(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報処理装置に搭載される集積回路の冷却装置であって、
前記集積回路から伝導される熱を受ける第１受熱部及び第２受熱部と、
前記第１受熱部の熱を吸収可能に設けられ、電流を入力して前記第１受熱部を冷却する冷却モードと、前記第１受熱部から受ける熱を電流に変換して出力する発電モードとを含む動作モードを有する第１熱電変換部と、
前記第２受熱部の熱を吸収可能に設けられ、電流を入力して前記第２受熱部を冷却する冷却モードと、前記第２受熱部から受ける熱を電流に変換して出力する発電モードとを含む動作モードを有する第２熱電変換部とを備え、
前記第１熱電変換部が前記発電モード、前記第２熱電変換部が前記冷却モードでそれぞれ動作する場合に、前記第２熱電変換部は、前記第１熱電変換部が出力する電流を前記第２受熱部の冷却に用いることを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記第１受熱部に熱を伝導する第１発熱体の温度条件に基づき、前記第１熱電変換部の動作モードを選択し、前記第２受熱部に熱を伝導する第２発熱体の温度条件に基づき、前記第２熱電変換部の動作モードを選択する選択部を更に備えることを特徴とする請求項１記載の冷却装置。
【請求項３】
前記選択部は、
前記第１発熱体が、予め設定された第１温度以上の温度であると判断した場合に、前記第１熱電変換部の動作モードを前記冷却モードに選択し、前記第１発熱体が、前記第１温度以下に予め設定された第２温度未満の温度であると判断した場合に、前記第１熱電変換部の動作モードを前記発電モードに選択し、
前記第２発熱体が、予め設定された第３温度以上の温度であると判断した場合に、前記第２熱電変換部の動作モードを前記冷却モードに選択し、前記第２発熱体が、前記第３温度以下に予め設定された第４温度未満の温度であると判断した場合に、前記第２熱電変換部の動作モードを前記発電モードに選択することを特徴とする請求項２記載の冷却装置。
【請求項４】
前記第１熱電変換部は、同一の熱電変換モジュールを複数の領域に分割した一の領域に設けられ、前記第２熱電変換部は、前記複数の領域における前記一の領域以外の領域に設けられることを特徴とする請求項１記載の冷却装置。
【請求項５】
外部の発熱体が発生する熱を、前記第１受熱部及び前記第２受熱部に伝導させる熱伝導部を更に備えることを特徴とする請求項４記載の冷却装置。
【請求項６】
前記熱伝導部は、前記発熱体の熱を前記第１受熱部及び前記第２受熱部に伝導させるヒートパイプを有し、前記第１受熱部及び前記第２受熱部は、それぞれ前記ヒートパイプと接することを特徴とする請求項５記載の冷却装置。
【請求項７】
表示ユニットと、
キーボードユニットと、
集積回路と該集積回路を冷却する冷却装置とを収納した本体を有し、
前記冷却装置が請求項１〜請求項６のいずれかに記載された冷却装置である情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷却装置に関する。特に本発明は、消費電力を低減し、効率を高める冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題やエネルギー問題の観点から、電気機器や輸送機器等の各種機器の省エネルギー化が推進されている。そして、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）やサーバ等の計算機、外部記憶装置、及び通信機器等を含む情報処理装置においては、ＣＰＵやロジックＩＣ等の集積回路の周波数及び性能の向上に伴い消費電力が上昇する傾向にあるため、低消費電力化を実現する技術が開発されている。
【０００３】
例えば、特開２００１−２８２３９６は、コンピュータ装置を含む電子機器の発熱部品から発生する熱を利用して熱電変換により発電を行う技術を開示する。特開２００１−２８２３９６においては、発電した電力を、例えば電子機器内の各ブロックを駆動するために用いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
情報処理装置を含む電気機器や、輸送機器等の各種機器の多くは、機器を電気的又は機械的に動作させる過程で熱を発する。特開２００１−２８２３９６は、この熱を利用して発電を行っている。一方、熱を発生する機器においては、発熱する部品を冷却する等の熱処理を行う必要があるため、発電と冷却の両方を効率良く実現することが望ましい。
【０００５】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる冷却装置を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る情報処理装置で冷却の対象となる集積回路は、例えば命令デコーダ、整数演算器、浮動小数点演算器、キャッシュメモリ、及びメモリ制御回路等の各種の論理ブロックを有する。そして、集積回路が実行するプログラムの種類により、各論理ブロックの消費電力が異なる。従って、集積回路上の複数の領域は、例えばある領域は冷却が必要となり、他の領域は発電に使用できる等の状況が生じる。本発明は、電流を入力して対応する受熱部を冷却する冷却モードで動作するか、受熱部から受ける熱を電流に変換して出力する発電モードで動作するかを独立に選択可能である熱電変換モジュールを用いることにより、集積回路を効果的に冷却し、また集積回路が発生する熱を利用して発電を行うことができる。
【０００７】
本発明の第１の形態によると、情報処理装置に搭載される集積回路から伝導される熱を受ける第１受熱部及び第２受熱部と、前記第１受熱部の熱を吸収可能に設けられ、電流を入力して前記第１受熱部を冷却する冷却モードと、前記第１受熱部から受ける熱を電流に変換して出力する発電モードとを含む動作モードを有する第１熱電変換部と、前記第２受熱部の熱を吸収可能に設けられ、電流を入力して前記第２受熱部を冷却する冷却モードと、前記第２受熱部から受ける熱を電流に変換して出力する発電モードとを含む動作モードを有する第２熱電変換部とを備え、前記第１熱電変換部が前記発電モード、前記第２熱電変換部が前記冷却モードでそれぞれ動作する場合に、前記第２熱電変換部は、前記第１熱電変換部が出力する電流を前記第２受熱部の冷却に用いることを特徴とする冷却装置及びこれを用いた電気機器を提供する。
【０００８】
また、本発明は、集積回路の冷却装置としてだけでなく、前述のような特徴を持つ冷却装置を備えた情報処理装置としても捉えられる。
【００１０】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係る情報処理装置１０の外観を示す。本実施形態に係る情報処理装置１０は、本発明に係る電気機器の一例である。本実施形態に係る情報処理装置１０は、情報処理装置本体１２及び表示ユニット１６を備える。
【００１３】
情報処理装置本体１２は、アプリケーションプログラムやオペレーティングシステム等のプログラムを実行し、使用者等によって指定された情報処理を行う。情報処理装置本体１２は、電子的に動作する集積回路等の電子部品や、機械的に動作するハードディスクドライブ等の機械部品等を有し、バッテリ又は外部電源を用いてこれらの部品を動作させる。また、情報処理装置本体１２は、使用者が情報処理装置本体１２に対してコマンド等の指示やデータを入力するために用いるキーボードユニット１４を有する。
表示ユニット１６は、アプリケーションプログラムやオペレーティングシステムが生成する画像を、情報処理装置１０の使用者に対して表示する。
【００１４】
図２は、本発明の実施形態に係る情報処理装置本体１２の内部構造を示す。本実施形態に係る情報処理装置本体１２は、内部にマザーボード２８、ハードディスクドライブ３０、ＣＰＵカード２４、冷却ユニットＡ４０、及び冷却ユニットＢ４１を有する。
マザーボード２８は、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリや、情報処理装置１０内各部を制御する制御用の集積回路等を実装する基板である。ハードディスクドライブ３０は、情報処理装置１０が使用するプログラム及びデータを格納する。
【００１５】
ＣＰＵカード２４は、ＣＰＵ２０及びホストコントローラ２２等を実装し、これらをマザーボード２８に接続する。ＣＰＵ２０は、メモリ等に格納されたプログラムに基づいて動作し、情報処理や情報処理装置１０各部の制御等を行う集積回路である。ホストコントローラ２２は、ＣＰＵ２０とメモリや各種の入出力装置との間でプログラムやデータを転送する集積回路である。ＣＰＵ２０及びホストコントローラ２２は、情報処理装置１０に搭載されたバッテリ又は外部電源からの電力を用いて動作し、動作に伴い熱を発生する。ＣＰＵ２０及びホストコントローラ２２は、本発明に係る発熱体及び発熱部の一例である。
【００１６】
冷却ユニットＡ４０は、ＣＰＵ２０の冷却や、ＣＰＵ２０が発生する熱を利用した発電を行う。冷却ユニットＡ４０は、熱電変換モジュール６０Ａ、ヒートシンク４２、及びファン４４を含む。
【００１７】
熱電変換モジュール６０Ａは、ＣＰＵ２０の冷却及び／又はＣＰＵ２０が発生する熱を利用した発電を行うモジュールである。本実施形態に係る熱電変換モジュール６０Ａは、ヒートシンク４２の下面に位置するヒートシンク底面４２Ａを、ＣＰＵ２０との間に挟む形態で接着され、熱電変換モジュール６０Ａ下面からＣＰＵ２０の熱を受熱する。また、本実施形態に係る熱電変換モジュール６０Ａは、熱電変換モジュール６０Ａの外部から入力された電流を用いて熱電変換モジュール６０Ａの下面を冷却する冷却モードと、熱電変換モジュール６０Ａの下面から受ける熱を電流に変換して出力する発電モードとを含む動作モードを有する。
【００１８】
ヒートシンク４２は、例えばアルミニウム等からなり、熱電変換モジュール６０Ａの上面を冷却する空気を通過させる通気路である。ファン４４は、ヒートシンク４２による通気路内部に配置され、ＣＰＵカード２４に設けられた吸気孔２５を通してヒートシンク４２内に外部の空気を吸入する。ファン４４が吸入した空気は、熱電変換モジュール６０Ａの上面を冷却した後、排気口４８から排出される。そして、排気口４８から排出された空気は、筐体１３の側面に設けられた排気部５０を通過して、情報処理装置１０の外部に放出される。
以上に示したヒートシンク４２及びファン４４は、熱電変換モジュール６０Ａの上面、すなわちＣＰＵ２０の熱を吸収する下面部分の裏面部分、を冷却する冷却部の一例である。
【００１９】
冷却ユニットＢ４１は、ホストコントローラ２２の冷却や、ホストコントローラ２２が発生する熱を利用した発電を行う。冷却ユニットＢ４１は、熱電変換モジュール６０Ｂ及びフィン４５を含む。
熱電変換モジュール６０Ｂは、ホストコントローラ２２の冷却や、ホストコントローラ２２が発生する熱を利用した発電を行うモジュールである。熱電変換モジュール６０Ｂは、下面でホストコントローラ２２からの熱を受熱できる様に、例えば熱伝導性の高い接着剤等によりホストコントローラ２２に接着される。また、本実施形態に係る熱電変換モジュール６０Ｂは、熱電変換モジュール６０Ａと同様に、冷却モードと発電モードとを含む動作モードを有する。
【００２０】
フィン４５は、熱電変換モジュール６０Ｂの上面に接着され、熱電変換モジュール６０Ｂの上面の熱を筐体１３内部に放出する。筐体１３内部に放出された熱は、例えば筐体１３内に設けられたファン又はファン４４による気流によって、排気部５０等から情報処理装置１０の外部に放出される。本実施形態に係るフィン４５は、熱電変換モジュール６０Ｂの上面、すなわちホストコントローラ２２の熱を吸収する下面部分の裏面部分、を冷却する冷却部の一例である。
【００２１】
図３は、本発明の実施形態に係る冷却ユニットＡ４０及び冷却ユニットＢ４１周辺の断面を示す。本実施形態に係る冷却ユニットＡ４０及び冷却ユニットＢ４１は、筐体１３内部において、マザーボード２８の上面と、キーボードユニット１４の下面に設けられた支持プレート１５との間に配置される。以下、冷却ユニットＡ４０及び冷却ユニットＢ４１の機能を詳細に説明する。
【００２２】
冷却ユニットＡ４０は、ＣＰＵ２０の上面に設けられる。冷却ユニットＡ４０は、以下に示す２種類の方法によりＣＰＵ２０を冷却する。
（１）  ＣＰＵ２０が発生した熱は、ヒートシンク底面４２Ａから熱電変換モジュール６０Ａ及びヒートシンク４２全体に拡散する。そして、熱電変換モジュール６０Ａの上面及びヒートシンク４２全体に拡散した熱は、ファン４４によりヒートシンク４２内部に吸入された空気中に放出され、排気口４８及び排気部５０を通過して情報処理装置１０の外部に排出される。
この場合において、熱電変換モジュール６０Ａは、ＣＰＵ２０が発生する熱を利用して発電を行ってもよい。あるいは、熱電変換モジュール６０Ａは、ＣＰＵ２０により熱せられる熱電変換モジュール６０Ａ下面と、ヒートシンク４２及びファン４４によって冷却される熱電変換モジュール６０Ａ上面の温度差を利用して発電を行ってもよい。
【００２３】
（２）  （１）においてＣＰＵ２０の冷却が不十分な場合、情報処理装置１０は、熱電変換モジュール６０Ａに電流を入力することにより、ＣＰＵ２０を更に冷却する。この場合、熱電変換モジュール６０Ａは、ＣＰＵ２０から伝導される熱を、ヒートシンク底面４２Ａを介して熱電変換モジュール６０Ａの下面に受ける。そして、熱電変換モジュール６０Ａは、入力された電流を使用して、熱電変換モジュール６０Ａ下面の熱を強制的に熱電変換モジュール６０Ａ上面に移動させる。そして、熱電変換モジュール６０Ａの上面に移動された熱は、ファン４４によりヒートシンク４２内部に吸入された空気中に放出され、排気口４８及び排気部５０を通過して情報処理装置１０の外部に排出される。
【００２４】
以上の様にして、冷却ユニットＡ４０は、ヒートシンク４２、ファン４４、及び熱電変換モジュール６０Ａが協働することにより、ＣＰＵ２０を効果的に冷却し、またＣＰＵ２０が発生する熱を利用して発電を行うことができる。
【００２５】
冷却ユニットＢ４１は、ホストコントローラ２２の上面に設けられる。冷却ユニットＢ４１は、以下に示す２種類の方法によりホストコントローラ２２を冷却する。
【００２６】
（１）  ホストコントローラ２２が発生した熱は、熱電変換モジュール６０Ｂ及び熱伝導性の高いクッション材７４を介してフィン４５に伝導される。そして、フィン４５は、クッション材７４を介して伝導される熱電変換モジュール６０Ｂ上面の熱を筐体１３内部に放熱する。
この場合において、熱電変換モジュール６０Ｂは、熱電変換モジュール６０Ａと同様にして、ホストコントローラ２２が発生する熱を利用して発電を行ってもよい。
【００２７】
（２）  （１）においてホストコントローラ２２の冷却が不十分な場合、情報処理装置１０は、熱電変換モジュール６０Ｂに電流を入力することにより、ホストコントローラ２２を更に冷却する。この場合、熱電変換モジュール６０Ｂは、ホストコントローラ２２から伝導される熱を、熱電変換モジュール６０Ｂの下面に受ける。そして、熱電変換モジュール６０Ｂは、入力された電流を使用して、熱電変換モジュール６０Ｂ下面の熱を強制的に熱電変換モジュール６０Ｂ上面に移動させる。そして、熱電変換モジュール６０Ｂの上面に移動された熱は、クッション材７４を介してフィン４５に伝導され、筐体１３内部に放熱される。
【００２８】
本実施形態に代えて、ヒートシンク４２とファン４４からなる冷却部、及び／又はフィン４５とクッション材７４からなる冷却部は、それぞれ熱電変換モジュール６０Ａ又は熱電変換モジュール６０Ｂを冷却するヒートパイプを有してもよい。具体的には、フィン４５からなる冷却部は、例えばクッション材７４に代えてヒートパイプを用いて熱電変換モジュール６０Ｂの熱をフィン４５に伝導してもよい。この場合、例えば、排気口４８と排気部５０の間にフィン４５を配置し、ヒートパイプを用いて熱電変換モジュール６０Ｂの熱をフィン４５に伝導してもよい。これにより、フィン４５は、排気口４８から排出される空気に対して放熱することができ、その結果、熱電変換モジュール６０Ｂを冷却することができる。
【００２９】
図４は、本発明の実施形態に係る熱電変換モジュール６０Ａ及び熱電変換モジュール６０Ｂ等の構成要素である熱電素子６０の構成を示す。熱電変換モジュール６０Ａは、以下に示す熱電素子６０を４個格子状に配置した構成をとる。熱電変換モジュール６０Ｂは、熱電素子６０と略同様の構成をとる。
【００３０】
本実施形態に係る熱電素子６０は、受熱部６２、放熱部６４、及び熱電変換部６５を含む。
受熱部６２は、ＣＰＵ２０やホストコントローラ２２等の、熱電素子６０外部の発熱体から伝導される熱を受ける、熱伝導性の高い絶縁体である。受熱部６２は、図２及び図３において、熱電変換モジュール６０Ａ及び熱電変換モジュール６０Ｂの下面に位置する。放熱部６４は、受熱部６２から伝導された熱を、冷却部に対して放熱する熱伝導性の高い絶縁体である。
【００３１】
熱電変換部６５は、ｎ型半導体６６、ｐ型半導体６８、及び電極７０を含む。ｎ型半導体６６及びｐ型半導体６８は、受熱部６２及び放熱部６４の間に交互に配列され、電極７０を介して電気的に直列に接続されてπ型結合を構成する。
熱電変換部６５は、受熱部６２の熱を吸収可能に設けられ、電流を入力して受熱部６２を冷却する冷却モードと、受熱部６２から受ける熱を電流に変換して出力する発電モードとを含む動作モードを有する。
【００３２】
本実施形態に係る熱電変換部６５は、冷却モードにおいてペルチェ効果を利用して受熱部６２を冷却する。具体的には、冷却モードの場合、情報処理装置１０は、ｎ型半導体６６において放熱部６４から受熱部６２に対する方向に、ｐ型半導体６８において受熱部６２から放熱部６４に対する方向にそれぞれ電流が流れるように電流を入力する。このため、ｎ型半導体６６においては、電子が受熱部６２側の電極７０において熱エネルギーを吸収して放熱部６４側の電極７０に移動し、放熱部６４側の電極７０において熱エネルギーを放出する。同様に、ｐ型半導体６８においては、正孔が受熱部６２側の電極７０において熱エネルギーを吸収して放熱部６４側の電極７０に移動し、放熱部６４側の電極７０において熱エネルギーを放出する。この結果、受熱部６２側の電極７０の熱エネルギーが、ｎ型半導体６６及びｐ型半導体６８を介して放熱部６４側の電極７０に移動する。
【００３３】
一方、本実施形態に係る熱電変換部６５は、発電モードにおいてゼーベック効果を利用して受熱部６２の熱を電流に変換する。具体的には、発電モードの場合、ｎ型半導体６６においては、受熱部６２側の電極７０の電子が熱エネルギーを受けて運動エネルギーを高める結果、放熱部６４側の電極７０に移動する。同様に、ｐ型半導体６８においては、放熱部６４側の電極７０の正孔が熱エネルギーを受けて運動エネルギーを高める結果、放熱部６４側の電極７０に移動する。そして、放熱部６４側の電極７０において、電子及び正孔の運動エネルギーは、熱エネルギーに変換され、放熱部６４を介して放出される。この様にして、電子及び正孔が移動する結果、ｎ型半導体６６、ｐ型半導体６８及び電極７０に電流が流れることにより、熱電素子６０は発電を行うことができる。
【００３４】
図５は、本発明の実施形態に係る熱電変換モジュール６０Ａの構成を示す。本実施形態に係る熱電変換モジュール６０Ａは、図４に示した熱電素子６０の４個を格子状に配置した構成をとる。
【００３５】
熱電変換モジュール６０Ａの下面には、第１〜第４の熱電素子６０のそれぞれに対応して、ＣＰＵ２０から伝導される熱を受ける４つの受熱部６２が格子状に配置される。そして、第１〜第４の熱電素子６０における熱電変換部６５は、熱電変換モジュール６０Ａを複数の領域に分割した、互いに異なる領域に設けられる。これらの熱電変換部６５は、４つの受熱部６２のそれぞれに対応して設けられ、電流を入力して対応する受熱部６２を冷却する冷却モードで動作するか、受熱部６２から受ける熱を電流に変換して出力する発電モードで動作するかを独立に選択可能である。
【００３６】
ＣＰＵ２０は、例えば命令デコーダ、整数演算器、浮動小数点演算器、キャッシュメモリ、及びメモリ制御回路等の各種の論理ブロックを有する。そして、ＣＰＵ２０が実行するプログラムの種類により、各論理ブロックの消費電力が異なる。従って、ＣＰＵ２０上の複数の領域は、例えばある領域は冷却が必要となり、他の領域は発電に使用できる等の状況が生じる。本実施形態に係る熱電変換モジュール６０Ａを用いることにより、情報処理装置１０は、ＣＰＵ２０の動作状態に応じて、ＣＰＵ２０上の４つの領域に対応する第１〜第４の熱電変換部６５のそれぞれに対して独立に最適な動作モードを選択することができる。
【００３７】
図６は、本発明の実施形態に係る情報処理装置１０のハードウェア構成の一例を示す。本実施形態に係る情報処理装置１０は、ホストコントローラ２２により相互に接続されるＣＰＵ２０、ＲＡＭ１０２０、情報処理装置１０７５、及び表示装置１０８０を有するＣＰＵ周辺部と、入出力コントローラ１０８４によりホストコントローラ２２に接続される通信インターフェイス１０３０、ハードディスクドライブ３０、ＣＤ−ＲＯＭドライブ１０６０、及び冷却制御ユニット１０７２を有する入出力部と、入出力コントローラ１０８４に接続されるＲＯＭ１０１０、フロッピーディスクドライブ１０５０、入出力チップ１０７０、及び入力装置１０８１を有するレガシー入出力部とを備える。
【００３８】
ホストコントローラ２２は、熱電変換モジュール６０Ｂ内の受熱部６２に熱を伝導する発熱部分となる集積回路である。ホストコントローラ２２は、発熱部であるホストコントローラ２２の温度を測定する測定部１０８５を含む。測定部１０８５は、例えば熱センサー等の温度を測定する素子であり、ホストコントローラ２２の集積回路上又はホストコントローラ２２を実装するＬＳＩパッケージ上に設けられる。
【００３９】
ホストコントローラ２２は、ＲＡＭ１０２０と、高い転送レートでＲＡＭ１０２０をアクセスするＣＰＵ２０及び情報処理装置１０７５とを接続する。
ＣＰＵ２０は、熱電変換モジュール６０Ａ内の各受熱部６２に熱を伝導する発熱部分となる集積回路である。ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ１０１０及びＲＡＭ１０２０に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。情報処理装置１０７５は、ＣＰＵ２０等がＲＡＭ１０２０内に設けたフレームバッファ上に生成する画像データを取得し、表示装置１０８０上に表示させる。これに代えて、情報処理装置１０７５は、ＣＰＵ２０等が生成する画像データを格納するフレームバッファを、内部に含んでもよい。
【００４０】
入出力コントローラ１０８４は、ホストコントローラ２２と、比較的高速な入出力装置である通信インターフェイス１０３０、ハードディスクドライブ３０、及びＣＤ−ＲＯＭドライブ１０６０と、冷却制御ユニット１０７２とを接続する。通信インターフェイス１０３０は、ネットワークを介して他の装置と通信する。ハードディスクドライブ３０は、情報処理装置１０が使用するプログラム及びデータを格納する。ＣＤ−ＲＯＭドライブ１０６０は、ＣＤ−ＲＯＭ１０９５からプログラム又はデータを読み取り、ハードディスクドライブ３０にインストールする。冷却制御ユニット１０７２は、ＣＰＵ２０上で動作する冷却制御プログラムの指示に基づき、熱電変換モジュール６０Ａ内の各熱電変換部６５及び熱電変換モジュール６０Ｂ内の熱電変換部６５をいずれの動作モードで動作させるかを設定する。
【００４１】
また、入出力コントローラ１０８４には、ＲＯＭ１０１０と、フロッピーディスクドライブ１０５０や入出力チップ１０７０や入力装置１０８１等の比較的低速な入出力装置とが接続される。ＲＯＭ１０１０は、情報処理装置１０の起動時にＣＰＵ２０が実行するブートプログラムや、情報処理装置１０のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。フロッピーディスクドライブ１０５０は、フロッピーディスク１０９０からプログラム又はデータを読み取り、ハードディスクドライブ３０にインストールする。入出力チップ１０７０は、フロッピーディスク１０９０や、例えばパラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して各種の入出力装置を接続する。入力装置１０８１は、キーボードユニット１４を制御し、入力されたキーデータを入出力チップ１０７０に送信する。
【００４２】
ＣＰＵ２０上で動作する冷却制御プログラムは、冷却制御ユニット１０７２を、ＣＰＵ２０各部及びホストコントローラ２２のそれぞれの温度条件に基づき、対応する熱電変換部６５を冷却モード又は発電モードのいずれで動作させるかを選択する選択部として動作させる。
冷却制御プログラムは、フロッピーディスク１０９０、ＣＤ−ＲＯＭ１０９５、又はＩＣカード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。冷却制御プログラムは、記録媒体から読み出されてハードディスクドライブ３０にインストールされ、情報処理装置１０において実行される。
記録媒体に格納されて情報処理装置１０に提供される冷却制御プログラムは、選択モジュールを備える。選択モジュールは、情報処理装置１０を、選択部として動作させるプログラムである。
【００４３】
以上に示したプログラム又はモジュールは、外部の記憶媒体に格納されてもよい。記憶媒体としては、フロッピーディスク１０９０、ＣＤ−ＲＯＭ１０９５の他に、ＤＶＤやＰＤ等の光学記録媒体、ＭＤ等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ＩＣカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワークやインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスク又はＲＡＭ等の記憶装置を記録媒体として使用し、ネットワークを介してプログラムを情報処理装置１０に提供してもよい。
【００４４】
図７は、本発明の実施形態に係る冷却制御ユニット１０７２のハードウェア構成を示す。本実施形態に係る冷却制御ユニット１０７２は、スイッチ７００ａ〜ｃと、電力測定部７１０ａ〜ｂと、ＤＣ／ＤＣコンバータ７２０ａ〜ｃと、主電源部７３０と、配電部７４０と、整流器７５０ａ〜ｃと、設定部７６０とを含む。
【００４５】
スイッチ７００ａ〜ｃは、発電モードにおいて設定部７６０により導通状態に設定される。この場合、スイッチ７００ａ〜ｃは、熱電変換モジュール６０Ａ及び熱電変換モジュール６０Ｂ内の熱電変換部６５の各正電極から出力される電流を、それぞれ電力測定部７１０ａ、電力測定部７１０ｂ、及びＤＣ／ＤＣコンバータ７２０ｃに入力する。一方、スイッチ７００ａ〜ｃは、冷却モードにおいて設定部７６０により切断状態に設定される。
【００４６】
電力測定部７１０ａ〜ｂは、発電モードにおいて接続された熱電変換モジュール６０Ａ内の熱電変換部６５の起電力をそれぞれ測定する。冷却制御プログラムは、発電モードにおいて電力測定部７１０ａ〜ｂにより測定された電力値に基づいて、基準となる放熱部６４の温度に対する受熱部６２の温度差を算出する。そして、冷却制御プログラムは、算出された温度差に基づき、熱電変換モジュール６０Ａ内の熱電変換部６５のそれぞれを冷却モード及び発電モードのいずれの動作モードで動作させるかを選択する。
【００４７】
ＤＣ／ＤＣコンバータ７２０ａ〜ｃは、発電モードにおいて熱電変換モジュール６０Ａ及び熱電変換モジュール６０Ｂ内の熱電変換部６５が出力する電力の電圧値を、主電源部７３０が出力する電圧値と一致させる様に昇圧等を行う。
主電源部７３０は、情報処理装置１０のバッテリ又は情報処理装置１０に入力される電源の電圧値及び電流値を、情報処理装置１０内部で使用する値に変換する。
配電部７４０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ７２０ａ〜ｃ及び主電源部７３０から入力される電力を、設定部７６０の設定に従って熱電変換モジュール６０Ａ内の熱電変換部６５、熱電変換モジュール６０Ｂ内の熱電変換部６５、及び情報処理装置１０各部に再分配する。これにより、例えば熱電変換モジュール６０Ａ内の第１の熱電素子６０が発電モード、熱電変換モジュール６０Ａ内の第２の熱電素子６０が冷却モードで動作する場合に、第２の熱電素子６０内の熱電変換部６５は、第１の熱電素子６０内の熱電変換部６５が出力する電流を第２の熱電素子６０内の受熱部６２の冷却に用いることができる。
【００４８】
整流器７５０ａ〜ｃは、冷却モードにおいて配電部７４０が対応する熱電変換部６５に対して出力する電流を、当該熱電変換部６５に入力する。また、整流器７５０ａ〜ｃは、対応する熱電変換部６５が発電モードである場合に、発電された電流が配電部７４０の出力に逆流することを防ぐ。
設定部７６０は、ＣＰＵ２０上で動作する冷却制御プログラムの指示に従い、冷却制御ユニット１０７２各部の動作を設定する。具体的には、冷却制御ユニット１０７２は、ある熱電素子６０を発電モードで動作させる場合に、当該熱電素子６０に対応するスイッチ７００ａ〜ｃを導通状態とし、又、当該熱電素子６０に対する配電部７４０の電流出力を停止する。また、冷却制御ユニット１０７２は、ある熱電素子６０を冷却モードで動作させる場合に、当該熱電素子６０に対応するスイッチ７００ａ〜ｃを切断状態とし、又、当該熱電素子６０に対する配電部７４０の電流出力を行わせる。この場合において、設定部７６０は、配電部７４０が当該熱電素子６０に対して出力する電流値を、当該熱電素子６０における温度条件に基づき変化させることにより、冷却力を可変としてもよい。
【００４９】
図８は、本発明の実施形態に係る情報処理装置１０上で動作させる冷却制御プログラムの動作の流れを示す。
まず、冷却制御プログラムは、熱電変換モジュール６０Ａ及び熱電変換モジュール６０Ｂ内の全熱電変換部６５から、いずれか１つの熱電変換部６５を処理対象に選択する。そして、冷却制御プログラムは、処理対象の熱電変換部６５に対応して測定部１０８５が設けられているかどうかを判断する（Ｓ８００）。
【００５０】
処理対象の熱電変換部６５が熱電変換モジュール６０Ｂに属するものである場合、対応する測定部１０８５が設けられている。このため、冷却制御プログラムの選択モジュールは、測定部１０８５を用いてホストコントローラ２２の温度を測定する（Ｓ８１０）。
【００５１】
一方、処理対象の熱電変換部６５が熱電変換モジュール６０Ａに属するものである場合、測定部は設けられていない。そこで、選択モジュールは、冷却制御ユニット１０７２内の設定部７６０に対して、処理対象の熱電変換部６５を一時的に発電モードとする設定を行う（Ｓ８２０）。次に、選択モジュールは、処理対象の熱電変換部６５の起電力を、対応する電力測定部７１０ａ〜ｃを用いて測定する（Ｓ８３０）。そして、選択モジュールは、Ｓ８３０で測定した起電力に基づき、ＣＰＵ２０上の対象領域の温度を算出する（Ｓ８４０）。
【００５２】
次に、選択モジュールは、Ｓ８１０又はＳ８４０による温度測定の結果と、予め設定された温度のしきい値である設定値とを比較する（Ｓ８５０）。
【００５３】
処理対象の熱電素子６０に対応する発熱部が設定値以上の温度であると判断した場合、選択モジュールは、熱電変換部の動作モードを冷却モードに選択し、設定部７６０に対して処理対象の熱電素子６０を冷却モードに設定させる（Ｓ８６０）。一方、処理対象の熱電素子６０に対応する発熱部が設定値未満の温度であると判断した場合に、熱電変換部の動作モードを発電モードに選択し、設定部７６０に対して処理対象の熱電素子６０を発電モードに設定させる（Ｓ８７０）。
【００５４】
冷却制御プログラムは、Ｓ８００からＳ８７０までの処理を全熱電変換部６５に対して完了するまで、各熱電変換部６５に対して順にＳ８００からＳ８７０の処理を行う（Ｓ８８０）。
【００５５】
以上のＳ８２０からＳ８５０までの処理により、冷却制御プログラムの選択モジュールは、プログラム動作によって定まる所定のタイミングで熱電変換部６５の動作モードを発電モードに選択する。そして、選択モジュールは、発電モードにおいて当該熱電変換部６５が出力する電力値に基づいて基準温度に対する受熱部６２の温度差を算出し、温度差に基づき熱電変換部６５をいずれの動作モードで動作させるかを選択することができる。これに代えて、選択モジュールは、予め定められた周期に基づくタイミングを用いて、Ｓ８２０からＳ８５０の処理を行ってもよい。また、選択モジュールは、予め定められたアルゴリズムに従って、例えばＳ８４０において測定された温度に対応してＳ８２０からＳ８５０の処理を行うタイミングを決定してもよい。具体的には、例えば直前の測定において受熱部６２の温度が設定値を一定以上上回ると判断した場合、選択モジュールは、受熱部６２の温度が設定値を一定以上上回らない場合と比較し、次回にＳ８２０からＳ８５０の処理を行うまでの期間をより長く設定してもよい。
【００５６】
また、以上に示したＳ８４０の処理において、選択モジュールは、ゼーベック効果により導き出される処理対象の受熱部６２及び放熱部６４の温度差と、放熱部６４の温度である基準温度とを加えることにより、受熱部６２の温度を算出してもよい。この場合において、選択モジュールは、例えば放熱部６４や情報処理装置１０の外気温等を測定する温度センサを用いて基準温度を測定してもよい。あるいは、選択モジュールは、例えば情報処理装置１０の使用温度条件における高温側の限界値や、高温側の限界値にマージンを加えた値等の、予め定められた値を基準温度として用いてもよい。
【００５７】
また、以上に示したＳ８５０の処理において、選択モジュールは、異なる受熱部６２の温度のしきい値として同一の設定値を用いてもよいし、冷却対象のＣＰＵ２０又はホストコントローラ２２の動作温度範囲に合わせて値が異なる設定値を用いてもよい。
【００５８】
また、以上に示したＳ８５０の処理において、選択モジュールは、処理対象の発熱部の温度が予め設定された第１温度以上の温度であると判断した場合に、対応する熱電変換部６５の動作モードを冷却モードに選択し、処理対象の発熱部の温度が第１温度以下に予め設定された第２温度未満の温度であると判断した場合に、対応する熱電変換部６５の動作モードを発電モードに選択してもよい。この場合において、選択モジュールは、処理対象の発熱部が、第２温度以上第１温度未満の温度であると判断した場合に、対応する熱電変換部６５の動作モードを、例えば熱電変換部６５との間で電流の入出力を行わない動作停止モード等の、冷却モード又は発電モード以外の動作モードに設定してもよい。
【００５９】
以上に示した冷却ユニットＡ４０、冷却ユニットＢ４１、及び冷却プログラムを有する冷却装置によれば、ＣＰＵ２０及び／又はホストコントローラ２２の温度条件に基づき、熱電変換モジュール６０Ａ内の各熱電素子６０及び／又は熱電変換モジュール６０Ｂの冷却モード及び発電モードを適切に選択して動作することができる。これにより、冷却ユニットＡ４０、冷却ユニットＢ４１、及び冷却プログラムを有する冷却装置は、発電と冷却の両方を効率良く実現し、消費電力を低減する情報処理装置１０を提供することができる。
【００６０】
図９は、本発明の実施形態の第１変形例に係る熱電変換モジュール６０Ｄの構成を示す。本変形例に係る情報処理装置１０は、ＣＰＵ２０の冷却及び／又はＣＰＵ２０が発生する熱を利用した発電を行うモジュールとして、熱電変換モジュール６０Ａに代えて熱電変換モジュール６０Ｄを用いる。
【００６１】
熱電変換モジュール６０Ｄは、図４に示した熱電素子６０と同様の構成を有する熱電素子６０Ｄ−１〜５を、図９に示す様に同心円状に配置した構成をとる。ここで、熱電素子６０Ｄ−１〜５の受熱部６２は、一つの面を構成するように配置される。熱電素子６０Ｄ−１〜熱電素子６０Ｄ−４の受熱部６２は、それぞれほぼ同心円型の形状である略ドーナツ形状をとる。また、熱電素子６０Ｄ−１の受熱部６２は、同心円形状の内側に位置する熱電素子６０Ｄ−２〜５の受熱部６２を配置するための空間である中空部を有する。同様に、熱電素子６０Ｄ−２〜４の受熱部６２は、同心円形状の内側にそれぞれ位置する熱電素子６０Ｄ−３〜５、熱電素子６０Ｄ−４〜５、及び熱電素子６０Ｄ−５の受熱部６２を配置するための中空部を有する。
【００６２】
図１０は、本発明の実施形態の第２変形例に係る熱電変換モジュール６０Ｅの構成を示す。本変形例に係る情報処理装置１０は、ＣＰＵ２０の冷却及び／又はＣＰＵ２０が発生する熱を利用した発電を行うモジュールとして、熱電変換モジュール６０Ａに代えて熱電変換モジュール６０Ｅを用いる。
【００６３】
熱電変換モジュール６０Ｅは、図４に示した熱電素子６０と同様の構成を有する熱電素子６０Ｅ−１〜４を、図１０に示す様に配置した構成をとる。ここで、熱電素子６０Ｅ−１〜４の受熱部６２は、一つの面を構成するように配置される。また、熱電素子６０Ｅ−１の受熱部６２は、受熱部６２が構成する面においてより内側に位置する熱電素子６０Ｅ−２〜４の受熱部６２を配置するための空間である中空部を有する。同様に、熱電素子６０Ｅ−２〜３の受熱部６２は、受熱部６２が構成する面においてより内側にそれぞれ位置する熱電素子６０Ｅ−３〜４、及び熱電素子６０Ｅ−４の受熱部６２を配置するための中空部を有する。
【００６４】
以上に示した熱電変換モジュール６０Ｄ及び熱電変換モジュール６０Ｅを有する冷却装置によれば、情報処理装置１０は、ＣＰＵ２０の中心部から受熱部６２又はＣＰＵ２０との間に設けた熱伝導体等を通じて熱が拡散する場合において、ＣＰＵ２０の中心部及び周辺部を異なる動作モードで動作させることができる。従って、熱電変換モジュール６０Ｄ又は熱電変換モジュール６０Ｅを用いることにより、情報処理装置１０は、ＣＰＵ２０の中心部及び周辺部のそれぞれに対して、適切な冷却及び発電を設定することができる。
【００６５】
図１１及び図１２は、本発明の実施形態の第３変形例に係る冷却ユニットＣ１１０の外観及び断面をそれぞれ示す。本変形例に係る情報処理装置１０は、冷却ユニットＡ４０に代えて、冷却ユニットＣ１１０を用いてＣＰＵ２０の冷却及び／又はＣＰＵ２０が発生する熱を利用した発電を行う。本変形例に係る冷却ユニットＣ１１０は、熱電変換モジュール６０Ｃのヒートパイプ１３６の反対側にある放熱部６４を冷却する冷却部の一例である。
【００６６】
冷却ユニットＣ１１０は、接続部１３０においてＣＰＵ２０の上面と接続される。冷却ユニットＣ１１０は、熱電変換モジュール６０Ｃ、ヒートシンク１２２、ファン１２４、ヒートパイプ保持部１３４、及びヒートパイプ１３６を含む。
熱電変換モジュール６０Ｃは、ヒートパイプ１３６を介してＣＰＵ２０の冷却及び／又はＣＰＵ２０が発生する熱を利用した発電を行う。熱電変換モジュール６０Ｃは、図４に示した熱電素子６０と同様の構成を有する熱電素子６０Ｃ−１〜４を、ヒートパイプ１３６を囲む様に配置した構造をとる。ヒートシンク１２２は、ヒートシンク４２と同様に、熱電素子６０Ｃ−１〜４の上面を冷却する空気を通過させる通気路である。
ファン１２４は、ヒートシンク１２２による通気路内部に配置され、ヒートシンク１２２に設けられた吸気口１２６を通してヒートシンク１２２内に外部の空気を吸入する。ファン１２４が吸入した空気は、熱電素子６０Ｃ−１〜４の上面を通過してこれを冷却した後排気口１２８から排出され、筐体１３の側面に設けられた排気部５０を通過して情報処理装置１０の外部に放出される。
【００６７】
ヒートパイプ保持部１３４は、ヒートシンク１２２にヒートパイプ１３６を埋設するために設けられた溝である。ヒートパイプ１３６は、ヒートパイプ保持部１３４に埋設される。本実施形態に係るヒートパイプ１３６は、本発明に係る熱伝導部の一例である。ヒートパイプ１３６は、発熱体であるＣＰＵ２０が発生する熱を、接続部１３０を介して加熱端部１３６Ａから受ける。そして、ヒートパイプ１３６は、加熱端部１３６Ａから受けた熱を、熱電素子６０Ｃ−１〜４内の受熱部６２に伝導させる。熱電素子６０Ｃ−１〜４内の熱電変換部６５は、冷却モードにおいて、ヒートパイプ１３６によって伝導された熱を吸収し、ヒートシンク１２２を通過する空気中に放出する。一方、熱電素子６０Ｃ−１〜４内の熱電変換部６５は、発電モードにおいて、ヒートパイプ１３６によって伝導された熱を利用して発電を行う。冷却ユニットＣ１１０は、ヒートパイプ１３６に代えて、例えばヒートシンク１２２自体や熱伝導性の高い材料等を熱伝導部として用いてもよい。
【００６８】
図１３及び図１４は、本発明の実施形態の第３変形例に係るヒートパイプ１３６に熱電素子６０Ｃ−１〜４を取り付ける方法及び取り付けた状態を示す。
ヒートパイプ１３６は、接続部１３０から熱を吸収する加熱端部１３６Ａが丸パイプ状であり、熱を放出する冷却端部１３６Ｂが角パイプ状の構造をとる。熱電素子６０Ｃ−１〜４は、冷却端部１３６Ｂの各面に対応して取り付けられる。従って、熱電素子６０Ｃ−１〜４の受熱部６２のそれぞれは、ヒートパイプ１３６の外面上の異なる領域においてそれぞれヒートパイプ１３６と接する。
【００６９】
本変形例に係る冷却ユニットＣ１１０によれば、熱電素子６０Ｃ−１〜４の熱電変換部６５は、ヒートパイプ１３６から対応する受熱部６２に伝導される熱を用いて、独立に冷却又は発電を行うことができる。従って、情報処理装置１０は、ＣＰＵ２０の温度条件に合わせて、ＣＰＵ２０の冷却又はＣＰＵ２０が発生する熱を利用した発電を適切に選択することができる。
【００７０】
図１５は、本発明の第４変形例に係るマルチチップモジュール１３１０に熱電変換モジュール６０Ｆを取り付ける方法を示す。本変形例に係る情報処理装置本体１２においては、情報処理装置本体１２が有するＣＰＵ２０及びホストコントローラ２２等の複数の集積回路は、同一のマルチチップモジュール１３１０として実装される。以下、実施形態に対する変更点を中心に、本変形例の説明を行う。
【００７１】
本変形例に係る情報処理装置本体１２は、図２に示したマザーボード２８に代えてマザーボード１３２０を有する。マザーボード１３２０は、ＲＯＭ１０１０やＲＡＭ１０２０等のメモリや、情報処理装置１０内各部を制御する制御用の集積回路等を実装する基板である。マザーボード１３２０は、マルチチップモジュール１３１０上の集積回路１３００ａ〜ｆを電気的に接続するためのピン接続部１３３０を有する。
【００７２】
マルチチップモジュール１３１０は、情報処理装置本体１２が有する６個の集積回路１３００ａ〜ｆを、例えばセラミック等の基板上に実装し、１モジュールに集積した構成をとる。集積回路１３００ａ〜ｆのそれぞれは、例えばＣＰＵ２０、ホストコントローラ２２、又は入出力チップ１０７０等であってよい。また、集積回路１３００ａ〜ｆのそれぞれは、ＣＰＵ２０やホストコントローラ２２内の各論理ブロックに相当する回路であってもよい。
【００７３】
熱電変換モジュール６０Ｆは、集積回路１３００ａ〜ｆの冷却及び／又は集積回路１３００ａ〜ｆが発生する熱を利用した発電を行うモジュールである。熱電変換モジュール６０Ｆは、図４に示した熱電素子６０と同様の構成を有する熱電素子６０Ｆ−１〜６を、対応する集積回路１３００ａ〜ｆ上にに配置した構成をとる。熱電素子６０Ｆ−１〜６が備える熱電変換部６５は、熱電変換モジュール６０Ｆを複数の領域に分割した、互いに異なる領域に設けられる。そして、熱電素子６０Ｆ−１の受熱部６２は、集積回路１３００ａが発生する熱を受け、熱電素子６０Ｆ−２の受熱部６２は、集積回路１３００ｂが発生する熱を受け、以下同様に熱電素子６０Ｆ−３〜６は、対応する集積回路１３００ｃ〜ｆが発生する熱を受ける。熱電素子６０Ｆ−１〜６内の熱電変換部６５は、電流を入力して対応する受熱部６２を冷却する冷却モードで動作するか、受熱部６２から受ける熱を電流に変換して出力する発電モードで動作するかを独立に選択可能である。
【００７４】
以上に示した熱電変換モジュール６０Ｆによれば、情報処理装置１０は、集積回路１３００ａ〜ｆが動作状況に応じて異なる熱量を発生するのに対応して、対応する熱電素子６０Ｆ−１〜６の動作モードを独立に選択することができる。従って、情報処理装置１０は、集積回路１３００ａ〜ｆの温度条件に合わせて、集積回路１３００ａ〜ｆの冷却又は集積回路１３００ａ〜ｆが発生する熱を利用した発電を適切に選択することができる。
【００７５】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることができる。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００７６】
例えば、熱電変換モジュール６０Ａ、熱電変換モジュール６０Ｂ及び情報処理装置１０上で動作させる冷却制御プログラムからなる冷却装置に代えて、熱電変換モジュール６０Ａ自体、熱電変換モジュール６０Ｃ、熱電変換モジュール６０Ｄ、熱電変換モジュール６０Ｅ、及び熱電変換モジュール６０Ｆ等も、本発明に係る冷却装置と見なすことができる。
【００７７】
また、本実施形態に係る冷却装置は、情報処理装置１０に代えて、冷蔵庫やエアコンディショナー等の電気機器にも適用することができる。更に、本実施形態に係る冷却機器は、自動車や航空機等の輸送機器等の機器にも適用することができる。例えば、本実施形態に係る冷却装置は、自動車等において、マフラーの冷却及び排気熱を利用した発電や、エンジンの冷却及び燃焼熱を利用した発電等に利用してもよい。
【００７８】
また、本実施形態に係る冷却装置は、ＣＰＵ２０及びホストコントローラ２２に代えて、集積回路以外の各種の発熱部品の冷却に適用することができる。
【００７９】
また、本実施形態に係る冷却装置と同様にして、冷却された部品を過熱し、又冷却された部品との温度差を用いて発電する加熱装置を実現することもできる。
【００８０】
以上に説明した実施形態によれば、以下の各項目に示す冷却装置、電気機器及び冷却方法が実現される。
【００８１】
（項目１）  外部の発熱体から伝導される熱を受ける受熱部と、前記受熱部の熱を吸収可能に設けられ、電流を入力して前記受熱部を冷却する冷却モードと、前記受熱部から受ける熱を電流に変換して出力する発電モードとを含む動作モードを有する熱電変換部と、前記発熱体の温度条件に基づき、前記熱電変換部をいずれの動作モードで動作させるかを選択する選択部とを備えることを特徴とする冷却装置。
（項目２）  前記熱電変換部は、前記冷却モードにおいてペルチェ効果を利用して前記受熱部を冷却し、前記発電モードにおいてゼーベック効果を利用して前記受熱部の熱を電流に変換することを特徴とする項目１記載の冷却装置。
（項目３）  前記選択部は、前記発熱体が、予め設定された第１温度以上の温度であると判断した場合に、前記熱電変換部の動作モードを前記冷却モードに選択し、前記発熱体が、前記第１温度以下に予め設定された第２温度未満の温度であると判断した場合に、前記熱電変換部の動作モードを前記発電モードに選択することを特徴とする項目１記載の冷却装置。
【００８２】
（項目４）  前記選択部は、所定のタイミングで前記熱電変換部の動作モードを前記発電モードに選択し、前記発電モードにおいて前記熱電変換部が出力する電力値に基づいて基準温度に対する前記受熱部の温度差を算出し、前記温度差に基づき、前記熱電変換部をいずれの動作モードで動作させるかを選択することを特徴とする項目１記載の冷却装置。
（項目５）  前記発熱体の温度を測定する測定部を更に備え、前記選択部は、前記測定部による前記発熱体の温度の測定結果に基づき、前記熱電変換部の動作モードを選択することを特徴とする項目１記載の冷却装置。
（項目６）  前記測定部は、動作中に発熱した熱を前記受熱部に伝導する前記発熱体である集積回路内に設けられることを特徴とする項目５記載の冷却装置。
【００８３】
（項目７）  前記熱電変換部における、前記受熱部からの熱を吸収する部分の裏面部分を冷却する冷却部を更に備えることを特徴とする項目１記載の冷却装置。
（項目８）  前記冷却部は、前記熱電変換部を冷却するヒートシンクを有することを特徴とする項目７記載の冷却装置。
（項目９）  前記冷却部は、前記熱電変換部を冷却するファンを有することを特徴とする項目７記載の冷却装置。
（項目１０）  前記冷却部は、前記熱電変換部を冷却するヒートパイプを有することを特徴とする項目７記載の冷却装置。
（項目１１）  前記発熱体が発生する熱を、前記受熱部に伝導させる熱伝導部を更に備えることを特徴とする項目１記載の冷却装置。
（項目１２）  前記熱伝導部は、前記発熱体の熱を前記受熱部に伝導させるヒートパイプを有することを特徴とする項目１１記載の冷却装置。
【００８４】
（項目１３）  外部から伝導される熱を受ける第１受熱部及び第２受熱部と、前記第１受熱部の熱を吸収可能に設けられ、電流を入力して前記第１受熱部を冷却する冷却モードと、前記第１受熱部から受ける熱を電流に変換して出力する発電モードとを含む動作モードを有する第１熱電変換部と、前記第２受熱部の熱を吸収可能に設けられ、電流を入力して前記第２受熱部を冷却する冷却モードと、前記第２受熱部から受ける熱を電流に変換して出力する発電モードとを含む動作モードを有する第２熱電変換部とを備え、前記第１熱電変換部が前記発電モード、前記第２熱電変換部が前記冷却モードでそれぞれ動作する場合に、前記第２熱電変換部は、前記第１熱電変換部が出力する電流を前記第２受熱部の冷却に用いることを特徴とする冷却装置。
（項目１４）  前記第１熱電変換部及び前記第２熱電変換部のそれぞれは、前記冷却モードにおいてペルチェ効果を利用して前記受熱部を冷却し、前記発電モードにおいてゼーベック効果を利用して前記受熱部の熱を電流に変換することを特徴とする項目１３記載の冷却装置。
【００８５】
（項目１５）  前記第１受熱部に熱を伝導する第１発熱体の温度条件に基づき、前記第１熱電変換部の動作モードを選択し、前記第２受熱部に熱を伝導する第２発熱体の温度条件に基づき、前記第２熱電変換部の動作モードを選択する選択部を更に備えることを特徴とする項目１３記載の冷却装置。
（項目１６）  前記選択部は、前記第１発熱体が、予め設定された第１温度以上の温度であると判断した場合に、前記第１熱電変換部の動作モードを前記冷却モードに選択し、前記第１発熱体が、前記第１温度以下に予め設定された第２温度未満の温度であると判断した場合に、前記第１熱電変換部の動作モードを前記発電モードに選択し、前記第２発熱体が、予め設定された第３温度以上の温度であると判断した場合に、前記第２熱電変換部の動作モードを前記冷却モードに選択し、前記第２発熱体が、前記第３温度以下に予め設定された第４温度未満の温度であると判断した場合に、前記第２熱電変換部の動作モードを前記発電モードに選択することを特徴とする項目１５記載の冷却装置。
【００８６】
（項目１７）  前記第１熱電変換部は、同一の熱電変換モジュールを複数の領域に分割した一の領域に設けられ、前記第２熱電変換部は、前記複数の領域における前記一の領域以外の領域に設けられることを特徴とする項目１３記載の冷却装置。
（項目１８）  前記第１受熱部は、第１の集積回路が発生する熱を受け、前記第２受熱部は、第２の集積回路が発生する熱を受けることを特徴とする項目１７記載の冷却装置。
（項目１９）  前記第１の集積回路及び前記第２の集積回路のそれぞれは、同一の基板上に設けられることを特徴とする項目１８記載の冷却装置。
【００８７】
（項目２０）  外部の発熱体が発生する熱を、前記第１受熱部及び前記第２受熱部に伝導させる熱伝導部を更に備えることを特徴とする項目１３記載の冷却装置。
（項目２１）  前記熱伝導部は、前記発熱体の熱を前記第１受熱部及び前記第２受熱部に伝導させるヒートパイプを有することを特徴とする項目２０記載の冷却装置。
（項目２２）  前記第１受熱部及び前記第２受熱部は、それぞれ前記ヒートパイプと接することを特徴とする項目２１記載の冷却装置。
【００８８】
（項目２３）  外部から伝導される熱を受ける複数の受熱部と、前記複数の受熱部のそれぞれに対応して設けられ、電流を入力して対応する前記受熱部を冷却する冷却モードで動作するか、前記受熱部から受ける熱を電流に変換して出力する発電モードで動作するかを独立に選択可能な複数の熱電変換部とを備えることを特徴とする冷却装置。
（項目２４）  前記複数の受熱部は、格子状に配置されることを特徴とする項目２３記載の冷却装置。
（項目２５）  前記複数の受熱部は、一つの面を構成するように配置され、少なくとも一の前記受熱部は、他の前記受熱部を配置するための中空部を有することを特徴とする項目２３記載の冷却装置。
（項目２６）  前記一の受熱部は、略ドーナツ形状であることを特徴とする項目２５記載の冷却装置。
【００８９】
（項目２７）  熱を発生する発熱部と、前記発熱部から伝導される熱を受ける受熱部と、前記受熱部の熱を吸収可能に設けられ、電流を入力して前記受熱部を冷却する冷却モードと、前記受熱部から受ける熱を電流に変換して出力する発電モードとを含む動作モードを有する熱電変換部と、前記発熱部の温度条件に基づき、前記熱電変換部をいずれの動作モードで動作させるかを選択する選択部とを備えることを特徴とする電気機器。
（項目２８）  前記熱電変換部は、前記冷却モードにおいてペルチェ効果を利用して前記受熱部を冷却し、前記発電モードにおいてゼーベック効果を利用して前記受熱部の熱を電流に変換することを特徴とする項目２７記載の電気機器。
（項目２９）  前記発熱部は、集積回路であることを特徴とする項目２７記載の電気機器。
【００９０】
（項目３０）  熱を発生する第１発熱部及び第２発熱部と、第１発熱部から伝導される熱を受ける第１受熱部と、第２発熱部から伝導される熱を受ける第２受熱部と、前記第１受熱部の熱を吸収可能に設けられ、電流を入力して前記第１受熱部を冷却する冷却モードと、前記第１受熱部から受ける熱を電流に変換して出力する発電モードとを含む動作モードを有する第１熱電変換部と、前記第２受熱部の熱を吸収可能に設けられ、電流を入力して前記第２受熱部を冷却する冷却モードと、前記第２受熱部から受ける熱を電流に変換して出力する発電モードとを含む動作モードを有する第２熱電変換部とを備え、前記第１熱電変換部が前記発電モード、前記第２熱電変換部が前記冷却モードでそれぞれ動作する場合に、前記第２熱電変換部は、前記第１熱電変換部が出力する電流を前記第２受熱部の冷却に用いることを特徴とする電気機器。
（項目３１）  前記第１熱電変換部は、前記冷却モードにおいてペルチェ効果を利用して前記第１受熱部を冷却し、前記発電モードにおいてゼーベック効果を利用して前記第１受熱部の熱を電流に変換し、前記第２熱電変換部は、前記冷却モードにおいてペルチェ効果を利用して前記第２受熱部を冷却し、前記発電モードにおいてゼーベック効果を利用して前記第２受熱部の熱を電流に変換することを特徴とする項目３０記載の電気機器。
（項目３２）  前記第１発熱部及び前記第２発熱部の少なくとも一つは、集積回路であることを特徴とする項目３０記載の電気機器。
【００９１】
（項目３３）  熱を発生する発熱部を冷却する冷却方法であって、前記発熱部から伝導される熱を受熱部に受けるステップと、前記受熱部の熱を吸収可能に設けられ、電流を入力して前記受熱部を冷却する冷却モードと、前記受熱部から受ける熱を電流に変換して出力する発電モードとを含む動作モードを有する熱電変換部の動作モードを、前記発熱部の温度条件に基づき選択するステップとを備えることを特徴とする冷却方法。
（項目３４）  前記熱電変換部は、前記冷却モードにおいてペルチェ効果を利用して前記受熱部を冷却し、前記発電モードにおいてゼーベック効果を利用して前記受熱部の熱を電流に変換することを特徴とする項目３３記載の冷却方法。
（項目３５）  前記発熱部は、集積回路であることを特徴とする項目３３記載の冷却方法。
【００９２】
（項目３６）  熱を発生する第１発熱部及び第２発熱部を冷却する冷却方法であって、第１発熱部から伝導される熱を第１受熱部に受けるステップと、第２発熱部から伝導される熱を第２受熱部に受けるステップと、前記第１受熱部の熱を吸収可能に設けられ、電流を入力して前記第１受熱部を冷却する冷却モードと、前記第１受熱部から受ける熱を電流に変換して出力する発電モードとを含む動作モードを有する第１熱電変換部が前記発電モードで、前記第２受熱部の熱を吸収可能に設けられ、電流を入力して前記第２受熱部を冷却する冷却モードと、前記第２受熱部から受ける熱を電流に変換して出力する発電モードとを含む動作モードを有する第２熱電変換部が前記冷却モードでそれぞれ動作する場合に、前記第２熱電変換部に、前記第１熱電変換部が出力する電流を入力することにより前記第２受熱部を冷却させるステップとを備えることを特徴とする冷却方法。
（項目３７）  前記第１熱電変換部は、前記冷却モードにおいてペルチェ効果を利用して前記第１受熱部を冷却し、前記発電モードにおいてゼーベック効果を利用して前記第１受熱部の熱を電流に変換し、前記第２熱電変換部は、前記冷却モードにおいてペルチェ効果を利用して前記第２受熱部を冷却し、前記発電モードにおいてゼーベック効果を利用して前記第２受熱部の熱を電流に変換することを特徴とする項目３６記載の冷却方法。
（項目３８）  前記第１発熱部及び前記第２発熱部の少なくとも一つは、集積回路であることを特徴とする項目３６記載の冷却方法。
【００９３】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば、情報処理装置を含む電気機器や、輸送機器等の各種機器において、発熱部品の熱を利用した発電及び発熱部品の冷却を両立することができる冷却装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態に係る情報処理装置１０の外観を示す図。
【図２】  本発明の実施形態に係る情報処理装置本体１２の内部構造を示す図。
【図３】  本発明の実施形態に係る冷却ユニットＡ４０及び冷却ユニットＢ４１周辺の断面を示す図。
【図４】  本発明の実施形態に係る熱電素子６０の構成を示す図。
【図５】  本発明の実施形態に係る熱電変換モジュール６０Ａの構成を示す図。
【図６】  本発明の実施形態に係る情報処理装置１０のハードウェア構成を示す図。
【図７】  本発明の実施形態に係る冷却制御ユニット１０７２のハードウェア構成を示す図。
【図８】  本発明の実施形態に係る情報処理装置１０上で動作させる冷却制御プログラムの動作を示す流れ図。
【図９】  本発明の実施形態の第１変形例に係る熱電変換モジュール６０Ｄの構成を示す図。
【図１０】  本発明の実施形態の第２変形例に係る熱電変換モジュール６０Ｅの構成を示す図。
【図１１】  本発明の実施形態の第３変形例に係る冷却ユニットＣ１１０の外観を示す図。
【図１２】  本発明の実施形態の第３変形例に係る冷却ユニットＣ１１０の断面を示す図。
【図１３】  本発明の実施形態の第３変形例に係るヒートパイプ１３６に熱電変換モジュール６０Ｃを取り付ける方法を示す図。
【図１４】  本発明の実施形態の第３変形例に係るヒートパイプ１３６に対して熱電変換モジュール６０Ｃを取り付けた状態を示す図。
【図１５】  本発明の実施形態の第４変形例に係るマルチチップモジュール１３１０に熱電変換モジュール６０Ｆを取り付ける方法を示す図。
【符号の説明】
１０  情報処理装置
１２  情報処理装置本体
１４  キーボードユニット
１６  表示ユニット
１３  筐体
２０  ＣＰＵ
２２  ホストコントローラ
２４  ＣＰＵカード
２５  吸気孔
２８  マザーボード
３０  ハードディスクドライブ
４０  冷却ユニットＡ
４１  冷却ユニットＢ
４２  ヒートシンク
４２Ａ  ヒートシンク底面
４４  ファン
４５  フィン
４８  排気口
５０  排気部
６０  熱電素子
６０Ａ〜Ｆ  熱電変換モジュール
６０Ｃ−１〜４  熱電素子
６０Ｄ−１〜５  熱電素子
６０Ｅ−１〜４  熱電素子
６０Ｆ−１〜６  熱電素子
１５  支持プレート
４６  吸気口
７４  クッション材
６２  受熱部
６４  放熱部
６５  熱電変換部
６６  ｎ型半導体
６８  ｐ型半導体
７０  電極
１０１０  ＲＯＭ
１０２０  ＲＡＭ
１０３０  通信インターフェイス
１０５０  フロッピーディスクドライブ
１０６０  ＣＤ−ＲＯＭドライブ
１０７０  入出力チップ
１０７２  冷却制御ユニット
１０８０  表示装置
１０８１  入力装置
１０８４  入出力コントローラ
１０８５  測定部
１０９０  フロッピーディスク
１０９５  ＣＤ−ＲＯＭ
７００ａ〜ｃ  スイッチ
７１０ａ〜ｂ  電力測定部
７２０ａ〜ｃ  ＤＣ／ＤＣコンバータ
７３０  主電源部
７４０  配電部
７５０ａ〜ｃ  整流器
７６０  設定部
１１０  冷却ユニットＣ
１２２  ヒートシンク
１２４  ファン
１２６  吸気口
１２８  排気口
１３０  接続部
１３４  ヒートパイプ保持部
１３６  ヒートパイプ
１３６Ａ  加熱端部
１３６Ｂ  冷却端部
１３００ａ〜ｆ  集積回路
１３１０  マルチチップモジュール
１３２０  マザーボード
１３３０  ピン接続部
【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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