JP2016018217A - ヒートモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】薄型のヒートモジュールを提供する。【解決手段】ヒートモジュール１００は、ファン１とヒートパイプ５とを備える。ファンは、インペラ４とモータとハウジングとを有し、ハウジングは、側壁部３２と下プレート部３３とを有する。下プレート部またはインペラの上側を覆う上プレート部３１が、吸気口３５を有し、上プレート部、側壁部および下プレート部により、インペラの側方に送風口３６が構成される。送風口は、上プレート部のエッジ、側壁部の開口の周方向の両端である一対のエッジ、および、下プレート部のエッジのうち、何れか最も中心軸Ｊ１に近いエッジを含む。中心軸に平行な平面であり、ヒートパイプの他端側は、下プレート部の上面または上プレートの下面に接触する接触部５０を有し、ヒートパイプの少なくとも一部の延伸方向は、送風口に対して角度を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、ヒートモジュールに関し、ヒートモジュールは、好ましくは、PC（パーソナルコンピュータ）等の電子機器に搭載される。

ノート型ＰＣ等の小型かつ高性能な電子機器では、筐体内部のＣＰＵ等における発熱量が多い。したがって、発熱対策が重要となる。発熱対策の一手法として、送風ファンを筐体内部に設け、熱の排出が行われる。

例えば、特開２０１２−０１８６８３号公報には、熱源の冷却方法として、「前記閉塞された領域に向かって送風するファンと、前記筐体の内側から前記排気口を覆うとともに前記閉塞された領域と前記ファンとの間に位置した放熱部材と、前記発熱体と前記放熱部材とに熱的に接続され、前記閉塞された領域側から前記放熱部材の一部を覆ったヒートパイプと、 を備え、前記ファンから前記閉塞された領域に向かって送風された空気は前記ファンの外側で前記ヒートパイプにて方向転換されて前記排気口から排気される。」が開示されている。
特開２０１２−０１８６８３号公報

しかしながら、特許文献１では、ヒートパイプによって空気の流れる方向を阻害されている。つまり、送風された空気は、ヒートパイプによって方向転換されているため、空気の流れが方向転換されることによってエネルギが損失される。また空気流が勢いよくヒートパイプに衝突することで騒音が生じる。また、特許文献１においては、ファンとヒートパイプの間に放熱部材（ヒートシンク）を配置している。ヒートモジュールを薄型化するためには、ファンの薄型も必須であり、ファンを薄型化すると、風量が低下する。ヒートシンクを配置すると、ヒートシンク自体が空気流を狭くすることになり、空気抵抗が大きくなる。よって、特許文献１の発明は、空気抵抗や、空気流の方向を変換するためのエネルギ損失が大きくなる。つまり、ヒートモジュールの薄型には適していない。

ヒートモジュールは、ファンと、一端側が熱源に熱的に接触し、他端側がファンに熱的に接触するヒートパイプと、を備え、ファンは、上下方向に延びる中心軸周りに周方向に配置される複数の羽根を有するインペラと、インペラを回転させるモータと、インペラおよびモータを収納するハウジングと、を有し、ハウジングは、インペラの側方を覆い周方向の少なくとも一方の領域がファンの外部空間に向けて開放する開口を有する、側壁部と、側壁部と接し、モータを介してインペラを回転可能に支持する下プレート部と、を有し、下プレート部またはインペラの上側を覆う上プレート部が、吸気口を有し、上プレート部、側壁部および下プレート部により、インペラの側方に送風口が構成され、送風口は、上プレート部のエッジ、側壁部の開口の周方向の両端である一対のエッジ、および、下プレート部のエッジのうち、何れか最も中心軸に近いエッジを含み、中心軸に平行な平面であり、ヒートパイプの他端側は、下プレート部の上面または上プレートの下面に接触する接触部を有し、ヒートパイプの少なくとも一部の延伸方向は、送風口に対して角度を有する、ヒートモジュール。

本発明のヒートモジュールによれば、薄型化を達成しつつ、熱源の冷却特性を向上させることができる。

図１は、第１実施形態に係るヒートモジュールの断面図である。 図２は、第１実施形態に係るヒートモジュールの上面図である。 図３は、第２実施形態に係るヒートモジュールの上面図である。 図４は、第３実施形態に係るヒートモジュールの上面図である。 図５は、第４実施形態に係るヒートモジュールの上面図である。 図６は、第５実施形態に係るヒートモジュールの上面図である。

本明細書では、図１中におけるヒートモジュール１００のファン１の中心軸に平行な軸方向の上側を単に「上側」と呼び、下側を単に「下側」と呼ぶ。本明細書における上下方向は、実際の機器に組み込まれたときの上下方向を示すものではない。また、中心軸を中心とする周方向を、単に「周方向」と呼び、中心軸を中心とする径方向を、単に「径方向」と呼ぶ。

図１は、本発明の例示的な第１の実施形態に係るヒートモジュール１００の断面図である。図２は、本発明の例示的な第１の実施形態に係るヒートモジュール１００の上面図である。ヒートモジュール１００は、所定の方向に送風するファン１と、一端側が熱源６に熱的に接触し、他端側がファン１に熱的に接触するヒートパイプ５を有する。ファン１は、遠心ファンである。ヒートモジュール１００は、例えば、ノート型パーソナルコンピュータ（以下、「ノート型ＰＣ」という。）に搭載され、ノート型ＰＣの筐体内部の機器の冷却に利用される。

ファン１は、モータ２と、ハウジング３と、インペラ４と、を含む。インペラ４は、上下方向に延びる中心軸Ｊ１周りに周方向に配置される複数の羽根４１を有する。モータ２は、インペラ４を中心軸Ｊ１回りに回転させる。ハウジング３は、モータ２およびインペラ４を収納する。

モータ２は、アウターロータ型である。モータ２は、固定組立体である静止部２１と、回転組立体である回転部２２と、軸受であるスリーブ２３と、を含む。スリーブ２３は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。回転部２２は、スリーブ２３により、中心軸Ｊ１を中心として静止部２１に対して回転可能に支持される。

静止部２１は、ステータ２１０と、軸受保持部２４と、を含む。軸受保持部２４は、スリーブ２３を収容する。軸受保持部２４は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状であり、樹脂により形成される。軸受保持部２４は、後述する下プレート部３２のおよそ中央から上向きに突出する。軸受保持部２４は、下プレート部３２に設けられた孔部（図示省略）に固定される。軸受保持部２４の下端部と、孔部（図示省略）の周囲の部位とは、インサート成型により締結される。

ステータ２１０は、中心軸Ｊ１を中心とする環状であり、軸受保持部２４の外側面に取り付けられる。ステータ２１０は、ステータコア（図示省略）と、複数のコイル（図示省略）と、を含む。

回転部２２は、シャフト２２１と、ヨーク２２２と、ロータマグネット２２３と、カップ２２４と、を含む。カップ２２４は、中心軸Ｊ１を中心とする有蓋略円筒状であり、下側に向かって開口する。シャフト２２１は、中心軸Ｊ１を中心として配置され、上端部がカップ２２４に固定される。ロータマグネット２２３は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状であり、ヨーク２２２の内側面に固定される。

シャフト２２１は、スリーブ２３に挿入される。スリーブ２３は、含油性の多孔質金属体により形成され、軸受保持部２４に挿入されて固定される。なお、軸受機構として、例えば、ボール軸受が利用されてもよい。

ハウジング３は、上プレート部３１と、側壁部３２と、下プレート部３３とを含む。上プレート部３１は、インペラ４の上側を覆う。側壁部３２は、インペラ４の側方を覆う。側壁部３２は、送風口３６とインペラ４との間に突出する舌部３２０を有する。下プレート部３３は、側壁部３２と接し、モータ２を介してインペラ４を回転可能に支持する。上プレート部３１、側壁部３３および下プレート部３２により、インペラ４を囲む風洞部（図示省略）が構成される。

本実施形態において、ヒートパイプ５が接触する下プレート部３３は、アルミニウム合金のダイカスト等の熱伝導性の優れた材料からなる。なお、ヒートパイプ５は、上プレート部３１に接触していてもよい。この場合、上プレート部３１は、アルミニウム合金のダイカスト等の熱伝導性の優れた材料からなる。下プレート部３３がヒートパイプ５と熱的に接触することにより、下プレート部３３にヒートパイプ５から熱を伝達することが可能である。よって、ヒートパイプ５の放熱特性を向上させることができる。側壁部３２は、アルミニウム合金のダイカストまたは樹脂により成型される。側壁部３２の下端部と下プレート部３３の周縁部とは、ねじ留め等により締結される。上プレート部３１は、側壁部３２の上端部にかしめ等により固定される。上プレート部３１または下プレート部３３は吸気口３５を含む。つまり、吸気口３５は、インペラ４の上方または下方に位置する。本実施形態では吸気口３５は上プレート部３１と下プレート部３３との両方に位置する。ただし、上プレート部３１と下プレート部３３のうち少なくとも一方が吸気口３５を有していればよく、上プレート部３１のみが吸気口３５を有していてもよく、下プレート部３３のみが吸気口３５を有していてもよい。

送風口３６は、上プレート部３１、側壁部３２および下プレート部３３により、インペラ４の側方に構成される。送風口３６は、ハウジング３を径方向外方に向けて貫通する。送風口３６は、上プレート部３１のエッジ、側壁部３２の開口の周方向の両端である一対のエッジ、および、下プレート部３３のエッジのうち、何れか最も中心軸Ｊ１に近いエッジを含み、中心軸Ｊ１に平行な平面である。

インペラ４は、複数の翼４１を含む。複数の翼４１は、カップ２２４の外側にて、中心軸Ｊ１を中心として環状に配列される。各翼４１の径方向内側の端部は、カップ２２４の外側面に固定される。静止部２１に電流が供給されることにより、ロータマグネット２２３とステータ２１０との間に、中心軸Ｊ１を中心とするトルクが発生する。これにより、インペラ４が、中心軸Ｊ１を中心として回転部２２と共に回転する。インペラ４の回転により、吸気口３５からハウジング３内へと空気が吸引され、送風口３６から送出される。

図２は、本発明の例示的な第１の実施形態に係るヒートモジュール１００の上面図である。ファン１の回転方向は図中に矢印で示している。ヒートパイプ５は、その一端側が熱源６に熱的に接触し、他端側がファン１に熱的に接触している。ヒートパイプ５は他端側において、ヒートパイプ５の下面が下プレート部３３の上面に接触する接触部５０を有する。接触部５０は、下プレート部３３の上面に半田により固定される。ただし、接触部５０は、下プレート部３３の上面に熱伝導性の優れたサーマルシートまたは接着剤により固定されてもよく、また溶接により固定されてもよい。なお、接触部５０は、ヒートパイプ５の上面が有していてもよく、その場合、接触部５０は、上プレート部３１の下面に接触する。

通常、ヒートパイプ５は、熱源からヒートシンクへ熱を伝達させる手段として用いられている。つまり、熱源の熱をヒートシンクまで熱伝達し、ヒートシンクに冷却風を供給することで、熱源が冷却されるというものである。ヒートシンクは、複数のフィンを有しており、ファンの送風口に配置される。この場合、ヒートシンクがファンの排気を阻害する、つまり、ファンに負荷を掛けることになり、ファンの風量を低下させることになる。これは、放熱をヒートシンクに依存した場合には、避けられない課題である。そこで、本発明を採用することで、ヒートパイプに直接空気流を供給し、強制冷却が可能となる。ヒートパイプは、ヒートシンクと比較すると表面積が小さいため、空気流があたる表面積を増加させる必要がある。例えば、水冷式のラジエータ等においては、ファンの送風口付近に配置され、放熱効率を高めている。一方で薄型のヒートモジュール１００においては、ファン１の風量が低いため、十分な風量を供給できない。また、ラジエータの放熱面積を増加させるために、空気流路を阻害してしまう。厚型のヒートモジュールであれば、フィンの数を増加させつつ、ラジエータを空気流が通過する領域を確保できるが、薄型ではヒートモジュール１００であれば、ラジエータを通過する空気流路を十分に確保できない。また、水冷型のヒートモジュールは、空冷型のヒートモジュールと比較して高価である。つまり、ファンのスペックに合わせて、安価な空冷型のヒートモジュールが求められている状況においては、水冷型のヒートモジュールのラジエータの様に、ファンの送風口付近に冷媒が通過すること領域を多く確保したラジエータを配置することは困難である。

ヒートパイプ５は、銅およびアルミニウム等の熱伝導性の高いパイプとパイプ内に毛細管構造体が配置され、パイプ内に冷媒が充填されている構造が一般的である。つまり、ヒートパイプ５自体は熱伝達をしつつ、放熱も行っている。つまり、本実施形態のヒートモジュール１００では、ヒートパイプ５を送風口３６付近且つ空気流が供給される領域において、送風口３６を構成する平面に対してヒートパイプ５の延伸方向が角度を有している。これにより、送風口３６からみてヒートパイプ５の正射影面積を大きくすることができる。つまり、ヒートパイプ５に空気流が当たる表面積を確保できる。本実施形態では、ヒートパイプ５は断面が扁平形状である。ヒートパイプ５の断面を扁平形状にすることで、インペラ４が回転したことで生じる空気流路を大きくすることができる。これにより、ファン１への負荷を低減することができ、ヒートパイプ５表面に高風量の空気を流すことができる。

また、ヒートパイプ５は、下プレート部３３の上に配置されている。一般的に、空気流は、ファン１の送風口３６から排気された後、空気流路がないため、拡散する。つまり、送風口３６から離れれば離れるほど、空気の密度が低下する。一方、本実施形態においては、下プレート部３３が送風口３６よりも径方向外方まで延びているため、送風口３６から排出された空気は、下プレート部３６上を移動するため、拡散しにくい。よって、ヒートパイプ５付近を通過する空気の密度を高く維持することができ、冷却特性を高くすることができる。

本実施形態は、薄型のヒートモジュール１００である。ヒートパイプ５は、内部構造（毛細管構造体、冷媒）を有しており、薄型には限界がある。ファン１を薄型化した場合、厚型のファンと比較してヒートパイプ５が占める容積が大きくなる。つまり、ファン１の風量に対して相対的にヒートパイプ５の表面積が大きくなるため、ヒートシンクを有していなくても放熱特性を維持することが可能である。また、薄型のヒートモジュール１００においては、ヒートパイプ５の上部もしくは下部にヒートシンクを配置した場合には、空気流が通過する領域を確保するため、フィンとフィンとの間隔を確保する必要がある。厚型のファンと比較するとファンのサイズに対して当該フィンとフィンの感覚は相対的に大きくなるため、放熱面積を十分に確保できない。また、薄型のヒートモジュール１００では、フィンの軸方向高さも小さくなり、フィン一つあたりの放熱面積が小さくなる。ヒートシンクが配置されていない場合においては、空気流路を十分に確保できるため、ファンの風量を低下させることなくヒートパイプ５に空気流を当てることができる。ただし、ヒートシンクの最適化等を含め、ヒートシンクをヒートパイプ５の上面もしくは下面に配置することで最適な放熱特性を確保することも可能である。つまり、本実施形態においては、ヒートシンクを採用しなくても薄型のヒートモジュール１００において、熱源６の冷却特性を向上させることが可能である。

送風口３６の外方において、仮想第１接線７１と仮想第２接線７２との間の領域は、空気が直接的に流れる領域である。よって、空気が流れる領域において、接触部５０が位置することで、空気流をヒートパイプ５に当てることが可能になる。また、当該領域は、比較的流速が速い領域であり、接触部５０が位置することで、流速が速い空気流をヒートパイプ５に当てることができる。換言すると、ヒートパイプ５全体をインペラ４もしくは送風口３６に近づけることができるため、ヒートパイプ５全体を放熱する効率を高めることができる。

ヒートパイプ５の少なくとも一部は、送風口３６よりも中心軸Ｊ１側に位置する。本実施形態においては、上プレート部３１のエッジと中心軸Ｊ１との距離は、下プレート部３３のエッジと中心軸Ｊ１との距離と同じである。つまり、送風口３６は図２に示す位置となる。よって、接着部５０は、送風口３６よりも中心軸Ｊ１側に位置する。

空気流は、側壁部３２の内周面近傍が最も風速が速い。また、空気流は側壁部３２の内周面近傍において、最も密度が高い。空気は、インペラ４の羽根４１から離れるに従って、平面方向に拡散し、送風口３６から排出された後に、更に実施形態に応じて軸方向または平面方向に拡散が加速する。空気は、拡散が進むことで空気の密度が小さくなる。空気の密度が小さい場合には、当該空気がヒートパイプ５に当たることによる放熱特性が、低下する。ヒートパイプ５の少なくとも一部が送風口３６よりも中心軸Ｊ１側に位置することで、風速が速く、密度が高い空気をヒートパイプ５に当てることができる。よって、ヒートパイプ５の放熱効率を向上させることができる。

平面視した際に、送風口３６と平行且つ中心軸Ｊ１と交差する仮想第１直線８１とし、送風口３６と垂直且つ中心軸Ｊ１と交差する仮想第２直線８２とする。仮想第１直線８１と仮想第２直線８２とで区切られる４つの領域の内、舌部３２０が配置される領域を第１領域８０１、第１領域８０１からインペラ４の回転方向側に向かって第２領域８０２、第３領域８０３および第４領域８０４とする。ヒートパイプ５の少なくとも一部は、第４領域８０４に位置する。

インペラ４から径方向外方に吐き出された空気は、側壁部３２の内周面近傍に集まり、下流に向けて流れる空気流になる。当該空気は、上流から下流に向けて、空気の密度が高まっていく。その後、送風口３６から排出され、空気の密度は、低下する。つまり、第４領域８０４は、空気の密度が高まり、流速も最も速い。よって、ヒートパイプ５に密度が高く、流速が速い空気を当てることができる。

平面視において、ヒートパイプ５は、複数の羽根４１の少なくとも一部と重なる。

羽根４１近傍の空気には、羽根４１が回転することによって、剪断応力が生じる。空気は粘性を有しているため、剪断応力によって、羽根４１近傍の空気は、羽根４１の回転方向に移動する。更に、吸気口３５から入ってきた空気は羽根４１に沿って、径方向外方に吐き出される。つまり羽根４１近傍は、空気の移動が著しく、空気の風速も速い。よって、平面視において、ヒートパイプ５が羽根４１の少なくとも一部と重なることで、ヒートパイプ５表面近傍の空気の移動およびヒートパイプ５へ空気を直接当てることが可能となる。

平面視において、ヒートパイプ５は、側壁部３２と複数の羽根４１の外端との間を側壁部３２の内周面に沿って延び、ヒートパイプ５の径方向外端よりも径方向内方領域において複数の羽根４１の外端を結ぶ仮想包絡線４０の少なくとも一部が重なる。

複数の羽根４１が回転することによって吐き出される風は、側壁部３２の内周面付近で最も速い。また、羽根３２の近傍においては、羽根３２が回転した際の周速は、羽根３２の径方向外端が最も流速が速い。よって、ヒートパイプ５が、側壁部３２の内周面と羽根４１の外端の間に配置されることによって、流速の速い空気流をヒートパイプ５に当てることができる。

本実施形態においては、第１ヒートパイプ部５１と湾曲部５２と第２ヒートパイプ部５３とを有する。第１ヒートパイプ部５１は送風口３６に沿って延びる。湾曲部５２は、第１ヒートパイプ部５１よりも他端側に位置し、曲率が最大である領域である。第２ヒートパイプ部５３は湾曲部５２よりも他端側に位置する。第２ヒートパイプ部５３が、接触部５０を有する。

略平面方向でヒートパイプを湾曲させている。これにより、空気流が通過する平面上において、ヒートパイプの表面積を大きくすることが可能である。これにより、ヒートパイプ上を多くの空気が通過するため、放熱特性を高くすることが可能である。

図２に示すように、湾曲部５２と中心軸Ｊ１との最小距離は、第２ヒートパイプ部５３のいずれかと中心軸Ｊ１との最小距離よりも大きい。

送風口３６から空気流が流れる方向において、離れた位置にヒートパイプ５が配置されている場合には、空気流の流速が低下するだけではなく、空気の拡散効果により、ヒートパイプ５表面に当たる空気流量が少なくなってしまう。一方、本実施形態においては、ヒートパイプ５の湾曲部５２よりも先端側がインペラ４に近い位置に配置されることで、より風速が速い空気流がヒートパイプ５に当たり、且つ空気流が拡散する前にヒートパイプ５に当たることになる。よって、ヒートパイプ５の冷却特性が向上する。

湾曲部５２の最大曲率は、インペラ４の最大曲率よりも大きい。曲率が大きければ大きいほど、空気流が通過する平面上におけるヒートパイプ５の表面積を大きくすることが可能である。

ヒートパイプ５の他端は、第３領域８０３に位置してもよい。つまり、ヒートパイプ５は、少なくとも第４領域８０４に位置していればよく、第４領域８０４から更にインペラ４の回転方向上流側に向かって延び、第４領域８０４と第３領域８０３に亘って位置する。

第４領域８０４から送風口３６に掛けてヒートパイプを配置することが可能である。上述した通り、第４領域８０４は、空気流の流速が最も速く、空気の密度も高い、第３領域８０３までヒートパイプ５を延ばすことで、第４領域８０４の周方向全域にヒートパイプ５を引きまわすことが可能になり、ヒートパイプ５の放熱特性を高めることができる。

下プレート部３３の上面または上プレート３１の下面とにおいて、ヒートパイプ５の接触部５０と接触する箇所は、他の箇所より軸方向下方または軸方向上方に離れ、接触する箇所と他の箇所は、段差部３０でつながっている。

下プレート部３３の上面を流れる空気は、ヒートパイプ５と干渉して渦を発生させ、騒音を生じさせる。そこで、本実施形態を採用することで、ヒートパイプ５上面と下プレート部３３の上面との軸方向位置の差が、段差部３０によって縮められる。よって、下プレート部３３の上面を流れる空気は、ヒートパイプ５を通過する際の干渉が低減される。つまり、騒音値を小さくすることができる。また、段差部３０が配されることで、空気流路が狭くなる。これにより、空気流の流速が速くなり、ヒートパイプ５を通過する空気流の流速を速くすることができる。よって、ヒートパイプ５の放熱性を向上することができる。

下プレート部３３の上面または上プレート部３１の下面の他の箇所が形成する面と、ヒートパイプ５の接触部５０を構成する面とは反対の面は、面一に構成されている。

ヒートパイプ５と下プレート部３３の上面とが面一になるため、下プレート部３３を通過した空気が、ヒートパイプ５を通過する際に、干渉音を最小限にとどめることができる。

ヒートパイプ５は、接触部５０を有する面において、下プレート部３３または上プレート部３１との間に隙間を有する。

軸方向において、ヒートパイプ５の下面が、下プレート部３３の上面よりも上方に位置することによって、ヒートパイプ５の上面と下面の両方に空気を流すことができる。よって、ヒートパイプ５の放熱特性を向上することができる。軸方向において、第１ヒートパイプ部５１の下面が、下プレート部３３の上面よりも上方側に位置しているのが望ましい。

図３は、本発明の例示的な第２の実施形態に係るヒートモジュール１００Ａの平面図である。第２の実施形態の基本的な構成は、第１実施形態のヒートモジュール１００と同じである。第２の実施形態に関する説明は、第１の実施形態と異なる箇所のみとする。上プレート部３１Ａのエッジが下プレート部３３Ａのエッジおよび側壁部３２Ａのエッジよりも中心軸Ｊ１Ａ側に位置する。つまり、送風口３６Ａは、ヒートパイプ５Ａの他端よりも中心軸Ｊ１Ａ側に位置する。なお、ヒートパイプ５Ａのように、湾曲部５２を有さず直線形状であってもよい。

図４は、本発明の例示的な第３の実施形態に係るヒートモジュール１００Ｂの平面図である。第３の実施形態の基本的な構成は、第１実施形態のヒートモジュール１００と同じである。第３の実施形態に関する説明は、第１の実施形態と異なる箇所のみとする。第３の実施形態の実施形態では、ヒートパイプ５Ｂの他端は、舌部３２０Ｂ付近で下プレート部３３Ｂの上面に固定される。この場合においても、ヒートパイプ５Ｂの少なくとも一部が送風口３６Ｂよりも中心軸側（図示省略）に位置することで、風速が速く、密度が高い空気をヒートパイプ５Ｂに当てることができる。よって、ヒートパイプ５Ｂの放熱効率を向上させることができる。

図５は、本発明の例示的な第４の実施形態に係るヒートモジュール１００Ｃの平面図である。第４の実施形態の基本的な構成は、第１実施形態のヒートモジュール１００と同じである。第４の実施形態に関する説明は、第１の実施形態と異なる箇所のみとする。図５に示すように、ヒートパイプ５Ｃの他端は、上プレート部３１Ｃ、側壁部３２Ｃまたは上プレート部３１Ｃの径方向外縁よりも径方向外側に位置してもよい。

ヒートパイプ５Ｃは、構造上、内部に冷媒が充填された毛細管構造体を有している。よって、内部の冷媒が流出しないよう、端部を潰して封止している。よって、端部は、ヒートパイプ５Ｃとしての冷媒が気化、凝縮による熱伝達機能は発揮しない。つまり、ヒートパイプ５Ｃのうち冷媒による熱伝達を機能する部位のみを空気流が通過する平面上に配置することが可能である。これにより放熱構造を高めることができ、熱源６Ｃからの熱伝達効率を最適化できる。

図６は、本発明の例示的な第５の実施形態に係るヒートモジュール１００Ｄの平面図である。第５の実施形態の基本的な構成は、第１実施形態のヒートモジュール１００と同じである。第５の実施形態に関する説明は、第１の実施形態と異なる箇所のみとする。第４実施形態に係るファン１Ｄは送風口を２つ有している。ファン１Ｄは、第１送風口３６１Ｄと第１送風口３６１Ｄよりもインペラ４の回転方向下流側に位置する第２送風口３６２Ｄを有する。第１送風口３６１Ｄには、ヒートシンク３４Ｄが構成される。ヒートシンク３４Ｄは、複数のフィン３４１Ｄから構成される。複数のフィン３４１Ｄは、例えば、上面部、垂直面部および底面部からなる概ねコの字形の放熱フィンを複数並列配置して形成されている。並列配置されて形成された放熱フィンによって、上面部、底面部、垂直面部および隣接する垂直面部から断面矩形の通路が形成される。ファン１Ｄによって生じた風は、上述した通路を通過する。第２排気口３６２Ｄよりも中心軸（図示省略）側には、ヒートパイプ５Ｄの接触部５Ｄが配置される。

本発明に係る遠心ファンは、ノート型ＰＣやデスクトップ型ＰＣの筐体内部における機器の冷却、その他の機器の冷却、様々な対象物に対する空気の供給等に利用可能である。さらに、他の用途として利用することができる。

１００ ヒートモジュール
Ｊ１ 中心軸
１ ファン
２ モータ
２１ 静止部
２１０ ステータ
２２ 回転部
２２１ シャフト
２２３ ロータマグネット
２２４カップ
２３ スリーブ
２４ 軸受保持部
３ ハウジング
３１ 上プレート部
３２ 側壁部
３２０ 舌部
３２１ 上流側端部
３２２ 下流側端部
３３ 下プレート部
３４ ヒートシンク
３５ 吸気口
３６ 送風口
４ インペラ
４１ 翼
５ ヒートパイプ
５０ 接触部
５１ 第１ヒートパイプ部
５２ 湾曲部
５３ 第２ヒートパイプ部
６ 熱源
７１ 第１仮想接線
７２ 第２仮想接線
８１ 仮想第１直線
８２ 仮想第２直線
８０１ 第１領域
８０２ 第２領域
８０３ 第３領域
８０４ 第４領域

Claims (16)

1. ヒートモジュールは、
   ファンと、
   一端側が熱源に熱的に接触し、他端側が前記ファンに熱的に接触するヒートパイプと、
   を備え、
   前記ファンは、
   上下方向に延びる中心軸周りに周方向に配置される複数の羽根を有するインペラと、
   前記インペラを回転させるモータと、
   前記インペラおよび前記モータを収納するハウジングと、
   を有し、
   前記ハウジングは、
   前記インペラの側方を覆い周方向の少なくとも一方の領域がファンの外部空間に向けて開放する開口を有する、側壁部と、
   前記側壁部と接し、前記モータを介して前記インペラを回転可能に支持する下プレート部と、
   を有し、
   前記下プレート部または前記インペラの上側を覆う上プレート部が、吸気口を有し、
   前記上プレート部、前記側壁部および前記下プレート部により、前記インペラの側方に送風口が構成され、
   前記送風口は、前記上プレート部のエッジ、前記側壁部の前記開口の周方向の両端である一対のエッジ、および、前記下プレート部のエッジのうち、何れか最も前記中心軸に近いエッジを含み、前記中心軸に平行な平面であり、
   前記ヒートパイプの他端側は、前記下プレート部の上面または前記上プレートの下面に接触する接触部を有し、
   前記ヒートパイプの少なくとも一部の延伸方向は、前記送風口に対して角度を有する、
   ヒートモジュール。
2. 請求項１に記載のヒートモジュールであって、
   平面視において、前記接触部は、
   前記側壁部のうち回転方向下流側の下流側端部を通り、前記複数の羽根の外端を結ぶ仮想包絡線に接し、前記下流側端部から送風方向上流側に向かう仮想第１接線と、
   前記側壁部のうち回転方向上流側の上流側端部を通り、前記複数の羽根の外端を結ぶ仮想包絡線に接し、上流側端部から送風方向下流側に向かう仮想第２接線と、
   前記送風口とにより囲まれた領域に位置する、
   ヒートモジュール。
3. 請求項１または２に記載のヒートモジュールであって、
   前記ヒートパイプの少なくとも一部は、前記送風口よりも前記中心軸側に位置する、
   ヒートモジュール。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載のヒートモジュールであって、
   平面視した際に、前記送風口と平行且つ前記中心軸と交差する仮想第１直線とし、前記送風口と垂直且つ前記中心軸と交差する仮想第２直線とし、
   前記仮想第１直線と前記仮想第２直線とで区切られる４つの領域の内、前記舌部が配置される領域を第１領域、前記第１領域から前記インペラの回転方向側に向かって第２領域、第３領域および第４領域とし、
   前記ヒートパイプの少なくとも一部は、前記第４領域に位置する、
   ヒートモジュール。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載のヒートモジュールであって、
   平面視において、前記ヒートパイプは、前記複数の羽根の少なくとも一部と重なる、
   ヒートモジュール。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載のヒートモジュールであって、
   平面視において、前記ヒートパイプは、前記側壁部と前記複数の羽根の外端との間を前記側壁部の内周面に沿って延び、前記ヒートパイプの径方向外端よりも径方向内方領域において前記複数の羽根の外端を結ぶ仮想包絡線の少なくとも一部が重なる、
   ヒートモジュール。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載のヒートモジュールであって、
   前記ヒートパイプは、
   前記送風口に沿って延びる第１ヒートパイプ部と、
   前記第１ヒートパイプ部よりも他端側に位置し、曲率が最大である湾曲部と、
   前記湾曲部よりも他端側に位置する第２ヒートパイプ部と、
   を有し、
   前記第２ヒートパイプ部が、前記接触部を有する、
   ヒートモジュール。
8. 請求項７に記載のヒートモジュールであって、
   前記湾曲部と前記中心軸との最小距離は、前記第２ヒートパイプ部のいずれかと前記中心軸との最小距離よりも大きい、
   ヒートモジュール。
9. 請求項７または８に記載のヒートモジュールであって、
   前記前記湾曲部の最大曲率は、前記インペラの最大曲率よりも大きい、
   ヒートモジュール。
10. 請求項１ないし９のいずれかに記載のヒートモジュールであって、
    前記ヒートパイプの他端は、前記上プレート部、前記側壁部または前記上プレート部の径方向外縁よりも径方向外側に位置する
    、ヒートモジュール。
11. 請求項１ないし１９のいずれかに記載のヒートモジュールであって、
    前記ヒートパイプの他端は、前記第３領域に位置する、
    ヒートモジュール。
12. 請求項１ないし１１のいずれかに記載のヒートモジュールであって、
    前記接続部が接触する前記下プレート部または前記上プレート部は、熱伝導率が優れた材料からなる、
    ヒートモジュール。
13. 請求項１ないし１２のいずれかに記載のヒートモジュールであって、
    前記ヒートパイプは断面が扁平形状である、
    ヒートモジュール。
14. 請求項１ないし１３のいずれかに記載のヒートモジュールであって、
    前記下プレート部の上面または前記上プレートの下面とにおいて、
    前記ヒートパイプの前記接触部と接触する箇所は、他の箇所より軸方向下方または軸方向上方に離れ、
    前記接触する箇所と前記他の箇所は、段差部でつながっている、
    ヒートモジュール。
15. 請求項１４に記載のヒートモジュールであって、
    前記下プレート部の上面または前記上プレート部の下面の他の箇所が形成する面と、前記ヒートパイプの前記接触部を構成する面とは反対の面は、面一に構成されている、
    ヒートモジュール。
16. 請求項１ないし１５のいずれかに記載のヒートモジュールであって、
    前記ヒートパイプは、接触部を有する面において、前記下プレート部または前記上プレート部との間に隙間を有する、
    ヒートモジュール。

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