JP2005275693A - Information processor, and cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高速な演算処理ユニットを搭載したコンピュータなどの情報処理装置と、これに搭載可能な演算処理ユニット冷却用の冷却装置に関する。 The present invention relates to an information processing apparatus such as a computer equipped with a high-speed arithmetic processing unit, and a cooling apparatus for cooling an arithmetic processing unit that can be mounted on the information processing apparatus.
近年、たとえばPC(Personal Computer)などのコンピュータに搭載されるCPU(Central Processing Unit)やGPU(Graphic Processing Unit)などの演算処理ユニットの動作周波数は向上の一途にあり、高い冷却能力をもった冷却装置の利用が不可欠となってきている。通常、演算処理ユニットの冷却機構には、冷却対象の部品に密着して配置される、熱伝導率の高い材料で作製された放熱部品(ヒートシンク)と、この放熱部品を空冷するためのファンとの組み合せが利用されている。ファンの冷却能力を高めるには、ファンのサイズを大きくする方法とファンの回転数を高くする方法とがある。 In recent years, for example, operating frequencies of arithmetic processing units such as CPU (Central Processing Unit) and GPU (Graphic Processing Unit) mounted on computers such as PCs (Personal Computers) have been improved, and cooling with high cooling capacity has been achieved. The use of equipment has become essential. In general, the cooling mechanism of the arithmetic processing unit includes a heat dissipating part (heat sink) made of a material having high thermal conductivity, which is arranged in close contact with the part to be cooled, and a fan for air-cooling the heat dissipating part. A combination of In order to increase the cooling capacity of the fan, there are a method of increasing the size of the fan and a method of increasing the rotational speed of the fan.
しかし、ファンのサイズを大きくする方法は、装置内部においてファンが占める空間の割合が高くなるなど、特に省スペース型の電子機器装置においては不向きな対策と言える。一方、ファンの回転数を高くする方法は、スペース占有の問題は緩和されるものの、これに代わって風きり音などの騒音の問題が生じてくる。 However, the method of increasing the size of the fan can be said to be an unsuitable measure particularly in a space-saving electronic device device, such as a higher space ratio occupied by the fan inside the device. On the other hand, although the method of increasing the rotation speed of the fan can alleviate the problem of space occupancy, a problem of noise such as wind noise occurs instead.
また、吸気用のファンと排気用のファンを放熱部品を挟むようにして対向配置し、一方で吸気しつつ他方で排気を行うこと(プッシュプル方式)で全体的な風量を多くする方法もある(たとえば特許文献1など)。
吸気用のファンと排気用のファンを放熱部品を挟むようにして対向配置したプッシュプル方式では、吸気用のファンから排気用のファンまでの気流を放熱部品にいかに効率的に接触させるかが課題となる。ところが、吸気用のファンと排気用のファンとの間は、一般に、放熱部品を露出したオープンな空間となっている。この場合、各ファンがつくり出す気流は放射状となり、放熱部品に効率的に気流を接触させることができない。
そこで、吸気用のファンと排気用のファンとの間で気流の路を形成するダクト部品を配置し、このダクト部品の内部に放熱部品を配置して、気流が効率的に放熱部品に触れるようにする方式が考えられている。
In the push-pull system, where the intake fan and the exhaust fan are placed facing each other with the heat dissipation component sandwiched between them, the issue is how to efficiently contact the airflow from the intake fan to the exhaust fan to the heat dissipation component. . However, the space between the intake fan and the exhaust fan is generally an open space in which the heat dissipation component is exposed. In this case, the airflow generated by each fan is radial, and the airflow cannot be efficiently contacted with the heat radiating component.
Therefore, a duct component that forms an air flow path between the intake fan and the exhaust fan is arranged, and a heat radiating component is arranged inside the duct component so that the air flow efficiently touches the heat radiating component. The method to make is considered.
しかしながら、コストなどの制約により、ファンと放熱部品の選定にあまり自由度が与えられていない場合、ファンの回転軸の軸方向から見て、ファンの占める面が放熱部品の占める面より大きいという組み合せが生じ得る。このような場合、ファンの気流の一部は放熱部品に触れることなく通過してしまい、ファンの能力を十分に活かせないという問題があった。 However, if there is not much freedom in selecting the fan and heat dissipation parts due to cost restrictions, the combination that the fan occupies is larger than the surface occupies the heat dissipation parts when viewed from the axial direction of the fan's rotation axis. Can occur. In such a case, there is a problem that part of the airflow of the fan passes without touching the heat radiating component, and the capacity of the fan cannot be fully utilized.
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、ファンの回転数を高めることなく冷却装置の能力を高めることができ、静音性の向上を図ることのできる情報処理装置と冷却装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve such a problem, and an information processing apparatus capable of improving the performance of the cooling device without increasing the rotational speed of the fan and improving the quietness. It aims to provide a cooling device.
かかる目的を達成するために、本発明の情報処理装置は、冷却対象である演算処理ユニットと、演算処理ユニットと熱的接続して配置された放熱部品と、放熱部品を挟んで対向配置された吸気用ファンおよび排気用ファンと、吸気用ファンと排気用ファンとの間に放熱部品を通過する気流路を形成するように配置され、気流路の中間の部位の断面が、吸気用ファンおよび排気用ファンと各々接続される両端での開口断面よりも小さいダクト部品とを具備することを特徴とする。 In order to achieve such an object, the information processing apparatus of the present invention is disposed so as to face the cooling processing unit, the heat dissipating component disposed in thermal connection with the processing unit, and the heat dissipating component interposed therebetween. Arranged so as to form an air flow path through which the heat dissipating component passes between the intake fan and the exhaust fan, and between the intake fan and the exhaust fan. And a duct part smaller than the opening cross section at both ends connected to the fan respectively.
また、本発明において、ダクト部品の気流路は、より具体的には、ファンの回転軸の軸心線に対して傾斜した路面を含むものであることを特徴とする。 In the present invention, more specifically, the air flow path of the duct component includes a road surface that is inclined with respect to the axis of the rotation axis of the fan.
この発明によれば、ファンの気流が放熱部品に効率的に接触するようにダクト部品の気流路内で誘導されることで、ファンの回転数を高くすることなく冷却装置の能力を高めることができ、静音性に優れた情報処理装置を実現することができる。 According to the present invention, the airflow of the fan is guided in the air flow path of the duct part so that the airflow of the fan efficiently contacts the heat dissipating part, thereby improving the capacity of the cooling device without increasing the rotational speed of the fan. It is possible to realize an information processing apparatus that is excellent in quietness.
また、本発明の情報処理装置において、各ファンは、ダクト部品に着脱可能に取り付けられているので、放熱部品にファンを取り付けていた従来の方式に比べ、演算処理ユニットのソケットとの接続部などにストレスが加わることなく、容易かつ安全にファンの交換を行うことが可能になる。 Further, in the information processing apparatus of the present invention, each fan is detachably attached to the duct part. Therefore, compared to the conventional method in which the fan is attached to the heat radiating part, the connection part with the socket of the arithmetic processing unit, etc. The fan can be easily and safely replaced without stress.
本発明の情報処理装置および冷却装置によれば、ファンの回転数を高くすることなく冷却装置の能力を高めることができ、静音性を向上させることができる。 According to the information processing apparatus and the cooling apparatus of the present invention, the capacity of the cooling apparatus can be increased without increasing the rotational speed of the fan, and the quietness can be improved.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態にかかる情報処理装置100の内部デバイスのレイアウトを示す斜視図である。
同図に示すように、この情報処理装置100の筐体1内には、情報処理装置100を動作させるために必要な電源を確保する電源ユニット2と、各デバイスどうしを接続するメインボード3と、CPUなどの演算処理ユニット4と、この演算処理ユニット4を冷却する冷却装置10と、メモリモジュール5と、HDDなどのストレージユニット6などが配置されている。もちろん、この構成は一例にすぎず、コンピュータシステムとして動作し得るならば、如何なるデバイスの組み合せで構成されたものであっても構わない。
FIG. 1 is a perspective view showing a layout of an internal device of an
As shown in the figure, a
この情報処理装置100は、たとえばコンパクト設計のコンピュータなどである。コンパクト設計のコンピュータにおいては、筐体1内に高い密度でデバイスが配置されているため内部の通気性が悪く、内部温度が高くなる傾向にある。このため、CPUなどの演算処理ユニット4を冷却する冷却装置10には高い冷却能力を有するものが要求される。また、図1に示すようなコンパクト設計以外のコンピュータ、すなわちデバイス間の距離を比較的大きく保てるコンピュータにおいても、動作周波数の高い演算処理ユニットを搭載している場合には、高い冷却能力をもった冷却装置が要求されることは言うまでも無い。
The
情報処理装置100では、冷却装置10のファンの回転数をCPUの温度に基づいて段階的に切り替える制御が行われるようになっている。すなわち、CPUの温度はCPUに内蔵されたセンサーによって検出され、ファン回転数の制御を行う回路に入力される。この回路は、CPUの温度とファン回転数との対応表に基づき、温度が高いほどファンの回転数を高くするように制御を行う。
In the
図2は、冷却装置10の縦断面(A−A´断面)を示す図である。
同図に示すように、冷却装置10は、冷却対象である演算処理ユニット4と熱的接続して配置された放熱部品(ヒートシンク)7を挟んで互いに対向配置された吸気用および排気用の2つのファン11,12と、放熱部品7を収容するように配置されたダクト部品13とで構成される。吸気用および排気用の2つのファン11,12は各々同じ仕様(サイズ、風量、回転数)のファンであることが理想だが、必ずしもそうである必要はない。吸気用のファン11は筐体1内より空気を吸い込み、ダクト部品13の気流路14の内に導入し、排気用のファン12はダクト部品13の気流路14の内から筐体1の外部へ空気を排気する。
FIG. 2 is a view showing a longitudinal section (A-A ′ section) of the
As shown in the figure, the
このように吸気用および排気用の2つのファン11,12を用いた方式はプッシュプル方式と呼ばれる。プッシュプル方式では、同じ能力の1つのファンを吸気用または排気用のいずれかに用いた場合に比べ、騒音レベルをほとんど変えずに全体的な風量を大きくすることができ、目的の冷却能力を得るのに必要なファン回転数も下げることができる。したがって、静音性を高めるのに有効な方式と言える。
Thus, the method using the two
吸気用および排気用の2つのファン11,12は各々の回転軸の軸心線15どうしが互いに平行となるように、あるいは軸心線15どうしが一本の直線で結ばれるように配置されている。図2では、同じ仕様の吸気用および排気用の2つのファン11,12が、各々のファン11,12の回転軸の軸心線15どうしが一本の直線で結ばれるように配置された例が示されている。
The two
吸気用および排気用の2つのファン11,12の間は、これら2つのファン11,12の間の気流路14を形成するダクト部品13によって接続されている。ダクト部品13の両端部のファン接続部分はそれぞれ開口しており、各々の開口の周りには、図3に示すように、ファン取り付け用のビス17を受けるためのネジ穴を有するビス受け部16が設けられている。また、ダクト部品13の両端部にはファン取り付け用の台座部18が突出して設けられている。吸気用および排気用の2つのファン11,12には、ダクト部品13に設けられた個々のビス受け部16に対応する4つのビス穴19が設けられている。2つのファン11,12は、ダクト部品13の両端部に設けられた台座部18の上に各々配置されて状態で4本のビス17でダクト部品13に着脱自在に取り付けられている。
The two
従来、ファンは放熱部品に着脱自在に取り付けられることが主流であったが、本実施形態では、各ファン11,12はダクト部品13に着脱可能に取り付けられている。これによって、ファン11,12の交換時に演算処理ユニット4のソケット接続部などにストレスが加わることがなくなり、容易かつ安全にファン11,12の交換を行うことが可能になる。
Conventionally, it has been the mainstream that the fan is detachably attached to the heat radiating component. However, in the present embodiment, the
さらに、ダクト部品13の底部には放熱部品7を収容し得るように開口20が設けられている。また、筐体1には、排気用のファン12の排気口を露出する開口24が設けられている。
Furthermore, an
この冷却装置10において、吸気用および排気用の2つのファン11,12の回転軸の軸心線15の方向から見て、ファン11,12の吸気/排気口の領域は放熱部品7の領域を内包している。図2に示す例では、メインボード3の表面の高さを基準として、この基準の高さからファン11,12の吸気/排気口の上端までの高さH1が、放熱部品7の上端の高さH2よりも高い。
In this
また、ダクト部品13の気流路14は、その中間の部位の断面が、吸気用および排気用の2つのファン11,12と各々接続される両端での開口断面よりも小さいものとなっている。ここで言う気流路14の断面とは、ダクト部品13内に配置された放熱部品7を無視した場合の断面である。より具体的には、ダクト部品13の気流路14には、ファン11,12によってつくられる気流を放熱部品7に集中的に接触させるよう導くために、各ファン11,12の回転軸の軸心線15に対して傾斜した路面21,22が設けられている。図2に示す例では、ダクト部品13の吸気側の開口を端に気流路14の奥に向けて、気流路14の天井の高さを次第に低くして行くための第1の傾斜路面21と、ダクト部品13の排気側の開口を端に気流路14の奥に向けて気流路14の天井の高さを次第に高くして行くための第2の傾斜路面22とが設けられている。第1の傾斜路面21と第2の傾斜路面22との間は各ファン11,12の回転軸の軸心線15に対して平行な面23とされ、その高さは放熱部品7の上端より僅かに高い位置となるように設定されている。
Further, the
このようにダクト部品13の気流路14が構成されているので、ファン11,12の気流が放熱部品7に効率的に接触するようにダクト部品13の気流路14内で誘導され、ファンの回転数を高くすることなく冷却装置10の能力を高めることができ、静音性に優れた情報処理装置100を実現することができる。
Since the
また、図1に示すように、ダクト部品13にファン接続のための開口以外の開口25を設ければ、この開口25を通じてダクト部品13内に空気を導入する別の流れをつくりだすことができる。図1の例では、ダクト部品13の側面に上記の開口25が設けられており、この開口25の付近に配置されている、メインボード3上の発熱部品26を冷却することができる。たとえば、演算処理ユニット4の近傍には、演算処理ユニット4に電源電圧を供給するための発熱部品26が配置されており、このような発熱部品26を演算処理ユニット4と同時に冷却することができる。
As shown in FIG. 1, if an
さらに、上記の傾斜路面は、ダクト部品13の気流路14の天井面のみならず、同気流路14の側面に設けてもよい。
Further, the inclined road surface may be provided not only on the ceiling surface of the
図4は、ダクト部品13の気流路14の側面に傾斜路面を設けた冷却装置10Aの例である。
FIG. 4 is an example of a
この冷却装置10Aにおいて、吸気用および排気用の2つのファン11,12の回転軸の軸心線15は互いに平行であり、ファン11,12の吸気/排気口の幅W1が放熱部品7の幅W2よりも大きいものとなっている。この幅の違いを吸収するために、ダクト部品13の気流路14には、ダクト部品13の吸気側の開口を端に気流路14の奥に向けて、気流路14の両側面を次第に狭めて行くための第1の傾斜路面21Aと、ダクト部品13の排気側の開口を端に気流路14の奥に向けて気流路14の両側面を次第に広げて行くための第2の傾斜路面22Aとが設けられている。第1の傾斜路面21Aと第2の傾斜路面22Aとの間は各ファン11,12の回転軸の軸心線15に対して平行な面23Aとされ、放熱部品7の側面との間に僅かな隙間ができるように設定されている。
In this
このようにダクト部品13の気流路14が構成されているので、ファン11,12の気流が放熱部品7に効率的に接触するようにダクト部品13の気流路14内で誘導され、ファンの回転数を高くすることなく冷却装置10Aの能力を高めることができ、静音性に優れた情報処理装置100を実現することができる。
Since the
また、上記の傾斜路面は、ダクト部品13の気流路14の天井面と側面の両方に設けてもよいことは言うまでもない。
Needless to say, the inclined road surface may be provided on both the ceiling surface and the side surface of the
なお、本発明は、上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
上記実施形態では、CPUである演算処理ユニット4の冷却装置10,10Aについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、CPU以外の発熱量の高い演算処理ユニットの冷却装置としても利用できる。
In the above-described embodiment, the
1…筐体、2…電源ユニット、3…メインボード、4…演算処理ユニット、5…メモリモジュール、6…ストレージユニット、7…放熱部品、10…冷却装置、11…吸気用のファン、12…排気用のファン、13…ダクト部品、14…気流路、15…軸心線、16…ビス受け部、17…ビス、18…台座部、19…ビス穴、21,22…傾斜路面、100…情報処理装置
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記演算処理ユニットと熱的接続して配置された放熱部品と、
前記放熱部品を挟んで対向配置された吸気用ファンおよび排気用ファンと、
前記吸気用ファンと前記排気用ファンとの間に前記放熱部品を通過する気流路を形成するように配置され、前記気流路の中間の部位の断面が、前記吸気用ファンおよび前記排気用ファンと各々接続される両端での開口断面よりも小さいダクト部品と
を具備することを特徴とする情報処理装置。 An arithmetic processing unit to be cooled;
A heat dissipating component arranged in thermal connection with the arithmetic processing unit;
An intake fan and an exhaust fan disposed opposite to each other with the heat dissipating component interposed therebetween;
Between the intake fan and the exhaust fan is disposed so as to form an air flow path that passes through the heat dissipating component, and a cross section of an intermediate portion of the air flow path includes the intake fan and the exhaust fan. An information processing apparatus comprising: a duct component smaller than an opening cross section at each end connected to each other.
ことを特徴とすることを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 The information processing apparatus according to claim 1, wherein the air flow path of the duct part includes a road surface that is inclined with respect to an axis of a rotation axis of the fan.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の情報処理装置。 The information processing apparatus according to claim 1, wherein each of the fans is detachably attached to the duct component.
前記吸気用ファンと前記排気用ファンとの間に前記放熱部品を通過する気流路を形成するように配置され、前記気流路の中間の部位の断面が、前記吸気用ファンおよび前記排気用ファンと各々接続される両端での開口断面よりも小さいダクト部品と
を具備することを特徴とする冷却装置。 An intake fan and an exhaust fan disposed opposite to each other with a heat dissipation component disposed in thermal connection with the processing unit to be cooled;
Between the intake fan and the exhaust fan is disposed so as to form an air flow path that passes through the heat dissipating component, and a cross section of an intermediate portion of the air flow path includes the intake fan and the exhaust fan. And a duct part smaller than the opening cross section at both ends connected to each other.
ことを特徴とする請求項4に記載の冷却装置。 The cooling device according to claim 4, wherein the air flow path of the duct component includes a road surface that is inclined with respect to an axial center line of a rotation shaft of the fan.
ことを特徴とする請求項4または5に記載の冷却装置。 Each said fan is attached to the said duct component so that attachment or detachment is possible. The cooling device of Claim 4 or 5 characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004086686A JP2005275693A (en) | 2004-03-24 | 2004-03-24 | Information processor, and cooling device |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010072726A (en) * | 2008-09-16 | 2010-04-02 | Fujitsu Ltd | Control method for fan for forced ventilation in electronic equipment and electronic equipment |
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2004
- 2004-03-24 JP JP2004086686A patent/JP2005275693A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010072726A (en) * | 2008-09-16 | 2010-04-02 | Fujitsu Ltd | Control method for fan for forced ventilation in electronic equipment and electronic equipment |
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