JP2006229142A - 冷却装置および冷却装置を有する電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、液状冷媒を短時間のうちに効率良く循環経路に充填できる冷却装置を得ることにある。
【解決手段】冷却装置(14)は、液状冷媒が流れる循環経路(17)と、循環経路に沿って液状冷媒を循環させるポンプ(15)とを備えている。ポンプは、液状冷媒が流入するポンプ室(31)を有するポンプケーシング(18)と、ポンプケーシングのポンプ室に収容され、液状冷媒をポンプ室から循環経路に押し出す羽根車(35)とを有している。ポンプケーシングに注入口(50)が形成されている。注入口は、ポンプ室に液状冷媒を注入するためのものであり、注入時を除き閉塞部材(55)で塞がれている。
【選択図】 図１１

Description

本発明は、例えばＣＰＵのような発熱体を液状冷媒を用いて冷却する液冷式の冷却装置、および上記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。

ＣＰＵは、例えばポータブルコンピュータのような電子機器に組み込まれている。ＣＰＵが動作する際に発する熱は、処理速度の高速化や多機能化に伴い増加している。ＣＰＵの温度が高くなり過ぎると、ＣＰＵの効率的な動作が失われたり、動作不能に陥るといった問題が生じてくる。

ＣＰＵの放熱性能を高めるため、近年、いわゆる液冷式の冷却装置が実用化されている。この冷却装置では、空気よりも遥かに高い比熱を有する液状冷媒を用いてＣＰＵを冷却している。

従来の冷却装置は、ＣＰＵに熱的に接続された受熱部と、ＣＰＵ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を接続する循環経路と、この循環経路に沿って液状冷媒を循環させるポンプとを備えている。

液状冷媒は、受熱部での熱交換によりＣＰＵの熱を吸収する。これにより加熱された液状冷媒は、循環経路を通じて放熱部に送られるとともに、この放熱部を通過する過程でＣＰＵの熱を放出する。放熱部で冷却された液状冷媒は、循環経路を通じて受熱部に戻り、再びＣＰＵの熱を吸収する。この液状冷媒の循環により、ＣＰＵの熱が順次放熱部に移送されて、ここからポータブルコンピュータの外に放出される。

ところで、従来の冷却装置は、循環経路の途中にリザーブタンクを備えている。リザーブタンクは、液状冷媒の蒸発分を補充するためのものであり、一定量の液状冷媒を貯えている。さらに、リザーブタンクは注入口を有している。注入口は、循環経路に液状冷媒を注入する際に使用するためのものであり、液状冷媒の注入時を除いて取り外し可能なキャップで塞がれている（例えば、特許文献１参照）。
米国特許明細書第6,519,147 B2号明細書（コラム９、図２、図10、図１１）

特許文献１に開示された冷却装置によると、液状冷媒は、受熱部と放熱部との間を循環経路を介して接続した後、リザーブタンクの注入口から循環経路に充填される。ところが、循環経路の配管が完了した状態では、この循環経路の内部が外気から遮蔽された密閉空間となっている。そのため、注入口から液状冷媒を注入しても、循環経路の内部やポンプの内部に残留している空気によって液状冷媒の流れが妨げられてしまい、液状冷媒がポンプに到達するまで長時間を要する。

この結果、ポンプを駆動して液状冷媒を循環経路に送り込もうとしても、ポンプを有効に働かせるまでの待ち時間が長くなる。よって、循環経路を液状冷媒で満たす作業に時間がかかるといった不具合がある。

本発明の目的は、液状冷媒を短時間のうちに効率良く循環経路に充填することができる冷却装置を得ることにある。

本発明の他の目的は、液状冷媒の充填時間を短縮できる液冷式の冷却装置を搭載した電子機器を得ることにある。

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、
液状冷媒が流れる循環経路と、上記循環経路に設けられ、上記液状冷媒を上記循環経路に沿って循環させるポンプと、を具備している。
上記ポンプは、上記液状冷媒が流入するポンプ室を有するポンプケーシングと、上記ポンプケーシングのポンプ室に収容され、上記液状冷媒を上記ポンプ室から上記循環経路に押し出す羽根車と、上記ポンプケーシングに設けられ、上記ポンプ室に上記液状冷媒を注入するための注入孔と、上記注入孔を閉塞する閉塞部材と、を備えていることを特徴としている。

上記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係る電子機器は、
発熱体を有する筐体と、上記筐体に収容され、液状冷媒を用いて上記発熱体を冷却する冷却装置と、を具備している。
上記冷却装置は、上記液状冷媒が流れる循環経路と、上記循環経路に設けられ、上記循環経路に沿って上記液状冷媒を循環させるポンプとを含み、
上記ポンプは、上記液状冷媒が流入するポンプ室を有するポンプケーシングと、上記ポンプケーシングのポンプ室に収容され、上記液状冷媒を上記ポンプ室から上記循環経路に押し出す羽根車と、上記ポンプケーシングに設けられ、上記ポンプ室に上記液状冷媒を注入するための注入孔と、上記注入孔を閉塞する閉塞部材と、を備えていることを特徴としている。

本発明によれば、液状冷媒を直接ポンプ室に注入することができ、短時間のうちにポンプ室を液状冷媒で満たすことができる。このため、ポンプを有効に働かせる状態に速やかに移行することができ、このポンプを利用して液状冷媒を効率良く循環経路に充填することができる。

以下本発明の実施の形態を、ポータブルコンピュータに適用した図面に基づいて説明する。

図１は、電子機器の一例である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とを備えている。本体ユニット２は、偏平な箱状の第1の筐体４を有している。第1の筐体４は、上壁４ａ、底壁４ｂ、左右の側壁４ｃ、前壁４ｄおよび後壁４ｅを有している。上壁４ａは、キーボード５を支持している。後壁４ｅは、図２に示すような複数の排気出口６を有している。

表示ユニット３は、第２の筐体８と液晶表示パネル９とを備えている。液晶表示パネル９は、第２の筐体８に収容されている。液晶表示パネル９は、画像を表示するスクリーン９ａを有している。スクリーン９ａは、第２の筐体８の前面に形成した開口部１０を通じて第２の筐体８の外方に露出している。

第２の筐体８は、第１の筐体４の後端部に図示しないヒンジを介して支持されている。そのため、表示ユニット３は、キーボード５を上方から覆うように本体ユニット２の上に横たわる閉じ位置と、キーボード５やスクリーン９ａを露出させるように起立する開き位置との間で回動可能となっている。

図２および図３に示すように、第１の筐体４はプリント回路板１０を収容している。プリント回路板１０の後端部の上面に発熱体としてのＣＰＵ１１が実装されている。ＣＰＵ１１は、ベース基板１２と、ベース基板１２の上面の中央部に位置する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。

第１の筐体４は、例えば水あるいは不凍液のような液状冷媒を用いてＣＰＵ１１を冷却する液冷式の冷却装置１４を収容している。冷却装置１４は、受熱部を兼ねる熱交換型ポンプ１５、放熱部としての放熱器１６および循環経路１７を備えている。

図４ないし図７に示すように、熱交換型ポンプ１５は、ポンプケーシング１８を備えている。ポンプケーシング１８は、ケーシング本体１９および受熱カバー２０を有している。ケーシング本体１９は、ＣＰＵ１１よりも一回り大きな偏平な四角形の箱形であり、例えば耐熱性を有する合成樹脂材料で作られている。ケーシング本体１９は、第１ないし第４の側壁２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを有している。第１の側壁２２ａと第３の側壁２２ｃおよび第２の側壁２２ｂと第４の側壁２２ｄとは、互いに平行に配置されている。

さらに、ケーシング本体１９は、第１の凹部２３と第２の凹部２４とを備えている。第１の凹部２３は、ケーシング本体１９の下面に開口している。第２の凹部２４は、ケーシング本体１９の上面に開口している。第２の凹部２４は、円筒状の周壁２５と、周壁２５の下端に位置する円形の端壁２６とを有している。周壁２５および端壁２６は、第１の凹部２３の内側に位置している。

受熱カバー２０は、例えば銅あるいはアルミニウムのような熱伝導率の高い金属材料で作られている。受熱カバー２０は、第１の凹部２３の開口端を塞ぐようにケーシング本体１９の下面に固定されている。受熱カバー２０の下面は、平坦な受熱面２７となっている。受熱面２７は、ポンプケーシング１８の下方に露出している。

受熱カバー２０は、四つの舌片２８を有している。舌片２８は、受熱カバー２０の四つの角部からケーシング本体１９の側方に張り出している。

ケーシング本体１９は、円筒状の周壁３０を有している。周壁３０は、第２の凹部２４の周壁２５を同軸状に取り囲むとともに、その下端が受熱カバー２０の内面に接着されている。周壁３０は、第１の凹部２３の内部をポンプ室３１とリザーブタンク３２とに仕切っている。

図３に示すように、ポンプ室３１は、第１の領域３１ａと第２の領域３１ｂとを有している。第１の領域３１ａは、受熱カバー２０と第２の凹部２４の端壁２６との間に位置している。第２の領域３１ｂは、第２の凹部２４の周壁２５とケーシング本体１９の周壁３０との間に位置している。

図７に示すように、ポンプ室３１は、ケーシング本体１９の中心Ｃ１に対しケーシング本体１９の第３の側壁２２ｃの方向にずれている。このため、周壁３０は、第３の側壁２２ｃに向けて延びる延長部３３を有し、この延長部３３は第３の側壁２２ｃと一体化されている。

リザーブタンク３２は、液状冷媒を貯えるためのものである。リザーブタンク３２は、第１の側壁２２ａ、第２の側壁２２ｂおよび第４の側壁２２ｄの方向からポンプ室３１を取り囲んでいる。

ポンプ室３１に羽根車３５が収容されている。羽根車３５は、第２の凹部２４の端壁２６と受熱カバー２０との間で回転自在に支持されている。羽根車３５の下面に複数の羽根３６が形成されている。羽根３６は、羽根車３５の回転中心Ｃ２から放射状に延びているとともに、ポンプ室３１の第１の領域３１ａに露出している。

ケーシング本体１９に羽根車３５を回転させる偏平モータ３７が組み込まれている。偏平モータ３７は、リング状のロータ３８およびステータ３９を有している。ロータ３８は、羽根車３５の外周部に同軸状に固定されて、ポンプ室３１の第２の領域３１ｂに収容されている。ロータ３８の内側にリング状のマグネット４０が嵌め込まれている。マグネット４０は、ロータ３８および羽根車３５と一体に回転するようになっている。

ステータ３９は、ケーシング本体１９の第２の凹部２４に収容されている。ステータ３９は、ロータ３８のマグネット４０の内側に同軸状に位置している。第２の凹部２４の周壁２５は、ステータ３９とマグネット４０との間に介在されている。さらに、ケーシング本体１９の上面にバックプレート４１が固定されている。バックプレート４１は、第２の凹部２４の開口端を塞ぐとともに、ステータ３９を覆い隠している。

ステータ３９に対する通電は、例えばポータブルコンピュータ１の電源投入と同時に行われる。この通電により、ステータ３９の周方向に回転磁界が発生し、この磁界とロータ３８のマグネット４０とが磁気的に結合する。この結果、ステータ３９とマグネット４０との間にロータ３８の周方向に沿うトルクが発生し、羽根車３５が回転する。

図４ないし図７に示すように、ケーシング本体１９は、液状冷媒をポンプ室３１に導く吸込口４３と、液状冷媒をポンプ室３１から吐き出す吐出口４４とを備えている。吸込口４３および吐出口４４は、ケーシング本体３１の第１の側壁２２ａからケーシング本体３１の外方に突出するとともに、互いに間隔を存して並んでいる。

吸込口４３は、第１の接続通路４５を介してポンプ室３１に連なっている。吐出口４４は、第２の接続通路４６を介してポンプ室３１に連なっている。第１および第２の接続通路４５，４６は、リザーブタンク３２の内部を横切っている。第１の接続通路４５は、気液分離用の通孔４７を有している。通孔４７は、リザーブタンク３２の内部に開口するとともに、常にリザーブタンク３２に貯えられる液状冷媒の液面下に位置するようになっている。したがって、ポンプ室３１は、通孔４７を介してリザーブタンク３２に通じている。

図４、図７および図１１に示すように、ケーシング本体１９は、注入孔の一例である第１の孔５０と、排気孔の一例である第２の孔５１とを有している。第１の孔５０は、延長部３３を貫通してポンプ室３１に開口している。第２の孔５１は、延長部３３を貫通してリザーブタンク３２に開口している。このため、第１および第２の孔５０，５１は、ケーシング本体１９の第３の側壁２２ｃに形成されて、第３の側壁２２ｃの同一の外側面上で互いに隣り合っている。

言い換えると、第１および第２の孔５０，５１は、吸込口４３および吐出口４４に対し羽根車３５を間に挟んだ反対側に位置している。詳しく述べると、上記のような熱交換型ポンプ１５では、ケーシング本体１９の第１、第２および第４の側壁２２ａ，２２ｂ，２２ｄとポンプ室３１との間にリザーブタンク３２が存在する。そのため、第１の孔５０のポンプ室３１への開口端は、リザーブタンク３２を避けるように羽根車３５の回転中心Ｃ２を基準に吸込口４３から羽根車３５の周方向に例えば９０°〜２７０°の範囲内に設ける必要がある。

本実施の形態では、好ましい例として第１の孔５０を羽根車３５の回転中心Ｃ２を基準としてケーシング本体１９の吸入口４３および吐出口４４から羽根車３５の周方向に略１８０°ずれた位置に設けている。

さらに、第２の孔５１は、第１の孔５０と並んでいることから、第２の孔５１のリザーブタンク３２への開口端は、羽根車３５の回転中心Ｃ２を基準に吐出口４４から羽根車３５の周方向に例えば９０°〜２７０°の範囲内に設ける必要がある。

第１の孔５０は、ポンプ室３１に開口する小径部５０ａと、第３の側壁２２ｃの外側面に開口する大径部５０ｂとを有している。大径部５０ｂは、小径部５０ａが同軸状に開口する端面を有している。同様に第２の孔５１は、リザーブタンク３２に開口する小径部５１ａと、第３の側壁２２ｃの外側面に開口する大径部５１ｂとを有している。大径部５１ｂは、小径部５１ａが同軸状に開口する端面を有している。

図８に示すように、第１の孔５０の大径部５０ｂの端面に小径部５０ａの開口端を取り囲むようにＯリング５２が組み付けられている。このＯリング５２は、図示を省略するが第２の孔５１の大径部５１ｂの端面にも組み付けられている。

第１の孔５０は、閉塞部材としての第１のねじ５５により閉塞されている。第１のねじ５５は、第１の孔５０の小径部５０ａに取り外し可能にねじ込まれている。大径部５０ｂの端面に位置するＯリング５２は、第１のねじ５５の頭部５６に接触することで、第１の孔５０を液密にシールしている。

第２の孔５１は、閉塞部材としての第２のねじ５７により閉塞されている。第２のねじ５７は、第２の孔５１の小径部５１ａに取り外し可能にねじ込まれている。大径部５１ｂの端面に位置するＯリングは、第２のねじ５７の頭部５８に接触することで、第２の孔５１を液密にシールしている。

図３に示すように、熱交換型ポンプ１５は、受熱カバー２０をＣＰＵ１１に向けた姿勢でプリント回路板１０の上に置かれている。熱交換型ポンプ１５のポンプケーシング１８は、プリント回路板１０と一緒に第１の筐体４の底壁４ｂに固定されている。底壁４ｂは、ポンプケーシング１８の四つの舌片２８に対応する位置にボス部６０を有している。ボス部６０は、底壁４ｂから上向きに突出している。プリント回路板１０は、ボス部６０の先端面の上に重ねられている。

ポンプケーシング１８の舌片２８に夫々上方からねじ６１が挿通されている。ねじ６１は、プリント回路板１０を貫通してボス部６０にねじ込まれている。各ねじ６１の外側にコイルスプリング６２が装着されている。コイルスプリング６２は、ポンプケーシング１８の舌片２８を介してポンプケーシング１８をプリント回路板１０に向けて付勢している。これにより、ポンプケーシング１８の受熱面２７がＣＰＵ１１のＩＣチップ１３に熱的に接続されている。

一方、冷却装置１４の放熱器１６は、第１の筐体４の後部に収容されて、熱交換型ポンプ１５と並んでいる。図９に示すように、放熱器１６は、ファン６５と放熱ブロック６６とを備えている。ファン６５は、偏平なファンケース６７と、このファンケース６７に収容された遠心式の羽根車６８とを有している。

ファンケース６７は、ケース本体６９とトッププレート７０とで構成されている。ケース本体６９は、第１の筐体４の底壁４ｂに一体に形成されて、この底壁４ｂから立ち上がっている。トッププレート７０は、ケース本体６９の上端に固定されている。

ファンケース６７は、一対の吸気口７１ａ，７１ｂと排気口７２とを有している。一方の吸気口７１ａは、トッププレート７０の中央部に開口している。他方の吸気口７１ｂは、第１の筐体４の底壁４ｂに開口している。排気口７２は、ケース本体６９に形成されて、第１の筐体４の排気出口６と向かい合っている。

羽根車６８は、偏平モータ７３を介して第１の筐体４の底壁４ｂに支持されている。偏平モータ７３は、羽根車６８を図２に矢印で示す反時計回り方向に回転させる。この回転により、ファンケース６７の外の空気が吸気口７１ａ，７１ｂを介して羽根車６８の回転中心部に吸い込まれる。吸い込まれた空気は、遠心力により羽根車６８の外周部から吐き出される。

放熱器１６の放熱ブロック６６は、羽根車６８を取り囲むようにファンケース６７の内側に収容されている。放熱ブロック６６は、液状冷媒が流れる冷媒通路７５と、複数の放熱フィン７６とを有している。冷媒通路７５は、例えば偏平な銅パイプで構成されるとともに、羽根車６８を同軸状に取り囲むようなリング状をなしている。冷媒通路７５は、第１の筐体４の底壁４ｂの上に重ねられて、第１の筐体４に熱的に接続されている。

冷媒通路７５は、上流端部７７ａと下流端部７７ｂとを有している。上流端部７７ａおよび下流端部７７ｂは、互いに隣り合うとともにケース本体６９を貫通してファンケース６７の外に引き出されている。

放熱フィン７６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おり、四角い板状をなしている。放熱フィン７６は、羽根車６８の周方向に間隔を存して並んでいるとともに、その下端が冷媒通路７５の上面に半田付けされている。放熱フィン７６の上端は、ファンケース６７のトッププレート７０の内面に突き当たるとともに、このトッププレート７０に熱的に接続されている。

図２に示すように、冷却装置１４の循環経路１７は、第１の管路８０と第２の管路８１とを有している。第１の管路８０は、熱交換型ポンプ１５の吐出口４４と冷媒通路７５の上流端部７７ａとの間を接続している。第２の管路８１は、熱交換型ポンプ１５の吸込口４３と冷媒通路７５の下流端部７７ｂとの間を接続している。したがって、放熱器１６の冷媒通路７５は、熱交換型ポンプ１５の吸込口４３と吐出口４４との間を結ぶ循環経路１７の一部を兼ねている。

次に、冷却装置１４の動作について説明する。

ポータブルコンピュータ１の使用中、ＣＰＵ１１のＩＣチップ１３が発熱する。ＩＣチップ１３が発する熱は、受熱面２７を通じて熱交換型ポンプ１５のポンプケーシング１８に伝わる。ポンプケーシング１８のポンプ室３１およびリザーブタンク３２は、液状冷媒で満たされているので、この液状冷媒がポンプケーシング１８に伝わったＩＣチップ１３の熱を吸収する。

熱交換型ポンプ１５の羽根車３５が回転すると、ポンプ室３１に充填された液状冷媒に運動エネルギが付与され、この運動エネルギによりポンプ室３１内の液状冷媒の圧力が徐々に高まる。加圧された液状冷媒は、ポンプ室３１から第２の接続通路４６を介して吐出口４４に押し出されるとともに、第１の管路８０を通じて放熱器１６に送られる。

放熱器１６に移送された液状冷媒は、冷媒通路７５をその上流端部７７ａから下流端部７７ｂに向けて流れる。この流れの過程で、液状冷媒に吸収されたＩＣチップ１３の熱が冷媒通路７５を介して放熱フィン７６に伝わるとともに、放熱フィン７６から放出される。

放熱器１６のファン６５は、例えばＣＰＵ１１の温度が予め決められた値に達した時に運転を開始する。これにより、羽根車６８が回転し、その外周部から冷却風を吐き出す。この冷却風は、隣り合う放熱フィン７６の間を通り抜ける。これにより、冷媒通路７５や放熱フィン７６が強制的に冷やされ、これら両者に伝えられた熱の多くが冷却風の流れに乗じて持ち去られる。

放熱フィン７６を通り抜けた冷却風は、ファンケース６７の排気口７２から第１の筐体４の排気出口６を通じて本体ユニット２の外に排出される。

放熱器１６での熱交換により冷やされた液状冷媒は、冷媒通路７５の下流端部７７ｂから第２の管路８１を介して熱交換型ポンプ１５の吸込口４３に戻る。この液状冷媒は、第１の接続通路４５を通ってポンプ室３１に導かれる。

第１の接続通路４５は、通孔４７を介してリザーブタンク３２に連なっている。そのため、第１の接続通路４５を流れる液状冷媒の一部は、通孔４７を通ってリザーブタンク３２内に吐き出される。この結果、放熱器１６から熱交換型ポンプ１５に戻る液状冷媒に気泡が含まれていた場合に、この気泡をリザーブタンク３２に導いて液状冷媒中から分離することができる。

ポンプ室３１に導かれた液状冷媒は、羽根車３５の回転により再び加圧された後、吐出口４４から放熱器１６に向けて送り出される。よって、液状冷媒は、熱交換型ポンプ１５と放熱器１６との間で循環を繰り返し、この液状冷媒の循環によりＩＣチップ１３の熱が順次放熱器１６に移送される。

ところで、上記のような冷却装置１４において、ＩＣチップ１３の熱を放熱器１６に移送する液状冷媒は、熱交換型ポンプ１５と放熱器１６との間を循環経路１７で接続した後に冷却装置１４に注入される。

本実施の形態では、液状冷媒は熱交換型ポンプ１５から冷却装置１４に注入される。この液状冷媒の注入の仕方について図１１を参照して説明する。

液状冷媒を注入する時点では、ポンプケーシング１８の第１および第２の孔５０，５１は、第１および第２のねじ５５，５７で閉塞されることなく開放された状態に保たれている。そのため、ポンプ室３１に開口する第１の孔５０に注入装置８３を接続するとともに、リザーブタンク３２に開口する第２の孔５１に排気装置８４を接続する。

この状態で注入装置８３を駆動し、液状冷媒を注入装置８３から熱交換型ポンプ１５のポンプ室３１に直接注入する。液状冷媒の注入端となる第１の孔５０は、羽根車３５の回転中心Ｃ２を基準としてケーシング本体１９の吸入口４３および吐出口４４から羽根車３５の周方向に略１８０°ずれた位置にある。このため、第１の孔５０は、吸入口４３や吐出口４４に対し羽根車３５の回転中心Ｃ２を間に挟んで向かい合うような位置関係にあり、吸入口４３や吐出口４４から最も遠ざかっている。

そのため、第１の孔５０からポンプ室３１に注入された液状冷媒が吸入口４３や吐出口４４から流出することはなく、短時間のうちにポンプ室３１を液状冷媒で満たすことができる。ポンプ室３１が液状冷媒で満たされた後、羽根車３５を回転させる。これにより、ポンプ室３１内の液状冷媒が吐出口４４から循環経路１７の第１の管路８０に押し出されていく。

一方、排気装置８４は、注入装置８３による液状冷媒の注入開始と同期して運転を開始する。これにより、リザーブタンク３２内の空気が吸引される。リザーブタンク３２は、通孔４７を通じて第１の接続通路４５に通じているので、循環経路１７、放熱器１６の冷媒通路７５およびポンプ室３１の内部の空気が第２の孔５１から吸引される。このため、ポンプ室３１から吐出口４４に押し出された液状冷媒は、速やかに循環経路１７に吸い込まれるとともに、この循環経路１７を通じてポンプケーシング１８の吸込口４３に到達する。

吸込口４３に達した液状冷媒は、第２の管路８１を介してポンプ室３１に流入するとともに、この液状冷媒の一部が通孔４７からリザーブタンク３２内に流入する。ポンプ室３１に流入した液状冷媒は、羽根車３５の回転により加圧されて吐出口４４から押し出される。

このような作業を継続することで、ポンプ室３１、リザーブタンク３２、循環経路１７および放熱器１６の冷媒通路７５の内部の空気が液状冷媒に置き換わる。これにより、一連の液状冷媒の注入作業が完了する。

液状冷媒の注入作業が完了したら、第１の孔５０から注入装置８３を取り外し、この第１の孔５０を第１のねじ５５で液密に閉塞する。それとともに、第２の孔５１から排気装置８４を取り外し、この第２の孔５１を第２のねじ５７で液密に閉塞する。

このような本発明の実施の形態によれば、液状冷媒を直接ポンプ室３１に注入することで、ポンプ室３１を短時間のうちに液状冷媒で満たすことができる。そのため、熱交換型ポンプ１５を有効に働かせる状態に速やかに移行することができる。

しかも、排気装置８４を用いてポンプ室３１、リザーブタンク３２、循環経路１７および放熱器１６の冷媒通路７５の内部の空気を強制的に排除しているので、液状冷媒がポンプ室３１、循環経路１７、冷媒通路７５およびリザーブタンク３２に流入する際の抵抗が小さく抑えられる。

この結果、液状冷媒を短時間のうちに冷却装置１４に充填することができ、液状冷媒の注入に要する時間を短縮することができる。

さらに、上記構成によると、第１の孔５０および第２の孔５１は、ケーシング本体１９の第３の側壁２２ｃの外側面上で互いに並んでいる。そのため、注入装置８３および排気装置８４を同一の方向からポンプケーシング１８に接続することができ、作業性が良好となる。

加えて、第２の孔５１に排気装置８４を接続するだけで、液状冷媒の注入の妨げとなる空気を排出できるので、液状冷媒の注入時に冷却装置１４全体を真空炉に収容する必要はない。このため、大規模な設備が不要となり、液状冷媒の注入作業に必要とする設備を簡略化が可能となる。よって、冷却装置１４の製造コストを低減することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に特定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施可能である。

例えば第１の孔および第２の孔は、夫々一つに限るものではなく、例えば複数設けてもよい。

さらに、第１および第２の孔を閉塞する閉塞部材は、ねじに限らず、例えばゴム製のプラグを第１および第２の孔に圧入してもよい。

また、ポンプから受熱機能を排除するとともに、ＣＰＵに熱的に接続される受熱部をポンプとは独立して設けてもよい。

本発明の実施の形態に係るポータブルコンピュータの斜視図。 本発明の実施の形態において、第１の筐体に冷却装置を収容した状態を一部断面で示す平面図。 本発明の実施の形態において、熱交換型ポンプとＣＰＵとを熱的に接続した状態を示す断面図。 本発明の実施の形態において、ケーシング本体と受熱カバーとを分離させた状態を示す熱交換型ポンプの斜視図。 本発明の実施の形態において、ポンプ室に羽根車を収容した状態を示すケーシング本体の平面図。 本発明の実施の形態に係るケーシング本体の斜視図。 本発明の実施の形態において、第１および第２の孔を夫々第１および第２のねじで塞いだ状態を示すケーシング本体の平面図。 本発明の実施の形態において、ケーシング本体の第１の孔を第１のねじで閉塞した状態を示す断面図。 本発明の実施の形態に係る放熱器の断面図。 本発明の実施の形態において、放熱フィンと冷媒通路との位置関係を示す放熱ブロックの斜視図。 本発明の実施の形態において、ケーシング本体の第１の孔に注入装置を接続するとともに、ケーシング本体の第２の孔に排気装置を接続した状態を示す平面図。

符号の説明

４…筐体（第１の筐体）、１１…発熱体（ＣＰＵ）、１４…冷却装置、１５…ポンプ（熱交換型ポンプ）、１７…循環経路、１８…ポンプケーシング、３１…ポンプ室、３２…リザーブタンク、３５…羽根車、５０…注入口（第１の孔）、５１…第２の孔、５５…第１の閉塞部材（第２のねじ）、５７…第２の閉塞部材（第２のねじ）。

Claims (14)

1. 液状冷媒が流れる循環経路と、
   上記循環経路に設けられ、上記循環経路に沿って上記液状冷媒を循環させるポンプと、を具備する冷却装置であって、
   上記ポンプは、
   上記液状冷媒が流入するポンプ室を有するポンプケーシングと、
   上記ポンプケーシングのポンプ室に収容され、上記液状冷媒を上記ポンプ室から上記循環経路に押し出す羽根車と、
   上記ポンプケーシングに設けられ、上記ポンプ室に上記液状冷媒を注入するための注入孔と、
   上記注入孔を閉塞する閉塞部材と、を備えることを特徴とする冷却装置。
2. 請求項１の記載において、上記ポンプケーシングは、上記液状冷媒を貯えるとともに上記ポンプ室に対し気液分離用の孔を介して連なるリザーブタンクと、上記リザーブタンクに開口する排気孔と、上記排気孔を閉塞する閉塞部材と、を有することを特徴とする冷却装置。
3. 請求項１の記載において、上記ポンプケーシングは、上記ポンプ室に液状冷媒を導く吸込口と、上記ポンプ室から押し出される液状冷媒を吐き出す吐出口とを有し、上記注入孔は、上記吸込口および上記吐出口に対し上記羽根車を間に挟んだ反対側に位置することを特徴とする冷却装置。
4. 請求項１の記載において、上記ポンプケーシングは発熱体に熱的に接続される受熱面を有するとともに、上記循環経路は上記発熱体の熱を放出する放熱部を有し、上記液状冷媒は上記ポンプ室で上記発熱体の熱を吸収するとともに、この発熱体の熱を上記放熱部に移送することを特徴とする冷却装置。
5. 発熱体の熱を吸収する液状冷媒が流れる循環経路と、
   上記循環経路に設けられ、上記発熱体の熱を放出する放熱部と、
   上記循環経路に設けられ、上記液状冷媒を上記循環経路に沿って循環させるポンプと、を具備する冷却装置であって、
   上記ポンプは、
   液状冷媒を貯えるリザーブタンクと、上記リザーブタンクに連なるポンプ室とを有するポンプケーシングと、
   上記ポンプ室に収容され、上記液状冷媒を上記ポンプ室から上記循環経路に押し出す羽根車と、
   上記ポンプケーシングに設けられ、上記ポンプ室に開口する第１の孔と、
   上記第１の孔を閉塞する第１の閉塞部材と、
   上記ポンプケーシングに設けられ、上記リザーブタンクに開口する第２の孔と、
   上記第２の孔を閉塞する第２の閉塞部材と、を備えることを特徴とする冷却装置。
6. 請求項５の記載において、上記リザーブタンクは、上記ポンプ室の周囲に位置することを特徴とする冷却装置。
7. 請求項５又は請求項６の記載において、上記第１の孔は、上記ポンプ室に上記液状冷媒を注入する際に用いる注入孔であり、上記第２の孔は、上記リザーブタンク内を排気する際に用いる排気孔であることを特徴とする冷却装置。
8. 請求項５の記載において、上記ポンプケーシングは、上記ポンプ室に液状冷媒を導く吸込口と、上記ポンプ室から押し出される液状冷媒を吐き出す吐出口とを有し、上記第１および第２の孔は、上記吸込口および上記吐出口に対し上記羽根車を間に挟んだ反対側に位置することを特徴とする冷却装置。
9. 請求項８の記載において、上記ポンプケーシングは、上記吸込口と上記ポンプ室との間を接続する第１の接続通路と、上記吐出口と上記ポンプ室との間を接続する第２の接続通路とを有し、上記第１および第２の接続通路は、上記リザーブタンク内に位置するとともに、上記第１の接続通路に上記リザーブタンク内に開口する通孔が形成されていることを特徴とする冷却装置。
10. 請求項５の記載において、上記ポンプケーシングは、上記発熱体に熱的に接続される受熱面を有し、上記液状冷媒は上記ポンプ室で上記発熱体の熱を吸収するとともに、この発熱体の熱を上記放熱部に移送することを特徴とする冷却装置。
11. 請求項５又は請求項７の記載において、上記第１の孔と上記第２の孔は、上記ポンプケーシングの同一面上で互いに隣り合うことを特徴とする冷却装置。
12. 発熱体を有する筐体と、
    上記筐体に収容され、液状冷媒を用いて上記発熱体を冷却する冷却装置と、を具備する電子機器であって、
    上記冷却装置は、上記液状冷媒が流れる循環経路と、上記循環経路に設けられ、上記循環経路に沿って上記液状冷媒を循環させるポンプと、を含み、
    上記ポンプは、
    上記液状冷媒が流入するポンプ室を有するポンプケーシングと、
    上記ポンプケーシングのポンプ室に収容され、上記液状冷媒を上記ポンプ室から上記循環経路に押し出す羽根車と、
    上記ポンプケーシングに設けられ、上記ポンプ室に上記液状冷媒を注入するための注入孔と、
    上記注入孔を閉塞する閉塞部材と、を備えることを特徴とする電子機器。
13. 請求項１２の記載において、上記ポンプケーシングは発熱体に熱的に接続される受熱面を有するとともに、上記冷却装置は上記発熱体の熱を放出する放熱部を有し、上記液状冷媒は上記ポンプケーシングを介して上記発熱体の熱を吸収するとともに、この発熱体の熱を上記放熱部に移送することを特徴とする電子機器。
14. 請求項１３の記載において、上記放熱部は、上記発熱体との熱交換により加熱された液状冷媒が流れる冷媒通路と、上記冷媒通路に熱的に接続された複数の放熱フィンと、上記放熱フィンに向けて冷却風を送風するファンと、を備えていることを特徴とする電子機器。

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