JP2001014067A - 小型電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】発熱部品を効率良く冷却できるとともに騒音の
低減を図るこができる小型電子機器を提供することにあ
る。 【解決手段】機器本体１０内には、発熱部品としての半
導体パッケージ７８、８０が実装されたメインプリント
回路基板７０、および発熱部品を冷却する冷却ユニット
８２が配設されている。冷却ユニットは、発熱部品およ
びメインプリント回路基板と対向して配設された放熱板
８４と、放熱板に取り付けられた冷却ファン８６と、を
有している。冷却ファンは、発熱部品および放熱板の周
囲を通して機器本体内の空気を吸気し、排気口９２を通
して機器本体外部に排気する。冷却ファンは、排気口９
２が機器本体に形成された排気孔３６と直接連通した状
態に配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は携帯型パーソナル
コンピュータ等の小型電子機器に関し、特に、冷却ユニ
ットを備えた小型電子機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ブック型パーソナルコンピュー
タ、あるいは、いわゆるモバイルコンピュータと言われ
る携帯可能な小型コンピュータが広く普及している。こ
の種のコンピュータは、携帯性を高めるために機器本体
の小型化が促められ、同時に、一層の性能の向上および
多機能化が求められている。

【０００３】このような携帯型コンピュータの小型化を
図るため、内部の電子部品は高い実装密度で設けられて
いるとともに、高性能化に伴い電子部品の発熱量も大き
くなる傾向にある。従って、機器内部の放熱性が悪く、
電子部品の温度上昇による障害が問題となる。

【０００４】そこで、機器本体内には、電子部品を冷却
するための冷却機構が設けられている。この冷却機構と
しては、冷却ファンとヒートシンクとを組み合わせたも
のが広く用いられている。通常、冷却ファンは、発熱量
の多いメインプロセッサ等に隣接対向して設けられ、周
囲の空気を吸引してメインプロセッサに吹き付けること
により、これを冷却する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような冷却ファンおよびヒートシンクを備えた冷却機構
の場合、冷却空気の排気効率が低いため、冷却効率の向
上を図る上で障害になるとともに、作動時、冷却ファン
から比較的大きな騒音が発生しコンピュータ使用時の快
適性を損ねる要因となる。

【０００６】この発明は上記問題点に鑑みなされたもの
で、その目的は、発熱部品を効率良く冷却できるととも
に騒音の低減を図るこができる小型電子機器を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係る小型電子機器は、排気孔が形成され
た壁部を有する機器本体と、上記機器本体内に配設され
ているとともに発熱部品が実装されたプリント回路基板
と、上記機器本体内に配設され、上記発熱部品を冷却す
る冷却ユニットと、を備え、上記冷却ユニットは、上記
発熱部品に対向して配設された放熱板と、上記放熱板に
取り付けられ、上記放熱板および発熱部品の周囲を通し
て上記機器本体内の空気を吸引し、上記排気孔から機器
本体外部に排気する冷却ファンと、を有し、上記冷却フ
ァンは、上記排気孔に直接連通した排出口を備えている
ことを特徴としている。

【０００８】また、この発明に係る小型電子機器は、ほ
ぼ矩形状の底壁と排気孔が形成された後壁とを有したほ
ぼ矩形箱状の機器本体と、上記機器本体の上面に露出し
て設けられたキーボードと、上記機器本体に回動自在に
設けられたディスプレイユニットと、上記機器本体内に
上記底壁と対向して配設されているとともに、発熱部品
が実装されたプリント回路基板と、上記機器本体内に配
設され、上記発熱部品を冷却する冷却ユニットと、を備
え、上記冷却ユニットは、上記プリント回路基板に取り
付けられ上記発熱部品に対向して位置した放熱板と、上
記放熱板に取り付けられ、上記放熱板および発熱部品の
周囲を通して上記機器本体内の空気を吸引し、上記排気
孔から機器本体外部に排気する冷却ファンと、を有し、
上記冷却ファンは、上記排気孔に直接連通した排気口を
備えていることを特徴としている。

【０００９】上記構成のように構成された小型電子機器
によれば、発熱部品の熱は、冷却ユニットの放熱板に伝
わり放熱板から機器本体内に放熱されるとともに、発熱
部品および放熱板の周囲を流れる冷却空気とともに冷却
ファンに吸引され、排気口から直に排気孔へ送られ機器
本体外部に排気される。

【００１０】この場合、冷却ファンの排気口は、機器本
体内に開口することなく排気孔に直接連通していること
から、冷却ファンからの排出空気は機器本体内に排出さ
れることなく、直接、排気孔から機器本体外部に排出さ
れる。そのため、排気抵抗が低減し冷却空気を効率良く
機器本体外部に排気することができる。その結果、発熱
部品を効率よく冷却し、熱による発熱部品のの損傷を防
止することができる。また、排気効率の向上に伴い、冷
却ファンから発生する騒音を大幅に低減することができ
る。更に、排気抵抗の低減に伴い、冷却ファンの作動効
率が向上し、消費電力の低減も図ることが可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態に係る携帯型のパーソナルコンピュータにつ
いて詳細に説明する。

【００１２】図１および図２に示すように、パーソナル
コンピュータは、偏平な矩形箱状の機器本体１０と、同
じく偏平な矩形状のディスプレイユニット１２と、を備
えている。機器本体１０は、上面の開口した矩形箱状の
下ケース１４、下ケースの上面開口を覆うように下ケー
スに取り付けられたカバー１６と、により構成されてい
る。

【００１３】また、機器本体１０は、カバー１６の上面
に露出して設けられたキーボード２０を有しているとと
もに、機器本体の一方の側面には、ＰＣカードを挿入可
能なカードスロット２２、ＤＣ電源コネクタ２３が設け
られている。機器本体１０の他方の側面には、電話線の
接続ジャック２４、リモートコントローラの接続端子２
５、スマートメディアの挿入口２６等が設けられてい
る。

【００１４】機器本体１０の前端部には、バッテリ２８
が脱着自在い装着されている。更に、カバー１６の上面
後端部には、後述するカメラのシャッタボタン３０が設
けられている。機器本体１０の後壁外面には、赤外線ポ
ート３１、ＵＳＢ端子３２、マイク入力端子３３、ヘッ
ドホン接続端子３４、外部ディスプレイ出力端子３７等
が設けられている。機器本体１０の後壁には複数の排気
孔３６が貫通形成され、外面に開口している。

【００１５】ディスプレイユニット１２は、その下端部
両端から突出した一対の脚部３８を有し、これらの脚部
は、カバー１６の後端部に設けられた一対のヒンジ部４
０によって回動自在に支持されている。ヒンジ部４０
は、カバー１６の上面とほぼ平行に延びる図示しないヒ
ンジ軸を有し、ディスプレイユニット１２の回動中心軸
を規定している。それにより、ディスプレイユニット１
２は、キーボード２０を露出する図１の回動位置と、キ
ーボード２０を覆い、機器本体１０とともに１つの箱状
をなす図２の閉塞位置との間を開閉自在に機器本体１０
上に取り付けられている。なお、各ヒンジ部４０の外表
面は、別体の化粧板によって覆われている。

【００１６】ディスプレイユニット１２の内面には、液
晶表示パネル４２が露出した開口４４、電源スイッチ４
５、リブポイント４６、ＬＥＤからなる表示部４８等が
設けられている。また、ディスプレイユニット１２の外
面には、リブポイント４６に対向して一対のクリックス
イッチ５０が設けられている。

【００１７】一方、図１ないし図３に示すように、パー
ソナルコンピュータは、機器本体１０の後端部に脱着自
在に設けられたカメラ５２を備えている。このカメラ５
２は一対のヒンジ部４０間に、すなわち、機器本体１０
の後端部の中央に設けられている。

【００１８】カメラ５２は、カメラ本体５４およびカメ
ラ本体を支持したベース部５６を備えて構成されてい
る。カメラ本体５４は、内部に図示しない固体撮像素子
（ＣＣＤ）を収納しているとともにピント調整可能なレ
ンズ５７を有し、ほぼ円柱形状に形成されている。そし
て、レンズ５７は、その入射面がカメラ本体５４の外周
面に露出して設けられている。

【００１９】ベース部５６は、カメラ本体５４の軸方向
両端側に位置した一対の支持部５８を有し、カメラ本体
は、これらの支持部により、その中心軸の周りでほぼ３
６０度回動自在に支持されている。一対の支持部５８
は、カメラ本体５４と同径の円柱状に形成され、カメラ
本体と連続して設けられている。また、一方の支持部５
８の端面には、カメラ側のシャッタボタン６０が設けら
れている。

【００２０】ベース部５６は平坦な内壁５６ａ、湾曲し
た外壁５６ｂ、および一対の平坦な側壁５６ｃを有して
いる。内壁５６ａには、カメラ本体５４に電気的に接続
されたコネクタ６２が設けられているとともに、カメラ
本体５４の中心軸と平行な方向に往復動自在なフック６
４が設けられている。また、外壁５６ｂには、フック６
４を解除操作するための操作レバー６５が設けられ、更
に、各側壁５６ｃには、カメラ５２の脱着をガイドする
ガイド溝６６が形成されている。

【００２１】一方、図２に示すように、機器本体１０の
後端部中央には、後方に向って開放した凹所からなるカ
メラ装着部６８が形成され、一対のヒンジ４０間に位置
している。カメラ装着部６８の底壁６８ａには、本体側
のコネクタ７０が露出しているとともに、カメラ５２の
フック６４と係合する係合孔７２が設けられている。本
体側のコネクタ７０は、機器本体１０内に配設された後
述のメインプリント回路基板上に取り付けられている。

【００２２】また、カメラ装着部６８の一対の側壁６８
ｂには、ガイドリブ７３がそれぞれ形成され、底壁６８
ａと直交する方向、つまり、機器本体１０の後面に対し
て垂直な方向に延出している。

【００２３】カメラ５２を機器本体１０のカメラ装着部
６８に装着する場合、カメラのベース部５６に設けられ
た一対のガイド溝６６をカメラ装着部側のガイドリブ７
３に合わせ、機器本体の後面に対して垂直な方向に沿っ
てカメラ５２をカメラ装着部６８内へ押込む。すると、
カメラ５２側のコネクタ６２が機器本体１０のコネクタ
７０に嵌合するとともに、フック６４が係合孔７２に係
合する。これにより、カメラ５２はカメラ装着部６８に
装着され、フック６４によってカメラ装着部内に機械的
に保持されるとともに、コネクタ６２、７０を介して機
器本体１０と電気的に接続される。

【００２４】図１および図２に示すように、カメラ５２
をカメラ装着部６８に装着した状態において、円柱形状
に形成されたカメラ本体５４および一対の支持部５８
は、機器本体１０の一対のヒンジ部４０に連続的に並ん
で位置している。また、ベース部５６の後壁５６ｂは、
機器本体１０の後面と連続して位置し、機器本体の後面
の一部を構成している。更に、カメラ本体５４は、その
中心軸がヒンジ部４０のヒンジ軸、すなわち、ディスプ
レイユニット１２の回動中心軸線とほぼ同軸的に位置
し、この中心軸の周りで回動可能となっている。

【００２５】そして、カメラ本体５４を回動させてレン
ズ５７の向きを調整することにより、ディスプレイユニ
ット１２を開いた状態、あるいは、閉じた状態のいずれ
においても、カメラ５２を用いて任意の画像を撮影する
ことができる。カメラ５２により撮影した画像は、ディ
スプレイユニット１２に動画あるいは静止画として表示
できるとともに、本体側のシャッタボタン３０を押すこ
とにより、スナップ画像として機器本体１０内のメモリ
に取り込むことができる。

【００２６】一方、カメラ５２を機器本体１０から取外
す場合には、操作レバー６５を操作してフック６４を解
除した状態で、カメラ５２全体をカメラ装着部６８から
後方へ引き抜くことにより取外すことができる。

【００２７】図４に示すように、機器本体１０の下ケー
ス１４内には、下ケースの底壁のほぼ全面と対向して、
ほぼ矩形状のメインプリント回路基板７０が設けられて
いる。メインプリント回路基板７０の上面には、情報記
憶装置としてのハードディスクドライブ７２、カードス
ロット２２から挿入されたＰＣカードを保持するカード
ホルダ７４、挿入されたＰＣカードに接続されるコネク
タ７５、サブプリント回路基板７６、カメラ５２が接続
されたコネクタ７７、前述したＤＣ電源コネクタ２３、
接続ジャック２４、リモートコントローラの接続端子２
５、赤外線ポート３１、ＵＳＢ端子３２、マイク入力端
子３３、ヘッドホン接続端子３４、外部ディスプレイ出
力端子３７、その他の電子部品が設けられている。

【００２８】また、図５、図６、図８、および図９に示
すように、メインプリント回路基板７０の下面側には、
発熱部品として、メインプロセッサを構成する半導体パ
ッケージ７８が実装されているとともに、半導体パッケ
ージ７８と並んで比較的発熱量の大きい他の半導体パッ
ケージ８０が実装されている。その他、メインプリント
回路基板７０の下面側には、多数の電子部品が実装され
ている。上記２つの半導体パッケージ７８、８０は、メ
インプリント回路基板７０の下面において、例えばカー
ドスロット２２の下方に配置されているとともに、下ケ
ース１４の後壁に形成された排気孔３６の近傍に配置さ
れている。

【００２９】また、メインプリント回路基板７０には、
主に発熱部品としての半導体パッケージ７８、８０を冷
却するための冷却ユニット８２が取り付けられている。
この冷却ユニット８２は、図５ないし図９に示すよう
に、複数のねじによってメインプリント回路基板７０に
ねじ止めされた放熱板８４、および冷却ファン８６を備
えている。

【００３０】放熱板８４は伝熱性に優れた金属、例え
ば、アルミニウムによって形成され、メインプリント回
路基板７０の下面と所定の間隔を置いて対向していると
ともに、半導体パッケージ７８、８０を覆って配置され
ている。放熱板８４の内、半導体パッケージ７８と対向
する位置には、メインプリント回路基板７０側へ突出し
た凸部８５が形成され、この凸部は、弾性を持った伝熱
シート８３を介して、半導体パッケージ７８に当接して
いる。

【００３１】一方、冷却ファン８６は、アルミニウム等
によって形成された偏平な矩形箱状のファンケース８８
と、ファンケースによって回転自在に支持されたファン
本体９０と、を備えている。ファンケース８８の主壁と
して機能する底壁には、ファン本体９０に対向した円形
の吸気口９３が形成されているとともに、底壁と直交し
て延びる１つの側壁には、細長い矩形状の排気口９２が
形成されている。また、ファンケース８８の上壁外面
は、放熱板８４に固定された銅板９１によって覆われて
いる。

【００３２】なお、ファン本体９０は、その回転軸がフ
ァンケース８８の底壁に対してほぼ垂直に延びた状態で
ファンケース内に配置され、ファン本体の一部は吸気口
９３を通してファンケース８８の外部に突出している。

【００３３】冷却ファン８６は、ファンケース８８を放
熱板８４へねじ止めすることにより放熱板に固定されて
いる。そして、冷却ファン８６は、メインプリント回路
基板７０に形成された矩形状の切り欠き７０ａに対向し
て、かつ、機器本体１０の下ケース１４の後壁に隣接し
て位置している。また、ファンケース８８は、その上壁
および下壁がメインプリント回路基板７０と平行に延び
た状態で配置されている。

【００３４】これにより、冷却ファン８６の吸気口９３
は、機器本体１０内において、メインプリント回路基板
７０の下面側の空間に開口している。また、冷却ファン
８６の排気口９２は、下ケース１４の後壁に形成された
排気孔３６と隣接対向して位置している。更に、下ケー
ス１４の後壁内面において、排気孔３６の周囲には、シ
ール材として機能する枠状の弾性シート９４が貼付され
ている。そして、排気口９２が形成されているファンケ
ース８８の側壁は、弾性シート９４に当接している。従
って、冷却ファン８６の排気口９２は、機器本体１０内
の空間に連通することなく、下ケース１４の排気孔３６
に直接、かつ気密に連通している。

【００３５】上記のように構成されたパーソナルコンピ
ュータによれば、機器本体１０内のメインプリント回路
基板７０に設けられた電子部品の内、半導体パッケージ
７８、８０は、パーソナルコンピュータの作動に伴い発
熱するため、冷却ユニット８２によって冷却される。す
なわち、パーソナルコンピュータの作動時、冷却ユニッ
トの冷却ファン８６が駆動されると、機器本体１０内の
空気は、放熱板８４および半導体パッケージ７８、８０
の周囲を流れ、吸気口９３から冷却ファンのファンケー
ス８８内に吸い込まれる。そして、冷却空気は、ファン
ケース８８の排気口９２を通って直接下ケース１４の排
気孔３６へ送られ、機器本体１０の外部に排気される。

【００３６】これにより、半導体パッケージ７８、８０
は、その周囲を流れる冷却空気流によって直接冷却され
るとともに、半導体パッケージ７８、８０から発生した
熱は放熱板８４に伝達され、放熱板の全面に拡散され
る。そして、この熱は、放熱板８４から機器本体１０内
部に放熱され、冷却空気とともにファンケース８８内を
通って排気口９２へ送られ、更に、カバー１４の排気孔
３６を通して機器本体１０外部に放熱される。

【００３７】上記パーソナルコンピュータによれば、冷
却ファン８６の排気口９２は、機器本体１０内に開口す
ることなく排気孔３６に直接連通しているため、排気抵
抗が低減し冷却空気を効率良く機器本体外部に排気する
ことができる。その結果、半導体パッケージ７８、８０
を効率よく冷却し、熱による半導体パッケージの損傷を
防止することができる。また、排気効率の向上に伴い、
冷却ファン８６から発生する騒音を大幅に低減すること
ができる。更に、排気抵抗の低減に伴い、冷却ファン８
６の作動効率が向上し、消費電力の低減も図ることが可
能となる。

【００３８】なお、この発明は上述した実施の形態に限
定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能で
ある。例えば、排気孔３６は、機器本体の後壁に設ける
構成としたが、冷却ファン８６の排気口９２と直接連通
していれば、機器本体の側壁等、他の場所に設けてもよ
い。また、放熱板の形状および大きさは必要に応じて増
減可能である。更に、冷却ユニット８２の各構成部材の
材質は、上述した実施の形態に限定されることなく、必
要に応じて種々選択可能である。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、冷却ファンの排気口を機器本体の排気孔と直に連通
させることにより冷却空気の排気効率が向上し、発熱部
品を効率良く冷却できるとともに、冷却ファンの騒音を
低減した小型電子機器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態に係るパーソナルコンピ
ュータの斜視図。

【図２】ディスプレイユニットを閉じた状態における上
記パーソナルコンピュータを背面側から示す斜視図。

【図３】上記パーソナルコンピュータの後端部およびカ
メラを示す分解斜視図。

【図４】上記パーソナルコンピュータの機器本体内部を
示す分解斜視図。

【図５】上記パーソナルコンピュータの底面部、冷却ユ
ニット、およびメインプリント回路基板を示す分解斜視
図。

【図６】上記パーソナルコンピュータの底面部、冷却ユ
ニット、およびメインプリント回路基板を示す分解斜視
図。

【図７】上記冷却ユニットを示す斜視図。

【図８】図２の線Ａ−Ａに沿った断面図。

【図９】図２の線Ｂ−Ｂに沿った断面図。

【符号の説明】

１０…機器本体 １２…ディスクプレイユニット １４…下ケース ２０…キーボード ３６…排気孔 ５２…カメラ ７０…メインプリント回路基板 ７８、８０…半導体パッケージ ８２…冷却ユニット ８４…放熱板 ８６…冷却ファン ８８…ファンケース ９０…ファン本体 ９２…排気口 ９３…吸気口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小手川 創 東京都青梅市新町３丁目３番地の１ 東芝 コンピュ―タエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 富田 元樹 東京都青梅市新町３丁目３番地の１ 東芝 コンピュ―タエンジニアリング株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】排気孔が形成された壁部を有する機器本体
   と、 上記機器本体内に配設されているとともに発熱部品が実
   装されたプリント回路基板と、 上記機器本体内に配設され、上記発熱部品を冷却する冷
   却ユニットと、 を備え、 上記冷却ユニットは、上記発熱部品に対向して配設され
   た放熱板と、 上記放熱板に取り付けられ、上記放熱板および発熱部品
   の周囲を通して上記機器本体内の空気を吸引し、上記排
   気孔から機器本体外部に排気する冷却ファンと、を有
   し、 上記冷却ファンは、上記排気孔に直接連通した排出口を
   備えていることを特徴とする小型電子機器。
2. 【請求項２】上記放熱板は、上記プリント回路基板に取
   り付けられ上記発熱部品を覆っているとともに、 上記冷却ファンは、吸気口と上記排気口とを有し上記放
   熱板に取り付けられたファンケースと、上記ファンケー
   ス内に回転自在に支持されたファン本体と、を備えてい
   ることを特徴とする請求項１に記載の小型電子機器。
3. 【請求項３】上記ファンケースは偏平な矩形箱状に形成
   され、上記プリント回路基板とほぼ平行に延びていると
   ともに上記吸気口が形成された主壁と、上記主壁と直交
   して延びているとともに上記排気口が形成された側壁
   と、を備え、 上記ファン本体は、上記ファンケースの主壁と直交する
   方向に延びた回転軸を有していることを特徴とする請求
   項２に記載の小型電子機器。
4. 【請求項４】上記ファンケースの側壁は、弾性を有する
   シール材を介して、上記機器本体の壁部内面に当接して
   いることを特徴とする請求項３に記載の小型電子機器。
5. 【請求項５】上記放熱板は、上記発熱部材に向って突出
   した凸部を有し、上記凸部は弾性を有した伝熱材を介し
   て上記発熱部材に当接していることを特徴とする請求項
   ２又は３に記載の小型電子機器。
6. 【請求項６】ほぼ矩形状の底壁と排気孔が形成された後
   壁とを有したほぼ矩形箱状の機器本体と、 上記機器本体の上面に露出して設けられたキーボード
   と、 上記機器本体に回動自在に設けられたディスプレイユニ
   ットと、 上記機器本体内に上記底壁と対向して配設されていると
   ともに、発熱部品が実装されたプリント回路基板と、 上記機器本体内に配設され、上記発熱部品を冷却する冷
   却ユニットと、 を備え、 上記冷却ユニットは、上記プリント回路基板に取り付け
   られ上記発熱部品に対向して位置した放熱板と、 上記放熱板に取り付けられ、上記放熱板および発熱部品
   の周囲を通して上記機器本体内の空気を吸引し、上記排
   気孔から機器本体外部に排気する冷却ファンと、を有
   し、 上記冷却ファンは、上記排気孔に直接連通した排気口を
   備えていることを特徴とする小型電子機器。