JPWO2005002307A1 - 電子機器の冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 大きな放熱面積を有し、冷媒の漏れを防止する、薄型の電子機器の冷却装置。【解決手段】 冷却装置は、溝が形成された下側放熱板と上側放熱板とを接合することによって流路（２１）が形成されている冷却パネル（２）と、流路（２１）内で冷媒を循環させる循環ポンプ（３）とを具備する。上側放熱板には、流路（２１）から循環ポンプ（３）に向かって冷媒が流出する流出口と、循環ポンプ（３）から流路（２１）に向かって冷媒が流入する流入口とが形成される。循環ポンプ（３）は、吸込ポート及び吐出ポートが、それぞれ流出口及び流入口に位置合わせされるように、冷却パネル（２）の上側放熱板に固定される。

Description

本発明は、電子機器の冷却装置に関し、特にノート型パソコン等に搭載されるＣＰＵ等の発熱部品を冷却するのに適した電子機器の冷却装置に関する。

近年のパソコン等の電子機器においては、演算処理量の増大とその高速化に伴って消費電力の大きいＣＰＵ等の発熱部品が搭載されており、当該発熱部品が発生する熱量は増加の一途である。これら電子機器では、使用されている様々な電子部品は、耐熱信頼性や動作特性の温度依存性からその使用温度範囲が通常限定されているため、これら電子機器においては内部で発生する熱を効率よく外部に排出する技術の確立が急務となっている。

一般にパソコン等の電子機器においては、ＣＰＵ等に吸熱部品として金属性ヒートシンクやいわゆるヒートパイプ等を取り付けて熱伝導による電子機器全体への熱の拡散や、電磁式の冷却用のファンを筐体に取り付けて電子機器内部から外部へ熱の放出を行っている。

例えばノート型パソコンのような電子部品が高密度実装された電子機器においては、電子機器内部の放熱空間が小さく、従来の冷却ファン単独で、あるいは冷却ファンとヒートパイプとを組み合わせた従来の冷却装置で、３０Ｗ程度までの消費電力のＣＰＵについては冷却が可能であった。しかし、これ以上の消費電力のＣＰＵでは、内部の熱を充分に放出することが困難になっている。

また、放熱が可能な場合でも、送風能力の大きい冷却ファンの設置が必須となり、特に、電磁式の冷却ファンを使用する場合には、その回転羽根の風きり音等の騒音のために静音性が大きく損なわれていた。さらに、サーバ用のパソコンにおいても、普及率の増大に伴って小型化や静音化の要請が強くなっており、そのために熱の放出についてもノート型パソコンと同様な問題が生じていた。

そこで、増大した発熱を効率良く外部に放熱するために、冷媒を循環させる液冷方式の冷却装置が検討されている。例えば、特開２００３−６７０８７号公報には、パソコン本体部の発熱部品から発生する熱を受熱する受熱ヘッドを備えたパソコン本体部の底部に、発熱部品からの熱が受熱ヘッドを介して伝熱される接続ヘッドと、接続ヘッドに接続され冷媒を充填したチューブと、冷媒を循環するポンプとを備えた筐体を配置する液冷方式の冷却装置が記載されている。

上記公報に記載の従来技術では、冷媒をパソコン本体部の底部に配置したチューブ内を循環させる構成であるため、放熱面積を十分に確保することができず、冷却効率が低いと共に、冷却装置を薄型化できないという問題点があった。

さらに、前記従来技術では、ポンプとチューブとの接続箇所から冷媒が漏れやすく、冷媒の漏洩によって電子機器に搭載されている電子部品が破損する可能性が高くなり、信頼性が低下してしまうという問題点があった。

また、閉鎖構造を有する流路に冷媒を循環させる際、電子機器内部の温度変化や流路内の圧力変化により、液に含有する酸素などが凝集し気泡化する。この気泡が液の循環によりポンプ室内に流入すると、気泡の存在により圧力の吸収をもたらし、ポンプから液に伝達される圧力を減少させ、液の流量低下をもたらす問題があった。さらに、電子機器内の圧力変動を生じ、局所に発生する応力により液循環装置の構造体自身が破損する問題もあった。

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、放熱面積を十分に確保することで冷却効率を向上させることができると共に、薄型化が可能な電子機器の冷却装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、冷媒の気泡化により発生する問題を解消し、安定な冷却が可能でかつ信頼性が高い電子機器の冷却装置を提供することをも目的とする。

本発明は、その第１の視点において、少なくとも一方に溝が形成された下側放熱板と上側放熱板とを有し、該下側放熱板と上側放熱板とが接合されて冷媒の流路が形成される冷却パネルと、
前記冷却パネルに固定され、前記流路を通して前記冷媒を循環させて前記冷却パネルに伝達される熱を拡散させる循環ポンプとを具備する、電子機器の冷却装置を提供する。

また、本発明は、その第２の視点において、基体と、該基体中に埋設されて冷媒を通過させる流路と、前記基体の表面に配設された循環ポンプと、前記流路と分岐孔を介して連通する貯液槽とを備え、前記循環ポンプが前記流路を通して前記冷媒を循環させて前記冷却パネルに伝達される熱を拡散させることを特徴とする電子機器の冷却装置を提供する。

本発明の第１の視点の電子機器の冷却装置によると、冷却パネルの内部に冷媒の流路を形成した構成により、大きな冷却面積と高い冷却効率とが、コンパクトな形状の冷却パネルを有する冷却装置によって可能となる。

本発明の第２の視点の電子機器の冷却装置によると、冷却装置が流路に連通する貯液槽を備える構成により、冷媒が気泡化することを防止することによって、冷却装置の信頼性を高めかつ安定な冷却を可能とする。

本発明の電子装置の冷却装置では、前記循環ポンプが圧電ポンプであることが好ましい。更にコンパクトな構造の冷却装置が得られる。

前記圧電ポンプが、圧電振動板を収納するポンプ室を区画するポンプ筐体を備え、該ポンプ筐体は、吐出ポート及び吸込ポートがそれぞれ前記流入口及び前記流出口と位置合わせされるように前記冷却パネルに固定されることも本発明の好ましい態様である。

前記圧電振動板は、弾性を有する円板と、該弾性を有する円板を挟んで配設され、互いに逆方向に分極された一対の圧電セラミックス円板とを有するバイモルフ構造を有し、前記一対の圧電セラミックス円板のそれぞれは複数のセラミックス層からなる積層構造を有し、該積層構造中で相互に隣接する２つのセラミックス層は互いに逆方向に分極されている構成を有することが出来る。

或いは、上記に代えて、前記圧電振動板は、分極されていない第１の圧電セラミックスと、該第１の圧電セラミックスを挟んで配設され互いに逆方向に分極された一対の第２の圧電セラミックスと、該第２の圧電セラミックスの外側にそれぞれ配設され分極されていない一対の第３の圧電セラミックスとを有し、前記第２の圧電セラミックスのそれぞれは複数のセラミックス層からなる積層構造を有し、該積層構造中で相互に隣接する２つのセラミックス層は互いに逆方向に分極されており、前記第１〜第３の圧電セラミックスは焼結されて一体構造にされる構成を有することも出来る。

また、前記吐出ポート及び前記吸込ポートのそれぞれに関連して逆止弁が配設され、該逆止弁は、前記ポンプ筐体と着脱可能な部材に固定されることも好ましい。前記溝には、前記下側放熱板と前記上側放熱板との接合を補強する支柱（補強）が形成されていることも好ましい。前記冷却パネルの上側放熱板に固定され、前記流路に形成された分岐孔に連通する貯液槽を更に有することも本発明の好ましい態様である。前記貯液槽の底面に、前記分岐孔の出口を頂点とする円錐台または角錐台形状のテーパー部が形成されていることも好ましい。
前記テーパー部の頂点から下側の前記貯液槽の容積が、前記テーパー部の頂点から上側の前記貯液槽の容積より大きく、前記冷媒は、前記テーパー部の頂点より高い位置に前記冷媒の液面があるように前記貯液槽に満たされていることも好ましい。

前記貯液槽の頂部には、前記分岐孔に対向する位置に、面積が前記分岐孔の断面積よりも小さい突起が形成されていることも好ましい。
前記流路の一部が、前記溝の幅よりも狭い幅を有する複数個の溝を有し、前記溝の幅よりも広い幅を有するマイクロチャネル構造により置き換えられることも好ましい。
前記流路とマイクロチャネル構造との間には、冷媒の流れを前記流路の幅から前記マイクロチャネル構造の幅に拡大するガイド板が形成されることも好ましい。
前記ガイド板は複数個のガイド板からなり、１つのガイド板は、冷媒の流れの下流側に位置する他のガイド板よりも長く、かつ、冷媒の流れ方向に対する角度が大きいことも好ましい。前記流路は、金属によって覆われていることも好ましい。

また、本発明の第２の視点の電子機器の冷却装置では、前記貯液槽が、前記基体の表面上に固定される平置き型貯液槽であることができ、或いは、前記基体内に埋設される縦置き型貯液槽であることも出来る。

本発明の第２の視点の電子機器の冷却装置では、縦置き型貯液槽を備えると、例えばノートＰＣなど電子機器本体が机上で利用された場合でも、或いは、壁などに掛けて利用された場合であっても、液冷機構内の流通路の冷媒と共に循環して発生した気泡を確実にトラップし、また、冷媒の温度変動に伴う膨張収縮に対する流通路内の圧力変動を緩和することが出来る。また、平置き型貯液槽を備えると、電子機器を例えば机上に平置きした状態で、液冷機構内の流通路の冷媒と共に循環して発生した気泡を確実にトラップし、また、冷媒の温度変動に伴う膨張収縮に対する流通路内の圧力変動を緩和することが出来る。従って、双方の貯液槽を備えることが好ましい。

更に、本発明は、上記電子機器の冷却装置を搭載したことを特徴とする電子機器を提供する。

（ａ）は、本発明に係る電子機器の冷却装置の第１の実施形態の上面図であり、（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ、その側面図及び正面図である。 図１に示す空冷フィンの下の流路の構成を示す平面図である。 （ａ）は、図１に示す第１冷却パネル材を構成する第１冷却パネルの下側放熱板の上面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘ’線での断面図である。 （ａ）は、図１に示す第１冷却パネル材を構成する第１冷却パネルの上側放熱板の上面図であり、（ｂ）は、その側面図である。 図１に示すマイクロチャネル構造への導入部の構成を示す平面図である。 （ａ）は、図１に示す第２冷却パネルの上面図であり、（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ、その側面図及び正面図である。 （ａ）は、図６に示す第２冷却部材を構成する第２冷却パネルの下側放熱板の上面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すＹ−Ｙ’断面図である。 図６に示す第２冷却部材を構成する第２冷却パネルの上側放熱板の構成を示す平面図である。 図６に示す流路の幅および深さと冷却性能との関係を示すグラフである。 図６に示す流路の幅および板厚と耐圧性能との関係を示すグラフである。 （ａ）は、図１に示す循環ポンプの第１の例の展開斜視図であり、（ｂ）は、その側断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は図１１に示す循環ポンプの実装方法を示す側断面図である。 （ａ）は、図１に示す循環ポンプの第２の例の展開斜視図であり、（ｂ）は、その側断面図である。 （ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、図１３に示す循環ポンプの実装方法を示す側断面図である。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図１３に示す循環ポンプの実装方法を示す側断面図である。 （ａ）は、図１に示す循環ポンプの第３の例の展開斜視図であり、（ｂ）は、側断面図である。 （ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、図１６に示す循環ポンプの実装方法を示す側断面図である。 図１に示す貯液槽の構成を示す斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、図１８のＺ−Ｚ’線での断面図である。 （ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、図１８に示す貯液槽の空気溜め機能を説明するための説明図である。 （ａ）は、本発明に係る電子機器の冷却装置の第１の実施形態の電子機器への第１の組み込み例を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＺ−Ｚ’線での断面図である。 （ａ）は、本発明に係る電子機器の冷却装置の実施形態の電子機器への第２の組み込み例を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＺ−Ｚ’線での断面図である。 （ａ）は、本発明に係る電子機器の冷却装置の実施形態の電子機器への第３の組み込み例を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＺ−Ｚ’線での断面図である。 図１に示す第２冷却パネルの下面の風量の変化による冷却効果の実験例を示す平面図である。 図１に示す第２冷却パネルの下面の風量の変化と冷却効果との関係を示すグラフである。 本発明の電子機器の冷却装置の第２の実施形態における第２冷却パネルの平面図。 （ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、第２の実施形態で用いられる縦置き型貯液槽の構造を示す平面図。 （ａ）は、本発明の電子機器の冷却装置の第３の実施形態の冷却パネルの平面図、（ｂ）は冷却パネルの側面図、（ｃ）は冷却パネルの一部を示す断面詳細図。

以下、本発明の実施の形態に基づいて、図面を参照し、本発明を更に詳細に説明する。なお、図面を通して、同様な構成要素には同様な符号を付している。

図１を参照すると、第１の実施形態の電子機器の冷却装置は、第１冷却パネル１と、第２冷却パネル２と、第１冷却パネル１と第２冷却パネル２とを連結し、第１冷却パネル１を第２冷却パネル２に対して、図１（ｃ）に矢印で示す方向に開閉自在に軸支する連結部６１、６２とを有する。ここで、本発明は、第２の冷却パネル２に適用されている。

冷却装置は、第１冷却パネル１および第２冷却パネル２内に形成された流路に水や不凍液等の冷媒を循環させることによって、発熱を伴うＣＰＵやその他の発熱体等の発熱部品７を冷却する機能を有する。図１に示す符号８４はバッテリーを示し、電子機器に冷却装置の第２冷却パネル２は、バッテリー８４のエリアを避けた形状になっている。図１に示す第１冷却パネル１および第２冷却パネル２の形状は、電子機器に搭載するに際して、各種の制約によって適宜決定される。

第１冷却パネル１には、例えば銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）材等の熱伝導性の良い金属材料が用いられ、図１に示すように、内部に流路１１とマイクロチャネル構造１２とが形成されている。また、第１冷却パネル１の上下面には、空冷フィン１３がそれぞれ設けられており、空冷フィン１３が設けられているエリア１３Ａの流路１１は、図２に示すように、放熱効果を高めるために蛇行流路１１１となっている。なお、図１（ａ）に示す符号５は、冷却ファンであり、冷却ファン５によって、第１冷却パネル１に設けられた空冷フィン１３に空気の流れを形成して空冷効果を高める。

第１冷却パネル１は、図３および図４にそれぞれ示す下側放熱板１７と上側放熱板１８とを拡散接合、ロウ付け接合、レーザ溶接等の接合技術によって接合して形成される。第１冷却パネルの下側放熱板１７に形成された溝１７１およびマイクロチャネル構造１２の狭幅溝１７２を第１冷却パネルの上側放熱板１８で覆うことによって、流路１１およびマイクロチャネル構造１２が形成されている。なお、第１冷却パネルの下側放熱板１７への溝１７１およびマイクロチャネル構造の狭溝１７２の形成は、プレスによってこれら溝を形成する方法や、これら溝を形成した状態で成型する方法や、研削によって形成する方法などが考えられる。

第１冷却パネルの下側放熱板１７には、図３に示すように、流路１１に冷媒が流入する流入口である開口Ｂと、流路１１から冷媒が流出する流出口である開口Ｃが形成されている。開口Ｂには、金属管１４が、開口Ｃには、金属管１５がそれぞれ接続されている。金属管１４および１５には、フレキシブルな金属管が用いられ、第１冷却パネル１を第２冷却パネル２に対して開閉する際の障害にならないようになっている。

第１冷却パネルの下側放熱板１７の下面のマイクロチャネル構造１２が形成されているエリアが、消費電力が大きく、しかも小面積で局所的に発熱を伴うＣＰＵやその他の発熱体等の発熱部品７の上面に接触する。発熱部品７で発生した熱は、第１冷却パネルの下側放熱板１７を介してマイクロチャネル構造１２を流れる冷媒に伝えられる。
マイクロチャネル構造１２は、第１冷却パネル１に形成されている流路１１よりも幅が小さい、幅１ｍｍ以下の小さい複数個の狭幅流路からなり、第１冷却パネルの下側放熱板１７が発熱部品７に接触するエリアに、当該エリア以上の面積で形成されている。なお、第１の実施形態では、第１冷却パネル１に形成されている流路１１を幅６ｍｍ、深さ１．５ｍｍとし、マイクロチャネル構造１２には、幅０．５ｍｍ、深さ１．５ｍｍの流路を３８本形成した。

冷媒がマイクロチャネル構造１２に流入する流入部は、図５に示すように、流路１１の幅がマクロチャネル１２側に向かって徐々に拡がり、その末端でマイクロチャネル構造１２の幅と同じになる。マイクロチャネル構造流入部には、流路１１から流れてくる冷媒をマイクロチャネル構造１２の幅に拡散させるためのガイド板１６が形成されている。ガイド板１６は、冷媒の流れの上流側から順次配置された左右一対の第１ガイド板１６１と第２ガイド板１６２と第３ガイド板１６３とからなる。各ガイド板の長さは、上流に位置するガイド板の方が長く、第１ガイド板１６１の長さが第２ガイド板１６２の長さよりも大きく、第２ガイド番６２の長さが第３ガイド板１６３の長さよりも大きい関係になっている。また、各ガイド板の図５に矢印で示す冷媒の流れ方向に対する角度θは、上流に位置するガイド板の角度の方が大きくなっていて、第１ガイド板１６１の角度は第２ガイド板１６２の角度よりも大きく、第２ガイド板の角度は第３ガイド板１６３の角度よりも大きい関係になっている。

第２冷却パネル２は、本発明の冷却装置の一例として示されるもので、例えば銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）材等の良導性の金属材料が用いられ、図６に示すように、内部に流路２１が形成され、上面に循環ポンプ３と貯液槽４とが取り付けられている。

第２冷却パネル２は、図７および図８にそれぞれ示す下側放熱板２３と上側放熱板２４とを拡散接合、ロウ付け接合、レーザ溶接等の接合技術によって接合したものである。第２冷却パネルの下側放熱板２３に形成された溝２３１を上側放熱板２４で覆うことによって流路２１が形成されている。なお、第２冷却パネルの下側放熱板２３への溝２３１の形成は、プレスによって溝２３１を形成する方法や、溝２３１を形成した状態で成型する方法や、研削によって溝２３１を形成する方法が考えられる。また、溝は、上側放熱板２４に形成してもよく、或いは、上側放熱板２３と下側放熱板２４の双方に形成してもよい。

第２冷却パネル２の流路２１の中央部分、すなわち第２冷却パネルの下側放熱板２３に形成された溝２３１の中央部分には、複数個の支柱２２が所定間隔で形成されている。支柱２２は、第２冷却パネルの下側放熱板２３と上側放熱板２４とを接合する際の強度を確保するためのものである。流路２１の幅および深さと冷却性能との関係では、図９に示すように、流路幅が広くなるほど、また、深さが浅くなるほど冷却性能が向上するが、耐圧性能は、図１０に示すように、流路幅が広くなるほど、板厚が薄くなるほど低下する。従って、冷却性能の観点からすると流路２１の幅をできる限り広くすると共に、深さを浅くすることが要求されるが、耐圧性能が低下してしまう。このため、第１の実施形態では、支柱２２によって耐圧性能の向上を図っている。また、第１の実施形態では、支柱２２を流路２１の中央部分に形成するようにしたが、支柱２２を形成する場所は、中央部分に限定されることなく、例えば、格子状もしくは千鳥状に配列するようにしても良い。なお、第１の実施形態では、第２冷却パネル２に形成されている流路２１を幅２０ｍｍ、深さ０．８ｍｍとし、流路２１の中央部に幅０．５ｍｍ、長さ２ｍｍの支柱を２０ｍｍ間隔で形成した。

第２冷却パネルの上側放熱板２４には、図８に示すように、貯液槽４に連通する開口（分岐孔）２５と、流路２１から循環ポンプ３に向かって冷媒が流出する冷媒流出口２６と、循環ポンプ３から流路に向かって冷媒が流入する冷媒流入口２７と、流路２１から冷媒が流出する流出口である開口Ａと、流路２１に冷媒が流入する流入口である開口Ｄとが形成されている。開口Ａには、金属管１４が、開口Ｄには、金属管１５がそれぞれ接続されている。なお、第２の冷却パネル２にマイクロチャネル構造を形成してもよい。

次に、第１の実施形態における冷媒の流れについて詳細に説明する。

第２冷却パネル２の上面に設けられた循環ポンプ３から吐出される冷媒は、冷媒流入口２７を介して第２冷却パネル２内に形成されている流路２１を通り、開口Ａ、金属管１４および開口Ｂを介して第１冷却パネル１に流入する。第１冷却パネル１に流入した冷媒は、第１冷却パネル１内に形成されている流路１１を通り、マイクロチャネル構造１２に流入する。

マイクロチャネル構造１２に流入した冷媒は、発熱部品７で発生した熱を吸熱し、空冷フィン１３が設けられているエリアに形成されている蛇行流路１１１を通り、開口Ｃ、金属管１５および開口Ｄを介して第２冷却パネル２に流入する。第２冷却パネル２に流入した冷媒は、第２冷却パネル２内に形成されている流路２１を通り、貯液槽４に連通する開口２５の下を通って冷媒流出口２６に至り、再び循環ポンプ３に流入する。

このように循環ポンプ３によって冷媒を循環させることにより、発熱部品７で発生した熱を熱伝導により第１冷却パネル１および第２冷却パネル２の全体に熱拡散させ、放熱効果を高めている。

次に、第２冷却パネル２の上面側の第２冷却パネルの上側放熱板２４に取り付けられる循環ポンプ３の第１の構成例について図１１および図１２に基づいて詳細に説明する。
図１１は、図１に示す循環ポンプの第１の構成例を示す図であり、（ａ）は、展開斜視図であり、（ｂ）は、側断面図である。図１２は、図１１に示す循環ポンプの実装方法を示す側断面図である。

循環ポンプ３の第１の構成例は、図１１を参照すると、ポンプ筐体３１１と、ゴム樹脂製のＯリング３１２と、圧電振動板３１３と、圧電振動板３１３を押さえる天板３１４とからなる。ポンプ筐体３１１には、第２冷却パネルの上側放熱板２４に形成されている冷媒流出口２６および冷媒流入口２７にそれぞれ対向するように吸込ポート３１５および吐出ポート３１６が形成されていると共に、ポンプ室３１９となる空間が形成されている。吸込ポート３１５には、ポンプ室３１９から流路２１への逆流を防止する流入チェック弁３１７が、吐出ポート３１６には、流路２１からポンプ室３１９への逆流を防止する流出チェック弁３１８がそれぞれ設けられている。流入チェック弁３１７および流出チェック弁３１８は、金属の薄板リード弁で構成され、スポット溶接やネジ止めによりポンプ筐体３１１の底面に接続されている。

圧電振動板３１３は、循環ポンプ３の駆動源である圧電たわみ振動板であり、圧電素子と弾性板を接着することで構成され、かつ、冷媒液に圧電素子が直接接しないように液密モールドが施されている。圧電素子としては、圧電セラミックまたは圧電単結晶などを用いることができる。弾性板としては、りん青銅等の銅合金、ステンレス合金などの金属薄板、カーボンファイバーの薄板、ＰＥＴ板といった樹脂薄板などを用いることができる。圧電振動板３１３の詳細構造は、ユニモルフ、バイモルフ等の他、圧電素子を積層した積層型構造のものでも良い。

図１１に示す循環ポンプ３の実装方法は、図１２（ａ）を参照すると、まず、第２冷却パネルの上側放熱板２４にポンプ筐体３１１を金属の拡散接合、ロウ付け接合、レーザ溶接等の接合技術により一体化して固定する。このときポンプ筐体３１１には、吸込ポート３１５、吐出ポート３１６、ポンプ室３１９となる空間、流入チェック弁３１７および流出チェック弁３１８を加工・接合しておく。

次に、図１２（ｂ）に示すように、Ｏリング３１２をはめ込み、その上部に圧電振動板３１３をのせ、ポンプ室３１９を形成する。次に、天板３１４でしっかりとＯリング３１２を圧縮密着させて液密を確保し、かつ圧電振動板３１３を周辺固定状態にする。このとき、天板３１４は、上方からネジ止めでも構わないし、天板３１４の周囲にネジを構成し、締め付けることも可能である。

以上説明したように、循環ポンプ３の第１の構成例では、循環ポンプ３と第２冷却パネル２とを金属の接合技術により完全に一体連結させることにより、圧力損失ならびに液漏れ等が防止される。また、循環ポンプ３と第２冷却パネル２とが一体形成されるので、薄型化が可能であり、かつ安価となる。さらに、本構造の循環ポンプ３を用いることにより、冷却装置の薄型化を実現することができ、その高さは、循環ポンプ３が配置された最大部分で７ｍｍ以下にすることができる。

次に、第２冷却パネル２の上面側の第２冷却パネルの上側放熱板２４に取り付けられる循環ポンプ３の第２の構成例について図１３乃至図１５に基づいて詳細に説明する。
図１３は、図１に示す循環ポンプの第２の構成例を示す図であり、（ａ）は、展開斜視図であり、（ｂ）は、側断面図である。図１４および図１５は、図１３に示す循環ポンプの実装方法を示す側断面図である。

循環ポンプ３の第２の構成例は、図１３を参照すると、ポンプ筐体３２１と、逆止弁付き円板３２２と、ゴム樹脂製のＯリング３１２と、圧電振動板３１３と、圧電振動板３１３を押さえる天板３１４とからなる。逆止弁付き円板３２２には、第２冷却パネルの上側放熱板２４に形成されている冷媒流出口２６および冷媒流入口２７にそれぞれ対向するように吸込ポート３１５および吐出ポート３１６が形成されている。吸込ポート３１５には、ポンプ室３１９から流路２１への逆流を防止する流入チェック弁３１７が、吐出ポート３１６には、流路２１からポンプ室３１９への逆流を防止する流出チェック弁３１８がそれぞれ設けられている。流入チェック弁３１７および流出チェック弁３１８は、金属の薄板リード弁で構成され、スポット溶接やネジ止めにより逆止弁付き円板３２２に接続されている。

図１３に示す循環ポンプ３の実装方法は、図１４（ａ）〜（ｃ）を参照すると、まず、第２冷却パネルの上側放熱板２４にポンプ筐体３２１を金属の拡散接合、ロウ付け接合、レーザ溶接等の接合技術により一体化する。このときポンプ筐体部６０３は、ポンプ室３１９になる部分等を先に加工しておいても、後から加工でもどちらでもよい。

次に、図１４（ｄ）に示すように、吸込ポート３１５、吐出ポート３１６、流入チェック弁３１７および流出チェック弁３１８が加工・接合されている逆止弁付き円板３２２をポンプ筐体３２１の内部にはめ込む。

次に、図１５（ａ）に示すように、Ｏリング３１２をはめ込み、その上部に、図１５（ｂ）に示すように、圧電振動板３１３をのせ、ポンプ室３１９を形成する。次に、天板３１４でしっかりとＯリング３１２を圧縮密着させて液密を確保し、かつ圧電振動板３１３を周辺固定状態にする。このとき、天板３１４は、上方からネジ止めでも構わないし、天板３１４の周囲にネジを構成し、締め付けることも可能である。

以上説明したように、循環ポンプ３の第２の構成例では、逆止弁付き円板３２２に吸込ポート３１５、吐出ポート３１６、流入チェック弁３１７および流出チェック弁３１８を加工・接合しておき、逆止弁付き円板３２２を交換可能に構成する。これにより、長期利用の際に、吸込ポート３１５および吐出ポート３１６の目詰まりや流入チェック弁３１７および流出チェック弁３１８の塑性変形等に起因してポンプ性能が低下した場合には、逆止弁付き円板３２２を取り替えるだけでポンプ性能を回復させることができ、メンテナンスを容易に行うことができる。

次に、第２冷却パネル２の上面側の第２冷却パネルの上側放熱板２４に取り付けられる循環ポンプ３の第３の構成について図１６および図１７に基づいて詳細に説明する。図１６は、図１に示す循環ポンプの第３の構成例を示す図であり、（ａ）は、展開斜視図であり、（ｂ）は、側断面図である。図１７は、図１６に示す循環ポンプの実装方法を示す側断面図である。

循環ポンプ３の第３の構成例は、図１６を参照すると、ポンプ筐体３３１と、逆止弁付き円板３２２と、ゴム樹脂製のＯリング３１２と、圧電振動板３１３と、圧電振動板を押させている天板３１４とからなる。ポンプ筐体３３１の底面部には、第２冷却パネルの上側放熱板２４に形成された冷媒流出口２６および冷媒流入口２７にそれぞれ対向するようにポンプ底面流入口３３３およびポンプ底面流出口３３４が形成されている。

ポンプ底面流入口３３３およびポンプ底面流出口３３４は、それぞれ逆止弁付き円板３２２の吸込ポート３１５および吐出ポート３１６につながっている。吸込ポート３１５には、ポンプ室３１９から流路２１への逆流を防止する流入チェック弁３１７が、吐出ポート３１６には、流路２１からポンプ室３１９への逆流を防止する流出チェック弁３１８がそれぞれ設けられている。流入チェック弁３１７および流出チェック弁３１８は、金属の薄板リード弁で構成され、スポット溶接やネジ止めにより逆止弁付き円板３２２に接続されている。

図１６に示す循環ポンプ３の実装方法は、図１７（ａ）〜（ｂ）を参照すると、まず、第２冷却パネル上側放熱板２４と第２冷却パネル下側放熱板２３を金属の拡散接合、ロウ付け接合、レーザ溶接等の接合技術により一体化する。

次に、ポンプ筐体３３１の内部に、吸込ポート３１５、吐出ポート３１６、流入チェック弁３１７および流出チェック弁３１８が加工・接合されている逆止弁付き円板３２２をはめ込む。さらにＯリング３１２、その上部に圧電振動板３１３をのせ、さらにその上部から天板３１４でしっかりとＯリング３１２を圧縮密着させて液密を確保し、かつ圧電振動板３１３を周辺固定状態にし、循環ポンプ３を予め組み込んでおく。このとき、天板３１４は、上方からネジ止めでも構わないし、天板３１４の周囲にネジを構成し、締め付けることも可能である。

次に、図１７（ｃ）に示すように、ポンプ底面側にポンプ底面流入口３３３とポンプ底面流出口３３４とを分離するように設けた２つのＯリング溝３３５にそれぞれＯリング３３２をはめ込み、予め構成した循環ポンプ３と第２冷却パネル２とをネジ止めで締め付けることで実装する。

以上説明したように、循環ポンプ３の第３の構成例では、循環ポンプ３の性能劣化などの対処として、循環ポンプ３の取り替え等のメンテナンスを容易に行うことができ、また、コスト的にも安価になりうるという利点がある。なお、循環ポンプ３と第２冷却パネル２との接合は、上述の循環ポンプ３の第１および第２の構成例のような金属接合ほどではないものの、十分液密は保てる程度で接続される。

次に、第２冷却パネル２の上面側の第２冷却パネルの上側放熱板２４に取り付けられる貯液槽４の構成について図１８乃至図２０に基づいて詳細に説明する。
図１８は、図１に示す貯液槽の構成を示す斜視図であり、図１９は、図１８に示すＺ−Ｚ’断面図であり、図２０は、図１８に示す貯液槽の空気溜め機能を説明するための説明図である。

貯液槽４は、図６に示すように、中空の円盤状の平置き型貯液槽であり、循環ポンプ３の手前側（冷媒が循環ポンプ３に流入する手前側）の流路２１上に、上側放熱板２４上に固定されている。図１８および図１９を参照すると、貯液槽４の底面に設けられた分岐孔４３と第２冷却パネルの上側放熱板２４に形成された開口２５とが一致するように配置される。貯液槽４に通じる分岐孔４３は、流路２１より断面積を小さくし、音響インピーダンスを高める、これにより、貯液槽４を流入する冷媒の流量を極小にするように構成されており、流路２１における冷媒の流れを妨げない。

貯液槽４は、流路２１の上方側に分岐孔４３を設けて接続されているため、温度変化等の理由によって流路２１内に混出する気泡が第２冷却パネルの上側放熱板２４に形成された開口２５を通じて上方の貯液槽４内にトラップされる。トラップされた空気４５は分岐孔４３を通過して、貯液槽４に入る。この際に分岐孔４３の出口付近に止まると、続けてトラップされた空気４５が貯液槽４内に入ってこなくなる。このため、分岐孔４３の出口付近に空気が止まらないように突起４２が分岐孔４３の出口上方の貯液槽４の上蓋部に形成されており、突起４２により、分岐孔４３の出口から出てきた空気４５は周囲に分散される。なお、突起４２は、図１８および図１９に示すように、円錐形状であれば効果的に空気の停留を防止できる。突起４２を、下向きに凸で、凸部の面積が分岐孔の面積よりも小さい形状とすることで、空気４５の停留の防止を果たすことが可能である。

貯液槽４にトラップされた空気４５は、温度変化にともなう液体の膨張収縮による流路２１内の圧力変動の緩和を図る働きをし、冷却装置の耐久性向上に貢献する。一方、トラップされた空気４５が液路２１内に混入し、空気４５が循環ポンプ内に流入すると、循環ポンプ３の吐出圧力が低下し、循環ポンプ３の性能すなわち冷媒の流量が著しく低下してしまう恐れがある。そこで、貯液槽４の底面には、図１８および図１９に示すように、分岐孔４３の出口を頂点とする台形円錐状のテーパー部４１が形成されている。テーパー部４１により、冷却装置を上下逆さまにした場合にも、貯液槽４内にトラップした空気４５をできるだけ滞留させ続けることが可能となる。なお、貯液槽４内にトラップされた空気が液路に戻らないためには、分岐孔４３の出口が常に冷媒４４に浸されている必要がある。第１の実施形態では、図１９に示す、分岐孔４３の出口が位置するＡ−Ａ’境界面において、Ａ−Ａ’境界面の下側の貯液槽４の容積が、Ａ−Ａ’境界面の上側貯液槽４の容積より大きくなるように構成し、貯液槽４内には図１９（ｂ）に示すように、Ａ−Ａ’境界面より上方に冷媒４４液面がくるように冷媒４４を満たすようにした。

第１の実施形態の冷却装置の通常の利用状態は、貯液槽４は、図２０（ａ）に示す状態であり、空気４５は、冷媒４４よりも比重が軽いため、上方に滞留している。なお、このとき貯液槽４には、常に分岐孔４３の出口（テーパー部４１のテーパー頂点部）が液中となるように冷媒４４が満たされている。また、貯液槽４の容積は、冷媒４４の熱膨張量や冷却装置筐体の熱膨張、耐圧などを考慮して十分耐えられるだけの容積で設計される。

次に、冷却装置を斜めに傾けた場合には、貯液槽４は、図２０（ｂ）に示す状態になり、貯液槽４内の空気４５は、ある方向に偏って滞留する。この際にも、分岐孔４３の出口は液中から出ることはなく、貯液槽４内の空気４５が分岐孔４３に入り込むことはない。

次に、冷却装置をさらに傾け、上下逆さまにした場合には、貯液槽４は、図２０（ｃ）に示す状態になる。この状態でも、貯液槽４の底面には、テーパー部４１が形成され、図２０に示すＡ−Ａ’境界面下側の貯液槽４の容積の方が上側より大きく、冷媒４４がＡ−Ａ’境界面より上方にまで満たされている。従って、分岐孔４３の出口は常に冷媒４４に浸された状態となり、空気４５は、貯液槽４内に滞留されたままで分岐孔４３には入り込まない。

次に、冷却装置をさらに傾けた場合には、貯液槽４は、図２０（ｃ）に示す状態から図２０（ｄ）に示す状態に推移し、貯液槽４内の空気４５は、テーパー部４１のテーパー面を駆け上っていき、分岐孔４３の出口付近までくると、反対側の方に滞留される。このとき分岐孔４３の断面積が非常に小さいため、空気４５は分岐孔４３を飛び越えるように反対側に滞留されるしくみとなっている。

第１の実施形態の貯液槽４の有効性を検証するために、実際に、流路２１の一部に、φ２ｍｍの分岐孔４３と、直径５０ｍｍ、高さ７ｍｍの貯液槽４（テーパー部４１の高低差４ｍｍ）を設けた冷却装置を作製した。この冷却装置に、市販の高圧ポンプを接続して、圧力振幅を０から１ＭＰａ、周波数１０Ｈｚで電子機器の急峻な温度変化の想定による圧力耐久試験を行った。
その結果、貯液槽４を設けない場合には、２００ｋＰａ（２気圧）で瞬時に下部壁および液路板の剥離による液漏れが確認されたが、貯液槽４を設けた場合には、１ＭＰａ（１０気圧）、１５００００サイクルまで液漏れは確認されず、圧力変動に対する第１の実施形態の貯液槽４の耐久性能の向上が確認できた。

以上説明したように、第１の実施形態の貯液槽４は、２次元平面内に延びる流路２１に対して、その一部または全体に対して２次元平面的に配置できるという特徴があり、薄型化が可能である。なお、このような貯液槽４は、単数のみならず複数設けることで、大きな効果を発揮する。また、貯液槽４を脱着可能に構成すると、万が一、冷却装置内の冷媒の量が減少するようなことがあった場合に、冷媒の補充ができ、非常に有効である。

次に第１の実施形態の冷却装置の電子機器への組み込み例を図２１乃至図２５を参照して詳細に説明する。
図２１は、電子機器への第１の組み込み例を示す図であり、（ａ）は、斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すＺ−Ｚ’断面図である。図２２は、本発明に係る電子機器の冷却装置の実施形態の電子機器への第２の組み込み例を示す図であり、（ａ）は、斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すＺ−Ｚ’断面図である。図２３は、本発明に係る電子機器の冷却装置の実施形態の電子機器への第３の組み込み例を示す図であり、（ａ）は、斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すＺ−Ｚ’断面図である。図２４は、図１に示す第２冷却パネルの下面の風量の変化による冷却効果の実験例を示す図である。図２５は、図１に示す第２冷却パネルの下面の風量の変化と冷却効果との関係を示すグラフである。

第１の組み込み例は、図２１を参照すると、一般的に厚み３〜４ｃｍほどのノートパソコンの筐体８０の中には、ＤＶＤ−ＲＡＭ８１、ＦＤ−ＲＡＭ８２、ＨＤＤ８３、バッテリー８４、メモリーカード８５等の比較的大きく、厚みの異なる主要電子部品と、ＣＰＵ等の発熱部品７が実装されたマザーボード８６とが搭載されている。マザーボード８６の下側に第２冷却パネル２が搭載されている。なお、第１の組み込み例では、第２冷却パネル２にマイクロチャネル構造１２が形成されているものとし、マザーボード８６の上面に実装された発熱部品７とマイクロチャネル構造１２が形成されているエリアの第２冷却パネル２の上面とが接触する構成になっている。

第２の組み込み例は、第１の組み込み例よりも冷却効果が高い組み込み例である。図２２を参照すると、ＣＰＵ等の発熱部品７が実装されたマザーボード８６の上側に第１冷却パネル１が搭載されていると共に、マザーボード８６の下側に第２冷却パネル２が搭載される。マザーボード８６の上面に実装された発熱部品７とマイクロチャネル構造１２が形成されているエリアの第１冷却パネル１の下面とが接触する構成になっている。第２の組み込み例では、上述の説明のように第１冷却パネル１が開閉するため、第１冷却パネル１を開くことによって、マザーボード８６の上面に実装された発熱部品７の交換等のメンテナンスが容易に行える。

第３の組み込み例は、第２の組み込み例よりも冷却効果が高い組み込み例である。図２３を参照すると、ＣＰＵ等の発熱部品７が実装されたマザーボード８６の上側に第１冷却パネル１が搭載されていると共に、マザーボード８６の下側に第２冷却パネル２が搭載される。マザーボード８６の上面に実装された発熱部品７とマイクロチャネル構造１２が形成されているエリアの第１冷却パネル１の下面とが接触する構成になっており、第１冷却パネル１に空冷フィン１３が形成されている。また、第１冷却パネル１に形成された空冷フィン１３に空気の流れを形成するファン５と、第２冷却パネル２の下面に空気の流れを形成するファン５１とが設けられている。

第３の組み込み例において、第２冷却パネル２の下面に供給する風量と冷却効果との関係を検証するために、図２４に示すように、第２冷却パネル２の下面に空気の流れを形成するファン５１〜５５を配置して、ファン５１〜５５の数を変化させて熱抵抗を測定した。なお、第１冷却パネル１に形成された空冷フィン１３に空気の流れを形成するファン５は、常に駆動した状態で測定した。その結果、図２５に示すように、駆動するファン５１〜５５の数が多いほど、熱抵抗が小さくなり、冷却効果が向上することが検証された。

また、第２冷却パネル２の下面に空冷フィンを形成した例についても、同様にファン５１〜５５の数を変化させて熱抵抗を測定した。その結果、図２５に示すように、第２冷却パネル２の下部に空冷フィンを形成した場合と、空冷フィンがない場合とは、冷却効果にほとんど差異がなかった。

以上説明したように、第１の実施形態では、下側放熱板２３に形成された溝２３１を上側放熱板２４で覆うことによって流路２１が形成された第２冷却パネル２を電子機器の底部に搭載するように構成する。これにより、放熱面積を十分に確保することで冷却効率を向上させることができると共に、冷却装置を薄型化することができる。冷却装置を薄型化しても冷媒漏れを極力防止することができる。

さらに、第１の実施形態によれば、電子機器の底部に搭載された第２冷却パネル２の流路２１中に下側放熱板２３と上側放熱板２４との接合を補強する支柱を形成する。これにより、第２冷却パネル２の流路２１の幅を広くできると共に、下側放熱板２３および上側放熱板２４の板厚を薄くすることができるため、放熱面積を十分に確保することで冷却効率を向上させることができると共に、冷却装置を薄型化することができる。

さらに、第１の実施形態によれば、電子機器の底部に搭載のされた第２冷却パネル２の上面に循環ポンプ３を固定して設けることにより、冷媒が漏れを極力防止することができる。

さらに、第１の実施形態によれば、電子機器の底部に搭載のされた第２冷却パネル２の流路２１の上方側に分岐する分岐孔を設け、該分岐孔上部に貯液槽４を設置することにより、電子機器の内部の温度変化もしくは液路内の圧力変化によって生じた気泡を貯液槽４にトラップすることができる。このため、気泡の混入による循環ポンプ３からの流出量低下を防止することができる。

さらに、第１の実施形態によれば、電子機器の底部に搭載のされた第２冷却パネル２の流路２１の上方側に分岐する分岐孔を設け、該分岐孔上部に貯液槽４を設置することにより、電子機器内の温度変化に伴う流路内の圧力変動を貯液槽４内の空気４５によって緩和させることができ、流路内の圧力変動に起因して局所に発生する応力による破損を防止することができる。

さらに、第１の実施形態によれば、冷媒が循環する流路２１を構成する第２冷却パネルの下側放熱板２３および上側放熱板２４を熱伝導性の良い金属材料で構成し、第２冷却パネルの上側放熱板２４と循環ポンプ３とを金属接合によって接続するように構成する。これにより、循環ポンプ３が流路１１と一体化していると共に、流路１１の全てが金属材料で覆われているため、冷媒の蒸発や液漏れがないという効果を奏する。なお、循環ポンプ３をＯリング３３２を介して第２冷却パネルの上側放熱板２４に接続する構造（第３の構成例）では、循環ポンプ３が別物であるため、Ｏリング３３２の接続からの冷媒の蒸発や液漏れの可能性が若干残る。しかし、この場合には、メンテナンスを容易に行うことができる。

上記のように、本発明の電子機器の冷却装置の第１の実施形態では、第２冷却パネルの下側放熱板に形成された溝を第２冷却パネルの上側放熱板で覆うことによって流路が形成された第２冷却パネルを電子機器の底部に搭載する。この構成により、放熱面積を十分に確保することで冷却効率を向上させることができると共に、冷却装置を薄型化することができ、冷却装置を薄型化しても冷媒が漏れを極力防止することができる。

さらに、本発明の電子機器の冷却装置の第１の実施形態では、電子機器の底部に搭載された第２冷却パネルの流路中に下側放熱板と上側放熱板との接合を補強する支柱を形成する。この構成により、第２冷却パネル２の流路の幅を広くできると共に、第２冷却パネルの下側放熱板および上側放熱板の板厚を薄くすることができる。このため、放熱面積を十分に確保することで冷却効率を向上させることができると共に、冷却装置を薄型化することができる。

さらに、本発明の電子機器の冷却装置の第１の実施形態では、電子機器の底部に搭載された第２冷却パネルの上面に循環ポンプを固定して設けることにより、冷媒の漏れを極力防止することができる。

さらに、本発明の電子機器の冷却装置の第１の実施形態では、電子機器の底部に搭載された第２冷却パネルの流路の上方側に分岐する分岐孔を設け、該分岐孔上部に貯液槽を設置する。これにより、電子機器の内部の温度変化もしくは液路内の圧力変化によって生じた気泡を貯液槽にトラップすることができるため、気泡の混入による循環ポンプからの流出量低下を防止することができる。

さらに、本発明の電子機器の冷却装置の第１の実施形態では、電子機器の底部に搭載された第２冷却パネルの流路の上方側に分岐する分岐孔を設け、該分岐孔上部に貯液槽を設置する．これにより、電子機器内の温度変化に伴う流路内の圧力変動を貯液槽内の空気によって緩和させることができ、流路内の圧力変動に起因して局所に発生する応力による破損を防止することができる。

さらに、本発明の電子機器の冷却装置の第１の実施形態では、冷媒が循環する流路を構成する第２冷却パネルの下側放熱板および上側放熱板を熱伝導性の良い金属材料で構成し、第２冷却パネルの上側放熱板と循環ポンプとを金属接合によって接続するように構成する。これにより、循環ポンプが流路と一体化していると共に、流路の全てが金属材料で覆われているため、冷媒の蒸発や液漏れがないという効果を奏する。なお、循環ポンプをＯリングを介して第２冷却パネルの上側放熱板に接続する構造では、循環ポンプが別物であるため、メンテナンスを容易に行うことができるという効果があるが、Ｏリングの接続からの冷媒の蒸発や液漏れの可能性が有るという問題点が生じてしまう。

次に、本発明の電子機器の冷却装置の第２の実施形態について説明する。まず図２６を参照して、縦置き型貯液槽４１１の簡単な構成について説明する。同図の冷却装置では、冷却パネル（基体）２０は、一体構造を有し内部に流路（２１）を構成する溝２３１が形成される。また、２次元平面内に展開される流路２１の途中に、平置き型貯液槽４及び縦置き型貯液槽４１１が形成されており、本冷却装置は、例えば、図２６の上側が垂直方向の上方として、図２６の下側が垂直方向の下方として立てた状態で使用できる。縦置き型貯液槽４１１は、冷媒の温度変動に伴う膨張収縮に対し、流路内の圧力変動の緩和を図ることや、流路１１中の気泡をトラップする役割を果たす。

一方、図２６の形状を真上から見た状態で使用する場合、即ち本冷却装置が机上で平置きで使用される場合については、平置き型貯液槽４が、この縦置き型貯液槽４１１と同様の役割を果たすことになる。以上のことから、これら双方の貯液槽４，４１１を備えることにより、例えばノートＰＣなどの電子機器本体が机上で利用された場合でも、壁に掛けて利用された場合でも、流路２１内の冷媒の温度変動に伴う冷媒の膨張収縮による圧力変動の緩和を図る働きをし、かつ流路２１中の気泡をトラップすることにより、本冷却装置の耐久性向上に貢献することができる。

次に図２７を参照して、縦置き型貯液槽４１１の構成について具体的に説明する。図２７（ａ）〜（ｃ）は、図１に示す縦置き型貯液槽４１１を拡大したものであり、例えばノートＰＣなどの電子機器本体が縦置きの状態で利用される場合を示す。換言すると、利用者が正面から見た時の図として表したものである。

循環ポンプ３によって流路内１１を循環する冷媒４１５の中に含まれる、温度変動などにより生じた気泡４１３は、縦置き用貯液槽４１１近傍に差し掛かると、気泡４１３自体が液体よりも比重が軽いため、テーパー４１２部の壁面に沿って縦置き用貯液槽４１１に導かれる。次いで、貯液槽の上方に滞留した後、最終的には空気層４１４にトラップされる仕組みになっている。

また、縦置き型貯液槽４１１内に導かれた気泡４１３が、再び流路１１中に戻らないための構成として、縦置き型貯液槽４１１の入り口部分を台形状のテーパー４１２の付いた構造とし、縦置き型貯液槽４１１の内部を横方向に幅広く、あるいは縦長に広がるよう、少なくとも平置き型貯液槽４の内容積と同等もしくは、それよりも大きくしている。

以上の構成により、前述したように気泡４１３自体が液体より比重が軽いことを利用すれば、気泡４１３が縦置き型貯液槽４１１から流路１１の液中に戻ることは無い。この事実は、発明者らの実験により確認した。さらに、実施例によると、縦置き型貯液槽４１１を平置き型貯液槽４と同等の容積もしくはそれよりも大きな容積とすることや、縦置きにした時の貯液槽内の空気層４１４の量を最適化することにより、冷媒の温度変動に伴う膨張収縮による流路内の圧力変動の緩和が図れることが確認できた。

次に、縦置き型貯液槽４１１の形状について説明する。図２７（ａ）〜（ｃ）に示す貯液槽４１１は、それぞれ気泡４１３のトラップ機能や圧力緩和機能の役割を果たすものである。しかし、ＣＰＵなど発熱部品、循環ポンプ３、平置き型タンク４などの搭載位置が変わった場合は、流路１１の最適設計においては、様々な制約を受けることになる。実施例によれば、電子機器機内の例えばマザーボード上のＣＰＵなどの発熱部品や、ＨＤＤやＤＶＤなど大型の電子部品レイアウトに応じて、図２７（ａ）〜（ｃ）に示す縦置き型貯液槽４１１の形状を選択することで、本冷却装置の冷却性能向上や、薄型化などの実現にとって有効となる。

図２７（ａ）に示す縦置き型貯液槽４１１は、横長タイプであり、横方向に幅広く、縦方向に短い形状を成しており、例えば流路１１と上下で隣接する流路１１との間隔を最短にでき、かつ貯液槽としての機能も確保できる。また、図２７（ｂ）に示す縦置き型貯液槽４１１は、縦長タイプであり、（ａ）と異なり、左右に隣接する流路１１との間隔を最短に出来、上下の流路１１の間のスペースを使って、なるべく大きな容積を確保すことにより、さらなる圧力変動の緩和を可能とする。

図２７（ｃ）に示す縦置き型貯液槽４１１では、縦置き型貯液槽４１１の一部が流路１１と繋がっている。これによって、流路１１内を流れる冷媒の流量が増加した場合、図２７（ａ）及び（ｂ）の貯液槽に比べてより多くの気泡４１３を確実にトラップできる。この場合、貯液槽が液体で満たされることなく、常に一定量の空気層４１４の確保と確実な気泡４１３のトラップが可能となる。

第２の実施形態の縦置き型貯液槽の何れの構造においても、流路中で発生する気泡４１３のトラップが効果的に行われる。したがって、このような空気溜め機能をもつ縦置き型貯液槽４１１は、本冷却装置の液循環路に対して、２次元平面状に展開構成でき、熱伝導性の良好なアルミ、銅などの金属材料からなる第１冷却パネルの上側放熱板と下側放熱板の内部に流路と共に埋設できるため、冷却部用板の全体の厚みを２ｍｍ以下の厚さにすることが可能である。なお、このような縦置き型貯液槽４１１及び平置き型貯液槽４は、単数のみならず、同じタイプ又は異なるタイプを複数設けることで、絶大な効果を発揮することは明らかである。

図２８（ａ）は、本発明の第３の実施形態における第２冷却パネルを示す。この実施形態では、冷却装置は、唯一つの冷却パネル２を備え、圧電ポンプ３が冷却パネル２の上側放熱板に支持されている。冷却パネル２には、支柱２２が中央に形成された流路２１が形成されており、流路２１は蛇行している。流路２１の途中には、縦置き型貯液槽４１１が冷却パネル２内に形成され、また、略長円形状の平置き型貯液槽４が、上側放熱板状に配置される。

図２８（ｂ）は、本実施形態例の冷却装置の側面図である。冷却パネル２は、下側放熱板２３と上側放熱板２４とが接合されて形成される。冷却パネルの上側放熱板２４には、圧電ポンプ３及び平置き型貯液槽４が固定され、また、下側放熱板２３には、空冷フィン１３が取り付けられる。図示されていないが、流路２１には、マイクロチャネル構造が形成されていてもよく、その場合には、ガイド板が流路とマイクロチャネル構造との間に配置される。

図２８（ｃ）は、冷却パネルの流路の構造を示しており、この実施形態では、下側放熱板２３を成形して流路用の溝を形成している。流路２１の中央部には、支柱に代えて、補強構造２２Ａが形成される。

なお、本発明が上記各実施形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施形態は適宜変更され得ることは明らかである。例えば、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

Claims (19)

1. 少なくとも一方に溝（２３１）が形成された下側放熱板（２３）と上側放熱板（２４）とを有し、該下側放熱板（２３）と上側放熱板（２４）とが接合されて冷媒の流路（２１）が形成される冷却パネル（２）と、
   前記冷却パネル（２）に固定され、前記流路（２１）を通して前記冷媒を循環させて前記冷却パネル（２）に伝達される熱を拡散させる循環ポンプ（３）とを具備することを特徴とする電子機器の冷却装置。
2. 前記循環ポンプ（３）が圧電ポンプであることを特徴とする請求項１記載の電子機器の冷却装置。
3. 前記圧電ポンプ（３）は、圧電振動板（３１３）を収納するポンプ室（３１９）を区画するポンプ筐体（３２１）を備え、該ポンプ筐体（３２１）は、吐出ポート（３１６）及び吸込ポート（３１５）がそれぞれ前記流入口（２７）及び前記流出口（２６）と位置合わせされるように前記冷却パネル（２）に固定されることを特徴とする請求項２記載の電子機器の冷却装置。
4. 前記吐出ポート（３１６）及び前記吸込ポートのそれぞれに関連して逆止弁（３１７）が配設され、該逆止弁（３１７）は、前記ポンプ筐体（３１９）と着脱可能な部材（３２２）に固定されることを特徴とする請求項２記載の電子機器の冷却装置。
5. 前記圧電振動板（３１３）は、弾性を有する円板と、該弾性を有する円板を挟んで配設され、互いに逆方向に分極された一対の圧電セラミックス円板とを有するバイモルフ構造を有し、前記一対の圧電セラミックス円板のそれぞれは複数のセラミックス層からなる積層構造を有し、該積層構造中で相互に隣接する２つのセラミックス層は互いに逆方向に分極されていることを特徴とする請求項３記載の電子機器の冷却装置。
6. 前記圧電振動板（３１３）は、分極されていない第１の圧電セラミックスと、該第１の圧電セラミックスを挟んで配設され互いに逆方向に分極された一対の第２の圧電セラミックスと、該第２の圧電セラミックスの外側にそれぞれ配設され分極されていない一対の第３の圧電セラミックスとを有し、前記第２の圧電セラミックスのそれぞれは複数のセラミックス層からなる積層構造を有し、該積層構造中で相互に隣接する２つのセラミックス層は互いに逆方向に分極されており、前記第１〜第３の圧電セラミックスは焼結されて一体構造にされてことを特徴とする請求項３記載の電子機器の冷却装置。
7. 前記溝（２３１）には、前記下側放熱板（２３）と前記上側放熱板（２４）との接合を補強する補強（２２、２２Ａ）が形成されていることを特徴とする請求項１記載の電子機器の冷却装置。
8. 前記冷却パネル（２）の上側放熱板（２４）に固定され、前記流路（２１）に形成された分岐孔（４３、４１２）に連通する貯液槽（４，４１１）を更に有することを特徴とする請求項１記載の電子機器の冷却装置。
9. 前記貯液槽（４）の底面には、前記分岐孔（４３）の出口を頂点とする円錐台または角錐台形状のテーパー部（４１）が形成されていることを特徴とする請求項８記載の電子機器の冷却装置。
10. 前記テーパー部（４１）の頂点から下側の前記貯液槽（４）の容積が、前記テーパー部（４１）の頂点から上側の前記貯液槽（４）の容積より大きく、前記冷媒は、前記テーパー部（４１）の頂点より高い位置に前記冷媒の液面があるように前記貯液槽（４）に満たされていることを特徴とする請求項９記載の電子機器の冷却装置。
11. 前記貯液槽（４）の頂部には、前記分岐孔（４３）に対向する位置に、面積が前記分岐孔（４３９の断面積よりも小さい突起（４２）が形成されていることを特徴とする請求項９記載の電子機器の冷却装置。
12. 前記流路（２１）の一部が、前記溝（２３１）の幅よりも狭い幅を有する複数個の狭溝から成り前記溝の幅よりも広い幅を有するマイクロチャネル構造（１２）で置き換えられることを特徴とする請求項１記載の電子機器の冷却装置。
13. 前記流路（２１）と前記マイクロチャネル構造（１２）との間には、冷媒の流れを前記流路の幅から前記マイクロチャネル構造構造の幅に拡大するガイド板（１６１，１６２，１６３）が形成されていることを特徴とする請求項１１記載の電子機器の冷却装置。
14. 前記ガイド板は複数個のガイド板からなり、１つのガイド板（１６１）は、冷媒の流れの下流側に位置する他のガイド板（１６２，１６３）よりも長く、かつ、冷媒の流れ方向に対する角度が大きいことを特徴とする請求項１１記載の電子機器の冷却装置。
15. 前記流路（２１）は、金属によって覆われていることを特徴とする請求項１記載の電子機器の冷却装置。
16. 基体（２０）と、該基体（２０）中に埋設されて冷媒を通過させる流路（２１）と、前記基体（２０）の表面に配設された循環ポンプ（３）と、前記第１の流路と分岐孔を介して連通する貯液槽（４，４１１）とを備え、前記循環ポンプ（３）が前記流路（２１）を通して前記冷媒を循環させて前記基体（２０）に伝達される熱を拡散させることを特徴とする電子機器の冷却装置。
17. 前記貯液槽（４）が、前記基体（２０）の表面上に固定される平置き型貯液槽であることを特徴とする請求項１６に記載の電子機器の冷却装置。
18. 前記貯液槽（４１１）が、前記基体（２０）内に埋設される縦置き型貯液槽であることを特徴とする請求項１６に記載の電子機器の冷却装置。
19. 請求項１乃至請求項１８のいずれか一に記載の電子機器の冷却装置を搭載したことを特徴とする電子機器。

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