JP4325026B2 - 冷却装置及び電子機器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＰＵなどの発熱体を冷却するための冷却装置及びこの冷却装置を備えた電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばパーソナルコンピュータ（以下パソコンという）において、機器内部に設けられるＣＰＵ（中央処理装置）は、駆動に伴なって熱を発する発熱性の電子部品である。
【０００３】
このＣＰＵは温度が上がり過ぎるとパフォーマンスが低下するため、パソコン内にはこのＣＰＵを効果的に冷却するための冷却装置を備える必要がある。
【０００４】
従来この冷却装置としては、機器外部にヒートシンク等の放熱手段を設け、この放熱手段にＣＰＵから発せられる熱を伝達して機器外部に放熱する構造のものがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年ＣＰＵは処理速度の高速化に伴なって発熱量も大きくなっており、このため従来のようにＣＰＵから発せられる熱を単純に機器外部の放熱手段に伝達する構造の冷却装置では充分な冷却を行なえなくなってきている。
【０００６】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、発熱量の大きいＣＰＵ等の発熱体でも充分な冷却が可能な冷却装置を提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、機器内部の発熱体から発せられる熱を機器外部の放熱手段に伝達して放熱する冷却装置であって、上記発熱体と接するように設けられるＰＮ素子からなるＰＮ型熱電素子と、この熱電素子を上記発熱体との間で挟むように設けられる冷却体と、この冷却体の内部に屈折するように埋設され、上記放熱手段と接続するように設けられ、内部に熱伝導流体が封入された循環パイプと、この循環パイプ内の熱伝導流体を流動させる流動手段と、を備え、上記発熱体と上記冷却体との温度差によって上記熱電素子で生じた起電力をもって上記流動手段を駆動し、上記循環パイプ内の熱伝導流体を流動させて上記発熱体の冷却を行なうようにしたものである。
【０００８】
このようにして循環パイプ内の熱伝導流体を流動させることにより、発熱体から発せられる熱を機器外部の放熱手段に効率よく伝達して放熱できるので、発熱量の大きい発熱体であっても充分な冷却が可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態の一例について説明する。
【００１０】
図１は本発明が適用される電子機器の一例としてデスクトップ型のパソコン１を示しており、ここで２はパソコン本体、３はＣＲＴによるディスプレイ装置、４はキーボード装置である。
【００１１】
パソコン本体２は、図２のように、ＣＰＵ６、ハードディスク装置７、メモリ（ＲＡＭ）８、ＣＲＴコントローラ９、キーボードコントローラ１０などが内部に組み込まれて構成されている。この他にもパソコン本体２内には、フロッピーディスクドライブ装置やＣＤ−ＲＯＭドライブ装置、及びそれらのコントローラ、モデム装置などが組み込まれている。
【００１２】
このパソコン本体２内において特にＣＰＵ６は、駆動に伴なって熱を発する発熱体であり、温度が上がり過ぎるとパフォーマンスが低下するため、パソコン本体２内にはこのＣＰＵ６を効果的に冷却する手段として本発明による冷却装置が備えられている。
【００１３】
この冷却装置の構成例を図３及び図４に示す。
図において１１は放熱手段としてのヒートシンクで、このヒートシンクは例えばアルミニウム等の熱伝導性に優れた金属材料によりなり、パソコン本体２の機器外部に露出して設けられている。
【００１４】
本例の冷却装置は、パソコン本体２の機器内部において基板５上に実装されたＣＰＵ６から発せられる熱をこのヒートシンク１１に伝達して機器外部に放熱することでＣＰＵ６の冷却を行なうものである。
【００１５】
この構成において機器内部のＣＰＵ６には熱電素子１２と冷却板（冷却体）１３とが層状に固定されている。
即ち熱電素子１２はＣＰＵ６に全面的に接するように設けられ、この熱電素子１２をＣＰＵ６との間で挟むように冷却板１３が設けられている。
【００１６】
熱電素子１２は、いわゆるゼーベック効果を利用して熱エネルギーを電気に変換する素子（ゼーベック素子）であり、これには例えば複数のＰＮ素子を直列に接続した構成のＰＮ型熱電素子が用いられる。
【００１７】
冷却板１３はヒートシンク１１と同様にアルミニウム等の熱伝導性に優れた材料によりなるもので、この冷却板１３とヒートシンク１１とは循環パイプ１４によって接続されており、即ちこの循環パイプ１４を介してＣＰＵ６の熱がヒートシンク１１に伝達される構造となっている。
【００１８】
この循環パイプ１４もアルミニウム等の熱伝導性に優れた材料によりなり、その内部には熱伝導流体が封入され、ＣＰＵ６の熱を効率的にヒートシンク１１に伝達するものである。
尚、この熱伝導流体としては例えば純水やフロロカーボン等が好適に用いられる。
【００１９】
循環パイプ１４は冷却板１３側とヒートシンク１１側において夫々の内部に埋設されており、この埋設部分は夫々九十九折り状に屈折形成されて熱伝導性を高めた構造となっている。
【００２０】
そしてこの循環パイプ１４の中途部には、パイプ内の熱伝導流体を流動させるための流動手段である電動ポンプ１５が設けられている。
【００２１】
この電動ポンプ１５は熱電素子１２を電源として駆動するもので、即ち熱電素子１２ではＣＰＵ６と冷却板１３との間の温度差によるゼーベック効果によって起電力が発生し、この電力が昇圧回路１６を介して所定の電圧に昇圧されて電動ポンプ１５に供給され、これによって電動ポンプ１５が駆動して循環パイプ１４内の熱伝導流体が流動される。
【００２２】
このようにして循環パイプ１４内の熱伝導流体が流動することにより、ＣＰＵ６から発せられる熱が機器外部のヒートシンク１１に効率よく伝達されて放熱され、これによってＣＰＵ６が効果的に冷却されるものである。
【００２３】
さらにこの冷却装置においては、ＣＰＵ６の温度を検出する温度センサ１７が設けられており、その検出信号に基いて流動手段である電動ポンプ１５の駆動を制御するようにしてある。
即ち、温度センサ１７からの検出信号は制御回路１８に入力され、制御回路１８では温度に応じてスイッチ部１９を作動させて熱電素子１２から電動ポンプ１５への電力供給を制御し、これによって電動ポンプ１５の駆動が制御される。
【００２４】
このようにＣＰＵ６の温度に応じて電動ポンプ１５の駆動が制御されることにより循環パイプ１４内の熱伝導流体の流速が変化し、即ちＣＰＵ６の温度が低温のときには熱伝導流体の流速は遅く、ＣＰＵ６の温度が高温になると熱伝導流体の流速が速くなってヒートシンク１１への熱の伝達効率が高くなる如く動作するので、より効果的な冷却が行なわれるものである。
【００２５】
こうして本発明による冷却装置を備えたパソコン１ではＣＰＵ６を効率よく冷却して温度上昇を抑えることができるので、ＣＰＵ６のパフォーマンスが低下することなく安定した情報処理が行なわれる。
【００２６】
尚、以上の例ではパソコン内部のＣＰＵの冷却に本発明による冷却装置を適用した場合を示したが、本発明による冷却装置はパソコンに限ることなく、各種電子機器の発熱部の冷却に幅広く適用できるものであることは言うまでもない。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明で明らかな如く本発明による冷却装置では、熱電素子で生じた起電力を利用して循環パイプ内の熱伝導流体を流動させることにより発熱体の熱を機器外部の放熱手段に効率よく伝達して放熱できるので、発熱量の大きい発熱体であっても充分な冷却を行なうことができる。
そしてこの冷却装置を例えばパソコンのＣＰＵの冷却に適用することにより、ＣＰＵのパフォーマンスが低下することなく安定した情報処理が行なわれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による冷却装置が備えられる電子機器の一例としてデスクトップ型のパソコンを示す斜視図である。
【図２】パソコンの内部構成の説明図である。
【図３】本発明による冷却装置の構成を示す側面図である。
【図４】同、斜視図である。
【符号の説明】
１‥‥パソコン（電子機器）、２‥‥パソコン本体、６‥‥ＣＰＵ（発熱体）、１１‥‥ヒートシンク（放熱手段）、１２‥‥熱電素子、１３‥‥冷却板（冷却体）、１４‥‥循環パイプ、１５‥‥電動ポンプ（流動手段）、
Claims (4)
- 機器内部の発熱体から発せられる熱を機器外部の放熱手段に伝達して放熱する冷却装置であって、
上記発熱体と接するように設けられるＰＮ素子からなるＰＮ型熱電素子と、
この熱電素子を上記発熱体との間で挟むように設けられる冷却体と、
この冷却体の内部に屈折するように埋設され、上記放熱手段と接続するように設けられ、内部に熱伝導流体が封入された循環パイプと、
この循環パイプ内の熱伝導流体を流動させる流動手段と、
を備え、
上記発熱体と上記冷却体との温度差によって上記熱電素子で生じた起電力をもって上記流動手段を駆動し、上記循環パイプ内の熱伝導流体を流動させて上記発熱体の冷却を行なうようにしたことを特徴とする冷却装置。 - 請求項１に記載の冷却装置において、
上記発熱体の温度を検出する温度センサを設け、その検出信号に基いて上記流動手段の駆動を制御するようにしたことを特徴とする冷却装置。 - 機器内部の発熱体から発せられる熱を機器外部の放熱手段に伝達して放熱する冷却装置を備えた電子機器であって、
上記冷却装置は、上記発熱体と接するように設けられるＰＮ素子からなるＰＮ型熱電素子と、
この熱電素子を上記発熱体との間で挟むように設けられる冷却体と、
この冷却体の内部に屈折するように埋設され、上記放熱手段と接続するように設けられ、内部に熱伝導流体が封入された循環パイプと、
この循環パイプ内の熱伝導流体を流動させる流動手段と、
を備え、
上記発熱体と上記冷却体との温度差によって上記熱電素子で生じた起電力をもって上記流動手段を駆動し、上記循環パイプ内の熱伝導流体を流動させて上記発熱体の冷却を行なうようにしたことを特徴とする電子機器。 - 請求項３に記載の電子機器において、
上記冷却装置は、
上記発熱体の温度を検出する温度センサを設け、その検出信号に基いて上記流動手段の駆動を制御するようにしたことを特徴とする電子機器。
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