(57)【要約】【課題】小型であるにもかかわらず冷却能力の高いＣＰＵ用冷却装置１の提供。【解決手段】この冷却装置１は、ケース５と、台座７と、ファン９とを備えている。台座７は、ケース５の下端を塞いでいる。ファン９は、ケース５の上端に取り付けられている。ケース５は筒状であり、その側壁１１には多数の開口１３が形成されている。ファン９は、軸２１とブレード２３とを備えている。ブレード２３の回転の方向は、ケース５の内部の空気が外部に向かう方向である。回転により、ケース５の内部が減圧される。これにより、開口１３からケース５内部へ空気が流入する。この空気により、ＣＰＵ３が冷却される。空気の流速は速い。空気は、乱流となってケース５に吸入される。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口を備えた筒状のケースと、このケースの一端を塞ぐ台座と、このケースの他端に取り付けられたファンとを備えており、このファンの回転方向がケースの内部を減圧する方向であり、開口からケース内へ吸入された空気がファンから排出されるように構成されたＣＰＵ用冷却装置。
【請求項２】
上記台座に貫通孔が設けられており、この貫通孔の位置は台座に当接するＣＰＵよりも外側であり、ＣＰＵの側部に沿って流れる空気が貫通孔を通じてケース内に吸入されるように構成された請求項１に記載のＣＰＵ用冷却装置。
【請求項３】
上記開口及び貫通孔の合計面積がファンの有効吐出面積よりも小さな請求項１又は請求項２に記載のＣＰＵ用冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータのＣＰＵを冷却するための冷却装置に関する。詳細には、本発明は、ファンの回転によってＣＰＵを空冷するための冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータのＣＰＵは、作動によって発熱する。この発熱により、ＣＰＵ自体が昇温する。昇温により、ＣＰＵの演算速度が低下する。コンピュータメーカーにとって、ＣＰＵの冷却は重大な関心事である。
【０００３】
冷却は、「ＣＰＵクーラー」と称される冷却装置によって行われている。この冷却装置は、ヒートシンクとファンとを備えている。ヒートシンクは、多数のフィンを備えている。ＣＰＵで発生した熱は、フィンへと伝導する。この熱はさらに、フィンから空気へと伝導する。ファンによって空気が対流させられることで、フィンから空気への熱伝導が促進される。ファンはまた、高温空気をコンピュータのハウジングから除去する役割も果たす。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、ＣＰＵの演算速度が極めて速いパーソナルコンピュータが開発され、市販されている。このＣＰＵでは消費電力が大きいので、その発熱量も大きい。このＣＰＵの冷却には、冷却能力の高い冷却装置が必要である。ヒートシンクが大型にされたり、ファンが高出力化されることにより、冷却能力が向上する。しかし、大型化は、パーソナルコンピュータの小型化及び軽量化の要請に反する。
【０００５】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、小型であるにもかかわらず冷却能力の高いＣＰＵ用冷却装置の提供をその目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＣＰＵ用冷却装置は、開口を備えた筒状のケースと、このケースの一端を塞ぐ台座と、このケースの他端に取り付けられたファンとを備えている。このファンの回転方向は、ケースの内部を減圧する方向である。このＣＰＵ用冷却装置は、開口からケース内へ吸入された空気がファンから排出されるように構成される。
【０００７】
この冷却装置では、ファンの回転によって開口からケース内に空気が流れ込む。開口を通過するとき、空気は乱流となる。この乱流は、層流に比べて熱を奪いやすい。また、開口を通過することによって空気の流速が高まるので、これによっても空気への熱伝導が促進される。さらに、開口の通過によって空気の圧力が低下し、これによって空気自体の温度が降下する。この冷却装置は、冷却能力に優れる。
【０００８】
好ましくは、台座に貫通孔が設けられる。この貫通孔の位置は、台座に当接するＣＰＵよりも外側である。冷却装置は、ＣＰＵの側部に沿って流れる空気が貫通孔を通じてケース内に吸入されるように構成される。この冷却装置では、貫通孔を流れる空気によってＣＰＵが直接に冷却される。
【０００９】
好ましくは、開口及び貫通孔の合計面積はファンの有効吐出面積よりも小さい。これにより、空気の乱流化、高速化及び温度降下が促進される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１１】
図１は本発明の一実施形態に係るＣＰＵ用冷却装置１がＣＰＵ３と共に示された正面図であり、図２はその縦断面図である。この冷却装置１は、ケース５と、台座７と、ファン９とを備えている。台座７は、ケース５の下端を塞いでいる。ファン９は、ケース５の上端に取り付けられている。
【００１２】
図２から明らかなように、ケース５は筒状である。ケース５は、側壁１１を備えている。ケース５の横断面形状は、矩形である。換言すれば、ケース５は４枚の側壁１１を備えている。図１に示されるように、側壁１１には多数の開口１３が形成されている。開口１３の形状は、縦長の長円である。開口１３は、横長でもよい。開口１３は、円形、矩形等の形状であってもよい。
【００１３】
台座７は略板状である。この例では、台座７は側壁１１と一体的に形成されている。台座７の下面は、直接にＣＰＵ３と当接している。もちろん、台座７が他の媒体を介してＣＰＵ３と当接してもよい。図２に示されるように、台座７には貫通孔１５が形成されている。貫通孔１５は、省略されてもよい。台座７からは、熱伝導体１７が起立している。熱伝導体１７は線状であり、その両端は台座７の上面に接合されている。
【００１４】
図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。図２では１個の熱伝導体１７が図示されているが、実際には図３に示されるように多数の熱伝導体１７が設けられる。図３に示された熱伝導体１７は中心から放射状に配置されているが、熱伝導体１７の配置はこれには限られない。熱伝導体１７に代えて、従来のＣＰＵ用冷却装置１に見られるフィンが、ケース５に収納されてもよい。
【００１５】
図４は、図１のＣＰＵ用冷却装置１が示された平面図である。この図４には、ファン９が画かれている。ファン９は、枠体１９と、軸２１と、ブレード２３とを備えている。図４では１枚のブレード２３が画かれているが、実際には複数枚（３〜６枚程度）のブレード２３が軸２１に固定されている。枠体１９は円形に開口しており、その内周面２５は円形である。軸２１とブレード２３とは、枠体１９の内周面２５の内側に収納されている。軸２１は、図示されない駆動手段（典型的にはモーター）によって回転させられる。これにより、ブレード２３も回転する。回転の方向は、ケース５の内部の空気が外部（図２における上方）に向かう方向である。
【００１６】
台座７、側壁１１及び熱伝導体１７は、熱伝導性に優れる材料から形成されている。典型的には、台座７、側壁１１及び熱伝導体１７は、銅合金又はアルミニウム合金から形成される。
【００１７】
ＣＰＵ３が演算処理を行うと熱が発生し、ＣＰＵ３が昇温する。この熱は、台座７を介して側壁１１及び熱伝導体１７へと伝導する。ブレード２３の回転により、ケース５の内部の空気はファン９から吐出される。これに伴い、開口１３及び貫通孔１５から、空気がケース５に流入する。流入した空気は、台座７、側壁１１及び熱伝導体１７から熱を奪い、ファン９から排出される。この空気の流れにより、ＣＰＵ３が冷却される。
【００１８】
ケース５の内部は大気よりも圧力が低いので、開口１３及び貫通孔１５から空気がケース５に流入することにより、この空気は減圧される。圧力の低下により、空気の温度も低下する。従って、空気と、台座７、側壁１１及び熱伝導体１７との温度差が大きくなり、台座７、側壁１１及び熱伝導体１７から空気への熱伝導が促進される。この冷却装置１は、冷却能力に優れる。
【００１９】
空気が開口１３及び貫通孔１５を通過することにより、乱流が生じる。乱流の発生により、台座７、側壁１１及び熱伝導体１７から空気への熱伝導が促進される。これによっても、冷却装置１の冷却能力が高められる。
【００２０】
空気が開口１３及び貫通孔１５を通過することにより、その流速が高められる。流速の速い空気は、台座７、側壁１１及び熱伝導体１７から熱を奪いやすい。これによっても、冷却装置１の冷却能力が高められる。
【００２１】
図２に示されるように、貫通孔１５の位置は、ＣＰＵ３よりも外側（換言すればＣＰＵ３の左側又は右側）である。貫通孔１５を通過する空気は、図２において矢印Ａで示されるように、ＣＰＵ３の側部に沿って流れる。この空気により、ＣＰＵ３が直接に冷却される。これによっても、冷却装置１の冷却能力が高められる。
【００２２】
図４においてハッチングが施されているのは、枠体１９の内周面２５と軸２１の外周面とに囲まれた領域である。この領域の面積は、本明細書ではファン９の有効吐出面積Ｘと称される。空気の流入口の合計面積、すなわち全ての開口１３及び貫通孔１５の合計面積Ｙは、有効吐出面積Ｘよりも小さい。これにより、開口１３及び貫通孔１５を通過する空気の流速が高められ、しかも乱流化が促進される。合計面積Ｙは有効吐出面積Ｘの８０％以下が好ましく、５０％以下が特に好ましい。
【００２３】
図５は、本発明の他の実施形態に係るＣＰＵ用冷却装置２７がＣＰＵ３と共に示された断面図である。このＣＰＵ用冷却装置２７は、図１から図４に示されたＣＰＵ用冷却装置１と同様のケース５、台座７及びファン９を備えている。このＣＰＵ用冷却装置２７は、第一熱伝導体２９と第二熱伝導体３１とを備えている。第一熱伝導体２９の構成は、図３に示された熱伝導体１７と同様である。第二熱伝導体３１は、その両端が台座７に接合されている。第二熱伝導体３１は枠体１９を貫通し、ファン９の上部にまで至っている。このＣＰＵ用冷却装置２７では、ファン９の回転により、第二熱伝導体３１のうちファン９の直上部分からも、空気への熱伝導が生じる。このＣＰＵ用冷却装置２７は、極めて冷却能力に優れる。
【００２４】
【実施例】
以下、実施例に基づき本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。
【００２５】
本発明の実施例として、図１から図４に示されるＣＰＵ用冷却装置を用意した。このＣＰＵ用冷却装置のケース、台座及び熱伝導体は、銅合金からなる。一方、比較例として、多数のフィンを備えたヒートシンクとファンとからなる市販のＣＰＵ用冷却装置を用意した。比較例の冷却装置では、ファンの回転によりフィンに向けて空気が送られる。なお、実施例と比較例とで、ファンの仕様を統一した。
【００２６】
ＣＰＵ用冷却装置で冷却しつつ、市販のパーソナルコンピュータのＣＰＵに連続演算を行わせた。そして、演算開始から３５分後のＣＰＵの温度を測定した。実施例の冷却装置が用いられたＣＰＵの温度は４７℃であり、比較例の冷却装置が用いられたＣＰＵの温度は４９℃であった。この評価結果より、本発明の優位性は明らかである。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のＣＰＵ用冷却装置は冷却能力に優れる。このＣＰＵ用冷却装置が用いられることにより、ケースが大型化されたり、ファンが高出力化されることなく、ＣＰＵが十分に冷却される。このＣＰＵ用冷却装置は、パーソナルコンピュータの小型・軽量化にも寄与しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るＣＰＵ用冷却装置がＣＰＵと共に示された正面図である。
【図２】図２は、図１のＣＰＵ用冷却装置が示された縦断面図である。
【図３】図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】図４は、図１のＣＰＵ用冷却装置が示された平面図である。
【図５】図５は、本発明の他の実施形態に係るＣＰＵ用冷却装置がＣＰＵと共に示された断面図である。
【符号の説明】
１、２７・・・ＣＰＵ用冷却装置
３・・・ＣＰＵ
５・・・ケース
７・・・台座
９・・・ファン
１１・・・側壁
１３・・・開口
１５・・・貫通孔
１７・・・熱伝導体
１９・・・枠体
２１・・・軸
２３・・・ブレード
２９・・・第一熱伝導体
３１・・・第二熱伝導体
【図１】
2004102477.tif 000003
【図２】
2004102477.tif 000004
【図３】
2004102477.tif 000005
【図４】
2004102477.tif 000006
【図５】
2004102477.tif 000007