(57)【要約】【課題】発熱する電子デバイスを搭載するカードがスロットに差し込まれる電子機器において、メンテナンス性を低下させることなく、効率的に放熱できる電子機器を提供する。【解決手段】放熱器１０２は、各スロットに対応して配置された、カード１０１上の高消費電力デバイス１１１から熱を受け取る受熱部分１０３と、各スロットの受熱部分１０３に共通に接続され、受熱部分１０３から伝導された熱をカード実装領域外で放熱する放熱部分とを有する。高消費電力デバイス１１１上には、形状記憶合金を用いて構成された伝熱部材が取り付けられており、伝熱部材は、カード１０１がスロットに挿入され、高消費電力デバイスが発熱すると、受熱部分１０３に接触し、高消費電力デバイス１１１の熱を、放熱器１０２に伝える。【選択図】図１
2008258392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱デバイスを搭載するカードと、該カードが挿入されるカードスロットとを備える電子機器において、
前記カードスロットと相対的に位置が固定され、該カードスロットに挿入されるカードから発生する熱を受け取る受熱部分と、該受熱部分から伝達される熱をカード実装領域外で放熱する放熱部分とを有する放熱器と、
前記カードが前記カードスロットに挿入された後に前記放熱器の受熱部分に接触し、前記発熱デバイスが発生する熱を前記受熱部に伝達する伝熱部材と、
を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記放熱器が、各カードスロットに対応して配置された受熱部分と、各カードスロットの受熱部分に共通に接続される放熱部分とを有する、請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記伝熱部材の少なくとも一部が、形状記憶合金から形成されており、前記伝熱部材は、前記発熱デバイスの温度上昇によって変形し、前記受熱部分と接触する、請求項１又は２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記伝熱部材が、前記カードが前記カードスロットに挿入されると電源供給が開始され、前記伝熱部材の少なくとも一部を駆動して、前記受熱部分に接触させる駆動部を備える、請求項１又は２に記載の電子機器。
【請求項５】
発熱デバイスを搭載するカードが挿入される複数のカードスロットを備える電子機器において、
前記複数のカードスロットのそれぞれに対応して配置され、前記カードスロットに挿入されるカードから発生する熱を受け取る受熱部分と、前記複数のカードスロットのそれぞれに対応する受熱部分に共通に接続され、各受熱部分から伝達される熱をカード実装領域外で放熱する放熱部分とを有する放熱器を備え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、電子機器に関し、更に詳しくは、発熱する電子デバイスを実装したカードを実装する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、消費電力が高く、発熱する電子デバイス（高消費電力デバイス）は温度上昇による誤動作を防ぐために、放熱する必要がある。従来の高消費電力デバイスの放熱構造を、図５に示す。高消費電力デバイス２０１は、例えばプロセッサであり、プリント基板２００上に実装されている。ラジエータ２０２の両端には、それぞれ弾性を有する金具２０３がねじ止めされ、金具２０３は、プリント基板２００上の金具２０４に、取り付けられる。ラジエータ２０２は、弾性を有する金具２０３と、バネ２０５とによって、高消費電力デバイス２０１に押し付けられ、高消費電力デバイス２０１が発生した熱を、放熱する。
【０００３】
上記放熱構造では、ラジエータ２０２の下側に存在する部品の交換等を行う際には、その都度、ラジエータ２０２を取り外す必要があり、メンテナンス性が低下するという問題がある。また、ラジエータ２０２に覆われる部分については、配置する部品の部品高に制約があるという問題もある。通常、ラジエータ２０２は、表面積が大きくとられるので、ラジエータ２０２によってメンテナンス性が低下し、部品高に制約を受ける部分の面積は広くなる。
【０００４】
発熱デバイスの冷却に関して、形状記憶金属を用いて高消費電力デバイスを冷却する技術が特許文献１、特許文献２に記載されている。これら文献に記載の技術では、発熱デバイスの上に、形状記憶金属で形成されたコイル状の接触片を取り付ける。この接触片は、低温状態では、発熱デバイスの上方に設けられた放熱部に接触せず、発熱デバイスの発熱によって温度が高くなると、放熱部に接触するように形状記憶されている。これにより、発熱デバイスの温度が高いときのみ、放熱部によって、発熱デバイスの熱を大気中に放熱することができる。この構造では、放熱部が、常時、発熱デバイスに接触している必要がなく、また、接触片の長さをある程度自由に設定できることから、発熱デバイス周辺の部品高の制約が緩和される効果もある。
【０００５】
ここで、電子機器本体に、本体の設置角度調整用の足部材が設けられた電子機器における放熱構造に関する技術が、特許文献３に記載されている。足部材は、例えば、ノート型パーソナルコンピュータの本体底面に設けられた角度調整用のチルト部材である。特許文献３では、本体内の発熱体である電子素子が発生した熱を、高熱伝導率の導熱手段によって足部材に伝え、足部材を放熱手段として用いている。
【特許文献１】実開昭６１−７２８９４号公報
【特許文献２】実開平２−１３２９９４号公報
【特許文献３】特開平９−２１４１６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１及び特許文献２では、温度が高くなったときに、接触片が伸び、接触片が高消費電力デバイスの真上に配置された放熱部に接触することで、高消費電力デバイスの放熱を行う。しかし、複数のスロットを有し、高消費電力デバイスを搭載するカードがスロットに差し込まれる電子機器を考えたときには、カード間の距離をあまり縮めることができないことから、放熱部を、高消費電力デバイスの真上に配置することは困難である。また、カードとカードとの間に放熱部が配置される構造では、カード間の冷却風の通りが悪いことで、効率的に冷却できなくなることが考えられる。特許文献３に記載の技術は、設置角度調整用の足部材を有する電子機器にのみ適用可能な技術であり、これを、そのまま複数のスロットを有し、高消費電力デバイスを搭載するカードがスロットに差し込まれる電子機器に適用することはできない。
【０００７】
本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、発熱する電子デバイスを搭載するカードがスロットに差し込まれる電子機器において、メンテナンス性を低下させることなく、効率的に放熱でき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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の電子機器は、発熱デバイスを搭載するカードと、該カードが挿入されるカードスロットとを備える電子機器において、前記カードスロットと相対的に位置が固定され、該カードスロットに挿入されるカードから発生する熱を受け取る受熱部分と、該受熱部分から伝達される熱をカード実装領域外で放熱する放熱部分とを有する放熱器と、前記カードが前記カードスロットに挿入された後に前記放熱器の受熱部分に接触し、前記発熱デバイスが発生する熱を前記受熱部に伝達する伝熱部材とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の電子機器では、カード上の発熱デバイスが発生する熱を、カードがカードスロットに挿入された後に放熱器の受熱部分に接触する伝熱部材を用いて放熱器に伝導し、カード実装領域外に配置された放熱部分から、放熱する。このように、カード上の発熱デバイスが発生した熱を、カード実装領域外で放熱することで、カード上に、大型のラジエータなどを配置する必要がなくなり、カード上の部品のメンテナンス性を低下させることなく、効率的な放熱を実現できる。また、伝熱部材を、カード挿入後に放熱器の受熱部分に接触させる構成とすることで、カードの抜き差しに支障がでない。
【００１０】
本発明の電子機器では、前記放熱器が、各カードスロットに対応して配置された受熱部分と、各カードスロットの受熱部分に共通に接続される放熱部分とを有する構成を採用できる。この場合、各カードスロットに挿入されたカード上の発熱デバイスの熱は、各カードスロットに対応した受熱部分から、各カードスロットに共通のカード実装領域外の放熱部分に伝導することになり、カード間で冷却風量が確保できない状況でも、発熱デバイスの効率的な放熱が可能となる。
【００１１】
本発明の電子機器では、前記伝熱部材の少なくとも一部が、形状記憶合金から形成されており、前記伝熱部材は、前記発熱デバイスの温度上昇によって変形し、前記受熱部分と接触する構成を採用できる。形状記憶合金を、温度が所定温度よりも低いときには放熱器の受熱部分と接触し、温度が所定温度よりも高いときには放熱器の受熱部分と接触するように形状記憶しておく。この場合、カードがスロットに挿入されることで、カード内に電源が供給され、発熱デバイスが動作を開始することで発熱し、温度が所定温度よりも高くなって、伝熱部材が、放熱器の受熱部分に接触することになる。これにより、発熱デバイスの熱を、伝熱部材を介して放熱器に伝導し、カード実装領域外の放熱部分より、効率的に放熱できる。
【００１２】
本発明の電子機器では、前記伝熱部材が、前記カードが前記カードスロットに挿入されると電源供給が開始され、前記伝熱部材の少なくとも一部を駆動して、前記受熱部分に接触させる駆動部を備える構成を採用できる。例えば、カードがスロットに挿入され、電源供給が開始された後に、モータを駆動して、伝熱部材を、放熱器の受熱部分に接触させるようにする。この構成でも、カード上の発熱デバイスに電源が供給され、発熱デバイスが発熱を開始した後に、発熱デバイスの熱を、伝熱部材を介して放熱器に伝導し、カード実装領域外の放熱部分より、効率的に放熱できる。
【００１３】
発熱デバイスを搭載するカードが挿入される複数のカードスロットを備える電子機器において、前記複数のカードスロットのそれぞれに対応して配置され、前記カードスロットに挿入されるカードから発生する熱を受け取る受熱部分と、前記複数のカードスロットのそれぞれに対応する受熱部分に共通に接続され、各受熱部分から伝達される熱をカード実装領域外で放熱する放熱部分とを有する放熱器を備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明の電子機器では、各スロットに対応した受熱部分から、各スロットに挿入されるカード上の発熱デバイスからの熱を受け取り、受け取った熱を、カード実装領域外の放熱部分から放熱する。このようにすることで、複数のスロットにカードが挿入され、カード間に冷却風量が確保できない状況でも、各カードの発熱デバイスの熱を、効率的に放熱することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の電子機器では、スロットに挿入されるカード上の発熱デバイスからの熱を、放熱器の受熱部分から受け取り、これをカード実装領域外の放熱部分まで導いて、放熱部分より放熱する。このように、スロットに挿入されるカード上の発熱デバイスの放熱を、カード実装領域外で行うことで、複数スロットにカードが挿入される場合でも、カード間に熱がこもらず、効率的な放熱が可能となる。また、カード上に放熱器を取り付けて放熱する場合に比して、発熱デバイス周辺で、部品高の制限を受ける部分の面積が狭くなり、設計の自由度を向上できると共に、メンテナンス時に、放熱器を取り外す必要がないことで、工数の削減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態の電子機器の構成を示している。電子機器１００は、カード１０１を差し込むカードスロットと、カード実装領域外に設置された放熱器１０２とを有する。電子機器１００は、例えば、多種の機能を有するカード１０１が多数実装されるユニットとして構成され、無線基地局の機能を実現する通信装置として構成される。
【００１７】
カード１０１は、高消費電力デバイス１１１を有する。放熱器１０２は、カード１０１上の高消費電力デバイス１１１から熱を受け取る受熱部分１０３と、受熱部分１０３を介して伝導された熱をカード実装領域外で放熱する放熱部分とを有する。なお、図１では、図示の簡略化のために省略しているが、受熱部分１０３は、複数のスロットのそれぞれに対応して設けられている。各スロットに対応する受熱部分１０３は、各スロットに対して共通の放熱部分に接続されている。
【００１８】
高消費電力デバイス１１１には、温度による形状記憶する特性を有した、熱抵抗が低い素材にて形成した板状の伝熱部材１１２が取り付けられる。図２に、高消費電力デバイス１１１周辺の断面を拡大して示す。同図（ａ）は、カード１０１に電源が投入される前の状態を示し、（ｂ）は、電源投入後の状態を示している。伝熱部材１１２は、高消費電力デバイス１１１に接触し、高消費電力デバイス１１１が発生した熱を受け取る部分１１２ａと、受熱部分１０３に接触し、受熱部分１０３に熱を受け渡す部分１１２ｃと、両者の間の接続部分１１２ｂとを有する。
【００１９】
伝熱部材１１２は、低温状態では、熱を受け渡す部分１１２ｃが、受熱部分１０３に接触しない形状に形状記憶されている。電源投入前は、高消費電力デバイス１１１が発熱しておらず、低温状態にあるので、伝熱部材１１２の熱を受け渡す部分１１２ｃは、電子機器１００の受熱部分１０３に接触していない（図２（ａ））。従って、この状態では、放熱器１０２による放熱は行われない。
【００２０】
伝熱部材１１２は、温度がある一定の温度に達すると、接続部分１１２ｂが変形して、熱を受け渡す部分１１２ｃが、電子機器１００の受熱部分１０３に接触するように形状記憶されている。カード１０１がスロットに差し込まれ、カード１０１に電源が投入されると、高消費電力デバイス１１１が動作を開始することで、高消費電力デバイス１１１は発熱を開始する。伝熱部材１１２は、高消費電力デバイス１１１の発熱によって温度が上昇すると、熱を受け渡す部分１１２ｃを受熱部分１０３に接触させる（図２（ｂ））。これにより、高消費電力デバイス１１１が発生した熱は、伝熱部材１１２から受熱部分１０３を介して、カード実装領域外の放熱部分へと伝わり、放熱器１０２にから放熱される。
【００２１】
カード１０１を抜去する際には、カード１０１への電源供給が停止されることで、高消費電力デバイス１１１の動作が停止し、高消費電力デバイス１１１の発熱が止まる。その後、伝熱部材１１２の温度が低下し、ある一定の温度よりも低くなると、熱を受け渡す部分１１２ｃが、受熱部分１０３から離れる。このように、電源切断後に、伝熱部材１１２が、受熱部分１０３から切り離された状態となることで、カード１０１の抜去をスムーズに行うことができる。
【００２２】
本実施形態では、カード１０１上の高消費電力デバイス１１１に、温度によって形状が変化する板状の伝熱部材１１２を取り付け、温度が高くなったときには、伝熱部材１１２を放熱器の受熱部分１０３に接触させることで、高消費電力デバイス１１１の発熱をカード実装領域外の放熱部分にまで導き、放熱器１０２にて放熱させる。このようにすることで、カード１０１上にラジエーターなどを実装する必要がなく、カード上の実装領域を最小限とすることができるので、メンテナンス性が向上する。また、ラジエータをカード１０１上に実装した際に問題となる部品高が制限される問題も解消できる。
【００２３】
本実施形態では、カード１０１上の高消費電力デバイス１１１が発生した熱を、カード実装領域外の放熱器１０２によって放熱している。通常、カード実装領域外では、スペースを広く確保でき、表面積の大きな放熱器１０２を使用するなどすることで、放熱器１０２の放熱効果を高めることができる。従って、複数のスロットにそれぞれカード１０１が差し込まれ、カード１０１間の隙間が狭く、冷却風が確保できない状況でも、放熱を効率的に行うことができる。放熱器１０２の放熱方式としては、空冷式を採用できるほか、水冷式を採用することも可能である。また、放熱器１０２の上に、ファンなどを取り付けることも可能である。
【００２４】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図３は、第２実施形態の電子機器における高消費電力デバイス付近を拡大して示している。同図（ａ）は、電源投入前の状態を示し、（ｂ）は、電源投入後の状態を示している。本実施形態は、形状記憶によって変形する伝熱部材に代えて、モータ駆動により、変形する伝熱部材１１３を用いる点で、第１実施形態と相違する。伝熱部材１１３は、高消費電力デバイス１１１から熱を受け取る部分１１３ａと、受熱部分１０３に熱を受け渡す部分１１３ｃと、それらを接続する接続部分１１３ｂとを有する。熱を受け取る部分１１３ａと接続部分１１３ｂとの間、及び、熱を受け渡す部分１１３ｃと接続部分１１３ｂとの間には、それぞれヒンジ部が設けられており、各ヒンジ部は、モータによって駆動される。
【００２５】
図４は、伝熱部材１１３の断面を示している。同図（ａ）は、左から見た断面を示し、（ｃ）は、右から見た断面を示している。また、同図（ｂ）は、正面から見た断面を示している。伝熱部材１１３の表面には、熱抵抗の低い熱伝導シート１１４が実装される。この熱伝導シート１１４は、高消費電力デバイス１１１の熱を、受熱部分１０３に伝導する役割を果す。熱伝導シート１１４には、例えばグラファイトシートを用いる。
【００２６】
ヒンジ部には、歯車及び歯車を駆動するモータが内蔵される。伝熱部材１１３の熱を受け取る部分１１３ａは、高消費電力デバイス１１１上に固定されている。伝熱部材１１３は、モータにより歯車を駆動し、熱を受け取る部分１１３ａと接続部分１１３ｂと間の角度、及び、接続部分１１３ｂと熱を受け渡す部分１１３ｃとの間の角度を変化させることで、熱を受け渡す部分１１３ｃと受熱部分１０３とを平行に制御した状態で、熱を受け渡す部分１１３ｃを受熱部分１０３に接触させる。
【００２７】
伝熱部材１１３は、カード１０１がスロットに差し込まれる前は、図３（ａ）に示す状態をとる。すなわち、熱を受け渡す部分１１３ｃと、受熱部分１０３とが接触しない状態をとる。カード１０１がスロットに差し込まれ、カード１０１に電源が供給されると、ヒンジ部のモータにも電源が供給され、モータが駆動を開始する。モータを、所定時間だけ回転させることで、図３（ｂ）に示すように、熱を受け渡す部分１１３ｃを、受熱部分１０３に接触させる。或いは、モータに掛かるトルクを検知し、熱を受け渡す部分１１３ｃが受熱部分１０３に押し当てられてトルクが増えたことを検知して、モータを止めてもよい。熱を受け渡す部分１１３ｃが、受熱部分１０３に接触することで、高消費電力デバイス１１１が発生した熱は、伝熱部材１１３を覆う熱伝導シート１１４を介して受熱部分１０３から、カード実装領域外の放熱部分へと伝わり、放熱器１０２によって放熱される。
【００２８】
カード１０１を抜去する際には、カード１０１をスロットから少しずらすことで、カード１０１への電源供給が停止される。モータの電源回路は、カード１０１への電源供給が停止されたことを検出すると、カード１０１への電源供給時とは逆方向にモータを駆動し、熱を受け渡す部分１１３ｃを、受熱部分１０３から離す（図３（ａ））。カード１０１への電源供給停止後のモータの駆動電力は、例えば、カード１０１に電源が供給されている間にコンデンサーなどに蓄えておき、これを利用することで確保する。電源供給停止後は、伝熱部材１１３が、受熱部分１０３から切り離された状態となることで、カード１０１の抜去をスムーズに行うことができる。
【００２９】
本実施形態では、ヒンジ部のモータを駆動することにより、熱を受け渡す部分１１３ｃの受熱部分１０３への接触／非接触を制御する伝熱部材１１３を用いる。伝熱部材に、熱による形状記憶で受熱部分１０３への接触／非接触を制御する伝熱部材１１２（図２）に代えて、ヒンジ部をモータ駆動する伝熱部材１１３を用いても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３０】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明の電子機器は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態の電子機器の構成を示す斜視図。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、電源投入前後での高消費電力デバイス付近を拡大して示す図。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、電源投入前後の第２実施形態の電子機器における高消費電力デバイス付近を拡大して示す図。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、第２実施形態における伝熱部材の正面及び左右側面を示す図。
【図５】従来の高消費電力デバイスの放熱構造を示す斜視図。
【符号の説明】
【００３２】
１００：電子機器
１０１：カード
１０２：放熱器
１０３：受熱部分
１１１：高消費電力デバイス
１１２、１１３：伝熱部材
１１４：熱伝導シート
【図１】
2008258392.tif 000003
【図２】
2008258392.tif 000004
【図３】
2008258392.tif 000005
【図４】
2008258392.tif 000006
【図５】
2008258392.tif 000007