(57)【要約】装置（４１、４４１）は、軸（１５８）に略平行に面し回路部材（３６）に熱結合されるように適合された側面を有する熱伝導部（１４１、２４１、３４１、４４１、５４１）を有し、且つ、流体流動を、上記の熱伝導部の対向する側面に向かって向ける流体供給部（１２１）を有する。熱伝導部は、上記の流体流動を、複数の流動部分に分割し、この流動部分は、それぞれ、熱伝導部を介して上記の軸に垂直な平面に略平行な方向へとそれぞれ流動し、上記の流動部分は、上記の熱伝導部の周辺の実質部分に沿って配置された個々の複数の位置において前記熱伝導部に存在する。
2005529489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸に略平行な方向に面し回路部材に熱結合されるように適合された側面を有する熱伝導部；及び
前記方向に面する前記側面とは逆の前記熱伝導部の側面上に配置され前記軸に沿って前記熱伝導部へと流体流動を行うように制御可能な流体供給部；
を備える装置であって、
前記熱伝導部は、前記流体流動を複数の流動部分に分割させ、
該流動部分は、前記熱伝導部を介して前記軸に垂直な平面に略平行な方向へと流動し、
前記流動部分は、前記熱伝導部の周辺の実質部分に沿って配置された個々の複数の位置において前記熱伝導部に存在する、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記軸に沿って向けられた前記流体流動は、気流であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記流体供給部は、前記流体流動である気流に影響を与えるファンを有することを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記ファンと前記熱伝導部との間に配置されたプレナムを有し、前記気流は、前記プレナムを通過することを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記の複数の流動部分は、前記軸から前記熱伝導部を介して前記軸に略円周方向にそれぞれ延びる少なくとも３つの方向の１つにそれぞれ流動することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記熱伝導部は、略対向し前記軸にそれぞれ略平行な、第１側面と第２側面とを有し、前記第１側面は、前記部材に熱結合された前記側面である、ベース部を有し、
前記第１側面は、回路部材に熱結合するように適合された前記側面であり、
前記熱伝導部は、前記第２方向に略存在する前記ベース部の前記第２側面から外側に突出する複数のフィンをさらに有し、
該フィンは、前記軸の周囲に角的に分布された少なくとも３つのグループに配列され、
前記フループのそれぞれにおける前記フィンは、互いに略平行に延び、
前記各グループの前記フィンの少なくとも１つは、前記軸の略円周方向へと延び、
前記熱伝導部は、前記流体流動を、前記流動部分の数が前記グループの数と同一となるように、分割させ、
前記流動部分のそれぞれは、前記軸から前記グループのそれぞれの前記フィン間及び該フィンに平行に流動する、
ことを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記のフィンのグループが４つ存在し、
前記グループの２つの前記フィンは、前記軸に垂直な第１ラインに略平行に延び、
前記グループの他の２つの前記フィンは、前記軸及び前記第１ラインにそれぞれ垂直な第２ラインに略平行に延びる、
ことを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記フィンの前記グループのそれぞれは、前記軸に平行な方向から見た場合、前記軸に配置された１つの角を有する略正方形を規定することを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記フィンの前記グループのそれぞれは、前記軸に平行な方向から見た場合、前記軸に配置された９０°の頂角を有する略直角三角形を規定することを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記グループのそれぞれの前記フィンのそれぞれは、異なる前記グループから前記フィンのそれぞれの端部にて終了する一端を有することを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記熱伝導部は、側面部分の複数のペアを有するように傾斜された熱伝導シートを有し、
前記の複数の側面部分は、前記シートの一端における前記ペアのそれぞれの前記側面部分間をそれぞれ延びる複数の第１端部分と、前記シートの他端において、異なる前記ペアから前記の２つの側面部分間をそれぞれ延びる複数の第２端部分とに平行に近接し、
前記第２端部分は、前記第１端部分のそれぞれよりも実質的に長く、
前記の端部分は、前記ベース部の個々のパートをそれぞれ規定し、
前記第１端部分と前記の端部分の関連するペアとのそれぞれは、前記フィンのそれぞれを規定する、
ことを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項１２】
前記熱伝導シートは、金属製であることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記熱伝導部は、熱伝導性成形材料製品の成形部品であり、ベース部として機能する略平面第１部とフィンとして機能する前記第１部分の１つの側面から外側に突出する略平面の複数の第２部分とを有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記熱伝導部は、ベースとして機能する略平面第１部分とフィンとして機能し前記第１部分の１つの側面から外側に突出する略平面の複数の第２部分とを有し、
前記フィンは、互いに略平行に全て延び、
前記流動部分は、２つの反対方向の１つにそれぞれ移動する、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記熱伝導部は、多孔性ブロック材料であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記熱伝導部は、焼結材料又は発泡性材料製であることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
当該装置は、表面上に回路部材を有する回路を有し、
前記熱伝導部の前記側面は、前記部材の前記表面と熱伝導して前記部材上に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
軸に略平行な方向に面し回路部材に熱結合されるように適合された側面を有するように熱伝導部を構成するステップ；及び
前記軸に沿って略前記第１方向に流体流動をさせるステップであって、
前記熱伝導部は、前記流体流動を、前記軸に垂直な平面に略平行な方向へと前記熱伝導部を介してそれぞれ流動する複数の流動部分に分割させ、
前記流動部分は、前記熱伝導部の周辺の実質部分に沿って配置された個々の複数の位置において前記熱伝導部に存在する、ステップ；
を有することを特徴とする方法。
【請求項１９】
前記流体流動用の流体として空気を選択するステップを有することを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記の流体流動をさせるステップは、前記の複数の流動部分を、前記軸から前記熱伝導部を介して前記軸の略円周方向にそれぞれ延びる少なくとも３つの方向にそれぞれ流動させるステップを有することを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記の構成するステップは、ベース部と複数のフィンとを有するように熱伝導部を構成するステップを有し、
前記ベース部は、略対向し前記軸にそれぞれ略平行な第１方向と第２方向とにそれぞれ面する第１側面と第２側面とを有し、
前記第２側面は、回路部材に熱結合されるように適合された前記側面であり、
前記フィンは、前記ベース部の前記第２側面から略前記第２方向へと外側に突出し、且つ、前記軸の周囲で角的に分布された少なくとも３つのグループに配列され、
前記グループのそれぞれにおける前記フィンは、互いに略平行に延び、
前記グループのそれぞれの前記フィンの少なくとも１つは、前記軸の略円周方向に延び、
前記熱伝導部は、前記流動部分の数が前記グループの数と同一となるように、前記流動部分を分割し、
前記流動部分は、前記軸から、前記グループのそれぞれの前記フィン間及び該フィンに平行にそれぞれ流動する
ことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記の構成するステップは、前記の４つのグループを設けるステップを有し、
前記グループの２つのグループの前記フィンは、前記軸に垂直な第１ラインに略平行に延び、
前記グループの他の２つのグループの前記フィンは、前記軸及び前記第１ラインのそれぞれに垂直な第２ラインに略平行に延びる、
ことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記の構成するステップは、側面部分の複数のペアを有するように、熱伝導シートを傾斜するステップを有し、
前記の側面部分は、前記シートの端部において、前記ペアのそれぞれの側面部分間をそれぞれ延びる複数の第１端部分と、前記シートの他端において異なる前記ペアから２つの前記側面部分の間をそれぞれ延びる複数の第２端部分とに平行に近接し、
前記第２端部分は、前記第１端部分のそれぞれよりも実質的に長く、
前記第１端部分のそれぞれ及び前記側面部分の関連するペアは、前記フィンのそれぞれを規定する、
ことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記の構成するステップは、熱伝導成形材料から、略平面第１部分と前記第１部分の１つの側面から外側に突出する複数の略平面第２部分とを有する部分を成形するステップを有し、
前記第１部分は、前記ベース部の一部を規定し、
前記第２部分は、前記フィンのそれぞれを、それぞれ規定する、
ことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記の構成するステップは、ベースとして機能する略平面第１部分とフィンとして機能し前記第１部分の１つの側面から外側に突出する複数の略平面第２部分とを有するように、前記熱伝導部を構成するステップを有し、
前記フィンは、互いに平行に全て延び、
前記流動部分は、２つの反対方向の１つのそれぞれ移動する、
ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２６】
前記の構成するステップは、前記熱伝導部として多孔性ブロック材料を用いるステップを有することを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２７】
前記の多孔性材料として使用する、焼結材料又は発泡性材料を選択するステップを有することを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
表面を有する回路部材を含む回路を設けるステップ；及び
前記熱伝導部の前記側面を、前記部材の前記表面と熱連通して、前記部材上に取り付けるステップ；
を有することを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（本発明の技術分野）
本発明は、一般に、冷却技術に係り、特に、回路装置を冷却する技術に関する。
【０００２】
（本発明の背景技術）
過去１５年来、いわゆる「ラップトップ型」及び「ノートブック型」コンピュータなどのポータブルコンピュータを含むパーソナルコンピュータは、持続的に知名度を増加させてきた。これらと同時期の間、ポータブルコンピュータを含むパーソナルコンピュータに使用されるプロセッサのデザインは有意に進化を遂げてきた。これに関連して、集積回路の所定の領域で製作され得る回路の数量は有意に増加し、これにより、より洗練されたプロセッサのデザインの実行及び製作が促進している。さらに、プロセッサの動作許容性は、劇的に向上し、プロセッサが動作可能な速度も有意に増加している。
【０００３】
これらの技術的な進歩の副作用には、パーソナルコンピュータに使用される最先端のプロセッサ及びその他の集積回路が、通常動作中に、先行技術におけるプロセッサがたった数年前に行っていた動作中に発生するよりも有意に多くの熱を発生する点である。幾つかのシステムにおいて、プロセッサ及び関連する部材は、熱発生量を低下させ且つ活動的な冷却を行う必要性を排除するため、これらに関連する最大レートのクロック速度よりも有意に低いクロックスピードで動作される。しかしながら、その最大レートの速度未満の速度でプロセッサを動作させることは、システムの許容性を減少させ、従って、コンシューマーからみたシステムの価値が減少してしまい望ましいことではない。従って、特にプロセッサチップに関して見ると、その最大レートの速度でプロセッサを動作する一方で発生する熱を効果的に分散させるため、デスクトップ型コンピュータに関して、使用される高性能プロセッサ用の強制空冷配列を有することは比較的標準的である。特に、デスクトップ型コンピュータのプロセッサを冷却する特定の役割に対して比較的大型のヒートシンク及び／又は強力なファンを設けることが一般的である。しかしながら、これら冷却装置がデスクトップ型コンピュータの使用に関してはほぼ充足される一方で、ポータブルコンピュータに使用するのは完全に満足のいくものではない。
【０００４】
さらに特に、販売努力及び消費者の好みに部分的に起因して、比較的薄型で軽量なデザインのポータブルコンピュータが開発されてきた。ポータブルコンピュータにデスクトップ型コンピュータで一般的となったタイプの冷却装置を収納するため、ポータブルコンピュータの厚み及び重量の両方を増加させなければならず、薄型で軽量というコンシューマーの好みに逆行するため、販売の観点からは、ポータブルコンピュータの重量及び／又は厚みを増加させることは望ましくない。ポータブルコンピュータに関してその他の有意な販売上の基準は、バッテリーが放電する前に完全充電状態のバッテリーがポータブルコンピュータを駆動させ得る時間である。多くのデスクトップ型冷却装置に使用される強力なファンは、ポータブルコンピュータに使用する場合、バッテリー電力を有意に消費する傾向にあり、従って、効果的なバッテリー寿命を望ましくなく短縮させてしまう。大型のバッテリーを使用すると、上述の通り望ましくないプロセッサの寸法及び／又は重量の増加を惹き起こしてしまう。
【０００５】
上述のプロセッサ用冷却装置は、プロセッサから分離され関連付けられているその他の回路部材の冷却の点で、それほど有益ではない。今まで、プロセッサとは別の部材に直接冷却装置を設ける必要は典型的にはなかった。しかしながら、技術の進歩により、これら部材に必要なより効果的な冷却技術の点で、これら他のタイプの部材で発生する熱量が増加してきた。
【０００６】
幾つかの先行技術において、ポータブルコンピュータを効果的に冷却する試みがなされてきたが、完全に満足のゆく結果は得られていない。例えば、熱を内部部材から外部のフィン熱シンクへと伝導するのに熱パイプ（ｈｅａｔ  ｐｉｐｅ）を使用するが、この熱シンクは、所望しない重量を付加することになる。この追加重量は、マグネシウムなどの軽量材料で熱シンクを製作することによりいくらか軽減されるが、マグネシウムは比較的高価であり、コストの追加は望ましくない。他の例として、幾つかのポータブルコンピュータは、自然に起こる上昇気流を介した冷却を促進するため、ハウジングの上部及び／又は下部に傾斜を設ける。しかしながら、この手法は、限定的な利点を提供するのみであって、この種の自然に起こる上昇気流による冷却は、発生する熱量を除去するには不十分な技術である。
【０００７】
（本発明の概略）
上述の通り、回路部材において効果的な冷却を促進する方法や装置に関する要求があることは理解され得る。本発明によると、回路部材を含むハウジングを有するポータブルコンピュータにおけるこの要求を解決する方法及び装置を提供する。つまり、軸に略平行な方向に対向し回路部材に熱結合されるように適合された側面を有する熱伝導部を構成し；第１方向に略存在する上記の軸に沿って流体流動を起こさせ、上記の熱伝導部は、この流体の流れを、複数の流動部分に分割し、そのそれぞれは、熱伝導部を介して上記の軸に垂直な平面に略平行な方向に流れ、この流動部分は、熱伝導部の周辺の実質部分にそって配置された複数の個々の位置において熱伝導部に存在する。
【０００８】
（図面の簡単な説明）
本発明は、添付した図面と組み合わせて以下の詳細な説明を読めばより良好に理解されるであろう。
【０００９】
（本発明の詳細な説明）
図１は、ポータブルコンピュータ１０である装置の概略部分斜視図であり、本発明の態様を具体化した例である。ポータブルコンピュータ１０は、ハウジング１２とリッド１３とを有する。リッド１３は、図１に示す開口位置とこのリッドがハウジング１２の上面に近接する閉口位置との間で動くように、ハウジング１２上に枢軸的に支持される。リッド１３は、ポータブルコンピュータに通常使用されるタイプの液晶パネル１７（ＬＣＤ）を有する。
【００１０】
複数の手動制御可能キー１８をハウジング１２の上部上に設け、これは、コンピュータのキーボードを集約的に規定する。開示したこの実施例において、キーボードは、工業的に標準化された構造に適合するが、代替的にその他の構造であってもよい。ハウジング１２の上部壁は、その中央位置に、複数の開口部２１を有し、そのそれぞれは、ハウジング１２の上部壁を介して延びている。開口部２１は、吸気ポートとして機能する。また、ハウジング１２は、最も近接した右側壁の端部に、開口部２２のクラスターを有し、これは、排出ポートとして集約的に機能する。さらに、ハウジング１２の左側壁には、リッド１３から離れた端部の近傍で、開口部２３のクラスターを有し、これは、さらなる排出ポートとして集約的に機能する。
【００１１】
回路基板３１は、ハウジング１２内に設けられる。回路基板３１は、その上に多数の部材を有しているが、これらの部材は、明確に説明するために、図１には全ては示していない。特に、図１は、３つの部材３６、３７、３８のみを示す。集積回路３６は、高性能のプロセッサを有しており、これは、本実施例では、公知の装置であって、カリフォルニア州、Ｓａｎｔａ  Ｃｌａｒａのインテル社から登録商標ＰＥＮＴＩＵＭ（登録商標）の下、市販で入手可能である。しかしながら、本発明は、幅広い集積回路に適合可能であり、これには、他のタイプのプロセッサを含む。
【００１２】
冷却組立体４１は、集積回路３６の上部上に取り付けられ、これと熱連通する。回路基板３１は、熱伝導性エポキシ又は集積回路３６と回路基板３１との間の熱の流動を促進するその他の種々の最適な材料を用いて、集積回路３６上に取り付けられてもよい。冷却組立体４１の内部構造は、以下に述べる。回路基板３１は、熱伝導性を有する外部突出タブ４２を有し、その目的は以下に述べる。
【００１３】
冷却組立体４１は、開口部２１で規定された排出ポートを介してハウジング１２内に空気を吸気し、これを４３として概略的に示す。この気流は、冷却組立体４１を通り、冷却組立体４１からの熱はこの気流に移行される。この気流のそれぞれの部分は、冷却組立体４１から種々の異なる水平方向へと脱出し、その後、開口部２２又は開口部２３で規定される排出ポートに向かって或いはこれら排出ポートを介して移動する。この気流は、冷却組立体４１から排出ポートへと、複数の異なる流路に沿って移動する。これら種々の流路の数例を、図１では、破線４５乃至４９で示す。空気は、冷却組立体４１から上記の２つの排出ポートを規定する開口部２３及び開口部２３へと流れるので、この空気は、移動し、且つ、プロセッサ以外の、部材３７及び部材３８を含む部材及び図１には特に示していない部材から熱を奪う。
【００１４】
冷却組立体４１から排出ポートへの気流のパターンは、排出ポートの数に依存し、且つ、排出ポートが配置されている位置に依存する。さらに、２つ以上の排出ポートが配置される場合、排出ポートの相対的な寸法は、各ポートの寸法がこれらポートを規定する開口部全ての集約的な寸法である場合、気流のパターンに影響を与える。例えば、１つの排出ポートにおける開口部の集約的寸法が他の排出ポートにおける開口部の集約的寸法を超える場合、前者のポートよりも後者のポートを介してより多くの空気が流動する。このことを念頭におくと、回路基板３１上に設けられた回路においてホットスポットを同定することが可能であり、各排出ポートの位置及び効果的な寸法は、それぞれ同定されたホットスポットを通過する空気の量がその他よりも多い気流パターンを得るように選択されてもよく。
【００１５】
集積回路３７は、その上面に取り付けられた熱伝導金属プレート５６を有し、熱伝導金属プレート５６と集積回路３７とは熱連通する。図１の実施例において、熱伝導金属プレート５６は、熱伝導性エポキシ樹脂を用いて集積回路３７に固定されるが、種々のその他の適切な手法でこの固定を代替的に行ってもよい。公知のタイプの熱パイプ５８は、熱伝導金属プレート５６にハンダ付けされた一端を有し、他端は、冷却組立体４１の外部突出タブ４２にハンダ付けされる。代替的に、熱パイプ５８は、その他種々の適切な手法で熱伝導金属プレート５６及び外部突出タブ４２に熱結合されてもよく、この手法は、例えば、熱電動性エポキシ樹脂を用いたり、熱パイプ５８の端部の周囲をクリンプされ得る金属部品を熱伝導金属プレート５６及び外部突出タブ４２に設けることによる方法であってもよい。さらに別の代替例のように、ハウジング１２を薄くするため、冷却装置４１は、プロセッサ集積回路３６の近傍の位置に、回路基板３１上に取り付けられてもよく、例えば５６で示されるプレートを、プロセッサ集積回路３６上に設けてもよく、且つ、熱パイプ５８は、プロセッサ集積回路上のプレートから冷却装置４１へと伸びていてもよい。
【００１６】
集積回路３８は、その上面上に取り付けられたヒートシンク６１を有し、ヒートシンク６１と集積回路３８とは熱連通する。図１の実施例において、ヒートシンク６１は、熱伝導性エポキシ樹脂を用いて集積回路３８に固定されるが、その他の種々の適切な手法で一定の場所に代替的に固定されてもよい。ヒートシンク６１は、アルミニウムやアルミニウムを主とする金属合金などの金属製であって、垂直上方に延びる突起のアレイ状のベースを有する。空気がパス４５に沿って冷却組立体４１から開口部２３で規定された排出ポートへと移動するので、空気は、ヒートシンク６１を超え、且つ、その突起を介して流動する。集積回路３８で発生した熱は、ヒートシンク６１へと移動し、その後、ヒートシンク６１からパス４５に沿って流動する。ヒートシンク６１は、ヒートシンク６１を有さず熱を集積回路３８からエアーフローへと直接移動させる必要がある場合よりも低い温度で、集積回路３８からエアーフロー４５へと熱を移動させる。
【００１７】
ハウジング１２内に壁又は羽根６３を設け、羽根６３は、回路基板３１とハウジング１２の上部壁の下部側面との間を垂直的に延びている。本実施例において、羽根６３は、ハウジングの上部壁との一体的な部分であって、その上部壁から下方に突出する。しかしながら、羽根６３は、物理的に分離していてもよく、且つ、上部壁上又は回路基板３１上に取り付けられてもよい。羽根６３は、冷却組立体４１から開口部２３で規定された排出ポートへと流れる空気のパターンに影響を与える。所定の回路基板上の１つ以上のホットスポットが同定されると、ホットスポットの少なくとも１つを通過する気流の量を増加させるように補助する寸法、配向及び位置に、符号６３で示したタイプの１つ以上の羽根を加えてもよい。
【００１８】
図２は、拡大して冷却組立体４１を示す概略部分斜視図であって、冷却組立体４１に取り付けられる集積回路３６を破線で示す。冷却組立体４１は、アルミニウム又はアルミニウム合金製の底プレート１０１を有し、このプレートは、外部突出タブ４２として機能するように、その側面の一つから外部に延びる内部突起以外は、略正方形である。上プレート１０３は、アルミニウム又はアルミニウム合金製であって、底プレート１０１のサイズと一致する四角形を有する。上プレート１０３は、底プレート１０１と上プレート１０３のそれぞれの角に配置された４つの垂直ポストで、底プレート１０１の若干上方に支持される。なお、これらポストのうち３つのポストは、図２において１０６乃至１０８で示す。これらポストは、鋳造、蝋着又はその他の種々の適切な手法で、底プレート１０１と上プレート１０３とに固定される。上プレート１０３は、垂直に延びる正方形開口部１１１を有する。正方形開口部１１１は、上プレート１０３の寸法よりも若干小さく、上プレート１０３が効果的な四角形フレームとなる。
【００１９】
若干の垂直の高さを有するプレナム１１６は、アルミニウム又はアルミニウム合金であり、その上面は、上プレート１０３の正方形に一致する寸法の正方形を有する。代替的に、プレナムは、ポリカーボネートなどのその他の種々の適切な材料で製造されてもよい。プレナム１１６は、例えば、鋳造、蝋着、熱伝導性エポキシ樹脂、公知のタイプの熱伝導性菱面テープ又はその他種々の適切な手法により、上プレート１０３に強固に固定される。プレナム１１６の底部壁は、正方形開口部１１７を有し、これは、上プレート１０３に設けられた正方形開口部１１１に配列され且つこれと同様の寸法を有する。
【００２０】
プレナム１１６の上部壁は、円形開口部１１８を有する。薄型のファン１２１は、比較的低い垂直高を有し、円形開口部１１８よりも幾分大きな径を有し、且つ、円形開口部１１８の上部壁に同軸に配列されるように、プレナム１１６の上部壁に強固に固定される。ワイヤー（図示せず）を介して電流がファン１２１に供給されると、プレナム１１６を介して空気を下方に流動させる。
【００２１】
冷却組立体４１は、上プレート１０３と底プレート１０１との間に、熱伝導性フィンストック１４１を有する。フィンストック１４１は、公知の種類の熱伝導性エポキシ樹脂で、底プレート１０１に固定される。なお、これは、その他の種々の方法、例えば、鋳造や蝋着などにより、底プレート１０１に代替的に固定されてもよい。フィンストック１４１は、図３及び図４を参照して以下により詳細に述べる。
【００２２】
この点、図３は、フィンストック１４１の概略上面図を示し、図４は、フィンストック１４１の一部の概略部分側方断面図を示す。図３を参照すると、フィンストック１４１は、４つの異なる部品１５１乃至１５４を有し、それぞれは、上部から見ると略正方形であり、その外角だけは、若干の凹部を有する。なお、この凹部は、上記の４つの支持ポストのそれぞれのクリアランスを提供し、これらポストの４つは、図２において、１０６乃至１０８で示す。部品１５１乃至１５４の対向する内角は、図３の平面から垂直に延びる垂直軸１５８に沿って配置された共通位置にすべて配置される。ファン１２１（図２）及びプレナムの上部へ基の円形開口部１１８は、この熱パイプ５８に両方とも同心である（図３）。
【００２３】
フィンストック１４１の部品１５１乃至１５４は、全て互いに同一であるので、以下、部品１５１についてのみ説明する。図３を参照すると、部品１５１は、略水平ベース部１６１と、略水平ベース部１６１から垂直上方にそれぞれ延びる複数の平行フィンとを有する。部品１５１は、アルミニウム合金の薄シート状製であって、この実施例では、先行技術におけるアルミニウム３００３などの公知の合金であって、典型的には、１．２％のマグネシウムを含有し、その他の部分は、アルミニウムを含有するが、この合金の定義では、１〜１．５％のマグネシウム、０．６％以下のシリコン、０．７％以下の鉄、０．２％以下の銅、０．１％以下の亜鉛及びその他の要素は０．０５％以下であってもよく、これら全ての要素は、アルミニウム及びマグネシウムを除いて、全量で、０．１５％以下である。
【００２４】
部品１５１として機能するこのアルミニウム合金製シートは、図４に示すような断面形状を有する。しかしながら、部品１５１は、熱を良好に導電するその他種々の適切な材料製であってもよい。部品１５１を規定するこの湾曲したアルミニウム製シートは、複数の垂直伸張部を有し、そのそれぞれは、側壁として機能し、これらのうち６つは、１７１乃至１７６でこの図に示す。これらの側壁は、ペアで配列され、それぞれのペアの側壁は、互いに近接し、他のペアの側壁と分離されて配置される。この湾曲したアルミニウムシートは、複数の上壁部を有し、そのそれぞれは、個々のペアの側壁の上端部間に延び、これら上壁部の３つを１８１乃至１８３で示す。このアルミニウムシートは、さらに、複数の底壁部を有し、そのそれぞれは、異なるペアに存在する２つの側壁の低端部間に延び、これらの底壁部の４つを１８６乃至１８９で示す。
【００２５】
１８６乃至１８９で示した部分を含む底壁部は、部品１５１の略水平ベース部１６１（図３）を集約的に規定する。側壁のペア１７１及び１７２並びにその上壁部１８１は、フィン１６２（図３）を規定し、側壁のペア１７３及び１７４並びにその上壁部１８２は、他のフィン１６２を規定し、且つ、側壁のペア１７５及び１７６並びにその上壁部１８３は、さらに別のフィン１６２を規定する。各ペアの側壁は、互いに十分近接して配置され、これらの間を空気が有意に流動するのに十分な余地はない。従って、気流の一部が各ペアの側壁間の領域に進入可能とするようにこの上部壁に開口部を形成する必要がない。部品１５１乃至１５４は、図４に示す形状を有するように大型のアルミニウム製シートを折り曲げて製造されてもよく、その後、研磨性水ジェットでこの大型のシートから部品１５１乃至１５４を切断する。
【００２６】
再び図３を参照すると、部品１５１乃至１５４は、その中心に略配置され且つ軸１５８の略円周方向にその部分を対角線上に伸びる１つのフィンをそれぞれ有する。各部品１５１乃至１５４上の他のフィンのそれぞれは、近接する部品１５１乃至１５４上の個々のフィンの内端部を係合する内端部を有する。この実施例において、フィンストック１４１のフィン１６２は、約０．００６インチの厚み、０．２５インチの垂直高及び１インチ当たり１８フィンのピッチを有する。
【００２７】
図２を参照すると、動作時、集積回路３６内の回路で発生した熱は、集積回路３６から冷却装置４１の底プレート１０１へと上方に伝播し、その後、底プレート１０１からフィンストック１４１の部品１５１乃至１５４へと伝播する。ファン１２１は、吸入ポートを規定する開口部２２を介して空気をハウジング１２内に吸引し、この吸気をプレナム１１６及び上プレート１０３の正方形開口部１１１を介して下方へと流動させる。
【００２８】
空気のこの下方への流動がフィンストック１４１に到達すると、上記の４つのフィンストックの部品１５１乃至１５４のフィンは、この気流を部分に分割し、近接するフィン間で４つの異なる水平方向へと再度流動させる。なお、図３において、これら気流は、フィンストック１４１の周囲に記載した矢印で概略的に示す。図３に記載した矢印の相対的な長さは、この周辺に沿った複数の位置のそれぞれにおいて、フィンストック１４１に存在する空気の容量及び速度を概略的に示す。気流を、４つの異なる方向に再度それぞれ流動させる部分に分割することにより、フィンストック１４１は、冷却装置３１に非常に低い圧力低下のみをもたらし、空気の流動をより速い率で促進する。この低い圧力低下により、ファン１２１は、最小限の作動で所望する気流を駆動させ得ることになり、これにより、ファンで消費されるバッテリーの電力量を最小限とすることができ、このことは、ポータブルコンピュータにとって常に利点である。さらに、この低い圧力低下は、気流の可聴性ノイズを最小限とし、且つ、良好な冷却を促進する。
【００２９】
この実施例において、冷却組立体４１は、約１５℃温度上昇させる２×２インチの面積における２０ワットの熱を分散可能である。この冷却組立体の全体的な厚みは、約０．４インチ未満である。上記のファンの電力消費量は、約２〜３ワットのみであって、このうち、約０．７ワットは、プロセッサを有する回路部材３６の冷却に関連し、残りは、冷却組立体４１から排出ポートを規定する開口部２２及び開口部２３への気流を制御することに包含される追加の圧力低下に関連する。回路基板３１を介した気流の容積は、一分間当たり３．５３ｆｔ３であり、その圧力低下は、水の０．０２９インチである。
【００３０】
図５は、図３と同様の概略上面図であるが、図４のフィンストック１４１の代替実施例であるフィンストック２４１を示す。フィンストック２４１は、フィンストック１４１とほぼ同様であるが、下記の点で異なる。特に、フィンストック２４１は、４つの部品２５１乃至２５４を有し、これらは、部品１５１乃至１５４とほぼ同様である。主に異なる点は、上面において、部品２５１乃至２５４は、正方形ではなく、略直角三角形の形状をそれぞれ有する点である。これら三角形部品における９０°の頂点は、垂直軸１５８に沿って配置された共通位置に全て位置している。各部品の他の２つの角は、若干円形の凹部を有し、上記の４つのコーナーポストの個々の１つに関するクリアランスを提供する。
【００３１】
動作時、フィンストック２４１は、フィンストック１４１と同様の様式にて、４つの水平方向に流動する位置における垂直的な気流を分割し且つ再指向する。さらに、フィンストック２４１は、フィンストック１４１の低い圧力低下と比較して、低い圧力低下性を有する。
【００３２】
図３及び図４を参照して上述したように、フィンストック１４１は、４つの異なる部品１５１乃至１５４として製作され、そのそれぞれは、アルミニウム製の湾曲シートである。同様に、図５に示すフィンストック２４１の部品２５１乃至２５４も、それぞれ、アルミニウム製の湾曲シートである。フィンストック１４１及びフィンストック１４１に代えて、熱を良好に伝導する種々の他の材料で製造されたフィンストックを使用することも代替的に可能である。この点、図６では、符号３４１で示す、射出成形したフィンストックの概略部分側方断面図を示す。
【００３３】
フィンストック３４１は、例えば、熱伝導性液晶ポリマー（ＬＣＰ）又は熱伝導性ポリエチレンサルファイド（ＰＰＳ）であるベースポリマーを有する材料などの熱伝導性成形材料で射出成形される。例えば、適切なベースポリマーは、ＬＣＰ製品であるＣＯＯＬＰＯＬＹ  Ｅ２並びにＰＰＳ製品であるＣＯＯＬＰＯＬＹ  ＲＢ０２０及びＣＯＯＬＰＯＬＹ  ＲＳ０１２などの、Ｒｈｏｄｅ  Ｉｓｌａｎｄ、ＷａｒｗｉｃｋにあるＣｏｏｌ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｉｎｃ．社製の登録商標ＣＯＯＬＰＯＬＹ製品が市販で入手可能である。フィンストック３４１は、図１乃至５の実施例のような種々の分離したセクションとは異なり、単一射出成形部品である。射出成形に対する代替例として、フィンストック３４１をレジントランスファーモールディング（ｒｅｓｉｎ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｍｏｌｄｉｎｇ）で形成してもよいことは認識されるであろう。
【００３４】
図示しないが、さらなる代替例として、フィンストックを成形する場合（例えば、符号３４１で示すように成形する場合）、上プレート１０３を任意で削除してもよく、プレナム１１６は、例えば、適切な公知のエポキシ系接着剤を用いて、フィンストック３４１のフィンの上部に直接固定されてもよい。この場合、上記の４つの支持ポストを任意で削除することも可能である（なお、これら４つのポストのうち３つは、１０６乃至１０８で示す）。更に別の代替例として、成形フィンストックは、成形フィンストック３４１と一体化した部品として上プレート１０３を製造してもよく、且つ、プレナム１１６をその一体化上プレートに直接固定してもよい点を除いて、図６で符号３６１として示すのと同様であってもよい。
【００３５】
図７は、図２と同様の概略部分斜視図であるが、図２の回路基板３１の代替実施例である冷却組立体４４１を示す。冷却組立体４４１は、下述する点で相違する以外、冷却組立体４１と同一である。特に、回路基板３１のフィンストック１４１は、冷却組立体４４１では削除されており、多孔性材料の略方形ブロック４４４をその場所に設けている。ブロック４４４は、底プレート１０１から上プレート１０３へと垂直方向に延び、鋳造、蝋着、熱伝導性エポキシ樹脂又はその他の種々の適切な方法で、底プレート１０１に物理的且つ熱的に固定される。
【００３６】
多孔性ブロック４４４は、熱伝導性のオープンセル型焼結（ｏｐｅｎ−ｃｅｌｌ  ｓｉｎｔｅｒｅｄ）材料製であるが、熱伝導性の多孔性オープンセル型発泡材料であってもよい。この実施例において、ブロック４４４に使用される焼結又は発泡多孔性材料は、アルミニウムであるが、他の種々の適切な熱伝導性材料であってもよい。多孔性ブロック４４４は、比較的安価である。ファン１２１からの下方気流は、ブロック４４４の中央部分に進入し、その後、種々の異なる円周方向へとブロック４４４を介して水平的且つ外側に流動する。
【００３７】
上述したように、図６のフィンストック３４１は、合成材料の射出成形部品である。別の代替例として、このフィンストックは、ダイキャスト亜鉛合金などのキャスティングや鋳造に適合性を有するその他の種々の熱伝導性材料製であってもよい。この点、図８は、亜鉛合金で製造されたダイキャスト部品であるフィンストック５４１の概略上面図であって、図２及び図３のフィンストック１４１の代替実施例であり、図２の冷却組立体４１におけるフィンストック１４１に置換されてもよい。フィンストック５４１は、その水平方向において、約２×２インチの寸法を有し、そのベースプレートは、約０．０５インチ厚であり、そのフィンは約０．２５インチ高である。また、１インチ当たり１６フィンを有し、このフィンは、円形ティップを有する。
【００３８】
このフィンは、上記のティップからベースへと厚みが増加しており、ティップの近傍では約０．０１インチ厚であり、ベース近傍では約０．０２５インチ厚である。フィンの近接するそれぞれのペア間で、ベースの上面は、曲線となるように、若干円形とされる。フィンストック５４１に使用する亜鉛合金は、亜鉛ダイキャスト合金３として一般的に知られる合金であって、３．５〜４．３％のアルミニウム、最大で０．２５％の銅、０．０２〜０．０５％のマグネシウム、最大で０．１％の鉄、最大で０．００５％の鉛、最大で０．００４％のカドミウム及び最大で０．００３％のスズを含有し、バランスは、亜鉛である。もちろん、これらフィンストック５４１にて上述した特定の寸法及び特定の合金は、例示であって、その寸法及び材料は、本発明の範囲から逸脱することなく、種々変更可能であることは認識されるであろう。
【００３９】
本発明は、複数の技術的利点を提供する。かかる１つの技術的利点は、複数の流体部分が熱伝導部の州右偏の実質部分に沿って配置された複数の個々の位置で熱伝導部を脱出するように、熱伝導部を介して流動するように分割された強制流体流動を使用することに由来する。この方法で流体流動を分割することによりにより、低い圧力低下のみが発生し、これは、冷却組立体に関して、低い電力消費と可聴性ノイズを最小限とすることを促進する。関連する利点は、熱伝導部が、比較的低い高さを有し効果的に高率に熱移行性を与える相対的に大面積領域を有するフィンストックである場合に達成される。別の利点は、熱伝導部が、比較的低い高さを有する多孔性材料のブロック体である場合に達成される。これは、部分敵に、この多孔性材料が非常に低コストで製造し得るためである。
【００４０】
他の利点は、冷却組立体が薄型であることにより、ポータブルコンピュータのハウジングが薄型とし得ることにより、ポータブルコンピュータへの使用が促進する点である。更に別の利点は、さらに別の利点は、ポータブルコンピュータに使用する際、冷却組立体がプロセッサ又はその他の回路部材の冷却に影響を与え得る点であり、これにより、冷却組立体からの気流は、更に別の熱分散部材の冷却を促進するように、ハウジング内でルーティングされ得る。かかる技術を使用することにより、ポータブルコンピュータは、比較的薄型軽量とすることが可能であり、且つ、最も高いレート速度で動作するプロセッサを有することが可能であると共に、最小限の電力のみを消費する構成を使用して効果的な冷却を享受できる。
【００４１】
選択した実施例について詳細の図示し且つ説明してきたが、請求項で規定した本発明の概念及び範囲を逸脱することなく種々の置換及び変更が可能であることは理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の態様を具体化したポータブルコンピュータの概略部分斜視図である。
【図２】図１のポータブルコンピュータの一部である冷却組立体の概略部分斜視図である。
【図３】図２の冷却組立体の一部であるフィンストックの概略上面図である。
【図４】図３のフィンストックに関する概略部分側方断面図である。
【図５】図３に記載の代替例であるフィンストックを示す概略上面図である。
【図６】図４の代替例であるフィンストックの概略部分側方断面図である。
【図７】図２に示した代替例である冷却組立体を示す概略部分斜視図である。
【図８】図３に示した更に代替例であるフィンストックの概略上面図である。
【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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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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