JP2010211740A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 本体筐体表面に伝導する熱を拡散する電子機器を提供することを目的とする。
【解決手段】
ポータブルコンピュータ１の本体２は、上筐体４と、プリント回路板１４及びディスクドライブ１５を収容する下筐体５とから構成される。上筐体４の上面には、タッチパッド７、キーボード８及びパームレスト１０が設けられる。上筐体４の上面にてパームレスト１０が設けられる領域を通過するように、上筐体４の背面４Ｂに環状のヒートパイプ１３が実装される。
【選択図】 図１

Description

本発明はヒートパイプを備えた電子機器に関する。

ノートブック型パーソナルコンピュータに代表される携帯型の電子機器の内部には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の電子素子が配置されている。これらの電子素子は通電抵抗によって発熱するため、その発生する熱をヒートパイプにて効率的に装置外部に放出するための開発がされている。例えば特許文献１には、ＣＰＵから受熱可能に接続されるヒートパイプにおいて、中央部にＣＰＵから受熱する蒸発部を設け、両端に凝縮部を設けたものが開示されている。両端に設けられる凝縮部において、ヒートパイプの幅方向の断面形状に差異をもたせることで熱輸送量に差異をもたせ、凝縮部の位置に応じて放熱を調整するものである。

特開２０００−２６１１７５号

近年ノートブック型パーソナルコンピュータにおいては、より一層の高性能化と共に、薄型化及び小型化が進められている。高性能化を実現するために、従来よりも高速処理が可能なＣＰＵや、高集積化された回路部品が搭載される。しかし、ＣＰＵの高速処理及び回路部品の高集積化は発熱の増大を招く。ノートブック型パーソナルコンピュータにおいては、キーボード操作を行う際にユーザが触れる筐体表面の過熱を抑制する必要がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本体筐体表面に伝導する熱を拡散することができる電子機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る電子機器は、本体と、前記本体に回動可能に連結されるディスプレイユニットと、前記ディスプレイユニットを、前記本体を覆う閉塞状態にした状態にて、前記ディスプレイユニットと対向する前記本体の上面に設けられる複数の操作デバイスと、前記本体内部に収容される発熱部品と、前記本体上面に、前記操作デバイスと隣接して設けられるパームレストと、前記本体上面の反対側に位置する本体内面に実装される環状のヒートパイプと有し、前記ヒートパイプは、その一部が、前記パームレストの反対側に位置する前記本体内面の領域を通過するように実装されることを特徴としている。

本発明によれば、電子機器の本体筐体表面に伝導する熱を拡散することができる。

本発明の実施の形態におけるポータブルコンピュータの斜視展開図。 本発明の第１の実施の形態における上筐体の背面図。 本発明の第１の実施の形態における上筐体の天面図。 本発明の第１の実施の形態における上筐体の断面図。 本発明の第２の実施の形態における上筐体の天面図。 本発明の第２の実施の形態における上筐体の断面図。 本発明の第３の実施の形態における上筐体の天面図。 本発明の第３の実施の形態における上筐体の断面図。

以下、図１〜図８を用いて、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の実施の形態におけるポータブルコンピュータ１の斜視展開図である。

本明細書において、ポータブルコンピュータ１の表示装置９に対面して使用するユーザから見て、上側を上、下側を下、手前側を手前、奥側を奥、右側を右、左側を左と定義する。

図１において、ポータブルコンピュータ１の本体２には、表示部筐体６がヒンジ機構３を介して回動自在に設けられている。本体２の筐体は、上筐体４と、下筐体５から構成される。

上筐体４の上面４Ａには、手前にタッチパッド７、奥にキーボード８が設けられ、キーボード８を操作する際にユーザの掌が載置されるパームレスト１０が設けられている。また、上筐体４の奥側には、キーボード８を実装するためのキーボード実装部１１が設けられている。上筐体４の背面４Ｂには、ヒートパイプ１３が環状に設けられている。ここで、環状とは、ヒートパイプ１３の始点と終点とが連結した形状を指す。上筐体４と下筐体５とが係合し本体２の筐体を形成する際に、背面４Ｂは本体２の内部に面する。

図２は、本発明の第１の実施の形態における上筐体４の背面図である。上筐体４は、上面４Ａと、背面４Ｂと、奥側面４Ｃと、右側面４Ｄと、手前側面４Ｅと、左側面４Ｆとから構成される。図２に示すように、ヒートパイプ１３は、キーボード実装部１１からパームレスト１０が設けられている領域に対応する領域にかけて、段差をつたい環状に実装されている。

下筐体５には、プリント回路板１４と、ディスクドライブ１５とが収容される。プリント回路板１４及びディスクドライブ１５は、本発明にかかる発熱部品に該当する。下筐体の奥側にプリント回路板１４が、手前側にディスクドライブ１５が収容される。プリント回路板１４には、タッチパッド７、キーボード８等の操作部及び表示装置９を制御する制御回路が組み込まれている。このプリント回路板１４に実装される回路部品が、通電により発熱することで、上筐体４に熱が伝導する。ディスクドライブ１５とは、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＯＤＤ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等である。このディスクドライブ１５が動作することにより熱が発生し、上筐体４にその熱が伝導する。

表示部筐体６には、例えばＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等の表示装置９が設けられている。

次に、本発明の第１の実施の形態について、図３及び図４を用いて説明を行う。図３は、本発明の第１の実施の形態における上筐体４の天面図であり、図４は、本発明の第１の実施の形態における上筐体４の断面図である。

まず、図３に示す上筐体４について説明する。上筐体４は、上面４Ａにおいてタッチパッド７と、パームレスト１０が設けられ、上面４Ａに対して凹部を形成するキーボード実装部１１と、キーボード実装部１１の底面に設けられる開口部１２から構成される。

タッチパッド７は、上筐体４の手前側中央部に設けられるポインティングデバイスであり、ユーザが指によりタッチパッド７を操作することでカーソル移動やアイコンの設定等の入力を行うことができる。

パームレスト１０は、キーボード実装部１１に実装されるキーボード８を操作する際に、ユーザの掌が載置される部分である。パームレスト１０は、左側のパームレスト１０Ａと、右側のパームレスト１０Ｂから構成される。

キーボード実装部１１は、キーボード８を実装するために設けられ、パームレスト１０が設けられる面に対して凹んでいる凹部であり、キーボード８の外形に対応する矩形状である。キーボード実装部１１は、キーボード８を実装する実装面１１Ａと、開口部１２とを有する。

開口部１２は、キーボード実装部１１の中央に設けられ、実装面１１Ａの中央部をくりぬいた構造である。下筐体５に収容されるプリント回路板１４に実装されるＣＰＵ等の発熱部品の熱やディスクドライブ１５の動作により発生する熱が、開口部１２から外部に拡散する。

ヒートパイプ１３は、上筐体４の背面４Ｂに半田付け等で実装され、上筐体４の上面４Ａにおいてキーボード８及びパームレスト１０が設置されている領域の外周に沿って環状に設けられている。ヒートパイプ１３は金属パイプ等の容器の内部に、真空脱気した状態で水やアルコール等の凝縮性の流体が作動流体として封入された構造となっている。

次に、図４を用いてヒートパイプ１３の実装される位置を左右方向から説明する。図３の（Ａ）における断面図を図４（Ａ）に、図３の（Ｂ）における断面図を図４（Ｂ）に示す。

図４（Ａ）に示すように本体２の左端部では、ヒートパイプ１３は、パームレスト１０が設置される位置から、凹部となっているキーボード実装部１１にかけた位置に対応する背面４Ｂにて実装されている。

また、本体２の中央部においては図４（Ｂ）に示すように、ヒートパイプ１３は、キーボード実装部１１の奥端とキーボード実装部１１の手前端を通過している。

次に、下筐体５に収容されるプリント回路板１４に実装される回路部品及びディスクドライブ１５により熱が発生した場合の、ヒートパイプ１３の動作について説明する。

下筐体５に収容されるプリント回路板１４に実装される回路部品及びディスクドライブ１５によりパームレスト１０周辺が過熱され、パームレスト１０周辺に位置するヒートパイプ１３は他の部分に比べて高温となる。するとパームレスト１０周辺に位置するヒートパイプ１３内部の作動流体が蒸発し、その蒸気は温度と内部圧力とが共に相対的に低くなっている他部に向けて流動する。流動した作動流体は流動した先で熱が奪われ凝縮し還流することで、作動流体がヒートパイプ１３内で循環する。このように作動流体の移動により熱が輸送され、パームレスト１０Ａ及びパームレスト１０Ｂに伝導される熱が均一に拡散されることになる。

以上のように本発明の第１の実施の形態によれば、パームレスト１０及びキーボード実装部１１の外周に沿って、上筐体４の背面４Ｂにヒートパイプ１３を環状に実装することで、上筐体４に伝導する熱を均一化することができる。即ち、ポータブルコンピュータ１を使用する際に、ユーザが接触する部分であるパームレスト１０Ａ及びパームレスト１０Ｂに伝導される熱を均一にすることができる。また、上筐体４の広範囲にわたってヒートパイプ１３を実装することで、パームレスト１０が特に過熱される場合には、その熱をキーボード実装部１１等の他の部分に拡散することができる。ユーザが直接接触する時間が長いパームレスト１０の過熱を防ぐことで、快適に使用することができる。また、上筐体４の背面４Ｂに実装するため、キーボード８の交換時にもヒートパイプ１３を取り外す必要がない。

次に、本発明の第２の実施の形態について図５及び図６を用いて説明する。図５は、本発明の第２の実施の形態における上筐体４の天面図であり、図６は、本発明の第２の実施の形態における上筐体４の断面図である。図５の（Ａ）における断面図を図６（Ａ）に、図５の（Ｂ）における断面図を図６（Ｂ）に示す。

第２の実施の形態において、第１の実施の形態と異なる点は、ヒートパイプ１３を実装する位置である。図５に示すように、第２の実施の形態におけるヒートパイプ１３は、パームレスト１０及びタッチパッド７を含む領域の外周に沿って上筐体４の背面４Ｂにて環状に実装される。

図６（Ａ）に示すように本体２の左端部では、ヒートパイプ１３は、パームレスト１０が設置される位置に対応した背面４Ｂに実装されている。

また、本体２の中央部においては図６（Ｂ）に示すように、ヒートパイプ１３は、パームレスト１０の奥端とパームレスト１０の手前端を通過している。即ち、ヒートパイプ１３がパームレスト１０を中心に実装されている。

次に、下筐体５に収容されるプリント回路板１４に実装される回路部品及びディスクドライブ１５により熱が発生する場合の、ヒートパイプ１３の動作について説明する。回路部品及びディスクドライブ１５から発生する熱がヒートパイプ１３に伝導し、その部分の作業流体が蒸気となって他部に向けて流動する。その蒸気が流動先で凝縮し還流し、ヒートパイプ１３内で作動流体の循環が起こる。このようにして、パームレスト１０Ａ及びパームレスト１０Ｂに伝導する熱が均一に拡散する。

通常、プリント回路板１４に実装される回路部品は左右非対称であるので、パームレスト１０Ａとパームレスト１０Ｂに伝導される熱には差が生じる。しかし、パームレスト１０の外周に沿ってヒートパイプ１３を実装することで、パームレスト１０Ａとパームレスト１０Ｂとの間の温度差が解消される。

以上のように本発明の第２の実施の形態によれば、上筐体４の背面４Ｂにヒートパイプ１３を環状に実装することで、パームレスト１０Ａ及びパームレスト１０Ｂに伝導する熱を均一に拡散することができる。即ち、パームレスト１０Ａとパームレスト１０Ｂの何れかが過熱することを抑制し、ポータブルコンピュータ１をより快適な使用環境を実現する。また、ポータブルコンピュータ１を使用するユーザが長時間接触するパームレスト１０が設けられる領域に限定してヒートパイプ１３を実装することで、実装されるヒートパイプ１３のサイズ及び実装する手間が最小限にとどめることができる。

次に、本発明の第３の実施の形態について図７及び図８を用いて説明する。図７は、本発明の第３の実施の形態における上筐体４の天面図であり、図８は、本発明の第３の実施の形態における上筐体４の断面図である。図７の（Ａ）における断面図を図８（Ａ）に、図７の（Ｂ）における断面図を図８（Ｂ）に示す。図７に示すように、上筐体４の上面４Ａは、上面４Ａ１、上面４Ａ２及び上面４Ａ３の３部分に分けられる。上面４Ａ１は本願に係る第１の領域、上面４Ａ２は本願に係る第２の領域、上面４Ａ３は本願に係る第３の領域にそれぞれ該当する。

第３の実施の形態において、第１の実施の形態と異なる点は、ヒートパイプ１３を実装する位置である。本実施の形態において、プリント回路板１４に実装される回路部品の内、ＣＰＵ等の発熱の大きい回路部品が数多く、上面４Ａ２の下に実装されているとする。

即ち、上面４Ａ２に対して伝導される熱が偏在することになる。従って、ヒートパイプ１３を上面４Ａ２に限定して実装し、偏在する熱を中心に拡散する構造にしている。

図７に示すように、第３の実施の形態におけるヒートパイプ１３は、上面４Ａ２の外周に沿って、上筐体４の背面４Ｂに環状に実装される。

図８（Ａ）に示すように本体２の左端部では、ヒートパイプ１３は、パームレスト１０が配置される位置から、凹部となっているキーボード実装部１１にかけた背面４Ｂに実装されている。

また、パームレスト１０Ａの中心部においては、図８（Ｂ）に示すように、ヒートパイプ１３は、キーボード実装部１１の奥端とパームレスト１０Ａの手前端を通過している。

即ち、ヒートパイプ１３が、パームレスト１０Ａ及びキーボード実装部１１にわたって実装されている。

次に、下筐体５に収容されるプリント回路板１４に実装される回路部品及びディスクドライブ１５により熱が発生した場合の、ヒートパイプ１３の動作について説明する。回路部品及びディスクドライブ１５から発生する熱がヒートパイプ１３に伝導し、その部分の作業流体が蒸気となって他部に向けて流動する。その蒸気が流動先で凝縮し還流し、ヒートパイプ１３内で作動流体の循環が起こる。即ち、上面４Ａ２に伝導された熱が均一化し、パームレスト１０Ａのみが過熱することが抑制される。

以上のように本発明の第３の実施の形態によれば、上筐体４の背面４Ｂのパームレスト１０Ａ及びキーボード実装部１１の片側にヒートパイプ１３を環状に実装することで、パームレスト１０に伝導する熱を他の部分と均一にして拡散することができる。特に発熱が多い領域に限定してヒートパイプ１３を実装することで、実装されるヒートパイプ１３のサイズ及び実装する手間が最小限にとどめることができる。

尚、第３の実施の形態の説明においては、上面４Ａ２の外周にヒートパイプ１３を実装するとしたが、この形態に限定されることはない。即ち、プリント回路板１４に実装される回路部品や、ディスクドライブ１５の配置に応じて、上面４Ａ３の外周に実装するとしても良い。

尚、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具現化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。

１ ポータブルコンピュータ
２ 本体
３ ヒンジ機構
４ 上筐体
４Ａ 上面
４Ｂ 背面
４Ｃ 奥側面
４Ｄ 右側面
４Ｅ 手前側面
４Ｆ 左側面
５ 下筐体
６ 表示部筐体
７ タッチパッド
８ キーボード
９ 表示装置
１０Ａ、１０Ｂ パームレスト
１１ キーボード実装部
１１Ａ 実装面
１２ 開口部
１３ ヒートパイプ
１４ プリント回路板
１５ ディスクドライブ

Claims (6)

1. 本体と、
   前記本体に回動可能に連結されるディスプレイユニットと、
   前記ディスプレイユニットを、前記本体を覆う閉塞状態にした状態にて、前記ディスプレイユニットと対向する前記本体の上面に設けられるキーボードと、
   前記本体内部に収容される発熱部品と、
   前記本体上面に設けられるパームレストと、
   前記本体上面の反対側に位置する本体内面に実装される環状のヒートパイプと
   を有し、
   前記ヒートパイプの少なくとも一部が、前記本体内面であって、前記パームレストに対応する領域に実装されることを特徴とする電子機器。
2. 前記ヒートパイプの少なくとも一部が、前記本体内面であって、前記キーボードに対応する領域に実装されることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記ヒートパイプは、前記本体内面であって、前記キーボードと前記パームレストとを合わせた領域に対応する領域の外周に沿って実装されることを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
4. 前記パームレストは、前記キーボードに対して、前記本体と前記ディスプレイユニットとが連結する連結部を有する辺と反対側に、一対を成して設けられ、
   前記一対を成すパームレストの間に設けられるポインティングデバイスを更に有し、
   前記本体上面は、前記連結部を有する辺と前記ポインティングデバイスとの間の第１の領域と、前記第１の領域及び前記ポインティングデバイスとを合わせた領域の、両側を挟むように位置する第２及び第３の領域とに分けられ、
   前記ヒートパイプは、前記本体内面であって、前記第２の領域または前記第３の領域の何れかに対応する領域に実装されることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
5. 前記ヒートパイプは、前記本体内面であって、前記第２の領域または前記第３の領域下に位置する複数の前記発熱部品からの発熱がより大きい方の領域に対応する領域に実装されることを特徴とする請求項４に記載の電子機器。
6. 前記ヒートパイプは、前記本体内面であって、前記ポインティングデバイスと前記パームレストとを合わせた領域に対応する領域の外周に沿って実装されることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。

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