JP2005223024A - 電子部品冷却装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 電子部品冷却装置を、いわゆる水冷のヒートシンク3と、電動ファン5によって冷却されるラジエータ7と、ヒートシンク3とラジエータ7との間で冷媒を循環させるための第1及び第2の冷媒通路9及び11と、冷媒に移動エネルギーを与える電動ポンプ13とから構成する。電動ポンプ13をラジエータ7の放熱部と対向する位置に配置する。
【選択図】 図1
Description
3 ヒートシンク
5 電動ファン
7 ラジエータ
13 電動ポンプ
31 ベースプレート
32 トッププレート
35 チューブ接続用筒体(冷媒入口)
36 チューブ接続用筒体(冷媒出口)
31a 電子部品装着面
31b 放熱面
Claims (38)
- 冷却されるべき電子部品が装着される電子部品装着面と、冷媒入口及び冷媒出口と、前記電子部品装着面を強制的に冷却するための冷媒としての液体が流れる冷媒流路とを備えたヒートシンクと、
冷媒入口及び冷媒出口と前記冷媒が流れる液体流路を備え、空冷によって前記液体流路が冷却されて前記冷媒を冷却するラジエータと、
前記ラジエータの放熱部に対して装着され、複数枚のブレードを備えたインペラの回転により空冷用空気を発生して前記ラジエータの前記放熱部を冷却する電動ファンと、
前記ラジエータの前記冷媒出口から流出した前記冷媒を前記ヒートシンクの前記冷媒入口に供給し、前記ヒートシンクの前記冷媒出口から流出した前記冷媒を前記ラジエータの前記冷媒入口に供給する移動エネルギーを前記冷媒に与える電動ポンプとを備えた電子部品冷却装置であって、
前記放熱部の前記インペラと対向するインペラ対向領域とは異なる前記放熱部のインペラ非対向領域と対向する位置に、前記電動ポンプが配置されていることを特徴とする電子部品冷却装置。 - 前記電動ファンは、前記インペラを回転する電動機と、前記ラジエータの前記放熱部の前記インペラ対向領域と対向する吸い込み口を一端に有し且つ他端に吐き出し口を有する風洞部及び前記風洞部と連続して設けられて前記放熱部の前記インペラ非対向領域から出た空気を前記吸い込み口に導くダクト形成壁部を備えたハウジングを備えており、
前記ハウジングの前記ダクト形成壁部には、前記電動ポンプの発熱部を露出させる開口部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の電子部品冷却装置。 - 前記電動ポンプは前記放熱部の1つの角部に隣接して配置されている請求項1または2に記載の電子部品冷却装置。
- 前記ハウジングには複数の係合片が一体に設けられ、
前記ラジエータには前記複数の係合片と係合して前記ハウジングを前記ラジエータに対して取り付ける複数の被係合部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の電子部品冷却装置。 - 前記開口部から露出する前記電動ポンプの外装ケースには、前記電動ポンプが動作していることを表示する動作状態表示手段が設けられている請求項2に記載の電子部品冷却装置。
- 前記開口部から露出する前記電動ポンプの外装ケースには、内部に配置された駆動用電動機の発熱部から発生する熱を外部に放出するための複数の放熱用貫通孔が形成されている請求項2または5に記載の電子部品冷却装置。
- 前記電動ファンの前記風洞部の前記吐き出し口には、ファンガードが取り外し自在の取り付け構造を介して装着されていることを特徴とする請求項1に記載の電子部品冷却装置。
- 前記ファンガードは、前記吐き出し口と対向するガード部と、前記ガード部の外周部に周方向に間隔を開けて設けられたスナップインタイプの複数のフックとを備えており、
前記電動ファンの前記風洞部の外周部には前記複数のフックがスナップイン結合される複数の被係合部が一体に設けられており、
前記複数のフックと前記複数の被係合部とにより前記取り付け構造が構成されている請求項7に記載の電子部品冷却装置。 - 前記風洞部の外周部には、前記複数の被係合部よりも前記ハウジング側に設けられて前記複数のフックの先端部と当接する複数のストッパ部が一体に設けられている請求項8に記載の電子部品冷却装置。
- 前記ファンガードの前記ガード部には前記電動機のケーシングと当接する当接部が設けられており、
前記当接部の形状寸法は、前記複数のフックを前記複数の被係合部に係合した状態において、前記当接部が前記ケーシングと当接しており、前記ガード部が前記吐き出し口側に近づくように撓んだ状態になるように定められている請求項9に記載の電子部品冷却装置。 - 冷却されるべき電子部品が装着される電子部品装着面と、冷媒入口及び冷媒出口と、前記電子部品装着面を強制的に冷却するための冷媒としての液体が流れる冷媒流路とを備えたヒートシンクと、
冷媒入口及び冷媒出口を有して前記冷媒が流れる液体流路を備え、空冷によって前記液体流路が冷却されて前記冷媒を冷却するラジエータと、
前記ラジエータの放熱部に対して装着されて冷却用空気を前記ラジエータに供給する電動ファンと、
前記ヒートシンクの前記冷媒出口と前記ラジエータの前記冷媒入口とをつなぐ第1の冷媒通路と、
前記ラジエータの前記冷媒出口と前記ヒートシンクの前記冷媒入口とをつなぐ第2の冷媒通路と、
前記第1の冷媒通路または前記第2の冷媒通路に配置されて前記冷媒に移動エネルギーを与える電動ポンプとを備え、
前記ヒートシンクは、
前記電子部品装着面及び前記電子部品装着面と厚み方向に対向して前記冷媒と直接接触する放熱面を備えたベースプレートと、
前記ベースプレートの前記放熱面との間に所定の間隙を介して対向する対向面を備えたトッププレートと、
前記ベースプレートと前記トッププレートとの間にチャンバを形成するように前記ベースプレートと前記トッププレートとを連結する周壁部と、前記周壁部の対向する一対の周壁構成部分の一方と結合または密着して他方に向かって延び且つ前記ベースプレートと前記トッププレートの両方にそれぞれ結合または密着した仕切り壁部とを備え、
前記チャンバ内には、前記仕切り壁部の両側に第1及び第2の分割チャンバが形成され、前記仕切り壁部と前記一対の周壁構成部分の他方との間に前記第1及び第2の分割チャンバを連通する連通路が形成されており、
前記ヒートシンクの前記冷媒入口は、前記第1の分割チャンバの前記連通路とは反対側に位置する第1のチャンバ部分領域と連通しており、前記ヒートシンクの前記冷媒出口は前記第2の分割チャンバの前記連通路とは反対側に位置する第2のチャンバ部分領域と連通しており、
前記第1及び第2の分割チャンバ内には、前記冷媒の流通を阻止しないように、少なくとも前記ベースプレートに対して熱伝達可能に設けられた複数の放熱フィンがそれぞれ配置されていることを特徴とする電子部品冷却装置。 - 前記複数の放熱フィンは、前記仕切り壁部と並んで延びる複数枚のプレート状放熱フィンからなり、隣接する2枚のプレート状放熱フィンの間には、前記冷媒が流れる間隙が形成されている請求項11に記載の電子部品冷却装置。
- 前記ベースプレート、前記仕切り壁部及び前記複数枚のプレート状放熱フィンは一体に成形されており、
前記トッププレートと前記周壁部とが一体に形成されており、前記仕切り壁部及び前記複数枚のプレート状放熱フィンの先端が前記トッププレートに結合または密着している請求項12に記載の電子部品冷却装置。 - 前記ヒートシンクの前記冷媒入口及び前記冷媒出口は、前記トッププレートに形成されている請求項11に記載の電子部品冷却装置。
- 前記複数枚のプレート状放熱フィンは、前記第1のチャンバ部分領域及び前記第2のチャンバ部分領域と、前記連通路を間に挟む第3のチャンバ部分領域及び第4のチャンバ部分領域を除いた位置に配置されている請求項12または13に記載の電子部品冷却装置。
- 前記チャンバの四隅を囲む前記周壁部の内壁面の部分は、角部を形成しない湾曲面によって構成されている請求項11に記載の電子部品冷却装置。
- 前記トッププレートに形成された前記冷媒入口及び前記冷媒出口には、チューブ接続用筒体が半田付けまたは蝋付けにより接続されており、
前記チューブ接続用筒体の基部側の外周部には、前記冷媒入口または前記冷媒出口から前記トッププレートの表面側に漏れ出た溶融金属を受け入れる環状の空間を備えた鍔部が一体に設けられている請求項14に記載の電子部品冷却装置。 - 前記電動ポンプは、
放射状に延びる複数枚のブレードを備えて軸線を中心にして回転するインペラと、
液体入口及び液体出口を備えて、前記インペラが前記冷媒中に浸漬された状態になり且つ前記インペラが回転すると前記冷媒を前記液体入口から吸い込んで前記液体出口から吐出するように構成されたインペラ収納チャンバを内部に備えたハウジングとを備えており、
前記液体入口が、前記インペラ収納チャンバを囲む複数の壁部のうち、前記複数枚のブレードと対向する壁部に前記軸線の延長線上に位置するように形成されており、
前記液体出口が前記複数の壁部のうち前記軸線と直交する方向に位置する壁部に形成されており、
前記液体入口が形成された前記壁部には、前記液体入口の周囲を完全に囲むように前記インペラ側に向かって開口する環状の溝部と、前記環状の溝部の外側に前記環状の溝部とは連続しないように形成されて、前記軸線を中心にして放射状に延び且つ前記インペラ側に向かって開口する複数本の細長い溝部とが形成されており、
前記環状の溝部及び前記複数本の細長い溝部の形状寸法は、前記液体入口から前記インペラ収納チャンバ内に入ったゴミや気泡が、前記複数枚のブレードと前記環状の溝の角部及び前記細長い溝部の角部との間で砕かれて、前記細長い溝部に沿って遠心力で径方向外側に移動し、前記液体出口から排出されるように定められていることを特徴とする請求項1または11に記載の電子部品冷却装置。 - 前記電動ポンプは、
放射状に延びる複数枚のブレードを備えて軸線を中心にして回転するインペラと、
液体入口及び液体出口を備えて、前記インペラが前記冷媒中に浸漬された状態になり且つ前記インペラが回転すると前記冷媒を前記液体入口から吸い込んで前記液体出口から吐出するように構成されたインペラ収納チャンバを内部に備えたハウジングとを備えており、
前記液体入口が、前記インペラ収納チャンバを囲む複数の壁部のうち、前記複数枚のブレードと対向する壁部に前記軸線の延長線上に位置するように形成されており、
前記液体出口が前記複数の壁部のうち前記軸線と直交する方向に位置する壁部に形成されており、
前記液体入口が形成された前記壁部には、前記液体入口とは連続しないように形成されて、前記軸線を中心にして放射状に延び且つ前記インペラ側に向かってのみ開口する複数本の細長い溝部が形成されており、
前記複数本の細長い溝部の形状寸法は、前記液体入口から前記インペラ収納チャンバ内に入ったゴミや気泡が、前記複数枚のブレードと前記細長い溝部の縁部の角部との間で砕かれて、前記細長い溝部に沿って遠心力で径方向外側に移動し、前記液体出口から排出されるように定められていることを特徴とする請求項1または11に記載の電子部品冷却装置。 - 前記細長い溝部を囲む壁面のうち径方向外側に位置する壁面部分は、前記複数枚のブレードと対向する前記壁部に向かって徐々に近づくように傾斜するテーパが付されている請求項18または19に記載の電子部品冷却装置。
- 前記複数本の細長い溝部は、周方向に等しい間隔を開けて形成されている請求項18または19に記載の電子部品冷却装置。
- 前記インペラには前記軸線を中心にして並ぶように複数の永久磁石磁極が配置されており、
隔壁を介して前記複数の永久磁石磁極と対向する位置に、前記電動ポンプの駆動用電動機によって回転させられる複数の駆動用永久磁石磁極が配置され、前記複数の駆動用永久磁石磁極と前記複数の永久磁石磁極との間に発生する磁気吸引力を利用して前記インペラが回転することを特徴とする請求項18または19に記載の電子部品冷却装置。 - 前記ラジエータは、上側タンクと下側タンクとの間に前記放熱部が配置された構造を有しており、
前記電動ファンから前記ラジエータに向かう方向を前記ラジエータの厚み方向としたときに、前記放熱部の前記厚み方向の寸法よりも前記上側タンク及び下側タンクの前記厚み方向の寸法を大きくしたことを特徴とする請求項1または11に記載の電子部品冷却装置。 - 前記上側タンクの容量が、前記下側タンクの容量よりも大きく、
前記上側タンク内に前記冷媒の膨張時に圧縮されるエアースペースが形成されていることを特徴とする請求項23に記載の電子部品冷却装置。 - 前記ラジエータの前記冷媒入口から前記上側タンクまたは下側タンク内に延びる入口側延長管部と、前記ラジエータの前記冷媒出口から前記上側タンクまたは下側タンク内に延びる出口側延長管部をさらに備え、
前記入口側延長管部及び前記出口側延長管部は、前記ラジエータの姿勢の如何に拘わらず、常にその終端開口部が前記冷媒の内部に位置するように配置されている請求項23に記載の電子部品冷却装置。 - 前記上側タンク及び前記下側タンクの外壁部には、それぞれ被取付部に取り付けられる際に使用される取付用金具が一体に設けられている請求項1または11に記載の電子部品冷却装置。
- 前記取付用金具は、前記被取付部に取り付けた状態でヒンジ機構を構成する第1の取付金具と、前記被取付部に螺子またはボルト等の固定手段を用いて固定される第2の取付金具とからなり、
前記上側タンクに設けられる前記第1の取付金具及び前記下側タンクに設けられる前記第1の取付金具は上下方向に整列するように配置されている請求項26に記載の電子部品冷却装置。 - 前記第1の取付金具は、前記厚み方向に間隔を空けて配置された2本のピン状取付金具からなり、
前記被取付部は、前記2本のピン状取付金具は一方のピン状取付金具を中心にして他方のピン状取付金具が所定の角度範囲内を回動するように前記2本のピン状取付金具を保持する構造を有しており、
前記第2の取付金具は螺子またはボルトが通る孔が形成された構造を有している請求項27に記載の電子部品冷却装置。 - 前記冷媒が大気圧より低い圧力状態でラジエータを含むシステム中に封入されている請求項1または11に記載の電子部品冷却装置。
- 前記ラジエータの前記流体入口及び流体出口、前記ヒートシンクの前記冷媒入口及び冷媒出口、前記ポンプの液体入口及び液体出口にはそれぞれ外部に向かって延びるチューブ接続用筒体が設けられ、
対応する2つの前記チューブ接続用筒体の外周部に可撓性を有するチューブの両端部がそれぞれ嵌合され、
前記チューブ接続用筒体の外周部には先端部から基部側に向かうに従って直径寸法が大きくなるテーパ面と、前記テーパ面との間に前記チューブの内壁に食い込むエッジを形成するように前記テーパ面の頂部から前記チューブ接続用筒体に向かって延びるエッジ形成面とを備えた1以上のエッジ形成用突出部を備えている請求項1または11に記載の電子部品冷却装置。 - 前記チューブがフッ素樹脂により形成されており、前記チューブの主要部分の外周部には前記チューブの長手方向に延びる螺旋状の溝または蛇腹状の溝が形成されている請求項30に記載の電子部品冷却装置。
- 冷却されるべき電子部品が装着される電子部品装着面と、冷媒入口及び冷媒出口と、前記電子部品装着面を強制的に冷却するための冷媒としての液体が流れる冷媒流路とを備えたヒートシンクであって、
前記電子部品装着面及び前記電子部品装着面と厚み方向に対向して前記冷媒と直接接触する放熱面を備えたベースプレートと、
前記ベースプレートの前記放熱面との間に所定の間隙を介して対向する対向面を備えたトッププレートと、
前記ベースプレートと前記トッププレートとの間にチャンバを形成するように前記ベースプレートと前記トッププレートとを連結する周壁部と、前記周壁部の対向する一対の周壁構成部分の一方と結合または密着して他方に向かって延び且つ前記ベースプレートと前記トッププレートの両方にそれぞれ結合または密着した仕切り壁部とを備え、
前記チャンバ内には、前記仕切り壁部の両側に第1及び第2の分割チャンバが形成され、前記仕切り壁部と前記一対の周壁構成部分の他方との間に前記第1及び第2の分割チャンバを連通する連通路が形成されており、
前記ヒートシンクの前記冷媒入口は、前記第1の分割チャンバの前記連通路とは反対側に位置する第1のチャンバ部分領域と連通しており、前記ヒートシンクの前記冷媒出口は前記第2の分割チャンバの前記連通路とは反対側に位置する第2のチャンバ部分領域と連通しており、
前記第1及び第2の分割チャンバ内には、前記冷媒の流通を阻止しないように、少なくとも前記ベースプレートに対して熱伝達可能に設けられた複数の放熱フィンがそれぞれ配置されていることを特徴とするヒートシンク。 - 前記ヒートシンクの前記冷媒入口及び前記冷媒出口は、前記トッププレートに形成されており、
前記トッププレートに形成された前記冷媒入口及び前記冷媒出口には、チューブ接続用筒体が半田付けまたは蝋付けにより接続されており、
前記チューブ接続用筒体の基部側の外周部には、前記冷媒入口及び前記冷媒出口から前記トッププレートの表面側に漏れ出た溶融金属を受け入れる環状の空間を備えた鍔部が一体に設けられている請求項
32に記載のヒートシンク。 - 放射状に延びる複数枚のブレードを備えて軸線を中心にして回転するインペラと、
液体入口及び液体出口を備えて、前記インペラが液体中に浸漬された状態になり且つ前記インペラが回転すると前記液体を前記液体入口から吸い込んで前記液体出口から吐出するように構成されたインペラ収納チャンバを内部に備えたハウジングとを有しており、
前記液体入口が、前記インペラ収納チャンバを囲む前記ハウジングの複数の壁部のうち、前記複数枚のブレードと対向する壁部に前記軸線の延長線上に位置するように形成されており、
前記液体出口が前記複数の壁部のうち前記軸線と直交する方向に位置する壁部に形成されており、
前記液体入口が形成された前記壁部には、前記液体入口の周囲を完全に囲むように前記インペラ側に向かって開口する環状の溝部と、前記環状の溝部の外側に前記環状の溝部とは連続しないように形成されて、前記軸線を中心にして放射状に延び且つ前記インペラ側に向かって開口する複数本の細長い溝部とが形成されており、
前記環状の溝部及び前記複数本の細長い溝部の形状寸法は、前記液体入口から前記インペラ収納チャンバ内に入ったゴミや気泡が、前記複数枚のブレードと前記環状の溝の角部及び前記細長い溝部の角部で砕かれて、遠心力で径方向外側に移動し、前記液体出口から排出されるように定められていることを特徴とする電動ポンプ。 - 放射状に延びる複数枚のブレードを備えて軸線を中心にして回転するインペラと、
液体入口及び液体出口を備えて、前記インペラが液体中に浸漬された状態になり且つ前記インペラが回転すると前記液体を前記液体入口から吸い込んで前記液体出口から吐出するように構成されたインペラ収納チャンバを内部に備えたハウジングとを有しており、
前記液体入口が、前記インペラ収納チャンバを囲む前記ハウジングの複数の壁部のうち、前記複数枚のブレードと対向する壁部に前記軸線の延長線上に位置するように形成されており、
前記液体出口が前記複数の壁部のうち前記軸線と直交する方向に位置する壁部に形成されており、
前記液体入口が形成された前記壁部には、前記液体入口とは連続しないように形成されて、前記軸線を中心にして放射状に延び且つ前記インペラ側に向かってのみ開口する複数本の細長い溝部とが形成されており、
前記複数本の細長い溝部の形状寸法は、前記液体入口から前記インペラ収納チャンバ内に入ったゴミや気泡が、前記複数枚のブレードと前記細長い溝部の角部で砕かれて、前記細長い溝部に沿って遠心力で径方向外側に移動し、前記液体出口から排出されるように定められていることを特徴とする電動ポンプ。 - 前記細長い溝部を囲む壁面のうち径方向外側に位置する壁面部分は、前記複数枚のブレードと対向する前記壁部に向かって徐々に近づくように傾斜するテーパが付されている請求項34及び35に記載の電動ポンプ。
- 冷却されるべき電子部品が装着される電子部品装着面と、冷媒入口及び冷媒出口と、前記電子部品装着面を強制的に冷却するための冷媒としての液体が流れる冷媒流路とを備えたヒートシンクと、
冷媒入口及び冷媒出口と前記冷媒が流れる液体流路を備え、空冷によって前記液体流路が冷却されて前記冷媒を冷却するラジエータと、
前記ラジエータの放熱部に対して装着され、複数枚のブレードを備えたインペラの回転により空冷用空気を発生して前記ラジエータの前記放熱部を冷却する電動ファンと、
前記ラジエータの前記冷媒出口から流出した前記冷媒を前記ヒートシンクの前記冷媒入口に供給し、前記ヒートシンクの前記冷媒出口から流出した前記冷媒を前記ラジエータの前記冷媒入口に供給する移動エネルギーを前記冷媒に与える電動ポンプとを備え、
前記ラジエータの前記電動ファンと対向しない側に位置する面の外周縁部分と被取付部との間に弾性材料からなるガスケットを介して前記ラジエータが前記被取付部に対して固定される電子部品冷却装置であって、
前記ラジエータには、前記ガスケットを前記放熱部から離した状態で支持し且つ前記ガスケットを前記被取付部に向かって押し付けた際に前記ガスケットが前記被取付部に安定した状態で密着するように前記ガスケットの変形を規制するガスケット支持部材が取り付けられていることを特徴とする電子部品冷却装置。 - 前記ガスケット支持部材は、前記ラジエータに対して着脱可能に取り付けられている請求項37に記載の電子部品冷却装置。
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