(57)【要約】【課題】本発明は、発熱電子部品の温度変化に最適に対応しながら冷却する小型、薄型で構造が簡単で低コストの冷却用モジュールおよび冷却装置を提供することを目的とする。【解決手段】羽根車２と羽根車２を回転させる駆動手段３とこれらを格納するケーシング１ａを有する冷媒循環手段１と、羽根車２の回転数を検出する回転数検出手段８と、検出された回転数から冷媒の温度を判定する温度判定手段９と、判定された温度に従って駆動手段３の動作を制御する制御手段１０とを有することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
羽根車と該羽根車を回転させる駆動手段とこれらを格納するケーシングを有する冷媒循環手段と、
前記羽根車の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記検出された回転数から冷媒の温度を判定する温度判定手段と、
前記判定された温度に従って前記駆動手段の動作を制御する制御手段と、を有することを特徴とする発熱電子部品から熱を奪う冷却用モジュール。
【請求項２】
前記温度判定手段において冷媒が任意に設定された許容温度以下であると判断された場合には、前記制御手段において前記駆動手段を停止して羽根車の回転を停止させ、前記許容温度以上であると判断された場合には、前記駆動手段を動作させ羽根車の回転を再開させる制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の冷却用モジュール。
【請求項３】
前記温度判定手段において、任意の設定された閾値よりも冷媒の温度が高いと判断された場合には、前記制御手段において前記駆動手段の駆動力を増加させる制御を行うことを特徴とする請求項１乃至２に記載の冷却用モジュール。
【請求項４】
前記温度判定手段において、任意の設定された閾値よりも冷媒の温度が低いと判断された場合には、前記制御手段において前記駆動手段の駆動力を低下させる制御を行うことを特徴とする請求項１〜３いずれか１記載の冷却用モジュール。
【請求項５】
前記温度判定手段において、冷媒の温度が任意の設定された閾値の範囲内であると判定された場合には、前記制御手段において前記駆動手段の駆動力を一定に保つ制御を行うことを特徴とする請求項１〜４いずれか１記載の冷却用モジュール。
【請求項６】
前記温度判定手段において判定された冷媒の温度に比例して前記駆動手段の駆動力を制御することを特徴とする請求項１に記載の冷却用モジュール。
【請求項７】
前記制御手段において、前記駆動手段に印加する電圧を変動させることで該駆動手段の制御を行うことを特徴とする請求項１〜６いずれか１記載の冷却用モジュール。
【請求項８】
前記羽根車と前記駆動手段が複数あって、前記複数の駆動手段の動作を制御することを特徴とする請求項１〜７いずれか１記載の冷却用モジュール。
【請求項９】
前記複数の駆動手段の動作を個別に制御することを特徴とする請求項１〜８いずれか１記載の冷却用モジュール。
【請求項１０】
前記冷媒循環手段に渦流ポンプを用いることを特徴とする請求項１〜９いずれか１記載の冷却用モジュール。
【請求項１１】
前記冷媒循環手段に遠心ポンプを用いることを特徴とする請求項１〜９いずれか１記載の冷却用モジュール。
【請求項１２】
一つ以上の羽根車と該羽根車を回転させる一つ以上の駆動手段とこれらを格納するケーシングを有する冷媒循環手段と、
一つ以上の第二の受熱部と、
前記羽根車の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記検出された回転数から冷媒の温度を判定する温度判定手段と、
前記判定された温度に従って前記駆動手段の動作を制御する制御手段と、を有することを特徴とする発熱電子部品から熱を奪う冷却用モジュール。
【請求項１３】
前記第二の受熱部が、前記冷媒循環手段と一つに構成されることを特徴とする請求項１〜１２いずれか１記載の冷却用モジュール。
【請求項１４】
前記第二の受熱部が、前記冷媒循環手段と別体で構成されることを特徴とする請求項１〜１３いずれか１記載の冷却用モジュール。
【請求項１５】
羽根車と該羽根車を回転させる駆動手段とこれらを格納するケーシングを有する冷媒循環手段と、
前記羽根車の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記検出された回転数に従って前記駆動手段の駆動力を制御する制御手段と、を有することを特徴とする発熱電子部品から熱を奪う冷却用モジュール。
【請求項１６】
前記回転数検出手段において、任意の設定された閾値よりも回転数が高い場合には、前記制御手段において前記駆動手段の駆動力を増加させ、前記閾値よりも低い場合には、前記制御手段において前記駆動手段の駆動力を低下させる制御を行うことを特徴とする請求項１５に記載の冷却用モジュール。
【請求項１７】
前記回転数検出手段において検出された回転数に比例して前記駆動手段の駆動力を制御することを特徴とする請求項１５に記載の冷却用モジュール。
【請求項１８】
請求項１〜１４いずれかの冷却用モジュールと、
冷媒を循環させる冷媒通路と、
冷媒の有する熱を放熱する放熱部と、を有することを特徴とする冷却装置。
【請求項１９】
中央処理装置を有する電子回路と記憶装置と情報入力手段を含む筺体からなる電子装置であって、前記電子装置に存在する少なくとも一つ以上の発熱電子部品を冷却する請求項１５に記載の冷却装置が設けられたことを特徴とする電子機器。
【請求項２０】
中央処理装置を有する電子回路と記憶装置を収納して上面にキーボードが設けられた第一筺体と、前記中央処理装置による処理結果を表示することのできる表示装置を有する第二筺体を有し、前記第二筺体が前記第一筺体に回転可能に取り付けられた電子装置であって、前記中央処理装置を含む複数の発熱電子部品を冷却する請求項１５に記載の冷却装置が設けられたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筐体内部に配設された中央処理装置（以下、ＣＰＵ）等の発熱電子部品を、冷媒により受熱する冷却用モジュールおよび冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近のコンピューターにおける高速化の動きはきわめて急速であり、ＣＰＵのクロック周波数は以前と比較して格段に大きなものになってきている。この結果、ＣＰＵの発熱量が増し、従来のようにヒートシンクで空冷するだけでは能力不足で、高効率で高出力の冷却装置が不可欠になっている。そこでこのような冷却装置として、発熱電子部品を搭載した基板を、冷媒を循環させて冷却する方式が注目されている。
【０００３】
また、この冷却装置に用いる発熱電子部品の受熱のために、薄型のポンプで冷媒を循環させ、発熱電子部品から受熱した熱を放熱することで発熱電子部品を冷却する冷却用モジュールが提案されている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
なお、本明細書において電子機器というのは、ＣＰＵ等にプログラムをロードして処理を行う装置、中でもノートブック型パソコンのような携行可能な小型の装置を中核とするが、このほかに通電により発熱する発熱電子部品を搭載した装置を含むものである。
【０００５】
以下、このような冷媒を循環させて冷却する従来の冷却用モジュールについて説明する。
【０００６】
図１７は従来の技術における冷却用モジュールの構成図である。図１７に表されている冷却用モジュールの冷媒循環手段は渦流ポンプ（ウエスコ型ポンプ、再生ポンプ、摩擦ポンプとも呼称される）であるが、渦流ポンプではなく、遠心ポンプであっても同様である。２０４は渦流ポンプのリング状羽根車、２０３は外周に多数形成されたリング状羽根車２０４の溝状の羽根、２０５はリング状羽根車２０４の内周に設けられたローターマグネットである。２０１はローターマグネット２０５の内周側に設けられたモーターステーター、２０６はリング状羽根車２０４を収容すると同時にリング状羽根車２０４が流体に与えた運動エネルギーを圧力回復して吐出口２１０へと導くケーシングであり、２０８はリング状羽根車２０４を格納するポンプ室である。２１１は発熱電子部品２１２に接触して熱を奪う受熱面、２０２はケーシング２０６の一部をなしリング状羽根車２０４を収納した後ポンプ室２０８を密閉するためのケーシングカバー、２０７はケーシング２０６に設けられ、リング状羽根車２０４を回転自在に軸支するための円筒部である。２０９は冷媒の吸込口であり、吸い込まれた冷媒はリング状羽根車２０４の回転運動により吐出口２１０から吐出される。すなわち、冷媒は矢印で示された向きに移動する。
【０００７】
ここで、従来の技術における冷却用モジュールのケーシング２０６内の冷媒の流れは、羽根２０３の攪拌によるスパイラル状の流れであり、ポンプ室２０８に沿って流れる。この流れによって冷媒より高温である発熱電子部品２１２の有する熱が冷媒に熱伝導されることで熱を奪うため、本冷却用ポンプは受熱作用を有することになる。
【０００８】
次に、このような冷却用ポンプを組み込んだ、従来の構成による電子機器の冷却装置について説明する。
【０００９】
図１８は従来の技術における冷却装置を組み込んだ電子機器の構成図である。図１８には、中央処理演算装置を含む電子部品から構成された、ノートブック型パソコンが表されている。
【００１０】
２１３は第一筺体であり、２１４はキーボード、２１５は発熱電子部品、２１６は基板、２１７は第二筺体、２１８は表示装置、２１９は冷却用モジュール、２２０は放熱部、２２１は接続管、２２２は冷媒循環路、２２３はリザーブタンクである。第一筺体２１３と第二筺体２１７はそれぞれの接触部に回転部材が存在し、回転運動による折り畳みが可能になっている。
【００１１】
冷却用モジュール２１９に吸い込まれた冷媒は、冷却用モジュール２１９内のリング状羽根車２０４で攪拌され、発熱電子部品２１５からの伝熱で高温になったケーシング２０６や受熱面２１１と乱流熱交換を行い、その結果温度上昇して吐出口２１０から吐出され、接続管２２１と冷媒循環路２２２を通って放熱部２２０に送られる。放熱部２２０に送られた冷媒は放熱部２２０で冷却され、温度降下して接続管２２１を通って再び吸込口２０９からケーシング２０６内に流入して、上記の移動を繰り返す。このように冷媒を循環させて発熱電子部品２１５を冷却して、発熱電子部品２１５をその許容温度に保つ。リザーブタンク２２３は、循環過程で蒸発する冷媒を補うために存在する。
【００１２】
【特許文献１】
特開平５−２６４１３９号公報
【特許文献２】
特開平７−１４２８８６号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、発熱電子部品の温度上昇は処理負荷に依存するため、使用中であってもその温度変化は様々である。すなわち、同一の発熱電子部品であっても、処理負荷が高まることで急激に温度上昇が生じたり、逆に処理負荷が低下して温度低下が生じたりすることがある。特に、近年のＣＰＵなどでは、消費電力低下のために精細に処理クロックを制御して処理負荷をコントロールすることが用いられる。以上のようなことから同一の発熱電子部品であっても、状況に応じて温度上昇が様々になりうる。
【００１４】
このような状況の下では、あるときには発熱電子部品の温度が低く冷媒を循環させる速度を低下させてもよい場合があり、あるときには発熱電子部品の温度が高く、冷媒の循環速度を増加させなければ冷却が十分でない場合もある。にもかかわらず、冷媒を循環させる冷却用ポンプの羽根車の駆動力を一定に保ったままであると、あるときには冷媒循環が余分であったり、あるときには不足であったりする。このため、発熱電子部品の温度変化に応じた適切な冷却が行われていない問題があった。さらに、これを放置すると羽根車の回転による余分な騒音や電力消費、発熱なども生じる可能性があり、組み込まれた電子機器にもデメリットとなる。
【００１５】
例えば、発熱電子部品に電流センサーを付して消費電流の増減から温度の増減を判断して冷却用モジュールの羽根車の駆動を制御する方式があるが、電流センサーは、周囲環境等の影響で発熱電子部品の温度の判定精度が悪く、十分な制御ができない問題があった。
【００１６】
また発熱電子部品の周囲もしくは直接発熱電子部品の内部に温度センサーを設け、その温度センサーの出力信号に合わせ、冷却用モジュールの羽根車の駆動力を制御する方式もあるが、この場合温度センサーを必要とするため、電子部品の構造が複雑となり、コストが高くなる問題があった。
【００１７】
以上のように、従来の構成による冷却用モジュールおよび冷却装置では発熱電子部品の温度に応じた冷媒循環速度の制御が困難であり、余分な騒音や電力消費、発熱の発生の問題があった。
【００１８】
そこで、本発明は、電子機器の小型化、薄型化を維持しつつ、発熱電子部品の温度変化に対応して冷媒循環速度を制御する構造が簡単で低コストの冷却用モジュールおよび冷却装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、羽根車と羽根車を回転させる回転駆動手段とこれらを格納するケーシングを有する冷媒循環手段と、羽根車の回転数を検出する回転数検出手段と、検出された回転数から冷媒の温度範囲を判定する温度判定手段と、判定された温度範囲に従って回転駆動手段の動作を制御する制御手段と、を有する構成とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、羽根車と羽根車を回転させる駆動手段とこれらを格納するケーシングを有する冷媒循環手段と、羽根車の回転数を検出する回転数検出手段と、検出された回転数から冷媒の温度を判定する温度判定手段と、判定された温度に従って駆動手段の動作を制御する制御手段とを有することを特徴とする発熱電子部品から熱を奪う冷却用モジュールであって、発熱電子部品の温度変化に対応した最適な受熱を行う作用を有する。
【００２１】
本発明の請求項２に記載の発明は、温度判定手段において冷媒が任意に設定された許容温度以下であると判断された場合には、制御手段において駆動手段を停止して羽根車の回転を停止させ、許容温度以上であると判断された場合には駆動手段を動作させ羽根車の回転を再開させる制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の冷却用モジュールであって、不要な受熱を防止する作用を有する。
【００２２】
本発明の請求項３に記載の発明は、温度判定手段において、任意の設定された閾値よりも冷媒の温度が高いと判断された場合には、制御手段において駆動手段の駆動力を増加させる制御を行うことを特徴とする請求項１乃至２に記載の冷却用モジュールであって、発熱電子部品の温度変化に対応した最適な受熱を行う作用を有する。
【００２３】
本発明の請求項４に記載の発明は、温度判定手段において、任意の設定された閾値よりも冷媒の温度が低いと判断された場合には、制御手段において駆動手段の駆動力を低下させる制御を行うことを特徴とする請求項１〜３いずれか１記載の冷却用モジュールであって、発熱電子部品の温度変化に対応した最適な受熱を行う作用を有する。
【００２４】
本発明の請求項５に記載の発明は、温度判定手段において、任意の設定された閾値よりも冷媒の温度が低いと判断された場合には、制御手段において駆動手段の駆動力を低下させる制御を行うことを特徴とする請求項１〜３いずれか１記載の冷却用モジュールであって、発熱電子部品の温度変化に対応した最適な受熱を行う作用を有する。
【００２５】
本発明の請求項６に記載の発明は、温度判定手段において判定された冷媒の温度に比例して駆動手段の駆動力を制御することを特徴とする請求項１に記載の冷却用モジュールであって、発熱電子部品の温度変化に対応した最適な受熱を行う作用を有する。
【００２６】
本発明の請求項７に記載の発明は、制御手段において、駆動手段に印加する電圧を変動させることで駆動手段の制御を行うことを特徴とする請求項１〜６いずれか１記載の冷却用モジュールであって、発熱電子部品の温度変化に対応した最適な受熱を行う作用を有する。
【００２７】
本発明の請求項８に記載の発明は、羽根車と駆動手段が複数あって、複数の駆動手段の動作を制御することを特徴とする請求項１〜７いずれか１記載の冷却用モジュールであって、複数の発熱電子部品の温度変化に対応した最適な受熱を行う作用を有する。
【００２８】
本発明の請求項９に記載の発明は、複数の駆動手段の動作を個別に制御することを特徴とする請求項１〜８いずれか１記載の冷却用モジュールであって、複数の発熱電子部品の温度変化に対応した最適な受熱を行う作用を有する。
【００２９】
本発明の請求項１０に記載の発明は、冷媒循環手段に渦流ポンプを用いることを特徴とする請求項１〜９いずれか１記載の冷却用モジュールであって、発熱電子部品の温度変化に対応した最適な受熱を行う作用を有する。
【００３０】
本発明の請求項１１に記載の発明は、冷媒循環手段に遠心ポンプを用いることを特徴とする請求項１〜９いずれか１記載の冷却用モジュールであって、発熱電子部品の温度変化に対応した最適な受熱を行う作用を有する。
【００３１】
本発明の請求項１２に記載の発明は、一つ以上の羽根車と羽根車を回転させる一つ以上の駆動手段とこれらを格納するケーシングを有する冷媒循環手段と、一つ以上の第二の受熱部と、羽根車の回転数を検出する回転数検出手段と、検出された回転数から冷媒の温度を判定する温度判定手段と、判定された温度に従って駆動手段の動作を制御する制御手段とを有することを特徴とする発熱電子部品から熱を奪う冷却用モジュールであって、複数の発熱電子部品の温度変化に対応した最適な受熱を行う作用を有する。
【００３２】
本発明の請求項１３に記載の発明は、第二の受熱部が、冷媒循環手段と一つに構成されることを特徴とする請求項１〜１２いずれか１記載の冷却用モジュールであって、小型化、薄型化を実現する作用を有する。
【００３３】
本発明の請求項１４に記載の発明は、第二の受熱部が、冷媒循環手段と別体で構成されることを特徴とする請求項１〜１３いずれか１記載の冷却用モジュールであって、多彩に配置された複数の発熱電子部品の温度変化に対応した最適な受熱を行う作用を有する。
【００３４】
本発明の請求項１５に記載の発明は、羽根車と羽根車を回転させる駆動手段とこれらを格納するケーシングを有する冷媒循環手段と、羽根車の回転数を検出する回転数検出手段と、検出された回転数に従って駆動手段の駆動力を制御する制御手段とを有することを特徴とする発熱電子部品から熱を奪う冷却用モジュールであって、発熱電子部品の温度変化に応じた最適な冷却を行う作用を有する。
【００３５】
本発明の請求項１６に記載の発明は、回転数検出手段において、任意の設定された閾値よりも回転数が高い場合には、制御手段において駆動手段の駆動力を増加させ、閾値よりも低い場合には、制御手段において駆動手段の駆動力を低下させる制御を行うことを特徴とする請求項１５に記載の冷却用モジュールであって、発熱電子部品の温度変化に応じた最適な冷却を行う作用を有する。
【００３６】
本発明の請求項１７に記載の発明は、回転数検出手段において検出された回転数に比例して駆動手段の駆動力を制御することを特徴とする請求項１５に記載の冷却用モジュールであって、発熱電子部品の温度変化に応じた最適な冷却を行う作用を有する。
【００３７】
本発明の請求項１８に記載の発明は、請求項１〜１７いずれかの冷却用モジュールと、冷媒を循環させる冷媒通路と、冷媒の有する熱を放熱する放熱部とを有することを特徴とする冷却装置であって、発熱電子部品の温度変化に対応した最適な冷却を行う作用を有する。
【００３８】
本発明の請求項１９に記載の発明は、中央処理装置を有する電子回路と記憶装置と情報入力手段を含む筺体からなる電子装置であって、電子装置に存在する少なくとも一つ以上の発熱電子部品を冷却する請求項１８に記載の冷却装置が設けられたことを特徴とする電子機器であって、発熱電子部品の温度変化に対応した最適な冷却を行う作用を有する。
【００３９】
本発明の請求項２０に記載の発明は、中央処理装置を有する電子回路と記憶装置を収納して上面にキーボードが設けられた第一筺体と、中央処理装置による処理結果を表示することのできる表示装置を有する第二筺体を有し、第二筺体が第一筺体に回転可能に取り付けられた電子装置であって、中央処理装置を含む複数の発熱電子部品を冷却する請求項１８に記載の冷却装置が設けられたことを特徴とする電子機器であって、発熱電子部品の温度変化に対応した最適な冷却を行う作用を有する。
【００４０】
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。
【００４１】
ここで、本明細書では冷媒循環手段として渦流ポンプ（ウエスコ型ポンプ、再生ポンプ、摩擦ポンプとも呼称される）を例として説明してある。
【００４２】
なお、以下で用いる冷媒は不凍液などが好適である。
【００４３】
また、第二の受熱部とは、冷媒循環手段部分以外に設けられた受熱作用を有する部位をいう。
【００４４】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における冷却用モジュールの構成図である。
【００４５】
１は冷媒循環手段であり、ここでは渦流ポンプを例として説明されているが、遠心ポンプであっても同様である。１ａはケーシングであり羽根車２などを格納する。２は羽根車である。３は駆動手段であり、モーターステーターとマグネットローターの組み合わせなどが用いられ、電圧が印加されて回転を生じ、これと接続される羽根車２を回転させる。４はポンプ室でありその内部を冷媒が循環する。５は吸込口、６は吐出口でポンプ室４に冷媒を吸込み、吐き出しを行う部位である。ポンプ室４は底面部に設けられているため、温度の低い冷媒が底面部に存在することになり、冷却したい発熱電子部品と冷媒との距離がより近づく利点がある。７は底面に設けられた受熱面であり、８は回転数検出手段、９は温度判定手段、１０は制御手段、１１は発熱電子部品である。発熱電子部品は複数あってもよい。
【００４６】
回転数検出手段８は温度判定手段９に対して羽根車２の回転数を通知し、温度判定手段９は判定した冷媒の温度範囲を制御手段１０に通知し、制御手段１０は制御信号を駆動手段３に通知する。駆動手段３は通知された制御信号に従って回転駆動し、この駆動を受けた羽根車２が回転することでポンプ室４内部の冷媒が循環する。すなわち、冷媒循環速度は制御手段１０により制御されることになる。
【００４７】
なお、羽根車２は駆動手段３と一体で組み立ててもよく、別部品で設計して後から組み立てて一体化してもよい。また、羽根車２の表面を撥水加工することで、羽根車２の回転動作の初期動作をスムーズにすることができ、結果として冷却用ポンプの耐久性や寿命を高め、さらに受熱作用を高めることも可能である。
【００４８】
ここで、受熱面７は発熱電子部品１１の上面の３次元的形状と相補的な形状を有して発熱電子部品１１と接触する。このため、ケーシング１ａと受熱面７はともに熱伝導性の高い素材で形成されており、発熱電子部品１１の熱が効率的に冷媒に伝導する。なお、受熱面７はケーシング１ａと一体で形成してもよく、別部品で形成して、後付で一体化してもよい。後付は、接着剤による接着でもよく、嵌合させてもよい。
【００４９】
また、ケーシング１ａと受熱面７の素材は、熱伝導率の高い銅やアルミニウムなどの金属材料が選択されるのが適当である。あるいは金やパラジウムなどの金属は更に熱伝導率が高い。あるいは、熱伝導率の高い樹脂を使用しても差し支えない。またケーシング１ａの素材として、重量軽減のためにアルミニウムを採用した場合には、受熱面７の素材は、アルミニウムより熱伝導率の高い銅が選択されるのが適切である。
【００５０】
なお、受熱面７の下部にヒートシンクを設けてもよく、受熱面７が接する発熱電子部品１１の高さに合せて高低の差があってもよく、その形状や大きさが異なってもよい。また、通常ＣＰＵのような発熱電子部品の上面はフラットに形成されているため、受熱面７をフラットに形成し、発熱電子部品の上面に密着させることで、熱伝導性を向上させることもよい。あるいは発熱電子部品１１の上面形状に凹凸がある場合には、受熱面７の肉厚を変化させるなどすれば形状を合致させ隙間なく接触させることができる。さらに、受熱面７と発熱電子部品１１の上面との間に、銅などと同じ高熱伝導率のシリコン樹脂などの接着用樹脂やゴムを用いた充填剤を挿入することで、隙間なく接触させ、熱伝導率の損失を抑えることができる。また、ケーシング１ａの外側表面にフィン状の凹凸をつけて外気との熱交換を積極的に行わせるのも好適である。
【００５１】
また、発熱電子部品１１を配置する際には、駆動手段３の近辺には配置しないように注意が必要である。駆動手段３はその駆動により発熱するため、これにより熱伝導の妨げとなる可能性があるからである。ただし、駆動手段３はケーシング１ａの窪み部分に格納されるため、羽根車２側に伝導する熱は冷媒に熱伝導し、他方の側に伝導する熱は待機に開放されて、外気に放熱されるため、受熱作用への影響はほとんど無いと考えられる。特に、駆動手段３を熱伝導率の高いシリコン樹脂やウレタン樹脂でモールドすれば、このモールド部を通じてポンプ室４へ熱伝導し冷媒へ伝導することが可能となり、駆動手段３の発する熱の影響を更に低減することができる。
【００５２】
図２は本発明の実施の形態１における冷却用モジュールの構成図であり、第二の受熱部が追加された形態を表している。
【００５３】
１２は第二の受熱部であり、１３は冷媒の流路であり、１４は柱状体であり、１５は第二の受熱面であり、１６は発熱電子部品である。
【００５４】
冷媒の流路１３では冷媒が移動してポンプ室４に流入し、発熱電子部品１６は第二の受熱面１５に接している。このとき第二の受熱部１２、第二の受熱面１５もケーシング１ａや受熱面７と同じく熱伝導率の高い素材で形成されている。
【００５５】
なお、第二の受熱部１２は冷媒循環手段１と一体で形成してもよく、別部品で形成して後から嵌合や接着などにより一体化してもよい。ここで、冷媒循環手段１と第二の受熱部１２は相互に側面を接するよう一つに構成されるのが好適であり、これにより全体として薄型になるようにしてノートブック型パソコンなどへの組み込みを容易にすることができる。なお、電子機器の状態に応じて上下に重ねるようひとつに構成してもよい。また、第二の受熱部１２を吸込口５と冷媒循環手段１との間に設けたが、吐出口６と冷媒循環手段１との間に設けてもよい。
【００５６】
なお、第二の受熱面１５は第二の受熱部１２と一体で形成してもよく、別部品で形成して、後付で一体化してもよい。後付は、接着剤による接着でもよく、嵌合させてもよい。
【００５７】
また、柱状体１４は千鳥配列が好適であるが、ランダムな配列でもよい。あるいは、柱状体ではなく突起でもよく、あるいはブレード状の突起でもよい。また、突起を形成するのではなく、掘削加工により窪みを設けても同様の効果を有し、流路１３内部に設けるのではなく、ケーシング１ａに設けて密閉することで流路１３内に柱状体を構成してもよい。
【００５８】
第二の受熱部１２が設けられることにより、より多数の発熱電子部品の冷却が可能となる。
【００５９】
次に図３は本発明の実施の形態１における冷却用モジュールの構成図であり、羽根車などが一つの冷媒循環手段の中に二つ設けられている場合を示している。
【００６０】
冷媒循環手段１は数字の「８」の字の形状をしており、ケーシング１ａもこれにあわせた形状になっている。「８」の字の形状を有する冷媒循環手段１にはそれぞれの円形部分に羽根車と駆動手段が２つずつ設けられ、一つの冷媒循環手段１により２つの冷媒の循環を生み出すことができる。
【００６１】
２ｂは羽根車であり、３ｂは駆動手段であり、５ｂは吸込口、６ｂは吐出口である。１７は仕切り板でありポンプ室４を仕切ることで、それぞれの羽根車２、２ｂにより生み出される２つの冷媒循環が混合しないようにされている。１８は発熱電子部品であり、冷媒循環を２つに分割したことで、２つの発熱電子部品１１と１８の両方に冷媒循環手段が接することが可能である。なお、制御手段１０の出力はそれぞれの駆動手段３、３ｂに入力しているが、それぞれの駆動手段を個別に制御してもよく、同一に制御してもよい。
【００６２】
図４は本発明の実施の形態１における冷却用モジュールの構成図であり、図３の場合に比較して、第二の受熱部が２つ付加されていることを示している。
【００６３】
１２ｂは第二の受熱部であり、１３ｂは冷媒の流路、１４ｂは柱状体、１５ｂは第二の受熱面である。図には示していないが冷媒循環手段１の底面以外に、第二の受熱部１２、１２ｂの底面に発熱電子部品を配置することで、より多数の発熱電子部品の冷却を可能にする。
【００６４】
なお、冷媒循環手段を２つではなく３以上に分割して、羽根車と駆動手段を３以上設けてもよく、第二の受熱部を３以上設けてもよい。また、配置される発熱電子部品の高さ、大きさ、形状、位置に合わせて冷媒循環手段の底面の高さや形状を変えてもよく、第二の受熱部の底面の高さや大きさ、形状や位置を変えてもよい。
【００６５】
次に、冷却用モジュールの動作について説明する。まず、発熱電子部品からの受熱動作について、第二の受熱部が設けられた構成である図２を用いて説明する。
【００６６】
電子機器の中に設けられた通路を循環した冷媒は、吸込口５より第二の受熱部１２内部に流入する。流入した冷媒は、まず第二の受熱部１２内部に設けられた流路１３内部を移動する。流路１３内部には柱状体１４が複数設けられているため、流路内部で冷媒の乱流が発生する。すなわち、流入した冷媒は柱状体１４を避けながらポンプ室４を目指して流路１３を流れる。このような状態で、千鳥配列に並べられた多数の柱状体１４の周りの流れは、流れに対して柱状体１４の背面側にカルマン渦やその他の渦成分を形成する。このカルマン渦は柱状体１４の表面や流路の上面、底面などに形成される層流境界層を崩し、柱状体１４や流路の内壁が有する熱を効率よく奪いながらポンプ室４に向かう。このとき、第二の受熱部１２底面には第二の受熱面１５が設けられており、第二の受熱面１５は熱伝導率の高い素材で形成されており、発熱電子部品１６からの熱を効果的にケーシング１ａに伝導する。更にケーシング１ａも熱伝導率の高い素材で形成されているため、流路１３の内面や柱状体１４へ、効率的に発熱電子部品１６の熱が伝導される。これにより、結果として第二の受熱部１２の底面に接する発熱電子部品１６の発生する熱が、流路内部で乱流を発生させながら流れる冷媒により、効率的に奪われることになる。次いで、第二の受熱部１２の流路１３を通過してやや温度の上昇した冷媒は、ポンプ室４に流入する。ポンプ室４内部では羽根車２が回転している。ポンプ室４内部に流入した冷媒は、羽根車２の回転による乱流が発生し、ポンプ室４内壁が持つ熱を効率よく奪いながら吐出口６に向かう。
【００６７】
ポンプ室４の底面には第二の受熱部１２と同じく、熱伝導率の高い受熱面７が設けられているため、ポンプ室４の下部に存在する発熱電子部品１１の発する熱が、受熱面７を通じてケーシング１ａに効率よく伝導する。ポンプ室４はケーシング１ａにより格納されているため、ケーシング１ａの持つ熱伝導性により、ケーシング１ａの持つ熱がポンプ室４内壁に伝導している。結果として、発熱電子部品１１の発する熱はポンプ室４内壁にまで伝導し、羽根車２の回転で発生する冷媒の乱流により、効率的に熱が奪われることになる。受熱した冷媒は、羽根車２の引き起こす攪拌により、ポンプ室４外部へ吐き出され、吐出口６を通じて冷媒循環手段１から吐出される。
【００６８】
以上の動作により、まず第二の受熱部１２に接する発熱電子部品１６の発する熱が奪われ、次いでポンプ室４底面に接する発熱電子部品１１の発する熱が奪われ、それぞれの発熱電子部品１１、１６からの受熱が実現される。
【００６９】
なお、第二の受熱部１２が無い場合にはポンプ室４の底面に配置された発熱電子部品のみの熱が受熱される。あるいは、羽根車が複数ある場合にはそれぞれの羽根車の冷媒攪拌によりそれらの底面に配置される発熱電子部品からの受熱がされ、第二の受熱部が複数あれば、それらの底面に配置される発熱電子部品からの受熱がなされる。
【００７０】
次いで、冷却用モジュールでの駆動手段３の制御動作について説明する。
【００７１】
従来の冷却用モジュールでは発熱電子部品の温度の変化に関わらず、一定の羽根車の駆動を行うか、電流センサーなどから判断される発熱電子部品の温度変化に応じて羽根車の駆動を変化させていた。しかし、この方式では発熱電子部品の温度変化に対応した冷却ができないか、または温度変化の判定の精度が悪かった。
【００７２】
あるいは、発熱電子部品の周囲もしくは直接発熱電子部品の内部に温度センサーを設け、その温度センサーの出力信号に合わせ、冷却用モジュールの羽根車の駆動を制御していた。しかしこの場合温度センサーを必要とするため、電子部品の構造が複雑となり、コストが高くなる問題があった。
【００７３】
ここで、冷媒には不凍液などが用いられているため、冷媒の温度が高い場合には冷媒の粘性が低下し、冷媒の温度が低い場合には冷媒の粘性が上昇するという事実がある。このとき、冷媒の粘性が低い場合にはこれを循環させる羽根車の回転数は同じ駆動力であってもその負荷が低下するために増加し、冷媒の粘性が高い場合には負荷が増加するために、羽根車の回転数が低下する。すなわち、羽根車の回転数と冷媒の温度の間には一定の関係が存在し、羽根車の回転数により冷媒の温度を判定することが可能である。また受熱部は熱抵抗が小さい為、発熱電子部品と冷媒の温度との温度差はきわめて小さく、冷媒の温度とはすなわち、受熱を行う発熱電子部品の温度を表していると考えられ、羽根車の回転数から発熱電子部品の温度を判定することが可能である。
【００７４】
本発明はこの事実に着目し、羽根車の回転数を検出し、この回転数からポンプ室の中の冷媒の温度を判定する。更に判定された温度を基に駆動手段の駆動力を制御して、最適な冷媒循環速度による冷却を実現する。
【００７５】
回転数検出手段８では、羽根車２、２ｂの回転数が検出され、検出された回転数の値は温度判定手段９に通知される。回転数の検出の方法としてはホールセンサーを利用する方法がある。ホールセンサーは、駆動手段３を構成するマグネットローターが１回転する毎に発生する磁力を検出する。磁力が検出される度に信号が発生するため、この発生した信号をカウントする。カウントされた信号の数から単位時間の発生数を計算すれば、これが回転数となる。以上により、結果として羽根車２の回転数が検出される。
【００７６】
なお、このホールセンサーはマグネットローターを使ったモータを駆動源とする場合、モータを駆動する為に必要とするものであり、回転数検出のために、新たにこのホールセンサーを設ける必要はなく、コスト増や回路規模増加などにつながるものではない。
【００７７】
図５は本発明の実施の形態１における温度判定手段の内部ブロック図である。
【００７８】
９１は回転数認識部であり、９２は温度換算部であり、９３は閾値設定部、９４は許容温度設定部、９５は温度範囲判定部、９６は温度範囲通知部である。
【００７９】
回転数検出手段８から出力された回転数は回転数認識部９１でその値が認識される。回転数認識部９１で認識された値は、温度換算部９２で回転数と温度との関係を表すグラフに当てはめられ、回転数の値から冷媒の温度を算出する。閾値設定部９３からは、駆動手段の駆動力の増減の基準となる冷媒の温度の範囲指定を行うため後述する閾値Ｔ２、Ｔ３が出力される。許容温度設定部９４からは駆動手段を停止若しくは動作する切り替え基準である後述する許容温度Ｔ１が出力される。温度範囲判定部９５には、温度換算部９２で回転数から換算された温度Ｔと、閾値Ｔ２、Ｔ３、許容温度Ｔ１が入力する。次いで、温度Ｔと許容温度Ｔ１、閾値Ｔ２、Ｔ３の比較により温度Ｔの温度範囲が判定され、これが冷媒の温度状態として、温度範囲通知部９６から制御手段１０に出力される。
【００８０】
図６は本発明の実施の形態１における温度換算グラフである。温度換算部９２で用いられる羽根車の回転数から冷媒の温度を換算するためのグラフである。縦軸は冷媒の温度Ｔ、横軸は羽根車の回転数Ｒであり、羽根車の回転数から冷媒の温度が換算される。なお、図では回転数Ｒと温度Ｔの関係がリニアになっているが、冷媒の性質により非線形の関係が生じれば、これに応じた換算グラフを用いればよい。グラフから明らかな通り、回転数が高いときほど温度は高い関係にある。
【００８１】
２０はポンプ室４内部の冷媒の温度Ｔと、同一駆動力の時の羽根車２の回転数Ｒの換算を示す線形曲線である。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ任意に定められた回転数であり、Ｔ１は回転数がＲ１の時の温度であり、発熱電子部品が冷却せず動作する許容温度である。Ｔ２は回転数がＲ２の時の温度であり、Ｔ３は回転数がＲ３の時の温度であり、冷媒の温度に対しての任意に定められた閾値である。それぞれグラフから明らかな通り、線形曲線２０にしたがって定められる。回転数から換算される温度はポンプ室４内部の冷媒の温度であるが、結果として発熱電子部品の温度が表されている。
【００８２】
グラフの縦軸の左横には温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３に従って駆動手段３を制御する方式が記載されている。許容温度Ｔ１より温度が低い範囲は、発熱電子部品を冷却することなく動作させることが許容されるので、駆動手段３についての駆動停止がなされる範囲（駆動停止範囲）であることが示されている。逆に許容温度Ｔ１より温度の高い範囲は、駆動手段３の駆動が実行される範囲（駆動実行範囲）である。また、駆動実行範囲であっても、閾値Ｔ１からＴ２の範囲は温度がそれほど高くないため、駆動手段３の駆動力を減少させる範囲（駆動減少範囲）である。これにより余分な羽根車２の回転を低減して、騒音の低減や消費電力の低減を実現する。閾値Ｔ２からＴ３の範囲はやや温度が高い範囲であるため、駆動手段３の駆動力を現状のまま維持する範囲（駆動維持範囲）であり、Ｔ３より高い範囲は、温度が非常に高い範囲であるので駆動手段３の駆動力を増加する範囲（駆動増加範囲）であり、冷媒循環速度を増加させて発熱電子部品の冷却効果を向上させる範囲を示している。
【００８３】
またはＴ１以上の温度範囲ではアナログ的にＴ１と判定された温度との温度差を駆動力に比例させる制御を行っても良い。すなわち、判定された温度がＴ１より高くなるにつれ、徐々に駆動力を増加させる制御を行ってもよい。
【００８４】
温度判定手段９では以上のような回転数と温度の換算グラフを用いて、ポンプ室４内部の冷媒の温度、すなわち発熱電子部品の温度を判定し、温度範囲（駆動停止範囲、駆動実行範囲、駆動減少範囲、駆動維持範囲、駆動増加範囲）を制御手段１０に通知する。
【００８５】
次に、図７は本発明の実施の形態１における制御手段１０の内部ブロック図である。１０１は温度範囲認識部、１０２は制御方式決定部、１０３は制御信号生成部、１０４は制御信号通知部である。制御手段１０は、温度判定手段９から通知された温度範囲を基に、駆動手段３の動作制御を行う動作をする。すなわち、通知された温度範囲を基に、制御方式決定部１０２で駆動手段３に対する制御方式を決定し、決定された制御方式に従って制御信号生成部１０３にて制御信号が生成され、生成された制御信号が制御信号通知部１０４から駆動手段３に通知される。
【００８６】
図８は本発明の実施の形態１における制御手段１０の内部ブロック図であり、駆動手段３に対する制御として変更された電圧を付与する方式が用いられている。１０５は電圧変更部であり、制御方式決定部１０２の決定に従って駆動手段３に印加する電圧の値を変更する。１０６は電圧付与部であり、電圧変更部１０５で変更された電圧を実際に駆動手段３に対して印加する。ここで、駆動手段３として用いられるモーターステーターは、巻き線部に電流が導通することで回転動作を開始する。このとき印加される電圧が高いほど回転動作が速くなり、逆に電圧が低ければ回転動作が遅くなる。もちろん、印加する電圧が不足の場合にはモーターステーターが回転せず、駆動手段３は停止状態になる。すなわち、駆動手段３に印加する電圧を変化させることで、駆動手段３の駆動力を制御することができる。これにより、温度範囲が駆動減少範囲である場合には印加する電圧を低下させて駆動力を低下することが実現され、駆動増加範囲では印加する電圧を増加させて駆動力を増加することが実現され、駆動維持範囲では印加する電圧を一定に保って駆動力を維持することが実現される。
【００８７】
図９は本発明の実施の形態１における動作フローチャートであり、回転数検出手段８、温度判定手段９、制御手段１０での動作を表したものである。
【００８８】
ＳＴ１からＳＴ１２は、フローチャート上のステータスを表すものである。
【００８９】
まず、回転数検出ＳＴ１にて羽根車２の回転数が検出される。ついで、回転数と温度との関係グラフを用いて温度判定ＳＴ２がなされる。次に、判定された温度が許容温度Ｔ１と比較される（ＳＴ３）。温度がＴ１より低い場合には、ＳＴ４のステータスに移動し、駆動手段３の駆動が停止される。例えば駆動手段３に印加される電圧をゼロとする。駆動手段３の駆動停止時間が基準値を超えるか否かがＳＴ５で判定され、超えている場合には駆動手段３の駆動が再開される（ＳＴ６）。電圧が再び印加されるなどである。
【００９０】
一方、温度が許容温度Ｔ１より高い場合には駆動手段３の駆動を維持する必要があるため、駆動続行のステータスＳＴ７に進む。更に温度を閾値Ｔ２と比較するステータスＳＴ８に進む。温度がＴ２より低い場合には駆動手段の駆動力が減少され（ＳＴ９）、不要な回転を低減し、騒音や消費電力を低減させる。次いで温度が閾値Ｔ３と比較されるステータスＳＴ１０に進み、温度がＴ３より低い場合には駆動手段３の駆動力が維持され（ＳＴ１１）、そのままの受熱効果を維持する。逆に温度がＴ３より高い場合には、駆動手段３の駆動力を増加させ（ＳＴ１２）、冷媒循環速度を高めて発熱電子部品からの受熱作用を高める。
【００９１】
なお、本実施の形態では発熱電子部品の温度範囲を４分割して、それぞれに対応した制御方式を決定して駆動手段を制御したが、温度範囲の分割を多くして、駆動手段の制御を細分化してもよい。例えば温度範囲を１０くらいに分割して、駆動手段に与える制御信号（印加する電圧）を１０段階として制御するなどである。
【００９２】
または、図１０は本発明の実施の形態１における印加電圧制御グラフであり、このグラフに示すように、判定される温度と駆動手段に印加する電圧を一義的に関係付け、印加する電圧を温度変化でアナログ的に直接変化させることで制御させることでもよい。この場合にはより精密な駆動手段の制御が可能となる。また、関係式ではなく、テーブルを用いて制御を決定してもよい。あるいは、関係式が線形比例の関係で無い場合には、非線形の関係式に応じて制御を決定すればよい。
【００９３】
また、図３に表されるように一つの冷媒循環手段１の内部に羽根車と駆動手段が複数設けられている場合には、複数の羽根車の回転数を個別に検出してそれぞれのポンプ室４、４ｂ内部の冷媒の温度が判定される。その上で複数の駆動手段３、３ｂの駆動力がそれぞれ制御される。このとき、複数の駆動手段３、３ｂの両方を同一に制御してもよく、個別に制御してもよい。また、駆動手段が３以上ある場合でも同様である。これにより、複数の発熱電子部品を一つの冷却用モジュールで冷却する場合であっても、それぞれの発熱電子部品の温度変化に個別に応じた冷媒循環速度の制御が可能で、結果として複数の発熱電子部品のそれぞれの温度変化に応じた冷却が可能になる。
【００９４】
以上の動作により、発熱電子部品の温度変化に応じた最適な冷媒循環速度の制御を実現し、結果として温度に応じた最適な受熱作用と、余分な騒音や消費電力の減少を実現することができる。
【００９５】
（実施の形態２）
図１１は本発明の実施の形態２における冷却用モジュールの構成図である。図１で示した冷却用モジュールと比較して、温度判定手段９がない場合の冷却用モジュールである。実施の形態１では、回転数検出手段８で検出された回転数から、温度判定手段９において冷媒の温度、すなわち発熱電子部品の温度を判定した上で、駆動手段３の制御が決定された。しかし、回転数と温度との間には換算可能な関係があるため、一旦温度を判定するのではなく、検出された回転数から直接制御を実行することも可能である。このため、図１１では温度判定手段９を削除して、回転数検出手段８から直接制御手段１０に接続されている。
【００９６】
回転数検出手段８での回転数の検出方法は実施の形態１で説明したのと同様である。検出された回転数は制御手段１０に通知される。
【００９７】
図１２、図１３は本発明の実施の形態２における制御部の内部ブロック図である。１０７は回転数認識部であり、回転数検出手段８から通知された回転数を認識する。認識された回転数に応じて制御方式決定部１０２において駆動手段３の制御方式を決定し、決定された制御方式に従って制御信号生成部１０３において制御信号が生成され、制御信号通知部１０４から駆動手段３に対して制御信号が通知される。駆動手段３ではこの通知された制御信号に従って動作する。たとえば実施の形態１で説明したように、検出された回転数に対して任意の閾値を設けて閾値以下の回転数であれば冷媒の粘性が高い状態、すなわち温度の低い状態であるので、駆動力を落す制御がなされる。逆に回転数が高い場合には粘性が低い状態、すなわち温度の高い状態であるので、駆動力を高める制御がなされる。
【００９８】
図１３は駆動手段３への制御として印加する電圧を変更させる場合が示されている。制御方式決定部１０２において決定された制御方式に従って駆動手段３に対する電圧が変更される。回転数が高い場合には温度が低いため、印加する電圧を低下させる。逆に回転数が低い場合には温度が高いため、印加する電圧を増加させて、駆動手段の駆動力を増加させて回転数を上げることで発熱電子部品の冷却効果を増加させる。
【００９９】
図１４は本発明の実施の形態２における回転数と印加電圧関係グラフである。制御手段１０において、回転数に応じて印加する電圧が一義的に決定され、駆動手段３の駆動力が制御される。グラフに示されるとおり、回転数が低いときには冷媒の温度は低いため駆動手段３に印加する印加電圧は低くてよく、逆に回転数が高いときには冷媒の温度は高いため駆動手段３に印加する印加電圧は高い必要がある。このような回転数と印加電圧の一義的な関係を用いた駆動手段への電圧制御を行うことで、精密な駆動手段の制御を行うことが可能となり、発熱電子部品の温度変化に応じた最適な冷却を行うことができ、さらに余分な騒音や消費電力を低減することができる。なお、冷媒の性質によっては、回転数と印加電圧の関係が線形比例でない場合もありうるので、そのような場合には非線形のグラフに基づいて印加電圧を制御すればよい。もちろん、グラフに表される関係式ではなくて、各種テーブルを用いてもよい。
【０１００】
なお、実施の形態１で説明したとおり、駆動手段や羽根車が複数あってもよく、複数ある場合にはそれぞれの羽根車の回転数を検出して、それぞれの駆動手段を同一若しくは個別に制御することも効果的である。あるいは、冷媒循環手段に第二の受熱部を設けてもよい。
【０１０１】
（実施の形態３）
図１５は本発明の実施の形態３における冷却装置の構成図である。
【０１０２】
冷却用モジュールに、冷媒循環路と放熱部が追加されて冷却装置が実現されている。
【０１０３】
２１、２２は冷媒循環路であり、２３は放熱部であり、２４はファンであり放熱部２３での放熱を補強する。
【０１０４】
ポンプ室４から吐出口６を通じて吐き出された冷媒は、冷媒循環路２２に送り出される。この冷媒は発熱電子部品１１から受熱されることで、その温度が上昇している。温度の上昇した冷媒は冷媒循環路２２を移動し、放熱部２３に達する。放熱部２３は熱伝導性のよい素材で形成された放熱板を有しており、冷媒の有する熱がこの放熱板から外部へ伝導されて放熱される。更に、ファン２４からの送風により外部への放熱が補強され、放熱部２３に達した冷媒の有する熱は効果的に外部へ放熱される。この冷媒の有する熱の放熱により、冷媒の冷却が実現され、冷却され温度の低下した冷媒は冷媒循環路２１内を移動して再び吸込口５からポンプ室４に流入して、発熱電子部品１１からの受熱が繰り返される。この受熱と放熱の繰り返しにより発熱電子部品１１の温度が許容範囲内に保持されることになる。このとき、発熱電子部品１１の温度変化を回転数検出手段８と温度判定手段９とから判断し、発熱電子部品１１の温度範囲を認識して制御手段１０で駆動手段３の駆動力を制御して羽根車２の回転数制御による冷媒循環速度の制御を行うことで、発熱電子部品１１の温度変化に応じた最適な冷却が可能となる。
【０１０５】
なお、放熱を促進させるために冷媒循環路２１、２２や放熱部２３内に乱流を発生させる柱状体や突起物などを設けることも好適である。もちろん、この冷却装置を組み込む電子機器の形状に応じて、放熱部を薄型にしたり大型にしたりしてもよい。あるいは、ファンを用いず放熱部だけで構成してもよい。また、組み込まれる電子機器の筺体表面に近い位置に放熱部が構成されることで、電子機器からの放熱が容易になり、放熱部の表面積をできるだけ大きくとることで放熱作用を高めることも好適である。
【０１０６】
なお、第二の受熱部が存在する場合や、冷媒循環手段１内部に羽根車や駆動手段が複数ある場合であっても、上記の通り受熱して熱を有する冷媒が、冷媒循環路２２を通じて放熱部２３に流入し、放熱部において熱が放熱されて冷媒循環路２１を通じて再びポンプ室４内部に流入することを繰り返して、発熱電子部品の冷却を実現する。
【０１０７】
（実施の形態４）
図１６は本発明の実施の形態３における電子機器の構成図である。電子機器の一例として、ノートブック型パソコンが示されている。もちろん、ノートブック型パソコン以外に発熱する電子部品を含むすべての電子機器であってよい。例えばＰＤＡやタブレットパソコンなどでも同じである。これらの電子機器にはＣＰＵなどの非常に高速で高温になる電子部品や、高電圧を必要として高熱になる電子部品などが存在し、処理負荷の変動に応じて発熱による温度上昇も変動する。
【０１０８】
図１６は実施の形態２で説明した冷却装置を組み込んで、電子機器内部の発熱電子部品を冷却する。
【０１０９】
２５は第一筐体であり、２６はキーボードであり、２７は発熱電子部品であり、２８は基板である。３１は冷却用モジュールであり、実施の形態１で説明した通り、冷媒循環手段１に加え、回転数検出手段８、温度判定手段９、制御手段１０により構成される。２９は第二筐体であり、第一筐体２５に対して回転可能に接続されており、第一筐体２５に対して開閉が可能となっている。３０は表示面であり、処理内容を表示する液晶などが用いられる。３４は冷媒循環路であり、３３は接続管であり、第二筐体２９と第一筐体２５間を冷媒が移動する。図には表れていないが３２は放熱部であり、受熱して温度上昇した冷媒から放熱して、温度を下降させた冷媒を再び冷却用モジュール３１に戻す。放熱部３２の近隣や背面にファンなどを設けることで、放熱を補強することもよい。また冷媒循環路３４の背面にファンなどをつけたり、熱伝導性の高い金属面などを設けたりしてもよい。３５はリザーブタンクであり、蒸発して失われる冷媒を供給する。なお、リザーブタンク３５が存在しなくとも十分な冷媒を供給できればよく、冷媒循環路３４は第二筺体２９内部の形状に応じて形成されればよい。
【０１１０】
次に動作を説明する。
【０１１１】
冷却用モジュール３１の底面に接する発熱電子部品２７の熱は、ポンプ室や第二の受熱部を移動する冷媒の乱流により奪われて、冷媒の温度は上昇している。この温度の上昇した冷媒は、冷却用モジュール３１から吐出される。吐出された冷媒は、接続管３３を通じて第二筐体２９へ移動し、冷媒循環路３４内部を移動する。冷媒循環路３４はたとえばアルミ板などの熱伝導率の高い素材で形成されており、受熱して温度上昇した冷媒は、この冷媒循環路３４を移動しながら外部へ熱伝導して放熱される。更に、冷媒循環路３４内部に柱状体などを設けることで、乱流を引き起こして冷媒の放熱効率を高めることも好適である。冷媒循環路３４を移動した冷媒は放熱部３２においてさらに放熱される。放熱部３２ではファンなどを設けることで、放熱の効率を上げることができる。
【０１１２】
冷媒循環路３４内部の移動と、放熱部３２での放熱により、冷却された冷媒は再び接続管３３を通じて冷却用モジュール３１に流入し、発熱電子部品２７からの受熱を行う。これらの繰り返しにより、発熱電子部品２７を適正な温度に維持することができる。このとき、回転数検出手段８で羽根車の回転数が検出され、温度判定手段９で発熱電子部品の温度が判定される。判定された温度から発熱電子部品の温度範囲が判定され、制御手段１０ではこの判定された温度範囲に従って、駆動手段に対する制御方式が決定される。例えば、駆動手段に与える電圧レベルが温度範囲に応じて切り替えられる方式などである。これらにより駆動手段の駆動力が、発熱電子部品の温度変化に応じて切り替えられ、最適な冷媒循環速度が生み出される。結果として、温度変化に最適に対応した発熱電子部品の冷却動作が実現され、余分な羽根車の回転を抑えることで、騒音や消費電力の低減が可能になる。
【０１１３】
【発明の効果】
以上のように本発明の冷却用モジュールおよび冷却装置によれば、冷媒の粘性が冷媒の温度を示すという特性に着目し、羽根車の回転数から発熱電子部品の温度を判定して駆動手段の駆動力を制御することで、発熱電子部品の温度変化に応じた最適な冷却を行うことが可能となる。これにより、冷却装置を組み込んだ電子機器の長寿命化も実現される。
【０１１４】
また、発熱電子部品の温度変化に応じた駆動力の制御を行うことにより、余分な騒音や消費電力を低減させることが可能となる。さらに、これを組み込んだ電子機器から発生する騒音を低減し、消費電力削減によるバッテリー時間の拡張も実現され、電子機器を用いる使用者へのユーザーフレンドリーな環境を提供することが可能となる。
【０１１５】
更に、冷媒循環手段と受熱面と駆動手段制御などが一体に構成されることにより、冷却装置の小型化が可能となり、結果として電子機器に組み込む際の容易性を確保し、電子機器の小型化、低コスト化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における冷却用モジュールの構成図
【図２】本発明の実施の形態１における冷却用モジュールの断面図
【図３】本発明の実施の形態１における冷却用モジュールの構成図
【図４】本発明の実施の形態１における冷却用モジュールの構成図
【図５】本発明の実施の形態１における温度判定手段の内部ブロック図
【図６】本発明の実施の形態１における温度換算グラフ
【図７】本発明の実施の形態１における制御手段の内部ブロック図
【図８】本発明の実施の形態１における制御手段の内部ブロック図
【図９】本発明の実施の形態１における動作フローチャート
【図１０】本発明の実施の形態１における印加電圧制御グラフ
【図１１】本発明の実施の形態２における冷却用モジュールの構成図
【図１２】本発明の実施の形態２における制御手段の内部ブロック図
【図１３】本発明の実施の形態２における制御手段の内部ブロック図
【図１４】本発明の実施の形態２における回転数と印加電圧関係グラフ
【図１５】本発明の実施の形態３における冷却装置の構成図
【図１６】本発明の実施の形態４における電子機器の構成図
【図１７】従来の技術における冷却用モジュールの構成図
【図１８】従来の技術における冷却装置を組み込んだ電子機器の構成図
【符号の説明】
１  冷媒循環手段
１ａ  ケーシング
２、２ｂ  羽根車
３、３ｂ  駆動手段
４、４ｂ  ポンプ室
５、５ｂ  吸込口
６、６ｂ  吐出口
７  受熱面
８  回転数検出手段
９  温度判定手段
１０  制御手段
１１、１６、１８  発熱電子部品
１２、１２ｂ  第二の受熱部
１３、１３ｂ  流路
１４、１４ｂ  柱状体
１５、１５ｂ  第二の受熱面
１７  仕切り板
２０  線形曲線
２１、２２  冷媒循環路
２３  放熱部
２４  ファン
２５  第一筺体
２６  キーボード
２７  発熱電子部品
２８  基板
２９  第二筺体
３０  表示面
３１  冷却用モジュール
３２  放熱部
３３  接続管
３４  冷媒循環路
３５  リザーブタンク
９１  回転数認識部
９２  温度換算部
９３  閾値設定部
９４  許容温度設定部
９５  温度範囲判定部
９６  温度範囲通知部
１０１  温度範囲認識部
１０２  制御方式決定部
１０３  制御信号生成部
１０４  制御信号通知部
１０５  電圧変更部
１０６  電圧付与部
１０７  回転数認識部
２０１  モーターステーター
２０２  ケーシングカバー
２０３  羽根
２０４  リング状羽根車
２０５  ローターマグネット
２０６  ケーシング
２０７  円筒部
２１３  第一筺体
２１４  キーボード
２１５  発熱電子部品
２１６  基板
２１７  第二筺体
２１８  表示面
２１９  冷却用モジュール
２２０  放熱部
２２１  接続管
２２２  冷媒循環路
２２３  リザーブタンク
ＳＴ１  回転数検出
ＳＴ２  温度判定
ＳＴ３  温度  ＞  Ｔ１
ＳＴ４  駆動停止
ＳＴ５  停止時間  ＞  基準
ＳＴ６  駆動再開
ＳＴ７  駆動続行
ＳＴ８  温度  ＜  Ｔ２
ＳＴ９  駆動力減少
ＳＴ１０  温度  ＜  Ｔ３
ＳＴ１１  駆動力維持
ＳＴ１２  駆動力増加
【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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