JP2003280769A - コンピュータの冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、ＣＰＵの発生熱だけでな
く、マザーボードに取り付けられるその他の部材による
発生熱を十分取り去り、ひいてはＣＰＵの温度上昇も小
さくする点に有る。 【解決手段】 マザーボードに取着された発熱を伴う部
材に対して直接吐出風を当てうるだけの十分な幅の吐出
風を持つ横流ファンによって、吐出風を前記発熱を伴う
部材に直接又はその近傍に吹き付けて、その周辺の空気
の入れ替わりを促進し、マザーボードの近傍に熱気が滞
留しないようする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内部発熱の大きい高
性能のコンピュータの冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年コンピュータ、特にパーソナルコン
ピュータの性能向上は著しく、それに対応して、ＣＰＵ
を初めとする構成部材からの発熱量は増大している。単
一部材ではＣＰＵの発熱が最大であるが、それ以外にも
グラフィックチップなどの発熱も無視できなくなってお
り、専用のヒートシンクや、さらには専用の冷却ファン
を持っている物もある。他にも、メモリーモジュールな
どは、専用の冷却ファンを設けるほどではないにして
も、発熱が大きくなっていることと、コンピュータの内
部の空気循環の障碍になっていることもあって、収納さ
れた筐体内において、空気の循環が巧く行われることが
必須条件となっている。これらの部材はマザーボードに
取り付けられ、全体として筐体に取り付けられる。一方
本体はますます小型軽量が要求されており、その中で動
作の安定を保つために、発生する大きな熱量を速やかに
外部に放出する必要があり、そのための冷却装置が非常
に重要になってきている。

【０００３】コンピュータの筐体内の冷却には、一般的
には軸流ファンが使用されている。図７は軸流ファンを
デスクトップ型パーソナルコンピュータの筐体内の冷却
に使用した例の斜視図である。筐体１の手前の壁を取り
払って内部を見せている。マザーボード２が筐体１の奥
側の壁３に取り付けられている。マザーボード２には、
ＣＰＵ４、メモリーモジュール５、チップセット６、グ
ラフィックボード７などが取り付けられている。グラフ
ィックボード７には、グラフィックチップ８が取り付け
られている。これらの部材及びユニットの中で、最大の
発熱源はＣＰＵ４である。そのため、ＣＰＵ４には、発
生熱を速やかに放散させるための専用のヒートシンク９
及びヒートシンク９に冷却風を送るための冷却用ファン
１０が取り付けられている。次いで発熱の大きいものは
グラフィックチップ８であり、これにも専用のヒートシ
ンク１１と冷却用ファン１２が取り付けられている。筐
体１内には、マザーボード２の他に、電源装置２０やハ
ードディスク装置２１等が組み込まれている。筐体１の
背面板３６には、筐体１内に外部の空気を吸引するか又
は筐体１内の空気を外部に吐出するための軸流ファン３
５が装着されている。軸流ファン３５で外部の空気を吸
引するにせよ、あるいは筐体内の空気を吐出するにせ
よ、いずれの場合にも空気の流れは局部的にならざるを
得ず、本図の例においては、主として最大の発熱源であ
るＣＰＵ４付近を通る流れとなっていて、他の発熱部材
の近傍の空気は澱みがちである。

【０００４】コンピュータにおいてはＣＰＵ４の発熱が
最大であるため、この構成は合理的にも思われるが、実
際には、ＣＰＵ４の周辺には、チップセット６、メモリ
ーモジュール５、グラフィックチップ８など、それ自体
が大きな発熱源になったり、あるいは空気の流通を阻害
する要因となる素子が取り付けられていて、その周辺の
空気の入れ替えが十分でないと、熱がこもり、ひいては
ＣＰＵ４付近の温度もあまり下がらない結果となってし
まう。この問題を軸流ファンで解決するためには多数の
ファンが必要となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、狭い空間の中で、大きな発熱源となっているＣＰ
Ｕの近傍だけでなく、他の大きな発熱源の近傍の空気も
入れ替えることにより、マザーボードの近傍の温度を下
げ、ひいてはＣＰＵの温度も下がるようにすることであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明は、マザーボードに取着された発熱を伴
う部材に対して直接吐出風を当てうるだけの十分な幅の
吐出風を持つ横流ファンによって、吐出風を前記発熱を
伴う部材に直接又はその近傍に吹き付けて、その周辺の
空気の入れ替わりを促進し、マザーボードの近傍に熱気
を滞留させないようにするものである。更に空気の入れ
替わりを良くするためには、空気の吹き付け用だけでな
く吸引用の横流ファンを付加する。横流ファンは筐体に
取り付けても良いし、マザーボード自体に取り付けても
良い。

【０００７】また、マザーボードの種類によって、発熱
の状態が変わり、それに伴ってマザーボード周辺の温度
分布が異なってくるため、横流ファンの空気の吹き出し
方向は、それぞれの機種によって同じではなく、最適な
方向がある。それに応じて方向を自由に変更できること
が望ましいため、横流ファンの位置や空気の吐出方向を
筐体に取り付けた状態で容易に変更できるようにする。

【０００８】また、さらに空気の滞留を減らすために、
使用中に自動的に横流ファンの吹き出し方向が揺動する
ようにする。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例をも
って具体的に説明する。

【００１０】

【実施例１】図１は、本発明をデスクトップ型パーソナ
ルコンピュータに応用した例の斜視図である。筐体１の
手前の壁を取り払って内部を見せている。マザーボード
２が筐体１の奥側の壁３に取り付けられている。マザー
ボード２には、ＣＰＵ４、メモリーモジュール５、チッ
プセット６、グラフィックボード７などが取り付けられ
ている。グラフィックボード７には、グラフィックチッ
プ８が取り付けられている。これらの部品又はユニット
の中で、最大の発熱源はＣＰＵ４である。そのため、Ｃ
ＰＵ４には、発生熱を速やかに放散させるための専用の
ヒートシンク９及びヒートシンク９に冷却風を送るため
の冷却用ファン１０が取り付けられている。次いで発熱
の大きいものはグラフィックチップ８であり、これにも
専用のヒートシンク１１と冷却用ファン１２が取り付け
られている。

【００１１】メインボードの部品取付面１３に対して、
羽根車１５の回転中心を大略平行にし、かつ吐出風が発
熱する各部材に直接又は近傍に当たるように、吐出口の
向きを設定して、横流ファン１４を取り付ける。横流フ
ァン１４は、羽根車１５の他に、ケーシング１６、モー
タ１７等から構成されている。横流ファン１４は小ねじ
１８によって、筐体の底面１９及び電源ユニット２０の
底面（図示せず）に取り付けられている。筐体内には他
に、ハードディスク装置２１等が装着されている。図１
においては、横流ファンは、空気の吹き出し方向を分か
りやすくするため、中間部分を切断して、断面を見せて
描かれている。図２は図１における矢視Ａ−Ａであり、
横流ファンが吸引する空気と吹き出す空気の方向を示し
ている。筐体１内部で空気を循環するだけでなく、手前
の壁２２に空気の流入孔を開けておけば、外気を導入す
ることも可能であり、内気と外気を混合することも可能
になる。

【００１２】

【実施例２】図３はマザーボード近傍の空気の流れを更
に向上させるために、横流ファンを２個装着した例であ
る。吸引用の２個目の横流ファン２３によって空気が滞
留する箇所が更に減り、全体の冷却効果が一層向上す
る。

【００１３】

【実施例３】実施例１及び２においては、横流ファンは
マザーボードではなく、筐体１及び電源ユニットに取り
付けられていたが、マザーボードに脚を介して取り付け
ることも可能であり、図４にその例を示す。横流ファン
１４は脚２４及び２５によって、マザーボード２に取り
付けられている。

【００１４】

【実施例４】実施例１〜３においては、横流ファンを筐
体、電源ユニット又はマザーボードに取り付けるのに小
ねじを用いていたが、その場合には、予め取付位置や空
気の吹き出す方向を決定しておく必要がある。使用する
部品やユニットによって、位置や高さが異なるため、本
来、吹き出す空気の最適な方向と位置は個々のケースに
より異なるものである。同じものを大量に作る場合には
テストによって最適な条件を決定して、取り付け用のね
じ穴等を明けておけば良いが、ユーザが好みの部品を集
めてコンピュータとして纏める場合や部品を交換して性
能向上を図る場合などでは、横流ファンを筐体に取り付
けた状態で、自由に位置や吹き出し方向を動かしてみ
て、温度を計測し、最適位置を探れることが望ましい。
図５はそのために使用できる横流ファンの例である。

【００１５】横流ファン２６のケーシング２７の下部に
はスライダ２８がはまり込んでいて、圧縮コイルばね２
９によって、下方に押されている。スライダ２８の下面
には弾性材で作られた当て板３０が取り付けられてい
る。また、ケーシング２７の上部にも当て板３１が取り
付けられている。

【００１６】横流ファン２６を、図１の横流ファン１４
の代わりに、筐体の底板１９と電源ユニット２０の底板
との間に差し込めば、圧縮コイルばね２９によって、軸
方向に予圧が与えられ、横流ファン２６はその位置に止
まる。当て板３０及び当て板３１は、横流ファン２６が
挿入される上下の板の間の平行誤差を吸収し、また横流
ファンの振動が筐体に伝わらないようにし、かつ、横流
ファン２６がずれ難いように、摩擦係数が大きく弾性も
大きいゴムのような材料で作られている。筐体の上下の
板の間に差し込んで伸ばして固定するだけなので、位置
や方向を簡単に変えることができるため、各部の温度を
測りながら、最適な位置と方向に設置することが容易で
ある。

【００１７】

【実施例５】図６は横流ファンの吹き出し方向を揺動さ
せることによって、マザーボード近傍の空気の局部的滞
留を一層低減させようとするものである。ケーシング３
２は、羽根車３３の回転軸を中心として揺動するよう
に、固定フレーム３４によって支えられている。これに
よって、吹き出し方向が揺動し、マザーボードの近傍に
局部的に空気が滞留して、その部分の温度上昇が大きく
なることを防止する。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｃ
ＰＵだけでなく、マザーボードに取り付けられた他の発
熱の大きな部材に対しても大きな冷却効果を発揮するこ
とができ、それによってＣＰＵの温度上昇も低減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の冷却装置を適用したコンピュータの内
部構造の斜視図である。

【図２】図１における矢視Ａ−Ａである。

【図３】横流ファンを２個取り付けた場合の断面図であ
る。

【図４】横流ファンをマザーボードに直接取り付けた例
の斜視図である。

【図５】ケーシングの全長が伸縮可能な横流ファンの斜
視図である。

【図６】吐出口の方向が揺動する横流ファンの断面図で
ある。

【図７】従来の冷却装置を採用したコンピュータの内部
構造の斜視図である。

【符号の説明】

１ 筐体 ２ マザーボード ３ 壁 ４ ＣＰＵ ５ メモリーモジュール ６ チップセット ７ グラフィックボード ８ グラフィックチップ ９ ヒートシンク １０ 冷却用ファン １１ ヒートシンク １２ 冷却用ファン １３ 部品取付面 １４ 横流ファン １５ 羽根車 １６ ケーシング １７ モータ １８ 小ねじ １９ 底面 ２０ 電源ユニット ２１ ハードディスク装置 ２２ 壁 ２３ 横流ファン ２４、２５ 脚 ２６ 横流ファン ２７ ケーシング ２８ スライダ ２９ 圧縮コイルばね ３０、３１ 当て板 ３２ ケーシング ３３ 羽根車 ３４ 固定フレーム ３５ 軸流ファン ３６ 背面板

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マザーボードに取着された個々に発熱を
   伴う部材に対して直接吐出風を当てうるだけの十分な幅
   の吐出風を持つ横流ファンによって、吐出風を前記発熱
   を伴う部材に直接又はその近傍に吹き付けてその周辺の
   空気の入れ替わりを促進し、マザーボードの近傍に熱気
   を滞留させないようにしたコンピュータの冷却装置。
2. 【請求項２】 １個のマザーボードに対して、吹き付け
   用の横流ファンの他に、吸引用の横流ファンをも取り付
   けたことを特徴とする請求項１に記載のコンピュータの
   冷却装置。
3. 【請求項３】 横流ファンをマザーボードに直接取り付
   けたことを特徴とする請求項１または２に記載のコンピ
   ュータの冷却装置。
4. 【請求項４】 横流ファンは、軸方向に伸縮可能なケー
   シングを持ち、挿入装着する両壁の間隔との寸法差を吸
   収できるとともに、取付後に突っ張り力により摩擦で固
   定され、中心位置と吐出口の方向を容易に変更できるこ
   とを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の
   コンピュータの冷却装置。
5. 【請求項５】 横流ファンはケーシング全体が羽根車の
   回転軸を中心として回転揺動できることを特徴とする請
   求項１から４のいずれか１項に記載のコンピュータの冷
   却装置。