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発明の名称 冷却装置、電子機器
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−11786(P2007−11786A)
公開日 平成19年1月18日(2007.1.18)
出願番号 特願2005−192969(P2005−192969)
出願日 平成17年6月30日(2005.6.30)
代理人 【識別番号】100058479
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 武彦
発明者 富岡 健太郎
要約 課題
本発明は、薄形化可能な冷却装置を提供する。

解決手段
冷却装置60は、熱移送部材70を備える。熱移送部材70は、流路110と、発熱体30〜32の形状に対応して形成されて発熱体30〜32に熱的に接続される受熱部74〜76と、受熱部74〜76で受けた熱を放出する放熱部77と、を備える。また、冷却装置60は、放熱部77に熱的に接続されるフィン80と、フィン80に送風するファン90と、を備える。熱移送部材70は、溝111が設けられる第1の板部材72と、溝111を液密に覆う第2の板部材73と、を備える。第2の板部材73に、受熱部74〜76を形成する。放熱部77を、第2の板部材73に形成する。ファン90を、第2の板部材73側に配置する。
特許請求の範囲
【請求項1】
内部に冷媒が流動する流路と、発熱体の形状に対応して形成されて前記発熱体に熱的に接続される受熱部と、前記受熱部で受けた熱を放出する放熱部と、を備える熱移送手段と、
前記放熱部に熱的に接続される放熱部材と、
前記放熱部材に送風するファンと、
を具備し、
前記熱移送手段は、
前記流路に対応する溝が設けられる第1の板部材と、
前記溝を液密に覆う第2の板部材と、
を具備し、
前記受熱部および前記放熱部は、前記第1の板部材または前記第2の板部材のいずれか一方に設けられ、
前記ファンは、前記受熱部および前記放熱部が設けられる前記第1の板部材または前記第2の板部材のいずれか一方側に配置されることを特徴とする冷却装置。
【請求項2】
請求項1の記載において、
吸込み口と、吐出口と、を備えるポンプを備え、
前記流路は、前記吸込み口と連通する第1の端部と前記吐出口と連通する第2の端部とを有することを特徴とする冷却装置。
【請求項3】
前記流路は、環状であることを特徴とする請求項1に記載の冷却装置。
【請求項4】
前記第2の板部材に、前記流路に対応する溝が形成されることを特徴とする請求項2に記載の冷却装置。
【請求項5】
前記第2の板部材に、前記流路に対応する溝が形成されることを特徴とする請求項3に記載の冷却装置。
【請求項6】
前記溝は、互いに並列に複数形成されることを特徴とする請求項1から請求項5のうちのいずれか1項に記載の冷却装置。
【請求項7】
前記溝は、前記受熱部内を通ることを特徴とする請求項1から請求項5のうちのいずれか1項に記載の冷却装置。
【請求項8】
前記第1の板部材と前記第2の板部材において前記放熱部の近傍には、前記流路において前記放熱部よりも上流側と下流側とを隔てる貫通孔が形成されることを特徴とする請求項1に記載の冷却装置。
【請求項9】
前記溝の側壁には、前記溝に沿う第1の方向に傾斜する突部が、全域に亘って複数形成されることを特徴とする請求項1から請求項5のうちのいずれか1項に記載の冷却装置。
【請求項10】
前記溝において前記受熱部に対応する領域には、内部に前記溝に沿って延びる縦壁部が設けられることを特徴とする請求項1から請求項5のうちのいずれか1項に記載の冷却装置。
【請求項11】
前記第1の板部材と前記第2の板部材において前記発熱体を避けた位置の少なくとも一部に第3の板部材が接合され、
前記第3の板部材は、前記第1,2の板部材のうち接合される方に向かって延びて前記接合される方との間に密閉空間を規定する隔壁部を有することを特徴とする請求項1に記載の冷却装置。
【請求項12】
前記ファンは、吸気口を有し、
前記吸気口は、前記熱移送手段と対向することを特徴とする請求項1に記載の冷却装置。
【請求項13】
筐体と、
前記筐体に収容される発熱体と、
前記発熱体を冷却する冷却装置と、
を具備し、
前記冷却装置は、
内部に冷媒が流動する流路と、前記発熱体の形状に対応して形成されて前記発熱体に熱的に接続される受熱部と、前記受熱部で受けた熱を放出する放熱部と、を備える熱移送手段と、
前記放熱部に熱的に接続される放熱部材と、
前記放熱部材に送風するファンと、
を具備し、
前記熱移送手段は、
前記流路に対応する溝が設けられる第1の板部材と、
前記溝を液密に覆う第2の板部材と、
を具備し、
前記受熱部および前記放熱部は、前記第1の板部材または前記第2の板部材のいずれか一方に設けられ、
前記ファンは、前記受熱部および前記放熱部が設けられる前記第1の板部材または前記第2の板部材のいずれか一方側に配置されることを特徴とする電子機器。
【請求項14】
請求項13の記載において、
吸込み口と、吐出口と、を備えるポンプを備え、
前記流路は、前記吸込み口と連通する第1の端部と前記吐出口と連通する第2の端部とを有することを特徴とする電子機器。
【請求項15】
前記流路は、環状であることを特徴とする請求項13に記載の電子機器。
【請求項16】
前記第2の板部材に、前記流路に対応する溝が形成されることを特徴とする請求項14に記載の電子機器。
【請求項17】
前記第2の板部材に、前記流路に対応する溝が形成されることを特徴とする請求項15に記載の電子機器。
【請求項18】
前記溝は、互いに並列に複数形成されることを特徴とする請求項13から請求項17のうちのいずれか1項に記載の電子機器。
【請求項19】
前記溝は、前記受熱部内を通ることを特徴とする請求項13から請求項17のうちのいずれか1項に記載の電子機器。
【請求項20】
前記第1の板部材と前記第2の板部材において前記放熱部の近傍には、前記流路において前記放熱部よりも上流側と下流側とを隔てる貫通孔が形成されることを特徴とする請求項13に記載の電子機器。
【請求項21】
前記溝の側壁には、前記溝に沿う第1の方向に傾斜する突部が、全域に亘って複数形成されることを特徴とする請求項13から請求項17のうちのいずれか1項に記載の電子機器。
【請求項22】
前記溝において前記受熱部に対応する領域には、内部に前記溝に沿って延びる縦壁部が設けられることを特徴とする請求項13から請求項17のうちのいずれか1項に記載の電子機器。
【請求項23】
前記第1の板部材と前記第2の板部材において前記発熱体を避けた位置の少なくとも一部に第3の板部材が接合され、
前記第3の板部材は、前記第1,2の板部材のうち接合される方に向かって延びて前記接合される方との間に密閉空間を規定する隔壁部を有することを特徴とする請求項13に記載の電子機器。
【請求項24】
前記ファンは、吸気口を有し、
前記吸気口は、前記熱移送手段と対向することを特徴とする請求項13に記載の電子機器。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、冷媒が流動する管を有する冷却装置に関する。さらに、本発明は、前記冷却装置を備える電子機器に関する。
【背景技術】
【0002】
電子機器としてのポータブルコンピュータに用いられる発熱体、例えばCPUの発熱量は、CPU自体の処理速度の高速化や多機能化に伴い、増加している。CPUは、温度が高くなり過ぎると、効率的な動作が失われたり、動作不能に陥ることが考えられる。
【0003】
このため、従来、ポータブルコンピュータは、放熱対策として、CPUなどの発熱体に熱的に接続される流路を備え、この流路内に冷媒を流通させる冷却装置を備えている。
【0004】
この種の冷却装置では,流路を形成するために多穴管が用いられとともに、多穴管には、効果的に冷媒を冷却するためにフィンが固定されている。
【0005】
多穴管は、一部が互いに向かい合うように蛇行している。そして、多穴管において互いに向かい合う部分間にフィンが設けられている(例えば、特許文献1参照。)。
【特許文献1】特開平8−264695号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
冷媒をより一層効果的に冷却するために、冷却装置は、フィンに向かって送風するファンを備えることがある。冷媒を効果的に冷却するためには、ファンをフィンに対向する必要がある。
【0007】
特許文献1に開示されているフィンは、蛇行する多穴管において互いに向かい合う部分の間に設けられている。それゆえ、特許文献1に開示されている冷却装置にファンを組み込む場合、ファンは、多穴管の幅方向一端側においてフィンと面するように配置されることが考えられる。
【0008】
一方、ポータブルコンピュータなどの電子機器は、薄形化される傾向にある。薄形化にともなって、冷却装置も薄形化される傾向にある。
【0009】
しかし、上記したように、特許文献1に開示される冷却装置にファンを取り入れた場合では、ファンは、多穴管の幅方向一端側に配置されることになる。多穴管は、幅方向に広い。それゆえ、冷却装置が大きくなってしまうことが考えられる。
【0010】
冷却装置が大きくなることは、電子機器の薄型化にとって好ましくない。
【0011】
したがって、本発明の目的は、薄形化可能な冷却装置を提供することにある。
【0012】
本発明の他の目的は、薄形化可能な冷却装置を備える電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0013】
上記目的を達成するため、本発明の1つの形態に係る冷却装置は、内部に冷媒が流動する流路と、発熱体の形状に対応して形成されて前記発熱体に熱的に接続される受熱部と、前記受熱部で受けた熱を放出する放熱部と、を備える熱移送手段と、前記放熱部に熱的に接続される放熱部材と、前記放熱部材に送風するファンと、を備える。前記熱移送手段は、前記流路に対応する溝が設けられる第1の板部材と、前記溝を液密に覆う第2の板部材と、を備える。前記受熱部および前記放熱部を、前記第1の板部材または前記第2の板部材のいずれか一方に設ける。前記ファンを、前記受熱部および前記放熱部が設けられる前記第1の板部材または前記第2の板部材のいずれか一方側に配置する。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、薄形化可能な冷却装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
本発明の第1の実施形態に係る電子機器を、ポータブルコンピュータ10を一例に、図1から図9を用いて説明する。
【0016】
図1は、ポータブルコンピュータ10を開示している。図1に示すように、ポータブルコンピュータ10は、コンピュータ本体20と、表示ユニット50とを備えている。
【0017】
コンピュータ本体20は、第1の筐体21を備えている。第1の筐体21は、略扁平な箱状である。第1の筐体21は、底壁21aと上壁21bと前壁21cと後側壁21dと左側壁21eと右側壁21fとを有している。
【0018】
上壁21bは、キーボード22を支持している。前壁21cと左側壁21eと右側壁21fと後側壁21dとは、第1の筐体21の周方向に沿う周壁を構成している。
【0019】
図2は、コンピュータ本体20の上壁21bを切り欠いた状態を示している。図2は、コンピュータ本体20内を上方から見ている。図2に示すように、第1の筐体21の内部には、プリント板23が収容されている。
【0020】
図3は、プリント板23において図2中のF3で囲まれた範囲を下方から見た平面図である。図3に示すように、プリント板23の下面には、例えばCPUやVGA(Video Graphics Array)などの第1〜3の発熱体30,31,32が搭載されている。
【0021】
これら、第1〜3の発熱体31,32,33は、例えば図中に矢印で示される方向Aに、略直線状に配置されている。方向Aは、例えば、コンピュータ本体20の前後方向に沿っている。
【0022】
図1に示すように、表示ユニット50は、第2の筐体51と液晶表示パネル52とを備えている。液晶表示パネル52は、第2の筐体51に収容されている。液晶表示パネル52は、画像を表示するスクリーン52aを有している。スクリーン52aは、第2の筐体51の前面に形成した開口部51aを通じて第2の筐体51の外方に露出している。
【0023】
第2の筐体51は、コンピュータ本体20の上に横たわる閉じ位置と、キーボード22やスクリーン52aが露出されるようにコンピュータ本体20に対して起立する開位置との間で回動可能となるように、軸53によって、第1の筐体21に連結されている。
【0024】
ポータブルコンピュータ10は、第1〜3の発熱体30,31,32を冷却する冷却装置60を備えている。図2と図3とに示すように、冷却装置60は、コンピュータ本体20内において、第1〜3の発熱体30,31,32の近傍に配置されている。
【0025】
冷却装置60は、熱移送部材70と、フィン80と、ファン90と、ポンプ100と、を備えている。熱移送部材は、本発明で言う、熱移送手段の一例である。
【0026】
図4は、冷却装置60とプリント板23と第1〜3の発熱体30〜32のそれぞれの相対配置関係を示すとともに、これらが分解された状態を示す斜視図である。図4に示すように、熱移送部材70は、第1,2の発熱体30,31と対向する直線部71を有する略L字状である。第3の発熱体32は、熱移送部材70において直線部71から少し外れた位置と対向している。
【0027】
言い換えると、熱移送部材70は、第1〜3の発熱体30〜32との配置を考慮して略L字状に形成されている。
【0028】
熱移送部材70は、第1の板部材72と第2の板部材73とを備えている。図5は、熱移送部材70が分解された状態を示している。熱移送部材70は、第1の板部材72と第2の板部材73とが、互いに重ねられることによって、形成される。なお、図中、第1の板部材72は、下側に位置している。図中、第2の板部材73は、上側に位置している。
【0029】
図5に示すように、第1,2の板部材72,73は、熱移送部材70の形状に対応して形成されている。それゆえ、第1,2の板部材72,73は、上方から見た形状が互いに略同一であって、上記されたように、略L字状である。第1の板部材72の厚みは、略均一である。第1の板部材72の厚みは、例えば0.1mmほどである。第2の板部材73の厚みは、略均一である。第2の板部材73の厚みは、例えば略0.4mmほどである。それゆえ、熱移送部材70の厚みは、略0.5mmとなる。
【0030】
熱移送部材70は、第1の受熱部74と、第2の受熱部75と、第3の受熱部76と、放熱部77と、ポンプ固定部78と、流路110と、を有している。
【0031】
第1の受熱部74は、第1の発熱体30に熱的に接続される。第2の受熱部75は、第2の発熱体31に熱的に接続される。第3の受熱部76は、第3の発熱体32に熱的に接続される。
【0032】
図4に2点鎖線で示すように、第1〜3の受熱部74〜76は、熱移送部材70において対応する第1〜3の発熱体30〜32と向かい合う部分に形成されている。
【0033】
本実施形態では、第1〜3の発熱体30〜32は、プリント板23の下面23aに搭載されている。そして、熱移送部材70は、第1〜3の発熱体30〜32の下方に配置される。それゆえ、第1〜3の受熱部74〜76は、第2の板部材73に形成されることになる。
【0034】
第1,2の板部材72,73は、後述するように、複数の流路部110aを有する多穴管状である。それゆえ、第1〜3の受熱部74〜76は、対応する第1〜3の発熱体30〜32と十分に熱接続する面積を有している。つまり、各受熱部は、発熱体の形状に対応して形成されることになる。
【0035】
図4に示すように、放熱部77は、熱移送部材70において後述されるフィン80が熱的に接続される箇所である。放熱部77は、フィン80に対応して形成されている。
【0036】
図6は、フィン80が熱移送部材70に熱的に接続される様子を示している。図4,6に示すように、放熱部77は、熱移送部材70において直線部71の反対側に形成される。放熱部77は、例えば直線部71と略直交する方向に延びている。放熱部77は、第2の板部材73に形成されている。
【0037】
図6に示すように、ポンプ固定部78は、第1の板部材72において放熱部77と隣接する部位に形成されている。ポンプ固定部78には、後述されるポンプ100が固定される。
【0038】
流路110は、第1の板部材72と第2の板部材73との間に形成されている。図5に示すように、本実施形態では、第1の板部材72において第2の板部材73と接触する部位、つまり、第2の板部材73と接触する面に流路110に対応した溝111が形成されている。溝111は、第2の板部材73によって液密に塞がれる。このように、流路は、溝111を第2の板部材73が液密に塞ぐことによって、形成される。溝111は、例えばエッチングによって形成される。溝111の深さは、例えば略0.3mmである。
【0039】
溝111は、複数形成されている。各溝111は、互いに並列であって同一方向に延びている。溝111は、例えば3つ形成されている。図7は、図5にF7−F7線で示される断面図である。図7に示すように、流路110は、各溝111に対応して形成される流路部110aを有している。つまり、第1,2の板部材72,73は、複数の流路部110aを有する多穴管を形成している。
【0040】
図11に示すように、流路110は、第1の端部112と第2の端部113とを有している。第1の端部112は、放熱部77の近傍に位置している。第2の端部113は、ポンプ固定部78の近傍に位置している。
【0041】
第1,2の端部112,113は、各流路部110aが1つに集まっている箇所である。つまり、各溝111は、放熱部77の近傍とポンプ固定部78の近傍とにおいて1つにまとまっている。
【0042】
流路110が第1〜3の受熱部74〜76を通るように、各溝111は、第1〜3の受熱部74〜76を通るように形成されている。
【0043】
溝111の配置について、具体的に説明する。熱移送部材70の直線部71には、流路110に沿って隣り合う第1,2の受熱部74,75が形成されている。それゆえ、直線部71は、本発明で言う、流路に沿って隣り合う2つ以上の受熱部が設けられる領域である。
【0044】
直線部71内では、溝111は、直線部71の先端で折り返されている。つまり、直線部71内で流路110が折り返されることによって、直線部71内には、流路110において流れ方向が互いに異なる第1の部分114と第2の部分115とが存在することになる。
【0045】
なお、第1の部分114は、冷媒の流れ方向に沿って第2の受熱部75から第1の受熱部74に向かう部分である。第2の部分115は、冷媒の流れ方向に沿って第1の受熱部74から第2の受熱部75に向かう部分である。本実施形態では、第1の部分114の流れ方向と第2の部分115の流れ方向とは、互いに逆になる。
【0046】
第1,2の板部材72,73において直線部71を形成する範囲には、第1,2の板部材72,73を貫通する切り欠きや孔が形成されていない。つまり、第1,2の板部材72,73において直線部71を形成する範囲は、連続している。
【0047】
図7に示すように、第1の部分114と第2の部分115とは、互いに隣り合っている。
【0048】
図5に示すように、熱移送部材70において放熱部77の近傍には、貫通孔116が形成されている。貫通孔116は、第1,2の板部材72,73を貫通している。貫通孔116によって、流路110において放熱部77の上流側と下流側とは、互いに隔てられる。
【0049】
それゆえ、放熱部77の近傍では、第1,2の板部材72,73を通して行われる、放熱部77を挟んで上流側と下流側との間での熱の移動は抑制される。
【0050】
また、溝111において第1,3の受熱部74,76に対応する範囲では、内部に縦壁117が形成されている。縦壁117は、溝111に沿って延びている。縦壁117は、冷媒の流れを止めないように考慮して形成されている。縦壁117は、例えば第1の板部材72と一体に形成されている。縦壁117は、第2の板部材73に当接する高さを有している。
【0051】
縦壁117が補強材として機能することによって、第1,3の受熱部74,76の剛性は、向上する。なお、溝111において第2の受熱部75に対応する範囲の内部にも、縦壁117が形成されてもよい。
【0052】
上記のように形成される熱移送部材70では、第1,2の板部材72,73は、好ましくは、常温接合によって互いに接続される。常温接合されることによって、ロウ材を必要としないので、熱移送部材70が厚くなることが抑制される。さらに、第1の板部材72と第2の板部材73とが薄くても、これらを接合することができる。
【0053】
なお、常温接合とは、第1の板部材72と第2の板部材73との互いに接合される面をきれいにした後、真空状態においてこれらを互いに圧力を加えて接合する方法である。
【0054】
しかし、第1,2の板部材72,73どうしの接合方法は、常温接合に限定されない。例えば、第1,2の板部材72,73は、はんだ溶接のように、ロウ付けによって互いに液密に接合されてもよい。
【0055】
熱移送部材70の弾性率は、好ましくは、20000以下である。それゆえ、熱移送部材70には、比較的大きな可撓性を有している。
【0056】
また、流路110の気密性は、好ましくは、Heリーク真空法で、10E−4Pa・m/S以下である。また、熱移送部材70の厚みは、好ましくは、0.2mm以上0.8mm以下である。なお、本実施形態では、熱移送部材70の厚みは、略0,5mmである。流路110内には、水、アルコール、アンモニア、フロン、代替フロンなどの、液状冷媒が、流路110の体積の30〜70パーセントの割合で収容されている。
【0057】
フィン80は、放熱部材の一例である。フィン80は、熱移送部材70の放熱部77に熱的に接続される。図6は、フィン80が熱移送部材70に熱的に接続される様子を示している。図4に示すように、プリント板23において、フィン80に対応する領域は、切り欠かれている
フィン80は、フィン本体81と、複数のフィン部材82と、を備えている。
【0058】
ここで、コンピュータ本体20内での熱移送部材70の配置について説明する。図2に示すように、熱移送部材70は、例えば直線部71がコンピュータ本体20の前後方向に沿うように、かつ放熱部77がコンピュータ本体20の幅方向に沿うように、配置される。さらに、熱移送部材70は、放熱部77が例えば第1の筐体21の後側壁21dに近傍、例えば直前に位置するように、配置される。
【0059】
コンピュータ本体20の後側壁21dにおいて放熱部77と対向する位置には、複数の排気孔83が形成されている。
【0060】
フィン本体81は、例えば断面略矩形の筒状である。フィン部材82は、フィン本体81内に設けられている。各フィン部材82は、フィン本体81の一方の開口から他方の開口に向かう方向に沿って、延びている。各フィン部材82の間には、隙間が規定されており、フィン80の内部を空気などの気体が通過することができる。
【0061】
フィン80は、上記された熱移送部材70の配置を考慮して、フィン本体81の開口が、第1の筐体21の後側壁21dに形成された排気孔83に対向するように、配置される。
【0062】
フィン本体81と熱移送部材70とは、図示しないクールシートとによって、互いに熱的に接続される。流路110内の冷媒の熱は、放熱部77においてフィン80に伝達される。
【0063】
図6に示すように、ポンプ100は、ポンプ固定部78に固定される。図4に示すように、プリント板23においてポンプ100に対応する領域は、切り欠かれている。ポンプ100は、ポンプ本体101と、冷媒吸込吐出部102と、ねじ板103と、を備えている。
【0064】
ポンプ本体101は、図示しないインペラやこのインペラを駆動する駆動部などを備えている。冷媒吸込吐出部102は、ポンプ本体101に取り付けられており、ポンプ本体101の駆動力を受けて、冷媒を吸込むとともに、吸込んだ冷媒を吐出する。
【0065】
つぎに、ポンプ100とポンプ固定部78との固定構造を説明する。図8は、図2に示されるF8−F8線に沿う断面図である。図8は、冷媒吸込吐出部102とポンプ固定部78との断面を示しており、ポンプ100とポンプ固定部78との固定構造を示している。
【0066】
図8に示すように、冷媒吸込吐出部102は、本体104と、吸込み口105と、吐出口106と、フランジ部107と、を有している。
【0067】
本体104内には、ポンプ本体101の駆動力を受けて内部に冷媒を吸込む第1の流路104aと、外部に冷媒を導く第2の流路104bが設けられている。
【0068】
吸込み口105は、第1の流路104aの先端に設けられており、第1の流路104a内に冷媒を流入する。吐出口106は、第2の流路104bの先端に設けられており、第2の流路104b内の冷媒を外部へ吐出する。
【0069】
図5,6に示すように、ポンプ固定部78には、吸込み口105に連通する第1の貫通孔78aと、吐出口106と連通する第2の貫通孔78bとが形成されている。なお、図示されるように、第1の貫通孔78aは、第1の端部112と対向している。第2の貫通孔78bは、第2の端部113と対向している。
【0070】
つまり、溝111において第1の端部112と第2の端部113とに対応する部分は、吸込み口105と吐出口106と対向するように考慮されて形成されている。
【0071】
上記のように、第1の端部112と第2の端部113とは、ポンプ100を介して互いに連通する。つまり、流路110とポンプ100とによって、環状の流路が形成される。
【0072】
図8に示すように、吸込み口105は、第1の貫通孔78aよりも小さく形成されている。そして、吸込み口105の周縁部105aは、ポンプ100がポンプ固定部78に配置された状態において、第1の貫通孔78a内に収容されるように、ポンプ固定部78に向かって延びている。このように、周縁部105aが第1の貫通孔78aに差し込まれるまで延びることによって、ポンプ100を熱移送部材70に固定する際に、ポンプ100は、熱移送部材70に対して位置決めされる。
【0073】
同様に、吐出口106は、第2の貫通孔78bよりも小さく形成されている。吐出口106の周縁部106aは、ポンプ100がポンプ固定部78に固定された状態において、第2の貫通孔78b内に差し込まれるように、ポンプ固定部78に向かって延びている。
【0074】
本体104の底壁104cにおいて吸込み口105と吐出口106との周囲には、それぞれ、シール収容溝104dが形成されている。シール収容溝104d内には、O−リング108が収容されている。ポンプ100がポンプ固定部78に固定されると、O−リング108によって、吸込み口105は、液密にシールされる。同様に、吐出口106は、液密にシールされる。
【0075】
フランジ部107は、本体104の底壁104cにおいて吸込み口105と吐出口106とを挟む両側に形成されており、外側に延びている。各フランジ部107は、熱移送部材70において流路110よりも外側と対向している。
【0076】
各フランジ部107には、ねじ挿通孔107aが形成されている。ねじ挿通孔107aは、各フランジ部107を貫通している。
【0077】
図5と図6とに示すように、熱移送部材70においてねじ挿通孔107aと対向する部位には、ねじ挿通孔107bが形成されている。つまり、第1,2の板部材72,73には、ねじ挿通孔107bが形成されている。
【0078】
フランジ部107に形成されるねじ挿通孔107aと、熱移送部材70に形成されるねじ挿通孔107bとは、互いに連通している。
【0079】
ねじ板103は、熱移送部材70を挟んでポンプ100に対して反対側に配置される。ねじ板103は、ポンプ固定部78に対応する幅を有している。ねじ板103には、ねじ挿通孔107a,107bに対応した位置に、ねじ孔103aが形成されている。ねじ孔103aの内壁には、雌ねじが形成されている。
【0080】
上記のように構成されるポンプ固定構造よって、ポンプ100は、以下に示すように熱移送部材70に固定される。
【0081】
まず、冷媒吸込吐出部102をポンプ固定部78に配置する。このとき、吸込み口105の周縁部105aは、第1の貫通孔78a内に挿入される。吐出口106の周縁部106aは、第2の貫通孔78b内に挿入される。
【0082】
ついで、ねじ板103を配置する。ついで、各ねじ挿通孔107a,107bにねじ109を挿入する。ねじ109は、ねじ板103に形成されるねじ孔103aと螺合する。ねじ109は、O−リング108が機能するまで締め付けられる。このように、ポンプ100は、熱移送部材70に固定される。
【0083】
図2,3,4に示すように、ファン90は、フィン80に対向するように配置されている。図4に示すように、ファン90は、熱移送部材70においてフィン80が固定される側、つまり、第2の板部材73の上側に配置される。プリント板23においてファン90に対応する領域は、切り欠かれている。
【0084】
図9は、図2中に示されるF9−F9線に沿う断面図である。図9は、第1〜3の発熱体30〜32と、プリント板23と、冷却装置60と、の上下方向の配置関係を示している。
【0085】
図9に示すように、本実施形態では、ファン90は、例えばねじ91を用いて、第1の筐体21に固定されている。具体的には、第1の筐体21の底壁には、ファン90に向かって突出するボス部92が形成されている。また、ファン90には、ねじ91が通る貫通孔が形成されている。ねじ91は、ファン90の貫通孔を通った後、ボス部92に螺合する。これによって、ファン90は、第1の筐体21に固定される。なお、これに限定されない。例えば、ファン90は、熱移送部材70に固定されてもよい。
【0086】
図4に示すように、ファン90は、ファン本体93と、ファン本体93内に収容されるインペラ95と、などを備えている。ファン本体93の上壁90aと下壁90bとには、吸気口96が形成されている。ファン本体93は、周囲の空気を吸気口96から内部に吸込む。ファン本体93の下壁90bは、熱移送部材70の第2の板部材73と対向している。そして、図中に2点鎖線示すように、ファン本体93の下壁90bに形成される吸気口96は、第2の板部材73と対向している。それゆえ、下壁90bに形成された吸気口96に吸込まれるべき空気は、吸気口96に達する前に、熱移送部材70に当接する。
【0087】
ファン本体93には、吐出口97が形成されている。吐出口97は、ファン本体93の内部と外部とを連通している。吐出口97は、フィン80と対向するように形成されている。それゆえ、吸気口96から吸込まれた空気は、吐出口97を通ってフィン80に向かって吐出される。吐出された空気は、第1の筐体21の後側壁21dに形成された排気孔83を通って、コンピュータ本体20の外部へ出る。
【0088】
つぎに、第1〜3の受熱部74〜76と第1〜3の発熱体30〜32との、接続構造について説明する。
【0089】
図9に示すように、第1〜3の受熱部74〜76は、板ばね120と、ねじ121とを用いて、対応する第1〜3の発熱体30〜32とに熱接続される。
【0090】
なお、第2の受熱部75と第2の発熱体31との接続構造と、第3の受熱部76と第3の発熱体32との接続構造とは、第1の受熱部74と第1の発熱体30との接続構造と同様であってよい。それゆえ、第1の受熱部74と第1の発熱体30との接続構造を代表して説明する。
【0091】
板ばね120は、例えば、一対の縦壁部123と、ばね部124と、を有している。ばね部124は、各縦壁部123の先端間に設けられている。各縦壁部123とばね部124とは、例えば、一体に形成されている。
【0092】
ばね部124は、縦壁部123が伸びる方向に、例えば円弧状に突出するように撓んでいる。各縦壁部123の他端部には、外側に拡がるフランジ部125が形成されている。各フランジ部125には、ねじ孔126が形成されている。ねじ孔126には、雌ねじが形成されている。
【0093】
第1〜3の発熱体30〜32の表面には、熱接続を良好にするために、グリース127が塗布されている。
【0094】
第1の受熱部74は、たわまされることによって、第1の発熱体30に押圧される。そして、この状態で、板ばね120を第1の受熱部74と第1の発熱体30とに組み付ける。具体的には、各縦壁部123間に第1の発熱体30と第1の受熱部74が位置するように、板ばね120を設置する。このとき、ばね部124は、第1の受熱部74に当接する。そして、フランジ部125をプリント板23の下面23aに当接する。ばね部124は、フランジ部125がプリント板23に当接する状態になると、撓むことによって第1の受熱部74を第1の発熱体30に向かって押し付けるように調整されている。
【0095】
板ばね120が設置されると、プリント板23の上方からねじ122を通す。ねじ122は、フランジ部125に形成されるねじ孔126と螺合する。このようにすることによって、板ばね120は、第1の受熱部74を第1の発熱体30に付勢するとともに、互いに熱接続させた状態でプリント板23に固定される。
【0096】
第2の受熱部75と第2の発熱体31との接続構造と、第3の受熱部76と第3の発熱体32との接続構造とに用いられる板ばね120は、それぞれに対応して形成される。また、板ばね120の形状は、上記されたように一対の縦壁部123とばね部124とを有する形状に限定されない。要するに、板ばね120は、プリント板23に固定された状態において、第1〜3の受熱部74〜76を対応する第1〜3の発熱体30〜32に押圧する機能を有していればよい。
【0097】
なお、第1の発熱体30の高さL1と、第2の発熱体31の高さL2と、第3の発熱体の32の高さL3とは、図に示すように、互いに異なる。
【0098】
しかし、上記したように、熱移送部材70は、弾性率が20000以下であるともに、薄く形成されているので、可撓性を有している。熱移送部材70が可撓性を有しているので、第1〜3の受熱部74〜76は、撓むことによって、第1〜3の発熱体30〜32とに同じに熱的に接続される。このように、熱移送部材70は、撓むことによって、各発熱体に対応するように形成される。つまり、熱移送部材70は、発熱体30,31,32の高さばらつきに対応する。
【0099】
プリント板23は、フィン80とポンプ100とファン90とに対応する領域が切り欠かれている。ファン90やフィン80の高さは、プリント板23や第1〜3の発熱体30〜32の高さよりも高い。それゆえ、図9に示すように、プリント板23や第1〜3の発熱体30〜32は、フィン80やファン90の高さ内に配置される。つまり、コンピュータ本体20内において、冷却装置60やプリント板23が占める高さ方向の大きさは、小さくなる。
【0100】
つぎに、冷却装置60の動作を説明する。
図5に示すように、ポンプ100の吐出口106から吐出された冷媒Lは、流路110内を、放熱部77に向かう方向Bに沿って、第2の端部113から第1の端部112に向かって流れる。まず、冷媒Lは、第3の受熱部76において第3の発熱体32の熱を奪う。
【0101】
ついで、冷媒Lは、直線部71に達する。直線部71内では、冷媒Lは、第2の発熱体31の熱を奪った後、第1の発熱体30の熱を奪う。
【0102】
一方、流路110は、直線部71内では、折り返し地点Xにおいて折れ曲がっている。そして、流路110の第1,2の部分114,115は、第1,2の受熱部74,75を通っている。さらに、直線部71は、連続している。
【0103】
それゆえ、直線部71内の冷媒Lの温度は、第1、2の板部材72,73を伝って略均一化される。
【0104】
つまり、第2の受熱部75に達する冷媒Lの温度と、第1の受熱部74に達する冷媒Lの温度とは、略同じになる。それゆえ、直線部71内の受熱部は効果的に冷却される。つまり、第1の受熱部74も効果的に冷却される。直線部71を出た冷媒は、フィン80に達する。フィン80に達した冷媒Lの熱は、フィン80に伝えられる。フィン80に伝わった熱は、ファン90から送風される空気に移動して、排気孔83を通ってコンピュータ本体20外へ排出される。
【0105】
フィン80を通過した冷媒Lは、第1の端部112に集まる。第1の端部112に集まった冷媒Lは、吸込み口105を通してポンプ100に吸込まれた後、吐出口106を通って第2の端部113に吐出される。このように、冷媒は、流路110内を一方向に流動する。つまり、冷媒Lは、流路110内を1方向に循環する。
【0106】
このように形成されるポータブルコンピュータ10の冷却装置60は、冷媒Lの相変態を利用する構造ではなく、冷媒Lが流路110内を1方向に流れて循環する構造である。つまり、流路110内を液状の冷媒と気体状の冷媒とが往復することがないので、流路110は、液状の冷媒と気体状の冷媒とが行き来する大きさを確保する必要がない。
【0107】
さらに、第1〜3の受熱部74〜76は、第2の板部材73に形成されているので、別途に受熱部材を必要としない。
【0108】
以上のことより、冷却装置60は、簡素な構造で薄く形成される。冷却装置60を薄くすることができるので、ポータブルコンピュータ10も薄くすることができる。
【0109】
また、溝111が複数形成されることによって、隣り合う溝111の間に規定される壁部111aが支柱として機能するので、流路110が潰れることが抑制される。
【0110】
流路110が第1〜3の受熱部74〜76を通ることによって、第1〜3の発熱体30〜32は、効率よく冷却される。
【0111】
また、第1,2の板部材72,73において放熱部77よりも上流側と下流側とは、貫通孔116によって隔てられている。それゆえ、ポンプ100から吐出された温度の低い冷媒Lと、放熱部77に流入する温度の高い冷媒Lとが、第1,2の板部材72,73を介して温度交換することが抑制される。それゆえ、第1〜3の受熱部74〜76に流入する冷媒Lの温度は、低く保たれる。
【0112】
溝111内に縦壁117が形成されることによって、受熱部74〜76の剛性が高まる。それゆえ、第1〜3の受熱部74〜76に第1〜3の発熱体30〜32を熱接続しても、流路110が潰れることが抑制される。さらに、各発熱体30〜32の熱は、縦壁117を通って熱移送部材70に移動するので、各発熱体30〜32は、効果的に冷却される。
【0113】
熱移送部材70が発熱体30,31,32の高さばらつきに対応することによって、熱移送部材70は、第1〜3の発熱体30〜32に共通に用いられる。それゆえ、冷却装置60を構成する部品の数が多くなることが抑制されるので、冷却装置60は、簡素な構造で形成される。
【0114】
また、熱移送部材70に対して、フィン80とファン90とポンプ100とプリント板23とが同一側に位置しているので、コンピュータ本体20内において、冷却装置60やプリント板23が占める高さ方向の大きさを小さくすることができる。つまり、ポータブルコンピュータ10は、薄型化される。
【0115】
また、ファン本体93の下壁90bに形成される吸気口96が、熱移送部材70に対向することによって、この吸気口96に流入する空気は、熱移送部材70に接触する。それゆえ、熱移送部材70は、上記した空気の流れによっても冷却される。
【0116】
また、熱移送部材70は、多孔管状であって、各発熱体30〜32との熱接触面積を十分確保している。つまり、受熱部74〜76は、各発熱体30〜32に対応して形成されている。それゆえ、各発熱体30〜32の熱は、効率よく対応する受熱部74〜76に伝わる。
【0117】
また、本実施形態では、各溝111は、エッチングによって形成されている。それゆえ、各溝111の形状は限定されず、各発熱体30〜32に合わせて形成される。さらに、本実施形態では、第1の板部材72と第2の板部材73とは、常温接合によって接合されている。それゆえ、第1の板部材72と第2の板部材73とが、薄くても、第1の板部材72と第2の板部材73とを接合することができる。
【0118】
また、流路110は、直線部71内では、折り返し地点Xにおいて折れ曲がっている。そして、流路110の第1,2の部分114,115は、第1,2の受熱部74,75を通っている。さらに、直線部71は、連続している。
【0119】
それゆえ、直線部71内の冷媒Lの温度は、第1、2の板部材72,73を伝って略均一化されるので、第2の受熱部75に達する冷媒Lの温度と、第1の受熱部74に達する冷媒Lの温度とは、略同じになる。それゆえ、直線部71内の受熱部は効果的に冷却される。
【0120】
なお、本実施形態では、受熱部74〜76は、第2の板部材73に形成されたが、これに限定されない。例えば、図4中第1の板部材72が第2の板部材73の上方に配置される場合など、第1の板部材72が各発熱体30〜32と対向する場合では、各受熱部74〜76は、第1の板部材72に形成される。
【0121】
また、本実施形態では、放熱部77は、第2の板部材73に形成されたが、これに限定されない。上記のように、各受熱部74〜77が第1の板部材72に形成される場合には、放熱部77は、第1の板部材72に形成されてもよい。このようにすることによって、各発熱体30〜32とフィン80とプリント板23とは、熱移送部材70の同じ側に位置するようになる。それゆえ、コンピュータ本体20内の冷却装置60とプリント板23の占める高さ方向の大きさを小さくすることができる。
【0122】
また、本実施形態では、ファン90は、第2の板部材73側に配置されたが、これに限定されない。上記のように、各受熱部74〜76と放熱部77とが第1の板部材72に設けられる場合には、ファン90は、第1の板部材72側に配置されてもよい。このようにすることによって、各発熱体30〜32とフィン80とファン90とプリント板23とは、熱移送部材70に対して同じ側に位置するようになる。それゆえ、コンピュータ本体20内の冷却装置60とプリント板23の占める高さ方向の大きさを小さくすることができる。
【0123】
また、本実施形態では、ポンプ100が第2の板部材73に固定されており、第1,2の貫通孔78a,78bとは、第2の板部材73に形成されている。しかし、これに限定されない。上記のように、各受熱部74〜75と放熱部77とが第1の板部材72に設けられるとともにファン90を第1の板部材72側に位置させる場合では、ポンプ100も第1の板部材72に固定されてもよい。この場合、第1,2の貫通孔78a,78bは、第1の板部材72に形成される。このようにすることによって、各発熱体30〜32とフィン80とファン90とポンプ100とプリント板23とが、熱移送部材70に対して同じ側に位置するようになる。それゆえ、コンピュータ本体20内の冷却装置60とプリント板23の占める高さ方向の大きさを小さくすることができる。
【0124】
つぎに、本発明の第2の実施形態に係る電子機器を、ポータブルコンピュータ10を一例に、図10,11を用いて説明する。なお、第1の実施形態と同様な構成は、同一の符号を付して説明を省略する。
【0125】
本実施形態では、流路110が環状に形成されている点が第1の実施形態と異なる。他の点は、同一であってよい。この点について、具体的に説明する。
【0126】
図10は、第1の板部材72を示している。図10に示すように、各流路部110aは、環状に形成されている。つまり、流路110は、環状に形成されている。それゆえ、冷媒Lは、流路110内を循環する。
【0127】
本実施形態では、冷媒Lの自励振動によって、冷媒Lの熱が放熱部77に向かって移動していく。それゆえ、本実施形態では、ポンプ100は用いられていない。
【0128】
溝111の側壁部には、全周に亘って突部130が形成されている。つまり、突部130は、流路110の全域に亘って形成されている。各突部130は、冷媒Lの流れる方向Bに傾斜している。なお、図中、流路110は、一部だけが示されており、他の部分は、2点鎖線で省略されている。
【0129】
図11は、図10に示された流路部110aの一部を示している。図11に示すように、突部130は、略平板状である。
【0130】
つぎに、本実施形態の冷却装置60の動作を説明する。冷媒Lは、自励振動することによって、方向Bに移動する。このとき、冷媒Lは、突部130の傾斜に沿って、スムーズに方向Bに移動することができる。
【0131】
ついで、冷媒Lは、方向Bとは反対である方向Cに移動しようとする。しかし、冷媒Lの移動は、突部130によって阻まれる。つまり、突部130が方向Bに傾斜することによって、冷媒Lは、方向Cに沿って移動しにくくなる。このように、冷媒Lは、自励振動によって方向Bに流れるようになる。方向Bは、本発明で言う、第1の方向である。
【0132】
本実施形態では、第1の実施形態と同様な効果が得られる。さらに、ポンプ100を必要としないので、冷却装置60の構造が簡素化される。また、突部130が形成されることによって、冷媒Lが流れるようになるので、第1〜3の発熱体30〜32は、効果的に冷却される。
【0133】
つぎに、本発明の第3の実施形態に係る電子機器を、ポータブルコンピュータ10を一例に、図12を用いて説明する。なお、第2の実施形態と同様な構成は、同一の符号を付して説明を省略する。
【0134】
本実施形態では、突部130の形状が第2の実施形態と異なる。他の点は、第2の実施形態と同様であってよい。この点について、説明する。
【0135】
図12は、本実施形態の流路部110aの一部を拡大して示している。図12に示すように、突部130は、略三角形状に形成されている。本実施形態では、第2の実施形態と同様な効果を得ることができる。
【0136】
つぎに、本発明の第4の実施形態に係る電子機器を、ポータブルコンピュータ10を一例に、図13を用いて説明する。なお、第1の実施形態と同様な機能を有する構成は、同一の符号を付して説明を省略する。
【0137】
本実施形態では、ポンプ100と熱移送部材70との接合構造が、第1の実施形態と異なる。他の点は、同一であってよい。
【0138】
この点について説明する。図13は、本実施形態のポンプ100と熱移送部材70との接合構造を示している。図13に示すように、本実施形態では、冷媒吸込吐出部102と第2の板部材73との間に、さらに、スペーサ140が介装される。
【0139】
スペーサ140は、貫通孔78a,78bに対応した位置に、貫通孔78a,78bと略同じ大きさの貫通孔140a,140bが形成されている。貫通孔140a,140bの周囲には、O−リング141が設けられている。それゆえ、第1,2の貫通孔78a,78bと貫通孔140a,140bとは、互いに液密に連通する。
【0140】
本実施形態では、第1の実施形態と同様な効果が得られる。さらに、例えば吸込み口105の周縁部105aの長さL4と、吐出口106の周縁部106aの長さL5とが、流路110の底面から第2の板部材73において第1の板部材72と反対側の面までの高さL6よりも長い場合には、スペーサ140を介装することによって、周縁部105a,106aの先端が溝111の底面に当たることが抑制される。
【0141】
つまり、周縁部105a,106aの先端が溝111に底面に当たることによって、冷媒吸込吐出部102と熱移送部材70との間に隙間が形成されてしまい、この隙間から冷媒Lが漏れることが考えられるが、スペーサ140を介装することによって、このような事態が生じることが防止される。
【0142】
つぎに、本発明の第5の実施形態に係る電子機器を、ポータブルコンピュータ10を一例に、図14を用いて説明する。なお、第1の実施形態と同様な機能を有する構成は、同一の符号を付して説明を省略する。
【0143】
本実施形態では、第2の板部材73の形状が第1の実施形態と異なる。他の点は、同一であってよい。この点について、説明する。
【0144】
図14は、本実施形態の熱移送部材70の断面を示している。図14に示すように、第2の板部材73にも、流路110に対応した溝150が形成されている。第1の板部材72の溝111と第2の板部材73の溝150とは、互いに対向する。各流路部110aは、溝111と溝150とによって形成される。この場合、縦壁117は、第2の板部材73に形成されてもよい。要するに、縦壁117は、第1の板部材72に形成された溝111の底面から第2の板部材73に形成された溝150の底面まで達するように形成されていればよい。
【0145】
本実施形態では、第1の実施形態と同様な効果を得ることができる。さらに、流路110を大きくるすことができるので、冷媒の量の増加に伴って第1〜3の発熱体30〜32は、効果的に冷却される。
【0146】
なお、第2の実施形態であっても、第2の板部材73に溝150が形成されてもよい。
【0147】
つぎに、本発明の第6の実施形態に係る電子機器を、ポータブルコンピュータ10を一例に、図15を用いて説明する。なお、第1の実施形態と同様な機能を有する構成は、同一の符号を付して説明を省略する。
【0148】
本実施形態では、熱移送部材70において第1〜3の発熱体30〜32を避けた位置に第3の板部材160が接続されている点が第1の実施形態と異なる。他の点は、同一であってよい。
【0149】
この点について、具体的に説明する。図15は、熱移送部材70において第1〜3の発熱体30〜32を避けた位置の断面を示している。図15に示すように、例えば第2の板部材73において第1〜3の発熱体30〜32を避けた位置には、第3の板部材160が接続される。第3の板部材160は、第2の板部材73に向かって延びる隔壁161を備えている。本実施形態では、隔壁161は、3つ形成されている。
【0150】
各隔壁161は、第2の板部材73に当接する。各隔壁161と第3の板部材160の底壁162と第2の板部材73とによって、密閉空間Yが規定される。空間Y内は、真空に保たれる。
【0151】
本実施形態では、第1の実施形態と同様な効果を得ることができる。さらに、空間Y内が真空であることによって、第3の板部材160を通して外部へ冷媒Lの熱が逃げにくくなる。
【0152】
つまり、熱移送部材70が第1の筐体21の壁部に近い位置に配置された場合であっても、この壁部と熱移送部材70との間に、上記されたように第3の板部材160を接合することによって、熱移送部材70の熱が第1の筐体21の伝達することが抑制される。
【0153】
なお、第3の板部材160は、第1の板部材72と略同形状であってもよい。この場合、第3の板部材160は、第1〜3の発熱体30〜32を避けるために、第1の板部材72に接合される。そして、第3の板部材160に形成される溝111間に規定される壁部111aが、隔壁161として機能する。
【図面の簡単な説明】
【0154】
【図1】本発明の第1の実施形態に係るポータブルコンピュータの斜視図。
【図2】図1に示されたコンピュータ本体の内部を上方から見る平面図。
【図3】図2にF3で示される範囲を下方から見る平面図。
【図4】図3に示された冷却装置とプリント板と第1〜3の発熱体のそれぞれの相対配置関係を示すとともに、これらが分解された状態を示す斜視図。
【図5】図4に示された熱移送部材が分解された状態を示す斜視図。
【図6】図4に示されたフィンとポンプとが熱移送部材に接続される様子を示す斜視図。
【図7】図5に示されるF7−F7線に沿う断面図。
【図8】図2に示されるF8−F8線に沿う断面図。
【図9】図2中に示されるF9−F9線に沿う断面図。
【図10】本発明の第2の実施形態に係るポータブルコンピュータの冷却装置の第1の板部材の斜視図。
【図11】図10に示された流路部の一部を示す平面図。
【図12】本発明の第3の実施形態に係るポータブルコンピュータの冷却装置の流路部の一部を示す平面図。
【図13】本発明の第4の実施形態に係るポータブルコンピュータのポンプと熱移送部材との接合構造を示す断面図。
【図14】本発明の第4の実施形態に係るポータブルコンピュータの冷却装置の熱移送部材の断面図。
【図15】本発明の第5の実施形態に係るポータブルコンピュータの冷却装置の熱移送部材において、第1〜3の発熱体を避けた位置の断面図。
【符号の説明】
【0155】
10…ポータブルコンピュータ、21…第1の筐体、30…第1の発熱体、31…第2の発熱体、32…第3の発熱体、60…冷却装置、70…熱移送部材、72…第1の板部材、73…第2の板部材、74…第1の受熱部、75…第2の受熱部、76…第3の受熱部、77…放熱部、80…フィン(放熱部材)、90…ファン、96…吸気口、100…ポンプ、105…吸込み口、106…吐出口、110…流路、111・・・溝、112…第1の端部、113…第2の端部、116…貫通孔、130…突部、150…溝、160…第3の板部材、161…隔壁、L…冷媒、Y…密閉空間。




 

 


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