JP4157451B2 - 気液分離機構、リザーブタンク、及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、気液分離機構、気液分離機構を備えるリザーブタンク、及びリザーブタンクを備える電子機器に関する。

電子機器に用いられるＣＰＵ（Central Processing Unit）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する傾向にある。この熱対策として、近年、空気よりも遥かに高い比熱を有する冷却液を用いてＣＰＵを冷却する、いわゆる液冷式の冷却システムを採用した電子機器が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−９９３５６号公報（段落００３６〜段落０１０７、図２）

ところで、電子機器の分野では、ＣＰＵのような発熱体をより効率良く冷却できる冷却システムが求められている。

本発明の目的は、液体中に気泡が混入していても、単純な構成で液体中の気泡を分離除去できる気液分離機構を得ることにある。
本発明の他の目的は、上記気液分離機構を備えるリザーブタンクを得ることにある。
本発明のさらに他の目的は、液体中に気泡が混入していても、単純な構成で液体中の気泡を分離除去することができ、発熱体を効率良く冷却できる電子機器を得ることにある。

上記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係る気液分離機構は、
発熱体の熱を吸収して移送するための液体を貯溜する貯溜部と、
上記液体を吐出する吐出口を有し、この吐出口が上記貯溜部内に開口する第１の管と、
上記液体が流入する流入口を有し、この流入口が上記貯溜部内に開口する第２の管と、を備えている。
上記吐出口と上記流入口とは、上記貯溜部に貯溜されている液体中で互いに対向し合うとともに、上記流入口の開口端が上記第１の管に向かって拡開していることを特徴としている。
上記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係るリザーブタンクは、
発熱体の熱を吸収して移送するための液体を貯溜するタンク本体と、
上記液体を吐出する吐出口を有し、この吐出口が上記タンク本体の内部に位置する第１の管と、
上記液体が流入する流入口を有し、この流入口が上記タンク本体の内部に位置する第２の管と、を備えている。
上記吐出口と上記流入口とは、上記タンク本体内に貯溜されている液体中で互いに対向し合うとともに、上記流入口の開口端が上記第１の管に向かって拡開していることを特徴としている。
上記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係る電子機器は、
発熱体を有する筐体と、
上記発熱体に熱的に接続された受熱部と、上記発熱体の熱を放出する放熱部との間で液体を循環させ、この液体を介して上記発熱体の熱を上記放熱部に移送する循環経路と、
上記循環経路に介在されて上記液体を蓄えるリザーブタンクと、を具備している。
上記リザーブタンクは、(1)液体を貯溜するタンク本体と、(2)上記液体を吐出する吐出口を有し、この吐出口が上記タンク本体の内部に位置する第１の管と、(3)上記液体が流入する流入口を有し、この流入口が上記タンク本体の内部に位置する第２の管と、を備えている。上記吐出口と上記流入口とは、上記タンク本体内に貯溜されている液体中で互いに対向し合うとともに、上記流入口の開口端が上記第１の管に向かって拡開していることを特徴としている。

本発明によれば、単純な構成で液体中の気泡を分離除去することができ、発熱体を効率良く冷却できる。

以下、本発明の第１の実施形態を、図１乃至図９を参照して説明する。

図１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、機器本体２と、ディスプレイユニット３とを備えている。

図１及び図２に示すように、機器本体２は、偏平な箱形の筐体１０を備えている。筐体１０は、底壁１１ａ、上壁１１ｂ、前壁１１ｃ、左右の側壁１１ｄ，１１ｅ、及び、後壁１１ｆを備えている。上壁１１ｂは、パームレスト１２とキーボード取付け部１３とを有している。キーボード取付け部１３は、パームレスト１２の後方に設けられている。キーボード１４は、このキーボード取付け部１３に取付けられている。

また、上壁１１ｂは、キーボード１４の背後にディスプレイ支持部１５を有している。ディスプレイ支持部１５は、上壁１１ｂの後端部から上向きに張出すとともに、筐体１０の幅方向に延びている。ディスプレイ支持部１５は、一対の連結凹部１６ａ，１６ｂを有している。連結凹部１６ａ，１６ｂは、筐体１０の幅方向に互いに離間している。

図１及び図２に示すように、ディスプレイユニット３は、表示パネルとしての液晶表示パネル２０と、この液晶表示パネル２０を収容する偏平な箱形のディスプレイハウジング２１とを備えている。

液晶表示パネル２０は、その前面に画像を表示する画面２０ａを有している。ディスプレイハウジング２１は、マスク２２及びカバー２３等を備えている。マスク２２は、ディスプレイハウジング２１の前壁２４をなしている。前壁２４は、開口部２４ａを有している。カバー２３は、ディスプレイハウジング２１の後壁２５及び４つの側壁２６ａ〜２６ｄをなしている。マスク２２とカバー２３とは、その前壁２４と後壁２５とを向かい合わせるようにして配設されて、液晶表示パネル２０を取り囲んでいる。

液晶表示パネル２０は、図示しないゴム枠で周囲を保持された状態で、ディスプレイハウジング２１内に収容されている。液晶表示パネル２０の画面２０ａは、前壁２４の開口部２４ａを通じてディスプレイハウジング２１の外方に露出している。

ディスプレイハウジング２１は、その一端部から突出する一対の脚部２７ａ，２７ｂを有している。脚部２７ａ，２７ｂは、中空をなしており、ディスプレイハウジング２１の幅方向に互いに離間している。これら脚部２７ａ，２７ｂは、筐体１０の連結凹部１６ａ，１６ｂに挿入されるとともに、図示しないヒンジ装置を介して筐体１０に連結されている。

そのため、ディスプレイユニット３は、キーボード１４を上方から覆うように倒される閉じ位置と、キーボード１４や画面２０ａを露出させるように起立する開き位置とにわたって回動自在となっている。

図２に示すように、筐体１０内には、プリント配線板３０、ハードディスク駆動装置３１、及び、バッテリーパック３２等が収容されている。プリント配線板３０、ハードディスク駆動装置３１、及びバッテリーパック３２は、筐体１０の底壁１１ａ上に並べて配置されている。

プリント配線板３０の上面には、発熱体としてのＣＰＵ３３が実装されている。ＣＰＵ３３は、ポータブルコンピュータ１の中枢となるマイクロプロセッサを構成するものであり、プリント配線板３０の後部に配置されている。ＣＰＵ３３は、ベース基板３４と、このベース基板３４の上面の中央部に配置された平面正方形状のＩＣチップ３５とを有している（図５参照）。ＩＣチップ３５は、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。

このポータブルコンピュータ１は、ＣＰＵ３３を冷却する液冷式の冷却システムを搭載している。図２に示すように、冷却システムは、放熱部４０と、循環経路５０と、受熱部及び熱交換器を兼ねるポンプユニット６０とを備えている。

図２に示すように、放熱部４０は、ディスプレイハウジング２１の内部、すなわち、ディスプレイハウジング２１の後壁２５と液晶表示パネル２０との間に収容されている。放熱部４０は、液晶表示パネル２０と略同等の大きさを有する長方形の板状をなしている。

詳しくは、放熱部４０は、図３に示すように、第１の放熱板４１と第２の放熱板４２とを備えている。第１及び第２の放熱板４１，４２は、夫々熱伝導性に優れた金属材料にて構成され、互いに重ね合わされている。第１の放熱板４１は、第２の放熱板４２の反対側に張出す膨出部４３を有している。図２に示すように、膨出部４３は、第１の放熱板４１の略全面にわたって蛇行状に形成されている。この膨出部４３の開口端は、第２の放熱板４２によって閉じられている。そのため、第１の放熱板４１の膨出部４３は、第２の放熱板４２との間に冷媒流路４４を構成している。

図２に示すように、ＣＰＵ３３から生じた熱を放熱させるための放熱部４０は、冷媒入口４５と冷媒出口４６とを有している。冷媒入口４５は、放熱部４０の左端部（図２において向かって左側）に位置されて、冷媒流路４４の上流端４４ａに連なるとともに、ディスプレイハウジング２１の左側の脚部２７ａに隣接している。冷媒出口４６は、放熱部４０の右端部（図２において向かって右側）に位置されて、冷媒流路４４の下流端４４ｂに連なるとともに、ディスプレイハウジング２１の右側の脚部２７ｂに隣接している。このため、冷媒入口４５と冷媒出口４６とは、ディスプレイハウジング２１の幅方向に互いに離れている。

循環経路５０は、後述するポンプユニット６０と放熱部４０の冷媒流路４４との間で液状の冷媒（以下、冷却液Ｌと称する）を循環させ、この冷却液Ｌを介してＣＰＵ３３の熱を放熱部４０に移送するためのものである。図２に示すように、循環経路５０は、第１の連結管５１と第２の連結管５２とを有している。

第１の連結管５１は、機器本体２とディスプレイユニット３との間に跨って設けられ、後述するポンプハウジング７０の冷媒出口９５ｂと上記放熱部４０の冷媒入口４５との間を接続している。この第１の連結管５１は、筐体１０の内部からディスプレイ支持部１５の内部及び左側の脚部２７ａの内部を通してディスプレイハウジング２１の内部に導かれている。

第２の連結管５２は、機器本体２とディスプレイユニット３との間に跨って設けられ、後述するポンプハウジング７０の冷媒入口９３ａと上記放熱部４０の冷媒出口４６との間を接続している。この第２の連結管５２は、筐体１０の内部からディスプレイ支持部１５の内部及び右側の脚部２７ｂの内部を通してディスプレイハウジング２１の内部に導かれている。

図４〜図７に示すように、ポンプユニット６０は、受熱部を兼ねるポンプハウジング７０と、タンク本体９１及び気液分離機構９２を有するリザーブタンク９０と、羽根車１０１ａを有するロータ１００と、Ｏリング１１０と、第１のカバー１１１と、ステータ１２０と、ＰＣ板１２１とを備えている。

ポンプハウジング７０は、熱伝導率が３０Ｗ／ｍＫ以上の材料、例えば鉄やアルミニウム等の材料により、偏平な直方体状に形成されている。このポンプハウジング７０は、上方に開口する収容凹部７１を有している。収容凹部７１は、底壁７２の内面と、４つの側壁７３ａ〜７３ｄの内面と、略直角三角柱状の４つの角部７４ａ〜７４ｄの内面とにより規定されて、平面八角形状に形成されている。

底壁７２の外面は、ＣＰＵ３３からの熱を受ける受熱面７２ａとなる。ポンプハウジング７０は、その受熱面７２ａがＩＣチップ３５よりも大きくなるように形成されている。ポンプハウジング７０の上端面、すなわち、側壁７３ａ〜７３ｄ及び角部７４ａ〜７４ｄの上端面には、収容凹部７１の上部開口７１ａの外周囲に沿って溝部７５が形成されている。Ｏリング１１０は、この溝部７５に沿って設けられている。

４つの角部７４ａ〜７４ｄには、夫々凹部７８が形成されている。これら凹部７８は、プリント配線板３０の上にポンプユニット６０を固定するための取付け機構をなす。凹部７８を規定する底壁７８ａには、取付け機構をなす筒状のインサート８０を貫通させるための貫通孔７９が形成されている。なお、取付け機構については後述する。また、凹部７８の両側には、ねじ受け部８６が設けられている（図６参照）。

収容凹部７１を規定する底壁７２の内面からは、収容凹部７１から平面円形状の空間を４つの角部７４ａ〜７４ｄのうちの１つの角部、例えば角部７４ｄ側に寄せて隔離する隔壁部材７６が立ち上がっている。この隔壁部材７６により、収容凹部７１は、平面円形状のポンプ室７７と、３つの角部７４ａ〜７４ｃ側からポンプ室７７を取巻くように形成される残りの空間とに分割される。前記残りの空間は、後述するタンク本体９１となる。

図７に示すように、隔壁部材７６には、タンク本体９１の内部とポンプ室７７の内部とを連通させる第１及び第２の連通孔８２，８３が形成されている。また、タンク本体９１を規定するポンプハウジングの側壁７３ａ〜７３ｄ、例えば側壁７３ａには、タンク本体９１の内部とポンプハウジング７０の外部とを連通させる第３及び第４の連通孔８４，８５が形成されている。なお、第３及び第４の連通孔８４，８５を形成する側壁は、側壁７３ａに限定されるものではない。第３及び第４の連通孔８４，８５は、ポンプハウジング７０の側壁のうちタンク本体９１を規定する領域に設ければよい。また、第３及び第４の連通孔８４，８５は、互いに異なる側壁に設けてもよい。

リザーブタンク９０は、液体を貯溜する貯溜部としての上記タンク本体９１、第１の管９３、第２の管９４、及び第３の管９５等を備えている。第１の管９３及び第２の管９４は、気液分離機構９２を構成する。

第１の管９３の一端部は、ポンプユニット６０内に冷却液Ｌを供給する上記冷媒入口９３ａを有しており、その他端部は、タンク本体９１内に冷却液Ｌを吐出する吐出口９３ｂを有している。この第１の管９３は、ポンプハウジング７０の外方から第３の連通孔８４を介して、タンク本体９１内に挿入されている。側壁７３ａからポンプハウジング７０の外方（筐体１０の後方）に向けて突出する第１の管９３の冷媒入口９３ａ側の他端部は、上記循環経路５０の第２の連結管５２と連結されている（図２参照）。吐出口９３ｂは、タンク本体９１の内部に位置して、このタンク本体９１内に開口している。このリザーブタンク９０では、吐出口９３ｂは、タンク本体９１の重心或いはその近傍（以下、重心部分Ｇという）に位置している。

第２の管９４の一端部は、タンク本体９１内に蓄えられた冷却液Ｌが流入する流入口９４ａを有している。流入口９４ａは、タンク本体９１の内部に位置して、タンク本体９１内に開口している。流入口９４ａは、吐出口９３ｂと同様に、タンク本体９１内の重心部分Ｇに位置している。すなわち、流入口９４ａと吐出口９３ｂとは、タンク本体９１内の重心部分Ｇにおいて互いに対向し合っている。吐出口９３ｂ及び流入口９４ａは、タンク本体９１に冷却液Ｌが蓄えられた状態において上記冷却液Ｌの初期液面Ｆ_０よりも下方に位置し、常に冷却液Ｌに漬かった状態に保たれる（図８及び図９参照）。

第２の管９４の他端部は、第１の連通孔８２と連続している。すなわち、ポンプ室７７の内部とタンク本体９１の内部とは、第２の管９４により連通されている。これにより、タンク本体９１から移送された冷却液Ｌは、この連通孔８２を介してポンプ室７７に流入する。

第３の管９５の一端部は、第２の連通孔８３と連続している。また、第３の管９５の他端部は、ポンプユニット６０内の冷却液Ｌを外部に流出させる上記冷媒出口９５ｂを有している。この第３の管９５は、第２の連通孔８３及び第４の連通孔８５を介して、ポンプ室７７の内部とポンプハウジング７０の外部とを連通させている。側壁７３ａからポンプハウジング７０の外方（筐体１０の後方）に向けて突出する第３の管９５の冷媒出口９５ｂ側の他端部は、上記循環経路５０の第１の連結管５１と連結されている。

以上のように構成することで、冷却液Ｌを蓄えるリザーブタンク９０をポンプユニット６０に組み込むことができる。また、このリザーブタンク９０は、第１の管９３と第２の連結管５２とを連結させるとともに、第３の管９５と第１の連結管５１とを連結させることで、循環経路５０に介在させることができる。

ロータ１００は、ポンプ室７７内に収容されている。ロータ１００は、ロータ組立１０１とシャフト１０２等を備えて形成されている。ロータ組立１０１は、羽根車１０１ａ、マグネット（図示せず）、及び、両端が一対の突極となるロータヨーク（図示せず）等を備えている。金属製のシャフト１０２は、ロータヨーク、マグネット、および羽根車の中心部を夫々貫通して、これらヨーク、マグネット、及び羽根車１０１ａを固定している。このシャフト１０２は、ポンプハウジング７０に回転自在に軸支されている。

図４〜図６に示すように、樹脂製の第１のカバー１１１は、正方形の板状に形成されている。第１のカバー１１１の角部には、上記凹部７８と略同径の孔部１１２が形成されている。この孔部１１２の両側には、ねじ通孔１１３が設けられている。第１のカバー１１１は、収容凹部７１の上端開口７１ａを覆うように、ポンプハウジング７０の上方に設けられている。ポンプハウジング７０の上端縁には、Ｏリング１１０が設けられているため、ポンプハウジング７０の上端開口７１ａを第１のカバー１１１で閉塞することにより、収容凹部７１及びタンク本体９１は液密となる。
なお、上端開口７１ａを覆うように第１のカバー１１１をポンプハウジング７０に積層させると、孔部１１２の内周面は、ポンプハウジング７０の凹部７８の内周面と連続する。

第１のカバー１１１の上面には、ステータ１２０を収容するステータ収容凹部１１４と、ＰＣ板１２１を収容するＰＣ板収容凹部１１５とが設けられている。ステータ１２０は、その中心をロータ１００の中心（シャフト１０２の軸線）と一致させるようにして、ステータ収容凹部１１４内に収容されている。

ところで、第１のカバー１１１でポンプハウジング７０を覆っても、冷却液Ｌがポンプハウジング７０の外部に滲み出てしまうことがある。第１のカバー１１１が樹脂製である場合には、冷却液Ｌがポンプハウジング７０の外部に特に滲み出易い。そのため、このポータブルコンピュータ１では、金属製の第２のカバー１３０で、第１のカバー１１１側からポンプユニット６０をさらに覆っている。

詳しくは、第２のカバー１３０は、角部が切り欠かれた略四角形状に形成されている（図６参照）。角部の切り欠き部１３２の両側には、ねじ通孔１３１が設けられている。第２のカバー１３０は、第２のカバー１３０のねじ通孔１３１及び第１のカバー１１１のねじ通孔１１３を介して、ポンプハウジング７０のねじ受け部８６にねじ１３３をねじ込むことによって、ポンプハウジング７０に固定されている。

上記構成のポンプユニット６０では、ステータ１２０に通電することによりロータ１００が回転駆動されて冷却液Ｌを移送する。すなわち、ステータ１２０への通電は、順次励磁相を切換えて行なわれるため、これに伴い、ステータ１２０の周方向に回転磁界が発生する。この磁界とロータ１００のマグネットとが磁気結合し、それにより、ステータ１２０とマグネットとの間で回転トルクが発生する。
よって、ロータ１００は羽根車１０１ａを伴って、図７に矢印Ｙで示す方向に回転する。このロータ１００の回転駆動は、例えば、ポータブルコンピュータ１の電源投入時或いはＣＰＵ３３の温度が予め決められた値に達した時に行われる。ステータ１２０への通電は、ＰＣ板１２１により制御される。

このポンプユニット６０は、筐体１０に収容されているとともに、プリント配線板３０の上面に配置されている。プリント配線板３０上には、ポンプハウジング７０の角部７４ａ〜７４ｄに対応する位置に、４つのボス部３０ａが設けられている（図５では、１つのボス部３０ａのみ図示）。

上記取付け機構は、筒状のインサート８０と、ねじ８１と、コイルばね８７と、Ｃリング８８とを備えて構成されている。インサート８０は、上端部から周方向に沿って水平方向外側に張り出す張り出し部８０ａを有している。また、インサート８０の外周面には、周方向に沿う溝部８０ｂが形成されている。

ポンプユニット６０は、この取付け機構により以下のようにしてＣＰＵ３３に押付けられている（図５参照）。まず、コイルばね８７の内部にインサート８０を貫通させる。このインサート８０を第１のカバー１１１の孔部１１２の開口端から挿入し、貫通孔７９に貫通させる。溝部８０ｂをポンプユニット６０の受熱面７２ａよりも下側に位置させ、この溝部８０ｂにＣリング８８を嵌め込む。これにより、インサート８０は、コイルばね８７により張り出し部８０ａが底壁７８ａから離れる方向に付勢された状態で、ポンプユニット６０に取付けられる。

ＩＣチップ３５の上面に導電性グリース（図示せず）を塗布し、ポンプハウジング７０の受熱面７２ａをＩＣチップ３５と対向させる。インサート８０内を貫通させたねじ８２をプリント配線板３０上のボス部３０ａにねじ込む。これにより、インサート８０がボス部３０ａに固定される。このようにすることによって、コイルばね８７の弾性でポンプユニット６０がＩＣチップ３５に押付けられる。したがって、ＣＰＵ３３のＩＣチップ３５は、導電性グリースを介してポンプハウジング７０の受熱面７２ａに熱的に接続される。

このポータブルコンピュータ１では、ポンプユニット６０の中心（受熱面の中心）がＩＣチップ３５の中心Ｏ２と一致するように、ポンプユニット６０をプリント配線板３０上に固定している。一方、ポンプユニット６０中においては、羽根車１０１ａの中心Ｏ１は、ポンプユニットの中心から偏心している。そのため、ＩＣチップ３５の中心Ｏ２は、このＩＣチップ３５に対しポンプハウジング７０を挟んで向かい合う羽根車１０１ａの中心Ｏ１から偏心している（図７参照）。

ポンプユニット６０のポンプ室７７、リザーブタンク９０のタンク本体９１、放熱部４０の冷媒流路４４、及び、循環経路５０には、液状冷媒としての冷却液Ｌが充填されている。この冷却液Ｌとしては、例えばエチレングリコール水溶液に必要に応じて腐蝕防止剤を添加した不凍液を用いることができる。

このような構成においては、ＣＰＵ３３のＩＣチップ３５は、ポータブルコンピュータ１の使用中に発熱する。ＩＣチップ３５は、ポンプハウジング７０の受熱面７２ａに熱的に接続されているので、このＩＣチップ３５の熱がポンプハウジング７０に伝わる。ポンプハウジング７０のポンプ室７７は冷却液Ｌで満たされているので、この冷却液Ｌがポンプハウジング７０に伝わるＩＣチップ３５の熱を多く吸収する。

ＩＣチップ３５の温度が予め決められた値に達すると、ステータ１２０に順次励磁相を切換えた通電がなされる。これにより、ステータ１２０とロータ１００のマグネットとの間で回転トルクが発生し、ロータ１００は羽根車１０１ａを伴って回転する。ロータ１００が回転すると、冷却液Ｌはポンプ室７７を回転するように流れ、第２の連通孔８３及び第３の管９５を介して放熱部４０に送り出される。よって、ポンプユニット６０と放熱部４０との間で冷却液Ｌが強制的に循環される。

詳しく述べると、ポンプ室７７での熱交換により加熱された冷却液Ｌは、第３の管９５を介して循環経路５０の第１の連結管５１に送られる。第１の連結管５１に送られた冷却液Ｌは、放熱部４０に運ばれて、放熱部４０からポータブルコンピュータ１の外部に放出される。放熱部４０の熱交換により冷やされた冷却液Ｌは、循環経路５０の第２の連結管５２を介してポンプユニット６０に戻される。ポンプユニット６０に戻された冷却液Ｌは、第１の管９３を流通し、その吐出口９３ｂからタンク本体９１の内部に吐出される。

ところで、リザーブタンク９０は、気液分離機構９２を備えている。すなわち、第１の管９３を流れる冷却液Ｌに気泡Ｘ（図９参照）が含まれていた場合、この気泡Ｘは、タンク本体９１内の冷却液Ｌ中を上昇し、タンク本体９１の上部の空気層Ａに集められる。これにより、冷却液Ｌ中に気泡Ｘが混在していても、この気液分離機構９２により、第１の管９３の吐出口９３ｂから吐出させて上記気泡Ｘを分離除去することができる。

また、第２の管９４の流入口９４ａは、タンク本体９１に蓄えられた冷却液Ｌ中に漬かっているので、このタンク本体９１内の冷却液は、第２の管９４を介してポンプ室７７内に流入される。このように、この気液分離機構９２（第１の及び第２の管９３,９４）は、冷却液Ｌ中に含まれる気泡を分離できるとともに、受熱部としてのポンプハウジング７０と放熱部４０との間で冷却液Ｌを循環させる経路の一部を構成することができる。

ポンプ室７７に導かれた冷却液Ｌは、再びＩＣチップ３５の熱を吸収し、第３の管９５及び第１の連結管５１を介して、放熱部４０に送液される。この結果、ＩＣチップ３５で生じる熱を、循環する冷却液Ｌを介して順次放熱部４０に移送するとともに、放熱部４０からポータブルコンピュータ１の外部に放出することができる。

ところで、このようなポータブルコンピュータ１では、携帯したり運搬したりした場合、リザーブタンク９０を内蔵する筐体１０の姿勢が変化する。このため、図８や図９に示すように、リザーブタンク９０の姿勢が色々な向きに変化し、これに伴って冷却液Ｌの液面Ｆが変動する。

このような場合であっても、本実施形態では、第１の管９３の吐出口９３ｂと第２の管９４の流入口９４ａとをタンク本体９１の重心部分Ｇで対向させているため、第２の管９４の流入口９４ａを常に冷却液Ｌの初期液面Ｌ_０の下方に配置させることができる。よって、冷却液Ｌ中に浸漬された状態に保つことができる。

また、第２の管９４の流入口９４ａは、タンク本体９１の重心部分Ｇに設けられているので、タンク本体９１内に蓄えられた冷却液Ｌが減少して液面Ｆが下がっても、タンク本体９１の略半分以下となるまではタンク本体９１の空気層Ａに開口することはない。よって、空気が流入口９４ａからポンプ室７７内や循環経路５０内に入り込むのを抑止することができる。したがって、冷却液Ｌを利用して、ＣＰＵ３３の熱を効率良く吸収することができる。

また、上記構成のように、羽根車１０１ａの中心Ｏ１をＩＣチップ３５の中心Ｏ２から偏心させることで、ＩＣチップ３５の熱をより多く冷却液Ｌに吸収させることができる。すなわち、ＩＣチップ３５の熱をより多く冷却液Ｌに吸収させるためには、ＩＣチップ３５は、受熱部であるポンプハウジング７０を挟んで冷却液Ｌの流れの速い位置に対向させるのが好ましい。既知のように、ロータ１００が回転することにより生じる冷却液Ｌの流れは、羽根車１０１ａの中心Ｏ１から離れるほど速くなる。したがって、上記構成のようにすることで、ＩＣチップ３５の熱をより多く冷却液Ｌに吸収させることができる。

以上のように、本実施形態の気液分離機構９２によれば、吐出口９３ｂと流入口９４ａとがタンク本体９１の冷却液Ｌ中で互いに対向し合うように構成している。また、本実施形態では、上記気液分離機構９２をリザーブタンク９０内に設けている。すなわち、吐出口９３ｂと流入口９４ａとがタンク本体９１内で互いに対向し合うように構成している。このため、単純な構成で、放熱部４０内や循環経路５０内の冷却液Ｌ中の気泡Ｘを冷却液Ｌから分離してタンク本体９１の上部の空気層Ａに集めることができる。よって、このような気液分離機構９２やリザーブタンク９０をポータブルコンピュータ１に適用することで、ＣＰＵ３３を効率良く冷却することができる。

しかも、吐出口９３ｂと流入口９４ａとをタンク本体９１の重心部分Ｇで互いに対向し合わせるといった単純な構成で、空気が流入口９４ａからポンプ室７７内や循環経路５０内に入り込むのを抑止することができる。したがって、リザーブタンク９０に複雑な気液分離機構を付設する必要がなく、冷却システムの構造を簡略化して製造コストを低減させることができる。

また、本実施形態のポータブルコンピュータ１では、羽根車１０１ａの中心位置をＣＰＵ３３の中心位置から偏心させて、ポンプユニット６０を配置している。そのため、ＣＰＵ３３は、ポンプハウジング７０を挟んで冷却液Ｌの流れの速い位置に対向することとなるため、ＣＰＵ３３の熱をより多く冷却液Ｌに吸収させることができる。よって、ＣＰＵ３３を効率良く冷却することができる。

さらに、本実施形態のポータブルコンピュータでは、金属製の第２のカバー１３０により、第１のカバー１１１側からポンプユニット６０を覆っている。そのため、冷却液Ｌがポンプユニット６０から滲み出すのを金属製の第２のカバー１３０によって抑制することができる。よって、冷却液Ｌにより、ＣＰＵ３３を効率良く冷却することができる。しかも、冷却システム中の冷却液Ｌが長期間保たれるので、ＣＰＵ３３の冷却効果が長期持続し、しかも、冷却液Ｌを補充するといった手間を省くことができる。

また、本実施形態のポータブルコンピュータでは、ポンプユニット６０が、循環経路５０に介在されて冷却液Ｌを蓄えるリザーブタンク９０を有している。よって、このようなポンプユニット６０を適用することにより、ＣＰＵ３３のような発熱体を簡単な構成で効率良く冷却することができる。しかも、冷却システムを構築する際の組立てを簡略化できるので、製造コストを低減させることができる。

以下、本発明の第２の実施形態を、図１０を参照して説明する。
このポータブルコンピュータ１は、図１０に示すようなリザーブタンク９０を備えている。すなわち、このリザーブタンク９０では、第１の管９３及び第２の管９４とに置換して、管９６を備えている。管９６の一端部は、第１の連通孔８２と連続している。管９６の他端部は、ポンプユニット６０内の冷却液Ｌを外部に流出させる上記冷媒出口９５ｂを有している。そして、管９６は、第３の連通孔８４を介して、ポンプ室７７の内部とポンプハウジング７０の外部とを連通させている。側壁７３ａからポンプハウジング７０の外方（筐体１０の後方）に向けて突出する管９６の冷媒出口９５ｂ側の他端部は、上記循環経路５０の第２の連結管５２と連結されている。

管９６は、中間部に液体を流通させる流通口９６ａを有している。流通口９６ａは、例えば、この管９６をなす壁に複数のスリットを形成することで実現できる。この管９６は、流通口９６ａがタンク本体９１の内部に位置するように配設されている。本実施形態では、流通口９６ａは、タンク本体９１の重心部分Ｇに位置している。タンク本体９１内に冷却液Ｌを蓄えた状態では、この流通口９６ａはタンク本体９１に貯溜されている冷却液Ｌ中に位置する。なお、他の構成は、図示しない部分を含めて上述した第１の実施形態と同じであるから、重複する説明は図に同符号を付して省略する。

本実施形態では、管９６が気液分離機構９２を構成している。すなわち、管９６を流れる冷却液Ｌに気泡Ｘが含まれていた場合、この気泡Ｘは、流通口９６ａからタンク本体９１内に排出されて、タンク本体９１内の冷却液Ｌ中を上昇し、タンク本体９１の上部の空気層Ａに集められる。これにより。冷却液Ｌ中に気泡Ｘが混在していても、この気液分離機構９２により、管９６の流通口９６ａから吐出させて上記気泡Ｘを分離除去することができる。

以上のように、本実施形態の気液分離機構９２によれば、流通口９６ａを有する管９６を、この流通口９６ａがタンク本体９１の内部に位置するように配設しているため、単純な構成で、単純な構成で、放熱部４０内や循環経路５０内の冷却液Ｌ中の気泡Ｘを冷却液Ｌから分離してタンク本体９１の上部の空気層Ａに集めることができる。よって、このような気液分離機構９２やリザーブタンク９０をポータブルコンピュータ１に適用することで、ＣＰＵ３３を効率良く冷却することができる。

しかも、流通口９６ａを重心部分Ｇに設けるといった単純な構成で、空気が流入口９４ａからポンプ室７７内や循環経路５０内に入り込むのを抑止することができる。したがって、リザーブタンク９０に複雑な気液分離機構を付設する必要がなく、冷却システムの構造を簡略化して製造コストを低減させることができる。

なお、本実施形態では、流通口９６ａとして、複数の細長形状孔（スリット）を設けたが、流通口９６ａの形状は及び数は、これに限定されない。

以下、本発明の第３の実施形態を、図１１を参照して説明する。
このポータブルコンピュータ１では、図１１に示すようなリザーブタンク９０を備えている。すなわち、第２の管９４の流入口９４ａの開口端が第１の管９３に向かって拡開している。なお、他の構成は、図示しない部分を含めて上述した第１の実施形態と同じであるから、重複する説明は図に同符号を付して省略する。

本実施形態によれば、流入口９４ａの開口端が第１の管９３に向かって拡開しているので、タンク本体９１内の冷却液Ｌを効率良く取り込んで、ポンプ室７７に送ることができる。

以下、本発明の第４の実施形態を、図１２を参照して説明する。
第４の実施形態では、図１２に示すようなリザーブタンク９０を備えている。すなわち、第１の管９３の吐出口９３ｂの開口端が第２の管９４に向かって拡開している。なお、他の構成は、図示しない部分を含めて上述した第１実施形態と同じであるから、重複する説明は図に同符号を付して省略する。

本実施形態によれば、吐出口９３ｂの開口端が第２の管９４に向かって拡開しているので、第１の管９３内を流通してきた冷却液Ｌを効率良くタンク本体９１内に吐出することができる。しかも、第１の管９３内の気泡を効率良くタンク本体９１内に吐出することができるので、気液分離機構９２の気液分離能力を高めることができる。

以下、本発明の第５の実施形態を、図１３を参照して説明する。
第５の実施形態では、図１３に示すようなリザーブタンク９０を備えている。すなわち、第１の管９３の吐出口９３ｂの開口端が第２の管９４に向かって拡開している。また、第２の管９４の流入口９４ａの開口端が第１の管９３に向かって拡開している。なお、他の構成は、図示しない部分を含めて上述した第１の実施形態と同じであるから、重複する説明は図に同符号を付して省略する。

本実施形態によれば、吐出口９３ｂの開口端が第２の管９４に向かって拡開しているので、第１の管９３内を流通してきた冷却液Ｌを効率良くタンク本体９１内に吐出することができるとともに、気液分離機構の気液分離能力を高めることができる。しかも、流入口９４ａの開口端が第１の管９３に向かって拡開しているので、タンク本体９１内の冷却液Ｌを効率良く取り込んで、ポンプ室７７に送ることができる。

なお、本発明の気液分離機構は、リザーブタンクだけでなく、液体を貯溜する貯溜部を有するものに広く適用することができる。また、気液分離機構を有するリザーブタンクは、ポンプユニットと別体に設けてもよい。

さらに、本発明に係る電子機器は、ポータブルコンピュータに制約されるものではなく、発熱量の大きい回路部品等の発熱体を搭載する種々の電子機器に適用することができる。

本発明の第１の実施形態に係るポータブルコンピュータを示す斜視図。 機器本体に設けられたポンプユニットと、ディスプレイユニットに設けられた循環経路との位置関係を示すポータブルコンピュータの横断面図。 ディスプレイユニットに設けられた放熱部の一部分の断面図。 ポータブルコンピュータが備えるポンプユニットを第２のカバーを省略した状態で示す斜視図。 ポンプユニットの固定構造を示す機器本体の一部分の縦断面図。 ポンプユニットを示す分解斜視図。 ポンプユニットを第１及び第２のカバーを省略した状態で示す上面図。 ポンプユニットが有するリザーブタンクの一部を示す断面図。 リザーブタンクの姿勢が変化したときの気液分離機構と液面との関係を示す断面図。 本発明の第２の実施形態のポータブルコンピュータが備えるポンプユニットのリザーブタンクの一部を示す断面図。 本発明の第３の実施形態のポータブルコンピュータが備えるポンプユニットのリザーブタンクの一部を示す断面図。 本発明の第４の実施形態のポータブルコンピュータが備えるポンプユニットのリザーブタンクの一部を示す断面図。 本発明の第５の実施形態のポータブルコンピュータが備えるポンプユニットのリザーブタンクの一部を示す断面図。

符号の説明

１…電子機器（ポータブルコンピュータ）、 １０…筐体、 ３３…発熱体（ＣＰＵ）、 ４０…放熱部、 ５０…循環経路、 ６０…ポンプユニット、 ７０…受熱部（ポンプハウジング）、 ７１ａ…ハウジングの開口（ポンプハウジングの上部開口）、 ９０…リザーブタンク、 ９１…貯溜部（タンク本体）、 ９２…気液分離機構、 ９３…第１の管、 ９３ｂ…吐出口、 ９４…第２の管、 ９４ａ…流入口、 ９６…管、 ９６ａ…流通口、 １０１ａ…羽根車、 Ｇ…重心部分、 Ｌ…液体（冷却液）、 Ｏ１…羽根車の中心、 Ｏ２…発熱体（ＣＰＵ）の中心

Claims (7)

1. 発熱体の熱を吸収して移送するための液体を貯溜する貯溜部と、
   上記液体を吐出する吐出口を有し、この吐出口が上記貯溜部内に開口する第１の管と、
   上記液体が流入する流入口を有し、この流入口が上記貯溜部内に開口する第２の管と、を具備し、
   上記吐出口と上記流入口とは、上記貯溜部に貯溜されている液体中で互いに対向し合うとともに、上記流入口の開口端が上記第１の管に向かって拡開していることを特徴とする気液分離機構。
2. 発熱体の熱を吸収して移送するための液体を貯溜する貯溜部と、
   上記液体を吐出する吐出口を有し、この吐出口が上記貯溜部内に開口する第１の管と、
   上記液体が流入する流入口を有し、この流入口が上記貯溜部内に開口する第２の管と、を具備し、
   上記吐出口と上記流入口とは、上記貯溜部に貯溜されている液体中で互いに対向し合うとともに、上記吐出口の開口端が上記第２の管に向かって拡開していることを特徴とする気液分離機構。
3. 発熱体の熱を吸収して移送するための液体を貯溜する貯溜部と、
   上記液体を吐出する吐出口を有し、この吐出口が上記貯溜部内に開口する第１の管と、
   上記液体が流入する流入口を有し、この流入口が上記貯溜部内に開口する第２の管と、を具備し、
   上記吐出口と上記流入口とは、上記貯溜部に貯溜されている液体中で互いに対向し合い、上記吐出口の開口端は上記第２の管に向かって拡開するとともに、上記流入口の開口端は上記第１の管に向かって拡開することを特徴とする気液分離機構。
4. 発熱体の熱を吸収して移送するための液体を貯溜するタンク本体と、
   上記液体を吐出する吐出口を有し、この吐出口が上記タンク本体の内部に位置する第１の管と、
   上記液体が流入する流入口を有し、この流入口が上記タンク本体の内部に位置する第２の管と、を具備し、
   上記吐出口と上記流入口とは、上記タンク本体内に貯溜されている液体中で互いに対向し合うとともに、上記流入口の開口端が上記第１の管に向かって拡開していることを特徴とするリザーブタンク。
5. 発熱体の熱を吸収して移送するための液体を貯溜するタンク本体と、
   上記液体を吐出する吐出口を有し、この吐出口が上記タンク本体の内部に位置する第１の管と、
   上記液体が流入する流入口を有し、この流入口が上記タンク本体の内部に位置する第２の管と、を具備し、
   上記吐出口と上記流入口とは、上記タンク本体内に貯溜されている液体中で互いに対向し合うとともに、上記吐出口の開口端が上記第２の管に向かって拡開していることを特徴とするリザーブタンク。
6. 発熱体の熱を吸収して移送するための液体を貯溜するタンク本体と、
   上記液体を吐出する吐出口を有し、この吐出口が上記タンク本体の内部に位置する第１の管と、
   上記液体が流入する流入口を有し、この流入口が上記タンク本体の内部に位置する第２の管と、を具備し、
   上記吐出口と上記流入口とは、上記タンク本体内に貯溜されている液体中で互いに対向し合い、上記吐出口の開口端は上記第２の管に向かって拡開するとともに、上記流入口の開口端は上記第１の管に向かって拡開することを特徴とするリザーブタンク。
7. 発熱体を有する筐体と、
   上記発熱体に熱的に接続された受熱部と、上記発熱体の熱を放出する放熱部との間で液体を循環させ、この液体を介して上記発熱体の熱を上記放熱部に移送する循環経路と、
   上記循環経路に介在されて上記液体を蓄える請求項４ないし請求項６のいずれか１項に記載のリザーブタンクと、を具備することを特徴とする電子機器。

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