(57)【要約】【課題】  本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、重量を抑えつつ、優良な放熱性を発揮する電子機器を提供することを目的とする。【解決手段】  発熱する電子部品と、前記電子部品の熱を伝熱させるシート状の伝熱部材と、前記伝熱部材を保持する保持部材と、を有し、前記保持部材は、少なくとも一部が変形することによる弾性力によって、前記電子部品と前記電子部品とは温度差のある箇所の少なくとも２箇所に前記伝熱部材を接触させることを特徴とする。【選択図】  図３
2018190824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱する電子部品と、
前記電子部品の熱を伝熱させるシート状の伝熱部材と、
前記伝熱部材を保持する保持部材と、を有し、
前記保持部材は、少なくとも一部が変形することによる弾性力によって、前記電子部品と前記電子部品とは温度差のある箇所の少なくとも２箇所に前記伝熱部材を接触させることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記保持部材の熱伝導率は、前記伝熱部材の伝導率よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記少なくとも２箇所の接触する部分に対向する領域に空気流路があることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記伝熱部材の同一面が、前記少なくとも２箇所に接触することを特とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項５】
前記保持部材は、複数の穴部を有し、
前記保持部材の表面積は前記伝熱部材の表面積より小さいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項６】
前記保持部材は、低温箇所を持つ部品に一体化して取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項７】
前記保持部材は、樹脂製であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項８】
前記低温箇所は、外気に接する外装の一部であり、
前記電子部品は、電気基板を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項９】
更に、ヘッドマウントディスプレイの構成を有することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の熱を放熱するための電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣチップ等の電子部品は、使用時の発熱による温度上昇によって、誤作動や故障をしたり、寿命が低下したりすることがある。そのため電子部品の温度上昇を抑える放熱構造が提案されている。これらの提案の中には、電子部品等の高温部と電子部品等から離れた低温部の間に伝熱部材を介し、高温部の熱を低温部に伝えることで温度上昇を抑える放熱構造がある。例えば、特許文献１では、ＩＣチップとカバー部材との間に放熱シートを介装した放熱構造において、カバー部材にチップ押さえ部を設け、チップ押さえ部に放熱シートをＩＣチップへ押圧させる。そして、チップ押さえ部の一端を前記カバー部材に固着する放熱構造となっている。特許文献２では、高温部と低温部との間に放熱部材を備えている。そして、放熱構造には、弾力性材料よりなるクッション部と、クッション部の表面に設けられると共に高温部および低温部の両方に接触している熱伝達部とを備えている。クッション部の弾力性により、熱伝達部が確実に高温部および低温部に接触することが保証されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−５２０３４８号公報
【特許文献２】特開２０１３−４７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１で開示されている放熱構造で優良な放熱性を発揮するためには、カバー部材とチップ押さえ部はアルミ板金などの金属製であることが好ましいが、重量が増えてしまう。一方、特許文献２で開示されている放熱構造においては、クッション部にウレタンフォーム、熱伝達部にグラファイトシートを用いることで軽量な構造になる。しかし、クッション部の形状自由度が低いため、高温部及び低温部に接触している箇所から対向する部分までの間に放熱部材が存在し空気流路が狭まり、放熱性が低下する。本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、重量を抑えつつ、優良な放熱性を発揮する電子機器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】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明に係る電子機器は、発熱する電子部品と、前記電子部品の熱を伝熱させるシート状の伝熱部材と、前記伝熱部材を保持する保持部材と、を有し、
前記保持部材は、少なくとも一部が変形することによる弾性力によって、前記電子部品と前記電子部品とは温度差のある箇所の少なくとも２箇所に前記伝熱部材を接触させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、重量を抑えつつ、優良な放熱性を発揮する電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第一の実施形態における放熱構造の外観を表す図
【図２】第一の実施形態における本体の展開図
【図３】第一の実施形態における本体の断面図
【図４】骨格部材がシート状の伝熱部材を保持する図
【図５】骨格部材の斜視図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第一の実施形態）
図１は、本実施形態における放熱構造の外観を表す図である。本実施形態は、本体１１０と人の頭部Ｈに装着するための機構を有した装着部２で構成されたヘッドマウントディスプレイ１００の形態をとっている。ヘッドマウントディスプレイ１００の快適な装着性を実現するために、ヘッドマウントディスプレイ１００が軽量であることが望ましい。
【０００９】
従来の放熱構造の一例として、アルミ等の材料の板金やブロックの削り出しで作られたヒートシンクが知られているが、装置の重量が増加する。これらヒートシンクをヘッドマウントディスプレイに用いると、重量増加により装着性が損なわれてしまう可能性がある。
【００１０】
本実施形態の放熱構造を実施することでヘッドマウントディスプレイ１００は軽量化され、快適な装着性を実現することが出来る。
【００１１】
ただし、本実施形態の放熱構造はヘッドマウントディスプレイ１００に限らず、カメラなど軽量な放熱構造が必要とされる電子機器に適用可能である。
【００１２】
以下に、本実施形態のヘッドマウントディスプレイ１００の具体的な構成について述べる。
【００１３】
図２は、本体１１０の展開図である。本体１１０の外装筺体は前外装１２０、後外装１３０、外気と接触する上部外装１４０で構成される。また、前外装１２０には撮像窓１５０、後外装１３０には表示窓１６０がそれぞれ取り付けられている。光学ユニット３００は、支持部材３１０、撮像センサ３２０、表示パネル３３０、撮像プリズム３４０、表示プリズム３５０で構成されている。支持部材３１０は撮像センサ３２０、表示パネル３３０、撮像プリズム３４０、表示プリズム３５０を把持しており、後外装１３０に取り付けられる。撮像センサ３２０は撮像窓１５０と撮像プリズム３４０を介して受光し、また、表示パネル３３０から発する光は表示プリズム３５０と表示窓１６０を介してヘッドマウントディスプレイを装着している使用者の目に導光される。電気基板４０には、発熱する電子部品である演算処理装置４１が実装されている。
【００１４】
図３は、本体１１０の断面図である。シート状の伝熱部材６０は保持部材である骨格部材７０に保持される。骨格部材７０の一部または全体の変形で発生する弾性力によって、温度差のある少なくとも２箇所である演算処理装置４１および上部外装１４０の一部１４１に押圧され、接触する。これにより、高温箇所を持つ部品である演算処理装置４１の熱がシート状の伝熱部材６０に伝わり、シート状の伝熱部材６０の熱が低温箇所を持つ部品である上部外装１４０の一部１４１に伝わる。従って、演算処理装置４１と前外装１４０が熱的に結合する。シート状の伝熱部材６０と演算処理装置４１および上部外装１４０の一部１４１の間に、接触性を良くする目的でシリコンゴム５０，５１を介しても良い。１枚のシート状の伝熱部材６０に接触する高温部または低温部は、演算処理装置４１または上部外装１４０の一部１４１のように２箇所以上あっても良い。シート状の伝熱部材６０を保持した骨格部材７０は、上部外装１４０に対してビス８等で取り付けられ、一体化した構造１７０になる。一体化することで、シート状の伝熱部材６０は所定の上部外装１４０の一部１４１に対して位置決めされるため、上部外装１４０の一部１４１と骨格部材７０の間の距離を管理しやすくなり、接触の安定性が向上する。さらに、シート状の伝熱部材６０と上部外装１４０の一部１４１の間にシリコンゴム５１を介する場合、シリコンゴム５１を薄くすることができ、シリコンゴム５１の軽量化および熱伝導性の向上ができる。
【００１５】
一体化した構造１７０は、シート状の伝熱部材６０が演算処理装置４１に接触する状態で、電気基板４０または電気基板４０が取りつけられた後外装１３０に対してビス８等により固定される。一体化した構造１７０を、ユニットとして電気基板４０または電気基板４０が取りつけられた後外装１３０に取り付けることができるので、組み立てが簡易になる。
【００１６】
図４ａと図４ｂは、骨格部材７０がシート状の伝熱部材６０を保持する状態を示す図である。まず、図４ａに示すように、１枚のシート状の伝熱部材６０の粘着面６２が骨格部材７０の上部外装１４０側の面７１に、貼りつけられる。次に、図４ｂに示すように、骨格部材７０の上部外装１４０側の面７１に貼りつけられた１枚のシート状の伝熱部材６０は折り曲げられて、粘着面６２は骨格部材７０の演算処理装置４１側の面７２に貼りつけられる。シート状の伝熱部材６０として、例えばグラファイトシートや銅箔など、軽量で熱伝導率が高い部材が用いられる。グラファイトシートは面方向に熱伝導率が高く、厚み方向には面方向と比べて熱伝導率が高くない特性を持っている。
【００１７】
図４ａと図４ｂに示したように骨格部材７０がシート状の伝熱部材６０を保持することで、シート状の伝熱部材６０の同一面６１が上部外装１４０の一部１４１と演算処理装置４１に接触する。シート状の伝熱部材６０としてグラファイトシートを用いる場合、グラファイトシートの面方向に熱伝導率が高い特性を利用できるため、十分な放熱性を発揮する放熱構造を得ることができる。
【００１８】
グラファイトシートのようなシート状の伝熱部材６０は薄いため自立して形状を維持できないが、骨格部材７０に保持されることで十分な放熱性を発揮する形状を維持できる。
【００１９】
本実施形態の放熱構造において上部外装１４０の一部１４１と演算処理装置４１の間の伝熱は、シート状の伝熱部材６０が大部分を担い、骨格部材７０は必ずしも伝熱の役割を担わない。そのため、図５の骨格部材７０の斜視図に示すように、複数の穴部７３を設けて軽量化する事ができる。骨格部材７０に複数の穴部７３を設けることで、骨格部材７０の表面積はシート状の伝熱部材６０の表面積よりも小さくなる。
【００２０】
さらに、骨格部材７０は、例えばＰＣ＋ＡＢＳ樹脂のような、伝熱部材６０よりも熱伝導率は高くないが比重が小さく成形性が良く曲げによる弾性力を発揮できる部材を用いることで、軽量な放熱構造を得ることができる。なお、樹脂に限らず、金属部材なども、形状を維持できる程度に肉厚を薄くするなどして樹脂製の骨格部材７０と同じくらい軽量化することができれば、骨格部材７０とすることができる。
【００２１】
骨格部材７０は形状の自由度が高い。よって、シート状の伝熱部材６０と上部外装１４０の一部１４１が接触する部分に対向する領域、またはシート状の伝熱部材６０と演算処理装置４１が接触する部分に対向する領域に、シート状の伝熱部材６０と空気が接触する部分９を作ることができる。これにより、シート状の伝熱部材６０から空気への十分な熱伝達面積と十分な空気流路を形成することができ、本放熱構造の放熱性が向上する。
【符号の説明】
【００２２】
１００  ヘッドマウントディスプレイ
Ｈ  人の頭部
１１０  本体
４１  演算処理装置
６０  シート状の伝熱部材
６１  シート状の伝熱部材の上部外装と演算処理装置に接触する面
６２  シート状の伝熱部材の骨格部材に粘着する面
７０  骨格部材
【図１】
2018190824.tif 000003
【図２】
2018190824.tif 000004
【図３】
2018190824.tif 000005
【図４】
2018190824.tif 000006
【図５】
2018190824.tif 000007