(57)【要約】【課題】発熱体を長期間良好に冷却することができるポンプを提供する。【解決手段】ポンプハウジング１０１は、ＣＰＵ３１と熱的に接続される受熱板１２２及びポンプ室１１８を有する。モータ１０３によって回転するインペラ１０２をポンプ室１１８内に設ける。ポンプハウジング１０１の少なくとも一部を、金属のフィラー、樹脂よりも線膨張係数の小さい材料からなるフィラー、及び、樹脂よりも水蒸気透過率の小さい材料からなるフィラーのうちの少なくとも１種のフィラーを混ぜた樹脂で形成する。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体と熱的に接続される受熱部及び凹部を有するハウジング本体と、
上記凹部内に設けられたロータと、
このロータに設けられたインペラと、
上記凹部の開口端を閉塞させるカバーと、
このカバーを介して上記ロータと対応するように設けられたステータとを具備し、
上記カバーが、金属のフィラーを混ぜた樹脂によって形成されていることを特徴とするポンプ。
【請求項２】
発熱体と熱的に接続される受熱部及び凹部を有するハウジング本体と、
上記凹部内に設けられたロータと、
このロータに設けられたインペラと、
上記凹部の開口端を閉塞させるカバーと、
このカバーを介して上記ロータと対応するように設けられたステータとを具備し、
上記カバーが、樹脂よりも線膨張係数の小さい材料からなるフィラーを混ぜた樹脂によって形成されていることを特徴とするポンプ。
【請求項３】
発熱体と熱的に接続される受熱部及び凹部を有するハウジング本体と、
上記凹部内に設けられたロータと、
このロータに設けられたインペラと、
上記凹部の開口端を閉塞させるカバーと、
このカバーを介して上記ロータと対応するように設けられたステータとを具備し、
上記カバーが、樹脂よりも水蒸気透過率の小さい材料からなるフィラーを混ぜた樹脂によって形成されていることを特徴とするポンプ。
【請求項４】
上記カバーが、金属のフィラー、カーボンのフィラー、及び、セラミックスのフィラーうちの少なくとも１種のフィラーを混ぜた樹脂によって形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のポンプ。
【請求項５】
上記ハウジング本体は、
上記凹部の側面を規定する本体主部と、
上記本体主部に設けられ、受熱面を有するとともに、上記凹部の底面を規定する上記受熱部とを含み、
上記本体主部が、金属のフィラー、樹脂よりも線膨張係数の小さい材料からなるフィラー、及び、樹脂よりも水蒸気透過率の小さい材料からなるフィラーのうちの少なくとも１種のフィラーを混ぜた樹脂によって形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のポンプ。
【請求項６】
発熱体と熱的に接続される受熱部及びポンプ室を有するポンプハウジングと、
上記ポンプ室内に設けられたインペラと、
このインペラを回転させるモータとを具備し、
上記ポンプハウジングの少なくとも一部が、金属のフィラー、樹脂よりも線膨張係数の小さい材料からなるフィラー、及び、樹脂よりも水蒸気透過率の小さい材料からなるフィラーのうちの少なくとも１種のフィラーを混ぜた樹脂によって形成されていることを特徴とするポンプ。
【請求項７】
上記ポンプハウジングは、本体主部と、上記本体主部に設けられた上記受熱部とを含み、
上記本体主部が、金属のフィラー、樹脂よりも線膨張係数の小さい材料からなるフィラー、及び、樹脂よりも水蒸気透過率の小さい材料からなるフィラーのうちの少なくとも１種のフィラーを混ぜた樹脂によって形成されていることを特徴とする請求項６に記載のポンプ。
【請求項８】
放熱部と、
上記放熱部に熱的に接続される循環経路と、
上記循環経路内に冷媒を強制循環させるとともに、発熱体に熱的に接続される受熱部を有したポンプと、を具備し、
上記ポンプは、
上記受熱部を有するハウジング本体と、
上記冷媒を上記循環経路に送り出すインペラ及びこのインペラに設けられたロータが収容される凹部と、
上記凹部の開口端を閉塞させるカバーと、
このカバーを介して上記ロータと対応するように設けられたステータとを含み、
上記カバーが、金属のフィラーを混ぜた樹脂によって形成されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項９】
放熱部と、
上記放熱部に熱的に接続される循環経路と、
上記循環経路内に冷媒を強制循環させるとともに、発熱体に熱的に接続される受熱部を有したポンプと、を具備し、
上記ポンプは、
上記受熱部を有するハウジング本体と、
上記冷媒を上記循環経路に送り出すインペラ及びこのインペラに設けられたロータが収容される凹部と、
上記凹部の開口端を閉塞させるカバーと、
このカバーを介して上記ロータと対応するように設けられたステータとを含み、
上記カバーが、樹脂よりも線膨張係数の小さい材料からなるフィラーを混ぜた樹脂によって形成されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項１０】
放熱部と、
上記放熱部に熱的に接続される循環経路と、
上記循環経路内に冷媒を強制循環させるとともに、発熱体に熱的に接続される受熱部を有したポンプと、を具備し、
上記ポンプは、
上記受熱部を有するハウジング本体と、
上記冷媒を上記循環経路に送り出すインペラ及びこのインペラに設けられたロータが収容される凹部と、
上記凹部の開口端を閉塞させるカバーと、
このカバーを介して上記ロータと対応するように設けられたステータとを含み、
上記カバーが、樹脂よりも水蒸気透過率の小さい材料からなるフィラーを混ぜた樹脂によって形成されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項１１】
上記ハウジング本体は、本体主部と、上記本体主部に設けられた上記受熱部とを含み、
上記本体主部が、金属のフィラー、樹脂よりも線膨張係数の小さい材料からなるフィラー、及び、樹脂よりも水蒸気透過率の小さい材料からなるフィラーのうちの少なくとも１種のフィラーを混ぜた樹脂によって形成されていることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項１２】
放熱部と、
上記放熱部に熱的に接続される循環経路と、
上記循環経路内に冷媒を強制循環させるとともに、発熱体に熱的に接続される受熱部を有したポンプと、を具備し、
上記ポンプは、
上記受熱部を有するポンプハウジングと、
上記冷媒を上記循環経路に送り出すインペラを収容するポンプ室と、
上記インペラを回転させるモータとを含み、
上記ポンプハウジングの少なくとも一部が、金属のフィラー、樹脂よりも線膨張係数の小さい材料からなるフィラー、及び、樹脂よりも水蒸気透過率の小さい材料からなるフィラーのうちの少なくとも１種のフィラーを混ぜた樹脂によって形成されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項１３】
上記ポンプハウジングは、本体主部と、上記本体主部に設けられた上記受熱部とを含み、
上記本体主部が、金属のフィラー、樹脂よりも線膨張係数の小さい材料からなるフィラー、及び、樹脂よりも水蒸気透過率の小さい材料からなるフィラーのうちの少なくとも１種のフィラーを混ぜた樹脂によって形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の冷却装置。
【請求項１４】
発熱体を有する筐体と、
放熱部と、この放熱部に熱的に接続される循環経路と、この循環経路内に冷媒を強制循環させるとともに、上記発熱体に熱的に接続される受熱部を有したポンプとを備えた冷却装置と、を具備し、
上記ポンプは、
上記受熱部を有するハウジング本体と、
上記冷媒を上記循環経路に送り出すインペラと、
上記インペラに設けられたロータと、
上記インペラ及びロータを収容する凹部と、
上記凹部の開口端を閉塞させるカバーと、このカバーを介して上記ロータと対応するように設けられたステータとを含み、
上記ポンプのカバーが、金属のフィラーを混ぜた樹脂によって形成されていることを特徴とする電子機器。
【請求項１５】
発熱体を有する筐体と、
放熱部と、この放熱部に熱的に接続される循環経路と、この循環経路内に冷媒を強制循環させるとともに、上記発熱体に熱的に接続される受熱部を有したポンプとを備えた冷却装置と、を具備し、
上記ポンプは、
上記受熱部を有するハウジング本体と、
上記冷媒を上記循環経路に送り出すインペラと、
上記インペラに設けられたロータと、
上記インペラ及びロータを収容する凹部と、
上記凹部の開口端を閉塞させるカバーと、このカバーを介して上記ロータと対応するように設けられたステータとを含み、
上記ポンプのカバーが、樹脂よりも線膨張係数の小さい材料からなるフィラーを混ぜた樹脂によって形成されていることを特徴とする電子機器。
【請求項１６】
発熱体を有する筐体と、
放熱部と、この放熱部に熱的に接続される循環経路と、この循環経路内に冷媒を強制循環させるとともに、上記発熱体に熱的に接続される受熱部を有したポンプとを備えた冷却装置と、を具備し、
上記ポンプは、
上記受熱部を有するハウジング本体と、
上記冷媒を上記循環経路に送り出すインペラと、
上記インペラに設けられたロータと、
上記インペラ及びロータを収容する凹部と、
上記凹部の開口端を閉塞させるカバーと、このカバーを介して上記ロータと対応するように設けられたステータとを含み、
上記ポンプのカバーが、樹脂よりも水蒸気透過率の小さい材料からなるフィラーを混ぜた樹脂によって形成されていることを特徴とする電子機器。
【請求項１７】
上記ハウジング本体は、本体主部と、上記本体主部に設けられた受熱部とを含み、
上記本体主部が、金属のフィラー、樹脂よりも線膨張係数の小さい材料からなるフィラー、及び、樹脂よりも水蒸気透過率の小さい材料からなるフィラーのうちの少なくとも１種のフィラーを混ぜた樹脂によって形成されていることを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項１８】
発熱体を有する筐体と、
放熱部と、この放熱部に熱的に接続される循環経路と、この循環経路内に冷媒を強制循環させるとともに、上記発熱体に熱的に接続される受熱部を有したポンプとを備えた冷却装置と、を具備し、
上記ポンプは、
上記受熱部を有するポンプハウジングと、
上記冷媒を上記循環経路に送り出すインペラと、
上記インペラを収容するポンプ室と、
上記インペラを回転させるモータとを含み、
上記ポンプハウジングの少なくとも一部が、金属のフィラー、樹脂よりも線膨張係数の小さい材料からなるフィラー、及び、樹脂よりも水蒸気透過率の小さい材料からなるフィラーのうちの少なくとも１種のフィラーを混ぜた樹脂によって形成されていることを特徴とする電子機器。
【請求項１９】
上記ポンプハウジングは、本体主部と、上記本体主部に設けられた受熱部とを含み、
上記本体主部が、金属のフィラー、樹脂よりも線膨張係数の小さい材料からなるフィラー、及び、樹脂よりも水蒸気透過率の小さい材料からなるフィラーのうちの少なくとも１種のフィラーを混ぜた樹脂によって形成されていることを特徴とする請求項１８に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＣＰＵのような発熱体を液状冷媒を用いて冷却する液冷式の冷却装置に備えられるポンプ、このポンプを備える冷却装置、及びこの冷却装置を備える電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器に用いられるＣＰＵ（Central Processing Unit）は、処理速度の高速化や多機能化に伴い、動作中の発熱量が増加する傾向にある。この熱対策として、近年、空気よりも遥かに高い比熱を有する液状冷媒を用いてＣＰＵを冷却する、いわゆる液冷式の冷却装置を備えた電子機器が実用化されている。
【０００３】
電子機器に備えられる冷却装置としては、接触熱交換型ポンプを有するものが提案されている。接触熱交換型ポンプは、ＣＰＵ等の発熱電子部品に密着し、発熱電子部品と液状冷媒とで熱交換をおこなって発熱電子部品を冷却するとともに液状冷媒を循環させる。
【０００４】
この接触熱交換型ポンプは、発熱電子部品と熱的に接続される受熱面及びポンプ室を有するポンプケーシングと、ポンプ室を閉塞させるケーシングカバーとを備えている。ポンプケーシング及びケーシングカバーは、熱伝達を促すために、熱伝導率の高い銅やアルミニウムにより形成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特許第３４５２０５９号公報（段落００３８〜段落００４３、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ポンプケーシングやケーシングカバーを銅やアルミのダイカストによって製造する場合、樹脂の射出成形によって製造する場合と比べてコストが嵩み易い。また、この種のポンプは、一般に、ポンプ室内にロータが設けられているとともに、ケーシングカバーを介してポンプ室外にステータが設けられている。そして、これらロータ及びステータを有するモータにより、ポンプ室内に設けられたインペラが回転するように構成されている。したがって、インペラをより良好に回転させる、つまり、モータをより良好に駆動させるためには、ロータとステータとの間のケーシングカバーは絶縁体であるのが好ましい。このような理由から、ポンプケーシングやケーシングカバーを樹脂材料によって形成したいという要求がある。
【０００６】
しかしながら、ポンプケーシングやケーシングカバーを樹脂製とすると、銅やアルミニウムで形成したポンプケーシングやケーシングカバーと比べて、それ自体やポンプケーシングとケーシングカバーとのシール部分を介して、ポンプ室内の液状冷媒が蒸発したり洩れたりし易くなるという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情にもとづいてなされたもので、冷媒の蒸発や洩れを抑制し、発熱体を長期間良好に冷却することができるポンプ、このポンプを備えた冷却装置、及び、この冷却装置を備えた電子機器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の形態に係るポンプは、発熱体と熱的に接続される受熱部及びポンプ室を有するポンプハウジングと、上記ポンプ室内に設けられたインペラと、このインペラを回転させるモータとを具備し、上記ポンプハウジングの少なくとも一部が、金属のフィラー、樹脂よりも線膨張係数の小さい材料からなるフィラー、及び、樹脂よりも水蒸気透過率の小さい材料からなるフィラーのうちの少なくとも１種のフィラーを混ぜた樹脂によって形成されている。
【０００９】
本発明の第２の形態に係る冷却装置は、放熱部と、上記放熱部に熱的に接続される循環経路と、上記循環経路内に冷媒を強制循環させるとともに、発熱体に熱的に接続される受熱部を有したポンプと、を具備し、上記ポンプは、上記受熱部を有するポンプハウジングと、上記冷媒を上記循環経路に送り出すインペラを収容するポンプ室と、上記インペラを回転させるモータとを含み、上記ポンプハウジングの少なくとも一部が、金属のフィラー、樹脂よりも線膨張係数の小さい材料からなるフィラー、及び、樹脂よりも水蒸気透過率の小さい材料からなるフィラーのうちの少なくとも１種のフィラーを混ぜた樹脂によって形成されている。
【００１０】
本発明の第３の形態に係る電子機器は、
発熱体を有する筐体と、
放熱部と、この放熱部に熱的に接続される循環経路と、この循環経路内に冷媒を強制循環させるとともに、上記発熱体に熱的に接続される受熱部を有したポンプとを備えた冷却装置と、を具備し、
上記ポンプは、
上記受熱部を有するポンプハウジングと、
上記冷媒を上記循環経路に送り出すインペラと、
上記インペラを収容するポンプ室と、
上記インペラを回転させるモータとを含み、
上記ポンプハウジングの少なくとも一部が、金属のフィラー、樹脂よりも線膨張係数の小さい材料からなるフィラー、及び、樹脂よりも水蒸気透過率の小さい材料からなるフィラーのうちの少なくとも１種のフィラーを混ぜた樹脂によって形成されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、冷媒の蒸発や洩れを抑制し、発熱体を長期間良好に冷却することができるポンプ、冷却装置、および電子機器が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を、図１乃至図６を参照して説明する。
【００１３】
図１及び図２は、電子機器としてのポータブルコンピュータ１を開示している。ポータブルコンピュータ１は、コンピュータ本体２と、ディスプレイユニット３とを備えている。コンピュータ本体２は、偏平な箱状の第１の筐体１０を備えている。第１の筐体１０は、底壁１１ａ、上壁１１ｂ、前壁１１ｃ、左右の側壁１１ｄ，１１ｅ、及び、後壁１１ｆを備えている。
【００１４】
図１に示すように、上壁１１ｂは、パームレスト１２とキーボード取付け部１３とを有している。キーボード取付け部１３は、パームレスト１２の後方に設けられている。キーボード１４は、キーボード取付け部１３に取付けられている。前壁１１ｃ、左右の側壁１１ｄ,１１ｅ、及び後壁１１ｆは、第１の筐体１０の周方向に沿う周壁を構成している。図２に示すように、第１の筐体１０の周壁、例えば後壁１１ｆには、複数の排気口１５が形成されている。これら排気口１５は、第１の筐体１０の幅方向に一列に並んでいる。
【００１５】
図１に示すように、ディスプレイユニット３は、偏平な箱状の第２の筐体２０と、表示パネルとしての液晶表示パネル２１とを備えている。液晶表示パネル２１は、第２の筐体２０内に収容されている。液晶表示パネル２１は、画像を表示する画面２１ａを有している。液晶表示パネル２１の画面２１ａは、第２の筐体２０の前面に形成された開口部２２を通じて、第２の筐体２０の外方に露出している。
【００１６】
第２の筐体２０は、第１の筐体１０の後端部にヒンジ（図示せず）を介して支持されている。そのため、ディスプレイユニット３は、パームレスト１２やキーボード１４を上方から覆うように倒される閉じ位置と、パームレスト１２、キーボード１４、及び画面２１ａを露出させるように起立する開き位置とにわたって回動自在となっている。
【００１７】
図３に示すように、第１の筐体１０内には、プリント回路板３０が収容されている。図６に示すように、プリント回路板３０は、第１の筐体１０の底壁１１ａと平行に配置されている。プリント回路板３０の上面には、発熱体としてのＣＰＵ３１が実装されている。ＣＰＵ３１は、ポータブルコンピュータ１の中枢となるマイクロプロセッサを構成する。
【００１８】
ＣＰＵ３１は、ベース基板３２と、このベース基板３２の上面の中央部に配置された平面正方形状のＩＣチップ３３とを有している。ＩＣチップ３３は、処理速度の高速化や多機能化に伴って動作中の発熱量が非常に大きく、安定した動作を維持するために冷却を必要としている。
【００１９】
図３に示すように、このポータブルコンピュータ１は、不凍液のような液状冷媒を用いてＣＰＵ３１を冷却する液冷式の冷却装置４０を搭載している。冷却装置４０は、第１の筐体１０内に収容されている。冷却装置４０は、受熱部及び熱交換器を兼ねるポンプ１００、放熱部５０、循環経路６０、及び電動ファン７０等を備えている。
【００２０】
図４乃至図６に示すように、ポンプ１００は、循環経路６０内に液状冷媒を強制循環させるものであり、受熱部を兼ねるポンプハウジング１０１と、インペラ１０２と、ロータ１０３ａ及びステータ１０３ｂを有するモータ１０３と、制御基板１０４とを備えている。
【００２１】
ポンプハウジング１０１は、ハウジング本体１１０と第１のカバー１１１と第２のカバー１１２とを備えて構成されている。ハウジング本体１１０は、ＣＰＵ３１よりも一回り大きな偏平な箱形であり、上向きに開放された凹部１１３を有している。
【００２２】
ハウジング本体１１０は、ハウジング本体１１０の側壁（側面）をなす枠状の本体主部１２１と、この本体主部１２１の下向きに開放された開口端を液密に閉塞させる受熱部としての受熱板１２２とを有して構成されている。すなわち、本体主部１２１は、凹部１１３の側面を規定しており、受熱板１２２は、凹部１１３の底面を規定している。言い換えると、凹部１１３は、本体主部１２１の内面と受熱板１２２の上面とによって規定されている。凹部１１３の底壁を兼ねる受熱板１２２は、ＣＰＵ３１と向かい合っている。受熱板１２２の下面は、平坦な受熱面１２２ａとなっている。本体主部１２１と受熱板１２２との間にはＯ−リング１２３が設けられている。なお、ハウジング本体１１０は、一体の構造物であってもよい。
【００２３】
第１のカバー１１１は、凹部１１３の開口端を液密に閉塞している。ハウジング本体１１０と第１のカバー１１１との間にはＯ−リング１２４が設けられている。第１のカバー１１１の上面は、ステータ１０３ｂを収容するステータ収容凹部１１５と、制御基板１０４を収容する制御基板収容凹部１１６とを有している。
【００２４】
ポンプハウジング１０１の内部、すなわち、凹部１１３と第１のカバー１１１とにより囲まれた領域は、リング状の隔壁１１７によってポンプ室１１８とリザーブタンク１１９とに仕切られている。隔壁１１７は、ハウジング本体１１０（本実施形態では本体主部１２１）と一体に形成されている。ポンプ室１１８は、ポンプハウジング１０１の４つの角部のうちの一つの角部側に寄せて設けられている。すなわち、ポンプ室１１８の中心位置は、ポンプハウジング１０１の中心位置に対して偏心している。リザーブタンク１１９は、液状冷媒を蓄えるためのものであり、ポンプハウジング１０１の４つの角部のうちの残りの三つの角部側からポンプ室１１８を取り囲むように設けられている。隔壁１１７には、ポンプ室１１８とリザーブタンク１１９とを連通させる連通口１３０が形成されている。
【００２５】
また、ハウジング本体１１０（本実施形態では本体主部１２１）には、吸込管１３１と吐出管１３２とが設けられている。吸込管１３１及び吐出管１３２は、互いに間隔を存して水平に配置されている。吸込管１３１の上流端は、ハウジング本体１１０の側壁（本実施形態では本体主部１２１）を介して外方に突出している。吸込管１３１の下流端は、リザーブタンク１１９内に開口するとともに、隔壁１１７の連通口１３０と向かい合っている。吸込管１３１の下流端と連通口１３０との間には、図示しないが、気液分離用の隙間が設けられている。この隙間は、ポンプハウジング１０１の姿勢をいずれの向きに変化させた場合であっても、常にリザーブタンク１１９に蓄えられた液状冷媒の液面下に位置するようになっている。
【００２６】
吐出管１３２の下流端は、ハウジング本体１１０の側壁（本実施形態では本体主部１２１）を介して外方に突出しているとともに、吸込管１３１の上流端と並んでいる。吐出管１３２の上流端は、隔壁１１７を貫通してポンプ室１１８内に開口している。
【００２７】
円盤状のインペラ１０２は、ポンプハウジング１０１内からポンプハウジング１０１外（循環経路６０）に液状冷媒を送り出すためのものであり、ポンプ室１１８内に収容されている。インペラ１０２は、樹脂製であり、その回転中心部に回転軸１０２ａを有している。この回転軸１０２ａは、第１のカバー１１１と受熱板１２２との間に跨るように配置され、第１のカバー１１１と受熱板１２２とに回転自在に支持されている。
【００２８】
モータ１０３は、インペラ１０２を回転駆動させるためのものである。モータ１０３を構成するロータ１０３ａは、複数の正極と複数の負極が互いに着磁されたマグネットを有しており、リング状に形成されている。ロータ１０３ａは、インペラ１０２の上面に互いに同軸となるように固定された状態で、ポンプ室１１８内に収容されている。
【００２９】
モータ１０３を構成するステータ１０３ｂは、第１のカバー１１１の上面に形成されたステータ収容凹部１１５内に収容されている。ところで、ステータ１０３ｂは、第１のカバー１１１を介してロータ１０３ａと対応するように設ける必要がある。したがって、ステータ収容凹部１１５は、ロータ１０３ａと対応する位置に設けられている。すなわち、ステータ収容凹部１１５の中心位置は、第１のカバー１１１の中心位置に対して偏心している。制御基板収容凹部１１６は、ステータ収容凹部１１５を避けた位置に設けられている。
【００３０】
また、凹部１３の開口端を第１のカバー１１１で閉塞させることにより、ステータ収容凹部１１５がロータ１０３ａの内側に入り込むように形成されている。すなわち、ステータ１０３ｂは、第１のカバー１１１を介して、ロータ１０３ａの内側に同軸状に収容されている。ステータ１０３ｂは、制御基板１０４と電気的に接続されている。
【００３１】
ステータ１０３ｂに対する通電は、例えば、ポータブルコンピュータ１の電源投入と同時に行われる。この通電により、ステータ１０３ｂの周方向に回転磁界が発生し、この磁界とロータ１０３ａとが磁気結合する。この結果、ステータ１０３ｂとロータ１０３ａとの間にインペラ１０２の周方向に沿う回転トルクが発生し、インペラ１０２が回転する。
【００３２】
第１のカバー１１１の上面には、第２のカバー１１２が固定されている。この第２のカバー１１２により、ステータ１０３ｂ及び制御基板１０４が覆い隠されている。第２のカバー１１２は、液状冷媒の洩れや蒸発を抑制するためのカバーであり、省略してもよい。
【００３３】
以下、ポンプハウジング１０１を形成する材料について説明する。第１のカバー１１１は、上述のように、ロータ１０３ａとステータ１０３ｂとの間に設けられる。そのため、第１のカバー１１１を金属材料のような導電体材料で形成すると、ロータ１０３ａの動作に影響を与えるおそれがある。また、第１のカバー１１１を金属材料で形成すると、ポンプ１００の重量が重くなり易い。したがって、ポンプハウジング１０１のうち、少なくとも第１のカバー１１１は、樹脂材料で形成するのが好ましい。
【００３４】
また、本体主部１２１は、その構造が比較的複雑である。そのため、本体主部１２１を金属材料で形成すると、ダイカストの型代や製造のコストが嵩み易い。また、本体主部１２１を金属材料で形成すると、ポンプ１００の重量が重くなり易い。したがって、本体主部１２１もまた、樹脂材料で形成するのが好ましい。
【００３５】
本実施形態では、ポンプハウジング１０１の少なくとも一部、例えば、本体主部１２１及び第１のカバーを、金属のフィラー、樹脂よりも線膨張係数の小さい材料からなるフィラー、及び、樹脂よりも水蒸気透過率の小さい材料からなるフィラーのうちの少なくとも１種のフィラーを混ぜた樹脂によって形成している。このようにすることにより、製造が簡単且つ安価で、軽量であり、しかも、蒸発や洩れによる液状冷媒の減少を抑制することができるポンプ１００を得ることができる。つまり、ＣＰＵ３１を長期間良好に冷却可能なポンプ１００を得ることができる。
【００３６】
すなわち、金属の多くは、熱伝導性に優れるだけでなく、樹脂よりも線膨張係数及び水蒸気透過率が小さい。そのため、本体主部１２１及び第１のカバー１１１を金属のフィラーを充填した樹脂で形成することにより、樹脂単体で形成した場合よりも線膨張率の小さい本体主部１２１及び第１のカバー１１１を得ることができる。このようにすることにより、第１のカバー１１１の線膨張率と本体主部１２１の線膨張率の差、及び、本体主部１２１の線膨張率と受熱板１２２との線膨張率の差を小さくすることができる。したがって、第１のカバー１１１と本体主部１２１との間や本体主部１２１と受熱板１２２との間に線膨張率の差によって生じる隙間から液状冷媒が洩れるのを抑制することができる。
【００３７】
しかも、本体主部１２１及び第１のカバー１１１を金属のフィラーを充填した樹脂で形成することにより、樹脂単体で形成した場合よりも水蒸気透過率の小さい本体主部１２１及び第１のカバー１１１を得ることができる。このようにすることにより、ポンプハウジング１０１からの液状冷媒の蒸発を抑制することができる。
【００３８】
また、本体主部１２１及び第１のカバー１１１を金属のフィラーを充填した樹脂で形成することにより、樹脂単体で形成した場合と比べて良好な伝熱効果を奏する本体主部１２１及び第１のカバー１１１を得ることができる。そのため、ＣＰＵ３１で発生した熱を速やかに液状冷媒に伝えることができる。
【００３９】
さらに、本体主部１２１及び第１のカバー１１１を金属のフィラーを充填した樹脂で形成することにより、これらを金属材料で形成した場合と比べてポンプハウジング１０１を軽量化させることができる。
【００４０】
金属のフィラーとしては、例えば、銅のフィラー、アルミニウムのフィラー、アルミニウム合金のフィラーを好適に用いることができる。
【００４１】
また、本体主部１２１及び第１のカバー１１１を樹脂よりも線膨張率の小さいフィラーを充填した樹脂で形成することにより、樹脂単体で形成した場合よりも線膨張率の小さい本体主部１２１及び第１のカバー１１１を得ることができる。このようにすることにより、第１のカバー１１１の線膨張率と本体主部１２１の線膨張率の差、及び、本体主部１２１の線膨張率と受熱板１２２との線膨張率の差を小さくすることができる。したがって、第１のカバー１１１と本体主部１２１との間、及び、本体主部１２１と受熱板１２２との間に隙間が生じることによって起こる液状冷媒の洩れを抑制することができる。
【００４２】
さらに、本体主部１２１及び第１のカバー１１１を樹脂よりも水蒸気透過率の小さいフィラーを充填した樹脂で形成することにより、樹脂単体で形成した場合よりも水蒸気透過率の小さい本体主部１２１及び第１のカバー１１１を得ることができる。このようにすることにより、ポンプハウジング１０１からの液状冷媒の蒸発を抑制することができる。したがって、ＣＰＵ３１で発生した熱を、受熱板１２２等を介して速やかに液状冷媒に伝えることができる。
【００４３】
さらに、本体主部１２１及び第１のカバー１１１を樹脂よりも線膨張率の小さいフィラーや樹脂よりも水蒸気透過率の小さいフィラーを充填させた樹脂で形成することにより、これらを金属材料で形成した場合と比べてポンプハウジング１０１軽量化させることができる。
【００４４】
金属だけでなく、カーボン及びセラミックスもまた、その多くは、樹脂よりも線膨張係数及び水蒸気透過率が小さい。樹脂よりも線膨張係数の小さい材料からなるフィラーや、樹脂よりも水蒸気透過率の小さい材料からなるフィラーとしては、例えば、金属のフィラー、カーボンのフィラー、半導体のフィラー、或いは、セラミックスのフィラーを好適に用いることができる。半導体のフィラーとしては、酸化シリコン（半導体シリコン）が挙げられる。セラミックスフィラーとしては、例えば、アルミナ（酸化アルミニウム）のフィラーや窒化アルミニウムのフィラーが挙げられる。
【００４５】
フィラーを混ぜる（充填する）樹脂としては、ポリカーボネートやＡＢＳ樹脂等を用いることができる。このような樹脂を用いることにより、ポンプハウジング１０１としての強度を保つことができる。
【００４６】
以下、各材料の代表的な線膨張係数を記載する。  
半導体シリコン：３ｐｐｍ／℃
セラミックス（アルミナ）：７ｐｐｍ／℃
カーボン：２〜７ｐｐｍ／℃
銅：１７ｐｐｍ／℃
アルミニウム：２２ｐｐｍ／℃
ポリカーボネート：７０ｐｐｍ／℃
ＡＢＳ樹脂：７４ｐｐｍ／℃
一方、ＣＰＵ３１の熱を良好に冷却するためには、受熱板１２２は、熱伝導率の高い金属材料で形成するのが好ましい。本実施形態では、受熱板１２２は、例えば、熱伝導性に優れる銅によって形成している。本実施形態のように、ハウジング本体１１０を本体主部１２１と受熱板１２２とに分けることにより、受熱板１２２を選択的に熱伝導性の優れた材料で形成することができる。また、第２のカバー１１２による液状冷媒の洩れや蒸発の抑制効果を高めるためには、第２のカバー１１２は、金属材料によって形成するのが好ましい。本実施形態では、第２のカバー１１２は、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金によって形成している。
【００４７】
このような構成のポンプ１００は、ＣＰＵ３１を上方から覆うようにプリント回路板３０上に置かれている。図６に示すように、ポンプ１００のポンプハウジング１０１は、プリント回路板３０とともに第１の筐体１０の底壁１１ａに固定されている。底壁１１ａは、ポンプハウジング１０１の４つの角部に対応する位置にボス部１７を有している。ボス部１７は、底壁１１ａから上向きに突出している。これらボス部１７の先端面にプリント回路板３０が重ねられている。なお、図６中符号３４は、プリント回路板３０を下面から補強する補強板を示している。
【００４８】
ポンプ１００は、以下のような取付け機構によって、ＣＰＵ３１を上方から覆うように、第１の筐体１０の底壁１１ａに取付けられている。ポンプハウジング１０１の４つの角部には、凹部１４１が設けられている。これら凹部１４１を規定する底壁（受熱板１２２の角部）は、筒状のインサート１４３を貫通させる貫通孔１４２を有している。インサート１４３は、上端に、周方向に沿って水平方向外側に張り出す張り出し部１４３ａを有している。また、インサート１４３は、周方向に沿う溝部１４３ｂを有している。
【００４９】
ポンプ１００は、この取付け機構により、以下のようにしてＣＰＵ３１に押付けられている。まず、コイルばね１４４の内部にインサート１４３を貫通させる。このインサート１４３を第１のカバー１１１の凹部１４１の上向きに開放された開口端から挿入し、溝部１４３ｂをポンプ１００の受熱面１２２ａよりも下方に位置させる。溝部１４３ｂに抜け止め用のＣリング１４５を嵌める。これにより、インサート１４３は、コイルばね１４４により張り出し部１４３ａが凹部１４１を規定する底壁から離れる方向に付勢された状態で、ポンプ１００に取付けられる。
【００５０】
ＩＣチップ３３の上面に導電性グリース（図示せず）を塗布し、ポンプハウジング１０１の受熱面１２２ａをＩＣチップ３３と対向させる。インサート１４３内を貫通させたねじ１４６をプリント回路板３０上のボス部１７にねじ込む。これにより、インサート１４３がボス部１７に固定されるとともに、コイルばね１４６の弾性でポンプ１００がＩＣチップ３３に押付けられる。これにより、ＩＣチップ３３は、導電性グリースを介してポンプハウジング１０１の受熱面１２２ａに熱的に接続される。
【００５１】
このポータブルコンピュータ１では、ポンプハウジング１０１の中心（受熱面１２２ａ）の中心）がＩＣチップ３３の中心と一致するように、ポンプ１００をプリント回路板３０上に固定している。一方、インペラ１０２の中心（回転軸１０２ａ）は、ポンプハウジング１０１の中心から偏心している。そのため、ＩＣチップ３３の中心は、ポンプハウジング１０１を挟んで向かい合うインペラ１０２の中心から偏心している。このようにすることにより、ＩＣチップ３３の熱をより多く液状冷媒に吸収させることができる。すなわち、ＩＣチップ３３の熱をより多く液状冷媒に吸収させるためには、ＩＣチップ３３は、ポンプハウジング１０１を挟んで液状冷媒の流れの速い位置に対向させるのが好ましい。既知のように、ロータ１０３ａが回転することにより生じる液状冷媒の流れは、インペラ１０２の中心から離れるほど速くなる。したがって、上記構成のようにすることで、ＩＣチップ３３の熱をより多く液状冷媒に吸収させることができる。
【００５２】
図３に示すように、放熱部５０は、放熱部本体５１と、放熱部本体５１と熱的に接続された複数の放熱フィン５７とを備えている。放熱部本体５１は、液状冷媒が流通するパイプで構成されている。放熱部本体５１は、冷媒入口５４と冷媒出口（図示せず、図３において冷媒入口の紙面奥側に設けられている）とを有して、内部に冷媒が流通するように構成されている。本実施形態では、放熱部本体５１は、略Ｕ字状のパイプによって構成されており、このパイプの一方の開口端が冷媒入口５４、他方の開口端が冷媒出口となっている。すなわち、放熱部５０が有するパイプ（放熱部本体５１）は、循環経路６０の一部をなしている（循環経路６０については、後に詳しく述べる。）。
【００５３】
放熱フィン５７は、例えば、アルミニウム合金や銅等の熱伝導性に優れた金属材料で形成されている。放熱フィン５７は、四角い板状に形成されている。放熱フィン５７は、互いに間隔を存して平行に配置されている。各放熱フィン５７は、放熱部本体５１に半田付けされている。
【００５４】
放熱部５０は、放熱フィン５７を第１の筐体１０の排気口１５と対向させた姿勢で、第１の筐体１０内に収容されている。また、放熱部５０には、一対のブラケット５８が半田付けされている。これらブラケット５８は、第１の筐体１０の底壁１１ａから突出するボス部（図示せず）にねじ止めされている。このようにすることにより、放熱部５０は、第１の筐体１０の底壁１１ａに固定されている。
【００５５】
循環経路６０は、第１の管６１と、第２の管６２と、放熱部５０が有するパイプ（放熱部本体５１）とを備えている。すなわち、放熱部本体５１は、放熱部５０と循環経路６０とを兼ねている。第１の管６１は、ポンプ１００の吐出管１３２と放熱部５０の冷媒入口５４とを繋いでいる。第２の管６２は、ポンプ１００の吸込管１３１と放熱部５０の冷媒出口とを繋いでいる。このため、液状冷媒は、第１の管６１と第２の管６２とを通じで、ポンプ１００と放熱部５０との間を循環するようになっている。
【００５６】
電動ファン７０は、放熱部５０に冷却風を送風するためのものであり、放熱部５０の直前に配置されている。電動ファン７０は、ファンケーシング７１と、ファンケーシング７１内に収容された遠心式のインペラ７２とを備えている。ファンケーシング７１は、冷却風を吐出する吐出口７１ａを有している。吐出口７１ａは、ダクト７３を介して、放熱部５０に連なっている。
【００５７】
インペラ７２は、例えば、ポータブルコンピュータ１の電源投入時やＣＰＵ３１の温度が所定の温度に達した時に図示しないモータによって回転駆動される。これにより、ファンケーシング７１の吐出口７１ａから放熱部５０に向けて冷却風が供給される。
【００５８】
次に、冷却装置４０の動作について説明する。
【００５９】
ポータブルコンピュータ１の使用中、ＣＰＵ３１のＩＣチップ３３が発熱する。ＩＣチップ３３が発する熱は、ポンプ１００の受熱面１２２ａを介してポンプハウジング１０１に伝わる。ポンプハウジング１０１の凹部１１３（ポンプ室１１８及びリザーブタンク１１９）は液状冷媒で満たされているので、液状冷媒がポンプハウジング１０１に伝えられた熱の多くを吸収する。
【００６０】
モータ１０３のステータ１０３ｂに対する通電は、ポータブルコンピュータ１の電源投入と同時に行われる。これにより、ステータ１０３ｂとロータ１０３ａとの間に回転トルクが発生し、ロータ１０３ａがインペラ１０２を伴って回転する。インペラ１０２が回転すると、ポンプ室１１８内の液状冷媒が加圧されて吐出管１３２から吐き出されるとともに、第１の管６１を介して冷媒入口５４から放熱部５０内に導かれる。ポンプハウジング１０１での熱交換により加熱された液状冷媒は、放熱部５０中を冷媒入口５４側から冷媒出口側に向かって流通し、その過程で液状冷媒に吸収されたＩＣチップ３３の熱が放熱フィン５７に伝わる。
【００６１】
ポータブルコンピュータ１の使用中に電動ファン７０のインペラ７２が回転すると、ファンケーシング７１の吐出口７１ａから放熱部５０に向けて冷却風が吹出す。この冷却風は、互いに隣り合う放熱フィン５７の間を通り抜ける。これにより、放熱フィン５７や放熱部本体５１が冷やされ、放熱フィン５７や放熱部本体５１に伝えられた熱の多くが、冷却風の流れに乗じて、排気口１５から第１の筐体１０の外部に放出される。
【００６２】
放熱部５０で冷やされた液状冷媒は、第２の管６２を介してポンプハウジング１０１の吸込管１３１に導かれる。この液状冷媒は、吸込管１３１からリザーブタンク１１９に戻される。リザーブタンク１１９に戻された液状冷媒は、ポンプ室１１８に吸込まれる間、再びＩＣチップ３３の熱を吸収する。このようなサイクルを繰り返すことで、ＩＣチップ３３の熱が放熱部５０に順次移送され、この放熱部５０を通過する冷却風の流れに乗じて第１の筐体１０の外部に放出される。
【００６３】
以上のように、本実施形態のポンプ１００、冷却装置４０、及びこのポンプ１００を備えるポータブルコンピュータ１によれば、ポンプハウジング１０１の少なくとも一部が、金属のフィラー、樹脂よりも線膨張係数の小さい材料からなるフィラー、及び、樹脂よりも水蒸気透過率の小さい材料からなるフィラーのうちの少なくとも１種のフィラーを混ぜた樹脂によって形成されているため、冷媒の蒸発や洩れを抑制し、ＣＰＵ３１を長期間良好に冷却することができる。
【００６４】
なお、本実施形態のポンプでは、本体主部１２１及び第１のカバー１１１を、金属のフィラー、カーボンのフィラー、及び、セラミックスのフィラーうちの少なくとも１種のフィラーを混ぜた樹脂によって形成するようにしているが、上述のようなフィラーを混ぜた樹脂によって形成する部分はポンプハウジング１０１の少なくとも一部であればよく、受熱板１２２や第２のカバー１１２を、上述のようなフィラーを混ぜた樹脂によって形成してもよい。また、ポンプハウジング１０１における熱交換効果を高めるために、本体主部１２１を金属材料等の熱伝導性の高い材料で形成してもよい。
【００６５】
また、ハウジング本体１１０は、受熱面１２２ａ以外の部分を樹脂で形成してもよい。この場合、ハウジング本体１１０のうち、受熱面１２２ａを有する受熱部以外の部分は、樹脂よりも線膨張係数の小さい材料からなるフィラー、及び、樹脂よりも水蒸気透過率の小さい材料からなるフィラーのうちの少なくとも１種のフィラーを混ぜた樹脂によって形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一実施形態に係るポータブルコンピュータを示す斜視図。
【図２】図１のポータブルコンピュータを第１の筐体の排気口側から見た斜視図。
【図３】第１の筐体内に収容された冷却装置を示す平面図。
【図４】ポンプを分解して示す斜視図。
【図５】ポンプを第２のカバーを省略した状態で示す斜視図。
【図６】プリント回路板の上に実装されたＣＰＵとポンプとの位置関係を示す断面図。
【符号の説明】
【００６７】
１…ポータブルコンピュータ（電子機器）、  １０…第１の筐体（筐体）、  ３１…ＣＰＵ（発熱体）、  ４０…冷却装置、  ５０…放熱部、  ６０…循環経路、  １００…ポンプ、  １０１…ポンプハウジング、  １０２…インペラ、  １０３…モータ、  １０３ａ…ロータ、  １０３ｂ…ステータ、  １１０…ハウジング本体、  １１１…第１のカバー（カバー）、  １２２…受熱板（受熱部）、  １１３…凹部、  １１８…ポンプ室
【図１】
2005315158.tif 000003
【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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