JP4686427B2 - 電子機器 - Google Patents
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Description
これらの問題から、機器内部の冷却対象を確実に冷却することができ、当該機器内部の設計自由度を向上することができる電子機器の冷却構造が要望されてきた。
ここで、冷却対象は、筐体に形成された第1導入口から冷却手段の吸気口に至る空気の流路上、または、冷却手段の吐出口から筐体の排気口に至る空気の流路上のいずれか一方に配置されている。これによれば、冷却手段の駆動によって流通する空気を、冷却対象に確実に送風することができる。従って、冷却対象の筐体内の配置位置を自由に設定することができるので、電子機器内部の設計自由度を向上できるほか、冷却対象に確実に冷却空気を送風することができるので、当該冷却対象を確実に冷却することができる。
これに対し、本発明では、冷却対象が、冷却手段によって吸引される空気の流路における上流側に配置されている場合には、当該冷却対象に空気を一層確実に送風することができるとともに、当該冷却対象の冷却に供され、かつ、熱を帯びた空気を冷却手段が確実に吸引して、排気口を介して筐体外に確実に排出することができる。これによれば、筐体内の温度を下げることができる。従って、空気の流通状態を良好にすることができ、冷却対象の冷却効率を向上することができる。
加えて、前述のエンタテインメント装置では、吸気口が形成された筐体の正面側、及び、排気口が形成された筐体の背面側に所定のスペースを設けるように当該筐体を配置しないと、筐体内への空気の導入、及び、筐体外への空気の排気が適切に行われない。これに対し、本発明では、第1導入口及び排気口が筐体の一方の面に形成されているので、筐体の配置の自由度を向上することができる。
本発明によれば、冷却対象を冷却した空気の他に、第2導入口を介して新たに筐体外部から導入した空気を他の冷却対象に送風することができる。従って、他の冷却対象に送風される空気の温度を下げることができるので、当該他の冷却対象を適切に冷却することができる。
これによれば、冷却対象と他の冷却対象とが、それぞれ第1空間及び第2空間に配置されていることにより、互いの熱干渉を抑えることができる。
また、冷却対象と第2冷却対象との距離が近い場合には、冷却対象を冷却した空気に、前述の第2導入口から筐体内に導入した空気を合流させて他の冷却対象に送風させることが難しい。これに対し、冷却対象から他の冷却対象に至るまでの距離を長くすることができるので、冷却対象を冷却した空気と、第2導入口から導入した空気とを確実に合流させることができ、温度の低い空気を他の冷却対象に確実に送風することができる。従って、冷却対象及び他の冷却対象を、それぞれ効果的に冷却することができる。
これに対し、冷却手段の放熱部が、集積回路に当接する当接部を介して当該集積回路から伝導された熱を放熱することにより、集積回路の局所的な冷却を防ぐことができ、集積回路全体を冷却することができる。また、放熱部には、吸気口から吸引された空気が送風部により送風されるので、放熱部を冷却することができ、ひいては、集積回路を冷却することができる。従って、回路基板に実装された集積回路を効率よく冷却することができる。
また、本発明では、前記冷却対象は、前記隙間近傍に配置されていることが好ましい。
ここで、第1空間と第2空間とを仕切る仕切部材と、筐体との間の隙間には、第1空間を流通した空気が、当該空気が第2空間に向かって集約して流れることとなる。このような空気の流通状態において、本発明では、冷却対象が仕切部材と筐体との隙間近傍に配置されていることにより、当該冷却対象に集約された空気を確実に送風することができ、当該冷却対象への空気の送風量を増加させることができる。従って、冷却対象を一層確実に冷却することができる。
ここで、電源装置は、電子機器の消費電力が大きいほど高温になりやすく、このような電源装置を効率よく冷却しないと、電子機器の動作が不安定となる。
これに対し、本発明では、前述のように、冷却手段の駆動によって冷却対象である電源装置に確実に空気を送風することができるので、当該電源装置を確実かつ適切に冷却することができる。従って、電源装置を効率よく冷却することができるので、電子機器の動作を安定化することができる。
ここで、第1空間を流通した空気は、前述のように、仕切部材と筐体との隙間で集約して第2空間内に流入する。このため、本発明では、他の冷却対象を当該隙間近傍に配置することにより、他の冷却対象に、第1空間を流通した空気が集約して流れることとなるので、当該他の冷却対象に空気を一層確実に送風することができるほか、当該空気の送風量を増加させることができる。従って、他の冷却対象の冷却効率を向上することができる。
本発明によれば、筐体内の空間を第1空間と第2空間とに仕切る仕切部材が、フレーム部材とともに回路基板を挟持するので、フレーム部材の他に回路基板を挟持するための部材を別途設ける必要を無くすことができる。従って、電子機器の部品点数の増加を抑えることができる。
また、回路基板を挟持する仕切部材とフレーム部材とを金属等で構成することにより、回路基板を挟持するための強度を確保することができるほか、冷却対象及び他の冷却対象を支持するための強度を確保することができる。さらに、回路基板上を流れる不要な輻射ノイズを仕切部材及びフレーム部材に流すことができるので、電子機器のEMI(Electro Magnetic Interference、電磁干渉)の発生を抑制することができる。
このような封止部材としては、筐体及び冷却対象のそれぞれに密着するように、弾性を有する部材が好ましく、例えば、スポンジやゴム等を例示することができる。
本発明によれば、筐体と冷却対象との間に封止部材を設けることにより、当該筐体内を流通する空気の流れを調節することができる。この際、冷却対象を冷却する空気が、当該冷却対象に集約するように封止部材を設けることにより、確実に冷却対象に空気を送風することができる。また、このように冷却対象に送風する空気を封止部材により集約することにより、冷却対象への空気の送風量を増やすことができる。従って、冷却対象を一層効率よく冷却することができる。
ここで、冷却手段が駆動すると、冷却手段の吸気口側が陰圧となるため、当該吸気口には、あらゆる方向から空気が吸引される。このため、冷却手段の吐出口から吐出された空気が確実に筐体の排気口から排出されないと、当該吐出口から吐出され、かつ、熱を帯びた空気が吸気口側に吸引されてしまう。このような場合、当該熱を帯びた空気が筐体内にこもることとなり、筐体内の温度が上昇してしまう。
これに対し、本発明では、冷却手段の吐出口と、筐体に形成された排気口とを接続部材により接続しているため、当該吐出口から吐出された空気を、確実に筐体外に排出することができる。従って、筐体内の温度上昇を抑制することができる。また、これにより、冷却手段からの空気の吐出圧を高めることなく当該空気を筐体外に排出することができるので、冷却手段の消費電力を抑えることができる。
本発明によれば、それぞれ脚部が設けられた互いに交差する2つの面とは異なる面に、第1導入口及び排気口が形成されている。このため、脚部が設けられたいずれかの面を所定の設置面に対向させるように配置した場合でも、第1導入口及び排気口が設置面により閉塞されることを防ぐことができる。従って、筐体内への空気の導入、及び、筐体外への空気の排出を適切に行うことができるので、筐体内に配置された冷却対象の冷却効率の低下を防ぐことができる。
また、2つの面にそれぞれ脚部が設けられていることにより、電子機器を設置する場所に応じて、当該電子機器の設置方向を変更することができる。従って、電子機器の設置自由度を一層向上することができる。
ここで、電子機器の正面側は、当該電子機器の使用者に対向する側となることが多い。このような正面側に第1導入口及び排気口が形成されている場合には、排出された空気が使用者に向かうこととなり、当該使用者にとって煩わしい。
また、電子機器の背面側には、電源コード等の端子が接続される接続部が設けられる場合が多い。このような場合、当該背面側に第1導入口及び排気口を形成するためのスペースを確保することが難しい。
に対向することとなる。これによれば、使用者に排気風が向うことがないので、使用者に熱を帯びた空気が吹き付けられることを防ぐことができる。また、背面側に第1導入口及び排気口が形成されないので、筐体における第1導入口及び排気口の形成スペースを確実に確保することができる。さらに、第1導入口及び排気口が形成された面が上方に対向するように電子機器を設置した場合には、熱を帯びた空気が上方に向かって排出されることとなるので、当該空気の筐体外への拡散を促進することができる。
本発明では、前記吸気口は、前記回路基板に対向する面に形成され、前記冷却手段は、前記吸気口が形成された面とは異なる面に他の吸気口を有することが好ましい。
(1)情報処理装置1の構成
図1は、本実施形態に係る情報処理装置1を正面側から見た斜視図である。なお、図1においては、上部筐体21に取り付けられた蓋部材23を開放した状態を示している。
本実施形態の情報処理装置1は、使用者が操作するコントローラ(図示略)からの指示に応じて、あるいは自動で、CD、DVD及びBD等の光ディスク等の記録媒体や、各種半導体メモリカード及びHDD(Hard Disk Drive)等の記憶媒体に記録または記憶された情報、並びに、接続されたネットワークから情報を取得し、当該取得情報に含まれる画像情報及び音声情報を再生するほか、当該取得情報に含まれるプログラムを実行する電子機器である。また、この情報処理装置1は、使用する光ディスクの種類によっては、当該光ディスクに対する情報の記録を行うことができるほか、装着された半導体メモリカード及びHDD等の記憶媒体への情報の記録を行うことができるように構成されている。このような情報処理装置1は、図示を省略するが、テレビジョン受像機等の画像表示装置と電気的に接続されており、コントローラを使用者が操作することにより、使用者の操作に応じた所定の処理を行い、当該処理結果から画像信号及び音声信号を当該画像表示装置に出力する。
この情報処理装置1は、外装筐体2(図1〜図5)と、当該外装筐体2内に収納される装置本体3(図7及び図8)とを備えて構成されている。
外装筐体2は、本発明の筐体に相当し、図1に示すように、全体略楕円柱状を有している。このような外装筐体2は、蓋部材23及び化粧板24が取り付けられる上部筐体21と、下部筐体22とから構成されている。
上部筐体21は、円弧状の湾曲部分を有する箱型形状に形成され、下部筐体22と組み合わされてねじ固定される。この上部筐体21には、正面部211(図1)、上面部212(図1及び図2)、側面部213(図1),214(図2)及び内面部215(図3)が形成されている。
さらに、図1における右側の側面部213には、外装筐体2内に収納された装置本体3を冷却する冷却空気を、当該外装筐体2外から導入する複数の吸気口2131が形成されている。すなわち、吸気口2131は、本発明の第1導入口に相当する。
上部筐体21の上面部212には、図2に示すように、当該上面部212を覆う化粧板24が摺動自在に取り付けられている。この化粧板24は、上面部212の湾曲形状に沿うように形成され、当該上面部212の長手方向に沿って摺動させることにより、上面部212に取り付けられる。
また、側面部214(図2における手前側であり、図1における左側の側面部)の長手方向両端には、ゴム等により形成された脚部2141が設けられている。
内面部215は、上部筐体21における下部筐体22に対向する面である。この内面部215は、図5に示すように、正面部211の内面側に対応する側部215Aと、左右の側面部213,214に対応する側部215B,215Cと、上面部212に対応する底部215Dとから構成されている。
このうち、底部215Dの正面部211側の位置、すなわち、カードスロット部2113に対応する位置には、後述する装置本体3のリーダライタユニット35を構成するリーダライタ351が取り付けられる。
具体的に、スポンジ2155は、吸気口2131の背面側(図3における上方側)の端部から上部筐体21の長手方向、すなわち、側部215Bに対する直交方向に延出するように取り付けられている。このスポンジ2155は、後述する装置本体3を構成するディスクユニット33の筐体332の上面に当接し、底部215Dと、ディスクユニット33の背面側部分及び電源ユニット34の一部の背面側部分との隙間を封止する。このスポンジ2155により、吸気口2131から導入され、かつ、ディスクユニット33の上方を流れる空気が、上部筐体21内の背面側に流通することを防ぐことができる。
また、スポンジ2157は、スポンジ2156におけるスポンジ2155側とは反対側の端部に接続され、上部筐体21の長手方向に沿って延出するように取り付けられている。すなわち、スポンジ2157は、底部215Dの略中央から長手方向に沿って配置されている。
なお、吸気口2131から導入された空気の流路については、後に詳述する。
下部筐体22は、図1に示すように、直方体と半円柱とを組み合わせた形状を有し、半円柱状部分を向い合わせるように前述の上部筐体21と組み合わさる。
この下部筐体22は、上部筐体21と対向する側に、後述する装置本体3を収納するための開口22A(図5)を有し、当該下部筐体22には、正面部221(図1)、側面部222(図1),223(図2)、背面部224(図2)、底面部225(図4)及び内面部226(図5)が形成されている。なお、開口22Aは、前述の上部筐体21により閉塞される。
さらに、正面部221における延出部分の下面には、外装筐体2外の空気を導入する吸気口2213(図4)が形成されている。
これら排気口2221,2222は、本発明の排気口に相当し、外装筐体2における側面部213,222によって形成される面2Aには、吸気口2131及び排気口2221,2222が同一の面に形成されていることとなる。
また、側面部223の略中央には、略矩形状の開口2232が形成されており、当該開口2232を介して、後述するHDD(Hard Disk Drive)ユニット38(図14)が取り付けられる。この開口2232は、当該開口2232に応じた形状を有する蓋部材25により閉塞されている。
さらに、開口2232の下方には、側面部223の長手方向に沿って複数の吸気口2233が形成されている。この吸気口2233は、本発明の第2導入口に相当する。
具体的に、開口2241〜2244には、HDMI(High-Definition Multimedia Interface)端子を接続可能な端子591、IEEE802.3iに準拠し、10Base−T及び100Base−TX等のLAN(Local Area Network)ケーブルが接続可能な端子592、USB規格に準拠したB端子が接続可能な端子593(ともに図16)、及び、一端側に映像用の1本の端子及び音声用の2本の端子が設けられた同軸ケーブルの他端側が接続可能な端子(図示省略)が、それぞれ露出する。
加えて、背面部224における開口2241〜2244,2246が形成された部分、及び、電源スイッチ2245が設けられた部分以外の領域には、外装筐体2内の装置本体3を冷却した冷却空気を外部に排出する排気口2248が形成されている。
なお、この背面部224は、後述する冷却ユニット32に取り付けられており、当該背面部224に形成された排気口2248と冷却ユニット32の吐出口328(図18)とは、当該吐出口328の周囲に設けられたスポンジ3281により接続されている。このため、吐出口328から吐出された空気は、漏れなく外装筐体2外に排出される。
下部筐体22の底面部225は、下部筐体22における上部筐体21とは反対側の直方体部分の底面に対応する部分である。この底面部225には、図4に示すように、下方に突出した2段の第1段差部2251及び第2段差部2252が形成されている。
詳述すると、第1段差部2251は、底面部225において、正面部221及び側面部222側が内側にずれ、かつ、側面部223及び背面部224(図3)側が面一となるように形成されている。また、第2段差部2252は、当該第1段差部2251の内側に、正面部221及び側面部222側が内側にずれ、側面部223及び背面部224側が面一となるように形成されている。これらのうち、第1段差部2251の正面側には、前述の開口2211及び吸気口2212が形成され、当該第1段差部2251の側面には、前述の排気口2222が形成されている。
また、第2段差部2252には、側面部223に近接する側に、吸気口2233(図2)と同様の吸気口22522が、当該底面部225の短手方向(側面部223に沿う方向)に沿って形成されている。この吸気口22522は、本発明の第2導入口に相当し、情報処理装置1が縦置き状態となった場合に、当該吸気口22522により、外装筐体2内部に空気が導入される。
下部筐体22の内面部226には、前述のように、装置本体3を収納するための開口22Aが形成されており、また、詳しい図示を省略したが、当該下部筐体22の外周に沿って複数のねじ孔が形成されている。これらねじ孔には、下部筐体22に装置本体3及び上部筐体21を固定するねじが螺合する。
また、下部筐体22における正面部221側の両端には、嵌合穴2261,2262が形成されている。これら嵌合穴2261,2262には、装置本体3の制御ユニット31を構成する後述するメインフレーム4に設けられたピン48(48R,48L)(図13)が嵌合し、これにより、下部筐体22に制御ユニット31が位置決めされる。
当接部2265の側面部222側の部分は、2重構造となっており、第1底部2266と第2底部2267とが形成されている。
第1底部2266は、底面部225の一部の内面に対応する部分であり、前述の排気口2221,2222は、第1底部2266を貫通するように形成されている。
第2底部2267は、第1底部2266に沿って、当該第1底部2266と所定の間隔を隔てて下部筐体22の内側に設けられている。そして、この第2底部2267は、一端が側面部222の内面に接続されており、後述する冷却ユニット32が下部筐体22内に収納された際には、他端が当接部2265の上方まで延出している。そして、当該他端における当接部2265に対向する面には、冷却ユニット32の排気口327の周囲に設けられたスポンジ3271(図19)が接続される。そして、当接部2265と第2底部2267との間には、冷却ユニット32の吐出口327(図19)が位置することとなり、当該吐出口327から吐出された冷却空気の一部は、第1底部2266と第2底部2267との間を流通する。なお、このような冷却空気の流路については、後に詳述する。
図7は、上部筐体21を外した状態の情報処理装置1を正面側から見た斜視図である。また、図8は、装置本体3を示す分解斜視図である。
装置本体3は、前述のように、外装筐体2内に収納されている。この装置本体3は、図7及び図8に示すように、制御ユニット31、冷却ユニット32(図8)、ディスクユニット33、電源ユニット34、リーダライタユニット35及び板ばね36(図8)を備えて構成されている。そして、装置本体3は、これら各ユニット31〜35及び板ばね36が互いにねじ等により固定され、一体的に組み合わさっている。
ここで、装置本体3のうち、制御ユニット31の後述するサブフレーム6は、詳しくは後述するが、外装筐体2内における上部筐体21側の空間である第1空間S1(図20)と、下部筐体22側の空間である第2空間S2(図23)とを仕切る仕切部材としても機能している。このため、ディスクユニット33、電源ユニット34及びリーダライタユニット35は、第1空間S1内に配置され、制御ユニット31及び冷却ユニット32は、第2空間S2内に配置されている。
このディスクユニット33は、詳しい図示を省略するが、ユニット本体331と、当該ユニット本体331を内部に収納する金属製の筐体332とを備えて構成されている。このうち、筐体332の正面には、直径12cmの光ディスクが挿抜される開口3321が形成されている。
図9及び図10は、制御ユニット31を上方及び下方から見た斜視図である。また、図11は、制御ユニット31及び冷却ユニット32を示す分解斜視図である。
制御ユニット31は、装置本体3、ひいては、情報処理装置1の駆動を制御するユニットである。この制御ユニット31は、図9〜図11に示すように、メインフレーム4と、制御基板5と、サブフレーム6とを備えて構成されており、制御基板5及びサブフレーム6は、メインフレーム4に対して位置決めされる。そして、この制御ユニット31は、板ばね36及びねじ37(図11)により、冷却ユニット32と組み合わされ、1つのユニットとして構成される。
図12及び図13は、メインフレーム4を上方及び下方から見た斜視図である。
メインフレーム4は、後述するサブフレーム6とともに制御基板5を挟持し、後述する冷却ユニット32に接続されるフレーム部材である。このメインフレーム4は、平面視略長方形状を有する平板状に形成され、放熱及びEMI(Electro Magnetic Interference、電磁干渉)を考慮してアルミ等の金属により形成されている。また、メインフレーム4の中央には、図12に示すように、下面側、すなわち、制御基板5に対向する側とは反対側に没入した凹部40が形成されている。この凹部40と後述するサブフレーム6の凹部60とにより形成される空間内に制御基板5が収納配置され、メインフレーム4は、当該メインフレーム4に取り付けられる制御基板5上に配設された各種チップが押圧されないように形成されている。さらに、メインフレーム4には、複数の略円形状の孔が形成されており、当該孔は、メインフレーム4を軽量化するとともに、当該メインフレーム4とサブフレーム6とに挟持される制御基板5に冷却空気を通風させる。
メインフレーム4の略中央には、平面視略矩形状の開口41(図12における左側),42(図12における右側)が並列するように形成されている。これら開口41,42には、後述する制御基板5に配設されたCPU(Central Processing Unit)51及びGPU(Graphics Processing Unit)52が露出する。これら開口41,42の対向する二辺には、下方に延出する延出部411,421が形成されており、当該延出部411,421には、それぞれ開口41,42から露出するCPU51及びGPU52に当接する冷却ユニット32の後述する受熱ブロック325を挟持する挟持片4Aが設けられている。
また、メインフレーム4の正面側(図12及び図13における手前側)には、略矩形の開口43が2つ並列して形成されている。これら開口43には、制御基板5に設けられた2つの端子接続部53(図16)が挿通する。
このうち、図12における左側に形成された側面部44には、寸法の異なる4つの開口441〜444と、当該開口441,443,444の上側に、細長い略矩形の開口445〜447とが形成されており、図12における右側に形成された側面部45には、開口445〜447と同様の開口451が形成されている。これら開口441には、制御基板5に設けられ、下部筐体22に形成された開口2241〜2244から露出する各端子59(図16)が挿通する。また、開口445〜447,451には、後述するサブフレーム6に形成された起立部65が係合し、これにより、メインフレーム4にサブフレーム6が取り付けられる。
また、当該起立部47Lが形成された切欠47Aと、当該切欠47Aの背面側(図12における上方側)に形成された切欠47Bとにより、下部筐体22とメインフレーム4との間には隙間が形成され、当該隙間により、吸気口2131(図1)から導入され上部筐体21内を流通した空気が、下部筐体22側に流通する。なお、このような空気の流路については、後に詳述する。
HDDユニット38は、制御基板5による制御下で、情報の読取及び記憶を行うものである。このHDDユニット38は、HDD取付部49内に挿入され、当該挿入方向とは直交方向に摺動することにより、当該摺動方向側のHDD取付部49の端部に位置するコネクタ58(図16)に接続される。すなわち、HDDユニット38は、HDD取付部49に収納された際には、メインフレーム4に形成された切欠47A,47Bの近傍に位置することとなる。
このうち、HDD381は、本実施形態では、2.5インチのHDDで構成され、一方の端部には、後述する制御基板5に設けられたコネクタ58の接続部581に接続される端子が設けられている。
このうち、図14における手前側に形成された側面部3821には、HDD381を固定するねじ384が取り付けられるほか、略中央に把手385が設けられている。
また、底面部3822には、HDD381の端子3811が設けられた側の端部に、HDDユニット38の摺動方向に沿った切欠38223,38224が形成され、当該切欠38223,38224は、HDD取付部49内に形成された突出部(図示省略)に嵌まり込むことで、コネクタ58に対するHDD381の位置決めを行う。
このようなHDDユニット38は、本発明の他の冷却対象に相当し、詳しくは後述するが、上部筐体21内を流通した空気が送風されて冷却される。
図15及び図16は、制御基板5を上方及び下方から見た斜視図である。
制御基板5は、集積回路であるCPU51(図16における右側)及びGPU52(図16における左側)のほか、詳しい図示を省略したが、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、及び、チップセット等の各種IC(Integrated Circuit)チップ等が実装された回路基板として構成されている。このような制御基板5は、装置本体3、ひいては、情報処理装置1全体を制御するものであり、描画処理や演算処理等を実行するだけでなく、例えば、後述する冷却ユニット32の送風部321(図18)を構成するモータの回転速度を制御している。
具体的に、制御基板5のCPU51は、当該CPU51及びGPU52等の各種ICチップにそれぞれ取り付けられた温度センサから当該各発熱体の温度を取得する。そして、当該CPU51は、各ICチップの温度に対応した回転速度を、ROMに記憶されたLUT(Look Up Table)からICチップごとにそれぞれ取得し、各回転速度のうち最も高い回転速度で送風部321のモータを駆動する。これにより、情報処理装置1の駆動状態に応じた冷却ユニット32の駆動を実現し、外装筐体2内の空気の流通量を制御している。なお、温度センサは、電源ユニット34等の発熱体に設けてもよい。
このような制御基板5は、CPU51及びGPU52を含めた各種ICチップが実装される面、すなわち、各ICチップのケーシングが配置される下面を、メインフレーム4に対向させ、かつ、抵抗等の素子の端子が露出する上面を、サブフレーム6に対向させるようにして配置される。
制御基板5の略中央には、制御ユニット31と後述する冷却ユニット32とを固定するねじ37(図11)が挿通する4つの孔部54が形成されている。
また、制御基板5の正面側の長手方向両端部には、メインフレーム4に形成されたピン46R,46Lがそれぞれ挿通する孔部55(制御基板5における右側の孔部を55Rとし、左側の孔部を55Lとする)がそれぞれ形成されている。
また、切欠56Lの背面側には、同様に、制御基板5の端縁が中央に向かって没入した切欠56Bが形成されている。これら切欠56L,56Bは、前述のメインフレーム4に形成された切欠47A,47Bに対応する位置とされており、これら切欠56Bと、切欠56Lとにより、制御ユニット31を下部筐体22内に収納した際に、制御基板5と下部筐体22との間には、隙間が生じることとなる。この隙間を通って、上部筐体21内を流通した空気が、下部筐体22内に流通する。なお、このような空気の流路については、後に詳述する。
このうち、コネクタ58は、側面視略L字状を有する支持部582と、一端が制御基板5の下面に沿って突出するように支持部582に支持される側面視略逆L字状の接続部581とが組み合わさって構成されている。このうち、接続部581には、前述のHDDユニット38の端子3811が接続される。
図17は、サブフレーム6を上方から見た斜視図である。
サブフレーム6は、メインフレーム4とともに制御基板5を支持するとともに、前述のディスクユニット33、電源ユニット34及びリーダライタユニット35を支持するフレーム部材である。また、サブフレーム6は、前述のように、外装筐体2内の空間のうち、上部筐体21側の第1空間S1と、下部筐体22側の第2空間S2とを仕切る仕切部材としての機能を有している。このサブフレーム6は、メインフレーム4と同様に、放熱及びEMIを考慮してアルミ等の金属により形成されている。このサブフレーム6は、図17に示すように、平面視略長方形状の平板状に形成され、略中央部分には、制御基板5と対向する側とは反対側に没入した凹部60が形成されている。そして、前述のように、凹部60と、メインフレーム4の凹部40とにより形成される空間内に、前述の制御基板5が収納配置される。
サブフレーム6の正面側の長手方向両端には、メインフレーム4に設けられたピン46(図12)が挿通する孔部66(サブフレーム6の右側の孔部を66Rとし、左側の孔部を66Lとする)が形成されている。
この切欠67Lの背面側には、同様の切欠67Bが形成されている。これら切欠67L,67Bは、前述のメインフレーム4に形成された切欠47A,47Bに対応する位置とされており、これら切欠67L,67Bは、制御ユニット31が下部筐体22内に収納された際に、当該下部筐体22との間に隙間を形成する。この隙間を介して、上部筐体21側を流通した空気が、下部筐体22側に流入する。なお、このような空気の流路については、後に詳述する。
さらに、サブフレーム6の上面における正面左側には、リーダライタユニット35(図7)を支持固定する台座部材68が設けられている。
加えて、サブフレーム6の上面における背面左側には、当該背面の端縁に沿って、電源ユニット34を支持する支持部69が設けられている。この支持部69によって電源ユニット34が支持された場合には、当該電源ユニット34は、サブフレーム6に形成された切欠67L,67Bの近傍に配置されることとなる。
具体的に、スポンジ71は、ディスクユニット33が載置される領域における背面側に、スポンジ72は、当該領域の略中央に取り付けられている。また、スポンジ73は、サブフレーム6の背面側略中央から切欠67Lが形成された側方の中央に向かって、斜めに取り付けられている。このうち、スポンジ72は、ディスクユニット33の下面に取り付けられたフレキシブル基板(図示省略)を、ディスクユニット33側に押し当てるものである。
このうち、スポンジ72は、サブフレーム6上に斜めに設けられており、このため、サブフレーム6と電源ユニット34との間を流通する空気は、吸気口2131が形成された上部筐体21の側面部213側(図17における右側)から、当該側面部213とは反対側の側面部214側(図17における左側)に向かうに従って、正面部211側(図17における手前側)に流路が変更される。これにより、電源ユニット34の筐体341における正面部211側に形成された孔部(図示省略)を介して、当該筐体341内に空気が導入され、筐体341内の電源回路に空気が集約して送風される。なお、このような空気の流路については、後に詳述する。
図18は、制御ユニット31に組み合わせた冷却ユニット32を下方から見た斜視図である。また、図19は、冷却ユニット32を上方から見た斜視図である。
冷却ユニット32は、前述のように、板ばね36により、制御ユニット31と一体となり、当該制御ユニット31を構成する制御基板5のCPU51及びGPU52を冷却するほか、外装筐体2外部から冷却空気を導入する過程で、当該冷却空気の流路上に位置する電源ユニット34等を冷却する冷却手段である。この冷却ユニット32は、図18に示すように、一部がメインフレーム4のHDD取付部49を覆うようにして配置される。
このうち、送風部321の駆動は、前述のように、制御基板5により制御されている。
また、筐体322は、全体略直方体形状に形成され、放熱性及び強度を高めるためにアルミ等の金属により形成されている。この筐体322の下面部323、すなわち、下部筐体22と対向する下面部323には、図18に示すように、平面視略円形状の吸気口3231が形成されている。
このうち、3本のヒートパイプ326Cは、受熱ブロック325Cと板部材3241とを接続しており、CPU51の熱を板部材3241に伝導させる。また、2本のヒートパイプ326Gは、受熱ブロック325Gと板部材3242とを接続しており、GPU52の熱を板部材3242に伝導させる。
そして板部材3241,3242に伝導されたGPU52及びCPU51の熱は、放熱フィン3246,3245に伝導され、当該熱は、送風部321の駆動により送風される空気により冷却される。
吐出口327は、下部筐体22の側面部222に形成された排気口2221,2222(図1)に対向し、当該排気口2221,2222を介して、GPU52の熱が伝導した放熱フィン3245を冷却した空気が排出される。この吐出口327を形成する筐体322の下面及び側面には、下部筐体22の内面部226に形成された当接部2265(図5)及び第2底部2267に当接されるスポンジ3271が設けられている。このスポンジ3271は、本発明の接続部材に相当し、吐出口327と排気口2222とを接続するとともに、下部筐体22内に設けられた第2底部2267の下面と吐出口327とを接続している。このため、吐出口327から吐出された冷却空気は、一部が排気口2222から、また他の一部が、第1底部2266と第2底部2267との間の空間を流通して、排気口2221から、それぞれ漏れなく排出される。
以下、冷却ユニット32の駆動によって生じる冷却空気A〜Jの流路について説明する。
図20は、上部筐体21内を流通する冷却空気の流路を示す図である。
冷却ユニット32が駆動すると、図20に示すように、上部筐体21の側面部213に形成された吸気口2131から当該上部筐体21内に、外装筐体2外の空気が導入される。
吸気口2131,2213を介して第1空間S1に導入された冷却空気A,Bは、ディスクユニット33の吸気口2131側の端部で、当該ディスクユニット33とサブフレーム6との間を流通する空気A1,B1と、ディスクユニット33と上部筐体21の内面部215との間を流通する空気A2,B2とに分けられる。
このうち、冷却空気A1と、吸気口2213のディスクユニット33側から導入された冷却空気B1とは、図21に示すように、それぞれディスクユニット33の下方を冷却しつつ、当該ディスクユニット33とサブフレーム6との間で合流して冷却空気C1となり、電源ユニット34の下方へと流通する。
さらに、下部筐体22の内面部226には、メインフレーム4の下面の正面側に当接し、かつ、当該メインフレーム4と下部筐体22との隙間を封止するスポンジ2263が設けられている。このため、吸気口2213を介して導入された冷却空気B(B1,B2)は、メインフレーム4の下方には流通せず、上部筐体21側の第1空間S1内に流入する。
この冷却空気C2は、電源ユニット34の下方を流通するが、当該電源ユニット34とサブフレーム6との間には、これらによって形成される隙間を封止するスポンジ73が設けられているので、当該スポンジ73により、当該冷却空気C2の流路が上方に変更される。このため、冷却空気C2は、電源ユニット34の筐体341(図7)に形成された図示しない孔部を介して当該筐体341内に流入し、筐体341内に設けられた電源基板を冷却する。
吸気口2131から導入された冷却空気A2は、図22に示すように、ディスクユニット33の筐体332に沿って当該ディスクユニット33と上部筐体21の内面部215(図3)との間を流通する。また、吸気口2213から導入された冷却空気B2は、同様に、ディスクユニット33と上部筐体21の内面部215との間を流通する。これら冷却空気A2,B2は、ディスクユニット33を冷却しつつ合流して、冷却空気D1となり、当該冷却空気D1は、電源ユニット34側に流通する。
この際、内面部215には、図3及び図22に示すように、ディスクユニット33及び電源ユニット34と当接し、当該各ユニット34と上部筐体21との隙間を封止するスポンジ2155〜2157が設けられている。このうち、ディスクユニット33の背面側部分と当接するスポンジ2155により、これら冷却空気A2,B2の上部筐体21の背面側への流通が防がれる。
ここで、上部筐体21の内面部215に設けられ、かつ、電源ユニット34の筐体341上面における正面側の端縁に当接して、当該筐体341と上部筐体21との隙間を封止するスポンジ2157により、冷却空気B2は、当該筐体341の上面に沿って背面側に流通することができない。このため、当該冷却空気B2は、筐体341に形成された孔部を介して当該筐体341内に流入し、電源回路を冷却する。
前述のように、冷却空気Eは、各切欠67L(図17),56L(図15),47A(図12)と、切欠67B(図17),56B(図15),47B(図12)と下部筐体22との隙間S3を介して、下部筐体22側の第2空間S2に流入する。この際、情報処理装置1が横置き状態にある場合、すなわち、下部筐体22の底面部225に設けられた脚部22521(図4)を設置面に当接させた横置き状態にある場合には、当該下部筐体22の側面部223が設置面に対向しないため、図23に示すように、当該側面部223に形成された第2導入口としての吸気口2233(図2)から外装筐体2外の吸気が下部筐体22内に導入される。この吸気口2233を介して下部筐体22内に導入された冷却空気F(F1)は、冷却空気Eと合流する。そして、当該空気は、制御ユニット31を構成するサブフレーム6により仕切られた下部筐体22側の第2空間S2内に位置し、かつ、メインフレーム4の下面側に設けられたHDD取付部49内を流通する。
また、図23及び図24に示すように、下部筐体22側の第2空間S2には、当該下部筐体22の正面部221に形成された第3導入口としての吸気口2212(図1)を介して、外装筐体2外の空気Gが新たに導入される。
冷却空気Hは、前述のように、HDD取付部49に沿って流通し、冷却ユニット32により吸引される。この冷却空気Hは、HDD取付部49のメインフレーム4側を流通する冷却空気H1と、HDD取付部49の下部筐体22側を流通する冷却空気H2とに分けられる。
また、冷却空気H2は、図26に示すように、HDDユニット38のHDD381(図14)の下面とHDD取付部49の底面(下部筐体22側の面)との間、及び、HDD取付部49と下部筐体22との間を流通し、HDDユニット38を冷却する。これら分岐した空気H2は、冷却ユニット32の下面部323上にて合流して、冷却空気H4となる。この冷却空気H4は、当該下面部323に形成された吸気口3231に吸引され、冷却ユニット32の筐体322内に流入する。
このうち、冷却空気G1は、図25に示すように、上面部324に沿って流通し、当該上面部324に形成された吸気口3244により吸引される。また、冷却空気G2は、図26に示すように、下面部323に沿って流通し、当該下面部323に形成された吸気口3231により吸引される。
これにより、冷却ユニット32の筐体322内に流入する空気に、第3導入口としての吸気口2212を介して新たに導入した冷却空気Gが加わることとなるので、当該筐体322内の冷却空気Jの温度を下げることができる。
冷却空気G,Hが合流した冷却ユニット32の筐体322内の冷却空気Jは、図27に示すように、冷却空気J1,J2に分かれ、当該冷却空気J1,J2は、冷却ユニット32に形成された吐出口327,328からそれぞれ吐出される。この際、筐体322内には、前述のように、CPU51及びGPU52の熱がそれぞれ伝導した放熱フィン3246,3245(ともに図19)が配置されており、送風部321から送風される冷却空気J1,J2により、放熱フィン3245,3246は、それぞれ冷却される。
一方、吐出口327は、前述のように、下部筐体22における当接部2265と第2底部2267との間に位置する。また、吐出口327の周囲に設けられたスポンジ3271は、下部筐体22の内面部226における当接部2265及び第2底部2267に当接し、下部筐体22の内面部226と冷却ユニット32の筐体322との隙間を封止している。このため、吐出口327から吐出される冷却空気J1は、図28に示すように、一部が排気口2222から漏れなく吐出され、残りが第1底部2266と第2底部2267との間を流通し、排気口2221から吐出される。
以上のような本実施形態の情報処理装置1によれば、以下の効果を奏することができる。
すなわち、外装筐体2内の空間は、制御ユニット31のサブフレーム6によって仕切られており、当該空間内には、サブフレーム6及び上部筐体21により形成される第1空間S1と、当該サブフレーム6及び下部筐体22により形成される第2空間S2とが形成されている。ここで、サブフレーム6、制御基板5及びメインフレーム4には、面2A側とは反対側の端部に、切欠67L,67B、切欠56L,56B及び切欠47A,47Bがそれぞれ形成されており、これら切欠67L,56L,47Aと、切欠67B,56B,47Bと、下部筐体22の側面部223との間には、隙間S3が形成されている。
このため、第1導入口としての吸気口2131を介して外装筐体2外から導入された冷却空気は、第1空間S1内を流通して電源ユニット34を冷却した後、当該隙間S3を介して、第2空間S2内に流通する。そして、この冷却空気は、第2空間S2内に配置されたHDDユニット38を冷却した後、冷却ユニット32により吸引される。そして、冷却ユニット32により吸引された空気は、放熱フィン3245,3246に向かって吐出され、当該放熱フィン3245を冷却した空気は、吐出口327から排気口2221,2222を介して、外装筐体2外部に排出される。
また、冷却対象である電源ユニット34を、第1空間S1における冷却空気の流路上に配置している。これによれば、情報処理装置1の駆動時に高温となりやすい電源ユニット34に冷却空気を確実に送風することができる。従って、当該電源ユニット34を確実に冷却することができる。
これによれば、電源ユニット34及びHDDユニット38に冷却ユニット32により直接空気を吐出する場合に比べ、空気の流通状態を良好とすることができる。また、流通する空気は、電源ユニット34及びHDDユニット38に沿って流れることとなるので、これら電源ユニット34及びHDDユニット38のそれぞれ全体を冷却することができるほか、当該流路上であれば、電源ユニット34及びHDDユニット38の配置位置を変更しても、これらを適切に冷却することができる。従って、電源ユニット34及びHDDユニット38の冷却効率の向上及び配置自由度の向上を図ることができ、これにより、情報処理装置1の設計自由度を向上することができる。
ここで、第1空間S1を流通した空気は、切欠67L,56L,47A及び切欠67B,56B,47Bにより形成される制御ユニット31と外装筐体2との隙間S3を介して第2空間S2に流入することとなり、当該隙間S3にて空気が集約されることとなる。このため、このような隙間S3の近傍に、電源ユニット34及びHDDユニット38を配置することにより、これら電源ユニット34及びHDDユニット38に確実に空気を送風することができるほか、当該空気の送風量を増加させることができる。従って、これら電源ユニット34及びHDDユニット38の冷却効率を一層向上することができる。
さらに、サブフレーム6、金属により形成されているので、電源ユニット34を支持するのに必要な強度を確保することができるほか、当該サブフレーム6は、金属製のメインフレーム4とともに制御基板5を挟持するので、情報処理装置1にEMI対策を施すことができる。
さらに、異なる2面に脚部2141,2231,22521が設けられていることにより、情報処理装置1の設置自由度をさらに向上することができる。
これによれば、冷却空気が正面側に排出されることがないので、情報処理装置1の正面側に使用者が位置する場合でも、当該使用者に熱を帯びた冷却空気を排出することを防ぐことができる。また、上方を向く面2Aに吸気口2131及び排気口2221,2222が形成されていることにより、吸気及び排気のための開口を外装筐体2に確実に形成することができる。
本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
Claims (11)
- 冷却対象と、当該冷却対象を冷却する冷却手段と、前記冷却対象及び前記冷却手段を内部に収納する筐体とを備えた電子機器であって、
前記冷却対象とは異なる他の冷却対象を備え、
前記筐体は、
当該筐体の一方の面にそれぞれ形成され、当該筐体の外部の空気を内部に導入する第1導入口、及び、当該筐体内部を冷却した空気を外部に排出する排気口と、
前記一方の面とは反対側に形成され、当該筐体の外部の空気を導入する第2導入口と、
当該筐体の外部の空気を導入する第3導入口と、を有し、
前記筐体内には、
当該筐体内における前記第1導入口が形成された側の第1空間と、前記排気口が形成された側の第2空間とを仕切る仕切部材と、
前記仕切部材に沿う回路基板と、が設けられ、
前記回路基板には、前記第2空間内に位置して所定の処理を実行する集積回路が実装され、
前記筐体における前記一方の面とは反対側の面と、前記仕切部材及び前記回路基板との間には隙間が形成され、
前記冷却対象は、前記第1空間内に配置され、
前記他の冷却対象及び前記冷却手段は、前記第2空間内に配置され、
前記第2導入口及び前記第3導入口は、前記筐体の外部と前記第2空間とを連通させ、
当該冷却手段は、
前記筐体内に導入した空気を吸気する吸気口と、
前記集積回路に当接する当接部と、
前記当接部を介して前記集積回路から伝導された熱を放熱する放熱部と、
前記吸気口から吸引した空気を前記放熱部に送風する送風部と、
前記送風部に送風された空気を、前記排気口に向かって吐出する吐出口と、を有し、
前記第1空間を流通した空気は、前記冷却手段により吸引されて、前記隙間を介して前記第2空間に流入し、
前記第2導入口から導入された空気は、前記冷却手段により吸引される過程で、前記冷却対象を冷却した空気と混合されて、前記他の冷却対象に送風され、
前記第3導入口から導入された空気は、前記冷却手段により吸引される過程で、前記他の冷却対象を介さずに前記集積回路及び前記当接部に送風され、前記他の冷却対象を冷却した空気と混合されて、前記吸気口に吸引されることを特徴とする電子機器。 - 請求項1に記載の電子機器において、
前記当接部は、板状を有し、前記冷却手段における前記吸気口が形成された面上に取り付けられていることを特徴とする電子機器。 - 請求項1または請求項2に記載の電子機器において、
前記冷却対象は、前記隙間近傍に配置されていることを特徴とする電子機器。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載の電子機器において、
前記冷却対象は、当該電子機器を構成する電子部品に電力を供給する電源装置であることを特徴とする電子機器。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載の電子機器において、
前記他の冷却対象は、前記隙間近傍に配置されていることを特徴とする電子機器。 - 請求項1から請求項5のいずれかに記載の電子機器において、
前記回路基板における前記仕切部材とは反対側には、当該仕切部材とともに前記回路基板を挟持するフレーム部材を備えることを特徴とする電子機器。 - 請求項1から請求項6のいずれかに記載の電子機器において、
前記筐体と前記冷却対象との間には、隙間を封止する封止部材が設けられていることを特徴とする電子機器。 - 請求項1から請求項7のいずれかに記載の電子機器において、
前記冷却手段の吐出口と、前記排気口とを接続する接続部材が設けられていることを特徴とする電子機器。 - 請求項1から請求項8のいずれかに記載の電子機器において、
前記筐体の互いに交差する2つの面には、所定の設置面に当接する脚部がそれぞれ設けられ、
前記第1導入口及び前記排気口が形成された前記一方の面は、前記2つの面とは異なる面であることを特徴とする電子機器。 - 請求項9に記載の電子機器において、
前記2つの面のうちいずれかの面に設けられた前記脚部を前記設置面に当接させて、当該電子機器を載置させた際に、前記第1導入口及び前記排気口が形成された前記一方の面は、上方に対向することを特徴とする電子機器。 - 請求項1から請求項10のいずれかに記載の電子機器において、
前記吸気口は、前記回路基板に対向する面に形成され、
前記冷却手段は、前記吸気口が形成された面とは異なる面に他の吸気口を有することを特徴とする電子機器。
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