(57)【要約】【課題】  メンテナンスが容易で、電子機器の発熱部品を冷却できる電子機器用冷却カートリッジを提供する。【解決手段】  電気コネクタ27が設けられるとともにＣＰＵ（発熱部品）11が内蔵された電子機器の機器本体２に着脱可能に取付けられるカートリッジケース２２を備える。このケース22に、受熱部25と、放熱部26と、液体ポンプ23と、カートリッジ側の電気コネクタ27とを設ける。受熱部25には冷却液が流通する。この受熱部25はカートリッジケース２２が機器本体のカートリッジ装着部３に装着された際にＣＰＵ11と熱的に接続される。放熱部26には受熱部25から流出する冷却液が流通する。電力が供給されることにより動作する液体ポンプ23は、放熱部26から流出する冷却液を吸込んで受熱部25に供給する。電気コネクタ27は機器本体側の電気コネクタ16に着脱可能に接続される。【選択図】      図１
2006107275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気コネクタが設けられるとともに発熱部品が内蔵された電子機器の機器本体に着脱可能に取付けられて、前記発熱部品を冷却する電子機器用冷却カートリッジであって、
カートリッジケースと、
このカートリッジケースに設けられ、前記カートリッジケースが前記機器本体に装着された状態で前記発熱部品と熱的に接続される受熱部と、
この受熱部と熱的に接続されて前記カートリッジケースに設けられるとともに冷却液が流通する放熱部と、
前記カートリッジケースに設けられ、電力が供給されることにより動作して、前記放熱部から流出する冷却液を吸込んで循環させる液体ポンプと、
前記カートリッジケースに設けられ前記機器本体側の電気コネクタに着脱可能に接続されるカートリッジ側電気コネクタと、
を具備した電子機器用冷却カートリッジ。
【請求項２】
バッテリを前記カートリッジケースに収容したバッテリユニットとして、又は、内蔵回路を前記カートリッジケースに収容して前記電子機器に対する周辺機器として機能するＰＣカードとして、或いはディスク型メディアの駆動装置を前記カートリッジケースに収容したメディア駆動ユニットとして、若しくは前記バッテリ、内蔵回路、駆動部を前記カートリッジケースに収容しないユニットとして形成された請求項１に記載の電子機器用冷却カートリッジ。
【請求項３】
前記放熱部を前記カートリッジケースの外部に露出させた請求項１又は２に記載の電子機器用冷却カートリッジ。
【請求項４】
カートリッジ装着部を有した機器本体と、
この機器本体に設けられた電気コネクタと、
前記機器本体に内蔵された発熱部品と、
前記機器本体に設けられて前記発熱部品を冷却する冷却手段と、
前記カートリッジ装着部に着脱可能に取付けられる前記請求項１から３の内のいずれか一項に記載の冷却カートリッジと、
を具備した携帯可能な電子機器。
【請求項５】
前記冷却カートリッジの受熱部と前記発熱部品とを直接的に接触させた請求項４に記載の携帯可能な電子機器。
【請求項６】
熱伝導部を有した伝熱部材を前記発熱部品に熱的に接続し、前記熱伝導部を前記カートリッジ装着部に配置して、この熱伝導部に前記カートリッジ装着部に取付けられた前記冷却カートリッジの受熱部を熱的に接続させた請求項４又は５に記載の携帯可能な電子機器。
【請求項７】
前記熱伝導部をヒートパイプとした請求項６に記載の携帯可能な電子機器。
【請求項８】
前記受熱部を前記冷却カートリッジの外面に露出させるとともに、前記熱伝導部を弾性変形が可能に作られたヒートパイプとし、この熱伝導部を前記カートリッジ装着部に差し込まれた前記冷却カートリッジの受熱部に弾性的に接触させて、前記熱伝導部を前記受熱部に熱的に接続させた請求項６に記載の携帯可能な電子機器。
【請求項９】
前記カートリッジケースに凹状のスペーサ係合部を設けるとともに、前記カートリッジ装着部の所定深さまで前記冷却カートリッジが差し込まれた時に前記スペーサ係合部に嵌り込んで前記受熱部への前記熱伝導部の接触を許す先細状のスペーサ凸部を前記熱伝導部に設けた請求項８に記載の携帯可能な電子機器。
【請求項１０】
前記カートリッジ装着部に取付けられた前記冷却カートリッジの放熱部を前記機器本体の外部に露出させた請求項４から９の内のいずれか一項に記載の携帯可能な電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、据置き型又は携帯可能なパーソナルコンピュータ等の電子機器が有するＣＰＵ等の発熱部品を冷却するために用いられる冷却カートリッジ、及びこのカートリッジを備えたノート型パーソナルコンピュータ等の携帯可能な電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体ポンプで冷却液を循環させてノート型パーソナルコンピュータのＣＰＵ等を冷却する液冷システムが提供されている。この液冷システムは、冷却液を供給する液体ポンプと、冷却液が供給され半導体装置で生じる熱を受ける受熱ジャケットと、このジャケットを経た冷却液が供給され熱を放出する放熱パイプと、このパイプを経た冷却液を液体ポンプに循環させる経路とを有している。前記液体ポンプ及び受熱ジャケットは、半導体装置が配置された本体筐体に組込まれ、放熱パイプは、ＬＣＤ等を備えて本体筐体に開閉自在に連結された表示部の筐体に組込まれている。そして、放熱パイプから伝えられる熱を表示部の外面から大気中に放出させて、半導体装置の温度上昇を抑制している（例えば特許文献１，２参照。）。
【特許文献１】特開2002−189535号公報（段落0020、図１）
【特許文献１】特開2002−182797号公報（段落0014−0018、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記液冷システムを構成する液体ポンプ、受熱ジャケット、及び放熱パイプ等が、各種の部品を組込んだ本体筐体と表示部筐体とに散在して配置された特許文献１，２の技術では、本体筐体等に対して機種ごとに異なる部品の配置に、液冷システムを構成する各部品の配置を適合させなければならない。こうした事情から液冷システムを構成する各部品の配置は、ノート型パーソナルコンピュータの機種ごとにカスタム化されている。このため、従来の液冷システムは、液冷システムの修理や交換等のメンテナンスをする場合に、機器筐体及び表示部筐体を分解する手間が必要となり、面倒である。
【０００４】
又、電子機器の中には、特にノート型パーソナルコンピュータに見られるように、冷却システムの冷却能力を超える高負荷加作業時に作動するセーブモード機能を備えたものがある。セーブモード機能が発動されると、ＣＰＵの駆動周波数（処理速度）が下がり、ＣＰＵを含めた回路の機能が低下しないようにできる。このセーブモード機能を発動させないようにするためには、ＣＰＵに対する冷却能力を上げればよい。しかし、こうした要請を満たす工夫は、前記特許文献１，２には教示されておらず、又、従来知られていない。
【０００５】
本発明の目的は、メンテナンスが容易で、電子機器の発熱部品を冷却できる電子機器用冷却カートリッジ、及びこのカートリッジによって発熱部品の冷却を強化できる携帯可能な電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために本発明の電子機器用冷却カートリッジは、電気コネクタが設けられるとともに発熱部品が内蔵された電子機器の機器本体に着脱可能に取付けられて、前記発熱部品を冷却する電子機器用冷却カートリッジであって、カートリッジケースと、このカートリッジケースに設けられ、前記カートリッジケースが前記機器本体に装着された状態で前記発熱部品と熱的に接続される受熱部と、この受熱部と熱的に接続されて前記カートリッジケースに設けられるとともに冷却液が流通する放熱部と、前記カートリッジケースに設けられ、電力が供給されることにより動作して、前記放熱部から流出する冷却液を吸込んで循環させる液体ポンプと、前記カートリッジケースに設けられ前記機器本体側の電気コネクタに着脱可能に接続されるカートリッジ側電気コネクタと、を具備している。
【０００７】
本発明及び以下の発明で、発熱部品とは、発熱を伴う電気部品、例えば半導体部品、具体的にはＣＰＵ，ＬＳＩ，ＣＣＤなどを挙げることができる。又、本発明で、冷却液としては、水の他に、０℃になっても凍結しないように不凍液剤を加えてなる不凍液などを使用できる。又、本発明で、液体ポンプには、遠心式液体ポンプ、又は、電磁駆動等により例えばダイアラムを動かしてポンプ作動を営む液体ポンプ、或いは押し引きされるピストンを有してポンプ作動を営む液体ポンプ等を使用できる。
【０００８】
又、本発明で、発熱部と受熱部が熱的に接続されるとは、発熱部から受熱部への熱移動ができるように接続されることを指しており、例えば発熱部の熱が直接的に受熱部に伝わる態様を含んでいるとともに、発熱部の熱を伝熱部材に中継させて、この伝熱部材から受熱部に熱が伝えられる態様も含んでいる。又、本発明で、放熱部が受熱部に熱的に接続されるとは、受熱部から放熱部への熱移動ができるように接続されることを指しており、例えば循環される冷却液を熱輸送媒体として受熱部から放熱部へ熱移動をさせることも、又、ヒートパイプに代表される熱輸送部材を用いて放熱部と受熱部とを接続して、この熱輸送部材を通じて受熱部から放熱部へ熱移動をさせることも含んでいる。
【０００９】
又、本発明及び以下の発明で電気コネクタとは、液体ポンプ等を駆動するための電力及び制御するための信号の授受を担うものを指している。機器側電気コネクタとカートリッジ側電気コネクタとは、機器本体へのカートリッジケースの着脱操作に伴って同時に着脱されるものが好ましいが、カートリッジケースの装着状態で、カートリッジケースの着脱操作とは別にコネクタを手で操作して着脱されるものであってもよい。
【００１０】
本発明の冷却カートリッジは、そのカートリッジケース、受熱部と、この受熱部の熱が伝えられる放熱部と、液体ポンプとを設けて、液体ポンプの動作で冷却液を循環させる液冷システムを形成したユニットに構成されている。そして、本発明の冷却カートリッジが電子機器の機器本体に取付けられた状態では、受熱部が機器本体に内蔵の発熱部品と熱的に接続されるとともに、カートリッジ側電気コネクタと機器側電気コネクタとを接続でき、これらコネクタを通じて電子機器に供給される電力等が液体ポンプにも供給される。これにより、液体ポンプが動作し前記液冷システムが機能して冷却液が循環されるに伴い、発熱部品の熱が受熱部に吸熱されて放熱部から外に放出されるので、発熱部品の温度上昇を抑制できる。
【００１１】
このようして機器本体内の発熱部品を冷却する冷却カートリッジはユニットをなしているので、機種の異なる電子機器側に同じカートリッジ装着部を設けて置くことで、これら各種の電子機器に取付けて使用できる汎用性を得ることが可能となる。そして、ユニットをなした冷却カートリッジは機器本体に着脱可能であるので、機器本体から取外した状態でメンテナンスをすることができる。
【００１２】
更に、ＰＤＡ等の携帯情報端末のように小型な電子機器に使用するときは、この電子機器の発熱部品に対する主たる液冷システムとして、本発明の冷却カートリッジを使用可能である。この場合には、小型電子機器内に散在して配置される部品からなるためにスペース効率が悪い液冷システムを不要にできるとともに、液冷システムをなす本発明の冷却カートリッジは、既述のようにカートリッジケースに液体ポンプ、受熱部、及び放熱部等を設けてユニットとされていることにより、コンパクトに形成可能であり、したがって、液冷システムとしてのスペース効率を向上できる。又、機器本体に発熱部品の冷却手段が設けられている電子機器に、本発明の冷却カートリッジを取付けて使用する場合には、本発明の冷却カートリッジの冷却作用が加えられるので、発熱部品の冷却性能を強化できる。
【００１３】
又、本発明の好ましい形態では、バッテリを前記カートリッジケースに収容したバッテリユニットとして、又は、内蔵回路を前記カートリッジケースに収容して前記電子機器に対する周辺機器として機能するＰＣカードとして、或いはディスク型メディアの駆動装置を前記カートリッジケースに収容したメディア駆動ユニットとして、若しくは前記バッテリ、内蔵回路、駆動部を前記カートリッジケースに収容しないユニットとして電子機器用冷却カートリッジを形成することができる。
【００１４】
冷却カートリッジをバッテリユニットとして形成した場合、バッテリの電力で電子機器を動作させる時は、必ず冷却カートリッジの液冷システムが動作されて、機器本体内の発熱部品を冷却できる。冷却カートリッジをＰＣカードとして又はメディア駆動ユニットとして形成した場合、機器本体内の発熱部品に対する負荷がＰＣカード又はメディア駆動ユニットを原因として増えるにも拘わらず、その時には、必ず冷却カートリッジの液冷システムが動作されて、機器本体内の発熱部品を冷却できる。バッテリユニット又はＰＣカード或いはメディア駆動ユニットとしての機能がない冷却カートリッジは、機器本体内の発熱部品を冷却するためだけの単機能のユニットとして低コストに提供できて、その使用により機器本体内の発熱部品を冷却できる。
【００１５】
又、本発明の好ましい形態では、前記放熱部を前記カートリッジケースの外部に露出させている。この発明では、カートリッジケースに妨げられることなく、このケースの外部に放熱部から熱を放出できる。
【００１６】
又、前記課題を解決するために本発明の携帯可能な電子機器は、カートリッジ装着部を有した機器本体と、この機器本体に設けられた電気コネクタと、前記機器本体に内蔵された発熱部品と、前記機器本体に設けられて前記発熱部品を冷却する冷却手段と、前記カートリッジ装着部に着脱可能に取付けられる前記請求項１から３の内のいずれか一項に記載の冷却カートリッジと、を具備している。
【００１７】
本発明で、機器本体とは、それがディスプレイを有している場合には、そのディスプレイが開閉可能なもの、若しくはディスプレイが動かないように固定されているものを含んでいる。又、本発明で、機器本体のカートリッジ装着部とは、冷却カートリッジを着脱自在な配置するために機器本体に設けた部位を指しており、機器本体の外面に開いたスロットや凹みなどで形成することが好ましいが、機器本体に設けた蓋を開けることによって露出される機器本体内の部位であってもよい。本発明で、冷却手段とは、例えば発熱部品に熱的に接続された放熱シンク等にブロワで空気を吹き付けて空冷をするもの、又は、機器本体を放熱性に優れた金属材料製として、この本体と発熱部品とを熱伝導部材を介して熱的に接続することによって、発熱部品の熱を機器本体に導いてこの本体の外面から放出するもの、若しくは、発熱部品に熱的に接続された伝熱部材の一部を受熱部として機器本体に組込まれた液冷システム等であってもよい。
【００１８】
本発明が備える冷却カートリッジは、そのカートリッジケースに受熱部と、この受熱部の熱が伝えられる放熱部と、液体ポンプとを設けて、液体ポンプの動作で冷却液を循環させる液冷システムを形成したユニットに構成されていて、機器本体のカートリッジ装着部に取付けて使用される。この使用状態では、受熱部が機器本体に内蔵の発熱部品と熱的に接続されるとともに、カートリッジ側電気コネクタと機器側電気コネクタとを接続でき、これらコネクタを通じて電子機器に供給される電力等が液体ポンプにも供給されるので、液体ポンプが動作し前記液冷システムが機能して冷却液が循環されるに伴い、発熱部品の熱を受熱部に吸熱して放熱部から外に放出できる。これにより、発熱部品を、機器本体に設けられている冷却手段と冷却カートリッジとで冷却できるので、発熱部品の冷却性能を強化できる。
【００１９】
又、本発明の好ましい形態の携帯可能な電子機器では、前記冷却カートリッジの受熱部と前記発熱部品とを直接的に接触させている。この発明では、発熱部品の熱を直接的に受熱部に伝熱させるので、格別な伝熱部材を用いることなく発熱部品の熱を効率よく受熱部に吸熱させて冷却できる。なお、ここに、直接的とは、発熱部品と受熱部とが直接接触している態様だけではなく、これらの接触部の熱抵抗を減らすために伝熱性のグリスを含んだシート等の伝熱層を介在させた態様も含んでいる。
【００２０】
又、本発明の好ましい形態の携帯可能な電子機器では、熱伝導部を有した伝熱部材を前記発熱部品に熱的に接続し、前記熱伝導部を前記カートリッジ装着部に配置して、この熱伝導部に前記カートリッジ装着部に取付けられた前記冷却カートリッジの受熱部を熱的に接続させている。この発明では、発熱部品の熱を伝熱部材の熱伝導部でカートリッジ配置部に導くので、発熱部品の配置がカートリッジ装着部内に制約されることがなく、発熱部品の配置の自由度が高い。
【００２１】
又、本発明の好ましい形態の携帯可能な電子機器では、前記熱伝導部をヒートパイプとしている。この発明では、ヒートパイプ製の熱伝導部によって、これに熱的に接続された受熱部に、発熱部品の熱を効率的に移動させて吸熱させることができる。
【００２２】
又、本発明の好ましい形態の携帯可能な電子機器では、前記受熱部を前記冷却カートリッジの外面に露出させるとともに、前記熱伝導部を弾性変形が可能に作られたヒートパイプとし、この熱伝導部を前記カートリッジ装着部に差し込まれた前記冷却カートリッジの受熱部に弾性的に接触させて、前記熱伝導部を前記受熱部に熱的に接続させている。この発明では、ヒートパイプ製の熱伝導部をそれ自体の弾性で、カートリッジ装着部に挿入された冷却カートリッジの露出された受熱部に押付けるので、熱伝導部と受熱部とが直接接触して、発熱部品の熱を受熱部に効率的に移動させて吸熱させることができる。
【００２３】
又、本発明の好ましい形態の携帯可能な電子機器では、前記カートリッジケースに凹状のスペーサ係合部を設けるとともに、前記カートリッジ装着部の所定深さまで前記冷却カートリッジが差し込まれた時に前記スペーサ係合部に嵌り込んで前記受熱部への前記熱伝導部の接触を許す先細状のスペーサ凸部を前記熱伝導部に設けている。
【００２４】
この発明では、凹状のスペーサ係合部が形成されたカートリッジケースを有した冷却カートリッジが、カートリッジ装着部の所定深さまで差し込まれた時に、熱伝導部のスペーサ凸部がスペーサ係合部に嵌り込んで、ヒートパイプ製の熱伝導部がそれ自体の弾性で冷却カートリッジの受熱部に押付けられる。これによる熱伝導部と受熱部との直接接触により、発熱部品の熱を受熱部に効率的に移動させて吸熱させることができる。そして、凹状のスペーサ係合部が形成されていないケースを有したＰＣカード（言い換えれば、前記液冷システムを備えていない通常のＰＣカード）がカートリッジ装着部に差し込まれた時には、既述の嵌り込みがないので、スペーサ凸部によって熱伝導部が通常のＰＣカードに接触することが妨げられて、このカードなどへの伝熱を抑制できる。
【００２５】
又、本発明の好ましい形態の携帯可能な電子機器では、前記カートリッジ装着部に取付けられた前記冷却カートリッジの放熱部を前記機器本体の外部に露出させている。この発明では、冷却カートリッジの受熱部に吸熱された発熱部品の熱を、放熱部から機器本体の外部に放出できるので、放出された熱がカートリッジ装着部にこもって機器本体等の温度が上がることを抑制できる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、電子機器の機器本体に着脱可能なユニットとなしているので、機器本体に取付けて使用することで電子機器の発熱部品を冷却できるとともに、機器本体から外して容易にメンテナンスできる電子機器用冷却カートリッジを提供できる。
【００２７】
本発明によれば、機器本体内の発熱部品を、機器本体に設けられている冷却手段と、液冷システムを有して機器本体に着脱される冷却カートリッジとで冷却するので、発熱部品の冷却性能を強化できる携帯可能な電子機器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１及び図２を参照して本発明の第１実施形態を説明する。
【００２９】
図１中符号１は携帯可能な電子機器として例えばノート型パーソナルコンピュータ（以下ノートパソコンと略称する。）を示している。このノートパソコン１の機器本体２は、下部本体ケース２ａと上部本体ケース２ｂとを図示しないヒンジを介して開閉可能に連結してなり、上部本体ケース２ｂには液晶表示パネルなどのディスプレイ（図示しない）が取付けられている。下部本体ケース２ａの上面には図示しないキーボードが装着されている。
【００３０】
下部本体ケース２ａには、図示しないがマザーボード、ＨＤＤ、メディア駆動装置、バッテリ等が内蔵されている。マザーボードには、ノートパソコン１を動作させるのに必要な各種の電気機器、電子部品、集積回路、電子回路などが搭載されており、前記電子部品の中には発熱部品であるＣＰＵ１１（図１参照）が含まれている。メディア駆動装置はディスク型メディア例えばＣＤ又はＤＶＤを駆動するためのものである。バッテリは、下部本体ケース２ａに着脱可能に設けられており、ノートパソコン１の携帯に際して必要により電池容量がより大きいバッテリに交換することも可能である。
【００３１】
下部本体ケース２ａには、ＣＰＵ１１の温度上昇を抑制するための冷却手段１２が設けられている。この冷却手段１２には例えば空冷式のものを使用できる。
【００３２】
図１に示すように下部本体ケース２ａにはカートリッジ装着部３が設けられている。カートリッジ装着部３は例えば下部本体ケース２ａの底壁２ｃに開放した長四角形状の浅い凹みからなる。カートリッジ装着部３は嵌合溝１３を有している。嵌合溝１３はカートリッジ装着部３の一側に沿って延びているとともにカートリッジ装着部３に開放している。カートリッジ装着部３の前記一側と平行な他側部には、ねじ孔からなる複数の固定孔１４が設けられている。前記ＣＰＵ１１はカートリッジ装着部３内に露出して配置され、このＣＰＵ１１の露出した端面には柔軟性を有する熱伝導シート１５で覆われている。熱伝導シート１５には後述する受熱部とＣＰＵ１１との接触部の熱抵抗を減らすための伝熱性に優れたグリスが含浸されている。
【００３３】
下部本体ケース２ａには機器本体側の電気コネクタ１６が設けられ、この電気コネクタ１６は嵌合溝１３の一部に配置されている。電気コネクタ１６は、前記マザーボード等に電気的に接続されており、以下説明する冷却カートリッジ２１を駆動するための電力とその駆動を制御するための信号を中継する。
【００３４】
図１及び図２中符号２１は冷却カートリッジを示している。この冷却カートリッジ２１は、ノートパソコン１の標準装備部品であっても、オプション部品であってもよいが、本実施形態は後者である。したがって、通常、前記カートリッジ装着部３はこれと略同形状をなす着脱可能なカバー１７（図１参照）で閉じられている。カバー１７は、その一側縁の嵌め込み凸部１７ａを嵌合溝１３に嵌めてからカートリッジ装着部３に嵌合されて、図１に示した取外し可能なねじ１８を固定孔１４にねじ込むことによって取付けられている。
【００３５】
オプション部品としての冷却カートリッジ２１は、カートリッジ装着部３に着脱可能に取付けられて、ＣＰＵ１１の冷却を強化するものであって、カートリッジケース２２、液体ポンプ２３、リザーバ２４、受熱部２５、放熱部２６、及びカートリッジ側電気コネクタ２７等を備えたユニットである。後述の各パイプを介して互いに連通するように接続される液体ポンプ２３、リザーバ２４、受熱部２５、及び放熱部２６は、液冷システムを形成する。
【００３６】
カートリッジケース２２はカートリッジ装着部３と略同形状をなしている。カートリッジケース２２の一側縁には嵌め込み凸部２２ａが設けられ、他側部の角部には夫々ねじ通孔２２ｂが開けられている。カートリッジケース２２は、その嵌め込み凸部２２ａを嵌合溝１３に嵌めてからカートリッジ装着部３に嵌合されて、前記ねじ１８をねじ通孔２２ｂに通して固定孔１４にねじ込むことによってカートリッジ装着部３に取付けられる。又、この逆の手順で、カートリッジ装着部３からカートリッジケース２２を外すことができる。カートリッジケース２２の裏面、つまり、カートリッジケース２２がカートリッジ装着部３に装着された状態で下部本体ケース２ａの内側に向く側面には、図２に示すように窓孔２２ｃが開けられているとともに、着脱可能な蓋２２ｄが取付けられている。
【００３７】
液体ポンプ２３には例えば薄型に形成されたダイアフラム式のものが使用されていて、この液体ポンプ２３はカートリッジケース２２に内蔵されている。リザーバ２４は例えば液体ポンプ２３の吐出し口にパイプ２８を介して接続されている。リザーバ２４は蓋２２ｄに対向してカートリッジケース２２に内蔵されている。蓋２２ｄを開けた状態でリザーバ２４に冷却液を注入でき、それにより液冷システムへの冷却液の充填と冷却液の補充とができるようになっている。
【００３８】
受熱部２５及び放熱部２６は、いずれも良熱伝導材料例えばアルミニューム合金製で、内部に冷却液を流通させる例えば蛇行状の通路（図示しない）を有している。受熱部２５はＣＰＵより大形で扁平な板状をなしていて、カートリッジケース２２に内蔵されている。図２に示すように受熱部２５は窓孔２２ｃを塞いでいる。これにより、受熱部２５の一面はカートリッジケース２２外に露出している。受熱部２５の通路の一端はパイプ２９を介してリザーバ２４に接続されている。受熱部２５の通路の他端はパイプ３０を介して放熱部２６の通路の一端に接続されている。
【００３９】
放熱部２６は、前記通路を有したベース部と、この一面に一体に形成された複数のフィンとを有している。ベース部はカートリッジケース２２に内蔵され、フィンはカートリッジケース２２の外部に突出状態に露出している。放熱部２６の通路の他端はパイプ３１を介して液体ポンプ２３の吸込み口に接続されている。各パイプ２８〜３１は液冷システムの循環路を形成している。
【００４０】
カートリッジ側電気コネクタ２７は、カートリッジケース２２の嵌め込み凸部２２ａを設けた側縁に突設されている。電気コネクタ２７は液体ポンプ２３の駆動部に電気的に接続されている。この電気コネクタ２７は、冷却カートリッジ２１がカートリッジ装着部３に着脱されるに伴って、機器本体側電気コネクタ１６に着脱されて、電力及び信号の授受をするようになっている。
【００４１】
前記構成の冷却カートリッジ２１は、高負荷作業をする時などに、使用者等により必要に応じてノートパソコン１に取付けて用いられる。この場合、まず、冷却カートリッジ２１を斜めの姿勢にして、その嵌め込み凸部２２ａをカートリッジ装着部３の嵌合溝１３に挿入しつつ、電気コネクタ２７を電気コネクタ１６に位置合わせをする。この後に、嵌合溝１３を支点に冷却カートリッジ２１をカートリッジ装着部３に寄るように回動させながら、この冷却カートリッジ２１を更に嵌合溝１３に深く押し込む。それにより、カートリッジ装着部３が冷却カートリッジ２１で閉じられるとともに、電気コネクタ２７に電気コネクタ１６が所定深さまで挿入して互いに接続される。この状態で、ねじ１８をねじ通孔２２ｂに通して固定孔１４にねじ込むことにより、冷却カートリッジ２１がカートリッジ装着部３に取付けられて、放熱部２６のフィンが機器本体２の外部に露出される。
【００４２】
前記ねじ止めに伴い冷却カートリッジ２１の露出している受熱部２５が、ＣＰＵ１１に熱伝導シート１５を挟んで押付け保持されて、ＣＰＵ１１に対して受熱部２５が熱的に接続された状態となる。
【００４３】
この状態で、ノートパソコン１が使用状態になると、液体ポンプ２３の駆動部に電力及び信号が供給されて、この液体ポンプ２３がポンピング動作を繰り返す。液体ポンプ２３が駆動されると、この液体ポンプ２３から吐き出される冷却液が、パイプ２８、リザーバ２４、及びパイプ２９をこの記載順に通って受熱部２５に供給されて、この受熱部２５の通路を通過し、更にパイプ３０を通って放熱部２６に供給される。そして、放熱部２６の通路を通った冷却液はパイプ３１を通って液体ポンプ２３に吸込まれる。こうした冷却液の循環が液体ポンプ２３の駆動によって繰り返される。
【００４４】
この冷却カートリッジ２１の液冷システムでは、ＣＰＵ１１に直接的に接して熱的に接続されている受熱部２５に、ＣＰＵ１１の熱が直接的に伝熱されて効率よく移動される。こうした受熱部２５への吸熱によりＣＰＵ１１を冷却できる。更に、液冷システムの放熱部２６では冷却液の熱が放出される。この場合、ＣＰＵ１１の熱を、放熱部から機器本体２の外部に放出するので、放出された熱がカートリッジ装着部３等にこもって温度が上がることを抑制できる。
【００４５】
以上のように蓋状の装着形態で機器本体２に対して外付けされる冷却カートリッジ２１によるＣＰＵ１１の冷却は、機器本体２側の冷却手段１２によるＣＰＵ１１の冷却に加えて行われるので、ＣＰＵ１１の冷却が強化されて、その結果、ＣＰＵ１１の温度上昇を有効に抑制できる。
【００４６】
このため、ノートパソコン１が冷却手段１２の冷却能力を超える高負荷加作業時に作動するセーブモード機能を備えている場合に、既述の冷却カートリッジ２１による冷却強化作用によって、セーブモード機能の発動を妨げることが可能であり、ＣＰＵ１１の処理速度が低下しない快適な動作環境で、ノートパソコン１を使用できる。
【００４７】
そして、以上のようしてＣＰＵ１１を外部から冷却する冷却カートリッジ２１はユニットをなしている。このため、異なる機種のノートパソコンの夫々に同じカートリッジ装着部を設けて置くことで、これら各種のノートパソコンに冷却カートリッジ２１を取付けて使用することが可能となり、冷却カートリッジ２１に汎用性を持たせることができる。
【００４８】
更に、既述のようにユニットをなした冷却カートリッジ２１は、機器本体２に対して着脱可能であり、冷却カートリッジ２１自体で独立した液冷システムを構成している。このため、この液冷システムのメンテナンスを、機器本体２を分解することなく、機器本体２から取外した状態ですることができる。したがって、液冷システムのメンテナンスが容易である。
【００４９】
又、冷却カートリッジ２１は、既述のようにカートリッジケース２２に液冷システムを構成する液体ポンプ２３、受熱部２５、及び放熱部２６等の各部品を組付けたユニットを形成しているので、コンパクトに形成可能である。したがって、この冷却カートリッジ２１を機器本体に装着した場合のスペース効率がよい。
【００５０】
図３を参照して本発明の第２実施形態を説明する。この実施形態は以下説明する事項以外は、第１実施形態と同じであるので、同一ないしは同様な構成については、第１実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。
【００５１】
下部本体ケース２ａのカートリッジ装着部３は、下部本体ケース２ａの裏面及び側面に夫々開放されていて、その側面開放部に対向したカートリッジ装着部３の奥壁３ａに電気コネクタ１６が設けられている。発熱部品であるＣＰＵ１１は、カートリッジ装着部３から外れて下部本体ケース２ａ内に配置されている。この場合、ＣＰＵ１１をカートリッジ装着部３の奥壁３ａの近傍に配置することが好ましい。
【００５２】
ＣＰＵ１１にはアルミニューム合金等の良熱伝導材料製の伝熱部材４１が熱的に接続され、この伝熱部材４１は熱伝導部４２を有している。熱伝導部４２は例えば奥壁３ａに向かい合った側面に開口された接続穴で形成されている。この熱伝導部４２を形成するために、図示の伝熱部材４１は２つの熱伝導部要素を積層させてあるが、これに代えて、一体成型により熱伝導部４２付きの伝熱部材４１を形成することもできる。奥壁３ａには、熱伝導部４２の開口と対向する通孔（図示しない）が開けられている。
【００５３】
冷却カートリッジ２１は、カートリッジ装着部３に着脱されるバッテリユニットとして形成されている。このために、カートリッジケース２２には、例えば放熱部２６の裏側に位置してバッテリ４３が組込まれている。バッテリ４３と放熱部２６とは、これらの間に設けられた図示しない壁や断熱材等の断熱手段で断熱されている。バッテリ４３の電力は、電気コネクタ１６，２７の接続を介して下部本体ケース２ａ内のマザーボードにも供給されるとともに、このボード側での制御によりノートパソコン１の使用状態でのみ液体ポンプ２３に供給されるようになっている。
【００５４】
冷却カートリッジ２１の受熱部２５は直管状のヒートパイプからなる。受熱部２５の一端部は放熱部２６のベース部に連結され熱的に接続されている。受熱部２５の他端部はカートリッジケース２２の外に突出されている。この受熱部２５の他端部及び電気コネクタ２７は、冷却カートリッジ２１がカートリッジ装着部３に差し込まれることによって取付けられた状態で、前記奥壁３ａに対向ないしは接する側面２２ｅに突設されている。これにより、受熱部２５は、カートリッジ装着部３に対する冷却カートリッジ２１の着脱に伴って熱伝導部４２に挿脱して、その挿入状態では熱伝導部４２に熱的に接続されるようになっている。又、カートリッジ装着部３に対する冷却カートリッジ２１の着脱に伴って電気コネクタ２７も機器本体側の電気コネクタ１６に着脱されるようになっている。
【００５５】
冷却カートリッジ２１は下部本体ケース２ａに対し側方から着脱される。図３中矢印はカートリッジ装着部３に対する冷却カートリッジ２１の差し込み方向を示している。なお、下部本体ケース２ａには、カートリッジ装着部３に差し込まれた冷却カートリッジ２１を保持する保持機構（図示しない）が設けられている。
【００５６】
液体ポンプ２３から吐き出された冷却液を導くパイプ２９は、放熱部２６の通路の一端に接続されている。そのため、第２実施形態では、冷却カートリッジ２１の液冷システムが備える冷却液の循環路は、液体ポンプ２３、パイプ２８、リザーバ２４、パイプ２９、放熱部２６、及びパイプ３１により形成されていて、受熱部２５は除外されている。以上説明した事項以外は第１実施形態と同じである。
【００５７】
以上のように冷却カートリッジ２１をバッテリユニットとして形成したので、組込まれたバッテリ４３の電力でノートパソコン１を動作させる時は、必ず冷却カートリッジ２１の液冷システムによってＣＰＵ１１を冷却できる。
【００５８】
詳しくは、バッテリユニットとしての冷却カートリッジ２１が、カートリッジ装着部３に差し込まれて下部本体ケース２ａに取付けられた状態では、ヒートパイプ製の受熱部２５が伝熱部材４１の接続穴からなる熱伝導部４２に差し込まれて熱的に接続される。同時に、カートリッジ側電気コネクタ２７が機器本体側電気コネクタ１６に差し込み接続される。このため、ノートパソコン１の使用に伴いＣＰＵ１１が発する熱は、ヒートパイプ製の受熱部２５によって吸熱されて放熱部２６に放熱される。そして、この放熱部２６に受熱部２５から移動された熱は、液体ポンプ２３の駆動に伴い循環する冷却液によって、放熱部２６の全体に行き渡たる。これにより、放熱部２６全体から下部本体ケース２ａの外部にＣＰＵ１１の熱を放出して、ＣＰＵ１１の温度上昇を抑制できる。したがって、この第２実施形態でも本発明の課題を解決できる。
【００５９】
しかも、受熱部２５がヒートパイプ製であるので、ＣＰＵ１１の熱を効率よく放熱部２６に移動させることができる。これとともに、受熱部２５と熱的に接続される対象を直接ＣＰＵ１１とするのではなく、このＣＰＵ１１に熱的に接続された伝熱部材４１としたので、カートリッジ装着部３の外にＣＰＵ１１を配置できる。これにより、ＣＰＵ１１を常に下部本体ケース２ａで覆われた状態にできるので、冷却カートリッジ２１を外した場合にＣＰＵ１１が露出することがない点で好ましい。
【００６０】
図４を参照して本発明の第３実施形態を説明する。この実施形態は以下説明する事項以外は、第２実施形態と同じであるので、同一ないしは同様な構成については、第２実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。
【００６１】
この実施形態では、伝熱部材４１の接続穴にヒートパイプの一端部を埋め込んで、このヒートパイプを熱伝導部４２として用いている。ヒートパイプ製の熱伝導部４２の他端部は、奥壁３ａを貫通してカートリッジ装着部３内に突出されている。冷却カートリッジ２１の受熱部２５は、熱伝導性が良好なアルミニューム合金などの材料からなるパイプで形成されている。受熱部２５の一端は、カートリッジケース２２の側面２２ｅに開口され、他端部は放熱部２６のベース部に埋め込まれている。このパイプ製の受熱部２５は、カートリッジ装着部３に対する冷却カートリッジ２１の着脱に伴って、ヒートパイプ製の熱伝導部４２に挿脱自在に嵌合できる。受熱部２５に嵌合された熱伝導部４２の熱は、受熱部２５を介して放熱部２６に移動されるようになっている。
【００６２】
したがって、この第３実施形態では、第２実施形態と同様な作用を得て本発明の課題を解決できる。
【００６３】
図５を参照して本発明の第４実施形態を説明する。この実施形態は以下説明する事項以外は、第２実施形態と同じであるので、同一ないしは同様な構成については、第２実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。
【００６４】
この実施形態では、下部本体ケース２ａの裏面及び側面に夫々開放されたカートリッジ装着部３の互いに平行な側面の夫々にガイド４５が設けられている。これらのガイド４５は冷却カートリッジ２１がカートリッジ装着部３に挿脱される方向に沿って延びるリブで形成されている。
【００６５】
冷却カートリッジ２１は、カートリッジ装着部３に着脱されるメディア駆動ユニットとして形成されている。このために、カートリッジケース２２には、図示しないメディア駆動装置が内蔵されている。このメディア駆動装置は、カートリッジケースに設けたディスク挿入口から挿入されるディスク型メディアを駆動して、このメディアに対する情報の書き込み及び読み出しの内の少なくとも読み出しをするものである。ディスク型メディアがＣＤである場合、メディア駆動装置はＣＤドライバとして構成され、ディスク型メディアがＤＶＤである場合、メディア駆動装置はＤＶＤドライバとして構成される。カートリッジケース２２の両側面には前記ガイド４５にスライド自在に嵌合される長溝４６が夫々形成されている。
【００６６】
メディア駆動装置を避けてカートリッジケース２２の例えば一側部には、液冷システムをなす液体ポンプ２３、リザーバ２４、及び放熱部２６等が設けられている。液体ポンプ２３、リザーバ２４、及び放熱部２６は、それらに渡って冷却液が循環するように夫々パイプを介して接続されている。ヒートパイプからなる受熱部２５及びカートリッジ側電気コネクタ２７は、第２実施形態と同様に冷却カートリッジ２１がカートリッジ装着部３に差し込まれることによって取付けられた状態で、この装着部３の奥壁３ａに対向ないしは接する側面２２ｅに突設されている。これにより、受熱部２５の他端部は、カートリッジ装着部３に対する冷却カートリッジ２１の着脱に伴って熱伝導部４２に挿脱して、その挿入状態では熱伝導部４２に熱的に接続されるようになっており、又、電気コネクタ２７は機器本体側の電気コネクタ１６に着脱されるようになっている。なお、下部本体ケース２ａには、カートリッジ装着部３に差し込まれた冷却カートリッジ２１を保持する保持機構（図示しない）が設けられている。以上説明した事項以外は第２実施形態と同じである。
【００６７】
以上のように冷却カートリッジ２１をメディア駆動ユニットとして形成したので、このメディア駆動ユニットを原因としてＣＰＵ１１に対する負荷が増えるにも拘わらず、その時には、必ず冷却カートリッジ２１の液冷システムが動作されて、ＣＰＵ１１を冷却できる。したがって、この第４実施形態では、第２実施形態と同様な作用を得て本発明の課題を解決できる。
【００６８】
図６から図８を参照して本発明の第５実施形態を説明する。この実施形態は以下説明する事項以外は、第１実施形態と同じであるので、同一ないしは同様な構成については、第１実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。
【００６９】
下部本体ケース２ａのカートリッジ装着部３は、下部本体ケース２ａの側面にだけ開放されていて、その開放部に対向したカートリッジ装着部３の奥壁には機器本体側電気コネクタ１６（図７、図８参照）が取付けられている。発熱部品であるＣＰＵ１１は、カートリッジ装着部３から外れて下部本体ケース２ａ内に配置されている。
【００７０】
ＣＰＵ１１には伝熱部材４１が熱的に接続されている。伝熱部材４１は、アルミニューム合金等の良熱伝導材料製の伝熱ベース板５０と、ヒートパイプからなる熱伝導部５１とからなる。伝熱ベース板５０はＣＰＵ１１に密着されている。熱伝導部５１は、受熱端部５１ａと放熱端部５１ｂとを有している。受熱端部５１ａは伝熱ベース板５０に密着されている。
【００７１】
放熱端部５１ｂは、受熱端部５１ａより細く、かつ、長く形成されているとともに、その長手方向に直交する方向の断面は伝熱面積を広くするために扁平なパイプ状をなしている。この放熱端部５１ｂの大部分はカートリッジ装着部３に挿入されていて、その先端側部位は図７及び図８に示すように下部本体ケース２ａの裏面側に湾曲するように曲げられている。放熱端部５１ｂは弾性変形が可能に作られている。
【００７２】
放熱端部５１ｂの長手方向中間部上面にはスペーサ凸部５２が設けられている。このスペーサ凸部５２は先細状好ましくは半球状に形成するとよい。更に、スペーサ凸部５２は、それが熱伝導経路とならないようにするために断熱材で形成することが好ましい。
【００７３】
冷却カートリッジ２１は、カートリッジ装着部３に着脱されるＰＣカードとして形成されている。このために、液冷システムをなす液体ポンプ２３、リザーバ２４、受熱部２５、及び放熱部２６などが設けられたカートリッジケース２２には、ＰＣカード機能を実現するための回路ブロック（図示しない）が内蔵されている。この回路ブロックの構成によって、冷却カートリッジ２１は、メモリ・カード、モデム、インターフェース・カード、ハードディスク・カード等のＰＣカードとして機能するようになっている。そして、カートリッジケース２２の下面には、盛上り部２２ｆが一体に形成されているとともに、この盛上がり部２２ｆには切込み溝２２ｇが形成されている。この切込み溝２２ｇに、カートリッジケース２２に内蔵された受熱部２５が露出されている。カートリッジケース２２には切込み溝２２ｇの入り口部に位置して半球状の凹みからなるスペーサ係合部５３が形成されている。なお、冷却カートリッジ２１の電気コネクタ２７は、カートリッジケース２２の長手方向一端縁に沿って形成されている。以上説明した事項以外は第１実施形態と同じである。
【００７４】
以上のように冷却カートリッジ２１をＰＣカードとして形成したので、このＰＣカードを原因としてＣＰＵ１１に対する負荷が増えるにも拘わらず、その時には、必ず冷却カートリッジ２１の液冷システムが動作されて、ＣＰＵ１１を冷却できる。
【００７５】
詳しくは、カートリッジ装着部３にＰＣカードとして形成された冷却カートリッジ２１が差し込まれる際には、ヒートパイプ製の熱伝導部５１の湾曲している先端部に冷却カートリッジ２１が引っかかることなく、熱伝導部５１の放熱端部５１ｂを弾性変形させながら差し込みが継続される。この場合、熱伝導部５１の湾曲している先端部がカートリッジケース２２の下面に接して切込み溝２２ｇに入り込むので、放熱端部５１ｂはその弾性力で受熱部２５の露出面に密接する。そして、スペーサ凸部５２がカートリッジケース２２の下面に接するようになると、放熱端部５１ｂは、更に弾性変形して、一旦、受熱部２５から離される。更に、挿入が進行して、カートリッジ装着部３の所定深さまで冷却カートリッジ２１が差し込まれると、この冷却カートリッジ２１の電気コネクタ２７が機器本体側の電気コネクタ１６に差し込み接続されると同時に、スペーサ凸部５２がスペーサ係合部５３に嵌り込んでスペーサ機能を消失するので、再び、放熱端部５１ｂがその弾性力で受熱部２５に密接して、ヒートパイプ製の熱伝導部５１と受熱部２５が熱的に接続される。
【００７６】
この状態で、ノートパソコンが使用されるため、その使用に伴ってＣＰＵ１１が発する熱は、伝熱ベース板５０からヒートパイプ製の熱伝導部５１に吸熱されて、この熱は熱伝導部５１を介して受熱部２５に放熱される。そして、ＰＣカードとして形成された冷却カートリッジ２１においては、それに設けられた液冷システムの作用によって、受熱部２５の熱を、カートリッジ装着部３の外部に位置されている放熱部２６から大気中に放出される。このようにしてＣＰＵ１１の熱を下部本体ケース２ａの外部に放出して、ＣＰＵ１１の温度上昇を抑制できるから、この第５実施形態でも本発明の課題を解決できる。
【００７７】
又、前記液冷システムが設けられていない通常のＰＣカード６１がカートリッジ装着部３に差し込まれた状態でのＰＣカード６１と放熱端部５１ｂとの関係は図８に示されている。通常のＰＣカード６１には、図７に示したスペーサ係合部は設けられていないとともに、盛上がり部２２ｆには図７に示した切込み溝は形成されていない。この通常のＰＣカード６１がカートリッジ装着部３に差し込まれると、図８に示すようにスペーサ凸部５２が盛上がり部２２ｆに乗り上がって、放熱端部５１ｂがＰＣカード６１から離れた状態に保持される。このため、ＣＰＵ１１の熱が放熱端部５１ｂを介してＰＣカード６１に放熱されることが防止されて、このＰＣカード６１の温度上昇を抑制できる。
【００７８】
しかも、カートリッジ装着部３に、前記液冷システムを有しかつＰＣカードとして形成された冷却カートリッジ２１が差し込まれた場合にも、通常のＰＣカード６１が差し込まれた場合にも、これらには熱伝導部５１の弾性力が作用する。このため、冷却カートリッジ２１又はＰＣカード６１を、差し込み方向に沿ったカートリッジ装着部３の壁３ｃに押付けて位置決めできるに伴い、電気コネクタ１６への電気コネクタ２７の差込み接続が容易となるとともに、これら電気コネクタ１６，２７同士が接続された状態で冷却カートリッジ２１等を動かないように保持するのにも有効である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るノート型パーソナルコンピュータの一部とこれに装着される冷却カートリッジを分離した状態で示す斜視図。
【図２】図１の冷却カートリッジを裏返しにして示す斜視図。
【図３】本発明の第２実施形態に係るノート型パーソナルコンピュータの一部とこれに装着される冷却カートリッジとを分離した状態で示す斜視図。
【図４】本発明の第３実施形態に係るノート型パーソナルコンピュータの一部とこれに装着される冷却カートリッジとを分離した状態で示す斜視図。
【図５】本発明の第４実施形態に係るノート型パーソナルコンピュータの一部とこれに装着される冷却カートリッジとを分離した状態で示す斜視図。
【図６】本発明の第５実施形態に係るノート型パーソナルコンピュータの一部とこれに装着される冷却カートリッジとを分離した状態で示す斜視図。
【図７】図６の冷却カートリッジとこれに対する熱伝導部の放熱端部との関係を示す図。
【図８】図６の熱伝導部の放熱端部と通常のＰＣカードとの関係を示す図。
【符号の説明】
【００８０】
１…ノートパソコン
２…機器本体
２ａ…下部本体ケース
３…カートリッジ装着部
３ａ…カートリッジ装着部の奥壁
１１…ＣＰＵ（発熱部品）
１２…冷却手段
１６…機器本体側の電気コネクタ
２１…冷却カートリッジ
２２…カートリッジケース
２３…液体ポンプ
２４…リザーバ
２５…受熱部
２６…放熱部
２７…カートリッジ側の電気コネクタ
２８〜３１…パイプ
４１…伝熱部材
４２…熱伝導部
４３…バッテリ
５０…伝熱ベース板
５１…熱伝導部
５１ａ…熱伝導部の受熱端部
５１ｂ…熱伝導部の放熱端部
５２…スペーサ凸部
５３…スペーサ係合部
【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】
2006107275.tif 000007
【図６】
2006107275.tif 000008
【図７】
2006107275.tif 000009
【図８】
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