JP2006278359A - 電子機器、支持ユニット、電子機器の冷却システム及び電子機器の冷却方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 筐体内部に発熱部品を備える電子機器の冷却システムにおいて、電子機器の小型軽量化を図ることができるようにする。
【解決手段】 発熱部品１７を筐体７内部に設けた電子機器３と、該電子機器３を表面２９ｂに対向配置する支持ユニット５とを備え、前記電子機器３が、前記筐体７内部に設けられ、前記発熱部品１７に接触すると共に前記筐体７から外方に露出する機器側熱伝導部２１を備え、前記支持ユニット５が、前記表面２９ｂを形成した本体部２７と、該本体部２７の表面２９ｂから外方に露出して設けられる放熱用の冷却部３１とを備え、前記電子機器３を前記支持ユニット５の表面２９ｂに対向して配した状態において、前記機器側熱伝導部２１と前記冷却部３１とを相互に接触させる電子機器の冷却システム１を提供する。
【選択図】 図４

Description

この発明は、筐体内部に発熱部品を備える電子機器、これを配する支持ユニット、及び、これらを用いた電子機器の冷却システム、並びに、電子機器の冷却方法に関する。

近年では、パソコンの演算速度の高速化やプロジェクターの高輝度化等に代表されるように、これらパソコンやプロジェクター等の各種電子機器の機能は、年々高性能化してきている。これら機能の高性能化は、パソコンのＣＰＵやプロジェクターの光源等の発熱部品により実現されており、これら発熱部品の発熱量は、前述した機能の高性能化に伴って増大している。
従来の電子機器では、電子機器を構成する筐体内部にヒートシンクや冷却ファン等の冷却部を配置し、この冷却部により発熱部品を冷却している。また、電子機器を載置する載置台（支持ユニット）に冷却部を設け、この冷却部を用いて筐体の表面から熱を奪うことで、電子機器の冷却を図るように構成したものがある（例えば、特許文献１〜３参照。）。
特開平７−３１１６３２号公報 特開２００２−２１５２７１号公報 特開２００４−１０２７５４号公報

しかしながら、電子機器の筐体内部に冷却部を配置する場合には、発熱部品の発熱量の増大にあわせて、冷却部のサイズや重量を大きくする必要があるため、電子機器のサイズや重量が大きくなるという問題がある。また、電子機器の筐体のサイズや重量に制限がある場合には、各種電子機器の機能の高性能化を実現する発熱部品を搭載できないという問題がある。
さらに、電子機器の載置台に設けた冷却部は、筐体の表面から熱を奪うように構成されている、すなわち、筐体内部に配された発熱部品を直接冷却するものではないため、発熱部品を冷却する能力が低くなる。したがって、冷却部を備えた載置台を用いても発熱部品の温度上昇を抑えることは困難である。

なお、発熱部品の冷却に空冷ファンを用いる場合には、空冷ファンの個数や風量を増加させる必要があるため、この空冷ファンから発生する騒音が大きくなる。特に、ホームシアターに使用するプロジェクターでは静音化が要求されているため、この騒音が問題となる。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、電子機器の小型軽量化を図ることができる電子機器、冷却ユニット及びこれらを用いた電子機器の冷却システム、並びに、電子機器の冷却方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、発熱部品を筐体内部に設けた電子機器と、該電子機器を表面の一部に対向配置する支持ユニットとを備え、前記電子機器が、前記筐体内部に設けられ、前記発熱部品に接触すると共に前記筐体から外方に露出する機器側熱伝導部を備え、前記支持ユニットが、前記表面を形成した本体部と、該本体部の表面から外方に露出して設けられる放熱用の冷却部とを備え、前記電子機器を前記支持ユニットの表面に対向して配した状態において、前記機器側熱伝導部と前記冷却部とが相互に接触することを特徴とする電子機器の冷却システムを提案している。

この発明に係る電子機器の冷却システムによれば、電子機器を支持ユニットの本体部の表面に配した状態においては、発熱部品において発生した熱を、機器側熱伝導部を介して支持ユニットの冷却部に伝達し、この冷却部において放熱させることができる。すなわち、発熱部品から直接熱を奪うことができるため、発熱部品の温度上昇を効率よく抑えることができる。
また、電子機器の機能の高性能化のために筐体内部に配される発熱部品の発熱量が増大しても、支持ユニットに設けた冷却部のサイズや重量を大きくすればよいため、電子機器の筐体のサイズや重量を大きくする必要がなくなる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の電子機器の冷却システムにおいて、前記冷却部が、前記本体部の表面から外方に露出するユニット側熱伝導部と、該ユニット側熱伝導部に接触し、前記本体部の外方に熱を放出させる放熱部とを備え、前記電子機器を前記支持ユニットの表面に対向して配した状態において、前記機器側熱伝導部と前記ユニット側熱伝導部とが相互に接触することを特徴とする電子機器の冷却システムを提案している。

この発明に係る電子機器の冷却システムによれば、機器側熱伝導部及びユニット側熱伝導部を相互に接触させた状態において、発熱部品を冷却する際には、発熱部品において発生した熱を、機器側熱伝導部及びユニット側熱伝導部によって支持ユニットの放熱部まで伝達させると共に、この放熱部から本体部の外方に放出する。すなわち、機器側熱伝導部と支持ユニットの放熱部との間に、ユニット側熱伝導部を配することにより、本体部の外方に熱を放出する放熱部を電子機器から離間した位置に配することができるため、放熱部から外方に放出された熱が電子機器に到達することを容易に防止できる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の電子機器の冷却システムにおいて、前記冷却部の一部に、ペルチェ素子を用いることを特徴とする電子機器の冷却システムを提案している。
また、請求項４に係る発明は、請求項２に記載の電子機器の冷却システムにおいて、前記ユニット側熱伝導部が、冷却水を貯留した冷却槽からなることを特徴とする電子機器の冷却システムを提案している。

これらの発明に係る電子機器の冷却システムによれば、発熱部品を冷却する際に、ペルチェ素子や冷却水を貯留した冷却槽を利用して、発熱部品の熱を外方に放出することができるため、発熱部品の冷却時に冷却部から音が発生しない。すなわち、音を発する空冷ファンを用いることなく発熱部品を冷却することができ、発熱部品の冷却に基づく騒音発生を防止することができる。
また、ユニット側熱伝導部が冷却水を貯留した冷却槽からなる場合には、冷却水に機器側熱伝導部を浸すことにより、機器側熱伝導部の熱を冷却水により吸収して、この熱を放熱部に伝達することができると共に、冷却水から直接外方に放出することもできる。

請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電子機器の冷却システムにおいて、前記本体部が、事務機器若しくは建材からなることを特徴とする電子機器の冷却システムを提案している。ここで、事務機器とは、例えば、机、ラック、ワゴン等を示しており、建材とは、例えば、部屋の壁、床、天井等を示している。
この発明に係る電子機器の冷却システムによれば、電子機器を配する十分大きな表面を有する事務機器や建材を本体部として用いることにより、本体部に設ける冷却部の重量やサイズを確実に大きくすることができる。すなわち、例えば、大きなスペースを有効利用したヒートシンクにより冷却部を構成して、効率よく発熱部品を冷却することができる。

請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電子機器の冷却システムにおいて、前記機器側熱伝導部と前記冷却部とを接触させた状態において、前記電子機器と前記支持ユニットとを相互に固定する固定手段を備えることを特徴とする電子機器の冷却システムを提案している。
この発明に係る電子機器の冷却システムによれば、固定手段により電子機器と支持ユニットとを相互に固定することにより、支持ユニットに対する電子機器の位置がずれることを防止できるため、機器側熱伝導部と冷却部との接触状態を保持することができる。

請求項７に係る発明は、請求項６に記載の電子機器の冷却システムにおいて、前記固定手段が、前記機器側熱伝導部及び前記冷却部を相互に固定するように構成されていることを特徴とする電子機器の冷却システムを提案している。
この発明に係る電子機器の冷却システムによれば、機器側熱伝導部及び冷却部を直接固定するように固定手段を構成することにより、機器側熱伝導部と冷却部との接触状態を確実に保持することができる。

請求項８に係る発明は、請求項６又は請求項７に記載の電子機器の冷却システムにおいて、前記固定手段による前記電子機器と前記支持ユニットとの固定状態が解除可能であることを特徴とする電子機器の冷却システムを提案している。
この発明に係る電子機器の冷却システムによれば、固定手段による電子機器と支持ユニットとの固定状態を解除可能とすることにより、電子機器が支持ユニットに対して着脱自在となるため、支持ユニットに対して電子機器をつけ替えることができ、１つの支持ユニットにより複数の電子機器の冷却を行うことができる。

請求項９に係る発明は、放熱用の冷却部を設けた支持ユニットの表面に対向して配置する電子機器であって、筐体と、筐体内部に設けられた発熱部品と、該発熱部品に接触すると共に前記筐体から外方に露出し、前記冷却部に接触させる機器側熱伝導部とを備える電子機器を提案している。

請求項１０に係る発明は、表面に請求項９に記載の電子機器を配置する支持ユニットであって、前記表面を形成する本体部と、該本体部の表面から外方に露出して設けられると共に前記機器側熱伝導部に接触させる放熱用の冷却部とを備えることを特徴とする支持ユニットを提案している。

これらの発明に係る電子機器及び支持ユニットを用いて、電子機器の発熱部品を冷却する際には、電子機器を本体部の表面に対向して配すると共に、機器側熱伝導部と冷却部とを熱的に接合させる。この状態において、発熱部品において熱が発生した場合には、発熱部品の熱が機器側熱伝導部を介して支持ユニットの冷却部に伝達され、この冷却部において放熱される。すなわち、発熱部品から直接熱を奪うことができるため、発熱部品の温度上昇を効率よく抑えることができる。
また、電子機器の機能の高性能化によって発熱部品の発熱量が増大しても、支持ユニットに設ける冷却部のサイズや重量を大きくすればよいため、電子機器自体のサイズや重量を大きくする必要がなくなる。

請求項１１に係る発明は、筐体内部に、発熱部品と、該発熱部品に接触すると共に前記筐体の表面に露出する機器側熱伝導部とを設けた電子機器を、放熱用の冷却部を有する支持ユニットの表面に配置すると共に前記機器側熱伝導部と前記冷却部とを相互に接触させ、前記発熱部品において発生した熱を、前記機器側熱伝導部を介して前記冷却部に伝達し、該冷却部から外方に放出することを特徴とする電子機器の冷却方法を提案している。

この発明に係る電子機器の冷却方法によれば、発熱部品から直接熱を奪って冷却部から外方に放出することができるため、発熱部品の温度上昇を効率よく抑えることができる。
また、電子機器の機能の高性能化のために筐体内部に配される発熱部品の発熱量が増大しても、支持ユニットに設ける冷却部のサイズや重量を大きくすればよいため、電子機器の筐体のサイズや重量を大きくする必要がなくなる。

以上説明したように、請求項１及び請求項９〜１１に係る発明によれば、筐体内部に発熱部品用の冷却部を設けることなく、発熱部品の冷却を効率よく行うことができるため、電子機器の機能の高性能化を実現する発熱部品を筐体内部に配しても、電子機器の小型軽量化を図ることができる。
また、発熱部品の冷却部は、支持ユニットに設けられるため、電子機器を構成する筐体の大きさに制限されることが無く、その重量やサイズを大きくすることができる。したがって、支持ユニットには冷却能力の高い冷却部を容易に設けることができる。

また、請求項２に係る発明によれば、放熱部から外方に放出された熱が電子機器に到達することを容易に防止できるため、放熱部から外方に放出された熱によって機器側熱伝導部が加熱されることを防止して、発熱部品を効率よく冷却することが可能となる。
また、請求項３及び請求項４に係る発明によれば、冷却部の構成にペルチェ素子や冷却水を貯留した冷却槽を含めることにより、発熱部品を冷却する際に冷却部から音が発生しないため、発熱部品の冷却に基づく騒音発生を防止して、電子機器を使用する際の静音化を実現することができる。

また、請求項４に係る発明によれば、発熱部品から発生した熱を、放熱部だけではなく、冷却水からも放出することができるため、発熱部品の冷却をさらに効率よく行うことができる。
また、請求項５に係る発明によれば、支持ユニットの本体部を事務機器や建材から構成することにより、重量やサイズの大きい冷却部を本体部に設けることができるため、効率よく発熱部品を冷却することができる。
また、請求項６に係る発明によれば、固定手段により電子機器と支持ユニットとを相互に固定することにより、機器側熱伝導部と冷却部との接触状態を保持することができる。

また、請求項７に係る発明によれば、機器側熱伝導部及び冷却部を直接固定するように固定手段を構成することにより、機器側熱伝導部と冷却部との接触状態を確実に保持することができる。
また、請求項８に係る発明によれば、固定手段による電子機器と支持ユニットとの固定状態を解除可能とすることにより、１つの支持ユニットにより複数の電子機器の冷却を行うことができるため、支持ユニットを汎用的に使用することができる。

図１から図４は、本発明の一実施形態を示しており、図１〜４に示すように、この実施の形態に係るパソコンの冷却システム（電子機器の冷却システム）１は、パソコン（電子機器）３と、このパソコン３を載置する組込デスク（支持ユニット）５とから構成されている。パソコン３は、図１に示すように、筐体７と、筐体７の内部に配された電源部９、インターフェース部１１、スピーカー部１３、ＣＤ−ＲＯＭ部１５等の各種電気部品、ＣＰＵ（発熱部品）１７等の各種電子部品、回路基板１９及び機器側熱伝導部２１とを備えている。

電源部９は、インターフェース部１１、スピーカー部１３、ＣＤ−ＲＯＭ部１５及びＣＰＵ１７に適宜電力を供給するものである。また、ＣＰＵ１７は、パソコン３全体を制御するものであり、回路基板１９の表面１９ａに配されている。すなわち、インターフェース部１１、スピーカー部１３及びＣＤ−ＲＯＭ部１５は、回路基板１９を介してＣＰＵ１７と電気的に接続されおり、ＣＰＵ１７からの信号に基づいて各々動作するようになっている。

機器側熱伝導部２１は、銅、アルミニウム、窒化アルミニウム等の熱伝導性の高い材料により略ブロック状に形成されており、回路基板１９と共にＣＰＵ１７を挟み込むように配されている。
この機器側熱伝導部２１は、筐体７の内部から外方に貫通する開口部７ｂを介して外方に露出すると共に、筐体７の表面７ａから突出している。ＣＰＵ１７に接触する機器側熱伝導部２１の一端面２１ａは、この一端面２１ａの反対側に位置して筐体７の表面７ａから突出する機器側熱伝導部２１の他端面２１ｂの面積よりも小さく形成されている。この機器側熱伝導部２１は、その一端面２１ａと他端面２１ｂとの間で熱を伝導するように構成されている。

この機器側熱伝導部２１とＣＰＵ１７とは、ネジ等により相互に締結して固定されている。また、機器側熱伝導部２１の一端面２１ａとＣＰＵ１７との間には、ヒートシートやグラファイトシート等の高い熱伝導性を有する熱伝導性シート２３が配されている。
なお、筐体７の両側部には、一対のフック２５が固定して設けられている。このフック２５は、後述する組込デスクに設けられるフック受けと共にパソコン３と組込デスク５とを相互に固定するスナップ錠（固定手段）を構成するものである。

図２，３に示すように、組込デスク５は、事務機器としての机（本体部）２７と、机２７の天板２９に設けられた冷却部３１とを備えており、冷却部３１は、天板２９の厚さ方向に貫通する開口部２９ａに配されている。この冷却部３１は、机２７の天板２９の上面（表面）２９ｂ側から順番に配されたユニット側熱伝導部３３、ペルチェ素子３５及びヒートシンク３７を備えている。

ユニット側熱伝導部３３は、前述した機器側熱伝導部２１と同様に、銅、アルミニウム、窒化アルミニウム等の熱伝導性の高い材料からなり、略板状に形成されている。ユニット側熱伝導部３３の一端面３３ａは、天板２９の上面２９ｂ側から外方に露出すると共に、この上面２９ｂよりも窪んだ位置に配されている。また、このユニット側熱伝導部３３の一端面３３ａは、パソコン３の機器熱伝導部２１と接触するようになっている。

ペルチェ素子３５の厚さ方向の一端部３５ａは、一端面３３ａと反対側に位置するユニット側熱伝導部３３の他端面３３ｂに接触しており、ペルチェ素子３５の他端部３５ｂはヒートシンク３７に接触している。このペルチェ素子３５は、天板２９の下面２９ｃに取り付けられた制御回路３９とリード線４１を介して電気的に接続されている。この制御回路３９を用いてペルチェ素子３５に電流を流した際には、ペルチェ素子３５の一端部３５ａが冷却されると共に同他端部３５ｂが発熱する。すなわち、このペルチェ素子３５は、その一端部３５ａから他端部３５ｂに向けて強制的に熱を移動させるように構成されている。

ヒートシンク３７は、ペルチェ素子３５の他端部３５ｂに接触する略板状のベース４３と、天板２９の下面２９ｃ側に露出するベース４３の一端面４３ａから突出する多数のフィン４５とを備えており、多数のフィン４５は天板２９の下面２９ｃから突出している。これらペルチェ素子３５及びヒートシンク３７により、ユニット側熱伝導部３３の熱を天板２９の下面２９ｃ側から外方に放出する放熱部４７が構成されている。
また、天板２９の上面２９ｂには、一対のフック受け４９が、天板２９の開口部２９ａを挟み込む位置に設けられている。

図４に示すように、このパソコンの冷却システム１において、パソコン３を天板２９の上面２９ｂに対向して配した際には、パソコン３の自重により、機器側熱伝導部２１の他端面２１ｂがユニット側熱伝導部３３の一端面３３ａに当接する。なお、これら機器側熱伝導部２１の他端面２１ｂとユニット側熱伝導部３３の一端面３３ａとの間には、ヒートシートやグラファイトシート等の熱伝導性シート５１が配されている。この熱伝導性シート５１は、パソコン３を天板２９に配する前に、予め機器側熱伝導部２１の他端面２１ｂ、若しくは、ユニット側熱伝導部３３の一端面３３ａのいずれか一方に貼り付けておけばよい。

また、このパソコン３の配置の際には、スナップ錠５３によりパソコン３と組込デスク５とを一体的に固定する。すなわち、筐体７に設けられたフック２５を天板２９に設けられたフック受け４９に引っ掛けることで、筐体７が天板２９側に引き寄せられて、パソコン３と組込デスク５とが相互に固定される。この状態においては、機器側熱伝導部２１の他端面２１ｂが、ユニット側熱伝導部３３の一端面３３ａにさらに強く押し付けられることになる。
なお、パソコン３と組込デスク５との固定状態を解除する際には、フック２５をフック受け４９から取り外せばよい。すなわち、パソコン３は組込デスク５に対して着脱自在となっている。

次に、以上のように構成されたパソコンの冷却システム１におけるパソコンの冷却方法について説明する。
ＣＰＵ１７の温度が上昇した際には、ＣＰＵ１７の熱を機器側熱伝導部２１及びユニット側熱伝導部３３を介してペルチェ素子３５の一端部３５ａに到達させる。ここで、制御回路３９によりペルチェ素子３５に電流を流し、ペルチェ素子３５の一端部３５ａを冷却させると共に、他端部３５ｂを発熱させる。これにより、ユニット側熱伝導部３３からペルチェ素子３５の一端部３５ａに伝達された熱が、強制的にペルチェ素子３５の他端部３５ｂまで移動し、ヒートシンク３７に伝達されることになる。最後に、ヒートシンク３７に伝達された熱は、そのフィン４５において外方に放出される。

上記のパソコンの冷却システム１、これを構成するパソコン３及び組込デスク５、並びに、パソコンの冷却方法によれば、機器側熱伝導部２１、ユニット側熱伝導部３３、ペルチェ素子３５及びヒートシンク３７により、ＣＰＵ１７から直接熱を奪うことができるため、ＣＰＵ１７の温度上昇を効率よく抑えることができる。
また、熱を外方に放出するペルチェ素子３５及びヒートシンク３７は、組込デスク５に設けられるため、パソコン３の筐体７にＣＰＵ１７の熱を外方に放出する機構が不要となり、パソコン３の機能の高性能化を実現する発熱量の大きいＣＰＵ１７を搭載したとしても、パソコン３の小型軽量化を図ることができる。すなわち、ＣＰＵ１７の発熱量が増大しても、組込デスク５に設けたペルチェ素子３５やヒートシンク３７のサイズや重量を大きくすればよいため、筐体７のサイズや重量を大きくする必要が無くなる。

また、ペルチェ素子３５やヒートシンク３７は、パソコン３を設けるのに十分な大きさの表面２９ｂを有する机２７に設けられるため、その重量やサイズを容易に大きくすることにより、ＣＰＵ１７の冷却能力の向上を容易に図ることができる。
さらに、ＣＰＵ１７から機器側熱伝導部２１及びユニット側熱伝導部３３を介してヒートシンク３７に伝達された熱は、天板２９の下面２９ｃ側から外方に放出されるため、ヒートシンク３７から外方に放出された熱によって、機器側熱伝導部２１が加熱されることを防止して、ＣＰＵ１７の冷却を効率よく行うことができる。なお、パソコン３に対向する天板２９の表面２９ｂ側には、熱を伝達するためのユニット側熱伝導部３３が露出して配されているため、ユニット側熱伝導部３３から天板２９の表面２９ｂ側に熱が放出されることはない。

また、スナップ錠５３によりパソコン３と組込デスク５とを相互に固定することにより、組込デスク５に対するパソコン３の位置がずれることを防止できるため、機器側熱伝導部２１とユニット側熱伝導部３３との接触状態を保持することができる。
さらに、パソコン３は組込デスク５に対して着脱自在となっているため、組込デスク５には別のパソコン３を配することができ、１つの組込デスク５において複数のパソコン３の冷却を行うことができる、すなわち、組込デスク５を汎用的に使用することができる。
また、ユニット側熱伝導部３３に接触する機器側熱伝導部２１の他端面２１ｂは、ＣＰＵ１７に接触する機器側熱伝導部２１の一端面２１ａの面積よりも大きく形成されているため、ユニット側熱伝導部３３との接触面積を大きくして、機器側熱伝導部２１からユニット側熱伝導部３３に熱を伝達する効率を高めることができる。

なお、上記の実施の形態において、機器側熱伝導部２１の他端面２１ｂとユニット側熱伝導部３３の一端面３３ａとの間には、ヒートシートやグラファイトシート等の熱伝導性の高い熱伝導性シート５１が配されるとしたが、熱伝導性シート５１を設けずに、機器側熱伝導部２１の他端面２１ｂとユニット側熱伝導部３３の一端面３３ａとを直接接触させるとしてもよい。
また、パソコン３及び組込デスク５の固定は、スナップ錠５３により筐体７と天板２９とを相互に固定することで行われるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも機器側熱伝導部２１とユニット側熱伝導部３３とを接触させた状態において、相互に固定されていればよい。すなわち、パソコン３と組込デスク５との固定は、クランプや磁石等の固定手段により行われるとしてもよいし、固定手段としてのボルトにより相互に締結して行われるとしても構わない。これらの固定手段を用いても、スナップ錠５３の場合と同様に、パソコン３と組込デスク５との固定状態を解除することができる。

さらに、固定手段は、筐体７と天板２９とを相互に固定するとしたが、これに限らず、機器側熱伝導部２１とユニット側熱伝導部３３とを直接固定するとしてもよい。すなわち、例えば、機器側熱伝導部２１及びユニット側熱伝導部３３にそれぞれ磁石（固定手段）を設け、これら磁石の吸引力により機器側熱伝導部２１及びユニット側熱伝導部３３を相互に吸着させるとしてもよい。また、例えば、機器側熱伝導部２１の他端面２１ｂ、及び、ユニット側熱伝導部３３の一端面３３ａに、固定手段としての凹凸部を形成し、これら凹凸部を相互に係合させることで機器側熱伝導部２１及びユニット側熱伝導部３３を相互に固定するとしてもよい。
このように、機器側熱伝導部２１とユニット側熱伝導部３３とを固定手段により直接固定する場合には、機器側熱伝導部２１とユニット側熱伝導部３３との接触状態を確実に保持することができる。

また、機器側熱伝導部２１とＣＰＵ１７とは、ネジ等により相互に締結して固定されるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも相互に接触していればよい。すなわち、機器側熱伝導部２１とＣＰＵ１７とは、例えば、接着剤や半田により相互に接着して固定するとしても構わない。また、例えば、機器側熱伝導部２１とＣＰＵ１７とが相互に接触するように、機器側熱伝導部２１及びＣＰＵ１７を設けた回路基板１９をそれぞれ筐体７内部の所定位置に固定するとしてもよい。

さらに、機器側熱伝導部２１とＣＰＵ１７との間には、ヒートシートやグラファイトシート等の高い熱伝導性を有する熱伝導性シート２３が配されるとしたが、これに限ることはなく、例えば、シリコングリス等の高い熱伝導性を有する熱伝導性グリスを介在させるとしても構わない。また、例えば、機器側熱伝導部２１とＣＰＵ１７とは、熱伝導性シート２３や熱伝導性グリスを介さずに、直接接触するとしてもよい。

また、ユニット側熱伝導部３３に接触する機器側熱伝導部２１の他端面２１ｂは、ＣＰＵ１７に接触する機器側熱伝導部２１の一端面２１ａの面積よりも大きく形成されるとしたが、これに限ることはない。すなわち、機器側熱伝導部２１は、例えば、図５（ａ）に示すように、その一端面２１ａ及び他端面２１ｂの面積が等しい直方体に形成されるとしても構わない。
また、例えば、図５（ｂ）に示すように、機器側熱伝導部２１の一端面２１ａが、他端面２１ｂの面積よりも大きく形成されるとしても構わない。この構成の場合には、ＣＰＵ１７や、回路基板の表面に配され、熱を発する他の電子部品（発熱部品）５５を、この一端面２１ａに複数配することが容易に可能となり、また、例えば、相互に隣り合うＣＰＵ１７と電子部品５５との間隔が大きくても、この一端面２１ａに容易に配することもできる。

さらに、例えば、図５（ｃ）に示すように、機器側熱伝導部２１の一端面２１ａ及び他端面２１ｂとの間の中途部２１ｃのみを細く形成するとしても構わない。この構成の場合には、機器側熱伝導部２１の中途部２１ｃを挿通させる筐体７の開口部７ｂを小さく形成して、筐体７の剛性低下を防止することができる。また、筐体７の剛性低下を防止しながら、ＣＰＵ１７や複数の電子部品５５を容易に一端面２１ａに配すると共に機器側熱伝導部２１からユニット側熱伝導部３３に熱を伝達する効率を高めることができる。
また、例えば、図５（ｄ）に示すように、機器側熱伝導部２１が、その他端面２１ｂから突出する複数のフィン５７を備えるとしても構わない。この構成の場合には、ユニット側熱伝導部３３側に位置する機器側熱伝導部２１の表面積が大きくなる。したがって、ユニット側熱伝導部３３に各フィン５７の表面全体を接触させることで、機器側熱伝導部２１からユニット側熱伝導部３３に熱を伝達する効率をさらに高めることができる。

さらに、機器側熱伝導部２１は、熱伝導性の高い材料から略ブロック状に形成されるとしたが、少なくともその一端面２１ａと他端面２１ｂとの間で熱を伝導するように構成されていればよく、例えば、一端面２１ａと他端面２１ｂとの間にヒートパイプを設けて構成するとしても構わない。また、機器側熱伝導部２１がフィン５７を有する場合には、このフィン５７をヒートパイプから構成するとしてもよい。

また、ユニット側熱伝導部３３は、略板状に形成されるとしたが、これに限ることはなく、例えば、図６に示すように、略ブロック状に形成すると共に、機器側熱伝導部２１に接触するユニット側熱伝導部３３の一端面３３ａを、他端面３３ｂの面積よりも小さく形成するとしても構わない。この構成の場合には、機器側熱伝導部２１に接触する一端面３３ａの面積が小さくても、他端面３３ｂをペルチェ素子３５の一端部３５ａ全体に配することができ、結果として、ユニット側熱伝導部３３からペルチェ素子３５への熱伝達を効率よく行うことができる。

さらに、ユニット側熱伝導部３３は、銅、アルミニウム、窒化アルミニウム等の熱伝導性の高い材料から形成されるとしたが、これに限ることはなく、例えば、図７に示すように、冷却水５９を貯留した冷却槽６１から構成するとしても構わない。なお、この冷却槽６１の底部６１ａは、ペルチェ素子３５に接触するため、前述と同様の熱伝導性の高い材料から形成しておくことが好ましい。この構成の場合には、機器側熱伝導部２１の他端面２１ｂ側を冷却水５９に浸すことで、機器側熱伝導部２１とユニット側熱伝導部３３とが相互に接触することになる。

すなわち、例えば、図８に示すように、冷却槽６１の開口部６１ａが天板２９の上面２９ｂ側から外方に露出するように、ユニット側熱伝導部３３を天板２９に配置しておき、また、複数のフィン５７を備えた機器側熱伝導部２１（図５参照）の他端面２１ｂ側が、筐体７の表面７ａから突出するように、パソコン３に設けておく。そして、筐体７の表面７ａを天板２９の上面２９ｂに対向配置させると共に、機器側熱伝導部２１の複数のフィン５７を冷却水５９に浸すことで、機器側熱伝導部２１とユニット側熱伝導部３３とが相互に接触することになる。

この構成では、冷却水５９により機器側熱伝導部２１の熱を吸収し、冷却水５９から外方に熱を放出することができる。また、冷却槽６１はペルチェ素子３５に接しているため、ペルチェ素子３５を介して冷却水５９の熱をヒートシンク３７に伝達させて、このヒートシンク３７から外方に熱を放出することもできる。すなわち、ＣＰＵ１７や電子部品５５から発生した熱を、ヒートシンク３７だけではなく、冷却水５９からも放出することができるため、ＣＰＵ１７や電子部品５５の冷却をさらに効率よく行うことができる。

また、フィン５７を備えた機器側熱伝導部２１を冷却水５９に浸す場合には、機器側熱伝導部２１の各フィン５７の表面全体をユニット側熱伝導部３３に接触させることができる。すなわち、機器側熱伝導部２１とユニット側熱伝導部３３との接触面積が増大するため、機器側熱伝導部２１からユニット側熱伝導部３３への熱伝達をさらに効率よく行うことができる。

さらに、ユニット側熱伝導部３３と接触させる機器側熱伝導部２１の他端面２１ｂは、筐体７の表面７ａから突出する位置に配されるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも筐体７の開口部７ｂを介して外方に露出し、ユニット側熱伝導部３３に接触できるように配されていればよい。すなわち、機器側熱伝導部２１の他端面２１ｂは、例えば、図９に示すように、筐体７の表面７ａから窪んだ位置に配されるとしても構わない。ただし、この構成の場合には、ユニット側熱伝導部３３の先端部が開口部７ｂから筐体７の内部に挿入できるように、ユニット側熱伝導部３３を形成しておく必要がある。

また、放熱部４７は、ペルチェ素子３５及びヒートシンク３７から構成されるとしたが、これに限ることはなく、少なくともＣＰＵ１７を冷却する際に、音を発生させずに外方に熱を放出できるものから構成されていればよい。
すなわち、放熱部４７は、例えば、ペルチェ素子３５及び冷却水を貯留した冷却槽とから構成されるとしても構わない。ただし、この構成の場合には、ペルチェ素子３５の他端部３５ｂが冷却水に浸るようにしておく必要がある。また、放熱部４７は、例えば、冷却水を貯留した冷却槽のみから構成されるとしても構わない。ただし、この構成の場合には、ユニット側熱伝導部３３が冷却水に浸るように、ユニット側熱伝導部３３の形状を形成しておく必要がある。

冷却部３１は机２７に設けられるとしたが、これに限ることはなく、ラック、ワゴン等の事務機器（本体部）や、建物の壁、床、天井等の建材（本体部）に設けられるとしても構わない。すなわち、パソコン３は、事務機器の水平な表面に載置することに限らず、例えば、鉛直方向に延びる建物の壁の表面に配するとしても構わない。これら構成の場合でも、重量やサイズの大きい冷却部３１を事務機器や建材に設けることができるため、ＣＰＵ１７を効率よくを冷却することができる。

また、上述の実施形態においては、回路基板に配されるＣＰＵ１７や他の電子部品５５の冷却について述べたが、これに限ることはなく、パソコン３に設けられる各種部品のうち、熱を発する電気・電子部品の冷却に適用することができる。すなわち、例えば、機器側熱伝導部２１は、スピーカー部１３、ＣＤ−ＲＯＭ部１５等に接触するとしても構わない。
また、本発明の実施形態では、パソコンの冷却システム１について述べたが、これに限ることはなく、熱を発する各種電気・電子部品を備える電子機器の冷却システムに適用することができる。電子機器としては、パソコン３の他に、例えば、発熱部品としての超高圧水銀ランプを備えたプロジェクターや、発熱部品としてのパワートランジスタを備えたオーディオアンプ等がある。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

本発明の一実施形態に係る冷却システムを構成するパソコンを示す概略側断面図である。 本発明の一実施形態に係る冷却システムを構成する組込デスクを示しており、（ａ）は、概略正面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。 本発明の一実施形態に係る支持ユニットの冷却部を示す概略側断面図である。 本発明の一実施形態に係る冷却システムを示す概略側断面図である。 この発明の他の実施形態に係るパソコンの機器側熱伝導部を示す概略側断面図である。 この発明の他の実施形態に係る組込デスクの冷却部を示す概略側断面図である。 この発明の他の実施形態に係る組込デスクの冷却部を示す概略側断面図である。 この発明の他の実施形態に係る冷却システムを示す概略側断面図である。 この発明の他の実施形態に係る冷却システムを示す概略側断面図である。

符号の説明

１・・・パソコンの冷却システム（電子機器の冷却システム）、３・・・パソコン（電子機器）、５・・・組込デスク（支持ユニット）、７・・・筐体、１７・・・ＣＰＵ（発熱部品）、２１・・・機器側熱伝導部、２７・・・机（本体部）、２９ｂ・・・上面（表面）、３１・・・冷却部、３３・・・ユニット側熱伝導部、３５・・・ペルチェ素子、３７・・・ヒートシンク、４７・・・放熱部、５３・・・スナップ錠（固定手段）、５５・・・他の電子部品（発熱部品）、５９・・・冷却水、６１・・・冷却槽

Claims (11)

1. 発熱部品を筐体内部に設けた電子機器と、該電子機器を表面の一部に対向配置する支持ユニットとを備え、
   前記電子機器が、前記筐体内部に設けられ、前記発熱部品に接触すると共に前記筐体から外方に露出する機器側熱伝導部を備え、
   前記支持ユニットが、前記表面を形成した本体部と、該本体部の表面から外方に露出して設けられる放熱用の冷却部とを備え、
   前記電子機器を前記支持ユニットの表面に対向して配した状態において、前記機器側熱伝導部と前記冷却部とが相互に接触することを特徴とする電子機器の冷却システム。
2. 前記冷却部が、前記本体部の表面から外方に露出するユニット側熱伝導部と、該ユニット側熱伝導部に接触し、前記本体部の外方に熱を放出させる放熱部とを備え、
   前記電子機器を前記支持ユニットの表面に対向して配した状態において、前記機器側熱伝導部と前記ユニット側熱伝導部とが相互に接触することを特徴とする請求項１に記載の電子機器の冷却システム。
3. 前記冷却部の一部に、ペルチェ素子を用いることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子機器の冷却システム。
4. 前記ユニット側熱伝導部が、冷却水を貯留した冷却槽からなることを特徴とする請求項２に記載の電子機器の冷却システム。
5. 前記本体部が、事務機器若しくは建材からなることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電子機器の冷却システム。
6. 前記機器側熱伝導部と前記冷却部とを接触させた状態において、前記電子機器と前記支持ユニットとを相互に固定する固定手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電子機器の冷却システム。
7. 前記固定手段が、前記機器側熱伝導部及び前記冷却部を相互に固定するように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の電子機器の冷却システム。
8. 前記固定手段による前記電子機器と前記支持ユニットとの固定状態が解除可能であることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の電子機器の冷却システム。
9. 放熱用の冷却部を設けた支持ユニットの表面に対向して配置する電子機器であって、
   筐体と、筐体内部に設けられた発熱部品と、該発熱部品に接触すると共に前記筐体から外方に露出し、前記冷却部に接触させる機器側熱伝導部とを備える電子機器。
10. 表面に請求項９に記載の電子機器を配置する支持ユニットであって、
    前記表面を形成する本体部と、該本体部の表面から外方に露出して設けられると共に前記機器側熱伝導部に接触させる放熱用の冷却部とを備えることを特徴とする支持ユニット。
11. 筐体内部に、発熱部品と、該発熱部品に接触すると共に前記筐体の表面に露出する機器側熱伝導部とを設けた電子機器を、放熱用の冷却部を有する支持ユニットの表面に配置すると共に前記機器側熱伝導部と前記冷却部とを相互に接触させ、
    前記発熱部品において発生した熱を、前記機器側熱伝導部を介して前記冷却部に伝達し、該冷却部から外方に放出することを特徴とする電子機器の冷却方法。

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