(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風ファンを回転自在に収容し、上下面それぞれに吸気口と側面の一部に排気口とを設けたファンケーシングと、発熱電子部品に熱的に接続される受熱部から前記ファンケーシングへ熱輸送を行う熱伝導性シートと、前記熱伝導性シートを覆うカバー部材とを備え、
前記熱伝導シートは前記受熱部から伸びて前記ファンケーシングの送風ファン側の側面に密着し、前記カバー部材は前記ファンケーシングの送風ファン側の側面において開口部を設けたことを特徴とする冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器筐体内部の基板に実装された超小型演算処理装置（以下、ＭＰＵと称する）などの発熱電子部品の冷却に用いる冷却装置で、発熱電子部品の熱を送風ファンによって放熱する冷却装置及びそれを備えた電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近のコンピューターにおけるデータ処理の高速化の動きはきわめて急速であり、ＭＰＵのクロック周波数は、以前と比較して格段に高いものになってきている。
【０００３】
その結果、ＭＰＵの発熱量が増大し、従来のように放熱フィンを有するヒートシンクを発熱電子部品に直接接触させて放熱する方法だけでなく、そのヒートシンクに送風ファンで直接送風して冷却する方法、あるいは受熱部とヒートシンクとをヒートパイプを用いて熱接続したヒートシンクモジュールを構成して、そのヒートシンクを送風ファンにより強制的に送風して放熱することが必要不可欠となっており、今後さらにその冷却性能の向上と小型軽量化・薄型化が必要とされている。
【０００４】
一般的には、モバイル対応のノート型ＰＣなどの薄型電子機器に搭載される冷却装置は、その電子機器の筐体内のスペースが高さ方向において極めて狭いため、扁平形状のファンケーシングを備え、その中に送風ファンを収容し、少なくともその一つの側面に排気口を設けたものが採用され、放熱フィンを有するヒートシンクの近くにその冷却装置を設置し、その冷却装置の排気口から送り出される空気によって直接冷却するという形態が多く採用されている。
【０００５】
また、それ以外の形態としては、そのファンケーシングの一部に放熱フィンを形成して、その放熱フィンに受熱部の熱を伝達させながらそのファンケーシングに収容された送風ファンによってその放熱フィンに送風して放熱する形態や、あるいはファンケーシングそのものがヒートシンクのような放熱効果を有するように、そのファンケーシングを熱伝導性の良好なアルミニウム合金、銅合金、マグネシウム合金、ステンレス鋼などの熱伝導性の良好な金属材料を用いて構成し、そのファンケーシングに受熱部の熱を伝達させながらそのファンケーシングに収容された送風ファンによって放熱する形態なども採用されている（例えば、特許文献１〜２参照）。
【０００６】
図８（ａ）は、従来の技術である（特許文献１）に記載されている冷却装置の斜視図で、図８（ｂ）は、同冷却装置を反転させて内部を示した斜視図である。
【０００７】
ここで、冷却装置１００は、本体１０１がアルミニウム合金のダイカスト成型により偏平状のファンケーシングとして形成されている。本体１０１は、一部をファン室１０２とし、このファン室１０２に連続した熱交換室１０３を有している。
【０００８】
ファン室１０２は、その上部に吸気口１０４を持ち、内部に偏平な送風ファン１０５を装備している。熱交換室１０３は、ダイカストよりなる蓋板１０６で覆われ、内部に複数の放熱フィン１０７を備えるとともに、一側面に排気口１０８を設けて構成されている。
【０００９】
各放熱フィン１０７は、本体１０１の内側と蓋板１０６の内側にそれぞれに一体に設けられ、かつ、先端辺が相対向して形成されている。
【００１０】
さらに詳しくは、放熱フィン１０７を形成する下側の片１０７ａと図示しない上側の片の上下２つの片は、その先端辺の間にヒートパイプ１０９の外径よりやや小さい隙間を形成するように設けてあり、その先端辺にヒートパイプ１０９の外周の一部が嵌まり合う形状の凹み１０７ｂを形成している。
【００１１】
また、本体１０１には発熱電子部品取り付け用の座板１１０を一体に設けてあり、その受熱部１１１にＭＰＵ等の発熱電子部品１１２を接合している。
【００１２】
そして座板１１０における受熱部１１１と反対側の面には、受熱部１１１に対応する部分より熱交換室１０３に至る溝１１３を形成してあり、この溝１１３に嵌め合わせたヒートパイプ１０９を熱交換室１０３に案内し、この熱交換室１０３に案内された部分を各放熱フィン１０７の中央部に接合している。
【００１３】
より詳しくは、ヒートパイプ１０９を、各放熱フィン１０７を構成する上下２つの片の先端辺の凹み１０７ｂに嵌め合わせるとともに、その上下２つの片の先端辺で挟圧して接合している。
【００１４】
このとき、２つの片の先端辺間はヒートパイプ１０９の外径よりやや小さい隙間を形成するように設けているので、その２つの片の先端辺はヒートパイプ１０９の外側面に食い込んで接合する。また、ヒートパイプ１０９と放熱フィン１０７との接合において、ヒートパイプ１０９は、放熱フィンの上下片の先端辺の長手方向に対して垂直から６０°以内の角度で交差するように配置されている。
【００１５】
以上のように構成された冷却装置１００は、発熱電子部品１１２の熱が受熱部１１１よりヒートパイプ１０９に伝達され、そのヒートパイプ１０９の受熱側において内部の液体が熱により気化し、放熱フィン１０７接合側に流れて、熱を放熱フィン１０７および本体１０１に伝達することで気体が液体に戻り、この液体が毛管部を介して受熱側に送るという動作を繰り返すもので、この一連の動作で発熱電子部品１１２の熱が放熱フィン１０７に伝達する。
【００１６】
さらに、伝達された熱を受ける放熱フィン１０７は、その上下２つの片の先端辺部で、すなわち中央部で熱を受けることから、熱が放熱フィン１０７の全体まで伝わり、放熱用の送風ファン１０５によって放熱フィン１０７を強制冷却することで効果的に熱交換作用が促進される。
【００１７】
従って、画像処理等のために高い周波数を扱い高い温度の発熱をするＭＰＵ等の発熱電子部品であっても、その温度を大きく下げて熱破壊を防止することができ、併せて、冷却装置の小型化・薄型化を実現することができる。
【００１８】
また、図９は、従来の技術である（特許文献２）に記載されている冷却装置の要部断面図で、基板２０１の上面に実装された発熱電子部品２０２の上部に載置され、その発熱電子部品２０２の熱を放熱する冷却装置２００を示している。
【００１９】
また、発熱電子部品２０２の上表面には、熱伝導性シート２０３が配設され、この熱伝導性シート２０３は、弾性を持った材料で形成されたシート、例えばシリコンゴム、シリコンゲルパットといったシリコン系シートなどから構成され、その片面は接着剤が塗布されて接着性を有している。
【００２０】
そして、この熱伝導性シート２０３は、接着性を持った片面を発熱電子部品２０２に貼り付けることによって当該発熱電子部品２０２に固着されている。
【００２１】
なお、この熱伝導シート２０３には、銀、アルミナなどの熱伝導性の良い材料からなる粒子或は熱伝導フィラーを分散させるようにしても良い。
【００２２】
さらに、熱伝導性シート２０３上には、送風ファン装置２０４が配設され、この送風ファン装置２０４は、アルミダイカスト製のファンケーシング２０５内に小型モータ２０６に取り付けられた送風ファン２０７を配設してなる。
【００２３】
ファンケーシング２０５は、矩形状に形成され、その四隅には脚２０５ａが突設されていて、基板２０１に締め付け具としてのねじ２０８によって基板１に締め付け固定されている。このねじ２０８による締め付け力により、ファンケーシング２０５の外下面が熱伝導性シート２０３に適度な押圧力でもって押し付けられ、当該熱伝導性シート２０３に密着する。
【００２４】
従って、実使用時に、発熱電子部品２０２が発した熱は、熱伝導性シート２０３から効率よくファンケーシング２０５に伝えられるようになる。
【００２５】
一方、送風ファン装置２０４において、小型モータ２０６により軸流型の送風ファン２０７が回転駆動されると、矢印Ａで示すように、軸流型の送風ファン２０７が空気をファンケーシング２０５の上面の吸気口２０９から吸引された空気は、ファンケーシング２０５の下側の内壁にぶつかって流れ方向が変えられ、側面の排気口２１０から吐出するようになる。
【００２６】
つまり、発熱電子部品２０２の熱はファンケーシング２０５に伝達され、この送風ファン２０７による空気流の生成によってファンケーシング２０５から放熱されるので、効果的に発熱電子部品２０２を冷却することができる。
【特許文献１】特開２００２−２８０５０５号公報（第５頁、図１、図２）
【特許文献２】特開２００５―３３３０５６号公報（第６頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
しかしながら、（特許文献１）のような従来の冷却装置１００では、ヒートパイプ１０９は熱交換室１０３のほぼ中央部に案内され、受熱部１１１から伝達された熱を各放熱フィン１０７に伝達する作用があるものの、一方では、各放熱フィン１０７の間の隙間は、ファン室１０２から排気口１０８へ向かって流れる空気の送風路を構成しており、この送風路に対してほぼ直交する方向にそのヒートパイプ１０９が横断するように配置されているので、その風路抵抗を増大させる原因となっていた。
【００２８】
従って、その風路抵抗を低減し、より大きな風路断面積を確保しようとすると高さ方向を大きくしなければならず、薄型化を図るのが困難なばかりでなく、ヒートパイプ１０９には外径が約３〜８ｍｍで銅などの熱伝導率の高い金属製パイプが用いられその中に水やフロンなどの作動液が充填されていることから、扁平加工を施したとしても総厚が約１．０ｍｍ程度となり小型軽量化が困難であった。
【００２９】
また、ヒートパイプ１０９は、曲げ加工が難しく形状的な自由度が小さく、例えば受熱部１１１から熱交換室１０３までを平面的に横断させる必要があり、例えば高さ方向の段差を有するような複雑な曲げ形状には適さないので、実装基板に対し高さの異なる複数の発熱電子部品を冷却するのが著しく困難であった。
【００３０】
さらに、前述したように、ヒートパイプ１０９は、発熱電子部品１１２の熱を受熱部１１１から放熱フィン１０７まで熱輸送を行う有効な手段ではあるが、ヒートパイプ１０９はその断面形状が略円形であることに起因して、受熱側では発熱電子部品１１２の平坦な面に直接的に接触させることができないが受熱部１１１を介することによりその分熱抵抗が増大し、放熱側では放熱フィン１０７を構成する上下２つの片の先端辺の凹み１０７ｂに嵌め合わせるとともに、その上下２つの片の先端辺で挟圧して接合しているので、その放熱フィン１０７との接触面積は、そのヒートパイプの外周寸法と放熱フィン１０７の肉厚寸法との積で表わされる比較的小さな面積となり、ヒートパイプ１０９と放熱フィン１０７との間に十分な伝熱が行われにくいという課題もあった。
【００３１】
また、（特許文献２）のような従来の冷却装置２００は、まず発熱電子部品２０２の上表面には両面に接着性を有する熱伝導性シート２０３が配設され、さらにその上表面に放熱用の送風ファン装置２０４が配設されるが、高さ方向の寸法が大きくなり薄型化に適さず、発熱電子部品２０２の上方に送風ファン装置を配置するスペースを十分確保できなかった。
【００３２】
さらに、発熱電子部品２０２から熱伝導性シート２０３に伝達された熱は、さらにアルミダイカスト製のファンケーシング２０５の外表面に伝達されるが、その熱が効率よく冷却装置２００の外部に放熱されるためには、ファンケーシング２０５の外表面の下側中央から送風ファン２０７の最も効率的な熱交換が行われる送風路である排気口２１０の内壁面まで熱伝導される必要があるが、むしろ最も温度が上昇する部分は、小型モータ２０６の真下になると考えられ、所望の放熱部に効率的な熱伝導を行うのが困難であった。
【００３３】
以上の理由により、発熱電子部品と熱的に接続された受熱部の熱を、送風ファンによって放熱する冷却装置においては、冷却性能の向上と小型軽量化・薄型化の両立が必要とされていたが、前述した従来の冷却装置では十分な効果が得られなかった。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
上記課題を解決するため、本発明は、送風ファンを回転自在に収容し、上下面それぞれに吸気口と側面の一部に排気口とを設けたファンケーシングと、発熱電子部品に熱的に接続される受熱部からファンケーシングへ熱輸送を行う熱伝導性シートと、熱伝導性シートを覆うカバー部材とを備え、熱伝導シートは受熱部から伸びてファンケーシングの送風ファン側の側面に密着し、カバー部材はファンケーシングの送風ファン側の側面において開口部を設けたことを主要な特徴としている。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、送風ファンを回転自在に収容し、上下面それぞれに吸気口と側面の一部に排気口とを設けたファンケーシングと、発熱電子部品に熱的に接続される受熱部からファンケーシングへ熱輸送を行う熱伝導性シートと、熱伝導性シートを覆うカバー部材とを備え、熱伝導シートは受熱部から伸びてファンケーシングの送風ファン側の側面に密着し、カバー部材はファンケーシングの送風ファン側の側面において開口部を設けたことにより、発熱電子部品の熱が効率よく放熱され、小型軽量化・薄型化が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
請求項１記載の発明によれば、送風ファンを回転自在に収容し、上下面それぞれに吸気口と側面の一部に排気口とを設けたファンケーシングと、発熱電子部品に熱的に接続される受熱部からファンケーシングへ熱輸送を行う熱伝導性シートと、熱伝導性シートを覆うカバー部材とを備え、熱伝導シートは受熱部から伸びてファンケーシングの送風ファン側の側面に密着し、カバー部材はファンケーシングの送風ファン側の側面において開口部を設けたことで、その熱輸送の経路を構成する熱伝導性シートは、例えば厚さが０．１〜１．０ｍｍ程度と薄いグラファイトシートやシリコン系ゴムシートなどの軽量で高い熱伝導性とフレキシブル性のある熱伝導性シートであり形状的な自由度も大きく、外形形状の異なる複数の構成要素のそれぞれの外形に沿って配設することができるので、小型軽量化・薄型化が容易となる。また、発熱電子部品と熱的に接続された受熱部の熱が熱伝導性シートによりファンケーシングの内壁へ熱輸送され、送風ファンとファンケーシングとの間を流れる空気と熱伝導性シートとが直接的に接触するので、より熱交換が促進され効率的に放熱する作用がある。
【００５３】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００５４】
（実施の形態１）
図１（ａ）は本発明の実施の形態１における冷却装置の斜視図で、図１（ｂ）は（ａ）で示した冷却装置を反転させて見た斜視図で、図２は図１（ｂ）で示した冷却装置の分解斜視図で、図３（ａ）は図２における下側ファンケーシングから受熱部までの接続部分のＡ−Ａ矢視部分断面図で、図３（ｂ）は図２における受熱部のＢ−Ｂ矢視部分断面図で、図４は、図２における下側ファンケーシングＡ−Ａ矢視断面図の変形例を示す図である。
【００５５】
まず、図１（ａ）の本発明の実施の形態１における冷却装置の斜視図で示したように、冷却装置１の中央部には、遠心型の送風ファン２を回転自在に収容し、一方の側面に矩形形状の排気口３の設けられたファンケーシング４が配設されていて、そのファンケーシング４の上下方向に設けられた吸気口５より吸入した空気は、矢印で示した方向に回転する送風ファン２の遠心方向へ向きを変えられ、送風ファン２とファンケーシング４との間の空間を形成する送風路６を通過して排気口３から排気される。
【００５６】
一方、そのファンケーシング４の側面には、異なる２方向に接続部７が延設され、その接続部７を介してプレート形状の２つの受熱部８が並列に連設されている。
【００５７】
次に、図１（ｂ）は図１（ａ）で示した冷却装置１を反転させて見た斜視図で、ファンケーシング４の上側の吸気口５には、その外周側より３本のスポーク９が略均等間隔で横断的に配置され、それらのスポーク９には送風ファン２をファンケーシング４の内側の中央に保持するためのモータ保持部１０が連結されている。
【００５８】
また、詳細には後述するが、受熱部８を２つ備え、それぞれの受熱部８の熱を送風ファン２とファンケーシング４との間の空間を形成する送風路６に熱輸送して放熱する熱伝導性シート１１を備えているので、その熱伝導性シート１１が平面的な形状で自由度を有することから、例えば高さ方向の段差を有するような複雑な曲げ形状にも適応でき、実装基板に対し高さの異なる複数個の発熱電子部品を冷却できる。
【００５９】
そして、それぞれの受熱部８には、例えば厚さが０．１〜１．０ｍｍ程度と薄いグラファイトシートやシリコン系ゴムシートなどの軽量で高い熱伝導性とフレキシブル性のある熱伝導性シート１１が、少なくとも冷却しようとする発熱電子部品（図示せず）との接触面積よりも大きくなるようなサイズにせん断加工されて貼り付けられているが、その熱伝導性シート１１の下面は接着性を有しているので、受熱部８との良好な密着性が得られ、熱伝導性シート１１と受熱部８との間の伝熱性が向上するという作用がある。
【００６０】
例えば、その熱伝導性シート１１が、高分子フィルムを熱分解によりグラファイト化するという方法で作られた単結晶に近い構造で厚みが約０．１ｍｍの高配向性グラファイトであれば、面方向の熱伝導率は６００〜８００Ｗ／（ｍ・Ｋ）と銅の約２倍、アルミニウムの約３倍となる高い熱伝導率を有し、密度は１ｇ／ｃｍ3と銅の１／９、アルミニウムの１／３となる軽さを有している。
【００６１】
また、その熱伝導性シート１１の下側の面はアクリル系両面テープやアクリル系接着剤を用いて粘着加工処理が施され接着性を有しているので、それらも含めた合成熱伝導率はグラファイト単体と比較して熱伝導率が約１７〜２５％程度減少するが、それでも銅やアルミニウムと比較すると十分な熱伝導性を有している。
【００６２】
そして、発熱電子部品と受熱部８との間に挟み込まれるように熱伝導性シート１１が配置されているので、その熱伝導性シート１１に発熱電子部品の熱が伝達され、その分熱抵抗が小さくなり発熱電子部品から熱伝導性シート１１へ効率的に伝熱できるという作用がある。
【００６３】
また、熱伝導性シート１１には柔軟性があるので、略四角形状である受熱部８の対角線上のコーナーに位置する２箇所の取り付け穴８ｂ（図２参照）のそれぞれにビスを挿入した後、それらのビスをその発熱電子部品の実装された基板のビス穴に螺着させて、その受熱部８を発熱電子部品に押圧するように取り付ければ、より発熱電子部品と熱伝導性シート１１の密着性が増し、伝熱性が向上できるという作用がある。
【００６４】
さらに、熱伝導性シート１１は、前述したように受熱部８とファンケーシング４とを連設する接続部７の上面に密着するように配設され、ファンケーシング４の内壁の側面側まで配設されている。そして、その熱伝導性シート１１は破線で示したカバー部材１２で覆われているが、そのカバー部材１２については、詳細を後述する。
【００６５】
以上のような構成で、送風ファン２を回転自在に収容し、少なくとも一方の側面に排気口の設けられたファンケーシング４と、発熱電子部品に熱的に接続されるべき２つの受熱部８からファンケーシング４へ熱輸送を行う熱伝導性シート１１と、を備え、送風ファン２とファンケーシング４との間の送風路６に熱伝導性シート１１を配設することにより、発熱電子部品から受熱した熱が熱伝導性シート１１により送風路６へ熱輸送され、その送風路６を流れる空気と熱伝導性シート１１とが直接的に接触しているので、発熱電子部品の熱が効率よく放熱され、小型軽量化・薄型化が容易となる。
【００６６】
次に、図２は図１（ｂ）で示した冷却装置１の分解斜視図で、前述したファンケーシング４を上側ファンケーシング４ｕと下側ファンケーシング４ｄとに分離した状態を示している。
【００６７】
この図でも明らかなように、熱電性シート１１の一方端が前述した送風路６に配設されて、送風ファン２の半径方向と直交する方向に位置する下側ファンケーシング４ｄの内壁４ｉの側面側に密着していることを示している。
【００６８】
より詳細には、それぞれの熱伝導性シート１１は、少なくとも冷却しようとする発熱電子部品（図示せず）と接触する面積よりも大きくなるようなサイズで、上方向から見てＬ字状にせん断加工され、それぞれの受熱部８の中央部において密着しているが、その一方端は、略中央に折曲げ部を有する接続部７の上面を経て、さらに下側ファンケーシング４ｄの上端部で折曲げられ、その下側ファンケーシング４ｄの内壁４ｉの側面側に沿うように垂下させられて、内壁４ｉの底面側に届く手前で止められる位置まで配設されている。
【００６９】
つまり、ファンケーシング４の上下方向に設けられた上側吸気口５ａ及び下側吸気口５ｂより吸入した空気は、回転する送風ファン２の遠心方向へ向きを変えられ図１で示した送風路６を流れて、排気口３から排気されるが、その送風路６を流れる空気を熱伝導性シート１１に接触させるように、熱伝導性シート１１を下側ファンケーシング４ｄの内壁４ｉの側面側に密着させている。
【００７０】
また、前述したように、熱伝導性シート１１の下面は接着性を有しているので、ここでも下側ファンケーシング４ｄの内壁４ｉとの良好な密着性が得られ、熱伝導性シート１１と下側ファンケーシング４ｄとの間の伝熱性が向上するという作用がある。
【００７１】
ここで、遠心型の送風ファン２の回転軸方向に沿って上側吸気口５ａ、下側吸気口５ｂのそれぞれより吸入された空気は、前述したようにファンケーシング４内の送風路６（図１の（ａ）、（ｂ）参照）において、遠心型の送風ファン２によりその半径方向に向きを変えられて送風され、その半径方向と直交する方向に位置する下側ファンケーシング４ｄの内壁４ｉの側面側にぶつかりながら回転方向に沿って排気されることとなり、熱伝導性シート１１との直接的な熱交換が促進される作用があり、冷却性能が向上する。
【００７２】
また、下側ファンケーシング４ｄの内壁４ｉの側面側に密着させた熱伝導性シート１１の上面とその外側までの破線で示した所定の領域を、ＰＥＴ、ＡＢＳ、ＰＳ、ＰＥ、ＰＰなどのプラスティック基材の粘着シートなどのカバー部材１２で覆うことにより、遠心型の送風ファン２による風圧の衝撃や回転振動などの影響により熱伝導性シート１１が剥がれるのを有効に防止する作用があり、より安定した冷却性能が得られる。
【００７３】
一方、この図からも分かるように、下側ファンケーシング４ｄ、受熱部８、及び接続部７は、アルミニウム合金、マグネシウム合金、銅合金などのような熱伝導性の良好な金属材料を用いてプレス成形により一体成形されているので、主要な構成要素である下側ファンケーシング４ｄ、受熱部８及びそれらを連設する接続部７が同時に製作可能となり、製造コストを大きく低減できる。
【００７４】
そして、そのような熱伝導性の良好な金属材料を用いた接続部７を介して、２つの受熱部８と下側ファンケーシング４ｄとが並列的に連設されているので、この冷却装置１を一体的に取り扱え、電子機器への搭載が容易となるばかりでなく、発熱電子部品の熱をその接続部７によっても下側ファンケーシング４ｄに伝達できるので、より冷却性能が向上する。
【００７５】
さらに、下側ファンケーシング４ｄと受熱部８とを連設する接続部７に、熱伝導性シート１１を密着させているので、熱伝導性シート１１に対して接続部７が補強材として作用し、熱伝導性シート１１を受熱部８から送風路６内まで所定の形状で案内することができる。
【００７６】
また、熱伝導性シート１１が熱伝導性の良好な金属材料を用いた接続部７に密着するので、その接続部７への熱拡散効果も得られより放熱性能を向上できる。
【００７７】
次に、図３（ａ）は図２における下側ファンケーシング４ｄから受熱部８までの接続部分のＡ−Ａ矢視部分断面図で、２点鎖線で上側ファンケーシング４ｕも加えて示しているが、受熱部８、接続部７、及び下側ファンケーシング４ｄのそれぞれの外形に沿って熱伝導性シート１１が配設されている状態を示している。
【００７８】
前述したように、熱伝導性シート１１は、少なくとも冷却しようとする発熱電子部品（図示せず）と接触する面積よりも大きくなるようなサイズで、上方向から見てＬ字状にせん断加工され、受熱部８の中央部において密着しているが、その一方端は、略中央に折曲げ部を有する接続部７の上面を経て、さらに下側ファンケーシング４ｄの上端部で折曲げられ、その下側ファンケーシング４ｄの内壁４ｉの側面側に沿うように垂下させられて、内壁４ｉの底面側に届く手前で止められる位置まで配設されている。
【００７９】
そして、ファンケーシング４の上下方向に設けられた上側吸気口５ａ及び下側吸気口５ｂより吸入した空気は、回転する送風ファン２の遠心方向へ向きを変えられ送風路６を流れて、排気口３から排気されるが、その送風路６を流れる空気を熱伝導性シート１１に接触させるように、熱伝導性シート１１を下側ファンケーシング４ｄの内壁４ｉの側面側に密着させている。
【００８０】
また、下側ファンケーシング４ｄの上端部においては、上側ファンケーシング４ｕが、熱伝導性シート１１とその上面に接着されたカバー部材１２とを挟み込むように取り付けられている。
【００８１】
このように、熱輸送の経路を構成する熱伝導性シート１１は、厚さが０．１〜１．０ｍｍ程度のシート状の平面形状であり形状的な自由度も大きく、形状の異なる複数の構成要素のそれぞれの外形に沿って配設することができるので、小型軽量化・薄型化が容易となる。
【００８２】
また、発熱電子部品から受熱した熱が熱伝導性シート１１により送風路６へ熱輸送され、その送風路６を流れる空気と熱伝導性シート１１とが前述したカバー部材１２に開けられたスリット状の開口部１２ａで接触しているので、より熱交換が促進され効率的に放熱する作用がある。
【００８３】
一方、図３（ｂ）は図２における受熱部８のＢ−Ｂ矢視部分断面図で、受熱部８の縁端部８ａがＬ字状断面となるように下側方向へプレス成形されて折り曲げられていることを示している。
【００８４】
これは、冷却装置１を電子機器の搭載する際には、２点鎖線で示した発熱電子部品１３との良好な熱的な接続を行うため、略四角形状である受熱部８の対角線上のコーナーに位置する２箇所の取り付け穴８ｂ（図２参照）のそれぞれにビスを挿入した後、それらのビスをその発熱電子部品１３の実装された基板のビス穴に螺着させて、受熱部８を発熱電子部品１３に押圧するように取り付けるが、その押圧力によって受熱部８が変形して平坦度が悪くなり、発熱電子部品１３と熱伝導性シート１１との間の密着性が低下するのを防止する作用がある。
【００８５】
以上のような構成とすることで、発熱電子部品１３と熱的に接続された受熱部８の熱が熱伝導性シート１１によりファンケーシング４内の送風路６へ熱輸送され、その送風路６を流れる空気と熱伝導性シート１１とが直接的に接触するので、より熱交換が促進され効率的に放熱する作用がある。
【００８６】
さらに、図４（ａ）は、図２における下側ファンケーシング４ｄのＡ−Ａ矢視部分断面図の変形例で、２点鎖線で示した上側ファンケーシング１４ｕと下側ファンケーシング１４ｄとを組み合わして構成されたファンケーシング１４に軸流型の送風ファン（図示せず）が回転自在に収容された場合には、その回転軸方向と直交する方向に位置する下側ファンケーシング１４ｄの内壁１４ｉの底面側に熱伝導性シート１５が密着しているので、回転軸方向に沿って吸入された空気は、ファンケーシング１４内の送風路１６において、その回転軸方向と直交する方向に位置する下側ファンケーシング１４ｄの内壁１４ｉの底面側にぶつかりながら直角方向に向きを曲げられて排気されることとなり、熱伝導性シート１５との直接的な熱交換が促進される作用があり、冷却性能が向上する。
【００８７】
なお、この場合においては、軸流型の送風ファンを用いているので、一方向からの吸入となり、上側ファンケーシング１４ｕのみに吸気口（図示せず）が設けられており、下側ファンケーシング１４ｄの内壁１４ｉの底面側にはその吸入した空気がぶつかるので、吸気口が設けられていない。
【００８８】
また、図４（ｂ）は、図２における下側ファンケーシング４ｄのＡ−Ａ矢視部分断面図の別の変形例で、２点鎖線で示した上側ファンケーシング１７ｕと下側ファンケーシング１７ｄとを組み合わして構成されたファンケーシング１７の排気口側に、排気方向と略平行に並べられた複数の放熱フィン１８が設けられ、それらの放熱フィン１８の表面に沿って熱伝導性シート１９が密着しているので、ファンケーシング１７内の送風路２０に配設された熱伝導性シート１９と送風路２０を流れる空気との接触面積がより増大して放熱性能を向上できる。
【００８９】
（実施の形態２）
図５（ａ）は本発明の実施の形態２における冷却装置の斜視図で、図５（ｂ）は（ａ）で示した冷却装置を反転させて見た斜視図で、図６は図５（ｂ）で示した冷却装置の分解斜視図である。
【００９０】
まず、図５（ａ）の本発明の実施の形態２における冷却装置３１の斜視図で示したように、冷却装置３１の端部には、遠心型の送風ファン３２を回転自在に収容し、一方の側面に矩形形状の排気口３３の設けられたファンケーシング３４が配設されていて、そのファンケーシング３４の上下方向に設けられた吸気口３５より吸入した空気は、矢印で示した方向に回転する送風ファン３２の遠心方向へ向きを変えられ、送風ファン３２とファンケーシング３４との間の空間を形成する送風路３６を通過して排気口３３から排気される。
【００９１】
一方、そのファンケーシング３４の一方の側面には、第１の接続部３７が延設され、その第１の接続部３７を介してプレート形状の第１の受熱部３８が連設されている。
【００９２】
そして、その第１の受熱部３８には、第２の接続部３９が延設され、その第２の接続部３９を介して同じくプレート形状の第２の受熱部４０が連設されている。
【００９３】
以上のように、ファンケーシング３４に対して、第１の受熱部３８と第２の受熱部４０が直列に連設されている。
【００９４】
次に、図５（ｂ）は図５（ａ）で示した冷却装置３１を反転させて見た斜視図で、ファンケーシング３４の上側の吸気口３５には、その外周側より３本のスポーク４１が略均等間隔で横断的に配置され、それらのスポーク４１には送風ファン３２をファンケーシング３４の内側の中央に保持するためのモータ保持部４２が連結されている。
【００９５】
そして、それぞれの受熱部３８、４０には、例えば厚さが０．１〜１．０ｍｍ程度と薄いグラファイトシートやシリコン系ゴムシートなどの軽量で高い熱伝導性とフレキシブル性のある熱伝導性シート４３が少なくとも冷却しようとする発熱電子部品（図示せず）との接触面積よりも大きくなるようなサイズにせん断加工されて貼り付けられているが、その熱伝導性シート４３の下面は接着性を有しているので、第１の受熱部３８や第２の受熱部４０との良好な密着性が得られ、熱伝導性シート４３との伝熱性が向上するという作用がある。
【００９６】
このように第１の受熱部３８と第２の受熱部４０の熱を送風路３６に熱輸送して放熱する熱伝導性シート４３を備えているので、熱伝導性シート４３が平面的な形状で自由度を有することから、例えば高さ方向の段差を有するような複雑な曲げ形状にも適応でき、実装基板に対し高さの異なる２つの発熱電子部品を冷却できる。
【００９７】
そして、それら発熱電子部品とそれぞれの受熱部３８、４０との間に挟み込まれるように熱伝導性シート４３が配置されているので、熱伝導性シート４３に発熱電子部品の熱が伝達され、その分熱抵抗が小さくなり発熱電子部品から熱伝導性シート４３へ効率的に伝熱できるという作用がある。
【００９８】
また、熱伝導性シート４３には柔軟性があるので、略四角形状である受熱部３８、４０の対角線上のコーナーに位置する２箇所の取り付け穴３８ａ、４０ａのそれぞれにビスを挿入した後、それらのビスをその発熱電子部品の実装された基板のビス穴に螺着させて、それらの受熱部３８、４０を発熱電子部品に押圧するように取り付ければ、より発熱電子部品と熱伝導性シート４３の密着性が増し、伝熱性が向上できるという作用がある。
【００９９】
さらに、熱伝導性シート４３は、前述したように受熱部３８、４０とファンケーシング３４とを連設するそれぞれの接続部３７、３９の上面に沿って密着するように配設され、ファンケーシング３４の内壁まで配設されている。そして、その熱伝導性シートは破線で示したカバー部材４４で覆われているが、そのカバー部材４４については、詳細を後述する。
【０１００】
以上のような構成で、送風ファン３２を回転自在に収容し、少なくとも一方の側面に排気口の設けられたファンケーシング３４と、発熱電子部品に熱的に接続されるべき２つの受熱部３８、４０からファンケーシング３４へ熱輸送を行う熱伝導性シート４３と、を備え、送風ファン３２とファンケーシング３４との間の送風路３６に熱伝導性シート４３を配設することにより、発熱電子部品から受熱した熱が熱伝導性シート４３により送風路３６へ熱輸送され、その送風路３６を流れる空気と熱伝導性シート４３とが直接的に接触しているので、発熱電子部品の熱が効率よく放熱され、小型軽量化・薄型化が容易となる。
【０１０１】
そして、図６は図５（ｂ）で示した冷却装置３１の分解斜視図で、上側ファンケーシング３４ｕと下側ファンケーシング３４ｄとを分離した状態を示している。
【０１０２】
ここで、熱伝導性シート４３が、下側ファンケーシング３４ｄの内壁３４ｉの側面側まで配設されて、送風ファン３２の半径方向と直交する方向に位置する下側ファンケーシング３４ｄの内壁３４ｉの側面側に密着していることを示している。
【０１０３】
また、熱伝導性シート４３は、少なくとも冷却しようとする発熱電子部品（図示せず）と接触する面積よりも大きくなるようなサイズで、上方向から見てＬ字状にせん断加工され、それぞれの受熱部３８，４０の中央部において密着しているが、その一方端は、略中央に折曲げ部を有する第１の接続部３７の上面を経て、さらに下側ファンケーシング３４ｄの上端部で折曲げられ、その下側ファンケーシング３４ｄの内壁３４ｉの側面側に沿うように垂下させられて、内壁３４ｉの底面側に届く手前で止められる位置まで配設されている。
【０１０４】
つまり、ファンケーシング３４の上下方向に設けられた上側吸気口３５ａ及び下側吸気口３５ｂより吸入した空気は、回転する送風ファン３２の遠心方向へ向きを変えられ図５で示した送風路３６を流れて、排気口３３から排気されるが、その送風路３６を流れる空気を熱伝導性シート４３に接触させるように、熱伝導性シート４３を下側ファンケーシング３４ｄの内壁３４ｉの側面側に密着させている。
【０１０５】
また、前述したように、熱伝導性シート４３の下面は接着性を有しているので、ここでも下側ファンケーシング３４ｄの内壁３４ｉとの良好な密着性が得られ、熱伝導性シート４３と下側ファンケーシング３４ｄとの間の伝熱性が向上するという作用がある。
【０１０６】
ここで、遠心型の送風ファン３２の回転軸方向に沿って上側吸気口３５ａ、下側吸気口３５ｂのそれぞれより吸気された空気は、前述したようにファンケーシング３４内の送風路３６において、遠心型の送風ファン３２によりその半径方向に向きを変えられて送風され、その半径方向と直交する方向に位置する下側ファンケーシング３４ｄの内壁３４ｉの側面側にぶつかりながら回転方向に沿って排気されることとなり、熱伝導性シート４３との直接的な熱交換が促進される作用があり、冷却性能が向上する。
【０１０７】
また、下側ファンケーシング３４ｄの内壁３４ｉの側面側に密着させた熱伝導性シート４３の破線で示した所定の領域を、前述したように粘着シートなどのカバー部材４４で覆うことにより、遠心型の送風ファン３２による風圧の衝撃や回転振動などの影響により熱伝導性シート４３が剥がれるのを有効に防止する作用があり、より安定した冷却性能が得られる。
【０１０８】
そして、発熱電子部品から受熱した熱が熱伝導性シート４３により送風路３６へ熱輸送され、その送風路３６を流れる空気と熱伝導性シート４３とが前述したカバー部材４４に開けられたスリット状の開口部４４ａで接触しているので、より熱交換が促進され効率的に放熱する作用がある。
【０１０９】
一方、この図からも分かるように、下側ファンケーシング３４ｄ、第１の受熱部３８、第２の受熱部４０、第１の接続部３７、及び第２の接続部３９は、アルミニウム合金、マグネシウム合金、銅合金などのような熱伝導性の良好な金属材料を用いてプレス成形により一体成形されているので、主要な構成要素である下側ファンケーシング３４ｄ、第１の受熱部３８、第２の受熱部４０、第１の接続部３７、及び第２の接続部３９が同時に製作可能となり、製造コストを大きく低減できる。
【０１１０】
そして、そのような熱伝導性の良好な金属材料を用いた第１の接続部３７や第２の接続部３９を介して、第１の受熱部３８と第２の受熱部３９と下側ファンケーシング３４ｄとが直列的に連設されているので、この冷却装置３１を一体的に取り扱え、電子機器への搭載が容易となるばかりでなく、発熱電子部品の熱が第１の接続部３７と第２の接続部３９によっても下側ファンケーシング３４ｄに伝達できるので、より冷却性能が向上する。
【０１１１】
さらに、第１の接続部３７と第２の接続部３９に、熱伝導性シート４３を密着させているので、熱伝導性シート４３に対してそれぞれの接続部３７、３９が補強材として作用し、熱伝導性シート４３を第２の受熱部４０から送風路３６内まで所定の形状で案内することができる。
【０１１２】
また、熱伝導性シート４３が熱伝導性の良好な金属材料を用いたそれぞれの接続部３７、３９に密着するので、熱拡散効果も得られより放熱性能を向上できる。
【０１１３】
なお、熱伝導性シート４３、カバー部材４４、及びそれらの配設状態などについては、実施の形態１と同様なので、詳細な説明は省略するが、以上のような構成とすることで、発熱電子部品と熱的に接続された第１の受熱部３８及び第２の受熱部４０の熱が熱伝導性シート４３によりファンケーシング３４内の送風路３６へ熱輸送され、その送風路３６を流れる空気と熱伝導性シート４３とが直接的に接触するので、より熱交換が促進され効率的に放熱する作用がある。
【０１１４】
（実施の形態３）
図７（ａ）は、本発明の実施の形態３における電子機器の筐体内部の変形例を示す図で、電子機器５０は、操作部を有する本体装置５１の端部のヒンジ機構５２に開閉型の液晶表示装置５３が回動支持された構成のノート型ＰＣである。
【０１１５】
この電子機器５０の本体装置５１の筐体内部に配置された回路基板５４の下側面には、冷却されるべき２つの発熱電子部品５５、５６が実装されていて、さらにそれらを同時に冷却する冷却装置５７が搭載されている状態を示している。
【０１１６】
図７（ａ）における冷却装置５７は、実施の形態１で説明した構成とほぼ同一のもので、回路基板５４に対して高さの異なる発熱電子部品５５、５６のそれぞれに冷却装置５７の受熱部５８、５９が熱的に接続されるように回路基板５４の下面側に配置されている。
【０１１７】
そして、実施の形態１で説明したように、この冷却装置５７は、送風ファン６０を回転自在に収容するファンケーシング６１と、受熱部５８、５９からファンケーシング６１へ熱輸送を行う熱伝導性シート（図示せず）とを備え、遠心型の送風ファン６０とファンケーシング６１との間の送風路にその熱伝導性シートが配設されているので、発熱電子部品５５、５６と熱的に接続された受熱部５８、５９の熱が熱伝導性シートによりファンケーシング６１内の送風路へ熱輸送され、その送風路を流れる空気と熱伝導性シートとが直接的に接触するので、より熱交換が促進され効率的に放熱する作用がある。
【０１１８】
ここで、電子機器５０の本体装置５１の底面には、ファンケーシング６１の取り付け位置に対応する場所に複数個の通風口６２が設けられているので、送風ファン６０の吸気作用によって、その電子機器５０の底面側外部の冷えた空気が、矢印で示したように通風口６２を通過してファンケーシング６１内の送風路に吸入され、受熱部５８、５９より熱輸送された熱が熱伝導性シートやファンケーシング６１と熱交換して、さらに図示しない排気口を通過して、電子機器５０の外部に排気される。
【０１１９】
また、図７（ｂ）も、本発明の実施の形態３における電子機器の筐体内部の変形例を示す図で、電子機器７０は、操作部を有する本体装置７１の端部のヒンジ機構７２に開閉型の液晶表示装置７３が回動支持された構成のノート型ＰＣである。
【０１２０】
この電子機器７０の本体装置７１の筐体内部に配置された回路基板７４の下側面には、冷却されるべき２つの発熱電子部品７５、７６が実装されていて、さらにそれらを同時に冷却する冷却装置７７が搭載されている状態を示している。
【０１２１】
図７（ｂ）における冷却装置７７は、実施の形態２で説明した構成とほぼ同一のもので、回路基板７４に対して高さの異なる発熱電子部品７５、７６のそれぞれに冷却装置７７の受熱部７８、７９が熱的に接続されるように回路基板７４の下面側に配置されている。
【０１２２】
そして、実施の形態２で説明したように、この冷却装置７７は、送風ファン８０を回転自在に収容するファンケーシング８１と、受熱部７８、７９からファンケーシング８１へ熱輸送を行う熱伝導性シート（図示せず）とを備え、遠心型の送風ファン８０とファンケーシング８１との間の送風路にその熱伝導性シートが配設されているので、発熱電子部品７５、７６と熱的に接続された受熱部７８、７９の熱が熱伝導性シートによりファンケーシング８１内の送風路へ熱輸送され、その送風路を流れる空気と熱伝導性シートとが直接的に接触するので、より熱交換が促進され効率的に放熱する作用がある。
【０１２３】
ここで、電子機器７０の本体装置７１の底面には、ファンケーシング８１の取り付け位置に対応する場所に複数個の通風口８２が設けられているので、送風ファン８０の吸気作用によって、その電子機器７０の底面側外部の冷えた空気が、矢印で示したように通風口８２を通過してファンケーシング８１内の送風路に吸入され、受熱部７８、７９より熱輸送された熱が熱伝導性シートやファンケーシング８１と熱交換して、さらに図示しない排気口を通過して、電子機器７０の外部に排気される。
【０１２４】
以上のような構成にすることにより、発熱電子部品７５、７６に対する冷却性能が向上し、より高速なクロック周波数で駆動するＭＰＵやＣＰＵなどの発熱電子部品７５、７６を搭載した場合の発熱対策が容易になることから、その電子機器７０の高性能化をより促進できる。
【０１２５】
また、冷却装置７７の小型軽量化・薄型化により、電子機器７０の筐体内でのレイアウト設計が容易となるばかりでなく、その冷却装置７７が搭載される電子機器７０の小型軽量化や薄型化への対応も容易となる。
【０１２６】
なお、以上の実施の形態の説明において、構成要素の寸法、数量、材質、形状、その相対的な配置などは、特にそれらに限定される旨の記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではなく、単なるひとつの実施の形態の説明に過ぎず、様々な変形が可能である。
【０１２７】
例えば、熱伝導性シートを覆うカバー部材は、軽量化や加工性の点で前述したような粘着シートを用いるのが好ましいが、硬質な樹脂成型品や金属加工品などを用いてもよいし、カバー部材によって熱伝導性シートを覆う領域についても、十分な放熱性が得られればその全体を覆ってもよいし、その一部の領域であってもよい。
【０１２８】
また、ファンケーシング、受熱部、及び接続部を、熱伝導性の良好な金属材料を用いてプレス成形又はダイカスト成型により一体成形するのが製造コストを低減でき好ましいが、電子機器の筐体内でのレイアウト設計上困難である場合などには、それらの構成要素を別体で構成しても構わない。
【０１２９】
また、主要な構成要素であるファンケーシング、受熱部、及びそれらを連設する接続部を、熱伝導性の良好な金属材料を用いてプレス成形又はダイカスト成型により一体成形するのが製造コストを低減でき好ましいが、電子機器の筐体内でのレイアウト設計上困難である場合などには、それらを別体で製作して、組み立て加工をしても構わない。
【０１３０】
さらに、ファンケーシング、受熱部、及びそれらを連設する接続部の材料として、熱伝導性の良好な金属材料を選択すれば、それらの部材での熱拡散効果が得られ放熱性能を向上できて好ましいが、所望の冷却性能が得られより軽量化を求める場合などには、それらの構成要素を樹脂材料で製作してもよく、接続部を介した放熱効果を求める必要がない場合には、その接続部を有しない構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３１】
本発明の冷却装置は、例えばノートＰＣ、携帯電話、ＰＤＡ等の薄型・軽量のモバイル型の電子機器に実装されたＭＰＵなどの発熱電子部品の冷却装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１における冷却装置の斜視図、（ｂ）（ａ）で示した冷却装置を反転させて見た斜視図
【図２】図１（ｂ）で示した冷却装置の分解斜視図
【図３】（ａ）図２における下側ファンケーシングから受熱部までの接続部分のＡ−Ａ矢視部分断面図、（ｂ）図２における受熱部のＢ−Ｂ矢視部分断面図
【図４】図２における下側ファンケーシングＡ−Ａ矢視断面図の変形例を示す図
【図５】（ａ）本発明の実施の形態２における冷却装置の斜視図、（ｂ）は（ａ）で示した冷却装置を反転させて見た斜視図
【図６】図５（ｂ）で示した冷却装置の分解斜視図
【図７】本発明の実施の形態３における電子機器の筐体内部の変形例を示す図
【図８】（ａ）従来の技術である（特許文献１）に記載されている冷却装置の斜視図、（ｂ）同冷却装置を反転させて内部を示した斜視図
【図９】従来の技術である（特許文献２）に記載されている冷却装置の要部断面図
【符号の説明】
【０１３３】
１    冷却装置
２    送風ファン
３    排気口
４    ファンケーシング
４ｄ    下側ファンケーシング
４ｉ    内壁
４ｕ    上側ファンケーシング
５    吸気口
５ａ    上側吸気口
５ｂ    下側吸気口
６    送風路
７    接続部
８    受熱部
８ａ    縁端部
８ｂ    取り付け穴
９    スポーク
１０    モータ保持部
１１    熱伝導性シート
１２    カバー部材
１２ａ    開口部
１３    発熱電子部品
１４    ファンケーシング
１４ｄ    下側ファンケーシング
１４ｉ    内壁
１４ｕ    上側ファンケーシング
１５    熱伝導性シート
１６    送風路
１７    ファンケーシング
１７ｄ    下側ファンケーシング
１７ｕ    上側ファンケーシング
１８    放熱フィン
１９    熱伝導性シート
２０    送風路
３１    冷却装置
３２    送風ファン
３３    排気口
３４    ファンケーシング
３４ｄ    下側ファンケーシング
３４ｉ    内壁
３４ｕ    上側ファンケーシング
３５    吸気口
３５ａ    上側吸気口
３５ｂ    下側吸気口
３６    送風路
３７    第１の接続部
３８    第１の受熱部
３８ａ    取り付け穴
３９    第２の接続部
４０    第２の受熱部
４０ａ    取り付け穴
４１    スポーク
４２    モータ保持部
４３    熱伝導性シート
４４    カバー部材
４４ａ    開口部
５０    電子機器
５１    本体装置
５２    ヒンジ機構
５３    液晶表示装置
５４    回路基板
５５    発熱電子部品
５６    発熱電子部品
５７    冷却装置
５８    受熱部
５９    受熱部
６０    送風ファン
６１    ファンケーシング
６２    通風口
７０    電子機器
７１    本体装置
７２    ヒンジ機構
７３    液晶表示装置
７４    回路基板
７５    発熱電子部品
７６    発熱電子部品
７７    冷却装置
７８    受熱部
７９    受熱部
８０    送風ファン
８１    ファンケーシング
８２    通風口
【図１】
0004730180.tif 000002
【図２】
0004730180.tif 000003
【図３】
0004730180.tif 000004
【図４】
0004730180.tif 000005
【図５】
0004730180.tif 000006
【図６】
0004730180.tif 000007
【図７】
0004730180.tif 000008
【図８】
0004730180.tif 000009
【図９】
0004730180.tif 000010