JP2011227925A

JP2011227925A - 電子機器

Info

Publication number: JP2011227925A
Application number: JP2011154087A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Sugiura; 雄介杉浦; Yuichi Koga; 裕一古賀
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2011-07-12
Filing date: 2011-07-12
Publication date: 2011-11-10

Abstract

【課題】放熱ユニットのフローティング構造を維持しながら筐体を支えることができ、回路基板への余計な負荷を抑えることが可能な電子機器を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、電子機器は、筺体１４と、筐体内に設けられ、電子部品５２が実装された回路基板４０と、前記筐体内に設けられた放熱部材４９と、電子部品５２と熱的に接続された一端と、放熱部材４９と熱的に接続された他端を含むヒートパイプ６４と、少なくとも一部が電子部品と放熱部材との間に位置されるとともに、前記筐体の内面と離間されるように放熱部材に支持された冷却ファン４２と、を備えている。冷却ファン４２には、吸込み口と、前記放熱部材から吸込み口を隔てた周縁部の位置で突出された支持部材７０とが設けられている。
【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、電子機器に関する。

電子機器として、例えば、携帯可能なノート型のパーソナルコンピュータは、筐体と、筐体内に設けられた種々の電子部品と、筐体上に設けられたキーボード等を備えている。通常、筐体内には、マザーボード等のプリント回路基板が広い範囲に亘って配設され、キーボードは、このプリント回路基板上に対向して配置されている。キーボードのキーを押圧した時に、キーボードが撓むのを低減するため、プリント回路基板上に複数の支持突起等を設け、キーボードを下から支持する構成が用いられている（例えば、特許文献１）。

プリント回路基板上には、多数の電子部品が実装されている。これらの電子部品の内、ＣＰＵやＩＣチップは高性能化が進み、その発熱量も多くなっている。そのため、パーソナルコンピュータは、筐体の内部、例えば、ＣＰＵを冷却するための冷却ユニットを備えている。この冷却ユニットは、アルミニウム等の放熱性の高い金属で形成された放熱板やヒートパイプの放熱部材、および、放熱部材を冷却する冷却ファンを備えている。放熱部材は、ＣＰＵに接触した状態でプリント回路基板上に実装され、冷却ファンは、プリント回路基板の外側にフローディング状態で支持されている。また、前述したキーボードは、プリント回路基板および冷却ファン上に重なって配置されている。

特開２００３−６０３６５号公報

上記のようなフローディング構造の冷却ファン上にキーボードが配置されている場合、冷却ファンの周囲に、キーボードを支持する支えを設けることが難しい。すなわち、冷却ファン上にキーボード用の支えを設けた場合、キーボードが押されるたびに冷却ファンおよび放熱ユニットがねじれるように大きく動いてしまう。その結果、プリント回路基板および放熱ユニットに接触しているＣＰＵに負荷が作用し、信頼性が低下してしまう。また、放熱ユニットの周囲に支えが無い場合、キーボードを押すたびにキーボードが撓むことになり、キーの押し心地が悪くなる。

この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、冷却ユニットのフローティング支持を維持しながら筐体を支えることができ、回路基板への余計な負荷を抑えることが可能な電子機器を提供することにある。

上記課題を達成するため、実施形態に係る電子機器は、筺体と、前記筐体内に設けられ、電子部品が実装された回路基板と、前記筐体内に設けられた放熱部材と、前記電子部品と熱的に接続された一端と、前記放熱部材と熱的に接続された他端を含むヒートパイプと、少なくとも一部が前記電子部品と前記放熱部材との間に位置されるとともに、前記筐体の内面と離間されるように前記放熱部材に支持された冷却ファンと、を備え、前記冷却ファンには、吸込み口と、前記放熱部材から前記吸込み口を隔てた周縁部の位置で突出された支持部材と、が設けられている。

図１は、この発明の第１の実施形態に係るパーソナルコンピュータを示す斜視図。図２は、トップカバーの一部を破断してパーソナルコンピュータの筐体内部構造およびキーボードを示す分解斜視図。図３は、図１の線Ａ−Ａに沿った前記パーソナルコンピュータの断面図。図４は、前記パーソナルコンピュータのプリント回路基板および放熱ユニットを示す斜視図。図５は、前記パーソナルコンピュータのプリント回路基板および放熱ユニットの裏面側を示す斜視図。図６は、第２の実施形態に係るパーソナルコンピュータを概略的に示す断面図。図７は、第３の実施形態に係るパーソナルコンピュータを概略的に示す断面図。図８は、第４の実施形態に係るパーソナルコンピュータを概略的に示す断面図。図９は、第５の実施形態に係るパーソナルコンピュータを概略的に示す断面図。

以下、図面を参照しながら、この発明の実施形態に係る電子機器について詳細に説明する。図１は、電子機器として第１の実施形態に係るパーソナルコンピュータを示している。

図１に示すように、パーソナルコンピュータ１０は、機器本体１２と、機器本体に支持されたディスプレイユニット１３とを備えている。機器本体１２は、筐体１４を有している。この筐体１４は、矩形状の底壁を有するベース１５と、ほぼ矩形状の上壁を有しベース１５に嵌合されたトップカバー１６とを備え、全体として偏平な箱状に形成されている。筐体１４は、例えば合成樹脂により形成されている。

トップカバー１６の中央部および後半部に亘ってほぼ矩形状の開口１９が形成され、この開口内に後述するおよびキーボード２０が露出して設けられている。トップカバー１６のほぼ前半部分は、パームレスト２２を形成している。パームレスト２２の中央部には、ポインティングデバイスを操作するための操作領域２４およびクリックスイッチ２５が設けられている。トップカバー１６の前端部には、パーソナルコンピュータ１０の動作状態を示す複数のインジケータ２６が設けられている。トップカバー１６の後端部には、筐体１４の幅方向に離間して一対の脚部２８が設けられている。

ディスプレイユニット１３は、偏平な矩形状のディスプレイハウジング３０およびディスプレイハウジング３０に収容された液晶表示パネル３２を備えている。ディスプレイハウジング３０の前壁には、表示用の窓部３１が形成されている。窓部３１は前壁の大部分にわたる大きさを有し、この窓部３１を通して液晶表示パネル３２の表示画面がディスプレイハウジング３０の外方に露出している。

ディスプレイハウジング３０は、その一端部に一対の連結凹部３３を有している。これら連結凹部３３は、ディスプレイハウジング３０の幅方向に離間して配置され、それぞれ筐体１４の脚部２８に係合している。そして、ディスプレイハウジング３０は、連結凹部３３および脚部２８に設けられた図示しないヒンジにより、筐体１４に対して回動可能に支持されている。

これにより、ディスプレイユニット１３は、パームレスト２２やキーボード２０を含む筐体１４の上面を上方から覆うように倒される閉塞位置と、筐体の上面および液晶表示パネル３２を露出させるように起立する開き位置とにわたって回動可能となっている。なお、図１では、ディスプレイユニット１３が開き位置に回動された状態のパーソナルコンピュータ１を示している。

図２は、パーソナルコンピュータの筺体の一部を破断して筺体内部の構造およびキーボードを示す分解斜視図、図３は、パーソナルコンピュータの断面図である。図２および図３に示すように、筐体１４内には、主プリント回路基板（マザーボード）４０、冷却ファン４２、種々のコネクタ、図示しない二次電池等が配設されている。主プリント回路基板４０は、ベース１５の底壁１５ａに立設された図示しない複数のボスにねじ止め固定され、ベース１５の底面に対し隙間を置いてほぼ平行に対向している。また、主プリント回路基板４０は、キーボード２０の下の領域を含み、ベース１５のほぼ半分の面積に亘って設けられている。主プリント回路基板４０の上面および下面には、多数の電子部品、コネクタ等が実装されている。

前述したように、トップカバー１６の中央部および後半部に亘ってほぼ矩形状の開口１９が形成され、主プリント回路基板４０および冷却ファン４２と対向している。この開口１９を塞ぐようにほぼ矩形状の支持板金５０が設けられている。支持板金５０の周縁部は、開口１９の周囲でトップカバー１６の内面に固定されている。そして、キーボード２０は、支持板金５０に重ねて開口１９内に配置され、支持板金上に支持されている。支持板金５０の内、冷却ファン４２上に位置する部分を除いて、複数個所が主プリント回路基板４０にねじ止めされ、主プリント回路基板に支持されている。

主プリント回路基板４０の下面には、比較的発熱量の多いＣＰＵ５２がＢＧＡ実装されている。このＣＰＵ５２を冷却する冷却ユニット６０が主プリント回路基板４０に取付けられている。図２、図３、図４、図５に示すように、冷却ユニット６０は、アルミニウム等の放熱性の高い金属で形成された放熱板６２、この放熱板に連結された冷却ファン４２、放熱板６２から冷却ファン４２の排気口側に熱を伝達するヒートパイプ６４と、を備えている。

放熱部として機能する放熱板６２は、ＣＰＵ５２よりも十分に大きな面積に形成され、伝熱シート６５を介してＣＰＵ５２に接触して設けられている。放熱板６２は、主プリント回路基板４０と対向して配置され、ＣＰＵ５２の周囲の複数個所、例えば、３箇所で、固定ねじ６７により主プリント回路基板４０にねじ止め支持されている。また、放熱板６２は、各固定ねじの位置で主プリント回路基板４０と放熱板６２との間に設けられたコイルばね６６により、放熱板６２はＣＰＵ５２に弾性的に押付けられている。これにより、放熱板６２は、ＣＰＵ５２に密着し、ＣＰＵから確実に熱を奪うことができる。また、放熱板６２の端部は、主プリント回路基板４０の周縁を越えて延出している。

冷却ファン４２は主プリント回路基板４０の外側で、筐体１４の側壁の近傍に配置されている。冷却ファン４２は、ファンおよびこのファンを囲んだファンケースを備えている。ファンケースは、アルミニウム等の金属で形成された円弧状のサイドフレーム４４と、サイドフレームに固定され互いに隙間を置いて対向するトップカバー４６ａおよびロワーカバー４６ｂと、を有している。トップカバー４６ａとロワーカバー４６ｂとの間に、ファン４７およびファンモータ４８が設けられ、ファンモータ４８は、例えば、ロワーカバー４６ｂに支持されている。トップカバー４６ａには、吸込み口４６ｃが形成されている。また、ファンケースの排気口には、放熱部材として機能する多数の放熱フィン４９が設けられている。

冷却ファン４２は、ファン４７の回転軸がベース１５の底壁１５ａとほぼ直交するよう配設されている。トップカバー４６ａは支持板金５０と隙間を置いてほぼ平行に対向し、ロワーカバー４６ｂは底壁１５ａと隙間を置いてほぼ平行に対向している。ファンケースの排気口および放熱フィン４９は、筐体１４の側壁に形成された排気口５１に対向している。

本実施形態において、冷却ファン４２のサイドフレーム４４は、例えば、アルミニウムにより放熱板６２と一体に成形されている。サイドフレーム４４は、トップカバー４６ａおよびロワーカバー４６ｂに比較して、厚く強固に形成されている。そして、冷却ファン４２は、放熱板６２を介して、主プリント回路基板４０に弾性的に支持されている。この際、冷却ファン４２の周囲は、筐体１４の内面および主プリント回路基板４０に接触しておらず、冷却ファン４２は、周囲に対して浮いた状態、つまり、フローティング状態で、支持されている。

ヒートパイプ６４は、その一端部が放熱板６２上に固定され、少なくともＣＰＵ５２の直下に位置している。ヒートパイプ６４の他端部は、放熱板６２から外側に延出し、放熱フィン４９に接続されている。ＣＰＵ５２の熱は、放熱板６２を介してヒートパイプ６４に伝わり、更に、ヒートパイプ６４により放熱フィン４９へ伝えられる。そして、冷却ファン４２により冷却風によって放熱フィン４９を冷却する。このようにして、冷却ユニット６０によってＣＰＵ５２が冷却される。

図３ないし図５に示すように、冷却ファン４２とキーボード２０との間、ここでは、冷却ファンと支持板金５０との間に、第１支持部材が設けられ、また、冷却ファン４２とベース１５の底壁１５ａとの間に、第２支持部材７２が設けられている。
本実施形態において、第１支持部材は、冷却ファン４２に突設された複数、例えば４つのリブ７０を有している。これらのリブ７０は、冷却ファン４２のサイドフレーム４４と一体に形成され、サイドフレーム４４から上方に延出し、支持板金５０と僅かな隙間をおいて対向している。また、リブ７０は、冷却ファン４２において、筐体１４の側壁から離れ主プリント回路基板４０側の位置に設けられている。すなわち、リブ７０は、キーボード２０を押した際にキーボードが比較的撓み易い部分と対向する位置に設けられている。

第２支持部材７２は複数、例えば、３つ設けられ、それぞれ弾性材、例えば、ゴム、スポンジで直方体形状に形成されている。第２支持部材７２は、冷却ファン４２のロワーカバー４６ｂに貼付され、ベース１５の底面と僅かに隙間を置いて対向している。また、第２支持部材７２は、リブ７０と反対側に設けられ、すなわち、筐体１４の側壁から離れ主プリント回路基板４０側の端部に設けられている。ロワーカバー４６ｂは比較的強度が低く、羽根の動作に影響を与える可能性もあるため、ファンカバーの周縁部、すなわち、サイドフレーム４４と重なる位置の近傍に第２支持部材７２を取り付け、支持構造の強度を確保している。

キーボード２０の内、冷却ファン４２と対向する領域が押されると、これに伴い、キーボード２０および支持板金５０が僅かに下方に撓み、第１支持部材である複数のリブ７０に当接する。更に、冷却ファン４２が僅かに下方に変位し、第２支持部材７２がベース１５の底壁１５ａに当接し、冷却ファンを支持する。これにより、キーボード２０および支持板金５０が、リブ７０、冷却ファン４２のサイドフレーム４４、および第２支持部材７２を介してベース１５に支持され、キーボード２０および支持板金５０の撓みが抑制される。また、冷却ファン４２は、第２支持部材７２がベース１５に当接することにより、大きく変位することがなく、その結果、放熱板６２を介して主プリント回路基板４０およびＣＰＵ５２に負荷が作用することを防止することができる。更に、第１支持部材および第２支持部材７２の少なくとも一方は、弾性材で形成されているため、キーボード２０からの振動を弾性材で減衰し、放熱板６２およびＣＰＵ６５への振動の伝達を抑制することができる。

以上のように構成されたパーソナルコンピュータによれば、キーボード２０が押下された際に、第１および第２支持部材により、キーボードおよび冷却ファン４２を支持することができ、キーボードの撓みを抑制し、キーの押し心地を向上することが可能となる。また、第１および第２支持部材は、通常、筐体の内面に隙間を置いて対向し、直接接触していないことから、冷却ファン４２のフローティング支持を維持しながら、キーボードの押圧時に筐体を支持することができる。更に、キーボードが押下された場合でも、フローティング構造の放熱ユニットが大きく動くことがないため、放熱板６２がねじ止めされている主プリント回路基板４０の余計な負荷を抑えることがなく、主プリント回路基板およびＣＰＵの信頼性を向上することができる。

次に、この発明の他の実施形態について説明する。
前述したように、第１支持部材および第２支持部材の少なくとも一方は弾性材で形成され、また、第１支持部材は、冷却ファンあるいはキーボード（支持板金）に取付けられ、第２支持部材は、冷却ファンあるいはベースの底壁に取付けられる。

図６に示す第２の実施形態に係るパーソナルコンピュータによれば、複数の第１支持部材７４は、弾性材、例えば、スポンジにより形成され、冷却ファン４２のトップカバーに貼付されている。これら第１支持部材７４は、ファンカバーの周縁部で、サイドフレームに重ねて設けられ、支持板金５０と僅かな隙間を置いて対向している。また、第２支持部材７２は、冷却ファン４２のサイドフレームからベース１５の底壁１５ａに向かって突出する複数のリブによって形成されている。これらのリブは、僅かな隙間を置いて底壁１５ａに対向している。

図７に示す第３の実施形態に係るパーソナルコンピュータによれば、複数の第１支持部材７４は、弾性材、例えば、スポンジにより形成され、冷却ファン４２のトップカバーに貼付されている。これら第１支持部材７４は、ファンカバーの周縁部で、サイドフレームに重ねて設けられ、支持板金５０と僅かな隙間を置いて対向している。また、複数の第２支持部材７２は、弾性材、例えば、スポンジにより形成され、サイドフレームと重なる位置でロワーカバーに貼付されている。これらの第２支持部材７２は、僅かな隙間を置いて底壁１５ａに対向している。

図８に示す第４の実施形態に係るパーソナルコンピュータによれば、第１支持部材は、冷却ファン４２のサイドフレームから支持板金５０に向かって突出する複数のリブ７０によって形成されている。これらのリブは、僅かな隙間を置いて支持板金５０に対向している。複数の第２支持部材７２は、弾性材、例えば、スポンジにより形成され、ベース１５の底壁１５ａ上に貼付されている。これらの第２支持部材７２は、冷却ファン４２のサイドフレームと重なる位置でロワーカバーと僅かな隙間を置いて対向している。

図９に示す第５の実施形態に係るパーソナルコンピュータによれば、複数の第１支持部材７４は、弾性材、例えば、スポンジにより形成され、支持板金５０に貼付されている。これら第１支持部材７４は、冷却ファン４２のサイドフレームと重なる位置でアッパーカバーと僅かな隙間を置いて対向している。複数の第２支持部材７２は、弾性材、例えば、スポンジにより形成され、ベース１５の底壁１５ａ上に貼付されている。これらの第２支持部材７２は、冷却ファン４２のサイドフレームと重なる位置でロワーカバーと僅かな隙間を置いて対向している。

第２ないし第５の実施形態において、パーソナルコンピュータの他の構成は、前述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。そして、第２ないし第５の実施形態においても、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

なお、この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体化可能である。また、上記実施の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。さらに、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よい。

例えば、本発明に係る電子機器は、パーソナルコンピュータに制約されるものではなく、種々の電子機器に広く適用することができる。第１支持部材および第２支持部材は、複数ずつ設ける場合に限らず、それぞれ１つずつ設ける構成としてもよい。

以上、本発明を実施形態を参照して詳細に説明した。本発明の容易な理解のために、本発明の具体的な形態を以下に付記する。
（付記１）筺体と、前記筐体内に設けられた回路基板と、前記回路基板上に実装された電子部品と、前記電子部品と熱的に接続された放熱部と、前記回路基板の外側で前記筐体の内面と離間されて前記放熱部に支持された冷却ファンと、前記冷却ファンと対向する領域を有したキーボードと、前記冷却ファンと前記キーボードとの間で前記冷却ファン側および前記キーボード側のいずれか一方に設けられているとともに他方と離間されて対向し、前記キーボードが押されて撓んだ際に前記キーボードを支持可能な第１支持部材と、前記冷却ファンと前記筐体の内面との間で前記冷却ファン側および前記筐体の内面側のいずれか一方に設けられているとともに他方と離間されて対向し、前記キーボードが押されて撓んだ際に前記冷却ファンを支持可能な第２支持部材と、を備え、前記第１支持部材および第２支持部材の少なくとも一方は、弾性材である電子機器。

１０…パーソナルコンピュータ、１２…機器本体、１３…ディスプレイユニット、
１４…筐体、１５…ベース、１５ａ…底壁、１６…トップカバー、２０…キーボード、
４０…主プリント回路基板、４２…冷却ファン、４４…サイドフレーム、
４６ａ…トップカバー、４６ｂ…ロワーカバー、４７…ファン、４９…放熱フィン、
５０…支持板金、５２…ＣＰＵ、６０…冷却ユニット、６２…放熱板、
６４…ヒートパイプ、７０…リブ、７２…第２支持部材、７４…第１支持部材

Claims

筺体と、
前記筐体内に設けられ、電子部品が実装された回路基板と、
前記筐体内に設けられた放熱部材と、
前記電子部品と熱的に接続された一端と、前記放熱部材と熱的に接続された他端を含むヒートパイプと、
少なくとも一部が前記電子部品と前記放熱部材との間に位置されるとともに、前記筐体の内面と離間されるように前記放熱部材に支持された冷却ファンと、
を備え、
前記冷却ファンには、吸込み口と、前記放熱部材から前記吸込み口を隔てた周縁部の位置で突出された支持部材とが設けられた電子機器。
前記支持部材は、前記吸込み口の周縁に沿って複数並んで前記冷却ファンに設けられている請求項１に記載の電子機器。
少なくとも前記冷却ファンおよび前記回路基板に対向して前記筐体に設けられたキーボードを備える請求項１又は２に記載の電子機器。
前記支持部材は、前記冷却ファンから前記キーボードに向かって突出し前記キーボードと隙間を置いて対向するリブを有している請求項３に記載の電子機器。
前記支持部材は、前記冷却ファンから前記キーボードに向かって突出し前記キーボードと隙間を置いて対向する複数のリブを有している請求項３に記載の電子機器。
前記冷却ファンは、金属で形成された円弧状のサイドフレームと、前記サイドフレームに固定され互いに対向するトップカバーおよびロワーカバーと、前記トップカバーとローエアカバーとの間に設けられたファンと、を有し、前記複数のリブは、前記サイドフレームと一体に形成されている請求項５に記載の電子機器。
前記支持部材は弾性材で形成され、前記冷却ファンおよび前記キーボード側のいずれかに固定されている請求項３に記載の電子機器。
前記支持部材は、弾性材で形成され、前記冷却ファンに固定されているとともに隙間を置いて前記筐体の内面に対向する請求項１ないし７のいずれか１項に記載の電子機器。
前記支持部材は、弾性材で形成され、前記筐体の底壁上に固定されているとともに隙間を置いて前記冷却ファンに対向する請求項１ないし８のいずれか１項に記載の電子機器。
前記支持部材は、前記冷却ファンあるいは前記筐体の内面に突設されたリブを更に有している請求項７に記載の電子機器。
前記冷却ファンのサイドフレームと一体に形成されているとともに前記電子部品に接触する放熱板を備え、前記ヒートパイプの一端は前記放熱板に接続されている請求項６に記載の電子機器。
前記冷却ファンは、前記筐体の排気口に対向する排気口を有するファンケースと、前記ファンケース内に設けられたファンと、を備え、
前記放熱部材は前記ファンケースの排気口に対向して設けられ、
前記支持部材は、前記排気口と反対側の前記ファンケース端部に設けられている請求項１に記載の電子機器。