JP3637176B2 - 電子機器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、動作時に内部損失により発熱する回路素子と、この回路素子の熱を伝導するヒートパイプと、このヒートパイプの熱を放出する放熱ファンとを筐体内に有してなる電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
ポータブルコンピュータ、携帯情報処理端末等の携帯型電子機器に於いては、動作時に内部損失により発熱するCPUチップ等の回路素子を筐体内の回路基板に実装しており、これらの回路素子を効率よく冷却するための放熱機構を必要とする。
【0003】
この種機器に於いては、本体の小形化を図るため、筐体内に、空冷ファン、ヒートシンク等の放熱機構を実装するための十分なスペースを割くことができず、ヒートシンクの表面積も狭くせざるを得ないことから、キーボード下の板金をヒートシンク代わりにしたり、又は筐体内の狭い空間を利用して熱伝導体を介在し放熱板を設ける等の放熱対策がとられる。
【0004】
しかしながらこの種の放熱対策は放熱効果に限界が生じ、CPUの性能をフルに発揮することができない。そこで従来では動作時に発熱を伴うCPUチップ等の近傍に温度センサを設けて、動作時に発熱を伴うCPUチップ等の温度を測定し、その温度レベルによって動作クロックレベルを下げることにより発熱部の温度上昇を抑制する等の熱対策が採られる。
【0005】
このようにポータブルコンピュータ、携帯情報処理端末等の携帯型電子機器に於いて、従来では放熱機構の許容される実装スペース面から十分な放熱効果をもたせることができず、従って長時間に亘る高速CPUクロックによる高負荷の処理動作を継続できない等、動作性能に影響を及ぼしていた。
【0006】
この際の従来のポータブルコンピュータに適用される、ヒートパイプと放熱ファンとを用いた放熱構造を図9に示している。
この図9に示す放熱構造は、ヒートパイプ01に面接触したヒートシンク02に放熱ファン04を捩子止め03により取り付けている。尚、ヒートパイプ01とヒートシンク02も捩子止め03により、一体結合される。
【0007】
しかしながら、このような従来の放熱構造に於いては、構成部品点数が多くなることから、コスト高を招くとともに、組み立てが繁雑化し、従って生産性並びに経済性の面で問題があった。
【0008】
更に、上記した従来の放熱構造に於いては、動作時に内部損失により発熱する回路素子の熱がヒートパイプ01、及びヒートシンク02を介して、放熱ファン04に導かれるため、構造上、熱抵抗が大きく、従って熱の伝導効率(冷却効率)が悪いという問題があった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来の放熱構造に於いては、構成部品点数が多くなることから、コスト高を招くとともに、組み立てが繁雑化し、従って生産性並びに経済性の面で問題があった。更に、上記した従来の放熱構造に於いては、動作時に内部損失により発熱する回路素子の熱がヒートパイプ、及びヒートシンクを介して、放熱ファンに導かれるため、構造上、熱抵抗が大きく、従って熱の伝導効率(冷却効率)が悪いという問題があった。
【0010】
本発明は上記実情に鑑みなされたもので、動作時に内部損失により発熱する回路素子と、この回路素子の熱を伝導するヒートパイプと、このヒートパイプの熱を放出する放熱ファンとを筐体内に有してなる電子機器に於いて、構成部品点数を大幅に削減して、最小の部品点数により放熱ファンとヒートパイプを接続でき、これにより構成及び組み立て工数を著しく簡素化できるとともにコストの低減化が図れ、しかも低熱抵抗で放熱ファンとヒートパイプとを接続できる、生産性並びに経済性の面で有利な構成をなす放熱効果の高い電子機器を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、熱伝導材で構成された扁平状箱形構体内にファン本体を設けた水平型の放熱ファンと、前記放熱ファンの前記構体に、前記放熱ファンの通気方向に穿設された貫通孔と、前記放熱ファンの前記構体に、前記貫通孔に連通して設けられた切り割り溝と、前記切り割り溝を締付ける締付け捩子と、前記貫通孔に嵌挿され、前記締付け捩子により前記切り割り溝を締付けて前記放熱ファンの前記構体に固定された、動作時に内部損失により発熱する回路素子の熱を伝導するヒートパイプとを具備した電子機器が提供される。
【0016】
上記したような本発明の放熱構造を用いることにより、構成部品点数を大幅に削減でき、最小の部品点数により放熱ファンとヒートパイプを接続できることから、構成及び組み立て工数を著しく簡素化できるとともに、コストの低減化が図れ、しかも放熱ファンとヒートパイプとを低熱抵抗で接続できる、生産性並びに経済性に優れた放熱効果の高い電子機器の放熱構造が実現できる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図1は本発明の第1実施形態を説明するための分解斜視図である。
この第1実施形態は、熱伝導材で構成された水平型放熱ファンの構体にヒートパイプ止め金具を取り付け、この止め金具によりヒートパイプを放熱ファンの構体に押し当てて、ヒートパイプを放熱ファンに直接固定する放熱構造を特徴とする。
【0018】
図1に於いて、11は水平型の放熱ファンであり、11aはファン本体(羽根)、11bは熱伝導材(熱伝導性の高い金属)で構成された当該水平型放熱ファンの箱形構体、11cはこの構体11bのヒートパイプ取り付け側の面部に設けられたヒートパイプ嵌合溝である。
【0019】
12は上記水平型放熱ファンの構体11bに、捩子止め14により取り付けられるヒートパイプ止め金具であり、12aは当該金具のヒートパイプ当接面部に設けられたヒートパイプ嵌合溝である。
【0020】
13は動作時に内部損失により発熱する回路素子の熱を伝導するヒートパイプである。
上記ヒートパイプ13は、その先端部分が、ヒートパイプ止め金具12の捩子止め14による締め付けにより、放熱ファン11のヒートパイプ嵌合溝11cとヒートパイプ止め金具12のヒートパイプ嵌合溝12aとに嵌合し、放熱ファン11とヒートパイプ止め金具12に挟まれた状態で、水平型放熱ファンの構体11bに押し当てられる。これによってヒートパイプ13が放熱ファン11に直接固定される。
【0021】
このようにして、最小の部品点数により放熱ファン11とヒートパイプ13を接続できることから、構成及び組み立て工数を著しく簡素化でき、製造コストを低減できる。更に、放熱ファン11とヒートパイプ13とを低熱抵抗で接続できることから、放熱効果を高めて、かつ放熱構造全体をコンパクトに構成できる。
【0022】
図2は本発明の第2実施形態を説明するための分解斜視図である。
この第2実施形態は、熱伝導材で構成された水平型放熱ファンの構体一部に、ヒートパイプの嵌挿孔と、この嵌挿孔に連通する切り割り溝とでなるヒートパイプ嵌挿部とを設け、ヒートパイプ嵌挿部の嵌挿孔にヒートパイプを嵌挿し、ヒートパイプ嵌挿部の切り割り溝(クランプ)を締付け捩子(クランプ捩子)で締付けることにより、ヒートパイプを放熱ファンに直接固定する放熱構造を特徴とする。
【0023】
図2に於いて、21は水平型の放熱ファンであり、21aはファン本体(羽根)、21bは熱伝導材(熱伝導性の高い金属)で構成された当該水平型放熱ファンの箱形構体、21cはこの構体21bに形成された、ヒートパイプの嵌挿孔c1と、この嵌挿孔c1に連通する切り割り溝(クランプ)c2とでなるヒートパイプ嵌挿部である。
【0024】
22は上記水平型放熱ファンの構体21bに形成されたヒートパイプ嵌挿部21cの切り割り溝c2を締付ける、先端部が構体21bに螺合された締付け捩子(クランプ捩子)である。
【0025】
23は動作時に内部損失により発熱する回路素子の熱を伝導するヒートパイプである。
この第2実施形態に於いては、ヒートパイプ23を構体21bのヒートパイプ嵌挿部21cに嵌挿した後、締付け捩子(クランプ捩子)22により、ヒートパイプ嵌挿部21cの切り割り溝(クランプ)c2を締付ける。これにより、ヒートパイプ23がヒートパイプ嵌挿部21c内で締め付けられ、ヒートパイプ23が放熱ファン21に直接固定される。
【0026】
このようにして、最小の部品点数により放熱ファン21とヒートパイプ23を接続できることから、構成及び組み立て工数を著しく簡素化でき、製造コストを低減できる。更に、放熱ファン21とヒートパイプ23とを低熱抵抗で接続できることから、放熱効果を高め、かつ放熱構造全体をコンパクトに構成できる。
【0027】
図3は本発明の第3実施形態を説明するための分解斜視図である。
この第3実施形態は、熱伝導材で構成された水平型放熱ファンの構体一部に、ヒートパイプの嵌挿孔と、この嵌挿孔と構体面部との間に穿設された捩子孔とを設け、ヒートパイプ嵌挿部の嵌挿孔にヒートパイプを嵌挿し、ヒートパイプ嵌挿部の捩子孔より締付け捩子によりヒートパイプを嵌挿孔に押し当てて、ヒートパイプを放熱ファンに直接固定する放熱構造を特徴とする。
【0028】
図3に於いて、31は水平型の放熱ファンであり、31aはファン本体(羽根)、31bは熱伝導材(熱伝導性の高い金属)で構成された当該水平型放熱ファンの箱形構体、31cはこの構体31bに形成されたヒートパイプの嵌挿孔、31dはこの嵌挿孔31cと構体面部との間に穿設された捩子孔である。
【0029】
32は上記水平型放熱ファンの構体31bに設けられた捩子孔31dに螺合されたヒートパイプ締め付け捩子である。
33は動作時に内部損失により発熱する回路素子の熱を伝導するヒートパイプである。
【0030】
この第3実施形態に於いては、ヒートパイプ33を構体31bのヒートパイプ嵌挿孔31cに嵌挿した後、締付け捩子32により、ヒートパイプ嵌挿孔31c内でヒートパイプ33を嵌挿孔31cに押し当てて、ヒートパイプ33を放熱ファン31に直接固定する。
【0031】
このようにして、最小の部品点数により放熱ファン31とヒートパイプ33を接続できることから、構成及び組み立て工数を著しく簡素化でき、製造コストを低減できる。更に、放熱ファン31とヒートパイプ33とを低熱抵抗で接続できることから、放熱効果を高め、かつ放熱構造全体をコンパクトに構成できる。
【0032】
図4及び図5はそれぞれ本発明の第4実施形態を説明するための断面図である。
この第4実施形態は、熱伝導材で構成された水平型放熱ファンの構体に、ヒートパイプの嵌挿孔を設け、この嵌挿孔にヒートパイプを嵌め込んで、又は圧入して、ヒートパイプを放熱ファンに直接固定する放熱構造を特徴とする。
【0033】
図4及び図5に於いて、41は水平型の放熱ファンであり、41aはファン本体(羽根)、41bは熱伝導材(熱伝導性の高い金属)で構成された当該水平型放熱ファンの構体、41cはこの構体41bに形成されたヒートパイプの嵌挿孔、41dはこの嵌挿孔41cと構体面部との間に穿設された捩子孔である。
【0034】
43は動作時に内部損失により発熱する回路素子の熱を伝導するヒートパイプである。
この第4実施形態に於いては、ヒートパイプ43を構体41bのヒートパイプ嵌挿孔41cに嵌め込み、又は圧入して、ヒートパイプ43を放熱ファン41に直接固定する。
【0035】
この第4実施形態の変形例として、ヒートパイプ43に放熱チューブを被せてヒートパイプ43を構体41bのヒートパイプ嵌挿孔41cに圧入する手段、又はヒートパイプ43を構体41bのヒートパイプ嵌挿孔41cに緩挿して熱伝導接着材により構体41bに固着する手段、又は、ヒートパイプ43に放熱グリスを塗布してヒートパイプ43を構体41bのヒートパイプ緩挿孔41cに圧入する手段、又は、上記の手段に加えて捩子孔41dに螺合した捩子を用いてヒートパイプ43を構体41bのヒートパイプ緩挿孔41cに固定する手段等が実現可能である。
【0036】
このようにして、最小の部品点数により放熱ファン41とヒートパイプ43を接続できることから、構成及び組み立て工数を著しく簡素化でき、製造コストを低減できる。更に、放熱ファン41とヒートパイプ43とを低熱抵抗で接続できることから、放熱効果を高め、かつ放熱構造全体をコンパクトに構成できる。
【0037】
図6は本発明の第5実施形態を説明するための斜視図である。
この第5実施形態は、熱伝導材で構成された水平型放熱ファンの構体に、ヒートパイプの嵌め込み溝を設け、この嵌め込み溝にヒートパイプを嵌め込んで、ヒートパイプを放熱ファンに直接固定することを特徴とする。
【0038】
図6に於いて、51は水平型の放熱ファンであり、51aはファン本体(羽根)、51bは熱伝導材(熱伝導性の高い金属)で構成された当該水平型放熱ファンの構体、51cはこの構体51bに形成されたヒートパイプの嵌め込み溝である。
【0039】
53は動作時に内部損失により発熱する回路素子の熱を伝導するヒートパイプである。
この第5実施形態に於いては、ヒートパイプ53を構体51bのヒートパイプ嵌め込み溝51cに嵌め込み、ヒートパイプ53を放熱ファン51に直接固定する。
【0040】
このようにして、最小の部品点数により放熱ファン51とヒートパイプ53を接続できることから、構成及び組み立て工数を著しく簡素化でき、製造コストを低減できる。更に、放熱ファン51とヒートパイプ53とを低熱抵抗で接続できることから、放熱効果を高め、かつ放熱構造全体をコンパクトに構成できる。
【0041】
この第5実施形態の変形例として、ヒートパイプ53に放熱チューブを被せてヒートパイプ53を構体51bのヒートパイプ嵌め込み溝51cに嵌め込み固定する手段、又は、ヒートパイプ53を構体51bのヒートパイプ嵌挿孔51cに嵌め込み熱伝導接着材により構体51bに固定する手段等が実現可能である。
【0042】
図7は本発明の第6実施形態を説明するための分解斜視図である。
この第6実施形態は、上記図1に示す第1実施形態とほぼ同様の構成であるが、この実施形態ではヒートパイプをファンの構体に固定する部分のパイプ形状を変形し、ヒートパイプとファンの構体との接合面をより大きくして、ヒートパイプと放熱ファンとをより低熱抵抗化して接続した構成を例示している。
【0043】
図7に於いて、61は水平型の放熱ファンであり、61aはファン本体(羽根)、61bは熱伝導材(熱伝導性の高い金属)で構成された当該水平型放熱ファンの構体、61cはこの構体61bのヒートパイプ取り付け側の面部に設けられたヒートパイプ嵌合溝である。ここではヒートパイプ63の先端形状に対応して円形に曲折された嵌合溝を有している。
【0044】
62は上記水平型放熱ファンの構体61bに、捩子止め64により取り付けられるヒートパイプ止め金具であり、62aは当該金具のヒートパイプ当接面部に設けられたヒートパイプ嵌合溝である。ここではヒートパイプ63の先端形状に対応して円形に曲折された嵌合溝を有している。
【0045】
63は動作時に内部損失により発熱する回路素子の熱を伝導するヒートパイプであり、ここでは放熱ファン61に固定される部分が円形に曲折されている。
この第6実施形態に於いては、ヒートパイプ止め金具62の捩子止め64による締め付けで、ヒートパイプ63が放熱ファン61のヒートパイプ嵌合溝61cとヒートパイプ止め金具62のヒートパイプ嵌合溝62aとに嵌合し、放熱ファン61とヒートパイプ止め金具62に挟まれた状態で、水平型放熱ファンの構体61bに押し当てられる。これによってヒートパイプ63が大きな接合面積で放熱ファン61に直接固定される。
【0046】
このようにして、最小の部品点数により放熱ファン61とヒートパイプ63を接続できることから、構成及び組み立て工数を著しく簡素化でき、製造コストを低減できる。更に、放熱ファン61とヒートパイプ63とを低熱抵抗で接続できることから、放熱効果を高め、かつ放熱構造全体をコンパクトに構成できる。
【0047】
図8は本発明の第7実施形態を説明するための分解斜視図である。
この第7実施形態は、上記図2に示す第2実施形態とほぼ同様の構成であるが、この実施形態ではヒートパイプをファンの構体に固定するための、切り割り溝をもつヒートパイプ嵌挿部の締め付け構造を異にする。
【0048】
図8に於いて、71は水平型の放熱ファンであり、71aはファン本体(羽根)、71bは熱伝導材(熱伝導性の高い金属)で構成された当該水平型放熱ファンの箱形構体、71cはこの構体71bに形成された、ヒートパイプの嵌挿孔c1と、この嵌挿孔c1に連通する切り割り溝(クランプ)c2とでなるヒートパイプ嵌挿部である。71dは切り割り溝c2の開口端近傍に当該切り割り溝c2と平行して設けられた凹状の溝部であり、後述する緊締部材の締着に供される。
【0049】
72は上記水平型放熱ファンの構体71bに形成されたヒートパイプ嵌挿部71cの切り割り溝c2を締付ける断面コ字状の緊締部材であり、折り曲げ端部が互いに引き合う方向に偏移作用する弾性部材(例えば板状のバネ材)を用いて構成される。
【0050】
この緊締部材72を、凹状の溝部71dを用いて切り割り溝c2の開口端を跨ぎ構体71aに締着することによって、切り割り溝c2に、その幅を狭める方向の偏奇力が付与され、後述するヒートパイプが放熱ファン71に直接固定される。
【0051】
73は動作時に内部損失により発熱する回路素子の熱を伝導するヒートパイプである。
この第7実施形態に於いては、ヒートパイプ73を構体71bのヒートパイプ嵌挿部71cに嵌挿した後、凹状の溝部71dを用いて、断面コ字状の緊締部材72を、切り割り溝c2の開口端を跨ぎ構体71aに締着する。これによって、切り割り溝c2に、その幅を狭める方向の偏奇力が付与され、ヒートパイプ73が放熱ファン71に直接固定される。
【0052】
このようにして、最小の部品点数により放熱ファン71とヒートパイプ73を接続できることから、構成及び組み立て工数を著しく簡素化でき、製造コストを低減できる。更に、放熱ファン71とヒートパイプ73とを低熱抵抗で接続できることから、放熱効果を高め、かつ放熱構造全体をコンパクトに構成できる。
尚、上記した各実施形態に於ける部材は図示する形状のものに限るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の形状による部材が適用可能である。
【0053】
【発明の効果】
以上詳記したように、本発明の放熱構造によれば、構成部品点数を大幅に削減でき、最小の部品点数により放熱ファンとヒートパイプを接続できることから、構成及び組み立て工数を著しく簡素化できるとともに、コストの低減化が図れ、しかも放熱ファンとヒートパイプとを低熱抵抗で接続できる、生産性並びに経済性に優れた放熱効果の高い電子機器が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態を説明するための分解斜視図。
【図2】本発明の第2実施形態を説明するための分解斜視図。
【図3】本発明の第3実施形態を説明するための分解斜視図。
【図4】本発明の第4実施形態を説明するための断面図。
【図5】本発明の第4実施形態を説明するための断面図。
【図6】本発明の第5実施形態を説明するための斜視図。
【図7】本発明の第6実施形態を説明するための分解斜視図。
【図8】本発明の第7実施形態を説明するための分解斜視図。
【図9】従来のポータブルコンピュータに適用される、ヒートパイプと放熱ファンとを用いた放熱構造を示す断面図。
【符号の説明】
11…水平型の放熱ファン、
11a…ファン本体(羽根)
11b…構体、
11c…ヒートパイプ嵌合溝、
12…ヒートパイプ止め金具、
12a…ヒートパイプ嵌合溝、
13…ヒートパイプ、
21…水平型の放熱ファン、
21a…ファン本体(羽根)
21b…構体、
21c…ヒートパイプ嵌挿部、
22…締付け捩子(クランプ捩子)、
23…ヒートパイプ、
31…水平型の放熱ファン、
31a…ファン本体(羽根)
31b…構体、
31c…ヒートパイプの嵌挿孔、
31d…捩子孔、
32…締付け捩子、
33…ヒートパイプ、
41…水平型の放熱ファン、
41a…ファン本体(羽根)
41b…構体、
41c…ヒートパイプの嵌挿孔、
41d…捩子孔、
43…ヒートパイプ、
51…水平型の放熱ファン、
51a…ファン本体(羽根)
51b…構体、
51c…ヒートパイプの嵌め込み溝、
53…ヒートパイプ、
61…水平型の放熱ファン、
61a…ファン本体(羽根)
61b…構体、
61c…ヒートパイプ嵌合溝、
62…ヒートパイプ止め金具、
62a…ヒートパイプ嵌合溝、
63…ヒートパイプ、
71…水平型の放熱ファン、
71a…ファン本体(羽根)
71b…構体、
71c…ヒートパイプ嵌挿部、
72…緊締部材、
73…ヒートパイプ。
Claims (1)
- 熱伝導材で構成された扁平状箱形構体内にファン本体を設けた水平型の放熱ファンと、
前記放熱ファンの前記構体に、前記放熱ファンの通気方向に穿設された貫通孔と、
前記放熱ファンの前記構体に、前記貫通孔に連通して設けられた切り割り溝と、
前記切り割り溝を締付ける締付け捩子と、
前記貫通孔に嵌挿され、前記締付け捩子により前記切り割り溝を締付けて前記放熱ファンの前記構体に固定された、動作時に内部損失により発熱する回路素子の熱を伝導するヒートパイプと
を具備したことを特徴とする電子機器。
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JP07825297A JP3637176B2 (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 電子機器 |
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JP07825297A Expired - Fee Related JP3637176B2 (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 電子機器 |
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- 1997-03-28 JP JP07825297A patent/JP3637176B2/ja not_active Expired - Fee Related
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