(57)【要約】【課題】本発明は、薄型化を保持した状態で、電子部品が発する熱を効率よく冷却する冷却機構を備えた電子機器を提供する。【解決手段】内部に発熱源となる電子部品３が収容される本体部１と、この本体部と連結され結果を出力表示する表示部２とから構成され、電子部品を冷却するための冷却機構６は、本体部内に配置される冷媒循環用のポンプ７と、電子部品に密着して取付けられる吸熱体８と、表示部全面に対向して設けられる放熱体９と、吸熱体、ポンプ、放熱体を連通しポンプの駆動にともなって冷媒を循環する冷媒循環回路１０とからなり、上記放熱体は、冷媒が流通する冷媒流路１２と、この冷媒流路と交差して設けられ外部空気が流通する熱交換空気流路１３とを具備する。【選択図】    図１
2004253439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に発熱源となる電子部品が収容される本体部と、この本体部と連結され結果を出力表示する表示部とから構成される電子機器であって、上記電子部品を冷却するための冷却機構を具備し、
上記冷却機構は、上記本体部内に配置される冷媒循環用のポンプと、上記電子部品に密着して取付けられる吸熱体と、上記表示部全面に対向して設けられる放熱体と、上記吸熱体と上記ポンプおよび上記放熱体とを連通しポンプの駆動にともなって冷媒を吸熱体と放熱体とに順次循環する冷媒循環回路とからなり、
上記放熱体は、冷媒が流通する冷媒流路と、この冷媒流路と交差して設けられ外部空気が流通する熱交換空気流路とを具備することを特徴とする電子機器。
【請求項２】
上記放熱体における冷媒流路は、その頂部が上記表示部の裏面に当接する複数の突起部が所定間隔を存して一体に突設され、
上記熱交換空気流路は上記表示部と上記突起部との相互間に形成されることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項３】
上記放熱体における冷媒流路の少なくとも一部は冷媒を水平方向に沿って導くよう設けられ、上記突起部は垂直方向に沿って設けられ、
上記熱交換空気流路は、表示部下端に設けられる空気取入口と、表示部上端に設けられる空気取出し口を備えたことを特徴とする請求項１および請求項２のいずれかに記載の電子機器。
【請求項４】
上記放熱体における冷媒流路の少なくとも一部は冷媒を水平方向に沿って導くよう設けられ、上記突起部は水平方向に沿って設けられ、
上記熱交換空気流路は、表示部の一側部に設けられる空気取入口と、この空気取入口に取付けられ外部空気を強制的に取入れて送風する送風ファンと、表示部の他側部に設けられる空気取出し口とを備えたことを特徴とする請求項１および請求項２のいずれかに記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発熱量が大なる電子部品に対する冷却機構を備えた電子機器に係り、特に冷却機構の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発熱源となる電子部品、たとえば主要演算処理装置が収容される本体部に対して、演算結果を出力する表示部が回動自在に連結される構造の電子機器、たとえばノート型のパーソナルコンピュータ（以下、パソコンと呼ぶ）などが多用されている。
【０００３】
上記パソコンの使用中は主要演算処理装置が極めて高温化するので、熱的な悪影響を阻止するために冷却機構を備えている。これまで、より冷却効率を向上させるべく種々の冷却機構が開発されていて、その一つが［特許公報１］に開示されている。
【０００４】
【特許公報１】
特開２０００−２４３７２
これは、本体部に収容される主要演算処理装置に冷却機構を構成する吸熱体が重ね合わせて取付けられる。上記吸熱体には冷媒が流通するようになっていて、この両側端部に冷媒流通用の配管が接続される。一方の配管には冷媒循環用のポンプが接続され、他方の配管の先端には放熱体が接続される。
【０００５】
上記ポンプは主要演算処理装置とともに本体部に収容され、上記放熱体は表示部に取付けられる。放熱体とポンプとは配管で連通されていて、ポンプと、吸熱体と、放熱体と、上記ポンプとを連通する冷媒循環回路が構成されている。
【０００６】
パソコンの使用開始とともにポンプが駆動される。上記主要演算処理装置から発生する熱は吸熱体に導かれる冷媒が吸収し、この冷媒は放熱体に導かれて放熱する。そして、冷媒は放熱体からポンプに吸込まれ、さらに上述したように吸熱体に導かれて冷媒循環回路を循環する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の先行技術では、放熱体に一体にフィンを設け、放熱体の表面積を増大させることで冷却性能の向上を図っている。そして、放熱体と表示部との間に空気層を設けることによって、放熱体から表示部への熱伝達を妨げ、表示部に対する熱影響を低減して表示部の温度上昇を抑制している。
【０００８】
しかしながら、上記放熱体に設けられるフィンの形態によっては、フィンが空気流動の抵抗となって、放熱体から導出される熱量を減少させている。そのため、放熱体における冷却効率が低下してしまう。
【０００９】
そして、放熱体にフィンを設けることによってフィンと表示面およびフィンと表示部筐体との距離が小さくなり、放熱体から表示面および表示部筐体への熱影響が大きくなる。これらの熱影響を少しでも低下させるべく距離を大きくとると、表示部の厚さが増してパソコン自体のサイズの大型化に繋がってしまう。
【００１０】
本発明は上述の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、薄型化を保持した状態で、電子部品が発する熱を効率よく冷却する冷却機構を備えた電子機器を提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を満足するため本発明の電子機器は、内部に発熱源となる電子部品が収容される本体部と、この本体部と連結され結果を出力表示する表示部とから構成され、上記電子部品を冷却するための冷却機構は、本体部内に配置される冷媒循環用のポンプと、電子部品に密着して取付けられる吸熱体と、表示部全面に対向して設けられる放熱体と、吸熱体、ポンプ、放熱体を連通しポンプの駆動にともなって冷媒を吸熱体と放熱体とに循環する冷媒循環回路とからなり、上記放熱体は、冷媒が流通する冷媒循環回路と、この冷媒循環回路と交差して設けられ外部空気が流通する熱交換空気流路とを具備する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
電子機器として、たとえばパソコンを適用しており、図１はパソコンを一部切欠し、かつ全体的な概略構成を示す斜視図である。
【００１３】
上記パソコンは、その上面に図示しないキーボード部を備えた本体部１と、この本体部１の先端側にヒンジ機構を介して回動自在に連結され、本体部１を開閉する表示部２とから構成される。
【００１４】
上記本体部１内部には、各種の電子部品類を搭載した図示しない回路基板および各種の電気部品の他に、たとえば主要演算処理装置などの発熱源となる電子部品３が収容される。
【００１５】
上記表示部２は、前面のみ開口する薄型の筐体４と、この筐体４の前面開口部に嵌め込まれる表示パネル（液晶パネル）５とからなる。したがって、表示部２においては筐体４と表示パネル５とで内部に空間が形成される。
【００１６】
このようなパソコンであって、さらに、上記主要演算処理装置などの発熱源となる電子部品３を冷却するための冷却機構６を具備している。
上記冷却機構６は、上記本体部１内に配置される冷媒循環用のポンプ７と、上記電子部品３上に密着して取付けられる吸熱体８と、上記表示部２内に設けられる放熱体９と、上記ポンプ７と吸熱体８および放熱体９を配管ｐで連通してなる冷媒循環回路１０とから構成される。
【００１７】
上記ポンプ７は、上記吸熱体８と隣接する位置にあって、互いに直状の配管ｐで連通される。ポンプ７および吸熱体８から突出する配管ｐは、それぞれが一旦直状に延出してから本体部１の側面に沿うように屈曲され、さらに上記放熱体９の図における下端部に接続される。
【００１８】
図２は、上記表示部２を上記放熱体９とともに分解した斜視図であって、図１に示すパソコンを裏面側から見ている。
上記表示部２を構成する上記筐体４は、前面側のほとんど大部分を開口部ｂとし、その周辺部のみ枠状をなす第１の筐体部１１Ａと、この第１の筐体部１１Ａの周縁に沿って嵌め込まれ、閉成された裏面側を形成する第２の筐体部１１Ｂとの組立て体である。
【００１９】
上記表示パネル５は、このような筐体４における第１の筐体部１１Ａに嵌め込まれ開口部ｂを全面的に閉成している。表示パネル５における表示面は当然、第１の筐体部１１Ａの開口部から外部側に臨ませられる面である。
【００２０】
上記放熱体９は、その全体の外形寸法が上記表示パネル５と略同一であり、表示パネル５全面と対向して配置される。そして、放熱体９は、後述するように筐体４を構成する上記第２の筐体部１１Ｂおよび上記表示パネル５に対して空気層を有するように収容される。
【００２１】
図３（Ａ）は上記放熱体９の斜視図であり、図３（Ｂ）は放熱体９を表示部２内に組み込んだ状態での拡大した一部断面図であり、図３（Ｃ）は図３（Ｂ）とは異なる構成の拡大した一部断面図である。
【００２２】
上記放熱体９は、たとえば銅材やアルミニウム材等の熱伝達率の良い素材から構成される極めて薄い２枚の板体を貼り合せて構成される。少なくとも一方の板体には後述する冷媒流路１２が設けられる。この冷媒流路１２はプレス加工などにより板面を突出してなり、他の板体との間に形成される空間部からなる。
【００２３】
上記冷媒流路１２は、放熱体９の図における下端部で導入部１２ａと導出部１２ｂが互いに離間した位置に、かつ垂直方向に向けて設けられる。これら導入部１２ａと導出部１２ｂには、一端部が上記吸熱体８に連通する配管ｐと、一端部が上記ポンプ７に連通する配管ｐがそれぞれ接続される。
【００２４】
そして、上記冷媒流路１２は、導入部１２ａから水平方向に向けられ、放熱体９の側端部において屈曲して垂直上方向に向けられる。上端部において屈曲して水平方向に向けられ、ここと上記導出部１２ｂとの間は直角に折り返えすジグザグ状をなす。
【００２５】
このような冷媒流路１２であって、導入部１２ａから導出部１２ｂに亘って同一の幅寸法を有している。そして、冷媒流路１２には長手方向に所定間隔を存して複数の突起部１２ｃが一体に膨出形成される。
【００２６】
上記突起部１２ｃは、冷媒流路１２の垂直方向に沿う全ての折り返し部に設けられているとともに、これら折り返し部相互間に全て垂直方向に沿って設けられる。
【００２７】
図３（Ｂ）に示すように上記突起部１２ｃが放熱体９の一面側に突出する構成のものと、図３（Ｃ）に示すように上記突起部１２ｃが放熱体９の両面側に突出する構成のものとが考えられ、いずれの突起部１２ｃも断面が丸みを帯びた円弧状になっている。
【００２８】
放熱体９の一面側に突出する突起部１２ｃは、その頂部が上記第２の筐体部１１Ｂに当接するように取付けられる。この状態で、放熱体９の表示パネル５側の面は、表示パネル５裏面とは間隙ｄを有するように組立てられる。
【００２９】
したがって、第２の筐体部１１Ｂと突起部１２ｃとに囲まれる空間部ｃと、放熱体９と表示パネル５との間の隙間ｄとで、後述する熱交換空気流路１３が形成される。
【００３０】
放熱体９の両面側に突起部１２ｃが突出する構成のものは、一面側の突起部１２ｃの頂部が第２の筐体部１１Ｂに当接し、他面側の突起部１２ｃの頂部が表示パネル５裏面に当接するように組立てられる。
【００３１】
したがって、第２の筐体部１１Ｂと突起部１２ｃとに囲まれる空間部ｃと、表示パネル５と突起部１２ｃとに囲まれる空間部ｅとで、後述する熱交換空気流路１３が形成される。
【００３２】
再び図１および図２に示すように、上記表示部２は、第１の筐体部１１Ａと第２の筐体部１１Ｂを組み合わせた状態で、下端部の中央部および左右両側と、上端部の中央部および左右両側に開口部１３ａ，１３ｂが設けられている。
【００３３】
下部側に設けられる開口部を空気取入口１３ａと呼び、上部側に設けられる開口部を空気取出し口１３ｂと呼ぶ。いずれも放熱体９と表示部筐体４もしくは表示パネル５との間に形成される上記熱交換空気流路１３と連通する。
【００３４】
換言すれば、熱交換空気流路１３は下部側に空気取入口１３ａを備え、上部側に空気取出し口１３ｂを備えて、表示部２内において垂直方向に向けて設けられる。これに対して上記冷媒流路１２は、折り返し部以外のほとんど大部分が水平方向に向くジグザグ状をなす。
【００３５】
このようにして構成されるパソコンであって、使用にともなってたとえば主要演算処理装置などの電子部品３が発熱する。同時にポンプ７が駆動され、冷媒を冷媒循環回路１０に沿って循環する。
【００３６】
ポンプ７から吐出される冷媒は吸熱体８に導かれる。上記吸熱体８は発熱量の大なる電子部品３に重ね合わせて取付けられているので、ポンプ７から送り込まれる冷媒が電子部品３からの発熱を効率よく吸収する。
【００３７】
電子部品３の熱を吸収した冷媒は吸熱体８を通過して放熱体９に圧送され、冷媒流路１２に沿って導かれる。すなわち、冷媒は放熱体９下端の導入口１０ａから導入されたあと、一旦放熱体９上端部まで引き上げられ、さらに水平方向にジグザグ状に形成される径路に沿って時間をかけて流下する。
【００３８】
図４に示すように、冷媒が冷媒流路１２に沿って導かれる間に自然的に放熱し温度低下する一方で、放熱体９自体が冷媒の放熱の影響で温度上昇する。したがって、外部空気が自然的に空気取入口１３ａから表示部２内に取込まれ、放熱体９の両面に形成される熱交換空気流路１３に沿う上昇気流が発生する。
【００３９】
外部空気が熱交換空気流路１３に沿って上昇している間に冷媒流路１２と接触し、互いに熱交換する。放熱体９とともに冷媒は温度低下し、導出口１２ｂから導出されたあと、ポンプ７に導かれて再び上述の径路を循環する。
【００４０】
上記熱交換空気流路１３を介して空気取出し口１３ｂまで到達した外部空気は温度上昇しているが、ここから排出されるので表示部２に熱的悪影響を与える虞れが無い。
【００４１】
なお、上記放熱体９は、冷媒が流通する冷媒流路１２と、この冷媒流路１２と交差して設けられ外部空気が流通する熱交換空気流路１３を備えたから、冷媒と外部空気が効率よく熱交換して、放熱効率の向上を図れる。
【００４２】
上記複数の突起部１２ｃの頂部が第２の筐体部１１Ｂもしくは表示パネル５に当接し、これら相互間に熱交換空気流路１３が形成されるようにしたから、熱交換空気流路１３に導かれる外部空気は冷媒流路１２に対して効率よく、かつ確実に接触して、熱交換効率の向上を図れる。
【００４３】
また、冷媒流路１２は水平方向にジグザグ状を形成しているが、突起部１２ｃは垂直方向に沿って設けられる。これに対して熱交換空気流路１３は、下端側に空気取入口１３ａ、上端側に空気取出し口１３ｂを備えて上昇気流を作り易い構成にしている。したがって、冷媒と熱交換空気とは効率よく熱交換する。
【００４４】
図５（Ａ）は、第２の実施の形態の放熱体９Ａを示している。
この放熱体９Ａも、基本的に２枚の極く薄板を貼り合せてなり、少なくとも一方の薄板を突出形成して先に説明した同一の寸法形状の冷媒流路１２が設けられている。
【００４５】
そして、冷媒流路１２には長手方向に沿い所定間隔を存して複数の突起部１２ｄが一体に突設される。ここでは、突起部１２ｄとして中実の細状体であるフィンが形成されている。
【００４６】
図５（Ｂ）に示すように、一面側にのみ上記フィン１２ｄが突出する構成の放熱体９Ａと、図５（Ｃ）に示すように、両面側に上記フィン１２ｄが突出する構成の放熱体９Ａとがあり、いずれのフィン１２ｄもその突出端は断面が丸みを帯びている。
【００４７】
放熱体９Ａの一面側に突出するフィン１２ｄは、その頂部が上記第２の筐体部１１Ｂに当接するように取付けられる。この状態で、放熱体９Ａの表示パネル５側の面は、表示パネル５裏面とはある程度の間隙を有する。
【００４８】
したがって、第２の筐体部１１Ｂとフィン１２ｄとに囲まれる空間部ｃと、放熱体９Ａと表示パネル５との隙間部分ｄが、いずれも熱交換空気流路１３となっている。
【００４９】
両面側にフィン１２ｄが突出する構成の放熱体９Ａは、一面側のフィン１２ｄの頂部が第２の筐体部１１Ｂに当接し、他面側のフィン１２ｄの頂部が表示パネル５裏面に当接するように組立てられる。
【００５０】
したがって、第２の筐体部１１Ｂとフィン１２ｄとに囲まれる空間部ｃと、表示パネル５とフィン１２ｄとに囲まれる空間部ｅのいずれもが熱交換空気流路１３となることは、先に説明したものと同一である。
【００５１】
そして、フィン１２ｄの先端が丸みを帯びていることにより、表示部２を薄型化するため表示パネル５や第２の筐体部１１Ｂと接触させた状態で、放熱体９Ａと表示パネル５や第２の筐体部１１Ｂとの間に熱交換空気流路１３が確保されるとともに、フィン１２ｄとの接触面積が小さいために表示部２に対する熱影響が低減し、温度上昇を抑制できる。
【００５２】
図６（Ａ）（Ｂ）は、第３の実施の形態の表示部２内における冷却機構６Ａの構成を示す図である。
冷媒流路１２の形状構造は全く変わりがない。すなわち、放熱体９Ｂの下端に冷媒の導入口１２ａと導出口１２ｂが離間した位置に設けられ、これら導入口１２ａと導出口１２ｂとの間に亘って冷媒流路１２が直角の折り返しでジグザグ状に形成される。
【００５３】
ここでは、冷媒流路１２の水平方向に沿って延在する部分に突起部１２ｅが設けられている。さらに、冷媒流路１２の垂直部分ではあるが上記突起部１２ｅと対向する部分に水平方向に突起部１２ｅが設けられる。上記突起部１２ｅは、放熱体９Ａの一面側のみに設けてもよく、両面側に設けてもよい。
【００５４】
これら突起部１２ｅは図３で説明したような断面が丸みを帯びたもの、もしくは図５で説明したようなフィンであってもよい。要は、突起部１２ｅが冷媒流路１２に一体に、かつ上下方向に所定間隔を存し、水平方向に延出するような構成であればよい。
【００５５】
したがって、第２の筐体部１１Ｂと突起部１２ｄとに囲まれる空間部と、放熱体９Ｂと表示パネル５との隙間部分が熱交換空気流路１３Ａとなる。あるいは、第２の筐体部１１Ｂと突起部１２ｅとに囲まれる空間部と、表示パネル５と突起部１２ｅとに囲まれる空間部が熱交換空気流路１３Ａとなる。
【００５６】
上記第２の筐体部１１Ｂの一側端部でしかも上下方向の略中央部に、多数の小穴からなる空気取入口１３ｃが設けられ、この空気取入口１３ｃと対向する表示部２内には遠心ファン１５が取付け支持される。上記空気取入口１３ｃとは反対側の筐体４側面には空気取出し口１３ｄが開口している。
【００５７】
パソコンの使用開始とともに遠心ファン１５が駆動され、外部空気が空気取入口１３ｃを介して表示部２内に取込まれる。熱交換空気流路１３Ａが水平方向に沿って形成されるところから、取込まれた外部空気が水平方向に導かれる。この間に、冷媒流路１２に導かれる冷媒と熱交換し、空気取出し口１３ｄから排出される。
【００５８】
冷媒流路１２に設けられる突起部１２ｅは熱交換空気流路１３に導かれる外部空気の流動を妨げることがない。そのため、遠心ファン１５による風量増大を得られ、放熱体の冷却効率がより向上する。
【００５９】
なお、本発明の冷却機構は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を超えない範囲内で種々変形実施が可能であることは勿論である。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、発熱電子部品の温度上昇があっても、効率よく冷却する冷却機構を備えているので、電子部品他の動作の安定性が向上するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す、電子機器であるパソコンの一部切欠した斜視図。
【図２】同実施の形態を示す、パソコンを構成する表示部と、冷却機構を構成する放熱体とを分解した斜視図。
【図３】同実施の形態を示す、放熱体の斜視図と、互いに異なる構成の放熱体の一部断面図。
【図４】同実施の形態を示す、表示部内における冷媒と外部空気の熱交換作用を説明する図。
【図５】本発明の第２の実施の形態を示す、放熱体の斜視図と、互いに異なる構成の放熱体の一部断面図。
【図６】本発明の第３の実施の形態を示す、表示部内における冷媒と外部空気の熱交換作用を説明する図と、外部空気取入口と取出し口の構成を説明する図。
【符号の説明】
３…電子部品、１…本体部、２…表示部、６…冷却機構、７…ポンプ、８…吸熱体、９…放熱体、１０…冷媒循環回路、１２…冷媒流路、１３…熱交換空気流路、１２ｃ…突起部、１３ａ…空気取入口、１３ｂ…空気取出し口、１５…送風ファン。
【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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