(57)【要約】【課題】放熱効率を低下させることなく、筺体内のスペースを小型化できるパーソナルコンピュータ等の電子機器を提供する。【解決手段】コンピュータ１は第１の発熱部品と、第２の発熱部品とが実装されたプリント配線板と、排気孔部と、対向する２つの吸気孔部とを備えた冷却ファンと、排気孔部に対向して配置された放熱フィンと、第１の発熱部品と、放熱フィンとの間を熱的に接続した第１の伝熱部材と、吸気孔部の少なくとも一方を覆い、かつ第２の発熱部品と熱的に接続された第２の伝熱部材とを有する電子機器を特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の発熱部品と、第２の発熱部品とが実装されたプリント配線板と、
排気孔部と、対向する２つの吸気孔部とを備えた冷却ファンと、
前記排気孔部に対向して配置された放熱フィンと、
前記第１の発熱部品と、前記放熱フィンとの間を熱的に接続した第１の伝熱部材と、
前記吸気孔部の少なくとも一部を覆い、かつ前記第２の発熱部品と熱的に接続された第２の伝熱部材とを有することを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記第２の伝熱部材は、前記第２の発熱部品に接続されている受熱板と、前記吸気孔部の少なくとも一部を覆う放熱板と、前記受熱板と前記放熱板とをつなぐ伝熱管とを有することを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項３】
前記放熱板は、前記冷却ファンにおける前記２つの吸気孔部のいずれか一方よりも大きさの大きい熱拡散板と、該熱拡散板からその交差方向に延びて形成されている固定部とを有し、該固定部が前記プリント配線板に固定され、かつ前記熱拡散板が前記２つの吸気孔部のいずれか一方との間に間隙が確保されるようにして配置されていることを特徴とする請求項２記載の電子機器。
【請求項４】
前記第２の発熱部品、前記伝熱管および前記熱拡散板が前記冷却ファンの排気方向に沿った直線状に配置されていることを特徴とする請求項３記載の電子機器。
【請求項５】
前記プリント配線板は、周端部の一部に切欠部を有し、
前記切欠部に前記冷却ファンが配置されていることを特徴とする請求項４記載の電子機器。
【請求項６】
前記第１の発熱部品の発熱量は、前記第２の発熱部品の発熱量よりも大きいことを特徴とする請求項５記載の電子機器。
【請求項７】
第１の発熱部品と、第２の発熱部品とが実装されたプリント配線板と、
排気孔部と、対向する２つの吸気孔部とを備え、前記吸気孔部のいずれか少なくとも一部が放熱板となっている冷却ファンと、
前記排気孔部に対向して配置された放熱フィンと、
前記第１の発熱部品と、前記放熱フィンとの間を熱的に接続した第１の伝熱部材と、
前記第２の発熱部品と、前記放熱板となっている前記吸気孔部とを熱的に接続した第２の伝熱部材とを有す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、パーソナルコンピュータ等の電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータ等の電子機器においては、樹脂基板上に配線パターンが形成されているプリント配線板（プリント基板ともいう）に電子部品が実装されたプリント回路板が備えられている。プリント回路板には、ＣＰＵ、コンデンサ、制御用ＩＣ、電源部品といった比較的大きな熱を発生する電子部品（以下「発熱部品」ともいう）が実装されているため、電子機器では発熱部品を冷却するための冷却ファンが備えられている。
【０００３】
このような冷却ファンを備えた電子機器に関し、従来、例えば特許文献１には、２つの発熱部品を１つの冷却ファンを用いて冷却する構造を備えたコンピュータが開示されている。また、特許文献２には、プリント回路板に固定された２つの発熱部品と、１つの冷却ファンとを有し、各発熱部品の熱を放熱する２つの放熱部材が併設された構造を備えたコンピュータが開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１６４４９２号公報
【特許文献２】特開２００７−３１０７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来から電子機器では、プリント回路板が収納される筺体を小型化しようとするニーズがあり、それに伴い、筺体内のスペースも小型化が求められている。
【０００５】
しかし、従来技術では、放熱効率を低下させることなく、筺体内のスペースを小型化することが困難であった。例えば、特許文献１記載の技術では、冷却ファンを発熱部品の上に配置し、発熱部品から熱を奪った空気を冷却ファンからフィンに送って放熱が行われる（空気を媒介にして伝熱する）ため、筺体内に高さ方向のスペースが必要とされ、放熱効率も良好ではなかった。
【０００６】
また、特許文献２記載の技術では、２つの放熱部材が筺体の内部に併設されているため、筺体内のスペースを小型化することが困難であった。
【０００７】
そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたもので、放熱効率を低下させることなく、筺体内のスペースを小型化できるパーソナルコンピュータ等の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】
上記課題を解決するため、本発明に係る電子機器は、第１の発熱部品と、第２の発熱部品とが実装されたプリント配線板と、排気孔部と、対向する２つの吸気孔部とを備えた冷却ファンと、排気孔部に対向して配置された放熱フィンと、第１の発熱部品と、放熱フィンとの間を熱的に接続した第１の伝熱部材と、吸気孔部の少なくとも一部を覆い、かつ第２の発熱部品と熱的に接続された第２の伝熱部材とを有する電子機器を特徴としている。
また、本発明は、第１の発熱部品と、第２の発熱部品とが実装されたプリント配線板と、排気孔部と、対向する２つの吸気孔部とを備え、吸気孔部のいずれか少なくとも一部が放熱板となっている冷却ファンと、排気孔部に対向して配置された放熱フィンと、第１の発熱部品と、放熱フィンとの間を熱的に接続した第１の伝熱部材と、第２の発熱部品と、放熱板となっている吸気孔部とを熱的に接続した第２の伝熱部材とを有する電子機器を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
以上詳述したように、本発明によれば、放熱効率を低下させることなく、筺体内のスペースを小型化できるパーソナルコンピュータ等の電子機器が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。
【００１１】
図１〜図６を参照して本発明の実施の形態にかかる電子機器としてのパーソナルコンピュータについて説明する。
【００１２】
ここで、図１は、本発明の実施の形態にかかる電子機器としてのパーソナルコンピュータ(以下「コンピュータ」という)の一部内部を示した斜視図、図２はコンピュータ内部を図示した斜視図である。また、図３はコンピュータ１に収納されているプリント回路板の放熱構造部分を示す平面図、図４は同じく正面図、図５は同じく左側面図、図６は同じく右側面図である。図１に示すように、コンピュータ１は、本体２と、表示ユニット３とを備えている。
【００１３】
本体２は、本体ベース４と本体カバー５とを有している。本体カバー５は、本体ベース４に上方から組み合わされる。本体ベース４と、本体カバー５とが互いに協働することによって、本体２は箱状に形成された筐体６を構成している。
【００１４】
筐体６は、上壁６ａ、周壁６ｂ、および下壁６ｃを有している。上壁６ａは、キーボード７を支持している。周壁６ｂは、前周壁６ｂａ、後周壁６ｂｂ、左周壁６ｂｃ、および右周壁６ｂｄを有している。
【００１５】
表示ユニット３は、ディスプレイハウジング８と、ディスプレイハウジング８に組み込まれた液晶表示パネル９とを有している。液晶表示パネル９は、表示画面９ａを有する。表示画面９ａは、ディスプレイハウジング８の前面の開口部８ａを通じてディスプレイハウジング８の外部に露出している。
【００１６】
そして、表示ユニット３は、筐体６の後端部に、図示しないヒンジ機構を介して支持されていて、上壁６ａを上方から覆うように倒される閉じ位置と、上壁６ａを露出させるように起立する開き位置との間で回動可能になっている。
【００１７】
図２にも示すように筐体６は、プリント配線板１１と、冷却ファン１２と、第１、第２のヒートパイプ１３，２５と、放熱フィン１５と、放熱板３０とを収納している。
【００１８】
プリント配線板１１は、第１の面１１ａおよび第２の面１１ｂを有する。本実施の形態では、第１の面１１ａは、表側、すなわちキーボード７側の面（上面ともいう）である。第１の面１１ａは上壁６ａと対向している。第２の面１１ｂは第１の面１１ａの裏側の面で下壁６ｃと対向している（図４参照）。
【００１９】
プリント配線板１１は、第１の面１１ａに発熱部品２１と発熱部品２２が実装されている。プリント配線板１１には、その他の回路部品も複数実装されているが、図示は省略している。発熱部品２１，２２は、プリント配線板１１に実装される回路部品のなかでも特に発熱量が大きく、積極的な放熱を必要とする電子部品である。
【００２０】
例えば、発熱部品２１はＣＰＵ、発熱部品２２はＣＰＵよりは発熱量の少ないグラフィックスチップであるが、そのほかの部品でもよい。発熱部品２１，２２は、放熱が望まれる種々の電子部品が該当するが、本実施の形態では、発熱部品２１の発熱量が発熱部品２２の発熱量よりも大きいことを想定している。
【００２１】
そして、図３〜図６に示すように、発熱部品２１には、銅等の熱伝達効率の良好な部材からなり、発熱部品２１よりも大きさの大きい矩形状の受熱板１４が熱接続部材３２（放熱シート、グリスなど）を介して接続されている。また、受熱板１４には、銅などの熱伝達効率の良好な部材からなる伝熱管としてのヒートパイプ１３の一端部が取り付けられている。
【００２２】
発熱部品２２には、銅等の熱伝達効率の良好な部材からなり、発熱部品２２よりも大きさの大きい矩形状の受熱板２４が熱接続部材３２を介して接続されている。また、受熱板２４には、銅などの熱伝達効率の良好な部材からなる伝熱管としてのヒートパイプ２５の一端部が取り付けられている。
【００２３】
ヒートパイプ１３は、一端部が受熱板１４に接続され、他端部が放熱フィン１５に接続されている。また、ヒートパイプ２５は、一端部が受熱板２４に接続され、他端部が放熱板３０に接続されている。
【００２４】
受熱板１４、２４は、それぞれ固定具２６，２７を用いてプリント配線板１１に固定されている。固定具２６、２７は、それぞれ受熱板１４、２４を支持する三つ又状のカバー部２６ａ、２７ａと、カバー部２６ａ，２７ａからプリント配線板１１側に延び、プリント配線板１１にねじ止めされる脚部２６ｂ，２７ｂとを有している。受熱板１４、２４は、プリント配線板１１と固定具２６、２７との間に挟み込まれることで、その位置が固定されている。
【００２５】
ヒートパイプ１３は、発熱部品２１に取り付けられた一端部からプリント配線板１１の第１の面１１ａに沿って筐体６の左周壁６ｂｃを向いて延びている。発熱部品２１は、冷却ファン１２に比べて筐体６の前周壁６ｂａ側に位置する。
【００２６】
そして、ヒートパイプ１３は、プリント配線板１１を外れるまで延びたあと、放熱フィン１５の方を向いて折れ曲がり、その先端部は、冷却ファン１２の排気面１７ｃに沿って延びて各フィン要素を串刺しにしている。すなわち、中央に開口を有する複数のフィン要素が、それぞれヒートパイプ１３に嵌合されることで放熱フィン１５が形成されている。
【００２７】
ヒートパイプ１３は、発熱部品２１と放熱フィン１５との間に亘って設けられている。ヒートパイプ１３の一端部は発熱部品２１に熱的に接続されている。ヒートパイプ１３は、内部に作動液を有し、気化熱と毛細管現象を利用して熱を移動させる。ヒートパイプ１３は、発熱部品２１で発せられる熱を放熱フィン１５に伝える。
【００２８】
ヒートパイプ２５は、第２の発熱部品２２と、放熱板３０との間に亘って設けられている。ヒートパイプ２５は、一端部が発熱部品２２に熱的に接続され、第２の発熱部品２２で発せられる熱を放熱板３０に伝える。なお、ヒートパイプ１３，２５は、例えば受熱板１４，２４に対する設置面積を増やすために、例えばφ６のヒートパイプを厚さ３ｍｍ程度まで上下方向につぶされた状態で使用される。
【００２９】
図２に示すように、冷却ファン１２は、筐体６内の左周壁６ｂｃの近傍に配置されている。プリント配線板１１は、周端部に冷却ファン１２を避けるように切り欠かれた切欠部１１ｃを有し、その切欠部１１ｃに配置して冷却ファン１２が筐体６内に収納されている。
【００３０】
冷却ファン１２は、厚さの薄い箱状の収納ケース１７に収納されたファンを有し、そのファンが収納ケース１７の厚さ方向に設けられた図示しない回転軸に沿って回転するようになっている。収納ケース１７は、中央に吸気孔部１７ｄ，１７ｅを備えた対向する２つの吸気面１７ａ，１７ｂと、排気孔部を備えた排気面１７ｃとを有し、排気面１７ｃが収納ケース１７の側面に位置するようになっている。冷却ファン１２は、吸気面１７ａ，１７ｂから空気を取込み、排気面１７ｃから排出する。
【００３１】
そして、冷却ファン１２は、吸気面１７ａ，１７ｂがそれぞれプリント配線板１１の第１の１１ａ，第２の面１１ｂに沿って、かつ排気面１７ｃが放熱フィン１５に臨むようにして位置が固定されている。こうして、冷却ファン１２の排気面１７ｃに対向して放熱フィン１５を配置している。
【００３２】
また、冷却ファン１２に対応する筐体６の左周壁６ｂｃには、複数の排気孔２８が設けられている。排気孔２８は、筐体６の外部に開口している。
【００３３】
放熱フィン１５は、プリント配線板１１を外れた筐体６の左周壁６ｂｃの近傍に配置されている。詳しくは図２に示すように、放熱フィン１５は、冷却ファン１２の排気面１７ｃと左周壁６ｂｃの排気孔２８との間に配置されている。放熱フィン１５は、冷却ファン１２の空気の吐出方向を横断する向きに沿って、互いに平行に延びている。放熱フィン１５は、空気の流れ方向に沿って互いに前後に並んでいて、複数のフィン要素が集まった集合体として構成されている。各フィン要素は、矩形状に形成された板状部材で、熱伝導率の高い例えばアルミニウムのような金属で構成されている。各フィン要素は、互いの間に間隔を設けるとともに、その板面が冷却ファン１２からの空気の流れ方向に沿うように配置されている。
【００３４】
放熱板３０は、銅等の熱伝達効率の良好な金属からなっていて、冷却ファン１２の吸気面１７ａよりも大きさの大きい矩形状の熱拡散板３０ａと、熱拡散板３０ａから熱拡散板３０ａと交差する方向に伸びて形成され、側面からみてＬ字状の固定部３０ｂとを有している。そして、放熱板３０は、熱拡散板３０ａが吸気孔部１７ｄを含む吸気面１７ａの全体を覆い、かつ吸気面１７ａとの間に所定の間隙が確保されるようにして、固定部３０ｂが第１の面１１ａに固定されている。
【００３５】
次に、以上の構成を有するコンピュータ１の熱伝達に関する作用について、図７〜図１０を参照して説明する。コンピュータ１を使用すると、第１および第２の発熱部品２１，２２が発熱する。すると、図７、８に示すように、発熱部品２１で生じた熱ｈ１は、受熱板１４に伝達されそこからヒートパイプ１３を伝って放熱フィン１５に伝えられる。
【００３６】
また、図９、１０に示すように、第２の発熱部品２２で生じた熱ｈ２は受熱板２４に伝達されそこからヒートパイプ２５を伝って放熱板３０に伝達される。この場合、放熱板３０は銅等の熱伝達効率の良好な金属からなり、しかも熱拡散板３０ａが２次元的な広がりを備えているため、第２の発熱部品２２で生じた熱ｈ２は放熱板３０の熱拡散板３０ａ内を広がり熱拡散が行われる。
【００３７】
そして、冷却ファン１２が駆動されると、２つの吸気面１７ａ，１７ｂの吸気孔部１７ｄ，１７ｅから空気が収納ケース１７内に導かれ、その空気が排気面１７ｃから吐出されるとともに、放熱フィン１５に向かって強制的に吹き付けられる。このとき、放熱フィン１５と冷却ファン１２から吐き出される空気との間で熱交換が行われるため、発熱部品２１から放熱フィン１５に移動した熱ｈ１は冷却ファン１２から吐き出される空気ａ１に伝わる。この空気ａ１が排気孔２８を通じて筐体６の外部に排気されることにより、排熱ｇ１が行われる。これにより、発熱部品２１の冷却が促進される。
【００３８】
一方、放熱板３０が吸気面１７ａを覆うようにしてその近傍に配置されているので、吸気面１７ａの吸気孔部１７ｄから収納ケース１７内に空気ａ２が導かれる際に、放熱板３０に接触する。すると、第２の発熱部品２２で生じた熱ｈ２が熱拡散板３０ａ内に広がっているため、空気ａ２と熱拡散板３０ａとの間で広い範囲での効率的な熱交換が行われる。そのため、発熱部品２２から放熱板３０に移動した熱は効率的に空気ａ２に伝わる。この空気ａ２は、前述の空気ａ１と一体となって排気面１７ｃから吐出される。これにより、発熱部品２２の発生した熱ｈ２についての排熱ｇ２が行われる。
【００３９】
以上のように、コンピュータ１は、２つの発熱部品２１，２２の熱を１つの冷却ファン１２によって筺体６の外部に放出できるようになっている。そのため、筺体内のスペースが有効に用いられている。
【００４０】
また、コンピュータ１では、２つの発熱部品２１，２２の発生する熱を受熱板１４，２４、ヒートパイプ１３、２５で放熱フィン１５，放熱板３０にまで伝達し、空気を媒介とした熱伝達を最小限にしているから、効率的な放熱が行える。しかも、放熱フィンが１つだけであり、横並びに併設されていないから、プリント配線板１１の第１、第２の面１１ａ、１１ｂに沿った余計なスペースをとることがなくてスペースが有効に利用されている。しかも、第１、第２の発熱部品２１，２２上に冷却ファン１２が載る構造になっていないから、プリント配線板１１の上下方向（厚さ方向）に沿った余計なスペースをとることもなく、スペースが有効に利用されている。
【００４１】
このように、コンピュータ１は、放熱効率を低下させることなく、筺体内のスペースを小型化できるようになっている。
【００４２】
また、第２の発熱部品２２、受熱板２４、ヒートパイプ２５および放熱板３０が冷却ファン１２における排気方向に沿って配置されているので、第２の発熱部品２２の発生した熱の移動する距離が短くて済み、効率的に放熱を行える。
【００４３】
さらに、ヒートパイプ１３、２５がプリント配線板１１の一つの面に沿って互いに隣り合うことを避けているため、ヒートパイプの引き回しの自由度が増え、スペースが限られた筐体６内で複数のヒートパイプ１３，２５を引き回せるようになっている。
【００４４】
さらに、冷却ファン１２をプリント配線板１１の切欠部１１ｃ内に配置しているので筐体６内に配置されるモジュール全体の実装高さを抑えることができる。すなわち、冷却ファン１２をプリント配線板１１の上に載置する場合に比べて、筐体６の薄型化を図ることができる。
【００４５】
（変形例）
図１１は、発熱部品２２の熱を伝達する第２の伝熱部材に別構造の部材を用いた場合を示す図４に対応した側面図である。前述の説明では、受熱板２４、ヒートパイプ２５および放熱板３０を有して発熱部品２２に接続される構造の部材を第２の伝熱部材としている。第２の伝熱部材は図１１に示すように、吸気面１７ａ上に配置された熱拡散板３０と同様の放熱板３１を有し、一枚の金属板を折り曲げて形成されることにより、受熱板２４までが一体となった伝熱部材３３とすることもできる。
【００４６】
また、図１２に示すように、冷却ファン１２を用いる代わりに、収納ケースの吸気面４０ａを銅等の熱伝達効率の良好な金属で形成して放熱板として利用可能にした冷却ファン４０を用い、吸気面４０ａにヒートパイプ２５を接続してもよい。
【００４７】
さらに、図１３に示すように、発熱部品２１、２２のほかに、第３の発熱部品４２を有し、第３の発熱部品４２が第２の面１１ｂに実装されている場合は、図１３、図１４に示すようにすることもできる。図１３は、第３の発熱部品４２の熱を伝達するための第３の伝熱部材として、吸気面１７ｂの近傍に配置された熱拡散板３０と同様の放熱板４１を有する場合、図１４は、第３の伝熱部材として、対向する２つの吸気面４５ａ、４５ｂを放熱板として利用可能にした冷却ファン４５を用いた場合である。図１３、図１４のいずれの場合にも、第３の発熱部品４２は、固定具２６と同様の固定具４８で固定されている。
【００４８】
以上の実施の形態では、電子機器としてノートパソコンを例にとって説明しているが、本発明はノートパソコン以外の電子機器についても適用することができる。
【００４９】
以上の説明は、本発明の実施の形態についての説明であって、この発明の装置及び方法を限定するものではなく、様々な変形例を容易に実施することができる。又、各実施形態における構成要素、機能、特徴あるいは方法ステップを適宜組み合わせて構成される装置又は方法も本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態にかかるコンピュータの一部内部を示した斜視図である。
【図２】コンピュータ内部を図示した斜視図である。
【図３】コンピュータに収納されているプリント回路板の放熱構造部分を示す平面図である。
【図４】同じく正面図である。
【図５】同じく左側面図である。
【図６】同じく右側面図である。
【図７】第１の発熱部品からの熱を放熱するときの様子を模式的に示した平面図である。
【図８】同じく正面図である。
【図９】第２の発熱部品からの熱を放熱するときの様子を模式的に示した平面図である。
【図１０】同じく正面図である。
【図１１】第２の発熱部品の熱を伝達する第２の伝熱部材に別構造の部材を用いた場合を示す図４に対応した側面図である。
【図１２】同じく、さらに別構造の第２の伝熱部材を用いた場合を示す図４に対応した正面図である。
【図１３】第３の発熱部品の熱を伝達するための第３の伝熱部材として、吸気孔部の近傍に配置された放熱板を有する場合の正面図である。
【図１４】同じく第３の伝熱部材として、対向する２つの吸気孔部を放熱板として利用可能にした冷却ファンを有する場合の正面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１…コンピュータ、６…筺体、１１…プリント配線板、１２…冷却ファン、１５…放熱フィン、２１，２２，４２…発熱部品、１７…収納ケース、１７ａ，１７ｂ…吸気面，１７ｃ…排気面、１４，２４…受熱板、１３，２５…ヒートパイプ、３０…放熱板。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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