(57)【要約】【課題】本発明は、液体冷媒の循環を利用した冷却などに用いられる冷却装置であって、小型化と併せて安定した気液分離と冷却性能の向上を可能とする。【解決手段】本発明は、発熱電子部品と接触し内部を流れる液体冷媒と熱交換を行う、液循環駆動用のポンプを内蔵した受熱一体ポンプ２と、受熱一体ポンプ２と放熱用のラジエータ６とを接続する２本の液輸送路３，４と、気液分離用の密閉型のリザーブタンク５と、を備え、ラジエータ６のコアチューブの一方端を、そのリザーブタンク５の片側に寄せて接続した。【選択図】図１
2007103633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体冷媒を循環し、前記液体冷媒との熱交換で基板に実装した発熱電子部品から熱を奪い、その奪った熱を複数のコアチューブを有するラジエータで放熱する冷却装置であって、前記発熱電子部品と接触し内部を流れる液体冷媒と熱交換をさせるための受熱器と、前記受熱器に接続され、前記受熱器から前記ラジエータまでの間を接続する液輸送路と、液体冷媒を前記受熱器から前記液輸送路を通して前記ラジエータの方向へ循環駆動するポンプと、前記ラジエータのコアチューブの一方端を、片側に寄せて接続した気液分離用の密閉型のリザーブタンクと、を備え、前記リザーブタンクの液流出管の液流出口を前記リザーブタンク内の略中央に配置したことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記受熱器は前記ポンプを内蔵した受熱一体ポンプと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】
前記液輸送路を２本のみとしたことを特徴とする請求項２記載の冷却装置。
【請求項４】
前記リザーブタンクを前記ラジエータに対して重力方向で上側に配置したことを特徴とする請求項１または２記載の冷却装置。
【請求項５】
前記リザーブタンクの液流出管の液流出口の液底面側に切り欠き部を形成したことを特徴とする請求項１または２記載の冷却装置。
【請求項６】
前記リザーブタンクの内壁から前記液流出管の液流出口の液面方向に突出壁を形成したことを特徴とする請求項１または２記載の冷却装置。
【請求項７】
前記ラジエータのコアチューブの他方端に、そのコアチューブと前記液輸送路とを連通する連通タンクを接続し、前記リザーブタンクと前記連通タンクとをタンク連結部材で連結したことを特徴とする請求項１または２記載の冷却装置。
【請求項８】
前記リザーブタンクと前記連通タンクとを、前記ラジエータを挟み込んでコの字状となるように対向配置し、前記リザーブタンクと前記連通タンクとの空間に風路を形成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】
前記ラジエータの通風面に送風ファンの送風面を対向配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１０】
受熱器連結部材を介して前記受熱器と前記タンク連結部材とを連結したことを特徴とする請求項７記載の冷却装置。
【請求項１１】
前記ラジエータの一部を構成する複数のコアチューブ間にコルゲートフィンを設けたことを特徴とする請求項１または２記載の冷却装置。
【請求項１２】
前記ラジエータのコアチューブと前記リザーブタンクとを熱接続したことを特徴とする請求項１または２記載の冷却装置。
【請求項１３】
前記液輸送路は湾曲部分または屈曲部分を有し、その湾曲部分または屈曲部分を金属管で構成したことを特徴とする請求項１または２記載の冷却装置。
【請求項１４】
請求項１から１３いずれか１項に記載の冷却装置を備え、前記冷却装置の前記受熱器が発熱電子部品と熱接続したことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器の筐体内部に配設された中央演算処理装置（以下、ＣＰＵと称する）などの発熱電子部品を、液体冷媒の循環を利用して冷却するときに用いられ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、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の発熱量が増大し、従来のように放熱体であるヒートシンクや放熱フィンを発熱体に接触させ放熱する方法だけなく、そのヒートシンクをファンで直接冷却する方法、或いは受熱体よりヒートパイプを用いて放熱体に熱接続したヒートシンクモジュールにおいてその放熱体をファン冷却する方法、さらには、熱伝導性の高い液体冷媒をポンプを用いて強制循環させ受熱体と放熱体との間で熱交換をさせる液冷却方式などが必要不可欠になっており、今後さらにその冷却能力の向上と小型化が必要とされている。
【０００３】
そこで以上のような冷却装置を、ＣＰＵなどの発熱電子部品が実装された基板に取り付ける構成として、例えば（特許文献１）に開示されているような発熱電子部品と放熱用のラジエータをフレキシブル構造の液輸送路を有する熱輸送デバイスにより熱接続した冷却装置が知られている。
【０００４】
図１０は、その（特許文献１）に示された実施の形態で、電子機器の第一筐体１０１の上面にキーボード１０２が搭載され、第一筐体１０１内にはＣＰＵ等の発熱電子部品１０３が電子回路の基板１０４に実装され、電子機器の第二筐体１０５にはそのＣＰＵによる処理結果を表示する表示装置１０６が配置され、受熱器１０７は発熱電子部品１０３に密着しその発熱電子部品１０３の熱を受熱して、その内部を流れる液体冷媒との間で熱交換して発熱電子部品１０３を冷却し、ポンプ１０８はその液体冷媒を冷却装置内で循環させるためのポンプである。
【０００５】
受熱器１０７としては、アルミニウムや銅等の金属やそれらの合金等の熱伝導性の良い金属材料が使われ、ポンプ１０８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とが設けられて、モーターステータへの通電で駆動され、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。
【０００６】
このポンプケーシングには、モーターステータ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。
【０００７】
このポンプ１０８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。
【０００８】
なお、図１０に示すように受熱器１０７とポンプ１０８は別体となって接続配管１１２ｃで接続されているが、上述した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、ポンプ機能と受熱器機能とを兼ねた構成の受熱一体ポンプとし、この受熱一体ポンプをＣＰＵ等の発熱電子部品１０３に直接載置することもできる。
【０００９】
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が、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。
【００１０】
ラジエータ１０９は表示装置１０６の裏面に配設され液体冷媒と熱交換を行いその熱を空気中に放熱し、送風ファン１１０はラジエータ１０９に空気を送風するもので、その送風ファン１１０には三方向に矩形の排気口が設けられ一側面に送風ファン１１０の内部の風の流れをスムーズに行うための風路壁（図示せず）が設けられている。
【００１１】
リザーブタンク１１１は送風ファン１１０に隣接するように配置され、接続配管１１２ａ〜１１２ｄがこれらの要素を接続している。ラジエータ１０９は表示装置１０６の裏面の比較的狭い空間で液体冷媒からの熱を取り除くことが必要であるため、図１０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１１３に、アルミニウムや銅等で構成された多数の放熱フィンを設置した形態としている。
【００１２】
また、放熱配管１１３と放熱フィンとの接続は、放熱配管１１３から放熱フィンへの熱伝導を良好に保つことが必要であるため、強固に密着させている。
【００１３】
以上の構成により、送風ファン１１０も小型でフラット形状とすることができるため、冷却装置全体を小型、薄型にすることができる。
【００１４】
一方、本発明とはその用途が大きく異なるが、油圧シャベル等の建設機械を駆動する油圧ポンプのエンジンに付設されたラジエータ装置の構成として、例えば（特許文献２）に開示されているようなラジエータとリザーブタンクを一体的に構成することにより簡素な構成として部品点数を少なくしたラジエータ装置も知られている。
【００１５】
図１１は、その（特許文献２）に示された実施の形態で、ラジエータ装置２００は、アッパタンク２０１と、ロアタンク２０２と、ラジエータコア部２０３とから構成され、ラジエータコア部２０３はフィン（図示せず）と、このフィンを貫通するように配置した多数の細管からなるコアチューブ（図示せず）で構成されている。
【００１６】
然るに、リザーブタンク２０４は、アッパタンク２０１と一体に設けられ、これらアッパタンク２０１とリザーブタンク２０４とで上部側タンク２０５が形成される。
【００１７】
上部側タンク２０５は、下部側がアッパタンク２０１で、上部側はリザーブタンク２０４となっており、これらアッパタンク２０１とリザーブタンク２０４との間を区画形成するための隔壁２０６が設けられている。
【００１８】
この隔壁２０６は、長手方向における両端部の高さは低いが、中間部分は高くなっている。そして、このアッパタンク２０１における中間部分に流入管２０７が接続されている。また、この流入管２０７の接続位置の上部には溢出用の筒部（図示せず）が設けられており、この筒部の上端部にはプレッシャキャップ２０８が設置されている。
【００１９】
このプレッシャキャップ２０８は、アッパタンク２０１を含めて、例えば水とエチレングリコールとの混合液などの液体冷媒が流通する液循環路全体に所定の設定圧を与えるためのものである。また、筒部におけるプレッシャキャップ２０８の直下位置と、リザーブタンク２０４の下部との間には、細い連通管２０９が接続して設けられている。
【００２０】
さらに、リザーブタンク２０４の上面には、このリザーブタンク２０４内の液面が上下した時に、その内圧が変動するのを防止し、実質的に内部を大気圧状態に保つための大気連通管２１０が接続され、さらに、ロアタンク２０２には流出管２１１が接続されている。
【００２１】
このリザーブタンク２０４を設けることによって、液体冷媒が熱膨張すると、連通管２０９を介してリザーブタンク２０４内に膨張した分の液体冷媒が流れこみ、また逆に液体冷媒の温度が低下すると、リザーブタンク２０４から連通管２０９を通ってアッパタンク２０１に液体冷媒が環流するようになる。
【００２２】
しかも、下部側のアッパタンク２０１と上部側のリザーブタンク２０４とにより一体のケーシングからなる上部側タンク２０５が構成され、その部品点数を少なくすることができる。
【００２３】
そして、ラジエータ装置２００による熱交換をより効率的に行うために、送風ファン２１２の周囲をシュラウド２１３で囲うことにより冷却風が確実にラジエータコア部２０３を通るようにしている。
【００２４】
さらには、（特許文献３）に開示されているように、ノートＰＣなどの携帯用電子機器に搭載される冷却装置に対応したリザーブタンクの構成についても知られている。
【００２５】
図１２（ａ）は、その冷却装置の液循環路内にチューブで接続されたリザーブタンクの概略を説明する斜視図で、リザーブタンク３００の内部には液体冷媒領域３０１と気体領域３０２、及びその境界である液面３０３があり、液体の冷媒を補給用する際の注入口を閉鎖するためのキャップ３０４が取り付けられている。
【００２６】
また、正面３０５から見て右側面３０６には、図示しないラジエータのチューブが接続される液流入口３０７が設けられ、左側面３０８には液流出口３０９を有する液流出管３１０が設けられている。ここで、液体の冷媒の流れ方向は、矢印３１１で示したように、液流入口３０７から液流出口３０９への方向で、液流出口３０９を有する液流出管３１０は、リザーブタンク３００の中心まで伸びている。
【００２７】
以上のような構成にすることで、そのリザーブタンク３００が搭載された電子機器があらゆる方向に動かされたとしても、液流出口３０９が液面３０３以下となって液流出口３０９に空気が吸い込まれないようにしている。
【００２８】
そして、（特許文献４）では、前述した内容に加え、リザーブタンク３００の液流出口３０９で空気の吸引をしないようにするための改善として、その液流出口３０９の近傍の内壁面に凹凸部を設けた構成が開示されている。
【００２９】
図１２（ｂ）は、そのリザーブタンク３００の概略を説明する斜視図で、リザーブタンク３００の中心まで伸びた液流出口３０９の付近の内壁面には凹凸部３１２が設けられており、その凹凸部３１２の表面張力の作用により液体冷媒領域３０１が液面３０３を上昇させ、さらにはその液流出口３０９の付近の流速を増加させ、圧力を上昇させて、空気を寄せつけなくし、壁面を透過する液体の冷媒の蒸発量も抑制している。
【００３０】
以上のような構成にすることで、空気が液流出口３０９から吸い込まれることなく、高い信頼性の冷却装置を提供している。
【特許文献１】特開２００５−２６４９８号公報（第１１頁、図１）
【特許文献２】特開２００１−１５３４９０号公報（第５頁、図３）
【特許文献３】特開２００３−７８２７１号公報（第７頁、図２）
【特許文献４】特開２００３−３０４０８６号公報（第５頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
しかしながら、（特許文献１）に記載されたような従来の冷却装置では、ＣＰＵ等などの発熱電子部品１０３の表面に受熱器１０７を設置し冷却装置を構成する他の要素、例えばラジエータ１０９、リザーブタンク１１１、ポンプ１０８が接続配管１１２ａ〜１１２ｄにより直列的に接続され電子機器筐体内に別々に配置されているため、電子機器筐体の薄型化には対応が容易なものの、冷却装置の電子機器筐体への取り付け作業が煩雑で、冷却装置自体が占める容積も非常に大きいものとなっていた。
【００３２】
また、それぞれの部品を相互に接続する液輸送路長が必然的に長くなるため、長期使用による液体冷媒である水分の蒸発量も多くなり、これを補充するためにより大型のリザーブタンクを設けることを必要とする場合もあり、結果として冷却装置全体の大型化や液輸送路長が長くなることで、ポンプに対する液循環路の流路抵抗が増して流量が減ることによって冷却性能の低下につながっていた。
【００３３】
さらに、放熱性を強化するため、ラジエータ１０９を構成する金属製のフィンを送風ファン１１０で強制冷却する場合にも、送風ファン１１０の送風路を電子機器筐体内で確保するためのスペースが必要であるので、電子機器筐体内に冷却装置を搭載する上で、構成要素のさらなる複雑化とそれに伴う冷却性能の低下も課題であった。
【００３４】
一方、（特許文献２）においては、液循環路の一部を構成するアッパタンク２０１と単なる貯留用のリザーブタンク２０４が隔壁２０６により仕切られているために上部側タンク２０５の構造が複雑な二重構造となっている。
【００３５】
さらに、リザーブタンク２０４の内部において大気圧状態を保ち有効な貯留機能が得られるように大気中に開放された大気連通管２１０が接続されているので、リザーブタンク２０４をアッパタンク２０１の上部に設け、しかも液体冷媒が外部へ漏れないようにラジエータ装置２００の設置方向も重力方向に対して一方向に固定する必要がある。
【００３６】
つまり、上部側タンク２０５の構造が複雑な二重構造となっているだけでなく、ラジエータ装置２００の設置方向についても重力方向に対して制約があるので、可搬性の高い電子機器、或いは縦置き又は横置きのいずれの設置方向でも用いられる電子機器への適用が困難であるという課題も有していた。
【００３７】
また、（特許文献３）や（特許文献４）においては、（特許文献１）と同様に、リザーブタンク３００は、冷却装置を構成する他の要素、例えばラジエータ、受熱器、ポンプがチューブにより直列的に接続され電子機器筐体内に別々に配置されているため、電子機器筐体の薄型化には対応が容易なものの、冷却装置の電子機器筐体への取り付け作業が煩雑で、冷却装置自体が占める容積も非常に大きいものとなっていた。
【００３８】
また、それぞれの部品を相互に接続する液輸送路長が必然的に長くなるため、長期使用による液体冷媒である水分の蒸発量も多くなり、これを補充するためにより大型のリザーブタンクを設けることを必要とする場合もあり、結果として冷却装置全体の大型化や液輸送路長が長くなることで、ポンプに対する液循環路の流路抵抗が増して流量が減ることによって冷却性能の低下にもつながっていた。
【００３９】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、気液分離用の密閉型のリザーブタンクがラジエータと一体的な簡素な構造となって液循環路の一部を構成するので、従来の冷却装置で必要とされていた単なる貯留用のリザーブタンクを別に設ける必要がなくなり容易に小型化が図れ、ラジエータがリザーブタンクの片側に寄せられているので、ラジエータへの風路を確保でき放熱性能を向上できる。
【００４０】
さらに、リザーブタンクが密閉型であるので、可搬性の高い電子機器、或いは縦置き又は横置きのいずれの設置方向でも用いられる電子機器への適用も容易となる。
【００４１】
しかも、液循環路内に混入した空気を十分収容できる程度の内部容積を有する大きなリザーブタンクを用いて所定の位置に液流出管を設けた場合には、安定した気液分離機能も得られ、良好な液循環動作を確保できる。
【課題を解決するための手段】
【００４２】
本発明は、上記目的を達成するために、液体冷媒を循環し、液体冷媒との熱交換で基板に実装した発熱電子部品から熱を奪い、その奪った熱を複数のコアチューブを有するラジエータで放熱する冷却装置であって、発熱電子部品と接触し内部を流れる液体冷媒と熱交換をさせるための受熱器と、受熱器に接続され、受熱器からラジエータまでの間を接続する液輸送路と、液体冷媒を受熱器から液輸送路を通してラジエータの方向へ循環駆動するポンプと、ラジエータのコアチューブの一方端を、片側に寄せて接続した気液分離用の密閉型のリザーブタンクとを備え、リザーブタンクの液流出管の液流出口をリザーブタンク内の略中央に配置した。
【発明の効果】
【００４３】
本発明の冷却装置によれば、従来の冷却装置で必要とされていた単なる貯留用のリザーブタンクを別に設ける必要がなくなり容易に小型化が図れ、ラジエータがリザーブタンクの片側に寄せられて接続されているので、ラジエータへの風路を確保でき放熱性能を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
本発明の請求項１記載の発明によれば、液体冷媒を循環し、液体冷媒との熱交換で基板に実装した発熱電子部品から熱を奪い、その奪った熱を複数のコアチューブを有するラジエータで放熱する冷却装置であって、発熱電子部品と接触し内部を流れる液体冷媒と熱交換をさせるための受熱器と、受熱器に接続され、受熱器からラジエータまでの間を接続する液輸送路と、液体冷媒を受熱器から液輸送路を通してラジエータの方向へ循環駆動するポンプと、ラジエータのコアチューブの一方端を、片側に寄せて接続した気液分離用の密閉型のリザーブタンクとを備え、リザーブタンクの液流出管の液流出口をリザーブタンク内の略中央に配置したので、気液分離用の密閉型のリザーブタンクがラジエータと一体的な簡素な構造となって液循環路の一部を構成し、従来の冷却装置で必要とされていた単なる貯留用のリザーブタンクを別に設ける必要がなくなり小型化が図れ、ラジエータがリザーブタンクの片側に寄せられラジエータへの風路を確保でき放熱性能を向上できる。
【００４５】
また、リザーブタンクの液流出管の液流出口をリザーブタンク内の略中央に配置したので、冷却装置が比較的可搬性の高いデスクトップパソコンやＰＣサーバーなどの電子機器に搭載され、その電子機器またはその筐体の一部が事務所内の配置換えやメンテナンス、修理等で一時的に傾けられリザーブタンク内の液体冷媒の液面が傾いた場合でも、リザーブタンクの液流出管の液流出口が液面以下となり、液面上の空気がその液流出口からポンプや液輸送路などの液循環路に混入し冷却能力が低下するのを防止できる。
【００４６】
さらに、リザーブタンクが密閉型であるので、可搬性の高い電子機器、或いは縦置き又は横置きのいずれの設置方向でも用いられる電子機器への適用も容易となるという効果を奏する。
【００４７】
しかも、液循環路内に混入した空気を十分収容できる程度の内部容積を有する大きなリザーブタンクを用いて所定の位置に液流出管を設けた場合には、安定した気液分離機能も得られ、良好な液循環動作を確保できる。
【００４８】
本発明の請求項２記載の発明によれば、受熱器はポンプを内蔵した受熱一体ポンプとしたので、液循環路内にポンプを別体で単独に設ける必要がないので、電子機器筐体内の発熱電子部品への搭載作業が容易となるばかりでなく、液循環路長がさらに短くなることで、ポンプに対する液循環路の流路抵抗が減少し、流量が増大することによって冷却性能を向上することができる。
【００４９】
また、全体の液循環路長が短くなることで液体冷媒の水分蒸発も抑制できるので、その分リザーブタンクの内部容量を小さくでき冷却装置全体の小型化も可能となる。
【００５０】
本発明の請求項３記載の発明によれば、液輸送路を２本のみとしたので、従来の冷却装置では少なくとも３〜４本必要であった液輸送路が２本となって液循環路長が短くなるので、ポンプに対する液循環路の流路抵抗が減少し、流量が増大することによって冷却性能を向上することができる。
【００５１】
また、全体の液循環路長が短くなることで液体冷媒の水分蒸発も抑制できるので、その分リザーブタンクの内部容量を小さくでき冷却装置全体の小型化も可能となる。
【００５２】
本発明の請求項４記載の発明によれば、リザーブタンクをラジエータに対して重力方向で上側に配置したので、液循環路内に微量に混入した空気がある場合でも、その浮力を利用してリザーブタンクに集め易くなり、より安定した気液分離機能が得られ、良好な液循環動作を確保できる。
【００５３】
本発明の請求項５記載の発明によれば、リザーブタンクの液流出管の液流出口の液底面側に切り欠き部を形成したので、リザーブタンクの液流出管の液流出口を起点とした渦流が液面方向へ発生するのを抑制し、その渦流にリザーブタンク内の液面上の空気が巻き込まれてその液流出口よりポンプや液輸送路などの液循環路に混入し冷却能力が低下するのを防止できる。
【００５４】
本発明の請求項６記載の発明によれば、リザーブタンクの内壁から液流出管の液流出口の液面方向に突出壁を形成したので、液面上の空気との遮蔽作用が働きリザーブタンクの液流出管の液流出口を起点とした渦流が液面方向へ発生するのを抑制し、その渦流にリザーブタンク内の液面上の空気が巻き込まれてその液流出口よりポンプや液輸送路などの液循環路に混入し冷却能力が低下するのを防止できる。
【００５５】
本発明の請求項７記載の発明によれば、ラジエータのコアチューブの他方端に、そのコアチューブと液輸送路とを連通する連通タンクを接続し、リザーブタンクと連通タンクとをタンク連結部材で連結したので、リザーブタンクと連通タンクがタンク連結部材により強固に保持され、しかもそのタンク連結部材を介して受熱器と連結する場合や電子機器筐体の所定の位置に配置、固定する場合などの組み込み作業が容易となるばかりでなく、他の関連部材との連結も容易になる。
【００５６】
本発明の請求項８記載の発明によれば、リザーブタンクと連通タンクとを、ラジエータを挟み込んでコの字状となるように対向配置し、リザーブタンクと連通タンクとの空間に風路を形成したので、ラジエータへの風路を確保でき放熱性能を向上できる。また、その風路に強制冷却のための送風ファンを組み込めばよりコンパクトな冷却装置を構成できる。
【００５７】
本発明の請求項９記載の発明によれば、ラジエータの通風面に送風ファンの送風面を対向配置したので、本発明の冷却装置を電子機器筐体内で他の周辺装置や筐体壁に近接して設置したとしても、ラジエータに十分な風量の空気を送風できるのでラジエータの放熱性能を向上できる。
【００５８】
本発明の請求項１０記載の発明によれば、受熱器連結部材を介して受熱器とタンク連結部材とを連結したので、冷却装置全体がよりコンパクトで一体的になり、発熱電子部品の実装された基板上に受熱器を固定するのみで、受熱器連結部材を介してタンク連結部材と連結されたリザーブタンク、連通タンク、及びそれと接続されたリザーブタンクなどの関連部材も同時設置可能となり、ＣＰＵなど冷却したい発熱電子部品の交換作業も容易に行うことができる。
【００５９】
本発明の請求項１１記載の発明によれば、ラジエータの一部を構成する複数のコアチューブ間にコルゲートフィンを設けたので、コアチューブの中を流通する液体冷媒の熱がコルゲートフィンにまで熱伝導し、その放熱面積を大幅に増大させ効率のよい放熱が可能となる。
【００６０】
本発明の請求項１２記載の発明によれば、ラジエータのコアチューブとリザーブタンクとを熱接続したので、リザーブタンクに貯留された液体冷媒の熱がコアチューブに伝導されて放熱され、リザーブタンクも放熱機能を有しその冷却装置全体の冷却性能を向上できる。
【００６１】
本発明の請求項１３記載の発明によれば、液輸送路は湾曲部分または屈曲部分を有し、その湾曲部分または屈曲部分を金属管で構成したので、電子機器に搭載された状態で液輸送路を局部的に曲げる応力が働く場所が１箇所の場合であれば、その部分を金属管で構成することにより液輸送路が閉塞するのを防止し、良好な液循環動作を確保できる。
【００６２】
また、電子機器に搭載された状態で液輸送路を局部的に曲げる応力が働く場所が複数箇所となる場合であれば、そのいずれかの湾曲部分又は屈曲部分を比較的大きな曲率を有する円弧状が鋭く折れ曲がった金属管で構成することにより他の湾曲又は屈曲部分がより小さな曲率の円弧状がよりゆるやかな折れ曲がりとなるので、その曲がりが軽減され仮にその湾曲部分又は屈曲部分がフレキシブルチューブであってもその液輸送路が閉塞するのを防止し、良好な液循環動作を確保できる。
【００６３】
さらに、受熱器とラジエータの相互の位置関係が一定であれば全ての湾曲部分又は屈曲部分がフレキシブルチューブで構成されても閉塞するおそれがない場合でも、その冷却装置が電子機器内に複数個搭載された結果、受熱器とラジエータの相互の位置関係がそれぞれにおいて不均一となる場合には、その湾曲部分又は屈曲部分にさらに大きな曲げる応力が働き閉塞するおそれがあるので、そのいずれかの部分を比較的曲率の大きな金属管で構成することにより他の湾曲部分又は屈曲部分の曲がりが軽減されその液輸送路が閉塞するのを防止し、良好な液循環動作を確保できる。
【００６４】
本発明の請求項１４記載の発明によれば、請求項１から１３いずれか１項に記載の冷却装置を備え、冷却装置の受熱器が発熱電子部品と熱接続した電子機器なので、電子機器内での冷却性能を向上でき、その電子機器に搭載されたＣＰＵなどの演算処理能力を向上し、動作状態の安定性を確保できる。また、電子機器の小型、薄型、軽量化への対応も容易となる。
【００６５】
以下本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、各図面においてリザーブタンク側を上方、連通タンク側を下方として以下に説明する。
【００６６】
（実施の形態１）
図１〜図８において、図１は本発明の実施の形態１に係わる冷却装置の全体斜視図で、図２は本発明の実施の形態１に係わる冷却装置の正面図と背面図で、図３は本発明の実施の形態１に係わる冷却装置のリザーブタンクの構造を説明する一部切り欠き図とそのＢ−Ｂ矢視断面図で、図４はリザーブタンクの第一の変形例を説明する一部切り欠き図とそのＣ−Ｃ矢視断面図で、図５はリザーブタンクの第二の変形例を説明する斜視図とそのＤ−Ｄ矢視断面図で、図６はリザーブタンクの第三の変形例を説明する一部切り欠き図とそのＥ−Ｅ矢視断面図で、図７は図１のＡ−Ａ矢視断面図で、図８は電子機器のラック型筐体内部への冷却装置の組み込み状態を示す斜視図と正面図である。
【００６７】
まず、図１の本発明の実施の形態１に係わる冷却装置１の全体斜視図で示したように、後述する液循環用のポンプを内蔵しＣＰＵなどの発熱電子部品（図示せず）と熱接続される受熱一体ポンプ２の液吐出側と液吸込側のそれぞれに、２本の液輸送路３、４が接続されている。
【００６８】
液輸送路３は、フレキシブルでガス透過性の少ない高分子材料、例えばブチルゴムやフッ素ゴムなどを用いたフレキシブルチューブ３ａとさらにその一方の屈曲部分には銅、アルミニウム、ステンレス鋼などの金属管３ｂがホースバンド３ｃで接続された構成となっており、液輸送路４も同様にフレキシブルチューブ４ａと金属管４ｂがホースバンド４ｃで接続された構成で、いずれも液循環路の一部を構成している。
【００６９】
また、気液分離用の密閉型のリザーブタンク５はラジエータ６に対して重力方向での上方端に隣接配置され、ラジエータ６のコアチューブ６a（図２参照）の上方端を、そのリザーブタンク５の液流出管５ａから離れる方向の片側に寄せて接続され、そのリザーブタンク５が液循環路の一部を構成することとなり、リザーブタンク５の液流出管５ａには一方の液輸送路４を構成するフレキシブルチューブ４ａがホースバンド４ｃで接続されている。
【００７０】
そして、ラジエータ６の下方端には連通タンク７が接続され、さらには側面から見てコの字状となるようにラジエータ６を挟み込んでリザーブタンク５と連通タンク７がタンク連結部材８で連結され対向配置しているので、その間に風路が形成されている。
【００７１】
さらには、連通タンク７の液流入管７ａには他方の液輸送路３を構成するフレキシブルチューブ３ａがホースバンド３ｃで接続されている。
【００７２】
つまり、受熱一体ポンプ２は発熱電子部品と接触し内部を流れる液体冷媒と熱交換しながら熱を奪い、一方、その熱交換により高温に熱せられた液体冷媒は矢印で示した方向へ吐出された後、液輸送路３を矢印の方向へ通過して連通タンク７に流れ込み熱輸送を行う。
【００７３】
そして、連通タンク７はラジエータ６の一部を構成する複数のコアチューブ６ａ（図２参照）のそれぞれと接続され連通しているので、その液体冷媒はラジエータ６のコアチューブ６ａの中を流通する間で熱交換し放熱した後、液循環路の一部を構成するリザーブタンク５の内部を流れ、液輸送路４を通過して受熱一体ポンプ２に戻る。
【００７４】
このような液循環動作を繰り返し行うことで、発熱電子部品から熱を奪い有効な冷却効果が得られる。
【００７５】
なお、気液分離用の密閉型のリザーブタンク５には液流出管５ａとは別に液補給管５ｂが設けられ、通常はキャップ５ｃで閉鎖された状態で密閉されているが、必要に応じてそのキャップ５ｃを取り外し消耗した液体冷媒を補給できるようにしている。
【００７６】
そして、以上のように、そのラジエータ６のコアチューブ６ａの上方端が、密閉型のリザーブタンク５の液流出管５ａから離れる方向の片側に寄せられて接続されている。
【００７７】
つまり、気液分離用の密閉型のリザーブタンク５がラジエータ６と接続され、一体的な簡素な構造となり、ラジエータ６を挟み込んでリザーブタンク５と連通タンク７がタンク連結部材８で連結され対向配置しているので、その間に風路が形成され、ラジエータ６への風路を確保でき放熱性能を向上できる。
【００７８】
また、従来の冷却装置で必要とされていた単なる貯留用のリザーブタンクを別に設ける必要がなくなりより小型化が図れる。
【００７９】
また、気液分離用のリザーブタンク５が密閉型であるので、可搬性の高い電子機器、或いは縦置き又は横置きの異なる設置方向で用いられる電子機器への適用も容易となる。
【００８０】
さらに、受熱一体ポンプ２はポンプ機能を内蔵しているので、２本の液輸送路３，４やラジエータ６などの液循環路内に液体冷媒の循環駆動用のポンプを別体で単独に設ける必要がなく、しかもこの冷却装置１の液輸送路を２本のみとしたので、従来の冷却装置では少なくとも３〜４本必要であった液輸送路が２本のみとなって液循環路長が短くなるので、ポンプに対する液循環路の流路抵抗が減少し、流量が増大することによって冷却性能を向上することができる。
【００８１】
また、電子機器筐体内の発熱電子部品への搭載作業が容易となるばかりでなく、全体の液循環路長が短くなることで液体冷媒の水分蒸発も抑制できるので、その分リザーブタンク５の内部容量を小さくでき冷却装置１全体の小型化も可能となる。
【００８２】
ここで、リザーブタンク５を、ラジエータ６に対して重力方向で上側に配置し液循環路内に混入した空気を十分収容できる程度の大きな内部容積を有する気液分離用の密閉型のタンクとしたので、例えば、フレキシブルチューブ３ａ、４ａを透過した微量の空気が液循環路内に混入しても、このリザーブタンク５に空気を集め易くなり、安定した気液分離機能が得られ、良好な液循環動作を確保できる。
【００８３】
また、ラジエータ６のコアチューブ６ａの下方端に、コアチューブ６ａと液輸送路３とを連通する連通タンク７が接続され、リザーブタンク５と連通タンク７とをタンク連結部材８で連結したので、リザーブタンク５と連通タンク７がタンク連結部材８により上下２箇所の連結部８ａで強固に保持することができ、そのタンク連結部材８を介して受熱一体ポンプ２と連結する場合や電子機器筐体の所定の位置に配置、固定する場合などの組み込み作業が容易となる。
【００８４】
なお、その場合において固定用孔部８ｂは図示しない固定用ビス等を用いて他の部材を締め付け固定するために設けられている。
【００８５】
また、ラジエータ６を挟み込んでコの字状となるようにリザーブタンク５と連通タンク７が対向配置し、その間の空間で風路を形成したので、ラジエータ６への風路を確保でき放熱性能を向上できる。また、後述するがその風路に強制冷却のための送風ファンをその風路に組み込めばよりコンパクトな冷却装置１を構成できる。
【００８６】
また、液輸送路３は、２箇所の湾曲部分を有し、フレキシブルチューブ３ａとその一方の湾曲部分を曲率の大きな円弧状の金属管３ｂで構成したので、他方のフレキシブルチューブ３aの湾曲部分がその分小さな曲率となるので、その曲がりが軽減され閉塞するのを防止し、良好な液循環動作を確保できる。
【００８７】
同様に、液輸送路４も、２箇所の湾曲部分を有し、フレキシブルチューブ４ａとその一方の湾曲部分を比較的曲率の大きな円弧状の金属管４ｂで構成したので、他方のフレキシブルチューブ４aの湾曲部分がその分小さな曲率となるので、その曲がりが軽減され閉塞するのを防止し、良好な液循環動作を確保できる。
【００８８】
また、受熱一体ポンプ２とラジエータ６の湾曲部分又は屈曲部分がフレキシブルチューブ３a、４aで構成されてもその曲率が小さく閉塞するおそれがない場合でも、その冷却装置１が電子機器内に複数個搭載された結果、受熱一体ポンプ２とラジエータ６の相互の位置関係がそれぞれの冷却装置１において不均一となる場合には、その湾曲部分又は屈曲部分にさらに大きな曲げる応力が働き閉塞するおそれがあるので、そのいずれかの部分を比較的曲率の大きな金属管３ｂ、４ｂで構成することにより他の湾曲部分又は屈曲部分の曲がりが軽減されその液輸送路３、４が閉塞するのを防止し、良好な液循環動作を確保できる。
【００８９】
さらに、金属管３ｂ、４ｂは空気の透過や液体冷媒の水分蒸発を抑える作用も有するので、湾曲部分又は屈曲部分ではない直線部分に用いてもよい。
【００９０】
なお、本実施の形態の場合は、液輸送路３、４に対して、それぞれ一方の湾曲部分のみを金属管３ｂ、４ｂで構成したが、用いられるフレキシブルチューブの種類やサイズによって閉塞を防止する効果が不十分な場合には、全ての湾曲部分又は屈曲部分を金属管３ｂ、４ｂで構成しても構わない。
【００９１】
また、受熱一体ポンプ２は基板への取り付け用としてのベースプレート２ａに載置された状態で固定用ビス２ｂを用いて固定されており、この状態でＣＰＵなどの発熱電子部品が実装された基板へ取り付け用ビス２ｃを用いて取り付けられる。
【００９２】
このような構成にすることにより、ＣＰＵのサイズや基板との位置関係に対応してベースプレート２ａや取り付け用ビス２ｃの形状や大きさを適宜変更することにより取り付けが容易となる。
【００９３】
次に、図２（ａ）の本発明の実施の形態１に係わる冷却装置１の正面図で示したように、ラジエータ６の一部を構成する複数のコアチューブ６ａ間に波形のコルゲートフィン６ｂを設けたので、コアチューブ６ａの中を流通する液体冷媒の熱がコルゲートフィン６ｂにまで熱伝導し、その放熱面積を大幅に増大させ効率のよい放熱が可能となる。
【００９４】
ここで、コルゲートフィン６ｂにまで良好な熱伝導性が確保できるように、平板状のコアチューブ６ａとしては、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などの熱伝導性のよい金属材料を押出し成形により内部が空洞となるように加工し、一方、波形のコルゲートフィン６ｂも同様の熱伝導性の良好な金属材料をロール状にしたものを金型成形した後に、並列配置されたコアチューブ６ａの間に密着挿入し銀、銅、亜鉛などのろう材を用いてろう付けされている。
【００９５】
なお、所望の放熱冷却が得られればコルゲートフィン６ｂの形状は波形以外にも矩形、台形でも構わないが、金型成形に適した形状としたほうが加工費を軽減できる。
【００９６】
また、タンク連結部材８は、ラジエータ６の左右の両側でコアチューブ６ａと略平行な位置関係でリザーブタンク５と連通タンク７を連結している。
【００９７】
そして、図２（ｂ）の本発明の実施の形態１に係わる冷却装置１の背面図で示したように、受熱一体ポンプ２は取り付け用としてのベースプレート２ａに載置された状態で固定用ビス２ｂを用いて固定されており、この状態でＣＰＵなどの発熱電子部品が実装された基板へ取り付け用ビス２ｃを用いて取り付けられる。
【００９８】
次に、図３（ａ）の本発明の実施の形態１に係わる冷却装置１のリザーブタンク５の構造を説明する一部切り欠き図で前述した液輸送路３，４や受熱一体ポンプ２は省略して示している。この図で示したように、リザーブタンク５の液流出管５ａの液流出口５ｄをリザーブタンク５内の略中央に配置したので、その冷却装置１が比較的可搬性の高いデスクトップパソコンやＰＣサーバーなどの電子機器に搭載され、その電子機器またはその筐体の一部が事務所内の配置換えやメンテナンス等で一時的に傾けられリザーブタンク５内の液体冷媒の液面が傾いた場合、或いは縦置き又は横置きのいずれの設置方向でも用いられる電子機器へ適用された場合でも、リザーブタンク５の液流出管５ａの液流出口５ｄが液面以下となり、液面上の空気がその液流出口５ｄから受熱一体ポンプ２や液輸送路３、４などの液循環路に混入し冷却能力が低下するのを防止できる。
【００９９】
つまり、図３（ｂ）のＢ−Ｂ矢視断面図で示したように、仮に冷却装置１が破線の矢印で示した方向へ少し傾きリザーブタンク５内の液体冷媒９が破線で示した液面９ａの状態に変化したとしても、液流出管５ａの液流出口５ｄが液面９ａの下側となるようにリザーブタンク５内の略中央に配置されている。
【０１００】
また、冷却装置１が破線の矢印で示した方向と反対の方向へ少し傾いた場合も同様の効果が得られ、いずれの場合でも液流出管５ａの中を実線の矢印の方向へ空気が流出するのを防止している。
【０１０１】
つまり、リザーブタンク５を、ラジエータ６に対して重力方向で上側に配置し、液循環路内に混入した空気を十分収容できる程度の大きな内部容積を有する気液分離用の密閉型のタンクとし、前述のようにリザーブタンク５の液流出管５ａの液流出口５ｄをリザーブタンク５内の略中央に配置したので、例えば、フレキシブルチューブ３ａ、４ａを透過した微量の空気が液循環路内に混入しても、このリザーブタンク５に空気を集め易くなり、安定した気液分離機能が得られ、良好な液循環動作を確保できる。
【０１０２】
なお、本実施の形態のように、図３（ａ）のＸ、Ｙ、Ｚの３方向の全てに対して略中央になるように液流出管５ａの液流出口５ｄを配置するのが好ましいが、電子機器の設置後に上下方向が逆転することが考えられないような場合には、Ｘ，Ｙの２方向のみについて略中央になるように配置すればよく、Ｚ方向については、液底面５ｅに近いほうに配置しても構わない。
【０１０３】
一方、図３（ｂ）のＢ−Ｂ矢視断面図で示したように、リザーブタンク５もアルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などの熱伝導性のよい金属材料で箱型に成形し、ラジエータ６のコアチューブ６ａの上方端が、そのリザーブタンク５の液流出管５ａから離れる方向の片側に寄せられて、そのリザーブタンク５の内部まで導入された状態でその境界部分を銀、銅、亜鉛などのろう材を用いてろう付けにより接続されることにより、熱伝導性と密閉性が確保されている。
【０１０４】
従って、ラジエータ６のコアチューブ６ａとリザーブタンク５とを熱接続したので、リザーブタンク５に貯留された液体冷媒９の熱がコアチューブ６ａにも伝導されて放熱され、リザーブタンク５も放熱機能を有しその冷却装置１全体の冷却性能を向上できる。
【０１０５】
一方、ラジエータ６のコアチューブ６ａと液輸送路３とを連通する連通タンク７は、液輸送路３から流れ込んできた液体冷媒をなるべく早くその連通タンク７と連通した複数のコアチューブ６ａに送り込む必要があるので、内部での液体冷媒の滞留が少なくなるよう内部容積を小さくするのが好ましく、密閉型のリザーブタンク５と同様に、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などの熱伝導性のよい金属材料で箱型に成形し、その内側までラジエータ６のコアチューブ６ａを導入した状態でその境界部分を銀、銅、亜鉛などのろう材を用いてろう付けして接続され、熱伝導性と密閉性を確保している。
【０１０６】
なお、それぞれの部材の接合をろう付けで行ったが、熱伝導性、密閉性、耐熱性、機械的強度など、所望の特性が確保できれば、他の接合、例えば溶接、接着、樹脂材料とのインサート成形など他の接合方法でも構わない。
【０１０７】
また、図４（ａ）はリザーブタンク５の第一の変形例を説明する一部切り欠き図で、リザーブタンク５の液流出管５ａの液流出口５ｄの液底面５ｅ側に切り欠き部５ｆを形成したので、リザーブタンク５の液流出管５ａの液流出口５ｄを起点とした渦流が液面９aの方向へ発生するのを抑制し、その渦流にリザーブタンク５内の液面９ａの上の空気が巻き込まれて液流出口５ｄから受熱一体ポンプ２や液輸送路３、４などの液循環路に混入し冷却能力が低下するのを防止できる。
【０１０８】
つまり、図４（ｂ）のＣ−Ｃ矢視断面図で示したように、液体冷媒９の液面９ａが矢印で示した方向へ徐々に低下していくと、液流出口５ｄを起点とした渦流が液面９ａの方向へ発生し易くなるが、液流出口５ｄの液底面５ｅ側に切り欠き部５ｆが形成されているので、その渦流の発生を抑制する作用がある。
【０１０９】
また、図５（ａ）はリザーブタンク５の第二の変形例を説明する斜視図で、リザーブタンク５の内壁からリザーブタンク５の液流出管５ａの液流出口５ｄの液面９ａ方向に平面状の突出壁５ｇを形成したので、液面９a上の空気との遮蔽作用が働きリザーブタンク５の液流出管５ａの液流出口５ｄを起点とした渦流が液面９aの方向へ発生するのを抑制し、その渦流にリザーブタンク５内の液面９ａの上の空気が巻き込まれて液流出口５ｄから受熱一体ポンプ２や液輸送路３、４などの液循環路に混入し冷却能力が低下するのを防止できる。
【０１１０】
つまり、図５（ｂ）のＤ−Ｄ矢視断面図で示したように、液体冷媒９の液面９ａが矢印で示したように徐々に低下していくと、液流出口５ｄを起点とした渦流が液面９ａの方向へ発生し易くなるが、リザーブタンク５の内壁からリザーブタンク５の液流出管５ａの液流出口５ｄの液面９ａ方向に平面状の突出壁５ｇを形成したので、液面９a上の空気との遮蔽作用が働きその渦流の発生を抑制する作用がある。
【０１１１】
ここで、突出壁５ｇは、リザーブタンク５の上壁の一部を下方向へ突出し液流出口５ｄの液面９ａ方向に形成されている。
【０１１２】
また、図６（ａ）はリザーブタンク５の第三の変形例を説明する一部切り欠き図で、リザーブタンク５の内壁からリザーブタンク５の液流出管５ａの液流出口５ｄの液面９ａ方向に平面状の突出壁５ｈを形成したので、液面９a上の空気との遮蔽作用が働きリザーブタンク５の液流出管５ａの液流出口５ｄを起点とした渦流が液面９aの方向へ発生するのを抑制し、その渦流にリザーブタンク５内の液面９ａの上の空気が巻き込まれてその液流出口５ｄから受熱一体ポンプ２や液輸送路３、４などの液循環路に混入し冷却能力が低下するのを防止できる。
【０１１３】
つまり、図６（ｂ）のＥ−Ｅ矢視断面図で示したように、液体冷媒９の液面９ａが矢印で示した方向へ徐々に低下していくと、液流出口５ｄを起点とした渦流が液面９ａの方向へ発生し易くなるが、リザーブタンク５の内壁からリザーブタンク５の液流出管５ａの液流出口５ｄの液面９ａ方向に平面状の突出壁５ｈを形成したので、液面９a上の空気との遮蔽作用が働きその渦流の発生を抑制する作用がある。
【０１１４】
ここで、突出壁５ｈは、リザーブタンク５の上壁にコの字状金属部材を抵抗溶接、接着、かしめなどの方法で接合して形成されている。
【０１１５】
なお、以上の説明において、いずれの突出壁５g、５ｈも、リザーブタンク５の上壁から液流出管５ａの液流出口５ｄに向けて突出した形態であるが、内壁であれば他の側壁や下壁から液流出管５ａの液流出口５ｄの液面９ａ方向に突出するように形成してもよい。
【０１１６】
また、突出壁５g、５ｈの形状についても本実施の形態のように、平面状である必要もなく液面９a上の空気との遮蔽作用が働く形状であれば湾曲面や凹凸面などの他の形状でも構わない。
【０１１７】
さらに、リザーブタンク５の内壁に立方体、直方体、円柱体などの立体を付属させてその一面を突出壁として近接した形態でもよい。
【０１１８】
次に、図７は図１のＡ−Ａ矢視断面図で、この図に基づいて受熱一体ポンプ２の内部構造について説明する。羽根車１０は受熱一体ポンプ２の略中心部に軸支され、オープン型の羽根１０ａが羽根車１０の表面に略放射状に複数個立設され、羽根車１０の中心部近傍には小孔１０ｂが設けられ、マグネットロータ１０ｃが羽根車１０の内周側方に設けられている。
【０１１９】
ここで、羽根車１０はマグネットロータ１０ｃと別体で構成してもよいが、マグネットロータ１０ｃとなる部分に着磁させた一体型の羽根車１０とするのが好適である。
【０１２０】
この羽根車１０が液体冷媒内で回転すると、羽根１０ａの外周側における液体冷媒の圧力は羽根１０ａの周縁の方が羽根車１０の入口（図７のＫで示した中央の部分）より高くなり、また羽根車１０の入口の圧力は前述した小孔１０ｂによって連通した羽根車１０の裏側圧力と略同一であるから、液体冷媒は羽根車１０の裏面を通り、小孔１０ｂを抜けて入口へ少量還流する。これにより小孔１０ｂがない場合と比較して羽根車１０へスラスト力が軽減され羽根車１０の回転がよりスムーズになる。
【０１２１】
なお、本実施の形態の受熱一体ポンプ２は小型で一般の遠心ポンプに対して数十分の一、若しくは数百分の一以下の大きさであり、一例としてその諸元を示すと、厚さ３ｍｍ〜５０ｍｍ、半径方向代表寸法１０ｍｍ〜１００ｍｍ、回転数は１０００ｒｐｍ〜８０００ｒｐｍ、ヘッド０．５ｍ〜１０ｍ程度の遠心ポンプである。
【０１２２】
次に、マグネットロータ１０ｃの内周側にはステータ１１が設けられ、磁界を発生させるコイル１２がステータ１１に巻かれ、回路基板１３はコイル１２に電流を流す電気回路が実装されている。
【０１２３】
ここで、ステータ１１は渦電流損失を少なくするため珪素鋼板を複数枚積層して構成されることが望ましく、コイル１２としては絶縁皮膜のついた銅線が適しており、コイル１２の線径と巻数は使用される電源電圧、線積率を鑑み最適化される。
【０１２４】
そして、図示しないが、回路基板１３上には、マグネットロータ１０ｃの回転位置を検出するホール素子、電流方向切り替え用のトランジスタやダイオードが実装されている。
【０１２５】
また、第２ケーシング１４は羽根車１０を収容すると同時に羽根車１０により推進力を与えられた液体冷媒をその側面に接続された吐出路１４ａの方向へ導き、また吸込口１４ｂも第２ケーシング１４の側面の同じ方向に接続されている。
【０１２６】
さらに、第２ケーシング１４はその形状が複雑であり、加えてある程度の耐熱性が要求されることから、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の樹脂成型での製作がより好適である。
【０１２７】
反面、第２ケーシング１４を金属で製作することは、ステータ１１等の磁気回路が発生する磁束変動により渦電流損失を発生させるので好ましくない。
【０１２８】
そして、第１ケーシング１５は第２ケーシング１４と嵌合され、その間には隔壁部材１６が挟み込まれるように設けられ、第２ケーシング１４と隔壁部材１６との間に液体冷媒に液循環駆動用の推進力を与えるためのポンプ室１７が形成されている。
【０１２９】
そのポンプ室１７ではオープン型の羽根１０ａにより推進力を与えられた液体冷媒が吐出口１４ａへと導かれる。
【０１３０】
一方、第1ケーシング１５は熱伝導性グリース等（図示せず）を介し２点鎖線で示した発熱電子部品１８と直接的に接触するので、その表面はなるべく平面度を高くし、高熱伝導率で放熱性のよい銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属材料を用いて、ダイカストなどの鋳造、鍛造、機械加工やこれらの組み合わせの加工方法により製作される。
【０１３１】
また、この第1ケーシング１５は、発熱電子部品１８から受け取った熱を液体冷媒と高効率で熱交換するために、内側に複数の放熱フィン１５ａを形成した構造が好ましく、次に、この第１ケーシング１５について説明する。
【０１３２】
第1ケーシング１５の外周部には第２ケーシング１４と当接する鍔部１５ｂが形成され、その下部には２点鎖線で示した発熱電子部品１８との接触面である受熱面１５ｃが設けられ、その背面側には複数の放熱用突起である放熱フィン１５ａが配置され、その液体冷媒との接触面積を増大し熱伝導を促進し、発熱電子部品１８から受け取った熱を効率的にその液体冷媒に伝える働きを行う。
【０１３３】
そして、この液体冷媒は、第１ケーシング１５と第２ケーシング１４との間に挟み込まれるようにして設けられた隔壁部材１６の略中央に位置する貫通穴（図示せず）を通過して、ポンプ室１７の中央部に吸い込まれオープン型の羽根１０ａにより液循環駆動用の推進力が与えられる。
【０１３４】
なお、液体冷媒としては、エチレングリコール水溶液やプロピレングリコール水溶液等の不凍液が適当であるが、第１ケーシング１５の材料として銅や銅合金等を使用するため、防食添加剤を添加するのが好ましい。
【０１３５】
以上の説明のように、この受熱一体ポンプ２は隔壁部材１６と第２ケーシング１４との間に形成されたポンプ室１７とその中で回転する羽根車１０とにより構成されたポンプを内蔵しており、受熱機能とポンプ機能を併せ持ち、液循環路内の液循環駆動用のポンプを別体で設ける必要がないので、液循環路長も短くなり、より小型化が可能となる。
【０１３６】
さらに、図８は電子機器のラック型筐体内部への冷却装置の組み込み状態を示す斜視図と正面図で、ラック型筐体１９の内部には強制冷却を要する２個の発熱電子部品（図示せず）が実装された基板２０が配置されており、その基板２０の実装面側にそれぞれの発熱電子部品に対応して２つの冷却装置１が搭載されている。
【０１３７】
また、それぞれの冷却装置１において、ラジエータ６を挟み込んでコの字状となるようにリザーブタンク５と連通タンク７が対向配置され、その間に風路２１が設けられ、しかもラジエータ６の通風面６ｃに送風ファン２２の空気を送り出す送風面２２ａが対向配置されているので、この冷却装置１をラック型筐体１９の内部で他の周辺装置や筐体壁に近接して設置したとしても、ラジエータ６への風路２１を確保できラジエータ６に十分な風量の空気を図８（ｂ）の矢印で示した方向へ送風できるのでラジエータ６の放熱性能を向上できる。
【０１３８】
つまり、電子機器内での冷却性能を向上でき、その電子機器に搭載されたＣＰＵなどの演算処理能力を向上し、動作状態の安定性を確保できる。また、電子機器の小型、薄型、軽量化への対応も容易となる。
【０１３９】
（実施の形態２）
図９は本発明の実施の形態２に係わる冷却装置の斜視図と側面図で、ラジエータ６のコアチューブ６ａの上方端には液体冷媒の液循環路の一部を構成するリザーブタンク５が隣接配置され、ラジエータ６のコアチューブ６ａ（図示せず）の上方端が、密閉型のリザーブタンク５の液流出管５ａから離れる方向の片側に寄せられて接続されている。
【０１４０】
一方、そのラジエータ６のコアチューブ６ａの下方端にも連通タンク７が一体化して接続され、リザーブタンク５と連通タンク７がタンク連結部材８で連結されている。
【０１４１】
そして、さらにそのタンク連結部材８を介して受熱一体ポンプ２がそれらの下方に連結され、２本の液輸送路３、４はそれぞれ液循環路の一部を構成している。
【０１４２】
ここで、コの字状に板金加工された受熱器連結部材２３は、タンク連通部材８の外側に重なり合うように配置され、固定用ビス２３ａで締め付け固定されており、さらにその受熱器連結部材２３の底部２３ｂは受熱一体ポンプ２を載置するように固定されたベースプレート２ａと連結されている。そして、この状態でＣＰＵなどの発熱電子部品１８が実装された基板へ取り付け用ビス２ｃを用いて取り付けられるが、このような構成にすることにより、ＣＰＵのサイズや基板との位置関係に対応してベースプレート２ａや取り付け用ビス２ｃの形状や大きさを適宜変更することにより取り付けが容易となる。
【０１４３】
また、リザーブタンク５と連通タンク７を対向配置し、その間の空間で風路を形成し、その風路に強制冷却のために受熱器連結部材２３の連結部（図示せず）と連結させて送風ファン２２が組み込まれ、ラジエータ６の通風面（図示せず）に送風ファン２２の送風面２２ａを密着するように対向配置したので、よりコンパクトな冷却装置１を構成できるだけではなく、この冷却装置１が搭載された電子機器筐体内で他の周辺装置や筐体壁に近接して設置されたとしても、ラジエータ６に十分な風量の空気を送風できるのでラジエータ６の放熱性能を向上できる。
【０１４４】
以上のように、受熱器連結部材２３を介して受熱一体ポンプ２とタンク連結部材８とが連結されたので、冷却装置１全体がよりコンパクトで一体的になる。
【０１４５】
そして、発熱電子部品１８の実装された基板上に受熱一体ポンプ２を固定するのみで、その受熱器連結部材２３を介してタンク連結部材８とも連結され、さらにリザーブタンク５、連通タンク７、及びラジエータ６などの関連部材も同時設置可能となり、ＣＰＵなど冷却したい発熱電子部品１８の交換作業も容易に行うことができる。
【０１４６】
なお以上の実施の形態の説明において、小型化を図るためには受熱器としてポンプ機能を有する受熱一体ポンプ２を用いるのが好ましいが、必要に応じて受熱器とポンプを別体で設けてそれらを液輸送路３，４で接続するような構成にしても構わない。また、内蔵したポンプの駆動方式は遠心ポンプとしたが、所望の流量が得られ冷却性能に影響がなければ他の駆動方式のポンプでもよい。
【０１４７】
液循環路内に微量に混入した空気がある場合でも、その浮力を利用して液循環路内に混入した空気を十分収容できる程度の大きな内部容積を有する気液分離用の密閉型のリザーブタンク５にその空気を集め易くし、より安定した気液分離機能を得て、良好な液循環動作を確保するためには、リザーブタンク５をラジエータ６に対して重力方向で上側に配置するのが好ましいが、液体冷媒の流れる方向を連通タンク７からラジエータ６を通ってリザーブタンク５の方向へ限定すれば、リザーブタンク５が密閉型であるので、縦置き、横置き、又はリザーブタンク５をラジエータ６に対して重力方向で下側となるようないずれの設置方向で用いられても安定した気液分離機能が得られ、良好な液循環動作を確保できる。
【０１４８】
また、液体冷媒を循環する方向については、高温に熱せられた液体媒体を途中で滞留させることなく、できるだけ短時間でラジエータ６より放熱を行えるように内部容積の小さい連通タンク７からラジエータ６を通ってリザーブタンク５の方向へ液体冷媒が流れるように液循環路を形成したが、リザーブタンク５での気液分離機能が得られ液体冷媒の滞留も少なく十分な冷却性能も得ることができれば、リザーブタンク５からラジエータ６を通って連通タンク７の方向へ液体冷媒を流すような液循環路を形成してもよい。
【０１４９】
また、以上の実施の形態において、リザーブタンク５については連通タンク７と比較して内部容積の大きなタンクとしたが、ガス透過性のあるフレキシブルチューブ３a、４ａの全長が短く設定され液循環路内に混入する空気の量が微量である場合や別に気液分離機構が設けられ大きな内部容積を必要としない場合などには、その内部容積を小さくし連通タンク７よりも小さく設定しても構わない。
【０１５０】
また、ラジエータ６は、一方向のみの液循環路を形成するのではなく、連通タンク７とリザーブタンク５をそれぞれ仕切り板で区切って、いずれかのタンク内で液循環路をターンさせてラジエータ６のコアチューブ６ａにおいて双方向の液循環路を形成するターン型としても構わない。
【０１５１】
さらに、ラジエータ６、リザーブタンク５、連通タンク７、及びそれらを接続する液輸送路３、４などの関連部材を含めて、その形態、材質、大きさ、数量、製作方法などについても、以上の実施の形態に限定されるものではなく、冷却性能、組み立て作業性、搭載される電子機器の筐体内での配置、スペース、保証寿命などを考慮して適宜選択すればよい。
【０１５２】
同様に、送風ファン２２についても、十分な風量の得られる軸流ファンを用いたが、搭載するスペース上の関係などから薄型の遠心ファンを用いてもよいし、その送風方向についても、冷却効果や騒音などを考慮して適宜設定すればよい。
【産業上の利用可能性】
【０１５３】
本発明は、液体冷媒を循環させながら発熱電子部品を冷却する冷却装置及びそれを備えた電子機器に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１５４】
【図１】本発明の実施の形態１に係わる冷却装置の全体斜視図
【図２】本発明の実施の形態１に係わる冷却装置の正面図と背面図
【図３】本発明の実施の形態１に係わる冷却装置のリザーブタンクの構造を説明する一部切り欠き図とそのＢ−Ｂ矢視断面図
【図４】リザーブタンクの第一の変形例を説明する一部切り欠き図とそのＣ−Ｃ矢視断面図
【図５】リザーブタンクの第二の変形例を説明する斜視図とそのＤ−Ｄ矢視断面図
【図６】リザーブタンクの第三の変形例を説明する一部切り欠き図とそのＥ−Ｅ矢視断面図
【図７】図１のＡ−Ａ矢視断面図
【図８】電子機器のラック型筐体内部への冷却装置の組み込み状態を示す斜視図と正面図
【図９】本発明の実施の形態２に係わる冷却装置の斜視図と側面図
【図１０】（特許文献１）に記載の実施の形態の斜視図
【図１１】（特許文献２）に記載の実施の形態の側面図
【図１２】（ａ）（特許文献３）に記載のリザーブタンクの概略を説明する斜視図、（ｂ）（特許文献４）に記載のリザーブタンクの概略を説明する斜視図
【符号の説明】
【０１５５】
１    冷却装置
２    受熱一体ポンプ
２ａ    ベースプレート
２ｂ    固定用ビス
２ｃ    取り付け用ビス
３    液輸送路
３a    フレキシブルチューブ
３ｂ    金属管
３ｃ    ホースバンド
４    液輸送路
４ａ    フレキシブルチューブ
４ｂ    金属管
４ｃ    ホースバンド
５    リザーブタンク
５ａ    液流出管
５ｂ    液補給管
５ｃ    キャップ
５ｄ    液流出口
５ｅ    液底面
５ｆ    切り欠き部
５g    突出壁
５ｈ    突出壁
６    ラジエータ
６ａ    コアチューブ
６ｂ    コルゲートフィン
６ｃ    通風面
７    連通タンク
７ａ    液流入管
８    タンク連結部材
８ａ    連結部
８ｂ    固定用孔部
９    液体冷媒
９ａ    液面
１０    羽根車
１０ａ    羽根
１０ｂ    小孔
１０ｃ    マグネットロータ
１１    ステータ
１２    コイル
１３    回路基板
１４    第２ケーシング
１４ａ    吐出口
１４ｂ    吸込口
１５    第１ケーシング
１５ａ    放熱フィン
１５ｂ    鍔部
１５ｃ    受熱面
１６    隔壁部材
１７    ポンプ室
１８    発熱電子部品
１９    ラック型筐体
２０    基板
２１    風路
２２    送風ファン
２２ａ    送風面
２３    受熱器連結部材
２３ａ    固定用ビス
２３ｂ    底部
Ｋ    羽根車の入口
【図１】
2007103633.tif 000003
【図２】
2007103633.tif 000004
【図３】
2007103633.tif 000005
【図４】
2007103633.tif 000006
【図５】
2007103633.tif 000007
【図６】
2007103633.tif 000008
【図７】
2007103633.tif 000009
【図８】
2007103633.tif 000010
【図９】
2007103633.tif 000011
【図１０】
2007103633.tif 000012
【図１１】
2007103633.tif 000013
【図１２】
2007103633.tif 000014