JP2010171232A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 発熱する電子部品を効率良く冷却し、送風ファンによる振動の伝播を防ぎ、騒音の発生および送風ファンの振動による電子部品の性能低下を防ぐことができる電子機器を提供する。
【解決手段】 回路基板１０に実装されて発熱する集積回路チップ１１を冷却するための送風ファン１４を有する電子機器であって、集積回路チップ１１を覆って回路基板１０に取り付けられたヒートシンク１５と、送風ファン１４を収容して保持した状態でヒートシンク１５上に配置された弾性材料からなるファン保持部材１６と、このファン保持部材１６をヒートシンク１５に押え付けて固定するシールド板７とを備えた。従って、送風ファン１４によって発熱する集積回路チップ１１を効率良く冷却でき、且つ送風ファン１４の振動を弾性材料からなるファン保持部材１６によって吸収できるので、送風ファン１４の振動がヒートシンク１５および集積回路チップ１１に伝わることがない。
【選択図】 図３

Description

この発明は、売上データ処理装置やパーソナルコンピュータなどの電子機器に関する。

一般に、売上データ処理装置などの電子機器においては、機器本体内の回路基板に実装された集積回路チップなどの発熱する電子部品を冷却装置によって冷却するように構成されている。

このような電子機器の冷却装置としては、特許文献１に記載されているように、回路基板上に、集積回路チップなどの発熱する電子部品を覆った状態でヒートシンクを配置し、このヒートシンクによって電子部品の熱を放熱すると共に、ヒートシンクの底板の端部に張出し棚部を設け、この張出し棚部に送風ファンを載置し、この送風ファンでヒートシンクを空冷して発熱する電子部品を冷却するように構成されたものが知られている。

特開２００３−２７３３００号公報

しかしながら、このような従来の冷却装置を備えた電子機器では、ヒートシンクの端部に設けられた張出し棚部に直接送風ファンを載置した構成であるから、送風ファンの振動がヒートシンクに伝わり、このヒートシンクに伝わった振動が更に集積回路チップなどの電子部品および回路基板に伝わるため、騒音の発生原因になるばかりか、電子部品が送風ファンの振動の影響を受けて電子部品の性能低下を招くという問題がある。

この発明が解決しようとする課題は、発熱する電子部品を効率良く冷却することができ、且つ送風ファンによる振動の伝播を防いで、騒音の発生を防ぐと共に、送風ファンの振動による電子部品の性能低下をも防ぐことができる電子機器を提供することである。

この発明は、上記課題を解決するために、次のような構成要素を備えている。
請求項１に記載の発明は、回路基板に実装されて発熱する電子部品を冷却するための送風ファンを有する電子機器であって、前記電子部品を覆って前記回路基板に取り付けられ、前記電子部品の熱を放熱するためのヒートシンクと、前記送風ファンを収容して保持した状態で前記ヒートシンク上に配置され、前記送風ファンの送風を前記ヒートシンクに導くための弾性材料からなるファン保持部材と、このファン保持部材を前記ヒートシンクに押え付けて固定するための押え部材と、を備えていることを特徴とする電子機器である。

請求項２に記載の発明は、前記押え部材が、前記電子部品を静電気から保護するためのシールド板であり、このシールド板には、前記ファン保持部材の上端部が挿入する開口部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器である。

請求項３に記載の発明は、前記ファン保持部材が、その上端部を前記シールド板の前記開口部に挿入した際に、その開口部における縁部の下面が弾力的に押し当てられるシールド当接部を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子機器である。

請求項４に記載の発明は、前記ファン保持部材が、その下部側に前記ヒートシンクの上端部を挿入させて弾力的に押し当てられることにより、前記ヒートシンクの上部に保持されるシンク取付部を備えていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電子機器である。

請求項５に記載の発明は、前記ファン保持部材が、その内部に前記送風ファンを挿入した際に、その送風ファンの下端部を弾力的に支持する下部支持部を備えていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の電子機器である。

請求項６に記載の発明は、前記ファン保持部材が、その内部に前記送風ファンを挿入した際に、その送風ファンの上部を弾力的に押える上部押え部を備えていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の電子機器である。

請求項７に記載の発明は、前記ファン保持部材が、耐熱性を有するシリコーンゴムによって形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の電子機器。

この発明によれば、送風ファンによってヒートシンクを冷却することにより、発熱する電子部品を効率良く冷却することができると共に、送風ファンの振動を弾性材料からなるファン保持部材によって吸収することができるので、送風ファンの振動がヒートシンクに伝わることがないばかりか、ヒートシンクを介して電子部品にも伝わることがない。このため、送風ファンによる振動の伝播を確実に防ぐことができ、これにより騒音の発生を防ぐことができると共に、送風ファンの振動による電子部品の性能低下をも防ぐことができる。

この発明を適用した電子機器の一実施形態を示した外観斜視図である。 図１の電子機器における機器本体内に設けられたシールドケースを示した外観斜視図である。 図２のシールドケースおよびその内部に組み込まれる冷却用の部品を分解して示した斜視図である。 図２における送風ファンの箇所を示した要部の拡大平面図である。 図４のＡ−Ａ矢視における要部を示した拡大断面図である。

以下、図１〜図５を参照して、この発明を適用した電子機器の一実施形態について説明する。
この電子機器は、売上データ処理装置であり、図１に示すように、機器本体１と入力表示ケース２とを備えている。入力表示ケース２は、その内部に入力表示部３を備え、支持部材４によって機器本体１上に起立した状態で支持されている。すなわち、この入力表示ケース２は、図１に示すように、前後方向に自由に傾くと共に縦方向に回転するように、支持部材４によって機器本体１上に支持されている。

また、入力表示部３は、表示パネルの表面に透明なタッチパネル（いずれも図示せず）を設けたものであり、この透明なタッチパネルが入力表示ケース２の表示窓部２ａから外部に露出し、この状態で表示パネルに表示された情報が透明なタッチパネルを通して外部から見えることにより、表示パネルに表示された情報を見ながら透明なタッチパネルをタッチ操作して情報を入力するように構成されている。

一方、機器本体１は、紙幣や硬貨などの貨幣を収納するドロア（図示せず）上に配置されるように構成されている。この機器本体１の内部には、図２に示すように、シールドケース５が設けられている。このシールドケース５は、その内部に組み込まれる各種の電子部品、例えば後述する電子部品９、回路基板１０、集積回路チップ１１、および補助回路基板１２が静電気の影響を受けないように保護するためのものであり、金属製のシャーシ６と金属製のシールド板７とからなり、全体がほぼ箱形状に形成されている。

この場合、シャーシ６は、図３に示すように、上面および前面（図３では左奥側の側面）が開放されたほぼ箱形状に形成されている。このシャーシ６の背面（図３では右手前側の側面）には、外部機器と電気的に接続するための各種のコネクタ８が設けられている。シールド板７は、シャーシ６の上面および前面を覆うように、金属板の一側部を折り曲げた構成になっている。

また、シールドケース５のシャーシ６内には、図３に示すように、マザーボードである回路基板１０が設けられており、この回路基板１０上には、図５に示すように、半導体からなる集積回路チップ１１が搭載されているほか、図３に示すように、データ処理に必要な各種の電子部品９および補助回路基板１２が搭載されている。この場合、集積回路チップ１１は、他の電子部品９に比べて発熱性が高いため、図３〜図５に示すように、冷却装置１３によって冷却されるように構成されている。

この冷却装置１３は、図３および図５に示すように、回路基板１０上に搭載された集積回路チップ１１を送風ファン１４によって冷却するように構成されている。すなわち、この冷却装置１３は、集積回路チップ１１を覆って回路基板１０上に取り付けられ、且つ集積回路チップ１１の熱を放熱するためのヒートシンク１５と、送風ファン１４を収容して保持した状態でヒートシンク１５上に配置されたファン保持部材１６と、このファン保持部材１６をヒートシンク１５上に押え付けて固定するための押え部材であるシールド板７とを備えている。

この場合、シールド板７には、図２および図３に示すように、送風ファン１４が対応してファン保持部材１６の上端部が挿入する開口部７ａが設けられている。また、ヒートシンク１５は、アルミニウムなどの熱伝導性の高い金属からなり、図３および図５に示すように、集積回路チップ１１を覆って回路基板１０上にばね部材を介してビス（いずれも図示せず）により固定されるベース板１５ａと、このベース板１５ａ上にほぼ垂直に起立した状態で配列された多数の放熱フィン１５ｂとを備え、集積回路チップ１１で発生した熱をベース板１５ａおよび多数の放熱フィン１５ｂで放熱するように構成されている。

ファン保持部材１６は、耐熱性の高い弾性材料、例えば耐熱温度が１００℃程度のシリコーンゴムからなり、図３に示すように、全体が四角形の枠形状に形成された本体部１７を備え、この本体部１７の内部に送風ファン１４を収容するように構成されている。このファン保持部材１６の本体部１７における四隅に位置する外周面の各角部には、図３および図５に示すように、シールド板７に設けられた開口部７ａの四隅における縁部の下面が弾力的に押し当てられるシールド当接部１８が、ファン保持部材１６の本体部１７における上端面から少し下側に位置して設けられている。

また、このファン保持部材１６の本体部１７は、図５に示すように、その下部側にヒートシンク１５の上部が挿入して嵌合するように構成されている。このファン保持部材１６の本体部１７における四隅に位置する各角部の内周面には、図３および図５に示すように、本体部１７の下部側にヒートシンク１５の上端部が挿入した際に、ヒートシンク１５の各角部における上部が弾力的に押し当てられることにより、ヒートシンク１５の上部に保持されるシンク取付部１９が設けられている。

また、このファン保持部材１６の本体部１７における内面の各側面には、図３および図５に示すように、本体部１７内に送風ファン１４が挿入された際に、送風ファン１４の下端部が弾力的に当接して送風ファン１４を本体部１７内に支持する下部支持部２０が設けられている。この場合、シンク取付部１９と下部支持部２０とは、本体部１７内のほぼ同じ高さ位置に形成され、その両者の各上面に送風ファン１４の下端面が同じ高さで弾接するように構成されている。

さらに、このファン保持部材１６の本体部１７における四隅の各上部には、図３〜図５に示すように、本体部１７内に送風ファン１４が挿入された際に、送風ファン１４の四隅における各上部を弾力的に押えて、送風ファン１４の上方への抜け出しを防ぐためのベルト状の上部押え部２１が設けられている。そして、これらシールド当接部１８、シンク取付部１９、下部支持部２０および上部押え部２１は、ファン保持部材１６の本体部１７と同じ弾性材料、つまり耐熱温度が１００℃程度のシリコーンゴムからなり、ファン保持部材１６の本体部１７と一体に形成されている。

次に、この送風ファン１４をシールドケース５内に組み込む場合について説明する。
この場合には、まず、送風ファン１４をファン保持部材１６内に収容する。このときには、ファン保持部材１６のベルト状の上部押え部２１を押し広げながら、送風ファン１４を上方からファン保持部材１６の本体部１７内に挿入する。そして、送風ファン１４の下端部をシンク取付部１９および下部支持部２０に弾接させ、この状態で上部押え部２１で送風ファン１４の四隅の上部を弾力的に押える。これにより、送風ファン１４がファン保持部材１６の本体部１７内にその上下方向に抜け出すことなく組み込まれて収容される。

この状態で、シールドケース５のシャーシ６内に配置された回路基板１０上に、集積回路チップ１１を覆ってヒートシンク１５を取り付け、このヒートシンク１５上に送風ファン１４が組み込まれたファン保持部材１６を配置する。このときには、図５に示すように、ヒートシンク１５上にファン保持部材１６の本体部１７を被せて、ヒートシンク１５の上端部をファン保持部材１６の本体部１７の下部側内部に挿入させ、このファン保持部材１６のシンク取付部１９をヒートシンク１５の四隅の上端部に弾接させる。これにより、ファン保持部材１６がヒートシンク１５上に弾力的に保持される。

この後、シールドケース５のシャーシ６にシールド板７を取り付ける。このときには、シールド板７に設けられた開口部７ａにファン保持部材１６の上端部を挿入させて、ファン保持部材１６の本体部１７における外周面に設けられたシールド当接部１８上に、シールド板７の開口部７ａにおける四隅の縁部の下面を弾接させる。この状態で、シールド板７をシャーシ６にビス止めして取り付けると、シールド板７がファン保持部材１６をヒートシンク１５上に弾力的に押し付ける。

これにより、ファン保持部材１６の本体部１７内に送風ファン１４を収容した状態で、ファン保持部材１６をヒートシンク１５上に弾力的に保持して固定することができる。このため、ビスなどの締結部材を用いずに、簡単に送風ファン１４をファン保持部材１６によってシールドケース５に組み付けることができるので、組立て作業が容易にでき、組立て作業性の向上を図ることができる。

そして、このように組み込まれた送風ファン１４が動作して冷却空気である外気を送風する際には、シールド板７の開口部７ａから外気をシールドケース５内に取り込み、この取り込んだ外気がファン保持部材１６によってヒートシンク１５に導かれる。この導かれた外気は、ヒートシンク１５に設けられた多数の放熱フィン１５ｂの間を通り抜けることにより、ヒートシンク１５を冷却する。これにより、集積回路チップ１１の熱がヒートシンク１５から放熱されるので、集積回路チップ１１を効率良く冷却することができる。

このように、この電子機器によれば、回路基板１０上に搭載された集積回路チップ１１を冷却するための送風ファン１４と、集積回路チップ１１を覆って回路基板１０に取り付けられたヒートシンク１５と、送風ファン１４を収容して保持した状態でヒートシンク１５上に配置された弾性材料からなるファン保持部材１６と、このファン保持部材１６をヒートシンク１５に押え付けて固定するためのシールド板７とを備えているので、発熱する集積回路チップ１１を効率良く冷却でき、且つファン保持部材１６によって送風ファン１４による振動の伝播を確実に防ぐことができるので、騒音の発生を防ぐことができると共に、送風ファン１４の振動による集積回路チップ１１の性能低下をも防ぐことができる。

すなわち、この電子機器では、送風ファン１４によって冷却空気を送風する際に、ファン保持部材１６によって冷却空気をヒートシンク１５に導いて確実に送り込むことができるので、効率良くヒートシンク１５を冷却することができ、これにより発熱する集積回路チップ１１を効率良く冷却することができる。また、このときには、送風ファン１４が弾性材料からなるファン保持部材１６内に弾力的に保持されて収容されているので、送風ファン１４の振動を弾性材料からなるファン保持部材１６によって確実に吸収することができる。

このため、送風ファン１４の振動がヒートシンク１５に伝わることがないばかりか、ヒートシンク１５を介して集積回路チップ１１にも伝わることがない。これにより、送風ファン１４による振動の伝播を確実に防ぐことができるので、送風ファン１４の振動による騒音の発生を防ぐことができると共に、送風ファン１４の振動による集積回路チップ１１の性能低下をも防ぐことができる。

この場合、シールド板７には、送風ファン１４が対応してファン保持部材１６の上端部が挿入する開口部７ａが設けられているので、この開口部７ａ内に送風ファン１４を収容したファン保持部材１６の上端部を挿入させることができ、これによりシールド板７の開口部７ａを通して外部の空気を送風ファン１４によって良好にシールドケース５内に取り込むことができると共に、ヒートシンク１５および集積回路チップ１１を効率良く冷却することができるほか、このシールド板７によって集積回路チップ１１および各種の電子部品９ａを静電気から保護することができる。

また、ファン保持部材１６の本体部１７には、シールド板７の開口部７ａにおける縁部の下面が弾力的に押し当てられるシールド当接部１８が一体に形成されているので、シールド板７の開口部７ａにファン保持部材１６の本体部１７の上端部を挿入させて、ファン保持部材１６のシールド当接部１８上にシールド板７の開口部７ａにおける四隅の縁部の下面を弾接させることができる。このため、シールド板７によってファン保持部材１６をヒートシンク１５上に弾力的に押し付けて、送風ファン１４を収容したファン保持部材１６をヒートシンク１５上に弾力的に固定することができる。

また、ファン保持部材１６の本体部１７には、ヒートシンク１５の上端部が挿入して押し当てられることにより、ヒートシンク１５の上部に弾力的に保持されるシンク取付部１９が一体に形成されているので、ヒートシンク１５上にファン保持部材１６の本体部１７を被せて、ヒートシンク１５の上端部をファン保持部材１６の本体部１７の下部側内部に挿入させ、この状態でファン保持部材１６のシンク取付部１９をヒートシンク１５の四隅の上部に弾接させることができる。このため、ファン保持部材１６をヒートシンク１５の上部に弾力的に保持させることができる。

また、ファン保持部材１６の本体部１７には、送風ファン１４の下端部を弾力的に支持する下部支持部２０が一体に形成されているので、送風ファン１４をファン保持部材１６の本体部１７内に上方から挿入して収容する際に、送風ファン１４の下端部を下部支持部２０に弾接させて支持することができる。このため、送風ファン１４がファン保持部材１６の本体部１７内から下側に抜け落ちることがなく、送風ファン１４をファン保持部材１６の本体部１７内における所定位置に組み込んで良好に収容することができる。

さらに、ファン保持部材１６の本体部１７には、送風ファン１４の四隅における上部を弾力的に押えるバンド状の上部押え部２１が一体に形成されているので、ファン保持部材１６の本体部１７内に送風ファン１４が挿入された際に、送風ファン１４の四隅における各上部を上部押え部材２０によってそれぞれ弾力的に押えることができ、これにより送風ファン１４がファン保持部材１６の本体部１７内から上方に抜け出さないように良好に押えることができる。

この場合、上部押え部２１はベルト状に形成されているので、送風ファン１４をファン保持部材１６の本体部１７内に収容する際に、ベルト状の上部押え部２１を押し広げるように弾性変形させながら、送風ファン１４を上方からファン保持部材１６の本体部１７内に容易に挿入することができ、また送風ファン１４が本体部１７内に挿入した後には、ベルト状の上部押え部２１が元の形状に戻ることにより、送風ファン１４の四隅における各上部を確実に押えことができる。

また、ファン保持部材１６は、本体部１７、シールド当接部１８、シンク取付部１９、下部支持部２０、および上部押え部２１が、耐熱性の高い弾性材料、例えば耐熱温度が１００℃程度のシリコーンゴムで一体に形成されているので、生産性が良いばかりか、熱による劣化が少なく、耐久性の高いものを得ることができる。

なお、前述した一実施形態では、ファン保持部材１６のシンク取付部１９と下部支持部２０とをファン保持部材１６の本体部１７内のほぼ同じ高さ位置に形成した場合について述べたが、これに限らず、例えば下部支持部２０を本体部１７内のシンク取付部１９よりも少し高い位置に形成しても良い。

このように構成すれば、シンク取付部１９の下面にヒートシンク１５の上部のみを弾接させ、これよりも高い位置の下部支持部２０の上面に送風ファン１４の下端部のみを弾接させることができる。このため、送風ファン１４による振動を前述した実施形態よりもヒートシンク１５に伝えにくくすることができる。

また、前記実施形態では、回路基板１０上に搭載された集積回路チップ１１を冷却する場合について述べたが、必ずしも集積回路チップ１１である必要はなく、発熱する電子部品であれば、どのような電子部品であっても良い。この場合にも、発熱する電子部品は、その上側にヒートシンク１５が配置され、このヒートシンク１５を送風ファン１４で冷却するように構成すれば良い。

さらに、前記実施形態では、電子機器として、売上データ処理装置に適用した場合について述べたが、必ずしも売上データ処理装置である必要はなく、発熱する電子部品を送風ファンで冷却する必要がある電子機器、例えばパーソナルコンピュータなどの各種の電子機器に広く適用することができる。

１ 機器本体
５ シールドケース
６ シャーシ
７ シールド板
７ａ 開口部
１０ 回路基板
１１ 集積回路チップ
１３ 冷却装置
１４ 送風ファン
１５ ヒートシンク
１６ ファン保持部材
１７ 本体部
１８ シールド当接部
１９ シンク保持部
２０ 下部支持部
２１ 上部押え部

Claims (7)

1. 回路基板に実装されて発熱する電子部品を冷却するための送風ファンを有する電子機器であって、
   前記電子部品を覆って前記回路基板に取り付けられ、前記電子部品の熱を放熱するためのヒートシンクと、
   前記送風ファンを収容して保持した状態で前記ヒートシンク上に配置され、前記送風ファンの送風を前記ヒートシンクに導くための弾性材料からなるファン保持部材と、
   このファン保持部材を前記ヒートシンクに押え付けて固定するための押え部材と、
   を備えていることを特徴とする電子機器。
2. 前記押え部材は、前記電子部品を静電気から保護するためのシールド板であり、このシールド板には、前記ファン保持部材の上端部が挿入する開口部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記ファン保持部材は、その上端部が前記シールド板の前記開口部に挿入された際に、その開口部における縁部の下面が弾力的に押し当てられるシールド当接部を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子機器。
4. 前記ファン保持部材は、その下部側に前記ヒートシンクの上端部が挿入されて弾力的に押し当てられることにより、前記ヒートシンクの上部に保持されるシンク取付部を備えていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電子機器。
5. 前記ファン保持部材は、その内部に前記送風ファンが挿入された際に、その送風ファンの下端部を弾力的に支持する下部支持部を備えていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の電子機器。
6. 前記ファン保持部材は、その内部に前記送風ファンが挿入された際に、その送風ファンの上部を弾力的に押える上部押え部を備えていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の電子機器。
7. 前記ファン保持部材は、耐熱性を有するシリコーンゴムによって形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の電子機器。
   

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