JP2004349626A - 冷却装置および冷却装置を搭載した電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、チューブ内を流れる液状冷媒を効率良く冷却できる冷却装置の提供を目的している。
【解決手段】冷却装置は、ファン（５０）、複数の放熱用のフィン（６７）およびＣＰＵ（１１）との熱交換により加熱された液状冷媒が循環するチューブ（５２）を備えている。ファンは、羽根車（５４）の外周部から互いに異なる方向に冷却用空気を吐き出す複数の吐出口（６２ａ，６２ｂ，６２ｃ）を有している。フィンはファンの吐出口に互いに間隔を存して配置されている。チューブは、フィンを貫通して配置され、これらフィンに熱的に接続されている。
【選択図】 図８

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チューブ内を流れる液状冷媒の熱を複数のフィンに伝えて放出する冷却装置およびこの冷却装置を搭載したポータブルコンピュータのような電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばポータブルコンピュータに用いられるＣＰＵは、処理速度の高速化や多機能化に伴い動作中の発熱量が増加している。この熱対策として、近年、空気よりも遥かに高い比熱を有する冷却液を用いてＣＰＵを冷却する、いわゆる液冷式の冷却システムが実用化されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１は、本体ユニットと表示ユニットを有するノート形のポータブルコンピュータに用いる液冷式の冷却システムを開示している。この冷却システムは、受熱部、放熱器、冷却液を循環させる循環経路および中間冷却器を備えている。受熱部は、本体ユニットに収容されてＣＰＵに熱的に接続されている。放熱器は、表示ユニットに収容されており、この表示ユニットの内部で表示装置と隣り合っている。循環経路は、受熱部と放熱器との間に跨って配管され、これら両者を接続している。
【０００４】
中間冷却器は循環経路に設置され、上記受熱部と放熱器との間に介在されている。この中間冷却器は、本体と電動ファンとを備えている。本体は、受熱部で加熱された冷却液が流れる第１の通路と、電動ファンから送られる冷却用空気が流れる第２の通路と、この第２の通路の底から突出する複数の放熱フィンとを有している。放熱フィンは、冷却用空気の流れ方向に沿って直線状に延びており、これら放熱フィンの間を冷却用空気が流れるようになっている。
【０００５】
このような冷却システムによると、冷却液は受熱部でＣＰＵの熱を吸収する。これにより加熱された冷却液は、先ず最初に循環経路を通じて中間冷却器に導かれ、この中間冷却器の第１の通路を流れる。この流れの過程で冷却液に吸収された熱の一部が本体に伝わる。本体は、冷却用空気が流れる第２の通路を有するので、この本体に伝えられたＣＰＵの熱は、冷却用空気の流れに乗じて持ち去られる。この結果、受熱部で加熱された冷却液は、放熱器に達する以前に冷却用空気との熱交換により強制的に冷やされる。
【０００６】
中間冷却器で冷やされた冷却液は、そのまま放熱器に送り込まれ、この放熱器を通過する過程でＣＰＵの熱を放出する。放熱器で冷やされた冷却液は、循環経路を通じて受熱部に戻り、再びＣＰＵの熱を吸収する。この冷却液の循環により、ＣＰＵの熱が放熱器に移され、この放熱器から表示ユニットの外部に放出される。
【０００７】
【特許文献１】
米国特許第６，５１０，０５２ Ｂ２号明細書
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記特許文献１に開示された中間冷却器によると、電動ファンは、冷却用空気を羽根車の回転中心に対し一方向にしか吐き出すことができない。このため、第２の通路の形状および冷却用空気が接する放熱フィンの数が制限されてしまい、冷却用空気と放熱フィンとの接触面積が不足気味となる。しかも、放熱フィンは、その一端の狭い範囲で第２の通路の底に接しているにすぎないので、第１の通路を流れる冷却液の熱が本体から放熱フィンに伝わり難くなる。
【０００９】
この結果、放熱フィンの表面温度を上昇させることができず、上記冷却用空気との接触面積が不足気味となることと合わせて、冷却液の放熱性能を高めることができなくなる。
【００１０】
本発明の目的は、チューブ内を流れる液状冷媒を効率良く冷却できる冷却装置を得ることにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、上記冷却装置を搭載することで発熱体の冷却性能を高めることができる電子機器を得ることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係る冷却装置は、
羽根車の外周部から互いに異なる方向に冷却用空気を吐き出す複数の吐出口を有するファンと、
上記ファンの吐出口に互いに間隔を存して並べられた複数の放熱用のフィンと、
上記フィンを貫通して配置され、上記フィンに熱的に接続されるとともに、発熱体との熱交換により加熱された液状冷媒が循環するチューブと、を具備したことを特徴としている。
【００１３】
この構成によれば、フィンの表面温度を高めると同時にフィンの放熱面積を大幅に増やすことができる。このため、チューブ内を流れる液状冷媒を効率良く冷却することができ、発熱体の冷却性能を高めることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図１ないし図１４に基づいて説明する。
【００１５】
図１ないし図７は、電子機器としてのポータブルコンピュータ１を開示している。ポータブルコンピュータ１は、本体ユニット２と表示ユニット３を備えている。本体ユニット２は、偏平な箱形の第１の筐体４を有している。第１の筐体４は、キーボード５を支持しているとともに、その上面の前半部がキーボード５を操作する際に手を置くパームレスト６となっている。
【００１６】
第１の筐体４の後端部に取り付け座７が形成されている。取り付け座７は、第１の筐体４の幅方向に延びているとともに、第１の筐体４の上面およびキーボード５よりも上方に張り出している。取り付け座７は、第１ないし第３の中空凸部８ａ，８ｂ，８ｃを有している。第１の中空凸部８ａは、取り付け座７の一端から上向きに突出している。第２の中空凸部８ｂは、取り付け座７の他端から上向きに突出している。第３の中空凸部８ｃは、取り付け座７の中央部から上向きに突出するとともに、第１の中空凸部８ａと第２の中空凸部８ｂとの間に位置している。
【００１７】
図６および図８に示すように、第１の筐体４は、プリント回路板１０およびハードディスク駆動装置のようなその他の部品を収容している。プリント回路板１０の上面に発熱体としてのＣＰＵ１１が実装されている。ＣＰＵ１１は、例えばＢＧＡ形の半導体パッケージにて構成され、第１の筐体４の後部に位置している。ＣＰＵ１１は、ベース基板１２と、このベース基板１２の中央部に実装されたＩＣチップ１３とを有している。ＩＣチップ１３は、処理速度の高速化や多機能化に伴って動作中の発熱量が非常に大きく、安定した動作を維持するために冷却を必要としている。
【００１８】
表示ユニット３は、本体ユニット２から分離するように独立した一つの構成要素となっている。この表示ユニット３は、表示装置としての液晶表示パネル１４と、液晶表示パネル１４を収容する第２の筐体１５とを備えている。液晶表示パネル１４は、画像を表示するスクリーン１４ａを有している。第２の筐体１５は、偏平な箱形であり、その前面に四角い開口部１６が形成されている。液晶表示パネル１４のスクリーン１４ａは、開口部１６を通じて第２の筐体１５の外部に露出している。
【００１９】
第２の筐体１５は、液晶表示パネル１４の背後に位置する背板１７を有している。背板１７に図８に示すような一対の中空凸部１７ａ，１７ｂが形成されている。中空凸部１７ａ，１７ｂは、第２の筐体１５の高さ方向の中間部よりも上方に位置している。これら中空凸部１７ａ，１７ｂは、第２の筐体１５の幅方向に互いに離れているとともに、第２の筐体１５の後方に向けて突出している。
【００２０】
図４ないし図８に示すように、表示ユニット３は、支持部材２０を介して本体ユニット２の取り付け座７に支持されている。支持部材２０は、第３の筐体２１を有している。第３の筐体２１は、天板２１ａ、底板２１ｂ、左右の側板２１ｃ，２１ｄおよび一対の端板２１ｅ，２１ｆを有する偏平な中空の箱状をなしている。天板２１ａと底板２１ｂは、第３の筐体２１の厚み方向に向かい合っている。側板２１ｃ、２１ｄおよび端板２１ｅ，２１ｆは、天板２１ａの縁部と底板２１ｂの縁部との間に跨っている。第３の筐体２１は、第１および第２の筐体４，１５よりも幅寸法が小さく形成されている。
【００２１】
第３の筐体２１の一端部に第１ないし第３の凹部２２ａ，２２ｂ，２２ｃが形成されている。第１および第２の凹部２２ａ，２２ｂは、上記取り付け座７の第１および第２の中空凸部８ａ，８ｂに対応するように、第３の筐体２１の幅方向に互いに離れている。第１および第２の中空凸部８ａ，８ｂは、第１および第２の凹部２２ａ，２２ｂの内側に入り込んでいる。第３の凹部２２ｃは、上記取り付け座７の第３の中空凸部８ｃに対応するように、第１および第２の凹部２２ａ，２２ｂの間に位置している。第３の中空凸部８ｃは、第３の凹部２２ｃの内側に入り込んでいる。
【００２２】
第３の筐体２１の一端部は、一対のヒンジ２３ａ，２３ｂを介して第１の筐体４の取り付け座７に連結されている。一方のヒンジ２３ａは、取り付け座７の第１の中空凸部８ａと第３の筐体２１との間に跨っている。他方のヒンジ２３ｂは、取り付け座７の第２の中空凸部８ｂと第３の筐体２１との間に跨っている。ヒンジ２３ａ，２３ｂは、第１の筐体４の幅方向に延びる水平な回動軸線Ｘ１を有している。これらヒンジ２３ａ，２３ｂの回動軸線Ｘ１は、互いに同軸上に位置している。このため、第３の筐体２１の一端部は、第１の筐体４の取り付け座７に対し回動軸線Ｘ１を中心に回動可能に連結されている。
【００２３】
第３の筐体２１の他端部に一対の凹部２５ａ，２５ｂが形成されている。凹部２５ａ，２５ｂは、第２の筐体１５の中空凸部１７ａ，１７ｂに対応するように、第３の筐体２１の幅方向に互いに離れている。中空凸部１７ａ，１７ｂは、凹部２５ａ，２５ｂの内側に入り込んでいる。
【００２４】
第３の筐体２１の他端部は、一対の他のヒンジ２６ａ，２６ｂを介して第２の筐体１５の背板１７に連結されている。一方のヒンジ２６ａは、第２の筐体１５の一方の中空凸部１７ａと第３の筐体２１との間に跨っている。他方のヒンジ２６ｂは、第２の筐体１５の他方の中空凸部１７ｂと第３の筐体２１との間に跨っている。ヒンジ２６ａ，２６ｂは、第２の筐体１５の幅方向に延びる水平な回動軸線Ｘ２を有している。これらヒンジ２６ａ，２６ｂの回動軸線Ｘ２は、互いに同軸上に位置している。このため、第３の筐体２１の他端部は、第２の筐体１５の背板１７に対し回動軸線Ｘ２を中心に回動可能に連結されている。
【００２５】
言い換えると、第３の筐体２１は、第２の筐体１５の背板１７に重なり合う位置と、この背板１７から遠ざかる位置との間で回動可能となっている。それとともに、第３の筐体２１は、ヒンジ２６ａ，２６ｂが有するブレーキ力により夫々の位置に保持されるようになっている。
【００２６】
このことから、表示ユニット３は、支持部材２０を介して本体ユニット２に回動可能に連結されているとともに、この支持部材２０とは独立して単独で回動可能となっている。詳しく述べると、表示ユニット３は、支持部材２０に重なり合った状態で第１の位置と第２の位置との間で回動可能となっている。図７は表示ユニット３が第１の位置に回動した状態を示し、図１および図２は表示ユニット３が第２の位置に回動した状態を示している。第１の位置では、表示ユニット３はキーボード５やパームレスト６を上方から覆うように本体ユニット２の上に横たわっている。第２の位置では、表示ユニット３はキーボード５、パームレスト６およびスクリーン１４ａを露出させるように本体ユニット２の後端部から起立している。
【００２７】
表示ユニット３を第１の位置と第２の位置との間の中間に回動させた状態において、表示ユニット３を上向きに回動させると、第２の筐体１５の背板１７が支持部材２０から遠ざかる。これにより、図３ないし図６に示すように表示ユニット３が第３の位置に移動する。第３の位置では、表示ユニット３は上記第２の位置よりも本体ユニット２の前方にずれた位置で起立している。そのため、支持部材２０の起立角度を変化させることで、本体ユニット２に対する表示ユニット３の位置を本体ユニット２の奥行き方向に沿って移動させることができる。よって、支持部材２０は、表示ユニット３が第２の位置および第３の位置にある限り、表示ユニット３の背後で起立している。特に表示ユニット３が第３の位置に移動した状態では、支持部材２０の第３の筐体２１は、第１の筐体４の後端部から前方に進むに従い上向きに傾斜している。
【００２８】
図４および図８に示すように、ポータブルコンピュータ１は、ＣＰＵ１１を冷却する液冷式の冷却装置３０を搭載している。冷却装置３０は、回転形ポンプ３１、放熱部３２および循環経路３３を備えている。
【００２９】
回転形ポンプ３１はＣＰＵ１１の熱を受ける受熱部を兼ねている。この回転形ポンプ３１は、第１の筐体４に収容されているとともに、プリント回路板１０の上面に設置されている。図１０に示すように、回転形ポンプ３１は、羽根車３４と、この羽根車３４を収容するポンプハウジング３５を備えている。羽根車３４は、例えばポータブルコンピュータ１の電源投入時あるいはＣＰＵ１１の温度が予め決められた値に達した時に、フラットモータ３６を介して駆動される。
【００３０】
ポンプハウジング３５は、ＣＰＵ１１よりも大きな偏平な箱形であり、例えばアルミニウム合金のような熱伝導性に優れた材料で作られている。ポンプハウジング３５は、底壁３７ａ、上壁３７ｂおよび四つの側壁３７ｃを有している。これら各壁３７ａ，３７ｂ，３７ｃは、ポンプハウジング３５の内部にポンプ室３８を構成している。羽根車３４はポンプ室３８に収容されている。
【００３１】
さらに、ポンプハウジング３５は、吸入口３９と吐出口４０を有している。吸入口３９および吐出口４０は、ポンプ室３８に開口するとともに、ポンプハウジング３５の一つの側壁３７ｃから第１の筐体４の後方に向けて突出している。
【００３２】
ポンプハウジング３５の底壁３７ａの下面は、平坦な受熱面４２となっている。受熱面４２は、ＣＰＵ１１を上方から覆うような大きさを有している。ポンプハウジング３５は、四つの脚部４３を有している。脚部４３は、ポンプハウジング３５の四つのコーナ部に位置し、受熱面４２よりも下方に張り出している。脚部４３は、夫々ねじ４４を介してプリント回路板１０の上面に固定されている。この固定により、ポンプハウジング３５がＣＰＵ１１に重なり合うとともに、このＣＰＵ１１のＩＣチップ１３が受熱面４２の中央部に熱的に接続されている。
【００３３】
放熱部３２は、上記支持部材２０の第３の筐体２１に収容されている。図８、図１１および図１２に示すように、放熱部３２は、電動ファン５０、第１ないし第３のフィン集合体５１ａ，５１ｂ，５１ｃおよびチューブ５２を備えている。
【００３４】
電動ファン５０は、ファンケース５３と、このファンケース５３に収容された遠心式の羽根車５４を有している。ファンケース５３は、例えばアルミニウム合金のような熱伝導性に優れた材料で作られている。ファンケース５３は、四角いケース本体５５とカバー５６とで構成されている。ケース本体５５は、その一側縁部から起立する側壁５８と、側壁５８とは反対側の縁部に位置する一対のボス部５９ａ，５９ｂとを有している。カバー５６は、側壁５８の先端およびボス部５９ａ，５９ｂの先端の間に跨って固定されている。
【００３５】
羽根車５４は、ケース本体５５に支持されているとともに、このケース本体５５とカバー５６との間に介在されている。羽根車５４は、例えばポータブルコンピュータ１の電源投入時あるいはＣＰＵ１１の温度が予め決められた値に達した時に、図示しないフラットモータによって駆動される。
【００３６】
ファンケース５３は、一対の吸込口６１ａ，６１ｂと、第１ないし第３の吐出口６２ａ，６２ｂ，６２ｃを有している。吸込口６１ａ，６１ｂは、カバー５６およびケース本体５５に形成され、羽根車５４を間に挟んで互いに向かい合っている。
【００３７】
図８に示すように、第１の吐出口６２ａは、ケース本体５５の側壁５８の一端と一方のボス部５９ａとの間に位置している。第２の吐出口６２ｂは、ボス部５９ａ，５９ｂの間に位置している。第３の吐出口６２ｃは、ケース本体５５の側壁５８の他端と他方のボス部５９ｂとの間に位置している。このため、第１の吐出口６２ａと第３の吐出口６２ｃは、羽根車５４を間に挟んで向かい合うとともに、第２の吐出口６２ｂは、羽根車５４を間に挟んで側壁５８と向かい合っている。
【００３８】
したがって、第１ないし第３の吐出口６２ａ，６２ｂ，６２ｃは、羽根車５４の外周部を三方向から取り囲むような位置関係を保って配置されている。言い換えると、ファンケース５３の第１ないし第３の吐出口６２ａ，６２ｂ，６２ｃは、羽根車５４の回転中心Ｏ１に対し三方向に向けて開口している。これにより、吐出口が一方向にのみ開口する従来との比較において、羽根車５４の回転中心Ｏ１に対する第１ないし第３の吐出口６２ａ，６２ｂ，６２ｃの開口範囲が広くなっている。
【００３９】
このような構成の電動ファン５０において、羽根車５４が回転すると、図１２に矢印で示すようにファンケース５３の外部の空気が吸込口６１ａ，６１ｂを介して羽根車５４の回転中心部に吸い込まれる。この吸い込まれた空気は、羽根車５４の外周部からファンケース５３内に放出されるとともに、第１ないし第３の吐出口６２ａ，６２ｂ，６２ｃを通じてファンケース５３の外部に吐き出される。したがって、本実施形態の電動ファン５０によれば、冷却用空気がファンケース５３の三方向に吐き出される。
【００４０】
図１３は、羽根車の回転中心に対する吐出口の開口範囲を変化させた時の吐出口から吐き出される冷却用空気の風量と圧力の関係を示している。この図１３において、線Ａは吐出口から吐き出される冷却用空気の圧力を示し、線Ｂは同じく吐出口から吐き出される冷却用空気の風量を示している。吐出口から吐き出される冷却用空気の圧力は、吐出口の開口範囲とは無関係に一定に保たれているのに対し、吐出口から吐き出される冷却用空気の風量は、吐出口の開口範囲が広がるにつれて増大している。
【００４１】
このことから、本実施形態の電動ファン５０においても、ファンケース５３に三方向に開口する第１ないし第３の吐出口６２ａ，６２ｂ，６２ｃを形成することでで、これら吐出口６２ａ，６２ｂ，６２ｃから吐き出される冷却用空気の圧力を維持しつつ、この冷却用空気の風量を増大させることができる。本発明者の実験によれば、羽根車５４の回転中心Ｏ１に対する第１ないし第３の吐出口６２ａ，６２ｂ，６２ｃの開口範囲を１９０°以上とすることにより、吐出口６２ａ，６２ｂ，６２ｃから吐き出される冷却用空気の風量および圧力が共に充分なものとなることが確認されている。
【００４２】
電動ファン５０のファンケース５３は、第３の筐体２１の底板２１ｂの内面にねじを介して固定されている。第３の筐体２１の天板２１ａおよび底板２１ｂは、夫々吸気口６３ａ，６３ｂを有している。吸気口６３ａ，６３ｂは、ファンケース５３の吸込口６１ａ，６１ｂよりも大きな開口形状を有するとともに、これら吸込口６１ａ，６１ｂと向かい合っている。吸気口６３ａ，６３ｂは、例えばクリップ等の異物の侵入を防止するため、メッシュ状のガード６４で覆われている。
【００４３】
図８に示すように、ファンケース５３の第１の吐出口６２ａおよび第３の吐出口６２ｃは、第３の筐体２１の左右の側板２１ｃ，２１ｄと向かい合うとともに、第２の吐出口６２ｂは第３の筐体２１の端板２１ｅと向かい合っている。第３の筐体２１の側板２１ｃ，２１ｄは、複数の排気口６５を有している。排気口６５は、互いに間隔を存して一列に並んでおり、上記表示ユニット３の背後に位置している。
【００４４】
第１ないし第３のフィン集合体５１ａ，５１ｂ，５１ｃは、夫々ファンケース５３の第１ないし第３の吐出口６２ａ，６２ｂ，６２ｃに配置され、これら吐出口６２ａ，６２ｂ，６２ｃを覆っている。第１ないし第３のフィン集合体５１ａ，５１ｂ，５１ｃは、夫々複数の平板状の放熱フィン６７を有している。
【００４５】
放熱フィン６７は、例えばアルミニウム合金のような熱伝導性に優れた金属材料で作られている。放熱フィン６７は、互いに間隔を存して平行に配置されているとともに、ファンケース５３の第１ないし第３の吐出口６２ａ，６２ｂ，６２ｃの開口縁部に固定されている。各放熱フィン６７は、夫々平坦な放熱面６７ａを有している。隣り合う放熱フィン６７の放熱面６７ａは互いに向かい合っており、これら放熱面６７ａの間に隙間を形成している。
【００４６】
第１ないし第３のフィン集合体５１ａ，５１ｂ，５１ｃは、電動ファン５０の羽根車５４を三方向から取り囲むように配置されている。これにより、電動ファン５０の第１ないし第３の吐出口６２ａ，６２ｂ，６２ｃから吐き出される冷却用空気は、第１ないし第３のフィン集合体５１ａ，５１ｂ，５１ｃの放熱フィン６７の間の隙間を通り抜ける。
【００４７】
上記放熱部３２のチューブ５２は、例えばアルミニウム合金のような熱伝導性に優れた金属材料で作られている。図８および図１１に示すように、チューブ５２は、第１ないし第３のフィン集合体５１ａ，５１ｂ，５１ｃの放熱フィン６７の中央部を貫通するとともに、これら放熱フィン６７に熱的に接続されている。チューブ５２は、放熱フィン６７と直交する方向に延びており、隣り合う放熱フィン６７の放熱面６７ａの間に跨っている。このことから、チューブ５２は、電動ファン５０の第１ないし第３の吐出口６２ａ，６２ｂ，６２ｃを横切るとともに、羽根車５４を取り囲むようにファンケース５３の周囲に配管されている。
【００４８】
さらに、チューブ５２は、冷媒入口６８と冷媒出口６９を有している。冷媒入口６８および冷媒出口６９は、第３の筐体２１と第１の筐体４との連結部分の付近に位置している。
【００４９】
図８および図１１に示すように、冷却装置３０の循環経路３３は、第１の接続管７１ａと第２の接続管７１ｂとを有している。第１の接続管７１ａは、回転形ポンプ３１の吐出口４０と放熱部３２の冷媒入口６８との間を接続している。第１の接続管７１ａは、回転形ポンプ３１から第１の筐体４の第３の中空凸部８ｃに導かれた後、この中空凸部８ｃの一端と第３の筐体２１との連結部分を通して放熱部３２の冷媒入口６８に導かれている。
【００５０】
第２の接続管７１ｂは、回転形ポンプ３１の吸入口３９と放熱部３２の冷媒出口６９との間を接続している。第２の接続管７１ｂは、回転形ポンプ３１から第１の筐体４の第３の中空凸部８ｃに導かれた後、この中空凸部８ｃの他端と第３の筐体２１との連結部分を通して放熱部３２の冷媒出口６９に導かれている。
【００５１】
第１および第２の接続管７１ａ，７１ｂは、夫々可撓性を有するゴム又は合成樹脂製のチューブで作られている。これにより、第３の筐体２１の回動に伴って回転形ポンプ３１と放熱部３２との位置関係が変動した場合でも、第１および第２の接続管７１ａ，７１ｂが変形して循環経路３３の捩じれを吸収するようになっている。
【００５２】
回転形ポンプ３１のポンプ室３８、放熱部３２のチューブ５２および循環経路３３に液状冷媒としての冷却液が充填されている。冷却液としては、例えば水にエチレングリコール溶液および必要に応じて腐蝕防止剤を配合した不凍液が用いられている。冷却液は、回転形ポンプ３１のポンプ室３８を流れる過程でＩＣチップ１３の熱を吸収する。
【００５３】
図８および図１１に示すように、放熱部３２のチューブ５２は、第１のチューブ７３ａと第２のチューブ７３ｂを有している。第１のチューブ７３ａは、冷媒入口６８を有するとともに、上記第１のフィン集合体５１ａの放熱フィン６７および第２のフィン集合体５１ｂの放熱フィン６７を貫通するようにＬ形に折れ曲がっている。この第１のチューブ７３ａは、冷媒入口６８とは反対側の端部に出口７４を有している。第２のチューブ７３ｂは、上記冷媒出口６９を有するとともに、上記第３のフィン集合体５１ｃの放熱フィン６７を貫通するように一直線状に延びている。この第２のチューブ７３ｂは、冷媒出口６９とは反対側の端部に入口７５を有している。
【００５４】
第１のチューブ７３ａと第２のチューブ７３ｂとの間に冷却液を蓄えるリザーブタンク８０が設置されている。リザーブタンク８０は、第３の筐体２１に収容されているとともに、放熱部３２の第２のフィン集合体５１ｂと第３の筐体２１の端板２１ｆとの間に位置している。リザーブタンク８０は、第３の筐体２１の幅方向に延びる四角い偏平な箱状であり、第３の筐体２１の底板２１ｂ又は放熱部３２に固定されている。
【００５５】
第１のチューブ７３ａの出口側の端部および第２のチューブ７３ｂの入口側の端部は、夫々リザーブタンク８０の内部に導入されている。第１のチューブ７３ａの出口７４および第２のチューブ７３ｂの入口７５は、リザーブタンク８０の内部に開口しており、この第２のチューブ７３ｂの入口７５にリザーブタンク８０に蓄えられた冷却液が流れ込むようになっている。
【００５６】
第２のチューブ７３ｂの入口７５は、リザーブタンク８０の中央部に位置している。本実施形態の場合、リザーブタンク８０が四角い箱状をなしているので、第２のチューブ７３ｂの入口７５は、図１４に示すようにリザーブタンク８０の四つの角を結ぶ二本の対角線Ｇ１，Ｇ２の交点Ｐの付近に位置している。したがって、入口７５は、リザーブタンク８０に蓄えられた冷却液の液面Ｌよりも下方に位置し、常に冷却液中に漬かった状態に保たれている。
【００５７】
図８に示すように、第２の筐体１５に収容された液晶表示パネル１４は、ケーブル８３を介して第１の筐体４の内部のプリント回路板１０に電気的に接続されている。ケーブル８３は、液晶表示パネル１４から第２の筐体１５の中空凸部１７ａと第３の筐体２１の凹部２５ａとの連結部分を通して第３の筐体２１の内部に導かれている。さらに、このケーブル８３は、第３の筐体２１の内部において放熱部３２の第１のフィン集合体５１ａと側板２１ｃとの間を通過するとともに、第３の筐体２１の第１の凹部２２ａと第１の筐体４の第１の中空凸部８ａとの連結部分を通して第１の筐体４の内部に導かれている。
【００５８】
このような構成において、ＣＰＵ１１のＩＣチップ１３は、ポータブルコンピュータ１の使用中に発熱する。ＩＣチップ１３は、ポンプハウジング３５の受熱面４２に熱的に接続されているので、このＩＣチップ１３の熱がポンプハウジング３５に伝わる。ポンプハウジング３５のポンプ室３８は冷却液で満たされており、この冷却液がポンプハウジング３５に伝わるＩＣチップ１３の熱の多くを吸収する。
【００５９】
回転形ポンプ３１の羽根車３４が回転すると、ポンプ室３８内の冷却液が吐出口４０から第１の接続管７１ａを介して放熱部３２に送り出され、このポンプ室３８と放熱部３２との間で冷却液が強制的に循環される。
【００６０】
詳しく述べると、ポンプ室３８での熱交換により加熱された冷却液は、第１の接続管７１ａを介して放熱部３２の第１のチューブ７３ａに送り込まれ、この第１のチューブ７３ａを流れる。さらに、加熱された冷却液は、第１のチューブ７３ａの出口７４からリザーブタンク８０の内部に吐き出される。これにより、第１のチューブ７３ａを流れる冷却液中に気泡が含まれていた場合に、この気泡がリザーブタンク８０内で冷却液中から分離除去される。
【００６１】
第２のチューブ７３ｂの入口７４は、リザーブタンク８０に蓄えられた冷却液中に漬かっているので、このリザーブタンク８０内の冷却液を吸い込む。この冷却液は、第２のチューブ７３ｂから第２の接続管７１ｂに流れ込む。
【００６２】
冷却液が流れる第１および第２のチューブ７３ａ，７３ｂは、第１ないし第３のフィン集合体５１ａ，５１ｂ，５１ｃの放熱フィン６７を貫通するとともに、これら放熱フィン６７に熱的に接続されている。このため、冷却液に吸収されたＩＣチップ１３の熱は、第１および第２のチューブ７３ａ，７３ｂを流れる過程で放熱フィン６７に伝達される。
【００６３】
第１ないし第３のフィン集合体５１ａ，５１ｂ，５１ｃは、電動ファン５０の三つの吐出口６２ａ，６２ｂ，６２ｃに配置されているとともに、羽根車５４を三方向から取り囲んでいる。このため、羽根車５４が回転すると、吐出口６２ａ，６２ｂ，６２ｃから吐き出された冷却用空気が放熱フィン６７の間を通過するとともに、第１および第２のチューブ７３ａ，７３ｂに吹き付けられる。この結果、放熱フィン６７および第１および第２のチューブ７３ａ，７３ｂに伝えられたＩＣチップ１３の熱が空気の流れに乗じて持ち去られる。
【００６４】
放熱部３２での熱交換により冷やされた冷却液は、第２の接続管７１ｂを介して回転形ポンプ３１のポンプ室３８に戻る。この冷却液は、ポンプ室３８で再びＩＣチップ１３の熱を吸収した後、放熱部３２に送り出される。この結果、ＩＣチップ１３の熱が循環する冷却液を介して順次放熱部３２に移送されるとともに、この放熱部３２からポータブルコンピュータ１の外部に放出される。
【００６５】
このようなポータブルコンピュータ１によれば、電動ファン５０は、三方向に冷却用空気を吐き出す第１ないし第３の吐出口６２ａ，６２ｂ，６２ｃを有し、これら吐出口６２ａ，６２ｂ，６２ｃに夫々冷却液の熱を受ける放熱フィン６７が配置されている。そのため、複数の放熱フィン６７を電動ファン５０の羽根車５４を取り囲むように、その周方向に沿う広い範囲に亘って配置することができ、放熱フィン６７の数を大幅に増やすことができる。
【００６６】
この結果、放熱フィン６７の表面積、ひいては放熱フィン６７と冷却用空気との接触面積が飛躍的に増大し、冷却用空気との熱交換を効率良く行なうことができる。
【００６７】
しかも、上記構成によると、加熱された冷却液が流れるチューブ５２は、放熱フィン６７の中央部を貫通しているので、各放熱フィン６７に対しチューブ５２の全周から冷却液の熱が伝わる。このため、チューブ５２内を流れる冷却液の熱が放熱フィン６７に効率良く伝わり、放熱フィン６７の表面温度を上昇させることができる。
【００６８】
よって、放熱フィン６７の表面積が増えることと相まって、チューブ５２内を流れる冷却液を効率良く冷却することができ、ＣＰＵ１１の冷却性能を高めることができる。
【００６９】
本発明は上記実施の形態に特定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施できる。例えば上記実施の形態では、ファンケースに一対の吸気口を形成したが、この吸気口を一つとしても良い。それとともに、冷却用空気の吐き出し方向も三方向に限らず、四方向あるいはそれ以上としても良い。
【００７０】
さらに、上記実施の形態では、放熱部を支持部材の第３の筐体に収容したが、第１の筐体の後端部に第２の筐体を回動可能に連結した電子機器では、第１の筐体又は第２の筐体のいずれか一方に放熱部を収容するようにしても良い。
【００７１】
【発明の効果】
以上詳述した本発明によれば、フィンの表面温度を高めると同時にフィンの放熱面積を大幅に増やすことができ、チューブ内を流れる液状冷媒を効率良く冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】表示ユニットを第２の位置に回動させた状態を示すポータブルコンピュータの斜視図。
【図２】表示ユニットを第２の位置に回動させた時の表示ユニットと支持部材との位置関係を示すポータブルコンピュータの斜視図。
【図３】表示ユニットを第３の位置に移動させた状態を示すポータブルコンピュータの斜視図。
【図４】表示ユニットを第３の位置に移送させた時の表示ユニットと支持部材との位置関係を示すポータブルコンピュータの斜視図。
【図５】表示ユニットを第３の位置に移動させた時の表示ユニットと支持部材との位置関係を示すポータブルコンピュータの斜視図。
【図６】表示ユニットを第３の位置に移動させた時の表示ユニットと支持部材との位置関係を示すポータブルコンピュータの側面図。
【図７】表示ユニットを第１の位置に回動させた状態を示すポータブルコンピュータの斜視図。
【図８】本体ユニットに収容された受熱部と、支持部材に収容された放熱部と、これら受熱部と放熱部との間で液状冷媒を循環させる循環経路との位置関係を示すポータブルコンピュータの断面図。
【図９】受熱部を兼ねる回転形ポンプの平面図。
【図１０】回転形ポンプとＣＰＵとの位置関係を示す断面図。
【図１１】冷却装置の平面図。
【図１２】第３の筐体の内部に放熱部を収容した状態を示す断面図。
【図１３】羽根車の回転中心に対する吐出口の開口範囲を変化させた時の吐出口から吐き出される冷却用空気の風量と圧力の関係を示す特性図。
【図１４】リザーブタンクの中央部分と第２の管の入口との位置関係を示す断面図。
【符号の説明】
４…第１の筐体、１１…発熱体（ＣＰＵ）、１５…第２の筐体、２１…第３の筐体、３１…受熱部、３２…放熱部、３３…循環経路、５０…ファン（電動ファン）、５１ａ，５１ｂ，５１ｃ…第１ないし第３のフィン集合体、５２…チューブ、５４…羽根車、６２ａ，６２ｂ，６２ｃ…第１ないし第３の吐出口、６７…フィン。

Claims (10)

1. 羽根車の外周部から互いに異なる方向に冷却用空気を吐き出す複数の吐出口を有するファンと、
   上記ファンの吐出口に互いに間隔を存して配置された複数の放熱用のフィンと、
   上記フィンを貫通して配置され、上記フィンに熱的に接続されるとともに、発熱体との熱交換により加熱された液状冷媒が循環するチューブと、を具備したことを特徴とする冷却装置。
2. 請求項１の記載において、上記フィンは、互いに平行に配置されているとともに、上記チューブと交差する方向に延びる放熱面を有することを特徴とする冷却装置。
3. 請求項２の記載において、上記チューブは、上記隣り合うフィンの放熱面の間に跨っていることを特徴とする冷却装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかの記載において、上記チューブは、上記ファンの吐出口を横切るとともに、上記羽根車を取り囲むように上記ファンの周囲に配置されていることを特徴とする冷却装置。
5. 請求項１ないし請求項３のいずれかの記載において、上記ファンの吐出口は、上記羽根車の回転中心に対し互いに異なる方向に開口することを特徴とする冷却装置。
6. 羽根車の外周部から互いに異なる方向に冷却用空気を吐き出す複数の吐出口を有するファンと、
   上記ファンの吐出口に配置され、互いに間隔を存して並べられた複数の放熱用のフィンを有する複数のフィン集合体と、
   上記フィン集合体を上記フィンの並び方向に沿って貫通し、上記フィンに熱的に接続されるとともに、発熱体との熱交換により加熱された液状冷媒が循環するチューブと、を具備したことを特徴とする冷却装置。
7. 発熱体に熱的に接続された受熱部と、
   上記発熱体の熱を放出する放熱部と、
   上記受熱部と上記放熱部との間で液状冷媒を循環させ、上記受熱部で加熱された上記液状冷媒を上記放熱部に導く循環経路と、を具備し、
   上記放熱部は、
   羽根車の外周部から互いに異なる方向に冷却用空気を吐き出す複数の吐出口を有するファンと、
   上記ファンの吐出口に互いに間隔を存して配置された複数の放熱用のフィンと、
   上記フィンを貫通して配置され、上記フィンに熱的に接続されるとともに、上記受熱部で加熱された液状冷媒が流れるチューブと、を具備したことを特徴とする冷却装置。
8. 請求項１、請求項６および請求項７のいずれかの記載において、上記ファンは、上記羽根車を収容するとともに上記吐出口が形成されたファンケースを有し、上記フィンは、上記吐出口を覆うように上記ファンケースに固定されていることを特徴とする冷却装置。
9. 排気口を有する筐体と、
   上記筐体に収容され、羽根車の外周部から互いに異なる方向に冷却用空気を吐き出す複数の吐出口を有するファンと、
   上記ファンの吐出口に互いに間隔を存して配置された複数のフィンと、
   上記フィンを貫通して配置され、上記フィンに熱的に接続されるとともに、発熱体との熱交換により加熱された液状冷媒が循環するチューブと、を具備したことを特徴とする電子機器。
10. 発熱体を内蔵する第１の筐体と、
    上記第１の筐体から分離された第２の筐体と、
    上記第２の筐体を上記第１の筐体に支持する第３の筐体と、
    上記第１の筐体に収容され、上記発熱体に熱的に接続された受熱部と、
    上記第３の筐体に収容され、羽根車の外周部から互いに異なる方向に冷却用空気を吐き出す複数の吐出口を有するファンと、
    上記ファンの吐出口に互いに間隔を存して配置された複数の放熱用のフィンと、
    上記フィンを貫通して配置され、上記フィンに熱的に接続されるとともに、上記受熱部で加熱された液状冷媒が循環するチューブと、を具備したことを特徴とする電子機器。

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