JP2012083860A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】暖められた空気がユーザーに向いて排気されにくい電子機器を提供する。
【解決手段】一つの実施形態に係る電子機器は、第１孔とこの第１孔とは異なる方向に向いた第２孔とが設けられた筐体と、前記筐体内に設けられ、重力方向を検知するセンサと、前記センサの検知内容に基づき、前記第１孔及び前記第２孔のどちらか上側となる方から空気が吐出されるように制御されるファンとを具備した。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、排気孔を有した電子機器に関する。

電子機器は、排気孔を有した筐体と、筐体に収容されたファンとを備えることがある。

特開２００８−３０４６９２号公報

携帯型の電子機器のなかには、縦向きや横向きといったいくつかの異なる姿勢で使用可能なものがある。ここで、筐体の排気孔が下を向く姿勢では、暖められた空気がユーザーに向いて排気されることになる。

本発明の目的は、暖められた空気がユーザーに向いて排気されにくい電子機器を提供することである。

実施形態によれば、電子機器は、第１孔とこの第１孔とは異なる方向に向いた第２孔とが設けられた筐体と、前記筐体内に設けられ、重力方向を検知するセンサと、前記センサの検知内容に基づき、前記第１孔及び前記第２孔のどちらか上側となる方から空気が吐出されるように制御されるファンとを具備した。

第１実施形態に係る電子機器の平面図。 図１中に示された電子機器の内部を模式的に示す断面図。 図１中に示された電子機器の使用形態を示す図。 第２実施形態に係る電子機器の平面図。 図４中に示された電子機器の内部を模式的に示す断面図。 第３実施形態に係る電子機器の平面図。 第４実施形態に係る電子機器の背面図。 図７中に示された電子機器の内部を模式的に示す断面図。 第５実施形態に係る電子機器の背面図。

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１乃至図３は、第１実施形態に係る電子機器１を開示している。電子機器１は、携帯型の電子機器であり、例えばスレートタイプのＰＣ(Portable Computer)である。電子機器１は、例えばユーザーが手に持った状態で使用される。

なお本実施形態が適用可能な電子機器は、上記に限定されるものではない。本実施形態は、携帯電話や、ＰＤＡ(Personal Digital Assistant)、ゲーム機などを含む種々の電子機器に広く適用可能である。

図１に示すように、電子機器１は、筐体２を有する。この筐体２内には、回路基板３、加速度センサ４、ディスプレイ５、ファン６、及びアンテナ７が設けられている。

筐体２は、例えば矩形状の扁平な箱型をしている。筐体２は、前壁１１、背壁１２、及び周壁１３を有する。前壁１１は、ディスプレイ５を露出させる比較的大きな開口部１１ａを有する。背壁１２は、前壁１１の反対側に向き、前壁１１と略平行に広がっている。周壁１３は、前壁１１及び背壁１２に対して起立し、前壁１１の縁部と背壁１２の縁部との間を繋いでいる。

図１に示すように、周壁１３は、互いに異なる方向に向いた第１壁２１、第２壁２２、第３壁２３、及び第４壁２４を有する。第２壁２２は、第１壁２１の反対側に向くとともに、第１壁２１と略平行に延びている。第３壁２３及び第４壁２４は、それぞれ第１壁２１及び第２壁２２に対して略直交する方向に延び、第１壁２１の端部と第２壁２２の端部との間を繋いでいる。第４壁２４は、第３壁２３の反対側に向くとともに、第３壁２３と略平行に延びている。

筐体２は、第１乃至第４の４つの角部３１，３２，３３，３４を有する。第１角部３１は、第１壁２１と第３壁２３とが繋がる部分である。第２角部３２は、第１角部３１の対角に位置する。第２角部３２は、第２壁２２と第４壁２４とが繋がる部分である。第３角部３３は、第１壁２１と第４壁２４とが繋がる部分である。第４角部３４は、第２壁２２と第３壁２３とが繋がる部分である。

筐体２は、それぞれ通気孔である第１孔４１と、第２孔４２とを有する。第１孔４１は、筐体２の第１角部３１に設けられている。なお第１孔４１は、第１壁２１から第３壁２３に亘る大きな開口部が１つ設けられてよく、または複数の小さな開口部が第１壁２１から第３壁２３に亘って並んでいてもよい。

第２孔４２は、筐体２の第２角部３２に設けられ、第１孔４１とは異なる方向（本実施形態では反対方向）に向いている。なお第２孔４２は、第２壁２２から第４壁２４に亘る大きな開口部が１つ設けられてもよく、または複数の小さな開口部が第２壁２２から第４壁２４に亘って並んでいてもよい。

図２に示すように、回路基板３は、例えばメインボードであり、ＣＰＵ４４(Central Processing Unit)が実装されている。ＣＰＵ４４は、「発熱部品」の一例である。なお「発熱部品」は、グラフィックチップやメモリなど、放熱が望まれる種々の部品が広く該当する。

回路基板３は、加速度センサ４、ディスプレイ５、及びファン６に電気的に接続されている。回路基板３は、加速度センサ４からその検知内容を受け取り、その検知内容に基づいてディスプレイ５及びファン６を制御する制御部の一例である。

加速度センサ４は、３軸の加速度センサ（いわゆる３Ｄセンサ）であり、重力方向を検知する。図３に示すように、本実施形態に係る電子機器１は、基本姿勢である第１姿勢（図３中（ａ））に加え、第１姿勢から略１８０度回転させた第２姿勢（図３中（ｂ））や、左に略９０度回転させた第３姿勢（図３中（ｃ））、または右に略９０度回転させた第４姿勢（図３中（ｄ））でも使用可能である。加速度センサ４は、重力方向を検知することで、電子機器１が上記いずれの姿勢にあるかを検出する。

図１に示すように、ディスプレイ５は、筐体２の開口部を通じて外部に露出された画面５ａを有する。この画面５ａには、画像や映像といった画面表示が表示される。ディスプレイ５は、加速度センサ４の検知内容に基づき、画面表示の向きが制御される。つまりディスプレイ５は、加速度センサ４によって得られた重力方向（上下方向）の情報に基づき、画面表示の向きが回転させられ、電子機器１のそのときの姿勢における上下方向に画面表示の上下方向が合わされる。これにより、電子機器１を上記いずれの姿勢で使用しても、画面表示は常に正面を向く。

図１に示すように、ファン６は、筐体２内の略中央部に配置されている。ファン６は、第１孔４１から空気が排気される第１回転方向Ａ（例えば反時計回り）と、第２孔４２から空気が排気される第２回転方向Ｂ（例えば時計回り）とで回転可能である。

ファン６は、加速度センサ４の検知内容に基づき、第１孔４１及び第２孔４２のうちのどちらか上側となる方から空気が排気されるように制御される。つまりファン６は、加速度センサ４によって得られた重力方向（上下方向）の情報に基づき、第１孔４１及び第２孔４２のうちの上側となる方から空気が吐出されるように、回転方向が選択される。

換言すれば、上記第１乃至第４の姿勢において、それぞれ第１孔４１及び第２孔４２のうちの上側となる孔が排気孔として機能させられる。また本実施形態では、上記第１乃至第４の姿勢において、それぞれ第１孔４１及び第２孔４２のうちの下側となる孔が、筐体２内に空気を取り入れる吸気孔として機能させられる。

具体的には、図３（ａ）に示す第１姿勢では、ファン６は第１回転方向Ａに回転させられ、上側となる第１孔４１が排気孔、下側となる第２孔４２が吸気孔となる。図３（ｂ）に示す第２姿勢では、ファン６は第２回転方向Ｂに回転させられ、上側となる第２孔４２が排気孔、下側となる第１孔４１が吸気孔となる。

図３（ｃ）に示す第３姿勢では、ファン６は第２回転方向Ｂに回転させられ、上側となる第２孔４２が排気孔、下側となる第１孔４１が吸気孔となる。図３（ｄ）に示す第４姿勢では、ファン６は第１回転方向Ａに回転させられ、上側となる第１孔４１が排気孔、下側となる第２孔４２が吸気孔となる。これにより、常に、上方に向いた孔から空気が排気される。

図１に示すように、ファン６と第１孔４１との間には、第１整流部４６が設けられている。第１整流部４６は、ファン６から第１孔４１に向かう空気を案内する。ファン６と第２孔４２との間には、第２整流部４７が設けられている。第２整流部４７は、ファン６から第２孔４２に向かう空気を案内する。

第１整流部４６及び第２整流部４７は、例えば筐体２の内面に設けられたリブや、回路基板３に実装された電子部品、または、回路基板３や電子部品の上に取り付けられたスポンジなどの１つまたは複数で形成されている。なお、第１整流部４６及び第２整流部４７は、ファン６と第１孔４１または第２孔４２の間の全域に設けられている必要は無く、部分的に設けられてもよい。

図１に示すように、アンテナ７は、第１整流部４６及び第２整流部４７を外れた位置に設けられている。アンテナ７は、例えば第１壁２１に沿って配置されている。

次に、電子機器１の機能について説明する。
電子機器１が使用されると、ＣＰＵ４４などいくつかの部品が発熱する。ここで、ファン６が回転すると、吸気孔となる孔から冷たい空気が筐体２内に取り込まれ、その空気が筐体２内を通過する過程でＣＰＵ４４やその他の発熱部品から熱が奪われる。そして暖められた空気は、排気孔となる孔から外部に排気される。

図３に示すように、電子機器１は、上記第１乃至第４の姿勢で使用することができる。この電子機器１の姿勢は加速度センサ４によって検知され、その検知結果に基づき、ファン６の回転方向が制御される。つまり、それぞれの姿勢において第１孔４１及び第２孔４２のうちの下側の孔が吸気孔、上側の孔が排気孔となるようにファン６の回転方向が制御される。これにより、ファン６からの空気は、常に、上側となる孔から排気される。

ここで通常、第１孔４１及び第２孔４２のうち下側となる孔は、ユーザー側に向き、第１孔４１及び第２孔４２のうち上側となる孔は、ユーザーとは反対側に向く。つまり、ファン６から空気は、常に、ユーザーとは反対側に向いて排気される。

このような構成によれば、暖められた空気がユーザーに向いて排気されにくい。
比較のため、例えば第１回転方向Ａのみでしかファン６が回転できない電子機器を考える。その場合、上記第２姿勢（図３（ｂ））や上記第３姿勢（図３（ｃ））では、ファン６からの空気は下方（すなわちユーザー側）に向いてしまい、暖められた空気がユーザーに向けて排気される可能性がある。これは使用時の快適性の観点から好ましくない。

一方で、本実施形態に係る電子機器１は、第１孔４１とこの第１孔４１とは異なる方向に向いた第２孔４２とが設けられた筐体２と、筐体２内に設けられ、重力方向を検知するセンサ４と、センサ４の検知内容に基づき、第１孔４１及び第２孔４２のどちらか上側となる方から空気が吐出されるように制御されるファン６とを備える。

このため、ユーザーが製品をどの向きで持っても、ファン６からの空気は、常に、上方（つまりユーザーとは反対側）に向けて排気される。このため、暖められた空気がユーザーに向けて排気されにくい。これによりユーザーは製品を快適に使用することができる。

さらに比較のため、筐体２の側壁の中央部に排気孔が設けられた電子機器を考える。このような電子機器では、電子機器の姿勢によっては、ユーザーは排気孔を手で塞いでしまう可能性がある。

一方で、本実施形態では、第１孔４１は、筐体２の第１角部３１に設けられ、第２孔４２は、第１角部３１とは対角となる第２角部３２に設けられている。このため、ユーザーが製品をどのような向きで持っても、ユーザーは排気孔を手で塞ぎにくい。さらに、第１孔４１及び第２孔４２が筐体２の角部３１，３２に設けられていると、２つの孔４１，４２だけで、いずれの姿勢においても、どちらかの孔を上方に向けることができる。

本実施形態では、ファン６は、筐体２の略中央部に配置されている。このため、電子機器１の重心が、製品中心の近くに位置し、製品全体の重さのバランスが良くなる。このため、色々な姿勢で使いやすい電子機器が提供される。

本実施形態では、ディスプレイ５の画面表示の向きを制御されるために用いられる加速度センサ４を利用して、ファン６の回転方向が制御される。このため、部品点数の増加を抑えることができる。

本実施形態では、ファン６は、第１孔４１から空気が排気される第１回転方向Ａと、第２孔４２から空気が排気される第２回転方向Ｂとで回転可能である。このため、例えば筐体２内に開閉式の遮風部を設ける場合などに比べて、比較的簡単な構成で２つの孔４１，４２から選択的に排気することができる電子機器１を提供することができる。

本実施形態では、電子機器１は、ファン６から第１孔４１に向かう空気が案内される第１整流部４６と、ファン６から第２孔４２に向かう空気が案内される第２整流部４７とを有する。これによれば、空気を効率的に排気することができる。

本実施形態では、第１孔４１及び第２孔４２のいずれか一方が排気孔として機能し、他方が吸気孔として機能する。これによれば、吸気専用の孔やその孔に繋がる送風経路を設ける必要が無く、電子機器１の内部構造を単純にすることができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る電子機器１について、図４乃至図５を参照して説明する。なお上記第１実施形態の構成と同一または類似の機能を有する構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。また、下記に説明する以外の構成は、上記第１の実施形態と同じである。

図４及び図５に示すように、本実施形態に係る電子機器１は、第１孔４１及び第２孔４２とは別に、筐体２の背壁１２に吸気孔５１を有する。吸気孔５１とファン６との間には、ＣＰＵ４４（発熱部品）が位置している。

さらに電子機器１は、第１整流部４６に設けられた第１ヒートシンク５２と、第２整流部４７に設けられた第２ヒートシンク５３とを有する。第１及び第２のヒートシンク５２，５３は、例えば複数のフィンを有したフィンユニット、又は熱拡散板であり、ファン６によって冷却される。第１及び第２のヒートシンク５２，５３は、例えばヒートパイプのような図示しない熱伝導部材を介して、ＣＰＵ４４に熱的に接続されている。

ファン６を駆動させると、背壁１２の吸気孔５１から筐体２内に空気が取り込まれる。この外部から取り込まれた空気は、例えばＣＰＵ４４の近くを通ることで、ＣＰＵ４４から直接に熱を奪う。そして空気は、ファン６の回転によって、第１孔４１及び第２孔４２のうちの上側となる方から外部に排気される。このとき空気は、第１ヒートシンク５２または第２ヒートシンク５３を通り、ＣＰＵ４４の熱をさらに奪う。

このような構成によれば、第１実施形態と同様に、暖められた空気がユーザーに向いて排気されにくい。さらに本実施形態では、背壁１２に吸気孔５１が設けられており、ＣＰＵ４４（発熱部品）の近くに冷たい空気を供給することができる。また、ヒートシンク５２，５３が設けられていると、冷却効率を高めることができる。

なお、第１孔４１及び第２孔４２は排気専用孔として使用され、第１孔４１及び第２孔４２のうち下側となる孔は吸気孔として機能しなくてもよい。または第１孔４１及び第２孔４２は第１の実施形態と同様に機能し、第１孔４１及び第２孔４２のうち下側となる孔は、背壁１２の吸気孔５１と共に吸気孔として機能してもよい。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る電子機器１について、図６を参照して説明する。なお上記第１及び第２の実施形態の構成と同一または類似の機能を有する構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。また、下記に説明する以外の構成は、上記第１の実施形態と同じである。

図６に示すように、本実施形態に係る電子機器１は、比較的大きなバッテリ５５を有する。バッテリ５５は、筐体２内で、第２壁２２の近くに偏って配置されている。一方で、ファン６及びＣＰＵ４４は、筐体２内で、バッテリ５５とは反対側に偏って配置されている。

このような構成によれば、第１実施形態と同様に、暖められた空気がユーザーに向いて排気されにくい。さらに本実施形態では、ファン６は、筐体２内でバッテリ５５とは反対側に偏って配置されている。これにより、比較的重いバッテリ５５に対して、ファン６が異なる領域に配置され、電子機器１全体のバランスが向上している。さらに、ファン６とＣＰＵ４４とを互いに近くに配置することで、ＣＰＵ４４の冷却効率を向上させることもできる。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態に係る電子機器１について、図７乃至図８を参照して説明する。なお上記第１乃至第３の実施形態の構成と同一または類似の機能を有する構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。また、下記に説明する以外の構成は、上記第２の実施形態と同じである。

図７及び図８に示すように、本実施形態に係る筐体２は、背壁１２に凸部６１を有する。凸部６１は、電子機器１の外側に向いて突出している。凸部６１は、ファン６に対応して、筐体２の略中央部に設けられている。凸部６１は、ファン６よりも一回り大きく形成され、ファン６を収容している。

凸部６１は、背壁１２に対して段差を有した底壁６２と、この底壁６２の周縁から折れ曲がり、底壁６２と背壁１２との間の段差を繋ぐ周壁６３とを有する。周壁６３は、第１乃至第４の壁２１，２２，２３，２４、及び第１乃至第４の角部３１，３２，３３，３４を有する。第１孔４１は、第１角部３１に設けられている。第２孔４２は、第２角部３２に設けられている。アンテナ７は、例えば凸部６１内において、第１整流部４６及び第２整流部４７を外れた位置に配置されている。

このような構成によれば、第１実施形態と同様に、暖められた空気がユーザーに向いて排気されにくい。さらに本実施形態では、筐体２は、ファン６が収容される凸部６１を有する。これにより、ファン６を搭載しつつ、薄型化を図った電子機器１を得ることができる。

さらに、本実施形態では、ファン６と第１孔４１及び第２孔４２との間の距離を小さくすることができるので、第１整流部４６や第２整流部４７を小さくすることができる。これは高密度実装に寄与する。

なお、本実施形態の一例では、第１孔４１及び第２孔４２のどちらか下側となる孔が吸気孔として機能するが、例えば凸部６１の底壁６２に専用の吸気孔５１を設けてもよい。

（第５実施形態）
次に、第５実施形態に係る電子機器１について、図９を参照して説明する。なお上記第１乃至第４の実施形態の構成と同一または類似の機能を有する構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。また、下記に説明する以外の構成は、上記第４の実施形態と同じである。

図９に示すように、本実施形態に係る電子機器１は、背壁１２に凸部６１を有する。第１孔４１は、第１壁２１のストレート部分７１に設けられている。第２孔４２は、第３壁２３のストレート部分７２に設けられている。なお、ストレート部分７１，７２とは、第１乃至第４の角部３１，３２，３３，３４を外れた領域である。なお本実施形態の電子機器１は、例えば第１壁２１が上方を向く第１姿勢と、第３壁２３が上方を向く第２姿勢とで使用される。

このような構成によれば、第１実施形態と同様に、暖められた空気がユーザーに向いて排気されにくい。さらに第４実施形態と同様に、ファン６を搭載しつつ、薄型化を図った電子機器１を得ることができる。

さらに、凸部６１が筐体２の略中央に設けられていることで、第１壁２１や第３壁２３のストレート部分７１，７２に第１孔４１及び第２孔４２を設けても、これらの孔がユーザーの手によって塞がれにくい。このため、第１孔４１及び第２孔４２のレイアウトの自由度が大きく高まる。これは高密度実装に寄与する。

なお、本実施形態の一例では、第１孔４１及び第２孔４２のどちらか下側となる孔が吸気孔として機能するが、例えば凸部６１の底壁６２に専用の吸気孔５１を設けてもよい。また、ヒートシンク５２，５３を備えてもよい。

なお、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、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。

ファン６は、筐体２の略中央部に配置される必要は必ずしもない。第１孔４１及び第２孔４２は、角部３１，３２，３３，３４ではなく、角部３１，３２，３３，３４に隣接した領域や、壁２１，２２，２３，２４の略中央部などに設けてもよい。電子機器１は、上記第１乃至第４の４つの姿勢で使用されるものに限らず、そのうちの２つ又は３つの姿勢で使用されるものでもよい。

１…電子機器、２…筐体、３…回路基板、４…加速度センサ、５…ディスプレイ、６…ファン、７…アンテナ、３１…第１角部、３２…第２角部、４１…第１孔、４２…第２孔、４４…ＣＰＵ、４６…第１整流部、４７…第２整流部、５１…吸気孔、５２，５３…ヒートシンク、６１…凸部。

Claims (10)

1. 第１孔と、この第１孔とは異なる方向に向いた第２孔とが設けられた筐体と、
   前記筐体内に設けられ、発熱部品が実装された回路基板と、
   前記筐体内に設けられ、重力方向を検知するセンサと、
   前記センサの検知内容に基づき、画面表示の向きが制御されるディスプレイと、
   前記センサの検知内容に基づき、前記第１孔及び前記第２孔のどちらか上側となる方から空気が吐出されるように制御されるファンと、
   前記発熱部品に熱的に接続され、前記ファンによって冷却されるヒートシンクと、
   を具備した電子機器。
2. 請求項１の記載において、
   前記筐体は、前記ファンが収容される凸部を有した電子機器。
3. 請求項１または請求項２の記載において、
   前記筐体は、第１角部と、この第１角部とは対角となる第２角部とを有し、前記第１孔は、前記第１角部に設けられ、前記第２孔は、前記第２角部に設けられた電子機器。
4. 請求項１または請求項３の記載において、
   前記ファンは、前記筐体の略中央部に配置された電子機器。
5. 請求項１または請求項４の記載において、
   前記ファンは、前記第１孔から空気が排気される第１回転方向と、前記第２孔から空気が排気される第２回転方向とで回転可能である電子機器。
6. 請求項１または請求項５の記載において、
   前記ファンから前記第１孔に向かう空気が案内される第１整流部と、前記ファンから前記第２孔に向かう空気が案内される第２整流部とを有した電子機器。
7. 請求項６の記載において、
   前記第１整流部及び前記第２整流部を外れた位置にアンテナを備えた電子機器。
8. 請求項１または請求項７の記載において、
   前記第１孔及び前記第２孔のどちらか下側となる方から空気が吸われる電子機器。
9. 請求項１または請求項７の記載において、
   前記筐体は、前記第１孔及び前記第２孔とは別に吸気孔が設けられた電子機器。
10. 第１孔と、この第１孔とは異なる方向に向いた第２孔とが設けられた筐体と、
    前記筐体内に設けられ、重力方向を検知するセンサと、
    前記センサの検知内容に基づき、前記第１孔及び前記第２孔のどちらか上側となる方から空気が吐出されるように制御されるファンと、
    を具備した電子機器。

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