JP2006040376A - ディスク用電子機器の放熱装置及びディスク用電子機器の放熱方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ディスクの回転力によって室内で発生する風の対流を利用し、ディスク内に塵埃が付着しないようになすと共に熱発生部で生ずる熱を効率的に放熱させるディスク用電子機器の放熱装置及びディスク用電子機器の放熱方法を得ることを目的とするものである。
【解決手段】 筐体１内に設けた第１の室内１０ａに、回動可能に配設されたディスク２の回転により生じた対流により、筐体１内部の他の第２の室１０ｂ内にある被冷却部３４を冷却するようになしたディスク用電子機器の放熱装置に於いて、第１の室１０ａと第２の室１０ｂとは隔壁４、３０によって熱的に隔離され、第１の室１０ａの隔壁４、３０に対流によって回動可能に枢着されたた第１の羽根車３３ａを設け、隔壁４、３０を貫通して第１の羽根車３３ａに連結して回動可能に枢着した第２の羽根車３３ｂを設け、この、第２の羽根車３３ｂによって筐体１内の被冷却部３４を冷却するように成したものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ディスクを回動可能に枢着した電子機器の冷却装置及び電子機器の放熱方法に係わり、特に、筐体内部に配設した室内のディスクの回転によって生ずる対流によって生ずる風により回転する羽根車によって上記室とは隔離した室内に配された被冷却体を冷却するようにしたディスク用電子機器の放熱装置及びディスク用電子機器の放熱方法に関する。

従来から、円盤状記録／再生媒体等のディスクの高速回転により発生した風を積極的に利用して冷却ファン等を設けず効率の良い放熱を行うようにし、より小型化の装置が実現できるようにしたディスク装置及びその放熱方法が特許文献１に開示されている。

図４は、上記特許文献１に開示されている放熱構成を示す側断面図である。図４に於いて、ディスク装置１７はＣＤ−ＲＯＭドライブを示すもので、ほぼ閉ざされたユニットケース１の内部はメカシャーシ４によって上下に仕切られた室より構成されている。上側の室の第１のエリア１０ａには、ＣＤ２を載置するトレイ３と、ターンテーブル１１を回転駆動するモータ７と、ＣＤ２の記録面に光を照射してデータを読み取る光学ヘッド６と、この光学ヘッド６をＣＤ２の径方向と交差する方向に移動させるトラバースメカニズム１２などが設けられている。

ユニットケース１とメカシャーシ４によって密閉された下側の室を構成する第２のエリア１０ｂは、スピンドルモータ７を駆動するドライバー集積回路８が搭載された回路基板５が設けられている。また、回路基板５の前記ドライバー集積回路８の実装面とは反対側の実装面には、ドライバー集積回路８の放熱を目的のための放熱器９が実装されている。第１のエリア１０ａと第２のエリア１０ｂを仕切るメカシャーシ４には、第１のエリア１０ａの空気と第２のエリア１０ｂの空気の流通を自在にするための通風口１３ａ，１３ｂを設け、発生した風１５をトレイ３の上面から下面に移動する通風口１４ａ〜１４ｃをトレイ３に設け、さらに通風口１６ａ，１６ｂを回路基板５に設けて、ユニットケース１の内部にＣＤ２の回転により発生した風を被冷却部を通過してＣＤ２の回転部へと循環する循環路を形成させている。

このような循環路の形成されたＣＤ−ＲＯＭドライブでは、スピンドルモータ７を駆動してＣＤ２を回転させると、第１のエリア１０ａで風１５が発生し、この風１５は通風口１４ａ〜１４ｃを介してトレイ３の下部へ流れ込んで光学ヘッド６の発生する熱を放熱する。また、通風口１４ａ〜１４ｃを経て通風口１３ａより第２のエリア１０ｂへ流入した空気は、ドライバー集積回路８の上部を通過して回路基板５の放熱を行うほか、通風口１６ａを介して回路基板５のドライバー集積回路８の実装面とは反対側へと流入し、回路基板５を効率良く放熱する。図中の矢印は、ＣＤ２の回転により発生した風１５の流れを示したものである。

従って、ＣＤ２の運転中に光学ヘッド６やドライバー集積回路８などが発熱しても、ユニットケース１内を循環する風により被冷却部の放熱が効率良く行なわれ、特にＣＤ２の回転スピードが速い３２倍速ＣＤ−ＲＯＭドライブであっても、十分な放熱が効率良く行なわれ、温度上昇による光学特性の劣化などが解消される。

また、ＣＤ２の回転を利用してユニットケース１の内部の空気を循環させているため、冷却ファンによる放熱のように新たにファンを設置したりする必要がなく装置の小型化が実現でき、温度検出手段を設けて温度をモニターしながらファンの回転数を変える必要などもなくなる。

又、ディスク装置における放熱構造としてディスク装置内に配置されたローダーのターンテーブルの上側に配設されているクランパの上面に軸部を突設してこの軸部又は筐体内に羽根体を設け、ディスク装置の筐体の蓋部の左右隅部に外側に向けて湾曲する隅側ガイド片を設けるとともに、蓋部における羽根体の位置する上壁内面に内側に向けて湾曲する左右一対の中央側ガイド片を設けて、ターンテーブルと一体に回転するクランパの回転で軸部を介して羽根体を回して風を発生させて、筐体内に隅側ガイド片と中央側ガイド片によって風の流れを生じさせ、この風の流れによってプリント基板上のＩＣ等からの発熱を筐体内で冷却して放熱するように構成したディスク装置における放熱構造が特許文献２に開示されている。

上述のディスク装置では、筐体内のプリント基板上の発熱部品から発生する熱を羽根体の回転で発生する筐体内の風の流れによって冷却して放熱することができ、騒音の発生を押さえることができて、しかも外部から空気を取り入れることなく放熱できて、外部から塵等が筐体内に入り込むことを防ぐことができて防塵対策上優れたディスク装置における放熱構造が得られている。

更に、トランス等の電気機器のトランスオイルの冷却方法等に於いて、空冷用のファン等を用いることなく、即ち、電気的エネルギーを外部から供給すること無くトランスオイルを冷却するように成したトランスオイルの冷却装置が特許文献３に開示されている。

図５は上記特許文献３に開示されているトランスの冷却装置の側断面図を示すものであり、図５に於いて、１８はトランスを示し、ケーシング内にはトランスオイル１９が充填され、全体として両端部を連通するように環状を成したヒートパイプ２０の１部がトランス１８内に挿入されている。このヒートパイプ２０内には作動流体２７を循環させる。この環状のヒートパイプ２０の大径部２０ａは気相作動流体流路とされ、小径部２０ｂは液相作動流体流路とされている。大径部２０内には逆止機構２１とタービン２２が配設され、このタービン２２はマグネットカップリング２３を介して冷却用のファン２４に結合され、大径部２０ａの外形部に配設した、冷却用のフィン２５をファン２４が冷却する。ヒーとパイプ２０の小径部２０ｂにはウイック２６が配設されている。

上述の構成の動作は、先ず、ヒートパイプ２０内の作動流体２７はトランス１８のトランスオイル１９から熱を受けて気相作動流体２７ａは冷却部を構成するフィン２５部分で放熱、凝縮するので加熱部２８に於ける圧力がフィン２５部分より高くなり、更に、加熱部２７の小径部の気相作動流体２７の流動抵抗が大きいため加熱部２７で生じた気相作動流体２７は逆止機構２１の弁を押し広げタービン２２を経由して、冷却部を構成するフィン２５に向けて流動するので、タービン２２は回転し、マグネットカップリング２３を介してファンが回転し、フィン２５を冷却する。

その結果、気相作動流体２７ａは凝固液化し、液相作動流体となって小径部２０ｂ内に自動落下し、ウイック２６の毛細管作用によって加熱部２８まで引き上げられることで作動流体２７は再び蒸発し、以降、上記したと同様に流動することになる。
特開２０００−２３１７８２号公報（図１） 特開２００２−２３０９６２号公報（図２） 特開昭５８−２２５６１９号公報（図３）

上述の特許文献１及び特許文献２に開示されたディスク装置及びその放熱方法によると、ディスクの回転により発生する対流を利用して、電子機器内部の温度の均一化を図るような放熱構造を取り入れているため電子機器内部の温度が高い場合、温度の均一化だけでは、十分な放熱ができないため電子機器内デバイスの温度特性を満足できずに、電気機器の誤動作を招くだけでなく、携帯機器などの場合には電気機器表面の温度が高くなり、やけどを招く恐れがある。又、特許文献２の従来技術として開示されている電子機器内の熱を筐体内で循環させるために羽根車を用いているが、この場合も筐体内で熱を循環させていて、筐体の表面からデバイスの発熱を外気へ放出する構造のため、限界があったこのためファンを動作させようとすると電力が必要となる他に、空気中の塵埃が電子機器内に混入してしまい、ディスク記録媒体への書き込み、読み出しができないなどの故障の原因となる課題を有していた。

また、特許文献３に開示されている様な構成の冷却方法の場合には特別設計されたヒートパイプを必要とし、ディスク記録装置のような電子機器に直ちに適用可能なものでもなく、特に電子機器の小型化を図ることが難しい課題を有していた。

本発明は叙上の課題を解消するためになされたもので、発明が解決しようとする課題は、ディスク装置内で発生した基板内に装着したＩＣからの熱を筐体外に有効に放熱する際に外部からの空気を用いてディスク部分や被冷却部分に塵埃が入らずに有効に冷却すると共に冷却用のファンを用いること無く冷却可能な小型化された、ディスク用電子機器の放熱装置及びディスク用電子機器の放熱方法を得ることを目的とするものである。

第１の本発明のディスク用電子機器の冷却装置は筐体内に設けた第１の室内に、回動可能に配設されたディスクの回転により生じた対流により、筐体内部の他の第２の室内にある被冷却部を冷却するようになしたディスク用電子機器の放熱装置に於いて、第１の室は被冷却部のある第２の室とは隔壁によって熱的に隔離される共に第１の室の隔壁に対流によって回動可能に枢着されたた第１の羽根車と、隔壁を貫通して第１の羽根車に連結して回動可能に枢着した第２の羽根車と、を具備し、第２の羽根車によって筐体内の被冷却部を冷却するように成したものである。

第２の本発明のディスク用電子機器の冷却方法は、筐体内に設けた第１の室内に、回動可能に配設されたディスクの回転により生じた対流により、筐体内部の他の第２の室内にある被冷却部を冷却するようになしたディスク用電子機器の放熱方法に於いて、第１の室は被冷却部のある第２の室とは隔壁によって熱的に隔離される共に第１の室の隔壁に枢着された対流によって回転可能となされた第１の羽根車によって回動可能に隔壁を貫通して第１の羽根車に連結した第２の羽根車により筐体内の被冷却部を冷却するように成したものである。

本発明のディスク用電子機器の冷却装置によると、外部へ熱を放出する室は、ディスク記録を行う室とは隔離されているために、ディスク記録を行う室内には塵埃が入ることはない。また、羽根車の回転動力源にはディスク記録・再生時に発生するディスク回転による対流を利用するため、羽根車回転のための電力を必要としないため省電力化が可能なものが得られる。

以下、本発明のディスク用電子機器の冷却装置及びディスク用電子機器の冷却方法を図１乃至図３により詳記する。図１は、本発明のディスク用電子機器の冷却装置の１形態例を示す筐体の側断面図、図２は、本発明のディスク用電子機器の冷却装置の他の形態例を示す筐体の側断面図、図３は、本発明の更に他の形態例を示すディスク用電子機器の冷却装置の筐体の側断面図である。

以下、図１乃至図３において、図４及び図５との対応部分には同一符号を付して説明する。図１及び図２によって、本発明のディスク装置の１形態例の構成を説明する。

図１及び図２に於いて、ディスク装置１７はＣＤ（コンパクトディスク）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）、ＭＤ（ミニディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（ＣＤ用読み出し専用メモリ）、ＨＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ）等のディスク担体２を再生／記録可能なディスク再生／記録装置であり、略、偏平な直方体状ユニットケース１（以下筐体と記す）内にはメカシャーシ又は隔壁４によって筐体１を上下に仕切った第１のエリア（以下第１の室と記す）１０ａと第２のエリア（以下第２の室と記す）１０ｂとは熱的には分離されるように構成されている。更に、第１及び第２の室１０ａ、１０ｂの左側面に筐体１の高さ方向に隔壁３０を設けて、第１及び第２の室１０ａ、１０ｂとは熱的に隔離され筐体１の上下板部と左側板及び隔壁３０で囲まれた第３のエリア（以下第３の室と記す）１０ｃを形成する。

第１の室１０ａにはターンテーブル１１上にディスク担体２のＣＤやＣＤ−ＲＯＭが載置されると共に第２の室１０ｂ内に配置されたスピンドルモータ７によって回動可能となされている。筐体１の上部又はカバーの内面にはスピンドルモータ７の回転によってディスク担体２上に生じた風の対流をガイドするガイド片３１が設けられている。又、隔壁３０には回転軸３２を回動可能にベアリング等の固定軸を受介して枢着し、回転軸３２の両端に第１の羽根車３３ａと第２の羽根車３３ｂとを固定する。

第２の室１０ｂ内にはスピンドルモータ７を回転制御するための発熱量の大きい被冷却部を構成するドライバー集積回路８が回路基板５上に装着されている。このドライバー集積回路８の上には矩形状の銅板等の熱伝達部材３４が固定され、この熱伝達部材３４の左端部は隔壁３０に穿った溝孔を通過して第３の室１０ｃ内に突出されている。

第３の室１０ｃの筐体１の上部又はカバーには空気取り入れ口となる吸気孔３５が穿たれ、筐体１の左側板に排気孔３６が形成され、第３の室１０ａは第１及び第２の室１０ａ、１０ｂとは熱的には独立した状態と成されることを可とする。図２に示した構成では第３の室１０ｃに突出させた熱伝達部材３４にフィン３７を固定して放熱効果を高めるように成したものである。

上述の構成では、熱伝達部材３４としては銅板を用いたが、銅板の他に、ステンレス板、アルミニウム板等の金属や、ヒートパイプなど熱伝導を行うことができる物質を用いることも可能である。この熱伝達部材３は、熱伝導率の高いものが望ましく、銅は約400ｗ/ｍｋ、アルミニウムは約130ｗ/ｍｋ、ステンレスは約20ｗ/ｍｋであり、ヒートパイプは使用方法に依存することが多いが銅の2〜3倍の熱伝導率を有している。又、図２に示す様に熱伝達部材３４により隔離された第３の室１０ｃ内に導かれた部分に放熱用のフィン３７などのデバイスを取り付けることで、さらに放熱効率を高めることが可能となる。

上述のディスク装置１７によると、ＣＤ２を第１の室１０ａで高速回転させた時に生ずる例えば矢印Ａで示す様な反時計方向の回転によって生じた風の対流により隔壁３０に回動自在に枢着されている回転軸３２の第１及び第２の羽根車３３ａ、３３Ｂは矢印Ｂ，Ｂのように回転する。

従って、第２の室１０ｂ内で高温化されたドライバー集積回路８から発生する熱は熱伝達部材３４を介して第３の室１０ｃに突出している熱導電部材３４の突出部３４ａ又は図２に示す冷却用のフィン３７に伝達されている。

このように、第３の室１０ｃ内の熱導電部材３４の突出部３４ａやフィン３７は第３の室１０ｂ内に配設され矢印Ｂ方向にＣＤ２の回転に伴う対流によって回転する第２の羽根車３３ｂの回転により吸気孔３５から外気を吸い込み熱導電部材３４の突出部３４ａやフィン３７を冷却し、温まった空気を排気孔３６より排気することになる。

本発明は上述の様に構成され作用するので、外部へ熱を放出する第３の室１０ｃはディスク担体２を再生／記録を行う第１の室１０ａとは隔離されているために、ディスク記録を行う第１の室１０ａ内には塵埃などが入ることはない。又、第１及び第２の羽根車３３ａ、３３ｂの回転動力源にはディスク２の記録・再生時に発生するディスク回転による対流を利用するため、第１及び第２の羽根車３３ａ、３３ｂ回転のための電力を必要としないため省電力化が可能なる。

次に図３によって、本発明の他の構成のディスク装置１７を説明する。図３は図２で示した第３の室１０ｃと同一の第４の室１０ｄを筐体１の右側板側に設けたものである。即ち、筐体１内は上下左右の４室に互いに隔離されて構成されている。第１の室１０ａは左右の隔壁３０Ｌ，３０Ｒとメカシャーシ４と筐体１の上部又はカバーで囲まれ、この室内でＣＤの回転に伴う空気の対流を発生させる。左右の隔壁３０Ｌ、３０Ｒには第３及び第４の室１０ｃ、１０ｄに突出する左右回転軸３２Ｌ、３２Ｒが回動可能に枢着されている。これら左右回転軸３２Ｌ、３２Ｒに第１及び第２の羽根車３３ａ、３３ｂ並びに第３及び第４の羽根車３３ｃ、３３ｄを固定する。

又第２の室１０ｂからは左右の隔壁３０Ｌ、３０Ｒを貫通して左右の第３及び第４の室１０ａ、１０ｂに熱伝達部材３４の左右端を突出させた突出部３４ａに左右のフィン３７Ｌ、３７Ｒを固定させ、第３及び第４の室１０ｃ、１０ｄ内の第２と第４の羽根車３３ｂ、３３ｄによってフィン３７Ｌ、３７Ｒを冷却する様に構成させたものである。この構成によってもより効果的に熱伝達部材３４を冷却可能である。

本発明は、前述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。本例では左又は／及び右隔壁に羽根車を付けた例を説明したが筐体１内を第１の室１０ａと第２の室１０ｂにより構成し、第１の室１０ａのメカシャーシ（隔壁）４と第２の室１０ｂ間に第１及び第２の羽根車３３ａ、３３ｂを回動可能に配設し、第２の室１０Ｂ内の被冷却部材が配置されている部分に配設した熱伝達部材３４を筐体１の底部等に設けた冷却用のフィン３７に連通させ、第１の室１０ｂ内の熱伝達部材３４を第２の羽根車３３ｂで冷却すると共に筐体１外に配したフィン３７により自然空冷させるように成すことも出来る。

本発明のディスク用電子機器の放熱装置の一形態例を示す側断面図である。 本発明のディスク用電子機器の放熱装置の他の形態例を示す側断面図である。 本発明のディスク用電子機器の放熱装置の更に他の形態例を示す側断面図である。 従来のディスク用電子機器の放熱装置の側断面図である。 従来のトランスの冷却方法を説明するための側断面図である。

符号の説明

１…ユニットケース（筐体）、２…ディスク担体（ＣＤ）、４…メカシャーシ、５…回路基板、７…スピンドルモータ、８…ドライバー集積回路、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ…第１乃至第４のエリア（室）、１１ターンタブル、３０、３０Ｌ、３０Ｒ…隔壁、３２、３２Ｌ、３２Ｒ…回転軸、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ…第１乃至第４の羽根車、３４…熱伝達部材、３４ａ…突出部、３５、３５Ｌ、３５Ｒ…吸気孔、３６、３６Ｌ、３６Ｒ…排気孔

Claims (6)

1. 筐体内に設けた第１の室内に、回動可能に配設されたディスクの回転により生じた対流により、該筐体内部の他の第２の室内にある被冷却部を冷却するようになしたディスク用電子機器の放熱装置に於いて、
   上記第１の室は上記被冷却部のある上記第２の室とは隔壁によって熱的に隔離される共に該第１の室の隔壁に上記対流によって回動可能に枢着されたた第１の羽根車と、
   上記隔壁を貫通して上記第１の羽根車に連結して回動可能に枢着した第２の羽根車と、
   を具備し、
   上記第２の羽根車によって上記筐体内の上記被冷却部を冷却するようになしたことを特徴とするディスク用電子機器の冷却装置。
2. 前記第２の室内に配設された前記被冷却部で発生する熱を前記筐体の外壁あるいは該筐体内に配設した第３の室を介して外部に放熱する熱伝達部材を設けて成ることを特徴とする請求項１記載のディスク用電子機器の冷却装置。
3. 前記熱伝達部材が銅板などの熱伝導率の大きな金属板であることを特徴とする請求項２記載の電子機器の冷却装置。
4. 前記熱伝達部材がヒートパイプであることを特徴とする請求項２記載の電子機器の冷却装置。
5. 前記前記熱伝達部材または前記ヒートパイプの端部に放熱フィンを取り付けたことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項記載の電子機器の冷却装置。
6. 筐体内に設けた第１の室内に、回動可能に配設されたディスクの回転により生じた対流により、該筐体内部の他の第２の室内にある被冷却部を冷却するようになしたディスク用電子機器の放熱方法に於いて、
   上記第１の室は上記被冷却部のある上記第２の室とは隔壁によって熱的に隔離される共に該第１の室の隔壁に枢着された上記対流によって回転可能となされた第１の羽根車によって回動可能に上記隔壁を貫通して上記第１の羽根車に連結した第２の羽根車により上記筐体内の上記被冷却部を冷却するようになしたことを特徴とするディスク用電子機器の冷却方法。

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