(57)【要約】  本発明を適用した情報処理装置は、複数の素子を実装した基板を搭載する。この情報処理装置は、基板上に実装された第１素子と、基板上に実装され、第１素子より発熱密度、及び耐熱性のうちの少なくとも一方が低い第２素子と、平板状である第１部分、及び該第１部分から突出する第２部分を有し、該第２部分が第１素子における基板と対向しない面と熱的に接触している第１放熱部材と、平板状である第３部分、及び該第３部分から突出する第４部分を有し、該第４部分が第２素子における基板と対向しない面と熱的に接触している第２放熱部材と、を備える。
2019176064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の素子が実装された基板を搭載する情報処理装置において、
前記基板上に実装された第１素子と、
前記基板上に実装され、前記第１素子より発熱密度、及び耐熱性のうちの少なくとも一方が低い第２素子と、
平板状である第１部分、及び該第１部分から突出する第２部分を有し、該第２部分が前記第１素子における前記基板と対向しない面と熱的に接触している第１放熱部材と、
平板状である第３部分、及び該第３部分から突出する第４部分を有し、該第４部分が前記第２素子における前記基板と対向しない面と熱的に接触している第２放熱部材と、
を備える情報処理装置。
【請求項２】
前記第３部分は、前記基板の面と垂直な方向上、前記第１部分と前記基板との間に位置している、
請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記基板の面と垂直な方向上、前記基板と前記第３部分、前記第３部分と前記第１部分、及び前記第１部分と前記情報処理装置の筐体のうちの少なくとも１つは、３ｍｍ以上、離隔している、
請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記第１部分と前記第３部分とは、前記基板の面と平行な方向上、重なる部分が存在し、且つ前記基板の面と垂直な方向上、離隔している、
請求項１から３のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記第１素子は、該第１素子の発熱時に想定される空気の流れの方向上、前記第２素子より下流側に位置している、
請求項１から４のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記空気の流れの方向上、前記第１部分の前記方向上の上流側に位置する端部、及び前記第２部分の前記方向上の上流側に位置する端部は、共に、前記第２素子の前記方向上の上流側に位置する端部より上流側に位置している、
請求項５に記載の情報処理装置。
【請求項７】
前記基板の面と平行な面上の面積は、前記第１部分が前記第３部分より大きい、
請求項１から６のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項８】
前記第２部分は、前記第１部分に窪みを設けることにより形成されている、
請求項１から７のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項９】
前記第４部分は、前記第３部分に窪みを設けることにより形成されている、
請求項１から８のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項１０】
前記第２部分、及び前記第４部分のうちの少なくとも１つは、前記第１素子の発熱時に想定される空気の流れを基に形成された切り欠き部を有する、
請求項１から９のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項１１】
前記第１部分、及び前記第３部分は、前記基板上に実装される素子を基に決定された形状である、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の素子を実装した基板を搭載する情報処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、複数の素子を実装した基板を搭載する情報処理装置は様々な分野で広く用いられている。例えば工場では、生産ラインの生産設備の制御に情報処理装置である制御機器が広く用いられている。例えば生産ラインで用いられるロボットアームを動かすためのサーボモータは、多くの場合、制御機器により制御される。ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）は、制御機器の代表例である。【０００３】
制御機器を含む情報処理装置には、高性能化が求められている。一般的に、情報処理装置は、小型化が要求されており、高性能化に伴って、素子の高密度実装が求められるのが普通である。【０００４】
高密度実装化に伴い、基板上の単位面積当たりの発熱量は増大する。高性能な素子ほど、発熱量が大きいのが普通である。しかし、基板上に実装する各素子には最高許容温度が存在する。このことから、高性能化に伴い、基板上に実装する全ての素子の温度を最高許容温度以下に抑える温度管理が非常に重要となっている。それにより、従来、最高許容温度を超える温度に達する恐れがある素子には、放熱部材を設けることにより、温度を最高許容温度以下に抑えることが行われている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１３−５２７６１５号公報
【特許文献２】特開２０１５−９０８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来は、基板に放熱部材を熱的に接触させ、素子の熱量の放熱を行わせている。しかし、放熱部材を基板に熱的に接触させる場合、基板により放熱効率が抑えられる。例えば素子が実装された側の反対側に放熱部材を設けた場合（例えば特許文献１参照）、つまり基板を間に挟む形に放熱部材を設けた場合、基板自体の熱抵抗は、素子から放熱部材への伝熱を阻害する。また、基板には他の素子の熱量が伝わることから、基板の温度は高くなり易い。そのため、基板と接触する放熱部材も高温となり、素子から放熱部材に伝わる熱量を効率良く放熱できない。これは、素子が実装された側と同じ側に放熱部材を設けた場合（例えば特許文献２参照）であっても同様である。【０００７】
素子を高密度実装する場合、放熱部材を基板に熱的に接触させる面積が制約される。この制約から、接触させる面積を大きくすることは非常に困難である。それにより、放熱部材は、基板の面と垂直な方向上にフィンを有する形状とする必要がある。しかし、フィンは、情報処理装置の基板の面と垂直な方向上の幅をより大きくさせる要因となり得る。このことから、素子の放熱効率を高く維持させるうえで、情報処理装置の大型化を抑えることも重要である。【０００８】
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、大型化を抑えつつ、素子が発生させる熱量を効率良く放熱する情報処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る情報処理装置は、複数の素子が実装された基板を搭載することを前提とし、基板上に実装された第１素子と、基板上に実装され、第１素子より発熱密度、及び耐熱性のうちの少なくとも一方が低い第２素子と、平板状である第１部分、及び該第１部分から突出する第２部分を有し、該第２部分が第１素子における基板と対向しない面と熱的に接触している第１放熱部材と、平板状である第３部分、及び該第３部分から突出する第４部分を有し、該第４部分が第２素子における基板と対向しない面と熱的に接触している第２放熱部材と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、大型化を抑えつつ、素子が発生させる熱量を効率良く放熱する情報処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る情報処理装置の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る情報処理装置の設置例を説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る情報処理装置に搭載された基板の斜視図である。
【図４】第１素子に取り付けられる第１放熱部材の斜視図である。
【図５】第２素子に取り付けられる第２放熱部材の斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る情報処理装置の断面図である。
【図７】筐体からの距離による第１平板部の温度変化の例を示すグラフである。
【図８】第１平板部を筐体と第２平板部との間に配置した場合に、筐体からの距離による第１平板部の温度変化示すグラフである。
【図９】本発明の実施の形態２に係る情報処理装置に採用された第１放熱部材の斜視図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る情報処理装置に採用された第１放熱部材の斜視図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る情報処理装置に採用された第１放熱部材の第１変形例の斜視図である。
【図１２】本発明の実施の形態３に係る情報処理装置に採用された第１放熱部材の第２変形例の斜視図である。
【図１３】本発明の実施の形態４に係る情報処理装置に採用された第１放熱部材の斜視図である。
【図１４】本発明の実施の形態４に係る情報処理装置に採用された第２放熱部材の斜視図である。
【図１５】本発明の実施の形態４に係る情報処理装置に搭載された基板の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る情報処理装置の各実施の形態を、図を参照して詳細に説明する。ただし、以下に示す実施の形態は一例であり、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る情報処理装置の斜視図であり、図２は、この情報処理装置１の設置例を説明する図である。この情報処理装置１は、工場などに設置される設備、例えば、生産ラインにおける機械加工、部品、または製品の搬送、製品への部品の実装に用いられる各種産業用モータを制御する制御機器である。このことから、以降、情報処理装置１は、「制御機器１」とも表記する。この制御機器１は、一般的に、ＰＬＣまたは、シーケンサと呼ばれる。
【００１３】
制御機器１は、図１に示すように、全体が箱形の形状をした筐体２を有する。制御機器１は、図２に示すように、その筐体２の側面の一つを壁２１に接触させる形で設置される。図２では、壁２１に５台の制御機器１を並べて設置した状態を示している。筐体２の形状については、以降、便宜的に直方体と想定する。
【００１４】
図１、及び図２では、ｘｙｚ座標軸を示している。ここでは、制御機器１の設置状態を想定し、ｚ軸として重力方向と平行な方向、つまり制御機器１の高さ方向を採用している。ｚ軸正側からｚ軸負側に向かう方向に重力がかかる。ｘ軸として制御機器１の奥行き方向を採用している。ｙ軸として制御機器１の幅方向を採用している。これらの方向は、他の図で示すｘｙｚ座標軸も同じである。このことから、位置関係、向き等は、このｘｙｚ座標軸を想定して表現する。
【００１５】
図２に示すように設置されることを想定した制御機器１の筐体２には、冷却用の空気を内部に通すために、吸気口３、及び排気口４が設けられている。空気は、温度が高くなるほど密度が小さくなり、単位体積当たりの重さは、減少する。このことから、図１に示すように、ｚ軸上、小さい値の位置のｘｙ軸と平行な側面に吸気口３が設けられ、その側面と対向する側面に吸気口３が設けられている。
【００１６】
図３は、本発明の実施の形態１に係る情報処理装置に搭載された基板の斜視図である。この図３では、簡略化し、基板３１上に実装された主な素子として、第１素子３２、第２素子３３、３つの第３素子３４、及びコネクター３５のみを示している。図３では、基板３１を１つのみ示しているが、制御機器１に搭載される基板３１の数は、２以上であっても良い。
【００１７】
第１素子３２、第２素子３３、３つの第３素子３４は、実装される代表的な素子であり、コネクター３５は、制御のための信号の送受信に用いられる。より具体的には、第１素子３２は、例えば、プログラムを実行する平板型素子、あるいはＣＰＵ（Central Processing Unit）である。この第１素子３２は、基板３１上の素子のなかで最も発熱密度、つまり単位体積当たりの発熱量が大きく、且つ耐熱性、つまり最高許容温度も高い。
【００１８】
第２素子３３も発熱する平板型素子であり、例えば主記憶装置として用いられるＲＡＭ（Random Access Memory）である。この第２素子３３は、第１素子３２と比較して、発熱密度が小さく、且つ耐熱性も低い。
【００１９】
第１素子３２、及び第２素子３３は、共に効率の良い放熱を必要とする素子である。これに対し、第３素子３４は、基本的に効率の良い放熱を必要としない素子であり、発熱素子、及び非発熱部品の両方が含まれる。第３素子３４としては、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、電源ＩＣ、コンデンサなどが相当する。
【００２０】
図４は、第１素子に取り付けられる第１放熱部材の斜視図、図５は、第２素子に取り付けられる第２放熱部材の斜視図である。これら図４及び図５を参照し、発熱する第１素子３２、及び第２素子３３の熱量を効率良く放熱するための放熱部材について詳細に説明する。
【００２１】
第１放熱部材４０は、第１素子３２と熱的に接触させることにより、その第１素子３２から熱量を直接的に伝熱させ放熱することを想定した部材である。この第１放熱部材４０は、平板状の形状をした部分である平板部４１と、平板部４１からｙ軸方向上に突出した部分である突起部４２とに大別される。突起部４２のｙ軸上、小さい値のｘｚ軸と平行な面である底部４２ａは、第１素子３２における基板３１と対向しない面と熱的に接触させることを想定している部分である。
【００２２】
平板部４１は、放熱を想定した部分であり、ｘｚ軸と平行な面を有している。平板部４１の面積を大きくしたことにより、第１素子３２からの熱量を効率的に放熱できるようになっている。
【００２３】
第２放熱部材５０は、第２素子３３における基板３１と対向しない面と熱的に接触させることにより、第２素子３３から熱量を直接的に伝熱させ放熱させることを想定した部材である。この第２放熱部材５０も第１放熱部材４０と同様に、平板状の形状をした部分である平板部５１と、平板部５１からｙ軸方向上に突出した部分である突起部５２とに大別される。突起部５２のｙ軸上、小さい値のｘｚ軸と平行な面である底部５２ａは、第２素子３３と熱的に接触させることを想定している部分である。
【００２４】
平板部５１は、放熱を想定した部分であり、ｘｚ軸と平行な面を有している。その面の面積を大きくしたことにより、第２素子３３からの熱量を効率的に放熱できるようになっている。
【００２５】
突起部４２のｙ軸方向上の幅である厚さＤ１は、突起部５２のｙ軸方向上の幅である厚さＤ２よりも大きくなっている。このため、第１平板部４１と第２平板部５１のｙ軸方向上の位置が異なるようになっている。
【００２６】
第１放熱部材４０及び第２放熱部材５０の製造方法としては、ダイキャストまたは削り出しで一体成形する方法、第１平板部４１、５１、突起部４２、５２を別々に作製し、それらを溶接等により一体化させる方法、などがある。製造方法は、特に限定されない。
【００２７】
突起部４２の底部４２ａと第１素子３２との間、及び突起部５２の底部５２ａと第２素子３３との間には、グリス、放熱シート等の熱伝導材を介在させても良い。介在させる熱伝導材は、高熱伝導性を有していることが好ましい。以降、第１放熱部材４０と第２放熱部材５０との間の相違をより明確にするために、平板部４１は、「第１平板部４１」、平板部５１は、「第２平板部５１」、突起部４２は、「第１突起部４２」、「突起部５２は、「第２突起部５２」とそれぞれ表記する。
【００２８】
図６は、本発明の実施の形態１に係る情報処理装置の断面図である。この断面図は、図３に示すＡ−Ａ線を含むｚｙ軸に平行な平面で情報処理装置１を切断した場合の断面図である。次に、図６を参照し、第１放熱部材４０、第２放熱部材５０、及びそれらによる放熱について更に説明する。
【００２９】
先ず、冷却の原理について説明する。ファンなどの動力を用いない自然空冷では、密度差によって生じる空気の流れが利用される。第１素子３２、第２素子３３、第３素子３４で発生した熱は、それぞれ第１放熱部材４０、第２放熱部材５０、基板３１に伝導し、これらの表面から空気へと放熱される。この放熱により、空気の温度は、上昇する。空気は、高温になるほど密度が小さくなり、単位体積当たりの重量は、軽くなる。このため、温度が上昇した空気は、浮力により重力方向と反対側に移動する。これにより、温度上昇によって高温となった空気は、筐体２内から排気口４を通って排出される。
【００３０】
筐体２内部の流量バランスを保つために、筐体２内からの空気の排出により、吸気口３から新たな空気が流入する。流入する空気は、環境温度か、或いは環境温度に近い温度である。空気が流れる方向上、第１素子３２、第２素子３３の上流側の空気は、第１素子３２、第２素子３３の下流側の空気よりも低温である。このため、第１素子３２、第２素子３３は、筐体２内から排出される空気よりも低温の空気によって冷却される。
【００３１】
現在、制御機器１等の情報処理装置には、高速度化、高精度化などの高性能化が求められている。これを実現するためには、基板３１上に実装された全ての素子を、それぞれの素子の最高許容温度以下に維持することが必要である。しかし、高性能化に伴い、第１素子３２、第２素子３３として、より発熱量の大きい素子を採用する必要性が生じる。高密度実装の場合、基板３１上の単位面積当たりの発熱量は、大きくなり易い。このことから、本実施の形態１では、第１素子３２に第１放熱部材４０、第２素子３３に第２放熱部材５０をそれぞれ取り付けることにより、必要な冷却性能を確保している。
【００３２】
本実施の形態１では、上記のように、第１放熱部材４０の第１突起部４２の厚さＤ１は、第２放熱部材５０の第２突起部５２の厚さＤ２よりも大きくなるように設計されている。このため、図６に示すように、第１平板部４１は、第２平板部５１よりも基板３１から離隔した位置となっている。このような位置関係により、第１平板部４１のｘｚ軸に平行な面の面積は、第２平板部５１のその面積より広くすることができ、十分な放熱面積を確保することができる。このため、第１放熱部材４０は、第１素子３２に発生した熱量を効率良く放熱することができる。
【００３３】
第１放熱部材４０が放熱の対象とする第１素子３２は、上記のように、最も発熱密度が高い。このため、第１平板部４１の温度は、第２平板部５１の温度よりも高くなる。より高温な第１平板部４１を基板３１からより遠く離すことにより、基板３１の温度上昇を抑えることができる。これは、空気を介在した第１平板部４１から基板３１への熱伝達量が抑えられるからである。
【００３４】
第２放熱部材５０が放熱の対象とする第２素子３３は、第１素子３２と比較して、発熱密度は、低く、且つ耐熱性も低い。その第２素子３３は、ｚ軸方向上、第１素子３２よりも値が小さい位置、つまり空気が流れる方向上の上流側に配置されている。従って、第２放熱部材５０は、第１放熱部材４０と比較して、全体的により低温の空気と接触する。このため、第２平板部５１のｚ軸に平行な面の面積を第１平板部４１より小さくしても、十分な放熱面積となる。それにより、第２放熱部材５０は、第２素子３３に発生した熱量を効率良く放熱することができる。
【００３５】
第１素子３２は、第２素子３３よりもｚ軸方向上、値が大きい側に配置されることが好ましい。第１素子３２は、基板３１上に配置された素子の中で、最も発熱密度が大きく高温であるため、第１素子３２の下流側の空気は、第１素子３２の熱を受熱し高温となる。このため、第１素子３２を、第２素子３３よりも下流側(ｚ軸方向上、値が大きい側)に配置することで、第２素子３３及び、第２放熱部材５０に、第１素子３２の発熱を受熱する前の低温の空気を接触させることが可能となり、効率良く冷却することが可能となる。
【００３６】
本実施の形態１では、図６に示すように、第１平板部４１及び第２平板部５１のz軸負側の端部は共に、第１素子３２及び第２素子３３のｚ軸負側に位置する何れの端部よりもz軸負側に位置している。これは、第１放熱部材４０及び第２放熱部材５０に、第１素子３２及び第２素子３３の何れの熱量も受熱される前の空気、つまり環境温度に近い空気を接触させるためである。このような空気を第１放熱部材４０及び第２放熱部材５０に接触させることにより、第１素子３２、及び第２素子３３の温度をより低くすることができる。この結果、筐体２内部の温度も、より低くできることから、基板３１、第３素子３４の各温度も、より低くなる。
【００３７】
第２放熱部材５０に第２突起部５２を設けることにより、この第２突起部５２を設けない場合と比較して、基板３１と第２平板部５１の間に、より大きい隙間ができる。この隙間を大きくすることにより、基板３１と第２平板部５１との間、基板３１上に実装された素子と第２平板部５１との間に、より大量の空気を通すことができる。このため、基板３１と第２平板部５１との間に存在する空気の温度上昇も抑えられる。従って、第２突起部５２を設けない場合と比較して、第２放熱部材５０による放熱効率は、向上し、基板３１の温度上昇は、より抑えられることとなる。
【００３８】
第１放熱部材４０の第１突起部４２は、図４に示すように、第１平板部４１のｘ軸方向上の中央付近に設けられている。このような位置に第１突起部４２を設けることにより、第１平板部４１のｘ軸方向上の端部から第１突起部４２のｘ軸方向上の端部までの２つの距離を、共に短くすることができる。それにより、第１突起部４２に第１素子３２から伝熱した熱量は、第１平板部４１全体に効率的に伝導される。この結果、第１平板部４１全体から空気に効率良く放熱することが可能になる。このようなことから、第１突起部４２は、第１平板部４１の中央により近い位置に設けることが望ましい。これは、第２放熱部材５０でも同様である。
【００３９】
第１放熱部材４０、第２放熱部材５０は、ｙ軸方向上に延ばしたフィンを用いることでも十分な放熱面積を確保することができる。しかし、これらのフィンは、筐体２の幅であるｙ軸方向上の長さを、より長くする要因となり得る。このことから、ｙ軸方向上に突出させるフィンは、制御機器１の更なる小型化を実現させるうえで望ましくない。
【００４０】
これに対し、本実施の形態１では、上記のように、ｘｚ軸に平行な面で十分な放熱面積を確保している。ｘｚ軸に平行な面は、基板３１の素子が実装される面と平行である。このため、ｘｚ軸に平行な面で十分な放熱面積を確保しても、基本的に制御機器１の大きさには影響しない。ｙ軸方向上の大きい幅も必要としない。このようなことから、本実施の形態１は、制御機器１の小型化、特にｘ軸方向上の長さである幅をより小さくするのに有効である。
【００４１】
図２に示すように、複数台の制御機器１をｙ軸方向に並べて配置する場合、隣接する制御機器１からの受熱も考慮する必要がある。しかし、制御機器１の幅がより小さくなると、隣接する制御機器１の間に、より大きい間隔を設けることができる。その間隔を設けない場合には、複数台の制御機器１の設置に要するｙ軸方向上の幅を、より小さくすることができる。このようなことから、制御機器１の小型化は、隣接する制御機器１間での熱伝達の向上、設置面積の低減といった面での効果が得られる。
【００４２】
図７は、筐体からの距離による第１平板部の温度変化の例を示すグラフである。この図７では、横軸に筐体２と第１平板部４１との間の距離、つまり筐体２と第１平板部４１とのｙ軸方向上の距離、縦軸に第１平板部４１の温度をとっている。
【００４３】
第１平板部４１と筐体２との間の間隔、つまりｙ軸方向上の距離が小さいと、その間に空気が効率良く通風できず停滞する。このため、図７に示すように、第１平板部４１の温度は、高くなる。
【００４４】
一方、第１平板部４１と筐体２との間の間隔を広げると、空気が通過し易くなり、通過する空気への熱伝達も効率良く行えるようになる。このため、図７に示すように、第１平板部４１の温度は、低くなる。計算、つまりシミュレーションの結果、図７に示すように、第１平板部４１は、筐体２から、３ｍｍ以上離すことにより、第１平板部４１から空気への効率的な熱伝達が行えることが確認できた。これは、第１平板部４１と第２平板部５１との間の距離、第２平板部５１と基板３１との間の距離についても同様であった。このようなことから、第１平板部４１と筐体２との間、第１平板部４１と第２平板部５１との間、及び第２平板部５１と基板３１との間のうちの１つ以上は、３ｍｍ以上、離すことが望ましい。
【００４５】
図８は、第１平板部を筐体と第２平板部との間に配置した場合に、筐体からの距離による第１平板部の温度変化を示すグラフである。図８では、横軸に第１平板部４１と筐体２との間の距離、縦軸に第１平板部４１の温度をとっている。第１平板部４１と筐体２との間の距離は、第２平板部５１と筐体２のｙ軸正側に位置する側面間の距離をＬとし、その距離Ｌを用いて表している。距離Ｌは、筐体２のｙ軸正側に位置する側面の位置を基準、つまり０としている。
【００４６】
図８に示すように、筐体２と第２平板部５１との間の距離をＬとした場合、第１平板部４１の温度は、筐体２と第２平板部５１との間の中央であるＬ／２、及びその中央付近で最も低くなる。第１平板部４１の温度は、Ｌ／２から何れの方向に離れても、離れるにつれて高くなる。Ｌ／３以下の距離、２Ｌ／３以上の距離では、第１平板部４１の単位長さ当たりの温度変化は、比較的に大きい。このようなことから、第１平板部４１は、Ｌ/３〜２Ｌ／３の範囲内に配置することが好ましい。これは、この範囲内では、第１平板部４１の表面裏面の両面に望ましい空間が確保されるためである。望ましい空間が確保されることにより、その空間に効率良く通風し、第１平板部４１から空気への効率的な熱伝達が実現される。
【００４７】
実施の形態２．
本実施の形態２は、上記実施の形態１とは異なる第１放熱部材、第２放熱部材を採用したものである。ここでは、上記実施の形態１と同じ、或いは基本的に同じ構成要素には、上記実施の形態１と同一の符号を用い、上記実施の形態１から異なる部分にのみ着目する形で説明を行う。
【００４８】
図９は、本発明の実施の形態２に係る情報処理装置に採用された第１放熱部材の斜視図である。上記実施の形態１では、第１放熱部材４０の第１突起部４２は、中実となっている。これに対し、本実施の形態２では、図９に示すように、第１平板部４１に穴状の窪みを設けることで第１突起部４２を形成させている。
【００４９】
このような構造にすることで、第１放熱部材４０の製造方法にプレス加工を適用できる。このプレス加工は、一般に、削り出しよりも容易に行うことができ、大量生産に向いた製造方法である。このため、本実施の形態２では、第１放熱部材４０の製造コストを上記実施の形態１よりも抑えることができる。第１放熱部材４０の製造コストをより抑えることにより、制御機器１の製造コストも、より抑えることができる。プレス加工による第１放熱部材４０の製造は、例えば、第１平板部４１とする平板状部材に対し、金型を押し当てることで行うことができる。
【００５０】
第２放熱部材５０も、第１放熱部材４０と同様に、第２平板部５１に穴状の窪みを設けることで第２突起部５２を形成させている。このため、本実施の形態２では、第２放熱部材５０の製造コストも上記実施の形態１より抑えることができる。
【００５１】
なお、本実施の形態２では、第１放熱部材４０、及び第２放熱部材５０は、共に、プレス加工による製造が可能となっているが、それらのうちの一方のみ、プレス加工による製造を可能、つまり穴状の窪みを形成するようにしても良い。そのようにした場合であっても、結果的に、制御機器１の製造コストは、上記実施の形態１より抑えることができる。
【００５２】
実施の形態３．
ここでも、上記実施の形態２と同様に、上記実施の形態１と同じ、或いは基本的に同じ構成要素には上記実施の形態１と同一の符号を用い、上記実施の形態２から異なる部分にのみ着目する形で説明を行う。
【００５３】
図１０は、本発明の実施の形態３に係る情報処理装置に採用された第１放熱部材の斜視図である。上記実施の形態２では、図９に示すように、第１平板部４１に穴状の窪みを設けることで第１突起部４２を形成させている。本実施の形態３では、図１０に示すように、窪ませて形成した第１突起部４２に対し、２つの切り込み部４５を設けている。
【００５４】
この２つの切り込み部４５は、第１突起部４２の側面を貫通する穴であり、第１突起部４２の４つの側面のなかでｚ軸方向上、対向する２つの側面に設けられている。これは、自然空冷を採用していることから、対流は重力方向と並行な方向に生じるため、図１０中の矢印で示すように、空気がｚ軸方向（重力方向）に沿って流れると想定されるからである。
【００５５】
２つの切り込み部４５の形状は、それが設けられた側面と同じ形状としている。このような２つの切り込み部４５を第１突起部４２に設けることにより、第１突起部４２の下流側の空気は、第１突起部４２に衝突することなく、第１突起部４２内を効率的に通る。このため、第１平板部４１の、第１突起部４２の上流側及び下流側に位置する部分が効率良く冷却される。従って、第１素子３２の温度は、より低くすることができる。
【００５６】
第２放熱部材５０も、第１放熱部材４０と同様に、第２突起部５２の２つの側面に切り込み部を設けている。このため、本実施の形態３では、上記実施の形態２と比較して、第２素子３３の温度も、より低くすることができる。切り込み部を設けるのは、第１放熱部材４０、及び第２放熱部材５０のうちの一方のみとしても良い。
【００５７】
なお、本実施の形態３では、第１突起部４２の２つの側面を放熱に利用するために、２つの切り込み部４５を設けているが、図１１及び図１２に示すように、溝状の窪みの形成により、２つの切り込み部４５を設けても良い。図１１及び図１２では、ｚ軸方向に沿って延びる溝状の窪みの形成により、第１突起部４２でｚ軸方向上、対向する側面に相当する部分が切り込み部４５となっている。
【００５８】
図１１に示す変形例では、窪みのｚ軸方向上の長さは、第１平板部４１のｚ軸方向上の長さと同じとなっている。図１２に示す変形例では、窪みのｚ軸方向上の長さは、第１平板部４１のｚ軸方向上の長さより短くなっている。それにより、放熱面積は、図１１に示す変形例のほうが広くなっていることから、図１１に示す変形例のほうが第１素子３２の温度をより低くすることができる。
【００５９】
図１１或いは図１２に示すような溝状の窪みの形成により、第１平板部４１の放熱面積は、上記実施の形態２よりも減少し、第１平板部４１は、２つの部分に分割された形となる。しかし、この２つの部分は、近づける、或いは接触させることができる。これは、そのようにしたとしても、第１素子３２と熱的に接触させる底部４２ａを残す必要上、第１突起部４２内に空気を通す面積を有する切り込み部４５が形成されるからである。２つの部分を接触させた場合、第１平板部４１の放熱面積の減少を回避しつつ、第１突起部４２の放熱面積をより広くすることができる。そのため、第１素子３２の温度が、さらに低く抑えられるようになる。２つの部分のｙ軸方向上の位置は、異ならせても良い。
【００６０】
実施の形態４．
ここでも、上記実施の形態２と同様に、上記実施の形態１と同じ、或いは基本的に同じ構成要素には上記実施の形態１と同一の符号を用い、上記実施の形態１から異なる部分にのみ着目する形で説明を行う。
【００６１】
図１３は、本発明の実施の形態４に係る情報処理装置に採用された第１放熱部材の斜視図であり、図１４は、本発明の実施の形態４に係る情報処理装置に採用された第２放熱部材の斜視図である。また、図１５は、本発明の実施の形態４に係る情報処理装置に搭載された基板の斜視図である。
【００６２】
基板３１には、図１５に示すように、ｙ軸方向上の長さが大きい部品６１を実装する場合がある。このことから、本実施の形態４では、図１３、及び図１５に示すように、第１平板部４１に、その部品６１との接触を回避するための切り欠き部４６を設けている。第２放熱部材５０でも、同様の理由から、図１４、及び図１５に示すように、部品６１との接触を回避するための切り欠き部５６を設けている。
【００６３】
第２平板部５１は、図６に示すように、ｙ軸方向上、第１放熱部材４０の第１突起部４２が存在する範囲に配置されている。そのため、第２平板部５１の放熱面積を、より広くさせる場合、第１突起部４２との接触を回避させる必要性が生じる場合がある。図１４、及び図１５に示す例では、第２平板部５１のｚ軸方向上の長さを抑えて、第２平板部５１が第１突起部４２と接触しないようにしている。
【００６４】
なお、本実施の形態１〜４では、第１平板部４１は、ｘｚ軸に平行な面を有する形状としているが、その面は、ｘｚ軸に平行でなくとも良い。また、その面は、曲面であっても良く、突起、穴等を有していても良い。つまり、第１平板部４１は、広義には、そのｙ軸方向上の幅が、制御機器１のｙ軸方向上の長さを長くさせない範囲内のものであれば良い。これは、第２平板部５１でも同様である。
【００６５】
また、本実施の形態１〜４は、情報処理装置が制御機器１であるとして説明した。しかし、情報処理装置は、制御機器１に限定されない。本実施の形態１〜４は、基板３１を搭載する情報処理装置に幅広く適用することができる。基板３１に実装される第１素子３２、及び第２素子３３の各個数も、特に限定されない。
【００６６】
また、本実施の形態１〜４では、自然空冷を採用しているが、自然空冷以外の冷却、つまり強制空冷を採用しても良い。これは、冷却時に想定される空気の流れに合わせて、第１素子３２、第２素子３３等の配置、第１放熱部材４０、第２放熱部材５０の各形状をそれぞれ決定すれば良いからである。
【符号の説明】
【００６７】
１  制御機器、３１  基板、３２  第１素子、３３  第２素子、４０  第１放熱部材、４１  第１平板部、４２  第１突起部、４５  切り込み部、４６  切り欠き部、５０  第２放熱部材、５１  第２平板部、５２  第２突起部。
【図１】
2019176064.tif 000003
【図２】
2019176064.tif 000004
【図３】
2019176064.tif 000005
【図４】
2019176064.tif 000006
【図５】
2019176064.tif 000007
【図６】
2019176064.tif 000008
【図７】
2019176064.tif 000009
【図８】
2019176064.tif 000010
【図９】
2019176064.tif 000011
【図１０】
2019176064.tif 000012
【図１１】
2019176064.tif 000013
【図１２】
2019176064.tif 000014
【図１３】
2019176064.tif 000015
【図１４】
2019176064.tif 000016
【図１５】
2019176064.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月9日(2018.7.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明に係る情報処理装置は、複数の素子が実装された基板を搭載することを前提とし、基板上に実装された第１素子と、基板上に実装され、第１素子より発熱密度、及び耐熱性のうちの少なくとも一方が低い第２素子と、平板状である第１部分、及び該第１部分から突出する第２部分を有し、該第２部分が第１素子における基板と対向しない面と熱的に接触している第１放熱部材と、平板状である第３部分、及び該第３部分から突出する第４部分を有し、該第４部分が第２素子における基板と対向しない面と熱的に接触している第２放熱部材と、を備え、第１部分と第３部分とは、基板の面と平行な方向上、重なる部分が存在し、且つ基板の面と垂直な方向上、離隔している。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の素子が実装された基板を搭載する情報処理装置において、
前記基板上に実装された第１素子と、
前記基板上に実装され、前記第１素子より発熱密度、及び耐熱性のうちの少なくとも一方が低い第２素子と、
平板状である第１部分、及び該第１部分から突出する第２部分を有し、該第２部分が前記第１素子における前記基板と対向しない面と熱的に接触している第１放熱部材と、
平板状である第３部分、及び該第３部分から突出する第４部分を有し、該第４部分が前記第２素子における前記基板と対向しない面と熱的に接触している第２放熱部材と、を備え、
前記第１部分と前記第３部分とは、前記基板の面と平行な方向上、重なる部分が存在し、且つ前記基板の面と垂直な方向上、離隔している、
情報処理装置。
【請求項２】
前記第１素子は、該第１素子の発熱時に想定される空気の流れの方向上、前記第２素子より下流側に位置している、
請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
複数の素子が実装された基板を搭載する情報処理装置において、
前記基板上に実装された第１素子と、
前記基板上に実装され、前記第１素子より発熱密度、及び耐熱性のうちの少なくとも一方が低い第２素子と、
平板状である第１部分、及び該第１部分から突出する第２部分を有し、該第２部分が前記第１素子における前記基板と対向しない面と熱的に接触している第１放熱部材と、
平板状である第３部分、及び該第３部分から突出する第４部分を有し、該第４部分が前記第２素子における前記基板と対向しない面と熱的に接触している第２放熱部材と、を備え、
前記第１素子は、該第１素子の発熱時に想定される空気の流れの方向上、前記第２素子より下流側に位置し、
前記空気の流れの方向上、前記第１部分の前記方向上の上流側に位置する端部、及び前記第３部分の前記方向上の上流側に位置する端部は、共に、前記第２素子の前記方向上の上流側に位置する端部より上流側に位置している、
情報処理装置。
【請求項４】
前記第３部分は、前記基板の面と垂直な方向上、前記第１部分と前記基板との間に位置している、
請求項１から３のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記基板の面と垂直な方向上、前記基板と前記第３部分、前記第３部分と前記第１部分、及び前記第１部分と前記情報処理装置の筐体のうちの少なくとも１つは、３ｍｍ以上、離隔している、
請求項４に記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記基板の面と平行な面上の面積は、前記第１部分が前記第３部分より大きい、
請求項１から５のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項７】
前記第２部分は、前記第１部分に窪みを設けることにより形成されている、
請求項１から６のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項８】
前記第４部分は、前記第３部分に窪みを設けることにより形成されている、
請求項１から７のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項９】
前記第１部分、及び前記第３部分のうちの少なくとも１つは、前記第１素子の発熱時に想定される空気の流れを基に形成された切り欠き部を有する、
請求項１から８のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項１０】
前記第１部分、及び前記第３部分は、前記基板上に実装される素子を基に決定された形状である、
請求項１から９のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【国際調査報告】
2019176064.tif 000018
2019176064.tif 000019
2019176064.tif 000020
2019176064.tif 000021