JP4783845B2 - 電子機器 - Google Patents

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Description

この発明は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、CPUの周辺回路を搭載した半導体チップ(LSI、Large Scale Integration)が複数セット(組)になったチップセット(Chipset)、画像処理を担当するGPU(Graphics Processing Unit)などの発熱電子部品を冷却する冷却構造を備えた電子機器に関する。
電子機器、例えば、POS(Point of Sales)端末として用いられる電子機器では、その機器本体内に制御用のCPUを備えるが、このCPUは、消費電力および発熱量が増加する傾向にある。
そこで、従来においては、CPUを冷却ファンによって冷却するようにしている。
しかしながら、冷却ファンを用いた場合には、耐久性が悪く、騒音も大きくなるという問題があった。
そこで、近年においては、CPUで発生する熱をヒートパイプを用いて熱輸送することにより冷却するものが開発されている(例えば、特許文献1参照。)。
また、このヒートパイプを用いる電子機器には、その機器本体内に前面側から出入される引出部を設け、この引出部にCPUを搭載し、CPUを保守点検する場合等には、引出部を機器本体から引き出してCPUを外部に位置させ、その作業性を向上できるようにしている。
ところで、ヒートパイプはその一端部側を受熱ブロックを介してCPUに固定し、他端部側に放熱ブロックを設け、引出部が機器本体内に挿入されることにより、放熱ブロックを機器本体の背面側を構成する例えばアルミニューム合金製の受熱プレート(受熱面部)に圧接させている。これにより、CPUで発生した熱をヒートパイプの一端部側から他端部側に向かって熱輸送し、さらにこの熱を放熱ブロック及び受熱プレートを介して外部へと放熱してCPUを冷却している。
しかしながら、上記した受熱ブロック、ヒートパイプ、放熱ブロック、及び受熱プレートなどは、加工上のバラツキ(例えば、2mm程度)があるため、組立時に引出部を機器本体内に挿入して放熱ブロックを機器本体の受熱プレートに圧接させようとしても接触圧にバラツキが生じていた。
このため、放熱ブロックを機器本体の受熱プレートに適切な圧力で圧接させることができず、十分な冷却効果を得ることができないという問題があった。
本発明は、上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、部品の加工上のバラツキを吸収して放熱ブロックを機器本体の受熱面部に適切な圧力で圧接させて十分な冷却効果を得ることができるようにした電子機器を提供することにある。
上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は、機器本体と、この機器本体に出入自在に挿入される引出部と、この引出部に設けられた発熱電子部品と、この発熱電子部品に重ね合わされた受熱ブロック、及びこの受熱ブロックに一端部側が固定されたパイプ部、さらにこのパイプ部の他端部側に固定され前記引出部の挿入端部側に位置する放熱ブロックを有して構成されるヒートパイプと、このヒートパイプの受熱ブロックを移動自在に支持する支持手段と、前記機器本体の一部を構成し、前記引出部が前記機器本体内に挿入されるのに基づいて前記ヒートパイプの放熱ブロックを圧接させる受熱面部とを具備し、前記ヒートパイプの放熱ブロックが前記機器本体の受熱面部に圧接されるのに基づいて前記受熱ブロックを移動させ、この移動後、前記引出部及び前記放熱ブロックを前記機器本体に固定保持することを特徴とする。
本発によれば、部品の加工上のバラツキを吸収してヒートパイプの放熱ブロックを機器本体の放熱面部に適切な圧力で圧接させることができ、十分な冷却効果を得ることができる。
本発明の一実施の形態である電子機器を示す斜視図。 図1の電子機器を一部分解して示す斜視図。 図1の機器本体の内部構成を示す図。 図3の機器本体内に挿入される引出部を示す斜視図。 図4中A−A線に沿って示す断面図。 図4中B−B線に沿って示す断面図。 図4中C−C線に沿って示す断面図。 図3の機器本体のボトムカバーの受熱プレートにヒートポンプの放熱ブロックが圧接された状態を拡大して示す斜視図。
以下、この発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は、例えば、POS端末として用いられる電子機器を示す斜視図で、図2はその分解斜視図、図3はその内部構成図である。
電子機器は機器本体1を備え、この機器本体1の上面部にはタッチパネル付ディスプレー2が設けられている。
機器本体1は、図2に示すようにその前面側が前面カバー5によって開閉され、後部側が後部カバー6によって開閉されるようになっている。
また、機器本体1内には図3に示すようにその前面側から引出部8が出入自在に挿入されている。
図4は引出部8を示す斜視図で、図5は図4中A−A線に沿って示す断面図、図6は図4中B−B線に沿って示す断面図、図7は図4中C−C線に沿って示す断面図である。
引出部8の上面部にはマザーボード9が設けられ、このマザーボード9上には発熱電子部品としてのCPU12が搭載されている。CPU12の上面部にはヒートパイプ15のアルミニューム合金製の受熱ブロック13が重ね合わされ、CPU12から発生する熱が受熱ブロック13によって受熱されるようになっている。
受熱ブロック13の上面部側には2本のパイプ部17a,17bの一端部側が固定的に接続され、他端部側は引出部8の挿入方向に沿って延出されている。このパイプ部17a,17bの延出側の先端部は略90度折曲され、この折曲部にはアルミニューム合金製の放熱ブロック16が接続されている。この放熱ブロック16は、図3乃至図5に示すように、引出部8の挿入側の端部から挿入方向に突出された状態となっている。
ところで、上記したヒートパイプ15の受熱ブロック13は、図4及び図5に矢印で示すように、支持機構11によって前後方向、即ち、引出部8の出入方向に沿ってスライド自在に支持されている。
支持機構11は受熱ブロック13の前面部と後面部との間に隙間Sを存して対向する規制壁11a、11bを有し、隙間S分だけ受熱ブロック13をその前後方向にスライド移動できるようになっている。
また、支持機構11には受熱ブロック13をCPU12に向かって弾性的に押圧保持するバネ材14が設けられている。
さらに、支持機構11には図6に示すように受熱ブロック13の移動方向に沿う両側面部の上半分側を弾性的に押圧保持する保持部としての第1の弾性保持バネ18が設けられ、また、図7に示すように、受熱ブロック13の両側面部の下半分側を弾性的に押圧保持する保持手段としての第2の弾性保持バネ19が設けられている。
受熱ブロック13はその前後方向の力を受けることにより、第1の弾性保持バネ18および第2の弾性保持バネ19の保持力に抗して上記した隙間S分だけ前後方向にスライド移動できるようになっている。
なお、第1の弾性保持バネ18の上端部には爪部18aが形成され、この爪部18aは受熱ブロック13の上面角部に係止されている。これにより、CPU12が上方へ飛び出すことが規制されるようになっている。
一方、上記した引出部8の挿入方向に位置する機器本体1の背面側は図2、図3、図8に示すように、アルミニューム合金製の受熱プレート(受熱面部)21aによって構成されている。この受熱プレート21aは、機器本体1の内底部を構成するボトムカバー21に一体的に形成されている。
従って、引出部8が機器本体1内に挿入されると、引出部8とともにその挿入方向にCPU12、受熱ブロック13、パイプ部17a,17b、放熱ブロック16が一体的に移動し、引出部8の挿入側の端部から突出する放熱ブロック16が機器本体1の背面側の受熱プレート21aに圧接されるようになっている。
CPU12で発生した熱は受熱ブロック13、パイプ部17a,17bを介してその一端部側から他端部側へ熱輸送されたのち、放熱ブロック16とこの放熱ブロック16が圧接するボトムカバー21の受熱プレート21aを介して外部へと放出され、CPU12が冷却されるようになっている。
次に、上記した電子機器の組立動作について説明する。
まず、図2に示す状態から機器本体1内へ引出部8を挿入する。この挿入により、図3、図8に示すように引出部8の挿入端部側に位置する放熱ブロック16が機器本体1のボトムカバー21の受熱プレート21aに圧接すると、その反力がパイプ部17a、17bを介して受熱ブロック13に伝達され、受熱ブロック13は第1及び第2の保持バネ18,19の保持力に抗して反挿入方向にスライド移動される。この受熱ブロック13のスライド移動により、受熱ブロック13、パイプ部17a、17b、放熱ブロック16、及び受熱プレート21aなどの加工上のバラツキが吸収され、ヒートパイプ15の放熱ブロック16がボトムカバー21の受熱プレート21aに適切な圧力で圧接されることになる。
なお、ヒートパイプ15の受熱ブロック13を単に固定的に設けた場合には、受熱ブロック13、パイプ部17a、17b、放熱ブロック16、及び受熱プレート21aなどの加工上のバラツキの影響を受けてボトムカバー21の受熱プレート21aに対するヒートパイプ15の放熱ブロック16の圧接力にバラツキが生じ、良好な冷却効果が得られなくなる虞がある。
このように引出部8を機器本体1内に挿入してヒートパイプ15の放熱ブロック16をボトムカバー21の受熱プレート21aに圧接させたのちは、引出部8の前面側をネジ(図示しない)によって機器本体1に固定するとともに、固定部材としての固定金具22によって放熱ブロック16を機器本体1の背面側に固定する。こののち、前面カバー5を機器本体1に取り付けてその開口部を閉塞するとともに、後部カバー6を機器本体1に取り付けて組み立てを終える。
なお、CPU12の保守点検などを行なう場合には、前面カバー5を取り外したのち、引出部8のネジを外して引出部8を引き出し、CPU12を外部に位置させてその作業を行なう。
上記したように、この実施の形態によれば、ヒートパイプ15の放熱ブロック16を引出部8の出入方向に沿って移動自在に支持し、引出部8が機器本体1内に挿入されてヒートパイプ15の放熱ブロック16が機器本体1のボトムカバー21の受熱プレート21aに圧接されるのに基づいて放熱ブロック16を引出部8の反挿入方向にスライド移動させるため、受熱ブロック13、パイプ部17a、17b、放熱ブロック16、及び受熱プレート21aなどの加工上のバラツキを吸収できる。
従って、放熱ブロック16をボトムカバー21の受熱プレート21aに対し適切な圧力で圧接することができ、CPU12を良好に冷却することができる。
なお、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。
1…機器本体、8…引出部、11…支持手段、11a,11b…規制壁、12…CPU(発熱電子部品)、13…受熱ブロック、14…バネ材、16…放熱ブロック、15…ヒートパイプ、17a,17b…パイプ部、18…第1の弾性保持バネ(保持部)、19…第2の弾性保持バネ(保持部)、21a…受熱プレート(受熱面部)、22…固定金具(固定部材)。
実開平05−52560号公報

Claims (6)

  1. 機器本体と、
    この機器本体に出入自在に挿入される引出部と、
    この引出部に設けられた発熱電子部品と、
    この発熱電子部品に重ね合わされる受熱ブロック、及びこの受熱ブロックに一端部側が固定されるパイプ部、さらにこのパイプ部の他端部側に固定され前記引出部の挿入端部側に位置する放熱ブロックを有して構成されるヒートパイプと、
    このヒートパイプの受熱ブロックを移動自在に支持する支持手段と、
    前記機器本体の一部を構成し、前記引出部が前記機器本体内に挿入されるのに基づいて前記ヒートパイプの放熱ブロックを圧接させる受熱面部と
    を具備し、
    前記ヒートパイプの放熱ブロックが前記機器本体の受熱面部に圧接されるのに基づいて前記受熱ブロックを移動させ、
    この移動後、前記引出部及び前記放熱ブロックを前記機器本体に固定保持することを特徴とする電子機器。
  2. 前記支持手段は前記受熱ブロックを前記引出部の挿入方向に沿って移動自在に支持し、前記受熱ブロックの移動量を所定量に規制する規制壁を有したことを特徴とする請求項1記載の電子機器。
  3. 前記支持手段に設けられ、前記受熱ブロックの移動方向に沿う両側面部を弾性的に押圧保持する保持部を有したことを特徴とする請求項1記載の電子機器。
  4. 前記支持手段に設けられ、前記受熱ブロックを前記発熱電子部品に弾性的に押圧保持するバネ材を有したことを特徴とする請求項1記載の電子機器。
  5. 前記発熱電子部品は、制御用のCPUであることを特徴とする請求項1記載の電子機器。
  6. 前記機器本体の受熱面部はアルミニューム合金製の受熱プレートによって構成されたことを特徴とする請求項1記載の電子機器。
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