JP2001215067A - 冷却装置、加熱装置及び電子機器 - Google Patents
冷却装置、加熱装置及び電子機器Info
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- JP2001215067A JP2001215067A JP2000025484A JP2000025484A JP2001215067A JP 2001215067 A JP2001215067 A JP 2001215067A JP 2000025484 A JP2000025484 A JP 2000025484A JP 2000025484 A JP2000025484 A JP 2000025484A JP 2001215067 A JP2001215067 A JP 2001215067A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電子機器が備える冷却機構で効率良く冷却で
きるようにする。 【解決手段】 所定の発熱部材からの熱が伝わる熱交換
部１１と、熱交換部に一端が接続された再生熱交換部１
２と、再生熱交換部の他端が接続された第１及び第２の
密閉空間１３及び１４と、第１及び第２の密閉空間のそ
れぞれに配置されて外部からの信号の印加で変形する第
１及び第２の圧電部材１５及び１６と、第１の圧電部材
の変形状態と第２の圧電部材の変形状態とが、所定の位
相差となるように、それぞれの圧電部材に信号を印加す
る制御部２０とを備えた。
きるようにする。 【解決手段】 所定の発熱部材からの熱が伝わる熱交換
部１１と、熱交換部に一端が接続された再生熱交換部１
２と、再生熱交換部の他端が接続された第１及び第２の
密閉空間１３及び１４と、第１及び第２の密閉空間のそ
れぞれに配置されて外部からの信号の印加で変形する第
１及び第２の圧電部材１５及び１６と、第１の圧電部材
の変形状態と第２の圧電部材の変形状態とが、所定の位
相差となるように、それぞれの圧電部材に信号を印加す
る制御部２０とを備えた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばパーソナル
コンピュータ装置に内蔵されたマイクロプロセッサのよ
うな部材の冷却に適用して好適な冷却装置と、電子機器
が備える部材を加熱する加熱装置と、これらの冷却装置
又は加熱装置を備えた電子機器に関する。
コンピュータ装置に内蔵されたマイクロプロセッサのよ
うな部材の冷却に適用して好適な冷却装置と、電子機器
が備える部材を加熱する加熱装置と、これらの冷却装置
又は加熱装置を備えた電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、パーソナルコンピュータ装置等が
備えるマイクロプロセッサは、動作中の発熱量が大き
く、一般には何らかの冷却装置を取付けるようにしてあ
る。例えば、モータにより回転するファンをマイクロプ
ロセッサの近傍に配置して、そのファンの回転で、マイ
クロプロセッサの近傍の空気を、コンピュータ装置の外
部に排出させて、マイクロプロセッサを冷却させる構成
としたものがある。
備えるマイクロプロセッサは、動作中の発熱量が大き
く、一般には何らかの冷却装置を取付けるようにしてあ
る。例えば、モータにより回転するファンをマイクロプ
ロセッサの近傍に配置して、そのファンの回転で、マイ
クロプロセッサの近傍の空気を、コンピュータ装置の外
部に排出させて、マイクロプロセッサを冷却させる構成
としたものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
ファンを使用した冷却装置は、ファンを回転させるのに
電力が必要であり、コンピュータ装置の消費電力を増大
させてしまう問題がある。また、ある程度の冷却効果を
得るためには、比較的大型のファンが必要であり、ファ
ンの回転に伴ってある程度の騒音が発生する問題があ
る。
ファンを使用した冷却装置は、ファンを回転させるのに
電力が必要であり、コンピュータ装置の消費電力を増大
させてしまう問題がある。また、ある程度の冷却効果を
得るためには、比較的大型のファンが必要であり、ファ
ンの回転に伴ってある程度の騒音が発生する問題があ
る。
【０００４】また、従来の冷却装置は、基本的に空気の
流れで冷却するものであるため、冷却以外の用途に使用
することは困難であった。
流れで冷却するものであるため、冷却以外の用途に使用
することは困難であった。
【０００５】なお、ここではコンピュータ装置のマイク
ロプロセッサを例にして説明したが、その機器の動作中
に発熱する種々の電子機器に同様な問題が存在する。
ロプロセッサを例にして説明したが、その機器の動作中
に発熱する種々の電子機器に同様な問題が存在する。
【０００６】本発明の第１の目的は、電子機器が備える
発熱部を、少ない電力で効率良く冷却できるようにする
ことにある。
発熱部を、少ない電力で効率良く冷却できるようにする
ことにある。
【０００７】本発明の第２の目的は、電子機器が備える
冷却機構を、他の用途に使用できるようにすることにあ
る。
冷却機構を、他の用途に使用できるようにすることにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の冷却装置は、所
定の発熱部材からの熱が伝わる熱交換部と、熱交換部に
一端が接続された再生熱交換部と、再生熱交換部の他端
が接続された第１及び第２の密閉空間と、第１及び第２
の密閉空間のそれぞれに配置されて外部からの信号の印
加で変形する第１及び第２の圧電部材と、第１の圧電部
材の変形状態と第２の圧電部材の変形状態とが、所定の
位相差となるように、それぞれの圧電部材に信号を印加
する制御部とを備えたものである。
定の発熱部材からの熱が伝わる熱交換部と、熱交換部に
一端が接続された再生熱交換部と、再生熱交換部の他端
が接続された第１及び第２の密閉空間と、第１及び第２
の密閉空間のそれぞれに配置されて外部からの信号の印
加で変形する第１及び第２の圧電部材と、第１の圧電部
材の変形状態と第２の圧電部材の変形状態とが、所定の
位相差となるように、それぞれの圧電部材に信号を印加
する制御部とを備えたものである。
【０００９】本発明の冷却装置によると、第１及び第２
の圧電部材を所定の位相差を持たせて所定の状態に振動
させて、第１及び第２の密閉空間内を膨張させること
で、熱交換部内の気体を第１及び第２の密閉空間側に排
出させて、熱交換部に発熱部材から伝わる熱を、第１及
び第２の密閉空間側に導くことができる。その際に、再
生熱交換部で熱が吸収されて、結果的に熱交換部を冷却
することができる。
の圧電部材を所定の位相差を持たせて所定の状態に振動
させて、第１及び第２の密閉空間内を膨張させること
で、熱交換部内の気体を第１及び第２の密閉空間側に排
出させて、熱交換部に発熱部材から伝わる熱を、第１及
び第２の密閉空間側に導くことができる。その際に、再
生熱交換部で熱が吸収されて、結果的に熱交換部を冷却
することができる。
【００１０】本発明の加熱装置は、所定の部材に熱を伝
える熱交換部と、熱交換部に一端が接続された再生熱交
換部と、再生熱交換部の他端が接続された第１及び第２
の密閉空間と、第１及び第２の密閉空間のそれぞれに配
置されて外部からの信号の印加で変形する第１及び第２
の圧電部材と、第１の圧電部材の変形状態と第２の圧電
部材の変形状態とが、所定の位相差となるように、それ
ぞれの圧電部材に信号を印加する制御部とを備えたもの
である。
える熱交換部と、熱交換部に一端が接続された再生熱交
換部と、再生熱交換部の他端が接続された第１及び第２
の密閉空間と、第１及び第２の密閉空間のそれぞれに配
置されて外部からの信号の印加で変形する第１及び第２
の圧電部材と、第１の圧電部材の変形状態と第２の圧電
部材の変形状態とが、所定の位相差となるように、それ
ぞれの圧電部材に信号を印加する制御部とを備えたもの
である。
【００１１】本発明の加熱装置によると、第１及び第２
の圧電部材を所定の位相差を持たせて所定の状態に振動
させて、第１及び第２の密閉空間内を圧縮させること
で、第１及び第２の密閉空間内の気体を熱交換部側に流
れさせることができる。その際に、再生熱交換部が蓄積
した熱を、熱交換部に送ることができ、結果的に熱交換
部を加熱させることができる。
の圧電部材を所定の位相差を持たせて所定の状態に振動
させて、第１及び第２の密閉空間内を圧縮させること
で、第１及び第２の密閉空間内の気体を熱交換部側に流
れさせることができる。その際に、再生熱交換部が蓄積
した熱を、熱交換部に送ることができ、結果的に熱交換
部を加熱させることができる。
【００１２】本発明の電子機器は、機器の作動により発
熱する発熱部材と、発熱部材からの熱が伝わる熱交換部
と、熱交換部に一端が接続された再生熱交換部と、再生
熱交換部の他端が接続された第１及び第２の密閉空間
と、第１及び第２の密閉空間のそれぞれに配置されて外
部からの信号の印加で変形する第１及び第２の圧電部材
と、第１の圧電部材の変形状態と第２の圧電部材の変形
状態とが、所定の位相差となるように、それぞれの圧電
部材に信号を印加する制御部とを備えたものである。
熱する発熱部材と、発熱部材からの熱が伝わる熱交換部
と、熱交換部に一端が接続された再生熱交換部と、再生
熱交換部の他端が接続された第１及び第２の密閉空間
と、第１及び第２の密閉空間のそれぞれに配置されて外
部からの信号の印加で変形する第１及び第２の圧電部材
と、第１の圧電部材の変形状態と第２の圧電部材の変形
状態とが、所定の位相差となるように、それぞれの圧電
部材に信号を印加する制御部とを備えたものである。
【００１３】本発明の電子機器によると、第１及び第２
の圧電部材を所定の位相差を持たせて所定の状態に振動
させて、第１及び第２の密閉空間内を膨張させること
で、熱交換部内の気体を第１及び第２の密閉空間側に排
出させて、熱交換部に発熱部材から伝わる熱を、第１及
び第２の密閉空間側に導くことができる。その際に、再
生熱交換部で熱が吸収されて、結果的に熱交換部に接続
された発熱部材を冷却することができる。
の圧電部材を所定の位相差を持たせて所定の状態に振動
させて、第１及び第２の密閉空間内を膨張させること
で、熱交換部内の気体を第１及び第２の密閉空間側に排
出させて、熱交換部に発熱部材から伝わる熱を、第１及
び第２の密閉空間側に導くことができる。その際に、再
生熱交換部で熱が吸収されて、結果的に熱交換部に接続
された発熱部材を冷却することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を、
添付図面を参照して説明する。
添付図面を参照して説明する。
【００１５】本実施の形態においては、内部に発熱体を
備えた電子機器としたものである。即ち、例えば図３に
示すように、ここでは電子機器として携帯用に小型に構
成されたいわゆるノート型のパーソナルコンピュータ装
置１００に適用した例としてある。このパーソナルコン
ピュータ装置１００は、キーボード部１０１と表示パネ
ル部１０２とが回動自在な状態で接続してあり、例えば
キーボード部１０１の内部に配置した回路基板１１１の
所定位置にマイクロプロセッサ１１２が配置してある
（図３ではマイクロプロセッサ１１２は破線で示す）。
備えた電子機器としたものである。即ち、例えば図３に
示すように、ここでは電子機器として携帯用に小型に構
成されたいわゆるノート型のパーソナルコンピュータ装
置１００に適用した例としてある。このパーソナルコン
ピュータ装置１００は、キーボード部１０１と表示パネ
ル部１０２とが回動自在な状態で接続してあり、例えば
キーボード部１０１の内部に配置した回路基板１１１の
所定位置にマイクロプロセッサ１１２が配置してある
（図３ではマイクロプロセッサ１１２は破線で示す）。
【００１６】マイクロプロセッサ１１２は、パーソナル
コンピュータ装置１００を作動させたとき、装置内で必
要な演算処理を実行する半導体素子の１つであり、作動
中には比較的高い温度に発熱する発熱体となる。ここで
本例においては、このマイクロプロセッサ１１２の上に
熱電変換部１０を配置して、その熱電変換部１０でマイ
クロプロセッサ１１２で生じた熱を冷却させる構成とし
てある。
コンピュータ装置１００を作動させたとき、装置内で必
要な演算処理を実行する半導体素子の１つであり、作動
中には比較的高い温度に発熱する発熱体となる。ここで
本例においては、このマイクロプロセッサ１１２の上に
熱電変換部１０を配置して、その熱電変換部１０でマイ
クロプロセッサ１１２で生じた熱を冷却させる構成とし
てある。
【００１７】図１は、熱電変換部１０の内部構成を示す
図である。この熱電変換部１０は、いわゆるスターリン
グエンジンの原理で構成したものであり、全体が金属，
磁器，合成樹脂などで構成される。本例の熱電変換部１
０は内部に、マイクロプロセッサ１１２で生じた熱で加
熱される吸熱部である熱交換部１１が設定してある。
図である。この熱電変換部１０は、いわゆるスターリン
グエンジンの原理で構成したものであり、全体が金属，
磁器，合成樹脂などで構成される。本例の熱電変換部１
０は内部に、マイクロプロセッサ１１２で生じた熱で加
熱される吸熱部である熱交換部１１が設定してある。
【００１８】この熱交換部１１の表面は、マイクロプロ
セッサ１１２の表面の最も高温になる部分と接触させて
ある。即ち、例えば図３に示すように、回路基板１１１
上に配置されたマイクロプロセッサ１１２の上に、熱電
変換部１０の熱交換部１１を配置する状態で、熱電変換
部１０を回路基板１１１に固定するようにしてある。図
３では熱電変換部１０を固定する機構については省略し
てあるが、例えば何らかの固定用金具を使用して固定し
たり、ネジ等の接続用部材を使用して固定する。
セッサ１１２の表面の最も高温になる部分と接触させて
ある。即ち、例えば図３に示すように、回路基板１１１
上に配置されたマイクロプロセッサ１１２の上に、熱電
変換部１０の熱交換部１１を配置する状態で、熱電変換
部１０を回路基板１１１に固定するようにしてある。図
３では熱電変換部１０を固定する機構については省略し
てあるが、例えば何らかの固定用金具を使用して固定し
たり、ネジ等の接続用部材を使用して固定する。
【００１９】熱電変換部１０の構成の説明に戻ると、熱
電変換部１０内の熱交換部１１には、再生熱交換部１２
を介して第１のピストン１３及び第２のピストン１４が
接続してあり、これらの部材１１，１２，１３，１４で
密閉された空間が形成してある。再生熱交換部１２は、
熱交換部１１内の気体と両ピストン１３，１４内の気体
との間で、熱の移動を少なくした状態で気体が移動でき
るように構成したものである。再生熱交換部１２の具体
的な構成としては、例えばメッシュ状の金属を配置する
構成にしたり、スポンジ状の樹脂を充填する構成などが
ある。パイプの内部に充填される気体の特性によって、
適切な構成を選択すれば良い。
電変換部１０内の熱交換部１１には、再生熱交換部１２
を介して第１のピストン１３及び第２のピストン１４が
接続してあり、これらの部材１１，１２，１３，１４で
密閉された空間が形成してある。再生熱交換部１２は、
熱交換部１１内の気体と両ピストン１３，１４内の気体
との間で、熱の移動を少なくした状態で気体が移動でき
るように構成したものである。再生熱交換部１２の具体
的な構成としては、例えばメッシュ状の金属を配置する
構成にしたり、スポンジ状の樹脂を充填する構成などが
ある。パイプの内部に充填される気体の特性によって、
適切な構成を選択すれば良い。
【００２０】第１のピストン１３には第１の圧電膜１５
が配置してあり、第２のピストン１４には第２の圧電膜
１６が配置してある。それぞれの圧電膜１５，１６は、
電源回路２０により印加される電圧で振動するように構
成してある。即ち、両圧電膜１５，１６は、電圧の印加
で湾曲する部材が張り合わせて構成され、その湾曲する
程度が印加する電圧値により制御できると共に、湾曲す
る方向が印加する電圧の極性により制御できるようにし
てある。電源回路２０は、例えばパーソナルコンピュー
タ装置１００に内蔵された二次電池２１から供給される
電源で作動する。なお、本例では信号の印加により振動
する部材として圧電膜を使用したが、同様に振動する部
材であれば、他の圧電部材を使用しても良い。
が配置してあり、第２のピストン１４には第２の圧電膜
１６が配置してある。それぞれの圧電膜１５，１６は、
電源回路２０により印加される電圧で振動するように構
成してある。即ち、両圧電膜１５，１６は、電圧の印加
で湾曲する部材が張り合わせて構成され、その湾曲する
程度が印加する電圧値により制御できると共に、湾曲す
る方向が印加する電圧の極性により制御できるようにし
てある。電源回路２０は、例えばパーソナルコンピュー
タ装置１００に内蔵された二次電池２１から供給される
電源で作動する。なお、本例では信号の印加により振動
する部材として圧電膜を使用したが、同様に振動する部
材であれば、他の圧電部材を使用しても良い。
【００２１】それぞれのピストン１３，１４内で、圧電
膜１５，１６が振動することで、再生熱交換部１２と接
続された側の空間の容積が変化して、内部の空気を再生
熱交換部１２側に押し出したり、逆に再生熱交換部１２
側から吸い出したりするように作用し、ピストンとして
機能する。この場合、両ピストン１３，１４内の容積
は、例えば熱交換部１１内の容積よりも大きく設定し、
圧電膜１５，１６の振動で熱交換部１１に対して十分な
空気流が発生するようにする。
膜１５，１６が振動することで、再生熱交換部１２と接
続された側の空間の容積が変化して、内部の空気を再生
熱交換部１２側に押し出したり、逆に再生熱交換部１２
側から吸い出したりするように作用し、ピストンとして
機能する。この場合、両ピストン１３，１４内の容積
は、例えば熱交換部１１内の容積よりも大きく設定し、
圧電膜１５，１６の振動で熱交換部１１に対して十分な
空気流が発生するようにする。
【００２２】電源回路２０の制御による第１，第２の圧
電膜１５，１６の振動状態としては、両圧電膜が同じ変
形状態であるときを位相差なしとし、一方の圧電膜が一
方に変形した状態で、他方の圧電膜が逆方向に変形した
状態のときを位相差１８０度としたとき、両圧電膜１
５，１６の位相差が約９０度となるように、電源部２０
が両圧電膜１５，１６に印加する電圧を制御する。な
お、ここでの同じ変形状態とは、ピストン１３，１４の
機能から見て同じ状態であることを示し、具体的には例
えば再生熱交換部１２側に気体を押し出すように第１の
圧電膜１５が変形しているとき、第２の圧電膜１６も同
じように再生熱交換部１２側に気体を押し出すような状
態であるときが位相差なしである。
電膜１５，１６の振動状態としては、両圧電膜が同じ変
形状態であるときを位相差なしとし、一方の圧電膜が一
方に変形した状態で、他方の圧電膜が逆方向に変形した
状態のときを位相差１８０度としたとき、両圧電膜１
５，１６の位相差が約９０度となるように、電源部２０
が両圧電膜１５，１６に印加する電圧を制御する。な
お、ここでの同じ変形状態とは、ピストン１３，１４の
機能から見て同じ状態であることを示し、具体的には例
えば再生熱交換部１２側に気体を押し出すように第１の
圧電膜１５が変形しているとき、第２の圧電膜１６も同
じように再生熱交換部１２側に気体を押し出すような状
態であるときが位相差なしである。
【００２３】図２は、電源回路２０が第１，第２の圧電
膜１５，１６に印加する電圧波形の一例を示したもので
ある。第１の圧電膜１５に印加する電圧をサイン波形ａ
としたとき、第２の圧電膜１６に印加する電圧であるサ
イン波形ｂは、波形ａから９０°遅れた波形とし、第１
の圧電膜１５の動きと第２の圧電膜１６の動きとに９０
°の位相差があるようにして共振運動させる。なお、両
圧電膜１５，１６に印加する電圧は、このようなアナロ
グ波形を電源回路２０内で直接生成させる他に、デジタ
ル信号をアナログ変換した波形であっても良い。
膜１５，１６に印加する電圧波形の一例を示したもので
ある。第１の圧電膜１５に印加する電圧をサイン波形ａ
としたとき、第２の圧電膜１６に印加する電圧であるサ
イン波形ｂは、波形ａから９０°遅れた波形とし、第１
の圧電膜１５の動きと第２の圧電膜１６の動きとに９０
°の位相差があるようにして共振運動させる。なお、両
圧電膜１５，１６に印加する電圧は、このようなアナロ
グ波形を電源回路２０内で直接生成させる他に、デジタ
ル信号をアナログ変換した波形であっても良い。
【００２４】このように第１，第２の圧電膜１５，１６
を共振運動させることで、効率の高いスターリングエン
ジンが構成されて、熱交換部１１を冷却することができ
る。即ち、パーソナルコンピュータ装置１００を作動さ
せることで、マイクロプロセッサ１１２が発熱し、その
マイクロプロセッサ１１２からの熱が伝わる熱交換部１
１内の気体についても発熱する。ここで、第１及び第２
の圧電部材を所定の位相差を持たせて所定の状態に振動
させて、第１，第２の圧電膜１５，１６を共振運動させ
て、熱交換部１１内の気体を第１及び第２のピストン１
３，１４側に排出させることで、熱交換部１１に伝わる
熱を再生熱交換部１２側に送ることになり、この再生熱
交換部１２内で熱が吸収されて、結果的に熱交換部１１
及びその熱交換部１１に近接したマイクロプロセッサ１
１２を冷却することになる。
を共振運動させることで、効率の高いスターリングエン
ジンが構成されて、熱交換部１１を冷却することができ
る。即ち、パーソナルコンピュータ装置１００を作動さ
せることで、マイクロプロセッサ１１２が発熱し、その
マイクロプロセッサ１１２からの熱が伝わる熱交換部１
１内の気体についても発熱する。ここで、第１及び第２
の圧電部材を所定の位相差を持たせて所定の状態に振動
させて、第１，第２の圧電膜１５，１６を共振運動させ
て、熱交換部１１内の気体を第１及び第２のピストン１
３，１４側に排出させることで、熱交換部１１に伝わる
熱を再生熱交換部１２側に送ることになり、この再生熱
交換部１２内で熱が吸収されて、結果的に熱交換部１１
及びその熱交換部１１に近接したマイクロプロセッサ１
１２を冷却することになる。
【００２５】なお、図１に示した熱電変換部１０は、部
材１１，１２，１３，１４で密閉された空間内に気体が
充填されているものとしたが、何らかの液体を充填する
ようにしても良い。
材１１，１２，１３，１４で密閉された空間内に気体が
充填されているものとしたが、何らかの液体を充填する
ようにしても良い。
【００２６】また、図１に示した熱電変換部１０は、例
えばマイクロマシンの技術を使用して、半導体上に部材
１１，１２，１３，１４などを形成する構成としても良
い。或いは、樹脂基板上に金属のエッチングを施して形
成したり、さらには金属，磁器又は樹脂をレーザ加工に
より形成しても良い。いずれの場合でも、本例のような
パーソナルコンピュータ装置１００のマイクロプロセッ
サ１１２の冷却用に使用する場合には、マイクロプロセ
ッサ１１２が非常に小型の素子であるため、熱電変換部
１０についても出来るだけ小型に構成するのが好まし
い。従って、例えば図３に示した例では、マイクロプロ
セッサ１１２に比べて熱電変換部１０を若干大きな形状
としたが、熱電変換部１０をマイクロプロセッサ１１２
とほぼ同等の形状に製作できるのであれば、そのような
大きさとしても良い。
えばマイクロマシンの技術を使用して、半導体上に部材
１１，１２，１３，１４などを形成する構成としても良
い。或いは、樹脂基板上に金属のエッチングを施して形
成したり、さらには金属，磁器又は樹脂をレーザ加工に
より形成しても良い。いずれの場合でも、本例のような
パーソナルコンピュータ装置１００のマイクロプロセッ
サ１１２の冷却用に使用する場合には、マイクロプロセ
ッサ１１２が非常に小型の素子であるため、熱電変換部
１０についても出来るだけ小型に構成するのが好まし
い。従って、例えば図３に示した例では、マイクロプロ
セッサ１１２に比べて熱電変換部１０を若干大きな形状
としたが、熱電変換部１０をマイクロプロセッサ１１２
とほぼ同等の形状に製作できるのであれば、そのような
大きさとしても良い。
【００２７】このように本例の電子機器（パーソナルコ
ンピュータ装置１００）に取付けられた熱電変換部１０
によると、内部の発熱体（マイクロプロセッサ）を冷却
することができる。特に、本例のようなパーソナルコン
ピュータ装置のマイクロプロセッサのように、発熱部が
１箇所（又は数カ所）に集中している場合に効率の良い
冷却ができ、この種の小型の電子機器に好適である。ま
た、冷却時の作動音としては、密閉された空間である熱
電変換部１０内での圧電膜１６，１６の振動に伴って発
生する音だけであり、ファン装置などで冷却を行う場合
に比べて非常に静かである。
ンピュータ装置１００）に取付けられた熱電変換部１０
によると、内部の発熱体（マイクロプロセッサ）を冷却
することができる。特に、本例のようなパーソナルコン
ピュータ装置のマイクロプロセッサのように、発熱部が
１箇所（又は数カ所）に集中している場合に効率の良い
冷却ができ、この種の小型の電子機器に好適である。ま
た、冷却時の作動音としては、密閉された空間である熱
電変換部１０内での圧電膜１６，１６の振動に伴って発
生する音だけであり、ファン装置などで冷却を行う場合
に比べて非常に静かである。
【００２８】なお、ここまでの説明では、熱電変換部１
０を冷却装置として使用した場合の動作について説明し
たが、熱電変換部１０を逆に作動させて、加熱装置とし
て機能するようにしても良い。即ち、第１，第２の圧電
膜１５，１６を冷却時とは逆の状態で、９０°の位相差
を持たせて共振運動させることで、熱交換部１１（及び
その周辺）を加熱させるスターリングエンジンとなる。
具体的には、第１及び第２のピストン１３，１４内の圧
電膜１５，１６を振動させることで、ピストン１３，１
４内の気体を圧縮させて、その気体を熱交換部１１側に
流れさせることができる。その際に、再生熱交換部１２
が蓄積した熱を、熱交換部１１に送ることができ、結果
的に熱交換部１１とその周囲を加熱させることができ
る。
０を冷却装置として使用した場合の動作について説明し
たが、熱電変換部１０を逆に作動させて、加熱装置とし
て機能するようにしても良い。即ち、第１，第２の圧電
膜１５，１６を冷却時とは逆の状態で、９０°の位相差
を持たせて共振運動させることで、熱交換部１１（及び
その周辺）を加熱させるスターリングエンジンとなる。
具体的には、第１及び第２のピストン１３，１４内の圧
電膜１５，１６を振動させることで、ピストン１３，１
４内の気体を圧縮させて、その気体を熱交換部１１側に
流れさせることができる。その際に、再生熱交換部１２
が蓄積した熱を、熱交換部１１に送ることができ、結果
的に熱交換部１１とその周囲を加熱させることができ
る。
【００２９】このような加熱動作は、例えば機器を起動
させる際に、周囲温度が低い状態であるとき、最初に熱
電変換部１０を加熱装置として作動させて、その部分を
ある程度の温度（機器が安定して作動する温度）まで加
熱させてから、機器を起動させた後、その起動後にその
箇所が機器の動作で発熱したとき、熱電変換部１０を冷
却装置として作動させて、冷却動作を行うようにしても
良い。なお、熱電変換部１０を加熱装置としてだけ作動
させて、冷却動作は行わないようにしても良い。
させる際に、周囲温度が低い状態であるとき、最初に熱
電変換部１０を加熱装置として作動させて、その部分を
ある程度の温度（機器が安定して作動する温度）まで加
熱させてから、機器を起動させた後、その起動後にその
箇所が機器の動作で発熱したとき、熱電変換部１０を冷
却装置として作動させて、冷却動作を行うようにしても
良い。なお、熱電変換部１０を加熱装置としてだけ作動
させて、冷却動作は行わないようにしても良い。
【００３０】また上述した実施の形態では、機器の内部
に本例の熱電変換部だけを冷却機構として配置したが、
他の冷却用の機構と組み合わせるようにしても良い。例
えば、冷却用のファンで装置の内部全体を冷却させなが
ら、本例の熱電変換部で特に発熱温度の高い部分を集中
的に冷却させても良い。
に本例の熱電変換部だけを冷却機構として配置したが、
他の冷却用の機構と組み合わせるようにしても良い。例
えば、冷却用のファンで装置の内部全体を冷却させなが
ら、本例の熱電変換部で特に発熱温度の高い部分を集中
的に冷却させても良い。
【００３１】さらに上述した実施の形態では、熱電変換
部をノート型のパーソナルコンピュータ装置内のマイク
ロプロセッサの冷却装置とした例を説明したが、他のデ
スクトップ型のパーソナルコンピュータ装置などの他の
形状のコンピュータ装置用の冷却装置としても良く、或
いはコンピュータ装置以外のその他の各種電子機器にお
ける冷却装置や加熱装置として使用できることは勿論で
ある。
部をノート型のパーソナルコンピュータ装置内のマイク
ロプロセッサの冷却装置とした例を説明したが、他のデ
スクトップ型のパーソナルコンピュータ装置などの他の
形状のコンピュータ装置用の冷却装置としても良く、或
いはコンピュータ装置以外のその他の各種電子機器にお
ける冷却装置や加熱装置として使用できることは勿論で
ある。
【００３２】
【発明の効果】本発明の冷却装置によると、第１の圧電
膜の振動と第２の圧電膜の振動とを繰り返し行うこと
で、発熱部材を冷却させることができ、効率の良い冷却
動作を行うことができる。
膜の振動と第２の圧電膜の振動とを繰り返し行うこと
で、発熱部材を冷却させることができ、効率の良い冷却
動作を行うことができる。
【００３３】また本発明の加熱装置によると、第１の圧
電膜の振動と第２の圧電膜の振動とを繰り返し行うこと
で、所定の箇所だけを加熱させることができ、効率の良
い加熱動作を行うことができる。この場合、冷却のため
の機構を逆に作動させるだけで所定箇所を加熱させるこ
とができ、例えば所定箇所の温度を一定範囲に保つよう
な制御が可能になる。
電膜の振動と第２の圧電膜の振動とを繰り返し行うこと
で、所定の箇所だけを加熱させることができ、効率の良
い加熱動作を行うことができる。この場合、冷却のため
の機構を逆に作動させるだけで所定箇所を加熱させるこ
とができ、例えば所定箇所の温度を一定範囲に保つよう
な制御が可能になる。
【００３４】また本発明の電子機器によると、この機器
が作動して発熱部材が発熱したとき、第１の圧電膜の振
動と第２の圧電膜の振動とを繰り返し行うことで、その
発熱部材を冷却させることができ、効率の良い冷却動作
を行うことができる。
が作動して発熱部材が発熱したとき、第１の圧電膜の振
動と第２の圧電膜の振動とを繰り返し行うことで、その
発熱部材を冷却させることができ、効率の良い冷却動作
を行うことができる。
【図１】本発明の一実施の形態による熱電変換部の内部
構成を示す略線図である。
構成を示す略線図である。
【図２】本発明の一実施の形態により２つの圧電膜に発
生する電圧波形の例を示す波形図である。
生する電圧波形の例を示す波形図である。
【図３】本発明の一実施の形態による電子機器の例を一
部破断して示す斜視図である。
部破断して示す斜視図である。
１０…熱電変換部、１１…熱交換部、１２…再生熱交換
部、１３…第１のピストン部、１４…第２のピストン
部、１５…第１の圧電膜、１６…第２の圧電膜、２０…
電源回路、１００…パーソナルコンピュータ装置、１１
１…回路基板、１１２…マイクロプロセッサ
部、１３…第１のピストン部、１４…第２のピストン
部、１５…第１の圧電膜、１６…第２の圧電膜、２０…
電源回路、１００…パーソナルコンピュータ装置、１１
１…回路基板、１１２…マイクロプロセッサ
Claims (6)
- 【請求項１】 所定の発熱部材からの熱が伝わる熱交換
部と、 上記熱交換部に一端が接続された再生熱交換部と、 上記再生熱交換部の他端が接続された第１及び第２の密
閉空間と、 上記第１及び第２の密閉空間のそれぞれに配置され、外
部からの信号の印加で変形する第１及び第２の圧電部材
と、 上記第１の圧電部材の変形状態と上記第２の圧電部材の
変形状態とが、所定の位相差となるように、それぞれの
圧電部材に信号を印加する制御部とを備えた冷却装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の冷却装置において、 上記制御部による上記第１，第２の圧電部材の変形状態
の位相差は、約９０度とした冷却装置。 - 【請求項３】 所定の部材に熱を伝える熱交換部と、 上記熱交換部に一端が接続された再生熱交換部と、 上記再生熱交換部の他端が接続された第１及び第２の密
閉空間と、 上記第１及び第２の密閉空間のそれぞれに配置され、外
部からの信号の印加で変形する第１及び第２の圧電部材
と、 上記第１の圧電部材の変形状態と上記第２の圧電部材の
変形状態とが、所定の位相差となるように、それぞれの
圧電部材に信号を印加する制御部とを備えた加熱装置。 - 【請求項４】 請求項３記載の加熱装置において、 上記制御部による上記第１，第２の圧電部材の変形状態
の位相差は、約９０度とした加熱装置。 - 【請求項５】 機器の作動により発熱する発熱部材と、 上記発熱部材からの熱が伝わる熱交換部と、 上記熱交換部に一端が接続された再生熱交換部と、 上記再生熱交換部の他端が接続された第１及び第２の密
閉空間と、 上記第１及び第２の密閉空間のそれぞれに配置され、外
部からの信号の印加で変形する第１及び第２の圧電部材
と、 上記第１の圧電部材の変形状態と上記第２の圧電部材の
変形状態とが、所定の位相差となるように、それぞれの
圧電部材に信号を印加する制御部とを備えた電子機器。 - 【請求項６】 請求項５記載の電子機器において、 上記制御部による上記第１，第２の圧電部材の変形状態
の位相差は、約９０度とした電子機器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000025484A JP4329204B2 (ja) | 2000-02-02 | 2000-02-02 | 電子機器及びその加熱・冷却方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000025484A JP4329204B2 (ja) | 2000-02-02 | 2000-02-02 | 電子機器及びその加熱・冷却方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001215067A true JP2001215067A (ja) | 2001-08-10 |
| JP4329204B2 JP4329204B2 (ja) | 2009-09-09 |
Family
ID=18551341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000025484A Expired - Fee Related JP4329204B2 (ja) | 2000-02-02 | 2000-02-02 | 電子機器及びその加熱・冷却方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4329204B2 (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03270059A (ja) * | 1991-02-07 | 1991-12-02 | Hitachi Ltd | Ｌｓｉの冷却水供給装置 |
| JPH08507597A (ja) * | 1993-02-12 | 1996-08-13 | オハイオ・ユニバーシテイ | 超小型スターリングサイクルクライオクーラー及びエンジン |
| JPH11223404A (ja) * | 1998-02-06 | 1999-08-17 | Sanyo Electric Co Ltd | スターリング冷却装置 |
| JPH11230629A (ja) * | 1998-02-16 | 1999-08-27 | Sanyo Electric Co Ltd | スターリング冷却加熱装置 |
| JPH11287526A (ja) * | 1998-04-03 | 1999-10-19 | Zexel:Kk | スターリング冷凍機 |
-
2000
- 2000-02-02 JP JP2000025484A patent/JP4329204B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03270059A (ja) * | 1991-02-07 | 1991-12-02 | Hitachi Ltd | Ｌｓｉの冷却水供給装置 |
| JPH08507597A (ja) * | 1993-02-12 | 1996-08-13 | オハイオ・ユニバーシテイ | 超小型スターリングサイクルクライオクーラー及びエンジン |
| JPH11223404A (ja) * | 1998-02-06 | 1999-08-17 | Sanyo Electric Co Ltd | スターリング冷却装置 |
| JPH11230629A (ja) * | 1998-02-16 | 1999-08-27 | Sanyo Electric Co Ltd | スターリング冷却加熱装置 |
| JPH11287526A (ja) * | 1998-04-03 | 1999-10-19 | Zexel:Kk | スターリング冷凍機 |
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|---|---|
| JP4329204B2 (ja) | 2009-09-09 |
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