JP2007102671A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の発熱部品を一個の冷却ファンによって冷却でき、これにより、部品点数の削減、小型化、冷却効率の向上及び騒音の抑制などが可能な電子機器を提供することを技術的課題とする。
【解決手段】複数の発熱部品である電源ユニット１１、ＣＰＵ１２，ＦＤドライブ装置１３，ＣＤ／ＤＶＤドライブ装置１４、及びＬＣＤ１５と、これらの複数の発熱部品１１〜１５を冷却する冷却ファン１６とを備えたパソコン（電子機器）１である。上記複数の発熱部品１１〜１５は、冷却ファン１６の羽根車１６ｂの中心軸線１６ｃと交差する方向Ｙに並列的に配置されている。また、上記発熱部品１１〜１５は、冷却ファン１６の送風範囲２１内に配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンピュータなど複数の発熱部品を有する電子機器に関する。

パソコン（パーソナルコンピュータ）には、電源ユニット、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＦＤ（フレキシブルディスク）ドライブ装置、ＣＤ（コンパクトディスク）ドライブ装置が設けられているのが一般的である。また、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）を一体に備えたパソコンもある。

上記電源ユニット、ＣＰＵ、各ドライブ装置、ＬＣＤは、比較的発熱量が多い。特に、電源ユニット、ＣＰＵは発熱量が多い。ＣＰＵは熱に弱いので、ＣＰＵ及びその周囲の発熱部品を冷却する必要がある。

そこで、図６に示すように、従来のパソコン５０は、ＣＰＵ５１をヒートシンク５２で冷却すると共に、電源ユニット５３、ＣＰＵ５１、ＣＤ／ＨＤＤドライブ装置５４、ＦＤドライブ装置５５、ＬＣＤ５６などの発熱部品を、システム冷却ファン５７ａ，ＣＰＵ冷却ファン５７ｂ，電源冷却ファン５７ｃなど複数の冷却ファンによって冷却するのが一般的であった。なお、図６中の符号５８はメイン基板、５９は筐体である。
特開平０１−２０００９３号公報 特開２００５−５３４９号公報 特開２００４−２０３０１３号公報 実開昭６２−１４７３９７号公報 特開平１１−１５４０３６号公報

しかしながら、従来のパソコン５０は、複数の冷却ファン５７ａ，５７ｂ，５７ｃを用いて発熱部品５１〜５６を冷却していたため、部品点数が増加し、大型になるという問題があった。

また、上記複数の冷却ファン５７ａ，５７ｂ，５７ｃは、それぞれ別方向に送風するため、これらの送風がパソコン５０の筐体５９内で衝突して送風の向きが変わり、或いは圧力が低下し、発熱部品５１〜５６を効率よく冷却できないおそれがあった。

この場合は、各冷却ファン５７ａ，５７ｂ，５７ｃの送風のバランスをとる必要があり、制御が面倒になるという問題があった。更に、複数の冷却ファン５７ａ，５７ｂ，５７ｃから発生する音が重なり、比較的大きな騒音が発生するという問題があった。

また、大型の冷却ファンを設置した場合には、大型の冷却ファンを設置した部分が他より突出してしまうため、外観がアンバランスになるという問題があった。

このような問題は、パソコンに限らず、複数の発熱部品を冷却ファンによって冷却する電子機器に同様に発生する。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、複数の発熱部品を一個の冷却ファンによって冷却でき、これにより、部品点数の削減、小型化、冷却効率の向上及び騒音の抑制が可能な電子機器を提供することを技術的課題とする。

本発明は複数の発熱部品を有する電子機器であり、前述の技術的課題を解決するために以下のように構成されている。

（１）本発明は、
複数の発熱部品と、前記複数の発熱部品を冷却する冷却部品と、を備えた電子機器において、
前記複数の発熱部品が、前記冷却部品の羽根車の中心軸線と交差する方向に並列的に配置され、且つ前記複数の発熱部品が前記冷却部品の送風範囲内に配置されていことを特徴とする。

本発明では、冷却部品の羽根車の中心軸線に対して交差する方向に複数の発熱部品が配列的に配置されているので、冷却部品の送風が複数の発熱部品に直接衝突する。慕って、複数の発熱部品を一個の冷却部品によって冷却できるので、部品点数の削減、冷却効率の向上、小型化及び騒音の抑制が可能になる。

（２）前記発熱部品としては、電源ユニット、ＣＰＵを例示できる。これらの電源ユニット及びＣＰＵは、比較的発熱量が多いが、一個の冷却部品によって冷却できる。

（３）前記発熱部品としては、更にＦＤドライブ装置、ＣＤ／ＤＶＤドライブ装置などを例示できる。これらのドライブ装置も、一個の冷却部品によって冷却できる。

（４）前記発熱部品としては、更にＬＣＤ（液晶ディスプレイ）を例示できる。ＬＣＤが一体化されたコンピュータでは、一個の冷却部品によって、電源ユニット、ＣＰＵ、ディスクドライブ装置、ＬＣＤを冷却できる。

（５）前記発熱部品のうち何れか一部が、前記冷却部品の送風口に正対する位置に配置され、前記発熱部品のうち残部が前記送風口に正対しない位置に配置され、前記発熱部品と前記送風口との間に他の部品が介在しないのが好ましい。

冷却部品の送風は、羽根車の回転によって空気に軸方向への圧力及び遠心力が加えられることによって、発生する。従って、冷却部品の送風は、その送風口より広い範囲に送出されるため、冷却部品の送風口に正対しない位置に配置された発熱部品に当てることができる。

（６）前記電源ユニット、及び前記ＣＰＵが前記冷却部品の送風口に正対する位置に配置され、前記ディスクドライブ装置、及び前記ＬＣＤが前記送風口に正対する位置から外れた位置に配置されている場合を例示できる。

（７）本発明は、
複数の発熱部品を備えた電子機器において、
電子機器下部から吸気することで、前記電子機器を冷却する冷却部品を備え、
前記冷却部品の排気が、少なくとも一つの特定の前記発熱部品に対して直接当たることを特徴とする。

（８）前記特定の発熱部品は、他の前記発熱部品よりも多くの排熱を必要とする部品であるのが好ましい。

（９）本発明は、
複数の発熱部品を内蔵可能な電子機器筐体において、
電子機器下部から吸気することにより、前記電子機器を冷却する冷却部品を装着可能で、
前記冷却部品の排気が、少なくとも一つの特定の前記発熱部品に対して直接当たる構造を持つことを特徴とする。

（１０）前記特定の発熱部品は、他の発熱部品よりも多くの排熱を必要とする部品であることが好ましい。

本発明によれば、一個の冷却部品によって複数の発熱部品を冷却できるので、部品点数の削減、冷却効率の向上、小型化及び騒音の抑制が可能になる。

以下、本発明に係る実施の形態の電子機器について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施の形態に係る電子機器であるパソコン１を示す。このパソコン１は、発熱部品である電源ユニット１１、ＣＰＵ１２、ＦＤ（フレキシブルディスク）ドライブ装置１３、ＣＤ（コンパクトディスク）／ＤＶＤ（デジタルビデオディスク）ドライブ装置１４、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）１５、及びこれらの発熱部品を冷却する一個の冷却部品である冷却ファン１６を備えている。

なお、図１中の符号１７は筐体、１８は上記各発熱部品１１〜１５を取り付けるフレーム、１９はＣＰＵ１２を冷却するヒートシンク、２０はメイン基板である。また、パソコン１は、上記以外の一般的な構成部品（図示せず）を備えている。

上記発熱部品１１〜１５は、冷却ファン１６の羽根車１６ｂの中心軸線１６ｃに交差する方向Ｙに並列的に配置され、且つ上記発熱部品１１〜１５が冷却ファン１６の送風範囲２１内に配置されている。本実施形態では、図１中の左側から、電源ユニット１１、ＣＰＵ１２、ＦＤドライブ装置１３及びＣＤ／ＤＶＤドライブ装置１４，ＬＣＤ１５の順に、略水平方向に並列的に配置されている。

なお、ＣＤ／ＤＶＤドライブ装置１４は、冷却ファン１６に対して、ＦＤドライブ装置１３の裏側に配置されている。但し、このＣＤ／ＤＶＤドライブ装置１４の両側には、諸愛知の隙間ｄ，ｄが設けられている。冷却ファン１６の送風は、この隙間ｄ，ｄを通過する。

また、冷却ファン１６は、パソコン１の下部側で、且つ上記発熱部品１１〜１５の配列方向Ｙと交差する方向の下側に配置されている。冷却ファン１６の送風口１６ａは、上方に向けて配置されている。

更に、本実施形態では、電源ユニット１１，及びＣＰＵ１２が、冷却ファン１６の送風口１６ａに正対する位置に配置されている。また、ＦＤドライブ装置１３，ＣＤ／ＤＶＤドライブ装置１４，及びＬＣＤ１５は、冷却ファン１６の送風口１６ａに正対する位置から外れた位置に配置されている。

また、上記電源ユニット１１、ＣＰＵ１２、ＦＤドライブ装置１３，ＬＣＤ１４と、冷却ファン１６の送風口１６ａとの間には、他の部品が介在していない。

但し、ＦＤドライブ装置１３，ＣＤ／ＤＶＤドライブ装置１４及びＬＣＤ１５は、冷却ファン１６の送風を受ける位置に配置されている。

換言すれば、上記複数の発熱部品１１〜１５は、冷却ファン１６の羽根車１６ｂの中心軸線１６ｃ方向に開口する送風口１６ａの開口範囲を、中心軸線１６ｃ方向に平行移動して構成される送風範囲２２を、中心軸線１６ｃ方向の風圧Ｆ１と、中心軸線１６ｃに直交する面内方向との風圧Ｆ２とによって決定される方向に拡張した、そのような送風範囲２１に配置されている。

すなわち、図２に示すように、冷却ファン１６は、羽根車１６ｂの回転によって周囲の空気に中心軸線１６ｃ方向への圧力Ｆ１と、中心軸線１６ｃに直交する方向の圧力（遠心力）Ｆ２とを与える。これにより、冷却ファン１６からの送風は、送風口１６ａの面積より広い範囲２１に送風される。

上記ＦＤドライブ装置１３，ＣＤ／ＤＶＤドライブ装置１４，ＬＣＤ１５は、冷却ファン１６の送風口１６ａと正対する範囲２２から外れた位置で、冷却ファン１６からの送風を受ける位置、すなわち、上記送風範囲２１内に配置されている。

また、本実施形態では、冷却ファン１６の送風口１６ａの面積のうち、約半分が電源ユニット１１に正対し、残りの半分が、ヒートシンク１９及びＣＰＵ１２に正対している。これは、電源ユニット１１及びＣＰＵ１２の発熱量が多く、冷却に必要な風量が多くなるからである。

図３は、パソコン１の側面図を示す。パソコン１の筐体１７には、その後部における略下半分に突出部３０が設けられている。この突出部３０の両側には、多数の排気孔１７ａが設けられている。筐体１７の下部側にはスタンド３２が設けられている。

また、筐体１７の上面１７ｂ及び突出部３０の上面３０ａには、図４に示すように、広い面積に亘って多数の排気孔１７ａが設けられている。

更に、筐体１７の底面（突出部３０の底面）１７ｃには、図５に示すように、広い範囲に亘って多数の吸気孔３３が設けられている。そして、パソコン１の下部から吸気するように構成されている。

この筐体１７には、 上記冷却ファン１６が装着される。また、冷却ファン１６の排気（送風）が、上記発熱部品のうち、少なくとも一つの特定の発熱部品に対して直接当たるように構成されている。

次に、このパソコン１の冷却作用について説明する。冷却ファン１６の送風口１６ａから送出された圧力空気（送風、排気）は、電源ユニット１１，ＨＳ１９、ＣＰＵ１２，メイン基板２０、ＦＤドライブ装置１３、及びＬＣＤ１５に直接衝突すると同時に、その周囲を流れて上方及び側方の排気孔１７ａから排出される。

また、冷却ファン１６の送風は、ＣＤ／ＤＶＤドライブ装置１４の両側の隙間ｄ，ｄを上方に流れる。このとき、ＣＤ／ＤＶＤドライブ装置１４は、冷却ファン１６の送風に晒される。冷却ファン１６の送風は、発熱部品１１〜１５の周囲を流れた後、筐体１７及び突出部３０の上面１７ｂ，３０ａ、並びに突出部３０の側方に設けられた多数の排気孔１７ａから排出され、筐体１７内に戻ることはない。

これにより、上記電源ユニット１１，ＣＰＵ１２、ＦＤドライブ装置１３、ＣＤ／ＤＶＤドライブ装置１４及びＬＣＤ１５が、冷却ファン１６の送風によって確実に冷却される。

本実施形態では、上記のように全ての発熱部品に、冷却ファン１６の排気（送風）が直接当たるように構成されている。なお、冷却ファン１６の排気が、少なくとも一つの特定の発熱部品、例えば他の発熱部品よりも多くの排熱を必要とする部品であるＣＰＵ１２や電源ユニット１１に直接当たるように構成できる。

このように、本発明のパソコン１は、一個の冷却ファン１６によって、全ての発熱部品、すなわち、電源ユニット１１、ＣＰＵ１２、ＦＤドライブ装置１３、ＣＤ／ＤＶＤドライブ装置１４，及びＬＣＤ１５を冷却できる。

従って、従来のように複数の冷却ファンを使用する必要がないので、部品点数の削減、組立工数の低減、コスト低減、及び小型化が可能になる。また、複数の冷却ファンを使用する場合に比べて、騒音を抑制できる。

また、複数の冷却ファンを使用する場合に比べて、冷却ファンが故障する確率が減少するので、信頼性が向上する。

更に、冷却ファン１６が、パソコン１の下部側に配置されているので、冷却ファン１６とパソコン１を操作する操作者の耳との距離が長くなる。従って、操作者が感じる冷却ファン１６の騒音を更に抑制できる。

また、上記のように、冷却ファン１６がパソコン１の下部側に配置されていることにより、パソコン１の下部側が他の部分より突出するが、パソコン１の上部側が突出する場合に比べて操作者に与える圧迫感を減少できる。

また、冷却ファン１６をより大型にした場合でも、この冷却ファン１６をパソコン１の下部側に配置することにより、操作者に与える圧迫感を低減できる。

更に、一部の発熱部品、ここではＦＤドライブ装置１３，ＣＤ／ＤＶＤドライブ装置１４，及びＬＣＤ１５を、冷却ファン１６の送風口１６ａに正対する位置から外れた位置で、且つ冷却ファン１６の送風を受ける位置に配置したので、冷却ファン１６をそれ程大きくする必要がない。従って、冷却ファン１６のコストを低減できる。

なお、本実施形態では、上記のように、筐体１７の上部側に多数の排気孔１７ａが設けられている。この排気孔１７ａは、冷却ファン１６の送風が、発熱部品１１〜１５側に効率よく流れ、且つ筐体１７の外に排出された送風が、排気孔１７ａから筐体１７内に侵入することのないように、適切な位置に設けるのが好ましい。

また、上記発熱部品のうち少なくとも一つの特定の発熱部品、例えば他の発熱部品よりも多くの排熱を必要とする例えばＣＰＵ１２を、冷却ファン１６の送風に直接当てるようにしても良い。

また、上記の実施形態では、本発明をパソコン１に適用した場合について説明したが、本発明は、ワークステーション（パソコンより高性能なコンピュータ。エンジニアやデザイナーなど高性能なコンピュータが必要な人が業務に使用したり、ネットワークサーバとして使用される）など、複数の発熱部品を冷却ファンによって冷却する各種の電子機器に適用できる。

また、本発明の電子機器は、以下の付記的事項を含むものである。

〔その他〕
本発明は、以下のように特定することができる。

（付記１）複数の発熱部品と、前記複数の発熱部品を冷却する冷却部品と、を備えた電子機器において、
前記複数の発熱部品が、前記冷却部品の羽根車の中心軸線に対して交差する方向に並列的に配置され、且つ、前記複数の発熱部品が前記冷却部品の送風範囲内に配置されていることを特徴とする電子機器（１）。

（付記２）前記発熱部品には、電源ユニット、ＣＰＵが含まれることを特徴とする付記１に記載の電子機器（２）。

（付記３）前記発熱部品には、更にディスクドライブ装置が含まれることを特徴とする付記１または２に記載の電子機器（３）。

（付記４）前記発熱部品には、更にＬＣＤが含まれることを特徴とする付記１から３の何れかに記載の電子機器（４）。

（付記５）前記発熱部品の一部が前記冷却部品の送風口に正対する位置に配置され、前記発熱部品の残部が前記送風口に正対する位置から外れた位置に配置され、前記発熱部品と前記送風口との間に他の部品が介在しないことを特徴とする付記１から４の何れかに記載の電子機器（５）。

（付記６）前記電源ユニット、及び前記ＣＰＵが前記冷却部品の送風口に正対する位置に配置され、前記ドライブ装置、及び前記ＬＣＤが前記送風口に正対する位置から外れた位置に配置されていることを特徴とする付記５に記載の電子機器（６）。

（付記７）前記発熱部品が略水平方向に並列的に配置され、前記冷却部品が前記発熱部品の配列方向と交差する方向で、下部側に配置されていることを特徴とする付記１から６の何れかに記載の電子機器。

（付記８）前記複数の発熱部品は、前記冷却部品の羽根車の中心軸線方向に開口する送風口の開口範囲を、前記中心軸線方向に平行移動して構成される送風範囲を、前記冷却部品の羽根車の中心軸線方向の風圧と、前記中心軸線に直交する面内方向との風圧とによって決定される方向に拡張した、そのような送風範囲に配置されることを特徴とする付記１から７の何れかに記載の電子機器。

（付記９）複数の発熱部品を備えた電子機器において、
電子機器下部から吸気することで、前記電子機器を冷却する冷却部品を備え、
前記冷却部品の排気が、少なくとも一つの特定の前記発熱部品に対して直接当たることを特徴とする電子機器（７）。

（付記１０）前記特定の発熱部品は、他の前記発熱部品よりも多くの排熱を必要とする部品であることを特徴とする付記９に記載の電子機器（８）。

（付記１１）複数の発熱部品を内蔵可能な電子機器筐体において、
電子機器下部から吸気することにより、前記電子機器を冷却する冷却部品を装着可能で、
前記冷却部品の排気が、少なくとも一つの特定の前記発熱部品に対して直接当たる構造を持つことを特徴とする電子機器筐体（９）。

（付記１２）前記特定の発熱部品は、他の発熱部品よりも多くの排熱を必要とする部品であることを特徴とする付記１１に記載の電子機器筐体（１０）。

本発明に係る電子機器を示す断面図である。 本発明に係る電子機器の作用を説明する図であり、冷却ファンの送風範囲を示す図である。 本発明に係る電子機器の側面図である。 本発明に係る電子機器の上面図であり、図３のＡ矢視図である。 本発明に係る電子機器の下面図であり、図３のＢ矢視図である。 従来例に係る電子機器を示す断面図である。

符号の説明

１ パソコン
１１ 電源ユニット
１２ ＣＰＵ
１３ ＦＤドライブ装置
１４ ＣＤ／ＤＶＤドライブ装置
１５ ＬＣＤ
１６ 冷却ファン（冷却部品）
１６ａ 送風口
１６ｂ 羽根車
１６ｃ 羽根車の中心軸線
１７ 筐体
１７ａ 排気孔
１７ｂ 筐体の上面
１７ｃ 筐体の底面
１８ フレーム
１９ ヒートシンク
２０ メイン基板
２１ 送風範囲
３０ 突出部
３０ａ 突出部の上面
３２ スタンド
３３ 吸気孔

Claims (10)

1. 複数の発熱部品と、前記複数の発熱部品を冷却する冷却部品と、を備えた電子機器において、
   前記複数の発熱部品が、前記冷却部品の羽根車の中心軸線に対して交差する方向に並列的に配置され、且つ、前記複数の発熱部品が前記冷却部品の送風範囲内に配置されていることを特徴とする電子機器。
2. 前記発熱部品には、電源ユニット、ＣＰＵが含まれることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記発熱部品には、更にディスクドライブ装置が含まれることを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。
4. 前記発熱部品には、更にＬＣＤが含まれることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の電子機器。
5. 前記発熱部品の一部が前記冷却部品の送風口に正対する位置に配置され、前記発熱部品の残部が前記送風口に正対する位置から外れた位置に配置され、前記発熱部品と前記送風口との間に他の部品が介在しないことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の電子機器。
6. 前記電源ユニット、及び前記ＣＰＵが前記冷却部品の送風口に正対する位置に配置され、前記ドライブ装置、及び前記ＬＣＤが前記送風口に正対する位置から外れた位置に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の電子機器。
7. 複数の発熱部品を備えた電子機器においいて、
   電子機器下部から吸気することで、前記電子機器を冷却する冷却部品を備え、
   前記冷却部品の排気が、少なくとも一つの特定の前記発熱部品に対して直接当たることを特徴とする電子機器。
8. 前記特定の発熱部品は、他の前記発熱部品よりも多くの排熱を必要とする部品であることを特徴とする請求項７に記載の電子機器。
9. 複数の発熱部品を内蔵可能な電子機器筐体において、
   電子機器下部から吸気することにより、前記電子機器を冷却する冷却部品を装着可能で、
   前記冷却部品の排気が、少なくとも一つの特定の前記発熱部品に対して直接当たる構造を持つことを特徴とする電子機器筐体。
10. 前記特定の発熱部品は、他の前記発熱部品よりも多くの排熱を必要とする部品であることを特徴とする請求項９に記載の電子機器筐体。

Images