JP2015046559A

JP2015046559A - 電子機器

Info

Publication number: JP2015046559A
Application number: JP2013178390A
Authority: JP
Inventors: 雅夫本田; Masao Honda; 深田　義人; Yoshito Fukada; 義人深田; 毅軽石; Takeshi Karuishi
Original assignee: Fujitsu Ltd; Fujitsu Peripherals Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd; Fujitsu Peripherals Ltd
Priority date: 2013-08-29
Filing date: 2013-08-29
Publication date: 2015-03-12
Anticipated expiration: 2033-08-29
Also published as: US20150061478A1; US9740250B2; JP6204755B2

Abstract

【課題】防水型の電子機器の冷却性能を向上させる。
【解決手段】筐体１４内を区画部材２０により区画された第１室２４と第２室２６に区画する。第１室２４をシール部材で止水領域３０と外部連通領域３２とに区画する。外部連通領域３２に配置されたファンの駆動によって、吸気孔５０から通気路４８に空気を送り込むことで、第２室２６に風を流し、止水領域３０に配置された発熱部品を冷却する。
【選択図】図１

Description

本願の開示する技術は電子機器に関する。

ハウジング内の分離チャンバー内にラジエタ及びファンを設け、ラジエタに接続しているヒートパイプによって熱源の熱をラジエタに移送する構造がある（例えば特許文献１参照）。

特開２００８−４１０７８号公報

筐体の一部を防水構造とした防水型の電子機器において、内部の発熱部品に対する冷却性能を向上させることが望まれる。

本願の開示技術は、防水型の電子機器の冷却性能を向上させることが目的である。

本願の開示する技術によれば、筐体内で区画部材により区画された第１室と第２室のうち、第１室をシール部材で止水領域と外部連通領域とに区画する。そして、外部連通領域に配置されたファンの駆動による風を、通風路から第２室に流し、止水領域に配置された発熱部品を冷却する。

本願の開示する技術によれば、防水型の電子機器の冷却性能を向上させることができる。

第１実施形態の電子機器を部分的に示す分解斜視図である。第１実施形態の電子機器の内部を示す平面図である。第１実施形態の電子機器の内部を示す背面図である。第１実施形態の電子機器を示す斜視図である。第１実施形態の電子機器を部分的に示す平面図である。第１実施形態の電子機器を部分的に示す平面図である。第１実施形態の電子機器を部分的に示す図６の７−７線断面図である。第１実施形態の電子機器を部分的に示す図７の８−８線断面図である。第１実施形態の電子機器を部分的に示す平面図である。第１実施形態の電子機器を部分的に示す図９の１０−１０線断面図である。第１実施形態の電子機器を部分的に示す図９の１１−１１線断面図である。

第１実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。

図１〜図４には、第１実施形態の電子機器１２が示されている。電子機器１２の一例としては、内部にプロセッサやメモリを備え、外部機器や記録媒体との情報の授受や内部での情報処理を行う情報処理装置が挙げられるが、これに限定されない。電子機器１２は、筐体１４と、筐体１４の内部に配置される区画板２０を有している。

筐体１４は、第１板部材１６及び第２板部材１８を有している。本実施形態では、第１板部材１６と第２板部材１８とは、板厚方向（矢印Ｔ１向）で見て、外形が一致する長方形状に形成されている。第１板部材１６と第２板部材１８とは、互いに平行な状態で、それぞれの外周部分で接合されて、空間が生じている。

第１板部材１６と第２板部材１８との間には、区画板２０が第１板部材１６と平行に配置されている。区画板２０は、第１板部材１６と第２板部材１８との間を、第１板部材１６側の第１室２４と、第２板部材１８側の第２室２６に区画している。区画板２０は区画部材の一例である。

以下において単に「平面視」というときは、筐体１４を平面視することをいう。この平面視の方向は、上記した板厚方向（矢印Ｔ１方向）と一致し、さらに、第１板部材１６、第２板部材１８及び区画板２０を平面視する方向と一致する。

図３に示すように、第１室２４内には、シール部材２８が配置されている。シール部材２８は、第１室２４において、シーリング剤や弾性部材（たとえばゴム）等によって、平面視で閉曲線状に形成されている。また、シール部材２８は、第１板部材１６と区画板２０とに密着している。シール部材２８の内側は、外部から液体が浸入しない止水領域３０である。なお、図３は区画板２０を第１板部材１６（第１室２４）側から見た背面図において、後述する発熱部材４０等の位置を示した図である。

シール部材２８の一部は、平面視で、区画板２０（筐体１４）の縁から内側に入り込んでおり、第１板部材１６と区画板２０の間に、筐体１４の外部と連通する外部連通領域３２が形成されている。

なお、図８及び図１０に示すように、区画板２０には、シール部材２８を収容する一対の収容壁３４が形成されている。シール部材２８は収容壁３４の間の収容溝３６に収容されることで、位置ズレや脱落が抑制されている。

図３に示すように、止水領域３０には、１枚又は複数枚の基板３８が配置されている（図３では１枚のみ図示）。また、止水領域３０内には、各種の発熱部材４０が配置されている。発熱部材４０としては、たとえば、プロセッサ等の集積回路４０Ａや、電子機器１２の電力供給を担うバッテリ４０Ｂ、電子機器１２の外部と通信を行う通信装置４０Ｃ等が挙げられる。発熱部材４０は、基板３８に搭載されて一体化されていてもよいし、基板３８とは別体で、ケーブルにより基板３８と電気的に接続されていてもよい。

区画板２０には、開口４２が形成されている。この開口４２は、金属板４４で覆われている。金属板４４は、区画板２０に対し取外分離不能に固定されていてもよいが、取外可能とすれば、取り外すことで、発熱部材４０の交換や点検が容易である。たとえば、本実施形態では、通信装置４０Ｃやバッテリ４０Ｂに対応する金属板４４は、区画板２０から取外可能とされる。金属板４４は区画部材の一例である。

図３に示すように、外部連通領域３２には、ファン４６が配置される。ファン４６は防水仕様であり、通常使用時の水分付着では基本的機能に影響がない程度の防水性を有している。図２に示すように、区画板２０には、平面視でファン４６と重なる部分の一部に通気孔４８が形成されている。通気孔４８によって、外部連通領域３２と第２室２６との間で、区画板２０を通過する空気の移動が可能である。通気孔４８は、通気路の一例である。そして、ファン４６は、駆動時に吹出し部４６Ａから空気を吹き出す。

図４に示すように、筐体１４には、第２室２６と外部との間で空気の移動を可能にする１又は複数の吸気孔５０が形成されている。特に図示の例では、筐体１４における２つの側面（手前面１４Ａ及び奥面１４Ｂ）のそれぞれに吸気孔５０が形成されている。ファン４６の駆動時には、筐体１４の外部の空気が、吸気孔５０から吸い込まれる。

筐体１４には、ファン４６の吹出し部４６Ａからの空気を排出する排気孔５６が形成されている。

図２に示すように、区画板２０及び金属板４４には、吸気孔５０からファン４６までの空気流路５４を形成する凹部５２が形成されている。凹部５２は、発熱部材４０と対向する位置、もしくは発熱部材４０からの熱が伝わりやすい位置に設けられている。ファン４６の駆動により、筐体１４の吸気孔５０から空気を吸引し、矢印Ｆ１で示すように、空気流路５４及び通気孔４８を経て、排気孔５６から外部に排出することができる。

空気流路５４は、発熱部材４０から熱が伝わる位置、たとえば、発熱部材４０と平面視で部分的に重なる位置に形成されている。

図３及び図５に示すように、基板３８とファン４６とは、複数（図示の例では４本）のケーブル５８で電気的に接続されている。ケーブル５８により、基板３８からファン４６に対する電力供給や、駆動制御信号の授受が行われる。

平面視でケーブル５８とシール部材２８とが重なる部分には、第１板部材１６とシール部材２８の間にパッキン６０が配置されている。パッキン６０は、第１止水部材の一例である。

図７に示すように、パッキン６０における、第１板部材１６との対向部分は突状に湾曲する凸面６０Ａが形成されている。第１板部材１６における、パッキン６０との接触部分は、凸面６０Ａと面接触する凹面１６Ｂが形成されている。凸面６０Ａと凹面１６Ｂとが密着することで、第１板部材１６とパッキン６０との水密性が維持される。たとえば、第１板部材１６とパッキン６０とに、形状や位置のバラツキがあっても、このバラツキを吸収して、第１板部材１６とパッキン６０とが密着する。

パッキン６０における凸面６０Ａの反対側は、シール部材２８と密着する平坦面６０Ｂである。平坦面６０Ｂには、ケーブル５８と同数のスリット６２が形成され、さらにスリット６２の奥側に密着孔６４が形成されている。密着孔６４の内径は、ケーブル５８の外径よりも小さくされている。ケーブル５８は、スリット６２に当てがわれて、スリット６２を押し広げながら圧入される。そして、ケーブル５８が密着孔６４で保持される。密着孔６４の内径はケーブル５８の外径よりも小さいので、密着孔６４の内面がケーブル５８の外面に密着する。

複数の密着孔６４はそれぞれ分離してパッキン６０に形成されており、複数のケーブル５８は、１本ごとに密着孔６４に密着状態で保持される。複数のケーブル５８が１つの密着孔６４に保持されないので、密着孔６４内では、ケーブル５８どうしの間に隙間が生じない。

区画板２０の収容壁３４は、図８に示すように、パッキン６０を第１板部材１６に向かって押しており、パッキン６０のケーブル５８に対する密着性を高めている。

また、シール部材２８には、図７及び図８から分かるように、収容壁３４の間に、パッキン６０の平坦面６０Ｂと対向するリブ６６が形成されている。リブ６６は、シール部材２８を局所的に押し潰しており、図７に示すように、シール部材２８の一部がスリット６２内に押し込まれてケーブル５８に達している。これにより、ケーブル５８、パッキン６０及びシール部材２８の水密性が維持されている。

図３に示すように、基板３８に搭載された発熱部材４０の少なくとも１つ（図示の例では集積回路４０Ａ）とファン４６における吹出し部４６Ａとの間には、ヒートパイプ６８が配置されている。

平面視でヒートパイプ６８とシール部材２８とが重なる部分には、図９〜図１１に示すように、第１板部材１６（筐体１４の一部）とヒートパイプ６８の間にパッキン７０が配置されている。パッキン７０は、第２止水部材の一例である。

ヒートパイプ６８の長手方向でパッキン７０からオフセットされた位置には、区画板２０との間に押さえ具７２が配置されている。

図１１から分かるように、区画板２０とヒートパイプ６８、パッキン７０及び第１板部材１６の間には、シール部材２８が位置しており、これらの隙間を埋めている。

区画板２０には、シール部材２８をヒートパイプ６８及びパッキン７０に押し込むリブ７４が形成されている。リブ７４がシール部材２８をヒートパイプ６８及びパッキン７０に向かって押し付けるので、シール部材２８とヒートパイプ６８及びパッキン７０との水密性が維持される。

なお、パッキン６０及びパッキン７０としては、弾性及び形状安定性を有する材料であれば適用可能である。本実施形態において、パッキン６０及びパッキン７０の材料の例としては、ゴムやエラストマを挙げることができ、これらは、固体状あるいはゲル状である。

図１０から分かるように、ヒートパイプ６８は、押さえ具７２によって、パッキン７０側に押えられている。これにより、ヒートパイプ６８は第１板部材１６に対する位置ズレが抑制されて、第１板部材１６に固定される。また、パッキン６０がヒートパイプ６８で押し込まれて一定量で撓むので、パッキン６０とヒートパイプ６８との水密性が維持される。

また、ヒートパイプ６８は、パッキン７０を第１板部材１６に向かって押し込んでおり、ヒートパイプ６８とパッキン７０との間、及びパッキン７０と第１板部材１６との間に、これらの形状や位置のバラツキがあっても、このバラツキを吸収して密着する。

次に、本実施形態の作用を説明する。

本実施形態の電子機器１２では、筐体１４の第１室２４に止水領域３０が形成されている。止水領域３０は、外部から液体が侵入しないので、止水領域３０内の発熱部材４０や基板３８（基板３８に搭載されている素子等も含む）を防水できる。

第１室の外部連通領域３２にはファン４６が配置されている。ファン４６の駆動により、図２に矢印Ｆ１で示すように、筐体１４の吸気孔５０から空気を吸引し、空気流路５４及び通気孔４８を経て、排気孔５６から外部に排出することができる。第２室２６（特に空気流路５４）を流れる空気により、第１室２４内の発熱部材４０を冷却できる。

特に、本実施形態では、区画板２０の一部に開口が形成され、この開口を塞ぐ金属板４４に発熱部材４０が接触配置されている。したがって、発熱部材４０が金属板４４（区画部材）から離間して配置されている構造と比較して、発熱部材４０から区画部材に伝わった熱を第２室２６内の空気流で冷却できるので、冷却効果が高い。

しかも、本実施形態では、区画部材の一部が金属板４４であり、金属板４４に発熱部材４０が接触している。このため、発熱部材４０が金属以外の材料の部材（たとえば樹脂部材）に接触している構造と比較して、発熱部材４０の熱が金属板４４に伝わりやく、発熱部材４０を冷却する効果が高い。

筐体１４には、吸気孔５０が形成されており、吸気孔５０の数は複数である。複数の吸気孔５０から第２室２６内に空気が流入するので、第２室２６内で気流の速さが速い箇所も複数生じる。このため、吸気孔５０が１つのみの構造と比較して、広範囲で発熱部材４０を冷却できる。

特に、図４に示したように、吸気孔５０を、筐体１４における複数の側面のそれぞれに形成した構造では、第２室２６で気流の速さが速い箇所が複数生じるので、より広範囲で発熱部材４０を冷却できる。そして、吸気孔５０を筐体１４の背面１４Ｂに設けないので、電子機器１２の美観を向上できる。

区画板２０及び金属板４４には、吸気孔５０からファン４６までの空気流路５４を形成する凹部５２が形成されている。したがって、吸気孔５０から流入した空気を、発熱部材４０と対向する位置、もしくは、発熱部材４０からの熱が伝わりやすい位置に誘導して、効果的に発熱部材４０を冷却できる。

本実施形態では、基板３８とファン４６とがケーブル５８で電気的に接続されている。ケーブル５８により、ファン４６への電力供給や、駆動制御信号の授受を行うことが可能である。すなわち、止水領域３０に配置された基板３８と、外部連通領域３２に配置されたファン４６との電気的に接続することが可能である。

しかも、シール部材２８とケーブル５８の間は、パッキン６０（第１止水部材の一例）で止水されている。したがって、シール部材２８とケーブル５８との間での液体の流れを抑制し、止水領域３０内の止水性を高く維持できる。

複数のケーブル５８は、分離した状態で（１本ずつ）、パッキン６０の密着孔６４に密着され保持される。複数のケーブル５８をまとめて保持しないので、ケーブル５８どうしの間に隙間が生じず、隙間から止水領域３０への液体の浸入を抑制できる。

パッキン６０のスリット６２のそれぞれには、シール部材２８の一部が押し込まれて入り込んでいる。スリット６２がシール部材２８によって塞がれているので、スリット６２から止水領域３０への液体の浸入を抑制できる。

本実施形態では、発熱部材４０の少なくとも１つと吹出し部４６Ａとの間にヒートパイプ６８が配置されている。発熱部材４０の熱は、ヒートパイプ６８に伝わる。そして、ヒートパイプ６８は、吹出し部４６Ａにおいて、ファン４６から吹き出される風により冷却される。すなわち、発熱部材４０は、ヒートパイプ６８を介して、ファン４６からの風により冷却されるので、ヒートパイプ６８がない構造と比較して、効果的に発熱部材４０を冷却できる。

しかも、第１板部材１６（筐体１４の一部）とヒートパイプ６８との間は、パッキン７０（第２止水部材の一例）で止水されている。したがって、第１板部材１６とヒートパイプ６８との間での液体の流れを抑制し、止水領域３０の止水性を高く維持できる。

シール部材２８は、パッキン７０の反対側からヒートパイプ６８に密着している。したがって、ヒートパイプ６８とシール部材２８との間での液体の流れも抑制し、止水領域３０の止水性を高く維持できる。

上記では、筐体１４が、第１板部材１６と第２板部材１８とを備え、区画部材が、第１板部材１６及び第２板部材１８と対向配置された区画板２０及び金属板４４である構造を挙げているが、筐体１４の構造はこれに限定されない。たとえば、筐体１４としては、単なる箱状の部材とされていてもよい。区画部材としては、板状に形成されている必要はなく、要するに、筐体１４内を第１室と第２室とに区画していれば、たとえば湾曲した部材であってもよい。上記のように、第１板部材１６と第２板部材とを対向配置すると、筐体１４の全体として薄型化できる。

さらに区画板２０及び金属板４４を、第１板部材１６及び第２板部材１８と対向配置すると、薄型化された筐体１４内を、厚み方向でさらに第１室２４と第２室２６とに区画できる。

そして、薄型化した筐体１４を有すると共に、止水領域３０内の止水性（防水性）を維持した防水型の電子機器１２において、発熱部材４０に対する冷却能力を向上させた構造実現できる。

以上、本願の開示する技術の実施形態について説明したが、本願の開示する技術は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

本明細書は、以上の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
筐体と、
前記筐体を第１室と第２室とに区画する区画部材と、
前記第１室を止水領域と外部連通領域とに区画するシール部材と、
前記止水領域に配置される１又は複数の発熱部品と、
前記外部連通領域に配置されるファンと、
前記ファンの駆動で前記区画部材を通過して前記第２室に空気が流れる通気路と、
を有する電子機器。
（付記２）
前記発熱部品の少なくとも１つが、前記区画部材に接触配置されている付記１に記載の電子機器。
（付記３）
前記筐体が、
第１板部材と、
前記第１板部材と対向して配置される第２板部材と、
を備え、
前記区画部材が、前記第１板部材及び前記第２板部材と対向配置されている付記１又は付記２に記載の電子機器。
（付記４）
前記区画板における前記発熱部品の接触部分が金属製である付記３に記載の電子機器。
（付記５）
前記第２室への空気の吸気孔が複数設けられている付記１〜付記４のいずれか１つに記載の電子機器。
（付記６）
前記止水領域内に設けられる基板と、
前記基板と前記ファンとを電気的に接続するケーブルと、
を有する付記１〜付記５のいずれか１つに記載の電子機器。
（付記７）
前記シール部材と前記ケーブルとの間を止水する第１止水部材を有する付記６に記載の電子機器。
（付記８）
前記ケーブルが複数備えられ。
前記第１止水部材が、複数の前記ケーブルを分離した状態でケーブルのそれぞれに密着して保持する密着孔を有する付記７に記載の電子機器。
（付記９）
前記第１止水部材に、前記密着孔に前記ケーブルを収容するスリットが形成され、
前記スリットに前記シール部材が部分的に入り込んでいる付記８に記載の電子機器。
（付記１０）
前記発熱部品の少なくとも１つと前記外部連通領域における前記ファンの風の吹出し部とを連通するヒートパイプを有する付記１〜付記９のいずれか１つに記載の電子機器。
（付記１１）
前記筐体と前記ヒートパイプの間を止水する第２止水部材を有する付記１０に記載の電子機器。
（付記１２）
前記シール部材が前記第２止水部材の反対側から前記ヒートパイプに密着している付記１１に記載の電子機器。

１２電子機器
１４筐体
１６第１板部材
１８第２板部材
２０区画板
２４第１室
２６第２室
２８シール部材
３０止水領域
３２外部連通領域
４０発熱部材
４４金属板
４６ファン
４６Ａ吹出し部
４８通気孔
５０吸気孔
５８ケーブル
６０パッキン
６２スリット
６８ヒートパイプ
７０パッキン

Claims

筐体と、
前記筐体を第１室と第２室とに区画する区画部材と、
前記第１室を止水領域と外部連通領域とに区画するシール部材と、
前記止水領域に配置される１又は複数の発熱部品と、
前記外部連通領域に配置されるファンと、
前記ファンの駆動で前記区画部材を通過して前記第２室に空気が流れる通気路と、
を有する電子機器。
前記発熱部品の少なくとも１つが、前記区画部材に接触配置されている請求項１に記載の電子機器。
前記筐体が、
第１板部材と、
前記第１板部材と対向して配置される第２板部材と、
を備え、
前記区画部材が、前記第１板部材及び前記第２板部材と対向配置されている請求項１又は請求項２に記載の電子機器。
前記区画板における前記発熱部品の接触部分が金属製である請求項３に記載の電子機器。
前記第２室への空気の吸気孔が複数設けられている請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の電子機器。
前記止水領域内に設けられる基板と、
前記基板と前記ファンとを電気的に接続するケーブルと、
を有する請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の電子機器。