JP2024087975A - 電子機器の冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却風の吐出量を減少させることなく、冷却ファンの小型化を実現することが可能な電子機器の冷却装置を提供する。【解決手段】第１送風部は、回転による送風でヒートシンクのフィンの間に空気の流れをつくるものであって、空気をヒートシンクに向けて吐出する第１吐出面を有する。第２送風部は、回転による送風でフィンの間に空気の流れをつくるものであって、空気をヒートシンクに向けて吐出する第２吐出面を有し、第１送風部に隣接して設置される。ダクトは、ヒートシンク、第１送風部および第２送風部を覆い、第１送風部および第２送風部による送風方向上流側の吸気口と下流側の排気口とを有する。仕切部材は、第１送風部および第２送風部とヒートシンクとの間に配置され、ベース部に接し当該ベース部の熱が伝導する底板と、底板に立設されて第１吐出面と第２吐出面との間からフィンのいずれかまで底板の上の空間を分ける隔壁と、を有する。【選択図】図８

Description

本発明の実施形態は、電子機器の冷却装置に関する。

従来、ＰＣ（Personal Computer、パーソナルコンピュータ）などの電子機器は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の高温になる部品を含んでいる。そのような部品には、一般に、放熱のためにヒートシンクが取り付けられる。そして、ヒートシンクには、上流側に設置されたファンが吸い込んだ空気が流れて、ヒートシンクの下流側に排気されることによって、放熱が行われる。（例えば特許文献１）

昨今、電子機器の小型化の要請が大きく、ヒートシンクに送風する冷却ファンの小型化が求められている。しかし、冷却ファンを小型化すると、冷却風の吐出量が少なくなるため、ヒートシンクの冷却性能が低下してしまい、好ましくなかった。

本発明が解決しようとする課題は、冷却風の吐出量を減少させることなく、冷却ファンの小型化を実現することが可能な電子機器の冷却装置を提供することである。

実施形態の電子機器の冷却装置は、電子部品の熱が伝導するベース部に、複数のフィンが厚さ方向に並んで立てられたヒートシンクと、第１送風部および前記第２送風部と、ダクトと、仕切部材とを備える。第１送風部は、回転による送風で前記フィンの間に空気の流れをつくるものであって、前記空気を前記ヒートシンクに向けて吐出する第１吐出面を有する。第２送風部は、回転による送風で前記フィンの間に空気の流れをつくるものであって、前記空気を前記ヒートシンクに向けて吐出する第２吐出面を有し、前記第１送風部に隣接して設置される。ダクトは、前記ヒートシンク、前記第１送風部および前記第２送風部を覆い、前記第１送風部および前記第２送風部による送風方向上流側の吸気口と下流側の排気口とを有する。仕切部材は、前記第１送風部および前記第２送風部と前記ヒートシンクとの間に配置され、前記ベース部に接し当該ベース部の熱が伝導する底板と、当該底板に立設されて前記第１吐出面と前記第２吐出面との間から前記フィンのいずれかまで前記底板の上の空間を分ける隔壁と、を有する。

図１は、第１の実施形態の冷却装置の外観の一例を示す斜視図である。 図２は、冷却装置が取り付けられる電子機器の構造の一例を概略的に示す斜視図である。 図３は、電子機器に設けられた通風孔の一例を示す斜視図である。 図４は、ダクトの形状の一例を示す斜視図である。 図５は、仕切部材の形状を例示する図である。 図６は、仕切部材の形状を例示する図である。 図７は、仕切部材の形状を例示する図である。 図８は、ダクト内におけるファンの配置状態の一例を示す平面図である。 図９は、ダクト内におけるファンの配置状態の一例を示す正面図である。 図１０は、ダクト内におけるファンの配置状態の一例を示す縦断側面図である。 図１１は、第２実施形態におけるファンの配置状態を示す平面図である。 図１２は、第３実施形態におけるファンの配置状態を示す平面図である。 図１３は、ファンと隔壁および側壁との位置関係の他の例を示す平面図である。 図１４は、ファンと隔壁および側壁との位置関係の他の例を示す平面図である。

（第１の実施形態）
実施形態について図面を用いて説明する。図１は、第１の実施形態の冷却装置２００の外観の一例を示す斜視図である。図２は、冷却装置２００が取り付けられる電子機器１００の構造の一例を概略的に示す斜視図である。ここで、説明の便宜のため、図面には三次元座標系を併せて示した。三次元座標系は、冷却装置２００および電子機器１００の幅方向（左右方向）をＸ軸方向、奥行方向（前後方向）をＹ軸方向、高さ方向（上下方向）をＺ軸方向とした。なお、Ｙ軸の正方向は、電子機器１００の背面側から正面側へ向かう方向であって、Ｙ軸の正方向を「前方」とする。また、Ｚ軸の正方向は下から上へ向かう方向である。

まず図１に示すように、冷却装置２００は、ダクト１と、ヒートシンク２と、ファン３，４とを備える。ダクト１は、略箱型の形状を有し、ヒートシンク２と当該ヒートシンク２に送風するファン３，４とを覆う。ダクト１の、ファン３，４の送風方向上流側となる位置には吸気口１１が設けられ、下流側となる位置には排気口１２が設けられている。ダクト１は、ファン３，４が吸気口１１から吸い込んだ空気を、排気口１２から排出させる。ファン３，４が送る空気の流れ方向は、ダクト１によってＹ軸の負方向（後方）に向けられる。

以降、単に上流側と記載したものは、ダクト１内の空気の流れ方向（Ｙ軸の負方向）に基づいた上流側（風上）を意図したものである。同様に、単に下流側と記載したものは、ダクト１内の空気の流れ方向に基づいた下流側（風下）を意図したものである。

ヒートシンク２は、一般にアルミニウムや銅などの、熱伝導率の高い金属材料で形成され、発熱する電子部品（熱源）に取り付けられる。この熱源は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）である。ＣＰＵが発する熱はヒートシンク２に伝導し、ヒートシンク２の熱は周囲の空気に放散される。これにより、ＣＰＵの過熱による誤作動等が防止される。

ヒートシンク２は、ベース部２１と複数枚のフィン２２とを備える。ベース部２１は、電子部品が発する熱の伝導を受ける。フィン２２は、ベース部２１の上に、厚さ方向に複数枚並んで、立てて設けられている。複数枚のフィン２２は、互いに所定の間隔をあけて隣り合う。ベース部２１はＣＰＵに接し、ＣＰＵの熱の伝導を受ける。フィン２２は、自身と連続しているベース部２１から伝導する熱を、空中に放散する（放熱）。ダクト１内を流れる空気がヒートシンク２のフィン２２の間を通過することにより、放熱が促進される。

ヒートシンク２は、所定間隔で層をなすフレーム８１，８２の上に、弦巻バネ８４およびねじ８５で固定される。フレーム８１とフレーム８２との間には、マザーボード１０１（図２参照）が挟まれる。

ファン３は、本開示における第１送風部の一例である。また、ファン４は、本開示における第２送風部の一例である。ファン３は、外部から吸い込んだ空気をヒートシンク２に向けて吐出する第１吐出面を備える。また、ファン４は、外部から吸い込んだ空気をヒートシンク２に向けて吐出する第２吐出面を備える。

本実施形態のファン３とファン４とは同サイズであり、Ｘ軸に沿って、ヒートシンク２の幅方向の中央位置を通り、９０度以上の挟角をもって、フィン２２に平行な面（ＹＺ平面に平行な面）に関して対称に配置される。

ファン３，４は、軸流ファンであって、回転軸の周囲に１以上の羽根を備えるプロペラを、例えば伝導モータによって回転駆動することにより、空気を連続的に送る。このファン３，４による送風は、フィン２２の間に空気の流れをつくる。ファン３，４で送られる空気は、フィン２２やベース部２１が放散する熱を下流側へ運び、放熱を促進する。このようにファン３，４はヒートシンク２を冷却する。

本実施形態においては、ダクト１内の空気の流れ方向上流側から下流側へ向かって、吸気口１１、ファン３またはファン４、ヒートシンク２、排気口１２の順に配置されている。ファン３，４が吸気口１１から吸い込んで送る空気は、ヒートシンク２の主にフィン２２の周囲を流れてフィン２２の熱を奪い、排気口１２から排出される。

ダクト１は、ファン３による送風を、ヒートシンク２の放熱に効率的に作用させ、放熱効果を向上させる。具体的には、ダクト１は、ヒートシンク２の周りを囲み、ヒートシンク２を冷却するファン３が送る空気が流れる範囲を区切る。ダクト１内の気体は、ファン３の回転により吸気口１１から吸い込まれる気体と入れ替えられ、排気口１２から押し出される。これにより、ヒートシンク２の周囲の気体が速やかに入れ替わる。

上述のような冷却装置２００の効果を十分に発揮させるために、排気口１２の風下には、排気を妨げる部品（障害物）は存在しないことが望ましい。しかしながら、冷却装置２００を備える電子機器１００の大きさや内蔵物の配置等によっては、排気口１２の下流側に障害物が配置されることがある。

図２に示すように、電子機器１００は、マザーボード１０１、ＣＰＵ１０２、メモリー１０３、ＳＳＤ（Solid State Drive）１０４、ライザーカード１０５、Ｉ／Ｏボード１０６、筐体１１０を備えている。筐体１１０は、上記各部（マザーボード１０１、ＣＰＵ１０２、メモリー１０３、ＳＳＤ１０４、ライザーカード１０５、Ｉ／Ｏボード１０６）を収納する。

マザーボード１０１は、ヒートシンク２により放熱される電子部品（本実施形態ではＣＰＵ１０２）が実装された基板の一例である。また、メモリー１０３、ＳＳＤ１０４も、動作に応じて発熱するので、熱源たり得る。これら熱源による熱も、ファン３，４の送風により作られる筐体１１０内の気体の流れによって、放散される。

Ｉ／Ｏボード１０６は、ライザーカード１０５が備える差込口（スロット）介して、マザーボード１０１に接続される。Ｉ／Ｏボード１０６は、ライザーカード１０５が備える差込口に接続されることによって、マザーボード１０１と平行に配置されるため、筐体１１０の高さ寸法を抑えることが可能となる。

しかしながら、上述のような配置により、Ｉ／Ｏボード１０６が、排気口１２よりも下流側に位置する場合、Ｉ／Ｏボード１０６が排気を妨げる障害物になってしまう。本実施形態は、ダクト１からの排気がＩ／Ｏボード１０６を避けるように構成される。

図３は、電子機器１００に設けられた通風孔１６１～１６７の一例を示す斜視図である。なお、この斜視図は電子機器１００を背面側から見たものである。

ダクト１は、電子機器１００の筐体１１０の内部に収容される。筐体１１０には、ダクト１の内部に吸い込まれる空気を取り込む通風孔１６１，１６２，１６３と、ダクト１を通過した空気を排気する通風孔１６４，１６５，１６７が設けられる。

通風孔１６１，１６２，１６３は、筐体１１０の正面を構成する前カバー１１１に設けられる。通風孔１６４は、筐体１１０の背面を構成する後カバー１１２に設けられる。通風孔１６５，１６７は、筐体１１０の背面の一部を構成するＩ／Ｏパネル１１３に設けられる。なお、Ｉ／Ｏパネル１１３は、電子機器１００に対する各種周辺機器の接続端子を備える。

本実施形態の電子機器１００にあっては、ＣＰＵ１０２の後方にＩ／Ｏボード１０６が配置される。このため、ダクト１の排気口１２は、排気がＩ／Ｏボード１０６を避けるように、上方に向かって開口する上側排気口１２１と、下方に向かって開口する下側排気口１２２とに分けられている（図１参照）。具体的には、排気口１２は、分岐壁１３によって、上側排気口１２１と下側排気口１２２とに分けられている。

図４は、ダクト１の形状の一例を示す斜視図である。ダクト１は、ファン３およびファン４が取り付けられる側と排気口１２の側とが開口された形状を有する。

ダクト１は、天板１０と、側壁１５～１８と、を備える。天板１０は、ダクト１のＺ軸方向上部を構成し、フィン２２の先端部に対向する。側壁１７，１８は、ヒートシンク２の両側部に対向する。側壁１５，１６は、側壁１７，１８とファン３，４の側部との間をつなぐものであって、ファン３，４とヒートシンク２との間の空間を囲む。

上述のようなダクト１により、ファン３，４が送り出した空気は、ダクト１から漏れることなくヒートシンク２に到達する。なお、側壁１５，１６は、本開示における第１の壁部の一例である。

ダクト１の下流側（Ｙ軸負側）には、分岐壁１３が設けられている。分岐壁１３は、上壁部１３１と下壁部１３２を備える。ヒートシンク２のフィン２２の間を通過した空気の一部は、上壁部１３１に沿って流れて、上側排気口１２１から排出される。そして、ヒートシンク２のフィン２２の間を通過した残りの空気は、下壁部１３２に沿って流れて、下側排気口１２２から排出される。

図５，６，７は、仕切部材５，５０１，５０２の形状を例示する図である。冷却装置２００は、図５，６，７に示す仕切部材５，５０１，５０２のいずれかを備える。仕切部材５，５０１，５０２は、ダクト１内におけるヒートシンク２の上流側（Ｙ軸正側）に、設けられる。仕切部材５，５０１，５０２は、例えばアルミニウムや銅などの、熱伝導率が高い金属材料で形成されていると好ましい。

図５に示す仕切部材５は、隔壁５０と、底板５９とを有している。底板５９の後端面５９１は、上向きに傾斜した斜面とされている。これに対し、ヒートシンク２のベース部２１の前端面は、下向きの斜面とされていて、且つ、上向きの斜面である後端面５９１に略平行である。これら両斜面（後端面５９１およびベース部２１の前端面）は接触するよう配置される。これにより、ヒートシンク２の熱は仕切部材５にも伝導する。なお、両斜面は、熱伝導材料（サーマルインタフェースマテリアル、Thermal Interface Material：ＴＩＭ）を挟んで接していると、より好ましい。熱伝導材料としては、例えば、熱伝導グリス等がある。

隔壁５０は、ファン３とファン４との間の位置と、ヒートシンク２の幅方向（Ｘ軸方向）の中央位置との間に立てて設置された、Ｚ軸方向に沿った壁である。隔壁５０は、ファン３が送る空気とファン４が送る空気とを隔て、両者の流れが互いに干渉しないようにする。隔壁５０は、ファン３とファン４とが送る空気を混合させずにヒートシンク２に導く。なお、隔壁５０は、本開示における第２の壁部の一例である。

図６に示す仕切部材５０１は、仕切部材５の構成に加えて、分離壁５１，５２をさらに有している。分離壁５１，５２は、隔壁５０と略平行に設けられている。

分離壁５１は、ファン３の中央部からヒートシンク２のフィン２２に至るまで、側壁１５と隔壁５０との間の位置を通る壁である。なお、分離壁５１は、本開示における第１分離壁の一例である。

分離壁５２は、ファン４の中央部からヒートシンク２のフィン２２に至るまで、側壁１６と隔壁５０との間の位置を通る壁である。なお、分離壁５２は、本開示における第２分離壁の一例である。

ここで、上述の仕切部材５および仕切部材５０１は、例えば金属材料をＹ軸方向に押し出し成型し、端面を処理することにより、製造可能である。

図７に示す仕切部材５０２は、図６同様に分離壁５１，５２を備えるが、これらは隔壁５０に平行ではなく、ダクト１内の空気の流れ方向下流側（Ｙ軸の負方向）ほど互いの間隔が狭くなるよう対向している。隔壁５０と、分離壁５１または５２と、のなす角（挟角）は、鋭角である。この仕切部材５０２は、分離壁５１，５２と隔壁５０とが平行でないため押し出し加工は不向きであるが、例えばヘミング曲げ（あざ折り、つぶし曲げ）等の加工手法によると形成しやすい。なお、この仕切部材５０２に、上述の後端面５９１相当の部分を設けるならば、例えば、底板５９の後ろ側の縁を折り曲げて、ベース部２１の端面に平行な斜面部を形成するという手法が考えられる。

図８は、ダクト１内におけるファン３，４の配置状態の一例を示す平面図である。図９は、ダクト１内におけるファン３，４の配置状態の一例を示す正面図である。図１０は、ダクト１内におけるファン３，４の配置状態の一例を示す縦断側面図である。なお、図１０は、図８に示すＣ－Ｃ線における断面図である。また、これらの図に示す例では、図７の仕切部材５０２が用いられている。

図８および図９に示すように、ファン３は、回転軸３１の周りに回転する複数の羽根を備える。ファン３は、吸気口１１から吸気した空気を、第１吐出面３２から吐出する。第１吐出面３２は、直径Ｄの円形領域である。同様に、ファン４は、回転軸４１の周りに回転する複数の羽根を備える。ファン４は、吸気口１１から吸気した空気を、第２吐出面４２から吐出する。第２吐出面４２は、直径Ｄの円形領域である。

ファン３とファン４とは同サイズである。そして、ファン３とファン４とのサイズは、第１吐出面３２の直径Ｄと第２吐出面４２の直径Ｄとの総和２Ｄが、ヒートシンク２の幅Ｗよりも大きくなるように設定される。

また、ファン３が空気を吐出する第１吐出面３２と、ファン４が空気を吐出する第２吐出面４２とは、ヒートシンク２の上流側において、ヒートシンク２の幅方向の中央位置を通り、フィン２２に平行な仮想平面２５を挟んで対称に配置される。

より具体的には、図８において、第１吐出面３２と仮想平面２５とがなす角θと、第２吐出面４２と仮想平面２５とがなす角θとは等しくなるように配置され、尚且つ、第１吐出面３２と第２吐出面４２との挟角（２θ）は、９０°以上になるように配置される。即ち角θは４５°以上になるように配置される。

さらに、ファン３の筐体とファン４の筐体とは、隙間を空けずに隣接する。したがって、ファン３の筐体と、ファン４の筐体と、側壁１５，１６と、天板１０（図４参照）とは、ヒートシンク２の上流側の空間を囲む。このため、ファン３およびファン４が送る空気は、ダクト１の外部に漏れることなくヒートシンク２に到達する。

また、冷却装置２００は、ファン３の筐体とファン４の筐体とが接する位置と、ヒートシンク２の幅方向の中央位置との間に、第１吐出面３２および第２吐出面４２から吐出した空気を混合させずにヒートシンク２に導く隔壁５０を備える。隔壁５０は、例えば、Ｚ軸正方向に向けて立てられたリブである。

このように、隔壁５０を設置することによって、第１吐出面３２から吐出した空気と、第２吐出面４２から吐出した空気とが接触しないため、互いに影響を及ぼすことがない。これによって、ファン３が吸い込んだ空気とファン４が吸い込んだ空気とは、それぞれにヒートシンク２のフィン２２に沿う方向に導かれる。

さらに、ダクト１の内部には、第１吐出面３２の間の位置と、ファン３の側の側壁１５と隔壁５０との間の位置とを通過して、ヒートシンク２のフィン２２に至る分離壁５１が設置される。分離壁５１は、隔壁５０よりも厚さが薄く形成される。分離壁５１は、例えば、Ｚ軸正方向に向けて立てられたリブである。

分離壁５１によって、第１吐出面３２とヒートシンク２との間には、互いに独立した流路６１と流路６２が形成される。流路６１は、上下方向（Ｚ軸方向）を天板１０とマザーボード１０１とで仕切られて、左右方向（Ｘ軸方向）を側壁１５と分離壁５１とで仕切られた空間である。また、流路６２は、上下方向（Ｚ軸方向）を天板１０とマザーボード１０１とで仕切られて、左右方向（Ｘ軸方向）を分離壁５１と隔壁５０とで仕切られた空間である。

また、ダクト１の内部には、第２吐出面４２の間の位置と、ファン４の側の側壁１６と隔壁５０との間の位置とを通過して、ヒートシンク２のフィン２２に至る分離壁５２が設置される。分離壁５２は、隔壁５０よりも厚さが薄く形成される。分離壁５２は、例えば、Ｚ軸正方向に向けて立てられたリブである。

分離壁５２によって、第２吐出面４２とヒートシンク２との間には、互いに独立した流路６３と流路６４が形成される。流路６３は、上下方向（Ｚ軸方向）を天板１０とマザーボード１０１とで仕切られて、左右方向（Ｘ軸方向）を側壁１６と分離壁５２とで仕切られた空間である。また、流路６４は、上下方向（Ｚ軸方向）を天板１０とマザーボード１０１とで仕切られて、左右方向（Ｘ軸方向）を分離壁５２と隔壁５０とで仕切られた空間である。

ダクト１の側壁１５，１６は、吸気口１１からヒートシンク２に至るまでの間で、互いの間隔を徐々に狭めるように設けられている。このため、ファン３が送る空気は側壁１５に沿って幅方向中央部に向けられ、且つファン４が送る空気が側壁１６に沿って幅方向中央部に向けられる。

ここで仮に、隔壁５０や分離壁５１，５２がないとすると、ファン３が送る空気とファン４が送る空気とは、幅方向中央部でぶつかり合い、両者の流れが乱れてしまう。この場合、流速が弱まるおそれがあり、不都合である。

しかしながら本実施形態では、隔壁５０によって、ファン３が送る空気とファン４が送る空気とが混合されない構成としたので、ダクト１内の空気の流れの安定性を向上させることができる。

また、この例で、分離壁５１は、第１吐出面３２の中央位置と、ヒートシンク２の側壁１５と隔壁５０との中央位置との間に配置される。このため、流路６１と流路６２とには、ほぼ同量の空気が流れる。同様に、分離壁５２は、第２吐出面４２の中央位置と、ヒートシンク２の側壁１６と隔壁５０との中央位置との間に形成されるため、流路６３と流路６４とには、ほぼ同量の空気が流れる。したがって、ヒートシンク２のフィン２２には、場所による偏りなく均一な量の空気が送られる。このため、フィン２２の場所によらずに均一な冷却性能が得られる。

図１０に示すように、ヒートシンク２のフィン２２の間を通過した空気は、分岐壁１３に達する。分岐壁１３は、上壁部１３１と下壁部１３２とを有する。上壁部１３１と下壁部１３２は、送風方向上流側において、Ｘ軸に沿う辺で接続する。また、上壁部１３１と下壁部１３２は、送風方向下流側ほど、互いの距離が大きくなるように、送風方向に対して傾斜している。上壁部１３１は、ヒートシンク２のフィン２２の間を通過した空気を斜め上向きに導いて、上側排気口１２１から排出する。下壁部１３２は、ヒートシンク２のフィン２２の間を通過した空気を斜め下向きに導いて、下側排気口１２２から排出する。このように、分岐壁１３は、自身の下流側の一部範囲を避けるよう排気を導き、排気を分岐させる。従って、分岐壁１３の下流側の位置に、Ｉ／Ｏボード１０６（図３参照）等の周辺機器が配置されている場合であっても、ヒートシンク２の冷却性能を妨げることがない。

（他の実施形態）
次に、他の実施形態について説明する。以下の実施形態は、上記実施形態の変形例であるので、上記実施形態と同じ部分には同じ符号を用いて説明を省略し、上記実施形態と異なる部分について説明する。図１１は、第２実施形態におけるファン３，４の配置状態を示す平面図である。図１２は、第３実施形態におけるファン３，４の配置状態を示す平面図である。

図１１は、ファン３とファン４とを、ともに、隔壁５０との間の角θ＝９０°で設置した例である。即ち、ファン３とファン４との挟角（２θ）は１８０°に設定され、ファン３，４は横並びに設置されている。なお、この例における分離壁５１，５２は、図７で示す仕切部材５０２の分離壁５１，５２のように、互いに平行ではなく、斜めを向き合って位置している。

この配置構造によると、ファン３とファン４とが吐出した空気は、側壁１５と側壁１６と隔壁５０と分離壁５１と分離壁５２とで区画された流路を通って、ヒートシンク２のフィン２２に導かれる。したがって、空気の流れの安定性が維持されるため、高い冷却性能を維持することができる。

図１２は、ファン３とファン４とを、ともに、隔壁５０との間の角θ＝４５°で設置した例である。即ち、ファン３とファン４との挟角（２θ）は９０°である。なお、この例における分離壁５１，５２は、図６で示す仕切部材５０１の分離壁５１，５２のように、互いに平行である。

この配置構造によると、ファン３とファン４とが吐出した空気は、側壁１５と側壁１６と隔壁５０と分離壁５１と分離壁５２とで区画された流路を通ってヒートシンク２のフィン２２に導かれる。したがって、空気の流れの安定性が維持されるため、高い冷却性能を維持することができる。

なお、この例よりも角θをさらに小さくする、即ち、ファン３とファン４との挟角（２θ）を９０°よりも小さくすると、ファン３，４が吐出する空気の進行方向と、隔壁５０や分離壁５１，５２とがなす角が大きくなり、空気が流れ方向を隔壁５０或いは分離壁５１，５２に沿って変えるにあたっての抵抗が増すので、空気の流れが乱れやすくなる。またこの場合、第１吐出面３２と第２吐出面４２とが接する位置が、ヒートシンク２から遠くなってしまい、好ましくない。よって、ファン３とファン４との挟角（２θ）は、９０°以上であるのが望ましい。

さらに、上述した各種実施形態は、ファン３とファン４とを、ともに角θが９０°を超える状態で設置することを否定しない。即ち、ファン３とファン４との挟角（２θ）は１８０°よりも大きく（例えば２００°程度まで）設定されても構わない。またこの場合、ファン３の筐体とファン４の筐体とが接する位置と、ヒートシンク２の幅方向の中央位置との間に設けられる隔壁５０は、平板状でなくとも構わず、例えば、隔壁５０の両面が、流路側に突出する曲面であってもよい。

また、仕切部材５０１，５０２は、上述の各種実施形態では、隔壁５０を挟む２枚の分離壁５１，５２を有するものを例に説明したが、実施にあたっては、分離壁は３枚以上であっても構わない。分離壁の位置や角度、枚数の調整によって、ファン３，４からヒートシンク２に至る空気の向きや量を、調整可能である。例えば、ベース部２１の中央部に熱源（ＣＰＵ等）が接するのであれば、幅方向中央部のフィン２２に多くの空気が吹き付けられるように、或いは当該箇所の流速が速くなるように、分離壁の位置や角度、枚数を調整すると、好適である。また、ベース部２１の複数箇所に熱源が接するのであれば、当該箇所に立つフィン２２に、多くの空気が吹き付けられるように、或いは当該箇所の流速が速くなるように、分離壁の位置や角度、枚数を調整すると好適である。

さらに、他の実施形態について説明する。図１３および図１４は、ファン３，４と隔壁５０および側壁１５，１６との位置関係の他の例を示す平面図（Ｚ軸の負方向に見下ろした図）である。図１３および図１４は、ファン３，４の配置がヒートシンク２に対して左右対称でない場合の例を示している。これらの図に示すように、ファン３，４は、左右対称に配置されている必要はない。

ファン３，４は、ヒートシンク２に吹き付ける空気を、吸気口１１から吸い込むので、吸気口１１が面する位置には気流が生じる。この気流によって、吸気口１１の近傍に位置する部品が発する熱は運ばれ、奪われる。つまり、ファン３，４がつくる空気の流れは、ヒートシンク２のベース部２１に接した熱源のだけでなく、吸気口１１の近傍の部品の放熱をも促進すると言える。

このように、上述の各実施形態によれば、１つのヒートシンク２に複数のファン３，４が送る空気を供給することができる。このため、電子機器１００の筐体１１０の高さ等の都合により大径のファンを使用できなくとも、大径のファン相当の風量を協働により供給する複数のファン３，４を採用することで、冷却風の吐出量を減少させることなく冷却ファンの小型化（高さ方向寸法を小さくする）を実現することができる。

また、ファン３，４からヒートシンク２までの流路６１～６４の断面積を上流側から下流側に向けて徐々に狭く変化させることによって、空気の流速を増加させることができる。

さらに、隔壁５０を設けることにより、ファン３が送る空気の流れとファン４が送る空気の流れとが互いに干渉することを避け、効率よい冷却を実現することができる。

そして、分離壁５１，５２を設け、また分離壁５１，５２の向きの設定によって、ファン３，４がヒートシンク２に吹き付ける空気の流れ方向や流量、流速を、調整可能である。当該調整により、ヒートシンク２のフィン２２に、場所によらずに均一な量の空気を送ることができ、フィン２２の場所によらずに均一な冷却性能を得ることができる。また、その逆に、調整により、熱量が多いフィン２２の周囲を流れる空気の流速を早めたり、流量を増したりすることで、ヒートシンク２の冷却性能を向上させることができる。

なお、上述の各実施形態におけるファン３，４は同サイズであるが、実施にあたって、複数のファン３，４のサイズは必ずしも同じである必要はなく、出力（得られる風速・風量）が異なるものであっても構わない。

以上説明したとおり、実施形態の冷却装置２００は、ヒートシンク２と、ファン（第１送風部）３と、ファン（第２送風部）４と、ダクト１と、仕切部材５，５０１，５０２と、を備え、ヒートシンク２は、ＣＰＵ１０２等の電子部品の熱が伝導するベース部２１に、複数のフィン２２が厚さ方向に並んで立てられたもので、ファン３は、回転による送風でフィン２２の間に空気の流れをつくるものであって、空気をヒートシンク２に向けて吐出する第１吐出面３２を有し、ファン４は、回転による送風でフィン２２の間に空気の流れをつくるものであって、空気をヒートシンク２に向けて吐出する第２吐出面４２を有し、ファン３に隣接して設置され、ダクト１は、ヒートシンク２、ファン３およびファン４を覆い、ファン３，４による送風方向上流側の吸気口１１と下流側の排気口１２とを有し、仕切部材５，５０１，５０２は、ファン３およびファン４とヒートシンク２との間に配置され、ベース部２１に接し当該ベース部の熱が伝導する底板５９と当該底板５９に立設されて第１吐出面３２と第２吐出面４２との間からフィン２２のいずれかまで底板５９の上の空間を分ける隔壁５０とを有する。

このような構造とされることにより、冷却装置２００は、ヒートシンク２への送風を複数のファン３，４で行うことができ、また、各ファンから送られる空気の流れを、互いに干渉させずにヒートシンク２に向けて送ることができる。これにより、吐出面の径の総和がヒートシンク２の幅よりも大きくなる２つのファン３，４によりヒートシンク２を冷却するにあたって、エネルギーの損失を抑えて効率よく冷却することができる。さらに、ベース部２１と底板５９との接触により、仕切部材５，５０１，５０２にヒートシンク２の熱が伝導する。隔壁５０はファン３，４の送風を受けるので、底板５９から伝わる熱を、よく放散する。このように、仕切部材５，５０１，５０２は、補助的なヒートシンクとして機能する。

また、実施形態の冷却装置２００において、底板５９とベース部２１とは互いの端面で接触し、端面は対向する斜面である。

これにより、ベース部２１から底板５９に、熱を伝導させやすくできる。

また、実施形態の冷却装置２００において、仕切部材５０１，５０２は、１対以上の分離壁５１，５２をさらに有する。分離壁５１，５２は、隔壁５０が分けた空間をさらに分けるものであって、ファン３およびファン４の中央部からフィン２２のいずれかまで空間を分ける。

分離壁５１，５２を設けることにより、冷却装置２００において、ヒートシンク２のどの範囲にどの程度の送風を行うかを、調整可能となる。また、分離壁５１，５２も、ファン３，４の送風を受けるので、底板５９から伝わる熱を、よく放散する。これにより、仕切部材５０１，５０２の、補助的なヒートシンクとしての機能が高められる。

また、実施形態の実施形態の冷却装置２００において、分離壁５１，５２は、ベース部２１におけるＣＰＵ１０２等の電子部品が接する位置に立てられたフィン２２の間を流れる空気の流量または流速が、他のフィン２２の周囲の空気の流量または流速よりも大きくなる位置または角度に設置されて、ファン３およびファン４からヒートシンク２までの空間を分ける。

これにより、冷却装置２００の冷却性能を効率化できる。

また、実施形態の冷却装置２００において、仕切部材５，５０１，５０２は、板状の金属材料がヘミング曲げで加工されることにより、各部が連続的に形成されてよい。

これにより、仕切部材５，５０１，５０２の製造における手法の選択肢を広くでき、隔壁５０や分離壁５１，５２の設置位置および角度の自由度を増すことができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１００…電子機器、
１０１…マザーボード、１０２…ＣＰＵ、１０３…メモリー、
１０４…ＳＳＤ、１０５…ライザーカード、１０６…Ｉ／Ｏボード、
１１０…筐体、１１１…前カバー、１１２…後カバー、
１１３…Ｉ／Ｏパネル、１６１～１６７…通風孔、
２００…冷却装置、
１ …ダクト、１０…天板、１１…吸気口、
１２ …排気口、１２１…上側排気口、１２２…下側排気口、
１３ …分岐壁、１３１…上壁部、１３２…下壁部、
１５～１８…側壁（第１の壁部）、
２ …ヒートシンク、２１…ベース部、２２…フィン、２５…仮想平面、
３ …ファン（第１送風部）、３１…回転軸、３２…第１吐出面、
４ …ファン（第２送風部）、４１…回転軸、４２…第２吐出面、
５，５０１，５０２…仕切部材、
５０…隔壁（第２の壁部）、
５１…分離壁（第１分離壁）、５２…分離壁（第２分離壁）、
５９…底板、５９１…後端面、
６１～６４…流路、
８１…フレーム、８２…フレーム、８４…弦巻バネ、
Ｄ …直径、Ｗ…幅、θ…角。

特開２００３－２８３１７１号公報

Claims (5)

1. 電子部品の熱が伝導するベース部に、複数のフィンが厚さ方向に並んで立てられたヒートシンクと、
   回転による送風で前記フィンの間に空気の流れをつくるものであって、前記空気を前記ヒートシンクに向けて吐出する第１吐出面を有する第１送風部と、
   回転による送風で前記フィンの間に空気の流れをつくるものであって、前記空気を前記ヒートシンクに向けて吐出する第２吐出面を有し、前記第１送風部に隣接して設置される第２送風部と、
   前記ヒートシンク、前記第１送風部および前記第２送風部を覆い、前記第１送風部および前記第２送風部による送風方向上流側の吸気口と下流側の排気口とを有するダクトと、
   前記第１送風部および前記第２送風部と前記ヒートシンクとの間に配置され、前記ベース部に接し当該ベース部の熱が伝導する底板と、当該底板に立設されて前記第１吐出面と前記第２吐出面との間から前記フィンのいずれかまで前記底板の上の空間を分ける隔壁と、を有する仕切部材と、
   を備える電子機器の冷却装置。
2. 前記底板と前記ベース部とは互いの端面で接触し、前記端面は対向する斜面である
   請求項１に記載の電子機器の冷却装置。
3. 前記仕切部材は、前記隔壁が分けた空間をさらに分けるものであって、前記第１送風部および前記第２送風部の中央部から前記フィンのいずれかまで前記空間を分ける１対以上の分離壁を、さらに有する
   請求項１に記載の電子機器の冷却装置。
4. 前記分離壁は、前記ベース部における前記電子部品が接する位置に立てられた前記フィンの間を流れる空気の流量または流速が、他の前記フィンの周囲の空気の流量または流速よりも大きくなる位置または角度に設置されて、前記第１送風部および前記第２送風部から前記ヒートシンクまでの空間を分ける
   請求項３に記載の電子機器の冷却装置。
5. 前記仕切部材は、板状の金属材料がヘミング曲げで加工されることにより、各部が連続的に形成されたものである
   請求項１から４のいずれか１項に記載の電子機器の冷却装置。

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