(57)【要約】  第１の体積と第２の体積との間で膨張可能である膨張チャンバ（１６）を含む、熱放散構成要素を冷却するためのデバイス。膨張チャンバは、デバイスの動作条件に従って、その表面の周囲空気への曝露を調整する。
2008518477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、
流体に対して実質的に不透過性の少なくとも１つの側壁を含む膨張チャンバであって、前記側壁が、第１の体積と第２の体積との間で膨張可能である囲まれた体積を画定し、前記側壁が、前記基材に取付けられた近位端と、前記近位端と反対側の遠位端と、前記囲まれた体積に近接した内面と、前記内面と反対側の外面とを含む、膨張チャンバと、
前記囲まれた体積内に配置されたある量の熱伝達流体とを含む、熱放散構成要素を冷却するための物品であって、
前記囲まれた体積が前記第１の体積から前記第２の体積に膨張すると、前記遠位端が、前記基材に近接した第１の位置から第２の位置に移動する、物品。
【請求項２】
複数の前記膨張チャンバをさらに含む、請求項１に記載の物品。
【請求項３】
前記複数の膨張チャンバの前記遠位端に取付けられた移動可能な部材をさらに含む、請求項２に記載の物品。
【請求項４】
前記基材および前記移動可能な部材と協働して、前記遠位端を、前記膨張チャンバの前記第１の体積において前記基材に近接しているように押しやるバイアス要素をさらに含む、請求項３に記載の物品。
【請求項５】
前記遠位端が、前記第２の位置において、前記基材から少なくとも１センチメートル離れている、請求項１に記載の物品。
【請求項６】
前記遠位端が、前記第２の位置において、前記基材から少なくとも５センチメートル離れている、請求項１に記載の物品。
【請求項７】
前記側壁が波形部分を含む、請求項１に記載の物品。
【請求項８】
前記側壁が、前記囲まれた体積が前記第２の体積であるとき見え、前記囲まれた体積が前記第１の体積であるとき隠されるグラフィックを表示するように構成可能な領域を含む、請求項７に記載の物品。
【請求項９】
前記グラフィックが商標を含む、請求項８に記載の物品。
【請求項１０】
前記側壁が、前記囲まれた体積が前記第２の体積であるとき見える幾何学的形状を含む、請求項７に記載の物品。
【請求項１１】
前記囲まれた体積が前記第１の体積であるとき、前記外面が前記基材に近接している、請求項１に記載の物品。
【請求項１２】
前記囲まれた体積が前記第２の体積であるとき、前記外面が、前記物品を囲む周囲空気に曝される、請求項１に記載の物品。
【請求項１３】
前記膨張チャンバが前記熱放散構成要素と流体連通する、請求項１に記載の物品。
【請求項１４】
前記熱伝達流体が、ペルフルオロカーボン、ヒドロフルオロカーボン、ヒドロフルオロエーテル、およびペルフルオロケトンの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の物品。
【請求項１５】
前記側壁が、ポリマーフィルム、金属箔、および多層バリヤフィルムの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の物品。
【請求項１６】
前記基材がコンピュータシャーシである、請求項１に記載の物品。
【請求項１７】
請求項１に記載の物品を含む冷却システム。
【請求項１８】
請求項１に記載の物品を含むコンピュータ。
【請求項１９】
基材と、
第１の位置と第２の位置との間で移動可能な、移動可能な部材と、
前記基材に取付けられた近位端、および前記移動可能な部材に取付けられた遠位端を含む膨張チャンバと、
蒸気圧を有し、前記膨張チャンバ内に配置されたある量の熱伝達流体とを含む、熱放散構成要素を冷却するための物品であって、
前記熱伝達流体の前記蒸気圧が変化すると、前記移動可能な部材が前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動する、物品。
【請求項２０】
複数の前記膨張チャンバをさらに含む、請求項１９に記載の物品。
【請求項２１】
前記膨張チャンバが、前記第２の位置において、互いに実質的に平行である、請求項２０に記載の物品。
【請求項２２】
前記遠位端が、前記第２の位置において、前記基材から少なくとも１センチメートル離れている、請求項１９に記載の物品。
【請求項２３】
前記遠位端が、前記第２の位置において、前記基材から少なくとも５センチメートル離れている、請求項１９に記載の物品。
【請求項２４】
前記囲まれた体積が前記第２の体積であるとき、前記外面が、前記物品を囲む周囲空気に曝される、請求項１９に記載の物品。
【請求項２５】
前記膨張チャンバが前記熱放散構成要素と流体連通する、請求項１９に記載の物品。
【請求項２６】
前記熱伝達流体が、ペルフルオロカーボン、ヒドロフルオロカーボン、ヒドロフルオロエーテル、およびペルフルオロケトンの少なくとも１つを含む、請求項１９に記載の物品。
【請求項２７】
前記側壁が、ポリマーフィルム、金属箔、および多層バリヤフィルムの少なくとも１つを含む、請求項１９に記載の物品。
【請求項２８】
前記移動可能な部材が、前記第２の位置において、前記基材に実質的に平行である、請求項１９に記載の物品。
【請求項２９】
前記基材がコンピュータシャーシである、請求項１９に記載の物品。
【請求項３０】
請求項１９に記載の物品を含む冷却システム。
【請求項３１】
請求項１９に記載の物品を含むコンピュータ。
【請求項３２】
熱流束を有する熱放散構成要素を冷却する方法であって、
蒸気圧を有するある量の熱伝達流体と、流体に対して実質的に不透過性である少なくとも１つの側壁とを含む膨張チャンバであって、前記側壁が、第１の体積と第２の体積との間で膨張可能である囲まれた体積を画定し、前記側壁が、前記基材に取付けられた近位端と、前記近位端と反対側の遠位端と、前記囲まれた体積に近接した内面と、前記内面と反対側の外面とを含む、膨張チャンバを提供する工程と、
前記熱放散構成要素で前記熱伝達流体を加熱することによって、前記熱伝達流体の蒸気圧を増加させる工程と、
前記囲まれた体積を前記第１の体積から前記第２の体積に膨張させることによって、前記遠位端を、前記基材に近接した第１の位置から第２の位置に移動させる工程とを含む方法。
【請求項３３】
前記熱放散構成要素の前記熱流束を低減することによって、前記熱伝達流体の蒸気圧を低減する工程と、前記囲まれた体積を前記第２の体積から前記第１の体積に低減することによって、前記遠位端を前記第２の位置から前記第１の位置に移動させる工程とをさらに含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記熱放散構成要素が、中央処理ユニットおよびグラフィック処理ユニットの少なくとも１つを含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
前記遠位端が、前記基材に近接した前記第１の位置から前記第２の位置に移動すると、グラフィックまたは幾何学的形状を表示する工程をさらに含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３６】
前記遠位端が、前記基材から少なくとも１センチメートル離れて移動される、請求項３２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
電子システムがよりコンパクトになるにつれて、熱放散構成要素から逃れる熱伝達の速度を増加させることが依然として望まれている。コンパクトデバイスのために考えられた多くの熱伝達技術では、デバイスの内側の利用可能な空間内の構成要素に十分な冷却を与えることは困難である。
【０００２】
強制空気対流が、たとえばラップトップコンピュータなどの小さい電子デバイスに用いられているが、強制空気対流方法は実際的な制限を有する。強制空気対流システム内で十分な冷却をもたらすために必要な空気の量は、一般に、望ましくないノイズレベルを生じさせ、ポータブルデバイスのバッテリ寿命を消費することがある。
【０００３】
熱放散構成要素を冷却するための別の方法は、熱伝達バッグ内の流体の使用を伴う。熱伝達バッグは、一般に、可撓性、耐久性、かつ空気不透過性フィルムから製造される。バッグは、熱伝導性流体で充填され、一般に、熱発生構成要素と環境との間に配置される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
熱伝達バッグがいくつかの冷却システムに使用されているが、たとえばラップトップコンピュータなどの小さい電子デバイス内の熱伝達バッグの使用は、コンピュータのシャーシ内の利用可能な空間の限られた量、および効果的な冷却のためのそれらの表面領域要件のため、少なくとも部分的に制限されている。したがって、デバイス内の空間の使用を最小にする、小さい電子デバイスを冷却するための、安価で、静かで、かつ効果的な冷却システムを提供することが依然して必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、一般に、電子構成要素を冷却するためのデバイスに関し、より特定的には、デバイスの動作条件に従って、表面の周囲空気への曝露を調整するデバイスに関する。一態様において、デバイスはサーモサイホンとして機能する。
【０００６】
本発明の一態様において、可変位置冷却装置は、基材と、流体に対して実質的に不透過性である少なくとも１つの側壁を有する膨張チャンバとを含む。側壁は、第１の体積と第２の体積との間で膨張可能である囲まれた体積を画定する。第２の体積は、完全に開けられたときの膨張チャンバの体積、または閉じた体積と完全に開いた体積との間の任意の他の体積であることができる。側壁は、また、基材に取付けられた近位端と、近位端と反対側の遠位端と、囲まれた体積に近接した内面と、内面と反対側の外面とを有する。ある量の熱伝達流体が、囲まれた体積内に配置され、囲まれた体積が第１の体積から第２の体積に膨張すると、遠位端が、基材に近接した第１の位置から第２の位置に移動する。
【０００７】
いくつかの実施形態において、複数の膨張チャンバを使用して、可変位置冷却装置を形成する。さらなる実施形態において、移動可能な部材が、複数の膨張チャンバの遠位端に取付けられる。いくつかの実施形態において、バイアス要素が、基材および移動可能な部材と協働して、遠位端を、前記膨張チャンバの前記第１の体積において基材に近接しているように押しやる。
【０００８】
いくつかの実施形態において、側壁の遠位端は、第２の位置において、基材から少なくとも１センチメートル離れている。他の実施形態において、側壁の遠位端は、第２の位置において、基材から少なくとも１センチメートル離れている。さらなる実施形態において、遠位端は、第２の位置において、基材から少なくとも５センチメートル離れている。
【０００９】
本発明のいくつかの実施形態において、膨張チャンバの側壁は波形部分を有する。膨張チャンバの側壁は、また、グラフィックを表示するように構成可能な領域を含むことができる。グラフィックは、囲まれた体積が前記第２の体積であるとき見えるようになる。グラフィックは、囲まれた体積が第１の体積であるとき隠される。いくつかの実施形態において、膨張チャンバの側壁は、囲まれた体積が第２の体積であるとき見える幾何学的形状を含む。
【００１０】
本発明のいくつかの態様において、膨張チャンバは熱放散構成要素と流体連通する。いくつかの実施形態において、膨張チャンバ内で使用される熱伝達流体は、ペルフルオロカーボン、ヒドロフルオロカーボン、ヒドロフルオロエーテル、およびペルフルオロケトンの少なくとも１つを含む。
【００１１】
本発明のいくつかの実施形態において、膨張チャンバの側壁は、ポリマーフィルム、金属箔、および多層バリヤフィルムの少なくとも１つを含む。
【００１２】
本発明の可変位置冷却装置は、コンピュータシャーシに取付けることができる。本発明の可変位置冷却装置は、また、より大きい冷却システムの構成要素として使用することができる。
【００１３】
いくつかの実施形態において、可変位置冷却装置は、基材と、第１の位置と第２の位置との間で移動可能である移動可能な部材と、膨張チャンバとを含む。膨張チャンバは、基材に取付けられた近位端と、移動可能な部材に取付けられた遠位端とを有する。膨張チャンバは、ある量の熱伝達流体で充填される。熱伝達流体の蒸気圧が変化すると、移動可能な部材は第１の位置と第２の位置との間で移動する。
【００１４】
本発明は、また、熱放散構成要素を冷却するための方法を提供する。この方法は、ある量の熱伝達流体と、流体に対して実質的に不透過性である少なくとも１つの側壁とを含む膨張チャンバを提供する工程を含む。側壁は、第１の体積と第２の体積との間で膨張可能である囲まれた体積を画定する。熱伝達流体の蒸気圧は、熱伝達流体を加熱することによって増加される。増加された蒸気圧は、側壁が、膨張チャンバが第１の体積から第２の体積に膨張すると移動させることになる。
【００１５】
理想化されたこれらの図は、同じ割合ではなく、単に本発明を例示し、非限定的であることが意図される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１Ａは、ラップトップコンピュータ上に配置された本発明の例示的な実施形態の斜視図を示す。図１Ａに示されているように、移動可能な部材１２が基材１４に連結される。基材１４は、ラップトップコンピュータ１１のビューイングスクリーンの背面である。図１Ａにおいて、移動可能な部材１２は、移動可能な部材１２が基材１４に近接している閉じた位置で示されている。
【００１７】
図１Ｂは、移動可能な部材１２が、移動可能な部材１２が基材１４からある距離に配置される開いた位置で示された、図１Ａに示された例示的な実施形態の斜視図を示す。移動可能な部材１２を基材１４に連結する複数の膨張チャンバ１６を有する熱伝達バッグ３０も、図１Ｂに示されている。膨張チャンバ１６内の圧力の変化が、移動可能な部材１２が基材１４に対して移動することを引起す。移動可能な部材１２は、一般に、膨張チャンバ１６内の圧力が低減されると、基材１４の方に移動する。同様に、移動可能な部材１２は、一般に、膨張チャンバ１６内の圧力が増加されると、基材１４から離れて移動する。
【００１８】
いくつかの実施形態において、閉じた位置における移動可能な部材と基材との間の距離は、約１センチメートル未満である。他の実施形態において、閉じた位置における移動可能な部材と基材との間の距離は、約０．５センチメートル未満である。さらなる実施形態において、閉じた位置における移動可能な部材と基材との間の距離は、約０．２センチメートル未満である。
【００１９】
いくつかの実施形態において、開いた位置における移動可能な部材と基材との間の距離は、約１センチメートルを超える。他の実施形態において、開いた位置における移動可能な部材と基材との間の距離は、約２センチメートルを超える。さらなる実施形態において、開いた位置における移動可能な部材と基材との間の距離は、約５センチメートルを超える。
【００２０】
図２Ａは、本発明の例示的な熱伝達バッグの断面図である。図２Ａに示されているように、熱伝達バッグ２３０は複数の膨張チャンバ２１６を含む。２つのフィルムをともにシールすることが、膨張チャンバ２１６を形成する。各膨張チャンバ２１６は、膨張チャンバ２１６の周囲の大部分の周りのシール２３２およびカットライン２３４を有する。
【００２１】
図２Ｂは、付着界面領域を示す、図２Ａに示された例示的な熱伝達バッグの断面図である。基材の付着界面２３６は、熱伝達バッグ２３０の１つの側に配置され、各膨張チャンバの一部を基材に取付ける。移動可能な部材の付着界面２３８は、熱伝達バッグ２３０の反対側に配置され、各膨張チャンバの一部を移動可能な部材に取付ける。接着剤、機械的ファスナ、溶接、または当業者に知られている任意の他の手段で、付着界面２３６、２３８を、基材２１４および移動可能な部材２１２に取付けることができる。特定の実施形態において、基材の付着界面２３６および移動可能な部材の付着界面２３８は、両面接着テープを含む。
【００２２】
熱伝達バッグの側壁としての使用に適した材料としては、たとえば、金属箔、プラスチック、ポリマーフィルム、および、食品パッケージングに一般に使用されるもの、特にポリアミドまたはポリイミドでライニングされたものなどの多層バリヤフィルムが挙げられる。
【００２３】
多層バリヤフィルムという用語は、金属、プラスチック、またはセルロース層（たとえば、箔、フィルム、および紙）の任意の組合せを指す。金属層、プラスチック層、またはセルロース層の組合せとしては、たとえば、プラスチック層と組合された金属などの、異なった材料の多数の層を挙げることができる。金属層、プラスチック層、またはセルロース層の組合せとしては、また、たとえば、プラスチックの２つの層などの、同様の材料の多数の層を挙げることができる。
【００２４】
本発明に有用な多層バリヤフィルムとしては、たとえば、コーティング、積層、共押出、または堆積によって互いに取付けられた層を有する多層フィルムが挙げられる。本発明に有用な多層バリヤフィルムは、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン、ポリエチレン−コ−酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド、またはポリイミドの層を含むことができる。いくつかの実施形態において、たとえばアルミニウムなどの金属の層を有する多層バリヤ複合材が使用される。本発明の側壁に有用な多層バリヤフィルムおよび他のフィルムが、参照により援用する米国特許第４，９９７，０３２号明細書（ダニエルソン（Ｄａｎｉｅｌｓｏｎ）ら）および米国特許第５，４１１，０７７号明細書（ツーシグナント（Ｔｏｕｓｉｇｎａｎｔ））に記載されている。
【００２５】
いくつかの実施形態において、熱伝達バッグは溶接されて、シール２３２を形成する。他の実施形態において、シール２３２は接着剤または機械的ファスナで形成される。当業者に知られている、フィルムをシールするための他の適切な方法も、用いることができる。
【００２６】
熱伝達バッグを完全にシールする前、ある量の熱伝達流体が熱伝達バッグ２３０内に配置される。本発明に有用な熱伝達流体は、水、たとえばアルコールなどの揮発性流体、および当業者に知られている電子冷却流体を含む、熱を伝達することができる任意の流体であることができる。特定の実施形態において、熱伝達流体は、誘電性、非可燃性であり、熱放散構成要素の動作温度において著しい蒸気圧を与える。
【００２７】
特定の実施形態において、熱伝達流体は、熱伝導性、化学的に不活性、本質的に気体がなく、かつ熱安定性である。他の実施形態において、熱伝達流体は、熱放散構成要素に隣接した液体の部分が、熱を伝導するとき気化するように、熱放散構成要素液体の動作温度以下である沸点を有する。熱伝達流体は、代表的な種類のフッ素化直鎖、フッ素化分枝、またはフッ素化環状アルカン、エーテル、ケトン、第三級アミン、およびアミノエーテル、ならびにそれらの混合物から選択することができる。いくつかの実施形態において、ペルフルオロ化流体が本発明に使用されるが、部分フッ素化流体も使用することができる。ペルフルオロ化流体は、直鎖、分枝鎖、環状、またはそれらの組合せであることができる。いくつかの実施形態において、ペルフルオロ化流体は、飽和であることができ、すなわち、エチレン不飽和、アセチレン不飽和、および芳香族不飽和がない。骨格鎖は、フルオロカーボン基間の安定した結合を提供し、化合物の不活性特徴を妨げないカテナリー酸素および／または三価窒素ヘテロ原子を含むことができる。いくつかの実施形態において、分離されたまたは分離されていない（ｎｏｎ−ｓｅｇｒａｇａｔｅｄ）ヒドロフルオロエーテルが使用される。他の実施形態において、ペルフルオロ化ケトンが使用される。
【００２８】
本発明に有用な適切なフッ素化流体またはそれらの混合物の代表的な例が、ミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニー（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ，  Ｓｔ．  Ｐａｕｌ，  Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から市販され、たとえば、２００３年１月に発行された３Ｍカンパニー製品報告Ｎｏ．９８−０２１２−２２４９−７に記載された「３Ｍブランド・フルオリナート・エレクトロニック・リキッド（３Ｍ  ＢＲＡＮＤ  ＦＬＵＯＲＩＮＥＲＴ  ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ  ＬＩＱＵＩＤＳ）」および「３Ｍブランド・ノベック・エンジニアド・フルイド（３Ｍ  ＢＲＡＮＤ  ＮＯＶＥＣ  ＥＮＧＩＮＥＥＲＥＤ  ＦＬＵＩＤＳ）」を含む、さまざまな商品名で販売される。本発明に有用な他の市販のフルオロケミカルは、イタリア、ボッラーテのソルベイ・ソレクシス・ソチエタ・ペル・アツィオーニ（Ｓｏｌｖａｙ  Ｓｏｌｅｘｉｓ  Ｓ．ｐ．Ａ，  Ｂｏｌｌａｔｅ，  Ｉｔａｌｙ）から、商品名「ガルデンＰＦＰＥ：ヒート・トランスファ・フルイド（ＧＡＬＤＥＮ  ＰＦＰＥ：  ＨＥＡＴ  ＴＲＡＮＳＦＥＲ  ＦＬＵＩＤＳ）」で入手可能なもの、および商品名「Ｈ−ガルデンＺＴヒート・トランスファ・フルイド（Ｈ−ＧＡＬＤＥＮ  ＺＴ  ＨＥＡＴ  ＴＲＡＮＳＦＥＲ  ＦＬＵＩＤ）」で入手可能なそれらのヒドロフルオロエーテルである。本発明に有用な熱伝達流体としては、また、デラウェア州ウィルミントンのデュポン（ＤｕＰｏｎｔ，  Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，  Ｄｅｌａｗａｒｅ）から入手可能な商品名「バートレル・スペシャルティ・フルイド（ＶＥＲＴＲＥＬ  ＳＰＥＣＩＡＬＴＹ  ＦＬＵＩＤＳ）」および「スーバ・リフリジラント（ＳＵＶＡ  ＲＥＦＲＩＧＥＲＡＮＴＳ）」で販売されるものなどのヒドロフルオロカーボン化合物が挙げられる。
【００２９】
熱伝達バッグ２３０内の溜め２４０も、図２Ａおよび２Ｂに示されている。溜め２４０は、膨張チャンバ２１６と流体連通する。サーマルビア２４２が溜め２４０内にある。サーマルビア２４２は、金属であることができ、熱放散構成要素から熱伝達バッグ２３０内の熱伝達流体への熱の伝達を向上させるために使用することができる。本発明の熱伝達バッグに有用なサーマルビアが、参照により援用する米国特許第５，０００，２５６号明細書（ツーシグナント（Ｔｏｕｓｉｇｎａｎｔ））に記載されている。
【００３０】
溜め２４０は、膨張チャンバと熱放散構成要素との間の導管として使用することができる。他の実施形態において、たとえば、パイプまたはチューブなどの、熱伝達バッグの外部の流体導管が、熱伝達バッグに取付けられる。さらなる実施形態において、熱伝達バッグ内の溜め、および熱伝達バッグの外部の流体導管の組合せが、膨張チャンバと熱放散構成要素との間に使用される。別の実施形態において、複数の膨張チャンバが、独立して、共通マニホルドによって連結され、互いに流体連通する。
【００３１】
本発明で冷却される熱放散構成要素は、たとえば、中央処理ユニットまたはグラフィック処理ユニット、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、メモリモジュール、または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの半導体であることができる。他の実施形態において、熱放散構成要素は、ハードディスクドライブ、電源、変圧器、レーザダイオードアレイ、発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイ、ハロゲンバルブ、または当業者に知られている任意の他の熱放散構成要素であることができる。熱放散構成要素は、また、たとえば半導体などの熱発生デバイスに連結された一体化ヒートスプレッダ（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｈｅａｔ  ｓｐｒｅａｄｅｒ）（ＩＨＳ）などの非熱発生構造であることができる。
【００３２】
図３Ａは、閉じた位置における本発明の例示的な実施形態の断面図である。図３Ａに示されているように、膨張チャンバ３１６が、基材３１４と移動可能な部材３１２との間に配置される。膨張チャンバ３１６は、囲まれた体積を画定する側壁３１８を含む。ある量の熱伝達流体３４８が、囲まれた体積内に配置される。
【００３３】
膨張チャンバ３１６は、基材の付着界面３３６が基材３１４に取付けられた近位端３２２を有する。膨張チャンバ３１６は、また、移動可能な部材の付着界面３３８が移動可能な部材３１２に取付けられた遠位端３２４を有する。近位端および遠位端３２２、３２４の付着界面３３６、３３８を、接着剤３５２を使用して取付けることができる。
【００３４】
図３Ｂは、開いた位置における、図３Ａに示された例示的な実施形態の断面図である。図３Ｂに示されているように、膨張チャンバ３１６の遠位端３２４は、基材３１４から離れて移動している。膨張チャンバ３１６の移動は、移動可能な部材３１２が基材３１４から離れて移動することを引起している。そうする際に、側壁３１８の外面３２８は、冷却アセンブリ３１０を囲む周囲空気３５４に曝される。
【００３５】
側３１８が周囲空気３５４に曝されるレベルは、囲まれた体積３２０内の圧力とともに変わる。囲まれた体積３２０内の圧力が低い（たとえば、熱放散構成要素が低電力で動作している）とき、冷却アセンブリ３１０は、図３Ａに示されているように閉じ、側壁３１８の外面３２８は、周囲空気３５４から実質的に絶縁される。囲まれた体積３２０内の圧力が増加される（たとえば、熱放散構成要素が低電力で動作している）と、冷却アセンブリ３１０は、図３Ｂに示されているように開き、側壁３１８の外面３２８は、冷却装置３１０を囲む周囲空気３５４に曝される。同様に、囲まれた体積３２０内の圧力が減少される（たとえば、熱放散構成要素が低電力で動作している）と、冷却アセンブリ３１０は、閉じた位置に戻る。
【００３６】
いくつかの実施形態において、側壁は対流冷却される。特定の実施形態において、側壁、基材、および移動可能な部材は、浮力駆動対流を可能にするチャネルを形成する。さらなる実施形態において、強制空気を使用して、側壁をさらに冷却することができる。
【００３７】
膨張チャンバが閉じた位置から開いた位置に膨張するとき、側壁の露出された表面を増加させることに加えて、基材および移動可能な部材の露出された表面領域は、一般に、膨張チャンバが開くと増加する。基材または移動可能な部材の増加された表面領域露出を用いて、付加的な冷却表面を提供することができる。
【００３８】
特定の実施形態において、熱伝達流体のタイプおよび量は、膨張チャンバが、熱放散構成要素が高電力で動作しているとき完全に開くことになる、膨張チャンバの囲まれた体積内の圧力を生じさせるように選択される。他の実施形態において、熱伝達流体のタイプおよび量は、膨張チャンバが、予期される環境条件下で熱放散デバイスの最大動作電力で完全に開くことになる、膨張チャンバの囲まれた体積内の圧力を生じさせるように選択される。
【００３９】
いくつかの実施形態において、バイアス要素（図示せず）が、基材および移動可能な部材と協働して、基材の方への、移動可能な部材にかかる力を生じさせる。バイアス要素は、スプリング、弾性材料、または、引込む力を加えるための、当業者に知られている任意の他の機構を含むことができる。いくつかの実施形態において、バイアス部材は、基材および移動可能な部材を連結するスプリングである。バイアス部材の引込む力は、移動可能な部材が開いた位置から閉じた位置に移動するのを助ける。いくつかの実施形態において、バイアス要素の引込む力は、膨張チャンバが、熱放散デバイスの通常の動作温度で完全に開くことを可能にするように選択される。
【００４０】
図４Ａは、ハート形状を表示する開いた位置における本発明の例示的な実施形態の斜視図である。図４Ｂは、閉じた位置における、図４Ａに示された例示的な実施形態の斜視図である。図４Ａに示されているように、２つの膨張チャンバ４１６が基材４１４の両側に装着される。基材４１４は、膨張チャンバが熱放散デバイスと熱伝達することを可能にする任意の部材であることができる。いくつかの実施形態において、基材は、たとえば、ラップトップコンピュータのスクリーン部分の背面、またはデスクトップの側壁などの、コンピュータシャーシの一部である。他の実施形態において、基材は、モニタの側壁、またはモニタ支持部材の側壁であることができる。
【００４１】
図４Ａに示された膨張チャンバ４１６は、一般に波形である側壁４１８を有する。膨張チャンバ４１６は、囲まれた体積を画定し、基材４１４に取付けられた近位端４２２と、遠位端４２４とを有する。図４Ａに示されているように、開いた位置において、膨張チャンバ４１６の遠位端４２４は、基材から離れた距離である。図４Ｂに示されているように、閉じた位置において、膨張チャンバ４１６の遠位端４２４は、基材に近接している。
【００４２】
いくつかの実施形態において、閉じた位置における遠位端と基材との間の距離は、約１センチメートル未満である。他の実施形態において、閉じた位置における遠位端と基材との間の距離は、約０．５センチメートル未満である。さらなる実施形態において、閉じた位置における遠位端と基材との間の距離は、約０．２センチメートル未満である。
【００４３】
いくつかの実施形態において、開いた位置における遠位端と基材との間の距離は、約１センチメートルを超える。他の実施形態において、開いた位置における遠位端と基材との間の距離は、約２センチメートルを超える。さらなる実施形態において、開いた位置における遠位端と基材との間の距離は、約５センチメートルを超える。
【００４４】
いくつかの実施形態において、膨張チャンバの側壁は、起伏され、実質的に平坦な表面で、波形パターンを形成する。波形側壁は、膨張チャンバがアコーディオン（ａｃｃｏｒｄｉａｎ）状に折り畳まれることを可能にする。他の実施形態において、膨張チャンバの側壁は、スカラップタイプパターンを形成する曲線表面で、波形パターンを形成する。いくつかの実施形態において、側壁の起伏は、側壁の幅にわたって実質的に一定である。他の実施形態において、起伏は、変わり、膨張チャンバの遠位端に近い起伏に対して、基材の近くでより大きくまたはより小さく見えることができる。
【００４５】
さらなる実施形態において、膨張チャンバの側壁は、閉じた位置においてコイル状に巻かれ、少なくとも部分的に解けて側壁の一部を周囲空気に曝すロールを形成する。当該技術において知られている他の折り畳み式の幾何学的構成も、膨張チャンバの側壁を形成するために用いることができる。
【００４６】
図５は、楕円形形状を表示する開いた位置における本発明の例示的な実施形態の斜視図である。図５に示されているように、膨張チャンバ５１６は、基材５１４に取付けられている。膨張チャンバ５１６は、囲まれた体積を画定する側壁５１８を含む。膨張チャンバは、遠位端５２４と、近位端５２２とを有する。
【００４７】
図５に示されているように、開いた位置において、膨張チャンバ５１６の遠位端５２４は、基材から離れた距離である。閉じた位置（図示せず）において、遠位端５２４は基材５１４に近接しており、楕円形幾何学的形状は見えない。他の実施形態において、膨張チャンバは、たとえば、円、正方形、および矩形を含む他の幾何学的形状を形成するように構成することができる。さらなる実施形態において、膨張チャンバは、たとえば、りんごまたはハートなどの、エンブレムまたは商標を形成するように構成される。
【００４８】
側壁５１８の外面５２８上に配置されたグラフィック５５６も、図５に示されている。グラフィック５５６は、たとえば、エンブレム、商標、図面、またはデザインを含む、任意のテキストまたはピクチャを含むことができる。図５に示されているように、グラフィック５５６は、開いた位置において見える。閉じた位置（図示せず）において、遠位端５２４は基材５１４に近接しており、グラフィックは見えない。
【００４９】
図６は、開いた位置における、折り畳み式膨張チャンバを有する例示的な実施形態の断面図である。膨張チャンバ６１６の側壁６１８は、遠位端６２４と近位端６２２との間の折り目を含む。側壁６１８は、また、補強部材６７０を含む。
【００５０】
図６に示されているように、膨張チャンバ６１６の遠位端６２４は、基材６１４から離れて移動している。膨張チャンバ６１６の移動は、移動可能な部材６１２が基材６１４から離れて移動することを引起している。そうする際に、側壁６１８の外面６２８は、冷却アセンブリ６１０を囲む周囲空気６５４に曝される。いくつかの実施形態において、側壁の折り目を用いて、冷却アセンブリを囲む周囲空気６５４に曝される側壁６１８の表面領域を増加させることができる。他の実施形態において、側壁の折り目を用いて、膨張チャンバが膨張されたり収縮されたりするとき、移動可能な部材６１２の横方向のずれを制御することができる。さらなる実施形態において、側壁は、遠位端６２４と近位端６２２との間に２つを超える折り目を含む。
【００５１】
補強部材６７０は、側壁６１８の少なくとも一部に取付けられる。補強部材６７０を使用して、膨張チャンバ６１６が閉じた体積から開いた体積に膨張するとき、膨張チャンバ６１６の形状を制御することができる。補強部材としての使用に適した材料としては、たとえば、金属、ガラス、セラミック、プラスチック、または当業者に知られている任意の他の材料が挙げられる。いくつかの実施形態において、補強部材は側壁に溶接される。他の実施形態において、補強部材は、接着剤または機械的ファスナで取付けられる。当業者に知られている、材料を付着するための他の適切な方法も、用いることができる。
【００５２】
側６１８が周囲空気６５４に曝されるレベルは、囲まれた体積６２０内の圧力とともに変わる。囲まれた体積６２０内の圧力が低い（たとえば、熱放散構成要素が低電力で動作している）とき、冷却アセンブリ６１０は閉じ、側壁６１８の外面６２８は、周囲空気６５４から実質的に絶縁される。囲まれた体積６２０内の圧力が増加される（たとえば、熱放散構成要素が高電力で動作している）と、冷却アセンブリ６１０は、図６に示されているように開き、側壁６１８の外面６２８は、冷却装置６１０を囲む周囲空気６５４に曝される。同様に、囲まれた体積６２０内の圧力が減少される（熱放散構成要素が低電力で動作している）と、冷却アセンブリ６１０は、閉じた位置に戻る。
【００５３】
本発明の構造および機能の細部とともに、上の説明および例で述べられた本発明の多数の特徴および利点においてさえ、本開示が例示にすぎないことが理解されるべきである。細部に対して、特に、膨張チャンバの形状、サイズ、および配列、ならびに、添付の特許請求の範囲が表現された用語の意味によって完全に示される、本発明の原理の範囲内の使用の方法、ならびにそれらの構造および方法の均等物に関して、変更を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１Ａ】閉じた位置における本発明の例示的な実施形態の斜視図である。
【図１Ｂ】開いた位置における、図１Ａに示された例示的な実施形態の斜視図である。
【図２Ａ】本発明の例示的な熱伝達バッグの断面図である。
【図２Ｂ】付着界面領域を示す、図２Ａに示された例示的な熱伝達バッグの断面図である。
【図３Ａ】閉じた位置における本発明の例示的な実施形態の断面図である。
【図３Ｂ】開いた位置における、図３Ａに示された例示的な実施形態の断面図である。
【図４Ａ】ハート形状を表示する開いた位置における本発明の例示的な実施形態の斜視図である。
【図４Ｂ】閉じた位置における、図４Ａに示された例示的な実施形態の斜視図である。
【図５】楕円形形状を表示する開いた位置における本発明の例示的な実施形態の斜視図である。
【図６】開いた位置における、折り畳み式膨張チャンバを有する例示的な実施形態の断面図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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