JP2000277963A - パソコンの冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パソコン本体内部におけるヒートシンクの配
置場所が制約されない冷却装置を提供することを目的と
するものである。 【解決手段】 ＣＰＵ５に少なくとも２本のヒートパイ
プの一端部が熱授受可能に配設されるとともに、第２ヒ
ートパイプの他端部が前記パソコン本体と前記ディスプ
レイとの連結箇所の近傍に配設されたヒンジ機構１６に
熱授受可能に配設され、第１ヒートパイプの他端部が前
記ヒンジ機構から離隔して設けられたヒートシンク８に
熱授受可能に配設されている。

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、パソコンなどに
用いられる電子素子あるいは機器の過熱を防止するヒー
トパイプを用いた冷却装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】パソコンの分野では、多機能化や処理速
度の向上に伴って中央演算処理装置（以下、ＣＰＵと記
す）などの電子素子あるいはハードディスクドライブ
（以下、ＨＤＤと記す）などの機器の出力が増加されて
おり、また、その反面、小型化・軽量化が強く望まれて
いる。したがって、電子素子あるいは機器を冷却するた
めの装置がパソコンケースの内部空間において占有し得
るスペースも限定されている。

【０００３】そこで従来、電子素子あるいは機器から発
生する熱を熱輸送能力に優れるヒートパイプを用いてヒ
ートシンクに連結し、このヒートシンクから放熱する冷
却装置が種々提案されている。その一例として、パソコ
ンケースの内部に設けられたＣＰＵにヒートパイプの一
端部を連結するとともに、そのヒートパイプの他端部を
ヒートシンクに連結し、さらに、このヒートシンクに向
けて送気するマイクロファンを備えた構成の冷却装置が
ある。この冷却装置によれば、ＣＰＵの熱がヒートパイ
プの作動流体によってヒートシンクまで運ばれるととも
に、その熱がマイクロファンによって生じる空気流と共
にパソコンケースの外部に排出されるから、ＣＰＵの過
熱を確実に防止することができることに加えて、パソコ
ンケース内部に熱がこもらない利点がある。

【０００４】一方、図４は、ＣＰＵ１００が発する熱を
ヒートパイプ１０１によってヒートシンク１０２に熱輸
送し、マイクロファン１０７の駆動で生じる空気流によ
ってヒートシンク１０２を冷却するとともに、パソコン
ケース１０５とディスプレイ１０６との連結箇所の近傍
に設けられているヒンジ機構１０３に配設されているヒ
ートパイプ１０４によって、ディスプレイ１０６に熱輸
送して放熱し冷却するノート型パソコン用冷却装置を示
している。この冷却装置は、ヒンジ機構１０３に対して
ヒートシンク１０２が熱授受可能に接合あるいは一体に
設けられている構成となっている。このように、この冷
却装置は、ＣＰＵ１００が発する熱を、ヒートシンク１
０２とディスプレイ１０６の２カ所から放熱して、ＣＰ
Ｕ１００の過熱を防止する構成となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記よ
うな構成の冷却装置では、ヒンジ機構１０３にヒートシ
ンク１０２が接合あるいは一体に設けられている構成と
なっているために、パソコンケース１０５内部における
ヒートシンク１０２の配置場所が制約されてしまう不具
合があった。

【０００６】したがって、この発明は、パソコン本体内
部におけるヒートシンクの配置場所が制約されない冷却
装置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の発明は、パソコン本体
の内部に発熱する動作部材が備えられるとともに、回動
軸を中心として開閉可能なディスプレイが前記パソコン
本体に連結されたパソコンの冷却装置において、前記動
作部材に少なくとも２本のヒートパイプの一端部が熱授
受可能に配設されるとともに、これらのヒートパイプの
うち一方のヒートパイプの他端部が前記パソコン本体と
前記ディスプレイとの連結箇所の近傍に配設されたヒン
ジ機構に熱授受可能に配設され、他方のヒートパイプの
他端部が前記ヒンジ機構から離隔して設けられたヒート
シンクに熱授受可能に配設されていることを特徴とする
ものである。

【０００８】したがって、請求項１の発明によれば、発
熱する動作部材からヒンジ機構とヒートシンクへとそれ
ぞれ熱授受可能に配設されたヒートパイプを用いること
で、パソコンケース内部でのヒートシンクの配置の自由
度を向上させることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明をノート型パソコ
ンに適用した具体例について図１を参照して説明する。
図１に示すパソコンケース１は、プラスチックあるいは
金属によって形成された、比較的厚さの薄い矩形の中空
容器であり、ＪＩＳ（日本工業規格）でのＡ５〜Ａ４サ
イズ程度の大きさを成している。

【００１０】パソコンケース１の上面部には、図示しな
いキーボードが嵌め込み等の手段によって取り付けられ
ている。また、パソコンケース１の上端側の１つのエッ
ジには、回動軸２を中心にして回動することにより、パ
ソコンケース１に対して開閉可能な画像装置であるディ
スプレイ３が備えられている。このディスプレイ３は、
一方の面に画面（図示せず）が備えられた平板状の中空
容器であり、その内部にはアルミ薄板からなる電磁遮蔽
板４が備えられている。

【００１１】さらに、パソコンケース１内部には、動作
部材であるＣＰＵ５が設置されている。このＣＰＵ５
は、パソコンケース１内部のディスプレイ３が連結され
ている側面部近傍の底面部に設置されている。さらに、
このＣＰＵ５には、後述する金属ブロックからなる受熱
部材６が熱授受可能に設けられている。この受熱部材６
は、後述する第１ヒートパイプ３０と第２ヒートパイプ
４０とにＣＰＵ５から発生する熱の伝達を促進するため
の部材である。

【００１２】図２に示すように、この受熱部材６の上面
部には、ＣＰＵ５が設けられている。さらに、下面部に
は、第１ヒートパイプ３０と第２ヒートパイプ４０の一
端部を取り付けるための２本の取付溝７が設けられてお
り、この２本の取付溝７に沿うように第１ヒートパイプ
３０と第２ヒートパイプ４０との一端部がそれぞれ取り
付けられている。すなわち、第１ヒートパイプ３０およ
び第２ヒートパイプ４０とＣＰＵ５とが互いに熱授受可
能な構成となっている。

【００１３】なお、この発明で用いられているヒートパ
イプは、例えば硬質クロムメッキを外面に施した円形断
面の銅製コンテナに純水を封入したものが用いられてい
る。

【００１４】これに対して、第１ヒートパイプ３０の他
端部は、パソコンケース１に、回動軸２を中心として開
閉可能に連結されているディスプレイ３側のパソコンケ
ース１の側面部近傍の底面部に配設されているＣＰＵ５
とは反対側すなわち、ディスプレイ３が連結されていな
い側面部近傍の底面部に配置されたヒートシンク８に熱
授受可能に配設されている。このヒートシンク８は、ベ
ースプレート９と、このベースプレート９に突出（起
立）した状態で設けられた多数の平板フィン１０とで構
成されている。そして、このヒートシンク８は、図３に
示すように、第１ヒートパイプ３０の軸線方向に対し
て、平板フィン１０が直交する状態で設けられており、
さらに、このベースプレート９の下側には溝部１１が設
けられている。この溝部１１は、第１ヒートパイプ３０
の他端部を配設するための溝部であり、この溝部１１に
第１ヒートパイプ３０がはめ込みあるいは何らかの取り
付け部材によって熱授受可能に取付られている。

【００１５】なお、この発明では、ヒートシンク８の配
置位置を、パソコンケース１のディスプレイ３が連結さ
れている側面部近傍の底面部に配設されているＣＰＵ５
とは反対側すなわち、ディスプレイ３が連結されていな
い側面部近傍の底面部としたが、この取り付け位置は、
特に制約されるものではなく、パソコンケース１内部で
自由に配置できる。また、第１ヒートパイプ３０の中間
部分は、図１では直線を成して設けているが、パソコン
ケース１内部に備えられた図示しないパーツ同士の隙
間、いわゆるデッドスペースを通るようにして適宜に折
り曲げてもよい。

【００１６】また、ヒートシンク８には、小型の送風機
１２（以下、マイクロファン１２と記す）が一体に取り
付けられている。このマイクロファン１２としては、回
転駆動するブレードをマイクロファン１２の本体部１３
の内部に備えた、上部吸込側部吹出型（半径流型）のフ
ァンが採用されていて、吹き出し部１４がヒートシンク
８の平板フィン１０に対して平行に取り付けられてい
る。なお、マイクロファン１２は、パソコンケース１内
部に標準装備されるバッテリ（図示せず）の電力によっ
て駆動する構成である。

【００１７】これに対して、ヒートシンク８は、パソコ
ンケース１の側壁面に設けられた排気孔１５の近傍に配
置されている。すなわち、マイクロファン１２を動作さ
せた場合、矢印に示すようにパソコンケース１内部の空
気がマイクロファン１２の開口部から本体部１３の内部
に入り込むとともに、マイクロファン１２の吹き出し部
１４に向けて流動した後、ヒートシンク８を通過し、さ
らに、排気孔１５を経て外部に送り出される構成となっ
ている。

【００１８】パソコンケース１とディスプレイ３の連結
箇所には、ヒンジ機構１６が嵌め込み、あるいはネジ止
め等の手段によって取り付けられている。具体的には、
ヒンジ機構１６は、熱伝導率の高い部材からなる保持体
１７と、その保持体１７の外周部を被覆する被覆部材１
８で構成され、この保持体１７は、第２ヒートパイプ４
０と第３ヒートパイプ５０との端部同士がヒンジ機構１
６の軸線に沿わせた状態で密着させて保持している。

【００１９】つまり、このヒンジ機構１６の保持体１７
に、第２ヒートパイプ４０の一端部が熱授受可能に取り
付けられていて、この第２ヒートパイプ４０の他端部
は、上記した受熱部材６に熱授受可能に取り付けられて
いる。さらに、ヒンジ機構１６の保持体１７には、第３
ヒートパイプ５０の一端部が図１での右側から挿入され
ており、この第３ヒートパイプ５０が、その中心軸線を
中心として保持体１７の内部で自在に回動できる構成と
なっている。具体的には、ヒンジ機構１６は、回転軸２
の同一軸線上に沿うように直線状の円形の孔を有してい
る。この円形の孔に対応した円形状の第３ヒートパイプ
５０の一端部が差し込まれている。つまり、この差し込
まれている一端部は、何ら固定されておらず回動自在に
なっている。さらに、第３ヒートパイプ５０のヒンジ機
構１６の保持体１７によって保持された一端部は、パソ
コンケース１に備えられた回動軸２と同一軸線上に配設
されている。

【００２０】このように、第３ヒートパイプ５０と第２
ヒートパイプ４０とが、ヒンジ機構１６を介して互いに
密着し、熱授受可能に連結され、さらに、この第２ヒー
トパイプ４０が、受熱部材６に熱授受可能に設けられて
おり、この受熱部材６とヒートシンク８が第１ヒートパ
イプ３０で連結されている。

【００２１】つまり、この実施例では、発熱する動作部
材である電子素子などに少なくとも２本のヒートパイプ
の一端部が熱授受可能に連結されるとともに、一方のヒ
ートパイプの他端部がヒンジ機構１６に熱授受可能に配
設され、他方のヒートパイプの他端部がヒンジ機構１６
から離間して設けられているヒートシンク８に熱授受可
能に配設されることで、ヒートシンク８がパソコンケー
ス１内部のどの場所に配置されたとしても、上記のヒー
トパイプ構造であればＣＰＵ５とヒートシンク８とを熱
授受可能に配設することができる。具体的には、ＣＰＵ
５とヒートシンク８とが最も離れた状態で設置しなけれ
ばならないとき、例えばＣＰＵ５とヒートシンク８とを
パソコンケース１内部の相対する角にそれぞれ配置した
としても、ヒートパイプを用いて互いを熱授受可能に配
設することができる。つまり、ＣＰＵ５の設置位置に関
係なく、ヒートシンク８のパソコンケース１内部での配
置位置の自由度を向上させることができる。

【００２２】これに対して第３ヒートパイプ５０の他端
部は、ほぼ直角に折り曲げられるとともに、ディスプレ
イ３に備えられた放熱部に相当する電磁遮蔽板４に沿わ
された姿勢で取り付けられている。つまり、第３ヒート
パイプ５０の他端部が、電磁遮蔽板４と熱授受可能に配
設されているとともに、ディスプレイ３の起立・傾倒動
作に伴って、第３ヒートパイプ５０の一端部がヒンジ機
構１１の保持体１２に密着しつつ中心軸線に沿って回動
する構成となっている。

【００２３】つぎに、上記のように構成された冷却装置
の作用について説明する。上記のノート型パソコンにお
いても使用に伴ってＣＰＵ５から熱が生じる。このＣＰ
Ｕ５の熱が受熱部材６を介して第１ヒートパイプ３０の
一端部に伝達されると、第１ヒートパイプ３０の両端部
において温度差が生じるため、ヒートパイプ動作が自動
的に開始される。

【００２４】より詳細には、第１ヒートパイプ３０のコ
ンテナ内部に封入された液相作動流体が、ＣＰＵ５によ
って加熱されて蒸発し、その蒸気がコンテナのうち内部
圧力の低い他端部、すなわち、ヒートシンク８に連結さ
れた端部に向けて流動し、そこでヒートシンク８に対し
て放熱して凝縮する。なお、液相に戻った作動流体は、
第１ヒートパイプ３０の一端部に向けてコンテナの内面
を流動し、そこでＣＰＵ５の熱によって加熱されて再度
蒸発する。

【００２５】また、ＣＰＵ５の熱は、第２ヒートパイプ
４０から第３ヒートパイプ５０に伝達される。具体的に
は、ＣＰＵ５に配設されている第２ヒートパイプ４０の
一端部が、ＣＰＵ５から発生する熱を受け、この第２ヒ
ートパイプのコンテナ内部に封入された液相作動流体が
蒸発し、その蒸気がコンテナのうち内部圧力の低い他端
部、すなわち、ヒンジ機構１６の保持体１７に連結され
た端部に向けて流動する。第２ヒートパイプ４０の熱を
受け、第３ヒートパイプ５０の一端部が加熱されること
によって、第３ヒートパイプ５０が動作を開始する。

【００２６】なお、パソコンの使用時には、ディスプレ
イ３が起立した状態とされるのが通常であるから、第３
ヒートパイプ５０としてはヒンジ機構１６に配設された
一端部が下方に位置したボトムヒートモードで動作す
る。具体的には、ヒンジ機構１６の保持体１７に保持さ
れた端部の内面において作動流体の蒸気が生じ、その蒸
気はディスプレイ３に配設された端部に向けて流動する
とともに、電磁遮蔽板４に放熱して凝縮する。さらに、
その熱が電磁遮蔽板４からディスプレイ３に伝達され、
その表面から外部に放散される。その結果、ＣＰＵ５が
冷却される。

【００２７】ここで、パソコンが長時間に亘って連続使
用されるなどのことによりＣＰＵ５の発熱量が多くなっ
た状態では、マイクロファン１２を併用した冷却を開始
する。具体的にはマイクロファン１２を駆動させること
によって、パソコンケース１内部の空気が図１に矢印で
示すようにマイクロファン１２の開口部から本体部１３
の内部に導入されるとともに、そのままマイクロファン
１２の吹き出し口１４に向けて移動する。前述の通りこ
の時点でヒートシンク８には、ＣＰＵ５の熱が、第１ヒ
ートパイプ３０から供給されているから、ヒートシンク
８の保有する熱がこのマイクロファン１２の空気流によ
り奪われ、ヒートシンク８が冷却される。熱を帯びた空
気流は、排気孔１５からパソコンケース１の外部に排出
される。つまりヒートシンク８の熱の一部が空気流と共
にパソコンケース１の外部に運ばれる。

【００２８】また、一方で、上述の第３ヒートパイプ５
０による冷却も継続して行われている。すなわち、パソ
コンケース１の内部に設置されたＣＰＵ５の熱が、ディ
スプレイ３と排気孔１５とのそれぞれから外部に排出さ
れる。その結果、ＣＰＵ５の過熱を防止することができ
る。

【００２９】このように、上記の具体例によれば、ＣＰ
Ｕ５の発熱状態に伴って２種類の冷却手段を適宜選択す
ることが可能であり、マイクロファン１２を常時駆動さ
せる必要がなく、したがってマイクロファン１２の消費
電力を低く抑えることができる。さらに、ＣＰＵ５の発
熱量が小さい状態においてマイクロファン１２の駆動音
が生じない利点もある。また、ＣＰＵ５からヒンジ機構
１６に熱輸送するヒートパイプと、これとは別にＣＰＵ
５からヒートシンク８に熱輸送するヒートパイプとを備
えていることから、ヒートシンク８のパソコンケース１
内部での配置位置の自由度を向上させることができる。

【００３０】なお、上記具体例では、ディスプレイの放
熱部として電磁遮蔽板を例示したが、この発明は上記具
体例に限定されるものではなく、例えば第３ヒートパイ
プの端部をディスプレイの外壁面に露出させて沿わせた
構成としてもよい。また、上記具体例では、単管型ヒー
トパイプによってヒートパイプ機構を構成したが、この
発明は上記具体例に限定されず、例えばループ型ヒート
パイプをヒートパイプ機構として採用することもでき
る。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
ＣＰＵなどの発熱する動作部材に少なくとも２本のヒー
トパイプの一端部が熱授受可能に配設されるとともに、
一方のヒートパイプの他端部はヒンジ機構に熱授受可能
に配設され、他方のヒートパイプの他端部はヒートシン
クに熱授受可能に配設されている。つまり、動作部材か
らヒンジ機構に熱輸送するヒートパイプと、これとは別
に動作部材からヒートシンクに熱輸送するヒートパイプ
とを備えているので、パソコンケース内部でのヒートシ
ンクの配置位置が制約を受けることがなくなり、配置の
自由度を向上させることができる。さらには、動作部材
の発熱量が多い場合のみにマイクロファンを駆動すれば
よい構成であるから、従来に比べて消費電力量の低減化
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明をノート型パソコンに適用した具体
例を示す概略図である。

【図２】 受熱部材を示した全体図である。

【図３】 ＣＰＵおよび受熱部材とヒートシンクとの配
設状態を示した図である。

【図４】 従来の技術を示す図である。

【符号の説明】

１…パソコンケース、 ２…回動軸、 ３…ディスプレ
イ、 ４…電磁遮蔽板、 ５…ＣＰＵ、 ６…受熱部
材、 ８…ヒートシンク、 ３０…第１ヒートパイ
プ、 ４０…第２ヒートパイプ、 ５０…第３ヒートパ
イプ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 益子 耕一 東京都江東区木場一丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 Ｆターム(参考） 5E322 AA01 AA03 AA11 AB11 BA01 BB03 DB10 FA01 5F036 AA01 BB01 BB60

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パソコン本体の内部に発熱する動作部材
   が備えられるとともに、回動軸を中心として開閉可能な
   ディスプレイが前記パソコン本体に連結されたパソコン
   の冷却装置において、 前記動作部材に少なくとも２本のヒートパイプの一端部
   が熱授受可能に配設されるとともに、これらのヒートパ
   イプのうち一方のヒートパイプの他端部が前記パソコン
   本体と前記ディスプレイとの連結箇所の近傍に配設され
   たヒンジ機構に熱授受可能に配設され、他方のヒートパ
   イプの他端部が前記ヒンジ機構から離隔して設けられた
   ヒートシンクに熱授受可能に配設されていることを特徴
   とするパソコンの冷却装置。