JP2004320021A - 電子装置を冷却するシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 熱の放散に優れた冷却システムを提供する。
【解決手段】 システム（１０）は、電子装置（１２）であって、構成要素（１４）と、前記構成要素（１４）と関連付けられた少なくとも１つのヒートパイプ（２４）と、前記少なくとも１つのヒートパイプ（２４）に結合された複数の熱交換器（２８）と、前記複数の熱交換器（２８）の方に空気を排出するように向けられた複数の排気口（６６，６８）を備えるファン（２６）とを有する電子装置（１２）を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、コンピュータなどの電子装置の冷却に関する。

コンピュータなどの電子装置と共に様々な冷却システムが利用される。そのような冷却システムは、例えば、電子構成要素によって生成された熱を除去するために、装置シャーシの少なくとも一部分に空気を循環させる１つまたは複数のファンを内蔵することがある。また、プロセッサなどの実質的に大量の熱を生成する構成要素とヒートシンクが組み合わされる場合がある。ヒートシンクは、構成要素からフィンなどの放熱機能に熱を移すのを助ける。ヒートシンクを横切る空気流を導いて熱エネルギーの放散を容易にするために、ファンが利用されることが多い。

しかしながら、特定の電気構成要素の能力が高くなるにつれて、そのような装置から出る熱も増えて、過剰な熱の放散がより困難になった。例えば、マイクロプロセッサなどの中央処理装置（ＣＰＵ）は、能力と速度が向上し、それに伴って熱の放出が増え熱除去の要求が高くなった。

本発明の実施形態において、システムは、電子装置であって、構成要素と、構成要素に結合された少なくとも１つのヒートパイプとを有する電子装置を含む。電子装置は、さらに、少なくとも１つのヒートパイプに結合された複数の熱交換器と、前記複数の熱交換器の方に向けられた複数の排気口を備えたファンとを含む。

もう１つの実施形態は、冷却システムに関する。冷却システムは、複数の排気口を有するファンと、複数の排気口に沿って配置された少なくとも１つの熱交換器とを含む。システムは、さらに、複数の排気口に沿って少なくとも１つの熱交換器に結合された熱伝達部材を含む。

さらにもう１つの実施形態は、熱を放散する方法に関する。この方法は、電子装置の構成要素を少なくとも１つのヒートパイプに接続し、少なくとも１つのヒートパイプを熱交換器システムに結合することを含む。この方法は、さらに、複数のファン排気口の隣に熱交換器システムを配置することを含む。

以下に、本発明の特定の実施形態を、類似の参照番号が類似の要素を示す添付図面と関連して説明する。

図１を全体的に参照すると、本発明の実施形態による所望の構成要素の冷却を促進するシステム１０が示されている。示した実施形態において、システム１０は、冷却システム１６によって冷却される少なくとも１つの構成要素１４を有する電子装置１２を備えている。

電子装置１２には、例えば、デスクトップコンピュータ、サーバ、ワークステーション、およびノートブック型コンピュータなどの携帯型コンピュータを含む様々な電子装置が含まれる。電子装置は、ノートブック型コンピュータハウジング１８などのハウジング１８を有する。コンピュータハウジング１８は、構成要素１４を取り囲むかあるいは少なくとも部分的に取り囲み、冷却システム１６は、構成要素１４からの熱の除去を促進するように設計されている。構成要素１４には、様々な発熱または被加熱構成要素が含まれる。例えば、図１に示される構成要素１４は、マイクロプロセッサなどの中央処理装置（ＣＰＵ）２０である。図示されるように、冷却システム１６は、構成要素から熱が移されるように、ＣＰＵ２０と隣接するかあるいはその近くにあるように配置される。

図２と図３に、冷却システム１６の実施形態を示す。この実施形態において、冷却システム１６は、ヒートシンク２２、ヒートパイプ２４などの熱伝達部材、ファン２６、および少なくとも１つの熱交換器２８を含む。例えば、ファン２６の側面に沿って１対の熱交換器２８が示されている。一般に、構成要素１４からの熱は、ヒートシンク２２に伝達され、ヒートパイプ２４は、熱をヒートシンク２２から少なくとも１つの熱交換器２８に比較的効率よく伝達する。ファン２６は、空気の流れを熱交換器２８に通して熱をシステムから放出する。

図示した実施形態において、ヒートシンク２２は、複数の穴３２を有するフレーム３０を含む。穴３２は、ねじなどの留金具３４を収容するようにサイズが決められている。留金具３４を、コンピュータハウジング１８またはコンピュータハウジング１８内の他の構成要素と係合させて、構成要素１４にヒートシンク２２を固定することができる。

ヒートシンク２２は、さらに、フレーム３０を備えた単体の構成要素または個別の構成要素として形成された接触パッド３６を含む。この設計において、接触パッド３６は、直接または他の伝導性材料を介して構成要素１４と接触するように設計されている。また、フレーム３０と共に取り付けブラケット３８を利用して、構成要素１４の近くにヒートシンク２２を固定することができる。この実施形態において、取り付けブラケット３８は、金属材料のシートなどの材料シートを含む。各留金具３４は、電子装置１２と係合するために取り付けブラケット３８および適切な穴３２を通る。取り付けブラケット３８、フレーム３０および接触パッド３６に利用される構成および材料は、装置、構成要素および用途によって異ならせることができる。

ヒートパイプ２４が、ヒートシンク２２に固定されそこから延在している。ヒートパイプ２４の第１端４０が、熱がヒートパイプ２４に沿って第２すなわち遠位端４２の方に伝達するのを促進するためにヒートシンク２２に固定される。第１端４０は、接着剤や他の固定手段によってヒートシンク２２に結合することができる。例えば、ヒートシンクカバー部分４４を使用して、フレーム３０および／または接触パッド３６とカバー部分４４との間に第１端４０を閉じ込めることができる。カバー部分４４は、例えば取付けブラケット３８によってフレーム３０に保持される。

一般に、ヒートパイプ２４は、少なくとも１つの熱交換器２８に沿って引き回される。例えば、図示した実施形態において、ヒートパイプ２４は、両方の熱交換器への熱の伝達を促進するために、１対の熱交換器２８に対して配置される。ファン２６の排気口の数に応じて、ヒートパイプ２４が熱交換器に通された構成に対して追加の熱交換器を組み込むこともできる。

各熱交換器２８は、ヒートパイプ２４と接している熱伝達面４８を有する伝導性フレーム４６を含む。さらに、各熱交換器２８は、ファン２６によって空気が放熱面５０を横切って移動されるときにヒートパイプ２４から熱を伝達しやすくする放熱面５０を有する。図示した実施形態において、放熱面５０は、ファン２６から放出された空気流に対して概ね整列するように配置される複数の熱放散フィン５２上に配置される。

ファン２６は、ハウジング５４によって画定された送風ファンを含むことができる。ハウジング５４内には、少なくとも１つの空気口６０から空気を内部に引き込むために、ファン羽根５６が、モータ５８によって回転される。ヒートシンク２２とヒートパイプ２４によって構成要素１４から熱交換器２８に伝達される熱を除去するために、放熱面５０に沿って空気が排出、放出される。

ファン２６は、様々な形とサイズを有することができるが、１つの例は、図４と図５に示したように、空気入口６０が形成された１対のほぼ平行な壁６２を有するほぼ平らな構成のハウジング５４を有する。壁６２は、第１の空気出口６６（図４を参照）と第２の空気出口６８を有する側壁６４によって隔てられている（図５を参照）。空気は、空気出口６６および６８から熱交換器２８に排出される。したがって、ファン２６が動作している間、空気は、空気入口６０の少なくとも１つに吸い込まれ、空気出口６６および６８から熱交換器２８に排出される。特定の用途と熱交換器２８の数によって、側壁６４に形成される空気出口の数は変化させることができる。さらに、様々な用途、様々なサイズ、および様々な電子装置１２に対応するように、ファン２６のタイプとファン２６の構成を変更することができる。

図６と図７に、冷却システム１６のもう１つの実施形態を示す。この実施形態において、複数のヒートパイプ、例えばヒートパイプ７０および７２は、図２と図３に示した実施形態に関連して前に述べたように、ヒートシンク２２に結合される。ヒートパイプ７０および７２は、別個の熱交換器または熱交換器部分まで引き回される。例えば、ヒートパイプ７０は、空気出口６６の隣に配置された熱交換器２８に結合され、ヒートパイプ７２は、空気出口６８の隣に配置された熱交換器２８に結合される。

本発明は、図示した特定の形態に限定されないことに注意されたい。例えば、単一または複数のヒートパイプが、１つ、２つまたはそれを超える数の熱交換器に結合されてもよく、複数のヒートパイプが、それぞれの熱交換器まで引き回されてもよく、他の熱伝達部材をヒートパイプと交換するかヒートパイプに追加してもよく、ヒートシンク、ファンおよび熱交換器の設計と構成を、所望の用途に従って変更することができ、熱が除去される構成要素は、熱を生成し、加熱され、あるいは冷却を必要とする様々な単一または複数の構成要素のいずれでもよく、冷却システムは、様々な装置に利用することができる。

本発明の実施形態による電子装置の実施形態の斜視図である。 図１に示した装置のような電子装置と共に使用する冷却システムの実施形態の上側斜視図である。 図２に示した冷却システムの下側斜視図である。 図２に示した冷却システムと共に使用されるファンの実施形態の斜視図である。 図４に示したファンを異なる向きから描いた斜視図である。 図１に示した装置のような装置と共に使用する冷却システムのもう１つの実施形態の上側斜視図である。 図６に示した冷却システムの下側斜視図である。

符号の説明

１０ システム
１２ 電子装置
１４ 構成要素
２４ ヒートパイプ
２６ ファン
２８ 熱交換器
６６、６８ 排気口

Claims (6)

1. 電子装置であって、構成要素と、前記構成要素と関連付けられた少なくとも１つのヒートパイプと、前記少なくとも１つのヒートパイプに結合された複数の熱交換器と、前記複数の熱交換器の方に空気を排出するように向けられた複数の排気口を有するファンとを有する電子装置を備えたことを特徴とするシステム。
2. 前記電子装置が携帯型コンピュータであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 前記電子装置がノートブック型携帯型コンピュータであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
4. 前記構成要素が中央処理装置であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
5. 前記ファンが送風ファンであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
6. 前記少なくとも１つのヒートパイプが、前記複数の熱交換器に結合された単一のヒートパイプであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。

Images