(57)【要約】本発明は、冷却機構（１０）を備えた情報処理装置であり、冷却機構（１０）は、ヒートシンク（１４）と、ヒートシンク（１４）に対して発熱素子（２６）から発生する熱を伝えるヒートパイプ（１６）と、ヒートシンク（１４）に冷却風を当てるためのファンモータ（１８）と、ヒートシンク（１４）とヒートパイプ（１６）とファンモータ（１８）を収容している筐体（６）を備える。発熱素子が発生する熱量に応じてファンモータ（１８）を駆動してヒートシンク（１４）に対して冷却風を当てて強制冷却を行なうときと、ファンモータ（１８）を停止した自然冷却を行なうときに、発熱素子の熱を筐体（６）の外部に排出するために筐体に設けられている熱放出部（５０）を備える。情報処理装置は、発熱素子が発生する熱が多い場合にはその熱を強制的に冷却し、発熱素子が発生する熱が比較的少ない場合には自然冷却で冷却する。
2003067949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内に配設した発熱素子からの熱を上記筐体の外部に放熱するための冷却機構であり、
ヒートシンクと、
上記ヒートシンクに対して上記発熱素子の熱を伝えるヒートパイプと、
上記ヒートシンクに冷却風を当てるためのファンモータと、
上記ヒートシンクと上記ヒートパイプと上記ファンモータを収容している筐体とを有し、
上記発熱素子の発生する熱量に応じて上記ファンモータを駆動して上記ヒートシンクに対して冷却風を当てて強制冷却を行なうとき及び上記ヒートシンクの自然冷却を行なうときに、上記発熱素子の熱を上記筐体の外部に排出するために上記筐体に設けられている熱放出部とを備えていることを特徴とする冷却機構。
【請求項２】
上記熱放出部は、上記自然冷却時に外部から上記筐体内に空気を取り入れるために上記ヒートシンクに対応する位置に形成された複数の空気穴を有する請求の範囲第１項記載の冷却機構。
【請求項３】
上記熱放出部の上記空気放出穴を、上記自然冷却時には開放し、上記強制冷却時には閉じるための開閉部を有し、上記強制冷却時に上記発熱素子の熱を上記筐体の外部に排出する別の空気穴を有する請求の範囲第１項記載の冷却機構。
【請求項４】
上記ヒートシンクは、
複数の放熱フィンを有する第１ヒートシンクと、
上記第１ヒートシンクに組み合わされ、複数の放熱フィンを有する第２ヒートシンクとを備え、
上記第１ヒートシンクの上記放熱フィンと上記第２ヒートシンクの上記放熱フィンとの間に空間を設けることで形成され、上記第１ヒートシンクの上記放熱フィンと上記第２ヒートシンクの上記放熱フィンに空気を接触させて通過させるための空気通過部とを備えることを特徴とする請求の範囲第１項記載の冷却機構。
【請求項５】
上記第１ヒートシンクは、上記放熱フィンと、上記放熱フィンを平行に突出して配列する基部を有し、上記第２ヒートシンクは、上記放熱フィンと、上記放熱フィンを平行に突出して配列する基部を有する請求の範囲第４項記載の冷却機構。
【請求項６】
上記第１ヒートシンクの上記放熱フィンの端部は、上記第２ヒートシンクの上記基部に対して熱伝導性グリースを介して接続され、上記第２ヒートシンクの上記放熱フィンの端部は、上記第１ヒートシンクの上記基部に対して熱伝導性グリースを介して接続されている請求の範囲第５項記載の冷却機構。
【請求項７】
上記第１ヒートシンクの上記放熱フィンの端部は、上記第２ヒートシンクの上記基部の凹部に対して熱伝導性グリースを介して接続されており、上記第２ヒートシンクの上記放熱フィンの端部は、上記第１ヒートシンクの上記基部の凹部に対して熱伝導性グリースを介して接続されている請求の範囲第５項記載の冷却機構。
【請求項８】
筐体内に配設した発熱素子からの熱を上記筐体の外部に放熱するための冷却機構を有する情報処理装置であり、
上記冷却機構は、
ヒートシンクと、
上記ヒートシンクに対して上記筐体内の上記発熱素子の熱を伝えるヒートパイプと、
上記ヒートシンクに冷却風を当てるためのファンモータと、
上記ヒートシンクと上記ヒートパイプと上記ファンモータを収容している筐体とを有し、
上記発熱素子の発生する熱量に応じて上記ファンモータを駆動して上記ヒートシンクに対して冷却風を当てて強制冷却を行なうとき及び上記ヒートシンクの自然冷却を行なうときに、上記発熱素子の熱を上記筐体の外部に排出するために上記筐体に設けられている熱放出部とを備えることを特徴とする情報処理装置。
【請求項９】
上記熱放出部は、上記自然冷却時に外部から上記筐体内に空気を取り入れるために上記ヒートシンクに対応する位置に形成された複数の空気穴を有する請求の範囲第８項記載の情報処理装置。
【請求項１０】
上記熱放出部の上記空気放出穴を、上記自然冷却時には開放し、上記強制冷却時には閉じるための開閉部を有し、上記強制冷却時に上記発熱素子の熱を上記筐体の外部に排出する別の空気穴を有する請求の範囲第８項記載の情報処理装置。
【請求項１１】
上記ヒートシンクは、
複数の放熱フィンを有する第１ヒートシンクと、
上記第１ヒートシンクに組み合わされ、複数の放熱フィンを有する第２ヒートシンクとを備え、
上記第１ヒートシンクの上記放熱フィンと上記第２ヒートシンクの上記放熱フィンとの間に空間を設けることで形成され、上記第１ヒートシンクの上記放熱フィンと上記第２ヒートシンクの上記放熱フィンに空気を触れさせて通過させるための空気通過部とを備えることを特徴とする請求の範囲第８項記載の情報処理装置。
【請求項１２】
上記第１ヒートシンクは、上記放熱フィンと、上記放熱フィンを平行に突出して配列する基部を有し、上記第２ヒートシンクは、上記放熱フィンと、上記放熱フィンを平行に突出して配列する基部を有する請求の範囲第８項記載の情報処理装置。
【請求項１３】
上記第１ヒートシンクの上記放熱フィンの端部は、上記第２ヒートシンクの上記基部に対して熱伝導性グリースを介して接続されており、上記第２ヒートシンクの上記放熱フィンの端部は、上記第１ヒートシンクの上記基部に対して熱伝導性グリースを介して接続されている請求の範囲第１２項記載の情報処理装置。
【請求項１４】
上記第１ヒートシンクの上記放熱フィンの端部は、上記第２ヒートシンクの上記基部の凹部に対して熱伝導性グリースを介して接続されており、上記第２ヒートシンクの上記放熱フィンの端部は、上記第１ヒートシンクの上記基部の凹部に対して熱伝導性グリースを介して接続されている請求の範囲第１２項記載の情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置の筐体内に配設される発熱素子から発生する熱を筐体の外部に放熱するための冷却機構及びこの冷却機構を用いた情報処理装置に関する。
本出願は、日本国において２００２年２月６日に出願された日本特許出願番号２００２−０３０１７７及び２００２年２月１２日に出願された日本特許出願番号２００２−０３４３３４を基礎として優先権を主張するものであり、これらの出願は参照することにより、本出願に援用される。
背景技術
従来、携帯が可能な大きさにまで小型化された情報処理装置が用いられている。この種の情報処理装置として、ノートブック型のパーソナルコンピュータがある。ノートブック型のパーソナルコンピュータは、入力手段を構成するキーボードが設けられたコンピュータ本体と各種の表示を行う表示部が一体的に設けられている。コンピュータ本体内には、コンピュータにより取り扱われるデータを記録する記録再生部とともにＣＰＵ（中央処理装置）等の電子部品が収容されている。ＣＰＵのような電子部品は、駆動されることにより大きな熱を発生する。コンピュータ本体内には、ＣＰＵ等の電子部品から発生する熱を、コンピュータ本体を構成する筐体の外部に放熱させるための冷却機構が設けられている。
従来用いられている冷却機構には、コンピュータ本体を構成する筐体の薄型化に伴って、ファンモータを用いた強制冷却方式が主に用いられている。強制冷却方式は、ファンモータを駆動することにより、回転するファンが発生する冷却用の風をヒートシンクの放熱フィンに当てることで電子部品等の発熱素子からの熱を筐体の外部に放出する。
このように強制冷却方式を採用する冷却機構を用いると、次のような問題がある。仮にＣＰＵ等の発熱素子に加えられる計算上の負荷が小さく、実際に発熱素子からの発熱量が小さい場合であっても、ファンモータはフル回転している。このためにファンモータの消費電力は、発熱素子の発熱量が小さい場合であっても削減することができず、コンピュータ全体の消費電力の削減を図ることができない。更に、ファンモータが常にフル回転しているので、ファンの回転によって発生する風切り音等の騒音が常時生じている。
また、冷却機構に用いられるヒートシンクは、放熱効率を向上させるために放熱面積を多くする必要がある。放熱面積を多くする方式としては、１つのヒートシンクが有する複数の放熱フィンの間のピッチを狭くしたり、放熱フィンの高さを高くすることである。
冷却機構に用いられるヒートシンクの多くは、アルミダイカストを用いた鋳造品により形成されているため、１つのヒートシンクに設けられる複数の放熱フィンの設置間隔を狭ピッチ化したり、フィンの高さを高くすることには限界があり、放熱効果の向上には限界がある。また、押し出し材により１つのヒートシンクを、アルミニウム等の金属材料を押し出し成形して形成する場合にも同様の問題である。
携帯可能な大きさにまで小型化され、電子部品やその他の情報処理機構を高密度に実装したノート型コンピュータ等の小型の情報処理装置に設けられた冷却機構は、装置本体内のスペースが狭かったり、装置本体内が複雑な形状とされているため、充分な冷却効果が得られるようなヒートシンクを用いることが困難である。即ち、用いるヒートシンクに形成する放熱用フィンの数や大きさに限界があり。発熱素子を効率良く冷却することが困難となる。
発明の開示
本発明の目的は、上述したような従来の冷却機構及びこの冷却機構を用いた情報処理装置が有する問題点が解消することができる新規な冷却機構及び情報処理装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、情報処理装置の装置本体内に配置した電子部品等の発熱素子の発熱状態に応じて冷却状態を切り換えることを可能とする冷却機構及び情報処理装置を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、効率の良い冷却効果が得られるヒートシンクを備えた冷却機構及び情報処理装置を提供することにある。
本発明は、筐体内に配設した発熱素子からの熱を上記筐体の外部に放熱するための冷却機構であり、ヒートシンクと、ヒートシンクに対して上記筐体内の上記発熱素子の熱を伝えるヒートパイプと、ヒートシンクに冷却風を当てるためのファンモータと、ヒートシンクとヒートパイプとファンモータを収容している筐体とを有し、発熱素子の発生する熱量に応じてファンモータを駆動してヒートシンクに対して冷却風を当てて強制冷却を行なうとき及びヒートシンクの自然冷却を行なうときに、発熱素子の熱を筐体の外部に排出するために筐体に設けられている熱放出部とを備えている。
ここで、熱放出部は、自然冷却時に外部から筐体内に空気を取り入れるためにヒートシンクに対応する位置に形成された複数の空気穴を有する。熱放出部の空気放出穴は、自然冷却時には開放され、強制冷却時に閉塞するための開閉部を有し、強制冷却時に発熱素子の熱を筐体の外部に排出する別の空気穴を有する。
本発明に係る冷却機構に用いられるヒートシンクは、複数の放熱フィンを有する第１ヒートシンクと、第１ヒートシンクに組み合わされ、複数の放熱フィンを有する第２ヒートシンクとを備え、第１ヒートシンクの放熱フィンと第２ヒートシンクの放熱フィンとの間に空間を設けることで形成され、第１ヒートシンクの放熱フィンと第２ヒートシンクの放熱フィンに空気を接触させて通過させるための空気通過部とを備える。
第１ヒートシンクは、放熱フィンと、放熱フィンを平行に突出して配列する基部を有し、第２ヒートシンクは、放熱フィンと、放熱フィンを平行に突出して配列する基部を有する。第１ヒートシンクの放熱フィンの端部は、第２ヒートシンクの基部に対して熱伝導性グリースを介して接続され、第２ヒートシンクの放熱フィンの端部は、第１ヒートシンクの基部に対して熱伝導性グリースを介して接続されている。
本発明は、筐体内に配設した発熱素子からの熱を上記筐体の外部に放熱するための冷却機構を有する情報処理装置であり、この情報処理装置に設けられる冷却機構は、ヒートシンクと、ヒートシンクに対して筐体内の発熱素子の熱を伝えるヒートパイプと、ヒートシンクに冷却風を当てるためのファンモータと、ヒートシンクとヒートパイプと上記ファンモータを収容している筐体とを有し、発熱素子が発生する熱量に応じてファンモータを駆動してヒートシンクに対して冷却風を当てて強制冷却を行なうとき及びヒートシンクの自然冷却を行なうときに、発熱素子の熱を筐体の外部に排出するために筐体に設けられている熱放出部とを備える。
本発明に係る情報処理装置の冷却機構に用いられるヒートシンクは、複数の放熱フィンを有する第１ヒートシンクと、第１ヒートシンクに組み合わされ、複数の放熱フィンを有する第２ヒートシンクとを備え、第１ヒートシンクの放熱フィンと第２ヒートシンクの放熱フィンとの間に空間を設けることで形成され、第１ヒートシンクの放熱フィンと第２ヒートシンクの放熱フィンに空気を接触させて通過させるための空気通過部とを備える。
本発明の更に他の目的、本発明によって得られる具体的な利点は、以下において図面を参照して説明される実施の形態の説明から一層明らかにされるであろう。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明に係る冷却機構及びこの冷却機構を用いた情報処理装置の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
本発明に係る冷却機構を情報処理装置としてのノート型のパーソナルコンピュータに適用した例を挙げて説明する。
本発明に係る冷却機構が適用されるノート型のパーソナルコンピュータ１は、図１に示すように、コンピュータへの命令やデータの入力を行うための入力手段を構成するキーボード５が設けられたコンピュータ本体３と各種の表示を行う表示部２とを備える。キーボード５は、コンピュータ本体３の上面側に設けられている。表示部２は、回動式の連結部４を介してコンピュータ本体３に対し回動可能に連結されている。表示部２は、キーボード５上に回動されることにより、コンピュータ本体３のキーボード５が設けられた上面側を覆う。コンピュータ本体３を構成する筐体６は、プラスチックや金属により作製されている。筐体６内には、本発明に係る冷却機構１０が収容されている。
本発明に係る冷却機構１０は、図２及び図３に示すように、ヒートシンク１４とヒートパイプ１６とファンモータ１８と受熱ブロック２０とを有し、さらに、図６に示すような筐体６と、この筐体６の一部に構成される熱放出部５０を有している。
コンピュータ本体３を構成する筐体６内には、図２に示すように、回路基板２４が取り付けられている。回路基板２４の上には、ＣＰＵ（中央処理装置）２６が電気的に接続されている。ＣＰＵ２６は、通電して駆動するときに熱を発生する発熱素子の一種である。
ファンモータ１８及びヒートシンク１４は、回路基板２４の上に搭載してもよいし、筐体６の下部筐体ハーフ６ｂの内面６ｄに固定してもよい。
図２に示すヒートシンク１４は、熱伝導性と放熱性に優れた金属例えばアルミニウムや銅により作られている。ヒートシンク１４は、アルミニウムブロックを削り出しにより形成してもよいし、或いはアルミニウム板や銅板を折り曲げて形成してもよい。いずれの方法により作製されるヒートシンク１４も、基部３０と数枚の放熱フィン３３を有している。基部３０は平板状の部分であり、この基部３０に対して複数の放熱フィン３３が垂直に形成されている。複数の放熱フィン３３は、等間隔で平行に形成されている。
受熱ブロック２０は、図２及び図３に示すように、ＣＰＵ２６の上面に対して、例えばシート状の熱伝導部材を介して密着されている。受熱ブロック２０は、例えば回路基板２４の表面に対してネジにより固定されている。受熱ブロック２０は、ヒートパイプ１６を用いてヒートシンク１４に対して接続されている。ヒートパイプ１６は、金属封管の中に少量の液体を入れた熱輸送装置である。ヒートパイプ１６では、液体の蒸発によって一端から受熱ブロック２０の熱を吸収し、液体の凝縮によって熱が他端からヒートシンク１４側に放出される。
ヒートパイプ１６の配置方向は、放熱フィン３３の延長方向に対し直交する方である。
次に、本発明に係る冷却機構１０を構成するファンモータ１８について説明する。
ファンモータ１８は、好ましくは図４に示すような遠心ファン形式のものが用いられる。図４に示すファンモータ１８は、遠心ファン形式であるので空気取り入れ口３４と空気排出口３６を有している。なお、空気取り入れ口３４はファン吸気口とも称し、空気排出口３６はファン排気口とも称する。空気取り入れ口３４と空気排出口３６は、図４に示すように、互いに直交するように形成されている。ファンモータ１８が駆動すると、空気が空気取り入れ口３４からＹ１方向に向かって吸引され、空気排出口３６からＹ２方向に向かって排出される。この空気の排出方向である矢印Ｙ２方向は、ヒートシンク１４の各放熱フィン３３が互いに平行に延長される方向と平行な方向である。
このような遠心ファン形式のファンモータ１８を用いることにより、空気取り入れ口３４の開口面積、即ち空気取り入れ用の面積を大きくとることができ、ファンモータ１８による冷却能力を向上させることができる。遠心ファン形式のファンモータ１８は、空気排出口３６における空気の風速分布が均一であるために、ヒートシンク１４に対して送る冷却風４０を均一になるように送り込むことが可能である。このことからヒートシンク１４の冷却能力を向上でき、ＣＰＵ２６から発生する熱の放熱能力を向上でき、しかもヒートシンク１４で発生する空気の乱れが少なくなり騒音を小さくできる。
ファンモータ１８として、図５に示すような軸流ファンやシロッコファンを用いてもよい。図５に示すファンモータ１８の形式では、ファン１１８ａと空気取り入れ口１３４を有し、空気取り入れ口１３４を介して吸引される空気は、図５中矢印Ｙ３方向に沿って、即ちファン１１８ａの軸と平行な方向である図５の紙面に垂直方向で下向きに吸引される。ファン１１８ａの回転によって吸引された空気は、空気排出口３６ａを通じて冷却風４０としてファンモータ１８の外部に送出される。
図２、図３及び図４に示す冷却機構１０に用いられるファンモータ１８は、遠心ファン形式のモータを使用しているので、ファンモータ１８は遠心ファン１８ａを有している。遠心ファン１８ａは、中心軸ＣＬを中心として連続回転される。本発明に係る冷却機構１０は、遠心ファン形式のモータに代えて図５に示すようなシロッコファン或いは軸流ファンを用いてもよい。
図６に、図２に示すファンモータ１８とヒートシンク１４及び発熱素子２６と受熱ブロック２０が、コンピュータ本体３を構成する筐体６内に収容されている様子を示している。
筐体６は、図１に示すコンピュータ本体３の一部分であり、例えばプラスチックにより作製されている。筐体６は、上部筐体ハーフ６ａと側部筐体ハーフ６ｃと下部筐体ハーフ６ｂとを互いに突き合わせ一体化して形成されている。この筐体６の内部空間Ｓには、上述したようなファンモータ１８、ヒートシンク１４、受熱ブロック２０、ヒートパイプ１６、ＣＰＵ２６等が収容されている。
ここで、図６に示す筐体の構造を詳細に説明する。
コンピュータ本体３を構成する筐体６には、熱放出部５０が設けられている。熱放出部５０は、上部筐体ハーフ６ａ、側部筐体ハーフ６ｃ及び下部筐体ハーフ６ｂに形成されている。この熱放出部５０は、ＣＰＵ２６が発生する熱量に応じてファンモータ１８を駆動してヒートシンク１４に対して冷却風４０を当てて強制冷却を行う強制冷却時と、ファンモータ１８を駆動させないでヒートシンク１４に対して強制的に冷却風を当てることがない自然冷却を行なう自然冷却時に、ＣＰＵ２６の熱を筐体６の外部に排出するために設けられている。熱放出部５０は、具体的には、複数の空気放出穴６０と、複数の空気穴７０及び他の複数の空気穴７５を有している。
空気放出穴６０は、筐体６の上部筐体ハーフ６ａに形成されている。これらの空気放出穴６０は、コンピュータ本体３の上面側に設けられるキーボード５に近い位置であってヒートシンク１４に対向する位置に形成されている。空気放出穴６０は、グリッド状に形成してもよいし、円形あるいは楕円形状、さらには四角形状の穴として分散し、例えば均等の間隔をおいて配列するようにしてもよい。
空気穴７０は、筐体６の下部筐体ハーフ６ｂに形成されている。これらの複数の空気穴７０は、グリッド状に形成してもよいし、円形あるいは楕円形状、さらには四角形状の穴として分散し、例えば均等の間隔をおいて配列するようにしてもよい。複数の空気穴７０は、ヒートシンク１４に対向する位置に形成されている。
図６に示す例では、空気放出穴６０はヒートシンク１４の放熱フィン３３が突出する側に位置し、空気穴７０はヒートシンク１４の基部３０側に対向する位置に設けられている。
空気穴７５は、側部筐体ハーフ６ｃの傾斜した側面に形成されている。この空気穴７５は、ヒートシンク１４の放熱フィン３３の間を通ってくる冷却風４０がほぼ直接筐体６の外部に放出できる位置に形成するのが望ましい。
図６は、ファンモータ１８のファン１８ａが連続回転して強制冷却をしている強制冷却状態を示している。これに対して、図７は、ファン１８ａが回転することなく自然冷却の状態を示している。
次に、上述した冷却機構１０の動作について説明する。
図２において、発熱素子としてのＣＰＵ２６が駆動すると熱を発生する。ＣＰＵ２６が発生した熱は、受熱ブロック２０で受熱される。受熱ブロック２０で受熱された熱は、ヒートパイプ１６を介して熱伝導されてヒートシンク１４に蓄熱される。
図６では、ファン１８ａが回転して、ヒートシンク１４が冷却風４０により強制冷却されている状態を示している。
これに対し、図７はファン１８ａの回転が停止され、ヒートシンク１４が自然冷却されている状態を示している。
このようにＣＰＵ２６の発熱量の多い場合には、図６に示すように強制冷却を行ない、ＣＰＵ２６の発熱量が比較的少ない場合には図７に示すようにファン１８ａを停止して自然冷却を行なうことができる。
そこで、図２と図６を参照して強制冷却状態について説明する。
図２を参照すると、ファンモータ１８のファン１８ａが回転すると、Ｙ１方向に沿って空気取り入れ口３４からファンモータ１８内に空気が取り入れられる。この取り入れた空気は、図２及び図４中矢印Ｙ２方向に沿って流通しヒートシンク１４の放熱フィン３３の間に送られる。放熱フィン３３の溝の間には冷却風４０が通り過ぎるので、各放熱フィン３３が強制的に冷却される。
このように流通される冷却風４０は、図６に示すように、放熱フィン３３の間を通るとともに、空気穴７５から筐体６の外部に放出される。同時に熱をもった空気は、ヒートシンク１４より空気穴７０及び空気放出穴６０からもそれぞれ矢印Ｙ５方向と矢印Ｙ６方向に向かって流通して筐体６の外部に排出される。
このように、ＣＰＵ２６に加えられる負荷が大きく、ＣＰＵ２６から発生する発熱量が大きくなる場合には、ファンモータ１８を駆動してヒートシンク１４を強制冷却する。
ＣＰＵ２６に加えられる負荷が比較的小さく、ＣＰＵ２６からの発熱量が小さい場合には、ファンモータ１８を駆動させることなく図７に示すように自然冷却を行なう。この場合には、ＣＰＵ２６の熱は、ヒートシンク１４を介して空気放出穴６０から図７中やＹ６方向に沿って筐体６の外部に放出される。空気穴７５と空気穴７０を通じて、筐体６の外部の空気が図７中矢印Ｙ８方向と矢印Ｙ７方向に沿って筐体６内のヒートシンク１４側に流入し、これらの外部から流入した空気によりヒートシンク１４が自然冷却される。
本発明に係る冷却機構１０においては、筐体６を構成する側部筐体ハーフ６ｃに空気穴７５を形成し、下部筐体ハーフ６ｂに空気穴７０を形成することにより、上部筐体ハーフ６ａの空気放出穴６０との関係で、いわゆる煙突効果を利用してヒートシンク１４を効率良く冷却することができる。
上述した図６に示すような強制冷却方式と、図７に示す自然冷却方式のいずれをも選択的に採用することができるので、従来のようにファンモータを常時フル回転作動させている場合に比べて、消費電力を削減でき、風切り音等の騒音の低減を図ることができる。
次に、図８を参照して本発明に係る冷却機構１０は別の例を説明する。
図８に示す冷却機構１０は、図６と図７に示す冷却機構１０と構成要素をほぼ共通にするので、共通する部分には共通の符号を付して詳細な説明を省略する。
図８に示す冷却機構１０は、筐体６の上部筐体ハーフ６ａと下部筐体ハーフ６ｂの間隔を更に大きく設定している。これによって、側部筐体ハーフ６ｃの高さが大きくなり、上部筐体ハーフ６ａの内面からヒートシンク１４の基部３０までの距離Ｌが、ヒートシンク１４の高さＬ０に比べてかなり大きく設定されている。このような距離Ｌとヒートシンク１４の高さＬ０の高さの設定をすることにより、ヒートシンク１４の放熱能力は更に上昇する。
次に、図９と図１０を参照して、本発明に係る冷却機構１０の更に他の実施の形態について説明する。
図９と図１０に示す冷却機構１０が、前述した図６に示す冷却機構１０と異なる点は、熱放出部５０の空気放出穴６０に各々開閉部８０が設けられていることである。
この開閉部８０は、空気放出穴６０を開閉自在にするものである。図９に示すようにファン１８ａが回転している強制冷却している状態では、その発生する冷却風４１により自動的に開閉部８０が空気放出穴６０を閉じる。これに対して、図１０に示すようなファン停止時である自然冷却状態では、開閉部８０は自重により中心８５を中心として筐体６の内方に向かって回転して下がり、これによって空気放出穴６０を自動的に開くことができる。
図９に示すように強制冷却状態では、ファン１８ａが回ると、冷却風４０が放熱フィン３３の間を通りヒートシンク１４を冷却する。このとき、空気放出穴６０は開閉部８０により閉鎖されているので、冷却風４１は上部筐体ハーフ６ａと平行に流れて、空気穴７５から筐体６の外部に排出される。空気穴７０からも、図９中矢印Ｙ５方向に沿ってヒートシンク１４の熱が放出される。
これに対して、図１０に示す自然冷却状態では、開閉部８０が自重で下がって空気放出穴６０が開放されるので、ヒートシンク１４の熱は空気放出穴６０を通じて図１０中矢印Ｙ６方向に沿って流通して筐体６の外部に放出されるとともに、外部の空気が空気穴７０を通じて図１０中矢印Ｙ７方向に沿って筐体６の内部に入り込み、さらに空気穴７５を通じて図１０中矢印Ｙ８方向に沿って外部の空気が筐体６内に入り込む。
これによってヒートシンク１４は外部の空気を用いて効率良く自然冷却することができる。図９と図１０に示す冷却機構１０においても、強制冷却モードと自然冷却モードの切り換えができ、ヒートシンク１４に蓄熱された熱を効率良く冷却することができる。
本発明に係る冷却機構を用いることにより、次のような利点がある。
１つの冷却機構を用意するだけで、コンピュータ本体等の装置本体を構成する筐体に収容した発熱素子の自然冷却と強制冷却の併用が可能である。常時ファンモータをフル回転稼動することがないので、装置全体の消費電力を低減できるので、情報処理装置に用いるバッテリの消耗を低減でき、長時間の使用を可能とする。ファンモータを常時駆動することがないので、騒音の低い情報処理装置を構成できる。例えば、ファンモータとして遠心ファンを使用することにより、吸気口（空気取り入れ口）を大きく取ることができ、大きい風量が実現可能となる。
筐体において煙突効果を利用した自然冷却を行なうことで、ファンを用いない自然冷却モジュールが実現できる。
ファンモータとして遠心ファンを使うことにより、静圧が低くできファンが駆動していても低騒音化が可能である。
ノートブック型のパーソナルコンピュータのような小型の情報処理装置では、ＣＰＵ等の発熱素子からの発熱をヒートシンクに熱伝導し外気環境へ放熱する方式として、発熱が少なくヒートシンクのみで放熱できる場合は、自然冷却を行なうことができる。発熱素子の発熱が多い場合は、ファンモータを駆動させてファンモータから送られる風をヒートシンクに当てて放熱する強制冷却が可能である。
遠心ファンを用いることにより、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置の一層の薄型化を図りながら吸気口を広く取ることができ、遠心ファンが有する最大の風量を引き出すことで、放熱効率を向上することができる。
例えば、図６に示す冷却機構１０は、ファンモータ１８の空気取り入れ口３４の位置を、筐体６の熱放出部５０の空気放出穴６０、空気穴７０及び空気穴７５から遠く離れた位置に設けられている。このことから、例えばファンモータの空気取り入れ口と筐体側の空気放出穴の位置が近い形式のものに比べて、空気流の乱れが生じにくく、騒音の発生を防ぐことができる。
本発明に係る冷却機構１０は、図４に示す遠心ファン形式のファンモータ１８を用いることにより、図５に示す軸流ファン或いはシロッコファン形式のファンモータを用いるのに比べて、筐体の一層の薄型化を図ることができる。即ち、図４に示す形式のファンモータ１８を用いることにより、空気取り入れ口３４が筐体６の厚み方向に対して垂直な方向から空気を取り入れることができるからである。
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。上述した図６に示す熱放出部５０の空気放出穴６０、空気穴７０及び空気穴７５の形状は、格子状（グリッド状）あるいはスリット状の穴に限らず、上述したように円形状あるいは楕円形状あるいはその他の形状の穴であってもよい。
本発明に係る冷却機構１０に用いられるヒートシンクは、上述したものに限られるものではなく、図１１乃至図１３に示すように構成したものであってもよい。
図１１乃至図１３に示すヒートシンク１１４は、概略的には第１ヒートシンク１５０と第２ヒートシンク１６０を組み合わせて構成したものである。このヒートシンク１１４を構成する第１ヒートシンク１５０は、図１３に示すように、基部１５２と複数枚の放熱フィン１５４を有している。同様にして第２ヒートシンク１６０は基部１６２と複数枚の放熱フィン１６４を有している。
第１ヒートシンク１５０と第２ヒートシンク１６０は、共に放熱性に優れた金属、一例としてアルミダイカストにより形成されている。
なお、図１３では、第１及び第２ヒートシンク１５０及び１６０を識別するため、第１ヒートシンク１５０にはハッチングを入れて表示しており、第２ヒートシンク１６０にはハッチングを入れないで表示している。
第１ヒートシンク１５０の各放熱フィン１５４は、所定ピッチＰで、基部１５２に対して垂直に形成されている。各放熱フィン１５４の断面は、ほぼ長方形状である。基部１５２は、平板状の部材である。
第２ヒートシンク１６０の基部１６２は、平板状の部材である。基部１６２に対して各放熱フィン１６４が所定ピッチＰで平行に形成されている。各放熱フィン１６４の断面も、ほぼ長方形状である。
放熱フィン１５４と放熱フィン１６４の突出長さＲは、等しく設定されている。これにより図１３に示すように第１ヒートシンク１５０の放熱フィン１５４と第２ヒートシンク１６０の放熱フィン１６４を、交互に組み合わせることにより、隣接する放熱フィン１５４と放熱フィン１６４の間には、空気通過部１７０が形成される。
この空気通過部１７０は、図１１に示すようにファンモータ１８の遠心ファン１８Ａにより送られてくるＹ２方向の冷却風を通すための空間である。これによって、冷却風はＹ３方向に沿って空気通過部１７０を通過するようになっている。
図１３に示すように、放熱フィン１５４の端部１５４ａと基部１６２の内底面１６２ａの間には、好ましくは熱伝導性グリース１８０が設けられている。同様に、放熱フィン１６４の端部１６４ａと基部１５２の内底面１５２ａの間にも、熱伝導性グリース１８０が配置されている。これらの熱伝導性グリース１８０は、高熱伝導性グリースともいう。
図１３に示すヒートシンク１１４を採用することにより、１つのヒートシンクを用いることに比べて、放熱フィン１５４と放熱フィン１６４の間のピッチをＰ／２のピッチで配列することができるので、いわゆる放熱フィンの狭ピッチ化を簡単に図ることができ、ヒートシンク１１４の冷却能力をより高めることができる。
図１３に示すヒートシンク１１４は、予め広いピッチの放熱フィン１５４を有する第１ヒートシンク１５０と広いピッチの放熱フィン１６４を有する第２ヒートシンク１６０をそれぞれ作製し、これらの第１ヒートシンク１５０と第２ヒートシンク１６０を組み合わせることにより、狭ピッチの放熱フィンを有するヒートシンク１１４を簡単に得ることができる。
次に、本発明に係る冷却機構１０に用いられるヒートシンクの更にいくつかの他の例を図１４乃至図１７を参照して説明する。
図１４に示すヒートシンク２１４は、第１ヒートシンク２５０と第２ヒートシンク２６０を有している。
第１ヒートシンク２５０は、ほぼＵ字型の基部２５２と複数枚の放熱フィン２５４を有している。放熱フィン２５４は基部２５２の垂直部分２５３に対して平行に所定のピッチで設けられている。
第２ヒートシンク２６０は、基部２６２と複数枚の放熱フィン２６４を有している。放熱フィン２６４は基部２６２に対して垂直にかつ平行に形成されている。
第１ヒートシンク２５０と第２ヒートシンク２６０を組み合わせた状態では、放熱フィン２５４の端部が、基部２５２の内底面に対して熱伝導性グリース１８０を用いて接続されている。同様にして放熱フィン２６４の端部は、基部２６２の内底面に対して熱伝導性グリース１８０を介して接続されている。
第１ヒートシンク２５０の垂直部分２５３は、対面する放熱フィン２６４の側面に対して熱伝導性グリース１８０を介して接続されている。
このような構造を採用することによっても、ヒートシンク２１４の放熱フィン２５４、２６４のピッチを狭ピッチにすることができ、ヒートシンク２１４の冷却能力を高めることができる。
図１５は、ヒートシンク３１４の更に他の例を示している。
図１５に示すヒートシンク２１４は、図１４に示すヒートシンクと同様に、第１ヒートシンク３５０と第２ヒートシンク３６０を有している。第１ヒートシンク３６０は基部３５２と複数枚の放熱フィン３５４を有している。同様に第２ヒートシンク３６０は、基部３６２と複数枚の放熱フィン３６４を有している。このヒートシンク３１４は、基部３５２と基部３６２にそれぞれ凹部９９が設けられている。この凹部９９の中には熱伝導性グリース１８０が収容されている。これにより放熱フィン３５４の端部は、熱伝導性グリース１８０を介して凹部９９の中に嵌め込んで固定されている。同様に放熱フィン３６４の端部も、凹部９９内の熱伝導性グリース１８０を用いて嵌め込んで接続されている。
図１６に示すヒートシンク４１４は、第１ヒートシンク４５０と第２ヒートシンク４６０及び第３ヒートシンク２００を組み合わせて構成している。第１ヒートシンク４５０は、基部４５２と複数枚の放熱フィン４５４を有している。第２ヒートシンク４６０は、基部４６２と複数枚の放熱フィン４６４を有している。
放熱フィン４６４の端部は、熱伝導性グリース１８０を介して基部４５２の内底面に接続されている。同様に放熱フィン４５４の端部は、基部４６２の内底面に対して熱伝導性グリース１８０を用いて接続されている。
さらに、２つの第３ヒートシンク２００は、第１ヒートシンク４５０と第２ヒートシンク４６０の間の左右位置に対して熱伝導性グリース１８０を用いてそれぞれ接続されている。すなわち、第３ヒートシンク２００の基部２０２は複数枚の放熱フィン２０４を有している。これらの放熱フィン２０４の端部が、熱伝導性グリース１８０を用いて放熱フィン４５４の側面に対して接続されている。基部２０２の端部が、熱伝導性グリース１８０を介して基部４５２の内底面と基部４６２の内底面に対して接続されている。
このような構造にすることで、さらに放熱フィンの間で形成された空気通過部１７０の量を多くすることができる。
図１７及び図１８に示すヒートシンク５１４は、第１ヒートシンク５５０と第２ヒートシンク５６０にそれぞれ凹部１９９、２９９が設けられている。図１７に示す凹部１９９は、ほぼ断面Ｍ字型である。図１８に示す凹部２９９は、ほぼ断面半円形状である。
これらの凹部１９９と凹部２９９には、それぞれ熱伝導性グリース１８０が収容されている。そして放熱フィン５５４の端部は基部５６２の凹部１９９の中に熱伝導性グリース１８０を介して嵌め込んで接続されている。
同様に放熱フィン５６４は、基部５５２の凹部１９９に対して熱伝導性グリース１８０を用いて接続されている。
図１５、図１７及び図１８に示すような凹部を用いて接続することにより、互いに組み合わせられる第１ヒートシンクと第２ヒートシンクの接触面積が増えるので、熱伝導が向上し、結果的に、冷却能力の向上が図れる。
図１９は、本発明に係る冷却機構１０に用いられるヒートシンク６１４のさらに他の例を示している。
図１９のヒートシンク６１４は、第１ヒートシンク６５０と第２ヒートシンク６６０を有している。第１ヒートシンク６５０と第２ヒートシンク６６０は、それぞれ銅版やアルミニウム板を折り曲げることにより形成されたものである。第１ヒートシンク６５０は、基部６５２と複数枚の放熱フィン６５４を有している。同様に第２ヒートシンク６６０も基部６６２と複数枚の放熱フィン６６４を有している。放熱フィン６５４の端部は、基部６６２の内底面に対して熱伝導性グリース１８０を介して接続されている。同様にして放熱フィン６６４の端部も、基部６５２の内底面に対して熱伝導性グリース１８０を用いて接続されている。これらの放熱フィン６５４、６６４を用いて、Ｐ／２のピッチで狭ピッチ配列を行なうことができる。放熱フィン６５４、６６４の間には、長方形状の空気通過部１７０を形成できる。
図２０は、本発明に係る冷却機構１０に用いられるヒートシンク７１４のさらに他の例を示している。
図２０に示すヒートシンク７１４は、前述した図１３に示すヒートシンク１１４と基本的な構成を共通にしているが、異なるの点は放熱フィン１５４と放熱フィン１６４にそれぞれ凸部７００が形成されていることである。このように凸部７００を形成することにより、空気通過部１７０における放熱用の表面積をさらに大きくすることができるのである。
本発明に係る冷却機構は、上述したノート型のパーソナルコンピュータに限らず、冷却機構を必要とする他の種類の機器、例えば携帯情報端末等の各種の情報処理装置に適用可能である。
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施例に限定されるものではなく、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な変更、置換又はその同等のものを行うことができることは当業者にとって明らかである。
産業上の利用可能性
上述したように、本発明を用いることにより、コンピュータ等の情報処理装置の装置本体に収納した発熱素子が発生する熱が多い場合にはその発生した熱を強制的に冷却することができ、その発熱素子が発生する熱が比較的少ない場合には自然冷却で冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明に係る冷却機構を用いた携帯型のコンピュータを示す斜視図。
図２は本発明に係る冷却機構を示す斜視図であり、図３はその側面図であり、図４は平面図である。
図５は、本発明に係る冷却機構に用いられるファンモータの他の例を示す平面図である。
図６は、図１に示すコンピュータの冷却機構の構造例を示し、ファンが回転して強制冷却をしている状態を示す側面図であり、図７は、ファンを停止して自然冷却をしている状態を示す側面図である。
図８は、本発明に係る冷却機構の他の実施の形態を示す側面図である。
図９は、本発明に係る冷却機構の更に他の実施の形態を示しており、ファンを回転して強制冷却している状態を示す側面図であり、図１０は、ファンを停止して自然冷却している状態を示す側面図である。
図１１はヒートシンク備える冷却機構の他の例を示す斜視図であり、図１２はその側面図である。
図１３は、本発明に係る冷却機構に用いられるヒートシンクの他の例を示す正面図である。
図１４は、本発明に係る冷却機構に用いられるヒートシンクのさらに他の例を示す正面図である。
図１５は、本発明に係る冷却機構に用いられるヒートシンクのさらに他の例を示す正面図である。
図１６は、本発明に係る冷却機構に用いられるヒートシンクのさらに他の例を示す正面図である。
図１７は、本発明に係る冷却機構に用いられるヒートシンクのさらに他の例を示す正面図である。
図１８は、本発明に係る冷却機構に用いられるヒートシンクのさらに他の例を示す正面図である。
図１９は、本発明に係る冷却機構に用いられるヒートシンクのさらに他の例を示す正面図である。
図２０は、本発明に係る冷却機構に用いられるヒートシンクのさらに他の例を示す正面図である。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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