(57)【要約】    【課題】筐体温度の上昇を抑制した携帯式コンピュータを提供する。    【解決手段】本発明においては、ガイド板１９を設けて、底面１５の温度上昇を抑制する。冷却ファン装置２７が動作すると、吸気口１７から吸気された外気がガイド板と底面との間に形成された狭い流路を空気流Ｑ１となって流れる。空気流Ｑ１は、流路を狭くすることで流速を速くすることができ、ガイド板との間での熱交換を効果的に行うことができるため冷却面２３を十分に冷却することができる。冷却されたガイド板は、ガイド板１９とヒート・シンク３１との間の空気層３１を冷却し、かつ空気層と底面との間の断熱作用を発揮する。  【選択図】図２
2008112225.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メイン・プロセッサと、
前記メイン・プロセッサに熱的に結合され空気流入部と空気流出部を備えるヒート・シンクと、
前記ヒート・シンクの空気流入部に送風する冷却ファン装置と、
前記冷却ファン装置により吸気された外気が通過する吸気口が前記ヒート・シンクの下側に形成された底面と前記ヒート・シンクの空気流出部に連絡する排気口が形成された側面とを備える筐体と、
前記吸気口を覆うように前記ヒート・シンクと前記筐体の底面との間に前記底面に対して間隔を空けて配置されたガイド板と
を有する携帯式コンピュータ。
【請求項２】
前記ガイド板は金属材料またはプラスチック材料で形成され、前記吸気口近辺から前記冷却ファン装置の吸気部の近辺まで延びている請求項１記載の携帯式コンピュータ。
【請求項３】
前記ガイド板は、前記冷却ファン装置の吸気部の近辺だけが前記筐体の内部空間に開放されたチャンバ構造に構成されている請求項１記載の携帯式コンピュータ。
【請求項４】
前記冷却ファン装置が前記筐体の底面側に設けられた吸気部と前記ヒート・シンクの空気流入部に連絡している排気部を有する請求項１記載の携帯式コンピュータ。
【請求項５】
前記ヒート・シンクの空気流出部の周囲が前記筐体に対して密封されており前記冷却ファン装置が動作したときに前記ヒート・シンクの下部と前記ガイド板との間に滞留した空気層が形成される請求項１記載の携帯式コンピュータ。
【請求項６】
前記ガイド板と前記筐体の底面との間に前記冷却ファン装置が吸気する空気流の方向を制御する整流板を有する請求項１記載の携帯式コンピュータ。
【請求項７】
前記筐体に、前記吸気口の他に前記冷却ファン装置が吸気する外気が通過する複数の吸気口が形成されている請求項１記載の携帯式コンピュータ。
【請求項８】
前記筐体の内部空間が前記冷却ファン装置の動作により外気に対して負圧に維持される請求項１記載の携帯式コンピュータ。
【請求項９】
前記ヒート・シンクと前記メイン・プロセッサがヒート・パイプで結合されている請求項１記載の携帯式コンピュータ。
【請求項１０】
携帯式コンピュータであって、
メイン・プロセッサと、
ビデオ・チップと、
前記メイン・プロセッサに熱的に結合され空気流入部と空気流出部を備える第１のヒート・シンクと、
前記ビデオ・チップに熱的に結合され空気流入部と空気流出部を備える第２のヒート・シンクと、
前記第１のヒート・シンクの空気流入部と前記第２のヒート・シンクの空気流入部のそれぞれに送風する冷却ファン装置と、
前記冷却ファン装置により吸気された外気が通過する第１の吸気口が前記第１のヒートシンクの下側に形成され前記冷却ファン装置により吸気された外気が通過する第２の吸気口が前記第２のヒートシンクの下側に形成された底面と、前記第１のヒート・シンクの空気流出部に連絡する第１の排気口が形成された第１の側面と前記第２のヒート・シンクの空気流出部に連絡する第２の排気口が形成された第２の側面とを備える筐体と、
前記第１の吸気口と前記第２の吸気口とを覆うように前記第１のヒート・シンクおよび前記第２のヒート・シンクと前記筐体の底面との間に前記底面に対して間隔を空けて配置されたガイド板と
を有する携帯式コンピュータ。
【請求項１１】
前記メイン・プロセッサと前記第１のヒート・シンクが第１のヒート・パイプで結合され、前記ビデオ・チップと前記第２のヒート・シンクが第２のヒート・パイプで結合されている請求項１０記載の携帯式コンピュータ。
【請求項１２】
前記第１の側面と前記第２の側面が前記筐体のコーナーで隣接している請求項１０記載の携帯式コンピュータ。
【請求項１３】
前記第１のヒート・シンクの空気流出部の周囲と前記第２のヒート・シンクの空気流出部の周囲とがそれぞれ前記筐体に対して密封され、前記第１のヒート・シンクの下部および前記第２のヒート・シンクの下部と前記ガイド板との間に滞留した空気層が形成される請求項１０記載の携帯式コンピュータ。
【請求項１４】
電子機器の筐体温度抑制構造であって、
発熱体を収納する筐体と、
前記筐体の内部に吸気部を備える冷却ファン装置と、
前記発熱体の熱を吸収して前記冷却ファンが送風した空気に拡散するヒート・シンクと、
前記ヒート・シンクを通過した空気を前記筐体内部の空気に接触させないように前記筐体の外部に排出する排気構造と、
前記冷却ファン装置が吸気した外気が通過する吸気口が前記ヒート・シンクの下側に形成された前記筐体の底面と、前記吸気口を覆うように前記ヒート・シンクと前記筐体の底面との間に前記筐体の底面に対して間隔を空けて配置されたガイド板とを含んで構成されている冷却断熱構造と
を有する筐体温度抑制構造。
【請求項１５】
前記ガイド板が、前記ヒート・シンクの下部と前記ガイド板との間に滞留する空気層を前記吸気口から吸気された外気で冷却する請求項１４記載の筐体温度抑制構造。
【請求項１６】
前記吸気口から吸気され前記ガイド板と前記底面との間を通過する外気が前記ヒート・シンクと前記底面との間を断熱する請求項１４記載の筐体温度抑制構造。
【請求項１７】
前記排気構造が、前記筐体の側面に形成された排気口と、該排気口と前記ヒート・シンクの空気流出部とを密閉して連絡する連絡構造とを含む請求項１４記載の筐体温度抑制構造。
【請求項１８】
前記ガイド板は、前記吸気口から吸気された外気を前記吸気口から前記冷却ファン装置の吸気部の近辺まで前記筐体の内部の空気に接触させない流路を形成する請求項１４記載の筐体温度抑制構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器の筐体温度を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノートブック型パーソナル・コンピュータ（以後ノートＰＣという。）やＰＤＡなどの携帯式コンピュータでは、ＣＰＵ、ビデオ・チップ、ＣＰＵブリッジなどの半導体デバイスの性能が向上した結果それらの発熱量がますます増大している。一方、ノートＰＣは一層の薄型化、小型化が図られ、筐体内部における半導体デバイスの実装密度が高くなってきている。半導体デバイスには、それぞれ動作中の許容温度が規定されているため、それを維持するためにノートＰＣの内部に冷却ファンやヒート・シンクなどの冷却装置を設けて冷却している。
【０００３】
図８は、従来のノートＰＣにおける冷却装置とその周辺の空気の流れを示す断面図である。冷却装置は、筐体３１１の内部に収納されたヒート・シンク３５９、ヒート・パイプ３５３、および冷却ファン３５７で構成されている。ヒート・パイプ３５３は、メイン・プロセッサ、ビデオ・チップなどの発熱量の多い半導体デバイスの熱をヒート・シンク３５９まで運ぶ。冷却ファン３５７は、矢印Ａ’およびＢ’で示すように上部と下部から筐体内部の空気を吸気し、ヒート・シンク３５９の内部を経由して、矢印Ｃ’で示すように排気口３２７から排気する。ヒート・シンク３５９は、ヒート・パイプ３５３により運ばれた熱を、内部を通過する空気に拡散する。
【０００４】
排気口３２７の周辺はシール材３７１で密封された状態になっており、ヒート・シンク３５９を通過した温度の高い空気が筐体３１１の内部に逆流しないようになっている。ベース・カバー３２１およびトップ・カバー３８１の各所には吸気口３６７、３６８が設けられている。筐体３１１は、吸気口３６７、３６８以外の部分がほぼ密封された状態になっているため、冷却ファン３５７が動作すると吸気口３６７、３６８から外気が流入して矢印Ｄ’およびＥ’で示す空気流が発生する。この空気流が、回路基板３４１上の半導体デバイスや、筐体３１１の内部のその他の装置を冷却する。
【０００５】
図８に示した冷却装置は、筐体３１１の内部を負圧にして筐体の各所に設けた吸気口３６７、３６８から外気を吸気し、ヒート・シンクを経由して筐体の外部に排気する構造である。したがって、空気流Ｄ’、Ｅ’は、筐体内部の部品を効果的に冷却できるように流路や流量が決定される必要がある。流路や流量は、主として吸気口３６７、３６８の位置と大きさをパラメータにした実験を繰り返して最適な冷却効果を得るように決定される。
【０００６】
なお、ノートＰＣなどのような電子機器の筐体内部の冷却方法については、次のような従来技術がある。特許文献１は、筐体に少なくとも２つの空気通流口を設け、ヒート・シンクに空気を通流させる流路を設けた電子機器について開示する。特許文献２は、筐体内に空気流路を設け、ヒート・パイプによって導かれた熱を放出する電子機器について開示する。特許文献３は、ヒート・シンクを特定の角度だけ傾けたファンによって空冷することにより、キーボードが局所的に加熱されることを防止する電子機器について開示する。
【特許文献１】特開平１０−２３３５９０号公報
【特許文献２】特開平１１−８７９６１号公報
【特許文献３】特開２０００−２２７８２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図８に示した冷却装置では、ヒート・シンク３５９の温度が高くなり、その周辺における筐体内部の温度が上昇する。前述のように、筐体３１１の排気口３２７の周辺とヒート・シンク３５９との間はシール材３７１によって密封されている。そのため、ヒート・シンク３５９の周辺の空気層３７５は冷却ファン３５７により吸気されずに滞留する。空気層３７５は、ヒート・シンクからベース・カバー３２１に向けて輻射された熱（矢印Ｆ’）によって温度が上昇する。よって、筐体３１１のヒート・シンク３５９の下側に位置する部分の温度が上昇することになる。ノートＰＣは、筐体をユーザの膝の上に載せて使用することがあるため、筐体の温度が上昇することは好ましくない。
【０００８】
この問題を解決するために、筐体のヒート・シンク周辺の位置に新たな吸気口を設けて、ヒート・シンクの周辺を冷却することが考えられる。図９は、ヒート・シンク周辺の位置において筐体に新たな吸気口を設けた状態を示す概略図である。図９（Ａ）は、新たな吸気口３７７ａを筐体の側面近くにあるベース・カバー３２１ａの底面に設けた場合を示している。吸気口３７７ａから吸気された外気は矢印Ｇ’に示す空気流となって、冷却ファン３５７の吸気部に最も近い経路で流れる。したがって、ヒート・シンク３５９の下に加熱された空気層３７５ａが残るため、ベース・カバー３２１ａの温度を十分に低下させることができない。
【０００９】
また、吸気口３７７ａは、ベース・カバー３２１ｂの強度や内部構造上の問題があるため、図９（Ａ）のように側面近くに設けることができず、実際の位置は図９（Ｂ）に示すように冷却ファン３５７側の位置になる。この場合は、矢印Ｈ’の空気流が流れるため、加熱された空気層３７５ｂの体積は一層大きくなり、筐体温度を低下させることが一層困難になる。
【００１０】
図９（Ｃ）は、新たな吸気口３７７ｃをベース・カバー３２１ｃの側面に設けた場合を示している。この場合は、空気流は矢印Ｉ’に示すように、ヒート・シンク３５９の下を通るので、ヒート・シンク３５９の下に加熱された空気層が滞留することはない。しかし、吸気口３７７ｃから吸気される外気には、矢印Ｊ’に示すように排気口３２７から排気された直後の高温の空気が混入するので、空気流Ｉ’の温度は上昇しベース・カバー３２１の温度を低下させることはできない。さらに、図９（Ａ）〜図９（Ｃ）のいずれの場合も、新たな吸気口３７７ａ〜３７７ｃを冷却ファン３５７の近くに設けることにより、その他の部分を流れる空気流の流路や流量が変化するため、筐体内の全体のエアー・バランスを再度検討する必要があり手間がかかることになる。
【００１１】
そこで本発明の目的は、筐体温度の上昇を抑制した携帯式コンピュータを提供することにある。さらに本発明の目的は、電子機器の筐体温度抑制構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
図１は、本発明にかかる筐体温度抑制構造の原理を説明するための図である。図１（Ａ）は、携帯式コンピュータなどの電子機器に適用される筐体温度抑制機構の分解斜視図である。筐体１１は、メイン・プロセッサ、ビデオ・チップ、ＣＰＵブリッジ、磁気ディスク装置、および電源装置などのような動作時に発熱をともなう発熱体を内部に収納することができる。筐体１１は、図１（Ａ）ではその一部だけが示されている。筐体１１は、側面１３ａ、１３ｂ、１３ｃおよび底面１５を含み、さらに図示されていない上面で蓋をされた構造になっている。底面１５には吸気口１７が形成され、側面１３ｂには排気口１８が形成されている。吸気口１７と排気口１８は、筐体１１の内部空間と外部とを貫通する構造となっており、異物の進入を防ぐためにそれぞれルーバが形成されている。
【００１３】
ガイド板１９は、吸気口１７を覆うように筐体の底面１５の上に配置される。図１（Ｂ）は、ガイド板１９を矢印Ａの方向からみた側面図である。ガイド板は、冷却面２３と、側面２１ａ、２１ｂ、２１ｃで構成されており、矢印Ａ側の面には側面を設けられず開放されている。ヒート・シンク２５は内部を空気が通過する内部通風型の構造であり、空気流出部２６が排気口１８に連絡している。ここに「連絡している」という意味は、空気流出部２６を通過した空気の大部分が筐体内部の空気に接触しないように、排気口１８を通じて排気されることを意味している。ヒート・シンク２５の空気流出部２６と側面１３ｂの内面側は、直接接触させないでダクトで連絡するようにしてもよい。
【００１４】
ヒート・シンク２５の空気流入部は、冷却ファン装置２７の排気を内部に取り入れるように構成されている。ヒート・シンク２５は、筐体１１の内部に収納される発熱体の中で、メイン・プロセッサ、ビデオ・チップ、またはＣＰＵブリッジといった発熱量の多いデバイス（高発熱デバイス）が放熱した熱をヒート・パイプを経由したり、これらに直接接触したりして吸収し、内部を通過した空気に拡散する。
【００１５】
冷却ファン装置２７は、冷却ファン、モーター、およびそれらを内部に収納するダクトで構成されている。冷却ファン装置２７はダクトの排気側がヒート・シンク２５の空気流入部（図示せず）に連絡しており、筐体内部の空気を吸気してヒート・シンク２５に送風できるように構成されている。ここに「連絡しており」とは、冷却ファン装置２７が動作したときに、筐体１１の内部が負圧になるように構成されていることを意味している。ここでは冷却ファン装置２７の吸気部が底面１５に向いている場合を例にして説明するが、本発明においては冷却ファン装置２７が筐体１１の内部を負圧にすることができればよいので吸気部の位置はこれに限定されない。冷却ファン装置２７は、筐体１１の内部を負圧にし、ヒート・シンク２５を経由して排気口１８から排気できればよいので、必ずしもダクトを採用しないでもよい。
【００１６】
筐体１１には、吸気口１７以外にも複数の吸気口が設けられており、冷却ファン装置２７が動作すると各吸気口を通じて外気が筐体１１の内部に流入する。このように構成された電子機器が動作して筐体１１の内部に収納されたデバイスが発熱すると、高発熱デバイスが発熱した熱はヒート・シンクに吸収されて排気口１８から放出される。また、その他のデバイスが発熱した熱は、筐体１１の内部を移動する空気に拡散してヒート・シンク２５を経由して排気口１８から放出される。
【００１７】
図２は、吸気口１７を切断する側面１３ａに平行な平面上における図１（Ａ）を側面方向から見た断面図である。図２では、図１（Ａ）に対して新たに筐体１１の上面２０が示されている。ヒート・シンク２５と冷却ファン装置２７は、底面から所定の間隔を空けて配置されている。電子機器が動作するとヒート・シンク２５は、高発熱デバイスの熱を吸収するので温度が上昇する。
【００１８】
本発明においては、ガイド板１９を設けて、底面１５の温度上昇を抑制する。冷却ファン装置２７が動作すると、吸気口１７から吸気された外気がガイド板１９と底面１５との間に形成された狭い流路を空気流Ｑ１となって流れる。ガイド板１９は、流路の断面積または空気抵抗を調整して流速および流量を適当な値に設定することができるので、流速を維持し、かつ、筐体１１の他の部分における空気流Ｒ１のエアー・バランスの維持が可能になる。
【００１９】
空気流Ｑ１は、流路を狭くすることで流速を速くすることができ、ガイド板１９との間での熱交換を効果的に行うことができるため冷却面２３を十分に冷却することができる。冷却されたガイド板１９は、ガイド板１９とヒート・シンク３１との間の空気層３１を冷却し、かつ空気層３１と底面１５との間の断熱作用を発揮するので、底面１５および側面１３ａ、１３ｂ、１３ｃの温度上昇は抑制される。吸気口１７から吸気された外気は、空気流Ｑ１となって冷却ファン装置２７の吸気部に流れるため、吸気口１７より側面１３ｂ側に位置する冷却面２３は空気流Ｑ１に直接は接触しない。しかし、ガイド板１９を熱伝導率の良好な金属材料またはプラスチック材料で形成すると、吸気口１７より側面１３ｂ側に位置する冷却面２３も間接的に空気流Ｑ１で冷却されることになるので、側面１３ｂ近辺の空気層３１も効果的に冷却される。
【００２０】
このように本発明にかかるガイド板は、ヒート・シンク２５の下部の空気層を冷却する効果、筐体に対する断熱効果、および筐体全体のエアー・バランスを維持する効果を発揮する。吸気口１７はできるだけ側面１３ｂに近い位置に配置することが望ましい。望ましくは、吸気口１７がヒート・シンクが底面１５に対する垂直投影に入る範囲に配置されているようにする。筐体１１の内部に配置された状態でガイド板１９は、冷却ファン装置２７の近辺の面だけが筐体内に開放されたチャンバ構造になっているが、本発明においては、冷却面２３が吸気口１７を覆うように底面１５から一定の距離を空けて配置されていればよい。この場合は、側面２１ａ、２１ｂ、２１ｃに相当する部分から空気層３１の加熱された空気の一部が空気流Ｑ１の一部となって冷却ファン装置２７に吸気されるがガイド板１９の機能は発揮することができる。
【００２１】
ガイド板１９と底面１５との間の流路上に、空気流を正しい方向に制御する整流板を設けてもよい。また、携帯式コンピュータの中で特に発熱量が多いメイン・プロセッサとビデオ・チップとを含む筐体を効率的に冷却するために、このような筐体温度抑制構造を２組搭載することができる。その場合、第１のヒート・シンクをメイン・プロセッサと熱的に結合し、第２のヒート・シンクをビデオ・チップと熱的に結合する。また、第１のヒート・シンクの排気口を含む第１の側面と、第２のヒート・シンクの排気口を含む第２の側面とを、筐体のコーナーで隣接した面にすると筐体内の狭い空間を利用して効果的な冷却構造を構成することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明により、筐体温度の上昇を抑制した携帯式コンピュータを提供することができた。さらに本発明により、電子機器の筐体温度抑制構造を提供することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明において好適とされる実施の形態について、図面を参照して説明する。図３は、本発明の一つの実施形態によるノートＰＣ１０１の外観図である。ノートＰＣ１０１は、いずれも略直方体である本体側筐体１１１およびディスプレイ側筐体１１３を備える。本体側筐体１１１はキーボードおよびポインティング・デバイスを備えた入力部１１５を備え、ディスプレイ側筐体１１３はディスプレイ１１７を備える。さらに、本体側筐体１１１及びディスプレイ側筐体１１３は、それぞれの端部で連結部１１９によって連結され、これらの筐体を互いに開閉する方向に回動自在となっている。本体側筐体１１１およびディスプレイ側筐体１１３を互いに閉じた状態にすると、入力部１１５およびディスプレイ１１７が内側に隠れ、カバーされた状態となる。また、本体側筐体１１１上部のユーザ側には、ユーザが入力部１１５を操作するときに両手を置く位置にパーム・レスト１１８が設けられている。パーム・レスト１１８は、入力部１１５に対して高い位置に両手を置くようにしているので、ユーザの手首を水平に保ち、腱鞘炎などの障害の原因を緩和することができる。
【００２４】
図４は、本体側筐体１１１内部、特に冷却装置周辺の組み立てについて示す分解斜視図である。図４は、ユーザが入力部１１５を操作できる方向で、正面から向かって左側の本体側筐体１１１の後部を分解して拡大した状態を示している。本体側筐体１１１は、その外装の底部を構成するベース・カバー１２１の底面に、肉厚０．１ｍｍ程度の金属製のプレート１２３が貼り付けられ、その上にフレーム１３１が配置され、フレーム１３１上に回路基板１４１が取り付けられる。ベース・カバー１２１の底面の、プレート１２３が貼り付けられる位置の下に吸気口１２５が形成されており、ベース・カバー１２１の底面とプレート１２３との間には幅１．０ｍｍ前後の空隙が構成されているため、この空隙を通じて吸気口１２５から外気を本体側筐体１１１の内部に取り入れることができる。
【００２５】
図５は、ベース・カバー１２１の中で、吸気口１２５および整流板１２６の周辺について拡大した概略図である。吸気口１２５は、ベース・カバー１２１の底面端部から数ｃｍ程度離れた位置に、後述するヒート・シンク１５９、１６１の位置に対応して、複数の小さな開口として形成される。複数の開口で形成するのは、異物の混入を防止したり筐体の強度を確保したりするためであり、冷却構造としては大きな１つの開口であってもよい。吸気口１２５の近辺には、整流板１２６が形成されている。整流板１２６は、ベース・カバー１２１の底面とプレート１２３との間隔が均一になるようにプレート１２３を支える。同時に整流板１２６は、吸気口１２５から取り入れられた空気流の方向を調整し、後述するファン装置１５７の吸気部の方向に導く。プレート１２３、吸気口１２５および整流板１２６についての詳細は後述する。
【００２６】
図４に戻り、回路基板１４１上には、ＣＰＵ１４３、ビデオ・チップ１４５、ＣＰＵブリッジ１４７、メイン・メモリ（図示せず）などのようなノートＰＣ１の中枢機能を担う集積回路を中心として、多数の電子部品が取り付けられた電子回路が搭載されている。また、フレーム１３１上には、図４には具体的に図示していないが、ハードディスク・ドライブ(ＨＤＤ)、光学ドライブ、ＰＣカード・スロット、電源装置、および各種インターフェイスを介して周辺機器やネットワークなどと接続するための端子などが取り付けられる。
【００２７】
フレーム１３１および回路基板１４１の上に、冷却装置１５１が配置される。冷却装置１５１は、ヒート・パイプ１５３、１５５、冷却ファン装置（以後、単にファン装置という）１５７、ヒート・シンク１５９、１６１などで構成される。ヒート・パイプ１５３は、ＣＰＵ１４３の熱をヒート・シンク１５９、１６１に運ぶように構成されている。ヒート・パイプ１５５は、ビデオ・チップ１４５およびＣＰＵブリッジ１４７の熱をヒート・シンク１５９、１６１に運ぶように構成されている。ファン装置１５７、ヒート・シンク１５９、１６１は、プレート１２３の上に配置される。
【００２８】
ファン装置１５７は、モーターと、遠心式ファンと、それらを内部に収納するダクトとで構成される。ダクトは上側と下側に吸気部が形成されている。ベース・カバー１２１におけるヒート・シンク１５９の排気方向である本体側筐体１１１の正面から向かって左側には、排気口１２７が形成されており、ヒート・シンク１６１の排気方向である本体側筐体１１１の後側には、排気口１２９が形成されている。吸気部からファン装置１５７により吸い込まれた筐体内部の空気は、ヒート・シンク１５９、１６１を通過して排気口１２７、１２９から外部に排気される。このとき、ヒート・シンクが吸収した熱は、内部を通過する空気に拡散される。フレーム１３１は、排気口１２７、１２９の開口を塞がないように構成されている。
【００２９】
以上で述べたような各々の構成部品がベース・カバー１２１上に組み上げられた上に、さらにキーボードおよびポインティング・デバイスを備えた入力部１１５（ここでは図示せず）、および外装の上部を構成するトップ・カバー（図示せず）が取り付けられ、本体側筐体１１１が構成される。なお、図３〜図５は本実施の形態を説明するために、本実施の形態に関連する主要な構成部品および位置関係を簡略化して記載したに過ぎないものである。ここまでの説明で言及した以外にも、ノートＰＣを構成するには多くの部品が使われるが、それらは当業者には周知であるので、ここでは詳しく言及しない。各々の構成部品の形状および組み立て方法はあくまで一例に過ぎず、それら以外の形態であっても当業者が任意に選択することができる範囲においては本発明の範囲に含まれる。
【００３０】
図６は、冷却装置１５１とその周辺の空気の流れを示す断面図である。図６は断面図であるので、ヒート・シンク１５９のみについて図示しているが、ヒート・シンク１６１もこれと同様の構造である。なお、図６にはフレーム１３１など、以後の解説で特に言及する必要がないと思われる構成部品の記載を省略している。ファン装置１５７の上側には吸入部１６３が設けられ、ファン装置１５７の下側には吸入部１６５が設けられている。これらの吸入部１６３、１６５から取り入れられた本体側筐体１１１の内部の空気（矢印ＡおよびＢ）はヒート・シンク１５９、１６１に送られ、排気口１２７、１２９から外部に排出される（矢印Ｃ）。なお、排気口１２７の周辺にはシール材１７１が設けられ、排気口１２９の周辺にも同じようにシール材が設けられて、各々の排気口１２７、１２９の周辺は密封された状態となっている。
【００３１】
トップ・カバー１８１の各所には吸気口１６７が、ベース・カバー１２１の各所には吸気口１６８が、それぞれ適宜複数設けられている。本体側筐体１１１で、吸気口１６７および１６８以外の部分は、ほぼ密封された状態である。そのため、ファン装置１５７が動作することにより、本体側筐体１１１の内部は外部に比べて気圧の低い状態となり、図６に矢印ＤおよびＥで示したような方向の空気流が発生する。この空気流が、回路基板１４１上の各々の部品、および本体側筐体１１１内のその他の装置を冷却する。
【００３２】
つぎに本発明の実施の形態にかかる冷却構造が筐体の温度を抑制する作用を説明する。図６において、ファン装置１５７を動作させることにより、本体側筐体１１１の内部が負圧になり、ベース・カバー１２１の底面とプレート１２３との間の空隙に矢印Ｆの空気流が発生し、さらに筐体１１１の内部に矢印Ｄ、Ｅの空気流が発生する。矢印Ｆの空気流は、矢印ＤおよびＥの空気流に比べて狭い空隙を通るため、空気の流量は少ないが流速は速く、冷たい外気がプレート１２３と効果的に熱交換することができる。吸気口１２５の周辺に形成された整流板１２６により、矢印Ｆの空気流は空隙１６９内を通って、１〜４ｃｍ程度の長さに渡ってプレート１２３に触れながら、ファン装置１５７の吸入部１６３に向かう方向に導かれる。そして矢印Ｆの空気流は、吸入部１６３付近で矢印Ｄおよび矢印Ｅの空気流と合流し、最終的には矢印Ｃの空気流として本体側筐体１１１の外部に排出される。
【００３３】
ヒート・パイプ１５３、１５５によってヒート・シンク１５９、１６１に導かれた熱は、多くは矢印Ｃの空気流によって本体側筐体１１１の外部に排出されるが、その一部は矢印Ｇの本体側筐体１１１の下部の方向に向けて輻射され空気層１７５の温度を上昇させる。ヒート・シンク１５９、１６１からの輻射熱および加熱された空気層１７５からの伝導熱によりプレート１２３の温度が上昇する。しかし、空隙１６９に流れる矢印Ｆの空気流がプレート１２３を冷却するため、プレート１２３に伝わった熱はこの矢印Ｆの空気流に拡散される。プレート１２３は熱伝導性の良好な金属製であるので、吸気口１２５より排気口１２７側にあるプレート１２３の一部が直接矢印Ｆの空気流に接触しなくてもその部分の熱は伝導作用によってプレート１２３上の矢印Ｆの空気流に接触している部分に移動して、矢印Ｆの空気流に拡散される。さらに、空隙１６９の空気流は比較的速い流速で外気と置換されているのでベース・カバー１２１に対する断熱作用を発揮することができる。したがって、ベース・カバー１２１におけるヒート・シンク１５９、１６１の下部に相当する部分の温度上昇は抑制される。
【００３４】
発明者が実験室において実測した値では、本実施の形態にかかる冷却構造を採用することによって、本体側筐体１１１の表面温度の最高値を従来よりも約摂氏５度前後低下させることができた。この冷却構造は、従来のノートＰＣ２０１と比べて、部品点数はプレート１２３が１点増加するだけであり、かつベース・カバー１２１は吸気口１２５を形成するだけでよいので、コストへの影響は小さく済む。しかも、この冷却構造を導入することによって増大するスペースは、冷却装置１５１の下に肉厚０．１ｍｍ程度のプレート１２３を配置し、１．０ｍｍ程度の空隙１６９を形成するだけである。従って、筐体の小型軽量化、特に薄型化に対する影響も少なく済む。そして、空隙１６９を通る矢印Ｆの空気流は、空気の流量を少なくすることができるので、本体側筐体１１１内部のエアー・バランスを損なわず、矢印ＤおよびＥの空気流による冷却作用を損なわずに済む。
【００３５】
なお、本実施の形態では、設計に対する自由度を考慮してＣＰＵ１４３などの高発熱デバイスとヒート・シンクとの間をヒート・パイプによって連絡する構造を採用しているが、高発熱デバイスとヒート・シンクとを直結する構造を採用してもよい。冷却ファン装置には遠心式ファンを使用しているが、それ以外の方式のファンを採用してもよい。また、冷却ファン装置とヒート・シンクの間、もしくはヒート・シンクと排気口との間を直結しなくても、筐体の内部を負圧にして排気ができればよいので、たとえばダクトなどによって連絡することもできる。
【００３６】
本発明の方法は、ヒート・シンク付近以外にも応用することができる。図７は、本発明の方法を応用してノートＰＣ１０１のパーム・レストを冷却する方法について示す概念図である。パーム・レスト１１８は、ユーザが入力部１１５を操作している間ずっと触れているため、その温度が上昇することは好ましくない。しかしながら、パーム・レスト１１８の下にも、磁気ディスク装置や電源装置などのように、熱の発生しやすい構成部品２０５が存在することがある。それらの構成部品２０５は、発熱量がＣＰＵやビデオ・チップなどと比べると小さいので、通常はヒート・パイプなどを使用せず、筐体内部の空気流のみで冷却される。図７は、パーム・レスト１１８付近の断面について示している。トップ・カバー１８１で、パーム・レスト１１８の裏にあたる部分に、金属製のプレート２０１を設けている。トップ・カバー１８１の裏面と、プレート２０１の間には１．０ｍｍ程度の空隙２０３が形成されている。空隙２０３に冷却ファン装置（図示せず）によって発生する矢印Ｉの空気流を通すと、空隙２０３自体の断熱作用と、矢印Ｉの空気流がプレート２０１を冷却する作用と、さらにプレート２０１から矢印Ｉの空気流への熱拡散の作用が生ずる。これらの作用により、構成部品２０５から発生してプレート２０１に伝わった矢印Ｈの輻射熱およびプレート２０１と構成部品２０５との間に存在する加熱された空気層による伝導熱がパーム・レスト１１８に伝わることが抑制される。
【００３７】
なお、本発明においては、図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られた如何なる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明にかかる筐体温度抑制構造の原理を説明する、筐体、ガイド板、ヒート・シンク、および冷却ファン装置の形状について示す概略図である。
【図２】本発明にかかる筐体温度抑制構造の原理を説明する、吸気口を切断する側面に平行な平面上における図１（Ａ）を側面方向から見た断面図である。
【図３】本発明の一つの実施形態によるノートＰＣの外観図である。
【図４】本発明の一つの実施形態によるノートＰＣの本体側筐体内部、特に冷却装置周辺の組み立てについて示す概略図である。
【図５】本発明の一つの実施形態によるノートＰＣの、ベース・カバーの中で、空気取入口および整流板の周辺について拡大した概略図である。
【図６】本発明の一つの実施形態によるノートＰＣの冷却装置とその周辺の空気の流れを示す断面図である。
【図７】本発明の方法を応用してノートＰＣのパーム・レストを冷却する方法について示す概念図である。
【図８】従来のノートＰＣの冷却装置とその周辺の空気の流れを示す断面図である。
【図９】ヒート・シンク周辺の位置に新たな吸気口を設けた場合の検討について示す概念図である。
【符号の説明】
【００３９】
１１…筐体
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ…筐体側面
１５…筐体底面
１７…吸気口
１８…排気口
１９…ガイド板
２０…上面
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ…ガイド板側面
２３…ガイド板冷却面
２５…ヒート・シンク
２６…ヒート・シンク空気流出部
２７…冷却ファン装置
２９、３１…空気層
１０１…ノートＰＣ
１１１…本体側筐体
１１３…ディスプレイ側筐体
１１５…入力部
１１７…ディスプレイ
１１８…パーム・レスト
１１９…連結部
１２１…ベース・カバー
１２３…プレート
１２５…吸気口
１２６…整流板
１２７、１２９…排気口
１３１…フレーム
１４１…回路基板
１４３…ＣＰＵ
１４５…ビデオ・チップ
１４７…ＣＰＵブリッジ
１５１…冷却装置
１５３、１５５…ヒート・パイプ
１５７…ファン装置
１５９、１６１…ヒート・シンク
１６３、１６５…吸入部
１６７、１６８…吸気口
１６９…空隙
１７１…シール材
１７５…空気層
１８１…トップ・カバー
２０１…プレート
２０３…空隙
２０５…構成部品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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