(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱素子が実装される実装基板を収容する金属筐体を有し、
前記金属筐体の底壁面と実装基板により形成される空間に冷却ファンにより冷却風が強制導入、排気される空冷エリアを画成するとともに、
発熱素子と空冷エリアとをヒートパイプにより連結し、かつ、ヒートパイプの空冷エリア側端部は空冷エリアの内壁に露出して該空冷エリアの内壁の一部を構成する小型電子装置。
【請求項２】
前記冷却ファンは、回転翼が空冷エリア内に露出状態で収容されるとともに、回転翼の回転軸基端が実装基板または金属筐体に保持されて装着される請求項１記載の小型電子装置。
【請求項３】
前記実装基板には空冷エリアへの吸気開口が開設される請求項１または２記載の小型電子装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は小型電子装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近時、ノート型パソコン等、小型情報処理装置の性能向上に伴ってＣＰＵ等発熱素子の発熱量も飛躍的に増加する傾向にあり、その放熱方法が動作信頼性を維持するために重要になっている。
【０００３】
一方、特定の発熱素子をスポット的に冷却する手段としては、従来、発熱素子上に固定されるヒートシンクに直接冷却ファンを搭載するものが提案されているが、当該従来例においては、発熱素子上にヒートシンクを搭載し、さらに、冷却ファンを搭載するものであるために、実装高さが高くなり、装置の厚みが厚くなってしまうという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたものであって、筐体底壁面と実装基板との間の隙間を有効利用することにより厚みが薄くても発熱素子の有効な冷却を行うことができる小型電子装置の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば上記目的は、
発熱素子１が実装される実装基板２を収容する金属筐体３を有し、
前記金属筐体３の底壁面３ａと実装基板２により形成される空間に冷却ファン４により冷却風が強制導入、排気される空冷エリア５を画成するとともに、
発熱素子１と空冷エリア５とをヒートパイプ６により連結し、かつ、ヒートパイプ６の空冷エリア５側端部は空冷エリア５の内壁に露出して該空冷エリア５の内壁の一部を構成する小型電子装置を提供することにより達成される。
【０００６】
実装基板２と金属筐体３の底壁面３ａとの隙間には、冷却ファン４により冷却風が強制導入、排気される空冷エリア５が画成され、空冷エリア５の内壁面の一部を構成するヒートパイプ６の一端は実装基板２上の発熱素子１に熱的に接続される。発熱素子１における発熱は、ヒートパイプ６を介して空冷エリア５に伝熱され、該空冷エリア５において放熱される。本発明によれば、実装基板２の裏面空間をヒートパイプ６の配設スペースと、空冷エリア５として有効利用できるために、装置全体の厚みを厚くすることなく発熱素子１の有効な冷却が可能になる。また、ヒートパイプ６は空冷エリア５の内壁面に露出しているために、空冷エリア５内での熱交換効率が向上し、冷却性能が向上する上に、筐体の温度上昇も防止できる。
【０００７】
また、前記冷却ファン４は、回転翼４ａが空冷エリア５内に露出状態で収容されるとともに、回転翼４ａの回転軸基端が実装基板２または金属筐体３に保持して装着することができる。
【０００８】
さらに、前記実装基板２に空冷エリア５への吸気開口７を開設した場合には、実装基板２の上方の空間を吸気用スペースとして利用することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１にノート型パソコンとして構成された小型電子装置を示す。小型電子装置は、ベース部８にディスプレイ部９を回動操作可能に連結して構成される。ベース部８の筐体は強度を高めるために例えばマグネシウム合金等の金属材料に形成され、その上面には図示しないキーボードがマトリクス状に配置される。
【００１０】
ＣＰＵ等の発熱素子１は、図２、３に示すように、上記金属筐体３内に収容、固定される実装基板２の裏面、すなわち、金属筐体３の底壁面３ａに面する面に実装され、その表面に導電性材料により形成されるプレート状のヒートスプレッダ１０が固定される。ヒートスプレッダ１０を金属筐体３に直接、あるいは適宜の伝熱シートを介して接触させて金属筐体３を放熱体として利用することも可能であるが、筐体の局部的な温度上昇を好まない場合には、ヒートスプレッダ１０と筐体との間に間隙を設けたり、あるいは、間隙に断熱シートを介装させることができる。
【００１１】
一方、金属筐体３の隅角部には矩形の空冷エリア５が形成される。空冷エリア５は実装基板２と金属筐体３の底壁面３ａとの間の隙間を利用して形成され、側壁は金属筐体３の内壁と、金属筐体３の底壁面３ａから膨隆され、上面が実装基板２の裏面に当接する突条１１を利用して形成される。実装基板２上の配線パターンと突条１１との接触を避けるために、突条１１と実装基板２との間に図示しない絶縁シートを介装させるのが望ましい。また、金属筐体３の側壁には空冷エリア５内の空間を金属筐体３外部に開放する複数のスリット状の排気孔１２が開設される。
【００１２】
上記空冷エリア５には冷却ファン４が装着される。冷却ファン４は、支持アーム４ｂを備えた軸支持部４ｃに回転翼４ａの回転軸基端を回転自在に保持して形成され、回転翼４ａを空冷エリア５内に露出させた状態で装着される。軸支持部４ｃには、上記回転軸基端を回転自在に支持するベアリングハウス、および図示しないモータ構成部が配置される。この実施の形態において、冷却風は実装基板２上方の空間から冷却風を空冷エリア５内に取り入れて、金属筐体３外に排出するように構成され、実装基板２には実装基板２上方の空間に連通する吸気開口７が開設される。金属筐体３の側壁には金属筐体３内に外気を取り込むためのスリット状の吸気孔が開設される。
【００１３】
上記空冷エリア５の側壁に沿ってヒートパイプ６が一面を側壁に露出させた状態で固定される。図２に示すように、ヒートパイプ６は空冷エリア５の隣接する２辺に沿って配置され、突条１１に形成された段部１１ａ上に保持、固定される。このヒートパイプ６の端部は突条１１を横断して空冷エリア５外に引き出された後、発熱素子１側側に延設され、ヒートスプレッダ１０に固定される。
【００１４】
したがってこの実施の形態において、発熱素子１で発生した熱量はヒートスプレッダ１０、およびヒートパイプ６を経由して空冷エリア５に伝熱される。一方、空冷エリア５には冷却ファン４の作用により、図３（ａ）において矢印Ａで示すように、金属筐体３外から吸気開口７を経由して空冷エリア５に至り、排気孔１２から金属筐体３外に再び排気される冷却風の流れが発生しており、該冷却風がヒートパイプ６に直接当たってヒートパイプ６を効率的に冷却する。
【００１５】
ヒートパイプ６を空冷エリア５の内壁面に露出させ、該ヒートパイプ６で空冷エリア５の内壁面の一部を構成することにより、ヒートパイプ６との熱交換効率が著しく向上するために、発熱素子１の冷却効率が向上するだけでなく、金属筐体３の部分加熱も防止できる。
【００１６】
なお、以上の実施の形態においては、実装基板２に冷却ファン４を装着する場合を示したが、金属筐体３の底壁面３ａに固定することも可能であり、この場合、金属筐体３に直接ベアリングハウス、およびモータ構成部を埋め込み、あるいは固定することができる。
【００１７】
また、上述した実施の形態において、冷却ファン４の回転翼４ａの吸入側回転面を実装基板２の吸気開口７に向けることにより、実装基板２上方から空冷エリア５内に送り込む場合を示したが、実装基板２に吸気開口７を開設することなく、空冷エリア５内に実装基板２と金属筐体３底壁面３ａとの間の空間、あるいは外部から冷却風を供給することができる。この場合、空冷エリア５の排気孔１２が設けられる壁面以外の壁面に吸気孔を設ければよく、外気を直接空冷エリア５内に取り込むためには、該吸気孔を金属筐体３外部に開放すればよい。さらに、実装基板２に吸気開口７を設けない場合には、実装基板２に直接ベアリングハウス、およびモータ構成部を埋め込み、あるいは固定することができる。
【００１８】
図４に本発明の変形例を示す。なお、以下の変形例の説明において、上述した実施の形態と実質的に同一の構成要素は図中に同一符号を付して説明を省略する。この変形例において、実装基板２上にはフード体１３が固定される。フード体１３は実装基板２上の配線パターンとの短絡を防止するために、望ましくは合成樹脂等の絶縁体により形成される。このフード体１３は金属筐体３に開設された吸気孔に面して開放される平面視馬蹄形状のカバーであり、空冷エリア５への送風風速を高めるために、終端閉塞壁１３ａが回転翼４ａの回転中心を中心とする円弧面とされている。
【００１９】
したがってこの変形例において、冷却ファン４を運転すると冷却風が金属筐体３の吸気孔から図４（ｂ）において矢印Ｂで示すように、フード体１３により囲まれた風洞に導入され、空冷エリア５に供給される。
【００２０】
また、上記ヒートパイプ６は所定長に渡って空冷エリア５の内壁に沿って配置されていれば足り、図２、４に示すように、隣接する２辺に沿わせたり、あるいは図５に示すように、３辺に沿わせることもできる。
【００２１】
また、以上においては、ノート型パソコンを例にとって本発明を説明したが、例えばディスプレイ部９がベース部８表面に直接形成されるいわゆるペン操作型携帯端末として構成することもできる。
【００２２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、筐体底壁面と実装基板との間の隙間を有効利用することにより厚みが薄くても発熱素子を効率的に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を示す図で、（ａ）はノート型パソコンの側面図、（ｂ）は（ａ）の１Ｂ方向矢視図である。
【図２】図１（ａ）の２Ａ-２Ａ線断面図である。
【図３】図２の断面図で、（ａ）は図２の３Ａ-３Ａ線断面図、（ｂ）は図２の３Ｂ-３Ｂ線断面図である。
【図４】図２の変形例を示す図で、（ａ）は図２に対応する断面図、（ｂ）は図４（ａ）の４Ｂ-４Ｂ線断面図である。
【図５】図２の他の変形例を示す図で、図２に対応する断面図である。
【符号の説明】
１        発熱素子
２        実装基板
３        金属筐体
３ａ      底壁面
４        冷却ファン
４ａ      回転翼
５        空冷エリア
６        ヒートパイプ
７        吸気開口
【図１】
0004136230.tif 000002
【図２】
0004136230.tif 000003
【図３】
0004136230.tif 000004
【図４】
0004136230.tif 000005
【図５】
0004136230.tif 000006