(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力の供給を受けて発熱する発熱素子と前記発熱素子の熱を放熱する放熱部材を収容した本体ケースと、表示器を収容し前記本体ケースにヒンジ機構を介して回動可能に連結されたディスプレイケースと、前記本体ケースに装着される操作部とを備え、前記放熱部材は少なくともその一部が前記本体ケースと前記操作部との間の開口部の全域に亘って形成された放熱カバーを含み、前記ディスプレイケースは前記放熱カバーのほぼ全域に亘って互いに間隙を介して熱的に接続されてなる電子装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電子装置において、前記発熱素子と前記放熱部材には熱を拡散する熱拡散部材が接続されており、前記熱拡散部材は前記放熱部材とともに前記開口部の領域に亘って配置されてなることを特徴とする電子装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電子装置において、前記放熱部材は、前記発熱素子に熱的に接続された発熱素子用放熱部材と、前記開口部の領域に亘って配置された開口部用放熱部材とから構成され、前記発熱素子用放熱部材と前記開口部用放熱部材は熱を拡散する熱拡散部材を介して互いに接続されており、前記熱拡散部材は前記開口部用放熱部材とともに前記開口部の領域に亘って配置されてなることを特徴とする電子装置。
【請求項４】
電力の供給を受けて発熱する発熱素子と前記発熱素子の熱を放熱する放熱部材を収容した本体ケースと、表示器を収容し前記本体ケースにヒンジ機構を介して回動可能に連結されたディスプレイケースと、前記本体ケースに装着される操作部とを備え、前記放熱部材は前記操作部から前記本体ケースと前記操作部との間の開口部に亘って配置されて前記操作部に熱的に接続され、前記放熱部材は少なくともその一部が前記開口部の全域に亘って形成された放熱カバーを含み、前記ディスプレイケースは前記放熱カバーのほぼ全域に亘って互いに間隙を介して熱的に接続されてなる電子装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の電子装置において、前記放熱部材と前記本体ケースとは互いに熱的に分離されてなることを特徴とする電子装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の電子装置において、前記ディスプレイケースは金属製であることを特徴とする電子装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の電子装置において、前記ディスプレイケースと前記放熱部材のうち互いに熱的に接続される部位には他の部位よりも表面積の拡大された凹凸面が形成されてなることを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子装置に係り、特に、発熱素子および放熱部材を収容した本体ケースと、表示器を収容したディスプレイケースとを備えた電子装置の放熱構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯型パーソナルコンピュータなどで代表される電子装置においては、半導体集積回路で構成された発熱素子とこの発熱素子の熱を放熱する放熱部材を収容した本体ケースに、表示器を収容したディスプレイケースが回動可能に連結されている。この種の電子装置においては、発熱素子の高発熱化に対して、発熱素子から発生する熱をディスプレイケース側に伝熱する構造が採用されている。
【０００３】
例えば、特開平８−２０４３７３号公報に記載されている装置においては、ディスプレイケースおよび本体ケースに設置した２つの熱部材間に熱伝導性のグリースを介在させて熱を伝えるヒンジ構造を筐体内部に組み込む構成が採用されている。また、特開平１１−２４９７６１号公報に記載されている装置では、発熱素子の熱を筐体表面に伝え、筐体表面とディスプレイケース表面との間に放熱ゴムを介して互いに接触させ、筐体表面の熱をディスプレイケースに伝えるようにした構成が採用されている。さらに、特開平１０−３２１０３５号公報に記載されている装置の場合には、発熱素子と熱接続された放熱板をディスプレイケース内の部材に接触または近接させて熱を伝える構成が採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
電子装置においては、性能の向上に伴って発熱素子の高発熱化が著しい一方で、筐体の構造を簡素化することが望まれている。
【０００５】
しかし、上記従来技術においては、いずれも発熱素子の高発熱化に対して、発熱素子から発生する熱をディスプレイケース側に伝える構成を採用しているが、筐体の構造を簡素化することについては十分に配慮されていない。
【０００６】
すなわち、第１の従来例では、ディスプレイケースと本体ケースとを接続するヒンジ機構に、ヒートパイプを用いて回転可能に形成された部材を設け、ディスプレイケースおよび本体ケースに設置された２つの熱部材間に介在された熱伝導性グリースを介して熱を伝えるようにしているが、ディスプレイケースと本体ケースとを接続するヒンジ機構の部分は、空間が非常に制約されるとともに、ディスプレイ用の信号ケーブルなどを通す必要があり、熱を伝える部材を設置するために十分な実装スペースを確保する必要がある。さらに、ディスプレイケースと本体ケースとを接続するヒンジ機構とは別に、熱伝導のために回転可能な部材が必要となるため、構造が複雑になる。このため、発熱素子の発熱量の増大に対して、筐体サイズを小型化または簡素化することが困難になるとともに低コスト化が困難になる。なお、この点は第３の従来例においても考慮されていない。
【０００７】
一方、第２の従来例では、本体ケースの表面とディスプレイケースの表面との間に放熱ゴムを装着し、発熱素子から発生する熱を放熱ゴムを介してディスプレイケース側に伝えるようにしているため、第１の従来例よりも実装スペースを小さくしたり、構造を簡素化したりすることはできる。しかし、ディスプレイケースの開閉操作が頻繁に行われると、放熱ゴムとケースとの摺動が繰り返され、放熱ゴムの劣化に伴って伝熱性能が低下することがある。この場合、第３の従来例に記載されているように、２つの部材を互いに近接させて熱を伝える構造を採用すれば、ディスプレイケースの開閉に伴う伝熱性能の低下を抑制することはできる。しかし、第３の従来例では、発熱素子の熱を一旦本体ケース表面に伝えるようにしているため、本体ケースの表面が高温になり、ケース表面に触れた操作者に対して不快感を与える恐れがある。
【０００８】
本発明の課題は、発熱素子の発熱量の増大に対して、発熱素子からの熱を簡単な構造によって放熱することができる電子装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、電力の供給を受けて発熱する発熱素子と前記発熱素子の熱を放熱する放熱部材を収容した本体ケースと、表示器を収容し前記本体ケースにヒンジ機構を介して回動可能に連結されたディスプレイケースと、前記本体ケースに装着される操作部とを備え、前記放熱部材は少なくともその一部が前記本体ケースと前記操作部との間の開口部の全域に亘って形成された放熱カバーを含み、前記ディスプレイケースは前記放熱カバーのほぼ全域に亘って互いに間隙を介して熱的に接続されてなる電子装置を構成したものである。
【００１０】
前記電子装置を構成するに際しては、以下の要素を付加することができる。
【００１１】
（１）前記発熱素子と前記放熱部材には熱を拡散する熱拡散部材が接続されており、前記熱拡散部材は前記放熱部材とともに前記開口部の領域に亘って配置されてなる。
【００１２】
（２）前記放熱部材は、前記発熱素子に熱的に接続された発熱素子用放熱部材と、前記開口部の領域に亘って配置された開口部用放熱部材とから構成され、前記発熱素子用放熱部材と前記開口部用放熱部材は熱を拡散する熱拡散部材を介して互いに接続されており、前記熱拡散部材は前記開口部用放熱部材とともに前記開口部の領域に亘って配置されてなる。
【００１３】
また、本発明は、電力の供給を受けて発熱する発熱素子と前記発熱素子の熱を放熱する放熱部材を収容した本体ケースと、表示器を収容し前記本体ケースにヒンジ機構を介して回動可能に連結されたディスプレイケースと、前記本体ケースに装着される操作部とを備え、前記放熱部材は前記操作部から前記本体ケースと前記操作部との間の開口部に亘って配置されて前記操作部に熱的に接続され、前記放熱部材は少なくともその一部が前記開口部の全域に亘って形成された放熱カバーを含み、前記ディスプレイケースは前記放熱カバーのほぼ全域に亘って互いに間隙を介して熱的に接続されてなる電子装置を構成したものである。
【００１４】
前記各電子装置を構成するに際しては、以下の要素を付加することができる。
【００１７】
（１）前記放熱部材と前記本体ケースとは互いに熱的に分離されてなる。
【００１８】
（２）前記ディスプレイケースは金属製である。
【００１９】
（３）前記ディスプレイケースと前記放熱部材のうち互いに熱的に接続される部位には他の部位よりも表面積の拡大された凹凸面が形成されてなる。
【００２０】
前記した手段によれば、発熱素子から発生した熱は、放熱部材に伝導された後、ディスプレイケースと放熱部材との間の空気を媒介とした熱伝導および熱放射によってディスプレイケースに伝えられ、ディスプレイケースから放熱される。この場合、ディスプレイケースと放熱部材は本体ケースの開口部を介して互いに熱的に接続されているだけで、ディスプレイケースと放熱部材とを回転可能な熱接続部材で連結することなく、発熱素子から発生する熱をディスプレイケースに伝え、ディスプレイケースから放熱することができ、発熱素子の発熱量の増大に対して、簡単な構造で薄型筐体に適した放熱構造とすることができる。
【００２１】
また、ディスプレイケースを金属製とすることで、発熱素子の熱をディスプレイケースに十分に伝えることができるとともに、伝えられた熱を広範囲に渡って分散させてディスプレイケースから外気に放熱することができる。さらに、放熱部材と本体ケースとを互いに熱的に分離することで、本体ケースが高温になるのを抑制することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態を示す電子装置の斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う要部断面図である。図１および図２において、電子装置は、筐体として本体ケース１０とディスプレイケース１１を備えて構成されており、ディスプレイケース１１の底部側がヒンジ機構１８を介して本体ケース１０に回動可能に連結されている。
【００２３】
本体ケース１０は、ほぼ箱型に形成されており、この本体ケース１０内には、半導体素子、抵抗素子など各種の電子部品が搭載された配線基板９、ハードディスクドライバ５、フロッピィディスクドライブなどで構成された補助記憶装置６、ＣＤ−ＲＯＭドライブ７、バッテリー８が収容されている。配線基板９上には、バッテリー８から電力の供給を受けて発熱する発熱素子として、半導体素子などの半導体集積回路で構成されたＣＰＵ（中央演算処理ユニット）１３など、特に、発熱量の大きい素子がサブ基板１４を介して搭載されている。なお、ＣＰＵ１３の処理によっては、配線基板９上にＣＰＵ１３を実装することもできる。ＣＰＵ１３の上面には、例えば、Ｓｉゴムに酸化アルミなどの熱伝導性のフィラーが混入された柔軟熱伝導部材１９を介して受熱プレート３が実装されている。受熱プレート３は金属製の薄板材を用いてほぼ正方形形状に形成されており、受熱プレート３は本体ケース１０の底部に固定された伝熱性のスタッド２０によって支持されている。受熱プレート３の上面には柔軟熱伝導部材１９と同一の材料を用いて構成された柔軟熱伝導部材１５が装着されており、柔軟熱伝導部材１５は放熱板１６を介してキーボード１の裏面側に接続されている。また受熱プレート３には熱を拡散する熱拡散部材としてのヒートパイプ１２が接続されており、ヒートパイプ１２の端部は放熱カバー４に接続されている。放熱カバー４は本体ケース１０の幅方向に沿って開口部１０ａのほぼ全ての領域に亘って配置されている。
【００２４】
すなわち、本体ケース１０の上部側は、キーボード１とパームレスト２からなる操作部との間に開口部１０ａを残してキーボード１とパームレスト２によって覆われており、柔軟熱伝導部材１９、受熱プレート３、柔軟熱伝導部材１５、放熱板１６、放熱カバー４を含む放熱部材のうち放熱カバー４が開口部１０ａに配置されている。放熱カバー４は長方形形状に形成され、かつ断面がほぼ円弧状に形成されており、放熱カバー４の上方には、ディスプレイケース１１が回動自在に配置されている。
【００２５】
ディスプレイケース１１はＡｌ合金やＭｇ合金などの高熱伝導性材料を用いて成形されて、放熱板として機能するようになっているとともに、ＣＰＵ１３の処理による画像を表示する表示器１７を収容する容器として構成されている。ディスプレイケース１１の底部側はほぼ円弧状に形成され、ディスプレイケース１１の底部と放熱カバー４との間には微小な間隙が形成されている。すなわち、ディスプレイケース１１の底部側と放熱カバー４との間には微小な空気層が形成されている。なお、本体ケース１０の底面は、Ａｌ合金やＭｇ合金などの金属を用いて構成されており、本体ケース１０の底面は放熱板としても機能するようになっている。
【００２６】
上記構成において、バッテリー８から電力の供給を受けてＣＰＵ１３から熱が発生すると、この熱は、柔軟熱伝導部材１９、受熱プレート３に伝えられ、この熱の一部は柔軟熱伝導材１５、放熱板１６を介してキーボード１の裏面側に伝えられ、キーボード１で面方向に熱拡散された後、キーボード１の表面から放熱される。さらに、受熱プレート３に伝えられた熱はスタッド３を介して本体ケース１０の底面に熱伝導され、本体ケース１０の底面からも放熱される。またさらに、受熱プレート３に伝えられた熱は、ヒートパイプ１２を介して放熱カバー４に伝えられる。放熱カバー４に熱伝導されたＣＰＵ１３の熱は、放熱カバー４とディスプレイケース１１との間の空気層を媒体として、開口部１０ａのほぼ全域における熱伝導および熱輻射によってディスプレイケース１１に伝えられる。金属製のディスプレイケース１１に伝えられた熱はケース１１内で全面に渡って広がるとともに、ディスプレイケース１８の表面で外気と接触することで効率良く外気に放熱される。なお、放熱カバー４は、伝導された熱の温度が高い程ディスプレイケース１１に伝わる熱量が大きくなるが、放熱カバー４は、ディスプレイケース１の底部側を臨む位置に配置されて本体ケース１０内に収容されているため、高温になっても操作者が触れることはない。また放熱カバー４が高温であっても、本体ケース１０とは接触することなく熱的に分離されているため、操作者が触れる本体ケース１０が高温になることはない。すなわち、放熱カバー４を高温に保った状態で効率良く放熱することが可能になる。
【００２７】
このように、本実施形態によれば、回転可能な熱接続構造を用いることなく、ＣＰＵ１３から発生する熱をキーボード１の表面側と本体ケース１０の底面から放熱することができるとともに、ディスプレイケース１１を介して放熱することができ、構成の簡素化を図ることができる。
【００２８】
なお、ＣＰＵ１３の発熱量によっては、本体ケース１０の底面からの放熱経路を省略したり、キーボード１表面からの放熱量を減らし、ディスプレイケース１１からの放熱量を相対的に大きくしたりすることにより、操作者が操作中に触れる部分の表面温度をより低く抑えながらＣＰＵ１３の冷却が可能になる。
【００２９】
次に、受熱プレート３で受熱した熱をディスプレイケース１１に効率良く熱伝導するに際しては、図３および図４に示すように、受熱プレート３の位置に応じてヒートパイプ１２の形状を変更することができる。
【００３０】
例えば、ＣＰＵ１３が本体ケース１０のほぼ中央部に実装されている場合、図３に示すように、２本のヒートパイプ１２ａ、１２ｂを用い、各ヒートパイプ１２ａ、１２ｂの端部を受熱プレート（発熱素子用放熱部材）３に接続し、各ヒートパイプ１２ａ、１２ｂの他端側を放熱カバー（開口部用放熱部材）４の中央部から両側に分けて配置する構成を採用することができる。
【００３１】
一方、ＣＰＵ１３が本体ケース１０の端部に実装されたときには、図４に示すように、ほぼＬ字型に形成された１本のヒートパイプ１２を用い、このヒートパイプ１２の端部を受熱プレート３に接続し、他端側を放熱カバー４に沿って配置する構成を採用することができる。この場合１本のヒートパイプ１２で放熱カバー４への熱輸送と放熱カバー４内での熱拡散を行うことになる。したがって、受熱プレート３および放熱カバー４は、なるべく熱伝導率の大きい材料、例えば、Ｃｕ、Ａｌなどを用いることが望ましく、またヒートパイプ１２またはヒートパイプ１２ａ、１２ｂとの接続は立体成形にすることが望ましい。なお、受熱プレート３と放熱カバー４との距離が近ければ両者を一体成形することも可能である。
【００３２】
次に、本発明の第２実施形態を図５にしたがって説明する。本実施形態は、受熱プレート３と放熱カバーとをヒートパイプで接続する代わりに、キーボード１の裏面側に設置された放熱板１６と放熱カバー４とを一体成形し、受熱プレート３で受熱された熱を柔軟熱伝導部材１５、放熱板１６を介して放熱カバー４に伝熱するようにしたものであり、他の構成は前記実施形態と同様である。
【００３３】
本実施形態において、ＣＰＵ１３から発生した熱は、キーボード１の表面から放熱されるとともに本体ケース１０の底面から放熱される。さらに、キーボード１に伝熱された熱の一部は放熱板１６、放熱カバー４を介してディスプレイケース１１に伝えられ、ディスプレイケース１１から放熱される。
【００３４】
本実施形態によれば、放熱板１６と放熱カバー４が１枚の金属板で成形されているため、前記実施形態よりも構造の簡略化を図ることができるとともに組立性の向上を図ることができる。
【００３５】
次に本発明の第３実施形態を図６にしたがって説明する。本実施形態は、放熱カバー４とディスプレイケース１１の底部側の表面にそれぞれ他の部位よりも表面積の拡大された凹凸面（凹凸部）４ａ、１１ａを形成し、各凹凸面４ａ、１１ａが互いに噛み合うように構成したものであり、他の構成は第１実施形態または第２実施形態と同様である。
【００３６】
本実施形態においては、放熱カバー４とディスプレイケース１１との間の熱抵抗を小さくするために、両者が相対向する部位の表面積を増大させる構造となっているため、放熱カバー４とディスプレイケース１１との間隙の大きさに対して余裕度が得られる。
【００３７】
すなわち、前記第１実施形態および第２実施形態においては、放熱カバー４とディスプレイケース１１とは、微小間隙を残して設置されており、この間隙における空気層は大きな熱抵抗となるため、放熱カバー４とディスプレイケース１１との間隙の大きさを極力小さく保ち、熱抵抗を小さくする必要があり、放熱カバー４とディスプレイケース１１の取付に高い寸法精度が要求される。
【００３８】
これに対して本実施形態によれば、放熱カバー４とディスプレイケース１１の表面にそれぞれ凹凸面４ａ、１１ａが形成されているため、放熱カバー４とディスプレイケース１１との間隙の大きさに対して余裕度が得られる。
【００３９】
次に、本発明の第４実施形態を図７にしたがって説明する。本実施形態は、放熱カバー４とディスプレイケース１１との間隙の大きさをできるだけ小さく保つために、放熱カバー４に弾性（ばね性）を持たせ、表示器１７の設置角度によらず、常に放熱カバー４がディスプレイケース１１の底部側に軽く接触するようにしたものであり、他の構成は第１実施形態と同様である。
【００４０】
放熱カバー４の端部には支持部４ｂが一体となって形成されている。この支持部４ｂはヒートパイプ１２に固定されており、放熱カバー４はヒートパイプ１２の取付位置に対して片持ち梁構造となっている。放熱カバー４は、支持部４ｂで支持された状態でヒートパイプ１２を支点として上下動するようになっている。なお、ヒートパイプ１２自体に弾性持たせることで、放熱カバー４をディスプレイケース１１に常に軽く接触させることもできる。
【００４１】
また、本発明においては、放熱カバー４とディスプレイケース１１の表面にフッ素樹脂などをコーティングすることで、耐摺動性を持たせることができる。
【００４２】
このように、本実施形態においては、放熱カバー４またはヒートパイプ１２に弾性を持たせることで、ディスプレイケース１１の開閉が頻繁に行われても、ディスプレイケース１１と放熱カバー４との摺動に対して、常に適正の接触荷重を維持することができるとともに、本体ケース１０とディスプレイケース１１との取付に対する寸法精度を緩くすることができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、発熱素子から発生した熱は、放熱部材に伝導された後、ディスプレイケースと放熱部材との間の空気を媒介とした熱伝導および熱放射によってディスプレイケースに伝えられ、ディスプレイケースから放熱されるので、発熱素子の発熱量の増大に対して、簡単な構造で薄型筐体に適した放熱構造とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す電子装置の斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態を示す図であって、図１のＡ−Ａ線に沿う要部断面図である。
【図３】２本のヒートパイプを用いたときの取付方法を説明するための平面図である。
【図４】１本のヒートパイプを用いたときの取付方法を説明するための平面図である。
【図５】本発明の第２実施形態を示す要部断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態を示す要部断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１  キーボード
２  パームレスト
３  受熱プレート
４  放熱カバー
５  ハードディスクドライブ
６  補助記憶装置
７  ＣＤ−ＲＯＭドライブ
８  バッテリー
９  配線基板
１０  本体ケース
１１  ディスプレイケース
１２  ヒートパイプ
１３  ＣＰＵ
１４  サブ基板
１５、１９  柔軟熱伝導部材
１６  放熱板
１７  表示器
【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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