JP2014170459A - 電子機器および放熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発熱部品の交換を比較的容易に行うことができ且つ発熱部品の放熱を良好に行うことができる電子機器を得る。
【解決手段】実施形態の電子機器は、筐体と、移動体と、保持部と、放熱部と、を備えた。前記筐体には、第一開口部が設けられた。前記移動体は、少なくとも一部が前記筐体内に収容された発熱部品を、有した。前記保持部は、前記筐体内に設けられ、前記第一開口部を介しての前記筐体に対する前記発熱部品の出し入れを可能に、前記移動体をスライド可能に保持した。前記放熱部は、前記スライド方向と交差する方向で前記発熱部品に接離可能な放熱部材を有した。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、電子機器および放熱装置に関する。

従来、ＨＤＤなどの発熱部品を筐体に収容したコンピュータなどの電子機器が知られている。

特開２００９−２７７２６８号公報

この種の電子機器では、一例として、発熱部品の交換を比較的容易に行うことができ且つ発熱部品の放熱を良好に行うことができることが望まれている。

実施形態の電子機器は、筐体と、移動体と、保持部と、放熱部と、を備えた。前記筐体には、第一開口部が設けられた。前記移動体は、少なくとも一部が前記筐体内に収容された発熱部品を、有した。前記保持部は、前記筐体内に設けられ、前記第一開口部を介しての前記筐体に対する前記発熱部品の出し入れを可能に、前記移動体をスライド可能に保持した。前記放熱部は、前記スライド方向と交差する方向で前記発熱部品に接離可能な放熱部材と、前記放熱部材を前記交差する方向に案内する案内部と、を有した。

図１は、第１実施形態にかかる電子機器の一例を示す斜視図である。 図２は、第１実施形態にかかる電子機器の一例を示す側面断面図である。 図３は、第１実施形態にかかる電子機器の一部の一例を示す斜視図である。 図４は、第１実施形態にかかる電子機器の一部の一例を示す正面断面図である。 図５は、第１実施形態にかかる電子機器の一部の一例を示す側面断面図である。 図６は、第１実施形態にかかる電子機器の一部の一例を示す側面断面図であって、ＨＤＤから放熱部材が離間した状態を示す図である。 図７は、第１実施形態にかかる電子機器の一部の一例を示す側面断面図であって、ＨＤＤユニットが取り外された状態を示す図である。 図８は、第２実施形態にかかる電子機器の一部の一例を示す側面断面図である。 図９は、第２実施形態にかかる電子機器の一部の一例を示す側面断面図である。 図１０は、第２実施形態にかかる電子機器の一部の一例を示す側面断面図である。 図１１は、第３実施形態にかかる電子機器の放熱部材を示す平面図である。 図１２は、第４実施形態にかかる電子機器の一部の一例を示す斜視図である。

以下の複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、同様の構成要素には共通の符号が付されるとともに、重複する説明が部分的に省略される。また、各図では、便宜上、方向（Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向）が示されている。Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向は、相互に直交している。

また、以下の実施形態では、電子機器がコンピュータ（一例として産業用）として構成された場合が例示されるが、本実施形態にかかる電子機器は、これには限定されない。本実施形態にかかる電子機器は、例えば、ノート型やデスクトップ型のパーソナルコンピュータ、テレビジョン受像機、記憶装置などの種々の電子機器として構成することができる。

＜第１実施形態＞
本実施形態では、一例として、図１，２などからわかるように、電子機器１の筐体３（第一筐体）は、長方形状の外観を呈している。また、筐体３は、一例として前後方向（Ｚ方向）に長い直方体状に構成されている。筐体３は、前壁部３ａ（壁部）と、前壁部３ａの反対側の壁部である後壁部３ｂと、を有している。前壁部３ａおよび後壁部３ｂは、四角形状（本実施形態では一例として長方形状）である。また、筐体３は、前壁部３ａと後壁部３ｂとの間に亘った四つの壁部として、上壁部３ｃと下壁部３ｄと一対の側壁部３ｅとを有している。前壁部３ａの外面は、筐体３の前面３ｆ（正面、面）を構成している。また、上壁部３ｃの外面は、筐体３の上面３ｇを構成している。また、筐体３には、複数の通気孔（図示せず）が設けられている。

また、本実施形態では、一例として、筐体３は、複数の部品（筐体部材、分割体）が組み合わせられて構成されることができる。本実施形態では、一例として、上壁部３ｃは、他の壁部（前壁部３ａ、後壁部３ｂ、下壁部３ｄ、側壁部３ｅ）を有する基体３ｈに、着脱可能となっている。一例として、上壁部３ｃは、基体３ｈにねじなどの結合具によって結合されている。基体３ｈは、上面開口となっている。また、筐体３は、金属材料や合成樹脂材料によって構成されうる。

また、本実施形態では、一例として、図１，２に示すように、筐体３の内部には、ＨＤＤユニット４（移動体）がその一部が前面３ｆから露出する状態で収容されている。ＨＤＤユニット４は、前壁部３ａに設けられた開口部３ｉ（第一開口部）に挿入されている。また、筐体３の内部には、ＨＤＤユニット４と電気的に接続された回路基板５（基板、バックプレーン）が収容されている。回路基板５には、種々の部品（電気部品、電子部品、素子、チップ、パッケージなど）が設けられている（実装されている）。また、筐体３の内部には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）や、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、その他の電子部品などが実装されたメイン回路基板（基板、回路基板：いずれも図示せず）が収容されている。このメイン回路基板に回路基板５が電気的に接続されている。また、図１に示すように、前壁部３ａには、電源ボタン６、リセットボタン７、電源ＬＥＤ８、アクセスＬＥＤ９が設けられている。また、前壁部３ａには、各種のコネクタ１０や、各種のポート１１が設けられている。コネクタ１０は、例えば、ＲＳ−２３２ＣコネクタやＤＶＩコネクタなどである。また、ポート１１は、例えば、ＵＳＢポートやＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ポートなどである。また、前壁部３ａには、電源端子１２やＰＣＩスロット１３が設けられている。

また、本実施形態では、一例として、ＨＤＤユニット４は、ＨＤＤ２０（Hard Disk Drive：発熱部品、電機部品、電子部品、記憶部、記憶装置）と、ＨＤＤ２０が載置されたトレイ２１と、を有している。ＨＤＤ２０は、ディスクなどを収容した筐体２０ａを有している。ＨＤＤ２０は、少なくとも一部が筐体３内に収容される。ＨＤＤ２０は、通電されることで発熱する発熱部品である。一例として、電子機器１が、産業用のコンピュータの場合、ＨＤＤ２０は、定期的に交換される。ＨＤＤ２０は、本実施形態では、一例として、ＨＤＤ２０の全体が筐体３内に収容される。トレイ２１は、ＨＤＤ２０が載置された載置壁部２１ａと、載置壁部２１ａの前端部に設けられた前壁部２１ｂと、を有している。載置壁部２１ａには、一例として、ＨＤＤ２０がねじなどの結合具で結合されうる。

また、本実施形態では、ＨＤＤ２０は、筐体３内に設けられた収容部２２（筐体、第二筐体）に収容されている。収容部２２は、ＨＤＤ２０の少なくとも一部を収容している。本実施形態では、一例として、収容部２２は、ＨＤＤ２０の全体を収容している。収容部２２は、下壁部２２ａと、後壁部２２ｂと、一対の側壁部２２ｃと、を有している。また、収容部２２には、上面から前面に亘って開口部２２ｅが設けられている。

また、本実施形態では、一例として、ＨＤＤユニット４は、筐体３内に設けられた保持部２３に保持されている。保持部２３は、一例として、収容部２２に設けられている。開口部３ｉを介しての筐体３に対するＨＤＤ２０の出し入れを可能に、ＨＤＤユニット４をスライド可能に保持している。ＨＤＤユニット４のスライド方向（出し入れ方向）は、一例として、前後方向（Ｘ方向に沿った方向）。保持部２３は、左右一対のレール２３ａを有している。ＨＤＤユニット４は、一例として、ねじなどの結合具によって筐体３に固定されうる。

また、本実施形態では、一例として、電子機器１は、ＨＤＤ２０で発生した熱を放出する放熱部２５（放熱装置、放熱機構）を備えている。

放熱部２５は、ヒートシンク２６（放熱部材）と、ボルト２７と、ナット２８と、コイルばね２９（付勢部、ばね）と、を有している。

ヒートシンク２６（放熱板）は、ＨＤＤ２０の筐体２０ａの上面２０ｂに載置されている。ヒートシンク２６は、一例としてアルミニウムなどの金属材料によって構成されている。ヒートシンク２６は、ＨＤＤユニット４のスライド方向と交差する方向でＨＤＤ２０に接離可能に設けられている。一例として、ＨＤＤユニット４のスライド方向と交差する方向は、本実施形態では、一例として、上下方向（Ｚ方向に沿った方向）であり、スライド方向と直交する方向である。ヒートシンク２６は、図３〜５に示すように、一例として、矩形板状の基壁部２６ａと、矩形板状のフィン部２６ｂと、を有している。基壁部２６ａは、ＨＤＤ２０の筐体２０ａの上面２０ｂと接している。フィン部２６ｂは、一例として、基壁部２６ａから上方へ延出している。また、ヒートシンク２６には、被案内部２６ｃ（係合部）が設けられている。被案内部２６ｃは、一例として、基壁部２６ａの左右の側端部から側方へ延出しており、略矩形板状となっている。一例として、被案内部２６ｃは、基壁部２６ａの左右の側端部に二つずつ設けられている。被案内部２６ｃには、孔２６ｄ（開口部、第二開口部）が上下方向に貫通して設けられている。

また、ボルト２７は、各被案内部２６ｃに対応して設けられている。ボルト２７は、棒状の雄ねじ部２７ａ（軸部、案内部）と、雄ねじ部２７ａの上端部（端部）に設けられた頭部２７ｂと、を有している。雄ねじ部２７ａは、ヒートシンク２６を案内する。詳しくは、雄ねじ部２７ａは、上下方向に延在して、被案内部２６ｃの孔２６ｄに挿通されており、被案内部２６ｃと当たることで、ヒートシンク２６を上下方向に案内する。なお、頭部２７ｂの替わりにナット（図示せず）を雄ねじ部２７ａに設けてもよい。この場合、ナットは、一例として、当該ナットと雄ねじ部２７ａを貫通したピンによって雄ねじ部２７ａに対する回転が規制されうる。ピンを外すことでナットを雄ねじ部２７ａから外すことが可能となる。

また、雄ねじ部２７ａには、ナット２８が結合（螺合）されている。ナット２８と頭部２７ｂとは、雄ねじ部２７ａの外周に対して張り出している。ナット２８と頭部２７ｂとは、一対の張出部の一例である。これらのナット２８と頭部２７ｂとは、上下方向で相互に離間して位置されている。ナット２８は、一例として、当該ナット２８と雄ねじ部２７ａを貫通したピンによって雄ねじ部２７ａに対する回転が規制されうる。ピンを外すことでナット２８を雄ねじ部２７ａから外すことが可能となる。また、ナット２８と頭部２７ｂとの間に、孔２６ｄに雄ねじ部２７ａが挿通された被案内部２６ｃが位置されている。

また、雄ねじ部２７ａは、一例として、収容部２２の下壁部２２ａに設けられた雌ねじ部２２ｄ（ねじ孔）と結合（螺合）している。雌ねじ部２２ｄは、下壁部２２ａを上下方向に貫通して設けられている。雌ねじ部２２ｄは、上下方向に雄ねじ部２７ａを移動可能に保持している。

コイルばね２９は、頭部２７ｂと被案内部２６ｃとの間に位置されている。コイルばね２９には、雄ねじ部２７ａが挿通されている。コイルばね２９は、ヒートシンク２６をＨＤＤ２０に向けて付勢しており、ヒートシンク２６をＨＤＤに押し付けている。

上記構成の電子機器１では、ヒートシンク２６が、ＨＤＤ２０で発生した熱を放出する。ヒートシンク２６によって放出された熱は、一例として、自然対流によって筐体３を介して筐体３外に放出される。また、この際、筐体３に設けられた通気口を介した通気によって筐体３内の熱が筐体３外へ排出される。このようにして、ＨＤＤ２０が冷却される。

次に、ＨＤＤ２０の交換手順の一例を説明する。まず、作業者は、上壁部３ｃを基体３ｈから取り外し、図５の状態からボルト２７を雌ねじ部２２ｄから抜く方向（一方向）へ回して、ボルト２７を上方へ移動させる（図６）。この際、コイルばね２９は伸びる。そして、ボルト２７とともに上方へ移動したナット２８が、被案内部２６ｃに下方から当たり、被案内部２６ｃを支持する。これにより、コイルばね２９の伸びが止まる。そして、ボルト２７とともに上方へ移動したナット２８が、被案内部２６ｃ（ヒートシンク２６）を上方（ＨＤＤ２０から離間する方向）へ移動させる。これにより、ヒートシンク２６がＨＤＤ２０から離間した状態となる（図７）。この状態で、作業者は、ＨＤＤユニット４を図中の矢印Ａ方向に移動させて筐体３の開口部３ｉから引き出す。この際、ＨＤＤユニット４は、保持部２３によって前方へ案内される。次に、作業者は、トレイ２１からＨＤＤ２０を取り外し、交換用のＨＤＤ２０をトレイ２１に取り付ける。なお、本実施形態では、開口部３ｊが作用孔として機能するが、作業孔を上壁部３ｃに設けてもよい。

次に、作業者は、ＨＤＤユニット４を筐体３の開口部３ｉから筐体３内に押し込みつつ、ＨＤＤ２０をコネクタ１４と結合させる。この際、ＨＤＤユニット４は、保持部２３によって後方へ案内される。次に、作業者は、ボルト２７を雌ねじ部２２ｄにねじ込む方向（他方向）へ回して、ボルト２７を下方へ移動させる（図５）。この際、ヒートシンク２６がＨＤＤ２０の上面２０ｂに接してヒートシンク２６が停止する。更に、ボルト２７が下方へ移動されると、ボルト２７とともに下方に上方へ移動したナット２８が、被案内部２６ｃから下方に離間することともに、コイルばね２９が圧縮され、コイルばね２９がヒートシンク２６をＨＤＤ２０に押し付ける付勢力が増大する。

以上説明したとおり、本実施形態では、保持部２３が、開口部３ｉを介した筐体３に対するＨＤＤ２０の出し入れを可能に、ＨＤＤユニット４をスライド可能に保持しているとともに、ヒートシンク２６が、ＨＤＤユニット４のスライド方向（一例として前後方向）と交差する方向（一例として上方方向）でＨＤＤ２０に接離可能となっている。したがって、本実施形態によれば、一例として、ＨＤＤ２０の交換を比較的容易に行うことができ且つＨＤＤ２０の放熱を良好に行うことができる。また、ＨＤＤ２０の放熱を良好に行うことができるので、ＨＤＤ２０の長寿命化を図ることができる。また、本実施形態では、ヒートシンク２６によってＨＤＤ２０を冷却（放熱）するので、冷却ファンを用いる場合に比べて、静音性および信頼性が高い。

また、本実施形態では、放熱部２５は、ヒートシンク２６を、ＨＤＤユニット４のスライド方向（一例として前後方向）と交差する方向（一例として上方方向）に案内する雄ねじ部２７ａと、ヒートシンク２６をＨＤＤ２０に向けて付勢するコイルばね２９と、を有している。したがって、本実施形態によれば、一例として、ヒートシンク２６を雄ねじ部２７ａに沿って移動させることで、ヒートシンク２６をＨＤＤ２０に接離させることができるとともに、コイルばね２９の付勢力によってヒートシンク２６をＨＤＤ２０に押し付けることができる。

また、本実施形態では、雄ねじ部２７ａは、ＨＤＤユニット４のスライド方向（一例として前後方向）と交差する方向に延在している。また、雄ねじ部２７ａには、ＨＤＤユニット４のスライド方向（一例として前後方向）と交差する方向で相互に離間して位置され雄ねじ部２７ａの外周に対して張り出した頭部２７ｂおよびナット２８が設けられている。また、ヒートシンク２６には、頭部２７ｂおよびナット２８との間に位置された被案内部２６ｃが設けられ、被案内部２６ｃには、雄ねじ部２７ａが挿通された孔２６ｄが設けられている。また、放熱部２５は、雄ねじ部２７ａと結合しＨＤＤユニット４のスライド方向（一例として前後方向）と交差する方向に雄ねじ部２７ａを移動可能に保持した雌ねじ部２２ｄを有している。そして、コイルばね２９は、頭部２７ｂと被案内部２６ｃとの間に位置されて雄ねじ部２７ａが挿通されている。したがって、本実施形態によれば、一例として、雄ねじ部２７ａ（ボルト２７）を、ＨＤＤユニット４のスライド方向（一例として前後方向）と交差する方向に移動させることで、ヒートシンク２６をＨＤＤ２０に対して接離させることができるとともに、ＨＤＤ２０に対するヒートシンク２６の押し付け力を調整することができる。

また、本実施形態では、筐体３内に設けられた収容部２２が、ＨＤＤ２０の少なくとも一部を収容している。したがって、本実施形態によれば、一例として、筐体３に対するＨＤＤユニット４の出し入れの際に、ＨＤＤ２０が筐体３の他の部品と干渉することを抑制することができる。

＜第２実施形態＞
本実施形態は、図８に示すように、ヒートシンク２６の少なくとも一部が、筐体３の外部に位置されている。本実施形態では、一例として、ヒートシンク２６のフィン部２６ｂの一部が筐体３の外部に位置されている。本実施形態では、一例として、筐体３の上壁部３ｃに開口部３ｋが設けられており、この開口部３ｋにヒートシンク２６が挿入されている。

また、本実施形態では、一例として、図９，１０に示すように、ヒートシンク２６は、当該ヒートシンク２６と大きさが異なる他のヒートシンク２６Ａ，２６Ｂと交換可能である。本実施形態では、ヒートシンク２６，２６Ａ，２６Ｂでは、基壁部２６ａおよび被案内部２６ｃはそれぞれ同一であるが、フィン部２６ｂの高さ（長さ）がそれぞれ異なる。このように、ヒートシンク２６，２６Ａ，２６Ｂでは、フィン部２６ｂの高さが高い程、放熱性能が高い。このように、本実施形態では、ヒートシンク２６，２６Ａ，２６Ｂは、放熱性能が相互に異なる。

以上説明したとおり、本実施形態では、ヒートシンク２６の少なくとも一部が、筐体３の外部に位置されている。したがって、本実施形態によれば、一例として、ＨＤＤ２０で発生した熱がヒートシンク２６から筐体３の外部に直接放出されるので、ＨＤＤ２０の放熱をより良好に行うことができる。

また、本実施形態では、図９，１０に示すように、ヒートシンク２６は、当該ヒートシンク２６と大きさが異なる他のヒートシンク２６Ａ，２６Ｂと交換可能である。したがって、本実施形態によれば、一例として、ＨＤＤ２０で発生する熱量に応じた放熱性能（冷却性能）を有したヒートシンク２６，２６Ａ，２６Ｂを取り付けることができる。ヒートシンク２６、２６Ａ，２６Ｂを交換する際は、一例として、ボルト２７を下壁部２２ａから取り外すとともにボルト２７からナット２８を取り外すことで、ヒートシンク２６、２６Ａ，２６Ｂを交換することができる。

＜第３実施形態＞
本実施形態は、図１１に示すように、被案内部２６ｃに、第１実施形態の孔２６ｄに替えて切り欠き２６ｄＡ（開口部、第二開口部）が設けられている点が、第１の実施形態と異なる。切り欠き２６ｄＡは、一例として、前後方向に延在して、後方に向けて開口している。この切り欠き２６ｄＡに、ボルト２７の雄ねじ部２７ａが挿通されている。

以上の構成では、一例として、ヒートシンク２６を交換する際は、一例として、コイルばね２９を縮めてヒートシンク２６から離間させた状態で、ヒートシンク２６を前方へ移動させてボルト２７から離脱させ、ヒートシンク２６を交換する。このように、本実施形態では、ボルト２７を取り外すことなく、ヒートシンク２６を交換することができる。

＜第４実施形態＞
本実施形態は、図１２に示すように、トレイ２１の前壁部２１ｂの左右方向（Ｙ方向）の幅が、載置壁部２１ａの左右方向（Ｙ方向）の幅よりも広くなっており、前壁部２１ｂの左右の両端部に孔２１ｃが設けられている。本実施形態では、孔２１ｃに挿通されたねじ（図示せず）によってトレイ２１が筐体３の前壁部３ａに固定される。これにより、ＨＤＤユニット４をより強固に筐体３に固定することができる。

以上のとおり、上記各実施形態によれば、ＨＤＤ２０の交換を比較的容易に行うことができ且つＨＤＤ２０の放熱を良好に行うことができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均などの範囲に含まれる。例えば、発熱部品は、光学ドライブやＳＳＤ（Solid State Drive）などであってもよい。また、放熱部材は、ヒートパイプなどであってもよい。

１…電子機器、３…筐体、３ｉ…開口部（第一開口部）、４…ＨＤＤユニット（移動体）、２０…ＨＤＤ（発熱部品）、２２…収容部、２２ｄ…雌ねじ部、２３…保持部、２５…放熱部（放熱装置）、２６，２６Ａ，２６Ｂ…ヒートシンク（放熱部材）、２６ｃ…被案内部、２６ｄ…孔（第二開口部）、２６ｄＡ…切り欠き（第二開口部）、２７ａ…雄ねじ部（案内部）、２７ｂ…頭部（張出部）、２８…ナット（張出部）、２９…コイルばね（付勢部）。

Claims (7)

1. 第一開口部が設けられた筐体と、
   少なくとも一部が前記筐体内に収容された発熱部品を、有した移動体と、
   前記筐体内に設けられ、前記第一開口部を介しての前記筐体に対する前記発熱部品の出し入れを可能に、前記移動体をスライド可能に保持した保持部と、
   前記スライド方向と交差する方向で前記発熱部品に接離可能な放熱部材と、前記放熱部材を前記交差する方向に案内する案内部と、を有した放熱部と、
   を備えた電子機器。
2. 前記放熱部は、前記放熱部材を前記発熱部品に向けて付勢する付勢部を有した請求項１に記載の電子機器。
3. 前記案内部は、前記交差する方向に延在した雄ねじ部であり、
   前記雄ねじ部には、前記交差する方向で相互に離間して位置され前記雄ねじ部の外周に対して張り出した一対の張出部が設けられ、
   前記放熱部材には、前記雄ねじ部が挿通された第二開口部が設けられ前記一対の張出部間に位置された被案内部が設けられ、
   前記放熱部は、前記雄ねじ部と結合し前記交差する方向に前記雄ねじ部を移動可能に保持した雌ねじ部を有し、
   前記付勢部は、前記張出部と前記被案内部との間に位置されて前記雄ねじ部が挿通されたばねである請求項２に記載の電子機器。
4. 前記筐体内に設けられ前記発熱部品の少なくとも一部を収容した収容部を備え、
   前記保持部は、前記収容部に設けられた請求項１ないし３のいずれか一項に記載の電子機器。
5. 前記放熱部材の少なくとも一部が前記筐体の外部に位置された請求項１ないし４のいずれか一項に記載の電子機器。
6. 前記放熱部材が、当該放熱部材と大きさが異なる他の放熱部材と交換可能である請求項１ないし５のいずれか一項に記載の電子機器。
7. 開口部が設けられた筐体と、少なくとも一部が前記筐体内に収容された発熱部品を、有した移動体と、前記筐体内に設けられ、前記第一開口部を介しての前記筐体に対する前記発熱部品の出し入れを可能に、前記移動体をスライド可能に保持した保持部と、を備えた電子機器に設けられた放熱部を備え、
   前記放熱部は、前記スライド方向と交差する方向で前記発熱部品に接離可能な放熱部材と、前記放熱部材を前記交差する方向に案内する案内部と、を有した放熱装置。

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