JPH10224069A - 電子装置用冷却器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷却能力に優れ、かつコンパクトな電子装置
用冷却器を提供する。 【解決手段】 パソコン本体１の内部の発熱源を冷却す
る電子装置用冷却器において、パソコン本体１の内部の
空気を断熱圧縮する空気圧縮機１６と、空気圧縮機１６
により圧縮されて温度の上昇した空気の熱をパソコン本
体１の外部に放熱させるヒートパイプ２９と、ヒートパ
イプ２９によって熱が奪われた加圧空気を断熱膨張させ
る膨張タービン１７とを備え、断熱膨張により温度の低
下した空気をパソコン本体１の内部に流通させる排気口
１５とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電子装置本体の
内部に配置された発熱源の熱をヒートパイプを利用して
放散することにより、発熱源を冷却する電子装置用冷却
器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子装置、例えばパソコン（パー
ソナルコンピュータ）は、パソコン本体の内部に演算処
理装置（ＣＰＵ，ＭＰＵ）、ハードディスクドライブ
（ＨＤＤ）、バッテリなどの部品が収納されている。こ
れらの部品はパソコンの起動により発熱源になるため、
パソコン本体にはこれらの発熱源を冷却するための冷却
器が配置されている。従来一般には、この種の冷却装置
として、パソコン本体の内部を換気するタイプの冷却器
や、発熱源の熱をヒートパイプなどの熱輸送手段によっ
てパソコン本体の外部に放散させるタイプの冷却器な
ど、ケーシングの外部のいわゆる冷熱を利用して冷却す
るタイプのものが採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、パソコン
は、取扱いや運搬の容易性を主要目的とするものである
から、小型化および軽量化が強く望まれている。したが
って、当然、パソコン本体の内部空間において冷却器が
占有するスペースもできるだけ小さいことが好ましい。
一方、パソコンの多機能化や高速処理化を目的として演
算処理装置のパワーが増大され、演算処理装置の発熱量
が高まる傾向にあり、上記のような冷却器の冷却能力の
向上が要望されている。

【０００４】しかしながら、パソコン本体の内部の空気
を換気する空冷タイプの冷却器においては、換気量を多
くしなければならず、換気のための装置が大型化する不
都合があった。また、ヒートパイプを利用した冷却器に
おいては、ヒートパイプの実質的な放熱面積、言い換え
れば表面積によりの冷却能力が確保される構成であるた
め、発熱源の発熱量の増大に対応してヒートパイプを大
型化する必要性があった。

【０００５】つまり、どちらの構成が採用された場合で
も、パソコン本体の内部空間における冷却器の占有する
スペースが可及的に拡大され、パソコン本体に配置され
る部品のレイアウトが制約されたり、パソコン本体が大
型化する可能性があった。

【０００６】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、コンパクトで、かつ冷却能力に優れた電子装置用
冷却器を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段およびその作用】上記の目
的を達成するために請求項１に記載された発明は、電子
装置本体の内部の発熱源を冷却する電子装置用冷却器に
おいて、前記電子装置本体の内部の空気を断熱圧縮する
空気圧縮機と、この空気圧縮機により圧縮されて温度の
上昇した空気の熱を前記電子装置本体の外部に放熱させ
るヒートパイプと、このヒートパイプによって熱が奪わ
れた加圧空気を断熱膨張させる膨張タービンとを備え、
断熱膨張により温度の低下した空気を前記電子装置本体
の内部に流通させるように構成されていることを特徴と
する。

【０００８】請求項１の発明によれば、電子装置本体の
内部の発熱源の熱により温度上昇した空気が空気圧縮機
により吸気されて発熱源が一次冷却される。そして、空
気圧縮機により吸気された空気が断熱圧縮されて温度が
上昇し、加圧空気の熱がヒートパイプに熱伝達され、電
子装置本体の外部に放散されて加圧空気が冷却される。
ついで、ヒートパイプにより熱が奪われた加圧空気が、
膨張タービンにより断熱膨張されてさらに温度が低下し
た後、電子装置本体の内部に流通されて発熱源が二次冷
却される。

【０００９】このように、特殊な冷媒を使用せず、機械
的手段である空気圧縮機の機械的エネルギにより空気の
温度が上昇されて電子装置本体の外部の空気の温度との
温度差が増大され、ヒートパイプの熱放散機能を可及的
に向上させることが可能になる。したがって、電子装置
本体の内部におけるヒートパイプの占有スペースが可及
的に抑制されて部品のレイアウトが自由になり、かつ、
電子装置本体の大型化を可及的に抑制することができ
る。

【００１０】請求項２に記載された発明は、前記発熱源
に演算処理装置と演算処理装置以外の部品とが含まれて
おり、前記電子装置本体の内部と前記空気圧縮機とを連
通させる吸気口が前記演算処理装置側に配置され、前記
電子装置本体の内部と前記膨張タービンとを連通させる
排気口が前記演算処理装置以外の部品側に配置されてい
ることを特徴とする。

【００１１】請求項２の発明によれば、請求項１と同様
の作用を得られるほか、ほかの部品に比べて発熱量の大
きな演算処理装置が一次冷却の段階で冷却されるため、
演算処理装置の熱がほかの部品に熱伝達されることを抑
制することが可能になり、冷却機能が一層向上する。

【００１２】請求項３に記載された発明は、前記空気圧
縮機が収納された空気圧縮機用ケーシングと、この空気
圧縮機用ケーシングの熱を前記電子装置本体の外部に放
熱させる第１補助ヒートパイプとを備えていることを特
徴とする。

【００１３】請求項３の発明によれば、請求項１または
請求項２と同様の作用を得られるほか、空気圧縮機によ
り圧縮される空気の熱が、空気圧縮機用ケーシングおよ
び第１補助ヒートパイプを介して電子装置本体の外部に
放熱される。このため、空気圧縮機により圧縮される空
気が理想状態に維持され、加圧空気のホリトロープ変化
により放熱性が高められ、ヒートパイプの放熱機能が一
層促進される。

【００１４】請求項４に記載された発明は、前記膨張タ
ービンにより冷却された空気と熱交換可能に配置された
第２補助ヒートパイプを備え、この第２補助ヒートパイ
プの一端が前記演算処理装置に接触されていることを特
徴とする。

【００１５】請求項４の発明によれば、請求項１または
請求項２と同様の作用を得られるほか、演算処理装置の
熱が直接的に第２補助ヒートパイプに熱伝達されるた
め、演算処理装置に対する冷却効率が一層向上する。

【００１６】請求項５に記載された発明は、前記空気圧
縮機および前記膨張タービンを駆動させる駆動力源と、
この駆動力源と前記膨張タービンとの動力伝達経路を接
続・遮断するクラッチ機構とを備えていることを特徴と
する。

【００１７】請求項５の発明によれば、請求項１ないし
請求項４のいずれかと同様の作用を得られるほか、電子
装置本体の内部の温度に応じて、空気圧縮機およびター
ビンの両方を駆動させる場合と、空気圧縮機のみを駆動
させる場合とを選択的に切り換えることが可能になる。
したがって、駆動力源の負荷を電子装置本体の内部の温
度に適合させることが可能になり、駆動力源の負荷が軽
減される。

【００１８】請求項６に記載された発明は、前記電子装
置本体の内部の温度を検出する温度検出装置と、この温
度検出装置により検出される温度に基づいて前記空気圧
縮機または前記膨張タービンの回転数を制御する制御装
置とを備えていることを特徴とする。

【００１９】請求項６の発明によれば、請求項１ないし
請求項５のいずれかと同様の作用を得られるほか、電子
装置本体の内部の温度に基づいて空気圧縮機または膨張
タービンの回転数が制御されるため、発熱源の発熱量に
応じて冷却能力を制御することが可能になる。また、電
子装置本体の内部の温度に応じて駆動力源の負荷を制御
することが可能になる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例を図面
を参照して説明する。図１は、この発明の冷却器が適用
された電子装置としてのノートブック型パソコンを透視
した概略的な示す斜視図である。図１において、パソコ
ン本体１は、プラスチックあるいはカーボンファイバー
等によって形成された比較的厚みの薄い矩形容器からな
り、ＪＩＳでのＡ４サイズ程度の大きさを成している。

【００２１】パソコン本体１の上面にはキーボード部
（図示せず）が設けられ、パソコン本体１の一側縁側に
はディスプレイ部２が開閉可能に接続されている。これ
らのキーボード部およびディスプレイ部２の内部には、
各々ほぼ等しい寸法のアルミ薄板（図示せず）が装着さ
れている。このアルミ薄板は、ノイズを遮蔽するための
ものであって、通常、ノートブック型パソコンに標準装
備されている。

【００２２】前記パソコン本体１の内部には、演算処理
装置（ＣＰＵ，ＭＰＵ）３、ハードディスクドライブ
（ＨＤＤ）４、バッテリ５、ＰＣカード（ＰＣＭＣＩ
Ａ）６などの部品が収納されている。また、パソコン本
体１は、平行に配置された前板７および後板１０と、平
行に配置された一対の側板１１とを備えている。そし
て、前板７の両端には通気孔８，９が別個に形成されて
いる。

【００２３】一方、パソコン本体１の内部の１隅、具体
的には側板１０と後板１１との接続部分にはブレイトン
クーラー（冷却器）１２が配置されている。図２はブレ
イトンクーラー１２の構成を示す概略的な斜視図、図３
はブレイトンクーラー１２の構成を示す概略的な断面図
である。

【００２４】ブレイトンクーラー１２はケーシング１３
を備えており、ケーシング１３の内部に通気路Ａが形成
されている。ケーシング１３は熱伝導性に優れた材料、
例えばアルミニウムなどにより構成されている。通気路
Ａの両端には、パソコン本体１の内部に連通された吸気
口１４および排気口１５が形成されており、通気路Ａ内
の吸気口１４側には空気圧縮機１６が配置され、通気路
Ａ内の空気圧縮機１６と排気口１５との間には膨張ター
ビン１７が配置されている。

【００２５】この空気圧縮機１６はパソコン本体１の内
部の空気を断熱圧縮するためのもので、空気圧縮機１６
には送風機（ファン，ブロワ）、圧縮機が含まれる。ま
た、膨張タービン１７は加圧空気を断熱膨張させて冷却
するためのものである。なお、吸気口１４は演算処理装
置３側に向けて配置され、排気口１５は演算処理装置３
以外の部品側に向けて配置されている。

【００２６】前記ケーシング１３の内部における通気路
Ａの以外の箇所には小型モーター１８が配置されてい
る。そして、小型モーター１８の第１回転軸１９が空気
圧縮機１６に接続され、第２回転軸２０が膨張タービン
１７に接続されている。なお、小型モータ１８と膨張タ
ービン１７との動力伝達経路にはクラッチ機構２１が配
置され、動力伝達経路の接続・遮断を切り換えることが
可能なように構成されている。

【００２７】さらに、小型モーター１８には直流電源２
２が接続されており、小型モーター１８と直流電源２２
との間の回路にはコントローラ２３が配置されている。
コントローラ２３は、直流電源２２から小型モーター１
８に印加される直流電圧を所定の値に変換するためのも
のである。図４は、この実施例の冷却器の制御系統を示
すブロック図であり、直流電源２２のスイッチ（図示せ
ず）のオン・オフ制御、クラッチ機構２１の接続・遮断
制御、コントローラ２３による電圧制御などを行うマイ
クロコンピュータ２４が配置されている。このマイクロ
コンピュータ２４は、記憶装置、演算処理装置、入出力
インターフェースなどの公知の構成を備えている。

【００２８】また、パソコン本体１の内部には、パソコ
ン本体１の内部の空気の温度を検出する温度検出装置２
５が配置されており、温度検出装置２５の検出信号がマ
イクロコンピュータ２４に入力される。上記構成によ
り、温度検出装置２５により検出される温度に基づい
て、クラッチ機構２１を接続・遮断する制御や、小型モ
ーター１８の回転数を変更する制御などが行われる。

【００２９】小型モーター１８の回転数は、小型モータ
ー１８に印加される電圧を制御することで変更される。
上記のようにクラッチ機構２１を接続・遮断する制御、
小型モーター１８の回転数の制御などを行うため、マイ
クロコンピュータ２２には、パソコン本体１の内部温度
に対応する小型モーター１８の印加電圧のデータや、ク
ラッチ機構２１の接続・遮断の基準になるデータが予め
記憶されている。

【００３０】一方、前記ケーシング１３における通気路
Ａに対面する箇所、具体的には空気圧縮機１６と膨張タ
ービン１７との間には、ヒートパイプ機構２６が配置さ
れている。このヒートパイプ機構２６は、多数のフィン
２７が形成されたプレート２８と、プレート２８に密着
されたヒートパイプ２９とを備えている。プレート２８
およびフィン２７は熱伝導性に優れた材料、例えばアル
ミニウムなどにより成形されている。プレート２８の外
周縁はケーシング１３の内面に接触されており、プレー
ト２８の通気路Ａ側の表面に多数のフィン２７が形成さ
れている。

【００３１】前記ヒートパイプ２９はほぼＬ字型に屈曲
された平板状に構成されており、一方の平板部がプレー
ト２８の表面に密着されている。また、ヒートパイプ２
９の他方の端部がパソコン本体１の外部に配置されてい
る。このヒートパイプ２９は、密閉された金属パイプ等
の容器の内部に、真空脱気した状態で水やアルコールな
どの凝縮性の流体を作動流体として封入したものであ
る。

【００３２】そして、ヒートパイプ２９はその内部に温
度差が生じることにより動作し、高温部で蒸発した作動
流体が低温部に流動して放熱・凝縮することにより、作
動流体の潜熱として熱輸送を行う。そして、その見かけ
上の熱伝導率は、銅やアルミ等の金属と比較して数十倍
ないし数百倍程度優れている。なお、ヒートパイプ２９
には、必要に応じて作動流体の還流を促進するウィック
がコンテナ内部に備えられる。

【００３３】ここで、図１ないし図４の実施例の構成と
請求項１、請求項２、請求項５、請求項６との対応関係
を説明すれば、パソコン本体１が請求項１、請求項２、
請求項６の電子装置本体に相当し、演算処理装置３、ハ
ードディスクドライブ４、バッテリ５、ＰＣカード６が
請求項１、請求項２の発熱源に相当し、小型モーター１
８が請求項５、請求項６の駆動力源に相当し、直流電源
２２、コントローラ２３、マイクロコンピュータ２４が
請求項６の制御装置に相当する。

【００３４】つぎに、上記のように構成された電子装置
用冷却器の動作および機能を説明する。ノートブック型
パソコンの起動により演算処理装置３、ハードディスク
ドライブ４、バッテリ５、ＰＣカード６などの発熱源が
発熱してパソコン本体１の内部の空気の温度が上昇す
る。

【００３５】一方、小型モーター１８の起動により空気
圧縮機１６および膨張タービン１７が駆動されると、パ
ソコン本体１の外部の空気が図１に矢印で示すように通
気孔８を介してパソコン本体１の内部に吸気されるとと
もに、各種の発熱源の熱により温度上昇された空気が図
３に矢印で示すように吸気口１４を介して通気路Ａ内に
吸気されることで各種の発熱源が一次冷却される。

【００３６】そして、通気路Ａに吸気された空気は空気
圧縮機１６により断熱圧縮されて温度が上昇し、ヒート
パイプ機構２６側に流れる。すると、加圧空気の熱が多
数のフィン２７、プレート２８を介してヒートパイプ２
９の一端部に伝達され、ヒートパイプ２９の内部に温度
差が生じることにより動作し、高温部で蒸発した作動流
体が低温部に流動して矢印のように熱放散が行われて凝
縮することにより、作動流体の潜熱として熱輸送を行
う。このように、パソコン本体１の内部の空気が空気圧
縮機１６により断熱圧縮されて昇温し、この空気の熱が
ヒートパイプ２９によりパソコン本体１の外部に放熱さ
れて冷却される。

【００３７】さらに、ヒートパイプ２９により熱が奪わ
れた加圧空気が膨張タービン１７側に流れると、この加
圧空気は膨張タービン１７により断熱膨張させられて温
度が低下し、排気口１５から図１、図３に矢印で示すよ
うにパソコン本体１の内部に排気される。排気口１５か
ら排気れた空気により各種の発熱源が二次冷却され、そ
の空気が図１に矢印で示すように通気孔９からパソコン
本体１の外部に排気される。

【００３８】以上のように、この実施例によればパソコ
ン本体１の内部の空気が強制的に循環され、いわゆるブ
レイトンサイクルにより空気の断熱圧縮、熱放散、断熱
膨張、発熱源の冷却が行われる。そして、ブレイトンサ
イクルの熱放散の段階でヒートパイプ機構２６により空
気が冷却されるように構成されている。

【００３９】すなわち、特殊な冷媒を使用せず機械的エ
ネルギを利用して、具体的には空気圧縮機１６によりパ
ソコン本体１の内部の空気を断熱圧縮して温度が上昇さ
れ、加圧空気の温度とパソコン本体１の外部の空気の温
度との温度差が増大され、ヒートパイプ２６の放熱機能
が促進される。言い換えれば、この実施例の冷却器はヒ
ートポンプと同等の機能を得られる。

【００４０】したがって、ヒートパイプ２９の放熱面積
を増大させることなく放熱機能が促進され、ヒートパイ
プ機構２６をコンパクトにすることが可能になる。した
がって、パソコン本体１の内部におけるヒートパイプ機
構２６の占有スペースが可及的に抑制されて部品のレイ
アウトが自由になり、かつ、パソコン本体１の大型化を
可及的に抑制することができる。

【００４１】ちなみに、上記実施例において、ブレイト
ンサイクルによる空気の状態変化によれば、圧縮される
空気の圧力の増大に比例して空気温度が低下され、通気
路Ａ内の空気流量の増大に比例して熱放散が増大され、
空気圧縮機１６の吸気量の増大に比例して空気の圧力が
増大される傾向を示すため、ヒートパイプ２６による空
気の放熱機能が一層向上する。

【００４２】また、この実施例によれば、吸気口１４が
演算処理装置３側に配置され、排気口１５が演算処理装
置３以外の部品側に配置されている。このため、吸気口
１４からの空気の吸気により、ほかの部品に比べて発熱
量の大きな演算処理装置３が一次冷却されることにな
り、演算処理装置３の熱が周囲の部品に伝達されること
が可及的に抑制されて冷却効率が向上する。

【００４３】さらに、この実施例によれば、小型モータ
ー１８と膨張タービン１７との動力伝達経路にクラッチ
機構２１が配置されている。このため、パソコン本体１
の内部の温度に応じてクラッチ機構２１を制御すること
ができる。

【００４４】具体的には、パソコン本体１の内部の温度
が所定値以下の場合には、クラッチ機構２１を遮断して
膨張タービン１７を停止させ、空気圧縮機１６を送風機
として駆動させる制御を行うことが可能になる。つま
り、空気の圧縮が行われずにヒートパイプ２６による熱
の放散による冷却だけが行われ、小型モーター１８の負
荷が軽減される。

【００４５】さらに、この実施例によれば、パソコン本
体１の内部の温度に基づいて空気圧縮機１６または膨張
タービン１７の回転数を制御することが可能であるた
め、発熱源の発熱量に適合する冷却能力の設定が可能に
なる。また、パソコン本体１の内部温度に応じて小型モ
ーター１８の負荷を制御することが可能になり、消費電
力を削減することができる。

【００４６】図５は、この発明の電子装置用冷却器をノ
ートブック型パソコンに適用したほかの実施例を示す部
分的な断面図である。図５の実施例では、ケーシング１
３の外壁に第１補助ヒートパイプ３０の一端が接続され
ており、第１補助ヒートパイプ３０の他端がパソコン本
体１の外部に配置されている。第１補助ヒートパイプ３
０は、図３に示されたヒートパイプ２９と同様に構成さ
れている。そのほかの構成は図１ないし図４の実施例と
同様に構成されている。図５の実施例の構成と請求項３
との対応関係を説明すれば、ケーシング１３が請求項３
の空気圧縮機用ケーシングに相当する。

【００４７】図５の実施例によれば、図１ないし図４の
実施例と同様の効果を得られるほか、空気圧縮機１６に
より加圧される空気の熱が、ケーシング１３、ヒートパ
イプ３０を介してパソコン本体１外部に放熱される。こ
のため、空気圧縮機１６により圧縮される空気が理想状
態に維持され、加圧空気のホリトロープ変化によりヒー
トパイプ２９に対する熱伝達効率が高められ、放熱機能
が一層促進される。

【００４８】図６は、この発明の電子装置用冷却器をノ
ートブック型パソコンに適用したほかの実施例を示す部
分的な断面図である。図６の実施例では、第２補助ヒー
トパイプ３１の一端がケーシング１３の外壁に接触され
ており、第２補助ヒートパイプ３１の他端が演算処理装
置３のプレートに接触されている。この第２補助ヒート
パイプ３１は、図３に示されたヒートパイプ２９と同様
に構成されている。そのほかの構成は図１ないし図４の
実施例と同様である。図６の実施例の構成と請求項４と
の対応関係を説明すれば、ケーシング１３が請求項４の
膨張タービン用ケーシングに相当する。

【００４９】図６の実施例によれば、演算処理装置３の
熱が、空気に熱伝達されて冷却される作用と、第２補助
ヒートパイプ３１により直接冷却される作用とが生じる
ため、冷却効率が一層向上する。なお、図６の実施例に
おいて、第２補助ヒートパイプ３１の一端を排気口１５
に配置することも可能である。

【００５０】図７の実施例は、この発明の冷却器をほか
の電子装置、例えばデスクトップ型パソコンまたはワー
クステーションに適用した場合を示す概略的な斜視図で
ある。図７において、電子装置本体４０の内部には、内
蔵ハードディスク４１、電源４２、演算処理装置４３、
冷却器４４などが配置されている。

【００５１】この冷却器４４の構成は、図２、図３、図
４の実施例、または図５の実施例、または図６の実施例
に示された冷却器１２の構成とほぼ同様である。図７の
実施例の構成と請求項１の構成との対応関係を説明すれ
ば、内蔵ハードディスク４１、電源４２、演算処理装置
４３が請求項１の発熱源に相当する。したがって、図７
の実施例においても、図２、図３、図４の実施例、また
は図５の実施例、または図６の実施例と同様の効果を得
られる。

【００５２】図８の実施例は、この発明の冷却器をほか
の電子装置、例えばサーバーまたはタワーに適用した場
合を示す概略的な斜視図である。図８において、電子装
置本体５０の内部には、電源５１、ファイルスロット５
２、ドライブキャリア５３、メインボード５４、ＰＣＩ
ＬＡＮカード５５、冷却器５６などが配置されている。

【００５３】この冷却器５６の構成は、図２、図３、図
４の実施例、または図５の実施例、または図６の実施例
に示された冷却器１２の構成とほぼ同様である。図８の
実施例の構成と請求項１との対応関係を説明すれば、電
源５１、ファイルスロット５２、ドライブキャリア５
３、メインボード５４、ＰＣＩＬＡＮカード５５が請求
項１の発熱源に相当する。したがって、図８の実施例に
おいても、図２、図３、図４の実施例、または図５の実
施例、または図６の実施例と同様の効果を得られる。

【００５４】なお、この発明の冷却器は、ほかの電子装
置、例えばファクシミリ、プリンタ、複写機などにも適
用が可能である。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、電子装置本体の内部の発熱源の熱により温度上昇
した空気が空気圧縮機により吸気されて発熱源が一次冷
却される。そして、空気圧縮機により吸気された空気が
断熱圧縮されて温度が上昇すると、加圧空気の熱がヒー
トパイプに熱伝達され、電子装置本体の外部に放熱され
て加圧空気が冷却される。ついで、ヒートパイプにより
熱が奪われた加圧空気が、膨張タービンにより断熱膨張
されてさらに温度が低下した後、電子装置本体の内部に
流通されて発熱源が二次冷却される。

【００５６】このように、特殊な冷媒を使用せず、機械
的手段、具体的には空気圧縮機により電子装置本体の内
部の空気を断熱圧縮させて温度が上昇する。このため、
加圧空気の温度と電子装置本体の外部の空気の温度との
温度差が増大され、ヒートパイプの放熱機能が促進され
る。したがって、電子装置本体の内部におけるヒートパ
イプの占有スペースが可及的に抑制されて部品のレイア
ウトが自由になり、かつ、電子装置本体の大型化を可及
的に抑制することができる。

【００５７】請求項２の発明によれば、請求項１と同様
の効果を得られるほか、ほかの部品に比べて発熱量の大
きな演算処理装置が一次冷却の段階で冷却されるため、
演算処理装置の熱がほかの部品に熱伝達されることを抑
制することが可能になり、冷却機能が向上する。

【００５８】請求項３の発明によれば、請求項１または
請求項２と同様の効果を得られるほか、空気圧縮機によ
り圧縮される空気の熱が空気圧縮機用ケーシングに伝達
され、さらに第１補助ヒートパイプにより電子装置本体
の外部に放熱される。このため、空気圧縮機により圧縮
される空気が理想状態に維持され、加圧空気のホリトロ
ープ変化によりヒートパイプに対する熱伝達効率が高め
られ、放熱機能が一層促進される。

【００５９】請求項４の発明によれば、請求項１または
請求項２と同様の効果を得られるほか、演算処理装置の
熱が直接的に第２補助ヒートパイプに熱伝達されるた
め、演算処理装置に対する冷却効率が一層向上する。

【００６０】請求項５の発明によれば、請求項１ないし
請求項４のいずれかと同様の効果を得られるほか、電子
装置本体の内部の温度に応じて、空気圧縮機およびター
ビンの両方を駆動させる場合と、空気圧縮機のみを駆動
させる場合とを選択的に切り換えることが可能になる。
したがって、駆動力源の負荷を電子装置本体の内部の温
度に適合させることが可能になり、駆動力源の負荷が軽
減される。

【００６１】請求項６の発明によれば、請求項１ないし
請求項５のいずれかと同様の効果を得られるほか、電子
装置本体の内部の温度に基づいて空気圧縮機または膨張
タービンの回転数が制御されるため、発熱源の発熱量に
応じて冷却能力を制御することが可能になる。また、電
子装置本体の内部の温度に応じて駆動力源の負荷を制御
することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の冷却器が適用されたノートブック型
パソコンの内部を透視した斜視図である。

【図２】図１に示された冷却器の概略的な斜視図であ
る。

【図３】この発明の冷却器の具体的な構成を示す断面図
である。

【図４】この発明の冷却器の制御回路を示すブロック図
である。

【図５】この発明の冷却器が適用されたノートブック型
パソコンのほかの実施例を示す部分的な断面図である。

【図６】この発明の冷却器が適用されたノートブック型
パソコンのほかの実施例を示す部分的な断面図である。

【図７】この発明の冷却器をデスクトップ型パソコンま
たはワークステーションに適用した場合の実施例を示す
概略的な斜視図である。

【図８】この発明の冷却器をタワーまたはサーバーに適
用した場合の実施例を示す概略的な斜視図である。

【符号の説明】

１…パソコン本体、 ３，４３…演算処理装置、 ４…
ハードディスクドライブ、 ５…バッテリ、 ６…ＰＣ
カード、 １２…ブレイトンクーラー、 １３…ケーシ
ング、 １４…吸気口、 １５…排気口、 １６…空気
圧縮機、 １７…膨張タービン、 １８…小型モータ
ー、 ２１…クラッチ機構、 ２５…温度検出装置、
２４…マイクロコンピュータ、 ２９…ヒートパイプ、
３０…第１補助ヒートパイプ、 ３１…第２補助ヒー
トパイプ、 ４０，５０…電子装置本体、 ４１…内蔵
ハードディスク、 ４４，５６…冷却器、 ５１…電
源、５２…ファイルスロット、 ５３…ドライブキャリ
ア、 ５４…メインボード、５５…ＰＣＩＬＡＮカー
ド。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 祐士 東京都江東区木場一丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 江口 勝夫 東京都江東区木場一丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 永木 祥弘 東京都江東区木場一丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 高宮 明弘 東京都江東区木場一丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 タン ニューエン 東京都江東区木場一丁目５番１号 株式会 社フジクラ内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子装置本体の内部の発熱源を冷却する
   電子装置用冷却器において、 前記電子装置本体の内部の空気を断熱圧縮する空気圧縮
   機と、この空気圧縮機により圧縮されて温度の上昇した
   空気の熱を前記電子装置本体の外部に放熱させるヒート
   パイプと、このヒートパイプによって熱が奪われた加圧
   空気を断熱膨張させる膨張タービンとを備え、断熱膨張
   により温度の低下した空気を前記電子装置本体の内部に
   流通させるように構成されていることを特徴とする電子
   装置用冷却器。
2. 【請求項２】 前記発熱源に演算処理装置と演算処理装
   置以外の部品とが含まれており、前記電子装置本体の内
   部と前記空気圧縮機とを連通させる吸気口が前記演算処
   理装置側に配置され、前記電子装置本体の内部と前記膨
   張タービンとを連通させる排気口が前記演算処理装置以
   外の部品側に配置されていることを特徴とする請求項１
   に記載の電子装置用冷却器。
3. 【請求項３】 前記空気圧縮機が収納された空気圧縮機
   用ケーシングと、この空気圧縮機用ケーシングの熱を前
   記電子装置本体の外部に放熱させる第１補助ヒートパイ
   プとを備えていることを特徴とする請求項１または請求
   項２に記載の電子装置用冷却器。
4. 【請求項４】 前記膨張タービンにより冷却された空気
   と熱交換可能に配置された第２補助ヒートパイプを備
   え、この第２補助ヒートパイプの一端が前記演算処理装
   置に接触されていることを特徴とする請求項１または請
   求項２に記載の電子装置用冷却器。
5. 【請求項５】 前記空気圧縮機および前記膨張タービン
   を駆動させる駆動力源と、この駆動力源と前記膨張ター
   ビンとの動力伝達経路を接続・遮断するクラッチ機構と
   を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項４
   のいずれかに記載の電子装置用冷却器。
6. 【請求項６】 前記電子装置本体の内部の温度を検出す
   る温度検出装置と、この温度検出装置により検出される
   温度に基づいて前記空気圧縮機または前記膨張タービン
   の回転数を制御する制御装置とを備えていることを特徴
   とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の電子
   装置用冷却器。