JP2004140061A

JP2004140061A - 冷却モジュール

Info

Publication number: JP2004140061A
Application number: JP2002301464A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kobayashi; 小林　敬
Original assignee: Toshiba Home Technology Corp
Current assignee: Toshiba Home Technology Corp
Priority date: 2002-10-16
Filing date: 2002-10-16
Publication date: 2004-05-13

Abstract

【課題】単一のファンモータからの送風により効率良く熱交換を行ない、高い冷却性能を得る。
【解決手段】ファンモータ２から第１の吹出し部４と第２の吹出し部１７に各々設けた放熱部９，１９に、空気を送り出す。第１の吹出し部４では、放熱部９により発熱体６が直接的に冷却され、第２の吹出し部１７では、発熱体６からヒートパイプ１４を経由して伝達された熱が、別の放熱部１９により間接的に冷却される。こうして、ファンモータ２から別々の方向に空気を送り出して、発熱体６から第１の吹出し部４のみならず第２の吹出し部１７に達した熱をそれぞれ受け取る。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばパソコン（パーソナルコンピュータ）内に実装するマイクロプロセッサユニットなどを冷却するのに好適なファンモータを備えた冷却モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３および図４は、例えば特許文献１などにおいて開示されるノートパソコンなどの薄型電子機器に内蔵されるＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）冷却モジュールの従来例を示している。図３から順に説明すると、１はヒートシンクをなすフレームで、このフレーム１は送風手段であるファンモータ２を保持する保持部３が、ファンモータ２の外周を囲うようにして形成されると共に、保持部３の一側に連通して吹出し部４が形成される。さらに、フレーム１自体をノートパソコンの筐体（図示せず）内の所望位置に取り付けるための取付部５が、それぞれ孔を有してフレーム１の下側に複数形成される。
【０００３】
前記吹出し部４の下側には、例えばノートパソコンのＭＰＵなどの発熱体６が密着して取り付けられる接続部７が形成される。また吹出し部４内には、ファンモータ２からの空気の流れを極力妨げない方向に、複数のフィンからなる放熱部９がフレーム１と一体的に形成される。この放熱部９は、前記発熱体６から熱を受取り、吹出し部４内を流れる空気と熱交換させて、冷却モジュールの外部に排熱させるためのものである。さらに、１０はフレーム１の上面を覆う薄板状のカバーで、ここには冷却モジュール内に空気を取り入れるための吸気孔１１が開口形成される。そして、フレーム１の上面をカバー１０で覆うと、吸気孔１１がファンモータ２の上部に対向して位置すると共に、前記吹出し部４とカバー１０とにより排気孔１２をその一端に有する風洞（ダクト）が形成される。
【０００４】
そして、図３の構成における冷却モジュールでは、ファンモータ２を回転させると、冷却モジュールの上部周辺にある空気が吸気孔１１から取り込まれ、吹出し部４とカバー１０との間の風洞を通過する。一方、発熱体６の熱は熱伝導性の良好なフレーム１に伝導した後、フィン状の放熱部９にて受熱され、この放熱部９を通過するファンモータ２からの空気と熱交換して、排気孔１２から冷却モジュールの外部に放熱される。これにより、発熱体６の温度上昇を抑制することができる。
【０００５】
次に、図４に示す冷却モジュールについて説明すると、これは図３の冷却モジュールと同様に、ファンモータ２を保持する保持部３や、保持部３の一側に連通する吹出し部４や、フレーム１自体を所望位置に取り付けるための取付部５がフレーム１にそれぞれ形成される。一方、受熱部１２上に実装する発熱体６はフレーム１に直接密着してしておらず、代わりに受熱部１２と吹出し部４の下側に形成した接続部７との間には、伝熱部材としてのヒートパイプ１４が配設される。このヒートパイプ１４は、熱伝導性に優れた銅などの管体内部に微小量の作動液を注入し、この作動液を管体内部で還流させるもので、音速で移動する作動液により極めて優れた熱応答性が得られる。さらに、１０はフレーム１の上面を覆う薄板状のカバーで、ここには冷却モジュール内に空気を取り入れるための吸気孔１１が開口形成される。そして、フレーム１の上面をカバー１０で覆うと、吸気孔１１がファンモータ２の上部に対向して位置すると共に、前記吹出し部４とカバー１０とにより排気孔１２をその一端に有する風洞が形成される。
【０００６】
そしてこの場合は、ファンモータ２を回転させると、冷却モジュールの上部周辺にある空気が吸気孔１１から取り込まれ、吹出し部４とカバー１０との間の風洞を通過する。一方、受熱部１２は発熱体６の熱を受取り、熱応答性に優れたヒートパイプ１４によりこの熱を速やかにフレーム１に伝える。フレーム１に達した熱はさらにフィン状の放熱部９に伝わり、この放熱部９を通過するファンモータ２からの空気と熱交換して、排気孔１２から冷却モジュールの外部に放熱される。これにより、発熱体６の温度上昇を抑制することができる。なお、フレーム１と放熱部９は一体になっている場合もある。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−１８１２６０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、図３や図４に示す従来の冷却モジュールでは、発熱体６からの熱を直接若しくはヒートパイプ１４を利用して、接続部７の上部に位置する冷却フィン部としての放熱部９に伝え、ファンモータ２からの送風によって放熱部９を強制冷却することで、ＭＰＵからなる発熱体６の冷却を行なっている。しかし、放熱部９は吹出し部４に対応して一箇所だけ設けられているため、この放熱部９だけでは自ずと放熱に限界がある。また最近は高発熱のＭＰＵが出回り始めていることから、より高い冷却性能が求められている。
【０００９】
本発明は上記問題点を解決しようとするものであり、単一のファンモータからの送風により効率良く熱交換を行ない、高い冷却性能を得ることが可能な冷却モジュールを提供することをその目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の冷却モジュールは、上記目的を達成するために、ファンモータを具備し、このファンモータの送風側に、発熱体の接続部を有する第１の吹出し部を設けると共に、この第１の吹出し部とは別に放熱部を有する複数の吹出し部を設け、前記吹出し部との間に伝熱部材を設けたている。
【００１１】
この場合、ファンモータから第１の吹出し部と複数の吹出し部に空気が送り出されると共に、発熱体を接続部に配置した第１の吹出し部では、そこから発熱体が直接的に冷却され、発熱体を配置していない複数の吹出し部では、発熱体から伝熱部材を経由して伝達された熱が、そこにある放熱部により間接的に冷却される。こうして、ファンモータから別々の方向に空気を送り出して、発熱体から第１の吹出し部のみならず複数の吹出し部に達した熱をそれぞれ受け取ることにより、単一のファンモータからの送風により効率良く熱交換を行ない、高い冷却性能を得ることが可能になる。
【００１２】
また、本発明の請求項２の冷却モジュールは、前記複数の吹出し部の少なくとも一つには、前記放熱部を設けない構成としたものである。
【００１３】
このようにすると、放熱部を設けていない複数の吹出し部の一つでは、空気がその流れを妨げずにそのまま冷却モジュールの外部に直接的に送り出されるため、冷却モジュールを収容する筐体内の雰囲気温度を下げて、冷却効果を高めることができる。
【００１４】
【発明の実施形態】
以下、本発明における冷却モジュールの各実施例について、添付図面を参照しながら説明する。なお、各実施例において従来例と同一部分には同一符号を付し、その共通する箇所の説明は重複するため省略する。各実施例における冷却モジュールは、いずれもノートパソコンなどの薄型電子機器の筐体内に設けられる。
【００１５】
図１は本発明の第１実施例を示すもので、ヒートシンクをなす偏平状のフレーム１は、例えばアルミニウム，銅，マグネシウムなどの熱伝導性の良好な材料をダイカスト成形してなり、送風手段であるファンモータ２を回動可能に保持する保持部３と、ファンモータ２の送風側にあって、保持部３の側部から連通して一方向に延びる第１の吹出し部４と、同じくファンモータ２の送風側にあるものの、第１の吹出し部４とは別の保持部３の側部から連通して延びる複数の吹出し部に相当する第２の吹出し部１７とをそれぞれ形成して構成される。これらの吹出し部４，１７は、本実施例では水平方向に直交して設けられているもの、例えば保持部３の両側より略一直線状に延設してもよい。
【００１６】
また、取付孔５は第１の吹出し部４の周辺のフレーム１の下側に、それぞれ取付用の孔を有して複数形成される。そして、第１の吹出し部４と第２の吹出し部１７には、いずれもファンモータ２からの空気の流れを極力妨げない方向に、複数のフィンからなる放熱部９，１９がそれぞれフレーム１と一体的に形成される。
【００１７】
第１の吹出し部４の下側には、例えばノートパソコンのＭＰＵなどの発熱体６が密着して取り付けられる接続部７が形成される。また、第１の吹出し部４と第２の吹出し部１７との間には、発熱体６からの熱を第２の吹出し部１７に素早く伝えるために、Ｌ字状に折曲げ形成した伝熱部材たるヒートパイプ１４が配設される。このヒートパイプ１４は、前述したように極めて優れた熱応答性を有するが、発熱体６からの熱を効率よく受け取るために、ファンモータ２からの空気の流れと直交して、第１の吹出し部４の全幅を跨ぐように、その一端部１４ａが発熱体６の近傍に取り付けられると共に、第２の吹出し部１７全体に幅広く熱を伝えるために、ファンモータ２からの空気の流れと直交して、第２の吹出し部１７の全幅を跨ぐように、その他端部１４ｂが取り付けられている。
【００１８】
１０はフレーム１の上面を覆う薄板状のカバーで、ここには冷却モジュール内に空気を取り入れるための吸気孔１１が開口形成される。そして、フレーム１の上面をカバー１０で覆うと、吸気孔１１がファンモータ２の上部に対向して位置すると共に、前記吹出し部４とカバー１０とにより、第１の吹出し部４と第２の吹出し部１７のそれぞれ一端に排気孔１２，２２を有する風洞（ダクト）が形成される。なお、本実施例のように、排気孔１２，２２を直交した位置に開口形成すると、矩形状をなす薄型電子機器筐体の隣り合う側面に、排気孔１２，２２と向かい合う開口を形成できる利点があるが、筐体の形状などに応じて排気孔１２，２２の位置を適宜変えてもよい。
【００１９】
次に、図１における冷却モジュールの構成について、その作用を説明する。ファンモータ２が回転すると、冷却モジュールの上部周辺にある空気が吸気孔１１から取り込まれ、ファンモータ２は吹出し部４とカバー１０との間に囲まれた風洞に空気を送り出す。これにより、保持部３の側部から延びる第１の吹出し部４から排気孔１２を通過して空気が送り出されると共に、同様に保持部３の側部から延びてはいるものの、第１の吹出し部４と別な方向にある第２の吹出し部１７からも、排気孔２２を通過して空気が送り出される。そして、各排気孔１２，２２からの空気は、図示してはいないが、薄型電子機器の筐体に形成した開口から機器外部に排出される。
【００２０】
また、発熱体６を通電することにより発生する熱は、フレーム１の接続部７から第１の吹出し部４に先ず伝導し、この第１の吹出し部４内にあるフィン状の放熱部９にて受熱される。放熱部９はファンモータ２からの空気が通過するため、ここで空気と熱交換され、排気孔１２から冷却モジュールの外部に放熱される。すなわち放熱部９は、発熱体６からの熱を直接的に冷却する直接冷却部として作用する。
【００２１】
一方、前記発熱体６から第１の吹出し部４に伝わった熱の一部は、ヒートパイプ１４を経由して発熱体６から離れた部位にある第２の吹出し部１７に伝導し、この第２の吹出し部１７内にある別のフィン状の放熱部１９にて受熱される。この放熱部１９もファンモータ２からの空気が通過するため、ここで空気と熱交換され、排気孔２２から冷却モジュールの外部に放熱される。すなわち放熱部１９は、発熱体６かの熱を離れた部位で間接的に冷却する間接冷却部として作用する。
【００２２】
こうしてファンモータ２により２方向への送風を行なって、発熱体６を配置した第１の吹出し部４にある放熱部９では発熱体６を直接的に冷却し、発熱体６を配置していない第１の吹出し部４とは異なる方向の第２の吹出し部１７では、発熱体６からヒートパイプ１４を経由して伝達された熱を間接的に冷却する。すなわちファンモータ２は、第１の吹出し部４と第２の吹出し部１７に各々設けた放熱部９，１９のどちらにも送風が可能で、この２ヶ所の放熱部９，１９により発熱体６の冷却を効率良く行ない、その温度上昇を効果的に抑制することが可能になる。したがって、発熱体６として高発熱のＭＰＵを用いた場合でも、単独のファンモータ２からの送風で好ましい冷却性能を得ることができる。
【００２３】
以上のように、本実施例の冷却モジュールは、冷却用のファンモータ２を具備し、このファンモータ２の送風側に、発熱体６の接続部７と、この発熱体６からの熱を直接的に冷却する放熱部９とを有する第１の吹出し部４を設けると共に、この第１の吹出し部４とは別な方向に、発熱体６からの熱を間接的に冷却する放熱部１９を有する第２の吹出し部１７を設け、第１の吹出し部４と第２の吹出し部１７との間に、発熱体６から第２の吹出し部１７に熱を伝えるための伝熱部材たるヒートパイプ１４を設けている。
【００２４】
この場合、ファンモータ２から第１の吹出し部４と第２の吹出し部１７に各々設けた放熱部９，１９に空気が送り出されると共に、発熱体６を接続部７に配置した第１の吹出し部４では、放熱部９により発熱体６が直接的に冷却され、発熱体６を配置していない第２の吹出し部１７では、発熱体６からヒートパイプ１４を経由して伝達された熱が、別の放熱部１９により間接的に冷却される。こうして、ファンモータ２から別々の方向に空気を送り出して、発熱体６から第１の吹出し部４のみならず第２の吹出し部１７に達した熱をそれぞれ受け取ることにより、単一のファンモータ２からの送風により効率良く熱交換を行ない、高い冷却性能を得ることが可能になる。
【００２５】
次に、本発明の第２実施例を図２に基づき説明する。ここでは、第２の吹出し部１７に放熱部１９を設けていない点、およびヒートパイプ１４を具備していない点が第１実施例とは異なるが、それ以外の構成は第１実施例と共通している。なお図示しないが、第１実施例において、第１の吹出し部４に放熱部９を設けない構成としてもよい。すなわちここでは、第１の吹出し部４若しくは第２の吹出し部１７の少なくとも一方には、それに対応した放熱部９または放熱部１９を設けない構成としている。
【００２６】
この場合も、ファンモータ２から第１の吹出し部４と第２の吹出し部１７に空気が送り出されると共に、発熱体６を接続部７に配置した第１の吹出し部４および放熱部９に空気が触れることにより、発熱体６が直接的に冷却される。
【００２７】
また、第２の吹出し部１７は放熱部１９により妨げられることなく、空気がそのまま冷却モジュールの外部に直接的に送り出されるため、この冷却モジュールを収容する筐体内の雰囲気温度を下げて、冷却効果を高めることができる。
【００２８】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、吹出し部は実施例に示す２方向とは限らず、冷却モジュールの特性上で排気が可能な３方向以上に吹出し部を設けてよい。また、発熱体を直接的に冷却する直接冷却部（実施例における放熱部９）は必ずしも設ける必要がなく、逆にヒートパイプを経由して間接的に冷却する間接冷却部（実施例における放熱部１９）を２個所以上設けることも可能であるように、実施例以外でも種々の変形が可能である。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の請求項１の冷却モジュールによれば、ファンモータから別々に空気を送り出して、発熱体から第１の吹出し部と複数の吹出し部にそれぞれ達した熱を受け取ることで、単一のファンモータからの送風により効率良く熱交換を行ない、高い冷却性能を得ることができる。
【００３０】
本発明の請求項２の冷却モジュールによれば、放熱部を設けていない複数の吹出し部の一つにおいて、空気の流れを妨げるものがないので、冷却モジュールを収容する筐体内の雰囲気温度を下げて、冷却効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す冷却モジュールの一部を分解した斜視図である。
【図２】本発明の第２実施例を示す冷却モジュールの一部を分解した斜視図である。
【図３】従来例を示す冷却モジュールの一部を分解した斜視図である。
【図４】別の従来例を示す冷却モジュールの一部を分解した斜視図である。
【符号の説明】
２　ファンモータ
４　第１の吹出し部
６　発熱体
７　接続部
１４　ヒートパイプ（伝熱部材）
１７　第２の吹出し部（複数の吹出し部）
１９　放熱部

Claims

ファンモータを具備し、このファンモータの送風側に、発熱体の接続部を有する第１の吹出し部を設けると共に、この第１の吹出し部とは別に放熱部を有する複数の吹出し部を設け、前記吹出し部との間に伝熱部材を設けたことを特徴とする冷却モジュール。
前記複数の吹出し部の少なくとも一つには、前記放熱部を設けない構成としたことを特徴とする請求項１記載の冷却モジュール。