JP7240470B1 - 電子機器及び冷却モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】複数本のヒートパイプを並列して用いる場合であっても高い冷却効率を得ることができる冷却モジュールを備えた電子機器及び冷却モジュールを提供する。
【解決手段】電子機器は、筐体と、筐体内に設けられた発熱体と、筐体内に設けられ、発熱体が発生する熱を吸熱する冷却モジュールと、を備える。冷却モジュールは、複数本が並列されると共に、該並列された全体として発熱体よりも幅広に構成され、少なくとも１本が記発熱体と接続されたヒートパイプと、複数本のヒートパイプを包むように、ヒートパイプの長手方向と直交する方向に沿って巻き付けられた熱伝導シートと、を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、冷却モジュールを備えた電子機器及び冷却モジュールに関する。

ノート型ＰＣのような電子機器は、ＣＰＵやＧＰＵ等の発熱体と、これら発熱体を冷却するための冷却モジュールとを搭載している。冷却モジュールとしては、ヒートパイプを備えた構成が一般的である（例えば、特許文献１参照）。ヒートパイプは、発熱体が発生する熱を効率よく吸熱し、冷却フィン及び送風ファンまで効率よく輸送することを可能とする。

特開２０２０-０８８２７３号公報

上記特許文献１の構成のように、ヒートパイプは、複数本を並列して用いることで、その熱輸送量を高めることができる。ところが、このような構成では、ヒートパイプの幅や並列本数によっては、並列したヒートパイプがＣＰＵ等の発熱体よりも幅広となる場合がある。この場合、発熱体から離れた位置にあるヒートパイプは、発熱体に近い位置にあるヒートパイプよりも受熱量が小さくなり、並列したヒートパイプ全体としての熱効率が低下する要因となる。

本発明は、上記従来技術の課題を考慮してなされたものであり、複数本のヒートパイプを並列して用いる場合であっても高い冷却効率を得ることができる冷却モジュールを備えた電子機器及び冷却モジュールを提供することを目的とする。

本発明の第１態様に係る電子機器は、筐体と、前記筐体内に設けられた発熱体と、前記筐体内に設けられ、前記発熱体が発生する熱を吸熱する冷却モジュールと、を備え、前記冷却モジュールは、複数本が並列されると共に、該並列された全体として前記発熱体よりも幅広に構成され、少なくとも１本が前記発熱体と接続されたヒートパイプと、前記複数本のヒートパイプを包むように、前記ヒートパイプの長手方向と直交する方向に沿って巻き付けられた熱伝導シートと、を有する。

本発明の第２態様に係る冷却モジュールは、複数本が並列されたヒートパイプと、前記複数本のヒートパイプを包むように、前記ヒートパイプの長手方向と直交する方向に沿って巻き付けられた熱伝導シートと、を備える。

本発明の一態様によれば、複数本のヒートパイプを並列して用いる場合であっても高い冷却効率を得ることができる。

図１は、一実施形態に係る電子機器を上から見下ろした模式的な平面図である。 図２は、冷却モジュールを斜め下方から見た斜視図である。 図３は、熱伝導シート及び第１ヒートパイプグループとその周辺部の構成を模式的に示す斜視図である。 図４は、図３に示す熱伝導シート及び第１ヒートパイプグループ等を裏側から見た斜視図である。 図５は、第１ヒートパイプグループ及び熱伝導シートによる熱輸送動作を模式的に示す説明図である。 図６は、ヒートパイプ間を充填材で埋めた構成例での第１ヒートパイプグループ及び熱伝導シートによる熱輸送動作を模式的に示す説明図である。 図７Ａは、熱伝導シートによる熱効率の向上効果を測定するための実験装置の模式的な平面図である。 図７Ｂは、図７Ａに示す実験装置の正面図である。

以下、本発明に係る電子機器及び冷却モジュールについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、一実施形態に係る電子機器１０を上から見下ろした模式的な平面図である。本実施形態に係る電子機器１０は、ディスプレイ筐体１２と筐体１４とをヒンジ１６で相対的に回動可能に連結したクラムシェル型のノート型ＰＣである。電子機器は、ノート型ＰＣ以外、例えばデスクトップ型ＰＣ、タブレット型ＰＣ、又はゲーム機等でもよい。

ディスプレイ筐体１２は、薄い扁平な箱体である。ディスプレイ筐体１２には、ディスプレイ１８が搭載されている。ディスプレイ１８は、例えば有機ＥＬ（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）や液晶で構成される。

以下、筐体１４及びこれに搭載された各要素について、筐体１４の上面に搭載されたキーボード２０を使用する姿勢を基準とし、手前側を前、奥側を後、幅方向を左右、高さ方向（筐体１４の厚み方向）を上下、と呼んで説明する。これらの各方向は説明の便宜上のものであり、実際の製品の方向は筐体１４の使用状態等によって変化することは言うまでもない。

筐体１４は、薄い扁平な箱体である。筐体１４の上面には、キーボード２０及びタッチパッド２１が設けられている。筐体１４の後端部は、ヒンジ１６を用いてディスプレイ筐体１２と連結されている。筐体１４の内部には、冷却モジュール２２と、ＣＰＵ２４及びＧＰＵ２５を実装したマザーボード２６と（図５参照）、バッテリ装置とが搭載されている。筐体１４の内部には、さらに各種の電子部品や機械部品が搭載されている。

ＣＰＵ（Central Processing Unit）２４は、電子機器１０の主たる制御や処理に関する演算を行う。ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）２５は、３Ｄグラフィックス等の画像描写に必要な演算を行う。図４中の参照符号２５ａは、ＧＰＵ（ダイ）２５が実装されるパッケージ基板である。

ＣＰＵ２４及びＧＰＵ２５は、筐体１４内に搭載された電子部品中で最大級の発熱量の発熱体である。そこで、冷却モジュール２２は、ＣＰＵ２４及びＧＰＵ２５が発生する熱を吸熱及び拡散し、さらに筐体１４外へと排出する。冷却モジュール２２は、ＣＰＵ２４等を実装したマザーボード２６の下面（ＣＰＵ２４等の実装面の下）に積層される。

図２は、冷却モジュール２２を斜め下方から見た斜視図である。

図２に示すように、冷却モジュール２２は、３本１組で構成された第１ヒートパイプグループ２７と、熱伝導シート２８と、２本１組で構成された第２ヒートパイプグループ２９とを備える。さらに冷却モジュール２２は、左右に並んだベーパーチャンバ３０，３１と、左右一対の冷却フィン３２，３３と、左右一対の送風ファン３４，３５とを備える。

ベーパーチャンバ３０，３１は、熱拡散用のプレート状部材である。２つのベーパーチャンバ３０，３１は大きさや形状が異なるが、基本的な構成は共通している。ベーパーチャンバ３０，３１は、２枚の薄い金属プレート（例えば銅又はアルミニウム）の間に密閉空間を形成し、この密閉空間に作動流体を封入したプレート型の熱輸送デバイスである。作動流体としては、例えば水、代替フロン、アセトン又はブタン等を例示できる。作動流体は、密閉空間内で相変化を生じながら流通する。密閉空間内には、凝縮した作動流体を毛細管現象で送液するウィックが配設される。ベーパーチャンバ３０，３１は、銅やアルミニウム等のプレートで代用してもよい。

一方のベーパーチャンバ３０は、ＣＰＵ２４と上下方向にオーバーラップしている。このベーパーチャンバ３０の上面は、銅やアルミニウム等で形成された受熱板又は熱伝導グリース等のサーマルインターフェースマテリアル（TIM）を介してＣＰＵ２４と接続される。

他方のベーパーチャンバ３１は、ＧＰＵ２５の周囲を囲むように配置されている。このベーパーチャンバ３１は、ＧＰＵ２５が挿入される矩形状の孔部３１ａを有する。図２及び図３中の参照符号３６は、ベーパーチャンバ３１の前縁部に連結され、前方に突出した銅やアルミニウムの金属プレートである。

冷却フィン３２，３３は、ヒートパイプグループ２７，２９が輸送した熱を放熱する部品である。２つの冷却フィン３２，３３は大きさや形状が異なるが、基本的な構成は共通している。冷却フィン３２，３３は、複数のプレート状のフィンをプレートの表面で左右方向に等間隔に並べた構造である。各フィンは、上下方向に起立し、前後方向に延在している。隣接するフィンの間には、送風ファン３４，３５から送られた空気が通過する隙間が形成されている。冷却フィン３２，３３は、アルミニウムや銅のような高い熱伝導率を有する金属で形成されている。

一方の冷却フィン３２は、ベーパーチャンバ３０の側部で送風ファン３４の後面（排気口３４ａ）に面して配置される。他方の冷却フィン３３は、ベーパーチャンバ３１の側部で送風ファン３５の後面（排気口３５ａ）に面して配置される。

送風ファン３４，３５は、冷却フィン３２，３３を送風するためのファンである。２つの送風ファン３４，３５は大きさや形状が異なるが、基本的な構成は共通している。送風ファン３４，３５は、ファン筐体の内部に収容されたインペラをモータによって回転させる遠心ファンである。送風ファン３４は、冷却フィン３２の直前に配置されている。送風ファン３５は、冷却フィン３３の直前に配置されている。図２中の参照符号３４ｂ，３５ｂは、それぞれファン筐体の下面を形成する金属カバーであり、冷却フィン３２，３３やヒートパイプ２７ａ，２９ｂ等の取付台を兼用している。

送風ファン３４，３５は、それぞれファン筐体の上下面に吸気口が開口している。図２では、ファン筐体の下面（金属カバー３４ｂ，３５ｂ）に形成された吸気口３４ｃ，３５ｃが図示されている。送風ファン３４，３５は、それぞれ各吸気口３４ｃ，３５ｃ等から吸い込んだ筐体１４内の空気を排気口３４ａ，３５ａから排出する。排気口３４ａ，３５ａからの送風は、冷却フィン３２，３３を通過し、放熱を促進する。

次に、第１ヒートパイプグループ２７は、主としてＧＰＵ２５の熱を冷却フィン３３に輸送するためのパイプ型の熱輸送デバイスである。第１ヒートパイプグループ２７は、３本のヒートパイプ２７ａ～２７ｃを並列したものである。第１ヒートパイプグループ２７を構成するヒートパイプは、２本以上であればよい。

ヒートパイプ２７ａ～２７ｃは、金属パイプを薄く扁平に潰して断面楕円形状に形成したものであり、金属パイプ内に形成された密閉空間に作動流体が封入されている。金属パイプの材質及び作動流体の種類は、上記したベーパーチャンバ３０，３１のものと同一又は同様でよい。作動流体は、密閉空間内で相変化を生じながら流通する。密閉空間内には、凝縮した作動流体を毛細管現象で送液するウィックが配設される。ウィックは、例えば金属製の細線を綿状に編んだメッシュや微細流路等の多孔質体で形成される。

第１ヒートパイプグループ２７は、一部にヒートパイプ２７ａ～２７ｃが並列した並列部２７Ａを有する。並列部２７Ａは、少なくともＧＰＵ２５と上下方向にオーバーラップする位置に設けられる。並列部２７Ａは、３本のヒートパイプ２７ａ～２７ｃが並列した全体幅がＧＰＵ２５よりも幅広である。つまり並列部２７Ａは、平面視でＧＰＵ２５の外側にはみ出している。

第１ヒートパイプグループ２７は、少なくとも１本の第１ヒートパイプ（例えば中央のヒートパイプ２７ｂ）がＧＰＵ２５とオーバーラップしていればよい。例えば図３～図５に示す構成例では、中央にある２本のヒートパイプ２７ｂ，２７ｃがＧＰＵ２５とオーバーラップし、両端のヒートパイプ２７ａ，２７ｄはＧＰＵ２５とオーバーラップしていない。なお、図３に示す構成例では、各ヒートパイプ２７ａ～２７ｃがＧＰＵ２５とオーバーラップしている。

ヒートパイプ２７ａ～２７ｃの大部分はベーパーチャンバ３１の下面に半田付け等で接合されている。このうち、２本のヒートパイプ２７ａ，２７ｂは、全長に亘って互いに並列し、平面視で略Ｌ字状に延在している。残りのヒートパイプ２７ｃは、平面視で略Ｊ字状に延在している。

ヒートパイプ２７ａ，２７ｂは、前端部付近が受熱部（蒸発部）２７Ｂとなる。ヒートパイプ２７ｃは、後端部及びその周辺部が受熱部２７Ｂとなる。つまり第１ヒートパイプグループ２７は、ヒートパイプ２７ａ～２７ｃが並列した並列部２７Ａが受熱部２７Ｂとなる。受熱部２７Ｂ（並列部２７Ａ）では、ヒートパイプ２７ａ～２７ｃのうちの少なくとも１本の上面（第１面３８ａ）が受熱板４１を介してＧＰＵ２５と接続される（図５参照）。受熱板４１は、銅やアルミニウム等の熱伝導率が高い金属で形成されたプレートである。受熱板４１は省略してもよいし、熱伝導グリース等のサーマルインターフェースマテリアルで代用してもよい。受熱部２７Ｂは、熱伝導シート２８が巻き付けられ、ベーパーチャンバ３１の孔部３１ａ内でＧＰＵ２５と接続される。熱伝導シート２８及びその周辺部の構成は後述する。

ヒートパイプ２７ａ，２７ｂは、右端部及びその周辺部が放熱部（凝縮部）２７Ｃとなる。放熱部２７Ｃは、冷却フィン３２の下面に半田付け等で接合される。ヒートパイプ２７ｃは、前端部及びその周辺部が放熱部（凝縮部）２７Ｄとなる。放熱部２７Ｄは、金属プレート３６の下面に半田付け等で接合される。なお、ヒートパイプ２７ａ，２７ｂの前端部も金属プレート３６の下面に半田付け等で接合される。

第２ヒートパイプグループ２９は、主としてＣＰＵ２４の熱を冷却フィン３２，３３に輸送するためのパイプ型の熱輸送デバイスである。第２ヒートパイプグループ２９は、２本のヒートパイプ２９ａ，２９ｂを並列したものである。第２ヒートパイプグループ２９を構成するヒートパイプは、１本以上であればよい。

ヒートパイプ２９ａ，２９ｂは、長さや経路が異なる以外、基本的な構成は上記したヒートパイプ２７ａ～２７ｃと同一である。すなわちヒートパイプ２９ａ，２９ｂについても、扁平に潰した金属パイプ内の密閉空間にウィックを配設し、作動流体を封入したものである。

ヒートパイプ２９ａは、中央部が前側に湾曲しており、全体として左右方向に延在している。ヒートパイプ２９ｂは、略Ｍ字状に湾曲している。ヒートパイプ２９ａ，２９ｂは、受熱部となる略中央部が互いに並列し、ＣＰＵ２４とオーバーラップした位置でベーパーチャンバ３０の下面に半田付け等で接合される。ヒートパイプ２９ａは、左端部（放熱部）が冷却フィン３２の半下面に田付け等で接合され、右端部（受熱部）が冷却フィン３３の下面に田付け等で接合される。ヒートパイプ２９ｂは、左端部（放熱部）が冷却フィン３２の下面に田付け等で接合され、前端部（放熱部）がヒートパイプ２７ａの側方でベーパーチャンバ３１及び金属プレート３６の下面に半田付け等で接合される。

次に、図３～図５を参照して熱伝導シート２８の構成及び熱伝導シート２８と第１ヒートパイプグループ２７との関係を説明する。

図３は、熱伝導シート２８及び第１ヒートパイプグループ２７とその周辺部の構成を模式的に示す斜視図である。図４は、図３に示す熱伝導シート２８及び第１ヒートパイプグループ２７等を裏側から見た斜視図である。図５は、第１ヒートパイプグループ２７及び熱伝導シート２８による熱輸送動作を模式的に示す説明図である。図３～図５では、第１ヒートパイプグループ２７として４本のヒートパイプ２７ａ～２７ｄを並列した構成を例示している。図５中に１点鎖線で示す矢印は、熱の流れを模式的に示したものである。

熱伝導シート２８は、熱伝導材料で形成された可撓性を有する薄いシート状部材である。本実施形態の熱伝導シート２８は、グラファイトシートである。熱伝導シート２８は、銅やアルミニウム等の金属シートでもよい。

図３～図５に示すように、熱伝導シート２８は、第１ヒートパイプグループ２７の並列部２７Ａを構成するヒートパイプ２７ａ～２７ｄを包むように或いは束ねるように巻き付けられている。つまり熱伝導シート２８は、各ヒートパイプ２７ａ～２７ｄに対し、その長手方向と直交する方向に沿って巻き付けられている。

本実施形態の熱伝導シート２８は、図５に示すように、並列部２７Ａの第１面３８ａ及び第２面３８ｂと、第１側面３８ｃ及び第２側面３８ｄとを包むようにロール状に巻き付いている。熱伝導シート２８は、例えば粘着剤で各面３８ａ～３８ｄに貼り付けられる。図２に示す構成例の第１ヒートパイプグループ２７は３本のヒートパイプ２７ａ～２７ｃで構成されるため、熱伝導シート２８はこれら３本のヒートパイプ２７ａ～２７ｃに巻き付けられている。

第１面３８ａは、第１ヒートパイプグループ２７に対するＧＰＵ２５の接続面である。熱伝導シート２８は、第１面３８ａを覆う部分に切抜き状の孔部２８ａを有する。孔部２８ａは、ＧＰＵ２５が挿入される開口である。孔部２８ａは、ＧＰＵ２５と第１面３８ａとの間に熱伝導シート２８が介在することを防止する（図５参照）。これにより熱伝導シート２８は、孔部２８ａに挿入されたＧＰＵ２５の周囲を囲んだ状態で第１面３８ａを覆う。

以上のように構成された冷却モジュール２２では、ＣＰＵ２４が発生した熱は、ベーパーチャンバ３０で吸熱及び拡散されると共に、ヒートパイプ２９ａ，２９ｂを介して冷却フィン３２，３３まで効率よく輸送された後、送風ファン３４，３５の送風によって筐体１４の外部へと排出される。また、ヒートパイプ２９ｂは、その前端部からベーパーチャンバ３１や金属プレート３６へも放熱する。

一方、ＧＰＵ２５が発生した熱は、受熱板４１を介して接続された第１ヒートパイプグループ２７に伝達され、熱伝導シート２８で各ヒートパイプ２７ａ～２７ｃの並列方向に搬送されつつ、各ヒートパイプ２７ａ～２７ｃで輸送される。その結果、ＧＰＵ２５の熱は、ヒートパイプ２７ａ，２７ｂを介して冷却フィン３３まで効率よく輸送された後、送風ファン３５の送風によって筐体１４の外部へと排出される。また、ヒートパイプ２７ｃに伝達された熱は、ベーパーチャンバ３１や金属プレート３６へも放熱される。

ここで、第１ヒートパイプグループ２７と熱伝導シート２８による熱輸送動作についてより具体的に説明する。

図２及び図５に示すように、本実施形態に係る冷却モジュール２２は、第１ヒートパイプグループ２７が複数本のヒートパイプ２７ａ～２７ｃ（２７ｄ）で構成されている。第１ヒートパイプグループ２７は、全体での熱輸送量を十分に確保すると同時に、冷却フィン３３や金属プレート３６等の各方面に迅速に熱輸送する必要があるためである。このため、複数本が並列されたヒートパイプ２７ａ～２７ｃ（２７ｄ）は、平面視でＧＰＵ２５からはみ出してしまう。このはみ出した部分は、ＧＰＵ２５の熱を直接受けることができず、隣接するヒートパイプとの接触部分のみで熱を受けることとなり、熱効率が低い。

そこで、冷却モジュール２２は、ヒートパイプ２７ａ～２７ｃ（２７ｄ）の並列部２７Ａに熱伝導シート２８を巻き付けている。このため、図５中で１点鎖線で示すように、ＧＰＵ２５からの熱は、先ず受熱板４１を介してＧＰＵ２５と接続された中央のヒートパイプ２７ｂ，２７ｃが受ける。これらヒートパイプ２７ｂ，２７ｃは、作動流体が相変化し、冷却フィン３３等に向けて高効率の熱輸送を行う。同時に、中央のヒートパイプ２７ｂ，２７ｃが受けた熱は、熱伝導シート２８によって効率よく両端のヒートパイプ２７ａ，２７ｄに伝達される。その結果、ＧＰＵ２５から離れたヒートパイプ２７ａ，２７ｄでも作動流体が相変化し、冷却フィン３３等に向けて高効率の熱輸送を行う。

このように、本実施形態の冷却モジュール２２は、並列されたヒートパイプ２７ａ～２７ｃ（２７ｄ）に熱伝導シート２８を巻き付けたことで、ＧＰＵ２５からの熱をヒートパイプ２７ａ～２７ｃ（２７ｄ）のそれぞれに効率よく且つ均等に伝達される。これにより冷却モジュール２２は、複数本のヒートパイプ２７ａ～２７ｃ（２７ｄ）を用いた場合でも、各ヒートパイプ２７ａ～２７ｃ（２７ｄ）がＧＰＵ２５からの熱を略均等に受熱できる。その結果、冷却モジュール２２は、全体として高い熱輸送量が得られ、高い冷却効率が得られる。

なお、本実施形態の冷却モジュール２２は、図５に示すように、隣接するヒートパイプ２７ａ～２７ｄ同士（例えばヒートパイプ２７ａ，２７ｂ）の接触面間で熱伝達を行うこともできる。図６に示すように、隣接するヒートパイプ同士の接触面間の隙間を充填材４０で埋めて接触面間での熱伝達を促進してもよい。充填材４０は、ヒートパイプ２７ａ～２７ｄの隣接する側面同士を半田付け等で接合したものである。充填材４０は、図６に示すようにヒートパイプ２７ａ～２７ｄの断面が略楕円形状等の場合に特に有効であるが、図５に示すように断面が矩形状のヒートパイプ２７ａ～２７ｄに適用しても勿論よい。

他方、ヒートパイプ２７ａ～２７ｄの当接面間では熱抵抗が大きく、接触面間での熱伝達効率はヒートパイプ２７ａ～２７ｄ自身の作動流体の相変化による熱伝導効率よりも劣る。このため、ヒートパイプ２７ａ～２７ｄの接触面間での熱伝達のみでは、ＧＰＵ２５から離間したヒートパイプ２７ａ，２７ｄの熱輸送量は低い。そこで、本実施形態の冷却モジュール２２は、ヒートパイプ２７ａ～２７ｄに熱伝導シート２８を巻き付けることで、各ヒートパイプ２７ａ～２７ｄへの効率よい熱分配を可能としている。

すなわち、熱伝導シート２８は、ヒートパイプ２７ａ～２７ｄの接触面間の熱伝達では足りない分を補い、冷却モジュール２２の全体での熱効率を向上させることができる。このため、当該冷却モジュール２２は、ヒートパイプ２７ａ～２７ｄの断面形状にかかわらず、充填材４０によってヒートパイプ２７ａ～２７ｄ同士を接合し、さらに熱伝導シート２８を巻き付けることが望ましい。

次に、熱伝導シート２８による冷却能力の向上効果について実験結果を示して説明する。図７Ａは、熱伝導シート２８による熱効率の向上効果を測定するための実験装置の模式的な平面図である。図７Ｂは、図７Ａに示す実験装置の正面図である。表１は、図７Ａ及び図７Ｂに示す実験装置を用いた実験の条件及び結果を示している。

実験は、図７Ａ及び図７Ｂに示す実験装置を用い、熱伝導シート２８の有無に分けて、図７Ａ中の測定点Ｐ１～Ｐ１０の各温度を測定した。図７Ａ及び図７Ｂ中の参照符号４２は、発熱体であるＣＰＵ２４又はＧＰＵ２５を想定した電気式のヒータであり、ここでは「仮想ＣＰＵ」と呼ぶ。実験は、５本のヒートパイプ２７ａ～２７ｅを並列し、仮想ＣＰＵ４２を左端のヒートパイプ２７ａの第１面３８ａのみに接続して行った。

表１に示されるように、熱伝導シート２８を設けた構成「熱伝導シートあり」は、熱伝導シート２８を設けない構成「熱伝導シートなし」に比べて、仮想ＣＰＵ４２の温度である「仮想ＣＰＵ温度（℃）」が６．２（℃）低かった。また、仮想ＣＰＵ４２に最も近い測定点Ｐ１と、ヒートパイプ２７ａ～２７ｅの並び方向（図７Ａ中の左右方向）で測定点Ｐ１から最も遠い測定点Ｐ５との温度差（Ｐ１－Ｐ５）は、「熱伝導シートあり」では４．１（℃）であったのに対し、「熱伝導シートなし」では５．４（℃）であった。さらに、測定点Ｐ１と、この測定点Ｐ１から最も遠い斜め方向にある測定点Ｐ１０との温度差（Ｐ１－Ｐ１０）は、「熱伝導シートあり」では５．６（℃）であったのに対し、「熱伝導シートなし」では６．７（℃）であった。さらに、仮想ＣＰＵ４２の熱抵抗値である「仮想ＣＰＵ熱抵抗（℃／Ｗ）」は、「熱伝導シートあり」では５．３０８（℃／Ｗ）であったのに対し、「熱伝導シートなし」では６．１７６（℃／Ｗ）であった。

以上の実験結果より、熱伝導シート２８を用いた構成は、熱伝導シート２８を用いない構成に比べて、発熱体（仮想ＣＰＵ４２）からの距離が遠いヒートパイプ２７ｅ等にも仮想ＣＰＵ４２の熱が分配され、このヒートパイプ２７ｅでも十分な熱輸送が行われることが分かった。すなわち、熱伝導シート２８は、モジュール全体での冷却性能が向上し、仮想ＣＰＵ４２の負荷も低下させることができることが分かった。

なお、図７Ｂに示すように、熱伝導シート２８は、ヒートパイプの外周全面に巻き付けなくてもよい。すなわち、熱伝導シート２８は、少なくともヒートパイプ２７ａ～２７ｅの並列方向に沿った面３８ａ，３８ｂに巻き付けられていればよい。側面３８ｃ，３８ｄは、ヒートパイプ２７ａ～２７ｅの並列方向への熱分配にほとんど寄与しないためである。図２、図５及び図６に示す構成例においても同様に、熱伝導シート２８は少なくとも面３８ａ，３８ｂに巻き付けられていればよい。

熱伝導シート２８は、ＣＰＵ２４の熱輸送を行う第２ヒートパイプグループ２９に適用してもよい。この場合、熱伝導シート２８は、ヒートパイプ２９ａ，２９ｂが並列した位置、例えば図２中のＣＰＵ２４の周辺に巻き付ければよい。

ところで、熱伝導シート２８は、必ずしも発熱体であるＣＰＵ２４やＧＰＵ２５とオーバーラップする位置に巻き付けなくてもよい。熱伝導シート２８による熱分配効果は、複数本のヒートパイプが並列している部分であればいずれの位置でも発揮できるためである。但し、図５等に示すように、熱伝導シート２８は、発熱体であるＧＰＵ２５やＣＰＵ２４とオーバーラップする位置に巻き付けることが好ましい。そうすると、ＧＰＵ２５等が発生した熱が熱伝導シート２８で迅速に各ヒートパイプに分配されるため、ＧＰＵ２５等の吸熱時のタイムラグが少なくなる。その結果、ＣＰＵ２４やＧＰＵ２５の温度上昇のスピードが抑制され、ターボ運転時間を延長でき、これらのパフォーマンスを最大限に発揮させることが可能となる。

他方、熱伝導シート２８は、発熱体とオーバーラップする位置に巻き付ける場合は、図４～図６に示すように、孔部２８ａを有することが好ましい。ＧＰＵ２５やＣＰＵ２４とヒートパイプ２７ｂ等との間に熱伝導シート２８が挟まれると、これが熱抵抗となるためである。特にグラファイトシートは、シートの平面方向への熱伝導率は極めて高いが、厚み方向への熱伝導率は低い。このため、グラファイトシートで熱伝導シート２８を構成する場合、孔部２８ａは特に有効となる。

第２ヒートパイプグループ２９は必須ではない。また、第１ヒートパイプグループ２７の熱輸送先は、冷却フィン以外、例えば筐体１４内の低温領域としてもよい。つまり冷却フィン３２，３３、送風ファン３４，３５、ベーパーチャンバ３０，３１、及び金属プレート３６も、冷却モジュール２２や筐体１４内の構成等によっては適宜省略される。

なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。

１０ 電子機器
１４ 筐体
２２ 冷却モジュール
２４ ＣＰＵ
２５ ＧＰＵ
２７ 第１ヒートパイプグループ
２７ａ～２７ｅ ヒートパイプ
２８ 熱伝導シート
４０ 充填材

Claims (7)

1. 電子機器であって、
   筐体と、
   前記筐体内に設けられた発熱体と、
   前記筐体内に設けられ、前記発熱体が発生する熱を吸熱する冷却モジュールと、
   を備え、
   前記冷却モジュールは、
   複数本が並列されると共に、該並列された全体として前記発熱体よりも幅広に構成され、少なくとも１本が前記発熱体と接続されたヒートパイプと、
   前記複数本のヒートパイプを包むように、前記ヒートパイプの長手方向と直交する方向に沿って巻き付けられた熱伝導シートと、
   を有し、
   各ヒートパイプは、金属パイプ内に形成された密閉空間に作動流体を封入した構成であり、
   前記熱伝導シートは、少なくとも各ヒートパイプの並列方向に沿う第１面と、該第１面とは反対側の第２面とを包むようにロール状に巻き付けられている
   ことを特徴とする電子機器。
2. 請求項１に記載の電子機器であって、
   前記熱伝導シートは、前記第１面を覆う部分に切抜き状の孔部を有し、
   前記発熱体は、前記孔部を通して前記ヒートパイプと接続されている
   ことを特徴とする電子機器。
3. 請求項１又は２に記載の電子機器であって、
   前記熱伝導シートは、グラファイトシート又は金属シートである
   ことを特徴とする電子機器。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の電子機器であって、
   前記複数本のヒートパイプは、互いの隣接する側面同士が接合された状態で前記熱伝導シートが巻き付けられている
   ことを特徴とする電子機器。
5. 冷却モジュールであって、
   複数本が並列されたヒートパイプと、
   前記複数本のヒートパイプを包むように、前記ヒートパイプの長手方向と直交する方向に沿って巻き付けられた熱伝導シートと、
   を備え、
   各ヒートパイプは、金属パイプ内に形成された密閉空間に作動流体を封入した構成であり、
   前記熱伝導シートは、少なくとも各ヒートパイプの並列方向に沿う第１面と、該第１面とは反対側の第２面とを包むようにロール状に巻き付けられている
   ことを特徴とする冷却モジュール。
6. 請求項５に記載の冷却モジュールであって、
   前記熱伝導シートは、前記ヒートパイプの前記第１面を覆う部分に切抜き状の孔部を有する
   ことを特徴とする冷却モジュール。
7. 請求項５又は６に記載の冷却モジュールであって、
   前記熱伝導シートは、グラファイトシート又は金属シートである
   ことを特徴とする冷却モジュール。

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