JP2006242479A - 冷却装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】発熱体を簡単な構造で長期間効率良く冷却できる冷却装置４０を提供する。
【解決手段】ＣＰＵ３１に熱的に接続されたポンプハウジング５１と、ＣＰＵ３１の熱を放出する放熱部６０，７０と、ポンプハウジング５１と放熱部６０，７０との間で液状冷媒Ｌを循環させるとともに、液状冷媒Ｌを蓄える貯溜部９０を有した循環流路８０とを備える。貯溜部９０は、第１及び第２の開口端９１ａ，９１ｂを有する第１の管９１と、第１の開口端９１ａに挿入された第２の管９２と、第２の開口端９１ｂに挿入された第３の管９３とを備える。第２及び第３の管９２，９３は、第１の管９１の軸Ａ方向に沿う中間部分９１ｄで第１の管９１内に開口している。第１の管９１の内面と第２の管９２の外周面との間、及び、第１の管９１の内面と第３の管９３の外周面との間には、隙間Ｓ３，Ｓ４が設けられている。
【選択図】図４

Description

本発明は、液体冷媒を循環してＣＰＵのような発熱体を冷却する液冷式の冷却装置及び電子機器に関する。

電子機器、例えばポータブルコンピュータに用いられる主制御装置すなわちＣＰＵは、処理速度の高速化や多機能化に伴って、動作中の発熱量が増加している。ＣＰＵの温度が高くなり過ぎると、ＣＰＵの処理速度が低下したり、ＣＰＵの誤動作の可能性があることが知られている。

ＣＰＵの放熱性能を高めるため、近年、不凍液あるいは水に代表される液状の冷却媒体（以下、液状冷媒という）を循環させて、ＣＰＵから回収した熱を電子機器の外部に放出する冷却装置が組み込まれた電子機器が実用化されている。

上述した冷却装置は、ＣＰＵのような発熱体に熱的に接続される受熱部と該発熱体の熱を放出する放熱部との間で液状冷媒を循環させ、この液状冷媒を介して該発熱体の熱を放熱部に移送する循環流路と、循環流路に介在されて液状冷媒を蓄えるリザーブタンクとを備えている。循環流路は、リザーブタンクに液状冷媒を戻す第１の管と、リザーブタンクから液状冷媒を送り出す第２の管とを備えている（例えば特許文献１参照。）。
特開２００４−３４８６４９号公報

ところで、冷却装置にシール機構が多いほど、液状冷媒が蒸発し易い。液状冷媒が蒸発して減少すると、ＣＰＵのような発熱体を冷却する効率が低下する。

特許文献１に記載された冷却装置が備えるリザーブタンクでは、箱形のタンク部を構成する壁に２つの開口部を設け、これら開口部から該タンク部内に第１及び第２の管の先端部を夫々挿入させている。そのため、タンク部自体だけでなく、タンク部と第１の管との間や、タンク部と第２の管との間に、液状冷媒が漏れ出すのを抑止するためのシール機構を設ける必要がある。そのため、冷却装置が複雑な構造となり易い。また、シール機構が多いため、液状冷媒が蒸発し易く、これに伴い、発熱体の冷却効率が低下するおそれがある。

本発明の目的は、発熱体を簡単な構造で長期間効率良く冷却できる冷却装置及び電子機器を得ることにある。

本発明の一形態に係る冷却装置は、発熱体に熱的に接続された受熱部と、発熱体の熱を放出する放熱部と、受熱部と放熱部との間で液状冷媒を循環させるとともに、液状冷媒を蓄える貯溜部を有した循環流路と、循環流路の途中に設けられ、液状冷媒を蓄える貯溜部とを具備し、貯溜部は、第１の開口端とこの開口端の反対側に位置する第２の開口端とを有する第１の管と、第１の管が有する第１の開口端に挿入された第２の管と、第１の管が有する第２の開口端に挿入された第３の管とを備えており、第２及び第３の管は、夫々、第１の管の軸方向に沿う中間部分で第１の管内に開口しており、第１の管の内面と第２の管の外周面との間、及び、第１の管の内面と第３の管の外周面との間に夫々隙間が設けられている
また、本実施形態の一形態に係る電子機器は、発熱体を有する筐体と、発熱体に熱的に接続された受熱部と、発熱体の熱を放出する放熱部と、受熱部と放熱部との間で液状冷媒を循環させるるとともに、液状冷媒を蓄える貯溜部を有した循環流路と、を具備し、貯溜部は、第１の開口端とこの開口端の反対側に位置する第２の開口端とを有する第１の管と、第１の管が有する第１の開口端に挿入された第２の管と、第１の管が有する第２の開口端に挿入された第３の管とを備えており、第２及び第３の管は、夫々、第１の管の軸方向に沿う中間部分で第１の管内に開口しており、第１の管の内面と第２の管の外周面との間、及び、第１の管の内面と上記第３の管の外周面との間に夫々隙間が設けられている。

本発明によれば、発熱体を簡単な構造で長期間効率良く冷却できる冷却装置及び電子機器が得られる。

以下、図１乃至図１２を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。
図１は、この発明の実施の形態が適用される電子機器としてのポータブルコンピュータ１を示している。ポータブルコンピュータ１は、本体ユニット２と表示ユニット３とを有している。

本体ユニット２は、偏平な箱状に形成された第１の筐体１０を有している。第１の筐体１０は、底壁１１ａ、上壁１１ｂ、前壁１１ｃ、左右の側壁１１ｄ，１１ｅ、及び、後壁１１ｆを有している。上壁１１ｂは、数字や文字等の入力に利用されるキーボード１２を支持している。

第１の筐体１０の少なくとも底壁１１ａは、例えばマグネシウム合金のような金属材料で作られている。図２に示すように、底壁１１ａは、膨出部１３と凹部１４とを有している。膨出部１３は、底壁１１ａの後半部に位置するとともに、底壁１１ａの前半部よりも下向きに突出している。膨出部１３は、凹部１４との間に介在される仕切り壁１６を有している。凹部１４は、膨出部１３の直前において第１の筐体１０の内側に向けて凹んでいる。この凹部１４は、第１の筐体１０の幅方向に沿う中央部に位置している。

図２に示すように、底壁１１ａの膨出部１３には、一対の第１の脚部１７（図２及び図３では一方のみ図示）が形成されている。これら第１の脚部１７は、第１の筐体１０の幅方向に互いに離れている。底壁１１ａの前端部には、一対の第２の脚部１８（図２では一方のみ図示）が形成されている。これら第２の脚部１８は、第１の筐体１０の幅方向に互いに離れている。

ポータブルコンピュータ１を例えば机の天板Ｂの上に置いた状態では、第１及び第２の脚部１７，１８が天板Ｂの上面に接触する。この結果、第１の筐体１０は、前下がりの姿勢に傾斜する。また、膨出部１３の外面と天板Ｂの上面との間には隙間Ｓ１が形成されるとともに、底壁１１ａと天板Ｂの上面との間には隙間Ｓ２が形成される。

図１に示すように、表示ユニット３は、第２の筐体２０と液晶表示パネル２１とを備えている。液晶表示パネル２１は、第２の筐体２０に収容されている。液晶表示パネル２１は、画像を表示する画面２１ａを有している。画面２１ａは、第２の筐体２０の前面に形成した開口部２２を通じて第２の筐体２０の外方に露出している。

第２の筐体２０は、第１の筐体１０の後端部に図示しないヒンジを介して支持されている。このため、表示ユニット３はキーボード１２を上方から覆うように本体ユニット２の上に横たわる閉じ位置と、キーボード１２や画面２１ａを露出させるように本体ユニット２に対して起立する開き位置との間で回動可能となっている。

図２及び図３に示すように、第１の筐体１０はプリント回路板３０を収容している。プリント回路板３０の後端部の下面には、発熱体としてのＣＰＵ３１が実装されている。ＣＰＵ３１は、ベース基板３２と、ベース基板３２の中央部に位置するＩＣチップ３３とを有している。ＩＣチップ３３は、処理速度の高速化や多機能化に伴って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。したがって、ＩＣチップ３３の冷却の方法としては空冷も可能であるが、空気よりも遥かに高い比熱を有する液状冷媒Ｌを介して熱を放出させる（冷却する）ことが、高い冷却効果を得るために有益である。

このポータブルコンピュータ１は、不凍液のような液状冷媒Ｌを用いてＣＰＵ３１を冷却する液冷式の冷却装置４０を搭載している。図２及び図３に示すように、第１の筐体１０内には、冷却装置４０を収容する収容部１９が設けられている。本実施形態では、収容部１９は、膨出部１３の内側に設けられている。

詳しくは、第１の筐体１０は、収容部１９を閉塞させるカバー１０ａを有している。このカバー１０ａは、底壁１１ａの一部、後壁１１ｆの一部、仕切り壁１６の一部をなす。このカバー１０ａには、第１乃至第４の排気部４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄが設けられている。第１及び第２の排気部４１ａ，４１ｂは、後述する２つの放熱部６０，７０と夫々対向するように設けられている。第１及び第２の排気部４１ａ，４１ｂは、上記隙間Ｓ１に向かって開口している。第３の排気部４１ｃは、第１の筐体１０の後壁１１ｆとなる部分に、第１の筐体１０の幅方向に一列に並んで設けられている。第４の排気部４１ｄは、仕切り壁１６となる部分に、第１の筐体１０の幅方向に一列に並んで設けられているとともに、凹部１４に開口している。すなわち、第４の排気部４１ｄは、上記隙間Ｓ２に向かって開口している。

図２乃至６に示すように、冷却装置４０は、発熱体としてのＣＰＵ３１に熱的に接続される受熱部５１を有するポンプユニット５０と、ＣＰＵ３１の熱を放出する１つ以上例えば２つの放熱部６０，７０と、受熱部５１と放熱部（以下、これを第１の放熱部という）６０との間、及び、受熱部５１と放熱部（以下、これを第２の放熱部という）７０との間で液状冷媒Ｌを循環させる循環流路８０と、液状冷媒Ｌを蓄える貯溜部９０とを備えている。冷却装置４０の主要な部分は、金属製の板状のマウントベース（支持部材）４２によって支持されている。なお、図２は、冷却装置４０を、受熱面５１ａ側を上側（ポータブルコンピュータ１を使用する正位置）にして示しており、図３、図４、図６は、冷却装置４０を、受熱面５１ａ側とは反対側を上側（ポータブルコンピュータ１の天地を逆にした逆位置）にして示している。また、図５は、冷却装置４０を受熱面５１ａ側から見ている。

ポンプユニット５０は、循環流路８０の途中に設けられて、該循環流路８０内に液状冷媒Ｌを強制循環させる。本実施形態では、ポンプユニット５０は、循環流路８０内に液状冷媒Ｌを強制循環させるポンプとしての機能と、ＣＰＵ３１と熱的に接続される受熱部としての機能とを兼ね備えている。

詳しくは、ポンプユニット５０は、偏平な箱状のポンプハウジング５１と、ポンプハウジング５１内に設けられたインペラ５２と、インペラ５２を回転させるモータ（図示せず）とを備えている。

ポンプハウジング５１は、例えばアルミニウム合金のような熱伝導の高い材料で作られている。ポンプハウジング５１が有する一対の端面のうちの少なくとも一方の端面（以下、受熱面という）５１ａは平坦に形成されており、シリコーングリースや伝熱シート等を介して、ＩＣチップ３３と熱的に接続される。すなわち、ポンプハウジング５１は、受熱部としても機能する。また、ポンプハウジング５１は、液状冷媒Ｌを吸込む吸込部５３と、液状冷媒Ｌを吐出する吐出部５４とを備えている。

インペラ５２を回転させるモータは、図示しないが、例えば、複数のＮ極と複数のＳ極とが交互に形成されたリング状のロータマグネットと、ステータと、モータを動作させるための駆動回路基板とによって構成することができる。駆動回路基板は、ステータに、所定の駆動電流を供給可能とされている。これにより、ステータには、例えばポータブルコンピュータ１の電源投入と同時に、所定の大きさの電流が供給される。ステータに電流が供給されることで、ステータの周方向に回転磁界が発生され、ロータマグネットとステータとの間で、吸引と反発が交互に繰り返される。この結果、ロータマグネットとステータとの間に、ロータマグネットの周方向に沿うトルクが発生し、インペラ５２が所定方向に回転される。

駆動回路基板に、モータを動作させるための電流を供給する電源ライン５５は、吸込部５３及び吐出部５４からオフセットした位置に設けられている。このようにすることにより、液状冷媒Ｌを循環させるポンプユニット５０の絶縁性を高めることができる。

第１の放熱部６０は、第１の冷却ファン６１と、第１の冷却ファン６１の回りに設けられた第１の放熱機構６４とを備えている。第２の放熱部７０は、第２の冷却ファン７１と、第２の冷却ファン７１の回りに設けられた第２の放熱機構７４とを備えている。なお、第１の放熱部６０と第２の放熱部７０とは、鏡像の関係となるように形成されているため、図７及び図８では、第１の放熱部６０のみを代表して示している。

第１の放熱機構６４は、銅、アルミニウム等の熱伝導率の高い材質により円弧状または円環状に形成された放熱体６５と、この放熱体６５と熱的に接続された複数の放熱フィン６６とを有している。同様に、第２の放熱機構７４は、銅、アルミニウム等の熱伝導率の高い材質により円弧状または円環状に形成された放熱体７５と、この放熱体７５と熱的に接続された複数の放熱フィン７６とを有している。

第１及び第２の冷却ファン６１，７１は、夫々、放熱機構６４，７４の円弧または円の概ね中心に位置されている。第１及び第２の冷却ファン６１，７１は、詳述しないモータにより、所定の方向に回転される。第１の放熱部６０と第２の放熱部７０には、液状冷媒Ｌが循環する循環流路８０が近接又は接触して設けられている。

第１の放熱フィン６６には、ポンプユニット５０と接続され、内部に液状冷媒Ｌが循環される第１の導管部８１が、効率よく熱伝導可能に設けられている。同様に、第２の放熱フィン７６には、ポンプユニット５０と接続され、内部に液状冷媒Ｌが循環される第２の導管部８２が、効率よく熱伝導可能に設けられている。これら導管部８１，８２は、後に詳しく説明する循環流路８０の一部をなす。

第１の放熱部６０や第２の放熱部７０と近接又は接触される領域においては、図８に示すように、循環流路８０（第１及び第２の導管部８１，８２）は、断面が扁平な形状となるように形成されている。なお、循環流路８０と第１の放熱部６０との間、及び、循環流路８０と第２の放熱部７０との間は、好ましくは、夫々、半田付けやモールドにより熱的に接続されているとよい。

なお、第１の放熱部６０と第２の放熱部７０とは、対称の形状（鏡像の関係の形状）でなくてもよく、同一の形状であっても構わない。また、冷却装置４０に複数の放熱部を備えさせる場合、これら放熱部は、ポンプユニット５０を中心として概ね左右対称に配置するのが好ましい。このようにすることにより、個々の冷却ファンの回転により生じる振動を打ち消すことや、第１の筐体１０に不所望な共振が生じることを抑止することが可能である。

ポンプユニット５０は、ＩＣチップ３３の位置に依存して、所定量オフセットさせてもよいが、図５に示すように、平面から見た状態で、少なくともその外形の一部が第１及び第２の冷却ファン６１，７１の中心を結ぶ線分Ｎ上に位置するように設けるのが好ましい。

また、図６に示すように、ポンプユニット５０は、マウントベース４２と平行な面であって上記線分Ｎを含む仮想平面に対して、該仮想平面と平行に所定量オフセットさせてもよい。なお、図中符号Ｍ１は第１の冷却ファン６１の回転軸、符号Ｍ２は第２の冷却ファン７１の回転軸を示している。さらに、ポンプユニット５０は、マウントベース４２の一方の面に位置される放熱部６０，７０とは逆の他方の面に設けてもよい。

循環流路８０は、ポンプユニット５０の吐出部５４と第１の放熱フィン６６とを繋ぐ吐出管部８４と、第１の放熱フィン６６と熱的に接続されている上記第１の導管部８１と、第２の放熱フィン７６と熱的に接続されている上記第２の導管部８２と、第１の導管部８１と第２の導管部８２とを繋ぐ第３の導管部８３と、第２の放熱フィン７６とポンプユニット５０の吸込部５３とを繋ぐ吸込管部８５とを有している。

また、この冷却装置４０は、液状冷媒Ｌが徐々に蒸発してもＣＰＵ３１の冷却効率を良好に保つために、循環流路８０の途中、例えば、第３の導管部８３に、液状冷媒Ｌを貯めておく貯溜部９０を備えている。この貯溜部９０は、循環流路８０の一部を構成している。なお、貯溜部９０は、循環流路８０の途中であればどこに設けてもよい。

循環流路８０としては、例えば銅、真鍮、ステンレス鋼製で、断面形状が円筒状もしくは非円筒状に形成された熱伝導に優れたパイプ又はチューブを用いることができる。なお、循環流路８０は、ゴム等の柔軟性を有したチューブであっても良いことはいうまでもない。液状冷媒Ｌとしては、不凍液だけでなく水等を用いてもよい。

本実施形態の冷却装置４０では、循環流路８０のうちポンプユニット５０と接続される部分、すなわちマウントベース４２から分離する吐出管部８４及び吸込管部８５は、例えばゴム製のあるチューブまたはゴム製のチューブの外周に帯状の金属により覆われ、任意の形状に変形可能なフレキシブル管を利用している。このようにすることにより、ポンプユニット５０の位置決めの自由度が、２つの冷却ファンの位置決めの自由度と比べて自由度が高くなる。したがって、ポンプユニット５０を発熱体（ＣＰＵ３１）に位置に応じた所定の位置に容易に固定可能となる。また、循環流路８０のうちポンプユニット５０と接続される吸込管部８５及び吐出管部８４を変形可能とすることで、ＣＰＵ３１とポンプユニット５０とを接続或いは分離する際の作業性を向上させることができる。

放熱フィン６６，６６及び第１乃至第３の導管部８１，８２，８３は、マウントベース４２に、例えば半田付けやモールドにより支持されている。ところで、貯溜部９０は、後述するように液状冷媒Ｌを貯溜する第１の管９１の外径が、第２及び第３の管９２，９３の外径よりも大きくなるように形成されている。そのため、図３及び図４に示すように、マウントベース４２のうちの第１の管９１に対応する部分には、切り欠き４２ａが設けられている。

なお、放熱フィン６６とマウントベース４２、放熱フィン７６とマウントベース４２、循環流路８０とマウントベース４２との間には、必要に応じてシリコーングリース等の熱的に両者の接続効率を高める材質が設けられてもよいことはいうまでもない。なお、循環流路８０がゴム等のチューブの場合は取付金具等で取り付ければ良い。

次に、上記貯溜部９０について、図９乃至図１２を参照して詳しく説明する。本実施形態の冷却装置４０では、第３の導管部８３が貯溜部９０を有している。図９及び図１０に示すように、貯溜部９０（第３の導管部８３）は、外形及び内形が円形状（断面円形状）の第１の管９１、第２の管９２、及び、第３の管９３を有している。なお、第１乃至第３の管９１，９２，９３の外形及び外径は円形に限定されるものではなく任意である。

第１の管９１は、第１の開口端９１ａとこの開口端９１ａの反対側に位置する第２の開口端９１ｂとを有している。第２の管９２は、第１の管９１が有する第１の開口端９１ａに挿入されている。第３の管９３は、第１の管９１が有する第２の開口端９１ｂに挿入されている。第２の管９２の先端部分９２ａと第３の管９３の先端部分９３ａとは、第１の管９１の軸Ａ方向に沿う中央部分９１ｃに対して対称に設けられている。第２及び第３の管９２，９３は、夫々、第１の管９１の軸Ａ方向に沿う中間部分９１ｄ（本実施形態では、略中央部分９１ｃ）で第１の管９１内に開口している。

第２の管９２は、上記第１の導管部８１と一体に形成されている。第３の管９３は、上記第２の導管部８２と一体に形成されている。なお、第２の管９２は、第１の導管部８１と別体に形成してもよい。同様に、第３の管９３は、第２の導管部８２と別体に形成してもよい。

第２及び第３の管９２，９３は、夫々、第１の管９１に挿入された先端部分９２ａ，９３ａが第１の管９１から延出している部分よりも外径が細くなるように形成されている。第１の管９１の中間部分９１ｄの外径及び内径は、第２及び第３の管９２，９３の先端部分９２ａ，９３ａの外径及び内径よりも大きくなるように設定されている。したがって、第１の管９１の中間部分９１ｄの内面と第２の管９２の外周面との間、及び、第１の管９１の中間部分９１ｄの内面と第３の管９３の外周面との間には、夫々隙間Ｓ３，Ｓ４が形成される。

また、第１の管９１は、その両端部に、第２及び第３の管９２，９３の外周面と夫々接触するように縊れた絞り部９１ｅ，９１ｆを有している。これは、直管状の丸管（第１の管９１）に一対の直管状の丸管（第２及び第３の管９２，９３）を差込み、第１の管９１となる丸管の両端部に絞り加工を施すことで実現可能である。そして、第１の管９１の内面（絞り部９１ｅの内面）と第２の管９２の外周面との間、及び、第１の管９１の内面（絞り部９１ｆの内面）と第３の管９３の外周面との間は、夫々、ロウ付けにより液密に接着されている。

上述のように形成された貯溜部９０は、図１１及び図１２に示すように、冷却装置４０と水平面とのなす角度（マウントベース４２と水平面とのなす角度）を任意の角度に傾けても、第２の管９２と第３の管９３との間を常に液状冷媒Ｌ中に浸漬させることができる。したがって、第２の管９２と第３の管９３との間から循環流路８０内に空気が混入するのを抑制することができる。また、循環流路８０中を循環している間に、液状冷媒Ｌ中に空気が混入しても、第２の管９２と第３の管９３との間で気液を分離することができる。

上述した冷却装置４０を第１の筐体１０に実装する際には、以下のようにすればよい（図２参照。）
冷却装置４０を上記収容部１９に収容し、ポンプユニット５０をプリント回路板３０とともに第１の筐体１０にねじ止めする。詳しくは、ポンプハウジング５１の４つの角部に、ねじ孔を有する張出部５６を設けておく。一方、第１の筐体１０には、ポンプハウジング５１の張出部５６に夫々対応する位置にねじ止め部１５を形成しておく。ポンプハウジング５１を、プリント回路板３０とともに第１の筐体１０にねじ止めする。このとき、ポンプユニット５０は、ＣＰＵ３１のＩＣチップ３３に対してその平面部の全域を覆うように、プリント回路板３０上に配置する。このようにすることにより、ポンプユニット５０及びプリント回路板３０が第１の筐体１０の所定の位置に固定されるとともに、ポンプユニット５０のポンプハウジング５１の端面（受熱面５１ａ）がＣＰＵ３１のＩＣチップ３３と確実な熱伝導が可能に熱的に接続される。

マウントベース４２をプリント回路板３０とともに第１の筐体１０にねじ止めする。その後、第１の筐体１０の一部をなすカバー１０ａを第１の筐体１０の本体部分にねじ止めする。以上により、冷却装置４０を第１の筐体１０に実装できる。なお、マウントベース４２には、筐体１０の剛性や強度を補完する機能が与えられてもよい。

上述した冷却装置４０は、以下のようにしてＣＰＵ３１のＩＣチップ３３を冷却する。ＩＣチップ３３から放出される熱は、上記受熱面５１ａを介してポンプユニット５０のポンプハウジング５１に伝達される。ポンプハウジング５１に伝達された熱は、ポンプハウジング５１内に満たされている液状冷媒Ｌに拡散され、吸収される。ポンプハウジング５１に満たされている液状冷媒Ｌは、ポータブルコンピュータ１への通電開始（電源投入）と同時に稼働されるモータの動作により、循環流路８０内に循環される。吐出管部８４を介して第１の放熱部６０に伝達された液状冷媒Ｌは、第１の導管部８１を通過する間に第１の放熱フィン６６の近傍で第１の冷却ファン６１からの冷却風により冷却される。

第１の導管部８１を通過した液状冷媒Ｌは、第３の導管部８３に導かれる。貯溜部９０が有する第２及び第３の管９２，９３は、夫々、貯溜部９０が有する第１の管９１の軸方向に沿う中間部分９１ｄで該第１の管９１内に開口している。そのため、循環流路８０内において、液状冷媒Ｌに気体が混入した場合であっても、第２の管９２と第３の管９３との間で気液が分離される。

第３の導管部８３を通過した液状冷媒Ｌは、第２の導管部８２を通過する間に第２の放熱フィン７６の近傍で第２の冷却ファン７１からの冷却風により冷却される。第１の導管部８１、第３の導管部８３、第２の導管部８２を通じて冷却された液状冷媒Ｌは、吸込管部８５を介して、再びポンプユニット５０のポンプハウジング５１内に導入される。以下、ポンプユニット５０に戻された液状冷媒Ｌは再び加圧されて、循環流路８０に送り出される。

ところで、第１及び第２の排気部４１ａ，４１ｂは、上記隙間Ｓ１に開放している。第３の排気部４１ｃは、第１の筐体１０の後方に開放している。第４の排気部４１ｄは、上記隙間Ｓ２に開放している。したがって、第１及び第２の冷却ファン７１，７２によって生じた風は、第１及び第２の放熱フィン７６，７６から熱を奪い、循環流路８０を流れる冷媒の温度を低下させたのち、第１及び第２の放熱フィン７６，７６のほぼ全周から、第１乃至第４の排気部４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄを介して、第１の筐体１０の外方に吹き抜ける。したがって、第１の筐体１０内に、液状冷媒Ｌを冷却したことにより温度の上昇した不所望な気流（温度の高い冷却風）が残留し難い。

このようにして、ポンプユニット５０の受熱面５１ａで受熱したＩＣチップ３３からの熱は、ポンプユニット５０によって循環される液状冷媒Ｌにより、第１及び第２の放熱部６０，７０の第１及び第２の放熱フィン６６，７６の近傍において、対応して設けられる第１及び第２の冷却ファン６１，７１からの冷却風により、順次、排熱される。したがって、ＩＣチップ３３の温度は、温度上昇が許容されている所定の範囲内に維持される。なお、循環流路８０は、放熱効果のある金属製のマウントベース４２に熱的に接続されているので、循環流路８０を流れる液状冷媒Ｌの温度は、循環流路８０を循環されている間も所定割合で低下（冷却）される。

以上のように、本実施形態のポータブルコンピュータ１及び冷却装置４０によれば、循環流路８０が貯溜部９０を有している。そして、この貯溜部９０は、第１の管９１と、第１の管９１が有する第１の開口端９１ａに挿入された第２の管９２と、第１の管９１が有する第２の開口端９１ｂに挿入された第３の管９３とを備えている。そのため、従来のリザーブタンクと比べて簡単な構造で液状冷媒Ｌが漏れ出すのを抑制できる。しかも、この貯溜部９０は、第１の管９１の内面と第２の管９２の外周面との間、及び、第１の管９１の内面と第３の管９３の外周面との間に夫々隙間Ｓ３，Ｓ４が設けられている。そのため、上記隙間Ｓ３，Ｓ４に良好に液状冷媒Ｌを貯めることができる。

さらに、この貯溜部９０は、第２及び第３の管９３が、夫々、第１の管９１の軸Ａ方向に沿う中間部分９１ｄで第１の管９１内に開口している。そのため、循環流路８０を循環している間に液状冷媒Ｌに気泡が混入しても、第２の管９２と第３の管９３との間で気液を分離することができる。

したがって、本実施形態のポータブルコンピュータ１及び冷却装置４０によれば、ＩＣチップ３３のような発熱体を簡単な構造で長期間効率良く冷却できる。また、ＩＣチップ３３のような発熱体を冷却効率の低下を抑止できる。すなわち、本実施形態のポータブルコンピュータ１及び冷却装置４０によれば、発熱体であるＩＣチップ３３を確実に冷却可能で、ＩＣチップ３３の特性が不安定となったり、動作不良が生じることが抑止できる。

また、本実施形態の本実施形態のポータブルコンピュータ１及び冷却装置４０によれば、第２及び第３の管９２，９３の先端部分９２ａ，９３ａが第１の管９１から延出している部分よりも外径が細くなるように形成されている。このようにすることにより、隙間Ｓ３，Ｓ４がより広くなるため、第１の管９１内により多くの液状冷媒Ｌを貯めることができる。

さらに、本実施形態の本実施形態のポータブルコンピュータ１及び冷却装置４０によれば、第２及び第３の管９２，９３は、上記第１の管９１の軸Ａ方向に沿う中央部分９１ｃに対して対称に設けられている。このようにすることにより、ポータブルコンピュータ１或いは冷却装置４０を任意の方向に傾けても、第２の管９２と第３の管９３との間を常に液状冷媒Ｌ中に浸漬させることができる。したがって、第２の管９２と第３の管９３との間から循環流路８０内に不用意に空気が混入するのを抑制することができる。

しかも、本実施形態の本実施形態のポータブルコンピュータ１及び冷却装置４０によれば、第１の管９１が、その両端部に、第２及び第３の管９２，９３の外周面と夫々取り付けられる絞り部９１ｅ，９１ｆを有している。このようにすることにより、第１の管９１と第２の管９２との間、及び、第１の管９１と第３の管９３との間のシール性を良好に保つことができる。

また、本実施形態の本実施形態のポータブルコンピュータ１及び冷却装置４０によれば、第１の管９１の内面と第２の管９２の外周面との間、及び、第１の管９１の内面と第３の管９３の外周面との間を、夫々、ロウ付けにより液密に接着させている。そのため、第１の管９１と第２の管９２との間、及び、第１の管９１と第３の管９３との間のシール性をさらに良好に保つことができる。

以下、図１３を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。

本実施形態では、第１の管９１として直管状の丸管をそのまま用いている。そして、第１の管９１の第１の開口端９１ａ側の先端部分の外面と第２の管９２の外面との間をロウ付けすることにより、第１の管９１と第２の管９２との間をシールしている。同様に、第１の管９１の第２の開口端９１ｂ側の先端部分の外面と第３の管９３の外面との間をロウ付けすることにより、第１の管９１と第３の管９３との間をシールしている。図中符号９５は、ロウ付け部を示している。なお、他の構成は、図示しない部分を含めて上述した第１の実施形態と同じであるから、重複する説明は図に同符号を付して省略する。

本実施形態のポータブルコンピュータ１及び冷却装置４０によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

以下、図１４を参照して、本発明の第３の実施形態について説明する。

本実施形態では、第２及び第３の管９２，９３として直管状の丸管をそのまま用いている。そして、第１の管９１の第１の開口端９１ａ側の先端部分の内面と第２の管９２の外面との間をロウ付けすることにより、第１の管９１と第２の管９２との間をシールしている。同様に、第１の管９１の第２の開口端９１ｂ側の先端部分の内面と第３の管９３の外面との間をロウ付けすることにより、第１の管９１と第３の管９３との間をシールしている。図中符号９５は、ロウ付け部を示している。なお、他の構成は、図示しない部分を含めて上述した第１の実施形態と同じであるから、重複する説明は図に同符号を付して省略する。

本実施形態のポータブルコンピュータ１及び冷却装置４０によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明は上記第１乃至第３の実施の形態に特定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施可能である。例えば、第１乃至第３の実施形態では、ポンプユニットの両側に２つの放熱部を設けているが、放熱部の数は任意である。法冷部を３つ設ける場合、３つ目の放熱部は、例えば、ポンプユニットと一体に設けてもよい。

また、放熱フィンに接触又は近接される循環流路は、放熱フィンの内径側にあっても外径側にあってもよい。放熱フィンに接触又は近接される循環流路は、放熱フィンの内周囲又は外周囲を２周以上するように配置してもよい。循環流路は、任意の位置で繋ぎ目が設けられるものであってもよい。発熱体は、ＣＰＵに限定されるものではなく、熱を発生させるものであればよい。

本発明の第１の実施形態にかかるポータブルコンピュータを示す斜視図。 図１のポータブルコンピュータを一部切り欠いて示す側面図。 図１のポータブルコンピュータの一部を下壁側から見た分解斜視図。 本発明の第１の形態にかかる冷却装置を受熱面側とは反対側から見た斜視図。 図２の冷却装置を受熱面側から見た平面図。 図５中VI-VI線に沿って切断して示す断面図。 図２の冷却装置が備える放熱部を示す斜視図。 図２の冷却装置が備える放熱部をマウントベースと直交する方向に切断して示す断面図。 図２の冷却装置が備える貯溜部近傍を第１の管の軸方向に沿って切断して示す断面図。 図９中X-X線に沿って切断して示す断面図。 図２の冷却装置を、マウントベースとともに水平面に対して左回りに４５°傾けた状態で、貯溜部近傍を示す断面図。 図２の冷却装置を、マウントベースとともに水平面に対して左回りに９０°傾けた状態で、貯溜部近傍を示す断面図。 本発明の第２の実施形態にかかる冷却装置の貯溜部近傍を第１の管の軸方向に沿って切断して示す断面図。 本発明の第３の実施形態にかかる冷却装置の貯溜部近傍を第１の管の軸線方向に沿って切断して示す断面図。

符号の説明

１…ポータブルコンピュータ（電子機器）、 １０…筐体、 ３１…ＣＰＵ（発熱体）、 ５１…ポンプハウジング（受熱部）、 ６０，７０…放熱部、 ８０…循環流路、 ９０…貯溜部、 ９１…第１の管、 ９１ａ…第１の開口端、 ９１ｂ…第２の開口端、 ９１ｃ…第１の管の中央部分、 ９１ｄ…第１の管の中間部分、 ９１ｅ，９１ｆ…絞り部、 ９２…第２の管、９２ａ…第１の管の先端部分、 ９３…第３の管、 ９３ａ…第３の管の先端部分

Claims (7)

1. 発熱体に熱的に接続された受熱部と、
   上記発熱体の熱を放出する放熱部と、
   上記受熱部と上記放熱部との間で液状冷媒を循環させるとともに、上記液状冷媒を蓄える貯留部を有した循環流路と、を具備し、
   上記貯溜部は、
   第１の開口端とこの開口端の反対側に位置する第２の開口端とを有する第１の管と、
   上記第１の管が有する第１の開口端に挿入された第２の管と、
   上記第１の管が有する第２の開口端に挿入された第３の管とを備えており、
   上記第２及び第３の管は、夫々、上記第１の管の軸方向に沿う中間部分で上記第１の管内に開口しており、
   上記第１の管の内面と上記第２の管の外周面との間、及び、上記第１の管の内面と上記第３の管の外周面との間に夫々隙間が設けられていることを特徴とする冷却装置。
2. 上記第２及び第３の管は、夫々、上記第１の管に挿入された先端部分が上記第１の管から延出している部分よりも外径が細くなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
3. 上記第２の管の先端部分と上記第３の管の先端部分とは、上記第１の管の軸方向に沿う中央部分に対して対称に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
4. 上記第１の管は、その両端部に、上記第２及び第３の管の外周面と夫々取り付けられる絞り部を有していることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
5. 上記第１の管の内面と上記第２の管の外周面との間、及び、上記第１の管の内面と上記第３の管の外周面との間は、夫々、ロウ付けにより液密に接着されていることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
6. 発熱体を有する筐体と、
   上記発熱体に熱的に接続された受熱部と、
   上記発熱体の熱を放出する放熱部と、
   上記受熱部と上記放熱部との間で液状冷媒を循環させるとともに、上記液状冷媒を蓄える貯溜部を有した循環流路と、を具備し、
   上記貯溜部は、
   第１の開口端とこの開口端の反対側に位置する第２の開口端とを有する第１の管と、
   上記第１の管が有する第１の開口端に挿入された第２の管と、
   上記第１の管が有する第２の開口端に挿入された第３の管とを備えており、
   上記第２及び第３の管は、夫々、上記第１の管の軸方向に沿う中間部分で上記第１の管内に開口しており、
   上記第１の管の内面と上記第２の管の外周面との間、及び、上記第１の管の内面と上記第３の管の外周面との間に夫々隙間が設けられていることを特徴とする電子機器。
7. 上記受熱部を有し、上記循環流路の途中に設けられて上記循環流路内に液状冷媒を強制循環させるポンプをさらに具備していることを特徴とする請求項６に記載の電子機器。

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