JP2000244166A - Cooling device and electronic apparatus - Google Patents
Cooling device and electronic apparatusInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばパーソナル
コンピュータ装置に内蔵されたマイクロプロセッサのよ
うな部材の冷却に適用して好適な冷却装置及びこの冷却
装置を備えた電子機器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling device suitable for cooling a member such as a microprocessor incorporated in a personal computer, for example, and an electronic apparatus provided with the cooling device.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、パーソナルコンピュータ装置等が
備えるマイクロプロセッサは、動作中の発熱量が大き
く、一般には何らかの冷却装置を取付けて冷却するよう
にしてある。例えば、モータにより回転するファンをマ
イクロプロセッサの近傍に配置して、そのファンの回転
で、マイクロプロセッサの近傍の空気を、コンピュータ
装置の外部に排出させて、マイクロプロセッサを冷却さ
せる構成としたものがある。2. Description of the Related Art Conventionally, a microprocessor provided in a personal computer device or the like generates a large amount of heat during operation, and is generally cooled by mounting a cooling device. For example, there is a configuration in which a fan rotated by a motor is arranged near a microprocessor, and the rotation of the fan discharges air near the microprocessor to the outside of the computer device to cool the microprocessor. is there.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
ファンを使用した冷却装置は、機器の内部のほぼ全体に
空気の流れを発生させて、機器を全体的に冷却するよう
にしたものであり、マイクロプロセッサのように特定の
1箇所又は数カ所だけが特に高温で発熱するような機器
を冷却する用途には適してない。However, a cooling device using such a fan is designed to generate a flow of air almost entirely inside the device to cool the device as a whole. However, it is not suitable for use in cooling equipment in which only one or several specific places such as microprocessors generate heat at a particularly high temperature.
【0004】また、ファンなどを使用した従来の冷却装
置は、ファンを回転させるのに電力が必要であり、コン
ピュータ装置の消費電力を増大させてしまう問題があ
る。A conventional cooling device using a fan or the like requires electric power to rotate the fan, which causes a problem of increasing the power consumption of the computer device.
【0005】なお、ここではコンピュータ装置のマイク
ロプロセッサを例にして説明したが、その機器の動作中
に特定の部分が発熱する種々の電子機器に同様な問題が
存在する。[0005] Although a microprocessor of a computer device has been described as an example, various electronic devices in which a specific portion generates heat during operation of the device have similar problems.
【0006】本発明の目的は、電子機器が備える発熱部
を、電力などを必要とすることなく効率良く冷却できる
ようにすることにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to efficiently cool a heat generating portion provided in an electronic device without requiring electric power or the like.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、発熱体の発熱
面の近傍に配置され振動ができる状態に保持された振動
部材と、この振動部材の発熱体と近接した面は反対側の
面の近傍に配置にされた吸熱手段と、振動部材に配され
た圧電膜とを備えたものである。According to the present invention, there is provided a vibrating member which is arranged near a heat generating surface of a heating element and is held in a state capable of vibrating, and a surface of the vibrating member which is close to the heat generating element has an opposite surface. And a piezoelectric film disposed on the vibrating member.
【0008】本発明によると、発熱体が発熱したとき、
その熱で発熱体と振動部材との間の空気が温まり、振動
部材が膨張して、吸熱手段と接触するようになる。ここ
で、振動部材が吸熱手段と接触したとき、この振動部材
が吸熱手段で冷却されて、振動部材が縮んで発熱体側に
接触するようになり、以下発熱体の発熱と吸熱手段での
冷却が繰り返されて、発熱体が発熱する限り、振動部材
が振動するようになる。このとき、振動部材に配された
圧電膜が振動量に応じた起電力を生じ、この起電力を取
り出すことで、発熱体の冷却動作に伴って電力を得るこ
とができる。According to the present invention, when the heating element generates heat,
The heat warms the air between the heating element and the vibration member, causing the vibration member to expand and come into contact with the heat absorbing means. Here, when the vibrating member comes into contact with the heat absorbing means, the vibrating member is cooled by the heat absorbing means, and the vibrating member shrinks to come into contact with the heating element side. The repetition causes the vibration member to vibrate as long as the heating element generates heat. At this time, the piezoelectric film disposed on the vibrating member generates an electromotive force according to the amount of vibration, and by extracting the electromotive force, power can be obtained with the cooling operation of the heating element.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を、
添付図面を参照して説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
This will be described with reference to the accompanying drawings.
【0010】本実施の形態においては、内部に発熱体を
備えた電子機器としたものである。即ち、例えば図4に
示すように、ここでは電子機器としていわゆるデスクト
ップ型のパーソナルコンピュータ装置10に適用した例
としてある。このパーソナルコンピュータ装置10は、
本体部11とディスプレイ部12とキーボード部13と
で構成され、本体部11内の回路基板1の所定位置にマ
イクロプロセッサ2が配置してある。In the present embodiment, an electronic apparatus having a heating element therein is provided. That is, as shown in FIG. 4, for example, an example in which the present invention is applied to a so-called desktop personal computer device 10 as an electronic device is shown. This personal computer device 10
A microprocessor 2 is arranged at a predetermined position of the circuit board 1 in the main body 11, comprising a main body 11, a display 12 and a keyboard 13.
【0011】マイクロプロセッサ2は、パーソナルコン
ピュータ装置10を作動させたとき、装置内で必要な演
算処理を実行する半導体素子の1つであり、作動中には
比較的高い温度に発熱する発熱体となる。ここで本例に
おいては、このマイクロプロセッサ2の周囲に本例の冷
却機構を構成する部材7,8などを配置して、マイクロ
プロセッサ2を冷却する構成としてある。The microprocessor 2 is one of semiconductor elements that execute necessary arithmetic processing when the personal computer device 10 is operated. The microprocessor 2 includes a heating element that generates heat at a relatively high temperature during operation. Become. Here, in the present embodiment, the members 7 and 8 constituting the cooling mechanism of the present embodiment are arranged around the microprocessor 2 to cool the microprocessor 2.
【0012】図1は、回路基板1上のマイクロプロセッ
サ2の近傍の冷却機構の詳細を示す図である。マイクロ
プロセッサ2が配置された箇所の左右の脇には、スペー
サ3,4が配置してある。このスペーサ3,4は、マイ
クロプロセッサ2の厚さよりも若干高い高さとしてあ
り、マイクロプロセッサ2の上面部2aに近接した状態
で配置された振動膜7が、支持枠5,6を介してスペー
サ3,4に取付けてある。即ち、図2に示すように、こ
こでは振動膜7として四角形状とし、その対向する二辺
を支持枠5,6で支持(保持)させてあり、その支持枠
5をスペーサ3に取付けてあると共に、支持枠6をスペ
ーサ4に取付けてある。この取付け状態としては、振動
膜7が比較的容易に振動できる状態に取付けてある。振
動膜7は、例えば温度変化により比較的伸縮率の大きい
素材で形成された薄膜で構成する。FIG. 1 is a diagram showing details of a cooling mechanism near a microprocessor 2 on a circuit board 1. Spacers 3 and 4 are arranged on the left and right sides of the place where the microprocessor 2 is arranged. The spacers 3 and 4 have a height slightly higher than the thickness of the microprocessor 2, and the vibrating membrane 7 disposed in a state of being close to the upper surface 2 a of the microprocessor 2 is supported by the spacers 5 and 6 via the support frames 5 and 6. It is attached to 3,4. That is, as shown in FIG. 2, here, the diaphragm 7 has a rectangular shape, and two opposing sides thereof are supported (held) by support frames 5 and 6, and the support frame 5 is attached to the spacer 3. At the same time, the support frame 6 is attached to the spacer 4. The mounting state is such that the diaphragm 7 can be relatively easily vibrated. The vibrating film 7 is formed of a thin film formed of a material having a relatively large expansion and contraction rate due to a change in temperature, for example.
【0013】ここで本例においては、図2に示すよう
に、振動膜7の上に圧電膜9を貼着させてある。ここで
は複数枚(図2では2枚)の圧電膜9を配置した例とし
てある。この圧電膜9は、この膜に加わる圧力(本例の
場合には振動膜7の振動)により起電力が生じる材質で
構成してあり、例えばピエゾ素子などで形成された膜を
使用する。この圧電膜9で得た起電力を取り出す構成に
ついては後述する。Here, in this embodiment, as shown in FIG. 2, a piezoelectric film 9 is adhered on the vibration film 7. Here, an example is shown in which a plurality of (two in FIG. 2) piezoelectric films 9 are arranged. The piezoelectric film 9 is made of a material that generates an electromotive force by the pressure applied to the film (in this case, the vibration of the vibrating film 7), and uses a film formed of, for example, a piezo element. The configuration for extracting the electromotive force obtained by the piezoelectric film 9 will be described later.
【0014】このような圧電膜9が張りつけられた振動
膜7がスペーサ3,4に取付けられた状態では、マイク
ロプロセッサ2の上面部2aと振動膜7とはほぼ平行な
状態に配置してあり、マイクロプロセッサ2の上面部2
aと振動膜7との間の隙間は、数mm程度の非常に近接
した距離としてあり、振動膜7が振動したときマイクロ
プロセッサ2の上面部2aと接触するようにしてある。When the vibrating film 7 on which the piezoelectric film 9 is attached is attached to the spacers 3 and 4, the upper surface 2a of the microprocessor 2 and the vibrating film 7 are arranged in a substantially parallel state. Top part 2 of microprocessor 2
The gap between a and the vibrating membrane 7 is a very close distance of about several mm so that when the vibrating membrane 7 vibrates, it comes into contact with the upper surface 2a of the microprocessor 2.
【0015】そして、スペーサ3,4の上には、比較的
大きな面積のヒートシンク8が載せてある。このヒート
シンク8は、アルミニウムなどの比較的熱伝導率の高い
金属で形成されたブロックなどで構成してある。ヒート
シンク8の底面8aはここでは平面としてあり、スペー
サ3,4に取付けられた振動膜7と、底面8aと振動膜
7とについてもほぼ平行な状態に配置してあり、その隙
間も数mm程度の非常に近接した距離としてあり、振動
膜7が振動したときヒートシンク8の底面8aと接触す
るようにしてある。ヒートシンク8の上面側には、例え
ば放熱用のフィン8bが多数配置してあり、底面8aを
常時比較的低い温度に維持できる構成としてある。On the spacers 3 and 4, a heat sink 8 having a relatively large area is placed. The heat sink 8 is constituted by a block formed of a metal having a relatively high thermal conductivity such as aluminum. Here, the bottom surface 8a of the heat sink 8 is a flat surface, and the vibration film 7 attached to the spacers 3 and 4 and the bottom surface 8a and the vibration film 7 are also arranged substantially in parallel with each other, and the gap between them is about several mm. The distance is so close that the vibration film 7 comes into contact with the bottom surface 8a of the heat sink 8 when vibrating. On the upper surface side of the heat sink 8, for example, a large number of fins 8b for heat radiation are arranged, and the bottom surface 8a is configured to be always kept at a relatively low temperature.
【0016】次に、振動膜7に貼着された圧電膜9に接
続される回路構成について説明する。図3は、圧電膜9
に接続される回路ブロックを示す図である。図3に示す
ように、各圧電膜9の一方の電極部と他方の電極部を、
それぞれコンピュータ装置10内に用意された整流回路
31の一方及び他方の極の入力端子に接続する。整流回
路31としては、例えばダイオードブリッジで構成す
る。振動膜7が振動したときの圧電膜9の出力波形とし
ては交流波形であり、整流回路31ではその交流波形の
整流を行い、直流信号とする。整流回路31が出力する
直流信号は、コンピュータ装置10の電源回路32に供
給し、コンピュータ装置10の電源の一部として使用と
する。また、コンピュータ装置10がスタンバイモード
などで消費電力が非常に少ない状態の場合には、電源回
路32に接続された電力蓄積手段(図3の例では二次電
池33)に整流回路31の出力を供給して、蓄積(充
電)させる。Next, a circuit configuration connected to the piezoelectric film 9 adhered to the vibration film 7 will be described. FIG. 3 shows the piezoelectric film 9.
FIG. 3 is a diagram showing a circuit block connected to. As shown in FIG. 3, one electrode part and the other electrode part of each piezoelectric film 9 are
Each is connected to the input terminal of one and the other pole of the rectifier circuit 31 prepared in the computer device 10. The rectifier circuit 31 is configured by, for example, a diode bridge. The output waveform of the piezoelectric film 9 when the vibrating film 7 vibrates is an AC waveform, and the rectifying circuit 31 rectifies the AC waveform to generate a DC signal. The DC signal output from the rectifier circuit 31 is supplied to a power supply circuit 32 of the computer device 10 and used as a part of the power supply of the computer device 10. When the computer device 10 is in a state where power consumption is extremely low in a standby mode or the like, the output of the rectifier circuit 31 is supplied to power storage means (the secondary battery 33 in the example of FIG. 3) connected to the power supply circuit 32. Supply and accumulate (charge).
【0017】次に、本例の装置にて冷却が行われる動作
を、図5を参照して説明する。マイクロプロセッサ2が
発熱してない状態では、図5のAに示すように、マイク
ロプロセッサ2の上面部2aと振動膜7との間の空間S
1と、ヒートシンク8の底面8aと振動膜7との間の空
間S2は、ほぼ同じ状態になっている。Next, the operation of cooling in the apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG. When the microprocessor 2 does not generate heat, as shown in FIG. 5A, a space S between the upper surface 2a of the microprocessor 2 and the vibrating membrane 7 is formed.
1 and a space S2 between the bottom surface 8a of the heat sink 8 and the vibration film 7 are almost in the same state.
【0018】この状態でパーソナルコンピュータ装置1
0が作動して、マイクロプロセッサ2が作動により発熱
するようになると、図5のBに示すように、マイクロプ
ロセッサ2の上面部2aと振動膜7との間の空間S1の
空気が温められて膨張すると共に、振動膜7自体も温度
の上昇により膨張して振動膜7が上側に撓む。In this state, the personal computer 1
When the microprocessor 0 operates to generate heat by the operation, as shown in FIG. 5B, the air in the space S1 between the upper surface 2a of the microprocessor 2 and the vibrating membrane 7 is heated. At the same time as the diaphragm 7 expands, the diaphragm 7 itself expands due to the rise in temperature, and the diaphragm 7 is bent upward.
【0019】この図5のBに示す状態で更に温度が上昇
すると、図5のCに示すように、振動膜7がヒートシン
ク8の底面8aと接触するようになる。このとき、ヒー
トシンク8は、それ自体の放熱効果により比較的低温に
維持されているので、振動膜7及びその近傍の空気が冷
却されて、振動膜7に縮む力が作用して逆方向に振動す
るようになり、その振動で図5のDに示すように、振動
膜7がマイクロプロセッサ2の上面部2aと接触するよ
うになる。When the temperature further rises in the state shown in FIG. 5B, the vibration film 7 comes into contact with the bottom surface 8a of the heat sink 8, as shown in FIG. At this time, since the heat sink 8 is maintained at a relatively low temperature due to its own heat radiation effect, the vibrating film 7 and the air in the vicinity thereof are cooled, and a force acting on the vibrating film 7 acts to vibrate in the opposite direction. As a result, the vibrating membrane 7 comes into contact with the upper surface 2a of the microprocessor 2 as shown in FIG.
【0020】そして、図5のDに示すように、振動膜7
がマイクロプロセッサ2の上面部2aと接触すると、振
動膜7及びその近傍の空気が温められて、再び振動膜7
が膨張して、図5のB,Cに示す状態となり、以下この
振動膜7とその近傍の空気の加熱と冷却の動作が繰り返
されて、マイクロプロセッサ2が発熱する限り振動膜7
が振動するようになる。なお、このときの振動状態(振
動の周波数など)は、振動膜7を構成する部材の材質,
膜厚,形状などにより決まる。Then, as shown in FIG.
Is in contact with the upper surface 2a of the microprocessor 2, the diaphragm 7 and the air in the vicinity thereof are warmed, and the diaphragm 7
Expands into the states shown in FIGS. 5B and 5C. Thereafter, the heating and cooling operations of the vibrating membrane 7 and the air in the vicinity thereof are repeated, and as long as the microprocessor 2 generates heat, the vibrating membrane 7 is heated.
Starts to vibrate. Note that the vibration state (frequency of vibration, etc.) at this time depends on the material of the member forming the vibrating membrane 7,
It is determined by the film thickness and shape.
【0021】このように冷却動作が行われて振動膜7が
振動すると、振動膜7に張りつけられた圧電膜9から起
電力が発生する。即ち、図6のAに示すように、振動膜
7の振動周波数に一致した周波数の交流信号が圧電膜9
から出力されるようになる。この圧電膜9の出力は、図
3に示す整流回路31で整流されて、図6のBに示すよ
うな整流波形が得られ、この整流信号が電源回路32に
供給される。電源回路32ではこの供給される信号を電
源の一部として使用したり、二次電池33の充電などを
行うことができる。When the vibrating film 7 vibrates by performing the cooling operation as described above, an electromotive force is generated from the piezoelectric film 9 attached to the vibrating film 7. That is, as shown in FIG. 6A, an AC signal having a frequency corresponding to the vibration frequency of the vibrating film 7 is applied to the piezoelectric film 9.
Will be output from The output of the piezoelectric film 9 is rectified by the rectifier circuit 31 shown in FIG. 3 to obtain a rectified waveform as shown in FIG. 6B, and this rectified signal is supplied to the power supply circuit 32. The power supply circuit 32 can use the supplied signal as a part of the power supply, charge the secondary battery 33, and the like.
【0022】以上説明したように、マイクロプロセッサ
2が発熱すると、マイクロプロセッサ2の近傍に配置さ
れた振動膜7が振動して、マイクロプロセッサ2を冷却
する動作が行われる。このとき、冷却動作としては、ヒ
ートシンク8による冷却動作の他に、振動膜7の振動に
よりマイクロプロセッサ2の周囲に発生する空気流によ
っても冷却されることになり、ファン装置を駆動させる
場合のような動力を必要とすることなく、マイクロプロ
セッサのような特定の発熱箇所を効率良く冷却させるこ
とができる。そして本例においては、この冷却動作に伴
って振動する振動膜7に圧電膜9を配置したことで、冷
却動作中に圧電膜9から電力が発生して、この発生した
電力をコンピュータ装置10の動作用電源の一部とした
り、二次電池を充電する等することで、それだけコンピ
ュータ装置10の消費電力を低減させることができる。As described above, when the microprocessor 2 generates heat, the vibrating membrane 7 disposed near the microprocessor 2 vibrates, and the operation of cooling the microprocessor 2 is performed. At this time, in addition to the cooling operation by the heat sink 8, the cooling operation is also performed by the airflow generated around the microprocessor 2 by the vibration of the vibrating film 7, as in the case of driving the fan device. It is possible to efficiently cool a specific heat-generating portion such as a microprocessor without requiring a high power. In this example, since the piezoelectric film 9 is disposed on the vibrating film 7 that vibrates in accordance with the cooling operation, electric power is generated from the piezoelectric film 9 during the cooling operation, and the generated electric power is transmitted to the computer device 10. The power consumption of the computer device 10 can be reduced accordingly by making it a part of the operation power supply or charging the secondary battery.
【0023】なお、上述した実施の形態では、圧電膜9
から発生した電力を、電源として使用する構成とした
が、圧電膜9から発生した電力に基づいて、発熱体(こ
こではマイクロプロセッサ)の発熱温度又は発熱量を推
定するようにしても良い。即ち、例えば図7に示すよう
に、圧電膜9の出力を整流する整流回路31の出力を、
電圧検出回路34に供給して、この電圧検出回路34で
検出した電圧値のデータを、コンピュータ装置10内の
所定のコントローラ35に供給し、コントローラ35で
判断した電圧値に基づいて、マイクロプロセッサの発熱
温度又は発熱量を推定する演算を行うようにしても良
い。このようにすることで、コンピュータ装置10内の
発熱体の発熱温度又は発熱量を機器が判断できることに
なり、例えば異常に温度や発熱量が大きい場合の対処な
どが可能になる。また、コントローラ35で判断した発
熱温度又は発熱量を、コンピュータ装置のディスプレイ
などに表示させても良い。In the above-described embodiment, the piezoelectric film 9
The power generated from the piezoelectric element 9 is used as a power source, but the temperature or amount of heat generated by the heating element (here, a microprocessor) may be estimated based on the power generated from the piezoelectric film 9. That is, for example, as shown in FIG. 7, the output of the rectifier circuit 31 for rectifying the output of the piezoelectric film 9 is
The data is supplied to a voltage detection circuit 34, and the data of the voltage value detected by the voltage detection circuit 34 is supplied to a predetermined controller 35 in the computer 10, and based on the voltage value determined by the controller 35, The calculation for estimating the heat generation temperature or the heat generation amount may be performed. By doing so, the device can determine the heat generation temperature or the heat generation amount of the heating element in the computer device 10, and for example, it becomes possible to cope with an abnormally large temperature or heat generation amount. Further, the heat generation temperature or heat amount determined by the controller 35 may be displayed on a display of a computer device.
【0024】また、ここまで説明した実施の形態では、
発熱により振動する振動膜とその振動膜に配置する圧電
膜として、図2に示す形状の振動膜7と圧電膜9とした
が、他の形状の振動部材と圧電部材を使用しても良い。
例えば、図8に示すように、四角形の振動膜7′の周囲
全てを支持部材21で支持(保持)する形状とし、その
振動膜7′の上に4個の圧電膜9′を貼着した構成のも
のを、発熱部材(マイクロプロセッサ)とヒートシンク
との間に配置するようにしても良い。Also, in the embodiment described so far,
Although the vibration film 7 and the piezoelectric film 9 having the shape shown in FIG. 2 are used as the vibration film that vibrates due to heat generation and the piezoelectric film disposed on the vibration film, other shapes of the vibration member and the piezoelectric member may be used.
For example, as shown in FIG. 8, the entire periphery of a rectangular vibration film 7 'is formed to be supported (held) by a support member 21, and four piezoelectric films 9' are adhered on the vibration film 7 '. The component may be arranged between the heat generating member (microprocessor) and the heat sink.
【0025】また、例えば図9に示すように、円形状の
振動膜7″を用意して、その振動膜7″の周囲全てを支
持部材22で支持(保持)する形状とし、その振動膜
7″の上に放射状などに多数の圧電膜9″を貼着した構
成のものを、発熱部材(マイクロプロセッサ)とヒート
シンクとの間に配置するようにしても良い。Further, as shown in FIG. 9, for example, a circular vibration film 7 ″ is prepared, and the entire periphery of the vibration film 7 ″ is made to be supported (held) by the support member 22. A structure in which a large number of piezoelectric films 9 "are adhered radially on""may be arranged between a heat generating member (microprocessor) and a heat sink.
【0026】また、振動膜への圧電膜の配置状態につい
ても、これらの例に限定されるものではなく、振動時に
最も効率良く起電力が得られる位置に配置すれば良く、
図2,図8,図9に示したような振動膜の上側の面では
なく、発熱体と対向した側の面である振動膜の下側の面
に圧電膜を配置するようにしても良く、さらには振動膜
の両面に圧電膜を配置するようにしても良い。The arrangement of the piezoelectric film on the vibrating film is not limited to these examples, but may be arranged at a position where an electromotive force can be obtained most efficiently during vibration.
The piezoelectric film may be arranged not on the upper surface of the vibration film as shown in FIGS. 2, 8 and 9 but on the lower surface of the vibration film opposite to the heating element. Alternatively, piezoelectric films may be arranged on both surfaces of the vibration film.
【0027】また、振動膜7そのものを圧電膜として機
能する部材で形成しても良い。このようにすることで、
冷却動作に伴って最も効率の良い起電力が得られる。さ
らに振動膜は、発熱,冷却により振動できる部材であれ
ば、膜状の薄いものではなく、ある程度厚みのある部材
を振動部材として使用しても良い。Further, the vibration film 7 itself may be formed of a member functioning as a piezoelectric film. By doing this,
The most efficient electromotive force is obtained with the cooling operation. Further, the vibrating film is not limited to a thin film, and may be a member having a certain thickness as the vibrating member as long as it can vibrate by heat generation and cooling.
【0028】また、圧電膜7の起電力を検出する手段と
しては、図7の例では電圧測定回路を設ける例とした
が、結果的に発熱量に比例した電力を測定する手段であ
れば、他の電力測定手段を設けても良い。As an example of the means for detecting the electromotive force of the piezoelectric film 7, a voltage measuring circuit is provided in the example of FIG. 7, but if it is a means for measuring the electric power proportional to the amount of heat generated as a result, Other power measuring means may be provided.
【0029】また、発熱部材(マイクロプロセッサ)と
振動部材を挟んで配置される部材としては、上述した実
施の形態で示したようなヒートシンク以外の吸熱手段を
使用しても良い。また、ヒートシンクを使用する場合で
も、そのヒートシンクにファンなどで冷却用の空気流を
流すような構成として、他の冷却機構と組み合わすよう
にして、より効率良く冷却されるようにしても良い。ま
た、図4に示した例では、ヒートシンク8は機器11の
内部に配置されるようにしたが、例えばヒートシンクの
放熱用のフィンは機器の外部に露出するようにして、よ
り効率良く冷却できるようにしても良い。Further, as a member arranged with the heat generating member (microprocessor) and the vibration member interposed therebetween, a heat absorbing means other than the heat sink as described in the above embodiment may be used. Further, even when a heat sink is used, a configuration may be used in which a cooling airflow is caused to flow through the heat sink by a fan or the like, so that cooling may be performed more efficiently by combining with another cooling mechanism. Further, in the example shown in FIG. 4, the heat sink 8 is arranged inside the device 11, but, for example, the radiating fins of the heat sink are exposed to the outside of the device so that cooling can be performed more efficiently. You may do it.
【0030】さらに上述した実施の形態では、デスクト
ップ型のパーソナルコンピュータ装置内のマイクロプロ
セッサの冷却装置とした例を説明したが、ノート型など
の携帯用のパーソナルコンピュータ装置などの他の形状
のコンピュータ装置用の冷却装置としても良く、或いは
機器内の特定箇所が特に高温に発熱する機器であれば、
コンピュータ装置以外のその他の各種電子機器における
冷却装置としても使用できることは勿論である。Further, in the above-described embodiment, an example has been described in which the cooling device is a microprocessor cooling device in a desktop personal computer device. However, a computer device of another shape such as a portable personal computer device such as a notebook computer is described. If it is a device that generates heat at a particular location in the device,
Of course, it can also be used as a cooling device in various other electronic devices other than the computer device.
【0031】[0031]
【発明の効果】本発明の冷却装置によると、発熱体が発
熱したとき、その熱による膨張と吸熱手段による冷却の
繰り返しにより、振動部材が振動するようになり、振動
部材を介して発熱体が冷却されることになる。このと
き、振動部材に配された圧電膜が振動して、この圧電膜
から振動状態に対応した起電力が発生し、冷却動作に伴
って電力を得ることが可能になり、駆動力を必要とする
ことなく特定の箇所の冷却が行えるだけでなく、その冷
却動作に伴って電力を得ることもできる。According to the cooling device of the present invention, when the heating element generates heat, the vibration member vibrates due to the repetition of expansion by the heat and cooling by the heat absorbing means, and the heating element is vibrated through the vibration member. It will be cooled. At this time, the piezoelectric film arranged on the vibrating member vibrates, and an electromotive force corresponding to the vibration state is generated from the piezoelectric film, and it becomes possible to obtain electric power with the cooling operation, and a driving force is required. Not only can a specific part be cooled without performing the operation, but also power can be obtained with the cooling operation.
【0032】この場合、圧電膜から発生する起電力を電
源として取り出す電源回路を備えたことで、冷却装置が
搭載された機器などの消費電力をそれだけ低減させるこ
とが可能になる。In this case, the provision of the power supply circuit for taking out the electromotive force generated from the piezoelectric film as a power supply makes it possible to reduce the power consumption of a device equipped with a cooling device.
【0033】また、圧電膜から発生する起電力を測定す
る測定回路を備えたことで、冷却装置で冷却させる発熱
体の温度又は発熱量を起電力から推定することが可能に
なる。Further, the provision of the measuring circuit for measuring the electromotive force generated from the piezoelectric film makes it possible to estimate the temperature or the amount of heat generated by the heating element to be cooled by the cooling device from the electromotive force.
【0034】また本発明の電子機器によると、機器が作
動して機器内の特定の箇所が発熱したとき、その箇所の
熱による膨張と吸熱手段による冷却の繰り返しにより、
振動部材が振動するようになり、振動部材を介して発熱
した箇所が冷却されることになる。このとき、振動部材
に配された圧電膜が振動して、この圧電膜から振動状態
に対応した起電力が発生し、冷却動作に伴って電力を得
ることが可能になり、駆動力を必要とすることなく特定
の箇所の冷却が行えるだけでなく、その冷却動作に伴っ
て機器内で電力を得ることもできる。According to the electronic device of the present invention, when the device operates to generate heat in a specific portion of the device, the expansion by the heat of the portion and the cooling by the heat absorbing means are repeated, thereby
The vibrating member comes to vibrate, and the location where heat is generated via the vibrating member is cooled. At this time, the piezoelectric film arranged on the vibrating member vibrates, and an electromotive force corresponding to the vibration state is generated from the piezoelectric film, and it becomes possible to obtain electric power with the cooling operation, and a driving force is required. Not only can a specific part be cooled without performing the above operation, but also power can be obtained in the device with the cooling operation.
【0035】この場合、圧電膜から発生する起電力を電
源として取り出す電源回路を電子機器が備えたことで、
機器の消費電力をそれだけ低減させたり、機器が内蔵す
る二次電池の充電などが可能になる。In this case, since the electronic device is provided with a power supply circuit for taking out the electromotive force generated from the piezoelectric film as a power supply,
The power consumption of the device can be reduced accordingly, and the rechargeable battery built in the device can be charged.
【0036】また、圧電膜から発生する起電力を測定す
る測定回路と、測定回路により測定された電力により上
記特定箇所の発熱量又は温度を推定する制御手段とを備
えたことで、機器内の発熱体の温度又は発熱量を起電力
から推定することが可能になる。Further, by providing a measuring circuit for measuring the electromotive force generated from the piezoelectric film, and a control means for estimating the calorific value or the temperature at the specific location based on the power measured by the measuring circuit, It becomes possible to estimate the temperature or the heat value of the heating element from the electromotive force.
【図1】本発明の一実施の形態による冷却機構部の全体
構成例を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an overall configuration example of a cooling mechanism according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施の形態による振動膜と圧電膜の
配置例を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an arrangement example of a vibration film and a piezoelectric film according to one embodiment of the present invention.
【図3】本発明の一実施の形態による圧電膜に接続され
る回路例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing an example of a circuit connected to a piezoelectric film according to an embodiment of the present invention.
【図4】本発明の一実施の形態による電子機器の例を一
部破断して示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing an example of an electronic apparatus according to an embodiment of the present invention, with a part thereof cut away.
【図5】本発明の一実施の形態による冷却動作を示す説
明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a cooling operation according to one embodiment of the present invention.
【図6】本発明の一実施の形態による圧電膜の出力波形
の例を示す波形図である。FIG. 6 is a waveform chart showing an example of an output waveform of a piezoelectric film according to an embodiment of the present invention.
【図7】本発明の他の実施の形態による圧電膜に接続さ
れる回路例を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing an example of a circuit connected to a piezoelectric film according to another embodiment of the present invention.
【図8】本発明の他の実施の形態による振動膜と圧電膜
の配置例を示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing an arrangement example of a vibration film and a piezoelectric film according to another embodiment of the present invention.
【図9】本発明の他の実施の形態による振動膜と圧電膜
の配置例を示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing an arrangement example of a vibration film and a piezoelectric film according to another embodiment of the present invention.
1…回路基板、2…発熱体、2a…発熱面、7,7′,
7″…振動膜、8…ヒートシンク、9…圧電膜、10…
パーソナルコンピュータ装置、31…整流回路、32…
電源回路、33…二次電池、34…電圧検出回路、35
…コントローラDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Circuit board, 2 ... Heating element, 2a ... Heating surface, 7, 7 ',
7 ″: vibrating film, 8: heat sink, 9: piezoelectric film, 10 ...
Personal computer device, 31 ... Rectifier circuit, 32 ...
Power supply circuit, 33: secondary battery, 34: voltage detection circuit, 35
…controller
Claims (6)
ができる状態に保持された振動部材と、 上記振動部材の上記発熱体と近接した面は反対側の面の
近傍に配置にされた吸熱手段と、 上記振動部材に配された圧電膜とを備えた冷却装置。1. A vibrating member arranged near a heat generating surface of a heat generating element and held in a vibrating state, and a surface of the vibrating member close to the heat generating element is arranged near an opposite surface. A cooling device comprising: a heat absorbing means; and a piezoelectric film disposed on the vibration member.
源回路を備えた冷却装置。2. The cooling device according to claim 1, further comprising a power supply circuit for extracting an electromotive force generated from the piezoelectric film as a power supply.
えた冷却装置。3. The cooling device according to claim 1, further comprising a measuring circuit for measuring an electromotive force generated from the piezoelectric film.
えた電子機器において、 上記特定箇所の発熱面の近傍に配置され、振動ができる
状態に保持された振動部材と、 上記振動部材の上記特定箇所と近接した面は反対側の面
の近傍に配置にされた吸熱手段と、 上記振動部材に配された圧電膜とを備えた電子機器。4. An electronic device having a specific portion that generates heat by operation of the device, wherein the vibration member is disposed near a heat generating surface of the specific portion and is held in a state capable of vibrating; An electronic device comprising: a heat absorbing means disposed on a surface adjacent to a location near an opposite surface; and a piezoelectric film disposed on the vibration member.
て取り出す電源回路を備えた電子機器。5. The electronic device according to claim 4, further comprising a power supply circuit for extracting an electromotive force generated from the piezoelectric film as a power source of the device.
の発熱量又は温度を推定する制御手段とを備えた電子機
器。6. The electronic device according to claim 4, wherein a measurement circuit for measuring an electromotive force generated from the piezoelectric film, and a control for estimating a calorific value or a temperature of the specific portion based on the power measured by the measurement circuit. Electronic device comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11046702A JP2000244166A (en) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | Cooling device and electronic apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11046702A JP2000244166A (en) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | Cooling device and electronic apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000244166A true JP2000244166A (en) | 2000-09-08 |
Family
ID=12754713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11046702A Pending JP2000244166A (en) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | Cooling device and electronic apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000244166A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005041006A1 (en) * | 2003-10-28 | 2005-05-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Display |
| JP2007171095A (en) * | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Shimadzu Corp | LCD substrate inspection equipment |
| JP2013541805A (en) * | 2010-08-25 | 2013-11-14 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Thermal management system for solid state lighting systems and other electronic systems |
| JP2014521295A (en) * | 2011-07-11 | 2014-08-25 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | System for converting thermal energy into electrical energy |
-
1999
- 1999-02-24 JP JP11046702A patent/JP2000244166A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005041006A1 (en) * | 2003-10-28 | 2005-05-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Display |
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| JP2014521295A (en) * | 2011-07-11 | 2014-08-25 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | System for converting thermal energy into electrical energy |
| US9528502B2 (en) | 2011-07-11 | 2016-12-27 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | System for conversing thermal energy into electrical energy |
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