JP2004055725A

JP2004055725A - 電子機器冷却装置

Info

Publication number: JP2004055725A
Application number: JP2002209369A
Authority: JP
Inventors: Kazushi Sakayori; 酒寄　一志; Hironori Kitajima; 北嶋　寛規; Yasumutsu Nagai; 永井　康睦; Kazuhiko Hiroshima; 広島　一彦; Takeshi Nakai; 中井　剛; Kenichi Inui; 乾　謙一
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2002-07-18
Filing date: 2002-07-18
Publication date: 2004-02-19

Abstract

【課題】低コストで配置スペースが狭くて済む電子機器冷却装置を提供する。
【解決手段】１つのケーシング２１に、液循環ポンプ２２と、発熱部に当接して受熱する受熱部２３とを横並びに連結して配置する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パーソナルコンピュータ等の電子機器におけるＣＰＵ等の発熱部を冷却する電子機器冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータ等の電子機器に用いられるＣＰＵ（中央演算装置）は、その性能の向上に比例して発熱量も増加する傾向にある。その対策として空冷方式や液循環型冷却方式などの電子機器冷却装置が用いられており、冷却は、電子機器にとって必須の技術となっている。
【０００３】
空冷方式の冷却装置は、ファン、放熱フィン、ヒートパイプから構成されるヒートシンクが一般的であり、発熱部から発生する熱を直接ヒートシンクに伝達する構造となっている。ヒートシンクに伝達された熱は、ヒートパイプを介してヒートシンク内の放熱フィンに伝えられ、ファンにより筐体外に排出される。この空冷方式の冷却装置は、構成部品が少なくアルミダイキャスト等のケーシングを使用することで、ヒートシンクとしてユニット化が容易であることから現在主流の冷却方式となっている。空冷ヒートシンクの冷却性能は、ファンの能力に依存し、風量・風速の増加に比例する。従って、冷却性能を上げるためには、ファンのサイズを大きくしたり回転数を上げる必要がある。このため、ファン騒音の増加や、回転数増加によるファン寿命の低下等のデメリットがある。
【０００４】
一方、液循環方式の冷却装置は、図４に示すように、蛇行した液流路１１が形成された放熱プレート１２と、液循環ポンプ１３と、発熱部に当接される蛇行状の液流路１４が形成された受熱ジャケット１５とを備え、各部材１２〜１５を配管１６によって接続し、ポンプ１３で水などの液体を循環させ、発熱部から発生する熱を、電子機器内の最も放熱に適したスペースに設置された放熱プレート１２へ移送し、自然空冷もしくは強制空冷にて放熱するものである。
【０００５】
動力であるポンプ１３は、ファンに比べ騒音が小さく故障に対する信頼性も高い。発熱量の増加に対して、空冷方式がファンの大きさ（＝風量）や回転数に依存するのに対して、液循環方式は、スペース（放熱面積）を有効に利用して放熱し、不足する場合にはファンを併用することで冷却性能をアップさせることが可能である。つまり、今後増加するであろうＣＰＵ等の発熱に対して、騒音が少なく冷却の向上を図ることが可能な冷却方式である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の液循環方式の電子機器冷却装置においては、空冷方式に比べ構成部材１１〜１６が多いことから、組み立て工数も含めてコスト高となり、配置スペースを広く占有するという問題がある。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、低コストで配置スペースが狭くて済む電子機器冷却装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の電子機器冷却装置は、ポンプで循環される液で、機器内の発熱部の熱を奪って放熱する電子機器冷却装置において、１つのケーシングに、ファン型のポンプと、前記発熱部に当接して受熱する受熱手段とを横並びに連結して配置したことを特徴としている。
【０００９】
また、前記ケーシングは、アルミダイキャストによって、前記ファン型ポンプの組み立て部分と、前記ファン型ポンプの吐出口に繋がる蛇行した液流路とが形成されて成り、前記液流路が前記ファン型受熱手段となることを特徴としている。
【００１０】
また、前記ケーシングは、アルミダイキャストによって、前記ファン型ポンプの組み立て部分と、前記受熱手段の嵌め込み部分とが形成されて成り、前記嵌め込み部分に、薄い金属板を多数組み合わせたフィンを嵌め込んだことを特徴としている。
【００１１】
また、前記ケーシングから前記受熱手段を無くし、前記ファン型ポンプ部内の液流路を受熱手段としたことを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る電子機器冷却装置における受熱液搬送部の構成を示す平面図である。
【００１４】
図１に示す受熱液搬送部２０は、ケーシング２１に液循環用のファン型のポンプ２２と受熱部２３とを横並べに配置して一体化したものである。詳細には、アルミニウム製のケーシング２１を形成する際に、アルミダイキャストによって、平形の羽根車を主体としたファン型ポンプ２２の組み立て部分と、そのファン型ポンプ２２の吐出口に繋がる蛇行した液流路２４を形成し、このケーシング２１の液流路２４を液流路カバー２５で液が漏れないように密封し、さらにファン型ポンプ２２を組み込んで、受熱液搬送部２０を作製した。
【００１５】
このような受熱液搬送部２０を、従来例で説明済みの図４に示した放熱プレート１２と共に用いて電子機器冷却装置を構成することができる。また、受熱液搬送部２０は、例えば図２の斜視図に示すように、発熱部であるＣＰＵ３０に図示せぬ伝熱シートを介して、その受熱部２３を当接する。これによってＣＰＵ３０から発生する熱が、受熱部２３における液流路２４を流れる液に吸収される。つまり受熱される。この受熱を行った液は、ファン型ポンプ２２で循環されているので、放熱プレート１２に搬送され、ここで放熱されて、ファン型ポンプ２２を介して再び受熱液搬送部２０に戻ってくる。
【００１６】
このような受熱液搬送部２０を用いて電子機器冷却装置を構成すれば、従来別部品であった液循環ポンプと受熱ジャケットとを１つにすることができ、また、液循環ポンプと受熱ジャケットとを連結していた配管も不要となるので、部品点数を削減することができると共に、組み立て工数も少なくなるので、低コストとすることができる。また、ファン型ポンプ２２と受熱部２３とは横並べに配置されてケーシング２１に納められるので、ノートパソコン等に搭載した場合、その薄型化を妨げることはない。
【００１７】
なお、受熱液搬送部２０は、アルミダイキャスト等をケーシングに使用してユニット化を行うので、ユニット化により空冷方式と同様のレイアウト設計が可能である。
【００１８】
また、受熱液搬送部２０を用いれば、液循環ポンプと受熱ジャケット並びにそれらを連結する配管が、１つに纏められてコンパクトになるので、その分、配置スペースが狭くて済む。
【００１９】
この他の実施の形態として、図３に示すように、受熱部２３ａをケーシング２１ａにはめ込む方式として、液流路（熱を液に伝える）の代わりとなるものを挿入するようにしてもよい。例えば、受熱部２３ａに、エアコンの熱交換器や自動車のラジエーター等に使用されるアルミフィン（材質は銅も可）のような薄い金属板を複数枚所定の間隔を隔てて配列したものを使用するようにしてもよい。
【００２０】
ところで、発熱部からの受熱量は、受熱ジャケットと発熱部の接触状態と、熱流路部の伝熱面積による。上記のように蛇行溝をダイキャストで形成する、もしくは金属管を蛇行曲げする方法が一般的である。いずれの場合も制限された面積内に蛇行流路を形成することは寸法的な制限があり、大きな伝熱面積を確保することは難しい。そこで、図３に示すように、受熱部２３ａを別部品とすることで、ケーシングのコストを下げるとともに、受熱部２３ａに薄い金属板を配列したものを使用することで高性能化を図るものである。
【００２１】
受熱部２３ａを構成する金属板は、千鳥配置または、金属板に千鳥に液の通り道を設け、金属板の全面に液を充満させることで伝熱面積を大幅にアップさせることが可能となる。
【００２２】
また、ケーシング２１又は２１ａから受熱部２３又は２３ａを無くし、液循環ポンプ２２の吸込ロから吐出ロまでの液流路を受熱部とすることで、更にコンパクト化を図ることができる。
【００２３】
なお、ケーシング２１，２１ａは、上記のようにアルミダイキャストが有力であるが、樹脂材料も可能である。アルミダイキャストの場合は、水分透過の防止効果がある。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ポンプで循環される液で、機器内の発熱部の熱を奪って放熱する電子機器冷却装置にあって、１つのケーシングに、ファン型ポンプと、発熱部に当接して受熱する受熱手段とをポンプと受熱手段とを連結していた配管も不要となるので、部品点数を削減することができると共に、組み立て工数も少なくなるので、低コストとすることができる。また、ポンプと受熱手段並びにそれらを連結する配管が１つに纏められてコンパクトになるので、その分、配置スペースが狭くて済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る電子機器冷却装置における受熱液搬送部の構成を示す平面図である。
【図２】上記受熱液搬送部及びこの受熱液搬送部が当接されるＣＰＵ（発熱部）を示す斜視図である。
【図３】他の実施の形態に係る電子機器冷却装置における受熱液搬送部の構成を示す斜視図である。
【図４】従来の電子機器冷却装置の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
１１，１４，２４　液流路
１２　放熱プレート
１３，２２　液循環ポンプ
１５　受熱ジャケット
１６　配管
２０　受熱液搬送部
２１，２１ａ　ケーシング
２３，２３ａ　受熱部
２５　液流路カバー
３０　ＣＰＵ（発熱部）

Claims

ポンプで循環される液で、機器内の発熱部の熱を奪って放熱する電子機器冷却装置において、
１つのケーシングに、ファン型のポンプと、前記発熱部に当接して受熱する受熱手段とを横並びに連結して配置したことを特徴とする電子機器冷却装置。
前記ケーシングは、アルミダイキャストによって、前記ファン型ポンプの組み立て部分と、前記ファン型ポンプの吐出口に繋がる蛇行した液流路とが形成されて成り、前記液流路が前記受熱手段となることを特徴とする請求項１に記載の電子機器冷却装置。
前記ケーシングは、アルミダイキャストによって、前記ファン型ポンプの組み立て部分と、前記受熱手段の嵌め込み部分とが形成されて成り、前記嵌め込み部分に、薄い金属板を多数組み合わせたフィンを嵌め込んだことを特徴とする請求項１に記載の電子機器冷却装置。
前記ケーシングから前記受熱手段を無くし、前記ファン型ポンプ部内の液流路を受熱手段としたことを特徴とする請求項１に記載の電子機器冷却装置。