置とを備え、この冷却装置は、ダイアフラム
ポンプ５と、このポンプ５に接続された吸熱部４と、こ
の吸熱部４及びポンプ５に接続された放熱部６と、ポン
プ５、吸熱部４、放熱部６の間を管８で接続して形成し
た循環サイクルを循環する流体冷媒からなり、吸熱部４
を発熱体２に密着させている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえばノート型
のパーソナルコンピュータ（以下ノートパソコンとす
る）などの持ち運び可能な電子機器に用いる冷却装置と
これを用いた電子機器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３７は従来の冷却装置をノートパソコ
ンに組み込んだときの斜視図、図３８は従来の冷却装置
の断面図である。

【０００３】すなわち本体１００内部の基板１０１上に
実装されたＣＰＵなど発熱体１０２の表面に伝熱ゴム１
０３を介して金属板１０４を設置する。この金属板１０
４の発熱体１０２付近から一方の端部にかけてヒートパ
イプ１０５が設置されている。また金属板１０４の他方
の端部にはファン１０６が設けられている。この冷却装
置をノートパソコンに組み込む際は、ファン１０６が本
体１００端部側にくるように設置したものであった。

【０００４】この構成によると、発熱体１０２の熱を金
属板１０４で吸収し、金属板１０４付近のヒートパイプ
１０５内の作動液が温められて気化し、金属板１０４の
端部へ熱移動し、金属板１０４を介してキーボード部に
放熱し、再び液化して発熱体１０２側へ移動する。また
金属板１０４の熱をファン１０６により強制空冷し熱を
外部へ放出していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ＣＰＵなどの性能の向
上に伴い、その発熱量も大きくなってきているが、電子
機器そのものは小型化が進んでいる。そのため発熱体の
冷却効率に優れた冷却装置の要望が大きくなってきてい
る。

【０００６】しかしながら、電子機器の小型化を図ろう
とすると、ファン１０６を小型化する必要が有るが、小
型化すると冷却効率が悪くなるという問題が有った。一
方金属板１０４を介して放熱するという方法は、金属板
１０４のヒートパイプ１０５との接続部付近から遠ざか
るにつれて温度が低くなり金属板１０４に温度分布が発
生し、大きな金属板１０４を設けたとしても冷却に使用
する部分はほとんどヒートパイプ１０５との接続部付近
のみとなり冷却効率が悪いという問題点を有していた。

【０００７】そこで本発明は、小型化かつ冷却効率の向
上した冷却装置とこれを用いた電子機器を提供すること
を目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の冷却装置は、ダイアフラムポンプと、このダ
イアフラムポンプに接続された吸熱部と、この吸熱部及
び前記ダイアフラムポンプに接続された放熱部と、前記
ダイアフラムポンプ、前記吸熱部、前記放熱部により形
成される循環サイクルを循環する流体冷媒とを備えたも
のであり、駆動源のポンプがダイヤフラムの振動によっ
て流体冷媒を移送する構成のため、上記目的を達成する
ことができる。

【０００９】〔発明の詳細な説明〕本発明の請求項１に記載の発明
は、ダイアフラムポンプと、このダイアフラムポンプに
接続された吸熱部と、この吸熱部及び前記ダイアフラム
ポンプに接続された放熱部と、前記ダイアフラムポン
プ、前記吸熱部、前記放熱部の間を管で接続することに
より形成される循環サイクルを循環する流体冷媒とを備
えた冷却装置であり、小型で冷却効率に優れたものであ
る。

【００１０】請求項２に記載の発明は、放熱部とダイア
フラムポンプとを一体化させた請求項１に記載の冷却装
置であり、電子機器の小型化を図ることができるもので
ある。

【００１１】請求項３に記載の発明は、ダイアフラムポ
ンプ、吸熱部、放熱部の各間を弾性体の管で接続した請
求項１あるいは請求項２に記載の冷却装置であり、冷却
装置内のダイヤフラム式ポンプ以外の圧力変動を抑制す
ることができるものである。

【００１２】請求項４に記載の発明は、弾性体の管の内
壁は撥水性を有する請求項３に記載の冷却装置であり、
流体冷媒の流動抵抗を小さくすることができるものであ
る。

【００１３】請求項５に記載の発明は、弾性体の管は黒
色あるいは暗色である請求項３あるいは請求項４に記載
の冷却装置であり、輻射による放熱効果により更に冷却
効率に優れたものとなる。

【００１４】請求項６に記載の発明は、弾性体の管内の
圧力を大気圧とほぼ同等とした請求項３から請求項５の
いずれか一つに記載の冷却装置であり、ダイアフラムポ
ンプ内部と外部との圧力差を無くし、ポンプへの負荷を
小さくしたものである。

【００１５】請求項７に記載の発明は、流体冷媒は絶縁
性を有する請求項１から請求項６のいずれか一つに記載
の冷却装置であり、仮に外部へ漏れた時にショート発生
防止のできるものである。

【００１６】請求項８に記載の発明は、流体冷媒はアル
コール系またはグリコール系水溶液である請求項１から
請求項７のいずれか一つに記載の冷却装置であり、凍結
しにくいので、流体冷媒の凍結膨張による冷却装置の破
壊を防止することができる。

【００１７】請求項９に記載の発明は、流体冷媒は界面
活性剤を含有した溶液である請求項１から請求項７のい
ずれか一つに記載の冷却装置であり、流体冷媒の流動抵
抗の小さいものである。

【００１８】請求項１０に記載の発明は、流体冷媒はエ
マルションである請求項１から請求項７のいずれか一つ
に記載の冷却装置であり、凍結しにくく、流体冷媒との
接触による金属の腐食を抑制することができる。

【００１９】請求項１１に記載の発明は、流体冷媒は脱
気処理したものである請求項１から請求項１０のいずれ
か一つに記載の冷却装置であり、気泡の発生を抑制し、
流体冷媒の流動性を安定させることができるものであ
る。

【００２０】請求項１２に記載の発明は、流体冷媒は管
の内壁と非反応である請求項３から請求項１１のいずれ
か一つに記載の冷却装置であり、流体冷媒が変質した
り、管の内壁形状が変化したりして冷却効率が低下する
のを防止できる。

【００２１】請求項１３に記載の発明は、放熱部は弾性
体である請求項１から請求項１２のいずれか一つに記載
の冷却装置であり、冷却装置内の圧力変動を抑制するこ
とができるものである。

【００２２】請求項１４に記載の発明は、放熱部は管を
用いて形成したものである請求項１３に記載の冷却装置
であり、所望の形状に容易に加工できる。

【００２３】請求項１５に記載の発明は、放熱部は可撓
性を有する樹脂で形成したものである請求項１３に記載
の冷却装置であり、所望の場所に設けることが可能であ
る。

【００２４】請求項１６に記載の発明は、放熱部内部に
流体冷媒の流路を設けた請求項１３に記載の冷却装置で
あり、放熱能力を向上させることのできるものである。

【００２５】請求項１７に記載の発明は、放熱部にフィ
ンを設けた請求項１３から請求項１６のいずれか一つに
記載の冷却装置であり、放熱能力をさらに向上させるこ
とができるものである。

【００２６】請求項１８に記載の発明は、放熱部は黒色
あるいは暗色である請求項１３から請求項１７のいずれ
か一つに記載の冷却装置であり、輻射による放熱効果に
より冷却効率を向上させることができる。

【００２７】請求項１９に記載の発明は、吸熱部内部に
流体冷媒の流路を設けた請求項１から請求項１８のいず
れか一つに記載の冷却装置であり、吸熱効率を向上させ
ることができるものである。

【００２８】請求項２０に記載の発明は、流路を金属で
形成した請求項１９に記載の冷却装置であり、さらに吸
熱効率に優れたものである。

【００２９】請求項２１に記載の発明は、吸熱部内部は
多孔質体である請求項１９あるいは請求項２０に記載の
冷却装置であり、吸熱効率に優れたものである。

【００３０】請求項２２に記載の発明は、吸熱部内部に
少なくとも一つのフィンを設けた請求項１９あるいは請
求項２０に記載の冷却装置であり、吸熱効率に優れたも
のである。

【００３１】請求項２３に記載の発明は、フィンは発熱
体に近い方を大きくした請求項２２に記載の冷却装置で
あり、吸熱効率に優れたものである。

【００３２】請求項２４に記載の発明は、吸熱部は弾性
体である請求項１９に記載の冷却装置であり、冷却装置
内部においてダイアフラムポンプ以外での圧力変動を抑
制するものである。

【００３３】請求項２５に記載の発明は、吸熱部は管を
簾状にしたものである請求項２４に記載の冷却装置であ
り、所望の形状に容易に製造できる。

【００３４】請求項２６に記載の発明は、吸熱部は耐腐
食性を有する請求項１９から請求項２５のいずれか一つ
に記載の冷却装置であり、長期信頼性に優れたものであ
る。

【００３５】請求項２７に記載の発明は、ダイアフラム
ポンプとして圧電ポンプを用いた請求項１から請求項２
６のいずれか一つに記載の冷却装置であり、印加電圧が
小さく、冷却効率に優れたものとなる。

【００３６】請求項２８に記載の発明は、圧電ポンプ
は、ケースと、このケース内に設けた第１ポンプ室と、
この第１ポンプ室と第１流体移動路を介して接続された
第２ポンプ室と、前記ケース外部から前記第１ポンプ室
内部へ流体冷媒が移動するための流入路と、前記第２ポ
ンプ室から前記ケース外部へ流体冷媒が移動するための
流出路と、前記第１及び第２ポンプ室内に設けた振動板
に圧電素子を貼り付けた第１及び第２圧電振動子と、こ
の第１及び第２圧電振動子にその一端を接続するととも
に他端を前記ケース外部へ引出したリード端子とを備
え、前記第１及び第２圧電振動子の外周部を前記第１及
び第２ポンプ室壁面で固定するとともに、前記第１圧電
振動子で前記流入路の前記第１ポンプ室側開口部を、前
記第２圧電振動子で前記第１流体移動路の前記第２ポン
プ室側開口部を被覆したものである請求項２７に記載の
冷却装置であり、複雑な制御回路を用いることなく圧電
ポンプを駆動させることができる。

【００３７】請求項２９に記載の発明は、圧電ポンプの
第１及び第２圧電振動子は、振動板が流入路及び第２流
体移動路側に設置するとともに、圧電素子の振動板側の
極性が互いに異なる請求項２８に記載の冷却装置であ
り、第１及び第２ポンプ室の振動板を逆位相で駆動させ
つつ、流体冷媒に接する振動板側にかかる電位を０にす
ることができるので、流体冷媒によるショート及び漏電
を防止できるものである。

【００３８】請求項３０に記載の発明は、圧電ポンプの
流入路と第１圧電振動子間及び第２圧電振動子とこれに
接触する流体移動路間に弾性体を設けた請求項２８ある
いは請求項２９に記載の冷却装置であり、振動板が流入
路及び流体移動路を封止した後、さらに流体冷媒圧送方
向へ圧電振動子を変位させやすくすることにより、流量
を増加させることができる。

【００３９】請求項３１に記載の発明は、弾性体の外周
面、流入路の第１ポンプ室側開口部内壁面、流体移動路
の第２ポンプ室側開口部内壁面は、同方向にテーパー状
で、前記弾性体の方が、前記各内壁面よりも大きなテー
パー角を有する請求項２８から請求項３０のいずれか一
つに記載の冷却装置であり、流入路及び流体移動路を塞
いだ時の封止性を良くすることができ、逆流によるロス
を防止できる。

【００４０】請求項３２に記載の発明は、圧電ポンプの
一対のリード端子の一端をそれぞれ振動板および圧電素
子に接着剤を用いて接続するとともに他端をケース外に
引出した請求項２８から請求項３１のいずれか一つに記
載の冷却装置であり、角部での乱流の発生を抑制し、流
体冷媒の流動抵抗の増加を防止することができる。

【００４１】請求項３３に記載の発明は、圧電ポンプの
第１及び第２ポンプ室の角部は、曲面状である請求項２
８から請求項３２のいずれか一つに記載の冷却装置であ
り、逆流による流量ロスを抑制し、流量を増加させるこ
とができる。

【００４２】請求項３４に記載の発明は、圧電ポンプの
第１及び第２圧電振動子に印加する電圧は、１／４周期
以下（同周期を除く）のずれを有する請求項２８から請
求項３３のいずれか一つに記載の冷却装置であり、逆流
による流量ロスを抑制し、流量を増加させることができ
る。

【００４３】請求項３５に記載の発明は、圧電ポンプに
おいて第１流体移動路と第２ポンプ室の間に第３ポンプ
室を設けるとともに、この第３ポンプ室内にこの第３ポ
ンプ室壁面に外周部を固定された第３圧電振動子を設
け、リード端子の一端をこの第３圧電振動子に接続する
とともに他端を前記ケース外部へ引出し、前記第３ポン
プ室と前記第２ポンプ室とを第２流体移動路で接続した
請求項２８から請求項３３のいずれか一つに記載の冷却
装置であり、第３圧電振動子を第１圧電振動子と同位
相、第２圧電振動子と逆位相で駆動させつつ、流体冷媒
に接する振動板側にかかる電位を０にすることができる
ので流体冷媒によるショート及び漏電を防止できる。

【００４４】請求項３６に記載の発明は、圧電ポンプの
第３圧電振動子の圧電素子の振動板側の極性は、第１圧
電振動子の圧電素子の振動板側の極性と同じである請求
項３５に記載の冷却装置であり、逆流による流量ロスを
抑制し、流量を増加させることができる。

【００４５】請求項３７に記載の発明は、圧電ポンプの
第１及び第２圧電振動子に印加する電圧は、同位相で、
第３圧電振動子に印加する電圧を前記第１及び第２圧電
振動子に印加する電圧に対して１／４周期以下（同周期
を除く）のずれを有する請求項３５あるいは請求項３６
のいずれか一つに記載の冷却装置であり、逆流による流
量ロスを抑制し、流量を増加させることができる。

【００４６】請求項３８に記載の発明は、圧電ポンプ駆
動時に少なくとも第１及び第２ポンプ室内には気体が存
在するようにした請求項２８から請求項３６のいずれか
一つに記載の冷却装置であり、ポンプ室内の圧力変動に
より気体が膨張、収縮し、各ポンプ室間の圧力を保持す
ることとなり、圧電ポンプを製造する際の構成部材の寸
法バラツキなどによる流入路及び流体移動路の開閉のタ
イミングのずれによる流量のばらつきを抑制できる。

【００４７】請求項３９に記載の発明は、圧電ポンプの
各圧電振動子とリード端子との接続を導電性接着剤を用
いて行った請求項２８から請求項３８のいずれか一つに
記載の冷却装置であり、弾性体で接続しているために圧
電振動子の振動を阻害するのを抑制できる。

【００４８】請求項４０に記載の発明は、圧電ポンプの
ケースの流入路側あるいは流出路側の少なくとも一方に
マーキングを施した請求項２８から請求項３９のいずれ
か一つに記載の冷却装置であり、設置方向の誤りを防止
できる。

【００４９】請求項４１に記載の発明は、圧電ポンプの
振動板は金属を用いて形成したものである請求項２８か
ら請求項４０のいずれか一つに記載の冷却装置であり、
流入路及び流体移動路との接触による摩耗を抑制し、長
期信頼性に優れたものとなる。

【００５０】請求項４２に記載の発明は、圧電ポンプの
各ポンプ室の各圧電振動子に平行な断面形状は円形であ
る請求項２８から請求項４１のいずれか一つに記載の冷
却装置であり、乱流の発生を抑制し、流体冷媒の流動抵
抗の増加を防止するものである。

【００５１】請求項４３に記載の発明は、流体冷媒はダ
イアフラムポンプで最も低温となるようにした請求項１
から請求項４２のいずれか一つに記載の冷却装置であ
り、ポンプの特性変化を抑制することができる。

【００５２】請求項４４に記載の発明は、ケースと、こ
のケース内に収納された発熱体と、前記ケース内に収納
された請求項１から請求項４３のいずれか一つに記載の
冷却装置とを備え、この冷却装置の吸熱部を前記発熱体
に熱接続させた電子機器であり、発生した熱を効率よく
放熱できるものである。

【００５３】請求項４５に記載の発明は、電子機器本体
と、この本体に接続された表示ユニット体と、前記電子
機器本体内部に収納された発熱体と、前記電子機器本体
及び前記表示ユニット体に収納された請求項１から請求
項４３のいずれか一つに記載の冷却装置とを備え、この
冷却装置の吸熱部は前記発熱体と熱接続するように設置
し、放熱部は前記表示ユニット体に設けた電子機器であ
り、発生した熱を効率よく放熱できるものである。

【００５４】請求項４６に記載の発明は、吸熱部は、発
熱体の最大平面よりも大きな平面を有する請求項４５に
記載の電子機器であり、吸熱効率に優れたものである。

【００５５】請求項４７に記載の発明は、吸熱部は、発
熱体の少なくとも非実装面を覆うように設けた請求項４
６に記載の電子機器であり、吸熱効率に優れたものであ
る。

【００５６】請求項４８に記載の発明は、吸熱部と発熱
体との間に熱伝導良好層を設けた請求項４５から請求項
４７のいずれか一つに記載の電子機器であり、吸熱効率
に優れたものである。

【００５７】請求項４９に記載の発明は、放熱部を表示
ユニット体の内壁面に固定した請求項４５から請求項４
８のいずれか一つに記載の電子機器であり、放熱効率に
優れたものである。

【００５８】請求項５０に記載の発明は、放熱部は、表
示ユニット体の表示面側の方が熱伝導性に劣る請求項４
５から請求項４９のいずれか一つに記載の電子機器であ
り、表示面からの吸熱を抑制し、かつ放熱部から表示面
への放熱を抑制し、表示ユニット体の表示面とは反対側
からのみ放熱するものであり、優れた放熱効率を有する
ものである。

【００５９】請求項５１に記載の発明は、放熱部の表示
ユニット体の表示面側を断熱材で形成した請求項５０に
記載の電子機器であり、表示面からの吸熱を抑制し、か
つ放熱部から表示面への放熱を抑制し、表示ユニット体
の表示面とは反対側からのみ放熱するものであり、優れ
た放熱効率を有するものである。

【００６０】請求項５２に記載の発明は、放熱部と表示
面との間に空気層を設けた請求項５１に記載の電子機器
であり、この空気層が断熱材となり表示面からの吸熱を
抑制し、優れた放熱効率を有するものである。

【００６１】以下、本発明の実施の形態についてノート
パソコンを例に説明する。

【００６２】また各図面において同じ作用を示す構成要
素については、同番号を付して最初に説明し、二度目か
らは説明を省略する。

【００６３】（実施の形態）図１、図２は本発明の一実
施の形態におけるノートパソコン内の冷却装置の配置
図、図３は図１、図２に示す冷却装置の回路図であり、
１は本体、２は本体１内に収納したＣＰＵなどの発熱
体、３は熱伝導性に優れた伝熱パッド、４は吸熱部、５
はダイアフラムポンプ、６は放熱部、７は表示ユニット
体、８は吸熱部４、放熱部６、ポンプ５を接続する弾性
体の管である。またこの管８内には、流体冷媒が充填さ
れている。

【００６４】このノートパソコンを日本で使用した場合
について説明する。

【００６５】まずノートパソコンを作動させるために
は、図３に示すようにＡＣ１００Ｖの電源９をノートパ
ソコン内のＡＣ／ＤＣコンバータ１０ａでいったん直流
電圧に変換する。次にこの直流電圧を再びＤＣ／ＡＣコ
ンバータ１０ｂにて交流電圧に変換し、ポンプ５に供給
する。

【００６６】ポンプ５への交流電圧の供給は、他の電源
部品、例えば液晶バックライト用の電源から行っても構
わない。

【００６７】ポンプ５に交流電圧が印加されるとポンプ
５が作動して流体冷媒を圧送し、管８で接続されたポン
プ５−吸熱部４−放熱部６−ポンプ５という閉回路循環
サイクル内を流体冷媒が循環するようになる。また流体
冷媒はポンプ５で最も低温となるように放熱部６から流
体冷媒が流入し、吸熱部４へ流出させている。これはポ
ンプ５が例えば圧電振動子を用いた圧電ポンプである場
合、温度によりその特性が変化するのを防止するためで
ある。

【００６８】従ってポンプ５で押し出された流体冷媒
は、吸熱部４で発熱体２の熱を吸収し、放熱部６へ移動
して放熱部６で放熱して再び冷却されてポンプ５に戻っ
てくる。

【００６９】これを繰り返すことにより電子機器内で発
生した熱を外部へ放出する。

【００７０】以下に電子機器内に設けられた冷却装置の
各構成要素について以下に詳しく説明する。

【００７１】まずポンプ５について説明する。

【００７２】（タイプ１）図４はタイプ１のダイヤフラ
ム式ポンプ５の一つである圧電ポンプの断面図であり、
図５は同斜視図である。

【００７３】１１はケース、１２、１３はケース１１内
部に設けた第１及び第２ポンプ室、１４は外部から第１
ポンプ室１２に流体冷媒を移動させるための流入路、１
５は第１ポンプ室１２と第２ポンプ室１３とを結ぶ第１
流体移動路、１６は第２ポンプ室１３からケース１１外
部へ流体冷媒の流出路、１７、１８は第１ポンプ室１２
及び第２ポンプ室１３内に設けた第１及び第２圧電振動
子、１９、２０は第１及び第２圧電振動子１７、１８を
構成する金属製の振動板、２１、２２は第１及び第２圧
電振動子１７、１８を構成する両面に電極を有する圧電
素子、２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂは振動板１９、
２０及び圧電素子２１、２２にその一端を接続したリー
ド端子、２５は電源である。

【００７４】第１ポンプ室１２は上面から見ると略円形
でケース１１の上面側にリード端子２３ａ、２３ｂの引
出し口を有している。また第１圧電振動子１７も上面か
ら見ると略円形で第１ポンプ室１２の厚み方向の内壁面
で振動板１９の外周部全体が支持された状態となってお
り、振動板１９で流入路１４を塞いでいる。この振動板
１９の外周部と流入路１４を塞いでいる部分以外の第１
圧電振動子１７は第１ポンプ室１２の内壁面に非接触の
状態となっている。さらにリード端子２３ａ、２３ｂと
第１圧電振動子１７の振動板１９及び圧電素子２１の電
極とは、導電性接着剤で電気的に接続固定している。

【００７５】第２ポンプ室１３は第１ポンプ室１２とほ
とんど同じ構成をしており、異なる部分についてのみ説
明する。第１ポンプ室１２においては流入路１４を振動
板１９で塞いでいたが、第２ポンプ室１３においては第
１流体移動路１５を振動板２０で塞いでいる。

【００７６】リード端子２３ａと２４ａ、２３ｂと２４
ｂはケース１１外部で電気的に接続した後、電源２５及
びアースに接続している。

【００７７】第１及び第２圧電振動子１７、１８は、振
動板１９、２０が流入路１４及び第１流体移動路１５側
に設置するとともに、圧電素子２１、２２の振動板１
９、２０側の極性を互いに逆にしている。これは第１及
び第２圧電振動子１７、１８を逆位相で駆動させつつ、
流体冷媒に接する振動板１９、２０にかかる電位を０に
し、流体冷媒によるショート及び漏電を防止するためで
ある。

【００７８】この圧電ポンプの動作について図６
（ａ）、図６（ｂ）を用いて説明する。図６（ａ）、図
６（ｂ）において矢印は流体冷媒の流れる方向を示して
いる。

【００７９】電源２５により電圧を印加すると図６
（ａ）、図６（ｂ）に示す動作を交互に繰り返す。

【００８０】すなわち図６（ａ）においては、第１圧電
振動子１７はケース１１の上方にたわみ、第２圧電振動
子１８は反対にケース１１下方にたわむ。この時、振動
板１９と流入路１４との間に隙間が生じ、流体冷媒が第
１ポンプ室１２へ流入する。また第２ポンプ室１３にお
いて、振動板２０は第１流体移動路１５を塞いだままで
あり、ケース１１下方にたわむことにより第２ポンプ室
１３内の流体冷媒が流出路１６よりケース１１外部へ押
し出されることになる。また図６（ｂ）に示すように第
１圧電振動子１７がケース１１の下方、第２圧電振動子
１８がケース１１上方にたわむ場合は、第１ポンプ室１
２においては振動板１９が流入路１４を塞いだままで、
下方にたわんだ分だけ第１流体移動路１５を通じて第２
ポンプ室１３へ流体冷媒が押し出される。第２ポンプ室
１３では振動板２０と第１流体移動路１５との間に隙間
が生じるため、第１ポンプ室１２で押し出された流体冷
媒が第２ポンプ室１３へ移動することとなる。この図６
（ａ）、図６（ｂ）に示す動作を交互に繰り返すことに
より、流体冷媒はスムーズに移動することとなるのであ
る。

【００８１】（タイプ２）図７はタイプ２の圧電ポンプ
の断面図である。

【００８２】タイプ１と異なる点は、圧電素子２１、２
２を一枚の振動板２０上に形成したことである。この構
成により第１及び第２圧電振動子１７、１８に接続する
リード端子２７の数を減らすことができるとともに、リ
ード端子２７と振動板２６との接続を容易に行うことが
できる。また製造工程も実施の形態の圧電ポンプと比較
すると容易なものとなる。

【００８３】（タイプ３）図８、図９はタイプ３の圧電
ポンプの断面図である。

【００８４】流入路１４と第１圧電振動子１７間、及び
第１流体移動路１５と第２圧電振動子１８間に弾性体２
８を設けている。この弾性体２８は図８に示すように振
動板１９、２０側に設けても、図９に示すように流入路
１４、第１流体移動路１５側に設けても構わない。

【００８５】この弾性体２８を設けることにより振動板
１９、２０が流入路１４及び第１流体移動路１５を封止
した後、さらに流体冷媒の圧送方向へ第１及び第２圧電
振動子１７、１８を変位させやすくすることにより、流
量を増加させることができる。

【００８６】（タイプ４）図１０、図１１はタイプ４の
圧電ポンプの断面図である。

【００８７】図１０においては、振動板１９、２０に弾
性体２８を設けるとともに、弾性体２８と流入路１４、
第１流体移動路１５内壁面の弾性体２８と接触する部分
を同方向のテーパー状に形成したものである。またその
テーパー角は弾性体２８の方が、流入路１４及び第１流
体移動路１５よりも大きくしている。

【００８８】また図１１においては、流入路１４、第１
流体移動路１５側に弾性体２８を設けるとともに、振動
板１９、２０にテーパー状の突起２９を設けたものであ
る。この時は突起２９のテーパー角を弾性体２８のテー
パー角よりも大きくしている。

【００８９】このような構造とすることにより、流入路
１４及び第１流体移動路１５の振動板１９、２０による
封止状態がより良好となり、流体冷媒の逆流をさらに減
少させることができるのである。

【００９０】（タイプ５）図１２はタイプ５の圧電ポン
プの断面図、図１３、図１４は図１２に示す圧電ポンプ
に印加する電圧の波形図である。

【００９１】駆動電源３０により第１及び第２圧電振動
子１７、１８に印加する電圧を１／４周期以下の範囲で
ずらしている。これは図１３に示すように印加電圧がサ
イン波の場合でも図１４に示すような矩形波の場合でも
同様である。

【００９２】このように第１及び第２圧電振動子１７、
１８に印加する電圧の周期（Ｔ）を１／４周期以下の範
囲でずらすことにより、流入路１４及び第１流体移動路
１５の開閉と流体冷媒の圧送動作のタイミングを最適化
することができ、逆流を減少させて流量を増加させるこ
とができる。

【００９３】またこの印加電圧の周期のずらす量（Δ
ｔ）は、第１および第２圧電振動子１７、１８はもちろ
ん、流体冷媒を含めた圧電ポンプ全体の周波数特性を考
慮して決定する。

【００９４】（タイプ６）図１５はタイプ６の圧電ポン
プの断面図である。

【００９５】第１及び第２ポンプ室１２、１３に加えて
第３ポンプ室３１を設けて、第１ポンプ室１２と第１流
体移動路１５を介して接続するとともに、第２ポンプ室
１３と第２流体移動路３２を介して接続している。

【００９６】また第３ポンプ室３１には第１及び第２ポ
ンプ室１２、１３と同様に振動板３３、圧電素子３４か
らなる第３圧電振動子３５を設けている。またリード端
子３６ａ，３６ｂの一端を振動板３３、圧電素子３４に
電気的に接続するとともに、他端をケース１１の外部へ
引出し、電源２５及びアースに接続している。

【００９７】また圧電素子３４の振動板３３側の極性
は、圧電素子２１と同極性、圧電素子２２とは逆極性を
有するようにしている。これは、第３圧電振動子３５を
第１圧電振動子１７と同位相、第２圧電振動子１８と逆
位相で駆動させつつ、流体冷媒に接する振動板１９、２
０、３３側にかかる電位を０にし、流体冷媒によるショ
ート及び漏電を防止するためである。

【００９８】この圧電ポンプの動作について、図１６
（ａ）、図１６（ｂ）を用いて説明する。図中流体冷媒
の移動方向を矢印で示している。

【００９９】電源２５により圧電ポンプに電圧を印加す
ると、図１６（ａ）、図１６（ｂ）に示す動作を交互に
繰り返す。

【０１００】すなわち、図１６（ａ）に示すように、第
１から第３圧電振動子１７、１８、３５に電圧を印加す
ることにより、第１圧電振動子１７は上方にたわみ、第
２、第３圧電振動子１８、３５は下方にたわむ。従っ
て、流入路１４と振動板１９の間に空間が生じ流入路１
４から第１ポンプ室１２へ流体冷媒が流入するとともに
第１ポンプ室１２から第３ポンプ室３１へ流体冷媒が流
入する。この時、第２ポンプ室１３において第２流体移
動路３２は振動板２０で封止されているので第３ポンプ
室３１から第２ポンプ室１３へ流体冷媒の圧送は行われ
ないが、第２ポンプ室１３から流出路１６を通じてケー
ス１１の外部へ流体冷媒が圧送されることとなる。

【０１０１】一方、図１６（ｂ）に示すように、第１圧
電振動子１７が下方へたわみ、第２及び第３圧電振動子
１８、３５が上方へたわむと、第１ポンプ室１２におい
て流入路１４は振動板１９で封止されているので流入路
１４から第１ポンプ室１２への流体冷媒の圧送は行われ
ないが、第１ポンプ室１２から第３ポンプ室３１へは流
体冷媒が圧送される。また第２ポンプ室１３において第
２流体移動路３２と振動板２０の間には空間が生じるた
め、第３ポンプ室３１から第２ポンプ室１３へは流体冷
媒が圧送されるとともに第２ポンプ室１３から流出路１
６を介してケース１１外部へ流体冷媒が圧送される。

【０１０２】この図１６（ａ）、図１６（ｂ）に示す動
作を交互に行わせることにより、流体冷媒が圧電ポンプ
を介してスムーズに移動することとなる。

【０１０３】（タイプ７）図１７はタイプ７の圧電ポン
プの断面図である。

【０１０４】タイプ２と同様に、圧電素子２１、２２を
一枚の振動板２６上に形成している。この構成により第
１及び第２圧電振動子１７、１８に接続するリード端子
２７の数を減らすことができるとともに、リード端子２
７と振動板２６との接続を容易に行うことができる。ま
た製造工程も（タイプ６）の圧電ポンプと比較すると容
易なものとなる。

【０１０５】（タイプ８）図１８はタイプ８の圧電ポン
プの断面図である。

【０１０６】駆動電源４０により、第１及び第２圧電振
動子１７、１８に印加する電圧は同位相で、第３圧電振
動子３５に印加する電圧を第１及び第２圧電振動子１
７、１８に印加する電圧に対して１／４周期以下（同周
期を除く）の範囲でずらしている。その結果、逆流によ
る流量ロスを抑制し、流量を増加させることができる。

【０１０７】これは図１３に示すように印加電圧がサイ
ン波の場合でも図１４に示すような矩形波の場合でも同
様である。

【０１０８】このように第１及び第２圧電振動子１７、
１８に印加する電圧の周期（Ｔ）と第３圧電振動子３５
に印加する電圧の周期（Ｔ）を１／４周期以下の範囲で
ずらすことにより、流入路１４及び第２流体移動路３２
の開閉と流体冷媒の圧送動作のタイミングを最適化する
ことができ、逆流を減少させて流量を増加させることが
できる。

【０１０９】またこの印加電圧の周期のずらす量（Δ
ｔ）は、第１から第３圧電振動子１７、１８、３５はも
ちろん、流体冷媒を含めた圧電ポンプ全体の周波数特性
を考慮して決定する。

【０１１０】なお、タイプ６からタイプ８はタイプ１か
らタイプ５の圧電ポンプと比べると、ポンプ室が一つ多
い分だけ流量の大きな圧電ポンプとなる。

【０１１１】またタイプ６からタイプ８は、タイプ４と
同様にして、流入路１４と振動板１９の間及び第２流体
移動路３２と振動板２０の間に弾性体を設けるとタイプ
４と同様の効果が得られるものである。

【０１１２】以下本発明の電子機器に用いる圧電ポンプ
のポイントとなることについて記載する。

【０１１３】（Ｉ）タイプ１からタイプ８においては、
交流電圧を印加する場合について説明したが、直流電圧
を印加しても圧電ポンプは作動する。しかしながら上記
実施の形態においては、交流電圧を印加する場合につい
て説明したが、直流電圧を印加しても圧電ポンプは作動
する。しかしながら直流電圧を印加して第１から第３圧
電振動子１７、１８、３５を上下に交互にたわませよう
とすると、振動板１９、２０、３３に電位をかける必要
がある。しかしながら振動板１９、２０、３３に電位を
かけると流体冷媒によりショート、漏電を発生してしま
う。そのため直流電圧を印加する場合は、振動板１９、
２０、３３の流体冷媒との接触面を絶縁処理しておく必
要がある。したがって交流電圧を印加して用いることが
望ましい。

【０１１４】（II）図１９に示すように、第２圧電振動
子１８とリード端子２４ａ、２４ｂの電気的な接続は導
電性接着剤３７を用いて行っている。この構成とするこ
とにより、第２圧電振動子１８の振動の阻害を抑制する
ことができ、半田接続の場合と比較すると接合部の厚さ
を薄くでき、すなわちポンプの厚みを薄くできるもので
ある。また導電性接着剤３７はリード端子２４ａ、２４
ｂの接合側端部表面を覆うように塗布し、より強固な接
合を得ることが望ましい。第１及び第３圧電振動子１
７、３５についても同様のことがいえる。

【０１１５】（III）第１から第３圧電振動子１７、１
８、３５を用いた場合は、幅広い周波数帯で使用するこ
とが可能である。例えば発生する音を聞こえにくくした
い場合には、可聴域よりも低いあるいは高い周波数領域
で作動させることが望ましい。

【０１１６】（IV）上記ポンプは外観からは、流入路１
４と流出路１６の区別が難しい。従って、ケース１１の
流入路１４あるいは流出路１６側の少なくとも一方に設
置方向を示すマーキングを施すことにより、設置方向の
誤りを防止することができる。

【０１１７】（Ｖ）第１〜第３ポンプ室１２、１３、３
１の内壁面角部を曲面状とすることにより、角部での乱
流の発生を抑制し、流体冷媒の流動抵抗の増加を防止す
ることができる。

【０１１８】（VI）振動板１９、２０、２６、３３は流
入路１４及び第１あるいは第２流体移動路１５、３２と
の接触による摩耗を抑制し、長期信頼性に優れたものと
するため金属を用いて形成したものを用いることが好ま
しい。

【０１１９】（VII）第１から第３ポンプ室１２、１
３、３１には、圧電ポンプを駆動時に気体が存在するよ
うにし、各ポンプ室１２、１３、３１内の圧力変動によ
り気体が膨張、収縮し、各ポンプ室１２、１３、３１間
の圧力を保持することとなり、圧電ポンプを製造する際
の構成部材の寸法バラツキなどによる流入路１４及び第
１および第２流体移動路１５、３２の開閉のタイミング
のずれによる流量のバラツキを抑制している。

【０１２０】（VIII）振動板１９、２０、２６、３３は
各ポンプ室１２、１３、３１の内周形状よりも大きく、
圧電素子２１、２２、３４は内周形状よりも小さくして
いる。また圧電素子２１、２２、３４の形状は、第１か
ら第３圧電振動子１７、１８、３５を効率よく振動させ
るためにも円板状とすることが望ましい。

【０１２１】（IX）第１〜第３ポンプ室１２、１３、３
１の第１〜第３圧電振動子１７、１８、３５に平行な断
面形状は円形とすることにより、流体冷媒の流動抵抗を
小さくすることができる。なぜならば角部が存在すると
乱流が発生し、流体冷媒の流動抵抗が大きくなるからで
ある。

【０１２２】（Ｘ）本発明の圧電ポンプは、電圧を印加
していないとき、振動板１９、２０、２６と流入路１４
の第１ポンプ室１２側開口部、第１流体移動路１５の第
２ポンプ室１３側開口部あるいは第２流体移動路３２の
第２ポンプ室１３側開口部との間に隙間が存在したとし
ても、電圧を印加すれば作動する。

【０１２３】しかしながら電圧を印加していない時に流
体の逆流を防止するために、上記実施の形態で示したよ
うに、振動板１９、２０、２６で上記各開口部を塞いで
いる。

【０１２４】（XI）ダイアフラムポンプとして圧電ポン
プを用いることにより、従来のファンを用いた冷却装置
と比較すると、１／１０以下の電流しか流れないため、
冷却装置全体の消費電力が従来の冷却装置と比較すると
１／１０以下となり、非常にエネルギー効率に優れた冷
却装置となる。また、電磁式ポンプとは異なり磁界が発
生しないため、ノイズの少ないものである。

【０１２５】（XII）ダイアフラムポンプ５として圧電
ポンプについてのみ説明したが他のダイアフラムポンプ
を用いても電子機器の薄型化を図ることができる。

【０１２６】図面と説明文の追加を要望される。

【０１２７】次に吸熱部４について説明する。

【０１２８】（タイプ１）図２０はタイプ１の吸熱部の
分解斜視図である。

【０１２９】図２０に示すように有底状のケース４１内
に両端が開放された流体冷媒の流路４２を多数平行に形
成し、封止層（図示せず）を介して樹脂製の蓋４３でケ
ース４１の開口部を封止する。流路４２は、ケース４１
底面側（発熱体２側）より上部側の幅の方が小さい棒状
のフィンを用いて形成したものである。この蓋４３には
流体冷媒の流入路及び流出路４４、４５が形成されてお
り、この流入路４４からケース４１内部の流路４２を経
由して流出路４５に圧送される。この流路４２を流体冷
媒が通過するときに、発熱体２の熱を吸収するのであ
る。また流入路４４はポンプ５の流出路と管８を介して
接続され、流出路４５は放熱部６の流入路と管８を介し
てそれぞれ接続されている。

【０１３０】（タイプ２）図２１はタイプ２の吸熱部４
の分解斜視図である。

【０１３１】図２１に示すように有底状のケース４１内
に多孔質体である金属製の不織布４６を充填し、封止層
（図示せず）を介して蓋４３をすることによりケース４
１開口部を封止する。またケース４１の側面には流体冷
媒の流入路及び流出路４４ａ、４５ａが形成されてお
り、この流入路４４ａからケース４１内部の流路４２を
経由して流出路４５ａに圧送される。この流路４２を流
体冷媒が通過するときに、発熱体２の熱を吸収するので
ある。また流入路４４ａはポンプ５の流出路と管８を介
して接続され、流出路４５ａは放熱部６の流入路と管８
を介してそれぞれ接続されている。このように不織布４
６を用いるとケース４１の流体冷媒の流路が長くなると
ともに乱流により、吸熱効果はさらに優れたものとな
る。

【０１３２】ケース４１内部に充填する多孔質体として
は、他にセラミックス、金属製の織布等がある。

【０１３３】多孔質体として金属を用いる場合は、流体
冷媒が水系の場合は銅を用いることが、代替えフロンな
ど非水系の場合は、アルミニウムを用いることが、耐腐
食性及び熱伝導率を考慮すると好ましい。

【０１３４】またケース４１内部における流体冷媒の流
路を長くするということを考慮すると、内部をハニカム
構造とするか、凹凸を設けることによっても同等の効果
を有するものとなる。

【０１３５】（タイプ３）図２２はタイプ３の吸熱部４
の側面図、図２３は図２２におけるＡ−Ｂ断面図であ
る。

【０１３６】弾性体の管４７を簾状に加工し、一端側を
流入路４４ｂ、他端側を流出路４５ｂとし、この中を流
体冷媒が流れるようにしたものであり、弾性体の管４７
を用いることにより所望の形状の吸熱部４を得ることが
できる。例えば発熱体２表面が曲面を有する場合でも密
着させることができる。さらに冷却装置の共振により発
生する音を吸収することができる。

【０１３７】次に吸熱部４の発熱体２への取り付け方に
ついて説明する。

【０１３８】（取り付け方１）図２４、図２５に示すよ
うに吸熱部４を基板５０上に実装された発熱体２に粘着
剤としても作用する伝熱パッド３を用いて貼り付ける。
この伝熱パッド３は、熱伝導に優れているとともに、吸
熱部４及び発熱体２への密着性に優れており、発熱体２
の熱を確実に吸熱部４に伝導できるものが望ましい。

【０１３９】（取り付け方２）図２６に示すように金属
製の弾性薄板５１の下面に吸熱部４をネジ５２で固定
し、この吸熱部４が基板５０に実装した発熱体２側にく
るように伝熱パッド３を介して、弾性薄板５１を発熱体
２上面にネジ５３で固定する。

【０１４０】以下本発明の電子機器に用いる吸熱部４の
ポイントとなることについて記載する。

【０１４１】（Ｉ）吸熱部４を弾性体で形成することに
より、冷却装置においてポンプ５以外での圧力変動を抑
制することができる。

【０１４２】（II）吸熱部４を黒色あるいは暗色とする
ことにより、輻射熱による放熱効果により冷却効率を向
上させることができる。

【０１４３】（III）吸熱部４に耐腐食性を持たせるこ
とにより長期信頼性をに優れたものである。

【０１４４】（IV）吸熱部４は、発熱体２の上面よりも
大きい表面を有し、少なくとも発熱体２上面全体に密着
させて覆うようにする。好ましくは、発熱体２基板への
実装面以外の部分を覆うようにすることにより吸熱効率
を向上させることができる。

【０１４５】（Ｖ）電子機器内に発熱体２が複数存在
し、冷却が必要な場合は、各発熱体２に対して吸熱部４
を設けることが好ましい。

【０１４６】（VI）吸熱部４の発熱体２への取り付け面
は、タイプ２、３の場合はいずれの面でも構わないが、
タイプ１においてはフィンを形成したケース４１の底面
が発熱体２側にくるように設置することが好ましい。

【０１４７】次に放熱部６について記載する。

【０１４８】（タイプ１）図２７、図２８はタイプ１の
放熱部６の上面図及び断面図である。

【０１４９】可撓性樹脂である例えばポリエチレンテレ
フタレートフィルム（以下ＰＥＴフィルムとする）６０
にエンボス加工をしたＰＥＴフィルム６１を粘着層６２
により貼り付けて、一本の長い弾性体の管からなる流路
６３を形成したものである。

【０１５０】（タイプ２）図２９はタイプ２の放熱部６
の上面図であり、その断面は図２８と同様の構造であ
る。

【０１５１】このタイプの放熱部６もタイプ１と同様に
ＰＥＴフィルム６０、６１を用いて形成したものであ
る。タイプ１と異なるところは、流入路６４から流出路
６５まで流体冷媒が流れる経路を複数形成したものであ
り、流体冷媒の流動抵抗を小さくすることができるの
で、より放熱効率に優れたものとなる。

【０１５２】（タイプ３）吸熱部４のタイプ１で示した
場合のように、ケース内にフィンを形成し、流体冷媒の
通路を設けても構わない。

【０１５３】この放熱部６の電子機器への取り付け方に
ついて説明する。

【０１５４】図３０に表示ユニット体７の断面図、図３
１にその要部拡大断面図を示す。

【０１５５】ディスプレイ６７取り付け面のために開口
部を有する外装筐体６６のディスプレイ６７取り付け面
と対向する内壁面に粘着層６８を介して放熱部６をＰＥ
Ｔフィルム６０が外装筐体側となるように貼り付ける。
この粘着層６８は熱伝導性に優れたものを用いることが
好ましい。

【０１５６】以下本発明の電子機器に用いる放熱部６の
ポイントとなることについて記載する。

【０１５７】（Ｉ）放熱部６の流体冷媒の流入路６４は
吸熱部４の流出路と管８により接続され、流出路６５は
ポンプ５の流入路と管８で接続される。

【０１５８】（II）放熱部６は、外装筐体６６側がディ
スプレイ６７側よりも熱伝導性に優れたものであること
が望ましい。これはディスプレイ６７の熱の吸収を阻害
し、放熱効率を高めるとともに、ディスプレイ６７へ放
熱してディスプレイ６７に悪影響を及ぼすのを防止する
ためである。

【０１５９】この構成とするために、放熱部６とディス
プレイ６７との間に空間を設けるか、断熱材を設けるか
すれば良い。

【０１６０】（III）放熱部６を可撓性樹脂で形成した
場合、所望の形状にすることができる。またＰＥＴフィ
ルム６０、６１を用いて形成した場合、放熱部６は非常
に薄型となり、表示ユニット体７の空きスペースに十分
設置できる。従って、わざわざ放熱部６の設置スペース
を設ける必要がないので、電子機器の小型化に寄与する
ことができる。

【０１６１】（IV）放熱部６は、電子機器の大気中への
放熱をより効率よく行うために、できるだけ広い範囲に
形成することが望ましい。広く形成することにより、高
温となった流体冷媒を広い面積に広げることが可能とな
り、大気中への放熱をスムーズが行うことができる。ま
た電子機器において部分的に高温部が発生するのを防止
できる。従って本発明の電子機器においては、従来使用
されておらず、かつ空きスペースの有った表示ユニット
体７内部にできるだけ広い範囲に形成し、外装筐体６６
を通じて外部へ放熱する構成となっている。

【０１６２】（Ｖ）放熱部６は表示ユニット体７の内部
だけでなく、電子機器の本体１内部にも設けても構わな
い。本体１内部に設ける場合は、例えば放熱部６とポン
プ５とを一体化させても構わない。また電子機器外部へ
の放熱効率を向上させることを考慮すると、できるだけ
本体１の内壁面に設けることが好ましい。また本体１内
部にも放熱部を設ける場合でスペース的に余裕がある場
合は、図３６に示すように放熱部６の表面にフィン６９
を複数形成することにより、より放熱効率を向上させる
ことができる。

【０１６３】（VI）上記では冷却装置の構成要素のう
ち、管８を除いて放熱部６以外は、電子機器の本体１内
部に設けている。従って本体１と表示ユニット体７との
ヒンジ部分を介して接続することとなる。

【０１６４】吸熱部４と放熱部６とは管８を用いて接続
すると説明したが、具体的には以下のようにして接続す
ることとなる。

【０１６５】図３２は、本発明の電子機器のヒンジ部分
を説明するための一部断面拡大図、図３３（ａ）、図３
３（ｂ）はヒンジ部分の接続部材７０の断面図及び斜視
図である。

【０１６６】吸熱部４の流出路に管８を介して接続部材
７０の第１流入路７１を接続し、第１流出路７２を放熱
部６の流入路６４に接続する。また放熱部６の流出路６
５を接続部材７０の第２流入路７３に接続し、第２流出
路７４に管８を介してポンプ５の流入路を接続する。

【０１６７】表示ユニット体７を開け閉めしても、接続
部材７０が稼動することにより、冷却装置には応力が加
わらず、長期信頼性に優れたものとなる。

【０１６８】また図３４に示すように、接続部材７０の
代わりに、伸縮動作を繰り返し行わせたとしても長期信
頼性に優れた、樹脂製の管７５を用いて接続しても構わ
ない。

【０１６９】上記の場合は、放熱部６の流入路６４と流
出路６５とを近接させて設けた場合について説明した
が、図２の場合のように、放熱部６の流入路と流出路と
を離して設けた場合も、接続部材７０のような接続部材
を用いてヒンジ部分に応力が加わらないような構成とす
ることが望ましい。

【０１７０】（VII）表示ユニット体７内部に設けた放
熱部６においては、放熱効率を向上させるためにノート
パソコン使用時に表示ユニット体７の上部からヒンジ部
分に向かって流体冷媒が流れるようにすることが望まし
い（VIII）放熱部６の放熱させたい面にさらに放熱板を設
けることにより放熱効率をより向上させることができ
る。

【０１７１】次に吸熱部４、放熱部６、ポンプ５を接続
する管８について説明する。

【０１７２】（Ｉ）管８を弾性体で形成することによ
り、ポンプ５以外の圧力変動を抑制し、流体冷媒の流動
抵抗を変化させないものである。また電子機器内部にお
いて自由自在に配置することができる。

【０１７３】（II）吸熱部４で熱を吸収した高温の流体
冷媒が流れるため、管８は耐熱性を有するものであるこ
とが望ましい。

【０１７４】（III）管８の内壁は、撥水性を有してお
り、流体冷媒の流動抵抗を小さくし、効率よく流体冷媒
を移動させる。

【０１７５】（IV）管８の色を黒色あるいは暗色とする
ことにより、輻射熱による放熱効果により冷却効率を向
上させることができる。

【０１７６】（Ｖ）流体冷媒を充填した管８の内部の蒸
気圧は大気圧と略同等となるようにしている。これはヒ
ートパイプのように内部の蒸気圧を大気圧よりも低くす
ると、ポンプ５内部と外部との圧力に差が生じ、ポンプ
５に常にストレスが加わった状態で作動することとなる
ため長期間使用するとポンプ５が破壊してしまうおそれ
があるからである。したがって長期信頼性を持たせるた
めに管８内部の蒸気圧を大気圧とできるだけ同じように
することが望ましい。

【０１７７】（VI）管８は、断面が円形のものを用いて
も構わないし、放熱部６と同様にＰＥＴフィルムにエン
ボス加工したＰＥＴフィルムを貼り合わせて管８を形成
したものでも構わず、その形状及び製造方法にはこだわ
らないが、上記（Ｉ）から（Ｖ）を考慮したものである
ことが重要である。

【０１７８】次に冷却装置内部を流れる流体冷媒につい
て説明する。

【０１７９】（Ｉ）流体冷媒は、仮に冷却装置外部へ漏
れた時のショート発生防止のために、絶縁性を有するこ
とが望ましい。

【０１８０】（II）エチレングリコールなどの不凍性を
有するとともに気化しにくい性質を有することが望まし
い。なぜならば寒冷地で用いた場合は凍結膨張による、
発熱体２の発熱温度が非常に高温の場合は気化膨張によ
る冷却装置の破壊を防止できるからである。つまり温度
変化に対する体積変化の小さいものが望ましい。

【０１８１】（III）水に界面活性剤を添加した溶液の
ように流動抵抗の小さいものが望ましい。

【０１８２】（IV）エマルションのように凍結しにく
く、流体冷媒との接触による冷却装置に用いた金属から
なる構成部材の腐食を抑制するものが好ましい。

【０１８３】（Ｖ）流体冷媒の脱気処理を管８への充填
前に行うことにより、管８の内部で気泡の発生を抑制
し、安定した流動性を持たせることができる。特に、吸
熱部あるいは放熱部での熱伝達の低下を抑制することが
できる。

【０１８４】（VI）流体冷媒は、管８の内壁と非反応で
あり、流体冷媒が変質したり、管８の内壁形状が変化し
たりして流動抵抗が大きくなるのを防止する。

【０１８５】ここで本発明の一例のノートパソコンにつ
いて、パワートランジスタを熱源として１６Ｗの一定電
力をパワートランジスタに供給したときの発熱状況を調
べた結果を図３５（ａ）に示す。また比較のために図３
５（ｂ）に従来のパソコンの同条件における発熱状況に
ついて示す。

【０１８６】図３５（ａ）を見るとわかるように、本発
明の冷却装置を用いたノートパソコンは、本体１の表面
全体からだけでなく表示ユニット体７の表示面とは反対
側の外装筐体６６を介して大気中に均一に放熱してい
る。したがって、最高温度となるＣＰＵ上部のキーボー
ド部表面においても、３８℃と従来より低くまた、キー
ボード部表面における温度分布（温度差５℃）を小さく
することができる。しかしながら、従来のノートパソコ
ンは、ヒートパイプと冷却ファンという二つの冷却装置
を用いているにもかかわらず、ＣＰＵ上部のキーボード
部表面の温度は５６℃と非常に高く、冷却ファンの空気
吹き出し口では４０℃、ＣＰＵから離れたところのキー
ボード部表面でも４２℃、３９℃といずれも本発明と比
較すると高く、またその温度差も大きいものである。こ
のように本発明の冷却装置を用いた電子機器は熱拡散性
に優れたものであることがわかる。

【０１８７】以下本発明の電子機器についてポイントと
なるところをノートパソコンを用いて具体的に説明す
る。

【０１８８】（Ｉ）従来のノートパソコンは、使用者が
直接触れるキーボード部表面において、場所により温度
差が大きく、またその温度もＣＰＵの上部では人間の体
温よりも非常に高くなるので、使用者がやけどをする可
能性があるとともに非常に不快感を与えるものであっ
た。

【０１８９】しかしながら、本発明の冷却装置を用いた
ノートパソコンにおいては、本体１の表面全体及び表示
ユニット体７の表示面とは反対側の外装筐体６６と放熱
個所を大きくし、大気中に均一に放熱している。従って
キーボード部表面の最高温度を低くできるとともに、場
所による温度差も小さいものである。

【０１９０】その結果、使用者の安全性の確保はもちろ
ん、使用者に不快感を与えにくいものである。

【０１９１】（II）冷却装置にダイアフラムポンプを用
いることにより冷却装置を薄型にできる。ファンを用い
た従来のノートパソコンの厚みは、ファンの厚みに左右
されていた。従って本発明のノートパソコンは従来のも
のと比較すると非常に薄型化できる。

【０１９２】（III）冷却装置の構成部材を樹脂で形成
することにより、冷却装置を軽量化すなわちノートパソ
コンを軽量化することができる。

【０１９３】（IV）上記においては電子機器の一例とし
てノートパソコンを例に説明したが、ＣＰＵなどの発熱
体２を有するゲーム機などの持ち運び可能な小型電子機
器においても同様の効果が得られる。

【０１９４】

【発明の効果】以上本発明によると、ダイアフラムポン
プを用いることによりポンプ自体の厚みを薄くすること
ができるので電子機器の小型化に寄与できるとともにそ
の冷却効率の向上した冷却装置を提供することができ
る。従って電子機器の薄型化に寄与することができる。

【０１９５】またこの冷却装置は、放熱部全体で放熱す
るので、電子機器に用いたとしても部分的な発熱を防止
し、使用者の安全性の確保とともに不快感を与えないも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態におけるノートパソコン
内の冷却装置の配置図

【図２】本発明の一実施の形態におけるノートパソコン
内の冷却装置の配置図

【図３】図１、図２に示す冷却装置の回路図

【図４】本発明の冷却装置に用いる圧電ポンプ（タイプ
１）の断面図

【図５】本発明の冷却装置に用いる圧電ポンプ（タイプ
１）の斜視図

【図６】（ａ）本発明の冷却装置に用いる圧電ポンプ
（タイプ１）の動作を説明するための断面図（ｂ）本発明の冷却装置に用いる圧電ポンプ（タイプ
１）の動作を説明するための断面図

【図７】本発明の冷却装置に用いる圧電ポンプ（タイプ
２）の断面図

【図８】本発明の冷却装置に用いる圧電ポンプ（タイプ
３）の断面図

【図９】本発明の冷却装置に用いる圧電ポンプ（タイプ
３）の断面図

【図１０】本発明の冷却装置に用いる圧電ポンプ（タイ
プ４）の断面図

【図１１】本発明の冷却装置に用いる圧電ポンプ（タイ
プ４）の断面図

【図１２】本発明の冷却装置に用いる圧電ポンプ（タイ
プ５）の断面図

【図１３】図１２の圧電ポンプに印加する電圧の波形図

【図１４】図１２の圧電ポンプに印加する電圧の波形図

【図１５】本発明の冷却装置に用いる圧電ポンプ（タイ
プ６）の断面図

【図１６】（ａ）図１５に示す圧電ポンプの動作を説明
するための断面図（ｂ）図１５に示す圧電ポンプの動作を説明するための
断面図

【図１７】本発明の冷却装置に用いる圧電ポンプ（タイ
プ７）の断面図

【図１８】本発明の冷却装置に用いる圧電ポンプ（タイ
プ８）の断面図

【図１９】本発明の冷却装置に用いる圧電ポンプの要部
拡大断面図

【図２０】本発明の冷却装置に用いる吸熱部（タイプ
１）の分解斜視図

【図２１】本発明の冷却装置に用いる吸熱部（タイプ
２）の分解斜視図

【図２２】本発明の冷却装置に用いる吸熱部（タイプ
３）の側面図

【図２３】図２２のＡ−Ｂ断面図

【図２４】本発明の吸熱部の発熱体への取り付け方を説
明するための断面図

【図２５】本発明の吸熱部の発熱体への取り付け方を説
明するための断面図

【図２６】本発明の吸熱部の発熱体への取り付け方を説
明するための分解斜視図

【図２７】本発明の冷却装置に用いる放熱部（タイプ
１）の上面図

【図２８】本発明の冷却装置に用いる放熱部（タイプ
１）の要部拡大断面図

【図２９】本発明の冷却装置に用いる放熱部（タイプ
２）の上面図

【図３０】本発明の放熱部の表示ユニット体への取り付
け方を説明するための断面図

【図３１】図３０の要部拡大断面図

【図３２】本発明の電子機器のヒンジ部分を説明するた
めの一部断面拡大図

【図３３】（ａ）図３２のヒンジ部の接続部材の断面図（ｂ）図３２のヒンジ部の接続部材の斜視図

【図３４】本発明の電子機器のヒンジ部分を説明するた
めの一部断面拡大図

【図３５】（ａ）本発明のノートパソコンの発熱状態を
説明するための斜視図（ｂ）従来のノートパソコンの発熱状態を説明するため
の斜視図

【図３６】本発明の冷却装置に用いる放熱部の斜視図

【図３７】従来の冷却装置のノートパソコンへの取り付
け方法を示す斜視図

【図３８】従来の冷却装置の発熱体への取り付け方法を
示す断面図

【符号の説明】

１本体２発熱体３伝熱パッド４吸熱部５ポンプ６放熱部７表示ユニット体８管９電源１０ａＡＣ／ＤＣコンバータ１０ｂＤＣ／ＡＣコンバータ１１ケース１２第１ポンプ室１３第２ポンプ室１４流入路１５第１流体移動路１６流出路１７第１圧電振動子１８第２圧電振動子１９振動板２０振動板２１圧電素子２２圧電素子２３ａリード端子２３ｂリード端子２４ａリード端子２４ｂリード端子２５電源２６振動板２７リード端子２８弾性体２９突起３０駆動電源３１第３ポンプ室３２第２流体移動路３３振動板３４圧電素子３５第３圧電振動子３６ａリード端子３６ｂリード端子４０駆動電源４１ケース４２流路４３蓋４４流入路４４ａ流入路４４ｂ流入路４５流出路４５ａ流出路４５ｂ流出路４６不織布４７管５０基板５１薄板５２ネジ５３ネジ６０ＰＥＴフィルム６１ＰＥＴフィルム６２粘着層６３流路６４流入路６５流出路６６外装筐体６７ディスプレイ６８粘着層６９フィン７０接続部材７１第１流入路７２第１流出路７３第２流入路７４第２流出路７５管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山口朋一大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者酒井康司大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者片岡憲治大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5E322 AA11 AB01 AB06 CA03 DA01 DA03 DB02 DB06 FA01 FA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ダイアフラムポンプと、このダイアフラム
ポンプに接続された吸熱部と、この吸熱部及び前記ダイ
アフラムポンプに接続された放熱部と、前記ダイアフラ
ムポンプ、前記吸熱部、前記放熱部の間を管で接続する
ことにより形成される循環サイクルを循環する流体冷媒
とを備えた冷却装置。
【請求項２】放熱部とダイアフラムポンプとを一体化さ
せた請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】ダイアフラムポンプ、吸熱部、放熱部の各
間を弾性体の管で接続した請求項１あるいは請求項２に
記載の冷却装置。
【請求項４】弾性体の管の内壁は、撥水性を有する請求
項３に記載の冷却装置。
【請求項５】弾性体の管は、黒色あるいは暗色である請
求項３あるいは請求項４に記載の冷却装置。
【請求項６】弾性体の管内の圧力は、大気圧とほぼ同等
である請求項３から請求項５のいずれか一つに記載の冷
却装置。
【請求項７】流体冷媒は、絶縁性を有する請求項１から
請求項６のいずれか一つに記載の冷却装置。
【請求項８】流体冷媒はアルコール系またはグリコール
系水溶液である請求項１から請求項７のいずれか一つに
記載の冷却装置。
【請求項９】流体冷媒は、界面活性剤を含有した溶液で
ある請求項１から請求項７のいずれか一つに記載の冷却
装置。
【請求項１０】流体冷媒はエマルションである請求項１
から請求項７のいずれか一つに記載の冷却装置。
【請求項１１】流体冷媒は、脱気処理したものである請
求項１から請求項１０のいずれか一つに記載の冷却装置
【請求項１２】流体冷媒は、管の内壁と非反応である請
求項３から請求項１１のいずれか一つに記載の冷却装
置。
【請求項１３】放熱部は、弾性体である請求項１から請
求項１２のいずれか一つに記載の冷却装置。
【請求項１４】放熱部は、弾性体の管を用いて形成した
ものである請求項１３に記載の冷却装置。
【請求項１５】放熱部は、可撓性を有する樹脂で形成し
たものである請求項１３に記載の冷却装置。
【請求項１６】放熱部内部に流体冷媒の流路を設けた請
求項１３に記載の冷却装置。
【請求項１７】放熱部にフィンを設けた請求項１３から
請求項１６のいずれか一つに記載の冷却装置。
【請求項１８】放熱部は黒色あるいは暗色である請求項
１３から請求項１７のいずれか一つに記載の冷却装置。
【請求項１９】吸熱部内部に流体冷媒の流路を設けた請
求項１から請求項１８のいずれか一つに記載の冷却装
置。
【請求項２０】流路を金属で形成した請求項１９に記載
の冷却装置。
【請求項２１】吸熱部内部は多孔質体である請求項１９
あるいは請求項２０に記載の冷却装置。
【請求項２２】吸熱部内部に少なくとも一つのフィンを
設けた請求項１９あるいは請求項２０に記載の冷却装
置。
【請求項２３】フィンは発熱体に近い方を大きくした請
求項２２に記載の冷却装置。
【請求項２４】吸熱部は、弾性体である請求項１９に記
載の冷却装置。
【請求項２５】吸熱部は、管を簾状にしたものである請
求項２４に記載の冷却装置。
【請求項２６】吸熱部は耐腐食性を有する請求項１９か
ら請求項２５のいずれか一つに記載の冷却装置。
【請求項２７】ダイアフラムポンプとして圧電ポンプを
用いた請求項１から請求項２６のいずれか一つに記載の
冷却装置。
【請求項２８】圧電ポンプは、ケースと、このケース内
に設けた第１ポンプ室と、この第１ポンプ室と第１流体
移動路を介して接続された第２ポンプ室と、前記ケース
外部から前記第１ポンプ室内部へ流体冷媒が移動するた
めの流入路と、前記第２ポンプ室から前記ケース外部へ
流体冷媒が移動するための流出路と、前記第１及び第２
ポンプ室内に設けた振動板に圧電素子を貼り付けた第１
及び第２圧電振動子と、この第１及び第２圧電振動子に
その一端を接続するとともに他端を前記ケース外部へ引
出したリード端子とを備え、前記第１及び第２圧電振動
子の外周部を前記第１及び第２ポンプ室壁面で固定する
とともに、前記第１圧電振動子で前記流入路の前記第１
ポンプ室側開口部を、前記第２圧電振動子で前記第１流
体移動路の前記第２ポンプ室側開口部を被覆したもので
ある請求項２７に記載の冷却装置。
【請求項２９】圧電ポンプの第１及び第２圧電振動子
は、振動板が流入路及び第２流体移動路側にくるように
設置するとともに、圧電素子の振動板側の極性が互いに
異なる請求項２８に記載の冷却装置。
【請求項３０】圧電ポンプの流入路と第１圧電振動子間
及び第２圧電振動子とこれに接触する流体移動路間に弾
性体を設けた請求項２８あるいは請求項２９に記載の冷
却装置。
【請求項３１】弾性体の外周面、流入路の第１ポンプ室
側開口部内壁面、流体移動路の第２ポンプ室側開口部内
壁面は、同方向にテーパー状で、前記弾性体の方が、前
記各内壁面よりも大きなテーパー角を有する請求項２８
から請求項３０のいずれか一つに記載の冷却装置。
【請求項３２】圧電ポンプの一対のリード端子の一端を
それぞれ振動板および圧電素子に接着剤を用いて接続す
るとともに他端をケース外に引き出した請求項２８から
請求項３１のいずれか一つに記載の冷却装置。
【請求項３３】圧電ポンプの第１及び第２ポンプ室の角
部は、曲面状である請求項２８から請求項３２のいずれ
か一つに記載の冷却装置。
【請求項３４】圧電ポンプの第１及び第２圧電振動子に
印加する電圧は、１／４周期以下（同周期を除く）のず
れを有する請求項２８から請求項３３のいずれか一つに
記載の冷却装置。
【請求項３５】圧電ポンプにおいて第１流体移動路と第
２ポンプ室の間に第３ポンプ室を設けるとともに、この
第３ポンプ室内にこの第３ポンプ室壁面に外周部を固定
された第３圧電振動子を設け、リード端子の一端をこの
第３圧電振動子に接続するとともに他端を前記ケース外
部へ引出し、前記第３ポンプ室と前記第２ポンプ室とを
第２流体移動路で接続した請求項２８から請求項３３の
いずれか一つに記載の冷却装置。
【請求項３６】圧電ポンプの第３圧電振動子の圧電素子
の振動板側の極性は、第１圧電振動子の圧電素子の振動
板側の極性と同じである請求項３５に記載の冷却装置。
【請求項３７】圧電ポンプの第１及び第２圧電振動子に
印加する電圧は、同位相で、第３圧電振動子に印加する
電圧を前記第１及び第２圧電振動子に印加する電圧に対
して１／４周期以下（同周期を除く）のずれを有する請
求項３５あるいは請求項３６のいずれか一つに記載の冷
却装置。
【請求項３８】圧電ポンプ駆動時に少なくとも第１及び
第２ポンプ室内には気体が存在するようにした請求項２
８から請求項３６のいずれか一つに記載の冷却装置。
【請求項３９】圧電ポンプの各圧電振動子とリード端子
との接続は導電性接着剤を用いて行った請求項２８から
請求項３８のいずれか一つに記載の冷却装置。
【請求項４０】圧電ポンプのケースの流入路側あるいは
流出路側の少なくとも一方にマーキングを施した請求項
２８から請求項３９のいずれか一つに記載の冷却装置。
【請求項４１】圧電ポンプの振動板は金属を用いて形成
したものである請求項２８から請求項４０のいずれか一
つに記載の冷却装置。
【請求項４２】圧電ポンプの各ポンプ室の各圧電振動子
に平行な断面形状は円形である請求項２８から請求項４
１のいずれか一つに記載の冷却装置。
【請求項４３】流体冷媒はダイアフラムポンプで最も低
温となるようにした請求項１から請求項４２のいずれか
一つに記載の冷却装置。
【請求項４４】ケースと、このケース内に収納された発
熱体と、前記ケース内に収納された請求項１から請求項
４３のいずれか一つに記載の冷却装置とを備え、この冷
却装置の吸熱部を前記発熱体に熱接続させた電子機器。
【請求項４５】電子機器本体と、この本体に接続された
表示ユニット体と、前記電子機器本体内部に収納された
発熱体と、前記電子機器本体及び前記表示ユニット体に
収納された請求項１から請求項４３のいずれか一つに記
載の冷却装置とを備え、この冷却装置の吸熱部は前記発
熱体と熱接続するように設置し、放熱部は前記表示ユニ
ット体に設けた電子機器。
【請求項４６】吸熱部は、発熱体の最大平面よりも大き
な平面を有する請求項４５に記載の電子機器。
【請求項４７】吸熱部は、発熱体の少なくとも非実装面
を覆うように設けた請求項４６に記載の電子機器。
【請求項４８】吸熱部と発熱体との間に熱伝導良好層を
設けた請求項４５から請求項４７のいずれか一つに記載
の電子機器。
【請求項４９】放熱部を表示ユニット体の内壁面に固定
した請求項４５から請求項４８のいずれか一つに記載の
電子機器。
【請求項５０】放熱部は、表示ユニット体の表示面側の
方が熱伝導性に劣る請求項４５から請求項４９のいずれ
か一つに記載の電子機器。
【請求項５１】放熱部の表示ユニット体の表示面側を断
熱材で形成した請求項５０に記載の電子機器。
【請求項５２】放熱部と表示面との間に空気層を設けた
請求項５１に記載の電子機器。