JP2001044679A

JP2001044679A - 冷却ユニット

Info

Publication number: JP2001044679A
Application number: JP11218279A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kasai; 剛葛西
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-08-02
Filing date: 1999-08-02
Publication date: 2001-02-16

Abstract

(57)【要約】【課題】コンピュータのＭＰＵの冷却に際し、冷却能力
の高い冷却装置を提供する。【解決手段】コンピュータの筐体に既設されているドラ
イブベイに取付け可能な冷却ユニットであり、該冷却ユ
ニットはＭＰＵと熱的に連接された放熱部材と、該放熱
部材の冷却とコンピュータ内部の換気とを行うファンと
を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータの冷
却装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にコンピュータ内部にはさまざまな
発熱素子があるが、高発熱素子、とりわけＭＰＵは素子
自体の放熱面だけでは排熱が追いつかないので大きい放
熱フィンを配設した冷却装置を取り付けたり、ファン付
きの冷却装置を取り付けて運用するのが一般的である。
その冷却装置での放熱は自然対流により循環している筐
体内の空気、あるいは冷却装置のファンにより流動され
た筐体内の空気を介して行われる。そして冷却装置が熱
交換を行った空気は筐体内に再び環送される。

【０００３】そのため筐体内の温度はＭＰＵの放熱やそ
の他電子機器による放熱で次第に上昇して行き、ＭＰＵ
の冷却はその暖まった空気で行わざるを得ない。そこで
筐体内に熱が滞留しないように、筐体に換気用ファンを
取り付けて内部空気を吸い出しあるいは押し出して換気
しているものもある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら高速に演
算を行えるＭＰＵは発熱量も多く、筐体内温度もそれに
ともない高くなるので熱抵抗の高い冷却装置だとコンピ
ュータの動作が安定しなくなることがある。そこで熱抵
抗の低い冷却装置が必要となるが、一般に冷却能力の向
上に従い冷却装置の占有体積も大きくなるので回路基板
上の部品の配置やコンピュータの筐体の制限などにより
取付けができないものも多くある。また、筐体に換気用
ファンを設けても内部の突起やケーブル類が障害とな
り、暖まった内部空気すべてを換気することは難しい。

【０００５】一方コンピュータの筐体には機能拡張のた
めＣＤ−ＲＯＭなどを取り付けられるドライブベイが用
意されているが、一般にタワータイプの筐体などではす
べてのドライブベイを使用していることは少なく、その
内のいくつかを使用しないで運用していることが多い。

【０００６】本発明は回路基板上のＭＰＵ周辺では確保
が難しい冷却装置を設置するための大きい空間にドライ
ブベイを用いることで、汎用性があり冷却能力の高い冷
却ユニットを提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の構成は、コンピュータのＭＰＵの冷却を行
う冷却ユニットであり、前記コンピュータのドライブベ
イに取り付け可能な直方体状の冷却ユニットケースと放
熱部材とを備え、前記ＭＰＵが前記放熱部材と熱移動媒
体により熱的に繋がっているものである。

【０００８】また、前記熱移動媒体をヒートパイプとし
たものである。

【０００９】また、前記熱移動媒体を液体としたもので
ある。

【００１０】また、前記冷却ユニットにファンを備えて
いるものである。

【００１１】また、前記冷却ユニットケースが矩形状に
狭窄しているものである。

【００１２】また、前記冷却ユニットの空気の通風口が
前記コンピュータの筐体の外壁面上に穿設されているも
のである。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１はこの発明を利用したコンピ
ュータの主な電子機器の配置関係を示した内部の側面図
である。コンピュータ１は板金製で直方体状の筐体２の
内部に各種電子機器が配設されている。ＭＰＵ４は基板
３のＭＰＵソケットに固設されており、ＣＤ−ＲＯＭド
ライブ７と本発明の冷却ユニット１２は筐体２の正面部
に備えている５．２５インチドライブベイに、フロッピ
ーディスクドライブ５とハードディスクドライブ６は
３．５インチドライブベイにそれぞれ取り付けられてい
る。

【００１４】図２は冷却ユニット１２の分解斜視図であ
る。冷却ユニット１２は筐体２の５．２５インチドライ
ブベイおよそ２つ分の体積を占有しており、分割してな
る冷却ユニットケース１４に放熱部材１３とファン１１
ａ、１１ｂがそれぞれねじで取り付けられており、冷却
ユニットケース１４の各々の係止部が係合して一体とな
る。冷却ユニットケース１４は樹脂で構成されており、
側面には筐体２のドライブ取り付け孔に対応したねじ孔
が穿設されている。そしてファンが取り付けられている
前方部から中央部にかけては高さ方向が狭窄しており、
上下面は中央部が長方形状に開口している。

【００１５】放熱部材１３はアルミニウム等の熱伝導性
の高い材料であり、複数の放熱フィンが長手方向に配設
されている。そして放熱部材１３の中央部位にはヒート
パイプ１０の放熱側がねじで固設されており、ヒートパ
イプ１０の他端にはＭＰＵ４の放熱面が密接されてい
る。

【００１６】コンピュータが作動すると回路上のＭＰＵ
４は発熱し、これに密接されたヒートパイプ１０の吸熱
側にこの動作熱が伝えられる。そしてヒートパイプ１０
を介して冷却ユニット１２の放熱部材１３に伝熱され、
ファン１１ａ、１１ｂによりコンピュータ内部から吸い
出された空気で冷却される。

【００１７】また、冷却ユニットケース１４が狭窄して
いることにより、冷却ユニット１２とその直下に取り付
けられたハードディスク６とで間隙が形成される。ファ
ン１１ａ、１１ｂにより冷却ユニットケース１４下面の
開口部から吸い出される空気は前記の間隙を流動するこ
とになる。よってこの流動された空気によりハードディ
スク６も冷却することが可能になる。当然冷却ユニット
１２の上部に取り付けられたＣＤ−ＲＯＭドライブ７の
場合も同様な冷却効果を望むことができる。

【００１８】上記の様に、ＭＰＵの放熱をドライブベイ
に設けた冷却ユニットで行うことにより筐体内部では設
置することが難しい大きな放熱部材で放熱を行うことが
できる。また、冷却ユニットの上下に設置された電子機
器との間に形成された間隙を冷却ユニットケース１４の
開口部から吸い出される流動空気により該電子機器の冷
却も同時に行うことができる。よって１つのユニットで
ＭＰＵと筐体内の各種電子機器を冷却し、内部空気も換
気することができる冷却ユニットを提供することが可能
である。

【００１９】また、上記実施例では放熱部材１３には長
手方向に複数の放熱フィンを配設した形状であったが、
ピン状のフィンを複数配設したものであったり、その他
放熱を効率よく行える形状のものであれば上記実施例以
外の形状でもかまわない。

【００２０】さらにこの実施例の冷却ユニットはドライ
ブベイ２つ分の大きさで構成されているが、ドライブベ
イ１つ分あるいは３つ分以上の大きさの冷却ユニットで
あってもよい。

【００２１】次に熱移動媒体に液体を用いた場合の実施
例を説明する。液体としては油、水、あるいは水とエチ
レン・グリコールとの混合液などがあるが、ここでは水
とする。構成部品はＭＰＵと熱交換を行うための水枕
と、熱移動媒体である冷却水を貯める貯水槽と、その冷
却水を送水するポンプが必要となる。また、冷却ユニッ
トの放熱部材は内部に冷却水が流れ、ラジエタの様な通
風により内部流体が冷却される構造である。そしてポン
プ−水枕、水枕−冷却ユニット、冷却ユニット−貯水槽
間がそれぞれホースで繋がれている。

【００２２】貯水槽の冷却水はポンプにより水枕に送ら
れＭＰＵの熱を受け取る。そして冷却ユニットに送ら
れ、放熱部材で冷やされてから貯水槽に戻される。そし
て再びポンプにより水枕に送られるというサイクルを繰
り返す。

【００２３】前記実施例で用いたヒートパイプはその吸
熱部と放熱部との傾斜角度が熱輸送量に大きく依存する
ので、効率のよい熱移動を行うにはＭＰＵと冷却ユニッ
トの位置関係に制限を受ける。しかし熱移動媒体が液体
であればそのような制限を受けることなく常に良好な熱
移動を行うことができる。

【００２４】図３はこの発明の冷却ユニットの通風口を
筐体の外壁面上に設けたときのコンピュータの斜視図で
ある。この実施例では冷却ユニットが、筐体２に複数段
あるドライブベイの一番上の段に取り付けられている。
また、筐体２の上面中央部には長方形状の通風口１５が
穿設されている。そして通風口１５に通風ダクト１６が
取り付けられている。

【００２５】ファン１１ａ、１１ｂが回転すると筐体内
部空気が吸い出されるが、同時に通風口１５に取り付け
られた通風ダクト１６からも空気が吸い込まれる。この
空気の温度は各種電子機器で暖まった筐体内空気より温
度が低いので、より高い冷却効果を得ることができる。

【００２６】また、ここでは通風口１５を冷却ユニット
１２に設置されているファン１１ａ、１１ｂの補助的な
通風口として設けているが、図４の様に冷却ユニット１
２にはファンを取り付けず、通風口１５に取り付けたフ
ァン１７のみで放熱部材を冷却してもよい。この様な実
施例は前記した冷却ユニットをドライブベイ１つ分で構
成する際に非常に有利である。ドライブベイ１つ分で構
成された冷却ユニット前面に取り付けることができるフ
ァンは最大でも４ｃｍ角のものを３つならべるのが限度
である。しかし図４の実施例の様に筐体２の通風口１５
にファンを取り付ければ、冷却ユニットの大きさに依存
せずにファンのサイズを決められるので１２ｃｍ角のフ
ァンでも取り付けることができる。よって流動できる空
気の風速、風量ともに大きくなるので冷却効果は前面に
ファンを配置したときに比べ格段に高くなる。

【００２７】ところで強制冷却のデバイスとしてＭＰＵ
の吸熱にペルチェ素子を利用することができる。図５に
はペルチェ素子と熱移動媒体に液体を利用した場合のＭ
ＰＵ部の斜視図を示す。ペルチェ素子１８はＭＰＵ４と
水枕２０との間に挟まれ、水枕２０と共に係止金具１９
がＭＰＵソケットの係止爪と係合して挟持される。ペル
チェ素子１８の利用によりＭＰＵ４は強力に冷却される
が、ペルチェ素子１８の放熱面側にはこのデバイス自体
の動作熱とＭＰＵ４の動作熱の両方を放熱する必要があ
り、およそ１００Ｗ以上の熱量となる。しかし本発明の
冷却ユニットでは冷却能力、熱移動能力のいずれもが高
いのでペルチェ素子の利用にも好適である。

【００２８】

【発明の効果】本発明は以上説明してきたように、コン
ピュータのＭＰＵの冷却を行う冷却ユニットとしてドラ
イブベイを利用することにより従来では筐体内に設置が
難しかった包絡体積の大きい放熱部材を備えることがで
きるので、発熱量の大きいＭＰＵを搭載したコンピュー
タでも安定した運用が可能となる。

【００２９】また、請求項５の発明によれば、冷却ユニ
ットケースが矩形状に狭窄していることで冷却ユニット
の上下に取り付けられた電子機器も同時に冷却すること
が可能である。

【００３０】また、請求項６の発明によれば、空気の通
風口がコンピュータの筐体の外壁面上に穿設されている
ことにより筐体内温度よりも低い温度の空気で放熱部材
を通風できるので、効率の高い熱交換が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の冷却ユニットを利用したコンピュータ
の主な電子機器の配置関係を示した内部の側面図。

【図２】本発明の冷却ユニットの分解斜視図。

【図３】通風口を筐体に設けたときの斜視図。

【図４】筐体に穿設した通風口にファンを設けたときの
断面図。

【図５】ペルチェ素子と熱移動媒体に液体を利用した場
合のＭＰＵ部の斜視図。

【符号の説明】

１コンピュータ２筐体３基板４ＭＰＵ５フロッピーディスクドライブ６ハードディスクドライブ７ＣＤ−ＲＯＭドライブ８電源１０ヒートパイプ１１ａ、ｂファン１２冷却ユニット１３放熱部材１４冷却ユニットケース１５通風口１６通風ダクト１７ファン１８ペルチェ素子１９係止金具２０水枕

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コンピュータのＭＰＵの冷却を行う冷却ユ
ニットであり、前記コンピュータのドライブベイに取り
付け可能な直方体状の冷却ユニットケースと放熱部材と
を備え、前記ＭＰＵが前記放熱部材と熱移動媒体により
熱的に繋がっていることを特徴とする冷却ユニット。
【請求項２】前記熱移動媒体がヒートパイプであること
を特徴とする請求項１に記載の冷却ユニット。
【請求項３】前記熱移動媒体が液体であることを特徴と
する請求項１に記載の冷却ユニット。
【請求項４】前記冷却ユニットにファンを備えているこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の冷却ユニ
ット。
【請求項５】前記冷却ユニットケースが矩形状に狭窄し
ていることを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の
冷却ユニット。
【請求項６】前記冷却ユニットの空気の通風口が前記コ
ンピュータの筐体の外壁面上に穿設されていることを特
徴とする請求項１乃至請求項５に記載の冷却ユニット。