(57)【要約】【課題】液冷型冷却装置に関して、高い冷却性能や高密度実装を実現できる技術を提供する。【解決手段】液冷型冷却装置は、受熱部１と、ポンプ２と、平板形状の放熱モジュール８と、受熱部１、ポンプ２、及び放熱モジュール８の間を接続して冷却液が流れる経路を構成する配管６とを備える。放熱モジュール８は、ファン５と、ファン５の周りに配置されている複数の放熱器４を含む放熱部４０と、複数の放熱器４の間に配置されているタンク３と、を有する。【選択図】図１
2017152614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液冷型冷却装置であって、
受熱部と、
ポンプと、
平板形状の放熱モジュールと、
前記受熱部、前記ポンプ、及び前記放熱モジュールの間を接続して冷却液が流れる経路を構成する配管部と、
を備え、
前記放熱モジュールは、
ファンと、
前記ファンの周りに配置されている複数の放熱器を含む放熱部と、
前記複数の放熱器の間に配置されているタンク部と、
を有する、
液冷型冷却装置。
【請求項２】
請求項１記載の液冷型冷却装置において、
前記受熱部、前記ポンプ、前記放熱モジュール、及び前記配管部を含む全体が平板形状の空間内に配置されている、
液冷型冷却装置。
【請求項３】
請求項１記載の液冷型冷却装置において、
前記ファンは、排気が通過する第１側面、第２側面を有し、
前記複数の放熱器として、第１放熱器、第２放熱器を有し、
前記第１放熱器は、前記第１側面に近接した第１辺領域に配置されており、
前記第２放熱器は、前記第２側面に近接した第２辺領域に配置されており、
前記タンク部は、前記第１放熱器と前記第２放熱器との間の領域に配置されており、
前記第１放熱器内の管部と、前記タンク部内の空間と、前記第２放熱器内の管部とが、前記経路として接続されている、
液冷型冷却装置。
【請求項４】
請求項１記載の液冷型冷却装置において、
前記ファンは、排気が通過する第１側面、第２側面、第３側面を有し、
前記複数の放熱器として、第１放熱器、第２放熱器、第３放熱器を有し、
前記タンク部として、第１タンク、第２タンクを有し、
前記第１放熱器は、前記第１側面に近接した第１辺領域に配置されており、
前記第２放熱器は、前記第２側面に近接した第２辺領域に配置されており、
前記第３放熱器は、前記第３側面に近接した第３辺領域に配置されており、
前記第１タンクは、前記第１放熱器と前記第２放熱器との間の領域に配置されており、
前記第２タンクは、前記第２放熱器と前記第３放熱器との間の領域に配置されており、
前記第１放熱器内の管部と、前記第１タンク内の空間と、前記第２放熱器内の管部と、前記第２タンク内の空間と、前記第３放熱器内の管部とが、前記経路として接続されている、
液冷型冷却装置。
【請求項５】
請求項１記載の液冷型冷却装置において、
前記ファンは、排気が通過する第１側面、第２側面、第３側面、第４側面を有し、
前記複数の放熱器として、第１放熱器、第２放熱器、第３放熱器、第４放熱器を有し、
前記タンク部として、第１タンク、第２タンク、第３タンクを有し、
前記第１放熱器は、前記第１側面に近接した第１辺領域に配置されており、
前記第２放熱器は、前記第２側面に近接した第２辺領域に配置されており、
前記第３放熱器は、前記第３側面に近接した第３辺領域に配置されており、
前記第４放熱器は、前記第４側面に近接した第４辺領域に配置されており、
前記第１タンクは、前記第１放熱器と前記第２放熱器との間の領域に配置されており、
前記第２タンクは、前記第２放熱器と前記第３放熱器との間の領域に配置されており、
前記第３タンクは、前記第３放熱器と前記第４放熱器との間の領域に配置されており、
前記第１放熱器内の管部と、前記第１タンク内の空間と、前記第２放熱器内の管部と、前記第２タンク内の空間と、前記第３放熱器内の管部と、前記第３タンク内の空間と、前記第４放熱器内の管部とが、前記経路として接続されている、
液冷型冷却装置。
【請求項６】
請求項１記載の液冷型冷却装置において、
前記タンク部は、前記ファンの排気の一部が当たる側面を有する、
液冷型冷却装置。
【請求項７】
請求項１記載の液冷型冷却装置において、
前記ファンは、平面視で外形が円形であって、曲面の側面を有し、
前記放熱部及び前記タンク部は、前記曲面の側面に近接した円周領域に配置されている、
液冷型冷却装置。
【請求項８】
請求項１記載の液冷型冷却装置において、
前記ファンは、排気が通過する第１側面、第２側面、第３側面を有し、
前記複数の放熱器として、第１放熱器、第２放熱器を有し、
前記第１放熱器は、前記第１側面に近接した第１辺領域に配置されており、
前記第２放熱器は、前記第１辺領域に対向した位置にある、前記第３側面に近接した第３辺領域に配置されており、
前記タンク部は、前記第１辺領域と前記第３辺領域との間の領域として、前記第２側面に近接した第２辺領域に配置されており、
前記第１放熱器内の管部と、前記タンク部内の空間と、前記第２放熱器内の管部とが、前記経路として接続されている、
液冷型冷却装置。
【請求項９】
請求項１記載の液冷型冷却装置において、
前記複数の放熱器における各々の放熱器は、
前記ファンの排気が通過する側面と、
管部として偏平管と、
前記偏平管に接するフィンと、
を有する、液冷型冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液冷型冷却装置技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器において狭小空間に冷却手段を設ける場合、空冷型のヒートシンク等がよく利用されている。ノートＰＣ等の電子機器は、小型化や薄型化に伴い、発熱密度が高くなっている。そのため、電子機器の冷却手段には、より高い冷却性能が求められている。
【０００３】
電子機器の冷却手段として、液冷型冷却装置が挙げられる。液冷型冷却装置は、水冷及び空冷の組合せによって、比較的高い冷却性能を実現できる。液冷型冷却装置は、構成要素として、受熱部、ポンプ、タンク、放熱部、ファン、及びそれらの構成要素間を接続する配管、等がある。
【０００４】
液冷型冷却装置に関する先行技術例としては、特開２００６−２０７８８１号公報（特許文献１）が挙げられる。特許文献１には、冷却性能向上及び小型化を実現する旨の冷却装置が記載されている。この冷却装置は、ファンの２つの側面に２つの放熱器が配置されている。そして、１つの放熱器と受熱部との間を接続する配管の途中には、ファンの一部の側面に近接及び一体の形で、タンクが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２０７８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の液冷型冷却装置は、配管やタンクを含む構成要素の配置のために、装置全体の体積が比較的大きくなる。そのため、従来の液冷型冷却装置は、例えばノートＰＣのような、実装可能空間が限られる電子機器に実装する場合に、実装が難しい。即ち、その実装可能空間内に液冷型冷却装置を収めることが難しい。電子機器に液冷型冷却装置を実装できる場合でも、電子機器と液冷型冷却装置とを含むシステム全体での体積が大きくなってしまう。即ち、その電子機器は、薄型化や小型化を実現しにくくなってしまう。
【０００７】
特に、ノートＰＣ等の電子機器の場合、概略的に平板形状を有し、冷却手段を設けるための実装可能空間も、概略的に平板形状である。そのため、従来では、その実装可能空間にヒートシンク等を実装している。しかし、それだけでは、放熱能力、冷却効率が不足している。その電子機器では、ＣＰＵの演算をフルパワーで行う場合、冷却性能不足から、部品上限温度を超える可能性がある。そのため、その電子機器では、ＣＰＵの能力を抑えて使用する必要があり、性能を最大限に利用することはできない。
【０００８】
上記のように、従来の液冷型冷却装置は、小型化や薄型化の観点では改善余地がある。ノートＰＣ等の電子機器に液冷型冷却装置を実装する場合に、高い冷却性能を実現すると共に、システム全体の体積や厚さが小さくなるように、小型化や薄型化の高密度実装を実現したい。
【０００９】
本発明の目的は、液冷型冷却装置に関して、高い冷却性能や高密度実装を実現できる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のうち代表的な実施の形態は、液冷型冷却装置であって、以下に示す構成を有することを特徴とする。
【００１１】
一実施の形態の液冷型冷却装置は、受熱部と、ポンプと、平板形状の放熱モジュールと、前記受熱部、前記ポンプ、及び前記放熱モジュールの間を接続して冷却液が流れる経路を構成する配管部と、を備え、前記放熱モジュールは、ファンと、前記ファンの周りに配置されている複数の放熱器を含む放熱部と、前記複数の放熱器の間に配置されているタンク部と、を有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のうち代表的な実施の形態によれば、液冷型冷却装置に関して、高い冷却性能や小型化の実装を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１の液冷型冷却装置の構成を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１の液冷型冷却装置の実装構成例を示す斜視図である。
【図３】実施の形態１の液冷型冷却装置の放熱モジュールの構成を示す斜視図である。
【図４】実施の形態１の液冷型冷却装置の説明のために、領域等の定義を示す平面図である。
【図５】実施の形態１の液冷型冷却装置の放熱モジュールの主平面の構成を示す平面図である。
【図６】実施の形態１の液冷型冷却装置のうちの一体部の構成を示す斜視図である。
【図７】実施の形態１の液冷型冷却装置のうちの放熱器の構成を示す斜視図である。
【図８】実施の形態１の液冷型冷却装置のうちの放熱器の側面の構成を示す平面図である。
【図９】本発明の実施の形態２の液冷型冷却装置の放熱モジュールの構成を示す斜視図である。
【図１０】実施の形態２の液冷型冷却装置の放熱モジュールの主平面の構成を示す平面図である。
【図１１】本発明の実施の形態３の液冷型冷却装置の放熱モジュールの主平面の構成を示す平面図である。
【図１２】本発明の実施の形態４の液冷型冷却装置の放熱モジュールの主平面の構成を示す平面図である。
【図１３】本発明の実施の形態５の液冷型冷却装置の放熱モジュールの主平面の構成を示す平面図である。
【図１４】本発明の実施の形態６の液冷型冷却装置の放熱モジュールの主平面の構成を示す平面図である。
【図１５】比較例の液冷型冷却装置の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において同一部には原則として同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、各図で、説明上の方向として、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を示す。Ｘ方向及びＹ方向は、水平面を構成する交差する２つの方向とし、Ｚ方向は、鉛直方向とする。
【００１５】
［比較例］
前述の課題等を補足説明する。そのために、実施の形態に対する比較例として、従来一般的である液冷型冷却装置の構成について説明する。液冷型冷却装置は、冷却対象であるＰＣ等の電子機器に実装され、電子機器と液冷型冷却装置とを含むシステムを構成する。
【００１６】
図１５は、比較例の液冷型冷却装置の構成を示す。比較例の液冷型冷却装置は、構成要素として、受熱部９１、ポンプ９２、タンク９３、放熱部９４、ファン９５、及び配管９６｛９６ａ，９６ｂ，９６ｃ，９６ｄ｝を有する。
【００１７】
受熱部９１は、電子機器の発熱部に取り付けられて熱交換を行う部分である。受熱部９１は、配管９６ａにより、ポンプ９２と接続されている。方向９０１は、配管９６ａ内を冷却液が流れる方向を示す。
【００１８】
ポンプ９２は、配管９６を含む経路に、冷却液として、冷媒である液体を循環させる。ポンプ９２は、配管９６ｂにより、タンク９３と接続されている。
【００１９】
タンク９３は、経路内における冷却液の揮発による減少に備えるために、冷却液を蓄積する部分である。タンク９３は、配管９６ｃにより、放熱部９４と接続されている。
【００２０】
放熱部９４は、ラジエータ等であり、冷却液が流れる管部や、管部に接するフィン等を含み、冷却液の熱を外部に放熱する熱交換を行う部分である。図１５の放熱部９４の場合、矩形の平板形状を有し、その主平面に複数のフィンが設けられている。放熱部９４は、配管９６ｄにより、受熱部９１と接続されている。方向９０２は、配管９６ｄ内を冷却液が流れる方向を示す。
【００２１】
ファン９５は、放熱部９４に隣接して配置されており、吸気及び排気により、放熱部９４の放熱を促進する。図１５のファン９５は、矩形の平板形状を有し、放熱部９４の矩形の主平面に対して重ね合わせるように配置されている。図１５のファン９５は、軸流ファンであり、Ｙ方向で吸気及び排気を行う。
【００２２】
配管９６は、構成要素間を接続し、冷却液が循環して流れる経路を構成する要素である。配管９６は、例えば金属による配管、または高分子材料によるチューブ等で構成される。配管９６は、ゴムやプラスチック等の高分子材料によるチューブで構成される場合、フレキシブル性を有する。その配管９６は、電子機器を含むシステムの空間に応じて経路の折り曲げ等が可能であるため、よく利用されている。
【００２３】
ただし、高分子材料で構成される配管９６は、一般に、ある程度の液体透過性を持つ。即ち、長期間においては、配管９６自体や、配管９６と他の構成要素との接続部分等から、冷却液が外部へ揮発する。これにより、経路内に存在する冷却液の量が、最初の状態から長期間経過後の状態への変化において、減少する。
【００２４】
そのため、経路内に最初から冷却液の量を多めに供給しておくために、経路の途中にタンク９３が設けられている。タンク９３は、言い換えると、冷却液蓄積部である。タンク９３は、冷却液を蓄積するために、ある程度以上の容積を持つ。電子機器を含むシステム内では、タンク９３及びそれに接続される配管９６｛９６ｂ，９６ｃ｝を配置する必要がある。そのため、液冷型冷却装置及びシステム全体の体積が比較的大きくなってしまう。電子機器に液冷型冷却装置を高密度実装したシステムを構成したい場合に、タンク９３や配管９６等が妨げとなってしまう。
【００２５】
（実施の形態１）
図１〜図８を用いて、本発明の実施の形態１の液冷型冷却装置について説明する。実施の形態１の液冷型冷却装置は、冷却対象であるノートＰＣ等の電子機器に実装され、電子機器と液冷型冷却装置とを含むシステムを構成する。
【００２６】
［液冷型冷却装置］
図１は、実施の形態１の液冷型冷却装置の構成を示す。実施の形態１の液冷型冷却装置は、受熱部１、ポンプ２、放熱モジュール８、及び配管６｛６ａ，６ｂ，６ｃ｝を有する。放熱モジュール８は、ファン５と、一体部７とを含む。一体部７は、タンク３と、放熱部４０とを含む。放熱部４０は、複数の放熱器４として、放熱器４Ａ及び放熱器４Ｂの２つの放熱器４を含む。
【００２７】
図１のように、実施の形態１の液冷型冷却装置は、薄型の概略的に平板形状の放熱モジュール８を有する。放熱モジュール８では、ファン５の周りに複数の放熱器４が配置され、それらの角部にタンク３が配置されている。放熱モジュール８の一体部７は、放熱部４０とタンク３とを一体化した部分である。これにより、実施の形態１の液冷型冷却装置は、従来の液冷型冷却装置、例えば比較例よりも、全体の体積及び厚さが小さく、電子機器に対する高密度実装を実現できる。実施の形態１の液冷型冷却装置は、経路の途中に、比較例のような独立したタンク９３及びそれを接続するための配管９６が不要となっており、その分、全体の体積が削減されている。
【００２８】
受熱部１は、電子機器のＣＰＵ等の発熱部に取り付けられ、発熱部から熱を受けて発熱部との間で熱交換を行う部分であり、ジャケット等と呼ばれる。図１では、受熱部１の下面が、発熱部の上面に対して近接するように取り付けられる。受熱部１内には冷却液が流れる空間がある。受熱部１は、配管６ａにより、ポンプ２と接続されている。受熱部１の側面の一部には、配管６ａの一方端が接続されており、他の一部には、配管６ｃの一方端が接続されている。方向１０１は、配管６ａ内を冷却液が流れる方向を示す。方向１０２は、配管６ｃ内を冷却液が流れる方向を示す。
【００２９】
ポンプ２は、配管６を含む経路に、冷却液として、冷媒である液体を循環させる。ポンプ２は、配管６ｂにより、放熱モジュール８の放熱器４Ａと接続されている。ポンプ２の上面の一部に、配管６ａの他方端が接続されており、他の一部に、配管６ｂの一方端が接続されている。
【００３０】
放熱モジュール８において、ファン５、放熱部４０、及びタンク３は、Ｚ方向で一定の厚さを持つ平板形状の領域内に収まるように、Ｘ−Ｙ平面で並列に配置されている。放熱モジュール８のＺ方向の厚さは、例えば１２ｍｍ程度である。放熱モジュール８では、経路としては、配管６ｂから、放熱器４Ａ、タンク３、放熱器４Ｂの順で、配管６ｃへ接続されている。
【００３１】
ファン５は、吸気及び排気により、放熱部４での放熱を促進する。ファン５は、ブロワファンであり、Ｚ方向で上側または下側の少なくとも一方から吸気を行い、基本的にＸ−Ｙ平面の全方向で排気を行う。ファン５からの排気は、放熱部４０の放熱器４内を経由して外部へ流出する。ファン５は、Ｚ方向から見た平面視で概略的に矩形の平板形状を有する。
【００３２】
放熱部４０の複数の放熱器４は、Ｘ−Ｙ平面でファン５の周りに隣接して配置されている。実施の形態１では、ファン５のＸ方向及びＹ方向の２つの側面に近接した領域に、放熱部４０の２つの放熱器４が配置されている。放熱器４Ａは、ファン５のＸ方向の一方の側面に近接した領域に配置されている。放熱器４Ｂは、ファン５のＹ方向の一方の側面に近接した領域に配置されている。ファン５の側面のうち、他の２つの側面には、放熱器４が配置されていない。
【００３３】
放熱部４０において、放熱器４である放熱器４Ａ及び放熱器４Ｂは、ラジエータであり、冷却液の熱を外部に放熱する熱交換を行う部分である。放熱器４は、Ｚ方向の平面視で長方形の平板形状を有する。放熱器４ＡはＹ方向に長く、放熱器４ＢはＸ方向に長い。放熱器４は、後述するが、筐体の内部に、冷却液が流れる管部や、管部に接するフィン等を含んでいる。
【００３４】
タンク３は、経路内の冷却液の揮発等による減少に備えて最初から多めに冷却液を供給しておくために、冷却液を蓄積する機能を有する部分であり、冷却液蓄積部である。タンク３は、冷却液を蓄積するために、所定の容積を持つ。タンク３は、放熱器４Ａと放熱器４Ｂとの間の角部に配置されている。タンク３は、放熱器４Ａと放熱器４Ｂとを物理的に接続している。タンク３は、経路の一部を構成している。角部は、Ｘ−Ｙ平面でのファン５に対する角部であり、放熱モジュール８及び一体部７における角部である。タンク３は、Ｚ方向の平面視で正方形である平板形状を有する。
【００３５】
配管６は、受熱部１等の構成要素間を接続し、冷却液が循環して流れる経路を構成する要素である。配管６は、ゴムやプラスチック等の高分子材料によるチューブ等で構成され、フレキシブル性を有する。配管６は、電子機器の実装可能空間内で、適宜に折り曲げ等がされて配置される。
【００３６】
なお、変形例として、配管６としては、剛性を持ちフレキシブル性を持たない金属材料による配管を使用してもよい。また、配管６としては、金属材料部品と高分子材料部品との組合せで構成されるものを使用してもよい。例えば、ポンプ２等の構成要素との接続箇所における冷却液漏れ防止性能を重視する場合に、その接続箇所に金属材料部品による配管を使用してもよい。
【００３７】
［冷却液の経路］
冷却液は、冷媒として水あるいは他の物質を含む所定の液体であり、冷却特性の他に腐食防止等の特性を持つ不凍液である。
【００３８】
冷却液の経路としては以下である。経路は、受熱部１から、配管６ａ、ポンプ２、配管６ｂ、放熱器４Ａ、タンク３、放熱器４Ｂ、配管６ｃといった順序で受熱部１に戻る経路である。
【００３９】
受熱部１での熱交換により加熱された冷却液は、配管６ａを通じてポンプ２へ流れ、ポンプ２の作用によってポンプ２から配管６ｂを通じて放熱器４Ａ内へ流入する。放熱器４Ａに流入した冷却液は、放熱器４Ａ内の管部を流れて冷却されながら、タンク３内へ流入する。タンク３内へ流入した冷却液は、放熱器４Ｂへ流入する。放熱器４Ｂ内へ流入した冷却液は、放熱器４Ｂ内の管部を流れて冷却されながら、放熱器４Ｂから流出する。流出した冷却液は、配管６ｃを通じて受熱部１へと戻る。
【００４０】
実施の形態１で、冷却液の経路の設計の基本方針は以下である。タンク３は放熱モジュール８内に統合されて設けられており、比較例のような独立したタンク９３は存在しない。また比較例のタンク９３の両側の配管９６｛９６ｂ，９６ｃ｝は、実施の形態１では、１本の配管６ｂに統合されている。実施の形態１のタンク３の両側は、配管６ではなく、放熱器４となっている。放熱モジュール８では、２つの放熱器４の間にタンク３があり、タンク３の後に放熱器４Ｂを経由させるようにしている。これにより、放熱器４Ｂで冷却された冷却液が、受熱部１へ供給される。実施の形態１では、従来の液冷型冷却装置に比べて、部品数が少なく、配管による接続箇所が少なく、配管の総長が短縮されている。
【００４１】
［実装構成例］
図２は、図１の実施の形態１の液冷型冷却装置の実装構成例として、電子機器に高密度実装してシステムを構成する場合の液冷型冷却装置の構成を示す。空間１０は、液冷型冷却装置の全体を含んだ、概略的に平板形状の空間である。実装対象の電子機器が、ノートＰＣ等のように薄型であり、実装可能空間が、このような平板形状の空間１０である。実施の形態１の液冷型冷却装置は、この空間１０に高密度実装が可能である。実施の形態１の液冷型冷却装置及びそれを実装する電子機器は、薄型を実現できる。液冷型冷却装置と電子機器とを含むシステム全体の体積が比較的小さい。
【００４２】
図２の実装構成例では、空間１０において、Ｚ方向で一定の厚さ内に構成要素が収まっている。Ｚ方向から平面視した場合の主平面であるＸ−Ｙ平面において、例えばＹ方向の一方の半分の領域に、放熱モジュール８及び配管６ｃが収まっている。Ｙ方向の他方の半分の領域に、受熱部１、配管６ａ、ポンプ２、及び配管６ｂが収まっている。Ｙ方向の他方の半分の領域において、Ｘ方向で一方側の領域には受熱部１が配置されており、Ｘ方向で他方側の領域にはポンプ２が配置されている。図２では、ポンプ２としては、Ｚ方向の厚さがなるべく薄いタイプのものを適用している。配管６ａは、折り曲げられた形で配置されている。配管６ｂは、短い長さで直線の形で配置されている。配管６ｃは、直線の形で配置されている。配管６の総長が最低限となるように構成要素が配置されている。
【００４３】
液冷型冷却装置の実装構成例としては、電子機器の構成に合わせて、図１の構成に基づいて各種の変形例が可能である。受熱部１、ポンプ２、及び放熱モジュール８の配置位置関係等は変更可能である。放熱器４と配管６との接続口の位置や、配管６の長さや形状等は変更可能である。
【００４４】
［放熱モジュール（１）］
図３は、図１の実施の形態１の液冷型冷却装置のうちの、放熱モジュール８の構成を示す斜視図である。ファン５は、軸部５１において、Ｚ方向で上側または下側の少なくとも一方から吸気する。吸気によるエアは、軸部５１から、Ｘ−Ｙ平面での全方向、ファン５の側面へ向けて排気される。ファン５の排気の方向は、方向３０１及び方向３０２を含む。方向３０１の排気は、軸部５１からＸ方向の一方への排気であり、ファン５の第１側面及び放熱器４Ａを経由する。方向３０２の排気は、軸部５１からＹ方向の一方への排気であり、ファン５の第２側面及び放熱器４Ｂを経由する。ファン５の４つの側面のうち、Ｘ方向の一方の第１側面及びＹ方向の一方の第２側面は、排気が可能なように開口となっている。ファン５の４つの側面のうち、Ｘ方向の他方の第３側面及びＹ方向の他方の第４側面は、排気が出ないように、閉じた側面となっている。
【００４５】
放熱器４ＡのＹ方向の一方端には、流入部４１Ａを有し、流入部４１Ａの接続口４２Ａに、配管６ｂの他方端が接続されている。放熱器４ＡのＹ方向の他方端の側面には、タンク３の一方の側面が接合されている。放熱器４ＢのＸ方向の一方端には、流出部４１Ｂを有し、流出部４１Ｂの接続口４２Ｂに、配管６ｃの他方端が接続されている。放熱器４ＢのＸ方向の他方端の側面には、タンク３の他方の側面が接合されている。
【００４６】
放熱器４において、ファン５の側面と近接する側面は、排気を通過させるために開口となっている。放熱器４Ａの側面は、ファン５の第１側面と近接している。放熱器４Ｂの側面は、ファン５の第２側面と近接している。
【００４７】
放熱器４Ａ及び放熱器４Ｂは、同様の形状を有する部品であり、配置の向きが異なっている。放熱器４Ａは、第１放熱器であり、Ｙ方向に長く延在する長方体として配置されている。放熱器４Ｂは、第２放熱器であり、Ｘ方向に長く延在する長方体として配置されている。放熱器４Ａは、冷却液が流入する側であるため、流入部４１Ａが設けられている。放熱器４Ｂは、冷却液が流出する側であるため、流出部４１Ｂが設けられている。
【００４８】
放熱器４Ａの筐体のＹ方向の一方端の側面には、流入部４１Ａが接合されており、他方端の側面には、タンク３の一方の側面が接合されている。放熱器４Ｂの筐体のＸ方向の一方端の側面には、流出部４１Ｂが接合されており、他方端の側面には、タンク３の他方の側面が接合されている。
【００４９】
流入部４１Ａは、配管６ｂからの冷却液を、放熱器４Ａの筐体内の管部に流入させる部分である。流入部４１Ａの接続口４２Ａは、Ｙ方向に向く位置に設けられている。流出部４１Ｂは、放熱器４Ｂの筐体内の管部からの冷却液を、配管６ｃへ流出させる部分である。流出部４１Ｂの接続口４２Ｂは、Ｘ方向に向く位置に設けられている。
【００５０】
接続口４２Ａと配管６ｂとの接続、及び、接続口４２Ｂと配管６ｃとの接続を含め、各構成要素と配管６との接続箇所では、当然ながら、冷却液漏れが極力発生しないように封止等による接続がされる。
【００５１】
なお、図３の放熱モジュール８の構成では、放熱器４Ｂの流出部４１Ｂの接続口４２Ｂは、Ｘ方向の向きで設けられている。それに対し、図２の放熱モジュール８の実装構成例では、高密度実装を考慮して、放熱器４Ｂの流出部４１Ｂの接続口４２Ｂは、Ｙ方向の向きで設けられている場合を示している。このように、接続口の位置等は、実装に応じて適宜変更可能である。
【００５２】
［放熱モジュール（２）］
図４は、実施の形態１の液冷型冷却装置の説明のために、領域等の定義を示す平面図である。図４では、Ｘ−Ｙ平面において、放熱モジュール８のファン５に対応する領域を中心に置き、その周りにある領域を示す。なお、これらの領域は、Ｚ方向では一定の厚さを持つとする。
【００５３】
ファン５の平面視での外形をここでは正方形としている。ファン５の軸部５１からの全方向の排気を矢印で示す。ファン５の外形における４つの側面において、Ｘ方向の一方の側面を第１側面、他方の側面を第３側面とし、Ｙ方向の一方の側面を第２側面、他方の側面を第４側面とする。
【００５４】
ファン５の周りに、矩形の枠形状の領域を有する。この枠形状の領域は、４つの辺領域と、４つの角部とを有する。この枠形状の領域において、ファン５の第１側面に近接した領域を、第１辺領域とする。同様に、第２側面に近接した領域を第２辺領域、第３側面に近接した領域を第３辺領域、第４側面に近接した領域を第４辺領域とする。第１辺領域及びそれに対向する第３辺領域は、Ｙ方向に長い側面を持つ長方形の領域である。第２辺領域及びそれに対向する第４辺領域は、Ｘ方向に長い側面を持つ長方形の領域である。
【００５５】
第１辺領域と第２辺領域との間、ファン５の領域に対して斜め右上の位置に、第１角部を有する。第２辺領域と第３辺領域との間、ファン５の領域に対して斜め右下の位置に、第２角部を有する。第３辺領域と第４辺領域との間、ファン５の領域に対して斜め左下の位置に、第３角部を有する。第４辺領域と第１辺領域との間、ファン５の領域に対して斜め左上の位置に、第４角部を有する。
【００５６】
第１辺領域は、第１角部を介して、Ｙ方向から９０度でＸ方向へ折れ曲がり、第２辺領域に接続されている。第２辺領域は、第２角部を介して、Ｘ方向から９０度でＹ方向へ折れ曲がり、第３辺領域に接続されている。第３辺領域は、第３角部を介して、Ｘ方向から９０度でＹ方向へ折れ曲がり、第４辺領域に接続されている。
【００５７】
［放熱モジュール（３）］
図５は、図３の放熱モジュール８の主平面として、Ｚ方向から平面視した場合のＸ−Ｙ平面での構成を模式的に示す。ファン５のＸ方向である方向３０１の排気は、開口である第１側面から出て、第１辺領域にある放熱器４Ａの一方の開口の側面へ流入する。その排気は、放熱器４Ａ内の管部４３Ａ及びフィンを空冷するように経由して、放熱器４Ａの他方の開口の側面から外部へ流出する。ファン５のＹ方向である方向３０２の排気は、開口である第２側面から出て、第２辺領域にある放熱器４Ｂの一方の開口の側面へ流入する。その排気は、放熱器４Ｂ内の管部４３Ｂ及びフィンを空冷するように経由して、放熱器４Ｂの他方の開口の側面から外部へ流出する。
【００５８】
一方、ファン５の４つの側面において、放熱器４が存在しない方の２つの側面である第３側面及び第４側面は、壁部５２で遮られている。それらの２つの側面に対する、方向３０３及び方向３０４を含む方向への排気は、壁部５２によって方向が変わるように制御される。その制御された排気は、開口である２つの側面である第１側面の方向３０１及び第２側面の方向３０２への排気として変換される。
【００５９】
なお、ファン５の構成は上記構成に限られない。変形例の液冷型冷却装置としては、ファン５の４つの側面を全て開口の側面としてもよい。
【００６０】
冷却液は、方向３１１で示すように、放熱器４Ａの流入部４１Ａの接続口４２Ａから流入し、放熱器４Ａの管部４３Ａ内を流れて、タンク３内に流入する。冷却液は、タンク３内から、放熱器４Ｂの管部４３Ｂ内に入り、管部４３Ｂ内を流れて、放熱器４Ｂの流出部４１Ｂの接続口４２Ｂから、方向３１２で示すように、流出する。なお、図５では、流出部４１Ｂの接続口４２Ｂは、図２に対応させて、Ｙ方向に向く位置に設ける場合を示している。
【００６１】
［一体部］
図６は、図３の放熱モジュール８のうちファン５を除いた部分である一体部７の構成を示す斜視図である。なお、図６では、タンク３について、内部が見えるように、外形の一部を取り除いた状態を示す。放熱器４Ａ、タンク３、及び放熱器４Ｂを含む部分を、放熱器４とタンク３とを一体化した部品である放熱器タンク一体部品という意味で、一体部７と称している。
【００６２】
一体部７は、平面視によるＸ−Ｙ平面において、第１形状として以下のような形状を有する。一体部７の第１形状は、ファン５の周りの領域において、図４の第１辺領域、第１角部、及び第２辺領域を含む領域の形状である。言い換えると、一体部７の第１形状は、９０度で１回折れ曲がるＬ字形状である。
【００６３】
放熱器４ＡのＺ方向の上面及び下面は、閉じた筐体であるサイドプレートとなっている。放熱器４Ａの筐体内に、Ｙ方向に延在する管部４３Ａが配置されている。管部４３Ａは、Ｘ−Ｙ平面での概略的に平板形状を持つ偏平管である。放熱器４ＡのＹ方向の一方端の側面では、管部４３Ａの一方端が貫通して、流入部４１Ａの側面に出ている。放熱器４ＡのＹ方向の他方端の側面では、管部４３Ａの他方端が貫通して、タンク３の一方の側面に出ている。言い換えれば、タンク３のＹ方向を向いた一方の側面には、管部４３Ａの他方の開口端部を有する。
【００６４】
同様に、放熱器４ＢのＺ方向の上面及び下面は、閉じた筐体であるサイドプレートとなっている。放熱器４Ｂの筐体内に、Ｘ方向に延在する管部４３Ｂが配置されている。管部４３Ｂは、Ｘ−Ｙ平面での概略的に平板形状を持つ偏平管である。放熱器４ＢのＸ方向の一方端の側面では、管部４３Ｂの一方端が貫通して、流出部４１Ｂの側面に出ている。放熱器４ＢのＸ方向の他方端の側面では、管部４３Ｂの他方端が貫通して、タンク３の他方の側面に出ている。言い換えれば、タンク３のＸ方向を向いた他方の側面には、管部４３Ｂの他方の開口端部を有する。
【００６５】
管部４３Ａ及び管部４３Ｂは、Ｚ方向では、放熱器４及びタンク３の中心位置に配置されている。なお、管部４３Ａ及び管部４３ＢのＺ方向の配置位置は、これに限らず適用可能である。例えば、管部４３Ａ及び管部４３ＢのＺ方向の配置位置は、中心位置よりも下の位置としてもよい。この位置は、冷却液の量等を考慮して適宜設計される。
【００６６】
放熱器４Ａの筐体内において、管部４３Ａに対し、Ｚ方向の上側及び下側には、それぞれ、フィン４４Ａが配置されている。フィン４４Ａは、側面であるＸ方向から見て波形状を有し、Ｙ方向において複数の波部を有する。フィン４４Ａは、例えば、平板を波形状に加工することにより構成できる。これにより、フィン４４Ａは、空冷効率を高めるのための表面積を有する。放熱器４Ｂにも同様の構成のフィン４４Ｂを有する。フィン４４Ａ及びフィン４４Ｂは、この構成に限らず適用可能である。例えば、放熱器４の筐体または管部の面に複数の突起部が設けられた構成等でもよい。
【００６７】
一体部７は、殆どの部分が、製造方法として一体成形等によって１つの部品として構成される。放熱器４Ａの筐体、流入部４１Ａ、管部４３Ａ、及びフィン４４Ａは、一体成形によって１つの部品として構成可能である。同様に、放熱器４Ｂの筐体、流出部４１Ｂ、管部４３Ｂ、及びフィン４４Ｂは、一体成形によって１つの部品として構成可能である。更に、放熱器４Ａ、放熱器４Ｂ、及びタンク３等は、一体成形によって１つの部品である一体部７として構成可能である。一体部７は、例えばアルミニウム等の金属を用いた一体成形によって構成可能である。
【００６８】
放熱器４とタンク３との接合部分や、放熱器４Ａと流入部４１Ａとの接合部分等は、一体成形の製造方法を用いる場合、冷却液漏れ防止効果が高い。
【００６９】
タンク３内は、殆ど長方体の空間であり、冷却液を蓄積可能な充分な容積を持つ空間となっている。タンク３内は、少なくとも、Ｚ方向の中心位置よりも上の位置まで、冷却液が蓄積されている。タンク３内は、冷却液がある空間部分と、その上のエアがある空間部分とを含んでいてもよい。
【００７０】
タンク３は、放熱器４Ａと放熱器４Ｂとの間に配置されているため、ファン５及び放熱器４での冷却の影響を受けて、タンク３でも冷却液が冷却される作用がある程度以上生じる。即ち、タンク３にも、ある程度の放熱機能を有する。一体部７の構成により、冷却性能の向上に寄与する。
【００７１】
［放熱器］
図７及び図８は、図３の放熱モジュール８のうち、放熱部４０を構成する放熱器４の構成を示す。図７では、特に、図２の実装構成例に対応した放熱器４Ｂの構成を示す。図７では、放熱器４Ｂの流出部４１Ｂ側を見た場合の斜視図を示す。図７では、流出部４１Ｂの接続口４２Ｂは、流出部４１Ｂの側面でＹ方向に向いた位置に設けられている。図８は、図７の放熱器４Ｂの開口の側面の構成として、Ｘ−Ｚ平面の構成を示す。
【００７２】
放熱器４は、筐体４５、流入部または流出部４１、接続口４２、管部４３、フィン４４を有する。図７では、放熱器４Ｂは、筐体４５Ｂ、流出部４１Ｂ、接続口４２Ｂ、管部４３Ｂ、フィン４４Ｂを有する。
【００７３】
図示しないが、放熱器４Ａの物理的な構成は、放熱器４Ｂの構成と同様であるため、説明を省略する。放熱器４Ａは、筐体４５Ａ、流入部４１Ａ、接続口４２Ａ、管部４３Ａ、フィン４４Ａを有する。
【００７４】
筐体４５Ｂは、Ｚ方向の上面及び下面であるサイドプレートと、Ｘ方向の両方の側面とを含み、Ｙ方向の両方の側面は開口となっている。筐体４５Ｂ内には、Ｚ方向の中心位置に、偏平管である管部４３ＢがＸ方向に延在するように配置されている。筐体４５Ｂ内には、管部４３ＢのＺ方向の上側及び下側に、フィン４４Ｂが配置されている。Ｘ方向の両方の側面では、管部４３Ｂの両方の端部が貫通するように出ている。
【００７５】
筐体４５Ｂの一方端の側面には、流出部４１Ｂが接合されている。流出部４１Ｂは、長方体形状を有し、Ｙ方向及びＺ方向のサイズは、筐体４５Ｂと同じである。流出部４１Ｂは、１つの側面に接続口４２Ｂが設けられている。流出部４１Ｂの筐体４５Ｂと接合される側面には、Ｚ方向の中心位置に、管部４３Ｂの一方の開口端部が設けられている。
【００７６】
流出部４１Ｂ内は、冷却液が存在可能な空間になっている。タンク３から管部４３Ｂ内に流入した冷却液は、管部４３Ｂ内をＸ方向に流れて、流出部４１Ｂ内に流入し、接続口４２Ｂを通じて配管６ｃへ流出する。管部４３Ｂは、Ｚ方向の上側及び下側で、方向３０２の排気が流れるので、熱交換により放熱が促進され、冷却液が冷却される。また、管部４３Ｂは、Ｚ方向の上面及び下面でそれぞれフィン４４Ｂと接しているため、熱伝導により放熱が促進される。
【００７７】
管部４３Ａ及び管部４３Ｂとして用いる偏平管は、断面が円形の管に比べて、冷却性能を高くしやすい。また、偏平管とフィン４４との接続、即ち物理的な接合または接触も容易である。なお、管部４３としては、偏平管に限らず適用可能であり、変形例としては、断面が円形の管を適用してもよい。また、その場合、放熱器４の筐体内に複数の管が配置されてもよい。
【００７８】
放熱器４であるラジエータの放熱性能に関する一般的な特性について補足すると以下である。放熱器４に流入する冷媒の温度をＴ１とし、放熱器４の周囲温度をＴ２とする。温度Ｔ１と温度Ｔ２との温度差をΔＴ（ΔＴ＝｜Ｔ２−Ｔ１｜）とする。温度差ΔＴが大きいほど、放熱性能、冷却効率が高い。
【００７９】
［効果等］
上記のように、実施の形態１の液冷型冷却装置により、高い冷却性能や、装置の小型化や薄型化、電子機器への高密度実装を実現することができる。ノートＰＣ等の電子機器に、実施の形態１の液冷型冷却装置を実装してシステムを構成する場合に、高い冷却性能と共に、全体の体積が小さくなるように薄型の高密度実装が実現できる。その電子機器は、薄型を実現できると共に、ＣＰＵ等の能力を十分に発揮できる。実施の形態１の液冷型冷却装置は、特にＺ方向の厚さを薄くできるので、ノートＰＣ等の電子機器に実装する場合に好適である。
【００８０】
実施の形態１では、ファン５、放熱部４０、及びタンク３を含む部分を、薄型の平板形状の放熱モジュール８としており、薄型の高密度実装が実現できる。実施の形態１では、放熱モジュール８の一部としてタンク３を設けている。これにより、比較例のように例えばポンプ９２と放熱部９４とを接続する配管９６の途中に独立的にタンク９３を設けることが不要である。そのため、実施の形態１では、部品数や配管の総長を低減でき、装置全体の体積を低減でき、コストを低減できる。一体部７により、放熱器４とタンク３との間の配管は不要であり、配管の削減により冷却液の揮発や漏れも低減できる。また、これにより、タンク３に必要な容積の低減にも寄与できる。
【００８１】
また、変形例としては、放熱モジュール８のタンク３とは別に、独立的にタンク９３を設けた形態としてもよい。その形態の場合、冷却液のために必要な容積を、タンク３とタンク９３とで分離できるので、独立的なタンク９３の容積を小さくすることができる。
【００８２】
実施の形態１では、複数の放熱器４の間の角部にタンク３を設けている。これにより、実施の形態１では、比較例に比べ、タンク３の側面にファン５からの排気の一部があたるため、冷却性能を高めることができる。
【００８３】
［先行技術例との比較］
更に、実施の形態１の液冷型冷却装置の特有の効果等について、特許文献１のような先行技術例の冷却装置との比較で、補足説明する。
【００８４】
特許文献１の冷却装置は、放熱器と受熱部及びポンプとの間の配管の途中において、ファンの一側面にタンクが設けられている。特許文献１の冷却装置は、ファンの周りに２つの放熱器を有し、２つの放熱器の間の角部には、配管が配置されているのみである。この角部には、折れ曲がる２本の配管が配置されている。この角部の配管は、冷却液を輸送する機能しかない。即ち、この角部は、デッドスペースになっており、機能的に有効利用されていない。この角部では、冷却液の蓄積や放熱の性能が低い。この角部の分の体積は、実装密度の観点でもデッドスペースである。
【００８５】
一方、実施の形態１の液冷型冷却装置では、２つの放熱器４の間の角部に相当する空間にタンク３を設けており、この角部の空間を有効利用している。この角部の空間には、冷却液の蓄積や放熱の性能を持たせている。この角部の分の体積は、薄型の高密度実装の観点でも有効利用されている。
【００８６】
特許文献１の冷却装置は、ファンとタンクとが一体化された構成を有する。それに対し、実施の形態１は、一体部７として、放熱器４とタンク３とが一体化された構成を有する。一体部７は、ファンとタンクとが一体化される構成に比べ、形状や構造が簡易であり、製造容易性が高い。
【００８７】
特許文献１の冷却装置では、受熱部とタンクとが比較的近い位置に配置されている。それに対し、実施の形態１では、受熱部１とタンク３とが、より離れた位置に配置されている。タンク３は、受熱部１の付近の発熱の影響を、より受けにくくなるので、タンク３内の冷却液が加熱されにくい。よって、冷却性能の点でも有利である。
【００８８】
特許文献１の冷却装置では、ファンとタンクとが一体で近いため、仮にタンクから冷却液の漏れがある場合、ファンの駆動回路に対して電気的不良を起こす恐れがある。一方、実施の形態１では、いずれも液体を扱う部品である放熱器４とタンク３とを一体化した構成であり、ファン５とタンク３とは分離された部品である。そのため、実施の形態１では、仮にタンク３から冷却液の漏れがある場合でも、ファン５の駆動回路に対して電気的不良等を起こす可能性が低く、即ち、信頼性を高めることができる。
【００８９】
特許文献１の冷却装置では、ファンの一部の側面にタンクが一体で配置されている。そのため、そのファンの側面の箇所には、放熱器等の部品を配置することはできない。即ち、多くの放熱器を用いて高い冷却性能を実現したい場合には、特許文献１の構成は不利である。一方、実施の形態１では、ファン５の周りには、放熱部４０が配置されており、タンク３は角部に配置されている。ファン５の一部の側面は空いている。後述する他の実施の形態のように、ファン５の周りには、必要な冷却性能に応じて、必要な数や量の放熱器４を配置することができ、自由度が高い。また、それに合わせて、複数のタンク３を配置することもでき、タンク全体の容積、即ち冷却液の蓄積可能量を増やすこともできる。
【００９０】
特許文献１の冷却装置では、冷却液の経路は、２つの放熱器、配管、タンク、受熱部及びポンプ、といった順になっている。一方、実施の形態１では、冷却液の経路は、放熱器４Ａ、タンク３、放熱器４Ｂ、配管６ｃ、受熱部１といった順序になっている。即ち、前述のように、タンク３の後に放熱器４Ｂで冷却してから受熱部１へ戻される経路となっている。このように、経路の違いから、実施の形態１では、冷却性能の点で有利である。
【００９１】
［変形例］
実施の形態１の変形例として以下が可能である。一体部７は、一体成形の製造方法に限らず、各種の構成が適用可能である。一体部７は、放熱器４Ａ、タンク３、及び放熱器４Ｂが、それぞれ個別の部品として製造または用意され、それらの部品の接合によって構成されてもよい。また、放熱器４は、筐体４５、管部４３、フィン４４、流入部または流出部４１、等の要素が、それぞれ個別の部品として製造または用意され、それらの部品の接合によって構成されてもよい。
【００９２】
一体部７における放熱器４とタンク３との接合箇所では、流入部または流出部に相当するような別の接合部品を介在させるように設けてもよい。その接合部品は、放熱器４の一部としてもよいし、タンク３の一部としてもよい。各部品の接合箇所は、一体成形に限らず、ねじ止め等の手段を適用してもよい。
【００９３】
（実施の形態２）
図９及び図１０を用いて、本発明の実施の形態２の液冷型冷却装置について説明する。実施の形態２の基本的な構成は、実施の形態１と同様である。以下、実施の形態２における実施の形態１とは異なる構成部分を説明する。実施の形態２は、実施の形態１の放熱モジュール８に関する変形例を示す。
【００９４】
［放熱モジュール（１）］
図９は、実施の形態２の液冷型冷却装置の放熱モジュール８の構成を示す斜視図である。実施の形態２の放熱モジュール８は、実施の形態１よりも放熱器４及びタンク３の数を増やした構成を有する。実施の形態２の放熱モジュール８は、ファン５の周りに、放熱部４０及びタンク部３０を有する。放熱部４０を構成する３つの放熱器４として、放熱器４Ａ、放熱器４Ｂ及び放熱器４Ｃを有する。タンク３０部を構成する２つのタンクとして、タンク３Ａ及びタンク３Ｂを有する。それぞれの放熱器４とタンク３は交互に配置されている。実施の形態２の他の構成要素については、実施の形態１と同様である。
【００９５】
一体部７は、Ｘ−Ｙ平面で、第２形状として、以下を有する。一体部７の第２形状は、ファン５の周りの矩形の枠形状の領域において、９０度で２回折れ曲がる形状、言い換えると、矩形の一辺を取り除いた三辺を持つ形状である。一体部７は、放熱器４Ａ、タンク３Ａ、放熱器４Ｂ、タンク３Ｂ、放熱器４Ｃの順で接続及び配置されている。
【００９６】
ファン５の第１側面に近接した第１辺領域には、第１放熱器である放熱器４Ａが配置されている。Ｙ方向に延在する第１辺領域から、第１角部を介して、９０度で折れ曲がり、Ｘ方向に延在する第２辺領域に接続される。ファン５の第２側面に近接した第２辺領域には、第２放熱器である放熱器４Ｂが配置されている。第１辺領域と第２辺領域との間の第１角部には、第１タンクであるタンク３Ａが配置されている。
【００９７】
第２辺領域から、第２角部を介して、９０度で折れ曲がり、Ｙ方向に延在する第３辺領域に接続されている。ファン５の第３側面に近接した第３辺領域には、第３放熱器である放熱器４Ｃが配置されている。第２辺領域と第３辺領域との間の第２角部には、第２タンクであるタンク３Ｂが配置されている。
【００９８】
放熱器４Ａの一方端の側面には流入部４１Ａを有し、流入部４１Ａは接続口４２Ａを有する。方向３１１に示すように、接続口４２Ａから冷却液が流入する。放熱器４Ｃの一方端の側面には流出部４１Ｃを有し、流出部４１Ｃは接続口４２Ｃを有する。方向３１２に示すように、接続口４２Ｃから冷却液が流出する。接続口４２Ｃには配管６ｃが接続されている。放熱器４Ｂの一方端の側面は、タンク３ＢのＸ方向の一方の側面と接合されている。タンク３ＢのＹ方向の他方の側面は、放熱器４Ｃの他方端の側面と接合されている。
【００９９】
［放熱モジュール（２）］
図１０は、図９の放熱モジュール８の主平面としてＸ−Ｙ平面の構成を示す。冷却液は、放熱器４Ａ、タンク３Ａ、放熱器４Ｂを経由して、タンク３Ｂ内に流入する。冷却液は、タンク３Ｂ内から、放熱器４Ｃの管部４３Ｃ内に流入する。冷却液は、放熱器４Ｃの管部４３Ｃ内を流れて冷却されながら、流出部４１Ｃ内に流入する。冷却液は、流出部４１Ｃの接続口４２Ｃから配管６ｃへ流出する。
【０１００】
ファン５の第４側面に対しては、放熱器４等が配置されていない。ファン５の第４側面には、壁部５２が設けられており、排気が出ないように閉じられている。ファン５の軸部５１からの方向３０４への排気は、壁部５２で遮られて方向が制御され、Ｘ方向に対応する方向３０１や方向３０３への排気へ変換される。
【０１０１】
Ｘ−Ｙ平面でのファン５の排気の方向として、方向３０１、方向３０２、方向３０３を含む。方向３０３は、方向３０１の反対方向である、Ｘ方向の他方への排気である。方向３０３の排気は、ファン５の開口の第３側面を出て、放熱器４Ｃの一方の開口の側面に流入する。その排気は、放熱器４Ｃ内の管部４３Ｃ及びフィン４４Ｃを冷却しながら経由して、放熱器４Ｃの他方の開口の側面から外へ流出する。
【０１０２】
［効果等］
上記のように、実施の形態２の液冷型冷却装置により、実施の形態１と同様に、高い冷却性能や、装置の小型化や薄型化、電子機器への高密度実装を実現することができる。実施の形態２では、実施の形態１よりも多くの放熱器４を有するので、実装体積が増える代わりに、冷却性能をより高めることができる。実施の形態２では、実施の形態１よりも多くのタンク３を有するので、実装体積が増える代わりに、冷却液の蓄積可能量をより多くすることができる。なお、実装体積の増加は、Ｘ−Ｙ平面の方向の面積の増加に抑えられるので、電子機器の実装可能空間の面積に応じて無理なく増加可能である。
【０１０３】
（実施の形態３）
図１１を用いて、本発明の実施の形態３の液冷型冷却装置について説明する。実施の形態３の基本的な構成は、実施の形態１と同様である。以下、実施の形態３における実施の形態１とは異なる構成部分を説明する。実施の形態３は、実施の形態１の放熱モジュール８に関する変形例を示す。
【０１０４】
［放熱モジュール］
図１１は、実施の形態３の液冷型冷却装置の放熱モジュール８の主平面としてＸ−Ｙ平面の構成を示す。実施の形態３の放熱モジュール８は、放熱器４及びタンク３の数を、実施の形態２よりも更に増やした構成を有する。実施の形態３の放熱モジュール８は、ファン５の周りに、放熱部４０及びタンク部３０を有する。放熱部４０を構成する４つの放熱器４として、放熱器４Ａ、放熱器４Ｂ、放熱器４Ｃ、及び放熱器４Ｄを有する。タンク部３０を構成する３つのタンクとして、タンク３Ａ、タンク３Ｂ、タンク３Ｃを有する。
【０１０５】
一体部７は、Ｘ−Ｙ平面で、第３形状として、以下を有する。一体部７の第３形状は、ファン５の周りの矩形の枠形状の領域において、９０度で３回折れ曲がる形状、言い換えると、矩形の四辺を持つ形状である。一体部７は、放熱器４Ａ、タンク３Ａ、放熱器４Ｂ、タンク３Ｂ、放熱器４Ｃ、タンク３Ｃ、放熱器４Ｄの順で接続及び配置されている。
【０１０６】
一体部７における放熱器４Ａ、タンク３Ａ、放熱器４Ｂ、タンク３Ｂまでの構成は、実施の形態２と同様である。Ｙ方向に延在する第３辺領域から、第３角部を介して、９０度で折れ曲がり、Ｘ方向に延在する第４辺領域に接続される。ファン５の第４側面に近接した第４辺領域には、第４放熱器である放熱器４Ｄが配置されている。第３辺領域と第４辺領域との間の第３角部には、第３タンクであるタンク３Ｃが配置されている。
【０１０７】
放熱器４Ｃの他方端の側面には、タンク３ＣのＹ方向の一方の側面が接合されている。タンク３ＣのＸ方向の他方の側面には、放熱器４Ｄの他方端の側面が接合されている。放熱器４Ｄの一方端の側面には流出部４１Ｄを有し、流出部４１Ｄは接続口４２Ｄを有する。方向３１２に示すように、接続口４２Ｄから冷却液が流出する。接続口４２Ｄには配管６ｃが接続されている。図１１では、流出部４１Ｄの一側面に、Ｙ方向を向いた位置に接続口４２Ｄが設けられている。
【０１０８】
なお、図１１の構成では、第１辺領域内に流入部４１Ａを収めており、第４辺領域内に流出部４１Ｄを収めているが、第４角部に構成要素が配置されてもよい。
【０１０９】
冷却液は、放熱器４Ａ、タンク３Ａ、放熱器４Ｂ、タンク３Ｂ、放熱器４Ｃを経由して、タンク３Ｃ内に流入する。冷却液は、タンク３Ｃ内から、放熱器４Ｄの管部４３Ｄ内に流入する。冷却液は、放熱器４Ｄの管部４３Ｄ内を流れて冷却されながら、流出部４１Ｄ内に流入する。冷却液は、流出部４１Ｄの接続口４２Ｄから配管６ｃへ流出する。
【０１１０】
ファン５の４つの側面に対して、全てに放熱器４が配置されている。ファン５の４つの側面は、開口となっている。ファン５の軸部５１からの排気の方向として方向３０４を含む。方向３０４は、方向３０２の反対方向である、Ｙ方向の他方への排気である。方向３０４の排気は、ファン５の開口の第４側面を出て、放熱器４Ｄの一方の開口の側面に流入する。その排気は、放熱器４Ｄ内の管部４３Ｄ及びフィン４４Ｄを冷却しながら経由して、放熱器４Ｄの他方の開口の側面から外へ流出する。
【０１１１】
［効果等］
上記のように、実施の形態３の液冷型冷却装置により、実施の形態１と同様に、高い冷却性能や、装置の小型化や薄型化、電子機器への高密度実装を実現することができる。実施の形態３では、実施の形態２よりも更に多くの放熱器４を有するので、実装体積が増える代わりに、冷却性能をより高めることができる。実施の形態３では、実施の形態２よりも更に多くのタンク３を有するので、実装体積が増える代わりに、冷却液の蓄積可能量をより多くすることができる。
【０１１２】
実施の形態１〜３の変形例として以下も可能である。タンク３は、平面視で矩形の形状に限らず適用可能である。タンク３は、平面視で、ファン５から遠い方の側面に、直線や曲線によるテーパ形状を有してもよい。また、タンク３は、平面視で、三角形でもよいし、四分円の扇形状でもよい。
【０１１３】
一体部７の形状は、矩形の枠のうちの複数辺を持つ形状に限らず、六角形等の多角形の枠のうちの複数辺を持つ形状でもよい。
【０１１４】
変形例として、一体部７について、以下のような構成としてもよい。１つの放熱器４と１つのタンク３とを接合した部品を、１つのユニット部品として製造または用意する。必要な冷却性能に応じて、複数のユニット部品を用意して、それらを接合することにより、例えば実施の形態２あるいは実施の形態３の一体部７を構成する。この場合、同じユニット部品に基づいて、複数の種類の実装構成を比較的容易に実現できる。
【０１１５】
（実施の形態４）
図１２を用いて、本発明の実施の形態４の液冷型冷却装置について説明する。実施の形態４の基本的な構成は、実施の形態１と同様である。以下、実施の形態４における実施の形態１とは異なる構成部分を説明する。実施の形態４は、実施の形態１の放熱モジュール８に関する変形例を示す。
【０１１６】
［放熱モジュール］
図１２は、実施の形態４の液冷型冷却装置の放熱モジュール８の主平面としてＸ−Ｙ平面の構成を示す。実施の形態４の放熱モジュール８は、実施の形態１に対し、一体部７における主にタンク３の付近の構成が異なる。一体部７は、第１形状と同様に概略的にはＬ字形状であり、放熱器４Ａ、タンク３Ｄ、放熱器４Ｂを有する。ファン５の第１側面に近接した第１辺領域に放熱器４Ａが配置され、第２側面に近接した第２辺領域に放熱器４Ｂが配置されている。放熱器４Ａと放熱器４Ｂとの間、第１角部には、タンク３Ｄが配置されている。
【０１１７】
タンク３Ｄは、Ｘ−Ｙ平面の平面視の形状として、曲面の側面４０１及び側面４０２を含む折れ曲がり形状を有する。側面４０１は、ファン５に近い方の内側の側面であり、四分円の円弧形状の曲面を有する。側面４０２は、ファン５に遠い方の外側の側面であり、四分円の円弧形状の曲面を有する。側面４０２は、直角の角に曲面のテーパを設けた形状に相当する。曲面の側面により、冷却液の流れをよりスムーズにできる。
【０１１８】
タンク３Ｄの側面４０１は、ファン５の開口の一側面に近接して配置されている。この側面４０１は、ファン５からの排気の一部が当たる。ファン５の軸部５１からの斜め右上の方向３０５の排気は、開口の一側面を出て、タンク３Ｄの側面４０１に当たり、そこから両隣に分かれ、方向３０１の排気や方向３０２の排気へ合流される。これにより、タンク３Ｄは、冷却液から放熱される作用を生じ、ある程度以上の放熱機能を有する。
【０１１９】
また、タンク３Ｄは、実施の形態１のタンク３に比べ、Ｘ−Ｙ平面でのサイズが大きく、容積が大きい。タンク３Ｄは、側面４０１を設けることに対応させて、Ｘ方向及びＹ方向の辺の長さが、タンク３のＸ方向及びＹ方向の辺の長さに比べ、距離１２０１及び距離１２０２の分、延長されている。また、その距離１２０１及び距離１２０２の分、放熱器４Ａ及び放熱器４Ｂは、実施の形態１よりも、長辺の長さが短くされている。
【０１２０】
［効果等］
上記のように、実施の形態４の液冷型冷却装置により、実施の形態１と同様に、高い冷却性能や、装置の小型化や薄型化、電子機器への高密度実装を実現することができる。実施の形態４では、タンク３Ｄにより、冷却液の蓄積可能量を増やし、タンク３Ｄ内の冷却液から放熱させることができる。
【０１２１】
実施の形態４の変形例として以下が可能である。タンク３の側面４０１及び側面４０２は、曲面に限らず、Ｘ方向及びＹ方向に対して４５度等の斜めの直面を持つ側面としてもよい。また、側面４０１は、９０度で折れ曲がる２つの直面から成る側面でもよい。また、距離１２０１等を更に拡張して、側面４０１の面積を更に大きくしてもよい。
【０１２２】
（実施の形態５）
図１３を用いて、本発明の実施の形態５の液冷型冷却装置について説明する。実施の形態５の基本的な構成は、実施の形態１と同様である。以下、実施の形態５における実施の形態１とは異なる構成部分を説明する。実施の形態５は、実施の形態１の放熱モジュール８に関する変形例を示す。
【０１２３】
［放熱モジュール］
図１３は、実施の形態５の液冷型冷却装置の放熱モジュール８の主平面としてＸ−Ｙ平面の構成を示す。実施の形態５の放熱モジュール８は、平面視で外枠が円形のファン５の周りの円周領域に、一体部７の放熱部４０及びタンク３Ｅが配置されている。一体部７の形状は、円周領域、言い換えるとリング形状の領域のうち、一部の辺を取り除いた形状である。一体部７は、放熱器４Ａ、タンク３Ｅ、放熱器４Ｂを有し、いずれも概略的に円弧形状を有し、曲面の側面を有する。
【０１２４】
放熱器４Ａ及び放熱器４Ｂは、それぞれ、ファン５の一側面に近接した円周領域に配置されている。放熱器４Ａの開口の側面１３０１は、円弧に対応した曲面の側面となっている。放熱器４Ｂの開口の側面１３０２は、円弧に対応した曲面の側面となっている。
【０１２５】
タンク３Ｅは、放熱器４Ａと放熱器４Ｂとの間に配置されている。タンク３Ｅは、ファン５の一側面に近接した円周領域に配置されている。ファン５の一側面に近接したタンク３Ｅの内側の側面５０１は、円弧に対応した曲面の側面となっている。
【０１２６】
ファン５の軸部５１からの排気のうち、方向３０１の排気は、放熱器４Ａを経由し、方向３０２の排気は、放熱器４Ｂを経由する。方向３０５の排気は、タンク３Ｅの側面５０１に当たり、そこから両隣に分かれ、方向３０１及び方向３０２の排気へ合流される。タンク３Ｅは、側面５０１に排気が当たるので、ある程度以上の放熱機能を持つ。
【０１２７】
ファン５の側面において、ファン５の周りに放熱器４やタンク３が配置されていない領域に対応した側面では、壁部５２が設けられている。ファン５の排気のうち、方向３０３や方向３０４のように、壁部５２がある方向への排気は、壁部５２によって遮られて方向が制御され、放熱器４がある方向３０１や方向３０３への排気に変換される。
【０１２８】
［効果等］
上記のように、実施の形態５の液冷型冷却装置により、実施の形態４等と同様に、高い冷却性能や、装置の小型化や薄型化、電子機器への高密度実装を実現することができる。実施の形態５では、放熱モジュール８の外形を概略的に円形に近付けることができ、ファン５の全方向の排気を利用しやすいので、冷却性能を高めやすい。
【０１２９】
実施の形態５の変形例として以下も可能である。ファン５の周りの円周領域において、放熱器４やタンク３の側面の円周方向の長さを、必要な性能に応じて、増減させた形態でもよい。例えば、放熱器４Ａの側面１３０１及び放熱器４Ｂの側面１３０２を図１３の状態よりも長くして、一体部７をより円形に近付けた形態でもよい。この形態の場合、放熱器４Ａの流入部４１Ａと放熱器４Ｂの流出部４１Ｂとがより近くに配置される。また、例えば、タンク３Ｅの側面５０１を図１３の状態よりも長くした形態でもよい。この形態の場合、タンク３Ｅの容積を増やし、タンク３Ｅの放熱機能を高めることができる。
【０１３０】
また、ファン５の周りの円周領域において、一体部７として、放熱器４やタンク３の数を更に増やしてもよい。即ち、３つ以上の放熱器４、２つ以上のタンク３が配置されていてもよい。
【０１３１】
（実施の形態６）
図１４を用いて、本発明の実施の形態６の液冷型冷却装置について説明する。実施の形態６の基本的な構成は、実施の形態１と同様である。以下、実施の形態６における実施の形態１とは異なる構成部分を説明する。実施の形態６は、実施の形態１の放熱モジュール８に関する変形例を示す。
【０１３２】
［放熱モジュール］
図１４は、実施の形態６の液冷型冷却装置の放熱モジュール８の主平面としてＸ−Ｙ平面の構成を示す。実施の形態６の放熱モジュール８では、一体部７の形状としては、実施の形態２と同様に、９０度で２回折れ曲がり、矩形の枠のうちの三辺を持つ形状である。一体部７は、放熱器４Ａ、タンク３Ｆ、放熱器４Ｂを有する。
【０１３３】
ファン５の周りの矩形の枠形状の領域において、Ｙ方向に延在する第１辺領域に放熱器４Ａが配置されており、Ｘ方向で第１辺領域とは反対側にある第３辺領域に放熱器４Ｂが配置されている。そして、放熱器４Ａと放熱器４Ｂとを接続するように、ファン５の第２側面に近接した第２辺領域に、タンク３Ｆが配置されている。タンク３Ｆは、第１角部、第２辺領域、及び第２角部にわたる領域に配置され、平面視でＸ方向に長い長方形の形状を有する。
【０１３４】
放熱器４Ａの一方端には流入部４１Ａを有し、他方端の側面は、タンク３Ｆの側面１４００のＸ方向の一方の一部に接合されており、その部分に管部４３Ａの開口端部が設けられている。放熱器４Ｂの一方端には流出部４１Ｂを有し、他方端の側面は、タンク３Ｆの側面１４００のＸ方向の他方の一部に接合されており、その部分に管部４３Ｂの開口端部が設けられている。
【０１３５】
第１角部はタンク３ＦのＸ方向の一方端の領域となっており、第２角部はタンク３ＦのＸ方向の他方端の領域となっている。冷却液は、放熱器４Ａの管部４３Ａからタンク３ＦのＸ方向の一方端の領域に流入し、タンク３Ｆ内をＸ方向で一方から他方へ流れて、タンク３ＦのＸ方向の他方端の領域から放熱器４Ｂの管部４３Ｂに流入する。
【０１３６】
タンク３Ｆは、実施の形態１のタンク３に比べ、Ｘ方向のサイズが大きく、容積が大きい。
【０１３７】
ファン５の排気のうち、Ｘ方向の一方である方向３０１の排気は放熱器４Ａを経由し、Ｘ方向の他方である方向３０３の排気は放熱器４Ｂを経由する。Ｙ方向の他方である方向３０４の排気は、壁部５２によって遮られて方向が制御され、方向３０１や方向３０３の排気へ変換される。また、ファン５のＹ方向の一方である方向３０２の排気は、タンク３Ｆの側面１４００に当たる。側面１４００に当たった排気は、Ｘ方向の両方に分かれて、方向３０１や方向３０３の排気へ合流される。タンク３Ｆは、排気が当たるので、ある程度以上の放熱機能を有する。
【０１３８】
［効果等］
上記のように、実施の形態６の液冷型冷却装置により、実施の形態１と同様に、高い冷却性能や、装置の小型化や薄型化、電子機器への高密度実装を実現することができる。実施の形態６では、タンク３Ｆにより、冷却液の蓄積可能量を増やし、タンク３Ｆ内の冷却液から放熱させることができる。
【０１３９】
実施の形態６の変形例として以下が可能である。実施の形態６では、第１角部及び第２角部には、タンク３Ｆの一部が配置されている。これに限らず、第１角部に放熱器４Ａの一部が配置されてもよいし、第２角部に放熱器４Ｂの一部が配置されてもよい。即ち、その分、放熱器４のＹ方向の長さが延長され、タンク３ＦのＸ方向の長さが短縮されてもよい。タンク３Ｆは、第２辺領域のみに配置されていてもよい。
【０１４０】
以上、本発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【符号の説明】
【０１４１】
１…受熱部、２…ポンプ、３…タンク、４，４Ａ，４Ｂ…放熱器、５…ファン、６…配管、７…一体部、８…放熱モジュール、１０…空間、４０…放熱部。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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