JP3518242B2 - 電子装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、発熱素子を搭載し
た基板と素子からの熱を放熱する放熱板とを備えた第１
の筐体、と表示装置等を収容し前記第１の筐体と転回可
能にとりつけられた第２の筐体からなる電子装置の冷却
構造に関する。 【０００２】 【従来の技術】上記技術分野における従来の技術として
は、特開平７−１４２８８６号公報、特開平８−１６２
５７６号公報に見られるように、発熱素子を搭載した第
１の筐体から表示装置等を収容した第２の筐体に熱を輸
送して、第２の筐体壁面から放熱する例が開示されてい
る。 【０００３】特開平７−１４２８８６号公報（従来技術
１）では、筐体内に収容された発熱素子にとりつけられ
る放熱部材と、表示装置等を収容した第２の筐体内に設
けられた放熱部材とがフレキシブルチューブで接続さ
れ、各々の放熱部材間で冷却液を駆動させて、発熱素子
を冷却している。一方、特開平８−１６２５７６号公報
（従来技術２）では、発熱素子を搭載した第１の筐体と
表示装置等を収容した第２の筐体とを接続するヒンジを
高熱伝導率を有する材料で形成して、発熱素子にとりつ
けられる放熱部材、及び、第２の筐体内に設けられた放
熱部材とヒンジとを高熱伝導性の部材で熱的に接続して
おり、第２の筐体へ熱伝導を行って発熱素子の熱の放出
する面積を増大する技術が開示されている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】現在、携帯型パーソナ
ルコンピュータなどに代表される電子装置では、性能の
向上による素子の高発熱化とともに、筐体の薄型化、軽
量化が進んでおり、また、これらの電子装置ではバッテ
リー駆動されることが多いので、装置全体の低消費電力
化も必要になっている。 【０００５】上記従来技術１では、液駆動のための動力
を必要とする。従って、液駆動のための消費電力の増
加、液駆動装置による重量増加を生じてしまい、携帯す
る上で不利を生じてしまうという問題について考慮され
ていなかった。一方、従来技術２では特定の発熱素子だ
けを対象としており、複数の発熱素子を冷却する場合、
各々の発熱素子に対してヒンジまでの熱経路を設ける必
要があった。さらに、発熱素子からヒンジまでの熱抵抗
を小さくするため、発熱素子とヒンジとを近接して設置
する必要があった。すなわち、すべての発熱素子の温度
上昇、さらに、キーボード等の筐体表面の温度上昇を抑
えるのに、熱経路スペース、ヒンジまでの距離などの関
係で発熱素子の配線基板上でのレイアウトが制約を受
け、システム全体の高性能化が妨げられるという点につ
いて考慮されていなかった。 【０００６】また、携帯での使用を前提とする電子装置
では、筐体に搭載されたキーボードはもちろん、筐体に
も使用者が直接触れて使用される事が多く（たとえば、
膝や足の上に載せて使用する等）、装置表面の温度を適
切な範囲にすることが必要となる。しかし、素子の高性
能化に伴う発熱量の増大に伴い、素子が搭載された箇所
の近傍の筐体、筐体に搭載されているキーボードや従来
技術２のように熱が伝達された表示装置の裏面が局所的
に昇温してしまい、使用者が不快となるという問題が生
じる点については考慮されていなかった。すなわち、筐
体内部の発熱量の増加に伴い、たとえ素子を冷却して性
能を確保すると同時に、稼働時の筐体やキーボードの温
度を使用者にとって快適な温度範囲にするため、発生す
る熱量を装置に適切に分配することが必要である点は考
慮されていなかった。 【０００７】さらに、このような携帯型の電子装置にお
いては、メンテナンスや修理等の場合に、性能の向上や
製品のコストといった理由から、システムの仕様が変更
され、これに伴い筐体内部機器や素子のレイアウトが変
更されることが多くなっており、この際に冷却構造を大
きく変更しなければならないと製品コストが高くなり、
一方、十分な冷却性能を確保できない場合には高性能化
が妨げられてしまうという問題が生じる。特に、第２の
筐体に搭載された表示装置に典型的に用いられる液晶装
置では、適切な表示性能を確保する上で装置の温度に上
限があり、上記のシステムの仕様の変更や高性能化に対
応しつつ、表示装置の温度上限を越えないように、第２
の筐体への熱伝導量を調節しなければ適切な表示性能を
達成できなくなると言う問題については考慮されていな
かった。 【０００８】本発明の目的は、発熱素子の配線基板上の
レイアウトや筐体内部の機器のレイアウトに関わらず、
発熱素子、キーボードなどを収容した筐体の表面の温度
上昇を抑え、操作者に不快感を与えることなく、発熱素
子の温度を所定の温度に冷却する薄型軽量筐体に適した
冷却構造を有する電子装置を提供することにある。 【０００９】本発明の別の目的は、発熱素子や筐体内部
の機器から発生する熱量を、装置の全体に適切に分散さ
せ、発熱素子を所定の温度以下に保つ同時に、操作者に
不快感を与えない温度に筐体、キーボードを保つことが
できる冷却構造を有する電子装置を提供することにあ
る。 【００１０】さらには、筐体内部の発熱素子や機器のレ
イアウトの変更に対応して、筐体からの放熱量を調節で
きる冷却構造を有する電子装置を提供することにある。 【００１１】 【課題を解決するための手段】上記目的は、キーボード
と配線基板とが搭載された第１の筐体と表示装置が収容
され前記第１の筐体とヒンジにより転回可能にとりつけ
られた第２の筐体とを備えた電子装置において、冷却対
象である素子と、前記第１の筐体内に設置され複数もし
くは単数の前記冷却対象となる素子と第１の筐体とに熱
的に接続された第１の放熱部材と、前記第２の筐体内部
に設置された第２の放熱部材と、前記第１および第２の
放熱部材とを熱的に接続する接続手段とを備え、前記接
続手段は前記第１および第２の放熱部材との接触領域の
大きさを調節可能としたことにより達成される。 【００１２】 【００１３】 【００１４】 【００１５】 【００１６】 【００１７】 【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を用い
て、以下説明する。本発明の第１の実施の形態を図１乃
至図３に、また、図４に本実施の形態の熱抵抗回路図を
示す。図１は、携帯型パーソナルコンピュータなどに代
表される薄型電子装置の内部斜視図である。図２は、図
１に示す電子装置の実施の形態の背面斜視図、図３は、
図１に示す電子装置の実施の形態の内部を示す横断面
図、図４は、図１に示す電子装置の熱抵抗の回路を示す
模式図である。 【００１８】本実施の形態の電子装置は、ＣＰＵ（中央
演算処理ユニット）等の特に発熱量の大きい素子１（以
下、ＣＰＵと記載）を含み複数の素子を搭載したサブ配
線基板２、サブ配線基板２及び複数の素子を搭載してい
るメイン基板３、キーボード４、記憶装置５などを収容
した第１の筐体６、及び、表示装置７を収容した第２の
筐体８からなる。第１の筐体６と第２の筐体８とはそれ
ぞれの筐体両端部（図１では、片端だけを図示）９１、
９２でヒンジ９により互いに転回可能にとりつけられて
いる。ＣＰＵ１の上方にはＣＰＵ１と熱的に接続された
第１の放熱部材１０が設置され、第２の筐体８内には、
第２の放熱部材１１が表示装置７と第２の筐体８の筐体
壁との間に設置されている。 【００１９】第１の放熱部材１０は、アルミニウム、銅
等の高熱伝導性の板状部材で、端部に円筒形状部１２を
有している。円筒形状部１２は、円筒形状部材を板状部
材に金属的に接合する方法、板状部材の端部を円筒形に
丸める方法などによって成形される。一方、第２の放熱
部材１１もアルミニウム、銅等の高熱伝導性の板状部材
で、端部に円柱軸１３を有している。円柱軸１３は、円
柱状部材を板状部材に金属的に接合する方法等で形成さ
れる。第１の放熱部材１０と第２の放熱部材１１とは、
円筒形状部１２と円柱軸１３が嵌合して接続され、円柱
軸１３は、第１の放熱部材１０の円筒形状部１２の端部
（図１では左端）まで達している。円柱軸１３は、ヒン
ジ９の回転軸と同一線上にとりつけられる。なお、円筒
形状部１２と円柱軸１３の嵌合部は第１の筐体６内に収
容され、第２の放熱部材１１と円柱軸１３の接合部は、
第２の筐体８内に収容されている。 【００２０】この構造を表示部を閉じた場合の背面斜視
図によって図２にも示した。第２の放熱部材１１の円柱
軸１３との接続部と第１の放熱部材１０に設けた円筒形
状部１２とを円柱軸１３上の異なる部位で嵌合させてい
るので、第１の筐体６と第２の筐体８がいかなる角度の
時でも、ＣＰＵの熱で高温（７０℃前後）になった第
１、第２の放熱部材（１３、１２）が外部に露出するこ
となく筐体を成形できる。また、外観を損なうこともな
い。 【００２１】一方、図１では図示されていないが、他端
のヒンジ（図１の紙面左端）部では、表示装置７とメイ
ン基板３を電気的に接続する信号線が第１の筐体６から
第２の筐体８に通される。 【００２２】次に図３を用いて、本実施の形態の放熱構
造をさらに説明する。図３は、本実施の形態の内部を示
す横断面図である。第１の筐体６の底面部には、放熱部
材である放熱板１４が敷設されている。放熱板１４は、
その面積により熱の放熱量や熱の伝導量が大きく影響さ
れるので、必要に応じて筐体底面とほぼ同面積で、さら
に筐体背面まで設置される。特に、面積を大きくするこ
とで基板上の素子のレイアウトの自由度を大きくするこ
とができる。ＣＰＵ１は、サブ配線基板２上に実装さ
れ、柔軟熱伝導部材（たとえばＳｉゴムに酸化アルミな
どのフィラーを混入したもの）１５を介して拡大金属板
１６がとりつけられている。サブ配線基板２はコネクタ
１７を介してメイン基板３にとりつけられる。この時、
拡大金属板１６は、メイン基板３を貫通して放熱板１４
に設置された放熱ブロック１８に柔軟熱伝導部材１９を
介して接触し熱的に接続される。ＣＰＵ１の実装された
サブ基板２背面には、放熱部材１０が柔軟熱伝導部材２
０を介してキーボード４の直下に設置される。放熱部材
１０とキーボードのベース部（熱伝導率の高い金属製で
あることが望ましい）とは、接触もしくは柔軟熱伝導部
材（図示せず）などを用いて熱的に接続されている。な
お、放熱部材１０は、キーボードのベース部自体であっ
てもよい。 【００２３】発熱素子から放熱部材１０は、サブ基板２
上の発熱素子２−ａ、２−ｂ及びメイン基板３上の発熱
素子３−ａ等の複数の発熱素子にかぶさって設置できる
よう、できる限り広い面積であることが望ましい。さら
に、放熱部材１０は、端部に円筒形状部１２を有してい
る。一方、表示装置７を収容した第２の筐体８の内部に
も、端部に円柱軸１３を有した第２の放熱部材１１が筐
体内背面に敷設される。放熱部材１１と表示装置７と
は、両者の間にギャップ（空気断熱層）を形成し、放熱
部材１１が表示装置７を温めないように設置される。放
熱部材１０の円筒形状部１２と、放熱部材１１の円柱軸
１３とは嵌合して接続され、円柱軸１３を中心（第１の
筐体６と第２の筐体８を接続するヒンジ軸と同一直線
上）として第２の筐体８が第１の筐体６に対して転回可
能となる。放熱部材１０と放熱部材１１との接続部（円
筒形状部１２）は、放熱部材と一体とすることによって
放熱性能が向上できることはいうまでもないが、ネジ止
め等の方法で着脱可能に取り付けることによって、組み
立て性の向上を図ることもできる。 【００２４】拡大金属板１６、放熱板１４、放熱部材１
０、１１は、いずれも、面方向に熱を拡散して放熱効果
を向上させる。ＣＰＵ１で発生した熱は、柔軟熱伝導部
材１５、拡大金属板１６、柔軟熱伝導部材１９、放熱ブ
ロック１８、放熱板１４を介して筐体６の底面から外気
に放熱される熱、及び、サブ基板２、柔軟熱伝導部材２
０、放熱部材１０を介して放熱される熱とに分配され
る。さらに、放熱部材１０は、サブ基板２上の発熱素子
２−ａ、２−ｂ及びメイン基板３上の発熱素子３−ａ等
の複数の発熱素子とも熱的に接続されている。サブ基板
２上の発熱素子２−ａ、２−ｂ及びメイン基板３上の発
熱素子３−ａ等の複数の発熱素子からの熱も、空気中の
熱伝導、輻射放熱によって直接、また、基板内への熱伝
導を介して間接的に放熱部材１０に伝熱される。放熱部
材１０に伝熱された熱は、一部がキーボード４を介して
外気に放熱され、残りの熱が放熱部材１０と放熱部材１
１の嵌合部（１２及び１３）から放熱部材１１に熱伝導
され第２の筐体８の壁を介して外気に放熱される。な
お、放熱部材１０は、サブ基板２及びメイン基板３上の
複数の発熱素子にかぶさって設置しているので、サブ基
板２内の素子の配置、さらに、サブ基板２のメイン基板
３上への搭載位置に関わらず、各々の基板上の素子の熱
は、放熱部材１０に伝熱される。 【００２５】図４に本実施の形態の熱抵抗の回路を示す
模式図を示し、本実施の形態の効果を説明する。ＣＰＵ
から外気までは、多数の熱経路が複雑に関係している
が、相互に及ぼす影響の大きな部分を示すと、ＣＰＵか
ら第１の筐体の底面の放熱部材と底面とを介して外気に
放熱される経路（熱抵抗：Ｒ１）、及び、ＣＰＵから第
１の放熱部材であるキーボード側の放熱部材を介して
（熱抵抗：Ｒ２）放熱される経路に分けられる。なお、
前記のように、これらの第１の筐体内の放熱部材は、Ｃ
ＰＵ以外の発熱素子からの熱も受熱するが、ここでは、
簡単に、ＣＰＵの発熱だけに注目して説明する。 【００２６】ＣＰＵからキーボード側の放熱部材を介し
て放熱される経路は、さらに、第１の放熱部材からキー
ボード表面を介して外気に放熱される経路（熱抵抗：Ｒ
３）、及び、第１の放熱部材と第２の放熱部材との嵌合
部（熱抵抗：Ｒ４）を介して、第２の放熱部材から表示
装置を収容した第２の筐体背面を介して外気に放熱され
る経路（熱抵抗：Ｒ５）に分けられる。それぞれの熱抵
抗の現状の技術レベルでの典型的な概略の大きさは、そ
れぞれ、Ｒ１＝１６℃／Ｗ、Ｒ２＝６℃／Ｗ、Ｒ３＝８
℃／Ｗ、Ｒ５＝１０℃／Ｗである。第１の放熱部材と第
２の放熱部材との嵌合部の熱抵抗Ｒ４は、たとえば、そ
れぞれの材質がアルミニウムで、円筒形状部の内径及び
外径がそれぞれ４ｍｍ、６ｍｍ、ギャップ１０μｍ、嵌
合長さ１５ｍｍの場合、 Ｒ４＝約３．７℃／Ｗであ
る。従って、ＣＰＵから外気までの全熱抵抗Ｒは、Ｒ＝
１／（１／Ｒ１＋１／（Ｒ２＋Ｒ３））＝約６．５℃／
Ｗである。現状の典型的なＣＰＵの発熱量は８Ｗ程度で
あり、今後ＣＰＵの発熱量の値は増加する傾向にあるこ
とから、この値を用いて概略の放熱量を求めてみると、
筐体底面から外気に放熱される熱量が３．３Ｗ、キーボ
ード表面から外気に放熱される熱量が３．０Ｗ、第２の
筐体背面から外気に放熱される熱量が１．７Ｗである。
また、ＣＰＵ温度は、外気温３５℃とすると８７℃とな
る。一方、本発明を用いない場合、すなわち、図４の破
線で囲まれた放熱経路が無い場合の全熱抵抗Ｒは、Ｒ＝
１／（１／Ｒ１＋１／（Ｒ２＋Ｒ３））＝７．５℃／Ｗ
である。この場合の放熱量は、筐体底面から外気に放熱
される熱量が３．７Ｗ、キーボード表面から外気に放熱
される熱量が４．３Ｗであり、ＣＰＵ温度は、９５℃と
なる。従って、本発明の実施の形態の場合、本発明の上
記構成を用いない場合に比べ、ＣＰＵ温度を１３％（外
気温との温度差を基準）、キーボード表面からの放熱量
を３０％低減できる。 【００２７】一方、使用者、操作者の触れるキーボード
表面温度についてみてみる。本発明の実施の形態によれ
ば、キーボード表面からの放熱量が４．３Ｗから３．０
Ｗに低減される。これにより、キーボード表面から外気
までの熱抵抗（現状の典型的な値：約３℃／Ｗ）を考慮
すると、キーボード表面の外気温からの温度上昇は、１
２．９℃から９．０℃となり、経験的に不快とされる外
気温との温度差１０℃以下に保つことができる。すなわ
ち、ＣＰＵの発熱量８Ｗ以上に対して、キーボード表面
温度の外気温からの温度上昇を１０℃以下に抑えるに
は、第２の筐体に１．７Ｗ以上の熱量を輸送し、キーボ
ード表面からの放熱量が３．３Ｗ以下になるように各部
の熱抵抗を設計すればよい。 【００２８】第１の放熱部材と第２の放熱部材との嵌合
部の熱抵抗Ｒ４は、円筒形状部と円柱軸との嵌合のギャ
ップの大きさ、及び嵌合長さに依存する。一例として、
各々の材質がアルミニウムで、円筒形状部の内径及び外
径がそれぞれ４ｍｍ，６ｍｍの場合、熱抵抗Ｒ４は、嵌
合のギャップの大きさ、及び嵌合長さに応じて以下のよ
うに求められる。すなわち、ギャップの大きさを１０、
２０、３０（μｍ）と変えたときのＲ４（℃／Ｗ）は各
々、３．７，５．９，９．６となる（ただし、嵌合長さ
は１５ｍｍに固定した場合）。一方で、嵌合長さを１
０，１５，２０ｍｍと変えたときのＲ４（℃／Ｗ）は各
々、４．６，３．７，３．６となる（ギャップを１５μ
ｍで固定した場合）金属を用いた場合、通常の機械加工
の精度であれば、１０〜３０μｍ程度のギャップはたや
すく得られる。上記は、円柱部材と円筒部材とが空気層
を介して熱伝導される場合であるが、熱伝導性のグリー
スやオイルなどを介在させることによって熱抵抗を大幅
に低減することもできる。たとえば、ギャップ１０μ
ｍ、嵌合長さ１５ｍｍの場合、熱伝導性のグリースを介
在させると、Ｒ４＝１．２℃／Ｗとほぼ１／３に低減さ
れる。 【００２９】上記のような構成とすることで、第１の筐
体内部で発生する熱が、第１筐体底面の放熱部材あるい
はキーボード裏面の放熱部材より、接続手段を介して、
第２の筐体の放熱部材に伝導されて放熱されるので、第
１の筐体の底面、キーボード等の使用者が実際に触れる
部分に伝わる熱量を減少させてこれらの温度を使用者が
不快となる温度以下に保ち使用時の快適さを向上するこ
とができる。 【００３０】また、第１の筐体の第１の放熱部材は複数
の素子をカバーする面積を有し、例えばメインの基板と
同等あるいは第１の筐体の底面と同一の面積に敷設され
ているので、第１の放熱部材に熱的に接続された複数の
素子の熱は、素子のレイアウトに関わらず、確実に接続
手段から第２の放熱部材に伝導される。すなわち、第１
の筐体内部の素子のレイアウト、ひいては基板を含む機
器のレイアウトに対する冷却や放熱からの制約条件を著
しく小さくし、システムの動作の高性能化に適した素子
や機器のレイアウトを採用することができるとともに、
メンテナンス時やシステムの仕様変更時等に伴う発熱素
子や基板に関する配線の変更などに対しても大幅な冷却
構造の変更無しに対応でき、製造のコストを低減でき
る。さらに、サブの基板上の発熱素子からの熱ををメイ
ンの基板を貫通させて、第１の放熱部材に伝導するの
で、基板上の平面の方向のレイアウトのみでなく基板の
上下方向への自由度、すなわち発熱素子の熱をキーボー
ド、底面の双方にも熱伝導することができ、素子や機器
のレイアウトの自由度をさらに大きくして、製造コスト
や高性能化に有利な配置を実現できる。 【００３１】また、発熱素子や第１の筐体内部の機器よ
り発生する熱は、第１の放熱部材（筐体の底面側もしく
は素子のキーボード側）から第１の筐体、あるいはキー
ボードへ伝導され外部へ放出される。同時にこの第１の
放熱部材に熱的に接続された第２の筐体から外部へと放
出される。つまり、筐体の内部で発生する熱が各筐体に
分散されて筐体表面より外部に放出されるので、筐体表
面が局所的に昇温したり、使用者が不快になるまで昇温
したりすることがなく、素子の冷却のみならず人が触れ
る筐体も適切に冷却できる。 【００３２】また、第１、第２の放熱部材の接続部で
の、両放熱部材の接続の面積、つまり熱伝導の面積を調
節可能とすることにより、冷却構造を大きく変更するこ
となく、発熱素子の発熱量の増大や、高性能化に対応し
て、第１、第２の放熱部材からの外部への放熱量を調節
でき、筐体内部からの発熱の量を筐体全体へ分散する分
配を簡単に調節できる。 【００３３】図７は、本発明にかかる電子装置の第３の
実施の形態を示す斜視図である。図４で説明した第１の
実施の形態の熱回路の模式図によれば、第１の放熱部材
と第２の放熱部材との接続部材から、第２の放熱部材を
介し第２の筐体壁面までの熱抵抗（Ｒ４＋Ｒ５）を小さ
くするのがＣＰＵの温度低減及びキーボード放熱量の低
減に有効である。すなわち、上記実施の形態において
は、第１、第２の放熱部材の接続部材の接続部分から第
２の放熱部材側へ熱が伝導する。したがって、この接続
部分での接続面積をできるだけ大きくすることにより、
上記Ｒ４を小さくする、また、第１の実施の形態のよう
に、上記接続部材が第１及び第２の筐体を接続した場合
の加重を直接支える部材でない場合には、剛性を低減し
ても熱伝導効率のより良い構造とすることができるの
で、例えばチューブ構造としたものを図７に示す。図７
は、本発明にかかる電子装置の第１の実施の形態を示す
斜視図である。 【００３４】図７に示す本実施の形態では、第１の筐体
内に収容され、ＣＰＵと熱接続される第１の放熱部材１
０、及び、第２の筐体内に収容され、表示装置と筐体壁
面間に設置される第２の放熱部材１１のみを示した。Ｃ
ＰＵと熱的に接続された第１の放熱部材１０、第２の放
熱部材１１は、それぞれ、端部に円筒形状部１２、１３
を有している。円筒形状部１２、１３は、Ｌ字状に曲げ
たヒートパイプ２２に嵌合されている。第１の放熱部材
１０の円筒形状部１２とヒートパイプ２２とは、ギャッ
プ（１０〜２０μｍ程度）を有してはめ込まれており、
ヒートパイプ２２のまわりに回転できるようになってい
る。筐体への設置においては、このヒートパイプ回転軸
２２−ａとヒンジの回転軸は同一直線上に設置される。
一方、第２の放熱部材１１の円筒形状部１３とヒートパ
イプ２２とは、第２の放熱部材１１の端部全体を丸めカ
シメられて固定される。 【００３５】本実施の形態によれば、第１の放熱部材１
０を介してヒートパイプ回転軸２２−ａに熱伝導された
ＣＰＵの熱は、ヒートパイプによって第２の放熱部材１
１の端部全体に伝熱され、第２の放熱部材１１全体への
熱拡散を効率よく行うことができる。従って、第１の放
熱部材から第２の放熱部材を介し第２の筐体壁面までの
熱抵抗を小さくすることができる。 【００３６】以上の実施の形態では、説明の便宜上キー
ボード側の放熱部材を第１の放熱部材１０として説明し
たが、第１の筐体の底面側の放熱部材１４を第１の放熱
部材としても、本明細書に開示する発明の技術思想に何
らの相違はない。 【００３７】通常、表示装置７とメイン基板３との電気
的な接続は、多数の信号線で行われることが多い。従っ
て、機種によっては、信号線２１がヒンジ９の設けられ
る筐体の両端において、第１の筐体６から第２の筐体８
に通される。上記第１の実施の形態では、一つのヒンジ
部で第１の筐体６から第２の筐体８へ熱伝導する構造の
設置と信号線の配線を同時にはできない。そこで、第１
の筐体６から第２の筐体８へ熱伝導する構造と信号線２
１の配線をヒンジ部において同時に実現することによ
り、同一の接続部分において、信号配線と熱伝導を行う
構造としても良い。このような実施の形態を図５、図６
に示す。 【００３８】次に示す、図５及び図６は、本発明の電子
装置にかかる第２の実施の形態を示す斜視断面図であ
る。図１に示した例と同様に、ＣＰＵと熱的に接続され
た第１の放熱部材１０は、端部に円筒形状部１２を有し
ている。円筒形状部１２は、ヒンジ９の軸９３に適切な
ギャップ、例えば１０〜２０μｍ程度のすき間を介して
はめ込まれており、軸９３のまわりに回転できるように
なっている。一方、第２の筐体８内には、第２の放熱部
材１１が表示装置７と第２の筐体８の筐体壁との間に設
置されており、第２の放熱部材１１と部材９３−ａ（ヒ
ンジ軸９３と一体が望ましい）は第２の筐体８ととも
に、例えばネジ９４、９５により固定される。ＣＰＵで
発生した熱は、第１の放熱部材１０を介して、その一部
が第１の放熱部材１０の上方に設置されたキーボード表
面（図では省略）から外気へ放熱され、残りの熱は、ヒ
ンジ９の軸を介して第２の放熱部材１１に熱伝導され、
第２の筐体８の筐体壁から外気へ放熱される。 【００３９】図５に示した実施の形態では、ヒンジ９自
体を熱伝導部材としても活用するが、ヒンジ軸にとりつ
けられた第１の放熱部材１０を省略し、若干放熱性能を
落としても構造を簡略化することによって低コスト化を
図ることも可能である。この場合の実施の形態を図６に
示す。本実施の形態では、ヒンジ９を高熱伝導性でかつ
機械強度を有する材料で形成し、ヒンジの足９１−ａ，
９１−ｂを第１の筐体６および第１の筐体６底部に設置
された放熱板１４とともに固定する。第２の筐体８の内
部構造は図５と同様である。ヒンジ９は、軸９−ａと一
体に形成されたフランジ部９−ｂ，９−ｄが第２の筐体
８に接続された部材９−ｃと押しつけられて強度を発生
している。この図には示していないが、部材９−ｃをフ
ランジ部９−ｂ，９−ｄとで挟み込んで押圧する部材に
よりさらに、９−ｃ部の幅を軸９−ａの方向に大きくと
ることにより、軸９−ａとの接触面積を増大させ、軸９
−ｃと９−ａ部との熱抵抗を低減させている。ＣＰＵで
発生した熱の一部は、放熱板からヒンジの足９１−ａ、
９１−ｂ、ヒンジ軸９−ａを介し、第２の筐体８内に設
置された第２の放熱部材１１に熱伝導される。従って、
本実施の形態によれば、ヒンジ９だけでＣＰＵの熱の一
部を第２の筐体から外気に放熱できる。本実施の形態
は、他の実施の形態と併用することによって放熱性能を
向上できることは言うまでもない。 【００４０】図８乃至図１０を用いて、図１及び図５に
示した実施の形態における第１の放熱部材と第２の放熱
部材の接続手段にかかる他の例を説明する図８乃至図１
０は、本発明にかかる電子装置の実施の形態における放
熱部材の嵌合部を示す図である。図１、５に示した実施
の形態では、両者の嵌合部が円柱面と円筒面とを組み合
わせた場合を示したが、図８に示す接続手段では、両者
の嵌合ギャップ部での熱抵抗をより低減させる構造の実
施の例を示している。第１の放熱部材１０に形成された
円筒形状部１２及び第２の放熱部材１１に形成された円
柱軸１３にネジ加工３１、３２を施し表面積を増大させ
ている。表示装置を収容した筐体（第２の放熱部材１１
を設置）は、ＣＰＵ等を搭載した本体の筐体（第１の放
熱部材１０を設置）に対して最大でも１８０度倒れると
すると、第１の放熱部材と第２の放熱部材の嵌合部は、
最大でもネジの１／２ピッチ軸方向(ＪＩＳ細目ネジの
場合、軸直径５ｍｍに対し０．２５ｍｍ)にスライドす
ることになる。従って、円筒形状部１２及び円柱軸１３
との間に１／２ピッチ以上のギャップを設ける、あるい
は、第１の放熱部材と第２の放熱部材との間の変位を吸
収できるできる構造（たとえば、図３に示した柔軟熱伝
導部材２０を用いて第１の放熱部材１０と発熱部を接続
する構造）とする。 【００４１】図１２は、第２の放熱部材１１に対して
も、第１の放熱部材１０と同様、ネジ部の嵌合構造とし
た実施の例を示す。図１２に示したのは、円筒状部材１
２のみでなく、第２の放熱部材側の円筒状部材３７の内
側にも雌ネジ部を備えた構成である。２つの円筒状部材
１２、３７には、雄ネジ部材３６が嵌挿されることで、
放熱部材１０、１１が結合される。雄ネジ部３６はその
端面に切り欠き部を備えており、この切り欠きを利用し
て工具を用いて雄ネジ部３６をその軸の方向に移動自在
として、第１の放熱部材１０と第２の放熱部材１１との
嵌合長ｌを変化させて接続の面積、すなわち熱伝導の面
積を調節することができる。この場合、全軸上にネジ部
を施すことができ、雄ネジ部材３６は、第１及び第２の
放熱部材１０、１１に対して自由にスライドすることが
できるので、放熱部材と中心軸との接触面積の制御、す
なわち熱抵抗の制御が可能となり、またその調節も容易
であり特別な器具を要しない。したがって、メンテナン
スや製品の仕様を変更した場合でも、キーボード４や第
１の筐体６底面を所望の温度以下にするために大きな冷
却構造を変更する必要がないので、発熱量の増大や性能
の向上に対応でき、メンテナンス時やシステムの仕様変
更時等に伴う発熱素子や基板に関する配線の変更などに
対しても大幅な冷却構造の変更無しに対応でき、製造の
コストを低減できる。さらに、第１の放熱部材と第２の
放熱部材の嵌合部での接続面積が拡大されているので、
第１の放熱部材と第２の放熱部材の熱抵抗を小さくでき
でが熱的に接続できる。 【００４２】図９に嵌合部の他の実施例を示す。この実
施の例は、第１及び第２の放熱部材に設ける円筒形状部
及び円柱軸を簡易な加工法によって形成した例である。
本実施例では、第２の放熱部材１１の端部に丸曲げ加工
された部材１０１を接続している。一方、第１の放熱部
材１０の端部にも丸曲げ加工された部材１００が接続さ
れており、この両者に円柱形状の部材１３が嵌挿され
て、両者が接続される。この場合、第１の放熱部材１０
の丸曲げ部と円柱軸１３との間にはギャップ３３が設け
られ、第１、第２の放熱部材１０、１１が互いに回転可
能に接続される。この円柱形状部材１３も第１の実施の
形態と同様に、嵌挿されて嵌合する長さを調節すること
で、第１の放熱部材と第２の放熱部材との間の接続面積
を変化させてこれらの間の熱抵抗を変化させることがで
きる。この調節を容易とするため、円柱形状部材１３は
その表面に目安となる目盛１３−ａを備えており、所望
の熱伝導量もしくは熱抵抗に調節することが簡単とな
る。また、この例によれば、板部材と丸棒部材だけで、
しかも、簡単な方法で嵌合部が形成され、低コスト化も
図れる。 【００４３】第１、第２の放熱部材は、放熱性能の点か
ら、板厚が厚いほど望ましい。しかし、図９に示した接
続手段の場合、板端部加工は、板厚が厚いほど困難にな
り、加工精度も出にくい。図１０に示す接続手段は、こ
の点を改良した例である。本実施の例では、放熱性能上
必要な厚さの１／２の厚さの板部材３４、３５を、中心
から中心軸１３のまわりに円筒形状に丸曲げし、端部で
第１の放熱部材１０及び第２の放熱部材１１を挟み込ん
でいる。本実施例では、第１、第２の両放熱部材につい
て本構造を用いているが、いずれかの放熱部材について
だけ他の方式、たとえば、図９に示した構造を用いても
良い。本実施例によれば、同じ放熱性能でも板厚を１／
２にできること、及び、板の中心で曲げることができる
ことによって加工が容易になるとともに、円筒形状部３
４と中心軸１３とのギャップの精度も向上できる。従っ
て、ギャップを小さく抑えること、すなわち、ギャップ
での熱抵抗を低減することができる。 【００４４】図１１に第１の放熱部材と第２の放熱部材
との接続部の他の実施例を示す。この例では、第１の放
熱部材１０と第２の放熱部材１１とを高熱伝導性材料で
形成した薄板材３７（たとえば、厚さ５０μｍ〜０．１
ｍｍの銅板、リン青銅板など）で接続した。図１１
（ａ）では、薄板材３７と第１、第２の放熱部材１０、
１１とは、たとえば、ネジ３８による固定等の方法で接
続されている。第１の放熱部材１０と第２の放熱部材１
１との接続を薄板材３７で行った場合、薄板材３７が屈
曲することによって、第１の筐体６と第２の筐体８との
間の動きに追従したフレキシブルかつ熱的な接続がされ
る。また、接続部の熱抵抗を低減するために複数枚の薄
板を積層してもよい。この場合、放熱部材間のフレキシ
ビリティを保つために、お互いの薄板は、放熱部材との
接続部を除いて接合しない。ここで、図１０に示すよう
に薄板材３７は第１の筐体１の第１の放熱部材１０に、
複数のネジを用いて押圧して接続し、この接続するネジ
の本数を変化させることで第１および第２の放熱部材の
接続部材である薄板部材３７の接続部の熱抵抗を調節し
ても良い。２つの部材同士の接触部での熱抵抗は接触圧
力が大きい程、見かけの接触面積は同一でも実際の接触
面積は増加しているので、熱抵抗を小さくすることがで
きる。 【００４５】さらに、図１１（ｂ）に示したように、薄
板部材３７の第１の放熱部材１０との接続部分を湾曲さ
せ、この湾曲部にネジ３８等の薄板部材３７を放熱部材
１０に押圧する手段により固定しても良い。このように
することで、図１１（ａ）より少ない押圧手段で、薄板
部材３７と放熱部材１０との接触面積を調節することが
可能となり、より容易に熱抵抗を調節できる。 【００４６】また、第１、第２の放熱部材の接続部で
の、両放熱部材の接続の面積、つまり熱伝導の面積を調
節可能とすることにより、冷却構造を大きく変更するこ
となく、発熱素子の発熱量の増大や、高性能化に対応し
て、第１、第２の放熱部材からの外部への放熱量を調節
でき、筐体内部からの発熱の量を筐体全体へ分散する分
配を簡単に調節して、素子の冷却と同時に筐体も適切に
冷却できる。 【００４７】本実施の形態によれば、簡単な構造でフレ
キシブルかつ熱的な接続部が形成され、低コスト化も図
れる。また、上記に示した例では、第１および第２の放
熱部材の接続手段の第１の放熱部材との接続側に、熱抵
抗の調節手段を設けているが、第１の放熱部材の側のみ
に限らず他方に設けても同様の効果が得られることは言
うまでもない。 【００４８】 【発明の効果】本発明によれば、発熱素子の配線基板上
のレイアウトや筐体内部の機器のレイアウトに関わら
ず、発熱素子、キーボードなどを収容した筐体の表面の
温度上昇を抑え、操作者に不快感を与えることなく、発
熱素子の温度を所定の温度に冷却する薄型軽量筐体に適
した冷却構造を有する電子装置を提供することができ
る。 【００４９】さらに、発熱素子や筐体内部の機器から発
生する熱量を、装置の全体に適切に分散させ、発熱素子
を所定の温度以下に保つ同時に、操作者に不快感を与え
ない温度に筐体、キーボードを保つ冷却構造を有する電
子装置を提供することができる。 【００５０】さらには、筐体内部の発熱素子や機器のレ
イアウトの変更に対応して、筐体からの放熱量を調節で
きる冷却構造を有する電子装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明にかかる電子装置の第１実施の形態を示
す斜視断面図である。 【図２】図１に示す電子装置の実施の形態の背面斜視図
である。 【図３】図１に示す電子装置の実施の形態の内部を示す
横断面図である。 【図４】図１に示す電子装置の熱抵抗の回路を示す模式
図である。 【図５】本発明にかかる電子装置の第２の実施の形態を
示す斜視断面図である。 【図６】図５に示す実施の形態の放熱部材の接続手段を
示す斜視断面図である。 【図７】本発明にかかる電子装置の第１の実施の形態を
示す斜視図である。 【図８】本発明にかかる電子装置の放熱部材の接続手段
の例を示す断面図である。 【図９】本発明にかかる電子装置の別の放熱部材の接続
手段の例を示す断面図である。 【図１０】本発明にかかる電子装置の他の放熱部材の接
続手段の例を示す斜視図である。 【図１１】本発明にかかる電子装置の他の放熱部材の接
続手段の例を示す斜視図である。 【図１２】本発明にかかる電子装置の他の放熱部材の接
続手段の例を示す斜視図である。 【符号の説明】 １…ＣＰＵ、６…第１の筐体、８…第２の筐体、９…ヒ
ンジ、１０…第１の放熱部材、１１…第２の放熱部材、
１２…円筒形状部、１３…円柱軸、１４…放熱板であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 毅 神奈川県海老名市下今泉810番地 株式 会社 日立製作所 オフィスシステム事 業部内 (72)発明者 永島 正章 神奈川県海老名市下今泉810番地 株式 会社 日立製作所 オフィスシステム事 業部内 (72)発明者 近藤 義広 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所 機械研究所内 (56)参考文献 特開 平９−6481（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−204373（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−142886（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−76892（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−202083（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−243434（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−354010（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−162576（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−44269（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−261672（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05K 7/20

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】キーボードと配線基板とが搭載された第１
   の筐体と表示装置が収容され前記第１の筐体とヒンジに
   より転回可能にとりつけられた第２の筐体とを備えた電
   子装置において、冷却対象である素子と、前記第１の筐
   体内に設置され複数もしくは単数の前記冷却対象となる
   素子と第１の筐体とに熱的に接続された第１の放熱部材
   と、前記第２の筐体内部に設置された第２の放熱部材
   と、前記第１および第２の放熱部材とを熱的に接続する
   接続手段とを備え、前記接続手段は前記第１および第２
   の放熱部材との接触領域の大きさを調節可能としたこと
   を特徴とする電子装置。