JP2003133776A

JP2003133776A - 電子機器

Info

Publication number: JP2003133776A
Application number: JP2001328845A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Aoyama; 繁男青山
Original assignee: Matsushita Refrigeration Co
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-10-26
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2003-05-09

Abstract

(57)【要約】【課題】電子機器において、ＣＰＵ等の発熱素子にお
ける局所的温度上昇を抑制するための熱輸送手段を備え
た電子機器を提供することを目的とする。【解決手段】発熱素子ＣＰＵの上面に対して熱的に接
触させた熱伝導体ＳＴ近傍に冷却ファンＦＮを設置し、
熱伝導体ＳＴの上面に３枚の平板より構成した吸熱用熱
交換部ＨＥＸ１を熱的に接触させて発熱素子ＣＰＵから
の発熱を熱媒体Ｒｅｆへ熱伝導により熱移動させ、その
熱媒体Ｒｅｆを熱媒体ポンプＰＭにより接続ユニットＣ
Ｕを経由して表示部２内にある３枚の平板より構成した
放熱用熱交換部ＨＥＸ２へ搬送し、そこで空気側へ放熱
させる。

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
等に代表されるＣＰＵ等の発熱素子を備えた電子機器に
おいて、特にＣＰＵ等の発熱素子における局所的温度上
昇を抑制するための熱輸送手段を備えた電子機器に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】電子機器の熱輸送手段については、近
年、さまざまな取組みがなされており、例えば、特開平
９−２９３９８５号公報に示されているような電子機器
の基本的な技術について以下に述べる。

【０００３】上記従来の電子機器は図５に示すように、
発熱素子を実装したプリント基板１０を内蔵した電子機
器本体１と、電子機器本体の後方上部で回動自在に任意
の角度に保持可能なヒンジ機構１１により支持された表
示部２を備えている。

【０００４】そして、表示部２の上下に設けた冷却用空
気穴１２と、基板上の発熱素子に密着して発熱を吸熱す
る吸熱部１３と、ヒンジ機構１１とほぼ同軸上の表示器
内の位置で表示部２の回動により外装ケースに干渉しな
い範囲内に放熱用の冷却フイン１４を有し発熱を移動さ
せて放熱するヒートパイプＨＰを配設している。

【０００５】以上のように構成された電子機器では、冷
却用フアンモータを使用しないで発熱素子より発生した
熱を効率良く電子機器外部へ放熱することができるとい
う効果を有している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の電子機器では、放熱用に使用しているヒートパイプで
の熱移動量に限界があるため、演算処理の高性能化等に
伴い、発熱素子からの発熱量が増大する場合、十分に発
熱量を処理できず、発熱素子の温度上昇を抑制できない
という問題があった。

【０００７】そこで、本発明は従来の課題を解決するも
ので、発熱素子の発熱を吸熱する熱交換部分と、熱媒体
循環手段とにより、吸熱した熱量を電子機器の表示部へ
搬送し、そこで空気中へ放熱する熱輸送手段を備え、発
熱素子からの発熱量増大に対して対応し得る電子機器を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、電子機器本体、及び表示
部とからなり、前記電子機器本体、及び前記表示部がヒ
ンジ部を介して機械的に接続され、前記電子機器本体内
部には、発熱素子と、前記発熱素子に対して熱的に接触
して熱伝導させる熱伝導体と、前記熱伝導体に対して熱
的に接触することにより前記発熱素子にて生じた発生熱
を内部の熱媒体へ熱移動させる吸熱用熱交換手段と、前
記熱媒体を循環させる熱媒体循環手段とが設置され、一
方、前記表示部内部には、前記吸熱用熱交換手段を介し
て前記発熱素子より吸熱した熱媒体の熱を空気中へ熱移
動させる放熱用熱交換手段が設置され、かつ、前記吸熱
用熱交換手段と前記放熱用熱交換手段とを機械的に接続
する配管接続手段とが設置され、前記吸熱用熱交換手
段、放熱用熱交換手段、及び前記熱媒体循環手段は熱媒
体配管により順次連通されており、前記熱媒体配管内を
前記熱媒体が循環し、前記吸熱用熱交換手段、及び放熱
用熱交換手段が、熱媒体の流路を形成した流路形成用平
板を中央にして、上下を封止用平板で挟み込んで、前記
流路形成用平板、及び封止用平板間は接着、あるいは溶
接等により密着されて構成されているものである。

【０００９】これにより、発熱素子の発熱は熱伝導体を
介して吸熱用熱交換手段により熱媒体へ吸熱され、熱媒
体循環手段により熱媒体が放熱用熱交換手段へ搬送さ
れ、そこで熱媒体から空気中へ放熱される。この際、放
熱用熱交換手段全体において熱が拡散されるため、表示
部において局所的な温度上昇が生じることがない。

【００１０】その結果、発熱素子からの発熱量増大に対
して、発熱素子からの発熱は、表示部において極端な温
度分布が生じることなく空気中へ放熱され、かつ発熱素
子の温度上昇を抑制することができる。

【００１１】また、吸熱用熱交換手段、及び放熱用熱交
換手段が、熱媒体の流路を形成した流路形成用平板を中
央にして、上下を封止用平板で挟み込んで、流路形成用
平板、及び封止用平板間は接着、あるいは溶接等により
密着されて構成されているため、熱交換器としての薄型
化が可能となり、小型・省スペースを実現可能となる。

【００１２】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
記載の発明における配管接続手段として、吸熱用熱交換
手段からの断面形状が円状である配管、及び放熱用熱交
換手段からの断面形状が矩形状である配管とを接続する
ことを特徴とするものである。

【００１３】即ち、放熱用熱交換手段が熱媒体の流路を
形成した流路形成用平板を中央にして、上下を封止用平
板で挟み込んで構成されていることより、内部を流動す
る熱媒体の流路断面は、熱媒体から流路内壁面への熱伝
達率が非常に高い、実質的に平行平板に近いアスペクト
比（縦横比）を有する矩形状である。

【００１４】従って、配管接続手段において、吸熱用熱
交換手段からの断面形状が円状の配管、及び放熱用熱交
換手段からの断面形状が矩形状の配管とを接続可能とす
ることにより、放熱用熱交換手段から矩形流路のまま配
管接続手段へ接続されることになり、放熱用熱交換手段
における伝熱性能を低下させることなく、かつ、矩形状
配管から円管への変換の必要もなく、表示部自体の薄型
化を実現できる。

【００１５】また、請求項３に記載の発明は、電子機器
本体、及び表示部とからなり、前記電子機器本体、及び
前記表示部がヒンジ部を介して機械的に接続され、前記
電子機器本体内部には発熱素子と、前記発熱素子に対し
て熱的に接触して熱伝導させる熱伝導体と、前記熱伝導
体に対して熱的に接触することにより前記発熱素子にて
生じた発生熱を内部の作動媒体へ熱移動させるヒートパ
イプとが設置され、また、前記表示部内部には、熱媒体
を流すための流路を熱媒体が流動することにより、熱媒
体の熱を空気中へ熱移動させる放熱用熱交換手段と、前
記熱媒体を循環させる熱媒体循環手段とが設置され、前
記放熱用熱交換手段、及び前記熱媒体循環手段とは連通
されて閉回路を形成しており、前記放熱用熱交換手段の
流路内を前記熱媒体が循環し、かつ、前記ヒートパイプ
の端部と、前記放熱用熱交換手段の一部とを熱的に接続
して、前記ヒートパイプの熱を前記放熱用熱交換手段へ
熱移動させる間接熱交換手段とが設置されて構成されて
いることを特徴とするものである。

【００１６】これにより、熱媒体が流動する回路は、放
熱用熱交換手段の存在する表示部内部のみで完結してい
るため、発熱体の存在する電子機器本体と表示部との間
において、間接熱交換手段を介した熱的流動は生じるも
のの、熱媒体が流動することはなく、ヒンジ部における
配管接続による熱媒体漏れの恐れがなく、気密信頼性が
向上する。

【００１７】さらに、発熱素子の発熱は熱伝導体を介し
てヒートパイプ内部の作動媒体へ吸熱され、間接熱交換
手段を介して放熱用熱交換手段内の熱媒体へ熱交換さ
れ、熱媒体循環手段により熱媒体が放熱用熱交換手段に
おいて循環することにより、そこで熱媒体から空気中へ
放熱される。

【００１８】この際、放熱用熱交換手段全体において熱
が拡散されるため、表示部において局所的な温度上昇が
生じることがない。

【００１９】その結果、発熱素子からの発熱量増大に対
して、発熱素子からの発熱は、表示部において極端な温
度分布が生じることなく空気中へ放熱され、かつ発熱素
子の温度上昇を抑制することができる。

【００２０】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
から請求項３のいずれかに記載の発明に、電子機器本体
内の送風手段により送風された空気を前記電子機器本体
の背面部分から、前記表示部の背面へ吹き出すための風
向制御板を備えたことを特徴とするものである。

【００２１】これにより、表示部背面における空気の対
流が活性化され、表示部背面表面における空気との熱伝
達率が飛躍的に向上し、その結果、放熱用熱交換手段か
ら空気への放熱量が増大し、発熱素子の温度上昇を大幅
に抑制することができる。

【００２２】また、請求項５に記載の発明は、請求項４
記載の発明に加えて、風向制御板が、前記電子機器の表
示部を閉じている場合には電子機器本体内部に収納され
ており、前記電子機器の表示部を開けている場合には電
子機器本体内部から外部上方へ突出するように、前記表
示部と機械的に連結された第１歯車、及び前記風向制御
板と機械的に連結された第２歯車を、前記ヒンジ部、及
びヒンジ部付近に設置したことを特徴とするものであ
る。

【００２３】これにより、電子機器を使用している状
態、即ち、電子機器の表示部を開けている場合のみ、電
子機器本体内部から風向制御板を外部上方へ突出して、
送風手段から送られる空気を表示部背面に向かって上方
へ吹き上げるようにして、放熱能力の向上を図ることが
できる。

【００２４】一方、電子機器を使用しない状態、即ち、
前記電子機器の表示部を閉じている場合には、電子機器
本体内部に風向制御板を収納しているため、外部から埃
やゴミ等の侵入を防止することができ、電子機器の動作
信頼性向上を図ることができる。

【００２５】また、請求項６に記載の発明は、請求項１
から請求項５のいずれかに記載の発明に加えて、電子機
器の表示部内において、前記放熱用熱交換部の背面側
に、前記放熱用熱交換部に熱的に密着するように、熱を
吸熱して蓄えることが可能な蓄熱材で構成されている蓄
熱シートを備えたことを特徴とするものである。

【００２６】これにより、表示部内の放熱用熱交換手段
から空気へ放熱される熱量の一部を、蓄熱材で構成され
ている蓄熱シートに蓄熱させ、同時に蓄熱シートから表
示部背面を介して空気へ放熱することにより、放熱用熱
交換手段からの放熱量の増大を図り、発熱素子の温度上
昇を大幅に抑制することができる。

【００２７】また、請求項７に記載の発明は、請求項１
から請求項６のいずれかに記載の発明に加えて、電子機
器本体内において、前記熱伝導体に熱的に密着するよう
に、熱を吸熱して蓄えることが可能な蓄熱材で構成され
ている蓄熱シートを備えたことを特徴とするものであ
る。

【００２８】これにより、熱伝導体から放熱用熱交換手
段へ熱移動される熱量の一部を、蓄熱材で構成されてい
る蓄熱シートに蓄熱させて、発熱素子からの急激な発熱
量増大に対応することができ、発熱素子の急激な温度上
昇を抑制することができる。

【００２９】また、請求項８に記載の発明は、請求項１
から請求項７のいずれかに記載の発明に加えて、発熱素
子の温度を検出する温度検出手段と、前記熱伝導体近傍
に設置した送風手段と、前記温度検出手段より得られる
温度信号を処理する温度信号処理手段と、前記送風手段
の運転／停止を行う送風手段制御装置と、前記熱媒体搬
送手段の運転／停止を行う熱媒体搬送制御装置とからな
り、前記温度検出手段による検出温度が第１所定温度以
上に達した時点で前記送風手段の運転を開始し、さらに
前記温度検出手段による検出温度が前記第１所定温度よ
り高い第２所定温度以上に達した時点で前記熱媒体循環
手段の運転を開始する制御装置を備えたことを特徴とす
るものである。

【００３０】これにより、電子機器の運転中において、
発熱素子の検出温度が第１所定温度より低い場合は、送
風手段、及び熱媒体循環手段を動作させることがなく、
発熱素子の検出温度が第１所定温度より高く、かつ第２
所定温度より低い場合は、送風手段のみ動作させて、熱
伝導体表面から強制対流により、発熱素子の発熱を電子
機器本体の外部へ排気する。

【００３１】さらに、発熱素子の検出温度が第２所定温
度より高くなった場合のみ、送風手段、及び熱媒体循環
手段を動作させて、熱伝導体表面から強制対流により、
発熱素子の発熱を電子機器本体の外部へ排気する。

【００３２】同時に、発熱素子の発熱は熱伝導体を介し
て吸熱用熱交換手段、あるいはヒートパイプにより吸熱
され、熱媒体循環手段により、吸熱した熱量が放熱用熱
交換手段を介して、表示部を介して空気中へ放熱される
ため、において局所的な温度上昇が生じることがなくな
る。

【００３３】その結果、電子機器の使用に際して、機器
本体内排熱に必要なエネルギーを最小限に抑制しなが
ら、表示部において極端な温度分布が生じることなく空
気中へ放熱され、かつ発熱素子の温度上昇を抑制するこ
とができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明による電子機器の実
施の形態について図面を参照しながら説明する。

【００３５】（実施の形態１）図１に本発明の実施の形
態１による電子機器の外観斜視図を示し、図２に図１に
示す電子機器内部の要部概略図を示すが、従来例と同一
構成部分については同一符号を付して詳細な説明を省略
する。尚、図２中の黒矢印は熱媒体流動方向を示し、白
抜き矢印は空気の流動方向を示す。

【００３６】本実施の形態の電子機器は、ノート型パソ
コンを例にして、電子機器本体１、および表示部２とか
らなり、ヒンジ部６により機械的に連結されている。そ
して、電子機器本体１は主に、キーボード部３と、スラ
イドパッド４とからなり、また、表示部２には液晶パネ
ル５が設置されている。

【００３７】電子機器本体１の内部には、ＣＰＵ等の演
算処理素子である発熱素子ＣＰＵと、発熱素子ＣＰＵの
上面に対して熱的に接触させて熱伝導により熱移動させ
ることができる金属板等で構成される熱伝導体ＳＴと、
熱伝導体ＳＴ近傍に設置した発熱素子ＣＰＵの冷却のた
めの冷却ファンＦＮと、熱伝導体ＳＴの上面に熱的に接
触させて発熱素子ＣＰＵからの発熱を内部の熱媒体Ｒｅ
ｆへ熱伝導により熱移動させる吸熱用熱交換部ＨＥＸ１
と、熱媒体Ｒｅｆを循環させる熱媒体ポンプＰＭとが設
置されている。

【００３８】吸熱用熱交換部ＨＥＸ１は、熱媒体Ｒｅｆ
の流路ＲＹを形成した流路形成用平板ＰＬ１ａを中央に
して、上下を２枚の封止用平板ＰＬ１ｂで挟み込んで構
成されており、流路形成用平板ＰＬ１ａ、及び封止用平
板ＰＬ１ｂ間は接着、あるいは溶接等により密着されて
いる。

【００３９】一方、表示部２内部には、吸熱用熱交換部
ＨＥＸ１を介して発熱素子ＣＰＵより吸熱した熱媒体Ｒ
ｅｆの熱を空気中へ熱移動させる放熱用熱交換部ＨＥＸ
２が設置され、かつ、吸熱用熱交換部ＨＥＸ１と放熱用
熱交換部ＨＥＸ２とを機械的に接続する配管接続ユニッ
トＣＵとが設置されている。

【００４０】配管接続ユニットＣＵは、吸熱用熱交換部
ＨＥＸ１からの断面形状が円状の配管Ｔｂ１、及び放熱
用熱交換部ＨＥＸ２からの断面形状が矩形状の配管Ｔｂ
１とを接続することを特徴とする。

【００４１】放熱用熱交換部ＨＥＸ２は熱媒体Ｒｅｆの
流路ＲＹを形成した流路形成用平板ＰＬ１ａを中央にし
て、上下を封止用平板ＰＬ１ｂで挟み込んで構成されて
いることより、内部を流動する熱媒体Ｒｅｆの流路断面
は、熱媒体Ｒｅｆから流路内壁面への熱伝達率が非常に
高い、実質的に平行平板に近いアスペクト比（縦横比）
を有する矩形状である。

【００４２】そして、吸熱用熱交換部ＨＥＸ１、放熱用
熱交換部ＨＥＸ２、及び熱媒体ポンプＰＭは順次連通さ
れており、熱媒体ポンプＰＭ、及び吸熱用熱交換部ＨＥ
Ｘ１と配管接続ユニットＣＵとの間は、円管Ｔｂ１によ
り接続され、放熱用熱交換部ＨＥＸ２と配管接続ユニッ
トＣＵとの間は、矩形管Ｔｂ２により接続されている。

【００４３】放熱用熱交換部ＨＥＸ２は、熱媒体Ｒｅｆ
の流路ＲＹを形成した流路形成用平板ＰＬ２ａを中央に
して、上下を２枚の封止用平板ＰＬ２ｂで挟み込んで構
成されており、流路形成用平板ＰＬ２ａ、及び封止用平
板ＰＬ２ｂ間は接着、あるいは溶接等により密着されて
いる。

【００４４】更に、発熱素子ＣＰＵの表面温度Ｔｃを検
出するためのＣＰＵ温度検出手段Ｔｈが発熱素子ＣＰＵ
表面に設置され、また、ＣＰＵ温度検出手段Ｔｈより得
られる温度信号を処理する温度信号処理手段Ｔｈｃａｌ
と、冷却ファンＦＮの運転／停止を行う冷却ファン制御
装置ＦＮｃｎｔと、熱媒体ポンプＰＭの運転／停止を行
う熱媒体ポンプ制御装置ＰＭｃｎｔとからなり、温度検
出手段Ｔｈによる検出温度Ｔｃの大小に応じて冷却ファ
ンＦＮ、及び熱媒体ポンプＰＭ、各々の運転開始／停止
を制御する第１制御装置Ｃｎｔ１を備えている。

【００４５】以上のように構成された電子機器の動作内
容について図３に示すフローチャートを用いて説明す
る。

【００４６】まず、電子機器の運転が開始された後、ｓ
ｔｅｐ１にて割り込みによる運転信号を確認し、運転信
号：ＯＮの場合はｓｔｅｐ２にて温度検出時間間隔ＩＮ
ＴがΔτ以上となるまで繰り返しにより待機し、温度検
出時間間隔ＩＮＴがΔτ以上になった時点でｓｔｅｐ３
において発熱素子ＣＰＵの表面温度Ｔｃを検出する。

【００４７】そして、ｓｔｅｐ４において発熱素子ＣＰ
Ｕの表面温度Ｔｃと第１所定温度Ｔ１を比較し、Ｔｃ＜
Ｔ１の場合はｓｔｅｐ５に移行して、冷却ファンＦＮ：
停止（ＯＦＦ）としてｓｔｅｐ１へ戻り、逆にＴｃ≧Ｔ
１の場合はｓｔｅｐ６にて冷却ファンＦＮの運転を開始
（ＯＮ）する。

【００４８】次に、ｓｔｅｐ７において発熱素子ＣＰＵ
の表面温度Ｔｃと第２所定温度Ｔ２を比較し、Ｔｃ＜Ｔ
２の場合はｓｔｅｐ８に移行して、熱媒体ポンプＰＭ：
停止（ＯＦＦ）としてｓｔｅｐ２へ戻り、逆にＴｃ≧Ｔ
２の場合はｓｔｅｐ９にて熱媒体ポンプＰＭの運転を開
始（ＯＮ）する。但し、この時、第２所定温度Ｔ２は第
１所定温度Ｔ１より高い温度とする。

【００４９】そして、常にｓｔｅｐ１へ戻って割り込み
による運転信号を確認し、運転信号：ＯＦＦの場合は、
ｓｔｅｐ１０にて冷却ファンＦＮ：停止（ＯＦＦ）と
し、ｓｔｅｐ１１にて熱媒体ポンプＰＭ：停止（ＯＦ
Ｆ）として電子機器の運転を終了する。

【００５０】これにより、電子機器の運転中において、
発熱素子ＣＰＵの検出温度Ｔｃが第１所定温度Ｔ１より
低い場合は、冷却の必要がないために、冷却ファンＦ
Ｎ、及び熱媒体ポンプＰＭを動作させることがない。

【００５１】次に、発熱素子ＣＰＵの検出温度Ｔｃが第
１所定温度Ｔ１より高く、かつ第２所定温度Ｔ２より低
い場合は、冷却ファンＦＮのみ動作させて、熱伝導体表
面ＳＴから強制対流により、発熱素子ＣＰＵの発熱を電
子機器本体１の外部へ排気する。

【００５２】さらに、発熱素子ＣＰＵの検出温度Ｔｃが
第２所定温度Ｔ２より高くなった場合のみ、冷却ファン
ＦＮ、及び熱媒体ポンプＰＭを動作させて、熱伝導体表
面ＳＴから強制対流により、発熱素子ＣＰＵの発熱を電
子機器本体１の外部へ排気すると共に、発熱素子ＣＰＵ
の発熱は熱伝導体ＳＴを介して吸熱用熱交換部ＨＥＸ１
により吸熱され、熱媒体ポンプＰＭにより、吸熱した熱
が配管接続ユニットＣＵを経て放熱用熱交換部ＨＥＸ２
へ搬送され、そこで空気側へ放熱される。

【００５３】放熱用熱交換部ＨＥＸ２において、全体に
形成された熱媒体用流路ＲＹにより熱が拡散されるた
め、表示部２において局所的な温度上昇が生じることな
く、液晶パネル５における表示に悪影響を及ぼすことも
ない。

【００５４】また、配管接続ユニットＣＵにおいて、吸
熱用熱交換部ＨＥＸ１からの断面形状が円状の配管Ｔｂ
１、及び放熱用熱交換部ＨＥＸ２からの断面形状が矩形
状の配管Ｔｂ２とを接続可能とすることにより、放熱用
熱交換部ＨＥＸ２から矩形流路のまま配管接続ユニット
ＣＵへ接続されることになり、放熱用熱交換部ＨＥＸ２
における平行平板流れの高い伝熱性能を低下させること
なく、かつ、矩形状配管から円管への変換の必要もな
く、表示部２自体の薄型化を実現できる。

【００５５】以上の結果、電子機器の使用に際して、電
子機器本体１内の排熱に必要なエネルギーを最小限に抑
制しながら、表示部２において極端な温度分布が生じる
ことなく空気中へ自然対流により放熱され、かつ発熱素
子ＣＰＵの温度上昇を抑制することができる。

【００５６】（実施の形態２）次に、本発明の実施の形
態２について図面を参照しながら説明するが、実施の形
態１と同一構成部分については同一符号を付して詳細な
説明を省略する。

【００５７】図４は、本発明の実施の形態２による電子
機器内部の要部概略図を示し、図４中の黒矢印は熱媒体
流動方向を示し、白抜き矢印は空気の流動方向を示す。

【００５８】本発明の実施の形態２は、構成面では実施
の形態１の場合における、電子機器本体１内での吸熱用
熱交換部ＨＥＸ１、熱媒体ポンプＰＭからなる熱搬送系
統に替わってヒートパイプＨＰを設置し、かつ表示部２
内では放熱用熱交換部ＨＥＸ２に薄型熱媒体ポンプＰＭ
１を加えて閉回路を構成し、更に、間接熱交換部ＨＥＸ
３を介して、発熱素子ＣＰＵの熱を放熱用熱交換部ＨＥ
Ｘ２内の熱媒体Ｒｅｆへ熱移動させ、ＣＰＵ温度検出手
段Ｔｈによる検出温度Ｔｃの大小に応じて冷却ファンＦ
Ｎ、及び薄型熱媒体ポンプＰＭ１、各々の運転開始／停
止を制御する第２制御装置Ｃｎｔ２を備えている点が異
なる。

【００５９】すなわち、電子機器本体１、及び表示部２
とからなり、電子機器本体１、及び表示部２がヒンジ部
を介して機械的に接続され、電子機器本体１内部には、
発熱素子ＣＰＵに対して熱的に接触して熱伝導させる熱
伝導体ＳＴと、ヒートパイプＨＰが設置されている。

【００６０】一方、表示部２内部には水平流路部、およ
び曲げ流路部よりなる放熱用熱交換部ＨＥＸ２、及び薄
型熱媒体ポンプＰＭ１を設置して、表示部２内部におい
て熱媒体Ｒｅｆが循環する閉回路が形成されており、発
熱素子ＣＰＵにて発生した熱はヒートパイプＨＰにより
間接熱交換部ＨＥＸ３へ熱伝導される。

【００６１】間接熱交換部ＨＥＸ３では、ヒートパイプ
ＨＰの一部、及び放熱用熱交換部ＨＥＸ２の一部が熱的
に接触しており、ヒートパイプＨＰからの熱は間接熱交
換部ＨＥＸ３を介して、放熱用熱交換部ＨＥＸ２内の熱
媒体Ｒｅｆへ熱移動させることが可能になる。

【００６２】次に、本発明の実施の形態２において、第
２制御装置Ｃｎｔ２によって発熱素子ＣＰＵの検出温度
Ｔｃの大小に応じて冷却ファンＦＮ、及び薄型熱媒体ポ
ンプＰＭ１、各々の運転開始／停止を制御する動作内容
について、フローチャートを図５に示す。

【００６３】図５に示すフローチャートの内容は本発明
の実施の形態１における、熱媒体ポンプＰＭを薄型熱媒
体ポンプＰＭ１に、第１制御手段Ｃｎｔ１を第２制御手
段Ｃｎｔ２に変更したものであるので、詳細な説明は省
略する。

【００６４】これにより、熱媒体Ｒｅｆが流動する回路
は、放熱用熱交換部ＨＥＸ２の存在する表示部２内部の
みで完結しているため、発熱素子ＣＰＵの存在する電子
機器本体１と表示部２との間において、間接熱交換部Ｈ
ＥＸ３を介した熱的流動は生じるものの、熱媒体Ｒｅｆ
が流動することはなく、ヒンジ部６における配管接続に
よる熱媒体漏れの恐れがなく、気密信頼性が向上する。

【００６５】さらに、発熱素子ＣＰＵの発熱は熱伝導体
ＳＴを介してヒートパイプＨＰ内部の作動媒体Ｍｅｄへ
吸熱され、間接熱交換部ＨＥＸ３を介して放熱用熱交換
部ＨＥＸ２内の熱媒体Ｒｅｆへ熱交換され、薄型熱媒体
ポンプＰＭ１により熱媒体Ｒｅｆが放熱用熱交換部ＨＥ
Ｘ２内を循環することにより、そこで熱媒体Ｒｅｆから
表示部２表面を介して空気中へ放熱される。

【００６６】この際、放熱用熱交換部ＨＥＸ２全体にお
いて熱が拡散されるため、表示部２において局所的な温
度上昇が生じることがない。その結果、発熱素子ＣＰＵ
からの発熱量増大に対して、発熱素子ＣＰＵからの発熱
は、表示部２において極端な温度分布が生じることなく
空気中へ放熱され、かつ発熱素子ＣＰＵの温度上昇を抑
制することができる。

【００６７】また、間接熱交換部ＨＥＸ３において、放
熱用熱交換部ＨＥＸ２からの断面形状が矩形状の配管Ｔ
ｂ２とを接続していることにより、放熱用熱交換部ＨＥ
Ｘ２から矩形流路のまま間接熱交換部ＨＥＸ３へ接続さ
れることになり、放熱用熱交換部ＨＥＸ２における平行
平板流れの高い伝熱性能を低下させることなく、かつ、
矩形状配管から円管への変換の必要もなく、表示部２自
体の薄型化を実現できる。

【００６８】以上、本発明の実施の形態１によれば、電
子機器の使用に際して、電子機器本体１内の排熱に必要
なエネルギーを最小限に抑制しながら、表示部２におい
て極端な温度分布が生じることなく空気中へ自然対流に
より放熱され、かつ発熱素子ＣＰＵの温度上昇を抑制す
ることができる。

【００６９】（実施の形態３）次に、本発明の実施の形
態３について図面を参照しながら説明するが、実施の形
態２と同一構成部分については同一符号を付して詳細な
説明を省略する。

【００７０】図６は、本発明の実施の形態３による電子
機器内部の要部概略図を示し、図６中の黒矢印は熱媒体
流動方向を示し、白抜き矢印は空気の流動方向を示す。

【００７１】本発明の実施の形態３は、構成面では実施
の形態２の場合における、電子機器本体１の背面部分に
風向制御板ＬＶを設置し、冷却ファンＦＮにより送風さ
れた空気を電子機器本体１の背面部分から、表示部２の
背面へ吹き出させる機能を有する。

【００７２】この際、風向制御板ＬＶは、電子機器の表
示部２を閉じられている場合には電子機器本体１内部に
収納され、表示部２を開けられている場合には電子機器
本体１内部から外部上方へ突出するように、表示部２と
機械的に連結された第１歯車ＧＥ１、及び風向制御板Ｌ
Ｖと機械的に連結された第２歯車ＧＥ２が、ヒンジ部
６、及びヒンジ部付近に設置されている。

【００７３】次に、本発明の実施の形態３において、第
２制御装置Ｃｎｔ２によって発熱素子ＣＰＵの検出温度
Ｔｃの大小に応じて冷却ファンＦＮ、及び薄型熱媒体ポ
ンプＰＭ１、各々の運転開始／停止を制御する動作内容
については、本発明の実施の形態２の場合と同様であ
り、フローチャートとしては図５に示すが、詳細な説明
は省略する。

【００７４】これにより、電子機器を使用している状
態、即ち、電子機器の表示部２を開けている場合のみ、
電子機器本体１内部から風向制御板ＬＶを外部上方へ突
出して、冷却ファンＦＮから送られる空気Ａｉｒを表示
部２の背面に向かって上方へ吹き上げるようにして、放
熱能力の向上を図ることができる。

【００７５】一方、電子機器を使用しない状態、即ち、
電子機器の表示部２を閉じている場合には、電子機器本
体１内部に風向制御板ＬＶを収納しているため、外部か
ら埃やゴミ等の侵入を防止することができ、電子機器の
動作信頼性向上を図ることができる。

【００７６】これにより、表示部２の背面における空気
Ａｉｒの対流が活性化され、表示部２背面表面における
空気Ａｉｒとの熱伝達率が飛躍的に向上し、その結果、
放熱用熱交換部ＨＥＸ２から空気Ａｉｒへの放熱量が増
大し、発熱素子ＣＰＵの温度上昇を大幅に抑制すること
ができる。

【００７７】（実施の形態４）次に、本発明の実施の形
態４について図面を参照しながら説明するが、実施の形
態３と同一構成部分については同一符号を付して詳細な
説明を省略する。

【００７８】図７は、本発明の実施の形態４による電子
機器内部の要部概略図を示し、図７中の黒矢印は熱媒体
流動方向を示し、白抜き矢印は空気の流動方向を示す。

【００７９】本発明の実施の形態４は、構成面では実施
の形態３の場合における、電子機器本体１の熱伝導体Ｓ
Ｔの背面部分、及び電子機器の表示部２における放熱用
熱交換部ＨＥＸ２の背面部分に熱的に密着するように、
熱を吸熱して蓄えることができる蓄熱シートＴＳを設置
している。

【００８０】次に、本発明の実施の形態４において、第
２制御装置Ｃｎｔ２によって発熱素子ＣＰＵの検出温度
Ｔｃの大小に応じて冷却ファンＦＮ、及び薄型熱媒体ポ
ンプＰＭ１、各々の運転開始／停止を制御する動作内容
については、本発明の実施の形態２の場合と同様であ
り、フローチャートとしては図５に示すが、詳細な説明
は省略する。

【００８１】これにより、熱伝導体ＳＴから放熱用熱交
換部ＨＥＸ２へ熱移動される熱量の一部を、蓄熱材で構
成されている蓄熱シートＴＳに蓄熱させて、発熱素子Ｃ
ＰＵからの急激な発熱量増大に対応することができる。

【００８２】また、表示部内の放熱用熱交換手段から空
気へ放熱される熱量の一部を、蓄熱材で構成されている
蓄熱シートに蓄熱させ、同時に蓄熱シートから表示部背
面を介して空気へ放熱することにより、放熱用熱交換手
段からの放熱量の増大を図り、発熱素子ＣＰＵの急激な
温度上昇を抑制することができる。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の発
明は、電子機器本体、及び表示部とからなり、電子機器
本体、及び表示部がヒンジ部を介して機械的に接続さ
れ、電子機器本体内部には、発熱素子と、発熱素子に対
して熱的に接触して熱伝導させる熱伝導体と、熱伝導体
に対して熱的に接触することにより発熱素子にて生じた
発生熱を内部の熱媒体へ熱移動させる吸熱用熱交換手段
と、熱媒体を循環させる熱媒体循環手段とが設置され、
一方、表示部内部には、吸熱用熱交換手段を介して発熱
素子より吸熱した熱媒体の熱を空気中へ熱移動させる放
熱用熱交換手段が設置され、かつ、吸熱用熱交換手段と
放熱用熱交換手段とを機械的に接続する配管接続手段と
が設置され、吸熱用熱交換手段、放熱用熱交換手段、及
び熱媒体循環手段は熱媒体配管により順次連通されてお
り、熱媒体配管内を熱媒体が循環し、吸熱用熱交換手
段、及び放熱用熱交換手段が、熱媒体の流路を形成した
流路形成用平板を中央にして、上下を封止用平板で挟み
込んで、流路形成用平板、及び封止用平板間は接着、あ
るいは溶接等により密着されて構成されているものであ
る。

【００８４】これにより、発熱素子の発熱は熱伝導体を
介して吸熱用熱交換手段により熱媒体へ吸熱され、熱媒
体循環手段により熱媒体が放熱用熱交換手段へ搬送さ
れ、そこで熱媒体から空気中へ放熱される。この際、放
熱用熱交換手段全体において熱が拡散されるため、表示
部において局所的な温度上昇が生じることがない。

【００８５】その結果、発熱素子からの発熱量増大に対
して、発熱素子からの発熱は、表示部において極端な温
度分布が生じることなく空気中へ放熱され、かつ発熱素
子の温度上昇を抑制することができる。

【００８６】また、吸熱用熱交換手段、及び放熱用熱交
換手段が、熱媒体の流路を形成した流路形成用平板を中
央にして、上下を封止用平板で挟み込んで、流路形成用
平板、及び封止用平板間は接着、あるいは溶接等により
密着されて構成されているため、熱交換器としての薄型
化が可能となり、小型・省スペースを実現可能となる。

【００８７】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の発明における配管接続手段として、吸熱用熱交
換手段からの断面形状が円状である配管、及び放熱用熱
交換手段からの断面形状が矩形状である配管とを接続可
能な構成としている。

【００８８】即ち、放熱用熱交換手段が熱媒体の流路を
形成した流路形成用平板を中央にして、上下を封止用平
板で挟み込んで構成されていることより、内部を流動す
る熱媒体の流路断面は、熱媒体から流路内壁面への熱伝
達率が非常に高い、実質的に平行平板に近いアスペクト
比（縦横比）を有する矩形状である。

【００８９】従って、配管接続手段において、吸熱用熱
交換手段からの断面形状が円状の配管、及び放熱用熱交
換手段からの断面形状が矩形状の配管とを接続可能とす
ることにより、放熱用熱交換手段から矩形流路のまま配
管接続手段へ接続されることになり、放熱用熱交換手段
における伝熱性能を低下させることなく、かつ、矩形状
配管から円管への変換の必要もなく、表示部自体の薄型
化を実現できる。

【００９０】また、請求項３に記載の発明は、請求項２
記載の発明の場合における、電子機器本体内での吸熱用
熱交換手段、熱媒体循環手段からなる熱搬送系統に替わ
ってヒートパイプを設置し、かつ表示部内では放熱用熱
交換手段に熱媒体循環手段を加えて閉回路を構成し、更
に、間接熱交換手段を介して、発熱素子の熱を放熱用熱
交換手段内の熱媒体へ熱移動させるものである。

【００９１】これにより、熱媒体が流動する回路は、放
熱用熱交換手段の存在する表示部内部のみで完結してい
るため、発熱体の存在する電子機器本体と表示部との間
において、間接熱交換手段を介した熱的流動は生じるも
のの、熱媒体が流動することはなく、ヒンジ部における
配管接続による熱媒体漏れの恐れがなく、気密信頼性が
向上する。

【００９２】更に、発熱素子の発熱は熱伝導体を介して
ヒートパイプ内部の作動媒体へ吸熱され、間接熱交換手
段を介して放熱用熱交換手段内の熱媒体へ熱交換され、
熱媒体循環手段により熱媒体が放熱用熱交換手段におい
て循環することにより、そこで熱媒体から空気中へ放熱
される。この際、放熱用熱交換手段全体において熱が拡
散されるため、表示部において局所的な温度上昇が生じ
ることがない。

【００９３】その結果、発熱素子からの発熱量増大に対
して、発熱素子からの発熱は、表示部において極端な温
度分布が生じることなく空気中へ放熱され、かつ発熱素
子の温度上昇を抑制することができる。

【００９４】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
から請求項３のいずれかに記載の発明に、電子機器本体
内の送風手段により送風された空気を電子機器本体の背
面部分から、表示部の背面へ吹き出すための風向制御板
を備えたものである。

【００９５】これにより、表示部背面における空気の対
流が活性化され、表示部背面表面における空気との熱伝
達率が飛躍的に向上し、その結果、放熱用熱交換手段か
ら空気への放熱量が増大し、発熱素子の温度上昇を大幅
に抑制することができる。

【００９６】また、請求項５に記載の発明は、請求項４
に記載の発明に加えて、風向制御板が、電子機器の表示
部を閉じている場合には電子機器本体内部に収納されて
おり、電子機器の表示部を開けている場合には電子機器
本体内部から外部上方へ突出するように、表示部と機械
的に連結された第１歯車、及び風向制御板と機械的に連
結された第２歯車を、ヒンジ部、及びヒンジ部付近に設
置したものである。

【００９７】これにより、電子機器を使用している状
態、即ち、電子機器の表示部を開けている場合のみ、電
子機器本体内部から風向制御板を外部上方へ突出して、
送風手段から送られる空気を表示部背面に向かって上方
へ吹き上げるようにして、放熱能力の向上を図ることが
できる。

【００９８】一方、電子機器を使用しない状態、即ち、
前記電子機器の表示部を閉じている場合には、電子機器
本体内部に風向制御板を収納しているため、外部から埃
やゴミ等の侵入を防止することができ、電子機器の動作
信頼性向上を図ることができる。

【００９９】また、請求項６に記載の発明は、請求項１
から請求項５のいずれかに記載の発明に加えて、電子機
器の表示部内において、放熱用熱交換部の背面側に、放
熱用熱交換部に熱的に密着するように、熱を吸熱して蓄
えることが可能な蓄熱材で構成されている蓄熱シートを
備えるものである。

【０１００】これにより、表示部内の放熱用熱交換手段
から空気へ放熱される熱量の一部を、蓄熱材で構成され
ている蓄熱シートに蓄熱させ、同時に蓄熱シートから表
示部背面を介して空気へ放熱することにより、放熱用熱
交換手段からの放熱量の増大を図り、発熱素子の温度上
昇を大幅に抑制することができる。

【０１０１】また、請求項７に記載の発明は、請求項１
から請求項６のいずれかに記載の発明に加えて、電子機
器本体内において、熱伝導体に熱的に密着するように、
熱を吸熱して蓄えることが可能な蓄熱材で構成されてい
る蓄熱シートを備えるものである。

【０１０２】これにより、熱伝導体から放熱用熱交換手
段へ熱移動される熱量の一部を、蓄熱材で構成されてい
る蓄熱シートに蓄熱させて、発熱素子からの急激な発熱
量増大に対応することができ、発熱素子の急激な温度上
昇を抑制することができる。また、請求項８に記載の発
明は、請求項１から請求項７のいずれかに記載の発明に
加えて、発熱素子の温度を検出する温度検出手段と、熱
伝導体近傍に設置した送風手段と、温度検出手段より得
られる温度信号を処理する温度信号処理手段と、熱伝導
体近傍に設置した送風手段と、送風手段の運転／停止を
行う送風手段制御装置と、熱媒体搬送手段の運転／停止
を行う熱媒体搬送制御装置とからなり、温度検出手段に
よる検出温度が第１所定温度以上に達した時点で前記送
風手段の運転を開始し、さらに温度検出手段による検出
温度が前記第１所定温度より高い第２所定温度以上に達
した時点で熱媒体循環手段の運転を開始する制御装置を
備えるものである。

【０１０３】これにより、電子機器の運転中において、
発熱素子の検出温度が第１所定温度より低い場合は、送
風手段、及び熱媒体循環手段を動作させることがなく、
発熱素子の検出温度が第１所定温度より高く、かつ第２
所定温度より低い場合は、送風手段のみ動作させて、熱
伝導体表面から強制対流により、発熱素子の発熱を電子
機器本体の外部へ排気する。

【０１０４】さらに、発熱素子の検出温度が第２所定温
度より高くなった場合のみ、送風手段、及び熱媒体循環
手段を動作させて、熱伝導体表面から強制対流により、
発熱素子の発熱を電子機器本体の外部へ排気する。同時
に、発熱素子の発熱は熱伝導体を介して吸熱用熱交換手
段、あるいはヒートパイプにより吸熱され、熱媒体循環
手段により、吸熱した熱量が放熱用熱交換手段を介し
て、表示部を介して空気中へ放熱されるため、において
局所的な温度上昇が生じることがなくなる。

【０１０５】その結果、電子機器の使用に際して、機器
本体内排熱に必要なエネルギーを最小限に抑制しなが
ら、表示部において極端な温度分布が生じることなく空
気中へ放熱され、かつ発熱素子の温度上昇を抑制するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電子機器の実施の形態１の外観斜
視図

【図２】同実施の形態の電子機器における電子機器内部
の要部概略図

【図３】同実施の形態の電子機器における動作を示すフ
ローチャート

【図４】本発明による電子機器の実施の形態２の電子機
器内部の要部概略図

【図５】同実施の形態の電子機器における動作を示すフ
ローチャート

【図６】本発明による電子機器の実施の形態３の電子機
器内部の要部概略図

【図７】本発明による電子機器の実施の形態４の電子機
器内部の要部概略図

【図８】従来技術の電子機器の要部概略構成図

【符号の説明】

１電子機器本体２表示部６ヒンジ部Ａｉｒ空気Ｃｎｔ１第１制御手段Ｃｎｔ２第２制御手段ＣＰＵ発熱素子ＣＵ配管接続ユニットＦＮ冷却ファンＦＮｃｎｔ冷却ファン制御装置ＧＥ１第１歯車ＧＥ２第２歯車ＨＥＸ１吸熱用熱交換部ＨＥＸ２放熱用熱交換部ＨＥＸ３間接熱交換部ＨＰヒートパイプＬＶ風向制御板ＰＬ１ａ，ＰＬ１ｂ流路形成用平板ＰＬ２ａ，ＰＬ２ｂ封止用平板ＰＭ熱媒体ポンプＰＭ１薄型熱媒体ポンプＰＭｃｎｔ熱媒体ポンプ制御装置Ｒｅｆ熱媒体ＲＹ流路ＳＴ熱伝導体Ｔｂ１円管Ｔｂ２矩形管ＴｈＣＰＵ温度検出手段Ｔｈｃａｌ温度信号処理手段ＴＳ蓄熱シート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子機器本体、及び表示部とからなり、
前記電子機器本体、及び前記表示部がヒンジ部を介して
機械的に接続され、前記電子機器本体内部には、発熱素
子と、前記発熱素子に対して熱的に接触して熱伝導させ
る熱伝導体と、前記熱伝導体に対して熱的に接触するこ
とにより前記発熱素子にて生じた発生熱を内部の熱媒体
へ熱移動させる吸熱用熱交換手段と、前記熱媒体を循環
させる熱媒体循環手段とが設置され、一方、前記表示部
内部には、前記吸熱用熱交換手段を介して前記発熱素子
より吸熱した熱媒体の熱を空気中へ熱移動させる放熱用
熱交換手段が設置され、かつ、前記吸熱用熱交換手段と
前記放熱用熱交換手段とを機械的に接続する配管接続手
段とが設置され、前記吸熱用熱交換手段、放熱用熱交換
手段、及び前記熱媒体循環手段は熱媒体配管により順次
連通されており、前記熱媒体配管内を前記熱媒体が循環
し、前記吸熱用熱交換手段、及び放熱用熱交換手段が、
熱媒体の流路を形成した流路形成用平板を中央にして、
上下を封止用平板で挟み込んで、前記流路形成用平板、
及び封止用平板間は接着、あるいは溶接等により密着さ
れて構成されていることを特徴とする電子機器。
【請求項２】配管接続手段は、吸熱用熱交換手段から
の断面形状が円状の配管、及び放熱用熱交換手段からの
断面形状が矩形状の配管とを接続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】電子機器本体、及び表示部とからなり、
前記電子機器本体、及び前記表示部がヒンジ部を介して
機械的に接続され、前記電子機器本体内部には発熱素子
と、前記発熱素子に対して熱的に接触して熱伝導させる
熱伝導体と、前記熱伝導体に対して熱的に接触すること
により前記発熱素子にて生じた発生熱を内部の作動媒体
へ熱移動させるヒートパイプとが設置され、また、前記
表示部内部には、熱媒体を流すための流路を熱媒体が流
動することにより、熱媒体の熱を空気中へ熱移動させる
放熱用熱交換手段と、前記熱媒体を循環させる熱媒体循
環手段とが設置され、前記放熱用熱交換手段、及び前記
熱媒体循環手段とは連通されて閉回路を形成しており、
前記放熱用熱交換手段の流路内を前記熱媒体が循環し、
かつ、前記ヒートパイプの端部と、前記放熱用熱交換手
段の一部とを熱的に接続して、前記ヒートパイプの熱を
前記放熱用熱交換手段へ熱移動させる間接熱交換手段と
が設置されて構成されていることを特徴とする電子機
器。
【請求項４】送風手段により送風された空気を前記電
子機器本体の背面部分から、前記表示部の背面へ吹き出
すための風向制御板を備えたことを特徴とする請求項１
から請求項３のいずれか一項記載の電子機器。
【請求項５】風向制御板は、前記電子機器の表示部を
閉じている場合には電子機器本体内部に収納されてお
り、前記電子機器の表示部を開けている場合には電子機
器本体内部から外部上方へ突出するように、前記表示部
と機械的に連結された第１歯車、及び前記風向制御板と
機械的に連結された第２歯車を、前記ヒンジ部、及びヒ
ンジ部付近に設置したことを特徴とする請求項４に記載
の電子機器。
【請求項６】電子機器の表示部内において、前記放熱
用熱交換部の背面側に、前記放熱用熱交換部に熱的に密
着するように、熱を吸熱して蓄えることが可能な蓄熱材
で構成されている蓄熱シートを備えたことを特徴とする
請求項１から請求項５のいずれか一項記載の電子機器。
【請求項７】電子機器本体内において、前記熱伝導体
に熱的に密着するように、熱を吸熱して蓄えることが可
能な蓄熱材で構成されている蓄熱シートを備えたことを
特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項記載の
電子機器。
【請求項８】発熱素子の温度を検出する温度検出手段
と、前記熱伝導体近傍に設置した送風手段と、前記温度
検出手段より得られる温度信号を処理する温度信号処理
手段と、前記送風手段の運転／停止を行う送風手段制御
装置と、前記熱媒体搬送手段の運転／停止を行う熱媒体
搬送制御装置とからなり、前記温度検出手段による検出
温度が第１所定温度以上に達した時点で前記送風手段の
運転を開始し、さらに前記温度検出手段による検出温度
が前記第１所定温度より高い第２所定温度以上に達した
時点で前記熱媒体循環手段の運転を開始する制御装置を
備えたことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれ
か一項記載の電子機器。