(57)【要約】【課題】発熱部品の発熱密度が高い箇所を優先的に冷却する電子機器及び受熱器を提供することを課題とする。【解決手段】発熱部品と、前記発熱部品に接触した接触面を有したケース、前記ケース内に形成され冷媒が流れる流路部、前記ケースの外面に形成された前記流路部の流入口及び流出口、を含む受熱器と、を備え、前記接触面に接触する前記発熱部品の面上での他の箇所よりも発熱密度が高い箇所から前記流入口までの距離は、前記箇所から前記流出口までの距離よりも短い、電子機器。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱部品と、
前記発熱部品に接触した接触面を有したケース、前記ケース内に形成され冷媒が流れる流路部、前記ケースの外面に形成された前記流路部の流入口及び流出口、を含む受熱器と、を備え、
前記接触面に接触する前記発熱部品の面上での他の部分よりも発熱密度が高い箇所から前記流入口までの距離は、前記箇所から前記流出口までの距離よりも短い、電子機器。
【請求項２】
発熱部品と、
前記発熱部品に接触した接触面を有したケース、前記ケース内に形成され冷媒が流れる流路部、を含む受熱器と、を備え、
前記流路部は、前記接触面から離れた上流部、前記上流部よりも下流側にあり前記接触面に近い下流部、を含み、
前記上流部は、前記接触面に垂直な方向以外に延び、前記接触面の中心の箇所又は前記接触面に接触する前記発熱部品の面上での他の部分よりも発熱密度が高い箇所に向かって延びている、電子機器。
【請求項３】
前記流路部は、前記接触面から離れた上流部、前記上流部よりも下流側にあり前記接触面に近い下流部、を含み、
前記下流部は、前記箇所を通過する、請求項１の電子機器。
【請求項４】
前記下流部は、前記箇所を通過する、請求項２の電子機器。
【請求項５】
前記下流部は、前記接触面に垂直な法線周りに渦状である、請求項１乃至４の何れかの電子機器。
【請求項６】
前記下流部は、前記接触面に沿って蛇行した形状である、請求項１乃至４の何れかの電子機器。
【請求項７】
前記流路部は、互いに合流しない複数の流路部を含み、
前記複数の流路部の各下流部は、前記渦状であり互いに隣接している、請求項５の電子機器。
【請求項８】
前記流路部は、互いに合流しない複数の流路部を含み、
前記複数の流路部の各下流部は、前記接触面に沿って蛇行した形状である、請求項６の電子機器。
【請求項９】
前記流路部は、互いに合流しない複数の流路部を含む、請求項１乃至６の何れかの電子機器。
【請求項１０】
底面を有したケースと、
前記ケース内に形成された流路部と、を備え、
前記流路部は、前記底面から離れた上流部、前記上流部よりも下流側にあり前記底面に近い下流部、を含み、
前記上流部は、前記底面に垂直な方向以外に延び前記底面の中心に向かって延びている、受熱器。
【請求項１１】
前記流路部は、互いに合流しない複数の流路部を含み、
前記複数の流路部の各下流部は、蛇行した形状である、請求項１０の電子機器。
【請求項１２】
底面を有したケースと、
前記ケース内に形成された流路部と、
前記ケースの外面に形成された前記流路部の流入口及び流出口と、を備え、
前記流路部は、互いに合流しない複数の流路部を含み、
前記底面の中心から前記複数の流路部の少なくとも一つの前記流入口までの距離は、前記中心から前記複数の流路部の少なくとも一つの前記流出口までの距離よりも短い、受熱器。
【請求項１３】
前記複数の流路部の下流部は、それぞれ前記接触面に垂直な法線周りに渦状であり、前記渦状の部分が互いに隣接している、請求項１２の受熱器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器及び受熱器に関する。
【背景技術】
【０００２】
内部に冷媒が流れる流路部が形成された受熱器を発熱部品に接触させて発熱部品を冷却する技術が知られている。特許文献１、２は、このような技術に関連した技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３２４４９８号公報
【特許文献２】特開平５−１６０３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発熱部品には温度分布がある。従って、発熱部品の発熱密度が高い箇所にまで冷媒が到達する前に発熱密度がそれほど高くない箇所から熱を受け、発熱密度が高い箇所に到達した時には冷媒の温度が既に上昇しているおそれがある。この場合、発熱密度が高い箇所を効率的に冷却できないおそれがある。
【０００５】
本発明は、発熱部品の発熱密度が高い箇所を優先的に冷却する電子機器及び受熱器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書に開示の電子機器は、発熱部品と、前記発熱部品に接触した接触面を有したケース、前記ケース内に形成され冷媒が流れる流路部、前記ケースの外面に形成された前記流路部の流入口及び流出口、を含む受熱器と、を備え、前記接触面に接触する前記発熱部品の面上での他の部分よりも発熱密度が高い箇所から前記流入口までの距離は、前記箇所から前記流出口までの距離よりも短い。
【０００７】
本明細書に開示の電子機器は、発熱部品と、前記発熱部品に接触した接触面を有したケース、前記ケース内に形成され冷媒が流れる流路部、を含む受熱器と、を備え、前記流路部は、前記接触面から離れた上流部、前記上流部よりも下流側にあり前記接触面に近い下流部、を含み、前記上流部は、前記接触面に垂直な方向以外に延び、前記接触面の中心又は前記接触面に接触する前記発熱部品の面上での他の部分よりも発熱密度が高い箇所に向かって延びている。
【０００８】
本明細書に開示の受熱器は、底面を有したケースと、前記ケース内に形成された流路部と、を備え、前記流路部は、前記底面から離れた上流部、前記上流部よりも下流側にあり前記底面に近い下流部、を含み、前記上流部は、前記底面に垂直な方向以外に延び前記底面の中心に向かって延びている。
【０００９】
本明細書に開示の受熱器は、底面を有したケースと、前記ケース内に形成された流路部と、前記ケースの外面に形成された前記流路部の流入口及び流出口と、を備え、前記流路部は、互いに合流しない複数の流路部を含み、前記底面の中心から前記複数の流路部の少なくとも一つの前記流入口までの距離は、前記中心から前記複数の流路部の少なくとも一つの前記流出口までの距離よりも短い。
【発明の効果】
【００１０】
発熱部品の発熱密度が高い箇所を優先的に冷却する電子機器及び受熱器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、電子機器のブロック図である。
【図２】図２は、受熱器の説明図である。
【図３】図３Ａは、第１変形例の受熱器の説明図、図３Ｂは、第２変形例の受熱器の説明図である。
【図４】図４Ａは、第３変形例の受熱器の説明図、図４Ｂは、第４変形例の受熱器の説明図である。
【図５】図５Ａは、第５変形例の受熱器の説明図、図５Ｂは、第６変形例の受熱器の説明図である。
【図６】図６Ａは、第７変形例の受熱器の説明図、図６Ｂは、第８変形例の受熱器の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、電子機器１のブロック図である。電子機器１は、例えば、スーパーコンピュータ、サーバ、ネットワーク装置、デスクトップ型コンピュータ、ノート型コンピュータ、タブレット型コンピュータ等の電子機器であるがこれに限定されない。例えば、電子機器１は、モニタ、コンピュータを内蔵したモニタ、テレビ、オーディオ等であってもよい。電子機器１は、後述する発熱部品を冷却するための冷却装置Ｃ、冷却装置Ｃを収納した筐体９、を含む。
【００１３】
冷却装置Ｃは、受熱器２、ポンプ３、熱交換器４、発熱部品６、プリント基板ＰＲ、を含む。冷媒はこの冷却装置Ｃ内を循環する。受熱器２は、発熱部品６に接触するように設けられ、発熱部品６から熱を受け取り冷媒に伝える。ポンプ３は、冷媒を受熱器２、熱交換器４の順に流れるように循環させる。熱交換器４は、冷媒の熱を外部に放熱する。熱交換器４は、空冷式、液冷式の何れでもよい。熱交換器４が空冷式の場合には、熱交換器４を冷却するためのファンが設けられていてもよい。各装置間は、金属製の配管やフレキシブルなホースにより接続されている。冷媒は、例えば、プロピレングリコール系の不凍液が使用されるがこれに限定されない。
【００１４】
発熱部品６等は、例えばＬＳＩ（Large-Scale Integration）やＣＰＵ（Central Processing Unit）等の電子部品である。発熱部品６は、単一のパッケージ内に複数の電子部品が内蔵されているものであってもよいし、単体の半導体チップ等であってもよい。発熱部品６は、電力が供給されることにより発熱する部品であればよい。発熱部品６はプリント基板ＰＲに実装されている。
【００１５】
図２は、受熱器２の説明図である。受熱器２は、ケース２０、ケース２０に接合された流入管２Ｉ、流出管２Ｏ、を含む。ケース２０は、アルミ製又は銅製であり、上面２１、底面２２、側面２３、２４、２５、２６を含む。上面２１、底面２２は対向し、側面２３、２４は対向し、側面２５、２６は対向している。上面２１、底面２２は、最も面積が大きい。底面２２は、発熱部品６の上面に接触している。底面２２は、接触面の一例である。尚、受熱器２は６面体であるがこのような形状に限定されない。例えば、４面体、５面体、７面体、８面体等であってもよい。
【００１６】
尚、発熱部品６の上面には、他の箇所よりも比較的発熱密度が高い高熱箇所Ｈを図示している。高熱箇所Ｈの中心Ｈｐは、発熱部品６の上面上で最も発熱密度が高い箇所である。図２では、高熱箇所Ｈの中心Ｈｐと底面２２の中心とが一致している場合を示しているが、これに限定されない。また、図２では高熱箇所Ｈは略円状であるがこのような形状に限定されない。尚、このような高熱箇所の形状、位置、大きさは発熱部品の種類によって異なっている。また、このような高熱箇所は、発熱部品の上面に複数箇所ある場合もある。例えば、発熱部品６が単一のパッケージ内に複数の電子部品が内蔵されている場合には、発熱部品の上面に複数の高熱箇所が生じる場合がある。
【００１７】
流入管２Ｉは、上面２１の略中心に接合されている。流出管２Ｏは、側面２６の底面２２に近い位置に接合されている。流入管２Ｉ、流出管２Ｏの位置は、これらに接続されたホースと受熱器２周辺に配置された他の機器等との干渉に応じて定められている。尚、後述する図５Ａ、５Ｂに関しても同様である。ケース２０内には冷媒が流れる流路部Ｒが形成されている。流路部Ｒは、流入管２Ｉ、流出管２Ｏと連通している。流入管２Ｉ、流出管２Ｏには、それぞれホースが接続され他の装置を介して冷媒が流入、排出される。冷媒は、流入管２Ｉ、流路部Ｒ、流出管２Ｏの順に流れる。
【００１８】
流路部Ｒは、上流部２７、上流部２７に連通し上流部２７よりも下流側にある下流部２８、を含む。上流部２７は下流部２８よりも短い。上面２１には、上流部２７に連通した流入口２７ｉが形成されている。側面２６には、下流部２８に連通した流出口２８ｏが形成されている。流入管２Ｉ、流出管２Ｏは、それぞれ流入口２７ｉ、流出口２８ｏに接続されている。上流部２７は、上面２１から底面２２に向かって上面２１、底面２２に対して略垂直に延びている。下流部２８は、底面２２に沿って側面２６に向けて略直線状に延びている。下流部２８は、上面２１よりも底面２２の近くに形成されている。
【００１９】
上流部２７は底面２２から離れており、下流部２８は底面２２の近くに形成されている。流入口２７ｉから発熱密度が最も高い高熱箇所Ｈの中心Ｈｐまでの距離は、流出口２８ｏから高熱箇所Ｈの中心Ｈｐまでの距離よりも短い。即ち、流入口２７ｉは、高熱箇所Ｈの中心Ｈｐの近くに形成されている。このため、ケース２０内に導入された冷媒を短時間でかつ短い距離を経て中心Ｈｐにまで案内できる。これにより、ケース２０内に冷媒が導入されてから長い距離を経て中心Ｈｐに到達する場合と比較して、冷媒が中心Ｈｐに到達するまでに発熱部品６から受ける熱量を抑制できる。従って、冷媒の温度が上昇する前に高熱箇所Ｈを導くことができ、他の箇所よりも優先させて冷却できる。尚、発熱部品６全体の冷却効率が向上するとは限らず、発熱密度が高い箇所の冷却効率を向上する要求がある場合に、その要求を満たすものである。
【００２０】
また、下流部２８は、高熱箇所Ｈを通過し、底面２２の近くにあり上流部２７よりも長いため、下流部２８を通過する冷媒は発熱部品６から多くの熱量を受けることができる。これにより、発熱部品６を効果的に冷却できる。
【００２１】
尚、流出口２８ｏは、上面２１、側面２３〜２６のどの面に形成されていてもよく、流出管２Ｏも上面２１、側面２３〜２６のどの面に接続されていてもよい。
【００２２】
次に、受熱器の変形例について説明する。尚、以下の変形例において、上述した受熱器２と同一、類似の部分については同一、類似の符号を付することにより重複する説明を省略する。図３Ａは、第１変形例である受熱器２ａの説明図である。図３Ａは、上面２１から見た受熱器２ａを示している。ケース２０ａ内に形成された流路部Ｒａの下流部２８ａは底面２２に垂直な法線周りに渦状に形成されている。下流部２８ａは、底面２２に垂直な方向から見て湾曲して形成されている。高熱箇所Ｈは、円状である。下流部２８ａは、このような発熱部品の高熱箇所Ｈを通過するように渦状に形成されているので、発熱部品の高熱箇所Ｈを優先的、効果的に冷却できる。
【００２３】
図３Ｂは、第２変形例である受熱器２ｂの説明図である。ケース２０ｂ内に形成された流路部Ｒｂの下流部２８ｂは、下流部２８ａと同様に渦状に形成されているが、複数の直線状の部分から形成されている。具体的には、下流部２８ｂは、直線状の部分が互いに直交するように連続して、全体として渦状に形成されている。高熱箇所Ｈｂは、楕円状である。流入口２７ｉから発熱密度が最も高い高熱箇所Ｈｂの中心Ｈｂｐまでの距離は、流出口２８ｏから中心Ｈｂｐまでの距離よりも短い。下流部２８ｂは、このような発熱部品の高熱箇所Ｈｂを通過するように渦状に形成されているので、発熱部品の高熱箇所Ｈｂを優先的、効果的に冷却できる。
【００２４】
図４Ａは、第３変形例である受熱器２ｃの説明図である。ケース２０ｃ内には互いに合流していない２つの流路部Ｒｃが形成されている。発熱部品上の高熱箇所Ｈｃが２箇所あり、発熱密度が最も高い高熱箇所Ｈｃの中心Ｈｃｐは底面２２の中心からずれている。発熱部品上の２箇所の高熱箇所Ｈｃの中心Ｈｃｐと流入口２７ｉとが対応するように２つの流路部Ｒｃを設けられている。換言すれば、高熱箇所Ｈｃの中心Ｈｃｐから一方の流路部Ｒｃの流入口２７ｉの距離は、中心Ｈｃｐから一方の流路部Ｒｃの流出口２８ｏの距離よりも短い。また、２つの下流部２８ｃはそれぞれ２つの高熱箇所Ｈｃを通過する。これにより、発熱部品の２つの高熱箇所Ｈｃを優先的、効果的に冷却できる。尚、底面２２の中心から一方の流路部Ｒｃの流入口２７ｉの距離も、底面２２の中心から一方の流路部Ｒｃの流出口２８ｏの距離よりも短い。
【００２５】
図４Ｂは、第４変形例である受熱器２ｄの説明図である。ケース２０ｄ内には互いに合流しない３つの流路部Ｒｄが形成されている。高熱箇所Ｈｄは、発熱部品の面に対して一方向に延びたように広がっている。高熱箇所Ｈｄの発熱密度が最も高い中心Ｈｄｐは底面２２の中心からずれている。このように一方向に延びた高熱箇所Ｈｄに対応するように、複数の流路部Ｒｄの流入口２７ｉもそれぞれ一方向に並設されている。また、複数の下流部２８ｄは高熱箇所Ｈｄを通過する。これにより、高熱箇所Ｈｄを優先的、効果的に冷却できる。尚、中心Ｈｄｐから中央に設けられた流路部Ｒｄの流入口２７ｉの距離は、中心Ｈｄｐから中央に設けられた流路部Ｒｄの流出口２８ｏの距離よりも短い。
【００２６】
図５Ａは、第５変形例である受熱器２ｅの説明図である。流入管２7Ｉｅはケース２０ｅの側面２５に接続され、流入口２７ｉｅも側面２５に形成されている。流出口２８ｏは、底面２２に近い位置に形成されているのに対し、流入口２７ｉｅは底面２２から離れた位置に形成されている。流路部Ｒｅの上流部２７ｅは、底面２２の中心や高熱箇所Ｈの中心Ｈｐに向かって底面２２側に斜めに下方に延びている。また、下流部２８ｅは、高熱箇所Ｈの中心Ｈｐを通過する。
【００２７】
このように、上流部２７ｅは底面２２から離れた位置に形成され、下流部２８ｅは底面２２に沿うように延びている。これにより、上流部２７ｅ内を流れる冷媒は発熱部品からの熱を受けにくくなり、高熱箇所Ｈに向けて冷たい冷媒を導くことができる。
【００２８】
図５Ｂは、第６変形例の受熱器２ｆの説明図である。ケース２０ｆの流路部Ｒｆの下流部２８ｆは、大部分が底面２２に沿うように延びているが、流出口２８ｏｆ直前の部分で底面２２から離れるように斜め上方に延びている。即ち、流出口２８ｏｆは、底面２２から離れた位置に形成されている。この理由は、流出管２Ｏや流出管２Ｏに接続されたホースが受熱器２ｆ周辺に配置された他の機器等に干渉することを防止するためである。従って、流出管２Ｏや流出口２８ｏｆが必ずしも底面２２の近くにある必要はない。
【００２９】
図６Ａは、第７変形例の受熱器２ｇの説明図である。ケース２０ｇの流路部Ｒｇの下流部２８ｇは、底面２２に沿って蛇行した形状であり高熱箇所Ｈｇを通過する。このため、高熱箇所Ｈ周辺で下流部２８ｇの長さを確保して、高熱箇所Ｈｇを効果的に冷却できる。尚、上流部２７ｅは、図５Ａに示したように、底面２２から間隔をあけて底面２２に向かって斜め下方に延びているので、高熱箇所Ｈを優先的に冷却できる。尚、下流部２８ｇは、必ずしも高熱箇所Ｈｇの中心Ｈｇｐを通過する必要はなく、中心Ｈｇｐの周辺を通過するものであってもよい。
【００３０】
図６Ｂは、第８変形例の受熱器２ｈの説明図である。ケース２０ｈには、２つの流路部Ｒｈが形成され、２つの下流部２８ｈは発熱部品の２つの高熱箇所Ｈｈを通過するように位置的に対応している。このため、２つの高熱箇所Ｈｈを効果的に冷却できる。尚、上流部２７ｅは、底面２２から間隔をあけて底面２２に向かって斜め下方に延びているので、高熱箇所Ｈｈを優先的に冷却できる。
【００３１】
以上本発明の好ましい一実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００３２】
図２に示したように上面２１に流入口２７ｉが形成されている受熱器においても、下流部は底面２２に沿って蛇行した形状であってもよい。図５Ａに示したように側面に流入口２７ｉｅが形成されている受熱器においても、下流部が図３Ａ、３Ｂに示した渦状であってもよい。この場合、上流部は底面２２と所定の間隔を有しながら底面２２と平行方向に底面２２の中心付近まで延び、中心付近で底面２２側に延びて下流部が渦状になっていてもよい。
【００３３】
尚、単一の発熱部品を複数の受熱器で冷却してもよい。この場合、複数の受熱器のうち少なくとも一つが本実施例に示した受熱器であればよい。
【符号の説明】
【００３４】
１  電子機器
２〜２ｈ  受熱器
６  発熱部品
２０〜２０ｈ  ケース
２２  底面（接触面）
Ｒ〜Ｒｈ  流路部
２７、２７ｅ  上流部
２７ｉ、２７ｅｉ  流入口
２８〜２８ｈ  下流部
２８ｏ、２８ｏｆ  流出口
Ｈ、Ｈｂ〜Ｈｄ、Ｈｇ、Ｈｈ  高熱箇所
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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