(57)【要約】【課題】複数の発熱体を選択的かつ効率的に冷却することを可能とし、装置内レイアウトの自由度の高い冷却装置を提供する。【解決手段】発熱容量の大きな排気用発熱体５を枠体３の後方に配置することにより、この排気用発熱体５の加熱により上昇気流１２を発生させて枠体３内を負圧にする。この負圧を利用して、枠体３の吸気穴２から吸入される吸気１４を枠体３内の発熱体４に選択的に当てて、発熱体４の冷却を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気穴を有する枠体と、当該枠体内部に配置された発熱体と、前記枠体よりも後方に配置された排気用発熱体と、を有する冷却装置であって、
前記排気用発熱体の発熱容量は前記発熱体の発熱容量よりも大きく、前記排気用発熱体を発熱させることによって上昇気流を発生させて前記枠体内を負圧にし、前記吸気穴より吸入された空気により前記発熱体を冷却することを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記吸気穴から流入した空気が前記発熱体に直接当たるように、前記吸気穴及び前記発熱体が配置されることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記吸気穴の大きさを、前記発熱体の発熱容量に応じて変化させることを特徴とする請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記吸気穴と前記発熱体との距離を、前記発熱体の発熱容量に応じて変化させることを特徴とする請求項２又は３に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記発熱体を複数配置し、前記排気用発熱体の発熱容量を、複数の前記発熱体の発熱容量の合計よりも大きくすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記発熱体を複数配置し、前記発熱体の個数と同数の前記吸気穴を前記枠体に設けることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項７】
前記枠体のうち、前記吸気穴を設置した部分を導風板とすることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器・装置の冷却装置に関し、さらに詳しくは、ＤＶＤレコーダ、パーソナルコンピュータ、及び携帯電話基地局装置等、装置内部に冷却を必要とする発熱体を有する装置に適用可能な冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発熱体を内部に持つ電子装置の冷却は、ファンによる強制換気がよく用いられる。例えば、ファンによる強制換気を用いる冷却装置として特許文献１に紹介されている技術がある。特許文献１で紹介されている映像表示装置においては、送風ファン及び排気ファンを設けたり（段落００３０、００４０、図７）、送風ファンを設けたり（段落００４７、図１１）、中間ファンを設けたり（段落００４９、図１２）している。
【特許文献１】特開平１１−１１９３４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記のようなファンを用いた強制排気による冷却は、複数の発熱体を効率的に冷却することが困難であり、発熱体付近においては熱の影響を考慮したレイアウトにすることが必要であった。そのため設計の自由度が阻害されるという課題がある。また、上記のようなファンを用いる場合、冷却装置の静粛性や振動発生の低減が難しいという課題もある。
【０００４】
本発明の目的は、上記のようなファンを用いずとも、複数の発熱体を選択的かつ効率的に冷却することを可能とし、装置内レイアウトの自由度を高める冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための本発明に係る冷却装置は、吸気穴を有する枠体と、当該枠体内部に配置された発熱体と、前記枠体よりも後方に配置された排気用発熱体と、を有する冷却装置であって、前記排気用発熱体の発熱容量は前記発熱体の発熱容量よりも大きく、前記排気用発熱体を発熱させることによって上昇気流を発生させて前記枠体内を負圧にし、前記吸気穴より吸入された空気により前記発熱体を冷却することを特徴とする。
【０００６】
この発明によれば、複数の発熱体を選択的かつ効率的に冷却することを可能とし、装置内レイアウトの自由度を高める冷却装置を提供することができる。
【０００７】
本発明の冷却装置において、前記吸気穴から流入した空気が前記発熱体に直接当たるように、前記吸気穴及び前記発熱体が配置されることが好ましい。
【０００８】
また、本発明の冷却装置において、（ａ）前記吸気穴の大きさを、前記発熱体の発熱容量に応じて変化させる、（ｂ）前記吸気穴と前記発熱体との距離を、前記発熱体の発熱容量に応じて変化させる、ことが好ましい。
【０００９】
また、本発明の冷却装置において、（ａ）前記発熱体を複数配置し、前記排気用発熱体の発熱容量を、複数の前記発熱体の発熱容量の合計よりも大きくする、（ｂ）前記発熱体を複数配置し、前記発熱体の個数と同数の前記吸気穴を前記枠体に設けることが好ましい。
【００１０】
さらに、本発明の冷却装置において、前記枠体のうち、前記吸気穴を設置した部分を導風板とすることが好ましい。
【００１１】
これらの発明によれば、複数の発熱体を選択的かつ効率的に冷却することが可能となる。
【００１２】
［作用］
本発明の冷却装置においては、吸気穴を有する枠体と、当該枠体内部に配置された発熱体と、この枠体よりも後方に配置された排気用発熱体と、が設けられる。そして、この排気用発熱体の発熱容量を、枠体内に配置される発熱体の発熱容量よりも大きくする。
【００１３】
枠体の後方に配置される排気用発熱体を発熱させることによって、排気用発熱体近傍に上昇気流が発生する。これにより、発熱体が内部に配置された枠体内が負圧となるため、この負圧を利用して、枠体に設けられた吸気穴より空気が吸入されるようになる。この結果、吸気穴から発熱体を経由して排気用発熱体に達する空気の流れを作り出すことができるようになり、枠体内に配置された発熱体が空冷される。
【００１４】
さらに、吸気穴と発熱体との位置関係を適宜制御（例えば、吸気穴から流入した空気が発熱体に直接当たるように、吸気穴及び発熱体の配置を制御）すれば、発熱体を選択的に空冷することが可能となる。この結果、発熱体の選択的な冷却を行うことが可能となる。
【００１５】
ＤＶＤレコーダ、パーソナルコンピュータ等の小型機器内部には、ＬＳＩ等の様々な素子が配置される。これら素子は、素子の種類ごとに異なる発熱容量を有し、発熱源となる。本発明においては、相対的に発熱容量が大きい素子を空気の流れの下流側に配置する。これにより、発熱容量の小さい素子の後方に発熱容量の大きい素子が配置され、この発熱容量の大きい素子が排気用発熱体となる。その結果、ファンのような冷却装置を用いることなく、発熱容量の小さい素子から発熱容量の大きい素子への気流の流れが作り出され、全ての素子を冷却することが可能となる。
【００１６】
なお、本発明において「発熱容量」とは、発熱体が単位時間あたりに発する熱量の意味である。また、「発熱容量」は、発熱体又は排気用発熱体の消費電力から求めることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、発熱体を選択的かつ効率的に冷却することが可能となり、装置内レイアウトの自由度が高い冷却装置を提供することができる。また、静粛性が高く、低振動の冷却装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。但し、本発明は下記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変更できることはいうまでもない。
【００１９】
図１は、本発明における冷却装置の一例の模式的断面図を示す。図１の冷却装置１は、外気穴１０を有する外枠６、吸気穴２を有する枠体３、基板７の上に配置された発熱体４、台座８、排気流通管９、及び排気用発熱体５から構成されている。
【００２０】
枠体３は、複数の外気穴１０を下面に有する外枠６に対して、入れ子構造となるように配置されている。枠体３の外周面は導風板１１となっており、該外周面に複数の吸気穴２が形成され、吸気穴２を設置した部分が導風板１１となっている。枠体３の内部には、基板７上に設けられた複数の発熱体４が配置されている。発熱体４の個数と吸気穴２の個数は同数であり、各吸気穴２の真下に各発熱体４がそれぞれ配置されている。また、枠体３の内部には、基板７の下側に、該基板７と少し隙間を開けるように配置された台座８が設けられている。なお、本実施の形態においては、発熱体４としてＬＳＩ（Large Scale Integration）を用いている。ＬＳＩとしては、ＣＰＵやメモリ等を挙げることができる。ＬＳＩは動作により加熱してくるので、誤動作を避けるためにも冷却が必要となる。発熱体４をＬＳＩとすることに伴い、基板７はプリント基板となっており、基板７上は、各発熱体４（ＬＳＩ）の機能に応じた配線（図示しない）が設けられている。
【００２１】
排気流通管９は、枠体３の一端に接続されている。後述する上昇気流による空気の流れをスムースに作るように、排気流通管９はその端部が上方方向に垂直に曲げられて形成されている。そして、排気流通管９の内部に、排気用発熱体５が設置されている。このように、排気用発熱体５は枠体３よりも後方に位置するように配置されている。
【００２２】
排気用発熱体５の発熱容量は、各発熱体４の発熱容量の合計よりも大きくなるようにしている。より具体的には、気流の逆流を防止するため、上昇気流１２を発生させる排気用発熱体５の発生熱量を、各発熱体４の発生熱量の合計に対し十分大きくしている。排気用発熱体５としては、例えば、装置用電源回路等の素子を用いることができるが、本実施形態においては、上述の通り発熱体４としてＬＳＩを用いているので、ＬＳＩの発熱容量との対比の点から、装置用電源回路を用いている。
【００２３】
次に、冷却装置１の動作について説明する。冷却装置１においては、排気用発熱体５を発熱させることによって上昇気流１２が発生する。これによって、枠体３の内部が負圧になり、図１に示すような排気１３の流れが発生する。そして、上記排気１３の流れの発生に伴って、外部の空気が、吸気１４として外気穴１０から外枠６内に取り込まれる。取り込まれた吸気１４は、導風板１１に沿ってそれぞれの吸気穴２から枠体３内部へと流入する。
【００２４】
冷却装置１においては、吸気穴２の真下に発熱体４が配置されているため、各吸気穴２から流入した吸気１４が各発熱体４に直接当たるようになる。これにより、発熱体４のより効果的な冷却が可能となる。また、冷却装置１においては、台座８と、発熱体４が設けられた基板７の下面と、の間に隙間を設けてあるので、枠体３に流入した吸気１４はこの隙間を流れるようになる。この結果、基板７の下面側からも発熱体４の冷却が行われるようになり、発熱体４のより効率的な冷却が達成されるようになる。
【００２５】
上記のようにして各発熱体４の冷却に用いられた吸気１４は、上記上昇気流１２に引っ張られるようにして、排気１３として排気流通管９へと流入する。そして、この排気１３が排気用発熱体５に当たることにより、排気用発熱体５の冷却も適宜行われることになる。この結果、排気用発熱体５の温度制御も同時に行われることとなる。
【００２６】
冷却装置１においては、吸気穴２の大きさ（幅）は、発熱体４の大きさ（幅）とほぼ同等になるように設計されている。これによって、吸気穴２から取り込まれる吸気１４が発熱体４の全面に当たることになるために、発熱体４の効率的な冷却が行われるようになる。このように、吸気穴２の大きさは、発熱体４の発熱容量に応じて設定（変化）させればよい。例えば、発熱体４の発熱容量が相対的に大きく、冷却を強く行った方が好ましい場合には、吸気穴２の大きさ（幅）を発熱体４の大きさ（幅）よりも大きくすることにより、発熱体４の冷却効率を確保しやすくなる。一方、発熱体４の発熱容量が相対的に小さい場合には、吸気穴２の大きさ（幅）を発熱体４の大きさ（幅）よりも若干小さくしても、発熱体４の冷却効率を確保できる場合がある。
【００２７】
冷却装置１においては、装置の小型化、及び吸気穴２から流入した吸気１４が横方向に拡散しないうちに発熱体４に当たるようにするために、吸気穴２と発熱体４との距離は、通常、１ｍｍ以上、１０ｍｍ以下に設定される。上記数値範囲とすれば、本発明の冷却装置を小型機器に適用した場合において、上昇気流による負圧を有効に利用し易くなる。このように、吸気穴２と発熱体４との距離は、発熱体４の発熱容量に応じて設定（変化）させればよい。例えば、発熱体４の発熱容量が相対的に大きく、冷却を強く行った方が好ましい場合には、吸気穴２と発熱体４との距離を狭く設定すればよい。これにより、吸気１４の横方向への拡散が低減されてより強力な冷却が可能となる。一方、発熱体４の発熱容量が相対的に小さい場合には、吸気穴２と発熱体４との距離を相対的に広くしてもある程度は冷却効率を確保できる。
【００２８】
以上、本発明をその実施の形態の一例を用いて説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、図１の冷却装置１においては、発熱体４としてＬＳＩを用いているが、この他、メカ駆動用モータ等を発熱体として用いることもできる。
【００２９】
また、図１の冷却装置１では、基板７上に発熱体４を等間隔に配置し、基板７の下側に台座８を配置するレイアウトとしているが、枠体３の内部のレイアウトは上記レイアウトに限られるものではない。本発明では、冷却装置内の負圧を利用するため、冷却面の方向を問わず装置内レイアウトの自由度を高められるメリットがあるので、枠体３内部のレイアウトの自由度も高くすることができる。この場合、レイアウトの変更に応じて、発熱体の位置に対応するように枠体の吸気穴を設ければ、発熱体の選択的な冷却を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の冷却装置は、例えばＤＶＤレコーダ、パーソナルコンピュータ、及び携帯電話基地局装置等、装置内部に冷却を必要とする発熱体を有する装置に適用することができる。また、本発明の冷却装置は、小型のパーソナルコンピュータ等の小型機器にも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明における冷却装置の一例の模式的断面図を示す。
【符号の説明】
【００３２】
１  冷却装置
２  吸気穴
３  枠体
４  発熱体（ＬＳＩ）
５  排気用発熱体
６  外枠
７  基板
８  台座
９  排気流通管
１０  外気穴
１１  導風板
１２  上昇気流
１３  排気
１４  吸気
【図１】
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