WO2000052401A1

WO2000052401A1 - Cooling device of electronic device

Info

Publication number: WO2000052401A1
Application number: PCT/JP1999/000940
Authority: WO
Inventors: Yasuharu Uomori; Masanori Takahashi; Satoshi Ito
Original assignee: Nippon Thermostat Co., Ltd.
Priority date: 1999-02-26
Filing date: 1999-02-26
Publication date: 2000-09-08
Also published as: AU2641799A; TW404160B; JP4132680B2; US6832646B1

Description

明細書 - 電子機器の冷却装置技術分野

本発明は電子機器の冷却装置に関し、例えばノー卜型パソコン等の薄型の電子機器の C P U等を冷却するのに適した電子機器の冷却装置に関する。背景技術

電子機器には発熱部品が搭載されているため、その発熱部品からの熱が他の電子部品に悪影響を与えないように、従来から発熱部品の熱を電子機器の外部に放熱することが行われている。従来の電子機器では、例えば、発熱部品の上面に放熱フィンを設け、放熱フィンを介して自然放冷を行っていた。

しかしながら、発熱部品の上面に放熱フィンを設け、放熱フィンを介して自然放冷を行う形式の冷却装置は、発熱部品の上面に放熱フィンが設けられるため、高さが高くなり、ノー卜型パソコンのような薄型の電子機器の冷却装置としては適したものではなかった。

そのため、近年のノー卜型パソコン等の薄型電子機器では、発熱部品からの熱を筐体やキーボードにヒ— トパイプを用いて伝熱させ、外部に放熱させることが行われている。この種の冷却装置にあっては、外部に放熱させる際、放熱効果を高めるため小型ファンによる強制空冷などが行われて L、る。

しかしながら、ヒートパイプを用いた前記冷却装置にあっては、薄型化の要求を満足するものの、ヒートパイプを用いているために放熱効果に限界があり、高性能化する C P U等の発熱量の大きい電子部品が搭載された電子機器の冷却装置としては適したものではなかった。

そして、かかる問題を解決した、放熱効果を高めた電子機器の冷却装置として

、放熱体の内部に冷却液を循環させて強制冷却する冷却装置が特開平 7 - 1 4 2 8 8 6号公報に提案されている。この従来の電子機器の冷却装置について、第 7 図に基づいて説明する。第 7図に示すように、電子機器のケース本体である金属製の筐体 a内に、収容 ' される配線基板 bの表面に半導体素子等の発熱体 cが設けられている。この発熱体 cの冷却装置は、発熱体 cの上面に設けられる受熱ヘッダ dと、ケースの蓋である金属製の筐体 gに固着される放熱へッダ eと、受熱へッダ dの内部と放熱へッダ eの内部とを連通する 2本のフレキシブルチューブ f とにより構成されている。

また、前記受熱ヘッダ dの内部には、液が折り返して流れる液流路が形成され、液流路の両端はそれぞれ 2本のフレキシブルチュ一ブ f を介して放熱へッダ e 内に接続されている。前記放熱ヘッダ eの内部には、液が折り返して流れる液流路と、液流路内の冷却液を循環駆動するピストンと、リンク機構を介してピストンを駆動するモータが設けられている。

このようにして構成された電子機器の冷却装置にあっては、発熱体 cから発生した熱は受熱へッダ dに熱伝導され、受熱へッダ dが受けた熱は内部を流れる冷却液に伝達される。

そして、冷却液に伝達された熱の大部分は、放熱へッダ e内の液流路の内壁を通して放熱へッダ eに伝達されるが、残された一部分の熱は冷却さないまま冷却液の温度を高めることになる。

放熱へッダ eに伝達された熱は主として金属製の筐体 gを経由して大気に発散される力大気放出されない熱があると放熱へッダ eの温度が高くなる。

ところで、前記電子機器の冷却装置には、次に述べるような技術的課題が残されていた。

( 1 ) C P Uの高速化 ·高機能化とそれに伴うモジュール化やマルチメディア関連の新ュニッ卜の搭載によって消費電力が急激に増加し、電子機器に含まれる発熱体の発熱量が大きくなり、冷却液に伝達された熱を放熱へッダで+分に放熱することができないという技術的課題があった。また、冷却液の循環をピストンで行っているため、冷却液の循環が不連続になり、効率よく放熱することができなかった。

( 2 ) また、受熱ヘッダと放熱ヘッダとの間をフレキシブルチューブで接続しているために、フレキシブルチューブの破損によって冷却液が漏れ、電子機器自体を破損する虞があった。しかも、前記冷却装置は受熱へッダと放熱へッダのそれ ^_ ぞれを所定の位置に取り付けた後、フレキシブルチューブを回路基板上に配置しなければならず、取付け工数がかかるという技術的課題があった。

( 3 ) 更に、冷却装置を構成する各構成部位が筐体内に分散配置されているため、ノート型パソコン等の省スペース化を図ることができず、ノート型パソコン等の小型化、薄型化を阻害していた。

以上のように、ノート型パソコン等の小型化、薄型化された電子機器に要求される、小型、薄型であること、効率よく、十分な放熱効果を有すること、電子機器に用いても安全であることを満足する電子機器の冷却装置は、未だ提供されていない。発明の開示

本発明は、かかる技術的課題を解決するためになされたものであり、従来よりも小型、薄型で、且つ、効率よく、十分な冷却効果を得ることができ、破損の虞のない電子機器の冷却装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するためになされた本発明の電子機器の冷却装置は、請求の範囲第 1項に示すように、電子機器に搭載された発熱体を冷却する電子機器の冷却装置であって、偏平形状に形成され、その一面に前記電子機器に接触する受熱面を有し、内部に液流路が設けられた吸熱器と、偏平形状に形成されたハウジング内にインペラを回転可能に設けられたポンプ部と、該ポンプ部と前記吸熱器の液流路とを接続する金属パイプとにより構成された液冷機構と、該金属パイプの外面に設けられた放熱フィンと、該放熱フィンおよび前記ハウジングを冷却するフアンとにより構成された強制空冷機構とを備え、該液冷機構と強制空冷機構とを一体化構造としたことを特徴としている。

この構成により、吸熱器は偏平形状であるため受熱面が大きく、電子機器の発熱は、大きな受熱面を経由して液流路内の冷却液に伝達され、電子機器が許容温度範囲に保持される。一方、熱交換により温度上昇した冷却液は、強制空冷機構により強制冷却されるので、電子機器を長時間使用しても、冷却装置は大きな冷却効果を持続する。冷却効果が大きいほど冷却装置の小型化が可能になる。また、ポンプ部と前記吸熱器の液流路との接続を金属パイプで行なつているため、破損によって冷却液が漏れ、電子機器自体を破損する虞がない。しかも、金属パイプでポンプ部と吸熱器とを接続し、全体として一体化、定型化しているため、従来のように、フレキシブルチューブを回路基板上に配置する必要もなく、容易に取付けを行うことができる。またポンプは連続的に動作可能であり、冷却液を連続的に効率よく、冷却することができる。

ここで、前記液冷機構を構成するインペラの回転軸の軸線と前記強制空冷機構を構成するファンの回転軸の軸線が同一直線状に位置するように、ィンペラ及びファンが配置されていることが望ましい。このように、インペラの回転軸の軸線と前記強制空冷機構を構成するファンの回転軸の軸線が同一直線状に位置するように、インペラ及びファンが配置されているため、ホンプ部に隣接して強制空冷機構を設けることができ、冷却効率を向上させることができる。

また前記ファンおよびィンペラが一体となって回転することが望ましく、具体的には、前記ファンに、モータ基板の磁界の変動を受けて回転するファン回転用磁石とィンペラ駆動用磁石を設け、前記ィンペラに、該ィンペラ駆動用磁石の磁力を受ける受動用磁石を設けることにより、前記ファンおよびィンペラとを一体的に回転させるように構成する。また、前記ファンに、モータ基板の磁界の変動を受けて回転するファン回転用磁石を設け、前記インペラに、該ファン回転用磁石の磁力を受ける受動用磁石を設けることにより、前記ファンおよびィンペラを一体的に回転させるように構成してもよい。

このように構成することにより、ファンの駆動機構およびインペラの駆動機構の構造が簡単になり、強制空冷機構およびボンプ部の小型化することができる。特に、前記ファンに、モータ基板の磁界の変動を受けて回転するファン回転用磁石を設け、前記インペラに、該ファン回転用磁石の磁力を受ける受動用磁石を設けた場合には、フアンの駆動機構およびィンペラの駆動機構の構造が前記した場合より、更に簡単にすることができる。

また、前記モータ基板は、表面にコイルを形成した板状の絶縁基板であり、前記ファンは、中央部に回転軸を有する薄板材の外周部に複数の羽根を屈曲加工した薄板形状であり、前記モータ基板、ファンおよび前記偏平形状のポンプ部が積層状態に配列されることが望ましい。 ^_ この構成により、ポンプ部と強制空冷機構とがコンパク卜に集約される利点がある。

また、前記ポンプ部と吸熱器の液流路とを接続する金属パイプは、前記ポンプ部と吸熱器との間で少なくとも 1回屈曲して折返され、前記折返された金属パイプ間に、放熱フィンが設けられていることが望ましい。

このように、前記折返された金属パイプ間に放熱フィンが設けられているため、前記放熱フィンをしつかりと金属パイプ間に固定できると共に、金属パイプとの接触面積を大きくすることができ、金属パイプの冷却効率を向上させることができる。

更に、前記放熱フィン及び前記放熱フィンが設けられた金属パイブ部分は、ポンプ部を構成するハウジングが設けられた取付け板に、接して取り付けられることが望ましい。このように放熱フィン及び前記放熱フィンが設けられた金属パイプ部分が取付け板に接して取りつけられているため、熱が取付け板に伝達され、該取付け板によっても冷却をなすことができる。

また、前記取付け板の放熱フィンが位置する少なくとも一部に、空気が通過可能な孔が形成されている場合には、放熱フィンを空気が通過し、該放熱フィンを直接強制冷却するため、冷却効率を向上させることができる。

なお、前記吸熱器は、高熱伝導性材料であるアルミニウムから構成され、金属パイプは銅によって構成されるのが、伝熱性の観点及び腐食防止等の観点から好ましい。図面の簡単な説明第 1図は、本発明にかかる実施形態を示した電子機器の冷却装置の底面図である。

第 2図は、第 1図の Z— Z断面図である。

第 3図は、第 2図のファンおよびポンプの駆動機構部分を示した断面図である第 4図は、第 1図に示した実施形態の要部を示した分解斜視図である。

第 5図は、第 1図に示した実施形態の要部（金属パイァとその関連部品）を示した分解斜視図である。

第 6図は、ファンおよびポンプの駆動機構の第 2実施例を示す断面図である。第 7図は、電子機器の冷却装置の従来例を示す斜視図である。発明を実施するための最良の形態

本発明の実施の形態の具体例を図面を参照して説明する。なお、第 1図乃至第 6図は本発明に係る電子機器の冷却装置であり、第 1図は底面図、第 2図は第 1 図の Z— Z断面図、第 3図はファンおよびポンプの駆動機構を説明する断面図、第 4図は電子機器の冷却装置の要部を説明する分解斜視図、第 5図は金属パイブとその関連部品を下から見た斜視図、第 6図はファンおよびポンプの駆動機構の第 2実施例を示す断面図である。

本発明にかかる電子機器の冷却装置は、第 2図に示すように、電子機器内の発熱体 Aの発生熱を吸収する液冷機構 Bを、強制空冷機構 Cによって強制的に冷却するものである。そして、前記液冷機構 B及び強制空冷機構 Cは、組立後にあつては第 2図に示すように一体化するように構成されている。

前記液冷機構 Bは、第 1図、第 2図に示すように、電子機器の発熱体 Aの上面と接触する吸熱器 1と、吸熱器 1と後述する金属パイブ 2 0、 2 1を介して接続されるポンプ部 3とにより構成されて Lヽる。

また前記吸熱器 1は、第 2図、第 4図に示すように、アルミニウム等の高熱伝導性材料より偏平形状に形成され、その一方の面が、電子機器の発熱体 A上面に載置される受熱面 1 aとなり、受熱面 1 aの反対面には、複数回折り返して屈曲する液流路 4が刻設され、液流路 4はガスケッ卜 5を介して基体 Dにより密閉される。なお、第 4図において基体 Dは省略して図示されている。基体 Dは耐熱性に優れた合成樹脂材等によって構成されている。

また、前記液流路 4の両端は、受熱面 1 aの端部から斜めに突出する連結腕 6 を貫通する供給用孔 7と戻り用孔 8に連通している。

前記液流路 4、金属パイプ 2 0、 2 1、ポンプ部 3内を流れる冷却液は、比熱の大きな液体であることが好ましく、例えば水を挙げることができる。 ^_ また、前記ポンプ部 3には、第 2図に示すように、耐熱性に優れた合成樹脂材等より偏平形状に形成されたハウジング 9の内部に、ハウジング 9の下面に開口するポンプ室 1 0が設けられ、前記ハウジング 9の下面には、開口周縁部に当接するガスケット 1 1と開口を閉鎖する蓋 1 2が取り付けられている。

そして前記蓋 1 2およびガスケット 1 1を貫通するねじ 1 3 ⁽'第 1図参照）力ハウジング 9の下面に設けられたねじ孔（図示しない）に螺合することによって、ハウジング 9の下面に蓋 1 2、ガスケット 1 1が取付られ、ポンプ室 1 0が密閉される。なお、蓋 1 2、ガスケット 1 1は、耐熱性に優れた合成樹脂材等により構成されている。

また、前記蓋 1 2の内面のほぼ中央に突出するボスにシャフ卜 1 4が植設されると共に、ハウジング 9の内面であってシャフト 1 4に相対する位置に突起 1 5 が設けられている（第 2図参照）。

そして、このポンプ室 1 0の内部には、シャフト 1 4に回動可能に支承され、上面が突起 1 5に点接触するィンペラ 1 6が設けられている。前記ィンペラ 1 6 は、第 1図に示すように、円形の薄板の表面に法線方向に延びる複数の（この実施形態では 4枚の）羽根 1 6 aが設けられている。

また、ポンプ室 1 0には、第 1図に示すようにポンプ室 1 0からの冷却液が吐出する吐出孔 1 7と、ポンプ室 1 0に冷却液が流入する吸入孔 1 9が設けられている。なお、ポンプ室 1 0の内壁面には、凹部 1 8が吸入孔 1 9近傍からインべラ 1 6の中心部分まで形成され、吸入孔 1 9からの冷却液がインペラ 1 6の中心部分に到達可能に構成されている。

従って、インペラ 1 6が回転すると、ポンプ室 1 0内の冷却液が吐出孔 1 7から後述する供給側金属パイプ 2 0に流出すると共に、戻り側金属パイプ 2 1より吸入孔 1 9を経由して冷却液がインペラの中心部分まで流入する、いわゆる遠心ポンプが構成される。

この遠心ポンプは、構造が簡単であるのみならず、インペラ 1 6を薄型に形成することができるために、ハウジング 9を薄型、小型の偏平形状に構成できる特徵がある。次に、第 5図に基づいて前記供給側金属パイプ 2 0および戻り側金属パイプ 2 " 1について説明すると、供給側金属パイプ 2 0および戻り側金属パイプ 2 1は、高熱伝導性材料である、例えば、銅パイプをハウジング 9の外面を約半円周して折り返す形状に形成したものであり、取付け板 2 3に接して取り付けられる。また前記供給側金属パイプ 2 0の一端 2 0 aは吐出孔 1 7に嵌着され、他端 2 0 bは吸熱器 1の供給用孔 7に嵌着される。一方、戻り側金属パイプ 2 1の一端 2 1 aは吸入孔 1 9に嵌着され、他端 2 1 bは吸熱器 1の戻り用孔 8に嵌着される。

更に、前記供給側金属パイプ 2 0および戻り側金属パイプ 2 1のそれぞれのハ。イブの間には、高熱伝導性材である銅の薄板帯状片を波形状に屈曲した放熱フィン 3 7が固着されていて、パイブ 2 0 、 2 1内を流通する冷却水の水温を放熱する。

前記取付け板 2 3は、ハウジング 9の上面より外方に突出する支持脚 2 2に延設される。なお、取付け板 2 3とハウジング 9とは一体に成形され、一体物として構成されている。即ち、ハウジング 9、支持脚 2 2、取付け板 2 3は、耐熱性に優れた合成樹脂材等 (こよって一体に形成されている。

この取付け板 2 3は、基体 D (第 2図参照）にポンプ部 3を取り付ける機能と、後述するフアン 2 5を収納する機能があり、輪郭が四角形状の板形状であり、中央部には筐体内の空気をファン 2 5へ導くための円弧状の孔 2 4が設けられるまた、前記円弧状の孔 2 4に沿って、凹部 2 3 aが形成され、この凹部 2 3 a 上に供給側金属パイプ 2 0および戻り側金属パイプ 2 1が取り付けられる。なお、前記凹部 2 3 aの表面に金属パイプ 2 0 、 2 1及び放熱フイン 3 7の一部が接するようにこれらが取りつけられる。

このように、供給側金属パイプ 2 0および戻り側金属パイプ 2 1が直接取付け板 2 3に取りつけられるため、熱を取付け板 2 3側に伝えることができ、取付け板 2 3も冷却手段として機能する。

また、取付け板 2 3の上面には、第 4図に示すようにファン 2 5の回転を案内する高さの低い環状突起 2 6が設けられる。このファン 2 5は、輪郭が円形の薄板材ょり加工形成され、中央に回転軸 2 7 ― が設けられ、外周部には、外周部に複数のスリッ卜を設け、スリッ卜の間に形成される舌片に捩じれ角を設けた排気用羽根 2 8が形成される。またファン 2 5の上面には、ファン 2 5に回転力を伝達するためのファン回転用磁石 2 9が固着される。このファン回転用磁石 2 9は、環状に形成され、回転軸 2 7と排気用羽根 2 8の間に配置されている。

また、第 2図に示すように、基体 Dの内面に突設された筒状の軸受部 3 0の内面には、前記フアン 2 5の回転軸 2 7を支承する 2個のベアリング 3 1を装着し、ベアリング 3 1の装着位置は止め輪 3 2で固定されている。なお、前記回転軸 2 7とィンペラの回転軸 1 4の軸線が同一直線上に位置するように、ファン 2 5 及びインペラ 1 6が配置される。

また、基体 Dの軸受部 3 0の外周面に、第 4図に示すように、ファン 2 5の回転駆動源であるモータ基板 3 3が配置され、モータ基板 3 3の孔 3 4を貫通するねじが、基体 Dの内面に設けられたねじ孔に螺合して、モータ基板 3 3が基体 D の内面に固着される。

前記モータ基板 3 3は、板状の絶縁基板の下面に 2個のコイル 3 5が固着され、コイル 3 5にリ一ド線 3 6が接続されている。

このリ一ド線 3 6に交流が供給されてコイル 3 5の磁界が変化すると、ファン回転用磁石 2 9によりファン 2 5が回転し、孔 2 4から筐体内の空気が取り入れられ（第 2図参照）、その空気は排気用羽根 2 8によって、電子機器の筐体 4 0 の排気口に接した空気排出口 2 3 から、前記筐体 4 0の外部へ排出される、いわゆる排気が行われる。

前記したように筐体内の空気が取付け板 2 3の円弧状孔 2 4を通過して、筐体外部に排出されることにより、前記ポンプ部 3、供給側金属パイプ 2 0および戻り側金属パイプ 2 1、供給側金属パイプ 2 0および戻り側金属パイプ 2 1 に設けられた放熱フイン 3 7を空冷する。

このように、ファン 2 5による排気により、放熱フィン 3 7を介して供給側金属パイプ 2 0および戻り側金属パイプ 2 1を空冷すると共に、ポンプ部 3のハウジング 9を空冷する強制空冷機構 Cが構成される。第 3図はィンペラ 1 6の回転駆動機構を示す断面図であり、ィンペラ 1 6の受— 動用磁石 3 9カ^ ファン 2 5の上面に設けられているフマン回転用磁石 2 9の磁力を直接に受けるようにしたものである。

この構成では、モータ基板 3 3のコイル 3 5の磁界の変動を受けてファン 2 5 が回転すると、ファン 2 5上のファン回転用磁石 2 9も回転する。

そして、前記ファン回転用磁石 2 9の磁力を直接受けたィンペラ 1 6の受動用磁石 3 9は、ファン回転用磁石 2 9の運動に従って回転する。この受動用磁石 3 9はィンペラ 1 6に固定されているため、受動用磁石 3 9が回転することによつて、ィンペラ 1 6は回転する。

このように、ファン 2 5の回転にしたがって、ィンペラ 1 6も突起 1 5を軸心として回転し、ポンプ部 1 3が動作する。

なお、ポンプ部 3のインペラ 1 6を回転する回転駆動機構を第 6図に示すように、ファン 2 5の下面にィンペラ駆動用磁石 3 8を固着し、ィンペラ 1 6の上面に、ィンペラ駆動用磁石 3 8の磁力を受ける受動用磁石 3 9を埋設したものであつてもよい。

この構成により、モータ基板 3 3のコイル 3 5の磁界の変動を受けてファン 2 5が回転すると、ファン 2 5のィンペラ駆動用磁石 3 8の磁力を受ける受動用磁石 3 9を有するインペラ 1 6力前記した場合と同様、ファン 2 5と一体となつて回転する。

以上のように、ファン 2 5にィンペラ駆動用磁石 3 8を設け、ィンペラ 1 6に受動用磁石 3 9を設けるだけの簡単な構造で、インペラ 1 6の回転駆動機構を構成することができる。

また、第 3図に示したインペラ 1 6を回転する回転駆動機構は、インペラ駆動用磁石 3 8を省略したため、ファン回転用磁石 2 9を磁石の使用が 2個で済み、第 6図に示したインペラ 1 6を回転する回転駆動機構より、構造が更に簡単になる。

また、第 3図及び第 6図に示したィンペラ 1 6を回転させる回転駆動機構のいずれの場合にも、板状の絶縁基板から成るモータ基板 3 3、薄板材より加工形成されたファン 2 5、偏平形状のポンプ部 3が積層状態に配列されるため、液冷機構 Bのポンプ部 3と強制空冷機構 Cとがコンパク卜に集約され、小型，薄型にす ' ることができる。

また、ボンプ部 3の外側を取り巻く放熱フイン 3 7、金属パイプ 2 0、 2 1の少なくとも一部が孔 2 4を臨んで設けられているため、筐体内の空気の排出（空気の流れ）を直接に受けることができ、空冷効果が高まる利点がある。

次に、以上のように構成された電子機器の冷却装置の動作、作用について説明する。

第 2図に示すように、電子機器の内部には半導体素子などの発熱体 Aがあり、発熱体 Aの上面には液冷機構 Bの吸熱器 1を広い面積で接触させる。このとき、発熱体 Aから発生する熱は吸熱器 1に伝達される。

またモータ基板 3 3のコイル 3 5に交流が通電されると、ファン 2 5が回転し、ポンプ部 3のィンペラ 1 6がファン 2 5と一体となって回転する。

前記インペラ 1 6の回転により、ポンプ部 3から送給される冷却液が、供給側金属パイプ 2 0を通過して吸熱器 1内の液流路 4 (第 4図参照）を通過し、受熱して温度上昇しつつある吸熱器 1を冷却すると共に、冷却液は吸収した熱量だけ温度が上昇し、戻り側金属パイプ 2 1を経由してポンプ部 3に連続的に戻される従来の冷却装置では、冷却液が吸収した熱は、ポンプ部 3、金属パイプ 2 0、 2 1および吸熱器 1の表面から大気に自然放熱していたが、一部の熱は冷却液に蓄積され、冷却液の温度を上昇させていたので、液冷効果が次第に低下する問題があったが、本発明では次に述べるように強制空冷機構 Cによつて冷却液の温度上昇を阻止している。

即ち、強制空冷機構 Cは、前記したように金属パイプ 2 0、 2 1に固着した放熱フィン 3 7とファン 2 5によって構成され、前記ファン 2 5によって、電子機器筐体内部の空気が孔 2 4を通過して、筐体外部に排出される。

このとき、該空気はポンプ部 3の外面と、金属パイプ 2 0、 2 1および放熱フイン 3 7を空冷しながら、排出される。

前記放熱フィン 3 7は、薄い帯状の板を屈曲加工したものであり、極めて大きな伝熱面積を有するため冷却効果が大きく、放熱フィン 3 7を固着している金属ペイプ 2 0、 2 1はほぼ大気温度の保持され、内部を通過する冷却液を強制的に― 冷却する。

ポンプ部 3は、ファン 2 5による筐体内の空気の強制排気によって、その外面が強制冷却され、ポンプ室 1 0 (第 2図参照）内の冷却液の熱を奪うが、冷却効果は放熱フイン 3 7ほど大きくはない。

以上のような強制空冷機構 Cにより、電子機器の発熱体 Aからの発熱が長時間続いても、冷却液が常に強制空冷されて冷却効果を保持するので、電子機器の冷却装置の冷却効率は極めて高く、しかも、長時間にわたって冷却効率は低下しない。また、ポンプは連続的に駆動されるため、冷却液を連続的に流通させることができるため、効率的な放熱効果を得ることができる。

なお、上記実施形態にあっては、電子機器筐体 4 0内の空気を排気することにより、放熱フィン等を冷却するように構成したが、ファン 2 5により電子機器筐体 4 0外部の空気を取り入れ、放熱フィン等を冷却するように構成しても良い。また、ハウジング 9、取付け板 2 3等を耐熱性に優れた合成樹脂材によって構成した場合には、冷却装置の軽量化を図ることができ、電子機器の軽量化に寄与することができる。

本発明は以上述べたように構成されているので、従来よりも、小型、薄型で、且つ、効率よく、十分な冷却効果を得ることができ、破損の虞のない電子機器の冷却装置を得ることができる。

Claims

請求の範囲 ―

1 . 電子機器に搭載された発熱体を冷却する電子機器の冷却装置であって、偏平形状に形成され、その一面に前記電子機器に接触する受熱面を有し、内部に液流路が設けられた吸熱器と、偏平形状に形成されたハウジング内にィンペラを回転可能に設けられたポンプ部と、該ポンプ部と前記吸熱器の液流路とを接続する金属パイプとにより構成された液冷機構と、

該金属パイプの外面に設けられた放熱フィンと、該放熱フィンおよび前記ハウジングを冷却するファンとにより構成された強制空冷機構とを備え、

該液冷機構と強制空冷機構とを一体化構造としたことを特徴とする電子機器の冷却装置。

2 . 前記液冷機構を構成するィンペラの回転軸の軸線と前記強制空冷機構を構成するフアンの回転軸の軸線が同一直線状に位置するように、インペラ及びファンが配置されていることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載された電子機器の冷却装置。

3 . 前記ファンおよびィンペラが一体となって回転することを特徴とする請求の範囲第 1項または第 2項に記載された電子機器の冷却装置。

4 . 前記ファンに、モータ基板の磁界の変動を受けて回転するファン回転用磁石とィンペラ駆動用磁石を設け、前記ィンペラに、該ィンペラ駆動用磁石の磁力を受ける受動用磁石を設けることにより、前記ファンおよびィンペラが一体となつて回転することを特徴とする請求の範囲第 3項に記載された電子機器の冷却装

5 . 前記ファンに、モータ基板の磁界の変動を受けて回転するファン回転用磁石を設け、前記インペラに、該ファン回転用磁石の磁力を受ける受動用磁石を設けることにより、前記ファンおよびィンペラが一体となって回転することを特徴とする請求の範囲第 3項に記載された電子機器の冷却装置。

6 . 前記モータ基板は、表面にコイルを形成した板状の絶縁基板であり、前記ファンは、中央部に回転軸を有する薄板材の外周部に複数の羽根を屈曲加工した薄板形状であり、前記モータ基板、ファンおよび前記偏平形状のポンプ部が積層状態に配列されることを特徴とする請求の範囲第 4項または第 5項に記載された — 電子機器の冷却装置。

7 . 前記ポンプ部と吸熱器の液流路とを接続する金属パイプは、前記ポンプ部と吸熱器との間で少なくとも 1回屈曲して折返され、前記折返された金属パイプ間に、放熱フィンが設けられていることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載された電子機器の冷却装置。

8 . 前記放熱フィン及び前記放熱フィンが設けられた金属パイプ部分は、ボンプ部を構成するハウジングが設けられた取付け板に、接して取り付けられることを特徴とする請求の範囲第 7項に記載された電子機器の冷却装置。

9 . 前記取付け板の放熱フィンが位置する少なくとも一部に、空気が通過可能な孔が形成されていることを特徴とする請求の範囲第 8項に記載された電子機器の冷却装置。

1 0 . 前記吸熱器は高熱伝導性材料であるアルミニウムによって構成され、金属パイプは銅によって構成されていることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載された電子機器の冷却装置。

4 補正書の請求の範囲

[ 1 9 9 9年 7月 2 6日（2 6 . 0 7 . 9 9 ) 国際事務局受理：出願当初の請求の範囲 1は補正された；他の請求の範囲は変更なし。（2頁）]

1 . (補正後）電子機器に搭載された発熱体を、冷却液を循環させて強制的に冷却する電子機器の冷却装置であって、

基体と、

前記基体に偏平形状に形成され、その一面に前記発熱体に接触する受熱面を有し、内部に液流路が設けられた吸熱器と、前記基体に偏平形状に形成されたハウジング内にインペラが回転可能に設けられた、前記冷却液を循環させるポンプ部と、該ポンプ部と前記吸熱器の液流路とに接続された、前記冷却液が流れる金属パイプと、により構成された液冷機構と、

該金属パイプの外面に設けられた放熱フィンと、該放熱フィンおよび前記ハウジングを冷却するファンと、により構成された強制空冷機構とを備え、

該液冷機構のポンプ部と強制空冷機構のファンとを、上下の位置関係をもって前記基体に形成することにより、該液冷機構と強制空冷機構とを一体化構造としたことを特徴とする電子機器の冷却装置。

2 . 前記液冷機構を構成するィンペラの回転軸の軸線と前記強制空冷機構を構成するファンの回転軸の軸線が同一直線状に位置するように、インペラ及びファンが配置されていることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載された電子機器の冷却装置。

3 . 前記ファンおよびィンペラが一体となって回転することを特徵とする請求の範囲第 1項または第 2項に記載された電子機器の冷却装置。

4 . 前記ファンに、モータ基板の磁界の変動を受けて回転するファン回転用磁石とインペラ駆動用磁石を設け、前記インペラに、該インペラ駆動用磁石の磁力を受ける受動用磁石を設けることにより、前記ファンおよびィンペラが一体となつて回転することを特徴とする請求の範囲第 3項に記載された電子機器の冷却装置。

5. 前記ファンに、モータ基板の磁界の変動を受けて回転するファン回転用磁石を設け、前記インペラに、該ファン回転用磁石の磁力を受ける受動用磁石を設けることにより、前記ファンおよびィンペラが一体となって回転することを特徵

15

補正された用紙（条約第 19条）とする請求の範囲第 3項に記載された電子機器の冷却装置。

6. 前記モータ基板は、表面にコイルを形成した板状の絶縁基板であり、前記フマンは、中央部に回転軸を有する薄板材の外周部に複数の羽根を屈曲加工した薄板形状であり、前記モータ基板、ファン.および前記偏平形状のポンプ部が積層状態に配列されることを特徴とする請求の範囲第 4項または第 5項に記載された電子機器の冷却装置。

7. 前記ポンプ部と吸熱器の液流路とを接続する金属パイプは、前記ポンプ部と吸熱器との間で少なくとも 1回屈曲して折返され、前記折返された金属パイプ間に、放熱フィンが設けられていることを特徵とする請求の範囲第 1項に記載された電子機器の冷却装置。

8. 前記放熱フィン及び前記放熱フィンが設けられた金属パイプ部分は、ボンプ部を構成するハウジングが設けられた取付け板に、接して取り付けられることを特徴とする請求の範囲第 7項に記載された電子機器の冷却装置。

9. 前記取付け板の放熱フィンが位置する少なくとも一部に、空気が通過可能な孔が形成されていることを特徵とする請求の範囲第 8項に記載された電子機器の冷却装置。

1 0. 前記吸熱器は高熱伝導性材料であるアルミニウムによって構成され、金属パイプは銅によって構成されていることを特徵とする請求の範囲第 1項に記載された電子機器の冷却装置。

16 補正された用紙（条約第 19条）条約 1 9条（1) に基づく説明書請求の範囲第 1項は、発熱体に接触する受熱面を有する吸熱器と、吸熱器、ポンプ部、金属パイプとからなる液冷機構と、放熱フィン、ファンとらなる強制空冷機構が基体に形成されていること、及び該液冷機構のポンプ部と強制空冷機構のファンとが、上下の位置関係をもつて前記基体に形成されていることを明確にした。

引用例である J P 6— 1 04585, Aには、ポンプ、冷媒タンクが上下に並ベて収容されている冷却装置が示されている。

引用例である J P 1 0— 2 1 3370, Aには、熱伝熱板、ポンプ、冷却ファンが別個に形成され、しかも別々に並べて配置された冷却装置が示されている。引用例である J P 63— 1 24599, Aには、コールドプレート単体が示されている。

引用例である J P 8— 2 1 0747, Aには素子の熱を受け取るプレート、放熱するプレート、ロータが別個に形成され、しかも別々に並べて配置された冷却装置が示されている。

本発明は、吸熱器、吸熱器を含む液冷機構、強制空冷機構が基体に形成されているため、冷却装置全体として一体化、定型化することができ、電子機器に対して容易に取りつけることができるものである。更に、本発明は、液冷機構のボンプ部と強制空冷機構のファンとが、上下の位置関係をもって前記基体に形成されているため、ポンプ部の外面（ハウジング）が強制冷却され、ポンプ部内部の冷却液の熱を奪う冷却効果を得ることかできるものである。