(57)【要約】【課題】省電力化及び低騒音化を図り、搭載する装置の小型・軽量化に貢献する冷却装置。【解決手段】内部を中空とし、外部の冷却対象物から吸熱を行う吸熱部と、内部を中空とし、自らの放熱によりその内部空間を冷却可能なラジエータ部と、吸熱部とラジエータ部とを、各々の内部空間が連続した一つの密閉空間となるように連結する連結部とを有するコンテナ本体容器と、このコンテナ本体容器内に封入され、気化と凝縮とを繰り返す作動液と、コンテナ本体容器の内部に設けられ、ラジエータ部で凝縮し液化した作動液を、吸熱部に循環供給するウィックと、を備え、ラジエータ部の表面積を吸熱部に比して広くして、単位面積当たりの放熱量を多くした冷却装置。【選択図】　　　図１
2004036968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を中空とし、外部の冷却対象物から吸熱を行う吸熱部と、　同じく内部を中空とし、自らの放熱によりその内部空間を冷却可能とするラジエータ部と、前記吸熱部とラジエータ部の各コンテナ内部空間が、連続した一つの密閉空間となるように連結する連結部と、を有するコンテナ本体容器と、
このコンテナ本体容器内に封入され、気化と凝縮とを繰り返す作動液と、
前記コンテナ本体容器の内部壁面近傍に設けられ、前記ラジエータ部で凝縮し液化した作動液を、前記吸熱部に供給すると共に、前記気化と凝縮とを繰り返す作動液の流動を、液体通路と気体通路とに分離する薄い板状ウィックと、をその内部に備え、
かつコンテナ本体容器の前記ラジエータ部側の熱交換表面積を、前記吸熱部側に比して広くしたことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記ラジエータ部と前記吸熱部とを備える各コンテナそれぞれに、各々の内部空間に連通する開口部を設け、
前記連結部を、前記各開口部同士を連結する可撓性を備えるチューブ体とし、その内部においても、前記液体通路と気体通路をそれぞれ分離したこと、を特徴とする請求項１記載の冷却装置。
【請求項３】
前記ラジエータ部の開口部を当該ラジエータ部の外縁部の一端に設けると共に、
前記開口部が前記ラジエータ部全体の中で最も下方となる姿勢を前記ラジエータ部がとった場合に、前記ラジエータ部の内部空間内に存在する作動液が、前記開口部に流入する形状に前記ラジエータ部をテーパ状に形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の冷却装置。
【請求項４】
前記ラジエータ部の平板面の形状を略Ｖ字状とし、
前記ラジエータ部の開口部を前記略Ｖ字の下部交差中心に位置するように配置し、前記Ｖ字の上部開放両端が重力的に下方になる姿勢に前記ラジエータ部がなった場合に、前記Ｖ字上部の両端に集まった液体が、前記上方に位置する前記Ｖ字下部交差中心方向へ、重力に逆らって流動するようウィックを配置したことを特徴とする請求項３記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体が気化する際の潜熱を利用して、発熱体（冷却対象物）からの熱の移動と、熱の拡散を行う薄型コンパクトな冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の冷却装置１００，１１０をそれぞれ図２，図３に示す。これらの冷却装置１００，１１０は、可搬性を備える小型の電子機器であるいわゆるノート型パーソナルコンピュータ（以下、ノートパソコン、又は略してＰＣとする）に装備され、高性能化にともなうＰＣ内部で発熱するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ：中央演算処理ユニット）部品を冷却の対象としている。
【０００３】
図２に示す冷却装置１００は、水冷システム方式を採用し、ＣＰＵに直接接触して吸熱を行う水冷ジャケット１０１と、冷却水の冷却を行うラジエータ１０２と、水冷ジャケット１０１とラジエータ１０２との間で冷却水の循環を行うポンプ１０３と、を備え、これらの各構成がループを成すようにそれぞれパイプで連結されている。
【０００４】
そして、これらの構成では、ポンプ１０３により一定方向に冷却水が循環することにより、水冷ジャケット１０１で吸熱して加熱された冷却水はラジエータ１０２に送られ、ラジエータ１０２で冷却された冷却水は再びポンプ１０３により、水冷ジャケット１０１に供給される。このようにして、絶えずＣＰＵは冷却される。
【０００５】
他方、図３に示す冷却装置１１０は、空冷システム方式を採用し、その一端部でＣＰＵ１２０に直接接触して吸熱を行うと共に、その他端部まで熱運搬を行うヒートスプレッダ１１１と、その一端部でヒートスプレッダ１１１を介してやはり吸熱を行うと共に、その他端部まで熱運搬を行うヒートパイプ１１２と、ヒートスプレッダ１１１の他端部及びヒートパイプ１１２の他端部を空気流（送風）により冷却する軸流吸入型の遠心送風タイプの冷却ファン１１３とを備えている。
【０００６】
そして、これらの構成では、ヒートスプレッダ１１１及びヒートパイプ１１２の他端部側が前記冷却ファン１１３により送風冷却されることにより、各々の一端部側では絶えずＣＰＵから吸熱を行い、ＣＰＵの冷却が行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の冷却装置１００は、液体により熱運搬を行うと共に液体からの放熱を行う構成のため、多量の冷却水の循環を行う必要があり、そのためポンプ１０３が必要不可欠であった。さらに冷却水を多量に循環させるため、装置全体の重量増加の問題があり、また経時的に冷却水の洩れによる電気的な故障も懸念されていた。
【０００８】
また、上記従来の冷却装置１１０では、集中的な発熱を生じる冷却対象物に対して必要となる放熱を行うためには、積極的な冷却手段である冷却ファン１１３が不可欠となっていた。
【０００９】
従って、これら冷却装置１００，１１０はポンプ１０３や冷却ファン１１３による電力消費が不可避であり、携帯性や可搬性を備えるノートパソコン等の電子機器に搭載した場合、バッテリーの消費が大きく、長時間の使用が阻まれるという不都合があった。また、これらのポンプ１０３や冷却ファン１１３の作動音が、騒音・異音の発生を引き起こすという不都合も生じていた。さらにこれらポンプ１０３や冷却ファン１１３はその構造上、小型化、薄型化にも限界があり、この点からも搭載する装置の小型化の妨げとなっていた。
【００１０】
本発明は、上記不都合を改善し、省電力化に好適な冷却装置の提供をその目的とする。また、本発明は、低騒音化に好適な冷却装置の提供を、他の目的とする。さらに、本発明は、搭載する装置の小型化に貢献する冷却装置の提供を、さらに他の目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、内部を中空とし、外部の冷却対象物から吸熱を行う吸熱部と、同じく内部を中空とし、自らの放熱によりその内部空間を冷却可能とするラジエータ部と、前記吸熱部とラジエータ部とを各々の内部空間が連続した一つの密閉空間となるように連結する連結部と、を有するコンテナ本体容器と、このコンテナ本体容器内に封入され、気化と凝縮とを繰り返す作動液と、前記コンテナ本体容器の内部壁面近傍に設けられ、前記ラジエータ部で凝縮し液化した作動液を前記吸熱部に供給すると共に、前記気化と凝縮とを繰り返す作動液の流動を、液体通路と気体通路とに分離する薄い板状ウィックと、をその内部に備え、かつコンテナ本体容器の前記ラジエータ部側の表面積を、前記吸熱部側に比して広くする、という構成を採っている。
【００１２】
この密閉コンテナとなる本体容器の内部には、図４に基本構成を示すように、薄い板状ウィック３０と、気化と液化を繰り返す作動液（便宜上矢印で示す）とが封入され、コンテナ本体容器２０全体が完全に密閉されている。そして、かかる状態でコンテナ本体容器２０の吸熱部２１に冷却対象物、つまり発熱体Ｈを接触させると、冷却対象物から吸熱部２１の内部の作動液に熱が伝わって加熱され、作動液が気化する。この作動液の気化により吸熱部２１を介して冷却対象物は吸熱が行われる。
【００１３】
さらに、気化した作動液は、その蒸気が吸熱部側コンテナ内部からラジエータ部側コンテナまで広がることになる。かかるラジエータ部は、例えば図１に示すように平板状であると共に、表面積が吸熱部よりも広く設定されているので、その内部容積に比してより広い表面（放熱部２２）から効率的に周囲に放熱が行われる。
【００１４】
その結果、ラジエータ部Ｒ内の蒸気は凝結し、液化した作動液は、コンテナ内部の壁面近傍と薄板状ウィック３０との表面張力により、当該薄板状ウィック３０に沿って吸熱部２１まで導かれて流動することになる。この流動により、気化して失われた作動液が再び吸熱部２１に供給される。従って、作動液は気化（蒸発）と液化（凝縮）によりコンテナ本体容器２０内を循環し、かかる循環に伴って冷却対象物から吸熱すると共にラジエータ部Ｒで放熱する。従って、絶えず、冷却対象物は吸熱され、冷却されることとなる。
【００１５】
また請求項２記載の発明では、前記ラジエータ部と前記吸熱部とを備える各コンテナそれぞれに、各々の内部空間に連通する開口部を設け、前記連結部を、前記各開口部同士を連結する可撓性を備えるチューブ体とし、その内部においても前記液体通路と気体通路をそれぞれ分離する、という構成を採っている。
【００１６】
上記構成では、請求項１記載の発明と同様の動作が行われると共に、作動液の循環は、連結部であるその内部を、液体通路と気体通路に分離した構造がチューブ体内を通過して形成されている。
【００１７】
これをヒンジ部を介して折り畳み自在のノートパソコン等の電子機器に上記構成を適用した場合を一例にすると、電子機器のヒンジ部を前記チューブ体が通過する配置とすることで、ヒンジ部を挟んだ一方の構造体に本発明の吸熱部を配し、他方の構造体にラジエータ部を配することができる。つまり、一方の構造体で生じた熱を他方の構造体側に運搬すると共に放熱することができる。また、チューブ体は可撓性を有するので、ヒンジにより電子機器が折り畳まれても、これに追従して撓み、破損等も生じない。
【００１８】
また請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記ラジエータ部の開口部を当該ラジエータ部の外縁部の一端に設けると共に、前記開口部が前記ラジエータ部全体の中で最も下方となる姿勢を前記ラジエータ部がとった場合に、前記ラジエータ部の内部空間内に存在する作動液が、前記開口部に流入する形状に前記ラジエータ部をテーパ状に形成する、という構成を採っている。
【００１９】
上記構成では、請求項２記載の発明と同様の動作が行われると共に、ラジエータ部側の開口部がラジエータ部側コンテナ全体の中で最も下方となる姿勢としたときに、その内部の作動液が空間内部のいずれかの箇所に残留することなく、重力に従って下方開口部に向かって流れ落ちるように、ラジエータ部の形状が予め設計されている。
【００２０】
これをヒンジ部を介して折り畳み自在であるノートパソコンのように、一方の構造体（キーボード側）を載置し、他方の構造体（ディスプレイ側）を起伏させて使用する電子機器に適用した場合を一例として説明すると、ヒンジ部を連結部チューブ体が通過する配置とし、キーボード側の構造体に吸熱部を配し、ディスプレイ側の構造体にラジエータ部を配すると、電子機器の使用時にあっては、ラジエータ部の開口部がヒンジ側、即ち下方を向くこととなる。このため、ラジエータ部で凝縮し液化した作動液は開口部に流動を促され、作動液の循環がより円滑かつ活発に行われる。
【００２１】
さらに請求項４記載の発明では、請求項３記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記ラジエータ部の平板面の形状を略Ｖ字状とし、前記ラジエータ部の開口部を前記略Ｖ字の下部交差中心に位置するように配置し、前記Ｖ字の上部開放両端が重力的に下方になる姿勢に前記ラジエータ部がなった場合に、前記Ｖ字上部の両端に集まった液体が、前記上方に位置する前記Ｖ字下部交差中心方向へ、重力に逆らって流動するようウィックを配置する、という構成を採っている。
【００２２】
上記構成では、開口部がラジエータ部の中で最も下方となる姿勢としたときに、請求項３記載の発明と同様の動作が行われると共に、逆に、開口部が上方となる姿勢をラジエータ部がとった場合、まず、下方となるＶ字上部両端に、凝縮した液体が重力に従って集まり、上方となるＶ字下部交差中心へ、重力に逆らって液体が流動するよう配置されたウィックに沿って、作動液が流動する。従って、ラジエータ部内の作動液は開口部に流動する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
＜全体構成＞
本発明の実施形態について図１に基づいて説明する。図１（Ａ）は本実施形態である冷却装置を正面方向から見た断面概略図であり、図１（Ｂ）は側面方向から見た断面概略図である。
【００２４】
冷却装置１０は、内部が密閉可能な容器となるコンテナ本体容器２０と、このコンテナ本体容器内に封入され、気化と凝縮とを繰り返す作動液と、コンテナ本体容器２０の内部に設けられると共に、後述するラジエータ部Ｒで凝縮し液化した作動液を、後述する吸熱部２１に供給する薄板状ウィック３０と、後述するラジエータ部Ｒ内の作動液を、その開口部外部へ案内するための第一及び第二のラジエータ用ウィック１１，１２とを備えている。
【００２５】
本実施形態では、この冷却装置１０を、ヒンジ部を介してキーボードを含む本体部とディスプレイ部とが連結されてなるノートパソコンに内蔵すると共に、このノートパソコン内のＣＰＵを冷却対象物として使用する場合を例として説明することとする。なお、図１（Ａ）に示す符号１２０は、冷却対象物（発熱体）としてのＣＰＵを示すものとする。以下、各部をそれぞれ詳細に説明する。
【００２６】
＜コンテナ本体容器＞
上記コンテナ本体容器２０は、その外形が、全体的にほぼ均等な厚さの板状に形成されると共に、内部を中空とし、外部の冷却対象物から吸熱を行う吸熱部２１を有する第一の吸熱部側コンテナ４０と、同じく内部を中空とし、自らの放熱によりその内部空間を冷却可能なラジエータ部Ｒを有する第二のラジエータ側コンテナ５０と、前記吸熱部側コンテナ４０とラジエータ部側コンテナ５０とを各々の内部空間が連続した一つの密閉空間となるように連結する連結部６０とを有している。
【００２７】
＜吸熱部側コンテナ＞
吸熱部側コンテナ４０は、二枚の長方形状の金属壁板（例えば銅，銅合金，アルミニウム又はアルミ合金）と、長方形の四辺の内の三辺に沿って設けられた側壁板とをロウ付け溶接等により一体化して、平板形状が長方形となる内部中空の平板状の容器を形成している。
【００２８】
そして、吸熱部側コンテナ４０は、図１における上端面（長方形の残る一辺に該当する部位）についてのみ壁板を設けず、開口部４１（破線部で示す）を形成している。かかる吸熱部側コンテナ４０は、その内部空間が開口部４１を通じてのみその外部と通じており、他の部分からは気体又は液体の流通や漏れが生じないように形成されている。
【００２９】
かかる吸熱部側コンテナ４０は、ノートパソコンのキーボード側本体部に配設され、ノートパソコンのＣＰＵ１２０に併設される。即ち、吸熱部側コンテナ４０は、ラジエータ部側コンテナ５０及び連結部６０と共に、一体化されて内部が密閉された状態において、当該吸熱部側コンテナ４０の一方の平板面の図１における下部において、ＣＰＵ１２０の一面が面接触してその熱が内部の作動液に伝えられる。この面接触部分を吸熱部２１としている。
【００３０】
そして、吸熱部２１での吸熱により作動液は気化し、蒸発することにより、冷却対象物側の熱を吸熱し、ＣＰＵ１２０を冷却する。また、吸熱部側コンテナ４０で発生した蒸気は、前記開口部４１から連結部６０を通して、ラジエータ部側コンテナ５０まで拡散される。なお、この吸熱部側コンテナ４０は、前記に示した成形方法とは別に、開口部４１を終端とする深絞り加工により一体的に形成しても良い。
【００３１】
＜ラジエータ部及び第一，第二のラジエータ用ウィック＞
上記ラジエータ部側コンテナ５０は、二枚の略Ｖ字状の金属壁板（例えば銅，銅合金，アルミニウム又はアルミ合金）と、略Ｖ字状の金属壁板に沿って設けられた側壁板とをロウ付け溶接等により一体化して、平板形状が略Ｖ字状となる内部中空の平板状の容器を形成している。
【００３２】
さらに、ラジエータ部側コンテナ５０は、図１における下端面（略Ｖ字の底部に該当する部位）についてのみ壁板を設けず、開口部５１を形成している。かかるラジエータ部側コンテナ５０は、その内部空間が開口部５１を通じてのみその外部と通じており、他の部分からは気体又は液体の流通や漏れが生じないように形成されている。
【００３３】
上記ラジエータ部側コンテナ５０は、ノートパソコンにおけるディスプレイ部に内蔵されるか或いはその背面側に配設される。そして、ラジエータ部側コンテナ５０の平板形状がより左右方向に広く張り出した略Ｖ字状であることから、前述した吸熱部側コンテナ４０と比較して、より左右方向にその幅を拡大されており、これにより、その平板面積が吸熱部側コンテナ４０より数倍広く設定されている。ラジエータ部側コンテナ５０、すなわちラジエータ部Ｒは、よりその表面積が大きければ大きい程、放熱効果が向上するが、ノートパソコンの小型化の要請に応じることができる範囲とする必要もある。
【００３４】
一般には、ラジエータ部Ｒの平板面積は、その平板厚さ，冷却対象物の発熱量，作動液の液質，作動液の封入量，壁板厚さ，容器の材質等の各要素により決定されるが、目安としては、対向する両平板面積の合計が、吸熱部２１においてＣＰＵ１２０が面接触する接触面積の十倍から数十倍に設定される。
【００３５】
さらに、ラジエータ部側コンテナ５０は、その平板面積に比してその平板厚さが十分に小さく設定されている。このようにラジエータ部Ｒは、平板状としてその厚さを薄く設定すると共に、表面積を十分に広くすることにより、外気に曝されるだけで吸熱部２１から内部に伝導された蒸気の熱を効率良く放熱し、その凝縮を効果的に実現することができる。
【００３６】
また、ラジエータ部Ｒは、ノートパソコンのディスプレイ部が、キーボード側本体部に対して回動し起伏状態にある場合に、ラジエータ部Ｒ全体の中で、その開口部５１が最も下となるように配設される。即ち、ラジエータ部側コンテナ５０の開口部５１が最もヒンジ部に近接するように配設される。
【００３７】
そして、ラジエータ部側コンテナ５０をこのような配置としたことに併せて、その平板形状が略Ｖ字状であることから、そのラジエータ部Ｒ内部に導入された作動液の蒸気が冷却により凝縮されると、ラジエータ部側コンテナ５０の平板面の内壁面に付着した液滴は、ディスプレイ部の起立角度に応じた下降勾配に従って、開口部５１に向かって流動する。また、ラジエータ部側コンテナ５０の側壁内面は、Ｖ字形状に従ってやはり下降勾配を描いているので、下方の開口部５１に向かって流動する。
【００３８】
このようにラジエータ部Ｒは、その全体形状と開口部５１の配置とにより、ディスプレイ部の起伏時において、重力により作動液の液滴を開口部側に集めることが可能であるが、仮にこれとは逆に、開口部５１が最上方となる姿勢に当該ラジエータ部Ｒがなった場合においても、当該ラジエータ部側コンテナ５０に内蔵された第一及び第二のラジエータ用ウィック１１，１２をも利用して、液滴を開口部５１側に誘導して循環させる構造を有している。
【００３９】
上記各ラジエータ用ウィック１１，１２は、図１に示すように、いずれも、直線状の線材を平面状に無数に並べると共に、これらの線材を経時的に硬質化する樹脂により一体化している。このように線材を平面状に無数に並べることにより、ウィック１１，１２の両面に無数の平行な溝状通路が形成される。そして、この無数の溝状通路における表面張力を利用して、作動液の液滴を溝方向に移動させ、重力に逆らう姿勢においても、所定の方向に作動液を誘導する。
【００４０】
従って、かかる機能を損なわないように、前述した線材を固定するための樹脂は、線材間に形成される溝状通路を埋めてしまわない程度に、塗布量を調節して使用される。また、各溝状通路内の作動液の移動を円滑に行うために、ウィック１１，１２の両面は親水性の表面処理がなされるとよい。
【００４１】
第一のラジエータ用ウィック１１は、図１（Ａ）に示すように、ラジエータ部側コンテナ５０の内部空間における左右両端部に配置されると共に、当該第一のラジエータ用ウィック１１の各溝状通路は、ラジエータ部Ｒの上下方向と平行となるように、その内部空間内に装備される。
【００４２】
また、各第一のラジエータ用ウィック１１は、ラジエータ部側コンテナ５０の互いに対向する二つの平板面の内部壁面側に当接した状態で配置される。なお、この第一のウィック１１は、ラジエータ部５０の内部空間における左右方向の両端部のみに設けられているが、同方向の溝状通路を有し、左右方向全域に及ぶ一つのウィックを設ける構成としても良い。
【００４３】
第二のラジエータ用ウィック１２は、図１（Ａ）に示すように、ラジエータ部側コンテナ５０の内部空間における下端部側であって、略Ｖ字左右両側に一つずつ配置されると共に、当該第二のラジエータ用ウィック１２の各溝状通路は、平板面の形状であるＶ字の傾斜に沿った方向に平行となるようにそのラジエータ内部空間内に装備される。また、各第二のラジエータ用ウィック１２は、上述した第一のラジエータ用ウィック１１に一部が当接した状態で配置される。
【００４４】
また、これら第二のラジエータ用ウィック１２は、その溝方向長さが、ラジエータ部側コンテナ５０の内部空間に配設された状態において、当該内部空間の左右方向端部から中央部近傍に至る長さに設定されている。従って、第一のラジエータ用ウィック１１と第二のラジエータ用ウィック１２とは、それぞれの端部において互いのその一面が当接した状態で重なり合うこととなる。
【００４５】
このため、第一のラジエータ用ウィック１１の無数の溝状通路内に存在する作動液は、両ウィック１１，１２の重合部から第二のラジエータ用ウィック１２に移動することが可能であり、その結果、第一及び第二のラジエータ用ウィック１１，１２の各溝状通路内の作動液を開口部５１まで誘導することが可能となっている。
【００４６】
なお、各ウィック１１，１２としては、いずれも線材を平面状に一体化したものを使用しているが、これに替えて、ラジエータ部側コンテナ５０の内壁面における上端部又は左右端部から開口部５１に至る無数の凹溝を当該内壁面上に直接設ける構成としても良い。
【００４７】
＜連結部＞
連結部６０は、その一端部が吸熱部側コンテナ４０の開口部４１側の端部に接続され、その他端部がラジエータ部側コンテナ５０の開口部５１の周囲の形成された突出端部に接続されたチューブ体であり、ノートパソコンのキーボード側本体部に配設された吸熱部側コンテナ４０と、ディスプレイ部に配設されたラジエータ部側コンテナ５０とを連結するために、ノートパソコンのヒンジ部を跨ぐように配設されている。かかる連結部６０は、ゴム，ビニル樹脂等の可撓性・変形性を備える樹脂全般等から形成されているので、ノートパソコンがヒンジ部を介してディスプレイ部を回動させても、それに追従して変形することが可能であり、破損等を生じない。
【００４８】
なお、連結部６０の両端部は、それぞれ吸熱部側コンテナ４０及びラジエータ部側コンテナ５０に対して、接着，溶着等により、容器外部から遮断された状態で隙間なく連結される。また、連結部６０の端部を外側から締結する締結具を使用しても良い。そして、この連結部６０により、吸熱部側コンテナ４０の開口部４１とラジエータ部側コンテナ５０の開口部５１とが連結されることによりコンテナ本体容器２０を構成すると共に、吸熱部２１と連結部６０及びラジエータ部Ｒの内部空間が一体となって一つの密閉空間を形成する。
【００４９】
＜作動液＞
作動液は、純水又は水を主成分とする液体が主に使用される。この作動液は、コンテナ本体容器２０の容積や使用環境温度を考慮した上で、コンテナ本体容器２０内で気化した状態にある水蒸気と、液化した状態の水とが併存可能な範囲の液量だけ封入される。
【００５０】
＜ウィック＞
上記ウィック３０は、その一端部が吸熱部側コンテナ４０の内側底面（図１（Ａ）における底面）から始まり、当該吸熱部側コンテナ４０及び連結部６０をその全長に渡って通過すると共に、その他端部がラジエータ部側コンテナ５０の開口部５１からその内部に幾分入り込むように、コンテナ本体容器２０の内部の一方に配設されている（図１（Ｂ）では図示略）。以下、このウィック３０の一端部から他端部に向かう方向をウィック３０の長手方向という。
【００５１】
このウィック３０は、その長手方向に沿うようにして、例えば電動機モータに用いる巻線コイルの金属線を、一層で隙間なく整列巻きした帯状環形の巻線コイルにより形成されている。かかるウィック３０は、全体的には帯板状を成し、コンテナ本体容器２０の内部壁面に沿って格納された状態において、吸熱部側コンテナ４０の互いに対向する二つの平板面の内壁面と、連結部６０の内面、及びラジエータ部側コンテナ５０の開口部５１近傍における内部壁面にそれぞれ対向する二つの内壁面に沿って配置される。また、ウィック３０は吸熱部２１の内側底面では、図５に示す切り欠き窓Ｋを備え、またそれと対向する面において、接着等の手段により吸熱部側コンテナ４０に保持固定されている。
【００５２】
そして、このウィック３０は、整列巻きにより形成された帯板状の巻線コイルの隣接する金属線間に樹脂が塗布されており、その樹脂の硬質化により平板面形状を維持している。
【００５３】
これにより、帯状環形の巻線コイルからなるウィック３０の各形状外面３１と内面３２において、細径の金属線が直線上に隣接することにより、各金属線間に半円形を連ねた溝状通路が形成される。すなわちウィック３０は、これら一連の溝状通路がラジエータ部Ｒから吸熱部２１に続く方向に沿った状態で、コンテナ本体容器２０の内部に連続して配設されることとなる。そして、これら無数の溝状通路は、毛細管力というよりはいわゆる表面張力により、コンテナ本体容器２０との間隙を伝わり、作動液をラジエータ部側コンテナ５０から吸熱部側コンテナ４０、そして最終的には吸熱部２１まで供給する機能を備えている。
【００５４】
従って、かかる機能を損なわないように、前述したウィック３０の形状を維持するための前記樹脂は、溝状通路を埋めてしまわない程度の厚さで塗布されるか或いはその内面３２にのみ樹脂が塗布されるとよい。また、各溝状通路内の作動液の移動を円滑に行うために、各外面３１は親水性の表面処理がなされている。
【００５５】
また、ウィック３０は、前述したように、その長手方向におけるラジエータ部側コンテナ５０側の端部がその開口部５１からラジエータ部側コンテナ５０の内側に入り込んでいる。一方、前述したように、ラジエータ部側コンテナ５０の内側空間における開口部５１の近傍には、二つの第二のラジエータ用ウィック１２の一端部が延設されている。従って、ウィック３０のラジエータ部側コンテナ５０側の端部は、二つの第二のラジエータ用ウィック１２のそれぞれの一端部と重なり合う配置とされている。
【００５６】
従って、第二のラジエータ用ウィック１２の無数の溝状通路内の作動液が、ウィック３０の無数の溝状通路内の作動液と連結し、その作動液を吸熱部２１まで供給することが可能となっている。なお、かかるウィック３０は帯状環形の巻線コイルにより形成されているが、前述した第一のラジエータ用ウィック１１と同じように、線材を平面状に並べて一体化してなる平板状ウィックを使用しても良い。
【００５７】
＜冷却装置の作用＞
ノートパソコンは通常、キーボード側本体部を水平面に載置すると共に、ディスプレイ部をヒンジ部の回動により起伏状態として使用するのが一般的である。そして、その使用の開始によりＣＰＵ１２０は温度が上昇し始め、吸熱部２１にＣＰＵ１２０の熱が伝わり始めると、一定以上の温度となった場合に、液体状態にある作動液が気化し、蒸気を発生し始める。このときの気化熱により、ＣＰＵ１２０は吸熱部２１により吸熱され、ＣＰＵ１２０の冷却が行われる。
【００５８】
一方、蒸気は、ウィック３０である巻線コイルの内側３２側を通過して、ラジエータ部Ｒの内部空間にまで拡散する。ラジエータ部側コンテナ５０は、薄型，広面積で、素材は熱伝導性がよい金属という仕様により、周囲の外気との温度差により効果的に冷却され、吸熱した前記蒸気の放熱が行われる。このため、蒸気は凝縮され、液化してラジエータ部Ｒの内壁面に付着する。
【００５９】
このとき、ラジエータ部側コンテナ５０は、ノートパソコンのディスプレイ部背面に設置されているので、開口部５１を下にした状態でディスプレイ部と共に起伏しており、ラジエータ部Ｒ内壁面に付着した作動液の液滴は、自重により開口部５１方向へ流動する。また、一部の液化した作動液は、各ラジエータ用ウィック１１，１２の溝状通路により開口部５１まで導かれる。
【００６０】
このように、吸熱部２１では随時ＣＰＵ１２０からの熱が伝わり、作動液が気化して、その蒸気はラジエータ部Ｒ側に供給される。その一方で、ラジエータ部Ｒでは冷却により凝縮した作動液が収集され、絶えずウィック３０の溝状通路を伝って吸熱部２１にまで供給されるので、作動液は気化と凝縮により絶えず吸熱部２１とラジエータ部Ｒとの間を循環し、かかる循環の過程でＣＰＵ１２０で生じる熱は、吸熱部２１に吸熱されると共に、続いてラジエータ部Ｒから放熱されるので、ＣＰＵ１２０は一定の温度にまで冷却された状態を維持することが可能である。
【００６１】
また、ウィック３０は無数の溝状通路を備えたその巻線コイル外側面が、コンテナ本体容器２０を構成する吸熱部側コンテナ４０、連結部６０及びラジエータ部側コンテナ５０のそれぞれの内壁面と近接対向すると共に、気化した蒸気は巻線コイル内側３２を通過して移動し、液化した作動液は巻線コイル外側３１を通過して移動するので、前記巻線コイルを境界にして、蒸気と液化した作動液とが互いに分離した状態で反対方向に移動することとなり、液化した作動液は、従来のように戻る途中で蒸気流にあおられて飛散を生じるようなことはなく、順調に循環が行われる。
【００６２】
＜冷却装置の効果＞
上述のように、冷却装置１０は、コンテナ本体容器２０全体を薄い板状とし、さらに吸熱部２１及び吸熱部側コンテナ４０に対し、ラジエータ部側コンテナ５０を幅方向に拡大すると共に、その部分での表面積の拡大を図っているので、コンテナ本体容器２０内での気化と凝縮の循環バランスが取れ、従来の駆動源を要する冷却ファン等をあえて使用することなく、十分にＣＰＵ１２０の冷却を行うことが可能である。
【００６３】
また、冷却装置１０は、コンテナ本体容器２０内の作動液の気化による潜熱を利用して冷却を行うので、水冷システム方式による冷却装置のように、充填する大量の冷却水とその循環の為の循環経路構成や循環用ポンプ等も不要とすることが可能であり、また同時に、重量増加のデメリットも解消できる。
【００６４】
従って、前記冷却装置１０をノートパソコンに組み入れた場合であっても、バッテリーの電力を消費することなく、ＣＰＵ１２０の冷却が可能であるため、ノートパソコンの電源部に負担をかけることはない。さらに、冷却ファンや水冷ポンプを不要とすることから、これら付加装置による騒音を解消することが可能となる。
【００６５】
また、冷却装置１０は、そのコンテナ本体容器２０の連結部６０が可撓性・変形性を有するチューブ体であることから、ヒンジ部を介して二つの構造体が連結されているノートパソコンのような電子機器であっても、ヒンジ部を連結部６０が跨ぐ配置とすることにより、当該ヒンジ部を中心とする回動動作に対して破損を生じることなく追従させることが可能である。
【００６６】
＜その他＞
上記実施形態では、一例としてノートパソコンに冷却装置１０を適用した場合を例にして説明しているが、特に適用の対象はこれに限定されることはない。例えば、発熱する電子部品を備える小型の電子機器全般、一例として携帯情報端末、さらに、より好適にはヒンジ部を備えた小型の電子機器として、サブノートサイズのモバイルコンピュータ，ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ−Ｄｉｇｉｔａｌ−Ａｓｓｉｓｔａｎｔ），電子辞書や電子手帳，携帯電話等に適用しても良い。
【００６７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明では、空冷システムにより冷却を行う従来例と比較して、ラジエータ部を含むコンテナ本体容器全体を薄い板状とすると共に、冷却側のラジエータ部においてその外部表面積の拡大を図っているので、強制的冷却の必要がなく、駆動源を要する冷却ファンを不要とすることが可能である。
【００６８】
また、水冷システムによる冷却を行う従来例と比較して、本発明は、コンテナ本体容器内の作動液の気化による潜熱を利用して冷却を行うので、水冷システムによる冷却装置のように、大量の冷却水とその循環の為の循環経路構成や循環用のポンプ等も不要とすることが可能である。
【００６９】
これにより、本発明の構成を、冷却対象物を内部に備える電子機器等に組み込んだ場合、電力を消費しないで冷却対象物の冷却が可能となる。この場合、特に可搬性、携帯性を有する電子機器のように、小型なバッテリー電源を搭載するものに対しては、バッテリーに一切の負担をかけず、省エネルギー化に貢献できる。さらに、冷却ファンや水冷循環のポンプを不要とすることから、これら部品による騒音を解消し、電子機器の小型化・軽量化を図ることが可能となる。
【００７０】
また請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明と同様の効果を有すると共に、そのコンテナ本体容器の連結部が可撓性・変形性を有するチューブ体であることから、ヒンジ部を挟んで二つの構造体が連結されているノートパソコンその他多くの携帯性・可搬性を備える電子機器であっても、ヒンジ部を連結部が折り曲げ可能な状態でその機能を維持したまま通過して配置とすることができ、ヒンジ部を中心とする回動動作に対して、破損を生じることなく追従させることが可能である。
【００７１】
また請求項３又は４記載の発明では、請求項１又は２記載の発明と同様の効果を有すると共に、ラジエータ部が、その開口部に向かって作動液を流動させる形状と前記ウィック構造を採っているので、ラジエータ部の設置の状態にかかわらず、作動液を積極的に吸熱部側に導き送ることができ、作動液の循環を円滑に行うことが可能となる。これによりラジエータ部の設置方向にかかわらず、つまりは天地無用な仕様ではなく、ノートパソコン等を持ち運ぶときにおいても、常に冷却装置を働かせることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）は実施形態たる冷却装置を正面方向から見た断面概略図であり、図１（Ｂ）は側面方向から見た断面概略図である。
【図２】水冷システム方式の従来の冷却装置である。
【図３】空冷システム方式の従来の冷却装置である。
【図４】コンテナ内部における作動液の状態及び循環経路を示す説明図である。
【図５】巻線コイルからなるウィックの一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０　冷却装置
１１、１２、３０　ウィック
２０　コンテナ本体容器
２１　吸熱部
２２　放熱部
４０　吸熱部側コンテナ
４１、５１　開口部
５０　ラジエータ部側コンテナ
６０　連結部
１２０　ＣＰＵ（冷却対象物）
Ｒ　ラジエータ部
Ｋ　切り欠き窓
【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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