JP3641258B2 - 電子機器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばCPUのような発熱体を液状の冷媒を用いて冷却する液冷式の電子機器に係り、特に冷媒流路の接続部分からの冷媒の漏れを防止する構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばノート形のポータブルコンピュータに用いられるCPUは、処理速度の高速化や多機能化に伴い動作中の発熱量が増加している。このため、近年、空気よりも遥かに高い比熱を有する液状の冷媒を用いてCPUを冷却する、いわゆる液冷式の冷却システムが開発されている。
【０００３】
「特開平7−142886号公報」は、ポータブルコンピュータに用いる液冷式の冷却システムの一例を開示している。この冷却システムは、受熱ヘッダ、放熱ヘッダおよび冷媒を循環させるチューブを備えている。受熱ヘッダは、ポータブルコンピュータの筐体に収容されて、CPUに熱的に接続されている。放熱ヘッダは、ポータブルコンピュータの表示装置に収容されている。チューブは、筐体と表示装置とに跨って配管され、受熱ヘッダと放熱ヘッダとの間を接続している。
【０００４】
この冷却システムによると、CPUの熱は、受熱ヘッダでの熱交換により冷媒に伝えられる。この受熱ヘッダで加熱された冷媒は、チューブを通じて放熱ヘッダに移送され、この放熱ヘッダを通過する過程でCPUの熱を放出する。この放熱ヘッダでの熱交換により冷やされた冷媒は、チューブを通じて受熱ヘッダに戻され、再びCPUの熱を受ける。この冷媒の循環により、CPUの熱を効率良く放熱ヘッダに移送することができ、CPUの冷却性能が高まる。
【０００５】
ところで、液冷式の冷却システムでは、液状の冷媒を受熱ヘッダと放熱ヘッダとの間で循環させているので、この冷媒の循環経路から若干の冷媒が漏れる可能性があり得る。この冷媒の漏れが発生し易い箇所としては、例えば受熱ヘッダのような部品とチューブとの接続部分が掲げられる。従来の冷却システムでは、受熱ヘッダの冷媒入口および冷媒出口に管継手を設置し、この管継手にチューブの端部を差し込むことで、受熱ヘッダとチューブとを接続している。さらに、接続をより強固なものとするため、チューブと管継手の接続部分を外側からバンドで締め付けることで、管継手からのチューブの脱落を阻止している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
液冷式の冷却システムでは、冷媒の循環経路に若干の漏れがあったり、循環経路に若干の気泡が混入したとしても、冷媒の循環に特別の支障がない限りCPUの冷却性能が極端に悪化することはない。
【０００７】
しかしながら、冷媒が一定量以上漏れると、この漏れた冷媒が筐体内のCPUや各種の電子部品に付着するのを避けられない。特に不凍液を含む冷媒は、導電性を有するためにCPUや電子部品に致命的なダメージを与えることになり、ポータブルコンピュータが動作不能に陥ることがある。さらに、漏れた冷媒が筐体の外部に流出すると、例えば衣類や机の上を汚すことにもなり、ポータブルコンピュータの使用環境に悪影響を及ぼす。
【０００８】
また、従来のチューブと受熱ヘッドとの接続構造によると、長期間に亘る使用によりチューブが管継手の形状に馴染んだり、バンドが弛む等してチューブが管継手を締め付ける力が失われることがあり得る。このような状態に陥ると、チューブと管継手の接続部分からの冷媒の漏洩を止めることができなくなり、漏れた冷媒が筐体の内部に流れ出すといった問題がある。
【０００９】
一方、例えば「特開平4−258591号公報」は、配管の接続部分からの液体の漏洩を防止するための構成を開示している。この先行技術では、一方の配管の接続端に管状のパッキン部材を取り付けるとともに、他方の配管の接続端に管状の押嵌部材を取り付けている。パッキン部材および押嵌部材は、高吸水ポリマーを配合したゴム材料により形成されている。
【００１０】
この先行技術によると、パッキン部材と押嵌部材とは、一方の配管の接続端と他方の配管の接続端との間において、互いに噛み合った状態で圧接し、これら配管の接続端の間を液密にシールしている。
【００１１】
しかしながら、上記先行技術では、パッキン部材の内側に押嵌部材が嵌め込まれるため、この嵌め込み時にパッキン部材や押嵌部材がずれないように配管の接続端に固定する格別なストッパを必要とするとともに、パッキン部材と押嵌部材とを互いに噛み合わせるための複数の係合部を必要とする。
【００１２】
この結果、パッキン部材および押嵌部材の形状が複雑化するのを避けられず、個々の単価が高くなるといったコスト的な問題が生じてくる。加えて、上記先行技術は、専ら高層集合住宅の圧力配管の接続構造を開示しているに止まり、電子部品を内蔵したポータブルコンピュータのような電子機器とでは分野が異なるとともに、この電子機器用の冷却システムへの適用については、何等言及されていない。
【００１３】
本発明の目的は、冷媒流路からの冷媒の漏れを防止できるとともに、たとえ冷媒に漏れが生じたとしても、漏れた冷媒によって CPU のような発熱体が致命的なダメージを受けずに済む電子機器を得ることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る電子機器は、
発熱体を収容する筐体と、
第１の管路と、この第１の管路に接続された第２の管路とを有し、上記発熱体を冷却する液状の冷媒が流れる冷媒流路と、
上記第１の管路と上記第２の管路との接続部分を覆う吸水性を有するパッキン材と、
上記パッキン材が上記冷媒を吸っているか否かを検知する検知手段と、
上記検知手段によって上記冷媒の存在が検知された時に、上記第１の管路と上記第２の管路との接続部分から冷媒が漏れていると判断し、機器の動作を停止させる制御手段と、を具備したことを特徴としている。
この構成によれば、第１の管路と第２の管路の接続部分から冷媒が漏れた場合、パッキン材が冷媒を吸収する。この吸収によりパッキン材の体積が増加し、管路の接続部分を外側から圧迫する。よって、管路の接続部分からの冷媒の漏れを防止することができる。
それとともに、管路の接続部分から冷媒が漏れると、電子機器の動作が停止するので、漏れた冷媒により CPU のような発熱体が致命的なダメージを受けずに済む。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の第１の実施の形態を図１ないし図７にもとづいて説明する。
【００１６】
図１ないし図３は、電子機器としてのポータブルコンピュータ１を開示している。ポータブルコンピュータ１は、コンピュータ本体２とディスプレイユニット３とで構成されている。コンピュータ本体２は、偏平な箱形の筐体４を備えている。筐体４は、底壁４ａ、上壁４ｂ、前壁４ｃ、左右の側壁４ｄおよび後壁４ｅを有している。上壁４ｂは、キーボード５を支持している。
【００１７】
ディスプレイユニット３は、液晶表示パネル６と、この液晶表示パネル６を収容するディスプレイハウジング７とを備えている。ディスプレイハウジング７は、筐体４の後端部に図示しないヒンジを介して支持されている。
【００１８】
そのため、ディスプレイユニット３は、キーボード５を上方から覆うように倒される閉じ位置と、キーボード５を露出させるように起立する開き位置とに亘って回動可能となっている。
【００１９】
図１および図３に示すように、筐体４は、プリント配線板９、ハードディスク駆動装置１０およびCD−ROM駆動装置１１を収容している。プリント配線板９、ハードディスク駆動装置１０およびCD−ROM駆動装置１１は、筐体４の底壁４ａの上に並べて配置されている。
【００２０】
図４に示すように、プリント配線板９の上面に発熱体としてのCPU１２が実装されている。CPU１２は、例えばBGA形の半導体パッケージにて構成され、プリント配線板９の後部に位置している。CPU１２は、四角いベース基板１３と、このベース基板１３の中央部に配置されたICチップ１４とを有している。ICチップ１４は、CPU１２の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。
【００２１】
ポータブルコンピュータ１は、CPU１２を冷却する液例式の冷却ユニット１６を搭載している。冷却ユニット１６は、受熱部１７、放熱部としての放熱器１８、冷媒流路１９およびポンプ２０を備えている。
【００２２】
図４および図５に示すように、受熱部１７は、金属製のハウジング２１を有している。ハウジング２１は、偏平な箱形であり、上記筐体４に収容されたプリント配線板９の上面に固定されている。ハウジング２１は、CPU１２よりも一回り大きな平面形状を有し、このハウジング２１の下面は、平坦な受熱面２２となっている。この受熱面２２は、図示しない熱伝導性グリース又は熱伝導性シートを介してCPU１２のICチップ１４に熱的に接続されている。
【００２３】
さらに、ハウジング２１の内部に冷媒通路２３が形成されている。冷媒通路２３は、受熱面２２を介してICチップ１４に熱的に接続されている。ハウジング２１は、冷媒入口２４および冷媒出口２５を有している。冷媒入口２４は、冷媒通路２３の上流端に位置し、冷媒出口２５は、冷媒通路２３の下流端に位置している。
【００２４】
放熱器１８は、ディスプレイハウジング７の背面と液晶表示パネル６との間に介在されている。放熱器１８は、液晶表示パネル６と略同等の大きさを有する長方形の板状をなしている。図６に示すように、放熱器１８は、第１の放熱板２７と第２の放熱板２８とを備えている。これら放熱板２７，２８は、夫々金属製であり、互いに重ね合わされている。
【００２５】
第１の放熱板２７は、第２の放熱板２８の反対側に張り出す膨出部２９を有している。膨出部２９は、第１の放熱板２７の略全面に亘って蛇行状に形成されている。この膨出部２９の開口端は、第２の放熱板２８によって閉じられている。そのため、第１の放熱板２７の膨出部２９は、第２の放熱板２８との間に冷媒通路３０を構成している。
【００２６】
放熱器１８は、冷媒入口３１と冷媒出口３２とを有している。冷媒入口３１は、冷媒通路３０の上流端に位置するとともに、冷媒出口３２は、冷媒通路３０の下流端に位置している。これら冷媒入口３１および冷媒出口３２は、ディスプレイハウジング７の幅方向に互いに離れている。
【００２７】
図１および図３に示すように、上記冷媒流路１９は、送り経路３３と戻し経路３４とを備えている。送り経路３３は、受熱部１７の冷媒出口２５と放熱器１８の冷媒入口３１とを結ぶように、筐体４とディスプレイハウジング７との間に跨って配管されている。戻し経路３４は、放熱器１８の冷媒出口３２と受熱部１７の冷媒入口２４とを結ぶように、筐体４とディスプレイハウジング７との間に跨って配管されている。このため、受熱部１７の冷媒通路２３および放熱器１８の冷媒通路３０は、冷媒流路１９の一部となっており、この冷媒流路１９に液状の冷媒としての冷却液が充填されている。この冷却液としては、例えば水にエチレングリコール溶液および必要に応じて腐蝕防止剤を添加した不凍液が用いられている。この種の不凍液は、導電性を有している。
【００２８】
上記ポンプ２０は、送り経路３３の途中に設置されている。ポンプ２０は、上記冷却液を受熱部１７と放熱器１８との間で強制的に循環させるためのものであり、本実施形態の場合は、上記ディスプレイハウジング７に収容されている。このポンプ２０は、例えばポータブルコンピュータ１の電源投入時あるいはCPU１２の温度が予め決められた値に達した時に駆動される。
【００２９】
ポンプ２０が駆動を開始すると、冷却液が放熱器１８に向けて送り出され、この冷却液が冷媒流路１９に沿って流れる。すなわち、受熱部１７の冷媒通路２３を流れる冷却液は、この流れの過程でCPU１２の熱を受けて加熱される。この加熱された冷却液は、送り経路３３を通じて放熱器１８に送り込まれ、蛇行状に屈曲された冷媒通路３０を流れる。この流れの過程で冷却液に吸収されたCPU１２の熱が第１および第２の放熱板２７，２８に拡散され、これら放熱板２７，２８の表面から放出される。
【００３０】
放熱器１８での熱交換により冷やされた冷却液は、戻し経路３４を通じて受熱部１７の冷媒通路２３に戻される。この冷却液は、冷媒通路２３を流れる過程で再びCPU１２の熱を吸収した後、放熱器１８に送り出される。このようなサイクルを繰り返すことで、CPU１２の熱がディスプレイハウジング７内の放熱器１８に移送され、この放熱器１８からポータブルコンピュータ１の外部に放出される。
【００３１】
このような液冷式の冷却ユニット１６では、冷却液が冷媒流路１９を流れるため、例えば冷媒流路１９と受熱部１７の冷媒入口２４および冷媒出口２５、冷媒流路１９と放熱器１８の冷媒入口３１および冷媒出口３２さらには冷媒流路１９とポンプ２０との接続部分から冷却液が漏れる可能性があり得る。
【００３２】
そこで、本発明では、上記接続部分に冷却液の漏れ防止対策が施されている。この漏れ防止対策について、受熱部１７の冷媒出口２５と送り経路３３との接続部分を代表して説明する。
【００３３】
図５および図７に示すように、受熱部１７の冷媒出口２５は、第１の管路としての管継手３７を有している。管継手３７は、中空円筒状の第１の接続端３８と、中空円筒状の外壁３９とを有している。外壁３９は、第１の接続端３８を径方向外側から同軸状に取り囲んでいる。これら第１の接続端３８および外壁３９は、ハウジング２１と一体化されている。
【００３４】
外壁３９の一端は、第１の接続端３８に連なっているとともに、外壁３９の他端は、そのまま外方に開放されて挿入口４０を構成している。第１の接続端３８は、挿入口４０から突き出しており、この第１の接続端３８の外周面に複数の凸部４１が形成されている。凸部４１は、第１の接続端３８の外周面の周方向に連続するとともに、この第１の接続端３８の軸方向に間隔を存して配置されている。
【００３５】
第１の接続端３８の外周面と外壁３９の内周面との間にパッキン収容室４２が形成されている。パッキン収容室４２は、第１の接続端３８を取り囲むとともに、上記挿入口４０に連なっている。
【００３６】
一方、上記送り経路３３は、第２の管路としてのチューブ４４を有している。チューブ４４は、例えばシリコーンゴムにて形成され、可撓性を有している。チューブ４４の内径は、上記第１の接続端３８の外径と同等か、あるいは僅かに小さく設定されている。チューブ４４は、管継手３７に接続される第２の接続端４５を有している。第２の接続端４５は、第１の接続端３８の外側に嵌め込まれている。これにより、第２の接続端４５の内周面が第１の接続端３８の外周面の凸部４１に密接し、チューブ４４と管継手３７との接続部分の水密性が確保されている。
【００３７】
さらに、チューブ４４の第２の接続端４５は、その外側から金属製のバンド４６によって締め付けられており、チューブ４４が第１の接続端３８に抜け止め保持されている。
【００３８】
図７に見られるように、チューブ４４の第２の接続端４５は、管継手３７のパッキン収容室４２に入り込んでいる。この第２の接続端４５の外周面と外壁３９の内周面との間には、隙間が生じており、この隙間の部分にパッキン材４７が充填されている。パッキン材４７は、例えば吸水ポリマーを配合したゴム状弾性体であり、水分を吸収した時に、体積が増加するような特性を有している。このパッキン材４７は、第２の接続端４５の外周面および外壁３９の内周面に夫々密接しており、チューブ４４と管継手３７との接続部分を外側から覆っている。
【００３９】
さらに、外壁３９の他端によって構成される挿入口４０は、リング状のシール部材４８によって塞がれている。シール部材４８は、弾性変形が可能なゴム製であり、上記外壁３９と協働してパッキン材４７を覆い隠している。
【００４０】
このような構成において、ポータブルコンピュータ１を長期間に亘って使用すると、チューブ４４が管継手３７の第１の接続端３８の形状に馴染んだり、バンド４６が弛む等して、チューブ４４の内周面と第１の接続端３８の外周面との密着性が失われることがあり得る。このような状態に陥ると、冷媒流路１９を流れる冷却液の一部がチューブ４４の内周面と第１の接続端３８の外周面との間を伝わって漏れ出そうとする。
【００４１】
しかるに、上記構成においては、チューブ４４と管継手３７との接続部分が外側から吸水性を有するパッキン材４７で覆われているので、このパッキン材４７が漏れた冷却液を吸収する。このため、冷却液は、管継手３７のパッキン収容室４２に止まり、管継手３７の外部への冷却液の漏れを止める、もしくは冷却液の漏れ量を少なく抑えることができる。
【００４２】
しかも、パッキン材４７は、冷却液を吸収すると体積が増加する特性を有するので、このパッキン材４７が外壁３９の内周面およびチューブ４４の第２の接続端４５の外周面に押し付けられる。このため、チューブ４４の第２の接続端４５が外側から圧迫され、この第２の接続端４５の内周面が第１の接続端３８の外周面に押し付けられる。よって、チューブ４４と管継手３７の接続部分からの冷却液の漏れ出しを解消することができ、この冷却液が水気を嫌うプリント配線板９やCPU１２に付着するのを防止できる。
【００４３】
さらに、上記構成によると、パッキン収容室４２に連なる挿入口４０は、シール部材４８によって塞がれているので、吸水性を有するパッキン材４７が筐体４の内部に露出せずに済む。そのため、パッキン材４７が空気中の湿気を吸収し難くなり、パッキン材４７の吸水性能が早期のうちに飽和状態となるのを防止できる。よって、冷却液の漏れが生じた場合に、この漏れた冷却液をパッキン材４７によって速やかに吸収することができる。
【００４４】
なお、本発明は上記第１の実施の形態に特定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。例えば、パッキン材を取り囲む管継手の外壁に透明な窓を形成するとともに、吸水ポリマーに水分を吸った時に色の変化する物質を添加するようにしても良い。この構成によれば、窓を通じてパッキン材の色の変化具合を認識することができ、冷却液が漏れているか否かを目視により容易に確認できる。
【００４５】
また、シール部材は必ずしも設置する必要はなく、パッキン材が挿入口から露出していても良い。
【００４６】
さらに、図８ないし図１０は、本発明の第２の実施の形態を開示している。
【００４７】
この第２の実施の形態は、冷却液の漏れの有無を検知するとともに、この検知結果に基づいてポータブルコンピュータ１を制御するようにした点が上記第１の実施の形態と相違している。これ以外のポータブルコンピュータ１の基本的な構成は、上記第１の実施の形態と同様である。そのため、第２の実施の形態において、上記第１の実施の形態と同一の構成部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
【００４８】
図８に示すように、管継手３７の外壁３９に一対の電極５１ａ，５１ｂが組み込まれている。電極５１ａ，５１ｂは、パッキン収容室４２を間に挟んで互いに向かい合う位置に配置されている。これら電極５１ａ，５１ｂは、パッキン収容室４２に露出しているとともに、パッキン材４７に接している。このパッキン材４７に導電性の冷却液が吸収されると、電極５１ａ，５１ｂ間の電気抵抗値が下がり、この電気抵抗値を基に管継手３７とチューブ４４との接続部分からの冷却液の漏れの有無を検知している。そのため、上記電極５１ａ，５１ｂは、パッキン材４７が冷却液を吸っているか否かを検知する検知手段５２を構成している。
【００４９】
図９は、冷却液の漏れの有無に基づいてポータブルコンピュータ１を制御する際の機能ブロックを開示している。冷媒流路１９、検知手段５２およびCPU１２は、コンピュータ本体２に収容されている。検知手段５２によって検出された電気抵抗値は、CPU１２に送られる。このCPU１２は、電気抵抗値に基づいて冷却液が漏れているか否かを判断し、それ以降のポータブルコンピュータ１の動作を制御する。したがって、本実施の形態では、CPU１２が制御手段を兼ねている。さらに、コンピュータ本体２は、冷却液が漏れていることを音で警告するスピーカあるいは光で表示するインディケータランプのような警告手段５３を備えている。この警告手段５３は、CPU１２からの指令に基づいて動作する。
【００５０】
図１０は、ポータブルコンピュータ１の起動時のCPU１２の動作を示すフローチャートを開示している。ステップS1においてポータブルコンピュータ１の電源が投入されると、CPU１２は、ステップS2で通常値よりも低いクロック周波数で起動する。引き続きステップS3では、CPU１２は、電極５１ａ，５１ｂ間の電気抵抗値を基にパッキン材４７が冷却液を吸っているか否かを判断する。
【００５１】
このステップS3で冷却液が漏れていると判断されると、ステップS4に進む。このステップS4では、筐体４に収容された警告手段５３がCPU１２からの指令に基づき動作し、オペレ−タに冷却液が漏れていることを認識させる。この後、ステップS5に進み、CPU１２は、ポータブルコンピュータ１をシャッドダウンさせる処理を実行する。
【００５２】
一方、上記ステップS3で冷却液が漏れていないと判断された時は、ステップS6でポンプ２０がCPU１２からの指令を受けて動作を開始し、冷却ユニット１６の受熱部１７と放熱器１８との間で冷却液が強制的に循環される。そして、次のステップS7でCPU１２のクロック周波数を通常値に設定する処理を実行する。これにより、ポータブルコンピュータ１の起動動作が完了する。
【００５３】
このような本発明の第２の実施の形態によれば、受熱部１７の管継手３７とチューブ４４との接続部分から冷却液が漏れている時に、ポータブルコンピュータ１の起動時に冷却液の漏れを音や光で警告するとともに、このポータブルコンピュータ１を強制的にシャットダウンさせる処理を実行している。
【００５４】
このため、冷却液の漏れが生じた時にポータブルコンピュータ１の動作を速やかに停止させることができ、冷却液の漏れを修復する作業に移行することができる。よって、ポータブルコンピュータ１のCPU１２やその他の電子部品が冷却液によって致命的なダメージを受けるのを防止できる。
【００５５】
図１１および図１２は、本発明の第３の実施の形態を開示している。
【００５６】
この第３の実施の形態は、CPU１２とは別の制御手段６１を用いてポータブルコンピュータ１を制御するようにした点が上記第２の実施の形態と相違している。上記制御手段６１は、プリント配線板９に実装されたLSIのような電子部品にて構成され、コンピュータ本体２に収容されている。
【００５７】
図１２は、ポータブルコンピュータ１の起動時の動作を示すフローチャートを開示している。ステップS11でポータブルコンピュータ１の電源が投入されると、冷却液が漏れているか否かを検知するステップS12に進む。このステップS12では、上記制御手段６１に電極５１ａ，５１ｂ間の電気抵抗値が入力される。制御手段６１は、電気抵抗値を基にパッキン材４７が冷却液を吸っているか否かを判断する。
【００５８】
このステップS12で冷却液が漏れていると判断されると、ステップS13に進む。このステップS13では、筐体４に収容された警告手段５３が制御手段６１からの指令に基づき動作し、オペレータに冷却液が漏れていることを認識させる。この後、ステップS14に進み、制御手段６１はポータブルコンピュータ１をシャットダウンさせる処理を実行する。
【００５９】
一方、上記ステップS12で冷却液が漏れていないと判断された時は、ステップS15でポンプ２０が制御手段６１からの指令を受けて動作を開始し、冷却ユニット１６の受熱部１７と放熱器１８との間で冷却液が強制的に循環される。そして、次のステップS16でCPU１２が制御手段６１からの指令を受けて起動する。これにより、ポータブルコンピュータ１の起動動作が完了する。
【００６０】
このような本発明の第３の実施の形態によれば、ポータブルコンピュータ１の起動時に冷却液の漏れの有無を判断し、この判断結果に基づいてポータブルコンピュータ１を強制的にシャットダウンさせるか、CPU１２を起動させる処理を実行している。そのため、冷却液の漏れが生じた時に、ポータブルコンピュータ１の動作を速やかに停止させることができ、CPU１２やその他の電子部品が冷却液によって致命的なダメージを受けるのを防止できる。
【００６１】
なお、この第３の実施の形態において、CPU１２の熱を受ける受熱部１７の熱容量が十分に大きい場合には、先にCPU１２を起動させてから、ポンプ２０を動作させるようにしても良い。
【００６２】
図１３は、本発明の第４の実施の形態を開示している。
【００６３】
この第４の実施の形態は、冷却液の漏れが発生した場合でも、CPU１２の冷却性能が維持されている限りポータブルコンピュータ１の動作を継続させるようにしたものである。それ以外の点は、上記第３の実施の形態と同様である。
【００６４】
図１３に示すように、ステップS21でポータブルコンピュータ１の電源が投入されると、冷却液が漏れているか否かを検知するステップS22に進む。このステップS22では、制御手段６１に電極５１ａ，５１ｂ間の電気抵抗値が入力される。制御手段６１は、電気抵抗値を基にパッキン材４７が冷却液を吸っているか否かを判断する。このステップS22で冷却液が漏れていないと判断された時は、冷却液が漏れているか否かを検知する処理を繰り返す。
【００６５】
ステップS22で冷却液が漏れていると判断されると、ステップS23に進む。このステップS23では、筐体４に収容された警告手段５３が制御手段６１からの指令に基づき動作し、オペレータに冷却液が漏れていることを認識させる。引き続いてステップS24に進み、制御手段６１がポンプ２０の運転を停止させる処理を実行する。これにより、受熱部１７と放熱器１８との間での冷却液の循環が停止する。
【００６６】
冷却液の循環が止まると、制御手段６１はステップS25においてCPU１２のクロック周波数を通常値よりも低く設定する処理を実行し、CPU１２の発熱を抑える。次にステップS26に進み、ここで制御手段６１は、その時のCPU１２の温度を予め設定された上限値と比較する。CPU１２の温度が上限値よりも低い場合には、CPU１２の温度と上限値とを比較する処理を繰り返す。
【００６７】
上記ステップS26でCPU１２の温度が上限値を上回った場合は、ステップS27に進み、制御手段６１はポータブルコンピュータ１をシャットダウンさせる処理を実行する。
【００６８】
このような第４の実施の形態によれば、冷却液の漏れが検出された場合に、冷却液の循環が停止されるので、管継手３７とチューブ４４との接続部分からの冷却液の漏れを止めることができる。
【００６９】
しかも、冷却液の循環が止まった以降は、CPU１２のクロック周波数を通常値よりも低く設定して、CPU１２の発熱を抑えるとともに、このCPU１２の温度を監視しつつポータブルコンピュータ１の運転を継続している。そのため、冷却液の漏れが生じた時に、直ちにポータブルコンピュータ１の運転を停止させることができないような使用形態に好都合となる。
【００７０】
図１４は、本発明の第５の実施の形態を開示している。
【００７１】
この第５の実施の形態は、冷却液の漏れが発生した時に、直ちにポータブルコンピュータ１の動作を停止させるようにした点が上記第４の実施の形態と相違している。
【００７２】
図１４に示すように、ステップS31でポータブルコンピュータ１の電源が投入されると、冷却液が漏れているか否かを検知するステップS32に進む。このステップS32では、制御手段６１に電極５１ａ，５１ｂ間の電気抵抗値が入力される。制御手段６１は、電気抵抗値を基にパッキン材４７が冷却液を吸っているか否かを判断する。このステップS32で冷却液が漏れていないと判断された時は、冷却液が漏れているか否かを検知する処理を繰り返す。
【００７３】
ステップS32で冷却液が漏れていると判断されると、ステップS33に進む。このステップS33では、筐体４に収容された警告手段５３が制御手段６１からの指令に基づき動作し、オペレータに冷却液が漏れていることを認識させる。引き続いてステップS34に進み、制御手段６１がポンプ２０の運転を停止させる処理を実行する。これにより、受熱部１７と放熱器１８との間での冷却液の循環が停止する。次に、ステップS35に進み、制御手段６１は、ポータブルコンピュータ１をシャットダウンさせる処理を実行する。
【００７４】
さらに、図１５は、本発明の第６の実施の形態を開示している。
【００７５】
この第６の実施の形態は、パッキン材４７が冷却液を吸っているか否かを検知するための構成が上記第２の実施の形態と相違している。これ以外のポータブルコンピュータ１の基本的な構成は、上記第２の実施の形態と同様である。
【００７６】
図１５に示すように、管継手３７の第１の接続端３８の内部に第１の電極７１が埋め込まれている。さらに、管継手３７の外壁３９の内部に第２の電極７２が埋め込まれている。パッキン材４７は、第１および第２の電極７１，７２の間に介在されている。パッキン材４７に導電性の冷却液が吸収されると、第１および第２の電極７１，７２の間の静電容量が変化し、この静電容量の変化を示す信号がCPU１２又は他の制御手段６１に送出される。したがって、第１および第２の電極７１，７２は、パッキン材４７が冷却液を吸っているか否かを検知する検知手段７３を構成している。
【００７７】
このような第６の実施の形態においても、第１および第２の電極７１，７２からの信号をCPU１２又はCPU１２とは別の制御手段６１に入力することにより、冷却液が漏れているか否かを判断することができる。したがって、上記第２ないし第５の実施の形態と同様に、冷却液の漏れの有無に基づいてポータブルコンピュータ１を起動させたり、強制的にシャットダウンさせる処理を実行することができ、漏れた冷却液によりCPU１２やその他の電子部品が致命的なダメージを受けるのを防止できる。
【００７８】
【発明の効果】
以上詳述した本発明によれば、冷媒流路からの冷媒の漏れを防止できるとともに、たとえ冷媒に漏れが生じたとしても、漏れた冷媒によって CPU のような発熱体が致命的なダメージを受けずに済むといった利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態において、液冷式の冷却ユニットを搭載したポータブルコンピュータの斜視図。
【図２】本発明の第１の実施の形態において、ディスプレイユニットを開き位置に回動させた状態を示すポータブルコンピュータの斜視図。
【図３】本発明の第１の実施の形態において、液冷式の冷却ユニットを搭載したポータブルコンピュータの断面図。
【図４】本発明の第１の実施の形態において、CPUと受熱部との位置関係を示すポータブルコンピュータの断面図。
【図５】本発明の第１の実施の形態に用いる受熱部の断面図。
【図６】本発明の第１の実施の形態に用いる放熱器の断面図。
【図７】本発明の第１の実施の形態において、冷却液の漏れ防止対策を施した管継手とチューブとの接続部分の断面図。
【図８】本発明の第２の実施の形態において、冷却液の漏れ防止対策を施した管継手とチューブとの接続部分の断面図。
【図９】本発明の第２の実施の形態の機能を示すブロック図。
【図１０】本発明の第２の実施の形態において、冷却液の漏れを検知してからポータブルコンピュータをシャットダウンするまでの制御の内容を示すフローチャート。
【図１１】本発明の第３の実施の形態の機能を示すブロック図。
【図１２】本発明の第３の実施の形態において、冷却液の漏れを検知してからポータブルコンピュータをシャットダウンするまでの制御の内容を示すフローチャート。
【図１３】本発明の第４の実施の形態において、冷却液の漏れを検知してからポータブルコンピュータをシャットダウンするまでの制御の内容を示すフローチャート。
【図１４】本発明の第５の実施の形態において、冷却液の漏れを検知してからポータブルコンピュータをシャットダウンするまでの制御の内容を示すフローチャート。
【図１５】本発明の第６の実施の形態において、冷却液の漏れ防止対策を施した管継手とチューブとの接続部分の断面図。
【符号の説明】
４…筐体
１２…発熱体（CPU）
１９…冷媒流路
３７…第１の管路（管継手）
４４…第２の管路（チューブ）
４７…パッキン材
５２，７３…検知手段
１２，６１…制御手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばCPUのような発熱体を液状の冷媒を用いて冷却する液冷式の電子機器に係り、特に冷媒流路の接続部分からの冷媒の漏れを防止する構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばノート形のポータブルコンピュータに用いられるCPUは、処理速度の高速化や多機能化に伴い動作中の発熱量が増加している。このため、近年、空気よりも遥かに高い比熱を有する液状の冷媒を用いてCPUを冷却する、いわゆる液冷式の冷却システムが開発されている。
【０００３】
「特開平7−142886号公報」は、ポータブルコンピュータに用いる液冷式の冷却システムの一例を開示している。この冷却システムは、受熱ヘッダ、放熱ヘッダおよび冷媒を循環させるチューブを備えている。受熱ヘッダは、ポータブルコンピュータの筐体に収容されて、CPUに熱的に接続されている。放熱ヘッダは、ポータブルコンピュータの表示装置に収容されている。チューブは、筐体と表示装置とに跨って配管され、受熱ヘッダと放熱ヘッダとの間を接続している。
【０００４】
この冷却システムによると、CPUの熱は、受熱ヘッダでの熱交換により冷媒に伝えられる。この受熱ヘッダで加熱された冷媒は、チューブを通じて放熱ヘッダに移送され、この放熱ヘッダを通過する過程でCPUの熱を放出する。この放熱ヘッダでの熱交換により冷やされた冷媒は、チューブを通じて受熱ヘッダに戻され、再びCPUの熱を受ける。この冷媒の循環により、CPUの熱を効率良く放熱ヘッダに移送することができ、CPUの冷却性能が高まる。
【０００５】
ところで、液冷式の冷却システムでは、液状の冷媒を受熱ヘッダと放熱ヘッダとの間で循環させているので、この冷媒の循環経路から若干の冷媒が漏れる可能性があり得る。この冷媒の漏れが発生し易い箇所としては、例えば受熱ヘッダのような部品とチューブとの接続部分が掲げられる。従来の冷却システムでは、受熱ヘッダの冷媒入口および冷媒出口に管継手を設置し、この管継手にチューブの端部を差し込むことで、受熱ヘッダとチューブとを接続している。さらに、接続をより強固なものとするため、チューブと管継手の接続部分を外側からバンドで締め付けることで、管継手からのチューブの脱落を阻止している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
液冷式の冷却システムでは、冷媒の循環経路に若干の漏れがあったり、循環経路に若干の気泡が混入したとしても、冷媒の循環に特別の支障がない限りCPUの冷却性能が極端に悪化することはない。
【０００７】
しかしながら、冷媒が一定量以上漏れると、この漏れた冷媒が筐体内のCPUや各種の電子部品に付着するのを避けられない。特に不凍液を含む冷媒は、導電性を有するためにCPUや電子部品に致命的なダメージを与えることになり、ポータブルコンピュータが動作不能に陥ることがある。さらに、漏れた冷媒が筐体の外部に流出すると、例えば衣類や机の上を汚すことにもなり、ポータブルコンピュータの使用環境に悪影響を及ぼす。
【０００８】
また、従来のチューブと受熱ヘッドとの接続構造によると、長期間に亘る使用によりチューブが管継手の形状に馴染んだり、バンドが弛む等してチューブが管継手を締め付ける力が失われることがあり得る。このような状態に陥ると、チューブと管継手の接続部分からの冷媒の漏洩を止めることができなくなり、漏れた冷媒が筐体の内部に流れ出すといった問題がある。
【０００９】
一方、例えば「特開平4−258591号公報」は、配管の接続部分からの液体の漏洩を防止するための構成を開示している。この先行技術では、一方の配管の接続端に管状のパッキン部材を取り付けるとともに、他方の配管の接続端に管状の押嵌部材を取り付けている。パッキン部材および押嵌部材は、高吸水ポリマーを配合したゴム材料により形成されている。
【００１０】
この先行技術によると、パッキン部材と押嵌部材とは、一方の配管の接続端と他方の配管の接続端との間において、互いに噛み合った状態で圧接し、これら配管の接続端の間を液密にシールしている。
【００１１】
しかしながら、上記先行技術では、パッキン部材の内側に押嵌部材が嵌め込まれるため、この嵌め込み時にパッキン部材や押嵌部材がずれないように配管の接続端に固定する格別なストッパを必要とするとともに、パッキン部材と押嵌部材とを互いに噛み合わせるための複数の係合部を必要とする。
【００１２】
この結果、パッキン部材および押嵌部材の形状が複雑化するのを避けられず、個々の単価が高くなるといったコスト的な問題が生じてくる。加えて、上記先行技術は、専ら高層集合住宅の圧力配管の接続構造を開示しているに止まり、電子部品を内蔵したポータブルコンピュータのような電子機器とでは分野が異なるとともに、この電子機器用の冷却システムへの適用については、何等言及されていない。
【００１３】
本発明の目的は、冷媒流路からの冷媒の漏れを防止できるとともに、たとえ冷媒に漏れが生じたとしても、漏れた冷媒によって CPU のような発熱体が致命的なダメージを受けずに済む電子機器を得ることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る電子機器は、
発熱体を収容する筐体と、
第１の管路と、この第１の管路に接続された第２の管路とを有し、上記発熱体を冷却する液状の冷媒が流れる冷媒流路と、
上記第１の管路と上記第２の管路との接続部分を覆う吸水性を有するパッキン材と、
上記パッキン材が上記冷媒を吸っているか否かを検知する検知手段と、
上記検知手段によって上記冷媒の存在が検知された時に、上記第１の管路と上記第２の管路との接続部分から冷媒が漏れていると判断し、機器の動作を停止させる制御手段と、を具備したことを特徴としている。
この構成によれば、第１の管路と第２の管路の接続部分から冷媒が漏れた場合、パッキン材が冷媒を吸収する。この吸収によりパッキン材の体積が増加し、管路の接続部分を外側から圧迫する。よって、管路の接続部分からの冷媒の漏れを防止することができる。
それとともに、管路の接続部分から冷媒が漏れると、電子機器の動作が停止するので、漏れた冷媒により CPU のような発熱体が致命的なダメージを受けずに済む。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の第１の実施の形態を図１ないし図７にもとづいて説明する。
【００１６】
図１ないし図３は、電子機器としてのポータブルコンピュータ１を開示している。ポータブルコンピュータ１は、コンピュータ本体２とディスプレイユニット３とで構成されている。コンピュータ本体２は、偏平な箱形の筐体４を備えている。筐体４は、底壁４ａ、上壁４ｂ、前壁４ｃ、左右の側壁４ｄおよび後壁４ｅを有している。上壁４ｂは、キーボード５を支持している。
【００１７】
ディスプレイユニット３は、液晶表示パネル６と、この液晶表示パネル６を収容するディスプレイハウジング７とを備えている。ディスプレイハウジング７は、筐体４の後端部に図示しないヒンジを介して支持されている。
【００１８】
そのため、ディスプレイユニット３は、キーボード５を上方から覆うように倒される閉じ位置と、キーボード５を露出させるように起立する開き位置とに亘って回動可能となっている。
【００１９】
図１および図３に示すように、筐体４は、プリント配線板９、ハードディスク駆動装置１０およびCD−ROM駆動装置１１を収容している。プリント配線板９、ハードディスク駆動装置１０およびCD−ROM駆動装置１１は、筐体４の底壁４ａの上に並べて配置されている。
【００２０】
図４に示すように、プリント配線板９の上面に発熱体としてのCPU１２が実装されている。CPU１２は、例えばBGA形の半導体パッケージにて構成され、プリント配線板９の後部に位置している。CPU１２は、四角いベース基板１３と、このベース基板１３の中央部に配置されたICチップ１４とを有している。ICチップ１４は、CPU１２の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。
【００２１】
ポータブルコンピュータ１は、CPU１２を冷却する液例式の冷却ユニット１６を搭載している。冷却ユニット１６は、受熱部１７、放熱部としての放熱器１８、冷媒流路１９およびポンプ２０を備えている。
【００２２】
図４および図５に示すように、受熱部１７は、金属製のハウジング２１を有している。ハウジング２１は、偏平な箱形であり、上記筐体４に収容されたプリント配線板９の上面に固定されている。ハウジング２１は、CPU１２よりも一回り大きな平面形状を有し、このハウジング２１の下面は、平坦な受熱面２２となっている。この受熱面２２は、図示しない熱伝導性グリース又は熱伝導性シートを介してCPU１２のICチップ１４に熱的に接続されている。
【００２３】
さらに、ハウジング２１の内部に冷媒通路２３が形成されている。冷媒通路２３は、受熱面２２を介してICチップ１４に熱的に接続されている。ハウジング２１は、冷媒入口２４および冷媒出口２５を有している。冷媒入口２４は、冷媒通路２３の上流端に位置し、冷媒出口２５は、冷媒通路２３の下流端に位置している。
【００２４】
放熱器１８は、ディスプレイハウジング７の背面と液晶表示パネル６との間に介在されている。放熱器１８は、液晶表示パネル６と略同等の大きさを有する長方形の板状をなしている。図６に示すように、放熱器１８は、第１の放熱板２７と第２の放熱板２８とを備えている。これら放熱板２７，２８は、夫々金属製であり、互いに重ね合わされている。
【００２５】
第１の放熱板２７は、第２の放熱板２８の反対側に張り出す膨出部２９を有している。膨出部２９は、第１の放熱板２７の略全面に亘って蛇行状に形成されている。この膨出部２９の開口端は、第２の放熱板２８によって閉じられている。そのため、第１の放熱板２７の膨出部２９は、第２の放熱板２８との間に冷媒通路３０を構成している。
【００２６】
放熱器１８は、冷媒入口３１と冷媒出口３２とを有している。冷媒入口３１は、冷媒通路３０の上流端に位置するとともに、冷媒出口３２は、冷媒通路３０の下流端に位置している。これら冷媒入口３１および冷媒出口３２は、ディスプレイハウジング７の幅方向に互いに離れている。
【００２７】
図１および図３に示すように、上記冷媒流路１９は、送り経路３３と戻し経路３４とを備えている。送り経路３３は、受熱部１７の冷媒出口２５と放熱器１８の冷媒入口３１とを結ぶように、筐体４とディスプレイハウジング７との間に跨って配管されている。戻し経路３４は、放熱器１８の冷媒出口３２と受熱部１７の冷媒入口２４とを結ぶように、筐体４とディスプレイハウジング７との間に跨って配管されている。このため、受熱部１７の冷媒通路２３および放熱器１８の冷媒通路３０は、冷媒流路１９の一部となっており、この冷媒流路１９に液状の冷媒としての冷却液が充填されている。この冷却液としては、例えば水にエチレングリコール溶液および必要に応じて腐蝕防止剤を添加した不凍液が用いられている。この種の不凍液は、導電性を有している。
【００２８】
上記ポンプ２０は、送り経路３３の途中に設置されている。ポンプ２０は、上記冷却液を受熱部１７と放熱器１８との間で強制的に循環させるためのものであり、本実施形態の場合は、上記ディスプレイハウジング７に収容されている。このポンプ２０は、例えばポータブルコンピュータ１の電源投入時あるいはCPU１２の温度が予め決められた値に達した時に駆動される。
【００２９】
ポンプ２０が駆動を開始すると、冷却液が放熱器１８に向けて送り出され、この冷却液が冷媒流路１９に沿って流れる。すなわち、受熱部１７の冷媒通路２３を流れる冷却液は、この流れの過程でCPU１２の熱を受けて加熱される。この加熱された冷却液は、送り経路３３を通じて放熱器１８に送り込まれ、蛇行状に屈曲された冷媒通路３０を流れる。この流れの過程で冷却液に吸収されたCPU１２の熱が第１および第２の放熱板２７，２８に拡散され、これら放熱板２７，２８の表面から放出される。
【００３０】
放熱器１８での熱交換により冷やされた冷却液は、戻し経路３４を通じて受熱部１７の冷媒通路２３に戻される。この冷却液は、冷媒通路２３を流れる過程で再びCPU１２の熱を吸収した後、放熱器１８に送り出される。このようなサイクルを繰り返すことで、CPU１２の熱がディスプレイハウジング７内の放熱器１８に移送され、この放熱器１８からポータブルコンピュータ１の外部に放出される。
【００３１】
このような液冷式の冷却ユニット１６では、冷却液が冷媒流路１９を流れるため、例えば冷媒流路１９と受熱部１７の冷媒入口２４および冷媒出口２５、冷媒流路１９と放熱器１８の冷媒入口３１および冷媒出口３２さらには冷媒流路１９とポンプ２０との接続部分から冷却液が漏れる可能性があり得る。
【００３２】
そこで、本発明では、上記接続部分に冷却液の漏れ防止対策が施されている。この漏れ防止対策について、受熱部１７の冷媒出口２５と送り経路３３との接続部分を代表して説明する。
【００３３】
図５および図７に示すように、受熱部１７の冷媒出口２５は、第１の管路としての管継手３７を有している。管継手３７は、中空円筒状の第１の接続端３８と、中空円筒状の外壁３９とを有している。外壁３９は、第１の接続端３８を径方向外側から同軸状に取り囲んでいる。これら第１の接続端３８および外壁３９は、ハウジング２１と一体化されている。
【００３４】
外壁３９の一端は、第１の接続端３８に連なっているとともに、外壁３９の他端は、そのまま外方に開放されて挿入口４０を構成している。第１の接続端３８は、挿入口４０から突き出しており、この第１の接続端３８の外周面に複数の凸部４１が形成されている。凸部４１は、第１の接続端３８の外周面の周方向に連続するとともに、この第１の接続端３８の軸方向に間隔を存して配置されている。
【００３５】
第１の接続端３８の外周面と外壁３９の内周面との間にパッキン収容室４２が形成されている。パッキン収容室４２は、第１の接続端３８を取り囲むとともに、上記挿入口４０に連なっている。
【００３６】
一方、上記送り経路３３は、第２の管路としてのチューブ４４を有している。チューブ４４は、例えばシリコーンゴムにて形成され、可撓性を有している。チューブ４４の内径は、上記第１の接続端３８の外径と同等か、あるいは僅かに小さく設定されている。チューブ４４は、管継手３７に接続される第２の接続端４５を有している。第２の接続端４５は、第１の接続端３８の外側に嵌め込まれている。これにより、第２の接続端４５の内周面が第１の接続端３８の外周面の凸部４１に密接し、チューブ４４と管継手３７との接続部分の水密性が確保されている。
【００３７】
さらに、チューブ４４の第２の接続端４５は、その外側から金属製のバンド４６によって締め付けられており、チューブ４４が第１の接続端３８に抜け止め保持されている。
【００３８】
図７に見られるように、チューブ４４の第２の接続端４５は、管継手３７のパッキン収容室４２に入り込んでいる。この第２の接続端４５の外周面と外壁３９の内周面との間には、隙間が生じており、この隙間の部分にパッキン材４７が充填されている。パッキン材４７は、例えば吸水ポリマーを配合したゴム状弾性体であり、水分を吸収した時に、体積が増加するような特性を有している。このパッキン材４７は、第２の接続端４５の外周面および外壁３９の内周面に夫々密接しており、チューブ４４と管継手３７との接続部分を外側から覆っている。
【００３９】
さらに、外壁３９の他端によって構成される挿入口４０は、リング状のシール部材４８によって塞がれている。シール部材４８は、弾性変形が可能なゴム製であり、上記外壁３９と協働してパッキン材４７を覆い隠している。
【００４０】
このような構成において、ポータブルコンピュータ１を長期間に亘って使用すると、チューブ４４が管継手３７の第１の接続端３８の形状に馴染んだり、バンド４６が弛む等して、チューブ４４の内周面と第１の接続端３８の外周面との密着性が失われることがあり得る。このような状態に陥ると、冷媒流路１９を流れる冷却液の一部がチューブ４４の内周面と第１の接続端３８の外周面との間を伝わって漏れ出そうとする。
【００４１】
しかるに、上記構成においては、チューブ４４と管継手３７との接続部分が外側から吸水性を有するパッキン材４７で覆われているので、このパッキン材４７が漏れた冷却液を吸収する。このため、冷却液は、管継手３７のパッキン収容室４２に止まり、管継手３７の外部への冷却液の漏れを止める、もしくは冷却液の漏れ量を少なく抑えることができる。
【００４２】
しかも、パッキン材４７は、冷却液を吸収すると体積が増加する特性を有するので、このパッキン材４７が外壁３９の内周面およびチューブ４４の第２の接続端４５の外周面に押し付けられる。このため、チューブ４４の第２の接続端４５が外側から圧迫され、この第２の接続端４５の内周面が第１の接続端３８の外周面に押し付けられる。よって、チューブ４４と管継手３７の接続部分からの冷却液の漏れ出しを解消することができ、この冷却液が水気を嫌うプリント配線板９やCPU１２に付着するのを防止できる。
【００４３】
さらに、上記構成によると、パッキン収容室４２に連なる挿入口４０は、シール部材４８によって塞がれているので、吸水性を有するパッキン材４７が筐体４の内部に露出せずに済む。そのため、パッキン材４７が空気中の湿気を吸収し難くなり、パッキン材４７の吸水性能が早期のうちに飽和状態となるのを防止できる。よって、冷却液の漏れが生じた場合に、この漏れた冷却液をパッキン材４７によって速やかに吸収することができる。
【００４４】
なお、本発明は上記第１の実施の形態に特定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。例えば、パッキン材を取り囲む管継手の外壁に透明な窓を形成するとともに、吸水ポリマーに水分を吸った時に色の変化する物質を添加するようにしても良い。この構成によれば、窓を通じてパッキン材の色の変化具合を認識することができ、冷却液が漏れているか否かを目視により容易に確認できる。
【００４５】
また、シール部材は必ずしも設置する必要はなく、パッキン材が挿入口から露出していても良い。
【００４６】
さらに、図８ないし図１０は、本発明の第２の実施の形態を開示している。
【００４７】
この第２の実施の形態は、冷却液の漏れの有無を検知するとともに、この検知結果に基づいてポータブルコンピュータ１を制御するようにした点が上記第１の実施の形態と相違している。これ以外のポータブルコンピュータ１の基本的な構成は、上記第１の実施の形態と同様である。そのため、第２の実施の形態において、上記第１の実施の形態と同一の構成部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
【００４８】
図８に示すように、管継手３７の外壁３９に一対の電極５１ａ，５１ｂが組み込まれている。電極５１ａ，５１ｂは、パッキン収容室４２を間に挟んで互いに向かい合う位置に配置されている。これら電極５１ａ，５１ｂは、パッキン収容室４２に露出しているとともに、パッキン材４７に接している。このパッキン材４７に導電性の冷却液が吸収されると、電極５１ａ，５１ｂ間の電気抵抗値が下がり、この電気抵抗値を基に管継手３７とチューブ４４との接続部分からの冷却液の漏れの有無を検知している。そのため、上記電極５１ａ，５１ｂは、パッキン材４７が冷却液を吸っているか否かを検知する検知手段５２を構成している。
【００４９】
図９は、冷却液の漏れの有無に基づいてポータブルコンピュータ１を制御する際の機能ブロックを開示している。冷媒流路１９、検知手段５２およびCPU１２は、コンピュータ本体２に収容されている。検知手段５２によって検出された電気抵抗値は、CPU１２に送られる。このCPU１２は、電気抵抗値に基づいて冷却液が漏れているか否かを判断し、それ以降のポータブルコンピュータ１の動作を制御する。したがって、本実施の形態では、CPU１２が制御手段を兼ねている。さらに、コンピュータ本体２は、冷却液が漏れていることを音で警告するスピーカあるいは光で表示するインディケータランプのような警告手段５３を備えている。この警告手段５３は、CPU１２からの指令に基づいて動作する。
【００５０】
図１０は、ポータブルコンピュータ１の起動時のCPU１２の動作を示すフローチャートを開示している。ステップS1においてポータブルコンピュータ１の電源が投入されると、CPU１２は、ステップS2で通常値よりも低いクロック周波数で起動する。引き続きステップS3では、CPU１２は、電極５１ａ，５１ｂ間の電気抵抗値を基にパッキン材４７が冷却液を吸っているか否かを判断する。
【００５１】
このステップS3で冷却液が漏れていると判断されると、ステップS4に進む。このステップS4では、筐体４に収容された警告手段５３がCPU１２からの指令に基づき動作し、オペレ−タに冷却液が漏れていることを認識させる。この後、ステップS5に進み、CPU１２は、ポータブルコンピュータ１をシャッドダウンさせる処理を実行する。
【００５２】
一方、上記ステップS3で冷却液が漏れていないと判断された時は、ステップS6でポンプ２０がCPU１２からの指令を受けて動作を開始し、冷却ユニット１６の受熱部１７と放熱器１８との間で冷却液が強制的に循環される。そして、次のステップS7でCPU１２のクロック周波数を通常値に設定する処理を実行する。これにより、ポータブルコンピュータ１の起動動作が完了する。
【００５３】
このような本発明の第２の実施の形態によれば、受熱部１７の管継手３７とチューブ４４との接続部分から冷却液が漏れている時に、ポータブルコンピュータ１の起動時に冷却液の漏れを音や光で警告するとともに、このポータブルコンピュータ１を強制的にシャットダウンさせる処理を実行している。
【００５４】
このため、冷却液の漏れが生じた時にポータブルコンピュータ１の動作を速やかに停止させることができ、冷却液の漏れを修復する作業に移行することができる。よって、ポータブルコンピュータ１のCPU１２やその他の電子部品が冷却液によって致命的なダメージを受けるのを防止できる。
【００５５】
図１１および図１２は、本発明の第３の実施の形態を開示している。
【００５６】
この第３の実施の形態は、CPU１２とは別の制御手段６１を用いてポータブルコンピュータ１を制御するようにした点が上記第２の実施の形態と相違している。上記制御手段６１は、プリント配線板９に実装されたLSIのような電子部品にて構成され、コンピュータ本体２に収容されている。
【００５７】
図１２は、ポータブルコンピュータ１の起動時の動作を示すフローチャートを開示している。ステップS11でポータブルコンピュータ１の電源が投入されると、冷却液が漏れているか否かを検知するステップS12に進む。このステップS12では、上記制御手段６１に電極５１ａ，５１ｂ間の電気抵抗値が入力される。制御手段６１は、電気抵抗値を基にパッキン材４７が冷却液を吸っているか否かを判断する。
【００５８】
このステップS12で冷却液が漏れていると判断されると、ステップS13に進む。このステップS13では、筐体４に収容された警告手段５３が制御手段６１からの指令に基づき動作し、オペレータに冷却液が漏れていることを認識させる。この後、ステップS14に進み、制御手段６１はポータブルコンピュータ１をシャットダウンさせる処理を実行する。
【００５９】
一方、上記ステップS12で冷却液が漏れていないと判断された時は、ステップS15でポンプ２０が制御手段６１からの指令を受けて動作を開始し、冷却ユニット１６の受熱部１７と放熱器１８との間で冷却液が強制的に循環される。そして、次のステップS16でCPU１２が制御手段６１からの指令を受けて起動する。これにより、ポータブルコンピュータ１の起動動作が完了する。
【００６０】
このような本発明の第３の実施の形態によれば、ポータブルコンピュータ１の起動時に冷却液の漏れの有無を判断し、この判断結果に基づいてポータブルコンピュータ１を強制的にシャットダウンさせるか、CPU１２を起動させる処理を実行している。そのため、冷却液の漏れが生じた時に、ポータブルコンピュータ１の動作を速やかに停止させることができ、CPU１２やその他の電子部品が冷却液によって致命的なダメージを受けるのを防止できる。
【００６１】
なお、この第３の実施の形態において、CPU１２の熱を受ける受熱部１７の熱容量が十分に大きい場合には、先にCPU１２を起動させてから、ポンプ２０を動作させるようにしても良い。
【００６２】
図１３は、本発明の第４の実施の形態を開示している。
【００６３】
この第４の実施の形態は、冷却液の漏れが発生した場合でも、CPU１２の冷却性能が維持されている限りポータブルコンピュータ１の動作を継続させるようにしたものである。それ以外の点は、上記第３の実施の形態と同様である。
【００６４】
図１３に示すように、ステップS21でポータブルコンピュータ１の電源が投入されると、冷却液が漏れているか否かを検知するステップS22に進む。このステップS22では、制御手段６１に電極５１ａ，５１ｂ間の電気抵抗値が入力される。制御手段６１は、電気抵抗値を基にパッキン材４７が冷却液を吸っているか否かを判断する。このステップS22で冷却液が漏れていないと判断された時は、冷却液が漏れているか否かを検知する処理を繰り返す。
【００６５】
ステップS22で冷却液が漏れていると判断されると、ステップS23に進む。このステップS23では、筐体４に収容された警告手段５３が制御手段６１からの指令に基づき動作し、オペレータに冷却液が漏れていることを認識させる。引き続いてステップS24に進み、制御手段６１がポンプ２０の運転を停止させる処理を実行する。これにより、受熱部１７と放熱器１８との間での冷却液の循環が停止する。
【００６６】
冷却液の循環が止まると、制御手段６１はステップS25においてCPU１２のクロック周波数を通常値よりも低く設定する処理を実行し、CPU１２の発熱を抑える。次にステップS26に進み、ここで制御手段６１は、その時のCPU１２の温度を予め設定された上限値と比較する。CPU１２の温度が上限値よりも低い場合には、CPU１２の温度と上限値とを比較する処理を繰り返す。
【００６７】
上記ステップS26でCPU１２の温度が上限値を上回った場合は、ステップS27に進み、制御手段６１はポータブルコンピュータ１をシャットダウンさせる処理を実行する。
【００６８】
このような第４の実施の形態によれば、冷却液の漏れが検出された場合に、冷却液の循環が停止されるので、管継手３７とチューブ４４との接続部分からの冷却液の漏れを止めることができる。
【００６９】
しかも、冷却液の循環が止まった以降は、CPU１２のクロック周波数を通常値よりも低く設定して、CPU１２の発熱を抑えるとともに、このCPU１２の温度を監視しつつポータブルコンピュータ１の運転を継続している。そのため、冷却液の漏れが生じた時に、直ちにポータブルコンピュータ１の運転を停止させることができないような使用形態に好都合となる。
【００７０】
図１４は、本発明の第５の実施の形態を開示している。
【００７１】
この第５の実施の形態は、冷却液の漏れが発生した時に、直ちにポータブルコンピュータ１の動作を停止させるようにした点が上記第４の実施の形態と相違している。
【００７２】
図１４に示すように、ステップS31でポータブルコンピュータ１の電源が投入されると、冷却液が漏れているか否かを検知するステップS32に進む。このステップS32では、制御手段６１に電極５１ａ，５１ｂ間の電気抵抗値が入力される。制御手段６１は、電気抵抗値を基にパッキン材４７が冷却液を吸っているか否かを判断する。このステップS32で冷却液が漏れていないと判断された時は、冷却液が漏れているか否かを検知する処理を繰り返す。
【００７３】
ステップS32で冷却液が漏れていると判断されると、ステップS33に進む。このステップS33では、筐体４に収容された警告手段５３が制御手段６１からの指令に基づき動作し、オペレータに冷却液が漏れていることを認識させる。引き続いてステップS34に進み、制御手段６１がポンプ２０の運転を停止させる処理を実行する。これにより、受熱部１７と放熱器１８との間での冷却液の循環が停止する。次に、ステップS35に進み、制御手段６１は、ポータブルコンピュータ１をシャットダウンさせる処理を実行する。
【００７４】
さらに、図１５は、本発明の第６の実施の形態を開示している。
【００７５】
この第６の実施の形態は、パッキン材４７が冷却液を吸っているか否かを検知するための構成が上記第２の実施の形態と相違している。これ以外のポータブルコンピュータ１の基本的な構成は、上記第２の実施の形態と同様である。
【００７６】
図１５に示すように、管継手３７の第１の接続端３８の内部に第１の電極７１が埋め込まれている。さらに、管継手３７の外壁３９の内部に第２の電極７２が埋め込まれている。パッキン材４７は、第１および第２の電極７１，７２の間に介在されている。パッキン材４７に導電性の冷却液が吸収されると、第１および第２の電極７１，７２の間の静電容量が変化し、この静電容量の変化を示す信号がCPU１２又は他の制御手段６１に送出される。したがって、第１および第２の電極７１，７２は、パッキン材４７が冷却液を吸っているか否かを検知する検知手段７３を構成している。
【００７７】
このような第６の実施の形態においても、第１および第２の電極７１，７２からの信号をCPU１２又はCPU１２とは別の制御手段６１に入力することにより、冷却液が漏れているか否かを判断することができる。したがって、上記第２ないし第５の実施の形態と同様に、冷却液の漏れの有無に基づいてポータブルコンピュータ１を起動させたり、強制的にシャットダウンさせる処理を実行することができ、漏れた冷却液によりCPU１２やその他の電子部品が致命的なダメージを受けるのを防止できる。
【００７８】
【発明の効果】
以上詳述した本発明によれば、冷媒流路からの冷媒の漏れを防止できるとともに、たとえ冷媒に漏れが生じたとしても、漏れた冷媒によって CPU のような発熱体が致命的なダメージを受けずに済むといった利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態において、液冷式の冷却ユニットを搭載したポータブルコンピュータの斜視図。
【図２】本発明の第１の実施の形態において、ディスプレイユニットを開き位置に回動させた状態を示すポータブルコンピュータの斜視図。
【図３】本発明の第１の実施の形態において、液冷式の冷却ユニットを搭載したポータブルコンピュータの断面図。
【図４】本発明の第１の実施の形態において、CPUと受熱部との位置関係を示すポータブルコンピュータの断面図。
【図５】本発明の第１の実施の形態に用いる受熱部の断面図。
【図６】本発明の第１の実施の形態に用いる放熱器の断面図。
【図７】本発明の第１の実施の形態において、冷却液の漏れ防止対策を施した管継手とチューブとの接続部分の断面図。
【図８】本発明の第２の実施の形態において、冷却液の漏れ防止対策を施した管継手とチューブとの接続部分の断面図。
【図９】本発明の第２の実施の形態の機能を示すブロック図。
【図１０】本発明の第２の実施の形態において、冷却液の漏れを検知してからポータブルコンピュータをシャットダウンするまでの制御の内容を示すフローチャート。
【図１１】本発明の第３の実施の形態の機能を示すブロック図。
【図１２】本発明の第３の実施の形態において、冷却液の漏れを検知してからポータブルコンピュータをシャットダウンするまでの制御の内容を示すフローチャート。
【図１３】本発明の第４の実施の形態において、冷却液の漏れを検知してからポータブルコンピュータをシャットダウンするまでの制御の内容を示すフローチャート。
【図１４】本発明の第５の実施の形態において、冷却液の漏れを検知してからポータブルコンピュータをシャットダウンするまでの制御の内容を示すフローチャート。
【図１５】本発明の第６の実施の形態において、冷却液の漏れ防止対策を施した管継手とチューブとの接続部分の断面図。
【符号の説明】
４…筐体
１２…発熱体（CPU）
１９…冷媒流路
３７…第１の管路（管継手）
４４…第２の管路（チューブ）
４７…パッキン材
５２，７３…検知手段
１２，６１…制御手段
Claims (8)
- 発熱体を収容する筐体と、
第１の管路と、この第１の管路に接続された第２の管路とを有し、上記発熱体を冷却する液状の冷媒が流れる冷媒流路と、
上記第１の管路と上記第２の管路との接続部分を覆う吸水性を有するパッキン材と、
上記パッキン材が上記冷媒を吸っているか否かを検知する検知手段と、
上記検知手段によって上記冷媒の存在が検知された時に、上記第１の管路と上記第２の管路との接続部分から冷媒が漏れていると判断し、機器の動作を停止させる制御手段と、を具備したことを特徴とする電子機器。 - 請求項１の記載において、上記筐体は、上記第１の管路と上記第２の管路との接続部分から冷媒が漏れていることを警告する警告手段を備え、この警告手段は、上記冷媒が漏れていると上記制御手段が判断した時に、この制御手段によって駆動されることを特徴とする電子機器。
- 請求項１の記載において、上記冷媒流路は、上記発熱体の熱を受ける受熱部と、上記発熱体の熱を放出する放熱部と、これら受熱部と放熱部との間で上記冷媒を強制的に循環させるポンプとを含んでいることを特徴とする電子機器。
- 請求項３の記載において、上記制御手段は、上記冷媒の漏れがないと判断した時に、上記ポンプを駆動させることを特徴とする電子機器。
- 請求項３の記載において、上記制御手段は、上記冷媒が漏れていると判断した時に、上記ポンプの運転を停止させることを特徴とする電子機器。
- 請求項１又は請求項５の記載において、上記発熱体は、機器の動作を司る CPU を含み、また、上記制御手段は、上記冷媒が漏れていると判断した時に、上記 CPU のクロック周波数を通常値よりも低く設定するとともに、この時の CPU の温度が予め決められた値よりも高い時に、機器の動作を停止させることを特徴とする電子機器。
- 発熱する CPU を有する筐体と、
第１の管路と、この第１の管路に接続された第２の管路とを有し、上記 CPU を冷却する液状の冷媒が流れる冷媒流路と、
上記第１の管路と上記第２の管路との接続部分を覆う吸水性を有するパッキン材と、
上記パッキン材が上記冷媒を吸っているか否かを検知する検知手段と、を具備し、
上記 CPU は、機器の電源が投入された時に、通常時よりも低いクロック周波数で起動し、上記検知手段によって上記冷媒の存在が検知された時に、上記第１の管路と上記第２の管路との接続部分から冷媒が漏れていると判断して機器の動作を停止させるとともに、上記検知手段によって上記冷媒の存在が検知されなかった時に、その周波数を通常値に設定することを特徴とする電子機器。 - 請求項７の記載において、上記筐体は、上記第１の管路と上記第２の管路との接続部分から冷媒が漏れていることを警告する警告手段を備え、この警告手段は、上記冷媒が漏れていると上記 CPU が判断した時に、このCPUによって駆動されることを特徴とする電子機器。
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