JP2010153443A - 冷却装置、冷却装置の製造方法及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】発熱体の冷却に用いる放熱部が簡便に増設可能な冷却装置を提供する。
【解決手段】第１の放熱部１０は、第１の熱輸送管１１に取り付けられた複数の第１の放熱フィン１０ａを備え、その側端部に、第２の熱輸送管２１が熱的に接続可能な第１の溝１０ｂを備える。第２の放熱部２０は、複数の第２の放熱フィン２０ａを備え、その側端部に、第２の熱輸送管２１が熱的に接続可能な第２の溝２０ｂを備える。第１の溝１０ｂに第２の熱輸送管２１を熱的に接続し、その第２の熱輸送管２１に第２の溝２０ｂを熱的に接続することで、第１の放熱部１０に第２の熱輸送管２１及び第２の放熱部２０を簡便に増設することができる。また、放熱面積を有効に利用し、第１の熱輸送管１１及び第２の熱輸送管２１を輸送される熱をいずれも効果的に放熱することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷却装置、冷却装置の製造方法及び電子機器に関し、特に、電子部品等の発熱体の冷却に用いる冷却装置及びそのような冷却装置の製造方法、並びに冷却装置を備えた電子機器に関する。

電子部品等の発熱体を冷却する手法のひとつに、そのような発熱体で発生した熱を受熱部で受け、その熱を放熱部に輸送して外部へ放熱することのできる冷却装置を用いる手法がある。従来は、このような冷却装置に関し、ヒートパイプやポンプ循環式冷却装置を用いて複数の発熱体を冷却する技術等も知られている（例えば、特許文献１〜４参照。）。
特開２００６−０１２８７４号公報 特開２００１−２４１８６８号公報 特開２０００−０５９０６２号公報 特開２００５−２５２２７１号公報

電子部品等の発熱体を備えた機器においては、元の構成に新たに発熱体を増設する場合がある。このような発熱体の増設に伴い、機器内には、既設の発熱体を冷却する機構のほかに、増設した発熱体を冷却する機構も設ける必要が生じる場合がある。しかし、その場合、機器の構成上、発熱体の増設に伴って後から冷却機構を増設することがスペース的に困難であったり、たとえ冷却機構の増設が容易であったとしても、それに要するコストが高くなってしまったりする場合があった。

本発明の一観点によれば、第１の発熱体で発生する熱を輸送する第１の熱輸送管と、前記第１の熱輸送管に熱的に接続されると共に、第２の発熱体で発生する熱を輸送する第２の熱輸送管が熱的に接続可能な第１の放熱部と、を有する冷却装置が提供される。

開示の冷却装置によれば、発熱体を増設する場合にも、設置スペースを抑え、簡便に低コストで、その発熱体の冷却を行うことが可能になる。

以下、実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
まず、冷却装置に適用可能な放熱部の一例について説明する。
図１は放熱部の一例の説明図である。

図１には、第１の熱輸送管１１の周囲に複数の第１の放熱フィン１０ａを取り付けた第１の放熱部１０を例示している。
第１の熱輸送管１１は、例えば、その一端側が、冷却を行う第１の発熱体の熱を受ける第１の受熱部に接続される。第１の発熱体の冷却時には、例えば、第１の受熱部と第１の熱輸送管１１に冷媒が流通されることで、第１の発熱体から第１の受熱部に伝わった熱が、その流通する冷媒によって第１の放熱部１０へと輸送される。

第１の放熱部１０が備える各第１の放熱フィン１０ａは、例えば、第１の熱輸送管１１の外壁に、溶接やかしめ等の手法により、固定部１０ｄで固定されており、第１の熱輸送管１１と熱的に接続された状態になっている。第１の受熱部で高温化された冷媒が第１の熱輸送管１１を輸送され、その冷媒から第１の熱輸送管１１、さらに第１の放熱フィン１０ａへと伝わった熱は、第１の放熱フィン１０ａから大気中へと放熱される。第１の放熱フィン１０ａから効率的に放熱を行うために、例えば、第１の放熱部１０には、送風用ファン等から送風が行われる場合もある。

この第１の放熱部１０には、第１の放熱フィン１０ａの一側端部に、第１の溝１０ｂが形成されている。ここでは、第１の放熱フィン１０ａの一側端部に、銅等の金属パイプをその軸方向に半分に切断した第１の半パイプ１０ｃを取り付けた場合を例示しており、この第１の半パイプ１０ｃの内壁が、第１の溝１０ｂとして用いられるようになっている。第１の半パイプ１０ｃは、その外壁が、溶接やかしめ等の手法により、各第１の放熱フィン１０ａの一側端部に固定部１０ｅで固定されており、各第１の放熱フィン１０ａと第１の半パイプ１０ｃとは、熱的に接続された状態になっている。

このような第１の放熱部１０には、その第１の溝１０ｂに新たに第２の熱輸送管を熱的に接続し、さらに、その第２の熱輸送管に新たに第２の放熱部を熱的に接続することによって、第２の熱輸送管及び第２の放熱部を増設することができるようになっている。

図２は熱輸送管及び放熱部の増設方法の一例の説明図である。
増設する第２の熱輸送管２１は、上記第１の熱輸送管１１と同様に、例えば、その一端側が、冷却を行う第２の発熱体の熱を受ける第２の受熱部に接続される。例えば、第２の受熱部と第２の熱輸送管２１に冷媒が流通されることで、第２の発熱体から第２の受熱部に伝わった熱が、その流通する冷媒によって第２の熱輸送管２１を輸送される。

また、増設する第２の放熱部２０は、複数の第２の放熱フィン２０ａを備えている。ここでは、それら第２の放熱フィン２０ａの一側端部がそれぞれ、銅等の金属パイプをその軸方向に半分に切断した第２の半パイプ２０ｃの外壁に、溶接やかしめ等の手法により、固定部２０ｄで固定されている。第２の半パイプ２０ｃの内壁は、第２の熱輸送管２１が熱的に接続される第２の溝２０ｂとして用いられる。

なお、上記の第１の溝１０ｂ、及びこの第２の溝２０ｂのサイズ及び形状は、接続される第２の熱輸送管２１のサイズ及び形状を基に設定される。
また、第２の放熱部２０が備える第２の放熱フィン２０ａのサイズは、第１の放熱部１０が備える第１の放熱フィン１０ａのサイズよりも小さなサイズに設定することができる。図２には、一例として、第２の放熱フィン２０ａのサイズを、第１の放熱フィン１０ａのサイズの半分程度とした場合を例示している。

第１の発熱体に加え、新たに第２の発熱体が増え、第２の熱輸送管２１及び第２の放熱部２０の増設が必要になった場合には、まず、第１の放熱部１０に設けた第１の溝１０ｂに、例えば、サーマルグリースやサーマルシート等の熱伝導材料３０を介して、第２の熱輸送管２１を熱的に接続する。さらに、その第２の熱輸送管２１に、例えば、サーマルグリースやサーマルシート等の熱伝導材料３１を介して、第２の放熱部２０に設けた第２の溝２０ｂを熱的に接続する。このように、第２の熱輸送管２１は、第１の放熱部１０と第２の放熱部２０との間に、それらと熱的に接続された状態で、挟まれる。また、それにより、第１の放熱部１０と第２の放熱部２０も、熱的に接続された状態になる。

このように第２の熱輸送管２１及び第２の放熱部２０を増設した場合、第１の熱輸送管１１を輸送される熱は、第１の放熱部１０、及びそれに熱的に接続されている第２の放熱部２０から、大気中に放熱することができる。また、第２の熱輸送管２１を輸送される熱は、第２の放熱部２０、及びそれに熱的に接続されている第１の放熱部１０から、大気中に放熱することができる。図１に例示したような第１の放熱部１０によれば、第２の熱輸送管２１及び第２の放熱部２０の増設が必要になった場合に、図２に例示したように、それらを比較的容易に増設することができる。

ここで、比較のため、別形態の放熱部について説明する。
図３は別形態の放熱部の一例の説明図である。また、図４は別形態の放熱部の増設方法の一例の説明図である。

図３には、熱輸送管１０１の周囲に複数の放熱フィン１００ａを取り付けた放熱部１００を例示している。放熱フィン１００ａは、例えば、熱輸送管１０１の外壁に、溶接やかしめ等の手法により、固定部１００ｂで固定されており、熱輸送管１０１と熱的に接続された状態になっている。この放熱部１００には、前述のような、新たな熱輸送管及び放熱部を増設するために用いる半パイプの溝等は形成されていない。冷却する発熱体が増え、新たな熱輸送管及び放熱部の増設が必要になった場合には、図４に例示するように、同じ構成の放熱部１００が、もう１つ増設される。

しかし、このようにすると、２つ分の放熱部１００の設置スペースが必要になるため、これを搭載する機器内や装置内の限られたスペースにおいては、他の構成要素の配置等に大きな制約を与えてしまう場合がある。或いは、そのような機器や装置の大型化を招いてしまう場合がある。さらに、通常、放熱フィン１００ａは、冷却する発熱体の発熱量が最大である場合を基にそのサイズ（放熱面積）が設定されるため、いずれかの発熱体の発熱量が最大でない場合には、放熱面積が一部無駄になってしまう場合がある。また、放熱フィン１００ａと熱輸送管１０１との接続は、溶接やかしめ等の手法で行われるが、そのコストが比較的高いため、放熱部１００やそれを備える冷却装置のコスト、さらには冷却装置を搭載する機器や装置のコストを高くしてしまう。

これに対し、図１及び図２に例示したような第１の放熱部１０によれば、発熱体を増設する場合にも、比較的簡便に低コストで、第２の熱輸送管２１及び第２の放熱部２０を増設することができる。ここでは、増設する第２の熱輸送管２１に応じた第１の溝１０ｂを第１の放熱部１０に形成しておき、増設するその第２の熱輸送管２１に応じた第２の溝２０ｂを有する第２の放熱部２０を別途形成しておく。そして、増設が必要になった場合に、既設の第１の放熱部１０に、新たに第２の熱輸送管２１及び第２の放熱部２０を増設する。

第１の熱輸送管１１及び第２の熱輸送管２１をそれぞれ輸送されてくる熱はいずれも、熱的に接続された第１の放熱部１０及び第２の放熱部２０を用いて放熱させることができる。そのため、増設する第２の放熱フィン２０ａのサイズは、第１の放熱フィン１０ａのサイズよりも小さく設定することができる。また、それにより、第２の熱輸送管２１及び第２の放熱部２０の増設後の設置スペースを小さく抑えることもできる。上記手法によれば、省スペース化を実現しつつ、放熱面積の有効利用を図り、既設の第１の発熱体及び増設した第２の発熱体を共に効果的に冷却することが可能になる。

なお、ここでは、既設の放熱部に熱輸送管及び放熱部を新たに１つずつ増設する場合を例にして述べたが、同様にして、複数の熱輸送管及び放熱部を新たに増設することもできる。

図５は熱輸送管及び放熱部の増設方法の別例の説明図である。
図５には、図１に例示した第１の放熱部１０に熱的に接続される、第２の熱輸送管２１及び第２の放熱部４０を例示している。

この第２の放熱部４０は、それぞれ第１の放熱フィン１０ａと同等のサイズを有する、複数の第２の放熱フィン４０ａを備えている。そして、それら第２の放熱フィン４０ａの対向する両側端部が、銅等の金属パイプをその軸方向に半分に切断した第２の半パイプ４０ｃ及び第３の半パイプ４０ｄの外壁に、溶接やかしめ等の手法により、固定部４０ｆ及び固定部４０ｇで固定されている。この第２の半パイプ２０ｃの内壁は、第２の熱輸送管２１が熱的に接続される第２の溝４０ｂとして用いられる。また、第３の半パイプ４０ｄの内壁は、第３の熱輸送管５１が熱的に接続される第３の溝４０ｅとして用いられる。

なお、第３の熱輸送管５１は、上記の第１の熱輸送管１１及び第２の熱輸送管２１と同様に、例えば、その一端側が、冷却を行う第３の発熱体の熱を受ける第３の受熱部に接続される。例えば、第３の受熱部と第３の熱輸送管５１に冷媒が流通されることで、第３の発熱体から第３の受熱部に伝わった熱が、その流通する冷媒によって第３の熱輸送管５１を輸送される。

第１の発熱体に加え、新たに第２の発熱体及び第３の発熱体が増えた場合には、まず、第１の放熱部１０に設けた第１の溝１０ｂに、例えば、熱伝導材料３０を介して、第２の熱輸送管２１を熱的に接続する。さらに、その第２の熱輸送管２１に、例えば、熱伝導材料３１を介して、第２の放熱部４０に設けた第２の溝４０ｂを熱的に接続する。これにより、第１の放熱部１０及び第２の放熱部４０が、間に第２の熱輸送管２１を挟んで、熱的に接続された状態になる。

次いで、第２の放熱部４０に設けた第３の溝４０ｅに、例えば、熱伝導材料３２を介して、第３の熱輸送管５１を熱的に接続する。そして、この第３の熱輸送管５１には、例えば、熱伝導材料を介して、第３の放熱部を熱的に接続する。

なお、第３の放熱部の構成は、増設する発熱体の数に応じて設定することができる。例えば、発熱体が第１〜第３の合計３つであれば、第３の放熱部の構成は、図２に例示した第２の放熱部２０と同様の構成とすればよい。また、発熱体が第１〜第３と、さらに第４以降の発熱体を増設し、合計４つ以上となるような場合には、第３の放熱部の構成は、図５に例示した第２の放熱部４０と同様の構成とすればよい。

このように、図５に例示したような第２の放熱部４０を用いることにより、複数の発熱体の増設にも対応することができる。また、発熱体の増設にあたり、図３に例示したような放熱部１００を、図４に例示したように発熱体の数に応じて増設していく場合に比べ、設置スペースを抑え、放熱面積を有効に利用して、各発熱体の冷却を効果的に行うことができる。

なお、複数の発熱体で発生する熱を輸送する複数の熱輸送管と、それら複数の熱輸送管を輸送される熱を放熱する複数の放熱部とを設ける場合、必ずしも増設する全ての熱輸送管及び放熱部を図５の例に従って接続することを要しない。即ち、複数の熱輸送管及び放熱部を設ける場合に、図２又は図５に例示した構成と、図３又は図４に例示した構成を共に含めた場合でも、全体のうちのいずれかの部分に図２又は図５に例示した構成が含まれていてもよい。さらに言えば、第ｎの発熱体の熱を輸送する第ｎの熱輸送管に熱的に接続された第ｎの放熱部に、第ｎ＋１の発熱体の熱を輸送する第ｎ＋１の熱輸送管が熱的に接続され、その第ｎ＋１の熱輸送管に第ｎ＋１の放熱部が熱的に接続された構成を含む場合等である。このような構成が、複数の熱輸送管及び放熱部を設けた場合のいずれかの部分に、少なくとも１箇所含まれていれば、一定の効果を得ることは可能である。なお、ｎは自然数である。

以下、上記のような放熱部の適用例について説明する。ここでは、コンピュータ等の電子機器に内蔵され、発熱体であるＣＰＵ（Central Processing Unit）の冷却装置として用いる、ループ型ヒートパイプに適用した場合を例にして説明する。

図６はループ型ヒートパイプの構成例を示す図である。
図６に例示する第１のループ型ヒートパイプ６０は、第１の受熱部６１、第１の放熱部６２及び第１の熱輸送管６３を備えている。これら第１の受熱部６１及び第１の熱輸送管６３は、環状流路を形成し、その環状流路内には、冷媒（作動流体）が封入されている。

第１の受熱部６１は、この第１のループ型ヒートパイプ６０を用いて冷却を行う第１のＣＰＵ６４の上に、サーマルグリース（例えば、信越化学社製Ｇ７４７）を介して、熱的に接続される。第１の受熱部６１では、第１のＣＰＵ６４で発生した熱によって内部の冷媒が加熱され、その加熱により高温化された冷媒は、第１の熱輸送管６３を通って第１の放熱部６２の方に輸送される。なお、第１の熱輸送管６３には、例えば、外径５ｍｍ、内径４ｍｍの銅パイプを用いることができる。

第１の放熱部６２は、複数の第１の放熱フィン６２ａを備えている。各第１の放熱フィン６２ａは、例えば、縦５０ｍｍ×横３０ｍｍ×厚さ０．５ｍｍのサイズとすることができる。第１の熱輸送管６３は、複数の第１の放熱フィン６２ａの面内特定箇所を、まず一方向に貫通した後、折り返して今度は別の箇所を逆方向に貫通するように、設けられている。これら複数の第１の放熱フィン６２ａはそれぞれ、第１の熱輸送管６３の外壁に、半田付けにより接続されている。

第１の受熱部６１から第１の熱輸送管６３を輸送されて第１の放熱部６２に伝わった熱は、送風用ファンから送風が行われる等して、第１の放熱フィン６２ａから大気中へと放熱される。この放熱により冷却された冷媒は、第１の熱輸送管６３を通って第１の受熱部６１へと戻される。このような冷媒の循環により、第１のＣＰＵ６４の冷却が行われる。

また、この第１の放熱部６２には、第１の放熱フィン６２ａの一側端部に、２本の第１の溝６２ｂ，６２ｃが設けられている。ここでは、第１の放熱フィン６２ａの一側端部に、２本の第１の半パイプ６２ｄ，６２ｅを半田付けにより接続し、それぞれの内壁を第１の溝６２ｂ，６２ｃとして用いている。なお、第１の半パイプ６２ｄ，６２ｅには、例えば、内径５ｍｍの銅パイプを用いることができる。

ここで、このような第１のＣＰＵ６４の冷却に用いる第１のループ型ヒートパイプ６０を備えた電子機器において、新たに第２のＣＰＵが増設される場合を想定する。
例えば、コンピュータ等の電子機器の中には、オプション設定により、既存のＣＰＵに加え、新たに別のＣＰＵを増設することができるタイプのものがある。ここでは、上記の第１のループ型ヒートパイプ６０を備えた電子機器が、このようなタイプのものであり、第１のＣＰＵ６４に加え、新たに第２のＣＰＵが増設される場合を想定する。この場合、第２のＣＰＵの冷却に用いる第２のループ型ヒートパイプがその電子機器内に増設される。

図７はループ型ヒートパイプの増設方法の一例の説明図、図８は図７の一部拡大図である。また、図９はループ型ヒートパイプの増設後の状態の一例を示す図である。
第２のループ型ヒートパイプの増設に際しては、図７に例示するように、第２のＣＰＵ７４の上に熱的に接続される第２の受熱部７１、及びその第２の受熱部７１を含んだ環状流路を形成する第２の熱輸送管７３が用意される。なお、第２の熱輸送管７３には、例えば、外径５ｍｍ、内径４ｍｍの銅パイプを用いることができる。また、第２の熱輸送管７３の形状（配置ルート）は、第２の受熱部７１（第２のＣＰＵ７４）と、第１のループ型ヒートパイプ６０の第１の放熱部６２（第１の溝６２ｂ，６２ｃ）との位置関係等に基づいて設計することができる。

さらに、第２のループ型ヒートパイプの増設に際しては、図７に例示したように、第２の受熱部７１及び第２の熱輸送管７３のほか、その第２の熱輸送管７３に熱的に接続する第２の放熱部７２が別途用意される。

第２の受熱部７１は、第２のＣＰＵ７４に、サーマルグリース（図示せず）を介して、熱的に接続される。第２の熱輸送管７３は、第１の放熱部６２に設けた第１の溝６２ｂ，６２ｃの形状に対応した形状とされている。

また、第２の放熱部７２は、複数の第２の放熱フィン７２ａを備えている。なお、各第２の放熱フィン７２ａは、例えば、縦５０ｍｍ×横１５ｍｍ×厚さ０．５ｍｍのサイズとすることができる。これら第２の放熱フィン７２ａの一側端部で、第１の放熱部６２に設けた第１の溝６２ｂ，６２ｃと対向する位置には、第２の溝７２ｂ，７２ｃが設けられている。ここでは、第２の放熱フィン７２ａの一側端部に、２本の第２の半パイプ７２ｄ，７２ｅを半田付けにより接続し、それぞれの内壁を第２の溝７２ｂ，７２ｃとして用いている。なお、第２の半パイプ７２ｄ，７２ｅには、例えば、内径５ｍｍの銅パイプを用いることができる。

電子機器への第２のＣＰＵ７４の増設時には、図７に例示したように、増設したその第２のＣＰＵ７４に、サーマルグリース（図示せず）を介して、第２の受熱部７１を熱的に接続する。また、同時に、その第２の受熱部７１に繋がっている第２の熱輸送管７３を、図７及び図８に例示したように、電子機器内に既設の第１のループ型ヒートパイプ６０に設けられている第１の溝６２ｂ，６２ｃに嵌め込む。その際は、図８に例示したように、予め第１の溝６２ｂ，６２ｃにサーマルグリース８０を塗布しておき、第１の溝６２ｂ，６２ｃと第２の熱輸送管７３とが確実に熱的に接続されるようにする。なお、図７では、便宜上、サーマルグリース８０の図示を省略している。また、ここでは、サーマルグリース８０を予め第１の溝６２ｂ，６２ｃに塗布する場合を例示したが、第２の熱輸送管７３に塗布しておくようにしても構わない。

次いで、図７及び図８に例示したように、第２の放熱部７２を、その第２の溝７２ｂ，７２ｃを第１の溝６２ｂ，６２ｃに対向させ、間に第２の熱輸送管７３を挟んで、第１の放熱部６２側に押し付ける。その際は、図８に例示したように、予め、第２の溝７２ｂ，７２ｃにサーマルグリース８１を塗布しておき、第２の溝７２ｂ，７２ｃと第２の熱輸送管７３とが確実に熱的に接続されるようにする。なお、図７では、便宜上、サーマルグリース８１の図示を省略している。また、ここでは、サーマルグリース８１を予め第２の溝７２ｂ，７２ｃに塗布する場合を例示したが、第２の熱輸送管７３に塗布しておくようにしても構わない。

このように第１の放熱部６２に、第２の熱輸送管７３及び第２の放熱部７２を熱的に接続することにより、図９に例示するように、電子機器内に、第２のＣＰＵ７４の冷却に用いる第２のループ型ヒートパイプ７０が増設されることになる。

この場合、まず、第１のＣＰＵ６４で発生した熱は、第１の受熱部６１に伝わり、それにより高温化された冷媒が、第１の熱輸送管６３を第１の放熱部６２側へ輸送される。その冷媒の熱は、第１の放熱部６２に伝わり、第１の放熱フィン６２ａから大気中へと放熱される。また、第１の放熱部６２に伝わった熱は、第２の熱輸送管７３及び第２の放熱部７２の温度によっては、第２の放熱部７２にも伝わり、第２の放熱フィン７２ａから大気中へと放熱される。第１の放熱部６２を通過して低温下された冷媒は、第１の受熱部６１に戻される。このような冷媒の循環により、第１のＣＰＵ６４の冷却が行われる。

一方、第２のＣＰＵ７４で発生した熱は、第２の受熱部７１に伝わり、それにより高温化された冷媒が、第２の熱輸送管７３を第２の放熱部７２側へ輸送される。その冷媒の熱は、第２の放熱部７２に伝わり、第２の放熱フィン７２ａから大気中へと放熱される。また、第２の輸送管７３の熱、及び第２の放熱部７２に伝わった熱は、第１の放熱部６２の温度によっては、第１の放熱部６２にも伝わり、第１の放熱フィン６２ａから大気中へと放熱される。第２の放熱部７２を通過して低温下された冷媒は、第２の受熱部７１に戻される。このような冷媒の循環により、第２のＣＰＵ７４の冷却が行われる。

このように、既設の第１のループ型ヒートパイプ６０の第１の放熱部６２を、第２の熱輸送管７３を熱的に接続可能な構成とし、さらに、第２の熱輸送管７３に熱的に接続可能な第２の放熱部７２を別途構成しておく。これにより、第１のＣＰＵ６４に加えて第２のＣＰＵ７４が増設される場合に、その冷却に用いる第２のループ型ヒートパイプ７０を比較的簡便に増設することができる。また、第２のループ型ヒートパイプ７０の増設に伴うコストを低減することも可能になる。

さらに、第１のＣＰＵ６４及び第２のＣＰＵ７４で発生した熱をいずれも、熱的に接続された第１の放熱部６２及び第２の放熱部７２から放熱することができるため、放熱面積を有効に利用することができる。それにより、増設する第２の放熱フィン７２ａを、既存の第１の放熱フィン６２ａよりも小さなサイズで形成することが可能になり、電子機器内における第２のループ型ヒートパイプ７０の占有スペースを小さく抑えることが可能になる。

ここで、比較のため、別形態のループ型ヒートパイプの増設方法について説明する。
図１０は別形態のループ型ヒートパイプの増設方法の一例の説明図である。
第１のループ型ヒートパイプ２００は、第１の受熱部２０１、第１の放熱部２０２及び第１の熱輸送管２０３を備え、同様に、第２のループ型ヒートパイプ２１０は、第２の受熱部２１１、第２の放熱部２１２及び第２の熱輸送管２１３を備えている。

第１の受熱部２０１及び第２の受熱部２１１はそれぞれ、第１のＣＰＵ２０４及び第２のＣＰＵ２１４と熱的に接続されている。また、第１の放熱部２０２及び第２の放熱部２１２はそれぞれ、第１の熱輸送管２０３及び第２の熱輸送管２１３の周囲にそれぞれ熱的に接続された、複数の第１の放熱フィン２０２ａ及び複数の第２の放熱フィン２１２ａを備えている。このような第１のループ型ヒートパイプ２００と、第２のループ型ヒートパイプ２１０とが、第１の放熱部２０２と第２の放熱部２１２とを並列させて、独立に配置されている。

このような場合、同等の第１のループ型ヒートパイプ２００と第２のループ型ヒートパイプ２１０の２台が必要であるため、１台を増設するのに要するコストが比較的高くなる。また、放熱部の設置面積も、第１の放熱部２０２と第２の放熱部２１２の２つ分が必要になる。さらに、第１の放熱フィン２０２ａ及び第２の放熱フィン２１２ａのサイズをそれぞれ、第１のＣＰＵ２０４及び第２のＣＰＵ２１４の最大発熱量を基に設定した場合、それらの一方或いは両方の稼働率が低いときには、放熱面積の無駄が生じる場合がある。

これに対し、図７〜図９に例示したようなループ型ヒートパイプの増設方法によれば、簡便に低コストで増設が可能で、電子機器内のスペースを有効に利用することができ、さらに、放熱フィンの放熱面積を有効に利用することができる。それにより、ループ型ヒートパイプの省スペース化を図りつつ、既設のＣＰＵと増設したＣＰＵとを共に効果的に冷却することができ、電子機器の大型化を抑えると共に、その信頼性を向上させることが可能になる。

なお、ここではＣＰＵ（第２のＣＰＵ７４）を新たに１つ増設する場合を例示したが、ＣＰＵを新たに２つ以上増設する場合にも、同様に対応することが可能である。
このような場合は、図５の例に従い、第２の放熱部７２に替え、第２のＣＰＵ７４からの熱を輸送する第２の熱輸送管７３に熱的に接続可能な第２の溝と、第３のＣＰＵからの熱を輸送する第３の熱輸送管を熱的に接続可能な第３の溝を設けた第２の放熱部を用いる。この第２の放熱部には、上記第１の放熱部６２と同等サイズの放熱フィンを用いることができる。このような放熱部を、第２の溝側で第２の熱輸送管に熱的に接続し、第３の溝側に第３の熱輸送管を熱的に接続する。

増設するのが第２，第３の２つのＣＰＵ（第１のＣＰＵと合わせて合計３つ）であれば、第３の熱輸送管と熱的に接続可能な溝を設けた第３の放熱部を、その第３の熱輸送管に熱的に接続するようにすればよい。また、さらに第４のＣＰＵを増設する場合（第１のＣＰＵと合わせて合計４つの場合）には、第３の熱輸送管と第４の熱輸送管がそれぞれ熱的に接続可能な溝を設けた第３の放熱部を、その第３の熱輸送管に熱的に接続するようにすればよい。第５以降のＣＰＵを増設する場合も、これと同様にして対応することが可能である。

また、ここでは、コンピュータ等の電子機器のＣＰＵの冷却装置として用いるループ型ヒートパイプを例にして説明した。このほか、上記のような放熱部の構成、及びＣＰＵ等の発熱体の増設に伴う放熱部の増設方法は、例えば、ポンプを用いた液循環式の冷却装置等、種々の冷却装置に適用可能である。また、上記のような放熱部の構成、及び発熱体の増設に伴う放熱部の増設方法は、電子機器のほか、摩擦や内燃等で発熱する機械部品を備えた装置等にも同様に適用可能である。

放熱部の一例の説明図である。 熱輸送管及び放熱部の増設方法の一例の説明図である。 別形態の放熱部の一例の説明図である。 別形態の放熱部の増設方法の一例の説明図である。 熱輸送管及び放熱部の増設方法の別例の説明図である。 ループ型ヒートパイプの構成例を示す図である。 ループ型ヒートパイプの増設方法の一例の説明図である。 図７の一部拡大図である。 ループ型ヒートパイプの増設後の状態の一例を示す図である。 別形態のループ型ヒートパイプの増設方法の一例の説明図である。

符号の説明

１０，６２，２０２ 第１の放熱部
１０ａ，６２ａ，２０２ａ 第１の放熱フィン
１０ｂ，６２ｂ，６２ｃ 第１の溝
１０ｃ，６２ｄ，６２ｅ 第１の半パイプ
１０ｄ，１０ｅ，２０ｄ，４０ｆ，４０ｇ 固定部
１１，６３，２０３ 第１の熱輸送管
２０，４０，７２，２１２ 第２の放熱部
２０ａ，４０ａ，７２ａ，２１２ａ 第２の放熱フィン
２０ｂ，４０ｂ，７２ｂ，７２ｃ 第２の溝
２０ｃ，４０ｃ，７２ｄ，７２ｅ 第２の半パイプ
２１，７３，２１３ 第２の熱輸送管
３０，３１，３２ 熱伝導材料
４０ｄ 第３の半パイプ
４０ｅ 第３の溝
５１ 第３の熱輸送管
６０，２００ 第１のループ型ヒートパイプ
６１，２０１ 第１の受熱部
６４，２０４ 第１のＣＰＵ
７０，２１０ 第２のループ型ヒートパイプ
７１，２１１ 第２の受熱部
８０，８１ サーマルグリース
７４，２１４ 第２のＣＰＵ
１００ 放熱部
１００ａ 放熱フィン
１００ｂ 固定部
１０１ 熱輸送管

Claims (8)

1. 第１の発熱体で発生する熱を輸送する第１の熱輸送管と、
   前記第１の熱輸送管に熱的に接続されると共に、第２の発熱体で発生する熱を輸送する第２の熱輸送管が熱的に接続可能な第１の放熱部と、
   を有することを特徴とする冷却装置。
2. 前記第１の放熱部は、前記第２の熱輸送管が熱的に接続可能な第１の溝を有し、前記第２の熱輸送管は、前記溝に熱的に接続されることを特徴とする請求項１記載の冷却装置。
3. 前記第１の放熱部に熱的に接続された前記第２の熱輸送管と、
   前記第２の熱輸送管に熱的に接続された第２の放熱部と、
   を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の冷却装置。
4. 前記第２の放熱部は、前記第２の熱輸送管が熱的に接続可能な第２の溝を有することを特徴とする請求項３記載の冷却装置。
5. 前記第２の熱輸送管は、前記第１の放熱部と前記第２の放熱部とに熱伝導材料を介して熱的に接続されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の冷却装置。
6. 複数の発熱体で発生する熱を輸送する複数の熱輸送管と、前記複数の熱輸送管を輸送される熱を放熱する複数の放熱部と、を有し、
   第ｎ（ｎは自然数）の発熱体で発生する熱を輸送する第ｎの熱輸送管と、
   前記第ｎの熱輸送管に熱的に接続されると共に、第ｎ＋１の発熱体で発生する熱を輸送する第ｎ＋１の熱輸送管が熱的に接続可能な第ｎの放熱部と、
   を有することを特徴とする冷却装置。
7. 複数の発熱体で発生する熱を輸送する複数の熱輸送管と、前記複数の熱輸送管を輸送される熱を放熱する複数の放熱部と、を有する冷却装置の製造方法であって、
   第ｎ（ｎは自然数）の発熱体で発生する熱を輸送する第ｎの熱輸送管に熱的に接続された第ｎの放熱部に、第ｎ＋１の発熱体で発生する熱を輸送する第ｎ＋１の熱輸送管を熱的に接続する工程と、
   前記第ｎ＋１の熱輸送管に第ｎ＋１の放熱部を熱的に接続する工程と、
   を有することを特徴とする冷却装置の製造方法。
8. 請求項１乃至６のいずれかに記載の冷却装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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