JPWO2005066740A1

JPWO2005066740A1 - 冷却用パッド

Info

Publication number: JPWO2005066740A1
Application number: JP2005516789A
Authority: JP
Inventors: 圭司佐藤
Original assignee: TAMAIKASEI CO., LTD.
Current assignee: TAMAIKASEI CO., LTD.
Priority date: 2004-01-05
Filing date: 2004-06-25
Publication date: 2007-07-26
Also published as: TW200523723A; WO2005066740A1

Abstract

本発明は、３０℃前後に融解温度帯を持つ無機水和物結晶を含む吸熱ゲル体を封入した樹脂製の袋と、該吸熱ゲル体を封入した樹脂製の袋の少なくとも上面に金属製の伝熱板を重ね、それらをさらに樹脂製の袋で包装することを特徴とする、小型・軽量で持ち運びやすく、冷却効率の良いノートパソコンやゲーム機器用の冷却用パッドであり、該冷却用パッドをノートパソコンやゲーム機器の下に敷いて使用する。

Description

本発明はノートパソコンや各種ゲーム機器の内部より発生する熱を吸熱してそれらの昇温を抑制し、誤作動や演算速度の低下等を抑える部材に関する。

ノートパソコンは携帯性能を追求するためより小さく軽く作られるようになり、高機能を求めるために演算速度の高速化や記憶容量の大容量化が進められている。小さく薄い本体に高機能な演算装置や記憶媒体を配置すると当然、発生する熱量も多くなり、放熱・冷却もままならない状態になる。そしてこのまま長時間ノートパソコンを使用すると、内部で発生した熱により、演算装置や記憶媒体が暴走する事例も多く報告されている。このことから薄く軽く携帯性に優れ、吸熱効果が大きいノートパソコン用冷却装置の必要性が求められ、様々な提案が行なわれている。

例えば、特開平０７−３１１６３２号公報（特許文献１）には、ノートパソコンを置くための傾斜した薄い載置台の内部に冷却ファンを内蔵し、外部から空気を吸い込み、ノートパソコンの底部にあたる部分に設けられた多数の通気孔より空気を噴出させて冷やす装置が記載されている。

また、特開２００２−２１５２７１号公報（特許文献２）には、上記と同様に傾斜した薄いノートパソコン載置台であるが、ファンを使用せずに、ノートパソコンの発熱により暖められた空気が軽くなることを利用した自然対流によって冷却する装置が記載されている。

また、特開２００２−３６６２６１公報（特許文献３）には、デスク面とノートパソコンが密着して熱がたまり、高温になるのを防ぐために、内部が中空になったシートを置き、パソコンの底面に空気が流れやすくして温度上昇を防ぐ冷却シートが記載されている。

また、特開２０００−２３１４２４公報（特許文献４）には、ノートパソコンのカードスロットに挿着して使用する熱伝導性の良い本体とカードスロット奥の電源を利用してノートパソコンより外側に出た部分に設けられた小型ファンを駆動し、内部から伝達してきた熱を放散させてカードスロット周辺部を冷却するノートパソコン冷却装置が記載されている。

また、特開２００２−０３１４４８公報（特許文献５）には、ノートパソコンを載置する置き台の中央部に窪みを設けてその中にノートパソコン使用時の環境温度より高い融点を有する溶融塩が充填された熱伝導性の良い密封容器を装脱可能にした置き台装置が記載されているが、これは周辺機器との接続ユニットまで備えた大掛かりな物で、簡便に持ち運びするためのものではない。

また、ゲル体の顕熱と熱伝導性の良いフィルムを併用した冷却シートやアルミニウムなどの熱伝導の高い金属を加工して、表面積をなるべく大きくできる形状にし、放熱効果を期待するものもあった。

しかしながら、これらの提案を吟味してみると冷却ファンを使用するものはどうしても騒音がでるし、ファンを駆動させるための電源が必要になり、電力をコンセントから供電する物についてはノートパソコンの機動性が損なわれるし、内蔵バッテリーから電力を得る物については、そのために電力を消費しパソコンの使用可能時間を短くしてしまう恐れがあった。

ゲル体の顕熱を利用したものは、効果を持続させるためにはゲル体の量を多くせざるを得ず、そうするとふわふわしてノートパソコンが不安定になった。金属蒸着フィルムを熱伝導体として用いる方法もあったが、金属蒸着フィルムはあまり熱伝導性が良くなく効果は小さかった。また金属の熱伝導の良さを利用したものは、放熱を良くさせるために放熱面積を大きくする形にしなければならず、重くてかさばるものになってしまい、ノートパソコンの機動性を損なう欠点があった。
特開平０７−３１１６３２特開２００２−２１５２７１特開２００２−３６６２６１特開２０００−２３１４２４特開２００２−０３１４４８

本発明は、ノートパソコンやポータブルのゲーム機器の下に敷き、それらの内部から発生する熱を効率よく除去することができる、小型で持ち運びやすい冷却用パッドを提供することを課題とする。

本発明の冷却用パッドは、３０℃前後、すなわち、２７〜３７℃に融点を持つ無機水和物結晶を含む吸熱ゲル体を封入した樹脂製の袋と金属製の伝熱板を重ね、全体をさらに包装した冷却用パッドであり、該冷却用パッドは、ノートパソコンやポータブルのゲーム機器の下に敷いて使用する。

本発明の冷却用パッドを２０℃程度の室温に放置すれば、冷却用パッド中の吸熱ゲル体が自然に潜熱を放出して結晶化し、それを使用中のノートパソコンやゲーム機器の下に敷けば、それらから発生する熱により各機器の底部が約３０℃以上になると、その熱が直近にある金属製の伝熱板を介して吸熱ゲル体に伝わり、結晶化していた吸熱ゲル体が潜熱を奪い徐々に溶けていくので、吸熱ゲル体が全て溶け終るまで冷却用パッドの温度は３０℃前後に保たれ、その結果、冷却パッドの上に置かれたノートパソコンやゲーム機器の温度上昇を抑制することができる。

本発明の冷却用パッドの１例の断面図である。本発明の冷却用パッド内の吸熱体を封入した袋の熱シールによる分割状況を示す図である。実施例１に記載の、机上の上においた冷却パッド上に載置したノートパソコンＡの底部の温度Ａ、机上に直に置いたノートパソコンＢの底部の温度Ｂ及び室温Ｒの時間変化を示すグラフである。本発明の冷却用パッドの他の１例の平面図である。図４のＸ−Ｘ’の断面図である。図４の冷却用パッドＡにおける表面包装用樹脂袋１内の平面図である。

符号の説明

１表面包装用樹脂袋
２表面包装用樹脂袋の熱封止部
３金属製伝熱板
４金属製伝熱板の奥側
５金属製伝熱板の手前側
６、８枠材
７吸熱ゲル体を封入した袋
９吸熱ゲル体を封入した袋の熱封止部

本発明の冷却用パッドは、通常のノートパソコンやゲーム機器等の各機器とほぼ同じ幅と奥行きと０．３ｍｍ〜２ｃｍの厚さを持つ表面包装用樹脂袋中に、上記無機水和物を含む吸熱ゲル体を封入した樹脂製の袋と、少なくともノートパソコンやゲーム機器に接する側に、それらからの熱伝導を良くしかつノートパソコンやゲーム機器の載置台としての安定性を良くするための金属製伝熱板を内包する。

特に、ノートパソコンやゲーム機器の載置台としての安定性を良くするために、ノートパソコンやゲーム機器に接する側の金属性伝熱板は、奥側の端部が下側に向かって１〜２ｃｍ折り曲げられていることが好ましく、さもなければ、吸熱ゲル体を封入した樹脂製の袋のノートパソコンやゲーム機器に接する側とは反対側に、もう一枚の金属性伝熱板を内包させることが好ましい。このようにすることにより、ノートパソコンやゲーム機器の底部が金属製伝熱板に接近して配置されるので、各機器の熱が吸熱ゲル体に伝わり、各機器を効率よく冷却することもできる。

本発明の冷却用パッドに用いられる表面包装用樹脂袋の材質は、特に限定されないが、好ましくは、ナイロン・ポリエチレンラミネートシート、エチレン・酢酸ビニル共重合体や、エチレン・メチルメタクリレート共重合体があげられる。
本発明に係る吸熱ゲル体に含まれる無機水和物は、２５〜３７℃に融解温度帯を有するものであれば特に限定されないが、それらが持つ潜熱の大きさや経済性を考慮すると、硫酸ナトリウム十水塩（芒硝）または硫酸水素ナトリウム七水塩が好ましく、これらと水と、無機粒子およびアルコール類からなる。

無機微粒子としては、微粉末シリカ（フュームドシリカ）、沈降シリカ（含水ケイ酸）、微粉末アルミナ、微粉末中空セラミックス等の微粒子およびこれらの混合物が挙げられ、好ましくは微粉末シリカである。また、アルコール類としては、硫酸ナトリウム十水和物を溶解しない、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール等のモノアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール等のジオール類、ポリエチレングリコール等のポリオール類等が挙げられ、好ましくはエチルアルコール、ポリエチレングリコールである。これにより、硫酸ナトリウム十水和物（芒硝）等の水和物の水溶液の温度が低下したときに、溶液が過冷却を起こすことなく、容易に水和物の結晶を析出する。

本発明に係る硫酸ナトリウム十水和物等の水和物は、吸熱ゲル体１００重量部に対し、１０〜８０重量部、好ましくは、２０〜６０重量部使用される。無機微粒子の粒径（一次粒子径、個数平均）は、５〜５０ｎｍ、好ましくは、８〜４０ｎｍである。無機微粒子は、吸熱ゲル体１００重量部に対し、１〜２０重量部、好ましくは、１〜１０重量部を使用する。アルコール類の使用量は適宜選択することができるが、吸熱ゲル体１００重量部に対して、０．１〜２０重量部、好ましくは、０．１〜１０重量部使用される。

加えて、吸熱ゲル体には、ホウ酸ナトリウムのような過冷却防止剤や防腐剤を加えることもできる。ホウ酸ナトリウムおよび防腐剤の量は、吸熱ゲル体１００重量部に対し、それぞれ１〜５重量部、０．１〜１重量部である。
本発明に係る金属製伝熱板は、熱伝導性がよければ特に限定されないが、厚みは０．１〜５ｍｍであり、好ましくは、アルミ板またはメッキ、防錆、塗装処理された鋼板である。

以下に本発明の冷却用パッドを図面に従い、具体的に説明する。
図１は、本発明の冷却用パッドの一例の断面図を示したものである。
表面包装用樹脂袋１は、表がナイロンで内側がＰＶＣのラミネート加工したものであり、端部２は熱封止してある。
表面包装用樹脂袋１の内部には、まず金属性伝熱板３として厚さ１ｍｍのアルミ板が置かれている。これは横方向の熱伝導性を高めるためと、ノートパソコンやゲーム機器をその上に置いた時の機械的安定性を高める２つの目的がある。ノートパソコンやゲーム機器の載置台として、全体的に若干傾斜を付けるために、金属性伝熱板３の奥側４の端部を下側に向かって１ｃｍほど折り曲げ、手前側５の端部の下には枠材６として発泡ポリエチレン製の約２ｍｍ厚のリボンが貼り付けられている。

金属性伝熱板３の下側のくぼみに吸熱ゲル体を封入したＰＥとナイロンのラミネートフィルム製の吸熱ゲル体を封入した袋７が置かれている。この吸熱ゲル体３は，硫酸ナトリウム水溶液とシリカ微粉末とエタノール等の混合物からなり、３２℃前後に融点を持つように調整してある。この袋７は内部のゲル体が移動しないように熱シールで幾つかの小袋に分けられることができる。図２はこの吸熱体を封入した袋７の平面図で、図２の下側が冷却パッドの手前側５であり、熱シールで小分けした小袋が４列横に並置してある例である。

図４は、本発明の冷却用パッドＡの他の一例の平面図であり、図５は、そのＸ−Ｘ’における断面図である。また、図６は、冷却用パッドＡにおける表面包装用樹脂袋１内の平面図である。
図１の例と同様に、表面包装用樹脂袋１は、種々の樹脂製の袋を用いることができるが、表がナイロンで内側がＰＶＣのラミネート加工したものが好ましく、端部２は熱封止されている。
その表面包装用樹脂袋１の内部には、四方に配された厚みが３ｍｍ〜１ｃｍの発泡ポリエチレン製の枠材８を介して、金属性伝熱板３として厚さ０．２〜０．３ｍｍの２枚のガルバリウム鋼板が置かれている。

２枚の金属性伝熱板３の間にできた空間に、吸熱ゲル体を封入したＰＥとナイロンのラミネートフィルム製の吸熱ゲル体を封入した袋７が置かれる。吸熱ゲル体３は、硫酸ナトリウムの水溶液と、微粉末シリカ、エタノール、ホウ酸ナトリウムおよび防腐剤の混合物からなり、約３２℃に融点を持つように調整してある。この袋７もまた、図２のように、内部のゲル体が移動しないように熱封止して幾つかの小袋に分けることができる。

実施例１
本発明の冷却用パッドの効果を調べるために、図１に記載の冷却用パッドを用いて、ノートパソコンの冷却試験を行なった。冷却用パッド内の吸熱ゲル体は、水６３重量部、硫酸ナトリウム無水物３０重量部、シリカ微粉末２重量部、エチルアルコール１．９５重量部、ホウ酸ナトリウム十水塩３重量部、防腐剤０．０５重量部からなり、その重量は約２００ｇであり、冷却用パッドの全重量は約５００ｇであった。金属性伝熱板としてアルミ板を用いた。同じ型のノートパソコンを２台用意し、それぞれの底の同じ場所に熱電対を貼り付け温度測定を行なった。ノートパソコンの１台Ａは、机上においた本発明の冷却用パッドの上に載置し、比較のため、もう１台Ｂは机上に直に置いた。それぞれの温度と室温の時間変化が図３にＡ（パソコンＡの底部温度）、Ｂ（パソコンＢの底部温度）、Ｒ（室温）で示してある。横軸は試験開始後の経過時間を表している。図から明らかなようにＡの線はＢの線の下にあり、５時間経過後もその冷却効果が持続していることが解る。

実施例２
図４に記載の冷却用パッドを用いて、ノートパソコンの冷却試験を行なった。冷却用パッド内の吸熱ゲル体は、水６４重量部、硫酸ナトリウム無水物２８重量部、シリカ微粉末３重量部、エチルアルコール５重量部からなり、その重量は約２００ｇであり、冷却用パッドの全重量は約５００ｇであった。金属性伝熱板として２枚のガルバリウム鋼板を用いた。実施例１と同様にして、同じ型のノートパソコンを２台用意し、それぞれの底の同じ場所に熱電対を貼り付け温度測定を行なった。その結果、実施例１と同様に、本発明の冷却用パッド上においたパソコンの底部の温度は、机上に直接おいたパソコンの底部の温度より低く、その効果が５時間以上持続した。

以上述べてきたように本発明の冷却用パッドを使用すれば、５時間以上にわたって、ノートパソコンやゲーム機器の底部の温度上昇が抑えられ、かつ使用後はその冷却用パッドを室温に放置するだけで、熱を放出して吸熱ゲル体は再結晶化して次の使用に備えることができるので、ノートパソコンやゲーム機器内部の温度上昇によるトラブルの発生を防ぐことができる。

Claims

３０℃前後に融解温度帯を持つ無機水和物結晶を含む吸熱ゲル体を封入した樹脂製の袋と、該吸熱ゲル体を封入した樹脂製の袋の少なくとも上面に金属製の伝熱板を重ね、それらをさらに樹脂製の袋で包装することを特徴とする冷却用パッド。
吸熱ゲル体が水、硫酸ナトリウム十水塩、微粉末シリカおよびエチルアルコールからなることを特徴とする請求項１記載の冷却用パッド。
金属製伝熱板が０．１〜５ｍｍ厚のアルミニウム板製で、該冷却パッドを机の上に置いたときに上面が適度な傾斜を持つように、端部を下側にほぼ直角に折り曲げ、その内側に吸熱ゲル体を封入した袋を収納することを特徴とする請求項１または２記載の冷却用パッド。
吸熱ゲル体を封入した樹脂製の袋の両面に、金属製伝熱板が配置されることを特徴とする請求項１または２記載の冷却用パッド。