JP2001345588A - 携帯型情報処理装置の放熱構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高性能化装置においても冷却効率が良く人に
やさしい放熱構造を提供する。 【解決手段】 表示部１は、本体・キーボード部２とヒ
ンジ部３で接続されており、折り畳みができるようにな
っている。本体・キーボード部２の中の基板５上に発熱
体であるデバイス６が実装されている。デバイス６は本
ノート型パソコンを動作させるための半導体集積回路等
でる。ファン８は、この熱を空冷するためのものであ
る。本体・キーボード部２の底部には、表示部１を開く
ときに、本体・キーボード部２の底部の一部がスライド
して開くダクトカバー７が取り付けられている。その側
面７１にはダクトカバー通気孔７２が設けられている。
ダクトカバー７の他端は表示部１の端部に取り付けられ
ており、その内部には排気用のファン８が内蔵される。 【効果】 通気空間が大きくなるため、冷却効率が良
く、通気障害物が無いので騒音が少なく、排気が顔面に
当らない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ノート型パソコン
等携帯型情報処理装置の放熱構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、ノート型パソコンはディスクトッ
プ型パソコンを上回る需要の伸びを見せており、また、
これに類する携帯型情報処理装置も我が国の文化に整合
することから、今後、大幅な普及が見込まれている。こ
れらの携帯型情報処理装置では、使用される半導体集積
回路等デバイスの高性能化・高機能化が急速に進行して
おり、ノート型パソコンのクロック周波数は、今や500M
Hzが標準になっているほどである。その結果、デバイス
の消費電力と発生熱量が増大する。一方、携帯型情報処
理装置は本来的な使命から常に軽薄短小化が求められる
ため、デバイスの放熱が大きな課題となる。

【０００３】この課題に対しては、従来から多くの改善
技術が提案されてきている。初期の冷却方法は、装置に
開孔部を設けて内部の空気対流で冷却を行おうとするも
のであったが、発熱量に対して対流による冷却能では不
足であり、次に、ファンを内蔵する例が増えた。しか
し、装置サイズの小型化に伴い、十分な大きさのファン
が実装できない（図１０）ばかりか、本来はファンの前
後に必要な吸入排気のための空間が無かった。従って、
隙間にファンを何とか押し込んで、内部の空気を攪乱す
ることで放熱を促進させるような使われ方（図９）が多
くため冷却効率が悪く、これを補おうとしてファンを高
回転化する結果、騒音発生という新たな問題を生んでい
る。

【０００４】次世代の技術として、ヒートパイプを使っ
て、発生熱を移動し、空間に余裕がある場所で対流やフ
ァンによる強制空冷を行う方式（図８）が登場した。こ
の例でも、ヒートパイプで熱を移動した先には、十分な
大きさのヒートシンクとファンでの冷却のための十分な
空間が必要であるが、実際には装置サイズは限られてい
るので、ヒートシンクからの放熱は十分ではなく、ファ
ンの実装方法も吸排気のためのスペースが十分ではな
く、その結果、必要な冷却能が得られないのが現実であ
る。

【０００５】例えば、特開平１０−２５４５８３および
特開平０９−３２４９９１に記載の「ノートブック型パ
ソコンの冷却構造」や特開平０９−０１６２８９に記載
の「携帯型パソコンの冷却構造」では、発熱体の熱をヒ
ートパイプを用いて表示部側の背面に移動するだけで、
その後の放熱は狭い表示部側シャーシに設けた空気孔か
らの流入空気による自然対流を期待しているが、それで
は十分な放熱効果が得られない。また、特開平１０−０
３９９５５に記載の「ノートブック型電子機器の発熱素
子の冷却構造」では、発熱体の熱をヒートパイプを用い
て装置内部の比較的広い面積を有する部品に取り付けた
放熱板に移動するだけで、その後の放熱自体は狭いシャ
ーシに設けた空気孔からの流入空気による自然対流を期
待しており、これまた十分な放熱効果が得られない。

【０００６】更に、特許第２８９１９６７号の「携帯型
電子機器の放熱構造」では、装置内部で発生した熱を誘
引可能な放熱プレートと、放熱プレートに結合された複
数の放熱フィンを設け、放熱フィンは、表示パネルが開
かれると横臥姿勢からキーボード表面に立ち上がるよう
にしている。この技術は電池の消費電力を削減するには
有効であるが、放熱自体は放熱フィンからの自然対流を
期待した放熱しか得られないので、クロック周波数500M
Hz時代には十分とはいえない。

【０００７】以上の各技術に対して、特開平１１−０２
４８１９号公報に「キーボード傾斜装置」が開示されて
いる。この装置は、ノート型コンピュータのディスプレ
イ部を開くと、連動してキーボードがコンピュータ筐体
に対し、クランク手段を介して斜め上方へ持ち上がる構
造とすることにより、充分な排気の空間を得ることがで
きるという点で斬新なものである。図７はこの技術の実
施形態を示す斜視図である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
特開平１１−０２４８１９号公報記載の技術では、キー
ボードの手前側を軸に奥側が持ち上がってできた空間か
らファンによる排気がされるため、吹き出された空気が
操作者の顔面に当るという第１の問題点がある。

【０００９】また、ファンの吸気側の空間については拡
充されないので空冷効果に限界があるいう第２の問題点
がある。

【００１０】更に、キーボードとクランク手段は直結さ
れているため、キーボードにおける打鍵がクランク機構
にそのまま伝わるので、クランク機構の強度が懸念され
るという第３の問題点もある。

【００１１】本発明は、上述の問題点に鑑みなされたも
のであって、その第１の目的は、高性能装置においも充
分な冷却効果を得ることができる携帯型情報処理装置の
放熱構造を提供することにある。

【００１２】また、本発明の第２の目的は、騒音を軽減
するるとともに、操作者の顔面に排気が当るようなこと
がなく、人にやさしい携帯型情報処理装置の放熱構造を
提供することにある。

【００１３】更に、キーボードにおける打鍵が機構に悪
影響を及ぼすことのない携帯型情報処理装置の放熱構造
を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】第１の本発明の携帯型情
報処理装置の放熱構造は、携帯型情報処理装置の本体お
よびキーボードから成る本体・キーボード部（２）と、
ヒンジ部（３）によって本体・キーボード部（２）と開
閉可能に結合されてキーボードを開放および閉塞保護す
る表示部（１）とで構成される携帯型情報処理装置の放
熱構造において、キーボードが開放される操作に連動し
て本体・キーボード部（２）の後方が持ち上がるのを支
援する表示部（１）の最下部に形成された台座部の内に
給排気用のファンを設けたことを特徴とする。

【００１５】第２の本発明の携帯型情報処理装置の放熱
構造は、携帯型情報処理装置の本体およびキーボードか
ら成る本体・キーボード部（２）と、ヒンジ部（３）に
よって本体・キーボード部（２）と開閉可能に結合され
てキーボードを開放および閉塞保護する表示部（１）と
で構成される携帯型情報処理装置の放熱構造において、
キーボードが開放される操作に連動して前記本体の底面
の一部がスライドすることによって、前記持ち上がった
本体・キーボード部（２）の側面を被うダクトカバーを
備えたことを特徴とする。

【００１６】第３の本発明の携帯型情報処理装置の放熱
構造は、上述のファンとダクトカバートを併用すること
を特徴とする。

【００１７】また、ダクトカバーの側面に通気孔を設け
てもよいし、通気の方向は、通気孔からファン、または
ファンから通気孔のどちらでもよい。更に、ヒートシン
クやヒートパイプを併用してもよい。

【００１８】本発明では、携帯型情報処理装置を使用す
る際に、折り畳み機構を開くことで、その動作に連動し
て、装置底面のカバーの一部が伸縮・スライドして起き
上がる。このカバーの表面は必要に応じて空気孔を設け
たり左右方向も塞ぐなどして、冷却が効率的に行えるよ
うなダクト構造とするのである。

【００１９】本体内部に実装される基板上の制御素子、
つまり発熱体は、この段階で周囲の空間が大きく拡張さ
れ、かつ冷却用の空気排出経路を大きく確保することが
可能である。その結果、従来は固定的な大きさの空間に
押し込められていた発熱体に対して、使用時には冷却に
十分な空間と、強制排気経路が確保できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００２１】図１は本発明の第１の実施例を表すノート
型パソコンの断面図を示す。図１において、表示部１
は、本体・キーボード部２とヒンジ部３で接続されてお
り、折り畳みができるようになっている。図１に示すよ
うな表示部１を開いた状態は、図２で示すよう状態遷移
によって得られる。図２（Ａ）は表示部１が閉じた状
態、図２（Ｂ）は表示部１を少し開いた状態、図２
（Ｃ）は表示部１を全開した状態、図２（Ｄ）は表示部
１を全開した状態から僅かに戻して使用状態とした状態
をそれぞれ断面図で示す。使用状態では図２（Ｄ）のよ
うに机上面４などに設置されるのが一般的である。な
お、表示部１を閉じるには図２（Ｄ）の状態から図２
（Ｃ），図２（Ｂ），図２（Ａ）の各状態を順に辿れば
よい。

【００２２】図１において、本体・キーボード部２の中
の基板５上に発熱体であるデバイス６が実装されてい
る。デバイス６は本ノート型パソコンを動作させるため
の半導体集積回路等であり、そこでの消費電力が熱とな
って周囲に輻射および伝導される。今日では、ノート型
パソコンのクロック周波数は500MHz位が標準になってき
ており、発熱量も多くなっている。ファン８は、この熱
を空冷するためのものである。本体・キーボード部２の
底部にはダクトカバー７が取り付けられており、その側
面７１にはダクトカバー通気孔７２が設けられている。
ダクトカバーの他端は表示部１の端部に取り付けられて
おり、その内部には排気用のファン８が内蔵される。

【００２３】表示部１が開くと、それに伴って、ダクト
カバー７が本体・キーボード部２の底面をスライドしな
がら立ち上がり、その結果、本体・キーボード部２の底
面は開放されてデバイス６の周囲に大きな空間を形成す
る。この空間は、本体・キーボード部２の底面と、表示
部１の最下端のファン８内蔵部分の側面と、ダクトカバ
ー７と、それと一緒に立ち上がる２面のダクトカバー側
面７１とにより形成される。側面から見ると、図１から
明らかなように、大きな三角形であり、強制排気経路と
して十分である。

【００２４】上述の大きな空間を形成する第１の方法を
図３により説明する。図３はパソコンを裏返しにしてパ
ソコンの底面が上部にくる状態を示す。図３（Ａ）は表
示部１を閉じた状態を示し、パソコン底面にダクト板７
３が取り付けられている。ダクト板７３のＡＡ’部の軸
はパソコン底面に固定されており、ダクト板７３の表裏
にはゴム状カバーが取り付けられている。ゴム状カバー
は、ＡＡ’部の軸と、ヒンジ部３から右上方に延びる折
れ線ＸＸ’との間でパソコン底面に固定されている。

【００２５】表示部１が開かれると、図１に示したよう
に本体・キーボード部２がヒンジ部３を先端として斜め
に持ち上がり、それにつれてＢＢ’部の線が矢印方向に
パソコン底面に沿ってレール（パソコン底面に設けられ
る）上をスライドし、点線で示すように伸張する。図３
（Ｂ）はその結果により、大きな空間が形成された状態
を示し、Ａ，Ｂ，Ｃの各部を頂点とするダクトカバー側
面７１の三角形が見られる。Ｃ部およびＣ’部（図では
見えない）はダクトカバー７の支点としてパソコン底面
に固定されている。この三角形はダクト板７３の被膜が
伸縮してできる。図３（Ｂ）では、ＡＢ＞ＢＣとなって
いるが、図１のように、表示部１が本体・キーボード部
２に対して鈍角になるまで開けば、図１と同様に、ＡＢ
＜ＢＣとなる。

【００２６】図４は、大きな空間を形成する第２の方法
を説明するための図である。この例では、ダクト板７３
上のＤＤ’部の軸がパソコン底面に固定されている。表
示部１が閉じた状態（図４（Ａ））から開くと、図４
（Ｂ）に示すように、Ｆ部から先のダクト板７３の一方
の端が表示部１の下部内部に収納され、ダクトカバー７
の支点であるＥ部（および図では見えないＥ’部）はパ
ソコン底面に固定されているので、三角形のダクトカバ
ー側面７１が形成される。

【００２７】図５は、大きな空間を形成する第３の方法
を説明するための図である。この例は、図４の例に類似
するが、ダクトカバー７の支点であるＨ，Ｈ’部がダク
ト板の外部に出ており、そのためＨ’部が見えている点
が異なる。

【００２８】図６は、ダクトカバー７が形成された状態
における排気の流路を示す斜視図であり、図３〜図５と
同様に、パソコンを裏返しにして示している。外気は、
図６の矢印で示すように、ダクトカバー７に設けられた
ダクトカバー通気孔７２から取り込まれ、ファン８によ
って本体・キーボード２の下部裏面へ排気される。その
間に、デバイス６の表面の熱を奪って放熱することによ
り、デバイス６を空冷する。この強制排気経路には流路
を遮る障害物が無いため、空気の流れは円滑であり騒音
は低い。また、空気は操作者に対して、側面から取り込
まれ前方へ流出するので排気が顔面に当るということが
ない。

【００２９】操作者による本体・キーボード２上のキー
の打鍵は、ヒンジ部３に伝わるが、ヒンジ部３は表示部
１の最下部に直接載っている構造となっているので、表
示部１の下部が台座となって打鍵による押下圧力を吸収
し、機構に悪影響を及ぼすことはない。ヒンジ部３が接
する表示部１の下部は、ヒンジ部３の外周（円形）に整
合する形状となっている。

【００３０】本発明の第２の実施例として、上述した排
気の方向を逆にしてもよい。すなわち、ファン８が表示
部１の裏面から外気を取り込み、側面が三角形の大きな
空間を通ってダクトカバー側面７１のダクトカバー通気
孔７２から流出するようにするのである。このような構
成であっても、その効果は第１の実施例の効果と何ら変
わるわることがない。

【００３１】また、本発明の第３の実施例として、ファ
ン８を設けないという構成も考えられる。デバイス６の
発熱量によっては、そのような実施例も有意義となる。
この場合には、表示部１の最下部は中空となる。

【００３２】更に、本発明の第４の実施例として、ピー
トシンクと組み合わせて冷却効果を上げることも可能で
ある。ピートシンクは、周知のように、発熱体に導電体
を取り付けることによって発熱体の表面積を拡大し、放
熱効果を高めるものである。

【００３３】更に、本発明の第５の実施例として、ピー
トパイプと組み合わせて冷却効果を上げることも可能で
ある。ピートパイプは、周知のように、発熱体の熱をパ
イプによって冷却体の位置まで誘導するものである。

【００３４】勿論、上述した冷却手段を組合せて使用す
るようにしてもよい。すなわち、ファンとシートシン
ク、ファンとヒートパイプ、ヒートシンクとヒートパイ
プ、ファンとヒートシンクとヒートパイプの併用であ
る。しかし、側面が三角形の空間形成は必須条件であ
る。

【００３５】

【発明の効果】本発明によると、使用時に発熱体の周囲
に冷却に必要な空間を形成し、冷却効果を向上させる携
帯型情報処理装置の放熱構造を実現するという第１の効
果を得ることができる。すなわち、使用時に発熱体の周
囲に吸気と排気の両側に十分な空間を確保することによ
り、ファンの能力を十分に活かして外気を取り入れ、発
熱体周囲の高温雰囲気を排気するのである。

【００３６】また、使用時に発熱体の周囲に十分な空間
を確保することにより、ファンが吸排気方向に障害を持
たず無駄な騒音を発生せず、更に排気が操作者の顔面に
当らないので、人にやさしい携帯型情報処理装置の放熱
構造を実現するという第２の効果を得ることができる。

【００３７】更に、ヒンジ部は表示部の下部に直接載っ
ているので、キーの打鍵による押下圧力は表示部の最下
部が台座となって吸収し、キーボードにおける打鍵が機
構に悪影響を及ぼすことのない携帯型情報処理装置の放
熱構造を実現するという第３の効果を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を表す断面図

【図２】本発明の携帯型情報処理装置の表示部を閉じた
状態から開いて使用状態にするまでの遷移状態を示す側
面図

【図３】本発明における第１の排気空間形成の様子を示
す底面から見た斜視図

【図４】本発明における第２の排気空間形成の様子を示
す底面から見た斜視図

【図５】本発明における第３の排気空間形成の様子を示
す底面から見た斜視図

【図６】図１に示した実施例における排気の様子を示す
底面から見た斜視図

【図７】第１の従来技術を示す斜視図

【図８】第２の従来技術を示す断面図

【図９】第３の従来技術を示す断面図

【図１０】第４の従来技術を示す断面図

【符号の説明】

１ 表示部 ２ 本体・キーボード部 ３ ヒンジ部 ４ 机上面 ５ 基板 ６ デバイス ７ ダクトカバー ８ ファン ７１ ダクトカバー側面 ７２ ダクトカバー通気孔 ７３ ダクト板

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 携帯型情報処理装置の本体およびキーボ
   ードから成る本体・キーボード部と、ヒンジ機構によっ
   て前記本体・キーボード部と開閉可能に結合されて前記
   キーボードを開放および閉塞保護する表示部とで構成さ
   れる携帯型情報処理装置の放熱構造において、 前記キーボードが開放される操作に連動して前記本体・
   キーボード部の後方が持ち上がるのを支援する前記表示
   部の最下部に形成された台座部の内に給排気用のファン
   を設けたことを特徴とする携帯型情報処理装置の放熱構
   造。
2. 【請求項２】 携帯型情報処理装置の本体およびキーボ
   ードから成る本体・キーボード部と、ヒンジ機構によっ
   て前記本体・キーボード部と開閉可能に結合されて前記
   キーボードを開放および閉塞保護する表示部とで構成さ
   れる携帯型情報処理装置の放熱構造において、 前記キーボードが開放される操作に連動して前記本体の
   底面の一部がスライドすることによって、前記持ち上が
   った本体・キーボード部の側面を被うダクトカバーを備
   えたことを特徴とする携帯型情報処理装置の放熱構造。
3. 【請求項３】 携帯型情報処理装置の本体およびキーボ
   ードから成る本体・キーボード部と、ヒンジ機構によっ
   て前記本体・キーボード部と開閉可能に結合されて前記
   キーボードを開放および閉塞保護する表示部とで構成さ
   れる携帯型情報処理装置の放熱構造において、 前記キーボードが開放される操作に連動して前記本体の
   底面の一部がスライドすることによって、前記持ち上が
   った本体・キーボード部の側面を被うダクトカバーを備
   え、 前記キーボードが開放される操作に連動して前記本体・
   キーボード部の後方が持ち上がるのを支援する前記表示
   部の最下部に形成された台座部の内に給排気用のファン
   を設けたことを特徴とする携帯型情報処理装置の放熱構
   造。
4. 【請求項４】 前記ダクトカバーの側面に通気孔を設け
   たことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の携
   帯型情報処理装置の放熱構造。
5. 【請求項５】 前記本体内のデバイスに接触したヒート
   シンクを併用したことを特徴とする請求項１ないし請求
   項４のいずれかに記載の携帯型情報処理装置の放熱構
   造。
6. 【請求項６】 前記本体内のデバイスに接触したヒート
   パイプを併用したことを特徴とする請求項１ないし請求
   項５のいずれかに記載の携帯型情報処理装置の放熱構
   造。