(57)【要約】【課題】ファンの回転数を高くすることなく冷却装置の能力を高めることができ、静音性の向上を図ることのできる情報処理装置と冷却装置を提供することを目的とする。【解決手段】演算処理ユニット４と熱的接続して配置された放熱部品７をダクト部品１３内に配置し、このダクト部品１３の両端に吸気用および排気用の２つのファン１１，１２を対向配置する。ダクト部品１３の気流路１４は、中間の部位の断面が、吸気用および排気用の２つのファン１１，１２と各々接続される両端での開口断面よりも小さいものとなっている。これによりファンの気流が放熱部品７に効率的に接触するようになり、ファンの回転数の高くすることなく冷却能力を高めることができる。【選択図】図２
2005275693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却対象である演算処理ユニットと、
前記演算処理ユニットと熱的接続して配置された放熱部品と、
前記放熱部品を挟んで対向配置された吸気用ファンおよび排気用ファンと、
前記吸気用ファンと前記排気用ファンとの間に前記放熱部品を通過する気流路を形成するように配置され、前記気流路の中間の部位の断面が、前記吸気用ファンおよび前記排気用ファンと各々接続される両端での開口断面よりも小さいダクト部品と
を具備することを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
前記ダクト部品の前記気流路が、前記ファンの回転軸の軸心線に対して傾斜した路面を含む
ことを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記各ファンは、前記ダクト部品に着脱可能に取り付けられている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
冷却対象である演算処理ユニットと熱的接続して配置された放熱部品を挟んで対向配置された吸気用ファンおよび排気用ファンと、
前記吸気用ファンと前記排気用ファンとの間に前記放熱部品を通過する気流路を形成するように配置され、前記気流路の中間の部位の断面が、前記吸気用ファンおよび前記排気用ファンと各々接続される両端での開口断面よりも小さいダクト部品と
を具備することを特徴とする冷却装置。
【請求項５】
前記ダクト部品の前記気流路が、前記ファンの回転軸の軸心線に対して傾斜した路面を含む
ことを特徴とする請求項４に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記各ファンは、前記ダクト部品に着脱可能に取り付けられている
ことを特徴とする請求項４または５に記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速な演算処理ユニットを搭載したコンピュータなどの情報処理装置と、これに搭載可能な演算処理ユニット冷却用の冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、たとえばＰＣ（Personal Computer）などのコンピュータに搭載されるＣＰＵ（Central Processing Unit)やＧＰＵ（Graphic Processing Unit）などの演算処理ユニットの動作周波数は向上の一途にあり、高い冷却能力をもった冷却装置の利用が不可欠となってきている。通常、演算処理ユニットの冷却機構には、冷却対象の部品に密着して配置される、熱伝導率の高い材料で作製された放熱部品（ヒートシンク）と、この放熱部品を空冷するためのファンとの組み合せが利用されている。ファンの冷却能力を高めるには、ファンのサイズを大きくする方法とファンの回転数を高くする方法とがある。
【０００３】
しかし、ファンのサイズを大きくする方法は、装置内部においてファンが占める空間の割合が高くなるなど、特に省スペース型の電子機器装置においては不向きな対策と言える。一方、ファンの回転数を高くする方法は、スペース占有の問題は緩和されるものの、これに代わって風きり音などの騒音の問題が生じてくる。
【０００４】
また、吸気用のファンと排気用のファンを放熱部品を挟むようにして対向配置し、一方で吸気しつつ他方で排気を行うこと（プッシュプル方式）で全体的な風量を多くする方法もある（たとえば特許文献１など）。
【特許文献１】特開２００３−１８８３２７号公報（段落００１０、図２参照）
【０００５】
吸気用のファンと排気用のファンを放熱部品を挟むようにして対向配置したプッシュプル方式では、吸気用のファンから排気用のファンまでの気流を放熱部品にいかに効率的に接触させるかが課題となる。ところが、吸気用のファンと排気用のファンとの間は、一般に、放熱部品を露出したオープンな空間となっている。この場合、各ファンがつくり出す気流は放射状となり、放熱部品に効率的に気流を接触させることができない。
そこで、吸気用のファンと排気用のファンとの間で気流の路を形成するダクト部品を配置し、このダクト部品の内部に放熱部品を配置して、気流が効率的に放熱部品に触れるようにする方式が考えられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、コストなどの制約により、ファンと放熱部品の選定にあまり自由度が与えられていない場合、ファンの回転軸の軸方向から見て、ファンの占める面が放熱部品の占める面より大きいという組み合せが生じ得る。このような場合、ファンの気流の一部は放熱部品に触れることなく通過してしまい、ファンの能力を十分に活かせないという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、ファンの回転数を高めることなく冷却装置の能力を高めることができ、静音性の向上を図ることのできる情報処理装置と冷却装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的を達成するために、本発明の情報処理装置は、冷却対象である演算処理ユニットと、演算処理ユニットと熱的接続して配置された放熱部品と、放熱部品を挟んで対向配置された吸気用ファンおよび排気用ファンと、吸気用ファンと排気用ファンとの間に放熱部品を通過する気流路を形成するように配置され、気流路の中間の部位の断面が、吸気用ファンおよび排気用ファンと各々接続される両端での開口断面よりも小さいダクト部品とを具備することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明において、ダクト部品の気流路は、より具体的には、ファンの回転軸の軸心線に対して傾斜した路面を含むものであることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、ファンの気流が放熱部品に効率的に接触するようにダクト部品の気流路内で誘導されることで、ファンの回転数を高くすることなく冷却装置の能力を高めることができ、静音性に優れた情報処理装置を実現することができる。
【００１１】
また、本発明の情報処理装置において、各ファンは、ダクト部品に着脱可能に取り付けられているので、放熱部品にファンを取り付けていた従来の方式に比べ、演算処理ユニットのソケットとの接続部などにストレスが加わることなく、容易かつ安全にファンの交換を行うことが可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の情報処理装置および冷却装置によれば、ファンの回転数を高くすることなく冷却装置の能力を高めることができ、静音性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態にかかる情報処理装置１００の内部デバイスのレイアウトを示す斜視図である。
同図に示すように、この情報処理装置１００の筐体１内には、情報処理装置１００を動作させるために必要な電源を確保する電源ユニット２と、各デバイスどうしを接続するメインボード３と、ＣＰＵなどの演算処理ユニット４と、この演算処理ユニット４を冷却する冷却装置１０と、メモリモジュール５と、ＨＤＤなどのストレージユニット６などが配置されている。もちろん、この構成は一例にすぎず、コンピュータシステムとして動作し得るならば、如何なるデバイスの組み合せで構成されたものであっても構わない。
【００１５】
この情報処理装置１００は、たとえばコンパクト設計のコンピュータなどである。コンパクト設計のコンピュータにおいては、筐体１内に高い密度でデバイスが配置されているため内部の通気性が悪く、内部温度が高くなる傾向にある。このため、ＣＰＵなどの演算処理ユニット４を冷却する冷却装置１０には高い冷却能力を有するものが要求される。また、図１に示すようなコンパクト設計以外のコンピュータ、すなわちデバイス間の距離を比較的大きく保てるコンピュータにおいても、動作周波数の高い演算処理ユニットを搭載している場合には、高い冷却能力をもった冷却装置が要求されることは言うまでも無い。
【００１６】
情報処理装置１００では、冷却装置１０のファンの回転数をＣＰＵの温度に基づいて段階的に切り替える制御が行われるようになっている。すなわち、ＣＰＵの温度はＣＰＵに内蔵されたセンサーによって検出され、ファン回転数の制御を行う回路に入力される。この回路は、ＣＰＵの温度とファン回転数との対応表に基づき、温度が高いほどファンの回転数を高くするように制御を行う。
【００１７】
図２は、冷却装置１０の縦断面（Ａ−Ａ´断面）を示す図である。
同図に示すように、冷却装置１０は、冷却対象である演算処理ユニット４と熱的接続して配置された放熱部品（ヒートシンク）７を挟んで互いに対向配置された吸気用および排気用の２つのファン１１，１２と、放熱部品７を収容するように配置されたダクト部品１３とで構成される。吸気用および排気用の２つのファン１１，１２は各々同じ仕様（サイズ、風量、回転数）のファンであることが理想だが、必ずしもそうである必要はない。吸気用のファン１１は筐体１内より空気を吸い込み、ダクト部品１３の気流路１４の内に導入し、排気用のファン１２はダクト部品１３の気流路１４の内から筐体１の外部へ空気を排気する。
【００１８】
このように吸気用および排気用の２つのファン１１，１２を用いた方式はプッシュプル方式と呼ばれる。プッシュプル方式では、同じ能力の１つのファンを吸気用または排気用のいずれかに用いた場合に比べ、騒音レベルをほとんど変えずに全体的な風量を大きくすることができ、目的の冷却能力を得るのに必要なファン回転数も下げることができる。したがって、静音性を高めるのに有効な方式と言える。
【００１９】
吸気用および排気用の２つのファン１１，１２は各々の回転軸の軸心線１５どうしが互いに平行となるように、あるいは軸心線１５どうしが一本の直線で結ばれるように配置されている。図２では、同じ仕様の吸気用および排気用の２つのファン１１，１２が、各々のファン１１，１２の回転軸の軸心線１５どうしが一本の直線で結ばれるように配置された例が示されている。
【００２０】
吸気用および排気用の２つのファン１１，１２の間は、これら２つのファン１１，１２の間の気流路１４を形成するダクト部品１３によって接続されている。ダクト部品１３の両端部のファン接続部分はそれぞれ開口しており、各々の開口の周りには、図３に示すように、ファン取り付け用のビス１７を受けるためのネジ穴を有するビス受け部１６が設けられている。また、ダクト部品１３の両端部にはファン取り付け用の台座部１８が突出して設けられている。吸気用および排気用の２つのファン１１，１２には、ダクト部品１３に設けられた個々のビス受け部１６に対応する４つのビス穴１９が設けられている。２つのファン１１，１２は、ダクト部品１３の両端部に設けられた台座部１８の上に各々配置されて状態で４本のビス１７でダクト部品１３に着脱自在に取り付けられている。
【００２１】
従来、ファンは放熱部品に着脱自在に取り付けられることが主流であったが、本実施形態では、各ファン１１，１２はダクト部品１３に着脱可能に取り付けられている。これによって、ファン１１，１２の交換時に演算処理ユニット４のソケット接続部などにストレスが加わることがなくなり、容易かつ安全にファン１１，１２の交換を行うことが可能になる。
【００２２】
さらに、ダクト部品１３の底部には放熱部品７を収容し得るように開口２０が設けられている。また、筐体１には、排気用のファン１２の排気口を露出する開口２４が設けられている。
【００２３】
この冷却装置１０において、吸気用および排気用の２つのファン１１，１２の回転軸の軸心線１５の方向から見て、ファン１１，１２の吸気／排気口の領域は放熱部品７の領域を内包している。図２に示す例では、メインボード３の表面の高さを基準として、この基準の高さからファン１１，１２の吸気／排気口の上端までの高さＨ１が、放熱部品７の上端の高さＨ２よりも高い。
【００２４】
また、ダクト部品１３の気流路１４は、その中間の部位の断面が、吸気用および排気用の２つのファン１１，１２と各々接続される両端での開口断面よりも小さいものとなっている。ここで言う気流路１４の断面とは、ダクト部品１３内に配置された放熱部品７を無視した場合の断面である。より具体的には、ダクト部品１３の気流路１４には、ファン１１，１２によってつくられる気流を放熱部品７に集中的に接触させるよう導くために、各ファン１１，１２の回転軸の軸心線１５に対して傾斜した路面２１，２２が設けられている。図２に示す例では、ダクト部品１３の吸気側の開口を端に気流路１４の奥に向けて、気流路１４の天井の高さを次第に低くして行くための第１の傾斜路面２１と、ダクト部品１３の排気側の開口を端に気流路１４の奥に向けて気流路１４の天井の高さを次第に高くして行くための第２の傾斜路面２２とが設けられている。第１の傾斜路面２１と第２の傾斜路面２２との間は各ファン１１，１２の回転軸の軸心線１５に対して平行な面２３とされ、その高さは放熱部品７の上端より僅かに高い位置となるように設定されている。
【００２５】
このようにダクト部品１３の気流路１４が構成されているので、ファン１１，１２の気流が放熱部品７に効率的に接触するようにダクト部品１３の気流路１４内で誘導され、ファンの回転数を高くすることなく冷却装置１０の能力を高めることができ、静音性に優れた情報処理装置１００を実現することができる。
【００２６】
また、図１に示すように、ダクト部品１３にファン接続のための開口以外の開口２５を設ければ、この開口２５を通じてダクト部品１３内に空気を導入する別の流れをつくりだすことができる。図１の例では、ダクト部品１３の側面に上記の開口２５が設けられており、この開口２５の付近に配置されている、メインボード３上の発熱部品２６を冷却することができる。たとえば、演算処理ユニット４の近傍には、演算処理ユニット４に電源電圧を供給するための発熱部品２６が配置されており、このような発熱部品２６を演算処理ユニット４と同時に冷却することができる。
【００２７】
さらに、上記の傾斜路面は、ダクト部品１３の気流路１４の天井面のみならず、同気流路１４の側面に設けてもよい。
【００２８】
図４は、ダクト部品１３の気流路１４の側面に傾斜路面を設けた冷却装置１０Ａの例である。
【００２９】
この冷却装置１０Ａにおいて、吸気用および排気用の２つのファン１１，１２の回転軸の軸心線１５は互いに平行であり、ファン１１，１２の吸気／排気口の幅Ｗ１が放熱部品７の幅Ｗ２よりも大きいものとなっている。この幅の違いを吸収するために、ダクト部品１３の気流路１４には、ダクト部品１３の吸気側の開口を端に気流路１４の奥に向けて、気流路１４の両側面を次第に狭めて行くための第１の傾斜路面２１Ａと、ダクト部品１３の排気側の開口を端に気流路１４の奥に向けて気流路１４の両側面を次第に広げて行くための第２の傾斜路面２２Ａとが設けられている。第１の傾斜路面２１Ａと第２の傾斜路面２２Ａとの間は各ファン１１，１２の回転軸の軸心線１５に対して平行な面２３Ａとされ、放熱部品７の側面との間に僅かな隙間ができるように設定されている。
【００３０】
このようにダクト部品１３の気流路１４が構成されているので、ファン１１，１２の気流が放熱部品７に効率的に接触するようにダクト部品１３の気流路１４内で誘導され、ファンの回転数を高くすることなく冷却装置１０Ａの能力を高めることができ、静音性に優れた情報処理装置１００を実現することができる。
【００３１】
また、上記の傾斜路面は、ダクト部品１３の気流路１４の天井面と側面の両方に設けてもよいことは言うまでもない。
【００３２】
なお、本発明は、上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３３】
上記実施形態では、ＣＰＵである演算処理ユニット４の冷却装置１０，１０Ａについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＣＰＵ以外の発熱量の高い演算処理ユニットの冷却装置としても利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態にかかる情報処理装置の内部デバイスのレイアウトを示す斜視図である。
【図２】図１の冷却装置の縦断面を示す図である。
【図３】図２の冷却装置のファン取り付け部の縦断面を示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態である冷却装置の縦断面を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…筐体、２…電源ユニット、３…メインボード、４…演算処理ユニット、５…メモリモジュール、６…ストレージユニット、７…放熱部品、１０…冷却装置、１１…吸気用のファン、１２…排気用のファン、１３…ダクト部品、１４…気流路、１５…軸心線、１６…ビス受け部、１７…ビス、１８…台座部、１９…ビス穴、２１，２２…傾斜路面、１００…情報処理装置
【図１】
2005275693.tif 000003
【図２】
2005275693.tif 000004
【図３】
2005275693.tif 000005
【図４】
2005275693.tif 000006