(57)【要約】【課題】本発明は、熱交換効率を向上させることができ、エアロックを起こすことがなく、小型、軽量化が可能で、構造が簡単な電子機器の冷却装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の冷却装置は、少なくとも循環路に気液分離部２５が接続され、気泡排出口２６を有する内部壁３２を介して、気液分離部２５とリザーブタンク２７とが一体に一体ケースとして形成され、気泡排出口２６は、リザーブタンク２７の略重心の位置に設けられ、気液分離部２５の断面積は気泡排出口２６に向かった漸次大きくなり、気泡排出口２６で最大となることを特徴とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱部品の熱を冷媒との熱交換により冷却する冷却器と、前記冷媒から熱を取り除く放熱器と、前記冷媒中の気泡を分離する気液分離部と、前記気液分離部と前記気泡を排出する排出口を介して連通し前記冷媒を貯留するリザーブタンクと、前記冷媒を循環させるポンプと、前記冷却器と前記放熱器と前記気液分離部と前記ポンプとを接続し循環路を形成する配管とを有する冷却装置であって、
前記気液分離部の排出口が前記リザーブタンクの略重心の位置に設置されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記気泡分離部と前記リザーブタンクとを一体に形成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】
前記リザーブタンクと前記気泡分離部とが二個のケースの接合によって一体に形成されることを特徴とする請求項１〜２のいずれか１に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記気液分離部の冷媒の流れる方向に対する断面積が前記気液分離部の排出口で最大となることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記ケースの前記気液分離部の前記排出近傍に凹部を設けたことを特徴とする請求項３〜４のいずれか１に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記放熱器に送風する為の送風機を設置したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記載の冷却装置。
【請求項７】
発熱部品の熱を冷媒との熱交換により冷却する冷却器と、前記冷媒から熱を取り除く放熱器と、前記放熱器に送風する為の送風機と、前記冷媒を貯留するリザーブタンクと、前記冷媒を循環させるポンプと、前記冷却器と前記放熱器と前記リザーブタンクと前記ポンプとを接続し循環路を形成する配管とを有する冷却装置であって、
前記送風機を構成する少なくとも一の部品と、前記リザーブタンクを構成する少なくとも一の部品とを熱伝導性の良好な材料で一体に形成したことを特徴とする冷却装置。
【請求項８】
前記送風機を構成する少なくとも一の部品と、前記リザーブタンクを構成する少なくとも一の部品とを一体形成した部品に前記送風機の吸気口を設置したことを特徴とする請求項７記載の冷却装置。
【請求項９】
発熱部品の熱を冷媒との熱交換により冷却する冷却器と、前記冷媒から熱を取り除く放熱器と、前記放熱器に送風する為の送風機と、前記冷媒を貯留するリザーブタンクと、前記冷媒を循環させるポンプと、前記冷却器と前記放熱器と前記リザーブタンクと前記ポンプとを接続し循環路を形成する配管とを有する冷却装置であって、
前記送風機は外形が四角形状で３面方向の吹出し口と一閉側面を有し、前記送風機のファンは前記送風機の一閉側面寄りに配置され、前記放熱器は前記送風機の吹出し口に沿ったコの字形状であることを特徴とする冷却装置。
【請求項１０】
前記送風機が遠心型送風機であることを特徴とする請求項６〜９のいずれか１に記載の冷却装置。
【請求項１１】
前記送風機の１閉側面が前記リザーブタンクの１側面で構成されたことを特徴とする請求項８〜９のいずれかに記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷却装置に係わり、特に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を循環させて冷却する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、発熱部品を搭載した基板を冷媒を循環させて冷却する冷却装置が提案された（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
以下、このような冷媒を循環させて冷却する従来の電子機器の冷却装置について説明する。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演算処理を行う装置、中でもノート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素子を搭載した装置を含むものである。この従来の第１の冷却装置は、例えば図８に示すようなものが知られている。図８は従来の電子機器の冷却装置の第１の例の構成図である。図８において、１００は筐体であり、１０１は発熱部品、１０２は発熱部品１０１を実装した基板、１０３は発熱部品１０１と冷媒との間で熱交換を行ない発熱部品１０１を冷却する冷却器、１０４は冷媒から熱を取り除く放熱器、１０５は冷媒を循環させるポンプ、１０６はこれらを接続する配管、１０７は放熱器１０４を空冷するファンである。
【０００４】
この従来の第１冷却装置の動作を説明すると、ポンプ１０５から吐出された冷媒は、配管１０６を通って冷却器１０３に送られる。ここで発熱部品１０１の熱を奪うことでその温度が上昇し、放熱器１０４に送られる。この放熱器１０４でファン１０７によって強制空冷されてその温度が降下し、再びポンプ１０５へ戻ってこれを繰り返す。このように、冷媒を循環させて発熱部品１０１から熱を奪って冷却するものであった。
【０００５】
次に、電子機器の従来の第２冷却装置として、図９に示すものが提案されている（特許文献３参照）。この第２冷却装置は、発熱部材を狭い筐体内に搭載したとき、発熱部材の発生熱を放熱部である金属筐体壁まで効率良く輸送し発熱部材を冷却するものである。図９は従来の電子機器の冷却装置の第２の例の構成図である。図９において、１０８は電子機器の配線基板、１０９はキーボード、１１０は半導体発熱素子、１１１はディスク装置、１１２は表示装置、１１３は半導体発熱素子１１０との間で熱交換する受熱ヘッダ、１１４は放熱のための放熱ヘッダ、１１５はフレキシブルチューブ、１１６は電子機器の金属筐体である。
【０００６】
この第２冷却装置は、発熱部材である半導体発熱素子１１０と金属筐体１１６とをフレキシブル構造の熱輸送デバイスにより熱的に接続するものである。この熱輸送デバイスは、半導体発熱素子１１０に取り付けた液流路を有する扁平状の受熱ヘッダ１１３、液流路を有し金属筐体１１６の壁に接触させた放熱ヘッダ１１４、さらに両者を接続するフレキシブルチューブ１１５で構成され、内部に封入した液を放熱ヘッダ１１４に内蔵した液駆動機構により受熱ヘッダ１１３と放熱ヘッダ１１４との間で駆動あるいは循環させるものである。これにより、半導体発熱素子１１０と金属筐体１１６とが部品配列に左右されることなく容易に接続できるとともに、液の駆動により高効率で熱が輸送される。放熱ヘッダ１１４においては、放熱ヘッダ１１４と金属筐体１１６とが熱的に接続されているので、金属筐体１１６の高い熱伝導率のために熱が広く金属筐体１１６に拡散されるものである。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−２６４１３９号公報
【特許文献２】
特開平８−３２２６３号公報
【特許文献３】
特開平７−１４２８８６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の第１冷却装置では、発熱部品１０１と冷媒とで熱交換を行ない発熱部品１０１を冷却する冷却器１０３、冷媒から熱を取り除くための放熱器１０４、冷媒を循環させるポンプ１０５、図示はしないが冷媒を補充しなければならず補充用タンクが必要であり、これらを組み合わせるため装置が大型且つ複雑で小型化が難しく、コストも高くなるという問題があった。すなわち従来の第１冷却装置は、本来大型の電子機器の冷却に適したものであって、小型、軽量且つ薄型で、様々の姿勢で運ばれ、使われる最近の高性能携行型のノート型パソコン等には対応しきれないものであった。
【０００９】
そして、小型且つ薄型の電子機器になればなるほど第１冷却装置のサイズも小さくなるから、比較的大きなサイズの機器の場合には無視できた冷媒のガス化やこれに伴う気泡混入等が顕在化する。冷媒のガス化、気泡混入が生じると、配管１０６やポンプ１０５に気泡が溜まり始め、長時間使用していると成長した気泡のためエアロックでポンプ１０５が運転不能になったり、熱交換効率が徐々に低下していくという問題があった。一旦溜まった空気を排出することはユーザ側で行うのは難しく、さらにこうした冷却装置の不調で電子機器の寿命も決定されるという問題もあった。
【００１０】
また、従来の第２冷却装置はノート型パソコン等に使用することが可能であるが、半導体発熱素子１１０に取り付けた扁平状の受熱ヘッダ１１３も、金属筐体１１６の壁に接触させた放熱ヘッダ１１４もボックス状で厚くならざるをえず、ノート型パソコン等の薄型化を妨げるものであった。さらに、これらの液流路内に進入した気泡が成長してエアロックを起こすのは避けられず、この対策に窮するものであった。
【００１１】
さらに、金属筐体１１６の壁に接触させた放熱ヘッダ１１４はサーマルコンパウンド、あるいは高熱伝導シリコンゴムなどを挟んで、もしくはねじ止め等で直接金属筐体１１６に取り付けるものであるが、伝熱効率が悪く、冷却力に限界があるものであった。このとき冷却力を上げるために放熱面積を増すことも考えられるが、単純に面積を増したのでは流路が長くなって循環量が増し、逆にエアロックの可能性が高まって寿命を短くするという問題があった。そして循環量の増加は重量の増大を招き、軽量化に逆行する。従って、第２冷却装置の放熱ヘッダ１１４にとって、熱伝導を高めるために放熱面積を増すのは矛盾を孕んだものとなる。また、エアロックに対して従来は対処の術がなく、この第２冷却装置もアイデアとすると可能であるが実用性の点で問題が残り、ノート型パソコンのように様々な姿勢で使用する電子機器ではこの種の冷却装置を使用するのは、事実上難しいと考えられていた。もしこれを採用しても、目的とする小型、軽量、薄型化を犠牲にせざるをえない。そして、最近のようにＣＰＵの能力が向上して益々大きな冷却能力が要求されるときに、このような問題を抱えた従来の第２冷却装置ではノート型パソコンの小型、軽量、薄型化に対して十分対処しきれず、将来性で疑問が残るものであった。
【００１２】
そこで、本発明は、熱交換効率を向上させることができ、エアロックを起こすことがなく、小型、軽量、薄型化が可能で、構造が簡単で低コストの電子機器の冷却装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明の電子機器の冷却装置は、少なくとも循環路にリザーブタンクが接続され、該リザーブタンクには気液分離部が一体に設けられたことを特徴とする。
【００１４】
これにより、エアロックを起こすことがなく、小型、軽量、薄型化が可能で、構造が簡単で低コストにすることができ、熱交換効率を向上させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、発熱部品の熱を冷媒との熱交換により冷却する冷却器と、冷媒から熱を取り除く放熱器と、冷媒中の気泡を分離する気液分離部と、気液分離部と気泡を排出する排出口を介して連通し冷媒を貯留するリザーブタンクと、冷媒を循環させるポンプと、冷却器と放熱器と気液分離部とポンプとを接続し循環路を形成する配管とを有する冷却装置であって、気液分離部の排出口がリザーブタンクの略重心の位置に設置されていることを特徴とする冷却装置であるから、冷却装置を上下逆、横置きにしてもリザーブタンクから気液分離部に気泡が戻ることがなく、ポンプがエアロックを起こすことを防ぐことができる。
【００１６】
本発明の請求項２に記載の発明は、気泡分離部とリザーブタンクとを一体に形成したことを特徴とする請求項１記載の冷却装置であるから、気泡分離部とリザーブタンクを小型化でき、冷却装置を小型化することができる。
【００１７】
本発明の請求項３に記載の発明は、リザーブタンクと気泡分離部とが二個のケースの接合によって一体に形成されることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の冷却装置であるから、気泡分離部とリザーブタンクを小型化でき、部品点数を減らすことができ、組み立てが容易になるので、冷却装置を小型化、低コスト化することができる。
【００１８】
本発明の請求項４に記載の発明は、気液分離部の冷媒の流れる方向に対する断面積が気液分離部の排出口で最大となることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の冷却装置であるから、冷媒の流速が遅くなり気泡への流れの影響が低減され、気泡の浮上力が相対的に大きくなり、気泡が排出口よりリザーブタンクへ排出される効果が向上する。
【００１９】
本発明の請求項５に記載の発明は、ケースの気液分離部の排出口近傍に凹部を設けたことを特徴とする請求項３〜４のいずれか１に記載の冷却装置であるから、気泡を確実に捕らえると共に、大型の気泡や表面張力等により排出口付近に一時的に留まった気泡をトラップすることが可能で、気泡の再循環を防止する作用を有する。
【００２０】
本発明の請求項６に記載の発明は、放熱器に送風する為の送風機を設置したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記載の冷却装置であるから、放熱器の放熱性能を高めるので、冷却装置の冷却効果を高めることができる。
【００２１】
本発明の請求項７に記載の発明は、発熱部品の熱を冷媒との熱交換により冷却する冷却器と、冷媒から熱を取り除く放熱器と、放熱器に送風する為の送風機と、冷媒を貯留するリザーブタンクと、冷媒を循環させるポンプと、冷却器と放熱器とリザーブタンクとポンプとを接続し循環路を形成する配管とを有する冷却装置であって、送風機を構成する少なくとも一の部品と、リザーブタンクを構成する少なくとも一の部品とを熱伝導性の良好な材料で一体に形成したことを特徴とする冷却装置であるから、リザーブタンク内の冷媒の熱を送風機側に伝達し、送風機の発生する空気の流れによって放熱することができるため、冷却装置の冷却性能を高めることができる。
【００２２】
本発明の請求項８に記載の発明は、送風機を構成する少なくとも一の部品と、リザーブタンクを構成する少なくとも一の部品とを一体形成した部品に送風機の吸気口を設置したことを特徴とする請求項７記載の冷却装置であるから、空気の流れの影響が増加し、冷却性能を更に向上させることができる。
【００２３】
本発明の請求項９に記載の発明は、発熱部品の熱を冷媒との熱交換により冷却する冷却器と、冷媒から熱を取り除く放熱器と、放熱器に送風する為の送風機と、冷媒を貯留するリザーブタンクと、冷媒を循環させるポンプと、冷却器と放熱器とリザーブタンクとポンプとを接続し循環路を形成する配管とを有する冷却装置であって、送風機は外形が四角形状で３面方向の吹出し口と一閉側面を有し、送風機のファンは送風機の一閉側面寄りに配置され、放熱器は送風機の吹出し口に沿ったコの字形状であることを特徴とする冷却装置であるから、ファンと放熱器との距離をとることで、ファンと放熱器との空間がバッファとなり放熱器の特定箇所に偏らずに均一的に空気供給することが可能となるとともに、騒音の低減が図ることができる。
【００２４】
本発明の請求項１０に記載の発明は、送風機が遠心型送風機であることを特徴とする請求項６〜９のいずれか１に記載の冷却装置であるから、送風機の垂直方向から空気を吸い込み、水平方向にスムーズに吐き出すことができる。
【００２５】
本発明の請求項１１に記載の発明は、送風機の１閉側面が前記リザーブタンクの１側面で構成されたことを特徴とする請求項８〜９のいずれか１に記載の冷却装置であるから、リザーブタンク内の冷媒の熱を送風機側に伝達し、送風機の発生する空気の流れによって放熱することができるため、冷却装置の冷却性能を高めることができる。
【００２６】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における冷却装置を組み込んだ電子機器の全体構成図、図２は本発明の実施の形態１における放熱器、送風機、一体ケースの分解図、図３は本発明の実施の形態１における一体ケースの内部構造図、図４は図３におけるＡ−Ａ断面図、図５は本発明の実施の形態１における一体ケースを逆設置した場合の内部構造図、図６は本発明の実施の形態１における一体ケースを左側面設置した場合の内部構造図、図７は本発明の実施の形態１における一体ケースを右側面設置した場合の内部構造図である。
【００２７】
図１に示すように、１は上面にキーボード２を搭載した電子機器の第一筐体、３は第一筐体１内に収められ電子部品等を配置した電子回路の基板４に実装されたＣＰＵ等の発熱電子部品、５はＣＰＵによる処理結果を表示する表示装置６を有する電子機器の第二筐体、７は発熱電子部品３に密着し発熱電子部品３の熱を受熱し、図３で示す冷媒２８とで熱交換を行ない発熱電子部品３を冷却する冷却器で、８は冷媒２８を冷却装置内に循環させる為のポンプである。冷却器７としては、アルミニウムや銅等の金属や合金等の熱伝導性の良い材料を使用したヒートシンク等を挙げることができる。
【００２８】
また、ポンプ８は、図示はしないがウエスコ型ポンプであり、外周に多数の溝状羽根が形成され内周にはローターマグネットが設けられたリング状羽根車と、ローターマグネットの内周側にモーターステーターとが設けられて、モーターステーターへの通電で駆動される。吸込口と吐出口を有するポンプケーシングにこのリング状羽根車が収容される。このポンプケーシングには、モーターステーターとローターマグネットの間に円筒部が配設され、この円筒部にリング状羽根車が回転自在に軸支される。このポンプ８は小型でフラット薄型の形状となるため、冷却装置をより小型、薄型にすることができる。
【００２９】
尚、図１に示すように冷却器７とポンプ８は別体となって接続配管１２ｃで接続されているが、上述のウエスコ型ポンプのポンプケーシングの底面をフラットにして受熱機能をもたせ、ポンプ機能と冷却器機能とを兼ねた構成部品のポンプとし、このポンプを発熱部品であるＣＰＵ等に直接載置することもできる。この場合、ポンプケーシングをアルミニウムや銅等の熱伝導率の高い金属で作る必要がある。ポンプ底面がフラットなためＣＰＵ等に載置することが可能となるものである。これにより十分な熱伝達を行うことができる。
【００３０】
９は表示装置６の裏面に配設され冷媒２８から熱を取り空気中に放熱する放熱器、１０は放熱器９に空気を送風する送風機で、送風機１０は矩形で三方向に排気口が設けられ一側面に送風機１０の内部の風の流れをスムーズに行う為の風路壁２３が設けられている。１１は図３に示す気液分離部２５とリザーブタンク２７とを一体形成した一体ケース、１２ａ〜１２ｄはこれらを接続する為の接続配管である。放熱器９は表示装置６の裏面の比較的狭い空間で冷媒２８からの熱を取り除くことが必要である為、図２に示す様に表面積をより広く取れるようにコの字形状の放熱配管１３に、アルミニウムや銅等で構成された多数の放熱フィン１４を設置した形態としている。放熱配管１３と放熱フィン１４との接続は、放熱配管１３から放熱フィン１４への熱伝導を良好に保つことが必要である為、強固に密着させている。
【００３１】
送風機１０は、ファン２１の遠心力によって垂直方向の吸気と水平方向の排気を行う遠心型送風機であり、前記するコの字形状の放熱器９の中央部に設置されている。送風機１０は、図２に示すように、吸気口２４を有する送風機上カバー２０と、送風機下ケース２２とを組合わせ、送風機１０の内部で、送風機１０の中央部より風路壁２３側に薄型のファン２１を配置している。ファン２１を回転させるためのモーターステーター（図示せず）は送風機下ケース２２側に設置されている。風路壁２３の内壁側は、本実施の形態の場合ファン２１が反時計方向に回るので図２に示されるように、空気流が風路壁２３に吹き付けられる側の送風機１０の端部よりファン２２に向かって傾斜し、所定の位置に頂部２３ａを形成しそこから円弧状に風路壁２３は薄くなり、送風機１０の他端部側の放熱フィン１４の端部方向に延長されている。この構成をとることで、ファン２１の空気流は、頂部２３ａで風路壁２３に吹き付けられる側の放熱フィン１４に吹き付けるものと、他端部側に排気され他端部の放熱フィン１４を冷却するものに分けられ、空気の流はスムーズに行われる。ここで、ファン２１の回転方向が逆になれば、風路壁２３の内壁側の形状は、反対形状となる。
【００３２】
上述の構成とファン２１の薄型化により、送風機１０は空気の流れをスムーズにそして小型でフラット形状とすることができるため、冷却装置を更に小型、薄型にすることができる。また、吸気口２４を送風機下ケース２２に設けることにより空気の流れの影響が増加し、冷却性能を更に向上させることができる。
【００３３】
一体ケース１１は図２に示すように、一体ケース上部品１５と一体ケース下部品１６と、接合部のシール部材であるＯリング１７とで構成され、図３に示すように内部壁３２により、気泡排出口２６を介して気液分離部２５とリザーブタンク２７とが分割されている。内部壁３２は一体ケース上部品１５と一体ケース下部品１６にそれぞれ同形状のリブを設け、組合わせ時にそれらが勘合する構造とすれば、別部品を追加することなく内部壁３２を設けることができる。気液分離部２５は冷媒２８中に混入した気泡２９を気泡排出口２６からリザーブタンク２７へ排出する機能を有する。また、リザーブタンク２７は長期にわたりシステム中のシール部分や、樹脂部品表面等から透過する冷媒２８の水分量を補うための機能を有する。また一体ケース１１には気液分離部２５と接続した一体ケース流入口１８と一体ケース流出口１９、及びリザーブタンク２７に接続した冷媒注入口３０、それをシールする為のキャップ３１を有する。一体ケース流入口１８は、一体ケース１１の側端部に設けられ、一体ケース１１の底部に位置する気液分離部２５の気液分離部流入口２５ａと接続し、一体ケース流出口１９は気液分離部２５の流出口２５ｂと接続し一体ケース１１の底部に設けられている。
【００３４】
気泡排出口２６は、リザーブタンク２７の容積的に略中央部（略重心の位置）に設けられている。内部壁３２は、気液分離部２５の一体ケース流入口１８端側から気泡排出口２６方向に一体ケース１１の側面に対して傾斜して延在し、所定の位置で円弧状となり、さらに内部壁の円弧状の端部から傾斜して一体ケース流出口１９へと延在する。気泡排出口２６は、該円弧状の頂部にリザーブタンク２７側に突出したリブ２６ａを形成して設けられており、気液分離部２５の最上部に位置する。（本実施の形態では、電子機器を通常使用する状態において、リザーブタンク２７が気液分離部２５より上方になる位置の状態での上下の方向を述べる。）気液分離部２５の断面積は気泡排出口２６に向かって漸次大きくなる。
【００３５】
本実施の形態では、内部壁３２の気泡排出口２６付近は円弧状としたが、最初の傾斜よりさらに角度をつけた傾斜としてもよい。
【００３６】
気泡排出口２６の断面形状は、本実施の形態では矩形としたが、六角形、円形、楕円形等でもよい。
【００３７】
また、図４に示すように、一体ケース１１の断面形状において、断面中央線に位置するようにリザーブタンク２７の断面、気泡排出口２６の断面、気液分離部２５の断面が配置される。断面の幅は、リザーブタンク２７の断面、気液分離部２５の断面、気泡排出口２６の断面の順に狭くなる。
【００３８】
気液分離部２５の内部壁３２の円弧状に沿うように一体ケース下部品１６に気泡排出溝３３が形成され、気泡排出口２６とは傾斜面３３ａで繋がる。気泡排出溝３３の断面形状は本実施の形態では円弧であるが、矩形等であってもよい。気泡排出溝３３は、一体ケース上部品１５または一体ケース上部品１５、一体ケース下部品１６の両方に設けてもよい。
【００３９】
気液分離部２５の内部壁３２の気泡排出口２６の付近が傾斜状であるならば、該傾斜に沿い、頂部が気泡排出口２６の位置である気泡排出溝でもよい。
【００４０】
次に、本実施の形態１の冷却装置の動作を説明する。電源が入りＣＰＵ等の発熱電子部品３が発熱しその冷却が必要になるとポンプ８の電源が入りポンプ８は駆動を始め、冷媒２８が循環を開始する。これにより発熱電子部品３から発せられた熱は冷却器７との接触面で熱交換され、冷却器７の下面から内部の冷媒２８へ熱伝達される。熱を伝えられた冷媒２８は、循環の流れに沿って接続配管１２ｂを通り放熱器９へと移送される。
【００４１】
放熱器９へ流入した冷媒２８の熱は放熱配管１３から放熱フィン１４へ伝導し大気へと放熱される。この時、送風機１０により新鮮な空気を放熱フィン１４の間隙に供給することで、更に放熱効果を高めることができるのである。図２に示すように、送風機１０の内部の風路壁２３に沿って、ファン２１が発生させる空気の流れがスムーズになる。またファン２１を風路壁２３寄りに設置し放熱フィン１４との距離をとることで、この空間がバッファとなり放熱フィン１４の特定箇所に偏らずに均一的に空気供給することが可能となる。これにより放熱効果の向上に加え騒音の低減が図ることができる。
【００４２】
次に冷媒２８は接続配管１２ｄを通り一体ケース流入口１８から気液分離部２５へと移送される。冷媒２８には長期の時間経過に伴い冷媒２８の一部分が、材質により多寡はあるが、システム中のシール部分や樹脂部品表面等を介して大気と置換され冷媒２８内に空気の気泡２９が混入する可能性がある。気泡２９も冷媒２８と共に気液分離部２５へ流入し、図３に示す様にその浮力によって内部壁３２方向に浮上しそれに沿って移動し、気泡排出口２６からリザーブタンク２７側へ排出される。内部壁３２には前記気泡排出口２６に向かって斜め上方に傾斜が形成されているため気泡２９は気泡排出口２６方向へ移流しやすく、また、気泡排出口２６近傍は図３及び図４に示すように断面積が大きいいため冷媒２８の流速が落ち、流れの影響が低減され気泡２９の浮上効果が向上し気泡排出性能を高めることができる。更に、気泡排出口２６の直下近傍に内部壁に沿った形状の気泡排出溝３３を設けたことにより、気泡２９を確実に捕らえると共に、大型の気泡や表面張力等により気泡排出口２６に一時的に留まった気泡をトラップ（その場所に留める）することが可能で、気泡２９の再循環を防止する作用を有する。
【００４３】
気泡排出口２６は、リザーブタンク２７の内部の容積的に略中央部に設けられている。これにより気泡２９がリザーブタンク２７内部に溜まり、気泡蓄積部３４を形成した場合でも、気泡蓄積部３４がリザーブタンク２７の容積の半分以下である場合は、電子機器を上下左右どの方向に回転設置しても、気泡排出口２６は図５〜７に示すように常に冷媒２８内となり気泡蓄積部３４に露出しないため、リザーブタンク２７から気液分離部２５への気泡の逆流がなくなるという作用を有し、ポンプ８への気泡の流入がなく、エアロックを防止することができる。さらに、気泡排出口２６が一体ケース１１の断面形状において、断面中央線（言い換えると、一体ケース１１の厚み方向の中央部）に位置するようにリザーブタンク２７の断面、気泡排出口２６の断面、気液分離部２５の断面が配置されるので、電子機器を裏表どちらの方向に置いても、リザーブタンク２７から気液分離部２５への気泡の逆流がなくなる。
【００４４】
これによりノートパソコン等、移動を伴う機器への展開が可能となる。
【００４５】
また一体ケース下部品１５と送風機下ケース２２とを一体で、且つ熱伝導率の高いアルミニウムや銅等で形成すれば、一体ケース１１内の冷媒２８の熱を送風機１０側に伝達し、送風機１０の発生する空気の流れによって放熱することができるため、冷媒２８の温度を更に低下させることが可能となり、冷却性能を向上させることができると共に、部品点数の削減を図ることができる。加えて送風機下ケース２２に吸気口２４を設けることにより空気の流れの影響が増加し、冷却性能を更に向上させることができる。
【００４６】
気液分離を完了した冷媒２８は一体ケース流出口１９から接続配管１２ａを通り再びポンプ８へ流入し循環を継続する。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように本発明の冷却装置によれば、冷媒中の気泡を分離する気液分離部の排出口がリザーブタンクの略重心の位置に設置されていることで、冷却装置を上下逆置き、横置きにしてもリザーブタンクから気液分離部に気泡が戻ることがなく、ポンプがエアロックを起こすことを防ぐことができる。
【００４８】
また、リザーブタンクと気泡分離部とが二個のケースの接合によって一体に形成されることで、気泡分離部とリザーブタンクを小型化でき、部品点数を減らすことができ、組み立てが容易になるので、冷却装置を小型化、低コスト化することができる。
【００４９】
気液分離部の冷媒の流れる方向に対する断面積が気液分離部の排出口で最大となることで、冷媒の流速が遅くなり気泡への流れの影響が低減され、気泡の浮上力が相対的に大きくなり、気泡が排出口よりリザーブタンクへ排出される効果が向上する。
【００５０】
また、気液分離部の排出口近傍に気液分離部の側面に沿ってケースに凹部を設けたことで、気泡を確実に捕らえると共に、大型の気泡や表面張力等により排出口付近に一時的に留まった気泡をトラップすることが可能で、気泡の再循環を防止する作用を有する。
【００５１】
送風機を構成する少なくとも一の部品と、リザーブタンクを構成する少なくとも一の部品とを熱伝導性の良好な材料で一体に形成したことで、リザーブタンク内の冷媒の熱を送風機側に伝達し、送風機の発生する空気の流れによって放熱することができるため、冷却装置の冷却性能を高めることができる。
【００５２】
また、送風機は外形が四角形状で３面方向の吹出し口と一閉側面を有し、送風機のファンは送風機の一閉側面寄りに配置され、放熱器は送風機の吹出し口に沿ったコの字形状であることで、ファンと放熱器との距離をとることができ、ファンと放熱器との空間がバッファとなり放熱器の特定箇所に偏らずに均一的に空気供給することが可能となるとともに、騒音の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における冷却装置を組み込んだ電子機器の全体構成図
【図２】本発明の実施の形態１における放熱器、送風機、一体ケースの分解図
【図３】本発明の実施の形態１における一体ケースの内部構造図
【図４】図３におけるＡ−Ａ断面図
【図５】本発明の実施の形態１における一体ケースを逆設置した場合の内部構造図
【図６】本発明の実施の形態１における一体ケースを左側面設置した場合の内部構造図
【図７】本発明の実施の形態１における一体ケースを右側面設置した場合の内部構造図
【図８】従来の電子機器の冷却装置の第１の例の構成図
【図９】従来の電子機器の冷却装置の第２の例の構成図
【符号の説明】
１  第一筐体
２  キーボード
３  発熱電子部品
４  基板
５  第二筐体
６  表示装置
７  冷却器
８  ポンプ
９  放熱器
１０  送風機
１１  一体ケース
１２ａ〜１２ｄ  接続配管
１３  放熱配管
１４  放熱フィン
１５  一体ケース上部品
１６  一体ケース下部品
１７  Ｏリング
１８  一体ケース流入口
１９  一体ケース流出口
２０  送風機上カバー
２１  ファン
２２  送風機下ケース
２３  風路壁
２４  吸気口
２５  気液分離部
２５ａ  気液分離部流入口
２５ｂ  気液分離部流出口
２６  気泡排出口
２６ａ  突出したリブ
２７  リザーブタンク
２８  冷媒
２９  気泡
３０  冷媒注入口
３１  キャップ
３２  内部壁
３３  気泡排出溝
３４  気泡蓄積部
【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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