JP2006108166A - 冷却装置および冷却装置を有する電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、放熱部とファンとの間からの冷却風の漏れを抑制し、放熱部の放熱効率を高めることができる冷却装置を得ることにある。
【解決手段】冷却装置15は、受熱部16、放熱部17、ヒートパイプ18およびファン19を備えている。受熱部16は、配線板10に保持されるとともに配線板10に実装された発熱部品11に熱的に接続されている。放熱部17は、受熱部16から離れた位置で発熱部品11の熱を放出する。ヒートパイプ18は、受熱部16と放熱部17とを予め決められた位置関係を保つように連結するとともに、受熱部16に伝えられた発熱部品11の熱を放熱部17に移送する。ファン19は放熱部17に冷却風を送風するためのものであり、これら放熱部17とファン19とは、互いに結合されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、発熱部品の熱を放出する放熱部と、この放熱部に冷却風を送風するファンとを有する冷却装置およびこの冷却装置を搭載したポータブルコンピュータのような電子機器に関する。

例えばポータブルコンピュータのような電子機器に用いられるCPUは、処理速度の高速化や多機能化に伴い動作中の発熱量が増加している。このCPUの温度が高くなり過ぎると、CPUの効率的な動作が失われたり、動作不能に陥るといった問題が生じてくる。

このことから、発熱量の大きなCPUを備えた電子機器は、CPUを強制的に冷やす冷却装置を搭載している。冷却装置は、CPUが実装された配線板およびハードディスク駆動装置のような主要な構成要素と共に電子機器の筐体に収められている。

従来の冷却装置は、CPUに熱的に接続される受熱部と、この受熱部から離れた位置でCPUの熱を放出する放熱部と、受熱部に伝えられたCPUの熱を放熱部に移送するヒートパイプと、放熱部に冷却風を送風するファンとを備えている。

この冷却装置によると、CPUの熱は、受熱部からヒートパイプを介して放熱部に移送される。ファンから放熱部に送られる冷却風は、放熱部を通過する過程で放熱部を冷却する。そのため、放熱部に移されたCPUの熱は、冷却風との熱交換により筐体の外方に放出され、これによりCPUの動作環境温度が適正に保たれるようになっている。

ところで、従来の冷却装置では、受熱部と放熱部との間がヒートパイプを介して一体的に連結されている。このため、受熱部、放熱部およびヒートパイプは一つのモジュールとして組み立てられているとともに、受熱部を介してCPUが実装された配線板に保持されている。また、ファンは、冷却風を吐き出す吐出口を放熱部に向けた姿勢で筐体の底壁にねじを介して保持されている。したがって、ファンおよび放熱部は、受熱部から離れた位置で互いに隣り合っている。

従来の冷却装置によると、放熱部は配線板上の受熱部の位置を基準として保持されるのに対し、ファンは筐体の底壁を基準とした位置に保持される。言い換えると、放熱部およびファンの位置を決定する基準点が互いに異なるために、放熱部とファンとの間に寸法公差が作用するのを避けられない。このため、製品によっては放熱部とファンとの間に隙間が生じ、この隙間から放熱に必要な冷却風が漏れてしまうことがあり得る。

この冷却風の漏れ対策として、ファンのファンケースに吐出口から放熱部に向けて延びるダクトを形成した冷却装置が知られている。この冷却装置によれば、ファンケースのダクトで放熱部を取り囲むことができ、ファンの吐出口と放熱部との間からの冷却風の漏れを防止することができる（例えば特許文献１参照）。
特開昭２００３−１０１２７２号公報

上記特許文献１によると、ファンケースのダクトで囲まれる放熱部は、ヒートパイプを介して受熱部に接続されているので、ダクトにヒートパイプを通す貫通孔を形成する必要がある。この際、特許文献１の冷却装置では、ファンと放熱部との間に生じる寸法公差を吸収するため、貫通孔の口径をヒートパイプの直径よりも遥かに大きく設定しており、ヒートパイプがダクトを貫通する部分に隙間が生じている。

しかも、この冷却装置では、放熱部およびヒートパイプがファンに対し回動可能であるため、ヒートパイプと貫通孔との間にヒートパイプの回動を許容する隙間を設けている。このため、ダクトの貫通孔とヒートパイプとの間の隙間を通じて冷却風が漏れてしまい、放熱部に導かれる冷却風の風量が少なくなる。

よって、放熱部の放熱効率が低下し、CPUの冷却性能が不十分となるといった不具合がある。

本発明の目的は、放熱部とファンとの間からの冷却風の漏れを抑制し、放熱部の放熱効率を高めて発熱部品の冷却に優れた効果を発揮する冷却装置を得ることにある。

本発明の他の目的は、上記冷却装置を搭載した電子機器を得ることにある。

上記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係る冷却装置は、発熱部品を有する配線板に保持されるとともに、発熱部品に熱的に接続される受熱部と、受熱部から離れた位置で発熱部品の熱を放出する放熱部と、受熱部と放熱部とを予め決められた位置関係を保つように連結するとともに、受熱部に伝えられた発熱部品の熱を放熱部に移送する熱移送手段と、放熱部に冷却風を送風するとともに、放熱部と結合されるファンと、を備えていることを特徴としている。

上記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係る電子機器は、筐体と、筐体に収容され、発熱部品が実装された配線板と、筐体に収容され、発熱部品を冷却する冷却装置とを備えている。冷却装置は、配線板に保持されるとともに、発熱部品に熱的に接続される受熱部と、受熱部から離れた位置で発熱部品の熱を放出する放熱部と、受熱部と放熱部とを予め決められた位置関係を保つように連結するとともに、受熱部に伝えられた発熱部品の熱を放熱部に移送する熱移送手段と、放熱部に冷却風を送風するとともに、放熱部と結合されるファンと、を備えていることを特徴としている。

本発明によれば、放熱部とファンとの間からの冷却風の漏れを抑制することができ、放熱部を効率よく冷却することができる。

以下本発明の第１の実施の形態を、図１ないし図８に基いて説明する。

図１および図２は、電子機器の一例であるポータブルコンピュータ１を開示している。ポータブルコンピュータ１は、コンピュータ本体２と、このコンピュータ本体２に支持されたディスプレイユニット３とを備えている。コンピュータ本体２は、筐体４を有している。筐体４は、底壁４ａ、左右の側壁４ｂ、前壁４ｃおよび上壁４ｄを有する偏平な箱状をなしている。筐体４の上壁４ｄは、キーボード５を支持している。

ディスプレイユニット３は、ディスプレイハウジング６と、このディスプレイハウジング６に収容された液晶表示パネル７とを備えている。ディスプレイハウジング６は、筐体４の後端部に図示しないヒンジを介して連結され、閉じ位置と開き位置との間で回動可能となっている。液晶表示パネル７は、表示画面７ａを有している。表示画面７ａは、ディスプレイハウジング６の前面に形成した開口部８を通じてディスプレイハウジング６の外に露出している。

図２に示すように、筐体４はプリント配線板１０を収容している。プリント配線板１０は、筐体４の底壁４ａに固定されているとともに、この底壁４ａと平行に配置されている。プリント配線板１０の上面に発熱部品の一例である中央演算処理装置（以下CPUと称する）１１が実装されている。図３および図５に示すように、CPU１１は、BGA形の半導体パッケージで構成され、ベース基板１２とICチップ１３とを有している。ベース基板１２は、プリント配線板１０の上面に半田付けされている。ICチップ１３はベース基板１２の上面中央部に実装されている。ICチップ１３は、動作中の発熱量が非常に大きく、安定した動作を維持するために冷却を必要としている。

図２に示すように、筐体４はCPU１１を冷却する冷却装置１５を収容している。図２ないし図４に示すように、冷却装置１５は、受熱部１６、放熱部の一例であるフィンユニット１７、熱移送手段の一例であるヒートパイプ１８および遠心ファン１９を備えている。

受熱部１６は、CPU１１の上に設置されている。受熱部１６は、受熱ブロック２０ａとトッププレート２０ｂとを有している。受熱ブロック２０ａおよびトッププレート２０ｂは、例えば銅あるいはアルミニウム合金のような熱伝導性に優れた金属材料で作られており、夫々ICチップ１３よりも一回り大きな矩形状をなしている。

受熱ブロック２０ａの下面は、平坦な受熱面２１となっている。受熱面２１は、CPU１１のICチップ１３と向かい合っている。受熱ブロック２０ａの上面に嵌合溝２２が形成されている。嵌合溝２２は、受熱ブロック２０ａを横切るとともに、この受熱ブロック２０ａの周面に開口している。トッププレート２０ｂは、受熱ブロック２０ａの上面に例えばかしめ等の手段により固定され、嵌合溝２２を上方から覆っている。

図３および図５に示すように、受熱部１６は、ばね部材２３を介してプリント配線板１０に保持されている。ばね部材２３は、四角い押圧板２４と四本の腕部２５とを有している。押圧板２４は、トッププレート２０ｂの上面と向かい合うとともに、このトッププレート２０ｂの上面中央部に接する凸部２６を有している。腕部２５は、押圧板２４の四つの角から放射状に張り出している。脚部２５の先端は、プリント配線板１０の上面から突出する四つのボス部２７にねじ２８を介して固定されている。

脚部２５は、押圧板２４を受熱部１６のトッププレート２０ｂに向けて弾性的に付勢している。これにより、受熱ブロック２０ａの受熱面２１が伝導性グリース２９を介してICチップ１３に押し付けられる。この結果、プリント配線板１０に対する受熱部１６の位置が定まるとともに、受熱面２１がICチップ１３に熱的に接続されるようになっている。

図６に示すように、フィンユニット１７は、複数の熱交換板３１を有している。熱交換板３１は、例えば銅のような熱伝導性に優れた金属材料で作られている。熱交換板３１は、その上縁および下縁に直角に折り曲げられたフランジ部３１ａ，３１ｂを有している。熱交換板３１は、夫々のフランジ部３１ａ，３１ｂの先端を隣り合う熱交換板３１に突き当てることで互いに間隔を存して平行に配置されている。このため、フィンユニット１７は、熱交換板３１の並び方向に沿う一端に位置する第１の端部１７ａと、熱交換板３１の並び方向に沿う他端に位置する第２の端部１７ｂとを有している。

フィンユニット１７は、筐体４の左側の側壁４ｂに沿って配置されており、プリント配線板１０の上の受熱部１６から離れている。さらに、フィンユニット１７は、側壁４ｂに開けた排気口３２と向かい合っている。

ヒートパイプ１８は、冷媒としての作動液が封入された容器３４を有している。容器３４は、受熱端部３５ａ、放熱端部３５ｂおよび湾曲部３５ｃを有している。容器３４の受熱端部３５ａは、偏平に潰されて受熱ブロック２０ａの嵌合溝２２に嵌め込まれているとともに、この嵌合溝２２の内面とトッププレート２０ｂとの間で挟み込まれている。そのため、ヒートパイプ１８の受熱端部３５ａは、受熱部１６に熱的に接続されている。

ヒートパイプ１８の放熱端部３５ｂは、フィンユニット１７の熱交換板３１の中央部を貫通するとともに、各熱交換板３１に熱的に接続されている。放熱端部３５ｂの先端は、フィンユニット１７の第２の端部１７ｂからフィンユニット１７の外に突出している。

ヒートパイプ１８の湾曲部３５ｃは、受熱端部３５ａと放熱端部３５ｂとの間に位置している。この湾曲部３５ｃの存在により、受熱端部３５ａと放熱端部３５ｂとは、互いに直交する方向を指向している。

ヒートパイプ１８の容器３４は、例えばアルミニウム製の金属管であり、自由に変形しない程度の堅い物体である。このことから、容器３４は、受熱部１６とフィンユニット１７とを予め決められた位置関係を保つように連結している。これにより、受熱部１６、フィンユニット１７およびヒートパイプ１８が一つのモジュールとして組み立てられている。したがって、筐体４やプリント配線板１０に対するフィンユニット１７の位置は、受熱部１６を基準として定められている。

遠心ファン１９は、偏平な箱状のファンケース３７と羽根車３８とを有している。ファンケース３７は、一対の吸気口３９（一方のみを図示）と吐出口４０とを有している。吐出口４０は、フィンユニット１７の全長と合致するような長方形の開口形状を有している。

羽根車３８は、ファンケース３７に収容されているとともに、図示しないモータを介してファンケース３７に支持されている。羽根車３８が回転すると、ファンケース３７の外の空気が吸気口３９を通じて羽根車３８の回転中心部に吸い込まれる。この吸い込まれた空気は、羽根車３８の外周からファンケース３７の内部に吐き出されるとともに、吐出口４０に送られるようになっている。

遠心ファン１９は、吐出口４０をフィンユニット１７に向けた姿勢でこのフィンユニット１７に一体的に組み付けられている。図４ないし図８に示すように、フィンユニット１７は、ファンケース３７を保持する第１および第２のブラケット４１，４２を備えている。

第１のブラケット４１は、フィンユニット１７の第１の端部１７ａに位置する熱交換板３１に一体に形成されている。第１のブラケット４１は、フィンユニット１７の第１の端部１７ａからファンケース３７に向けて突出するとともに、ファンケース３７の奥行き寸法に相当する長さの帯状をなしている。ファンケース３７の一側部は、第１のブラケット４１の上に載置される。

第１のブラケット４１は、第１および第２の係合部４３，４４を有している。第１の係合部４３は、第１のブラケット４１の先端を上向きに直角に折り曲げることで構成されている。第１の係合部４３は、フィンユニット１７の第１の端部１７ａと向かい合っており、この第１の係合部４３にファンケース３７の吐出口４０とは反対側の端部が突き当たるようになっている。

第２の係合部４４は、第１の係合部４３とフィンユニット１７の第１の端部１７ａとの間に位置している。第２の係合部４４は、第１のブラケット４１の側縁から垂直に立ち上がる起立片４５ａと、この起立片４５ａの上端から水平に延びる挟持片４５ｂとを有している。挟持片４５ｂは、第１のブラケット４１と向かい合っており、この第１のブラケット４１と協働してファンケース３７の一側部を弾性的に挟み込むようになっている。

第２のブラケット４２は、フィンユニット１７の第２の端部１７ｂに位置する熱交換板３１に一体に形成されている。第２のブラケット４２は、フィンユニット１７の第２の端部１７ｂからファンケース３７に向けて突出しており、この第２のブラケット４２の上にファンケース３７の他側部が載置される。さらに、第２のブラケット４２は、ねじ孔４６を有している。ねじ孔４６は、ファンケース１７の他側部に開けた挿通孔４７に対応している。

遠心ファン１９をフィンユニット１７に組み付けるには、まず、ファンケース３７の一側部を第１のブラケット４１の上に載置し、このファンケース３７の吐出口４０とは反対側の端部を第１のブラケット４１の第１の係合部４３に突き当てる。それとともに、ファンケース３７の一側部を第２の係合部４４の挟持片４５ｂと第１のブラケット４１との間に嵌め込み、第１のブラケット４１と挟持片４５ｂとの間でファンケース３７の一側部を挟み込む。

次に、ファンケース３７の他側部を第２のブラケット４２の上に載置し、ファンケース３７の挿通孔４７と第２のブラケット４２のねじ孔４６とを合致させる。最後にファンケース３７の挿通孔４７に上方からねじ４８を挿入し、このねじ４８の先端をねじ孔４６にねじ込む。これにより、ファンケース３７が第１および第２のブラケット４１，４２の上に保持され、フィンユニット１７と遠心ファン１９とが一体的に結合される。

そして、遠心ファン１９をフィンユニット１７に組み付けた状態では、ファンケース３７の吐出口４０がフィンユニット１７と向かい合うとともに、これらファンケース３７の吐出口４０とフィンユニット１７との間から隙間が排除されるようになっている。

ポータブルコンピュータ１を使用すると、CPU１１のICチップ１３が発熱する。ICチップ１３の熱は、受熱部１６を介してヒートパイプ１８の受熱端部３５ａに伝わる。この熱伝導により、受熱端部３５ａに封入された作動液が加熱されて蒸気となる。この蒸気は、受熱端部３５ａから放熱端部３５ｂに向けて流れるとともに、この放熱端部３５ｂで凝縮する。凝縮により放出された熱は、フィンユニット１７への熱伝導により拡散され、熱交換板３１の表面から放出される。

放熱端部３５ｂで液化された作動液は、毛細管力により受熱端部３５ａに戻り、再びICチップ１３の熱を受ける。この作動液の蒸発・凝縮の繰り返しによりICチップ１３の熱がフィンユニット１７に移送される。

遠心ファン１９の羽根車３８は、ICチップ１３の温度が予め決められた値に達した時にモータのトルクを受けて回転する。この羽根車３８の回転により、筐体４の内部の空気が吸気口３９を通じてファンケース３７の内部に吸い込まれる。この吸い込まれた空気は、冷却風となって吐出口４０から吐き出され、フィンユニット１７の隣り合う熱交換板３１の間を通り抜ける。

この結果、熱交換板３１に伝えられたICチップ１３の熱が空気の流れに乗じて持ち去られる。フィンユニット１７との熱交換により暖められた冷却風は、筐体４の排気口３２からコンピュータ本体２の外方に排出される。

このような本発明の第１の実施の形態によると、フィンユニット１７に冷却風を送風する遠心ファン１９は、フィンユニット１７の第１および第２のブラケット４１，４２に保持されている。このため、遠心ファン１９は、冷却風を受けるフィンユニット１７を基準とした位置に保持され、遠心ファン１９とフィンユニット１７との相対的な位置が精度よく定まる。

この結果、遠心ファン１９とフィンユニット１７との間に寸法公差が作用し難くなり、遠心ファン１９とフィンユニット１７との間に冷却風の漏れの原因となる隙間が生じるのを防止できる。したがって、フィンユニット１７に吹き付けられる冷却風の風量が不足することはなく、フィンユニット１７の放熱効率を高めることができるとともに、フィンユニット１７の放熱効率が製品毎に変動することもない。よって、CPU１１の冷却性能を良好に維持することができ、CPU１１の動作環境温度を適正に保つことができる。

さらに、上記構成によると、ねじ４８によるファンケース３７の締め付けを解除した後、ファンケース３７を第２の係合部４４から引き出すことで、遠心ファン１９をフィンユニット１７から分離させることができる。このため、羽根車３８のような可動部品を有する遠心ファン１９のメンテナンスを容易に行えるといった利点もある。

なお、本発明を実施するに当たっては、フィンユニット１７とファンケース３７の吐出口４０との境界部分に耐熱ゴムあるいはスポンジを用いたシール材を設けてもよい。この構成を採用することで、フィンユニット１７とファンケース３７との間からの冷却風の漏れが皆無となり、フィンユニット１７の放熱効率をより一層高めることができる。

本発明は上記第１の実施の形態に特定されるものではなく、図９に本発明の第２の実施の形態を示す。

この第２の実施の形態は、二本のヒートパイプ５０，５１を用いて受熱部１６の熱をフィンユニット１７に移送するようにした点が上記第１の実施の形態と相違している。これ以外の冷却装置１５の構成は、上記第１の実施の形態と同様である。

第２の実施の形態によると、ヒートパイプ５０，５１は、夫々受熱端部５０ａ，５１ａと放熱端部５０ｂ，５１ｂとを有するとともに、受熱部１６とフィンユニット１７との間に跨るように互いに平行に配置されている。

受熱部１６の受熱ブロック２０ａは、その上面に一対の嵌合溝５２ａ，５２ｂを有している。嵌合溝５２ａ，５２ｂは、互いに間隔を存して並んでいる。ヒートパイプ５０，５１の受熱端部５０ａ，５１ａは、受熱ブロック２０ａの嵌合溝５２ａ，５２ｂに嵌め込まれている。ヒートパイプ５０，５１の放熱端部５０ｂ，５１ｂは、フィンユニット１７の熱交換板３１を貫通している。そのため、ヒートパイプ５０，５１の受熱端部５０ａ，５１ａは受熱部１６に熱的に接続されているとともに、放熱端部５０ｂ，５１ｂはフィンユニット１７に熱的に接続されている。

図１０ないし図１２は、本発明の第３の実施の形態を開示している。

この第３の実施の形態では、フィンユニット１７に第１のブラケット４１が設けられているとともに、ファンケース３７に平板状の第２のブラケット６１が設けられている。第１のブラケット４１は、第１の実施の形態と同様の構成を有するため、同一の参照符号を付してその説明を省略する。

第２のブラケット６１は、ファンケース３７の側面に固定されて、吐出口４０の開口端からフィンユニット１７の第２の端部１７ｂに向けて突出している。第２のブラケット６１は、ヒートパイプ１８の放熱端部３５ｂの先端が取り外し可能に差し込まれるスリット６２を有している。スリット６２は、第２のブラケット６１の先端から真っ直ぐに切り込まれているとともに、放熱端部３５ｂの先端の径よりも幅狭く形成されている。さらに、スリット６２の途中に放熱端部３５ｂの先端が嵌まり込む嵌合部６３が形成されている。

このような構成において、フィンユニット１７に遠心ファン１９を組み付けるには、ファンケース３７から突出する第２のブラケット６１のスリット６２にヒートパイプ１８の放熱端部３５ｂの先端を差し込むとともに、ファンケース３７の一側部をフィンユニット１７から突出する第１のブラケット４１の上に載置する。

この状態で放熱端部３５ｂの先端をスリット６２を介して嵌合部６３に導くとともに、ファンケース３７の吐出口４０とは反対側の端部を第１のブラケット４１の第１の係合部４３に突き当てる。それとともに、ファンケース３７の一側部を第２の係合部４４の挟持片４５ｂと第１のブラケット４１との間に嵌め込み、第１のブラケット４１と挟持片４５ｂとでファンケース３７の一側部を挟み込む。

これにより、ファンケース３７とフィンユニット１７とが第１および第２のブラケット４１，６１を介して一体的に結合される。

このような構成においても、遠心ファン１９は、冷却風を受けるフィンユニット１７を基準とした位置に保持されるので、遠心ファン１９とフィンユニット１７との相対的な位置が精度よく定まる。したがって、遠心ファン１９とフィンユニット１７との間に寸法公差が作用し難くなり、遠心ファン１９とフィンユニット１７との間に冷却風の漏れの原因となる隙間が生じるのを防止できる。

図１３ないし図１５は、本発明の第４の実施の形態を開示している。

この第４の実施の形態は、フィンユニット１７と遠心ファン１９とを一体的に結合するための構造が第１の実施の形態と相違している。それ以外の冷却装置１５の構成は、第１の実施の形態と同様である。

図 に示すように、ファンケース３７は、平板状の第１および第２のブラケット７１，７２を有している。第１のブラケット７１は、ファンケース３７の一側部の側面に固定されて、吐出口４０の開口端からフィンユニット１７の第１の端部１７ａに向けて突出している。第２のブラケット７２は、ファンケース３７の他側部の側面に固定されて、吐出口４０の開口端からフィンユニット１７の第２の端部１７ｂに向けて突出している。このため、第１のブラケット７１と第２のブラケット７２とは、吐出口４０を間に挟んで互いに向かい合っている。

第１のブラケット７１は、ヒートパイプ１８の放熱端部３５ｂの基端が取り外し可能に差し込まれるスリット７３を有している。スリット７３は、第１のブラケット７１の先端から真っ直ぐに切り込まれているとともに、放熱端部３５ｂの基端の径よりも幅狭く形成されている。このスリット７３の途中に放熱端部３５ｂの基端が嵌まり込む嵌合部７４が形成されている。

第２のブラケット７２は、ヒートパイプ１８の放熱端部３５ｂの先端が取り外し可能に差し込まれるスリット７５を有している。スリット７５は、第２のブラケット７２の先端から真っ直ぐに切り込まれているとともに、放熱端部３５ｂの先端の径よりも幅狭く形成されている。このスリット７５の途中に放熱端部３５ｂの先端が嵌まり込む嵌合部７６が形成されている。

このような構成において、フィンユニット１７に遠心ファン１９を組み付けるには、ファンケース３７から突出する第１のブラケット７１のスリット７３にヒートパイプ１８の放熱端部３５ｂの基端を差し込むとともに、第２のブラケット７２のスリット７５にヒートパイプ１８の放熱端部３５ｂの先端を差し込む。この状態で放熱端部３５ｂをスリット７３，７５に沿って押し込むことで、放熱端部３５ｂの基端および先端を夫々嵌合部７４，７６に嵌め込む。

これにより、遠心ファン１９とフィンユニット１７とが第１および第２のブラケット７１，７２を介して一体的に結合される。

このような構成においても、遠心ファン１９は、冷却風を受けるフィンユニット１７を基準とした位置に保持されるので、遠心ファン１９とフィンユニット１７との相対的な位置が精度よく定まる。したがって、遠心ファン１９とフィンユニット１７との間に寸法公差が作用し難くなり、遠心ファン１９とフィンユニット１７との間に冷却風の漏れの原因となる隙間が生じるのを防止できる。

図１６および図１７は、本発明の第５の実施の形態を開示している。

この第５の実施の形態は、フィンユニット１７と遠心ファン１９とを一体的に結合するための構造が第１の実施の形態と相違している。それ以外の冷却装置１５の構成は、第１の実施の形態と同様である。

図１６および図１７に示すように、フィンユニット１７と遠心ファン１９とは、平板状の支持部材８１を介して一体的に結合されている。支持部材８１は、ファンユニット１７を保持する第１の領域８２と、遠心ファン１９を保持する第２の領域８３とを有している。第１の領域８２と第２の領域８３は、同一平面上で互いに並んでいる。支持部材８１の第１の領域８２に対応する位置には、第１および第２のねじ孔８４ａ，８４ｂが形成されている。支持部材８１の第２の領域８３に対応する位置には、第３および第４のねじ孔８４ｃ，８４ｄと、ファンケース３７の吸気口３９と向かい合う通孔８５が形成されている。

フィンユニット１７は、一対のブラケット８７ａ，８７ｂを備えている。一方のブラケット８７ａは、フィンユニット１７の第１の端部１７ａから遠心ファン１９とは反対側に突出している。この一方のブラケット８７ａは、第１のねじ孔８４ａに対応する挿通孔８８ａを有している。他方のブラケット８７ｂは、フィンユニット１７の第２の端部１７ｂから遠心ファン１９とは反対側に突出している。この他方のブラケット８７ｂは、第２のねじ孔８４ｂに対応する挿通孔８８ｂを有している。

遠心ファン１９のファンケース３７は、第３および第４のねじ孔８４ｃ，８４ｄに対応する一対の挿通孔８９ａ，８９ｂを有している。

フィンユニット１７は、支持部材８１の第１の領域８２の上に二本のねじ９０を介して保持されている。ねじ９０は、フィンユニット１７のブラケット８７ａ，８７ｂの挿通孔８８ａ，８８ｂを貫通して第１および第２のねじ孔８４ａ，８４ｂにねじ込まれている。

遠心ファン１９は、支持部材８１の第２の領域８３の上に二本のねじ９１を介して固定されている。ねじ９１は、ファンケース３７の挿通孔８９ａ，８９ｂを貫通して第３および第４のねじ孔８４ｃ，８４ｄにねじ込まれている。

これにより、フィンユニット１７および遠心ファン１９が支持部材８１の上に位置決めされ、この支持部材８１を介してフィンユニット１７と遠心ファン１９とが一体的に結合される。

このような構成によると、フィンユニット１７および遠心ファン１９は、夫々支持部材８１を基準とした位置に保持され、フィンユニット１７および遠心ファン１９の位置を決定する基準点が同一となる。このため、遠心ファン１９とフィンユニット１７との相対的な位置が精度よく定まり、遠心ファン１９とフィンユニット１７との間に寸法公差が作用し難くなる。よって、遠心ファン１９とフィンユニット１７との間に冷却風の漏れの原因となる隙間が生じるのを防止できる。

なお、本発明において、受熱部の熱を放熱部に移送する熱移送手段は、ヒートパイプに特定されるものではない。例えば受熱部と放熱部との間で液状冷媒を循環させるようにしてもよい。この際、受熱部に液状冷媒を加圧して放熱部に送り出すポンプを一体的に組み込むことが望ましい。

本発明の第１の実施の形態に係るポータブルコンピュータの斜視図。 本発明の第１の実施の形態において、筐体の内部にCPUを冷却する冷却装置を組み込んだ状態を示すポータブルコンピュータの斜視図。 本発明の第１の実施の形態において、冷却装置とCPUとの位置関係を示す斜視図。 本発明の第１の実施の形態において、受熱部と放熱部との位置関係を示す斜視図。 本発明の第１の実施の形態において、CPUと受熱部とを熱的に接続した状態を示す断面図。 本発明の第１の実施の形態において、ヒートパイプとフィンユニットとを熱的に接続した状態を示す断面図。 本発明の第１の実施の形態に係る冷却装置の平面図。 本発明の第１の実施の形態において、フィンユニットと遠心ファンとを分離した状態を示す冷却装置の平面図。 本発明の第２の実施の形態に係る冷却装置の平面図。 本発明の第３の実施の形態に係る冷却装置の平面図。 本発明の第３の実施の形態において、フィンユニットと遠心ファンとを分離した状態を示す冷却装置の平面図。 （Ａ）は、本発明の第３の実施の形態において、第２のブラケットのスリットにヒートパイプの放熱端部の先端を嵌め込んだ状態を示す側面図。 （Ｂ）は、本発明の第３の実施の形態において、第２のブラケットのスリットとヒートパイプの放熱端部とを分離した状態を示す側面図。 本発明の第４の実施の形態に係る冷却装置の平面図。 （Ａ）は、本発明の第４の実施の形態において、第１のブラケットのスリットにヒートパイプの放熱端部の基端を嵌め込んだ状態を示す側面図。 （Ｂ）は、本発明の第４の実施の形態において、第１のブラケットのスリットとヒートパイプの放熱端部とを分離した状態を示す側面図。 （Ａ）は、本発明の第４の実施の形態において、第２のブラケットのスリットにヒートパイプの放熱端部の先端を嵌め込んだ状態を示す側面図。 （Ｂ）は、本発明の第４の実施の形態において、第２のブラケットのスリットとヒートパイプの放熱端部とを分離した状態を示す側面図。 本発明の第５の実施の形態に係る冷却装置の平面図。 本発明の第５の実施の形態において、フィンユニット、遠心ファンおよび支持板を分離した状態を示す冷却装置の平面図。

符号の説明

４…筐体、１０…配線板（プリント配線板）、１１…発熱部品（CPU）、１５…冷却装置、１６…受熱部、１７…放熱部（フィンユニット）、１８…熱移送手段（ヒートパイプ）、１９…ファン（遠心ファン）、３１…熱交換板、３４…金属管（容器）、４１，４２，６１，７１，７２…ブラケット（第１のブラケット、第２のブラケット）、８１…支持部材。

Claims (20)

1. 配線板に実装された発熱部品を冷却する冷却装置であって、
   上記配線板に保持されるとともに、上記発熱部品に熱的に接続される受熱部と、
   上記受熱部から離れた位置で上記発熱部品の熱を放出する放熱部と、
   上記受熱部と上記放熱部とを予め決められた位置関係を保つように連結するとともに、上記受熱部に伝えられた上記発熱部品の熱を上記放熱部に移送する熱移送手段と、
   上記放熱部に冷却風を送風するとともに、上記放熱部と結合されるファンと、を具備することを特徴とする冷却装置。
2. 請求項１の記載において、上記熱移送手段は、パイプ状の金属製容器を有するヒートパイプであり、このヒートパイプの金属製容器が上記受熱部と上記放熱部との位置関係を規定していることを特徴とする冷却装置。
3. 請求項１の記載において、上記ファンは、冷却風を吐き出す吐出口が形成されたファンケースと、このファンケースに収容された羽根車とを有し、上記ファンケースは上記吐出口を上記放熱部に向けた姿勢で上記放熱部に結合されていることを特徴とする冷却装置。
4. 請求項３の記載において、上記放熱部は、上記ファンケースに向けて突出するブラケットを有し、上記ファンケースは上記ブラケットに取り外し可能に保持されていることを特徴とする冷却装置。
5. 請求項３の記載において、上記放熱部又は上記ファンケースの少なくともいずれか一方は、他方を取り外し可能に保持するブラケットを有することを特徴とする冷却装置。
6. 請求項１の記載において、上記受熱部、放熱部および熱移送手段は、一つのモジュールとして組み立てられるとともに、上記受熱部を介して上記配線板に保持されることを特徴とする冷却装置。
7. 配線板に実装された発熱部品を冷却する冷却装置であって、
   上記配線板に保持されるとともに、上記発熱部品に熱的に接続される受熱部と、
   上記受熱部から離れた位置に設けられ、互いに間隔を存して並べられた複数の熱交換板を有するフィンユニットと、
   上記受熱部と上記フィンユニットとを予め決められた位置関係を保つように連結する金属管を有し、この金属管に封入された冷媒を用いて上記受熱部に伝えられた上記発熱部品の熱を上記フィンユニットに移送する熱移送手段と、
   上記フィンユニットに冷却風を送風するファンと、を具備し、
   上記フィンユニット又は上記ファンの少なくともいずれか一方に、他方を一体的に保持するブラケットを設けたことを特徴とする冷却装置。
8. 請求項７の記載において、上記ファンは、冷却風を吐き出す吐出口が形成されたファンケースと、このファンケースに収容された羽根車とを有し、上記ファンケースは上記吐出口を上記フィンユニットに向けた姿勢で上記フィンユニットに取り外し可能に保持されていることを特徴とする冷却装置。
9. 請求項７又は請求項８の記載において、上記フィンユニットは、上記熱交換板の並び方向に沿う一端に位置する第１の端部と、上記熱交換板の並び方向に沿う他端に位置する第２の端部とを有し、上記第１の端部に位置する熱交換板および上記第２の端部に位置する熱交換板は、夫々上記ブラケットを有することを特徴とする冷却装置。
10. 請求項８の記載において、上記ブラケットは、上記ファンケースに設けられることを特徴とする冷却装置。
11. 請求項１０の記載において、上記熱移送手段の金属管は、上記フィンユニットの熱交換板に熱的に接続される放熱端部を有し、この金属管の放熱端部が上記ブラケットに取り外し可能に保持されることを特徴とする冷却装置。
12. 請求項８の記載において、上記ブラケットは、上記フィンユニットおよび上記ファンケースの双方に設けられることを特徴とする冷却装置。
13. 配線板に実装された発熱部品を冷却する冷却装置であって、
    上記配線板に保持されるとともに、上記発熱部品に熱的に接続される受熱部と、
    上記受熱部から離れた位置で上記発熱部品の熱を放出する放熱部と、
    上記受熱部と上記放熱部とを予め決められた位置関係を保つように連結するとともに、上記受熱部に伝えられた上記発熱部品の熱を上記放熱部に移送する熱移送手段と、
    上記放熱部に冷却風を送風するファンと、
    上記放熱部と上記ファンとを一体的に保持する支持部材と、を具備したことを特徴とする冷却装置。
14. 請求項１３の記載において、上記ファンは、冷却風を吐き出す吐出口が形成されたファンケースと、このファンケースに収容された羽根車とを有し、上記ファンケースは上記吐出口を上記放熱部に向けた姿勢で上記支持部材に保持されていることを特徴とする冷却装置。
15. 請求項１４の記載において、上記支持部材は、上記放熱部を保持する第１の領域と、上記ファンケースを保持する第２の領域とを有し、これら第１および第２の領域は互いに並んでいることを特徴とする冷却装置。
16. 請求項１３の記載において、上記熱移送手段は、パイプ状の金属製容器を有するヒートパイプであり、このヒートパイプの金属製容器が上記受熱部と上記放熱部との位置関係を規定していることを特徴とする冷却装置。
17. 筐体と、
    上記筐体に収容され、発熱部品が実装された配線板と、
    上記筐体に収容され、上記発熱部品を冷却する冷却装置と、を有する電子機器であって、
    上記冷却装置は、
    上記配線板に保持されるとともに、上記発熱部品に熱的に接続される受熱部と、
    上記受熱部から離れた位置で上記発熱部品の熱を放出する放熱部と、
    上記受熱部と上記放熱部とを予め決められた位置関係を保つように連結するとともに、上記受熱部に伝えられた上記発熱部品の熱を上記放熱部に移送する熱移送手段と、
    上記放熱部に冷却風を送風するファンと、を具備し、
    上記放熱部と上記ファンとは、上記筐体内で互いに結合されていることを特徴とする電子機器。
18. 請求項１７の記載において、上記冷却装置の受熱部、放熱部および熱移送手段は、一つのモジュールとして組み立てられるとともに、上記受熱部を介して上記配線板に保持されることを特徴とする電子機器。
19. 請求項１７の記載において、上記放熱部は、互いに間隔を存して並べられた複数の熱交換板を有するフィンユニットであり、このフィンユニットは上記ファンを保持するブラケットを有することを特徴とする電子機器。
20. 請求項１９の記載において、上記ファンは、冷却風を吐き出す吐出口が形成されたファンケースと、このファンケースに収容された羽根車とを有し、上記ファンケースは上記吐出口を上記フィンユニットに向けた姿勢で上記ブラケットに保持されているとともに、上記筐体は上記フィンユニットと向かい合う排気口を有することを特徴とする電子機器。

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